JP2005164897A - 光源ランプおよびその製造方法、並びにプロジェクター - Google Patents
光源ランプおよびその製造方法、並びにプロジェクター Download PDFInfo
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Abstract
【課題】 発光管とリフレクターとを正確且つ十分な強度でもって固定した光源ランプ、およびその製造方法、並びにこれを備えたプロジェクターを提供することも目的とする。
【解決手段】 発光管10が挿入されるリフレクター20の中心孔24と発光管10の封止部13aとの隙間40に、反射面21側から第1の接着剤41を注入し、仮乾燥の後、反射面21の反対の面側から第2の接着剤42を注入し、本乾燥して光源ランプ1を製造する。また、第1の接着剤41の粘度を第2の接着剤42の粘度より高いものにする。これにより、粘度の高い第1の接着剤による仮固定によって発光管とリフレクターとの位置の精度が保証され、粘度の低い第2の接着剤が隙間40に充填されるから接着強度が保証される。
【選択図】 図1
【解決手段】 発光管10が挿入されるリフレクター20の中心孔24と発光管10の封止部13aとの隙間40に、反射面21側から第1の接着剤41を注入し、仮乾燥の後、反射面21の反対の面側から第2の接着剤42を注入し、本乾燥して光源ランプ1を製造する。また、第1の接着剤41の粘度を第2の接着剤42の粘度より高いものにする。これにより、粘度の高い第1の接着剤による仮固定によって発光管とリフレクターとの位置の精度が保証され、粘度の低い第2の接着剤が隙間40に充填されるから接着強度が保証される。
【選択図】 図1
Description
本発明は、リフレクターを有する光源ランプおよびその製造方法、並びにその光源ランプを備えたプロジェクターに関する。
従来、プロジェクター等の光源ランプユニットに設置される光源ランプは、発光管とリフレクターとを有している。リフレクターは発光管から発した光を所定の方向に向けるものであって、回転放物面ないし回転楕円面状の凹面からなる反射面と、反射面の中心に開口した中心孔と、反射面の中心で反射面の反対方向に向けて延びる筒状のネック部とを有す漏斗状である。そして、発光管の一部が該中心孔(ネック部の内周部に同じ)に挿入され、接着剤によって固定されている。(例えば、特許文献1参照。)
特開平4−229948号公報(2〜3頁、第1図)
前記特許文献1に開示された発明は、リフレクターの中心孔に発光管の一部を挿入して固定する際、リフレクターの反射面側からリフレクターの中心孔と挿入された発光管の一部との隙間に接着剤を一気に注入するため、以下の問題点があった。すなわち、
粘度の低い接着剤を注入する場合は、前記隙間への充填性が良好である反面、垂れ込み易く、固化時(硬化時に同じ)、特に高温(150℃以上)環境下の発泡が多いため、発光管の仮固定が難しく、これが、発光管とリフレクターとの位置精度の悪化(ズレ)や発光管とリフレクターとの接着強度の低下の原因となっていた。
一方、粘度の高い接着剤は前記隙間への充填性が悪いため、充填不足による接着強度の不足が起こり易かった。
粘度の低い接着剤を注入する場合は、前記隙間への充填性が良好である反面、垂れ込み易く、固化時(硬化時に同じ)、特に高温(150℃以上)環境下の発泡が多いため、発光管の仮固定が難しく、これが、発光管とリフレクターとの位置精度の悪化(ズレ)や発光管とリフレクターとの接着強度の低下の原因となっていた。
一方、粘度の高い接着剤は前記隙間への充填性が悪いため、充填不足による接着強度の不足が起こり易かった。
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、発光管とリフレクターとを有する光源ランプにおいて、発光管の一部とリフレクターとを正確且つ十分な強度でもって固定した光源ランプおよびその製造方法、並びにこれを備えたプロジェクターを提供することも目的とする。
本発明の光源ランプの製造方法は、発光管と、該発光管が挿入される中心孔および該発光管から発せられた光を反射する反射面が設けられたリフレクターとを具備し、
