(57)【要約】【課題】本発明は、回転楕円体形状の反射鏡にランプを配置した場合でも確実に第１焦点に該ランプの輝点を合わせ、且つ第２焦点に確実に光を集めることができる光源装置用反射鏡を提供することを目的とする。また、矢型を使った加熱プレス加工によって作製した光源装置用反射鏡において、第１焦点に該ランプの輝点を容易に合わせることのできる該光源装置用反射鏡の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の光源装置用反射鏡は、バルブ内に０．１５ｍｇ／ｃｃ以上の水銀を封入し一対の対向配置した電極を具備したショートアーク型超高圧放電ランプから放射される光を反射する略回転楕円体の光源装置用反射鏡において、該反射鏡の内面に形成された反射面に基準面を構成する溝部が形成され、該溝部の基準面を含む該反射鏡の光軸方向の断面上であって該溝部の基準面より該反射鏡の開口側である該反射鏡の内面に該反射面を形成する金型と他の金型とによって形成されたモールドラインがあることを特徴とする。【選択図】　　　　図１
2004115338.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブ内に０．１５ｍｇ／ｃｃ以上の水銀を封入し一対の対向配置した電極を具備したショートアーク型超高圧放電ランプから放射される光を反射する略回転楕円体の光源装置用反射鏡において、
該反射鏡の内面に形成された反射面に基準面を構成する溝部が形成され、該溝部の基準面を含む該反射鏡の光軸方向の断面上であって該溝部の基準面より該反射鏡の開口側である該反射鏡の内面に該反射面を形成する金型と他の金型とによって形成されたモールドラインがあることを特徴とする光源装置用反射鏡。
【請求項２】
前記基準面がエンボス形状の底面であることを特徴とする請求項１に記載の光源装置用反射鏡。
【請求項３】
バルブ内に０．１５ｍｇ／ｃｃ以上の水銀を封入し一対の対向配置した電極を具備したショートアーク型超高圧放電ランプから放射される光を反射する略回転楕円体の光源装置用反射鏡において、
該反射鏡を形成する金型に反射面と溝部作製箇所とが一体的に形成された矢型をプレス挿入することによって該反射鏡の内面である反射面側に基準面を構成する溝部を形成したことを特徴とする光源装置用反射鏡。
【請求項４】
金型を加熱する工程と、
加熱された金型にガラス材料を入れる工程と、
前記工程に続いて反射鏡の反射面を形成する回転楕円体形状の矢型に基準面作製部が一体的に形成された該矢型をプレス挿入する工程と、
該金型によって成型された成型物を該金型から取り出す工程と、
からなることを特徴とする光源装置用反射鏡の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶プロジェクター等の映像投影装置の光源として利用される超高圧放電ランプ装置に関し、更に詳しくは該超高圧放電ランプを配置した反射鏡と該超高圧放電ランプ等との位置を調整する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の液晶プロジェクター等の映像投影装置は比較的大きな液晶板等の空間変調素子に光源からの光を入射し、該空間変調素子を透過した光をスクリーン等に投影していた。この場合、該空間変調素子が光源サイズに比較して十分に大きいため光源からの光はパラボラ状の反射鏡に反射させた略平行光にして利用していた。しかし、最近になって、複数の微細反射板を駆動させることにより画像情報を形成する素子として開発されたテキサスインスツルメンツ（ＴＩ）社のデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ素子はＴＩ社の登録商標）や、更には反射型液晶等の開発により従来の透過型液晶板に比べてより明るい投影画像を実現できるようになってきた。該空間変調素子は反射型のものに変わることにより従来の透過型の液晶板と比べて該素子の大きさが飛躍的に小型化された。また、該光源装置においても従来から用いられていたパラボラ形状の反射鏡に変わって小さなエリアに光を集光できる回転楕円体からなる反射鏡が利用されるようになった（例えば、特許文献１、２参照。）。
