CN100549495C

CN100549495C - 金属凹面反射镜和采用它的光源体以及其光源装置与亮灯电路

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Publication number: CN100549495C
Application number: CNB2004800438186A
Authority: CN
Inventors: 藤井敏孝; 中川敦二; 池田富彦; 古川尚雄
Original assignee: Phoenix Electric Co Ltd
Current assignee: Phoenix Electric Co Ltd
Priority date: 2004-09-14
Filing date: 2004-09-14
Publication date: 2009-10-14
Anticipated expiration: 2024-09-14
Also published as: WO2006030486A1; US20080042538A1; CN101006306A

Abstract

能够将具有至少由金属形成的凹面反射部的凹面反射镜用于放电灯，此凹面反射镜包括金属制凹面反射部(2a)与密封部安装用的颈部(2b)，此颈部于上述金属制凹面反射部的中央从背面侧突出，通过绝缘部件(3)或由绝缘材料构成，于其中安装着起动时可连续施加1000-4000V直流电压的高压放电灯(10)的密封部(18)，这样能够提高凹面反射面(2c)的曲面精度，由此可以减小亮度的波动且可以采用耐热性低的多层蒸透膜和显著降低成本。

Description

金属凹面反射镜和采用它的光源体以及其光源装置与亮灯电路

技术领域

本发明涉及至少是其凹面反射部为金属制的在安装到放电灯时所用的凹面反射镜以及采用这种凹面反射镜的光源装置和其亮灯电路，适用于液晶投影机等信息装置或投影电视等图象设备。

背景技术

图2是将玻璃制凹面反射镜2′安装于高压放电灯10中的液晶投影机用光源体B的以往例子。高压放电灯10与玻璃制凹面反射镜2′设置成使光轴大致一致，以产生朝向前方的平行光束或聚焦的光束，而作为这种凹面反射镜2′的材料则采用专门玻璃制品。

对高压放电灯10所安装的凹面反射镜2′之所以采用玻璃而不能用金属的理由是，在高压放电灯10起动时，为了破坏电极12与13间的绝缘就必须连续地施加15kv的脉冲高电压，也就是说，在连续地施加15kv的脉冲高电压后，当然从高压放电灯10的高压侧密封部18露出的外部引线杆16，有时低压侧外部引杆17或其辅助引线20与其接近处的金属部分(使用了金属制的凹面反射镜时，此凹面反射镜的颈部部分便相当于前述金属部分)之间发生异常放电，造成亮灯故障。

这种玻璃制凹面反射镜2′所用材料要根据使用时的凹面反射镜2′的最高温度选定，在功耗较低(＜250W)时采用耐热温度约400℃的硼硅玻璃，在耗电较高(＞200W)时则采用耐热温度约500℃的结晶玻璃。

在凹面反射镜2′的凹面反射面2c′上，作为多层蒸镀膜2d′蒸镀有30层左右的TiO₂与SiO₂的多层蒸镀膜，只反射可见光而让红外线透过到背面。这种多层蒸镀膜2d′有优越的耐热性，能消除因亮灯时的温度导致凹面反射部2a′的玻璃质基体与多层蒸镀膜2d′的热膨胀差带来的问题，而不会发生多层蒸镀层2d′的剥离，两者的结合性在实际应用中不会成为问题。但是在把玻璃用于凹面反射镜2′时存在下述问题。

(a)凹面反射镜2′具有较复杂的形状且精度高，特别是由于凹面反射面2c′所要求的精度增大了反射镜的制造费用。此外，高压放电灯10为高功率的，亮灯温度高而必须使用耐热性优越的结晶玻璃，这种结晶玻璃的价昂因而使材料费用较贵。

(b)玻璃制的凹面反射镜2′的导热性差，亮灯时整体会变为高温，因而形成于其凹面反射面2c′上的多层蒸镀膜2d′(用来反射可见过与透过红外线)必须使用前述的耐热性优越的膜料。这种多层蒸镀膜2d′如前所述有多层叠置的膜而且在蒸镀室内有很高的蒸镀温度，因而在蒸镀室内的抽真空时间加长，而仅仅是这就加大了费用。

(c)在光源体B中虽然要求即使高压放电灯10破裂时其碎片不向周围飞散，但玻璃基本上是耐冲击性小的材料，因而高压放电灯10被裂时其碎片会碰撞玻璃制的凹面反射镜2′使之受到本质性的破坏。因此，作为防止高压放电灯10破裂时对凹面反射镜造成机械损伤的对策，又提出了增大玻璃厚度以及于凹面反射镜2′的外表面以氟树脂涂层等种种方法，但前一种方法存在成形上受到约束的问题，而后者则有氟树脂涂层显著提高加工费用等问题。

(d)此外，如前所述，作为绝缘破坏电压需要有15kv这样高的脉冲电压，因而从高压放电灯10的高压侧密封部18的高压侧外部引线棒16的暴露部分与周围的金属部分7(在把玻璃基本材料用作凹面反射镜2′时，用于收纳将高压放电灯10安装到玻璃制凹面反射镜2′中的光源体1的灯罩金属部分7)间的绝缘距离S2至少需要空开约15mm，而这会极大程度地妨碍投影机的小型化与高密度化。还由于从低压侧密封部19引出的低压侧外部引线杆17与高压侧外部引线杆16需有一绝缘距离S1，所以低压侧外部引线杆17就不能通过辅助引线20与安装到凹面反射部2a′的金属端子22连接。

(e)再者，凹面反射镜2′的凹面反射面2c′的曲面精度对亮度有很大影响，而在用玻璃制造时总会发生偏差，难以与曲面的精度相对应，为了满足这种要求，玻璃制凹面反射镜2′就不容易进行成形时的控制。换言之，若限于使用玻璃制凹面反射镜2′，则就有不能避免发生亮度偏差的材料本身的问题。

(f)另外，由于以往的亮灯电路b取图2所示的结构，在开始亮灯时，如前所述变为连续施加15kv的高脉冲电压。因此，凹面反射镜2′的材料不能使用玻璃。下面简单地说明以往的亮灯电路b。

