(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
楕円面形反射鏡の中心軸に高圧放電ランプを組み込んだ光源装置において、前記反射鏡で反射された光が放射する方向にある前記高圧放電ランプの前端側シール部の端部周面に耐熱性無機質熱反射性物質を施したことを特徴とする光源装置。
【請求項２】
楕円面形反射鏡の中心軸に高圧放電ランプを組み込んだ光源装置からの光と熱をその光源装置側へ戻すように反射させる光学系を有したプロジェクションシステムにおいて、前記光源装置が、前記反射鏡で反射された光が放射する方向にある前記高圧放電ランプの前端側シール部の端部周面に耐熱性無機質熱反射性物質を施した光源装置であることを特徴とするプロジェクションシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶プロジェクタ等に用いる光源装置とこれを用いたプロジェクションシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、図３に示すようなＤＭＤ（digital micro mirror device）を使用するＤＬＰ（digital light processing）プロジエクションシステムがパソコンを用いたプレゼンテションに最適であることから急速に普及しつつある。（ＤＭＤとＤＬＰは米国Texas Instruments Inc．の登録商標）このＤＭＤを用いたＤＬＰプロジエクションシステムが急速に普及してきたのは、ＤＬＰプロジエクションシステムが、光学的構造が簡単であり、小型軽量化が容易であることが大きな要因となっている。図３に示す公知のＤＬＰプロジェクションシステムにおいては、反射鏡１に装着してなる超高圧小形ショートアーク放電ランプ２からの光がＲＧＢカラーホイル３で色分解され、次にインテグレ−タロッドレンズ４とコンデンサレンズ５を通過して、ＤＭＤ６に入り、ＤＭＤ素子で信号処理され、プロジェクタ７の投射レンズを通してイメージとして投射され、精確な階調と色再生雑音のない一貫した高画像が形成される。
【０００３】
また従来、図３に示すＤＬＰプロジエクションシステムに用いる光源装置は、ＤＬＰタイプのプロジェクタに適する光学系との関係から、反射鏡１はガラス材で比較的短焦点の楕円面形に構成し、光源は超高圧小形ショートアーク放電ランプを用いて構成してある。また図３に示す超高圧小形ショートアーク放電ランプ２を楕円面形反射鏡１の中心軸に組込むように装着してなる光源装置は、同反射鏡１の前端に前面ガラス８を固定して形成し、万一超高圧小形ショートアーク放電ランプ２が破裂しても、該高圧放電ランプ２の破片が飛散しないように形成してある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した光源装置における反射鏡１を小形に構成すると、ランプ２の発光部の上部が高熱により膨らみ、また、楕円面形の反射鏡１で反射されて二次焦点方向に放射する光の一部が、図３の如くランプ２の前端側シール部４０の端部周面４１に当たって、該シール部４０の温度が上昇するため、シール部外接溶接部４２が早期に酸化し、同酸化部の電気抵抗が増大し、加熱によりクラックが入り不点状態となる欠点がある。さらに小形軽量化の要求により、反射鏡１と前面ガラス８で囲まれた容積を小さくすると、シール部外接溶接部４２の温度がさらに高くなる。そこで、シール部外接溶接部４２の温度を低くしようとして、例えば、発光部に近接するシール部４０を発熱源である発光部から遠ざけるように構成するために、そのシール部４０の寸法を長くし、さらにシール部４０に封着するモリブデン箔４３の寸法を長くする構造が考えられるが、そのような構造にすると、短焦点の楕円面形反射鏡１を用いて集光させる第二焦点付近にシール部外接溶接部４２が位置することとなるため何ら温度は低下せず全く逆効果となる欠点がある。
【０００５】
さらに、ＤＭＤ素子と光学系の性質上、バックリフレクション(画像上、暗い表現をさせる場合、ＤＭＤ６上のミラーが光源装置からの光及び熱を光源装置側へ戻すように反射させてしまうこと。)があり、液晶パネルを用いたプロジェクタに見受けられる放物面形反射鏡と前面ガラスとの組合わせでなる光源装置のシール部外接溶接部温度に比較して、約１００度高い温度となるため、小形軽量化したＤＬＰ用光源装置を実現させるにはシール部外接溶接部４２の温度上昇による早期不点が大きな問題となる。
【０００６】
