JPH07320690A

JPH07320690A - メタルハライドランプ装置

Info

Publication number: JPH07320690A
Application number: JP6132409A
Authority: JP
Inventors: Tsugi Urushibara; 嗣漆原
Original assignee: Iwasaki Electric Co Ltd
Current assignee: Iwasaki Electric Co Ltd
Priority date: 1994-05-24
Filing date: 1994-05-24
Publication date: 1995-12-08

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】液晶プロジェクターにおける投影面でのラン
プ構成部材による陰影、あるいはアークのホットスポッ
トによる強い明度を緩和して、色むら及び照度むらをな
くすことにより、光学特性が優れたメタルハライドラン
プ装置を提供する。【構成】発光管１と碗状反射鏡とを組み合わせ、該発
光管は両端に電極２を封着し電極間距離が５ｍｍ以下で
内部に水銀、希ガスと共に金属ハロゲン化物を封入し壁
面負荷が４０Ｗ／ｃｍ以上であり、前記反射鏡の光軸上
に配置して構成してなり、前記発光管の排気管チップオ
フ部５及びガラス肉厚部が反射鏡の開口部側に位置し、
かつ前記チップオフによる肉厚部の先端は発光管の最大
径より小さく形成し、このチップオフ部より出射された
光が反射鏡の前面に配置した光学系のアパーチャに直接
入射しないように形成して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、外管を設けずに発光管
のみで用いられる主として映像用機器、又は光学用機器
の光源であるメタルハライドランプ装置に関し、特にそ
の発光管形状の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、外管を用いずに発光管のみで使用
されるショートアークメタルハライドランプは、オーバ
ーヘッドプロジェクタ（ＯＨＰ）や映写機、液晶プロジ
ェクタなどに使用されている。このショートアークメタ
ルハライドランプはその用途などから反射鏡を併用し光
を制御して使用される。この場合、より点光源に近似す
る方が反射鏡による光の制御がしやすいため両端の電極
間距離は５ｍｍ以下がその主流である。

【０００３】また、このランプは上記用途から投影する
スクリーン上の照度、色むら等が少ないことが要求され
る。このために発光管に種々の工夫がなされている。一
つとして、発光管の外表面をフロスト加工して、光を拡
散することにより電極間アークのホットスポットによる
明度を緩和したり、発光管構成部材等の陰影をなくして
いる。

【０００４】又、発光管内の排気、封入のために発光管
の外表面に形成している排気管チップオフ部のスクリー
ン上の陰影をなくすため、該チップオフ部を扁平に潰す
ようにしている。図２は従来例であり、２１は石英ガラ
ス製発光管風袋でほぼ球状である。２２は発光管の両端
の封止部において、モリブデン箔２３を接続して取り付
けられた電極である。２４はモリブデン箔２３に接続さ
れたモリブデン製外部リード線で、２５は排気管チップ
オフ部である。発光管内には発光金属として沃化ディス
プロシウム、沃化ネオジウム、沃化セシウムを封入して
あり、バッファガスとして所定量の水銀、始動補助ガス
としてのアルゴンが封入してある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、発光管
をフロスト加工する場合、反射鏡による光の有効利用率
が低下し、それに伴いスクリーン照度の低下が生じるこ
ととなる。又、排気管チップオフ部を圧潰する場合、投
影スクリーン上での色むら、照度むらを完全になくすこ
とはできないという問題がある。

