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JPH10275599A - セラミックス放電ランプおよび照明装置 - Google Patents

セラミックス放電ランプおよび照明装置

Info

Publication number
JPH10275599A
JPH10275599A JP9080755A JP8075597A JPH10275599A JP H10275599 A JPH10275599 A JP H10275599A JP 9080755 A JP9080755 A JP 9080755A JP 8075597 A JP8075597 A JP 8075597A JP H10275599 A JPH10275599 A JP H10275599A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
discharge
discharge vessel
electrode
vessel
ceramic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9080755A
Other languages
English (en)
Inventor
Hisashi Honda
久司 本田
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.)
Toshiba Lighting and Technology Corp
Original Assignee
Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Lighting and Technology Corp filed Critical Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority to JP9080755A priority Critical patent/JPH10275599A/ja
Publication of JPH10275599A publication Critical patent/JPH10275599A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】セラミックスの放電容器の外面に容易に製作可
能なレンズ部を設けて、集光性の高いセラミックス放電
ランプを得る。 【解決手段】セラミックスの放電容器2は、中空を有す
る筒状の容器で放電空間部3に対向した外周にレンズ部
5を形成している。レンズ部5は、放電容器2の放電空
間部3の外面中央部付近の肉厚を最大にし、放電容器2
の両端部に近づくにつれ肉厚を薄くしている。レンズ部
5は、放電容器2が筒状であるので、中空を形成する内
枠およびレンズ部5を形成する外枠の間に溶融したセラ
ミックスを流し込み固化させることによって容易に製作
することができる。レンズ部5は、放電容器2の放電空
間部3で発光した大部分の光線の出射方向をレンズ部5
の中央側へ変え、集光させる。ランプ1の集光された出
射光は、反射鏡などの光学系で配光制御される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はセラミッスクバルブ
で構成された放電容器の高圧放電ランプおよびこれを用
いた照明装置に関する。
【0002】
【従来の技術】透光性のセラミックスバルブで構成され
た放電ランプは、石英バルブで構成されたものと比べ
て、ランプ内の不純物あるいは金属ハロゲン化物などの
封入物とバルブとの反応が起こりにくい。このため、主
として失透によるランプ短寿命が生じにくく長寿命ラン
プとしてその用途が広く期待されている。
【0003】しかし、セラミックスバルブは石英ガラス
のバルブと比べて可視光の透過率が低く、光出力が減少
するという問題点を有している。このため、最冷部温度
を高めて発光効率をアップさせたり、バルブにレンズを
形成して集光させることが考えられる。
【0004】特公平4ー32497に石英ガラスの発光
管にレンズ作用を持たせたランプ(従来ランプ)の技術
がある。このランプは発光管の中央付近の肉厚を最大に
し発光管の端部付近に近づくにつれて肉厚を連続的に薄
くしたものである。図3にこの従来ランプを示す。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、セラミ
ックスで従来ランプの構造にするには、肉厚にレンズ作
用を持たせるための微小な調整を要することから非常に
困難である。本発明は、製作が容易でしかも集光性が高
いセラミックス放電ランプおよび照明装置を提供するこ
とを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の高圧放
電ランプは、透光性のセラミックスバルブで構成され筒
状の放電空間部を有するとともに放電空間部に対向する
外周にレンズ部を備えた放電容器と;電極軸および電極
軸の端部に形成した電極主体部から成り、電極主体部が
放電空間部に0.5〜9mmの範囲で離間して位置する
ように配設された一対の電極構体と;電極構体に電気的
に接続された一対の電流導入導体と;電極構体を放電容
器の両端部で放電容器の内部が気密になるように設けら
れた一対の閉塞手段と;放電容器内に封入された金属ハ
ロゲン化物を含む放電媒体と;を具備している。
【0007】本発明および以下の各発明において、特に
言及しない限り用語の定義および技術的意味は次のとお
りとする。
