凹面反射鏡の製造方法、凹面反射鏡製造用金型、凹面反射鏡及び光源装置
【課題】 第一の反射面に続いて球面状の第二の反射面が形成された反射鏡において、反射膜を所期の通り確実に形成できると共に、異なる反射面であっても焦点位置の調整が極めて簡単に行えて、高い光の利用効率を実現することができ、しかも生産性が良好で低コストで製造できる、凹面反射鏡の製造方法を提供すること。
【解決手段】 第一、第二の反射面がこの順に光軸方向前方より配置されてなるガラス製凹面反射鏡の製造方法であって、前記凹面反射鏡の基体を、第一の反射面部と第二の反射面部との間に分割代が形成されるように熱間プレスにより一体的に成形する工程と、前記基体を分割代で切断して、基体を光軸の前後方向に分割する工程と、前記第一の反射面部及び前記第二の反射面部の各々に光反射膜を形成し、第一の反射面及び第二の反射面を構成する工程と、第一の反射面及び第二の反射面が連続するように、基体を再び組み合わせて一体化する工程とを有することを特徴とする。
【解決手段】 第一、第二の反射面がこの順に光軸方向前方より配置されてなるガラス製凹面反射鏡の製造方法であって、前記凹面反射鏡の基体を、第一の反射面部と第二の反射面部との間に分割代が形成されるように熱間プレスにより一体的に成形する工程と、前記基体を分割代で切断して、基体を光軸の前後方向に分割する工程と、前記第一の反射面部及び前記第二の反射面部の各々に光反射膜を形成し、第一の反射面及び第二の反射面を構成する工程と、第一の反射面及び第二の反射面が連続するように、基体を再び組み合わせて一体化する工程とを有することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
液晶ディスプレイ装置、ＤＭＤ（登録商標）（デジタルミラーデバイス）を用いたＤＬＰ（登録商標）（デジタルライトプロセッサ）等の投射型プロジェクター装置のバックライトに使用する光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記技術分野に係る投射型のプロジェクター装置においては、矩形状のスクリーンに対し、均一にしかも十分な演色性をもって画像を照明させることが要求される。このような要求に対応するため、装置に内蔵される光源としては、点灯時の水銀蒸気圧が１５０気圧以上となるショートアーク型の超高圧水銀ランプが使用され、光を効率よく前方に出射するために凹面状の反射鏡が組合わされて使用されている。
【０００３】
近年、このようなプロジェクター装置においては、ユーザーから会議室等に常設するだけでなく手軽に持ち運んで様々な場所で使用したいという要請があり、従来にも増してプロジェクター装置が小型化してきている。そして、プロジェクター装置の小型化が進むにつれて、光源装置のうち特に反射鏡も小型化してきている。
【０００４】
しかしながら単に凹面反射鏡を小型化したのでは、凹面反射鏡の有効反射面積が減少し、光源装置より出射される光束が減少する。しかも、近年、先に述べたよう光源装置の小型化に加え、プロジェクター装置のスクリーン照度は従来よりも高い水準が要求されていることから、反射鏡を小型化するのだけではこのような要求に応じることができない。
【０００５】
そこで、反射鏡で集光された光束の利用効率を損なうことなく反射鏡自体をコンパクトにできる技術として例えば特許文献１、特許文献２に記載の技術が知られている。
【０００６】
特許文献１（特許第３５５７９８８号公報）には、光放射口を形成する楕円面又は放物面を有する第一の反射面と、第一の反射面の後方に位置された略球面を有している第二の反射面と、第二の反射面の後方に位置された楕円面又は放物面を有する第三の反射面とからなる凹面反射鏡を備えた光源装置が開示されている（従来技術１）。
【０００７】
特許文献２（特開２００２−２３７２０２号公報）には、リフレクタが、光軸方向に前後に配置された２つの反射鏡により構成されており、前方に配置された反射鏡が楕円面又は放物面を有し、後方に配置された反射鏡が球面を有しているリフレクタ付ランプが開示されている（従来技術２）。
【０００８】
これら従来技術１，２とも、後方位に配置された球面を有する反射鏡は光源ランプのアーク中心からの光を入射すると、もとのアーク中心に向けて反射する構成となっており、アーク中心に光を戻してからその前方に配置された楕円又は放物面よりなる反射面に入射させ、所定の集光光を得るものである。このような構成を具備することにより、光源ランプから放射された光の利用効率を上げることができ、結果、凹面反射鏡及び凹面反射鏡とランプとが組み合わされた光源装置の小型化を実現することが可能となる。
【特許文献１】特許第３５５７９８８号公報
【特許文献２】特開２００２−２３７２０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら上記従来技術においては製造上困難で、汎用性に乏しいという問題がある。
先ず、従来技術１について図５を参照して説明する。この技術は、第一の反射面７１、第二の反射面及７２及び第三の反射面７３が、この順に光軸Ｌの前方（光投射口側）から連続するように凹面反射鏡基体７０Ａの内面に形成されたものである。そして、第一の反射面７１及び第三の反射面７３は回転楕円面（若しくは回転放物面）からなり、第二の反射面７２はほぼ球面からなる。そして、第一及び第三の反射面７１，７３の第１焦点の位置と、第二の反射面７２の略球面の中心位置とが一致し、かつ、これが反射鏡７０に装着される放電ランプ６０のアークのほぼ中央に一致するように構成される。
第一及び第三の反射面７１，７３が楕円面よりなる場合、アークの中心にある第一焦点Ｆ１から第一の反射面７１に入射した光は光路（ア）を通り第二焦点Ｆ２に、第一焦点Ｆ１から第二の反射面７２に入射した光は、当該第一焦点Ｆ１に戻った後、光軸Ｌを中心に対称位置に反射されて第一の反射面７１に入射し、光路（イ）を通って第二焦点Ｆ２に向かって反射される。また、第一焦点Ｆ１から第三の反射面７３に入射した光は光路（ウ）を通って第二焦点Ｆ２に向かって反射される。
【００１０】
このような複数の反射面（７１，７２，７３）を有する凹面反射鏡７０は、例えば耐熱性の高いガラス等を基体７０Ａとして用い、成形用金型を用いて熱間プレス等の手法で所定の反射面を成形した後、可視光反射性の膜を形成して完成する。なおこの反射膜は、赤外及び紫外域の波長の光に対して透過性を備え、可視光に対して高い反射率を有する誘電体多層膜が好適に選択される。
【００１１】
しかしながら反射膜の成膜法として、真空蒸着やスパッタリング法のような物理蒸着（ＰＶＤ）を採用した場合、第二の反射面（７２）に膜が形成されないという事態が発生することがわかった。
【００１２】
この理由は、第二の反射面７２がほぼ球面よりなるため、その開口側（第一の反射面７１側）部分においては、曲面が反射鏡７０の光軸線Ｌに対してほぼ平行に形成されるようになり、真空蒸着やスパッタリング法で膜を形成させる場合、蒸着源若しくはスパッタ源からの成膜物質が第一の反射面によって遮蔽されてしまうため第二の反射面に到達することが困難となり、膜が不均一になり、反射に十分な厚みの膜を形成することができないからである。
この結果、第一の反射面７１及び第二の反射面７２とは膜厚分布が著しく相違し、第二の反射面７２において所望の反射率を得ることができない。
【００１３】
