JP4155258B2 - ランプ装置及びその製造方法並びにランプ装置を備えたプロジェクタ - Google Patents
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Description
本発明は上記課題を解決するためのものであり、発光管を反射鏡に固定してなるランプ装置において、別途形成した部品を組み付け等することなしに、発光管と反射鏡を固定している封止部の後端から反射方向と反対方向に漏れる光を無くしたランプ装置及びその製造方法を提案し、併せてそのランプ装置を備えたプロジェクタを提供することを目的とする。
このランプ装置によっても、ランプ装置の後部に配置された部材への漏光による影響が回避される。それに加えて、石英ガラス等で形成された発光管は接着強度の高い接着剤が直接触れると侵食され割れ等の原因になるため、第1接着剤は発光管の侵食を回避又は抑制できるものとし、第1接着剤の表面を第1接着剤より高接着力の第2接着剤で被覆することによって、第1接着剤の表面が崩れて封止部の端部の被覆が取れてしまったりすることを防止することができる。更に、第2接着剤が反射鏡の筒部の端面まで被覆されているので、反射鏡と発光管との固定力を更に強固なものとすることもできる。
この方法によれば、本発明が主目的とする遮光効果を有するランプ装置が得られる。それに加えて、石英ガラス等で形成された発光管は接着強度の高い接着剤が直接触れると侵食され割れ等の原因になるため、第1接着剤には発光管の侵食を回避又は抑制できるものを使用し、第1接着剤の表面を第1接着剤より高接着力の第2接着剤で被覆することで、第1接着剤の表面が崩れて封止部の端部から被覆が取れてしまうことを防止することができる。更に、第2接着剤を反射鏡の筒部の端面まで塗布していることで反射鏡と発光管との固定力を更に強固なものとすることもできる。
図1は本発明の実施形態に係るランプ装置1の構成を示す断面図である。このランプ装置1は、発光管10と反射鏡20とを備えている。発光管10は例えば高圧水銀ランプであり、石英ガラス等によって形成され、中央のバルブ部11と、バルブ部11の両側にバルブ部11から連続して形成された一対の封止部13a、13bとを有する。バルブ部11の内部には、水銀、希ガス及び少量のハロゲン等が封入され、タングステンによって形成された電極12a、12bが配置されている。封止部13a、13bには電極12a、12bに接続されたモリブデン等によって形成された金属箔14a、14bが密封され、金属箔14a、14bからは電極12a,12bへの電力供給用リード線15a、15bが封止部13a、13bの各終端面131a、131bから引き出されている。なお、発光管10は高圧水銀ランプに限られるものではなく、メタルハライドランプやキセノンランプ等でも良い。
なお、封止部13aの終端面131aに遮光性接着剤を被覆することで大部分の漏れ光を防止することはできるが、より遮光性を高める観点からは、筒部23から反射面21側と反対方向に突出している封止部13aの突出部全部を遮光性接着剤で被覆するのが好ましい。
しかしながら、図2に示すランプ装置2のように、リード線15aの封止部13aからの引出部151aを支持させるために、接着剤40の被覆厚さを該終端面131aからの漏光を遮光可能な厚さより充分厚く、例えば3mm程度の厚さとして、リード線15aの終端面131aからの引出部151aの周囲を接着剤40で包囲しても良い。更に、図3に示すランプ装置3のように、封止部13aからの引き出し方向とは異なる方向に折り曲げた引出部151bを、接着剤40で被覆しても良い。
遮光性を有する接着剤40を塗布して封止部13aの端部131dを被覆するという簡易かつ安価な構成で、一方の封止部13aの端部131dから凹面反射面21の反射方向と反対方向に漏れる光が遮断されて、ランプ装置1〜3の後方側(凹面反射鏡21の反射方向と反対方向側)に配置された部材への漏光の影響が回避される。
また、封止部13aの端部131dが、筒部23から反射面21の反射方向と反対方向に突出している場合で、その端部131dの全体が接着剤40で被覆されている場合は、その封止部13aから反射鏡20の反射方向とは反対方向に漏れる光を確実に遮断でき、ランプ装置1〜3の後部に配置された部材への漏光の影響が回避される。
なお、一方の封止部13aの端部131dのうち少なくとも終端面131aが接着剤40によって被覆されていれば、封止部13aの端部131dのうち反射鏡20の反射方向と反対方向に漏れる光が特に多い終端面131aを少なくとも遮光できるため、最小限の接着材40で遮光効果を得ることができる。
