专利名称：光源装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在液晶投影仪、DLP投影仪等中使用的光源装置。
背景技术：
要求小型并且投影图像明亮的液晶投影仪、DLP投影仪的光源装置作为其光源使用小型且能够得到高亮度发光的短电弧型的高压水银蒸气放点亮，但总的说来这种灯存在冷态(cold condition)的启动性能和热态(hot restrike)的启动性能不佳的问题，所以设置启动辅助光源以提高启动性能。图7所示的以往的光源装置具备短电弧型的高压水银蒸气放点亮51，在由石英灯管形成的发光管52的中央部形成放电容器M，该放电容器M以约Imm左右的短电极间距相互相对地配置一对钨丝电极56、56，并且填充有水银和溴等卤素和氩气等启动用气体， 从该放电容器M到发光管52的两端形成密封着电极56、金属箔57和电极引线58的一对电极密封部59R、59L，经由从该电极密封部59R、59L的端面突出的电极引线58、58与点亮电路连接；凹面反射镜61，该灯51的一方的电极密封部59L插通到在反射镜底部开口的底孔 62并被固定；以及点火天线63，成为在灯51的点亮启动时向放电容器M照射提高灯51的启动性能的紫外线的启动辅助光源(参照专利文献1)。如图8(a)所示的放大图以及同一图(b)所示的X-X剖面图那样，点火天线63的结构为在沿着电极密封部59L延伸到灯51的放电容器M附近的直管部分6 的前端，在由石英玻璃管形成的天线容器64内，填充作为离子化填充物的水银和氩气，并且在该天线容器64的直管部分65a的自由端侧收容设置由金属箔(钼箔)形成的电导体元件66，在该直管部分6 的自由端侧嵌装有由金属套筒形成的外部电极67，其中该形成天线容器64 的石英玻璃管设置有弯曲成半圆弧形以便以180度卷绕到电极密封部59L的外周部的曲管部分6恥。而且，点火天线63用胶合剂68将外部电极67的部分固定到电极密封部59L的外周部，该外部电极67经由电流供给导体69与连接在形成高压放点亮51的点亮电路的电流导体70R、70L之间的电压变换单元71的输出部连接，通过在外部电极67和天线容器64内的电气导体元件66之间施加高频AC电压或者脉冲电压等启动用电压，在其间发生放电并产生紫外线，该紫外线通过天线容器64的直管部分6 和曲管部分6 而照射到灯51的放电容器讨内，促使电极56、56之间的电弧放电。但是，存在制作直管部分6 和曲管部分6 连接的天线容器64麻烦、其制作成本增多的缺点。另外，因为曲管部分6 接近在灯点亮成为1000°C左右的高温的灯51的放电容器M，所以因该高温的影响，在灯刚刚熄灭之后外部电极67和电气导体元件66之间的放电变得不稳定，天线容器64存在热态时的再启动耐性不好的问题，并且还存在天线容器 64受到热损伤而破损的危险。另外，通过外部电极67和电导体元件66之间的放电而产生的紫外线在通过天线容器64的长的直管部分6 和曲管部分6 而导入到灯51的放电容器M内的过程中，存在反射、折射或被天线容器64内的填充物吸收而衰减的问题。另外，天线容器64的曲管部分65b由于接近灯51的放电容器M的一侧配置，所以灯点亮时的温度分布在放电容器 54的一侧和相反侧显著不同，灯的使用年限有可能受到损害，并且天线容器64的曲管部分 6 还具有遮挡从灯51的放电容器M向凹面反射镜61的底部侧射出的光的一部分而使灯的光利用效率降低的问题。另外，由于将点火天线63固定在电极密封部59L的外周部的胶合剂68的经时劣化(热劣化)，点火线圈63还有可能从电极密封部59L的外周部脱落。因此，如图9所示地，本申请人提出了如下所述的光源装置将在高压放点亮51的点亮启动时产生紫外线的辉光放电管80配置在能够从凹面反射镜81的外部通过设置于该反射镜的冷却空气的通风孔82向灯51的放电容器M照射紫外线的位置(参照专利文献 2)。