JP2001210489A - Microwave discharge light source device and picture display device using the same - Google Patents

Microwave discharge light source device and picture display device using the same

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JP2001210489A
JP2001210489A JP35276899A JP35276899A JP2001210489A JP 2001210489 A JP2001210489 A JP 2001210489A JP 35276899 A JP35276899 A JP 35276899A JP 35276899 A JP35276899 A JP 35276899A JP 2001210489 A JP2001210489 A JP 2001210489A
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JP
Japan
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lamp
microwave
light source
resonator
source device
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JP35276899A
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Japanese (ja)
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Takashi Yamamura
隆 山村
Terumi Ohara
輝美 大原
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Victor Company of Japan Ltd
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Victor Company of Japan Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable electron to emit light in a electrode-less lamp with ease. SOLUTION: The microwave discharge light source device 10 characterized by the construction which comprises a magnetron 16 generating microwave; a resonator 11 with an opening part 11a1 emitting light while making microwave resonate; an electrode-less lamp 14 constructed integrally with first lamp part 14a mounted in the resonator, sealing rare gas 15a and discharging media 15b inside, discharging by dint of the microwave, formed in lengthened shape turning its longitudinal direction toward the opening, and the second lamp part 14b sealing only the rare gas 15a discharging by din of microwave, formed so as to cover the longitudinal peripheral part of the first lamp part, and magnetic force generating means 12, 13 generating lines of magnetic force parallel to the longitudinal direction of the first lamp part of the electrode-less lamp and the direction of the light emitted from the electrode less lamp.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、無電極ランプ内の
放電媒体をマイクロ波によって励起させるマイクロ波放
電光源装置及びこのマイクロ波放電光源装置を用いた画
像表示装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microwave discharge light source device for exciting a discharge medium in an electrodeless lamp by microwaves, and an image display device using the microwave discharge light source device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、周知の電極を持たないマイクロ波
放電光源装置は、照明装置などの広い範囲を照射する装
置として利用されていたため、発光部がある程度広範囲
でも問題がなかった。しかしながら、近年、マイクロ波
放電光源装置を画像表示装置の光源として利用すること
が考えられるに至り、光学系により光束を制御する必要
が出て来たが、点光源化が困難なため、光束を収束させ
て高輝度化を図ることが出来なかった。これを解決する
手段としてランプから出射する出射光側に開口面積の小
さいマスクを設けることが行われていたが、ランプが全
体的に一様に発光しているため開口から出射する光量は
その一部にすぎず、極めて効率の悪いものとなってい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, a known microwave discharge light source device having no electrode has been used as a device for irradiating a wide range such as a lighting device, so that there is no problem even if the light emitting portion is wide to some extent. However, in recent years, it has been considered that a microwave discharge light source device is used as a light source for an image display device, and it has become necessary to control the light beam by an optical system. It was not possible to achieve high brightness by converging. As a means for solving this problem, a mask having a small opening area is provided on the side of the emitted light emitted from the lamp. However, since the lamp emits light uniformly as a whole, the amount of light emitted from the opening is one of those. Parts, which are extremely inefficient.

【0003】また、図11に示した如く、特開平7−1
83008号公報に開示されたマイクロ波放電光源装置
は、電子サイクロトロン共鳴を利用する方法の一例であ
る。
Further, as shown in FIG.
The microwave discharge light source device disclosed in JP 83008 is an example of a method using electron cyclotron resonance.

【0004】図11に示した従来例の一例としてのマイ
クロ波放電光源装置100では、マイクロ波を発振する
マイクロ波発振器101と、このマイクロ波発振器10
1で発振されたマイクロ波を導く導波管102と、この
導波管102に給電口103を通じて接続され且つ前方
側に開口部104aが形成された円筒状のマイクロ波共
振空洞体104と、このマイクロ波共振空洞体104内
に設けられその内部にマイクロ波によって励起されて放
電発光する放電発光物質が収容された中空球形状のラン
プ容器105と、このランプ容器105に給電装置10
6を介して磁場を印加する電磁石又は永久磁石107と
を備えて構成されている。
A microwave discharge light source device 100 as an example of a conventional example shown in FIG. 11 includes a microwave oscillator 101 for oscillating microwaves,
1. A waveguide 102 for guiding the microwave oscillated in 1; a cylindrical microwave resonance cavity 104 connected to the waveguide 102 through a feed port 103 and having an opening 104a formed on the front side; A hollow spherical lamp vessel 105 which is provided in a microwave resonance cavity 104 and contains therein a discharge luminescent substance which is excited by microwaves and emits light by discharge, and a power supply device 10
6 and an electromagnet or a permanent magnet 107 for applying a magnetic field.

