(57)【要約】【課題】放電灯交換の低コスト化が可能な、ランプユニットの提供を目的とする。【解決手段】放電灯１０と、放電灯１０の一方端部を支持するベース部材３０と、放電灯１０からの光を所定方向に反射する反射鏡２０と、反射鏡２０の底部に形成され、放電灯１０および放電灯１０の他方端部から放電灯１０に沿って引き出された第２リード線１３ｂが出入自在な放電灯挿入孔２２と、放電灯挿入孔２２に放電灯１０の他方端部および第２リード線１３ｂを挿入した状態で、ベース部材３０と反射鏡２０との相対位置を固定および解放可能なフレーム部材７０とを有する構成とした。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電灯と、前記放電灯の一方端部を支持するベース部材と、前記放電灯からの光を所定方向に反射する反射鏡と、
前記反射鏡の底部に形成され、前記放電灯および前記放電灯の他方端部から前記放電灯に沿って引き出されたリード線が出入自在な放電灯挿入孔と、
前記放電灯挿入孔に前記放電灯の他方端部および前記リード線を挿入した状態で、前記ベース部材と前記反射鏡との相対位置を固定および解放可能なフレーム部材と、
を有することを特徴とするランプユニット。
【請求項２】
請求項１に記載のランプユニットにおいて、
前記ベース部材は、前記ランプユニットの光軸直角方向における前記放電灯の位置調節機能を有することを特徴とするランプユニット。
【請求項３】
請求項１に記載のランプユニットにおいて、
前記ベース部材は、前記ランプユニットの光軸方向における前記放電灯の位置調節機能を有することを特徴とするランプユニット。
【請求項４】
請求項１に記載のランプユニットにおいて、
前記ベース部材は、前記放電灯の嵌合穴を有する円柱形状のホルダと、前記ホルダの嵌合穴を有するホルダベースとによって構成され、
前記ホルダにおける前記放電灯嵌合穴の中心軸を前記ホルダの中心軸から偏芯して配置するとともに、前記ホルダベースにおける前記ホルダ嵌合穴の中心軸を前記ランプユニットの光軸から偏芯して配置したことを特徴とするランプユニット。
【請求項５】
請求項１に記載のランプユニットにおいて、
前記ベース部材は、前記放電灯の嵌合穴を有する円柱形状のホルダと、前記ホルダの嵌合穴を有する円柱形状のサブホルダと、前記サブホルダの嵌合穴を有するホルダベースとによって構成され、
前記ホルダにおける前記放電灯嵌合穴の中心軸を前記ホルダの中心軸から偏芯して配置するとともに、前記サブホルダにおける前記ホルダ嵌合穴の中心軸を前記サブホルダの中心軸から偏芯して配置したことを特徴とするランプユニット。
【請求項６】
請求項１に記載のランプユニットにおいて、
前記フレーム部材は、前記反射鏡を支持するフロントフレームと、前記ベース部材を支持するリアフレームとによって構成され、
前記フロントフレームおよび前記リアフレームを、前記ランプユニットの光軸方向における任意の相対位置で固定可能に形成したことを特徴とするランプユニット。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載のランプユニットにおいて、
前記放電灯挿入孔を通して前記反射鏡内外の空気の出入りを可能としつつ、前記放電灯挿入孔を通して前記反射鏡外部への前記放電灯の破片の流出を阻止することが可能な網部材を設けたことを特徴とするランプユニット。
【請求項８】
放電灯と、前記放電灯からの光を所定方向に反射する反射鏡と、前記反射鏡の底部に形成された放電灯挿入孔とを有するランプユニットであって、
前記放電灯挿入孔の内側開口部に、前記放電灯からの光を所定方向に反射する第２反射鏡を配置したことを特徴とするランプユニット。
【請求項９】
放電灯と、前記放電灯からの光を所定方向に反射する反射鏡と、前記反射鏡の底部に形成され、前記放電灯および前記放電灯の他方端部から前記放電灯に沿って引き出されたリード線が挿入可能な放電灯挿入孔とを有するランプユニットであって、
前記放電灯の発光部よりベース部材側にイオン化可能物質の封入室を形成し、前記イオン化可能物質封入室の内部に前記放電灯の一方の電極と導通する補助電極を配置し、前記イオン化可能物質封入室の外周上に前記放電灯の他方の電極と導通する導電部材を配置して、補助スタータを形成したことを特徴とするランプユニット。
【請求項１０】
請求項９に記載のランプユニットであって、
前記補助スタータの少なくとも一部を、前記放電灯挿入孔の内部に配置したことを特徴とするランプユニット。
【請求項１１】
請求項９に記載のランプユニットであって、
前記補助スタータから放射された紫外線を前記放電灯の発光部に向けて反射させる紫外線反射体を有することを特徴とするランプユニット。
【請求項１２】
請求項１１に記載のランプユニットであって、
