JP2006092910A

JP2006092910A - 反射鏡一体型ランプ

Info

Publication number: JP2006092910A
Application number: JP2004277070A
Authority: JP
Inventors: Atsuji Nakagawa; 敦二中川; Hiroshi Takahashi; 浩高橋
Original assignee: Phoenix Electric Co Ltd
Current assignee: Phoenix Electric Co Ltd
Priority date: 2004-09-24
Filing date: 2004-09-24
Publication date: 2006-04-06

Abstract

【課題】製造の手間およびコストを軽減できるとともに、光学機器を小型化することのできる反射鏡一体型ランプを提供する。
【解決手段】反射鏡一体型ランプ１０は、石英ガラスからなる発光管部１６を有するランプ容器１２と、発光管部１６の内部に配設された一対の電極１４とを備えており、発光管部１６は、電極１４で発生するアークの位置を中心点とする球状の内面および外面を有する反射部１６ａと、電極１４を挟んで反射部１６ａとは反対側に位置する投射部１６ｂとによって構成されており、反射部１６ａの球状の外面には、全反射膜２０が形成されている。したがって、アークから反射部１６ａ側へ出射された光線は、全反射膜２０で反射され、投射部１６ｂを透過して光学系へ与えられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、プロジェクションテレビやプロジェクタ等のような光学機器の光源として用いられる、反射鏡一体型ランプに関する。

この種の従来のランプとしては、球状の発光管部の両側に棒状の封止部が設けられている石英ガラス製のものが一般に知られており、このランプを使用する際には、凹状の反射面を有する反射鏡が併用されていた（特許文献１参照）。
特開２０００−２００５１１号公報

従来（特許文献１）では、ランプと反射鏡とを別々に製造し、これらを一体化させた状態で光学機器に組み込むようにしていたので、製造の手間がかかるとともにコスト高であるという問題があった。また、光学機器の内部に反射鏡を取り付けるためのスペースを確保する必要があるため、光学機器が大型化してしまうという問題もあった。

それゆえに、この発明の主たる目的は、製造の手間およびコストを軽減できるとともに、光学機器を小型化することのできる、反射鏡一体型ランプを提供することである。

請求項１に記載した発明は、「石英ガラスからなる発光管部１６を有するランプ容器１２と、発光管部１６の内部に配設された一対の電極１４とを備える、反射鏡一体型ランプ１０であって、発光管部１６は、電極１４で発生するアークの位置を中心点とする球状の内面および外面を有する反射部１６ａと、電極１４を挟んで反射部１６ａとは反対側に位置する投射部１６ｂとによって構成されており、反射部１６ａの球状の外面には、全反射膜２０が形成されている、反射鏡一体型ランプ１０」である。

この発明では、反射部１６ａの外面に形成された全反射膜２０によって光線を反射するようにしているので、従来のように反射鏡を別途設ける必要はない。また、反射部１６ａの内面および外面は、共に電極１４で発生するアークの位置を中心点とする球状であるため、全反射膜２０で反射された光線をアークの位置へ戻すことができ、光線を有効に利用することができる。

請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した「反射鏡一体型ランプ」であって、「投射部１６ｂには、アークから出射された光線を屈折させるレンズ２８が組み込まれている」ことを特徴とする。

この発明では、投射部１６ｂにレンズ２８が組み込まれているので、ランプ１０とレンズ２８との位置関係を調整する手間を省くことができるとともに、光学機器を小型化することができる。

本発明によれば、ランプとは別に反射鏡を設ける必要はないので、光学機器の部品点数を削減でき、光学機器の製造の手間とコストとを大幅に軽減できる。また、光学機器の内部に反射鏡の設置スペースを確保する必要がないので、光学機器を小型化することができる。

図１を参照して、本発明が適用された反射鏡一体型ランプ１０は、プロジェクションテレビやプロジェクタ等のような光学機器の光源として用いられるものであり、ランプ容器１２と、ランプ容器１２に収容された一対の電極１４とを備えている。