【０００６】本発明は前記に鑑みてなされたもので、外
管を用いずに発光管のみで使用するプロジェクタ用メタ
ルハライドランプ装置における投影面でのランプ構成部
材による陰影、あるいはアークのホットスポットによる
強い明度を緩和して、色むら及び照度むらをなくすこと
により、光学特性が優れたメタルハライドランプ装置を
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、外管を設けな
い発光管と碗状反射鏡とを組み合わせて構成し該発光管
は両端に少なくとも主電極を封着しその電極間距離が５
ｍｍ以下で内部に水銀、希ガスと共に金属ハロゲン化物
を封入しかつ壁面負荷が４０Ｗ／ｃｍ²以上であり、前
記反射鏡に光軸上に配置して構成する両口形ショートア
ークメタルハライドランプ装置において、前記発光管の
排気管チップオフ部及びチップオフによるガラス肉厚部
が前記碗状反射鏡開口部側に位置しかつこのチップオフ
部より出射された光が反射鏡を介して該反射鏡の前面に
配置した光学系のアパーチャに直接入射することがない
ように反射鏡開口部側にずれるように形成することを特
徴とする。又、前記排気管のチップオフによるガラス肉
厚部の先端は発光管最大径より小さく形成し、最大径よ
りはみでることがないように形成してなる。更に、前記
反射鏡の開口部側の発光管の外表面に塗布する保温膜は
少なくともチップオフ部を含むように塗布してなる。そ
して、前記発光管と組み合わせて使用する碗状反射鏡は
球面、回転楕円面、回転放物面形状である。

【０００８】

【作用】前記構成により、排気管チップオフ部が反射鏡
開口部側に位置し、かつチップオフ部より出射された光
が直接アパーチャに入射することがないように反射鏡開
口部側にずれているので、スクリーン上に陰影等が生じ
ず、色むら等がない。又、排気管チップオフ部のガラス
肉厚部は発光管最大径より小さく形成されているので、
投影スクリーン特性の向上が図れる。更に、排気管チッ
プオフ部が発光管最冷部等に位置した場合でも保温膜を
少なくともチップオフ部まで塗布することにより、ラン
プの発光特性の大幅な低下が生じない。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づき説明す
る。図１はメタルハライドランプの側面図であり、１は
石英ガラス製発光管風袋でほぼ球状をなしており最大内
径は９mm 、最大外径は１１mm 、内容積約０．５ccであ
る。２は発光管風袋１の両端の封止部においてモリブデ
ン箔３を接続して取り付けられた電極であり、電極２，
２間の距離は通常５mmに設定されている。４はモリブデ
ン箔３に接続されたモリブデン製の外部リード線、５は
排気管チップオフ部である。又、発光管内には発光金属
としての沃化ディスプロシウム、沃化ネオジウム及び沃
化セシウムが封入してあり、バッファガスとして所定量
の水銀及び始動補助ガスとして２００torrのアルゴンが
封入してある。そして、この発光管は外管なしで壁面負
荷が約５９Ｗ／cm²のランプとして構成し、専用電子安
定器を用いて管入力１５０Ｗで交流点灯される。又、こ
のランプには反射面に可視光反射、紫外及び赤外透過の
特性を有する反射膜が蒸着され、焦点間距離ｆ＝１３m
m、開口径１００mmの回転放物面の反射鏡が、その前面
に対角３インチのアパーチャ及び所定の光学系を介して
液晶プロジェクターを構成し、投影された光が所定のス
クリーン特性になるようセットされる。

【００１０】次に、実験例について説明する。まず、従
来の図２に示す排気管チップオフ部２５を発光管最大径
部（発光管中心）に位置したランプ（ランプＮｏ.１）
と、図３に示す排気管チップオフ部を回転放物面反射鏡
の開口部側（図面上右側）に発光管最大径部より１mmず
らしたランプ（ランプＮｏ.２）、図４に示す同様に２m
mずらしたランプ（ランプＮｏ.３）及び図５に示す同様
に３mmずらしたランプ（ランプＮｏ.４）を作製し、封
入金属ハロゲン化物の種類、量、及び保温膜塗布面積を
一定としたランプを作成した。なお、保温膜の厚さはほ
ぼ同一とし、片側のみ（各図面上右側）塗布している。

