JPH0869777A - ショートアークメタルハライドランプ及びそれを用いた光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 安価なトリガ線材料を用いて発光管製造の際
の作業性がよく歩留りが良好であり、発光管へのトリガ
線の巻き付けが強固で長時間経過後でも緩むことがな
く、確実に始動開始可能で良好な始動特性を有するショ
ートアークメタルハライド装置を提供し、更に、液晶プ
ロジェクタ等の各種の光学装置の光源装置として使用可
能で、装置内での光量に関係なく確実に始動できる光源
装置を提供する。 【構成】 発光管１の両端にアーク長を１２mm以下とし
て主電極２ａ，２ｂを封着し、内部に少なくとも金属ハ
ロゲン化物を封入してなり、該発光管の外周にトリガ線
５を巻き付け、かつ高圧パルスを印加することにより起
動させるようにしてなるショートアークメタルハライド
ランプにおいて、前記トリガ線は予め焼鈍処理した鉄線
を用いて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶プロジェクタやオ
ーバーヘッドプロジェクタ等の光学装置に用いられるシ
ョートアークメタルハライドランプに関し、特に装置内
の暗所で使用されるショートアークメタルハライドラン
プの発光管の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、液晶パネルとレンズ等の光学系と
を組み合わせて大型スクリーンに映像を投影するように
構成した液晶プロジェクタが開発されている。該装置の
バックライトとしてショートアークメタルハライドラン
プと放物面状反射鏡とを組み合わせた光源装置が使い易
さ、色再現性あるいは明るさの点から主流となってい
る。 又、この種メタルハライドランプは発光管内容積
が小さく、かつ両端封止部も小さいので、該封止部に主
電極と共に補助電極を封着することが困難で、始動を容
易にするために種々の工夫がされている。

【０００３】一つの方法として、ランプ始動時に発光管
の電極に高圧パルスを印加し起動させている。又、その
始動補助手段として、発光管の一方の電極より導出した
外部リードに細い耐熱製金属線を接続し、他方の対向電
極の発光管外表面に該細線を巻き付けることによりトリ
ガ線として利用している。図２に従来例を示す。図中２
１は石英製発光管であり、その両端に主電極２２ａ，２
２ｂを封着し内部に水銀及び希ガスと共に金属ハロゲン
化物が封入してある。又、発光管の一方の電極２２ｂの
外周面には反射兼保温膜２３が被着されている。そし
て、該発光管の一端は硬質ガラスよりなる碗状の放物面
反射鏡２４の底部に反射鏡の光軸と発光管の管軸が一致
するように固定されている。又、発光管の外周には鉄等
の細線よりなるトリガ線２５が配設されており、該トリ
ガ線の一端は一方の電極２２ｂより導出した外部リード
２６に接続し、他端は対向電極２２ａの発光管外表面に
巻き付けている。更に、前記トリガ線を接続した外部リ
ード２６にはニッケル製のリード線２７の一端が接続さ
れその他端は前記反射鏡２４の側部外面に取り付けた端
子台２８に溶接により固定されている。更に又、反射鏡
２４の底部には発光管の他方の電極２２ａから導出した
外部リードを接続した口金２９が固定されている。この
ようにして、外管を用いない発光管よりなるショートア
ークメタルハライドランプと反射鏡とを組み合わせた光
源装置が構成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記光源装置
と高圧パルス発生装置を有する安定器等を用いて光学装
置を構成し、始動試験を行なったところ、高圧パルスを
印加しても始動しなかったり、始動開始が遅く、始動不
良となるランプが発生することがある。この原因を検討
したところ、図２（ｂ）に示すように発光管に巻き付け
たトリガ線が発光管外壁に密着せずに緩るんでおり、両
電極間のアーク放電による十分な補助放電が行なわれて
いないからである。

【０００５】これは、トリガ線として安価な電熱線に用
いる鉄系の細線を使用すると、その特性により、発光管
への巻き付け作業を行なう際外壁に強固に密着して巻回
することにバラツキが生じ、緩んだままで次工程に移送
することが多いからである。又、ランプ完成後定格電力
による点灯を繰り返すと、点灯時間の経過と共に発光管
より発生する熱により外壁に巻き付けたトリガ線が緩ん
でしまうこともある。このため、製造の際前記発光管へ
の巻き付けが不十分なランプや点灯試験により緩んで始
動が確実でないランプは密着させることにより再調整
し、始動試験を行ない点灯を確認している。このよう
に、発光管のトリガ線を再調整することは製造の際、多
くの作業時間を要し、歩留りが悪いという問題があっ
た。又、前記トリガ線の材料として、耐熱性及び柔軟性
がある白金線を用いることが考えられるが、鉄系の細線
に比べて高価であるため一般的に普及していない。

