JP3109169B2

JP3109169B2 - 光源装置

Info

Publication number: JP3109169B2
Application number: JP03251273A
Authority: JP
Inventors: 弘道川島; 和雄本田; 守古谷
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1991-09-30
Filing date: 1991-09-30
Publication date: 2000-11-13
Anticipated expiration: 2015-11-13
Also published as: JPH0588259A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プロジェクタ装置のよ
うな画像投影装置に用いられる光源装置に係り、特にそ
の光源が固着される反射鏡の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】文字、表あるいは図形等の画像を拡大し
て投影表示する手段として、最近では、これまでの映写
機に代って、プロジェクタ装置が広く用いられている。

【０００３】この種のプロジェクタ装置は、図５に概略
を示すように、光源１と、この光源１から放射された光
を集光させる反射鏡２と、この反射鏡２で集光された光
を、スクリーン等の投影面３に投射する光学系レンズ４
を備えている。そして、例えば液晶プロジェクタ装置で
は、光学系レンズ４と光源１との間に液晶表示画面５が
設けられており、この液晶表示画面５上に表示された画
像が、上記投影面３に拡大されて投影されるようになっ
ている。

【０００４】このようなプロジェクタ装置に用いられる
光源１は、所定の光出力を必要とするため、従来ではハ
ロゲン電球が用いられていた。しかしながら、最近で
は、光源１からの放射光量を増大させたいといった要請
に伴い、上記ハロゲン電球に代ってメタルハライドラン
プに代表される高圧放電灯が採用される傾向にある。

【０００５】この高圧放電灯の発光管は、通常は、上記
反射鏡２と一体化されている。この反射鏡２は、回転二
次曲面をなす光反射面と、この光反射面の中央部に開口
する筒状部を一体に備えており、この筒状部の内側に発
光管の一端部が挿入されている。そして、この発光管
は、筒状部の内側に接着剤を充填することにより、反射
鏡２に固着されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の反
射鏡付きの高圧放電灯では、発光管を反射鏡に固着する
際に、筒状部に対する発光管の挿入角度を調整し、その
電極間を通るランプ軸を反射鏡の中心軸に一致させる光
軸調整作業が必要となる。このため、筒状部の内径は、
発光管の一端部よりも大径に形成され、これら筒状部の
内面と発光管の一端部との間には、発光管の挿入角度を
調整し得るだけの隙間が設けられている。

【０００７】しかしながら、この構成によると、上記光
軸調整用の隙間の存在により、光反射面に対する筒状部
の開口が比較的大きなものとなるので、高圧放電灯の点
灯時に、この放電灯から照射された光が開口を通じて接
着剤に照射されてしまい、接着剤に対する光の照射面積
が大きくなる。すると、高圧放電灯から照射される光の
なかには、僅かながら紫外線が含まれているので、この
紫外線によって接着剤の劣化が進行し、高圧放電灯の寿
命末期に至ると、接着剤に亀裂やひび割れが生じること
があった。このことから、高圧放電灯の接着強度が低下
し、高圧放電灯が傾いたり、場合によっては反射鏡から
脱落してしまうといった問題があった。

【０００８】本発明は、このような事情にもとづいてな
されたもので、光源の光軸調整を妨げることなく、この
光源と筒状部との接着強度を長期に亘り充分に確保する
ことができ、光源の固着不良や姿勢変化を防止できる光
源装置の提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明において
は、投光用の開口部を有する光反射面に、この光反射面
に開口するとともに、上記開口部とは反対側に向って突
出する筒状部が形成された反射鏡と、この反射鏡の光反
射面の内側に収容され、一端が上記筒状部に挿入された
光源と、この光源と筒状部の内面との間に充填され、光
源を反射鏡に固定するための接着剤とを備えた光源装置
を前提とし、上記筒状部は、上記光反射面に開口する端
部の内径が、この筒状部の外方への突出端部の内径より
も小さく形成されていることを特徴としている。

