(57)【要約】【課題】小型軽量化を達成しつつ始動性の高い光源装置を提供することである。【解決手段】放電ランプと、この放電ランプと取り囲む反射鏡と、この反射鏡の前面開口を塞ぐよう取り付けられる前面ガラスとよりなる。そして、前記前面ガラスは、補助放電のための放電用媒質が封入された密閉空洞と、この密閉空洞に補助放電用電極を備えたことを特徴とする。【選択図】      図１
2006276376.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電ランプと、この放電ランプと取り囲む反射鏡と、この反射鏡の前面開口に近接して取り付けられる前面ガラスとよりなる光源装置において、
前記前面ガラスは、補助放電のための放電用媒質が封入された密閉空洞と、この密閉空洞に補助放電用の外部電極を備えたことを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前外部電極は、前記放電ランプの電極と電気的に接続されたことを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
【請求項３】
前記前面ガラスは、前記密閉空洞の放電ランプ側は紫外線透過性であり、前記密閉空洞の放射方向外部側は紫外線反射性であることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
【請求項４】
前記密閉空洞は、前記放電ランプの放射光を遮らない位置に形成された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】
この発明は光源装置に関する。特に、プロジェクタ用の光源として使用される、高圧水銀放電ランプやメタルハライドランプなどの放電ランプを用いた光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶プロジェクタやＤＬＰプロジェクタ等の光源装置は、できるだけ早く、かつ確実に点灯することが要求される。
特開２００４−１３９９５５には、光源装置に、別部材として補助光源（「ＵＶセル」ともいう）を設ける構造が開示される。
【０００３】
しかし、最近は、プロジェクタ装置の小型、軽量化がいっそう要求され、これに伴い、光源装置も益々の小型化が望まれている。このようなニーズに対応するためには、補助光源も小さくする必要があるが、補助光源の小型化は製作困難性を伴い、品質の低下やコストアップの原因となる。
【特許文献１】特開２００４−１３９９５５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明が解決しようとする課題は、小型軽量化を達成しつつ、始動性の高い光源装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、この発明に係る光源装置は、放電ランプと、この放電ランプと取り囲む反射鏡と、この反射鏡の前面開口に近接して取り付けられる前面ガラスとよりなる。そして、前記前面ガラスは、補助放電のための放電用媒質が封入された密閉空洞と、この密閉空洞に補助放電用外部電極を備えたことを特徴とする。
【０００６】
さらに、前記外部電極は、前記放電ランプの電極と電気的に接続されたことを特徴とする。
さらに、前記前面ガラスは、前記密閉空洞の放電ランプ側は紫外線透過性であり、前記密閉空洞の放射方向外部側は紫外線反射性であることを特徴とする。
さらに、前記密閉空洞は、前記放電ランプの放射光を遮らない位置に形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
上記光源装置は、必須構成部材である前面ガラスに密閉空洞を形成し、この密閉空洞を補助光源と同様に機能させるもので、物理的に独立した光源ではなく、簡易な構造で始動性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は本発明に係る光源装置を示す。
放電ランプ１は、石英ガラスからなる放電容器によって構成されて、略球形の発光部２を有し、この発光部２には陽極３と陰極４とが互いに対抗するように配置される。発光部２の両端は封止部６が伸びるように形成され、これら封止部６には一対の金属箔７a、７ｂが埋設される。陽極３および陰極４の端部は、金属箔７a、７ｂの一端に溶接されて電気的に接続される。金属箔７ａ、７ｂの他端は、外部に突出する外部リード８a、８ｂが溶接され、点灯回路Ｕに接続される。発光部２の外面にはトリガワイヤ５が配設する。
