(57)【要約】【課題】放電ランプの発光中心及び光軸と凹面反射鏡の焦点及び光軸とを簡便な手法で一致させることにより、生産性に優れ低コスト化が図られた光源装置を提供すること。【解決手段】略球形の放電容器３と放電容器３の両端に連なる封止部４，４とを有する放電ランプ１と、放電ランプ１を取り囲むように配設された凹面反射鏡２とを具備した光源装置において、凹面反射鏡２は、前面開口端から回転楕円面又は回転放物面からなる反射面が連なり、凹面反射鏡２の首部８には、内底面が平坦面１０で形成され、放電ランプ１の一方の封止部４の端部を収納する封止部収納部１２を備え、封止部４の端部の端面と封止部収納部１２の内底面１０とを密着させることにより、放電ランプ１の発光中心及び光軸と凹面反射鏡２の焦点及び光軸とを一致させたことを特徴とする光源装置である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略球形の放電容器と該放電容器の両端に連なる封止部とを有する放電ランプと、該放電ランプを取り囲むように配設された凹面反射鏡とを具備した光源装置において、
前記凹面反射鏡は、前面開口端から回転楕円面又は回転放物面からなる反射面が連なり、前記凹面反射鏡の首部には、内底面が平坦面で形成され、前記放電ランプの一方の封止部の端部を収納する封止部収納部を備え、前記封止部の端部の端面と前記封止部収納部の前記内底面とを密着させることにより、前記放電ランプの発光中心及び光軸と前記凹面反射鏡の焦点及び光軸とを一致させたことを特徴とする光源装置。
【請求項２】
略球形の放電容器と該放電容器の両端に連なる封止部とを有する放電ランプと、該放電ランプを取り囲むように配設された凹面反射鏡とを具備した光源装置において、  
前記封止部の一方には口金が固着されており、前記凹面反射鏡は、前面開口端から回転楕円面又は回転放物面からなる反射面が連なり、前記凹面反射鏡の首部には、内底面が平坦面で形成され、前記口金を収納する口金収納部を備え、前記口金の端面と前記口金収納部の前記内底面とを密着させることにより、前記放電ランプの発光中心及び光軸と前記凹面反射鏡の焦点及び光軸とを一致させたことを特徴とする光源装置。
【請求項３】
前記放電ランプは直流放電ランプであって、陽極側の封止部が前記封止部収納部又は口金収納部に収納されることを特徴とする請求項１又は請求項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、光源装置に係わり、特に、放電ランプと凹面反射鏡間の寸法精度を高精度に確保した光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光源装置には、例えば、液晶プロジェクタ用の光源装置として、ショートアーク型放電ランプと凹面反射鏡とを組み合わせたものが使用されている。液晶プロジェクタは、演色性の優れた光源が要求されるので、ショートアーク型放電ランプとしては、一対の電極が対向配置された石英ガラスからなる放電容器内に、水銀、希ガス、金属のハロゲン化合物を封入したメタルハライドランプや、最近では、メタルハライドランプに代わって、極めて高い水銀蒸気圧、例えば、２０ＭＰａ以上の水銀蒸気圧を持った水銀放電ランプが使用されている。
また凹面反射鏡は、耐熱性の高い硼珪酸ガラスや、より高い耐熱性が要求される場合は、結晶化ガラスで成形されている。
【０００３】
図４は、特開２００３−３１７６５８号公報に開示された、ショートアーク型放電ランプと凹面反射鏡とを組み合わせた光源装置を示す図である。
同図において、ショートアーク型放電ランプ１０１は、石英ガラスからなる放電容器１０３の両端に封止部１０４，１０４が連設されており、放電容器１０３内には一対の電極１０５，１０６が対向配置されている。凹面反射鏡１０２は硼珪酸ガラスからなり、その首部１０７の貫通部１０８には、ショートアーク型放電ランプ１０１の一方の封止部１０４が貫通し、封止部１０４の金属口金１０９が接着剤１１０によって首部１０７に固定されている。１１１は凹面反射鏡１０２を覆う前面ガラスである。
【０００４】
図５は、特開２００２−２６０４３２号公報に開示された、ショートアーク型放電ランプと凹面反射鏡とを組み合わせた光源装置を示す図である。
同図において、ショートアーク型放電ランプ１１２は、石英ガラスからなる放電容器１１４の両端に封止部１１５，１１５が連設されており、放電容器１１４内には一対の電極１１６，１１７が対向配置されている。凹面反射鏡１１３の首部１１８の貫通部１１９には、ショートアーク型放電ランプ１１２の一方の封止部１１５が貫通しているとともに、凹面反射鏡１１３の首部１１８の外側及び貫通部１１９を貫通した一方の封止部１１５の外側は、別体に設けられたセラミックベース１２０と接着剤１２１，１２２によって固定されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３１７６５８号公報
