| 【発明の名称】 |
反射鏡付放電ランプ及び反射鏡付放電ランプの製造方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】狩野 雅夫 【住所又は居所】静岡県掛川市淡陽64 オスラム・メルコ株式会社掛川工場内
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| 【要約】 |
【課題】反射鏡付放電ランプにおいて、楕円反射鏡で反射した後、発光管へ再入射する反射光を低減し、発光管の破損やモリブデン箔の断線を防止してランプを長寿命化する構造を提供する。
【解決手段】反射鏡付放電ランプは、内部に一対の電極12,13と水銀を封入した略球状の発光部11を中央部に有する発光管10の中心軸を楕円反射鏡20の開口部21と底部22を結ぶ中心軸に一致させて組み込み構成された反射鏡付放電ランプにおいて、発光部11の中心を楕円反射鏡20の焦点25より底部22側にシフトさせて発光管10を楕円反射鏡20に組み込んで構成する。あるいは、一対の電極を発光管10の中心に対して、非対称となるように配置させる。このようにして、一対の電極の中心は、楕円反射鏡20の焦点25に対して、楕円反射鏡20の底部22側に配置される。 |
【特許請求の範囲】
【請求項1】 略球状の発光部を中央部分に有する発光管と楕円反射鏡とを備え、上記発光管の中心軸を上記楕円反射鏡の開口部と底部を結ぶ中心軸に一致させて配置した反射鏡付放電ランプにおいて、上記発光管は、発光部の中心が楕円反射鏡の焦点より底部側になるように配置されたことを特徴とする反射鏡付放電ランプ。 【請求項2】 内部に一対の電極を封入した略球状の発光部を中央部分に有する発光管と楕円反射鏡とを備え、上記発光管の中心軸を上記楕円反射鏡の開口部と底部を結ぶ中心軸に一致させて配置した反射鏡付放電ランプにおいて、上記一対の電極は、発光部の中心に対して非対称に配置されることによって、発光管の中心からの距離が近くかつ楕円反射鏡の開口部に近い電極と、発光管の中心からの距離が遠くかつ楕円反射鏡の底部に近い電極とを形成し、上記発光管は、上記発光部の中心と上記楕円反射鏡焦点とが一致するように配置されたこと特徴とする反射鏡付放電ランプ。 【請求項3】 内部に一対の電極を封入した略球状の発光部を中央部分に有する発光管と楕円反射鏡とを備え、上記発光管の中心軸を上記楕円反射鏡の開口部と底部を結ぶ中心軸に一致させて配置した反射鏡付放電ランプにおいて、上記一対の電極は、発光部の中心に対して非対称に配置されることによって、発光管の中心からの距離が近くかつ楕円反射鏡の開口部に近い電極と、発光管の中心からの距離が遠くかつ楕円反射鏡の底部に近い電極とを形成し、上記発光管は、発光部の中心が楕円反射鏡の焦点より底部側になるように配置されたことを特徴とする反射鏡付放電ランプ。 【請求項4】 略球状の発光部を中央部分に有する発光管と楕円反射鏡とを有する反射鏡付放電ランプの製造方法において、上記発光管の中心軸を上記楕円反射鏡の開口部と底部を結ぶ中心軸に一致させ、発光部の中心が楕円反射鏡の焦点より底部側に配置されるように、上記発光管を上記楕円反射鏡へ組み込むことを特徴とする反射鏡付放電ランプの製造方法。 【請求項5】 内部に一対の電極を封入した略球状の発光部を中央部分に有する発光管と楕円反射鏡とを有する反射鏡付放電ランプの製造方法において、上記一対の電極が、発光部の中心からの距離が近い電極と発光部の中心からの距離が遠い電極とになるように、上記一対の電極を発光部の中心に対して非対称に配置して封入し、上記発光部からの距離が近い電極が、上記楕円反射鏡の開口部に近くなるように、上記発光管を配置し、上記発光管の中心軸を上記楕円反射鏡の開口部と底部を結ぶ中心軸に一致させ、上記発光部の中心と上記楕円反射鏡焦点とが一致するように、上記発光管を上記楕円反射鏡へ組み込むことを特徴とする反射鏡付放電ランプの製造方法。 