JP2007213976A - 高圧放電灯、画像投影装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】環境に配慮しつつ画像投影用高圧放電灯として良好な色温度特性を実現する。
【解決手段】透明なバルブ11の放電空間14内に3.0mm以下の対向距離Lで電極151,152を配置する。放電空間14内に、常温で3atm以上のXeとSc,Dy,Nd,Inのハロゲン化金属のうち少なくとも1種とハロゲン化亜鉛ZnX2(Xはハロゲン元素を示す)とを封入する。基本的に水銀を含まず、ランプ電圧をVl(V)とした場合Vl/L>10(V/mm)で、ランプ電力が80(W)以上の高圧放電灯において、ランプ電力をWL(W)、放電空間14内の容積をV(mm3)、封入するZnX2のモル数をY(mol)とした場合、
0.4(W/mm3)≦WL/V≦1.0(W/mm3)…(1)
1.8×10−8(mol/mm3)≦Y/V≦4.0×10−8(mol/mm3)…(2)
の2式を満足することで、ランプ効率向上、高色温度化を実現しプロジェクタ用として色再現性に優れた光源を得ることができる。
【選択図】図1
【解決手段】透明なバルブ11の放電空間14内に3.0mm以下の対向距離Lで電極151,152を配置する。放電空間14内に、常温で3atm以上のXeとSc,Dy,Nd,Inのハロゲン化金属のうち少なくとも1種とハロゲン化亜鉛ZnX2(Xはハロゲン元素を示す)とを封入する。基本的に水銀を含まず、ランプ電圧をVl(V)とした場合Vl/L>10(V/mm)で、ランプ電力が80(W)以上の高圧放電灯において、ランプ電力をWL(W)、放電空間14内の容積をV(mm3)、封入するZnX2のモル数をY(mol)とした場合、
0.4(W/mm3)≦WL/V≦1.0(W/mm3)…(1)
1.8×10−8(mol/mm3)≦Y/V≦4.0×10−8(mol/mm3)…(2)
の2式を満足することで、ランプ効率向上、高色温度化を実現しプロジェクタ用として色再現性に優れた光源を得ることができる。
【選択図】図1
Description
この発明は、高効率、高出力、高集光効率で、且つコンパクトな設計が要求される、例えば液晶プロジェクタのような画像投影装置の光源として使用される本質的に水銀が封入されていない環境に配慮した高圧放電灯およびこれを用いた画像投影装置に関する。
従来、プロジェクタ用の光源として搭載される高圧放電灯は、透光性の気密容器に内部に形成された放電空間には対向する電極を有し、この電極は金属箔の一端と接合され、金属箔の他端には電気導入線が接合されており、金属箔の部分にて気密を維持するよう減圧封止にて封着された一対の対向する封止部を有し、放電空間には水銀、ハロゲン、希ガス等を含む放電媒体を封入し、点灯時には放電空間内の水銀蒸気圧が10MPa以上の高圧になる超高圧水銀ランプであった(例えば、特許文献1)。
特表−2003−526182公報
上記した特許文献1の技術は、超高圧水銀ランプは点灯時に水銀蒸気圧が10MPaを越えるよう多量の水銀を封入してあり、今日、意識が高まっている環境問題に対する課題を解決する状況にはなかった。
この発明の目的は、ランプ効率の低下、低色温度化を解決し、プロジェクタ用光源として、色再現性に優れた本質的に水銀が封入されていない高圧放電灯およびこの高圧放電灯を用いた画像投影装置を提供することにある。
上記した課題を解決するために、この発明の高圧放電灯は、透明な石英ガラス製のバルブと、該バルブの放電空間内に3.0mm以下の対向距離で配置された電極と、前記放電空間内に、常温で3atm以上のXeとSc,Dy,Nd,Inのハロゲン化金属のうち少なくとも1種とハロゲン化亜鉛ZnX2(Xはハロゲン元素を示す)を封入し、本質的に水銀を含まず、ランプ電圧をVl(V)とした場合にVl/L>10(V/mm)で、ランプ電力が80(W)以上である高圧放電灯において、前記ランプ電力をWL(W)、前記発光管内容積をV(mm3)、封入する前記ZnX2のモル数をY(mol)とした場合に、次式(1),(2)を満足してなることを特徴とする。
0.4(W/mm3)≦WL/V≦1.0(W/mm3) … (1)
1.8×10−8(mol/mm3)≦Y/V≦4.0×10−8(mol/mm3)
… (2)
1.8×10−8(mol/mm3)≦Y/V≦4.0×10−8(mol/mm3)
… (2)
この発明によれば、上記式(1)、(2)を満足させることで、ランプ効率の向上や、
