(57)【要約】【課題】マイクロ波放電ランプシステムにおいて、放電ランプと反射鏡との光学的位置合せを行う。【解決手段】放電ランプをマイクロ波供給により点灯するマイクロ波放電ランプシステムに用いるための反射鏡付き放電ランプの製造方法であって、放電ランプに設けられた一対の電極間に電流を供給することによって放電ランプを点灯した状態で、放電ランプと反射鏡との光学的な位置合わせを行うステップを含むようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電ランプをマイクロ波供給により点灯するマイクロ波放電ランプシステムに用いるための反射鏡付き放電ランプの製造方法であって、
該放電ランプに設けられた一対の電極間に電流を供給することによって該放電ランプを点灯した状態で、該放電ランプと該反射鏡との光学的な位置合わせを行うステップと、
前記ステップにより得られた反射鏡付き放電ランプを金属製のチャンバー内に設置するステップと、
マイクロ波伝送線の中心導体を該放電ランプに接続するするとともに、該マイクロ波伝送線の外部導体を前記金属製チャンバーに接続するステップ
を含む製造方法。
【請求項２】
放電ランプをマイクロ波供給により点灯するマイクロ波放電ランプシステムに用いるための反射鏡付き放電ランプの製造方法であって、
該反射鏡を金属製のチャンバー内に設置するステップと、
該放電ランプに設けられた一対の電極間に電流を供給することによって該放電ランプを点灯した状態で、該放電ランプと該金属製チャンバー内に設置された反射鏡との光学的な位置合わせを行うステップと、
マイクロ波伝送線の中心導体を該放電ランプに接続するするとともに、該マイクロ波伝送線の外部導体を前記金属製チャンバーに接続するステップ
を含む製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマイクロ波を利用して点灯するマイクロ波放電システムの改良された製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高圧放電ランプは高効率・高演色という特性からハロゲンランプに代わり、一般照明だけでなく、自動車用の前照灯やプロジェクタ用のバックライトとして、需要が高まっている。
【０００３】
特に、マイクロ波を利用した高圧放電ランプにおいては、発光空間に電極を持たなくても発光空間内の発光物質に電磁エネルギーを結合させることが可能なため、放電ランプの無電極化が実現できる。
【０００４】
無電極放電ランプは発光部に電極を有しないため、電極の消耗による発光効率の低下がなく、また硫黄などのように発光効率は高いが電極材料と反応するため有電極ランプでは使用することができない発光物質を使用することができるため、ランプの長寿命化、高効率化という観点で期待されている。
【０００５】
また、放電空間内に電極を配置し、この電極にマイクロ波を伝送する放電ランプも提案されており（特許文献１）、電極をアンテナとしてマイクロ波を放電容器内に直接供給することにより発光効率の上昇を図っている。
【０００６】
また、マイクロ波放電ランプと反射鏡を組み合わせて、プロジェクタなどの光学用途に使用することも提案されている（特許文献２）。
【０００７】
ここで、マイクロ波点灯を行う場合、マイクロ波を適切に放電空間に結合すること、即ち、インピーダンス整合をとることが必要となる。そのため、放電ランプに対してそれ以外の部材が最適な位置に配置される必要がある。
【０００８】
特許文献２には、筐体やマイクロ波フィーダの形状や配置を適宜調整することによりインピーダンス整合が最適なものとなるような構成が開示されている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−１１５５３４号公報
【特許文献２】特開２００５−１７４９２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、従来技術においては、放電ランプと反射鏡との光学的な位置合せは行われていない。従来技術では、例えば、予め分かっている反射鏡の形状的特徴（例えば焦点位置）に基づいて反射鏡に対する放電ランプの目標設置位置を決め、その目標設置位置に放電ランプを取り付けることは行われているが、実際に放電ランプを点灯させて放電ランプと反射鏡との位置を調整しているわけではない。