【０００６】本発明は前記に鑑みてなされたもので、発
光管の外壁に配設する始動補助導体としてのトリガ線を
改良することにより、安価な部品を用いて発光管製造の
際の作業性がよく歩留りが良好であり、確実に始動開始
することができ、良好な始動特性を有するメタルハライ
ドランプを提供することを目的とする。又、発光管への
トリガ線の巻き付けが強固で長時間にわたっても緩んだ
り、脱落することがなく始動が確実なランプを提供でき
る。更に、液晶プロジェクタ等の各種の光学装置の光源
装置として使用可能であり、装置内での光量に関係なく
確実に始動できるランプを提供できる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、発光管の両端
に一対の電極を封着しアーク長を１２mm以下に設定し内
部に水銀及び希ガスと共に金属ハロゲン化物を封入して
なり、該発光管の外周にトリガ線を巻き付け、かつ高圧
パルスを印加することにより起動させるようにしてなる
メタルハライドランプにおいて、前記トリガ線は予め焼
純処理を施こしてあることを特徴とする。又、前記トリ
ガ線は、鉄を含有する合金により形成してなる。更に、
前記発光管の一端を碗状反射鏡の底部に固定してなる光
源装置を光学装置内に配置し、該装置内の光源装置を設
置する位置の照度が１０ルックス以下であることを特徴
とする前記ショートアークメタルハライドランプを用い
た光学装置である。更に又、前記発光管の一端を碗状反
射鏡の底部に固定したなる光源装置の前面に光学レンズ
と液晶パネル等の光学系を配置して液晶プロジェクタを
構成してなる前記ショートアークメタルハライドランプ
を用いた光学装置である。

【０００８】

【作用】前記構成により、発光管の外壁に巻き付ける鉄
系の細線よりなるトリガ線を予め焼鈍処理しているの
で、柔軟性が大きくて巻き付け作業が容易であるばかり
か外壁への密着性が良好である。又、長時間経過しても
発光管の熱により緩むことがなく、始動は容易かつ確実
に行なうことができる。又、鉄あるいはその合金線を用
いることができ、安価である。更に、ランプと反射鏡と
の組み合わせよりなる光源装置を各種の光学装置に使用
することができ、照度が低い装置内でも確実に始動可能
である。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を図１の実施例に基づき説明す
る。図中１は石英製発光管であり、その両端に一対の主
電極２ａ，２ｂを封着し、各電極間距離は５mmとなるよ
うに配置してある。又、管中央部は直径１１．５mm、肉
厚１．０mmで、ほぼ回転楕円体をなす胴体部は内容積が
約０．５ｍｌで、内部に沃化ディスプロシウム、沃化ネ
オジウム、沃化セシウムをそれぞれ８：２：５の重量比
よりなる重量０．５mg、バッファ効果のある水銀１２mg
と始動補助ガスとしてのアルゴンを１．５×１０⁴パス
カルを封入してある。又、発光管１の一方の電極２ｂの
外周面にはアルミナとシリカとの混合物よりなる反射兼
保温膜３が被着されている。

【００１０】そして、該発光管１の一端は硬質ガラスよ
りなる碗状反射鏡４の底部に反射鏡４の光軸と発光管１
の管軸が一致するように固定されている。該反射鏡は有
効径１１５mm、焦点間距離１６mmの放物面形状よりな
り、その反射面は真空蒸着により誘電体多層膜を施した
コールドミラー面４ａとなしている。又、発光管の外周
にはトリガ線５が配設されており、該トリガ線は鉄系の
耐熱性金属からなる、直径０．２５〜０．３mmの細線を
予め約１０００℃にて焼鈍処理して成形している。更
に、トリガ線５の一端は一方の電極２ｂより導出した外
部リード６に接続し、他端は対向電極２ａの発光管外表
面に輪状に巻き付けている。そして、前記トリガ線５を
接続したモリブデン製の外部リード６とニッケル製で直
径０．６mmのリード線７の一端とはニッケルスリーブ８
内に一体的に抵抗溶接により接続している。又、その他
端は前記反射鏡４の側部外面に取り付けた端子台９に溶
接により固定している。又、反射鏡４の底部には発光管
１の他方の電極２ａから導出した外部リードを接続した
口金１０が無機質接着剤１１を介して固定されている。

【００１１】このようにして、外管を用いない発光管よ
りなる定格電力１５０Ｗのショートアークメタルハライ
ドランプと反射鏡とを組み合わせた光源装置を構成し、
液晶プロジェクタ装置に実装して電子式安定器を用い約
１５ＫＶの高圧パルスを印加し始動させたところ、約５
分で安定点灯状態となった。この際の光学特性は、平均
演色評価数Ｒａ８５、（ｘ，ｙ）色度は（０．２９，
０．３２）で、全光束１１５００ｌｍであり、良好な色
特性が認められる。又、スクリーン上の色むらや照度む
らも少ないという特徴がある。