色温度を上昇させることで、プロジェクタ用光源として、色再現性に優れた光源を得ることができる。
色温度を上昇させることで、プロジェクタ用光源として、色再現性に優れた光源を得ることができる。
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、この発明の高圧放電灯の一実施形態について説明するための構成図である。図1において、11は透明な石英ガラス製のバルブであり、ほぼ楕円形状の発光管部12とその長手方向の両端部に発光管部12と同材料で形成されたバルブ11内を気密の封止部131,132からなる。発光管部12には、その長手方向にほぼ楕円形の回転体の放電空間14が形成されており、この放電空間14には封止部131,132の内部から延出された、例えばドープ材を添加しない純タングステン材料で形成される電極151,152が間隔をおいてその先端が対向するように配置されている。電極151,152の軸径はφ0.5mmで、その一端にφ0.2mmのコイル161,162が数ターン巻きつけてある。電極151,152先端部分はプラズマ熱源により溶融し、略半球形状に凝固させ一体化し、アークが集中するように突起部171,172がそれぞれ形成される。
また、放電空間14には、主に発光に起因するジスプロシウム(Dy)、ネオジウム(Nd)、スカンジウム(Sc)、インジウム(In)などの第1のハロゲン金属と、主にランプ電圧に起因する亜鉛(Zn)などの第2のハロゲン金属と、希ガスを含む放電媒体が封入されている。
封止部131,132は、圧潰して形成されており、その内部にはモリブデン(Mo)製の金属箔181,182が封着されている。この金属箔181,182のそれぞれの一端は、電極151,152に溶接されており、他端にはニッケル製のワイヤ191,192がそれぞれ接続されており、ワイヤ191,192はランプ外の点灯装置20から電力の供給を受けるための導入導線である。
ここで、水銀フリー高圧放電灯における放電媒体は、本質的に水銀が封入されていない。「本質的に水銀が封入されていない」とは、水銀が全く封入されていないというだけでなく、気密容器の内容積1cc当たり2mg未満、好ましくは1mg以下の水銀が存在していることを許容するという意味である。しかし、水銀を全く封入しないことは環境上望ましいことである。従来のように水銀蒸気によって放電灯の電気特性を維持する場合、電極間距離が比較的小さくて小形の高圧金属蒸気放電灯においては、気密容器の内容積1cc当たり200〜400mg、さらに場合によっては500mg以上封入していたことからすれば、水銀量が実質的に少ないといえる。
希ガスは、3〜15気圧の圧力で封入されている。なお、希ガスは、好適にはXeである。希ガスの封入圧を5〜10気圧とする理由は、この範囲であれば点灯直後数秒までの光束立ち上がりを早め所望の光度を短時間で得ることができるからである。点灯直後所望の光度を得るまでの時間にあまり不便を感じない場合は、封入圧力を下げることも可能である。
次に、この発明の高圧放電灯により点灯される高圧放電灯の具体的な仕様例について図2とともに説明する。
(1)発光管部12: 中央部の外径L1…10.0mm、肉厚L2…2.2mm、内径L3…5.6mm、球体長L4…8.0mm、内容積…130mm3
(2)電極151,152: 電極軸L5…φ0.5mm、コイル161,162径L6…φ0.15mm、突起部171,172最大径L7…1.0mm、電極間距離L8…2.0mm
(3)金属箔181,182: 膜厚…0.028mm、幅…2.0mm、長さ…17mm
(4)放電空間14: 発光金属のハロゲン化物、DyI3−NdBr3−ScI3−InBr−CsI…0.6mg、ZnI2…3.0mg、MnI2…0.5mg、希ガスXe10気圧セラミックスヒータ
(5)放電媒体: ZnI2、Dy−Nd−In−Cs系ハロゲン化金属(発光金属)、ZnI2を1.0mg(2.4×10−8(mol/mm3))、その他の金属を0.6mg封入、Xeガスを常温で約9atm封入
(6)定格ランプ電力: 100W
(7)ランプ電圧: 35V
(8)ランプ効率: 55lm/W
(9)色温度: 5,500K
(10)平均演色評価数Ra: 90
図3は、上記した実施例も含めて、試作したサンプルの仕様を示すもので、図4および図5は、ランプ電圧およびY/Vの関係と色温度およびY/Vの関係について説明するための説明図である。
(2)電極151,152: 電極軸L5…φ0.5mm、コイル161,162径L6…φ0.15mm、突起部171,172最大径L7…1.0mm、電極間距離L8…2.0mm
