JP6753140B2 - Discharge lamp device - Google Patents

Description

本発明は、放電ランプ装置に関し、更に詳しくは、前面に凹所を有し、当該凹所の内表面に反射面が形成された胴体を備えた反射鏡一体型のショートアーク型放電ランプを備えた放電ランプ装置に関する。 The present invention relates to a discharge lamp device, and more specifically, the present invention includes a reflector-integrated short arc type discharge lamp having a recess on the front surface and a body having a reflective surface formed on the inner surface of the recess. Regarding the discharge lamp device.

ショートアーク型放電ランプ（以下、単に「放電ランプ」ともいう。）の一形態として、ランプ本体（胴体）が、例えばセラミックなどの不透明の絶縁部材によって形成され、光取り出し部（窓部材）のみが光透過性材料によって形成された反射鏡一体型のものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
このような反射鏡一体型の放電ランプは、全体の外観形状が柱状であって、取り扱いが容易であり、安全であるなどのことから、医療用のファイバー照明用光源、ソーラーシミュレータや半導体の検査装置の光源などとして広い分野で利用されている。 As a form of a short arc type discharge lamp (hereinafter, also simply referred to as “discharge lamp”), the lamp body (body) is formed of an opaque insulating member such as ceramic, and only the light extraction portion (window member) is formed. A reflector-integrated type made of a light-transmitting material is known (see, for example, Patent Document 1).
Such a discharge lamp with an integrated reflector has a columnar appearance as a whole, is easy to handle, and is safe. Therefore, it is possible to inspect medical fiber lighting light sources, solar simulators, and semiconductors. It is used in a wide range of fields as a light source for equipment.

図８は、従来の反射鏡一体型のショートアーク型放電ランプの構成の一例を示す説明用断面図である。
この放電ランプ４０は、前面に凹所を有し、当該凹所の内表面に反射面５０ａが形成された胴体５０と、当該胴体５０における凹所の開口よりなる前面開口５０ｂを塞ぐための窓部材６０とを有し、胴体５０の反射面５０ａに囲まれて形成される放電空間Ｓには、キセノンガスなどの希ガスよりなる発光ガスが封入されると共に、陰極５２および陽極５３が互いに対向して配置されている。 FIG. 8 is an explanatory sectional view showing an example of the configuration of a conventional short arc type discharge lamp integrated with a reflector.
The discharge lamp 40 has a recess on the front surface, and a window for closing the front opening 50b including the opening of the recess in the body 50 and the body 50 having the reflective surface 50a formed on the inner surface of the recess. The discharge space S having the member 60 and being surrounded by the reflecting surface 50a of the body 50 is filled with a luminescent gas made of a rare gas such as xenon gas, and the cathode 52 and the anode 53 face each other. It is arranged.

窓部材６０は、窓支持部材６５によって固定支持されており、これにより、窓部材６０および窓支持部材６５よりなる窓組立体６６が構成されている。具体的に説明すると、窓支持部材６５は、筒状の内部リング部６５ａと、当該内部リング部６５ａの外径よりも大きい内径を有する筒状の外部リング部６５ｂと、内部リング部６５ａおよび外部リング部６５ｂを連結する連結部６５ｃとよりなる断面Ｕ字状の二重リング構造を有する。そして、窓部材６０は、窓支持部材６５の内部リング部６５ａの内周面と窓部材６０の外周面とが接着によって気密に接着されることにより、当該窓支持部材６５によって支持されている。
このような窓組立体６６は、窓支持部材６５における連結部６５ｃが、胴体５０における前面開口５０ｂの周辺部、すなわち胴体５０における円環状の前面に、セラミックスペーサリング５６および陰極給電用の金属リング５５を介して重ねられた状態で配置されている。また、胴体５０の前端部の外周面には、当該胴体５０の外径に適合する内径を有する円筒状の金属筒体５８が、当該胴体５０の前端から突出するよう配置されている。この金属筒体５８の前端部の内周面に、窓支持部材６５における外部リング部６５ｂの外周面が気密に固定されている。
図８において、５７は、陰極５２を所定の位置に配置するための導電性支持部材、５９は、胴体５０を金属ブロック５１に固定するための金属筒体である。 The window member 60 is fixedly supported by the window support member 65, whereby the window assembly 66 including the window member 60 and the window support member 65 is formed. Specifically, the window support member 65 includes a tubular inner ring portion 65a, a tubular outer ring portion 65b having an inner diameter larger than the outer diameter of the inner ring portion 65a, an inner ring portion 65a, and an outer diameter. It has a double ring structure having a U-shaped cross section including a connecting portion 65c that connects the ring portions 65b. The window member 60 is supported by the window support member 65 by airtightly adhering the inner peripheral surface of the inner ring portion 65a of the window support member 65 and the outer peripheral surface of the window member 60 by adhesion.
In such a window assembly 66, the connecting portion 65c of the window support member 65 has a ceramic spacer ring 56 and a metal ring for feeding a cathode on the peripheral portion of the front opening 50b of the fuselage 50, that is, the annular front surface of the fuselage 50. They are arranged in a stacked state via 55. Further, on the outer peripheral surface of the front end portion of the body 50, a cylindrical metal cylinder 58 having an inner diameter suitable for the outer diameter of the body 50 is arranged so as to project from the front end of the body 50. The outer peripheral surface of the outer ring portion 65b of the window support member 65 is airtightly fixed to the inner peripheral surface of the front end portion of the metal cylinder 58.
In FIG. 8, 57 is a conductive support member for arranging the cathode 52 at a predetermined position, and 59 is a metal cylinder for fixing the body 50 to the metal block 51.

この放電ランプ４０は、点灯中に発生する熱を放熱するために、図９に示すように、放熱フィン４３，４４が取り付けられた絶縁物よりなるケーシング（図示省略）内に配置されて用いられる。具体的には、ケーシングには、放電ランプ４０が配置されるべきランプ配置領域４０ａの周囲に、放電ランプ４０の金属筒体５８および金属ブロック５１にそれぞれ接触する状態に放熱フィン４３，４４が取り付けられると共に、放電ランプ４０の窓部材６０と対向する位置に光取り出し窓４２が設けられている。
図９において、４５は、フィルタであり、４６は、当該フィルタ４５を押えると共に光取り出し窓４２の周側面に接触して固定する枠部材である。 As shown in FIG. 9, the discharge lamp 40 is arranged and used in a casing (not shown) made of an insulator to which heat radiation fins 43 and 44 are attached in order to dissipate heat generated during lighting. .. Specifically, heat radiation fins 43 and 44 are attached to the casing around the lamp arrangement area 40a where the discharge lamp 40 should be arranged so as to be in contact with the metal cylinder 58 and the metal block 51 of the discharge lamp 40, respectively. At the same time, a light extraction window 42 is provided at a position facing the window member 60 of the discharge lamp 40.
In FIG. 9, 45 is a filter, and 46 is a frame member that presses the filter 45 and contacts and fixes the filter 45 on the peripheral side surface of the light extraction window 42.

特開平８−３１２２０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-31220

このような放電ランプ４０においては、陰極５２と陽極５３との間の輝点から放射された光は、反射面５０ａによって反射され、平行光として窓部材６０から出射される。
然るに、上記の放電ランプ４０においては、反射面５０ａの光軸に沿って、陰極５２および陽極５３が配置されており、また、反射面５０ａの中央部には、陽極５３を挿通する筒孔５０ｈが形成されているため、窓部材６０から出射される光には、中心位置における光の強度が低い、いわゆる中抜けの現象が生じる、という問題がある。 In such a discharge lamp 40, the light emitted from the bright spot between the cathode 52 and the anode 53 is reflected by the reflecting surface 50a and emitted from the window member 60 as parallel light.
However, in the discharge lamp 40 described above, the cathode 52 and the anode 53 are arranged along the optical axis of the reflecting surface 50a, and in the central portion of the reflecting surface 50a, a tubular hole 50h through which the anode 53 is inserted is inserted. The light emitted from the window member 60 has a problem that the intensity of the light at the central position is low, that is, a so-called hollow phenomenon occurs.

