(57)【要約】【課題】  副鏡３を接着剤４により固着しても、副鏡３の筒状部３３と封止部１２ｂとの隙間以外に接着剤４を付着させないようにして、照度の損失を発生させない光源装置を提供すること。【解決手段】  発光部１１の両端に封止部１２ａ、１２ｂが連設されてなる放電容器を備え、発光部１１の内部に一対の電極１３が対向配置されてなる放電ランプ１と、一方の封止部１２ａに固着される前方に向けて反射する主鏡２と、他方の封止部１２ｂに固着される主鏡２に向けて反射する反射部と筒状部とよりなる副鏡３とを有する光源装置において、副鏡３の筒状部３３と封止部１２ｂとの間にコイル５が配置され、筒状部３３のコイル５より終端３４側に接着剤４が充填されていることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光部の両端に封止部が連設されてなる放電容器を備え、前記発光部の内部に一対の電極が対向配置されてなる放電ランプと、一方の封止部に固着される前方に向けて反射する主鏡と、他方の封止部に固着される前記主鏡に向けて反射する反射部と筒状部とよりなる副鏡とを有する光源装置において、
前記副鏡の筒状部と封止部との間にコイルが配置され、当該筒状部の前記コイルより終端側に接着剤が充填されていることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記コイルは、筒状部の内面と、封止部の外面とに接触していることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記コイルのピッチは、１００％以上１２０％以下であることを特徴とする請求項２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、データプロジェクタや液晶プロジェクタ、ＤＬＰ（デジタルライトプロセッサ）プロジェクタなどの装置に用いられる光源装置に関する。特に、発光部内に水銀が０．１５ｍｇ／ｍｍ３以上封入され、水銀蒸気圧が１１０気圧以上となる放電ランプを備える光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶プロジェクタや、デジタル・ライト・プロセッシング技術を使用したDLPプロジェクタが普及しつつある。このような装置においては、例えば放電ランプよりなる光源と主鏡を組み合わせて構成される光源装置が使用されている。
図２は、特開２００５−３０９３７２号公報に示す光源装置の構成を示す断面図である。
光源装置は、放電ランプ１の一方の封止部１２ａが主鏡２に組み込まれて構成されており、主鏡２の中心軸に放電ランプ１の光軸が一致するように水平に配置されている。放電ランプ１の他方の封止部１２ｂには、その反射部３１が放電ランプ１の発光部１１の外周面の近傍に位置するように副鏡３が取り付けられている。副鏡３は、主鏡２に対向するように配置される反射部３１に続いて、封止部１２ｂと平行にのびる筒状部３３が形成されており、筒状部３３と封止部１２ｂとの間の隙間に接着剤４を注入して固着されている。
【０００３】
副鏡３がない場合、放電ランプ１の発光部１１から他方の封止部１２ｂに向けて放射される光は、前方に向かって直接照射する拡散光となってしまい、主鏡２の焦点に集光されず、有効に利用することができない。しかし、副鏡３を設ければ、発光部１１から他方の封止部１２ｂに向けて放射された光を副鏡３で反射させ、発光部１１を介して主鏡２に戻すことができる。副鏡３から主鏡２に戻された光は、主鏡２の焦点に集光して利用可能となり、発光部１１から放出された光の利用効率が向上する。
【特許文献１】特開２００５−３０９３７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
主鏡２からの反射光を副鏡３が遮らないように、副鏡３はできるだけコンパクトに、特に筒状部３３が小さくなるように形成されることが好ましい。したがって、副鏡３の筒状部３３の径は、できるだけ小さく、すなわち、封止部１２ｂに挿通できる大きさがあればよく、筒状部３３と封止部１２ｂとの間の隙間は１ｍｍ以下と非常に狭くなっている。
【０００５】