前記紫外線反射体における前記放電灯の発光部側の表面に、前記放電灯からの光を所定方向に反射する第２反射鏡を形成したことを特徴とするランプユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はランプユニットに係り、特にプロジェクタに使用するため超高圧水銀ランプと反射鏡とを備えたランプユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
映像投射用のプロジェクタの光源として、放電灯を備えたランプユニットが使用されている。図８に、従来技術に係るランプユニットの説明図を示す。ランプユニット５００は、超高圧水銀ランプ等の放電灯５１０および反射鏡（リフレクタ）５２０を備えている。反射鏡５２０の底部には貫通孔５２２が形成され、その内部に放電灯５１０の端部が配置されて、無機質接着剤５２３等により両者が固着されている。放電灯５１０の発光部にはイオン化可能物質の封入室５１１が形成され、その内部に一組の電極５１２ａ，５１２ｂが対向配置されている。イオン化可能物質封入室５１１の両側には封止部５１４ａ，５１４ｂが形成され、その内部に金属箔が配置されている。金属箔の一方端部には電極５１２ａ，５１２ｂが接続され、他方端部にはリード線５１３ａ，５１３ｂが接続されている。その一方のリード線５１３ａは、放電灯５１０の内部を通って反射鏡５２０の底部から外側に引き出され、他方のリード線５１３ｂは、反射鏡５２０の反射面に形成したリード線挿入孔５２１から外側に引き出されている。なお、反射鏡５２０はハウジング５７０に固定され、反射鏡５２０の外側に引き出された電極はハウジング５７０に固定されたコネクタ５７１に接続されている。
【０００３】
このランプユニット５００における一組の電極５１２ａ，５１２ｂに電圧を印加すると、電極間にアーク放電が発生し、イオン化可能物質がイオン化する過程で発光する。ところで、電極の間隔が広い場合には発光量が多くなるが、線光源となるため反射鏡に対して正確に光を照射することができなくなる。一方、電極の間隔が狭い場合には点光源となるが、発光量が少なくなり液晶パネル等を透過できなくなる。そこで、電極の間隔を狭くして点光源を形成しつつ、イオン化可能物質封入室内を超高圧化して電極間に存在するイオン化可能物質を増加させることにより、発光量を確保している。
【０００４】
【特許文献１】登録実用新案第３００４７９３号公報
【特許文献２】特開平５−５４７０１号公報
【特許文献３】特許第２９９９０３８号公報
【特許文献４】特開平５−３２５９０９号公報
【特許文献５】特開平７−１０５９１５号公報
【特許文献６】特開２００１−３０７５３５号公報
【特許文献７】特開２０００−３４８６８０号公報
【特許文献８】特開２０００−１７３５４９号公報
【特許文献９】特表２００１−５２７６９６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したランプユニット５００において、放電灯５１０の点灯および消灯による加熱および冷却が繰り返されると、封止部５１４の金属箔と放電灯５１０の石英ガラスとの間に、すき間（いわゆる箔浮き）が発生する場合がある。このすき間が成長して放電灯の外部にまで達すると、放電灯が破裂することになる。
【０００６】
ところで、上述したランプユニット５００では、放電灯５１０が反射鏡５２０に固着形成されている。したがって、放電灯が消耗した場合や、上記のように破裂した場合には、反射鏡を含むランプユニットごと交換する必要がある。ところが反射鏡は高価であり、放電灯の交換に多くのコストが必要になるという問題がある。また、資源保護や環境保護の面からも望ましいことではない。
【０００７】
一方、上述したランプユニットを始動するには、放電灯における一組の電極に２ｋＶ程度の高電圧を印加してアーク放電を発生させる必要がある。そのため、電源が大型化および高コスト化するという問題がある。その対策として、グロー管等の補助スタータを使用する方法が考えられる。補助スタータは、グロー放電によって発生した紫外線により、アーク放電の発生を補助するものである。しかし、上述したランプユニットにおいて、グロー管を配置するスペースを確保するのは困難である。
そこで本発明は、放電灯交換の低コスト化が可能であり、また放電灯始動電圧の低電圧化が可能な、ランプユニットの提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係るランプユニットは、放電灯と、前記放電灯の一方端部を支持するベース部材と、前記放電灯からの光を所定方向に反射する反射鏡と、前記反射鏡の底部に形成され、前記放電灯および前記放電灯の他方端部から前記放電灯に沿って引き出されたリード線が出入自在な放電灯挿入孔と、前記放電灯挿入孔に前記放電灯の他方端部および前記リード線を挿入した状態で、前記ベース部材と前記反射鏡との相対位置を固定および解放可能なフレーム部材とを有する構成とした。
【０００９】
