高圧放電灯、画像投影装置
【課題】封止加熱のために飛散する金属酸化膜の飛散を抑制して高圧放電灯の長寿命化を図る。
【解決手段】放電空間１４内に対向する一対の電極１５１，１５２を配置し、電極１５１，１５２は金属箔１７１，１７２の一端と接合され、金属箔１７１，１７２の他端には電気導入線が接合されており、この金属箔１７１，１７２の部分にて気密を維持するよう封止部１３１，１３２で封着している。金属箔１７１，１７２は少なくとも一面に金属酸化膜よりなる被覆膜２１を形成し、被覆膜２１を覆うシリカ膜２２を形成した。これにより、封止加熱のために飛散する被覆膜２１の金属酸化膜の飛散を抑制し、金属酸化膜による被覆膜による長寿命化の効果を十分に得ることができる。
【解決手段】放電空間１４内に対向する一対の電極１５１，１５２を配置し、電極１５１，１５２は金属箔１７１，１７２の一端と接合され、金属箔１７１，１７２の他端には電気導入線が接合されており、この金属箔１７１，１７２の部分にて気密を維持するよう封止部１３１，１３２で封着している。金属箔１７１，１７２は少なくとも一面に金属酸化膜よりなる被覆膜２１を形成し、被覆膜２１を覆うシリカ膜２２を形成した。これにより、封止加熱のために飛散する被覆膜２１の金属酸化膜の飛散を抑制し、金属酸化膜による被覆膜による長寿命化の効果を十分に得ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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高圧放電灯およびこれを用いた画像投影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の高圧放電灯は、透光性の気密容器の内部に形成された放電空間に水銀、ハロゲン、希ガス等を含む放電媒体を封入し、気密容器の両端部に形成された封止部に、端部にタングステン電極を接合した例えばモリブデンからなる金属箔が封着されている。前記金属箔は少なくとも一面に酸化チタン、酸化ランタン及び酸化タンタルから選ばれた少なくとも一種の金属酸化膜よりなる被覆膜が形成されており、被覆膜より金属箔近傍に封止部を形成するシリカガラス中の不純物として存在するアルカリ金属陽イオンや発光金属として封入されているハロゲン金属の陽イオンが金属箔近傍に移動して集積するが、金属酸化物からなる被覆膜によって陽イオンによる劣化が抑制され、長寿命が得られる。（例えば、特許文献１）
【特許文献１】特開２００３−８６１３５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記した特許文献１の技術は、長寿命に効果をもたらしている金属被覆膜は、封止のための加熱により飛散し、封止後には金属箔表面を満足に被覆してなく、金属酸化膜の効果が十分に得られない、という問題があった。
【０００４】
この発明の目的は、封止加熱のために飛散する金属酸化膜の飛散を抑制し、金属酸化膜による被覆膜による長寿命化の効果を十分に得られることができる高圧放電灯を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、対向配置された一対の電極を有する放電空間と、前記電極は金属箔の一端と接合され、また前記金属箔の他端には電気導入線が接合されており、この前記金属箔の部分にて気密を維持するよう封着された封止部を有しており、安定点灯時の点灯圧が４０ａｔｍ以上であるものにあって、前記金属箔は少なくとも一面に金属酸化膜よりなる被覆膜が形成され、前記金属酸化膜を覆うシリカ膜を形成していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
この発明によれば、封止加熱のために飛散する金属酸化膜の飛散を抑制し、金属酸化膜による被覆膜による長寿命化の効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、この発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【０００８】
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側面図である。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円柱状の放電空間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、例えばタングステン材で形成される電極１５１，１５２が例えば２．３ｍｍ程度の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φ０．４ｍｍ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。放電空間１４には、例えば水銀（Ｈｇ）とアルゴン（Ａｒ）ガスとＤｙ−Ｎｄ−Ｉｎ−Ｃｓ系ハロゲン化金属を含む放電媒体が封入されている。Ｈｇ量はランプ電圧が６０Ｖ以上となる所定量が封入されている。
【０００９】