放电灯10开始亮灯时(熄灯后再亮灯时也如此)，在稳压器6的输出电压(约300-350V)下，由点火器4′生成的细须状的脉冲间隔数10Hz的高压脉冲电压(12kv-25kv，脉冲宽度约0.1微秒)叠加的起动电压，施加到放电灯10的电极12、13之间。

当上述高压脉冲电压若干次施加到电极12、13之间后，电极12、13间的绝缘破坏，在阴极13到阳极12之间发射电子，形成细的放电电路而开始放电。接着，在继续施加适当的电压后就有电流供给，经过放电过渡状态的辉光放电而变换为弧光放电。在变换为弧光放电的初期，由于发光管部11a中的汞处于未蒸发的状态，电极12、13间的电压低到例如约15V，然后伴随温度上升的汞蒸发，电压上升达约80V，成为稳定亮灯状态。

作为附随的问题还可以指出，当放电灯10破裂，放电灯10内部的汞向周围飞散，就会污染周围环境。

作为采用这种玻璃制反射镜的专利，包括以USP 6211616为首的多件专利。

专利文献：USP 6211616

发明内容

本发明拟解决的第一课题是能把金属制的凹面反射镜至少作为放电灯用的凹面反射部，第二课题是由此可提高凹面反射面的曲面精度，从而减小亮度波动，第三课题是通过使用这种凹面反射镜而使光源装置整体小型化与高密度化。附带的结果是，当放电灯破裂时，灯内的汞只有很少的量飞散向周围。

本发明提供一种凹面反射镜，包括：金属制凹面反射部；和密封部安装用的颈部，位于上述金属制凹面反射部的中央向背面侧突出，经由绝缘部件安装着高压放电灯的密封部或由绝缘材料而构成安装着高压放电灯的密封部，所述凹面反射镜的特征在于：在凹面反射面的开口部分中设置有汞齐生成物质。

本发明提供一种凹面反射镜，包括：金属制凹面反射部；和密封部安装用的颈部，位于上述金属制凹面反射部的中央向背面侧突出，经由绝缘部件安装着高压放电灯的密封部或由绝缘材料而构成安装着高压放电灯的密封部，所述凹面反射镜的特征在于：在凹面反射面的开口部分中设置有汞齐生成物质，并且在金属制凹面反射部的开口中铺设透明板，在金属制凹面反射部的开口部分中形成的凹口部内铺设由汞齐生成物质形成的网板或附着有汞齐生成物质的网板。

优选地，在凹面反射基面上形成红外线吸收膜，再于此红外线吸收膜上形成可见光反射膜的多层蒸镀膜。

优选地，至少在凹面反射部采用铁或不锈钢，在研磨后并经氧化处理的凹面反射金属基面上形成多层蒸镀膜。

本发明提供一种凹面反射镜，包括：金属制凹面反射部；和密封部安装用的颈部，进入到上述金属制凹面反射部的中央向背面侧突出，经由绝缘部件安装着高压放电灯的密封部或由绝缘材料而构成安装着高压放电灯的密封部，所述凹面反射镜的特征在于：至少在凹面反射面的部分上形成铝反射层，在凹面反射面的未形成铝反射层的部分上施加氟化镁与硫化锌的多层蒸镀膜。

优选地，在凹面反射基面上形成红外线吸收膜，再于上述红外线吸收膜上形成可见光反射膜的多层蒸镀膜。

本发明提供一种凹面反射镜，包括：金属制凹面反射部；和密封部安装用的颈部，在上述金属制凹面反射部的中央向背面侧突出，经由绝缘部件安装着高压放电灯的密封部或由绝缘材料而构成安装着高压放电灯的密封部，在上述颈部或者在上述颈部内安装的绝缘部件上贯穿设置有密封部安装用的安装孔，所述凹面反射镜的特征在于：至少是对凹面反射部采用铁或不锈钢，在对凹面反射金属基面研磨后并经氧化处理的凹面反射金属基面形成多层蒸镀膜，在沿上述颈部或者在上述颈部内安装的绝缘部件的安装孔所贯穿设置的绝缘通孔、绝缘沟、该绝缘通孔或者绝缘沟中所贯通插入的绝缘管中，贯通插入从高压放电灯的其它密封部引出的外部引线杆或与之连接的辅助引线，在凹面反射镜的金属部分的外表面覆盖有绝缘层。

“技术方案1”是本发明的凹面反射镜2的基本概念，其特征在于：它包括金属制凹面反射部2a与密封部安装用的颈部2b，此颈部2b于上述金属制凹面反射部2a的中央向背面侧突出，通过绝缘部件3或由绝缘材料构成，于其中安装着起动时可连续施加1000-4000V直流电压的高压放电灯10的密封部18。

由于凹面反射镜2的整体或至少是凹面反射部2a是由金属制成，因而通过对成形后的凹面反射面2c进行研磨等机械加工，可使表面精度显著提高，由此可以获得亮度无波动的高精度凹面反射镜2。此外，金属制的结果有优越的放热性，因而对于加在凹面反射面2c上的多层膜2d可采用耐热性差的膜料，能大幅度降低凹面反射镜2的制造费用。

本发明中由于将凹面反射镜2的全部或至少是凹面反射部2a的材料从以往的玻璃变换为金属，通过对开始亮灯时为破坏绝缘采用过去的从约15kv的高压脉冲到1kv-4kv的大致直流电压的起动方法，可以从电气上缩短外部引线杆16或17的暴露部分和与之接近的金属部分(灯罩的金属部分7与凹面反射镜2的金属制颈部2b或与图1所示，通过颈部2b的低压辅助引线20)间的绝缘距离S3-S5。

具体地说，图1中从安装于颈部2b上的密封部18引出的外部引线杆16的露出部分与灯罩的金属部分7之间的绝缘距离S3，上述外部引线杆16的露出部分与辅助引线20的绝缘距离S4、插过颈部2b的辅助引线20与颈部2b的绝缘距离S5或从位于凹面反射部2a中央的密封部19引出的外部引线杆17及其辅助引线20的露出部分与金属制的凹面反射部2a的内、外面的绝缘距离S13、S14(参考图3)等，它们依照起动时的直流电压1kv-4kv，与以往相比，可以小至约2mm-6mm，结果可以减小灯罩的容积，能使光源装置A的整体紧凑与高密度化。

