光源装置
【課題】製作コストが嵩まない簡易な構成の始動用光源によって、高圧放電ランプの消灯直後の熱間時でもその放電容器内に必要十分な量の紫外線を照射して当該ランプの始動性能を確実に高めることができる光源装置を提供する。
【解決手段】高圧放電ランプ１の点灯始動時にその始動性能を高める紫外線を放電容器５に向けて照射する始動用光源３が、ランプ１の点灯回路１１に対して並列に接続された放電管１８で成り、当該放電管１８の外部電極２０が、放電管１８の外周部を凹面反射鏡２のボトム孔１４に挿通されたランプ１の電極封着部９Ｌの端面と対向させるように保持してその端面から突出した電極リード８に固定する金属製のホルダＨ１で形成されている。
【解決手段】高圧放電ランプ１の点灯始動時にその始動性能を高める紫外線を放電容器５に向けて照射する始動用光源３が、ランプ１の点灯回路１１に対して並列に接続された放電管１８で成り、当該放電管１８の外部電極２０が、放電管１８の外周部を凹面反射鏡２のボトム孔１４に挿通されたランプ１の電極封着部９Ｌの端面と対向させるように保持してその端面から突出した電極リード８に固定する金属製のホルダＨ１で形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶プロジェクタなどに用いられる光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型で且つ投影画像が明るいことが要求されるデータプロジェクタやホームシアター用プロジェクタ等の液晶プロジェクタ及びＤＬＰプロジェクタは、その光源装置として、小型で高輝度発光が得られるショートアークタイプの高圧水銀蒸気放電ランプが用いられているが、この種の高圧放電ランプは、概して冷間時（cold condition）の始動性能や熱間時（hot restrike）の再始動性能が良くないという問題があるため、その始動性能を高める手段を講ずる必要があるが、小型化されたランプの放電容器内にはその点灯始動時に電極間のアーク放電を促す始動用の補助電極等を設置し得るような余剰スペースは存しないので、高圧放電ランプの始動時のランプ電圧を高めに設定すると共に、高周波電圧、高周波パルス電圧等の始動用電圧を印加して電極間のアーク放電を促すようにしている。
【０００３】
しかし、高圧放電ランプの始動性能をより高めるために、電極間に印加する高周波パルスの電圧を高くすると、ランプの点灯回路を形成する配線間の絶縁距離を拡げて電圧のリークを防止しなければならないので、その点灯回路が大型化して液晶プロジェクタの小型化が図れないという問題が生ずるのみならず、液晶プロジェクタの電子回路等に誤動作を起させるノイズが発生するおそれがある。
【０００４】
そこで、図７に示す高圧放電ランプ５１Ａは、比較的低電圧の高周波パルスで点灯始動させるために、発光管５２の外側に電極５６、５６間の放電を促進させるトリガ線／アンテナ線と称する金属線５３を配している。つまり、ランプ５１Ａは、石英ガラス管で成る発光管５２の放電容器５４内に、一対のタングステン電極５６、５６が約１ｍｍ程度の短い電極間距離で互いに対向して配置されると共に、水銀と臭素等のハロゲンとアルゴンガス等の始動用ガスとが封入され、その放電容器５４から発光管５２の両端に至る部分をシュリンクシールにより気密に封止してその両端側に挿通された電極アセンブリ５５の電極５６と金属箔５７と電極リード５８とを封着した一対の電極封着部５９Ｒ、５９Ｌが形成され、当該各電極封着部５９Ｒ、５９Ｌの端面から突出した電極リード５８、５８を介して点灯回路に接続されるショートアークタイプの高圧水銀蒸気放電ランプであって、当該ランプの始動性能を高める金属線５３は、その片端側５３ａが、発光管５２の片方の電極封着部５９Ｒの端面から突出した電極リード５８に接続され、その他端側５３ｂが、発光管５２の他方の電極封着部５９Ｌの外周部にループ状もしくはスパイラル状に巻回されている（特許文献１〜４参照）。
【０００５】
金属線５３は、これを発光管５２の表面に密着・近接させて配線すれば、ランプ５１Ａの始動性能がより高まるが、ランプ点灯時に約９００℃〜１０００℃前後の高温に熱せられて熱膨張による伸びを生じて発光管５２の表面から離れてしまうため、熱間時の再始動性能が芳しくないという問題がある。また、金属線５３は、熱膨張による伸びが生じることにより全体的に弛みや撓みが生ずるので、発光管５２の表面から離れ易いうえに、一旦弛みや撓みを生じた金属線５３は、ランプ消灯後に冷えて熱収縮しても、発光管５２の表面に密着・近接させた当初の状態に復帰しないため、冷間時の始動性能も低下することとなる。
【特許文献１】特開２００４−３３５４５７号公報
【特許文献２】特開平９−２６５９４７号公報
【特許文献３】特開平８−８７９８４号公報
【特許文献４】再公表２００４／９０９３４号公報
【０００６】
次に、図８（ａ）に平面図を示し、同図（ｂ）に部分拡大断面図を示す高圧放電ランプ５１Ｂは、発光管５２の両端側をシュリンクシールして電極封着部５９Ｒ、５９Ｌを形成する際に、片方の電極封着部５９Ｌ内に金属箔５７の一部が収容される空洞６０を形成すると同時に、当該空洞６０内に水銀蒸気を含むアルゴンガス等の希ガスを封入する加工を施して、その空洞６０が形成された電極封着部５９Ｌの外周部に、電極封着部５９Ｒの端面から突出した電極リード５８に片端側が接続された金属線５３の他端側を巻回することにより、ランプの点灯始動時に、その金属線５３と電極封着部５９Ｌの空洞６０内に収容された金属箔５７との間に高周波パルス電圧が印加されて、空洞６０内の水銀蒸気中でグロー放電が生じ、そのグロー放電で水銀が励起されて発生する紫外線により放電容器５４内に封入された始動用ガスが励起されて電極５６、５６間のアーク放電が促される構成となっている（特許文献５参照）。
【０００７】
しかし、高圧放電ランプ５１Ｂの製造過程で、発光管５２の電極封着部５９Ｌに空洞６０を形成してその空洞６０内に水銀蒸気を含んだ希ガスを封入する加工を施すのは、非常に面倒であるうえ、グロー放電によって必要量の紫外線を発生させるためには、空洞６０内に封入する水銀の量や希ガスの容量・ガス圧等を適正に調整しなければならないので、その加工に手間取ってランプの生産性が著しく低下するおそれがある。また、発光管５２の電極封着部５９Ｌに空洞６０を形成すると、その電極封着部５９Ｌの機械的強度が低下して、発光管５２の破裂を生ずるおそれもある。
【０００８】
また、一般に、高圧放電ランプの点灯中は、当該ランプを取り付けた凹面反射鏡内の雰囲気温度が平均３００℃以上の高温となるため、その高温の影響で図８の高圧放電ランプ５１Ｂは空洞６０内の水銀蒸気圧が過度に上昇するので、ランプ消灯後も暫くの間は、金属箔５７と金属線５３との間に始動用の高周波パルス電圧が印加されても、空洞６０内の水銀蒸気圧が高過ぎてグロー放電が生じず、凹面反射鏡内の雰囲気温度が平均１００℃程度まで低下して漸くグロー放電を生じ得る状態となる。したがって、高圧放電ランプ５１Ｂは、消灯直後に再点灯させる熱間時の再始動性能が良くないという欠点がある。
【特許文献５】特表２００３−５２６１８２号公報
【０００９】
次に、図９に示す光源装置は、図７の高圧放電ランプ５１Aと略同様の基本構造を有する高圧放電ランプ５１Ｃが、片方の電極封着部５９Lを凹面反射鏡６１の底部に開口するボトム孔６２に挿通して当該反射鏡６１と一体的に取り付けられると共に、当該ランプ５１Ｃの点灯始動時にその始動性能を高める紫外線を放電容器５４に向けて照射する始動用光源となるイグニションアンテナ６３が、電極封着部５９Lの外周部に添わせるように発光管５２の光軸と平行に配設されている（特許文献６参照）。
【００１０】
イグニションアンテナ６３は、図１０（ａ）に示す拡大図および同図（ｂ）に示すＸ−Ｘ断面図のとおり、電極封着部５９Ｌに沿ってランプ５１Ｃの放電容器５４の近くまで延びた長い直管部分６５ａの先端に、電極封着部５９Ｌの外周部に１８０℃巻き付けるように半円弧状に曲げられた曲管部分６５ｂが設けられた石英ガラス管で成るアンテナ容器６４内に、イオン化充填物（水銀とアルゴンガス）が充填されると共に、当該アンテナ容器６４の直管部分６５ａの自由端側に金属箔（モリブデン箔）で成る電気的導体素子６６が収容配設され、その直管部分６５ａの自由端側に、金属ブッシュで成る外部電極６７が嵌め付けられた構成となっている。
【００１１】