このような問題を解決するためには、窓部材６０の前方位置に、レンズなどの光学部材を配置して放電ランプ装置を構成することが考えられる。
しかしながら、光学部材を有する放電ランプ装置を構成する場合には、以下のような問題がある。
上記の放電ランプ装置を簡単な構造で作製する場合には、光学部材を放熱器の内部若しくは外部に保持させる構造が採られている。しかし、このような構造の放電ランプ装置を作製するときには、放電ランプの光軸と放熱器の軸とを一致させる調整を行うことが必要であり、組立作業が煩雑となる、という問題がある。 In order to solve such a problem, it is conceivable to arrange an optical member such as a lens at a position in front of the window member 60 to form a discharge lamp device.
However, when a discharge lamp device having an optical member is configured, there are the following problems.
When the above discharge lamp device is manufactured with a simple structure, a structure is adopted in which the optical member is held inside or outside the radiator. However, when manufacturing a discharge lamp device having such a structure, it is necessary to adjust the optical axis of the discharge lamp to match the axis of the radiator, which causes a problem that the assembly work becomes complicated.

本発明の目的は、反射鏡一体型のショートアーク型放電ランプと、光学部材とを有する放電ランプ装置において、光軸調整が不要で、簡単に光学部材を取り付けることができる放電ランプ装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、上記の目的に加えて更に、強度分布が均一な光を出射することができる放電ランプ装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a discharge lamp device having a short arc type discharge lamp integrated with a reflector and an optical member, which does not require optical axis adjustment and can easily attach an optical member. There is.
Another object of the present invention is to provide a discharge lamp device capable of emitting light having a uniform intensity distribution in addition to the above object.

本発明の放電ランプ装置は、前面に放電空間を形成する凹所を有し、当該凹所の内表面に反射面が形成された胴体と、前記放電空間において互いに対向して配置された陰極および陽極と、前記胴体における凹所の開口に設けられた窓部材とを備えてなるショートアーク型放電ランプ、
前記窓部材の前方に配置された光学部材、並びに
内部に前記光学部材を保持する筒体よりなるホルダー
を備えてなり、
前記ショートアーク型放電ランプは、前記窓部材を支持する窓支持部材を有し、
前記窓支持部材は、窓部材の外周面に固定された筒状の内部リング部と、この内部リング部を取り囲む、当該内部リング部よりも大径の筒状の外部リング部と、前記内部リング部および前記外部リング部とを連結する連結部とよりなる断面Ｕ字状の二重リング構造を有し、
前記ホルダーは、その一端に前記ショートアーク型放電ランプに装着される装着部を有し、当該装着部は、前記内部リング部の外径に適合する内径を有すると共に、前記外部リング部の内径より小さい外径を有し、
前記ホルダーは、前記装着部が前記内部リング部と前記外部リング部との間の筒状空間に摺合せにより挿入されて前記ショートアーク型放電ランプに装着されていることを特徴とする。 The discharge lamp device of the present invention has a recess forming a discharge space on the front surface, a body having a reflective surface formed on the inner surface of the recess, and a cathode arranged so as to face each other in the discharge space. A short arc type discharge lamp comprising an anode and a window member provided in a recessed opening in the body.
It is provided with an optical member arranged in front of the window member and a holder made of a tubular body for holding the optical member inside.
The short arc type discharge lamp has a window support member that supports the window member, and has a window support member.
The window support member includes a tubular inner ring portion fixed to the outer peripheral surface of the window member, a tubular outer ring portion having a diameter larger than that of the inner ring portion surrounding the inner ring portion, and the inner ring. It has a double ring structure having a U-shaped cross section, which comprises a connecting portion for connecting the portion and the external ring portion.
The holder has a mounting portion to be mounted on the short arc type discharge lamp at one end thereof, and the mounting portion has an inner diameter suitable for the outer diameter of the inner ring portion and is larger than the inner diameter of the outer ring portion. Has a small outer diameter,
The holder is characterized in that the mounting portion is inserted into the tubular space between the inner ring portion and the outer ring portion by sliding and mounted on the short arc type discharge lamp.

本発明の放電ランプ装置においては、前記胴体の反射面は回転放物面であり、前記光学部材は、円錐状若しくは円錐台状の凸面よりなる光入射面と、円錐状若しくは円錐台状の凹面よりなる光出射面を有するコーン状レンズよりなることが好ましい。
また、前記胴体の反射面は回転放物面であり、前記光学部材は、集光レンズよりなる構成であってもよい。 In the discharge lamp device of the present invention, the reflective surface of the body is a rotating parabolic surface, and the optical member has a light incident surface formed of a conical or truncated cone-shaped convex surface and a conical or truncated cone-shaped concave surface. It is preferably made of a cone-shaped lens having a light emitting surface.
Further, the reflective surface of the body may be a rotating paraboloid, and the optical member may be composed of a condenser lens.

本発明の放電ランプ装置においては、ホルダーの装着部は、窓支持部材における内部リング部の外径に適合する内径を有するため、ホルダーの装着部を、窓支持部材における内部リング部と外部リング部との間の筒状空間に摺合せにより挿入するだけで、ショートアーク型放電ランプに対して光学部材を固定位置に配置することができる。
従って、本発明の放電ランプ装置によれば、ヒートコンパウンドによる光学部材への汚染が無く、光軸調整が不要で、光学部材を簡単に取り付けることができる。
また、胴体の反射面は回転放物面であり、光学部材として、円錐状若しくは円錐台状の凸面よりなる光入射面と、円錐状若しくは円錐台状の凹面よりなる光出射面を有するコーン状レンズが設けられた構成によれば、強度分布が均一な光を出射することができる。 In the discharge lamp device of the present invention, since the holder mounting portion has an inner diameter that matches the outer diameter of the inner ring portion of the window support member, the holder mounting portion is the inner ring portion and the outer ring portion of the window support member. The optical member can be arranged at a fixed position with respect to the short arc type discharge lamp simply by inserting it into the tubular space between the lamp and the lamp.
Therefore, according to the discharge lamp device of the present invention, the optical member is not contaminated by the heat compound, the optical axis adjustment is unnecessary, and the optical member can be easily attached.
Further, the reflecting surface of the body is a rotating parabolic surface, and as an optical member, a cone-shaped optical member having a light incident surface formed of a conical or conical stand-shaped convex surface and a light emitting surface formed of a conical or conical stand-shaped concave surface According to the configuration provided with the lens, it is possible to emit light having a uniform intensity distribution.

本発明の放電ランプ装置の一例における概略の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the schematic structure in the example of the discharge lamp device of this invention. ショートアーク型放電ランプの構成を示す説明用断面図である。It is explanatory cross-sectional view which shows the structure of the short arc type discharge lamp. 図２に示すショートアーク型放電ランプにおける窓組立体を部分的に拡大して示す説明用断面図である。It is explanatory cross-sectional view which shows the window assembly in the short arc type discharge lamp shown in FIG. 2 partially enlarged. 図３に示す窓組立体の接着層を部分的に拡大して示す説明用断面図である。It is explanatory cross-sectional view which shows the adhesive layer of the window assembly shown in FIG. 3 partially enlarged. ホルダーの装着部を部分的に拡大して示す説明用断面図である。It is explanatory cross-sectional view which shows the mounting part of a holder partially enlarged. 図１に示す放電ランプ装置から光が出射された状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which light is emitted from the discharge lamp device shown in FIG. 本発明の放電ランプ装置の他の例における概略の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the schematic structure in the other example of the discharge lamp device of this invention. 従来のショートアーク型放電ランプの構成の一例を示す説明用断面図である。It is explanatory cross-sectional view which shows an example of the structure of the conventional short arc type discharge lamp. 図８のショートアーク型放電ランプが組み込まれる光源装置の構成の一例を示す説明用断面図である。It is explanatory cross-sectional view which shows an example of the structure of the light source apparatus which incorporates the short arc type discharge lamp of FIG.

以下、本発明の放電ランプ装置の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の放電ランプ装置の一例における概略の構成を示す説明用断面図である。この放電ランプ装置は、反射鏡一体型のショートアーク型放電ランプ（以下、単に「放電ランプ」ともいう。）１０と、この放電ランプ１０から出射された光を補正する光学部材７０と、内部に光学部材７０を保持する筒体よりなるホルダー７５と、放電ランプ１０およびホルダー７５の各々の外周面に設けられた、それぞれ放電ランプ１０およびホルダー７５を冷却するヒートシンク８０，８１とを有する。 Hereinafter, embodiments of the discharge lamp device of the present invention will be described.
FIG. 1 is an explanatory sectional view showing a schematic configuration in an example of the discharge lamp device of the present invention. This discharge lamp device includes a short arc type discharge lamp (hereinafter, also simply referred to as “discharge lamp”) 10 integrated with a reflector, an optical member 70 that corrects the light emitted from the discharge lamp 10, and inside. It has a holder 75 made of a cylinder for holding the optical member 70, and heat sinks 80 and 81 provided on the outer peripheral surfaces of the discharge lamp 10 and the holder 75 to cool the discharge lamp 10 and the holder 75, respectively.