【００１２】前記のようにトリガ線を外壁に密着して配
設するのは、高価な白金線を用いることなく鉄あるいは
鉄合金の細線をトリガ線となすと、元来バネ性を有する
材料であるため、密着して巻き付けずらいばかりか緩く
巻き付けてしまったり、外壁面より離れてしまったり、
本来巻ける位置からずれることが多いため、始動不良が
発生ので、これを防止するためである。又、初期は点灯
しても時間が経過すると共にランプから発生する熱によ
りトリガ線が漸次焼鈍されるてしまい、緩みが生じて外
壁から外れてしまい、次の始動時には点灯しないことが
ある。これに対して、予め焼鈍した鉄線は柔軟性があ
り、巻き付け作業性に優れ、一旦焼鈍してあるので緩む
こともない。

【００１３】次に、実験結果について説明する。前記の
ように構成したショートアークメタルハライドランプ１
００本を光源装置として構成し、光学装置内を想定して
照度１０ルックス以下で第１回目の点灯と第２回目点灯
を行ないその点灯確率を調査したところ、全てのランプ
が所定時間内で点灯した。これに対して、従来の焼鈍し
ないトリガ線を用いたランプについて前記と同様な実験
を行なったところ、第１回目では１００本中３本につい
て不点が生じ、又始動時間が遅れるランプも数本発生し
た。又、第２回目の点灯では６本が不点となり、始動時
間が遅いランプも第１回目に比べて増加した。

【００１４】このように、始動補助導体としてのトリガ
線を安価な鉄系の耐熱性細線を予め焼鈍して用いること
により、装置内のような照度が小さい暗所でも始動が容
易な光源装置が得られることが判った。又、光学装置の
うち装置内での迷光が１０ルックス程度のオーバーヘッ
ドプロジェクタ内に設置した場合でも、装置内での迷光
が１ルックス程度の液晶プロジェクタ内に設置したもの
でも１回の点灯で確実に始動することが確認できた。な
お、発光管のアーク長が１２mm以上のランプでは、始動
補助手段としてトリガ線を用いる必要はなく、高圧パル
ス発生装置により確実に始動可能である。

【００１５】

【発明の効果】以上のように、本発明に係わるショート
アークメタルハライドランプは比較的簡単な構成によ
り、安価な発光管材料を用いて製造工程を簡易化するこ
とができ、ランプの歩留りが良好で作業性がよいばかり
でなく、完成したランプは点灯開始時から寿命末期にわ
たって容易かつ確実に始動でき、始動特性が良好である
という利点がある。又、液晶プロジェクタ等の各種の光
学装置の光源装置として使用可能であり、装置内での光
量に関係なく確実に始動できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるショートアークメタルハライド
ランプと反射鏡を組み合わせて構成した光源装置の概略
側面図。

【図２】従来のショートアークメタルハライドランプと
反射鏡を組み合わせて構成した光源装置の概略側面図及
び要部側面図。

【符号の説明】

１ 石英製発光管 ２ａ，２ｂ 主電極 ３ 反射兼保温膜 ４ 反射鏡 ５ トリガ線 ６ 外部リード ７ ニッケル製リード線 ８ ニッケルスリーブ ９ 端子台 １０ 口金 １１ 無機質接着剤

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光管の両端に一対の電極を封着しアー
   ク長を１２mm以下に設定し、内部に水銀及び希ガスと共
   に金属ハロゲン化物を封入してなり、該発光管の外周に
   トリガ線を巻き付け、かつ高圧パルスを印加することに
   より起動させるようにしてなるメタルハライドランプに
   おいて、前記トリガ線は予め焼純処理を施こしてあるこ
   とを特徴とするショートアークメタルハライドランプ。
2. 【請求項２】 前記トリガ線は、鉄を含有する合金によ
   り形成してなる請求項第１項記載のショートアークメタ
   ルハライドランプ。
3. 【請求項３】 前記発光管の一端を碗状反射鏡の底部に
   固定してなる光源装置を光学装置内に配置し、該装置内
   の光源装置を設置する位置の照度が１０ルックス以下で
   あることを特徴とする請求項第１，２項記載のショート
   アークメタルハライドランプを用いた光学装置。
4. 【請求項４】 前記発光管の一端を碗状反射鏡の底部に
   固定したなる光源装置の前面に光学レンズと液晶パネル
   等の光学系を配置して液晶プロジェクタを構成してなる
   請求項第１，２項記載のショートアークメタルハライド
   ランプを用いた光学装置。