そして、イグニションアンテナ６３は、外部電極６７の部分がセメント６８で電極封着部５９Ｌの外周部に固定され、その外部電極６７が、電流供給導体６９を介して、高圧放電ランプ５１Ｃの点灯回路を形成する電流導体７０Ｒ、７０Ｌ間に接続された電圧変成手段７１の出力部に接続されて、外部電極６７とアンテナ容器６４内の電気的導体素子６６との間に高周波ＡＣ電圧あるいはパルス電圧等の始動用電圧が印加されることにより、その間に放電が生じて紫外線を発生し、この紫外線をアンテナ容器６４の直管部分６５ａと曲管部分６５ｂを通じてランプ５１Ｃの放電容器５４内に照射して、電極５６、５６間のアーク放電を促すようになっている。
【００１２】
しかし、直管部分６５ａと曲管部分６５ｂが連なるアンテナ容器６４を製作するのは面倒であり、その製作コストが嵩むという欠点がある。また、アンテナ容器６４は、曲管部分６５ｂが、ランプ点灯時に１０００℃前後の高温となるランプ５１Ｃの放電容器５４に近接しているため、その高温の影響でランプ消灯直後は外部電極６７と電気的導体素子６６との間の放電が不安定となって、熱間時における再始動性能が芳しくないという問題があると同時に、アンテナ容器６４が熱的損傷を受けて破損するおそれも大きい。
【００１３】
また、外部電極６７と電気的導体素子６６との間の放電によって発生した紫外線が、アンテナ容器６４の長い直管部分６５ａと曲管部分６５ｂを通じてランプ５１Ｃの放電容器５４内へと導かれる過程で、反射、屈折したり、アンテナ容器６４内の充填物に吸収されて減衰するという不具合がある。また、アンテナ容器６４の曲管部分６５ｂが、ランプ５１Ｃの放電容器５４の片側に近接して配置されることにより、ランプ点灯時における温度分布が放電容器５４の片側と反対側とで著しく異なって、ランプ寿命が損なわれるおそれがあると同時に、アンテナ容器６４の曲管部分６５ｂが、ランプ５１Ｃの放電容器５４から凹面反射鏡６１の底部側に放射される光の一部を遮ってランプの光利用効率を低下させるという不具合もある。更に、イグニションアンテナ６３を電極封着部５９Ｌの外周部に固定するセメント６８の経時劣化（熱劣化）によって、イグニションアンテナ６３が電極封着部５９Ｌの外周部から脱落するおそれもある。
【特許文献６】特表２００３−５２３０５５号公報
【００１４】
そこで本願出願人は、図１１に示すように、高圧放電ランプ５１Ｄの点灯始動時に紫外線を発生するグロー放電管８０が、凹面反射鏡８１の外部から当該反射鏡に設けられた冷却エアの通風孔８２を通じてランプ５１Ｄの放電容器５４に紫外線を照射することができる位置に配設された光源装置を提案した（特許文献７参照）。
【００１５】
図１１の光源装置は、図７の高圧放電ランプ５１Aや図９の高圧放電ランプ５１Ｃと同様の基本構造を有する高圧放電ランプ５１Ｄが、片方の電極封着部５９Lを凹面反射鏡８１の底部に開口するボトム孔８３に挿通して当該反射鏡８１と一体的に取り付けられると共に、当該ランプ５１Ｄの点灯始動時にその始動性能を高める紫外線を放電容器５４に照射する始動用光源となるグロー放電管８０が、反射鏡８１の外部に配設されているので、当該放電管８０は、ランプ点灯時に高温に熱せられてその内部の水銀蒸気圧が過度に上昇することがなく、ランプ消灯直後の熱間時においてもグロー放電を生じて紫外線を発生させることができる。
【００１６】
また、グロー放電管８０は、石英ガラスで成るガラス封管８４の内部に、水銀蒸気を含むアルゴンガス等の希ガスが封入されると共に、当該ガラス封管８４の両端から突出する一対のリード線８６、８６を有した金属箔で成る内部電極８５が収容配設され、そのガラス封管８４の外周部に線径約０．２ｍｍのクロミウム・アルミニウム鉄合金線８９を巻き付けて形成されるコイル状の外部電極８７が配設された簡易な構造となっているので、製作コストも嵩まないという利点がある。
【００１７】
そして、グロー放電管８０の内部電極８５と外部電極８７が、夫々ランプ点灯回路の片極側８８Ｒと他極側８８Ｌに接続されて、その内部電極８５と外部電極８７との間に始動用の高周波パルス電圧が印加されることにより、放電管８０の本体となるガラス封管８４内の水銀蒸気中でグロー放電が生じて紫外線が発生し、その紫外線の一部が、反射鏡８１に設けられた冷却エアの通風孔８２を通じて反射鏡８１の内部に配置されたランプ５１Ｄの放電容器５４に直接照射されるかあるいは反射鏡８１の反射面で反射して照射されるようになっている。
【００１８】
しかしながら、放電管８０の設置位置が反射鏡８１の通風孔８２から離れていると、その通風孔８２を通じて反射鏡８１内に照射される紫外線の量が少なくなって、ランプの始動性能が低下するという問題があり、また、放電管８０を反射鏡８１の通風孔８２に近接させて設置すると、その放電管８０で通風孔８２が塞がれて冷却エアの流通が妨げられるため、ランプ５２Ｄの冷却効果が低下するという問題がある。
【００１９】
また、放電管８０は、その外周部に設けるコイル状外部電極８７のコイルの巻き数が少ないと、紫外線の発生量が少ないので、ランプ５１Ｄの放電容器５４内に必要十分な紫外線を照射することができず、また、コイル状外部電極８７のコイルの巻き数を多くすると、その外部電極８７で紫外線が遮られて、ランプ５１Ｄの放電容器５４内に必要十分な紫外線を照射することができないという問題もある。
【特許文献７】登録実用新案第３１３７９６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明は、製作コストが嵩まない簡易な構成の始動用光源によって、高圧放電ランプの放電容器内に必要十分な量の紫外線を効率良く照射することができると同時に、ランプ消灯直後の熱間時においても、その始動用光源が確実に作動して高圧放電ランプの始動性能を高めることができ、また、その始動用光源がランプ点灯時に生ずる高熱よって熱的損傷を受けるおそれもない光源装置を提供することを技術的課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記課題を解決するために、本発明は、発光管の放電容器内に、一対の電極が対向して配置されると共に、少なくとも水銀と始動用ガスが封入され、当該放電容器から発光管の両端に至る部分を気密に封止して前記各電極を封着した一対の電極封着部が形成され、当該各電極封着部の端面から突出した電極リードを介して点灯回路に接続される高圧放電ランプと、当該ランプが前記電極封着部の片方を反射鏡底部に開口するボトム孔に挿通して取り付けられる凹面反射鏡と、前記ランプの点灯始動時にその始動性能を高める紫外線を前記放電容器に向けて照射する始動用光源とを備えた光源装置において、前記始動用光源が、前記ランプの点灯始動時に始動用電圧を前記電極間に印加する点灯回路に対して前記ランプと並列に接続されて、前記始動用電圧が外部電極と内部電極との間に印加されることにより紫外線を発生する放電管で形成され、当該放電管の外部電極が、当該放電管の外周部を前記片方の電極封着部の端面と対向させるように保持してその端面から突出した前記電極リードに固定する金属製のホルダで形成され、当該ホルダが、前記片方の電極封着部の端面と対面する前記外周部の表面を露呈させて当該外周部を保持するホルダ本体と、当該ホルダを前記電極リードに固定して電気的に接続するための端子とで形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、高圧放電ランプの始動用光源となる放電管が、凹面反射鏡の底部に開口するボトム孔に挿通された高圧放電ランプの電極封着部の端面と対向する位置に配置されるので、その放電管は、ランプ点灯時に生ずる高熱の影響を受けて熱的損傷を生ずるおそれがないと同時に、ランプ消灯直後の熱間時においても安定した放電を生じて確実に紫外線を発生することができる。
【００２３】
また、放電管は、その外部電極となる金属製のホルダによって、当該放電管の外周部を高圧放電ランプの電極封着部の端面と対向させるように保持されると同時に、電極封着部の端面と対面する外周部の表面を露呈させるように保持されるので、発生した紫外線を高圧放電ランプの電極封着部の端面に確実に入射させて、当該電極封着部を通じてランプの放電容器内に効率良く照射することができ、また、放電管の外周部を保持する金属製のホルダで成る外部電極は、必要量の紫外線を生ずるに十分な電極面積を有するので、高圧放電ランプの始動性能を著しく向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明に係る光源装置の最良の実施形態は、石英ガラス管で成る発光管の放電容器内に、一対のタングステン電極が対向して配置されると共に、水銀と臭素等のハロゲンとアルゴンガス等の始動用ガスが封入され、当該放電容器から発光管の両端に至る部分をシュリンクシールにより気密に封止して前記各電極を封着した一対の電極封着部が形成され、当該各電極封着部の端面から突出したモリブデンワイヤで成る電極リードを介して点灯回路に接続される高圧放電ランプと、当該ランプが前記電極封着部の片方を反射鏡底部に開口するボトム孔に挿通して取り付けられる凹面反射鏡と、前記ランプの点灯始動時にその始動性能を高める紫外線を前記放電容器に向けて照射する始動用光源とを備えている。
