(57)【要約】【課題】発光管破裂時においても、ランプ構成材の飛散が無く、反射鏡の崩壊によって発生する破裂音のない、ビジネス用としてもホーム用としても安全性の高い、良好な光源装置を提供する。【解決手段】凹面反射鏡内に電極間距離が２ｍｍ以下の発光管が収容され、該反射鏡は前面に透光板を構成する事によって略完全密閉され、少なくとも発光部を直接冷却する手段をもたない光源装置において、凹面反射鏡の一次焦点部付近の肉厚を４ｍｍ以上とする。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹面反射鏡内に電極間距離が２ｍｍ以下の発光管が収容され、該反射鏡は前面に透光板を構成する事によって略完全密閉され、少なくとも発光部を直接冷却する手段をもたない光源装置において、前記凹面反射鏡の一次焦点部付近の肉厚は４ｍｍ以上とする事を特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記凹面反射鏡の材質は、ほう珪酸硝子またはアルミナシリケート硝子、石英ガラス、結晶化硝子等のセラミックスとする事を特徴とした請求項第１項記載の光源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射鏡と組み合わせて用いられる光学的に効率が良い、主に映像用機器、或いは光学用機器の光源である光源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、こうした光源装置は反射型ランプを使用し、主にプロジェクターやプロジェクションＴＶ、映写機などに使用されている。
【０００３】
この反射型ランプを使用したプロジェクターは、用途としてテレビ（ＣＲＴ）やＯＨＰの代わりとして普及しつつある。中でも、液晶プロジェクター、ＤＬＰプロジェクターの普及は著しい。
【０００４】
こうしたプロジェクターに対する要求としては、高解像度、高精細とともに、明るさの向上、照射画面の均一性、小型軽量、低コスト、安全性などがあるが、近年、各プロジェクターに用いられるＬＣＤパネルの透過率、ＤＭＤチップの反射率の向上は著しく、より小型の素子で特性の向上が図れる様になっている。
【０００５】
こうした素子の動向を受け、プロジェクターの用途もビジネスデータ用からホームシアター用へその用途を拡大しつつある。そこで、ビジネス用としては勿論であるが、ホーム用としての安全性がより強く要求されている。
【０００６】
ランプの安全性を考慮した場合、寿命末期に発生し易い発光管破裂現象が最も問題となる事は容易に推測できるが、発光管破裂現象は現在、未然に防ぐ方法は確立されておらず、破裂時に安全を確保する事が対策とされている。発光管破裂時のランプ構成材の飛散防止策としては、ランプにその機能を持たせる場合と、ランプハウジング、又は実機でその機能を持たせる場合が存在する。いずれも最終的には実機内からランプ構成材が飛散するのを防止する事が主たるものである。
【０００７】
発光管破裂時のランプ構成材飛散については、その主たる部材はランプを構成する発光管であるが、場合によっては反射鏡の一部であったりする。
そこで、従来は反射鏡に飛散防止膜をコーティングし、発光管破裂によって反射鏡が飛散するのを防止していた（例えば特許文献１参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−２１６５３１号公報（５−６頁）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ランプ破裂時の安全対策としては、上記のように破裂時のランプ構成材の飛散防止策を備える程度であり、破裂と共に発生する音などについては無対策といって良い。
【００１０】
破裂と共に発生する音については、ランプを冷却するための冷却窓が存在する場合、実機にランプを装填した場合にも１００デシベル程度の破裂音が発生する。こうした破裂音は安全性の観点から、ランプ構成材の飛散に相当する程度問題であるといえる。特にホーム用途を考えた場合、問題になる事は明白である。
【００１１】
