JP2009301902A - 高圧放電ランプ装置及びそれを用いたプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】点灯時における発光管の局所的な温度上昇を抑えることができ、発光管内の温度分布を均一化できる簡易な高圧放電ランプ装置を提供する。
【解決手段】ランプ装置１は、ランプが、その中心軸と反射鏡９の光軸とが一致する状態で反射鏡９に組み込まれてなるランプユニット３の反射鏡９に対して、円周状の外周面５７ａ，５９ａを有する一対の輪体５７，５９が一定間隔を隔て且つ反射鏡９の光軸と輪体５７，５９の円周面５７ａ，５９ａの中心軸とが一致状態で被嵌され、一対の電極と輪体５７，５９の円周面５７ａ，５９ａとが電気接続され、２本の並行配置された回転ローラ６５，６７上に輪体５７，５９が搭載され、駆動モータ５６の駆動によりランプユニット３を回転ローラ６５，６７上で一定方向に回転させ、輪体５７，５９に対して給電する給電部材８１，８３を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、高圧放電ランプ装置及びそれを用いたプロジェクタに関するものである。

プロジェクタの光源には、点光源に近く、かつ高輝度・高演色な光源である、例えばショートアーク型の高圧水銀ランプ（以下、単に「ランプ」という。）が広く用いられている。このランプは、例えば、凹状の反射面を有する反射鏡内に、ランプの長手方向の中心軸と反射鏡の光軸とが略一致するように組み込まれて構成されたランプユニットとして、プロジェクタに内蔵されて使用される。

このランプを主として構成する発光管は、容囲器が石英ガラスからなり、管中央部の発光部とこの発光部の両側から外方向にそれぞれ延在するように連設された封止部とを有し、その内部に一対の電極が配置されている。
そして、このランプは、上記した通り、高輝度・高演色を実現するために高負荷の状態で点灯される。その結果、発光部のうち、特に点灯時に上部（放電空間の上方部分）に位置する部分が非常に高温となり、その部分の石英ガラスが結晶化し、失透と呼ばれる白濁化する現象が起こり、ついには破損に至ることがある。

また、発光部内の温度差が大きいと、電極の構成材料であるタングステンが点灯中に飛散した際に、それが発光部内の温度の低い部分（例えば電極の根元部分）に付着した後に黒化し、輝度低下を招くおそれがある。
そのために、点灯中のランプに対して、発光管、特に発光部の温度が過度に上昇しないようにし、かつ発光部内の温度分布を均一化することが望ましい。特に、近時、プロジェクタの小型化、高出力化の要請が高まっており、それに伴い発光管の小型化や高ワット化が要求され、発光管に対する負荷がますます高まり、上記問題が顕著になってきている。

これに対して従来、発光管を回転させることにより、上記問題を解決する提案がなされている。
例えば、発光管に連結された回転手段によって発光管のみを周期的に回転させる技術（例えば特許文献１等）や、発光管（高圧放電ランプ）のみならず、高圧放電ランプにつなげられた回転機構によって高圧放電ランプを回転させる際、高圧放電ランプと一体化されている反射器（反射鏡）とともに回転させる技術（例えば特許文献２等）や、さらには、発光管（高圧放電ランプ）とリフレクタ（反射鏡）とから構成されたランプユニットを回転機構によって一方向のみに回転させるのではなく、途中で反転させて、逆方向にも回転させることも含めて断続的に回転させる技術（例えば特許文献３等）等が提案されている。
特開平３−４８８３６号公報 特開２００７−４８７３６号公報 特開２００７−３２９０７５号公報

しかしながら、上記した従来の技術では次のような問題があり、実用性に欠けることが分かった。
特許文献１記載のものでは、発光管の両端を保持して回転させているため、発光管の端部を保持している保持手段の一方がランプリフレクタの前面側に位置することとなり、この保持手段の影が照射面に生じるという問題がある。

特許文献２記載のものでは、高圧放電ランプと反射器とが一体化された組立品の状態で、反射器の開口側と反対の端部や、高圧放電ランプにおける反射器と一体化されている側の端部だけを保持して回転させているため、その回転機構が複雑になるという問題がある。
特許文献３記載のものでは、発光管（ランプ）と一体化された反射鏡を、断続的且つ回転方向を反転させながら回転させているため、断続的に回転させる機構や反転させる機構等が必要となり、装置自体が複雑になるという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、発光管の局所的な過度な温度上昇を抑えることができると共に、発光管の所定領域における温度分布を均一化させることができる簡易な構造の高圧放電ランプ装置及びプロジェクタを提供することを目的とする。

本発明に係る高圧放電ランプ装置は、一対の電極を発光管内に備えた高圧放電ランプが、凹状の反射面を有する反射鏡内に、前記高圧放電ランプの中心軸と前記反射鏡の光軸とが一致する状態で、組み込まれてなるランプユニットと、横断面形状が環状をし、当該環状の中心が前記光軸上に位置する状態で前記反射鏡の開口側に装着され、且つ、周方向に連続する導電部を有し、当該導電部と前記高圧放電ランプの一対の電極の一方とが電気的に接続された開口側輪体と、前記開口側輪体を、その中心が回転中心となるように回転自在に保持する開口側回転保持ユニットと、前記ランプユニットを開口側輪体の中心を回転中心として一方向に回転させる回転駆動手段と、前記ランプユニットの回転中において前記開口側輪体の導電部に対して給電する開口側給電部材とを備えることを特徴としている。

ここでいう「開口側輪体」は、単数又は複数の材料により構成しても良い。単数の材料で構成する場合、導電性の材料で構成することで周方向に連続する導電部を有する構成とできる。一方、複数の材料で構成する場合、全ての材料を導電性の材料で構成して、周方向に連続する導電部を有する構成としても良いし、絶縁性の材料と導電性の材料とを多層構造に組み合わせ、導電性の材料部分で導電部を有する構成としても良い。なお、複数の材料を用いて多層とする構造には、絶縁性の材料の側面や外周面等に、周方向に連続する導電部を導電加工により形成するような場合を含む。

