JPH08273402A - 投光光源、投光光源点灯装置、投光装置および液晶プロジェクタ - Google Patents

投光光源、投光光源点灯装置、投光装置および液晶プロジェクタ

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Publication number
JPH08273402A
JPH08273402A JP7073752A JP7375295A JPH08273402A JP H08273402 A JPH08273402 A JP H08273402A JP 7073752 A JP7073752 A JP 7073752A JP 7375295 A JP7375295 A JP 7375295A JP H08273402 A JPH08273402 A JP H08273402A
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JP
Japan
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light source
light
lamp
light projecting
cathode
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Application number
JP7073752A
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English (en)
Inventor
Nanao Murase
七生 村瀬
Hiromichi Kawashima
弘道 川島
Mamoru Furuya
守 古谷
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Toshiba Lighting and Technology Corp
Original Assignee
Toshiba Lighting and Technology Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】高管壁負荷の直流点灯形メタルハライドランプ
を用いた投光光源の陰極に起因するランプ破壊をなくす
こと。 【構成】電極102aは陰極となり、電極102bは陽極とな
る。これら陰極102aは、それぞれ、トリウムを含むタン
グステン−トリウム合金を材料とした長さ10mm、太さ
0.7mmの電極軸203 から成り、陽極はこの電極軸に径
1.5mmに膨出した先端部222から構成されている。
なお、これら陰極102aと陽極102bの電極間距離Lは6mm
としていおり、陰極突出長さYは、3ないし7mmの範囲
中の5mmとしている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、メタルハライドランプ
から放射される光をリフレクタにより反射して投光する
ようにした投光光源、投光光源点灯装置、投光装置およ
び液晶プロジェクタに関する。
【0002】
【従来の技術】特公平5−65974号公報記載の直流
点灯形メタルハライドランプは、電極の熱損失について
の技術が開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このものの陰極突出長
は不明であるが、40W/cm2 以上の高い管壁負荷で使
用するメタルハライドランプは、反射体内に配置して点
灯させると、陰極を比較的温度条件のよい反射体投光口
側に配置しても陰極突出長が原因となり、陰極封じ部が
ランプが破壊する問題を有している。
【0004】上記40W/cm2 の高い管壁負荷のランプ
を複数製作し寿命試験を行った結果、陰極突出長の長い
ものでもランプ破壊した。すなわち、破壊したランプ
は、陰極軸根元に発光金属が付着して、その部分から放
電が形成されたためであることがわかった。
【0005】陰極軸根元に発光金属が付着する理由は、
陰極突出長の長いためにそこが最冷部となるためと考え
られる。
【0006】また、一方で陰極突出長の短いものもラン
プ破壊した。これは、ア−クがけいせいされ高温となる
陰極先端と陰極封じ部との距離が短いため、点滅の繰り
返しに寄る応力によるクラックであることがわかった。
【0007】本発明はこのような事情に基づきなされた
もので、その目的とするところは、高管壁負荷の直流点
灯形メタルハライドランプを用いた投光光源の陰極に起
因するランプ破壊をなくすことのできる投光光源、投光
装置および液晶プロジェクタを提供しようとするもので
ある。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1は、石英ガラス
からなる気密容器、この容器の内部両端に少なくとも一
方の電極突出長が3ないし7mmの範囲となるように封
装した電極ならびに気密容器内に封入された金属ハロゲ
ン化物、水銀および希ガスを備えたメタルハライドラン
プと; 透光開口を有し、メタルハライドランプをその
陰極として作動する方の電極が電極突出長が3ないし7
mmの範囲となるようにかつ透光開口側に位置するよう
に収納したリフレクタとを具備していることを特徴とす
る投光光源である。
