JP2003178715A

JP2003178715A - ランプユニットおよび画像投影装置

Info

Publication number: JP2003178715A
Application number: JP2001379240A
Authority: JP
Inventors: Makoto Horiuchi; 誠堀内; Takeshi Ichibagase; 剛一番ヶ瀬; Satoyuki Seki; 関　　智行
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-12-12
Filing date: 2001-12-12
Publication date: 2003-06-27

Abstract

(57)【要約】【課題】画面照度の低下を防止したランプユニットを
提供すること。【解決手段】放電ランプ１００と、反射鏡６０と、外
部回路に電気的に接続される外部引出しリード線６５と
備えたランプユニット５００である。放電ランプ１００
は、発光管１０と、金属箔２４と、外部リード３０とを
有しており、反射鏡６０は、出射方向前方に開口部６０
ａを有する。開口部６０ａには、前面ガラス６４が設け
られており、反射鏡６０と前面ガラス６４とによって囲
まれる空間において、外部リード３０と外部引出しリー
ド線６４とは、かしめ部材４０の塑性流動によって接合
されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放電ランプと反射
鏡とを有するランプユニットに関する。特に、液晶プロ
ジェクタ用光源やデジタルマイクロミラーデバイス（Ｄ
ＭＤ）プロジェクタなどの画像投影装置用光源として使
用されるランプユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、大画面映像を実現するシステムと
して、液晶プロジェクタやＤＭＤを用いたプロジェクタ
などの画像投影装置が広く用いられている。このような
画像投影装置には、高い輝度を有する高圧放電ランプが
一般的に広く使用されている。画像投影装置に使用する
光源では、プロジェクタの光学系に含まれる画像素子に
光を集光する必要があるため、高輝度に加えて点光源に
近いことも要求されている。このため、高圧放電ランプ
の中でも、より点光源に近く高輝度の特長を有するショ
ートアーク型の超高圧水銀ランプが有望な光源として注
目されている。

【０００３】図９を参照しながら、従来におけるショー
トアーク型の超高圧水銀ランプ１０００の説明をする。
図９は、超高圧水銀ランプ１０００を模式的に示してい
る。ランプ１０００は、石英ガラスから構成され略球状
の発光管（バルブ）１１０と、同じく石英ガラスから構
成され発光管１１０に連結された一対の封止部（シール
部）１２０および１２０’とを有している。

【０００４】発光管１１０の内部には放電空間１１５が
あり、放電空間１１５には、発光物質として水銀１１８
（水銀封入量：例えば、１５０〜２５０ｍｇ／ｃｍ³）
と、希ガス（例えば、数十ｋＰａのアルゴン）と少量の
ハロゲンとが封入されている。放電空間１１５には、一
対のタングステン電極（Ｗ電極）１１２および１１２’
が一定の間隔Ｄ（例えば、約１．５ｍｍ）をおいて互い
に対向して配置されている。Ｗ電極１１２および１１
２’は、それぞれ、電極軸（Ｗ棒）１１６と、電極軸１
１６の先端領域に巻かれたコイル１１４とを有してお
り、コイル１１４は、電極先端温度を低下させる機能を
有している。

【０００５】Ｗ電極１１２の電極軸１１６は、封止部１
２０内のモリブデン箔（Ｍｏ箔）１２４に溶接されてお
り、両者が溶接された溶接部１１７によって、Ｗ電極１
１２とＭｏ箔１２４とは電気的に接続されている。封止
部１２０は、発光管１１０から延ばされたガラス部１２
２とＭｏ箔１２４とを有しており、ガラス部１２２とＭ
ｏ箔１２４とを圧着させることによって、発光管１１０
内の放電空間１１５の気密を保持している。すなわち、
Ｍｏ箔１２４とガラス部１２２との圧着による箔封止に
よって、封止部１２０のシールは行われている。封止部
１２０の断面形状はいずれも円形であり、封止部１２０
内部の中心に矩形のＭｏ箔１２４が配置されている。

【０００６】封止部１２０内のＭｏ箔１２４は、溶接部
１１７側と反対の側に、モリブデンから構成された外部
リード（Ｍｏ棒）１３０を有している。Ｍｏ箔１２４と
外部リード１３０とは互いに溶接されており、溶接部１
３２で両者は電気的に接続されている。なお、Ｗ電極１
１２’および封止部１２０’の構成については、Ｗ電極
１１２および封止部１２０と同様であるので説明を省略
する。

【０００７】次に、ランプ１０００の動作原理を簡単に
説明する。外部リード１３０およびＭｏ箔１２４を介し
てＷ電極１１２および１１２’に始動電圧が印加される
と、アルゴン（Ａｒ）の放電が起こり、この放電によっ
て発光管１１０の放電空間１１５内の温度が上昇し、そ
れによって水銀１１８が加熱・気化される。その後、Ｗ
電極１１２および１１２’間のアーク中心部で水銀原子
が励起されて発光する。ランプ１０００の水銀蒸気圧が
高いほど発光効率も増加するため、水銀蒸気圧が高いほ
ど画像投影装置の光源として適しているが、発光管１１
０の物理的耐圧強度の観点から、１５〜２５ＭＰａの範
囲の水銀蒸気圧でランプ１０００は使用されている。

【０００８】図１０に示すように、ランプ１０００は、
反射鏡６０と組み合わせてランプユニット１２００にす
ることができる。ランプユニット１２００は、放電ラン
プ１０００と、放電ランプ１０００から発せられた光を
反射する反射鏡６０とを備えており、放電ランプ１００
０から発せられた光は反射鏡６０で反射されて、出射方
向５０に向かって出射することになる。反射鏡６０は、
出射方向５０側に前面開口部６０ａを有しており、前面
開口部６０ａには、ランプ破損時の飛散防止のために前
面ガラス（不図示）が取り付けられる。

