(57)【要約】【課題】反射鏡付放電ランプにおいて、楕円反射鏡で反射した後、発光管へ再入射する反射光を低減し、発光管の破損やモリブデン箔の断線を防止してランプを長寿命化する構造を提供する。【解決手段】Ｆリード線１７が溶接されたＦモリブデン箔１５を溶接したＦ電極１２と、Ｒリード線１８が溶接されたＲモリブデン箔１６を溶接したＲ電極１３と、水銀とを封入した略球状の発光部１１を中央部に有する発光管１０と、楕円反射鏡２０とを備え、発光管１０の中心軸を楕円反射鏡２０の開口部２１と底部２２を結ぶ中心軸に一致させて配置した反射鏡付放電ランプにおいて、発光管１０は、Ｆ電極１２とＲ電極１３との中心が楕円反射鏡２０の焦点より底部側になるように配置し、Ｆ電極１２とＲ電極１３との中心が楕円反射鏡２０の焦点に一致する場合に比べ、楕円反射鏡２０で反射してＦモリブデン箔１６部分に再入射する光が少なくなることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｆリード線が溶接されたＦモリブデン箔を溶接したＦ電極と、Ｒリード線が溶接されたＲモリブデン箔を溶接したＲ電極と、水銀とを封入した略球状の発光部を中央部に有する発光管と、楕円反射鏡とを備え、前記発光管の中心軸を前記楕円反射鏡の開口部と底部を結ぶ中心軸に一致させて配置した反射鏡付放電ランプにおいて、
前記発光管は、前記Ｆ電極と前記Ｒ電極との中心が前記楕円反射鏡の焦点より底部側になるように配置し、
前記Ｆ電極と前記Ｒ電極との中心が前記楕円反射鏡の焦点に一致する場合に比べ、前記楕円反射鏡で反射して前記Ｆモリブデン箔部分に再入射する光が少なくなることを特徴とする反射鏡付放電ランプ。
【請求項２】
前記発光管は、前記発光管の発光部の中心も、前記Ｆ電極と前記Ｒ電極との中心と共に、前記楕円反射鏡の焦点より底部側になるように配置されることを特徴とする請求項１記載の反射鏡付放電ランプ。
【請求項３】
前記発光管は、前記発光管の発光部の中心が、前記楕円反射鏡の焦点と一致するように配置されることを特徴とする請求項１記載の反射鏡付放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶プロジェクター等の投影機器に使用される反射鏡付放電ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
図６は、従来の反射鏡付放電ランプの一例を表す略断面図である。
図６に示した反射鏡付放電ランプは、以下の要素から構成される。
１０は発光管、１１は発光部、１２はＦ電極、１３はＲ電極、１４は水銀、１５はＦモリブデン箔、１６はＲモリブデン箔、１７はＦリード線、１８はＲリード線、２０は楕円反射鏡、２１は開口部、２２は底部、２５は焦点である。Ｆ電極１２とＲ電極１３は、一対の電極を構成する。
【０００３】
次に、構造について説明する。
Ｆリード線１７が溶接されたＦモリブデン箔１５を溶接したＦ電極１２と、Ｒリード線１８が溶接されたＲモリブデン箔１６を溶接したＲ電極１３と、水銀１４とを封入した略球状の発光部１１を中央部に有する発光管１０の中心軸を、Ｆ電極１２を楕円反射鏡２０の開口部２１側にＲ電極１３を底部２２側にして楕円反射鏡２０の開口部２１と底部２２を結ぶ中心軸に一致させ、発光部１１の中心を楕円反射鏡２０の焦点２５に一致させて発光管１０を楕円反射鏡２０に組み込んだ構造である。
【０００４】
次に、動作について説明する。
Ｆリード線１７とＲリード線１８に駆動電圧が印加されると、発光部１０のＦ電極１２とＲ電極１３との間の放電により水銀１４が励起されて発光する。Ｆ電極１２とＲ電極１３の間で発生して発光部１１から放射される光は、次のような光路を経て楕円反射鏡２０から外部へ放射される。
【０００５】
図７は、図６に示した従来の反射鏡付放電ランプの光路を示す図である。
図７において、Ｆ１は楕円反射鏡内部の焦点、Ｆ２は楕円反射鏡外部の焦点である。Ａ，Ｂ，Ｃは、いずれも電極間における発光であって、その発光位置が異なる放射光の光路を示す。
