光源装置
【課題】 安価で十分な光量を得ることができる光源装置を提供すること。
【解決手段】反射鏡（Ｒ）と放電ランプ（Ｌ）よりなる光源装置において、一方の封止部（Ｌ２ａ）は、反射鏡の首部（Ｒ１）の一部と直接係合することで両者の位置関係を決める加工部（１１，２１，３１，４１）が形成されることを特徴とする。
【解決手段】反射鏡（Ｒ）と放電ランプ（Ｌ）よりなる光源装置において、一方の封止部（Ｌ２ａ）は、反射鏡の首部（Ｒ１）の一部と直接係合することで両者の位置関係を決める加工部（１１，２１，３１，４１）が形成されることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は光源装置に関する。特に、プロジェクター装置に使われる光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
投射型プロジェクター装置は、矩形状のスクリーンに対して、均一にしかも十分な演色性をもって映像を照明することが要求される。このため、光源としては、水銀ランプやメタルハライドランプなどショートアーク型放電ランプが反射鏡に組み込まれて採用される。反射鏡は全体が概略凹面形状であり凹面状の反射部と筒状の首部より構成される。
【０００３】
図７はこの種の光源装置の概略構成を示し、放電ランプＬと反射鏡Ｒより構成される。放電ランプＬと反射鏡Ｒの固定は、放電ランプＬの一端に装着された口金Ｂの周囲に接着剤が充填される。また、放電ランプ１のアーク輝点Ｐは反射鏡２の第一焦点に位置させなければならない。アーク輝点Ｐが反射鏡２の第一焦点に配置されてこそ、放電ランプＬの放射光を効率よく利用できるからである。
【０００４】
従って、光源装置の製造手順は、まず、接着剤を充填する前に、アーク輝点Ｐが反射鏡Ｒの第一焦点に位置するように、放電ランプＬを点灯させながら動かし、反射鏡Ｒとの位置関係を調整する。次に、アーク輝点Ｐが反射鏡Ｒの第一焦点に一致した状態になったら、接着剤を充填して、放電ランプ１と反射鏡２を固定する。なお、図では放電ランプＬと反射鏡Ｒは保持部材Ｈを介して固定しているが、両者を直接固定してもかまわない。
この種の技術は、例えば、特開２００３−２９３３８号、特開２０００−１５４２５号に記載される。
【０００５】
しかし、上記製造手順は、以下の問題を有していた。
（１）放電ランプと反射鏡の位置合わせをするために、ランプを点灯させるための電源、アーク輝点を照明させるための光学系、照度測定装置、スクリーンなどの装置や器具を必要とした。
（２）光学系治具、照度計などの照度測定装置を長時間使う場合に、熱対策や劣化補正を必要とした。
（３）位置を合わせるために放電ランプを点灯させても放射強度が安定するまで待たなければならず、また、位置合わせを行った後も、放電ランプを消灯させて冷えるのを待って接着剤を注入していた。このため、放電ランプと反射鏡の固定作業に時間を要した。
さらに、昨今のプロジェクター装置は、非常に高い光量が要求されるため、放電ランプと反射鏡の位置合わせも非常にシビアな精度が要求される。放電ランプのアーク輝点と反射鏡の焦点がずれると取り出すことのできる光量が大きく低下するからである。その一方で、プロジェクター装置の価格は年々下がっており、それに伴い、光源装置に価格も下がり続けている。従って、安価で製作できるとともに、十分な光量を得ることが望まれる。
【特許文献１】特開２００３−２９３３８号
【特許文献２】、特開２０００−１５４２５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は、安価で十分な光量を得ることができる光源装置を提供することである。
【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、この発明に係る光源装置は、凹面状の反射部と筒状の首部からなる反射鏡と、発光部とその両端にシュリンクシールによる封止部を有するとともに一方の封止部が反射鏡の首部に取り付けられる放電ランプよりなる光源装置において、前記一方の封止部は、前記反射鏡の首部の一部と直接係合することで両者の位置関係を決める加工部が形成されることを特徴とする。
【０００８】
さらに、凹面状の反射部と筒状の首部からなる反射鏡と、発光部とその両端にシュリンクシールによる封止部を有するとともに一方の封止部が反射鏡の首部に取り付けられる放電ランプよりなる光源装置において、前記一方の封止部には保持部材が装着され、この保持部材が前記反射鏡の首部の一部と直接係合することで両者の位置関係を決める加工部が形成されることを特徴とする。
【０００９】
さらに、前記反射鏡には前面開口を塞ぐ前面ガラスが装着され、この前面ガラスは、前記放電ランプの他方の封止部を押し当てるとともに、当該放電ランプの位置関係を決める保持構造が形成されることを特徴とする。
さらに、発光部とその両端にシュリンクシールによる封止部を有する放電ランプにおいて、前記封止部のうち一方の封止部には、外表面に管軸と垂直方向に形成された加工部を有することを特徴とする。
【００１０】
さらに、凹面状の反射部と筒状の首部からなる金属製の反射鏡と、発光部とその両端にシュリンクシールによる封止部を有するとともに一方の封止部が反射鏡の首部に取り付けられる放電ランプとよりなる光源装置において、前記一方の封止部の終端面が前記反射鏡の筒状の首部の底部に押し当てられ、当該首部の外周にリング状の締め付け具によって、放電ランプと反射鏡の位置関係を決めていることを特徴とする。
【００１１】
さらに、前記加工部はレーザ加工により形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
上記構成により、放電ランプの一方の封止部は、反射鏡の首部の一部と直接係合することで両者の位置関係を決める加工部が形成されるため、放電ランプを点灯させることなく、簡易かつ確実に両者の位置合わせができる。
【００１３】
具体的には、放電ランプと反射鏡の位置合わせをするために、わざわざランプを点灯させる必要はなく、また、ランプの放射光とスクリーンなどに照射させて位置合わせする必要もない。このため、位置合わせ作業において、ランプを点灯させるための電源、アーク輝点を照明させるための光学系、照度測定装置、スクリーンなどの装置や器具を必要としない。また、位置合わせのためにランプを点灯させないので、光学系治具、照度計などが熱で劣化することもない。さらには、位置合わせ作業のために、放電ランプを点灯させるということがないので、両者の固定作業はきわめて短時間に終了する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は本発明に係る光源装置の一実施形態を示す。（ａ）は光源装置を構成する反射鏡、（ｂ）は光源装置を構成する放電ランプ、（ｃ）は光源装置の概略構成をそれぞれ示す。
