JP4586766B2 - 光源装置 - Google Patents
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例えば特許文献1には、凹面反射鏡と高圧放電ランプとを接着剤で固着した光源装置が開示されている。
同図において、凹面反射鏡20は、具体的に、凹状であって集光空間を形成する集光部21と、この集光部21の前端(図において左端)21aにおいて開口部を形成する前方外縁部と、当該集光部21の後端(図において右端)21bに続いて光軸方向後方に伸びる筒状頸部24とよりなる基体を具備し、この集光部21内表面に可視光の反射層22が形成されて構成されている。この凹面反射鏡はホウ珪酸ガラスなどからなる。
高圧放電ランプ10は、発光管部12およびその両端に連設された封止管部13a,13bを具備しており、かかる発光管部12内に所定量の水銀と希ガス、ハロゲン等が封入されてなるものであり、電極E1,E2に連設された電極棒14a,14bが、封止管部13a,13b内に気密に封着された金属箔15a,15bに溶接されて外部リード棒16a,16bに接続されて導出されて構成されている。
かかる凹面反射鏡20の内部空間内に、高圧放電ランプ10を当該高圧放電ランプ10の管軸と凹面反射鏡20の光軸とが一致するように略水平に配置し、この高圧放電ランプ10の後方の封止管部13b(図において右端)を基体20aにおける筒状頸部24に挿通すると共に、接着剤30を筒状頸部24内部の全域に亘って充填して高圧放電ランプ10を凹面反射鏡20に固定し、光源装置が構成される。
凹面反射鏡20と高圧放電ランプ10とを接着する接着剤30は、高圧放電ランプ20が極めて高温になることから、十分な耐熱性を具備し、強固に接続を達成、維持することができる材質のものが選択され、具体的にはアルミナ、シリカ等の無機粉末をアルカリ金属ケイ酸塩を含む水溶液で混練したアルカリ系無機接着剤が使用されている。特にアルカリ金属の配合を多くすることで高い接着性と耐熱性を実現できる。
前方に向けて光を反射する集光部および該集光部の後端に連設された筒状頸部を有する凹面反射鏡と
を備えた光源装置であって、
前記高圧放電ランプの一方の封止管部が前記筒状頸部の内部に挿通されて該筒状頸部の後方部分における封止管部と筒状頸部との間に接着剤が充填されて高圧放電ランプが凹面反射鏡に固定されてなり、
前記高圧放電ランプの封止管部の後端面に耐水性絶縁膜が形成されていることを特徴とする。
また前記耐水性絶縁膜に黒色系顔料が混入されてなるのがよい。
また本願第二の発明によれば、アルカリ系無機接着剤に対しても水分の滲入を防止でき、アルカリ金属イオンを含む水分の漏出を抑制できて、確実に発光管のリークを防止できる。
また本願第三の発明によれば、上記効果を具備すると共に、耐水性絶縁膜が顔料を含むのでランプからの光が漏出することも防止できるようになる。
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図1においてこの光源装置は、光源である高圧放電ランプ10と、この高圧放電ランプ10が収容され、当該高圧放電ランプ10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とを具備して構成される。なお同図中、高圧放電ランプ10については一部分のみ断面図で示している。
具体的に、凹面反射鏡20は、凹状であって集光空間を形成する集光部21と、この集光部21の前端(図1において左端)21aにおいて開口部を形成する前方外縁部23と、当該集光部21の後端(図1において右端)21bに続いて光軸方向後方に伸びる筒状頸部24とよりなる基体20aを具備し、この集光部21内表面に可視光反射層22が形成されて構成されている。
可視光反射層23は、例えばシリカ(SiO2)層およびチタニア(TiO2)層が交互に積層されてなる厚さ0.5〜10μmの誘電体多層膜からなるものであって、主として赤外線領域および紫外線領域の光を透過し、かつ可視光を反射する機能を有するものである。
なお、図中W2,W1は外部リード棒16a,16bに接続された給電線である。
ここに、接着剤30は、その最先端部30aが電極棒後端部と金属箔との溶接部Kよりも後退した位置、より望ましくは溶接部Kよりも2〜3mm以上後退した位置であり、高圧放電ランプ10の封止管部13bの後端面に塗布されることなく充実されるのが好ましい。
従って、水分が多く存在する雰囲気に曝されて接着剤30に含まれるアルカリ金属イオンが万一溶出したとしても、封止管部13bの端面13Bが耐水性絶縁膜40により防水処理されているので封止管部13bの隙間Sにその水分が滲入して気密封止構造が阻害されたり、電気的接続状態が不良になるようなことが確実に回避される。
