JP2004031333A

JP2004031333A - High pressure discharge lamp, lamp with reflector and image projection device

Info

Publication number: JP2004031333A
Application number: JP2003118957A
Authority: JP
Inventors: Makoto Horiuchi; 誠堀内; Takeshi Ichibagase; 剛一番ヶ瀬; Satoyuki Seki; 智行関
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-04-30
Filing date: 2003-04-23
Publication date: 2004-01-29

Abstract

【課題】高ワット（例えば１５０Ｗ以上）であっても、安定して使用することが可能な高圧放電ランプを提供すること。
【解決手段】発光物質が封入される管内に一対の電極１０２が対向して配置された発光管１００と、一対の電極１０２のそれぞれに電気的に接続された金属箔１０３を封止する封止部（１０１）を一対備えた高圧放電ランプである。金属箔１０３には、発光管１００側と反対側に外部リード１０４が接続されており、少なくとも一方の外部リード１０４は、封止部１０１ｂの端面１０１ｅから外へと延びており、封止部の端面１０１ｅから露出した外部リード１０４の根本部分１０４ｅには、外部リード１０４を被覆するキャップ部１０が設けられている。
【選択図】　　図１An object of the present invention is to provide a high-pressure discharge lamp that can be used stably even at a high wattage (for example, 150 W or more).
A sealing device for sealing a light emitting tube in which a pair of electrodes are opposed to each other in a tube in which a light emitting substance is sealed, and a metal foil electrically connected to each of the pair of electrodes. A high-pressure discharge lamp including a pair of parts (101). An external lead 104 is connected to the metal foil 103 on the side opposite to the arc tube 100 side, and at least one of the external leads 104 extends outward from the end face 101e of the sealing portion 101b. A cap portion 10 that covers the external lead 104 is provided on a root portion 104e of the external lead 104 exposed from the end face 101e.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧放電ランプと反射鏡とを有するランプユニットに関する。特に、液晶プロジェクタ用光源やデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）プロジェクタなどの画像投影装置用光源として使用される反射鏡付きランプ（またはランプユニット）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
文字、図形などの画像を拡大投影し表示する手段として、液晶プロジェクタ装置などが知られている。また、デジタルマイクロデバイスを用いたデジタルライトプロセッシング（ＤＬＰ）プロジェクタも普及しつつある。このような画像投影装置は、所定の光出力が必要であるため、光源としては輝度の高い高圧水銀ランプが、一般に、広く使用されている。この種のランプは、反射鏡と組み合わされて使用されるのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１４は、従来の高圧水銀ランプ１５０の断面構成を模式的に示している。図１４に示した高圧水銀ランプ１５０は、石英ガラスからなる略球状の発光管１００と、発光管１００から延在する封止部１０１ａおよび１０１ｂとを有している。
【０００４】
発光管１００内には、放電空間があり、そこにタングステン製の電極１０２が対向して配置されている。電極１０２は、モリブデン箔１０３の一端に溶接により接続されており、そして、モリブデン箔１０３の他端には、モリブデン製の外部リード１０４が溶接により接続されている。その一端が発光管１００内に突出する電極１０２と、モリブデン箔１０３と、外部リード１０４とは、電極組立体を構成しており、封止部１０１ａおよび１０１ｂによって気密に封着されている。電極１０２は、タングステン製の電極棒と、発光管１００内に突出する端部付近に、電極棒の先端部分に巻かれたタングステン製のコイル（不図示）とから構成されている。また、発光管１００内には、図には示していないが、水銀と、少量の希ガス、および、場合によって少量のハロゲンが封入される。
【０００５】
図１５は、図１４に示した従来の高圧水銀ランプ１５０を使用した、従来の反射鏡付き高圧水銀ランプ５０００の断面構成を模式的に示している。
【０００６】
反射鏡付き高圧水銀ランプ５０００は、高圧水銀ランプ１５０と、反射鏡２００とから構成されている。反射鏡２００は、内面の一部が放物面体で構成された耐熱性ガラスからなり、反射鏡２００の一部には、金属線２０４を通すための小さな穴２０３が設けられており、反射鏡２００の外面には、ステンレス製の金具２０２が取り付けられている。この金具２０２には、反射鏡２００を貫通する小さな穴２０３を通って、一端がランプ１５０の外部リード線に電気的に接続された導電性の金属線２０４が電気的に接続されている。
【０００７】
ランプ１５０は、図１５に示すように、反射鏡２００に固定されている。すなわち、ランプ１５０が発する光のうちできるだけその多くが、反射鏡２００の仮想の回転軸（光軸とも呼ぶ）に平行な光となって開口部から出射されるように、ランプ１５０は、反射鏡２００に固定されており、より具体的に述べると、反射鏡２００のネック部２０６に、ランプ１５０の第１の封止部１０１ａを挿入し、耐熱性のセメント２０５によって、ネック部２０６に封止部１０１ａを固定する形で、ランプ１５０は反射鏡２００に固定されている。反射鏡２００の具体的寸法を例示すると、開口部の径Ｄｍは、例えば、約４５ｍｍである。
【０００８】
最近のプロジェクタに対しては、手軽に持ち運びができるようという要望が強くなってきており、そのために、ノート型のパーソナルコンピュータのように、サイズがＡ５サイズやＢ５サイズに近い小型で、かつ薄いプロジェクタの開発・商品化が望まれている。そのような状況の中、反射鏡付き高圧水銀ランプに対しては、開口部の径が４５ｍｍ以下の、より小型の反射鏡を使用するようになってきた。それに加えて、反射鏡のタイプも、平行光を出射する放物面鏡タイプから、出射光がある一点（焦点）に収束する短焦点距離を有する楕円面鏡タイプのものが使用されるようになってきている。これは、プロジェクタ内の光路長が短くなって結果的にプロジェクタの小型化に、より寄与できるという理由によるものである。
【０００９】
図１６は、楕円面鏡タイプの反射鏡３００と従来の高圧水銀ランプ１５０とを組み合わせた反射鏡付き高圧水銀ランプ６０００の断面構成を模式的に示している。反射鏡３００は、内面の一部が楕円面体で構成された耐熱性ガラスからなる反射鏡である。なお、図中のＦ１およびＦ２は、焦点である。
【００１０】
図１５に示した構成と同様に、図１６に示した反射鏡３００の外面には、ステンレス製の金具３０２が取り付けられている。そして、この金具３０２には、一端がランプ１５０の外部リード線に電気的に接続された導電性の金属線２０４が電気的に接続されている。また、ランプ１５０が発する光のうちできるだけその多くが反射鏡３００の焦点（Ｆ２）に集まるように、ランプ１５０は、図１６に示すように、反射鏡３００に固定されている。すなわち、反射鏡３００のネック部３０６に、ランプ１５０の第１の封止部１０１ａを挿入し、耐熱性のセメント２０５によって、ネック部３０６に封止部１０１ａを固定する形で、ランプ１５０は反射鏡３００に固定されている。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００１−３４５０６９号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
プロジェクタの性能の向上のため、最近、プロジェクタ用光源として高圧水銀ランプの定格電力（ワット数）は上昇する傾向があり、従来の１００Ｗ〜１２０Ｗのランプから、１５０Ｗ〜２００Ｗのランプが採用される傾向にある。従来のワット数の１００Ｗ〜１２０Ｗでも、十分、高ワットと言えるものであったが、１５０Ｗ〜２００Ｗの高圧水銀ランプとなると、さらに、ランプに高負荷がかかることになる。しかし、１５０Ｗ〜２００Ｗの高圧水銀ランプであっても、依然として、１００Ｗ〜１２０Ｗのランプにおける経験的知識に基づいて、ランプの設計は行われているのが実情である。
【００１３】
このような状況下において、本願発明者らは、１５０Ｗ以上の高圧水銀ランプを、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）プロジェクタに組み込んで点灯させる実験を行ったところ、従来の１００Ｗ〜１２０Ｗのランプでは考えられない現象が生じた。それは、外部リード１０４の一部が焼き切れるというものである。より具体的に述べると、図１６に示した高圧水銀ランプにおける、封止部１０１ｂの端面から露出した外部リード１０４の根本部分１０４ｅが焼き切れるというものある。図１７は、その現象を示す写真のトレース図である。
【００１４】
図１７から、外部リード１０４の根本部分１０４ｅが消失していることがわかる。また、一般に、溶接部１０４ｗ（具体的には、リード１０４と２０４との接続部）が他の部分（例えば、外部リード１０４）よりも弱いと思われているのであるが、その溶接部１０４が破壊されてランプが点灯しなくなるのではなく、むしろ、外部リード１０４の根本部分１０４ｅが消失して、点灯できない状態になることがわかった。なお、図１７では、外部リード１０４の根本部分１０４ｅが消失しているので、溶接部１０４ｗにおいては、外部リード１０４と金属線２０４との間に介在して両者のそれぞれと溶接されるニッケル製スリーブが金属線２０４に支えられて宙に浮いたような形となって残っている。
【００１５】
本発明はかかる諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、高ワット数（例えば１５０Ｗ以上）であっても、安定して使用することが可能な高圧放電ランプを提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明による第１の高圧放電ランプは、発光物質が封入される管内に一対の電極が対向して配置された発光管と、前記一対の電極のそれぞれに電気的に接続された金属箔を封止する封止部を一対備え、前記金属箔には、前記発光管側と反対側に外部リードが接続されており、少なくとも一方の前記外部リードは、前記封止部の端面から外へと延びており、前記封止部の端面から露出した前記外部リードの根本部分には、当該外部リードを被覆するキャップ部が設けられており、当該外部リードは、前記キャップ部をかしめ部材として、外部回路に電気的に接続される外部引出しリード線に、前記キャップ部の塑性流動によって接合されている。
【００１７】
本発明による第２の高圧放電ランプは、発光物質が封入される管内に一対の電極が対向して配置された発光管と、前記一対の電極のそれぞれに電気的に接続された金属箔を封止する封止部を一対備え、前記金属箔には、前記発光管側と反対側に外部リードが接続されており、少なくとも一方の前記外部リードは、前記封止部の端面から外へと延びており、前記封止部の端面から露出した前記外部リードの根本部分に加えて、前記封止部内における前記金属箔の端面から延在した部分の前記外部リードをも被覆するキャップ部が、前記外部リードに設けられている。
【００１８】
ある実施形態において、前記外部リードは、前記キャップ部をかしめ部材として、外部回路に電気的に接続される外部引出しリード線に、前記キャップ部の塑性流動によって接合されている。
【００１９】
ある実施形態において、上記高圧放電ランプは、前記発光物質として水銀が１５０ｍｇ／ｃｍ^３以上封入された高圧水銀ランプである。
【００２０】
本発明による反射鏡付きランプは、高圧放電ランプと、前記高圧放電ランプから発する光を反射する反射鏡とを備えた反射鏡付きランプであって、前記高圧放電ランプは、上記の高圧放電ランプであり、前記反射鏡は、略楕円体面の反射面を有し、前記高圧放電ランプは、１５０Ｗ以上の電力が供給される高圧放電ランプである。
【００２１】
本発明による他の反射鏡付きランプは、内部に発光物質が封入される発光管と、前記発光管の両端から延在した第１および第２の封止部とを有するダブルエンド型の高圧水銀ランプと、前記高圧水銀ランプから発せられる光を反射する反射鏡とから構成された反射鏡付きランプであって、前記反射鏡は、出射方向側に設けられた広開口部と、前記高圧水銀ランプを固定するための狭開口部とを備えており、前記高圧水銀ランプの前記第１の封止部は、前記反射鏡の前記狭開口部付近にて固定され、前記高圧水銀ランプの前記第２の封止部は、前記反射鏡の前記広開口部側に配置され、前記第２の封止部は、前記第２の封止部から外へと延びて露出する外部リードの根本部分を、少なくとも被覆するキャップ部を有しており、前記キャップ部は、かしめ部材として機能し、前記キャップ部により、前記外部リードと前記外部引出しリード線とはかしめられており、前記外部リードと、外部回路に電気的に接続される外部引出しリード線とは、前記キャップ部を用いて、互いに電気的に接続されている。
【００２２】
ある実施形態において、前記反射鏡の反射面の最大径は、４５ｍｍ以下であり、前記反射鏡は、略楕円体面の反射面を有する。
【００２３】
本発明による画像投影装置は、上記反射鏡付きランプと、前記反射鏡付きランプを光源とする光学系とを備えている。
【００２４】
ある実施形態において、前記光学系は、デジタルマイクロミラーデバイスを有し、前記光源は、出射光が焦点に収束するタイプの光源である。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。以下の図面においては、説明の簡潔化を図るため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。
【００２６】
（実施形態１）
図１および図２を参照しながら、本発明による実施形態１を説明する。図１は、本実施形態の高圧放電ランプ１１００、および、そのランプ１１００を含む反射鏡付きランプ１０００の構成を模式的に示している。なお、図２は、ランプ１１００だけの構成を模式的に示している。
【００２７】
本実施形態の高圧放電ランプ１１００は、発光管（バルブ）１００と、発光管１００に連結された一対の封止部１０１ａおよび１０１ｂとを有している。発光管１００の管内には、発光物質が封入される放電空間があり、放電空間には、一対の電極１０２が対向して配置されている。発光管１００は、石英ガラスから構成されており、略球形をしている。本実施形態においては、放電空間の体積を基準として、発光物質として水銀が１５０ｍｇ／ｃｍ^３以上封入されており、本実施形態のランプ１１００は、いわゆる超高圧水銀ランプに分類される。
【００２８】
封止部１０１ａおよび１０１ｂは、電極１０２に電気的に接続された金属箔１０３を封止している。そして、金属箔１０３には、発光管１００側と反対側に外部リード１０４が接続されている。なお、少なくとも一方の外部リード１０４は、封止部（１０１ａ、１０１ｂ））の端面から外へと延びており、外部リード１０４は、他の部材（例えば、２０４）を介して、点灯回路（不図示）に接続されることになる。なお、高圧放電ランプ１１００には、例えば１５０Ｗ以上の定格電力が供給される。言い換えると、本実施形態の高圧放電ランプ１１００は、１５０Ｗ以上（１５０Ｗ〜２００Ｗ、あるいはそれ以上）のランプである。
【００２９】
本実施形態では、外部リード１０４のうちの封止部１０１ｂの端面１０１ｅから露出した根本部分（１０４ｅ）には、当該外部リード（１０４ｅ）を被覆するキャップ部（以下、「フロントキャップ」と称する。）１０が設けられている。このフロントキャップ１０により、高ワット数（例えば１５０Ｗ以上）であっても、高圧放電ランプ１１００は安定して使用することが可能となる。フロントキャップ１０は、例えば円筒形をしており、その内径、外径および長さは、例えば、内径１．０〜３．０ｍｍ、外径１．５〜３．０ｍｍ、長さ２．０〜５．０ｍｍである。他の構成要素は、図１４から図１６に示したものと同様であるので、同じ符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
【００３０】
高圧放電ランプ１１００は、画像投影装置の光源として利用する場合には、図１に示すように、高圧放電ランプから発する光を反射する反射鏡３００と組み合わされて、反射鏡付きランプ１０００として構成されることが多い。ここで、本実施形態の反射鏡３００は、略楕円体面の反射面を有している。
【００３１】
反射鏡付きランプ１０００の構成をさらに詳しく述べると、次の通りである。反射鏡付きランプ１０００は、発光管１００と、発光管１００の両端から延在した第１および第２の封止部（１０１ａ、１０１ｂ）とを有するダブルエンド型の高圧水銀ランプ１１００と、反射鏡３００とから構成されており、反射鏡３００は、出射方向側に設けられた広開口部３１０と、高圧水銀ランプ１１００を固定するための狭開口部３２０とを備えている。図１に示すように、高圧水銀ランプ１１００の第１の封止部１０１ａは、反射鏡３００の狭開口部３２０付近にて固定され、一方、高圧水銀ランプ１１００の第２の封止部１０１ｂは、反射鏡３００の広開口部３１０側に配置されている。第２の封止部１０１ｂには、その端面１０１ｅに接するように、第２の封止部１０１ｂから外へと延びて露出した外部リード１０４の根本部分１０４ｅを少なくとも被覆するフロントキャップ（キャップ部）１０が取り付けられている。ここで、外部リード１０４の根本部分１０４ｅとは、封止部１０１ｂの端面１０１ｅから露出している部分であり、典型的には、端面１０１ｅを基準にして、そこから１．０〜５．０ｍｍ程度の範囲の部分である。
【００３２】
なお、図１に示した構成では、フロントキャップ１０から露出した部分の外部リード１０４と、外部引き出し線２０４とを接続させている。外部引き出し線２０４は、例えばＮｉ−Ｍｎ合金から構成されている。それらの構成材料の物性上の問題から、両者（１０４、２０４）を互いに直接溶接することができないので、例えばニッケル製のスリーブを介して、外部リード１０４と外部引き出しリード線２０４との溶接は行われる。ここで、フロントキャップ１０を、溶接用の部材として用いることもでき、すなわち、外部リード１０４と、外部引出しリード線２０４とを、フロントキャップ１０を介して、溶接することも可能である。この場合、外部リード１０４とフロントキャップ１０とが互いに溶接され、そして、フロントキャップ１０と外部引出しリード線２０４とが互いに溶接される。フロントキャップ１０を、溶接用の部材として用いれば、それだけ部材を減らすことができるので、製造工程上およびコスト上のメリットが得られる。
【００３３】
本実施形態の反射鏡３００およびその焦点の寸法を例示すると、図３に示す通りである。広開口部３１０の直径φは、約４５ｍｍであり、反射鏡３００の深さＤは約３３ｍｍである。反射鏡３００の最深部から焦点Ｆ１、Ｆ２までの距離は、それぞれ、約８ｍｍおよび約６４ｍｍである。そして、反射鏡３００の容積は、約４００００ｍｍ^３、つまり約４０ｃｃである。なお、反射鏡３００についての上記寸法は、本願発明者らが、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を用いたプロジェクタに組み込んで点灯させる実験を行ったものの寸法と同じである。
【００３４】
図１６に示したような、ランプ１５０を含む反射鏡付きランプ６０００において、外部リード１０４の一部（１０４ｅ）の焼き切れが生じる理由について、正確なところはわからない。しかし、次のようなことは推論できると思われる。
【００３５】
まず、外部リード１０４は、モリブデンから構成されているので、その温度が６００℃程度になると、蒸発（昇華）してしまう。１００Ｗ〜１２０Ｗのランプの場合には、そのような温度にまで、外部リード１０４の温度は上昇しなかったものと推測されるが、１５０Ｗ〜２００Ｗのランプの場合には、そのような温度まで上昇し得る。特に、ＤＭＤを用いたプロジェクタの場合には、より高ワットのランプが用いられる傾向が強いので、従来では想定されていなかった、外部リード１０４が６００℃程度以上に達することがあり得る。
【００３６】
このような温度に達してしまうと、もはや、冷却ファン等を用いた局部的な冷却では対処できなくなると思われる。つまり、反射鏡付きランプ６０００のある一部を冷却したとしても、反射鏡付きランプ６０００を局部的には冷却できるものの、外部リード１０４に照射する光による加熱を効果的に防止する程度にまでは冷却できない。言い換えると、１５０Ｗ〜２００Ｗのランプの場合においては、外部リード１０４（特に、１０４ｅ）におけるエネルギー密度が高くなりすぎてしまっており、１００Ｗ〜１２０Ｗのランプにおける熱設計の考えが通用しなくなくなっているのであろう。
【００３７】
ランプからの光出力の出射光が外部リード１０４（特に、１０４ｅ）にあたると、その箇所のモリブデンは昇華し得る。すると、外部リード１０４の径が細くなり、その箇所の抵抗値が上がるため、ますます、その箇所の温度が上がり、その結果、当該箇所はますます細くなる。そして、最終的には、消失してしまうことになる。その様子を図４（ａ）から（ｃ）に示す。
【００３８】
まず、外部リード１０４の露出部分１０４ｅは、最初、図４（ａ）に示すような状態であるが、一部が昇華することにより、図４（ｂ）に示すように、径が小さくなる箇所１０４ｓが生じる。当該箇所１０４ｓは径が他の部分よりも小さいがゆえに、抵抗値が高くなり、それゆえ、この部分の発熱量は他の部分よりも多くなる。その発熱により、１０４ｓの径は、図４（ｃ）に示すように、益々細くなり、その後、消失してしまう。
【００３９】
図４（ｂ）に示すような、径が小さい箇所１０４ｓの発生は、モリブデンの昇華によるものだけに限定されず、いわゆるクリープ現象による影響も及んでいると推測される。すなわち、ランプをオン・オフしたときの膨張・収縮が繰り返された結果、径が小さい箇所１０４ｓが発生したり、光が多く照射されている箇所とそうでない箇所との間の応力によっても、箇所１０４ｓは発生し得ると思われる。特に、所定箇所に冷却手段（例えば、冷却ファン、ヒートシンク）を設けた場合には、温度が高い部分と低い部分との差が大きくなるので、クリープ現象により、径が小さい箇所１０４ｓの発生し、その後は、抵抗値が高くなった箇所１０４ｓでの更なる径細り、そして、消失が起こることになる。
【００４０】
図１７に示したように、一般に比較的脆いといわれている溶接部１０４の破壊よりも、外部リード１０４ｅの破壊が進行していることを思うと、単なる光の照射による昇華現象というよりも、クリープ現象に起因した破壊、あるいは、クリープ現象と光の照射との相乗的な破壊が起こっているのかもしれない。クリープ現象が関与してるとすると、図１６に示した構成において、外部リード１０４（特に、根本部分１０４ｅ）を覆うように、封止部１０１ｂの端面１０１ｅに単にセメントを盛りつけるような手法では、外部リード１０４ｅの破壊を防止することは効果的ではない。なぜならば、外部リード１０４ｅへ照射される光をセメントによって遮断できたとしても、依然として、クリープ現象に起因した破壊が生じ得るからである。
【００４１】
本実施形態では、封止部１０１ｂの端面から露出して延びている外部リード１０４の根本部分１０４ｅを、フロントキャップ１０で被覆しているので、焦点Ｆ２へと収束するランプ１００からの出射光２０によって、外部リード１０４の部分１０４ｅが必要以上に温度上昇しないようにすることができる。また、フロントキャップ１０は、外部リード１０４の根本部分１０４ｅと接触しているので、消失しやすい箇所（１０４ｅ）の熱容量を大きくすることができる。その結果、クリープ現象に起因した破壊が生じ難くすることが可能となる。フロントキャップ１０は、例えば、金属から構成されており、好ましくは熱に強い材料（例えば、真鍮）からなる。本実施形態のフロントキャップ１０の形状は、円筒であり、その内径は、外部リード１０４の外径とほぼ等しい。
【００４２】
本実施形態におけるフロントキャップ１０付きの反射鏡付きランプ１０００は、図５に示すように、ＤＬＰプロジェクタ用の光源（ランプユニット）として使用に特に適している。その理由は、ＤＬＰプロジェクタの場合、反射鏡付きランプ１０００から出射した光５１が、再び、反射鏡付きランプ１０００の反射鏡３００内に入射する光５２が存在し得るからである。この戻ってくる光５２の存在は、ランプだけで検討した場合の熱設計を狂わせてしまい、その設計以上に反射鏡付きランプ１０００が高温になり、ランプ１１００が点灯できない状態になり得るからである。また、戻ってくる光５２は、反射鏡付きランプ１０００と、ＤＬＰプロジェクタの光学系９０とを組み合わせて初めて分かるものであるので、ＤＬＰプロジェクタの種類に応じた光学系９０にあわせて、反射鏡付きランプ１０００の熱設計を行うことは現実的ではない。
【００４３】
本実施形態の場合、ＤＬＰプロジェクタの光源として用いても、反射鏡付きランプ１０００は、フロントキャップ１０を備えているので、それゆえ、出射した光５１および戻ってくる光５２のいずれの影響も緩和ないし抑制することができる。それゆえ、ＤＬＰプロジェクタの光学系９０の種類に応じて、その都度、熱設計を行わなくてもよくなり、非常にメリットが大きい。以下、本実施形態の反射鏡付きランプ１０００を組み込んだ、ＤＬＰプロジェクタの構成及び動作を簡単に説明する。
【００４４】