图9的光源装置为将具有和图7的高压放点亮同样的基本构造的高压放点亮51 的一方的电极密封部59L插通到在凹面反射镜81的底部开口的底孔83而和该反射镜81 安装成一体，并且将在该灯51的点亮启动时向放电容器M照射提高灯51的启动性能的紫外线的成为启动辅助光源的辉光放电管80配置在反射镜81的外部，所以，该放电管80不会在灯点亮时被加热到高温而使其内部的水银蒸气压过度上升，即使在灯刚刚熄灭之后的热态时也能够发生辉光放电并产生紫外线。另外，放电管80为如下所述的简易的结构，所以具有制造成本也不高的优点，所述结构为在由石英玻璃形成的玻璃封管84的内部封入包含水银蒸气的氩气等稀有气体， 并且收容配置具有从该玻璃封管84的两端突出的一对引线86、86的由金属箔形成的内部电极85，在该玻璃封管84的外周部配置有卷绕线径约0. 2mm的铬铝铁合金线89而形成的线圈状的外部电极87。而且，辉光放电管80的内部电极85和外部电极87分别与灯点亮电路的一极侧 88R及另一极侧88L连接，通过在该内部电极85和外部电极87之间施加启动用的高频脉冲电压，在成为放电管80的主体的玻璃封管84内的水银蒸气中发生辉光放电并产生紫外线， 该紫外线的一部分通过设置于反射镜81的冷却空气的通风孔82而直接照射到配置于反射镜81的内部的灯51的放电容器M或者在反射镜81的反射面反射并进行照射。但是，如果放电管80的设置位置离开反射镜81的通风孔82，则通过该通风孔82 照射到反射镜81内的紫外线量减少，存在灯51的启动性能降低的问题，另外，如果将放电管80接近反射镜81的通风孔82地设置，则因为该放电管80堵塞通风孔82而妨碍冷却空气的流通，所以存在灯51的冷却效果下降的问题。另外，如果设置于其外周部的线圈状的外部电极87的线圈的圈数少，则因为紫外线的产生量少，所以放电管80不能向灯51的放电容器M照射所需足够量的紫外线，另外， 如果增加线圈状外部电极87的圈数，则该外部电极87遮挡紫外线，还存在不能向灯51的放电容器M照射所需足够量的紫外线的问题。以下，图10(a)所示的高压放电灯91和上述的高压放电灯51型式和构造不同，将放电容器92和向该放电容器照射紫外线的成为启动辅助光源的UV增强器(enhance)93收容配置在具有灯盖(灯口)94的外管95的内部(参照专利文献3)。关于放电容器92，将在其内部相对配置的一对内部电极96L、96R各自经由供电线 97,98分别与灯头94 一方的接点及另一方的接点连接。
如图10(b)的剖面图所示地，关于UV增强器93，在通过由烧结多结晶质的AL2O3 组成的陶瓷材料形成管壁的UV放电管99的内部填充稀有气体氩气，并且配置有由直径 170 μ m钨丝棒形成的内部电极101，该内部电极101焊接在密封于该UV放电管99的一端侧的由直径620m的铌棒形成的引线穿通导体100的前端部。而且，该内部电极101经由引线穿通导体100与供电线97连接，并且将UV放电管99支撑于引线穿通导体100并配置在供电线98的附近，与该供电线98电容性耦合而作为UV源起作用。但是，图10(a)的高压放电灯91具有成为启动辅助光源的UV增强器93遮挡从放电容器92发射的光，使有效光的利用效率降低、产生照度不勻、影子的缺点。另外，UV增强器93因为成为以引线穿通导体100支撑由陶瓷材料形成的UV放大器99的一端侧的结构， 所以如果从外部对高压放电灯91施加冲击，则UV放电管99因该冲击而大幅度摇动，在该放电灯99的运动负荷下引线穿通导体100发生变形，放电管99发生位置偏移，与供电线98 之间的电容性耦合损失而未起到作为UV源的功能，与供电线97连接的引线穿通导体100 有可能和另一方的供电线98接触而发生短故障。专利文献1 日本专利第41U638号公报专利文献2 日本登记实用新型第3137961号公报专利文献3 日本特表平11-513182号公报
发明内容
