JPH07192688A - Metal halide lamp, lighting system and projection display device - Google Patents

Metal halide lamp, lighting system and projection display device

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JPH07192688A
JPH07192688A JP5334113A JP33411393A JPH07192688A JP H07192688 A JPH07192688 A JP H07192688A JP 5334113 A JP5334113 A JP 5334113A JP 33411393 A JP33411393 A JP 33411393A JP H07192688 A JPH07192688 A JP H07192688A
Authority
JP
Japan
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metal halide
range
lamp
arc tube
light emitting
Prior art date
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Pending
Application number
JP5334113A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Jiro Ito
治郎 伊藤
Tomiyoshi Ushiyama
富芳 牛山
Tsugi Urushibara
嗣 漆原
Hisao Yoshiike
久夫 吉池
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Iwasaki Denki KK
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Iwasaki Denki KK
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Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp, Iwasaki Denki KK filed Critical Seiko Epson Corp
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Abstract

PURPOSE:To provide a metal halide lamp suited for a projector use light source having high luminous efficiency and screen brightness in small size to improve also color balance further with a long life. CONSTITUTION:Input power of a metal halide lamp 2 is set within a range from about 130 to about 180W, to set an interelectrode distance AL within a range from about 2.5mm to about 3.5mm, and a luminous part 22 of an arc tube 21 is formed as a whole into almost an elliptic sphere or almost a spherical shape, to set its external diameter D within a range from about 9mm to about 11mm, and also to set its length L within a range of about 9mm to about 11mm. Further, a diameter of electrode mandrels 25, 26 of constituting an electrode is set within a range from about 0.55mm to about 0.65mm. By this constitution, a lamp, through it is in small size, having high screen illuminance to improve color balance further with a long life, can be realized. Particularly, the lamp of this invention is suited for use as a light source for a projector or the like.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は投射型表示装置の光源と
して用いるのに適したメタルハライドランプに関するも
のである。また、本発明は、このメタルハライドランプ
と反射鏡の組み合わせからなる照明装置に関するもので
ある。さらに、本発明は、このメタルハライドランプを
光源とした投写型表示装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal halide lamp suitable for use as a light source of a projection type display device. The present invention also relates to a lighting device including a combination of the metal halide lamp and a reflecting mirror. Further, the present invention relates to a projection display device using this metal halide lamp as a light source.

【0002】[0002]

【従来の技術】メタルハライドランプは、他の形式のラ
ンプに比べて、発光効率が良く、長寿命であり、演色性
にも優れているので、投写型表示装置(以下、プロジェ
クターと呼ぶ。)等の光源として利用されている。一般
的には、反射鏡と組み合わせて照明装置を構成し、これ
をプロジェクター等の光源として利用している。
2. Description of the Related Art Metal halide lamps have high luminous efficiency, long life and excellent color rendering properties as compared with other types of lamps, and therefore, projection display devices (hereinafter referred to as projectors) and the like. It is used as a light source. Generally, an illumination device is configured by combining it with a reflecting mirror and is used as a light source for a projector or the like.

【0003】従来において使用されている一般的なメタ
ルハライドラインプは、そのアーク長、すなわち電極間
距離が約5mmないし7mm程度であり、その入力電力
は150W程度である。ここで、プロジェクター等の光
源としてメタルハライドランプを使用する場合には、ラ
ンプの発光部を小さくして、集光率等の光学的な効率を
上げることが望まれている。
In a general metal halide leamp used conventionally, the arc length, that is, the distance between electrodes is about 5 mm to 7 mm, and the input power is about 150 W. Here, when a metal halide lamp is used as a light source of a projector or the like, it is desired to reduce the light emitting portion of the lamp to improve the optical efficiency such as the light collection rate.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ランプ
の発光部を小型化するために、単に、発光部の両端に形
成されたシール部に封着されている電極間距離を短くし
たのみでは、発光スペクトルが輝線スペクトルになり易
く、プロジェクターの光源として相応しくなくなってし
まう。また、発光部を小さくすると、発光管がその内部
に封入されている金属ハロゲン化物との反応により失透
を起こし、あるいは、発光管の管壁負荷が増大して、ラ
ンプ寿命が著しく短くなるおそれがある。
However, in order to reduce the size of the light emitting portion of the lamp, it is necessary to shorten the distance between the electrodes sealed by the seal portions formed at both ends of the light emitting portion. The spectrum tends to be a bright line spectrum, which makes it unsuitable as a light source for a projector. Also, if the light emitting part is made smaller, the arc tube may devitrify due to the reaction with the metal halide enclosed therein, or the load on the tube wall of the arc tube may increase and the lamp life may be significantly shortened. There is.

【0005】本発明の課題は、プロジェクターの光源と
して用いるのに適した小型の発光部を備え、しかも演色
性が良く、寿命も長いメタルハライドランプを提案する
ことにある。また、本発明の課題は、このメタルハライ
ドランプと反射鏡との組み合わせからなる照明装置を提
案することにある。さらに、本発明の課題は、このメタ
ルハライドランプを光源としたプロジェクターを提案す
ることにある。
An object of the present invention is to propose a metal halide lamp which has a small light emitting portion suitable for use as a light source of a projector, has a good color rendering property, and has a long life. Another object of the present invention is to propose an illumination device including a combination of the metal halide lamp and a reflecting mirror. Furthermore, the subject of this invention is proposing the projector which used this metal halide lamp as a light source.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段および作用】上記の課題を
解決するために、本発明では、発光部およびその両端に
形成されたシール部から構成される発光管内に、シール
部に封着され所定の間隔で対向配置された一対の電極
と、金属ハロゲン化物とが封入された構成のメタルハラ
イドランプにおいて、次の構成を採用している。すなわ
ち、当該ランプの入力電力を約130から約180Wの
範囲内に設定してある。また、電極間の距離を約2.5
mmから約3.5mmの範囲内に設定してある。さら
に、発光管の発光部を全体としておおむね楕円球あるい
は球形状とし、その外径を約9mmから約11mmの範
囲内にすると共に、その長さを約9mmないし約11m
mの範囲内に設定してある。さらには、電極を構成して
いる電極心棒の直径を、約0.55mmから約0.65
mmの範囲内に設定してある。
In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, a light-emitting tube and a seal section formed at both ends of the light-emitting tube are provided with a predetermined sealing member. In a metal halide lamp having a structure in which a pair of electrodes arranged to face each other at a space of and a metal halide are enclosed, the following structure is adopted. That is, the input power of the lamp is set within the range of about 130 to about 180W. Moreover, the distance between the electrodes is about 2.5.
It is set within the range of mm to about 3.5 mm. Further, the light emitting part of the arc tube is generally elliptical or spherical, and its outer diameter is within the range of about 9 mm to about 11 mm, and its length is about 9 mm to about 11 m.
It is set within the range of m. Furthermore, the diameter of the electrode mandrel which constitutes the electrode is about 0.55 mm to about 0.65 mm.
It is set within the range of mm.

【0007】上記の構成において、入力電力が130W
未満の場合にはランプの発光効率が激減してしまい、ま
た、180Wを越える場合には、管壁負荷が大きくなり
過ぎて寿命が短くなってしまうので、好ましくない。
In the above structure, the input power is 130 W
If it is less than 180 W, the luminous efficiency of the lamp is drastically reduced, and if it exceeds 180 W, the tube wall load becomes too large and the life becomes short, which is not preferable.

【0008】電極間距離、すなわちアーク長は短い程、
集光率の向上を達成できるが、発光効率は逆に長い程向
上する。したがって、光学的に好適な範囲は、これらの
双方を考慮した範囲であり、この範囲が、約2.5mm
から約3.5mmである。
The shorter the distance between electrodes, that is, the arc length,
Although the light collection efficiency can be improved, the longer the light emission efficiency is, the better. Therefore, the optically suitable range is a range in which both of these are taken into consideration, and this range is about 2.5 mm.
To about 3.5 mm.

【0009】ランプの発光部の寸法が上記の範囲よりも
小さい場合には、管壁負荷が過大になり、ランプ寿命に
悪影響が及ぶ。逆に、上記の範囲よりも大きな寸法の場
合には、光学的特性、特に演色性が低下してしまうので
好ましくない。
If the size of the light emitting portion of the lamp is smaller than the above range, the tube wall load becomes excessive and the life of the lamp is adversely affected. On the other hand, if the size is larger than the above range, the optical characteristics, especially the color rendering properties are deteriorated, which is not preferable.