【０００９】前面開口部６０ａ側に位置する封止部１２
０の外部リード１３０には、外部引出しリード線６５が
電気的に接続されている。外部引出しリード線６５は、
例えばＮｉ−Ｍｎ合金から構成されており、外部リード
１３０との接合箇所１３１からリード線用開口部６２を
通って反射鏡６０の外にまで延ばされて、外部回路（例
えば、点灯回路）に電気的に接続されることになる。な
お、放電ランプ１０００の一方の封止部１２０’には口
金５５が取り付けられており、封止部１２０’は、反射
鏡６０に取り付けられている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】封止部２０の外部リー
ド１３０と外部引出しリード線６５とを電気的に接続す
る場合、外部リード１３０に外部引出しリード線６５を
単に巻き付ける手法がまず最初に考えられる。しかし、
単に巻き付ける手法では、両者が溶接されている訳では
ないので、外部引出しリード線６５と外部リード３０と
の間の電気的な接続（電気的な導通）が不完全なものと
なる。それゆえ、接続箇所１３１において放電が発生す
る可能性があり、この手法を用いて、外部引出しリード
線６５と外部リード１３０との接合を行うことは好まし
くない。それゆえ、ランプユニット１２００における外
部リード１３０と外部引出しリード線６５との接合は溶
接によって行われている。

【００１１】外部リード１３０を構成しているモリブデ
ンは、高温になると再結晶化して脆くなる性質を有して
いるため、外部リード１３０と外部引出しリード線６５
とを互いに直接溶接によって接合することは技術的に難
しい。そのため、従来技術においては、外部リード１３
０と外部引出しリード線６５とを低温で溶接するため
に、図１１に示すように、まず、Ｎｉからなるスリーブ
（筒）１４０を外部リード１３０の接続箇所１３１の外
周に接するようにして挿入した後、外部リード１３０と
スリーブ１４０とを比較的低温で溶接し、次いで、その
スリーブ１４０と、Ｎｉ−Ｍｎ合金からなる外部引出し
リード線６５とを溶接する。このようにすれば、外部リ
ード１３０が脆くなるのを避けながら、外部リード１３
０と外部引出しリード線６５とを電気的に接続すること
が可能となる。

【００１２】しかしながら、スリーブ１４０と外部引出
しリード線６５との溶接部１４２は点溶接によって形成
されており、そのため接触面積が小さいため（ほとんど
点接触の状態であるため）、外部引出しリード線６５に
応力が加わると、外部引出しリード線６５が接続箇所１
３１から簡単に外れてしまうという欠点がある。特に、
ランプユニット１２００を組み立てる場合、外部引出し
リード線６５を反射鏡６０のリード線用開口部６２に通
す作業が必要なため、外部引出しリード線６５に応力が
加わりやすく、外部引出しリード線６５が取れてしまう
ことが多い。また、外部リード１３０とスリーブ１４０
との溶接部１４４も点溶接によって形成されているた
め、スリーブ１４０に応力が加わるとスリーブ１４０が
動いて、溶接が外れてしまうことがある。このため、従
来のランプユニット１２００においては、外部リード１
３０と外部引出しリード線６５との間の接続信頼性が良
くないという欠点があった。

【００１３】従来においてはランプ寿命が比較的短かっ
たために、外部リード１３０と外部引出しリード線６５
との間の接続信頼性がある程度悪くてもその欠点自体が
単独で大きな問題とされることは比較的少なかったとい
える。しかし、製造技術等の向上によってランプ寿命が
例えば２０００時間以上までのばすことができるように
なった今日においては、ランプおよびランプユニットの
信頼性を向上させるためには、外部リード１３０と外部
引出しリード線６５との間の接続信頼性を向上させるこ
とが重要であり、この接続信頼性の問題は益々顕在化し
ていくものと思われる。

【００１４】また、次のような課題も発生し得る状況下
となっている。図１２を参照しながら、この課題につい
て説明する。図１２（ａ）は、従来のランプユニット１
２００の構成を模式的に示す斜視図であり、同図では、
前面ガラス６４も明示している。図１２（ｂ）は、図１
１とは違う角度で、スリーブ１４０と外部引出しリード
線６５との溶接部１４２の構成を模式的に示した図であ
る。なお、前面ガラス６４は、万が一のランプ破損時に
備えて、ランプ飛散防止のために取り付けられるもので
あるため、この種のランプ１１０には必須の部材となっ
ている。

【００１５】図１２（ｂ）（および図１１）に示すよう
に、モリブデン製外部リード１３０に対して溶接を行う
と、外部リード１３０を構成するモリブデンは酸化し、
酸化モリブデンとなる。それゆえ、このような溶接によ
る接合箇所１３１を持つランプユニット（１２００）の
場合、反射鏡６０に前面ガラス３４が取り付けられてい
ることにより、点灯中に、溶接部（接合箇所１３１）に
近い前面ガラス３４に白色の「くもり」（すなわち、酸
化モリブデンによるくもり）を生じさせてしまう。この
ような「くもり」は、前面ガラス６４の透過率を減少さ
せ、画面照度の低下を導くため、好ましくない。今日で
は、より高出力（高ワット）で、より小さい小型ミラー
のランプユニットの要求が強くなっているため、この
「くもり」の問題は顕在化するおそれがある。さらに、
従来よりも、今日の状況下は、より高い画面照度が求め
られているため、この「くもり」の問題を避けて、高性
能のランプユニットを実現することも難しい。