【0008】セラミックスとは、金属酸化物の単結晶た
とえば単結晶アルミナを含む。
【0009】放電容器は、気密性にして透光性があり、
円筒状などの筒状の放電空間部を有すればよく、形状,
寸法などは問わない。
【0010】電極構体は、電極軸および電極軸の先端部
に配設された電極主体部を含んで構成され、電極軸の基
端は電流導入導体に接続されている。電極軸の一部また
は大部分が電流導入導体と同一の金属であってもよく、
したがって電極軸が電流導入導体を兼ねていてもよい。
また、電極構体と放電容器の封止部との間にセラミック
ス性のスリーブを介在させる場合には、電極構体はスリ
ーブとの間に小間隙を形成するが、一部密着,接触する
ことを許容する。電極主体部とは、放電に対して電極と
して作用する部分である。
【0011】電流導入導体は、電極構体に電流を供給し
電極構体を支持するとともに、放電容器の封止部との間
に小間隙を形成する機能を担っている。そして、電流導
入導体はセラミックスとの封着を良好にするために、熱
膨張率がセラミックスのそれと近似の材質であることが
好ましく、少なくとも放電容器が透光性アルミナまたは
YAGを主体とする場合は、ニオブ、タンタルおよび白
金のグループの中から選択された一種または複数種を用
いることができる。また、電流導入導体は、ニッケル線
などのリード線であってもよい。
【0012】閉塞手段とは、電極構体,電流導入導体を
支持して放電容器を気密に保持する部材であれば、形
状,寸法および材質などは問わない。閉塞部材は、高圧
放電ランプ自体の取付部として用いることができる。本
発明では、閉塞手段にガラスシール材も含まれる。ガラ
スシール材は、放電容器の封止部の端面に被着され、加
熱処理時に溶融して封止部の小間隙に侵入し、冷却に伴
って固化して小間隙を気密に封着する。ガラスシール材
の材質としては、放電容器が点灯中高温になることを考
慮して高温形のものがよく、アルミニウム−シリコン−
酸素系を主成分とし、これにジスプロシウムを添加した
ものを用いることができる。金属ハロゲン化物は、ナト
リウム,タリウム,インジウム,ツリウム等の金属とハ
ロゲンとの金属ハロゲン化物であってもよい。
【0013】放電媒体は、少なくとも発光金属のイオン
化物と希ガスを含むもので、発光金属のイオン化物と
は、点灯時に発光金属が点灯時にイオン化して発光に寄
与することができる物質であることを意味する。そし
て、この発光金属のイオン化物は、ハロゲン化物の形態
をとることができる。さらに、放電媒体には、その他に
緩衝金属として水銀を含むことができる。
【0014】放電の態様は、交流放電および直流放電の
いずれでもよい。したがって、電極は上記放電の態様に
対応する構成にすればよい。
【0015】放電容器は、中空を有した筒状の容器で放
電空間部に対向した外周にレンズ部を形成している。レ
ンズ部は、放電容器の放電空間部の外面中央部付近の肉
厚を最大にし、放電容器の両端部に近づくにつれ肉厚を
薄くしている。レンズ部は、放電容器が筒状であるの
で、中空を形成する内枠およびレンズ部を形成する外枠
の間に溶融したセラミックスを流し込み固化することに
よって容易に製作することができる。
【0016】電極主体部間で放電すると、放電容器の放
電空間部で発光する。その発した光線は、放電容器の放
電空間部に対向する外周に形成されたレンズ部によって
集光され、放電容器より出射される。放電容器から出射
した光は、反射鏡などの光学系で配光制御される。
【0017】請求項2に記載の照明装置は、照明装置本
体と;照明装置本体に配設された請求項1に記載の高圧
放電ランプと;を具備している。
【0018】本発明の照明装置は、セラミックス放電ラ
ンプにレンズ部を有して集光性を持たせたので、反射鏡
などの光学系との組み合わせにより配光制御を容易に行
うことができる。そして、本発明の照明装置は、セラミ
ックス放電ランプを何らかの照明のために使用する装置
の全てに適応するものである。たとえば照明器具、表示
装置、信号灯装置および画像投射装置などに実施するこ
とができる。照明器具としては、屋内用の各種照明器
具、屋外用の各種照明器具を含む。画像投射装置として
は、液晶プロジェクタ、オーバヘッドプロジェクタなど
に適用することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図1は本発明の高圧放電ランプの
実施形態を示す断面図である。本実施の形態のランプ電
力は、150Wである。
【0020】図1において、1はセラミックス放電ラン
プ、2は放電容器、3は放電空間部、4は封止部、5は
レンズ部、6は電極構体、7は電極軸、8は電極主体
部、9は電流導入導体、10はスリーブ、11は閉塞手
段、12は閉塞部材、13はガラスシール材である。
【0021】放電容器2は、透光性アルミナから成り、
中央に円筒状の放電空間部3と放電空間部3の両端に封
止部4,4とが形成され、さらに放電空間部3に対向し
た外周にレンズ部5が形成されている。そして、放電容
器2の長さは40mm、内径φ10mm、レンズ部5を
除く外径φ12mmである。
【0022】レンズ部5は、放電容器2の外面からの最
大肉厚が2mmで放電容器2の封止部4,4に近づくに
つれ漸次薄く形成している。レンズ部5の幅は12mm
で、放電容器2の放電空間部3に対向する外面を周回し
ている。
【0023】放電容器2内には、対向して一対の電極構
体6,6が配設され、電極構体6,6は電極軸7,7と
電極軸7,7の先端にタングステンから成る電極主体部
8,8が形成されている。電極軸7,7は、外径φ0.