前記中心孔に前記発光管の一部を配置するアライメント工程と、前記中心孔と前記挿入された発光管の一部との隙間に、前記反射面側から第1の接着剤を注入して発光管とリフレクターとを仮固定する第1工程と、該第1工程の後に、前記中心孔と前記挿入された発光管の一部との隙間に、前記反射面の反対側から第2の接着剤を注入して発光管とリフレクターとを本固定する第2工程とを有することを特徴とする。
これにより、接着剤の注入を第1工程および第2工程の2工程に分けて実施するため、第1工程は主に発光管とリフレクターとの位置精度を確保することに、第2工程は主に発光管とリフレクターとの接着強度を確保することに、それぞれ特化した作業が可能になるから、接着剤の選定の自由度が増すとともに、発光管とリフレクターとの位置精度および接着強度が容易且つ確実に保証される。
前記中心孔に前記発光管の一部を配置するアライメント工程と、前記中心孔と前記挿入された発光管の一部との隙間に、前記反射面側から第1の接着剤を注入して発光管とリフレクターとを仮固定する第1工程と、該第1工程の後に、前記中心孔と前記挿入された発光管の一部との隙間に、前記反射面の反対側から第2の接着剤を注入して発光管とリフレクターとを本固定する第2工程とを有することを特徴とする。
これにより、接着剤の注入を第1工程および第2工程の2工程に分けて実施するため、第1工程は主に発光管とリフレクターとの位置精度を確保することに、第2工程は主に発光管とリフレクターとの接着強度を確保することに、それぞれ特化した作業が可能になるから、接着剤の選定の自由度が増すとともに、発光管とリフレクターとの位置精度および接着強度が容易且つ確実に保証される。
また、前記第1工程における第1の接着剤の粘度が、前記第2工程における第2の接着剤の粘度より高いことを特徴とする。これにより、第1工程において注入される第1の接着剤が注入時に高粘度であって、接着剤の垂れ込みがないから、アライメント工程において調整された発光管とリフレクターとの位置精度が、変わることなく仮固定され、位置精度が保たれる。また、第1の接着剤は仮固定をするために十分な狭い範囲に接着するだけでよいため、充填性よりもむしろ接着強度を主眼にした材料選択ができるから、材料選択の自由度が増す。
一方、第2工程において注入される第2の接着剤は注入時に低粘度であって、容易に充填されるから、充填不足による問題が解決され、発光管とリフレクターとの接着強度が確保される。また、第2の接着剤については充填性を主眼にした材料選択ができるから、材料選択の自由度が増す。なお、第1の接着剤によって反射面側の隙間が閉塞されるから、第2工程において低粘度の第2の接着剤が反射面側に流れ出すことがない。
一方、第2工程において注入される第2の接着剤は注入時に低粘度であって、容易に充填されるから、充填不足による問題が解決され、発光管とリフレクターとの接着強度が確保される。また、第2の接着剤については充填性を主眼にした材料選択ができるから、材料選択の自由度が増す。なお、第1の接着剤によって反射面側の隙間が閉塞されるから、第2工程において低粘度の第2の接着剤が反射面側に流れ出すことがない。
また、前記第2工程において、前記中心孔の長さ方向に沿って空間が形成されるように第2の接着剤を注入することを特徴とする。これにより、第2の接着剤を注入する際、エアーの封入(閉じ込み)が防止される。さらに、発泡性の接着剤を注入した場合であっても、気泡(泡状ガス)が抜ける空間が形成されるため、脱泡が促進される。よって、光源ランプの温度が使用中に上昇した際にエアー(ガス)の膨張によって接着強度が低下したり、光源ランプが破損したりすることがない。
さらに、本発明の光源ランプは、発光管と、該発光管の一部が挿入される中心孔および該発光管が発した光を反射する反射面が設けられたリフレクターと、前記中心孔と前記挿入された発光管の一部との隙間の前記反射面側において固化した第1の接着剤と、前記中心孔と前記挿入された発光管の一部との隙間の前記反射面の反対側において固化した第2の接着剤とを有することを特徴とする。これにより、リフレクターの中心孔と発光管とは、第1の接着剤と第2の接着剤との両方によって接着固定されているから、発光管とリフレクターとの固定位置の精度および接着強度が保証される