他方、従来技術２においては、楕円面又は放物面を有する反射鏡と、球面を有する反射鏡とが別体よりなるため、個々に真空蒸着やスパッタリング法で膜を形成することができ、所定の反射膜を形成することができて、この点においては従来技術１より優位と考えられる。
【００１４】
しかしながら従来技術２においては、個々の反射鏡を作製した後の組立工程において、各反射鏡の焦点位置をランプのアーク中心に一致させることが非常に難しく、目的とする利用効率改善効果を得ることが困難である。また、１つの光源装置に対して反射鏡を２つ形成することから生産性が乏しく、コスト高となる問題もある。
【００１５】
そこで本発明が解決しようとする課題は、第一の反射面に続いて球面状の第二の反射面が形成された反射鏡において、反射膜を所期の通り確実に形成できると共に、異なる反射面であっても焦点位置の調整が極めて簡単に行えて、高い光の利用効率を実現することができ、しかも生産性が良好で低コストで製造できる、凹面反射鏡の製造方法を提供することにある。
また、凹面反射鏡の製造が容易な凹面反射鏡用金型を提供することにある。
また、第一の反射面に続いて球面状の第二の反射面が形成された凹面反射鏡において、反射膜を所期の通り確実に形成できると共に、異なる反射面であっても焦点位置の調整が極めて簡単に行えて、高い光の利用効率を実現することができる凹面反射鏡を提供すること、更には、この凹面反射鏡を用いた光源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するため、本発明に係る凹面反射鏡の製造方法は、光軸を中心とした回転面により構成された第一の反射面及び第二の反射面とを少なくとも有し、かつ第一、第二の反射面がこの順に光軸方向に配置されてなるガラス製凹面反射鏡の製造方法であって、
前記凹面反射鏡の基体を、第一の反射面部と第二の反射面部との間に分割代が形成されるように熱間プレスにより一体的に成形する工程と、
前記基体を分割代で切断して、基体を光軸の前後方向に分割する工程と、
前記第一の反射面部及び前記第二の反射面部の各々に光反射膜を形成し、第一の反射面及び第二の反射面を構成する工程と、
第一の反射面及び第二の反射面が連続するように、基体を再び組み合わせて一体化する工程と
を有することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る金型は、光軸を中心とした回転面により構成された第一の反射面及び第二の反射面とを少なくとも有し、かつ第一、第二の反射面がこの順に光軸方向前方より配置されてなるガラス製凹面反射鏡を製造するガラス整形用の金型であり、
凹面反射鏡の外表面形状がその内面に成形されたボトムモールドと、このボトムモールドの開口縁に沿って配置されるリングモールドと、その外表面に所定の反射面形状が形成されたプランジャーを具備して構成され
前記プランジャーは、第一の反射面形成部と第二の反射面形成部との間に略円柱状若しくは略円錐状部分を備えていることを特徴とする。
また、上記ガラス製凹面反射鏡用金型であって、前記ボトムモールドには、前記分割代に対応する凹面反射鏡の外周部を、部分的に略円柱状若しくは略円錐状に形成する手段を備えていることを特徴とする。
【００１８】
また本発明に係る凹面反射鏡は、光軸を中心とした回転面により構成された互いに異なる曲面からなる第一と第二の反射面を有し、当該第一、第二の反射面がこの順に光軸方向に配置された全体が凹面状をなす凹面反射鏡であって、
前記凹面反射鏡の基体はガラスよりなり、当該基体には第一の反射面と第二の反射面との間に分割部を有していることを特徴とする。
また本発明に係る光源装置は、放電容器内に一対の放電電極が対向するよう設けられたショートアーク型放電ランプと、この放電ランプのアークの方向と光軸が一致する状態で当該放電ランプを取り囲むよう配設され、前方に光投射口を有する凹面反射鏡とよりなり、
凹面反射鏡は、光軸を中心とした回転面により構成された互いに異なる曲面からなる第一と第二の反射面を有し、当該第一、第二の反射面がこの順に光軸方向に配置された全体が凹面状をなす凹面反射鏡であって、
前記凹面反射鏡の基体はガラスよりなり、当該基体には第一の反射面と第二の反射面との間に分割部を有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
（１）本発明に係る凹面反射鏡の製造方法によれば、凹面反射鏡の基体を、第一の反射面部と第二の反射面部とに分割した後、個々の基体に対して反射膜を形成するので、反射膜を所期の反射特性を具備させて形成することができる。しかも、元々一体のガラス基体よりなるので、各基体を再び組み合わせれば、第一の反射面と第二の反射面との焦点が一致することになり、後工程で組み込まれる光源ランプに対して位置合せが容易であり、高い光の利用効率を実現することができる。
特にガラス基体の熱間プレスにおいて、第一の反射面部と第二の反射面部との間に分割代が形成されているため、分割によっても焦点位置がずれることがない。
【００２０】
（２）また、本発明に係るガラス製凹面反射鏡用金型によれば、凹面反射鏡の反射面を形成するプランジャーにおいては、第一の反射面形成部と第二の反射面形成部との間に、分割代を形成するための手段を備えているため、分割によっても焦点位置がずれることがない凹面反射鏡基体を確実に提供できる。
更に、凹面反射鏡の外表面を形成するボトムモールドに、分割代に対応する凹面反射鏡の外周に、該凹面反射鏡の外表面を略円柱状に形成する手段を備えていることで、ガラス基体を切断する際に外側から分割代を検知し易くなると共に、グラインダー等の刃先を安定化できて歩留まりを向上させることができる。
【００２１】
（３）反射鏡基体に分割部を有している、すなわち、基体を分割した後に一体の凹面反射鏡を構成することにより、第一の反射面と第二の反射面の両方の反射面に対して確実に反射膜を形成することができて所期の反射特性を有する反射面を形成することができ、光の利用効率を上げることができると共に、製造が容易で低コストで生産できる凹面反射鏡が得られる。
更にこの凹面反射鏡に光源ランプを組み込むことにより、プロジェクター装置用として好適な光源装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係る凹面反射鏡の製造方法を実施例に基いて説明する。
図１は本発明に係る、凹面反射鏡と光源ランプとよりなる光源装置の説明図であり、反射鏡の光軸を含む面で切断した断面図である。図２は、本発明に係る凹面反射鏡の基体を形成するための金型であり、プランジャー平面図及びボトムモールドの断面図、図３は本発明に係る金型を用いてガラスをプレスする工程を示す説明図である。また、図４は本発明に係る金型から製作された凹面反射鏡基体から凹面反射鏡の最終製品を製造する工程を説明する図である。
【００２３】
＜光源装置＞
まず、図１を参照して本発明の実施形態である凹面反射鏡の最終形態について説明する。
（１）光源ランプ
光源ランプ１０は、超高圧水銀ランプなどのショートアーク型放電ランプが好適する。点灯方式としては直流、交流いずれのランプでも可能であるが、ここでは交流点灯方式の超高圧水銀ランプの例で説明する。
光源ランプ１０の発光管は、略球状の発光管部１１と、この発光管部１１の両端に連続する円柱状の封止部１２とを備えた石英ガラスなどの光透過性材料より構成されており、この発光管部１１の内部空間にタングステンからなる一対の電極１３，１４が対向するように配置されている。電極１３，１４の基端部には、シールに使用される金属箔１５の一端部が接合され、封止部１２を構成するガラスにより気密に埋設されてシールされている。金属箔１５の他端部には、外部リード１６の一端部が接合されており、他端部が外方に伸びて封止部１２の外部に突出している。
