| 【発明の名称】 |
反射型ランプ装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】斎藤 静二
【住所又は居所】埼玉県行田市壱里山町１−１ 岩崎電気株式会社埼玉製作所内
【氏名】漆原 嗣
【住所又は居所】埼玉県行田市壱里山町１−１ 岩崎電気株式会社埼玉製作所内
|
| 【要約】 |
【課題】ランプを効果的に冷却してランプ温度を制御し、また反射鏡の所定の個所にレンズを固定して光の利用効率を上げ、さらに寿命末期にランプが破裂しても構成片が外部に飛散することなく安全に使用することができる反射型ランプ装置を提供することを課題とする。
【解決手段】両端に電極１３a,１３ｂのアーク長が２．０ｍｍ以下のランプ１１を反射鏡２０装着して構成してある。また反射鏡は開口部へ向けて集光するように構成され、また反射鏡の照射面前端に集光された光を平行光に変換するレンズ２３を配置して構成してある。また反射鏡開口近傍の壁面に、適数の空気孔２１を形成し、さらに空気孔の小孔３１を有する飛散防止用の支持体３０を設けて構成してある。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】両端には電極を有し、アーク長が２．０ｍｍ以下で、反射鏡とランプを組み合わせた反射型ランプ装置において、同反射鏡は反射鏡開口部へ向けて集光するように構成され、また同反射鏡の照射面前端に集光された光を平行光に変換するレンズを配置し、また反射鏡開口近傍の壁面に、適数の空気孔を形成し、さらに同空気孔に小孔を有する飛散防止用の支持体を設けたことを特徴とする反射型ランプ装置。
【請求項２】反射鏡の開口近傍は矩形に構成され、また同反射鏡の四隅の内側に段部を構成し、同段部にレンズを装着支持したことを特徴とする請求項１記載の反射型ランプ装置。
【請求項３】反射鏡の四隅の段部に装着支持したレンズは、小孔を有する飛散防止用の支持体により反射鏡の所定の箇所に押圧支持したことを特徴とする請求項1及び請求項２記載の反射型ランプ装置。
【請求項４】支持体は、冷却風が通過し、また発光管の構成片が外部に飛散しない強度を有して構成したことを特徴とする請求項1乃至請求項３記載の反射型ランプ装置。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は反射型ランプ装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、映像用機器あるいは光学用機器の反射型ランプは、光学的に効率を向上するために，反射鏡と組み合わせて用いられる。反射型ランプは、一般にはプロジェクターやプロジェクションＴＶ、映写機などに使用されている。
【０００３】従来の反射型ランプ装置は、例えば図６に示すように、膨張係数を比較的低く抑えた耐熱性の高いホウケイ酸ガラス又は結晶化ガラスを使用して構成した反射鏡１の中心軸にショートアーク放電ランプ２を装着して構成し、また同反射鏡１の前面開口部に、３ｍｍ程度の厚さの防爆用の前面ガラス３を配置して構成してある。この反射型ランプを使用したプロジェクターは、用途としてテレビ（ＣＲＴ）やＯＨＰの代わりとして普及しつつある。中でも、液晶プロジェクター、ＤＬＰプロジェクターの普及は著しい。こうしたプロジェクターに対する要求としては、高解像度、高精細とともに、明るさの向上がより強い要求である。近年、各プロジェクターに用いられるＬＣＤパネルの透過率、ＤＭＤチップの反射率の向上は著しいが、これらの素子の改善以外による明るさ向上への要求が強いのも事実である。