【００１６】本発明はかかる諸点に鑑みてなされたもの
であり、その主な目的は、外部リードと外部引出しリー
ド線との間の接続信頼性を向上させたランプユニットを
提供することにある。また、本発明の他の目的は、前面
ガラスの透過率の低下を抑制して、画面照度の低下を防
止したランプユニットを提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明によるランプユニ
ットは、放電ランプと、前記放電ランプから発する光を
反射する反射鏡と、外部回路に電気的に接続される外部
引出しリード線と備えたランプユニットであって、前記
放電ランプは、発光物質が封入される管内に一対の電極
が対向して配置された発光管と、前記一対の電極のそれ
ぞれに電気的に接続された金属箔と、前記金属箔のう
ち、前記電極と電気的に接続された側の反対側に設けら
れた外部リードとを有しており、前記反射鏡は、出射方
向前方に開口部を有し、かつ、前記開口部には、前面ガ
ラスが設けられており、前記反射鏡と前記前面ガラスと
によって囲まれる空間において、前記外部リードと前記
外部引出しリード線とは、かしめ部材の塑性流動によっ
て接合されている。

【００１８】ある好適な実施形態において、前記外部リ
ードと前記外部引出しリード線との接合部は、前記前面
ガラスの近傍に位置する。

【００１９】ある好適な実施形態において、前記外部リ
ードは、モリブデンから構成されている。

【００２０】前記放電ランプは、封入水銀量１５０ｍｇ
／ｃｍ³以上の水銀ランプであることが好ましい。

【００２１】前記放電ランプは、８０Ｗ以上のランプで
あることが好ましい。

【００２２】前記反射鏡の反射面の最大径は、４０ｍｍ
未満であることが好ましい。

【００２３】前記反射鏡と前記前面ガラスとによって囲
まれる空間の内容積は、２００ｃｍ ³以下であることが
好ましい。

【００２４】前記反射鏡の内部は、密閉構造となってい
ることが好ましい。

【００２５】本発明による画像投影装置は、上記ランプ
ユニットと、前記ランプユニットを光源とする光学系と
を備えている。

【００２６】ある実施形態では、前記かしめ部材は筒状
形状を有している。

【００２７】ある実施形態では、前記一対の外部リード
のそれぞれは、モリブデンから構成されており、前記か
しめ部材は、前記外部リードを構成するモリブデンより
もやわらかい材料から構成されている、前記かしめ部材
は、耐酸化特性に優れた材料から構成されていることが
好ましい。

【００２８】ある実施形態におけるランプユニットの製
造方法は、一対の外部リード線が設けられた放電ランプ
と、外部回路に電気的に接続される外部引出しリード線
と、前記外部引出しリード線を通すための引き出し開口
部および出射方向前方に位置する前面開口部を有する反
射鏡とを用意する工程と、前記一対の外部リード線のう
ちの一方の外部リード線と、前記外部引出しリード線と
を互いに接合する工程と、前記反射鏡の前記前面開口部
から前記放電ランプを前記反射鏡内に入れる工程と、前
記外部リードに接合された前記外部引出しリード線を、
前記反射鏡の内部から、前記反射鏡の前記引き出し開口
部を通して前記反射鏡の外部に引き出す工程と、前記放
電ランプを前記反射鏡に固定する工程とを包含する。

【００２９】ある実施形態におけるランプユニットの製
造方法は、一対の外部リード線を有する放電ランプと、
外部回路に電気的に接続される外部引出しリード線と、
前記外部引出しリード線を通すための引き出し開口部お
よび出射方向前方に位置する前面開口部を有する反射鏡
とを用意する工程と、前記反射鏡の前記引き出し開口部
に前記外部引出しリード線を通す工程と、前記反射鏡の
前記前面開口部から前記放電ランプを前記反射鏡内に入
れる工程と、前記一対の外部リード線のうちの一方の外
部リード線と、前記引き出し開口部に通されている前記
外部引出しリード線とを互いに接合する工程と、前記放
電ランプを前記反射鏡に固定する工程とを包含する。

【００３０】ある実施形態では、前記放電ランプを前記
反射鏡に固定した後、前記反射鏡の前記前面開口部に前
面ガラスを取り付ける工程をさらに行う。

【００３１】前記接合工程は、前記一対の外部リード線
の前記一方の外部リード線と前記外部引出しリード線と
をかしめることによって実行することが好ましい。

【００３２】本発明のランプユニットによれば、外部リ
ードと外部引出しリード線とがかしめ部材の塑性流動に
よって接合されているので、多点接触させることができ
る。その結果、外部リードと外部引出しリード線との間
の接続信頼性を向上させることができる。また、本発明
のランプユニットでは、溶接によらずに、外部リードと
外部引出しリード線とを接合しているので、前面ガラス
のくもりの発生を防止し、その結果、画面照度の低下を
防止することができる。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施形態を説明する。以下の図面においては、説明を
簡明にするために、実質的に同一の機能を有する構成要
素を同一の参照符号で示す。（実施形態１）図１から図３を参照しながら、本発明に
よる実施形態１を説明する。図１（ａ）は、本実施形態
にかかる放電ランプ１００の上面を模式的に示してお
り、図１（ｂ）は、図１（ａ）のｂ−ｂ’線に沿った断
面を示している。