また、発光管部１１の内部空間には、発光物質としての水銀、ハロゲンガス及び希ガスが封入されている。水銀は点灯時の内部空間の水銀蒸気圧が１５０気圧以上（好ましくは２００気圧以上）となるよう０．１５ｍｇ／ｍｍ３以上（好ましくは０．２０ｍｇ／ｍｍ３以上）封入される。ハロゲンガスは、ハロゲンサイクルにより発光管部１１の内壁に黒化が生じることを防止することを目的としており、１０−６μｍｏｌ／ｍｍ３〜１０−２μｍｏｌ／ｍｍ３封入される。希ガスは始動補助性を改善する目的で、例えばアルゴンガスが０．０１３３ＭＰａ程度封入される。
【００２４】
（２）凹面反射鏡
凹面反射鏡２０は、光放射口２１を有する第一の反射鏡基体２０１と、その後端に接続された第二の反射鏡基体２０２とにより、基体２０Ａが構成される。この基体２０Ａは、ガラスの熱間プレス成形でほぼこの形状に一体的に成形したガラス成形体を、分割部２７において光軸に垂直な面で切断した後、再度接合して構成したものである。
【００２５】
上記凹面反射鏡２０の内面には、第一の反射鏡基体２０１に相当する部分が、光軸Ｌを回転軸とした回転楕円面により形成されており、誘電体多層膜が形成されて第一の反射面２２が構成されている。この第一の反射面２２の第一焦点は光源ランプ１０におけるアークの中心位置に一致し、第二焦点が光源装置１００の前方に配置される光学素子（不図示）の集光部に一致する。
この第一の反射面２２と光学的に連続するように第二の反射面２３が形成されている。第二の反射面２３は、第二の反射鏡基体２０２の内面に形成され、中心位置が光源ランプ１０のアークの中心に一致する略球面状の反射面を形成している。なお、第二の反射面２３は、発光管部１１におけるレンズ効果などが勘案されるため完全な球面状とは限らないが、入射光を焦点に戻す反射面よりなるものである。
【００２６】
上記第二の反射面２３と連続して第三の反射面２４が形成されている。この第三の反射面２４は第一の反射面と第一焦点、第二焦点がそれぞれ一致する、光軸Ｌを回転軸とした回転楕円面よりなり、ホール部２５と第二の反射鏡の間においてわずかに漏れ出る光を前方に向けて反射するものである。
この第三の反射面２４もまた第二の反射鏡基体２０２上に形成されている。
【００２７】
このように本発明か係る凹面反射鏡２０においては、基体２０Ａを、ガラスの熱間プレス成形でほぼこの形状に一体的にガラス成形体を成形した後、分割部２７において光軸に垂直な面で切断することにより、第一の反射鏡基体２０１の反射膜（２２）と、第二の反射鏡基体２０２の反射膜（２３，２４）とを、別工程で反射膜を形成できるため、全ての反射膜を、理想的な反射率が得られるように成膜することができる。
しかも、第一の反射鏡基体２０１と第二の反射鏡基体２０２とは、同じ金型で一体に構成されていたものであり、分割部２７で接合することで簡単に焦点位置を一致させることができ、生産性が良好で、高い集光率が得られる凹面反射鏡とすることができる。
従って、反射面を複数有する凹面反射鏡２０であるにもかかわらず、光源ランプ１０に対しての位置合せ作業が容易で生産性が良好であることに加えて、光の利用効率が格段に高い光源装置１００となる。
【００２８】
＜製造方法＞
続いて、図２〜図４を参照して上記凹面反射鏡を製造する工程について詳述する。
（１）ガラス製凹面反射鏡用金型
図２は、本発明に係る凹面反射鏡の基体を形成するための金型の説明図である。
同図において、ガラスを熱間プレスするための金型４０は、上方に開口し凹面反射鏡の外表面形状がその内面に成形されたボトムモールド（胴型）４３と、この上部開口縁に沿って配置されるリングモールド４２、その外表面に所定の反射面形状が形成されたプランジャー（矢型）４１より構成されている。
【００２９】
プランジャー４１の外表面には、凹面反射鏡の内面に形成される第一の反射面、第二の反射面及び第三の反射面を成形するための第一の曲面部４１１、第二の曲面部４１２及び第三の曲面部４１３が具備されている。そして第一の曲面部４１１と第二の曲面部４１２との間には、凹面反射鏡（２０）の分割部（２７）に対応して、プランジャー４１の径がほぼ一定となるよう略円柱状に形成された分割代形成部４１Ａが軸方向に所定長さ、例えば０．１ｍｍ〜７ｍｍの範囲で形成されている。この分割代形成部４１Ａにおいては、円柱形状とするのがもっとも好ましいが、円錐台形状でも可能であり、その場合は円錐角が７度以下であるのが好ましい。
【００３０】
一方、ボトムモールド４３には、プランジャー４１の分割代形成部４１Ａの外周に対応する箇所に、内径が略一定に形成された胴部形成部４３Ａが、前記分割代形成部４１Ａの全長よりも長い範囲に亘って設けられている。このように内径が一定に形成されることにより、プレス成形により得られるガラス成形体には、分割代に対応した部分に外径が一定に形成される略円柱状部分が形成され、切断の際にグラインダー等の刃が入り込み容易な胴部が形成されるようになる。なおこの胴部は、円柱形状や円錐台形状でも可能であり、円錐台状に形成する場合には円錐角が７度以下であるのが好ましい。
なおこの胴部形成部４３Ａの長さは、プランジャー４１の分割代形成部４１Ａよりも長いものとされ、例えば２．１ｍｍ〜９ｍｍである。
【００３１】
（２）ガラスの熱間プレス
上述した本発明に係る金型４０を用い、図３（ａ）〜（ｃ）に示すようにガラスをプレス成形する。
まず、図３（ａ）で示すようにボトムモールド４３の内部に、ゴブ４５と呼ばれる加熱され柔らかくなったガラスの塊を定量落下させて導入する。このボトムモールド４３の上部にリングモールド４２を被せてプランジャー４１を挿入する
続いて、図３（ｂ）に示すようにプランジャー４１、リングモールド４２及びボトムモールド４３と、ゴブ４５との間に空隙が無くなるまでプランジャー４１を加圧挿入する。
ゴブ４５が冷えて流動性がなくなると金型をはずして徐冷して完全に冷ました後、図２（ｃ）に示すように凹面反射鏡用のガラス成形体５０が完成する。
【００３２】
ガラス成形体５０には、反射面を形成する内面に分割代５０１が形成され、外面に胴部５０２が形成される。分割代５０１はこのガラス成形体５０を切断する際、グラインダーの刃などが入る厚みを考慮したものであり、分割代５０１を形成していない場合には最終的に得られる凹面反射鏡の第一の反射面と第二の反射面との間が著しく不連続になるため反射効率を低下させる可能性が生じる。
また胴部５０２は、切断する際にグラインダーの刃などを光軸に対して垂直方向に正しく入れるために設けられる。なお分割代５０１の幅よりも大きく形成されることで、ガラス成形体の外側からであっても内側に形成された分割代５０１が視認し易くなり、正規の位置において切断することができる。
なおこれらの金型は、ガラスのひけによる収縮の程度を予め見込んで成形され、固まった後に所定の反射面が形成されることは言うまでもない。また、分割代５０１の形成を見込んで、各反射面の焦点位置が設計されることも当然である。
【００３３】
（３）分割、反射膜の形成及び組立工程
本発明に係る凹面反射鏡の製造工程について図４を参照しながら説明する。
図４（ａ）は上記ガラスの熱間プレス工程により得たガラス成形体５０である。前述したように内面に分割代５０１が、外面に胴部５０２が形成されている。このガラス成形体５０を分割代５０１において紙面において上下方向に切断する。
