(57)【要約】【課題】  高圧放電ランプの破裂および凹面反射鏡の破損によるガラス片の飛散防止機能を有し、高圧放電ランプの点灯時において、凹面反射鏡の十分な冷却効果を得ることのできる光源装置を提供すること。【解決手段】  高圧放電ランプ、ガラス製の凹面反射鏡および当該凹面反射鏡の外面を覆うよう設けられた金属製被覆体とを具えた光源装置において、金属製被覆体は、その内面に、少なくとも一部が凹面反射鏡の外面に接触する凸部を有し、当該凸部によって、金属製被覆体の内面と反射鏡の外面との間に、通風路が形成されている。  この光源装置においては、金属製被覆体の前方側開口部の周縁部には、凹面反射鏡の光軸に垂直な面方向外方に突出するフランジ部が形成された構成とされていることが好ましい。【選択図】  図２
2010182613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧放電ランプと、当該高圧放電ランプを取り囲むよう設けられたガラス製の凹面反射鏡と、当該凹面反射鏡の外面を覆うよう設けられた金属製被覆体とを具えた光源装置において、
前記金属製被覆体は、その内面に、少なくとも一部が凹面反射鏡の外面に接触する凸部を有し、当該凸部によって、金属製被覆体の内面と反射鏡の外面との間に、通風路が形成されていることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
金属製被覆体における光照射方向前方側開口部の周縁部には、凹面反射鏡の光軸に垂直な面方向外方に突出するフランジ部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧放電ランプおよび当該高圧放電ランプを取り囲むよう設けられたガラス製の凹面反射鏡よりなる光源ユニットを具え、高圧放電ランプの点灯時において、当該高圧放電ランプおよび凹面反射鏡が冷却風によって冷却されて用いられる光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば液晶プロジェクタ装置や、ＤＭＤ（登録商標）を使用したＤＬＰ（登録商標）装置等に代表されるプロジェクタ装置においては、高照度および高演色が求められると共に小型化が強く求められており、このような要請に応じて、これらのプロジェクタ装置における光源として利用される光源装置についても、小型でかつ明るく高輝度のものが求められている。
【０００３】
プロジェクタ装置において用いられる光源装置は、例えば、０．１５ｍｇ／ｍｍ3 以上の水銀が封入されてなるショートアーク型超高圧水銀ランプと、当該ランプからの放射光を反射する、内面に誘電体多層膜がコーティングされたガラス製の凹面反射鏡とにより構成されているが、ランプはその点灯時における動作圧が極めて高くなるものであることから、万が一、ランプが破裂した場合には、ランプの破裂と同時にガラス製の凹面反射鏡も破砕しランプ破片と共に飛散する、という問題がある。
このような問題に対して、凹面反射鏡の肉厚を厚くして強度を高めると、ランプ点灯時において、凹面反射鏡の外面側が冷却されるのに対して内面側は加熱されるため、内外面の温度差が大きくなり、熱歪みが発生し、凹面反射鏡自体の機械的強度が低下してしまうという問題が発生するため、凹面反射鏡の外面に金属製部材を被覆した構成のものが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
そして、このような構成の光源装置によれば、ランプ点灯時にランプが破裂し、さらにはランプ破片によってガラス製の凹面反射鏡が破砕されるような事態が発生しても、ランプ破片の飛散を確実に防止することができ、また、ガラス片の飛散防止機能を金属製被覆体に持たせることができるので、凹面反射鏡の反射部の厚さを薄くすることができ、全体として光源装置の軽量化を図ることができる、とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−０７５０３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
而して、このような光源装置においては、凹面反射鏡の光照射方向前方側開口部が前面ガラスによって塞がれて凹面反射鏡内がほぼ完全に密閉された状態となるため、ランプ点灯時に超高圧水銀ランプや凹面反射鏡が極めて高い温度となり、また、超高圧水銀ランプの高輝度化に伴って、凹面反射鏡は、超高圧水銀ランプからの光を受けてより一層高い温度状態に加熱されることになる。
上記構成の光源装置においては、ガラスよりも熱伝導率のよい金属製被覆体がガラス製の凹面反射鏡の外面に接触する状態で設けられていることから、金属製被覆体を介した放熱効果を得ることができると考量されるが、凹面反射鏡の外面を例えば冷却風によって直接的に冷却することができないため、十分な冷却効果を得ることができない、という問題がある。