また、前記第1の接着剤の固化する前の粘度が、前記第2の接着剤の固化する前の粘度より高いことを特徴とする。これにより、発光管をリフレクターの中心孔に挿入して位置決めした後(アライメント後)、粘度の高い第1の接着剤によって仮固定すれば、発光管とリフレクターとの固定位置の精度が保証される。また、第1の接着剤は仮固定をするために十分なだけの狭い範囲に接着すればよいため、充填性よりも接着強度を主眼にした材料選択ができるから、材料選択の自由度が増す。さらに、あらかじめ仮固定された後、粘度の低い第2の接着剤が注入されるから、接着剤の充填不良がなく、発光管とリフレクターとの接着強度が保証される。また、第2の接着剤は充填性を主眼にした材料選択ができるから、材料選択の自由度が増す。
また、前記第2の接着剤が、前記中心孔の長さ方向に沿う空間を隔てて配置されていることを特徴とする。これにより、第2の接着剤には注入時に空気が封入される(閉じ込められる)ことがなく、又発泡の散逸が促進されているから、光源ランプの温度が使用中に上昇した際にエアー(ガス)の膨張によって接着強度が低下したり、光源ランプが破損したりすることがない。
また、本発明のプロジェクターは、光源ランプを有した照明光学系と、該照明光学系からの出射光を各色光に分離する色光分離光学系と、その各色光を入射して所定の情報に基づいて画像を生成する光変調装置と、その画像光を投写する投写レンズとを備えていることを特徴とする。これにより、光源ランプを構成する発光管とリフレクターとが堅固に且つ高精度に接着固定されているから、その光源ランプを備えているプロジェクターは、長時間且つ多数回の使用に対して出射光の出射精度が維持され、投写画像の高輝度化及び照度の均一化が図られる。
以下、実施形態1として本発明の光源ランプを、実施形態2として本発明の光源ランプの製造方法を、実施形態3として本発明のプロジェクターを、それぞれ図を参照しながら説明する。なお、各図において同じ部分にはそれぞれ同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
[実施の形態1]
図1は本発明の実施形態1に係る光源ランプの構成を示す断面図である。図1において、光源ランプ1は、発光管10とリフレクター20とを備えている。
発光管10は例えば水銀ランプであり、石英ガラス等によって形成され、中央の発光部11と、発光部11の両側に延設された封止部13a、13bとを有する。発光部11の内部には、水銀、希ガス及び少量のハロゲン等が封入され、タングステンによって形成された電極12a、12bが配置されている。封止部13a、13bには電極1a2、12bに接続されたモリブデンによって形成された金属箔14a、14bが密封され、金属箔14a、14bには外部に繋がるリード線15a、15bがそれぞれ設けられている。なお、発光管10は水銀ランプに限られるものではなく、メタルハライドランプやキセノンランプ等でもよい。
図1は本発明の実施形態1に係る光源ランプの構成を示す断面図である。図1において、光源ランプ1は、発光管10とリフレクター20とを備えている。
発光管10は例えば水銀ランプであり、石英ガラス等によって形成され、中央の発光部11と、発光部11の両側に延設された封止部13a、13bとを有する。発光部11の内部には、水銀、希ガス及び少量のハロゲン等が封入され、タングステンによって形成された電極12a、12bが配置されている。封止部13a、13bには電極1a2、12bに接続されたモリブデンによって形成された金属箔14a、14bが密封され、金属箔14a、14bには外部に繋がるリード線15a、15bがそれぞれ設けられている。なお、発光管10は水銀ランプに限られるものではなく、メタルハライドランプやキセノンランプ等でもよい。
リフレクター20は、発光管10の一方の封止部13aに固定された反射素子であって、回転放物面状や回転楕円面状の凹面21(以下、反射面と称す)と、反射面21を形成する略錐体状部分22(以下、カップ部と称す)と、カップ部22の中心から反射面21の反対側(凸面側)に延設された筒状部23(以下、ネック部と称す)と、反射面21の回転中心と同軸でネック部23を貫通する中心孔24とを有している。また、カップ部22とネック部23は耐熱ガラスによって一体的に漏斗状に形成されている。
そして、リフレクター20の中心孔24に発光管10の一方の封止部13aが挿入され、中心孔24の内周と封止部13aの外周との隙間40(以下、固定部隙間と称す)に第1の接着剤41および第2の接着剤42が固化している。
