JP2823800B2 - 光源装置 - Google Patents

光源装置

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JP2823800B2
JP2823800B2 JP6184137A JP18413794A JP2823800B2 JP 2823800 B2 JP2823800 B2 JP 2823800B2 JP 6184137 A JP6184137 A JP 6184137A JP 18413794 A JP18413794 A JP 18413794A JP 2823800 B2 JP2823800 B2 JP 2823800B2
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英夫 田中
政徳 高橋
晃彦 杉谷
鎌三 甲斐
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Ushio Denki KK
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  • Fastening Of Light Sources Or Lamp Holders (AREA)
  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はショートアークランプを
内蔵した光源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ショートアークランプは、一般的には、
透明セラミックスや石英ガラス、その他のガラス材を発
光管に使用しているが、特殊な用途には、ランプ本体を
不透明セラミックスで作り、光取り出し部のみ透光性セ
ラミックスを用いているランプが知られている。このラ
ンプは、全体外観形状が柱状であって、極めて頑丈で取
り扱い易く、また安全なので医療用ランプとして使われ
始めたが、その後、ジェット機のエンジン内部の検査照
明用光源、プロジェクター用光源、液晶ディスプレイの
バックライト、ピンスポット、分光計などの分析機器な
どの点光源、光ファイバーと組み合わせた照明光源、加
熱用光源、紫外線光源等広い分野での利用が検討される
ようになった。
【0003】上記ランプで比較的良く使用されている構
造のランプは、例えば米国特許第4599540号に開
示されているショートアークランプであって、概略は図
4に示すような構造である。同図において、1は、外形
が円柱のアルミナセラミックスであって、前方に凹所
2、後方に貫通孔3が形成されている。アルミナセラミ
ックス1の後方には、外観が円柱状の金属ブロック4
が、第一の金属バンド5によって固定されている。ラン
プ製作の都合で、空所18が形成されるようにし、排気
管(図では残部を示す。)6が、この空所18に開口し
ている。金属ブロック4は、鉄あるいは鉄合金製であっ
て、第一の金属バンド5とアルミナセラミックスとの接
続は、モリブデンマンガン法によってセラミックスの表
面に形成した金属層を介したろう接による。
【0004】凹面7は、放物面、楕円面、球面等必要な
光ビーム形状に適合するように形成し、メタライズ、蒸
着等によって鏡面とする。セラミックスの前方の開口縁
8には、必要に応じてセラミックスのリング9、第三の
金属リング10、断面U字状のフランジ11が配置さ
れ、このフランジのU字の一方の垂直部を利用して、第
二の金属バンド12によってセラミックス1に固定す
る。ろう接は、前記のモリブデンマンガン法の金属層を
利用する。U字の他方の垂直部を利用して、サファイア
13を接着し、凹所2を外部から塞ぐ。14は、第一の
電極であって、金属ブロック4から植立され、この電極
と対峙する第二の電極15は、電極の支持と電気的導通
を兼ねた導電部材16を介して前記第三の金属リング1
0に接続されている。凹所2には、排気管6、空所1
8、貫通孔3を介して、例えばキセノンガスが充填さ
れ、キセノンショートアークランプが構成される。17
は、必要に応じて配置されるゲッターである。
【0005】上記の構成のランプにおいて、両電極間に
形成されるアークは、凹面7が作るミラーの焦点もしく
はその近傍に位置される。このランプを点灯使用する場
合、発熱が激しいので、放熱フィンの設けられた放熱電
極を、第一の金属バンド5もしくは金属ブロック4の背
面19,20と第二の金属バンド12の夫々に密着固定
する。図5は、ランプユニットの説明図であって、10
0が、図4に示すランプであって、101は、金属ブロ
ック4の後方の平面19,20に密着させた第一の放熱
電極で、平行に伸びる多数のフィンを有する。102
は、第二の金属バンドの全周面に密着させた第一の放熱
電極と同様の電極である。ここにおける密着は、実際に
は、十分な熱的な接触を確保するために、両者の対接面