【００１０】

【作用】この構成によれば、筒状部は、光反射面に近づ
くに従い内径が小さくなっているので、光反射面に開口
する端部の口径を減じることができる。このため、光源
からの光が開口を通じて筒状部内に照射されても、接着
剤に対する光の照射面積を従来に比べて少なく抑えるこ
とができ、その分、紫外線による接着剤の劣化を防止で
きる。

【００１１】また、光源の光軸を調整するため、筒状部
に対する光源の挿入角度を種々変化させると、この光源
の挿入先端側では、光源が光反射面への開口を通過する
部分に比べて筒状部の内面に近づく方向に偏位すること
になる。しかるに、筒状部の内径は、その外方への突出
端部に進む程に大きくなっているので、光源の挿入先端
と筒状部の内面との間には、これまでと同様に充分な広
さの隙間が確保される。したがって、光軸調整時に、光
源と筒状部とが干渉し合うことはなく、光軸調整作業が
妨げられずに済むことになる。

【００１２】

【実施例】以下本発明の第１実施例を、図１ないし図３
にもとづいて説明する。

【００１３】プロジェクタ装置の全体構成は、図５に示
されている通りであり、本実施例では、その光源１とし
てメタルハライドランプ１０が用いられている。このメ
タルハライドランプ１０は、ランプ電力が２２０Ｗタイ
プのものであり、図１や図２に示すように、石英ガラス
製の細長い発光管１１を備えている。

【００１４】発光管１１は、軸方向の両端に圧潰封止部
１２ａ，１２ｂを有する両端封止形をなしており、この
発光管１１内には、一対の電極１３ａ，１３ｂが互いに
対向して収容されている。電極１３ａ，１３ｂは、金属
箔導体１４ａ，１４ｂを介して外部リード線１５に接続
されている。この金属箔導体１４ａ，１４ｂは、上記圧
潰封止部１２ａ，１２ｂに夫々封止されている。そし
て、一方の圧潰封止部１２ａには、外径が約１３ｍｍの
口金１６が装着されている。

【００１５】電極１３ａ，１３ｂは、例えば線径が０．
８ｍｍのタングステンＷからなる電極軸１７と、線径が
０．６ｍｍのタングステンＷからなる電極コイル部１８
とで構成され、電極コイル部１８は、上記電極軸１７の
先端部に３〜４回巻回されている。そして、このような
電極１３ａ，１３ｂ間の距離は、４〜１０ｍｍ程度に設
定されている。したがって、本実施例のメタルハライド
ランプ１０は、極めて小形であり、点光源に近づくよう
に構成されている。

【００１６】発光管１１の内部には、緩衝金属としての
所定量の水銀と、金属ハロゲン化物およびアルゴン等の
希ガスが封入されている。本実施例の場合、金属ハロゲ
ン化物は、希土類の金属ハロゲン化物とされており、よ
う素と臭素のハロゲンに、希土類金属であるジスプロシ
ウムＤｙ、ホルミウムＨｏおよびツリウムＴｍが一緒に
封入されている。

【００１７】したがって、発光管１１内には、よう化ジ
スプロシウムＤｙＩ₃、よう化ホルミウムＨｏＩ₃、よ
う化ツリウムＴｍＩ₃と、臭化ジスプロシウムＤｙＢｒ
₃、臭化ホルミウムＨｏＢｒ₃、臭化ツリウムＴｍＢｒ
₃が封入されている。

【００１８】この場合、希土類金属ハロゲン化物の全体
の封入量は、２．０ｍｇ／ｃｃとされ、かつ、上記よう
化希土類金属と臭化希土類金属との重量比は、１：０．
５に設定されている。

【００１９】このようなメタルハライドランプ１０と組
み合わせて使用される反射鏡２は、例えばガラス材料に
て構成された回転二次曲面の凹面鏡であり、その外径が
９０〜１３０ｍｍとなっている。反射鏡２の内面は、ア
ルミニウム等の光反射性に優れた金属を蒸着してなる光
反射面２０をなしており、この光反射面２０の一端に
は、投光用の開口部２１が形成されている。光反射面２
０の中央部には、開口部２１とは反対側に延びる筒状部
２２が一体に形成されている。

