JPH06111771A - メタルハライドランプおよびそれを用いたプロジェクタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、ランプの色温度の低下を誘発するこ
となしに、発光管の失透を防止できるメタルハライドラ
ンプおよびそれを用いたプロジェクタ装置を提供するこ
とを目的とする。 【構成】本発明のメタルハライドランプ１は発光管２０
内に金属ハロゲン化物と、希ガスとを封入したものであ
って、この金属ハロゲン化物は、少なくとも希土類金属
ハロゲン化物とハロゲン化錫との混合物であり、希土類
金属ハロゲン化物とハロゲン化錫の封入モル比は、１：
０．３乃至１：１なる関係を有することを特徴とするも
のである。 【効果】本発明によれば、錫のハロゲン化物の封入量を
適正化したため、ランプの色温度の低下を誘発すること
なしに、発光管の失透を防止できるメタルハライドラン
プおよびそれを用いることにより、スクリーン照度の低
下を低減できるプロジェクタ装置を提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラー液晶プロジェク
タ装置などの光源として有効なメタルハライドランプ、
および、それを用いたプロジェクタ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近実用に供されているカラー液晶プロ
ジェクタ装置の基本的原理は、図２に示すとおりであ
り、光源１と、この光源から放射された光を反射するレ
フレクタ２と、この反射光を集光する集光レンズ３を備
えているものである。

【０００３】この集光レンズ３から投光された光は、青
色光を反射するダイクロイックミラー（波長選択性反射
鏡）４により青色光が反射され、ミラー５で反射されて
液晶パネル６を照射し、この液晶パネル６の画像を青色
に着色してダイクロイックミラー７，８および投影レン
ズ９を介してスクリーン１０に投影させる。

【０００４】また、集光レンズ３から投光された光のう
ち、赤色および緑色の光は、青色光を反射するダイクロ
イックミラー４を透過し、そのうちの赤色光はダイクロ
イックミラー１１で反射されて、液晶パネル１２を照射
し、この液晶パネル１２の画像を赤色に着色してダイク
ロイックミラー８および投影レンズ９を介してスクリー
ン１０に投影する。

【０００５】さらに、上記赤色光を反射するダイクロイ
ックミラー１１を透過した緑色光は、液晶パネル１３を
照射し、この液晶パネル１３の画像を緑色に着色して、
この緑色画像をミラー１４およびダイクロイックミラー
８で反射して投影レンズ９を介してスクリーン１０に投
影する。

【０００６】したがって、３個の液晶パネル６，１２，
１３の画像を調整することによりスクリーン上には３原
色の画像が重ねて投影され、カラーの画像が写しだされ
ることになるものである。

【０００７】このように構成されたカラー液晶プロジェ
クタ装置の光源としては、光出力が大きくて、発光効率
が高く、演色性にも優れ、かつ寿命特性も良好なメタル
ハライドランプが使用されている。

【０００８】このメタルハライドランプは、図１に示す
とおり、石英ガラス等からなる発光管２０に一対の電極
２１，２１を封装し、これら電極２１，２１を金属箔導
体２２，２２を介して外部リード線２３，２３に接続し
てある。図示のメタルハライドランプは両端封止形をな
しており、発光管２０の軸方向両端に封止部２４，２４
を形成してあり、これら封止部２４，２４に上記金属箔
導体２２，２２を封着してあり、かつこれら封止部２
４，２４に上記外部リード線２３，２３と接続された口
金２５，２５を取着してある。

【０００９】上記発光管２０には、緩衝金属としての水
銀が封入されていると共に、発光金属として金属ハロゲ
ン化物が封入されており、かつアルゴン等の希ガスが封
入されている。

【００１０】金属ハロゲン化物としては、ナトリウムＮ
ａやリチウムＬｉに代表されるアルカリ金属のハロゲン
化物が知られているが、スカンジウムＳｃ、ジスプロシ
ウムＤｙ、ホルミウムＨｏ、ツリウムＴｍ等の希土類金
属ハロゲン化物を用いると発光効率が一層向上するとと
もに、色温度が高くなり相関色温度を５０００Ｋ以上に
することができる利点がある。

【００１１】しかし、希土類金属ハロゲン化物は点灯中
に高温の石英ガラスと反応して発光管２０を失透させる
場合がある。

【００１２】つまり、例えばＳｃＩ3 を用いた場合、点
灯中に過剰となっている遊離ＳｃＩ3 が発光管の石英
（ＳｉＯ2 ）と反応して、ＳｉＩ4 とＳｃＯ2 を生成
し、よってバルブの失透が生じるものである。

【００１３】また、このＳｉＩ4 は電極の先端に付着し
てタングステンＷとケイ素Ｓｉとの低融点合金を作り、
この合金が発光管の管璧に付着して黒化を発生させる芸
因となる。このような失透および黒化は、ランプの光束
を低下させるので、輝度が落ち、このため反射鏡２の集
光率が低下し、スクリーンの照度が低下する不具合を招
く。