【００２５】
始動用光源は、ランプの点灯始動時に始動用電圧を前記タングステン電極間に印加する点灯回路に対してランプと並列に接続されて、その始動用電圧が外部電極と内部電極との間に印加されることにより紫外線を発生する放電管で形成され、当該放電管の外部電極が、当該放電管の外周部を前記片方の電極封着部の端面と対向させるように保持してその端面から突出した前記電極リードに固定する金属製のホルダで形成され、当該ホルダが、前記片方の電極封着部の端面と対面する前記外周部の表面を露呈させて当該外周部を保持するホルダ本体と、当該ホルダを前記電極リードに固定して電気的に接続するための端子とで形成されている。
【００２６】
前記放電管は、その本体が石英ガラス製のガラス封管で形成され、当該ガラス封管の内部に、アルゴンガス等の希ガスが封入されると共に、モリブデン箔等の金属箔で成る内部電極が収容配設され、当該内部電極の片端に溶接されたリード線が前記ガラス封管の片端側から突出している。なお、放電管の封入物は、希ガスのみに限らず、水銀蒸気を含む希ガスであっても良い。
【００２７】
放電管の外部電極となる前記ホルダの本体は、放電管の外周部を掴んで保持する形状に曲げ加工されたバネ用ステンレス鋼板等の金属板で形成されている。なお、当該金属板は、前記片方の電極封着部の端面と対向する位置で前記放電管の外周部を掴んで保持する形状に曲げ加工されると共に、前記端面と対面する前記外周部の表面を露呈させる窓孔が形成されるか、あるいは、前記片方の前記電極封着部の端面と対向する位置でその端面と対面する前記放電管の外周部の表面を露呈させるように当該外周部を掴んで保持する形状に曲げ加工されている。
【００２８】
また、前記ホルダを前記電極リードに固定して電気的に接続するための端子は、ホルダ本体を形成する前記金属板の一部で形成されたタブ端子で成り、当該タブ端子が電極リードを把持するように折り曲げられて当該電極リードにスポット溶接されている。
【実施例】
【００２９】
図１は本発明に係る光源装置の一例を示す全体図、図２はその光源装置に用いる高圧放電ランプの始動用光源を示す斜視図、図３（ａ）および（ｂ）は始動用光源となる放電管の外部電極を形成するホルダの構成とその取付状態を示す斜視図および側面図、図４（ａ）および（ｂ）と図５（ａ）および（ｂ）は夫々ホルダの変形例とその取付状態を示す斜視図および側面図、図６（ａ）および（ｂ）は、ホルダの変形例とその取付状態を示す斜視図および一部切欠正面図である。
【００３０】
図１に示す光源装置は、高圧放電ランプ１と、当該ランプ１から放射される光を反射する凹面反射鏡２と、ランプ１の始動性能を高める紫外線を発生する始動用光源３とを備えており、ランプ１は、石英ガラスで成る発光管４の放電容器５内に、一対のタングステン電極６Ｒ、６Ｌが約１ｍｍ程度の短い極間距離で対向して配置されると共に、水銀と臭素等のハロゲンとアルゴンガス等の始動用ガスとが封入され、その放電容器５から発光管４の両端に至る部分を気密に封止して各電極６Ｒ、６Ｌとこれに接続されたモリブデン箔で成る金属箔７とモリブデンワイヤで成る電極リード８とを封着した一対の電極封着部９Ｒ、９Ｌが形成されている。そして、各電極封着部９Ｒ、９Ｌの端面１０から突出した電極リード８、８が、ランプ電力を供給する点灯回路１１の片極側１２Ｒと他極側１２Ｌに夫々接続されると共に、電極６Ｒ、６Ｌ間のアーク放電を促すトリガ線／アンテナ線となる金属線１３が、その片端側を電極封着部９Ｒの端面１０から突出した電極リード８に接続し、その他端側を電極封着部９Ｌの外周部にループ状に巻き付けるように配線されている。
【００３１】
凹面反射鏡２は、その底部に、高圧放電ランプ１の片方の電極封着部９Ｌを挿通させてセメント等で固定するボトム孔１４が開口形成されると共に、その反射部に、高圧放電ランプ１の他方の電極封着部９Ｒから突出する電極リード８に接続されたニッケル線で成るリード線１５を挿し通す配線孔１６が穿設され、その反射部の背面に、配線孔１６から引き出されたリード線１５を固定する配線金具１７が固着されている。
【００３２】
始動用光源３は、高圧放電ランプ１の点灯始動時にその始動用電圧を電極６Ｒ、６Ｌ間に印加する点灯回路１１に対してランプ１と並列に接続されて、放電管１８の内部電極１９と外部電極２０との間に始動用電圧が印加されることにより紫外線を発生する構成となっている。
【００３３】
放電管１８は、その本体が、石英ガラス製のガラス封管２１で形成され、当該ガラス封管２１の内部に、アルゴンガス等の希ガスが充填されると共に、片端にリード線２２が溶接されたモリブデン箔等の金属箔で成る内部電極１９が収容配設されている。なお、ガラス封管２２は、片端側をチップオフして封止し、他端側をピンチシールして当該ピンチシール部２３に内部電極１９とリード線２２との溶接個所が封着されている。また、内部電極１９は、ガラス封管２１のピンチシール部２３から突出したリード線２２を介して点灯回路１１の片極側（電極６Ｒ側）１２Ｒに接続されている。
【００３４】
放電管１８の外部電極２０は、放電管１８の外周部２４を反射鏡２のボトム孔１４に挿通されたランプ１の電極封着部９Ｌの端面１０と対向させるように保持してその端面１０から突出した電極リード８に固定する金属製のホルダＨ１で形成され、当該ホルダＨ１が、放電管１８の外周部２４を掴んで保持する形状に曲げ加工された厚さ０．２ｍｍのバネ用ステンレス鋼板（ＳＵＳ３０４−ＣＳＰ）等の金属板で形成されたホルダ本体２５と、これを電極封着部９Ｌの端面１０から突出した電極リード８に固定して電気的に接続するための端子２６とで形成されている。
【００３５】
ホルダＨ１の本体２５を形成する金属板は、電極封着部９Ｌの端面１０と対向する位置で放電管１８の外周部２４を覆うように掴んで保持する形状に曲げ加工されると共に、当該金属板に、電極封着部９Ｌの端面１０と対面する外周部２４の表面を露呈させる窓孔２７が形成されている。また、その金属板の一部で固定用端子２６となるタブ端子が形成され、当該タブ端子が図３（ａ）の鎖線図示の状態から実線図示の如く電極リード８を把持するように折り曲げられて当該電極リード８にスポット溶接されることにより、放電管１８が剛直性を有するモリブデンワイヤで成る電極リード８に対して確りと固定されると同時に、金属製のホルダＨ１で成る外部電極２０が、点灯回路１１の他極側（電極６Ｌ側）１２Ｌに対して電気的に接続されている。
【００３６】
しかして、高圧放電ランプ１の点灯始動時に、その点灯回路１１から放電管１８の内部電極１９と外部電極２０との間に始動用電圧が印加されて、放電管１８の本体を成すガラス封管２１内に封入された希ガス中でその希ガスを励起する放電が生じて紫外線が発生し、当該紫外線が、外部電極２０を形成するホルダＨ１の本体２５に形成された窓孔２７から放射されてランプ１の電極封着部９Ｌの端面１０に入射され、電極封着部９Ｌ内を透過・伝播して放電容器５内に照射されることにより、放電容器５内に封入した始動用ガスが励起されると共に、電極６Ｒ、６Ｌを形成するタングステンが放電開始に必要な初期電子を放出して高圧放電ランプ１の始動が促進される。
【００３７】
始動用光源３となる放電管１８は、反射鏡２のボトム孔１４に挿通されてその反射鏡２の外部に突出したランプの電極封着部９Ｌの端面１０と対向する位置に配設されているので、ランプの点灯中に高温に熱せられることがないから、ランプ消灯直後の熱間時においても安定的に放電を生じて紫外線を発生することができる。また、放電管１８の外部電極２０は、内部電極１９が収容された放電管１８の外周部２４を掴んで保持する形状に曲げ加工された金属板で成るホルダＨ１で形成されており、その電極面積が大きいので、ランプの始動性能を高めるために必要十分な量の紫外線を発生させることができる。また、放電管１８は、その外周部２４が電極封着部９Ｌの端面１０と対向しているので、放電管１８内で発生した紫外線を電極封着部９Ｌの端面１０に効率良く入射させることができる。
【００３８】
また、放電管１８は、簡易な構成であるから、その製作コストも嵩まない。また、放電管１８の外周部２４を保持するホルダＨ１は、ランプ１の電極リード８に溶接して固定されるので、当該電極リード８から脱落するおそれがないし、電極リード８は、剛直性を有するモリブデンワイヤで形成されているので、当該電極リード８が不如意に曲がってホルダＨ１に保持された放電管１８の外周部２４が電極封着部９Ｌの端面１０と対向しなくなるというような不具合を生ずるおそれもない。