その結果、ランプが不点灯になるような初期点灯時における不具合を回避でき、信頼性の高い光源装置を提供することができる。
本実施形態が上記第1の実施形態と異なる点は、アルカリ系無機材料を主成分とする接着剤の表面上にも第2の耐水性絶縁膜が形成されている点である。
なお、第2の耐水性絶縁膜42は凹面反射鏡20の筒状頸部24の端面に至るまで、接着剤外表面30Bの全体を覆うように形成されるのが望ましく、これによれば接着剤30を確実に防水処理できるようになる。
この実施形態においては、高圧放電ランプ10と凹面反射鏡20とを接合する接着剤30における、凹面反射鏡20の可視光反射面22側に露出した表面上においてもリン酸系無機物質よりなる絶縁膜を形成し、第3の耐水性絶縁膜43を形成している。従って、接着剤30の表面全域が防水処理されており、アルカリ金属イオンが水に溶け出すことが完全に抑制され、アルカリ金属イオンが高圧放電ランプの封止部に滲入することが確実に防止される。
そして、耐水性絶縁膜を封止管部と凹面反射鏡との間を固着する接着剤の外表面上にも形成することにより、接着剤そのものが防水処理されるため、アルカリ金属イオンの溶け出しを防止することができ、より一層高い信頼性を得ることができる。
この結果、光源装置を大型化させることなく、光源装置の使用初期から高圧放電ランプが点灯しないという事態を回避でき、信頼性の高い光源装置を提供することができる。
図1の構成に基づいて本願発明に係る光源装置を作製した。
ホウ珪酸ガラスよりなる凹面反射鏡の基体の集光部内面部分にシリカ−チタニアの誘電体多層膜よりなる可視光反射層を形成した。
凹面反射鏡(20)の最大外径は46mm、筒状頸部(24)の外径はφ16mmであり、その集光部(21)は回転楕円よりなる曲面を有するものであった。筒状頸部(24)の内径はφ10mmであり、軸方向の長さが10mmであった。
図3の構成に従い、上記実施例1とは高圧放電ランプの封止管部端面上に耐水性絶縁膜が形成されていないことを除いて同じ構成の比較例1にかかる光源装置を製作した。
上記実施例1にかかる光源装置及び比較例1にかかる光源装置を密閉空間内に配置し、温度を30℃に設定すると共に湿度を70〜100%の範囲で維持して240時間放置した。その後、温度25℃、湿度40%の室内に移してから、定格消費電力200W(電圧85V、電流2.4A)で高圧放電ランプを点灯した。
一方、比較例1にかかる高圧放電ランプは封止管部に埋設された金属箔と外部リード棒の接続部において断線し、導通が取れない状態であってランプを点灯させることができなかった。この理由は接着剤の表面に付着した水分にアルカリ金属イオンが溶出し、これが封止管部の端面から外部リード棒と石英ガラスの間に浸透したため外部リード棒と金属箔の接合部にクラックが入ったためと考えられる。
11 発光管
12 発光管部
13a,13b 封止管部
14a,14b 電極棒
15a,15b 金属箔
16a,16b 外部リード棒
E1,E2 電極
Wc 補助電極
Wt 給電線
20 凹面反射鏡
20a 基体
21 集光部
21a 集光部前端
21b 集光部後端
22 可視光反射層
23 前方外縁部
24 筒状頸部
30 接着剤
40,40a 耐水性絶縁膜
41 第1の耐水性絶縁膜
42 第2の耐水性絶縁膜
43 第3の耐水性絶縁膜
Claims (3)
- 一対の電極と0.15mg/mm3以上の水銀が内部に封入された発光管部及び当該発光管部の両端に連設された封止管部を具備し、該封止管部の内部に金属箔が埋設され、該金属箔の後端部にリード棒が接続されると共に、封止管部の後端から前記リード棒が突出してなる高圧放電ランプと、
前方に向けて光を反射する集光部および該集光部の後端に連設された筒状頸部を有する凹面反射鏡とを備えた光源装置であって、
前記高圧放電ランプの一方の封止管部が前記筒状頸部の内部に挿通されて該筒状頸部の後方部分における封止管部と筒状頸部との間に接着剤が充填されて高圧放電ランプが凹面反射鏡に固定されてなり、
前記高圧放電ランプの封止管部の後端面に耐水性絶縁膜が形成されていることを特徴とする光源装置。 - 前記耐水性絶縁膜が前記接着剤の表面上にも形成されていることを特徴とする請求項1記載の光源装置。
- 前記耐水性絶縁膜に黒色系顔料が混入されてなることを特徴とする請求項1記載の光源装置。
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