此外，从安装于颈部2b上的密封部18引出的外部引线杆16在开始亮灯时虽多为高电压的高压侧，但取决于具体情形，有时从位于凹面反射部2a中央密封部19引出的外部引线杆17侧会成为高压侧。本发明是以密封部18侧为高压侧进行说明，但显然并不是说局限于这种情形。

“技术方案2”是上述凹面反射镜2的另一例子，其特征在于：“此凹面反射镜2包括金属制凹面反射部2a与密封部安装用的颈部2b，该颈部2b于上述金属制凹面反射部2a的中央从背面侧突出，通过绝缘部件3或由绝缘材料构成，于其中安装着高压放电灯10的密封部18，而在金属制凹面反射部2a的凹面反射部2c的开口部分2f中设置有汞与汞合金的生成物质”。

凹面反射面2c的开口部分2f例如在距开口端5-10mm的范围内，在反射从高压放电灯10出射的光的方面基本上是不能利用的部分。因此，在这一不能利用范围的开口部分2f中设置汞合金的生成物质(例如镀金属)，则当高压放电灯10破裂时，高温汞蒸气的一部分就与上述汞合金生成物质反应形成汞齐而附着于开口部分2f上。结果就可减少汞向外部的飞散量。

“技术方案3”是技术方案2的另一实施例，其特征在于：“在金属制凹面反射部2a的开口部分2f中形成的凹口部2g内辅设由汞齐生成物质形成的网板61或附着有汞齐生成物质的网板61”。再有，作为汞齐生成物质例如锌、锡、银等。此外，虽然也与技术方案2的情形相同，但有时可于金属制凹面反射部2a的整个开口中设置透明板5，或有时也可取不设置透明板5的开放状态情形。”

“技术方案4”是用来规定上述凹面反射镜2的金属部分的导热率的，其特征在于：“金属部分的导热率在50W/m·k以上”。由于用作凹面反射镜的以往的玻璃的导热率低到约为1.0W/m·k，故如前述不能期待放热效应，在高压放电灯点灯时，凹面反射镜2′的温度非常高。当高压放电灯10的消耗功率额定值为200W时，凹面反射部2a′例如可达到约500℃，从而需要使用耐热温度约500℃的价昂的结晶玻璃。

与上述相反，通过将导热率在50W/m·k以上的金属用作凹面反射镜2的金属部分，放热率增大了，凹面反射部2a的温度使大幅度下降。在200W时，在把铝用作整个凹面反射镜或至少是凹面反射部2a时，能使温度下降到约300℃。各金属的导热率(单位W/m·k)为铝：233；铁：56；铜：381。

“技术方案5”是用于规定金属制凹面反射镜2的多层蒸镀膜2d的，其特征在于：“在凹面反射部的凹面反射面2c上蒸镀氟化镁与硫化锌的多层蒸镀膜”。在以往将玻璃用作凹面反射镜的材料时，如前所述，是在凹面反射镜2′的凹面反射面2c′上叠层有约30层的耐热性良好的氧化钛(TiO₂)与二氧化硅(SiO₂)这样的多层蒸镀膜作为多层蒸镀膜2d′。

与上述相反，在至少是凹面反射部2a为金属制造成时，由于其放热效果使温度降低，故可使用氟化镁(MgF₂)与硫化锌(ZnS)的多层蒸镀膜2d。这种多层蒸镀膜2d的耐热性虽不如前述的TiO₂与SiO₂的多层蒸镀膜2d′，但当叠层的多层蒸镀膜2d至少达到22层后即可，而且蒸镀室的温度与前述TiO₂和SiO₂的多层蒸镀膜相比可以低，因而能够缩短抽真空的时间而得以显著降低成本。

“技术方案6”是有关凹面反射镜2的多层蒸镀膜2d的其他实施例，其特征在于：“在凹面反射金属基面2a1上形成红外线吸收膜2d1，再于此红外线吸收膜2d1上形成可见光反射膜的多层蒸镀膜2d”。这样，通过在凹面反射部2a的凹面反射基面2a1与可见光反射膜的多层蒸镀膜2d之间蒸镀红外线吸收膜2d1，从高压放电灯10发出而朝向凹面反射面2c的可见光虽为多层蒸镀膜2d反射向前方，但红外线则不为上述多层蒸镀膜2d反射，通过多层蒸镀膜2d而朝向其背面的凹面反射部2a的基面2a1侧。

在多层蒸镀膜2d与凹面反射部2a的金属基面2a1之间未设置红外线吸收膜2d1时，通过多层蒸镀膜2d的红外线就会与存在玻璃制凹面反射镜2′的情形不同而为凹面反射部2a的金属制基面2a1直接反射，将前方的照射面加热。但当于多层蒸镀膜2d的背后设有红外线吸收膜2d1时，则通过多层蒸镀膜2d的红外线相当多的一部分就会为红外线吸收膜2d1所吸收，使反射部分最小化。结果，即使是采用至少是凹面反射部2a为金属制的凹面反射镜2时，也能避免照射面的升温，而且为红外线吸收膜2d1所吸收的热则由金属制凹面反射部2a释放到周围。

“技术方案7”是有关凹面反射镜2的反射面的又一实施例，其特征在于：“将铁或不锈钢用于凹面反射镜的凹面反射部2a，在研磨后并经过氧化处理的凹面反射金属基面2a1上形成多层蒸镀膜。”，这样，通过黑色氧化铁被膜或氧化的不锈钢被膜吸收红外线，就能高效地只反射可见光。本方法与技术方案6的相比的优点在于不需要精度差的红外线吸收膜。此外，由金属构成的反射镜通过对因吸收红外线所产生的热进行导热，也能有效地抑制灯的发热。特别是灭灯后的冷却速度比玻璃制的反射镜的快，因而对于相同的起动电压能有效地加快再起动时间。

