(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
石英ガラスにより形成されたバルブと；
バルブに封入された少なくとも金属ハロゲン化物を含む放電媒体と；
前記バルブの両端に設けられた一対の電気導入体と；
これらの電気導入体に電気的に接続されるとともに前記バルブ内の放電空間内で互いに水平方向に対向配置された陽極および陰極と；
点灯初期時に前記陽極の先端と前記陰極の根元付近との間の根元放電を防止するために前記バルブの陰極側の下部略半周の範囲に設けられて前記バルブの前記陰極側の全外周中の一部を保温する保温膜と；
を具備することを特徴とする放電ランプ。
【請求項２】
請求項１記載の放電ランプと；
放電ランプからの光を所定の方向に反射する反射鏡と；
を具備することを特徴とするランプ装置。
【請求項３】
請求項１記載の放電ランプと；
放電ランプの陽極と陰極とに電力を給電して安定的に点灯させる点灯回路と；を具備することを特徴とする点灯装置。
【請求項４】
保温膜を下側に向けて光軸が略水平になるように支持された請求項３記載の点灯装置と；
液晶駆動装置により駆動される液晶表示パネルと；
点灯装置が備える放電ランプから照射されて液晶表示パネルを通した光をスクリーンに投光する光学系と；
点灯装置、液晶駆動装置、液晶表示パネルおよび光学系を収容すると共に、液晶表示パネルを透過した光をスクリーンに投光させる開口が形成された筐体と；を具備することを特徴とする液晶プロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電ランプ、ランプ装置、点灯装置および液晶プロジェクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近来、例えば特開平８−８７０６６号公報に記載されているように、点光源、高輝度、高効率、高演色性等の特性を活かしたショートアークタイプの放電灯、特にメタルハライドランプが液晶プロジェクタ等の光源として普及している。
【０００３】
このように用いられる光源として、石英ガラス製のバルブに、金属ハロゲン化物（金属とハロゲンとの化合物）、水銀、希ガスを封入するとともに、放電空間内で対向する陽極と陰極とをバルブ内に設けて放電ランプを形成し、この放電ランプを半球状の反射鏡の中心に装着し、陽極と陰極とに直流電圧を印加して両極間で放電させるようにしたものがある。
【０００４】
この直流駆動式の場合、陽極側が高温となるが陰極側はあまり熱を発しない。陰極側の熱が低いのは、反射鏡の開放側に位置することも一つの理由である。一方、金属ハロゲン化物は点灯時に蒸発するが消灯時は固形化する。この場合、陰極側の方が温度が低いので金属ハロゲン化物は陰極の根元に溜り易い。これにより、次の点灯初期時にはハロゲンがまだ蒸発しないので、陰極の根元に固形化して溜った金属ハロゲン化物と陽極との間である割合で放電が発生する。これを根元放電と称している。この根元放電により、陰極の根元付近のバルブ管壁内面の一部が部分的に温度上昇し、バルブに内部歪による亀裂が発生することがある。
【０００５】
このようなことから、消灯時に陰極側に金属ハロゲン化物が溜り、この結果、点灯初期時に根元放電が生ずることがないようにするために、バルブの陰極側の全外周を保温膜で覆うことにより、陰極側の温度があまり下がらないようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述のように陰極側の全外周を保温膜で覆うと、光軸を略水平にして点灯（以下、水平点灯と称する）する場合に、温度は対流により上部が高くなる。特に、発光効率を高めるために、管壁負荷（バルブ内表面積当りのワッテージ）を高めた放電ランプや、光学系とのマッチングの関係で陽極と陰極との距離を長くし陰極突出長さを短くした放電ランプの場合に、バルブの陰極側の上部が高温になる。保温膜の内側は特に高温となる。このような場合には失透が成長する。この失透とは、バルブの材料である石英ガラスの原子と、金属ハロゲン化物の金属原子とが入れ替わって組織構造が変わる現象であり、外観では白っぽくなり、性質は脆くなる。これにより光束維持率が低下し寿命が短くなる問題がある。
【０００７】
そこで本発明は、根元放電に起因するバルブの亀裂発生を防止する条件を満たし、且つ温度上昇に起因する失透を防止し得る放電ランプ、これを用いたランプ装置、点灯装置および液晶プロジェクタを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の放電ランプは、石英ガラスにより形成されたバルブと；バルブに封入された少なくとも金属ハロゲン化物を含む放電媒体と；前記バルブの両端に設けられた一対の電気導入体と；これらの電気導入体に電気的に接続されるとともに前記バルブ内の放電空間内で互いに水平方向に対向配置された陽極および陰極と；点灯初期時に前記陽極の先端と前記陰極の根元付近との間の根元放電を防止するために前記バルブの陰極側の下部略半周の範囲に設けられて前記バルブの前記陰極側の全外周中の一部を保温する保温膜と；を具備する。
