JP2009117172A

JP2009117172A - 光源装置

Info

Publication number: JP2009117172A
Application number: JP2007288802A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Toma; 崇寛東間; Hirohisa Iwabayashi; 弘久岩林
Original assignee: Ushio Denki KK; Ushio Inc
Current assignee: Ushio Denki KK; Ushio Inc
Priority date: 2007-11-06
Filing date: 2007-11-06
Publication date: 2009-05-28

Abstract

【課題】反射鏡の内表面を変形してプロジェクター用光源として有効利用できる光強度を増大させても、放電ランプの破裂時に反射鏡が破損せず、放電ランプの点灯時も形状が維持できる反射鏡を備える光源装置を提供すること。
【解決手段】反射部の内表面から電極の極間中心までの離間距離が、理想回転楕円面Ｒから電極の極間中心までの離間距離よりも大きくなるように、前記反射部の内表面に放電ランプの管軸を中心とする内面環状凹部が形成され、
前記反射部の内表面から電極の極間中心までの離間距離が、理想回転楕円面Ｒから電極の極間中心までの離間距離よりも小さくなるように、前記反射部の内表面に放電ランプの管軸を中心とする内面環状凸部が形成され、
前記反射部の外表面に、内面環状凹部に対応して放電ランプの管軸を中心とする外面環状凸部が形成され、内面環状凸部に対応して放電ランプの管軸を中心とする外面環状凹部が形成されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、投写型プロジェクター装置などの光源として用いられる光源装置に関する。

現在、例えば液晶ディスプレイ装置や投写型プロジェクター装置などにおいては、例えば放電ランプよりなる光源と反射鏡を組み合わせて構成される光源装置が利用されている。放電ランプから照射される光を有効に利用するために、反射鏡の反射面を分割し、それぞれに立体楕円面の一部を形成している。
図７は、従来における放電ランプ１を用いた光源装置の一例における構成の概略を示す説明図である。
特許３６４１９７５号公報に記載の発明のように、この光源装置は、放電ランプ１が反射鏡２に組み込まれて構成されており、反射鏡２の中心軸に放電ランプ１の光軸が一致するように配置されている。反射鏡２の反射部２１は、第１の電極の近傍の点を焦点とする第１の凹面３６と第２の電極の近傍を焦点とする第２の凹面３７とを有しているので、第１の電極の近傍の点から射出される光を第１の凹面３６で反射し、第２の電極の近傍の点から射出される光を第２の凹面３７で反射することができる。これにより、第１および第２の凹面３６、３７によって反射された光を所定の方向に射出することができるので、光源装置において、光を有効に利用することが可能となる。

しかしながら、近年、投写型プロジェクター装置の小型化に伴い、反射鏡２も小型化する要請が高まっている。そのため、反射鏡２は放電ランプ１の破裂時に割れない程度の厚みに薄型化されている。反射鏡２の反射部２１が第１および第２の凹面３６、３７により形成されている場合は、反射部２１に変曲点が存在するので、応力集中が発生し、放電ランプ１の破裂時に反射鏡２が破損する場合がある。また、第１および第２の凹面３６、３７により形成されている反射鏡２は、全体が均一な厚みに形成されていないため、放電ランプ１の点灯時に高温になると形状が歪んでしまう場合がある。
特許３６４１９７５号公報

本発明は、反射鏡の内表面を変形してプロジェクター用光源として有効利用できる光強度を増大させても、放電ランプの破裂時に反射鏡が破損せず、放電ランプの点灯時も形状が維持できる反射鏡を備える光源装置を提供することを目的とする。

