(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に一対の電極が対向配置された石英ガラス製の発光管の両端に封止管部が連設されたショートアーク型放電ランプと、該放電ランプを取り囲む凹面反射鏡とが、リフレクターベースを介して接続された光源装置において、
前記リフレクターベースはガラスで構成され、該リフレクターベースが該放電ランプの一方の封止管部に溶着され、該リフレクターベースの開口縁が該凹面反射鏡の背面に固定されたことを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記リフレクターベースの開口縁が該凹面反射鏡の背面に溶着又は接着により固定されたことを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項３】
前記リフレクターベースに通気孔が形成されたことを特徴とする請求項１又は２記載の光源装置。
【請求項４】
前記リフレクターベースを構成するガラスが燒結石英ガラスであることを特徴とする請求項１、２又は３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、例えば液晶プロジェクタなどの映像照射装置に使用される光源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば液晶プロジェクタの光源装置として、ショートアーク型放電ランプと凹面反射鏡を組み合わせたものが使用されるが、液晶プロジェクタは演色性のよい光源が要求されるので、ショートアーク型放電ランプとしては、一対の電極が対向配置された石英ガラスからなる発光管内に、水銀、希ガス、金属のハロゲン化物を封入したメタルハライドランプが使用されていた。しかし最近では、メタルハライドランプに代って、極めて高い水銀蒸気圧を持った超高圧放電ランプが使用されることが多い。これは水銀蒸気圧をより高くすることで、アークの広がりを抑えるとともに、より一層の演色性および光出力の向上を図ったものである。
【０００３】
凹面反射鏡は耐熱性の高い硼珪酸ガラスで成形されるのが一般的であるが、より高い耐熱性が要求される場合は結晶化ガラスで成形されることがある。この凹面反射鏡の背面の頂部には、放電ランプを保持するための支持筒部が形成されている。一方、放電ランプの発光管の両端には封止管部が一体に連設されており、この封止管部に口金が取り付けられる。そして、放電ランプの封止管部を凹面反射鏡の支持筒部内に挿入し、支持筒部の内周面と口金の間に接着剤を充填して接着している。
【０００４】
最近では、液晶プロジェクタ装置の小型化・高出力化の要請のために、凹面反射鏡が小型化し、かつ放電ランプは出力の大きなものが使用される。従って、放電ランプが極めて高温になり、凹面反射鏡内に冷却風を導いて放電ランプを冷却する必要が生じる。ことに、発光管に連設された封止管部内にはモリブデン箔が埋設されているが、封止管部の温度が高いとモリブデン箔が高温酸化し、電気的接続の不良が発生し、ランプ寿命が著しく短くなる。
しかし、前述のように、凹面反射鏡の支持筒部内には、放電ランプの封止管部が挿入されて接着剤で接着されているので、支持筒部は閉塞された状態になり、凹面反射鏡の開口部側から送風されたランプ冷却風はこの支持筒部内を通って凹面反射鏡の背面方向に流れ出ることができず、従って、ランプ冷却が不充分となり、ことに、支持筒部に挿入された封止管部の冷却が不充分となり、ランプ寿命の低下を引き起こす。
また、凹面反射鏡に冷却風の通気孔を直接設けると、凹面反射鏡の反射面にヒケが生じて反射特性が狂ってしまう。
【０００５】
このように、放電ランプと凹面反射鏡を接着剤で直接接続すると、ランプ冷却風を凹面反射鏡の支持筒部から流出させることができないので、図５に示すように、放電ランプ１０と凹面反射鏡２０を、通気孔３２が設けられたリフレクターベース３０を介して接続し、凹面反射鏡２０の開口部２３方向から流入したランプ冷却風が通気孔３２を通って凹面反射鏡２０の背面方向に流れ出るようにすることがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図５において、リフレクターベース３０はセラミックスで略有底筒状に成形されており、その背面３３に通気孔３２が設けられ、かつ背面３３から小径部３１が突出している。そして、リフレクターベース３０の開口縁３０ａが接着剤Ｐにより凹面反射鏡の背面に接着されている。一方、放電ランプ１０の一方の封止管部１２には金属製の口金１３が取り付けられており、この部分がリフレクターベース３０の小径部３１に挿入され、接着剤Ｐで接着されている。