また、「開口側輪体」は、横断面形状が環状をしておれば良く、例えば、円盤形状の材料の中央部に貫通孔を設けたようなものであっても良いし、円柱形状の材料の中央部に貫通孔を設けたようなものであっても良い。
ここでいう「回転駆動手段」は、ランプユニットを回転させれば良く、例えば、開口側輪体に回転駆動を伝えて、ランプユニットが取着されている開口側輪体を回転させて良いし、例えば、ランプユニットの口金を円筒状として、この口金に回転駆動を伝えてランプユニットを直接回転させても良い。

なお、回転駆動手段と開口側回転保持ユニットとは、一体となる構成でも良いし、別体で構成しても良い。
ここでいう「開口側給電部材」は、導電部に接触して直接的に給電するようにしたものでも良いし、導電部に接触する他の部材に接触して、当該部材を介して間接的に給電するようにしたものでも良い。

本発明に係る高圧放電ランプ装置は、ランプユニットの光軸上に開口側輪体の中心が位置する状態で開口側輪体にランプユニットが装着され、開口側輪体の中心を回転中心してランプユニットが回転するので、高圧放電ランプの点灯中は、発光管における上部に位置する部分が、変化（固定的でない）することとなり、上部に位置する部分だけが過度に温度上昇するのを抑えることができると共に、発光管内における温度分布を均一することができる。これにより、発光管に失透や黒化が発生するのを抑制することができると共にこれら失透等に起因して発光管が早期に破損するのを防止することができ、さらに長寿命化も図ることができる。

さらに、ランプユニットの光軸上に開口側輪体の中心が位置する状態で開口側輪体にランプユニットが装着され、開口側輪体の中心を回転中心してランプユニットが回転するので、プロジェクタ等に組み込まれた状態においても、反射鏡の光軸とプロジェクタ内の光学系との位置関係がずれることはなく、その結果、光軸のずれによる照度ちらつきの発生を抑制することができる。

しかも、高圧放電ランプの一方の電極と導電部とが電気的に接続され且つ口金側輪体の導電部に給電されるので、導電部から一方の電極への給電路の構造を簡易にすることがきる。
また前記高圧放電ランプ装置は、さらに、横断面形状が環状をし、当該環状の中心が前記光軸上に位置する状態で前記反射鏡の口金側に装着され、且つ、周方向に連続する導電部を有し、当該導電部と前記高圧放電ランプの一対の電極の他方とが電気的に接続された口金側輪体と、前記口金側輪体を、その中心が回転中心となるように回転自在に保持する口金側回転保持ユニットと、前記ランプユニットの回転中において前記口金側輪体の導電部に対して給電する口金側給電部材とを備えることを特徴としている。

ここでいう「口金側輪体」は、単数又は複数の材料により構成しても良い。単数の材料で構成する場合、導電性の材料で構成して、周方向に連続する導電部を有する構成とできる。一方、複数の材料で構成する場合、全ての材料を導電性の材料で構成して、周方向に連続する導電部を有する構成としても良いし、絶縁性の材料と導電性の材料とを多層構造に組み合わせ、導電性の材料部分で導電部を構成しても良い。なお、複数の材料を用いて多層とする構造には、絶縁性の材料の側面や外周面等に、周方向に連続する導電部を導電加工により形成するような場合を含む。

また、「口金側輪体」は、横断面形状が環状をしておれば良く、例えば、円盤形状の材料の中央部に貫通孔を設けたようなものであっても良いし、円柱形状の材料の中央部に貫通孔を設けたようなものであっても良い。
ここでいう「口金側給電部材」は、導電部に接触して直接的に給電するようにしたものでも良いし、導電部に接触する他の部材に接触して、当該部材を介して間接的に給電するようにしたものでも良い。

上記構成によると、高圧放電ランプの他方の電極と導電部とが電気的に接続され且つ口金側輪体の導電部に給電されるので、導電部から他方の電極への給電路の構造を簡易にすることができる。
また、前記回転駆動手段は、前記開口側輪体を回転させることにより、前記ランプユニットを回転させることを特徴としている。この構成によると、開口側輪体は回転自在に保持されているので、当該開口側輪体を容易に回転させることができ、装置全体の構成が煩雑になるのを防止することができる。

また、前記開口側輪体は、外周形状が円形状をした環状をし、前記回転駆動手段は、前記開口側輪体の外周面に当接する回転体を備え、当該回転体を回転駆動することにより、前記開口側輪体を回転させることを特徴としている。
この構成によると、開口側輪体は回転自在に保持されているので、当該開口側輪体を容易に回転させることができ、装置全体の構成が煩雑になるのを防止することができる。

また、前記開口側給電部材及び口金側給電部材は、前記開口側輪体の導電部及び口金側輪体の導電部にそれぞれ接触するスリップリングが含まれていることを特徴としている。この構成によると、ランプユニットの回転に伴って電流の給電路が邪魔になるのを防止することができ、ランプユニットの一方向の回転を容易に行うことができる。
また、前記ランプユニットの回転は、１分間当たり１回転以上２０回転以下の範囲内の回転速度であることを特徴としている。この構成によれば、点灯中、ランプユニットの回転に伴って一対の電極間のアークが揺れたとしても、人間の視覚ではほとんど感じ取ることができず、プロジェクタ等に組み込まれた状態における照度ちらつきを極めて小さくすることができる。

また、前記高圧放電ランプは高圧水銀ランプであり、当該高圧水銀ランプには２５０［ｍｇ／ｃｍ^３］以上の水銀が封入されていることを特徴としている。この構成によれば、当該高圧水銀ランプの長寿命化を極めて顕著に発揮することができる。
また、本発明に係るプロジェクタは、上記構成の高圧放電ランプ装置と、前記高圧放電ランプ装置からの照明光が変調して光学像を形成する光学ユニットと、前記光学像を拡大投射する投射ユニットとを備えることを特徴としている。 この構成によれば、長寿命なプロジェクタを簡単な構成で実現することができる。

