JP2010182612A - 光源装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 十分に高い機械的強度、放熱性、内表面における高い平滑性を有し、軽量な凹面反射鏡を具え、高い光放射性能が安定して得られる小型の光源装置およびその製造方法を提供すること。
【解決手段】 光源装置は、少なくともニッケル、コバルト、バナジウムの酸化物を含む金属酸化物が含有されたガラス層とアルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする合金よりなる金属基体とが、アルミニウムの酸化物とガラス層に含有される金属酸化物とを含有する接合領域を介して接合され、更に、ガラス層の内表面に誘電体多層膜が形成されてなり、ガラス層の軟化点が４００℃以上、ガラス層の厚みが４０〜５００μｍである凹面反射鏡が、高圧放電ランプを取り囲むよう設けられてなる。この光源装置は、ガラス層を構成するガラス層部材を作製した後、溶融された金属材料を用いて金属基体を形成することにより凹面反射鏡を作製する工程を有する製造方法により得られる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、高圧放電ランプおよび当該高圧放電ランプを取り囲む凹面反射鏡よりなる光源装置およびその製造方法に関する。

例えば液晶プロジェクタ装置や、ＤＭＤ（登録商標）を使用したＤＬＰ（登録商標）装置等に代表されるプロジェクタ装置においては、小型化が強く求められており、これに応じて、光源装置の小型化が求められている。
このようなプロジェクタ装置に使用される光源装置は、例えば、高圧放電ランプと該高圧放電ランプからの放射光を反射する反射鏡とにより構成されているが、当該反射鏡においては、（イ）高圧放電ランプの点灯時圧力が超高圧になるため、万一、ランプが破損した場合であっても、反射鏡自体が破損することのないよう十分に高い機械的強度を有すること、および、（ロ）反射鏡および高圧放電ランプの熱が効率よくプロジェクタ装置筐体の外部に放出されるよう十分に高い放熱性を有することが求められる。

このような要請に対して、例えば、アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とした合金、あるいはステンレスのいずれかからなる金属基体と、この金属基体の内表面に形成された、ニッケル、コバルト、バナジウム、銅、ジルコニウム、カルシウム、マンガン、モリブデンのうちの少なくとも１つ以上の金属に由来する金属酸化物が含有されたガラス層と、このガラス層の内表面に設けられた誘電体多層膜層とからなる反射鏡が提案されている（特許文献１参照）。
そして、このような構成の反射鏡を具えた光源装置によれば、反射鏡が金属基体を具えていることにより、反射鏡自体が十分に高い強度および十分に高い放熱性を有するものとなり、しかも、ニッケル、コバルト、バナジウム、銅、ジルコニウム、カルシウム、マンガン、モリブデンのうちの少なくとも１つ以上の金属に由来する金属酸化物が含有されたガラス層によって、不要な赤外域の光を吸収して当該吸収した光を熱として金属基体を介して放出することがきるため、液晶デバイス等の劣化を防止することができる、とされている。

そして、上記構成の反射鏡は、予め所望の形状に形成した金属基体の内表面に、熱間プレスまたはブローイングによってガラス層を形成し、ガラス層の内表面に誘電体多層膜を形成することにより作製されることが記載されている。

特開２００６−１５６３４１号公報

而して、近年においては、光源装置のさらなる軽量化を図るために、反射鏡を軽量化することが求められている。
しかしながら、上記構成の反射鏡において、金属基体をアルミニウムまたはアルミニウムを主成分とした合金により構成することにより反射鏡の軽量化を図った場合には、熱間プレスまたはブローイングによってガラス層を形成すると、ガラス層の内表面に凹凸ができてしまい、十分な平滑性が得られないこと、また、ガラス層の厚みを１ｍｍ以下にすることが困難であり、十分な放熱性を有するものとして構成することができないことが判明した。