の一部分に熱伝導グリースを充填する。この状態で、ラ
ンプ点灯中、風速数米の強制風で放熱電極その他全体を
冷却する。
【0006】図6は、改良されたショートアークランプ
の要部の断面の説明図である。図において、103は、
従来のU字型フランジに代えて配置した断面方形の第一
の金属リングであって、第三の金属リング10と面接触
している。第二の金属バンド12とは、応力緩和のため
に間隙104を形成して、凸出部105でろう接され
る。同様に、応力緩和のために間隙106が形成される
ように、第二の金属リング107に凸出部108を形成
してその部分でろう接される。サファイア13は、第二
の金属リングの内側にろう接される。放熱電極は、第二
の金属バンド12,第一の金属リング103の前方の面
109に取り付けることもできる。勿論当然、第一電極
側にも放熱電極、もしくは放熱板が取り付けられるが、
電極機能と放熱機能とを別々に分けた部材を利用しても
良い。
【0007】図7は、従来の光源装置の説明図である。
図において、21は電気絶縁物からなるケーシングであ
って、窓22が設けられている。23と24は、ランプ
ユニット110を挟持する絶縁板で、ネジ等で固定す
る。絶縁板23の方の孔25は、ネジ用の孔もしくは兼
務のかたちで導電端子を固定し、絶縁板24の方の孔2
6は、ネジ用の孔である。また、絶縁板24は、ケーシ
ング21の蓋を兼ねており、矢印28の方向に移動し
て、ネジ用の孔27を利用して固定する。図7において
は省略してあるが、ケーシングの中は強制空冷されてお
り、紙面に垂直な方向に風が流れるように冷却ファンが
取り付けられている。29は、絶縁板23に対する固定
用のネジ孔もしくは、外部電極のための端子固定用の孔
等として利用される貫通孔である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来の光源装置
においては、ランプ100の周囲の空所30を通過する
冷却風はあまり冷却に寄与しないばかりか、高圧放電リ
ークを避けるためフィンを外向きに伸びるように放熱フ
ィン部材を取り付けているため、光源装置全体が大型に
なる。また、ランプユニット110において、ランプ1
00と放熱フィン部材との固定はネジ等で行ったり、あ
るいは、二分割された放熱フィン部材による挟持であっ
たりするが、その時使用する熱除去のための熱伝導性グ
リースは、電気的には絶縁物であるので、従来の光源装
置は、ランプもしくはランプユニットの保持固定、熱除
去、電気的接続、空所の利用等の関係が必ずしも良好と
は言えない。また、この光源装置が利用される他の装置
側のレンズやフィルターなどを、フィンが邪魔になって
ランプの窓部に近接配置することができない。本発明は
上記事情に鑑みなされたものであって、その目的とする
ところは、ランプもしくはランプユニットの保持固定が
しっかりし、電気接続や熱除去が十分で、かつもっと装
置全体が小型の新規な光源装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、光源装
置を、窓の設けられたケーシングの中に、前方に光取出
窓部とその周囲に設けられた第一の導電部材とその部材
に取り付けられた第一の放熱フィン部材と、後方に設け
られた第二の導電部材とその部材に取り付けられた第二
の放熱フィン部材とを具えたランプユニットを配置し、
かつ、ケーシングの窓とランプユニットの窓部との間
に、導光用の孔を設けた第三の導電部材を配置し、第一
の導電部材が第三の導電部材に圧接されるようにするこ
とによって達成される。
【0010】または、光源装置を、窓の設けられたケー
シングの中に、前方に光取出窓部材とその周囲に設けら
れた第一の導電部材とその部材に取り付けられた第一の
放熱フィン部材と、後方に設けられた第二の導電部材と
その部材に取り付けられた第二の放熱フィン部材とを具
えたランプユニットを配置し、かつ、ケーシングの窓と
ランプユニットの窓部との間に、ランプからの放射光を
遮らないようにした第三の導電部材を配置し、前記第一
の導電部材と第一の放熱フィン部材との間に、電気絶縁
性であって伝熱性の高い材料の層、例えば熱伝導性シー
トを設けるとともに、第一の導電部材が第三の導電部材
に電気的に接続されるようにすることによって達成され
る。
【0011】または、光源装置を、窓の設けられたケー
シングの中に、前方に光取出窓部材とその周囲に設けら
れた第一の導電部材とその部材に取り付けられた第一の
放熱フィン部材と、後方に設けられた第二の導電部材と
その部材に取り付けられた第二の放熱フィン部材とを具
えたランプユニットを配置し、かつ、ケーシングの窓と
ランプユニットの窓部との間に、ランプからの放射光を
遮らないようにした第三の導電部材を配置し、前記第一
の導電部材と第一の放熱フィン部材との間に、電気絶縁
性であって伝熱性の高い材料の層を設けるとともに、第
