(57)【要約】【課題】      「長寿命化」と言ったユーザー要求に対応でき、しかも効率的に製造することが可能な、投射型プロジェクターに適した超高圧放電灯ユニットを提供する。【解決手段】  超高圧放電灯１２、リフレクタ１４およびフロントカバー１６を備えた超高圧放電灯ユニット１０において、リフレクタ１４の前面開口部１４ｂとフロントカバー１６とを固定する際、接着剤に替えて「ばね力」にて両者を固定する断面略コ字状のクリップ部材１８を用いたことを特徴とする。かかる構成により、リフレクタ１４やフロントカバー１６の内面に白くもりが発生せず、超高圧放電灯ユニット１０が照射する光の照度が低下して寿命が短縮するのを防止することができる。また、製造に際して、接着剤を用いる場合のように乾燥・硬化の時間が必要でなく、修復も可能である。【選択図】    図２
2006318673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹状の反射面を有するリフレクタ、
発光管部および封止部が形成された封体容器の前記封止部を介して前記リフレクタの中央部に取り付けられた超高圧放電灯、
前記リフレクタの前面開口部に取り付けられた光透過性のフロントカバー、および
互いに対面する一対の挟持片とこれらの端部どうしを連結する連結片とを備え、前記リフレクタの前面開口部と前記フロントカバーとを挟持し、ばね力にて両者を固定する断面略コ字状のクリップ部材で構成されていることを特徴とする超高圧放電灯ユニット。
【請求項２】
凹状の反射面を有し、その前面開口部にハウジングに固定するためのアダプタが設けられたリフレクタ、
発光管部および封止部が形成された封体容器の前記封止部を介して前記リフレクタの中央部に取り付けられた超高圧放電灯、
アダプタが設けられた前記リフレクタの前面開口部に取り付けられた光透過性のフロントカバー、および
互いに対面する一対の挟持片とこれらの端部どうしを連結する連結片とを備え、前記アダプタと前記フロントカバーとを挟持し、ばね力にて両者を固定する断面略コ字状のクリップ部材で構成されていることを特徴とする超高圧放電灯ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像素子に表示された情報を投影光学系によって投射する投射型プロジェクター等に用いられる超高圧放電灯ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、ビジネスにおけるプレゼンテーション、家庭におけるホームシアターまたはリアプロジェクションテレビ等の様々なシーンで投射型プロジェクターが使用されており、その主要部品である光源装置には、凹状の反射面を有するリフレクタに放電灯を取り付けた放電灯ユニットが一般に用いられている。
【０００３】
そして、このような光源装置には、「明るさ向上」に対する強い要請があり、従来では、放電灯の超高圧化(０．１５ｍｇ／ｍｍ3以上の水銀封入)や、放電灯の小型化（管壁負荷０．８Ｗ／ｍｍ2以上）等によってこの要請に応えていた。
【０００４】
一方、放電灯を超高圧化した場合、その破裂頻度が高くなることから、破裂時における破片や水銀の飛散を防止するため、リフレクタの前面開口部に光透過性のフロントカバーを取り付け密閉するようにしていた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
ここで、従来では、図４に示すように、リフレクタ１の開口部１ａに光透過性のフロントカバー２を固定して密閉する際、接着剤３を用いて(当該開口部１ａに)フロントカバー２を固定していたが、この接着剤３として耐熱性の無機接着剤やエポキシ樹脂などを使用した場合には、光透過性のフロントカバー２と当該接着剤３との熱膨張率の違いなどにより、超高圧放電灯４点灯時にフロントカバー２が割れてしまうという問題が生じていた。
【０００６】
また、このようなフロントカバー２の割れを防止するため、接着剤３として耐熱性のシリコンボンドの使用が検討されたが、このシリコンボンドは超高圧放電灯４点灯時の発熱によってシロキサンが発生し、これがリフレクタ１やフロントカバー２の内面に付着して白くもりが発生するという問題があった。
【０００７】