【0005】そして、マイクロ波発振器101から発振
されたマイクロ波は導波管102を伝わり給電口103
からマイクロ波共振空洞体104内に給電され、マイク
ロ波によってランプ容器105内の放電発光物質が励起
されて放電発光した時に、電磁石又は永久磁石107に
よる磁場の磁力線107aがマイクロ波の進行方向とほ
ぼ平行に発生しているため、この磁場の影響でランプ容
器105内に存在する電子に図12に示したような螺旋
状の回転運動を起こさせ、いわゆる電子サイクロトン共
鳴が起きる。この後、ランプ容器105内で放電発光し
た光は磁場を加えない場合よりも螺旋状に回転運動する
分だけ光の発光パス(距離)及び発光期間が長くなり、
発光した光がマイクロ波共振空洞体104の開口部10
4aから出射されている。
The microwave oscillated from the microwave oscillator 101 travels through the waveguide 102 and is supplied to the power supply port 103.
Is supplied to the inside of the microwave resonance cavity 104, and when the discharge light-emitting substance in the lamp vessel 105 is excited by the microwave to discharge and emit light, the magnetic field line 107a of the magnetic field by the electromagnet or the permanent magnet 107 is substantially in the traveling direction of the microwave. Since the electrons are generated in parallel, the magnetic field causes electrons existing in the lamp vessel 105 to generate a helical rotational motion as shown in FIG. 12, and so-called electron cycloton resonance occurs. Thereafter, the light emitted and discharged in the lamp vessel 105 has a longer light emission path (distance) and light emission period than the case where no magnetic field is applied, as much as the light rotates in a spiral manner,
The emitted light is applied to the opening 10 of the microwave resonance cavity 104.
4a.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、図11に示
した従来のマイクロ波放電光源装置100によれば、上
述したように、ランプ容器105内の電子が回転運動す
る分だけ光の発光パス及び発光期間が長くなり、発光す
る機会が増えるものの、ランプ容器105の形状が中空
球形状であるため、ランプ容器105の球径を大きくし
ないかぎり回転運動のパスを増加させることができず、
仮にランプ容器105の球径を大きくすれば発光部が大
きくなってしまうと共に、マイクロ波放電光源装置10
0も大型になってしまう。
By the way, according to the conventional microwave discharge light source device 100 shown in FIG. 11, as described above, the light emission path and the light emission path correspond to the rotation of the electrons in the lamp vessel 105. Although the light emission period becomes longer and the opportunity to emit light increases, the shape of the lamp vessel 105 is a hollow spherical shape, so that the rotational motion path cannot be increased unless the ball diameter of the lamp vessel 105 is increased.
If the spherical diameter of the lamp vessel 105 is increased, the light emitting portion becomes large, and the microwave discharge light source device 10
0 also becomes large.

【0007】また、マイクロ波共振空洞体104の前方
に開口した開口部104aの開口面積も大きいため、画
像表示装置などに用いる場合に点光源として利用するに
充分小さく且つ高輝度の発光源にはなりえないなどの問
題が生じている。
Also, since the opening area of the opening 104a opened in front of the microwave resonance cavity 104 is large, it is small enough to be used as a point light source when used in an image display device and the like, and a high-luminance light emitting source is used. There are problems such as being unable to be.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に鑑み
てなされたものであり、第1の発明は、マイクロ波を発
生するマグネトロンと、前記マイクロ波を共振させると
共に、光を出射させる開口部を形成した共振器と、前記
共振器内に設けられ、且つ、前記マイクロ波によって放
電される希ガス及び放電媒体を封入して長手方向を前記
開口部側に向かって長尺に形成した第1ランプ部と、前
記マイクロ波によって放電される希ガスのみを封入して
前記第1ランプ部の長手方向外周部位を覆った第2ラン
プ部とで一体的に形成した無電極ランプと、前記無電極
ランプの第1ランプ部の長手方向及び該無電極ランプか
らの出射光の出射方向に平行な磁力線を発生させる磁力
発生手段とを具備したことを特徴とするマイクロ波放電
光源装置である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and a first invention is a magnetron for generating a microwave, and an aperture for resonating the microwave and emitting light. And a resonator provided in the resonator, and enclosing a rare gas and a discharge medium discharged by the microwave and forming a longitudinal direction elongated toward the opening side. An electrodeless lamp integrally formed of one lamp part, a second lamp part enclosing only the rare gas discharged by the microwave and covering the longitudinal outer peripheral part of the first lamp part; A microwave discharge light source device comprising: a magnetic force generating means for generating a magnetic line of force parallel to a longitudinal direction of a first lamp portion of an electrode lamp and an emission direction of light emitted from the electrodeless lamp.