このとき、第1の接着剤41は反射面21側(図中、右側)から注入された粘度の高い(概ね10000cP(1万センチポアズ)超え)耐熱無機接着剤であり、一方、第2の接着剤42は反射面21の反対側(図中、左側)から注入された粘度の低い(概ね10000cP(1万センチポアズ)未満)耐熱無機接着剤である。
なお、かかる耐熱無機接着剤としては、例えば、シリカ系やアルミナ系のものが利用できる。また、第1の接着剤41と第2の接着剤42とは、互いに異なる種類のものであっても、また、同じ種類のものであって水分量の調整によって粘度に差を設けたものであってもよい。
このとき、第1の接着剤41は反射面21側(図中、右側)から注入された粘度の高い(概ね10000cP(1万センチポアズ)超え)耐熱無機接着剤であり、一方、第2の接着剤42は反射面21の反対側(図中、左側)から注入された粘度の低い(概ね10000cP(1万センチポアズ)未満)耐熱無機接着剤である。
なお、かかる耐熱無機接着剤としては、例えば、シリカ系やアルミナ系のものが利用できる。また、第1の接着剤41と第2の接着剤42とは、互いに異なる種類のものであっても、また、同じ種類のものであって水分量の調整によって粘度に差を設けたものであってもよい。
したがって、固定部隙間40の反射面21側には第1の接着剤41が充填されて固化し、固定部隙間40の第1の接着剤41を除く範囲(反射面21の反対側の範囲)には、第2の接着剤42が充満しているから、接着剤の充填不足による接着強度の不足がない。また、組立時、固定部隙間40の反射面21側の口元が粘度の高い第1の接着剤41によって閉塞されるため、第2の接着剤42が反射面21や発光部11に向かって流れ出すことがない。さらに、第1の接着剤41によってリフレクター20と発光管10との位置精度を出した後に、第2の接着剤42を充填したものであるから、リフレクター20は良好な反射性能を奏し、光源ランプ1の出射性能が保証される(これについては別途詳細に説明する)。
なお、第2の接着剤42は粘度の低い耐熱無機接着剤に限定するものではなく、粘度の高いものであってもよいが、粘度が高い場合は、空気抜き用の隙間(中心孔24の長さ方向に沿う空間)を形成するようにその接着剤を注入するのが好ましい(これについては別途詳細に説明する)。たとえば、第2の接着剤42が固定部隙間40の円周方向の一箇所で注入され、該注入箇所の円周上の対向位置に空気抜き用の隙間(中心孔24の一端に開口している)を形成したり、または固定部隙間40の円周方向の複数箇所で注入され、該注入箇所同士の中間に空気抜き用の隙間(中心孔24の一端に開口している)を形成したりしすれば、注入の際、第2の接着剤42の内部に空気が封入される(取り込まれる)ことがない。よって、光源ランプ1の使用中に接着部の温度が上昇したとしても、封じ込められたエアー(ガス)がないから、これの膨張によって接着強度が低下したり、光源ランプ1が破損したりすることがない。
図中、中心孔24は反射面21側がわずかに広い円錐状であるため、固定部隙間40の間隔もまた反射面21側がわずかにテーパ状に広くなっている。しかしながら、本発明はこれに限定するものではなく、固定部隙間40が全長に渡って略一定、反射面21側が狭いテーパ状、あるいは一部が狭められた「くびれ」を有するものであってもよい。
また、発光部11のリフレクタ20と対峙させてサブミラーを設置してもよい。サブミラーは、回転放物面や回転楕円面等の凹面からなる反射面を有し、封止部13bに接着固定され、発光部11からの出射光の一部を一旦リフレクター20に戻すことによって光源ランプ1の出射性能を向上させるものである。
また、発光部11のリフレクタ20と対峙させてサブミラーを設置してもよい。サブミラーは、回転放物面や回転楕円面等の凹面からなる反射面を有し、封止部13bに接着固定され、発光部11からの出射光の一部を一旦リフレクター20に戻すことによって光源ランプ1の出射性能を向上させるものである。
[実施の形態2]
図2および図3は本発明の実施形態2に係る光源ランプの製造方法を示すものであって、図2はフローチャート、図3は工程を示す模式図である。
光源ランプの製造は、まず、リフレクター20の中心孔24に発光管10の一方の封止部13aを挿入し、図示しない調整治具によって位置を調整をする(図2のS1、以下、アライメント工程と称す、図3の(a)参照)。
次に、固定部隙間40に反射面21側から第1の接着剤41を注入する(図2のS2、以下、第1の注入工程と称す、図3の(b)参照)。ここで、接着剤41は発光管10をリフレクター20に仮固定することが可能な最少量を注入するのがよい。
