JP2001154270A - Light source device - Google Patents
Light source deviceInfo
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- JP2001154270A JP2001154270A JP33959599A JP33959599A JP2001154270A JP 2001154270 A JP2001154270 A JP 2001154270A JP 33959599 A JP33959599 A JP 33959599A JP 33959599 A JP33959599 A JP 33959599A JP 2001154270 A JP2001154270 A JP 2001154270A
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- light source
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- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、映写機や液晶プロ
ジェクタ等の投影装置、又はファイバー等を用いた照明
装置等に用いられる光源装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light source device used for a projection device such as a projector or a liquid crystal projector, or a lighting device using a fiber or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】図3は、従来の光学装置の構成を示す説
明図である。光源装置101は、凹面反射鏡103とシ
ョートアーク放電ランプ102と前面ガラス105から
構成されている。2. Description of the Related Art FIG. 3 is an explanatory view showing the structure of a conventional optical device. The light source device 101 includes a concave reflecting mirror 103, a short arc discharge lamp 102, and a front glass 105.
【0003】前記放電ランプ102の放電容器は、光透
過性材料、例えば石英ガラス等で構成されている。該放
電ランプは、発光管部111と、該発光管部111の両
端に続く封止部112とから成り、発光管部111内に
は、タングステン製の2つの電極113が互いに対向配
置されている。該封止部112には、発光管内部と発光
間外部との気密性を保ちながら発光管外部と電極113
とを電気的に接続するモリブデン箔114が内蔵され電
極113と溶接によって接合されている。該放電ランプ
は、高輝度、高演色性、を実現する為に、発光管内部に
0.15mg/mm3程度の水銀が封入されている。該放電ラ
ンプの動作圧力は15MPa以上にも成るため、発光管
部111の形状は、応力集中を防ぐ様に設計されてお
り、併せて、該発光管部111の極端な温度上昇による
失透現象等を防止する目的で、内表面積を大きく取れる
形状、例えばラグビーボール状の紡錘形、または球形と
している。The discharge vessel of the discharge lamp 102 is made of a light transmitting material, for example, quartz glass. The discharge lamp includes an arc tube portion 111 and a sealing portion 112 connected to both ends of the arc tube portion 111. In the arc tube portion 111, two electrodes 113 made of tungsten are arranged to face each other. . The sealing portion 112 has an electrode 113 and the outside of the arc tube while maintaining the airtightness between the inside of the arc tube and the outside during light emission.
And a molybdenum foil 114 for electrically connecting the electrode 113 to the electrode 113 by welding. The discharge lamp has about 0.15 mg / mm 3 of mercury sealed inside the arc tube in order to realize high luminance and high color rendering. Since the operating pressure of the discharge lamp is as high as 15 MPa or more, the shape of the arc tube portion 111 is designed to prevent stress concentration. For the purpose of preventing such problems, the shape is such that the inner surface area can be made large, for example, a rugby ball-shaped spindle shape or a spherical shape.
【0004】該凹面反射鏡103は、例えば回転楕円面
からなり、その頂部にはランプ挿入用として、前記放電
ランプ102の発光管部111の最大径に相当した大き
さの穴部115が設けられている。該凹面反射鏡103
には、該穴部115を内径として円筒状の脚部121が
一体的に成形されている。The concave reflecting mirror 103 has, for example, a spheroidal surface, and a hole 115 having a size corresponding to the maximum diameter of the arc tube portion 111 of the discharge lamp 102 is provided at the top for inserting a lamp. ing. The concave reflecting mirror 103
, A cylindrical leg 121 is integrally formed with the hole 115 as an inner diameter.
【0005】該凹面反射鏡103に該放電ランプ102
のアーク方向であるランプ軸と該凹面反射鏡103の光
軸とが一致するように該放電ランプ102を組み込み、
該凹面反射鏡103の該脚部121に設けられた該穴部
115にアルミナ系無機接着剤104を用いて該放電ラ
ンプ102を固着している。[0005] The concave reflecting mirror 103 is attached to the discharge lamp 102.
The discharge lamp 102 is assembled so that the lamp axis which is the arc direction of the concave mirror 103 and the optical axis of the concave reflecting mirror 103 coincide with each other.
The discharge lamp 102 is fixed to the hole 115 provided in the leg 121 of the concave reflecting mirror 103 using an alumina-based inorganic adhesive 104.
【0006】該凹面反射鏡103は、前記放電ランプ1
02からの光を効率良く被照射面106に照射する為の
ものであり、集光率が高いことが望ましい。図.3で
は、該放電ランプ102から発生した光は、電極113
の極間中心近傍に位置する該凹面反射鏡103の焦点P
から被照射面106に向けて、図中矢印で示した光路L
の様に集光される。The concave reflecting mirror 103 is connected to the discharge lamp 1.
This is for efficiently irradiating the light to be irradiated on the irradiated surface 106 with the light from 02, and it is desirable that the light collection rate is high. Fig. 3, the light generated from the discharge lamp 102 is
Focal point P of the concave reflecting mirror 103 located near the center between the poles
From the optical path L indicated by an arrow in the figure toward the irradiated surface 106.
It is collected like.
