短弧放電燈及光源裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及適合于曝光裝置或投影裝置等的光源的短弧放電燈及使用了短弧放電燈的光源裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]—直以來(lái)，作為投影裝置的光源，已知有如圖2所示的短弧放電燈，該短弧放電燈在發(fā)光管3內(nèi)封入有以氙氣等稀有氣體為主要成分的放電氣體。
[0003]在該短弧放電燈中，在石英玻璃制的發(fā)光管3的兩端連續(xù)地形成有石英玻璃制的密封管4，在發(fā)光管3內(nèi)配置有以鎢或鉬為主要成分的一對(duì)電極5，該電極5通過(guò)與以鎢或鉬為主要成分的電極芯棒6接合而被保持。
[0004]另外，該短弧放電燈(以下稱為“燈”)通過(guò)使點(diǎn)亮中的發(fā)光管內(nèi)部的放電氣體壓力變得非常高，來(lái)提高亮度。并且，在發(fā)光管內(nèi)部未封入水銀，因此，燈的點(diǎn)亮?xí)r流過(guò)燈的電流值比封入有水銀的短弧水銀放電燈高。因此，為了使得即使在高封入氣體壓力下密封管4也不會(huì)破損，而且向電極5供給大電流，采用了對(duì)開(kāi)接合(段継)玻璃密封構(gòu)造，該對(duì)開(kāi)接合玻璃密封構(gòu)造中，使與電極5接合的電極芯棒6從密封管端部突出，在密封管4的內(nèi)部經(jīng)由對(duì)開(kāi)接合玻璃7密封接合電極芯棒6和密封管4。
[0005]有時(shí)在密封管4上設(shè)有燈頭8。另外，有時(shí)燈頭8與電極芯棒6電連接。燈頭8例如具有保持燈、或安裝向電極芯棒6供給點(diǎn)亮電流的布線的功能等。
[0006]在發(fā)光管3中封入有大氣壓以上的氙氣來(lái)作為放電氣體，向燈供給了點(diǎn)亮電力時(shí)，通過(guò)電極之間的放電而產(chǎn)生電弧，從電弧放射以可見(jiàn)光為中心的紫外光到紅外光的大范圍區(qū)域的光。如圖1所示，燈2被配置在一方開(kāi)口且以電弧為焦點(diǎn)的橢圓狀的反射鏡1內(nèi)。從燈放射的光被反射鏡1會(huì)聚而得以利用。
[0007]然而，從電弧放射的光的一部分以光在光纖的內(nèi)部進(jìn)行全反射的方式，在發(fā)光管3及與發(fā)光管3連續(xù)設(shè)置的密封管4的內(nèi)部傳播(以下稱為“光纖效應(yīng)”)。另外，電弧具有規(guī)定的寬度，從偏離了反射鏡1的焦點(diǎn)的位置的電弧放射的光沒(méi)有被反射鏡1適當(dāng)?shù)貢?huì)聚，而被照射到發(fā)光管3和密封管4。所照射的光的一部分因光纖效應(yīng)而在發(fā)光管3及密封管4的內(nèi)部傳播。
[0008]圖4是現(xiàn)有的經(jīng)由對(duì)開(kāi)接合玻璃7接合了密封管4和電極芯棒6的對(duì)開(kāi)接合玻璃密封構(gòu)造的剖視圖。密封管4經(jīng)由在燈軸向外側(cè)描繪弧那樣的突出部9與對(duì)開(kāi)接合玻璃7接合。在一般情況下，通過(guò)熔融等進(jìn)行加工、變形，來(lái)制造出這樣的密封管的形狀，因此，在制造時(shí)，會(huì)在密封管4的突出部9處殘留有微小的加工形變。