【００３９】
次に、図４に示す放電管１８の外部電極２０を形成するホルダＨ２は、そのホルダ本体２５が、電極封着部９Ｌの端面１０と対向する位置でその端面１０と対面する放電管１８の外周部２４の表面を露呈させるように当該外周部２４を掴んで保持する形状に曲げ加工されたバネ用ステンレス鋼板で成る金属板で形成され、当該金属板の一部によって、ホルダＨ２を電極リード８に固定して電気的に接続するための端子２６とタブ端子が形成されている。すなわち、ホルダＨ２を形成する金属板は、電極封着部９Ｌの端面１０と対面する放電管１８の外周部２４の表面を残して、その外周部２４の周面を覆い隠す形状に曲げ加工されている。
【００４０】
これにより、放電管１８の外周部２４から電極封着部９Ｌの端面１０に向って放射される紫外線がその端面１０に直接入射されると同時に、放電管１８の外周部２４からホルダＨ２の本体２５の内面に向かって放射される紫外線も当該ホルダ本体２５の内面で反射されて電極封着部９Ｌの端面１０に入射されるので、ランプ１の放電容器５内に照射される紫外線量が多くなって、ランプの始動性能が著しく向上する。
【００４１】
なお、図４のホルダＨ２も、タブ端子で成る端子２６が、図４（ａ）の鎖線図示の状態から実線図示の如く電極リード８を把持するように折り曲げられて当該電極リード８に溶接されている。
【００４２】
次に、図５に示す放電管１８の外部電極２０を形成するホルダＨ３も、そのホルダ本体２５が、放電管１８の外周部２４を掴んで保持する形状に曲げ加工された金属板で形成されているが、当該金属板は、電極封着部９Ｌの端面１０と対向する位置に放電管１８の外周部２４の片端側を配置させるように当該外周部２４の他端側を掴んで保持する形状となっている。また、ホルダＨ３も、その本体２５を形成する金属板の一部で端子２６となるタブ端子が形成されており、当該タブ端子２６が、図５（ａ）の鎖線図示の状態から実線図示の如く電極リード８を把持するように折り曲げられて当該電極リード８にスポット溶接されている。また、図示は省略するが、放電管１８の外周部２４と当該外周部を保持するホルダＨ３の本体２５との間に耐熱性接着剤が塗工されて、放電管１８がホルダＨ３に固着されている。
【００４３】
次に、図６に示す放電管１８の外部電極２０も、その放電管１８の外周部２４を電極封着９Ｌの端面１０と対向させるように保持してその端面１０から突出した電極リード８に固定するホルダＨ４で形成されているが、当該ホルダＨ４は、電極封着９Ｌ部の端面１０と対面する放電管１８の外周部２４の表面を露呈させた状態でその外周部２４を保持するホルダ本体３１となる太管部と、当該ホルダを電極リード８に固定して電気的に接続するための端子３２となる細管部とが段部３３を介して連なる段付き金属管で形成されている。
【００４４】
ホルダＨ４を形成する段付き金属管は、ホルダ本体３１となる太管部に、その径方向に放電管１８を刺し通して当該放電管１８の外周部２４の両端側を保持する一対の透孔３４、３４が穿設されると共に、端子３２となる細管部が、その内部に電極リード８を挿し通して当該電極リード棒８にかしめ接合と溶接によって固定するスリーブ端子を形成している。
【００４５】
ホルダＨ４は、まず、図６（ａ）の如く、電極封着部９Ｌの端面１０から突出する電極リード８をホルダ本体（太管部）３１とスリーブ端子（細管部）３２に挿し通し、次に、同図（ｂ）の如く、ホルダ本体（太管部）３１を電極封着部９Ｌの端部に被せた状態にして、スリーブ端子（細管部）３２を電極リード８にかしめ接合すると共に溶接して固定されている。また、ホルダ本体３１の透孔３４、３４に刺し通して保持された放電管１８は、ホルダ本体３１の透孔３３、３３から外部に出ている部分が耐熱性接着剤でホルダ本体３１の外面に固定されている。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、液晶プロジェクタやＤＬＰプロジェクタ等の光源装置に用いられる高圧放電ランプの始動性能向上に資するものである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る光源装置の一例を示す全体図
【図２】高圧放電ランプの始動用光源の一例を示す斜視図
【図３】始動用光源となる放電管の外部電極を形成するホルダの一例を示す図
【図４】放電管の外部電極を形成するホルダの変形例を示す図
【図５】放電管の外部電極を形成するホルダの変形例を示す図
【図６】放電管の外部電極を形成するホルダの変形例を示す図
【図７】高圧放電ランプの始動性能を高めるための従来技術を示す図
【図８】高圧放電ランプの始動性能を高めるための従来技術を示す図
【図９】高圧放電ランプの始動性能を高めるための従来技術を示す図
【図１０】高圧放電ランプの始動性能を高めるための従来技術を示す図
【図１１】高圧放電ランプの始動性能を高めるための従来技術を示す図
【符号の説明】
【００４８】
１・・・高圧放電ランプ
２・・・凹面反射鏡
３・・・始動用光源
４・・・発光管
５・・・放電容器
６Ｒ・・電極
６Ｌ・・電極
７・・・金属箔
８・・・電極リード
９Ｒ・・電極封着部
９Ｌ・・電極封着部
１０・・・電極封着部の端面
１１・・・点灯回路
１４・・・凹面反射鏡のボトム孔
１８・・・放電管
１９・・・内部電極
２０・・・外部電極
２４・・・放電管の外周部
Ｈ１・・・ホルダ
Ｈ２・・・ホルダ
Ｈ３・・・ホルダ
２５・・・ホルダ本体
２６・・・端子（タブ端子）
２７・・・窓孔
Ｈ４・・・ホルダ
３１・・・ホルダ本体
３２・・・端子（スリーブ端子）
３３・・・段部
３４・・・透孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶プロジェクタなどに用いられる光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型で且つ投影画像が明るいことが要求されるデータプロジェクタやホームシアター用プロジェクタ等の液晶プロジェクタ及びＤＬＰプロジェクタは、その光源装置として、小型で高輝度発光が得られるショートアークタイプの高圧水銀蒸気放電ランプが用いられているが、この種の高圧放電ランプは、概して冷間時（cold condition）の始動性能や熱間時（hot restrike）の再始動性能が良くないという問題があるため、その始動性能を高める手段を講ずる必要があるが、小型化されたランプの放電容器内にはその点灯始動時に電極間のアーク放電を促す始動用の補助電極等を設置し得るような余剰スペースは存しないので、高圧放電ランプの始動時のランプ電圧を高めに設定すると共に、高周波電圧、高周波パルス電圧等の始動用電圧を印加して電極間のアーク放電を促すようにしている。
【０００３】
しかし、高圧放電ランプの始動性能をより高めるために、電極間に印加する高周波パルスの電圧を高くすると、ランプの点灯回路を形成する配線間の絶縁距離を拡げて電圧のリークを防止しなければならないので、その点灯回路が大型化して液晶プロジェクタの小型化が図れないという問題が生ずるのみならず、液晶プロジェクタの電子回路等に誤動作を起させるノイズが発生するおそれがある。
【０００４】
そこで、図７に示す高圧放電ランプ５１Ａは、比較的低電圧の高周波パルスで点灯始動させるために、発光管５２の外側に電極５６、５６間の放電を促進させるトリガ線／アンテナ線と称する金属線５３を配している。つまり、ランプ５１Ａは、石英ガラス管で成る発光管５２の放電容器５４内に、一対のタングステン電極５６、５６が約１ｍｍ程度の短い電極間距離で互いに対向して配置されると共に、水銀と臭素等のハロゲンとアルゴンガス等の始動用ガスとが封入され、その放電容器５４から発光管５２の両端に至る部分をシュリンクシールにより気密に封止してその両端側に挿通された電極アセンブリ５５の電極５６と金属箔５７と電極リード５８とを封着した一対の電極封着部５９Ｒ、５９Ｌが形成され、当該各電極封着部５９Ｒ、５９Ｌの端面から突出した電極リード５８、５８を介して点灯回路に接続されるショートアークタイプの高圧水銀蒸気放電ランプであって、当該ランプの始動性能を高める金属線５３は、その片端側５３ａが、発光管５２の片方の電極封着部５９Ｒの端面から突出した電極リード５８に接続され、その他端側５３ｂが、発光管５２の他方の電極封着部５９Ｌの外周部にループ状もしくはスパイラル状に巻回されている（特許文献１〜４参照）。
【０００５】