【0010】次に、電極棒の外径が0.55mm未満の
場合には、その熱容量が小さいので熱破損等を来すおそ
れがある。逆に0.65mmを越える場合には、ランプ
始動電圧の上昇を招くと共に、電極の熱損失が大きくな
りランプ発光効率、演色性などの発光特性の低下を招く
ので、好ましくない。
Next, when the outer diameter of the electrode rod is less than 0.55 mm, the heat capacity thereof is small, which may cause heat damage. On the other hand, when the thickness exceeds 0.65 mm, the lamp starting voltage is increased and the heat loss of the electrodes is increased, which causes deterioration of the light emission characteristics such as the light emission efficiency of the lamp and the color rendering.

【0011】上記のように構成した本発明によれば、光
学特性が良く、寿命が長く、プロジェクターの光源とし
て使用するのに適したメタルハライドランプを実現でき
る。
According to the present invention configured as described above, it is possible to realize a metal halide lamp having good optical characteristics, a long life, and suitable for use as a light source of a projector.

【0012】次に、上記構成のメタルハライドランプに
おいては、そこに封入される金属ハロゲン化物の量を、
約0.2mgから約0.6mgの範囲にすることが好ま
しい。これよりも多い場合には、発光管の失透が早期に
始まりランプ寿命が短くなってしまう。逆に、これより
も少ない場合には、発光特性が低下し、また、発光管の
黒化も生じ易くなるので好ましくない。
Next, in the metal halide lamp having the above structure, the amount of metal halide enclosed therein is
A range of about 0.2 mg to about 0.6 mg is preferred. If the amount is larger than this, devitrification of the arc tube will start early and the lamp life will be shortened. On the other hand, if it is less than this range, the light emitting characteristics are deteriorated and the blackening of the arc tube is likely to occur, which is not preferable.

【0013】ここで、封入される金属ハロゲン化物とし
て、更に、ハロゲン化錫、ハロゲン化鉛およびハロゲン
化亜鉛のうちの少なくとも1つを、約0.05mgから
約0.1mgの範囲内の量だけ加えることが好ましい。
このようにすると、発光管内の蒸気圧を高めることがで
き、演色性を更に改善でき、より色バランスのとれたラ
ンプを実現できる。この範囲よりも多い量を加えると、
発光効率が低下するので好ましくない。また、この範囲
よりも少ない量の場合には、これらの金属ハロゲン化物
を加えることによる効果が得られない。
Here, as the metal halide to be encapsulated, at least one of tin halide, lead halide and zinc halide is further added in an amount within the range of about 0.05 mg to about 0.1 mg. It is preferable to add.
By doing so, the vapor pressure in the arc tube can be increased, the color rendering properties can be further improved, and a lamp with a better color balance can be realized. If you add more than this range,
Luminous efficiency is reduced, which is not preferable. If the amount is less than this range, the effect of adding these metal halides cannot be obtained.

【0014】また、封入される金属ハロゲン化物とし
て、一般的に封入される沃化水銀の代わりに、臭化水銀
を添加することが好ましい。この臭化水銀の添加量は、
当該臭素と、総沃素量とのモル比が約0.1から約0.
6の範囲内とすることが好ましい。この範囲の量の臭素
を添加すると、臭素は活性度が高く、したがって電極の
タングステンとの結び付きが強く、反応速度が早いの
で、発光管内の黒化を防止でき、ランプ寿命を長くする
ことができる。添加量が上記の範囲より多い場合には、
臭素によって電極の消耗を招くので好ましくない。ま
た、上記の範囲よりも少ない場合には、添加することに
よる効果が得られない。
As the metal halide to be enclosed, it is preferable to add mercury bromide instead of the generally enclosed mercury iodide. The amount of mercury bromide added is
The molar ratio of the bromine to the total amount of iodine is about 0.1 to about 0.
It is preferably within the range of 6. When the amount of bromine added in this range is high, bromine has a high activity and therefore has a strong bond with the tungsten of the electrode and has a fast reaction rate, so that it is possible to prevent blackening in the arc tube and prolong the life of the lamp. . If the added amount is more than the above range,
It is not preferable because bromine causes the consumption of the electrode. On the other hand, if the amount is less than the above range, the effect of addition cannot be obtained.

【0015】次に、本発明の照明装置は、上記の構成の
メタルハライドランプと、反射面を備えた反射鏡との組
み合わせからなる構成を採用し、メタルハライドランプ
の発光管における反射鏡の開口部側の形状を細くしたこ
とを特徴としている。反射鏡と組み合わせることによ
り、ランプはその反射鏡の底部側の温度は高まるが、こ
れに比べて反射鏡の開口部側の温度はそれ程上昇しな
い。本発明では、反射鏡の開口部側の部分の形状を細く
してあるので、この部分の温度を高めることができ、こ
れによって、発光管内の温度バランスを改善でき、発光
スベクトルが改善される。
Next, the illuminating device of the present invention adopts a constitution comprising a combination of the metal halide lamp having the above constitution and a reflecting mirror having a reflecting surface, and the opening side of the reflecting mirror in the arc tube of the metal halide lamp. The feature is that the shape of is thin. When combined with the reflector, the temperature of the lamp on the bottom side of the reflector increases, but the temperature on the opening side of the reflector does not rise so much. In the present invention, since the shape of the opening-side portion of the reflecting mirror is made thin, it is possible to raise the temperature of this portion, thereby improving the temperature balance in the arc tube and improving the emission vector. .

【0016】ここで、反射鏡の開口部側の温度を高める
ためには、この開口部側に位置しているランプの発光管
のシール部およびこれに連続する発光部の外周を保温膜
で覆えばよい。しかし、本発明のように小型化した発光
管において、保温膜による被覆範囲が広すぎると、反射
鏡の底部側の発光管の部分が高温になり過ぎてしまい、
好ましくない。そこで、本発明の照明装置においては、
反射鏡の開口部側にある発光管のシール部およびこれに
連続する発光部の外周のうち、少なくともシール部の外
周における発光部に連続する部分のみを保温膜で覆うよ
うにしている。また、これに連続する発光部の部分を保
温膜で覆う場合には、シール部と発光部の境界から反射
鏡の底部側に向けて約2mm以下の幅にしている。この
ように保温膜を形成することにより、発光管の最高温部
の温度を上昇を抑制することができる。
Here, in order to raise the temperature on the opening side of the reflecting mirror, the outer periphery of the seal part of the arc tube of the lamp located on the opening side and the light emitting part continuous to this is covered with a heat insulating film. I'll do it. However, in a miniaturized arc tube as in the present invention, if the range covered by the heat retaining film is too wide, the temperature of the arc tube on the bottom side of the reflecting mirror becomes too high,
Not preferable. Therefore, in the lighting device of the present invention,
Among the seal portion of the arc tube on the opening side of the reflecting mirror and the outer periphery of the light emitting portion continuous with the seal portion, at least only the portion of the outer periphery of the seal portion that is continuous with the light emitting portion is covered with the heat insulating film. Further, when covering the portion of the light emitting portion continuous to this with a heat insulating film, the width is about 2 mm or less from the boundary between the seal portion and the light emitting portion toward the bottom side of the reflecting mirror. By forming the heat insulating film in this way, it is possible to suppress the temperature rise of the highest temperature part of the arc tube.