【００１１】
そのため、製造工程で放電ランプがその目標設置位置に精度良く取り付けられる保証はなく、放電ランプシステムの光学的特性にばらつきが出てしまう場合があった。特に、放電ランプが小型化、即ち点光源化するにつれて、上記の光学的特性のばらつきは大きくなる傾向にあり、その管理はより難しくなる。そして、プロジェクタ等に用いる放電ランプには点光源が適切であることから、プロジェクタ等に用いるマイクロ波放電ランプシステムにおいても光学的な位置合せを行うことが必要となってくる。
【００１２】
既に点光源として実用化されている各種ランプ（無電極ではないもの）においては、そのランプと反射鏡との位置合せを精度良く行う方法ついて、過去に多くの検討がなされてきた。そして、一般的に、ランプを点灯させないで行う位置合せは、ランプを点灯させて行う位置合せよりも精度が低くなることが分かっている。
【００１３】
さらにマイクロ波放電システムにおいては放電ランプと反射鏡の光学的位置合せを行おうとした場合、その光学的位置合せが、以下の２つの問題点のために非常に困難あるいは不可能であるという状況に直面する。
（１）金属製ガードによる問題
マイクロ波放電システムにおいて、マイクロ波点灯中はシステムからのマイクロ波の漏洩を防止する必要がある。特に、放電ランプの前面には光を取り出しつつもマイクロ波の漏洩を抑制するための、例えば金属製のメッシュ等のガードを装着することが必要である。
【００１４】
しかし、このガードの外部から放電ランプの位置を操作するのは非常に困難であり、現実的な解決策は今のところ考案されていない。
（２）インピーダンス整合による問題
仮に何らかの方法により上記（１）の問題を克服したとしても、マイクロ波点灯中にランプ等を移動させた場合、インピーダンスが変化するため安定に点灯を維持することができなくなる。特に、放電ランプが小型化、さらには点光源化すると、インピーダンス整合には一層の厳密性が要求されるのでその傾向は顕著になる。光学的位置合せを行うには、放電ランプの光束（明るさ）を一定に保ちつつ放電ランプを反射鏡に対して移動させて、最大照度となる位置を走査する等の作業が必要になる。しかし、放電ランプの位置を動かすと電磁界分布の変化によりインピーダンスが変化し、電力が変化することにより光束が変化してしまうことになり、結果として最大照度となるポイントを特定することができず、光学的位置合せを行うことはできない。
【００１５】
従って、マイクロ波放電ランプシステムにおいて、上記（１）及び（２）の問題点を克服して放電ランプと反射鏡との光学的位置合せを行うための構成が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この課題を解決するための本発明の第１の側面は、放電ランプをマイクロ波供給により点灯するマイクロ波放電ランプシステムに用いるための反射鏡付き放電ランプの製造方法であって、放電ランプに設けられた一対の電極間に電流を供給することによって放電ランプを点灯した状態で、放電ランプと該反射鏡との光学的な位置合わせを行うステップと、そのステップにより得られた反射鏡付き放電ランプを金属製のチャンバー内に設置するステップと、マイクロ波伝送線の中心導体を放電ランプに接続するするとともに、マイクロ波伝送線の外部導体を金属製チャンバーに接続するステップを含む製造方法である。
【００１７】
本発明の第２の側面は、放電ランプをマイクロ波供給により点灯するマイクロ波放電ランプシステムに用いるための反射鏡付き放電ランプの製造方法であって、反射鏡を金属製のチャンバー内に設置するステップと、放電ランプに設けられた一対の電極間に電流を供給することによって放電ランプを点灯した状態で、放電ランプと金属製チャンバー内に設置された反射鏡との光学的な位置合わせを行うステップと、マイクロ波伝送線の中心導体を放電ランプに接続するするとともに、マイクロ波伝送線の外部導体を金属製チャンバーに接続するステップを含む製造方法である。
【発明の効果】
【００１８】
