JP4517986B2 - 光源装置及び光源装置の製造方法 - Google Patents
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このような超高圧放電ランプは、例えば、特開平2−148561号公報、特開平6−52830号公報に開示されている。
近年、液晶プロジェクタ装置やDMDを使ったDLP装置は小型化が強く求められ、これに応じて、光源装置も小型化が求められている。また、被照射物である液晶表示パネル自体も小型化されていることも、光源装置の小型化が要請される理由の一つである。
原理としては赤外線が顔料の粒に次々に当たり減衰していくものである。顔料を使って赤外線を減衰させるには、行程距離が必要であり、セラミックコーティング3の厚みが必要になる。セラミックコーティング3の厚みがあると金属基体との界面で熱膨張差により剥離に到る恐れもある。あるいは、このセラミックコーティング3の表面に多重干渉膜4を付けているが、多重干渉膜をつける前にセラミックコーティング3の表面を研磨する場合がある。その研磨の際に表面に顔料の粒が露出してセラミックコーティング3の表面が荒れる恐れがある。
電ランプを取り囲む凹面反射鏡よりなる光源装置において、前記凹面反射鏡が、アルミニ
ウムまたはアルミニウムを主成分とした合金、あるいはステンレスのいずれかからなる金
属基体と、この金属基体の内表面に形成された、ニッケル、コバルト、バナジウム、銅、
ジルコニウム、カルシウム、マンガン、モリブデンのうち少なくとも1つ以上の金属の酸
化物が含有された硼珪酸ガラスからなるガラス層と、該ガラス層の上に設けられた誘電体多層膜層とからなり、前記ガラス層中に含有される前記金属酸化物の総量がガラス母材に対して1〜30wt% であることを特徴とする光源装置とするものである。
の材料を配置し、その後、熱間プレスにより形成されてなることを特徴とする請求項1に記載の光源装置とするものである。
材料を吹き付けるブローイングにより形成されてなることを特徴とする請求項1に記載の光源装置とするものである。
とが交互積層されたものであることを特徴とする請求項1 乃至請求項3のいずれかに記載の光源装置とするものである。
鏡よりなる光源装置の製造方法において、前記凹面反射鏡が、アルミニウムまたはアルミ
ニウムを主成分とした合金、あるいはステンレスのいずれかからなる金属基体からなり、
前記金属基体の凹面状の内表面に、ニッケル、コバルト、バナジウム、銅、ジルコニウム
、カルシウム、マンガン、モリブデンのうち少なくとも1つ以上の金属の酸化物が含有さ
れたガラスを塗布する工程と、前記金属基体の凹面状の内表面を上向きにした状態で、前
記ガラスの軟化点以上に当該金属基体を加熱する工程と、前記金属基体の凹面状の内表面
に、加熱された矢型を挿入して軟化したガラスをプレスする工程と、前記矢型を前記金属
基体の凹面状の内表面に挿入した状態でガラスの軟化点より低い温度になるまで放置する
工程と、前記矢型を前記金属基体の凹面状の内面より取り出す工程により製造されること
を特徴とする。
鏡よりなる光源装置の製造方法において、前記凹面反射鏡が、アルミニウムまたはアルミ
ニウムを主成分とした合金、あるいはステンレスのいずれかからなる金属基体とからなり
、前記金属基体の凹面上の内表面を上向き状態にする工程と、ニッケル、コバルト、バナ
ジウム、銅、ジルコニウム、カルシウム、マンガン、モリブデンのうち少なくとも1つ以
上の金属の酸化物が含有されたガラス溶融塊を前記金属基体の凹面状の内表面の内側に挿
入する工程と、前記ガラス溶融塊をブローイングにより膨らませて、前記金属基体の凹面
状の内表面にガラスを密着させる工程と、前記金属基体の凹面状の内表面に密着させたガ
ラスをガラスの融点より低い温度まで放置する工程により製造されることを特徴とする。
ランプの熱を効率よく放散させることが可能なため、積極的に冷却風を取り込んでランプを冷却することが不要となる。
ニッケル、コバルト、バナジウム、銅、ジルコニウム、カルシウム、マンガン、モリブデンのうち少なくとも1つ以上の金属の酸化物が含有されたガラス層は不要な赤外域の光を吸収し、反射鏡前方へ放出しない。
図1は、本発明の光源装置の構成の一例を示す説明用断面図である。
この光源装置10は、光源である高圧水銀放電ランプ40と、この高圧水銀放電ランプ40が収容され、当該高圧水銀放電ランプ40からの放射光を反射してその反射光を開口部を介して投射する凹面反射鏡20と、当該凹面反射鏡20の開口部を塞ぐよう設けられた透光性を有する前面ガラス19とを具備しており、凹面反射鏡20と前面ガラス19とによって形成される空間内に、高圧水銀放電ランプ40が収容されてなる、いわゆる密閉構造を有するものである。