この後、必須工程ではないが、分割代５０１の断面を研磨してきれいにしてもよい。また、研磨により内側の分割代５０１の残痕を除去若しくは小さくすることもできる。なお、基体の外表面においては、胴部５０２の幅を内面の分割代５０１の幅よりも大きく形成しているため、胴部５０２の痕跡が確実に形成される。
図４（ｂ）は切断後のガラス成形体であり、これにより第一の反射鏡基体２０１と第二の反射鏡基体２０２とが構成される。なお、符号２７ａ，２７ｂは分割部である。
【００３４】
続いて、図４（ｃ）に示すように第一、第二の反射鏡基体２０１，２０２の各々に反射膜Ｒ１，Ｒ２をそれぞれ形成する。この反射膜は赤外領域の光に対して透過性を有し、可視光に対して反射性を有する誘電体多層膜であり、例えば、ＴｉＯ２蒸着膜とＳｉＯ２蒸着膜を交互に形成した全体の膜厚が０．０５μｎｍ〜０．５μｍの多層膜である。
このように、第一、第二の反射鏡基体２０１，２０２が分割されているので、例えば真空蒸着やスパッタリングによった成膜法を用いた場合でも、蒸着源或いはスパッタ源が反射面に対して確実に付着することになり、所期の反射機能を備えた反射面を形成することができる。
【００３５】
しかる後、図４（ｄ）に示すように分割部２７ａ，２７ｂを合せて凹面反射鏡２０が完成する。
なお第一、第二の反射鏡基体２０１，２０２の結合方法としては、第一の反射鏡基体の光投射口及び第二の反射鏡基体のホール部の各縁部にそれぞれの形状に適合した取付枠を被せ、第一の反射鏡基体と第二の反射鏡基体を分割部が当接するよう配置した状態で、取付枠に引張りバネを具備した固定用アームを接続することにより第一の反射鏡基体と第二の反射鏡基体を互いの方向に弾力的に付勢して固定する方法などを採用することができる。
【００３６】
上述の凹面反射鏡の製造方法で作製される凹面反射鏡の仕様の一例を次に示す。
（１）第一の反射鏡基体（２０１）
第一の反射面（２２）は長軸が３４．０５ｍｍ、短軸が１９．２９ｍｍの楕円面を有し、光放射口（２１）の開口径が３７．２ｍｍである。また、光軸方向の全長は１８．４ｍｍである。
（２）第二の反射鏡基体（２０２）
第二の反射面（２３）は半径１１．４ｍｍの球面を有する。光軸方向の全長は４．１６ｍｍである。
第三の反射面（２４）は長軸が３５．０５ｍｍ、短軸が２２．２９ｍｍの楕円面を有し、ホール部（２５）の開口径が１０ｍｍである。光軸方向の全長は３．３６ｍｍである。
【００３７】
以上説明した本発明に係る凹面反射鏡の製造方法によれば、分離されるため第一の反射面を有する第一の反射鏡基体と第二の反射面を有する第二の反射鏡基体に最適の条件で真空蒸着、スパッタリング法等の物理蒸着により誘電多層膜を成膜することができ、最適の反射特性が得られる凹面反射鏡を提供することができる。しかも、第一の反射鏡基体と第二の反射鏡基体とは、熱間プレスにより一体成形したものであり、第一の反射鏡基体の第一の反射面と第二の反射鏡基体の第二の反射面境界部に分割代を設けたうえで切断しているため、再び結合した際、第一の反射鏡基体の第一の反射面と第二の反射鏡基体の第二の反射面境界を簡単に一致させることができ、これと同時に第一の反射面の焦点位置と第二の焦点位置をも一致させることができる。
また、本発明に係る凹面反射鏡の金型によれば、第一の反射面を有する第一の反射鏡基体と第二の反射面を有する第二の反射鏡基体とを分割する際の作業工程が簡便かつ確実に行える、ガラス成形体を得ることができる。
この結果、反射面における反射効率が高く、かつ製造が容易な凹面反射鏡を得ることができ、更に、この凹面反射鏡とショートアーク型放電ランプよりなる光源ランプとを組合せることにより、プロジェクター装置用に最適な光源装置を提供することをすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る、凹面反射鏡と光源ランプとよりなる光源装置の説明図であり、反射鏡の光軸を含む面で切断した断面図である。
【図２】本発明に係る凹面反射鏡の基体を形成するための金型であり、プランジャー平面図及びボトムモールドの断面図である。
【図３】本発明に係る金型を用いてガラスをプレスする工程を示す説明図である。
【図４】本発明に係る金型から製作された凹面反射鏡基体から凹面反射鏡の最終製品を製造する工程を説明する図である。
【図５】従来の光源装置の概略構成を示す長手方向の断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０ 光源装置
１ 放電ランプ
１１ 発光管部
１２ 封止部
１３，１４ 電極
１５ 金属箔
１６ 外部リード
２０ 凹面反射鏡
２０Ａ 基体
２０１ 第一の反射鏡基体
２０２ 第二の反射鏡基体
２１ 光放射口
２２ 第一の反射面
２３ 第二の反射面
２４ 第三の反射
２５ ホール部
２６ 接着剤
２７ 分割部
４０ 製造金型及び凹面反射鏡
４１ プランジャー(矢型)
４２ リングモールド
４３ ボトムモールド(胴型)
４５ ゴブ（軟化したガラス塊）
５０ ガラス成形体
【技術分野】
【０００１】
液晶ディスプレイ装置、ＤＭＤ（登録商標）（デジタルミラーデバイス）を用いたＤＬＰ（登録商標）（デジタルライトプロセッサ）等の投射型プロジェクター装置のバックライトに使用する光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記技術分野に係る投射型のプロジェクター装置においては、矩形状のスクリーンに対し、均一にしかも十分な演色性をもって画像を照明させることが要求される。このような要求に対応するため、装置に内蔵される光源としては、点灯時の水銀蒸気圧が１５０気圧以上となるショートアーク型の超高圧水銀ランプが使用され、光を効率よく前方に出射するために凹面状の反射鏡が組合わされて使用されている。
【０００３】
近年、このようなプロジェクター装置においては、ユーザーから会議室等に常設するだけでなく手軽に持ち運んで様々な場所で使用したいという要請があり、従来にも増してプロジェクター装置が小型化してきている。そして、プロジェクター装置の小型化が進むにつれて、光源装置のうち特に反射鏡も小型化してきている。
【０００４】
しかしながら単に凹面反射鏡を小型化したのでは、凹面反射鏡の有効反射面積が減少し、光源装置より出射される光束が減少する。しかも、近年、先に述べたよう光源装置の小型化に加え、プロジェクター装置のスクリーン照度は従来よりも高い水準が要求されていることから、反射鏡を小型化するのだけではこのような要求に応じることができない。
【０００５】
そこで、反射鏡で集光された光束の利用効率を損なうことなく反射鏡自体をコンパクトにできる技術として例えば特許文献１、特許文献２に記載の技術が知られている。
【０００６】
特許文献１（特許第３５５７９８８号公報）には、光放射口を形成する楕円面又は放物面を有する第一の反射面と、第一の反射面の後方に位置された略球面を有している第二の反射面と、第二の反射面の後方に位置された楕円面又は放物面を有する第三の反射面とからなる凹面反射鏡を備えた光源装置が開示されている（従来技術１）。
【０００７】
特許文献２（特開２００２−２３７２０２号公報）には、リフレクタが、光軸方向に前後に配置された２つの反射鏡により構成されており、前方に配置された反射鏡が楕円面又は放物面を有し、後方に配置された反射鏡が球面を有しているリフレクタ付ランプが開示されている（従来技術２）。
