JP2002184233A

JP2002184233A - 光源装置

Info

Publication number: JP2002184233A
Application number: JP2000377346A
Authority: JP
Inventors: Akira Ogawara; 亮大河原; Shiyouji Yamamoto; 将二山本; Yasuo Ban; 康雄伴; Tadashi Omuro; 正大室; Sumio Uehara; 純夫上原
Original assignee: Iwasaki Denki KK
Current assignee: Iwasaki Denki KK
Priority date: 2000-12-12
Filing date: 2000-12-12
Publication date: 2002-06-28

Abstract

(57)【要約】【課題】反射鏡の反射面形状を精度良く保
ったうえで、効率良くランプの冷却ができ、プロジェク
ション装置の冷却構造に合わせた空冷やハロゲンサイク
ルを効率よく行わせることができ、高出力を得るための
高ワット化や高圧化に対応した光源装置を提供する。【解決手段】放電容器内に少なくとも水銀とハ
ロゲン化物とが封入されたショートアークランプと、前
記ランプから放射される光を反射する反射鏡と、前記反
射鏡の前面開口部を覆うように配設されたガラス板とを
備え、前記ランプが前記反射鏡の中央底部に取り付けら
れ略水平にて点灯される光源装置において、前記反射鏡
のフランジ部には開口部が２箇所または４箇所形成さ
れ、当フランジ部の開口部の少なくとも一箇所には通風
孔と突起部を有する金属板を設置することにより、前記
ランプを冷却するための通風の流れを制御して、ハロゲ
ンサイクルを効率よく行わせることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶プロジェクシ
ョン装置等のバックライトとして用いられる光源装置の
改良に関し、特にその冷却構造の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ショートアークランプと反射鏡と
を組み合わせて構成される光源装置は、プロジェクショ
ン装置や映写機等の光源として用いられている。プロジ
ェクション装置に使用される光源装置は、小型の反射鏡
と高出力のランプとを組み合わせて、プロジェクション
装置の小型化や高照度化が急速に進められている。

【０００３】数年前には、反射鏡内容積が約９０ＣＣの
小型反射鏡と、ランプ電力１２０Ｗ入力の高圧ショート
アークランプと、反射鏡の前方に前面ガラスとを組み合
わせた光源装置が製品化されていたが、最近では、プロ
ジェクション装置の小型化が進み、約６０ＣＣの更に小
型化された小型反射鏡と、ランプ電力が１２０Ｗ入力の
高圧ショートアークランプと、反射鏡の前方に前面ガラ
スとを組み合わせた光源装置が製品化され始めている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このように更
に小型化された光源装置においては、点灯中において万
一ランプの破裂が生じても、反射鏡前面のガラスによっ
て密閉構造をとっているため、その破片が周囲に飛散す
る恐れはないが、密閉構造をとっているため、反射鏡内
の雰囲気温度は更に高くなり、点灯中のランプの動作温
度も非常に高くなる。そして更なる高出力を得るための
高ワット化や高圧化は、ランプ温度が過度に高くなるた
め、ランプの変形や破裂を引き起こしたり、電極の飛散
によるランプ内面の激しい黒化や放電容器内部に失透現
象と呼ばれる石英が白濁する現象を引き起こし、早期に
照度低下してしまうなどの問題が生じる。

【０００５】そこで、特開２０００−２００５１１号公
報や特開２０００−２６０２１４号公報にあるような冷
却構造を取り入れ、ランプの長寿命化を計る工夫がされ
始めている。しかしながら前記公報の冷却構造では、プ
ロジェクション装置の冷却構造に合わせた空冷のバリエ
ーションをとれなかったり、ハロゲンサイクルを効率よ
く行わせることができないため、電極が飛散してランプ
内面が黒化してしまったり、放電容器内部に失透現象と
呼ばれる石英が白濁するという問題がある。さらに光源
装置の冷却構造を作製する上で、作業性の手間や加工が
しづらい等の問題もある。

【０００６】また、反射鏡の一箇所のみに空冷用の開口
部を設け、ランプを冷却するものもあるが、プロジェク
ション装置の小型化に伴い、反射鏡の反射面の精度は高
精度のものが要求されているため、上下左右非対称な成
型を行うと反射面の精度が悪くなり、目標照度が得られ
なくなるという問題もある。