そして、第1の注入工程において注入された第1の接着剤41を乾燥しては発光管10とリフレクター20とを仮固定する(図2のS3、以下、仮乾燥工程と称す)。
さらに、固定部隙間40に反射面21の反対側から第2の接着剤42を注入する(図2のS4、以下、第2の注入工程と称す、図3の(c)参照)。
そして、第1の接着剤41(仮乾燥されている)と第2の注入工程において注入された第2の接着剤42とを乾燥して発光管10とリフレクター20とを本固定または最終固定する(図2のS5、以下、本乾燥工程と称す)。なお、仮乾燥工程や本乾燥工程は、接着剤の種類によってはそれらの工程を特別に設けることなく自然に乾燥させるようにしてもよい。
図2および図3は本発明の実施形態2に係る光源ランプの製造方法を示すものであって、図2はフローチャート、図3は工程を示す模式図である。
光源ランプの製造は、まず、リフレクター20の中心孔24に発光管10の一方の封止部13aを挿入し、図示しない調整治具によって位置を調整をする(図2のS1、以下、アライメント工程と称す、図3の(a)参照)。
次に、固定部隙間40に反射面21側から第1の接着剤41を注入する(図2のS2、以下、第1の注入工程と称す、図3の(b)参照)。ここで、接着剤41は発光管10をリフレクター20に仮固定することが可能な最少量を注入するのがよい。
そして、第1の注入工程において注入された第1の接着剤41を乾燥しては発光管10とリフレクター20とを仮固定する(図2のS3、以下、仮乾燥工程と称す)。
さらに、固定部隙間40に反射面21の反対側から第2の接着剤42を注入する(図2のS4、以下、第2の注入工程と称す、図3の(c)参照)。
そして、第1の接着剤41(仮乾燥されている)と第2の注入工程において注入された第2の接着剤42とを乾燥して発光管10とリフレクター20とを本固定または最終固定する(図2のS5、以下、本乾燥工程と称す)。なお、仮乾燥工程や本乾燥工程は、接着剤の種類によってはそれらの工程を特別に設けることなく自然に乾燥させるようにしてもよい。
上記のように、アライメント工程において位置調整をした後、第1の接着剤41によって発光管10とリフレクター20とを仮固定するから、該仮固定によって位置精度が保証される。なお、第1の接着剤41は固定用隙間40の口元に近い限られた範囲(反射面21に近い範囲)にのみ接着している場合であっても仮固定に十分な接着強度を発揮できるものを使用するのがよい。
そして、すでに仮固定された状態で、第2の接着剤を反射面21の反対側から注入するため、第2の接着剤42の選定や注入作業の要領の自由度が増し、第2の接着剤42を確実に充填できるようになる。そして、充填された第2の接着剤42および先に注入された第1の接着剤41が本乾燥によって固化するから、堅固で確実な本固定がなされることになる。
そして、すでに仮固定された状態で、第2の接着剤を反射面21の反対側から注入するため、第2の接着剤42の選定や注入作業の要領の自由度が増し、第2の接着剤42を確実に充填できるようになる。そして、充填された第2の接着剤42および先に注入された第1の接着剤41が本乾燥によって固化するから、堅固で確実な本固定がなされることになる。
この方法によれば、アライメント工程の後の第1の注入工程において、第1の接着剤41は固定部隙間40の奥にまで充填する必要がないため、粘度の高い耐熱無機接着剤(概ね10000cP(1万センチポアズ)超え)を選定することが可能になって、垂れる(流れる)ことがなく、発光管10とリフレクター20との固定位置の精度が保証される。なお、第1の接着剤41の粘度が高い場合には発泡が少ないから、これによっても接着強度が高くなる。
さらに、第2の接着剤42を粘度の低い耐熱無機接着剤(概ね10000cP(1万センチポアズ)未満)にすれば、第2の接着剤42が固定部隙間40内に確実に充填され易くなり、充填不足による接着強度の低下が防止される。また、第1の注入工程において、固定部隙間40の反射面21側の口元を閉塞しておけば、第2の注入工程において注入される粘度の低い第2の接着剤42が反射面21に流れ出すことがない。