【００１１】そして、前記各ランプを特定の光学系を用
いて４０インチスクリーンに投影し、スクリーンを９等
分した中心の照度の平均（平均照度）を一定にした場合
の色むら、照度むらを、９等分した中心の照度の最小値
／最大値（照度比）を一定とした場合の平均照度及び色
むらをそれぞれのランプについて比較した。その結果を
表１及び表２に示す。なお、色むらとはスクリーン上、
中心色度と各測定点との色度差の最大値をいう。

【００１２】

【表１】

【００１３】

【表２】

【００１４】表１及び表２から明らかなように、従来例
ではチップオフ部が投影スクリーンのある部分に影とし
て（照度の低い点）現れる結果、平均照度を一定にした
場合、その照度比が低下する。又、照度比を一定にした
場合、スクリーン上で影になる部分に合わせて全体の照
度を低下させなければ照度比が稼げないため平均照度は
低い値となる。このことは、排気管チップオフ部を１mm
ずらしたランプ及び２mmずらしたランプでもスクリーン
上に影として現れる部分は少なくなるが、完全に影を消
し去ることはできないためスクリーン特性の低下を招く
こととなる。

【００１５】一方、排気管チップオフ部を３mmずらした
ランプでは、チップオフ部から出射された光が反射鏡で
反射されてもアパーチャで遮光されるため投影スクリー
ン上には影としては現れない。このためスクリーン特性
の低下が生じることなく良好な特性が得らる。なお、ス
クリーン上の色むらについても投影スクリーン上に現れ
る影が色差を大きくして特性の低下を招くことが結果か
ら伺える。

【００１６】次に、第２の実験例について説明する。前
記実験１に使用した排気管チップオフ部を３mmずらした
ランプ（ランプＮｏ.４）と同様の仕様のランプを用意
し、チップオフ部のガラス肉厚部の大きさ（高さ）変え
て、実験１と同様なスクリーン特性の比較実験を行なっ
た。ガラス肉厚部の大きさを図１，５及び図６、図７に
示すような形状とし、３種のランプを作成した。（ａ）１mm（図１，５、ランプＮｏ.４）（ｂ）２mm（図６、ランプＮｏ.５）（ｃ）３mm（図７、ランプＮｏ.６）その結果を表３及び表４に示す。

【００１７】

【表３】

【００１８】

【表４】

【００１９】表３及び表４から明らかなように、チップ
オフの肉厚部の大きさを変えてスクリーン特性を比較す
ると肉厚が大きくなる（発光管軸に垂直な方向の高さが
大きくなる）従い特性が低下することがわかる。これ
は、肉厚部が発光管最大径より大きくなり最大径よりは
み出して反射鏡からの出射光の妨げになり投影スクリー
ン上には薄い影として現れるためである。又、チップ部
が厚くなったためにチップオフ部からの出射光がより屈
折され迷光となりスクリーン特性低下の原因ともなって
いる。

【００２０】更に、第３の実験例について説明する。発
光管サイズを変え最大径１１mm、発光部全長１３mmの楕
円形の発光管を使用し電極間距離を３mmとしたランプを
作成し、スクリーン特性の良好なチップオフ部の位置を
求めたところ、図８に示すように発光管の電極コイルの
裏側となってしまった。このコイルの裏側はもともと発
光管の最冷部になりやすい部位であり、ここにチップオ
フ部を形成すると、発光管の発光特性の低下が生じるこ
ととなる。そこで、このランプを用いて最冷部をなくす
ために発光管外表面に保温膜を塗布し、その最適な塗布
範囲を求めることとした。保温膜の塗布範囲を次の通り
とした。（ａ）保温膜塗布なし。（図８、ランプＮｏ.７）（ｂ）保温膜塗布量はチップオフ部の半分まで。（図
９、ランプＮｏ.８）（ｃ）保温膜塗布量はチップ部オフ部の全体まで。（図
１０、ランプＮｏ.９）ただし、保温膜の厚さ、封入金属ハロゲン化物の種類及
び量は同一とした。そして、この評価方法は発光管単体
での分光分布図より５４６nmの水銀ピークに対するバッ
クグラウンド比で行った。その結果を表５に示す。