放電灯が出入自在な放電灯挿入孔を反射鏡に形成し、放電灯と反射鏡との相対位置を固定および解放可能なフレーム部材を有するので、放電灯が消耗した場合や破裂した場合には、放電灯のみを交換して、反射鏡を再利用することができる。したがって、放電灯交換の低コスト化が可能となる。なお、放電灯に加えて放電灯の他方端部から前記放電灯に沿って引き出されたリード線が出入自在な放電灯挿入孔を有するので、反射鏡における反射面にリード線挿入孔を形成する必要がなくなる。したがって、反射鏡における反射面の減少を回避することが可能となり、放電灯からの光を有効に利用することができる。
【００１０】
また前記ベース部材は、前記ランプユニットの光軸直角方向における前記放電灯の位置調節機能を有する構成としてもよい。また前記ベース部材は、前記ランプユニットの光軸方向における前記放電灯の位置調節機能を有する構成としてもよい。
【００１１】
これにより、放電灯の寸法や形状、電極位置等がばらついても、ベース部材によって放電灯の位置調節を行うことができる。なお、ランプユニットのユーザーは、ベース部材ごと放電灯を購入すれば、放電灯交換時に放電灯の位置調節を行う必要がない。したがって、ユーザー自身が容易に低コストで放電灯交換を行うことが可能となる。
【００１２】
また前記ベース部材は、前記放電灯の嵌合穴を有する円柱形状のホルダと、前記ホルダの嵌合穴を有するホルダベースとによって構成され、前記ホルダにおける前記放電灯嵌合穴の中心軸を前記ホルダの中心軸から偏芯して配置するとともに、前記ホルダベースにおける前記ホルダ嵌合穴の中心軸を前記ランプユニットの光軸から偏芯して配置してもよい。また前記ベース部材は、前記放電灯の嵌合穴を有する円柱形状のホルダと、前記ホルダの嵌合穴を有する円柱形状のサブホルダと、前記サブホルダの嵌合穴を有するホルダベースとによって構成され、前記ホルダにおける前記放電灯嵌合穴の中心軸を前記ホルダの中心軸から偏芯して配置するとともに、前記サブホルダにおける前記ホルダ嵌合穴の中心軸を前記サブホルダの中心軸から偏芯して配置してもよい。これにより、前記ランプユニットの光軸直角方向における前記放電灯の位置調節を行うことができる。
【００１３】
また前記フレーム部材は、前記反射鏡を支持するフロントフレームと、前記ベース部材を支持するリアフレームとによって構成され、前記フロントフレームおよび前記リアフレームを、前記ランプユニットの光軸方向における任意の相対位置で固定可能に形成してもよい。これにより、前記ランプユニットの光軸方向における前記放電灯の位置調節を、ユーザー自身が簡単に行うことができる。
【００１４】
また、前記放電灯挿入孔を通して前記反射鏡内外の空気の出入りを可能としつつ、前記放電灯挿入孔を通して前記反射鏡外部への前記放電灯の破片の流出を阻止することが可能な網部材を設けてもよい。
【００１５】
放電灯挿入孔を有する構成としたので、反射鏡内部に外気を取入れて放電灯の発熱を抑制し、放電灯の破裂を防止することができる。しかし、仮に放電灯が破裂した場合には、放電灯挿入孔から放電灯の破片が流出することになる。そこで本発明は、網部材を設ける構成とした。これにより、反射鏡内外の空気の出入りを可能としつつ、反射鏡外部への放電灯の破片の流出を阻止することができる。
【００１６】
一方、本発明に係る他のランプユニットは、放電灯と、前記放電灯からの光を所定方向に反射する反射鏡と、前記反射鏡の底部に形成された放電灯挿入孔とを有するランプユニットであって、前記放電灯挿入孔の内側開口部に、前記放電灯からの光を所定方向に反射する第２反射鏡を配置した構成とした。
【００１７】
放電灯挿入孔を形成した場合、その位置において反射面が確保できなくなり、光の利用効率が低下する。そこで本発明は、放電灯挿入孔の内側開口部に第２反射鏡を配置した。これにより、放電灯からの光を有効に利用することができる。
【００１８】
一方、本発明に係る他のランプユニットは、放電灯と、前記放電灯からの光を所定方向に反射する反射鏡と、前記反射鏡の底部に形成され、前記放電灯および前記放電灯の他方端部から前記放電灯に沿って引き出されたリード線が挿入可能な放電灯挿入孔とを有するランプユニットであって、前記放電灯の発光部よりベース部材側にイオン化可能物質の封入室を形成し、前記イオン化可能物質封入室の内部に前記放電灯の一方の電極と導通する補助電極を配置し、前記イオン化可能物質封入室の外周上に前記放電灯の他方の電極と導通する導電部材を配置して、補助スタータを形成した構成とした。
【００１９】
イオン化可能物質封入室の内部に配置したリード線と、外部に配置したリード線との間に電圧を印加すると、グロー放電やイオン化可能物質のイオン化が起こり、これに伴って紫外線が放射される。そして、発光部に向けて照射された紫外線は、発光部におけるアーク放電の始動性向上に寄与する。したがって、放電灯始動電圧の低電圧化が可能となる。
【００２０】
また、前記補助スタータの少なくとも一部を、前記放電灯挿入孔の内部に配置してもよい。放電灯およびリード線が出入自在な放電灯挿入孔を有する構成としたので、その内部に補助スタータを配置することができる。したがって、ランプユニットが大型化することがない。
【００２１】