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１７１，１７２が封着され気密を保っている。金属箔１７１，１７２の厚さは２８μｍ、幅は３ｍｍで、長さは２０ｍｍ程度である。金属箔１７１，１７２は、図２に示すように膜厚５０〜１０００ｎｍの酸化チタン膜２１が被膜されており、それを覆うシリカ膜２２が５００〜１２００ｎｍ被覆されている。
【００１０】
この金属箔１７１，１７２のそれぞれの一端は、電極１５１，１５２に溶接されており、他端はモリブデン製のワイヤ１８１，１８２に一端がそれぞれ溶接により接続される。ワイヤ１８１の他端は、１５μｍ程度のニッケル線にプラチナを被覆してφ０．４ｍｍ程度とした導入線を介して、ワイヤ１８２の他端は、楕円反射鏡と封止部１３１付近を、例えばアルミナ接着剤で固定した口金を介してそれぞれランプ外の点灯装置１９からの電力供給を受けている。
【００１１】
この放電灯は、直流点灯方式のランプ電力２５０Ｗで点灯され、光出力は７０〜８０ｌｍ／Ｗのランプ効率を有し、例えばプロジェクタ用光源などに使用され、楕円または放物面形状のおいてはスクリーンに到達する光量が１０ｌｍ／Ｗを超えるような効率が得られる。点灯中の動作圧力が６ＭＰａを超えるように設計されている。
【００１２】
図３は、上記した金属箔１７１，１７２上に酸化チタン膜２１とシリカ膜２２を形成した高圧放電灯をサンプルＡとし、金属箔１７１，１７２のみとした場合の高圧放電灯をサンプルＢとし、それぞれ１０個のサンプル品のリーク、破損の発生の寿命試験を行った場合の結果を示すものである。
【００１３】
すなわち、点灯時間を２０００時間した場合、サンプルＢでは金属箔１７１，１７２を起点としたリーク、破損の発生が１０個中１個に、サンプルＡでは１０個中０個の結果が得られた。また、点灯時間を２５００時間した場合でも、サンプルＢは金属箔１７１，１７２を起点としたリーク、破損の発生が１０個中３個に、サンプルＡでは１０個中１個という結果が得られた。
【００１４】
従って、金属箔１７１，１７２上に酸化チタン膜２１とシリカ膜２２を形成した場合には、ランプの長寿命化を図ることができることが確認できた。
【００１５】
このように、金属箔１７１，１７２上に酸化チタン膜２１を形成し、さらに酸化チタン膜２１を覆うシリカ膜２２を形成することにより、封止加熱時の酸化チタン膜２１の飛散を抑制することで寿命の向上を図ることができる。
【００１６】
図４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、この発明の画像撮影装置について説明するための説明図である。
図４において、３１は液晶プロジェクタであり、この液晶プロジェクタ３１は本体３２を有し、本体３２の前面側には投影開口３３が形成される。また、本体３２内には光源３４が配設され、この光源３４は高圧放電灯３５と高圧放電灯３５に光学的に対向した反射手段としてのリフレクタ３６にて形成される。そして、光源３４の照射方向の前方には、表示手段としての液晶パネル３７が配設され、この液晶パネル３７の前方の投影開口３３に対応して投影手段としての投影レンズ３８が配設されている。投影開口３３の前方には、スクリーン３９が配設される。
【００１７】
さらに、高圧放電灯３５には点灯回路４０が接続され液晶パネル３７には液晶駆動回路４１が接続され、点灯回路４０および液晶駆動回路４１は商用交流電源４２が接続される。点灯回路４０は高圧放電灯３５を直流で点灯するもであっても、交流で点灯するものであっても構わない。
【００１８】
上記した構成の画像撮影装置は、まず、点灯回路４０で光源３４の高圧放電灯３５を点灯させる。高圧放電灯３５からの光は、直接あるいはリフレクタ３６で反射されて液晶パネル３７方向に照射される。液晶パネル３７は、液晶駆動回路４１で表示が変化して、光源３４からの光を透過して投影レンズ３８で投影させてスクリーン３９に映像を映し出す。
【００１９】
このように、この発明の画像撮影装置は、この発明の高圧放電灯を光源のランプとしたことにより、ランプの長寿命化が実現でき、延いては液晶撮影装置全体の信頼性の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の一実施形態について説明するための構成図。
【図２】図１の要部の拡大断面図。
【図３】この発明の効果について説明するための説明図。
【図４】この発明の画像撮影装置に関する一実施形態について説明するためのシステム構成図。
【符号の説明】
【００２１】
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 タングステンコイル
１７１，１７２ 金属箔
１８１，１８２ ワイヤ
１９ 点灯装置
２１ 酸化チタン膜
２２ シリカ膜
５１ 液晶プロジェクタ
【技術分野】
【０００１】