なお、図3において、発光管10を鉛直方向に配置した各工程、すなわち、鉛直上方から鉛直下方に向けて第1および第2の接着剤をそれぞれ注入する様子を示しているが、本発明は発光管10の姿勢をこれに限定するものではない。たとえば、発光管10を斜めにして第1または第2の接着剤を注入してもよい。さらに、仮乾燥ないし本乾燥の際の発光管10の姿勢(図示しない)も同様に限定するものではなく、鉛直、斜めまたは水平のいずれであってもよい。
図4は本発明の実施形態2に係る光源ランプの製造方法における第2の注入工程の実施例を示す平面図である。図4はリフレクター20を反射面21の反対側(凸面側)から見たものである。固定部隙間40の反射面21に近い範囲(図中、奥位置)には、第1の注入工程において注入された第1の接着剤41(図中、斜線にて示す)が仮乾燥され、該範囲を閉塞している。
図4は、第2の接着剤42として粘度の高い接着剤を選定した場合であって、円周方向の4箇所に第2の接着剤42(図中、梨地にて示す)を注入している。このようにすることで、第2の接着剤42同士の中間に空気抜き用の隙間(図中、斜線にて示す範囲、すなわち、第1の接着剤41が直視可能な範囲に同じ)が形成され、注入に際し空気の封入(閉じ込め)が防止される。よって、光源ランプ1の使用中に接着部の温度が上昇したとしても、封じ込められたエアー(ガス)がないから、これの膨張によって接着強度が低下したり、光源ランプ1が破損したりすることがない。
なお、該注入は、4本のノズルから同時に注入しても、あるいは、1本のノズルによって4箇所に順番に注入してもよい。また、該注入は4箇所に限定するものではなく、1箇所または2箇所以上の複数箇所であってもよい。1箇所に注入する場合には該注入箇所の円周方向の対向位置に空気抜き用の隙間が形成される。さらに、注入作業は、ノズルを固定部隙間40に挿入して奥から手前に引き出すように移動しながら注入するもの、あるいは、所定の位置に停留して注入するものであってもよい。
[実施形態3]
図5は本発明の実施形態3に係るプロジェクターの構成図である。
図5において、プロジェクター2は、光源ランプ1を有した照明光学系300と、照明光学系300からの出射光を各色光に分離する色光分離光学系380と、各色光を入射して所定の情報に基づいて画像を生成し合成する変調色合成系430と、その合成光を投写する投写レンズ600等とを備えている。
図5は本発明の実施形態3に係るプロジェクターの構成図である。
図5において、プロジェクター2は、光源ランプ1を有した照明光学系300と、照明光学系300からの出射光を各色光に分離する色光分離光学系380と、各色光を入射して所定の情報に基づいて画像を生成し合成する変調色合成系430と、その合成光を投写する投写レンズ600等とを備えている。
次に、上記構成のプロジェクターの作用を説明する。まず、発光管10から発した出射光は、直接またはリフレクター20によって反射されて光源ランプ1の前方に向かう。なお、光源ランプ1には前述したサブミラーを備えてもよい。
光源ランプ1は実施形態1に示すものであって、実施形態2に示す製造方法によって製造されたものであるから、発光管10とリフレクター20とが堅固に且つ高精度に接着固定され、長時間且つ多数回の使用に対しても出射精度が向上している。
光源ランプ1から出射された光は、凹レンズ200に入り光の進行方向が照明光学系300の光軸とほぼ平行に調整される。
光源ランプ1は実施形態1に示すものであって、実施形態2に示す製造方法によって製造されたものであるから、発光管10とリフレクター20とが堅固に且つ高精度に接着固定され、長時間且つ多数回の使用に対しても出射精度が向上している。
光源ランプ1から出射された光は、凹レンズ200に入り光の進行方向が照明光学系300の光軸とほぼ平行に調整される。
続いて平行化された光は、インテグレータレンズを構成する第1レンズアレイ320の各小レンズ321に入射し、小レンズ321の数に応じた複数の部分光束に分割される。さらに、第1レンズアレイ320を出た各部分光束は、その各小レンズ321にそれぞれ対応した小レンズ341を有してなるインテグレータレンズを構成する第2レンズアレイ340に入射する。
そして、第2レンズアレイ340からの出射光は、光の偏向方向を同じ種類の直線偏光光にそろえる偏光変換素子アレイ360に入射する。そして、偏光変換素子アレイ360で偏光方向が揃えられた複数の部分光束は重畳レンズ370に入り、そこで液晶パネル410R、410G、410Bに入射する各部分光束が、対応するパネル面上で重さなり合うように調整される。