【０００４】素子以外での明るさ向上を考えたとき、バックライトとしての光源（ランプ）の輝度向上や光の集光率を向上させる手段がとられる。ランプの輝度向上を考えたとき、ＬＣＤ素子やＤＭＤチップの耐光性（耐熱性）が向上したことにより、現在は単純にランプの出力を上げることで輝度を向上させる手段がとられている。しかしながら、ランプの出力を上げることは、ランプが大きくなり見かけの明るさ向上は見込まれるものの、ランプからの出力に対し、反射鏡での制御効率が低下し、結果的に光の利用率（集光率）は低下してしまう。また使用上の消費電力の増加、ランプからの発生熱量の増加等の問題も発生する。これらのことからランプの出力の向上は光の集光率向上ではないと言える。
【０００５】本来のランプの輝度向上を考えた場合、ランプの出力等による解決ではなく、反射鏡での制御効率を向上させる放電距離短縮（電極間距離の短縮）などによる解決方法が考えられる。放電距離短縮による輝度向上は、現状のランプの放電距離が２ｍｍ程度であり、これ以上の大幅な放電距離短縮は望めない。放電距離を短縮することはランプの他の特性を大きく変更しなくてはならない項目であるため、容易なことではないのが現状である。
【０００６】また一部のプロジェクター機種では汎用性の観点から、より小型化、モバイル化へと移行しつつある。こうした機種においても、高解像度、高精細、明るさの向上といった要求がある。こうした小型、モバイル機種においては、当然のことながら光源の出力を上げることは大きさの問題、熱的な問題等により不可となる。
【０００７】こうした時代の要求を満足する為、このプロジェクター内に組み込まれる反射型ランプも本来の意味での高輝度化を要求されることになる。
【０００８】
【発明が解決しょうとする課題】プロジェクターに対する高解像度、高精細、明るさ向上といった要求により、電極間距離の短縮、発光管の小型化が進み、発光管壁負荷の増大、点灯時の内圧の上昇が進む一方、よりランプ発光管内の圧力を上げて光の利用率を向上させた様な超高圧放電ランプも発売されている。しかしながらこうした発光管の高輝度化の追求だけではプロジェクターに対する高解像度、高精細、明るさの向上といった要求を十分満足することが出来ず、ランプの出力を上げることで要求を補っているのが現状である。
【０００９】ランプ出力の増加は、プロジェクター装置の消費電力の増加を招く。更にランプのサイズは大きくなり、しいてはプロジェクター装置のサイズも大きくせざるを得なくなる。また発生する熱量も多くなり、熱対策が難しくなる。更に、ランプの出力増加は見かけのプロジェクター装置での明るさ向上は見込まれるもののランプからの出力に対し、反射鏡での制御効率が低下し、結果的に光の利用率（集光率）は低下してしまい結果的にはこの制御効率の低下分も含め、さらにランプ出力を増加させなくてはならない。
【００１０】こうしたランプ出力増加による明るさ向上ではプロジェクター装置の大きさの問題、熱的な問題、消費電力の問題を引き起こしてしまう。特に、小型化、モバイル化を追求しているモデルには採用が難しいといえる。
【００１１】本来のランプの輝度向上を考えた場合、ランプの出力等による解決ではなく、反射鏡での制御効率を向上させる必要がある。放電距離短縮はその手段として容易に考えられるが、現状以上の大幅な放電距離短縮はランプの他の特性を大きく変更しなくてはならない項目であるため容易なことではない。
【００１２】こうした背景の中、ランプ出力を増加させずにいかにＬＣＤ素子やＤＭＤチップへ制御された光を効率よく照射するかが問題であった。また図 に示す反射型ランプ装置によると、反射鏡１の前面開口部に防爆用の前面ガラス３を配置して構成し、光のコントロールはプロジェクターで行っているが、光のコントロールをプロジェクターで行うと、光のコントロールが難しくなる欠点がある。