一の導電部材が第三の導電部材に圧接されるようにする
ことによって達成される。
【0012】更に、第一の導電部材と第三の導電部材と
が平面で接して電気的に接続されていること、あるいは
第一の導電部材に凹部が形成され、第三の導電部材に凸
部が形成され、前記凸部と凹部とが係合して電気的な接
続のなされていること、また、第一の放熱フィン部材と
第二の放熱フィン部材とにおいて、フィンの伸びる方向
が、共に、ケーシングの窓とは反対方向にすることによ
ってより一層達成できる。
【0013】
【作用】ランプの前後の導電部材を挟持、押圧するの
で、電気的な接触が良くなったうえに保持固定がしっか
りする。ランプの前方の導電部材に取り付ける放熱フィ
ン部材を電気的に絶縁しているので、そのフィンの伸び
る方向を後方の向きにしても高電圧リークの欠点が生じ
にくいうえに、冷却風を効率良く利用でき、かつランプ
の窓部の前方にはフィンが伸び出していないので、他の
装置側のレンズやフィルターを近接配置できること、同
時にケーシング全体を小型にできる。また、熱伝導性シ
ートは、熱伝導性グリースより取り扱い易く、ランプの
汚れやランプ表面の沿面放電の防止効果がある。
【0014】
【実施例】図1は、本発明の光源装置の実施例の説明図
である。図において、矢印31,32は、ランプユニッ
ト110を挿入する方向を示す。挿入後は、バネ機構3
3を有するフック機構34a,34bによってランプの
前部の導電部材が、ケーシング21の窓23の周囲に配
置されたリング状の第三の導電部材35に押圧される。
他方、36は金属板であって、ランプユニットにおける
後方のフィンを押圧する。第三の導電部材は、ランプの
前方を保持するとともに、電力供給端子手段も兼務して
いる。金属板は、放熱作用もあるが、電力供給端子手段
も兼ねている。
【0015】図2は、図4に示すランプの前方の導電部
材の一部分、フランジ11と第三の導電部材35との係
合状態の説明図である。図において、37は、リング状
の凸部であって、フランジの溝38に挿入されている。
39は、ランプの光取出窓部40、この場合サファイア
13を通過して来る光を通すための孔である。尚、係合
状態には多少遊隙があることは当然であるが、押圧固定
されてしまうとランプユニットは安定する。
【0016】図3は、図6に示すランプの前方の導電部
材の一部分、第一の金属リング103と第三の導電部材
35との係合状態の説明図である。図において、リング
状の凸部41は、第一の金属リング103の前方の面1
09に「面接触」している。
【0017】図2、図3に示した係合状態では、ランプ
の前方が、孔39に挿入されるようになっているので、
保持固定がしっかりするとともに電気的接触も良好、熱
除去も良好である。
【0018】ところで、上記実施例においては、前方の
放熱フィン部材は、2分割型のものを用いて、電気絶縁
性の熱伝導性シートを介して、第二の金属バンド12
(図4参照)を挟持して締め付けて固定しているので、
フィンの伸びる方向を、後方に位置する放熱フィン部材
の方向へ向け、その間隙dが小さくなっても、高圧放電
リーク現象は生じにくい。他方、ランプの前方には、フ
ィンが凸出しないことになるので、他の装置の光学系を
極接近して使用することができること、および、ケーシ
ング内において中央を通過する冷却風を有効にできるこ
と、ケーシングそのものを小型にできることなど、多々
長所を有する。また、ランプの後方の放熱フィン部材
も、結局は、金属ブロック4に嵌まり込んだ状態で金属
板36によって押圧されているので、この方において
も、保持固定がしっかりし、電気的接触が良好、熱除去
が良好となる。ランプユニット100と絶縁板23,2
4との組み立ては、ネジ等を利用しても良いが凹凸の組
み合わせによる差し込み方式等で良く、全体として「ネ
ジ止構造」を減らして製作はしやすいように設計されて
いる。
【0019】上記実施例において、電力供給端子手段を
兼務している第三の導電部材と金属板の構造は種々他の
構造設計が可能であることは当然であるが、放熱フィン
部材は、従来の技術においても、本発明の一部において
も、放熱機能と電力端子機能を兼務しているが、ランプ
の前方の導電部材のように、この両者の機能を分離して
も良い。
【0020】
【発明の効果】以上の発明の説明と実施例の説明からも
理解できるように、本発明によれば、ランプ本体を不透
明セラミックスで作り、光取り出し部のみ透光性セラミ
ックスを用いているショートアークランプをランプユニ
ットとして組み立て、それをケーシングに挿入した光源
装置において、ランプユニットの保持固定がしっかり
し、電気的接触良好、熱除去良好で、しかも装置が作り
易くて小型化したものが提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光源装置の実施例の説明図である。
