JPH0711942B2 - Image projection device - Google Patents

Image projection device

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JPH0711942B2
JPH0711942B2 JP1196745A JP19674589A JPH0711942B2 JP H0711942 B2 JPH0711942 B2 JP H0711942B2 JP 1196745 A JP1196745 A JP 1196745A JP 19674589 A JP19674589 A JP 19674589A JP H0711942 B2 JPH0711942 B2 JP H0711942B2
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iodide
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、メタルハライドランプを光源としてプロジェ
クタ装置などのような画像投影装置に関する。
The present invention relates to an image projection device such as a projector device using a metal halide lamp as a light source.

(従来の技術) 文字、表、図形等の画像を拡大して表示面に投影表示す
る手段として、古くからは映写機や幻燈機などが知られ
ており、最近ではプロジェクタ装置が知られている。
(Prior Art) As means for enlarging and projecting an image of characters, tables, figures, etc. on a display surface, a projector or a magic lamp has been known for a long time, and recently a projector device has been known.

これらの画像投影装置は基本的原理として、第2図に示
す通り、光源1と、この光源から放射された光を集光さ
せるレフレクタ2などの集光装置と、このレフレクタ2
で集光された光をスクリーン3などの投影面に投影する
光学系レンズ4などの投影装置とで構成されており、例
えば液晶プロジェクタ装置の場合は、液晶表示面5に表
示された文字や表または図形等の画像が上記スクリーン
3に拡大して投影されるようになっている。
As shown in FIG. 2, the basic principle of these image projection devices is a light source 1, a light condensing device such as a reflector 2 for condensing light emitted from the light source, and the reflector 2.
And a projection device such as an optical system lens 4 for projecting the light condensed by the projection surface such as the screen 3 in the case of a liquid crystal projector device. Alternatively, an image such as a graphic is enlarged and projected on the screen 3.

このような画像投影装置においては、所定の光出力が必
要であるため、従来光源としてハロゲン電球が使用され
ていた。
In such an image projection device, a halogen light bulb has been conventionally used as a light source because a predetermined light output is required.

しかしながら、ハロゲン電球はフィラメントの白熱によ
り発光するものであるから光量が少なく、発光効率も低
く、寿命特性も劣るなどの不具合がある。
However, since the halogen bulb emits light due to the incandescence of the filament, there are problems that the amount of light is small, the luminous efficiency is low, and the life characteristics are inferior.

ハロゲン電球で光量を増加しようとすれば、フィラメン
トの大形化が必要となり、ランプが大形するため、画像
投影装置全体が大形化する不具合がある。
If a halogen bulb is used to increase the amount of light, the filament must be upsized, and the lamp is upsized, which causes a problem that the entire image projection apparatus is upsized.

このため、最近では光源としてメタルハライドランプを
使用する場合が多くなってきた。メタルハライドランプ
は、発光効率が高く、長寿命であり、しかも演色性に優
れるもので、光源の小形化に大きく寄与する利点があ
る。
For this reason, recently, a metal halide lamp is often used as a light source. The metal halide lamp has high luminous efficiency, long life, and excellent color rendering properties, and has an advantage of greatly contributing to downsizing of the light source.

メタルハライドランプは、第1図に示す通り、石英ガラ
ス等からなる発光管10に一対の電極11、11を封装し、こ
れら電極11、11を金属箔導体12、12を介して外部リード
線13、13に接続してある。図示のメタルハライドランプ
は両端封止型をなしており、発光管10の軸方向両端に封
止部14、14を形成してあり、これら封止部14、14に上記
金属箔導体12、12を封着してあり、かつこれら封止部1
4、14に上記外部リード線13、13と接続された口金15、1
5を被着してある。
As shown in FIG. 1, a metal halide lamp has a pair of electrodes 11 and 11 sealed in an arc tube 10 made of quartz glass or the like, and these electrodes 11 and 11 are connected to an external lead wire 13 via a metal foil conductor 12 or 12. Connected to 13. The illustrated metal halide lamp is of a sealed type at both ends, and has sealed portions 14 and 14 formed at both ends in the axial direction of the arc tube 10. The sealed portions 14 and 14 are provided with the metal foil conductors 12 and 12, respectively. Sealed and these sealing parts 1
Mouth 15,1 connected to external lead wires 13,13 above 4,14
I'm wearing 5.