以下、本発明の最良な実施の形態について、図面を用いてその詳細を説明する。
＜第１の実施の形態＞
１．全体構造
図１に、本発明の第１の実施の形態である高圧水銀ランプ装置１の斜視図を示し、図２は、図１の矢印Ｘから高圧水銀ランプ装置１を見た図である。

高圧水銀ランプ装置（以下、単に「ランプ装置」という。）１は、一対の電極を備えた高圧水銀ランプ（以下、単に「ランプ」という。）７が、凹状の反射面を有する反射鏡９内に、ランプ７の中心軸と反射鏡９の光軸とが一致する状態で、組み込まれてなるランプユニット３の反射鏡９に対して、円周状の外周面５７ａ，５９ａを有する一対の輪体５７，５９が、相互に一定間隔を隔て且つ反射鏡９の光軸と輪体５７，５９の円周面５７ａ，５９ａを構成している円周の中心軸とが一致する状態で、被嵌されると共に、ランプ７の一対の電極と輪体５７，５９の導電部とが電気的に接続され、複数本（ここでは、２本である。）の並行して配された回転ローラ６５，６７上に輪体５７，５９の円周面５７ａ，５９ａが当接する状態で搭載されており、駆動モータ５６の駆動によりランプユニット３を回転ローラ６５，６７上で一定方向に回転させ、ランプユニット３の回転中において円周面に対して給電するスリップリング（本発明の「給電部材」である。）８１，８３が設けられている。

つまり、ランプ装置１は、ランプ７と反射鏡９とを備えるランプユニット３と、当該ランプユニット３を保持する保持ユニット４と、保持ユニット４を回転自在に支持すると共に支持されている保持ユニット４を一定方向に回転させる回転ユニット５と、ランプ７に給電するための給電ユニット６とを備える。
２．ランプユニット
ランプユニット３は、図２に示すように、発光管１１を有するランプ７と、当該ランプ７から発せられた光（正確には、発せられた光の一部である。）を所望方向（反射鏡９の開口へ向かう方向である。）に反射させる反射鏡９とを備える。反射鏡９は、凹状の反射面９ａを有し、当該反射鏡９の内部に、ランプ７の中心軸と反射鏡９の光軸とが一致する状態でランプ７が組み込まれている。
（１）ランプ
図３は、本実施の形態に係るランプ７の構成を示す正面図で、その一部を切り欠いている。

ランプ７は、発光管１１と口金３７とを備える。
発光管１１は、その容囲器１３が石英ガラスからなり、管中央部の略回転楕円体形状の発光部１５と、この両側からそれぞれ外方向に延在するように連設された略円柱体形状の封止部１７，１９とを有する。
発光管１１（発光部１５）内には、発光物質である水銀（Ｈｇ）と、始動補助用の希ガスである例えばアルゴンガス（Ａｒ）と、ハロゲンサイクル作用のための例えば臭素（Ｂｒ）とがそれぞれ所定量封入されている。なお、封止部１７，１９は、公知のシュリンクシール法によって封止されている。

なお、一例として、発光部１５の中央部（もっとも外径が大きい部分）における内径を５［ｍｍ］、同じく外径を１２［ｍｍ］、内容積を０．１［ｃｃ］とした。また、水銀の封入量は１５０［ｍｇ／ｍｍ^３］以上３５０［ｍｇ／ｍｍ^３］以下の範囲内で例えば２５０［ｍｇ／ｃｍ^３］、アルゴンガスの封入量は３０［ｋＰａ］（２５［℃］）、臭素の封入量は０．５×１０^−３［μｍｏｌ］とした。

発光部１５内には、一対の電極２１，２３の一端部側（先端側）が互いに対向して配置されていると共に、放電空間２５が形成されている。この一対の電極２１，２３は、例えばタングステン（Ｗ）から構成され、電極２１，２３間の距離は、０．５［ｍｍ］以上２．０［ｍｍ］以下の範囲内、例えば１．２［ｍｍ］とした。
電極２１，２３は、一端部側が放電空間２５に位置し、他端部側が封止部１７，１９に気密に封着された長方形の帯状の金属箔２７，２９を介して外部リード線３１，３３の一端部に接続されている。なお、外部リード線３１，３３の他端部は封止部１７，１９の端面から外部に突出しており、図２に示す電力供給線３５に、或いは口金３７を介して電力供給線３４に接続される。

電極２１，２３は、電極棒２１ａ，２３ａと電極コイル２１ｂ，２３ｂとを有している。電極棒２１ａ，２３ａは、その一端部（先端部）が放電空間２５に位置し、他端部が上述の金属箔２７，２９に例えば溶接によって接合されている。電極コイル２１ｂ，２３ｂは、電極棒２１ａ，２３ａの一端部に取り付けられている。なお、電極棒２１ａ，２３ａは、その横断面が例えば略円形をした略円柱体状をしている。

なお、口金３７は、封止部１７の端部に例えば、セメント３６により固着されている。
（２）反射鏡
図１及び図２に示すように、反射鏡９は、凹状の反射面９ａが内面に形成された漏斗状の反射鏡本体４１と、反射鏡本体４１の中央背面（反射鏡本体４１の底部側であって反射鏡の開口と反対側である。）から延出した円筒状のランプ保持部４３とからなる。なお、例としての反射鏡９には、所謂、硬質ガラス製のダイクロイック反射鏡がある。

反射鏡９は、ランプ７（発光管１１）の一方の封止部、ここでは封止部１７を保持している。具体的には、反射鏡９のランプ保持部４３内に発光管１１の封止部１７を遊挿した状態（この状態では、上述したように、発光管１１の中心軸と反射鏡９の光軸とが一致している。）で、ランプ保持部４３と封止部１７との隙間に固着剤４５を充填することで、両者を固着している。