また、筒部23と封止部13aとを固着している接着剤40で、封止部13aの端部131dが被覆されているので、筒部23と封止部13aとの間へ接着剤40を注入する際に併せてその封止部13aの端部131dの被覆ができる。従って、接着剤の種類を増やすことなく、筒部23と封止部13aとの接着及び封止部13aの端部131dの遮光を行うことができ、ランプ装置の低コスト化及び製造工程の簡素化が図れる。
更に、ランプ装置2は、リード線15aの引出部151aが支持されるように接着剤40が一方の封止部13aの端部131dを被覆しているから、リード線15aの不用意な取り扱い等によりリード線15aへ加わる外力によるリード線15aの引出部151a及び一方の封止部13aの端部131dでの電力供給線15aの切断や破損及び発光管10の破損を大幅に減少させることができる。
また、ランプ装置3は、一方の封止部13aから引き出された方向とは異なる方向に折り曲げられた引出部151bを接着剤40で被覆しているから、引出部151bが折り曲げられていることにより、電力供給線15aに加わった外力が、一方の封止部13aの端部131dでの電力供給線15aに直接加わることを防止できるので、一方の封止部13aの端部131dでの電力供給線15aの切断や損傷及び、発光管10の破損をより一層防止できる。
図6に示すランプ装置4は、図1の構成におけるランプ装置の接着剤40の表面(反射面21側と反対側の表面)を接着剤40よりも粘度が低く耐熱性の良い耐熱性塗料42で更に被覆したものである。
ランプ装置4はランプ装置1が有する効果に加えて次のような効果を奏する。すなわち、接着剤40の表面を接着剤40よりも粘度が低く耐熱性の良い耐熱性塗料42で被覆することで、接着剤40の表面が熱により劣化し崩れて封止部13aの端部131dの被覆が取れてしまうことを防止することができる。また、耐熱性塗料42は接着剤40よりも粘度が低いため、薄く且つ完全に接着剤40の表面を被覆することができるので、ランプ装置の形状に対してほとんど影響を与えることもない。
なお、接着剤40及び耐熱性塗料42は、ランプ装置4の形状にあわせて塗布するだけで良いので、汎用性が高く、部品点数の削減及びその部品を作成する金型の削減が可能であり、資源を節約することができる。
第1接着剤44としては、例えば弱アルカリ性(PHが8を超え11以下のもの)を用いることができる。
第2接着剤としては、例えばアルカリ性(PHが11を超え12以下のもの)を用いることができる。
ランプ装置5はランプ装置1が有する効果に加えて次のような効果を奏する。すなわち、石英ガラス等で形成された発光管10に直接接触する接着剤を、発光管10を侵食しない(弱アルカリ性)第1接着剤44とすることで、第1接着剤44が発光管10を侵食することなく貫通孔24の内周と一方の封止部13aの外周との間を充填し固着することができる。そして、第1接着剤44の表面及び反射鏡20の筒部23の端面25を高接着力の第2接着剤45で被覆することで、第1接着剤44の表面が崩れて封止部13aの端部131dの被覆が取れてしまうことを防止することができる。また、第1接着剤44と反射鏡20とが第2接着剤45で強力に固着されるため、発光管10の位置ずれを防止することも可能となる。
なお、第1接着剤44及び第2接着剤45は、ランプ装置5の形状にあわせて塗布するだけで良いので、汎用性が高く、部品点数の削減及びその部品を作成する金型の削減が可能であり、資源を節約することができる。
例えば、上記において、貫通孔24の内周と封止部13aの外周との隙間に注入する接着剤40と、封止部13aの端部131dを被覆する接着剤40とは、同じ種類ものを使用した実施形態について説明した。しかし、上記のように、封止部13aに塗布される接着剤はそれが使用される部分によって異なった目的を有している。そこで、貫通孔24の内周と封止部13aの外周との隙間に注入する接着剤と、封止部13aの端部を被覆する接着剤との種類を、それぞれの目的に合わせて異ならせても良い。例えば、筒部23に挿入された封止部13aと筒部23との隙間に挿入される接着剤は、遮光性を有していないが十分な固着力を有するものとし、反射面側と反対方向に位置する終端面131aを含む封止部13aの端部を被覆する接着剤は、漏れ光を遮断できる遮光性を有する接着剤とすることができる。