本发明的技术课题是在高压放电灯点亮时不被加热到高温，能够简单且可靠地将启动辅助光源安装到能够向放电容器高效率地照射提高该灯的启动性能的紫外线的位置，并且将启动辅助光源设置为成本不高的简易结构。为了解决上述课题，本发明的光源装置具备高压放电灯，在发光管的中央部形成相对地配置一对电极并且至少填充有水银和启动用气体的放电容器，从该放电容器到发光管的两端形成一对电极密封部，经由从该电极密封部的端面突出的电极引线与点亮电路连接；凹面反射镜，该灯的一方的电极密封部插通到在反射镜底部开口的底孔而被固定；以及启动辅助光源，在上述灯的点亮启动时向上述放电容器照射提高该灯的启动性能的紫外线，该光源装置的特征在于在填充有稀有气体的陶瓷制的气密容器中设置有贯通该容器的管部的启动辅助光源，将从固定于上述凹面反射镜的底孔的上述电极密封部的端面突出的电极引线插通到上述管部，从而安装到该电极引线上，并且由透光性陶瓷形成上述气密容器的整体或者和上述电极密封部的端面相对的部分。根据本发明，因为在高压放电灯的点亮启动时向放电容器照射提高其启动性能的紫外线的启动辅助光源成为在填充有稀有气体的陶瓷制的气密容器中设置贯通该容器的管部的简易结构，所以其制造成本不高。另外，本发明的启动辅助光源将从固定于凹面反射镜的底孔的电极密封部的端面突出的电极引线插通到上述管部，能够简单并且可靠地安装到该电极引线上。另外，在高压放电灯的点亮时，安装于该电极引线的启动辅助光源不会被加热到高温，能够从电极密封部的端面向放电容器高效率地照射提高该灯的启动性能的紫外线。
图1是表示本发明的光源装置的一例的图。图2是图1的光源装置具有的启动辅助光源的立体图。图3是表示图1、2的启动辅助光源的结构部件的分解图。图4是表示启动辅助光源的变形例子的图。图5是表示启动辅助光源的变形例子的图。图6是表示启动辅助光源的变形例子的图。图7是表示用于提高高压放电灯的启动性能的以往技术的图。图8是表示用于提高高压放电灯的启动性能的以往技术的图。图9是表示用于提高高压放电灯的启动性能的以往技术的图。图10是表示用于提高高压放电灯的启动性能的以往技术的图。
具体实施例方式本发明的光源装置的实施方式具备高压放电灯，在由石英玻璃形成的发光管的中央部形成相对配置一对钨丝电极并且至少填充有水银和启动用气体的放电容器，从该放电容器到发光管的两端形成一对电极密封部，经由从该电极密封部的端面突出的由钼丝形成的电极引线与点亮电路连接；凹面反射镜，该灯的一方的电极密封部插通到在反射镜底部开口的底孔而被固定；以及启动辅助光源，在上述灯的点亮启动时向上述放电容器照射提高该灯的启动性能的紫外线。启动辅助光源的结构为在填充有氩气等稀有气体或者包含水银蒸气的稀有气体的陶瓷制的气密容器中设置贯通该容器的中心的管部，将从固定于凹面反射镜的底孔的电极密封部的端面突出的电极引线插通到该管部，并安装到该电极引线上。构成启动辅助光源的气密容器例如由两端开口的筒状的容器主体、对该容器主体的两端开口部进行封堵的一对开孔盖、插嵌入到该两开孔盖的孔内的上述管部组装，并且由透光性陶瓷形成在安装到从上述密封部的端面突出的电极引线上时与该电极密封部的端面相对的部分。另外，以贯通气密容器的中心的方式设置的管部由陶瓷管或者铌管等金属管形成。另外，当由陶瓷管形成上述管部的情况下，在插通到该管部的上述电极引线上焊接有阻止上述管部从该电极引线突出的电极密封部的端面向背离的方向移动的制动件。另外，当由金属管形成上述管部的情况下，将该管部的端部焊接于插通到该管部的上述电极引线。实施例1图1是表示本发明的光源装置的一例的图，图2是该光源装置具有的启动辅助光源的立体图，图3是表示启动辅助光源的结构部件的分解图，图1的光源装置具备高压放电灯1 ；反射从该灯1发射的光的凹面反射镜2 ；以及产生提高灯1的启动性能的紫外线的启动辅助光源3。关于高压放电灯1，在形成于由石英玻璃形成的发光管4的中央部的放电容器5 内，以约Imm左右的短极间距相对配置一对钨丝电极6R、6L，并且封入水银、溴等的卤素和氩气等的启动用气体，气密密封从该放电容器5到发光管4两端的部分，形成密封有各电极 6R、6L、与电极6R、6L连接的由钼箔形成的金属箔7和由线直径约1.2mm的钼线形成的电极引线8的一对电极密封部9R、9L。