【0007】該凹面反射鏡103において、該凹面反射
鏡の開口部側で反射される光は比較的効率良く利用され
る。しかし、該穴部115近傍で反射される部分、つま
り該ランプが該凹面反射鏡に近接する側で反射される光
は、該ランプ102の発光管111の最大径部分で遮ら
れ、ほとんど利用出来ない。In the concave reflecting mirror 103, light reflected on the opening side of the concave reflecting mirror is used relatively efficiently. However, the portion reflected near the hole 115, that is, the light reflected on the side where the lamp is close to the concave reflecting mirror, is blocked by the maximum diameter portion of the arc tube 111 of the lamp 102, and is almost unusable. Absent.
【0008】図3に示した様な一つの反射鏡では十分に
ランプからの光を利用出来ない。そこで、反射ミラーに
近接した側のランプの光を効率良く利用する方法とし
て、公開実用新案公報昭63-162320号には、二
つの反射鏡から成る光源装置であって、該反射鏡の一つ
が球面の一部であるものが開示されている。[0008] One reflecting mirror as shown in FIG. 3 cannot sufficiently utilize the light from the lamp. Therefore, as a method for efficiently using the light of the lamp on the side close to the reflecting mirror, Japanese Utility Model Publication No. 63-162320 discloses a light source device comprising two reflecting mirrors, one of which is one of the reflecting mirrors. What is part of a spherical surface is disclosed.
【0009】図4に、二つの反射鏡から成る光源装置を
示す。該光源装置201は第1の凹面反射鏡203Aと
第2の凹面反射鏡203B、及びショートアーク放電ラ
ンプ202とから構成されている。該ショートアーク放
電ランプ202は、図3に示したものと同様に、発光管
内部に0.15mg/mm3程度の水銀が封入されている。FIG. 4 shows a light source device comprising two reflecting mirrors. The light source device 201 includes a first concave reflecting mirror 203A, a second concave reflecting mirror 203B, and a short arc discharge lamp 202. The short arc discharge lamp 202 has the arc tube filled with about 0.15 mg / mm 3 of mercury similarly to the one shown in FIG.
【0010】該第1の凹面反射鏡203Aによって反射
される光は、一つの凹面反射鏡から成るリフレクタと同
様に、ランプから放射される光を該リフレクタの開口側
へ効率良く反射する。該第2の凹面反射鏡203Bによ
って反射される光は、球面の一部で構成されている該第
2の凹面反射鏡の焦点になる該ランプの電極間の中心近
傍に戻される。電極間の中心近傍に戻された光は、再度
発光に寄与するエネルギーとして利用されたり、該第1
の凹面反射鏡203Aの方向に放射され、該凹面反射鏡
全体として利用される光の集光率を上げるという利点が
ある。The light reflected by the first concave reflecting mirror 203A efficiently reflects the light radiated from the lamp toward the opening side of the reflector, similarly to the reflector including one concave reflecting mirror. The light reflected by the second concave reflecting mirror 203B is returned to the vicinity of the center between the electrodes of the lamp, which is the focal point of the second concave reflecting mirror, which is composed of a part of a spherical surface. The light returned to the vicinity of the center between the electrodes is used again as energy contributing to light emission,
There is an advantage in that the light emitted in the direction of the concave reflecting mirror 203A is used to increase the light collection rate of the light used as the whole concave reflecting mirror.
【0011】しかし、図3に示したような一つの凹面反
射鏡に比べて、図4に示した二つの凹面反射鏡を持つリ
フレクタの方がランプが破裂した場合割れやすいという
問題が有った。However, as compared with a single concave reflecting mirror as shown in FIG. 3, the reflector having two concave reflecting mirrors shown in FIG. 4 has a problem that the lamp is more likely to be broken when the lamp bursts. .
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】本願発明が解決しよう
とする課題は、光源から放射される光を効率よく集光し
て被照射面に照射する光源装置において、該光源装置に
設けられた前記放電ランプが破裂しても、破壊されにく
い凹面反射鏡を提供することを目的としている。An object to be solved by the present invention is to provide a light source device for efficiently condensing light emitted from a light source and irradiating the light on a surface to be irradiated. It is an object of the present invention to provide a concave reflecting mirror that is not easily broken even when a discharge lamp bursts.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明の光源装置は、発
光管内部に一対の電極が対向して配置され、水銀の封入
量が0.15mg/mm3以上であるショートアーク型放電ラ
ンプと、該ランプの電極間の中心近傍に同一焦点を持っ
た二つの凹面部からなる凹面反射鏡が配置され、該凹面
部の一方が反射鏡の開口側である被照射面方向に配置さ
れた該第1の凹面反射鏡を成し、他の一方の該凹面部が
反射鏡の非開口側である被照射面方向と逆方向に配置さ
れた概略球面の一部から成る第2の凹面反射鏡を成して
いる光源装置において、該凹面反射鏡の開口側の直径が
65mm以下であり、該第2の凹面反射鏡の少なくとも一
部の肉圧が該第1の凹面反射鏡の肉圧よりも厚いことを
特徴とする。A light source device according to the present invention comprises a short arc type discharge lamp in which a pair of electrodes are arranged inside an arc tube and a sealed amount of mercury is 0.15 mg / mm 3 or more. A concave reflecting mirror comprising two concave portions having the same focal point is arranged near the center between the electrodes of the lamp, and one of the concave portions is arranged in the direction of the irradiated surface which is the opening side of the reflecting mirror. A second concave reflecting mirror which forms a first concave reflecting mirror and the other concave portion of which is a part of a substantially spherical surface arranged in a direction opposite to a direction of an irradiated surface which is a non-opening side of the reflecting mirror; In the light source device, the diameter of the concave reflecting mirror on the opening side is 65 mm or less, and the pressure of at least part of the second concave reflecting mirror is lower than the pressure of the first concave reflecting mirror. It is also characterized by being thick.