また、冷却窓を備えたランプでは、当然ランプを冷却するための送風を行わなくてはならず、冷却ファンが必要となる。しかし、こうした冷却ファンは、静音化の妨げになることは明らかであり、静音化のためには、略完全密閉構造が要求される事となる。破裂時のランプ構成材の飛散、及び破裂音を考えた場合、こうしたランプ冷却窓を持たない略完全密閉状態のランプにおいても、ランプ破裂時に反射鏡が崩壊、飛散する場合があり、こうした場合には同様の破裂音を発す事が確認されている。
【００１２】
反射鏡の崩壊は、ランプ破裂時の機械的な強度不足によって生じるヘルツコーン割れと反射鏡材質の耐熱性の問題から発生するクラックの進行がランプ破裂により進行する場合の２通りが考えられる。どちらも材質の変更である程度の対策となるが、ヘルツコーン割れの場合、完全に崩壊を抑制するには機械的強度のアップしかない。
【００１３】
本発明は凹面反射鏡内に発光管が略完全密閉され、少なくとも発光部を直接冷却する手段をもたない光源装置において、発光管破裂時においても、ランプ構成材の飛散がなく、破裂音のしない、安全性の高い、良好な光源装置を提供する事にある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は凹面反射鏡内に電極間距離が２ｍｍ以下の発光管が収容され、該反射鏡は前面に透光板を構成する事によって略完全密閉され、少なくとも発光部を直接冷却する手段をもたない光源装置において、凹面反射鏡の一次焦点部付近の肉厚は４ｍｍ以上とする事を特徴とする。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、凹面反射鏡の材質はほう珪酸硝子またはアルミナシリケート硝子、石英ガラス、結晶化硝子等のセラミックスとする事を特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に実施例について説明する。図１は、本発明に係わる光源装置の一実施例を一部省略して示すランプ図である。図１において、１は石英ガラス製発光管で、該発光管１の両端には電極２ａ，２ｂが封止部に埋め込み固定されている。電極２ａ，２ｂ間距離、すなわちアーク長ｌは１．０ｍｍである。５は口金、７は透光板、９は端子台である。
【００１７】
この様にして形成された発光管１の中には、封入物としてハロゲンガス、Ｈｇ、始動用アルゴンガスが封入されている。なお３ａ，３ｂは電極２ａ、２ｂに接続されたモリブデン箔であり、電力供給線（外部リード線）８に接続され、安定器に接続される。
【００１８】
発光管１は、ダイクロイック反射膜付き反射鏡４の底部にアルミナ、シリカを主成分とする無機系耐熱接着剤６で口金を介して固定し、光源装置を構成している。
【００１９】
反射鏡４は膨張係数を比較的低く抑えた耐熱性の高いホウケイ酸硝子を使用し、外形５０ｍｍ×５０ｍｍサイズで焦点距離Ｆは７ｍｍである。７は透光板であり、発光管破裂時に割れなどの無い様、厚さを約３ｍｍ以上にし、かつ無反射膜をコートした耐熱ガラスを使用している。
【００２０】
ランプは反射鏡４と透光板７によって略完全密封されている。略完全密封すると、冷却のための構成がないので、静音化につながる。また、万一発光管が破裂した場合でも、破裂した発光管が飛散してランプから飛び出る事がなく、特にホーム用で使用する場合、安全である。
【００２１】
以上の様な光源装置は専用電子安定器を用いて電力１５０Ｗで発光管軸が水平になるように水平点灯する。
【００２２】
実験１として上記実施例の反射鏡の材質をホウケイ酸硝子、アルミナシリケート硝子、石英ガラス、結晶化硝子等のセラミックスに変更し、発光管を強制破裂させることで、その効果安全性を確認した。結果は表１に示す。なお、実験は各材質共、一次焦点付近の肉厚を３ｍｍ、３．５ｍｍ、４ｍｍとし試料数は５個ずつ実施した。
反射鏡の一次焦点付近の肉厚を３ｍｍ、３．５ｍｍ、４ｍｍのように０．５ｍｍ刻みにするのは、反射鏡の量産において一次焦点付近の肉厚を０．５ｍｍ刻みより細かい刻みで制御することができないからである。
【００２３】
【表１】
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表中の×記号は、反射鏡の一部が崩壊脱落または、割れの生じたもの