本願第１の発明は、一対の電極が放電容器の内部に対向配置されてなる放電ランプと、前記放電ランプから放射される光を反射する反射部を有する反射鏡とを備える光源装置において、前記反射部の内表面から電極の極間中心までの離間距離が、理想回転楕円面Ｒから電極の極間中心までの離間距離よりも大きくなるように、前記反射部の内表面に放電ランプの管軸を中心とする内面環状凹部が形成され、前記反射部の内表面から電極の極間中心までの離間距離が、理想回転楕円面Ｒから電極の極間中心までの離間距離よりも小さくなるように、前記反射部の内表面に放電ランプの管軸を中心とする内面環状凸部が形成され、前記反射部の外表面に、内面環状凹部に対応して放電ランプの管軸を中心とする外面環状凸部が形成され、内面環状凸部に対応して放電ランプの管軸を中心とする外面環状凹部が形成されていることを特徴とする。
また、本願第２の発明は、本願第１の発明において、前記反射鏡は、前記反射部の両端に開口部と首部を有し、前記放電ランプの管軸に垂直で、かつ、電極の極間中心を含む面をアーク基準面とし、前記内面環状凹部は、アーク基準面より開口部側の領域に形成され、前記内面環状凸部は、アーク基準面より首部側の領域に形成され、前記外面環状凸部は、アーク基準面より開口部側の領域に形成され、前記外面環状凹部は、アーク基準面より首部側の領域に形成されていることを特徴とする。
また、本願第３の発明は、本願第２の発明において、前記内面環状凹部の開口部側に隣接して開口側凸部が形成され、前記内面環状凸部の首部側に隣接して首部側凹部が形成され、前記反射部の外表面に、前記開口側凸部に対応して外面環状凹部が形成され、前記首部側凹部に対応して外面環状凸部が形成されていることを特徴とする。
また、本願第４の発明は、本願第２、第３の発明において、前記内面環状凹部の表面の垂線の延長線上に、前記外面環状凸部の頂部が形成され、前記内面環状凸部の表面の垂線の延長線上に、外面環状凹部の底部が形成されていることを特徴とする。

本発明に係る光源装置によれば、反射部の外表面に外面環状凸部を形成することによって、反射部の内表面に内面環状凹部を形成しても、反射鏡の厚みが極端に小さくなる箇所が発生しないので、反射鏡の耐性を増すことができ、放電ランプが破裂しても反射鏡が破損しない。また、反射鏡の内表面に内面環状凹部が形成されている部分に対応して外面環状凸部が形成され、反射鏡の内表面に内面環状凸部が形成されている部分に対応して外面環状凹部が形成されているので、放電ランプの点灯中に著しく高温となる箇所が発生しない。そのため、反射鏡が温度上昇によって形状が歪むことがなく、反射部の内表面の形状が維持され、使用を続けてもプロジェクター用光源として有効利用できる光強度を格段に増大させることができる。

本発明の第１の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施例に係る光源装置を示す断面図である。光源装置は、放電ランプ１と、この放電ランプ１を取り囲む反射鏡２より構成され、反射鏡２の光軸と放電ランプ１のアーク方向がほぼ一致するとともに、放電ランプ１の極間中心が反射鏡２の第一焦点にほぼ一致するように配置されている。

反射鏡２は、ホウケイ酸ガラスやアルミナシリケートガラス等の耐熱性ガラスよりなり、全体が概略お椀状の楕円集光鏡であって、首部２２と反射部２１より構成されている。反射部２１の放電ランプ１に面する内表面２４には誘電多層膜が形成され、反射面となっている。反射面の裏面である反射部２１の外表面２５は、反射鏡２の基材である耐熱性ガラスが露出している。首部２２は、反射部２１の中央底部２６から後方に向かって円柱状に突出するように設けられ、首部２２の内部に貫通孔が形成される。

放電ランプ１の放電容器１０は、石英ガラスよりなり、略球状の発光部１１と、この発光部１１の両端に続くロッド状の封止部１２より構成されており、発光部１１内には一対の電極１３が対向配置されている。一方の封止部１２が首部２２の貫通孔に挿通されて、接着剤等により反射鏡２に固定されている。封止部１２内には金属箔１４が埋設され、電極１３の端部が金属箔１４の一端部に溶接されて電気的に接続される。また、金属箔１４の他端には、外部に突出する外部リード１５が溶接される。封止部１２の外表面には、金属線を巻きつけて形成された外部トリガー１６が配置されている。外部リード１５に給電することによって、電極１３間に放電を発生する。また、外部リード１５への給電開始時に、外部トリガー１６にも印加すると、発光部１１内の放電媒体のイオン化を促進し、電極１３間の絶縁破壊を容易にすることができる。

