(57)【要約】【課題】ガラス基体の凹面に形成した多層反射膜を反射膜とする反射鏡を用いた光源装置が、反射鏡の多層反射膜の絶縁性が低下し導電性を有するようになった場合の問題点を解決し、光源に印加される電圧に対し絶縁性の確保された光源装置用の反射鏡を提供する。【解決手段】光源が発する光を反射し、反射鏡の開口端部が光源装置の金属枠体と当接する光源装置用の反射鏡が、光源装置の金属枠体が当接した場合に、この金属枠体と前記凹状反射面に形成された反射膜とが電気的に絶縁されるように、光源装置の金属枠体と当接する反射鏡の開口端部には反射膜の成膜時に反射膜が被着されないようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源が発する光を反射し、反射鏡の開口端部が光源装置の金属枠体と当接する光源装置用の反射鏡であって、
凹状反射面と開口端部とを有するガラス基体と、前記ガラス基体の凹状反射面に形成された反射膜と、前記凹状反射面に形成された前記光源から導出される導線を貫通させるための貫通孔とを有し、
前記光源装置の金属枠体と当接する前記反射鏡の開口端部には反射膜の成膜時に反射膜が被着されないことを特徴とする反射鏡。
【請求項２】
反射鏡の開口端部が光源装置の金属枠体と当接する光源装置用の反射鏡の製造方法であって、
溶融ガラスを凹状反射面と開口端部とを有する形状に成形するガラス成形工程と、前記光源装置の金属枠体と当接する前記反射鏡の開口端部に反射膜が被着しないよう前記開口端部を被覆する開口端部被覆工程と、前記ガラス基体の凹状反射面に反射膜を成膜する反射膜成膜工程と、前記光源から導出された導線が反射鏡を貫通するための貫通孔を、前記凹状反射面に形成する貫通孔形成工程とを有することを特徴とする反射鏡の製造方法。
【請求項３】
前記開口端部被覆工程は、反射鏡の開口端部と金属枠体との当接部より小さい径の孔部を有する成膜装置のガラス基板保持具を用い、前記開口端部の当接部を前記ガラス基板保持具にて覆い、凹状反射面を前記孔部より成膜源に臨むように固定することにより、前記開口端部を被覆することを特徴とする請求項２の反射鏡の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶プロジェクタなどの投影機器や照明機器の光源装置の反射鏡としての使用に適した反射鏡及び反射鏡の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
投影機器や照明機器などの光源装置に使用される反射鏡は、その基材として例えば特許文献１に記載されているような金属を用いるものや、特許文献２に記載されているようなガラスを用いたものがある。ガラスを用いた反射鏡は、回転放物面や回転楕円面をなす凹面を前面に有するガラス基材の凹面に、例えばＳｉＯ２膜とＴｉＯ２膜が交互に２５ないし５０層積層された誘電体多層反射膜がスパッタリングや真空蒸着などの方法によって成膜され、反射面が形成されている。この反射鏡の中央の首にあたる位置（首部）には、光源ランプの取り付け孔が形成されたものである。この反射鏡の側部には、光源に給電する導線を貫通させる貫通孔が形成されている。
【０００３】
光源ランプに対し、貫通孔を貫通する導線と光源ランプの取り付け孔の背後に設けた電極に接続した導線とを通じてランプに給電することにより、光源ランプを点灯する。光源ランプが点灯すると、加熱により急激な温度上昇が生じるので、導線にはガラス部材と熱膨張係数のほぼ等しい導線として、例えばモリブデンの裸線が用いられる。
【０００４】
ところで、ガラス部材を用いた反射鏡の場合は、ガラス部材が絶縁性であり、ガラス部材の凹面に形成されたＳｉＯ２膜やＴｉＯ２膜の誘電体多層反射膜も従来から絶縁性と考えられてきたことから、この反射膜と導線との間には電気的な絶縁を設ける必要はないとされ、実際にこれらの間には電気的な絶縁がなされなかった。