【００１４】このような不具合を改善するために、本出
願人は、特願平１−２８０３９号において、希土類金属
のハロゲン化物に加えて錫のハロゲン化物、例えばＳｎ
Ｉ2を添加封入することにより、失透を大幅に低減する
ことを提案した。

【００１５】しかしながら、錫のハロゲン化物の封入量
が適正でないと、失透防止の作用が乏しいことがあり、
またハロゲン化錫の発光の増大に伴いランプの色温度の
低下を誘発することが判ってきた。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、ハ
ロゲン化錫を封入した場合にも、ランプの色温度の低下
を誘発することなしに、発光管の失透を防止できるメタ
ルハライドランプおよびそれを用いたプロジェクタ装置
を提供することを目的とする。

【００１７】［発明の構成］

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本請求項１記載のメタルハライドランプは、発光管
内に一対の電極を対設し、この発光管内に金属ハロゲン
化物と、希ガスとを封入したものであって、この金属ハ
ロゲン化物は、少なくとも希土類金属ハロゲン化物とハ
ロゲン化錫との混合物であり、上記希土類金属ハロゲン
化物とハロゲン化錫の封入モル比は、１：０．３乃至
１：１なる関係を有することを特徴とするものである。

【００１９】また、本請求項２記載のプロジェクタ装置
は、発光管内に一対の電極を対設し、この発光管内に金
属ハロゲン化物と、希ガスとが封入されたメタルハライ
ドランプを光源としたものであって、このメタルハライ
ドランプに封入された金属ハロゲン化物は、少なくとも
希土類金属ハロゲン化物とハロゲン化錫との混合物であ
り、上記希土類金属ハロゲン化物とハロゲン化錫の封入
モル比は、１：０．３乃至１：１なる関係を有すること
を特徴とするものである。

【００２０】

【作用】本請求項記載の発明によれば、錫のハロゲン化
物の封入量を適正化したため、ランプの色温度の低下を
誘発することなしに、発光管の失透を防止できるメタル
ハライドランプおよびそれを用いることにより、スクリ
ーン照度の低下を低減できるプロジェクタ装置を提供で
きる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明について、先に説明した図面ら
図３の特性図を用いて、本発明に係る実施例を説明す
る。

【００２２】プロジェクタ装置の全体構造は、図２に示
したとおりであり、またその光源として仕様されるメタ
ルハライドランプ構造は図１に示されるとおりである。

【００２３】同図に示すように、本実施例のメタルハラ
イドランプ１は、例えば発光管２０の内容積が約１ccに
形成されたランプ電力２５０Ｗ、ランプ電圧８５Ｖ、ラ
ンプ電流２．９４Ａのものであり、その発光管２０に封
装された電極２１，２１は、それぞれ電極軸２６と、電
極コイル部２７とで構成されている。

【００２４】ここで、電極軸２６は、線径０．７mmのタ
ングステンで形成され、またその先端部に取着された電
極コイル部２７は線径０．５mmのタングステン線を４〜
５回巻回されて形成されている。

【００２５】これら電極１１，１１の先端間距離、すな
わち電極間距離ｌは４〜１０mmに設定されている。

【００２６】また、この発光管１０内には、緩衝金属と
しての水銀と、金属ハロゲン化物、およびアルゴンなど
の希ガスが所定量封入されている。

【００２７】本実施例の場合、金属ハロゲン化物は、よ
う素と臭素のハロゲンに、ジスプロシウムＤｙ，錫Ｓ
ｎ，インジウムＩｎ，タリウムＴｌ，セシウムＣｓが封
入され、したがって、発光管１０内には、ＤｙＩ3 ，Ｄ
ｙＢｒ3 ，ＳｎＩ2 ，ＩｎＢｒ，ＩｎＩ，ＴｌＢｒ，Ｔ
ｌＩ，ＣｓＢｒ，ＣｓＩが封入されているものである。

【００２８】ここで、上記金属ハロゲン化物の内、希土
類金属ハロゲン化物とハロゲン化錫の封入モル比は、例
えば１：０．７となるように封入されており、発光管の
単位体積当りの希土類金属ハロゲン化物の封入量は、例
えば３×１０-6 molとなっている。

【００２９】このような構成のメタルハライドランプ
は、開口径が９０〜１３０mmのガラス構体の内面に、反
射性の優れたＴｉＯ2 −ＳｉＯ2 などの薄膜金属酸化物
を蒸着して形成された回転２次曲面からなるレフレクタ
２の略中心軸上に、その一方の封止部２４が挿入された
状態で口金２５が装着されて固定されている。

【００３０】そして、前述の図２の説明のように、メタ
ルハライドランプ１から放射された光は、レフレクタ２
により反射されて、集光レンズ３を介して、各々のダイ
クロイックミラー（波長選択性反射鏡）により分光反射
され、またそれぞれ分光された光に対応した液晶パネル
を透過する。