【0014】本願発明の光源装置は、上記構成におい
て、該第2の凹面鏡を成す球面部の厚みが少なくとも該
第1の凹面鏡を成す概略放物面の厚みの1.2倍以上で有
ることを特徴とする。In the light source device according to the present invention, in the above configuration, the thickness of the spherical portion forming the second concave mirror is at least 1.2 times the thickness of the approximate paraboloid forming the first concave mirror. Features.
【0015】本願発明の光源装置は、上記構成におい
て、該光源装置の脚部の一部が、該第2の凹面反射鏡で
ある球面部の一部と一体的に形成されたことを特徴とす
る。The light source device according to the present invention is characterized in that, in the above configuration, a part of a leg of the light source device is formed integrally with a part of a spherical part which is the second concave reflecting mirror. I do.
【0016】本願発明の光源装置は、上記構成におい
て、該第2の凹面反射鏡がシリカ粉末を主成分とする材
料を焼結させることにより形成されたことを特徴とす
る。The light source device according to the present invention is characterized in that, in the above structure, the second concave reflecting mirror is formed by sintering a material containing silica powder as a main component.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】図4に示したような二つの反射鏡
からなる光源装置201において、該反射鏡が割れる場
合のモードを調べた所、該第2の凹面反射鏡203Bの
部分が割れる場合が顕著であることが分かった。この原
因を種々検討したところ、以下に示す3つが主原因であ
ると考えられる。 1)ランプ点灯時の圧力が非常に高い。 2)市場からの要求により高照度であって、且つ小型化
された光源装置が求められており、小型化された光源装
置で光の利用効率を高める為に二つの凹面部を持つ反射
鏡であって該ランプに近接する側の凹面部を球面にする
ことによりランプと反射鏡との距離が非常に近くなっ
た。 3)ミラー形状によるランプ破裂時の破片衝突方向の差
によって生じる衝突エネルギーの差が有る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In a light source device 201 comprising two reflecting mirrors as shown in FIG. 4, when a mode in which the reflecting mirror is broken is examined, a portion of the second concave reflecting mirror 203B is broken. The case turned out to be remarkable. After various investigations of this cause, the following three are considered to be the main causes. 1) The pressure when the lamp is turned on is very high. 2) There is a demand for a highly illuminated and miniaturized light source device according to market demands. In order to increase the light use efficiency of the miniaturized light source device, a reflecting mirror having two concave portions is used. The distance between the lamp and the reflecting mirror became very short by making the concave portion on the side close to the lamp spherical. 3) There is a difference in collision energy caused by a difference in the direction of collision of fragments when the lamp ruptures due to the mirror shape.
【0018】最初に、1)に示したランプの点灯圧力に
付いて図4を用いて説明する。該光源装置201に配置
されている該ショートアーク放電ランプ202には、水
銀が0.15mg/mm3以上も封入されている。該ランプ2
02の点灯圧力は、15MPa以上にもなる。この点灯
圧力は一般に良く知られているプロジェクター用金属蒸
気放電灯等に比べて約4倍程度の圧力である。該ランプ
202が破裂した場合、この点灯圧力が反射鏡203
A,203Bに衝突する運動エネルギーに比例する。つ
まり、該ランプを配置した光源装置201において、該
ランプ202破裂時に該反射鏡203A,203Bが破
片の衝突により、約4倍程度の力を受けることになる。First, the lighting pressure of the lamp shown in 1) will be described with reference to FIG. The short arc discharge lamp 202 disposed in the light source device 201 contains 0.15 mg / mm 3 or more of mercury. The lamp 2
The lighting pressure of 02 becomes 15 MPa or more. This lighting pressure is about four times as high as that of a generally known metal vapor discharge lamp for a projector or the like. When the lamp 202 ruptures, this operating pressure is reflected by the reflecting mirror 203.
A, 203B, which is proportional to the kinetic energy. In other words, in the light source device 201 in which the lamp is arranged, when the lamp 202 ruptures, the reflecting mirrors 203A and 203B receive about four times the force due to the collision of the fragments.