[0009]從電弧放射的光的一部分L1朝向燈軸向端部，在密封管4的內(nèi)部傳播，集中在密封管4的突出部9。放電所產(chǎn)生的光是從紫外線到紅外線的大范圍區(qū)域的光，紫外線會(huì)切斷構(gòu)成密封管4的石英玻璃的分子耦合，導(dǎo)致石英玻璃劣化。特別是，紫外線集中在密封管4的突出部9這樣的具有形變的部分處，由此，形變部分的分子耦合被切斷，石英玻璃變脆，不久便會(huì)產(chǎn)生裂紋。如果在產(chǎn)生了裂紋的狀態(tài)下點(diǎn)亮燈，則有可能因高壓狀態(tài)的放電氣體而以裂紋為起點(diǎn)導(dǎo)致燈破裂。
[0010]同樣地，紅外線集中在密封管4的突出部9，從而密封管的突出部9被加熱。由此，在突出部9處進(jìn)一步產(chǎn)生因熱造成的形變，從而容易產(chǎn)生上述的紫外線集中所造成的裂紋。另外，包含突出部9的密封管被加熱，由此，保持著電極芯棒6的對(duì)開(kāi)接合玻璃7也被加熱。如果對(duì)開(kāi)接合玻璃7的溫度超過(guò)形變點(diǎn)，則對(duì)開(kāi)接合玻璃7產(chǎn)生形變，并且，對(duì)開(kāi)接合玻璃7的溫度長(zhǎng)時(shí)間地超過(guò)形變點(diǎn)，由此，對(duì)開(kāi)接合玻璃7 —點(diǎn)點(diǎn)地變形。另外，如果對(duì)開(kāi)接合玻璃7的溫度超過(guò)軟化點(diǎn)，則對(duì)開(kāi)接合玻璃7在短時(shí)間內(nèi)較大程度地變形。對(duì)開(kāi)接合玻璃7因點(diǎn)亮中的高壓狀態(tài)的放電氣體而向燈軸向外側(cè)變形，導(dǎo)致由電極芯棒支承的電極的位置也隨著對(duì)開(kāi)接合玻璃而移動(dòng)。因此，電弧的位置偏離反射鏡的焦點(diǎn)，導(dǎo)致放射的光的利用效率降低。并且，有時(shí)因電極之間距離的變動(dòng)而引起的燈的點(diǎn)亮電力特性的變化，導(dǎo)致無(wú)法正常地點(diǎn)亮燈。
[0011 ] 對(duì)此，通過(guò)在密封管4的外表面具有光反射部件，能夠防止光照射密封管4。然而，密封管4在燈的點(diǎn)亮中被加熱至幾百度。其結(jié)果是，例如有可能產(chǎn)生如下這樣的不利影響等:因密封管4與光反射部件的熱膨脹差而對(duì)密封管4施加應(yīng)力，從而密封管4破損；或者，光反射部件的成分與密封管4發(fā)生反應(yīng)而使密封管4的強(qiáng)度劣化，從而密封管4破損。除此以外，利用光反射部件無(wú)法防止在密封管內(nèi)部傳播的光。另外，在密封管表面具有這種能夠耐受住幾百度的溫度環(huán)境的光反射部件時(shí)，導(dǎo)致燈的制造成本上升。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]為了解決上述課題，第1方面所述的短弧放電燈包括:發(fā)光管，其在內(nèi)部具有一對(duì)電極；電極芯棒，其支承所述電極；以及密封管，其與所述發(fā)光管連續(xù)設(shè)置，且與所述電極芯棒密封接合，所述密封管包括:外側(cè)密封管，其與所述發(fā)光管連續(xù)設(shè)置；外側(cè)密封管直徑縮小部，其與所述外側(cè)密封管連續(xù)設(shè)置，且外徑朝向燈軸向外側(cè)縮小；外側(cè)密封管端部，其與所述外側(cè)密封管直徑縮小部連續(xù)設(shè)置，且沿著燈徑向位于所述外側(cè)密封管直徑縮小部的電極芯棒側(cè)；內(nèi)側(cè)密封管，其與所述外側(cè)密封管端部的發(fā)光管側(