図２は、図１に示す放電ランプ装置におけるショートアーク型放電ランプの構成を示す説明用断面図であり、図３は、図２に示すショートアーク型放電ランプにおける窓組立体を部分的に拡大して示す説明用断面図である。
この放電ランプ１０は、外観形状が円柱状であって、前面（図１における上面）に凹所を有する胴体２０と、この胴体２０を支持する柱状の金属ブロック１５とを有する。胴体２０の凹所は、前面開口２０ｂが円形であり、当該凹所の内表面には反射面２０ａが形成されている。 FIG. 2 is an explanatory sectional view showing a configuration of a short arc type discharge lamp in the discharge lamp device shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a partially enlarged window assembly in the short arc type discharge lamp shown in FIG. It is sectional drawing for explanation which shows.
The discharge lamp 10 has a columnar external shape, and has a body 20 having a recess on the front surface (upper surface in FIG. 1) and a columnar metal block 15 that supports the body 20. The recess of the body 20 has a circular front opening 20b, and a reflective surface 20a is formed on the inner surface of the recess.

胴体２０は、多結晶アルミナ（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）等のセラミックなどの絶縁材料よりなり、凹状に湾曲した反射面２０ａを内部に有する反射部２１と、反射部２１の光出射方向後方側に連続して反射面２０ａの光軸方向に伸びるよう形成された、筒孔２４を有する後方円筒部２２と、反射部２１の光出射方向前方側に連続して反射面２０ａの光軸方向に伸びるよう形成された前方円筒部２３とを有する。そして、前方円筒部２３における光出射方向前方の内端縁により、胴体２０の前面開口２０ｂが形成されている。 The body 20 is made of an insulating material such as ceramic such as polycrystalline alumina (Al ₂ O ₃ ), and is continuous with the reflecting portion 21 having a concavely curved reflecting surface 20a inside and the reflecting portion 21 rearward in the light emitting direction. The rear cylindrical portion 22 having a tubular hole 24 formed so as to extend in the optical axis direction of the reflecting surface 20a, and the reflecting portion 21 continuously extend in the optical axis direction of the reflecting surface 20a in the front side in the light emitting direction. It has a front cylindrical portion 23 formed. The front opening 20b of the body 20 is formed by the inner edge of the front cylindrical portion 23 in front of the light emitting direction.

反射面２０ａは、凹状に湾曲した形状を有するものである。図示の例では、反射面２０ａは回転放物面とされているが、本発明の放電ランプ装置においては、用途や要求される機能などに応じて、回転楕円面、非球面とされていてもよい。
また、反射面２０ａは、銀による金属蒸着膜によって形成されている。
また、胴体２０の外周面には、後述する金属筒体２８および金属筒体２９とロー剤によって接着される領域に、メタライズ加工が施されている。 The reflective surface 20a has a concavely curved shape. In the illustrated example, the reflective surface 20a is a rotating paraboloid, but in the discharge lamp device of the present invention, it may be a spheroidal surface or an aspherical surface depending on the application and required functions. Good.
The reflective surface 20a is formed of a metal vapor-deposited film made of silver.
Further, the outer peripheral surface of the body 20 is metallized in a region where the metal cylinder 28 and the metal cylinder 29, which will be described later, are bonded to each other by a brazing agent.

胴体２０の光出射方向前方（図２における上方）には、窓組立体３６が後述するセラミックスペーサリング２６および金属リング２５を介して胴体２０の凹所の前面開口２０ｂを塞ぐよう設けられている。これにより、窓組立体３６と、胴体２０の反射面２０ａとに囲まれた放電空間Ｓが形成されている。
窓組立体３６は、例えばサファイアなどよりなる透光性の円板状の窓部材３０と、この窓部材３０をその周側面において支持する、例えば常温付近での熱膨張率が低いコバールなどの合金よりなる窓支持部材３５とにより構成されている。 A window assembly 36 is provided in front of the fuselage 20 in the light emitting direction (upper in FIG. 2) so as to close the front opening 20b of the recess of the fuselage 20 via a ceramic spacer ring 26 and a metal ring 25 described later. .. As a result, a discharge space S surrounded by the window assembly 36 and the reflecting surface 20a of the body 20 is formed.
The window assembly 36 includes a translucent disc-shaped window member 30 made of, for example, sapphire, and an alloy such as Kovar, which supports the window member 30 on its peripheral side surface and has a low coefficient of thermal expansion near room temperature, for example. It is composed of a window support member 35 and the like.

窓部材３０は、図２に示すように、窓支持部材３５と共に前面開口２０ｂを挟み込めるよう、前面開口２０ｂよりも小径であって、反射面２０ａの前端縁２１ａによって構成される開口（以下、「反射面開口」ともいう。）に適合した形状を有するものであることが好ましい。
また、窓部材３０の厚みは、２．５〜５．０ｍｍであることが好ましい。
図示の例において、窓部材３０は、前面開口２０ｂの径よりも小径であって反射面開口の径と略同等の外径を有するものであり、前面開口２０ｂの光出射方向前方において、反射面開口と対向するように配置されている。 As shown in FIG. 2, the window member 30 has a diameter smaller than that of the front opening 20b so as to sandwich the front opening 20b together with the window support member 35, and is formed by the front end edge 21a of the reflecting surface 20a (hereinafter referred to as an opening). It is preferable that the shape has a shape suitable for "reflection surface opening").
The thickness of the window member 30 is preferably 2.5 to 5.0 mm.
In the illustrated example, the window member 30 has an outer diameter smaller than the diameter of the front opening 20b and substantially the same as the diameter of the reflecting surface opening, and the reflecting surface is in front of the front opening 20b in the light emitting direction. It is arranged so as to face the opening.

この図の例において、窓部材３０には、面取り加工がなされることによって斜面３０ｂ，３０ｃが形成されている。
具体的には、窓部材３０には、光出射面である外表面３０ｄ（図２における上面）と周側面との間に、その全周にわたって、窓部材３０の半径方向外方に傾斜する斜面３０ｂが形成されている。また、窓部材３０における内表面３０ｅ（図１における下面）と周側面３０ａとの間には、その全周にわたって、窓部材３０の半径方向外方に傾斜する斜面３０ｃが形成されている。 In the example of this figure, the window member 30 is chamfered to form slopes 30b and 30c.
Specifically, the window member 30 has a slope that is inclined outward in the radial direction of the window member 30 over the entire circumference between the outer surface 30d (upper surface in FIG. 2) which is a light emitting surface and the peripheral side surface. 30b is formed. Further, between the inner surface 30e (lower surface in FIG. 1) of the window member 30 and the peripheral side surface 30a, a slope 30c inclined outward in the radial direction of the window member 30 is formed over the entire circumference thereof.

窓支持部材３５は、窓部材３０の外径に適合する内径を有する円形の内部リング部３５ａと、この内部リング部３５ａの外径よりも大きい内径を有する円形の外部リング部３５ｂと、内部リング部３５ａにおける光出射方向後方側の端部および外部リング部３５ｂにおける光出射方向後方側の端部を連結する連結部３５ｃとよりなる、断面Ｕ字状の二重リング構造を有するものである。この図の例において、窓支持部材３５における外部リング部３５ｂは、胴体２０の外径と略同等の外径を有する。また、窓支持部材３５における内部リング部３５ａには、窓部材３０よりも光出射方向前方において当該窓部材３０の半径方向内方に向かって折り曲げられた形状の前縁部分３５ｄが形成されている。前縁部分３５ｄは、窓部材３０に接触しない状態とされることが好ましい。
窓支持部材３５における内部リング部３５ａと外部リング部３５ｂとの間のギャップ、すなわち内部リング部３５ａと外部リング部３５ｂとの間の筒状空間の厚みｇは、１ｍｍ以上であることが好ましく、より好ましくは１〜３ｍｍである。
そして、窓部材３０は、窓支持部材３５の内部リング部３５ａの内周面と窓部材３０の周側面３０ａとが接着剤によって気密に接着されることにより、当該窓支持部材３５によって支持されている。 The window support member 35 includes a circular inner ring portion 35a having an inner diameter suitable for the outer diameter of the window member 30, a circular outer ring portion 35b having an inner diameter larger than the outer diameter of the inner ring portion 35a, and an inner ring. It has a double ring structure having a U-shaped cross section, which comprises a connecting portion 35c that connects an end portion of the portion 35a on the rear side in the light emitting direction and an end portion of the outer ring portion 35b on the rear side in the light emitting direction. In the example of this figure, the outer ring portion 35b of the window support member 35 has an outer diameter substantially equal to the outer diameter of the body 20. Further, the inner ring portion 35a of the window support member 35 is formed with a leading edge portion 35d having a shape bent inward in the radial direction of the window member 30 in front of the window member 30 in the light emitting direction. .. The leading edge portion 35d is preferably in a state where it does not come into contact with the window member 30.
The gap between the inner ring portion 35a and the outer ring portion 35b in the window support member 35, that is, the thickness g of the tubular space between the inner ring portion 35a and the outer ring portion 35b is preferably 1 mm or more. It is more preferably 1 to 3 mm.
The window member 30 is supported by the window support member 35 by airtightly adhering the inner peripheral surface of the inner ring portion 35a of the window support member 35 and the peripheral side surface 30a of the window member 30 with an adhesive. There is.