【０００３】
ところで、該光源装置に利用される反射鏡は一般的に溶融したガラス材料を加熱プレス加工によって作製している。具体的には、該加熱プレス加工に用いる金属製の金型に溶融したガラス材料を落とし込み、矢型と呼ばれる反射鏡の反射面を形成する金属型を挿入しプレスを行う。この場合、該金型に落とし込んだガラス材料にバラツキが生じるが、該バラツキを吸収するために該矢型の挿入深さを調節し、該矢型とは別体からなるリング型によって該反射鏡の開口側の端部位置を個々に変えて製造している。該方法によって作製された反射鏡は該加熱プレス加工用の金型に入れるガラス材料のバラツキに従って反射鏡部の肉厚や反射鏡の回転軸方向の高さに大きなバラツキがあった。更には、該反射鏡の開口側の端部を基準面として該反射鏡に配置するランプや該反射鏡の前面に設けられる光学系部品の位置を決めていたため、前述したバラツキが直接的に該ランプや該光学系に影響を与えていた。
【０００４】
このような従来の方法で作製された該光源用反射鏡における第１焦点の位置のずれについて図３に示す。図３−Ａは金型２１にガラス材料２２が投入され該金型２１の上部から矢型２３が挿入され、その後リング型２４がプレスされた状態を示す図である。この場合、投入されるガラス材料２２のバラツキによって挿入される矢型２３の挿入量が多少変化し、形成される反射面２５と該リング型２４でプレスされた該光源装置用反射鏡２６の開口側端部２７との距離が変化する。
【０００５】
また、図３−Ｂでは該矢型と該リング型との境界部に形成されるモールドラインを示す。前記図３−Ａのように金型にリング型等を挿入した場合、矢型２３とリング型２４の間には僅かな間隙があり、該間隙とガラス材料の温度が冷えるのに伴い材料の粘性が高くなるのと併せてモールドライン３１が形成される。例えば、該モールドライン３１が反射鏡２６の開口側円周に渡って形成される。
【０００６】
図３−Ｃにリング型２４によって形成された開口側端部２７を基準とした矢型２３の挿入量の差による反射面との形成位置を示す。同図Ｃはリング型２４によって形成される開口側端部２７を基準線２８として表している。該基準線２８に続く実線が設計値に相当する量のガラス材料２２が投入された場合に形成される反射面２５の位置を示している。
【０００７】
次に破線で示した反射面２９が投入されるガラス材料２２の量が少なかった場合である。設計値の反射面２５より基準線２８までの光軸方向の距離が長くなっている。投入されたガラス材料２２が少ないので矢型２３を挿入する量を多くすることにより該光源装置用反射鏡２６の厚みを少なくして対応したものである。これに伴い破線で表した該反射面２９は、実線で表した該反射面２５に比べて光軸方向の距離が長くなり、同距離分のズレが生じている。このズレが該光源装置用反射鏡２６における第１焦点から該基準線２８までの位置のバラツキになる。
【０００８】
また、一点鎖線で示した反射面３０は投入されるガラス材料２２の量が多くなった場合である。設計値の反射面２５より基準線までの光軸方向の距離が短くなっている。投入されたガラス材料２２が多いので該矢型２３を挿入する量を少なくすることによって該光源装置用反射鏡２６の厚みを太くして対応してものである。これに伴い一点鎖線で表した該反射面３０は、実線で表した該反射面２２に比べて光軸方向の距離が短くなり、同距離分のズレが生じている。このズレが該光源装置用反射鏡２６における第１焦点から該基準線２８までの位置のバラツキになる。
【０００９】
このようなバラツキがあっても従来の反射鏡はランプから放射される光を略平行光にして放射しているため該ランプの配置にあまり精密な調整は求められていなかった。
【００１０】
しかし、前述したように小型の空間変調素子の開発に伴って、該光源装置の反射鏡も従来のパラボラ形状から回転楕円体形状に変わってきた。該回転楕円体形状は第１の焦点から放射された光を第２の焦点に集光させるといった特性を持った反射鏡であるが、該第１の焦点へ正確にランプを配置する必要があり該ランプの取り付け位置のバラツキが大きく該光源装置から放射される光の強度に影響を与えるといった問題があった。
