(57)【要約】【課題】高圧放電ランプの生産性を低下させたり、その発光管の封止部の機械的強度を低下させることなく、高圧放電ランプの冷間時の始動性能と熱間時の再始動性能を確実に向上させる。【解決手段】高圧放電ランプの点灯始動時に紫外線を発生するグロー放電容器１５が、電力供給回路の第一電極側に接続される金属箔１８を収容すると共に、水銀蒸気を含む希ガスを充填したガラス封管１６で形成されて、ガラス封管１６内の金属箔１８と、電力供給回路の第二電極側に接続してガラス封管１６の外側に巻回された金属線２１との間でグロー放電を生ずる構成となっている。【選択図】図２
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
石英ガラスで成る発光管の中間部に、少なくとも水銀と始動用ガスが封入されると共に、第一電極と第二電極とが対向して配置された放電容器が形成され、発光管の両端側に、その両端側を気密に封止する封止部が形成された高圧放電ランプが、該ランプから放射される光を反射する凹面反射鏡内に取り付けられた光源装置において、前記高圧放電ランプの点灯始動時に紫外線を発生するグロー放電容器が、その紫外線の一部を前記凹面反射鏡の外方から該反射鏡に設けられた孔を通じて反射鏡の内方に照射可能な位置に配設され、該グロー放電容器の容器本体が、石英ガラス管の管内に、両端に一対のリード線が溶接された金属箔を収容すると共に、水銀蒸気を含む希ガスを充填して、その石英ガラス管の両端を気密に封止したガラス封管で形成され、該ガラス封管内に収容された金属箔が、ガラス封管の両端を封止する封止部から突出せられた前記一対のリード線によって、高圧放電ランプに電力を供給する電力供給回路の第一電極側に直列に接続され、前記ガラス封管の外側に、前記電力供給回路の第二電極側に接続された金属線が巻回されていることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記グロー放電容器が、前記凹面反射鏡の外方から該反射鏡に穿設された冷却エアの通風孔と対峙する位置に配設されている請求項１記載の光源装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、高圧放電ランプが凹面反射鏡内に取り付けられた光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
データプロジェクタやホームシアター用プロジェクタ等の液晶プロジェクタは、小型で且つ投影画像が明るいことが要求されるので、その光源装置には、小型で高輝度発光が得られるショートアークタイプの高圧水銀蒸気放電ランプが用いられているが、この種の高圧放電ランプは、概して冷間時（cold condition）の始動性能や熱間時（hot restrike）の再始動性能が良くないという問題がある。そのため、始動性能を高める手段を講ずる必要があるが、小型化されたランプの放電容器内にはその点灯始動時に電極間のアーク放電を促す始動用の補助電極等を設置し得るような余剰スペースは存しないので、従前は、ランプの点灯電圧（無負荷電圧）を高めに設定すると共に、その点灯電圧に高電圧パルスを印加することによって始動性能を高めることとしていた。
【０００３】
しかし、高圧放電ランプの始動性能をより高めるために高電圧パルスのパルス電圧を高くすると、ランプの点灯回路を構成する配線間に十分な絶縁距離を確保しなければならないので、その点灯回路が大型化して液晶プロジェクタの小型化が図れないという問題が生ずるのみならず、液晶プロジェクタの電子回路等に誤動作を起させるノイズが発生するおそれがあり、電気機器のノイズを規制する電気製品安全法の規定に違反する懸念もある。
【０００４】