【図2】本発明の実施例の要部の説明図である。
【図3】本発明の他の実施例の要部の説明図である。
【図4】本発明に使用するショートアークランプの一例
の説明図である。
【図5】ランプユニットの一例の説明図である。
【図6】本発明に使用するショートアークランプの他の
例の要部の説明図である。
【図7】従来の光源装置の説明図である。
【符号の説明】
1 セラミックス 2 凹所 3 貫通孔 4 金属ブロック 5 第一の金属バンド 6 排気管 7 凹面 8 開口縁 9 セラミックスのリング 10 第三の金属リング 11 U字型フランジ 12 第二の金属バンド 13 サファイア 14 第一の電極 15 第二の電極 16 導電部材 17 ゲッター 18 空所 19,20 平面 21 ケーシング 22 窓 23,24 絶縁板 33 バネ機構 34a,34b フック機構 35 第三の導電部材 36 金属板 37 リング状凸部 38 フランジ溝 39 孔 40 光取出窓部 41 リング状凸部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 槙原 進 (56)参考文献 特開 平3−129798(JP,A) 特開 昭60−262369(JP,A) 特開 昭60−262370(JP,A) 実開 昭60−51818(JP,U) 実開 昭54−124366(JP,U) 実開 昭63−135710(JP,U) 実開 昭58−51516(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F21V 19/00 F21V 23/00 330 F21V 29/00

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 窓の設けられたケーシングの中に、前方
    に光取出窓部とその周囲に設けられた第一の導電部材と
    その部材に取り付けられた第一の放熱フィン部材と、後
    方に設けられた第二の導電部材とその部材に取り付けら
    れた第二の放熱フィン部材とを具えたランプユニットを
    配置し、かつ、ケーシングの窓とランプユニットの窓部
    との間に、導光用の孔を設けた第三の導電部材を配置
    し、第一の導電部材が第三の導電部材に圧接されてなる
    ことを特徴とする光源装置。
  2. 【請求項2】 窓の設けられたケーシングの中に、前方
    に光取出窓部材とその周囲に設けられた第一の導電部材
    とその部材に取り付けられた第一の放熱フィン部材と、
    後方に設けられた第二の導電部材とその部材に取り付け
    られた第二の放熱フィン部材とを具えたランプユニット
    を配置し、かつ、ケーシングの窓とランプユニットの窓
    部との間に、ランプからの放射光を遮らないようにした
    第三の導電部材を配置し、前記第一の導電部材と第一の
    放熱フィン部材との間に、電気絶縁性であって伝熱性の
    高い材料の層を設けるとともに第一の導電部材が第三の
    導電部材に電気的に接続されてなることを特徴とする光
    源装置。
  3. 【請求項3】 窓の設けられたケーシングの中に、前方
    に光取出窓部材とその周囲に設けられた第一の導電部材
    とその部材に取り付けられた第一の放熱フィン部材と、
    後方に設けられた第二の導電部材とその部材に取り付け
    られた第二の放熱フィン部材とを具えたランプユニット
    を配置し、かつ、ケーシングの窓とランプユニットの窓
    部との間に、ランプからの放射光を遮らないようにした
    第三の導電部材を配置し、前記第一の導電部材と第一の
    放熱フィン部材との間に、電気絶縁性であって伝熱性の
    高い材料の層を設けるとともに、第一の導電部材が第三
    の導電部材に圧接されてなることを特徴とする光源装
    置。
  4. 【請求項4】 第一の導電部材を第三の導電部材に圧接
    する機構を具えてなることを特徴とする請求項1もしく
    は請求項3に記載の光源装置。
  5. 【請求項5】 第一の導電部材と第三の導電部材とが平
    面で接していることを特徴とする請求項1から請求項4
    に記載の光源装置。
  6. 【請求項6】 第一の導電部材に凹部が形成され、第三
    の導電部材に凸部が形成され、前記凸部と凹部とが係合
    して電気的接続のなされてなることを特徴とする請求項
    1から請求項4に記載の光源装置。
  7. 【請求項7】 第一の放熱フィン部材と第二の放熱フィ
    ン部材とにおいて、フィンの伸びる方向が、共に、ケー
    シングの窓とは反対方向であることを特徴とする請求項
    2もしくは請求項3に記載の光源装置。
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