なお、メタルハライドランプにあっては、上記両端封止
形の外に、片側のみに封止部を形成してこの封止部に一
対の金属箔導体を封着した片封止形のランプもある。
As for the metal halide lamp, there is also a single-sealed lamp in which a sealed portion is formed on only one side and a pair of metal foil conductors is sealed to the sealed portion, in addition to the above-described sealed type. .

また、このような発光管を外管で囲って2重管構造とす
る場合もあるが、光源の小形化の点から発光管がむき出
しの1重管構造が望ましい。
In some cases, such an arc tube is surrounded by an outer tube to have a double tube structure, but a single tube structure in which the arc tube is exposed is preferable from the viewpoint of downsizing of the light source.

上記発光管10には、緩衝金属としての水銀が封入されて
いるとともに、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。
The arc tube 10 is filled with mercury as a buffer metal, a metal halide as a light emitting metal, and a rare gas such as argon.

金属ハロゲン化物としては、ナトリウムNa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、ジスプロシウムDy、やホルミウムHo、ツリウムTm
等の希土類金属の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50
00K以上にすることができる利点がある。
Examples of metal halides include sodium Na and lithium Li
Alkali metal halides are known, including dysprosium Dy, holmium Ho, and thulium Tm.
If a halide of a rare earth metal such as is used, the luminous efficiency is further improved and the color temperature is increased, and the correlated color temperature is 50
There is an advantage that it can be over 00K.

これらの金属と化合されるハロゲンとしてはよう素Iが
使用されており、前記希土類金属と一緒に、よう化ジス
プロシウムDyI3、やよう化ホルミウムHoI3、よう化ツリ
ウムTmI3などの形態で封入されている。
The halogen is combined with these metal iodides are iodine I are used, in conjunction with the rare earth metal iodide dysprosium DyI 3, or iodide holmium HoI 3, it is sealed in the form of such iodide thulium TmI 3 ing.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記従来のようにハロゲンとしてよう素
Iのみを使用して、よう化希土類金属の形態で発光管に
封入した場合、放電アーク中の中心部の色温度が周囲の
色温度よりも高くなる温度差を生じ、したがってスクリ
ーン3に投影された場合は、中心部の色温度が高く、周
辺部や隅部の色温度が低くなって、いわゆる色むらの発
生が認められる。
(Problems to be Solved by the Invention) However, when only the iodine I is used as the halogen as in the above-mentioned conventional technique and the light emitting tube is enclosed in the arc tube in the form of a rare earth metal iodide, the color temperature of the central portion in the discharge arc is Causes a temperature difference that is higher than the surrounding color temperature, and therefore when projected onto the screen 3, the color temperature in the central portion is high and the color temperature in the peripheral portions and corners is low, causing so-called color unevenness. Is recognized.

これは、ハロゲンとしてよう素を用いしかも希土類金属
と一緒に発光管に封入した場合、アークが膨らむ傾向に
あり、これに伴いアークの外縁部で生じる分子発光の色
温度がさらに低下する傾向が著しくなる。したがって、
アーク中心部の発光に対応するスクリーン中心部と、ア
ークの外縁部に対応するスクリーン周辺部や隅部とでは
色温度が大きく異なることになる。
This means that when iodine is used as halogen and the arc is expanded together with the rare earth metal, the arc tends to swell, and the color temperature of molecular emission generated at the outer edge of the arc tends to further decrease. Become. Therefore,
The color temperature at the center of the screen corresponding to the light emission at the center of the arc and the color temperature at the peripheral portion or the corner of the screen corresponding to the outer edge of the arc are significantly different.

発明においては、アーク中における中心部と周囲部との
色温度差を解消し、スクリーンでの色むらを防止するこ
とができる画像投影装置を提供しようとするものであ
る。
An object of the present invention is to provide an image projection device capable of eliminating a color temperature difference between a central portion and a peripheral portion in an arc and preventing color unevenness on a screen.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は、光源としてメタルハライドランプを用いた画
像投影装置において、このランプの発光管内に封入され
た金属ハロゲン化物は、よう化金属とよう素以外のハロ
ゲンの金属化合物とからなり、このよう化金属に対する
上記よう素以外の金属ハロゲン化物の重量比を1:0.2〜
1:5の範囲に規制したことを特徴とする。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The present invention relates to an image projection apparatus using a metal halide lamp as a light source, wherein the metal halide enclosed in the arc tube of the lamp is metal iodide and iodine. Other than halogenated metal compounds, and the weight ratio of the metal halide other than the above iodine to the metal iodide is 1: 0.2 to
It is characterized by being regulated in the range of 1: 5.