5mmのタングステンの削りだし無垢棒を用いている。
一対の電極主体部8,8間距離Lは2.5mmである。
【0024】電極構体6,6は、電流導入導体9,9と
電気的に接続されている。電流導入導体9,9は、外径
φ0.5mmのニオブを用いている。
【0025】放電容器2の封止部4,4の電極軸7,7
には、スリーブ10,10が嵌合させている。スリーブ
10,10は、高純度アルミナ製の円柱形のもので長さ
15mm、内径φ0.6mmを用いた。放電容器2の内
面とスリーブ10,10の外面間は、0.1mmの間隙
を形成している。
【0026】放電容器2の端部は、閉塞手段11,11
によって気密に保持されている。閉塞手段11,11
は、閉塞部材12,12およびガラスシール材13,1
3により構成されている。閉塞部材12,12はセラミ
ックスを、ガラスシール材13,13には、Al2O3、
SiO2、Dy2O3を主成分とするものを用いた。電流
導入導体9,9の先端に電極構体6,6の電極軸7,7
の基端を接続し、スリーブ10,10を嵌合してから、
これらを放電容器2の封止部4,4に挿通し、封止部
4,4の端面にガラスシール材13,13を盛り、加熱
処理する。これにより、ガラスシール材13,13は溶
融して封止部4,4とスリーブ10,10との間に形成
されている小間隙およびスリーブ10,10と電極軸
7,7との間に形成されている小間隙の端部側から途中
まで侵入し、冷却により固化してこれらを気密にシール
している。
【0027】放電媒体は、沃化ジスプロシウム、臭化ネ
オジムおよび沃化セシウムを主成分とするハロゲン化物
0.5mg、水銀30mgおよびアルゴン26.6KP
aである。
【0028】こうして、セラミックス放電ランプ1が構
成されている。レンズ部5は、放電容器2の放電空間部
3の外面中央部付近の肉厚を最大にし、放電容器2の封
止部4に近づくにつれ肉厚を薄くしている。図3の従来
ランプの石英ガラスバルブの場合は、ガスバーナーで石
英ガラスを溶融しながらその溶融したガラス肉を少しず
つ移動させて漸次異なる肉厚を形成することができる。
しかし、セラミックスのバルブでは、この方法で肉厚を
形成することは困難である。そこで、本発明では、放電
容器2を中空を有した筒状の容器を用いて放電空間部3
に対向した外周にレンズ部5となる肉厚を形成した。レ
ンズ部5は、放電容器2が筒状であるので、中空を形成
する内枠およびレンズ部5を成す外面を形成する外枠の
間に溶融したセラミックスを流し込み固化することによ
って容易に製作することができる。なお、レンズ部5の
肉厚および幅は、電極主体部8,8間の距離L,放電空
間部3の大きさ,集光度,照明器具との組み合わせによ
る整合性などにより適宜決めればよいが、周知のとお
り、セラミックスの透過率は肉厚に対して指数関数的に
減少するので肉厚が厚いことは好ましくない。本発明で
は、集光性を考慮し電極主体部8,8間距離Lを0.5
〜9mmの範囲とした。電極主体部8,8間距離Lが
0.5mmより短いと電極主体部8,8間で短絡が生じ
る恐れがあり、9mmより長いとレンズ部5の肉厚など
を調整しても集光性が低いためである。
【0029】電流導入導体9,9に給電すると、電極主
体部8,8間で放電し、放電容器2の放電空間部3で発
光する。その発した光線aは、放電空間部3と放電容器
2の内面で屈折してレンズ部5の中央側に経路を変更す
る。そして、光線aは放電容器2内を直進しレンズ5と
外気の境界で屈折してさらにレンズ部5の中央側に経路
を変更して外気に出射される。放電空間部3の対向する
放電容器2の外面はレンズ部5で形成されているので、
放電空間部3で発光した光線は、そのほとんどがレンズ
5の中央側に経路変更,すなわち集光されてランプ1よ
り外気へ出射される。ランプ1から出射した光線は、反
射鏡などの光学系で配光制御されて利用される。
【0030】図2は、本発明の照明装置の一実施形態を
示す断面図である。本実施の形態は、図1に示す本発明
の高圧放電ランプの実施形態のものを用いて、照明装置
本体として反射鏡付き高圧放電ランプ20を構成したも
のである。液晶プロジェクタのバックライト用などに用