【0009】また、第2の発明は、マイクロ波を発生す
るマグネトロンと、前記マイクロ波を共振させると共
に、光を出射させる開口部を形成した共振器と、前記共
振器内に設けられ、且つ、前記マイクロ波によって放電
される希ガス及び放電媒体を封入して長手方向を前記開
口部側に向かって長尺に形成した第1ランプ部と、前記
マイクロ波によって放電される希ガスのみを封入して前
記第1ランプ部の長手方向外周部位を覆った第2ランプ
部とで一体的に形成した無電極ランプと、前記無電極ラ
ンプの第1ランプ部の長手方向及び該無電極ランプから
の出射光の出射方向に平行な磁力線を発生させる磁力発
生手段と、前記無電極ランプからの出射光の光軸上に設
けられ、電磁誘導性と電気容量性とを併せてもったルー
プギャップ共振器とを具備したことを特徴とするマイク
ロ波放電光源装置である。
A second invention provides a magnetron for generating a microwave, a resonator having an opening for emitting the light while resonating the microwave, and a resonator provided in the resonator, A first lamp section in which the longitudinal direction is elongated toward the opening side by enclosing a rare gas and a discharge medium discharged by the microwave, and only a rare gas discharged by the microwave; An electrodeless lamp integrally formed with a second lamp portion covering an outer circumferential portion of the first lamp portion in a longitudinal direction, and a longitudinal direction of the first lamp portion of the electrodeless lamp and an output from the electrodeless lamp. Magnetic force generating means for generating a magnetic line of force parallel to the emission direction of the emitted light, and a loop gap resonator provided on the optical axis of the light emitted from the electrodeless lamp and having both electromagnetic inductive properties and electric capacitance. A microwave discharge light source apparatus characterized by equipped.

【0010】また、第3の発明は、上記した第2の発明
のマイクロ波放電光源装置において、前記ループギャッ
プ共振器を略円管状に形成し、且つ、このループギャッ
プ共振器の内径が前記無電極ランプの第1ランプ部のラ
ンプ径より小なることを特徴とするものである。
According to a third aspect, in the microwave discharge light source device according to the second aspect, the loop gap resonator is formed in a substantially tubular shape, and the inner diameter of the loop gap resonator is the same as that of the microwave discharge light source device. It is characterized in that it is smaller than the lamp diameter of the first lamp part of the electrode lamp.

【0011】また、第4の発明は、上記した第1〜請求
項3の発明のいずれかのマイクロ波放電光源装置におい
て、前記共振器に形成した前記開口部を、前記磁力線の
方向に対して略鉛直に開口したことを特徴とするもので
ある。
According to a fourth aspect of the present invention, in the microwave discharge light source device according to any one of the first to third aspects of the present invention, the opening formed in the resonator is formed with respect to a direction of the magnetic field lines. It is characterized by being opened substantially vertically.

【0012】また、第5の発明は、上記した第1〜請求
項4の発明のいずれかのマイクロ波放電光源装置におい
て、前記磁力発生手段は、永久磁石により前記磁力線を
発生させるようにしたことを特徴とするものである。
According to a fifth aspect of the present invention, in the microwave discharge light source device according to any one of the first to fourth aspects, the magnetic force generating means generates the magnetic lines of force using a permanent magnet. It is characterized by the following.

【0013】また、第6の発明は、上記した第1〜請求
項4の発明のいずれかのマイクロ波放電光源装置におい
て、前記磁力発生手段は、電磁コイルにより前記磁力線
を発生させるようにしたことを特徴とするものである。
According to a sixth aspect of the present invention, in the microwave discharge light source device according to any one of the first to fourth aspects, the magnetic force generating means generates the magnetic field lines by using an electromagnetic coil. It is characterized by the following.