【特許文献２】特開２００２−２６０４３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記公報に示された光源装置のうち、セラミックベース１２０を用いるものにおいては、セラミックベース１２０を凹面反射鏡１１３の首部１１８を接着剤１２１で固定し、放電ランプ１１２の一方の封止部１１５を凹面反射鏡１１３の首部１１８に挿通させた上でセラミックベース１２０と接着剤１２２で固定するので、寸法公差が大きく、ランプの固着の精度に影響を及ぼす。その結果、放電ランプの発光中心及び光軸と凹面反射鏡の焦点及び光軸とを一致させることが難しく、光源装置の性能を良くすることができなかった。
また、上記各公報に示された光源装置は、作製過程が煩雑で手間がかかり、工程の一部しか自動化できないため、ランプの生産性が悪く、コスト高になっていた。
【０００７】
本発明の目的は、上記の問題点に鑑み、放電ランプの発光中心及び光軸と凹面反射鏡の焦点及び光軸とを簡便な構成で一致させることにより、生産性に優れ低コスト化を図った光源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するために、次のような手段を採用した。
第１の手段は、略球形の放電容器と該放電容器の両端に連なる封止部とを有する放電ランプと、該放電ランプを取り囲むように配設された凹面反射鏡とを具備した光源装置において、前記凹面反射鏡は、前面開口端から回転楕円面又は回転放物面からなる反射面が連なり、前記凹面反射鏡の首部には、内底面が平坦面で形成され、前記放電ランプの一方の封止部の端部を収納する封止部収納部を備え、前記封止部の端部の端面と前記封止部収納部の前記内底面とを密着させることにより、前記放電ランプの発光中心及び光軸と前記凹面反射鏡の焦点及び光軸とを一致させたことを特徴とする光源装置である。
【０００９】
第２の手段は、略球形の放電容器と該放電容器の両端に連なる封止部とを有する放電ランプと、該放電ランプを取り囲むように配設された凹面反射鏡とを具備した光源装置において、前記封止部の一方には口金が固着されており、前記凹面反射鏡は、前面開口端から回転楕円面又は回転放物面からなる反射面が連なり、前記凹面反射鏡の首部には、内底面が平坦面で形成され、前記口金を収納する口金収納部を備え、前記口金の端面と前記口金収納部の前記内底面とを密着させることにより、前記放電ランプの発光中心及び光軸と前記凹面反射鏡の焦点及び光軸とを一致させたことを特徴とする光源装置である。
【００１０】
第３の手段は、第１の手段又は第２の手段において、前記放電ランプは直流放電ランプであって、陽極側の封止部が前記封止部収納部又は口金収納部に収納されることを特徴とする光源装置である。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、略球形の放電容器と該放電容器の両端に連なる封止部とを有する放電ランプと、該放電ランプを取り囲むように配設された凹面反射鏡とを具備した光源装置において、前記凹面反射鏡は、前面開口端から回転楕円面又は回転放物面からなる反射面が連なり、前記凹面反射鏡の首部には、内底面が平坦面で形成され、前記放電ランプの一方の封止部の端部を収納する封止部収納部を備え、前記封止部の端部の端面と前記封止部収納部の前記内底面とを密着させるようにしたので、簡便な構成で放電ランプの発光中心及び光軸と凹面反射鏡の焦点及び光軸とを一致させることができ、生産性に優れ低コスト化を図った光源装置を提供することができる。
。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、略球形の放電容器と該放電容器の両端に連なる封止部とを有する放電ランプと、該放電ランプを取り囲むように配設された凹面反射鏡とを具備した光源装置において、前記封止部の一方には口金が固着されており、前記凹面反射鏡は、前面開口端から回転楕円面又は回転放物面からなる反射面が連なり、前記凹面反射鏡の首部には、内底面が平坦面で形成され、前記口金を収納する口金収納部を備え、前記口金の端面と前記口金収納部の前記内底面とを密着させるようにしたので、簡便な構成で放電ランプの発光中心及び光軸と凹面反射鏡の焦点及び光軸とを一致させることができ、生産性に優れ低コスト化を図った光源装置を提供することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、前記放電ランプが直流放電ランプであって、陽極側の封止部を前記封止部収納部又は口金収納部に収納するようにしたので、高温となる陽極側の封止部の冷却を効率良く行うことができる。  
