JP2003168303A - 放電ランプ装置 - Google Patents

放電ランプ装置

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JP2003168303A
JP2003168303A JP2001369534A JP2001369534A JP2003168303A JP 2003168303 A JP2003168303 A JP 2003168303A JP 2001369534 A JP2001369534 A JP 2001369534A JP 2001369534 A JP2001369534 A JP 2001369534A JP 2003168303 A JP2003168303 A JP 2003168303A
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JP
Japan
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discharge lamp
front glass
reflector
reflecting mirror
sealing portion
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JP2001369534A
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English (en)
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Katsuyuki Nakayama
勝之 中山
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Ushio Denki KK
Ushio Inc
Original Assignee
Ushio Denki KK
Ushio Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 反射鏡の開口を塞ぐ前面ガラスは、放電ラン
プの封止部に向けて光が反射しない構造になっているの
で、放電ランプの封止部の温度上昇を抑制でき、放電ラ
ンプが破裂しない放電ランプ装置を提供することにあ
る。 【解決手段】 本発明の放電ランプ装置は、発光管10
内に一対の電極が配置され放電ランプ1と、この放電ラ
ンプ1を取り囲むように反射鏡5が配置され、反射鏡5
の前方開口を前面ガラス7で塞ぎ反射鏡5内に放電ラン
プ1を収容した放電ランプ装置において、前面ガラス7
は、平板状であって、反射鏡の第1焦点F1と第2焦点
F2との間に存在し、反射鏡5の光軸Xに対する垂直面
から傾いてい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、液晶ディスプレイ
装置やマイクロディバイスミラーを使用した投影装置の
光源に使用される放電ランプ装置に関する。 【0002】 【従来の技術】従来から液晶ディスプレイ装置やマイク
ロディバイスミラーを使用した投影装置では、高輝度で
演色性に優れるショートアーク型の超高圧水銀ランプや
メタルハライドランプを用い、これらのランプから放射
された光を反射鏡で集光して利用してきた。 【0003】従来の放電ランプ装置の一例を図4に示
す。放電ランプ1は発光管部10とその両側に封止部1
1,12が形成されている。反射鏡5は反射面51が回
転楕円面であり、反射鏡5の頂部開口52に封止部11
が挿通された状態で、封止部11が接着材6によって頂
部開口52に固定されることにより、放電ランプ1と反
射鏡5が一体に組み合わされたものである。そして、反
射鏡5の前方開口には、開口を塞ぐように光透過性の平
板状の前面ガラス70が、反射鏡5の光軸Xに対する垂
直面Yと一致するように接着剤を用いて取り付けられて
いる。 【0004】このようなランプ装置は、コンパクト化が
要求されているために、放電ランプは外管のない一重管
タイプの放電ランプが用いられる。そして、最近では、
より大きな光出力を得て、しかも、演色性を高めるため
に発光管内の封入金属として水銀のみを使用し点灯中に
発光管の内圧が百気圧以上にも達する放電ランプが開発
され、このような放電ランプが点灯中に破損すると高温
・高エネルギーを持った破片が周囲に飛散する危険性が
ある。 【0005】このような問題を避けるために、図4に示
すように、反射鏡5の開口を塞ぎ、放電ランプ1を反射
鏡5内に収容する目的で前面ガラス70が取り付けられ
ている。そして、放電ランプ1から放射された光は、反
射面51によって反射され、前面ガラス70透過し、放
電ランプ装置外の第2焦点に集光されて、光学系を介し
て液晶やマイクロディバイスミラーに照射されるように
なっている。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】図5は、図4に示す放
電ランプ装置において、放電ランプから放射された光の
光跡を示す図であり、説明のために放電ランプと反射鏡
と前面ガラスのみ示すものである。図5に示すように、
前面ガラス70に照射された光は、前面ガラス70を透
過して第2焦点F2に集光され、一部の光は前面ガラス
70のランプ側の内面70aで反射されて放電ランプ1
側に戻される。これは、前面ガラス70を構成している
ガラス本来の性質であって、このような反射が起こらな
いように、前面ガラス70の内面70aに無反射コート
膜を形成することも考えられるが、無反射コート膜は耐
熱性が低く、前面ガラス70はかなりの高温になるの