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高圧放電灯およびこれを用いた画像投影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の高圧放電灯は、透光性の気密容器の内部に形成された放電空間に水銀、ハロゲン、希ガス等を含む放電媒体を封入し、気密容器の両端部に形成された封止部に、端部にタングステン電極を接合した例えばモリブデンからなる金属箔が封着されている。前記金属箔は少なくとも一面に酸化チタン、酸化ランタン及び酸化タンタルから選ばれた少なくとも一種の金属酸化膜よりなる被覆膜が形成されており、被覆膜より金属箔近傍に封止部を形成するシリカガラス中の不純物として存在するアルカリ金属陽イオンや発光金属として封入されているハロゲン金属の陽イオンが金属箔近傍に移動して集積するが、金属酸化物からなる被覆膜によって陽イオンによる劣化が抑制され、長寿命が得られる。（例えば、特許文献１）
【特許文献１】特開２００３−８６１３５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記した特許文献１の技術は、長寿命に効果をもたらしている金属被覆膜は、封止のための加熱により飛散し、封止後には金属箔表面を満足に被覆してなく、金属酸化膜の効果が十分に得られない、という問題があった。
【０００４】
この発明の目的は、封止加熱のために飛散する金属酸化膜の飛散を抑制し、金属酸化膜による被覆膜による長寿命化の効果を十分に得られることができる高圧放電灯を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、対向配置された一対の電極を有する放電空間と、前記電極は金属箔の一端と接合され、また前記金属箔の他端には電気導入線が接合されており、この前記金属箔の部分にて気密を維持するよう封着された封止部を有しており、安定点灯時の点灯圧が４０ａｔｍ以上であるものにあって、前記金属箔は少なくとも一面に金属酸化膜よりなる被覆膜が形成され、前記金属酸化膜を覆うシリカ膜を形成していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
この発明によれば、封止加熱のために飛散する金属酸化膜の飛散を抑制し、金属酸化膜による被覆膜による長寿命化の効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、この発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【０００８】
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側面図である。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円柱状の放電空間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、例えばタングステン材で形成される電極１５１，１５２が例えば２．３ｍｍ程度の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φ０．４ｍｍ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。放電空間１４には、例えば水銀（Ｈｇ）とアルゴン（Ａｒ）ガスとＤｙ−Ｎｄ−Ｉｎ−Ｃｓ系ハロゲン化金属を含む放電媒体が封入されている。Ｈｇ量はランプ電圧が６０Ｖ以上となる所定量が封入されている。
【０００９】
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１７１，１７２が封着され気密を保っている。金属箔１７１，１７２の厚さは２８μｍ、幅は３ｍｍで、長さは２０ｍｍ程度である。金属箔１７１，１７２は、図２に示すように膜厚５０〜１０００ｎｍの酸化チタン膜２１が被膜されており、それを覆うシリカ膜２２が５００〜１２００ｎｍ被覆されている。
【００１０】
この金属箔１７１，１７２のそれぞれの一端は、電極１５１，１５２に溶接されており、他端はモリブデン製のワイヤ１８１，１８２に一端がそれぞれ溶接により接続される。ワイヤ１８１の他端は、１５μｍ程度のニッケル線にプラチナを被覆してφ０．４ｍｍ程度とした導入線を介して、ワイヤ１８２の他端は、楕円反射鏡と封止部１３１付近を、例えばアルミナ接着剤で固定した口金を介してそれぞれランプ外の点灯装置１９からの電力供給を受けている。
【００１１】
この放電灯は、直流点灯方式のランプ電力２５０Ｗで点灯され、光出力は７０〜８０ｌｍ／Ｗのランプ効率を有し、例えばプロジェクタ用光源などに使用され、楕円または放物面形状のおいてはスクリーンに到達する光量が１０ｌｍ／Ｗを超えるような効率が得られる。点灯中の動作圧力が６ＭＰａを超えるように設計されている。
【００１２】
図３は、上記した金属箔１７１，１７２上に酸化チタン膜２１とシリカ膜２２を形成した高圧放電灯をサンプルＡとし、金属箔１７１，１７２のみとした場合の高圧放電灯をサンプルＢとし、それぞれ１０個のサンプル品のリーク、破損の発生の寿命試験を行った場合の結果を示すものである。
【００１３】
すなわち、点灯時間を２０００時間した場合、サンプルＢでは金属箔１７１，１７２を起点としたリーク、破損の発生が１０個中１個に、サンプルＡでは１０個中０個の結果が得られた。また、点灯時間を２５００時間した場合でも、サンプルＢは金属箔１７１，１７２を起点としたリーク、破損の発生が１０個中３個に、サンプルＡでは１０個中１個という結果が得られた。
