高圧放電ランプ、ランプユニット及び画像表示装置
【課題】小型且つ高効率で配光特性に優れ発光管の破損が生じ難い高圧放電ランプを提供する。
【解決手段】内部に水銀が封入され且つ一対の電極１３０の先端が対向配置された略球状の発光部１１１と、当該発光部１１１の両側に延設され前記電極１３０の基端が封止された封止部１１２とを有する発光管１１０を備えた高圧放電ランプ１０１であって、前記水銀の封入量が０．２〜０．４［ｍｇ／ｍｍ３］であり、接点Ｓから中心Ｏまでの長さＷが３．０〜５．０［ｍｍ］であり、接点ＴＯから中心Ｏまでの長さＣＯが１．５〜３．０［ｍｍ］であり、長さＣＭと長さＣＯとが、ＣＭ／ＣＯ≧０．８の関係を満たし、最小肉厚Ｘ［ｍｍ］と最大外径Ｄ［ｍｍ］とが、Ｘ／Ｄ≧０．２の関係を満たす構成とする。
【解決手段】内部に水銀が封入され且つ一対の電極１３０の先端が対向配置された略球状の発光部１１１と、当該発光部１１１の両側に延設され前記電極１３０の基端が封止された封止部１１２とを有する発光管１１０を備えた高圧放電ランプ１０１であって、前記水銀の封入量が０．２〜０．４［ｍｇ／ｍｍ３］であり、接点Ｓから中心Ｏまでの長さＷが３．０〜５．０［ｍｍ］であり、接点ＴＯから中心Ｏまでの長さＣＯが１．５〜３．０［ｍｍ］であり、長さＣＭと長さＣＯとが、ＣＭ／ＣＯ≧０．８の関係を満たし、最小肉厚Ｘ［ｍｍ］と最大外径Ｄ［ｍｍ］とが、Ｘ／Ｄ≧０．２の関係を満たす構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧放電ランプ、ランプユニット及び画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プロジェクタなどの画像表示装置には、凹面反射鏡に高圧放電ランプを組み込んだランプユニットが光源として使用されている。このようなランプユニットについて、スクリーン光束を大きくする技術として、特許文献１には、高圧放電ランプから出射された光束を効率良く反射鏡に捕捉させることが可能な発光管の形状が開示されている。当該発光管は、発光部における封止部近傍部分の外面の曲率半径が、前記発光部における中央部分の外面の曲率半径よりも小さいため、前記封止部近傍部分を透過する光束を発光管の管軸に対してより垂直に近い角度で前記発光部から出射させることができる。したがって、高圧放電ランプは、発光管の管軸に対して垂直な方向における光束レベルが高い優れた配光特性を有し、より多くの光束を反射鏡の反射面に集めることができるため、ランプユニットのスクリーン光束を大きくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２８５４１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、近年市場で要望されている小型且つ高効率の高圧放電ランプに特許文献１に係る発光管形状を採用しようと試みたところ、熱による発光管の破損が生じた。この破損は、封止部近傍部分の外面の曲率半径を小さくしたために、当該封止部近傍部分のガラスの肉厚が薄くなって発光部から封止部への熱伝導効率が低下し、ランプ点灯中の発光部の熱が封止部を経由して反射鏡側へ逃げ難くなったことが原因であると推測される。すなわち、発光部に熱が溜まって高温になるため、封止部における前記発光部に隣接する部分も高温になり、その部分に封止された電極周辺のガラスにクラックが発生して発光管が破損したものと考えられる。
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑み、小型且つ高効率で配光特性に優れ発光管の破損が生じ難い高圧放電ランプを提供することを目的とする。本発明の他の目的は、小型でスクリーン光束が高く故障し難いランプユニット及び画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る高圧放電ランプは、内部に水銀が封入され且つ一対の電極の先端が対向配置された略球状の発光部と、当該発光部の両側に延設され前記電極の基端が封止された封止部とを有する発光管を備えた高圧放電ランプであって、前記水銀の封入量が０．２〜０．４［ｍｇ／ｍｍ３］であり、前記発光管の管軸Ｚと前記発光管の内面との接点Ｓから前記発光部の中心Ｏまでの長さＷが３．０〜５．０［ｍｍ］であり、前記中心Ｏを通り且つ前記管軸Ｚに直交する垂直軸ＹＯと前記発光管の内面との接点ＴＯから前記中心Ｏまでの長さＣＯが１．５〜３．０［ｍｍ］であり、前記中心Ｏと前記接点Ｓとの中間点Ｍを通り且つ前記管軸Ｚに直交する垂直軸ＹＭと前記発光管の内面との接点ＴＭから前記中間点Ｍまでの長さＣＭと、前記長さＣＯとが、ＣＭ／ＣＯ≧０．８の関係を満たし、前記発光管における封止部近傍部分の最小肉厚Ｘ［ｍｍ］と、前記発光部の最大外径Ｄ［ｍｍ］とが、Ｘ／Ｄ≧０．２の関係を満たすことを特徴とする。
【０００７】
本発明に係るランプユニットは、前記高圧放電ランプと、当該高圧放電ランプの一方の封止部が取着されるネック部と前記高圧放電ランプから出射された光束を反射する回転楕円曲面とを有する反射鏡とを備えることを特徴とする。
本発明に係る画像表示装置は、前記ランプユニットを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る高圧放電ランプは、水銀の封入量が０．２〜０．４［ｍｇ／ｍｍ３］であり、長さＷが３．０〜５．０［ｍｍ］であり、長さＣＯが１．５〜３．０［ｍｍ］であるため、小型且つ高効率である。また、長さＣＭと長さＣＯとが、ＣＭ／ＣＯ≧０．８の関係を満たすため、配光特性に優れる。さらに、最小肉厚Ｘ［ｍｍ］と最大外径Ｄ［ｍｍ］とが、Ｘ／Ｄ≧０．２の関係を満たすため、発光管が破損し難い。
【０００９】
本発明に係るランプユニット及び画像表示装置は、上記のような小型且つ高効率で配光特性に優れ発光管が破損し難い高圧放電ランプを備えているため、小型でスクリーン光束が高く故障し難い。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係るランプユニットを示す図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図
【図２】本実施の形態に係るランプユニットを示す断面図
【図３】発光管における発光部周辺を示す断面図
【図４】Ｘ／Ｄと発光管の破損との関係を示す図であって、（ａ）は水銀密度が０．３［ｍｇ／ｍｍ３］の場合の関係を示す図、（ｂ）は水銀密度が０．４［ｍｇ／ｍｍ３］の場合の関係を示す図
【図５】ＣＭ／ＣＯと配光特性との関係を示す図
【図６】理想の配光特性を示す図
【図７】ＣＭ／ＣＯが発光部から出射される光束の光路に与える影響を説明するための図
【図８】反射鏡の仕様を説明するための図であって、（ａ）は□５０ｍｍ反射鏡を備えたランプユニットを示す断面図、（ｂ）は□３５ｍｍ反射鏡を備えたランプユニットを示す断面図
【図９】本実施の形態に係る画像表示装置の一例を示す一部破断斜視図
【図１０】本実施の形態に係る画像表示装置の他の一例を示す斜視図
【図１１】第１の変形例に係るランプユニットの発光部周辺を示す断面図
【図１２】第１の変形例に係るランプユニットの発光部周辺を示す断面図
【図１３】第２の変形例に係るランプユニットを示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本実施の形態に係る高圧放電ランプ、ランプユニット及び画像表示装置について、図面を参照しながら説明する。なお、各図面における部材の縮尺は実際のものとは異なる。また、本発明において、数値範囲を示す符号「〜」は、その両端の数値を含む。
［高圧放電ランプ及びランプユニットの概略構成］
図１は、本実施形態に係るランプユニットを示す図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図である。図１に示すように、ランプユニット１００は、本実施の形態に係る高圧放電ランプ１０１と、反射鏡１０２と、ハウジング１０３とを備える。
【００１２】
図２は、本実施の形態に係るランプユニットを示す断面図であって、ハウジングを省略している。図２に示すように、高圧放電ランプ１０１は、所謂ダブルエンド型の高圧水銀ランプであって、略球状の発光部１１１と当該発光部１１１の両側に連設された一対の封止部１１２とを有する石英ガラス製の発光管１１０と、一対の電極組立体１２０とを備え、例えば、定格電力が２００［Ｗ］、定格電圧が７０［Ｖ］である。
【００１３】
図３は、発光管における発光部周辺を示す断面図であり、電極組立体を省略している。図３に示すように、発光管１１０の発光部１１１は、例えば、最大外径Ｄが約９．０［ｍｍ］、外面の曲率半径が約５．４５［ｍｍ］であり、内部には容積が約６０［ｍｍ３］の放電空間１１３が形成されている。
また、発光部１１１は、発光管１１０の管軸Ｚと前記発光管１１０の内面との接点Ｓから前記発光部１１１の中心（放電空間１１３の中心）Ｏまでの長さＷが約４［ｍｍ］であり、前記中心Ｏを通り且つ前記管軸Ｚに直交する垂直軸ＹＯと前記発光管１１０の内面との接点ＴＯから前記中心Ｏまでの長さＣＯ（中心Ｏに相当する部分の内径半径）が約２．０［ｍｍ］であり、前記中心Ｏと前記接点Ｓとの中間点Ｍを通り且つ前記管軸Ｚに直交する垂直軸ＹＭと前記発光管１１０の内面との接点ＴＭから前記中間点Ｍまでの長さ（中間点Ｍに相当する部分の内径半径）ＣＭが約１．７［ｍｍ］であり、前記発光管１１０における封止部近傍部分１１４の最小肉厚Ｘが約１．９５［ｍｍ］である。
【００１４】
なお、本実施の形態において、発光部１１１の中心Ｏは、管軸Ｚ上であって、発光管の内面また、本願では、発光部１１１における垂直軸ＹＭよりも封止部１１２側の部分を封止部近傍部分１１４と定義し、発光部１１１における垂直軸ＹＭよりも中心Ｏ側を中央部分１１５と定義する。また、最小肉厚Ｘは、発光管１１０の外面における発光部１１１と封止部１１２との境界Ｕから発光管１１０の内面までの最短長さと定義する。また、発光部１１１の中心Ｏは、発光管１１０の管軸Ｚ上にあり、且つ、当該発光管１１０の内面によって区切られる
なお、発光部１１１に関する各寸法は上記に限定されず、高圧放電ランプ１０１の仕様により適宜変更可能である。但し、高圧放電ランプ１０１を小型にするために、長さＷは３．０〜５．０［ｍｍ］、長さＣＯは１．５〜３．０［ｍｍ］である。また、配光特性に優れた高圧放電ランプ１０１とするために、長さＣＭと長さＣＯとは、ＣＭ／ＣＯ≧０．８の関係を満たす。さらに、発光管１１０が破損し難いように、最小肉厚Ｘと最大外径Ｄとは、Ｘ／Ｄ≧０．２の関係を満たす。それらの理由についての詳細は後述する。
【００１５】
放電空間１１３には、例えば、発光物質としての水銀（Ｈｇ）が約０．２〜０．４［ｍｇ／ｍｍ３］、始動補助用の希ガスが約３０［ｋＰａ］、ハロゲン物質としての臭素（Ｂｒ）が約１０−７〜１０−２［μｍｏｌ／ｍｍ３］封入されており、ランプ点灯中の水銀蒸気圧は２０〜３０［ｋＰａ］程度である。高圧放電ランプ１０１は、水銀が約０．２〜０．４［ｍｇ／ｍｍ３］封入されているため高効率である。
【００１６】