で、実際には、前面ガラス70の内面70aに無反射コ
ート膜を形成することは実用上問題がある。 【0007】したがって、従来の放電ランプ装置では、
図5に示すように、前面ガラス70の内面70aで反射
された光は放電ランプ1に反射され、具体的には放電ラ
ンプ1の封止部12に反射されている。この結果、封止
部12の温度が上がり、封止部12に埋設された金属箔
が酸化し体積が増すことにより封止部12が破損し、放
電ランプ1の破裂につながることがあった。 【0008】本発明は、以上のような問題を解決するた
めに成されたものであって、反射鏡の開口を塞ぐ前面ガ
ラスは、放電ランプの封止部に向けて光が反射しない構
造になっているので、放電ランプの封止部の温度上昇を
抑制でき、放電ランプが破裂しない放電ランプ装置を提
供することにある。 【0009】 【課題を解決するための手段】請求項1に記載の放電ラ
ンプ装置は、発光管内に一対の電極が配置され当該発光
管の両側に封止管部が形成された放電ランプと、この放
電ランプを取り囲むように反射面が回転楕円面を有する
反射鏡が配置され、当該反射鏡の頂部開口に前記放電ラ
ンプの一方の封止部が挿通されて固定され、当該反射鏡
の前面開口に向けて前記放電ランプの他方の封止部が延
在し、前記反射鏡の前方開口を前面ガラスで塞ぎ前記反
射鏡内に前記放電ランプを収容した放電ランプ装置にお
いて、前記前面ガラスは平板状であって、前記反射鏡の
第1焦点と第2焦点との間に存在し、前記前面ガラスは
前記反射鏡の光軸に対する垂直面から傾いていることを
特徴とする。 【0010】 【発明の実施の形態】図1に本発明の放電ランプ装置を
断面図を用いて説明する。放電ランプ1は石英ガラス製
の発光管10とその両側に封止部11,12が形成され
ている。発光管10内には、タングステンからなる一対
の電極21,22が設けられており、電極間距離は、点
光源に近づけるために例えば1.2mmとしている。発
光管10の内部には所定量の水銀とともに始動用ガスと
してアルゴンガスが封入されている。封着部11,12
には電極21,22と接続されたモリブデンからなる金
属箔31,32が気密封着されている。なお、金属箔3
1,32には外部リード棒41,42の一端部が接続さ
れ、外部リード棒41,42の他端部は封止部11,1
2の外部に導出されている。 【0011】ガラス製の反射鏡5は、放電ランプ1を取
り囲むように形成されており、反射面51は回転楕円面
になっており、頂部開口52に放電ランプ1の封止部1
1が挿通された状態で、接着材6によって封止部11が
頂部開口52に固定されている。この結果、放電ランプ
1と反射鏡5が一体に組み合わされるものである。反射
鏡5の前方開口には、開口を塞ぐように光透過性の前面
ガラス7が嵌め込まれている。この結果、放電ランプ1
が反射鏡5内に収容された状態になる。 【0012】反射鏡5は、反射面51が回転楕円面にな
っていることにより、第1焦点F1と第2焦点F2を有
するものであり、第1焦点F1に電極21,22間で発
生するアークが位置するように放電ランプ1が配置さ
れ、第2焦点F2にレンズ等の不図示の光学系が位置す
るようになっている。なお、反射面51と前面ガラス7
との間には、直線状の延長部53が形成されているが、
この延長部53は光を反射するものではなく、反射鏡5
内を前面ガラス7で密閉構造にするためのものである。 【0013】発光管10内には、0.15mg/mm
以上の水銀が封入されており、点灯時の水銀蒸気圧が百
気圧以上にも達するものである。これは点灯時の水銀蒸
気圧を高くすることにより、アークの広がりを抑える、
いわゆるアークの絞り込みを行うことによって、より一
層の光出力の増大や、演色性の向上を図るものである。
このような放電ランプ1が点灯中に破損すると高温・高
エネルギーを持った破片が周囲に飛散する危険性がある
ので、反射鏡5の前方開口を塞ぐように前面ガラス7が
配置され、放電ランプ1を反射鏡5の内部に収容する構
造をとっている。 【0014】前面ガラス7は平板状であって、反射鏡5
の反射第1焦点F1と第2焦点F2との間に存在するも
のである。また、前面ガラス7は、反射鏡5の光軸Xに
対する垂直面Yから傾いている。 【0015】次に、本発明の放電ランプの外形を図2
(イ)で示す正面図、図2(ロ)で示す側面図、図2
(ハ)で示す上面図を用いて説明する。図2(イ)に示
すように、放電ランプ1を囲むように反射鏡5が配置さ
れており、反射鏡5の前方開口を塞ぐように前面ガラス
7が嵌め込まれている。そして、図2(ロ)(ハ)に示
すように、反射鏡5の一部である斜線で示す部分が曲面
ではなく直線状の平面になっている延長部53である。
なお、図2(イ)で示すように、延長部53は、上下左
右方向に形成されており、このように延長部53を形成
することにより、反射鏡5の有効反射面の割合を低下さ
せることなく、反射鏡5の外形をコンパクトにすること
ができる。また、図2(ロ)で示すように、前面ガラス
7は、反射鏡5の光軸Xに対する垂直面Yから傾いて嵌
め込まれている。 【0016】図3は、図1に示す放電ランプ装置におい
て、放電ランプから放射された光の光跡を示す図であ
り、説明のために放電ランプと反射鏡と前面ガラスのみ
示すものである。図3に示すように、前面ガラス7は、
厚みTが一定であり、反射鏡5の光軸Xに対する垂直面
Yからα°傾いている。反射鏡5の反射面51は回転楕
円面になっており、第1焦点F1と第2焦点F2を有す
るものであり、第1焦点F1と第2焦点F2との間に前
面ガラス7が存在する構造になっている。 【0017】図3の一例を示すと、反射鏡5の反射面5
1は、光軸Xが長軸、光軸Xに対して直交する直線が短