そこで、現在では、フロントカバー２を固定する接着剤３として、シロキサンの発生を抑え、白くもりを改良した付加型シリコンボンド等が用いられている。
【特許文献１】特開平５−２５１０５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、付加型シリコンボンドのように白くもりが発生しにくい接着剤３を使用した場合であっても、使用(点灯)時間の経過に伴ってリフレクタ１やフロントカバー２の内面に白くもりが発生するようになり、超高圧放電灯４自体の発光量が低下していないにもかかわらず、リフレクタ１やフロントカバー２の白くもりが原因で超高圧放電灯ユニット５の照射する光の照度が低下するようになるという問題があった。つまり、光源である超高圧放電灯４自体の寿命よりも超高圧放電灯ユニット５の寿命の方が短くなるという問題があった。
【０００９】
また、上述のようにリフレクタ１の開口部１ａとフロントカバー２とを接着剤３で固定した超高圧放電灯ユニット５では、製造の際、接着剤３の乾燥・固化にある程度の時間が必要であり、且つ一旦固定したら修復ができないことから、製造スピードをアップすると共に、歩留率を向上させて効率的に超高圧放電灯ユニット５を製造するのが困難であるという問題もあった。
【００１０】
それゆえに、本発明の主たる課題は、「長寿命化」と言ったユーザー要求に対応でき、しかも効率的に製造することが可能な、投射型プロジェクターに適した超高圧放電灯ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載した発明は、「凹状の反射面を有するリフレクタ１４、発光管部２０および封止部２２が形成された封体容器２４の封止部２２を介してリフレクタ１４の中央部に取り付けられた超高圧放電灯１２、リフレクタ１４の前面開口部１４ｂに取り付けられた光透過性のフロントカバー１６、および互いに対面する一対の挟持片１８ａとこれらの端部どうしを連結する連結片１８ｂとを備え、リフレクタ１４の前面開口部１４ｂとフロントカバー１６とを挟持し、ばね力にて両者を固定する断面略コ字状のクリップ部材１８で構成されている」ことを特徴とする超高圧放電灯ユニット１０である。
【００１２】
また、請求項２に記載した発明は、「凹状の反射面を有し、その前面開口部１４ｂにハウジングに固定するためのアダプタ３６が設けられたリフレクタ１４、発光管部２０および封止部２２が形成された封体容器２４の封止部２２を介してリフレクタ１４の中央部に取り付けられた超高圧放電灯１２、アダプタ３６が設けられたリフレクタ１４の前面開口部１４ｂに取り付けられた光透過性のフロントカバー１６、および互いに対面する一対の挟持片１８ａとこれらの端部どうしを連結する連結片１８ｂとを備え、アダプタ３６とフロントカバー１６とを挟持し、ばね力にて両者を固定する断面略コ字状のクリップ部材１８で構成されている」ことを特徴とする超高圧放電灯ユニット１０である。
【００１３】
これらの発明では、リフレクタ１４の前面開口部１４ｂに光透過性のフロントカバー１６を取り付けてリフレクタ１４内部を密閉する際、従来のように接着剤を使用するのではなく、リフレクタ１４の前面開口部１４ｂあるいはアダプタ３６とフロントカバー１６とを挟持し、ばね力にて両者を固定する断面略コ字状のクリップ部材１８を用いている。このため、超高圧放電灯ユニット１０を長時間点灯しても、シロキサンがリフレクタ１４やフロントカバー１６の内面に付着して白くもりが発生すると言ったことがなく、超高圧放電灯ユニット１０の寿命を光源である超高圧放電灯１２自体の寿命とほぼ等しくすることができる。
【００１４】
また、超高圧放電灯ユニット１０の製造に際し、リフレクタ１４の前面開口部１４ｂにフロントカバー１６を固定する際には、ばね力に抗して挟持片１８ａどうしが離間するようにクリップ部材１８を押し拡げ、当該挟持片１８ａどうしの間に固定するリフレクタ１４の前面開口部１４ｂの外縁部あるいはアダプタ３６の外縁部とフロントカバー１６の外縁部とを配置した後、挟持片１８ａに作用させた力を解除するだけでよい。このため、リフレクタ１４の前面開口部１４ｂとフロントカバー１６とを接着剤で固定する場合のように、乾燥・硬化の時間が不要であり、また、固定位置を間違えたりした場合であっても、一旦クリップ部材１８を取外し、すぐに修復することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、リフレクタの前面開口部あるいはアダプタとフロントカバーとの固定に、ばね力にて両者を挟持・固定するクリップ部材を用いているので、リフレクタやフロントカバーの内面に白くもりが発生せず、超高圧放電灯ユニットが照射する光の照度が低下して寿命が短縮するのを防止することができる。また、製造に際して、接着剤を用いる場合のように乾燥・硬化の時間が必要でなく、修復も可能である。