【０００５】
本発明者らは、上記誘電体多層反射膜の電気的性質について詳細に研究を行った結果、上記誘電体多層反射膜は、投影機器を長期間使用することによる光源ランプの熱の影響や成膜条件等により、反射膜に空孔が生じる場合がある。そして、多少の空孔がある反射膜が湿度の高い環境に配置された場合などには、その空孔に水分が吸着することにより絶縁性が低下し、導電性を示すようになり得ることを見出した。
【０００６】
ガラス部材の反射面に形成した誘電体多層反射膜を用いた従来の反射鏡の構成において、誘電体多層反射膜が導電性を示すようになると、反射膜を通じ、導線と光源装置の金属枠体との間に導通が生じる可能性がある。光源ランプには比較的高い電圧が印加されるので、たとえ誘電体多層反射膜が導電性を示した場合でも、これらの間に導通が生じないよう、絶縁性を確保しておくことが肝要である。
【０００７】
特に、光源装置が用いられる液晶プロジェクタやリアプロジェクション装置等の投影機器は、業務用途から一般家庭向けに需要が拡大し、それに伴い小型、高照度であることが市場から要求されている。投影機器が小型されると、機器内の各部材はより高密度で実装されることになる。投影機器では、光学系の僅かな位置ずれが投影照度や色再現性などの表示品質に大きく影響するため、反射鏡の開口端部を投影機器や光源装置の金属枠体に当接固定されることが多い。また、投影画面の高照度化を図るため、光源ランプが高ワット化され、光源装置に印加される電圧はより大きくなる。また、投影画面の補正制御装置等も組み込まれるようになり、投影機器内は多数の電子制御部品が実装されている。このような状況の下、反射鏡の導通に伴う投影機器の誤作動等のリスクはますます高くなっている。
【特許文献１】特開２００４−３０３４６８号公報
【特許文献２】特開２００４−３１３０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、誘電体多層反射膜に関する上述の新しい知見に基づいたものであって、ガラス部材の反射面に形成した誘電体多層反射膜を反射膜とする反射鏡を用いた光源装置において、反射鏡の誘電体多層反射膜の絶縁性が低下し導電性を有するようになった場合に生ずる問題点に着目し、これを解決した反射鏡とその製造方法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】
【０００９】
本発明の反射鏡は、光源が発する光を反射し、反射鏡の開口端部が光源装置の金属枠体と当接する光源装置用の反射鏡であって、凹状反射面と開口端部とを有するガラス基体と、このガラス基体の凹状反射面に形成された反射膜と、この凹状反射面に形成された光源から導出される導線を貫通させるための貫通孔とを有し、前記光源装置の金属枠体と当接する前記開口端部には、成膜時に反射膜が被着されないことを特徴とする。
【００１０】
本発明の反射鏡の製造方法は、反射鏡の開口端部が光源装置の金属枠体と当接する光源装置用の反射鏡の製造方法であって、溶融ガラスを凹状反射面と開口端部とを有する形状に成形するガラス成形工程と、前記光源装置の金属枠体と当接する前記反射鏡の開口端部に反射膜が被着しないよう前記開口端部を被覆する開口端部被覆工程と、前記ガラス基体の凹状反射面に反射膜を成膜する反射膜成膜工程と、光源から導出された導線が反射鏡を貫通するための貫通孔を、前記凹状反射面に形成する貫通孔形成工程とを有することを特徴とする。
【００１１】
前記開口端部被覆工程は、反射鏡の開口端部と金属枠体との当接部より小さい径の孔部を有する成膜装置のガラス基板保持具を用い、前記開口端部の当接部を前記ガラス基板保持具に接触し、凹状反射面を前記孔部より成膜源に臨むように固定することにより、前記開口端部を被覆することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