そこで、図３に示す高圧放電ランプ５１Ａは、発光管５２の外側に電極５６、５６間の放電を促進させるトリガ線あるいはアンテナと称する金属線５３を装着させることにより比較的低電圧で点灯始動し得るようにしている。つまり、高圧放電ランプ５１Ａは、石英ガラスで成る発光管５２の中間部に形成された放電容器５４内に、一対のタングステン電極５６、５６が１〜２ｍｍ程度の電極間距離で互いに対向して配置されると共に、水銀と臭素等のハロゲンとアルゴンガス等の始動用ガスとが封入され、発光管５２の両端側には、電極５６と金属箔５７と給電用ワイヤ５８とを直列的に溶接した一対の電極アセンブリ５５、５５が夫々挿通されて、その発光管５２の両端側をシュリンクシールによって気密に封止した封止部５９Ｒ、５９Ｌが形成されたショートアークタイプの高圧水銀蒸気放電ランプであって、該ランプ５１Ａを低電圧で点灯始動させるための金属線５３は、その片端部５３ａが、発光管５２の封止部５９Ｒから突出せられた電極アセンブリ５５の給電用ワイヤ５８に接続され、その他端部５３ｂが、発光管５２の封止部５９Ｌの外周部にループ状もしくはスパイラル状に巻回されている（特許文献１〜４参照）。
【０００５】
しかし、上記金属線５３を発光管５２の表面に密着させるように配線すると、その金属線５３に引き寄せられるプラスイオンの作用で発光管５２を形成する石英ガラスが脆弱化して、発光管５２の機械的強度が低下するおそれがある。このため、金属線５３は、発光管５２の表面に接触させずにその表面から少なくとも数ミリ程度離して配線するのが望ましいとされているが、金属線５３を発光管５２の表面から離せば、その分だけランプの始動性能を高める効果が低下する。
【０００６】
なお、金属線５３の全体を発光管５２の表面に近接させるように配線して、ランプの始動性能を最大限に高めようとしても、金属線５３は、ランプ点灯時に約９００℃前後の高温に熱せられて、熱膨張による伸びを生じ、金属線５３よりも熱膨張率が小さい発光管５２の表面から浮き上がってその表面から離れてしまうため、熱間時における再始動性能が芳しくないという問題がある。また、金属線５３は、熱膨張による伸びを生じて全体的に弛みや撓みが生ずるので、発光管５２の表面から離れ易いうえに、一旦弛みや撓みを生じた金属線５３は、ランプ消灯後に冷えて熱収縮しても、発光管５２の表面に密着させた当初の状態に復帰し得ないため、冷間時における始動性能も当初より低下することとなる。
【特許文献１】特開２００４−３３５４５７号公報
【特許文献２】特開平９−２６５９４７号公報
【特許文献３】特開平８−８７９８４号公報
【特許文献４】再公表２００４／９０９３４号公報
【０００７】
次に、図４（ａ）に平面図、同図（ｂ）に部分拡大縦断面図を示す高圧放電ランプ５１Ｂは、その発光管５２の両端側をシュリンクシールして封止部５９Ｒ、５９Ｌを形成する際に、封止部５９Ｌ内に金属箔５７の一部が収容される空洞６０を形成すると共に、その空洞６０内に水銀蒸気を含むアルゴンガス等の希ガスを封入する加工を施して、空洞６０が形成された封止部５９Ｌの外周部に、片端部が封止部５９Ｒから突出する給電用ワイヤ５８に接続された金属線５３の他端部を巻回することにより、点灯電圧と高電圧パルスが印加されるランプの点灯始動時に、封止部５９Ｌの空洞６０内に収容された金属箔５７と、封止部５９Ｌの外周部に巻回された金属線５３との間にグロー放電を生じさせ、その放電時に放出される電子と空洞６０内に封入された水銀の作用により発生する紫外線で放電容器５４内に封入された始動用ガスを励起して電極５６、５６間のアーク放電を促進させる構成となっている（特許文献５参照）。
【０００８】
しかしながら、高圧放電ランプの製造工程において、発光管５２の封止部５９Ｌ内に空洞６０を形成してその空洞６０内に水銀と希ガスを封入する加工を施すのは、非常に面倒であり、殊に、グロー放電によって紫外線を発生させるには、空洞６０内に封入する水銀の量や希ガスの容量・ガス圧等を適正に調整しなければならないため、発光管５２の封止部５９Ｌ内に空洞６０を形成する加工に手間取ってランプの生産性が著しく低下するおそれがある。また、発光管５２の封止部５９Ｌ内に空洞６０を形成すると、封止部５９Ｌの機械的強度が低下して、発光管５２の破裂を生ずるおそれもある。
【０００９】