【請求項6】 内部に一対の電極を封入した略球状の発光部を中央部分に有する反射鏡付放電ランプの製造方法において、上記一対の電極が、発光部の中心からの距離が近い電極と発光部の中心からの距離が遠い電極とになるように、上記一対の電極を発光部の中心に対して非対称に配置して封入し、上記発光部からの距離が近い電極が、上記楕円反射鏡の開口部に近くなるように、上記発光管を配置し、上記発光管の中心軸を上記楕円反射鏡の開口部と底部を結ぶ中心軸に一致させ、発光部の中心が楕円反射鏡の焦点より底部側になるように、上記発光管を上記楕円反射鏡へ組み込むことを特徴とする反射鏡付放電ランプの製造方法。 【請求項7】 内部に一対の電極を封入した略球状の発光部を中央部分に有する発光管と楕円反射鏡とを備え、上記発光管の中心軸を上記楕円反射鏡の開口部と底部を結ぶ中心軸に一致させて配置した反射鏡付放電ランプにおいて、上記一対の電極は、上記楕円反射鏡焦点に対して、上記一対の電極の中心が上記楕円反射鏡の底部に偏るように配置されていることを特徴とする反射鏡付放電ランプ。 【請求項8】 内部に一対の電極を封入した略球状の発光部を中央部分に有する反射鏡付放電ランプの製造方法において、上記発光管の中心軸を上記楕円反射鏡の開口部と底部を結ぶ中心軸に一致させ、上記一対の電極は、上記楕円反射鏡焦点に対して、上記一対の電極の中心が上記楕円反射鏡の底部に偏るように配置されるように、上記発光管を上記楕円反射鏡へ組み込むことを特徴とする反射鏡付放電ランプの製造方法。 【請求項9】 上記発光管は、上記一対の電極を発光部の中心に対して非対称に配置させることを特徴とする請求項8記載の反射鏡付放電ランプ。
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【発明の詳細な説明】【0001】 【発明の属する技術分野】この発明は、液晶プロジェクター等の投影機器に使用される反射鏡付放電ランプに関する。 【0002】 【従来の技術】図6は、従来の反射鏡付放電ランプの一例を表す略断面図である。図6に示した反射鏡付放電ランプは、以下の要素から構成される。10は発光管、11は発光部、12はF電極、13はR電極、14は水銀、15はFモリブデン箔、16はRモリブデン箔、17はFリード線、18はRリード線、20は楕円反射鏡、21は開口部、22は底部、25は焦点である。F電極12とR電極13は、一対の電極を構成する。 【0003】次に、構造について説明する。Fリード線17が溶接されたFモリブデン箔15を溶接したF電極12と、Rリード線18が溶接されたRモリブデン箔16を溶接したR電極13と、水銀14とを封入した略球状の発光部11を中央部に有する発光管10の中心軸を、F電極12を楕円反射鏡20の開口部21側にR電極13を底部22側にして楕円反射鏡20の開口部21と底部22を結ぶ中心軸に一致させ、発光部11の中心を楕円反射鏡20の焦点25に一致させて発光管10を楕円反射鏡20に組み込んだ構造である。 【0004】次に、動作について説明する。Fリード線17とRリード線18に駆動電圧が印加されると、発光部10のF電極12とR電極13との間の放電により水銀14が励起されて発光する。F電極12とR電極13の間で発生して発光部11から放射される光は、次のような光路を経て楕円反射鏡20から外部へ放射される。 【0005】図7は、図6に示した従来の反射鏡付放電ランプの光路を示す図である。図7において、F1は楕円反射鏡内部の焦点、F2は楕円反射鏡外部の焦点である。A,B,Cは、いずれも電極間における発光であって、その発光位置が異なる放射光の光路を示す。 【0006】光路Aは、焦点F1における発光で、楕円反射鏡20で反射して焦点F2へと向かう。光路Bは、焦点F1と底部22側のR電極13との間における発光で、光路Aと同じ楕円反射鏡20の点で反射して焦点F2の近傍を通過する。光路Cは、焦点F1と開口部21側のF電極12との間における発光で、光路Aと同じ楕円反射鏡20の点で反射して焦点F1と焦点F2を結ぶ直線の方向へと向かう。