また、前記補助スタータから放射された紫外線を前記放電灯の発光部に向けて反射させる紫外線反射体を有する構成としてもよい。これにより、紫外線を発光部に向けて効率的に照射することができる。
【００２２】
また、前記紫外線反射体における前記放電灯の発光部側の表面に、前記放電灯からの光を所定方向に反射する第２反射鏡を形成してもよい。この場合、別途第２反射鏡を設ける必要がないので、ランプユニットを大型化することなく放電灯からの光を有効に利用することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明に係るランプユニットの好ましい実施の形態を、添付図面に従って詳細に説明する。なお、以下に記載するのは本発明の実施形態の一態様にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２４】
最初に、第１実施形態について説明する。
図１に、第１実施形態に係るランプユニットの側面断面図を示す。第１実施形態に係るランプユニットは、放電灯１０と、放電灯１０の一方端部を支持するベース部材３０と、放電灯１０からの光を所定方向に反射する反射鏡２０と、反射鏡２０の底部に形成され、放電灯１０および放電灯１０の他方端部から放電灯１０に沿って引き出された第２リード線１３ｂが出入自在な放電灯挿入孔２２と、放電灯挿入孔２２に放電灯１０の他方端部および第２リード線１３ｂを挿入した状態で、ベース部材３０と反射鏡２０との相対位置を固定および解放可能なフレーム部材７０とを有するものである。
【００２５】
図２に、放電灯およびベース部材の分解図を示す。放電灯１０は、石英ガラス等によって棒状に形成する。放電灯１０の発光部１０ａには、イオン化可能物質の封入室１１を形成する。イオン化可能物質として、アルゴンやクリプトン、キセノンなどの希ガス、塩素や臭素などのハロゲン単体もしくは金属ハロゲン化物などのハロゲン化合物、または水銀やカドミウム、亜鉛などの金属を、単独でまたは複数組み合わせて使用する。イオン化可能物質封入室１１ａの内部には、導電性の線材料からなる一組の電極１２ａ，１２ｂを配置する。一組の電極１２ａ，１２ｂは、放電灯１０の中心軸に沿って所定間隔をおいて対向配置する。一方、第１リード線１３ａおよび第２リード線１３ｂを、放電灯１０から外部に引き出す。そして、封入室１１に隣接する封止部１４ａにおいて一方の電極１２ａと第１リード線１３ａとを電気的に接続し、封止部１４ｂにおいて他方の電極１２ｂと第２リード線１３ｂとを電気的に接続して、封入室１１を気密封止する。
【００２６】
また、放電灯１０の一方端部を支持するベース部材３０を形成する。ベース部材３０は、放電灯嵌合穴４２を有する円柱形状のホルダ４０と、ホルダ嵌合穴５２を有するホルダベース６０とによって構成する。なお第１実施形態では、ホルダベース６０にサブホルダ５０を設けて、サブホルダ５０にホルダ嵌合穴５２を形成し、ホルダベース６０にはサブホルダ嵌合穴６２を形成する。
【００２７】
ホルダ４０は、セラミック材料等により円柱形状に形成する。ホルダ４０の一方端面には、放電灯１０の嵌合穴４２を形成する。ここで、放電灯嵌合穴４２の中心軸がホルダ４０の中心軸と平行に所定間隔をおいて、すなわち偏芯して配置されるように、放電灯嵌合穴４２を形成する。その偏芯量は、例えば０．２から２．０ｍｍとする。一方、放電灯嵌合穴４２の底部からホルダ４０の他方端面にかけて、第１リード線１３ａの挿入孔４４を形成する。また、ホルダ４０の外周から放電灯嵌合穴４２にかけて、放電灯１０の固定孔４６を形成する。
【００２８】
サブホルダ５０は、セラミック材料等により円柱形状に形成する。サブホルダ５０の一方端面には、ホルダ４０の嵌合穴５２を形成する。ここで、ホルダ嵌合穴５２の中心軸がサブホルダ５０の中心軸とから偏芯して配置されるように、ホルダ嵌合穴５２を形成する。その偏芯量は、例えば０．２から２．０ｍｍとする。一方、ホルダ嵌合穴５２の底部からサブホルダ５０の他方端面にかけて、第１リード線１３ａの挿入孔５４を形成する。また、サブホルダ５０の外周からホルダ嵌合穴５２にかけて、ホルダ４０の固定孔５６を形成する。
【００２９】
ホルダベース６０は、プラスチック材料等によって形成する。ホルダベース６０の一方端面には、サブホルダ５０の嵌合穴６２を形成する。なお、サブホルダ嵌合穴６２の内周面には、第２リード線１３ｂを配置するための溝部６３を形成する。一方、ホルダベース６０の他方端面には、ホルダベース６０をリアフレームに固定するための雌ねじ部６８を設ける。また、金属材料等からなる一組の端子６４ａ，６４ｂを、ホルダベース６０の他方端面から突出形成する。なお、一組の端子６４ａ，６４ｂの一方端部は、サブホルダ嵌合穴６２の底部に配置する。さらに、ホルダベース６０の外周からサブホルダ嵌合穴６２にかけて、サブホルダ５０の固定孔６６を形成する。
【００３０】