表中の○記号は、反射鏡の一部が崩壊脱落または、割れなどの損傷がないもの
【００２４】
表１を見ると反射鏡の各材質によりヘルツコーン割れなどの不具合発生率は異なるが、完全に不具合の発生を回避するには、一次焦点付近の肉厚が４ｍｍの場合のみであることがわかる。従って、発光管破裂時における、ランプ構成材の飛散やヘルツコーン割れによる破裂音などの安全性を確保するには一次焦点付近の肉厚を４ｍｍ以上にし、機械的強度を確保する必要がある。
【００２５】
各材質によって曲げ強度、ヤング率、鋼球落下強度等の特性は異なる。しかし、発光管破裂時には高温になった発光管の破片が高速に反射鏡に衝突するのとは条件が異なってくる。結果的にこれらの特性の差が大きな差とはならず、肉厚を確保する機械的な強度を増すことが有効な手段といえる。
【００２６】
反射鏡の肉厚について一次焦点付近を規定するのは、発光管の中心（放電の輝点）が反射鏡の一次焦点に位置するからである。つまり、この一次焦点付近が発光管破裂時に最も発光管の構成材からの衝撃が受けやすい場所である。反射鏡によっては、開放部側にかけて反射鏡の肉厚を薄くしていく構成もあるが、これは開放部に向かうに従い、発光管から遠くなることで発光管破裂時の発光管構成材の衝突による衝撃が緩和されるからである。
【００２７】
以上のように反射鏡の一次焦点部付近の肉厚を４ｍｍとした反射鏡を用いたランプを実機に実装し、発光管の強制破裂試験を行った。その結果、ランプ飛散等の不具合は勿論なく、破裂音についても、３０デシベル以下であった。そのため、実機の動作中ではいつ発光管が破裂したか分からない程度の破裂音であり、十分安全性が確認できた。
【００２８】
また、反射鏡の一次焦点部付近の肉厚を４ｍｍとした、外形サイズが６５ｍｍ×７０ｍｍの反射鏡を用いて、同様の発光管強制破裂実験を行った結果、ランプ飛散等の不具合の発生は確認できなかった。さらに、前記以外で外径サイズの異なる（大きいあるいは小さい）反射鏡でも同様の効果がある。
なお、前記肉厚は、４〜８ｍｍ程度が加工面及びコスト面並びに反射鏡の曲面の精度から利用される。
【００２９】
また、ランプ電力を１８０Ｗとして同様の発光管破裂実験を行った場合でも、ランプ飛散等の不具合の発生は確認できなかった。更に前記以外で、ランプ電力の異なる（大きいあるいは小さい）場合も同様の効果がある。
【００３０】
請求項内に電極間距離を２ｍｍ以下と規定しているのは、該電極間距離では光学的に効率が良いが、点灯時に発光管内が高圧になることで発光管は破裂しやすくなり、発光管破裂時の安全性には配慮が必要だからである。
【００３１】
【発明の効果】
以上、実施例及び実験結果にて説明した様に、請求項１記載の発明によると、凹面反射鏡内に電極間距離が２ｍｍ以下の発光管が収容され、該反射鏡は前面に透光板を構成する事によって略完全密閉され、少なくとも発光部を直接冷却する手段をもたない光源装置において、凹面反射鏡の一次焦点部付近の肉厚を４ｍｍ以上にする事により、反射鏡の機械的強度が確保され、ヘルツコーン割れなどの崩壊が生じず、破裂音を抑える事ができる。そして、たとえ発光管が破裂しても、反射鏡は崩壊せず略完全密封されているため、発光管構成材が飛散することなく、安全性の高い、良好な光源装置を提供する事ができる。
【００３２】
請求項２記載の発明によると、ヘルツコーン割れを抑制するには、反射鏡の硝子材の変更によってではなく、凹面反射鏡の一次焦点部付近の肉厚を４ｍｍ以上とし、反射鏡の機械的強度を上げることが必要である。そのため、凹面反射鏡の一次焦点部付近の肉厚を４ｍｍ以上とすることによって、表１に示すように、さまざまなセラミックスに対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光源装置の一部である。
【符号の説明】
１  発光管
２ａ、２ｂ  電極
３ａ、３ｂ  モリブデン箔
４  反射鏡
５  口金
６  接着剤
７  透光板
８  電力供給線
９  端子台
【図１】
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