光源装置は放電ランプＬと反射鏡Ｒと前面ガラスＧから構成される。放電ランプＬは発光部Ｌ１とその両端に封止部Ｌ２（Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ）を有し、一方の封止部Ｌ２ａが反射鏡Ｒの首部Ｒ１に取り付けられる。放電ランプＬの封止部Ｌ２はシュリンクシールによる形成され、各々の終端部から外部リードＬ３が突出する。また、反射鏡Ｒは、筒状の首部Ｒ１、凹面状の反射部Ｒ２、および、前面部Ｒ３より全体が構成される。
【００１５】
封止部Ｌ２（Ｌ２ａ，Ｌ２ｂ）の先端には段差形状の加工部１１（１１ａ，１１ｂ）が形成され、加工部１１ａが反射鏡Ｒの首部Ｒ１に生じる平面部分ＲＨと直接係合して両者の位置関係が決定する。なお、反射鏡Ｒが係合する部分は正確には首部Ｒ１と反射部Ｒ２の境界部分であるが、本発明では、このような実施形態も便宜上反射鏡の首部と係合していると称する。
この実施例では、放電ランプＬを反射鏡Ｒの首部Ｒ１の平面部分ＲＨに押し当てておき、反射鏡Ｒの前面開口に前面ガラスＧを押し付ける。この場合、前面ガラスＧの中心には他方の封止部Ｌ２ｂが固定される貫通穴Ｇ１（保持構造）が形成され、他方の封止部Ｌ２ｂの先端にも加工部１１ｂが形成されて両者が係合する。
【００１６】
このような構造により、放電ランプの挿入方向の位置合わせは放電ランプの加工部１１と反射鏡の平面部分ＲＨの直接の係合で達成し、放電ランプの径方向の位置合わせは加工部１１の外径と首部Ｒ１の内径の嵌り具合と、前面ガラスＧに設けられた貫通孔Ｇ１の内径の嵌り具合とで達成でき、反射鏡Ｒの焦点位置（第一焦点の位置）と、放電ランプＬの電極間の中心位置（アーク輝点が形成される位置）をきわめて簡単かつ確実に一致できる。
【００１７】
なお、前面ガラスＧにより放電ランプＬを反射鏡Ｒに押し当てることで、放電ランプＬと反射鏡Ｒを固定できるが、さらに加えて、加工部１１ａと首部Ｒ１の間、あるいは加工部１１ｂと封止部貫通穴Ｇ１の間に接着剤を充填してもよい。
【００１８】
加工部１１（１１ａ，１１ｂ）は、封止部Ｌ２（Ｌ２ａ，Ｌ２ｂ）の先端部分を垂直にカット（切削）して容易に作ることができる。また、前面ガラスＧはバネ製の止め具１２を使って放電ランプＬを反射鏡Ｒに保持してもよい。
【００１９】
反射鏡Ｒは、前記したように首部Ｒ１、反射部Ｒ２、前面部Ｒ３より一体的に構成される。反射部Ｒ２は回転放物面形状あるいは回転楕円形状に形成される。首部Ｒ１は放電ランプＬの封止部Ｌ２ａが挿入固着するため概略円筒形状をしており、反射部Ｒ２の頂点位置から外方に延設するとともに円筒形状の中心軸は反射部Ｒ２の回転中心と一致する。前面部Ｒ３は前面ガラスＧを保持できるだけの形状に加工される。ただし、前面ガラスＧを持たない場合は、単なる開口となり、図示のように段差形状を持たないこととなる。反射部Ｒ２は、回転放物面形状あるいは回転楕円形状の前部に平面の部分を有するが、この平面部分は必須ではない。
【００２０】
首部Ｒ１と反射部Ｒ２は、耐熱性ガラスや金属材料を物理的に一体物から形成しており、全体として漏斗状になる。耐熱性ガラスは、例えば、ホウケイ酸ガラスなどが使われ、また、金属材料は、例えば、アルミニウム、銅などが使われる。なお、反射部Ｒ２の内表面には、所定の可視光を反射するために誘電体多層膜が蒸着される。ただし、金属の場合であって素材そのものが可視光を反射できる場合、誘電体多層膜は蒸着されなくても良い。
【００２１】
金属材料で反射鏡Ｒを形成した場合は、ガラスで形成した場合に比較して、反射部Ｒ２や前面部Ｒ３、さらには首部Ｒ１を高い精度で加工・形成できる。金属材料の方がガラス材料に比べて形状を正確に作り出せるからである。
また、首部Ｒ１の内径寸法は、放電ランプＬの封止部Ｌ２ａの外径寸法に近似させることが望ましい。両者の寸法が大きく異なると位置合わせが困難になり、また、位置合わせの作業工数を要するからである。数値例をあげると、封止部Ｌ２ａの外径φ5.8ｍｍに対して首部Ｒ１の内径φ6.0ｍｍ程度となる。
【００２２】
図２は本発明に係る光源装置の他の実施形態を表す。（ａ）は光源装置を構成する放電ランプの封止部、（ｂ）は光源装置を構成する反射鏡、（ｃ）は光源装置、（ｄ）は放電ランプと反射鏡の位置決め部材の概略構成をそれぞれ示す。
図1に示す実施形態とは、放電ランプの加工部の形態、および、放電ランプと反射鏡の位置合わせ構造が異なり、それに伴い、本実施形態では前面ガラスを必要としない。
（ａ）（ｂ）（ｃ）から明らかなように、放電ランプＬの封止部Ｌ１には段差形状の加工部２１が形成され、反射鏡Ｒの首部Ｒ１には切欠部２２が形成される。
【００２３】
この構造は、放電ランプＬの封止部Ｌ２ａを反射鏡Ｒの首部Ｒ１に挿入して、放電ランプＬの加工部２１が反射鏡Ｒの切欠部２２に位置したところで、位置決め部材２３を嵌めることで両者を位置合わせする。位置決め部材２３は、（ｄ）に示すような構造であり、例えばＥ型リングやピン状部材からなる。（ｄ）は異なる２種類の実施態様を示す。反射鏡Ｒの切欠部２２は円筒形状の首部Ｒ１の一部を、例えば半円状に切り欠いて形成される。
【００２４】
放電ランプＬの加工部２１、反射鏡Ｒの切欠部２２、位置決め部材２３の構造・形状は、図示に限定されない。ただし、放電ランプＬの封止部Ｌ２が、通常、石英ガラスで構成されるため、位置決め部材２３はバネ性ある材料や厚みで構成することが望ましい。また、放電ランプＬの加工部２１と反射鏡Ｒの切欠部２２は、封止部の伸びる方向に複数個、例えば２ヶ所設けてもよい。発光部の直線方向の直線度を正確にできるからである。
【００２５】
このような構造により、放電ランプと反射鏡の位置合わせは、挿入方向、および、放電ランプの径方向ともに、放電ランプの加工部２１と反射鏡の首部Ｒ１の切欠部２２と、位置決め部材２３により達成できる。
【００２６】
図２（ｅ）は、図２（ｃ）に示す構造の変形例を示し、反射鏡の首部が小径部Ｒ１ａと大径部Ｒ１ｂの２段構造で形成される。放電ランプＬの封止部Ｌ２ａと反射鏡Ｒの首部Ｒ１は両者を固定するという意味では近接させることが好ましいが、放電ランプの高熱が反射鏡に与える悪影響を考慮すると、両者を近接させることは好ましくない。そこで、固定に必要な部分のみ首部の直径を小さくして両者を近接させるとともに、それ以外の部分は首部の直径を大きくして両者を離間させている。
【００２７】
図３は本発明に係る光源装置の他の実施形態を表す。（ａ）は光源装置を構成する放電ランプ、（ｂ）は光源装置を構成する反射鏡、（ｃ）は光源装置、（ｄ）は放電ランプと反射鏡の取り付け部分の拡大図、（ｅ）は放電ランプと反射鏡の取り付け部分の変形例をそれぞれ示す。図1に示す実施形態とは、放電ランプと反射鏡が直接係合する位置が異なる。
【００２８】
