JP2001307535A

JP2001307535A - 光源ユニット

Info

Publication number: JP2001307535A
Application number: JP2000125332A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Furukawa; 保夫古川
Original assignee: Ushio Denki KK; Ushio Inc
Current assignee: Ushio Denki KK; Ushio Inc
Priority date: 2000-04-26
Filing date: 2000-04-26
Publication date: 2001-11-02
Anticipated expiration: 2020-04-26
Also published as: JP3931529B2

Abstract

(57)【要約】【課題】通気用開口を有する凹面反射鏡において、その
内部の放電ランプが万一破裂等の破損をした場合に、そ
の破片が飛び散らない構造を簡単な手段によって提供す
ることである。【解決手段】両端に封止部（１２）が形成された石英ガ
ラスよりなる発光部（１１）放電容器に一対の電極を対
向配置した高圧水銀ランプ（１０）と、この高圧水銀ラ
ンプ（１０）を覆う凹面反射鏡（２０）と、高圧水銀ラ
ンプ（１０）の一端を保持するとともに凹面反射鏡（２
０）の首部外面で固定されるベース部材（３０）と、凹
面反射鏡（２０）の前面開口を概略気密に塞ぐ前面ガラ
ス（６０）よりなる光源ユニットにおいて、前記ベース
部材（３０）と前記凹面反射鏡（２０）の首部の間に
は、当該反射鏡（２０）内部と空間的につながった冷却
風用開口部（２３）を形成し、この開口部（２３）に発
光管を形成する破片用の防護網部材（６０）を取り付け
たことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は光源ユニットに関
し、特に、液晶プロジェクタやＤＬＰ（デジタルライト
プロセッサ）用のバックライトに使用される光源ユニッ
トに関する。

【０００２】

【従来の技術】プロジェクタ装置は、矩形状のスクリー
ンに対して均一に、しかも十分な輝度、効率、及び演色
性をもって画像を投射させることが要求される。このた
め、光源として、水銀や金属ハロゲン化物を封入させた
メタルハライドランプが使われる。最近ではより一層の
小型化、点光源化が進められ、電極間距離の極めて小さ
いランプが実用化されている。

【０００３】このような背景のもと、最近では、メタル
ハライドランプに代わって、点灯時の水銀蒸気圧が百数
十気圧以上にもなる高圧な水銀ランプが提案されてい
る。これは、点灯開始時の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（絞り込む）とともに、
より一層の光出力の向上を図るというものであり、例え
ば、特開平２−１４８５６１号公報、特開平６−５２８
３０号公報に開示されている。

【０００４】図２はこのような放電ランプ１０と凹面反
射鏡２０を使った光源ユニットを示す。両端封止型の放
電ランプ１０を取り囲むように凹面反射鏡２０がある。
凹面反射鏡２０の首部２１にはべース部材３０が取付け
られる。ベース部材３０はランプ保持部３１とミラー固
定部３２よりなる２段円筒形状をしている。放電ランプ
１０の一端はランプ保持部３１に接着剤４１で固定保持
されるとともに、ミラー固定部３２が凹面反射鏡２０の
首部２１で接着剤４２で固定される。凹面反射鏡２０の
前面開口には光透過性の前面ガラス５０が取り付けられ
る。この前面ガラス５０は放電ランプ１０が破裂などし
たときにその破片が飛び散らないようにするものであ
る。これは放電ランプ１０がメタルハライドランプや前
記した高圧水銀ランプの場合に、点灯時に発光管内圧が
２０〜１５０気圧程度まで上昇し、長時間放電ランプを
点灯させた後において発光管が劣化等することにより生
じるものである。このような凹面反射鏡２０の前面開口
をガラス６０で密閉したものは、例えば、特開平５−２
５１０５４号に開示されている。

【０００５】ところで、このような光源ユニットは小型
化の要請が著しい。特に、プロジェクタ装置用の光源ユ
ニットは、プロジェクタ装置自体が例えばＢ５サイズま
で小型化されつつあるのでその影響は大きく受ける。反
射鏡の一例をあげると、前面開口部寸法５０×６０ｍ
ｍ、前面開口から首部先端までの距離６０ｍｍ、放電ラ
ンプの一例をあげると、放電容器内容積２５０ｍｍ³、
電極間距離１．５ｍｍというレベルで小型化が強く要請
される。