図５は、単版式ＤＬＰプロジェクタの構成を模式的に示しており、図５に示したＤＬＰプロジェクタは、反射鏡付きランプ１０００と、光学系９０とを備えている。光学系９０は、反射鏡付きランプ１０００の出射方向５０の前方に配置されたカラーホイル７０と、カラーホイル７０を透過した光５４を反射するＤＭＤパネル８０（複数のＤＭＤ８２から構成されている）と、ＤＭＤパネル８０から投射された光５６を投射光５８に変換してスクリーン８６に映写する投射レンズ８４とを備えている。
【００４５】
反射鏡付きランプ１０００から出射した光５１は、例えば毎秒１２０回転しているカラーホイル７０の３原色（Ｒ・Ｇ・Ｂ）のうちの１色（例えばＲ）を通過した後、集光レンズ（不図示）を介してＤＭＤパネル８０に投射され、次いでスクリーン８６に映写される。単版式ＤＬＰプロジェクタの場合、ＤＭＤパネル８０のＤＭＤ８２が毎秒数千から数万回という速さでオンオフを繰り返すことによって、カラーホイル７０を通過したＲ・Ｇ・Ｂのそれぞれの色を瞬時に重ね合わせて、人の目の残像効果を利用してスクリーン８６上で一つの絵にしている。
【００４６】
反射鏡付きランプ１０００からの出射光５１のうち、カラーホイル７０を透過しなかった光は、反射光５２として、再び反射鏡付きランプ１０００の反射鏡３００内に入射することになるが、図１に示すように、外部リード１０４の根本部分１０４ｅは、フロントキャップ１０で覆われているので、反射光５２が反射鏡３００内に入射しても、外部リード１０４の根本部分１０４ｅを保護することができる。もちろん、上述したように、フロントキャップ１０は、出射光５１からの保護もしている。なお、本実施形態で説明した単版式ＤＬＰプロジェクタの光学系９０からの光５２の場合に限らず、ＤＭＤパネル８０を３枚使用した３版式ＤＬＰプロジェクタの光学系から反射鏡３００内に入射する光や、液晶パネルを用いた液晶プロジェクタの光学系から反射鏡３００内に入射する光によって生じる影響も、フロントキャップ１０によって緩和・抑制することができる。
【００４７】
本実施形態の構成の条件を例示的に説明すると、次の通りである。ランプ１１００の発光管１００は、略球形をしており、石英ガラスから構成されている。なお、長寿命等の優れた特性を発揮する高圧水銀ランプ（特に、超高圧水銀ランプ）を実現する上では、発光管１００を構成する石英ガラスとして、アルカリ金属不純物レベルの低い（例えば、アルカリ金属の各種についての質量が１ｐｐｍ以下）高純度の石英ガラスを用いることが好ましい。なお、勿論、通常のアルカリ金属不純物レベルの石英ガラスを用いることも可能である。発光管１００の外径は例えば５ｍｍ〜２０ｍｍ程度であり、発光管１００のガラス厚は例えば１ｍｍ〜５ｍｍ程度である。発光管１００内の放電空間の容積は、例えば０．０１〜１ｃｃ程度（０．０１〜１ｃｍ^３）である。本実施形態では、外径９ｍｍ程度、内径４ｍｍ程度、放電空間の容量０．０６ｃｃ程度の発光管１００が用いられる。
【００４８】
発光管１００内には、一対の電極（電極棒）１０２が互いに対向して配置されている。電極１０２の先端は、０．２〜５ｍｍ程度（例えば、０．６〜１．０ｍｍ）の間隔（アーク長）Ｄで、発光管１００内に配置されており、一対の電極１０２のそれぞれは、タングステン（Ｗ）から構成されている。電極１０２の先端には、ランプ動作時における電極先端温度を低下させることを目的として、コイル（例えば、タングステン製のコイル）を巻いておくことが好ましい。
【００４９】
発光管１００内には、発光物質として、水銀が封入されている。超高圧水銀ランプとしてランプ１１００を動作させる場合、水銀は、例えば、１５０ｍｇ／ｃｃ程度またはそれ以上（１５０〜２００ｍｇ／ｃｃまたはそれ以上）の水銀と、５〜３０ｋＰａの希ガス（例えば、アルゴン）と、必要に応じて、少量のハロゲンとが発光管１００内に封入されている。
【００５０】
発光管１００内に封入されるハロゲンは、ランプ動作中に電極１０２から蒸発したＷ（タングステン）を再び電極１０２に戻すハロゲンサイクルの役割を担っており、例えば、臭素である。封入するハロゲンは、単体の形態だけでなく、ハロゲン前駆体の形態（化合物の形態）のものでもよく、本実施形態では、ハロゲンをＣＨ_２Ｂｒ_２の形態で発光管１００内に導入している。また、本実施形態におけるＣＨ_２Ｂｒ_２の封入量は、０．００１７〜０．１７ｍｇ／ｃｃ程度であり、これは、ランプ動作時のハロゲン原子密度に換算すると、０．０１〜１μｍｏｌ／ｃｃ程度に相当する。なお、ランプ１１００の耐圧強度（動作圧力）は、１５〜２０ＭＰａまたはそれ以上である。なお、定格電力は、例えば、１５０Ｗ（その場合の管壁負荷は、約１３０Ｗ／ｃｍ^２に相当）である。管壁負荷は、例えば、１３０Ｗ／ｃｍ^２程度以上であり、特に上限は設定されない。例示的に示すと、管壁負荷は、例えば、１３０Ｗ／ｃｍ^２程度以上から、３００Ｗ／ｃｍ^２程度の範囲（好ましくは、１３０〜２００Ｗ／ｃｍ^２程度）のランプを実現することができる。本実施形態では、フロントキャップ１０によってクリープ現象の影響を回避できるので、冷却手段を設けることによって、３００Ｗ／ｃｍ^２程度以上の管壁負荷を達成することも可能である。
【００５１】
反射鏡３００の反射面の最大径は、４５ｍｍ以下、小型の要請をさらに満たす上では、４０ｍｍまたはそれ未満であることが好ましい。また、反射鏡３００の広開口部３１０には前面ガラスを取り付けて、反射鏡３００内を密閉構造にすることもできる。そして、反射鏡３００の内容積は、２００ｃｍ^３以下であることが好ましい。
【００５２】
本実施形態によると、外部リード１０４の根本部分１０４ｅをフロントキャップ１０によって保護することができるので、高ワット数（例えば１５０Ｗ以上）であっても安定して使用することができる。
【００５３】
（実施形態２）
図６および図７を参照しながら、本発明による実施形態２を説明する。図６は、本実施形態の高圧放電ランプ１２００、および、そのランプ１２００を含む反射鏡付きランプ２０００の構成を模式的に示している。
【００５４】
本実施形態の反射鏡付きランプ２０００では、フロントキャップ１０をかしめ部材として、封止部１０１ｂの外部リード１０４が外部引出しリード線２０４に、かしめ接合されている。言い換えると、封止部１０１ｂの外部リード１０４とは、フロントキャップ１０の塑性流動によって接合されている。この点が上記実施形態１の構成と異なる。図７は、フロントキャップ１０によって、封止部１０１ｂの外部リード１０４とをかしめる様子を模式的に示している。
【００５５】
なお、他の点は、基本的に上記実施形態１の構成と同様である。したがって、本実施形態の構成においても、フロントキャップ１０は、外部リード１０４の根本部分１０４ｅを保護しており、上記実施形態１と同様の効果を得ることができる。本実施形態および後述の実施形態の説明を簡潔にするために、以下では、実施形態１と異なる点を主に説明し、実施形態１と同様の点の説明は省略または簡略化する。
【００５６】
図６に示すように、本実施形態では、外部リード１０４は、外部引出しリード線２０４と、フロントキャップ１０の塑性流動によって接合されており、この接合に、溶接は用いられていない。さらに詳述すると、図７に拡大して示すように、外部リード１０４（図中、１０４ｅ）と外部引出しリード線２０４とは、フロントキャップ１０の外部から応力を加えることによって、かしめられている。従って、両者（１０４および２０４）の接合は、溶接ではなく、かしめ部材であるフロントキャップ１０の塑性流動によって行われている。フロントキャップ１０は、例えば、塑性変形の前は筒状形状を有するスリーブである。本実施形態では、外部リード１０４の外径よりも大きな内径を有する円筒状の部材が用意されて、その部材に応力を加えてかしめが行われる。
【００５７】
外部リード１０４を構成しているモリブデン自体は塑性変形しにくい材料であるため、かしめ部材として機能するフロントキャップ１０は、モリブデンよりもやわらかい材料から構成されていることが好ましい。このような材料としては、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉなどが挙げられる。さらに、フロントキャップ１０が位置する箇所は、ランプの光や電流の接触抵抗などによって発熱しやすい場所であるため、ランプの信頼性を向上させるためにも耐酸化特性に優れた材料（例えばＡｌなど）から構成されていることが好ましい。この点、上述したように、真鍮からフロントキャップ１０を構成することも望ましい。
【００５８】
本実施形態では、外部リード１０４の外径が約０．６ｍｍの場合に、内径が約１．２ｍｍ（厚さ：約０．２ｍｍ）のＡｌから構成された円筒状のフロントキャップ（長手方向長さ：約３．０ｍｍ）１０が用いられている。なお、フロントキャップ１０の塑性流動によって接合を行うことができればよいので、本実施形態で用いた円筒状の部材に必ずしも限定されず、例えばＵ字型の部材や二枚の板状の部材を用いることも可能である。ただし、そのような部材を用いてフロントキャップ１０を構築したとしても、外部リード１０４の根本部分１０４ｅは適切に保護することが必要となる。
【００５９】
本実施形態のように、フロントキャップ１０の塑性流動によって外部リード１０４と外部引出しリード線２０４とを互いに接合されると、次のような利点が得られる。まず、外部リード１０４と外部引出しリード線２０４とを多点接触ないしは面接触させて両者を電気的に接続させることができる。このため、溶接によって接合した場合よりも、外部リード１０４と外部引出しリード線２０４との間の接続信頼性を向上させることができる。ここで、本実施形態の構成と、溶接による構成との差違を説明するために、図１７に示した溶接部１０４ｗ周辺の拡大図を、図１８に示す。図１８では、外部リード１０４の根本部分１０４ｅがまだ消失していない構成を示している。
【００６０】
上述したように、外部リード１０４と外部引出しリード線２０４とを互いに直接溶接によって接合することは技術的に難しい。なぜならば、外部リード１０４を構成しているモリブデンは、高温になると再結晶化して脆くなる性質を有しているからである。それゆえ、外部リード１０４と外部引出しリード線２０４とは、低温で溶接することが必要となるのであるが、このために、図１８に示すように、まず、Ｎｉからなるスリーブ（筒）２１０を外部リード１０４の接続箇所の外周に接するようにして挿入した後、外部リード１０４とスリーブ２１０とを比較的低温で溶接し、次いで、そのスリーブ２１０と、Ｎｉ−Ｍｎ合金からなる外部引出しリード線２０４とを溶接する。このようにすれば、外部リード１０４が脆くなるのを避けながら、外部リード１０４と外部引出しリード線２０４とを電気的に接続することが可能となる。
【００６１】
ここで、図１８に示した構成では、スリーブ２１０と外部引出しリード線２０４との溶接部２１４は点溶接によって形成されており、そのため接触面積が小さくなる（ほとんど点接触の状態である）。したがって、外部引出しリード線２０４に応力が加わると、外部引出しリード線２０４が溶接部２１４から簡単に外れてしまうことが生じ得る。また、外部リード１０４とスリーブ２１０との溶接部２１２も点溶接によって形成されているため、スリーブ２１０に応力が加わるとスリーブ２１０が動いて、溶接が外れてしまうことがある。さらに、溶接部２１２、２１４は、ほぼ点接触であるので、その箇所での接触抵抗が比較的高いという問題もある。
【００６２】
一方、図６および図７に示したように、本実施形態の構成では、溶接でなく、かしめにより、外部リード１０４とスリーブ２１０とを接合させているので、図１８に示した構成よりも、接続箇所（１０４ｅ周辺）における機械的強度を高くすることができる。また、外部リード１０４と外部引出しリード線２０４とを多点接触ないし面接触させていることから、図１８に示した構成よりも、外部リード１０４と外部引出しリード線２０４との間の接触抵抗を小さくすることができる。従って、ランプ動作時における接続箇所（１０４ｅ周辺）の温度の上昇を緩和することができるため、このことによってもランプの信頼性を向上させることができる。なお、本実施形態の構成によれば、ある程度の接続信頼性が予め確保されているため、溶接による接合の際に行われていた電気的な接続の良否を判定する検査を行わずに製造工程を実行することができる。その結果、製造コストを下げることも可能となる。
【００６３】
本実施形態によると、外部リード１０４の根本部分１０４ｅをフロントキャップ１０によって保護することができるとともに、外部リード１０４と外部引出しリード線２０４とをフロントキャップ１０でかしめ接合しているので、高ワット数（例えば１５０Ｗ以上）であっても安定して使用することができるとともに、外部リード１０４とスリーブ２１０との接続信頼性を向上させることができる。
【００６４】
（実施形態３）
図８を参照しながら、本発明による実施形態３を説明する。図８（ａ）は、本実施形態の高圧放電ランプ１３００の構成を模式的に示しており、図８（ｂ）は、高圧放電ランプ１３００のフロントキャップ１１の構成を模式的に示している。
【００６５】
本実施形態の高圧放電ランプ１３００においては、封止部１０１ｂの端面１０１ｅから露出した外部リード１０４の根本部分（１０４ｅ）に加えて、さらに、封止部１０１ｂ内における金属箔１０３の端面から延在した部分に相当する部分の封止部１０１ｂの外周を被覆するフロントキャップ（キャップ部）１１が、外部リード１０４（特に、１０４ｅ）および封止部１０１ｂに設けられている。つまり、封止部１０１ｂの端面１０１ｅから露出した外部リード１０４の根本部分（１０４ｅ）だけでなく、封止部１０１ｂ内に埋まっている外部リード１０４の部分（１０４ｂ）まで、フロントキャップ１１によって保護する構成となっている。
【００６６】
フロントキャップ１１は、図８（ｂ）に示すように、主に根本部分１０４ｅを保護する第１部分１１ａと、主に埋設部分１０４ｂを保護する第２部分１１ｂとからなっている。フロントキャップ１１の第２部分１１ｂは、図８（ａ）に示すように、金属箔１０３と外部リード１０４との接続部（溶接部）１３に相当する封止部１０１ｂの外周まで被覆するように構成されていることが好ましい。
【００６７】
また、上記実施形態２のように、フロントキャップ１１の第１部分１１ａは、外部リード１０４と外部引出しリード線２０４とをかしめ接合できるように構成されていることが好ましい。なお、勿論、フロントキャップ１１の第１部分１１ａを介して、外部引出しリード線２０４と溶接してもよい。具体的には、フロントキャップ１１の第１部分１１ａと外部リード１０４とをかしめ接合し、一方で、フロントキャップ１１の第１部分１１ａと外部引出しリード線２０４とを溶接により接合することもできる。また、上記実施形態１のように、フロントキャップ１１以外の箇所で、外部リード１０４と外部引出しリード線２０４との接合を行っても良い。
【００６８】
フロントキャップ１１の第１部分１１ａによって、外部リード１０４と外部引出しリード線２０４との両者をかしめ接合を行う場合、第１部分１１ａの内径Ｄ１は、外部リード１０４と外部引出しリード線２０４との線径の和もしくはそれより若干大きいもの（例えば、φ１〜３ｍｍ程度）となる。フロントキャップ１１の第１部分１１ａで外部リード１０４だけをかしめる場合、第１部分１１ａの内径Ｄ１は、外部リード１０４の線径の和もしくはそれより若干大きいもの（例えば、φ０．５〜２ｍｍ程度）となる。また、第２部分１１ｂの内径Ｄ２は、封止部１０１ｂの外径に依存し、例えば、φ３〜７ｍｍ程度となる。ここで、第１部分１１ａの長さＬ１は、例えば２〜７ｍｍ程度であり、第２部分１１ｂの長さＬ２は、例えば５〜１０ｍｍ程度である。
【００６９】
本実施形態の構成では、フロントキャップ１１によって、外部リード１０４の根本部分１０４ｅだけでなく、埋設部分１０４ｂも保護することができるので、外部リード１０４の更なる保護を図ることができる。金属箔１０３と外部リード１０４との接続部（溶接部）１３は比較的熱に弱いので、その部分までフロントキャップ１１の第２部分１１ｂで保護すれば、さらにランプの信頼性を向上させることができる。
【００７０】
図８に示した高圧放電ランプ１３００は、図９および図１０に示す構成に改変してもよい。
【００７１】
図９（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本実施形態の改変例である高圧放電ランプ１４００’と、その先端に取り付けられるフロントキャップ１１とを示している。なお、図９（ａ）中の発光管１００内には、発光物質である水銀７を明示している。図１０は、ランプ１４００’にフロントキャップ１１が取り付けられた高圧放電ランプ１４００を含む反射鏡付きランプ３０００の構成を模式的に示している。ここで、図１０に示した反射鏡付きランプ３０００における反射鏡３００の広開口部３１０には、前面ガラス４００が取り付けられている。前面ガラス４００を取り付けると、反射鏡３００内は密閉構造となり、したがって、万が一のランプが破損したとしても、その飛散物が外に飛び出ることがなくなるという利点が得られる。
【００７２】
高圧水銀ランプ１４００（１４００’）の封止部１０１ｂは、発光管１００側の外径よりも端部１０１ｅ側の外径の方が小さい形状を有している。つまり、封止部１０１ｂは、径が細くなっている部位（径小部または切り欠き部）３５０を有している。この径小部３５０と他の部位との間には、その直径の差によって、段差が形成されている。より詳細に述べると、高圧水銀ランプ１４００（１４００’）は、発光部となる発光管部と、それぞれが略同一の外径で発光管部から延在し、第１および第２の封止部となる第１および第２の側管部とを含むガラス管から製造された、ダブルエンド型の放電ランプであり、そして、第２の封止部の外径は、第１および第２の側管部の外径より小さいランプである。
【００７３】
このように封止部１０１ｂに径小部３５０を形成して、そこにフロントキャップ１１を取り付けると、フロントキャップ１１を取り付けても、封止部１０１ｂの外周が大きくならず、それゆえ、反射鏡３００で反射されて焦点Ｆ２に向かう光２０を妨げないようにすることができるというメリットがある。
【００７４】
なお、光２０が、広開口部３１０側に位置する第２封止部の先端部付近の一部で反射されてしまうと、焦点Ｆ２に収束しない光が生じ、結果的に、プロジェクタが映し出す拡大画面の明るさが低下するという問題が発生する。さらに、第２の封止部の先端部付近に光があたることで、その部位の温度が上昇するという問題も生じる。図１０に示した構成によれば、封止部１０１ｂに径小部３５０を形成して、そこにフロントキャップ１１を取り付けているので、光２０の反射による影響を緩和・抑制することができる。
【００７５】
ここで、径小部３５０は、図９（ａ）および図１０に示した一つの段差によるものだけでなく、テーパー状によって構成してもよいし、階段状に構成していもよい。焦点Ｆ２に向かう光２０を妨げないようにすることができる効果は、図１０に示すように、封止部１０１ｂの中央部（径小部３５０が形成されてない部位）の外周よりも、フロントキャップ１１の外周の小さい場合だけでなく、封止部１０１ｂの中央部の外周と、フロントキャップ１１の外周とが実質的に面一になるときでも、得ることは可能である。また、フロントキャップ１１の外周が封止部１０１ｂの中央部の外周よりも少し大きくなる場合でも、径小部３５０がない場合と比較すると、光２０を妨げないようにできる効果を得ることができる。また、焦点Ｆ２に向かう光２０を妨げないようにすることができる効果を得るという観点によると、本実施形態の構成だけでなく、上記実施形態１および２の構成においても径小部３５０を封止部１０１ｂに形成してもよい。
【００７６】
図１０に示した構成では、前面ガラス４００が取り付けられて、反射鏡３００内は密閉構造となっているので、ランプ動作時に高温になりやすい。そのような状況下で、１５０Ｗ以上の高圧放電ランプを点灯させることは、現在のランプの熱設計からみると、非常に過酷な条件での点灯を意味する。
【００７７】
モリブデン製外部リード１０４に溶接を行うと、外部リード１０４を構成するモリブデンは酸化し、酸化モリブデンとなるのであるが、このような溶接による接合箇所（図１８の１０４ｗ参照）を持つランプの場合、図１０に示すように、反射鏡３００に前面ガラス４００が取り付けられていることにより、点灯中に、溶接部（図１８の１０４ｗ）に近い前面ガラス４００に白色の「くもり」（すなわち、酸化モリブデンによるくもり）が生じ得る。このような「くもり」は、前面ガラス４００の透過率を減少させ、画面照度の低下を導くため、好ましくない。
【００７８】
図１０に示した構成では、外部リード１０４は、溶接でなく、フロントキャップ１１の第１部分１１ａによってかしめることができるので、上述したような酸化モリブデンによるくもりの発生を抑制することができる。また、フロントキャップ１１によって、外部リード１０４の根本部分１０４ｅおよび埋設部分１０４ｂ（好ましくは、溶接部１３）を保護することが出来るので、そのような過酷な条件下でも、安定してランプの動作を行わせることができる。
【００７９】
なお、フロントキャップによる前面ガラスの「くもり」防止は、密閉構造のランプ構成（ミラー付きランプ）の場合だけでなく、例えば、前面ガラスが設けてあるとともに、ミラーの一部に切り欠きを設け、その切り欠きを通して空気が対流するようなミラー付きランプであっても効果がある。つまり、前面ガラス付きのミラー付きランプの場合においては、密閉型に限らず、切り欠きを有する被密閉型に対しても、フロントキャップによって「くもり」防止の効果は得られる。
【００８０】
また、外部リード１０４の埋設部分１０４ｂを保護するには、図１１に示すような構成にしてもよい。図１１に示した高圧放電ランプ１５００では、封止部１０１ｂの端面１０１ｅから露出した外部リード根本部分１０４ｅに加えて、封止部１０１ｂ内における金属箔１０３の端面１０３ｅから延在した部分（１０４ｂ）も被覆するフロントキャップ（キャップ部）１２が、外部リード１０４に設けられている。つまり、高圧放電ランプ１５００は、フロントキャップ１２の一部が封止部１０１ｂの一部に埋め込まれた構成を有している。さらに、この封止部１０１ｂの一部にフロントキャップ１２が埋め込まれた構成は、封止部１０１ｂの一部にフロントキャップ１２が埋め込まれていない構成よりも、外部リード１０４と金属箔１０３との接続部の温度を低くできる。これは、外部リード１０４だけの場合よりも、フロントキャップ１２で外部リードの埋没部分１０４ｂを被った方が多くの熱を伝導させることができ、外部リード１０４と金属箔１０３との接続部の熱を外部に放出できるからである。
【００８１】
フロントキャップ１２の先端部分の管内で、外部リード１０４と外部引出しリード線２０４とをかしめ接合する場合には、図１２に示すような、フロントキャップ１２を用いることが好ましい。つまり、封止部１０１ｂ内に埋設させる部分１２ｂの内径Ｄ１は、外部リード１０４の線径とほぼ等しくし、そして、外部リード１０４と外部引出しリード線２０４とをかしめる先端部分１２ａの内径Ｄ２は、両者（１０４、２０４）の線径よりも少し大きくしたフロントキャップ１２を用いるのが良い。
【００８２】
高圧放電ランプ１５００は、例えば、図１３（ａ）から（ｃ）に示すようにして作製することができる。
【００８３】
まず、発光管となる部分と側管部とを有する放電ランプ用ガラス管８３を用意し、次いで、電極１０２、金属箔１０３、外部リード１０４を含む電極組立体１０６を一方の側管部に挿入した後、封止部形成工程を実行して、封止部１０１ａを完成する。次に、図１３（ａ）に示すように、フロントキャップ１２を外部リード１０４に挿入した電極組立体１０６を、もう一方の側管部に挿入して、電極１０２が所定間隔となるように位置決めする。
【００８４】
次に、図１３（ｂ）に示すように、矢印６１の方向にガラス管８３を回転させながら、矢印８２に示すように、加熱手段（例えば、バーナーまたはレーザ）で所定範囲を加熱しながら、ガラス管８３内をシュリンクさせる。シュリンクさせるときには、ガラス管８３の内部は減圧状態にしておく。
【００８５】
その後、図１３（ｃ）に示すように、フロントキャップ１２が位置している箇所のガラス管８３もシュリンクさせる。その後、不要な部分を除去すれば、高圧放電ランプ１５００が得られる。なお、水銀７、希ガスの封入、減圧工程は所定の段階で実行すればよい。また、もちろん、フロントキャップ１２が埋設されている封止部１０４を形成した後、他方の封止部１０１ａを形成してもよい。
【００８６】
なお、上述した各実施形態のフロントキャップの周囲や出射方向側に、無機系接着剤（例えば、セメント）を付与して、さらに保護を強化してもよい。また、上述した実施形態では、一方の封止部（１０１ｂ）にキャップ部（フロントキャップ）を設けたが、勿論、他方の封止部（１０１ａ）にもキャップ部を設けるようにしてもよい。出射方向側に位置する封止部１０１ｂにフロントキャップを設ける方が効果が大きいが、反対側の封止部１０１ａの外部リード１０４を保護することも重要だからである。
【００８７】
（他の実施形態）
なお、上記実施形態では、ランプは高圧水銀ランプを例に説明したが、これは好適例であって、ランプは、キセノンランプであってもよいし、メタルハライドランプ（無水銀メタルハライドランプを含む）であっても構わない。また、上記実施形態では、封入水銀が１５０ｍｇ／ｃｍ^３以上の高圧水銀ランプの場合（いわゆる超高圧水銀ランプの場合）について説明したが、それ未満の高圧水銀ランプについても適応可能である。さらに、上記実施形態では、交流点灯型のランプを示したが、それに限定されず、交流点灯型および直流点灯型のいずれの点灯方式でも使用可能である。また、一対の電極１０２間の間隔（アーク長）は、ショートアーク型（例えば、２ｍｍ以下）であってもよいし、それより長い間隔であってもよい。
【００８８】
上述した実施形態の反射鏡付きランプと、画像素子（ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏ　Ｄｅｖｉｃｅ）パネルや液晶パネルなど）を含む光学系とを組み合わせて、画像投影装置を構成することができる。例えば、ＤＭＤを用いたプロジェクタ（デジタルライトプロセッシング（ＤＬＰ）プロジェクタ）や、液晶プロジェクタ（ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　ｏｎ　Ｓｉｌｉｃｏｎ）構造を採用した反射型のプロジェクタも含む。）を提供することができる。さらに、本実施形態の反射鏡付きランプは、画像投影装置用の光源として好適に使用することができるだけでなく、他の用途にも使用可能である。例えば、紫外線ステッパ用光源、または、競技スタジアム用光源や、自動車のヘッドライト用光源、道路標識を照らす投光器などとしても使用することが可能である。
【００８９】
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。
【００９０】
【発明の効果】
本発明によれば、外部リードのうちの封止部の端面から露出した根本部分にキャップ部が設けられているので、高ワット数（例えば１５０Ｗ以上）であっても、安定して使用することが可能な高圧放電ランプを提供することができる。そして、キャップ部をかしめ部材として、外部リードと外部引出しリード線との両者を接合すれば、接続信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１にかかる反射鏡付きランプ１０００の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態１にかかる高圧放電ランプ１１００の構成を模式的に示す断面図である。
