(57)【要約】【課題】発光管の内部で陰極と陽極とを対向配置させ、陽極を上方に配置させた垂直点灯型キセノンランプにおいて、電極間のアークが発光管内の対流の影響によって揺れ（ふらつき）、投影画像にチラツキが生じることのないようにした構造を提供することである。【解決手段】前記陽極の先端平面には凹部を設けることにより、該先端平面の形状を陽極の中心点に対して非点対称として、対流に対する摩擦抵抗を凹部が設けられた先端平面側で小さくし、対流がその方向に偏奇してそこに固定され、これによりアークも偏奇した位置で拘束されて、揺れを生じないようにしたことを特徴とする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光管の内部で陰極と陽極とを対向配置させ、陽極を上方に配置させた垂直点灯型キセノンランプにおいて、
前記陽極の先端平面には凹部を設けることにより、該先端平面の形状を陽極の中心点に対して非点対称としたことを特徴とする垂直点灯型キセノンランプ。
【請求項２】
前記凹部は、陽極の中心点に重ならないように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の垂直点灯型キセノンランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば投射型プロジェクタ装置などの投影装置に搭載されて用いられるキセノンランプに関し、特に、垂直点灯型のキセノンランプに係わるものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、投射型プロジェクタ装置などの投影装置に搭載される光源として、キセノンランプが用いられている。
この投影装置内に組み込まれるキセノンランプは、従来から水平点灯する状態で配置されている。
キセノンランプでは、発光管内のキセノンガスの封入圧力が高く、発光管内で発生する対流が大きく、この対流によってアークがふらつかないようにするために、通常は、キセノンランプを水平で点灯させ、発光管内で上方に向かう対流を利用して、アークを上方に押し上げ、その地点でアークを固定させてふらつきを抑制するという効果が期待されていた。
水平点灯型のキセノンランプを用いた技術は、特開２００７−２６７６１号公報（特許文献１）に記載されている。
図７に、キセノンランプを水平点灯した場合のアークの状態が示されており、水平配置された陽極１１と陰極１２間で生じるアーク１３は、発光管内で下方から上方に向かう対流１４によって上方に押し上げられ、その位置で該アーク１３が固定されてふらつきが抑制されるものである。
【０００３】
ところで、キセノンランプが水平状態となる通常の設置状態とは異なり、キセノンランプが垂直状態になってしまうように投影装置を配置し、投影画像を見る場合が出てきた。
これは、投影画像が横長の場合が多く、テレビ或いは映画においても、横長の画像がスクリーンに映し出されるものであり、このように横長の画像を得るために、投影装置には、アークのふらつきを防止して、画像にチラツキが発生しないようにキセノンランプが水平点灯するように配置されている。
しかしながら、縦長のポスターや縦長画像を見る場合、スクリーンに映し出される映像を縦長にする要求があり、投影装置の設置状態を変えて、横据え付けから縦据え付けとして対応する場合がでてきた。
この場合、当然の結果として、投影装置内では、キセノンランプが垂直点灯する姿勢になってしまう。
【０００４】
このように、キセノンランプを垂直配置すると、アークに対して加わる対流の力の方向が、従来の水平配置とは異なってしまい、そのときのアークの挙動の様子が図８に示されている。
陽極１１と陰極１２間に生じるアーク１３には、下方から上方、即ち、陰極１２側から陽極１１方向に上昇する対流１４の影響を受けることになる。
このように、対流から受ける力の方向が垂直方向に変わると、アーク１３は左右に広がってしまい、特定の位置に固定される拠り所を失ってしまい、対流１４に若干の乱れが生じると、それによってアーク１３が左右に揺れてしまうという問題が生じた。
つまり、図８において、アーク１３が、実線Ａで示す位置になったり、点線Ｂで示す位置になったり、一点鎖線Ｃで示す位置になったりする。
このようにアーク１３が揺れると、映像にちらつきが発生することが問題となってきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２６７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような状況のもと、本発明の課題は、キセノンランプを垂直点灯しても、アークの揺れを防止し、映像にちらつきが発生することがない垂直点灯型キセノンランプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る垂直点灯型キセノンランプは、陽極の先端平面に凹部を設けることにより、該先端平面の形状を前記陽極の中心点に対して非点対称としたことを特徴とする。
また、前記凹部は、陽極の中心点に重ならないように設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の垂直点灯型キセノンランプによれば、発光管内を上方、即ち陽極方向に向けて上昇する対流が、凹部が設けられて摩擦抵抗がより小さな方向の先端平面側に向けて流れるので、電極間のアークもこの対流に影響されて、凹部が設けられた方向に向けられ、その位置で固定される。これにより、アークの揺れ（ふらつき）が抑制されて、映像にちらつきが発生することがないという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の垂直点灯型キセノンランプの全体図
【図２】本発明の陽極先端の部分拡大図