【０００９】
従って、バルブの陰極側は陽極側に比して温度が低いが保温膜により保温されているため所定の温度以上に保持される。従って、消灯時に金属ハロゲン化物が陰極の根元に偏って溜る作用が抑制される。これにより、点灯初期時に根元放電の発生が防止される。また、点灯時にはバルブの温度は対流により下部より上部が高くなるが、保温膜によるバルブの陰極側の外周の保温領域が制限されるため、保温膜を下側に向けた状態での水平点灯の使用形態の場合には、バルブの上部での放熱作用が促進される。さらに、保温膜を下側に向けた状態での水平点灯の使用形態の場合には、陰極側におけるバルブの下部半周の温度の下がり過ぎが有効に防止され、上部半周での放熱作用が促進される。
【００１０】
この場合、水銀、希ガス等は上記放電媒体とともにバルブに封入することも可能である。また、保温膜は、熱を逃がさない膜状のものであればよく、例えば酸化アルミナによる膜、或いはバルブ側の内面の反射率の高い反射膜等が適用される。
【００１２】
請求項２記載のランプ装置は、請求項１記載の放電ランプと；放電ランプからの光を所定の方向に反射する反射鏡と；を具備する。
【００１３】
請求項３記載の点灯装置は、請求項１記載の放電ランプと；放電ランプの一対の電極にランプ電力を給電して安定的に点灯させる点灯回路と；を具備する。
【００１４】
請求項４記載の液晶プロジェクタは、保温膜を下側に向けて光軸が略水平になるように支持された請求項３記載の点灯装置と；液晶駆動装置により駆動される液晶表示パネルと；点灯装置が備える放電ランプから照射されて液晶表示パネルを通した光をスクリーンに投光する光学系と；点灯装置、液晶駆動装置、液晶表示パネルおよび光学系を収容すると共に、液晶表示パネルを透過した光をスクリーンに投光させる開口が形成された筐体と；を具備する。
【００１５】
したがって、請求項２記載のランプ装置、請求項３記載の点灯装置および請求項４記載の液晶プロジェクタは、請求項１記載の放電ランプを具備しているので、点灯初期時に根元放電の発生が防止される。また、水平点灯の使用形態の場合には、バルブの上部での放熱作用が促進される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態を図１及び図２に基づいて説明する。図１は水平点灯の使用形態における放電ランプおよびランプ装置の縦断側面図、図２は図１において底面側より見た水平断面図である。
【００１７】
図中、１は放電ランプである。放電ランプ１のバルブ２は石英ガラスにより形成され、両端には封止部３，４が形成されている。このバルブ２には、金属ハロゲン化物、水銀、希ガス等の放電媒体が封入され、封止部３，４には金属箔５，６が密封されている。一方の金属箔５の一端には口金７に支持されて点灯回路（図示せず）に接続される電気導入部であるリード端子８が接続され、他端には陽極９が接続されている。他方の金属箔６の一端にはリード線１０を介してが点灯回路に接続される電気導入部であるリード端子１１が接続され、他端には陰極１２が接続されている。そして、バルブ２の陰極１２側の全外周中の一部には保温膜１３が貼付されている。この保温膜１３が貼付された範囲は、点灯初期時に陽極９の先端と陰極１２の根元付近との間の根元放電を防止するに足る必要最小限の範囲であり、この例では略半周である。
【００１８】
このような放電ランプ１は、口金７を半球形の反射鏡１４の中心に挿入し、口金７の外周と反射鏡１４の内面との間にセメント１５等を充填することによりランプ装置１６が形成される。
【００１９】
このような構成において、リード端子８に直流電圧を印加することにより陽極９と陰極１２との間で放電が生じ金属ハロゲン化物のハロゲンが蒸発する。このときのハロゲンが蒸発する中での放電によりバルブ２が発光する。この場合、バルブ２は陽極９側より陰極１２側の温度が低くなるが、陰極１２側は保温膜１３により保温されているため所定の温度以上に保持される。従って、消灯時に金属ハロゲン化物が陰極１２の根元に偏って溜る作用が抑制される。
【００２０】
次回の点灯初期時には、金属ハロゲン化物は固形化の状態であるが、前回の消灯時に金属ハロゲン化物が陰極１２の根元に偏って溜る作用が抑制されているので、根元放電の発生が防止される。これにより、バルブ２の陰極１２側の内壁が局部的に高温となる状態が回避され、従って、バルブ２に亀裂が入ることを防止することができる。
【００２１】
また、点灯時にバルブ２の温度は対流により下部より上部が高くなるが、水平点灯の使用形態では、保温膜１３が下側になるようにランプ装置１６を支持することにより、バルブ２の陰極１２側の上部の熱を保温膜１３が存在しない上部管壁から放熱させることができる。従って、高温による失透を防止することができる。この場合、バルブ２の陰極１２側の全外周の略半周を保温膜１３で保温することにより、水平点灯の使用形態の場合には、陰極１２側におけるバルブ２の下部半周の温度の下がり過ぎを有効に防止することができ、上部半周での放熱作用を促進することができる。