本発明は上記の諸点に鑑み発明したものであって、楕円面形反射鏡の中心軸に高圧放電ランプを組み込む光源装置を小型化することができ、該光源装置をプロジェクションシステムに用いたときに、その光源である高圧放電ランプがシール部外接溶接部の高温による酸化によって不点となることを防ぐことができ、さらに該ランプの破損を防止できるようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、楕円面形反射鏡の中心軸に高圧放電ランプを組み込んだ光源装置において、前記反射鏡で反射された光が放射する方向にある前記高圧放電ランプの前端側シール部の端部周面に耐熱性無機質熱反射性物質を施したことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、楕円面形反射鏡の中心軸に高圧放電ランプを組み込んだ光源装置からの光と熱をその光源装置側へ戻すように反射させる光学系を有したプロジェクションシステムにおいて、前記光源装置が、前記反射鏡で反射された光が放射する方向にある前記高圧放電ランプの前端側シール部の端部周面に耐熱性無機質熱反射性物質を施した光源装置であることを特徴とする。
【０００９】
請求項１の光源装置は、楕円面形反射鏡で反射された光が放射する方向にある高圧放電ランプの前端側シール部の端部周面に耐熱性無機質熱反射性物質を施すことにより、その前端側シール部の端部周面から入ろうとする光を反射させて、該シール部が高温になるのを防止し、光源装置を小型化することができ、またシール部外接溶接部の高温化での酸化による不点を防ぐことができ、さらにランプの破裂を防止することができる。また、請求項２のプロジェクションシステムは、請求項１の光源装置を用いることにより、光源装置からの光と熱をその光源装置側へ戻すように反射させるバックリフレクションがあっても、ランプの前端側シール部が高温となることを防止して、シール部外接溶接部の酸化やクラックの発生によるランプの早期不点、破損等を防ぐことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る光源装置とこれを用いたプロジェクションシステムの実施形態を図１乃至図３を用いて説明する。図１において、１１は図３に示すＤＭＤを使用するＤＬＰプロジエクションシステムにて用いる光源装置を示す。１２は光源装置を構成するガラス製の反射鏡であって、半楕円形に構成してある。同反射鏡１２の大きさは、例えば開口部の有効内径４５φｍｍ、第１焦点と第２焦点距離がｆ1＝６．５，ｆ2＝７８．５の短焦点楕円面を有して構成してある。また同反射鏡１２は、硼硅酸塩製で、内面に酸化チタン、酸化硅素からなるコールドミラーが施され、前端に前面ガラス１３が固定されている。
【００１１】
２０は楕円面形反射鏡１２の回転方向の中心軸に固着した超高圧小形ショートアーク放電ランプであって、例えば１００ワットあるいは１２０ワット程度のものを用いてある。また該高圧放電ランプ２０は、第１次焦点近傍に発光部が位置するように構成し、また内容積は５０μlの放電空間を有して構成してある。２１、２２はランプ２０の内部に対向して配置してなる電極であって、例えば電極間距離は、約１．１ｍｍになるように構成してある。２３は電極２１、２２を支持してなるタングステン芯棒であって、例えばφ０．３ｍｍ程度の径を有して構成してある。２４はタングステン芯棒２３の一端に接続し、前端側シール部２６と後端側シール部２７に各々封着支持してなるモリブデン箔である。２５はモリブデン箔２４の他端に接続して構成してなるφ０．５ｍｍのモリブデン線でなる外部リードである。
【００１２】
そして、本発明の光源装置１１は、楕円面形反射鏡１２で反射された光が放射する方向にあるランプ２０の前端側シール部２６の端部周面３０に耐熱性無機質熱反射性物質３１を施すことにより、その端部周面３０からシール部２６に入ろうとする光を反射して、ランプ２０の前端側シール部２６が高温になるのを防止する構成となっている。したがって、光源装置からの光と熱を光源装置側へ戻すように反射させる光学系を有した図３のＤＬＰプロジェクションシステムに本発明の光源装置１１を用いれば、ランプ２０の前端側シール部２６に封着したモリブデン箔２４に外部リード２５を接続する溶接部であるシール部外接溶接部２８の温度上昇によるランプ２０の早期不点や破損を生ずるおそれが少ない。
【００１３】
ランプ２０の前端側シール部２６の端部周面３０に施す耐熱性無機質熱反射性物質３１は、次に示す物質（１）〜（４）の中から一つ以上を選択して構成する。