【0017】[0017]

【実施例】以下に、図面を参照して本発明の実施例を説
明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0018】(第1の実施例)図1は、本発明を適用し
た液晶プロジェクターの光学系の概略ブロック図であ
る。この液晶プロジェクター1の光源は、メタルハライ
ドランプ2と反射鏡4との組み合わせからなる照明装置
6によって構成されている。この照明装置6からの出射
光の光軸方向に沿って、照明装置6の側から、緑反射ダ
イクロイックミラー7、赤反射ダイクロイックミラー
8、アルミニウムが蒸着された反射ミラー9がこの順番
で配置されている。これらのミラーは光軸に対して同一
方向に向けて45度の角度で配列されている。緑反射ダ
イクロイックミラー7に対して、光軸方向に対して直交
する方向には、一定の間隔を於いて、アルミニウムが蒸
着された反射ミラー10が配置されている。同様な配置
関係で、赤反射ダイクロイックミラー8に対峙させて赤
反射ダイクロイックミラー11が配置され、アミルミニ
ウムが蒸着された反射ミラー9に対峙させて青透過ダイ
クロイックミラー12が配置されている。また、赤反射
ダイクロイックミラー8とアルミニウムが蒸着された反
射ミラー9の間には青色用液晶パネル13が配置され、
赤反射ダイクロイックミラー8、11の間には、赤色用
液晶パネル14が配置され、反射ミラー10と赤反射ダ
イクロイックミラー11の間には、緑色用液晶パネル1
5が配置されている。
(First Embodiment) FIG. 1 is a schematic block diagram of an optical system of a liquid crystal projector to which the present invention is applied. The light source of the liquid crystal projector 1 is composed of an illuminating device 6 including a combination of a metal halide lamp 2 and a reflecting mirror 4. A green reflection dichroic mirror 7, a red reflection dichroic mirror 8 and a reflection mirror 9 on which aluminum is vapor-deposited are arranged in this order from the side of the lighting device 6 along the optical axis direction of the light emitted from the lighting device 6. There is. These mirrors are arranged at an angle of 45 degrees in the same direction with respect to the optical axis. With respect to the green reflective dichroic mirror 7, a reflective mirror 10 having aluminum vapor-deposited is arranged at a constant interval in a direction orthogonal to the optical axis direction. In a similar arrangement relationship, the red reflection dichroic mirror 8 is arranged to face the red reflection dichroic mirror 8, and the blue transmission dichroic mirror 12 is arranged to face the reflection mirror 9 on which ammiluminium is vapor-deposited. Further, a blue liquid crystal panel 13 is arranged between the red reflection dichroic mirror 8 and the reflection mirror 9 on which aluminum is vapor-deposited,
A red liquid crystal panel 14 is disposed between the red reflection dichroic mirrors 8 and 11, and a green liquid crystal panel 1 is disposed between the reflection mirror 10 and the red reflection dichroic mirror 11.
5 are arranged.

【0019】照明装置6から出射された光は、各色の反
射用ダイクロイックミラーにより、赤、緑、青の各色に
分離される。分離された各色の光は、それぞれ、対応す
る色の液晶パネルを通過する。通過する際に、それぞれ
の色に対応する映像信号により光の強度が調整される。
強度調整された各色の光は、ダイクロイックミラー11
および12を通って合成され、この後、投射レンズ16
によって拡大投影される。これにより、スクリーン17
上に像を結び、ここに画像が得られる。
The light emitted from the illuminating device 6 is separated into red, green and blue colors by a reflecting dichroic mirror of each color. The separated lights of the respective colors pass through the liquid crystal panels of the corresponding colors. When passing, the intensity of light is adjusted by the video signal corresponding to each color.
The intensity-adjusted light of each color is transmitted to the dichroic mirror 11
And 12 and then the projection lens 16
Is enlarged and projected by. This allows the screen 17
The image is obtained by connecting the image above.

【0020】図2は本例における照明装置6の概略断面
図である。この図において、2はメタルハライドランプ
であり、4はこのランプが取付けられた反射鏡である。
本例のメタルハライドランプ2の発光管21は石英硝子
製であり、その中央に形成されている発光部22は、お
おむね球形に近い楕円球形状をしており、この発光部2
2の両側には電極シール部23、24が一体成形されて
いる。発光部22の内部においては、元端側がシール部
23、24内に封入された電極芯棒25、26がほぼ同
軸線上において、一定の間隔を於いて対向配置されてい
る。これらの電極芯棒25、26の先端から僅かに後退
した位置には、それぞれ、タングステン線を蜜に巻くこ
とにより形成したコイル27、28が配置されている。
シール部23、24内に埋設されている各電極芯棒2
5、26の元端側は、それぞれモリブデン箔29、30
を介して、モリブデンワイヤ31、32に接続されてい
る。これらのモリブデンワイヤ31、32の他端側は、
それぞれ口金33およびニッケルリード線34に接続さ
れている。
FIG. 2 is a schematic sectional view of the illumination device 6 in this example. In this figure, 2 is a metal halide lamp, and 4 is a reflecting mirror to which this lamp is attached.
The light emitting tube 21 of the metal halide lamp 2 of this example is made of quartz glass, and the light emitting portion 22 formed in the center thereof has an elliptic spherical shape that is approximately a spherical shape.
Electrode seal portions 23 and 24 are integrally formed on both sides of 2. Inside the light emitting portion 22, electrode core rods 25 and 26, whose base ends are sealed in the seal portions 23 and 24, are arranged so as to face each other at regular intervals on a substantially coaxial line. Coils 27 and 28 formed by winding a tungsten wire around are arranged at positions slightly retracted from the tips of the electrode core rods 25 and 26, respectively.
Each electrode core rod 2 embedded in the seal portions 23 and 24
Molybdenum foils 29 and 30 are provided on the base end sides of 5 and 26, respectively.
Is connected to the molybdenum wires 31 and 32 via. The other ends of the molybdenum wires 31 and 32 are
They are connected to the base 33 and the nickel lead wire 34, respectively.

【0021】一方、反射鏡4は、図に示すように断面が
放物線形状の反射面41を備え、その反射面の底部中央
には、ランプ取付穴42が形成されている。この取付穴
42に、上記構成のランプの口金33の部分が挿入さ
れ、耐熱性の接着剤によって固着されている。ここに、
ランプ2は、その電極芯棒25、26の軸心が、反射面
41の中心軸に一致する状態に取付けられている。な
お、ランプのニッケルリード線34は反射鏡4を貫通し
て裏面側に引き回され、外部接続用の端子35に接続さ
れている。口金33の底面側にも、外部接続用の端子部
材36が取付けられる。
On the other hand, the reflecting mirror 4 is provided with a reflecting surface 41 having a parabolic cross section as shown in the drawing, and a lamp mounting hole 42 is formed in the center of the bottom of the reflecting surface. A portion of the base 33 of the lamp having the above structure is inserted into the mounting hole 42, and is fixed by a heat resistant adhesive. here,
The lamp 2 is mounted such that the axial centers of the electrode core rods 25 and 26 thereof coincide with the central axis of the reflecting surface 41. The nickel lead wire 34 of the lamp penetrates the reflecting mirror 4 and is routed to the back surface side, and is connected to a terminal 35 for external connection. A terminal member 36 for external connection is also attached to the bottom surface side of the base 33.

【0022】ここで、本例のメタルハライドランプ2の
発光管21は、ランブ電力150W用に設計したもので
ある。この発光管21における発光部22の最大外径D
は、10mmである。また、その長さL、すなわち、電
極心棒25、26の埋設表面の間の距離は10mmであ
る。この発光部の肉厚はほぼ1mmに設定されている。
次に、発光部22内に封入されている一対の電極芯棒2
5、26は、その外径が0.6mmであり、またそれら
の間の距離、すなわち電極間距離ALは3mmに設定さ
れている。さらに、本例においては、発光管21内に
は、金属ハロゲン化物として、沃化ディスプロシウム、
沃化ネオジウムおよび沃化セシウムを0.3mg封入す
ると共に、バッファガスとしての水銀および始動用補助
ガスとしてのアルゴンを封入した。
Here, the arc tube 21 of the metal halide lamp 2 of this example is designed for a ramp power of 150 W. The maximum outer diameter D of the light emitting portion 22 in the light emitting tube 21.
Is 10 mm. The length L, that is, the distance between the embedded surfaces of the electrode mandrel 25 and 26 is 10 mm. The thickness of the light emitting portion is set to approximately 1 mm.
Next, the pair of electrode core rods 2 enclosed in the light emitting portion 22.
Nos. 5 and 26 have an outer diameter of 0.6 mm, and the distance between them, that is, the inter-electrode distance AL is set to 3 mm. Further, in the present example, in the arc tube 21, as the metal halide, dysprosium iodide,
0.3 mg of neodymium iodide and cesium iodide were enclosed, and mercury as a buffer gas and argon as an auxiliary gas for starting were enclosed.