【0009】請求項2は、 石英ガラスからなる気密容
器、この容器の一端に封装した電極突出長が3ないし7
mmの範囲となる陰極、他端に封装した陽極ならびに気
密容器内に金属ハロゲン化物、水銀および希ガスを有す
るメタルハライドランプと;前面に投光部および内面に
反射面を有するとともに、陰極が投光部側に位置するよ
うに上記ランプを配設し、上記ランプから放出される光
を反射面で反射し投光部から出力するリフレクタと;を
具備していることを特徴とする投光光源である。
【0010】請求項3は、 リフレクタの前面投光部側
を下向きとなるようにリフレクタを配置したことを特徴
とする請求項1または2に記載の投光光源である。
【0011】請求項4は、 メタルハライドランプは、
発光物質として、ナトリウムを含んでいることを特徴と
する請求項1ないし3いずれか一に記載の投光光源であ
る。
【0012】請求項5は、 請求項1ないし4いずれか
一に記載の投光光源と; この投光光源の上記ランプの
電極間に安定的に放電を形成する点灯手段と;を具備し
ていることを特徴とする投光光源点灯装置である。
【0013】請求項6は、 請求項1ないし4いずれか
一に記載の投光光源と; この投光光源の上記ランプの
電極間に安定的に放電を形成する点灯手段と; 上記投
光光源および点灯手段を収納する筐体と; を具備して
いることを特徴とする投光装置である。
【0014】請求項7は、請求項1ないし4いずれか一
に記載の投光光源と; この投光光源装置の上記ランプ
の電極間に安定的に放電を形成する点灯手段と; 投光
光源からの光を通過させて画像を投影する液晶パネル
と; 上記投光光源、点灯手段および液晶パネルを収納
する筐体と;を具備していることを特徴とする液晶プロ
ジェクタである。
【0015】本発明において、気密容器とは、発光管を
構成する容器である。
【0016】さらに、直流点灯あるいは直流電源の直流
とは、交流を整流したもの、パルス点灯等を含む。
【0017】
【作用】請求項1によれば、まず、陰極が投光部側に位
置するために、陽極に比べて冷却されやすい。しかも、
陰極の電極突出長が3ないし7mmの範囲となるように
なるから、クラックの発生がほとんどなくなった。
【0018】陰極突出長が7mmを越えると、陰極が投
光部側に位置して冷却されやすく、突出長が長いために
陰極根元に最冷部が形成され、発光金属が付着しその部
分から放電が形成され、ランプが破壊した。陰極突出長
の3mmより短いと、ア−クが形成され高温となる陰極
先端と陰極封じ部との距離が短か過ぎて、点灯中の陰極
封じ部温度が高温となるが、消灯直後は、陰極が投光部
側に位置して冷却されやすく、封じ部の温度差が大きく
なり、点滅の繰り返しに寄る応力によりクラックが発生
した。
【0019】請求項2によれば、請求項1の作用を有す
る。
【0020】請求項3によれば、請求項1ないし2いず
れかの作用を有する。
【0021】請求項4によれば、請求項1ないし3いず
れかの作用を有する。
【0022】請求項5によれば、請求項1ないし3いず
れかの作用を有する。
【0023】請求項6によれば、請求項1ないし3いず
れかの作用を有する。
【0024】請求項7によれば、請求項1ないし3いず
れかの作用を有する。
【0025】
【実施例】以下、本発明について、図1ないし図3に示
す一実施例に基づき説明する。図1は、投光光源点灯装
置の水平点灯状態を示す一部断面側面図である。
【0026】図1において、109は、ランプであり、
そして101は石英ガラスからなる気密容器であり、こ
の気密容器101の発光部は肉厚1.4mmの石英ガラス
からなる略楕円回転体をなしており、この発光部は長径
が約15mm、短径が約10mmとなるように形成され、結
果として内表面積ほぼ4.7cm2 、内容積がほぼ0.9
ccとなっている。
【0027】この気密容器101の両端にはそれぞれ電
極102a ,102bが封装されている。これら電極102a、102b
は、直流点灯されるようになっており、したがって一方
の電極102aは陰極となり、他方の電極102bは陽極とな
る。ただし、本実施例の場合、これら陰極102aは、それ
ぞれ、トリウムを含むタングステン−トリウム合金を材
料とした長さ10mm、太さ0.7mmの電極軸203 から成
り、陽極はこの電極軸に径1.5mmに膨出した先端部2
22から構成されている。なお、これら陰極102aと陽極
102bの電極間距離Lは6mmとしていおり、陰極突出長さ
Yは、3ないし7mmの範囲、ここでは5mmとしてい
る。
【0028】これら一対の電極102a、102bは封止部105
、105 に封着された金属箔導体106、1 06に接続されて
いる。金属箔導体106 、106 は、Mo箔であり、巾3m
m、厚さ30μmとしている。上記陽極102 に接続され
た一方の金属箔導体106 は外部リード線を介して端部に
被着された口金107 に電気的に接続されており、後で述
べるリフレクタ110 と同電位になるように電気的に接続
している。また、上記陰極102aに接続された他方の金属
箔導体106 は外部リード線108 に接続されている。外部
リード線108 は、直径0.8mmのMo金属捧からなる。
【0029】このような気密容器101 には、水銀が例え