ここで、固着剤４５としては、例えば、主成分がシリカ、アルミナ、或いは、シリカ−アルミナ等の無機接着剤が考えられ、無機接着剤の一例としてスミセラムＳ（朝日化学工業株式会社製）が挙げられる。
反射面９ａは、例えば真空蒸着法により形成された誘電体多層膜（例えば、ＴｉＯ_２／ＳｉＯ_２やＴａ_２Ｏ_５／ＳｉＯ_２）で構成されている。反射鏡９は、発光部１５から出射された可視光線を反射面９ａで被照射側に反射させる。
３．保持ユニット
図４は、ランプ装置１を図２の矢印Ｙ方向から見た図であり、図５は、ランプ装置１を図２の矢印Ｚ方向から見た図であり、図６は、輪体５９を取り外した状態のランプ装置１を、図２の矢印Ｙ方向から見た図である。

保持ユニット４は、一対の輪体５７，５９と、当該輪体５７，５９を連結する複数（ここでは、２本である。）の連結棒６１，６１とを備える。一対の輪体５７，５９は、当該反射鏡９の光軸Ａの延伸する方向に一定間隔をおいて反射鏡９の外面に被嵌されている。
両輪体５７，５９が互いに並行状態を維持するように２本の連結棒６１，６１により連結されている。なお、２本の連結棒６１，６１は、周方向に等間隔をおいて配されている。

本実施の形態では、一対の輪体５７，５９のうち、一方の輪体（本発明の「開口側輪体」である。）５７は反射鏡９の開口端側に、他方の輪体（本発明の「口金側輪体」である。）５９は反射鏡９のランプ保持部４３にそれぞれ例えば、セメント（図示省略）や固定具６０により取着されている。
ここで、固定具６０は、図１に示すように、例えば、バネ６０ａ、一対のワッシャ６０ｂ，６０ｂと、ネジ６０ｃとからなり、バネ６０ａを挟み込んでいる一対のワッシャ６０ｂ，６０ｂの貫通孔にネジ６２ａのネジ部分が挿入されてなる。

輪体５７は、その中央部に反射鏡９の開口よりも大きな貫通孔（ランプから発せられた光の通過領域である。）５７ｂを有し、反射鏡９の開口側の端面が輪体５７に当接した状態で固着されている。
一対の輪体５７，５９は、図４及び図５に示すように、反射鏡９の光軸Ａの延伸する方向から見たときに、光軸Ａを中心とした環状（この環状の前記中心を中心軸ともいう。）をし、ランプユニット３の反射鏡９の光軸と、当該輪体５７，５９の中心軸とが一致する（同一軸上となる。）ように、ランプユニット３を保持している。

一対の輪体５７，５９は、導電性を有する材料、例えば、ステンレスにより構成され、一対の輪体５７，５９が、ランプ７の電極２１，２３と電気的に接続されている。
具体的には、電極２１は、外部リード線３１、口金３７、電力供給線３４により輪体５９に接続され、電極２３は、外部リード線３３、電力供給線３５により輪体５７に接続されている。なお、連結棒６１，６１は、絶縁性材料により構成されているが、輪体５７，５９との接触部分に絶縁処理がなされていれば、導電性材料も利用することができる。
４．回転ユニット
回転ユニット５は、図１及び図２、図４〜図６に示すように、保持ユニット４の一対の輪体５７，５９の円周面５７ａ，５９ａと当接して、保持ユニット４を回転自在に搭載する一対の回転ローラ６５，６７を備え、一対の回転ローラ６５，６７の少なくとも一方の回転ローラ（ここでは６９である。）に駆動モータ５６が取り付けられ、回転ローラ６５が保持ユニット４を回転駆動させるための駆動軸となっている（本発明の「開口側回転保持ユニット」、「口金側回転保持ユニット」、「回転駆動手段」である。）。

本実施の形態では、回転ローラ６５，６７は、図１に示す一対の並行板６６，６８に回転自在に支持された回転軸６９，７１と、当該回転軸６９，７１に取着され且つ保持ユニット４の輪体５７，５９の円周面５７ａ，５９ａと当接するローラ部７２，７３，７４，７５を備える。
回転ローラ６５は、回転軸６９とローラ部７２，７３とからなり（図２参照）、回転ローラ６７は、回転軸７１とローラ部７４，７５とからなる。

一対の回転ローラ６５，６７は、図４〜図６に示すように、反射鏡９の光軸Ａと直交する方向に、一定間隔を置いて（つまり、互いに並行な状態である。）設けられている。なお、一定間隔は、一対の回転ローラ６５，６７に保持ユニット４を安定性良く回転支持できる距離であれば良い。
ここで、回転ローラ６５，６７は、同じ構造であり、ここでは、回転ローラ６５について説明し、回転ローラ６７については図示されていない部分もあり、その符号を（）をつけて説明する。

回転軸６９（７１）は、回転軸６９ａ（７１ａ），６９ｂ（７１ｂ）とかなり，絶縁材料の連結部材７７（７９）により連結されている。なお、回転軸６９ａ（７１ａ）と回転軸６９ｂ（７１ｂ）とが連結された状態では、回転軸６９ａ（７１ａ）の中心軸と回転軸６９ｂ（７１ｂ）の中心軸とが一直線となる。
回転軸６９ａ（７１ａ）には輪体５７と当接するローラ部７３（７５）が、回転軸６９ｂ（７１ｂ）には輪体５９と当接するローラ部７２（７４）がそれぞれねじ６８，６８により取着され、回転軸６９（７１）の回転により、ローラ部７２（７４），７３（７５）上に載置された保持ユニット４の輪体５７，５９の円周面５７ａ，５９ａがその摺動により回転する。なお、ローラ部７３は、本発明の「回転体」である。