なお、発光物質は水銀に限定されず、アルカリ金属原子などであっても良い。希ガスとしては、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）のいずれか又はそれらの少なくとも２種の混合ガスなどが挙げられる。ハロゲン物質としては、ヨウ素（Ｉ）、臭素（Ｂｒ）、塩素（Ｃｌ）のいずれか又はそれらの少なくとも２種の混合物質などが挙げられる。また、ランプ点灯中の水銀蒸気圧は２０〜３０［ｋＰａ］程度に限定されず、それよりも低くても高くても構わない。
【００１７】
図２に戻って、一対の封止部１１２は、例えば、略円柱状であって、外径が約５．２［ｍｍ］、中心Ｏからそれぞれの封止部１１２の先端までの長さが２２．５［ｍｍ］であって、それぞれに電極組立体１２０が封止されている。そして、片方の封止部１１２だけが、反射鏡１０２のネック部１６１に例えばセメント１６２などにより固定されている。なお、封止部１１２に関する各寸法は上記に限定されず、高圧放電ランプ１０１の仕様により適宜変更可能であるが、外径は５．０〜６．０［ｍｍ］であることが好ましい。
【００１８】
各電極組立体１２０は、電極１３０、金属箔１４０および外部リード線１５０を備え、それら電極１３０、金属箔１４０及び外部リード線１５０がこの順で例えば溶接などにより接合されたものであって、主として金属箔１４０の部分において封止部１１２に封止されている。
各電極１３０は、例えば、タングステン製の電極ピン１３１と、当該電極ピン１３１の先端に巻装され融着されたタングステン製のコイル１３２とを有する。それら電極１３０は、先端が放電空間１１３で約０．９５［ｍｍ］の間隔をあけて互いに対向し、且つ、基端が封止部１１２に封止された状態で、略一直線上に並べて配設されている。なお、一対の電極１３０の先端間の間隔すなわちアーク長は、高圧放電ランプを点光源に近づけるために、０．５〜２．０［ｍｍ］の範囲であることが好ましい。
【００１９】
電極１３０の先端は、コイル１３２を巻装することにより径が大きくなっており、これにより熱容量が大きくなっているため、前記電極１３０の劣化が軽減される。さらに、電極１３０の先端は、コイル１３２を巻装することにより表面積も大きくなっており、これにより放熱性が向上しているため、前記電極１３０が必要以上に高温にならない。なお、電極１３０による光束ケラレを軽減するために、前記電極１３０の先端は先細り形状であることが好ましい。
【００２０】
各金属箔１４０は、例えば、モリブデン製の略短冊状であって、長手方向の幅が約１４ ［ｍｍ］、短手方向の幅が約１．５［ｍｍ］、肉厚が約２０［μｍ］である。なお、金属箔１４０に関する各寸法は上記に限定されないが、長手方向の幅は１０〜２０［ｍｍ］、短手方向の幅は１．０〜２．０［ｍｍ］、肉厚は１０〜３０［μｍ］の範囲であることが好ましい。
【００２１】
金属箔１４０の長尺方向の一端部には電極１３０が接合され、他端部には外部リード線１５０が接合されている。そして、金属箔１４０の全体が封止部１１２内に埋め込まれている。このように、電極１３０と外部リード線１５０との間に金属箔１４０を介在させ、主に金属箔１４０の部分において電極組立体１２０を封止することで、放電空間１１３の気密性が確保されている。
【００２２】
外部リード線１５０は、例えば、モリブデン製であって、金属箔１４０側の端部が封止部１１２内に埋め込まれており、金属箔１４０とは反対側の端部が封止部１１２から外部に導出されている。
反射鏡１０２は、高圧放電ランプ１０１の一方の封止部１１２が取着されるネック部１６１と、前記高圧放電ランプ１０１から出射された光束をハウジング１０３側に反射する回転楕円曲面１６３と、を有する漏斗形状のダイクロイック反射鏡であって、ホウケイ酸ガラス、アルミノシリケートガラス、又は結晶化ガラスなどの耐熱性に優れた材料をプレス成形したものである。
【００２３】
回転楕円曲面１６３は、真空蒸着、スパッタリング、イオンアシスト法などによって光学的な多層膜を形成して形成されており、多層膜により光を波長別に透過させたり反射させたりすることで、反射鏡温度の上昇を抑制するとともに反射効率を高めている。
また、回転楕円曲面１６３は、ＯＦ２Ｒの角度がＯＦ２Ｑの角度以下である（図２に示す例では、角ＯＦ２Ｒと角ＯＦ２Ｑとは同じ角度である）。ここで、ＯＦ２Ｒの角度とは、中心Ｏを前記回転楕円曲面１６３の第１焦点Ｆ１に合わせた場合に、前記中心Ｏと、前記回転楕円曲面１６３の第２焦点Ｆ２と、前記一対の封止部のうちのネック部１６１に取着されていない方の封止部１１２の端面外周縁Ｒと、がなす角ＯＦ２Ｒの角度をいう。また、ＯＦ２Ｑの角度とは、前記中心Ｏと、前記第２焦点Ｆ２と、前記発光部の外面と前記垂直軸ＹＯとの接点Ｑと、がなす角ＯＦ２Ｑの角度をいう。また、回転楕円曲面１６３の長軸半径Ａと短軸半径Ｂとが、０．４≦（Ａ−Ｂ）／Ａ≦０．６の関係を満たす。したがって、高圧放電ランプ１０１は配光特性に優れている。それらの理由についての詳細は後述する。
【００２４】
図１に戻って、ハウジング１０３は、箱状の本体１７１を有し、当該本体１７１の反射鏡１０２とは反対側に平行化レンズ１７２が例えばシリコーン系の接着剤（不図示）などにより接着されたり、留め金（不図示）により保持されている。
本体１７１の互いに対向する一対の側壁１７３には、外気をそれぞれ本体１７１内に取り込むための冷却窓１７４が設けられており、反射鏡１０２とハウジング１０３とに囲まれた高圧放電ランプ１０１を効率的に冷却できるようになっている。したがって、高圧放電ランプ１０１の発光部１１１及び封止部１１２の温度を好適に維持することができ、熱による前記発光部１１１の劣化・破損が起こり難い。なお、各冷却窓１７４には、防塵のためのフィルター１７５が取り付けられている。
【００２５】
［発光部の形状の詳細］
次に、発光部１１１に関する各寸法の好適範囲を説明すると共に、その臨界的意義について説明する。
＜Ｘ／Ｄ≧０．２について＞
図４は、Ｘ／Ｄと発光管の破損との関係を示す図であって、（ａ）は水銀密度が０．３［ｍｇ／ｍｍ３］の場合の関係を示す図、（ｂ）は水銀密度が０．４［ｍｇ／ｍｍ３］の場合の関係を示す図である。図中における値は、破損数／評価サンプル数である。
【００２６】
Ｘ／Ｄの値が熱による発光管の破損に与える影響を調べるために、Ｘ／Ｄの値が異なる高圧放電ランプを種々作製して、それらの破損の頻度を評価した。具体的には、最大外径Ｄ［ｍｍ］が８．０［ｍｍ］、９．０［ｍｍ］及び１０．０［ｍｍ］の３種の仕様の高圧放電ランプについて、それぞれ発光部の外面の曲率半径を一定にし、最小肉厚Ｘを調整することによりＸ／Ｄの値を異ならしめて評価した。
【００２７】
各高圧放電ランプは、電力２００［Ｗ］で点灯させた。その際、発光部及び封止部の温度がなるべく高くなるように高圧放電ランプの冷却は行わず、ヒートショックの影響度合を高めた。点灯サイクルは１時間ＯＮ／３０分ＯＦＦの繰り返し、累計点灯は３０時間とした。肉厚は、Ｘ線装置で取り込んだ発光管１１０の画像を処理することにより求めた。なお、封止部近傍部分は発光部の両側にあるため、両方の封止部近傍部分の肉厚を計測し、より薄い方の肉厚を最小肉厚Ｘとした。
【００２８】
図４（ａ）に示すように、水銀密度が０．４[ｍｇ／ｍｍ３]の場合は、Ｘ／Ｄ≧０．２０の関係を満たせば発光管の破損は生じなかった。また、図４（ｂ）に示すように、水銀密度が０．４[ｍｇ／ｍｍ３]の場合も、Ｘ／Ｄ≧０．２０の関係を満たせば発光管の破損は生じなかった。
なお、水銀密度が０．４[ｍｇ／ｍｍ３]の場合は、水銀密度が０．３[ｍｇ／ｍｍ３]の場合と比べて、Ｘ／Ｄ＜０．２０未満の場合に、発光管の破損数が若干増大した。これは水銀密度が高くなったために水銀蒸気圧が高くなったことが影響していると推察できる。
【００２９】
次に、Ｘ／Ｄ≦０．２０の関係を満たす場合に発光管の破損が生じない理由について説明する。
まず、最大外径Ｄは、放電空間１１３の大きさと発光部１１１のガラスの厚みによって決まるが、放電空間には一定の大きさが必要であるため、高圧放電ランプを小型化するためには最大外径Ｄを小さくせざるを得ず、その結果、封止部近傍部分のガラスの肉厚は薄くならざるを得ない。
【００３０】
なお、放電空間に一定の大きさが必要である理由は、発光中心と発光管の内面との距離が近過ぎると、内面にタングステンが付着して、前記発光管が黒化したり、ハロゲンサイクルに異常が生じて電極が劣化したりするからである。また、放電空間が小さいと、発光管の内面の温度が高くなって当該発光管を構成する石英ガラスに白濁が生じ、光束が低下するからである。
【００３１】
次に、封止部近傍部分のガラスの肉厚が薄くなると、封止部の発光部近傍部分の温度が上昇するため、クラックが発生するおそれがある。なぜなら、タングステンからなる電極ピンの熱膨張係数が３８×１０−７［／℃］であるのに対して、石英ガラスからなる封止部の熱膨張係数は５×１０−７［／℃］であり、両者の熱膨張係数は大きく異なるため、封止部の発光部近傍部分が高温になると、熱膨張係数の差により応力が発生して、電極ピンの周りのガラスにクラックが発生したり、そのクラックが成長したりするからである。
【００３２】
特に、定格電力Ｐが１００〜３００[Ｗ]であり、最大外径Ｄと前記定格電力Ｐとが、Ｄ≦０．０２×Ｐ＋６の関係を満たす場合は（一例として、定格電力Ｐが２００［Ｗ］で最大外径Ｄが１０．０［ｍｍ］以下の場合は）、発光部１１１が高温になり易いため、応力の発生が顕著で新規にクラックが発生し易く、また高圧放電ランプ１０１の封止プロセス時に発生していたクラックの成長を助長させる。
【００３３】
本実施の形態に係る高圧放電ランプ１０１の発光部１１１は、最小肉厚Ｘ［ｍｍ］と最大外径Ｄ［ｍｍ］とが、Ｘ／Ｄ≧０．２の関係を満たしているために、封止部近傍部分１１４のガラスの肉厚が厚い。したがって、放電空間１１３内で発生し発光部１１１に伝播する熱が、前記封止部近傍部分１１４のガラスを介して封止部１１２に伝導し易く、前記発光部１１１の熱が前記封止部１１２を経由して反射鏡１０２側に効率良く逃げ易い。そのため、発光部１１１が高温になり難く、その結果、電極１３０が封止されている封止部１１２の発光部近傍部分１１６も高温になり難いため、前記電極１３０の周辺のガラスにクラックが発生し難く、発光管１１０に破損が生じ難い。
【００３４】
なお、回転楕円曲面１６３で反射した光束が発光部１１１に遮られることによって生じる光束ケラレを抑えるためには、最大外径Ｄはなるべく小さいことが好ましい。
＜ＣＭ／ＣＯ≧０．８０について＞
ＣＭ／ＣＯが配光特性に与える影響を調べるために、ＣＭ／ＣＯが異なる３種の仕様の高圧放電ランプを作製して、それらの配光特性を評価した。各高圧放電ランプは、いずれも、最大外径Ｄが９．０［ｍｍ］、長さＣＯが２．０［ｍｍ］、発光部の外面の曲率半径が５．４５ｍｍ［ｍｍ］である。配光特性は、中心Ｏを中心に発光管を３６０°回転させながら、中心Ｏから約３０ｃｍ離れた位置に設けた照度計によりランプ点灯時の照度を測定して評価した。
【００３５】
図５は、ＣＭ／ＣＯと配光特性との関係を示す図である。図６は、理想の配光特性を示す図である。図５に示すように、ＣＭ／ＣＯが０．７３の場合、封止部近傍部分の光束レベルが中央部分の光束レベルよりも高いハート型の配光特性を示した。ＣＭ／ＣＯが０．８０の場合、封止部近傍部分の光束レベルと中央部分の光束レベルとは略同じであり、ＣＭ／ＣＯが０．７３の場合と比べると、封止部近傍部分では光束レベルが下がり、中央部分では光束レベルが上がった。ＣＭ／ＣＯが０．８５の場合、封止部近傍部分の光束レベルよりも中央部分の光束レベルの方が高く、図６に示すような理想の配光特性に近似する配光特性を示した。
