(57)【要約】      （修正有）【課題】プロジェクター装置の光源を構成するランプの破裂に伴うリフレクターの破壊対策であって、仮にリフレクターが割れても形状を保持してランプバルブに封入された水銀やガラス片が光源外へ飛散漏洩することを防止する。【解決手段】無機基材の背面に耐熱性ゴムあるいは樹脂保護膜を被覆したリフレクターの構成とすることで、ランプの破裂による水銀やガラス片の光源外への漏洩を防止できる。また、保護膜に良熱伝導性のフィラーを混合することで、更なるリフレクターの放熱性を改善可能で、ランプの温度上昇を抑えランプの破裂性を低減できる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐熱性無機基材の凹面に、誘電体交互積層膜からなる反射膜が被覆された構造のプロジェクター用リフレクターにおいて、上記耐熱性無機基材の背面に耐熱性ゴムあるいは樹脂の保護膜が被覆されてなることを特徴とするプロジェクター用リフレクター。
【請求項２】
上記保護膜に良熱伝導性の無機フィラーを混合してなることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター用リフレクター。
【請求項３】
上記耐熱性無機基材が耐熱性ガラスであって、基材の厚みが４ｍｍ以下である請求項１あるいは２に記載のプロジェクター用リフレクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、プロジェクターの光源を構成するリフレクターに関するもので、特に耐ランプ破裂性に優れるリフレクターを提供するものである。
【背景技術】
【０００２】  プロジェクターは画像を拡大投影する光学装置であり、パソコン等で作製された画像を直接プロジェクターで接続投影できるために、会議用のプレゼンテーションツールとして発達してきた。最近では、リアプロジェクションＴＶやホームシアターなどホームユース機器として普及しつつある。プロジェクターには光源が必要である。光源は、ランプとランプの光を効率よく反射する凹（お茶碗）形状をしたリフレクターから構成されている。ランプはリフレクターの凹内面形状の焦点位置に配置され、ランプから発せられた光は、リフレクター基材の凹内面に形成された誘電体交互積層型の反射膜で分光的に制御されて反射したあと、各種レンズ等で構成される光学系を通って、最終的にスクリーンに画像として拡大投影される。【０００３】  プロジェクターには年々小型軽量化且つ投影画像の明るさ向上が求められている。投影画像の明るさを増すには、光源のランプを明るくする必要がある。従って、ランプには高輝度化を図るためにショートアーク型の放電ランプ即ち、高圧水銀ランプが採用されている。高圧水銀ランプは、発光管あるいは放電容器と呼ばれる透明ガラス管（以下バルブと呼ぶ）とバルブ内に配置される一対の対向電極及びバルブ内に封入される水銀とバッファー希ガスで構成されているが、ランプの点灯時には、温度約１０００℃、水銀蒸気圧１５ＭＰａ（約１５０気圧）以上とバルブ内は高温高圧となる。このため、バルブは膨れや結晶化による失透が生じ破裂に至る。このランプの破裂は、封入してある水銀の漏洩を意味し、プロジェクターの特にホームユース機器への展開では大きな問題となっている。【０００４】  ランプの破裂による水銀漏洩を防止するために、リフレクターの前面開口部に板状のガラス（前面ガラス）を配置してランプを密閉する構造的な手段に加えランプの効率的な空冷手段がとられているが、現在使用されているランプの出力は１５０Ｗ〜１８０Ｗが主流で、最近では２００Ｗを超えるものも実用化されているように、ランプの出力は高輝度化のために更に高くなっている。このようなランプの高出力化に対してランプの破裂は完全には回避できず、また、ランプの破裂と同時にヘルツコーンと呼ばれる形態でリフレクターが破壊する新たな問題が発生している。上述のランプを密閉する構造では、リフレクターがランプの破裂時に破壊しないことが前提となっているために、リフレクターの厚みは厚く設計されている。具体的にはランプ出力１５０Ｗ以上を搭載するリフレクターの厚みは４ｍｍあるいは４．５ｍｍ以上が使用され、プロジェクターの軽量小型化の観点とは相反する肉厚のリフレクターが使用されているのが現状である。
【特許文献】特開２００３−１１５２１５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  本発明が解決しようとする課題は、プロジェクター装置の光源を構成するランプの破裂に伴うリフレクターの破壊対策であって、仮にリフレクターが割れても形状を保持してバルブ中の水銀やバルブ片が光源外に漏洩することを防止できる新規なリフレクターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  本発明は、耐熱性無機基材の凹内面に、誘電体交互積層膜からなる反射膜が被覆された構造のプロジェクター用リフレクターにおいて、上記耐熱性無機機材の背面に耐熱性に優れるゴムあるいは樹脂の保護膜を被覆したリフレクターを構成し、また、上記保護膜に良熱伝導性の無機フィラーを混合して、保護膜の放熱特性を変えることで、かかる課題を解決するものである。