【０００７】本発明は、このような問題を解決するため
になされたものであり、反射鏡の反射面形状を精度良く
保ったうえで、効率良くランプの冷却ができ、プロジェ
クション装置の冷却構造に合わせた空冷やハロゲンサイ
クルを効率よく行わせることができ、高出力を得るため
の高ワット化や高圧化に対応した光源装置を提供するこ
とを目的する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の光源
装置は、放電容器内に少なくとも水銀とハロゲン化物と
が封入されたショートアークランプと、前記ランプから
放射される光を反射する反射鏡と、前記反射鏡の前面開
口部を覆うように配設されたガラス板とを備え、前記ラ
ンプが前記反射鏡の中央底部に取り付けられ略水平にて
点灯される光源装置において、前記反射鏡のフランジ部
には開口部が２箇所または４箇所形成され、当フランジ
部の開口部の少なくとも一箇所には通風孔と突起部を有
する金属板を設置することにより、前記ランプを冷却す
るための通風の流れを制御して、ハロゲンサイクルを効
率よく行わせることを特徴とする。

【０００９】この構成により、反射鏡の反射面形状を精
度良く保つことができ、電極が飛散して放電容器の内面
が黒化したり、放電容器内に失透現象と呼ばれる石英ガ
ラスが白濁する現象が発生しない高ワットや高圧のラン
プでも対応可能な光源装置とすることができる。そして
突起部を有する金属材料で構成された板により、プロジ
ェクション装置の冷却構造に合わせたショートアークラ
ンプの冷却を効率良く行うこともでき、光源装置の冷却
構造を容易に作製することもできる。また、突起部を有
する金属材料で構成された板や反射鏡前面のガラス板に
より、点灯中にランプの破損が生じても、その破片が周
囲に飛散することを防止できる。

【００１０】本発明の請求項２記載の発明は、前記板
が、エッチング加工により多数の孔が開けられ、機械加
工によって成形されることを特徴とする請求項１記載の
光源装置である。この構成により多数の孔が精度よく開
けられ、機械加工によって３つの突起部が成形されるの
で、光源装置の冷却構造を作製する上で、作業性の手間
や加工がしづらい等の問題が解消される。

【００１１】本発明の請求項３記載の発明は、前記金属
板は、孔がなく前記突起部を機械加工によって成形され
ることを特徴とする請求項１または請求項２記載の光源
装置である。この構成により、プロジェクション装置の
冷却構造に合わせた空冷を効率良く行える。

【００１２】本発明の請求項４記載の発明は、反射鏡の
底部に通風のための円筒状管が固着されていて、前記ラ
ンプの口金部が当円筒状管に固着され、前記反射鏡のフ
ランジ部の開口部から前記円筒状管へと通風されること
を特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の光源装置で
ある。この構成によりランプの冷却効果がさらに高くな
り、高出力を得るための高ワット化や高圧化に対応でき
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき説明する。図１は、本発明の一実施例に係わる
光源装置を示す図で、(ａ)は背面図、(ｂ)は(ａ)のＡ-Ａ'
断面図、(ｃ)は側面図である。ショートアークランプ１
は、放電容器２と封止部３とからなっている。放電容器
２は内容積が約７０ｍｍ³、最大外径がφ９．５ｍｍ、
最大内径がφ４．５ｍｍの略回転楕円体の石英ガラス製
となっていて、放電容器２の両端には電極４，４(電極
間距離＝アーク長が１ｍｍ)と、水銀と始動補助ガスと
してのアルゴンとハロゲンサイクルを利用して放電容器
２の黒化防止や、電極先端の摩耗を防止してアーク長が
変化するのを極力抑えるための臭素が封入してある。

【００１４】そしてホウ珪酸塩ガラス製の反射鏡５は、
内容積が約６０ＣＣで焦点距離が６．０ｍｍの回転放物
面を内面に持ち、その内面には酸化チタンと酸化硅素を
積層させた薄膜、いわゆるコールドミラーと呼ばれる誘
電体多層被膜が施されている。

【００１５】ショートアークランプ１は、反射鏡５の光
軸にほぼ一致させ、且つ反射鏡５の焦点付近に放電容器
２の発光中心部が位置するようにして配置される。封止
部３には電力供給のためのモリブデン箔６が電極４と気
密封止され、モリブデン箔６には外部から電力供給を受
けるために設けられたモリブデン線７が溶接されてい
る。そして封止部３の一端部には口金８が無機系接着剤
を介して固着され、前記口金８は、反射鏡底部９中央に
無機系接着剤１０を介して固着される。