この光源装置10は、図1に示されるように、高圧水銀放電ランプ40の管軸が水平状態とされた状態で使用される。
水銀の封入量が0.25mg/mm3以上であることにより、高圧水銀ランプ40に高い輝度が得られることから、光源装置10に一層高い光放射性能を得ることができる。
(1)細かく粉砕した、ニッケル、コバルト、バナジウム、銅、ジルコニウム、カルシウム、マンガン、モリブデンのうち少なくとも1つ以上の金属の酸化物が総量でガラス母材に対して1〜30wt%含有されたガラス22Aをアルミニウムまたはアルミニウム合金の凹面状の金属基体21の内表面に塗布する。具体的一例をあげれば、酸化ニッケル(NiO)および酸化コバルト(CoO)をそれぞれ10wt%、合計で20wt%含有したものである。
金属基体21は、アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とした合金、あるいはステンレスのいずれかからなるものである。
金属基体21の内表面は素地のままか、もしくはサンドブラスト等により積極的に荒らした面とするのが望ましい。ガラスの塗布を容易にするため、酢酸ブチル等の有機溶媒をガラスにまぜ、凹面の金属基体21内面にディッピングまたはスプレーにて塗布して図4(a)の状態にする。塗布する厚みは例えば、400μmである。また、ガラスの組成の一例をあげれば、SiO2・H3BO3・NHCO3に微量成分、例えばKNO3、LiCO3、BaCO3が入っている。有機溶媒としては酢酸ブチル以外には例えばステアリン酸も使用できる。
(2)図4(b)に示すように矢型とリング型と基体保持機構とからなる熱間プレス機に、ガラスを塗布した反射鏡の金属基体21の凹面状の内表面が上向き状態になるように取り付ける。リング型31はガラスが溢れ出すのを防ぐためのものである。ガラス22Aを金属基体21ごと加熱し、ガラスの軟化点に到達させる。ガラス22Aの軟化点が450℃であれば、加熱温度は500℃であり、保持時間は5秒間である。反射面形状を転写し、ガラスを密着させる役目である矢型30も、反射鏡の金属基体21と同じ温度になるように別途加熱しておき、熱平衡に達したところで矢型を下降させガラス22Aをプレスする。その際に、酢酸ブチル等の有機溶媒は飛散し、ガラス22Aが軟化する。
(3)図4(c)に示すようにガラス22Aの形状が安定するガラスの軟化点より低い温度、例えば440℃に下降するまで放置する。
(4)図4(d)に示すように、矢型30を金属基体21の凹面状の内表面より取り出し完成する。
硼珪酸ガラスに酸化ニッケル(NiO)、酸化コバルト(CoO)、酸化マンガン(MnO)等を溶け込ませた場合、これらの金属酸化物は不定比化合物となり、一種の半導体になる。不定比化合物とは、例えばニッケル(Ni)と酸素(O)の比率が1:1とならず、Niの場合ではOよりもNiのほうがわずかに少ない状態で結合し、ホール(正孔)が形成されたのと同じ状態になる。このホールを使い電子が移動できる状態となる。導体である金属に光が当たった場合、金属中の自由電子の分極により、光は金属中に入り込むことができず、反射されたことになる。金属固有の色があるが、これは金属個々に分極する速度すなわち周波数(光の波長)に依存するためである。絶縁体では極めて遅く、金属では非常に速い。半導体(本件の不定比化合物が相当)では、絶縁体と金属の両者の中間の挙動を示すことが推測される。
(1)図5の(a)に示すように反射鏡の金属基体21をアルミダイキャスト等で成形する。
金属基体21は、アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とした合金、あるいはステンレスのいずれかからなるものである。
(2)図5の(b)に示すように、ニッケル、コバルト、バナジウム、銅、ジルコニウム、カルシウム、マンガン、モリブデンのうち少なくとも1つ以上の金属の酸化物が含有されたガラスが溶けた、例えば1200℃のガラス溶融塊22Bを不図示のブローイング装置に取り付け、該ブローイング装置に付属の吹き込み管50の先端につけ、凹面状の内表面が上向き状態になっている金属基体21の内側に挿入する。
(3)次に、図5の(c)に示すように、引き込み管50内に空気(air)などを吹き込み、ガラス溶融塊をブローイングにより膨らませてガラス22を金属基体21の凹面状の内表面に密着させる。31はリング型であり、金属基体21の外へガラス22が吹き出ないようにする。その後、ガラス22をガラスの融点より低い温度まで冷却し、例えば440℃まで放置する。
(4)そして、図5の(d)に示すように、ブローイング装置から金属基体を取り出し、不要な箇所のガラスを除去する。