更に、高圧放電ランプ５１Ｂの点灯中は、該ランプを取り付けた凹面反射鏡内の雰囲気温度が平均３００℃以上の高温となり、その高温の影響で空洞６０内の水銀蒸気圧が過度に上昇して、ランプの消灯後も暫くは、金属箔５７と金属線５３との間に点灯電圧と高電圧パルスが印加されても空洞６０内の水銀蒸気圧が高過ぎてグロー放電を生じ得ない状態となり、凹面反射鏡内の雰囲気温度が平均１００℃程度まで低下して漸くグロー放電を開始し得る状態となる。したがって、図４の高圧放電ランプ５１Ｂは、消灯直後に再点灯させる熱間時の再始動性能が良くないという欠点を有している。
【特許文献５】特表２００３−５２６１８２号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【００１０】
本考案は、高圧放電ランプの生産性を低下させたり、その発光管の封止部の機械的強度を低下させることなく、高圧放電ランプの冷間時の始動性能と熱間時の再始動性能を確実に向上させることを技術的課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本考案は、石英ガラスで成る発光管の中間部に、少なくとも水銀と始動用ガスが封入されると共に、第一電極と第二電極とが対向して配置された放電容器が形成され、発光管の両端側に、その両端側を気密に封止する封止部が形成された高圧放電ランプが、該ランプから放射される光を反射する凹面反射鏡内に取り付けられた光源装置において、前記高圧放電ランプの点灯始動時に紫外線を発生するグロー放電容器が、その紫外線の一部を前記凹面反射鏡の外方から該反射鏡に設けられた孔を通じて反射鏡の内方に照射可能な位置に配設され、該グロー放電容器の容器本体が、石英ガラス管の管内に、両端に一対のリード線が溶接された金属箔を収容すると共に、水銀蒸気を含む希ガスを充填して、その石英ガラス管の両端を気密に封止したガラス封管で形成され、該ガラス封管内に収容された金属箔が、ガラス封管の両端を封止する封止部から突出せられた前記一対のリード線によって、高圧放電ランプに電力を供給する電力供給回路の第一電極側に直列に接続され、前記ガラス封管の外側に、前記電力供給回路の第二電極側に接続された金属線が巻回されていることを特徴とする。
【考案の効果】
【００１２】
本考案によれば、高圧放電ランプの電力供給回路から該ランプの第一電極と第二電極との間に点灯電圧と高電圧パルスが印加される点灯始動時に、グロー放電容器の本体を形成するガラス封管内に収容された金属箔と、ガラス封管の外側に巻回された金属線との間にグロー放電を生じて紫外線が発生し、その紫外線の一部が、凹面反射鏡の外方から該反射鏡に設けられた孔を通じて高圧放電ランプが取り付けられた反射鏡内に照射され、その紫外線で高圧放電ランプの放電容器内に封入された始動用ガスが励起されて、該放電容器内に配置された第一電極と第二電極との間のアーク放電が促進される。
【００１３】
これにより、高圧放電ランプは、その製造工程で図４の如く発光管５２の封止部５９Ｌ内に空洞６０を形成して該空洞６０内に水銀蒸気を含むアルゴンガス等の希ガスを封入する面倒な加工を施さなくとも、その始動性能を高めることができるので、ランプの生産性が低下することがなく、発光管の破裂を招来するおそれもない。また、グロー放電容器は、ランプの点灯時に高温となる凹面反射鏡内に配設されずに、凹面反射鏡の外方に配設されるので、グロー放電容器内の水銀蒸気圧が過度に上昇することがなく、ランプの消灯直後でもグロー放電が可能であるから、冷間時の始動性能のみならず、熱間時の再始動性能も確実に向上させることができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１４】