【図３】反射鏡３００の構成を模式的に示す断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、外部リード１０４ｅの径が細くなる様子を説明するための図である。
【図５】反射鏡付きランプ１０００と光学系９０との構成を模式的に示す図である。
【図６】本発明の実施形態２にかかる反射鏡付きランプ２０００の構成を模式的に示す断面図である。
【図７】フロントキャップ１０の要部拡大断面図である。
【図８】（ａ）は、本発明の実施形態３にかかる高圧放電ランプ１３００の構成を模式的に示す断面図であり、そして（ｂ）は、フロントキャップ１１の構成を模式的に示す斜視図である。
【図９】（ａ）は、実施形態３の改変例である高圧放電ランプ１４００’の構成を模式的に示す断面図であり、（ｂ）は、フロントキャップ１１の構成を模式的に示す斜視図である。
【図１０】反射鏡付きランプ３０００の構成を模式的に示す断面図である。
【図１１】高圧放電ランプ１５００の構成を模式的に示す断面図である。
【図１２】フロントキャップ１２の構成を模式的に示す斜視図である。
【図１３】（ａ）から（ｃ）は、高圧放電ランプ１５００の作製方法を説明するための工程断面図である。
【図１４】従来の高圧水銀ランプ１５０の構成を模式的に示す断面図である。
【図１５】従来の反射鏡付き高圧水銀ランプ５０００の構成を模式的に示す断面図である。
【図１６】従来の反射鏡付き高圧水銀ランプ６０００の構成を模式的に示す断面図である。
【図１７】外部リード１０４の根本部分１０４ｅが焼き切れる現象を示すトレース図である。
【図１８】溶接部１０４ｗ周辺の拡大図である。
【符号の説明】
１０、１１、１２　キャップ部（フロントキャップ）
１００　　　　発光管
１０１ａ　　　封止部
１０１ｂ　　　封止部
１０２　　　　電極
１０３　　　　金属箔（モリブデン箔）
１０４　　　外部リード
１０６　　　電極組立体
１５０　　　高圧水銀ランプ
２００　　　放物面反射鏡
２０４　　　外部引き出し線（金属線）
３００　　　楕円面反射鏡
１１０１ｂ　封止部
１１５０　　高圧水銀ランプ
１０００　　反射鏡付き高圧水銀ランプ
１１００、１２００、１３００、１４００、１５００　高圧放電ランプ
２０００、３０００、　反射鏡付きランプ
５０００、６０００、　反射鏡付きランプ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a lamp unit having a high-pressure discharge lamp and a reflector. In particular, the present invention relates to a lamp with a reflecting mirror (or a lamp unit) used as a light source for an image projection device such as a light source for a liquid crystal projector or a digital micromirror device (DMD) projector.
[0002]
[Prior art]
As means for enlarging and projecting images such as characters and figures and displaying them, a liquid crystal projector device and the like are known. In addition, digital light processing (DLP) projectors using digital microdevices are becoming widespread. Since such an image projection device requires a predetermined light output, a high-pressure mercury lamp with high luminance is generally widely used as a light source. This type of lamp is generally used in combination with a reflector (for example, see Patent Document 1).
[0003]
FIG. 14 schematically shows a cross-sectional configuration of a conventional high-pressure mercury lamp 150. The high-pressure mercury lamp 150 shown in FIG. 14 has a substantially spherical arc tube 100 made of quartz glass, and sealing portions 101a and 101b extending from the arc tube 100.
[0004]
There is a discharge space in the arc tube 100, and an electrode 102 made of tungsten is arranged facing the discharge space. The electrode 102 is connected to one end of the molybdenum foil 103 by welding, and the other end of the molybdenum foil 103 is connected to an external lead 104 made of molybdenum by welding. The electrode 102, one end of which protrudes into the arc tube 100, the molybdenum foil 103, and the external lead 104 constitute an electrode assembly, and are hermetically sealed by sealing portions 101a and 101b. The electrode 102 includes a tungsten electrode rod and a tungsten coil (not shown) wound around the tip of the electrode rod near an end protruding into the arc tube 100. Although not shown in the drawing, mercury, a small amount of a rare gas, and a small amount of a halogen may be sealed in the arc tube 100.
[0005]
FIG. 15 schematically shows a cross-sectional configuration of a conventional high-pressure mercury lamp 5000 with a reflector using the conventional high-pressure mercury lamp 150 shown in FIG.
[0006]
The high-pressure mercury lamp with a reflecting mirror 5000 includes a high-pressure mercury lamp 150 and a reflecting mirror 200. The reflecting mirror 200 is made of heat-resistant glass having a part of the inner surface formed of a paraboloid, and a small hole 203 for passing a metal wire 204 is provided in a part of the reflecting mirror 200. A metal fitting 202 made of stainless steel is attached to the outer surface of 200. A conductive metal wire 204 having one end electrically connected to an external lead wire of the lamp 150 is electrically connected to the metal fitting 202 through a small hole 203 penetrating the reflecting mirror 200.
[0007]
The lamp 150 is fixed to the reflecting mirror 200 as shown in FIG. That is, the lamp 150 is provided with a reflecting mirror so that as much of the light emitted by the lamp 150 as possible is emitted from the opening as light parallel to a virtual rotation axis (also referred to as an optical axis) of the reflecting mirror 200. More specifically, the first sealing portion 101 a of the lamp 150 is inserted into the neck portion 206 of the reflecting mirror 200, and sealed with the heat-resistant cement 205 to the neck portion 206. The lamp 150 is fixed to the reflecting mirror 200 so as to fix the portion 101a. When the specific dimensions of the reflecting mirror 200 are exemplified, the diameter Dm of the opening is, for example, about 45 mm.
[0008]
Recently, there has been an increasing demand for portable projectors that can be easily carried. Therefore, small and thin projectors having a size close to A5 size or B5 size, such as a notebook type personal computer, have been developed. The development and commercialization of is desired. Under such circumstances, for a high-pressure mercury lamp with a reflector, a smaller reflector having an opening diameter of 45 mm or less has come to be used. In addition, the type of the reflecting mirror is changed from a parabolic mirror type that emits parallel light to an ellipsoidal mirror type having a short focal length that converges at a certain point (focal point). It has become to. This is because the optical path length in the projector is shortened, and consequently the size of the projector can be further reduced.
[0009]
FIG. 16 schematically shows a cross-sectional configuration of a high-pressure mercury lamp 6000 with a reflector in which an ellipsoidal mirror-type reflector 300 and a conventional high-pressure mercury lamp 150 are combined. The reflecting mirror 300 is a reflecting mirror made of heat-resistant glass in which a part of the inner surface is formed of an ellipsoid. Note that F1 and F2 in the drawing are focal points.
[0010]
As with the configuration shown in FIG. 15, a stainless steel fitting 302 is attached to the outer surface of the reflecting mirror 300 shown in FIG. A conductive metal wire 204 having one end electrically connected to an external lead wire of the lamp 150 is electrically connected to the metal fitting 302. The lamp 150 is fixed to the reflector 300 as shown in FIG. 16 so that as much of the light emitted by the lamp 150 as possible is focused on the focal point (F2) of the reflector 300. That is, the first sealing portion 101a of the lamp 150 is inserted into the neck portion 306 of the reflecting mirror 300, and the sealing portion 101a is fixed to the neck portion 306 by the heat-resistant cement 205. It is fixed to the mirror 300.
[0011]
[Patent Document 1]
JP 2001-345069 A
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
In order to improve the performance of the projector, the rated power (wattage) of the high-pressure mercury lamp as a light source for the projector has recently tended to increase, and a 150 W to 200 W lamp has been used instead of the conventional 100 W to 120 W lamp. It is in. Although the conventional wattage of 100 W to 120 W was sufficiently high, a high-pressure mercury lamp of 150 W to 200 W is further subjected to a high load. However, even in the case of a high-pressure mercury lamp of 150 W to 200 W, the fact is that the lamp is still designed based on empirical knowledge of the lamp of 100 W to 120 W.
[0013]
Under these circumstances, the present inventors conducted an experiment in which a high-pressure mercury lamp of 150 W or more was incorporated into a digital micromirror device (DMD) projector and turned on. As a result, a conventional lamp of 100 W to 120 W was considered. No phenomenon occurred. That is, a part of the external lead 104 is burned off. More specifically, in the high-pressure mercury lamp shown in FIG. 16, the root portion 104e of the external lead 104 exposed from the end face of the sealing portion 101b is burned off. FIG. 17 is a trace diagram of a photograph showing the phenomenon.
[0014]
From FIG. 17, it can be seen that the root portion 104e of the external lead 104 has disappeared. In general, it is considered that the welded portion 104w (specifically, the connection portion between the leads 104 and 204) is weaker than other portions (for example, the external lead 104). It has been found that the lamp is not broken and the lamp does not turn on, but rather the root portion 104e of the external lead 104 disappears and the lamp cannot be turned on. In FIG. 17, since the base portion 104e of the external lead 104 has disappeared, a nickel sleeve which is interposed between the external lead 104 and the metal wire 204 and welded to each of the two at the welded portion 104w. Are left floating in the air supported by the metal wire 204.
[0015]
The present invention has been made in view of the above points, and a main object thereof is to provide a high-pressure discharge lamp that can be stably used even at a high wattage (for example, 150 W or more). is there.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
A first high-pressure discharge lamp according to the present invention seals a light-emitting tube in which a pair of electrodes are arranged opposite to each other in a tube in which a light-emitting substance is sealed, and a metal foil electrically connected to each of the pair of electrodes. An external lead is connected to the metal foil on the side opposite to the arc tube side, and at least one of the external leads extends outward from an end face of the sealing section. A cap portion for covering the external lead is provided at a root portion of the external lead exposed from an end surface of the sealing portion. The external lead serves as an external circuit by using the cap portion as a caulking member. Is connected to an external lead wire electrically connected to the cap portion by plastic flow of the cap portion.
[0017]
A second high-pressure discharge lamp according to the present invention seals a light-emitting tube in which a pair of electrodes are opposed to each other in a tube in which a light-emitting substance is sealed, and a metal foil electrically connected to each of the pair of electrodes. An external lead is connected to the metal foil on the side opposite to the arc tube side, and at least one of the external leads extends outward from an end face of the sealing section. In addition to the root portion of the external lead exposed from the end surface of the sealing portion, the cap portion that also covers the external lead in a portion extending from the end surface of the metal foil in the sealing portion, It is provided on the external lead.
[0018]
In one embodiment, the external lead is joined to the external lead wire electrically connected to an external circuit by the plastic flow of the cap, using the cap as a caulking member.
[0019]
In one embodiment, the high-pressure discharge lamp contains 150 mg / cm of mercury as the luminescent material. ³ This is a sealed high-pressure mercury lamp.
[0020]
A lamp with a reflector according to the present invention is a lamp with a reflector having a high-pressure discharge lamp and a reflector for reflecting light emitted from the high-pressure discharge lamp, wherein the high-pressure discharge lamp is the high-pressure discharge lamp described above. The reflecting mirror has a substantially ellipsoidal reflecting surface, and the high-pressure discharge lamp is a high-pressure discharge lamp to which electric power of 150 W or more is supplied.
[0021]