【０００７】
このように、リフレクターベース３０がセラミックス製であるので、放電ランプ１０の一方の封止管部１２に金属製の口金１３を取り付けてからリフレクターベース３０と放電ランプ１０を接着剤Ｐで接着する必要がある。つまり、口金１３が必要になって部品点数が増加するとともに、口金１３の取り付けのために多くの工数が必要になる。
【０００８】
また、点灯時には接着剤Ｐも高温になり、接着剤Ｐに含まれる不純物が蒸発して凹面反射鏡２０の反射面２２に付着するため、反射効率が低下して照度不足になる不具合がある。更には、接着剤Ｐ自身がランプの点滅に伴って膨張収縮を繰り返し、その結果、接着面に隙間ができて接着強度の劣化を来たす。このため、振動や衝撃が加わると放電ランプ１０が所定位置からずれて極端な照度劣化を招き、極端な場合には放電ランプ１０が脱落することもある。
【０００９】
そこで本発明は、接着剤を用いることなく放電ランプとリフレクターベースの接続が可能であり、部品点数が少なくて放電ランプの冷却も十分に行うことができる光源装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、請求項１の発明は、  内部に一対の電極が対向配置された石英ガラス製の発光管の両端に封止管部が連設されたショートアーク型放電ランプと、この放電ランプを取り囲む凹面反射鏡とが、リフレクターベースを介して接続された光源装置において、リフレクターベースをガラスで構成し、このリフレクターベースを放電ランプの一方の封止管部に溶着し、リフレクターベースの開口縁を凹面反射鏡の背面に固定する。
【００１１】
次に、請求項２の発明は、リフレクターベースの開口縁を凹面反射鏡の背面に溶着又は接着により固定する。そして、請求項３の発明のように、リフレクターベースに通気孔を形成すると、ランプ冷却風を凹面反射鏡の背面方向に流出させることができ、放電ランプを効率的に冷却することができる。また、請求項４の発明のように、リフレクターベースを燒結石英ガラスで成形すると、簡単に成形できるとともに、熱膨張係数が放電ランプの封止管部と同じであるので直接溶着することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、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。図１（Ａ）はリフレクターベース３０の一部断面図を示し、（Ｂ）は背面図を示すが、リフレクターベース３０は、ガラス、例えば燒結石英ガラスで略有底筒状に成形されている。リフレクターベース３０の背面３３には複数個の通気孔３２が同一円上に設けられ、かつ背面３３から小径部３１が突出している。そして、図２に示すように、このリフレクターベース３０の小径部３１が放電ランプ１０の一方の封止管部１２に溶着される。
【００１３】
図２において、放電ランプ１０は例えば定格電力が１５０Ｗのショートアーク型水銀ランプであるが、石英ガラス製の発光管１１の両端には封止管部１２が一体に連設されている。発光管１１内には、封止管部１２でそれぞれ保持された陰極１４および陽極１５が所定の間隔で対向配置されおり、また、発光管１１内には、所定量の水銀、および希ガスが封入されている。封止管部１２にはモリブデン箔（図示せず）が埋設されており、陰極１４および陽極１５の端部がそれぞれモリブデン箔に溶接されるとともに、封止管部１２、１２から外部に伸び出す外部リード棒１６、１６の端部もモリブデン箔に溶接されている。そして、外部リード棒１６、１６間に通電すると陰極１４と陽極１５の間でアーク放電し、発光する。
なお、封止管部１２には口金は取り付けられておらず、部品点数が少なくなっている。また、放電ランプ１０はショートアーク型の超高圧希ガスランプやメタルハライドランプなどであってもよい。
【００１４】
リフレクターベース３０の小径部３１を放電ランプ１０の一方の封止管部１２に溶着するに際し、まず、一方の封止管部１２を小径部３１内に両者の軸線が一致した状態で挿入する。そして、リフレクターベース３０が燒結石英ガラスで成形されている場合は、熱膨張係数が石英ガラスからなる封止管部１２の熱膨張係数と等しいので、酸素・水素バーナーで１６００℃以上に加熱して溶融すると、溶融部Ｍｔにおいてリフレクターベース３０の小径部３１と放電ランプ１０の一方の封止管部１２とを直接溶融することができる。