【００３６】
以上のように、ＣＭ／ＣＯが大きくなるほど配光特性が良好になり、ＣＭ／ＣＯ≧０．８０の場合、中央部分の光束レベルが封止部近傍部分の光束レベルと同等以上になることがわかった。ＣＭ／ＣＯが大きくなるほど配光特性が向上する理由は、ＣＭ／ＣＯが大きくなると、中間部分を透過する光束が発光管の管軸に対してより垂直に近い角度で発光部から出射される（垂直軸ＹＯに対してより平行に近い角度で発光部から出射される）ようになるからであると考えられる。
【００３７】
図７は、ＣＭ／ＣＯが発光部から出射される光束の光路に与える影響を説明するための図である。図７に示すように、ＣＭ／ＣＯが０．８０の場合、発光部１１１の中央部分１１５を透過する光束は光路Ｌ１を通る。一方、ＣＭ／ＣＯが０．７３の場合、発光管１１０の内面は仮想線で示すような形状になるため、発光部１１１の中央部分１１５を透過する光束は光路Ｌ２を通る。このように、ＣＭ／ＣＯが大きい程、中央部分１１５を透過する光束は発光管１１０の管軸Ｚに対してより垂直に近い角度で発光部１１１から出射される。言い換えれば、ＣＭ／ＣＯが大きい程、中央部分１１５を透過する光束と垂直軸ＹＯとのなす角度は小さくなる。したがって、管軸Ｚに対して垂直な方向における光束レベルが高くなり、配光特性が向上する。
【００３８】
図８は、反射鏡の仕様を説明するための図であって、（ａ）は□５０ｍｍ反射鏡を備えたランプユニットを示す断面図、（ｂ）は□３５ｍｍ反射鏡を備えたランプユニットを示す断面図である。
図８（ａ）に示すように、従来の反射鏡の一例としての□５０ｍｍ反射鏡は、例えば、第１焦点距離ｆ１が６．５［ｍｍ］、第２焦点距離ｆ２が１５０［ｍｍ］、楕円扁平率（Ａ−Ｂ）／Ａが０．５９であって、発光管から放射された光束に対する有効反射領域は、中心Ｏからネック部側に４８．３１［°］、開口側に３９．５９［°］の幅を有する。
【００３９】
□５０ｍｍ反射鏡を使用する場合は、高圧放電ランプのＣＭ／ＣＯが、０．７３、０．８０、０．８５のいずれの場合であっても、開口側において封止部近傍部分を透過した光束は反射鏡の有効反射領域に入るため、光束の集光に大きな問題点は生じない。また、ネック部側においても、配光に対して有効反射領域は８［°］程度の裕度があるので、やはり問題になる可能性は低い。
【００４０】
一方、図８（ｂ）に示すように、近年市場で要望されている小型の反射鏡の一例としての□３５ｍｍ反射鏡は、□５０ｍｍ反射鏡と比べて開口径及び第１焦点距離ｆ１がそれぞれ２〜３割程度小さく、例えば、第１焦点距離ｆ１が４．８［ｍｍ］、第２焦点距離ｆ２が６０［ｍｍ］、楕円扁平率（Ａ−Ｂ）／Ａが０．４８であって、発光管１１０から放射された光束の有効反射領域は、ネック部側で３０．４３［°］、開口側で３９．４６［°］である。そして、□５０ｍｍ反射鏡と比べると、ネック部側の有効反射領域が１７．８８［°］狭い。
【００４１】
このように有効反射領域が狭い□３５ｍｍ反射鏡は、第２焦点Ｆ２に集束する光束が低減する傾向にあり、ＣＭ／ＣＯが０．７３ｃの高圧放電ランプと組み合わせると、封止部近傍部分の１０［°］程度の光束が活かされず、その分だけ第２焦点Ｆ２に集束する光束が低減する。一方、ＣＭ／ＣＯが０．８０又は０．８５の高圧放電ランプとの組み合わせにおいては、それらの高圧放電ランプの配光特性は少なくとも中央部分の光束レベルと封止部近傍部分の光束レベルとが同等以上であるため、全光束に占めるロスとなる光束の割合が低く、若干、封止部近傍部分の光束がロスするだけで済み、スクリーン光束が著しく低下することはない。
【００４２】
なお、ＣＭ／ＣＯが０．８５ｃの高圧放電ランプは、中央部分の光束レベルが高い優れた配光特性を有するため、有効反射領域が狭い小型の反射鏡と組み合わせても光束を十分に活用することができる。
また、一般に、回転楕円曲面は、ネック部側端縁付近においては面精度が悪くなる傾向にあり、開口側端縁付近においては膜厚が他の箇所に比べて薄くなる傾向にあるのに対して、中央付近においてはそのような傾向が少ない。しかも、前記中央付近は、反射効率に対する重み付けが高く、スクリーン光束に対する影響度が高い。このような事情からも、ＣＭ／ＣＯが０．８５ｃの高圧放電ランプは、反射鏡と組み合わせるのに好適である。
【００４３】
但し、ＣＭ／ＣＯが０．９を超える場合、例えばＣＭ／ＣＯが０．９３の場合、第２焦点位置ｆ２に相当する照射面に集光する光束については照射面の中央部と周辺部とに大きな輝度差が生じ、多数の小レンズにて均一な光を作るレンズアレイを通して投影させたスクリーン上の光束についてもスクリーン上の中央部と周辺部とに著しい輝度差が生じる。したがって、スクリーン上の中央部と周辺部とにおける輝度差を小さくするために、ＣＭ／ＣＯは０．９以下であることが好ましい。
【００４４】
＜長さＣＯ及び長さＷについて＞
図３に示すように、長さＣＯが１．５〜３．０[ｍｍ]、且つ、長さＷが３．０〜５．０[ｍｍ]の場合は、発光部１１１の内面がなだらかな円弧形状となるため、放電空間１１３から発光部１１１のガラスに入射する光束は、垂直軸ＹＯとのなす角度が小さくなる。これにより、配光特性は中央部分にピークを持つ分布になる。そのため、有効反射領域の小さい小型の反射鏡と組み合わせても光束の絶対量が低下し難く、小型・薄型の画像表示装置に有効である。
【００４５】
ところが、長さＣＯが１．５［ｍｍ］未満の場合は、発光中心と発光部１１１の内面との距離が近くなり過ぎて、失透や黒化の問題を生じ易い。また、長さＣＯが３．０［ｍｍ］を超える場合は、発光部１１１の肉厚が薄くなり過ぎて耐圧性能の不足で発光管１１０が破損するおそれがある。
一方、長さＷが３．０［ｍｍ］未満の場合は、発光中心と封止部１１２の発光部近傍部分１１６との距離が近づき過ぎ、封止部１１２の発光部近傍部分１１６の温度が高くなり過ぎるため、発光管１１０に破損が生じるおそれがある。また、始動時に電極のタングステンがスパッタして内面に付き易いなどの不具合を生じる。また、長さＷが５．０［ｍｍ］を超える場合は、発光部１１１の封止部近傍部分１１４が発光中心から離れすぎるために温度が低くなり、水銀が全て気化しなくなるため光束が低下する。
【００４６】
＜発光部の成形方法＞
所望の形状の発光部を得るための発光管の製造方法について説明する。例えば、外径６［ｍｍ］、内径２［ｍｍ］、長さ１２００［ｍｍ］の石英管を４等分して、３００［ｍｍ］のカット管を得る。このカット管の両端を回転式のチャックで保持し、前記カット管を回転させながら前記カット管の中央部分をガスバーナーで過熱して軟化させる。その際、カット管の両端からアルゴンや窒素などの不活性ガスをカット管内に吹き込み、発光部の内面形状を形成する。また、同時に、カット管の中央部分の外周に金型治具を設けて加熱により膨らんだ部分を挟み込んで、発光部の外面形状を形成する。発光管の発光部については、このようにバーナー火力や不活性ガスの圧力、カット管の両端から中央部に押し込む力や速度などの条件を調整して加工形成する。
【００４７】
[反射鏡の形状についての詳細]
＜角ＯＦ２Ｒと角ＯＦ２Ｑの角度について＞
図２に示すように、高圧放電ランプ１０１と反射鏡１０２とは、中心Ｏと回転楕円曲面１６３の第１焦点Ｆ１とが一致するように位置合わせされている。そして、発光管１１０から発せられた光束は回転楕円曲面１６３における領域Ｇ〜Ｈの範囲で反射する。当該領域Ｇ〜Ｈの範囲で反射する光束は、その全てが回転楕円曲面１６３の第２焦点Ｆ２に集束するのが理想である。
【００４８】
しかしながら、第２焦点Ｆ２と接点Ｑとを結ぶ延長線が回転楕円曲面１６３と交わる点をＮとしたとき、領域Ｇ〜Ｎで反射する光束は、発光部１１１に遮られるためロスとなってしまう。さらに、第２焦点Ｆ２と端面外周縁Ｒとを結ぶ延長線が回転楕円曲面１６３と交わる点をＮ’としたとき、角ＯＦ２Ｒの角度が角ＯＦ２Ｑの角度よりも大きい場合には、領域Ｎ〜Ｎ’で反射する光束も、封止部１１２に遮られるためロスになってしまう。
【００４９】
したがって、領域Ｎ〜Ｎ’で反射する光束をロスしないためにも、角ＯＦ２Ｒの角度が角ＯＦ２Ｑの角度以下であることが好ましい。そうすれば、封止部１１２による光束ケラレがなくなるため、第２焦点Ｆ２に効率良く光束を集束することができ、ランプユニット１００のスクリーン光束を大きくすることができる。
具体的には、例えば、封止部１１２の先端の径を小さくすることで、角ＯＦ２Ｒの角度を角ＯＦ２Ｑの角度以下にすることができる。すなわち、図２において仮想線で示すように封止部１１２の先端の径が一定であり、角ＯＦ２Ｒ’の角度が角ＯＦ２Ｑの角度よりも大きくなってしまう場合において、前記封止部１１２の先端の径を小さくすれば、角ＯＦ２Ｒの角度を角ＯＦ２Ｑの角度以下にすることが可能である。
【００５０】
なお、封止部１１２の長さを短くしても角ＯＦ２Ｒの角度を角ＯＦ２Ｑの角度以下にすることができる。しかしながら、定格電力Ｐが高い場合においては、発光管１１０の温度を下げるために封止部１１２を長くしておく必要がある。このような場合は、封止部１１２の先端の径を小さくする構成が有効である。なお、封止部１１２の先端は、バーナーやレーザーなどで加熱して小さく加工することができる。
【００５１】
＜楕円扁平率（Ａ−Ｂ）／Ａについて＞
図２に示すように、回転楕円曲面１６３は、長軸半径Ａと短軸半径Ｂとが、０．４≦（Ａ−Ｂ）／Ａ≦０．５の関係を満たすことが好ましい。例えば、□３５ｍｍ反射鏡の場合、長軸半径Ａを３２．４［ｍｍ］、短軸半径Ｂを１６．９７１［ｍｍ］、第１焦点距離ｆ１を４．８［ｍｍ］、第２焦点距離ｆ２を６０［ｍｍ］とすれば、小型でスクリーン光束が高い反射鏡を得ることができる。この場合、（Ａ−Ｂ）／Ａは約０．４８となり、平行化レンズ１７２への入射角は約１９［°］となる。
【００５２】
（Ａ−Ｂ）／Ａ＞０．５の場合、上記□３５ｍｍ反射鏡では、第１焦点距離ｆ１が４．５［ｍｍ］以下となるため、発光管１１０の発光部１１１と反射鏡１０２の回転楕円曲面１６３との距離が近づき過ぎてしまう。そうすると、発光部１１１及び封止部１１２の温度が上昇し易くなり、発光管１１０が破損し易くなるため好ましくない。
一方、（Ａ−Ｂ）／Ａ＜０．４の場合、回転楕円曲面１６３の第２焦点Ｆ２に設置される平行化レンズ１７２（図１参照）への入射角が大きくなるため、平行化レンズ１７２の表面において無駄な反射が生じ光束がロスする。なお、例えば、第１焦点距離ｆ１が約１［ｍｍ］の両凹レンズを平行化レンズ１７２として用いる場合、光束のロスを抑えるためには入射角を２６．６［°］以下にしなければならない。
【００５３】
以上のような理由から、□３０ｍｍ反射鏡のような小型反射鏡の場合は、０．４≦（Ａ−Ｂ）／Ａ≦０．５の関係を満たすことが好ましい。なお、□５０ｍｍ反射鏡の場合は、長軸半径Ａ及び短軸半径Ｂがより大きくなるため、０．４≦（Ａ−Ｂ）／Ａ≦０．６の関係を満たせば良い。
［高効率の確認実験］
高効率化に対する本発明の効果を確認するため、以下の実験を行なった。
【００５４】
＜実験１＞