【０００６】その一方で、放電ランプからは高い光出力
が要請されるので、放電容器外表面や凹面反射鏡内面は
きわめて高温になる。このため、放電容器外表面や凹面
反射鏡内面を効果的に冷却するために冷却風を流す必要
がでてくる。つまり、光源ユニットには、上記理由によ
り前面ガラスを設ける必要があるが、その一方で凹面反
射鏡内を完全に密閉するわけにはいかず、このため反射
鏡内に冷却風を流すための冷却用開口を設けることが必
要になる。つまり、流路は、図２に示すように凹面反射
鏡２０の前面近傍の開口部２２から反射鏡内２０に吸引
されて反射鏡内部を流れて反射鏡首部２１に形成された
開口部２３から排風されるか、あるいは、その逆であっ
て、反射鏡の首部から吸引されて反射鏡内部を通過して
前面開口近傍から排風する構造である。このため、図に
示すように前面開口、及び凹面反射鏡の首部には通気孔
２２，２３が必要になる。

【０００７】このような構造により光源ユニットは反射
鏡２０内部の放電ランプ１０を十分に冷却するための機
構を備えてはいるが、万一、放電ランプ１００が破裂し
た場合にその破片が通気孔２２，２３から排出してしま
うという不具合を生ずる。特に、プロジェクタ装置の中
に組み込まれた光源ユニットは、前記のように装置の小
型化とも相俟って破片の処理が極めて困難である。反射
鏡２０の前面開口側の通気孔２２に対してはその周囲ス
ペース等との関係で比較的対処が容易であるが、反射鏡
２０の首部側通気孔２３は構造的に複雑であり、破片が
通気孔から排出するとその後処理も困難になるというの
が実情である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この発明が解決しよう
とする課題は、通気孔を有する凹面反射鏡において、そ
の内部の放電ランプが万一破裂等の破損をした場合に、
その破片が飛び散らない構造を簡単な手段によって提供
することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、両端に封止部が形成された石英ガラスよりなる発光
部に一対の電極を対向配置した高圧水銀ランプと、この
高圧水銀ランプを覆う凹面反射鏡と、高圧水銀ランプの
一端を保持するとともに凹面反射鏡の首部外面で固定さ
れるベース部材と、凹面反射鏡の前面開口を概略気密に
塞ぐ前面ガラスよりなる光源ユニットにおいて、前記ベ
ース部材と前記凹面反射鏡の首部の間には、当該反射鏡
内部と空間的につながった冷却風用開口部を形成し、こ
の開口部に発光管を形成する破片用の防護網部材を取り
付けたことを特徴とする。

【００１０】さらに、前記防護網部材は断面Ｃ字状の板
状部材よりなり前記ベース部材に密着できることを特徴
とする。さらに、前記防護網部材は前記ベース部材から
の脱着方向に伸びる舌状固定片を有することを特徴とす
る。さらに、前記舌状固定片は前記ベース部材に設けら
れた接着剤充填用開口に固定されることを特徴とする。
さらに、前記高圧水銀ランプは０．１５ｍｇ／ｍｍ³以
上の水銀が封入されたことを特徴とする。