金属線５３は、これを発光管５２の表面に密着・近接させて配線すれば、ランプ５１Ａの始動性能がより高まるが、ランプ点灯時に約９００℃〜１０００℃前後の高温に熱せられて熱膨張による伸びを生じて発光管５２の表面から離れてしまうため、熱間時の再始動性能が芳しくないという問題がある。また、金属線５３は、熱膨張による伸びが生じることにより全体的に弛みや撓みが生ずるので、発光管５２の表面から離れ易いうえに、一旦弛みや撓みを生じた金属線５３は、ランプ消灯後に冷えて熱収縮しても、発光管５２の表面に密着・近接させた当初の状態に復帰しないため、冷間時の始動性能も低下することとなる。
【特許文献１】特開２００４−３３５４５７号公報
【特許文献２】特開平９−２６５９４７号公報
【特許文献３】特開平８−８７９８４号公報
【特許文献４】再公表２００４／９０９３４号公報
【０００６】
次に、図８（ａ）に平面図を示し、同図（ｂ）に部分拡大断面図を示す高圧放電ランプ５１Ｂは、発光管５２の両端側をシュリンクシールして電極封着部５９Ｒ、５９Ｌを形成する際に、片方の電極封着部５９Ｌ内に金属箔５７の一部が収容される空洞６０を形成すると同時に、当該空洞６０内に水銀蒸気を含むアルゴンガス等の希ガスを封入する加工を施して、その空洞６０が形成された電極封着部５９Ｌの外周部に、電極封着部５９Ｒの端面から突出した電極リード５８に片端側が接続された金属線５３の他端側を巻回することにより、ランプの点灯始動時に、その金属線５３と電極封着部５９Ｌの空洞６０内に収容された金属箔５７との間に高周波パルス電圧が印加されて、空洞６０内の水銀蒸気中でグロー放電が生じ、そのグロー放電で水銀が励起されて発生する紫外線により放電容器５４内に封入された始動用ガスが励起されて電極５６、５６間のアーク放電が促される構成となっている（特許文献５参照）。
【０００７】
しかし、高圧放電ランプ５１Ｂの製造過程で、発光管５２の電極封着部５９Ｌに空洞６０を形成してその空洞６０内に水銀蒸気を含んだ希ガスを封入する加工を施すのは、非常に面倒であるうえ、グロー放電によって必要量の紫外線を発生させるためには、空洞６０内に封入する水銀の量や希ガスの容量・ガス圧等を適正に調整しなければならないので、その加工に手間取ってランプの生産性が著しく低下するおそれがある。また、発光管５２の電極封着部５９Ｌに空洞６０を形成すると、その電極封着部５９Ｌの機械的強度が低下して、発光管５２の破裂を生ずるおそれもある。
【０００８】
また、一般に、高圧放電ランプの点灯中は、当該ランプを取り付けた凹面反射鏡内の雰囲気温度が平均３００℃以上の高温となるため、その高温の影響で図８の高圧放電ランプ５１Ｂは空洞６０内の水銀蒸気圧が過度に上昇するので、ランプ消灯後も暫くの間は、金属箔５７と金属線５３との間に始動用の高周波パルス電圧が印加されても、空洞６０内の水銀蒸気圧が高過ぎてグロー放電が生じず、凹面反射鏡内の雰囲気温度が平均１００℃程度まで低下して漸くグロー放電を生じ得る状態となる。したがって、高圧放電ランプ５１Ｂは、消灯直後に再点灯させる熱間時の再始動性能が良くないという欠点がある。
【特許文献５】特表２００３−５２６１８２号公報
【０００９】
次に、図９に示す光源装置は、図７の高圧放電ランプ５１Aと略同様の基本構造を有する高圧放電ランプ５１Ｃが、片方の電極封着部５９Lを凹面反射鏡６１の底部に開口するボトム孔６２に挿通して当該反射鏡６１と一体的に取り付けられると共に、当該ランプ５１Ｃの点灯始動時にその始動性能を高める紫外線を放電容器５４に向けて照射する始動用光源となるイグニションアンテナ６３が、電極封着部５９Lの外周部に添わせるように発光管５２の光軸と平行に配設されている（特許文献６参照）。
【００１０】
イグニションアンテナ６３は、図１０（ａ）に示す拡大図および同図（ｂ）に示すＸ−Ｘ断面図のとおり、電極封着部５９Ｌに沿ってランプ５１Ｃの放電容器５４の近くまで延びた長い直管部分６５ａの先端に、電極封着部５９Ｌの外周部に１８０℃巻き付けるように半円弧状に曲げられた曲管部分６５ｂが設けられた石英ガラス管で成るアンテナ容器６４内に、イオン化充填物（水銀とアルゴンガス）が充填されると共に、当該アンテナ容器６４の直管部分６５ａの自由端側に金属箔（モリブデン箔）で成る電気的導体素子６６が収容配設され、その直管部分６５ａの自由端側に、金属ブッシュで成る外部電極６７が嵌め付けられた構成となっている。
【００１１】
そして、イグニションアンテナ６３は、外部電極６７の部分がセメント６８で電極封着部５９Ｌの外周部に固定され、その外部電極６７が、電流供給導体６９を介して、高圧放電ランプ５１Ｃの点灯回路を形成する電流導体７０Ｒ、７０Ｌ間に接続された電圧変成手段７１の出力部に接続されて、外部電極６７とアンテナ容器６４内の電気的導体素子６６との間に高周波ＡＣ電圧あるいはパルス電圧等の始動用電圧が印加されることにより、その間に放電が生じて紫外線を発生し、この紫外線をアンテナ容器６４の直管部分６５ａと曲管部分６５ｂを通じてランプ５１Ｃの放電容器５４内に照射して、電極５６、５６間のアーク放電を促すようになっている。
【００１２】
しかし、直管部分６５ａと曲管部分６５ｂが連なるアンテナ容器６４を製作するのは面倒であり、その製作コストが嵩むという欠点がある。また、アンテナ容器６４は、曲管部分６５ｂが、ランプ点灯時に１０００℃前後の高温となるランプ５１Ｃの放電容器５４に近接しているため、その高温の影響でランプ消灯直後は外部電極６７と電気的導体素子６６との間の放電が不安定となって、熱間時における再始動性能が芳しくないという問題があると同時に、アンテナ容器６４が熱的損傷を受けて破損するおそれも大きい。
【００１３】
また、外部電極６７と電気的導体素子６６との間の放電によって発生した紫外線が、アンテナ容器６４の長い直管部分６５ａと曲管部分６５ｂを通じてランプ５１Ｃの放電容器５４内へと導かれる過程で、反射、屈折したり、アンテナ容器６４内の充填物に吸収されて減衰するという不具合がある。また、アンテナ容器６４の曲管部分６５ｂが、ランプ５１Ｃの放電容器５４の片側に近接して配置されることにより、ランプ点灯時における温度分布が放電容器５４の片側と反対側とで著しく異なって、ランプ寿命が損なわれるおそれがあると同時に、アンテナ容器６４の曲管部分６５ｂが、ランプ５１Ｃの放電容器５４から凹面反射鏡６１の底部側に放射される光の一部を遮ってランプの光利用効率を低下させるという不具合もある。更に、イグニションアンテナ６３を電極封着部５９Ｌの外周部に固定するセメント６８の経時劣化（熱劣化）によって、イグニションアンテナ６３が電極封着部５９Ｌの外周部から脱落するおそれもある。
【特許文献６】特表２００３−５２３０５５号公報
【００１４】
そこで本願出願人は、図１１に示すように、高圧放電ランプ５１Ｄの点灯始動時に紫外線を発生するグロー放電管８０が、凹面反射鏡８１の外部から当該反射鏡に設けられた冷却エアの通風孔８２を通じてランプ５１Ｄの放電容器５４に紫外線を照射することができる位置に配設された光源装置を提案した（特許文献７参照）。
【００１５】
図１１の光源装置は、図７の高圧放電ランプ５１Aや図９の高圧放電ランプ５１Ｃと同様の基本構造を有する高圧放電ランプ５１Ｄが、片方の電極封着部５９Lを凹面反射鏡８１の底部に開口するボトム孔８３に挿通して当該反射鏡８１と一体的に取り付けられると共に、当該ランプ５１Ｄの点灯始動時にその始動性能を高める紫外線を放電容器５４に照射する始動用光源となるグロー放電管８０が、反射鏡８１の外部に配設されているので、当該放電管８０は、ランプ点灯時に高温に熱せられてその内部の水銀蒸気圧が過度に上昇することがなく、ランプ消灯直後の熱間時においてもグロー放電を生じて紫外線を発生させることができる。
【００１６】
また、グロー放電管８０は、石英ガラスで成るガラス封管８４の内部に、水銀蒸気を含むアルゴンガス等の希ガスが封入されると共に、当該ガラス封管８４の両端から突出する一対のリード線８６、８６を有した金属箔で成る内部電極８５が収容配設され、そのガラス封管８４の外周部に線径約０．２ｍｍのクロミウム・アルミニウム鉄合金線８９を巻き付けて形成されるコイル状の外部電極８７が配設された簡易な構造となっているので、製作コストも嵩まないという利点がある。
【００１７】
そして、グロー放電管８０の内部電極８５と外部電極８７が、夫々ランプ点灯回路の片極側８８Ｒと他極側８８Ｌに接続されて、その内部電極８５と外部電極８７との間に始動用の高周波パルス電圧が印加されることにより、放電管８０の本体となるガラス封管８４内の水銀蒸気中でグロー放電が生じて紫外線が発生し、その紫外線の一部が、反射鏡８１に設けられた冷却エアの通風孔８２を通じて反射鏡８１の内部に配置されたランプ５１Ｄの放電容器５４に直接照射されるかあるいは反射鏡８１の反射面で反射して照射されるようになっている。