(作用) 発光管内に封入される金属ハロゲン化物を、よう化金属
とよう素以外のハロゲンの金属化合物とで構成すると、
つまりハロゲンを複数種用いるとアーク中の色温度差が
少なくなり、このためスクリーン上に投影される光の色
むらが低減される。
(Function) When the metal halide enclosed in the arc tube is composed of metal iodide and a metal compound of halogen other than iodine,
That is, when a plurality of kinds of halogens are used, the difference in color temperature in the arc is reduced, so that the color unevenness of the light projected on the screen is reduced.

これはよう化金属に対するよう素以外の金属ハロゲン化
物の重量比を適切に設定して複数種のハロゲンを用いた
場合にはアークが絞られ、このためアークの外縁部で発
光する分子発光の部分と、アーク中心部の発光との色温
度差が大幅に改善されるものと推察される。
This is because if the weight ratio of metal halide other than iodine to metal iodide is appropriately set and a plurality of kinds of halogens are used, the arc is narrowed, and therefore the part of molecular emission that emits light at the outer edge of the arc. It is presumed that the difference in color temperature from the light emission at the center of the arc is greatly improved.

(実施例) 以下、本発明について、先に説明した図面に加えて第3
図ないし第5図の特性図を用いて一実施例を説明する。
(Embodiment) Hereinafter, in addition to the drawings described above, the third embodiment of the present invention will be described.
An embodiment will be described with reference to the characteristic diagrams of FIGS.

プロジェクタ装置の全体構造は第2図に示された通りで
あり、また、その光源として使用されるメタルハライド
ランプの構造は第1図に示される通りである。
The overall structure of the projector device is as shown in FIG. 2, and the structure of the metal halide lamp used as the light source is as shown in FIG.

上記メタルハライドランプは220Wタイプであり、その発
光管10に封装された電極11、11はそれぞれ、電極軸16
と、電極コイル部17とで構成されており、電極軸16は線
径0.8mmのタングステンWにて形成されるとともに、電
極コイル部17も線径0.8mmのタングステンWにて形成さ
れ上記電極軸16の先端部に3〜4回巻回されている。
The above metal halide lamp is a 220 W type, and the electrodes 11 and 11 sealed in the arc tube 10 are electrode shafts 16 respectively.
The electrode shaft 16 is made of tungsten W having a wire diameter of 0.8 mm, and the electrode coil portion 17 is also made of tungsten W having a wire diameter of 0.8 mm. It is wound 3 to 4 times around the tip of 16.

これら電極11、11の先端間の離間距離、すなわち電極間
距離lは、4〜10mm程度に形成されており、したがって
このメタルハライドランプは極めて小形であり、点光源
に近づくように構成されている。
The distance between the tips of the electrodes 11, 11, that is, the distance l between the electrodes, is formed to be about 4 to 10 mm. Therefore, this metal halide lamp is extremely small and is configured to approach a point light source.

上記発光管10内には、緩衝金属としての所定量の水銀
と、金属ハロゲン化物、およびアルゴンなどの希ガスが
封入されている。
The arc tube 10 is filled with a predetermined amount of mercury as a buffer metal, a metal halide, and a rare gas such as argon.

本実施例の場合、金属ハロゲン化物は希土類の金属ハロ
ゲン化物とされ、よう素と臭素のハロゲンに、ジスプロ
シウムDy、ホルミウムHo、ツリウムTmの希土類金属が一
緒に封入されている。
In the case of the present embodiment, the metal halide is a rare earth metal halide, and the rare earth metals of dysprosium Dy, holmium Ho, and thulium Tm are enclosed together in the halogens of iodine and bromine.

したがって、発光管10内には、よう化ジスプロシウムDy
I3、よう化ホルミウムHoI3、よう化ツリウムTmI3と、臭
化ジスプロシウムDyBr3、臭化ホルミウムHoBr3、臭化ツ
リウムTmBr3が封入されている。
Therefore, in the arc tube 10, dysprosium iodide Dy
I 3 , holmium iodide HoI 3 , thulium iodide TmI 3 , dysprosium bromide DyBr 3 , holmium bromide HoBr 3 , and thulium bromide TmBr 3 are enclosed.