【０００７】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、高圧放電ランプの破裂および凹面反射鏡の破損によるガラス片の飛散防止機能を有し、高圧放電ランプの点灯時において、凹面反射鏡の十分な冷却効果を得ることのできる光源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の光源装置は、高圧放電ランプと、当該高圧放電ランプを取り囲むよう設けられたガラス製の凹面反射鏡と、当該凹面反射鏡の外面を覆うよう設けられた金属製被覆体とを具えた光源装置において、
前記金属製被覆体は、その内面に、少なくとも一部が凹面反射鏡の外面に接触する凸部を有し、当該凸部によって、金属製被覆体の内面と反射鏡の外面との間に、通風路が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の光源装置においては、金属製被覆体における光照射方向前方側開口部の周縁部には、凹面反射鏡の光軸に垂直な面方向外方に突出するフランジ部が形成された構成とされていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の光源装置によれば、金属製被覆体の内面における凸部によって金属製被覆体の内面とガラス製の凹面反射鏡の外面との間に形成される通風路に冷却風を供給することにより、凹面反射鏡を直接的に冷却することができるので、高圧放電ランプの点灯時において凹面反射鏡の十分な冷却効果を得ることができ、従って、高圧放電ランプの破裂および凹面反射鏡の破損を確実に防止することができると共に、万が一、高圧放電ランプが破裂し、さらにはランプ破片によってガラス製の凹面反射鏡が破砕されるような事態が発生しても、金属被覆体によってガラス片が飛散することを確実に防止することができる。
【００１１】
また、光源ユニットが金属製被覆体の前方開口部の周縁部に設けられたフランジ部を利用して冷却風供給手段を具えた筐体に取り付けられる構成とされていることにより、光源ユニットの重量が金属製被覆体のフランジ部に負荷されることとなるので、高圧放電ランプおよび凹面反射鏡の破壊による破片の飛散防止効果の得られる密閉構造を確実に形成することができて凹面反射鏡の所期の冷却効果を確実に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の光源装置の一例における構成の概略を一部を省略して示す正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線における断面を示す断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線における断面を示す断面図である。
【図４】本発明の光源装置を構成する金属製被覆体の一例における構成の概略を示す斜視図である。
【図５】本発明の光源装置の他の例における構成の概略を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本発明の光源装置の一例における構成の概略を一部を省略して示す正面図、図２は、図１のＡ−Ａ線における断面を示す断面図、図３は、図１のＢ−Ｂ線における断面を示す断面図である。
この光源装置１０は、ショートアーク型超高圧放電ランプ（以下、単に、「高圧放電ランプ」という。）２１および凹面反射鏡２５よりなる光源ユニット２０と、光源ユニット２０をその前面において保持して、凹面反射鏡２５の内部空間を含む、概略密閉化された冷却風導入空間Ｓを形成する錐台状の筐体（飛散防止用カバー部材）１２と、高圧放電ランプ２１の点灯時において冷却風導入空間Ｓ内に冷却風を供給する、例えば送風手段１８を含む冷却風供給機構とにより構成されている。
【００１４】
筐体１２は、例えばポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ：ＰｏｌｙＰｈｅｎｙｌｅｎＳｕｌｆｉｄｅ）などの耐熱性を有する樹脂材料により構成されている。
筐体１２における前壁の略中央位置には、例えば硼珪酸ガラスなどの光透過性を有する低膨張ガラスにより構成された前面ガラス１５が設けられており、光源ユニット２０からの光が前面ガラス１５を介して出射される。
また、筐体１２における周壁には、各々、高圧放電ランプ２１の、凹面反射鏡２５の前方開口側に位置される他方の封止部２３Ｂに向かって開口する通気口１４Ａ，１４Ｂが形成されており、一方の通気口１４Ａに送風手段１８が接続されて冷却風供給用通気口とされると共に他方の通気口１４Ｂが排気用通気口とされる。
【００１５】
高圧放電ランプ２１は、略球形状の発光管部２２およびこの発光管部２２の両端に連続して管軸方向外方に伸びるロッド状の封止部２３Ａ，２３Ｂよりなる放電容器を具え、発光部２２内に、一対の電極２４が対向配置されると共に点灯始動ガスとして希ガスと、当該発光管部２２の内壁の黒化抑制のためのハロゲンと、発光物質として水銀とが封入されて、構成されている。