【０００８】
これら従来技術１，２とも、後方位に配置された球面を有する反射鏡は光源ランプのアーク中心からの光を入射すると、もとのアーク中心に向けて反射する構成となっており、アーク中心に光を戻してからその前方に配置された楕円又は放物面よりなる反射面に入射させ、所定の集光光を得るものである。このような構成を具備することにより、光源ランプから放射された光の利用効率を上げることができ、結果、凹面反射鏡及び凹面反射鏡とランプとが組み合わされた光源装置の小型化を実現することが可能となる。
【特許文献１】特許第３５５７９８８号公報
【特許文献２】特開２００２−２３７２０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら上記従来技術においては製造上困難で、汎用性に乏しいという問題がある。
先ず、従来技術１について図５を参照して説明する。この技術は、第一の反射面７１、第二の反射面及７２及び第三の反射面７３が、この順に光軸Ｌの前方（光投射口側）から連続するように凹面反射鏡基体７０Ａの内面に形成されたものである。そして、第一の反射面７１及び第三の反射面７３は回転楕円面（若しくは回転放物面）からなり、第二の反射面７２はほぼ球面からなる。そして、第一及び第三の反射面７１，７３の第１焦点の位置と、第二の反射面７２の略球面の中心位置とが一致し、かつ、これが反射鏡７０に装着される放電ランプ６０のアークのほぼ中央に一致するように構成される。
第一及び第三の反射面７１，７３が楕円面よりなる場合、アークの中心にある第一焦点Ｆ１から第一の反射面７１に入射した光は光路（ア）を通り第二焦点Ｆ２に、第一焦点Ｆ１から第二の反射面７２に入射した光は、当該第一焦点Ｆ１に戻った後、光軸Ｌを中心に対称位置に反射されて第一の反射面７１に入射し、光路（イ）を通って第二焦点Ｆ２に向かって反射される。また、第一焦点Ｆ１から第三の反射面７３に入射した光は光路（ウ）を通って第二焦点Ｆ２に向かって反射される。
【００１０】
このような複数の反射面（７１，７２，７３）を有する凹面反射鏡７０は、例えば耐熱性の高いガラス等を基体７０Ａとして用い、成形用金型を用いて熱間プレス等の手法で所定の反射面を成形した後、可視光反射性の膜を形成して完成する。なおこの反射膜は、赤外及び紫外域の波長の光に対して透過性を備え、可視光に対して高い反射率を有する誘電体多層膜が好適に選択される。
【００１１】
しかしながら反射膜の成膜法として、真空蒸着やスパッタリング法のような物理蒸着（ＰＶＤ）を採用した場合、第二の反射面（７２）に膜が形成されないという事態が発生することがわかった。
【００１２】
この理由は、第二の反射面７２がほぼ球面よりなるため、その開口側（第一の反射面７１側）部分においては、曲面が反射鏡７０の光軸線Ｌに対してほぼ平行に形成されるようになり、真空蒸着やスパッタリング法で膜を形成させる場合、蒸着源若しくはスパッタ源からの成膜物質が第一の反射面によって遮蔽されてしまうため第二の反射面に到達することが困難となり、膜が不均一になり、反射に十分な厚みの膜を形成することができないからである。
この結果、第一の反射面７１及び第二の反射面７２とは膜厚分布が著しく相違し、第二の反射面７２において所望の反射率を得ることができない。
【００１３】
他方、従来技術２においては、楕円面又は放物面を有する反射鏡と、球面を有する反射鏡とが別体よりなるため、個々に真空蒸着やスパッタリング法で膜を形成することができ、所定の反射膜を形成することができて、この点においては従来技術１より優位と考えられる。
【００１４】
しかしながら従来技術２においては、個々の反射鏡を作製した後の組立工程において、各反射鏡の焦点位置をランプのアーク中心に一致させることが非常に難しく、目的とする利用効率改善効果を得ることが困難である。また、１つの光源装置に対して反射鏡を２つ形成することから生産性が乏しく、コスト高となる問題もある。
【００１５】
そこで本発明が解決しようとする課題は、第一の反射面に続いて球面状の第二の反射面が形成された反射鏡において、反射膜を所期の通り確実に形成できると共に、異なる反射面であっても焦点位置の調整が極めて簡単に行えて、高い光の利用効率を実現することができ、しかも生産性が良好で低コストで製造できる、凹面反射鏡の製造方法を提供することにある。
また、凹面反射鏡の製造が容易な凹面反射鏡用金型を提供することにある。
また、第一の反射面に続いて球面状の第二の反射面が形成された凹面反射鏡において、反射膜を所期の通り確実に形成できると共に、異なる反射面であっても焦点位置の調整が極めて簡単に行えて、高い光の利用効率を実現することができる凹面反射鏡を提供すること、更には、この凹面反射鏡を用いた光源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するため、本発明に係る凹面反射鏡の製造方法は、光軸を中心とした回転面により構成された第一の反射面及び第二の反射面とを少なくとも有し、かつ第一、第二の反射面がこの順に光軸方向に配置されてなるガラス製凹面反射鏡の製造方法であって、
前記凹面反射鏡の基体を、第一の反射面部と第二の反射面部との間に分割代が形成されるように熱間プレスにより一体的に成形する工程と、
前記基体を分割代で切断して、基体を光軸の前後方向に分割する工程と、
前記第一の反射面部及び前記第二の反射面部の各々に光反射膜を形成し、第一の反射面及び第二の反射面を構成する工程と、
第一の反射面及び第二の反射面が連続するように、基体を再び組み合わせて一体化する工程と
を有することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る金型は、光軸を中心とした回転面により構成された第一の反射面及び第二の反射面とを少なくとも有し、かつ第一、第二の反射面がこの順に光軸方向前方より配置されてなるガラス製凹面反射鏡を製造するガラス整形用の金型であり、
凹面反射鏡の外表面形状がその内面に成形されたボトムモールドと、このボトムモールドの開口縁に沿って配置されるリングモールドと、その外表面に所定の反射面形状が形成されたプランジャーを具備して構成され
前記プランジャーは、第一の反射面形成部と第二の反射面形成部との間に略円柱状若しくは略円錐状部分を備えていることを特徴とする。
また、上記ガラス製凹面反射鏡用金型であって、前記ボトムモールドには、前記分割代に対応する凹面反射鏡の外周部を、部分的に略円柱状若しくは略円錐状に形成する手段を備えていることを特徴とする。
【００１８】
また本発明に係る凹面反射鏡は、光軸を中心とした回転面により構成された互いに異なる曲面からなる第一と第二の反射面を有し、当該第一、第二の反射面がこの順に光軸方向に配置された全体が凹面状をなす凹面反射鏡であって、
前記凹面反射鏡の基体はガラスよりなり、当該基体には第一の反射面と第二の反射面との間に分割部を有していることを特徴とする。
また本発明に係る光源装置は、放電容器内に一対の放電電極が対向するよう設けられたショートアーク型放電ランプと、この放電ランプのアークの方向と光軸が一致する状態で当該放電ランプを取り囲むよう配設され、前方に光投射口を有する凹面反射鏡とよりなり、
凹面反射鏡は、光軸を中心とした回転面により構成された互いに異なる曲面からなる第一と第二の反射面を有し、当該第一、第二の反射面がこの順に光軸方向に配置された全体が凹面状をなす凹面反射鏡であって、