また、図1〜図3及び図6、図7において、貫通孔24は反射面21側がわずかに広いテーパ状になっている。しかしながら、貫通孔24の形状はこれに限定するものではなく、その全長に渡って略一定、反射面21側が狭いテーパ状、あるいは一部が狭められた「くびれ」を有するものであっても良い。また、発光管10からの出射光の一部を一旦反射鏡20に戻す副鏡を、反射鏡20と対峙させて封止部13bに設置しても良い。
図4は本発明の実施形態に係るランプ装置1及び2の製造方法を示すフローチャートである。これに従って、上記ランプ装置1の製造方法の一例を示す。
まず、発光管10と反射鏡20を用意する。次に、反射鏡20の筒部23の貫通孔24に発光管10の一方の封止部13aを挿入し、反射面21に対する発光管10の電極11の位置を定めるアライメント調整を行う(S1)。次に、反射鏡20の反射面21側から、あるいは反射面21側とは反対側から、貫通孔24の中の筒部23と封止部13aとの固着予定域に接着剤40を注入して塗布する(S2)。これに引き続いて、筒部23に挿入されている側の封止部13aの終端面131aを含む端部131dを同じ接着剤40を塗布して被覆し遮光する(S3)。なお、封止部13aが筒部23から反射方向と反対方向に突出しているものにあっては、更に封止部13aの端部131dから筒部23までの間、すなわち筒部23から突出する封止部13aの側面131cを含む端部131d全体を接着剤40で塗布して被覆し遮光する。この際、終端面131aにおける接着剤の被覆厚は、必要に応じて、終端面131aから引き出されているリード線15の引出部151aを保持できる程度まで厚くする。その後、上記工程S2、S3で塗布された接着剤40を乾燥すれば(S4)、反射鏡20に発光管10が固定されたランプ装置1が完成する。
また、本発明の実施形態に係るランプ装置3を製造する場合は、S3の工程前に、接着剤40を仮硬化させ筒部23と封止部13aとを仮固定し(S21)、リード線15aの引出部151bを引き出し方向と異なる方向に折り曲げる(S22)工程を別途追加する。
また、本発明の実施形態に係るランプ装置4を製造する場合は、S4の工程後に、反射方向とは反対側の接着剤40の表面を耐熱性塗料42で被覆すれば良い。
さらに、本発明の実施形態に係るランプ装置5を製造する場合は、上記の接着剤40に代えて、弱アルカリ性の第1接着剤44を使用して第1接着剤44を塗布し、反射方向とは反対側の接着剤44の表面及び反射鏡20の筒部23の端面25に、第1接着剤44よりも高アルカリ性で高接着力の第2接着剤45を更に被覆すれば良い。
図5は本発明の実施形態に係るプロジェクタ100の構成図である。このプロジェクタ100は、上記ランプ装置1〜5のいずれかを備えた照明光学系300と、色光分離光学系380と、リレー光学系390と、液晶パネル410R,410G,410Bと、クロスダイクロイックプリズム420と、投写レンズ600等を備えている。
照明光学系300は、液晶パネル410R,410G,410Bの画像形成領域をほぼ均一に照明するためのインテグレータ照明光学系であり、上述した実施形態のランプ装置1ないしランプ装置5のいずれかと、第1レンズアレイ320と、第2レンズアレイ340と、偏光変換素子アレイ360と、重畳レンズ370とを備える。
まず、発光管10からの出射光は直接又は反射鏡20によって反射されて、凹レンズ200に入り光の進行方向が照明光学系300の光軸とほぼ平行に調整される。
第1ダイクロイックミラー382は、重畳レンズ370から射出される光のうち赤色光成分を透過させるとともに、青色光成分と緑色光成分とを反射する。そして、赤色光成分は第1ダイクロイックミラー382を透過して反射ミラー384で反射され、フィールドレンズ400Rを通って赤色光用の液晶パネル410Rに達する。また、第1ダイクロイックミラー382で反射された青色光成分及び緑色光成分のうち緑色光成分は第2ダイクロイックミラー386で反射され、フィールドレンズ400Gを通って緑色光用の液晶パネル410Gに達する。
すなわち、青色光成分は、入射側レンズ392、反射ミラー394、リレーレンズ396、及び反射ミラー398を通り、更にフィールドレンズ400Bを通って青色光用の液晶パネル410Bに達する。なお、青色光にリレー光学系390が用いられているのは、青色光の光路長が他の色光の光路長よりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。すなわち、入射側レンズ392に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ400Bに伝えるためである。また、リレー光学系390は、3つの色光のうちの青色光を通す構成としたが、赤色光等の他の色光を通す構成としても良い。