Another lamp with a reflecting mirror according to the present invention is a double-ended high-pressure mercury having an arc tube in which a light-emitting substance is sealed, and first and second sealing portions extending from both ends of the arc tube. A lamp with a reflecting mirror, comprising: a lamp; and a reflecting mirror that reflects light emitted from the high-pressure mercury lamp, wherein the reflecting mirror has a wide opening provided on an emission direction side, and the high-pressure mercury lamp A first opening of the high-pressure mercury lamp is fixed in the vicinity of the narrow opening of the reflecting mirror, and a second opening of the high-pressure mercury lamp is fixed. The sealing portion is disposed on the side of the wide opening of the reflecting mirror, and the second sealing portion extends from the second sealing portion to the outside and exposes the root portion of the external lead, At least a cap portion to cover, the cap portion is The external lead and the external lead wire are caulked by the cap portion and function as a caulking member, and the external lead and the external lead wire electrically connected to an external circuit are provided by the cap. The parts are electrically connected to each other.
[0022]
In one embodiment, the maximum diameter of the reflecting surface of the reflecting mirror is 45 mm or less, and the reflecting mirror has a substantially ellipsoidal reflecting surface.
[0023]
An image projection device according to the present invention includes the lamp with a reflecting mirror and an optical system using the lamp with a reflecting mirror as a light source.
[0024]
In one embodiment, the optical system includes a digital micromirror device, and the light source is a light source of a type in which emitted light converges at a focal point.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, components having substantially the same function are denoted by the same reference numeral for the sake of simplicity. Note that the present invention is not limited to the following embodiments.
[0026]
(Embodiment 1)
The first embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 schematically shows a configuration of a high-pressure discharge lamp 1100 of the present embodiment and a lamp 1000 with a reflector including the lamp 1100. FIG. 2 schematically shows the configuration of only the lamp 1100.
[0027]
The high-pressure discharge lamp 1100 of the present embodiment has an arc tube (bulb) 100 and a pair of sealing portions 101a and 101b connected to the arc tube 100. In the arc tube 100, there is a discharge space in which a luminescent substance is sealed, and a pair of electrodes 102 are arranged to face each other in the discharge space. The arc tube 100 is made of quartz glass and has a substantially spherical shape. In the present embodiment, mercury is 150 mg / cm as a luminescent substance based on the volume of the discharge space. ³ The lamp 1100 of the present embodiment, which is sealed as described above, is classified as a so-called ultra-high pressure mercury lamp.
[0028]
The sealing portions 101a and 101b seal the metal foil 103 electrically connected to the electrode 102. External leads 104 are connected to the metal foil 103 on the side opposite to the arc tube 100 side. Note that at least one of the external leads 104 extends outward from the end surface of the sealing portion (101a, 101b), and the external lead 104 is connected to the lighting circuit (non-conductive) via another member (for example, 204). (Shown). The high-pressure discharge lamp 1100 is supplied with a rated power of, for example, 150 W or more. In other words, the high-pressure discharge lamp 1100 of the present embodiment is a lamp of 150 W or more (150 W to 200 W or more).
[0029]
In this embodiment, a cap portion (hereinafter, referred to as a “front cap”) that covers the external lead (104e) is provided on a root portion (104e) of the external lead 104 that is exposed from the end surface 101e of the sealing portion 101b. ) 10 are provided. The front cap 10 enables the high-pressure discharge lamp 1100 to be used stably even at a high wattage (for example, 150 W or more). The front cap 10 has, for example, a cylindrical shape, and has an inner diameter, an outer diameter, and a length of, for example, 1.0 to 3.0 mm, an outer diameter of 1.5 to 3.0 mm, and a length of 2.0 to 3.0 mm. 5.0 mm. The other components are the same as those shown in FIGS. 14 to 16, and thus are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified.
[0030]
When used as a light source of an image projection device, the high-pressure discharge lamp 1100 is configured as a lamp 1000 with a reflective mirror in combination with a reflecting mirror 300 that reflects light emitted from the high-pressure discharge lamp, as shown in FIG. Often. Here, the reflecting mirror 300 of the present embodiment has a substantially ellipsoidal reflecting surface.
[0031]
The configuration of the lamp 1000 with a reflecting mirror will be described in more detail as follows. The lamp 1000 with a reflector is a double-ended high-pressure mercury lamp 1100 having an arc tube 100, first and second sealing portions (101a, 101b) extending from both ends of the arc tube 100, and a reflector. The reflecting mirror 300 includes a wide opening 310 provided on the emission direction side and a narrow opening 320 for fixing the high-pressure mercury lamp 1100. As shown in FIG. 1, the first sealing portion 101a of the high-pressure mercury lamp 1100 is fixed near the narrow opening 320 of the reflecting mirror 300, while the second sealing portion 101b of the high-pressure mercury lamp 1100 is fixed. , Is disposed on the wide opening 310 side of the reflecting mirror 300. The second sealing portion 101b has a front cap (cap portion) that at least covers the exposed root portion 104e of the external lead 104 that extends outward from the second sealing portion 101b so as to contact the end surface 101e. 10 is attached. Here, the root portion 104e of the external lead 104 is a portion exposed from the end face 101e of the sealing portion 101b, and is typically 1.0 to 5.0 mm from the end face 101e. It is part of the range.
[0032]
In the configuration shown in FIG. 1, the external leads 104 exposed from the front cap 10 are connected to the external lead wires 204. The external lead wire 204 is made of, for example, a Ni—Mn alloy. Since the two (104, 204) cannot be directly welded to each other due to physical property problems of the constituent materials, welding of the external lead 104 and the external lead wire 204 via a nickel sleeve, for example, is not performed. Is Here, the front cap 10 can be used as a member for welding, that is, the external lead 104 and the external lead wire 204 can be welded via the front cap 10. In this case, the external lead 104 and the front cap 10 are welded to each other, and the front cap 10 and the external lead wire 204 are welded to each other. If the front cap 10 is used as a member for welding, the number of members can be reduced accordingly, so that advantages in the manufacturing process and cost can be obtained.
[0033]
FIG. 3 shows an example of the size of the reflecting mirror 300 and its focal point according to the present embodiment. The diameter φ of the wide opening 310 is about 45 mm, and the depth D of the reflector 300 is about 33 mm. The distance from the deepest part of the reflecting mirror 300 to the focal points F1 and F2 is about 8 mm and about 64 mm, respectively. The volume of the reflecting mirror 300 is about 40,000 mm ³ That is, about 40 cc. The above dimensions of the reflecting mirror 300 are the same as those obtained by conducting an experiment in which the inventors of the present invention installed the projector in a digital micromirror device (DMD) and turned on the projector.
[0034]
The exact reason why a part (104e) of the external lead 104 burns out in the lamp 6000 with the reflecting mirror including the lamp 150 as shown in FIG. 16 is unknown. However, the following can be inferred:
[0035]
First, since the external lead 104 is made of molybdenum, when its temperature reaches about 600 ° C., it evaporates (sublimates). In the case of a lamp of 100 W to 120 W, it is presumed that the temperature of the external lead 104 did not rise to such a temperature, but in the case of a lamp of 150 W to 200 W, the temperature rose to such a temperature. I can do it. In particular, in the case of a projector using a DMD, a lamp with a higher wattage is more likely to be used, so that the external lead 104, which has not been assumed in the past, may reach about 600 ° C. or more.
[0036]
When such a temperature is reached, it seems that local cooling using a cooling fan or the like can no longer cope with the problem. In other words, even if a certain part of the lamp 6000 with the reflecting mirror is cooled, the lamp 6000 with the reflecting mirror can be locally cooled, but the heating by the light applied to the external lead 104 is effectively prevented. Cannot cool. In other words, in the case of a lamp of 150 W to 200 W, the energy density of the external leads 104 (particularly, 104 e) has become too high, and the idea of thermal design for a lamp of 100 W to 120 W has become invalid. Will be.
[0037]
When the output light of the light output from the lamp strikes the external lead 104 (particularly, 104e), the molybdenum at that location can sublime. Then, since the diameter of the external lead 104 becomes thinner and the resistance value at that location increases, the temperature at that location further rises, and as a result, the location becomes thinner. And finally, it will disappear. This is shown in FIGS. 4 (a) to 4 (c).
[0038]
First, the exposed portion 104e of the external lead 104 is initially in a state as shown in FIG. 4A, but is partially sublimated to reduce the diameter as shown in FIG. 4B. 104 s occurs. Since the diameter of the portion 104s is smaller than that of the other portion, the resistance value becomes higher, and therefore, the calorific value of this portion becomes larger than that of the other portion. Due to the heat generation, the diameter of 104s is further reduced as shown in FIG. 4C, and then disappears.
[0039]
The occurrence of the portion 104s having a small diameter as shown in FIG. 4B is not limited to the one caused by the sublimation of molybdenum, but is presumed to be affected by the so-called creep phenomenon. That is, as a result of repeated expansion and contraction when the lamp is turned on and off, a portion 104 s having a small diameter is generated, and a portion between a portion irradiated with a large amount of light and a portion other than the portion is not affected by the stress. 104s is likely to occur. In particular, when a cooling means (for example, a cooling fan or a heat sink) is provided at a predetermined location, a difference between a high temperature portion and a low temperature portion becomes large, so that a portion 104s having a small diameter is generated by a creep phenomenon, After that, the diameter further decreases and disappears at the portion 104s where the resistance value has increased.
[0040]
As shown in FIG. 17, considering that the destruction of the external lead 104e is progressing more than the destruction of the welded portion 104 which is generally considered to be relatively brittle, it is more than a sublimation phenomenon caused by simple light irradiation. Destruction due to the creep phenomenon, or synergistic destruction of the creep phenomenon and light irradiation may have occurred. Assuming that the creep phenomenon is involved, in the configuration shown in FIG. 16, in a method in which the cement is simply applied to the end face 101 e of the sealing portion 101 b so as to cover the external lead 104 (particularly, the root portion 104 e), It is not effective to prevent the lead 104e from being destroyed. This is because, even if the light applied to the external lead 104e can be blocked by the cement, destruction due to the creep phenomenon may still occur.