【0014】また、第7の発明は、上記した第1〜第6
の発明のいずれかのマイクロ波放電光源装置において、
前記共振器に形成した前記開口部の開口面積が前記無電
極ランプのランプ径より小なることを特徴とするもので
ある。
Further, the seventh invention is characterized in that the first to sixth aspects described above.
In any one of the microwave discharge light source devices according to the invention,
An opening area of the opening formed in the resonator is smaller than a lamp diameter of the electrodeless lamp.

【0015】更に、第8の発明は、上記した第1〜第7
の発明のいずれかのマイクロ波放電光源装置を画像表示
用の投射用光源として用いたことを特徴とする画像表示
装置である。
Further, an eighth aspect of the present invention relates to the first to seventh aspects.
An image display device using any one of the microwave discharge light source devices according to the invention as a projection light source for image display.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下に本発明に係るマイクロ波放
電光源装置及びこのマイクロ波放電光源装置を用いた画
像表示装置の一実施例を図1乃至図10を参照して<第
1実施例>,<第2実施例>,<第3実施例>の順に詳
細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a microwave discharge light source device according to the present invention and an image display device using the microwave discharge light source device will be described below with reference to FIGS. >, <Second embodiment>, and <Third embodiment> in this order.

【0017】<第1実施例>図1は本発明に係る第1実
施例のマイクロ波放電光源装置を示した断面図、図2は
図1に示した第1実施例のマイクロ波放電光源装置にお
いて、磁場の影響で無電極ランプ内で発生した電子の回
転運動を説明するための図、図3は第1実施例のマイク
ロ波放電光源装置を一部変形した第1変形例を示した断
面図、図4は第1実施例のマイクロ波放電光源装置を一
部変形した第2変形例を示した断面図である。
<First Embodiment> FIG. 1 is a sectional view showing a microwave discharge light source device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a microwave discharge light source device according to the first embodiment shown in FIG. FIG. 3 is a view for explaining the rotational movement of electrons generated in the electrodeless lamp under the influence of a magnetic field. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a first modification in which the microwave discharge light source device of the first embodiment is partially modified. FIGS. 4A and 4B are sectional views showing a second modified example in which the microwave discharge light source device of the first embodiment is partially modified.

【0018】図1に示した如く、本発明に係る第1実施
例のマイクロ波放電光源装置10Aでは、共振器11が
小径部11aと大径部11bとで段付き円筒形状に形成
されている。尚、実施例では、共振器11を段付き円筒
形状に形成しているが、これに限ることなく、単なる円
筒形状でも良く、更に、箱形状でも良い。また、共振器
11の小径部11aには、先端を開口した開口部11a
1が形成されており、この小径部11aの内径に沿って
断面が三日月状の永久磁石12,13が互いに対向して
一対固着されている。尚、実施例では永久磁石12,1
3を互いに対向して一対設けているが、これに限ること
なくいずれか一方だけでも良く、更に、複数対あった方
が効果が大きい。また、ドーナツ状(リング状)の永久
磁石を用いても良いし、永久磁石に代えて電磁石を用い
ることも可能である。
As shown in FIG. 1, in the microwave discharge light source device 10A according to the first embodiment of the present invention, the resonator 11 is formed into a stepped cylindrical shape with a small diameter portion 11a and a large diameter portion 11b. . In the embodiment, the resonator 11 is formed in a stepped cylindrical shape. However, the present invention is not limited to this, and may be a simple cylindrical shape or a box shape. The small-diameter portion 11a of the resonator 11 has an opening 11a having an open end.
A pair of permanent magnets 12 and 13 having a crescent cross section are fixed to each other along the inner diameter of the small-diameter portion 11a. In the embodiment, the permanent magnets 12, 1
Although a pair of 3 is provided to face each other, the present invention is not limited to this, and only one of them may be provided. Further, a donut-shaped (ring-shaped) permanent magnet may be used, or an electromagnet may be used instead of the permanent magnet.