【作用】

【００１１】上記構成によれば、高圧放電ランプを良好
に冷却することができるとともに、万一破裂等の破損を
した場合であっても、防護用網部材が良好に発光管の破
片を確保することができる。また、防護網部材を断面Ｃ
字状の板状部材で構成することにより、防護網部材を簡
単な構造で簡単な作業で装着、脱着させることが可能に
なり、また、この防護網部材をベース部材に密着させる
ことができる。さらに、防護網部材はベース部材からの
脱着方向に伸びる舌状固定片を有することにより、この
固定片をベースに設けた穴、凹部に係止させることがで
き、挿入する作業は容易ではあるが脱着は困難となり、
光源ユニットを使用している段階で不所望に網部材が移
動することを防止できる。さらに、舌状固定片はベース
部材に設けられた接着剤充填用開口に固定、係止させる
ことで専用の凹部を特に設ける必要がなくなる。さら
に、高圧水銀ランプは０．１５ｍｇ／ｍｍ³以上の水銀
が封入されたものとすることにより、高出力、高演色性
の特性を得ることができるとともに、高い水銀蒸気圧に
も関わらずランプの効果的な冷却と万一の破損の場合も
良好に対処することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は本発明の光源ユニットを示
す。光源ユニットはショートアーク型高圧水銀ランプ１
０と凹面反射光２０を有し、ランプ１０は発光部１１と
両端の封止部１２よりなる。発光部１１の内部には一対
の電極を有するとともに、水銀と希ガスが封入されてい
る。封止部１２の内部には電極と溶接された金属箔が埋
設されている。なお、放電ランプは直流点灯型であって
もよく、交流点灯型であってもよい。

【００１３】水銀ランプ１０の一例をあげると、封入水
銀量は０．１６ｍｇ／ｍｍ³であり、希ガスとしてアル
ゴンガスが１０ＫＰａの圧力で封入されている。また、
電極間距離１．５ｍｍ。放電容器内容積２６０ｍｍ³で
あり、定格電圧８２Ｖ、定格消費電力２００Ｗである。
数値例はこれらに限定されるものではないことは当然で
はあるが、ショートアーク型高圧水銀ランプをプロジェ
クタ装置用の光源ランプとして使用するには、水銀は
０．１５ｍｇ／ｍｍ³以上封入することが好ましい。

【００１４】凹面反射鏡２０は、ガラス、例えば硼硅酸
ガラスからなり、その前面開口の内径は１２０ｍｍ程度
である。凹面反射鏡２０の反射面は回転曲面であり、そ
の表面には反射特性の優れたチタニアーシリカなどの蒸
着膜が形成されている。凹面反射鏡２０の頂点には首部
２１が形成されており、放電ランプ１０の一方の封止部
１２ｂが挿入されている。そして、封止部１２ｂの先端
はベース部材３０のランプ保持部３１に接着剤４１で固
定される。ベース部材３０のミラー固定部３２は反射鏡
２０の首部２１で同様に接着剤４２で固定される。そし
て、放電ランプ１０の軸線は、凹面反射鏡２０の光軸と
一致し、且つ点灯時に形成された電極間に形成されたア
ーク輝点が凹面反射鏡２０の第一焦点に位置した状態に
なるようにベース部材３０と固定されている。

【００１５】凹面反射鏡２０の前面開口は、放電ランプ
１０が万一破裂した場合に、その破片が前方開口より飛
散しないように、例えば硼硅酸ガラスよりなるガラス板
６０で覆われている。ベース部材３０については、後述
する図４、図５に示すような形状をしており、ランプ保
持部３１は円筒形状をしており、その内部に放電ランプ
１０の封止部１２、あるいは封止部に装着された口金が
挿入して、前述のように接着剤で固定される。ミラー固
定部３２は円筒形状を一部切り欠いた形状をしており、
反射鏡２０の接着されたときに切り欠き部分３３が後述
する冷却風用の開口となる。ベース部材３０は、例え
ば、アルミナ等のセラミックスよりなる。

【００１６】凹面反射鏡２０の前方近傍には、反射鏡内
部を冷却するための冷却風用開口２２が設けられる。ま
た、図２で示したように反射鏡２０の首部側にも冷却風
用開口（２３）が設けられている。これら２つの開口に
よって冷却風が一方の開口より流入し、他方の開口より
排出することで、冷却風が反射鏡２０の内部を良好に流
れて放電ランプ１０や反射鏡２０の内面を冷却すること
ができる。なお、開口２２は反射鏡に設ける場合に限定
されるものではなく、反射鏡２０の前方開口縁と前面ガ
ラス５０の間の隙間として設けても良く、また、前面ガ
ラス５０の開口を設けてもよい。