【００１８】
しかしながら、放電管８０の設置位置が反射鏡８１の通風孔８２から離れていると、その通風孔８２を通じて反射鏡８１内に照射される紫外線の量が少なくなって、ランプの始動性能が低下するという問題があり、また、放電管８０を反射鏡８１の通風孔８２に近接させて設置すると、その放電管８０で通風孔８２が塞がれて冷却エアの流通が妨げられるため、ランプ５２Ｄの冷却効果が低下するという問題がある。
【００１９】
また、放電管８０は、その外周部に設けるコイル状外部電極８７のコイルの巻き数が少ないと、紫外線の発生量が少ないので、ランプ５１Ｄの放電容器５４内に必要十分な紫外線を照射することができず、また、コイル状外部電極８７のコイルの巻き数を多くすると、その外部電極８７で紫外線が遮られて、ランプ５１Ｄの放電容器５４内に必要十分な紫外線を照射することができないという問題もある。
【特許文献７】登録実用新案第３１３７９６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明は、製作コストが嵩まない簡易な構成の始動用光源によって、高圧放電ランプの放電容器内に必要十分な量の紫外線を効率良く照射することができると同時に、ランプ消灯直後の熱間時においても、その始動用光源が確実に作動して高圧放電ランプの始動性能を高めることができ、また、その始動用光源がランプ点灯時に生ずる高熱よって熱的損傷を受けるおそれもない光源装置を提供することを技術的課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記課題を解決するために、本発明は、発光管の放電容器内に、一対の電極が対向して配置されると共に、少なくとも水銀と始動用ガスが封入され、当該放電容器から発光管の両端に至る部分を気密に封止して前記各電極を封着した一対の電極封着部が形成され、当該各電極封着部の端面から突出した電極リードを介して点灯回路に接続される高圧放電ランプと、当該ランプが前記電極封着部の片方を反射鏡底部に開口するボトム孔に挿通して取り付けられる凹面反射鏡と、前記ランプの点灯始動時にその始動性能を高める紫外線を前記放電容器に向けて照射する始動用光源とを備えた光源装置において、前記始動用光源が、前記ランプの点灯始動時に始動用電圧を前記電極間に印加する点灯回路に対して前記ランプと並列に接続されて、前記始動用電圧が外部電極と内部電極との間に印加されることにより紫外線を発生する放電管で形成され、当該放電管の外部電極が、当該放電管の外周部を前記片方の電極封着部の端面と対向させるように保持してその端面から突出した前記電極リードに固定する金属製のホルダで形成され、当該ホルダが、前記片方の電極封着部の端面と対面する前記外周部の表面を露呈させて当該外周部を保持するホルダ本体と、当該ホルダを前記電極リードに固定して電気的に接続するための端子とで形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、高圧放電ランプの始動用光源となる放電管が、凹面反射鏡の底部に開口するボトム孔に挿通された高圧放電ランプの電極封着部の端面と対向する位置に配置されるので、その放電管は、ランプ点灯時に生ずる高熱の影響を受けて熱的損傷を生ずるおそれがないと同時に、ランプ消灯直後の熱間時においても安定した放電を生じて確実に紫外線を発生することができる。
【００２３】
また、放電管は、その外部電極となる金属製のホルダによって、当該放電管の外周部を高圧放電ランプの電極封着部の端面と対向させるように保持されると同時に、電極封着部の端面と対面する外周部の表面を露呈させるように保持されるので、発生した紫外線を高圧放電ランプの電極封着部の端面に確実に入射させて、当該電極封着部を通じてランプの放電容器内に効率良く照射することができ、また、放電管の外周部を保持する金属製のホルダで成る外部電極は、必要量の紫外線を生ずるに十分な電極面積を有するので、高圧放電ランプの始動性能を著しく向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明に係る光源装置の最良の実施形態は、石英ガラス管で成る発光管の放電容器内に、一対のタングステン電極が対向して配置されると共に、水銀と臭素等のハロゲンとアルゴンガス等の始動用ガスが封入され、当該放電容器から発光管の両端に至る部分をシュリンクシールにより気密に封止して前記各電極を封着した一対の電極封着部が形成され、当該各電極封着部の端面から突出したモリブデンワイヤで成る電極リードを介して点灯回路に接続される高圧放電ランプと、当該ランプが前記電極封着部の片方を反射鏡底部に開口するボトム孔に挿通して取り付けられる凹面反射鏡と、前記ランプの点灯始動時にその始動性能を高める紫外線を前記放電容器に向けて照射する始動用光源とを備えている。
【００２５】
始動用光源は、ランプの点灯始動時に始動用電圧を前記タングステン電極間に印加する点灯回路に対してランプと並列に接続されて、その始動用電圧が外部電極と内部電極との間に印加されることにより紫外線を発生する放電管で形成され、当該放電管の外部電極が、当該放電管の外周部を前記片方の電極封着部の端面と対向させるように保持してその端面から突出した前記電極リードに固定する金属製のホルダで形成され、当該ホルダが、前記片方の電極封着部の端面と対面する前記外周部の表面を露呈させて当該外周部を保持するホルダ本体と、当該ホルダを前記電極リードに固定して電気的に接続するための端子とで形成されている。
【００２６】
前記放電管は、その本体が石英ガラス製のガラス封管で形成され、当該ガラス封管の内部に、アルゴンガス等の希ガスが封入されると共に、モリブデン箔等の金属箔で成る内部電極が収容配設され、当該内部電極の片端に溶接されたリード線が前記ガラス封管の片端側から突出している。なお、放電管の封入物は、希ガスのみに限らず、水銀蒸気を含む希ガスであっても良い。
【００２７】
放電管の外部電極となる前記ホルダの本体は、放電管の外周部を掴んで保持する形状に曲げ加工されたバネ用ステンレス鋼板等の金属板で形成されている。なお、当該金属板は、前記片方の電極封着部の端面と対向する位置で前記放電管の外周部を掴んで保持する形状に曲げ加工されると共に、前記端面と対面する前記外周部の表面を露呈させる窓孔が形成されるか、あるいは、前記片方の前記電極封着部の端面と対向する位置でその端面と対面する前記放電管の外周部の表面を露呈させるように当該外周部を掴んで保持する形状に曲げ加工されている。
【００２８】
また、前記ホルダを前記電極リードに固定して電気的に接続するための端子は、ホルダ本体を形成する前記金属板の一部で形成されたタブ端子で成り、当該タブ端子が電極リードを把持するように折り曲げられて当該電極リードにスポット溶接されている。
【実施例】
【００２９】
図１は本発明に係る光源装置の一例を示す全体図、図２はその光源装置に用いる高圧放電ランプの始動用光源を示す斜視図、図３（ａ）および（ｂ）は始動用光源となる放電管の外部電極を形成するホルダの構成とその取付状態を示す斜視図および側面図、図４（ａ）および（ｂ）と図５（ａ）および（ｂ）は夫々ホルダの変形例とその取付状態を示す斜視図および側面図、図６（ａ）および（ｂ）は、ホルダの変形例とその取付状態を示す斜視図および一部切欠正面図である。
【００３０】
図１に示す光源装置は、高圧放電ランプ１と、当該ランプ１から放射される光を反射する凹面反射鏡２と、ランプ１の始動性能を高める紫外線を発生する始動用光源３とを備えており、ランプ１は、石英ガラスで成る発光管４の放電容器５内に、一対のタングステン電極６Ｒ、６Ｌが約１ｍｍ程度の短い極間距離で対向して配置されると共に、水銀と臭素等のハロゲンとアルゴンガス等の始動用ガスとが封入され、その放電容器５から発光管４の両端に至る部分を気密に封止して各電極６Ｒ、６Ｌとこれに接続されたモリブデン箔で成る金属箔７とモリブデンワイヤで成る電極リード８とを封着した一対の電極封着部９Ｒ、９Ｌが形成されている。そして、各電極封着部９Ｒ、９Ｌの端面１０から突出した電極リード８、８が、ランプ電力を供給する点灯回路１１の片極側１２Ｒと他極側１２Ｌに夫々接続されると共に、電極６Ｒ、６Ｌ間のアーク放電を促すトリガ線／アンテナ線となる金属線１３が、その片端側を電極封着部９Ｒの端面１０から突出した電極リード８に接続し、その他端側を電極封着部９Ｌの外周部にループ状に巻き付けるように配線されている。
【００３１】