すなわち、例えば、ガラス層を熱間プレスにより形成する場合には、図５（Ａ）に示すように、ニッケル、コバルト、バナジウム、銅、ジルコニウム、カルシウム、マンガン、モリブデンのうちの少なくとも１つ以上の金属に由来する金属酸化物が含有されたガラス６５Ａを、アルミニウムまたはアルミニウム合金よりなる金属基体６０の凹面状の内表面６０Ａに塗布し、図５（Ｂ）に示すように、矢型７０とリング型７１と基体保持機構（図示せず）とを具えた熱間プレス機に、ガラス６５Ａを塗布した金属基体６０の内表面６０Ａが上向き状態になるように取り付け、図５（Ｃ）に示すように、金属基体６０およびリング型７１をガラス６５Ａの軟化点以上の温度に加熱すると共に、別途加熱しておいた矢型７０を下降させてガラス６５Ａをプレスし、そのままの状態で、ガラス６５Ａの軟化点より低い温度に下降するまで放置し、その後、図５（Ｄ）に示すように、矢型７０を取り出すことにより、金属基体６０の内表面６０Ａにガラス層６５が形成されるが、ガラス層６５の内表面６５１の平滑性を十分に高いものとするためには、加熱時において、ガラス６５Ａが十分に軟らかくなっていることが必要とされる。

しかしながら、例えば、金属基体６０の構成材料としてアルミニウムを用い、軟化点が４００℃であるガラス６５Ａを用いる場合を考えると、ガラス６５Ａを成形するに際しての加熱温度は、金属基体６０を構成するアルミニウムの融点による制約を受けるため、アルミニウムの融点未満の温度、例えば５００℃程度にしか設定することができず、従って、ガラス６５Ａを十分に軟化した状態となるよう加熱することができないため、得られるガラス層６５の内表面６５１に凹凸が残ってしまう、という問題がある。
一方、軟化点の低いガラス６５Ａ、例えば軟化点が１５０℃であるものであれば、加熱温度が５００℃程度であっても、十分に軟化した状態となるよう加熱することができて十分に高い平滑性を得ることができるが、このような反射鏡では、高圧放電ランプからの照射熱によってガラス層６５がその軟化点に達して変形してしまうことがあり、実用に供さない。
ここに、ガラス６５Ａの「軟化点」とは、ＪＩＳ工業用語辞典（第５版）に規定されているように、直径０．０５５〜０．０７５ｃｍ、長さ約２３．５ｃｍの均一なガラス棒の上部１０ｃｍの部分を毎分５℃の温度上昇速度で加熱したとき、自重で毎分０．１ｃｍの速度でのびる温度（粘度が４．５×１０⁶ Ｐａ・ｓになる温度）、すなわち、ガラス６５Ａが軟らかくなり始める温度をいう。

また、ガラス層６５を熱間プレスにより形成する場合には、ガラス６５Ａを介して金属同士（矢型７１および金属基体６０）を加熱しながら押圧するので、金属同士が接触して変形し、これによって破損することを防止するため、金属間に位置されるガラス６５Ａは、１ｍｍ以上の厚みとする必要があり、従って、高圧放電ランプの点灯時に、高圧放電ランプから受けた照射熱の金属基体６０への熱移動性がガラス層６５によって阻害され、十分な放熱性を得ることができない、という問題がある。

また、ガラス層をブローイングにより形成する場合には、図６（Ａ）に示すように、例えばアルミダイキャスト等で作製された金属基体６０をその凹面状の内表面６０Ａを上向き状態で配置し、図６（Ｂ）に示すように、ニッケル、コバルト、バナジウム、銅、ジルコニウム、カルシウム、マンガン、モリブデンのうち少なくとも１つ以上の金属の酸化物が含有された、例えば１０００℃程度に加熱されたガラス溶融塊６５Ｂをブローイング装置に付属の吹き込み管７５の先端につけて金属基体６０内に挿入し、図６（Ｃ）に示すように、引き込み管７５内に空気（Ａｉｒ）などを吹き込み、ガラス溶融塊６５Ｂをブローイングにより膨らませて金属基体６０の内表面６０Ａに密着させ、ガラスの軟化点より低い温度まで冷却されるよう放置し、その後、図６（Ｄ）に示すように、ブローイング装置から金属基体６０を取り出し、不要な箇所のガラスを除去することにより、金属基体６０の内表面６０Ａにガラス層６５が形成される。
しかしながら、金属基体６０の内表面６０Ａに密着させた状態のガラス溶融塊６５Ｂにおいては、有機溶媒が含まれており、当該有機溶媒がガラスの肉厚中から蒸発されるときに、表面に凹凸が形成され、凹凸が残されたまま、冷却されてガラス層６５が形成されるため、ガラス層６５の内表面６５１に十分な平滑性が得られないという問題がある。