そして、放電灯１０の端部をホルダ４０の放電灯嵌合穴４２に嵌合し、放電灯固定孔４６に無機質接着剤等を注入して、放電灯１０をホルダ４０に固定する。なお、放電灯の寸法や形状、電極位置等がばらついても、放電灯嵌合穴４２の周方向における放電灯１０の嵌合位置を変化させることにより、光軸直角方向における放電灯の位置調節を行うことができる。また、放電灯嵌合穴４２の深さ方向における放電灯１０の嵌合位置を変化させることにより、光軸方向における放電灯の位置調節を行うことができる。
【００３１】
次に、ホルダ４０をサブホルダ５０のホルダ嵌合穴５２に嵌合し、ホルダ固定孔５６に無機質接着剤等を注入して、ホルダ４０をサブホルダ５０に固定する。なお、ホルダ固定孔５６からホルダに向かって固定ねじを締め込んで、ホルダ４０をサブホルダ５０に固定してもよい。ここで、ホルダ４０における放電灯嵌合穴４２の中心軸は、ホルダ４０の中心軸からオフセットして配置されているので、ホルダ嵌合穴５２の周方向におけるホルダ４０の嵌合位置を変化させることにより、光軸直角方向における放電灯の位置調節を行うことができる。また、ホルダ嵌合穴５２の深さ方向におけるホルダ４０の嵌合位置を変化させることにより、光軸方向における放電灯の位置調節を行うことができる。
【００３２】
さらに、サブホルダ５０をホルダベース６０のサブホルダ嵌合穴６２に嵌合し、サブホルダ固定孔６６からサブホルダ５０に向かって固定ねじ６７（図１参照）を締め込んで、サブホルダ５０をホルダベース６０に固定する。なお、サブホルダ固定孔６６に無機質接着剤等を注入して、サブホルダ５０をホルダベース６０に固定してもよい。ここで、サブホルダ５０におけるホルダ嵌合穴５２の中心軸は、サブホルダ５０の中心軸からオフセットして配置されているので、サブホルダ嵌合穴６２の周方向におけるサブホルダ５０の嵌合位置を変化させることにより、光軸直角方向における放電灯の位置調節を行うことができる。また、サブホルダ嵌合穴６２の深さ方向におけるサブホルダ５０の嵌合位置を変化させることにより、光軸方向における放電灯の位置調節を行うことができる。
【００３３】
このように、本実施形態に係るランプユニットでは、放電灯の寸法や形状、電極位置等がばらついても、放電灯の位置調節を行うことができる。なお、サブホルダ５０を採用する場合には、採用しない場合と比べて、より広範囲に放電灯の位置調節を行うことができる。これにより、反射鏡に対して放電灯の発光部を正確に位置出しすることが可能となり、光の利用効率を向上させることができる。以上により、ベース部材３０が完成する。
【００３４】
図３に、反射鏡の説明図を示す。なお、図３（１）は図３（２）のＡ−Ａ線における側面断面図であり、図３（２）は背面図である。反射鏡（リフレクタ）２０は、ガラス材料等によりおわん型に形成し、その内表面を鏡面状態とする。反射鏡２０の開口部には、ガラス材料等からなるフロントカバー２４を装着する。一方、反射鏡２０の底部には、放電灯の挿入孔２２を形成する。放電灯挿入孔２２の直径は、放電灯１０が出入自在な大きさとする。また、放電灯挿入孔２２の周囲に、放電灯の端部から放電灯に沿って引き出された第２リード線１３ｂ（図２参照）が出入自在な切り欠き２３を形成する。これにより、反射鏡における反射面にリード線挿入孔を形成する必要がなくなり、反射面の減少を回避することが可能となる。したがって、放電灯からの光を有効に利用することができる。
【００３５】
ところで、反射鏡２０は、放電灯挿入孔２２の形成部分において光を反射することができない。そこで、図２に示す第２反射鏡２５を形成する。第２反射鏡２５は、ガラス材料等により皿状に形成し、その表面を鏡面状態とする。第２反射鏡２５の外径は、反射鏡２０における放電灯挿入孔２２（図３参照）の直径よりも小さく形成して、放電灯挿入孔２２に出入自在とする。一方、第２反射鏡２５の中央部には、放電灯１０との嵌合筒２８を配置する。そして、放電灯１０の外周に放電灯嵌合筒２８を嵌合させることにより、第２反射鏡２５を放電灯１０に固定する。なお、第２反射鏡２５をホルダ４０に固定した上で、放電灯１０を放電灯嵌合筒２８に挿入してもよい。
【００３６】
図４に、第２反射鏡の変形例の側面断面図を示す。なお、図４（１）は図４（２）のＢ−Ｂ線における側面断面図であり、図４（２）は背面図である。図４の変形例に係る第２反射鏡１２５は、図２に示す第２反射鏡２５より外径を大きく形成したものである。これに対応して、反射鏡１２０における放電灯挿入孔１２２の直径も、図３に示す放電灯挿入孔２２の直径より大きく形成しておく。そして、第２反射鏡１２５の周縁部に、第２リード線１３ｂ（図２参照）との干渉を回避するための切り欠き１２３を形成する。このような変形例に係る第２反射鏡１２５でも、放電灯挿入孔２２の形成部分において光を反射することができる。
【００３７】