上述したように、本発明の反射鏡は、ガラス基体の凹状反射面に誘電体多層反射膜を設けてなる反射鏡であって、反射膜の成膜時において、光源装置の金属枠体と当接する反射鏡の開口端部に反射膜が被着されないため、反射膜の絶縁性が低下し導電性を有する場合にも、反射膜を通じ電流が光源装置の金属枠体に漏れることがない。このため、安全性が高く、光源には電圧を安定に供給することができる。また、開口端部の反射膜を除去等の電気絶縁処理を行う必要がないため、低コストで絶縁対策を行うことができる。また、この反射鏡を用いた光源装置が投影機器内に実装された場合は、投影機器の誤作動等のリスクを小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を具体的に説明する。
【００１４】
図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の反射鏡及び反射鏡が用いられる光源装置１００の一実施形態を模式的に示した図であって、図１（ａ）はその全体図であり、（ｂ）および（ｃ）はそれぞれ、反射鏡１の開口端部９の付近および貫通孔６の付近を拡大した図である。図１に示す光源装置は、図１０に示す液晶プロジェクタ等の投影機器に用いられるものである。
【００１５】
図１（ａ）において、光源装置１００は、反射鏡１、反射鏡１の中央の首部に固定された光源ランプ２、光源ランプ２に電圧を供給するための導線３ａ，３ｂ、および反射鏡を当接し固定する金属枠体４で構成されている。なお、反射鏡１の凹状反射面５には、光源ランプの導線３ａを貫通させる貫通孔６が設けられている。
【００１６】
この反射鏡１は、ホウケイ酸ガラスをプレス成形したガラス基体８の凹状反射面５に反射膜８を設けたものである。また反射膜８は、ＴｉＯ２とＳｉＯ２を交互に３０層積層した多層にすることにより、可視光線を反射する膜である。この反射膜８は、凹状反射面５に成膜され、反射面５の開口端部９は被着されていない。ここに開口端部９は、凹状反射面５の最外周に位置する環状の部分であり、反射鏡１はこの開口端部９において金属枠体４と当接して固定されている。
【００１７】
また光源ランプ２の導線３ａは、反射鏡の貫通孔６を通り、貫通孔６にかしめられた金属製の端子１０に固定され、図には示されていない点灯装置に接続されている。
【００１８】
本発明の反射鏡１のガラス基体７には、上記のプレス成形したホウケイ酸ガラスのほかに、結晶化ガラスやアルミノシリケートガラスなどの耐熱性の高いガラスを使用することができる。
【００１９】
また反射膜８には、上記のＴｉＯ２とＳｉＯ２を交互に成膜した誘電体多層膜のほか、Ｔａ２Ｏ５／ＳｉＯ２系やＮｂ２Ｏ５／ＳｉＯ２系などの多層膜を使用することかできる。
【００２０】
さらに光源ランプ２には、高圧水銀放電ランプや高圧キセノン放電ランプなどが用いられる。また端子１０は省略されていてもよい。
【００２１】
真空蒸着法などで成膜され多少空孔を有する反射膜８が、湿度の高い環境に配置されると空孔に水分が吸湿して電気的な絶縁性が低下し、導電性を示すことがある。
ここで、開口端部９に反射膜８が被着している場合、導線３ａと端子１０、端子１０と反射膜８、さらに反射膜８と金属枠体４との間が導通するようになり、例えば導線３ａと金属枠体４とが同電位になる可能性が生じる。光源ランプにパルス高給電する際には、この導線３ａの側を低電位側（例えば接地電位）にすることにより、金属枠体４は通常は高電位にならないようにできるものの、十分な安全を確保する上からは、導線３ａと金属枠体との間の絶縁性を確保しておくことが求められる。
【００２２】