(3)金属箔181,182: 膜厚…0.028mm、幅…2.0mm、長さ…17mm
(4)放電空間14: 発光金属のハロゲン化物、DyI3−NdBr3−ScI3−InBr−CsI…0.6mg、ZnI2…3.0mg、MnI2…0.5mg、希ガスXe10気圧セラミックスヒータ
(5)放電媒体: ZnI2、Dy−Nd−In−Cs系ハロゲン化金属(発光金属)、ZnI2を1.0mg(2.4×10−8(mol/mm3))、その他の金属を0.6mg封入、Xeガスを常温で約9atm封入
(6)定格ランプ電力: 100W
(7)ランプ電圧: 35V
(8)ランプ効率: 55lm/W
(9)色温度: 5,500K
(10)平均演色評価数Ra: 90
図3は、上記した実施例も含めて、試作したサンプルの仕様を示すもので、図4および図5は、ランプ電圧およびY/Vの関係と色温度およびY/Vの関係について説明するための説明図である。
図4、図5において、Y/Vの値が1.8×10−8(mol/mm3)≦Y/V≦4.0×10−8(mol/mm3)の関係を満足することにより、ランプ電圧、色温度いずれも良好な特性が得られることがわかる。
図6は、図3のサンプルB,E,Hを使用し、ランプ電力を80W,100W,120Wで振った場合のWL/Vの試験結果を示すもので、この結果に基づき、図7はランプ効率およびWL/Vの関係を、図8は色温度およびWL/Vの関係について説明するための説明図である。
図7,図8からWL/Vの値が、0.4(W/mm3)≦WL/V≦1.0(W/mm3)の関係を満足することにより、ランプ効率、色温度いずれも良好な特性が得られることがわかる。
このように、ランプ電圧およびY/Vの関係と色温度およびY/Vで、Y/Vの値が1.8×10−8(mol/mm3)≦Y/V≦4.0×10−8(mol/mm3)の関係を満足させることで、ランプ電圧、色温度いずれも良好な特性が得られ、ランプ効率およびWL/Vと色温度およびWL/Vで、WL/Vの値が、0.4(W/mm3)≦WL/V≦1.0(W/mm3)の関係を満足させることでランプ効率、色温度いずれも良好な特性が得られる。
この実施形態によれば、本質的に水銀が封入されていない高圧放電灯でありながら、色温度、ランプ電圧、ランプ効率の向上させることが可能となり、環境に配慮したものとなる。
図9は、図1に構成の高圧放電灯が液晶プロジェクタに搭載された場合の、この発明の画像投影装置について説明するためのシステム構成図である。
図9において、91は液晶プロジェクタであり、この液晶プロジェクタ91は本体92を有し、本体92の前面側には投影開口93が形成される。また、本体92内には光源94が配設され、この光源94は高圧放電灯95と高圧放電灯95に光学的に対向した反射手段としてのリフレクタ96にて形成される。そして、光源94の照射方向の前方には、表示手段としての液晶パネル97が配設され、この液晶パネル97の前方の投影開口93に対応して投影手段としての投影レンズ98が配設されている。投影開口93の前方には、スクリーン99が配設される。
さらに、高圧放電灯95には点灯回路100が接続され液晶パネル97には液晶駆動回路101が接続され、点灯回路100および液晶駆動回路101は商用交流電源102が接続される。点灯回路100は高圧放電灯95を直流で点灯するものであっても、交流で点灯するものであっても構わない。
上記した構成の画像投影装置は、まず、点灯回路100から供給される電力で光源94の高圧放電灯95を点灯させる。高圧放電灯95からの光は、直接あるいはリフレクタ96で反射させて液晶パネル97方向に照射される。液晶パネル97は、液晶駆動回路101で表示を変化させ、光源94からの光を透過させて投影レンズ98で投影し、スクリーン99に映像が映し出される。
なお、上記したリフレクタ96の放射方向は開放になっているが、透明な前面ガラスを配置し、リフレクタ96内に配置される高圧放電灯95を外部に対して密閉させても構わない。
この液晶プロジェクタでは、水銀が含まれない高圧放電灯を使用しながら、液晶プロジェクタとして良好な色温度特性に加え、良好なランプ効率やランプ電圧が得られることから、映像の色再現性を向上させることができるとともに、光学設計のマッチング性も取りやすくいものとなる。
11 バルブ
12 発光管部
131,132 封止部
14 放電空間
151,152 電極
161,162 コイル
171,172 突起部
181,182 金属箔