本発明の発光管を備えた高圧放電ランプ（最大外径Ｄが９．０［ｍｍ］、発光管外面の曲率半径が５．４５［ｍｍ］、長さＣＯが２．０［ｍｍ］、ＣＭ／ＣＯが０．８、長さＷが４．０［ｍｍ］、水銀密度が０．３［ｍｇ／ｍｍ３］）を□３５ｍｍ反射鏡（第１焦点距離ｆ１が４．８［ｍｍ］、第２焦点距離ｆ２が６０［ｍｍ］）に組み込んでランプユニットを作製した。そして、この作製したランプユニットを電力２００［Ｗ］にて点灯させ、アパーチャー径５φを通過させた出射光を積分球に集めてその照度［ｌｘ］を測定した。また、比較のために、従来の発光管を備えた高圧放電ランプ（最大外径Ｄが１０．２［ｍｍ］、発光管外面の曲率半径が５．１［ｍｍ］、長さＣＯが２．２［ｍｍ］、ＣＭ／ＣＯが０．７２、長さＷが４．０［ｍｍ］、水銀密度が０．３［ｍｇ／ｍｍ３］）を□５０ｍｍ反射鏡（第１焦点距離ｆ１が６．５［ｍｍ］、第２焦点距離ｆ２が１５０［ｍｍ］）に組み込んでランプユニットを作製し、作製したランプユニットに対して本発明の高圧放電ランプと同じ条件にてその照度を測定した。なお、アパーチャー径５φは各々の反射鏡の第２焦点位置に設け、出射光を通過させている。
【００５５】
評価の結果、本発明に係るランプユニットの照度は、従来品に係るランプユニットの照度に比べて約８［％］向上することがわかった。したがって、本発明のランプユニットは従来品に比べて、小型でありながら十分に高効率化が図れたランプであることがわかった。
＜実験２＞
次に、実験１で用いた従来の発光管を備えた高圧放電ランプを□３５ｍｍ反射鏡に同様に組み込んでランプユニットを作製し、実験１と同条件でアパーチャーφ５を通過させた出射光による照度を測定した。
【００５６】
その結果、実験１で用いた従来の発光管を備えた高圧放電ランプを□５０ｍｍ反射鏡に組み込んだ従来品に比べて、従来の発光管を備えた高圧放電ランプを□３５ｍｍ反射鏡に組み込んだランプユニットの照度は約３［％］低下することがわかった。
実験２より、単純に反射鏡を小型化すると反射鏡の有効反射領域が狭くなり、また図８に基づく説明で述べたように、発光管の配光特性に寄与するＣＭ／ＣＯが０．８未満であると封止部近傍の光束が照度に活かされなかったことが照度低下の要因であると推定できる。
【００５７】
なお、実験１において、本発明の発光管を備えた高圧放電ランプを□３５ｍｍ反射鏡に組み込んで照度向上ができた要因には、ＣＭ／ＣＯを０．８にすることで配光特性が改善し、封止部近傍の光束ロスを抑制できたことに加え、発光管の発光部を小さくしたことによる光束ケラレを抑えられたことよる影響と考えられる。
［画像表示装置］
図９は、本実施の形態に係る画像表示装置の一例を示す一部破断斜視図であって、内部の様子がわかるように筐体の天板を取り除いている。図９に示すように、本実施の形態に係る第１の画像表示装置２００は、前方に設置したスクリーン（図示しない）に向けて画像を投影する投射型のフロントプロジェクタであって、ＤＬＰ（登録商標）方式を採用している。当該画像表示装置２００は、筐体２０１内に、光源としてのランプユニット１００、ＤＭＤ（登録商標）や３色のカラーフィルタからなるカラーホイール（いずれも図示しない）などを有する光学ユニット２０２、前記ＤＭＤなどを駆動制御する制御ユニット２０３、投射レンズ２０４、冷却ファンユニット２０５、及び、商用電源から供給される電力を前記制御ユニット２０３やランプユニット１００に適した電力に変換して供給する電源ユニット２０６などが収納された構成を有する。
【００５８】
図１０は、本実施の形態に係る画像表示装置の他の一例を示す斜視図である。図１０に示すように、本実施の形態に係る第２の画像表示装置３００は、投射型のリアプロジェクタであって、光源としてのランプユニット１００、光学ユニット（図示しない）、投射レンズ（図示しない）及びミラー（図示しない）などが筐体３０１内に収納された構成であり、前記投射レンズから投射され前記ミラーで反射された画像が、透過式スクリーン３０２の裏側から投影されて画像を表示する。
【００５９】
第２及び第３の実施形態に係る画像表示装置２００，３００は、小型且つ高効率で配光特性に優れ発光管１１０が破損し難い高圧放電ランプ１０１を使用しているため、従来の画像表示装置に比べて、小型でスクリーン光束が高く故障し難い。
［変形例］
以上、本発明に係る高圧放電ランプ、ランプユニット及び画像表示装置を実施の形態に基づいて具体的に説明してきたが、本発明の内容は、上記の実施の形態に限定されず、例えば以下のような変形例が考えられる。
【００６０】
＜第１の変形例＞
図１１及び図１２は、第１の変形例に係るランプユニットの発光部周辺を示す断面図である。なお、図１１及び図１２における符号「Ｇ」、「Ｎ」及び「Ｎ’」は、図２における符号「Ｇ」、「Ｎ」及び「Ｎ’」と同じ意味をなす。
図１１に示すように、第１の変形例に係るランプユニットの反射鏡１０２には、回転楕円曲面１６３のネック部側（図１１における左側）に、さらに球面反射面１６４が形成されている。
【００６１】
球面反射面１６４を形成しない場合、回転楕円曲面１６３は図１１に仮想線で示すように領域Ｇ〜Ｎにも形成されるが、当該領域Ｇ〜Ｎで反射した光束は発光管１１０の発光部１１１に遮られて第２焦点Ｆ２に集束しない。
しかしながら、回転楕円曲面１６３の第１焦点Ｆ１を中心とする球面反射面１６４を、少なくとも領域Ｇ〜Ｎに相当する領域をカバーするように形成すれば、回転楕円曲面１６３の領域Ｇ〜Ｎで反射され発光部１１１に遮られるはずだった光束を、前記球面反射面１６４で反射させ中心Ｏに集束させることができる。中心Ｏに集束した光束は、その後、中心Ｏを通過し、発光部１１１を通り抜け、回転楕円曲面１６３で反射されて、第２焦点Ｆ２に集束する。このように、発光部１１１による光束ケラレでロスするはずであった光束を有効に活用することができるため、ランプユニットの集束効率が向上し、スクリーン光束が大きくなる。
【００６２】
また、球面反射面１６４を形成することによって得られる効果としては、上記以外に、発光管１１０と反射鏡１０２との距離が長くなることで、前記発光管１１０の局所的な温度上昇が抑えられ、高圧放電ランプが長寿命化することが挙げられる。
角ＯＦ２Ｒの角度が角ＯＦ２Ｑの角度よりも大きい場合は、図１２に示すように、少なくとも領域Ｇ〜Ｎ’に相当する領域をカバーするように球面反射面１６４を形成すれば良い。これにより、封止部１１２による光束ケラレでロスする分の光束も有効に活用することができる。
【００６３】
なお、球面反射面１６４を形成する場合は、当該球面反射面１６４で反射し中心Ｏに集束する光束によってネック部１６１側の電極１３０の温度が上昇し、当該電極１３０が劣化するおそれがある。そこで、ネック部１６１側の電極１３０の熱容量を他方側の電極１３０の熱容量よりも大きくして、ネック部１６１側の電極１３０の劣化を抑制することが考えられる。電極１３０の熱容量は、電極ピン１３１の径や、コイル１３２の径もしくはターン数などを調整することにより大きくすることができる。なお、それらの方法により電極１３０の熱容量を大きくする場合は、前記電極１３０によって光束が遮られないようにすることが好ましい。
【００６４】
＜第２の変形例＞
図１３は、第２の変形例に係るランプユニットを示す断面図である。図１３に示すように、第２の変形例に係るランプユニットは、高圧放電ランプ１０１と反射鏡１０２とがベース１０４により接合されている。
ベース１０４は、キャップ状であって、封止部１１２が挿通される挿通孔１８１を頂部に有し、外気を前記ベース１０４内に取り込むための一対の通風窓１８２を側部に有する。ベース１０４と反射鏡１０２とは、前記ベース１０４を前記反射鏡１０２のネック部１６１に外嵌させた状態で接着剤などにより固着されている。また、ベース１０４と高圧放電ランプ１０１とは、高圧放電ランプ１０１の封止部１１２を挿通孔１８１に挿通させた状態で接着剤などにより固着されている。高圧放電ランプ１０１と反射鏡１０２とをベース１０４によって接合する構成であるため、ネック部１６１と封止部１１２との隙間にはセメントが充填されておらず、前記隙間には空気が通るようになっている。
【００６５】
上記構成とすることで、ハウジングの冷却窓（図１参照）から反射鏡１０２内に流れ込む外気を、ネック部１６１と封止部１１２との隙間を通して、通風窓１８２からベース１０４外へ抜けさせることができる。これにより、高圧放電ランプ１０１の発光部１１１を効率的に冷却することができる。また、発光部１１１を効率的に冷却することによって、冷却用ファン（不図示）の流量を落とすことができ、画像表示装置の静音化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明に係る高圧放電ランプ、ランプユニット及び画像表示装置は、液晶プロジェクタやＤＭＤプロジェクタなどのプロジェクタに広く利用できる。
【符号の説明】
【００６７】
１００ ランプユニット
１０１ 高圧放電ランプ
１０２ 反射鏡
１０３ ハウジング
１１０ 発光管
１１１ 発光部
１１２ 封止部
１６１ ネック部
１６３ 回転楕円曲面
１６４ 球面反射面
１３０ 電極
１７４ 冷却窓
２００，３００ 画像表示装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧放電ランプ、ランプユニット及び画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プロジェクタなどの画像表示装置には、凹面反射鏡に高圧放電ランプを組み込んだランプユニットが光源として使用されている。このようなランプユニットについて、スクリーン光束を大きくする技術として、特許文献１には、高圧放電ランプから出射された光束を効率良く反射鏡に捕捉させることが可能な発光管の形状が開示されている。当該発光管は、発光部における封止部近傍部分の外面の曲率半径が、前記発光部における中央部分の外面の曲率半径よりも小さいため、前記封止部近傍部分を透過する光束を発光管の管軸に対してより垂直に近い角度で前記発光部から出射させることができる。したがって、高圧放電ランプは、発光管の管軸に対して垂直な方向における光束レベルが高い優れた配光特性を有し、より多くの光束を反射鏡の反射面に集めることができるため、ランプユニットのスクリーン光束を大きくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２８５４１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、近年市場で要望されている小型且つ高効率の高圧放電ランプに特許文献１に係る発光管形状を採用しようと試みたところ、熱による発光管の破損が生じた。この破損は、封止部近傍部分の外面の曲率半径を小さくしたために、当該封止部近傍部分のガラスの肉厚が薄くなって発光部から封止部への熱伝導効率が低下し、ランプ点灯中の発光部の熱が封止部を経由して反射鏡側へ逃げ難くなったことが原因であると推測される。すなわち、発光部に熱が溜まって高温になるため、封止部における前記発光部に隣接する部分も高温になり、その部分に封止された電極周辺のガラスにクラックが発生して発光管が破損したものと考えられる。