この場合、希土類金属ハロゲン化物の全体の封入量は2
・0mg/ccとしてあり、これら封入物は、よう化希土類金
属と臭化希土類金属との重量比を1:0.5にしてある。
In this case, the total enclosed amount of rare earth metal halide is 2
-0 mg / cc, and these inclusions have a rare earth metal iodide to rare earth metal bromide weight ratio of 1: 0.5.

このような構成のメタルハライドランプは、以下の表で
示す初期特性を有している。
The metal halide lamp having such a structure has initial characteristics shown in the following table.

このようなランプ1を光源として使用したプロジェクタ
装置において、スクリーン面3上での色温度の分布具合
を調べると、第3図の実線で示す特性が得られた。この
ものと、従来のようにハロゲンとしてよう素のみを使用
した場合の特性(破線で示す)を比べると、色温度の差
が減少していることが判る。
In a projector device using such a lamp 1 as a light source, when the distribution of color temperature on the screen surface 3 was examined, the characteristics shown by the solid line in FIG. 3 were obtained. Comparing this with the characteristic (indicated by the broken line) when only iodine is used as the halogen as in the conventional case, it can be seen that the difference in color temperature is reduced.

これは、よう化希土類金属のほかに臭化希土類金属が存
在しているため、電極間に生じるアーク中の太さが絞ら
れ、このためアークの外縁部で発光する分子発光の部分
と、アーク中心部の発光との色温度差が大幅に低減され
ることが原因すると推察される。このため、スクリーン
上に投影される光の色むらが解消されるものである。
This is because the rare earth metal bromide is present in addition to the rare earth metal iodide, so the thickness of the arc generated between the electrodes is narrowed, which causes the molecular emission portion that emits light at the outer edge of the arc and the arc. It is presumed that this is because the difference in color temperature from the light emission in the central portion is significantly reduced. Therefore, the uneven color of the light projected on the screen is eliminated.

そこで、本発明者等は、よう化希土類金属と臭化希土類
金属との封入重量比と、相関色温度差との関係を調べ
た。色温度差はスクリーン上の4隅と、中央部との間の
最大色温度差を測定したもので、この結果を第4図に示
す。
Therefore, the present inventors investigated the relationship between the enclosed weight ratio of rare earth metal iodide and rare earth metal bromide and the correlated color temperature difference. The color temperature difference was obtained by measuring the maximum color temperature difference between the four corners on the screen and the central portion, and the results are shown in FIG.

通常、液晶プロジェクタ装置等の画像投影装置では、投
射面での色温度むらは、目視的にみても1000K未満に抑
える必要があり、このため第4図に示される結果より、
よう化金属に対する臭化金属の封入重量比は0.2以上で
なければならないことが理解できる。
Normally, in an image projection device such as a liquid crystal projector device, it is necessary to visually suppress the color temperature unevenness on the projection surface to less than 1000K. Therefore, according to the result shown in FIG.
It can be seen that the encapsulation weight ratio of metal bromide to metal iodide must be at least 0.2.

一方、よう化金属と臭化金属との封入重量比を種々変化
させ、その光束維持率を実験により調べたところ、第5
図に示す結果が得られた。
On the other hand, when the enclosed weight ratio of metal iodide and metal bromide was variously changed and the luminous flux maintenance factor was examined by experiments,
The results shown in the figure were obtained.

第5図より、よう化金属に対する臭化金属の封入重量比
を増すと、光束維持率が低下する傾向がみられる。
From FIG. 5, it can be seen that the luminous flux maintenance factor tends to decrease as the enclosed weight ratio of metal bromide to metal iodide increases.

この種の画像投影装置では、寿命2000時間で光束維持率
が実用上最低限60%であることを要するが、よう化金属
に対する臭化金属との封入重量比を5以下にすれば上記
要求特性を満足することができる。
In this type of image projection apparatus, it is necessary that the luminous flux maintenance factor is practically at least 60% at a life of 2000 hours, but if the enclosed weight ratio of metal bromide to metal iodide is 5 or less, the above required characteristics are obtained. Can be satisfied.