【0019】次に、2)に示した様に、該光学装置は液
晶プロジェクタやファイバー照明装置の小型軽量化、高
照度化という市場からの要求に伴い、小型化がすすんで
いる。この市場の要求から、該光源装置201自身も小
型軽量で且つ集光率の高いものが求められており、該ラ
ンプ202と反射鏡203A,203Bとの距離が非常
に近くなってきている。ランプ202の破裂時に飛散し
た破片が反射鏡203A,203Bに衝突するエネルギ
ーは、衝突面までの距離が近いほど大きくなる。つま
り、該ランプから凹面反射鏡までの距離が短ければ、衝
突エネルギーも高くなる。更に、該ランプ202と該反
射鏡203A,203Bとの距離が近くなることによ
り、該反射鏡面の温度が上昇し該反射鏡203A,20
3Bの表裏の温度差が大きくなることにより熱応力が発
生し、耐衝撃性が低下する。Next, as shown in 2), the size of the optical device has been reduced in accordance with the demands from the market for downsizing, lightening, and increasing illuminance of liquid crystal projectors and fiber lighting devices. Due to the demands of this market, the light source device 201 itself is also required to be small and lightweight and have a high light collection rate, and the distance between the lamp 202 and the reflecting mirrors 203A and 203B is becoming very short. The energy at which the fragments scattered when the lamp 202 ruptures collides with the reflecting mirrors 203A and 203B increases as the distance to the collision surface decreases. That is, the shorter the distance from the lamp to the concave reflecting mirror, the higher the collision energy. Further, as the distance between the lamp 202 and the reflecting mirrors 203A and 203B becomes shorter, the temperature of the reflecting mirror surface rises, and the reflecting mirrors 203A and 203B become larger.
When the temperature difference between the front and back of 3B increases, thermal stress is generated, and the impact resistance decreases.
【0020】小型化についてのみ実現するためには、単
純に凹面反射鏡の長さを短くし、該凹面反射鏡203A
の開口部を小さくすれば良い。しかし、該方法では、該
凹面反射鏡203A, 203Bで光が反射される部分、
いわゆる受光立体角が小さくなり、被照射面206に照
射する光の集光率を落としてしまう。そこで、該光源装
置201を小型化した場合でも、集光効率を極力落とさ
ない為に、該反射鏡が二つの凹面部からなり、該ランプ
に隣接する側を球面にした凹面反射鏡とすることが必要
である。該二つの凹面部をもつ反射鏡では、203Bの
配置のように、該凹面反射鏡と該ランプとの距離が非常
に近くなっている。In order to realize only miniaturization, the length of the concave reflecting mirror is simply shortened, and
May be reduced. However, in this method, portions where light is reflected by the concave reflecting mirrors 203A and 203B,
The so-called light receiving solid angle becomes small, and the light collection rate of the light irradiated on the irradiation surface 206 is reduced. Therefore, even when the light source device 201 is miniaturized, in order to minimize the light-collecting efficiency, the reflecting mirror is formed of two concave portions, and a concave reflecting mirror having a spherical surface on the side adjacent to the lamp is used. is necessary. In the reflector having the two concave portions, the distance between the concave reflector and the lamp is very short as in the arrangement of 203B.
【0021】3)に示した様なランプ202の破裂時に
飛散した破片が二つの凹面部からなる該凹面反射鏡20
3A, 203Bに衝突する場合に付いて考えると、その
衝撃は衝突方向による。反射鏡の形状が、一般に用いら
れる回転楕円体や放物面である場合、該ランプの破裂辺
は反射鏡面に対して斜めに衝突する。一方、凹面反射鏡
に球面が形成されている場合、該ランプの破裂辺は反射
鏡面に対して垂直に衝突する。二つの凹面反射鏡からな
る光源装置の場合、該第1の凹面反射鏡ではその面に対
してある角度を持って入射するために、該第1の凹面反
射鏡の面に対して垂直な方向に受ける該破片による衝突
エネルギーは、軽減される。これに対して、該第2の凹
面反射鏡では、その面に対してほぼ垂直方向で破片が衝
突する。つまり、該ランプの破裂によって飛散する破片
の持つ運動エネルギー全てを反射面正面で直接受ける事
になる。放物面に比べて球面の方が受ける衝撃エネルギ
ーが高いことになる。When the lamp 202 ruptures as shown in 3), the scattered fragments are formed by two concave portions.
Considering the case of colliding with 3A, 203B, the impact depends on the direction of collision. When the shape of the reflector is a spheroid or a paraboloid generally used, the rupture side of the lamp collides obliquely with the reflector surface. On the other hand, when the concave reflecting mirror has a spherical surface, the rupture side of the lamp collides perpendicularly to the reflecting mirror surface. In the case of a light source device comprising two concave reflecting mirrors, the first concave reflecting mirror is incident at a certain angle with respect to the surface, so that the direction perpendicular to the surface of the first concave reflecting mirror is used. The impact energy due to the debris received by the shard is reduced. On the other hand, in the second concave reflecting mirror, debris collides in a direction substantially perpendicular to the surface. That is, all the kinetic energy of the fragments scattered by the rupture of the lamp is directly received in front of the reflecting surface. The impact energy received by the spherical surface is higher than that by the parabolic surface.
【0022】図5に二つの凹面反射鏡を持つ光源装置3
01の該略図を示す。該光源装置301の開口側に形成
された第1の凹面反射鏡303Aは、概略放物面であ
り、ランプ302に近接する側に第2の凹面反射鏡30
3Bは概略球面で形成されている。放電ランプ1のアー
ク方向を軸にして、該反射鏡の焦点Pを中心に該軸を回
転させて出来る角度が40°から80°の範囲に球面で
ある第2の凹面反射鏡303Bが形成されている。FIG. 5 shows a light source device 3 having two concave reflecting mirrors.