【００１４】
従って、金属箔１７１，１７２上に酸化チタン膜２１とシリカ膜２２を形成した場合には、ランプの長寿命化を図ることができることが確認できた。
【００１５】
このように、金属箔１７１，１７２上に酸化チタン膜２１を形成し、さらに酸化チタン膜２１を覆うシリカ膜２２を形成することにより、封止加熱時の酸化チタン膜２１の飛散を抑制することで寿命の向上を図ることができる。
【００１６】
図４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、この発明の画像撮影装置について説明するための説明図である。
図４において、３１は液晶プロジェクタであり、この液晶プロジェクタ３１は本体３２を有し、本体３２の前面側には投影開口３３が形成される。また、本体３２内には光源３４が配設され、この光源３４は高圧放電灯３５と高圧放電灯３５に光学的に対向した反射手段としてのリフレクタ３６にて形成される。そして、光源３４の照射方向の前方には、表示手段としての液晶パネル３７が配設され、この液晶パネル３７の前方の投影開口３３に対応して投影手段としての投影レンズ３８が配設されている。投影開口３３の前方には、スクリーン３９が配設される。
【００１７】
さらに、高圧放電灯３５には点灯回路４０が接続され液晶パネル３７には液晶駆動回路４１が接続され、点灯回路４０および液晶駆動回路４１は商用交流電源４２が接続される。点灯回路４０は高圧放電灯３５を直流で点灯するもであっても、交流で点灯するものであっても構わない。
【００１８】
上記した構成の画像撮影装置は、まず、点灯回路４０で光源３４の高圧放電灯３５を点灯させる。高圧放電灯３５からの光は、直接あるいはリフレクタ３６で反射されて液晶パネル３７方向に照射される。液晶パネル３７は、液晶駆動回路４１で表示が変化して、光源３４からの光を透過して投影レンズ３８で投影させてスクリーン３９に映像を映し出す。
【００１９】
このように、この発明の画像撮影装置は、この発明の高圧放電灯を光源のランプとしたことにより、ランプの長寿命化が実現でき、延いては液晶撮影装置全体の信頼性の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の一実施形態について説明するための構成図。
【図２】図１の要部の拡大断面図。
【図３】この発明の効果について説明するための説明図。
【図４】この発明の画像撮影装置に関する一実施形態について説明するためのシステム構成図。
【符号の説明】
【００２１】
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 タングステンコイル
１７１，１７２ 金属箔
１８１，１８２ ワイヤ
１９ 点灯装置
２１ 酸化チタン膜
２２ シリカ膜
５１ 液晶プロジェクタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置された一対の電極を有する放電空間と、前記電極は金属箔の一端と接合され、また前記金属箔の他端には電気導入線が接合されており、この前記金属箔の部分にて気密を維持するよう封着された封止部を有しており、安定点灯時の点灯圧が４０ａｔｍ以上である放電灯において、
前記金属箔は少なくとも一面に金属酸化膜よりなる被覆膜が形成され、該被覆膜を覆うシリカ膜を形成したことを特徴とする高圧放電灯。
【請求項２】
請求項１に記載の高圧放電灯と、
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。
【請求項１】
対向配置された一対の電極を有する放電空間と、前記電極は金属箔の一端と接合され、また前記金属箔の他端には電気導入線が接合されており、この前記金属箔の部分にて気密を維持するよう封着された封止部を有しており、安定点灯時の点灯圧が４０ａｔｍ以上である放電灯において、
前記金属箔は少なくとも一面に金属酸化膜よりなる被覆膜が形成され、該被覆膜を覆うシリカ膜を形成したことを特徴とする高圧放電灯。
【請求項２】
請求項１に記載の高圧放電灯と、
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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−２９４４１３（Ｐ２００６−２９４４１３Ａ）
【公開日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１１３５７１（Ｐ２００５−１１３５７１）
【出願日】平成１７年４月１１日（２００５．４．１１）
【出願人】（０００１１１６７２）ハリソン東芝ライティング株式会社 (995)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月１１日（２００５．４．１１）
【出願人】（０００１１１６７２）ハリソン東芝ライティング株式会社 (995)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]