【0019】また、共振器11の小径部11a内で開口
部11a1側に無電極ランプ14が、一対の永久磁石1
2,13の内側に固着されている。この無電極ランプ1
4は第1実施例の要部となるものであり、透明な石英ガ
ラスを用いて両端を半球状に形成し且つ長手方向を開口
部11a1側に向かって長尺な円筒状に形成して内部に
マイクロ波によって放電される希ガス15a及び放電媒
体15bを封入した第1ランプ14aと、透明な石英ガ
ラスを用いて楕円状に形成し且つ第1ランプ部14aの
長手方向外周部位を覆って内部にマイクロ波によって放
電される希ガス15aのみを封入した第2ランプ14b
とで一体的に形成されている。
An electrodeless lamp 14 is provided between the pair of permanent magnets 1 on the side of the opening 11a1 in the small diameter portion 11a of the resonator 11.
It is fixed inside 2 and 13. This electrodeless lamp 1
Reference numeral 4 denotes a main part of the first embodiment, in which both ends are formed in a hemispherical shape using transparent quartz glass and the longitudinal direction is formed in a long cylindrical shape toward the opening 11a1 side. A first lamp 14a in which a rare gas 15a and a discharge medium 15b discharged by microwaves are sealed, and an elliptical shape formed of transparent quartz glass and covering an outer circumferential portion of the first lamp portion 14a in the longitudinal direction. Lamp 14b in which only rare gas 15a discharged by microwave is sealed
And are formed integrally.

【0020】この際、無電極ランプ14の第1ランプ1
4a内には、マイクロ波によって放電される希ガス15
aとしてアルゴン、ネオン、キセノン、クリプトン等が
封入され、且つ、マイクロ波によって放電される放電媒
体15bとしてガリウム・インジウム・タリウム等の金
属ハロゲン化物、水銀、亜鉛、硫黄、セレン、テルル等
が封入されている。一方、無電極ランプ14の第2ラン
プ14b内には、マイクロ波によって放電される希ガス
15aとしてアルゴン、ネオン、キセノン、クリプトン
等が封入されている。そして、無電極ランプ14は、後
述するように外側の第2ランプ14bが内側の第1ラン
プ14aより先に放電を開始できるように第2ランプ1
4b内の希ガス15aのガス圧、ガス容量が設定されて
いる。勿論、無電極ランプ14の第1,第2ランプ部1
4a,14b内には電極がないために長寿命化が図れる
ものである。尚、実施例では、無電極ランプ14の第1
ランプ部14aの両端を半球状に形成しているが、これ
に限ることなく、両端をフラットに形成しても良く、光
の出射側でない方の端部は突起状でも良い。
At this time, the first lamp 1 of the electrodeless lamp 14
4a, a rare gas 15 discharged by microwaves is provided.
a is filled with argon, neon, xenon, krypton, etc., and is filled with a metal halide such as gallium, indium, thallium, mercury, zinc, sulfur, selenium, tellurium, etc. as a discharge medium 15b discharged by microwaves. ing. On the other hand, the second lamp 14b of the electrodeless lamp 14 is filled with argon, neon, xenon, krypton, or the like as a rare gas 15a discharged by microwaves. The electrodeless lamp 14 is configured so that the outer second lamp 14b can start discharging before the inner first lamp 14a as described later.
The gas pressure and gas volume of the rare gas 15a in 4b are set. Of course, the first and second lamp portions 1 of the electrodeless lamp 14
Since there are no electrodes in 4a and 14b, the life can be extended. In the embodiment, the first electrodeless lamp 14
Although both ends of the lamp portion 14a are formed in a hemispherical shape, the present invention is not limited to this, and both ends may be formed flat, and the end on the side other than the light emission side may be formed as a protrusion.

【0021】この際、一対の永久磁石12,13と無電
極ランプ14との間に図示しない誘電性セラミックスを
充填又は焼結することで無電極ランプ14が一対の永久
磁石12,13を介して共振器11の小径部11a内に
固着されている。
At this time, by filling or sintering a dielectric ceramic (not shown) between the pair of permanent magnets 12 and 13 and the electrodeless lamp 14, the electrodeless lamp 14 is interposed between the pair of permanent magnets 12 and 13. It is fixed in the small diameter portion 11a of the resonator 11.

【0022】また、一対の永久磁石12,13を共振器
11の小径部11a内に取り付ける際に、一対の永久磁
石12,13からそれぞれ発生する磁力線12a,13
aの方向が無電極ランプ14の第1ランプ部14aの長
手方向及びこの無電極ランプ14からの出射光Lの出射
方向(矢印方向)と平行になるように各磁石12,13
のS極及びN極をそれぞれ設定している。
When the pair of permanent magnets 12 and 13 are mounted in the small-diameter portion 11a of the resonator 11, the lines of magnetic force 12a and 13 generated from the pair of permanent magnets 12 and 13 respectively.
The magnets 12 and 13 are arranged such that the direction of “a” is parallel to the longitudinal direction of the first lamp portion 14 a of the electrodeless lamp 14 and the emission direction (arrow direction) of the light L emitted from the electrodeless lamp 14.
S pole and N pole are set respectively.