1 shows the schematic diagram. The first concave reflecting mirror 303A formed on the opening side of the light source device 301 is substantially a paraboloid, and the second concave reflecting mirror 30A is located on the side close to the lamp 302.
3B is formed substantially as a spherical surface. A second concave reflecting mirror 303B having a spherical surface is formed at an angle formed by rotating the axis about the focal point P of the reflecting mirror about the arc direction of the discharge lamp 1 in the range of 40 ° to 80 °. ing.
【0023】該光源装置301において、該放電ランプ
302が破裂した場合、該放電ランプ302の破片が凹
面反射鏡303A, 303Bのどの部分に衝突するかを
調べたところ、該放電ランプ302のアーク方向を軸に
して、該反射鏡の焦点Pを中心に該軸を回転させて出来
る角度が60°から120°の範囲であった。この破片
の飛散方向で該第1の凹面反射鏡303Aへの最小入射
角度は約40°であり、該第1の凹面反射鏡303Aの
反射面に対する法線方向の距離で規定される厚み方向に
働く力は破片の持つ運動エネルギーの約75%となる。
また、該反射鏡の耐衝撃強度は、おおむね厚みの2乗で
比例する。つまり、該第1の凹面反射鏡の厚みに対し
て、該第2の凹面反射鏡は約1.15倍の厚みを必要とする
ことになる。In the light source device 301, when the discharge lamp 302 ruptures, it is examined which part of the concave reflectors 303A and 303B collides with fragments of the discharge lamp 302, and the arc direction of the discharge lamp 302 is determined. , The angle formed by rotating the axis about the focal point P of the reflecting mirror was in the range of 60 ° to 120 °. The minimum incident angle on the first concave reflecting mirror 303A in the scattering direction of the fragments is about 40 °, and in the thickness direction defined by the normal distance to the reflecting surface of the first concave reflecting mirror 303A. The working force is about 75% of the kinetic energy of the fragments.
The impact strength of the reflecting mirror is approximately proportional to the square of the thickness. That is, the second concave reflecting mirror needs to be about 1.15 times as thick as the first concave reflecting mirror.
【0024】具体的な実施例を以下に示す。図1は、本
発明の光源装置の実施例1における構成を示す断面図で
ある。この光源装置1は、ショートアーク型放電ランプ
2が、凹面反射鏡3にアーク方向であるランプ軸と該凹
面反射鏡3の光軸とが一致するように組み込まれ、該凹
面反射鏡3の脚部21に設けられた穴部15にアルミナ
系無機接着剤4を用いて固着され、前面ガラス5が、凹
面反射鏡3の開口部7側に取り付けられている。Specific examples will be described below. FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a light source device according to a first embodiment of the present invention. In this light source device 1, a short arc type discharge lamp 2 is incorporated in a concave reflecting mirror 3 such that a lamp axis in an arc direction and an optical axis of the concave reflecting mirror 3 coincide with each other. The front glass 5 is fixed to the hole 15 provided in the portion 21 using the alumina-based inorganic adhesive 4, and the front glass 5 is attached to the opening 7 side of the concave reflecting mirror 3.
【0025】該放電ランプ2は、定格入力150Wのシ
ョートアーク型AC点灯超高圧水銀灯であり、放電容器
は、透明な石英ガラス製の発光管部11と、この発光管
部11の両端に続く封止部12とにより構成されてい
る。発光管部11は、その最大径が11mm、肉厚が2.5
mm、内容積が約150mm3の紡錘形であり、その内部に
は、電極間距離が1.5mmになるようにタングステン製
の2つの電極13が互いに対向配置され、水銀が0.1
5mg/mm3以上封入されている。また、該封止部12には、
発光管内部と発光管外部との気密性を保ちながら発光管
外部と電極13とを電気的に接続するモリブデン箔14
が内蔵され電極13と溶接によって接合されている。The discharge lamp 2 is a short arc type AC lighting ultra-high pressure mercury lamp with a rated input of 150 W. The discharge vessel is composed of a transparent quartz glass arc tube portion 11 and sealed tubes connected to both ends of the arc tube portion 11. And a stop portion 12. The arc tube 11 has a maximum diameter of 11 mm and a thickness of 2.5.
mm, a spindle having an inner volume of about 150 mm 3, the inside, tungsten two electrodes 13 as the distance between the electrodes is 1.5mm are facing each other, mercury 0.1
5 mg / mm 3 or more is enclosed. In addition, the sealing portion 12 includes
A molybdenum foil 14 for electrically connecting the outside of the arc tube and the electrode 13 while maintaining the airtightness between the inside of the arc tube and the outside of the arc tube
Is built in and is joined to the electrode 13 by welding.
【0026】凹面反射鏡3は、シリカ粉末を主成分とす
る焼結石英ガラス製でその内面には、TiO2及びSiO
2を主成分とする誘電体多層膜からなる可視光反射膜が
形成され、該放電ランプ2内の電極間中心の近傍にその
焦点を有する2つの凹面反射鏡22、23及び脚部21
とが一体的に構成されている。The concave reflecting mirror 3 is made of sintered quartz glass containing silica powder as a main component and has TiO 2 and SiO 2 on its inner surface.