前記凹面反射鏡の基体はガラスよりなり、当該基体には第一の反射面と第二の反射面との間に分割部を有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
（１）本発明に係る凹面反射鏡の製造方法によれば、凹面反射鏡の基体を、第一の反射面部と第二の反射面部とに分割した後、個々の基体に対して反射膜を形成するので、反射膜を所期の反射特性を具備させて形成することができる。しかも、元々一体のガラス基体よりなるので、各基体を再び組み合わせれば、第一の反射面と第二の反射面との焦点が一致することになり、後工程で組み込まれる光源ランプに対して位置合せが容易であり、高い光の利用効率を実現することができる。
特にガラス基体の熱間プレスにおいて、第一の反射面部と第二の反射面部との間に分割代が形成されているため、分割によっても焦点位置がずれることがない。
【００２０】
（２）また、本発明に係るガラス製凹面反射鏡用金型によれば、凹面反射鏡の反射面を形成するプランジャーにおいては、第一の反射面形成部と第二の反射面形成部との間に、分割代を形成するための手段を備えているため、分割によっても焦点位置がずれることがない凹面反射鏡基体を確実に提供できる。
更に、凹面反射鏡の外表面を形成するボトムモールドに、分割代に対応する凹面反射鏡の外周に、該凹面反射鏡の外表面を略円柱状に形成する手段を備えていることで、ガラス基体を切断する際に外側から分割代を検知し易くなると共に、グラインダー等の刃先を安定化できて歩留まりを向上させることができる。
【００２１】
（３）反射鏡基体に分割部を有している、すなわち、基体を分割した後に一体の凹面反射鏡を構成することにより、第一の反射面と第二の反射面の両方の反射面に対して確実に反射膜を形成することができて所期の反射特性を有する反射面を形成することができ、光の利用効率を上げることができると共に、製造が容易で低コストで生産できる凹面反射鏡が得られる。
更にこの凹面反射鏡に光源ランプを組み込むことにより、プロジェクター装置用として好適な光源装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係る凹面反射鏡の製造方法を実施例に基いて説明する。
図１は本発明に係る、凹面反射鏡と光源ランプとよりなる光源装置の説明図であり、反射鏡の光軸を含む面で切断した断面図である。図２は、本発明に係る凹面反射鏡の基体を形成するための金型であり、プランジャー平面図及びボトムモールドの断面図、図３は本発明に係る金型を用いてガラスをプレスする工程を示す説明図である。また、図４は本発明に係る金型から製作された凹面反射鏡基体から凹面反射鏡の最終製品を製造する工程を説明する図である。
【００２３】
＜光源装置＞
まず、図１を参照して本発明の実施形態である凹面反射鏡の最終形態について説明する。
（１）光源ランプ
光源ランプ１０は、超高圧水銀ランプなどのショートアーク型放電ランプが好適する。点灯方式としては直流、交流いずれのランプでも可能であるが、ここでは交流点灯方式の超高圧水銀ランプの例で説明する。
光源ランプ１０の発光管は、略球状の発光管部１１と、この発光管部１１の両端に連続する円柱状の封止部１２とを備えた石英ガラスなどの光透過性材料より構成されており、この発光管部１１の内部空間にタングステンからなる一対の電極１３，１４が対向するように配置されている。電極１３，１４の基端部には、シールに使用される金属箔１５の一端部が接合され、封止部１２を構成するガラスにより気密に埋設されてシールされている。金属箔１５の他端部には、外部リード１６の一端部が接合されており、他端部が外方に伸びて封止部１２の外部に突出している。
また、発光管部１１の内部空間には、発光物質としての水銀、ハロゲンガス及び希ガスが封入されている。水銀は点灯時の内部空間の水銀蒸気圧が１５０気圧以上（好ましくは２００気圧以上）となるよう０．１５ｍｇ／ｍｍ３以上（好ましくは０．２０ｍｇ／ｍｍ３以上）封入される。ハロゲンガスは、ハロゲンサイクルにより発光管部１１の内壁に黒化が生じることを防止することを目的としており、１０−６μｍｏｌ／ｍｍ３〜１０−２μｍｏｌ／ｍｍ３封入される。希ガスは始動補助性を改善する目的で、例えばアルゴンガスが０．０１３３ＭＰａ程度封入される。
【００２４】
（２）凹面反射鏡
凹面反射鏡２０は、光放射口２１を有する第一の反射鏡基体２０１と、その後端に接続された第二の反射鏡基体２０２とにより、基体２０Ａが構成される。この基体２０Ａは、ガラスの熱間プレス成形でほぼこの形状に一体的に成形したガラス成形体を、分割部２７において光軸に垂直な面で切断した後、再度接合して構成したものである。
【００２５】
上記凹面反射鏡２０の内面には、第一の反射鏡基体２０１に相当する部分が、光軸Ｌを回転軸とした回転楕円面により形成されており、誘電体多層膜が形成されて第一の反射面２２が構成されている。この第一の反射面２２の第一焦点は光源ランプ１０におけるアークの中心位置に一致し、第二焦点が光源装置１００の前方に配置される光学素子（不図示）の集光部に一致する。
この第一の反射面２２と光学的に連続するように第二の反射面２３が形成されている。第二の反射面２３は、第二の反射鏡基体２０２の内面に形成され、中心位置が光源ランプ１０のアークの中心に一致する略球面状の反射面を形成している。なお、第二の反射面２３は、発光管部１１におけるレンズ効果などが勘案されるため完全な球面状とは限らないが、入射光を焦点に戻す反射面よりなるものである。
【００２６】
上記第二の反射面２３と連続して第三の反射面２４が形成されている。この第三の反射面２４は第一の反射面と第一焦点、第二焦点がそれぞれ一致する、光軸Ｌを回転軸とした回転楕円面よりなり、ホール部２５と第二の反射鏡の間においてわずかに漏れ出る光を前方に向けて反射するものである。
この第三の反射面２４もまた第二の反射鏡基体２０２上に形成されている。
【００２７】
このように本発明か係る凹面反射鏡２０においては、基体２０Ａを、ガラスの熱間プレス成形でほぼこの形状に一体的にガラス成形体を成形した後、分割部２７において光軸に垂直な面で切断することにより、第一の反射鏡基体２０１の反射膜（２２）と、第二の反射鏡基体２０２の反射膜（２３，２４）とを、別工程で反射膜を形成できるため、全ての反射膜を、理想的な反射率が得られるように成膜することができる。
しかも、第一の反射鏡基体２０１と第二の反射鏡基体２０２とは、同じ金型で一体に構成されていたものであり、分割部２７で接合することで簡単に焦点位置を一致させることができ、生産性が良好で、高い集光率が得られる凹面反射鏡とすることができる。
従って、反射面を複数有する凹面反射鏡２０であるにもかかわらず、光源ランプ１０に対しての位置合せ作業が容易で生産性が良好であることに加えて、光の利用効率が格段に高い光源装置１００となる。
【００２８】
＜製造方法＞
続いて、図２〜図４を参照して上記凹面反射鏡を製造する工程について詳述する。
（１）ガラス製凹面反射鏡用金型
図２は、本発明に係る凹面反射鏡の基体を形成するための金型の説明図である。
同図において、ガラスを熱間プレスするための金型４０は、上方に開口し凹面反射鏡の外表面形状がその内面に成形されたボトムモールド（胴型）４３と、この上部開口縁に沿って配置されるリングモールド４２、その外表面に所定の反射面形状が形成されたプランジャー（矢型）４１より構成されている。
【００２９】