このような放電ランプ１の数値例を示すと、例えば、発光部１１の外径はφ６．０〜１５．０ｍｍの範囲から選ばれて例えば９．５ｍｍ、電極間距離は０．５〜２．０ｍｍの範囲から選ばれて例えば１．５ｍｍ、発光部１１内容積は４０〜３００ｍｍ^３の範囲から選ばれて例えば７５ｍｍ^３である。点灯条件は、例えば、管壁負荷０．８〜２．０Ｗ／ｍｍ^２範囲から選ばれて例えば１．５Ｗ／ｍｍ^２というものであり、定格電圧８０Ｖ、定格電力１５０Ｗである。

反射鏡２の第１焦点を含み、放電ランプ１の管軸Ｘに垂直な面を、アーク基準面Ａとする。放電ランプ１は極間中心が反射鏡２の第一焦点にほぼ一致するように配置されているので、アーク基準面Ａは、放電ランプ１の電極１３の極間中心を含み、放電ランプ１の管軸Ｘに垂直な面ともいえる。
アーク基準面Ａと反射鏡２の内表面２４との交点を通り、放電ランプ１の電極１３の極間中心を第一焦点とし、受光素子５０の配置位置を第二焦点として形成される回転楕円面が、理想回転楕円面Ｒとなる。

アーク基準面Ａより開口部２３側の領域に、理想回転楕円面Ｒから電極１３の極間中心までの離間距離よりも、反射部２１の内表面２４から電極１３の極間中心までの離間距離の方が大きくなるように、反射部２１の内表面２４に放電ランプ１の管軸Ｘを中心とする内面環状凹部２７が形成されている。一方、アーク基準面Ａより首部２２側の領域に、理想回転楕円面Ｒから電極１３の極間中心までの離間距離よりも、反射部２１の内表面２４から電極１３の極間中心までの離間距離の方が小さくなるように、反射部２１の内表面２４に放電ランプ１の管軸Ｘを中心とする内面環状凸部２８が形成されている。反射部２１の内表面２４には、首部２２から開口部２３に向かって、内面環状凸部２８に続いて内面環状凹部２７が形成され、内面環状凸部２８および内面環状凹部２７が滑らかな曲面となるように接続されている。

図２は、放電ランプ１から放射された光の光路を説明するための説明図である。
光源装置をＤＬＰ（登録商標）プロジェクター用光源として用いる場合、放電ランプ１の極間中心が反射鏡２の第一焦点にほぼ一致するように構成された光源装置に対し、放電ランプ１の管軸Ｘの延長線上に受光素子５０が配置される。光源装置から出射される光が受光素子５０に入射するように、光源装置と受光素子５０との位置関係が調整される。

放電ランプ１のアークは、点光源であることが理想的であるが、現実にはある一定の範囲を有する。そのため、光源装置から出射される光も一点に集光させることは困難である。放電ランプ１と反射鏡２の位置関係より、一般に、反射鏡２のアーク基準面Ａの近傍では、反射鏡２の開口部２３側や首部２２側に比べて、反射部２１から放電ランプ１のアークを見る角度が大きくなる。アークを見る角度が大きくなると、反射鏡２によって集光させる光も広がり、受光素子５０に入射できない光が発生してしまう。

しかし、反射鏡２のアーク基準面Ａの近傍で反射される光は、アークから放射される光が電極１３の影になることもないので、その強度が大きい。そのため、特に、反射鏡２のアーク基準面Ａの近傍で反射される光を、受光素子５０に効率よく入射することができれば、プロジェクター用光源として有効利用できる光強度を格段に増大させることができる。そこで、反射鏡２の反射部２１の内表面２４に内面環状凸部２８と内面環状凹部２７を形成して、反射鏡２のアーク基準面Ａの近傍で反射される光を、以下に示すように選択的に受光素子５０に入射させている。