然后，进行布线，将从电极密封部9R、9L的端面10、10突出的电极引线8、8分别与提供灯电力的点亮电路11的一极侧12R和另一极侧12L连接，并且将成为促使电极6R、6L 间的电弧放电的触发线的金属线13的一端侧与从电极密封部9R的端面10突出的电极引线8连接，将其另一端侧在电极密封部9L的外周部卷绕成环状。凹面反射镜2在其底部开口形成插通高压放电灯1的一方电极密封部9L并用胶合剂等进行固定的底孔14，并且在其反射部穿透设置插通与从高压放电灯1的另一电极密封部9R突出的电极引线8连接的由镍线形成的引线15的配线孔16，在其反射部的背面固定有对从配线孔16引出的引线15进行固定的布线件17。启动辅助光源3的结构为在以5 lOOtoor左右的压力填充有氩气或者包含水银蒸气的氩气的陶瓷制的气密容器18中设置贯通该容器18的中心的管部19，将从固定于凹面反射镜2的底孔14的电极密封部9L的端面10突出的电极引线8插通到该管部19，并安装到该电极引线8上。构成启动辅助光源3的气密容器18由外径约5. 2mm、内径约4. 0mm、长度约8. Omm 的圆筒状的容器主体20、对该容器主体20的两端开口部进行封堵的一对开孔盖21R、21L、 插嵌入到该两开孔盖21R、21L的孔22、22的管部19装配而成。开孔盖21R、21L具有相同形状及尺寸，将与容器主体20的开口端抵接的圆板状的法兰部23形成为外径约5. 2mm、厚度约1. 0mm，将嵌入容器主体20的开口部的圆筒部M的外径形成为约3. 8mm，将孔22的直径形成为约2. 2mm。另外，插嵌入到开孔盖21R、21L的孔 22,22的管部19形成为外径约2. 0mm、内径约1. 4mm、长度约12mm。而且，在容器主体20和封堵其两端开口部的开孔盖21R、21L之间产生的间隙、在开孔盖21R、21L的孔22、22和插嵌入到该孔的管部19之间产生的间隙通过填充在这些间隙中并熔融固化的玻璃熔料(frit) 进行气密密封。气密容器18的整体、或者其容器主体20和与电极密封部9L的端面10相对的开孔盖21R由高纯度、高密度的透光性氧化铝(Al2O3)陶瓷形成。另外，插嵌入到开孔盖21R、 21L的孔22、22的管部19由陶瓷管形成，或者由热膨胀率和形成气密容器18的陶瓷近似的
铌管等金属管形成。当由金属管形成启动辅助光源3的管部19的情况下，将从电极密封部9L的端面 10突出的电极引线8插通到该管部19，在配置成使启动辅助电源3与电极密封部9L的端面10接触或者接近的状态下，将管部19的端部焊接到电极引线8，将启动辅助光源3固定到电极引线8上。另外，当由陶瓷管形成启动辅助光源3的管部19的情况下，将电极引线8插通到该管部19，配置成使启动辅助光源3与电极密封部9L的端面10接触或者接近，之后，如图 2的虚线所示地，将套筒型的制动件25嵌装到电极引线8的外周并焊接到该电极引线8上， 从而阻止管部19从电极密封部9L的端面10向背离的方向移动。由此，启动辅助光源3在高压放电灯1的点亮时不会被加热到高温，能够简单并且可靠地安装到能够向该灯1的放电容器5高效率地照射紫外线的位置。另外，安装启动辅助光源3的电极引线8因为由具有刚性的线径约1. 2mm的钼线形成，所以即使光源装置受到冲击，也不会因该冲击使启动辅助光源3发生位置偏移。另外，由于启动辅助光源3是在气密容器18中设置贯通该容器的管部19、仅通过在该管部19上插通电极引线8就能够安装于该引线的简易的结构，所以制作成本也不高。 以上述方式构成的光源装置在从高压放电灯1的点亮电路11向放电容器5内的电极6R、6L之间施加启动用电压时，激励填充到启动辅助光源3的气密容器18内的氩气， 从该气密容器18发射紫外线，该紫外线的一部分从灯1的电极密封部9L的端面10入射并向放电容器18的方向传送，由此激励放电容器5内的启动用气体，并且释放出形成电极6R、 6L的钨丝在放电开始时所需的初始电子，从而促进高压放电灯1的启动。