【００２１】

【表５】

【００２２】表５から明らかなように、保温膜を塗布し
ないランプは最冷部の温度支配が強く、結果として水銀
ピークが高くなり、バックグラウンドの上がらない分光
分布の悪い発光特性となる。又、保温膜をチップオフ部
中心より半分以上塗布することにより、水銀ピークが下
がり、バックグラウンドが上がり分光分布が良好なラン
プとなる。

【００２３】以上、各実験結果及び表１〜５で明らかな
ように、排気管チップオフ部及びチップオフによるガラ
ス肉厚部を反射鏡開口部側に位置し、かつこのチップオ
フ部より出射された光が反射鏡を介し直接前面のアパー
チャに入射することがないように、反射鏡開口部側にず
れるように形成すれば、良好な投影スクリーン特性が得
られる。又、排気管チップオフによるガラス肉厚部は発
光管最大径より小さく形成し、最大径よりはみでないよ
うすれば、更にスクリーン特性の向上が図れる。更に、
排気管チップオフ部が発光管最冷部に位置した場合でも
保温膜を少なくともチップオフ部の半分の範囲内に塗布
することにより発光分布の大幅な低下を防ぐことができ
る。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、本発明に係わるメタルハ
ライドランプ装置は比較的簡単な構成により、映像用機
器等の光源として最適なランプ特性を有し、かつ色むら
及び照度むらがなく、良好なスクリーン特性が得られ
る。又、投影スクリーン特性の向上が図れるばかりでな
く、発光特性の改善が図られる等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるメタルハライドランプの発光管
を示す側面図である。

【図２】従来例のメタルハライドランプの発光管を示す
側面図である。

【図３】実験例１に用いたメタルハライドランプの発光
管を示す側面図である。

【図４】実験例１に用いたメタルハライドランプの発光
管を示す側面図である。

【図５】実験例１及び実験例２に用いたメタルハライド
ランプの発光管を示す側面図である。

【図６】実験例２に用いたメタルハライドランプの発光
管を示す側面図である。

【図７】実験例２に用いたメタルハライドランプの発光
管を示す側面図である。

【図８】実験例３に用いたメタルハライドランプの発光
管を示す側面図である。

【図９】実験例３に用いたメタルハライドランプの発光
管を示す側面図である。

【図１０】実験例３に用いたメタルハライドランプの発
光管を示す側面図である。

【符号の説明】

１発光管２電極３モリブデン箔４外部リード線５排気管チップオフ部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外管を設けない発光管と碗状反射鏡とを
組み合わせて構成し、該発光管は両端に少なくとも主電
極を封着し、その電極間距離が５ｍｍ以下で、内部に水
銀、希ガスと共に金属ハロゲン化物を封入し、かつ壁面
負荷が４０Ｗ／ｃｍ²以上であり、前記反射鏡に光軸上
に配置して構成する両口形ショートアークメタルハライ
ドランプ装置において、前記発光管の排気管チップオフ
部及びチップオフによるガラス肉厚部が前記碗状反射鏡
開口部側に位置し、かつこのチップオフ部より出射され
た光が反射鏡を介して、該反射鏡の前面に配置した光学
系のアパーチャに直接入射することがないように反射鏡
開口部側にずれるように形成してなるメタルハライドラ
ンプ装置。
【請求項２】前記排気管のチップオフによるガラス肉
厚部の先端は発光管最大径より小さく形成し、最大径よ
りはみでることがないように形成してなる請求項１項記
載のメタルハライドランプ装置。
【請求項３】前記反射鏡の開口部側の発光管の外表面
に塗布する保温膜は少なくともチップオフ部を含むよう
に塗布してなる請求項１又は２項記載のメタルハライド
ランプ装置。
【請求項４】前記発光管と組み合わせて使用する碗状
反射鏡は球面、回転楕円面、回転放物面形状である請求
項１乃至３項記載のメタルハライドランプ装置。