また、ガラス層６５をブローイングにより形成する場合には、ガラス溶融塊６５Ｂをブローイングにより膨らませるに際して、ガラス溶融塊６５Ｂの破裂を防止するために、十分な厚みをもって金属基体６０の内表面６０Ａに密着させる必要があり、結局、形成されるガラス層６５の厚みが例えば１ｍｍ以上と大きくなってしまい、十分な放熱性を得ることができない、という問題がある。

以上のように、アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とした合金よりなる金属基体に、熱間プレスまたはブローイングによってガラス層を形成する場合には、反射鏡を十分な平滑性および十分な放熱性を有するものとして構成することができない、という問題がある。

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、十分な機械的強度を有すると共に軽量化が図られ、しかも、十分に高い放熱性および内表面において十分に高い平滑性を有する反射鏡を具えてなり、高い光放射性能を安定して得ることのできる小型の光源装置を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、上記光源装置を確実に作製することのできる光源装置の製造方法を提供することにある。

本発明の光源装置は、高圧放電ランプおよび当該高圧放電ランプを取り囲む凹面反射鏡よりなる光源装置において、
前記凹面反射鏡は、少なくともニッケル、コバルト、バナジウムの酸化物を含む金属酸化物が含有されたガラス層と、当該ガラス層の外表面において、アルミニウムの酸化物と前記ガラス層に含有される金属に由来する金属酸化物とを含有する接合領域を介して当該ガラス層と接合された、アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする合金よりなる金属基体と、当該ガラス層の内表面に設けられた誘電体多層膜とにより構成されており、
前記ガラス層の軟化点が４００℃以上であり、厚みが４０〜５００μｍであることを特徴とする。

本発明の光源装置の製造方法は、高圧放電ランプおよび当該高圧放電ランプを取り囲む凹面反射鏡よりなる光源装置の製造方法において、
少なくともニッケル、コバルト、バナジウムの酸化物を含む金属酸化物が含有された、シリカおよびアルミナを主成分とする混濁液を焼成して得られる成形品をその軟化点より低い温度まで冷却することによりガラス層部材を作製する工程と、
前記ガラス層部材を鋳型内にセットし、アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする合金よりなる溶融された金属材料を、当該ガラス層部材の外表面と鋳型の内表面との間に形成される成形用空間内に流し込み、その後、当該金属材料の融点より低い温度まで冷却することにより、アルミニウムの酸化物と前記ガラス層部材に含有される金属に由来する金属酸化物とを含有する接合領域を介して前記ガラス層部材と接合された金属基体を形成する工程と
を有することを特徴とする。

本発明に係る凹面反射鏡は、アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする合金よりなる金属基体を具えていることにより、基本的には、高圧放電ランプが破損しても破損することのない十分な機械的強度を有するものでありながら、軽量化が図られたものとして構成することができ、しかも、ガラス層の軟化点が４００℃以上であり、ガラス層の厚みが４０〜５００μｍであることにより、高圧放電ランプに対する十分な耐熱性および優れた放熱性を有するものとなると共に、金属基体とガラス層とがアルミニウムの酸化物と前記ガラス層に含有される金属に由来する金属酸化物とを含有する接合領域を介して接合されるよう作製されることにより、ガラス層の内表面において十分に高い平滑性が得られてこの表面上に形成される誘電体多層膜は所期の反射性能を有するものとなる。
従って、このような凹面反射鏡を具えてなる光源装置によれば、凹面反射鏡の所期の機能が確実に得られるので、高い光放射性能を安定して得ることができると共に、装置全体を小型化することができる。
また、ガラス層に含有された少なくともニッケル、コバルト、バナジウムの酸化物を含む金属酸化物の作用によって、不要な赤外域の光が吸収されて反射鏡前方へ放出しないので、プロジェクタ装置の光源として用いられる場合には、例えば液晶デバイス等を劣化させることなく、所期の性能を安定して得ることができる。