放電ランプＬの封止部Ｌ２ａの終端部には段差形状の加工部３１が形成される。加工部３１の段差は、放電ランプＬの中心軸と垂直な方向に面となるよう形成される。反射鏡Ｒの首部Ｒ１の終端には底部３２が形成されて、その中央には開口３３が形成される。開口３３の内径は加工部３１の外径より若干大きく、加工部３１が開口３３に挿入することで放電ランプＬと反射鏡Ｒの位置合わせ・固定が達成できる。さらに、加工部３１から突き出る外部リードＬ３は金属製プレート３４を貫通する。金属製プレート３４と反射鏡Ｒの底部３２を溶接することで両者を一体化して固定も強化できる。溶接は、ＴＩＧ溶接が金属製プレート３４の表面の酸化防止という点で好ましい。なお、反射鏡Ｒが金属材料より構成される場合は、金属製プレート３４と反射鏡Ｒの底部３２を溶接することで反射鏡Ｒと放電ランプＬとが電気的に接続されてしまうため、ランプハウスを地絡させるなどの処理が必要となるが、場合によっては金属製プレート３４と首部Ｒ１の間に絶縁部材３５を介在させることで反射鏡Ｒと放電ランプＬとを電気的に絶縁させ、如いてはランプハウスとも電気的に絶縁を確保することが出来る。
【００２９】
このような構造により、放電ランプの挿入方向の位置合わせは放電ランプの加工部３１と反射鏡の首部の底部３２との係合（突き当て）により達成し、放電ランプの径方向の位置合わせは加工部３１の外径と開口３３の嵌りの関係、および補強的に金属製プレートにより達成できる。
【００３０】
図４は本発明に係る光源装置の別の実施形態を表す。（ａ）は光源装置を構成する放電ランプの封止部、（ｂ）は封止部に取り付ける口金、（ｃ）は口金を封止部に装着した状態、（ｄ）は光源装置を構成する反射鏡、（ｅ）は光源装置、をそれぞれ示す。
図1に示す実施形態と比較すると、放電ランプＬと反射鏡Ｒの固定構造が異なり、具体的には図１に示す構造が反射鏡Ｒに直接係合することで位置合わせするのに対し、図４に示す構造は封止部Ｌ２に保持部材としての口金４２を装着させて、口金４２と反射鏡Ｒが直接係合している。
【００３１】
放電ランプＬの封止部Ｌ２ａには溝形状の加工部４１が形成される。加工部４１には保持部材としての口金４２が装着される。口金４２は全体が概略キャップ形状であり、外壁に凸部４２ａと凹部４２ｂを有する。放電ランプの封止部Ｌ２ａに装着させたときに、凹部４２ｂが加工部４１に係合することで両者の位置が固定される。口金４２の底部には開口穴４２ｃがあり、外部リードＬ３が貫通する。なお、開口穴４２ｃの内径は、外部リードＬ３の外径より若干大きくすることで、開口穴４２ｃを加工するとき生じるバリを、外部リードＬ３を挿入する際に、口金外部に出すことができ、また、外部リードＬ３と開口穴４２ｃの摩擦力により両者を固定することができる。また、口金４２が金属材料からなる場合は、口金４２と外部リードＬ３を溶接して固定することもできる。
【００３２】
口金４２の底面は、反射鏡Ｒの首部Ｒ１に挿入された場合、首部Ｒ１の底部４３まで押し当てられて位置が決まる。すなわち、口金４２の底部面と首部Ｒ１の底部面が押し当て方向の基準面となる。反射鏡Ｒの首部Ｒ１には切欠部４４が形成されており、口金４２の凸部４２ａが切欠部４４と直接係合することで位置が決まる。切欠部４４は反射鏡Ｒの焦点位置から所定の距離で形成されている。本実施例の場合は、放電ランプＬと反射鏡Ｒの固定に際し、口金４２という別の部品を必要とするが、両者の装着作業自体は極めて簡易に達成することができる。
【００３３】
このような構造により、放電ランプの挿入方向の位置合わせは放電ランプに装着された保持部材（口金４２）の底面と、反射鏡首部Ｒ１の底部４３に直接係合（突き当て）により達成し、放電ランプの径方向の位置合わせは保持部材の凸部構造と反射鏡首部の切欠部４４の係合、および保持部材の弾性力により達成できる。
【００３４】
図５は本発明に係る光源装置の他の実施形態を表す。（ａ）は反射鏡の首部とその断面図、（ｂ）は締付具５１、（ｃ）は光源装置を、をそれぞれ示す。
この実施形態の特徴は、放電ランプＬと反射鏡Ｒの固定のために締め付け具５１と有することと、反射鏡Ｒの首部Ｒ１の内側表面に少なくとも3つ以上の窪み部５２を有することである。
【００３５】
反射鏡Ｒの首部Ｒ１の内側表面には少なくとも３つの窪み部５２（５２ａ，５２ｂ，５３ｃ）が形成される。窪み部５２は首部の内径が放電ランプの封止部Ｌ２の外径より若干小さくなるような高さで形成される。封止部Ｌ２を挿入するだけである程度の固定をするためである。ここで放電ランプＬを挿入しやすくする為に反射鏡Ｒの首部Ｒ１は底部５３に向かうにつれて内径が小さくなるテーパー状となっている方が望ましい。なお、窪み部５２が少なくとも３つ必要な理由は、封止部Ｌ２を挿入するだけで首部Ｒ１の内側中心に位置させるためであるが、より精度良く位置させるためには、窪み部は６つ程度あるのが望ましい。なお、窪み部は存在しない場合もある。
この実施形態では、反射鏡Ｒは金属材料で構成することが好ましい。放電ランプの封止部Ｌ２を首部Ｒ１に挿入した場合に弾性力で挟圧保持するためである。また、首部Ｒ１の弾性力だけで放電ランプの封止部Ｌ２を保持できない場合、（ｂ）に示す締め付け具５１（保持部材）を必要とする。
【００３６】
なお、図５に示す実施形態において、図１で示したように前面ガラスＧを使う場合は、締め付け具５１を使う代わりに、図１で示したような止め具を使って放電ランプＬを反射鏡Ｒに対して押し当てて保持・固定することもできる。
【００３７】
このような構造により、放電ランプの挿入方向の位置合わせは、封止部Ｌ２ａの終端部（終端面）と、首部Ｒ１の底部５３の直接の係合（突き当て）により達成でき、放電ランプの径方向の位置合わせは首部Ｒ１の内側表面に形成された窪み部５２と締め付け具５１により達成できる。
また、封止部Ｌ２ａの終端部に、図１（ｂ）に示すような加工部を設けてもよい。
【００３８】
ここで、放電ランプＬに加工部（１１，２１，３１，４１）を形成する方法は、前記したようにレーザ光を照射する。本発明に係る放電ランプは、ランプごとにアーク輝点が生成される位置（電極間距離のほぼ中心位置）が若干相違する。電極間距離が１ｍｍ程度ときわめて小さいため、製造誤差などで、電極の位置が異なるからである。このため、放電ランプごとに電極の先端位置をＣＣＤカメラなどで観察して、当該位置を基準に加工部の位置を決める必要がある。なお、レーザは、例えば炭酸ガスレーザ装置を使うことができる。
【００３９】
また、一般に放電ランプＬの封止部Ｌ２をピンチシールで形成する方法が存在する。ピンチシールの場合は、ピンチャー形状のより封止部に加工部をつくることもできるが、ピンチャーで作る加工部はシャープにできないため、当該加工部を使って反射鏡と位置合わせする際、位置精度を充分に確保できない。
なお、本発明に係る放電ランプは、点灯時の発光部の内圧が極めて高いため、十分な耐圧強度を確保するためにシュリンクシール法が採用される。本発明はシュリンクシール法で封止部が形成された後に、レーザ照射により加工部を形成することを特徴とする。
【００４０】