【０００６】
光路Ａは、焦点Ｆ１における発光で、楕円反射鏡２０で反射して焦点Ｆ２へと向かう。
光路Ｂは、焦点Ｆ１と底部２２側のＲ電極１３との間における発光で、光路Ａと同じ楕円反射鏡２０の点で反射して焦点Ｆ２の近傍を通過する。
光路Ｃは、焦点Ｆ１と開口部２１側のＦ電極１２との間における発光で、光路Ａと同じ楕円反射鏡２０の点で反射して焦点Ｆ１と焦点Ｆ２を結ぶ直線の方向へと向かう。楕円反射鏡で反射後の光路Ｃの方向には発光管１０が位置するため、発光点の位置や放射角度によっては図７に示すように反射光が発光管１０へ再入射する。
【特許文献１】特開平５−８２１００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の反射鏡付放電ランプでは、焦点２５とＦ電極１２の間で発光して楕円反射鏡２０で反射した光が発光管１０へ再入射するため、発光管１０の加熱による劣化やＦモリブデン箔１５の酸化が加速される。このため、発光管１０の破損やＦモリブデン箔１５の断線が生じてランプ短寿命の原因となっていた。
【０００８】
そこで、楕円反射鏡で反射した後、発光管へ再入射する反射光を低減し、発光管の破損やモリブデン箔の断線を防止してランプを長寿命化する構造のランプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る反射鏡付放電ランプは、Ｆリード線が溶接されたＦモリブデン箔を溶接したＦ電極と、Ｒリード線が溶接されたＲモリブデン箔を溶接したＲ電極と、水銀とを封入した略球状の発光部を中央部に有する発光管と、楕円反射鏡とを備え、発光管の中心軸を楕円反射鏡の開口部と底部を結ぶ中心軸に一致させて配置した反射鏡付放電ランプにおいて、
発光管は、Ｆ電極とＲ電極との中心が楕円反射鏡の焦点より底部側になるように配置し、
Ｆ電極とＲ電極との中心が楕円反射鏡の焦点に一致する場合に比べ、楕円反射鏡で反射してＦモリブデン箔部分に再入射する光が少なくなることを特徴とする。
【００１０】
この発明に係る反射鏡付放電ランプは、発光管は、発光管の発光部の中心も、Ｆ電極とＲ電極との中心と共に、楕円反射鏡の焦点より底部側になるように配置されることを特徴とする。
【００１１】
この発明に係る反射鏡付放電ランプは、発光管は、発光管の発光部の中心が、楕円反射鏡の焦点と一致するように配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明に係る反射鏡付放電ランプは、発光管を、Ｆ電極とＲ電極との中心が楕円反射鏡の焦点より底部側になるように配置したので、楕円反射鏡で反射してＦモリブデン箔部分に再入射する光が少なくなり、再入射光の加熱によるモリブデン箔の酸化、断線を防止できランプを長寿命化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１の反射鏡付放電ランプの一例を表した略断面図である。
図１に示した反射鏡付放電ランプは、以下の要素から構成される。
１０は発光管、１１は発光部、１２はＦ電極、１３はＲ電極、１４は水銀、１５はＦモリブデン箔、１６はＲモリブデン箔、１７はＦリード線、１８はＲリード線、２０は楕円反射鏡、２１は開口部、２２は底部、２５は焦点である。Ｆ電極１２とＲ電極１３は、一対の電極を構成する。
【００１４】
次に、構造について説明する。
発光管１０は、Ｆリード線１７が溶接されたＦモリブデン箔１５を溶接したＦ電極１２と、Ｒリード線１８が溶接されたＲモリブデン箔１６を溶接したＲ電極１３と、水銀１４とを封入した略球状の発光部１１を中央部（中央部分）に有する。
楕円反射鏡２０は、回転楕円体形状の一部分の形をしている。
発光管１０は、Ｆ電極１２を楕円反射鏡２０の開口部２１側に、Ｒ電極１３を底部２２側にして配置させる。
発光管１０の中心軸を、楕円反射鏡２０の開口部２１と底部２２を結ぶ中心軸に一致させ、発光部１１の中心を楕円反射鏡２０の焦点２５より底部２２側にシフトさせて発光管１０を楕円反射鏡２０に組み込んだ構造とする。