楕円反射鏡で反射後の光路Cの方向には発光管10が位置するため、発光点の位置や放射角度によっては図7に示すように反射光が発光管10へ再入射する。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】従来の反射鏡付放電ランプでは、焦点25とF電極12の間で発光して楕円反射鏡20で反射した光が発光管10へ再入射するため、発光管10の加熱による劣化やFモリブデン箔15の酸化が加速される。このため、発光管10の破損やFモリブデン箔15の断線が生じてランプ短寿命の原因となっていた。 【0008】そこで、楕円反射鏡で反射した後、発光管へ再入射する反射光を低減し、発光管の破損やモリブデン箔の断線を防止してランプを長寿命化する構造のランプを提供することを目的とする。 【0009】 【課題を解決するための手段】この発明に係る反射鏡付放電ランプは、略球状の発光部を中央部分に有する発光管と楕円反射鏡とを備え、上記発光管の中心軸を上記楕円反射鏡の開口部と底部を結ぶ中心軸に一致させて配置した反射鏡付放電ランプにおいて、上記発光管は、発光部の中心が楕円反射鏡の焦点より底部側になるように配置されたことを特徴とする。 【0010】この発明に係る反射鏡付放電ランプは、内部に一対の電極を封入した略球状の発光部を中央部分に有する発光管と楕円反射鏡とを備え、上記発光管の中心軸を上記楕円反射鏡の開口部と底部を結ぶ中心軸に一致させて配置した反射鏡付放電ランプにおいて、上記一対の電極は、発光部の中心に対して非対称に配置されることによって、発光管の中心からの距離が近くかつ楕円反射鏡の開口部に近い電極と、発光管の中心からの距離が遠くかつ楕円反射鏡の底部に近い電極とを形成し、上記発光管は、上記発光部の中心と上記楕円反射鏡焦点とが一致するように配置されたこと特徴とする。 【0011】この発明に係る反射鏡付放電ランプは、内部に一対の電極を封入した略球状の発光部を中央部分に有する発光管と楕円反射鏡とを備え、上記発光管の中心軸を上記楕円反射鏡の開口部と底部を結ぶ中心軸に一致させて配置した反射鏡付放電ランプにおいて、上記一対の電極は、発光部の中心に対して非対称に配置されることによって、発光管の中心からの距離が近くかつ楕円反射鏡の開口部に近い電極と、発光管の中心からの距離が遠くかつ楕円反射鏡の底部に近い電極とを形成し、上記発光管は、発光部の中心が楕円反射鏡の焦点より底部側になるように配置されたことを特徴とする。 【0012】この発明に係る反射鏡付放電ランプの製造方法は、略球状の発光部を中央部分に有する発光管と楕円反射鏡とを有する反射鏡付放電ランプの製造方法において、上記発光管の中心軸を上記楕円反射鏡の開口部と底部を結ぶ中心軸に一致させ、発光部の中心が楕円反射鏡の焦点より底部側に配置されるように、上記発光管を上記楕円反射鏡へ組み込むことを特徴とする。 【0013】この発明に係る反射鏡付放電ランプの製造方法は、内部に一対の電極を封入した略球状の発光部を中央部分に有する発光管と楕円反射鏡とを有する反射鏡付放電ランプの製造方法において、上記一対の電極が、発光部の中心からの距離が近い電極と発光部の中心からの距離が遠い電極とになるように、上記一対の電極を発光部の中心に対して非対称に配置して封入し、上記発光部からの距離が近い電極が、上記楕円反射鏡の開口部に近くなるように、上記発光管を配置し、上記発光管の中心軸を上記楕円反射鏡の開口部と底部を結ぶ中心軸に一致させ、上記発光部の中心と上記楕円反射鏡焦点とが一致するように、上記発光管を上記楕円反射鏡へ組み込むことを特徴とする。 