【００１７】ここで、本発明の光源ユニットは冷却風用
開口２３に防護網部材６０を設けたことを特徴とする。
防護網部材６０は、図６〜図１０に詳述するように、ベ
ース部材３０のランプ固定部３１に接触して装着される
ベースリング部６１と、冷却風用開口２３を塞ぐように
設けられた網部分６２より形成される。防護網部材６０
は例えばステンレス鋼板よりなり、面積４ｍｍ²程度の
開口が設けらている。なお、網部分６２の開口は図６に
示すような格子状、図７に示すような丸穴状、図８に示
すような網形状であってもかまわない。また、開口面積
などは放電ランプの破片を十分に捕獲できるものであれ
ば足りる。さらには、開口面積はランプの冷却を阻害す
るものであってはならず、開口全体の総面積をしてはあ
る程度はなければならない。つまり、一つの開口面積は
小さいほうが好ましいが、開口全体の総面積はある程度
必要になるというわけである。一つの開口面積は格子状
の開口の場合は対角線で２．８ｍｍ以下、丸穴状の開口
の場合はΦ２．８ｍｍ以下、網目状の開口の場合は対角
線で２．８ｍｍ以下が必要となる。これは、本発明者が
鋭意検討の末、このようなプロジェクタ装置に使用する
光源ユニットにおいてはΦ３．０ｍｍ程度の場合が多
く、これより小さい場合には実用上問題ないことを見出
したことにもとづく。また、開口の総面積は、６０ｍｍ
²以上は必要である。これも本発明者が鋭意検討の末、
放電ランプの冷却との関係で見出したものである。

【００１８】このように冷却用開口２３を塞ぐように防
護網部材６０を設けることで、放電ランプ１０が万一破
裂等してもその破片が当該開口２３から飛散排出して、
プロジェクタ装置内部に飛び散るという被害を良好に防
止することができる。その一方で、光源ユニットに冷却
機構を設けたということで、光源ユニットの小型化と放
電ランプの光出力の向上をともに可能なものとする。

【００１９】図３は、図１に示す光源ユニットのＡ−
Ａ’断面を矢印方向に見た図を示す。ベース部材３０と
冷却風用開口２３が交互に形成される。開口２３には防
護網部材６０の網部分６２が存在する。封止部１２ｂの
周囲には反射鏡２０と繋がった空間７０が形成されてい
る。そして、防護網部材６０からは図矢印で示すような
冷却風が流れる。

【００２０】防護網部材６０のベースリング部６１は、
図６〜８に示すような円形でなくてもよく、図９に示す
ような一部に切り欠きを有するＣ字状の板状部材であっ
てもよい。この場合、防護網部材６０をベース部材３０
へ密着させることができる、網部分６２の冷却用開口と
の位置関係を確実なものとすることができるとともに、
防護網部材６０の装着、脱着作業も容易に行えるという
利点を有する。なお、ベースリング部６１の形状を円形
やＣ字形状以外に他の構造、例えば、図９に示すように
切り欠いてはいるが、両端が重なるような構造であって
もかまわない。

【００２１】ここで、図６〜９に示すように、防護網部
材６０はベースリング部６１に舌状固定片６３を設けて
いる。この舌状固定片６３は、防護網部材６０のベース
部材３０への脱着方向に伸びるものであり、例えば、ベ
ース部材３０との装着時には、ベース部材３０に設けた
穴３４に係止させることができる。つまり、防護網部材
６０をベース部材３０に挿着させるときは容易に行える
が、一度、固定片６３が穴３４に係止すると防護網部材
６０は強固に固定されて、例えばプロジェクタ装置等を
移動させてもそれに応じて動くようなことはなくなる。
なお、固定片６３は内方に若干折り曲げておくことが望
ましい。

【００２２】さらには、舌状固定片６０の構造として
は、図６〜９に示すようにベースリング部６１から突出
した形状に限定されるものではなく、図１０に示すよう
にリング部６１の一部を折り曲げて形成することも可能
である。舌状固定片６０が係合するベース部材３０の穴
は図５に示すように溝のような形状のものでもよく、凹
部として係合できる構造であれば足りる。