【０００９】
発光管２には、水銀と希ガスと、必要に応じてハロゲンガスが封入される。水銀は、必要な可視光、例えば、波長３８０〜７７０ｎｍという放射光を得るものであり、０．１６ｍｇ／ｍｍ３以上の量が封入されている。この封入量は、温度条件によっても異なるが、点灯時１５０気圧以上で極めて高い蒸気圧となる。水銀をより多く封入すると、点灯時の水銀蒸気圧が２００気圧以上、３００気圧以上という高い水銀蒸気圧の放電ランプを作ることができ、水銀蒸気圧が高くなる程プロジェクタ装置に適した光源を実現できる。点灯始動のために封入される希ガスとしては、例えば、アルゴンガスが約１３ｋＰａ封入される。また、ハロゲンガスは、沃素、臭素、塩素等が封入され、封入量は、例えば、１０−６〜１０−２μｍｏｌ／ｍｍ３の範囲から選択される。
【００１０】
放電ランプの寸法等の一例としては、発光管の最大外径９．５ｍｍ、電極間距離１．５ｍｍ、発光管内容積７５ｃｍ３、定格電圧８０Ｖ、定格電力１５０Ｗである。
この放電ランプは、小型化するプロジェクタ装置に等に内蔵されるものであり、全体構造が極めて小型化される一方で、高い光量が要求される。従って発光管内の熱的条件は極めて厳しいものとなり、管壁負荷値は０．８〜２．０Ｗ／ｍｍ２である。
【００１１】
反射鏡Ｍはガラス製であり、内面に光反射膜がコートされ、放電ランプ１を取り囲むように配置されるとともに、放電ランプ１の一方の封止部６は、反射鏡Ｍの頂部開口に挿入され接着剤によって取り付けられる。また、反射鏡Ｍの前面開口付近には前面ガラスＧが配置される。放電ランプ破裂時に飛散防止のため前面ガラスは反射鏡Ｍに直接固定して密閉状態にするのが好ましい。しかし、必ずしも密閉に限らず反射鏡Ｍに切り欠きなどを設けてもよい。放電ランプの冷却のためである。また、前面ガラスＧと反射鏡Ｍの間にスペーサーなど設けてもよい。
【００１２】
前面ガラスＧは、紫外線を透過する材料、例えば石英ガラスからなり、その一部に密閉された空洞部Ｈ（密閉された空間）を有する。空洞部Ｈの外表面には一対の外部電極Ｅ１，Ｅ２が配置されて、空洞部Ｈから紫外線が発生する。外部電極は補助放電用の電極として機能する。
空洞部Ｈには、アルゴン、キセノン、ネオンなどの希ガスと、窒素若しくはヘリウム等の気体が一種以上封入される。具体的には、アルゴンが１×１０２〜５×１０４Ｐａ程度、好ましくは１×１０３Ｐa程度封入される。
なお、前面ガラスＧの外側であって、空洞部Ｈの近傍には、紫外線反射膜Ｒを設けられる。空洞部Ｈで発生した紫外線を放電ランプに照射するためである。
【００１３】
外部電極Ｅ１、Ｅ２は、高温での耐酸化性、熱衝撃に優れる材料が選ばれ、ステンレス、カンタル（鉄クロム合金）が好ましく、とりわけ高温での耐酸化性、熱衝撃に優れるという意味ではカンタルが最適である。
外部電極Ｅ１の形状は、例えば、ドーナツ形状であり、寸法は、外径が例えば５〜１０ｍｍ、内径が例えば３〜８ｍｍである。外部電極の形状、サイズは、空洞部Ｈで発生するＵＶ光が、放電ランプ１に直接、あるいは間接的に照射できること、および、放電ランプからの放射光で妨げにならないことが必要となる。
特に、空洞部Ｈを、前面ガラスＧの中心、すなわち、外部リード８ｂの先端近傍に設けることが光取出し効率との関係で望ましい。反射鏡Ｍからの反射光が照射されにくいからである。
【００１４】
点灯回路Ｕは、給電回路ＵａとイグナイターＵｂより構成され、給電線Ａ１、Ａ２と放電ランプ１が接続する。イグナイターＵｂの高電圧により放電破壊をさせて、給電回路Ｕａより電流を供給することで点灯が安定する。
ここで、イグナイターＵｂにより高電圧が発生すると、当該高電圧は反射鏡Ｍに設けられた開口を経由して放電ランプ１の外部リード８ｂに印加される。このとき、外部リード８ｂには外部電極Ｅ１につながる給電線Ａ３も接続されているため、イグナイターで発生した高電圧は外部電極Ｅ１にも印加する。因みに、外部電極Ｅ２は、給電線Ａ１と電気的に接続するが、電気的に接続してなくてもよい。
また、外部電極Ｅ１，Ｅ２は、放電ランプへの給電線Ａ１，Ａ２とは別に、独立した電源から給電する構成であってかまわない。
点灯回路Ｕは、ＤＣ電源Ｕ０に接続される。給電回路ＵａとイグナイターＵｂはコンデンサ、ダイオード、コイルなどから構成される。