【0023】このように構成した本例の照明装置6を用
いた液晶プロジェクター1においては、良好なスクリー
ン照度が得られ、また、演色性にも優れ、さらに、長時
間使用によっても失透を生じないことが確認された。
In the liquid crystal projector 1 using the illuminating device 6 of the present embodiment thus constructed, good screen illuminance can be obtained, color rendering is excellent, and devitrification occurs even when used for a long time. It was confirmed that there was not.

【0024】ここで、本発明者は、上記構成のメタルハ
ライドランプ2を用いて、入力電力の変化に対する発光
効率および管壁負荷の変動を測定した。この結果を図3
に示す。図において特性曲線101で示すように、発光
効率(lm/W)は、入力電力が130Wを下回ると急
激に低下することが分かる。一方、管壁負荷(W/cm
2 )は特性曲線102で示すように、入力電力にほぼ比
例して増加することが見て取れる。管壁負荷が90W/
cm2 を越える状態になると、石英硝子製の発光管21
に破裂等のおそれが高まる。したがって、これら発光効
率および管壁負荷の関係から、入力電力は、約130W
から約180Wの範囲内が好ましい。図の特性曲線は、
前述したように電極間距離ALが3mmの場合である
が、この距離ALを約2.5mmから約3.5mmの範
囲で変化させた場合にもほぼ同様な結果が得られた。
Here, the inventor of the present invention measured the light emission efficiency and the fluctuation of the tube wall load with respect to the change of the input power, using the metal halide lamp 2 having the above-mentioned structure. This result is shown in Figure 3.
Shown in. As shown by the characteristic curve 101 in the figure, it can be seen that the luminous efficiency (lm / W) sharply decreases when the input power falls below 130W. On the other hand, pipe wall load (W / cm
It can be seen that 2) increases almost in proportion to the input power, as shown by the characteristic curve 102. 90 W / wall load
When the state exceeds cm2, the quartz glass arc tube 21
The risk of bursting increases. Therefore, the input power is about 130 W from the relationship between the luminous efficiency and the wall load.
To about 180 W is preferred. The characteristic curve in the figure is
Although the inter-electrode distance AL is 3 mm as described above, substantially the same result was obtained when the distance AL was changed in the range of about 2.5 mm to about 3.5 mm.

【0025】次に、上記構成のメタルハライドランプ2
において、電極間距離ALを変化させた場合における発
光効率の変動、液晶パネル上の集光率の変動を測定し
た。この測定においては、液晶パネルとして1.3イン
チのサイズのものを使用した。図4(B)の曲線103
は電極間距離ALに対する集光率(%)の変化を示し、
曲線104は発光効率(lm/W)の変化を示す。これ
らの曲線から分かるように、集光率は電極間距離ALを
短くすればする程改善される。すなわち、プロジェクタ
ー用の光源としては、点光源に近ければ近い程利用しや
すく、明るい画面を得ることができる。しかし、電極間
距離ALを短くし過ぎると、電子の衝突が電極に対して
激しくなるので、電極の温度が上昇し、電極であるタン
グステンが融点を越えて徐々に飛散してしまう。
Next, the metal halide lamp 2 having the above structure
In, the fluctuation of the luminous efficiency and the fluctuation of the light collection rate on the liquid crystal panel when the distance AL between the electrodes was changed were measured. In this measurement, a liquid crystal panel having a size of 1.3 inches was used. Curve 103 in FIG. 4 (B)
Indicates the change of the light collection rate (%) with respect to the inter-electrode distance AL,
A curve 104 shows a change in luminous efficiency (lm / W). As can be seen from these curves, the light collection rate is improved as the interelectrode distance AL is shortened. That is, as the light source for the projector, the closer it is to the point light source, the easier it is to use, and a bright screen can be obtained. However, if the inter-electrode distance AL is made too short, the collision of electrons becomes more intense with respect to the electrodes, so that the temperature of the electrodes rises and the tungsten, which is the electrode, exceeds the melting point and gradually scatters.

【0026】これに対して、曲線104で示すように、
発光効率の方は、電極間距離ALが長くなる程、すなわ
ち、電極間のアーク長が長くなる程、改善される。この
ように、電極間距離ALに対する発光効率および集光率
は逆に関係にある。したがって、スクリーン照度等は、
これらの双方の値を考慮する必要がある。
On the other hand, as shown by the curve 104,
The luminous efficiency is improved as the distance AL between the electrodes is increased, that is, the arc length between the electrodes is increased. As described above, the light emission efficiency and the light collection rate are inversely related to the inter-electrode distance AL. Therefore, the screen illuminance is
Both of these values need to be considered.

【0027】図4(A)には、各電極間距離ALに対す
る、これらの双方の値を掛け合わせた値をプロットして
得られる曲線105を示してある。この曲線105から
分かるように、電極間距離ALが約2.5mmから約
3.5mmの範囲においては、良好な特性が得られる。
FIG. 4A shows a curve 105 obtained by plotting a value obtained by multiplying the inter-electrode distance AL by both of these values. As can be seen from the curve 105, good characteristics are obtained when the inter-electrode distance AL is in the range of about 2.5 mm to about 3.5 mm.

【0028】次に、発光管21の発光部22の寸法につ
いて説明する。液晶プロジェクターの光源としては、
赤、緑、青の各色の発光スペクトルのバランスがとれて
いることが必要である。スクリーン上での白色は、赤、
緑、青の光量比により決まる。電極間距離ALを本例の
ように短くすると、スペクトルが水銀の輝線スペクトル
になり易い。このため、緑の輝線が強く、緑の光量を減
らさないと、スクリーン上で緑がかった白色になってし
まう。しかし、比視感度の高い緑を減らすことは、スク
リーン上で得られる明るさを低減することになる。これ
では、電極間距離ALを短くしたことにより得たスクリ
ーン照度の向上が相殺されてしまう。ここで、ランプの
スペクトル分布を決めている要素が発光管内の蒸気圧で
あり、蒸気圧を決めているのが発光管の最冷部の温度で
ある。よって、発光管の寸法を小さくすることにより、
最冷部の温度を高めればよい。このようにして最冷部の
温度を高めることにより、発光管内の蒸気圧を高め、封
入金属の発光を促進させて、水銀の輝線スペクトルを弱
めることができる。
Next, the dimensions of the light emitting portion 22 of the light emitting tube 21 will be described. As the light source of the liquid crystal projector,
It is necessary that the emission spectra of red, green, and blue colors are well balanced. White on the screen is red,
Determined by the ratio of green and blue light intensity. When the inter-electrode distance AL is shortened as in this example, the spectrum is likely to be the bright line spectrum of mercury. For this reason, the bright line of green is strong, and unless the amount of green light is reduced, a greenish white appears on the screen. However, reducing green, which has a high relative visibility, reduces the brightness obtained on the screen. This offsets the improvement in screen illuminance obtained by shortening the inter-electrode distance AL. Here, the element that determines the spectral distribution of the lamp is the vapor pressure in the arc tube, and the element that determines the vapor pressure is the temperature of the coldest part of the arc tube. Therefore, by reducing the size of the arc tube,
The temperature of the coldest part should be raised. By increasing the temperature of the coldest part in this way, the vapor pressure in the arc tube is increased, the light emission of the enclosed metal is promoted, and the emission line spectrum of mercury can be weakened.