本発明の光源装置の製造方法によれば、ガラス層部材が、金属基体を構成する溶融金属によって、当該ガラス層部材の軟化点に対して十分に高い温度で加熱されて十分に軟化された状態を得ることができるので、得られるガラス層の内表面に、十分に高い平滑性を得ることができると共にガラス層の厚みを薄くすることができ、従って、所期の機能を有する凹面反射鏡を確実に得ることができて所期の性能を有する光源装置を確実に作製することができる。

本発明の光源装置の一実施例における構成の概略を示す説明用断面図である。 図１に示す光源装置における凹面反射鏡の断面構造を示す拡大断面図である。 本発明の光源装置における凹面反射鏡の製造方法において、ガラス層部材の作製工程の概略を示す図である。 本発明の光源装置における凹面反射鏡の製造方法において、金属基体の形成工程の概略を示す図である。 従来の光源装置における凹面反射鏡の製造方法において、ガラス層を熱間プレスによって作製する場合の作製工程の概略を示す図である。 従来の光源装置における凹面反射鏡の製造方法において、ガラス層をブローイングによって作製する場合の作製工程の概略を示す図である。

図１は、本発明の光源装置の一実施例における構成の概略を示す説明用断面図である。
この光源装置１０は、高圧水銀放電ランプ１１と、当該高圧水銀放電ランプ１１からの放射光を反射してその反射光を開口部を介して投射する凹面反射鏡２０と、当該凹面反射鏡２０の開口部を覆うよう接着剤３１などにより固定されて設けられた、透光性を有する板状の耐熱ガラスよりなる前面ガラス３０とを具備しており、凹面反射鏡２０と前面ガラス３０とによって形成される空間内に、高圧水銀放電ランプ１１が収容されてなる、いわゆる密閉構造を有するものである。

高圧水銀放電ランプ１１は、発光空間を形成する略楕円状の発光管部１２と、その両端に連続して管軸方向外方伸びるロッド状の封止部１３Ａ，１３Ｂとを有する、例えばシリカガラスよりなる放電容器を具えてなり、発光管部１２内には、陰極１５と陽極１６とが互いに対向して配置されていると共に、点灯始動ガスとして希ガスと、当該発光管部１２の内壁の黒化抑制のためのハロゲンと、発光物質として水銀とが封入されている。

水銀の封入量は、点灯時における水銀蒸気圧が１５０気圧以上となる量、例えば０．１５ｍｇ／ｍｍ³ 以上とされている。水銀の封入量は、温度条件によっても異なるが、所望の水銀蒸気圧に応じて適宜変更することができる。
希ガスは、点灯始動性を改善するためのものであって、例えばアルゴンガスが５ｋＰａ〜５０ｋＰａ程度、例えば１３ｋＰａの量で封入されている。
ハロゲンガスは、ハロゲンサイクルを利用して高圧水銀放電ランプ１１の寿命を延ばすと共に発光管部１２の破損および失透を防止するためのものであって、その封入量は、例えば１０^-6〜１０^-1μｍｏｌ／ｍｍ³ の範囲内において、高圧水銀放電ランプ１１の仕様に応じて適宜調整される。