【００１５】
イグナイターからの高電圧が外部電極Ｅ１に印加すると、空洞部Ｈでは静電結合により、いわゆる誘電体バリアエキシマ放電が起こり、空洞部ＨからＵＶが放射される。
このＵＶは、放電ランプ１の発光部に照射し、これにより、発光部２の放電媒質のイオン化を促進されて、イグナイターＵｂからの高電圧パルスとも相まって放電ランプ１が速やかに点灯する。
【００１６】
なお、図１に示す光源装置は、イグナイターＵｂで発生する高電圧パルスが給電回路Ｕaから給電されるランプ電流の供給回路に重畳される方式であったが、この方式に限定されるものではなく、放電ランプの外部から発光部や封止部の誘電体を介して高電圧印加する、いわゆる外部トリガー方式であってもかまわない。この場合、外部トリガーに印加される高圧は、前面ガラスＧの外部電極Ｅ１，Ｅ２の何れかに印加される。高圧パルスを印加されない外部電極は、放電ランプの陽極側、陰極側どちらを電気的に接続してもよく、電気的に接続してなくともよい。高圧パルスが印加される外部電極が、印加されない外部電極に対して高電位になればよいからである。
【００１７】
図２は本発明に係る光源装置の他の形態を示す。
図１に示す光源装置とは、前面ガラスＧの構成が異なるだけで、その他の構成は基本的に同一である。
前面ガラスＧは、２枚のガラス部材Ｇａ、Ｇｂを重ね合わせて、全体として円盤形状をしており、内部に空洞部Ｈを形成している。外部電極Ｅ１，Ｅ２は、例えば、空洞部Ｈの外周囲を取り囲むように取り付けられている。
この構造の利点は、空洞部Ｈを比較的安易、かつ広く確保できるとともに、外部電極を反射鏡の外部に配置されるため、放射光が外部電極により遮られるという不具合は生じない。
なお、空洞部Ｈは、前面ガラスの全域に設ける必要はなく、一部に設ける構成であってもよい。
なお、外部電極は、給電線Ａ１，Ａ２をある程度の距離が離れていることが望ましい。給電線と放電してしまうからである。
【００１８】
図３は、本発明に係る光源装置の他の形態を示す。
図１に示す光源装置とは、前面ガラスＧの構成が異なるだけで、その他の構成は基本的に同一である。
前面ガラスＧは、２枚の曲面を有するガラス部材Ｇａ、Ｇｂを互いに凹面を重ね合わせて構成され、内部に空洞部Ｈを形成する。２枚のガラス部材Ｇａ、Ｇｂは曲面構造であるため、レンズの機能を併せ持つことができる。従って、反射鏡Ｍが放電ランプ１の放射光を集光させない場合に、集光レンズとしての役割も果たすことができる。
ガラス部材Ｇａ、Ｇｂのつなぎ目を覆うように外部電極Ｅ１，Ｅ２が設けられる。
【００１９】
次に、図３に示した前面ガラスの製造方法を説明する。
ガラス部材Ｇｂは、例えばシャーレのような凹形をしており、ガラス部材Ｇａとともに放電媒質雰囲気下、たとえばグローブボックス内を放電媒質の雰囲気にしておき、その中でガラス部材Ｇａ、Ｇｂを重ね合わせ、空洞部Ｈを形成し、ＧａとＧｂの繋ぎ目はバーナーなどで封止する。凹形はガラス部材Ｇｂの側であってもよい。
なお、ガラス部材Ｇａとガラス部材Ｇｂの接続はたとえば、互いに接触部をネジ切り構造のオス側、メス側にしておけば、バーナーなどを用いずともネジ部で締めることにより封止してもよい。
【００２０】
なお、図１、図２に示す前面ガラスも、基本的には同じような方法で製造する。例えば、図１に示す前面ガラスは、グラインダーなどで空洞部となる凹部を切削加工するが、板ガラスを凹部を塞ぐように張り合わせて、バーナーなどと一体化させる。なお、予めガスを封入したセル（小容器）を容易しておき、当該凹部に入れた後で板ガラスで一体化することができる。
【００２１】
なお、上記の各実施形態に示す光源装置はＤＣ点灯方式の光源装置で構成されているが、これに限定されず、ＡＣ点灯方式の光源装置で構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明に係る光源装置を示す。
【図２】この発明に係る光源装置を示す。
【図３】この発明に係る光源装置を示す。
【符号の説明】
【００２３】
１  放電ランプ
２  発光部
３  陽極
４  陰極
６  封止部
Ｍ  反射鏡
Ｈ  空洞部
Ｅ１  外部電極
Ｅ２  外部電極
Ｇ  前面ガラス
Ｇａ  ガラス部材
Ｇｂ  ガラス部材
【図１】
2006276376.tif 000003
【図２】
2006276376.tif 000004
【図３】
2006276376.tif 000005