図６は放電ランプＬの拡大図を示す。放電ランプＬは、石英ガラスからなる放電容器によって形成された概略球形の発光部Ｌ１とその両端から伸びるように形成される封止部Ｌ２ａ，Ｌ２ｂを有する。発光部Ｌ１の内部には一対の電極１が互いに対向して配置する。封止部Ｌ２の内部には、通常モリブデンよりなる導電用金属箔２が気密に埋設される。電極１の軸部は金属箔２に溶接され、金属箔２の他端には外部リードＬ３が溶接されて全体として電気的な接続関係が形成される。なお、加工部の構造は省略している。形態が種々あるからである。
【００４１】
一対の電極１（１ａ，１ｂ）のほぼ中心には、ランプが点灯するとアーク輝点が形成される。このアーク輝点Ｐが反射鏡Ｒの第一焦点に位置される。
また、封止部先端の外表面には段差状の加工部１１が形成される。加工部１１（１１ａ、１１ｂ）は、アーク輝点Ｐが形成される位置を基準に所定距離の位置に、例えば放電ランプを回転させながらレーザ光を照射して所定の深さまで切り込んで形成する。アーク輝点Pの位置は、電極間の距離に対して、あらかじめ計算した位置と決めることができるが、本発明のようにプロジェクター装置の光源の場合は電極間距離が1.0ｍｍ程度と小さいため、電極間の中心をアーク輝点Ｐと擬製できる。
【００４２】
発光部Ｌ１には、水銀と、希ガスと、ハロゲンガスが封入されている。水銀は、必要な可視光波長、例えば、波長３６０〜７８０ｎｍという放射光を得るためのもので、０．１５ｍｇ／ｍｍ３以上封入されている。この封入量は、温度条件によっても異なるが、点灯時１５０気圧以上で極めて高い蒸気圧となる。また、水銀をより多く封入することで点灯時の水銀蒸気圧２００気圧以上、３００気圧以上という高い水銀蒸気圧の放電ランプを作ることができ、水銀蒸気圧が高くなるほどプロジェクター装置に適した光源を実現することができる。希ガスは、例えば、アルゴンガスが約１３ｋＰａ封入され、点灯始動性を改善するためのものである。ハロゲンは、沃素、臭素、塩素などが水銀その他の金属との化合物の形態で封入され、ハロゲンの封入量は、１０−６〜１０−２μｍｏｌ／ｍｍ３の範囲から選択される。その機能はハロゲンサイクルを利用した長寿命化も存在するが、本発明の放電ランプのように極めて小型で高い内圧を有するものは、このようなハロゲンを封入することが放電容器の失透防止を主目的としている。
【００４３】
放電ランプの数値例を示すと、例えば、発光部の最大外径9.5ｍｍ、電極間距離1.5ｍｍ、発光管内容積75ｍｍ３、定格電圧80Ｖ、定格電力150Ｗであり、交流点灯される。また、この種の放電ランプは、小型化するプロジェクター装置に内蔵されるものであり、装置の全体寸法が極めて小型化される一方で高い光量が要求されることから、発光管部内の熱的影響は極めて厳しいものとなり、ランプの管壁負荷値は0.8〜2.0Ｗ／ｍｍ２、具体的には1.5Ｗ／ｍｍ２となる。このような高い水銀蒸気圧や管壁負荷値を有することがプロジェクター装置やオーバーヘッドプロジェクターのようなプレゼンテーション用機器に搭載された場合に、演色性の良い放射光を提供できる。
【００４４】
また、本発明の光源装置に使用される放電ランプは点灯方式に依らず、直流点灯型、交流点灯型どちらにおいても同様の効果を得ることが出来る。
【００４５】
以上、説明したように、本発明の光源装置は、放電ランプの一方の封止部は、反射鏡の首部の一部と直接係合することで両者の位置関係を決める加工部が形成されるため、放電ランプを点灯させることなく、簡易かつ確実に両者の位置合わせができる。また、封止部に保持部材を装着して、この保持部材を使って反射鏡の一部と係合することで両者の位置関係を決めることもできる。
具体的な効果は、放電ランプと反射鏡の位置合わせをするために、わざわざランプを点灯させる必要はなく、また、ランプの放射光とスクリーンなどに照射させて位置合わせする必要もない。このため、位置合わせ作業において、ランプを点灯させるための電源、アーク輝点を照明させるための光学系、照度測定装置、スクリーンなどの装置や器具を必要としない。また、位置合わせのためにランプを点灯させないので、光学系治具、照度計などが熱で劣化することもない。さらには、位置合わせ作業のために、放電ランプを点灯させるということがないので、両者の固定作業はきわめて短時間に終了する。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る光源装置を示す。
【図２】本発明に係る光源装置を示す。
【図３】本発明に係る光源装置を示す。
【図４】本発明に係る光源装置を示す。
【図５】本発明に係る光源装置を示す。
【図６】本発明に係る超高圧放電ランプを示す。
【図７】従来の光源装置を示す。
【符号の説明】
【００４７】
Ｌ 放電ランプ
Ｌ１ 発光部
Ｌ２ 封止部
Ｒ 反射鏡
Ｒ１ 首部
Ｒ２ 反射部
Ｇ 前面ガラス
１１ 加工部
２１ 加工部
３１ 加工部
４１ 加工部
【技術分野】
【０００１】
この発明は光源装置に関する。特に、プロジェクター装置に使われる光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
投射型プロジェクター装置は、矩形状のスクリーンに対して、均一にしかも十分な演色性をもって映像を照明することが要求される。このため、光源としては、水銀ランプやメタルハライドランプなどショートアーク型放電ランプが反射鏡に組み込まれて採用される。反射鏡は全体が概略凹面形状であり凹面状の反射部と筒状の首部より構成される。
【０００３】
図７はこの種の光源装置の概略構成を示し、放電ランプＬと反射鏡Ｒより構成される。放電ランプＬと反射鏡Ｒの固定は、放電ランプＬの一端に装着された口金Ｂの周囲に接着剤が充填される。また、放電ランプ１のアーク輝点Ｐは反射鏡２の第一焦点に位置させなければならない。アーク輝点Ｐが反射鏡２の第一焦点に配置されてこそ、放電ランプＬの放射光を効率よく利用できるからである。
【０００４】
従って、光源装置の製造手順は、まず、接着剤を充填する前に、アーク輝点Ｐが反射鏡Ｒの第一焦点に位置するように、放電ランプＬを点灯させながら動かし、反射鏡Ｒとの位置関係を調整する。次に、アーク輝点Ｐが反射鏡Ｒの第一焦点に一致した状態になったら、接着剤を充填して、放電ランプ１と反射鏡２を固定する。なお、図では放電ランプＬと反射鏡Ｒは保持部材Ｈを介して固定しているが、両者を直接固定してもかまわない。
この種の技術は、例えば、特開２００３−２９３３８号、特開２０００−１５４２５号に記載される。
【０００５】
しかし、上記製造手順は、以下の問題を有していた。
（１）放電ランプと反射鏡の位置合わせをするために、ランプを点灯させるための電源、アーク輝点を照明させるための光学系、照度測定装置、スクリーンなどの装置や器具を必要とした。
（２）光学系治具、照度計などの照度測定装置を長時間使う場合に、熱対策や劣化補正を必要とした。
（３）位置を合わせるために放電ランプを点灯させても放射強度が安定するまで待たなければならず、また、位置合わせを行った後も、放電ランプを消灯させて冷えるのを待って接着剤を注入していた。このため、放電ランプと反射鏡の固定作業に時間を要した。