【００１６】
水銀の封入量は、ランプ点灯時における水銀蒸気圧が１５０気圧以上となる量、例えば０．１５ｍｇ／ｍｍ3 以上とされている。水銀の封入量は、温度条件によっても異なるが、所望の水銀蒸気圧に応じて適宜変更することができる。
希ガスは、点灯始動性を改善するためのものであって、例えばアルゴンガスが５ｋＰａ〜５０ｋＰａ程度、例えば１３ｋＰａの量で封入されている。
ハロゲンガスは、ハロゲンサイクルを利用して高圧放電ランプ２１の寿命を延ばすと共に発光管部２２の破損および失透を防止するためのものであって、その封入量は、例えば１０-6〜１０-1μｍｏｌ／ｍｍ3 の範囲内において、高圧放電ランプ２１の仕様に応じて適宜調整される。
【００１７】
高圧放電ランプ２１の構成例を示すと、例えば、発光管部２２の外径はφ６．０〜１５．０ｍｍの範囲内例えば９．５ｍｍ、電極間距離は０．５〜２．０ｍｍの範囲内例えば１．５ｍｍ、発光管部２２の内容積は４０〜３００ｍｍ3 の範囲内例えば７５ｍｍ3 である。
また、点灯条件は、例えば、管壁負荷０．８〜２．０Ｗ／ｍｍ2 の範囲内、例えば１．５Ｗ／ｍｍ2 であり、定格電圧が８０Ｖ、定格電力が２００Ｗである。
【００１８】
凹面反射鏡２５は、内面に例えば楕円面状の反射面を有する、全体が概略お椀型形状の反射部２６と、この反射部２６の光照射方向後端に連続して光軸方向に伸びる筒状頸部２７とを有し、筒状頸部２７内に、高圧放電ランプ２１の一方の封止部２３Ａが挿通され、光軸Ｌが高圧放電ランプ２１のアーク方向とほぼ一致すると共に第一焦点が高圧放電ランプ２１のアーク輝点に一致する状態で、一方の封止部２３Ａの外周面と筒状頸部２７の内周面との間に形成される間隙に充填された接着剤２８によって固定されている。
反射部２６における反射面は、例えばシリカ（ＳｉＯ2 ）層とチタニア（ＴｉＯ2 ）層が交互に積層されてなる、全体で厚さ０．５〜１０μｍの誘電体多層膜が形成されて、構成されている。
凹面反射鏡２５の反射部２６の肉厚は５ｍｍ以下、例えば２．５ｍｍである。
【００１９】
この光源ユニット２０においては、金属製被覆体３０が凹面反射鏡２５における反射部２６の外面の全域を覆うよう設けられている。
金属製被覆体３０は、図４に示すように、凹面反射鏡２５における反射部２６の外面形状に沿った形態を有し、円形状の前方開口３０Ｂの周縁部には、凹面反射鏡２５の光軸Ｌに垂直な面方向外方に向かって突出する正面形状が略矩形のフランジ部３１が形成されており、このフランジ部３１の前面が筐体１２における開口部の周縁に形成された突縁部１３の後面に対接されて例えばボルトとナット（図示せず）により筐体１２に固定されている。
金属製被覆体３０を構成する金属材料としては、例えば、アルミニウムやマグネシウムなどの高い強度を有すると共に軽量性を兼ね備えたものを例示することができる。
【００２０】
而して、この金属製被覆体３０は、その内面に、少なくとも一部が凹面反射鏡２５の外面に接する凸部を有する。
この実施例における金属製被覆体３０においては、内方に向かって突出し、後方側開口縁部から前方側開口縁部に向かって放射状に伸びる片状のリブ３５の複数例えば８つが例えば等間隔毎に離間した位置に設けられて凸部が形成されており、これらのリブ３５の内端面３５Ａが凹面反射鏡２５の反射部２６の外面２６Ａに接するよう配置されることによって、互いに隣接するリブ３５間において、金属製被覆体３０の内面３０Ａと凹面反射鏡２５における反射部２６の外面２６Ａとの間にギャップＧが形成され、このギャップＧにより通風路が構成されている。
【００２１】
金属製被覆体３０は、高圧放電ランプ２１を保持した状態の凹面反射鏡２５を前方開口３０Ｂから挿入して筒状頸部２７を後方開口３０Ｃ内に挿通させ、例えば、凹面反射鏡２５を機械的に嵌合させて複数のリブ３５によって挟持させること、あるいは、例えば接着剤などで接着させることにより、凹面反射鏡２５に対して一体に固定されている。
【００２２】
金属製被覆体３０の厚みは、例えば１〜２ｍｍであり、各々のリブ３５の高さは、例えば１〜２ｍｍである。
【００２３】
この光源装置１０においては、送風手段１８によって、筐体１２の冷却風供給用の通気口１４Ａを介して供給される冷却風は、一部が金属製被覆体３０の内面３０Ａと凹面反射鏡２５の反射部２６の外面２６Ａとの間に形成されたギャップ（送風手段１８が位置される下方側のもの）Ｇ内に流入されて凹面反射鏡２５の外面に沿って流過されると共に凹面反射鏡２５の筒状頸部２７の外周を回り込んで他のギャップ（上方側のもの）Ｇ内に流入されて凹面反射鏡２５の外面に沿って流過され、これにより凹面反射鏡２５をその外面側から冷却すると共に、他の全部が凹面反射鏡２５の前方開口側に位置される高圧放電ランプ２１の他方の封止部１３Ｂに向かって流れ込み、高圧放電ランプ２１の放電容器の外面および凹面反射鏡２５の内面に沿って流過されて高圧放電ランプ２１および凹面反射鏡２５を冷却し、その後、筐体１２における排気用の通気口１４Ｂから外部へ排気される。ここに、冷却風の風速は、例えば０．５〜２．０ｍ／ｓｅｃである。
