JPH07272687A - 球面鏡付一体型放電灯 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は集光効率が高く、照度分布が一様
で、かつ照明光の角度分布が一様な照明を可能にする放
電灯であって、かつランプ交換に際して位置や角度の調
整が不要な、球面鏡付一体型放電灯を提供する。 【構成】 球面鏡２が放電灯１に固着されていて一体型
であり、放電灯の電極間の中心Ｄは球面鏡の中心Ｃから
δだけシフトしてあり、正面からみたとき電極の球面鏡
による反射像が球面鏡の中心を境にしてちょうど対称な
位置に等倍に結像して見えるようにしてあり、球面鏡の
縁は、この縁をしょうにして位置決めするに十分な形状
と精度にしてあり、例えば図１のように縁をフラットに
して鍔をつけてあり、ランプ交換に際して、この縁をし
ょうにした位置決め以外の調整を必要としない球面鏡付
一体型放電灯。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高輝度放電灯の光を効
率よく集光し、照明対象面を高い照度でかつムラ無く一
様に照明し、同時に照明対象面上の各点各点を照らす光
の角度分布をもムラ無く一様に照明する技術に関し、か
つランプ交換に際して位置や角度の調整を必要としない
放電灯を提供するもので、利用分野はステッパー、液晶
ディスプレー投影器、スライドプロジェクター、一般の
投影器、ＬＣＤ投影テレビ、等である。

【０００２】

【従来の技術】高輝度放電灯の光を有効利用するための
従来の技術は、大きく分けて二つあり一つは回転楕円鏡
で光を集める方法であり、放電灯と回転楕円鏡とが固着
されているタイプの物も市販されている。この方法の欠
点は電極の影の部分、即ち図５の斜線の部分が最後まで
問題を残す点である。即ち、照明対象面の照度分布は一
様に出来ても、この時照明対象面内の各点を照らす光の
角度分布が一様に成らず、面の垂線とその近傍の角度の
光が、電極の影の影響でほとんど無い。即ち照明光のＮ
Ａ即ち開口数の分布が中抜けで非一様である。他の一つ
の方法は、放電灯と球面鏡の組合せであるが従来使われ
ている方法では、放電灯、球面鏡、コンデンサーレンズ
の三者の位置関係がバラバラで、ランプ交換の際、複雑
な調整が必要とされる。ただしこの方法の長所は、正常
に調整されれば、照度の一様性も、ＮＡの一様性も高
い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、第一に光の集光効率が高く、第二に照度分
布の一様性が高く、第三に照明対象面の各点における照
明光の角度分布の一様性が高く、即ちこれは照明光のＮ
Ａの分布の一様性が高いことと同義語であるが、以上３
項目を可能とする放電灯であって、さらに、第四にラン
プ交換に際して位置や角度の調整無しで使用できる球面
鏡付一体型放電灯を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】先ず反射鏡としては、照
度の一様性もＮＡの一様性も高い球面鏡を用いる。これ
は従来技術でも球面鏡の長所であった。次に球面鏡の短
所である、位置や角度の調整の必要性を無くすことであ
る。その為には例えば球面鏡の深さを半球以上まで深く
し、放電灯と球面鏡とを固着する。半球以上とはいって
も、それだけの大きさが必要なだけであり、電極付近で
は球面精度は必要ない。球面精度が必要とされるのは光
軸から５０度ないし６０度の範囲である。それより大き
な角度の鏡の形状は非球面でよく、製造し易い形状にす
る。球面鏡の縁は位置決めに使用可能な形状と精度にす
る。例えば先端をフラットにし鍔を設け、球面鏡の中心
との位置関係を仕様内におさまるよう加工精度を確保す
る。また、固着する放電灯と球面鏡との位置関係は、放
電灯の極間中心を球面鏡の中心から数ｍｍシフトし、球
面鏡を正面からみたとき、球面鏡の中心をはさんで、電
極とその反射像が反対側に等しい距離に等しい倍率で並
んで見えるように固着する。これは、球面鏡で反射して
戻ってきた光が、電極に邪魔されないためであると同時
に、電極はプラスとマイナスの２つだけであるが、見か
け上４つ在るようにしてＮＡの一様性を高めるためでも
ある。管球の突起部は光軸に対し垂直な位置に向ける。
電極からは絶縁被覆した電線を出しソケットに導く。可
視光用であれば球面鏡はコールドミラーとする。ミラー
の反射特性についても光軸から５０度ないし６０度の範
囲内が仕様を満たすようにする。

