(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧放電ランプと、
前記高圧放電ランプを保持し且つ当該高圧放電ランプからの光を前方に反射させる主反射鏡と、
前記高圧放電ランプから前方に向けて発せられた光のうち少なくとも一部を前記主反射鏡側に反射させる副反射鏡とを備えるランプユニットであって、
前記副反射鏡は、有色のガラス部と、前記ガラス部の前記高圧放電ランプ側に形成された反射面とを有することを特徴とするランプユニット。
【請求項２】
高圧放電ランプと、
前記高圧放電ランプを保持し且つ当該高圧放電ランプからの光を前方に反射させる主反射鏡と、
前記高圧放電ランプから前方に向けて発せられた光のうち少なくとも一部を前記主反射鏡側に反射させる副反射鏡とを備えるランプユニットであって、
前記副反射鏡は、炭素を含むガラス部と、前記ガラス部の前記高圧放電ランプ側に形成された反射面とを有することを特徴とするランプユニット。
【請求項３】
前記副反射鏡は、赤外光線の透過率が９０％以下の材料から構成されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載のランプユニット。
【請求項４】
前記副反射鏡は黒色の材料から構成されている
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のランプユニット。
【請求項５】
高圧放電ランプと主反射鏡と副反射鏡とを有するランプユニットを備えるプロジェクタであって、
前記ランプユニットは、請求項１〜４のいずれか１項に記載のランプユニットであることを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧放電ランプと主反射鏡と副反射鏡とを備えるランプユニット及び当該ランプユニットを有するプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタ用のランプユニットとしては、高圧放電ランプ（以下、単に「ランプ」という。）と、ランプを保持し且つ当該ランプからの光を凹状の反射面で前方に反射させる反射鏡とを備えるタイプ以外に、前記反射鏡（当該反射鏡を後述の副反射鏡と区別するために、以下、「主反射鏡」とする。）と異なる副反射鏡を備えるタイプがある。
副反射鏡を設ける理由は、ランプから主反射鏡がある側と反対側である前方に向けて発せられた光を主反射鏡の反射面側に反射させることで、ランプから前方に発せられた光を有効に利用するためである。なお、副反射鏡を備えるランプユニットの発光効率は、上述の理由により、副反射鏡を備えないランプユニットよりも高い。
【０００３】
ランプから発せられた光には、可視光線、赤外光線が含まれており、副反射鏡でランプからの光線を反射させると、反射した光線のうちの赤外光線によってランプの温度が過度に上昇し、ランプ自身のランプ効率が悪くなってしまう。このため、最近、可視光線を反射し、赤外光線を透過するような副反射鏡が提案されている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特許第３２３５３５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ランプユニットは、一般的に発光効率が高いほど良く、当然、発光効率のさらなる向上が求められている。
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、ランプユニットの発光効率をさらに向上させことができるランプユニット及びプロジェクタ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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明に係るランプユニットは、高圧放電ランプと、前記高圧放電ランプを保持し且つ当該高圧放電ランプからの光を前方に反射させる主反射鏡と、前記高圧放電ランプから前方に向けて発せられた光のうち少なくとも一部を前記主反射鏡側に反射させる副反射鏡とを備えるランプユニットであって、前記副反射鏡は、有色のガラス部と、前記ガラス部の前記高圧放電ランプ側に形成された反射面とを有することを特徴としている。
