(57)【要約】【課題】照度維持の低下を防止した放電ランプを提供する。【解決手段】発光管２１の長手方向の中間部分には球体部２２を形成する。球体部２２内に放電空間２３を形成する。放電空間２３内に、純度が９９．９９９％より高く９９．９９９９９９％以下の水銀、封入薬品としてハロゲン元素である臭素（Ｂｒ）およびアルゴン（Ａｒ）ガスなどの希ガスが封入する。水銀に不純物として存在する銀（Ａｇ）および銅（Ｃｕ）の合計が０．００１ｐｐｍ以上１ｐｐｍより小さい量である。必要以上にコストを高くすることなく、ハロゲンサイクルを適切にしつつ黒化を防止するため、経年使用によっても照度維持ができる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電空間を有する発光管と；
放電空間に放電径路を形成する電極と；
放電空間内に収容され純度が９９．９９９％より高く９９．９９９９９９％以下の水銀と；
を具備したことを特徴とする放電ランプ。
【請求項２】
水銀に不純物として存在する銀および銅の合計が０．００１ｐｐｍ以上１ｐｐｍより小さい
ことを特徴とする請求項１記載の放電ランプ。
【請求項３】
請求項１または２記載の放電ランプと；
この放電ランプを収容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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、照度維持率の向上を図った放電ランプおよび画像投影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、投光用照明あるいは画像表示装置などが広く普及してきており、光源として高圧放電ランプが多く用いられている。
【０００３】
また、画像表示装置のうち液晶プロジェクタには、点光源に近く、配向制御が容易なショートアークタイプの放電ランプが用いられている。
【０００４】
そして、液晶プロジェクタの場合には持ち運びされることが多いため、小型軽量化が望まれている。また、小型軽量化に伴ない液晶パネルも小型化してきて対角３．３ｃｍ（１．３インチ）程度であり、光源も小型化が要求されている。そして、光源を小型化した場合に、発光管の透明度が低下すると、光度が大きく低下してしまう。
【０００５】
そこで、たとえば発光管に石英ガラスを用いる場合、石英ガラス中のナトリウム（Ｎａ）、カルシウム（Ｃａ）、銅（Ｃｕ）およびカリウム（Ｋ）の合計含有量を、発光管内の電極間の電位傾度に対して所定値にすることにより、失透を防止して透明度の低下を防止することが知られている（たとえば特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−２５１７４５号公報（第１頁）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光源の光度の低下は、失透による透明度の低下のみならず、発光管内の黒化による光量の低下による光度が低下し、経年使用により照度維持が低下するおそれがある問題を有している。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、照度維持の低下を防止した放電ランプおよび画像投影装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【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、放電空間を有する発光管と；放電空間に放電径路を形成する電極と；放電空間内に収容され純度が９９．９９９％より高く９９．９９９９９９％以下の水銀とを具備したもので、特に、ハロゲンサイクルを利用した高圧ランプにおいては、放電媒体内の水銀の純度が９９．９９９％以下の場合には水銀に不純物が多く含まれ放電空間内でのハロゲンサイクルを阻害するとともに黒化により照度の低下が生じやすく、反対に、水銀の純度が９９．９９９９９９％より多いと水銀のコストが非常に高くなるため、水銀の純度を９９．９９９％より高く９９．９９９９９９％以下とすることにより、必要以上にコストを高くすることなく、ハロゲンサイクルを適切にしつつ黒化を防止するため、経年使用によっても照度維持ができる。また、放電空間内に水銀の他にハロゲン化金属などの放電媒体を収容することもできる。