【0014】この発明に係る反射鏡付放電ランプの製造方法は、内部に一対の電極を封入した略球状の発光部を中央部分に有する反射鏡付放電ランプの製造方法において、上記一対の電極が、発光部の中心からの距離が近い電極と発光部の中心からの距離が遠い電極とになるように、上記一対の電極を発光部の中心に対して非対称に配置して封入し、上記発光部からの距離が近い電極が、上記楕円反射鏡の開口部に近くなるように、上記発光管を配置し、上記発光管の中心軸を上記楕円反射鏡の開口部と底部を結ぶ中心軸に一致させ、発光部の中心が楕円反射鏡の焦点より底部側になるように、上記発光管を上記楕円反射鏡へ組み込むことを特徴とする。 【0015】この発明に係る反射鏡付放電ランプは、内部に一対の電極を封入した略球状の発光部を中央部分に有する発光管と楕円反射鏡とを備え、上記発光管の中心軸を上記楕円反射鏡の開口部と底部を結ぶ中心軸に一致させて配置した反射鏡付放電ランプにおいて、上記一対の電極は、上記楕円反射鏡焦点に対して、上記一対の電極の中心が上記楕円反射鏡の底部に偏るように配置されていることを特徴とする。 【0016】この発明に係る反射鏡付放電ランプの製造方法は、内部に一対の電極を封入した略球状の発光部を中央部分に有する反射鏡付放電ランプの製造方法において、上記発光管の中心軸を上記楕円反射鏡の開口部と底部を結ぶ中心軸に一致させ、上記一対の電極は、上記楕円反射鏡焦点に対して、上記一対の電極の中心が上記楕円反射鏡の底部に偏るように配置されるように、上記発光管を上記楕円反射鏡へ組み込むことを特徴とする。 【0017】上記発光管は、上記一対の電極を発光部の中心に対して非対称に配置させることを特徴とする。 【0018】 【発明の実施の形態】実施の形態1.図1は、実施の形態1の反射鏡付放電ランプの一例を表した略断面図である。図1に示した反射鏡付放電ランプは、以下の要素から構成される。10は発光管、11は発光部、12はF電極、13はR電極、14は水銀、15はFモリブデン箔、16はRモリブデン箔、17はFリード線、18はRリード線、20は楕円反射鏡、21は開口部、22は底部、25は焦点である。F電極12とR電極13は、一対の電極を構成する。 【0019】次に、構造について説明する。発光管10は、Fリード線17が溶接されたFモリブデン箔15を溶接したF電極12と、Rリード線18が溶接されたRモリブデン箔16を溶接したR電極13と、水銀14とを封入した略球状の発光部11を中央部(中央部分)に有する。楕円反射鏡20は、回転楕円体形状の一部分の形をしている。発光管10は、F電極12を楕円反射鏡20の開口部21側に、R電極13を底部22側にして配置させる。発光管10の中心軸を、楕円反射鏡20の開口部21と底部22を結ぶ中心軸に一致させ、発光部11の中心を楕円反射鏡20の焦点25より底部22側にシフトさせて発光管10を楕円反射鏡20に組み込んだ構造とする。 【0020】基本的な動作は、従来の技術で説明した動作と同様であるため省略する。反射鏡付放電ランプの構造を、発光管10の中心が楕円反射鏡20の焦点25より底部22側に移動させることにより、一対の電極が楕円反射鏡20の焦点25に対して、底部に偏るように非対称に配置される。一対の電極の中心(F電極12とR電極13との間の中心点)が、楕円反射鏡20の焦点25に対して、底部22側に配置される。これにより、楕円反射鏡20の開口部21側の光路の発光を低減することができる。したがって、楕円反射鏡20で反射して発光管10へ再入射する光が軽減されることになる。 【0021】以上のように、この実施の形態では、内部に一対の電極12,13と水銀を封入した略球状の発光部11を中央部に有する発光管10の中心軸を楕円反射鏡20の開口部21と底部22を結ぶ中心軸に一致させて組み込み構成された反射鏡付放電ランプにおいて、発光部11の中心を楕円反射鏡20の焦点より底部22側にシフトさせて発光管10を楕円反射鏡20に組み込んで構成したことを特徴とする反射鏡付放電ランプについて説明した。 【0022】実施の形態2.図2は、実施の形態2の反射鏡付放電ランプの一例を示した略断面図である。図2の示した反射鏡付放電ランプの構成は、実施の形態1の図1と同様であるため省略する。 