【００１６】
したがって、「長寿命化」と言ったユーザー要求に対応でき、しかも効率的に且つ歩留りよく製造することが可能な、投射型プロジェクターに適した超高圧放電灯ユニットを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の超高圧放電灯ユニットを図面に従って詳述する。図１は本発明の一実施例の超高圧放電灯ユニット１０を示す正面図であり、図２は図１におけるＩ−Ｉ線部分断面図である。
【００１８】
これらの図が示すように本発明の超高圧放電灯ユニット１０は、大略、超高圧放電灯１２，超高圧放電灯１２の光を反射させるリフレクタ１４，フロントカバー１６およびクリップ部材１８で構成されている。
【００１９】
超高圧放電灯１２は、球状の発光管部２０と、発光管部２０の両端からストレートに延びた棒状の封止部２２とを有する石英ガラス製の封体容器２４を有しており、各封止部２２の内部には、電極棒２６と、リード棒２８と、これらを電気的に接続するモリブデン箔３０とが配設されており、発光管部２０の内部における電極棒２６の端部には、タングステンなどの高融点金属からなる電極が設けられている(図２参照)。また、発光管部２０の内部には、０．１５ｍｇ／ｍｍ3以上の高圧水銀と、アルゴン等の希ガスと、ヨウ素，臭素，塩素，およびフッ素等のうち少なくとも１つのハロゲン(金属ハロゲン化物またはハロゲンガス等)とが封入されている。
【００２０】
なお、超高圧放電灯１２の大きさは、特に限定されるものではないが、「明るさ向上」のためには小型であることが望ましく、この実施例では、封体容器２４の管壁負荷が０．８Ｗ／ｍｍ2以上となるような大きさにて形成されている。
【００２１】
この超高圧放電灯１２は、図２に示すように、一方の封止部２２が後述するリフレクタ１４の中央部に設けられた放電灯取付部１４ａに固定されている。また、固定された一方の封止部２２から突出したリード棒２８には導電線(図示せず)が接続されると共に、当該封止部２２の端部には絶縁カバー３２が取り付けられている。一方、このように超高圧放電灯１２をリフレクタ１４に取り付けた状態において、(リフレクタ１４の内部に配設された)他方の封止部２２から突出するリード棒２８の先端には導電線３４の一端が接続されており、この導電線３４の他端はリフレクタ１４の側壁を突き抜けて外部へ突出されている。
【００２２】
リフレクタ１４は、超高圧放電灯１２の発光管部２０で発生した光を前方へ反射させるものであり、凹状の反射面を有するパラボラ形に成形された部材である。ここで、リフレクタ１４を成形する材料としては、アルミニウム，ステンレス，真鍮，ニッケル，クロム，ニッケル−クロム合金，銅および銅−ニッケル合金等の金属、あるいは石英ガラス，硬質ガラスおよび結晶化ガラス等のガラスなど何れであってもよいが、図１および図２に示す実施例では金属製(具体的にはアルミニウム製)のリフレクタ１４が用いられている。アルミニウムなどの金属は複雑な形状への成形が容易であり、また、熱伝導率が高く、放熱による冷却効果を期待できるからである。
【００２３】
このリフレクタ１４の内面には、鏡面状の反射面が形成されており、リフレクタ１４の中央部には、超高圧放電灯１２の一方の封止部２２が挿通される筒状の放電灯取付部１４ａが形成されている(図２参照)。また、リフレクタ１４の前面開口部１４ｂの外縁部には、後述するフロントカバー１６の外縁部が係合する段１４ｃが形成されると共に、超高圧放電灯ユニット１０を光学エンジンのハウジング(つまりセット側の取付部：図示せず)に固定するための略四角形状のアダプタ３６が一体的に設けられている。そして、このアダプタ３６の角部(四隅)には、後述するクリップ部材１８を取り付けるためのクリップ部材取付部３６ａが凹設されている。このようなクリップ部材取付部３６ａを設けることによって、超高圧放電灯ユニット１０を光学エンジンのハウジングに取り付ける際に、クリップ部材１８が邪魔になるのを防止することができる。