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑み、小型且つ高効率で配光特性に優れ発光管の破損が生じ難い高圧放電ランプを提供することを目的とする。本発明の他の目的は、小型でスクリーン光束が高く故障し難いランプユニット及び画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る高圧放電ランプは、内部に水銀が封入され且つ一対の電極の先端が対向配置された略球状の発光部と、当該発光部の両側に延設され前記電極の基端が封止された封止部とを有する発光管を備えた高圧放電ランプであって、前記水銀の封入量が０．２〜０．４［ｍｇ／ｍｍ３］であり、前記発光管の管軸Ｚと前記発光管の内面との接点Ｓから前記発光部の中心Ｏまでの長さＷが３．０〜５．０［ｍｍ］であり、前記中心Ｏを通り且つ前記管軸Ｚに直交する垂直軸ＹＯと前記発光管の内面との接点ＴＯから前記中心Ｏまでの長さＣＯが１．５〜３．０［ｍｍ］であり、前記中心Ｏと前記接点Ｓとの中間点Ｍを通り且つ前記管軸Ｚに直交する垂直軸ＹＭと前記発光管の内面との接点ＴＭから前記中間点Ｍまでの長さＣＭと、前記長さＣＯとが、ＣＭ／ＣＯ≧０．８の関係を満たし、前記発光管における封止部近傍部分の最小肉厚Ｘ［ｍｍ］と、前記発光部の最大外径Ｄ［ｍｍ］とが、Ｘ／Ｄ≧０．２の関係を満たすことを特徴とする。
【０００７】
本発明に係るランプユニットは、前記高圧放電ランプと、当該高圧放電ランプの一方の封止部が取着されるネック部と前記高圧放電ランプから出射された光束を反射する回転楕円曲面とを有する反射鏡とを備えることを特徴とする。
本発明に係る画像表示装置は、前記ランプユニットを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る高圧放電ランプは、水銀の封入量が０．２〜０．４［ｍｇ／ｍｍ３］であり、長さＷが３．０〜５．０［ｍｍ］であり、長さＣＯが１．５〜３．０［ｍｍ］であるため、小型且つ高効率である。また、長さＣＭと長さＣＯとが、ＣＭ／ＣＯ≧０．８の関係を満たすため、配光特性に優れる。さらに、最小肉厚Ｘ［ｍｍ］と最大外径Ｄ［ｍｍ］とが、Ｘ／Ｄ≧０．２の関係を満たすため、発光管が破損し難い。
【０００９】
本発明に係るランプユニット及び画像表示装置は、上記のような小型且つ高効率で配光特性に優れ発光管が破損し難い高圧放電ランプを備えているため、小型でスクリーン光束が高く故障し難い。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係るランプユニットを示す図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図
【図２】本実施の形態に係るランプユニットを示す断面図
【図３】発光管における発光部周辺を示す断面図
【図４】Ｘ／Ｄと発光管の破損との関係を示す図であって、（ａ）は水銀密度が０．３［ｍｇ／ｍｍ３］の場合の関係を示す図、（ｂ）は水銀密度が０．４［ｍｇ／ｍｍ３］の場合の関係を示す図
【図５】ＣＭ／ＣＯと配光特性との関係を示す図
【図６】理想の配光特性を示す図
【図７】ＣＭ／ＣＯが発光部から出射される光束の光路に与える影響を説明するための図
【図８】反射鏡の仕様を説明するための図であって、（ａ）は□５０ｍｍ反射鏡を備えたランプユニットを示す断面図、（ｂ）は□３５ｍｍ反射鏡を備えたランプユニットを示す断面図
【図９】本実施の形態に係る画像表示装置の一例を示す一部破断斜視図
【図１０】本実施の形態に係る画像表示装置の他の一例を示す斜視図
【図１１】第１の変形例に係るランプユニットの発光部周辺を示す断面図
【図１２】第１の変形例に係るランプユニットの発光部周辺を示す断面図
【図１３】第２の変形例に係るランプユニットを示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本実施の形態に係る高圧放電ランプ、ランプユニット及び画像表示装置について、図面を参照しながら説明する。なお、各図面における部材の縮尺は実際のものとは異なる。また、本発明において、数値範囲を示す符号「〜」は、その両端の数値を含む。
［高圧放電ランプ及びランプユニットの概略構成］
図１は、本実施形態に係るランプユニットを示す図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図である。図１に示すように、ランプユニット１００は、本実施の形態に係る高圧放電ランプ１０１と、反射鏡１０２と、ハウジング１０３とを備える。
【００１２】
図２は、本実施の形態に係るランプユニットを示す断面図であって、ハウジングを省略している。図２に示すように、高圧放電ランプ１０１は、所謂ダブルエンド型の高圧水銀ランプであって、略球状の発光部１１１と当該発光部１１１の両側に連設された一対の封止部１１２とを有する石英ガラス製の発光管１１０と、一対の電極組立体１２０とを備え、例えば、定格電力が２００［Ｗ］、定格電圧が７０［Ｖ］である。
【００１３】
図３は、発光管における発光部周辺を示す断面図であり、電極組立体を省略している。図３に示すように、発光管１１０の発光部１１１は、例えば、最大外径Ｄが約９．０［ｍｍ］、外面の曲率半径が約５．４５［ｍｍ］であり、内部には容積が約６０［ｍｍ３］の放電空間１１３が形成されている。
また、発光部１１１は、発光管１１０の管軸Ｚと前記発光管１１０の内面との接点Ｓから前記発光部１１１の中心（放電空間１１３の中心）Ｏまでの長さＷが約４［ｍｍ］であり、前記中心Ｏを通り且つ前記管軸Ｚに直交する垂直軸ＹＯと前記発光管１１０の内面との接点ＴＯから前記中心Ｏまでの長さＣＯ（中心Ｏに相当する部分の内径半径）が約２．０［ｍｍ］であり、前記中心Ｏと前記接点Ｓとの中間点Ｍを通り且つ前記管軸Ｚに直交する垂直軸ＹＭと前記発光管１１０の内面との接点ＴＭから前記中間点Ｍまでの長さ（中間点Ｍに相当する部分の内径半径）ＣＭが約１．７［ｍｍ］であり、前記発光管１１０における封止部近傍部分１１４の最小肉厚Ｘが約１．９５［ｍｍ］である。
【００１４】
なお、本実施の形態において、発光部１１１の中心Ｏは、管軸Ｚ上であって、発光管の内面また、本願では、発光部１１１における垂直軸ＹＭよりも封止部１１２側の部分を封止部近傍部分１１４と定義し、発光部１１１における垂直軸ＹＭよりも中心Ｏ側を中央部分１１５と定義する。また、最小肉厚Ｘは、発光管１１０の外面における発光部１１１と封止部１１２との境界Ｕから発光管１１０の内面までの最短長さと定義する。また、発光部１１１の中心Ｏは、発光管１１０の管軸Ｚ上にあり、且つ、当該発光管１１０の内面によって区切られる
なお、発光部１１１に関する各寸法は上記に限定されず、高圧放電ランプ１０１の仕様により適宜変更可能である。但し、高圧放電ランプ１０１を小型にするために、長さＷは３．０〜５．０［ｍｍ］、長さＣＯは１．５〜３．０［ｍｍ］である。また、配光特性に優れた高圧放電ランプ１０１とするために、長さＣＭと長さＣＯとは、ＣＭ／ＣＯ≧０．８の関係を満たす。さらに、発光管１１０が破損し難いように、最小肉厚Ｘと最大外径Ｄとは、Ｘ／Ｄ≧０．２の関係を満たす。それらの理由についての詳細は後述する。
【００１５】
放電空間１１３には、例えば、発光物質としての水銀（Ｈｇ）が約０．２〜０．４［ｍｇ／ｍｍ３］、始動補助用の希ガスが約３０［ｋＰａ］、ハロゲン物質としての臭素（Ｂｒ）が約１０−７〜１０−２［μｍｏｌ／ｍｍ３］封入されており、ランプ点灯中の水銀蒸気圧は２０〜３０［ｋＰａ］程度である。高圧放電ランプ１０１は、水銀が約０．２〜０．４［ｍｇ／ｍｍ３］封入されているため高効率である。
【００１６】
なお、発光物質は水銀に限定されず、アルカリ金属原子などであっても良い。希ガスとしては、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）のいずれか又はそれらの少なくとも２種の混合ガスなどが挙げられる。ハロゲン物質としては、ヨウ素（Ｉ）、臭素（Ｂｒ）、塩素（Ｃｌ）のいずれか又はそれらの少なくとも２種の混合物質などが挙げられる。また、ランプ点灯中の水銀蒸気圧は２０〜３０［ｋＰａ］程度に限定されず、それよりも低くても高くても構わない。
【００１７】
図２に戻って、一対の封止部１１２は、例えば、略円柱状であって、外径が約５．２［ｍｍ］、中心Ｏからそれぞれの封止部１１２の先端までの長さが２２．５［ｍｍ］であって、それぞれに電極組立体１２０が封止されている。そして、片方の封止部１１２だけが、反射鏡１０２のネック部１６１に例えばセメント１６２などにより固定されている。なお、封止部１１２に関する各寸法は上記に限定されず、高圧放電ランプ１０１の仕様により適宜変更可能であるが、外径は５．０〜６．０［ｍｍ］であることが好ましい。
【００１８】
各電極組立体１２０は、電極１３０、金属箔１４０および外部リード線１５０を備え、それら電極１３０、金属箔１４０及び外部リード線１５０がこの順で例えば溶接などにより接合されたものであって、主として金属箔１４０の部分において封止部１１２に封止されている。
各電極１３０は、例えば、タングステン製の電極ピン１３１と、当該電極ピン１３１の先端に巻装され融着されたタングステン製のコイル１３２とを有する。それら電極１３０は、先端が放電空間１１３で約０．９５［ｍｍ］の間隔をあけて互いに対向し、且つ、基端が封止部１１２に封止された状態で、略一直線上に並べて配設されている。なお、一対の電極１３０の先端間の間隔すなわちアーク長は、高圧放電ランプを点光源に近づけるために、０．５〜２．０［ｍｍ］の範囲であることが好ましい。
【００１９】
電極１３０の先端は、コイル１３２を巻装することにより径が大きくなっており、これにより熱容量が大きくなっているため、前記電極１３０の劣化が軽減される。さらに、電極１３０の先端は、コイル１３２を巻装することにより表面積も大きくなっており、これにより放熱性が向上しているため、前記電極１３０が必要以上に高温にならない。なお、電極１３０による光束ケラレを軽減するために、前記電極１３０の先端は先細り形状であることが好ましい。
【００２０】
各金属箔１４０は、例えば、モリブデン製の略短冊状であって、長手方向の幅が約１４ ［ｍｍ］、短手方向の幅が約１．５［ｍｍ］、肉厚が約２０［μｍ］である。なお、金属箔１４０に関する各寸法は上記に限定されないが、長手方向の幅は１０〜２０［ｍｍ］、短手方向の幅は１．０〜２．０［ｍｍ］、肉厚は１０〜３０［μｍ］の範囲であることが好ましい。
【００２１】
金属箔１４０の長尺方向の一端部には電極１３０が接合され、他端部には外部リード線１５０が接合されている。そして、金属箔１４０の全体が封止部１１２内に埋め込まれている。このように、電極１３０と外部リード線１５０との間に金属箔１４０を介在させ、主に金属箔１４０の部分において電極組立体１２０を封止することで、放電空間１１３の気密性が確保されている。
【００２２】
外部リード線１５０は、例えば、モリブデン製であって、金属箔１４０側の端部が封止部１１２内に埋め込まれており、金属箔１４０とは反対側の端部が封止部１１２から外部に導出されている。
反射鏡１０２は、高圧放電ランプ１０１の一方の封止部１１２が取着されるネック部１６１と、前記高圧放電ランプ１０１から出射された光束をハウジング１０３側に反射する回転楕円曲面１６３と、を有する漏斗形状のダイクロイック反射鏡であって、ホウケイ酸ガラス、アルミノシリケートガラス、又は結晶化ガラスなどの耐熱性に優れた材料をプレス成形したものである。
【００２３】
回転楕円曲面１６３は、真空蒸着、スパッタリング、イオンアシスト法などによって光学的な多層膜を形成して形成されており、多層膜により光を波長別に透過させたり反射させたりすることで、反射鏡温度の上昇を抑制するとともに反射効率を高めている。