また、本発明に係るランプユニットは、高圧放電ランプと、前記高圧放電ランプを保持し且つ当該高圧放電ランプからの光を前方に反射させる主反射鏡と、前記高圧放電ランプから前方に向けて発せられた光のうち少なくとも一部を前記主反射鏡側に反射させる副反射鏡とを備えるランプユニットであって、前記副反射鏡は、炭素を含むガラス部と、前記ガラス部の前記高圧放電ランプ側に形成された反射面とを有すること特徴としている。
【０００６】
ここでいう「高圧放電ランプ」は、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等を含んだ概念である。
また、前記反射鏡は、赤外光線の透過率が９０％以下の材料から構成されていることが好ましく、前記副反射鏡は黒色の材料から構成されていることが好ましい。
【０００７】
一方、本発明に係るプロジェクタは、高圧放電ランプと主反射鏡と副反射鏡とを有するランプユニットを備え、前記ランプユニットは、上記構成のランプユニットであることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るランプユニットでは、副反射鏡が、高圧放電ランプから副反射鏡に向けて発せられた光の内、赤外光線を吸収して輻射熱を発生するので、この輻射熱により高圧放電ランプが適度に加熱される。これによって、高圧放電ランプの発光を促進させることができ、高圧放電ランプのランプ効率が向上し、ランプユニットとしても発光効率を向上させることができる。
【０００９】
一方、本発明に係るプロジェクタは、上記構成のランプユニットを有するため、高圧放電ランプの発光を促進させることができ、高圧放電ランプのランプ効率が向上し、ランプユニットとしても発光効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
１．プロジェクタ
図１は、実施の形態に係るプロジェクタの一部を切り欠いた斜視図である。
プロジェクタ１は、所謂、前面投射型であって、図１に示すように、高圧放電ランプ（以下、単に、「ランプ」という。）を内部に備えるランプユニット３、ランプを点灯させるための電子安定器を含む電源ユニット５、制御ユニット７、レンズ系と透過型のカラー液晶表示板とが内蔵されているレンズユニット９、冷却用のファン装置１１等をケース１３の内部に備える。なお、レンズユニット９は、その一部がケース１３の外部に張り出すように設けられている。
【００１１】
電源ユニット５は、家庭用ＡＣ１００Ｖの電源を所定の電圧に変換して、電子安定器や制御ユニット７などに供給する。なお、電源ユニット５は、レンズユニット９の上部に配された基板１５と、この基板１５に実装された複数の電子・電気部品１７等から構成される。
制御ユニット７は、外部から入力された画像信号に基づき、カラー液晶表示板を駆動してカラー画像を表示させる。また、レンズユニット９の内部に配されている駆動モータを制御してフォーカシング動作やズーム動作を実行させる。
【００１２】
ランプユニット３から射出された光は、レンズユニット９の内部に配されているレンズ系を通過して、光路途中に配されたカラー液晶表示板を透過する。これにより、カラー液晶表示板に形成された画像が、レンズ１９等を介して図外のスクリーン上に投影される。
２．ランプユニット
（２−１）ランプユニットの構成
図２は、実施の形態に係るランプユニットの構成を示す図であり、内部のランプの様子が分かるように、主反射鏡、副反射鏡等の一部を切り欠いている。なお、図１では、ランプユニットに係る電気配線等の記載は省略している。
【００１３】
ランプユニット３は、図２に示すように、ランプ２２と、当該ランプ２２から後方に発せられた光を前方に反射させる主反射鏡２３と、ランプ２２から前方に発せられた光（可視光線）を、ランプ２２や主反射鏡２３側に反射させる副反射鏡２４とを備え、ランプ２２の両端から延出している外部リード線５３，５５に接続される一対のリード線９１，９３と、当該リード線９１，９３の他端部に接続されたコネクタ１１９，１２１とを介して図１の電源ユニット５に接続されている。