cè)連續(xù)設(shè)置；以及對(duì)開(kāi)接合玻璃，其與所述內(nèi)側(cè)密封管連續(xù)設(shè)置，且與所述電極芯棒密封接合，所述短弧放電燈的特征在于，在所述外側(cè)密封管端部的燈軸向外側(cè)端面上具有沿著燈徑向的第1平坦面，所述第1平坦面比所述外側(cè)密封管的內(nèi)徑更靠燈徑向內(nèi)側(cè)，在所述外側(cè)密封管端部的電極芯棒側(cè)內(nèi)周面的一部分處，具有直徑增大部，所述直徑增大部具有比所述外側(cè)密封管端部的燈軸向外側(cè)端面的內(nèi)徑大的內(nèi)徑且直徑朝向燈軸向內(nèi)側(cè)增大。
[0013]第2方面所述的短弧放電燈在第1方面所述的短弧放電燈中，其特征在于，所述第1平坦面是第1光放射面，所述第1光放射面將在所述外側(cè)密封管的內(nèi)部傳播的光向所述密封管外部放射，所述直徑增大部是光反射面，所述光反射面將在所述外側(cè)密封管端部的內(nèi)部朝向燈徑向內(nèi)側(cè)傳播的光向燈軸向反射。
[0014]第3方面所述的短弧放電燈在第2方面所述的短弧放電燈中，其特征在于，在所述外側(cè)密封管端部的燈端側(cè)具有管狀的導(dǎo)光部，所述導(dǎo)光部的內(nèi)表面與所述電極芯棒側(cè)內(nèi)周面連續(xù)，在所述管狀的導(dǎo)光部的燈軸向外側(cè)端面上具有沿著燈徑向的第2平坦面，所述第2平坦面是第2光放射面，所述第2光放射面將被所述光反射面反射并在所述導(dǎo)光部的內(nèi)部傳播的光向外部放射。
[0015]第4方面所述的短弧放電燈在第2方面或第3方面所述的短弧放電燈中，其特征在于，所述直徑增大部的具有最大內(nèi)徑的部分比所述外側(cè)密封管端部的燈軸向中心更靠所述發(fā)光管側(cè)。
[0016]第5方面所述的光源裝置具有第1方面至第4方面中的任意一項(xiàng)所述的短弧放電燈，所述光源裝置的特征在于，包括:所述短弧放電燈；以及橢圓狀的反射鏡，其一方開(kāi)口，并配置成圍著所述短弧放電燈，以在所述反射鏡的開(kāi)口側(cè)具有所述密封管的方式具有短弧放電燈，所述密封管在所述外側(cè)密封管端部的燈軸向外側(cè)端面上具有平坦面。
[0017]根據(jù)本發(fā)明，能夠抑制在密封管的內(nèi)部傳播的光集中在密封管的端部，并且，能夠?qū)⒁蚬饫w效應(yīng)而在密封管的內(nèi)部傳播的光向燈軸向外側(cè)放射，能夠防止光所包含的紫外線及紅外線所造成的燈破損、或電極位置偏離。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本發(fā)明的燈及反射鏡的概略剖視圖。
[0019]圖2是本發(fā)明的燈的概略剖視圖。
[0020]圖3是本發(fā)明實(shí)施方式的密封構(gòu)造剖視圖。
[0021 ] 圖4是現(xiàn)有的燈的密封構(gòu)造截面說(shuō)明圖。
[0022]圖5是在外側(cè)密封管端部具有平坦面的燈的密封構(gòu)造截面說(shuō)明圖。
[0023]圖6是具有外側(cè)密封管直徑縮小部的燈的密封構(gòu)造截面說(shuō)明圖。
[0024]圖7是本發(fā)明實(shí)施方式的具有直徑增大部的密封構(gòu)造截面說(shuō)明圖。
[0025]圖8是本發(fā)明實(shí)施方式的具有導(dǎo)光部的密封構(gòu)造截面說(shuō)明圖。