【発明の効果】
【０００７】  本発明による耐ランプ破裂性に優れるリフレクターを用いることで、プロジェクター及び光源の軽量小型化及び高輝度化に十分に対応できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】  本発明で用いられる基材は、セラミックス、ガラス材料等の耐熱無機基材であれば基本的に全て使用できる。例えば、アルミナ、ムライト、コーディライト、窒化珪素、窒化アルミニウム、炭化珪素等の緻密なセラミック材料、パイレックスに代表されるホウケイ酸ガラス材料、あるいは基本結晶構造としてβ−スポデュメンあるいはβ−ユークリプタイトを持つ結晶相がガラス中に分散してなるＬＡＳ（Ｌｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２）系ガラスセラミックスあるいはキータイトを基本構造とする結晶相がガラス中に分散してなるＡＳ（Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２）系ガラスセラミックス（以下ガラスセラミックスを結晶化ガラスと呼ぶ）、あるいはシリカ（ＳｉＯ２）ガラス等のガラス材料が適宜選択して用いられる。【０００９】  基材の製造方法は、基本的に特に限定されず、用いる材料の特性と経済性を考慮して選択するとよい。例えば、ガラス基材では、ガラス融体をダイレクトにプレスする方法が好ましい。結晶化ガラス基材ではプレス成形後のガラスを、更に熱処理し、結晶相を析出させると良い。セラミック及びシリカガラス基材は原理的にはダイレクトプレス成形が可能であるが、材料自体の融点が高いために、粉末で所定の形状に成形後、焼結する、所謂、粉末焼結法を適応することが好ましい。粉末焼結法においての成形手段は、一般的な成形手段が全て適応できる。具体的には、スリップキャスト法、乾式プレス法、インジェクション法、自己硬化法等が利用できる。このような成形手段を用いる際のポイントは、焼結時の緻密化を十分に促進させ、且つ焼結時の収縮を極力小さくするように成形体の密度を十分に高めることにある。成形体の密度が低い場合は、緻密化が十分に進行せず基材が多孔質になるか、あるいは、特に基材凹内面に微細な気孔が存在するようになり、基材凹面の表面状態をそのまま転写する反射膜の欠陥となるからである。また、焼結時の収縮が大きいと設計される基材凹内面の理想形状からのずれが大きくなり、リフレクターとしての反射機能を損ねるからである。緻密性の指標となる焼結基材の吸水率は、概ね２％以下、好ましくは１％以下で良い。また成形密度（成形体を構成する粉末粒子の充填率）は６０体積％以上、好ましくは７０体積％以上、更に好ましくは７４体積％以上あれば、実用的な凹内面状態を持ち且つ形状精度に優れる緻密な焼結セラミックあるいは焼結シリカガラス基材が製造できる。【００１０】  リフレクター無機基材の凹内面に施される反射膜は、ランプから発せられる光のうち概ね４００ｎｍ〜７００ｎｍ程度の可視光波長のみを選択的に反射し、赤外光及び紫外光を透過するように設計すると良い。このような光の選択的な反射特性は、互いに屈折率の異なる二種類の誘電体薄膜（以下単層膜とする）を交互に積層することで実現できる。この場合、光の反射効率は、用いる二種類の単層膜間の屈折率の差が大きいほど高くなる。つまり、屈折率の差が大きいと積層する単層膜の数が少なくても光を効率よく反射することが可能となり、逆に屈折率の差が小さい場合は、目的とする反射効率を得るための積層数が多く必要となる。よって、用いる誘電体の種類によって適宜膜の積層数を選択するとよい。例えば、誘電体成分とし��、ＴｉＯ２及びＳｉＯ２を用いて反射膜を構成する場合は、積層数は概ね２４層〜４０層、膜全体の厚みは概ね１．２μｍ〜２．２μｍで十分である。【００１１】  上述したような耐熱性無機基材の凹面に、誘電体交互積層膜からなる反射膜が被覆された構造のリフレクターにおいて、耐熱性無機基材の背面に耐熱性のゴムあるいは樹脂の保護膜を被覆すると、ランプの破裂によって無機基材が割れても背面に被覆された保護膜で無機基材の形状が保持され、バルブ中の水銀やガラス片が漏洩することを防止できる。また、保護膜を配置することで、無機基材の厚みが薄く設計可能となり、軽量化のみならず無機基材からの伝熱的あるいは光放散的に放熱性を高めることが可能となり、結果としてランプの温度を下げてランプの破裂性を低減できるとともに、更なる高輝度ランプを搭載したプロジェクターが実用化できる。