A visible light reflecting film made of a dielectric multilayer film composed mainly of 2 is formed, and two concave reflecting mirrors 22 and 23 and a leg 21 having a focal point near the center between the electrodes in the discharge lamp 2 are formed.
Are integrally formed.
【0027】第2の凹面反射鏡23を形成する部分は、
該放電ランプ2のアーク方向であるランプ軸を該第2の
凹面反射鏡23の焦点Pを中心に回転させてできる角度
で40°乃至80°の範囲に形成されている。該第2の
凹面反射鏡23は、該焦点を中心として半径が9mmの球
面鏡であり、開口側の径は17mmである。また、ランプ
を挿入するためにφ11mmの穴15が該第2の凹面反射
鏡23の頂部に設けられている。該第2の凹面鏡23の肉
圧は、該焦点を基準として法線方向で4mmある。The part forming the second concave reflecting mirror 23 is as follows.
The angle formed by rotating the lamp axis, which is the arc direction of the discharge lamp 2, around the focal point P of the second concave reflecting mirror 23 is formed in the range of 40 ° to 80 °. The second concave reflecting mirror 23 is a spherical mirror having a radius of 9 mm around the focal point, and has a diameter on the opening side of 17 mm. Further, a hole 15 having a diameter of 11 mm is provided at the top of the second concave reflecting mirror 23 for inserting a lamp. The wall pressure of the second concave mirror 23 is 4 mm in the normal direction with respect to the focal point.
【0028】第1の凹面反射鏡22を形成する範囲は、
該ランプ軸を該第1の凹面反射鏡22の焦点Pを中心に
回転させてできる角度で80°から150°の範囲に形
成されている。該第1の凹面反射鏡22は、ランプ軸を
基軸とする楕円鏡であり、その開口径は約φ60mmであ
る。該第1の凹面鏡22の肉圧は3.3mmである。The range in which the first concave reflecting mirror 22 is formed is as follows.
The angle formed by rotating the lamp axis about the focal point P of the first concave reflecting mirror 22 is in the range of 80 ° to 150 °. The first concave reflecting mirror 22 is an elliptical mirror having a lamp axis as a base axis, and its opening diameter is about φ60 mm. The wall pressure of the first concave mirror 22 is 3.3 mm.
【0029】前記第2の凹面反射鏡23と該第1の凹面反
射鏡22とは、連続的に形成され、該第2の凹面反射鏡
23の背面に脚部21が一体的に形成されている。該脚
部21の肉厚は、該ランプ軸を中心とした場合の径方向
に約3.5mmであり、該第2の凹面鏡の法線方向の肉圧
は4mmである。The second concave reflecting mirror 23 and the first concave reflecting mirror 22 are formed continuously, and the leg 21 is integrally formed on the back surface of the second concave reflecting mirror 23. I have. The thickness of the leg portion 21 is about 3.5 mm in the radial direction about the lamp axis, and the wall pressure in the normal direction of the second concave mirror is 4 mm.
【0030】前記実施例の光源装置1において、前記放
電ランプ2から発光された光は、電極13の極間中心近
傍に焦点Pが来る様に配置されランプを覆うように付設
された該第2の凹面反射鏡23で光源部に戻されると共
に、該第2の凹面反射鏡と同一の焦点Pを持つ様に配置
された該第1の凹面鏡22により被照射面6に向けて、
図中矢印で示した光路Lの様に効率良く集光される。In the light source device 1 of the embodiment, the light emitted from the discharge lamp 2 is arranged such that the focal point P comes near the center of the gap between the electrodes 13 and is provided so as to cover the lamp. Is returned to the light source unit by the concave reflecting mirror 23, and the first concave mirror 22 disposed so as to have the same focal point P as the second concave reflecting mirror toward the irradiated surface 6;
The light is efficiently collected as indicated by an optical path L indicated by an arrow in the figure.
【0031】前記放電ランプ2が破裂し、その破片が衝
突する場合、上記構成の凹面反射鏡22、23に、例え
ば前記ランプ軸において該焦点を基準に70°110°
回転した仮想軸方向に該破片が飛散するとすれば、該第
1の凹面反射鏡22に衝突する場合、法線方向に対して
約50゜の傾きを持って入射するので、該第1の凹面反
射鏡22の垂直方向の衝撃力は、法線方向に入射した場
合と比べて約65%に低下される。一方、前記破片が第
2の凹面反射鏡23に衝突する場合は、該第2の凹面反
射鏡23の反射面にほぼ垂直方向に衝撃が加わる。しか
し、第1の反射鏡22の肉厚と比較して、球面の一部の
形状を持つ第2の凹面反射鏡23の肉厚は、1.2倍以上
厚く、耐衝撃性は数十%以上も向上しているので該第2
の凹面反射鏡22は破壊されにくくなっている。When the discharge lamp 2 ruptures and its fragments collide, the concave reflecting mirrors 22 and 23 having the above-mentioned structure are applied to, for example, 70 ° 110 ° with respect to the focal point at the lamp axis.