さらに、昨今のプロジェクター装置は、非常に高い光量が要求されるため、放電ランプと反射鏡の位置合わせも非常にシビアな精度が要求される。放電ランプのアーク輝点と反射鏡の焦点がずれると取り出すことのできる光量が大きく低下するからである。その一方で、プロジェクター装置の価格は年々下がっており、それに伴い、光源装置に価格も下がり続けている。従って、安価で製作できるとともに、十分な光量を得ることが望まれる。
【特許文献１】特開２００３−２９３３８号
【特許文献２】、特開２０００−１５４２５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は、安価で十分な光量を得ることができる光源装置を提供することである。
【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、この発明に係る光源装置は、凹面状の反射部と筒状の首部からなる反射鏡と、発光部とその両端にシュリンクシールによる封止部を有するとともに一方の封止部が反射鏡の首部に取り付けられる放電ランプよりなる光源装置において、前記一方の封止部は、前記反射鏡の首部の一部と直接係合することで両者の位置関係を決める加工部が形成されることを特徴とする。
【０００８】
さらに、凹面状の反射部と筒状の首部からなる反射鏡と、発光部とその両端にシュリンクシールによる封止部を有するとともに一方の封止部が反射鏡の首部に取り付けられる放電ランプよりなる光源装置において、前記一方の封止部には保持部材が装着され、この保持部材が前記反射鏡の首部の一部と直接係合することで両者の位置関係を決める加工部が形成されることを特徴とする。
【０００９】
さらに、前記反射鏡には前面開口を塞ぐ前面ガラスが装着され、この前面ガラスは、前記放電ランプの他方の封止部を押し当てるとともに、当該放電ランプの位置関係を決める保持構造が形成されることを特徴とする。
さらに、発光部とその両端にシュリンクシールによる封止部を有する放電ランプにおいて、前記封止部のうち一方の封止部には、外表面に管軸と垂直方向に形成された加工部を有することを特徴とする。
【００１０】
さらに、凹面状の反射部と筒状の首部からなる金属製の反射鏡と、発光部とその両端にシュリンクシールによる封止部を有するとともに一方の封止部が反射鏡の首部に取り付けられる放電ランプとよりなる光源装置において、前記一方の封止部の終端面が前記反射鏡の筒状の首部の底部に押し当てられ、当該首部の外周にリング状の締め付け具によって、放電ランプと反射鏡の位置関係を決めていることを特徴とする。
【００１１】
さらに、前記加工部はレーザ加工により形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
上記構成により、放電ランプの一方の封止部は、反射鏡の首部の一部と直接係合することで両者の位置関係を決める加工部が形成されるため、放電ランプを点灯させることなく、簡易かつ確実に両者の位置合わせができる。
【００１３】
具体的には、放電ランプと反射鏡の位置合わせをするために、わざわざランプを点灯させる必要はなく、また、ランプの放射光とスクリーンなどに照射させて位置合わせする必要もない。このため、位置合わせ作業において、ランプを点灯させるための電源、アーク輝点を照明させるための光学系、照度測定装置、スクリーンなどの装置や器具を必要としない。また、位置合わせのためにランプを点灯させないので、光学系治具、照度計などが熱で劣化することもない。さらには、位置合わせ作業のために、放電ランプを点灯させるということがないので、両者の固定作業はきわめて短時間に終了する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は本発明に係る光源装置の一実施形態を示す。（ａ）は光源装置を構成する反射鏡、（ｂ）は光源装置を構成する放電ランプ、（ｃ）は光源装置の概略構成をそれぞれ示す。
光源装置は放電ランプＬと反射鏡Ｒと前面ガラスＧから構成される。放電ランプＬは発光部Ｌ１とその両端に封止部Ｌ２（Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ）を有し、一方の封止部Ｌ２ａが反射鏡Ｒの首部Ｒ１に取り付けられる。放電ランプＬの封止部Ｌ２はシュリンクシールによる形成され、各々の終端部から外部リードＬ３が突出する。また、反射鏡Ｒは、筒状の首部Ｒ１、凹面状の反射部Ｒ２、および、前面部Ｒ３より全体が構成される。
【００１５】
封止部Ｌ２（Ｌ２ａ，Ｌ２ｂ）の先端には段差形状の加工部１１（１１ａ，１１ｂ）が形成され、加工部１１ａが反射鏡Ｒの首部Ｒ１に生じる平面部分ＲＨと直接係合して両者の位置関係が決定する。なお、反射鏡Ｒが係合する部分は正確には首部Ｒ１と反射部Ｒ２の境界部分であるが、本発明では、このような実施形態も便宜上反射鏡の首部と係合していると称する。
この実施例では、放電ランプＬを反射鏡Ｒの首部Ｒ１の平面部分ＲＨに押し当てておき、反射鏡Ｒの前面開口に前面ガラスＧを押し付ける。この場合、前面ガラスＧの中心には他方の封止部Ｌ２ｂが固定される貫通穴Ｇ１（保持構造）が形成され、他方の封止部Ｌ２ｂの先端にも加工部１１ｂが形成されて両者が係合する。
【００１６】
このような構造により、放電ランプの挿入方向の位置合わせは放電ランプの加工部１１と反射鏡の平面部分ＲＨの直接の係合で達成し、放電ランプの径方向の位置合わせは加工部１１の外径と首部Ｒ１の内径の嵌り具合と、前面ガラスＧに設けられた貫通孔Ｇ１の内径の嵌り具合とで達成でき、反射鏡Ｒの焦点位置（第一焦点の位置）と、放電ランプＬの電極間の中心位置（アーク輝点が形成される位置）をきわめて簡単かつ確実に一致できる。
【００１７】
なお、前面ガラスＧにより放電ランプＬを反射鏡Ｒに押し当てることで、放電ランプＬと反射鏡Ｒを固定できるが、さらに加えて、加工部１１ａと首部Ｒ１の間、あるいは加工部１１ｂと封止部貫通穴Ｇ１の間に接着剤を充填してもよい。
【００１８】
加工部１１（１１ａ，１１ｂ）は、封止部Ｌ２（Ｌ２ａ，Ｌ２ｂ）の先端部分を垂直にカット（切削）して容易に作ることができる。また、前面ガラスＧはバネ製の止め具１２を使って放電ランプＬを反射鏡Ｒに保持してもよい。
【００１９】
反射鏡Ｒは、前記したように首部Ｒ１、反射部Ｒ２、前面部Ｒ３より一体的に構成される。反射部Ｒ２は回転放物面形状あるいは回転楕円形状に形成される。首部Ｒ１は放電ランプＬの封止部Ｌ２ａが挿入固着するため概略円筒形状をしており、反射部Ｒ２の頂点位置から外方に延設するとともに円筒形状の中心軸は反射部Ｒ２の回転中心と一致する。前面部Ｒ３は前面ガラスＧを保持できるだけの形状に加工される。ただし、前面ガラスＧを持たない場合は、単なる開口となり、図示のように段差形状を持たないこととなる。反射部Ｒ２は、回転放物面形状あるいは回転楕円形状の前部に平面の部分を有するが、この平面部分は必須ではない。