【００１１】
更には、前記した加熱プレス加工の方法では反射鏡を形成している面と該反射鏡開口部の位置等は製造時に投入されるガラス材料の投入量によって大きなバラツキがあり、該バラツキを吸収するために前記矢型の挿入量を個々に調整し該反射鏡の回転軸方向の高さを変えている。このため、該反射鏡の外部形状を基準としてランプを該反射面に位置合せしても該ランプを該反射鏡の第１焦点の位置に合わせることができないといった問題があった。また、該反射鏡の前面に設けられる光学系の位置を該反射鏡の開口側端部を基準として配置しても該反射鏡から放射される光が集光する第２焦点に正確に合わせられないため投影画像がボケてしまうといった問題があった。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００２−００６３９６号
【特許文献２】
特開２０００−３５３４９３号
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
回転楕円体形状の反射鏡にランプを配置した場合でも確実に第１焦点に該ランプの輝点を合わせることができ、且つ第２焦点に確実に光を集めることができる光源装置用反射鏡を提供することを目的とする。また、矢型を使った加熱プレス加工によって作製した光源装置用反射鏡において、第１焦点に該ランプの輝点を容易に合わせることのできる該光源装置用反射鏡の製造方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の光源装置用反射鏡は、バルブ内に０．１５ｍｇ／ｃｃ以上の水銀を封入し一対の対向配置した電極を具備したショートアーク型超高圧放電ランプから放射される光を反射する略回転楕円体の光源装置用反射鏡において、該反射鏡の内面に形成された反射面に基準面を構成する溝部が形成され、該溝部の基準面を含む該反射鏡の光軸方向の断面上であって該溝部の基準面より該反射鏡の開口側である該反射鏡の内面に該反射面を形成する金型と他の金型とによって形成されたモールドラインがあることを特徴とする。
【００１５】
これにより、該基準面を構成する溝部を用いて該反射鏡にランプを配置すれば容易に該ランプの輝点を該反射鏡の第１焦点に合わせることができ、且つ第２焦点に確実に光を集めることができるといった利点がある。
また、該反射面を形成する金型と他の金型によって該反射鏡内面である該反射面側に形成されるモールドラインが該基準面より開口側にあるためには、反射面と基準面とが同一の金型によって形成されていることが必要である。該反射面と該基準面とが同一の金型で形成されれば該基準面と該反射鏡の第１焦点とが常に一定の位置関係を保つことができる。これによって、例えば該反射鏡に該ランプを配置する場合、容易に該ランプの輝点を該反射鏡に合わせることができるといった利点がある。
【００１６】
更に、前記基準面がエンボス形状の底面であることを特徴とする。
【００１７】
これにより、該基準面を利用してランプを配置する場合に該ランプを容易に該反射鏡の第１焦点に合わせ、且つ第２焦点に確実に光を集めることが可能になる。また、該反射鏡の開口側にレンズ系部品等の光学系部品を配置する場合、該光学系部品を該反射鏡の第１焦点から一定の位置関係の場所に配置できる。つまり、該反射鏡外に配置する光学部品を該反射鏡の光軸や第２焦点に容易に配置することができるといった利点がある。
具体的には、該反射鏡の開口側に設けられたエンボス形状の溝部に嵌合するよう、該反射鏡の前面に配置される光学系部品に該エンボス形状に対応した突起部を設け該溝部に挿入することにより該光学系の位置を決定する。該エンボス形状の底面が基準面であるため常に該反射鏡の第１焦点と該光学系とが一定の位置関係を確保できる。また、該エンボス形状の底面を基準にして該反射鏡に配置するランプの位置を決めることができる。該基準面は前述の場合と同様に該反射鏡と常に一定の位置関係になっている。
【００１８】