[0041]
In the present embodiment, the root portion 104e of the external lead 104 that is exposed and extends from the end face of the sealing portion 101b is covered with the front cap 10, so that the outgoing light 20 from the lamp 100 that converges to the focal point F2 is formed. Thereby, the temperature of the portion 104e of the external lead 104 can be prevented from rising more than necessary. Further, since the front cap 10 is in contact with the root portion 104e of the external lead 104, the heat capacity of the portion (104e) that is easily lost can be increased. As a result, destruction due to the creep phenomenon can be suppressed. The front cap 10 is made of, for example, metal, and is preferably made of a heat-resistant material (for example, brass). The front cap 10 according to the present embodiment has a cylindrical shape, and the inner diameter thereof is substantially equal to the outer diameter of the external lead 104.
[0042]
As shown in FIG. 5, the lamp 1000 with a reflecting mirror with the front cap 10 according to the present embodiment is particularly suitable for use as a light source (lamp unit) for a DLP projector. The reason is that in the case of a DLP projector, light 51 emitted from the lamp 1000 with a reflecting mirror may exist again as light 52 entering the reflecting mirror 300 of the lamp 1000 with a reflecting mirror. This is because the presence of the returning light 52 degrades the thermal design when considering only the lamp, and the temperature of the lamp 1000 with a reflecting mirror becomes higher than that of the design, so that the lamp 1100 cannot be turned on. . Also, since the returning light 52 can be known only when the lamp 1000 with the reflecting mirror and the optical system 90 of the DLP projector are combined, the returning light 52 has the reflecting mirror with the optical system 90 according to the type of the DLP projector. It is not practical to design the lamp 1000 thermally.
[0043]
In the case of the present embodiment, even when used as a light source of a DLP projector, since the lamp 1000 with a reflecting mirror includes the front cap 10, the influence of both the emitted light 51 and the returning light 52 is reduced. Or can be suppressed. Therefore, according to the type of the optical system 90 of the DLP projector, thermal design does not have to be performed each time, which is very advantageous. Hereinafter, the configuration and operation of a DLP projector incorporating the lamp 1000 with a reflecting mirror of the present embodiment will be briefly described.
[0044]
FIG. 5 schematically shows the configuration of a single-plate type DLP projector. The DLP projector shown in FIG. 5 includes a lamp 1000 with a reflecting mirror and an optical system 90. The optical system 90 includes a color wheel 70 disposed in front of the emission direction 50 of the lamp 1000 with a reflecting mirror, a DMD panel 80 (constituted by a plurality of DMDs 82) that reflects the light 54 transmitted through the color wheel 70. , A projection lens 84 that converts the light 56 projected from the DMD panel 80 into the projection light 58 and projects it on the screen 86.
[0045]
The light 51 emitted from the reflector-equipped lamp 1000 passes through, for example, one of the three primary colors (R, G, and B) of the color wheel 70 (R, G, and B) rotating at 120 revolutions per second, and then passes through the condenser lens ( (Not shown) to the DMD panel 80, and then projected on the screen 86. In the case of a single-panel DLP projector, the DMD 82 of the DMD panel 80 repeatedly turns on and off at a speed of several thousands to tens of thousands of times per second, thereby instantly superimposing the respective colors of R, G, and B passing through the color wheel 70. Thus, one picture is formed on the screen 86 using the afterimage effect of the human eye.
[0046]
Among the emitted light 51 from the lamp 1000 with a reflecting mirror, the light that has not passed through the color wheel 70 enters the reflecting mirror 300 of the lamp 1000 with a reflecting mirror again as reflected light 52, as shown in FIG. As shown in the figure, since the root portion 104e of the external lead 104 is covered with the front cap 10, even if the reflected light 52 enters the reflecting mirror 300, the root portion 104e of the external lead 104 can be protected. it can. Of course, as described above, the front cap 10 also protects the emitted light 51. Not only the light 52 from the optical system 90 of the single-panel DLP projector described in the present embodiment but also the light incident on the reflecting mirror 300 from the optical system of the three-panel DLP projector using three DMD panels 80. The front cap 10 can also reduce or suppress the influence caused by light incident on the reflecting mirror 300 from the optical system of the liquid crystal projector using the liquid crystal panel.
[0047]
The conditions of the configuration of the present embodiment will be illustratively described as follows. The arc tube 100 of the lamp 1100 has a substantially spherical shape and is made of quartz glass. In order to realize a high-pressure mercury lamp (especially an ultra-high-pressure mercury lamp) exhibiting excellent characteristics such as a long life, the quartz glass constituting the arc tube 100 has a low alkali metal impurity level (for example, alkali metal). (The mass of each type is 1 ppm or less.) It is preferable to use high-purity quartz glass. Of course, it is also possible to use quartz glass having a normal alkali metal impurity level. The outer diameter of the arc tube 100 is, for example, about 5 mm to 20 mm, and the glass thickness of the arc tube 100 is, for example, about 1 mm to 5 mm. The volume of the discharge space in the arc tube 100 is, for example, about 0.01 to 1 cc (0.01 to 1 cm). ³ ). In this embodiment, an arc tube 100 having an outer diameter of about 9 mm, an inner diameter of about 4 mm, and a discharge space capacity of about 0.06 cc is used.
[0048]
In the arc tube 100, a pair of electrodes (electrode rods) 102 are arranged to face each other. The tips of the electrodes 102 are arranged in the arc tube 100 at intervals (arc lengths) D of about 0.2 to 5 mm (for example, 0.6 to 1.0 mm), and each of the pair of electrodes 102 It is made of tungsten (W). A coil (for example, a coil made of tungsten) is preferably wound around the tip of the electrode 102 for the purpose of lowering the electrode tip temperature during lamp operation.
[0049]
Mercury is sealed in the arc tube 100 as a light emitting substance. When the lamp 1100 is operated as an ultra-high pressure mercury lamp, mercury includes, for example, about 150 mg / cc or more (150 to 200 mg / cc or more) of mercury and 5 to 30 kPa of a rare gas (for example, argon). A small amount of halogen is sealed in the arc tube 100 as necessary.
[0050]
The halogen sealed in the arc tube 100 has a role of a halogen cycle in which W (tungsten) evaporated from the electrode 102 during the lamp operation is returned to the electrode 102, and is, for example, bromine. The halogen to be encapsulated may be not only in the form of a simple substance but also in the form of a halogen precursor (the form of a compound). ₂ Br ₂ In the arc tube 100. Further, in the present embodiment, CH ₂ Br ₂ Is about 0.0017 to 0.17 mg / cc, which is equivalent to about 0.01 to 1 μmol / cc in terms of the halogen atom density during lamp operation. The pressure resistance (operating pressure) of the lamp 1100 is 15 to 20 MPa or more. The rated power is, for example, 150 W (the tube wall load in that case is about 130 W / cm ² ). The tube wall load is, for example, 130 W / cm ² Or more, and no upper limit is set. Illustratively, the tube wall load is, for example, 130 W / cm. ² From about 300W / cm ² Range (preferably 130 to 200 W / cm ² Degree) lamp can be realized. In this embodiment, since the influence of the creep phenomenon can be avoided by the front cap 10, 300 W / cm is provided by providing the cooling means. ² It is also possible to achieve tube wall loads in the order of magnitude or more.
[0051]
The maximum diameter of the reflecting surface of the reflecting mirror 300 is preferably 45 mm or less, and more preferably 40 mm or less in order to further satisfy the demand for compactness. In addition, a front glass may be attached to the wide opening 310 of the reflecting mirror 300 to make the inside of the reflecting mirror 300 a closed structure. The internal volume of the reflecting mirror 300 is 200 cm ³ The following is preferred.
[0052]
According to the present embodiment, the root portion 104e of the external lead 104 can be protected by the front cap 10, so that even a high wattage (for example, 150 W or more) can be used stably.
[0053]
(Embodiment 2)
A second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 6 schematically shows a configuration of a high-pressure discharge lamp 1200 of the present embodiment and a lamp 2000 with a reflector including the lamp 1200.
[0054]
In the lamp 2000 with the reflecting mirror of the present embodiment, the external lead 104 of the sealing portion 101b is caulked to the external lead wire 204 using the front cap 10 as a caulking member. In other words, the external lead 104 of the sealing portion 101b is joined by the plastic flow of the front cap 10. This point is different from the configuration of the first embodiment. FIG. 7 schematically shows a state in which the front cap 10 caulks the external lead 104 of the sealing portion 101b.
[0055]
The other points are basically the same as the configuration of the first embodiment. Therefore, also in the configuration of the present embodiment, the front cap 10 protects the root portion 104e of the external lead 104, and the same effects as those of the first embodiment can be obtained. In the following, in order to simplify the description of the present embodiment and the following embodiments, differences from the first embodiment will be mainly described, and descriptions of the same points as the first embodiment will be omitted or simplified.
[0056]
As shown in FIG. 6, in the present embodiment, the external lead 104 is joined to the external lead wire 204 by plastic flow of the front cap 10, and no welding is used for this joining. More specifically, as shown in an enlarged manner in FIG. 7, the external lead 104 (104 e in the figure) and the external lead wire 204 are caulked by applying a stress from outside the front cap 10. Therefore, the joining of the two (104 and 204) is performed not by welding but by plastic flow of the front cap 10 which is a caulking member. The front cap 10 is, for example, a sleeve having a cylindrical shape before plastic deformation. In the present embodiment, a cylindrical member having an inner diameter larger than the outer diameter of the external lead 104 is prepared, and caulking is performed by applying stress to the member.
[0057]
Since the molybdenum itself forming the external leads 104 is a material that is not easily plastically deformed, the front cap 10 functioning as a caulking member is preferably made of a material softer than molybdenum. Examples of such a material include Al, Cu, and Ni. Further, since the location where the front cap 10 is located is a place where heat is easily generated due to the contact resistance of light or current of the lamp, a material having excellent oxidation resistance (for example, Al or the like) is also used to improve the reliability of the lamp. ) Is preferable. In this regard, as described above, it is also desirable to form the front cap 10 from brass.
[0058]