【００１３】本発明は上記の諸点に鑑み発明したものであり、ランプの高解像度、高精細、明るさの向上を図ることができ、簡単にランプの出射光の集光率の向上を図ることができる反射型ランプ装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解決するために、次の請求項のように構成してある。請求項１は、両端には電極を有し、アーク長が２．０ｍｍ以下で、反射鏡とランプを組み合わせた反射型ランプ装置に関する。また反射鏡は反射鏡開口部へ向けて集光するように構成され、また同反射鏡の照射面前端に集光された光を平行光に変換するレンズを配置して構成してある。また反射鏡開口近傍の壁面に、適数の空気孔を形成し、さらに同空気孔に小孔を有する飛散防止用の支持体を設けて構成してある。
【００１５】請求項２は、請求項１に記載の反射型ランプ装置において、反射鏡の開口近傍は矩形に構成され、また同反射鏡の四隅の内側に段部を構成し、同段部にレンズを装着支持して構成してある。
【００１６】請求項３は、請求項１及び請求項２に記載の反射型ランプ装置において、反射鏡の四隅の段部に装着支持したレンズは、小孔を有する飛散防止用の支持体により反射鏡の所定の箇所に押圧支持して構成してある。
【００１７】請求項４は、請求項１乃至請求項３に記載の反射型ランプ装置において、支持体は、冷却風が通過し、また発光管の構成片が外部に飛散しない強度を有して構成してある。
【００１８】上記した本発明にかかる反射型ランプ装置によると、反射鏡開口近傍の壁面に、適数の空気孔を形成し、さらに同空気孔に小孔を有する飛散防止用の支持体を設けて構成してあるので、ランプを適切に冷却でき、ランプ温度を制御できる。また反射鏡の四隅の内側の段部にレンズを装着支持して構成してあるので、レンズは所定の箇所に支持され、ランプ位置に対して、規定の位置にレンズを装着でき、光利用率を上げることができる。またレンズは、飛散防止用の支持体により反射鏡の所定の箇所に押圧支持して構成され、さらにランプ位置に対して、規定の位置にレンズを装着でき、光利用率を上げることができる。さらにレンズは所定の箇所に支持され、さらに寿命末期に万一ランプが破裂した場合も破片が外部に飛散することが無く、さらに支持体はランプが万一破裂したときに構成片が外部に飛散しない強度を有して構成してあるので安全に使用することができる。レンズと反射鏡と支持体で構成される略密閉空間にランプ破裂片を閉じ込めることが可能である。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下本発明を図１乃至図５について説明する。図１は本発明に係わる反射型ランプの一実施例を示す。図１において、１１はランプであって、ショートアーク放電ランプ、１２はショートアーク放電ランプ１１を構成する石英ガラス製の発光管、１３ａ,１３ｂは発光管１２の両端に封着してなる電極であって、内部両端に対向して封着してある。また電極間距離(アーク長)は約１．０ｍｍである。電極間距離が２．０ｍｍ以上となると集光率が低下し、用途に適さなくなる。１４ａ,１４ｂは電極１３ａ,１３ｂに接続してなるモリブデン箔であって、外部リード線１５に接続されるようになっている。１６は口金である。
【００２０】図１及び図２において、２０は反射鏡であって、反射鏡の開口部へ向けて集光するように構成されている。また開口近傍は矩形に構成され、開口近傍の壁面に適数の空気孔２１を形成している。また四隅の内側に段部２２を構成している。反射鏡のサイズ及び形状は、使用される素子のサイズや発光管の温度条件等により決まってくる。実施例では、外形５０×５０ｍｍの回転楕円面の反射鏡を使用している。
【００２１】２３はレンズであって、反射鏡２０の照射面前端に配置され、該反射鏡からの集光された光を平行光に変換する。該レンズは、防爆前面ガラスの機能も兼ね備えている。