図５に、フレーム部材の側面断面図を示す。フレーム部材７０は、図５（１）に示すフロントフレーム７２および図５（２）に示すリアフレーム８２によって構成し、いずれもプラスチック材料等によって形成する。フロントフレーム７２は、主に、反射鏡固定部７３およびフロント側接続部７４によって構成する。反射鏡固定部７３は、フロント側接続部７４から平板を垂直に立ち上げ、中央部に透光孔を穿設して構成する。そして、図１に示すように反射鏡２０をクリップ等で反射鏡固定部７３に固定する。一方、フロント側接続部７４は、図６（２）に示すように、断面コ字状の光軸直角方向支持部７６，７６を対向配置しつつ、その間に光軸方向支持部７８を配置して構成する。光軸方向支持部７８は平板状とし、その一方端部をフロントフレーム７２に固定しつつ、他方端部にフック７９を形成する。
【００３８】
一方、リアフレーム８２は、主に、ベース部材固定部８４およびリア側接続部８８によって構成する。ベース部材固定部８４は、リア側接続部８８から平板を垂直に立ち上げ、固定ねじ８５の挿入孔８６、および端子６４ａ，６４ｂ（図２参照）の挿入孔８７を穿設して構成する。そして、図１に示すように、ベース部材３０の端子を端子挿入孔に挿入しつつ、ベース部材固定ねじ８５によりベース部材３０をリアフレーム８２に固定する。
【００３９】
図６に、フレーム部材の組み付け方法の説明図を示す。なお、図６（１）は側面断面図であり、図６（２）は図６（１）のＣ−Ｃ線における正面断面図である。リアフレーム８２のフロントフレーム７２に対する組み付けは、以下のようにして行う。まず、放電灯１０を反射鏡２０の放電灯挿入孔２２に挿入しつつ、フロントフレーム７２のフロント側接続部７４における光軸直角方向支持部７６，７６の間に、リアフレーム８２のリア側接続部８８を挿入する。その際、フロント側接続部７４の光軸方向支持部７８におけるフック７９を、リア側接続部８８の底面で押し下げつつ、リア側接続部８８を挿入する。リア側接続部８８を所定位置まで挿入すると、図１に示すように、フック７９がリアフレーム８２に係合する。以上により、フロントフレーム７２に対してリアフレーム８２が光軸直角方向および光軸方向に固定される。これにより、放電灯１０と反射鏡２０との相対位置が固定される。
【００４０】
なお、フロント側接続部およびリア側接続部をそれぞれ平板で構成し、一方に雌ねじを形成し、他方に長孔を形成してもよい。この場合、長孔側から雄ねじで共締めすることにより、フロントフレームおよびリアフレームの相対位置を固定することができる。加えて、ランプユニットの光軸方向における放電灯の位置調節を、ランプユニットのユーザー自身の手で簡単に行うことができる。
【００４１】
ところで、本実施形態に係るランプユニットは、放電灯挿入孔２２を有する構成としている。放電灯１０は発光とともに発熱するが、放電灯挿入孔２２を通した反射鏡外部への空気の排出および反射鏡内部への空気の取入れによって、放電灯１０の発熱を抑制し、放電灯１０の破裂を防止することができる。なお、放電灯挿入孔２２から放電灯１０に沿って外気が流入するので、高い冷却効果を得ることができる。しかし、仮に放電灯が破裂した場合には、放電灯挿入孔から放電灯の破片が流出することになる。そこで、反射鏡内部への外気の流入を可能としつつ、反射鏡外部への放電灯の破片の流出を阻止するため、図１に示す網部材３２を設ける。
【００４２】
網部材３２は、金属材料等によって円筒状に形成し、その一方端部をベース部材３０における反射鏡側の端面上に固定する。網部材３２の他方端部には、シリコンゴム製等のパッキン３４を装着する。そして、リアフレーム８２をフロントフレーム７２に装着する際に、パッキン３４が反射鏡２０の外面に当接するように、網部材３２の高さを設定する。これにより、反射鏡内外の空気の出入りを可能としつつ、反射鏡外部への放電灯の破片の流出を阻止することができる。なお、網部材３２の一方端部を反射鏡の外面上に固定し、リアフレーム８２をフロントフレーム７２に装着する際に、パッキン３４がベース部材３０の端面に当接するように構成してもよい。また、網部材３２をフレーム部材に固定し、網部材３２の両端部にパッキン３４を装着してもよい。
【００４３】
次に、本実施形態に係るランプユニットの使用方法について、図１を用いて説明する。特に、破裂した放電灯の交換方法について説明する。
最初に、破裂した放電灯の取り外しを行う。まず、フロントフレーム７２からリアフレーム８２を取り外す。その際、フロントフレーム７２のフック７９を押し下げることにより、リアフレーム８２を簡単に取り外すことができる。これと同時に、反射鏡２０の放電灯挿入孔２２から放電灯１０を引き出す。そして、反射鏡２０の内部に残存している放電灯の破片を取り除けば、反射鏡２０を再利用することができる。次に、ベース部材固定ねじ８５を取り外すことにより、リアフレーム８２からベース部材３０を取り外す。そして、破裂した放電灯が装着されているベース部材３０を廃棄する。なお、リアフレーム８２は再利用することができる。以上により、破損した放電灯の取り外しが完了する。
【００４４】
なお、ホルダベースに対してサブホルダを固定ねじにより固定した場合には、その固定ねじを取り外すことにより、ホルダベースを再利用することができる。また、サブホルダに対してホルダを固定ねじにより固定した場合には、その固定ねじを取り外すことにより、サブホルダを再利用することができる。さらに、ホルダに対して放電灯を固定ねじにより固定した場合には、その固定ねじを取り外すことにより、ホルダを再利用することができる。