【００１５】
基本的な動作は、従来の技術で説明した動作と同様であるため省略する。
反射鏡付放電ランプの構造を、発光管１０の中心が楕円反射鏡２０の焦点２５より底部２２側に移動させることにより、一対の電極が楕円反射鏡２０の焦点２５に対して、底部に偏るように非対称に配置される。一対の電極の中心（Ｆ電極１２とＲ電極１３との間の中心点）が、楕円反射鏡２０の焦点２５に対して、底部２２側に配置される。これにより、楕円反射鏡２０の開口部２１側の光路の発光を低減することができる。したがって、楕円反射鏡２０で反射して発光管１０へ再入射する光が軽減されることになる。
【００１６】
以上のように、この実施の形態では、内部に一対の電極１２，１３と水銀を封入した略球状の発光部１１を中央部に有する発光管１０の中心軸を楕円反射鏡２０の開口部２１と底部２２を結ぶ中心軸に一致させて組み込み構成された反射鏡付放電ランプにおいて、発光部１１の中心を楕円反射鏡２０の焦点より底部２２側にシフトさせて発光管１０を楕円反射鏡２０に組み込んで構成したことを特徴とする反射鏡付放電ランプについて説明した。
【００１７】
実施の形態２．
図２は、実施の形態２の反射鏡付放電ランプの一例を示した略断面図である。
図２の示した反射鏡付放電ランプの構成は、実施の形態１の図１と同様であるため省略する。
【００１８】
次に、構造について説明する。
発光管１０は、Ｆリード線１７が溶接されたＦモリブデン箔１５を溶接したＦ電極１２と、Ｒリード線１８が溶接されたＲモリブデン箔１６を溶接したＲ電極１３と、水銀１４とを封入した略球状の発光部１１を中央部分に有する。
楕円反射鏡２０は、回転楕円体形状の一部分の形をしている。
発光部１１に封入された一対の電極（Ｆ電極１２とＲ電極１３）は、発光部１１の中心に対して非対称に配置される。発光部１１の中心からＦ電極１２の距離は短く、Ｒ電極１３の距離は長くして、Ｆ電極１２を楕円反射鏡２０の開口部２１側にＲ電極１３を底部２２側にして配置させた。
上記のように一対の電極を配置した発光管１０の中心軸を、楕円反射鏡２０の開口部２１と底部２２を結ぶ中心軸に一致させ、発光部１１の中心を楕円反射鏡２０の焦点２５と一致させて組み込んだ構造とする。
【００１９】
基本的な動作は、従来の技術で説明した動作と同様であるため省略する。
反射鏡付放電ランプの構造を、発光部１１の中心からＦ電極１２の距離は短く、Ｒ電極１３の距離は長くして発光部１１に封入することにより、一対の電極が楕円反射鏡２０の焦点に対して、底部２２に偏るように非対称に配置される。これにより、楕円反射鏡２０の開口部２１側の光路の発光を低減することができる。
【００２０】
以上のように、この実施の形態では、内部に一対の電極１２，１３と水銀を封入した略球状の発光部１１を中央部に有する発光管１０の中心軸を楕円反射鏡２０の開口部２１と底部２２を結ぶ中心軸に一致させて組み込み構成された反射鏡付放電ランプにおいて、一対の電極１２，１３を発光部１１の中心に対し非対称に配置した発光管１０を、中心からの距離が近いほうの電極を楕円反射鏡２０の開口部２１側、中心から遠いほうの電極を楕円反射鏡２０の底部２２側とし、発光部１１の中心を楕円反射鏡焦点と一致させて組み込んだことを特徴とする反射鏡付放電ランプについて説明した。
【００２１】
実施の形態３．
図３は、実施の形態２の反射鏡付放電ランプの一例を示した略断面図である。
図３の示した反射鏡付放電ランプの構成は、実施の形態１の図１と同様であるため省略する。
【００２２】
次に、構造について説明する。
発光管１０は、Ｆリード線１７が溶接されたＦモリブデン箔１５を溶接したＦ電極１２と、Ｒリード線１８が溶接されたＲモリブデン箔１６を溶接したＲ電極１３と、水銀１４とを封入した略球状の発光部１１を中央部分に有する。
楕円反射鏡２０は、回転楕円体形状の一部分の形をしている。