（１）酸化アルミニウムと酸化硅素との混合物からなる粉体にコロイド状結着剤を混入してスラリーを造り、同スラリーにランプ２０の前端側シール部２６の端部周面３０を浸し、かかる後スラリーを乾燥させて、バルク状の耐熱性無機質熱反射性物質をコートする。耐熱性無機質熱反射性物質の厚さは約０．５ｍｍとする。このようにして、耐熱性無機質熱反射性物質を施すと、シール部２６の長さが２４ｍｍで、シール部外接溶接部２８の温度が１２０ワット定格時に３３５℃（周囲温度２５℃）となる。これに対して耐熱性無機質熱反射性物質を施さない従来のものは、３９０℃（周囲温度２５℃）であり、その差５５℃となる。さらに、酸化アルミニウムと酸化硅素に、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化亜鉛を混合すると、さらに１０℃低下することが実験により確認されている。
【００１４】
（２）酸化チタンと酸化硅素との混合物からなる粉体にコロイド状結着剤を混入して、スラリーを造り、同スラリーにランプ２０の前端側シール部２６の端部周面３０を浸し、かかる後スラリーを乾燥させて、バルク状の耐熱性無機質熱反射性物質をコートする。耐熱性無機質熱反射性物質の厚さは約０．５ｍｍとする。このようにして、耐熱性無機質熱反射性物質を施すと、シール部２６の長さが２４ｍｍで、シール部外接溶接部２８の温度が１２０ワット定格時に３４０℃（周囲温度２５℃）となる。これに対して耐熱性無機質熱反射性物質を施さない従来のものは、３９０℃（周囲温度２５℃（周囲温度２５℃）であり、その差５０℃となる。
【００１５】
（３）白金、金、ロジウムのいずれかにコロイド状結着剤を混入して、スラリーを造り、同スラリーにランプ２０の前端側シール部２６の端部周面３０を浸し、かかる後スラリーを乾燥させて、バルク状の耐熱性無機質熱反射性物質をコートする。耐熱性無機質熱反射性物質の厚さは約０．５ｍｍとする。このようにして、耐熱性無機質熱反射性物質を施すと、シール部２６の長さが２４ｍｍで、溶接部２８の温度が１２０ワット定格時に３４０℃（周囲温度２５℃）となる。これに対して耐熱性無機質熱反射性物質を施さない従来のものは、３９０℃（周囲温度２５℃）であり、その差５０℃となる。
【００１６】
（４）上記（１）〜（３）の耐熱性無機質熱反射性物質をコートしたものに加えてその表面をステンレス板等の鉄系板で被覆とすると、シール部２６の長さが２４ｍｍで、シール部外接溶接部２８の温度が１２０ワット定格時に３３０℃（周囲温度２５℃）となる。これに対して耐熱性無機質熱反射性物質を施さない従来のものは、３９０℃（周囲温度２５℃）であり、その差６０℃となることが実験の結果確認されている。このように耐熱性無機質熱反射性物質をコートしたものに加えてその表面をステンレス板等の鉄系板で被覆することにより、温度がさらに低下するのは、鉄系板で輻射熱が小さくなることによるものである。また上記（１）〜（３）の耐熱性無機質熱反射性物質をコートしないで、ステンレス板等の鉄系板のみで被覆とすると、シール部２６の長さが２４ｍｍで、シール部外接溶接部２８の温度が１２０ワット定格時に３５０℃（周囲温度２５℃）となり実施可能である。
【００１７】
【発明の効果】
本発明の光源装置は、楕円面形反射鏡で反射された光が放射する方向にある高圧放電ランプの前端側シール部の端部周面に耐熱性無機質熱反射性物質を施すことにより、その前端側シール部の端部周面に当たる光を反射させて、該シール部が高温になることを防止することができ、したがって、ランプの早期不点や破損の原因となるシール部外接溶接部の酸化やクラックの発生を防ぐことができ、装置を小型化することもできる。また、当該光源装置を用いた本発明のプロジェクションシステムは、光源装置からの光と熱を光源装置側へ戻すように反射させるバックリフレクションがあっても、ランプの前端側シール部が高温となってシール部外接溶接部の酸化やクラックを生ずるおそれが少ない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光源装置の一例を示す図。
【図２】本発明に係る光源装置の光源となるランプの要部を拡大して示す図。
【図３】公知のプロジェクションシステムの概略図。
【符号の説明】
１１ 光源装置
１２ 楕円面形反射鏡
２０ 超高圧小形ショートアーク放電ランプ
２１、２２ 電極
２３ タングステン芯棒
２４ モリブデン箔
２５ モリブデン線でなる外部リード
２６  前端側シール部
３０ 前端側シール部の端部周面
３１  耐熱性無機質熱反射性物質
【図１】
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【図２】
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【図３】
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