プランジャー４１の外表面には、凹面反射鏡の内面に形成される第一の反射面、第二の反射面及び第三の反射面を成形するための第一の曲面部４１１、第二の曲面部４１２及び第三の曲面部４１３が具備されている。そして第一の曲面部４１１と第二の曲面部４１２との間には、凹面反射鏡（２０）の分割部（２７）に対応して、プランジャー４１の径がほぼ一定となるよう略円柱状に形成された分割代形成部４１Ａが軸方向に所定長さ、例えば０．１ｍｍ〜７ｍｍの範囲で形成されている。この分割代形成部４１Ａにおいては、円柱形状とするのがもっとも好ましいが、円錐台形状でも可能であり、その場合は円錐角が７度以下であるのが好ましい。
【００３０】
一方、ボトムモールド４３には、プランジャー４１の分割代形成部４１Ａの外周に対応する箇所に、内径が略一定に形成された胴部形成部４３Ａが、前記分割代形成部４１Ａの全長よりも長い範囲に亘って設けられている。このように内径が一定に形成されることにより、プレス成形により得られるガラス成形体には、分割代に対応した部分に外径が一定に形成される略円柱状部分が形成され、切断の際にグラインダー等の刃が入り込み容易な胴部が形成されるようになる。なおこの胴部は、円柱形状や円錐台形状でも可能であり、円錐台状に形成する場合には円錐角が７度以下であるのが好ましい。
なおこの胴部形成部４３Ａの長さは、プランジャー４１の分割代形成部４１Ａよりも長いものとされ、例えば２．１ｍｍ〜９ｍｍである。
【００３１】
（２）ガラスの熱間プレス
上述した本発明に係る金型４０を用い、図３（ａ）〜（ｃ）に示すようにガラスをプレス成形する。
まず、図３（ａ）で示すようにボトムモールド４３の内部に、ゴブ４５と呼ばれる加熱され柔らかくなったガラスの塊を定量落下させて導入する。このボトムモールド４３の上部にリングモールド４２を被せてプランジャー４１を挿入する
続いて、図３（ｂ）に示すようにプランジャー４１、リングモールド４２及びボトムモールド４３と、ゴブ４５との間に空隙が無くなるまでプランジャー４１を加圧挿入する。
ゴブ４５が冷えて流動性がなくなると金型をはずして徐冷して完全に冷ました後、図２（ｃ）に示すように凹面反射鏡用のガラス成形体５０が完成する。
【００３２】
ガラス成形体５０には、反射面を形成する内面に分割代５０１が形成され、外面に胴部５０２が形成される。分割代５０１はこのガラス成形体５０を切断する際、グラインダーの刃などが入る厚みを考慮したものであり、分割代５０１を形成していない場合には最終的に得られる凹面反射鏡の第一の反射面と第二の反射面との間が著しく不連続になるため反射効率を低下させる可能性が生じる。
また胴部５０２は、切断する際にグラインダーの刃などを光軸に対して垂直方向に正しく入れるために設けられる。なお分割代５０１の幅よりも大きく形成されることで、ガラス成形体の外側からであっても内側に形成された分割代５０１が視認し易くなり、正規の位置において切断することができる。
なおこれらの金型は、ガラスのひけによる収縮の程度を予め見込んで成形され、固まった後に所定の反射面が形成されることは言うまでもない。また、分割代５０１の形成を見込んで、各反射面の焦点位置が設計されることも当然である。
【００３３】
（３）分割、反射膜の形成及び組立工程
本発明に係る凹面反射鏡の製造工程について図４を参照しながら説明する。
図４（ａ）は上記ガラスの熱間プレス工程により得たガラス成形体５０である。前述したように内面に分割代５０１が、外面に胴部５０２が形成されている。このガラス成形体５０を分割代５０１において紙面において上下方向に切断する。
この後、必須工程ではないが、分割代５０１の断面を研磨してきれいにしてもよい。また、研磨により内側の分割代５０１の残痕を除去若しくは小さくすることもできる。なお、基体の外表面においては、胴部５０２の幅を内面の分割代５０１の幅よりも大きく形成しているため、胴部５０２の痕跡が確実に形成される。
図４（ｂ）は切断後のガラス成形体であり、これにより第一の反射鏡基体２０１と第二の反射鏡基体２０２とが構成される。なお、符号２７ａ，２７ｂは分割部である。
【００３４】
続いて、図４（ｃ）に示すように第一、第二の反射鏡基体２０１，２０２の各々に反射膜Ｒ１，Ｒ２をそれぞれ形成する。この反射膜は赤外領域の光に対して透過性を有し、可視光に対して反射性を有する誘電体多層膜であり、例えば、ＴｉＯ２蒸着膜とＳｉＯ２蒸着膜を交互に形成した全体の膜厚が０．０５μｎｍ〜０．５μｍの多層膜である。
このように、第一、第二の反射鏡基体２０１，２０２が分割されているので、例えば真空蒸着やスパッタリングによった成膜法を用いた場合でも、蒸着源或いはスパッタ源が反射面に対して確実に付着することになり、所期の反射機能を備えた反射面を形成することができる。
【００３５】
しかる後、図４（ｄ）に示すように分割部２７ａ，２７ｂを合せて凹面反射鏡２０が完成する。
なお第一、第二の反射鏡基体２０１，２０２の結合方法としては、第一の反射鏡基体の光投射口及び第二の反射鏡基体のホール部の各縁部にそれぞれの形状に適合した取付枠を被せ、第一の反射鏡基体と第二の反射鏡基体を分割部が当接するよう配置した状態で、取付枠に引張りバネを具備した固定用アームを接続することにより第一の反射鏡基体と第二の反射鏡基体を互いの方向に弾力的に付勢して固定する方法などを採用することができる。
【００３６】
上述の凹面反射鏡の製造方法で作製される凹面反射鏡の仕様の一例を次に示す。
（１）第一の反射鏡基体（２０１）
第一の反射面（２２）は長軸が３４．０５ｍｍ、短軸が１９．２９ｍｍの楕円面を有し、光放射口（２１）の開口径が３７．２ｍｍである。また、光軸方向の全長は１８．４ｍｍである。
（２）第二の反射鏡基体（２０２）
第二の反射面（２３）は半径１１．４ｍｍの球面を有する。光軸方向の全長は４．１６ｍｍである。
第三の反射面（２４）は長軸が３５．０５ｍｍ、短軸が２２．２９ｍｍの楕円面を有し、ホール部（２５）の開口径が１０ｍｍである。光軸方向の全長は３．３６ｍｍである。
【００３７】
以上説明した本発明に係る凹面反射鏡の製造方法によれば、分離されるため第一の反射面を有する第一の反射鏡基体と第二の反射面を有する第二の反射鏡基体に最適の条件で真空蒸着、スパッタリング法等の物理蒸着により誘電多層膜を成膜することができ、最適の反射特性が得られる凹面反射鏡を提供することができる。しかも、第一の反射鏡基体と第二の反射鏡基体とは、熱間プレスにより一体成形したものであり、第一の反射鏡基体の第一の反射面と第二の反射鏡基体の第二の反射面境界部に分割代を設けたうえで切断しているため、再び結合した際、第一の反射鏡基体の第一の反射面と第二の反射鏡基体の第二の反射面境界を簡単に一致させることができ、これと同時に第一の反射面の焦点位置と第二の焦点位置をも一致させることができる。
また、本発明に係る凹面反射鏡の金型によれば、第一の反射面を有する第一の反射鏡基体と第二の反射面を有する第二の反射鏡基体とを分割する際の作業工程が簡便かつ確実に行える、ガラス成形体を得ることができる。
この結果、反射面における反射効率が高く、かつ製造が容易な凹面反射鏡を得ることができ、更に、この凹面反射鏡とショートアーク型放電ランプよりなる光源ランプとを組合せることにより、プロジェクター装置用に最適な光源装置を提供することをすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る、凹面反射鏡と光源ランプとよりなる光源装置の説明図であり、反射鏡の光軸を含む面で切断した断面図である。