そして、光源装置10においては、その用途に応じて、高圧水銀放電ランプ40は、直流型、交流型のいずれのものであってもよい。
更に、光源装置10は、高圧水銀放電ランプ40を、その管軸が凹面反射鏡20の光軸と一致するように装着するという配置方法に特に限定されるものではなく、適宜に設計することができる。
また、アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とした合金の場合は、凹面の金属基体の外面側に放熱フィンを一体形成することもできる。
2 光源ランプ
3 セラミックコーティング
4 多重干渉膜
5 放熱フィン
6 光源装置
10 光源装置
19 前面ガラス
20 凹面反射鏡
21 金属基体
22 ガラス層
22A ガラス
22B ガラス溶融塊
23 誘電体多層膜層
24 前方外縁部
25 筒状頸部
30 矢型
31 リング型
37 接着剤
40 高圧水銀放電ランプ
42 放電容器
43A、43B 封止管部
44 陰極
45 陽極
50 吹き込み管
201 集光部
Claims (6)
- 高圧放電ランプと、この高圧放電ランプを取り囲む凹面反射鏡よりなる光源装置において、
前記凹面反射鏡が、アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とした合金、あるいはステンレスのいずれかからなる金属基体と、この金属基体の内表面に形成された、ニッケル
、コバルト、バナジウム、銅、ジルコニウム、カルシウム、マンガン、モリブデンのうち
少なくとも1つ以上の金属の酸化物が含有された硼珪酸ガラスからなるガラス層と、該ガラス層の上に設けられた誘電体多層膜層とからなり、
前記ガラス層中に含有される前記金属酸化物の総量がガラス母材に対して1〜30wt% であることを特徴とする光源装置。 - 前記ガラス層は、凹面状の金属基体の内表面に前記ガラス層の材料を配置し、その後、
熱間プレスにより形成されてなることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。 - 前記ガラス層は凹面状の金属基体の内表面に溶融したガラス材料を吹き付けるブローイ
ングにより形成されてなることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。 - 前記誘電体多層膜は酸化ジルコニウムとフッ化マグネシウムとが交互積層されたもので
あることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の光源装置。 - 高圧放電ランプと、この高圧放電ランプを取り囲む凹面反射鏡よりなる光源装置の製造
方法において、
前記凹面反射鏡が、アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とした合金、あるいはス
テンレスのいずれかからなる金属基体からなり、
前記金属基体の凹面状の内表面に、ニッケル、コバルト、バナジウム、銅、ジルコニウ
ム、カルシウム、マンガン、モリブデンのうち少なくとも1つ以上の金属の酸化物が含有
されたガラスを塗布する工程と、
前記金属基体の凹面状の内表面を上向きにした状態で、前記ガラスの軟化点以上に当該
金属基体を加熱する工程と、
前記金属基体の凹面状の内表面に、加熱された矢型を挿入して軟化したガラスをプレス
する工程と、
前記矢型を前記金属基体の凹面状の内表面に挿入した状態でガラスの軟化点より低い温
度になるまで放置する工程と、
前記矢型を前記金属基体の凹面状の内面より取り出す工程
により製造されることを特徴とする光源装置の製造方法。 - 高圧放電ランプと、この高圧放電ランプを取り囲む凹面反射鏡よりなる光源装置の製造
方法において、
前記凹面反射鏡が、アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とした合金、あるいはス
テンレスのいずれかからなる金属基体とからなり、
前記金属基体の凹面上の内表面を上向き状態にする工程と、
ニッケル、コバルト、バナジウム、銅、ジルコニウム、カルシウム、マンガン、モリブ
デンのうち少なくとも1つ以上の金属の酸化物が含有されたガラス溶融塊を前記金属基体
の凹面状の内表面の内側に挿入する工程と、
前記ガラス溶融塊をブローイングにより膨らませて、前記金属基体の凹面状の内表面に
ガラスを密着させる工程と、
前記金属基体の凹面状の内表面に密着させたガラスをガラスの融点より低い温度まで放
置する工程
により製造されることを特徴とする光源装置の製造方法。
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