【0029】本発明者は、この点に鑑みて、本例のメタ
ルハライドランプ2において、発光管21の管径Dを変
化させ、それに対する平均演色評価数(Ra)を測定し
た。すなわち、発光部22の外径Dの変化に対する平均
演色評価数の変動を測定した。図5の曲線106はこの
関係を表している。発光管の寸法を小さくすることによ
り、発光管の最冷部の温度を高め、発光管内の蒸気圧が
高まり、封入金属が発光して輝線スペクトルが弱まる。
このことは、曲線106に示すように平均演色評価数
(Ra)が高まることに対応しており、平均演色評価数
が高まれば、色バランスが良くなり、プロジェクターの
光源として使用するのに、より適したものになる。しか
し、管の寸法を小さくしすぎると、管壁負荷が増大し、
管の破裂等のおそれも高まる。また、最高温部の温度も
高まり、発光管の素材である石英硝子も耐えられない状
態になるおそれがある。これらの点を考慮すると、発光
管は、概ね楕円球、あるいは球形状のものとし、その発
光部の外径Dおよび長さLを、約9mmから約11mm
の範囲内にすることが好ましいことが確認された。
In view of this point, the present inventor changed the tube diameter D of the arc tube 21 in the metal halide lamp 2 of this example, and measured the average color rendering index (Ra) for it. That is, the change in the average color rendering index with respect to the change in the outer diameter D of the light emitting unit 22 was measured. Curve 106 in FIG. 5 represents this relationship. By reducing the size of the arc tube, the temperature of the coldest part of the arc tube is increased, the vapor pressure in the arc tube is increased, the enclosed metal emits light, and the emission line spectrum is weakened.
This corresponds to an increase in the average color rendering index (Ra) as shown by the curve 106. If the average color rendering index increases, the color balance becomes better and it is more suitable for use as a light source of the projector. It will be suitable. However, if the size of the pipe is too small, the load on the pipe wall increases,
The risk of pipe rupture also increases. Further, the temperature of the highest temperature part is also increased, and the quartz glass, which is the material of the arc tube, may be intolerable. Considering these points, the arc tube has a substantially elliptical sphere or a spherical shape, and the outer diameter D and the length L of the light emitting portion are about 9 mm to about 11 mm.
It was confirmed that it is preferable to set it within the range.

【0030】次に、本例のメタルハライドランプ2にお
ける一対の電極芯棒25、26の直径について説明す
る。従来において一般的に使用されている入力電力が1
50Wのメタルハライドランプにおける電極芯棒の直径
は約0.5mmであり、また、電極間距離は約5mmで
ある。本例のように、電極間距離ALを約2.5mmか
ら約3.5mmに狭くした場合には、電子が電極である
タングステンに激しく衝突するようになり、電極温度が
タングステンの融点を越え、電極が徐々に飛散するおそ
れがある。このような事態になると、電極間が長くな
り、タングステンと石英の反応により発光管内が黒化し
てしまう、といった弊害が発生する。本例では、このよ
うな弊害を回避するために、電極芯棒を従来において使
用されているものよりも太くし、その直径を0.6mm
に設定している。このように太くすることにより、電極
の熱容量が大きくなり、電極の飛散が発生しにくくな
り、発光管内の黒化も防止できる。これによりランプの
長寿命化を達成できる。本発明者の実験によれば、電極
の直径を0.65mmよりも太くすると、ランプ始動電
圧の上昇や、電極熱損失の増大化を招き、発光特性が低
下するおそれがあり、このましくないことが確認され
た。したがって、電極直径は、約0.55mmから約
0.65mmの範囲が好ましい。
Next, the diameter of the pair of electrode core rods 25 and 26 in the metal halide lamp 2 of this example will be described. The input power generally used in the past is 1
The diameter of the electrode core rod in the 50 W metal halide lamp is about 0.5 mm, and the distance between the electrodes is about 5 mm. When the distance AL between the electrodes is narrowed from about 2.5 mm to about 3.5 mm as in this example, the electrons collide violently with the tungsten, which is the electrode, and the electrode temperature exceeds the melting point of tungsten. The electrodes may scatter gradually. In such a situation, the distance between the electrodes becomes long, and the reaction between tungsten and quartz causes blackening of the interior of the arc tube. In this example, in order to avoid such an adverse effect, the electrode core rod is made thicker than that conventionally used and its diameter is 0.6 mm.
Is set to. By making it thick in this way, the heat capacity of the electrode is increased, scattering of the electrode is less likely to occur, and blackening in the arc tube can be prevented. This makes it possible to extend the life of the lamp. According to the experiments conducted by the inventor of the present invention, if the diameter of the electrode is thicker than 0.65 mm, the lamp starting voltage may increase and the heat loss of the electrode may increase, which may deteriorate the light emission characteristics. It was confirmed. Therefore, the electrode diameter is preferably in the range of about 0.55 mm to about 0.65 mm.

【0031】以上説明したように、本例におけるメタル
ハライドランプ2においては、その入力電力を約130
Wから約180Wの範囲内に設定し、電極間距離ALを
約2.5mmから約3.5mmの範囲内に設定し、発光
管の発光部をその外径Dおよび長さLが約9mmから約
11mmの範囲の楕円球あるいは概ね球形状に設定し、
さらに、電極の直径を約0.55mmから約0.65m
mに設定してある。したがって、本例によれば、スクリ
ーン照度が高く、色バランスも良く、しかも長寿命の液
晶ブロジェクターに適した光源を実現できる。
As described above, in the metal halide lamp 2 of this example, the input power is about 130.
It is set within the range of W to about 180 W, the inter-electrode distance AL is set within the range of about 2.5 mm to about 3.5 mm, and the light emitting part of the arc tube has an outer diameter D and a length L of about 9 mm. Set an elliptical sphere in the range of about 11 mm or a roughly spherical shape,
Furthermore, the diameter of the electrode is about 0.55 mm to about 0.65 m.
It is set to m. Therefore, according to this example, a light source suitable for a liquid crystal projector having a high screen illuminance, good color balance, and a long life can be realized.

【0032】ここで、上記構成のメタルハライドランプ
2の発光管内に封入されている金属ハロゲン化物の封入
量と、寿命との関係について考察する。本発明者は、こ
の関係を調べるために、封入量に対するランプの照度維
持率の関係を測定した。図6には、点灯時間に対する照
度維持率(%)の変動曲線を示してあり、この図におい
て、曲線107は封入量が0.4mgの場合、曲線10
8は封入量が0.6mgの場合、曲線109は封入量が
0.8mgの場合である。これらの曲線から分かるよう
に、封入量が多くなると、寿命が短くなる。これは、封
入量が多くなると、発光管の大きさに対して封入金属が
蒸発しきれなくなり、金属ハロゲン化物の液層が発光管
の下側に溜まってしまう。この液層が発光管の素材であ
る石英硝子と反応して、失透を起こす。失透が始まる
と、発光管内全体に失透が急速に広まり、寿命が短くな
る。封入量を0.6mg以下に抑えることにより、金属
ハロゲン化物の液層と石英の反応が生じにくくなり、こ
の反応による失透が生じにくいことが確認された。しか
しながら、封入量を0.2mg未満にすると、発光特性
が低下する、発光管の黒化が生じ易くなる、等の弊害が
発生するので好ましくない。したがって、この金属ハロ
ゲン化物の封入量を、約0.2mgから約0.6mgの
範囲内に設定することにより、発光特性を維持しつつ、
ランプの長寿命化を達成することができる。
Here, the relationship between the amount of the metal halide enclosed in the arc tube of the metal halide lamp 2 having the above-mentioned configuration and the life is considered. In order to investigate this relationship, the present inventor measured the relationship of the illuminance maintenance rate of the lamp with respect to the enclosed amount. FIG. 6 shows a variation curve of the illuminance maintenance rate (%) with respect to the lighting time. In this figure, the curve 107 is the curve 10 when the enclosed amount is 0.4 mg.
The curve 8 shows the case where the enclosed amount is 0.6 mg, and the curve 109 shows the case where the enclosed amount is 0.8 mg. As can be seen from these curves, the higher the amount of filling, the shorter the life. This is because, when the amount of the enclosed light is increased, the amount of the enclosed metal does not evaporate with respect to the size of the arc tube, and the liquid layer of metal halide accumulates on the lower side of the arc tube. This liquid layer reacts with the quartz glass, which is the material of the arc tube, to cause devitrification. When devitrification starts, devitrification rapidly spreads throughout the arc tube, shortening its life. It was confirmed that by suppressing the amount of inclusion to be 0.6 mg or less, the reaction between the liquid layer of the metal halide and quartz was less likely to occur, and devitrification due to this reaction was less likely to occur. However, if the enclosed amount is less than 0.2 mg, it is not preferable because it causes problems such as deterioration of light emitting characteristics and blackening of the arc tube. Therefore, by setting the enclosed amount of this metal halide within the range of about 0.2 mg to about 0.6 mg, while maintaining the light emission characteristics,
It is possible to extend the life of the lamp.