【００２２】図１乃至図３において、３０は飛散防止用の支持体であって、反射鏡開口近傍の壁面に形成している空気孔２１に設置され、小孔３１を有して構成してある。該支持体３０は、冷却風が通過し適正なランプ温度を保持できる構成部品である。また該支持体３０は反射鏡の四隅の段部２２に装着したレンズ２３を反射鏡２０の適正位置に押圧支持する機能を持ち、反射型ランプが万一破裂したとき発光管の構成片が外部に飛散しない強度を兼ね備えており、レンズ２３と支持体３０及び反射鏡２０による略密閉空間に破裂片を閉じ込めることができる。３１は耐熱接着剤である。この耐熱接着剤がレンズ２３と支持体３０の間に注入され十分な接着面積を有して一体となり、構造強度を確保し得る。
【００２３】上記した発光管１２の中には、封入物としてハロゲンガス、Ｈｇ、始動用アルゴンが封入されている。以上の様な反射型ランプ装置は、専用の電子安定器を用いて電力１５０Ｗで、例えば管軸が水平になるように水平点灯する。
【００２４】上述の反射型ランプ装置においては、光学系の一部であるレンズ２３と反射鏡２０と支持体３０の一体構成により、装置全長つまり光路長が短縮できる。本発明は、ランプ装置のコンパクト化に有効である。又、反射鏡開口部に配置される光学系の一部であるレンズは、防爆前面ガラスの機能をも兼ね備えているため装置の単純化にも寄与する。
【００２５】また図４及び図５に示すように、支持体３０の外観形状を変えることにより、反射鏡２０の開口部の外面と支持体３０の外面を面一に構成してもよい。
【００２６】次に上記した反射型ランプ装置による実験した結果を説明する。
■上述の反射型ランプ装置において、３０分以上ランプを点灯させた後、つまり発光管１２の水銀が十分蒸発した状態において強制破裂試験を行った。
■この強制破裂試験とは、点灯している発光管１２に外部から高電圧を瞬間的に印加して、ランプ破裂状態を意図的に再現できる装置である。
■結果、本発明による反射鏡２０と防爆前面ガラスを兼ねたレンズ２３と支持体３０の一体構造における取付け強度は、十分であることが実証され、安全性も確保できる。
【００２７】
【発明の効果】上記した請求項１に記載の本発明によれば、アーク長２．０mm以下で、反射鏡とランプを組み合わせた反射型ランプ装置に於いて、該反射鏡は反射鏡開放部へ向けて集光するように構成され、ランプ照射面前面に配置されるレンズは、集光された光を平行光に変換する役目とランプ防爆用前面ガラスとして反射鏡開放部に装着され、前記反射鏡とレンズとの作用により、光路長が短縮できプロジェクターの小型化及び高輝度化に寄与することができる特別な効果がある。さらに反射鏡開口近傍の壁面に、適数の空気孔を形成し、さらに同空気孔に小孔を有する飛散防止用の支持体を設けて構成したので、ランプを効果的に冷却してランプ温度を制御できる特別な効果がある。
【００２８】請求項２に係わる反射型ランプ装置によれば、反射鏡開放部へ向けて集光するように設計された反射鏡と集光された光を平行光に変換する役目とランプ防爆用前面ガラスとしての役目を持つ反射鏡開放部に設置されるレンズは、支持体により取付け強度を確保することができる特別な効果がある。
【００２９】請求項３に係わる反射型ランプ装置によれば、レンズは反射鏡とレンズの所定の個所に支持され、位置精度を出すことができ、出射光を十分制御できる特別な効果がある。
【００３０】請求項４に係わる反射型ランプ装置によれば、過度なランプの温度上昇を防止し、さらに構成片が外部に飛散することがないので、安全に使用することができる特別な効果がある。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】００００００１９２
【氏名又は名称】岩崎電気株式会社
【住所又は居所】東京都港区芝３丁目１２番４号
|
| 【出願日】 |
平成１４年３月２９日（２００２．３．２９） |
| 【代理人】 |
|
| 【公開番号】 |
特開２００３−２９７１３８（Ｐ２００３−２９７１３８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年１０月１７日（２００３．１０．１７） |
| 【出願番号】 |
特願２００２−９４０３６（Ｐ２００２−９４０３６） |
|