【００２４】
なお、上述のようにリフレクタ１４の前面開口部１４ｂにアダプタ３６を一体的に設けることによって、超高圧放電灯ユニット１０の部品点数を減らすことができ、在庫管理や製造工程を簡略化することができる。つまり、超高圧放電灯ユニット１０をより効率的に製造することができるようになる。
【００２５】
フロントカバー１６（図１及び２）は、超高圧放電灯１２やリフレクタ１４の反射面を保護するためにリフレクタ１４の前面開口部を封鎖する板状部材であり、石英ガラス等のような耐熱性を有する光透過性の材料によって形成されている。
【００２６】
クリップ部材１８は、リフレクタ１４の前面開口部１４ｂに取り付けたフロントカバー１６を固定するためのものであり、図３に示すように、互いに対面する一対の挟持片１８ａとこれらの端部どうしを連結する連結片１８ｂとを有する断面略コ字状の部材である。このクリップ部材１８は、ばね弾性を有するステンレス，鉄，銅およびアルミニウムなどの金属薄板材(いわゆる板ばね)を曲成して得たものであり、挟持片１８ａの間に配置したものを一対の挟持片１８ａが高い締付力(すなわち「ばね力」)で挟持するようになっている。
【００２７】
なお、クリップ部材１８として、図３に示すように幅ｗが狭いものを用いれば、リフレクタ１４の前面開口部１４ｂに取り付けるクリップ部材１８の数を増減することによって、リフレクタ１４とフロントカバー１６との固定強度(締付力)を調節することができ、また、リフレクタ１４の前面開口部１４ｂの形状にかかわらず、１種類のクリップ部材１８であらゆる形状のリフレクタ１４に対応することが可能となる。
【００２８】
以上のように構成された超高圧放電灯ユニット１０を組み立てる際には、まず、超高圧放電灯１２の一方の封止部２２をリフレクタ１４の放電灯取付部１４ａに挿通する。
【００２９】
続いて、リフレクタ１４の外側に配置される封止部２２の端部(後端)に絶縁カバー３２を取り付け、封止部２２および絶縁カバー３２をセメントなどの無機接着剤３８で放電灯取付部１４ａに固定する。
【００３０】
そして、フロントカバー１６をリフレクタ１４の前面開口部１４ｂに配設し、アダプタ３６に設けたクリップ部材取付部３６ａにクリップ部材１８を取り付け、アダプタ３６とフロントカバー１６とを固定する。具体的には、ばね力に抗して挟持片１８ａどうしが離間するようにクリップ部材１８を押し拡げ、当該挟持片１８ａどうしの間にアダプタ３６の外縁部とフロントカバー１６の外縁部とを配置した後、挟持片１８ａに作用させた力を解除する。
【００３１】
次に、超高圧放電灯ユニット１０を使用する際には、アダプタ３６を介して超高圧放電灯ユニット１０を光学エンジンのハウジング内の所定位置に配設し、点灯回路を備えた電源(図示せず)に接続する。そして、超高圧放電灯１２に電圧を印加して、これを点灯させる。
【００３２】
本実施例の超高圧放電灯ユニット１０によれば、リフレクタ１４の前面開口部１４ｂに光透過性のフロントカバー１６を取り付けてリフレクタ１４内部を密閉する際、従来のように接着剤を使用するのではなく、リフレクタ１４の前面開口部１４ｂに設けたアダプタ３６とフロントカバー１６とを挟持し、ばね力にて両者を固定する断面略コ字状のクリップ部材１８を用いているので、超高圧放電灯ユニット１０を長時間点灯しても、シロキサンがリフレクタ１４やフロントカバー１６の内面に付着して白くもりが発生すると言ったことがない。このため、超高圧放電灯ユニット１０の寿命を光源である超高圧放電灯１２自体の寿命とほぼ等しくすることができる。
【００３３】
また、リフレクタ１４の前面開口部１４ｂにフロントカバー１６を固定する際、ばね力に抗して挟持片１８ａどうしが離間するようにクリップ部材１８を押し拡げ、当該挟持片１８ａどうしの間に固定するアダプタ３６の外縁部とフロントカバー１６の外縁部とを配置した後、挟持片１８ａに作用させた力を解除するだけでよいため、リフレクタ１４の前面開口部１４ｂとフロントカバー１６とを接着剤で固定する場合のように、乾燥・硬化の時間が不要であり、且つ固定位置を間違えたりした場合であっても、一旦クリップ部材１８を取外し、すぐに修復することができる。