【００３１】そして、各々の光は、ミラーにより反射さ
れた後、投影レンズにより集光されてスクリーンに照射
される。

【００３２】以上のように構成されたプロジェクタ装置
について、スクリーン上の放射光の色温度を測定したと
ころ、相関色温度が６０００Ｋ、また、このメタルハラ
イドランプのランプ効率は８０lm/Wと良好な特性が得ら
れた。

【００３３】また、本発明者らは、希土類金属ハロゲン
化物とハロゲン化錫の封入モル比を変化させたメタルハ
ライドランプを種々作製して、プロジェクタ装置に組込
んで試験したところ、ハロゲン化錫の封入量が希土類金
属ハロゲン化物の封入量に比べて相対的に大きくなる
と、ランプの色温度が低下したり、色むらが発生する傾
向が見られ、ハロゲン化錫を希土類金属ハロゲン化物に
対して封入モル比で１を越えて封入した場合には、相関
色温度が５０００Ｋを下回り、実用的なプロジェクタ装
置の色再現性が得られないことを確認した。これは、ハ
ロゲン化錫の封入量が相対的に大きくなった場合には、
ハロゲン化錫による発光が顕著となるため、長波長側の
スペクトルが増大することに起因するものと推察され
る。

【００３４】また、スクリーンの照度の低下について、
実験したところ、図３に示すとおりの結果が得られた。
すなわち、同図に示すように、ハロゲン化錫の封入量を
希土類金属ハロゲン化物の封入量に対して少なくしてい
くと、時間経過と共にその照度の低下が増大するもので
あり、実用に供するためには、１０００時間経過後の照
度は初期の８０％以上を維持する必要があることから、
ハロゲン化錫を希土類金属ハロゲン化物に対してモル比
で０．３以上にしなければならないことが判明した。こ
れは、ハロゲン化錫の封入量が少ないときには、点灯中
に石英との反応性の大きな希土類金属ハロゲン化物の遊
離割合が大きいため、照度の低下が著しいものと考えら
れるものである。

【００３５】したがって、以上のとおり、ランプの色温
度の低下を誘発することなしに、スクリーンの照度低
下、換言すれば発光管の失透を防止するためには、メタ
ルハライドランプに封入する希土類金属ハロゲン化物と
ハロゲン化錫との封入モル比を１：０．３〜１：１にし
なければならないものである。

【００３６】なお、以上の実施例においては、メタルハ
ライドランプに臭化インジウムおよび臭化タリウムを封
入しているため、水銀の共鳴線に近似した５８０nm付近
の発光強度が弱くなる一方、インジウムとタリウムの発
光スペクトル（４５０nmと５７０nm）の強度が増加する
ため、これら光を分光するダイクロイックミラーの波長
選択性と合致し、プロジェクタ装置の色再現性を良くす
ることができるという利点もある。

【００３７】ここで、上記のようにインジウム、タリウ
ムやリチウムを添加封入する場合には、それら金属のハ
ロゲン化物の合計の封入量は、希土類金属ハロゲン化物
の封入量に対して、モル比で１：０．５〜１：２にする
ことが色再現性の観点から好ましいことを確認してい
る。

【００３８】

【発明の効果】本請求項記載の発明によれば、錫のハロ
ゲン化物の封入量を適正化したため、ランプの色温度の
低下を誘発することなしに、発光管の失透を防止できる
メタルハライドランプおよびそれを用いることにより、
スクリーン照度の低下を低減できるプロジェクタ装置を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】レフレクタに組込まれたメタルハライドランプ
を示す概略図。

【図２】カラー液晶プロジェクタ装置の概念図

【図３】スクリーン照度の低下を示す特性図。

【符号の説明】

１・・・メタルハライドランプ ２・・・レフ
レクタ ４，７，８，１１・・・ダイクロイックミラー ６，１２，１３・・・・液晶パネル １０・・・スク
リーン ２０・・・発光管 ２１・・・電極 ２２
・・・金属箔導体 ２３・・・外部リード線 ２４・・・封止部 ２５
・・・口金 ２６・・・電極軸 ２７・・・電極コイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中以知郎 東京都港区三田一丁目４番28号 東芝ライ テック株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発光管内に一対の電極を対設し、この発光
   管内に金属ハロゲン化物と、希ガスとを封入したメタル
   ハライドランプであって、 上記金属ハロゲン化物は、少なくとも希土類金属ハロゲ
   ン化物とハロゲン化錫との混合物であり、上記希土類金
   属ハロゲン化物とハロゲン化錫の封入モル比は、１：
   ０．３乃至１：１なる関係を有することを特徴とするメ
   タルハライドランプ。
2. 【請求項２】発光管内に一対の電極を対設し、この発光
   管内に金属ハロゲン化物と、希ガスとが封入されたメタ
   ルハライドランプを光源としたプロジェクタ装置であっ
   て、 前記メタルハライドランプに封入された上記金属ハロゲ
   ン化物は、少なくとも希土類金属ハロゲン化物とハロゲ
   ン化錫との混合物であり、上記希土類金属ハロゲン化物
   とハロゲン化錫の封入モル比は、１：０．３乃至１：１
   なる関係を有することを特徴とするプロジェクタ装置。