ランプ容器１２は、略球状の発光管部１６と、発光管部１６の両端から棒状に延びた封止部１８とを有しており、発光管部１６と封止部１８とは、石英ガラスによって一体に形成されている。発光管部１６は、電極１４で発生するアークの位置を中心点とする球状の内面および外面を有する厚肉（従来の発光管部に比べて厚肉の意）の反射部１６ａと、電極１４を挟んで反射部１６ａとは反対側に位置する厚肉（従来の発光管部に比べて厚肉の意）の投射部１６ｂとによって構成されており、反射部１６ａの球状の外面には、アークから出射された光線を反射する全反射膜２０が形成されている。

つまり、電極１４で発生したアークからは、全方向へ向けて光線が出射されるが、光学機器の光源として用いるためには、光学系へ向けて光線を投射する必要がある。そこで、この実施例では、発光管部１６を、ランプ容器１２の軸を含む面を境にして反射部１６ａと投射部１６ｂとに区別し、反射部１６ａの球状の外面に全反射膜２０を形成することによって、アークから出射された光線のほぼ全てを光学系へ向けて投射できるようにしている。

なお、反射部１６ａの外面を「球面」にしたのは、全反射膜２０で反射された光線をアークの位置に戻して無駄なく利用するためであり、投射部１６ｂの外面形状は、光線を所定角度で屈折させる観点から定められている。また、反射部１６ａおよび投射部１６ｂを従来の発光管部に比べて「厚肉」にしたのは、放熱効率を高めて反射部１６ａの表面温度を低く抑えることで、全反射膜２０の熱劣化を防止するためである。また、全反射膜２０の種類は、特に限定されるものではなく、金属膜や誘電体多層膜等を任意に選択することができる。

そして、各封止部１８の内部には、一端が発光管部１６の内部へ突出した電極棒２２と、一端が外部へ突出したリード棒２４と、電極棒２２とリード棒２４とを電気的に接続するモリブデン箔２６とが配設されており、各電極棒２２の一端には、電極１４を構成する陽極１４ａおよび陰極１４ｂが設けられている。さらに、発光管部１６の内部には、水銀、アルゴン等の希ガス、およびＩ（ヨウ素），Ｂｒ（臭素），Ｃｌ（塩素），Ｆ（弗素）等のうち少なくとも１つのハロゲン（金属ハロゲン化物またはハロゲンガス等）が封入されている。

反射鏡一体型ランプ１０を製造する際には、まず、ランプ容器１２の材料となる石英ガラス管を準備し、石英ガラス管の中央部を加熱溶融することによって肉溜まり部を形成する。続いて、肉溜まり部の周囲にモールド型を配置し、石英ガラス管の内部に高圧ガス（窒素等）を吹き込んで肉溜まり部を膨らませることによって、モールド型の内面に沿う外面を有する発光管部１６を成形する。

そして、石英ガラス管の内部の所定箇所に電極１４、電極棒２２、リード棒２４およびモリブデン箔２６を配置するとともに、発光管部１６の内部に水銀、希ガスおよびハロゲンを充填し、石英ガラス管の両端部を加熱溶融しながら封止する。その後、発光管部１６における反射部１６ａの球状の外面に、蒸着法、浸漬法、スパッタ法またはＩＲコーティング法等によって全反射膜２０を形成する。

なお、ランプ容器１２の製造方法としては、上述したブロー成形の他、石英ガラス管を旋盤で切削加工する方法等が採用されてもよい。

このような反射鏡一体型ランプ１０を光学機器の光源として用いる際には、図２に示すように、反射鏡一体型ランプ１０が光学機器のハウジング内において光学系を構成するレンズ２８に対して位置決めされる。

そして、光学機器の起動スイッチを入れると、反射鏡一体型ランプ１０の電極１４に電力が付与され、電極１４においてアークが発生する。すると、アークから投射部１６ｂ側へ出射された光線が、投射部１６ｂを真っ直ぐに透過してレンズ２８に対して所定角度で投射される。また、反射部１６ａ側へ出射された光線が、全反射膜２０で反射されてアークの位置へ戻され、その位置から投射部１６ｂを透過してレンズ２８に対して所定角度で投射される。つまり、反射部１６ａの内面および外面は、共に電極１４で発生するアークの位置を中心点とする球状であるため、アークから反射部１６ａ側へ出射された光線は、途中で屈折されることなくアークの位置へ反射され、そのまま投射部１６ｂを透過してレンズ２８へ与えられる。