軸となる回転楕円面であり、反射面51の長軸の長さは
39mm、短軸の長さが23.7mmである。また、第
1焦点F1は、反射面51の頂部開口52側の仮想頂点
からの距離を示すものであり、8mmである。また、第
2焦点F2は、反射面51の頂部開口52側の仮想頂点
からの距離を示すものであり、70mmである。前面ガ
ラスは、厚みが3mmの平板状であり、さらに、反射鏡
の光軸Xに対する垂直面Yから12°傾いている。 【0018】図3に示す放電ランプ装置の構造を表1に
示す。 【0019】 【表1】 【0020】そして、図3では、放電ランプ1から放射
される光のうち、代表的な光跡のみ記載したものであ
り、光跡は反射鏡2の光軸Xに対して反射鏡の頂部開口
52方向からの角度が56°、90°、124°、23
6°、270°、308°のものが記載されている。 【0021】図3からわかるように、放電ランプ1から
放射され、反射鏡5の反射面51で反射されて前面ガラ
ス7に入射した光は、その多くが前面ガラス7を透過し
て外部に出射される。この時、前面ガラス7は、厚みT
が一定の平板状になっているので、前面ガラス7はレン
ズ効果を有しない構造になり、前面ガラス7を透過した
光は略第2焦点F2の近傍に集光される。一方、前面ガ
ラス7が、反射鏡5の光軸Xに対する垂直面Yからα°
傾いているので、前面ガラス7の内面7aで反射されて
ランプ側に戻った光のほとんどは、放電ランプ1が存在
しない位置に反射されるようになっているので、内面7
aで反射された光が放電ランプ1の封止部12にほとん
ど照射されない構造になり、封止部12の温度上昇を抑
制することができる。なお、図3では、前面ガラス7の
内面7aでの反射についてのみ説明したが、外面7bの
反射による反射光も放電ランプ1の封止部12にほとん
ど照射されない構造になっている。外面7bの反射は図
3では省略している。 【0022】次に、図1に示す本発明の放電ランプ装置
と前面ガラスのみ異なる比較用放電ランプ装置における
放電ランプの封止部の温度を調べる実験を行った。比較
用放電ランプ装置の前面ガラスも平板状であるが、比較
用放電ランプ装置の前面ガラスは、反射鏡の光軸に対し
て垂直になるように配置されており、平板状の前面ガラ
スの内面から反射された光が反射鏡開口側の封止部に照
射されている構造である。 【0023】放電ランプの仕様は、直流150Wのショ
ートアーク型放電ランプである。本発明の放電ランプ装
置に組み込まれた放電ランプの反射鏡開口側の封止部の
温度は380℃であり、比較用放電ランプ装置に組み込
まれた放電ランプの反射鏡開口側の封止部の温度は41
0℃であった。 【0024】この結果からもわかるように、本発明の放
電ランプ装置では、放電ランプの反射鏡開口側の封止部
の温度上昇を抑制することができる。 【0025】本発明の放電ランプ装置によれば、反射鏡
の開口を塞ぐ前面ガラスは、放電ランプの封止部に向け
て光がほとんど反射しない構造になっているので、放電
ランプの封止部の温度上昇を抑制でき、封止部に埋設さ
れている金属箔が酸化せず、放電ランプが破裂しないも
のである。 【0026】 【発明の効果】本発明の放電ランプ装置によれば、反射
鏡の開口を塞ぐ前面ガラスは平板状であって、反射鏡の
第1焦点と第2焦点との間に存在し、反射鏡の光軸に対
する垂直面から傾いているので、反射鏡の開口側の放電
ランプの封止部に向けて光がほとんど反射しない構造に
なり、放電ランプの封止部の温度上昇を抑制でき、封止
部に埋設されている金属箔が酸化せず、放電ランプが破
裂しないものである。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の放電ランプ装置の断面図である。 【図2】本発明の放電ランプ装置の外形を示す説明図で
ある。 【図3】本発明の放電ランプ装置であって、放電ランプ
から放射された光の光跡を示す説明図である。 【図4】従来の放電ランプ装置の断面図である。 【図5】従来の放電ランプ装置であって、放電ランプか
ら放射された光の光跡を示す説明図である。 【符号の説明】 1 放電ランプ 5 反射鏡 51 反射面 7 前面ガラス

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 発光管内に一対の電極が配置され当該発
    光管の両側に封止管部が形成された放電ランプと、この
    放電ランプを取り囲むように反射面が回転楕円面を有す
    る反射鏡が配置され、当該反射鏡の頂部開口に前記放電
    ランプの一方の封止部が挿通されて固定され、当該反射
    鏡の前面開口に向けて前記放電ランプの他方の封止部が
    延在し、前記反射鏡の前方開口を前面ガラスで塞ぎ前記
    反射鏡内に前記放電ランプを収容した放電ランプ装置に
    おいて、 前記前面ガラスは平板状であって、前記反射鏡の第1焦
    点と第2焦点との間に存在し、 前記前面ガラスは前記反射鏡の光軸に対する垂直面から
    傾いていることを特徴とする放電ランプ装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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GB2412158A (en) * 2004-03-15 2005-09-21 Osram Sylvania Inc A reflector lamp with reduced seal temperature
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