前記開口端部９に反射膜８が被着している場合、反射鏡１の反射面５に成膜された反射膜８の延長が、反射鏡１の開口端部９を覆うようになり、これに金属枠体４が当接すると、金属枠体４が反射膜８と接続される。従って導線３ａが貫通孔６にて反射膜８と導通し、反射膜８が上記の理由等で導電性を持つようになると、金属枠体４は導線３ａと同電位を示すようになる可能性がある。
【００２３】
そこで図１（ｂ）に示したように、反射鏡の開口端部に反射膜が被着しないよう反射膜を成膜することにより、凹状反射面５に形成された反射膜８と金属枠体４とを電気的に絶縁することができる。
【００２４】
反射鏡の製造方法は、溶融ガラスを凹状反射面と開口端部とを有する形状に成形するガラス成形工程と、前記光源装置の金属枠体と前記反射鏡の開口端部との当接部に反射膜が被着しないよう前記開口端部を被覆する開口端部被覆工程と、前記ガラス基体の凹状反射面に反射膜を成膜する反射膜成膜工程と、光源から導出された導線が反射鏡を貫通するための貫通孔を、前記凹状反射面に形成する貫通孔形成工程とを有する。
【００２５】
ガラス成形工程は、ガラス原料を調合、溶融した後、所定重量のガラスゴブをボトム金型に落とし、その上方からプランジャなどで押圧して、反射鏡をプレス加工する。
【００２６】
開口端部被覆工程は、凹状反射面に反射膜を成膜する際、光源装置の金属枠体と反射鏡の開口端部との当接部に反射膜が成膜されないよう開口端部の当接部を被覆する。反射膜成膜工程で用いられる成膜装置としては、例えば図９に示すような、蒸着される反射膜の膜厚を均一にするために、反射鏡等の被蒸着物が装着されたガラス基板保持具を自転させながら蒸着源の周りを公転させる、いわゆるプラネタリ方式の真空蒸着装置が使用される。前記ガラス基板保持具は複数の孔部を有し、凹状反射面を孔部より成膜源の蒸着源側に臨むようにして、反射鏡を装着固定する。
【００２７】
従来のガラス基板保持具は、多品種の反射鏡への成膜を可能とするため、孔部は反射鏡の開口端部内径よりも大きく形成され、開口端部が成膜源に対して露出しているため、反射面の開口端部にも反射膜が被着される。よって、金属枠体と開口端部との当接部にも反射膜が被着していた。
本発明の開口端部被覆工程では、開口端部の当接部に反射膜が被着することを防止するため、図２に示すように開口端部の当接部より小さい径の孔部を有するガラス基板保持具を用い、開口端部の当接部をガラス基板保持具に接触することにより、ガラス基板保持具にて開口端部の当接部が被覆されるようにする。また、成膜時にガラス基板保持具と反射鏡との固定位置がずれることにより、開口端部の当接部が蒸着源に対して露出しないよう、反射鏡の開口端部外周面とガラス基板保持具装着凹部内周面との寸法を着脱に支障が無い程度に略同一とし、板バネやスプリング等で反射鏡を固定することが好ましい。尚、スパッタリング装置等の成膜装置を用いた場合も同様に、反射鏡を保持するガラス基板保持具にて開口端部の当接部を被覆することにより、同様の効果を得ることができる。また、上記ガラス基板保持具の孔部が開口端部の当接部よりも大きい場合は、反射鏡のサイズに合わせたリング状アダプターを挿入し、開口端部の当接部をリング状アダプターに接触することで同様の効果を得ることができる。
【００２８】
成膜装置にて用いるガラス基板保持具は、図２で示した開口端部が平坦な形状な場合に用いられる形態の他に、開口端部の形状と金属枠体との当接状態別に図３〜図５に示すような形態を用いることができる。
図３（ａ）は、反射鏡の開口端部の凹状反射面側に首部方向に凹む環状段差部を有し、開口端面にて金属枠体と当接する場合を示している。この場合は、図３（ｂ）に示す通り、開口端面を全て覆う孔部や開口端面を覆い環状段差部に嵌まり込むフランジを有する孔部を備えたガラス基板保持具を用いることができる。
図４（ａ）は、反射鏡の開口端部の外周面側に首部方向に凹む環状段差部を有し、開口端部の外周面側段差面にて金属枠体と当接する場合を示している。この場合は、図４（ｂ）に示す通り、開口端部の凹状反射面側段差面を覆う孔部や開口端面に接触し、環状段差部が嵌まり込む凹部を有する孔部を備えたガラス基板保持具を用いることができる。