“技术方案8”是有关凹面反射镜2的反射面的又一实施例，其特征在于：“凹面反射镜2包括金属制凹面反射部2a与密封部安装用的颈部2b，此颈部2b于上述金属制凹面反射部2a的中央从背面侧突出，通过绝缘部件3或由绝缘材料3构成，于其中安装着高压放电灯10的密封部18，而至少是在凹面反射面2c的一部分上形成有铝反射层2h。”这样，如果已经至少在凹面反射面2C的一部分上形成铝反射层2h的话，亮灯时可由铝层将光反射，故能有效地用作反射层，而在灯破裂时，铝反射层2h的铝与密封到放电灯10中的汞形成汞齐，防止了汞向外飞散。

“技术方案9”是有关技术方案8所述凹面反射镜2的又另一实施例，其特征在于：“在凹面反射面2c的未形成铝反射层的部分上施加氟化镁与硫化锌的多层蒸镀膜2d。”这样，通过多层蒸镀膜2d将可见光反射向前方，而红外线则为金属制凹面反射部2a侧吸收且放热。铝反射层2h虽将可见光与红外线都反射向前方，但铝反射层2h由于是凹面反射面2c的一部分，与凹面反射面2c的整体包含红外线而成为全反射面的情形相比，则能抑制反射向前方的红外线量。至于铝反射层2h捕集汞而成为汞齐则同于以前所述。

“技术方案10”是有关技术方案9所述凹面反射镜2的又另一实施例，其特征在于：“于凹面反射基面2a1上形成红外线吸收膜2d1，再于上述红外线吸收膜2d1上形成可见光反射膜的多层蒸透膜2d。”这样，若通过于多层蒸镀膜2d的背后设置红外线吸收膜2d1，如前所述，就可由红外线吸收膜2d1吸收透过多层蒸透镜2d的红外线中相当多的一部分，而使反射部分最少。结果，即使是采用至少是凹面反射部2a为金属制的凹面反射镜2时，也能避免照射面的升温，而且为红外线吸收膜2d1所吸收的热则由金属制的凹面反射部2a释放到周围。

“技术方案11”是有关技术方案10所述凹面反射镜的又另一实施例，其特征在于：“至少是对凹面反射部2a采用铁或不锈钢，在经研磨后氧化处理的凹面反射金属基面2a1的未形成铝反射层的部分上形成金属蒸镀膜2d。”。这种情形也与以前所述相同，取代精度差的红外线吸收膜而采用能高效吸收红外线的黑色氧化铁被膜或氧化的不锈钢被膜，这样除了能只反射可见光外，还可有效地抑制灯的发热，通过在灭灯后能快速冷却，这与同样采用玻璃的情形相比，对于相同的起动电压能有效地加快再起动时间。

“技术方案12”是凹面反射镜2的又另一实施例，其特征在于：“此凹面反射镜2包括金属制凹面反射部2a与金属部安装用的颈部2b，此颈部2b于上述金属制凹面反射部2a的中央从背面侧突出，通过绝缘部件3或由绝缘材料3构成，于其中安装着高压放电灯10的密封部18，至少凹面反射部2c采用铁或不锈钢，在研磨后并经过氧化处理的凹面反射金属基面2a1上形成多层蒸镀膜2d。”。这样，可见光基本上全部为多层蒸镀膜2d照射到前方，而红外线的多半部分则为黑色氧化处理层吸收，抑制其照射到前方，可以制止被照射面的温度升高。此外，所吸收的热通过金属制凹面反射部2a而散发。

“技术方案13”涉及到把放电灯10安装于凹面反射镜2中的光源体1，其特征在于：“此光源体由在颈部2b中或在颈部2b内安装的绝缘部件3中贯穿地设有密封部安装用的安装孔6a的技术方案1-7中任一项所述的凹面反射镜2和将此密封部18安装到上述安装孔6a内的高压放电灯10所构成，沿着上述颈部2b或颈部2b内安装的绝缘部件3的安装孔6a洞穿设置的绝缘通孔6b或是绝缘沟，或是在穿过该绝缘通孔6b或绝缘沟的绝缘管9中，插过从高压放电灯10的另一密封部19中引出的外部引线杆17或与之连接的辅助引线20。

当外部引线杆17或与之连接的辅助引线20穿过颈部2b的情形下，会接近或接触金属部分的颈部2b或金属部分的凹面反射部2a，一般，辅助引线20即使是在低压侧但按安全规格是不希望接触或接近金属部分的，通过采用绝缘管9，能使外部引线杆17或与之连接的辅助引线20可靠地与凹面反射镜2的金属部分绝缘。

“技术方案14”所述的光源体1是技术方案13的相反情形，其特征在于：“在开始亮灯时，从不施加高压亮灯电压一方的低压侧密封部19引出的外部引线杆17或与之连接的辅助引线20是与金属制的凹面反射部2a电气连接”。这种情形如图5所示，使低压侧外部引线杆17或与之连接的辅助引线20完全不与金属凹面反射镜2绝缘而进行电气连接，结果从周围覆盖放电灯10的金属制凹面反射镜2就能起到屏障作用，可降低起动时发生的噪声。

“技术方案15”涉及到凹面反射镜2的外表面，其特征在于：“金属部分的外表面以绝缘层2e被覆。”如“技术方案14”所示，通过使外部引线杆17或与之连接的辅助引线20与凹面反射镜2的金属部分连接，该金属部分与外部引线杆17便具有相同电位，操作者在与凹面反射镜2接触时会产生可能触电的安全问题，但通过以绝缘层2e被覆金属部分的外表面则可消除上述问题。

“技术方案16”是光源体1的又一实施例，其特征在于：“在金属制凹面反射部2a的整个开口内设置透明板5。”。这样，通过透明板5将前面的开口封闭，可以防止放电灯10破裂时的破片飞散与汞蒸气向周围扩散。特别是通过与前述的汞齐生成物质的配合作用，可固定飞散的汞，有助于防止污染周围环境。

“技术方案17”所述的放电灯亮灯电路C，其特征在于：“此亮灯电路C包括在放电灯起动时产生1000V-4000V直流电压的起动电路部4、在稳定亮灯时将亮灯功率供给高压放电灯10的稳压器6，在输入侧与上述稳定器6的输出线路L连接而在输出侧则与放电灯10的一方电极12连接的耐高压二极管8，而上述起动电路部4的直流高压侧端部47则连接成使与耐高压二极管8的输出侧有相反的极性。”