発光部１１に封入された一対の電極（Ｆ電極１２とＲ電極１３）は、発光部１１の中心に対して非対称に配置される。発光部１１の中心からＦ電極１２の距離は短く、Ｒ電極１３の距離は長くして、Ｆ電極１２を楕円反射鏡２０の開口部２１側にＲ電極１３を底部２２側にして配置させた。
上記のように一対の電極を配置した発光管１０の中心軸を、楕円反射鏡２０の開口部２１と底部２２を結ぶ中心軸に一致させ、かつ、発光部１１の中心を楕円反射鏡２０の焦点２５より底部２２側にシフトさせて発光管１０を楕円反射鏡２０に組み込んだ構造とする。
【００２３】
基本的な動作は、従来の技術で説明した動作と同様であるため省略する。
反射鏡付放電ランプの構造を、発光部１１の中心からＦ電極１２の距離は短く、Ｒ電極１３の距離は長くして発光部１１に封入するとともに、中心を楕円反射鏡２０の焦点２５より底部２２側にシフトさせることにより、一対の電極が楕円反射鏡２０の焦点２５に対して、底部２２に偏るように非対称に配置される。これにより、楕円反射鏡２０の開口部２１側の光路の発光を低減することができる。
【００２４】
以上のように、この実施の形態では、内部に一対の電極１２，１３と水銀を封入した略球状の発光部１１を中央部に有する発光管１０の中心軸を楕円反射鏡２０の開口部２１と底部２２を結ぶ中心軸に一致させて組み込み構成された反射鏡付放電ランプにおいて、一対の電極１２，１３を発光部１１の中心に対し非対称に配置した発光管１０を、中心からの距離が近いほうの電極を楕円反射鏡２０の開口部２１側、中心から遠いほうの電極を楕円反射鏡２０の底部２２側とし、発光部１１の中心を楕円反射鏡２０の焦点２５より底部２２側にシフトさせて組み込んで構成したことを特徴とする反射鏡付放電ランプについて説明した。
【００２５】
実施例１．
図４は、発光管の温度を測定するランプの構成を示した概略図である。
実験では、下記に示す反射鏡付放電ランプを用いた。
楕円鏡長軸：３０ｍｍ
短軸：１９ｍｍ
楕円鏡前長（焦点〜開口端）：１５ｍｍ
発光管径：６ｍｍ
発光部径：９ｍｍ
発光管前長（発光部中心〜発光管前端）：２５ｍｍ
発光管入力：１２０Ｗ
【００２６】
図４中、−シフト（マイナスシフト）は、マイナスの数値を指定してシフトする場合であり、矢印の方向（図４中の楕円反射鏡の底部部側）へ、発光管、あるいは、電極をシフトさせることを示す。
また、＋シフト（プラスシフト）は、プラスの数値を指定してシフトする場合であり、矢印の方向（図４中の楕円反射鏡の開口部側）へ、発光管、あるいは、電極をシフトさせることを示す。
温度は、図４中の温度測定点で示すように、発光管の外側の温度を測定した。
【００２７】
図５は、図４に示した構成のランプを用いて、発光管、あるいは、電極をシフトさせて、発光管の温度を測定した結果である。
図５では、一対の電極の間隔が１．３ｍｍの場合の例を示している。
図５の表の横の列は、発光管をシフトさせる数値を−０．４から０．４まで変化させた結果を示している。また、縦の行は、電極をシフトさせる数値を−０．４から０．４まで変化させた結果を示している。
シフトの数値が０（ゼロ）の場合が、従来の反射鏡付放電ランプと同様の場合を示している。すなわち、発光管と電極とのシフトの数値がいずれも０の場合であり、発光管温度は、３４９℃である。
図５の結果によると、発光管と電極のいずれか一方、あるいは、両方とも、−側へシフトさせた場合は、発光管温度が３４９℃より小さい値が得られた。
【００２８】
発光管温度は、発光管が高温になるほど、劣化やモリブデン箔の酸化が進み短寿命になる。従って、温度は低いほど好ましいことになる。ただし、発光管の温度に関わらず発光部は電極の消耗を抑えるため８００〜１０００℃に保つ必要がある。
また、図５は、発光管温度に着目して実験を実施した結果の一例を示した数値であり、楕円反射鏡の底部側へ発光管、電極をシフトするほど発光管へ再入射する反射光が低減するため、発光管温度は低くなることになる。
【００２９】
この発明の実施の形態に係る反射鏡付放電ランプの製造方法は、略球状の発光部を中央部分に有する発光管と楕円反射鏡とを有する反射鏡付放電ランプの製造方法において、