【００１６】そして、水平点灯時に垂直線と直交する方
向の左側と右側となる前記反射鏡５のフランジ部１１に
は、反射鏡成型時と同時に形成される長さ約７ｍｍで深
さ約５ｍｍの開口部が２箇所設けられ、その開口部を塞
ぐように厚さ０．１ｍｍの３つの突起部(図５の図番１
７)を有するステンレス製の金属板１２が取り付けられ
る。そして、両面に無反射膜が施された肉厚３．３ｍｍ
の硬質ガラス板１３によって前記金属板１２を押圧して
固定し、反射鏡５の前面開口部に硬質ガラス板１３が固
着される。金属板１２にはエッチング加工とプレス加工
によって、０．２ｍｍ²の孔１４が多数と突起部が３箇所
設けられている。

【００１７】図１の光源装置をプロジェクション装置
(図示せず)に装着させ、プロジェクション装置の冷却フ
ァンを駆動(排風)させることによって、冷却ファンと対
称位置にある反射鏡フランジ部の開口部から反射鏡内部
に通風され、冷却ファン側のフランジ部の反射鏡開口部
へと反射鏡内部の熱風が排出される。これによりランプ
及びコールドミラー膜等の冷却を行える構造となる。

【００１８】従来構造の光学装置と本発明の一実施例の
光源装置とを、矩形波型電子安定器を用いてランプ電力
１３５Ｗで点灯する連続点灯試験を行ったところ、初期
特性での差異はなかったが、従来構造の光学装置は本発
明の一実施例の光源装置と比較して、約１／４の点灯時
間で放電容器の変形を起こした。また従来構造の光学装
置では、ハロゲンサイクルを効率よく行わせることがで
きないため、電極が飛散してランプ内面が黒化したり、
放電容器内に失透現象と呼ばれる石英ガラスが白濁する
現象が発生して、照度低下を招く不具合が生じた。

【００１９】また、最大外径がφ１０．３ｍｍ、最大内
径がφ５．２ｍｍ、内容積が約８５ｍｍ³の略回転楕円
体をした放電容器で定格ランプ電力が１５０Ｗのショー
トアークランプと、前記本発明の一実施例と同仕様の反
射鏡および冷却構造にて光源装置を作製し、矩形波型電
子安定器を用いた連続点灯試験を実施したところ、初期
特性では前記本発明の一実施例を越える良い特性が得ら
れたが、約１／４の点灯時間で放電容器の変形を起こ
し、更なる高ワット化や高圧化を計るには、冷却構造が
不十分であった。

【００２０】そこで、図２に示す本発明の他の一実施例
の光源装置とした。(ａ)は背面図、(ｂ)は(ａ)のａ−ａ'
断面図、(ｃ)は側面図、(ｄ)は斜視図である。反射鏡５に
は水平点灯時に左右側となるフランジ部１１だけでな
く、上下側となるフランジ部１１にも反射鏡成型時と同
時に長さ約７ｍｍで深さ約５ｍｍの開口部を形成する。
そして、上下左右４箇所の開口部には、厚さ０．１ｍｍの
突起部を有するステンレス製の金属板１２を取り付け
る。前記金属板１２のうち、上側および左右側となる部
分の金属板には一つの孔の面積が０．２ｍｍ²の孔１４
を多数設け、下側となる部分の金属板には孔のないもの
を取り付ける。また、反射鏡底部９にはセラミック製の
円筒状管１５が無機系接着剤１０を介して固着され、当
セラミック製円筒状管１５にランプ口金８を固着するこ
とで、反射鏡の底部にも冷却用の通風口が得られるよう
な構造となる。

【００２１】図３は、セラミック製円筒状管１５の詳細
図であり、セラミック製円筒状管１５は６つの突起を有
し、無機系接着剤充填用の開口角度θ1＝４０°のものと
通風用の開口角度θ２＝８０°のものとからなってい
る。このような構造のセラミック製円筒状管１５を取り
付けることによって、通風による冷却構造が十分で、ハ
ロゲンサイクルを効率よく行わせることができ、電極が
飛散してランプ内面が黒化したり、放電容器内に失透現
象と呼ばれる石英ガラスが白濁する現象が発生しないの
で、高ワットや高圧のランプでも対応可能な光源装置と
することができる。また、セラミック製円筒状管１５は
図４のような通風口１６の構造を持つものであってもよ
いし、ガラス製円筒状管であっても良い。

【００２２】そして図５は金属板１２の詳細図であり、
(ａ)はエッチング加工された孔１４のあるもので、突起
部１７を３箇所有している。当突起部１７が反射鏡フラ
ンジ部１１に取り付けられ、反射鏡５の前面開口部に接
着剤を介して硬質ガラス板１３を固着することによっ
て、金属板１２も固着される。このようにして金属板１
２は容易に取り付けることができる。