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施形態を図１乃至図３を用いて説明する。
図１は、本実施形態の発明に係る光源装置の構成を示す図である。
同図に示すように、この光源装置は、ショートアーク型放電ランプ１と凹面反射鏡２とを組み合わせて構成されている。ショートアーク型放電ランプ１は、石英ガラスからなる略球形からなる放電容器３の両端に封止部４が連設されており、放電容器３内には陰極５と陽極６とが対向配置され、両電極５，６にはそれぞれに接続される外部リード７，７が封止部４，４端から出ている。凹面反射鏡２は、前面開口端から回転楕円面又は回転放物面からなる反射面が連なり、凹面反射鏡２の首部８の貫通部９には、ショートアーク型放電ランプ１の一方の封止部４が貫通しており、凹面反射鏡２の首部８の端部には、平坦な内底面１０と封止部４と略同径の内側面１１とを有する、封止部４の端部を収納する封止部収納部１２を備えている。ショートアーク型放電ランプ１の一方の封止部４を凹面反射鏡２の首部８を貫通し、前記封止部４の端部を封止部収納部１２に収納して、封止部４の端部の端面と前記封止部収納部１２の内底面１０とを密着させることにより、ショートアーク型放電ランプ１の発光中心及び光軸と凹面反射鏡２の焦点及び光軸とを一致するように構成することができる。
【００１５】
ショートアーク型放電ランプ１の封止部４の端部を凹面反射鏡２の封止部収納部１２に収納後は、図示されていない接着剤充填孔から接着剤１３を凹面反射鏡２の首部８内面とショートアーク型放電ランプ１の封止部４間に充填し、ショートアーク型放電ランプ１と凹面反射鏡２とを固定する。１４は通風孔であり、１５は凹面反射鏡２の前面開口端を覆う前面ガラスである。
【００１６】
なお、凹面反射鏡の材質としては、耐熱性や材料費、熱伝導性等の観点からアルミナ、ムライト、ステアタイト等が好ましいが、従来のようにガラス成形による製作も可能である。
【００１７】
次に、以下に上記凹面反射鏡２の成形方法について説明する。
凹面反射鏡２を首部８及び封止部収納部１２を含めて一体型とした構造を粘土から作製する場合は、スリップキャスト法により粘土を石膏型等の吸湿性の型に圧入して、十分水を吸わせて形成する。この後、封止部収納部１２と一体構造となっている凹面反射鏡２を型から取り出し、仮焼成し、その後本焼成する。この際、表面の粗さの問題が生じるので、釉薬を塗って本焼成を行うか、本焼成後に研磨を行い、平滑な面を形成する。
【００１８】
また、他の成形方法としては乾式プレス法がある。乾式プレス法は、セラミック粉末、例えば、ムライト、ステアタイト等のセラミック粉末をステアリン酸等のバインダに混合して造粒する。造粒されたものをプレス金型に導入しプレス成形する。その後、空気中で加熱等して脱脂を行い、釉薬を塗布して本焼成を行う。
【００１９】
上述のスリップキャスト法又は乾式プレス法で平滑な面を成形した後、反射面には、誘電体多層膜やアルミニウム蒸着膜を成膜し、凹面反射鏡を完成する。
【００２０】
次に、凹面反射鏡にショートアーク型放電ランプを固定する方法について図２及び図３を用いて説明する。
はじめに、図２（ａ）〜（ｃ）を用いて、ランプ封止部に金属製口金を有しないショートアーク型放電ランプの場合について説明する。
これらの図において、１６は、ショートアーク型放電ランプ１の封止部４の端部のカット面であり、その他の符号は、図１に示した同符号の構成に対応するので、説明を省略する。
はじめに、図２（ａ）に示すように、ショートアーク型放電ランプ１の封止部４の端部のカット面１６と、例えば、陽極６の先端との距離（Ｌ１）の精度を出す。通常は、公差は５０μｍ以内である。またショートアーク型放電ランプ１の光軸からの偏芯は０．１ｍｍ以内に精度を出す。これらの精度は、このショートアーク型放電ランプ１を液晶プロジェクタ等の用途に供する場合には、必須の精度である。
【００２１】
なお、封止部４の端部のカット面１６は、図２（ｂ）に示すように、グラインダーにより所定の面精度に確保された面である。
【００２２】
次に、図２（ｃ）に示すように、同図に示す凹面反射鏡２の首部８に、ショートアーク型放電ランプ１の一方の封止部４を挿入し、首部８の封止部収納部１２にショートアーク型放電ランプ１の端部を収納し、ショートアーク型放電ランプ１の封止部４の端部の端面と、封止部収納部１２の内底面１０とを密着させる。この際、ショートアーク型放電ランプの封止部４の端部と凹面反射鏡２の封止部収納部１２間には接着剤は充填せず、封止部収納部１２の放電容器３寄りの首部８の内凹部に接着剤１３を充填して、ショートアーク型放電ランプ１と凹面反射鏡２とを固定する。