上記発光管の中心軸を上記楕円反射鏡の開口部と底部を結ぶ中心軸に一致させ、
発光部の中心が楕円反射鏡の焦点より底部側に配置されるように、上記発光管を上記楕円反射鏡へ組み込むことを特徴とする。
【００３０】
この発明の実施の形態に係る反射鏡付放電ランプの製造方法は、内部に一対の電極を封入した略球状の発光部を中央部分に有する発光管と楕円反射鏡とを有する反射鏡付放電ランプの製造方法において、
上記一対の電極が、発光部の中心からの距離が近い電極と発光部の中心からの距離が遠い電極とになるように、上記一対の電極を発光部の中心に対して非対称に配置して封入し、
上記発光部からの距離が近い電極が、上記楕円反射鏡の開口部に近くなるように、上記発光管を配置し、
上記発光管の中心軸を上記楕円反射鏡の開口部と底部を結ぶ中心軸に一致させ、
上記発光部の中心と上記楕円反射鏡焦点とが一致するように、上記発光管を上記楕円反射鏡へ組み込むことを特徴とする。
【００３１】
この発明の実施の形態に係る反射鏡付放電ランプの製造方法は、内部に一対の電極を封入した略球状の発光部を中央部分に有する反射鏡付放電ランプの製造方法において、
上記一対の電極が、発光部の中心からの距離が近い電極と発光部の中心からの距離が遠い電極とになるように、上記一対の電極を発光部の中心に対して非対称に配置して封入し、
上記発光部からの距離が近い電極が、上記楕円反射鏡の開口部に近くなるように、上記発光管を配置し、
上記発光管の中心軸を上記楕円反射鏡の開口部と底部を結ぶ中心軸に一致させ、
発光部の中心が楕円反射鏡の焦点より底部側になるように、上記発光管を上記楕円反射鏡へ組み込むことを特徴とする。
【００３２】
この発明の実施の形態に係る反射鏡付放電ランプは、内部に一対の電極を封入した略球状の発光部を中央部分に有する発光管と楕円反射鏡とを備え、上記発光管の中心軸を上記楕円反射鏡の開口部と底部を結ぶ中心軸に一致させて配置した反射鏡付放電ランプにおいて、
上記一対の電極は、上記楕円反射鏡焦点に対して、上記一対の電極の中心が上記楕円反射鏡の底部に偏るように配置されていることを特徴とする。
【００３３】
この発明の実施の形態に係る反射鏡付放電ランプの製造方法は、内部に一対の電極を封入した略球状の発光部を中央部分に有する反射鏡付放電ランプの製造方法において、
上記発光管の中心軸を上記楕円反射鏡の開口部と底部を結ぶ中心軸に一致させ、
上記一対の電極は、上記楕円反射鏡焦点に対して、上記一対の電極の中心が上記楕円反射鏡の底部に偏るように配置されるように、上記発光管を上記楕円反射鏡へ組み込むことを特徴とする。
【００３４】
上記発光管は、上記一対の電極を発光部の中心に対して非対称に配置させることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施の形態１の反射鏡付放電ランプの一例を示す略断面図。
【図２】実施の形態２の反射鏡付放電ランプの一例を示す略断面図。
【図３】実施の形態３の反射鏡付放電ランプの一例を示す略断面図。
【図４】発光管の温度を測定する反射鏡付放電ランプの構成を示す概略図。
【図５】発光管の温度の測定結果を表す図。
【図６】従来の反射鏡付放電ランプの一例の略断面図。
【図７】従来の楕円反射鏡の光路を示す図。
【符号の説明】
【００３６】
１０  発光管、１１  発光部、１２  Ｆ電極、１３  Ｒ電極、１４  水銀、１５  Ｆモリブデン箔、１６  Ｒモリブデン箔、１７  Ｆリード線、１８  Ｒリード線、２０  楕円反射鏡、２１  開口部、２２  底部、２５  焦点、Ａ，Ｂ，Ｃ  放射光の光路、Ｆ１  楕円反射鏡内部焦点、Ｆ２  楕円反射鏡外部焦点。
【図１】
2008078152.tif 000003
【図２】
2008078152.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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