また、回転楕円曲面１６３は、ＯＦ２Ｒの角度がＯＦ２Ｑの角度以下である（図２に示す例では、角ＯＦ２Ｒと角ＯＦ２Ｑとは同じ角度である）。ここで、ＯＦ２Ｒの角度とは、中心Ｏを前記回転楕円曲面１６３の第１焦点Ｆ１に合わせた場合に、前記中心Ｏと、前記回転楕円曲面１６３の第２焦点Ｆ２と、前記一対の封止部のうちのネック部１６１に取着されていない方の封止部１１２の端面外周縁Ｒと、がなす角ＯＦ２Ｒの角度をいう。また、ＯＦ２Ｑの角度とは、前記中心Ｏと、前記第２焦点Ｆ２と、前記発光部の外面と前記垂直軸ＹＯとの接点Ｑと、がなす角ＯＦ２Ｑの角度をいう。また、回転楕円曲面１６３の長軸半径Ａと短軸半径Ｂとが、０．４≦（Ａ−Ｂ）／Ａ≦０．６の関係を満たす。したがって、高圧放電ランプ１０１は配光特性に優れている。それらの理由についての詳細は後述する。
【００２４】
図１に戻って、ハウジング１０３は、箱状の本体１７１を有し、当該本体１７１の反射鏡１０２とは反対側に平行化レンズ１７２が例えばシリコーン系の接着剤（不図示）などにより接着されたり、留め金（不図示）により保持されている。
本体１７１の互いに対向する一対の側壁１７３には、外気をそれぞれ本体１７１内に取り込むための冷却窓１７４が設けられており、反射鏡１０２とハウジング１０３とに囲まれた高圧放電ランプ１０１を効率的に冷却できるようになっている。したがって、高圧放電ランプ１０１の発光部１１１及び封止部１１２の温度を好適に維持することができ、熱による前記発光部１１１の劣化・破損が起こり難い。なお、各冷却窓１７４には、防塵のためのフィルター１７５が取り付けられている。
【００２５】
［発光部の形状の詳細］
次に、発光部１１１に関する各寸法の好適範囲を説明すると共に、その臨界的意義について説明する。
＜Ｘ／Ｄ≧０．２について＞
図４は、Ｘ／Ｄと発光管の破損との関係を示す図であって、（ａ）は水銀密度が０．３［ｍｇ／ｍｍ３］の場合の関係を示す図、（ｂ）は水銀密度が０．４［ｍｇ／ｍｍ３］の場合の関係を示す図である。図中における値は、破損数／評価サンプル数である。
【００２６】
Ｘ／Ｄの値が熱による発光管の破損に与える影響を調べるために、Ｘ／Ｄの値が異なる高圧放電ランプを種々作製して、それらの破損の頻度を評価した。具体的には、最大外径Ｄ［ｍｍ］が８．０［ｍｍ］、９．０［ｍｍ］及び１０．０［ｍｍ］の３種の仕様の高圧放電ランプについて、それぞれ発光部の外面の曲率半径を一定にし、最小肉厚Ｘを調整することによりＸ／Ｄの値を異ならしめて評価した。
【００２７】
各高圧放電ランプは、電力２００［Ｗ］で点灯させた。その際、発光部及び封止部の温度がなるべく高くなるように高圧放電ランプの冷却は行わず、ヒートショックの影響度合を高めた。点灯サイクルは１時間ＯＮ／３０分ＯＦＦの繰り返し、累計点灯は３０時間とした。肉厚は、Ｘ線装置で取り込んだ発光管１１０の画像を処理することにより求めた。なお、封止部近傍部分は発光部の両側にあるため、両方の封止部近傍部分の肉厚を計測し、より薄い方の肉厚を最小肉厚Ｘとした。
【００２８】
図４（ａ）に示すように、水銀密度が０．４[ｍｇ／ｍｍ３]の場合は、Ｘ／Ｄ≧０．２０の関係を満たせば発光管の破損は生じなかった。また、図４（ｂ）に示すように、水銀密度が０．４[ｍｇ／ｍｍ３]の場合も、Ｘ／Ｄ≧０．２０の関係を満たせば発光管の破損は生じなかった。
なお、水銀密度が０．４[ｍｇ／ｍｍ３]の場合は、水銀密度が０．３[ｍｇ／ｍｍ３]の場合と比べて、Ｘ／Ｄ＜０．２０未満の場合に、発光管の破損数が若干増大した。これは水銀密度が高くなったために水銀蒸気圧が高くなったことが影響していると推察できる。
【００２９】
次に、Ｘ／Ｄ≦０．２０の関係を満たす場合に発光管の破損が生じない理由について説明する。
まず、最大外径Ｄは、放電空間１１３の大きさと発光部１１１のガラスの厚みによって決まるが、放電空間には一定の大きさが必要であるため、高圧放電ランプを小型化するためには最大外径Ｄを小さくせざるを得ず、その結果、封止部近傍部分のガラスの肉厚は薄くならざるを得ない。
【００３０】
なお、放電空間に一定の大きさが必要である理由は、発光中心と発光管の内面との距離が近過ぎると、内面にタングステンが付着して、前記発光管が黒化したり、ハロゲンサイクルに異常が生じて電極が劣化したりするからである。また、放電空間が小さいと、発光管の内面の温度が高くなって当該発光管を構成する石英ガラスに白濁が生じ、光束が低下するからである。
【００３１】
次に、封止部近傍部分のガラスの肉厚が薄くなると、封止部の発光部近傍部分の温度が上昇するため、クラックが発生するおそれがある。なぜなら、タングステンからなる電極ピンの熱膨張係数が３８×１０−７［／℃］であるのに対して、石英ガラスからなる封止部の熱膨張係数は５×１０−７［／℃］であり、両者の熱膨張係数は大きく異なるため、封止部の発光部近傍部分が高温になると、熱膨張係数の差により応力が発生して、電極ピンの周りのガラスにクラックが発生したり、そのクラックが成長したりするからである。
【００３２】
特に、定格電力Ｐが１００〜３００[Ｗ]であり、最大外径Ｄと前記定格電力Ｐとが、Ｄ≦０．０２×Ｐ＋６の関係を満たす場合は（一例として、定格電力Ｐが２００［Ｗ］で最大外径Ｄが１０．０［ｍｍ］以下の場合は）、発光部１１１が高温になり易いため、応力の発生が顕著で新規にクラックが発生し易く、また高圧放電ランプ１０１の封止プロセス時に発生していたクラックの成長を助長させる。
【００３３】
本実施の形態に係る高圧放電ランプ１０１の発光部１１１は、最小肉厚Ｘ［ｍｍ］と最大外径Ｄ［ｍｍ］とが、Ｘ／Ｄ≧０．２の関係を満たしているために、封止部近傍部分１１４のガラスの肉厚が厚い。したがって、放電空間１１３内で発生し発光部１１１に伝播する熱が、前記封止部近傍部分１１４のガラスを介して封止部１１２に伝導し易く、前記発光部１１１の熱が前記封止部１１２を経由して反射鏡１０２側に効率良く逃げ易い。そのため、発光部１１１が高温になり難く、その結果、電極１３０が封止されている封止部１１２の発光部近傍部分１１６も高温になり難いため、前記電極１３０の周辺のガラスにクラックが発生し難く、発光管１１０に破損が生じ難い。
【００３４】
なお、回転楕円曲面１６３で反射した光束が発光部１１１に遮られることによって生じる光束ケラレを抑えるためには、最大外径Ｄはなるべく小さいことが好ましい。
＜ＣＭ／ＣＯ≧０．８０について＞
ＣＭ／ＣＯが配光特性に与える影響を調べるために、ＣＭ／ＣＯが異なる３種の仕様の高圧放電ランプを作製して、それらの配光特性を評価した。各高圧放電ランプは、いずれも、最大外径Ｄが９．０［ｍｍ］、長さＣＯが２．０［ｍｍ］、発光部の外面の曲率半径が５．４５ｍｍ［ｍｍ］である。配光特性は、中心Ｏを中心に発光管を３６０°回転させながら、中心Ｏから約３０ｃｍ離れた位置に設けた照度計によりランプ点灯時の照度を測定して評価した。
【００３５】
図５は、ＣＭ／ＣＯと配光特性との関係を示す図である。図６は、理想の配光特性を示す図である。図５に示すように、ＣＭ／ＣＯが０．７３の場合、封止部近傍部分の光束レベルが中央部分の光束レベルよりも高いハート型の配光特性を示した。ＣＭ／ＣＯが０．８０の場合、封止部近傍部分の光束レベルと中央部分の光束レベルとは略同じであり、ＣＭ／ＣＯが０．７３の場合と比べると、封止部近傍部分では光束レベルが下がり、中央部分では光束レベルが上がった。ＣＭ／ＣＯが０．８５の場合、封止部近傍部分の光束レベルよりも中央部分の光束レベルの方が高く、図６に示すような理想の配光特性に近似する配光特性を示した。
【００３６】
以上のように、ＣＭ／ＣＯが大きくなるほど配光特性が良好になり、ＣＭ／ＣＯ≧０．８０の場合、中央部分の光束レベルが封止部近傍部分の光束レベルと同等以上になることがわかった。ＣＭ／ＣＯが大きくなるほど配光特性が向上する理由は、ＣＭ／ＣＯが大きくなると、中間部分を透過する光束が発光管の管軸に対してより垂直に近い角度で発光部から出射される（垂直軸ＹＯに対してより平行に近い角度で発光部から出射される）ようになるからであると考えられる。
【００３７】
図７は、ＣＭ／ＣＯが発光部から出射される光束の光路に与える影響を説明するための図である。図７に示すように、ＣＭ／ＣＯが０．８０の場合、発光部１１１の中央部分１１５を透過する光束は光路Ｌ１を通る。一方、ＣＭ／ＣＯが０．７３の場合、発光管１１０の内面は仮想線で示すような形状になるため、発光部１１１の中央部分１１５を透過する光束は光路Ｌ２を通る。このように、ＣＭ／ＣＯが大きい程、中央部分１１５を透過する光束は発光管１１０の管軸Ｚに対してより垂直に近い角度で発光部１１１から出射される。言い換えれば、ＣＭ／ＣＯが大きい程、中央部分１１５を透過する光束と垂直軸ＹＯとのなす角度は小さくなる。したがって、管軸Ｚに対して垂直な方向における光束レベルが高くなり、配光特性が向上する。
【００３８】
図８は、反射鏡の仕様を説明するための図であって、（ａ）は□５０ｍｍ反射鏡を備えたランプユニットを示す断面図、（ｂ）は□３５ｍｍ反射鏡を備えたランプユニットを示す断面図である。
図８（ａ）に示すように、従来の反射鏡の一例としての□５０ｍｍ反射鏡は、例えば、第１焦点距離ｆ１が６．５［ｍｍ］、第２焦点距離ｆ２が１５０［ｍｍ］、楕円扁平率（Ａ−Ｂ）／Ａが０．５９であって、発光管から放射された光束に対する有効反射領域は、中心Ｏからネック部側に４８．３１［°］、開口側に３９．５９［°］の幅を有する。
【００３９】
□５０ｍｍ反射鏡を使用する場合は、高圧放電ランプのＣＭ／ＣＯが、０．７３、０．８０、０．８５のいずれの場合であっても、開口側において封止部近傍部分を透過した光束は反射鏡の有効反射領域に入るため、光束の集光に大きな問題点は生じない。また、ネック部側においても、配光に対して有効反射領域は８［°］程度の裕度があるので、やはり問題になる可能性は低い。
【００４０】
一方、図８（ｂ）に示すように、近年市場で要望されている小型の反射鏡の一例としての□３５ｍｍ反射鏡は、□５０ｍｍ反射鏡と比べて開口径及び第１焦点距離ｆ１がそれぞれ２〜３割程度小さく、例えば、第１焦点距離ｆ１が４．８［ｍｍ］、第２焦点距離ｆ２が６０［ｍｍ］、楕円扁平率（Ａ−Ｂ）／Ａが０．４８であって、発光管１１０から放射された光束の有効反射領域は、ネック部側で３０．４３［°］、開口側で３９．４６［°］である。そして、□５０ｍｍ反射鏡と比べると、ネック部側の有効反射領域が１７．８８［°］狭い。
【００４１】
このように有効反射領域が狭い□３５ｍｍ反射鏡は、第２焦点Ｆ２に集束する光束が低減する傾向にあり、ＣＭ／ＣＯが０．７３ｃの高圧放電ランプと組み合わせると、封止部近傍部分の１０［°］程度の光束が活かされず、その分だけ第２焦点Ｆ２に集束する光束が低減する。一方、ＣＭ／ＣＯが０．８０又は０．８５の高圧放電ランプとの組み合わせにおいては、それらの高圧放電ランプの配光特性は少なくとも中央部分の光束レベルと封止部近傍部分の光束レベルとが同等以上であるため、全光束に占めるロスとなる光束の割合が低く、若干、封止部近傍部分の光束がロスするだけで済み、スクリーン光束が著しく低下することはない。
【００４２】
なお、ＣＭ／ＣＯが０．８５ｃの高圧放電ランプは、中央部分の光束レベルが高い優れた配光特性を有するため、有効反射領域が狭い小型の反射鏡と組み合わせても光束を十分に活用することができる。