【００２０】筒状部２２は、全長Ｌが１５ｍｍの中空円
筒状をなしており、この筒状部２２の一端には、光反射
面２０に開口する連通口２３が形成されている。そし
て、この筒状部２２の内側に、連通口２３を通じて上記
メタルハライドランプ１０の口金１６が挿入されてい
る。この場合、筒状部２２の内面と口金１６との間に
は、これら両者の寸法差にもとづく隙間２４が形成され
ている。隙間２４は、メタルハライドランプ１０を反射
鏡２に装着する際に、電極１３ａ，１３ｂの間を結ぶラ
ンプ軸が、反射鏡２の中心軸Ｘ₁と一致するように、筒
状部２２に対する発光管１１の挿入角度を調整するため
に設けたものであって、この筒状部２２内に挿入された
口金１６は、耐熱性の接着剤２５を介して筒状部２２に
固着されている。接着剤２５としては、例えばＡｌ₂Ｏ
₃やＳｉＯ₂を主成分とするペースト状の無機接着剤、
具体的にはスミセラム（商品名：朝日化学工業株式会
社）が用いられており、この接着剤２５は、筒状部２２
と口金１６との間に密に充填されている。

【００２１】そして、筒状部２２の内径Ｄは、光反射面
２０に開口する連通口２３に進むに従い徐々に小さく形
成されている。このため、筒状部２２の内面は、連通口
２３側に向って所定の角度θを以て先細り状に傾斜され
た傾斜面２２ａをなしており、この傾斜面２２ａと口金
１６との間の隙間２４は、口金１６の挿入先端に進む程
に広がっている。

【００２２】このような構成によれば、メタルハライド
ランプ１０が固着される筒状部２２の内径Ｄは、光反射
面２０に開口する連通口２３側に進むに従い小さく形成
されているので、この光反射面２０に開口する連通口２
３の口径を小さくすることができる。このことから、ラ
ンプ点灯中、メタルハライドランプ１０からの光が連通
口２３を通じて筒状部２２内に照射されても、接着剤２
５に対する光の照射面積を少なく抑えることができ、そ
の分、紫外線による接着剤２５の劣化を防止することが
できる。

【００２３】したがって、メタルハライドランプ１０が
寿命末期に至っても、接着強度を充分に確保することが
でき、メタルハライドランプ１０の姿勢変化や固着不良
を未然に防止することができる。

【００２４】また、メタルハライドランプ１０を筒状部
２２に固着するに際して、そのランプ軸が反射鏡２の中
心軸Ｘ₁に合致するように、筒状部２２に対するメタル
ハライドランプ１０の挿入角度を変化させると、口金１
６の挿入先端側では、メタルハライドランプ１０が連通
口２３を通過する部分に比べて、筒状部２２の内面に近
づく方向に大きく偏位することがある。しかるに、上記
構成においては、筒状部２２の内径は、連通口２３から
遠ざかるに従い次第に大きくなっているので、口金１６
が大きく偏位する部分では、この口金１６と筒状部２２
との間の隙間２４が広くなる。

【００２５】したがって、光軸調整時に、筒状部２２と
口金１６とが干渉し合うことはなく、メタルハライドラ
ンプ１０の光軸調整作業が妨げられずに済むといった利
点がある。

【００２６】なお、本発明者は、筒状部２２の内面の傾
斜角度θが異なる複数の反射鏡２を用意し、これら各反
射鏡２にメタルハライドランプ１０を接着して点灯試験
を行い、点灯後１０００時間を経過した時点でのメタル
ハライドランプ１０の固着状況を調べたところ、図３に
示されるような結果を得た。