【００１０】
請求項２記載の放電ランプは、請求項１記載の放電ランプにおいて、水銀に不純物として存在する銀および銅の合計が０．００１ｐｐｍ以上１ｐｐｍより小さいもので、水銀に不純物として存在する銀および銅の合計が０．００１ｐｐｍより小さくするとコストが高くなり、反対に、１ｐｐｍ以上であると、特に、ハロゲンサイクルを利用した高圧ランプにおいては、この不純物によりハロゲンサイクルを阻害するとともに黒化により照度の低下が生じやすいため、水銀に不純物として存在する銀および銅の合計が０．００１ｐｐｍ以上１ｐｐｍより小さくすることにより、必要以上にコストを高くすることなく、ハロゲンサイクルを適切にしつつ黒化を防止するため、経年使用によっても照度維持ができる。
【００１１】
請求項３記載の画像投影装置は、請求項１または２記載の放電ランプと；この放電ランプを収容する画像投影装置本体とを具備したもので、それぞれの作用を奏する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の画像投影装置の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は高圧放電ランプを示す側面図、図２は液晶プロジェクタを示す説明図である。
【００１４】
図２に示すように、１は画像投影装置としての液晶プロジェクタで、この液晶プロジェクタ１は画像投影装置本体としての本体２を有し、この本体２の前面側には投影開口３が形成されている。
【００１５】
また、本体２内には光源４が配設され、この光源４は高圧放電ランプ５とこの高圧放電ランプ５に光学的に対向した反射手段としてのリフレクタ６にて形成されている。そして、光源４の照射方向の前方には、表示手段としての液晶パネル７が配設され、この液晶パネル７の前方の投影開口３に対応して投影手段としての投影レンズ８が配設されている。
【００１６】
さらに、高圧放電ランプ５には点灯回路１１が接続され、液晶パネル７には液晶駆動回路１２が接続され、点灯回路１１および液晶駆動回路１２は商用交流電源１４に接続されている。なお、点灯回路１１は高圧放電ランプ５を直流で点灯するものでも、交流で点灯するものでもいずれでも良い。
【００１７】
また、投影開口３の前方には、スクリーン１５が配設される。
【００１８】
そして、高圧放電ランプ５は、図１に示すように、石英ガラス製の発光管２１を有し、この発光管２１の長手方向の中間部分には球体部２２が形成され、この球体部２２内には内容積０．１０ｍｌの放電空間２３が形成されている。また、放電空間２３内には、純度が９９．９９９％より高く９９．９９９９９９％以下の水銀（Ｈｇ）が１５．０ｍｇ、封入薬品としてハロゲン元素である臭素（Ｂｒ）が１．３μｍｏｌおよびアルゴン（Ａｒ）ガスなどの希ガスが封入されている。なお、水銀に不純物として存在する銀（Ａｇ）および銅（Ｃｕ）の合計が０．００１ｐｐｍ以上１ｐｐｍより小さい量である。
【００１９】
また、この球体部２２にはトリエーティッドタングステンあるいは高純度タングステンの電極２４，２５が対向して配設されている。
【００２０】
さらに、電極２４，２５の基端側にはそれぞれモリブデン（Ｍｏ）箔２６，２７が溶接され、これらモリブデン箔２６，２７の部分で発光管２１が気密に封着されている。そして、一方のモリブデン箔２６には口金３１が取り付けられ、他方のモリブデン箔２７にはアウターリードワイヤ３２が取り付けられ、このアウターリードワイヤ３２にはリード線３３が取り付けられている。
【００２１】
次に、液晶プロジェクタ１の動作について説明する。
【００２２】
まず、点灯回路１１で光源４の高圧放電ランプ５を点灯させることにより、この高圧放電ランプ５からの光は直接あるいはリフレクタ６で反射されて液晶パネル７方向に照射される。液晶パネル７は液晶駆動回路１２で表示が変化して、光源４からの光を透過して、投影レンズ８で投影させてスクリーン１５に画像を映し出す。
【００２３】