図示の例では、窓支持部材３５における内部リング部３５ａの内周面に包囲された空間内に窓部材３０が配置されている。また、図４に示すように、内部リング部３５ａの内周面と窓部材３０の周側面３０ａとの間に接着剤が導入されて接着層３７が形成されることにより、窓部材３０が支持固定されている。接着剤としては、銀ロー剤などのロー剤を用いることができる。
接着層３７は、窓部材３０の周側面３０ａと内部リング部３５ａの内周面との間の全周にわたって、窓部材３０の厚み方向に伸びるように形成されている。また、接着層３７は、窓部材３０の周側面３０ａの全面と、斜面３０ｂ，３０ｃにおける一部の当該周側面３０ａに連続する周側面側領域とを覆うように形成され、略円環状の形状を有している。 In the illustrated example, the window member 30 is arranged in the space surrounded by the inner peripheral surface of the inner ring portion 35a of the window support member 35. Further, as shown in FIG. 4, an adhesive is introduced between the inner peripheral surface of the inner ring portion 35a and the peripheral side surface 30a of the window member 30 to form the adhesive layer 37, whereby the window member 30 is supported. It is fixed. As the adhesive, a brazing agent such as a silver brazing agent can be used.
The adhesive layer 37 is formed so as to extend in the thickness direction of the window member 30 over the entire circumference between the peripheral side surface 30a of the window member 30 and the inner peripheral surface of the inner ring portion 35a. Further, the adhesive layer 37 is formed so as to cover the entire surface of the peripheral side surface 30a of the window member 30 and a part of the peripheral side surface side region continuous with the peripheral side surface 30a on the slopes 30b and 30c, and has a substantially annular shape. have.

このような窓組立体３６は、窓支持部材３５における連結部３５ｃの光出射方向後方側の表面が、胴体２０における前面開口２０ｂの周辺部、すなわち胴体２０における円環状の前端面に、セラミックスペーサリング２６およびコバールなどよりなる陰極給電用の金属リング２５を介して重ねられた状態で配置されている。窓支持部材３５における連結部３５ｃと胴体２０の前端面との間に、金属リング２５およびセラミックスペーサリング２６が配置されることにより、放電空間Ｓ内において、後述する導電性支持部材２７を収容するための領域が形成されている。 In such a window assembly 36, the surface of the connecting portion 35c of the window support member 35 on the rear side in the light emitting direction is a ceramic spacer on the peripheral portion of the front opening 20b of the body 20, that is, the annular front end surface of the body 20. The rings 26 and the metal ring 25 for feeding a cathode, which is made of Kovar or the like, are arranged so as to be stacked. By arranging the metal ring 25 and the ceramic spacer ring 26 between the connecting portion 35c of the window support member 35 and the front end surface of the body 20, the conductive support member 27 described later is accommodated in the discharge space S. Area is formed.

金属リング２５の外径は、図２に示すように、当該金属リング２５の外周面と後述する金属筒体２８の内周面との間に、その全周にわたって間隙が形成されるよう、金属筒体２８の内径よりも僅かに小径であることが好ましい。
また、金属リング２５の内径は、図２に示すように、当該金属リング２５によって光の進行が阻害されることのないよう、反射面開口の径および窓部材３０の外径と略同等であることが好ましい。
また、金属リング２５と胴体２０の前端面との間に配置されたセラミックスペーサリング２６は、金属リング２５の内径よりも僅かに大きく、かつ、前面開口２０ｂの径よりも僅かに小さい内径を有すると共に、金属筒体２８の内径に適合する外径を有するものである。 As shown in FIG. 2, the outer diameter of the metal ring 25 is such that a gap is formed over the entire circumference between the outer peripheral surface of the metal ring 25 and the inner peripheral surface of the metal cylinder 28 described later. It is preferable that the diameter is slightly smaller than the inner diameter of the cylinder 28.
Further, as shown in FIG. 2, the inner diameter of the metal ring 25 is substantially the same as the diameter of the reflective surface opening and the outer diameter of the window member 30 so that the metal ring 25 does not hinder the progress of light. Is preferable.
Further, the ceramic spacer ring 26 arranged between the metal ring 25 and the front end surface of the body 20 has an inner diameter slightly larger than the inner diameter of the metal ring 25 and slightly smaller than the diameter of the front opening 20b. At the same time, it has an outer diameter that matches the inner diameter of the metal cylinder 28.

胴体２０における前方円筒部２３の前端部の外周面には、当該胴体２０の外径に適合する内径を有する円筒状の金属筒体２８が、当該胴体２０の前端から突出するよう配置されている。この金属筒体２８は、例えばコバールなどよりなり、ロー剤によって胴体２０の前端部の外周面に気密に接着されている。
この金属筒体２８の前端部の内周面には、窓支持部材３５における外部リング部３５ｂの外周面が例えば溶接により気密に固定されている。
以上のように、窓支持部材３５における内部リング部３５ａと窓部材３０とが気密に接着され、金属筒体２８と窓支持部材３５における外部リング部３５ｂが例えば溶接により気密に固定され、更に金属筒体２８が胴体２０における前方円筒部２３の前端部の外周面に気密に接着されていることにより、放電空間Ｓの気密状態が保たれている。 On the outer peripheral surface of the front end portion of the front cylindrical portion 23 of the body 20, a cylindrical metal cylinder 28 having an inner diameter suitable for the outer diameter of the body 20 is arranged so as to project from the front end of the body 20. .. The metal cylinder 28 is made of, for example, Kovar, and is airtightly adhered to the outer peripheral surface of the front end portion of the body 20 by a brazing agent.
The outer peripheral surface of the outer ring portion 35b of the window support member 35 is airtightly fixed to the inner peripheral surface of the front end portion of the metal cylinder 28 by, for example, welding.
As described above, the inner ring portion 35a of the window support member 35 and the window member 30 are airtightly adhered to each other, and the metal cylinder 28 and the outer ring portion 35b of the window support member 35 are hermetically fixed by welding, for example, and further metal. The airtight state of the discharge space S is maintained by the tubular body 28 being airtightly adhered to the outer peripheral surface of the front end portion of the front cylindrical portion 23 of the body 20.

窓部材３０の周側面３０ａは、当該窓部材３０がサファイアなどよりなるものであり、窓支持部材２５がコバールなどの金属よりなるものであることから、窓部材３０と窓支持部材３５との接着性を向上させるために、例えばモリブデンおよびマンガンの混合物からなる金属によって被覆されることによって、メタライズ加工が施されている。
具体的に説明すると、図４に示すように、窓部材３０の周側面３０ａの全領域および斜面３０ｂ，３０ｃにおける周側面側領域にメタライズ加工が施されることにより、これらの領域がメタライズ層３８に被覆され、これにより、窓部材３０と接着層３７との間にメタライズ層３８が介在されることとなる。 Since the peripheral side surface 30a of the window member 30 is made of sapphire or the like and the window support member 25 is made of metal such as kovar, the window member 30 and the window support member 35 are adhered to each other. In order to improve the properties, the metallization process is performed, for example, by coating with a metal composed of a mixture of molybdenum and manganese.
Specifically, as shown in FIG. 4, the entire region of the peripheral side surface 30a of the window member 30 and the peripheral side surface side regions of the slopes 30b and 30c are metallized, so that these regions are formed into the metallized layer 38. The metallized layer 38 is interposed between the window member 30 and the adhesive layer 37.