アーク基準面Ａより開口部２３側の領域では、反射鏡２の反射部２１の内表面２４から、管軸Ｘの開口部２３側のアークまでの距離Ｔ_１が、反射鏡２の反射部２１の内表面２４から、管軸Ｘの首部２２側のアークまでの距離Ｓ_１よりも短いので、管軸Ｘの開口部２３側のアークから放射される光ＬＴ_１の方が、強度が大きくなる。管軸Ｘの開口部２３側のアークから放射される光ＬＴ_１を選択的に受光素子５０に入射されるために、反射鏡２によって反射された光の集光位置を、図面上の管軸Ｘに対して上方、言い換えると、管軸Ｘに対して垂直方向に、その光が反射した反射部２１の内表面２４に近づく方向に移動させている。光強度が大きい管軸Ｘの開口部２３側のアークから放射される光ＬＴ_１を選択的に受光素子５０に入射させるようにして、光強度が小さい管軸Ｘの首部２２側のアークから放射される光ＬＳ_１を受光素子５０から外すようにしている。強度の小さい光ＬＳ_１を意図的に外し、強度の大きい光ＬＴ_１が選択的に受光素子５０に入射するようにして、受光素子５０に入射される光の強度を大きくしている。このように反射鏡２によって反射された光の集光位置を変えるために、反射鏡２の内表面２４のアーク基準面Ａより開口部２３側の領域に、内面環状凹部２７を形成している。

アーク基準面Ａより首部２２側の領域では、反射鏡２の反射部２１の内表面２４から、管軸Ｘの首部２２側のアークまでの距離Ｓ_２が、反射鏡２の反射部２１の内表面２４から、管軸Ｘの開口部２３側のアークまでの距離Ｔ_２よりも短いので、管軸Ｘの首部２２側のアークから放射される光ＬＳ_２の方が、強度が大きくなる。管軸Ｘの首部２２側のアークから放射される光ＬＳ_２を選択的に受光素子５０に入射されるために、反射鏡２によって反射された光の集光位置を、図面上の管軸Ｘに対して下方、言い換えると、管軸Ｘに対して垂直方向に、その光が反射した反射部２１の内表面２４から遠ざかる方向に移動させている。光強度が大きい管軸Ｘの首部２２側のアークから放射される光ＬＳ_２を選択的に受光素子５０に入射させるようにして、光強度が小さい管軸Ｘの開口部２３側のアークから放射される光ＬＴ_２を受光素子５０から外すようにしている。強度の小さい光ＬＴ_２を意図的に外し、強度の大きい光ＬＳ_２が選択的に受光素子５０に入射するようにして、受光素子５０に入射される光の強度を大きくしている。このように反射鏡２によって反射された光の集光位置を変えるために、反射鏡２の内表面２４のアーク基準面Ａより首部２２側の領域に、内面環状凸部２８を形成している。

図３は、反射鏡２の一方の側面を示す一部拡大断面図である。
反射鏡２の外表面２５には、反射鏡２の内表面２４に内面環状凹部２７が形成されている部分に対応して、放電ランプ１の管軸Ｘを中心とするリング状の外面環状凸部２９が形成され、反射鏡２の内表面２４に内面環状凸部２８が形成されている部分に対応して、放電ランプ１の管軸Ｘを中心とするリング状の外面環状凹部３０が形成されている。すなわち、アーク基準面Ａより開口部２３側の領域における反射部２１の外表面２５に外面環状凸部２９が形成され、アーク基準面Ａより首部２２側の領域における反射部２１の外表面２５に外面環状凹部３０が形成されている。放電ランプ１の管軸Ｘを含む断面において、反射部２１の厚みが小さくなる方向に、理想回転楕円面Ｒと実際の反射部２１の内表面２４との離間距離Ｄ_１が最も大きくなっている部分について、その内面環状凹部２７の表面に対する垂線の延長線上に、外面環状凸部２９の頂部３１が形成されている。放電ランプ１の管軸Ｘを含む断面において、反射部２１の厚みが大きくなる方向に、理想回転楕円面Ｒと実際の反射部２１の内表面２４との離間距離Ｄ_２が最も大きくなっている部分について、その内面環状凸部２８の表面に対する垂線の延長線上に、外面環状凹部３０の底部３２が形成されている。