ここで、ローラ部７２（７４），７３（７５）は、図２に示すように、その長手方向の中央部が凹入しており、この凹入部分７２ａ（７４ａ），７３ａ（７５ａ）に輪体５７，５９が嵌り、保持ユニット４の輪体５７，５９が回転ローラ６５，６７の長手方向に移動するのを規制している。
５．給電ユニット
給電ユニット６は、図１に示すように、給電部材８１，８３を備える。この給電部材８１，８３は、例えば、並行板６６，６８が装着されているベース板６３に絶縁部材６３ａ，６３ｂを介して取り付けられている。なお、給電部材８３は本発明の「開口側給電部材」であり、給電部材８１は本発明の「口金側給電部材」である。

この給電部材８１，８３は、導電性材料により構成されたローラ部７２，７３の外表面に当接している。この給電部材８１，８３には、例えば、スリップリングが利用され、ランプを点灯させるための点灯回路（図示省略）に接続されており、当該給電部材８１，８３、ローラ部７２，７３、輪体５７，５９、電力供給線３４，３５を介して、ランプ７に供給される。
６．動作について
上記構成のランプ装置１におけるランプユニット３の回転動作について説明する。

まず、ランプ７を点灯させるスイッチがオンされると、点灯回路から、給電部材８３、ローラ部７３、輪体５７、電力供給線３５、外部リード線３３、金属箔２９を経由して電極２３へと、また、給電部材８１、ローラ部７２、輪体５９、電力供給線３４、口金３７、外部リード線３１、金属箔２７を経由して電極２１へと、それぞれ交流電流の供給が開始する。

これと同時に、あるいはランプ７が点灯を開始してから所定時間経過後に、駆動モータ５６の回転駆動が開始する。なお、定常点灯となる前であれば、点灯開始から時間が経過していても、発光管１１の温度が発光管１１の一部分を失透させる温度までには達しておらず、失透の問題は生じ難い。しかし、発光部１５の温度を均一にさせて良好なランプ特性を得るという観点からは、ランプ７の温度が低い段階からランプユニット３の回転を開始するのが好ましい。

駆動モータ５６が回転駆動し始めると、当該駆動モータ５６に連結されている回転ローラ６５が回転し始め、一対の回転ローラ６５，６７上の搭載されている保持ユニット４（ランプユニット３を含む。）が、輪体５７，５９とローラ部７２，７３，７４，７５との摺動により、輪体５７，５９の中心軸を回転中心として、一定方向に回転を開始する。
ここで、ランプユニット３の回転中においては、ランプ７は、当該ランプ７を支持してランプユニット３と一緒に回転する保持ユニット４の各輪体５７，５９から給電され、また、点灯回路に接続されている給電部材８１，８３としてのスリップリングをローラ部７２，７３に接触させる構成を採用しているため、従来のように、ランプユニットの回転によるリード線等の切断が生じないように、回転途中で反転させるような構成は不要となる。

なお、ランプユニット３の回転は、１分当たり１回転以上２０回転以下の範囲内の回転数で行うと、ランプ７の発光部１５の温度が均一化することが試験により確認されている。
また、ランプユニット３は、反射鏡９の外面であって光軸の延伸方向に一定間隔をおいた２箇所に固着された輪体５７，５９により、環状の輪体５７，５９の中心軸と反射鏡９の光軸とが一致する状態で保持されているので、ランプユニット３の保持機構も簡単となり、また、回転により反射鏡９の光軸が輪体５７，５９の中心軸に対して傾斜した状態で回転するようなことを未然に防ぐことができる。
＜第２の実施の形態＞
本発明の第２の実施の形態である投写型画像表示装置について、図７を参照して説明する。

図７は、第１の実施の形態であるランプ装置１が用いられた投写型画像表示装置の一例として、フロントプロジェクタ１０１の概略構成を示す。フロントプロジェクタ１０１は、その前方に設置したスクリーン（図示せず）に向けて画像を投影するタイプのプロジェクタである。なお、図７は、後述する筐体１０３の天板を取り除いた状態を示している。
フロントプロジェクタ１０１は、筐体１０３に収納された、光源であるランプ装置１、光学ユニット１０５、制御ユニット１０７、投写レンズ１０９、冷却ファンユニット１１１、および電源ユニット１１３等から構成されている。 光学ユニット１０５は、入射光を変調して画像を形成する画像形成ユニット、およびランプ装置１からの照明光を画像形成ユニットに照射する照明ユニット（いずれも図示せず）を有している。照明ユニットは、３色のカラーフィルタからなるカラーホイール等（図示せず）を有し、照明光を３原色に分解して画像形成ユニットに照射する。

制御ユニット１０７は、画像形成ユニット等を駆動制御する。投写レンズ１０９は、画像形成ユニットにより変調されて形成された光学像を拡大透写する。電源ユニット１１３は、商用電源から供給される電力を、制御ユニット１０７やランプ装置１に適した電力に変換してそれぞれ供給する。
ランプ装置１は、光学ユニット１０５に続くケース１１５内に収納され、ランプ点灯時の光の漏れを防止している。

以上のように本発明の第２の実施の形態にかかる投射型画像表示装置の構成によれば、長寿命な照明装置を利用することとなり、結果的に長寿命な投射型画像表示装置を実現することができる。
＜第３の実施の形態＞
第１の実施の形態では、輪体が反射鏡の前側（開口側）と後側（口金側）の両側に装着されていたが、本発明は、輪体が反射鏡の前側（開口側）に装着されていれば良く（本願発明の「開口側輪体」である。）、以下、輪体が開口側にのみ装着されている実施の形態を説明する。

図８は、本発明の第３の実施の形態であるランプ装置２０１の斜視図を示し、図９は、図８の矢印Ｘ１からランプ装置２０１を見た図である。図１０は、図８の矢印Ｙ１からランプ装置２０１を見た図である。
ランプ装置２０１は、図８〜１０に示すように、ランプユニット３と、当該
ランプユニット３の開口側に装着された輪体（本願発明の「開口側輪体」である。）２０３とを備え、当該輪体２０３が３つの回転ローラ２０５，２０７，２０９により回転支持されている。なお、３つの回転ローラ２０５，２０７，２０９が、本発明の「開口側回転保持ユニット」である。