【００３４】実施形態１の放電ランプ１００は、発光管
（バルブ）１０と、発光管１０に連結された一対の封止
部２０および２０’とを有している。発光管１０の管内
には、発光物質１８が封入される放電空間１５があり、
放電空間１５には、一対の電極１２および１２’が対向
して配置されている。発光管１０は、石英ガラスから構
成されており、略球形をしている。発光管１０の外径は
例えば５ｍｍ〜２０ｍｍ程度であり、発光管１０のガラ
ス厚は例えば１ｍｍ〜５ｍｍ程度である。発光管１０内
の放電空間１５の容積は、例えば０．０１〜１ｃｃ程度
である。本実施形態では、外径１３ｍｍ程度、ガラス厚
３ｍｍ程度、放電空間１５の容量０．３ｃｃ程度の発光
管１０が用いられ、発光物質１８として水銀を使用し、
例えば１５０〜２００ｍｇ／ｃｍ³程度の水銀と、５〜
２０ｋＰａの希ガス（例えば、アルゴン）と、少量のハ
ロゲンとが放電空間１５に封入されている。なお、図１
（ａ）では、発光管１０の内壁に付着している状態の水
銀１８を模式的に示している。

【００３５】放電空間１５内の一対の電極１２および１
２’は、例えば０．２〜５ｍｍ程度の間隔（アーク長）
で配置されている。電極１２および１２’としては、例
えば、タングステン電極（Ｗ電極）が使用される。本実
施形態では、１．５ｍｍ程度の間隔でＷ電極１２および
１２’が配置されている。電極１２および１２’の先端
には、それぞれコイル１４が巻かれている。コイル１４
は、電極先端温度を低下させる機能を有している。電極
１２の電極軸（Ｗ棒）１６は、封止部２０内の金属箔２
４に電気的に接続されている。同様に、電極１２’の電
極軸１６は、封止部２０’内の金属箔２４’に電気的に
接続されている。

【００３６】封止部２０は、電極１２に電気的に接続さ
れた金属箔２４と、発光管１０から延ばされたガラス部
２２とを有しており、金属箔２４とガラス部２２との箔
封止によって発光管１０の放電空間１５の気密を保持し
ている。封止部２０のガラス部２２は、例えば石英ガラ
スから構成されている。金属箔２４は、例えばモリブデ
ン箔（Ｍｏ箔）であり、例えば矩形の形状を有してい
る。封止部２０は、図１（ｂ）に示すように、円形の断
面形状を有しており、封止部２０の中心部分に金属箔２
４が位置している。封止部２０内の金属箔２４は、電極
１２と溶接によって接合されており、金属箔２４は、電
極１２が接合された側の反対側に外部リード３０を有し
ている。外部リード３０は、例えばモリブデンから構成
されており、例えば溶接によって金属箔２４と接続され
ている。なお、これらの封止部２０の構成は、封止部２
０’についても同様であるので説明を省略する。

【００３７】外部リード３０は、不図示の外部回路（例
えば、点灯回路）に電気的に接続されている外部引出し
リード線６５と電気的に接続されている。外部リード３
０と、例えばＮｉ−Ｍｎ合金から構成された外部引出し
リード線６５とは、両者が接合される箇所３１におい
て、かしめ部材４０の塑性流動によって接合されてい
る。図２に拡大して示すように、外部リード３０と外部
引出しリード線６５とは、かしめ部材４０の外部から応
力を加えることによって、かしめられている。従って、
両者（３０および６５）の接合は、溶接ではなく、かし
め部材４０の塑性流動によって行われている。かしめ部
材４０は、例えば、塑性変形の前は筒状形状を有するス
リーブであり、本実施形態では、外部リード３０の外径
よりも大きな内径を有する円筒状のかしめ部材４０が用
いられている。

【００３８】外部リード３０を構成しているモリブデン
自体は塑性変形しにくい材料であるため、かしめ部材４
０は、モリブデンよりもやわらかい材料から構成されて
いることが好ましい。このような材料としては、例え
ば、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉなどが挙げられる。さらに、かし
め部材４０が位置する箇所は、ランプの光や電流の接触
抵抗などによって発熱しやすい場所であるため、ランプ
の信頼性を向上させるためにも耐酸化特性に優れた材料
（例えばＡｌなど）から構成されていることが好まし
い。

【００３９】本実施形態では、外部リード３０の外径が
約０．６ｍｍの場合に、内径が約１．２ｍｍ（厚さ：約
０．２ｍｍ）のＡｌから構成された円筒状のかしめ部材
（長手方向長さ：約３ｍｍ）４０が用いられている。な
お、かしめ部材４０の塑性流動によって接合を行うこと
ができればよいので、本実施形態で用いた円筒状のかし
め部材４０に限らず、例えばＵ字型のかしめ部材や二枚
の板状のかしめ部材を用いることも可能である。

【００４０】本実施形態の放電ランプ１００では、かし
め部材４０の塑性流動によって外部リード３０と外部引
出しリード線６５とが互いに接合されているので、外部
リード３０と外部引出しリード線６５とを多点接触させ
て両者を電気的に接続させることができる。このため、
従来技術よりも、外部リード３０と外部引出しリード線
６５との間の接続信頼性を向上させることができる。す
なわち、外部リード１３０とスリーブ１４０とが点接触
され且つスリーブ１４０と外部引出しリード線６５とが
点接触されていた従来の構成（図９参照）よりも、本実
施形態のランプ１００の構成の方が、接続箇所３１にお
ける機械的強度を高くすることができる。

【００４１】また、外部リード３０と外部引出しリード
線６５とを多点接触させていることから、従来の構成よ
りも外部リード３０と外部引出しリード線６５との間の
接触抵抗を小さくすることができる。従って、ランプ動
作時における接続箇所３１の温度を低くすることができ
るため、このことによってもランプの信頼性を向上させ
ることができる。さらに、かしめ部材４０の塑性流動に
よって外部リード３０と外部引出しリード線６５とがし
っかりと接合されているため、外部引出しリード線を外
部リードに単に巻き付ける手法と異なり、外部引出しリ
ード線６５と外部リード３０との間の電気的な接続（電
気的な導通）が不完全となるようなことも生じない。な
お、本実施形態の構成ではある程度の接続信頼性が予め
確保されているため、溶接による接合の際に行われてい
た電気的な接続の良否を判定する検査を行わずに製造工
程を実行することができる。その結果、製造コストを下
げることも可能となる。