色光分離光学系380は、第1及び第2ダイクロイックミラー382、386を備え、照明光学系300から射出される光を、赤、緑、青の3色の色光に分離する機能を有している。第1ダイクロイックミラー382は、重畳レンズ370から射出される光のうち赤色光成分を透過させるとともに、青色光成分と緑色光成分とを反射する。
そして、赤色光は第1ダイクロイックミラー382を透過して反射ミラー384で反射され、フィールドレンズ400Rを通って赤色光用の液晶パネル410Rに達する。また、緑色光は第2ダイクロイックミラー386で反射され、フィールドレンズ400Gを通って緑色光用の液晶パネル410Gに達する。
そして、赤色光は第1ダイクロイックミラー382を透過して反射ミラー384で反射され、フィールドレンズ400Rを通って赤色光用の液晶パネル410Rに達する。また、緑色光は第2ダイクロイックミラー386で反射され、フィールドレンズ400Gを通って緑色光用の液晶パネル410Gに達する。
一方、青色光は、第2ダイクロイックミラー386を透過し、リレー光学系390、すなわち、入射側レンズ392、反射ミラー394、リレーレンズ396、及び反射ミラー398を通り、さらにフィールドレンズ400Bを通って青色光用の液晶パネル410Bに達する。
なお、青色光にリレー光学系390が用いられているのは、青色光の光路長が他の色光の光路長よりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。すなわち、入射側レンズ392に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ400Bに伝えるためである。なお、リレー光学系390は、3つの色光のうちの青色光を通す構成としたが、赤色光等の他の色光を通す構成としてもよい。
なお、青色光にリレー光学系390が用いられているのは、青色光の光路長が他の色光の光路長よりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。すなわち、入射側レンズ392に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ400Bに伝えるためである。なお、リレー光学系390は、3つの色光のうちの青色光を通す構成としたが、赤色光等の他の色光を通す構成としてもよい。
変調色合成系430は、フィールドレンズ400R、400G、400Bと、液晶パネル410R、410G、410Bと、クロスダイクロイックプリズム420とを有している。フィールドレンズ400Rは、重畳レンズ370から射出された各部分光束をその中心軸(主光線)に対して平行な光束に変換する。他の液晶パネル410G、410Bの前に設けられたフィールドレンズ400G、400Bも同様に作用する。そして、3つの液晶パネル410R、410G、410Bは、入射した各色光を、与えられた画像情報に従って変調し、各色光の画像を形成する。なお、3つの液晶パネル410R、410G、410Bの光入射面側、光出射面側には、通常、偏光板が設けられている。
上記の各液晶パネル410R、410G、410Bから射出された3色の変調光は、これらの変調光を合成してカラー画像を形成する色光合成光学系としての機能を有するクロスダイクロイックプリズム420に入る。クロスダイクロイックプリズム420には、赤色光を反射する誘電体多層膜と、青色光を反射する誘電体多層膜とが、4つの直角プリズムの界面に略X字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって赤、緑、青の3色の変調光が合成されて、カラー画像を投写するための変調色合成光が形成される。
そして、クロスダイクロイックプリズム420で合成された変調色合成光は、最後に投写レンズ600に入り、そこからスクリーン上にカラー画像として投写表示される。
このプロジェクター2によれば、そこに設置されている光源ランプ1がすでに説明した作用を有するから(実施形態1、2参照)、投写画像の高輝度化及び照度の均一化が図られ、長期間の使用に対してその性能が維持される。