上記構成により、マイクロ波放電ランプシステムにおいても高い精度の光学的位置合せが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１に本発明の製造方法によって作製されるマイクロ波放電ランプシステムを示す。図１において、放電ランプ１は発光空間２に対して一対の電極３ａ及び３ｂ並びにそれぞれの電極に接続されたモリブデン箔４ａ及び４ｂ、さらに前記モリブデン箔に接続されたリード線５ａ及び５ｂを有している。
【００２０】
放電ランプ１は反射鏡６に固定され、反射鏡６は基準面を金属製チャンバー７の一部分に押し当てた状態で、金属製チャンバー７の内部に固定されている。
【００２１】
リード線５ａはマイクロ波を供給するために同軸コネクタ８の中心導体９に接続され、
同軸コネクタ８の外部導体１０金属製チャンバー７に接続されている。
【００２２】
放電ランプ１からの光は反射鏡６により反射され光取り出し口１１より外部に取り出されるが、このとき同軸コネクタの外部導体とチャンバーが接続されており、なおかつ光取り出し口１１の大きさは使用しているマイクロ波の波長の１／４よりも小さい寸法になっているので、金属製チャンバー７から外部へのマイクロ波の漏洩を防止することができる。
【実施例１】
【００２３】
図２は本発明の代表的な製造工程を示すフローチャートである。本発明の製造工程は大きく分けて光学的位置合せステップＳ１００と、マイクロ波投入に際して必要な金属製部材の取り付けステップＳ２００に分けられる。概略として、ステップＳ１００では光学的な位置合せがされた反射鏡付放電ランプが作製され、ステップＳ２００でさらにマイクロ波放電ランプシステムが作製される。
【００２４】
まず、ステップＳ１１０で放電ランプ１と反射鏡６を用意し、放電ランプ１を反射鏡６に移動可能な状態で保持する（図３ａ）。このとき放電ランプ１には電流供給用のリード線５ｃが接続されている。
【００２５】
ステップＳ１２０において、リード線５ａ及び５ｃに専用の安定器１２を接続し、両リード線５ａ及び５ｃに電流を供給して放電ランプ１を点灯する（図３ｂ）。ここで、投入する電流は５０〜６００Ｈｚ程度の矩形波交流電流が望ましいが、安定点灯ができればどのような電流であってもよい。以下、本明細書においては、両電極間に電流を供給して放電ランプを点灯することを「電流点灯」というものとする。
【００２６】
さらに、ステップＳ１２０において放電ランプ１と反射鏡６の位置合せを行う。その具体的な方法としては、例えば、図３ｂに示すように、反射鏡６の前方に専用光学系１３を配置し、専用光学系の先にスクリーン１４を配置し、スクリーン上の照度を測定しながら、その照度が最大になるように反射鏡６に対して放電ランプ１を動かして、その照度が最大になる位置に放電ランプ１を固定する。
【００２７】
次にステップＳ１３０において図３ｃに示すように、スクリーン上の照度が最大の位置に固定された状態のまま、反射鏡６のネック部分に接着剤１５を流し込み放電ランプ１と反射鏡６を固着する。
【００２８】
なお、放電ランプ１と反射鏡６との位置合せの具体的方法には多くのバリエーションがあり、上記の方法に限定されない。
【００２９】
本ステップＳ１３０では電流点灯を行っているので、当然に、位置合せ中の放電ランプ１の発する光束は他の部材（現時点では反射鏡６しかないが）との位置関係にかかわらず一定である。
【００３０】
尚、以降のステップでは電流点灯を行う必要がないので、少しでも照射光の障害物を除くために電流点灯用のリード線５ｃは除去した方が望ましい。
【００３１】
ステップＳ１４０では図３ｄに示すようにステップＳ１１０〜Ｓ１３０により作製された反射鏡付き放電ランプを金属製チャンバー７内に固定する。このとき反射鏡６の基準面を金属製チャンバー内に適切な位置にて押し当てるようにして固定すれば、ステップＳ１２０での最大照度位置とあわせることが可能である。
【００３２】
次にステップＳ２１０においてマイクロ波導入のために、同軸コネクタ８の中心導体９と放電ランプ１のリード線５ａを接続する。
【００３３】
中心導体９にはリード線挿入用の穴が開いており、この穴にリード線５ａを挿入し接続する。
【００３４】