【００２２】
以上、保温膜１３による効果、保温膜１３の保温領域を制限することによる効果について説明したが、これを立証するために、バルブの陰極側の全周に保温膜を形成した従来の放電ランプと、バルブ２の陰極１２側の外周の略半周に保温膜１３を形成した本案の放電ランプ１との比較実験を行った。その結果について説明する。
【００２３】
まず、発光効率については従来構成も本案構成も略同等の結果が得られた。根元放電は、本案構成で発生しないことが確認された。従来構成の場合は本案構成のものより保温性が高いので根元放電は発生しない。従来構成と本案構成との差は、照度および失透についてである。すなわち、従来構成のものは、保温膜による保温性が高く、その分点灯時に温度が高くなるため、１００時間点灯後の結果、６個中４個が失透した。これに対して、本案構成のものは、全数（６個）失透しない結果が得られた。また、照度については従来構成のものより５％アップしたことが確認された。これは放電ランプ１の陰極１２側の全周に保温膜１３を形成する場合に比して、光を通す範囲が広くなるためである。
【００２４】
次に、本発明の第２の実施の形態を図３に基づいて説明する。図１および図２において説明した部分と同一部分は同一符号を用い説明も省略する。図３は点灯装置を含む液晶プロジェクタの内部構造の概略を縮小して示す縦断側面図である。
【００２５】
図中、１７は点灯装置である。この点灯装置１７は、前述した放電ランプ１と、この放電ランプ１に安定化した電力を給電する点灯回路１８とにより形成されている。この点灯回路１８は放電ランプ１のリード端子８及びリード線１０（共に図１参照）に接続される。
【００２６】
液晶プロジェクタ１９は、放電ランプ１の投光前方に、例えばカラー等の液晶表示パネル２０と光学系としての投光レンズ２１とを設置し、液晶表示パネル２０の表示される映像をスクリーン２２上に投影するものである。また、点灯回路１８を含む点灯装置１７、液晶表示パネル２０、この液晶表示パネル２０を駆動する液晶駆動装置２３は、筐体２４内に収容されている。この筐体２４は、投光レンズ２１を通して投影される映像を通過させるための開口２５を備える。
【００２７】
このように、液晶プロジェクタ１９を構成するランプ装置１６、点灯装置１７は、バルブ２の陰極１２側の全外周中の一部を保温膜１３で保温する放電ランプ１を使用しているので、前述したように根元放電、失透を防止することができる。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、点灯初期時に陽極の先端と陰極の根元付近との間の根元放電を防止するに足る必要最小限の範囲でバルブの陰極側の全外周中の一部を保温する保温膜を具備するので、バルブの陰極側は陽極側に比して温度が低いが保温膜により所定の温度を保つことができる。従って、消灯時に金属ハロゲン化物が陰極の根元に偏って溜る作用を抑制し、これにより、点灯初期時に根元放電の発生および根元放電に起因するバルブの亀裂の発生を防止することができる。また、点灯時にはバルブの温度は対流により下部より上部が高くなるが、保温膜によるバルブの陰極側の外周の保温領域が制限されているため、保温膜を下側に向けた状態での水平点灯の使用形態の場合には、バルブの上部での放熱作用を促進し、温度上昇に起因する失透を防止することができる。さらに、バルブの陰極側の全外周の略半周を保温膜により保温するようにしたので、保温膜を下側に向けた状態での水平点灯の使用形態の場合には、陰極側におけるバルブの下部半周の温度の下がり過ぎを有効に防止し、上部半周での放熱作用を促進することができる。
【００３０】
さらに、請求項２記載のランプ装置、請求項３記載の点灯装置および請求項４記載の液晶プロジェクタは、請求項１記載の放電ランプを具備しているので、保温膜を下側に向けた状態での水平点灯の使用形態の場合には、放電ランプの根元放電に起因するバルブの亀裂の発生および失透を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示すもので、水平点灯の使用形態における放電ランプ及びランプ装置の縦断側面図
【図２】図１において底面側より見た水平断面図
【図３】本発明の第２の実施の形態を示すもので、点灯装置を含む液晶プロジェクタの内部構造の概略を縮小して示す縦断側面図
【符号の説明】
１：放電ランプ
２：バルブ
８：電気導入体
９：陽極
１１：電気導入体
１２：陰極
１３：保温膜
１４：反射鏡
１６：ランプ装置
１７：点灯装置
１８：点灯回路
２０：液晶表示パネル
２１：光学系
２２：スクリーン
２３：液晶駆動装置
２４：筐体
２５：開口
【図１】
0003665160.tif 000002
【図２】
0003665160.tif 000003
【図３】
0003665160.tif 000004