ば22mg封入されているとともに、発光金属として希土
類金属、例えばDy、Nd、TL、In、Sn、Cs等
のヨウ化物ならびに臭化物が2.0mg封入されており、
さらに希ガスとしてアルゴンガスが40kPa封入され
ており、短アークメタルハライドランプ109 を構成して
いる。
【0030】このランプ109 は、リフレクタ110 に取り
付けられている。リフレクタ110 は金属からなり、回転
曲面の内面に反射特性に優れたTi02 −SiO2 等の
蒸着膜からなる反射面111 を有している。このリフレク
タ110 の前面投光部112 例えば開口部は開口径が90m
m程度に形成されており、背部の頂部には支持筒部113
が形成されている。この支持筒部113 に上記ランプ109
の口金107 部分が、絶縁セメント等の接着剤114 により
固着されている,これにより、ランプ109 のランプ軸O
1 一O1 が、リフレクタ110 の中心軸、つまり光軸O2
一02 と略一致するようにしてランプ109 がリフレクタ
110 に取付られている。
【0031】この場合、ランプ109 は、陰極102aがリフ
レクタ110 の投光部112 側に位置し、陽極102bが支持筒
部113 に位置してリフレクタ110 に支持されている。
【0032】なお、リフレクタ110 には導入孔115 が形
成されており、この導入孔115 に前記ランプ109 の外部
リ−ド線108 が貫通して背面側に導かれている。
【0033】上記のようにしてリフレクタ110 およびに
リフレクタ110 に固定された短アークメタルハライドラ
ンプ109 で投光光源116 は構成され、上記口金107 と外
部リード線108 が直流電源117 に接続されて投光光源点
灯装置が構成されている。直流電源117 は、ランプ109
に対し、例えば無負荷電圧が約280Vとなる電圧を印
加するようになっている。このような電圧の印加によ
り、ランプは直流点灯され、ランプ電流が2.7Aとな
り、ランプ電圧は92V、ランプ電力は247Wで点灯
される。
【0034】投光光源116 の作用について説明する。
【0035】上記投光光源116 は、図1に示すようにリ
フレクタ110 がその光軸O2 −O2を略水平に向けた姿
勢で使用され、短ア−クメタルハライドランプ109 は水
平点灯される。
【0036】そして、この短アークメタルハライドラン
プ109 は、直流電源117 に接続されて直流点灯されるた
め、気密容器101 内の金属イオンは両電極が作り出す気
密容器内の電場の影響を強く受けて陰極102a側に引き寄
せられる。また、リフレクタは、プラス電位であるた
め、金属イオンは、気密容器101 から析出しない。この
ため、ランプ109 から直接前方に照射される光の量の低
下を抑止し、この投光光源116 から投射される光量の低
下を抑止することができる。このため投光光源116から
の光を例えばスクリーン等に投光した場合、スクリーン
の照度低下を抑止することができる。
【0037】なお、図1において、予め気密容器101 の
中央部や陽極を除いて、陰極側の外面に保温膜を設けて
もよくこの場合、点滅に伴うヒートショックの程度が少
なくなる。
【0038】図2は、本発明の一実施例としてのカラー
液晶プロジェクタの概念図である。カラー液晶プロジェ
クタは、プロジェクタ本体60内にはランプ109 とこの
ランプ109 から放射された光を反射するリフレクタ110
とからなる投光光源116 を有し、リフレクタ110 で反射
された反射光を集光する集光レンズ63 を備えている。
【0039】上記集光レンズ119 から前方に照射された
光は、カラ−液晶パネル(LCD)122 を照射し、この
液晶パネル122 の三原色RGBからなる画像を投影レン
ズ63を介してスクリーン66に投影させる。
【0040】64は液晶駆動装置であり、電源65から
電源供給を受け液晶パネル122 の画像をコントロールす
ることによりスクリーン66には3色の画像が重ねて投
影され、カラーの画像が映し出されることになる。
【0041】本発明の他の実施例としては、ランプ軸O
1 一O1 および光軸O2 一O2 が垂直方向の姿勢で用い
てもよい。
【0042】すなわち、リフレクタ110 は光軸O2 一0
2 が垂直な姿勢に設けられており、よってランプ軸O1
−O1 も垂直となっている。この場合、直流電源117 に
接続されたランプ109 は、直流点灯中に陰極となる電極
102aが、上下方向の下側に配置し、この陰極102aがリフ
レクタ110 の投光部112 側に配置されていれば良い。こ
のような構成の場合は、ランプを点灯すると、気密容器
101 内の金属イオンが電界のために気密容器から析出し
ないばかりでなく、発光金属としての希土類金属が重力
を受けて下側に位置する陰極102aの近傍に集まり、さら
に陰極の温度が低くなること、および対流のために下側
に位置する陰極が温度が低くなり、よって余剰の発光金
属は陰極側に集まり易くなり、これらの複合作用により
陰極102aの近傍では発光金属の濃度か高くなる。
【0043】この結果、陰極102a側に発光金属が集ま
り、気密容器101 の中央部や上側の陽極102b側で失透を
生じることがない。したがって反射面111 に向かう光量
の低下が少なく、反射光の量を多く確保することができ