凹面反射鏡２は、その底部に、高圧放電ランプ１の片方の電極封着部９Ｌを挿通させてセメント等で固定するボトム孔１４が開口形成されると共に、その反射部に、高圧放電ランプ１の他方の電極封着部９Ｒから突出する電極リード８に接続されたニッケル線で成るリード線１５を挿し通す配線孔１６が穿設され、その反射部の背面に、配線孔１６から引き出されたリード線１５を固定する配線金具１７が固着されている。
【００３２】
始動用光源３は、高圧放電ランプ１の点灯始動時にその始動用電圧を電極６Ｒ、６Ｌ間に印加する点灯回路１１に対してランプ１と並列に接続されて、放電管１８の内部電極１９と外部電極２０との間に始動用電圧が印加されることにより紫外線を発生する構成となっている。
【００３３】
放電管１８は、その本体が、石英ガラス製のガラス封管２１で形成され、当該ガラス封管２１の内部に、アルゴンガス等の希ガスが充填されると共に、片端にリード線２２が溶接されたモリブデン箔等の金属箔で成る内部電極１９が収容配設されている。なお、ガラス封管２２は、片端側をチップオフして封止し、他端側をピンチシールして当該ピンチシール部２３に内部電極１９とリード線２２との溶接個所が封着されている。また、内部電極１９は、ガラス封管２１のピンチシール部２３から突出したリード線２２を介して点灯回路１１の片極側（電極６Ｒ側）１２Ｒに接続されている。
【００３４】
放電管１８の外部電極２０は、放電管１８の外周部２４を反射鏡２のボトム孔１４に挿通されたランプ１の電極封着部９Ｌの端面１０と対向させるように保持してその端面１０から突出した電極リード８に固定する金属製のホルダＨ１で形成され、当該ホルダＨ１が、放電管１８の外周部２４を掴んで保持する形状に曲げ加工された厚さ０．２ｍｍのバネ用ステンレス鋼板（ＳＵＳ３０４−ＣＳＰ）等の金属板で形成されたホルダ本体２５と、これを電極封着部９Ｌの端面１０から突出した電極リード８に固定して電気的に接続するための端子２６とで形成されている。
【００３５】
ホルダＨ１の本体２５を形成する金属板は、電極封着部９Ｌの端面１０と対向する位置で放電管１８の外周部２４を覆うように掴んで保持する形状に曲げ加工されると共に、当該金属板に、電極封着部９Ｌの端面１０と対面する外周部２４の表面を露呈させる窓孔２７が形成されている。また、その金属板の一部で固定用端子２６となるタブ端子が形成され、当該タブ端子が図３（ａ）の鎖線図示の状態から実線図示の如く電極リード８を把持するように折り曲げられて当該電極リード８にスポット溶接されることにより、放電管１８が剛直性を有するモリブデンワイヤで成る電極リード８に対して確りと固定されると同時に、金属製のホルダＨ１で成る外部電極２０が、点灯回路１１の他極側（電極６Ｌ側）１２Ｌに対して電気的に接続されている。
【００３６】
しかして、高圧放電ランプ１の点灯始動時に、その点灯回路１１から放電管１８の内部電極１９と外部電極２０との間に始動用電圧が印加されて、放電管１８の本体を成すガラス封管２１内に封入された希ガス中でその希ガスを励起する放電が生じて紫外線が発生し、当該紫外線が、外部電極２０を形成するホルダＨ１の本体２５に形成された窓孔２７から放射されてランプ１の電極封着部９Ｌの端面１０に入射され、電極封着部９Ｌ内を透過・伝播して放電容器５内に照射されることにより、放電容器５内に封入した始動用ガスが励起されると共に、電極６Ｒ、６Ｌを形成するタングステンが放電開始に必要な初期電子を放出して高圧放電ランプ１の始動が促進される。
【００３７】
始動用光源３となる放電管１８は、反射鏡２のボトム孔１４に挿通されてその反射鏡２の外部に突出したランプの電極封着部９Ｌの端面１０と対向する位置に配設されているので、ランプの点灯中に高温に熱せられることがないから、ランプ消灯直後の熱間時においても安定的に放電を生じて紫外線を発生することができる。また、放電管１８の外部電極２０は、内部電極１９が収容された放電管１８の外周部２４を掴んで保持する形状に曲げ加工された金属板で成るホルダＨ１で形成されており、その電極面積が大きいので、ランプの始動性能を高めるために必要十分な量の紫外線を発生させることができる。また、放電管１８は、その外周部２４が電極封着部９Ｌの端面１０と対向しているので、放電管１８内で発生した紫外線を電極封着部９Ｌの端面１０に効率良く入射させることができる。
【００３８】
また、放電管１８は、簡易な構成であるから、その製作コストも嵩まない。また、放電管１８の外周部２４を保持するホルダＨ１は、ランプ１の電極リード８に溶接して固定されるので、当該電極リード８から脱落するおそれがないし、電極リード８は、剛直性を有するモリブデンワイヤで形成されているので、当該電極リード８が不如意に曲がってホルダＨ１に保持された放電管１８の外周部２４が電極封着部９Ｌの端面１０と対向しなくなるというような不具合を生ずるおそれもない。
【００３９】
次に、図４に示す放電管１８の外部電極２０を形成するホルダＨ２は、そのホルダ本体２５が、電極封着部９Ｌの端面１０と対向する位置でその端面１０と対面する放電管１８の外周部２４の表面を露呈させるように当該外周部２４を掴んで保持する形状に曲げ加工されたバネ用ステンレス鋼板で成る金属板で形成され、当該金属板の一部によって、ホルダＨ２を電極リード８に固定して電気的に接続するための端子２６とタブ端子が形成されている。すなわち、ホルダＨ２を形成する金属板は、電極封着部９Ｌの端面１０と対面する放電管１８の外周部２４の表面を残して、その外周部２４の周面を覆い隠す形状に曲げ加工されている。
【００４０】
これにより、放電管１８の外周部２４から電極封着部９Ｌの端面１０に向って放射される紫外線がその端面１０に直接入射されると同時に、放電管１８の外周部２４からホルダＨ２の本体２５の内面に向かって放射される紫外線も当該ホルダ本体２５の内面で反射されて電極封着部９Ｌの端面１０に入射されるので、ランプ１の放電容器５内に照射される紫外線量が多くなって、ランプの始動性能が著しく向上する。
【００４１】
なお、図４のホルダＨ２も、タブ端子で成る端子２６が、図４（ａ）の鎖線図示の状態から実線図示の如く電極リード８を把持するように折り曲げられて当該電極リード８に溶接されている。
【００４２】
次に、図５に示す放電管１８の外部電極２０を形成するホルダＨ３も、そのホルダ本体２５が、放電管１８の外周部２４を掴んで保持する形状に曲げ加工された金属板で形成されているが、当該金属板は、電極封着部９Ｌの端面１０と対向する位置に放電管１８の外周部２４の片端側を配置させるように当該外周部２４の他端側を掴んで保持する形状となっている。また、ホルダＨ３も、その本体２５を形成する金属板の一部で端子２６となるタブ端子が形成されており、当該タブ端子２６が、図５（ａ）の鎖線図示の状態から実線図示の如く電極リード８を把持するように折り曲げられて当該電極リード８にスポット溶接されている。また、図示は省略するが、放電管１８の外周部２４と当該外周部を保持するホルダＨ３の本体２５との間に耐熱性接着剤が塗工されて、放電管１８がホルダＨ３に固着されている。
【００４３】
次に、図６に示す放電管１８の外部電極２０も、その放電管１８の外周部２４を電極封着９Ｌの端面１０と対向させるように保持してその端面１０から突出した電極リード８に固定するホルダＨ４で形成されているが、当該ホルダＨ４は、電極封着９Ｌ部の端面１０と対面する放電管１８の外周部２４の表面を露呈させた状態でその外周部２４を保持するホルダ本体３１となる太管部と、当該ホルダを電極リード８に固定して電気的に接続するための端子３２となる細管部とが段部３３を介して連なる段付き金属管で形成されている。
【００４４】
ホルダＨ４を形成する段付き金属管は、ホルダ本体３１となる太管部に、その径方向に放電管１８を刺し通して当該放電管１８の外周部２４の両端側を保持する一対の透孔３４、３４が穿設されると共に、端子３２となる細管部が、その内部に電極リード８を挿し通して当該電極リード棒８にかしめ接合と溶接によって固定するスリーブ端子を形成している。
【００４５】
ホルダＨ４は、まず、図６（ａ）の如く、電極封着部９Ｌの端面１０から突出する電極リード８をホルダ本体（太管部）３１とスリーブ端子（細管部）３２に挿し通し、次に、同図（ｂ）の如く、ホルダ本体（太管部）３１を電極封着部９Ｌの端部に被せた状態にして、スリーブ端子（細管部）３２を電極リード８にかしめ接合すると共に溶接して固定されている。また、ホルダ本体３１の透孔３４、３４に刺し通して保持された放電管１８は、ホルダ本体３１の透孔３３、３３から外部に出ている部分が耐熱性接着剤でホルダ本体３１の外面に固定されている。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、液晶プロジェクタやＤＬＰプロジェクタ等の光源装置に用いられる高圧放電ランプの始動性能向上に資するものである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る光源装置の一例を示す全体図