【００２０】
首部Ｒ１と反射部Ｒ２は、耐熱性ガラスや金属材料を物理的に一体物から形成しており、全体として漏斗状になる。耐熱性ガラスは、例えば、ホウケイ酸ガラスなどが使われ、また、金属材料は、例えば、アルミニウム、銅などが使われる。なお、反射部Ｒ２の内表面には、所定の可視光を反射するために誘電体多層膜が蒸着される。ただし、金属の場合であって素材そのものが可視光を反射できる場合、誘電体多層膜は蒸着されなくても良い。
【００２１】
金属材料で反射鏡Ｒを形成した場合は、ガラスで形成した場合に比較して、反射部Ｒ２や前面部Ｒ３、さらには首部Ｒ１を高い精度で加工・形成できる。金属材料の方がガラス材料に比べて形状を正確に作り出せるからである。
また、首部Ｒ１の内径寸法は、放電ランプＬの封止部Ｌ２ａの外径寸法に近似させることが望ましい。両者の寸法が大きく異なると位置合わせが困難になり、また、位置合わせの作業工数を要するからである。数値例をあげると、封止部Ｌ２ａの外径φ5.8ｍｍに対して首部Ｒ１の内径φ6.0ｍｍ程度となる。
【００２２】
図２は本発明に係る光源装置の他の実施形態を表す。（ａ）は光源装置を構成する放電ランプの封止部、（ｂ）は光源装置を構成する反射鏡、（ｃ）は光源装置、（ｄ）は放電ランプと反射鏡の位置決め部材の概略構成をそれぞれ示す。
図1に示す実施形態とは、放電ランプの加工部の形態、および、放電ランプと反射鏡の位置合わせ構造が異なり、それに伴い、本実施形態では前面ガラスを必要としない。
（ａ）（ｂ）（ｃ）から明らかなように、放電ランプＬの封止部Ｌ１には段差形状の加工部２１が形成され、反射鏡Ｒの首部Ｒ１には切欠部２２が形成される。
【００２３】
この構造は、放電ランプＬの封止部Ｌ２ａを反射鏡Ｒの首部Ｒ１に挿入して、放電ランプＬの加工部２１が反射鏡Ｒの切欠部２２に位置したところで、位置決め部材２３を嵌めることで両者を位置合わせする。位置決め部材２３は、（ｄ）に示すような構造であり、例えばＥ型リングやピン状部材からなる。（ｄ）は異なる２種類の実施態様を示す。反射鏡Ｒの切欠部２２は円筒形状の首部Ｒ１の一部を、例えば半円状に切り欠いて形成される。
【００２４】
放電ランプＬの加工部２１、反射鏡Ｒの切欠部２２、位置決め部材２３の構造・形状は、図示に限定されない。ただし、放電ランプＬの封止部Ｌ２が、通常、石英ガラスで構成されるため、位置決め部材２３はバネ性ある材料や厚みで構成することが望ましい。また、放電ランプＬの加工部２１と反射鏡Ｒの切欠部２２は、封止部の伸びる方向に複数個、例えば２ヶ所設けてもよい。発光部の直線方向の直線度を正確にできるからである。
【００２５】
このような構造により、放電ランプと反射鏡の位置合わせは、挿入方向、および、放電ランプの径方向ともに、放電ランプの加工部２１と反射鏡の首部Ｒ１の切欠部２２と、位置決め部材２３により達成できる。
【００２６】
図２（ｅ）は、図２（ｃ）に示す構造の変形例を示し、反射鏡の首部が小径部Ｒ１ａと大径部Ｒ１ｂの２段構造で形成される。放電ランプＬの封止部Ｌ２ａと反射鏡Ｒの首部Ｒ１は両者を固定するという意味では近接させることが好ましいが、放電ランプの高熱が反射鏡に与える悪影響を考慮すると、両者を近接させることは好ましくない。そこで、固定に必要な部分のみ首部の直径を小さくして両者を近接させるとともに、それ以外の部分は首部の直径を大きくして両者を離間させている。
【００２７】
図３は本発明に係る光源装置の他の実施形態を表す。（ａ）は光源装置を構成する放電ランプ、（ｂ）は光源装置を構成する反射鏡、（ｃ）は光源装置、（ｄ）は放電ランプと反射鏡の取り付け部分の拡大図、（ｅ）は放電ランプと反射鏡の取り付け部分の変形例をそれぞれ示す。図1に示す実施形態とは、放電ランプと反射鏡が直接係合する位置が異なる。
【００２８】
放電ランプＬの封止部Ｌ２ａの終端部には段差形状の加工部３１が形成される。加工部３１の段差は、放電ランプＬの中心軸と垂直な方向に面となるよう形成される。反射鏡Ｒの首部Ｒ１の終端には底部３２が形成されて、その中央には開口３３が形成される。開口３３の内径は加工部３１の外径より若干大きく、加工部３１が開口３３に挿入することで放電ランプＬと反射鏡Ｒの位置合わせ・固定が達成できる。さらに、加工部３１から突き出る外部リードＬ３は金属製プレート３４を貫通する。金属製プレート３４と反射鏡Ｒの底部３２を溶接することで両者を一体化して固定も強化できる。溶接は、ＴＩＧ溶接が金属製プレート３４の表面の酸化防止という点で好ましい。なお、反射鏡Ｒが金属材料より構成される場合は、金属製プレート３４と反射鏡Ｒの底部３２を溶接することで反射鏡Ｒと放電ランプＬとが電気的に接続されてしまうため、ランプハウスを地絡させるなどの処理が必要となるが、場合によっては金属製プレート３４と首部Ｒ１の間に絶縁部材３５を介在させることで反射鏡Ｒと放電ランプＬとを電気的に絶縁させ、如いてはランプハウスとも電気的に絶縁を確保することが出来る。
【００２９】
このような構造により、放電ランプの挿入方向の位置合わせは放電ランプの加工部３１と反射鏡の首部の底部３２との係合（突き当て）により達成し、放電ランプの径方向の位置合わせは加工部３１の外径と開口３３の嵌りの関係、および補強的に金属製プレートにより達成できる。
【００３０】
図４は本発明に係る光源装置の別の実施形態を表す。（ａ）は光源装置を構成する放電ランプの封止部、（ｂ）は封止部に取り付ける口金、（ｃ）は口金を封止部に装着した状態、（ｄ）は光源装置を構成する反射鏡、（ｅ）は光源装置、をそれぞれ示す。
図1に示す実施形態と比較すると、放電ランプＬと反射鏡Ｒの固定構造が異なり、具体的には図１に示す構造が反射鏡Ｒに直接係合することで位置合わせするのに対し、図４に示す構造は封止部Ｌ２に保持部材としての口金４２を装着させて、口金４２と反射鏡Ｒが直接係合している。
【００３１】
放電ランプＬの封止部Ｌ２ａには溝形状の加工部４１が形成される。加工部４１には保持部材としての口金４２が装着される。口金４２は全体が概略キャップ形状であり、外壁に凸部４２ａと凹部４２ｂを有する。放電ランプの封止部Ｌ２ａに装着させたときに、凹部４２ｂが加工部４１に係合することで両者の位置が固定される。口金４２の底部には開口穴４２ｃがあり、外部リードＬ３が貫通する。なお、開口穴４２ｃの内径は、外部リードＬ３の外径より若干大きくすることで、開口穴４２ｃを加工するとき生じるバリを、外部リードＬ３を挿入する際に、口金外部に出すことができ、また、外部リードＬ３と開口穴４２ｃの摩擦力により両者を固定することができる。また、口金４２が金属材料からなる場合は、口金４２と外部リードＬ３を溶接して固定することもできる。
【００３２】