なお、実施形態3では、透過型の液晶パネルを用いたプロジェクター2を例に説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、反射型の液晶パネルを用いたプロジェクターにも適用することが可能である。ここで、「透過型」とは、液晶パネル等の光変調装置が光を透過するタイプであることを意味しており、「反射型」とは、それが光を反射するタイプであることを意味している。また、変調色合成系を有するプロジェクター2を例に説明しているが、液晶パネルが1枚である「いわゆる単板式」のプロジェクターにも、本発明は適用できるものである。
また、入射光を変調して画像を生成する光変調装置は液晶パネルに限られるものではなく、例えば、マイクロミラーを用いた装置であってもよい。さらに、本発明の光源ランプは、観察する方向から投写を行う前面投写型プロジェクターにも、また、観察する方向とは反対側から投写を行う背面投写型プロジェクターにも適用可能である。
本発明は以上の構成であるから、プロジェクターおよびその他各種光学装置の光源ランプとして、また、かかる光源ランプの製造方法として広く利用することができる。
1:光源ランプ、2:プロジェクター、10:発光管、11:発光部、12a:電極、12b:電極、13a:封止部、13b:封止部、14a:金属箔、14b:金属箔、 15a:リード線、15b:リード線、20:リフレクター、21:反射面、22:カップ部、23:ネック部、24:中心孔、40:固定用隙間、41:第1の接着剤、42:第2の接着剤、300:照明光学系、380:色光分離光学系、390:リレー光学系、430:変調色合成系、600 投写レンズ
Claims (7)
- 発光管と、該発光管が挿入される中心孔および該発光管から発せられた光を反射する反射面が設けられたリフレクターとを具備する光源ランプの製造方法であって、
前記中心孔に前記発光管の一部を配置するアライメント工程と、
前記中心孔と前記挿入された発光管の一部との隙間に、前記反射面側から第1の接着剤を注入して発光管とリフレクターとを仮固定する第1工程と、
該第1工程の後に、前記中心孔と前記挿入された発光管の一部との隙間に、前記反射面の反対側から第2の接着剤を注入して発光管とリフレクターとを本固定する第2工程とを有することを特徴とする光源ランプの製造方法。 - 前記第1工程における第1の接着剤の粘度が、前記第2工程における第2の接着剤の粘度より高いことを特徴とする請求項1記載の光源ランプの製造方法。
- 前記第2工程において、前記中心孔の長さ方向に沿って空間が形成されるように第2の接着剤を注入することを特徴とする請求項1または2記載の光源ランプの製造方法。
- 発光管と、
該発光管の一部が挿入される中心孔および該発光管が発した光を反射する反射面が設けられたリフレクターと、
前記中心孔と前記挿入された発光管の一部との隙間の前記反射面側において固化した第1の接着剤と、
前記中心孔と前記挿入された発光管の一部との隙間の前記反射面の反対側において固化した第2の接着剤とを有することを特徴とする光源ランプ。 - 前記第1の接着剤の固化する前の粘度が、前記第2の接着剤の固化する前の粘度より高いことを特徴とする請求項4記載の光源ランプ。
- 前記第2の接着剤が、前記中心孔の長さ方向に沿う空間を隔てて配置されていることを特徴とする請求項4または5記載の光源ランプ。
- 請求項1乃至3の何れかに記載の光源ランプを有した照明光学系と、該照明光学系からの出射光を各色光に分離する色光分離光学系と、その各色光を入射して所定の情報に基づいて画像を生成する光変調装置と、その画像光を投写する投写レンズとを備えていることを特徴とするプロジェクター。
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US20120013250A1 (en) * | 2010-07-16 | 2012-01-19 | Osram Gesellschaft Mit Beschraenkter Haftung | Ultra-high-pressure mercury lamp |
CN102339725A (zh) * | 2010-07-16 | 2012-02-01 | 奥斯兰姆有限公司 | 超高压汞灯 |
-
2003
- 2003-12-02 JP JP2003402746A patent/JP2005164897A/ja not_active Withdrawn
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