【００１４】
（２−２）ランプの構成
図３は、実施の形態に係るランプの構成を示す図である。
ランプ２２は、図３に示すように、放電空間３１を有する発光部３３とこの発光部３３の両側に設けられた封止部３５，３７とから構成される放電容器３９と、前記放電空間３１の内部で先端部（後述の電極である。）同士が対向する状態で両封止部３５，３７に封着されている電極構成体４１，４３とからなる。なお、放電空間３１には、発光物質として水銀、始動補助用の希ガス、ハロゲンサイクル用のハロゲンガスが封入されている。
【００１５】
電極構成体４１，４３は、電極４５，４７、金属箔４９，５１及び外部リード線５３，５５がこの順で接続（例えば、溶接により固着されている）されてなる。
外部リード線５３，５５は、両封止部３５，３７における発光部３３と反対側の端面から、放電容器３９の外部に導出されている。
電極４５，４７は、放電空間３１の内部において、略一直線上に対向するように配設されている。ランプ２２は、所謂「ショートアーク」型であり、点光源に近付けるため、両者の間隔、つまり、電極間距離は、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲に設定される。
【００１６】
電極４５，４７は、電極軸５７，５９と、この電極軸５７，５９の先端に設けられた電極コイル６１，６３とからなる。なお、電極は、電極軸と電極コイルとが異なる材料で構成されていても良いし、同じ材料で構成されていても良い。
電極構成体４１，４３は、放電空間３１になるべき空間内で電極コイル６１，６３の間隔を所定寸法にした状態で、主に金属箔４９，５１がある部分で封止部３５，３７に封着される。これにより、発光部３３の内部に放電空間３１が形成される。この電極構成体４１，４３が封止部３５，３７に封着された状態では、図３に示すように、電極４５，４７が封止部３５，３７から放電空間３１へ延出する。
【００１７】
なお、封止部３５，３７の内の一方、ここでは、封止部３５が、後述の主反射鏡２３の保持部７３に保持される。
（２−３）主反射鏡について
主反射鏡２３は、図２に示すように、凹状の反射面６５を内面に有する反射部６７と、この反射部６７の底部であって反射面６５と反対側（反射面６５の凹入方向）に筒状に延出して内部にランプ２２の封止部３５を保持する保持部７３とを備える。なお、主反射鏡２３は、例えば、ダイクロイック反射鏡であり、反射面６５は、例えば、蒸着により形成された誘電体多層膜（例えば、ＴｉＯ２／ＳｉＯ２やＴａ２Ｏ３／ＳｉＯ２）により構成され、ランプ２２から発せられた光を前方（反射部６７の開口）へと反射する。
【００１８】
また、主反射鏡２３の形状は漏斗状をしており、開口径の小さい部分から外方に突出する部分が保持部７３となっている。
（２−４）副反射鏡について
副反射鏡２４は、図２及び図３に示すように、主反射鏡２３とサイズは異なるが、略同じ構成を有し、凹状の反射面７５を内面に有する反射部７７と、この反射部７７の底部であって反射面７５と反対側（反射面７５の凹入方向）に筒状に延出してランプ２２の封止部３７に取着されるための取着部７９とを備える。
【００１９】
副反射鏡２４の形状は、漏斗状をしており、開口径の小さい部分から外方に突出する部分が上記保持部７３となっている。副反射鏡２４は、主に石英ガラスで構成され、例えば、炭素を含有することで、黒色をしている。なお、副反射鏡２４は、スラリー状の石英ガラスに炭素を混入したものを、例えば金型内に充填して成形する、所謂、鋳込成形にて作成された後、焼成・研磨して製造される。
【００２０】
一方、反射面７５は、主反射鏡２３の反射面６５と同様に、真空蒸着法等により形成された誘電体多層膜（例えば、ＴｉＯ２／ＳｉＯ２やＴａ２Ｏ３／ＳｉＯ２）により構成されている。これにより、副反射鏡２４は、反射面７５を透過した赤外光線（例えば、波長が６５０（ｎｍ）〜９００（ｎｍ）の光線（なお、波長６５０，９００は含む））を反射部７７で吸収する。つまり、副反射鏡２４は、ランプ２２から発せられた光の内、可視光線を反射し、赤外光線を吸収する構成となる。