【００２３】(ｂ)は(ａ)のＡ部拡大図、（ｃ）は孔のな
い金属板である。本発明の他の実施例において、反射鏡
の下側となる部分に金属板１２に孔のないものを取り付
けたのは、今回連続点灯試験に使用したプロジェクショ
ン装置が、光源装置を装着した際に下側からの冷却が行
えない構造の装置だったためである。このように、本発
明ではプロジェクション装置本体の空冷構造に応じた金
属板の配置ができ、空冷のバリエーションを様々にとれ
る利点が有る。

【００２４】また、反射鏡の開口部が上記プロジェクシ
ョン装置で必要なのは３箇所であるが、４箇所の開口部
を成型させた理由は、反射鏡の成型時に同時に形成され
る開口部を冷却に寄与しない部分にも上下及び左右ほぼ
対象とするのが望ましく、反射鏡が極端に異形となるよ
うな１箇所及び３箇所の開口部のものに成型すると、反
射鏡の形状が変形しやすく所望の反射特性が得られなく
なるためである。

【００２５】以上のような構成の光源装置を円筒状管の
後に排風用の冷却ファンが設置されている冷却機構のプ
ロジェクション装置に取り付け、矩形波型電子安定器を
用いてランプ電力１５０Ｗで点灯し、冷却ファンを駆動
させることにより、反射鏡フランジ部の開口部より冷却
風が反射鏡内部に取り込まれ、反射鏡底部の円筒状管の
通風口１６より反射鏡内部の熱風が排出されることで、
ランプ及び蒸着膜等の冷却を行える構造となった。この
ため、ランプを冷却するための通風の流れが制御できる
ため、ハロゲンサイクルを効率よく行わせることができ
るようになった。更に長期点灯試験を行ったところ、前
記不具合等の問題は起こらず、プロジェクション用光源
装置として十分な寿命を得ることができた。また、ショ
ートアークランプとしては、放電容器内に金属ハロゲン
化物を封入したメタルハライドランプでもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、反
射鏡の反射面形状を精度良く保ったうえで、効率良くラ
ンプの冷却ができ、プロジェクション装置の冷却構造に
合わせた空冷やハロゲンサイクルを効率よく行わせるこ
とができるため、発光管の失透現象を抑制することがで
きるとともに、光源装置の冷却構造を作製する上で、作
業性の手間や加工がしづらい等の問題を解消し、高出力
を得るための高ワット化や高圧化に対応した長寿命な光
源装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である光源装置の図であ
る。

【図２】本発明の他の一実施例である光源装置の断面
図である。

【図３】セラミック製円筒状管の詳細図である。

【図４】セラミック製円筒状管の他の実施例の図であ
る。

【図５】金属板の詳細図である。

【符号の説明】

１ショートアークランプ２放電容器３封止部４電極５反射鏡６モリブデン箔７モリブデン線８口金９反射鏡底部１０無機系接着剤１１フランジ部１２金属板１３硬質ガラス板１４孔１５円筒状管１６通風口１７突起部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｊ 61/52 Ｆ２１Ｍ 7/00 Ｌ (72)発明者大室正埼玉県行田市壱里山町１−１岩崎電気株式会社埼玉製作所内 (72)発明者上原純夫埼玉県行田市壱里山町１−１岩崎電気株式会社埼玉製作所内Ｆターム(参考） 3K013 AA07 BA01 CA02 CA12 3K014 AA01 LA01 LB03 MA02 MA05 MA08 3K042 AA01 AB03 AC06 BB05 BC01 CC04 5C039 AA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放電容器内に少なくとも水銀とハロゲン化
物とが封入されたショートアークランプと、前記ランプ
から放射される光を反射する反射鏡と、前記反射鏡の前
面開口部を覆うように配設されたガラス板とを備え、前
記ランプが前記反射鏡の中央底部に取り付けられ略水平
にて点灯される光源装置において、前記反射鏡のフラン
ジ部には開口部が２箇所または４箇所形成され、当フラ
ンジ部の開口部の少なくとも一箇所には通風孔と突起部
を有する金属板を設置することにより、前記ランプを冷
却するための通風の流れを制御して、ハロゲンサイクル
を効率よく行わせることを特徴とする光源装置。
【請求項２】前記金属板は、エッチング加工により多数
の孔が開けられ、前記突起部を機械加工によって成形さ
れることを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項３】前記金属板は、孔がなく前記突起部を機械
加工によって成形されることを特徴とする請求項１また
は請求項２記載の光源装置。
【請求項４】前記反射鏡の底部には通風のための円筒状
管が固着されていて、前記ランプの口金部が当円筒状管
に固着され、前記反射鏡のフランジ部の開口部から前記
円筒状管へと通風されることを特徴とする請求項１乃至
請求項３に記載の光源装置。