図５（ａ）は、反射鏡の開口端部に形成された環状突部を有し、開口端部の環状突部の外周面側にて金属枠体と当接する場合を示している。この場合は、図５（ｂ）に示す通り、環状突部の少なくとも頂部を覆う孔部を備えたガラス基板保持具を用いることができる。
これらの図３〜図５の形態に示す通り、ガラス基板保持具にて被覆される反射鏡の開口端部は、必ずしも開口端部全てを被覆する必要はなく、光源装置の金属枠体との当接部に反射膜が被着されないよう、少なくとも開口端部の当接部が被覆されていれば良い。また、成膜装置のガラス基板保持具による開口端部の被覆以外に、開口端部をテープ等で被覆することで、従来のガラス基板保持具を用いて成膜することも可能である。
【００２９】
反射膜成膜工程は、前記真空蒸着装置やスパッタリング装置を用いることができる。反射膜は、例えばＴｉＯ２とＳｉＯ２を交互に成膜した誘電体多層膜である。開口端部被覆工程にて、開口端部に反射膜が成膜されないよう被覆されているため、開口端部に反射膜が被着されない。よって、反射鏡を光源装置に組み込んで使用する際、光源装置の金属枠体と反射膜の接触はない。
【００３０】
貫通孔形成工程は、反射鏡の首部に固定される光源ランプから導出される導線が貫通する孔を凹状反射面上に形成する工程であり、ドリル等の穴あけ手段を用いて加工を行う。
【実施例１】
【００３１】
ホウケイ酸ガラスをプレス成形したガラス基体に、反射膜８として、ＴｉＯ２とＳｉＯ２の交互３０層の多層可視光線反射膜を真空蒸着装置にて成膜することにより、図１に反射鏡１として示された構成のものを得た。尚、成膜時には図２に示すガラス基板保持具にて開口端部を被覆したため、図１（ｂ）に示すように、この反射鏡１の反射膜８は、ガラス基体の開口端部には被着されなかった。
【比較例】
【００３２】
従来のガラス基板保持具を用いて、真空蒸着を行うことにより、開口端部に反射膜が被着されている反射鏡を上記実施例に対する比較例とした。
【００３３】
実施例１で加工した反射鏡および比較例の反射鏡を、図１に示した構造の光源装置の反射鏡１として組み込み、この反射鏡１を金属枠体４にセットし、絶縁抵抗測定を行った。絶縁抵抗計の一方（クリップ側の低電位側）を金属枠体４に挟み、もう一方（プローブ側の高電位側）を反射膜８の貫通孔６にかしめた端子１０に当てることによって測定した。この測定では、横河Ｍ＆Ｃ社のデジタル絶縁抵抗計２４０６Ｄを使用した。
【００３４】
以上の実施例および比較例についての測定結果を表１に示す。
【表１】
2007213815.tif 000003
【００３５】
反射鏡の開口端部９に反射膜が被着されている比較例では、絶縁抵抗が低いのに対し、開口端部９に反射膜が被着されていない実施例１では、いずれも反射膜８と金属枠体４との間の高い絶縁抵抗値を得ることができ、絶縁の効果を確認することができた。これらにより、光源装置の安全性が高まり、また光源ランプを点灯させるために必要な電圧が確保されて点灯状態も安定することがわかった。
【実施例２】
【００３６】
実施例１と同じ反射鏡に、図６に模式的に示す通り、貫通孔６周辺に絶縁性塗料を塗布し、反射膜８と導線３ａとの間の絶縁を行った。
実施例２では、貫通孔６周辺に塗布し絶縁する絶縁性塗料として、ペルヒドロポリシラザンの有機溶媒溶液（ＡＺ  エレクトロニックマテリアルズ社製のアクアミカ  ＮＬ１２０Ａ）を用いた。この溶液を綿棒を用いて貫通孔６周辺に塗布し、電気炉にて３００℃×１時間熱処理を行って硬化することにより、シリカ膜の硬化膜（０．６μｍ）を形成した。
【実施例３】
【００３７】
実施例１と同じ反射鏡に、図７に模式的に示す通り、貫通孔６にフッ素樹脂ＰＦＡ製絶縁管を挿入し、反射膜８と導線３ａとの間の絶縁を行った。