【００２１】
なお、副反射鏡２４は、赤外光線を吸収すると熱せられて温度が上昇し、輻射熱を発する。
（２−５）組み立て
副反射鏡２４のランプ２２への取着は、図２に示すように、封止部３７を取着部７９に所定寸法分だけ内挿し、副反射鏡２４の焦点と、ランプ２２の一対の電極（電極コイル６１，６３）４５，４７の間隔の中央位置とが一致するように、ランプ２２と副反射鏡２４とを位置合せした状態で、封止部３７と取着部７９との隙間に固着剤、ここでは、セメント７８を充填して両者を固着することで行われる。
【００２２】
副反射鏡２４付のランプ２２の主反射鏡２３への組込は、図２に示すように、封止部３５を保持部７３に所定寸法分だけ内挿し、主反射鏡２３の焦点と、ランプ２２の一対の電極（電極コイル６１，６３）４５，４７の間隔の中央位置とが一致するように、ランプ２２と主反射鏡２３とを位置合せした状態で、封止部３５と保持部７３との隙間に固着剤、ここでは、セメント８７を充填して両者を固着することで行われる。
【００２３】
３．その他の構成
リード線９１，９３は、図２に示すように、導電性を有する芯材９５，９７を絶縁性の被覆材９９，１０１で被覆された被覆導線1０３，１０５と、当該被覆導線１０３，１０５におけるランプ２２の外部リード線５３，５５と接続される側の芯材９５，９７に接続されたニッケル線１０７，１０９とから構成される。
【００２４】
リード線９１，９３（芯材９５，９７）とニッケル線１０７，１０９との接続は、被覆導線１０３，１０５の被覆材９９，１０１を剥がして露出する内部の芯材９５，９７とニッケル線１０７，１０９とを接続スリーブ１１１，１１３の内部で重ね、当該接続スリーブ１１１，１１３をかしめることで行われる。
リード線９１，９３とランプ２２の外部リード線５３，５５との接続は、ニッケル線１０７，１０９の先端部が内挿されている接続スリーブ１１５，１１７をかしめ、当該接続スリーブ１１５，１１７と外部リード線５３，５５とを溶接している。
【００２５】
一方、リード線９１（，９３）とコネクタ１１９（，１２１）の接続は、図２に示すように、被覆材９９（，１０１）の内部の芯材９５（，９７）がコネクタ１１９（，１２１）の接続部１２３の内部に延出するように被覆材９９（，１０１）をコネクタ１１９（，１２１）の固定部１２５に固定することで行われる。なお、被覆導線１０３，１０５には、保護チューブ１２７，１２９がさらに被覆されている。
【００２６】
４．ランプ点灯について
上記構成のランプユニット３を点灯させた場合について説明する。
まず、発光部３３の内部の一対の電極４５，４７間の略中央を発光中心として、ランプ２２が点灯をする。
発光中心から主反射鏡２３の反射面６５に向けて発せられた光は、そのまま進んでランプ２２の外部へと放射され、反射面６５で前方へと反射され、ランプユニット３から前方へと射出される。
【００２７】
一方、発光中心から主反射鏡２３の反射面６５側の以外の領域に向けて発せられた光、つまり、副反射鏡２４の反射面７５に向けて発せられた光の内、その可視光線は、そのまま進んでランプ２２の外部へ放射され、反射面７５で発光部３３、主反射鏡２３の反射面６５側に向けて反射され、その後、主反射鏡２３の反射面６５で前方に反射されて、ランプユニット３から前方へと射出される。
【００２８】
これにより、ランプユニット３から前方に射出する全ての光は、ランプ２２から後方の主反射鏡２３の反射面６５に向けて発せられた光に、ランプ２２から前方の副反射鏡２４の反射面７５に向けて発せられ、当該反射面７５で反射された光が加わることになるので、副反射鏡２４を有しないランプユニットよりも、放射する光量を増加させることができる。
【００２９】
また、副反射鏡２４は、赤外光線を吸収する材料で構成されているため、ランプ２２から副反射鏡２４の反射面７５に向けて発せられ、副反射鏡２４に達した赤外光線は、副反射鏡２４で吸収される。副反射鏡２４は、吸収した赤外光線により温度が上昇して輻射熱を発生する。この輻射熱は、ランプ２２を加熱することになり、結果的にランプ２２、特に発光部３３の温度が適度に上昇する。これにより、放電空間３１内の温度が上昇して発光が促進され、ランプ２２のランプ効率が向上して、ランプユニット３の発光効率がさらに向上する。