凹面反射鏡２０は、凹状であって集光空間を形成する集光部２１と、この集光部２１の光照射方向前方側の開口部に形成された、凹面反射鏡２０の光軸に垂直な面方向に突出するフランジ部２２と、集光部２１の光照射方向後方側に連続して光軸方向に伸びる筒状頸部２３とを有し、高圧水銀放電ランプ１１の一方の封止部１３Ａが筒状頸部２３内に挿通されて高圧水銀放電ランプ１１の管軸が凹面反射鏡２０の光軸と一致するよう配置され、この状態において、一方の封止部１３Ａの外周面と筒状頸部２３の内周面との間に形成される間隙に充填された接着剤３２によって固定されている。

この凹面反射鏡２０は、図２に示すように、少なくともニッケル、コバルト、バナジウムの酸化物を含む金属酸化物が含有されたガラス層２５と、このガラス層２５の外表面において、アルミニウムの酸化物とガラス層２５に含有される金属に由来する金属酸化物とを含有する接合領域２６を介してガラス層２５と接合された、アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする合金よりなる金属基体２７と、ガラス層２５の内表面に設けられた誘電体多層膜２８とにより構成されている。

金属基体２７の肉厚は、例えば１〜３ｍｍであることが好ましい。金属基体２７が上記範囲の厚みを有するものであることにより、凹面反射鏡２０に、高い放熱性が得られると共に、点灯状態の高圧水銀放電ランプ１１が破損した場合の衝撃に耐えうる十分な強度が得られるものでありながら、軽量化が図られる。
金属基体２７をアルミニウムを主成分とする合金により構成する場合には、軽量化のため、例えば比重が２．７ｇ／ｃｍ³ 以下であるものが用いられることが好ましい。

ガラス層２５の軟化点は４００℃以上とされており、これにより、高圧水銀放電ランプ１１の点灯時において高圧水銀放電ランプ１１からの照射熱を吸収したときにおいても、軟化が抑制されてその内表面の高い平滑性を維持することができて所期の光放射性能を安定して得ることができる。

ガラス層２５に含有された、ニッケル、コバルト、バナジウムの酸化物以外の金属酸化物としては、例えば、クロム、銅、ジルコニウム、カルシウム、マンガン、モリブデンのうちの少なくとも１種以上の金属の酸化物、および、ガラス母材に含有されたナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属の酸化物を例示することできる。
これら金属酸化物の含有量は、シリカおよびアルミナを主成分とするガラス母材に対して総量で４０〜７０ｗｔ％であることが好ましく、これにより、ガラス層２５は、高圧水銀放電ランプ１１から放射される不要な赤外域の光、例えば２７００ｎｍ以上の光を吸収する機能を確実に有するものとなると共に、４００℃以上の軟化点を有するものとなる。これに対して、金属酸化物の含有量が４０ｗｔ％未満である場合には、４００℃以上の軟化点を有するものとすることができず、高圧水銀放電ランプ１１に対する十分な耐熱性を得ることができなくなり、一方、金属酸化物の含有量が７０ｗｔ％を超える場合には、ガラス層２５の内表面において十分に高い平滑性を得ることができなくなる。

ガラス層２５の厚みは４０〜５００μｍとされており、これにより、ガラス層２５に吸収された熱を金属基体２７に好適に伝熱することができて十分に高い放熱性を得ることができる。これに対して、ガラス層２５の厚みを４０μｍ未満とすると、ガラス層２５を均一な厚みで形成することが困難であるため、所期の熱吸収機能を確実に得ることができなくなり、一方、ガラス層２５の厚みを５００μｍより大きくすると、吸収された熱の金属基体２７への熱移動性が低下するため、ガラス層２５の内部において生ずる温度差に起因して、クラックが生じやすくなる。

誘電体多層膜２８は、例えば、酸化ニオブ（Ｎｂ₂ Ｏ₅ ）層およびシリカ（ＳｉＯ₂ ）層が交互に積層されてなる厚さ０．５〜１０μｍの多層膜からなるものであって、主として赤外線領域および紫外線領域の光を透過し、かつ可視光を反射する機能を有する。
また、誘電体多層膜２８は、酸化ニオブ（Ｎｂ₂ Ｏ₅ ）層およびシリカ（ＳｉＯ₂ ）層に替えてシリカ（ＳｉＯ₂ ）層およびチタニア（ＴｉＯ₂ ）層が交互に積層されてなるものであってもよい。
この凹面反射鏡２０における誘電体多層膜２８の表面の平滑度は、例えば算術平均粗さ（Ｒａ）で、例えば５０ｎｍ以下である。