If the fragments are scattered in the direction of the rotated virtual axis, they impinge at an angle of about 50 ° with respect to the normal direction when colliding with the first concave reflecting mirror 22, so that the first concave surface The impact force in the vertical direction of the reflecting mirror 22 is reduced to about 65% as compared with the case where the light is incident in the normal direction. On the other hand, when the debris collides with the second concave reflecting mirror 23, an impact is applied to the reflecting surface of the second concave reflecting mirror 23 in a direction substantially perpendicular thereto. However, as compared with the thickness of the first reflecting mirror 22, the thickness of the second concave reflecting mirror 23 having a part of the spherical surface is 1.2 times or more, and the shock resistance is several tens%. Since the above has also improved, the second
Is hardly destroyed.
【0032】図2は、本願発明における光源装置の第2
の実施例を示す説明図である。該第2の凹面反射鏡23に
おける背面の一部に脚部21が重なるように配置され、
該第2の凹面反射鏡23の厚みが、概略脚部が形成され
る長さ分だけ厚くなっている。図1に示した第1の実施
例の場合より、該第2の凹面反射鏡部の耐衝撃性を向上
させた例である。FIG. 2 shows a second example of the light source device according to the present invention.
It is explanatory drawing which shows Example of this. The leg portion 21 is disposed so as to overlap a part of the back surface of the second concave reflecting mirror 23,
The thickness of the second concave reflecting mirror 23 is increased by a length substantially corresponding to the length of the leg portion. This is an example in which the impact resistance of the second concave reflecting mirror is improved as compared with the case of the first embodiment shown in FIG.
【発明の効果】以上、説明したように、本願発明の光源
装置1によれば、点灯時の内圧が非常に高くなるランプ
を配置し、且つ小型化しても効率良く光を集光する様
に、該ランプの電極間の中心近傍に同一の焦点を持つ二
つの凹面部から成る反射鏡からなり、該ランプに近接す
る側の反射鏡を球面にすることにより、該球面部からな
る第2の反射鏡23と該ランプとの距離が非常に接近し
た場合であっても、該第2の凹面反射鏡23の肉圧を厚
くすることにより、ランプ破裂時に飛散する破片の衝突
によって該光源装置1が破壊されるのを防いでいる。更
に、該第2の凹面反射鏡23の背面の一部に前記脚部2
1を一体的に形成することにより、ランプ破裂時の耐衝
撃性を高めることを可能にした。更に、該第2の凹面反
射鏡の形状が概略球面の一部である該ランプの光を効率
良く集光することを可能にした凹面反射鏡についても該
凹面反射鏡の肉圧を厚くすることや、該凹面反射鏡の背
面の一部に前記脚部を一体的に形成することによりラン
プ破裂時の耐衝撃性を高めている。As described above, according to the light source device 1 of the present invention, a lamp having an extremely high internal pressure at the time of lighting is arranged, and light is efficiently condensed even if the size is reduced. A reflecting mirror comprising two concave portions having the same focal point near the center between the electrodes of the lamp, and the reflecting mirror on the side close to the lamp is formed into a spherical surface, whereby a second mirror comprising the spherical portion is formed. Even when the distance between the reflecting mirror 23 and the lamp is very short, the light source device 1 can be formed by increasing the wall pressure of the second concave reflecting mirror 23 and colliding with fragments scattered when the lamp bursts. Is prevented from being destroyed. Further, the leg 2 is provided on a part of the back surface of the second concave reflecting mirror 23.
By integrally forming No. 1, it was possible to enhance the impact resistance at the time of lamp rupture. Further, for the concave reflector which enables the light of the lamp in which the shape of the second concave reflector is substantially a part of a spherical surface to be efficiently collected, the thickness of the concave reflector is increased. Also, by integrally forming the legs on a part of the back surface of the concave reflecting mirror, the impact resistance at the time of lamp rupture is enhanced.
【図1】本発明の第1の実施例を示す説明図FIG. 1 is an explanatory view showing a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第2の実施例を示す説明図FIG. 2 is an explanatory view showing a second embodiment of the present invention.
【図3】従来の光学装置の構成を示す説明図FIG. 3 is an explanatory diagram showing a configuration of a conventional optical device.
【図4】従来の光学装置で二つの凹面反射鏡を持つ構成
を示す説明図FIG. 4 is an explanatory view showing a configuration having two concave reflecting mirrors in a conventional optical device.
【図5】本発明の二つの凹面反射鏡の構成範囲を示す説
明図FIG. 5 is an explanatory view showing a configuration range of two concave reflecting mirrors of the present invention.