这样，在亮灯起动时放电灯10的电极12、13之间的绝缘破坏就会由起动电路部4生成的1000-4000V的直流起动电压引起，发生辉光放电。此时，由于起动电路部4的直流高压侧端部47与耐高压二极管8的输出侧连接，此耐高压二极管8阻止了起动电路部的输出电压到达稳定器6，而前述的1000-4000V的直流起动电压则施加到电极12、13之间。这样，如已有例子中所说明的，由于电极12、13之间的绝缘破坏，就有电子从阴极13发射到阳极12，形成了细小的放电电路而开始放电，通过继续施加适当的电压而有电流供给后，经过放电过渡状态的辉光放电而变换为电弧放电。

“技术方案18”涉及到本发明的光源装置A，其特征在于：“此光源装置A是由技术方案13-15中任一项所述的光源体1与技术方案17所述的放电灯亮灯电路C组成。”

发明效果

本发明由于有上述的结构，作为放电灯用，至少是其凹面反射部能采用金属制的凹面反射镜，因此可以提高凹面反射面的曲面精度，从而可以减少亮度的波动和将耐热性低的膜料用作多层蒸镀膜，此外还能显著地降低成本。而且能达到光源装置整体的小型化和高密度化。再者，通过利用红外线吸收膜就能与玻璃制的凹面反射镜情形相同，抑制被照射面的升温。还有，通过适当地采用汞齐生成材料，当放电灯破裂时便可以尽可能减少内部的汞向周围飞散。特别是在将铝用作汞齐生成材料时，一般情形下可将其用作反射面，能在灯破裂时起到汞捕集剂的作用，非常的有效。由于实现了由金属来制作凹面反射镜，即使在高压放电灯破裂时，也能保持凹面反射镜不发生机械性的破坏。

附图说明

图1例示本发明的亮灯电路和能用于此亮灯电路的放电灯。

图2例示以往的亮灯电路和能用于此亮灯电路的放电灯。

图3是本发明的发电灯的第二实施例的示意性剖面图。

图4是本发明的发电灯的第三实施例的示意性剖面图。

图5是本发明的发电灯的第四实施例的示意性剖面图。

图6是本发明的放电灯的具体例子的剖面图。

图7是图6的正视图。

图8是示明以往的亮灯电路的起动施加电压的曲线图。

图9是示明本发明的亮灯电路的起动施加电压的曲线图。

图中各标号的意义如下：

1，光源体；2，凹面反射镜；2a，凹面反射部；2b，颈部；3，绝缘部件；4，起动电路部；5，透明板；8，亮灯用二极管；10，放电灯；61，网板。

具体实施形式

下面用最佳实施例说明本发明。图1示明至少是凹面反射部2a为金属制的凹面反射镜2中安装着双端型高压放电灯10的光源体1及其亮灯电路C。如前所述，在本实施例中，安装于凹面反射镜2中的高压放电灯10的密封部18是以起动时有高的电压施加于高压侧的情形为代表例进行说明。此外，高压放电灯10是以双端型的为其代表例进行说明，但也可适用于单端型的情形。

本发明中所用高压放电灯10的封闭容器11是由基本上不引起热膨胀收缩的石英玻璃制成，由从中空球体的发光管部11a的两端平直延伸出的密封部18、19构成。在此密封部18、19中以收缩密封形式于其内部分别气密地埋设有钼金属箔14、15，在其一端熔接电极12、13的底端部分而在其另一端分别熔接外部引线杆16、17的埋置端，外部引线杆16、17的另一端则导出到外部。上述电极12、13的前端部分则分开规定的间隔(0.8-1.5mm)相对。

高压侧外部引线杆16通过端子16a与亮灯电路C的起动电路部4的正侧输出线路L连接，与低压侧外部引线杆17连接的辅助引线20(由于它是用作自低压侧引出外部引线杆17的移长引线，因而是等同于外部引线杆17的)沿着高压放电灯1设置，在图1、4与6的实施例中(在此是据对图1与4作详细图解的图6说明)，通过配置于凹面反射镜2的颈部2b内侧，通过设在固定高压放电灯1的高压侧密封部18的绝缘部件3中的绝缘通孔6b(也可以不是孔而是沟，也可以只通过高压侧密封部安装孔6a)，而导出到凹面反射镜2的背面侧。然后在其导出端设置端子16a然后与上述起动电路部4的低压侧线路的连接。

凹面反射镜2中至少对其凹面反射部2a采用金属(导热率愈高愈好的50W/m·k以上的金属材料，例如在本实施例中采用铝的压铸件)。凹面反射镜2的凹面反射部2a需要形成为旋转体椭圆面或抛物面、半球面等与光的性质相一致的适当形状，而在其凹面反射面2c上形成多层蒸镀膜2d。在此情形下，凹面反射部2a的可见光反射膜就可采用例如氟化镁(MgFi)与硫化锌(ZnS)的多层蒸镀膜。还可根据需要在多层蒸镀膜2d与凹面反射部2a的基底材料2a之间设置红外线吸收层2d1，可以将耐热性的黑色涂料用作红外线吸收层2d1。

凹面反射镜2虽可整个地由金属形成，但也可将凹面反射部2a以金属形成而安装到由绝缘材料构成的颈部2b中来使用，如图6所示，于金属制颈部2b中形成了用来嵌入绝缘部件3的凹沟2b1，在此也可以用绝缘部件3的无机粘合剂将绝缘部件3固定于凹沟2b1中。本实施例是把图6所示的情形作为其代表例进行了说明。至少凹面反射镜2用的金属最好采用导热性优良的金属，而考虑到重量、费用、加工性与机械强度等各方面则最好采用铝压铸件。

绝缘部件3如前所述是被嵌入到凹面反射镜2的颈部2b内而被使用的，所以由陶瓷形成，在其中央形成安装高压放电灯1的高压侧密封部18的安装孔6a，在图1所示的实施例的情形，在此安装孔6a的内周面上设有凹的绝缘沟6b。显然，图中虽未示明，也可与安装孔6a平行地贯穿地设置绝缘孔。