以下、上記構成の凹面反射鏡の製造方法について説明する。
上記凹面反射鏡２０は、先ず、所望の形状のガラス層部材を成形した後（ガラス層部材作製工程）、このガラス層部材の外表面に金属基体を形成し（金属基体作製工程）、その後、ガラス層部材の内表面に誘電体多層膜を形成することにより、得られる。

〔ガラス層部材作製工程〕
図３は、本発明の光源装置における凹面反射鏡の製造方法において、ガラス層部材の作製工程の概略を示す図である。
このガラス層部材作製工程においては、図３（Ａ）に示すように、アルミナ（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）及びシリカ（ＳｉＯ₂ ）などの非晶質を主成分とする混濁液（釉薬）２５Ａを容器３５内に入れると共に、形成すべきガラス層部材の凹面状の内表面を成形する成形面４１Ａを有する凸部４１を具えた、例えばステンレス鋼よりなる凹面形状形成用の金型４０を用意し、図３（Ｂ）に示すように、金型４０の凸部４１を混濁液２５Ａ中に浸漬させた後、金型４０を静かに引き上げることにより混濁液２５Ａを塗布する。

混濁液２５Ａは、例えば、ナトリウム酸化物やカリウム酸化物が含まれたフリットガラスおよび水ガラス（ガラス母材）と、上述の金属酸化物を細かく粉砕したものとに、水を加えたものである。
混濁液２５Ａの塗布量（形成すべきガラス層部材の厚み）は、混濁液２５Ａの粘性（水とその他の材料の比率）を調整することにより、調整することができ、例えば混濁液２５Ａの粘性を低くすることにより、混濁液２５Ａの塗布量を少なくすることができるので、ガラス層部材を４０〜５００μｍといった厚みの薄いものとすることができる。
混濁液２５Ａの組成の一例を示すと、ＳｉＯ₂ が３０ｗｔ％、Ａｌ₂ Ｏ₃ が２０ｗｔ％であり、ＮａＯが２０ｗｔ％、ＮｉＯが５ｗｔ％以上、ＣｏＯが５ｗｔ％以上、ＶＯが３ｗｔ％以上であり、ＣｕＯが１５ｗｔ％、ＭｎＯが１ｗｔ％以上、ＭｇＯ，ＫＯおよびＣａＯが１ｗｔ％であり、金属酸化物の含有量が５０ｗｔ％である。

次いで、金型４０の凸部４１に塗布された混濁液２５Ａの焼成処理を行うが、このままの状態で、高温で加熱処理を行うと、混濁液２５Ａに含まれる水分が突沸してガラス層部材を形成することができないため、例えば１００〜１５０℃に設定した炉内で例えば１０分間程度保持する乾燥処理を行った後、図３（Ｃ）に示すように、少なくとも形成すべき金属基体を構成する金属材料の融点以上の温度例えば８００℃に設定した炉４５内にて、乾燥処理した混濁液２５１を金型４０と共に、例えば５分間程度加熱することにより焼成し、その後、炉４５内から取り出して常温環境下で冷却することにより、図３（Ｄ）に示すように、ガラス層部材２５Ｂおよび金型４０の両者の熱膨張係数の差によって、ガラス層部材２５Ｂが金型４０から取り外され、以って、所望の形状を有するガラス層部材２５Ｂが得られる。
このようにして得られたガラス層部材２５Ｂは、上記乾燥処理において混濁液２５Ａに含まれる水分が蒸発するときに形成された凹凸が残されたままの状態で焼成処理が行われて得られたものであるため、誘電体多層膜が形成される凹面状の内表面は平滑性の低いものであるが、後述の金属基体作製工程において平滑化されるので、ガラス層部材作製工程において形成されるガラス層部材の内表面の平滑性が低くても、実際上、問題はない。