【0033】次に、本例のランプにおける色バランスを
更に改善するためには、封入する金属ハロゲン化物とし
て、ハロゲン化錫、ハロゲン化鉛、あるいはハロゲン化
亜鉛のうちの一つを、約0.05mgから約0.1mg
の範囲で添加すればよい。一例としてハロゲン化錫を
0.05mg添加した場合には、発光管内の蒸気圧が高
まり、水銀の輝線スペクトルが抑制され、他の金属ハロ
ゲン化物の発光が促進され、平均演色評価数(Ra)が
向上して色バランスが良くなることが確認された。しか
し、ハロゲン化錫の添加量を0.1mgよりも多くする
と、発光効率の低下を招くので好ましくない。逆に、添
加量が0.05mgよりも少ない場合には、添加する効
果が得られない。よって、添加量は、約0.05mgか
ら約0.1mgの範囲内が好ましい。なお、ハロゲン化
鉛、ハロゲン化亜鉛の場合も同様である。
Next, in order to further improve the color balance in the lamp of this example, one of tin halide, lead halide, or zinc halide is used as the metal halide to be filled, and the amount of the metal halide is about 0. 05mg to about 0.1mg
It may be added in the range of. For example, when 0.05 mg of tin halide is added, the vapor pressure in the arc tube increases, the emission line spectrum of mercury is suppressed, the emission of other metal halides is promoted, and the average color rendering index (Ra) is It was confirmed that the color balance was improved and the color balance was improved. However, if the amount of tin halide added is more than 0.1 mg, the luminous efficiency is lowered, which is not preferable. On the contrary, if the addition amount is less than 0.05 mg, the effect of addition cannot be obtained. Therefore, the addition amount is preferably within the range of about 0.05 mg to about 0.1 mg. The same applies to the case of lead halide and zinc halide.

【0034】一方、本例のランプにおいて、更なる長寿
命化を図るためには、沃化水銀の代わりに臭化水銀を発
光管内に添加すればよい。臭化水銀を添加した場合に
は、沃化水銀を添加する場合にくらべて、臭素の活性度
が高いので、タングステンとの結合が強く、反応速度も
早い。したがって、発光管内の黒化を防止でき、ランプ
寿命を延ばすことができる。臭化水銀の添加量は、臭素
量(Bモル)に対する、総沃素量(Aモル)のモル比
(B/A)が、約0.1から約0.6の範囲となるよう
に設定すればよい。これよりも少ない添加量では、臭化
水銀を添加する効果が得られない。逆にこれよりも多い
添加量では、活性度が高い臭素によって電極であるタン
グステンが反応し、電極が細くなったり、折れやすくな
る。なお、図7には、同一添加量で、臭化水銀を添加し
た場合(曲線110)、沃化水銀を添加した場合(曲線
111)におけるランプの点灯時間に対する照度維持率
(%)の変動を示してある。この図から分かるように、
臭化水銀を添加した方が、照度維持率が良く、したがっ
て、ランプの寿命を延ばすことが可能である。
On the other hand, in the lamp of this example, in order to achieve a longer life, mercury bromide may be added to the arc tube instead of mercury iodide. When mercury bromide is added, the activity of bromine is higher than when mercury iodide is added, so that the bond with tungsten is stronger and the reaction rate is faster. Therefore, blackening in the arc tube can be prevented and the life of the lamp can be extended. The amount of mercury bromide added should be set so that the molar ratio (B / A) of the total iodine amount (A mol) to the bromine amount (B mol) is in the range of about 0.1 to about 0.6. Good. If the amount added is less than this, the effect of adding mercury bromide cannot be obtained. On the other hand, if the amount of addition is larger than this, bromine with high activity reacts with tungsten, which is the electrode, and the electrode becomes thin or easily broken. FIG. 7 shows the variation of the illuminance maintenance rate (%) with respect to the lighting time of the lamp when mercury bromide was added (curve 110) and mercury iodide was added (curve 111) with the same addition amount. It is shown. As you can see from this figure,
When mercury bromide is added, the illuminance maintenance rate is better and therefore the life of the lamp can be extended.

【0035】(発光管の別の実施例)図8には、上記の
第1の実施例におけるメタルハライドランプの別の実施
例を示してある。本例のメタルハライドランプ60は、
その発光管形状が異なっている以外は、前述したランプ
2と同一であるので、対応する部分には同一の符号を付
し、以下においてはそれらの部分の説明は省略する。
(Other Embodiment of Arc Tube) FIG. 8 shows another embodiment of the metal halide lamp in the above-mentioned first embodiment. The metal halide lamp 60 of this example is
Since the lamp 2 is the same as the above-described lamp 2 except that the shape of the arc tube is different, the same reference numerals are given to the corresponding portions, and the description of those portions will be omitted below.

【0036】メタルハライドランプをプロジェクター等
の照明装置として使用する場合、反射鏡等で光を集め
る。この場合のメタルハライドランプ60の発光管62
の温度分布は次のようになる。反射鏡4に囲まれている
発光管面は、ランプ単体の時に比べて反射鏡に囲まれて
いるために、温度が上昇する。逆に、反射鏡4の開口部
側の発光管面の温度は、ランプ単体の時と同等あるいは
若干上昇する程度である。ここで、ランプ61の発光ス
ペクトルは、発光管の最も温度の低い部分、すなわち、
最冷部の温度に依存するので、この部分の温度を高める
ことにより、発光スペクトルは改善される。この最冷部
は、反射鏡4の開放部側の発光管における発光部62と
シール部24の境界部分にほぼ位置する。
When the metal halide lamp is used as a lighting device for a projector or the like, light is collected by a reflecting mirror or the like. Arc tube 62 of metal halide lamp 60 in this case
The temperature distribution of is as follows. Since the arc tube surface surrounded by the reflecting mirror 4 is surrounded by the reflecting mirror as compared with the case of the lamp alone, the temperature rises. On the contrary, the temperature of the arc tube surface on the opening side of the reflecting mirror 4 is equal to or slightly higher than that of the lamp alone. Here, the emission spectrum of the lamp 61 is the lowest temperature portion of the arc tube, that is,
Since it depends on the temperature of the coldest part, the emission spectrum is improved by increasing the temperature of this part. The coldest portion is located substantially at the boundary between the light emitting portion 62 and the seal portion 24 in the light emitting tube on the open side of the reflecting mirror 4.

【0037】本例においては、この最冷部の温度を高め
るために、発光管における反射鏡の開口部側の形状を細
くし、これによって、この部分を、電極間に形成される
アークに近づけるようにしている。すなわち、発光管6
1の発光部62の形状は、反射鏡の底部側においては、
概ね楕円球あるいは球形状をしているが、反対側におい
ては、ほぼ円錐台形状となるように細くしてある。
In this example, in order to raise the temperature of the coldest part, the shape of the arc tube on the opening side of the reflecting mirror in the arc tube is made thin, and this part is brought close to the arc formed between the electrodes. I am trying. That is, the arc tube 6
The shape of the light emitting portion 62 of No. 1 is as follows:
The shape is almost elliptical or spherical, but on the opposite side, it is thin so as to have a substantially truncated cone shape.

【0038】このように、本例においては、発光管61
の発光部62の形状を、反射鏡開口部側において細くし
てあるので、その最冷部の温度を高めることができ、ラ
ンプの発光スペクトルを改善することができる。なお、
発光部62の反射鏡の開口部側の形状は、本例のような
円錐台形状以外の形状としても良いことは勿論である。
Thus, in this example, the arc tube 61 is
Since the shape of the light emitting portion 62 is thin on the opening side of the reflecting mirror, the temperature of the coldest portion thereof can be increased and the emission spectrum of the lamp can be improved. In addition,
It goes without saying that the shape of the light emitting portion 62 on the opening side of the reflecting mirror may be a shape other than the truncated cone shape as in this example.