【図３】本発明の作用説明図
【図４】本発明の他の実施例
【図５】本発明の更に他の実施例
【図６】本発明の陽極先端の他の実施例。
【図７】従来の水平点灯型キセノンランプの作用説明図
【図８】垂直点灯時のキセノンランプの作用説明図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本願発明の垂直点灯型キセノンランプの全体図である。
キセノンランプ１は、発光管２とその両端の封止部３、３とからなり、該発光管内には、一対の陽極４と陰極５が対向配置されている。このキセノンランプ１は、陽極４が上方に位置するように垂直配置されている。
そして、前記陽極４の先端平面には凹部６が形成されている。
図２にその凹部６の詳細が示されていて、図２（Ａ）は陽極４の先端部分の拡大断面図であり、図２（Ｂ）はその平面図（下面図）である。
前記凹部６は、陽極４の先端平面４ａにおいて、陽極４の中心点Ｏから偏心した位置に形成されている。即ち、この先端平面４ａは、前記凹部６によって中心点Ｏに対して非点対称の形状とされている。
【００１１】
上記の構成を有するランプでの作用について、図３を参照して説明すると以下の通りである。
発光管の内部では下方から上方に向けて、即ち、陰極５から陽極４に向けて対流７が生じている。
この対流７は、陰極５と陽極４の間に形成されるアーク８内においてもアーク内対流７ａとして対流しており、該アーク内対流７ａは、陽極４の先端平面４ａに衝突して、該先端表面４ａから摩擦抵抗を受ける。
前記先端平面４ａが一様、即ち点対称形状であればその摩擦抵抗も一様であるが、本発明においては、凹部６の存在によって、その先端平面４ａの形状は中心点Ｏに対して非点対称であり、該凹部６が形成された部分では、その摩擦抵抗を受けることがない。そのため、アーク内対流７ａが先端平面４ａから受ける摩擦抵抗に差違が生じ、この対流７ａは、より摩擦抵抗の少ない、凹部６が形成された領域の方向に向かう。アーク８はこの対流７ａの影響を受けて、凹部６が形成された方向に偏奇して、その位置に拘束される。
こうして電極軸から傾いた位置で拘束されたアーク８は、アーク外の対流７による力が掛かってもふらつくことがない。
【００１２】
なお、上記実施例においては、凹部６は陽極４の先端平面４ａの中心点Ｏに重ならないように形成されたものを示したが、これに限られない。
図４に示すように凹部６は、陽極４の中心点Ｏにその一部が重なるように形成されていてもよい。なお、この場合、凹部６の中心点が、陽極４の先端平面４ａの中心点と一致することはない。
また、凹部６の底面形状も平面形状以外に、図５に示すように、曲面形状であってもよい。
更には、凹部６の数も１個に限られず、図６に示すように複数個設けてもよく、この場合も、その形成箇所が、中心点Ｏに対して点対称となることのないようにすればよい。
以上のように、陽極４の先端平面４ａに凹部６を形成して、該先端平面４ａの形状を、陽極４の中心点Ｏに関して非点対称とすればよい。
【００１３】
本発明の効果を実証するために以下のランプで実験を行った。
本発明のランプ：（図１、図２に示すランプ）
ガス種：キセノン
点灯時におけるキセノンガスの動作圧力：６．３ＭＰａ
ランプ電力：４０００Ｗ
ランプ電流：１２５Ａ
ランプ電圧：３２Ｖ
電極間距離：４ｍｍ
陽極形状：外径φ２０ｍｍ、長さ３０ｍｍ、先端径φ６ｍｍ
凹部形状：外径φ３ｍｍ、深さ２ｍｍ、底部は矩形
【００１４】
アークの揺れ（ふらつき）は電圧変動に現れるため、ランプの電圧変動率でアークのふらつきを調査した。
上記本発明のランプと、陽極に凹部を形成しない従来ランプの、それぞれの電圧変動率を測定した。測定条件は以下の通り。
○電圧測定のサンプリング
１０００ｓａｍｐｌｅ／ｓｅｃ．  （１秒間に１０００回の測定）
○測定期間：５秒×６０回  (３００秒（５分）連続）
５秒を１つの測定期間として、これを６０回
○各々の測定期間（５秒）において、次式１に示す電圧変動率を求めた
（サンプルデータは５０００個）
○６０個の測定期間における変動率の平均値を求めた
（式１）
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【００１５】
結果：
（表１）
2012079611.tif 000004
電圧変動率が小さいほど電圧変動がなく、アークの揺れがないことを表わし、表１で分かるように、本発明ランプでは、従来ランプよりも電圧変動率が改善されていることが分かる。
【００１６】
以上説明したように、本発明に係る垂直点灯型キセノンランプは、上方に位置する陽極の先端平面に、凹部を形成することにより、該先端平面の形状を陽極の中心点に対して非点対称としたので、凹部を形成した先端平面側でガスの対流に対する摩擦抵抗が小さくなって、その方向に対流が偏奇することになり、アークもこの対流によって偏奇し、その偏奇した位置で拘束されて揺れることがなくなる。これによって、垂直点灯型としても投影画像にチラツキが発生することが防止できるものである。
【符号の説明】
【００１７】
１        垂直点灯型キセノンランプ
２        発光管
３        封止部
４        陽極
４ａ      先端平面
５        陰極
６        凹部
７        対流
７ａ      アーク内対流
８        アーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2012079611.tif 000009
【図６】
2012079611.tif 000010
【図７】
2012079611.tif 000011
【図８】
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