〔金属基体作製工程〕
図４は、本発明の光源装置における凹面反射鏡の製造方法において、金属基体の形成工程の概略を示す図である。
この金属基体作製工程においては、図４（Ａ）に示すように、上記ガラス層部材作製工程において得られたガラス層部材２５Ｂの凹面状の内表面に対応する成形面５１Ａを有する凸部５１を具えた内表面側鋳型５０およびこの内表面側鋳型５０と対をなす外表面側鋳型５５と、外表面側鋳型５５の内部空間に、溶融された金属材料２７Ａを供給する溶融金属供給手段５８とを具えたダイキャストマシンを用意し、図４（Ｂ）に示すように、ガラス層部材２５Ｂを外表面側鋳型５５内にセットすると共に内表面側鋳型５０をその凸部５１の成型面５１Ａがガラス層部材２５Ｂの内表面に密接状態となるよう外表面側鋳型５５に対接させる。このとき、ガラス層部材２５Ｂの外表面と外表面側鋳型５５の内表面との間には、金属基体成形用空間Ｓが形成されている。
ここに、金属材料２７Ａは、アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする合金が例えば７００℃程度で加熱されて溶融されたものである。

次いで、図４（Ｃ）に示すように、溶融金属供給手段５８におけるピストン５９によって金属材料２７Ａを押圧して金属基体成形用空間Ｓ内に隙間なく流し込むことにより、ガラス層部材が軟化されて内表面側鋳型５０の成形面５１Ａに向かって押し付けられ、これにより、内表面側鋳型５０における成形面５１Ａの凸面形状が良好に転写されることによってガラス層部材２５Ｂの内表面における凹凸が解消（平滑化）されると共に、ガラス層部材２５Ｂの外表面側においては、金属材料２７Ａ中にガラス酸化物が侵入して、アルミニウムの酸化物が形成される。
その後、一定時間、この状態を保持することにより鋳型を介して放熱させて金属材料２７Ａの融点より低い温度にまで冷却することにより、ガラス層部材２５Ｂおよび金属材料２７Ａの形状を安定させてガラス層２５および金属基体２７を形成し、図４（Ｄ）に示すように、ガラス層２５と金属基体２７とがアルミニウムの酸化物およびガラス層部材に含まれる金属の酸化物に由来する金属酸化物が含有された接合領域を介して一体に接合された一体物２０Ａが得られる。

このようにして得られた一体物２０Ａにおける凹面（内表面）の底部に、貫通孔２３１を形成することにより筒状頸部２３を形成し、更に、一体物２０Ａの内表面における所定の領域に、例えば成膜装置を用いて、Ｎｂ₂ Ｏ₅ 層とＳｉＯ₂ 層とを交互に形成することにより誘電体多層膜２８を所定の厚みで形成し、以って、図２に示す断面構造を有する凹面反射鏡２０を得ることができる。

而して、上記凹面反射鏡２０の製造方法によれば、ガラス層部材２５Ｂが、金属基体２７を構成する溶融された金属材料によって、当該ガラス層部材２５Ｂの軟化点に対して十分に高い温度で加熱されて十分に軟化された状態を得ることができるので、得られるガラス層２５の内表面に、研磨処理を施す必要のない十分に高い平滑性を得ることができると共にガラス層２５の厚みを薄くすることができ、従って、得られる凹面反射鏡２０は所期の機能を有するものとなる。
すなわち、上記方法により得られる凹面反射鏡２０によれば、アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする合金よりなる金属基体２７を具えていることにより、基本的には、高圧水銀放電ランプ１１の破損による衝撃に耐えうる十分な機械的強度を有するものでありながら、軽量化が図られたものとして構成することができ、しかも、ガラス層２５の軟化点が４００℃以上であり、ガラス層２５の厚みが４０〜５００μｍであることにより、高圧水銀放電ランプ１１に対する十分な耐熱性および優れた放熱性を有するものとして構成することができると共に、金属基体２７とガラス層２５とがアルミニウムの酸化物とガラス層２５に含有される金属に由来する金属酸化物とを含有する接合領域２６を介して接合される上記特定の方法によって作製されることにより、ガラス層２５の内表面において十分に高い平滑性を得ることができて誘電体多層膜２８に優れた反射性能を得ることができる。