また、放電ランプ１の点灯時、発光部１１の傍に配置される副鏡３は高温になるため、接着剤４は耐熱温度の高いシリカ系やアルミナ系の無機接着剤が用いられる。ただし、副鏡３の筒状部３３と封止部１２ｂとの間の隙間が狭いため、粘性の高い接着剤では注入しづらいので、粘性の低い接着剤を用いる必要がある。しかしながら、粘性の低い接着剤は流れやすく、副鏡３の筒状部３３と封止部１２ｂとの隙間以外、例えば、副鏡３の反射部３１や放電ランプの発光部１１に接着剤が付着してしまう。副鏡３の筒状部３３と封止部１２ｂとの隙間以外に付着した接着剤は、発光部１１から放出された光を遮蔽し、光源装置の照度損失が生じさせる。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑み、副鏡を接着剤により固着しても、副鏡の筒状部と封止部との隙間以外に接着剤を付着させないようにして、照度の損失を発生させない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】
【０００７】
本願第１の発明は、発光部の両端に封止部が連設されてなる放電容器を備え、前記発光部の内部に一対の電極が対向配置されてなる放電ランプと、一方の封止部に固着される前方に向けて反射する主鏡と、他方の封止部に固着される前記主鏡に向けて反射する反射部と筒状部とよりなる副鏡とを有する光源装置において、前記副鏡の筒状部と封止部との間にコイルが配置され、当該筒状部の前記コイルより終端側に接着剤が充填されていることを特徴とする。
本願第２の発明は、第１の発明において、前記コイルは、筒状部の内面と、封止部の外面とに接触していることを特徴とする。
本願第３の発明は、第２の発明において、前記コイルのピッチは、１００％以上１２０％以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本願第１の発明に係る光源装置によれば、副鏡の筒状部と封止部との間にコイルが配置され、筒状部のコイルより終端側に接着剤が充填されて固着されるので、コイルにより反射部に接着剤が漏れ出ることが抑制され、副鏡の反射部や放電ランプの発光部に接着剤が付着することによる照度損失を防ぐことができる。
【０００９】
本願第２の発明にかかる光源装置によれば、コイルを筒状部の内面と、封止部の外面とに接触するように配置することによって、コイルと封止部との間や、コイルと筒状部との間から接着剤が漏れる危険性を減らすことができる。
【００１０】
本願第３の発明にかかる光源装置によれば、コイルのピッチが１００％以上１２０％以下となるように密に巻いているので、接着剤を漏れにくくし、放電ランプの発光部や副鏡の反射面に接着剤が付着することを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明の実施形態の光源装置を備える放電ランプ１０の封止部１２ｂの構成を示す拡大断面図である。
放電ランプ１は、石英ガラスよりなる概略球形の発光部１１を有し、この発光部１１に、タングステンよりなる電極１３が対向して配置される。また、発光部１１の端部から伸びるよう封止部１２が形成され、封止部１２内には、例えばモリブデンよりなる導電用の金属箔１４がシュリンクシールにより気密に埋設されている。一対の電極１３は、基端が金属箔１４に溶接されて電気的に接続されている。
【００１２】
発光部１１には、水銀と、希ガスと、ハロゲンガスが封入されている。
水銀は、必要な可視光波長、例えば、波長３６０〜８３０ｎｍという放射光を得るためのもので、０．１５ｍｇ／ｍｍ３以上封入される。この水銀封入量は温度条件によっても異なるが、点灯時に発光部１１の内圧が１５０気圧以上の極めて高い蒸気圧となるように製作される。また、水銀をより多く封入することで点灯時の水銀蒸気圧が２００気圧以上または３００気圧以上となる放電ランプ１を製作することができ、プロジェクタ装置に適した光源を実現することができる。
希ガスは、点灯始動性を改善するために用いられ、例えば、アルゴンガスが約１３ｋＰａ封入される。
【００１３】
ハロゲンは、沃素、臭素、塩素などが水銀その他の金属との化合物の形態で封入され、ハロゲンの封入量は、１×１０−６〜１×１０−２μｍｏｌ／ｍｍ３の範囲から選択される。ハロゲンを封入することによって、ハロゲンサイクルが発生し、放電ランプ１の寿命を長くすることができる。また、本発明の光源装置に用いられる放電ランプ１のように極めて小型で高い内圧を有するものでは、ハロゲンを封入することによって、発光部１１の黒化・失透を防止する効果がある。