なお、臭化金属の代わりに例えば塩化物のハロゲン化金
属をよう化金属と一緒に封入したものにおいても、種々
の実験を行ったところ、上記臭化金属を封入したものと
同様な結果が得られた。
In addition, in the case where a metal halide of chloride, for example, was enclosed together with the metal iodide instead of the metal bromide, various experiments were conducted, and the same result as that in the case where the above metal bromide was enclosed was obtained. Was given.

以上の結果から、よう化金属に対するよう素以外の金属
ハロゲン化物との封入重量比は、1:0.2〜1:5に刷れば、
実用性を損なうことなく投影面での色むらを大幅に低減
することができる。
From the above results, if the weight ratio of the metal halide other than iodine to the metal iodide is 1: 0.2 to 1: 5,
Color unevenness on the projection surface can be significantly reduced without impairing practicality.

なお、本発明は上記実施例に制約されるものではなく、
例えば電極の消耗による早期黒化を防止するため、ハロ
ゲン化錫を加えてもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment,
For example, tin halide may be added to prevent premature blackening due to electrode wear.

そしてまた、発光管の構造は、片側のみに封止部を形成
した片封止形のランプであってもよく、さらに、発光管
を外管で囲って2重管構造としても、または光源を小形
化するため発光管をむき出しした1重管構造であっても
よい。
Further, the structure of the arc tube may be a single-sealing type lamp in which a sealing portion is formed only on one side, and further, the arc tube may be surrounded by an outer tube to have a double tube structure, or the light source may be A single-tube structure in which the arc tube is exposed to reduce the size may be used.

さらに、本発明はプロジェクタ装置以外に、映写機や幻
燈機などであってもよい。
Furthermore, the present invention may be a projector, a magic lamp, etc., other than the projector device.

[発明の効果] 以上説明したように本発明によると、アーク中における
中心部と周囲部との色温度差が軽減され、スクリーン上
に投影される光の色むらを解消することができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the color temperature difference between the central portion and the peripheral portion in an arc can be reduced, and the uneven color of light projected on the screen can be eliminated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図および第2図は本発明の一実施例および背景技術
の説明に共通して用いるもので、第1図はレフレクタと
メタルハライドランプの図、第2図はプロジェクタ装置
の原理図、第3図ないし第5図は特性図である。 1……メタルハライドランプ(光源)、2……レフレク
タ(集光装置)、3……スクリーン(投影面)、4……
レンズ(投影装置)、5……液晶表示面、10……発光
管、11……電極、12……金属箔導体、13……外部リード
線、14……圧潰封止部、15……口金、16……電極軸、17
……電極コイル。
FIGS. 1 and 2 are commonly used to describe one embodiment of the present invention and the background art. FIG. 1 is a diagram of a reflector and a metal halide lamp, FIG. 2 is a principle diagram of a projector device, and FIG. 5 to 5 are characteristic diagrams. 1 ... Metal halide lamp (light source), 2 ... Reflector (light collector), 3 ... Screen (projection surface), 4 ...
Lens (projection device), 5 ... Liquid crystal display surface, 10 ... Arc tube, 11 ... Electrode, 12 ... Metal foil conductor, 13 ... External lead wire, 14 ... Crushing seal part, 15 ... Base , 16 …… Electrode shaft, 17
...... Electrode coil.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光源と、この光源から放射された光を集光
させる集光装置と、この集光装置で集光された光を投影
面に投影する投影装置とからなり、上記光源としてメタ
ルハライドランプを用い、このメタルハライドランプ
は、電極を封装した発光管内に水銀と、少なくともよう
素および希土類金属を含む金属ハロゲン化物、および希
ガスを封入してなる画像投影装置において、 上記発光管内に封入された金属ハロゲン化物は、よう化
金属とよう素以外のハロゲンの金属化合物とからなり、
このよう化金属に対する上記よう素以外の金属ハロゲン
化物の封入重量比を1:0.2〜1:5の範囲にしたことを特徴
とする画像投影装置。
1. A light source, a condenser for condensing light emitted from the light source, and a projector for projecting the light condensed by the condenser on a projection surface, and the metal halide as the light source. This metal halide lamp is used in an image projection apparatus in which mercury, a metal halide containing at least iodine and a rare earth metal, and a rare gas are enclosed in an arc tube having electrodes sealed therein. The metal halide comprises a metal iodide and a metal compound of halogen other than iodine,
An image projection apparatus, characterized in that the weight ratio of the metal halide other than the above iodine to the metal iodide is in the range of 1: 0.2 to 1: 5.
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