In this embodiment, when the outer diameter of the external lead 104 is about 0.6 mm, a cylindrical front cap (length in the longitudinal direction) made of Al having an inner diameter of about 1.2 mm (thickness: about 0.2 mm) is used. (Approximately 3.0 mm) 10 is used. In addition, since it is sufficient that the joining can be performed by the plastic flow of the front cap 10, it is not necessarily limited to the cylindrical member used in the present embodiment. For example, a U-shaped member or two plate-shaped members are used. It is also possible. However, even if the front cap 10 is constructed using such a member, the root portion 104e of the external lead 104 needs to be appropriately protected.
[0059]
When the external lead 104 and the external lead wire 204 are joined to each other by the plastic flow of the front cap 10 as in the present embodiment, the following advantages are obtained. First, the external lead 104 and the external lead wire 204 can be electrically connected by making a multi-point contact or a surface contact. For this reason, the connection reliability between the external lead 104 and the external lead wire 204 can be improved as compared with the case of joining by welding. Here, in order to explain the difference between the configuration of this embodiment and the configuration by welding, an enlarged view around the welded portion 104w shown in FIG. 17 is shown in FIG. FIG. 18 shows a configuration in which the root portion 104e of the external lead 104 has not yet disappeared.
[0060]
As described above, it is technically difficult to join the external lead 104 and the external lead wire 204 to each other by direct welding. This is because molybdenum constituting the external lead 104 has a property of being recrystallized and becoming brittle at a high temperature. Therefore, it is necessary to weld the external lead 104 and the external lead wire 204 at a low temperature. For this purpose, first, as shown in FIG. After the outer lead 104 is inserted so as to be in contact with the outer periphery of the connection portion, the outer lead 104 and the sleeve 210 are welded at a relatively low temperature, and then the sleeve 210 and the outer lead wire 204 made of a Ni—Mn alloy are welded. And weld. This makes it possible to electrically connect the external lead 104 and the external lead wire 204 while preventing the external lead 104 from becoming brittle.
[0061]
Here, in the configuration shown in FIG. 18, the welded portion 214 between the sleeve 210 and the external lead wire 204 is formed by spot welding, so that the contact area is reduced (almost in a point contact state). Therefore, when stress is applied to the external lead wire 204, the external lead wire 204 may easily come off the welded portion 214. In addition, since the welding portion 212 between the external lead 104 and the sleeve 210 is also formed by spot welding, when a stress is applied to the sleeve 210, the sleeve 210 may move and the welding may come off. Furthermore, since the welds 212 and 214 are almost point contacts, there is also a problem that the contact resistance at that location is relatively high.
[0062]
On the other hand, as shown in FIGS. 6 and 7, in the configuration of the present embodiment, the outer lead 104 and the sleeve 210 are joined by caulking instead of welding, so that the configuration shown in FIG. The mechanical strength at the connection point (around 104e) can be increased. Further, since the external lead 104 and the external lead wire 204 are in multipoint contact or surface contact with each other, the contact resistance between the external lead 104 and the external lead wire 204 is smaller than that of the configuration shown in FIG. Can be smaller. Therefore, a rise in the temperature of the connection point (around 104e) during lamp operation can be mitigated, which can also improve the reliability of the lamp. According to the configuration of the present embodiment, since a certain degree of connection reliability is ensured in advance, the manufacturing process can be performed without performing an inspection for determining the quality of the electrical connection performed at the time of welding. Can be performed. As a result, manufacturing costs can be reduced.
[0063]
According to the present embodiment, the root portion 104 e of the external lead 104 can be protected by the front cap 10, and the external lead 104 and the external lead wire 204 are caulked and joined by the front cap 10. (For example, 150 W or more), it can be used stably, and the connection reliability between the external lead 104 and the sleeve 210 can be improved.
[0064]
(Embodiment 3)
Embodiment 3 according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8A schematically illustrates the configuration of the high-pressure discharge lamp 1300 of the present embodiment, and FIG. 8B schematically illustrates the configuration of the front cap 11 of the high-pressure discharge lamp 1300.
[0065]
In the high-pressure discharge lamp 1300 according to the present embodiment, in addition to the root portion (104e) of the external lead 104 exposed from the end face 101e of the sealing part 101b, further extends from the end face of the metal foil 103 in the sealing part 101b. A front cap (cap portion) 11 that covers the outer periphery of the sealing portion 101b corresponding to the portion described above is provided on the external lead 104 (particularly, 104e) and the sealing portion 101b. That is, the front cap 11 protects not only the root portion (104e) of the external lead 104 exposed from the end surface 101e of the sealing portion 101b but also the portion (104b) of the external lead 104 buried in the sealing portion 101b. It has a configuration.
[0066]
As shown in FIG. 8B, the front cap 11 mainly includes a first portion 11a that protects the root portion 104e and a second portion 11b that mainly protects the buried portion 104b. As shown in FIG. 8A, the second portion 11b of the front cap 11 covers the outer periphery of the sealing portion 101b corresponding to the connection portion (weld portion) 13 between the metal foil 103 and the external lead 104. Preferably, it is configured.
[0067]
Further, as in the second embodiment, the first portion 11a of the front cap 11 is preferably configured to be capable of caulking and joining the external lead 104 and the external lead wire 204. Of course, it may be welded to the external lead wire 204 via the first portion 11a of the front cap 11. Specifically, the first portion 11a of the front cap 11 and the external lead 104 can be caulked and joined, while the first portion 11a of the front cap 11 and the external lead wire 204 can be joined by welding. Further, as in the first embodiment, the external lead 104 and the external lead wire 204 may be joined at a position other than the front cap 11.
[0068]
In the case where both the external lead 104 and the external lead wire 204 are caulked and joined by the first part 11a of the front cap 11, the inner diameter D1 of the first part 11a is the line between the external lead 104 and the external lead wire 204. It is the sum of the diameters or slightly larger (for example, about φ1 to 3 mm). When only the outer lead 104 is swaged by the first portion 11a of the front cap 11, the inner diameter D1 of the first portion 11a is the sum of the wire diameters of the outer leads 104 or slightly larger (for example, about φ0.5 to 2 mm). ). The inner diameter D2 of the second portion 11b depends on the outer diameter of the sealing portion 101b, and is, for example, about 3 to 7 mm. Here, the length L1 of the first portion 11a is, for example, about 2 to 7 mm, and the length L2 of the second portion 11b is, for example, about 5 to 10 mm.
[0069]
In the configuration of the present embodiment, not only the root portion 104e of the external lead 104 but also the embedded portion 104b can be protected by the front cap 11, so that the external lead 104 can be further protected. Since the connecting portion (welded portion) 13 between the metal foil 103 and the external lead 104 is relatively weak to heat, if the portion is protected by the second portion 11b of the front cap 11, the reliability of the lamp can be further improved. it can.
[0070]
The high-pressure discharge lamp 1300 shown in FIG. 8 may be modified to the configuration shown in FIGS.
[0071]
FIGS. 9A and 9B show a high-pressure discharge lamp 1400 ′, which is a modification of the present embodiment, and a front cap 11 attached to the tip thereof, respectively. It should be noted that mercury 7 as a luminescent substance is clearly shown in the arc tube 100 in FIG. FIG. 10 schematically shows a configuration of a lamp 3000 with a reflector including a high-pressure discharge lamp 1400 in which a front cap 11 is attached to a lamp 1400 ′. Here, front glass 400 is attached to wide opening 310 of reflecting mirror 300 in lamp 3000 with a reflecting mirror shown in FIG. When the front glass 400 is attached, the inside of the reflecting mirror 300 has a sealed structure, and therefore, even if the lamp is damaged, there is an advantage that the scattered matter does not jump out.
[0072]
The sealing portion 101b of the high-pressure mercury lamp 1400 (1400 ′) has a shape in which the outer diameter at the end 101e side is smaller than the outer diameter at the arc tube 100 side. That is, the sealing portion 101b has a portion (small diameter portion or cutout portion) 350 having a small diameter. A step is formed between the small diameter portion 350 and another portion due to the difference in diameter. More specifically, the high-pressure mercury lamp 1400 (1400 ′) has a first and second sealing portions each extending from the arc tube portion having substantially the same outer diameter as the arc tube portion serving as the light emitting portion. A double-ended discharge lamp manufactured from a glass tube including first and second side tube portions, wherein the outer diameter of the second sealing portion is the first and second side tubes. The lamp is smaller than the outer diameter of the tube.
[0073]
When the small-diameter portion 350 is formed on the sealing portion 101b and the front cap 11 is attached thereto, even if the front cap 11 is attached, the outer periphery of the sealing portion 101b does not become large, and therefore the reflecting mirror is provided. There is an advantage that the light 20 reflected at 300 and traveling toward the focal point F2 can be prevented from being hindered.
[0074]
If the light 20 is reflected at a part near the tip of the second sealing portion located on the wide opening 310 side, light that does not converge at the focal point F2 is generated, and as a result, the projection projected by the projector is enlarged. The problem that the brightness of the screen is reduced occurs. Furthermore, when light is irradiated near the tip of the second sealing portion, there is a problem that the temperature of the portion increases. According to the configuration shown in FIG. 10, the small diameter portion 350 is formed in the sealing portion 101b and the front cap 11 is attached thereto, so that the influence of the reflection of the light 20 can be reduced or suppressed.
[0075]