【００４２】上記実施形態の放電ランプ１００は、反射
鏡と組み合わせランプユニットにすることができる。図
３は、上記実施形態の放電ランプ１００を備えたランプ
ユニット５００の断面を模式的に示している。なお、反
射鏡６０の前面開口部６０ａに、前面ガラス６４を取り
付けた構成は、図１３に示す。

【００４３】ランプユニット５００は、かしめ部材４０
の塑性流動によって外部引出しリード線６５と接合され
た外部リード３０を有する放電ランプ１００と、放電ラ
ンプ１００から発せられた光を反射する反射鏡６０とを
備えている。一方の封止部２０は、反射鏡６０の前面開
口部６０ａ側（出射方向５０側）に配置されており、も
う一方の封止部２０’は、反射鏡６０に固定されてい
る。

【００４４】反射鏡６０の前面開口部６０ａ側に位置す
る封止部２０の外部リード３０の接続箇所３１には、か
しめ部材４０が設けられており、かしめ部材４０の塑性
変形によって外部リード３０と外部引出しリード線６５
とは接合されて互いに電気的に接続されている。接続箇
所３１で外部リード３０に接合された外部引出しリード
線６５は、反射鏡６０のリード線用開口部６２を通って
反射鏡６０の外にまで延ばされている。反射鏡６０の外
にまで延ばされた外部引出しリード線６５は、不図示の
外部回路（例えば、点灯回路）に電気的に接続されるこ
とになる。

【００４５】外部引出しリード線６５が通されるリード
線用開口部６２は、外部リード３０に接合された外部引
出しリード線６５に無理な張力が加わらないような位置
に設けられていることが好ましい。このような位置に外
部引出しリード線６５を設けると、外部リード３０と外
部引出しリード線６５との接続信頼性をさらに向上させ
ることが可能となる。本実施形態では、外部引出しリー
ド線６５に無理な張力が加わらないような位置であるこ
とに加えて、ランプの光学的特性を悪化させないよう
に、反射鏡６０に対して光学的に悪影響を与えない位置
に、さらには、ランプユニットの強度を低下させないよ
うに、反射鏡６０の強度保持を達成できる位置にリード
線用開口部６２が設けられている。

【００４６】また、リード線用開口部６２の位置で外部
引出しリード線６５を例えば金具によって固定すること
も好ましい。リード線用開口部６２の位置で外部引出し
リード線６５を固定すると、ランプユニット５００に振
動が生じたとしても、接続箇所３１に振動が伝わり難く
することができるため、接続箇所３１における外部引出
しリード線６５の強度の低下を防止することができる。
この金具を用いた構成を図１４に示す。図１４に示すよ
うに、金具（外部引出しリード線固定部材）６６に、外
部引出しリード線６５は巻き付けられ、リード線用開口
部６２の位置（厳密には、その近傍）で固定される。図
中の符号「６７」は、巻き付け部を示している。

【００４７】もう一方の封止部２０’は、反射鏡６０の
後方開口部６０ｂを通されて、封止部２０’の端部には
口金５５が取り付けられている。図４に口金５５の内部
構造を模式的に示す。図４に示すように、封止部２０’
の端部から延びている外部リード３０’と口金５５とは
互いに電気的に接続されている。外部リード３０’と口
金５５との電気的な接続は、例えば、図４に示すよう
に、口金内５５に位置している外部リード３０’と、口
金５５の端部５５ａに一端が溶接されている外部引出し
リード線６６（例えば、Ｎｉ−Ｍｎ線）とを、例えばＮ
ｉからなるかしめ部材４０’でかしめることによって行
うことができる。

【００４８】なお、ランプ動作時において口金５５側は
前面開口部６０ａ側よりも温度の影響が少ないこと及び
口金５５側に位置する外部リード３０’は口金５５内に
収納されていることによって機械的強度がある程度確保
されている。このため、外部リード３０’と口金５５と
の電気的な接続は、かしめ部材４０’を用いる手法に限
定されずに、口金５５内の外部引出しリード線６６と外
部リード３０’とを溶接することによっても行ってもよ
い。外部引出しリード線６６と外部リード３０’との溶
接は、外部リード３０’とスリーブを溶接した後にスリ
ーブと外部引出しリード線６６とを溶接する手法でもよ
いし、外部引出しリード線（例えばＮｉ線）６６と外部
リード（例えばＭｏ棒）３０’とを直接溶接する手法で
もよい。

【００４９】封止部２０’と反射鏡６０とは、例えば無
機系接着剤（例えばセメントなど）で固着されて一体化
されている。封止部２０’と固着されている反射鏡６０
は、例えば、平行光束、所定の微小領域に収束する集光
光束、または、所定の微小領域から発散したのと同等の
発散光束になるように放電ランプ１００からの放射光を
反射するように構成されている。反射鏡６０は、ランプ
の光学特性を低下させないように、極めて高い精度をも
って設計・加工されている。反射鏡６０としては、例え
ば、放物面鏡や楕円面鏡を用いることができる。図１３
に示したように、反射鏡６０の前面開口部６０ａには、
例えば、ランプ破損時の飛散防止を目的として、前面ガ
ラスを取り付けることができる。前面ガラスを取り付け
た場合、図１３に示されるように、外部リード３０と外
部引出しリード線６４との接合部は、前面ガラス６４の
近傍に位置することになる。そして、前面ガラス６４と
反射鏡６０（反射鏡の反射面）とによって、反射鏡６０
の内部は、密閉構造となっている。典型的には、リード
線用開口部６２の開口も、無機系接着剤（例えば、セメ
ント）によって塞がれて、反射鏡６０の内部は、より完
全な密閉構造となる。ただし、リード線用開口部６２の
開口を塞がない場合でも、反射鏡６０の内部は、実質的
に密閉構造となり、本明細書における「密閉構造」に
は、リード線用開口部６２の開口が塞がれた場合だけで
なく、塞がれてない場合も含むものとする。