る。よって、下向きの光量が点灯時間の経過に伴って減
少することがない。
【0044】
【発明の効果】請求項1によれば、陰極が投光部側に位
置するために、陽極に比べて冷却されやすい。しかも、
陰極の電極突出長が3ないし7mmの範囲となるように
したので、陰極根元に最冷部が形成されにくくなるとと
もに、陰極根元部分に発光金属が付着しその部分から放
電が形成されることがなく、ランプが破壊しにくい投光
光源を提供することができる。
【0045】請求項2によれば請求項1の効果を奏す
る。
【0046】請求項3によれば、請求項1ないし2いず
れかの効果を奏する。
【0047】請求項4によれば、請求項1ないし3いず
れかの効果を奏する。
【0048】請求項5によれば、請求項1ないし3いず
れかの効果を奏する。
【0049】請求項6によれば、請求項1ないし3いず
れかの効果を奏する。
【0050】請求項7によれば、請求項1ないし3いず
れかの効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の投光光源点灯装置一実施例を示す一部
断面側面図。
【図2】本発明の実施例の要部側面図。
【図3】本発明の液晶プロジェクタの一実施例の概念
図。
【符号の説明】
101 …気密容器、 102a…陰極、 102b…陽極、 109 …メタルハライドランプ、 110 …リフレクタ、 111 …反射面、 112 …投光部、 117 …直流電源、 122 、128 …液晶パネル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01J 61/073 H01J 61/073 B 61/20 61/20 D 61/88 61/88 C H04N 5/74 H04N 5/74 K

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】石英ガラスからなる気密容器、この容器の
    内部両端に少なくとも一方の電極突出長が3ないし7m
    mの範囲となるように封装した電極ならびに気密容器内
    に封入された金属ハロゲン化物、水銀および希ガスを備
    えたメタルハライドランプと; 透光開口を有し、メタ
    ルハライドランプをその陰極として作動する方の電極が
    電極突出長が3ないし7mmの範囲となるようにかつ透
    光開口側に位置するように収納したリフレクタと;を具
    備していることを特徴とする投光光源。
  2. 【請求項2】石英ガラスからなる気密容器、この容器の
    一端に封装した電極突出長が3ないし7mmの範囲とな
    る陰極、他端に封装した陽極ならびに気密容器内に金属
    ハロゲン化物、水銀および希ガスを有するメタルハライ
    ドランプと;前面に投光部および内面に反射面を有する
    とともに、陰極が投光部側に位置するように上記ランプ
    を配設し、上記ランプから放出される光を反射面で反射
    し投光部から出力するリフレクタと;を具備しているこ
    とを特徴とする投光光源。
  3. 【請求項3】リフレクタの前面投光部側を下向きとなる
    ようにリフレクタを配置したことを特徴とする請求項1
    または2に記載の投光光源。
  4. 【請求項4】メタルハライドランプは、発光物質とし
    て、ナトリウムを含んでいることを特徴とする請求項1
    ないし3いずれか一に記載の投光光源。
  5. 【請求項5】請求項1ないし4いずれか一に記載の投光
    光源と;この投光光源の上記ランプの電極間に安定的に
    放電を形成する点灯手段と;を具備していることを特徴
    とする投光光源点灯装置。
  6. 【請求項6】請求項1ないし4いずれか一に記載の投光
    光源と;この投光光源の上記ランプの電極間に安定的に
    放電を形成する点灯手段と;上記投光光源および点灯手
    段を収納する筐体と;を具備していることを特徴とする
    投光装置。
  7. 【請求項7】請求項1ないし4いずれか一に記載の投光
    光源と;この投光光源装置の上記ランプの電極間に安定
    的に放電を形成する点灯手段と;投光光源からの光を通
    過させて画像を投影する液晶パネルと;上記投光光源、
    点灯手段および液晶パネルを収納する筐体と;を具備し
    ていることを特徴とする液晶プロジェクタ。
JP7073752A 1995-03-30 1995-03-30 投光光源、投光光源点灯装置、投光装置および液晶プロジェクタ Pending JPH08273402A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004070333A (ja) * 2003-08-08 2004-03-04 Hitachi Ltd 光学ユニット及び投射型表示装置

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JP2004070333A (ja) * 2003-08-08 2004-03-04 Hitachi Ltd 光学ユニット及び投射型表示装置

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