＜変形例＞
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は上記した形態に限られないことは言うまでもなく、例えば、以下のような形態とすることも可能である。
【００３０】
１．副反射鏡
（１）色について
実施の形態では、副反射鏡の色が黒色であったが、本発明の副反射鏡は、ランプから発せられた、可視光線を反射でき、また赤外光線を吸収できる構成を有していれば良く、副反射鏡は、黒色でない、他の色のもので構成されていても良い。但し、赤外光線の吸収率を考慮すると、副反射鏡の色を黒色とすることが好ましいが、黒色以外の色であっても、黒色と同程度の吸収率を有する材料があれば、その材料を用いても構わない。
【００３１】
（２）材料について
実施の形態における副反射鏡は、上述したように、石英ガラスに炭素を混入したもので構成されていたが、赤外光線を吸収でき、かつ、耐熱（例えば、１２００℃以上）性を有する材料であれば他の材料を用いることができる。他の材料としては、例えば、セラミック材料、金属材料等がある。
また、副反射鏡として、可視光線のみを反射させる反射面と、反射面の下層に形成され且つ赤外光線を吸収して輻射熱を発する吸収面とで構成しても良い。
【００３２】
（３）赤外光線について
上記の実施の形態では、副反射鏡は、６５０（ｎｍ）〜９００（ｎｍ）（波長６５０，９００は含む）の赤外光線を吸収する材料で構成されていた。これは、ランプから発せられる赤外光線域が９００（ｎｍ）より短いものが主流（なお、ランプからの赤外光線には、９００（ｎｍ）より長いものも含まれている。）だからである。
【００３３】
従って、副反射鏡が吸収する赤外光線は、上記範囲の波長のものが好ましいが、上記波長以外に９００（ｎｍ）より長く、１５００（ｎｍ）以下の範囲でも、赤外光線を吸収して発せられる輻射熱を利用して、ランプの発光をある程度促進することができる。 
また、副反射鏡は、赤外光線の透過率が９０％以下の材料で構成されるのが好ましい。これは、従来の副反射鏡には石英ガラスが利用され、当該石英ガラスの赤外光線の透過率が９５％以上であり、赤外光線の透過率が９０％以下の材料を使用することで、従来よりも輻射熱が多くなるからである。
【００３４】
２．プロジェクタ
実施の形態におけるプロジェクタとして、前面投射型のプロジェクタについて説明したが、前面投射型以外でも良く、例えば、背面投射型のプロジェクタでも実施できる。
図４は、背面投射型画像表示装置の全体斜視図である。
背面投射型のプロジェクタ１５０は、キャビネット１５２の前壁に画像等を表示するスクリーン１５４を備え、またキャビネット１５２の内部には、上記実施の形態で説明したランプユニット３を備える。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、高圧放電ランプを備えるランプユニットのランプ効率を向上させるのに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施の形態に係るプロジェクタの一部を切り欠いた斜視図である。
【図２】実施の形態に係るランプユニットの構成を示す図であり、ランプの様子が分かるように、主反射鏡、副反射鏡等の一部を切り欠いている。
【図３】実施の形態に係るランプの構成を示す図である。
【図４】背面投射型画像表示装置の全体斜視図である。
【符号の説明】
【００３７】
１      プロジェクタ
３      ランプユニット
２２      ランプ
２３      主反射鏡
２４      副反射鏡
７５      反射面
６５      反射面
【図１】
0004724013.tif 000002
【図２】
0004724013.tif 000003
【図３】
0004724013.tif 000004
【図４】
0004724013.tif 000005