另外，启动辅助光源3也可以通过上述结构发射所需量的紫外线，但如图1虚线所示地，也可以将与点亮电路11的一极侧(电极6R侧)12R连接的由厚度0. 2mm的弹簧用不锈钢板(SUS304-CSP)等金属板形成的外部电极沈配设在气密容器18的附近，使该外部电极26和与点亮电路11的另一极侧(电极6L侧)12L连接的电极引线8之间产生放电，激励气密容器18内的氩气。实施例2图4是表示启动辅助光源的变形例子的剖面图，该图所示的启动辅助光源30在填充氩气等稀有气体的陶瓷制的气密容器31中设置有贯通该容器的中心的管部32。气密容器31由锥筒状的容器主体33和封堵该容器主体的两端开口部的大小一对的开孔盖34R、 34L形成，将管部32插嵌入到形成于该开孔盖34R、34L的中心的同直径的孔35、35。如图4(a)所示，关于启动辅助光源30，在将用具有和电极密封部9L的端面10相同尺寸或者大于等于电极密封部9L的端面10的尺寸的开孔盖34R封堵的气密容器31的大直径部一侧朝向电极密封部9L的端面10、将从该端面10突出的电极引线8插通到管部 32中的状态下安装到电极引线8上，或者，如图4 (b)所示，在将用小尺寸的开孔盖34L封堵的气密容器31的小直径部一侧朝向电极密封部9L的端面10、将从该端面10突出的电极引线8插通到管部32中的状态下安装到电极引线8上。另外，当如图4(a)所示那样地安装启动辅助光源30的情况下，开孔盖34由透光性陶瓷形成，另外，当如图4 (b)所示那样地安装启动辅助光源30的情况下，锥筒状的容器主体33和开孔盖34由透光性陶瓷形成。然后，在如图4(a)所示那样地安装启动辅助光源30时，在气密容器31内产生的紫外线的一部分会透过大尺寸的开孔盖34R而高效率地向电极密封部9L的端面10入射， 另外，在如图4(b)所示那样地安装启动辅助光源30时，透过气密容器31的容器主体33的紫外线会高效率地向电极密封部9L的端面10入射，所以与实施例1的启动辅助光源3相比，具有朝向高压放电灯1的放电容器5照射的紫外线量增多的优点。实施例3图5(a)是表示启动辅助光源的变形例子的分解立体图，该图(b)是其剖面图，关于该图所示的启动辅助光源36，通过双层筒构造的容器主体38和将内筒40的另一端插嵌入到孔42中并封堵外筒39的另一端侧开口部的开孔盖41构成填充氩气等稀有气体的陶瓷制的气密容器37，其中该双层筒构造的容器主体38以连结外筒39的一端和内筒40的一端并封堵外筒39的一端的方式进行一体化，并且设置成贯通容器主体38的中心的内筒40 成为图1所示的插通从电极密封部9L的端面10突出的电极引线8的管部。气密容器37由透光性陶瓷形成容器主体38和开孔盖41的双方或者一方，使用该透光性陶瓷形成的部分与图1、图2或者图4所示的电极密封部9L的端面10相对地安装到从该端面10突出的电极引线8上。另外，安装到电极引线8上的气密容器37通过图2所示那样的制动件25阻止从电极密封部9L的端面10向背离的方向的移动。本例子的启动辅助光源36因为部件数量少、组装加工也容易，所以具有制作成本显著降低的优点。实施例4图6(a)是表示启动辅助光源的变形例子的分解立体图，该图(b)是其剖面图，该图(c)是表示其组装状态的剖面图。图6所示的启动辅助光源43，其陶瓷制的气密容器44 由灯体45和盖住该灯体的盖46组装的胶囊型的容器形成，灯体45和盖46分别设置有用于插嵌入贯通气密容器44的中心的管部47的孔48、49。