【００３４】
なお、本実施例では、リフレクタ１４として前面開口部１４ｂにアダプタ３６が一体的に設けられたものを示したが、リフレクタ１４とアダプタ３６が別体であってもよいし、また、超高圧放電灯ユニット１０の使用態様によってはアダプタ３６を設けなくてもよい。かかる場合、フロントカバー１６はリフレクタ１４の前面開口部１４ｂの外縁部に直接固定されることになるが、これらの固定にクリップ部材１８を使用する限り上述した作用・効果を奏することができる。
【００３５】
また、上述の実施例では、アダプタ３６の四隅にクリップ部材取付部３６ａを設け、当該取付部３６ａに合計４つのクリップ部材１８を取り付ける場合を示したが、クリップ部材取付部３６ａに替えてリフレクタ１４の前面開口部１４ｂにフロントカバー１６外縁部の一端を係止する係止部(図示せず)を設けた場合には、当該係止部に対向する位置にクリップ部材１８を１つ或いは２または３個取り付けるようにすればよく、逆にこのような係止部やクリップ部材取付部３６ａなどを設けない場合には、クリップ部材１８を２つ以上用いてリフレクタ１４の前面開口部１４ｂにフロントカバー１６を固定するようにしてもよい。つまり、リフレクタ１４の前面開口部１４ｂにフロントカバー１６を固定できるのであれば、取り付けるクリップ部材１８の数は特に限定されるものではない。
【００３６】
発明者は、上記実施例による「長寿命化」の効果を以下の実験により確認した。すなわち、水銀量０．２ｍｇ／ｍｍ3、管壁負荷は１．２Ｗ／ｍｍ2、ハロゲンとして臭素を使用した１５０Ｗ直流点灯式の超高圧放電灯１２を準備し、これを図１及び２で示した実施例のリフレクタ１４に取り付けると共に、その前面開口部１４ｂにフロントカバー１６を配置した後、これらをクリップ部材１８で固定して実施例試料を３点作製した。また、実施例試料と同じ超高圧放電灯１２、リフレクタ１４およびフロントカバー１６を用い、リフレクタ１４の前面開口部１４ｂにおけるフロントカバー１６の固定に、図４及び５に示したように付加型シリコンボンドを用いたものを３点作製し、これを比較例試料とした。
【００３７】
そして、実施例および比較例の各試料それぞれ３点(ｎ＝３)について、これらを点灯回路を備えた電源に接続して点灯を開始すると共に、４０００時間点灯後の照度維持率と、フロントカバー１６及びリフレクタ１４内面における白くもり発生の有無とを調査した。その結果は、表１の通りである。
【００３８】
なお、照度維持率とは、放電灯の点灯開始直後の照度を１００とした場合における４０００時間点灯後の照度の割合(％)である。
【００３９】
【表１】
2006318673.tif 000003
【００４０】
表１より、実施例の超高圧放電灯ユニット１０によれば、フロントカバー及びリフレクタ内面の曇り。すなわち「白くもり」の発生がなく、４０００時間点灯後の照度維持率も平均で６１％と、従来技術である比較例の３９％に比べて極めて高いことが分かる。このように、実施例の超高圧放電灯ユニット１０では「長寿命化」を実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施例の超高圧放電灯ユニットを示す正面図である。
【図２】図１におけるＩ-Ｉ線部分断面図である。
【図３】本発明の一実施例のクリップ部材を示す斜視図である。
【図４】従来の超高圧放電灯ユニットを示す正面図である。
【図５】図４におけるII-II線部分断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０…超高圧放電灯ユニット
１２…超高圧放電灯
１４…リフレクタ
１４ａ…放電灯取付部
１４ｂ…前面開口部
１６…フロントカバー
１８…クリップ部材
１８ａ…挟持片
１８ｂ…連結片
２０…発光管部
２２…封止部
２４…封体容器
２６…電極棒
２８…リード棒
３０…モリブデン箔
３２…絶縁カバー
３４…導電線
３６…アダプタ
３６ａ…クリップ部材取付部
３８…無機接着剤
【図１】
2006318673.tif 000004
【図２】
2006318673.tif 000005
【図３】
2006318673.tif 000006
【図４】
2006318673.tif 000007
【図５】
2006318673.tif 000008