【００２３】なお、ベース部材３０とランプ封止部は接
着剤で固定するが、ベース部材３０には接着剤を充填す
るための充填用開口を設けることがある。具体的には、
ベース部材３０のランプ固定部３１にランプ封止部を挿
入したあと、この充填用開口から接着剤を充填して両者
を接着するものである。そして、舌状固定片６０をこの
充填用開口を利用することで、ベース部材３０に専用の
穴や凹部を設ける必要はなくなる。

【００２４】

【発明の効果】請求項１に記載の発明は、両端に封止部
が形成された石英ガラスよりなる放電容器に一対の電極
を対向配置した高圧水銀ランプと、この高圧水銀ランプ
を覆う凹面反射鏡と、高圧水銀ランプの一端を保持する
とともに凹面反射鏡の首部外面で固定されるベース部材
と、凹面反射鏡の前面開口を概略気密に塞ぐ前面ガラス
よりなる光源ユニットにおいて、前記ベース部材と前記
凹面反射鏡の首部の間には、当該反射鏡内部と空間的に
つながった冷却風用開口部を形成し、この開口部に発光
管を形成する破片用の防護網部材を取り付けたことを特
徴とする。このような構成により、高圧放電ランプを良
好に冷却することができるとともに、万一破裂等の破損
をした場合であっても、防護用網部材が良好に発光管の
破片を確保することができる。

【００２５】さらに、前記防護網部材は断面Ｃ字状の板
状部材とすることで、防護網部材を簡単な構造で簡単な
作業で装着、脱着させることが可能になり、また、この
防護網部材をベース部材に密着させることができる。さ
らに、前記防護網部材は前記ベース部材からの脱着方向
に伸びる舌状固定片を有することで、この固定片をベー
スに設けた穴、凹部に係止させることができ、挿入する
作業は容易ではあるが脱着は困難となり、光源ユニット
を使用している段階で不所望に網部材が移動することを
防止できる。さらに、舌状固定片は前記ベース部材に設
けられた接着剤充填用開口に固定されることで専用の凹
部を特に設ける必要がなくなる。さらに、前記高圧水銀
ランプは０．１５ｍｇ／ｍｍ³以上の水銀が封入するこ
とで、高出力、高演色性の特性を得ることができるとと
もに、高い水銀蒸気圧にも関わらずランプの効果的な冷
却と万一の破損の場合も良好に対処することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光源ユニットを示す。

【図２】従来の光源ユニットを示す。

【図３】本発明の光源ユニットの断面図を示す。

【図４】本発明のベース部材を示す。

【図５】本発明のベース部材を示す。

【図６】本発明の防護網部材を示す。

【図７】本発明の防護網部材を示す。

【図８】本発明の防護網部材を示す。

【図９】本発明の防護網部材を示す。

【図１０】本発明の防護網部材を示す。

【符号の説明】

１０放電ランプ２０凹面反射鏡３０ベース部材５０前面ガラス６０防護網部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】両端に封止部が形成された石英ガラスより
なる発光部に一対の電極を対向配置させた高圧水銀ラン
プと、この高圧水銀ランプを覆う凹面反射鏡と、高圧水
銀ランプの一端を保持するとともに凹面反射鏡の首部外
面で固定されるベース部材と、凹面反射鏡の前面開口を
概略気密に塞ぐ前面ガラスよりなる光源ユニットにおい
て、前記ベース部材と前記凹面反射鏡の首部の間には、当該
反射鏡内部と空間的につながった冷却風用開口部を形成
し、この開口部に発光管を形成する破片用の防護網部材
を取り付けたことを特徴とする光源ユニット。
【請求項２】前記防護網部材は、断面Ｃ字状の板状部材
よりなり前記ベース部材に密着できることを特徴とする
請求項１の光源ユニット。
【請求項３】前記防護網部材は、前記ベース部材からの
脱着方向に伸びる舌状固定片を有することを特徴とする
請求項１の光源ユニット。
【請求項４】前記舌状固定片は、前記ベース部材に設け
られた接着剤充填用開口に固定されることを特徴とする
請求項３の光源ユニット。
【請求項５】前記高圧水銀ランプは、０．１５ｍｇ／ｍ
ｍ³以上の水銀が封入されたことを特徴とする請求項１
の光源ユニット。