口金４２の底面は、反射鏡Ｒの首部Ｒ１に挿入された場合、首部Ｒ１の底部４３まで押し当てられて位置が決まる。すなわち、口金４２の底部面と首部Ｒ１の底部面が押し当て方向の基準面となる。反射鏡Ｒの首部Ｒ１には切欠部４４が形成されており、口金４２の凸部４２ａが切欠部４４と直接係合することで位置が決まる。切欠部４４は反射鏡Ｒの焦点位置から所定の距離で形成されている。本実施例の場合は、放電ランプＬと反射鏡Ｒの固定に際し、口金４２という別の部品を必要とするが、両者の装着作業自体は極めて簡易に達成することができる。
【００３３】
このような構造により、放電ランプの挿入方向の位置合わせは放電ランプに装着された保持部材（口金４２）の底面と、反射鏡首部Ｒ１の底部４３に直接係合（突き当て）により達成し、放電ランプの径方向の位置合わせは保持部材の凸部構造と反射鏡首部の切欠部４４の係合、および保持部材の弾性力により達成できる。
【００３４】
図５は本発明に係る光源装置の他の実施形態を表す。（ａ）は反射鏡の首部とその断面図、（ｂ）は締付具５１、（ｃ）は光源装置を、をそれぞれ示す。
この実施形態の特徴は、放電ランプＬと反射鏡Ｒの固定のために締め付け具５１と有することと、反射鏡Ｒの首部Ｒ１の内側表面に少なくとも3つ以上の窪み部５２を有することである。
【００３５】
反射鏡Ｒの首部Ｒ１の内側表面には少なくとも３つの窪み部５２（５２ａ，５２ｂ，５３ｃ）が形成される。窪み部５２は首部の内径が放電ランプの封止部Ｌ２の外径より若干小さくなるような高さで形成される。封止部Ｌ２を挿入するだけである程度の固定をするためである。ここで放電ランプＬを挿入しやすくする為に反射鏡Ｒの首部Ｒ１は底部５３に向かうにつれて内径が小さくなるテーパー状となっている方が望ましい。なお、窪み部５２が少なくとも３つ必要な理由は、封止部Ｌ２を挿入するだけで首部Ｒ１の内側中心に位置させるためであるが、より精度良く位置させるためには、窪み部は６つ程度あるのが望ましい。なお、窪み部は存在しない場合もある。
この実施形態では、反射鏡Ｒは金属材料で構成することが好ましい。放電ランプの封止部Ｌ２を首部Ｒ１に挿入した場合に弾性力で挟圧保持するためである。また、首部Ｒ１の弾性力だけで放電ランプの封止部Ｌ２を保持できない場合、（ｂ）に示す締め付け具５１（保持部材）を必要とする。
【００３６】
なお、図５に示す実施形態において、図１で示したように前面ガラスＧを使う場合は、締め付け具５１を使う代わりに、図１で示したような止め具を使って放電ランプＬを反射鏡Ｒに対して押し当てて保持・固定することもできる。
【００３７】
このような構造により、放電ランプの挿入方向の位置合わせは、封止部Ｌ２ａの終端部（終端面）と、首部Ｒ１の底部５３の直接の係合（突き当て）により達成でき、放電ランプの径方向の位置合わせは首部Ｒ１の内側表面に形成された窪み部５２と締め付け具５１により達成できる。
また、封止部Ｌ２ａの終端部に、図１（ｂ）に示すような加工部を設けてもよい。
【００３８】
ここで、放電ランプＬに加工部（１１，２１，３１，４１）を形成する方法は、前記したようにレーザ光を照射する。本発明に係る放電ランプは、ランプごとにアーク輝点が生成される位置（電極間距離のほぼ中心位置）が若干相違する。電極間距離が１ｍｍ程度ときわめて小さいため、製造誤差などで、電極の位置が異なるからである。このため、放電ランプごとに電極の先端位置をＣＣＤカメラなどで観察して、当該位置を基準に加工部の位置を決める必要がある。なお、レーザは、例えば炭酸ガスレーザ装置を使うことができる。
【００３９】
また、一般に放電ランプＬの封止部Ｌ２をピンチシールで形成する方法が存在する。ピンチシールの場合は、ピンチャー形状のより封止部に加工部をつくることもできるが、ピンチャーで作る加工部はシャープにできないため、当該加工部を使って反射鏡と位置合わせする際、位置精度を充分に確保できない。
なお、本発明に係る放電ランプは、点灯時の発光部の内圧が極めて高いため、十分な耐圧強度を確保するためにシュリンクシール法が採用される。本発明はシュリンクシール法で封止部が形成された後に、レーザ照射により加工部を形成することを特徴とする。
【００４０】
図６は放電ランプＬの拡大図を示す。放電ランプＬは、石英ガラスからなる放電容器によって形成された概略球形の発光部Ｌ１とその両端から伸びるように形成される封止部Ｌ２ａ，Ｌ２ｂを有する。発光部Ｌ１の内部には一対の電極１が互いに対向して配置する。封止部Ｌ２の内部には、通常モリブデンよりなる導電用金属箔２が気密に埋設される。電極１の軸部は金属箔２に溶接され、金属箔２の他端には外部リードＬ３が溶接されて全体として電気的な接続関係が形成される。なお、加工部の構造は省略している。形態が種々あるからである。
【００４１】
一対の電極１（１ａ，１ｂ）のほぼ中心には、ランプが点灯するとアーク輝点が形成される。このアーク輝点Ｐが反射鏡Ｒの第一焦点に位置される。
また、封止部先端の外表面には段差状の加工部１１が形成される。加工部１１（１１ａ、１１ｂ）は、アーク輝点Ｐが形成される位置を基準に所定距離の位置に、例えば放電ランプを回転させながらレーザ光を照射して所定の深さまで切り込んで形成する。アーク輝点Pの位置は、電極間の距離に対して、あらかじめ計算した位置と決めることができるが、本発明のようにプロジェクター装置の光源の場合は電極間距離が1.0ｍｍ程度と小さいため、電極間の中心をアーク輝点Ｐと擬製できる。
【００４２】
発光部Ｌ１には、水銀と、希ガスと、ハロゲンガスが封入されている。水銀は、必要な可視光波長、例えば、波長３６０〜７８０ｎｍという放射光を得るためのもので、０．１５ｍｇ／ｍｍ３以上封入されている。この封入量は、温度条件によっても異なるが、点灯時１５０気圧以上で極めて高い蒸気圧となる。また、水銀をより多く封入することで点灯時の水銀蒸気圧２００気圧以上、３００気圧以上という高い水銀蒸気圧の放電ランプを作ることができ、水銀蒸気圧が高くなるほどプロジェクター装置に適した光源を実現することができる。希ガスは、例えば、アルゴンガスが約１３ｋＰａ封入され、点灯始動性を改善するためのものである。ハロゲンは、沃素、臭素、塩素などが水銀その他の金属との化合物の形態で封入され、ハロゲンの封入量は、１０−６〜１０−２μｍｏｌ／ｍｍ３の範囲から選択される。その機能はハロゲンサイクルを利用した長寿命化も存在するが、本発明の放電ランプのように極めて小型で高い内圧を有するものは、このようなハロゲンを封入することが放電容器の失透防止を主目的としている。
【００４３】
放電ランプの数値例を示すと、例えば、発光部の最大外径9.5ｍｍ、電極間距離1.5ｍｍ、発光管内容積75ｍｍ３、定格電圧80Ｖ、定格電力150Ｗであり、交流点灯される。また、この種の放電ランプは、小型化するプロジェクター装置に内蔵されるものであり、装置の全体寸法が極めて小型化される一方で高い光量が要求されることから、発光管部内の熱的影響は極めて厳しいものとなり、ランプの管壁負荷値は0.8〜2.0Ｗ／ｍｍ２、具体的には1.5Ｗ／ｍｍ２となる。このような高い水銀蒸気圧や管壁負荷値を有することがプロジェクター装置やオーバーヘッドプロジェクターのようなプレゼンテーション用機器に搭載された場合に、演色性の良い放射光を提供できる。