本実施の形態では、３つの回転ローラ２０５，２０７，２０９は反射鏡の光軸の延伸する方向であって、輪体２０３をランプユニット３の口金３７側と反対側から見たとき（つまり、図１０である。）に、正三角形の頂角に対応する位置に配されている。また、各回転ローラ２０７，２０９は、図９に示すように、一対の大径部２０７ａ，２０７ｂ、２０９ａ，２０９ｂが小径部２０７ｃ、２０９ｃを挟むような構造を有し、一対の大径部２０７ａ，２０７ｂ、２０９ａ，２０９ｂ間に輪体２０３の外周部分が嵌まるようにして、輪体２０３を回転自在に保持している。

なお、回転ローラ２０５は、図９に示されていないが、回転ローラ２０７，２０９と同様に、大径部２０５ａ，２０５ｂ、小径部２０５ｃを有している。
ランプユニット３の回転は、回転ローラ２０５，２０７，２０９の少なくとも１つが駆動モータに直接的或いは間接的に接続されており、この駆動モータに接続されている回転ローラの回転により行われる。

ランプユニット３を構成するランプ７の一対の電極への給電は、その一方の電極に接続するリード線３５が金属製の輪体２０３に電気的に接続し、当該輪体２０３に電気的に接続する給電部材（本発明の「口金側給電部材」に相当し、例えばスリップリングが利用されている。）２１１を介して行われ、他方の電極に接続するリード線が口金３７に接続し、当該口金３７に電気的に接続する給電部材（例えばスリップリングが利用されている。）２１３を介して行われる。

本第３の実施の形態のランプ装置２０１は、ランプユニット３を輪体２０３に装着し、この回転ローラ２０５，２０７，２０９により回転自在に支持された輪体２０３を一定方向に回転させる（正確には、ランプユニット３が装着された輪体２０３を回転させる。）ので、点灯中の発光部１５の温度を均一にすることができる。
また、本構成のランプ装置２０１は、輪体２０３の中心軸とランプユニット３の反射鏡９の光軸とが一致する状態で、ランプユニット３が輪体２０３に装着されているので、ランプユニット３の輪体２０３側への装着構造を簡易にできる。

また、ランプユニット３は、反射鏡９の開口側で輪体２０３に装着されているため、その重心位置が輪体２０３に近い状態で、輪体２０３に保持されることとなり、ランプユニット３を安定した状態で回転させることができる。
＜変形例＞
１．駆動伝達機構
第１の実施の形態では、一対の輪体５７，５９を一対の回転ローラ６５，６７上に搭載し、一方の回転ローラ６５の回転軸６９を回転駆動させることで、一対の輪体５７，５９を回転させて、ランプユニット３を一定方向に回転させる方式を用いていたが、他の方式で一対の輪体５７，５９を回転させても良い。

ランプユニットを一定方向に回転させる他の方法として、保持ユニット４を回転自在に支持する一対の回転ローラ（６５，６７）以外の駆動ローラにより一対の輪体（もしくは一方の輪体）を回転させても良い（この例を変形例１とする。）。
また、輪体の外周面と回転ローラの外周面とに互いに噛合う凹凸を設けたギア構造により駆動を伝達しても良い（この例を変形例２とする。）し、さらに、輪体と駆動モータの回転軸に装着された回転部とをベルトで連結して駆動モータの駆動を伝達するようにしても良いし、ランプユニット（具体的には口金や封止部）を駆動モータで直接回転させても良い。
（１）変形例１
図１１は、変形例１に係るランプ装置３００を光軸の延伸方向から見た図である。

変形例１に係るランプ装置３００では、例えば、一対の輪体５７，５９を第１の実施の形態と同じように、一対の回転ローラ６５，６７上に載置させて、一方の輪体、例えば、口金３７側に位置する輪体５９を直接回転駆動させるようにしている。
つまり、輪体５９は、駆動モータに接続された回転軸（駆動軸である。）３０３と、この回転軸３０３に取着されたローラ部３０５とを備えた回転ローラ（本発明の「回転駆動手段」である。）３０１により回転駆動される。

この場合においても、輪体５９は、給電部材８１に電気的に接続されているため、駆動モータ側における輪体５９と摺動する部分（ローラ部３０５）に絶縁材料を用いたり、回転軸に絶縁材料を用いたり等の絶縁対策が必要となる。
本変形例１にように、回転ローラ６５，６７とは別の回転ローラ３０１を利用してランプユニットを回転させると、回転ローラ６５，６７への負荷はランプユニット等の荷重だけとなり、回転ローラ６５，６７により輪体５７，５９を回転駆動させる場合に比べて、回転ローラ６５，６７への負荷を削減することができる。
（２）変形例２
図１２は、変形例２に係るランプ装置３１０を光軸の延伸方向から見た図であり、図１３は、変形例２に係るランプ装置３１０を図１２のＸ３方向から見た図である。

変形例２に係るランプ装置３１０では、歯車機構により輪体に回転駆動を伝達している。
ランプ装置３１０は、基本構造は第１の実施の形態と同じであるが、第１の実施の形態に係る輪体（５７）と、ローラ部（７３，７５）の凹入部分（７３ａ，７５ａ）の外周面とをそれぞれジグザグ状にした、輪体３１１とローラ部３１３，３１４を備え、歯車状の輪体３１１を歯車状のローラ部３１４の凹入部分３１４ａにより回転させている。