【図２】本発明に係る凹面反射鏡の基体を形成するための金型であり、プランジャー平面図及びボトムモールドの断面図である。
【図３】本発明に係る金型を用いてガラスをプレスする工程を示す説明図である。
【図４】本発明に係る金型から製作された凹面反射鏡基体から凹面反射鏡の最終製品を製造する工程を説明する図である。
【図５】従来の光源装置の概略構成を示す長手方向の断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０ 光源装置
１ 放電ランプ
１１ 発光管部
１２ 封止部
１３，１４ 電極
１５ 金属箔
１６ 外部リード
２０ 凹面反射鏡
２０Ａ 基体
２０１ 第一の反射鏡基体
２０２ 第二の反射鏡基体
２１ 光放射口
２２ 第一の反射面
２３ 第二の反射面
２４ 第三の反射
２５ ホール部
２６ 接着剤
２７ 分割部
４０ 製造金型及び凹面反射鏡
４１ プランジャー(矢型)
４２ リングモールド
４３ ボトムモールド(胴型)
４５ ゴブ（軟化したガラス塊）
５０ ガラス成形体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸を中心とした回転面により構成された第一の反射面及び第二の反射面とを少なくとも有し、かつ第一、第二の反射面がこの順に光軸方向に配置されてなるガラス製凹面反射鏡の製造方法であって、
前記凹面反射鏡の基体を、第一の反射面部と第二の反射面部との間に分割代が形成されるように熱間プレスにより一体的に成形する工程と、
前記基体を分割代で切断して、基体を光軸の前後方向に分割する工程と、
前記第一の反射面部及び前記第二の反射面部の各々に光反射膜を形成し、第一の反射面及び第二の反射面を構成する工程と、
第一の反射面及び第二の反射面が連続するように、基体を再び組み合わせて一体化する工程と
を有することを特徴とする凹面反射鏡の製造方法。
【請求項２】
光軸を中心とした回転面により構成された第一の反射面及び第二の反射面とを少なくとも有し、かつ第一、第二の反射面がこの順に光軸方向に配置されてなるガラス製凹面反射鏡を製造するガラス整形用の金型であり、
凹面反射鏡の外表面形状がその内面に成形されたボトムモールドと、このボトムモールドの開口縁に沿って配置されるリングモールドと、その外表面に所定の反射面形状が形成されたプランジャーを具備して構成され
前記プランジャーは、第一の反射面形成部と第二の反射面形成部との間に略円柱状若しくは略円錐台状部分を備えていることを特徴とするガラス製凹面反射鏡用金型。
【請求項３】
請求項２記載のガラス製凹面反射鏡用金型であって、
前記ボトムモールドには、前記分割代に対応する凹面反射鏡の外周部を、部分的に略円柱状若しくは略円錐台状に形成する手段を備えていることを特徴とする請求項２記載のガラス製凹面反射鏡用金型。
【請求項４】
光軸を中心とした回転面により構成された互いに異なる曲面からなる第一と第二の反射面を有し、当該第一、第二の反射面がこの順に光軸方向に配置された全体が凹面状をなす凹面反射鏡であって、
前記凹面反射鏡の基体はガラスよりなり、当該基体には第一の反射面と第二の反射面との間に分割部を有していることを特徴とする凹面反射鏡。
【請求項５】
放電容器内に一対の放電電極が対向するよう設けられたショートアーク型放電ランプと、この放電ランプのアークの方向と光軸が一致する状態で当該放電ランプを取り囲むよう配設され、前方に光投射口を有する凹面反射鏡とよりなり、
凹面反射鏡は、光軸を中心とした回転面により構成された互いに異なる曲面からなる第一と第二の反射面を有し、当該第一、第二の反射面がこの順に光軸方向に配置された全体が凹面状をなす凹面反射鏡であって、
前記凹面反射鏡の基体はガラスよりなり、当該基体には第一の反射面と第二の反射面との間に分割部を有していることを特徴とする光源装置。
【請求項１】
光軸を中心とした回転面により構成された第一の反射面及び第二の反射面とを少なくとも有し、かつ第一、第二の反射面がこの順に光軸方向に配置されてなるガラス製凹面反射鏡の製造方法であって、
前記凹面反射鏡の基体を、第一の反射面部と第二の反射面部との間に分割代が形成されるように熱間プレスにより一体的に成形する工程と、
前記基体を分割代で切断して、基体を光軸の前後方向に分割する工程と、
前記第一の反射面部及び前記第二の反射面部の各々に光反射膜を形成し、第一の反射面及び第二の反射面を構成する工程と、
第一の反射面及び第二の反射面が連続するように、基体を再び組み合わせて一体化する工程と
を有することを特徴とする凹面反射鏡の製造方法。
【請求項２】
光軸を中心とした回転面により構成された第一の反射面及び第二の反射面とを少なくとも有し、かつ第一、第二の反射面がこの順に光軸方向に配置されてなるガラス製凹面反射鏡を製造するガラス整形用の金型であり、
凹面反射鏡の外表面形状がその内面に成形されたボトムモールドと、このボトムモールドの開口縁に沿って配置されるリングモールドと、その外表面に所定の反射面形状が形成されたプランジャーを具備して構成され
前記プランジャーは、第一の反射面形成部と第二の反射面形成部との間に略円柱状若しくは略円錐台状部分を備えていることを特徴とするガラス製凹面反射鏡用金型。
【請求項３】
請求項２記載のガラス製凹面反射鏡用金型であって、
前記ボトムモールドには、前記分割代に対応する凹面反射鏡の外周部を、部分的に略円柱状若しくは略円錐台状に形成する手段を備えていることを特徴とする請求項２記載のガラス製凹面反射鏡用金型。
【請求項４】
光軸を中心とした回転面により構成された互いに異なる曲面からなる第一と第二の反射面を有し、当該第一、第二の反射面がこの順に光軸方向に配置された全体が凹面状をなす凹面反射鏡であって、
前記凹面反射鏡の基体はガラスよりなり、当該基体には第一の反射面と第二の反射面との間に分割部を有していることを特徴とする凹面反射鏡。
【請求項５】
放電容器内に一対の放電電極が対向するよう設けられたショートアーク型放電ランプと、この放電ランプのアークの方向と光軸が一致する状態で当該放電ランプを取り囲むよう配設され、前方に光投射口を有する凹面反射鏡とよりなり、
凹面反射鏡は、光軸を中心とした回転面により構成された互いに異なる曲面からなる第一と第二の反射面を有し、当該第一、第二の反射面がこの順に光軸方向に配置された全体が凹面状をなす凹面反射鏡であって、
前記凹面反射鏡の基体はガラスよりなり、当該基体には第一の反射面と第二の反射面との間に分割部を有していることを特徴とする光源装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−４１３６５（Ｐ２００８−４１３６５Ａ）
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２１２３８１（Ｐ２００６−２１２３８１）
【出願日】平成１８年８月３日（２００６．８．３）
【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２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月３日（２００６．８．３）
【出願人】（０００１０２２１２）ウシオ電機株式会社 (1,414)
【Ｆターム（参考）】
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