実施例３では、端子と反射膜とが接触しないよう、絶縁管を貫通孔に挿入し、端子を絶縁管に挿入してから、かしめて取り付けた。
【実施例４】
【００３８】
実施例１と同じ反射鏡に、図８に模式的に示す通り、貫通孔の外側周辺の２ｍｍの反射膜を除去し、反射膜８と導線３ａとの間の絶縁を行った。
実施例４では、ボール盤を用いて、反射膜が除去できる程度のザグリ加工を行った。
【００３９】
実施例２〜４で加工した各反射鏡を金属枠体にセットし、先の実施例１の場合と同じ装置を用い、同じ方法にて、絶縁抵抗の測定を行った。測定結果を表２に示す。
【表１】
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【００４０】
表２に示されている通り、実施例２〜４の結果から、本発明の開口端部に反射膜を被着しないことと併せて、貫通孔周辺の反射膜と導線との電気絶縁処理を行うことにより、絶縁抵抗値をさらに大きくすることができることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明によれば、ガラス基体の反射面に誘電体多層反射膜を設けた反射鏡の反射膜と反射鏡に当接する金属枠体との間の電気的絶縁性が確保される。このため、反射膜の絶縁性が低下し導電性を有した場合にも、光源に給電した際に反射膜を通じ電流が光源装置の金属枠体に漏れることがないので、安全性が高く、光源に対しては電圧を安定して印加することができる。また、この反射鏡を用いた光源装置が投影機器内に実装された場合は、投影機器の誤作動等のリスクを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の反射鏡及び反射鏡が用いられる光源装置の一実施形態を模式的に示した図である。
【図２】本発明の反射鏡の製造方法に用いられる成膜装置のガラス基板保持具が反射鏡の開口端部を被覆している状態を示した図である。
【図３】本発明の反射鏡と金属枠体との当接状態及び該当接状態の場合に用いられる成膜装置のガラス基板保持具と反射鏡の開口端部の被覆についての別形態を示した図である。
【図４】本発明の反射鏡と金属枠体との当接状態及び該当接状態の場合に用いられる成膜装置のガラス基板保持具と反射鏡の開口端部の被覆についての別形態を示した図である。
【図５】本発明の反射鏡と金属枠体との当接状態及び該当接状態の場合に用いられる成膜装置のガラス基板保持具と反射鏡の開口端部の被覆についての別形態を示した図である。
【図６】実施例２における貫通孔の状況を示した図である。
【図７】実施例３における貫通孔の状況を示した図である。
【図８】実施例４における貫通孔の状況を示した図である。
【図９】本発明の反射膜の成膜に用いられる真空蒸着装置の概要を示した図である。
【図１０】本発明の反射鏡を投影機器に用いた例について示した図である。
【符号の説明】
【００４３】
１…反射鏡、  ２…光源ランプ、  ３ａ，３ｂ…導線、  ４…金属枠体、  ５…反射面、  ６…貫通孔、  ７…ガラス基体、  ８…反射膜、  ９…開口端部、  １０…端子、  １１…ガラス基体保持具、  １２…絶縁性塗料層、  １３…絶縁管、  １４…反射膜除去部、  １００…光源装置、  ２００…真空蒸着装置、１０００…投影機器。
【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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【図９】
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【図１０】
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