1 本発明における光源装置 2 放電ランプ 3 凹面反射鏡 4 アルミナ系無機接着剤 5 前面ガラス 6 被照射面 7 凹面反射鏡の開口部 P 凹面反射鏡の焦点 L ランプから発生した光の光路 11 放電ランプの発光管部 12 放電ランプの封止部 13 放電ランプの電極 14 放電ランプの封止部に配置されたモリブデン箔 15 穴部 21 脚部 22 第1の凹面反射鏡 23 第2の凹面反射鏡 101 従来の光源装置 102 放電ランプ 103 凹面反射鏡 104 アルミナ系無機接着剤 105 前面ガラス 106 被照射面 111 放電ランプの発光管部 112 放電ランプの封止部 113 放電ランプの電極 114 放電ランプの封止部に配置されたモリブデン箔 121 凹面反射鏡の脚部 201 従来の光源装置 202 放電ランプ 203A 第1の凹面反射鏡 203B 第2の凹面反射鏡 301 本願の光源装置 302 放電ランプ 303A 第1の凹面反射鏡 303B 第2の凹面反射鏡 a 第2の凹面反射鏡の構成範囲 b 放電ランプの破裂片が飛散する範囲 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source device in this invention 2 Discharge lamp 3 Concave reflector 4 Alumina-based inorganic adhesive 5 Front glass 6 Irradiation surface 7 Opening of concave reflector P Focus of concave reflector L Optical path of light generated from lamp 11 Discharge lamp 12 Arc tube part of discharge lamp 13 Electrode of discharge lamp 13 Electrode of discharge lamp 14 Molybdenum foil arranged in the seal part of discharge lamp 15 Hole 21 Leg 22 First concave reflecting mirror 23 Second concave reflecting mirror 101 Conventional light source device 102 Discharge lamp 103 Concave reflector 104 Alumina-based inorganic adhesive 105 Front glass 106 Illuminated surface 111 Arc tube part of discharge lamp 112 Seal part of discharge lamp 113 Electrode of discharge lamp 114 Seal part of discharge lamp Molybdenum foil 121 legs of concave reflecting mirror 201 conventional light source device 202 discharge lamp 203A first Surface reflecting mirror 203B Second concave reflecting mirror 301 Light source device of the present application 302 Discharge lamp 303A First concave reflecting mirror 303B Second concave reflecting mirror a Configuration range of second concave reflecting mirror b Rupture fragments of discharge lamp scatter Range
Claims (4)
れ、水銀の封入量が0.15mg/mm3以上であるショート
アーク型放電ランプと、該ランプの電極間の中心近傍に
同一焦点を持った二つの凹面部からなる凹面反射鏡が配
置され、該凹面部の一方が反射鏡の開口側である被照射
面方向に配置された該第1の凹面反射鏡を成し、他の一
方の該凹面部が反射鏡の非開口側である被照射面方向と
逆方向に配置された概略球面の一部から成る第2の凹面
反射鏡を成している光源装置において、該凹面反射鏡の
開口側の直径が65mm以下であり、該第2の凹面反射鏡
の少なくとも一部の肉圧が該第1の凹面反射鏡の肉圧よ
りも厚いことを特徴とする光源装置。1. A short arc type discharge lamp in which a pair of electrodes are arranged inside an arc tube and the amount of mercury is 0.15 mg / mm 3 or more, and the same near the center between the electrodes of the lamp. A concave reflecting mirror consisting of two concave portions having a focal point is arranged, and one of the concave portions constitutes the first concave reflecting mirror arranged in the direction of the irradiated surface which is the opening side of the reflecting mirror, and the other. A light source device in which one of the concave portions constitutes a second concave reflecting mirror which is part of a substantially spherical surface arranged in a direction opposite to a direction of an irradiated surface which is a non-opening side of the reflecting mirror. A light source device, wherein the diameter of the opening of the reflecting mirror is 65 mm or less, and the pressure of at least a part of the second concave reflecting mirror is thicker than the thickness of the first concave reflecting mirror.
くとも該第1の凹面鏡を成す概略放物面の厚みの1.2倍
以上で有ることを特徴とする請求項1に記載の光源装
置。2. The method according to claim 1, wherein the thickness of the spherical portion forming the second concave mirror is at least 1.2 times or more the thickness of the approximate paraboloid forming the first concave mirror. Light source device.
反射鏡である球面部の一部と一体的に形成されたことを
特徴とする請求項1に記載の光源装置。3. The light source device according to claim 1, wherein a part of a leg of the light source device is formed integrally with a part of a spherical portion serving as the second concave reflecting mirror. .
とする材料を焼結させることにより形成されたことを特
徴とする請求項1に記載の光源装置。4. The light source device according to claim 1, wherein said second concave reflecting mirror is formed by sintering a material containing silica powder as a main component.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33959599A JP2001154270A (en) | 1999-11-30 | 1999-11-30 | Light source device |
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JP33959599A JP2001154270A (en) | 1999-11-30 | 1999-11-30 | Light source device |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002031894A (en) * | 2000-07-18 | 2002-01-31 | Topcon Corp | Illumination optical system for exposure device |
JP2008041365A (en) * | 2006-08-03 | 2008-02-21 | Ushio Inc | Manufacturing method of concave reflection mirror, mold for concave reflection mirror manufacture, and concave reflection mirror and light source device |
JP2008040014A (en) * | 2006-08-03 | 2008-02-21 | Ushio Inc | Reflection mirror, its manufacturing method and light source device for projector apparatus |
JP2010512616A (en) * | 2006-12-11 | 2010-04-22 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Electric reflection lamp |
-
1999
- 1999-11-30 JP JP33959599A patent/JP2001154270A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2008040014A (en) * | 2006-08-03 | 2008-02-21 | Ushio Inc | Reflection mirror, its manufacturing method and light source device for projector apparatus |
JP4645552B2 (en) * | 2006-08-03 | 2011-03-09 | ウシオ電機株式会社 | Manufacturing method of concave reflecting mirror, mold for manufacturing concave reflecting mirror, concave reflecting mirror and light source device |
JP2010512616A (en) * | 2006-12-11 | 2010-04-22 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Electric reflection lamp |
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