【図２】高圧放電ランプの始動用光源の一例を示す斜視図
【図３】始動用光源となる放電管の外部電極を形成するホルダの一例を示す図
【図４】放電管の外部電極を形成するホルダの変形例を示す図
【図５】放電管の外部電極を形成するホルダの変形例を示す図
【図６】放電管の外部電極を形成するホルダの変形例を示す図
【図７】高圧放電ランプの始動性能を高めるための従来技術を示す図
【図８】高圧放電ランプの始動性能を高めるための従来技術を示す図
【図９】高圧放電ランプの始動性能を高めるための従来技術を示す図
【図１０】高圧放電ランプの始動性能を高めるための従来技術を示す図
【図１１】高圧放電ランプの始動性能を高めるための従来技術を示す図
【符号の説明】
【００４８】
１・・・高圧放電ランプ
２・・・凹面反射鏡
３・・・始動用光源
４・・・発光管
５・・・放電容器
６Ｒ・・電極
６Ｌ・・電極
７・・・金属箔
８・・・電極リード
９Ｒ・・電極封着部
９Ｌ・・電極封着部
１０・・・電極封着部の端面
１１・・・点灯回路
１４・・・凹面反射鏡のボトム孔
１８・・・放電管
１９・・・内部電極
２０・・・外部電極
２４・・・放電管の外周部
Ｈ１・・・ホルダ
Ｈ２・・・ホルダ
Ｈ３・・・ホルダ
２５・・・ホルダ本体
２６・・・端子（タブ端子）
２７・・・窓孔
Ｈ４・・・ホルダ
３１・・・ホルダ本体
３２・・・端子（スリーブ端子）
３３・・・段部
３４・・・透孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光管の放電容器内に、一対の電極が対向して配置されると共に、少なくとも水銀と始動用ガスが封入され、当該放電容器から発光管の両端に至る部分を気密に封止して前記各電極を封着した一対の電極封着部が形成され、当該各電極封着部の端面から突出した電極リードを介して点灯回路に接続される高圧放電ランプと、当該ランプが前記電極封着部の片方を反射鏡底部に開口するボトム孔に挿通して取り付けられる凹面反射鏡と、前記ランプの点灯始動時にその始動性能を高める紫外線を前記放電容器に向けて照射する始動用光源とを備えた光源装置において、前記始動用光源が、前記ランプの点灯始動時に始動用電圧を前記電極間に印加する点灯回路に対して前記ランプと並列に接続されて、前記始動用電圧が外部電極と内部電極との間に印加されることにより紫外線を発生する放電管で形成され、当該放電管の外部電極が、当該放電管の外周部を前記片方の電極封着部の端面と対向させるように保持してその端面から突出した前記電極リードに固定する金属製のホルダで形成され、当該ホルダが、前記片方の電極封着部の端面と対面する前記外周部の表面を露呈させて当該外周部を保持するホルダ本体と、当該ホルダを前記電極リードに固定して電気的に接続するための端子とで形成されていることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記ホルダ本体が、前記放電管の外周部を掴んで保持する形状に曲げ加工された金属板で形成されている請求項１記載の光源装置。
【請求項３】
前記金属板が、前記片方の電極封着部の端面と対向する位置で前記放電管の外周部を掴んで保持する形状に曲げ加工されると共に、当該金属板に、前記端面と対面する前記外周部の表面を露呈させる窓孔が形成されている請求項２記載の光源装置。
【請求項４】
前記金属板が、前記片方の電極封着部の端面と対向する位置でその端面と対面する前記放電管の外周部の表面を露呈させるように当該外周部を掴んで保持する形状に曲げ加工されている請求項２記載の光源装置。
【請求項５】
前記金属板が、前記片方の電極封着部の端面と対向する位置に前記放電管の外周部の片端側を配置させるように当該外周部の他端側を掴んで保持する形状に曲げ加工されている請求項２記載の光源装置。
【請求項６】
前記金属板の一部で前記端子となるタブ端子が形成されている請求項２、３、４又は５記載の光源装置。
【請求項７】
前記ホルダが、前記ホルダ本体となる太管部と、前記端子となる細管部とが段部を介して連なる段付き金属管で形成され、前記太管部に、その径方向に前記放電管を刺し通して当該放電管の外周部の両端側を保持する一対の透孔が穿設され、前記細管部が、その内部に前記電極リードを挿通して当該電極リードに固定されるスリーブ端子を形成している請求項１記載の光源装置。
【請求項８】
前記放電管の本体が、前記内部電極となる金属箔が収容配設されると共に、アルゴンガス等の希ガスが封入された石英ガラス製のガラス封管で形成されている請求項１、２、３、４、５、６又は７記載の光源装置。
【請求項１】
発光管の放電容器内に、一対の電極が対向して配置されると共に、少なくとも水銀と始動用ガスが封入され、当該放電容器から発光管の両端に至る部分を気密に封止して前記各電極を封着した一対の電極封着部が形成され、当該各電極封着部の端面から突出した電極リードを介して点灯回路に接続される高圧放電ランプと、当該ランプが前記電極封着部の片方を反射鏡底部に開口するボトム孔に挿通して取り付けられる凹面反射鏡と、前記ランプの点灯始動時にその始動性能を高める紫外線を前記放電容器に向けて照射する始動用光源とを備えた光源装置において、前記始動用光源が、前記ランプの点灯始動時に始動用電圧を前記電極間に印加する点灯回路に対して前記ランプと並列に接続されて、前記始動用電圧が外部電極と内部電極との間に印加されることにより紫外線を発生する放電管で形成され、当該放電管の外部電極が、当該放電管の外周部を前記片方の電極封着部の端面と対向させるように保持してその端面から突出した前記電極リードに固定する金属製のホルダで形成され、当該ホルダが、前記片方の電極封着部の端面と対面する前記外周部の表面を露呈させて当該外周部を保持するホルダ本体と、当該ホルダを前記電極リードに固定して電気的に接続するための端子とで形成されていることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記ホルダ本体が、前記放電管の外周部を掴んで保持する形状に曲げ加工された金属板で形成されている請求項１記載の光源装置。
【請求項３】
前記金属板が、前記片方の電極封着部の端面と対向する位置で前記放電管の外周部を掴んで保持する形状に曲げ加工されると共に、当該金属板に、前記端面と対面する前記外周部の表面を露呈させる窓孔が形成されている請求項２記載の光源装置。
【請求項４】
前記金属板が、前記片方の電極封着部の端面と対向する位置でその端面と対面する前記放電管の外周部の表面を露呈させるように当該外周部を掴んで保持する形状に曲げ加工されている請求項２記載の光源装置。
【請求項５】
前記金属板が、前記片方の電極封着部の端面と対向する位置に前記放電管の外周部の片端側を配置させるように当該外周部の他端側を掴んで保持する形状に曲げ加工されている請求項２記載の光源装置。
【請求項６】
前記金属板の一部で前記端子となるタブ端子が形成されている請求項２、３、４又は５記載の光源装置。
【請求項７】
前記ホルダが、前記ホルダ本体となる太管部と、前記端子となる細管部とが段部を介して連なる段付き金属管で形成され、前記太管部に、その径方向に前記放電管を刺し通して当該放電管の外周部の両端側を保持する一対の透孔が穿設され、前記細管部が、その内部に前記電極リードを挿通して当該電極リードに固定されるスリーブ端子を形成している請求項１記載の光源装置。
【請求項８】
前記放電管の本体が、前記内部電極となる金属箔が収容配設されると共に、アルゴンガス等の希ガスが封入された石英ガラス製のガラス封管で形成されている請求項１、２、３、４、５、６又は７記載の光源装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−９２７１６（Ｐ２０１０−９２７１６Ａ）
【公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２６１５３４（Ｐ２００８−２６１５３４）
【出願日】平成２０年１０月８日（２００８．１０．８）
【出願人】（００００００１９２）岩崎電気株式会社 (533)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月８日（２００８．１０．８）
【出願人】（００００００１９２）岩崎電気株式会社 (533)
【Ｆターム（参考）】
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