此外，作为构成凹面反射面2c的可见光反射膜，可以于凹面反射面2c上进行氟化镁(MgF₂)，与硫化锌(ZnS)的多层蒸镀膜2d的蒸镀，还可以在有需要时于多层蒸镀膜2d与凹面反射部2a的基面2a1之间形成红外线吸收膜2d1。

另一方面，作为不使用上述红外线吸收膜2d1的结构可以考虑如下所示的(图6(b))。凹面反射镜2的至少是凹面反射部2a是用铁或不锈钢制成，将凹面反射金属基面2a1研磨成镜面，然后对该金属基面2a1施加氧化处理(即所谓的染黑处理)，在此金属基面2a1上形成多层蒸镀膜2d，也就是在经过氧化处理的(由极薄耐热性氧化被膜构成的)黑色表面的金属基面2a1上直接形成多层蒸镀膜2d。

上述黑色氧化被膜能有效地吸收红外线和通过铁制的凹面反射部2a放热。另一方面，可见光则能由构成凹面反射面2c的可见光反射膜(多层蒸镀膜2d)有效地反射。这种方法具有不需用前述精度差的红外线吸收膜2d1的优点。再者由金属(在此为铁)构成的凹面反射镜2通过将因吸收红外线产生的热进行导热，可有效地抑制放电灯的高温。特别是由于熄灯后的冷却速度比过去玻璃制的反射镜的快，因而对于相同的起动电压能有效地加快再起动时间。

当凹面反射面2c的前面开口取开放状态(换言之，于前面开口中不设透明板5)时，例如可在约5-10mm的开口部分2f中镀以锌、锡或银之类的与汞形成汞齐的汞齐形成物质，或也可以于凹面反射部2a的前面开口中张设透明板5，使前面开口成为闭塞状态，于凹面反射2a的前面开口中形成凹口2g，而于此凹口2g中张设镀了锌、锡或银之类与汞形成汞齐的汞齐形成物质镀金属的网板61(包括多孔板、冲孔金属件、网等)或是由上述汞齐生成物质形成的网板61。显然，即使在这种情形下也能在使用网板61的同时于开口部分上镀以汞齐生成物质。

作为汞齐形成物质的其他例子可以使用铝而把铝用于反射层2h。此时能于凹面反射面2c的全部或其一部之上形成铝反射层2h。在整个凹面反射面2c上形成铝反射层2h时，红外线与可见光虽然同时都反射向前方，但在灯破裂时这种铝层也可起到汞捕集剂的作用，可防止汞向外飞散。

铝反射层2h并不必要施加到整个凹面反射面2c上，也可施加到其一部分例如包围颈部2b的凹面反射面2c的中央部分(此部分是最能反射从灯发出的光的部分)，而对余剩的部分蒸镀以多层蒸镀膜2d。这样，通过多层蒸镀膜2d将可见光反射向前方，而红外线则为金属制凹面反射部2a侧吸收且放热。铝反射层2h虽将可见光以至红外线都反射向前方，但由于铝反射层2h只是凹面反射面2c的一部分，与凹面反射面2c的整体都成为反射红外线在内的全反射面相比，可以抑制射向前方的红外线反射量。设置铝反射层2h的部位不限于包围颈部2b的凹面反射面2c的中央部分，显然也可以将其设置于开口部分2f或中央部分以外的部分。

此外，在前述情形下，也可在凹面反射基面2a1上形成红外线吸收膜2d1，再在此红外线吸收膜2d1上形成多层蒸镀膜2d。这样，当于多层蒸镀膜2d的背面设置红外线吸收膜2d1，则如前述能由红外线吸收膜2d1吸收通过多层蒸镀膜2d的大部分红外线而使其反射部分最少化，于是即使使用至少是凹面反射部2a为金属制的凹面反射镜2时，也能避免照射面的升温。同时，为红外线吸收膜2d1所吸收的热则通过金属制凹面反射部2a向周围放热。

在把铁或不锈钢用于凹面反射部2a时，能够取代红外线吸收膜2d1而使用精度更好的黑色氧化铁被膜或氧化不锈钢被膜。具体地说，将铁或不锈钢用于至少是凹面反射部2a，研磨此凹面反射金属基面2a1，然后对此镜面的凹面反射金属基面2a1进行氧化处理，于其上形成多层蒸镀膜2d。或也可以在必要部位上形成铝反射层2h而于未形成铝反射层的部分上形成红外线吸收膜2d1。这样，不用精度差的红外线吸收膜而代之以黑色的氧化铁被膜或氧化不锈钢被膜，可高效地吸收红外线而只反射可见光，此外能有效抑制灯的发热，通过灭灯后的急冷与玻璃的情形相比对于相同的起动电压能加快再起动时间。

图6中，高压放电灯10的高压侧密封部18插入上述安装孔6a中，以无机粘合剂固定。另一方面，从低压侧密封部18导出的外部引线杆17借助辅助引线20，通过安装孔6a的内周面上形成的绝缘沟6b的绝缘管9，引出到凹面反射镜2的背部。利用上述绝缘管9可防止与金属部分的凹面反射部2a接触。

亮灯电路C由稳压器6、起动电路部4与耐高压二极管8构成，稳压器6在此为直流用的，通过耐高压二极管8与高压放电灯10连接，在交流情形，如双点划线所示，可以用与耐高压二极管8并联连接的继电器35。

稳压器6还包括：以电池记号示明的直流电源51(通常将商用电流以整流器整流为直流)；探测放电灯10的亮灯电流，控制脉冲宽度的脉宽控制电路56；设于稳压器6的正侧输出线路L上，依据脉宽控制电路56的脉宽控制信号进行开关操作的开关元件57；与开关元件57串联连接的扼流圈59；设于正侧输出线路L与低压侧线路m之间，与上述扼流圈59协同工作，用来使由开关元件57进行脉冲宽控制的电流平滑化的平滑电容器60，此稳压器6设于低压侧线路m上，具有用于探测灯电流的读出电阻53，在稳定亮灯时将亮灯所需的电力供给放电灯10。