反射部２１の内表面２４に形成された内面環状凹部２７の理想回転楕円面Ｒに対する離間距離Ｄ_１と、内面環状凸部２８の理想回転楕円面Ｒに対する離間距離Ｄ_２は、いずれも例えば０．２ｍｍ以下とされている。一方、反射部２１の外表面２５に形成された外面環状凸部２９の他の平坦部分に対する突出長さＨ_１と、外面環状凹部３０の他の平坦部分に対する埋没長さＨ_２は、いずれも０．２ｍｍ以上とされている。外面環状凸部２９の突出長さＨ_１は、内面環状凹部２７の離間距離Ｄ_１の２０倍程度が好ましく、外面環状凹部３０の埋没長さＨ_２も、内面環状凸部２８の離間距離Ｄ_２の１０倍程度が好ましい。

具体的には、外面環状凸部２９の突出長さＨ_１は０．２１ｍｍであり、離間距離Ｄ_１は０．０１ｍｍであり、外面環状凸部２９の頂部３１が電極間中心を中心、管軸Ｘ方向を０°として、６０°の方向に形成されている。外面環状凹部３０の埋没長さＨ_２は０．３８ｍｍであり、離間距離Ｄ_２は０．０２ｍｍであり、外面環状凹部３０の底部３２が電極間中心を中心、管軸Ｘ方向を０°として、１２０°の方向に形成されている。
反射鏡２の寸法を例示する。
反射部２１の平均厚さ２ｍｍ〜１０ｍｍ、反射部２１の管軸Ｘ方向長さ３０ｍｍ〜１００ｍｍ。
首部２２の平均厚さ３ｍｍ〜１０ｍｍ、首部２２の管軸Ｘ方向長さ５ｍｍ〜１５ｍｍ。
開口部２３の内径３３ｍｍ〜１２０ｍｍ。

反射部２１の外表面２５に外面環状凸部２９を形成することによって、反射部２１の内表面２４に内面環状凹部２７を形成しても、反射鏡２の厚みが極端に小さくなる箇所が発生しないので、反射鏡２の耐性を増すことができ、放電ランプ１が破裂しても反射鏡２が破損しない。また、反射鏡２の内表面２４に内面環状凹部２７が形成されている部分に対応して外面環状凸部２９が形成され、反射鏡２の内表面２４に内面環状凸部２８が形成されている部分に対応して外面環状凹部３０が形成されているので、放電ランプ１の点灯中に著しく高温となる箇所が発生しない。そのため、反射鏡２が温度上昇によって形状が歪むことがなく、反射部２１の内表面２４の形状が維持され、使用を続けてもプロジェクター用光源として有効利用できる光強度を格段に増大させることができる。

続いて、本発明の反射鏡２の製造方法を説明する。図４は、反射鏡２の製造装置を示す概略説明図である。
溶融したガラスを雌金型４１に流し込み、雄金型４２でプレス成形させて、その後、ガラスを冷却させて固まらせる。雄金型４２の凸部形状および雌金型４１の凹部形状は、反射鏡２の曲面形状および首部２２形状に対応した形状をなしている。