また本発明の光源装置用反射鏡は、バルブ内に０．１５ｍｇ／ｃｃ以上の水銀を封入し一対の対向配置した電極を具備したショートアーク型超高圧放電ランプから放射される光を反射する略回転楕円体の光源装置用反射鏡において、該反射鏡を形成する金型に反射面と溝部作製箇所とが一体的に形成された矢型をプレス挿入することによって該反射鏡の内面である反射面側に基準面を構成する溝部を形成したことを特徴とする。
【００１９】
これにより、該基準面を構成する該溝部と該反射鏡の第１焦点との位置関係が常に一定になり、該基準面を利用して該反射鏡にランプを配置する場合、該ランプの輝点を確実に該反射鏡の第１焦点に合わせることができるといった利点がある。また、該反射鏡の前面に光学系を配置する場合、該基準面を構成する溝部に該光学系側の装置から例えば突起状部材などを用いて嵌合させることができ該光学系の位置を該反射鏡の第１焦点から常に一定の位置に配置することができるといった利点がある。更には、該反射鏡の第２焦点と該光学系との位置関係が常に一定に配置することができるため画像のボケ等を防止できるといった利点がある。
【００２０】
また、本発明の光源装置用反射鏡の製造方法は、金型を加熱する工程と、加熱された金型にガラス材料を入れる工程と、前記工程に続いて反射鏡の反射面を形成する回転楕円体形状の矢型に基準面作製部が一体的に形成された該矢型をプレス挿入する工程と、該金型によって成型された成型物を該金型から取り出す工程と、からなることを特徴とする。
【００２１】
本製造方法で作製した反射鏡では、該基準面を利用してランプを配置する場合に該ランプを容易に該反射鏡の第１焦点に合わせることが可能になる。また、該反射鏡の開口側にレンズ系部品等の光学系部品を配置する場合、該光学系部品を該反射鏡の第１焦点から一定の位置関係の場所に配置できる。つまり、該反射鏡外に配置する光学部品を該反射鏡の光軸や第２焦点に容易に配置することができるといった利点がある。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の光源装置用反射鏡の第１の実施例を図１に示す。本発明の光源装置用反射鏡１は、反射面２と、該反射面２側に設けられた基準面部３がある。該基準面部３は該反射面２の第１焦点４と常に一定の位置関係になるように配置されている。
【００２３】
これにより、該反射鏡１の外形に依存することなく該基準面部３に基づいてランプの位置調整をすれば確実に該ランプの輝点を該反射鏡１の第１焦点に合わせることができる。
【００２４】
図２は本発明の光源装置用反射鏡の製造方法を示す工程概略図である。図２−Ａは該光源装置の外形を成型する成型用金型１０と該成型用金型１０を加熱する加熱機構１１を示している。本実施例としては該加熱機構１１として電熱ヒータを用いたものを示した。該電熱ヒータで例えば該成型用金型１０の温度を６００度程度に昇温している。
【００２５】
図２−Ｂでは加熱された該成型用金型に溶融したガラス材料１２を規定量投入する。この場合、該ガラス材料１２が溶融する温度として該ガラス材料１２を約１２００度に加熱されているが、該成型用金型に投入された時点から急激に冷却され該ガラス材料１２は硬化していく。
【００２６】
次に図２−Ｃに示すように前記ガラス材料１２の粘性がある間に該成型用金型１０の上部から矢型１３がプレス挿入される。該矢型１３によって該光源装置用反射鏡１の反射面２が形成される。本実施例における該矢型１３の形状は略回転楕円体形状をとっている。また、該矢型１３には基準面作製部１４が該矢型１３と一体的に形成されている。このため該矢型１３で形成された反射面２と基準面との位置関係が一定に保たれる。また、該矢型１３のプレス挿入の量は該成型用金型１０に投入された該ガラス材料１２の投入量バラツキを吸収するようにプレスごとに調整される。これにより、該光源装置用反射鏡１の光軸方向の高さや反射鏡の肉厚等が個々で異なってくる。しかし、本発明のように該矢型１３に基準面作成部１４が一体的に形成されているので該反射面２の第１焦点との位置関係が常に一定になるといった利点が生ずる。
【００２７】