【００２４】
而して、上記構成の光源装置１０によれば、金属製被覆体３０の内面における複数のリブ３５によって金属製被覆体３０の内面３０Ａと凹面反射鏡２５の反射部２６の外面２６Ａとの間に形成されるギャップＧによる通風路に冷却風を供給することにより、凹面反射鏡２５をその外面側からも直接的に冷却することができるので、高圧放電ランプ２１の点灯時において凹面反射鏡２５を効率よく冷却することができ、従って、高圧放電ランプ２１の破裂および凹面反射鏡２５の破損を確実に防止することができると共に、万が一、高圧放電ランプ２１が破裂し、さらにはランプ破片によって凹面反射鏡２５が破砕されるような事態が発生しても、高圧放電ランプ２１および凹面反射鏡２５は金属製被覆体３０および筐体１２によって形成される略密閉化された空間内に配置されているので、ガラス片の飛散を確実に防止することができる。
また、金属製被覆体３０によって、高圧放電ランプ２１および凹面反射鏡２５の破壊による破片（ガラス片）の飛散防止構造が採られるので、凹面反射鏡２５の肉厚を薄くすることができて光源装置１０自体の軽量化を図ることができる。
【００２５】
また、金属製被覆体３０の前方開口側の周縁部に設けられたフランジ部３１を利用して送風手段１８を具えた筐体１２に取り付けられる構成とされていることにより、光源ユニット２０の重量が金属製被覆体３０のフランジ部３１に負荷されることとなるので、高圧放電ランプ２１および凹面反射鏡２５の破壊による破片の飛散防止効果の得られる密閉構造を確実に形成することができて凹面反射鏡２５の所期の冷却効果を確実に得ることができる。
【００２６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
図５は、本発明の光源装置の他の例における構成の概略を示す断面図である。
この光源装置４０は、上記実施例のもの（例えば図２参照）において、金属製被覆体３０の後方開口３０Ｃの内周面と凹面反射鏡２５の筒状頸部２７の外周面との間に環状空隙Ｋが形成されると共に、凹面反射鏡２５の筒状頸部２７にその厚み方向に貫通する通気用貫通孔２７Ａが形成されており、さらに、筐体１２における通気口１４Ａ，１４Ｂの各々に送風手段１８，１８が設けられた構成とされていることの他は、上記実施例における光源装置１０と同一の構成を有する。
そして、この光源装置４０においては、凹面反射鏡２５の内部空間に導入されて高圧放電ランプ２１および凹面反射鏡２５を冷却する冷却風が凹面反射鏡２５の筒状頸部２７の通気用貫通孔２７Ａを介して光源ユニット２０の外部に排出され、金属製被覆体３０と凹面反射鏡２５の間に形成されるギャップＧを流通されて凹面反射鏡２５をその外面側から冷却する冷却風と共に、環状空隙Ｋを介して光源ユニット２０の後方に排気される。
このような構成の光源装置４０においても、上記実施例のものと同様の効果を得ることができる。
【００２７】
以上において、本発明においては、金属被覆体の内面における凸部は、金属製被覆体を構成する基材の内表面を例えば削りだすことにより構成されていても、あるいは、金属製被覆体を構成する基材にリブ部材を一体に接合させることにより構成されたものであっても、いずれであってもよい。
また、上記実施例において、金属製被覆体におけるリブの数は、特に制限されるものではなく、また、リブの形態は、凹面反射鏡の外面との間に通風路とされるギャップが形成される構成とされていれば、後方側開口部から前方側開口部に向かって伸びる連続した構造のものである必要はなく、例えば切り欠き等を有していてもよい。
さらにまた、冷却風供給機構は、金属製被覆体および筐体によって形成される密閉空間内の空気を排風手段によって排気することにより冷却風が供給されるよう構成されていてもよい。
【符号の説明】
【００２８】
１０  光源装置
１２  筐体（飛散防止用カバー部材）
１３  突縁部
１４Ａ，１４Ｂ  通気口
１５  前面ガラス
１８  送風手段
２０  光源ユニット
２１  ショートアーク型超高圧放電ランプ
２２  発光管部
２３Ａ，２３Ｂ  封止部
２４  電極
２５  凹面反射鏡
２６  反射部
２６Ａ  反射部の外面
２７  筒状頸部
２７Ａ  通気用貫通孔
２８  接着剤
３０  金属製被覆体
３０Ａ  金属製被覆体の内面
３０Ｂ  前方開口
３０Ｃ  後方開口
３１  フランジ部
３５  リブ
３５Ａ  内端面
４０  光源装置
Ｓ  冷却風導入空間
Ｇ  ギャップ（通風路）
Ｋ  環状空隙
Ｌ  凹面反射鏡の光軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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