【００２７】この図３から分かるように、角度θを３〜
１０（deg)の範囲内に設定すれば、点灯後１０００時間
経過した時点での固着不良率が略３％以下に抑えられて
いる。この理由は、角度θが３（deg)を下回ると、連通
口２３の口径がそれ程小さくならず、接着剤２５に対す
る光の照射面積を少なく抑えることができないためと考
えられる。また、角度θが１０（deg)を上回ると、筒状
部２２の内面の傾斜角度が大きすぎ、接着剤２５を充填
した際に、この接着剤２５が流出し易くなって、筒状部
２２と口金１６との間に止まり難くなり、接着剤２５の
充填密度が低下するためと考えられる。したがって、筒
状部１６の傾斜角度θは、３〜１０（deg)の範囲内に規
定することが望ましいものとなる。なお、本発明は、上
記第１実施例に制約されるものではなく、図４に本発明
の第２実施例を示す。

【００２８】この第２実施例は、主にメタルハライドラ
ンプ３１の構成が上記第１実施例と相違しており、この
第２実施例において、上記第１実施例と同一構成部分に
は、同一の参照符号を付してその説明を省略する。

【００２９】図４に示すメタルハライドランプ３１は、
石英ガラス製の外管３２と、この外管３２内に収容され
た発光管３３を備えている。外管３２は、一端のみに圧
潰封止部３４を有する片封止形であり、この圧潰封止部
３４には金属箔導体３５ａ，３５ｂが封止されている。
金属箔導体３５ａ，３５ｂには、外部リード線３６ａ，
３６ｂと、発光管３３のサポートを兼ねる内部リード線
３７ａ，３７ｂが接続されている。

【００３０】発光管３３は、上記外管３２と同様に一端
のみに圧潰封止部３８を有する片封止形をなしている。
発光管３３は、内容積が極僅かな楕円形の放電空間を有
しており、この放電空間に一対の電極１３ａ、１３ｂが
配置されている。電極１３ａ，１３ｂは、圧潰封止部３
８に封止された他の金属箔導体３９ａ，３９ｂに接続さ
れ、これら金属箔導体３９ａ，３９ｂには、上記内部リ
ード線３７ａ，３７ｂが接続されている。

【００３１】そして、このような構成のメタルハライド
ランプ３１は、その外管３２の圧潰封止部３４が、連通
口２３を通じて筒状部２２内に挿入され、かつ、接着剤
２５によって固着されている。

【００３２】なお、この第２実施例では、外管３２の圧
潰封止部３４を直接接着剤２５によって筒状部２２に固
着したが、圧潰封止部３４に口金を設けても良いことは
勿論である。さらに、本発明に係る光源装置は、プロジ
ェクタ装置用に特定されるものではなく、その他の画像
投影装置や、投光用の照明装置にも同様に適用可能であ
る。

【００３３】

【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、接着剤に
対する光の照射面積が従来に比べて少なくなり、紫外線
による接着剤の劣化を防止できるので、光源の寿命末期
に至っても、接着強度を充分に確保することができ、こ
の光源の姿勢変化や固着不良を未然に防止することがで
きる。また、光源の光軸調整時に、この光源と筒状部と
が干渉し合うこともなく、光軸調整作業が妨げられずに
済むといった利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における光源装置の断面
図。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う光源装置の断面図。

【図３】筒状部の内面の傾斜角度と、点灯後１０００時
間経過した時点での光源の固着不良率との関係を示す特
性図。

【図４】本発明の第２実施例における光源装置の断面
図。

【図５】プロジェクタ装置の構成を概略的に示す図。

【符号の説明】

２…反射鏡、１０，３１…光源（メタルハライドラン
プ）、２０…光反射面、２１…開口部、２２…筒状部、
２２ａ…内面（傾斜面）、２５…接着剤。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献実開昭63−54135（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03B 21/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】投光用の開口部を有する光反射面に、こ
の光反射面に開口するとともに、上記開口部とは反対側
に向って突出する筒状部が形成された反射鏡と、この反射鏡の光反射面の内側に収容され、一端が上記筒
状部に挿入された光源と、この光源と筒状部の内面との間に充填され、光源を反射
鏡に固定するための接着剤とを備えた光源装置におい
て、上記筒状部は、上記光反射面に開口する端部の内径が、
この筒状部の外方への突出端部の内径よりも小さく形成
されていることを特徴とする光源装置。