次に図２−Ｄに示すのは、該矢型１３をプレス挿入した後に該光源装置用反射鏡１の開口側端部１６の面を形成するために押し当てられるリング型１５が押し当てられた図である。該矢型をプレス挿入した前工程において該ガラス材１２は粘性を持ち該光源装置用反射鏡１の開口側端部１６は丸く盛り上がった形状となるが、これにより該光源装置用反射鏡１の端部面の形状が平坦に整えられる。
【００２８】
図２−Ｅは該成型用金型等から該光源装置用反射鏡１を取り外した場合を示す。該光源装置用反射鏡１は図２−ＡからＤまでに示したようにプレス成型されるため、取り出された該光源装置用反射鏡１には各金型間のわずかな隙間等により形成されるモールドラインと呼ばれるスジが形成されている。例えば、該基準面を形成した該矢型１３の開口側に挿入されたリング型１５によって該光源装置用反射鏡１には該基準面より開口側に該モールドラインが形成されているといった特徴がある。また、該光源装置用反射鏡は該反射面２と該反射鏡の第１焦点との位置関係が常に一定になるのでランプの配置や他の光学系との位置調整が容易であるといった特徴がある。
【００２９】
図２−Ｆには前記図２−Ｅで記載した反射鏡１に形成されるモールドラインについて示す。この図は、前記矢型１３に配置された基準面作製部１４によって形成された基準面部と該溝部の拡大図である。反射面２に続いて形成された基準面部３と、該基準面部３に続く溝部の該反射鏡の開口側に形成されたモールドライン１７とが示されている。該モールドライン１７は例えば、該反射鏡の開口側円周上に連続して形成される。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の光源装置用反射鏡によれば該基準面を用いてランプを配置することが可能になり該反射鏡の第１焦点に該ランプの輝点を容易に合わせることができるといった利点がある。また、前記した該反射鏡の厚みや回転軸方向の高さバラツキがあっても、該反射鏡の外形ではなく、該基準面を基準としてランプの位置調整が可能となるため確実にランプの輝点を該反射鏡の第１焦点に配置できるといった効果がある。
【００３１】
また、該基準面を利用してランプを配置する場合に該ランプを容易に該反射鏡の第１焦点に合わせることが可能になる。また、該反射鏡の開口側にレンズ系部品等の光学系部品を配置する場合、該光学系部品を該反射鏡の第１焦点から一定の位置関係の場所に配置できる。つまり、該反射鏡外に配置する光学部品を該反射鏡の光軸や第２焦点に容易に配置することができるといった効果がある。
【００３２】
更に本発明による製造方法によれば該基準面を利用してランプを配置する場合に該ランプを容易に該反射鏡の第１焦点に合わせることが可能になる。また、該反射鏡の開口側にレンズ系部品等の光学系部品を配置する場合、該光学系部品を該反射鏡の第１焦点から一定の位置関係の場所に配置できる。つまり、該反射鏡外に配置する光学部品を該反射鏡の光軸や第２焦点に容易に配置することができるといった効果がある。
【００３３】
また、該製造方法によれば該基準面がいわゆるモールドラインより反射面側に存在するために該製造方法によって作製されたことが容易に識別される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における光源装置用反射鏡の概略図。
【図２】本発明における光源装置用反射鏡を作製する方法の説明図。
【図３】従来の光源装置用反射鏡を作製する方法による反射面のバラツキを示す説明図。
【符号の説明】
１　　　光源装置用反射鏡
２　　　反射面
３　　　基準面部
４　　　第１焦点
１０　　成型用金型
１１　　加熱機構
１２　　ガラス材料
１３　　矢型
１４　　基準面作製部
１５　　リング型
１６　　開口側端部
２１　　金型
２２　　ガラス材料
２３　　矢型
２４　　リング型
２５　　反射面
２６　　光源装置用反射鏡
２７　　開口側端部
２８　　基準線
２９　　反射面
３０　　反射面
３１　　モールドライン
【図１】
2004115338.tif 000003
【図２】
2004115338.tif 000004
【図３】
2004115338.tif 000005