また、一般に、回転楕円曲面は、ネック部側端縁付近においては面精度が悪くなる傾向にあり、開口側端縁付近においては膜厚が他の箇所に比べて薄くなる傾向にあるのに対して、中央付近においてはそのような傾向が少ない。しかも、前記中央付近は、反射効率に対する重み付けが高く、スクリーン光束に対する影響度が高い。このような事情からも、ＣＭ／ＣＯが０．８５ｃの高圧放電ランプは、反射鏡と組み合わせるのに好適である。
【００４３】
但し、ＣＭ／ＣＯが０．９を超える場合、例えばＣＭ／ＣＯが０．９３の場合、第２焦点位置ｆ２に相当する照射面に集光する光束については照射面の中央部と周辺部とに大きな輝度差が生じ、多数の小レンズにて均一な光を作るレンズアレイを通して投影させたスクリーン上の光束についてもスクリーン上の中央部と周辺部とに著しい輝度差が生じる。したがって、スクリーン上の中央部と周辺部とにおける輝度差を小さくするために、ＣＭ／ＣＯは０．９以下であることが好ましい。
【００４４】
＜長さＣＯ及び長さＷについて＞
図３に示すように、長さＣＯが１．５〜３．０[ｍｍ]、且つ、長さＷが３．０〜５．０[ｍｍ]の場合は、発光部１１１の内面がなだらかな円弧形状となるため、放電空間１１３から発光部１１１のガラスに入射する光束は、垂直軸ＹＯとのなす角度が小さくなる。これにより、配光特性は中央部分にピークを持つ分布になる。そのため、有効反射領域の小さい小型の反射鏡と組み合わせても光束の絶対量が低下し難く、小型・薄型の画像表示装置に有効である。
【００４５】
ところが、長さＣＯが１．５［ｍｍ］未満の場合は、発光中心と発光部１１１の内面との距離が近くなり過ぎて、失透や黒化の問題を生じ易い。また、長さＣＯが３．０［ｍｍ］を超える場合は、発光部１１１の肉厚が薄くなり過ぎて耐圧性能の不足で発光管１１０が破損するおそれがある。
一方、長さＷが３．０［ｍｍ］未満の場合は、発光中心と封止部１１２の発光部近傍部分１１６との距離が近づき過ぎ、封止部１１２の発光部近傍部分１１６の温度が高くなり過ぎるため、発光管１１０に破損が生じるおそれがある。また、始動時に電極のタングステンがスパッタして内面に付き易いなどの不具合を生じる。また、長さＷが５．０［ｍｍ］を超える場合は、発光部１１１の封止部近傍部分１１４が発光中心から離れすぎるために温度が低くなり、水銀が全て気化しなくなるため光束が低下する。
【００４６】
＜発光部の成形方法＞
所望の形状の発光部を得るための発光管の製造方法について説明する。例えば、外径６［ｍｍ］、内径２［ｍｍ］、長さ１２００［ｍｍ］の石英管を４等分して、３００［ｍｍ］のカット管を得る。このカット管の両端を回転式のチャックで保持し、前記カット管を回転させながら前記カット管の中央部分をガスバーナーで過熱して軟化させる。その際、カット管の両端からアルゴンや窒素などの不活性ガスをカット管内に吹き込み、発光部の内面形状を形成する。また、同時に、カット管の中央部分の外周に金型治具を設けて加熱により膨らんだ部分を挟み込んで、発光部の外面形状を形成する。発光管の発光部については、このようにバーナー火力や不活性ガスの圧力、カット管の両端から中央部に押し込む力や速度などの条件を調整して加工形成する。
【００４７】
[反射鏡の形状についての詳細]
＜角ＯＦ２Ｒと角ＯＦ２Ｑの角度について＞
図２に示すように、高圧放電ランプ１０１と反射鏡１０２とは、中心Ｏと回転楕円曲面１６３の第１焦点Ｆ１とが一致するように位置合わせされている。そして、発光管１１０から発せられた光束は回転楕円曲面１６３における領域Ｇ〜Ｈの範囲で反射する。当該領域Ｇ〜Ｈの範囲で反射する光束は、その全てが回転楕円曲面１６３の第２焦点Ｆ２に集束するのが理想である。
【００４８】
しかしながら、第２焦点Ｆ２と接点Ｑとを結ぶ延長線が回転楕円曲面１６３と交わる点をＮとしたとき、領域Ｇ〜Ｎで反射する光束は、発光部１１１に遮られるためロスとなってしまう。さらに、第２焦点Ｆ２と端面外周縁Ｒとを結ぶ延長線が回転楕円曲面１６３と交わる点をＮ’としたとき、角ＯＦ２Ｒの角度が角ＯＦ２Ｑの角度よりも大きい場合には、領域Ｎ〜Ｎ’で反射する光束も、封止部１１２に遮られるためロスになってしまう。
【００４９】
したがって、領域Ｎ〜Ｎ’で反射する光束をロスしないためにも、角ＯＦ２Ｒの角度が角ＯＦ２Ｑの角度以下であることが好ましい。そうすれば、封止部１１２による光束ケラレがなくなるため、第２焦点Ｆ２に効率良く光束を集束することができ、ランプユニット１００のスクリーン光束を大きくすることができる。
具体的には、例えば、封止部１１２の先端の径を小さくすることで、角ＯＦ２Ｒの角度を角ＯＦ２Ｑの角度以下にすることができる。すなわち、図２において仮想線で示すように封止部１１２の先端の径が一定であり、角ＯＦ２Ｒ’の角度が角ＯＦ２Ｑの角度よりも大きくなってしまう場合において、前記封止部１１２の先端の径を小さくすれば、角ＯＦ２Ｒの角度を角ＯＦ２Ｑの角度以下にすることが可能である。
【００５０】
なお、封止部１１２の長さを短くしても角ＯＦ２Ｒの角度を角ＯＦ２Ｑの角度以下にすることができる。しかしながら、定格電力Ｐが高い場合においては、発光管１１０の温度を下げるために封止部１１２を長くしておく必要がある。このような場合は、封止部１１２の先端の径を小さくする構成が有効である。なお、封止部１１２の先端は、バーナーやレーザーなどで加熱して小さく加工することができる。
【００５１】
＜楕円扁平率（Ａ−Ｂ）／Ａについて＞
図２に示すように、回転楕円曲面１６３は、長軸半径Ａと短軸半径Ｂとが、０．４≦（Ａ−Ｂ）／Ａ≦０．５の関係を満たすことが好ましい。例えば、□３５ｍｍ反射鏡の場合、長軸半径Ａを３２．４［ｍｍ］、短軸半径Ｂを１６．９７１［ｍｍ］、第１焦点距離ｆ１を４．８［ｍｍ］、第２焦点距離ｆ２を６０［ｍｍ］とすれば、小型でスクリーン光束が高い反射鏡を得ることができる。この場合、（Ａ−Ｂ）／Ａは約０．４８となり、平行化レンズ１７２への入射角は約１９［°］となる。
【００５２】
（Ａ−Ｂ）／Ａ＞０．５の場合、上記□３５ｍｍ反射鏡では、第１焦点距離ｆ１が４．５［ｍｍ］以下となるため、発光管１１０の発光部１１１と反射鏡１０２の回転楕円曲面１６３との距離が近づき過ぎてしまう。そうすると、発光部１１１及び封止部１１２の温度が上昇し易くなり、発光管１１０が破損し易くなるため好ましくない。
一方、（Ａ−Ｂ）／Ａ＜０．４の場合、回転楕円曲面１６３の第２焦点Ｆ２に設置される平行化レンズ１７２（図１参照）への入射角が大きくなるため、平行化レンズ１７２の表面において無駄な反射が生じ光束がロスする。なお、例えば、第１焦点距離ｆ１が約１［ｍｍ］の両凹レンズを平行化レンズ１７２として用いる場合、光束のロスを抑えるためには入射角を２６．６［°］以下にしなければならない。
【００５３】
以上のような理由から、□３０ｍｍ反射鏡のような小型反射鏡の場合は、０．４≦（Ａ−Ｂ）／Ａ≦０．５の関係を満たすことが好ましい。なお、□５０ｍｍ反射鏡の場合は、長軸半径Ａ及び短軸半径Ｂがより大きくなるため、０．４≦（Ａ−Ｂ）／Ａ≦０．６の関係を満たせば良い。
［高効率の確認実験］
高効率化に対する本発明の効果を確認するため、以下の実験を行なった。
【００５４】
＜実験１＞
本発明の発光管を備えた高圧放電ランプ（最大外径Ｄが９．０［ｍｍ］、発光管外面の曲率半径が５．４５［ｍｍ］、長さＣＯが２．０［ｍｍ］、ＣＭ／ＣＯが０．８、長さＷが４．０［ｍｍ］、水銀密度が０．３［ｍｇ／ｍｍ３］）を□３５ｍｍ反射鏡（第１焦点距離ｆ１が４．８［ｍｍ］、第２焦点距離ｆ２が６０［ｍｍ］）に組み込んでランプユニットを作製した。そして、この作製したランプユニットを電力２００［Ｗ］にて点灯させ、アパーチャー径５φを通過させた出射光を積分球に集めてその照度［ｌｘ］を測定した。また、比較のために、従来の発光管を備えた高圧放電ランプ（最大外径Ｄが１０．２［ｍｍ］、発光管外面の曲率半径が５．１［ｍｍ］、長さＣＯが２．２［ｍｍ］、ＣＭ／ＣＯが０．７２、長さＷが４．０［ｍｍ］、水銀密度が０．３［ｍｇ／ｍｍ３］）を□５０ｍｍ反射鏡（第１焦点距離ｆ１が６．５［ｍｍ］、第２焦点距離ｆ２が１５０［ｍｍ］）に組み込んでランプユニットを作製し、作製したランプユニットに対して本発明の高圧放電ランプと同じ条件にてその照度を測定した。なお、アパーチャー径５φは各々の反射鏡の第２焦点位置に設け、出射光を通過させている。
【００５５】
評価の結果、本発明に係るランプユニットの照度は、従来品に係るランプユニットの照度に比べて約８［％］向上することがわかった。したがって、本発明のランプユニットは従来品に比べて、小型でありながら十分に高効率化が図れたランプであることがわかった。
＜実験２＞
次に、実験１で用いた従来の発光管を備えた高圧放電ランプを□３５ｍｍ反射鏡に同様に組み込んでランプユニットを作製し、実験１と同条件でアパーチャーφ５を通過させた出射光による照度を測定した。
【００５６】
その結果、実験１で用いた従来の発光管を備えた高圧放電ランプを□５０ｍｍ反射鏡に組み込んだ従来品に比べて、従来の発光管を備えた高圧放電ランプを□３５ｍｍ反射鏡に組み込んだランプユニットの照度は約３［％］低下することがわかった。
実験２より、単純に反射鏡を小型化すると反射鏡の有効反射領域が狭くなり、また図８に基づく説明で述べたように、発光管の配光特性に寄与するＣＭ／ＣＯが０．８未満であると封止部近傍の光束が照度に活かされなかったことが照度低下の要因であると推定できる。
【００５７】
なお、実験１において、本発明の発光管を備えた高圧放電ランプを□３５ｍｍ反射鏡に組み込んで照度向上ができた要因には、ＣＭ／ＣＯを０．８にすることで配光特性が改善し、封止部近傍の光束ロスを抑制できたことに加え、発光管の発光部を小さくしたことによる光束ケラレを抑えられたことよる影響と考えられる。
［画像表示装置］
図９は、本実施の形態に係る画像表示装置の一例を示す一部破断斜視図であって、内部の様子がわかるように筐体の天板を取り除いている。図９に示すように、本実施の形態に係る第１の画像表示装置２００は、前方に設置したスクリーン（図示しない）に向けて画像を投影する投射型のフロントプロジェクタであって、ＤＬＰ（登録商標）方式を採用している。当該画像表示装置２００は、筐体２０１内に、光源としてのランプユニット１００、ＤＭＤ（登録商標）や３色のカラーフィルタからなるカラーホイール（いずれも図示しない）などを有する光学ユニット２０２、前記ＤＭＤなどを駆動制御する制御ユニット２０３、投射レンズ２０４、冷却ファンユニット２０５、及び、商用電源から供給される電力を前記制御ユニット２０３やランプユニット１００に適した電力に変換して供給する電源ユニット２０６などが収納された構成を有する。
【００５８】
図１０は、本実施の形態に係る画像表示装置の他の一例を示す斜視図である。図１０に示すように、本実施の形態に係る第２の画像表示装置３００は、投射型のリアプロジェクタであって、光源としてのランプユニット１００、光学ユニット（図示しない）、投射レンズ（図示しない）及びミラー（図示しない）などが筐体３０１内に収納された構成であり、前記投射レンズから投射され前記ミラーで反射された画像が、透過式スクリーン３０２の裏側から投影されて画像を表示する。
【００５９】
第２及び第３の実施形態に係る画像表示装置２００，３００は、小型且つ高効率で配光特性に優れ発光管１１０が破損し難い高圧放電ランプ１０１を使用しているため、従来の画像表示装置に比べて、小型でスクリーン光束が高く故障し難い。
［変形例］