窓部材３０と窓支持部材３５との接着方法、すなわち窓組立体３６の製造方法としては、Ｍｏ−Ｍｎメタライズ法を用いる手法が挙げられる。
具体的に、Ｍｏ−Ｍｎメタライズ法を用いて窓組立体３６を製造する手法においては、例えば、先ず、窓部材３０の周側面３０ａおよび斜面３０ｂ，３０ｃにおける窓支持部材３５と接着すべき領域に、モリブデンとモリブデン酸化物およびマンガンとマンガン酸化物を混合したスラリーを塗布し、その塗膜を湿潤水素雰囲気において温度１５００℃の条件で焼成することにより、メタライズ層３８を形成する。次いで、窓部材３０におけるメタライズ層３８が形成された領域と窓支持部材３５とを銀ロー剤によってロー付けする。以って、窓組立体３６が製造される。 As a method of adhering the window member 30 and the window support member 35, that is, a method of manufacturing the window assembly 36, a method using a Mo-Mn metallizing method can be mentioned.
Specifically, in the method of manufacturing the window assembly 36 by using the Mo-Mn metallizing method, for example, first, in the peripheral side surface 30a of the window member 30 and the region to be adhered to the window support member 35 on the slopes 30b and 30c. , Molybdenum and molybdenum oxide and manganese and manganese oxide mixed slurry are applied, and the coating film is calcined in a wet hydrogen atmosphere at a temperature of 1500 ° C. to form a metallized layer 38. Next, the region of the window member 30 on which the metallized layer 38 is formed and the window support member 35 are brazed with a silver brazing agent. Therefore, the window assembly 36 is manufactured.

放電空間Ｓには、それぞれ反射面２０ａの光軸に沿って伸びるロッド状の陰極１２およびロッド状の陽極１３が、互いに離間して対向し、かつ、陰極１２と陽極１３との間に、反射面２０ａの焦点が位置するよう配置されている。 In the discharge space S, a rod-shaped cathode 12 and a rod-shaped anode 13 extending along the optical axis of the reflecting surface 20a are opposed to each other and are reflected between the cathode 12 and the anode 13. It is arranged so that the focal point of the surface 20a is located.

陰極１２は、易電子放出物質を含むタングステン等の高融点金属よりなり、先端に向かって小径となるテーパー状の先端部を有する棒状のものである。陰極１２の基端部は、放電空間Ｓにおいて、胴体２０の凹所の周方向に等間隔で配設された、当該凹所の半径方向に伸びる３つの導電性支持部材２７によって支持されている。具体的には、導電性支持部材２７の先端部が陰極１２の基端部にロー付け等によって溶接されている。また、導電性支持部材２７の基端部はロー付け等によって金属リング２５の内周面に電気的に接続された状態で固定されている。
導電性支持部材２７を構成する材料としては、耐熱性および溶接性の観点から、モリブデンなどを用いることが好ましい。
また、金属リング２５は、光出射方向前方側の表面において窓支持部材３５を介して金属筒体２８に電気的に接続されている。このようにして、陰極１２は、導電性支持部材２７、金属リング２５、窓支持部材３５および金属筒体２８を介して外部給電部材（図示省略）に電気的に接続されている。
このようにして、陰極１２が、導電性支持部材２７によって支持固定され、この導電性支持部材２７、金属リング２５および金属筒体２８により、放電空間Ｓの気密性を保った状態で外部給電部材に電気的に接続されている。 The cathode 12 is made of a refractory metal such as tungsten containing an easily electron emitting substance, and has a rod-like shape having a tapered tip portion whose diameter becomes smaller toward the tip. The base end portion of the cathode 12 is supported in the discharge space S by three conductive support members 27 extending in the radial direction of the recesses of the body 20 at equal intervals in the circumferential direction. .. Specifically, the tip end portion of the conductive support member 27 is welded to the base end portion of the cathode 12 by brazing or the like. Further, the base end portion of the conductive support member 27 is fixed in a state of being electrically connected to the inner peripheral surface of the metal ring 25 by brazing or the like.
As the material constituting the conductive support member 27, molybdenum or the like is preferably used from the viewpoint of heat resistance and weldability.
Further, the metal ring 25 is electrically connected to the metal cylinder 28 via the window support member 35 on the surface on the front side in the light emitting direction. In this way, the cathode 12 is electrically connected to the external power feeding member (not shown) via the conductive support member 27, the metal ring 25, the window support member 35, and the metal cylinder 28.
In this way, the cathode 12 is supported and fixed by the conductive support member 27, and the external power supply member is maintained by the conductive support member 27, the metal ring 25, and the metal cylinder 28 while maintaining the airtightness of the discharge space S. Is electrically connected to.

陽極１３は、先端に向かって小径となるテーパー状の先端部を有する略柱状のものであり、易電子放出物質を含むタングステン等の高融点金属によって構成されている。
この陽極１３の基端部は、後方円筒部２２の筒孔２４に挿通され、更に、金属ブロック１５にその中心軸に沿って形成された貫通孔１５ａに嵌挿されて気密に固定され、金属ブロック１５を介して外部給電部材（図示省略）に電気的に接続されている。 The anode 13 has a substantially columnar shape having a tapered tip portion whose diameter becomes smaller toward the tip, and is made of a refractory metal such as tungsten containing an easily electron emitting substance.
The base end portion of the anode 13 is inserted into the tubular hole 24 of the rear cylindrical portion 22, and further fitted into the through hole 15a formed along the central axis of the metal block 15 to be airtightly fixed to the metal block 15. It is electrically connected to an external feeding member (not shown) via a block 15.

金属ブロック１５は、胴体２０に接する大径部１５ｂと、この大径部１５ｂよりも小径の外径の小径部１５ｃとを有する。金属ブロック１５における大径部１５ｂは胴体２０の外径と同等の外径を有する。
金属ブロック１５には、胴体２０における後面方開口２０ｃを介して後方円筒部２２の筒孔２４に連通する、軸方向に伸びる貫通孔１５ａが形成されている。この貫通孔１５ａは、陽極１３を支持固定することができるよう、陽極１３の外径に適合する内径を有するものである。
金属ブロック１５を構成する材料としては、電気伝導性および熱伝導性の観点から、コバールを用いることが好ましい。 The metal block 15 has a large diameter portion 15b in contact with the body 20 and a small diameter portion 15c having an outer diameter smaller than that of the large diameter portion 15b. The large diameter portion 15b of the metal block 15 has an outer diameter equivalent to the outer diameter of the body 20.
The metal block 15 is formed with a through hole 15a extending in the axial direction, which communicates with the tubular hole 24 of the rear cylindrical portion 22 through the rear opening 20c in the body 20. The through hole 15a has an inner diameter that matches the outer diameter of the anode 13 so that the anode 13 can be supported and fixed.
As the material constituting the metal block 15, it is preferable to use Kovar from the viewpoint of electrical conductivity and thermal conductivity.

金属ブロック１５には、胴体２０の外径および金属ブロック１５の大径部１５ｂの外径に適合する内径を有する筒状の金属筒体２９を介して、胴体２０が固定されている。具体的には、金属ブロック１５の大径部１５ｂの外周面の全面と金属筒体２９の内周面における光出射方向後方側部分とが溶接され、胴体２０の外周面における光出射方向後方側部分と金属筒体２９の内周面における光出射方向前方側部分とが接着剤によって接着されている。
ここに、金属筒体２９を構成する材料としては、例えばコバールなどを用いることができる。また、胴体２０と金属筒体２９とを接着する接着剤としては、銀ロー剤などのロー剤を用いることができる。
このようにして、胴体２０の後面開口２０ｃが、僅かな間隙を介して、陽極１３を支持した状態の金属ブロック１５によって密閉されている。 The body 20 is fixed to the metal block 15 via a tubular metal cylinder 29 having an inner diameter that matches the outer diameter of the body 20 and the outer diameter of the large diameter portion 15b of the metal block 15. Specifically, the entire outer peripheral surface of the large diameter portion 15b of the metal block 15 and the rear side portion of the inner peripheral surface of the metal cylinder 29 in the light emitting direction are welded, and the rear side of the outer peripheral surface of the body 20 in the light emitting direction is welded. The portion and the portion on the inner peripheral surface of the metal cylinder 29 on the front side in the light emitting direction are bonded by an adhesive.
Here, as the material constituting the metal cylinder 29, for example, Kovar or the like can be used. Further, as the adhesive for adhering the body 20 and the metal cylinder 29, a brazing agent such as a silver brazing agent can be used.
In this way, the rear opening 20c of the body 20 is sealed by the metal block 15 in a state where the anode 13 is supported through a slight gap.