191,192 ワイヤ
20 点灯装置
91 液晶プロジェクタ
92 本体
95 高圧放電灯
99 スクリーン
12 発光管部
131,132 封止部
14 放電空間
151,152 電極
161,162 コイル
171,172 突起部
181,182 金属箔
191,192 ワイヤ
20 点灯装置
91 液晶プロジェクタ
92 本体
95 高圧放電灯
99 スクリーン
Claims (2)
- 透明な石英ガラス製のバルブと、該バルブの放電空間内に3.0mm以下の対向距離で配置された電極と、前記放電空間内に、常温で3atm以上のXeとSc,Dy,Nd,Inのハロゲン化金属のうち少なくとも1種とハロゲン化亜鉛ZnX2(Xはハロゲン元素を示す)を封入し、本質的に水銀を含まず、ランプ電圧をVl(V)とした場合にVl/L>10(V/mm)で、ランプ電力が80(W)以上である高圧放電灯において、
前記ランプ電力をWL(W)、前記発光管内容積をV(mm3)、封入する前記ZnX2のモル数をY(mol)とした場合に、次式(1),(2)を満足してなることを特徴とする高圧放電灯。
0.4(W/mm3)≦WL/V≦1.0(W/mm3) … (1)
1.8×10−8(mol/mm3)≦Y/V≦4.0×10−8(mol/mm3)
… (2) - 請求項1の高圧放電灯と、
前記高圧放電灯を光源とし、該光源から放射される光に基づき画像を投影する画像投影装置本体と、を具備したことを特徴とする画像投影装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006032609A JP2007213976A (ja) | 2006-02-09 | 2006-02-09 | 高圧放電灯、画像投影装置 |
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---|---|---|---|
JP2006032609A JP2007213976A (ja) | 2006-02-09 | 2006-02-09 | 高圧放電灯、画像投影装置 |
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---|---|
JP2007213976A true JP2007213976A (ja) | 2007-08-23 |
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---|---|---|---|
JP2006032609A Withdrawn JP2007213976A (ja) | 2006-02-09 | 2006-02-09 | 高圧放電灯、画像投影装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2007213976A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5186613B1 (ja) * | 2012-11-01 | 2013-04-17 | パナソニック株式会社 | 高圧放電ランプおよび当該高圧放電ランプを用いたプロジェクタ |
CN105704899A (zh) * | 2015-10-19 | 2016-06-22 | 凤凰电机公司 | 高压放电灯的点亮方法 |
CN110534400A (zh) * | 2018-05-25 | 2019-12-03 | 优志旺电机株式会社 | 准分子灯 |
-
2006
- 2006-02-09 JP JP2006032609A patent/JP2007213976A/ja not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN105704899A (zh) * | 2015-10-19 | 2016-06-22 | 凤凰电机公司 | 高压放电灯的点亮方法 |
CN105704899B (zh) * | 2015-10-19 | 2018-03-09 | 凤凰电机公司 | 高压放电灯的点亮方法 |
CN110534400A (zh) * | 2018-05-25 | 2019-12-03 | 优志旺电机株式会社 | 准分子灯 |
CN110534400B (zh) * | 2018-05-25 | 2024-02-20 | 优志旺电机株式会社 | 准分子灯 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20090512 |