雌金型４１１１は、完成品の反射鏡２の形状に対応した、すり鉢状の窪みを有するものであって、すり鉢状の窪みの底には反射鏡２の首部２２を形成する首部用穴４３を有する。完成品の反射面の外表面２５に形成される外面環状凸部２９と外面環状凹部３０に対応して、すり鉢状の窪みの表面にそれぞれリング状の溝４４とリング状の突起４５が形成されている。
一方、雄金型４２は、滑らかな表面を有する楕円半球面を有する半球部材よりなり、詳しくは、理想回転楕円面Ｒの形状をなしている。すなわち、完成品の反射鏡２の内表面２４の形状に対応した内面環状凸部２８と内面環状凹部２７は、雄金型４２の表面には形成されていない。

雌金型４１の中に溶融したガラスを入れて、上部から雄金型４２を矢印方向に押し込んで圧力をかける。この雄金型４２の楕円半球状の表面は、雌金型４１のすり鉢状の窪みより若干小さくなっており、押し込んだときに生じる隙間に溶融したガラスが押し広げられ、雌金型４１と雄金型４２との隙間の形にガラスが形成される。雄金型４２の押し下げは、ほとんど瞬間的に行われ、その後、雄金型４２を上昇させて図４に示す状態に再び戻される。

雌金型４１のすり鉢状の窪みの表面に形成されたプレス成形後のガラスは、雄金型４２に押圧されない状態で、自然冷却または強制冷却によって冷却される。プレス成形直後、すなわち、雄金型４２を雌金型４１にプレスして引き上げた直後のガラスの温度は６００℃以上の高温であり、室温との温度差はきわめて大きく、当該冷却段階において、その体積が収縮を起こす。
雌金型４１に突起４５をもうけた部分は、ガラスの厚みが小さくなる。ガラスの厚みの小さい部分は、周囲に比べてガラスの厚みが薄いため反射鏡２の内表面２４に向かって突出する現象が生じるため、プレス成形後に大気にさらされている表面、すなわち、完成品の反射鏡２の内表面２４となる面に、内面環状凸部２８を形成する。

雌金型４１に溝４４をもうけた部分は、ガラスの厚みが大きくなる。ガラスの厚みの大きい部分は、いわゆるヒケという、沈みを生じる現象を発生するため、プレス成形後に大気にさらされている表面、すなわち、完成品の反射鏡２の内表面２４となる面に、内面環状凹部２７が形成される。内面環状凹部２７は、ガラスのヒケが発生する性質を利用して形成されたものである。ヒケが生じる分を勘案して、適当な内面環状凹部２７が生じるように、雌金型４１の溝４４の位置・深さを設計している。

プレス成形後のガラスがある程度固まったら、雌金型４１からガラスを外し、アニール処理、ランプ挿入穴等の後加工が行われる。さらに、内表面２４に誘電多層膜を形成して反射鏡２が完成する。

続いて、本発明の第２の実施形態を図面に基づいて説明する。図５は、本発明の実施例に係る光源装置を示す断面図である。
第２の実施形態として示す反射鏡３は、第１の実施形態に示す反射鏡２に比べて、反射鏡３の管軸Ｘ方向の全長の長さが長いものである。反射鏡３の第一焦点に放電ランプ１は極間中心が一致するように配置されている。なお、放電ランプ１の構成は、第１の実施形態に示す放電ランプ１と同様である。

反射鏡２の内表面２４には、アーク基準面Ａより開口部２３側の領域に、内面環状凹部２７が形成され、内面環状凹部２７の開口部２３側に隣接して開口側凸部３３が形成されている。一方、アーク基準面Ａより首部２２側の領域に、内面環状凸部２８が形成され、内面環状凸部２８の首部２２側に隣接して首部側凹部３５が形成されている。反射部２１の内表面２４には、首部２２から開口部２３に向かって、首部側凹部３５に続いて内面環状凸部２８が形成され、内面環状凸部２８に続いて内面環状凹部２７が形成され、内面環状凹部２７に続いて開口側凸部３３が形成されている。首部側凹部３５、内面環状凸部２８、内面環状凹部２７および開口側凸部３３が滑らかな曲面となるように接続されている。