【００４４】
また、本発明の光源装置に使用される放電ランプは点灯方式に依らず、直流点灯型、交流点灯型どちらにおいても同様の効果を得ることが出来る。
【００４５】
以上、説明したように、本発明の光源装置は、放電ランプの一方の封止部は、反射鏡の首部の一部と直接係合することで両者の位置関係を決める加工部が形成されるため、放電ランプを点灯させることなく、簡易かつ確実に両者の位置合わせができる。また、封止部に保持部材を装着して、この保持部材を使って反射鏡の一部と係合することで両者の位置関係を決めることもできる。
具体的な効果は、放電ランプと反射鏡の位置合わせをするために、わざわざランプを点灯させる必要はなく、また、ランプの放射光とスクリーンなどに照射させて位置合わせする必要もない。このため、位置合わせ作業において、ランプを点灯させるための電源、アーク輝点を照明させるための光学系、照度測定装置、スクリーンなどの装置や器具を必要としない。また、位置合わせのためにランプを点灯させないので、光学系治具、照度計などが熱で劣化することもない。さらには、位置合わせ作業のために、放電ランプを点灯させるということがないので、両者の固定作業はきわめて短時間に終了する。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る光源装置を示す。
【図２】本発明に係る光源装置を示す。
【図３】本発明に係る光源装置を示す。
【図４】本発明に係る光源装置を示す。
【図５】本発明に係る光源装置を示す。
【図６】本発明に係る超高圧放電ランプを示す。
【図７】従来の光源装置を示す。
【符号の説明】
【００４７】
Ｌ 放電ランプ
Ｌ１ 発光部
Ｌ２ 封止部
Ｒ 反射鏡
Ｒ１ 首部
Ｒ２ 反射部
Ｇ 前面ガラス
１１ 加工部
２１ 加工部
３１ 加工部
４１ 加工部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹面状の反射部と筒状の首部からなる反射鏡と、発光部とその両端にシュリンクシールによる封止部を有するとともに一方の封止部が反射鏡の首部に取り付けられる放電ランプとよりなる光源装置において、
前記一方の封止部には、前記反射鏡の首部の一部と直接係合することで両者の位置関係を決める加工部が形成されることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
凹面状の反射部と筒状の首部からなる反射鏡と、発光部とその両端にシュリンクシールによる封止部を有するとともに一方の封止部が反射鏡の首部に取り付けられる放電ランプとよりなる光源装置において、
前記一方の封止部には保持部材が装着され、この保持部材は前記反射鏡の首部の一部と直接係合することで両者の位置関係を決める加工部が形成されることを特徴とする光源装置。
【請求項３】
前記反射鏡には前面開口を塞ぐ前面ガラスが装着され、
この前面ガラスには、前記放電ランプの他方の封止部を押し当てるとともに、当該放電ランプの位置関係を決める保持構造が形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
発光部とその両端にシュリンクシールによる封止部を有する放電ランプにおいて、
前記封止部のうち一方の封止部には、外表面に管軸と垂直方向に形成された加工部を有することを特徴とする放電ランプ。
【請求項５】
凹面状の反射部と筒状の首部からなる金属製の反射鏡と、発光部とその両端にシュリンクシールによる封止部を有するとともに一方の封止部が反射鏡の首部に取り付けられる放電ランプとよりなる光源装置において、
前記一方の封止部の終端面が前記反射鏡の筒状の首部の底部に押し当てられ、当該首部の外周にリング状の締め付け具によって、放電ランプと反射鏡の位置関係を決めていることを特徴とする光源装置。
【請求項６】
前記加工部は、レーザ加工により形成されたことを特徴とする請求項１、２、４の何れか１項に記載の放電ランプ。
【請求項１】
凹面状の反射部と筒状の首部からなる反射鏡と、発光部とその両端にシュリンクシールによる封止部を有するとともに一方の封止部が反射鏡の首部に取り付けられる放電ランプとよりなる光源装置において、
前記一方の封止部には、前記反射鏡の首部の一部と直接係合することで両者の位置関係を決める加工部が形成されることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
凹面状の反射部と筒状の首部からなる反射鏡と、発光部とその両端にシュリンクシールによる封止部を有するとともに一方の封止部が反射鏡の首部に取り付けられる放電ランプとよりなる光源装置において、
前記一方の封止部には保持部材が装着され、この保持部材は前記反射鏡の首部の一部と直接係合することで両者の位置関係を決める加工部が形成されることを特徴とする光源装置。
【請求項３】
前記反射鏡には前面開口を塞ぐ前面ガラスが装着され、
この前面ガラスには、前記放電ランプの他方の封止部を押し当てるとともに、当該放電ランプの位置関係を決める保持構造が形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
発光部とその両端にシュリンクシールによる封止部を有する放電ランプにおいて、
前記封止部のうち一方の封止部には、外表面に管軸と垂直方向に形成された加工部を有することを特徴とする放電ランプ。
【請求項５】
凹面状の反射部と筒状の首部からなる金属製の反射鏡と、発光部とその両端にシュリンクシールによる封止部を有するとともに一方の封止部が反射鏡の首部に取り付けられる放電ランプとよりなる光源装置において、
前記一方の封止部の終端面が前記反射鏡の筒状の首部の底部に押し当てられ、当該首部の外周にリング状の締め付け具によって、放電ランプと反射鏡の位置関係を決めていることを特徴とする光源装置。
【請求項６】
前記加工部は、レーザ加工により形成されたことを特徴とする請求項１、２、４の何れか１項に記載の放電ランプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−２３４３１６（Ｐ２００７−２３４３１６Ａ）
【公開日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５２５２７（Ｐ２００６−５２５２７）
【出願日】平成１８年２月２８日（２００６．２．２８）
【出願人】（０００１０２２１２）ウシオ電機株式会社 (1,414)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月２８日（２００６．２．２８）
【出願人】（０００１０２２１２）ウシオ電機株式会社 (1,414)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]