本考案に係る光源装置の最良の実施形態は、石英ガラスで成る発光管の中間部に、水銀と臭素等のハロゲンとアルゴンガス等の始動用ガスとが封入されると共に、タングステン製の第一電極と第二電極とが互いに対向して配置された放電容器が形成され、発光管の両端側に、その両端側を気密に封止する封止部が形成された高圧放電ランプが、該ランプから放射される光を反射する凹面反射鏡内に取り付けられている。そして、高圧放電ランプの点灯始動時に紫外線を発生するグロー放電容器が、凹面反射鏡の外方から該反射鏡に穿設された冷却エアの通風孔と対峙する位置に配設されて、該グロー放電容器から発生する紫外線の一部が冷却エアの通風孔を通じて凹面反射鏡の内方に照射されると共に、その通風孔を流通する冷却エアによってグロー放電容器が冷却されるようになっている。
【００１５】
グロー放電容器の容器本体は、石英ガラス管の管内に、両端に一対のリード線が溶接されたモリブデン箔で成る金属箔を収容すると共に、水銀蒸気を含むアルゴンガスを充填して、その石英ガラス管の両端を気密に封止したガラス封管で形成されている。そして、そのガラス封管内に収容された金属箔が、ガラス封管の両端を封止する封止部から突出せられた前記一対のリード線によって、高圧放電ランプに電力を供給する電力供給回路の第一電極側に直列に接続されると共に、ガラス封管の外側に、電力供給回路の第二電極側に接続された金属線が巻回されている。
【００１６】
グロー放電容器の容器本体となるガラス封管は、その内部に収容された金属箔と、その外側に巻回された金属線との間の間隔を狭めて、その間のグロー放電を促進させるために、例えば外径３ｍｍ、内径２ｍｍ程度の細い石英ガラス管で形成されている。また、ガラス封管内に収容された金属箔を高圧放電ランプの電力供給回路に接続するリード線は、グロー放電容器を凹面反射鏡に穿設された冷却エアの通風孔と対峙する定位置に支持固定し得る程度の剛性を有する線径０．５ｍｍのモリブデン線で形成されている。
【実施例】
【００１７】
図１は本考案に係る光源装置の一例を示す図、図２はその光源装置に設けるグロー放電容器を示す図である。本例の光源装置を構成する高圧放電ランプ１は、石英ガラスで成る発光管２の中間部に、水銀と臭素等のハロゲンとアルゴンガス等の始動用ガスとが封入されると共に、タングステンで成る第一電極６Ｒと第二電極６Ｌとが約１〜２ｍｍ程度の極間距離で互いに対向して配置された放電容器３が形成され、発光管２の両端側に、電極６Ｒ＼６Ｌとモリブデン箔で成る金属箔７とモリブデンワイヤで成る給電用ワイヤ８とが直列的に溶接された一対の電極アセンブリ５、５を夫々挿通して、その両端側を気密に封止した封止部４Ｒ、４Ｌが形成されたショートアークタイプの高圧水銀蒸気放電ランプであって、発光管２の封止部４Ｌ側の端部を凹面反射鏡９のボトム部１０にセメント（図示せず）等で固定して該反射鏡９内に取り付けられている。
【００１８】
凹面反射鏡９は、高圧放電ランプ１の第一電極６Ｒ側の給電用ワイヤ８に溶接されたリード線１３を反射鏡９の外側に引き出すための配線孔１１と、反射鏡９内の高圧放電ランプ１を冷却するための冷却エアを流通させる通風孔１２とが穿設され、前面開口部にはその開口部を閉塞する透明カバー１４が取り付けられている。そして、凹面反射鏡９の外方から該反射鏡９に穿設された冷却エアの通風孔１２と対峙する位置に、高圧放電ランプ１の点灯始動時に紫外線を発生するグロー放電容器１５が配設されている。
【００１９】
グロー放電容器１５は、外径約３ｍｍ、内径約２ｍｍ、長さ約１０ｍｍ程度の細くて短小な石英ガラス管の管内に、両端に線径約０．５ｍｍのモリブデン線で成る一対のリード線１７、１７が溶接された長さ約７ｍｍ、幅約１ｍｍ、厚さ約０．０１５ｍｍのモリブデン箔で成る金属箔１８を挿通して収容すると共に、水銀約０．５ｍｇと常温で約１ｈＰａのアルゴンガスを充填して、その石英ガラス管の両端を加熱・圧潰して気密に封止した内容積約３０ｍｍ３のガラス封管１６で形成されている。そして、ガラス封管１６内に収容された金属箔１８が、そのガラス封管１６の両端を封止する封止部１９、１９から突出せられたリード線１７、１７により、高圧放電ランプ１の電力供給回路２０の第一電極６Ｒ側に直列に接続されると共に、ガラス封管１６の外側に、電力供給回路２０の第二電極６Ｌ側に接続された金属線２１が巻回されている。
【００２０】