【００１４】
封止部１２ｂには、その反射部３１が発光部１１の外周面の近傍に位置するように、例えば石英ガラスよりなる漏斗状の副鏡３が取り付けられている。副鏡３は、発光部１１の表面に対応するように形成された半円状の反射部３１に金属蒸着膜が形成されて光を反射するようになっている。発光部１１から封止部１２ｂに向けて放射された光は副鏡３で反射させられるので、発光部１１を介して主鏡２に戻る。副鏡３から主鏡２に戻された光は、主鏡２の焦点に集光させることができ、発光部１１から放出された光の利用効率が向上する。
【００１５】
反射部３１の底部３２に、封止部１２ｂと平行にのびる筒状部３３が接続されて形成され、筒状部３３を封止部１２ｂに固定することにより副鏡３を固着させている。主鏡２からの反射光を副鏡３が遮らないように、筒状部３３の径はできるだけ小さく、例えば、筒状部３３と封止部１２ｂとの間の隙間が片側で０．７ｍｍ程度になるように形成されている。この筒状部３３と封止部１２ｂとの間の小さな隙間を埋めるようにコイル５が配置されている。コイル５は、高温下での耐酸化性、熱衝撃性に優れ、点灯時に高温になる放電ランプ１の発光部１１の近傍の封止部１２ｂに配置することができ、例えば鉄クロム合金ワイヤを、３ターン以上を密に巻いたものにより形成される。
【００１６】
コイル５は、筒状部３３の内面と、封止部１２ｂの外面とに接触するように配置される。筒状部３３と封止部１２ｂとの間の隙間の大きさと、コイル５を形成するワイヤの素線径が適当な大きさの場合、筒状部３３と封止部１２ｂとの隙間にコイル５を配置するだけで、コイル５を筒状部３３の内面と封止部１２ｂの外面とに接触させることができる。しかし、筒状部３３と封止部１２ｂとの隙間が大きすぎる場合や、コイル５を形成するワイヤの素線径が小さすぎる場合は、筒状部３３の内面に接触するように巻かれるコイルと、封止部１２ｂの外面と接触するように巻かれるコイルとを配置して対応することになる。このような場合、筒状部３３の内面に接触する径を有するコイルと、封止部１２ｂの外面と接触する径を有するコイルとの、複数のコイルを用いて対応することもできるし、１つのコイルで細巻き部と太巻き部とが形成されたものを用いて対応することもできる。
【００１７】
コイル５を筒状部３３の内面に接触するように配置することによって、コイル５と筒状部３３との間から接着剤４が漏れる危険性を減らすことができる。同様に、コイル５を封止部１２ｂの外面に接触するように配置することによって、コイル５と封止部１２ｂとの間から接着剤４が漏れる危険性を減らすことができる。また、コイル５を封止部１２ｂの外面に接触するように配置しているので、副鏡３を移動させて位置合わせをするときに、コイル５が副鏡３と一緒に動いてしまうことを防止し、封止部１２ｂの所定の位置に留めることができる。
【００１８】
コイル５のピッチは１００％〜１２０％として、コイル５を密に巻いて接着剤４を漏れにくくしている。ピッチが１００％であるとは完全に隙間なく巻かれた状態をいい、ピッチが１２０％であるとは全体の５分の１で隙間が空いた状態をいう。長さの等しいワイヤで巻く場合、ピッチが１２０％の状態は、ピッチが１００％の状態に比べて、コイル５の全長が２０％長くなる。また、コイル５の巻線径は、副鏡３の筒状部３３の内径より大きめでもよい。例えば、封止部１２ｂがφ５ｍｍで、筒状部３３の径がφ７ｍｍのとき、巻線径はφ５ｍｍ〜８ｍｍとすることができる。コイル５の巻線径が筒状部３３の内径より大きいときには、コイル５のバネ弾性で副鏡３を固定でき、接着剤４で副鏡３を固着する際の作業性がよくなる。
【００１９】
副鏡３は、筒状部３３のコイル５より終端３４側から接着剤４が充填されて、封止部１２ｂに固着されている。接着剤４には、シリカ系やアルミナ系の粘度が約５００００ｃＰの無機接着剤を、水で薄めて粘度を約１００００ｃＰに下げたものが使用される。接着剤４の粘度を下げて筒状部３３と封止部１２ｂとの隙間に注入しやすくしても、反射部３１側にコイル５が配置されているので、反射部３１に接着剤４が漏れ出ることが抑制され、副鏡３の反射部３１や放電ランプ１の発光部１１に接着剤が付着することによる照度損失を防ぐことができる。
【００２０】