放電空間Ｓには、例えばキセノンガスなどの希ガスよりなる発光ガスが封入されている。発光ガスの封入圧は、静圧で例えば２ＭＰａである。 A luminescent gas made of a rare gas such as xenon gas is sealed in the discharge space S. The encapsulation pressure of the luminescent gas is static pressure, for example, 2 MPa.

上記の放電ランプ１０の具体的な仕様の一例を挙げると、以下の通りである。
胴体２０においては、全長が２０ｍｍ、外径が３２ｍｍである。
陰極１２においては、全長が１４ｍｍ、ロッド径が１．５ｍｍ、先端のテーパー角が５０°であり、また陽極１３においては、全長が２３ｍｍ、直径が４ｍｍである。また、陽極１３と陰極１２との電極間距離は１．４ｍｍである。
窓部材３０においては、外径が２５．４ｍｍ、厚みが３ｍｍである。また、窓部材３０の、窓支持部材３５の光出射方向先端からの距離は０．７ｍｍである。
窓支持部材３５においては、高さｈが５．６５ｍｍであり、外部リング部３５ｂの外径が３１．５ｍｍ、内部リング部３５ａの外径が２６．３ｍｍ、厚みｗが０．６５ｍｍである。また、窓部材３０の外表面（光出射面）と窓支持部材３５の前縁部分３５ｄの内面との距離ｄは０．０５ｍｍである。
また、放電ランプ１０の定格電流は２０Ａ、消費電力は３００Ｗである。 An example of specific specifications of the above discharge lamp 10 is as follows.
The body 20 has a total length of 20 mm and an outer diameter of 32 mm.
The cathode 12 has a total length of 14 mm, a rod diameter of 1.5 mm, and a tip taper angle of 50 °, and the anode 13 has a total length of 23 mm and a diameter of 4 mm. The distance between the electrodes of the anode 13 and the cathode 12 is 1.4 mm.
The window member 30 has an outer diameter of 25.4 mm and a thickness of 3 mm. Further, the distance of the window member 30 from the tip of the window support member 35 in the light emitting direction is 0.7 mm.
In the window support member 35, the height h is 5.65 mm, the outer diameter of the outer ring portion 35b is 31.5 mm, the outer diameter of the inner ring portion 35a is 26.3 mm, and the thickness w is 0.65 mm. Further, the distance d between the outer surface (light emitting surface) of the window member 30 and the inner surface of the front edge portion 35d of the window support member 35 is 0.05 mm.
The rated current of the discharge lamp 10 is 20 A, and the power consumption is 300 W.

この例の放電ランプ装置においては、光学部材７０として、円錐台状の凸面よりなる光入射面７１と、円錐状の凹面よりなる光出射面７２とを有するコーン状レンズが用いられている。
この光学部材７０において、その光軸に対する光入射面７１の角度と、光軸に対する光出射面７２の角度とは同等である。これらの角度の値は、放電ランプ１０の具体的な仕様に応じて適宜設定されるが、通常、７０〜５０°である。
光学部材７０を構成する材料としては、テンパックス（登録商標）、パイレックス（登録商標）などの耐熱ガラスを用いることが好ましい。 In the discharge lamp device of this example, as the optical member 70, a cone-shaped lens having a light incident surface 71 formed of a truncated cone-shaped convex surface and a light emitting surface 72 formed of a truncated cone-shaped concave surface is used.
In this optical member 70, the angle of the light incident surface 71 with respect to the optical axis is equivalent to the angle of the light emitting surface 72 with respect to the optical axis. The values of these angles are appropriately set according to the specific specifications of the discharge lamp 10, but are usually 70 to 50 °.
As the material constituting the optical member 70, it is preferable to use heat-resistant glass such as Tempax (registered trademark) and Pyrex (registered trademark).

ホルダー７５は、内部に光学部材７０を保持する光学部材保持部７６を有すると共に、一端に放電ランプ１０に装着される装着部７７を有する。ホルダー７５を構成する材料としては、アルミニウム、真鍮等の熱伝導率の高い金属材料を用いることが好ましい。 The holder 75 has an optical member holding portion 76 that holds the optical member 70 inside, and has a mounting portion 77 that is mounted on the discharge lamp 10 at one end. As the material constituting the holder 75, it is preferable to use a metal material having high thermal conductivity such as aluminum and brass.

光学部材保持部７６は、光学部材７０の外径に適合する内径を有する。図示の例では、内部リング部３５ａの外径に適合する内径を有するホルダー基材を用い、ホルダー基材の内周面に例えば切削による段削り加工を施すことによって、光学部材保持部７６が形成されている。
この光学部材保持部７６内には、光学部材７０が保持されている。具体的には、光学部材保持部７６内において、光学部材７０の光軸がホルダー７５を構成する筒体の中心軸上に位置するよう光学部材７０が配置され、光学部材７０の周側面と光学部材保持部７６とが接着剤によって接着されている。接着剤としてはシリコーン系接着剤を用いることか好ましい。シリコーン系接着剤を用いれば、当該シリコーン系接着剤が有する弾性により、放電ランプ１０の点灯中において、光学部材７０を構成する材料とホルダー７５を構成する材料との線熱膨張率の差に起因して光学部材７０とホルダー７５との間に生ずる歪みを抑制することができる。 The optical member holding portion 76 has an inner diameter that matches the outer diameter of the optical member 70. In the illustrated example, the optical member holding portion 76 is formed by using a holder base material having an inner diameter suitable for the outer diameter of the inner ring portion 35a and performing a step cutting process by cutting, for example, on the inner peripheral surface of the holder base material. Has been done.
The optical member 70 is held in the optical member holding portion 76. Specifically, in the optical member holding portion 76, the optical member 70 is arranged so that the optical axis of the optical member 70 is located on the central axis of the cylinder constituting the holder 75, and the peripheral side surface of the optical member 70 and the optics The member holding portion 76 is adhered with an adhesive. It is preferable to use a silicone-based adhesive as the adhesive. If a silicone-based adhesive is used, the elasticity of the silicone-based adhesive is caused by the difference in linear thermal expansion rate between the material constituting the optical member 70 and the material constituting the holder 75 while the discharge lamp 10 is lit. As a result, distortion generated between the optical member 70 and the holder 75 can be suppressed.

装着部７７は、窓支持部材３５における内部リング部３５ａの外径に適合する内径を有すると共に、外部リング部３５ｂの内径より小さい外径を有する。図示の例では、ホルダー基材の一端部の外周面に例えば切削による段削り加工を施すことによって、装着部７７が形成されている。装着部７７は、その肉厚が窓支持部材３５における内部リング部３５ａと外部リング部３５ｂとの間の筒状空間の厚みより小さいものとされるが、装着部７７の肉厚は１ｍｍ以上であることが好ましく、より好ましくは１〜３ｍｍである。
そして、ホルダー７５は、図５にも拡大して示すように、装着部７７が窓支持部材３５における内部リング部３５ａと外部リング部３５ｂとの間の筒状空間に摺合せにより挿入されることによって、放電ランプ１０に装着されている。 The mounting portion 77 has an inner diameter that matches the outer diameter of the inner ring portion 35a of the window support member 35, and has an outer diameter that is smaller than the inner diameter of the outer ring portion 35b. In the illustrated example, the mounting portion 77 is formed by, for example, performing a step cutting process by cutting on the outer peripheral surface of one end portion of the holder base material. The wall thickness of the mounting portion 77 is smaller than the thickness of the tubular space between the inner ring portion 35a and the outer ring portion 35b of the window support member 35, but the wall thickness of the mounting portion 77 is 1 mm or more. It is preferably 1 to 3 mm.
Then, as shown in an enlarged manner in FIG. 5, the holder 75 is inserted into the tubular space between the inner ring portion 35a and the outer ring portion 35b of the window support member 35 by sliding. Is attached to the discharge lamp 10.