本変形例２のように歯車構造により、輪体３１１を駆動する場合、例えば、図１３に示すように輪体３１１の側面３１１ａに電気的に接触するスリップリング（本発明の「開口側給電部材」である。）３１５を介して、ランプ（７）に給電するようにすれば良い。
なお、ここでは、輪体３１１を回転支持する回転ローラ（ローラ部３１３，３１４）から回転駆動が伝達される構造としていたが、回転ローラとは別の歯車（図１２中の符号「３１８」であり、破線で示す。）により、輪体３１１を回転駆動するように構成しても良い。
２．電力供給
第１の実施の形態では、一対の電極にそれぞれ電気的に接続された輪体５７，５９と摺動する回転ローラ６５のローラ部７２，７３に給電部材（スリップリング）８１，８３を介して給電する方法を利用していたが、他の方法で給電しても良い。例えば、他の方法としては、一対の輪体５９（，５７)に直接スリップリング（図１１における符号「３１９」である。）を接続する（接触させる）方法がある。

また、スリップリングを利用せずに、他の方式で給電することもでき、例えば、回転軸を支持する軸受けを介して給電するような方式にしても良い。
３．輪体
（１）材料
第１の実施の形態における輪体５７，５９自体が環状をし、その外周面が円周面となる構造を有していたが、例えば、環状の円周面を有する輪体が、他の形状の部材と一体となった構造を有しても良い（この例を変形例３とする。）。

図１４は、変形例３に係るランプ装置３２０を光軸の延伸方向から見た図であり、図１５は、変形例３に係るランプ装置３２０を図１４のＸ４方向から見た図である。
変形例３に係るランプ装置３２０は、第３の実施の形態と類似し、変形例３に係る輪体３２１の構造が第３の実施の形態と異なる。
輪体３２１（本発明の「開口側輪体」である。）は、導電性の導電リング（本発明の「開口側輪体の導電部」である。）３２３と、この導電リング３２３の外周に被せられた樹脂リング３２５とから構成されている。この場合、輪体３２１への給電は、例えば、図１３に示すスリップリング（３１５）と同様に、スリップリング（本発明の「開口側給電部材」である。）３２７が輪体３２１の導電リング３２３に電気的に接続することで行われる。
（２）形状
第１の実施の形態における輪体５７，５９自体が環状をし、その外周面が円周面となる構造を有していたが、全体の形状が多角形状の板状部材であって、その一方の主面に環状の輪体部を有するような部材であっても良い。この場合、輪体部の円周面に回転ローラが当接して保持ユニットを回転支持する構造であれば、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
４．回転ユニット
第１の実施の形態における回転ユニット５は、互いに並行に配された２本の回転ローラ６５，６７により保持ユニット４を回転自在に支持していたが、他の方法で保持ユニットを回転支持しても良い（この例を変形例４とする。）。

図１６は、変形例４に係るランプ装置３４０を反射鏡９の光軸と直交する方向から見た図である。
変形例４に係るランプ装置３４０では、ランプユニット３は、反射鏡９の開口側に装着された輪体（本発明の「開口側輪体」である。）５７と、反射鏡９のランプ保持部４３に装着された輪体（本発明の「口金側輪体」である。）３４１とにより保持されている。

輪体３４１と輪体５７とは、第１の実施の形態における輪体５７，５９と同様に、反射鏡９の光軸を中心軸する環状をし、その外周面が円周面となっている。また、輪体３４１と輪体５７との半径は、図１６から明らかなように、輪体５７の方が輪体３４１の半径よりも大きい。
輪体５７は、回転軸３４２ａとローラ部３４２ｂとからなり且つ光軸と平行に配されて一対の回転ローラ３４２，３４２（図１６では、手前の１つの回転ローラ３４２のみが現れている。）により回転自在に支持されている（本発明の「開口側回転保持ユニット」である。）。

一方、輪体３４１も、輪体５７と同様に、回転軸３４３ａとローラ部３４３ｂとからなり且つ光軸と平行に配されて一対の回転ローラ３４３，３４３（図１６では、手前の１つの回転ローラ３４３のみが現れている。）により支持されている（本発明の「口金側回転保持ユニット」である。）。
回転ローラ３４３は、輪体５７を支持する回転ローラ３４２との位置関係において、回転軸３４２ａの軸心と回転軸３４３ａの軸心とは同一線上にはないが、平行な関係にある。

なお、回転ローラ３４３は、光軸の延伸方向から見たときに、一対の回転ローラ３４２の略中央に配すれば、１つの回転ローラでも、開口側の２つの回転ローラ３４２，３４２とで保持ユニットを保持できる。
輪体５７，３４１を回転させるための回転駆動は、第１の実施の形態のように、輪体５７，３４１の円周面と当接している回転ローラ（３４２，３４３）の少なくとも一方を利用して伝達しても良いし、変形例１のように、輪体５７，３４１の少なくとも一方を直接回転駆動するようにしても良い（本発明の「回転駆動手段」に相当する。）。

なお、本変形例４では、ランプ７への給電は、給電部材３４５（本発明の「開口側給電部材」である。）がローラ部３４２ｂに、また、給電部材３４６（本発明の「口金側給電部材」である。）がローラ部３４３ｂにそれぞれ接触することで行われる。
５．保持ユニット
第１の実施の形態における保持ユニット４は、一対の輪体５７，５９と、当該輪体５７，５９を連結する複数（ここでは、２本である。）の連結棒６１，６１とを備えていたが、例えば、一対の輪体間に充填体で充填しても良い（この例を変形例５とする。）。

図１７は、変形例５に係るランプ装置３５０を反射鏡９の光軸と直交する方向から見た図である。
ランプ装置３５０は、保持ユニット３５１、回転ユニット３５３等を備える。
保持ユニット３５１は、略平行に配された一対の輪体５７，５９と、当該一対の輪体間に充填されて一対の輪体５７，５９と固着する充填体３５５とを備える。充填体３５５の外周は、光軸が延伸する方向から見たときに、当該光軸を中心とした円形状をしている。