いることができる。
【0031】図2において、図1と同一部分には同一符
号を付して説明は省略する。図2において、1はセラミ
ックス放電ランプ、20は反射鏡付き高圧放電ランプ、
21は反射鏡、22はネック部、23は反射鏡主体部、
24は反射膜、25は通孔、26は口金、27はセメン
ト、28は給電線、29は安定器である。
【0032】反射鏡21は、ガラス成形により形成され
ているが、頂部にネック部22を備え、反射鏡主体部2
3の内面には可視光反射・赤外線透過性の反射膜24が
被着されている。また、反射鏡主体部23には、通孔2
5が形成されている。そして、セラミックス放電ランプ
1は、その口金26をネック部22内に口金セメント2
7を介して固着されている。また、給電線28が反射鏡
21の通孔25を通過して反射鏡21の背面側に導出さ
れている。
【0033】安定器29は、電子的に作動してもよいし
鉄心およびコイルから成るものであってもよい。
【0034】セラミックス放電ランプ1から出射された
集光性の光aは、反射鏡付き高圧放電ランプ20の反射
鏡21で反射されて図示しない対象物や被照射面の照明
を行う。セラミックス放電ランプ1からの出射光は集光
性があるので、反射鏡21などの光学系で配光を制御し
やすく、その結果、所望の照明分布を得やすく、照度ア
ップも計れることができる。
【0035】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、セラミックス
放電ランプは筒状の放電容器を用いたので、放電容器の
外周にレンズ部を容易に形成することができる。そし
て、レンズ部で集光された光を有効に用いれば、セラミ
ックスの可視光透過率の低下分を補うことに供すること
ができる。
【0036】請求項2の発明によれば、長寿命の期待で
きるセラミックス放電ランプにレンズ部を形成して集光
性をもたせたので、反射鏡などの光学系と組み合わせる
ことにより、所望の配光を得ることができ、また照度ア
ップを計ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の高圧放電ランプの実施形態を示す断面
図。
【図2】本発明の照明装置の一実施形態を示す断面図。
【図3】従来ランプの断面図。
【符号の説明】
1 セラミックス放電ランプ、 2 放電容器 3 放電空間部 5 レンズ部 6 電極構体 7 電極軸 8 電極主体部 9 電流導入導体 11 閉塞手段 20 照明装置本体

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】透光性のセラミックスバルブで構成され筒
    状の放電空間部を有するとともに放電空間部に対向する
    外周にレンズ部を備えた放電容器と;電極軸および電極
    軸の端部に形成した電極主体部から成り、電極主体部が
    放電空間部に0.5〜9mmの範囲で離間して位置する
    ように配設された一対の電極構体と;電極構体に電気的
    に接続された一対の電流導入導体と;電極構体を放電容
    器の両端部で放電容器の内部が気密になるように設けら
    れた一対の閉塞手段と;放電容器内に封入された金属ハ
    ロゲン化物を含む放電媒体と;を具備していることを特
    徴とする高圧放電ランプ。
  2. 【請求項2】照明装置本体と;照明装置本体に配設され
    た請求項1に記載の高圧放電ランプと;を具備している
    ことを特徴とする照明装置。
JP9080755A 1997-03-31 1997-03-31 セラミックス放電ランプおよび照明装置 Pending JPH10275599A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005076314A1 (en) * 2004-01-30 2005-08-18 General Electric Company Optical control of light in ceramic arctubes

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