【００４５】
次に、新しい放電灯を取付ける。ランプユニットのユーザーは、放電灯１０が装着されているベース部材３０を購入する。なお、ランプユニットのメーカーでは、放電灯１０の寸法や形状、電極位置等のばらつきを補正するように放電灯１０の位置調整を行った上で、放電灯１０をベース部材３０に装着しておく。そしてユーザーは、購入したベース部材３０をベース部材固定ねじ８５により従来のリアフレーム８２に装着する。その後、放電灯１０を反射鏡２０の放電灯挿入孔２２に挿入しつつ、リアフレーム８２をフロントフレーム７２に組み付ける。以上により、新しい放電灯の取付けが完了する。
【００４６】
以上に詳述したように、第１実施形態に係るランプユニットにより、放電灯交換の低コスト化が可能となる。
すなわち、放電灯が出入自在な放電灯挿入孔を反射鏡に形成し、放電灯と反射鏡との相対位置を固定および解放可能なフレーム部材を有するので、放電灯が消耗した場合や破裂した場合には、放電灯のみを交換して、反射鏡を再利用することができる。したがって、放電灯交換の低コスト化が可能となる。
【００４７】
放電灯を反射鏡から分離して交換可能としたことにともなって、新しい放電灯の寸法や形状、電極位置等のばらつきに起因する光の利用効率の低下を回避するため、反射鏡に対して新しい放電灯を位置合わせする必要がある。この点、第１実施形態では、ベース部材によって放電灯の発光部の位置調節を行うことができる。これにより、光の利用効率を向上させることができる。なお、ランプユニットのユーザーは、ベース部材ごと放電灯を購入すれば、放電灯交換時に放電灯の位置調節を行う必要がない。したがって、ユーザー自身が容易に低コストで放電灯交換を行うことが可能となる。また、光の利用効率を向上させることができる。
【００４８】
なお第１実施形態では、ホルダないしサブホルダの嵌合位置を調節することによって、ランプユニットの光軸直角方向および光軸方向における放電灯の位置調節を可能とした。しかしこれ以外にも、例えば第１実施形態におけるホルダベースのサブホルダ嵌合孔の内部における所定位置に放電灯を配置し、そのサブホルダ嵌合孔の内部に接着剤を充填することによって放電灯の位置調節を行うことも可能である。また、例えばホルダベースにおけるリアフレーム当接面に突起を形成しておき、その突起を切削または熱変形させることによって放電灯の位置調節を行うことも可能である。なお、その突起は３箇所以上に形成するのが望ましい。
【００４９】
また、第１実施形態では、放電灯を反射鏡から分離して交換可能とするため、放電灯が出入自在な放電灯挿入孔を反射鏡に形成したので、放電灯挿入孔の形成位置において光の反射面が減少し、光の利用効率が低下する。この点、第１実施形態では、第２反射鏡を有する構成としたので、反射面の減少を補完して、放電灯からの光を有効に利用することができる。
【００５０】
なお、放電灯が出入自在な放電灯挿入孔を形成したので、放電灯挿入孔と放電灯との間にすき間が生じる。放電灯は発光とともに発熱するが、このすき間から加熱された空気を排出するとともに、外気を取入れて放電灯の発熱を抑制し、放電灯の破裂を防止することができる。一方で、仮に放電灯が破裂した場合には、放電灯挿入孔から放電灯の破片が流出することになる。この点、第１実施形態では、網部材を有する構成としたので、反射鏡内外の空気の出入りを可能としつつ、反射鏡外部への放電灯の破片の流出を阻止することができる。
【００５１】
次に、第２実施形態について説明する。
図７に、第２実施形態に係るランプユニットの説明図を示す。なお、図７（１）は正面図であり、図７（２）は側面断面図である。第２実施形態に係るランプユニットは、放電灯の発光部よりベース部材側に第２のイオン化可能物質の封入室１６を形成し、第２封入室１６の内部に放電灯１０の一方の電極と導通する補助電極１７を配置し、第２封入室１６の外周上に放電灯１０の他方の電極と導通する導電部材１８を配置して、補助スタータ１５を形成したものである。なお、第１実施形態と同様の構成となる部分については、その説明を省略する。
【００５２】
第２実施形態では、図２に示す放電灯１０の発光部１１に隣接する封止部１４ａ，１４ｂのうち、ベース部材側の封止部１４ａに相当する部分に、図７に示すような第２のイオン化可能物質の封入室１６を形成する。イオン化可能物質として、例えばネオンやアルゴン、クリプトン、キセノンなどの希ガス、空気や窒素などの不活性ガス、または水銀などの金属を、単独でまたは複数組み合わせて使用する。第２封入室１６の内部には、放電灯１０の一方の電極１２ａ（図２参照）と導通する補助電極１７を配置する。一方、第２封入室１６の外周上には、放電灯１０の他方の電極１２ｂ（図２参照）と導通する導電部材１８を配置する。導電部材１８は、第２リード線１３ｂから分岐して、第２封入室１６の外周上にらせん状に配置する。
【００５３】