そして、上述の高圧放電ランプ５は、水銀の純度を９９．９９９％より高く９９．９９９９９９％以下とし、水銀に不純物として存在する銀および銅の合計が０．００１ｐｐｍ以上１ｐｐｍより小さくし、放電空間２３内の不純物を除去することにより、必要以上にコストを高くすることなく、ハロゲンサイクルを適切にしつつ黒化を防止するため、経年使用によっても照度維持ができる。すなわち、放電媒体内の水銀の純度が９９．９９９％以下の場合には水銀に不純物が多く含まれ放電空間２３内でのハロゲンサイクルを阻害するとともに黒化により照度の低下が生じやすく、反対に、水銀の純度が９９．９９９９９９％より多いと水銀のコストが非常に高くなる。また、水銀に不純物として存在する銀および銅の合計が０．００１ｐｐｍより小さくするとコストが高くなり、反対に、１ｐｐｍ以上であるとこの不純物によりハロゲンサイクルを阻害するとともに黒化により照度の低下が生じやすくなる。
【００２４】
ここで、上述の高圧放電ランプ５で、水銀の純度および水銀に不純物として存在する銀および銅の濃度を変化させた実験結果について表１を参照して説明する。なお、水銀に不純物として存在する銀および銅の濃度の測定には、ＩＣＰおよび原子吸光を用いた。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
実験によれば、比較例１の水銀の濃度が９９．９９９％で、水銀に不純物として存在する銀および銅の合計の濃度が２．０ｐｐｍの場合には、１００時間点灯時から照度維持率が低下し、５００時間点灯時では照度維持率が９０％にまで低下し、黒化が発生した。
【００２７】
これに対し、実施例１の水銀の濃度が９９．９９９９％で、水銀に不純物として存在する銀および銅の合計の濃度が０．２ｐｐｍの場合には、１００時間点灯時では照度維持率が低下せず、５００時間点灯時でも照度維持率が９７％で、ほとんど黒化が発生しない。
【００２８】
さらに、実施例２の水銀の濃度が９９．９９９９９％で、水銀に不純物として存在する銀および銅の合計の濃度が０．０２ｐｐｍの場合、および、実施例３の水銀の濃度が９９．９９９９９９％で、水銀に不純物として存在する銀および銅の合計の濃度が０．００２ｐｐｍの場合には、１００時間点灯時では照度維持率が低下せず、５００時間点灯時でも照度維持率が９９％で、黒化が発生しない。
【００２９】
このように、実験の結果でも水銀の純度を９９．９９９％より高い９９．９９９９％とし、水銀に不純物として存在する銀および銅の合計の濃度を１ｐｐｍより小さい０．２ｐｐｍ以下とすることにより、黒化が発生しないとともに照度維持率を維持できる。
【００３０】
なお、水銀は水銀としての金属ではなく、他の金属との合金あるいは化合物として収納しても同様の効果を得ることができる。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１記載の放電ランプによれば、水銀の純度を９９．９９９％より高く９９．９９９９９９％以下とすることにより、必要以上にコストを高くすることなく、ハロゲンサイクルを適切にしつつ黒化を防止するため、経年使用によっても照度維持ができる。
【００３２】
請求項２記載の放電ランプによれば、請求項１記載の放電ランプに加え、水銀に不純物として存在する銀および銅の合計が０．００１ｐｐｍ以上１ｐｐｍより小さくすることにより、必要以上にコストを高くすることなく、ハロゲンサイクルを適切にしつつ黒化を防止するため、経年使用によっても照度維持ができる。
【００３３】
請求項３記載の画像投影装置によれば、請求項１または２記載の放電ランプを収容する画像投影装置本体とを具備したので、それぞれの効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の高圧放電ランプを示す側面図である。
【図２】同上液晶プロジェクタを示す説明図である。
【符号の説明】
１　　画像投影装置としての液晶プロジェクタ
２　　画像投影装置本体
５　　高圧放電ランプ
２１　　発光管
２３　　放電空間
２４，２５　　電極
【図１】
2004146133.tif 000004
【図２】
2004146133.tif 000005