【0039】図9には、発光管61の変形例を示してあ
る。この図に示すメタルハイラドランプ70において
は、その発光管71における反射鏡開口部側の部分を、
保温膜で被覆することにより、最冷部の温度を高めて、
より一層の発光スペクトルの改善を図っている。すなわ
ち、本例においては、発光管71の反射鏡開口部側のシ
ール部24の外周面のほぼ全体と、これに連続している
発光部72の外周部分とを、保温膜75により被覆して
ある(図においては、保温膜の形成範囲を斜線で示して
ある。)。このように保温膜75を形成することによ
り、発光管71の最冷部の温度を高めて、発光スペクト
ルを改善することができる。
FIG. 9 shows a modification of the arc tube 61. In the metal high-rad lamp 70 shown in this figure, the portion of the arc tube 71 on the side of the reflector opening is
By coating with a heat insulating film, the temperature of the coldest part is raised,
We are working to further improve the emission spectrum. That is, in this example, almost the entire outer peripheral surface of the seal portion 24 on the side of the reflecting mirror opening of the arc tube 71 and the outer peripheral portion of the light emitting portion 72 that is continuous with this are covered with the heat insulating film 75. (In the figure, the formation range of the heat retaining film is shown by hatching.). By forming the heat insulating film 75 in this way, the temperature of the coldest part of the arc tube 71 can be raised and the emission spectrum can be improved.

【0040】ここで、従来においてもこのような保温膜
を形成したものが知られている。しかし、本例において
は、発光部72の外周に形成した保温膜75を、シール
部24と発光部72の境界から発光部側に向けての幅が
約2mm以下となるように形成してあることを特徴とし
ている。すなわち、本例においては、前述したように、
発光管の寸法を小さくしてあるので、その分、発光管7
1内の最高温部の温度も高まっている。このため、従来
のように、発光部72の外周を広く保温膜で覆ってしま
うと、この最高温部の温度が高くなり過ぎてしまい、発
光管の素材である石英が劣化してしまう。本例では、こ
の発光部72を覆う保温膜を少ない範囲に限定してある
ので、高温による石英の失透を防止でき、ランプ寿命を
延ばすことができる。
Here, it is known that the heat insulating film is formed in the past. However, in this example, the heat insulating film 75 formed on the outer periphery of the light emitting portion 72 is formed so that the width from the boundary between the seal portion 24 and the light emitting portion 72 toward the light emitting portion side is about 2 mm or less. It is characterized by that. That is, in this example, as described above,
Since the size of the arc tube is reduced, the arc tube 7
The temperature of the hottest part in 1 is also rising. For this reason, if the outer circumference of the light emitting portion 72 is widely covered with a heat insulating film as in the conventional case, the temperature of the highest temperature portion becomes too high, and the material of the arc tube, quartz, deteriorates. In this example, since the heat insulating film covering the light emitting portion 72 is limited to a small range, devitrification of quartz due to high temperature can be prevented, and the lamp life can be extended.

【0041】なお、本例では、シール部24の外周と、
これに連続している発光部72の外周の双方に保温膜を
形成しているが、シール部24のみに保温膜を形成して
もよいことは勿論である。
In this example, the outer circumference of the seal portion 24,
Although the heat insulating film is formed on both the outer periphery of the light emitting portion 72 which is continuous with this, it goes without saying that the heat insulating film may be formed only on the seal portion 24.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
メタルハライドランプの入力電力を約130から約18
0Wの範囲内に設定し、電極間の距離を約2.5mmか
ら約3.5mmの範囲内に設定し、発光管の発光部を全
体として概ね楕円球あるいは球形状とし、その外径を約
9mmから約11mmの範囲内にすると共に、その長さ
を約9mmないし約11mmの範囲内に設定してある。
さらには、電極を構成している電極心棒の直径を、約
0.55mmから約0.65mmの範囲内に設定してあ
る。この構成によれば、小型でありながら、スクリーン
照度が高く、色バランスが良く、しかも長寿命のランプ
を実現できる。特に、本発明のランプはプロジェクター
等の光源として用いるのに適している。
As described above, according to the present invention,
Input power of metal halide lamp is about 130 to about 18
It is set within the range of 0 W, the distance between the electrodes is set within the range of about 2.5 mm to about 3.5 mm, and the light emitting portion of the arc tube is formed into a generally elliptical or spherical shape, and its outer diameter is set to about The length is set within the range of 9 mm to about 11 mm, and the length thereof is set within the range of about 9 mm to about 11 mm.
Further, the diameter of the electrode mandrel forming the electrode is set within the range of about 0.55 mm to about 0.65 mm. According to this configuration, it is possible to realize a lamp that is small in size, has a high screen illuminance, has good color balance, and has a long life. In particular, the lamp of the present invention is suitable for use as a light source of a projector or the like.

【0043】また、本発明では、封入される金属ハロゲ
ン化物の量を、約0.2mgから約0.6mgの範囲に
しているので、発光特性を保持しつつ、ランプの長寿命
化を実現することができる。
Further, in the present invention, the amount of the metal halide to be enclosed is set in the range of about 0.2 mg to about 0.6 mg, so that the life of the lamp can be extended while maintaining the light emission characteristics. be able to.

【0044】さらに、本発明では、封入される金属ハロ
ゲン化物として、更に、ハロゲン化錫、ハロゲン化鉛お
よびハロゲン化亜鉛のうちの少なくとも1つを、約0.
05mgから約0.1mgの範囲内の量だけ加えるよう
にしている。このようにすることにより、発光管内の蒸
気圧を高めることができ、演色性を更に改善でき、より
色バランスのとれたランプを実現できる。
Further, in the present invention, at least one of tin halide, lead halide and zinc halide is further added as the metal halide to be encapsulated in an amount of about 0.
An amount in the range of 05 mg to about 0.1 mg is added. By doing so, the vapor pressure in the arc tube can be increased, the color rendering can be further improved, and a lamp with a better color balance can be realized.

【0045】さらにまた、本発明では、封入される金属
ハロゲン化物として、沃化水銀に代えて臭化水銀封入
し、当該臭化量と、総沃素量とのモル比が約0.1から
約0.6の範囲内で添加するようにしている。このよう
にすることにより、発光管内の黒化を防止でき、ランプ
寿命を長くすることができる。
Furthermore, in the present invention, as the metal halide to be enclosed, mercury bromide is enclosed instead of mercury iodide, and the molar ratio of the bromide amount to the total iodine amount is about 0.1 to about. The addition is made within the range of 0.6. By doing so, it is possible to prevent blackening in the arc tube and prolong the life of the lamp.

【0046】次に、本発明では、上記の構成のメタルハ
ライドランプと、反射面を備えた反射鏡とにより照明装
置を構成し、メタルハライドランプの発光管における反
射鏡の開口部側の形状を細くした構成を採用している。
このようにすると、発光管内の反射鏡開口部側の温度
(最冷部の温度)を高めることができる。よって、発光
管内の温度バランスを改善でき、発光スベクトルを改善
することができる。
Next, in the present invention, an illumination device is constituted by the metal halide lamp having the above-mentioned structure and a reflecting mirror having a reflecting surface, and the shape of the arc tube side of the reflecting tube in the arc tube of the metal halide lamp is narrowed. The configuration is adopted.
By doing so, the temperature on the opening side of the reflecting mirror in the arc tube (the temperature of the coldest part) can be increased. Therefore, the temperature balance in the arc tube can be improved, and the emission vector can be improved.

【0047】また、本発明の照明装置では、反射鏡開口
部側の温度を高めるために、この開口部側に位置してい
るランプの発光管のシール部のみ、あるいは、この部分
と共に、これに連続する発光部の外周を最大2mmの幅
で保温膜で覆うようにしている。このように保温膜を形
成することにより、最冷部の温度を高めることができる
と共に、発光管の最高温部の過度の温度上昇を抑制する
ことができる。
Further, in the illuminating device of the present invention, in order to raise the temperature on the opening side of the reflecting mirror, only the sealing part of the arc tube of the lamp located on the opening side, or together with this part, is applied. The outer circumference of the continuous light emitting portion is covered with a heat insulating film with a maximum width of 2 mm. By forming the heat insulating film in this way, the temperature of the coldest part can be raised and an excessive temperature rise of the hottest part of the arc tube can be suppressed.

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

【図1】本発明の実施例である液晶プロジェクターの光
学系を示す概略ブロック図である。
FIG. 1 is a schematic block diagram showing an optical system of a liquid crystal projector that is an embodiment of the present invention.

【図2】図1の照明装置を示す概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the lighting device of FIG.

【図3】入力電力に対する発光効率および管壁負荷の変
動を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing changes in luminous efficiency and tube wall load with respect to input power.