そして、このような第２封入室１６、補助電極１７および導電部材１８により、補助スタータ１５を形成する。補助スタータ１５は、放電灯１０の発光部よりベース部材側に配置される。そこで、少なくともその一部が反射鏡２０における放電灯挿入孔２２の内部に配置されるように、補助スタータ１５を形成する。これにより、省スペース化が可能となり、ランプユニットの大型化を回避することができる。
【００５４】
また、補助スタータ１５を取り囲むように、紫外線反射体９０を形成する。紫外線反射体９０は、放電灯挿入孔２２の内周面に形成した紫外線反射膜によって構成してもよいが、図７に示すようにガラス材料等により箱状に形成する。紫外線反射体９０は、少なくともその一部が放電灯挿入孔２２の内部に配置されるように形成する。これにより、省スペース化が可能となり、ランプユニットの大型化を回避することができる。なお、紫外線反射体９０の側壁部には、第２リード線１３ｂの挿入孔９８を設ける。
【００５５】
紫外線反射体９０は、補助スタータ１５を密閉するように形成するが、放電灯１０の発光部１１側の端面中央部には、放電灯１０の発光部１１に対して紫外線を照射するための開口部９２を設ける。ところで、第１実施形態で述べたように、反射鏡２０は放電灯挿入孔２２の形成部分において光を反射することができない。そこで第２実施形態では、紫外線反射体９０における放電灯１０の発光部１１側の端面に、第２反射鏡９５を形成する。すなわち、その端面を皿状に形成した上で、その表面を鏡面状態とする。
【００５６】
次に、第２実施形態に係るランプユニットの作用について説明する。
ランプユニットを始動するため、発光部１１における一組の電極に電圧を印加すると、同時に補助スタータ１５における補助電極１７と導電部材１８との間に電位差が生じる。すると、グロー放電やイオン化可能物質のイオン化が起こり、これに伴って紫外線が放射される。なお、補助電極１７と導電部材１８とを近接配置しているので、多量の紫外線を放射することができる。そして、放射された紫外線は、紫外線反射体９０の内面で反射して、発光部１１側の端面中央部に形成された開口部９２から発光部１１に向けて照射される。この紫外線は、発光部１１におけるアーク放電の始動性向上に寄与する。したがって、ランプユニットの始動電圧を低電圧化することが可能となる。
【００５７】
このような第２実施形態に係るランプユニットにより、始動電圧を低電圧化することができるので、周辺回路への悪影響を低減することが可能となり、また放電灯の電極を長寿命化することが可能となる。なお、第２実施形態に係るランプユニットは、第１実施形態のように放電灯を交換可能とする場合に限られず、放電灯を反射鏡に固定して使用する場合にも適用することができる。
【００５８】
【発明の効果】
放電灯と、前記放電灯の一方端部を支持するベース部材と、前記放電灯からの光を所定方向に反射する反射鏡と、前記反射鏡の底部に形成され、前記放電灯および前記放電灯の他方端部から前記放電灯に沿って引き出されたリード線が出入自在な放電灯挿入孔と、前記放電灯挿入孔に前記放電灯の他方端部および前記リード線を挿入した状態で、前記ベース部材と前記反射鏡との相対位置を固定および解放可能なフレーム部材とを有する構成としたので、放電灯交換の低コスト化が可能となる。
【００５９】
また、放電灯と、前記放電灯からの光を所定方向に反射する反射鏡と、前記反射鏡の底部に形成され、前記放電灯および前記放電灯の他方端部から前記放電灯に沿って引き出されたリード線が挿入可能な放電灯挿入孔とを有するランプユニットであって、前記放電灯の発光部よりベース部材側にイオン化可能物質の封入室を形成し、前記イオン化可能物質封入室の内部に前記放電灯の一方の電極と導通する補助電極を配置し、前記イオン化可能物質封入室の外周上に前記放電灯の他方の電極と導通する導電部材を配置して、補助スタータを形成した構成としたので、放電灯始動電圧の低電圧化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係るランプユニットの側面断面図である。
【図２】放電灯およびベース部材の分解図である。
【図３】反射鏡の説明図である。
【図４】第２反射鏡の変形例の側面断面図である。
【図５】フレーム部材の側面断面図である。
【図６】フレーム部材の形成方法の説明図である。
【図７】第２実施形態に係るランプユニットの説明図である。
【図８】従来技術に係るランプユニットの側面断面図である。
【符号の説明】
１０………放電灯、２０………反射鏡、２２………放電灯挿入孔、３０………ベース部材、３２………網部材、３４………パッキン、６７………固定ねじ、７０………フレーム部材、７２………フロントフレーム、７９………フック、８２………リアフレーム、８５………ベース部材固定ねじ。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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