上記実施形態では、ランプ装置1ないし5のいずれかの光を複数の部分光束に分割する2つのレンズアレイ120,130を用いていたが、この発明は、このようなレンズアレイを用いないプロジェクタにも適用可能である。
上記実施形態では、透過型の液晶パネルを用いたプロジェクタを例に説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、反射型の液晶パネルを用いたプロジェクタにも適用することが可能である。反射型の液晶パネルを用いたプロジェクタの場合、液晶パネルのみによって構成することが可能であり、一対の偏光板は不要である。また、反射型の液晶パネルを用いたプロジェクタでは、クロスダイクロイックプリズムは、照明光を赤、緑、青の3色の光に分離する色光分離手段として利用されると共に、変調された3色の光を再度合成して同一の方向に出射する色光合成手段としても利用される場合がある。また、クロスダイクロイックプリズムではなく、三角柱や四角柱状のダイクロイックプリズムを複数組み合わせたダイクロイックプリズムを用いる場合もある。反射型の液晶パネルを用いたプロジェクタにこの発明を適用した場合にも、透過型の液晶パネルを用いたプロジェクタとほぼ同様な効果を得ることができる。
また、変調装置として液晶パネルを3枚利用したプロジェクタを例に説明したが、液晶パネルを1枚、2枚、あるいは4枚以上使用する構成のプロジェクタにも、本発明は適用できる。
Claims (5)
- 凹面状反射面及び該反射面の中心部に設けられた筒部を有する反射鏡と、電極が内蔵されたバルブ部及び該バルブ部から連続して形成され該バルブ部を支持する一対の封止部を有してなる発光管とを備え、
前記バルブ部が前記反射鏡に対して前記反射面側に位置し、前記一対の封止部のうち一方の封止部が前記筒部に挿入されており、
前記筒部に挿入された前記封止部が該筒部と該封止部との間に挿入された、前記発光管の管材を浸食しない特性の第1接着剤により固着され、且つ、前記反射面側と反対方向に該筒部から突出している前記封止部の突出部全部が前記第1接着剤により被覆されており、
前記反射面側と反対方向に該筒部から突出している前記第1接着剤の表面及び前記筒部の端面が前記第1接着剤より高接着力の第2接着剤で連続して被覆されており、
前記第1及び第2接着剤の少なくとも一方が遮光性を有していることを特徴とするランプ装置。 - 請求項1に記載のランプ装置であって、
前記電極へ電力を供給する電力供給線が、前記筒部に固着されている封止部の前記終端面から引き出されており、
前記第1接着剤及び/又は前記第2接着剤により前記電力供給線の前記終端面からの引出部が支持されていることを特徴とするランプ装置。 - 請求項2に記載のランプ装置であって、
前記電力供給線は前記引出部分で前記終端面から引き出された方向とは異なる方向に折り曲げられおり、その折曲部が前記第1接着剤及び/又は前記第2接着剤により被覆されていることを特徴とするランプ装置。 - 光源と、該光源から射出された光束を画像情報に応じて変調し画像を形成する光変調装置と、前記画像を投写する投写レンズとを備えたプロジェクタにおいて、
前記光源として請求項1ないし3のいずれかに記載のランプ装置を備えたことを特徴とするプロジェクタ。 - 凹面状反射面を有する反射鏡の中心部に設けた筒部に、電極が内蔵されたバルブ部と該バルブ部から連続して形成され該バルブ部を支持する一対の封止部とを有してなる発光管の一方の封止部を、前記バルブ部が前記反射鏡に対して前記反射面側に位置するようにして挿入し、該筒部と前記一方の封止部とを接着剤で固着するランプ装置の製造方法において、
前記一方の封止部を前記筒部に挿入した前記バルブ部を、前記反射面に対して位置決め調整する位置調整工程と、
前記筒部と該筒部に挿入された封止部との隙間に、前記発光管の管材を浸食しない特性の第1接着剤を注入して前記筒部と前記封止部とを固着し、前記反射面側と反対方向に該筒部から突出している前記封止部の突出部全部を前記第1接着剤で被覆する第1接着剤塗布工程と、
前記反射面側と反対方向に該筒部から突出している前記第1接着剤の表面及び前記筒部の端面に前記第1接着剤より高接着力の第2接着剤を連続して被覆する第2接着剤塗布工程とを備え、
前記第1接着剤と前記第2接着剤の少なくとも一方を遮光性とすることを特徴とするランプ装置の製造方法。
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