Here, the small-diameter portion 350 may be formed not only by one step shown in FIGS. 9A and 10 but also by a tapered shape or a stepped shape. As shown in FIG. 10, the effect that the light 20 traveling to the focal point F2 can be prevented from being hindered is higher than the outer circumference of the central portion (the portion where the small-diameter portion 350 is not formed) of the sealing portion 101b. Not only when the outer circumference of the cap 11 is small, but also when the outer circumference of the central portion of the sealing portion 101b and the outer circumference of the front cap 11 are substantially flush with each other. Further, even when the outer periphery of the front cap 11 is slightly larger than the outer periphery of the central portion of the sealing portion 101b, an effect that the light 20 is not obstructed can be obtained as compared with the case where the small diameter portion 350 is not provided. . Further, from the viewpoint of obtaining the effect of not obstructing the light 20 toward the focal point F2, not only the configuration of the present embodiment, but also the configurations of the first and second embodiments, the small-diameter portion 350 is sealed. You may form in the stop part 101b.
[0076]
In the configuration shown in FIG. 10, since the front glass 400 is attached and the inside of the reflecting mirror 300 has a sealed structure, the temperature tends to be high during the operation of the lamp. In such a situation, lighting a high-pressure discharge lamp of 150 W or more means lighting under extremely severe conditions in view of the current thermal design of the lamp.
[0077]
When welding is performed on the molybdenum external lead 104, the molybdenum constituting the external lead 104 is oxidized to become molybdenum oxide. In the case of a lamp having such a welded joint (see 104w in FIG. 18), As shown in FIG. 10, the front glass 400 is attached to the reflector 300, so that during lighting, a white “cloud” (that is, molybdenum oxide) is added to the front glass 400 near the welded portion (104w in FIG. 18). Cloudiness) can occur. Such “cloudiness” is not preferable because it reduces the transmittance of the front glass 400 and leads to a reduction in screen illuminance.
[0078]
In the configuration shown in FIG. 10, the external lead 104 can be swaged by the first portion 11a of the front cap 11 instead of by welding, so that the occurrence of clouding due to molybdenum oxide as described above can be suppressed. In addition, the front cap 11 can protect the root portion 104e and the buried portion 104b (preferably, the welded portion 13) of the external lead 104, so that the lamp operates stably even under such severe conditions. Can be done.
[0079]
In addition, the prevention of "cloudiness" of the front glass by the front cap is not limited to the case of a lamp structure of a sealed structure (a lamp with a mirror), for example, the front glass is provided, and a cutout is provided in a part of the mirror, Even a lamp with a mirror in which air convects through the notch is effective. That is, in the case of a mirror-equipped lamp with a front glass, the effect of preventing fogging can be obtained by the front cap not only for the sealed type but also for a sealed type having a notch.
[0080]
To protect the embedded portion 104b of the external lead 104, a configuration as shown in FIG. 11 may be used. In the high-pressure discharge lamp 1500 shown in FIG. 11, in addition to the outer lead base portion 104e exposed from the end face 101e of the sealing portion 101b, a portion (104b) extending from the end face 103e of the metal foil 103 in the sealing portion 101b. A front cap (cap portion) 12 that covers the external leads 104 is also provided. That is, the high-pressure discharge lamp 1500 has a configuration in which a part of the front cap 12 is embedded in a part of the sealing portion 101b. Furthermore, the configuration in which the front cap 12 is embedded in a part of the sealing portion 101b is more effective than the configuration in which the front cap 12 is not embedded in a portion of the sealing portion 101b. The temperature of the connection can be lowered. This is because more heat can be conducted when the front cap 12 covers the buried portion 104b of the external lead than when only the external lead 104 is used, and the heat at the connection between the external lead 104 and the metal foil 103 can be increased. Can be released to the outside.
[0081]
When the external lead 104 and the external lead wire 204 are caulked and joined in the tube at the front end portion of the front cap 12, it is preferable to use the front cap 12 as shown in FIG. That is, the inner diameter D1 of the portion 12b buried in the sealing portion 101b is made substantially equal to the wire diameter of the external lead 104, and the inner diameter D2 of the distal end portion 12a for caulking the external lead 104 and the external lead wire 204 is It is preferable to use the front cap 12 slightly larger than the wire diameter of both (104, 204).
[0082]
The high-pressure discharge lamp 1500 can be manufactured, for example, as shown in FIGS.
[0083]
First, a discharge lamp glass tube 83 having an arc tube portion and a side tube portion is prepared, and then an electrode assembly 106 including an electrode 102, a metal foil 103, and an external lead 104 is inserted into one side tube portion. After that, a sealing portion forming step is performed to complete the sealing portion 101a. Next, as shown in FIG. 13A, the electrode assembly 106 in which the front cap 12 is inserted into the external lead 104 is inserted into the other side tube, and the electrodes 102 are positioned so as to have a predetermined interval. I do.
[0084]
Next, as shown in FIG. 13B, while rotating the glass tube 83 in the direction of the arrow 61, while heating a predetermined range with a heating means (for example, a burner or a laser) as shown by the arrow 82, The inside of the glass tube 83 is shrunk. When shrinking, the inside of the glass tube 83 is kept under reduced pressure.
[0085]
Thereafter, as shown in FIG. 13C, the glass tube 83 where the front cap 12 is located is also shrunk. Thereafter, by removing unnecessary portions, a high-pressure discharge lamp 1500 is obtained. The steps of charging the mercury 7 and the rare gas and reducing the pressure may be performed at predetermined stages. Further, needless to say, after forming the sealing portion 104 in which the front cap 12 is embedded, the other sealing portion 101a may be formed.
[0086]
In addition, an inorganic adhesive (for example, cement) may be provided around the front cap and the emission direction side of each of the above-described embodiments to further enhance protection. In the above-described embodiment, the cap portion (the front cap) is provided on one sealing portion (101b). However, the cap portion may be provided on the other sealing portion (101a). It is more effective to provide a front cap on the sealing portion 101b located on the emission direction side, but it is also important to protect the external leads 104 of the sealing portion 101a on the opposite side.
[0087]
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, the high pressure mercury lamp has been described as an example. However, this is a preferable example, and the lamp may be a xenon lamp or a metal halide lamp (including a mercury-free metal halide lamp). It does not matter. Also, in the above embodiment, the amount of mercury enclosed is 150 mg / cm. ³ The case of the high-pressure mercury lamp described above (so-called super-high-pressure mercury lamp) has been described, but the present invention is also applicable to lower-pressure mercury lamps. Further, in the above-described embodiment, the AC lighting type lamp is described. However, the present invention is not limited thereto, and any lighting method of an AC lighting type and a DC lighting type can be used. The interval (arc length) between the pair of electrodes 102 may be a short arc type (for example, 2 mm or less) or may be a longer interval.
[0088]
An image projection apparatus can be configured by combining the lamp with a reflector of the above-described embodiment and an optical system including an image element (such as a DMD (Digital Micromirror Device) panel or a liquid crystal panel). For example, a projector using a DMD (digital light processing (DLP) projector) and a liquid crystal projector (including a reflection type projector employing a liquid crystal on silicon (LCOS) structure) can be provided. Further, the lamp with a reflecting mirror of the present embodiment can be suitably used not only as a light source for an image projection apparatus, but also for other uses. For example, it can be used as a light source for an ultraviolet stepper, a light source for a sports stadium, a light source for a headlight of an automobile, a floodlight for illuminating a road sign, and the like.
[0089]
As described above, the present invention has been described by the preferred embodiments. However, such description is not a limitation, and various modifications are possible as a matter of course.
[0090]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the cap portion is provided at the root portion of the external lead exposed from the end face of the sealing portion, it can be used stably even at a high wattage (for example, 150 W or more). It is possible to provide a high-pressure discharge lamp capable of performing the following. If the external lead and the external lead wire are joined together by using the cap portion as a caulking member, the connection reliability can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating a configuration of a lamp with a reflecting mirror 1000 according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating a configuration of a high-pressure discharge lamp 1100 according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a reflecting mirror 300.
FIGS. 4A to 4C are diagrams for explaining how the diameter of the external lead 104e is reduced.
FIG. 5 is a diagram schematically showing a configuration of a lamp with a reflecting mirror 1000 and an optical system 90.
FIG. 6 is a cross-sectional view schematically illustrating a configuration of a lamp with a reflecting mirror 2000 according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an enlarged sectional view of a main part of the front cap 10.
8A is a cross-sectional view schematically illustrating a configuration of a high-pressure discharge lamp 1300 according to Embodiment 3 of the present invention, and FIG. 8B is a perspective view schematically illustrating a configuration of a front cap 11. FIG.
FIG. 9A is a cross-sectional view schematically illustrating a configuration of a high-pressure discharge lamp 1400 ′ which is a modification of the third embodiment, and FIG. 9B is a perspective view schematically illustrating the configuration of a front cap 11. FIG.
FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a lamp 3000 with a reflecting mirror.
FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a high-pressure discharge lamp 1500.
FIG. 12 is a perspective view schematically showing a configuration of a front cap 12;
13A to 13C are process cross-sectional views illustrating a method for manufacturing the high-pressure discharge lamp 1500.
FIG. 14 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a conventional high-pressure mercury lamp 150.
FIG. 15 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a conventional high-pressure mercury lamp with a reflector 5000.
FIG. 16 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a conventional high-pressure mercury lamp with a reflecting mirror 6000.
FIG. 17 is a trace diagram showing a phenomenon in which a root portion 104e of an external lead 104 burns out.
FIG. 18 is an enlarged view around the welded portion 104w.
[Explanation of symbols]
10, 11, 12 Cap part (front cap)
100 arc tube
101a Sealing part
101b sealing part
102 electrodes
103 Metal foil (molybdenum foil)
104 External lead
106 electrode assembly
150 High pressure mercury lamp
200 parabolic reflector
204 External lead wire (metal wire)
300 ellipsoidal reflector
1101b Sealing part
1150 High pressure mercury lamp
1000 High-pressure mercury lamp with reflector
1100, 1200, 1300, 1400, 1500 High-pressure discharge lamp
2000, 3000, lamp with reflector
5000, 6000, Lamp with reflector