【０００５】

【作用】まず球面鏡を採用したこと、そして光の取り出
しを、図５の様な電極側からでなく、図１〜４に見るよ
うに放電灯の横方向から取り出したことにより、照度の
一様性はもとよりＮＡの分布の一様性の高い照明光が得
られた。球面鏡の反射により集光効率も高く、照度も極
めて高い。また放電灯に球面鏡が固着して提供されるた
め、放電灯と球面鏡の位置や角度の調整が不要である。
さらに球面鏡の縁が一定の精度内に加工されているた
め、縁をしょうにした位置決めが出来るので、適切な支
持方法を採用すれば、ランプ交換が調整無しで容易にで
きる。

【０００６】

【実施例】本発明の１実施例を図１、図２を用いて説明
する。図１は本発明による球面鏡付一体型放電灯の側面
からの断面図である。図中、１は放電灯の管球部、２は
球面鏡であるが球面精度は図示したように光軸からθの
角度の立体角の範囲で保たれればよい。θは５０度ない
し６０度である。管球の中心Ｄは、球面鏡の中心Ｃから
δだけ下方にずらしてある。よって管球の中心Ｄの球面
鏡による反射像Ｄ’は、Ｃをはさんで対称の位置に等倍
で結像する。よってこの球面鏡付一体型放電灯を正面か
らみると、電極の先端とその反射像が等しい倍率で上下
に並んで２組見える。また図１において１’は管球の反
射像である。球面鏡の中心Ｃと管球の中心Ｄとのシフト
量δは、放電灯の大きさ、消費電力により異なるが、１
ｍｍないし数ｍｍが適当である。

【０００７】図２は正面図である。放電灯は球面鏡の中
心からδだけ下に固着されている。図２では、反射像は
省略されている。図中、３は放電灯と球面鏡との固着部
分である。なお本実施例では両電極の端には絶縁被覆し
た電線を取り付け、電線の先端にはソケット４を取り付
けている。図３は本実施例による球面鏡付一体型放電灯
をコンデンサーレンズ系に装着し、光源ユニットを形成
した例を示す。図４は、図３の光源ユニットを背後から
みた図で、球面鏡付一体型放電灯の装着の様子を示す。
５ａ，５ｂ，５ｃは球面鏡付一体型放電灯の支持部であ
り、６は押え板である。７はソケットの受け側コンセン
ト、８は光源ユニットの支持台、９は光源ユニットの基
板である。１０はコンデンサーレンズ、１１はインテグ
レータ、１２は投光レンズ、の各々一例である。

【０００８】

【発明の効果】本発明により、集光効率が高く、照明対
象面での照度分布の一様性が高く、かつ照明対象面にお
ける各点での照明光の角度分布の一様性が高く即ちＮＡ
の分布の一様性が高い照明を可能とする放電灯であっ
て、かつランプ交換に際して位置や角度の調整無しで使
用できる球面鏡付一体型放電灯の提供が可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の球面鏡付一体型放電灯の一実施例を示
す、光軸を含む断面図。

【図２】一実施例の正面図。

【図３】本発明の球面鏡付一体型放電灯をコンデンサー
レンズ系に装着し光源ユニットを形成した例。

【図４】図３の光源ユニットを背後からみた図。

【図５】従来の技術の一説明図。

【符号の説明】

１ 放電灯の管球 １’ 管球の球面鏡による反射像 ２ 球面鏡 ３ 放電灯と球面鏡の固着部 ４ ソケット ５ 球面鏡付一体型放電灯の支持部（５ａ，５ｂ，５
ｃの３個） ６ 押え板 ７ ソケットの受け側コンセント ８ 光源ユニットの支持台 ９ 光源ユニットの基板 １０ コンデンサーレンズ １１ インテグレータ １２ 投光レンズ Ｃ 球面鏡の中心 Ｄ 放電灯の管球の中心 Ｄ’ 管球の中心の球面鏡による反射像 δ 球面鏡中心と管球中心とのシフト量 θ 球面鏡の球面精度及びミラーの反射特性が必要な
角度範囲

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 球面鏡付一体型放電灯であって、放電灯
   は球面鏡に固着されていて、放電灯の電極間の中心は球
   面鏡の中心から意図的に数ｍｍずらしてあり、球面鏡の
   正面からみたとき電極の球面鏡による反射像が球面鏡の
   中心を境にしてちょうど対称な位置に等倍に結像して見
   えるようにしてあり、球面鏡の縁はこの縁をしょうにし
   て当該球面鏡付一体型放電灯を位置決めするに十分な形
   状と精度にしてあり、いわゆるランプ交換に際して、球
   面鏡の縁をしょうにした位置決めだけで十分であって、
   それ以外の調整を必要としない、球面鏡付一体型放電
   灯。