反射部２１の厚みが小さくなる方向に、理想回転楕円面Ｒと実際の反射部２１との離間距離が大きくなっている部分、すなわち、首部側凹部３５、内面環状凹部２７のように反射部２１の内表面２４に凹部が形成されている部分に対応して、リング状の外面環状凸部２９がそれぞれ形成されている。また、反射部２１の厚みが大きくなる方向に、理想回転楕円面Ｒと実際の反射部２１との離間距離が大きくなっている部分、すなわち、内面環状凸部２８、開口側凸部３３のように反射部２１の内表面２４に凸部が形成されている部分に対応して、リング状の外面環状凹部３０がそれぞれ形成されている。反射鏡２の外表面２５には、リング状の外面環状凸部２９と外面環状凹部３０とが複数形成されている。

外面環状凸部２９の突出長さは０．２ｍｍ〜２ｍｍであり、電極間中心を中心、管軸Ｘ方向を０°とすると、外面環状凸部２９の頂部３１が４５°、８０°の方向に形成されている。外面環状凹部３０の埋没長さは０．２ｍｍ〜２ｍｍであり、電極１３間中心を中心、管軸Ｘ方向を０°とすると、外面環状凹部３０の底部３２が６０°、１２０°の方向に形成されている。反射部２１の平均厚さ２ｍｍ〜１０ｍｍとなっている。

図６は、放電ランプ１のアークの配光を説明するために用いる、放電ランプ１の電極１３近傍の拡大断面図である。
アークから管軸Ｘ方向に出射した光は、電極１３に当たって反射または吸収され、電極１３に光路を阻まれる。アークから見て電極１３の影となる部分には、アークの光が配光されない。

アーク基準面Ａより開口部２３側の領域において、開口部側電極遮蔽角θ_１に含まれる範囲では、開口部２３側のアークから放射される光Ｔ_１が電極１３に光路を阻まれてしまう。開口部側電極遮蔽角θ_１の範囲内では、開口部２３側のアークからの距離Ｔ_１が、首部２２側のアークまでの距離Ｓ_１よりも短いが、電極１３に光路を阻まれるため、開口部２３側のアークから放射される光Ｔ_１の強度が、首部２２側のアークから放射される光Ｓ_１の強度よりも小さくなってしまう。

開口部側電極遮蔽角θ_１の範囲内では、首部２２側のアークから放射される光Ｓ_１を選択的に受光素子５０に入射させた方が、プロジェクター用光源として有効利用できる光強度を増大させることができる。そこで、図５に示すように、開口部側電極遮蔽角θ_１の範囲内から放射される光が照射される反射部２１の内表面２４に、開口側凸部３３が形成されている。開口側凸部３３において反射された光の集光位置は、管軸Ｘに対して垂直方向に、その光が反射した反射部２１の内表面２４から遠ざかる方向に移動する。

アーク基準面Ａより首部２２側の領域において、首部側電極遮蔽角θ_２に含まれる範囲では、首部２２側のアークから放射される光Ｓ_２が電極１３に光路を阻まれてしまう。首部側電極遮蔽角θ_２の範囲内では、首部２２側のアークからの距離Ｓ_２が、開口部２３側のアークまでの距離Ｔ_２よりも短いが、電極１３に光路を阻まれるため、首部２２側のアークから放射される光Ｓ_２の強度が、開口部２３側のアークから放射される光Ｔ_２の強度よりも小さくなってしまう。

首部側電極遮蔽角θ_１の範囲内では、開口部２３側のアークから放射される光Ｔ_２を選択的に受光素子５０に入射させた方が、プロジェクター用光源として有効利用できる光強度を増大させることができる。そこで、図５に示すように、首部側電極遮蔽角θ_２の範囲内から放射される光が照射される反射部２１の内表面２４に、首部側凹部３５が形成されている。首部側凹部３５において反射された光の集光位置は、管軸Ｘに対して垂直方向に、その光が反射した反射部２１の内表面２４に近づく方向に移動する。