Claims

A light emitting tube in which a pair of electrodes are arranged facing each other in a tube in which a light emitting substance is sealed,
A pair of sealing portions for sealing a metal foil electrically connected to each of the pair of electrodes,
An external lead is connected to the metal foil on a side opposite to the arc tube side,
At least one of the external leads extends outward from an end surface of the sealing portion,
A cap portion that covers the external lead is provided on a root portion of the external lead exposed from an end surface of the sealing portion,
The high-pressure discharge lamp, wherein the external lead is joined to an external lead wire electrically connected to an external circuit by the plastic flow of the cap, using the cap as a caulking member.

A light emitting tube in which a pair of electrodes are arranged facing each other in a tube in which a light emitting substance is sealed,
A pair of sealing portions for sealing a metal foil electrically connected to each of the pair of electrodes,
An external lead is connected to the metal foil on a side opposite to the arc tube side,
At least one of the external leads extends outward from an end surface of the sealing portion,
In addition to the root portion of the external lead exposed from the end surface of the sealing portion, a cap portion that also covers the external lead in a portion extending from the end surface of the metal foil in the sealing portion is provided on the external lead. High pressure discharge lamp provided.

The high-pressure discharge lamp according to claim 2, wherein the external lead is joined to an external lead wire electrically connected to an external circuit by a plastic flow of the cap, using the cap as a caulking member.

The light emitting a high-pressure mercury lamp mercury is sealed 150 mg / cm ³ or more as a material, a high-pressure discharge lamp according to any one of claims 1 to 3.

A high-pressure discharge lamp, a lamp with a reflecting mirror comprising a reflecting mirror that reflects light emitted from the high-pressure discharge lamp,
The high-pressure discharge lamp is the high-pressure discharge lamp according to any one of claims 1 to 4,
The reflecting mirror has a substantially ellipsoidal reflecting surface,
The high pressure discharge lamp is a high pressure discharge lamp to which a rated power of 150 W or more is supplied.

A double-ended high-pressure mercury lamp having a light-emitting tube in which a light-emitting substance is sealed, and first and second sealing portions extending from both ends of the light-emitting tube;
A reflector with a reflector configured to reflect light emitted from the high-pressure mercury lamp,
The reflecting mirror has a wide opening provided on the emission direction side, and a narrow opening for fixing the high-pressure mercury lamp,
The first sealing portion of the high-pressure mercury lamp is fixed near the narrow opening of the reflecting mirror,
The second sealing portion of the high-pressure mercury lamp is disposed on the wide opening side of the reflecting mirror,
The second sealing portion has a cap portion that at least covers a root portion of the external lead that extends outward from the second sealing portion and is exposed,
The cap portion functions as a caulking member, and the external lead and the external lead wire are caulked by the cap portion,
A lamp with a reflecting mirror, wherein the external lead and an external lead wire electrically connected to an external circuit are electrically connected to each other using the cap portion.

The maximum diameter of the reflecting surface of the reflecting mirror is 45 mm or less,
The lamp with a reflector according to claim 6, wherein the reflector has a substantially ellipsoidal reflection surface.

An image projection apparatus comprising: the lamp with the reflecting mirror according to claim 6; and an optical system using the lamp with the reflecting mirror as a light source.

The optical system has a digital micromirror device,
The image projection device according to claim 8, wherein the light source is a light source of a type in which emitted light converges on a focal point.