[0026]標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0027]1:反射鏡；2:燈；3:發(fā)光管；4:密封管；401:外側(cè)密封管；402:外側(cè)密封管直徑縮小部；403:外側(cè)密封管端部；404:內(nèi)側(cè)密封管；405:平坦面(第1光放射面)；406:電極芯棒側(cè)內(nèi)周面；407:直徑增大部；408:管狀的導(dǎo)光部；409:平坦面(第2光放射面)；5:電極；6:電極芯棒；7:對(duì)開(kāi)接合玻璃；8:燈頭；9:密封管的突出部；10:產(chǎn)生了熱形變的部分；M1:外側(cè)密封管端部的燈軸向中心；R1:燈軸向外側(cè)端面的內(nèi)徑；R2:直徑增大部的最大內(nèi)徑。
【具體實(shí)施方式】
[0028]以下，根據(jù)附圖，具體地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。圖2是示出本發(fā)明的燈的構(gòu)造的概略剖視圖。
[0029]該燈由以下部分構(gòu)成:發(fā)光管3，其在內(nèi)部具有一對(duì)電極5 ;電極芯棒6，其與電極5接合且支承電極5 ;以及密封管4，其與發(fā)光管3的兩端連續(xù)設(shè)置且經(jīng)由對(duì)開(kāi)接合玻璃7密封接合電極芯棒6。有時(shí)在密封管的端部設(shè)有燈頭8。是一種在發(fā)光管3內(nèi)封入有大氣壓以上的氙氣來(lái)作為放電氣體的短弧放電燈。
[0030]使用圖3，對(duì)本發(fā)明的燈的密封構(gòu)造進(jìn)行說(shuō)明，圖3示出了本發(fā)明實(shí)施方式的密封構(gòu)造剖視圖。
[0031]密封管4由以下部分構(gòu)成:外側(cè)密封管401，其與發(fā)光管3連續(xù)設(shè)置；外側(cè)密封管直徑縮小部402，其與外側(cè)密封管401連續(xù)設(shè)置，且外徑朝向燈軸向外側(cè)縮??；外側(cè)密封管端部403，其與外側(cè)密封管直徑縮小部402連續(xù)設(shè)置，且沿著燈徑向位于外側(cè)密封管直徑縮小部402的電極芯棒側(cè)；以及內(nèi)側(cè)密封管404，其一端與外側(cè)密封管端部403的發(fā)光管側(cè)連續(xù)設(shè)置，另一端與對(duì)開(kāi)接合玻璃7連續(xù)設(shè)置。
[0032]在外側(cè)密封管端部403的燈軸向外側(cè)端面上，比外側(cè)密封管的內(nèi)徑更靠?jī)?nèi)側(cè)，具有沿著燈徑向的平坦面(第1光放射面)405，作為后述的將在外側(cè)密封管的內(nèi)部傳播的光向外部放射的光放射面。在外側(cè)密封管端部403的電極芯棒側(cè)內(nèi)周面406的一部分中，具有直徑增大部407，作為后述的將在外側(cè)密封管端部403的內(nèi)部朝向燈徑向內(nèi)側(cè)傳播的光朝燈軸向反射的光反射面，其中，該直徑增大部407具有比外側(cè)密封管端部403的燈軸向外側(cè)端面的內(nèi)徑R1大的內(nèi)徑R2且直徑朝燈軸向內(nèi)側(cè)增大，該直徑增大部407的具有最大內(nèi)徑的部分比外側(cè)密封管端部403的燈軸向中心Ml更靠發(fā)光管側(cè)。燈軸向中心Ml是具有第1光放射面405的外側(cè)密封管端部403的壁厚最薄的部分在燈軸向上的壁厚中央。
[0033]在外側(cè)密封管端部403