反射鏡３の開口部２３の内径に比べて反射鏡３の管軸Ｘ方向の全長が長い反射鏡２では、アーク基準面Ａから離れた領域では、アークから放射される光が電極１３に光路を阻まれてしまう場合が発生する。しかし、内面環状凹部２７の開口部２３側に隣接して開口側凸部３３を形成し、また、内面環状凸部２８の首部２２側に隣接して首部側凹部３５を形成することによって、プロジェクター用光源として有効利用できる光強度を増大させることができる。

反射部２１の外表面２５に外面環状凸部２９を形成することによって、反射部２１の内表面２４に内面環状凹部２７や首部側凹部３５を形成しても、反射鏡３の厚みが極端に小さくなる箇所が発生しないので、反射鏡３の耐性を増すことができ、放電ランプ１が破裂しても反射鏡３が破損しない。また、反射鏡３の内表面２４に内面環状凹部２７および首部側凹部３５が形成されている部分に対応してそれぞれ外面環状凸部２９が形成され、反射鏡３の内表面２４に内面環状凸部２８および開口側凸部３３が形成されている部分に対応してそれぞれ外面環状凹部３０が形成されているので、放電ランプ１の点灯中に著しく高温となる箇所が発生しない。そのため、反射鏡３が温度上昇によって形状が歪むことがなく、反射部２１の内表面２４の形状が維持され、使用を続けてもプロジェクター用光源として有効利用できる光強度を格段に増大させることができる。

本発明の実施例に係る光源装置を示す断面図放電ランプから放射された光の光路を説明するための説明図反射鏡の一方の側面を示す一部拡大断面図反射鏡の製造装置を示す概略説明図本発明の実施例に係る光源装置を示す断面図放電ランプの電極近傍の拡大断面図従来における放電ランプを用いた光源装置の一例における構成の概略を示す説明図

符号の説明

１放電ランプ
２反射鏡
１０放電容器
１１発光部
１２封止部
１３電極
２１反射部
２２首部
２３開口部
２４内表面
２５外表面
２７内面環状凹部
２８内面環状凸部
２９外面環状凸部
３０外面環状凹部

Claims

一対の電極が放電容器の内部に対向配置されてなる放電ランプと、前記放電ランプから放射される光を反射する反射部を有する反射鏡とを備える光源装置において、
前記反射部の内表面から電極の極間中心までの離間距離が、理想回転楕円面Ｒから電極の極間中心までの離間距離よりも大きくなるように、前記反射部の内表面に放電ランプの管軸を中心とする内面環状凹部が形成され、
前記反射部の内表面から電極の極間中心までの離間距離が、理想回転楕円面Ｒから電極の極間中心までの離間距離よりも小さくなるように、前記反射部の内表面に放電ランプの管軸を中心とする内面環状凸部が形成され、
前記反射部の外表面に、内面環状凹部に対応して放電ランプの管軸を中心とする外面環状凸部が形成され、内面環状凸部に対応して放電ランプの管軸を中心とする外面環状凹部が形成されていることを特徴とする光源装置。
前記反射鏡は、前記反射部の両端に開口部と首部を有し、
前記放電ランプの管軸に垂直で、かつ、電極の極間中心を含む面をアーク基準面とし、
前記内面環状凹部は、アーク基準面より開口部側の領域に形成され、
前記内面環状凸部は、アーク基準面より首部側の領域に形成され、
前記外面環状凸部は、アーク基準面より開口部側の領域に形成され、
前記外面環状凹部は、アーク基準面より首部側の領域に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
前記内面環状凹部の開口部側に隣接して開口側凸部が形成され、前記内面環状凸部の首部側に隣接して首部側凹部が形成され、
前記反射部の外表面に、前記開口側凸部に対応して外面環状凹部が形成され、前記首部側凹部に対応して外面環状凸部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
前記放電ランプの管軸を含む断面において、前記内面環状凹部の表面の垂線の延長線上に、前記外面環状凸部の頂部が形成され、前記内面環状凸部の表面の垂線の延長線上に、外面環状凹部の底部が形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の光源装置。