【００５０】本実施形態における各種好適な条件を例示
的に示すと、次のようである。光出力の光源の実現とい
う観点から、放電ランプ１００は、封入水銀量１５０ｍ
ｇ／ｃｍ³以上（好ましくは、２００ｍｇ以上）の水銀
ランプであることが好ましい。また、８０Ｗ以上のラン
プであることが好ましい。水銀ランプに限らず、メタル
ハライドランプを使用してもよい。また、管壁負荷は、
例えば、６０Ｗ／ｃｍ ²程度以上であり、特に上限は設
定されない。例示的に示すと、管壁負荷は、例えば、６
０Ｗ／ｃｍ²程度以上から、３００Ｗ／ｃｍ²程度の範囲
（好ましくは、８０〜２００Ｗ／ｃｍ²程度）のランプ
を実現することができる。冷却手段を設ければ、３００
Ｗ／ｃｍ²程度以上の管壁負荷を達成することも可能で
ある。なお、定格電力は、例えば、１５０Ｗ（その場合
の管壁負荷は、約１３０Ｗ／ｃｍ ²に相当）である。そ
して、小型の要請をみたすため、反射鏡６０の反射面の
最大径は、４０ｍｍ未満であることが好ましい。また、
反射鏡６０の内容積、言い換えると、反射鏡６０と前面
ガラス６４とによって囲まれる空間の内容積は、２００
ｃｍ³以下であることが好ましい。

【００５１】本実施形態におけるランプユニット５００
では、ランプ動作時においてより高温となる反射鏡６０
の前面開口部６０ａ側に位置する封止部２０の外部リー
ド３０と外部引出しリード線６５との接合をかしめ部材
４０の塑性変形によって行っている。このため、外部リ
ード３０と外部引出しリード線６５との接続信頼性を従
来技術よりも向上させることができる。その結果、ラン
プ動作時におけるランプユニットの動作信頼性を向上さ
せることが可能となる。また、接合部３１に溶接を用い
ていないので、前面ガラス６４のくもりの発生を防止す
ることもできる。すなわち、反射鏡６０と前面ガラス６
４とによって囲まれる空間において、外部リード３０と
外部引出しリード線６５とは、溶接でなく、かしめ部材
４０の塑性流動によって接合されているため、前面ガラ
ス６４のくもりの発生を防止し、その結果、前面ガラス
６４の透過率の低下を抑制して、画面照度の低下を防止
することができる。

【００５２】なお、外部リード３０がタングステンから
構成されている場合でも、溶接により接合部３１を形成
すれば、酸化タングステンのくもりが生じることとなる
のであるが、本実施形態では、溶接によらずに接合を行
っているので、その場合でも、くもりの発生を防止する
ことができる。

【００５３】なお、本実施形態のランプユニット５００
では、放電ランプとして、外部リード３０と外部引出し
リード線６５とがかしめ部材４０の塑性流動によって接
合されているランプ１００を用いているが、これに代え
て、図５に示すように、少なくとも一方の外部リード３
０が外部引出しリード線６５と一体形成されているラン
プ２００を用いることも可能である。

【００５４】ランプ２００は、外部リード（例えばモリ
ブデン棒）３０がそのまま外部引出しリード線６５とし
て機能する構成を有しており、ランプ２００と反射鏡６
０とを組み合わせてランプユニット６００とした場合に
は、図５に示すように、外部リード３０は、金属箔２４
の一端から延びてそのまま外部引出しリード線６５とさ
れ、反射鏡６０のリード線用開口部６２に通されて反射
鏡６０の外に出されることになる。ランプ２００の場
合、外部リード３０と外部引出しリード線６５とが一体
形成されているので、外部リード３０と外部引出しリー
ド線６５との接続箇所が存在しない。従って、この構成
の場合でも、外部リード３０と外部引出しリード線６５
との接続信頼性を従来技術よりも向上させることができ
る。また、溶接を用いていないので、くもりの発生も防
止することができる。

【００５５】なお、外部リード３０および外部引出しリ
ード線６５が共にモリブデンから構成されている場合に
は、モリブデンは比較的硬い材料であるため、外部引出
しリード線６５に無理な応力が加わらないような位置に
反射鏡６０のリード線用開口部６２を設けることが好ま
しい。さらには、図１４に示したように、金具６６での
固定を行うのがより好ましい。

【００５６】本実施形態におけるランプユニット５００
および６００は、例えば、液晶プロジェクタやＤＭＤを
用いるプロジェクタなどのような画像投影装置に取り付
けることができ、プロジェクタ用光源として使用するこ
とができる。また、このようなランプユニット（また
は、ミラー付ランプ）と、画像素子（ＤＭＤ（DigitalM
icromirro Device）パネルや液晶パネルなど）を含む光
学系とを組み合わせることにより、画像投影装置を構成
することができる。例えば、ＤＭＤを用いたプロジェク
タ（デジタルライトプロセッシング（ＤＬＰ）プロジェ
クタ）や、液晶プロジェクタ（ＬＣＯＳ（Liquid Cryst
al on Silicon）構造を採用した反射型のプロジェクタ
も含む。）を提供することができる。さらに、本実施形
態のランプ、およびミラー付ランプないしランプユニッ
トは、画像投影装置用光源の他に、紫外線ステッパ用光
源、または競技スタジアム用光源や自動車のヘッドライ
ト用光源、道路標識を照らす投光器用光源などとしても
使用することができる。（実施形態２）図７（ａ）〜
（ｃ）を参照しながら、本発明による実施形態２を説明
する。図７（ａ）〜（ｃ）は、ランプユニットの製造方
法の各工程を模式的に示している。