尚、このとき中心導体９とリード線５ａは機械的に接続されていることが望ましいが、機械的に接続していなくても、容量結合などでマイクロ波を伝送することが可能であれば、適宜他の形態をとっても構わない。
【００３５】
ステップＳ２２０において、同軸コネクタ８と金属製チャンバー７をマイクロ波の漏洩がないように隙間を作らず接続する。
【００３６】
例えば図３ｅに示すようにパネル取り付け型の同軸コネクタ８を金属製チャンバー７にねじ止めする方法が考えられるが、マイクロ波の漏洩が防止できるような接続方法であれば、他の方法でも構わない。
【００３７】
別の方法としては、導電性の接着剤で固定する方法などが考えられる。
【００３８】
尚、ステップＳ２１０とＳ２２０の順序はどちらが先でも問題はなく、先に同軸コネクタ８とチャンバー７を接続したあとに中心導体９とリード線５ａを取り付けても構わない。
【００３９】
上記のようにしてマイクロ波放電ランプシステムが完成する。
【００４０】
以上より、電流点灯により光学的位置合せを行った後にマイクロ波投入用の各部材を組み立てるようにしたので、マイクロ波放電ランプシステムにおいても、電流点灯による放電ランプシステムと同等の高い光学的精度を得ることができ、放電ランプが金属製チャンバーの内部に納められているので、マイクロ波の漏洩を防止することができる。
【実施例２】
【００４１】
図４は本発明に係る第二の実施形態による製造工程のフローチャートである。
【００４２】
製造されるマイクロ波放電ランプの形態は同じものであるが、前記実施例１とは下記の点で異なる。
【００４３】
まず、図５ａに示すようにステップＳ１５０で反射鏡６を金属製チャンバー７に固定する。
【００４４】
次にステップＳ１１０において、図５ｂに示すように金属製チャンバー７に反射鏡６を固定した状態で、反射鏡６に放電ランプ１を移動可能な状態で保持する。
【００４５】
ステップＳ１２０において放電ランプ１を電流点灯し、金属製チャンバーの光取り出し口１１より出射した光を専用光学系１３を通してスクリーン１４に投影し、スクリーン上の照度が最大となる位置で、放電ランプ１と反射鏡６を固着する（Ｓ１３０）。
【００４６】
このようにして得られた放電ランプに前記実施例１と同様のステップＳ２１０、Ｓ２２０を行うことにより、マイクロ波放電ランプシステムが完成する。
【００４７】
以上より、電流点灯により光学的位置合せを行った後にマイクロ波投入用の各部材を組み立てるようにしたので、マイクロ波放電ランプシステムにおいても、電流点灯による放電ランプシステムと同等の高い光学的精度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明のマイクロ波放電ランプシステムを示す図である。
【図２】本発明の製造方法の詳細を示すフローチャートである。
【図３ａ】本発明の製造方法を説明する図である。
【図３ｂ】本発明の製造方法を説明する図である。
【図３ｃ】本発明の製造方法を説明する図である。
【図３ｄ】本発明の製造方法を説明する図である。
【図３ｅ】本発明の製造方法を説明する図である。
【図４】本発明の実施例２の製造方法の詳細を示すフローチャートである。
【図５ａ】本発明の実施例２の製造方法を説明する図である。
【図５ｂ】本発明の実施例２の製造方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  放電ランプ
２  放電空間
３ａ，３ｂ  電極
４ａ，４ｂ  モリブデン箔
５ａ，５ｂ，５ｃ  リード線
６  反射鏡
７  金属製チャンバー
８  同軸コネクタ
９  中心導体
１０  外部導体
１１  光取り出し口
１２  点灯電源
１３  光学系
１４  スクリーン
１５  接着剤
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図３ｅ】
2010113880.tif 000009
【図４】
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【図５ａ】
2010113880.tif 000011
【図５ｂ】
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