【0023】次に、構造について説明する。発光管10は、Fリード線17が溶接されたFモリブデン箔15を溶接したF電極12と、Rリード線18が溶接されたRモリブデン箔16を溶接したR電極13と、水銀14とを封入した略球状の発光部11を中央部分に有する。楕円反射鏡20は、回転楕円体形状の一部分の形をしている。発光部11に封入された一対の電極(F電極12とR電極13)は、発光部11の中心に対して非対称に配置される。発光部11の中心からF電極12の距離は短く、R電極13の距離は長くして、F電極12を楕円反射鏡20の開口部21側にR電極13を底部22側にして配置させた。上記のように一対の電極を配置した発光管10の中心軸を、楕円反射鏡20の開口部21と底部22を結ぶ中心軸に一致させ、発光部11の中心を楕円反射鏡20の焦点25と一致させて組み込んだ構造とする。 【0024】基本的な動作は、従来の技術で説明した動作と同様であるため省略する。反射鏡付放電ランプの構造を、発光部11の中心からF電極12の距離は短く、R電極13の距離は長くして発光部11に封入することにより、一対の電極が楕円反射鏡20の焦点に対して、底部22に偏るように非対称に配置される。これにより、楕円反射鏡20の開口部21側の光路の発光を低減することができる。 【0025】以上のように、この実施の形態では、内部に一対の電極12,13と水銀を封入した略球状の発光部11を中央部に有する発光管10の中心軸を楕円反射鏡20の開口部21と底部22を結ぶ中心軸に一致させて組み込み構成された反射鏡付放電ランプにおいて、一対の電極12,13を発光部11の中心に対し非対称に配置した発光管10を、中心からの距離が近いほうの電極を楕円反射鏡20の開口部21側、中心から遠いほうの電極を楕円反射鏡20の底部22側とし、発光部11の中心を楕円反射鏡焦点と一致させて組み込んだことを特徴とする反射鏡付放電ランプについて説明した。 【0026】実施の形態3.図3は、実施の形態2の反射鏡付放電ランプの一例を示した略断面図である。図3の示した反射鏡付放電ランプの構成は、実施の形態1の図1と同様であるため省略する。 【0027】次に、構造について説明する。発光管10は、Fリード線17が溶接されたFモリブデン箔15を溶接したF電極12と、Rリード線18が溶接されたRモリブデン箔16を溶接したR電極13と、水銀14とを封入した略球状の発光部11を中央部分に有する。楕円反射鏡20は、回転楕円体形状の一部分の形をしている。発光部11に封入された一対の電極(F電極12とR電極13)は、発光部11の中心に対して非対称に配置される。発光部11の中心からF電極12の距離は短く、R電極13の距離は長くして、F電極12を楕円反射鏡20の開口部21側にR電極13を底部22側にして配置させた。上記のように一対の電極を配置した発光管10の中心軸を、楕円反射鏡20の開口部21と底部22を結ぶ中心軸に一致させ、かつ、発光部11の中心を楕円反射鏡20の焦点25より底部22側にシフトさせて発光管10を楕円反射鏡20に組み込んだ構造とする。 【0028】基本的な動作は、従来の技術で説明した動作と同様であるため省略する。反射鏡付放電ランプの構造を、発光部11の中心からF電極12の距離は短く、R電極13の距離は長くして発光部11に封入するとともに、中心を楕円反射鏡20の焦点25より底部22側にシフトさせることにより、一対の電極が楕円反射鏡20の焦点25に対して、底部22に偏るように非対称に配置される。これにより、楕円反射鏡20の開口部21側の光路の発光を低減することができる。 【0029】以上のように、この実施の形態では、内部に一対の電極12,13と水銀を封入した略球状の発光部11を中央部に有する発光管10の中心軸を楕円反射鏡20の開口部21と底部22を結ぶ中心軸に一致させて組み込み構成された反射鏡付放電ランプにおいて、一対の電極12,13を発光部11の中心に対し非対称に配置した発光管10を、中心からの距離が近いほうの電極を楕円反射鏡20の開口部21側、中心から遠いほうの電極を楕円反射鏡20の底部22側とし、発光部11の中心を楕円反射鏡20の焦点25より底部22側にシフトさせて組み込んで構成したことを特徴とする反射鏡付放電ランプについて説明した。 