【００２３】
次に、図３（ａ）、（ｂ）を用いて、ランプの封止部に金属製口金を有するショートアーク型放電ランプの場合について説明する。
これらの図において、１７はショートアーク型放電ランプの一方の封止部４に設けられた口金、１８は給電用突出部、１９は口金１７の端面、２０は口金１７を収納する口金収納部、２１はナット、２２は給電用端子であり、その他の符号は、図１に示した同符号の構成に対応するので、説明を省略する。
はじめに、図３（ａ）に示すように、封止部４の口金１７の端面１９と、例えば、陽極６の先端との距離（Ｌ２）の精度を出す。通常は、公差は５０μｍ以内である。またショートアーク型放電ランプ１の光軸からの偏芯は０．１ｍｍ以内に精度を出す。  
次に、図３（ｂ）に示すように、同図に示す凹面反射鏡２の首部８に、ショートアーク型放電ランプ１の一方の封止部４を挿入し、首部８の口金収納部２０にショートアーク型放電ランプ１の口金１７を収納して、口金１７の端面１９を口金収納部２０の内底面１０と密着させる。この際、ショートアーク型放電ランプ１の封止部４の口金１７と凹面反射鏡２の口金収納部２０との間には接着剤は充填せず、口金１７から突出した給電用突出部１８を、例えば、ナット２１によって、給電用端子２２と共に締め付けることにより、ショートアーク型放電ランプ１と凹面反射鏡２とを固定する。
【００２４】
なお、図示していないが、ショートアーク型放電ランプ１と口金１７は、口金１７から突出した給電用突出部１８を通して露出した外部リード７を給電用突出部１８の端部で溶接することにより固定される。口金１７内面には少量の接着剤を充填する。
【００２５】
上述したように、本発明は、ショートアーク型放電ランプと凹面反射鏡の位置精度を確保することが重要であるが、そのためには次のような前提が必要である。
第１に、凹面反射鏡の光中心（焦点位置）と凹面反射鏡の封止部収納部又は口金収納部の内底面との間の寸法公差が５０μｍ以内であること。第２に、ランプ、例えば、電極先端と封止部端面間あるいは口金端面間の寸法精度が公差５０μｍ以内であること。第３に、ランプの光軸からの偏芯が０．１ｍｍ以上のランプは使用しないことである。このような前提は、通常の製造工程の精度レベルで対応できることである。
【００２６】
本発明は、さらに精度を高めるために、放電ランプと凹面反射鏡の封止部収納部又は口金収納部においては接着剤をしないことであり、これによって、接着剤を充填することによる精度を不確定にする要素を排除することができる。
【００２７】
なお、本発明は、直流型放電ランプでは、光学的に見た場合、陰極の輝点を焦点位置にした場合、集光させる光学系においても平行光を用いる光学系においても光の利用効率を上げやすく、位置精度を上げることは、照度を上げる上でも有効である。直流型放電ランプでは、光学的に見た場合、輝度分布からみて、陰極側に点光源的な分布を示すため、陰極の輝点を有効に使えるため、位置精度を上げることにより、照度を上げる上でも有効である。  
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】一実施形態の発明に係る光源装置の構成を示す図である。
【図２】封止部に金属製口金を有しないショートアーク型放電ランプにおける、凹面反射鏡とショートアーク型放電ランプとの固定方法を説明する図である。
【図３】封止部に金属製口金を有するショートアーク型放電ランプにおける、凹面反射鏡とショートアーク型放電ランプとの固定方法を説明する図である。
【図４】従来技術に係るショートアーク型放電ランプと凹面反射鏡とを組み合わせた光源装置を示す図である。
【図５】従来技術に係るショートアーク型放電ランプと凹面反射鏡とを組み合わせた光源装置を示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  ショートアーク型放電ランプ
２  凹面反射鏡
３  放電容器
４  封止部
５  陰極
６  陽極
７  外部リード
８  首部
９  貫通部
１０  内底面
１１  内側面
１２  封止部収納部
１３  接着剤
１４  通風孔
１５  前面ガラス
１６  カット面
１７  口金
１８  給電用突出部
１９  端面
２０  口金収納部
２１  ナット
２２  給電用端子
【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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