耐高压二极管8在稳压器6的本实施例中与正侧输出连接。在稳定亮灯时，稳压器6的输出通过耐高压二极管8，流过高压放电灯10，由此对驱动高压放电灯10稳定亮灯。

输出约1000-4000V的直流高电压(电流容量约0.1-1mA的小容量)的这种起动电路部4是周知的。这里示明它的一个例子。于稳压器6的正侧输出线路L分支出的分支线路30上串联连接电阻31与起动脉冲生成用电容器32，在起动脉冲生成用电容器32的另一端与低压侧线路m连接，然后在此电阻31与起动脉冲生成用电容器32的连接点上与触发器元件33的一端连接，而其另一端则与升压变压器41的初级连接。升压变压器41的初级的另一方则跨越起动脉冲生成用电容器32而同稳压器6的低压侧线路m连接。

升压变压器41次级的一端与串联连接的一对升压输出电容器44、45的连接点连接，而此次级的另一端则通过二极管42与一方的升压输出电容器45连接。然后在正侧输出线路L和前述升压输出电容器44的连接点与二极管42和次级连接点之间，设置与二极管42成对的另一个二极管43。再于上述升压输出电容器45和二极管42的连接点与正侧输出线路L的耐高压二极管8的输出侧之间连接保护电阻46。

下面说明图1中亮灯电路C的作用。接通光学装置的开关(未图示)后，光学装置工作，进行灯的起动。起动按下述方式进行。来自直流稳压器6的直流输出在由于处于未点亮放电灯1的时刻，从正侧输出线路L流过分支线路30而起动起动电路部4。起动电路部4的作用如下。在分支侧，电流通过电阻31流过脉冲生成用电容器32并对其充电，在电容器32的两端产生电压。此电压在达到触发器元件33的触发电压(例如约200V)时，起动与脉冲生成用的电容器32并联连接的触发器元件33，触发电流流过而于升压变压器41的初级发生须状的正负振动的脉冲电压。接收此电压，于次级发生放大的须状作正负振动的升压脉冲电压，在次级，由于上述作正负振动的升压脉冲电压而在次级沿箭头示向的电流从二极管43通过电容器44并对其充电，而沿与箭头示向反向流动的电流则通过二极管42给电容器45充电。充电结果使触发元件33起动，产生瞬时的触须电压。这样，起动电路部4的输出电压Vs便产生在串联连接的电容器44、45的两端。

然后，发生于串联连接的电容器44、45两端的电压通过电阻46，作为电压Vs施加给耐高压二极管8的两端(在此，亮灯用耐高压二极管8的输出侧为高电压)。电阻46如以后所述为二极管42、43的保护电阻，由于此时的电压几乎不发生而可以忽视，因而电容器44、45两端发生的电压大致等于亮灯用耐高压二极管8两端的电压Vs。通过耐高压二极管8，起动电路部4的输出供给高压放电灯10，防止回流到稳压器6。

另一方面，灯起动时(高压放电灯10还处于未亮灯状态)，在稳压器6的正输出侧线路L与低压侧线路m之间发生电压Vo，在与升压电容器44、45充电的同时，施加给放电灯10的电极12、13的亮灯起动电压VA＝Vo+Vs上升，然后就连续地施加起动电压VA。图9是示明这种关系的曲线图(纵轴：电压；横轴；时间)。作为典型例子示明Vo＝350V、Vs＝1700V、VA＝约2000V的例子。

高压放电灯10的绝缘破坏依从电压与时间之积所表示的能量(但是随电压电平的降低，绝缘破坏能量成指数函数的增大)，与既有情形相比，即使是在低电压下，在经过连续地施加一段时间后，就会到达必要的绝缘破坏能量而在电极12-13间发生电弧放电。顺便指出，当亮灯起动电压VA约为2000V时，在约0.4ms便达到绝缘破坏能量。

如上所述，在灯起动后，经过辉光放电平滑地变换到电弧放电，转变到稳定的亮灯。灯的电压在从辉光放电变换到电弧放电的初始阶段会暂时地剧降，随即电压渐升至规定的电压(例如80V)。然后保持该电压成为稳定亮灯。稳定亮灯时，前述稳压器6的输出电压(灯电压)如前所述保持比此触发器电压低的电压，脉冲生成用电容器32的充电电压也到达触发器元件33的触发电压之下，触发器元件33便停止工作。由此，升压变压器41也停止工作，在稳定亮灯时，有恒定的灯电流经耐高压二极管8流到高压放电灯10。

在稳定亮灯中由直流稳压器6输出的电流在稳定亮灯时通过放电灯10流过低压侧线路m，于读出电阻53中生成电压。脉宽控制电路56探测上述读出电阻53的电压，探测流向放电灯10的亮灯电流，对开关元件57进行开关控制使供给放电灯10的功率恒定。

再在上述情形下，考虑亮灯起动时于电极12、13之间发生放电现象向外围电路所发生的噪声。如图5所示，使低压侧外部引线杆17所连接的辅引线20与金属制凹面反射部2a连接，于是凹面反射部2a起到屏蔽件的作用，可以减少外围电路发生误操作(显然一般的情形是，如前所述，放电灯10的高压侧密封部18能安装到凹面反射镜2上，而将低压侧密封部19的外部引线杆17或与之连接的辅助引线20与凹面反射镜2的金属部分即凹面反射部2a作电接合。)。

在此情形下，如前所述虽可期望获得屏蔽效果，但所连接的凹面反射部2a与外部引线杆16或17成为同电位的，处理光源装置A的操作者当错误地接触凹面反射部2a时就有可能触电。为此，当于凹面反射镜2的金属部分凹面反射部2a上或凹面反射镜2的整个外面被覆以绝缘层2e，就能可靠地防止这种危险性。