【００１５】
リフレクターベース３０を燒結石英ガラス以外のガラス、例えば硬質ガラスで成形すると、素材費が安価であるので低コストのリフレクターベース３０とすることができるが、熱膨張係数が石英ガラスからなる封止管部１２の熱膨張係数と異なるので直接溶着することはできず、熱膨張率が順次異なる中間体を介在させて溶着する必要がある。
【００１６】
次に、リフレクターベース３０が取り付けられた放電ランプを、図３（Ａ）又は図３（Ｂ）に示すように、凹面反射鏡２０の背部の頂部に形成された支持筒部２１から挿入し、リフレクターベース３０の開口縁３０ａを凹面反射鏡２０の背面に当接させ仮固定し、実際に放電ランプ１０を点灯して集光率が最大になる位置を求める。そして、この位置でリフレクターベース３０の開口縁３０ａをバーナーで加熱し、溶融部Ｍｔにおいてリフレクターベース３０の開口縁３０ａを凹面反射鏡２０の背面に溶着する。
【００１７】
あるいは、図４に示すように、集光率が最大になる位置において接着剤Ｐでリフレクターベース３０の開口縁３０ａを凹面反射鏡２０の背面に接着してもよい。この接着部分は、ランプ点灯時においてあまり高温にならないので、接着剤Ｐの不純物が蒸発物が凹面反射鏡２０の反射面２２に付着することがなく、また、熱膨張・収縮の繰り返しにより剥離することはない。
【００１８】
しかして、一対の外部リード棒１６、１６間に通電すると陰極１４および陽極１５間でアーク放電し、放射された光は反射面２２で反射して効率良く集光される。そして、凹面反射鏡２０の開口部２３方面から送風された冷却風は、高温になった発光管１１および封止管部１２に沿って流れ、リフレクターベース３０の通気孔３２を通って外部に放出される。従って、放電ランプ１０は効率良く冷却されるが、ことに支持筒部２１に挿入された封止管部１２が効率良く冷却される。このため、封止管部１２に埋設されたモリブデン箔の高温酸化が抑制され、ランプ寿命を長くすることができ、更なる小型化を可能とすることができる。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光源装置は、ショートアーク型放電ランプと、この放電ランプを取り囲む凹面反射鏡とが、リフレクターベースを介して接続された光源装置において、リフレクターベースをガラスで構成し、このリフレクターベースを放電ランプの一方の封止管部に溶着し、リフレクターベースの開口縁を凹面反射鏡の背面に固定するので、リフレクターベースに通気孔を設けると効率良く冷却することができるが、封止管部に装着する口金が不要になり、部品点数が少なく、取付工数も不要になる。そして、放電ランプとリフレクターベースとの接続に接着剤を使用しないので、接着剤に含まれる不純物が蒸発して凹面反射鏡の反射面に付着することがなく、反射効率が低下して照度不足になることがない。更には、接着剤自身がランプの点滅に伴って膨張収縮を繰り返す問題もなく、放電ランプとリフレクターベースを強固に接続することができる。また、接着剤の硬化待ちの時間が不要であり、効率良く製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】リフレクターベースの一部断面図と背面図である。
【図２】放電ランプとリフレクターベースの溶着状態の説明図である。
【図３】本発明実施例の断面図である。
【図４】他の実施例の断面図である。
【図５】従来例の説明図である。
【符号の説明】
１０    放電ランプ
１１    発光管
１２    封止管部
１３    口金
１４    陰極
１５    陽極
１６    外部リード棒
２０    凹面反射鏡
２１    支持筒部
２２    反射面
２３    凹面反射鏡の開口
３０    リフレクターベース
３１    リフレクターベースの小径部
３２    通気孔
３３    リフレクターベースの背面
Ｐ    接着剤
Ｍｔ    溶着部
【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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