以上、本発明に係る高圧放電ランプ、ランプユニット及び画像表示装置を実施の形態に基づいて具体的に説明してきたが、本発明の内容は、上記の実施の形態に限定されず、例えば以下のような変形例が考えられる。
【００６０】
＜第１の変形例＞
図１１及び図１２は、第１の変形例に係るランプユニットの発光部周辺を示す断面図である。なお、図１１及び図１２における符号「Ｇ」、「Ｎ」及び「Ｎ’」は、図２における符号「Ｇ」、「Ｎ」及び「Ｎ’」と同じ意味をなす。
図１１に示すように、第１の変形例に係るランプユニットの反射鏡１０２には、回転楕円曲面１６３のネック部側（図１１における左側）に、さらに球面反射面１６４が形成されている。
【００６１】
球面反射面１６４を形成しない場合、回転楕円曲面１６３は図１１に仮想線で示すように領域Ｇ〜Ｎにも形成されるが、当該領域Ｇ〜Ｎで反射した光束は発光管１１０の発光部１１１に遮られて第２焦点Ｆ２に集束しない。
しかしながら、回転楕円曲面１６３の第１焦点Ｆ１を中心とする球面反射面１６４を、少なくとも領域Ｇ〜Ｎに相当する領域をカバーするように形成すれば、回転楕円曲面１６３の領域Ｇ〜Ｎで反射され発光部１１１に遮られるはずだった光束を、前記球面反射面１６４で反射させ中心Ｏに集束させることができる。中心Ｏに集束した光束は、その後、中心Ｏを通過し、発光部１１１を通り抜け、回転楕円曲面１６３で反射されて、第２焦点Ｆ２に集束する。このように、発光部１１１による光束ケラレでロスするはずであった光束を有効に活用することができるため、ランプユニットの集束効率が向上し、スクリーン光束が大きくなる。
【００６２】
また、球面反射面１６４を形成することによって得られる効果としては、上記以外に、発光管１１０と反射鏡１０２との距離が長くなることで、前記発光管１１０の局所的な温度上昇が抑えられ、高圧放電ランプが長寿命化することが挙げられる。
角ＯＦ２Ｒの角度が角ＯＦ２Ｑの角度よりも大きい場合は、図１２に示すように、少なくとも領域Ｇ〜Ｎ’に相当する領域をカバーするように球面反射面１６４を形成すれば良い。これにより、封止部１１２による光束ケラレでロスする分の光束も有効に活用することができる。
【００６３】
なお、球面反射面１６４を形成する場合は、当該球面反射面１６４で反射し中心Ｏに集束する光束によってネック部１６１側の電極１３０の温度が上昇し、当該電極１３０が劣化するおそれがある。そこで、ネック部１６１側の電極１３０の熱容量を他方側の電極１３０の熱容量よりも大きくして、ネック部１６１側の電極１３０の劣化を抑制することが考えられる。電極１３０の熱容量は、電極ピン１３１の径や、コイル１３２の径もしくはターン数などを調整することにより大きくすることができる。なお、それらの方法により電極１３０の熱容量を大きくする場合は、前記電極１３０によって光束が遮られないようにすることが好ましい。
【００６４】
＜第２の変形例＞
図１３は、第２の変形例に係るランプユニットを示す断面図である。図１３に示すように、第２の変形例に係るランプユニットは、高圧放電ランプ１０１と反射鏡１０２とがベース１０４により接合されている。
ベース１０４は、キャップ状であって、封止部１１２が挿通される挿通孔１８１を頂部に有し、外気を前記ベース１０４内に取り込むための一対の通風窓１８２を側部に有する。ベース１０４と反射鏡１０２とは、前記ベース１０４を前記反射鏡１０２のネック部１６１に外嵌させた状態で接着剤などにより固着されている。また、ベース１０４と高圧放電ランプ１０１とは、高圧放電ランプ１０１の封止部１１２を挿通孔１８１に挿通させた状態で接着剤などにより固着されている。高圧放電ランプ１０１と反射鏡１０２とをベース１０４によって接合する構成であるため、ネック部１６１と封止部１１２との隙間にはセメントが充填されておらず、前記隙間には空気が通るようになっている。
【００６５】
上記構成とすることで、ハウジングの冷却窓（図１参照）から反射鏡１０２内に流れ込む外気を、ネック部１６１と封止部１１２との隙間を通して、通風窓１８２からベース１０４外へ抜けさせることができる。これにより、高圧放電ランプ１０１の発光部１１１を効率的に冷却することができる。また、発光部１１１を効率的に冷却することによって、冷却用ファン（不図示）の流量を落とすことができ、画像表示装置の静音化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明に係る高圧放電ランプ、ランプユニット及び画像表示装置は、液晶プロジェクタやＤＭＤプロジェクタなどのプロジェクタに広く利用できる。
【符号の説明】
【００６７】
１００ ランプユニット
１０１ 高圧放電ランプ
１０２ 反射鏡
１０３ ハウジング
１１０ 発光管
１１１ 発光部
１１２ 封止部
１６１ ネック部
１６３ 回転楕円曲面
１６４ 球面反射面
１３０ 電極
１７４ 冷却窓
２００，３００ 画像表示装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に水銀が封入され且つ一対の電極の先端が対向配置された略球状の発光部と、当該発光部の両側に延設され前記電極の基端が封止された封止部とを有する発光管を備えた高圧放電ランプであって、
前記水銀の封入量が０．２〜０．４［ｍｇ／ｍｍ３］であり、
前記発光管の管軸Ｚと前記発光管の内面との接点Ｓから前記発光部の中心Ｏまでの長さＷが３．０〜５．０［ｍｍ］であり、
前記中心Ｏを通り且つ前記管軸Ｚに直交する垂直軸ＹＯと前記発光管の内面との接点ＴＯから前記中心Ｏまでの長さＣＯが１．５〜３．０［ｍｍ］であり、
前記中心Ｏと前記接点Ｓとの中間点Ｍを通り且つ前記管軸Ｚに直交する垂直軸ＹＭと前記発光管の内面との接点ＴＭから前記中間点Ｍまでの長さＣＭと、前記長さＣＯとが、ＣＭ／ＣＯ≧０．８の関係を満たし、
前記発光管における封止部近傍部分の最小肉厚Ｘ［ｍｍ］と、前記発光部の最大外径Ｄ［ｍｍ］とが、Ｘ／Ｄ≧０．２の関係を満たす
ことを特徴とする高圧放電ランプ。
【請求項２】
定格電力Ｐが１００〜３００［Ｗ］であり、
前記最大外径Ｄ［ｍｍ］と前記定格電力Ｐとが、Ｄ≦０．０２×Ｐ＋６の関係を満たすことを特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の高圧放電ランプと、
当該高圧放電ランプの一方の封止部が取着されるネック部と前記高圧放電ランプから出射された光束を反射する回転楕円曲面とを有する反射鏡と
を備えることを特徴とするランプユニット。
【請求項４】
前記反射鏡の前記ネック部側とは反対側に取り付けられたハウジングをさらに備え、当該ハウジングに冷却窓が設けられていることを特徴とする請求項３に記載のランプユニット。
【請求項５】
前記中心Ｏを前記回転楕円曲面の第１焦点Ｆ１に合わせた場合に、
前記中心Ｏと、前記回転楕円曲面の第２焦点Ｆ２と、前記一対の封止部のうちの前記ネック部に取着されていない方の封止部の端面外周縁Ｒと、がなす角ＯＦ２Ｒの角度が、
前記中心Ｏと、前記第２焦点Ｆ２と、前記発光部の外面と前記垂直軸ＹＯとの接点Ｑと、がなす角ＯＦ２Ｑの角度以下であることを特徴とする請求項３又は４に記載のランプユニット。
【請求項６】
前記回転楕円曲面の長軸半径Ａと短軸半径Ｂとが、０．４≦（Ａ−Ｂ）／Ａ≦０．６の関係を満たすことを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載のランプユニット。
【請求項７】
前記反射鏡は、前記回転楕円曲面の前記ネック部側に、前記回転楕円曲面の第１焦点Ｆ１を中心とする球面反射面をさらに有することを特徴とする請求項３から６のいずれかに記載のランプユニット。
【請求項８】
請求項３から７のいずれかに記載のランプユニットを備えることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１】
内部に水銀が封入され且つ一対の電極の先端が対向配置された略球状の発光部と、当該発光部の両側に延設され前記電極の基端が封止された封止部とを有する発光管を備えた高圧放電ランプであって、
前記水銀の封入量が０．２〜０．４［ｍｇ／ｍｍ３］であり、
前記発光管の管軸Ｚと前記発光管の内面との接点Ｓから前記発光部の中心Ｏまでの長さＷが３．０〜５．０［ｍｍ］であり、
前記中心Ｏを通り且つ前記管軸Ｚに直交する垂直軸ＹＯと前記発光管の内面との接点ＴＯから前記中心Ｏまでの長さＣＯが１．５〜３．０［ｍｍ］であり、
前記中心Ｏと前記接点Ｓとの中間点Ｍを通り且つ前記管軸Ｚに直交する垂直軸ＹＭと前記発光管の内面との接点ＴＭから前記中間点Ｍまでの長さＣＭと、前記長さＣＯとが、ＣＭ／ＣＯ≧０．８の関係を満たし、
前記発光管における封止部近傍部分の最小肉厚Ｘ［ｍｍ］と、前記発光部の最大外径Ｄ［ｍｍ］とが、Ｘ／Ｄ≧０．２の関係を満たす
ことを特徴とする高圧放電ランプ。
【請求項２】
定格電力Ｐが１００〜３００［Ｗ］であり、
前記最大外径Ｄ［ｍｍ］と前記定格電力Ｐとが、Ｄ≦０．０２×Ｐ＋６の関係を満たすことを特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の高圧放電ランプと、
当該高圧放電ランプの一方の封止部が取着されるネック部と前記高圧放電ランプから出射された光束を反射する回転楕円曲面とを有する反射鏡と
を備えることを特徴とするランプユニット。
【請求項４】
前記反射鏡の前記ネック部側とは反対側に取り付けられたハウジングをさらに備え、当該ハウジングに冷却窓が設けられていることを特徴とする請求項３に記載のランプユニット。
【請求項５】
前記中心Ｏを前記回転楕円曲面の第１焦点Ｆ１に合わせた場合に、
前記中心Ｏと、前記回転楕円曲面の第２焦点Ｆ２と、前記一対の封止部のうちの前記ネック部に取着されていない方の封止部の端面外周縁Ｒと、がなす角ＯＦ２Ｒの角度が、
前記中心Ｏと、前記第２焦点Ｆ２と、前記発光部の外面と前記垂直軸ＹＯとの接点Ｑと、がなす角ＯＦ２Ｑの角度以下であることを特徴とする請求項３又は４に記載のランプユニット。
【請求項６】
前記回転楕円曲面の長軸半径Ａと短軸半径Ｂとが、０．４≦（Ａ−Ｂ）／Ａ≦０．６の関係を満たすことを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載のランプユニット。
【請求項７】
前記反射鏡は、前記回転楕円曲面の前記ネック部側に、前記回転楕円曲面の第１焦点Ｆ１を中心とする球面反射面をさらに有することを特徴とする請求項３から６のいずれかに記載のランプユニット。
【請求項８】
請求項３から７のいずれかに記載のランプユニットを備えることを特徴とする画像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−２３１４９（Ｐ２０１１−２３１４９Ａ）
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６５３１９（Ｐ２００９−１６５３１９）
【出願日】平成２１年７月１４日（２００９．７．１４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月１４日（２００９．７．１４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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