在如图3所示的使辅助引线20通过凹面反射部2a时，在辅助引线20与凹面反射部2a之间需绝缘的情形，则可利用插穿通过凹面反射部2a的绝缘筒23。图4是用图6说明时的概略图，是使辅助引线20插通过颈部2b的情形，表明了金属制的凹面反射部2a与辅助引线20的绝缘距离S11以及插过绝缘管9的辅助引线20的露出端与金属颈部2b的绝缘距离S12，在本发明中，对应于直流电压1kv-4kv可取约2mm-6mm的间隔。图5示明将辅助引线20连接凹面反射部2a上而在外表面上未设绝缘层2e时的金属制凹面反射部2a与灯罩的金属部分7之间的绝缘距离S15，上述绝缘距离或安全规格规定的绝缘距离是必需的。当外表面上设有绝缘层2e时，上述绝缘距离S15就可更小。

高压放电灯10在稳定亮灯时，从高压放电灯10出射的光中一部分直接射向前方而其余部分则被反射部2a反射。朝前方出射的光例如通过UV-IR截止滤光片、分色镜、全反射镜等构成的光学系统，经透镜70作为彩色图象投影到前方的屏幕S上。

在上述情形下，若是在可见光反射膜即多层蒸镀膜2d之下设置红外线吸收膜2d1或黑色氧化铁被膜或黑色不锈钢被膜，则只有可见光被多层蒸镀膜2d反射，红外线则被红外线吸收膜2d1或是黑色氧化铁被膜或黑色不锈钢被膜吸收而不照射到前方，致凹面反射镜2加热而从凹面反射镜2放射到周围。结果，虽然将高压放电灯10用作光源，还能抑制被照射面的升温。

此外，高压放电灯10在发光管部11a中充填有所需的气体与汞等，亮灯时高压放电灯10本身变为高温，而发光管部11a内的大气压力例如可高到约150大气压这样极高的压力。另一方面，封装容器11如前所述为玻璃制品时就可能破裂，破裂时发光管部11a内充填的汞会成为蒸气而飞散向周围，污染周边环境。

在此，如前所述，对未利用的开口部分2f和凹口部2g中铺设的网板61采用与汞形成汞齐的汞齐形成材料(或在所需部位上蒸镀铝反射层2h)时，则当前述汞蒸气与这些部分接触并与汞齐形成材料化合，附着并残留于这些部分上，结果可减少飞散的汞量。

对于以透明板5封闭前面开口而不设开凹口部2g的情形，只要透明板5不破碎，汞与玻璃碎片便会一起残留于凹面反射部2a内，而大部分汞就能成为汞齐被捕集。

相反若在上述情形(前面开口以透明板5封闭的情形)下于凹面反射2a中在开口部分2f内设置凹口部2g，并在凹口部2g中铺设网板61且有时利用凹口部2g进行通风冷却，这时当放电灯10破裂，部分汞蒸气虽会通过网板6流到外部，但在此借助于网板61的汞齐形成物质捕集通过网板61的汞就可抑制汞流向外部。此外，在这种情形下于开口部分2f中设置汞齐形成物质，则可有效地捕集凹面反射部2e内残留的汞。

上述光源体1虽可以是在凹面反射镜2中安装双端型放电灯10的型式，但显然也可以是将图1所示的单端型放电灯10安装于凹面反射镜2内。

工业实用性

在大画面背投电视机的光源与液晶投影机的光源中能求得覆盖全面的均匀的照度。通过采用金属反射镜，反射面的表面精度与玻璃制品的情形相比显著地提高了而且降低了成本。此外，灯不易破裂，可以提高光源强度，特别是必将成为今后大画面背投电视机的光源。

Claims

1.一种凹面反射镜，包括：

金属制凹面反射部；和

密封部安装用的颈部，位于上述金属制凹面反射部的中央向背面侧突出，经由绝缘部件安装着高压放电灯的密封部或由绝缘材料而构成安装着高压放电灯的密封部，

所述凹面反射镜的特征在于：

在凹面反射面的开口部分中设置有汞齐生成物质。

2.一种凹面反射镜，包括：

金属制凹面反射部；和

所述凹面反射镜的特征在于：

在凹面反射面的开口部分中设置有汞齐生成物质，并且

在金属制凹面反射部的开口中铺设透明板，

在金属制凹面反射部的开口部分中形成的凹口部内铺设由汞齐生成物质形成的网板或附着有汞齐生成物质的网板。

3.根据权利要求1或2所述的凹面反射镜，其特征在于：

在凹面反射基面上形成红外线吸收膜，再于此红外线吸收膜上形成可见光反射膜的多层蒸镀膜。

4.根据权利要求1或2所述的凹面反射镜，其特征在于：

至少在凹面反射部采用铁或不锈钢，在研磨后并经氧化处理的凹面反射金属基面上形成多层蒸镀膜。

5.一种凹面反射镜，包括：

金属制凹面反射部；和

密封部安装用的颈部，进入到上述金属制凹面反射部的中央向背面侧突出，经由绝缘部件安装着高压放电灯的密封部或由绝缘材料而构成安装着高压放电灯的密封部，

所述凹面反射镜的特征在于：

至少在凹面反射面的部分上形成铝反射层，

在凹面反射面的未形成铝反射层的部分上施加氟化镁与硫化锌的多层蒸镀膜。

6.根据权利要求5所述的凹面反射镜，其特征在于：

在凹面反射基面工形成红外线吸收膜，再于上述红外线吸收膜上形成可见光反射膜的多层蒸镀膜。

7.一种凹面反射镜，包括：

金属制凹面反射部；和

密封部安装用的颈部，在上述金属制凹面反射部的中央向背面侧突出，经由绝缘部件安装着高压放电灯的密封部或由绝缘材料而构成安装着高压放电灯的密封部，

在上述颈部或者在上述颈部内安装的绝缘部件上贯穿设置有密封部安装用的安装孔，

所述凹面反射镜的特征在于：

至少是对凹面反射部采用铁或不锈钢，在对凹面反射金属基面研磨后并经氧化处理的凹面反射金属基面形成多层蒸镀膜，

在沿上述颈部或者在上述颈部内安装的绝缘部件的安装孔所贯穿设置的绝缘通孔、绝缘沟、该绝缘通孔或者绝缘沟中所贯通插入的绝缘管中，贯通插入从高压放电灯的其它密封部引出的外部引线杆或与之连接的辅助引线，

在凹面反射镜的金属部分的外表面覆盖有绝缘层。