【００５７】まず、一対の外部リード線３０を有する放
電ランプと、外部引出しリード線６５と、反射鏡６０と
を用意する。用意される放電ランプは、かしめ部材４０
および外部引出しリード線６５が設けられていない点を
除くと、上記ランプ１００と同じ構成をしている。反射
鏡６０は、出射方向前方に形成された前面開口部６０ａ
と、外部引出しリード線６５を通すための引き出し開口
部６２とを有している。

【００５８】次に、図７（ａ）に示すように、放電ラン
プ９０の外部リード３０と外部引出しリード線６５とを
かしめ部材４０でかしめることによって上記実施形態１
のランプ１００を作製した後、反射鏡６０の前面開口部
６０ａからランプ１００を反射鏡６０内に入れる。

【００５９】次に、図７（ｂ）に示すように、外部リー
ド３０に接合された外部引出しリード線６５を、反射鏡
６０の内部から引き出し開口部６２を通して反射鏡６０
の外部に引き出し、次いで、ランプ１００を反射鏡６０
に固定する。その後、図７（ｃ）に示すように、反射鏡
６０の前面開口部６０ａに前面ガラス６４を取り付け
る。

【００６０】本実施形態によれば、図７（ａ）に示すよ
うに前面開口部６０ａからランプ１００を反射鏡６０内
に入れる。このため、例えば反射鏡６０の後方開口部６
０ｂの大きさをランプ１００の発光管１０が通り抜けれ
られる程度まで拡大した上で反射鏡６０の後方（出射方
向後方）からランプ１００を反射鏡６０内に導入する方
法と比較して、作業が簡単であるため、作業効率が向上
させることができる。また、反射鏡６０のうちの後方開
口部６０ｂ周辺に位置する部分は、ランプ１００のすぐ
後ろに位置しているため、ランプ１００から発せられた
光を他の箇所よりも有効に反射する。それゆえ、後方開
口部６０ｂの寸法を大きくすることは、ランプユニット
から出射される光束を低下させることになってしまう。
図７（ａ）のように、前面開口部６０ａからランプ１０
０を反射鏡６０内に入れる場合には、後方開口部６０ｂ
の寸法を封止部２０’の外径の寸法まで小さくすること
ができるため、ランプユニットから出射させる光束の低
下を抑制することができる。

【００６１】また、図７（ｂ）に示すように、引き出し
開口部６２を通して外部引出しリード線６５を反射鏡６
０の内部６１から外部６３に引き出すようにすると、外
部引出しリード線６５（および接続箇所３１）に無理な
張力を加えることなくランプユニットを製造することが
できる。また、さらに、本実施形態によれば、図７
（ｃ）に示すように、ランプユニットの製造工程の最後
の段階で前面ガラス６４を取り付ければよいので、製造
工程の途中の段階で前面ガラス６４を取り付けた後に作
業を行う方法と比較して、作業効率を向上させることが
できる。なお、本実施形態の製造方法によれば、接続箇
所３１に無理な張力を加えることなくランプユニットを
製造することができるため、放電ランプ９０の外部リー
ド３０と外部引出しリード線６５とがかしめられた構成
のランプだけでなく、従来技術のようにして外部リード
３０と外部引出しリード線６５とが例えば溶接によって
接合された構成のランプを備えたランプユニットを製造
する場合にも好適に使用することができる。

【００６２】また、図８（ａ）から（ｃ）に示すように
して、ランプユニットを製造することもできる。

【００６３】まず、一対の外部リード線３０を有する放
電ランプ９０と、外部引出しリード線６５と、反射鏡６
０とを用意する。なお、用意される放電ランプは、かし
め部材４０および外部引出しリード線６５が設けられて
いない点を除くと、上記ランプ１００と同じ構成をして
いる。

【００６４】次に、図８（ａ）に示すように、反射鏡６
０の引き出し開口部６２に外部引出しリード線６５を通
した後、反射鏡６０の前面開口部６０ａから放電ランプ
９０を反射鏡６０内に入れる。勿論、放電ランプ９０を
反射鏡６０内に入れた後に、外部引出しリード線６５を
引き出し開口部６２に通してもよい。

【００６５】次に、図８（ｂ）に示すように、外部リー
ド線３０と、引き出し開口部６２に通された外部引出し
リード線６５とを互いに反射鏡６０内で接合する。外部
リード線３０と外部引出しリード線６５との接合は、か
しめ部材４０を用いて両者をかしめるようにして行うこ
とが好ましい。次いで、ランプの封止部２０’を反射鏡
６０に固定する。なお、ランプの封止部２０’を反射鏡
６０に先に固定してから、外部リード線３０と外部引出
しリード線６５との接合を行ってもよい。最後に、図８
（ｃ）に示すように、反射鏡６０の前面開口部６０ａに
前面ガラス６４を取り付ける。

【００６６】図８（ａ）から（ｃ）示した製造方法によ
っても、例えば後方開口部６０ｂを大きく開けて反射鏡
６０の後方からランプを導入してランプユニットを製造
する方法と比較して、作業効率が向上させることがで
き、ランプユニットの光学特性の低下を防止することが
できる。（他の実施形態）上記実施形態では、発光物質として水
銀を使用する水銀ランプを放電ランプの一例として説明
したが、本発明は、封止部（シール部）によって発光管
の気密を保持する構成を有するいずれの放電ランプにも
適用可能である。例えば、金属ハロゲン化物を封入した
メタルハライドランプなどの放電ランプにも適用するこ
とができる。