従って、このような凹面反射鏡２０を具えてなる光源装置１０によれば、凹面反射鏡２０の所期の機能を確実に得ることができるので、高い光放射性能を安定して得ることができると共に、装置全体を小型化することができる。
また、ガラス層２５に含有された少なくともニッケル、コバルト、バナジウムの酸化物を含む金属酸化物の作用によって、不要な赤外域の光が吸収されて反射鏡前方へ放出しないので、プロジェクタ装置の光源として用いられる場合には、例えば液晶デバイス等を劣化させることなく、所期の性能を安定して得ることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、凹面反射鏡の製造方法における各工程の、処理温度および処理時間などの処理条件は、目的に応じて適宜に変更することができ、また、ガラス層を形成するための混濁液の組成についても、上記実施例において例示したものに限定されず、適宜変更することができる。

１０ 光源装置
１１ 高圧水銀放電ランプ
１２ 発光管部
１３Ａ，１３Ｂ 封止部
１５ 陰極
１６ 陽極
２０ 凹面反射鏡
２０Ａ 一体物
２１ 集光部
２２ フランジ部
２３ 筒状頸部
２３１ 貫通孔
２５ ガラス層
２５Ａ 混濁液（釉薬）
２５１ 乾燥処理した混濁液
２５Ｂ ガラス層部材
２６ 接合領域
２７ 金属基体
２７Ａ 金属材料
２８ 誘電体多層膜
３０ 前面ガラス
３１，３２ 接着剤
３５ 容器
４０ 金型
４１ 凸部
４１Ａ 成形面
４５ 炉
５０ 内表面側鋳型
５１ 凸部
５１Ａ 成形面
５５ 外表面側鋳型
５８ 溶融金属供給手段
５９ ピストン
６０ 金属基体
６０Ａ 内表面
６５ ガラス層
６５Ａ ガラス
６５Ｂ ガラス溶融塊
６５１ 内表面
７０ 矢型
７１ リング型
７５ 吹き込み管
Ｓ 金属基体成形用空間

Claims (2)

1. 高圧放電ランプおよび当該高圧放電ランプを取り囲む凹面反射鏡よりなる光源装置において、
   前記凹面反射鏡は、少なくともニッケル、コバルト、バナジウムの酸化物を含む金属酸化物が含有されたガラス層と、当該ガラス層の外表面において、アルミニウムの酸化物と前記ガラス層に含有される金属に由来する金属酸化物とを含有する接合領域を介して当該ガラス層と接合された、アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする合金よりなる金属基体と、当該ガラス層の内表面に設けられた誘電体多層膜とにより構成されており、
   前記ガラス層の軟化点が４００℃以上であり、厚みが４０〜５００μｍであることを特徴とする光源装置。
2. 高圧放電ランプおよび当該高圧放電ランプを取り囲む凹面反射鏡よりなる光源装置の製造方法において、
   少なくともニッケル、コバルト、バナジウムの酸化物を含む金属酸化物が含有された、シリカおよびアルミナを主成分とする混濁液を焼成して得られる成形品をその軟化点より低い温度まで冷却することによりガラス層部材を作製する工程と、
   前記ガラス層部材を鋳型内にセットし、アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする合金よりなる溶融された金属材料を、当該ガラス層部材の外表面と鋳型の内表面との間に形成される成形用空間内に流し込み、その後、当該金属材料の融点より低い温度まで冷却することにより、アルミニウムの酸化物と前記ガラス層部材に含有される金属に由来する金属酸化物とを含有する接合領域を介して前記ガラス層部材と接合された金属基体を形成する工程と
   を有することを特徴とする光源装置の製造方法。

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