上記の放電ランプ装置においては、放電ランプ１０の放電空間Ｓにおける陰極１２と陽極１３との間に生じた光が、光反射面２０ａによって反射されることにより、平行光として窓部材３０から出射される。このとき、放電ランプ１０においては、反射面２０ａの光軸に沿って、陰極１２および陽極１３が配置されており、また、反射面２０ａの中央部には、陽極１３を挿通する筒孔２４が形成されているため、窓部材３０から出射される光には、図６に示すように、中心位置における光の強度が低い、いわゆる中抜けの現象が生じている。そして、窓部材３０から出射された光は、光学部材７０の入射面７１において収束するよう屈折し、光学部材７０の光出射面７１において平行光となるよう屈折して出射される。これにより、光学部材７０の光出射面７１から出射した光は、強度分布が均一なものとなる。 In the above discharge lamp device, the light generated between the cathode 12 and the anode 13 in the discharge space S of the discharge lamp 10 is reflected by the light reflecting surface 20a and is emitted from the window member 30 as parallel light. To. At this time, in the discharge lamp 10, the cathode 12 and the anode 13 are arranged along the optical axis of the reflecting surface 20a, and the tubular hole 24 through which the anode 13 is inserted is provided in the central portion of the reflecting surface 20a. As shown in FIG. 6, the light emitted from the window member 30 has a so-called hollow phenomenon in which the intensity of the light at the central position is low because of the formation. Then, the light emitted from the window member 30 is refracted so as to converge on the incident surface 71 of the optical member 70, and is refracted and emitted so as to be parallel light on the light emitting surface 71 of the optical member 70. As a result, the light emitted from the light emitting surface 71 of the optical member 70 has a uniform intensity distribution.

本発明の放電ランプ装置においては、ホルダー７５の装着部７７は、窓支持部材３５における内部リング部３５ａの外径に適合する内径を有するため、ホルダー７５の装着部７７を、窓支持部材３５における内部リング部３５ａと外部リング部３５ｂとの間の筒状空間に摺合せにより挿入するだけで、放電ランプ１０に対して光学部材７０を固定位置に配置することができる。
従って、放電ランプ装置によれば、光軸調整が不要で、光学部材７０を簡単に取り付けることができる。
また、胴体２０の反射面２０ａは回転放物面であり、光学部材７０として、円錐台状の凸面よりなる光入射面７１と、円錐状の凹面よりなる光出射面７２を有するコーン状レンズが設けられているため、強度分布が均一な光を出射することができる。 In the discharge lamp device of the present invention, since the mounting portion 77 of the holder 75 has an inner diameter that matches the outer diameter of the inner ring portion 35a of the window support member 35, the mounting portion 77 of the holder 75 is attached to the window support member 35. The optical member 70 can be arranged at a fixed position with respect to the discharge lamp 10 simply by inserting it into the tubular space between the inner ring portion 35a and the outer ring portion 35b by sliding.
Therefore, according to the discharge lamp device, the optical axis adjustment is not required, and the optical member 70 can be easily attached.
Further, the reflecting surface 20a of the body 20 is a rotating parabolic surface, and as the optical member 70, a cone-shaped lens having a light incident surface 71 formed of a truncated cone-shaped convex surface and a light emitting surface 72 formed of a truncated cone-shaped concave surface is provided. Since it is provided, it is possible to emit light having a uniform intensity distribution.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されず、種々の変更を加えることが可能である。
例えば光学部材７０は、コーン状レンズよりなるものに限定されず、放電ランプ１０の用途や要求される機能に応じて種々のものを用いることかできる。例えば図７に示すように、光学部材７０として、凸面よりなる光入射面７１および平面よりなる光出射面７２を有する集光レンズよりなるものを用いることができる。また、光学部材７０は、レンズに限定されず、光学フィルターであってもよい。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made.
For example, the optical member 70 is not limited to the one made of a cone-shaped lens, and various members can be used depending on the application of the discharge lamp 10 and the required function. For example, as shown in FIG. 7, as the optical member 70, a member made of a condensing lens having a light incident surface 71 formed of a convex surface and a light emitting surface 72 formed of a flat surface can be used. Further, the optical member 70 is not limited to the lens, and may be an optical filter.

以下、本発明の放電ランプ装置の具体的な実施例について説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, specific examples of the discharge lamp device of the present invention will be described, but the present invention is not limited to the following examples.

［放電ランプ］
図２〜図４に示す構成に従って、下記の仕様の放電ランプを製造した。この放電ランプの製造において、窓組立体（３６）は、Ｍｏ−Ｍｎメタライズ法により、円盤状の窓部材（３０）の周側面（３０ａ）にメタライズ層（３８）を形成し、この窓部材（３０）と窓支持部材（３５）とを銀ロー剤によってロー付けして接着層（３７）を形成することによって作製した。 [Discharge lamp]
A discharge lamp having the following specifications was manufactured according to the configurations shown in FIGS. 2 to 4. In the manufacture of this discharge lamp, the window assembly (36) forms a metallized layer (38) on the peripheral side surface (30a) of the disk-shaped window member (30) by the Mo-Mn metallizing method, and the window member (38) is formed. 30) and the window support member (35) were brazed with a silver brazing agent to form an adhesive layer (37).

〔電極〕
陰極（１２）の材質：トリエーテッドタングステン
陰極（１２）の全長：１４ｍｍ
陰極（１２）のロッド径：１．５ｍｍ
陰極（１２）の先端のテーパー角：５０°
陽極（１３）の材質：純タングステン
陽極（１３）の全長：２３ｍｍ
陽極（１３）の直径：４ｍｍ
陰極（１２）と陽極（１３）との電極間距離：１．４ｍｍ 〔electrode〕
Material of cathode (12): Triated tungsten Total length of cathode (12): 14 mm
Cathode (12) rod diameter: 1.5 mm
Taper angle at the tip of the cathode (12): 50 °
Material of anode (13): Pure tungsten Total length of anode (13): 23 mm
Diameter of anode (13): 4 mm
Distance between electrodes of cathode (12) and anode (13): 1.4 mm

〔胴体（２０）〕
胴体（２０）の材質：多結晶アルミナ
胴体（２０）の全長：２０ｍｍ
胴体（２０）の外径：３５ｍｍ
胴体（２０）の反射面（２０ａ）：回転放物面
胴体（２０）の凹所の前面開口（２０ｂ）の径：２７ｍｍ [Torso (20)]
Material of fuselage (20): Polycrystalline alumina Overall length of fuselage (20): 20 mm
Outer diameter of fuselage (20): 35 mm
Reflective surface (20a) of the fuselage (20): Rotating paraboloid Diameter of the front opening (20b) of the recess of the fuselage (20): 27 mm

〔窓部材（３０）〕
窓部材（３０）の材質：サファイア
窓部材（３０）の外径：２５．４ｍｍ
窓部材（３０）の厚み：３ｍｍ [Window member (30)]
Material of window member (30): Sapphire Outer diameter of window member (30): 25.4 mm
Thickness of window member (30): 3 mm

〔窓支持部材（３５）〕
窓支持部材（３５）の高さ（ｈ）：５．６５ｍｍ
内部リング部（３５ａ）の外径：２６．３ｍｍ
内部リング部（３５ａ）の内径：２５．０ｍｍ
外部リング部（３５ｂ）の外径：３１．５ｍｍ
外部リング部（３５ｂ）の内径：３０．２ｍｍ
内部リング部（３５ａ）および外部リング部（３５ｂ）の厚み（ｗ）：０．６５ｍｍ
筒状空間の厚み（ｇ）：１．９５ｍｍ [Window support member (35)]
Height (h) of window support member (35): 5.65 mm
Outer diameter of inner ring part (35a): 26.3 mm
Inner diameter of internal ring (35a): 25.0 mm
Outer diameter of outer ring part (35b): 31.5 mm
Inner diameter of outer ring part (35b): 30.2 mm
Thickness (w) of inner ring portion (35a) and outer ring portion (35b): 0.65 mm
Thickness of tubular space (g): 1.95 mm

〔その他〕
発光ガス：キセノンガス
発光ガスの封入圧：２ＭＰａ
定格電流：２０Ａ
消費電力：３００Ｗ [Other]
Luminous gas: Xenon gas Encapsulation pressure of luminescent gas: 2 MPa
Rated current: 20A
Power consumption: 300W

［光学部材（７０）およびホルダー（７５）］
図１に示す構成に従い、下記の仕様の光学部材（７０）およびホルダー（７５）を作製し、ホルダー（７５）における光学部材保持部（７６）の内部に、光学部材（７０）をシリコーン系接着剤によって固定した。 [Optical member (70) and holder (75)]
According to the configuration shown in FIG. 1, an optical member (70) and a holder (75) having the following specifications are manufactured, and the optical member (70) is bonded to the inside of the optical member holding portion (76) in the holder (75) by silicone. It was fixed with an agent.