【００６７】さらに、上記実施形態では、水銀蒸気圧が
２０ＭＰａ程度の場合（いわゆる超高圧水銀ランプの場
合）について説明したが、水銀蒸気圧が１ＭＰａ程度の
高圧水銀ランプや、水銀蒸気圧が１ｋＰａ程度の低圧水
銀ランプについても適応可能である。また、一対の電極
１２および１２’間の間隔（アーク長）は、ショートア
ーク型であってもよいし、それより長い間隔であっても
よい。上記実施形態の放電ランプは、交流点灯型および
直流点灯型のいずれの点灯方式でも使用可能である。

【００６８】

【発明の効果】本発明の放電ランプによれば、外部リー
ドと外部引出しリードとがかしめ部材の塑性流動によっ
て接合されているので、外部リードと外部引出しリード
線との間の接続信頼性を向上させることができる。ま
た、外部リードと外部引出しリードとを溶接によらずに
接合しているので、前面ガラスにくもりが生じないよう
にすることができ、その結果、画面照度の低下を防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、実施形態１にかかる放電ランプ１０
０の構成を模式的に示す図であり、（ｂ）は、（ａ）の
ｂ−ｂ’線に沿った断面を示す断面図である。

【図２】接続箇所３１の部分拡大図である。

【図３】ランプユニット５００の構成を模式的に示す断
面図である。

【図４】口金５５の内部構造を模式的に示す断面図であ
る。

【図５】実施形態１にかかる放電ランプ２００の構成を
模式的に示す図である。

【図６】ランプユニット６００の構成を模式的に示す断
面図である。

【図７】（ａ）〜（ｃ）は、実施形態２にかかるランプ
ユニットの製造方法を説明するための工程断面図であ
る。

【図８】（ａ）〜（ｃ）は、実施形態２にかかるランプ
ユニットの製造方法の他の例を説明するための工程断面
図である。

【図９】従来の放電ランプ１０００の構成を模式的に示
す図である。

【図１０】従来のランプユニット１２００の構成を模式
的に示す断面図である。

【図１１】接続箇所１３１の部分拡大図である。

【図１２】（ａ）は、従来のランプユニット１２００の
構成を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、接続箇所
１３１の部分拡大図である。

【図１３】ランプユニット５００の構成を模式的に示す
断面図である。

【図１４】ランプユニット５００の構成を模式的に示す
断面図である。

【符号の説明】

１０発光管１２、１２’ 電極（Ｗ電極）１４コイル１５放電空間（管内）１６電極棒１７Ｍｏ棒１８発光物質（水銀）２０、２０’ 封止部２２ガラス部２４金属箔（Ｍｏ箔）３０外部リード３１接続箇所（接合箇所）３２溶接部（接続部）４０かしめ部材５５口金６０反射鏡６２リード線用開口部６４前面ガラス６５外部引出しリード線１００、２００放電ランプ１１０発光管１１２、１１２’ Ｗ電極１１４コイル１１５放電空間（管内）１１６電極棒１１８発光物質（水銀）１２０、１２０’ 封止部１２２ガラス部１２４Ｍｏ箔１３０外部リード１４０スリーブ１０００超高圧水銀ランプ１２００ランプユニット

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｇ０３Ｂ 21/14 Ｆ２１Ｙ 101:00 Ｈ０１Ｊ 61/20 Ｆ２１Ｍ 1/00 Ｎ // Ｆ２１Ｙ 101:00 (72)発明者関智行大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 3K042 AA01 AC06 BB01 CA00 5C043 AA03 AA17 BB09 CC02 CD01 DD17 DD20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放電ランプと、前記放電ランプから発す
る光を反射する反射鏡と、外部回路に電気的に接続され
る外部引出しリード線と備えたランプユニットであっ
て、前記放電ランプは、発光物質が封入される管内に一対の電極が対向して配置
された発光管と、前記一対の電極のそれぞれに電気的に接続された金属箔
と、前記金属箔のうち、前記電極と電気的に接続された側の
反対側に設けられた外部リードとを有しており、前記反射鏡は、出射方向前方に開口部を有し、かつ、前
記開口部には、前面ガラスが設けられており、前記反射鏡と前記前面ガラスとによって囲まれる空間に
おいて、前記外部リードと前記外部引出しリード線と
は、かしめ部材の塑性流動によって接合されている、ラ
ンプユニット。
【請求項２】前記外部リードと前記外部引出しリード
線との接合部は、前記前面ガラスの近傍に位置する、請
求項１に記載のランプユニット。
【請求項３】前記外部リードは、モリブデンから構成
されている、請求項１または２に記載のランプユニッ
ト。
【請求項４】前記放電ランプは、封入水銀量１５０ｍ
ｇ／ｃｍ³以上の水銀ランプである、請求項１から３の
何れか一つに記載のランプユニット。
【請求項５】前記放電ランプは、８０Ｗ以上のランプ
である、請求項１から４の何れか一つに記載のランプユ
ニット。
【請求項６】前記反射鏡の反射面の最大径は、４０ｍ
ｍ未満である、請求項１から５の何れか一つに記載のラ
ンプユニット。
【請求項７】前記反射鏡と前記前面ガラスとによって
囲まれる空間の内容積は、２００ｃｍ³以下である、請
求項１から５の何れか一つに記載のランプユニット。
【請求項８】前記反射鏡の内部は、密閉構造となって
いる、請求項１から７の何れか一つに記載のランプユニ
ット。
【請求項９】請求項１から８の何れか一つに記載のラ
ンプユニットと、前記ランプユニットを光源とする光学
系とを備えた画像投影装置。