另外，由透光性陶瓷形成气密容器44的盖46的部分，使该盖46 —侧与图1、图2 或者图4所示的电极密封部9L的端面10相对地安装到从该端面10突出的电极引线8上。 另外，贯通气密容器44的中心的管47由陶瓷管或者铌管等金属管形成。而且，形成气密容器44的灯体45和盖46之间的间隙、灯体45以及盖46的孔48、49和插嵌入到该孔中的管部47之间产生的间隙通过玻璃熔料进行气密密封。产业上的可利用性本发明有助于提高在液晶投影仪、DLP投影仪等光源装置中使用的高压放电灯的启动性能。符号说明1 高压放电灯；2 凹面反射镜；3 启动辅助光源；4 发光管；5 放电容器；6R、 6L 电极；7 :金属箔；8 :电极引线；9R、9L 电极密封部；10 电极密封部的端面；11 点亮电路；14 凹面反射镜的底孔；18 气密容器；19 管部；20 气密容器的容器主体；21R、21L 开孔盖；26 外部电极；30 启动辅助光源；31 气密容器；32 管部；33 气密容器的容器主体；34R、34L 开孔盖；36 启动辅助光源；37 气密容器；38 气密容器的容器主体；39 外筒；40 内筒(管部)；41 开孔盖；43 启动辅助光源；44 气密容器；45 灯体；46 盖；47 管部
权利要求
1.一种光源装置，具备高压放电灯，在发光管的中央部形成相对地配置一对电极并且至少填充水银和启动用气体的放电容器，从该放电容器到发光管的两端形成一对电极密封部，经由从该电极密封部的端面突出的电极引线与点亮电路连接；凹面反射镜，该灯的一方的电极密封部插通到在反射镜底部开口的底孔而被固定；以及启动辅助光源，在上述灯的点亮启动时向上述放电容器照射提高该灯的启动性能的紫外线，该光源装置的特征在于在填充有稀有气体的陶瓷制的气密容器中设置有贯通该容器的管部的启动辅助光源， 将从固定于上述凹面反射镜的底孔的上述电极密封部的端面突出的电极引线插通到上述管部，从而安装到该电极引线上，并且由透光性陶瓷形成上述气密容器的整体或者与上述电极密封部的端面相对的部分。
2.根据权利要求1所述的光源装置，上述气密容器由两端开口的筒状的容器主体、封堵该容器主体的两端开口部的一对开孔盖、插嵌入到该两开孔盖的孔中堵住该孔的上述管部组成。
3.根据权利要求2所述的光源装置，与上述电极密封部的端面相对的开孔盖由透光性陶瓷形成。
4.根据权利要求1所述的光源装置，上述气密容器由以连结外筒的一端和构成上述管部的内筒的一端的方式进行一体化并封堵外筒的一端的双层筒构造的容器主体、和将上述内筒的另一端侧插嵌入到孔中从而封堵上述外筒的另一端侧开口部的开孔盖构成。
5.根据权利要求1所述的光源装置，上述气密容器由通过灯体和盖住该灯体的盖构成的胶囊型的容器形成，在上述灯体和上述盖上设置有插嵌入上述管部的孔。
6.根据权利要求1、2、3、4或者5所述的光源装置，上述管部由陶瓷管形成，在插通到该管部的上述电极引线上焊接有阻止上述管部从该电极引线突出的上述电极密封部的端面向背离的方向的移动的制动件。
7.根据权利要求1、2、3或者5所述的光源装置，上述管部由金属管形成，将该管部的端部焊接于插通到该管部的上述电极引线。
全文摘要
在高压放电灯的点亮时不被加热到高温，简单并且可靠地将启动辅助光源安装到能够向放电容器高效率地照射提高该灯的启动性能的紫外线的位置上，并且将启动辅助光源设置成制作成本不高的简易的结构。在填充有稀有气体的具有透光性的气密容器(18)中设置有贯通该容器的管部(19)的启动辅助光源(3)将从固定于凹面反射镜(2)的底孔(14)的电极密封部(9L)的端面(10)突出的电极引线(8)插通到该管部(19)中，并安装在该电极引线(8)上。
文档编号F21S2/00GK102395827SQ20108001679
公开日2012年3月28日 申请日期2010年4月6日 优先权日2009年4月17日
发明者加纳洋介, 大河原亮 申请人:岩崎电气株式会社