【0030】実施例1.図4は、発光管の温度を測定するランプの構成を示した概略図である。実験では、下記に示す反射鏡付放電ランプを用いた。 楕円鏡長軸:30mm短軸:19mm楕円鏡前長(焦点〜開口端):15mm発光管径:6mm発光部径:9mm発光管前長(発光部中心〜発光管前端):25mm発光管入力:120W【0031】図4中、−シフト(マイナスシフト)は、マイナスの数値を指定してシフトする場合であり、矢印の方向(図4中の楕円反射鏡の底部部側)へ、発光管、あるいは、電極をシフトさせることを示す。また、+シフト(プラスシフト)は、プラスの数値を指定してシフトする場合であり、矢印の方向(図4中の楕円反射鏡の開口部側)へ、発光管、あるいは、電極をシフトさせることを示す。温度は、図4中の温度測定点で示すように、発光管の外側の温度を測定した。 【0032】図5は、図4に示した構成のランプを用いて、発光管、あるいは、電極をシフトさせて、発光管の温度を測定した結果である。図5では、一対の電極の間隔が1.3mmの場合の例を示している。図5の表の横の列は、発光管をシフトさせる数値を−0.4から0.4まで変化させた結果を示している。また、縦の行は、電極をシフトさせる数値を−0.4から0.4まで変化させた結果を示している。シフトの数値が0(ゼロ)の場合が、従来の反射鏡付放電ランプと同様の場合を示している。すなわち、発光管と電極とのシフトの数値がいずれも0の場合であり、発光管温度は、349℃である。図5の結果によると、発光管と電極のいずれか一方、あるいは、両方とも、−側へシフトさせた場合は、発光管温度が349℃より小さい値が得られた。 【0033】発光管温度は、発光管が高温になるほど、劣化やモリブデン箔の酸化が進み短寿命になる。従って、温度は低いほど好ましいことになる。ただし、発光管の温度に関わらず発光部は電極の消耗を抑えるため800〜1000℃に保つ必要がある。また、図5は、発光管温度に着目して実験を実施した結果の一例を示した数値であり、楕円反射鏡の底部側へ発光管、電極をシフトするほど発光管へ再入射する反射光が低減するため、発光管温度は低くなることになる。 【0034】 【発明の効果】発光管の底部側へのシフト、発光部中心から開口部側電極までの距離の短縮、さらに、発光管シフトと発光部中心から開口部側電極までの距離の短縮との組み合わせにより楕円反射鏡の焦点より開口部側の発光を低減したので、楕円反射鏡で反射して発光管へ再入射する光が軽減され、再入射光の加熱による発光管の破損やモリブデン箔の断線を防止できランプを長寿命化することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】591015625 【氏名又は名称】オスラム・メルコ株式会社 【住所又は居所】神奈川県横浜市西区北幸2丁目8番29号
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| 【出願日】 |
平成14年5月15日(2002.5.15) |
| 【代理人】 |
【識別番号】100099461 【弁理士】 【氏名又は名称】溝井 章司 (外2名)
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| 【公開番号】 |
特開2003−331603(P2003−331603A) |
| 【公開日】 |
平成15年11月21日(2003.11.21) |
| 【出願番号】 |
特願2002−139739(P2002−139739) |
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