回転ユニット３５３は、第１の実施の形態と同様に、反射鏡９の光軸と平行に配された一対の回転ローラ３５７（、３５７）により構成され、円筒状を充填体の外周面を回転自在に保持している。
なお、本変形例５では、一対の回転ローラ３５７，３５７の少なくとも一方が、駆動モータ（回転駆動源）に接続されており、充填体の外周に当接して保持ユニット３５１全体を回転させている。

また、本変形例５では、ランプ（７）への給電は、給電部材３５９が輪体５７に、また、給電部材３６１が輪体５９にそれぞれ接触することで行われる。
６．ランプ
本発明は、特に放電空間内に２５０［ｍｇ／ｃｍ^３］以上の水銀が封入されている高圧放電ランプが搭載されている高圧放電ランプ装置に適用することが好ましい。特に放電空間内に２５０［ｍｇ／ｃｍ^３］以上の水銀が封入されると、点灯動作中の水銀蒸気圧が非常に高くなり、上記したような黒化や失透がますます激しくなる傾向にある。そこで、本発明を適用することにより、その作用効果を顕著に発揮することができる。
７．最後に
本発明について、実施の形態及び変形例で種々説明したが、各実施の形態で説明した構成を他の実施の形態や他の変形例に適用（追加・転用）させても良いし、各変形例で説明した構成を他の実施の形態や他の変形例に適用（追加・転用）させても良い。

本発明の高圧放電ランプ装置は、高圧放電ランプの一部が過度に高温になるのを抑制して、高圧放電ランプを長期にわたって使用するのに有用である。

本発明の第１の実施の形態である高圧水銀ランプ装置の斜視図 図１の矢印Ｘからランプ装置を見た図 本実施の形態に係るランプの構成を示す正面図で、その一部を切り欠いた図 ランプ装置を図２の矢印Ｙ方向から見た図 ランプ装置を図２の矢印Ｚ方向から見た図 輪体を取り外した状態のランプ装置を、図２の矢印Ｙ方向から見た図 第２の実施の形態である投写型画像表示装置として、フロントプロジェクタの構成を示す一部切欠斜視図 本発明の第３の実施の形態であるランプ装置の斜視図 図８の矢印Ｘ１からランプ装置を見た図 図８の矢印Ｙ１からランプ装置を見た図 変形例１に係るランプ装置を光軸の延伸方向から見た図 変形例２に係るランプ装置を光軸の延伸方向から見た図 変形例２に係るランプ装置を図１２のＸ３方向から見た図 変形例３に係るランプ装置を光軸の延伸方向から見た図 変形例３に係るランプ装置を図１４のＸ４方向から見た図 変形例４に係るランプ装置を反射鏡の光軸と直交する方向から見た図 変形例５に係るランプ装置を反射鏡の光軸と直交する方向から見た図

符号の説明

１ 高圧放電ランプ装置
３ ランプユニット
４ 保持ユニット
５ 回転ユニット
７ ランプ
９ 反射鏡
１１ 発光管
２１，２３ 一対の電極
５３ ユニット保持手段
５５ 支持回転手段
５６ 駆動モータ
５７，５９ 輪体
６５，６７ 回転ローラ
８１，８３ 給電部材
１０１ プロジェクタ

Claims (8)

1. 一対の電極を発光管内に備えた高圧放電ランプが、凹状の反射面を有する反射鏡内に、前記高圧放電ランプの中心軸と前記反射鏡の光軸とが一致する状態で、組み込まれてなるランプユニットと、
   横断面形状が環状をし、当該環状の中心が前記光軸上に位置する状態で前記反射鏡の開口側に装着され、且つ、周方向に連続する導電部を有し、当該導電部と前記高圧放電ランプの一対の電極の一方とが電気的に接続された開口側輪体と、
   前記開口側輪体を、その中心が回転中心となるように回転自在に保持する開口側回転保持ユニットと、
   前記ランプユニットを開口側輪体の中心を回転中心として一方向に回転させる回転駆動手段と、
   前記ランプユニットの回転中において前記開口側輪体の導電部に対して給電する開口側給電部材と
   を備えることを特徴とする高圧放電ランプ装置。
2. 前記高圧放電ランプ装置は、さらに、
   横断面形状が環状をし、当該環状の中心が前記光軸上に位置する状態で前記反射鏡の口金側に装着され、且つ、周方向に連続する導電部を有し、当該導電部と前記高圧放電ランプの一対の電極の他方とが電気的に接続された口金側輪体と、
   前記口金側輪体を、その中心が回転中心となるように回転自在に保持する口金側回転保持ユニットと、
   前記ランプユニットの回転中において前記口金側輪体の導電部に対して給電する口金側給電部材と
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の高圧放電ランプ装置。
3. 前記回転駆動手段は、前記開口側輪体を回転させることにより、前記ランプユニットを回転させる
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の高圧放電ランプ装置。
4. 前記開口側輪体は、外周形状が円形状をした環状をし、
   前記回転駆動手段は、前記開口側輪体の外周面に当接する回転体を備え、当該回転体を回転駆動することにより、前記開口側輪体を回転させる
   ことを特徴とする請求項３に記載の高圧放電ランプ装置。
5. 前記開口側給電部材及び口金側給電部材は、前記開口側輪体の導電部及び口金側輪体の導電部にそれぞれ接触するスリップリングが含まれている
   ことを特徴とする請求項４に記載の高圧放電ランプ装置。
6. 前記ランプユニットの回転は、１分間当たり１回転以上２０回転以下の範囲内の回転速度である
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の高圧放電ランプ装置。
7. 前記高圧放電ランプは高圧水銀ランプであり、当該高圧水銀ランプには２５０［ｍｇ／ｃｍ^３］以上の水銀が封入されている
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の高圧放電ランプ装置。
8. 請求項１に記載の高圧放電ランプ装置と、
   前記高圧放電ランプ装置からの照明光が変調して光学像を形成する光学ユニットと、
   前記光学像を拡大投射する投射ユニットと
   を備えることを特徴とするプロジェクタ。

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