放電ランプ１の数値例を示すと、例えば、発光部１１の最大径φ１０ｍｍ、封止部１２ａ、１２ｂの径φ５〜６ｍｍ、電極間距離１ｍｍである。副鏡３の反射部３１の最大径φ１４ｍｍ、筒状部３３径φ７ｍｍ、筒状部３３と封止部１２ｂとの隙間０．７ｍｍである。コイル５は、素線径φ０．３ｍｍ、巻線径φ５〜８ｍｍ、ピッチ１００〜１２０％である。
このような高い水銀蒸気圧や管壁負荷値を有する放電ランプ１は、プロジェクタ装置のようなプレゼンテーション用機器に搭載され、演色性の良い放射光を提供することができる。
【００２１】
続いて、副鏡３を固着する方法の一例について説明する。
放電ランプ１の封止部１２ｂの発光部１１の近傍にコイル５を予め取り付け、一方の封止部１２ａに主鏡２を仮固定し、他方の封止部１２ｂにコイル５の上から副鏡３を挿入する。主鏡２の焦点において照度が最も大きくなるように、放電ランプ１に対する主鏡２と副鏡３の位置合わせをする。
【００２２】
副鏡３の筒状部３３と封止部１２ｂとの間の隙間は、０．７ｍｍ程度しかなく小さいので、副鏡３を位置あわせできる範囲は限られている。しかし、螺旋状に巻かれたコイル５はそれ自体が弾性体なので、変形して副鏡３を位置合わせのために動かせるスペースを作ることもできる。筒状部３３と封止部１２ｂとの間にコイル５を配置した状態で、コイル５の弾性により主鏡２の焦点において照度が最も大きくなる位置に副鏡３を動かすことができる。副鏡３と主鏡２の位置が決まったら、主鏡２や副鏡３の封止部１２ａ、１２ｂとの隙間に接着剤４を充填して固着する。
【００２３】
続いて実施例について説明する。コイルのピッチと接着剤の漏れ発生の関係を調べる実験をした。実験対象として用いた放電容器と副鏡とコイルと接着剤の仕様を以下に示す。
放電容器：材質；石英ガラス、発光部の最大径；φ１０．０ｍｍ、封止部の径φ５〜６ｍｍ
副鏡    ：材質；石英ガラス、反射部の最大径；φ１４ｍｍ、筒状部径φ７ｍｍ、筒状部長さ６ｍｍ、筒状部と封止部との隙間０．７ｍｍ
コイル  ：材質；鉄クロム合金ワイヤ、素線径φ０．３ｍｍ、巻線径φ５〜７ｍｍ、全長３ｍｍ
接着剤  ：材質；シリカ・アルミナ系無機接着剤、粘度１００００ｃＰ
【００２４】
ピッチを１００％、１２０％、１５０％、２００％とする４種のコイルを用意し、封止部との間にコイルが配置された副鏡の筒状部の終端から接着剤を注入し、副鏡の発光部側に漏れ出るかどうか確認した。実験結果を以下の表に記載する。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
ピッチが１００％の場合、コイルより発光部側には接着剤が侵入しなかった。
ピッチが１２０％の場合、コイルと封止部との間や、コイルと筒状部との間から接着剤が若干漏れたが、漏れ量が抑えられており、放電ランプの発光部や副鏡の反射面に接着剤が付着する恐れはなかった。
ピッチが１５０％の場合、コイルと封止部との間や、コイルと筒状部との間から接着剤が漏れた。放電ランプの発光部や副鏡の反射面の手前まで接着剤が付着しており、条件によっては放電ランプの発光部や副鏡の反射面に接着剤が付着する可能性がある。
ピッチが２００％の場合、接着剤が漏れて放電ランプの発光部や副鏡の反射面に付着した。
【００２７】
以上の結果より、コイルのピッチが１００％以上１２０％以下となるように密に巻いているので、接着剤を漏れにくくし、放電ランプの発光部や副鏡の反射面に接着剤が付着することを防止することができることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態を示す断面図
【図２】従来の光源装置の構成を示す断面図
【符号の説明】
【００２９】
１              放電ランプ
２              主鏡
３              副鏡
４              接着剤
５              コイル
１１            発光部
１２ａ、１２ｂ  封止部
３１            反射部
３２            底部
３３            筒状部
３４            終端
【図１】
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【図２】
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