金属線２１は、片端部が電力供給回路２０の第二電極６Ｌ側に接続され、他端部が高圧放電ランプの第一電極６Ｒ側の封止部４Ｒに巻回されて、トリガ線あるいはアンテナと称する図３〜図４の金属線５３と同様の放電促進効果を奏すると共に、中間部がグロー放電容器１５の本体となるガラス封管１６の外周部に巻回されて、その巻回部２２が、水銀蒸気を含むアルゴンガスを充填したガラス封管１６内に収容されている金属箔１８との間にグロー放電を生ずる対極となっている。なお、金属線２１は、線径約０．２ｍｍのクロミウム・アルミニウム鉄合金線で形成されている。
【００２１】
しかして、グロー放電容器１５は、第一電極６Ｒと第二電極６Ｌとの間に点灯電圧と高電圧パルスが印加される高圧放電ランプ１の点灯始動時に、水銀とアルゴンガスが封入されたガラス封管１６内の金属箔１８と、ガラス封管１６の外側に巻回された金属線２１の巻回部２２との間にグロー放電が生じて紫外線を発生し、その紫外線の一部が、凹面反射鏡９の外方から該反射鏡９に穿設された冷却エアの通風孔１２を通じて反射鏡９の内方に照射されることにより、反射鏡９内に取り付けられた高圧放電ランプ１の放電容器３内の始動用ガスが励起されて、電極６Ｒ、６Ｌ間の放電が促進される。更に、片端部が電力供給回路２０の第二電極６Ｌ側に接続された金属線２１は、その他端部が高圧放電ランプ１の第一電極６Ｒ側の封止部４Ｒに巻回されて、電極６Ｒ、６Ｌ間の放電を促進するトリガ線として機能するので、ランプの始動性能が著しく向上する。
【００２２】
また、グロー放電容器１５は、高圧放電ランプ１の点灯時に高温となる凹面反射鏡９内に配設されずに、凹面反射鏡９の外方に配設され、しかも、その外方から反射鏡に穿設された冷却エアの通風孔１２と対峙する位置に配設されているので、高圧放電ランプ１から放射される熱の影響を受け難いうえに、通風孔１２を流通する冷却エアによって温度の上昇が抑制される。したがって、グロー放電容器１５内の水銀蒸気圧が過度に上昇することがなく、高圧放電ランプ１の消灯直後でもグロー放電を生ずることが可能であるから、冷間時の始動性能のみならず、熱間時の再始動性能も確実に向上させることができる。
【００２３】
更に、グロー放電容器１５は、高圧放電ランプ１とは別個にそれ単体を量産することができ、高圧放電ランプ１は、その製造工程で図４の如く発光管５２の封止部５９Ｌ内に空洞６０を形成して該空洞６０内に水銀蒸気を含むアルゴンガス等の希ガスを封入するなどの面倒な加工を施さなくとも、その始動性能を高めることができるので、ランプの生産性が低下することがなく、発光管の破裂を招来するおそれもない。
【００２４】
なお、実施例では、グロー放電容器１５が、凹面反射鏡９の外方から該反射鏡に穿設された冷却エアの通風孔１２と対向する位置に配設されているが、これに限らず、例えば凹面反射鏡９の外方から該反射鏡に設けられたリード線１３の配線孔１１と対向する位置に配設されている場合であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本考案は、液晶プロジェクタ等の光源装置に用いられる高圧放電ランプの始動性能向上に資するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本考案に係る光源装置の一例を示す図
【図２】図１の光源装置に用いるグロー放電容器の構成を示す図
【図３】従来の光源装置に用いる高圧放電ランプを示す図
【図４】従来の光源装置に用いる高圧放電ランプを示す図
【符号の説明】
【００２７】
１…高圧放電ランプ
２…発光管
３…放電容器  
４Ｒ…封止部
４Ｌ…封止部
６Ｒ…第一電極
６Ｌ…第二電極
９…凹面反射鏡
１２…冷却エアの通風孔
１５…グロー放電容器
１６…ガラス封管
１７…リード線
１８…金属箔
２０…電力供給回路
２１…金属線
【図１】
0003137961.tif 000003
【図２】
0003137961.tif 000004
【図３】
0003137961.tif 000005
【図４】
0003137961.tif 000006