【００１２】  リフレクターの無機基材はランプの発熱によって加熱されるが、無機基材の特に背面温度は搭載するランプの出力や光源の空冷効率によっておおよそ２５０〜３５０℃の範囲で変化する。よって、無機基材の背面に被覆される保護膜はこの温度範囲で劣化しない市販のゴムあるいは樹脂が全て使用できる。好ましくはシリコーンゴム、テフロンゴム及び樹脂、更に好ましくはイミド樹脂を選択すればよい。ここでいうこれらの材料成分は基本総称でありこれらの成分を基本とした誘導体も含む。保護膜の被覆手段は刷毛塗り法、スプレー法、浸漬法、スピンコート法、キャスティング法等特に限定されず、ゴム又は樹脂液の粘性等の性状で使い分けるとよい。被覆した保護膜は常温で放置あるいは加熱すると硬化しゴムあるいは樹脂の物性が発現できる。被覆される保護膜の厚みは、用いるゴムあるいは樹脂の物性と被覆回数等の作業効率で適宜選択して、保護膜として機能する厚みで制御するとよい。例えば、ゴムの場合はある程度の引裂き強度が必要となるので、厚みは概ね１〜２ｍｍ程度と厚い方が好ましく、樹脂の場合は概ね０．０５〜１ｍｍと薄い方が好ましい。保護膜の形状は膜状を基本とするが、表面積を大きくして放熱面積をあげたフィン付き形状でも良い。【００１３】  以上のように無機基材の背面に保護膜を被覆したリフレクターを構成し、更に放熱性を改善する必要がある場合は、保護膜に良熱伝導性の無機フィラー、例えば、銅、アルミニウム、ステンレス等の金属粉末やアルミナ、ムライト、窒化珪素、窒化アルミ、窒化硼素、炭化珪素等のセラミック粉末を混合すると良い。放熱性は、用いる無機フィラーの熱伝導性が高くまた、混合量が多いほど改善効果が著しくなる。無機フィラーの形状は特に限定されず、粒状や繊維形状が用いられる。以下実施例をあげて本発明を説明する。尚、本実施例は本発明を限定するものではない。
【実施例１】
【００１４】  市販のシリコーンゴム、テフロン樹脂、イミド樹脂を用いて、ホウケイ酸ガラス基材の背面に保護膜を被覆形成したリフレクターを作製した。これを電気炉で２００〜３５０℃の範囲の所定温度で５時間加熱し、電気炉内で自然冷却後、保護膜の剥離や劣化状態を目視で観察、評価した。結果を表１に示した。【００１５】
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【００１６】  上記実施例で明らかなように、用いた保護膜は２００〜３５０℃の温度範囲で耐熱性を維持し、リフレクターの保護膜として使用できることを確認した。
【実施例２】
【００１７】  耐熱性無機基材として焼結シリカガラスを用いて、肉厚を変化させたリフレクターを作製した。これら基材の背面にイミド樹脂及びシリコーンゴムを被覆し保護膜を形成した。保護膜の厚みは０．０５〜２ｍｍとした。保護膜を被覆した上記リフレクターに２００Ｗ出力の水銀ランプを搭載し、ランプに逆バイアスをかけて強制的に破裂させたあとのリフレクターの状態を目視で観察、評価した。結果を表２に示した。【００１８】
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【００１９】  上記実施例で明らかなように、リフレクターの基材の厚みが４ｍｍ以下と薄くても、保護膜の成分及び厚みを適切に制御することで、ランプの破裂により基材が割れても、ランプバルブに封入された水銀やバルブのガラス片が漏洩するのが防止できる。即ち、無機基材の背面にゴムあるいは樹脂保護膜を被覆した構造のリフレクターでは、出力が高い高圧水銀ランプを搭載したリフレクターを実用化できることを示している。
【実施例３】
【００２０】  リフレクターの放熱性を更に改善し、ランプの温度を下げて、ランプの破裂性を低減する目的で、保護膜の放熱性の改善を行った一例を次に示す。保護膜成分として市販のシリコーンゴムを用い、これに無機フィラーとして六方晶窒化硼素（以下ｈＢＮとする）粉末を混合し、寸法約９０ｍｍ×１４０ｍｍ×１７ｍｍの板形状に成形硬化し、試験体とした。試験体の放熱性を熱伝導率測定で評価した。結果を表３に示した。【００２１】
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【００２２】  上記実施例から明らかなように、良熱伝導性無機フィラーを保護膜に混合することで、保護膜の放熱性を約２．９倍と改善できた。
【産業上の利用可能性】
【００２３】  本発明による耐熱性の無機基材の背面にゴムあるいは樹脂の保護膜を被覆することで、ランプの破裂による水銀やガラス片の光源外への漏洩を防止できる。このことで高輝度・ハイパワーのランプの搭載が実現可能となり、プロジェクターの小型軽量化及び高輝度化を促進することができる。