［光学部材（７０）］
光学部材（７０）の種類：コーン状レンズ
光学部材（７０）の材質：耐熱ガラス
光学部材（７０）の外径：２６ｍｍ
光学部材（７０）の肉厚：８ｍｍ
光入射面（７１）における頂部面（円錐台の上底面）の径：５ｍｍ
光軸（Ｃ）に対する光入射面（７１）の角度：６０°
光軸（Ｃ）に対する光出射面（７２）の角度：６０° [Optical member (70)]
Type of optical member (70): Cone-shaped lens Material of optical member (70): Heat-resistant glass Outer diameter of optical member (70): 26 mm
Thickness of optical member (70): 8 mm
Diameter of top surface (upper bottom surface of truncated cone) on light incident surface (71): 5 mm
Angle of light incident surface (71) with respect to optical axis (C): 60 °
Angle of light emitting surface (72) with respect to optical axis (C): 60 °

［ホルダー（７５）］
ホルダー（７５）の材質：アルミニウム
光学部材保持部（７６）の外径：３３ｍｍ
光学部材保持部（７６）の内径：３２ｍｍ
装着部（７７）の外径：２８．３ｍｍ
装着部（７７）の内径：２６．３ｍｍ
装着部（７７）の肉厚（ｔ）：１ｍｍ [Holder (75)]
Material of holder (75): Aluminum Outer diameter of optical member holding part (76): 33 mm
Inner diameter of optical member holding portion (76): 32 mm
Outer diameter of mounting part (77): 28.3 mm
Inner diameter of mounting part (77): 26.3 mm
Wall thickness (t) of mounting portion (77): 1 mm

そして、上記の放電ランプの窓支持部材における内部リング部と外部リング部との間の筒状空間に、光学部材が保持されたホルダーの装着部を摺合せにより挿入したところ、放電ランプの光軸と光学部材の光軸とが一致しており、光軸調整が不要であることが確認された。 Then, when the mounting portion of the holder holding the optical member is inserted into the tubular space between the inner ring portion and the outer ring portion of the window support member of the discharge lamp by sliding, the optical axis of the discharge lamp is inserted. And the optical axis of the optical member coincide with each other, and it was confirmed that the optical axis adjustment is unnecessary.

１０ ショートアーク型放電ランプ
１２ 陰極
１３ 陽極
１５ 金属ブロック
１５ａ 貫通孔
１５ｂ 大径部
１５ｃ 小径部
２０ 胴体
２０ａ 反射面
２０ｂ 前面開口
２０ｃ 後面開口
２１ 反射部
２１ａ 前端縁
２２ 後方円筒部
２３ 前方円筒部
２４ 筒孔
２５ 金属リング
２６ セラミックスペーサリング
２７ 導電性支持部材
２８ 金属筒体
２９ 金属筒体
３０ 窓部材
３０ａ 周側面
３０ｂ，３０ｃ 斜面
３０ｄ 外表面
３０ｅ 内表面
３５ 窓支持部材
３５ａ 内部リング部
３５ｂ 外部リング部
３５ｃ 連結部
３５ｄ 前縁部分
３６ 窓組立体
３７ 接着層
３８ メタライズ層
４０ 放電ランプ
４０ａ ランプ配置領域
４２ 光取り出し窓
４３，４４ 放熱フィン
４５ フィルタ
４６ 枠部材
５０ 胴体
５０ａ 反射面
５０ｂ 前面開口
５０ｈ 筒孔
５１ 金属ブロック
５２ 陰極
５３ 陽極
５５ 金属リング
５６ セラミックスペーサリング
５７ 導電性支持部材
５８ 金属筒体
５９ 金属筒体
６０ 窓部材
６５ 窓支持部材
６５ａ 内部リング部
６５ｂ 外部リング部
６５ｃ 連結部
６６ 窓組立体
７０ 光学部材
７１ 光入射面
７２ 光出射面
７５ ホルダー
７６ 光学部材保持部
７７ 装着部
８０，８１ ヒートシンク
Ｓ 放電空間 10 Short arc type discharge lamp 12 Cathode 13 Antenna 15 Metal block 15a Through hole 15b Large diameter part 15c Small diameter part 20 Body 20a Reflective surface 20b Front opening 20c Rear opening 21 Reflection 21a Front end edge 22 Rear cylindrical part 23 Front cylindrical part 24 cylinder Hole 25 Metal ring 26 Ceramic spacer ring 27 Conductive support member 28 Metal cylinder 29 Metal cylinder 30 Window member 30a Peripheral side surface 30b, 30c Slope 30d Outer surface 30e Inner surface 35 Window support member 35a Inner ring part 35b Outer ring part 35c Connecting part 35d Front edge part 36 Window assembly 37 Adhesive layer 38 Metallized layer 40 Discharge lamp 40a Lamp arrangement area 42 Light extraction window 43,44 Heat dissipation fin 45 Filter 46 Frame member 50 Body 50a Reflective surface 50b Front opening 50h Cylinder hole 51 Metal Block 52 Cathode 53 Anode 55 Metal ring 56 Ceramic spacer ring 57 Conductive support member 58 Metal cylinder 59 Metal cylinder 60 Window member 65 Window support member 65a Internal ring 65b External ring 65c Connecting 66 Window assembly 70 Optical member 71 Light incident surface 72 Light emitting surface 75 Holder 76 Optical member holding part 77 Mounting part 80, 81 Heat sink S Discharge space

Claims (3)

前面に放電空間を形成する凹所を有し、当該凹所の内表面に反射面が形成された柱状の胴体と、前記放電空間において互いに対向して配置された陰極および陽極と、前記胴体における凹所の開口に設けられた窓部材とを備えてなるショートアーク型放電ランプ、
前記窓部材の前方に配置された光学部材、並びに
内部に前記光学部材を保持する筒体よりなるホルダー
を備えてなり、
前記ショートアーク型放電ランプは、前記窓部材を支持する窓支持部材を有し、
前記窓支持部材は、窓部材の外周面に固定された筒状の内部リング部と、この内部リング部を取り囲む、当該内部リング部よりも大径の筒状の外部リング部と、前記内部リング部および前記外部リング部とを連結する連結部とよりなる断面Ｕ字状の二重リング構造を有し、
前記ホルダーは、その一端に前記ショートアーク型放電ランプに装着される装着部を有し、当該装着部は、前記内部リング部の外径に適合する内径を有すると共に、前記外部リング部の内径より小さい外径を有し、
前記ホルダーは、前記装着部が前記内部リング部と前記外部リング部との間の筒状空間に摺合せにより挿入されて前記ショートアーク型放電ランプに装着されていることを特徴とする放電ランプ装置。 A columnar body having a recess forming a discharge space on the front surface and a reflective surface formed on the inner surface of the recess, a cathode and an anode arranged to face each other in the discharge space, and the body. A short arc type discharge lamp provided with a window member provided in the opening of the recess,
It is provided with an optical member arranged in front of the window member and a holder made of a tubular body for holding the optical member inside.
The short arc type discharge lamp has a window support member that supports the window member, and has a window support member.
The window support member includes a tubular inner ring portion fixed to the outer peripheral surface of the window member, a tubular outer ring portion having a diameter larger than that of the inner ring portion surrounding the inner ring portion, and the inner ring. It has a double ring structure having a U-shaped cross section, which comprises a connecting portion for connecting the portion and the external ring portion.
The holder has a mounting portion to be mounted on the short arc type discharge lamp at one end thereof, and the mounting portion has an inner diameter suitable for the outer diameter of the inner ring portion and is larger than the inner diameter of the outer ring portion. Has a small outer diameter,
The holder is a discharge lamp device characterized in that the mounting portion is inserted into a tubular space between the internal ring portion and the external ring portion by sliding and is mounted on the short arc type discharge lamp. .. 前記胴体の反射面は回転放物面であり、前記光学部材は、円錐状若しくは円錐台状の凸面よりなる光入射面と、円錐状若しくは円錐台状の凹面よりなる光出射面を有するコーン状レンズよりなることを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ装置。 The reflective surface of the fuselage is a rotating parabolic surface, and the optical member is a cone-shaped optical member having a light incident surface composed of a conical or truncated cone-shaped convex surface and a light emitting surface composed of a conical or truncated cone-shaped concave surface. The discharge lamp device according to claim 1, further comprising a lens. 前記胴体の反射面は回転放物面であり、前記光学部材は、集光レンズよりなることを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ装置。 The discharge lamp device according to claim 1, wherein the reflective surface of the body is a rotating paraboloid, and the optical member is a condenser lens.

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