なお、上述の実施例では、反射鏡一体型ランプ１０とレンズ２８とを所定の間隔を隔てて配設しているが、図３〜図５に示すように、アークから出射された光線を屈折させるレンズ２８を投射部１６ｂに一体的に組み込むようにしてもよい。

図３に示す反射鏡一体型ランプ３０は、発光管部１６に凹部３６を機械切削加工等によって形成し、この凹部３６にエアスペース３８を介してレンズ２８を装着したものであり、凹部３６の底部は光線を収束させる凸レンズ状に形成されている。したがって、アークから出射された光線は、凹部３６の底部において屈折された後、レンズ２８においてさらに屈折され、平行光または収束光として光学系へ与えられる。

図４に示す反射鏡一体型ランプ３２は、発光管部１６にレンズ２８の外面に沿う凹部４０を機械切削加工等によって形成し、この凹部４０にレンズ２８を密着接合したものであり、レンズ２８の屈折率は発光管部１６の屈折率とは異なるように設定されている。したがって、アークから出射された光線は、レンズ２８において屈折され、平行光または収束光として光学系へ与えられる。

図５に示す反射鏡一体型ランプ３４は、発光管部１６にレンズ２８の外面に沿う凹部４２を機械切削加工等によって形成し、この凹部４２にレンズ２８を密着接合したものであり、レンズ２８の屈折率は発光管部１６の屈折率とは異なるように設定されており、発光管部１６の投射部１６ｂ側の内面は内側に凸となるように形成されている。したがって、アークから出射された光線は、発光管部１６の内側に凸となった部分において屈折された後、レンズ２８においてさらに屈折され、平行光または収束光として光学系へ与えられる。なお、発光管部１６の内側に凸となった部分は、図１に示した発光管部１６の投射部１６ｂを切り落とした後、薄肉となった箇所に加熱溶融と弱荷重のプレス加工とを施すことによって形成される。

また、上述の実施例では、ランプ容器１２の軸に対して直交する方向へ光線を出射するようにしているが、図６に示す反射鏡一体型ランプ４４のように、ランプ容器１２の軸に対して平行方向へ光線を出射するようにしてもよい。この場合には、ランプ容器１２の軸に対して直交し、かつ、赤道を含む面を境にして反射部１６ａと投射部１６ｂとが区別され、反射部１６ａの外面が電極１４で発生するアークの位置を中心点とする球状に構成され、この球状の外面に対して全反射膜２０が形成される。そして、反射鏡一体型ランプ４４を光学機器の光源として用いる際には、反射鏡一体型ランプ４４が光学機器のハウジング内において光学系を構成するレンズ２８に対して位置決めされるとともに、ランプ容器１２に対して集光レンズ４６が取り付けられる。

反射鏡一体型ランプを示す正面図である。反射鏡一体型ランプの使用状態を示す正面図である。他の反射鏡一体型ランプを示す正面図である。他の反射鏡一体型ランプを示す正面図である。他の反射鏡一体型ランプを示す正面図である。他の反射鏡一体型ランプを示す正面図である。

符号の説明

１０，３０，３２，３４，４４… 反射鏡一体型ランプ
１２… ランプ容器
１４… 電極
１６… 発光管部
１６ａ… 反射部
１６ｂ… 投射部
１８… 封止部
２０… 全反射膜
２８… レンズ
３６，４０，４２… 凹部
３８… エアスペース

Claims

石英ガラスからなる発光管部を有するランプ容器と、前記発光管部の内部に配設された一対の電極とを備える、反射鏡一体型ランプであって、
前記発光管部は、前記電極で発生するアークの位置を中心点とする球状の内面および外面を有する反射部と、前記電極を挟んで前記反射部とは反対側に位置する投射部とによって構成されており、前記反射部の球状の外面には、全反射膜が形成されている、反射鏡一体型ランプ。
前記投射部には、前記アークから出射された光線を屈折させるレンズが組み込まれている、請求項１に記載の反射鏡一体型ランプ。