【図4】(B)は電極間距離に対するパネル上集光率お
よび発光効率の変動を示すグラフであり、(A)はその
集光率および発光効率の乗算値を電極間距離に対してプ
ロットしたグラフである。
FIG. 4B is a graph showing changes in the light collection efficiency on the panel and the light emission efficiency with respect to the distance between the electrodes, and FIG. 4A is a graph showing the product of the light collection efficiency and the light emission efficiency plotted against the distance between the electrodes. It is a graph.

【図5】発光管の寸法に対する平均演色評価数の変動を
示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing variations in the average color rendering index with respect to the size of the arc tube.

【図6】封入金属ハロゲン化物の量を変化させた場合に
おける、メタルハライドランプの点灯時間に対する照度
維持率の変化を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing changes in the illuminance maintenance rate with respect to the lighting time of the metal halide lamp when the amount of the enclosed metal halide is changed.

【図7】臭化水銀または沃化水銀を添加した場合におけ
る、メタルハライドランプの点灯時間に対する照度維持
率の変化を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing changes in illuminance maintenance rate with respect to lighting time of a metal halide lamp when mercury bromide or mercury iodide is added.

【図8】メタルハライドランプの別の実施例を示す概略
断面図である。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of the metal halide lamp.

【図9】図8のメタルハライドランプの変形例を示す概
略断面図である。
9 is a schematic cross-sectional view showing a modified example of the metal halide lamp of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・プロジェクター 2・・・メタルハライドランプ 4・・・反射鏡 21・・・発光管 22・・・発光部 23、24・・・シール部 25、26・・・電極芯棒 41・・・反射面 42・・・取付穴 60、70・・・メタルハライドランプ 61、71・・・発光管 62、72・・・発光部 75・・・保温膜 AL・・・電極間距離 D・・・発光部の外径 L・・・発光部の長さ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Projector 2 ... Metal halide lamp 4 ... Reflector 21 ... Arc tube 22 ... Light emitting part 23, 24 ... Seal part 25, 26 ... Electrode core rod 41 ... Reflective surface 42 ... Mounting holes 60, 70 ... Metal halide lamp 61, 71 ... Arc tube 62, 72 ... Light emitting part 75 ... Heat insulation film AL ... Distance between electrodes D ... Light emission Outer diameter L ... Length of light emitting part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 漆原 嗣 埼玉県行田市壱里山町1−1 岩崎電気株 式会社埼玉製作所内 (72)発明者 吉池 久夫 埼玉県行田市壱里山町1−1 岩崎電気株 式会社埼玉製作所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Tsuji Urushihara 1-1 Iriyama-cho, Gyoda-shi, Saitama Prefecture Iwasaki Electric Co., Ltd. Saitama Factory (72) Hisao Yoshiike 1-1 Iriyama-cho, Gyoda-shi, Saitama Iwasaki Electric stock company Saitama Factory

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 発光部およびその両端に形成されたシー
ル部から構成される発光管と、この内部において前記シ
ール部に封着され所定の間隔で対向配置された一対の電
極と、前記発光管内部に封入された金属ハロゲン化物と
を有するメタルハライドランプにおいて、 当該ランプの入力電力は約130から約180Wの範囲
内であり、 前記電極間の距離は約2.5mmから約3.5mmの範
囲内であり、 前記発光管の発光部は全体として楕円球あるいは概ね球
形状であり、その外径は約9mmから約11mmの範囲
内であり、その長さは約9mmないし約11mmの範囲
内であり、 前記電極を構成している電極心棒の直径は、約0.55
mmから約0.65mmの範囲内であることを特徴とす
るメタルハライドランプ。
1. An arc tube composed of a light emitting part and seal parts formed at both ends thereof, a pair of electrodes sealed inside the seal part and facing each other at a predetermined interval, and the arc tube. In a metal halide lamp having a metal halide enclosed therein, the input power of the lamp is in the range of about 130 to 180 W, and the distance between the electrodes is in the range of about 2.5 mm to about 3.5 mm. The light emitting portion of the arc tube has an elliptical sphere or a substantially spherical shape as a whole, its outer diameter is in the range of about 9 mm to about 11 mm, and its length is in the range of about 9 mm to about 11 mm. The diameter of the electrode mandrel forming the electrode is about 0.55.
The metal halide lamp is characterized by being in the range of mm to about 0.65 mm.
【請求項2】 請求項1において、前記金属ハロゲン化
物は少なくともDy、Nd、Csのハロゲン化物を含
み、その封入量は、約0.2mgから約0.6mgの範
囲内であることを特徴とするメタルハライドランプ。
2. The metal halide according to claim 1, wherein the metal halide includes at least Dy, Nd, and Cs halides, and the amount of the metal halides is in the range of about 0.2 mg to about 0.6 mg. Metal halide lamp that does.
【請求項3】 請求項2において、前記金属ハロゲン化
物として、更に、ハロゲン化錫、ハロゲン化鉛およびハ
ロゲン化亜鉛のうちの少なくとも1つを、約0.05m
gから約0.1mgの範囲内の量で含んでいることを特
徴とするメタルハライドランプ。
3. The metal halide according to claim 2, further comprising at least one of tin halide, lead halide and zinc halide in an amount of about 0.05 m.
A metal halide lamp characterized by containing an amount within the range of g to about 0.1 mg.
【請求項4】 請求項2または3において、前記金属ハ
ロゲン化物として、臭化水銀を含み、当該臭素量と、総
沃素量とのモル比が約0.1から約0.6の範囲内であ
ることを特徴とするメタルハライドランプ。
4. The metal halide according to claim 2, which contains mercury bromide as the metal halide, and the molar ratio of the bromine amount to the total iodine amount is in the range of about 0.1 to about 0.6. A metal halide lamp characterized by being present.
【請求項5】 請求項1ないし4のうちの何れかの項に
記載のメタルハライドランプと、反射面を備え、前記メ
タルハライドランプの端部の一方が当該反射面の底部側
に位置し、他方が当該反射面の開放部側に位置するよう
に配置されている反射鏡とを有し、前記メタルハライド
ランプの発光管における前記反射鏡の開口部側の形状を
細くしてあることを特徴とする照明装置。
5. A metal halide lamp according to any one of claims 1 to 4 and a reflecting surface, wherein one end of the metal halide lamp is located on the bottom side of the reflecting surface and the other is A reflector arranged to be located on the open side of the reflecting surface, and a shape of the arc tube of the metal halide lamp on the side of the opening of the reflector is narrowed. apparatus.
【請求項6】 請求項5において、前記反射鏡の開口部
側にある前記発光管のシール部およびこれに連続する発
光部の外周のうち、少なくともシール部の外周における
発光部に連続する部分が保温膜により被覆されているこ
とを特徴とする照明装置。
6. The seal portion of the arc tube on the opening side of the reflecting mirror and the outer periphery of the light emitting portion continuous with the seal portion according to claim 5, wherein at least a portion of the outer periphery of the seal portion which is continuous with the light emitting portion. An illuminating device characterized by being covered with a heat insulating film.
【請求項7】 請求項6において、前記保温膜により被
覆されたシール部に連続する発光部の外周も保温膜によ
り被覆されており、この発光部の保温膜は、シール部と
発光部の境界から前記反射鏡の底部側に向けて約2mm
以下の幅で形成されていることを特徴とする照明装置。
7. The heat insulating film according to claim 6, wherein the outer periphery of the light emitting portion continuous with the seal portion covered with the heat insulating film is also covered with the heat insulating film, and the heat insulating film of the light emitting portion is a boundary between the seal portion and the light emitting portion. To about 2 mm from the bottom of the reflector
An illuminating device having the following width.
【請求項8】 請求項1ないし4のうちの何れかの項に
記載のメタルハライドランプを光源として用いることを
特徴とする投写型表示装置。
8. A projection type display device using the metal halide lamp according to any one of claims 1 to 4 as a light source.
【請求項9】 請求項5ないし7のうちの何れかの項に
記載の照明装置を有していることを特徴とする投写型表
示装置。
9. A projection display device, comprising the illumination device according to claim 5. Description:
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US6545413B1 (en) 1997-10-13 2003-04-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Metal halide lamp
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