【0023】また、共振器11の大径部11bの底面部
11b1の外側には、マイクロ波を発生するマグネトロ
ン16が取り付けられている。また、マグネトロン16
で発生したマイクロ波を発信するアンテナ17が共振器
11の大径部11b内に突出している。これにより、ア
ンテナ17から発信されたマイクロ波が共振器11の大
径部11b内で共振されて、共振したマイクロ波を無電
極ランプ14内に給電している。
A magnetron 16 for generating microwaves is attached to the outside of the bottom surface 11b1 of the large diameter portion 11b of the resonator 11. In addition, magnetron 16
An antenna 17 for transmitting the microwave generated in the above-described manner projects into the large-diameter portion 11 b of the resonator 11. As a result, the microwave transmitted from the antenna 17 resonates in the large-diameter portion 11b of the resonator 11, and feeds the resonated microwave into the electrodeless lamp 14.

【0024】そして、無電極ランプ14では、まず、共
振したマイクロ波により第2ランプ部14b内の希ガス
15aが放電を開始してプラズマ状態となり、これによ
り第2ランプ部14b内のインピーダンスが下がる。こ
れに伴って、マイクロ波が第1ランプ部14aに集中し
易くなるので、第1ランプ部14a内の希ガス15aが
放電してプラズマ状態となり、無電極ランプ14全体に
入る電力が増大し、無電極ランプ14の第1ランプ部1
4aのガラス壁の温度が上昇して、第1ランプ部14a
内に封入されている放電媒体15b中の金属が蒸発し高
温部で解離し凝縮して粒子となりこの粒子が放電の加熱
で金属特有のスペクトル発光をする。この粒子は無電極
ランプ14の第1ランプ部14a内の低温部へ移動し、
水素・酸素との反応により金属化したのち蒸発・解離・
凝縮・発光を繰り返す。
In the electrodeless lamp 14, first, the noble gas 15a in the second lamp portion 14b starts discharging due to the resonated microwaves to be in a plasma state, thereby lowering the impedance in the second lamp portion 14b. . Along with this, the microwave tends to concentrate on the first lamp portion 14a, so that the rare gas 15a in the first lamp portion 14a is discharged to be in a plasma state, and the power entering the entire electrodeless lamp 14 increases, First lamp part 1 of electrodeless lamp 14
The temperature of the glass wall of the first lamp unit 14a rises.
The metal in the discharge medium 15b encapsulated therein evaporates, dissociates and condenses in a high temperature part to become particles, and the particles emit a spectrum specific to the metal by heating of the discharge. These particles move to the low-temperature part in the first lamp part 14a of the electrodeless lamp 14,
After metallization by reaction with hydrogen and oxygen, evaporation, dissociation,
Repeats condensation and light emission.

【0025】ここで、一対の永久磁石12,13からそ
れぞれ発生する磁力線12a,13aの方向が無電極ラ
ンプ14の第1ランプ部14aの長手方向及びこの無電
極ランプ14からの出射光Lの出射方向(矢印方向)と
平行になっているので、磁力線12a,13aの方向に
より、電子サイクロトロン共鳴が起こり無電極ランプ1
4の第1ランプ部14a内に発生した電子が共振器11
の小径部11aに形成した開口部11a側の出射方向に
向かって図2に示したように磁力線12a,13a間で
螺旋状に回転運動するので、出射光Lが共振器11の小
径部11aに形成した開口部11aから出射される。こ
の際、無電極ランプ14の第1ランプ部14a内に発生
した電子の回転半径(ラーモア半径)は無電極ランプ1
4の第1ランプ部14aのランプ径φDより充分小さ
く、且つ、電子の螺旋状の回転運動により光の発光パス
(距離)及び発光期間を非常に長くすることが出来ると
共に、電子が第1ランプ部14aのランプ壁に衝突して
エネルギーを失うまでの距離も長くすることが出来、電
子が自由に運動していたときにランプ壁に衝突して消費
していたマイクロ波のエネルギーを効率良く利用するこ
とが出来る。
Here, the direction of the lines of magnetic force 12a, 13a generated from the pair of permanent magnets 12, 13, respectively, is the longitudinal direction of the first lamp portion 14a of the electrodeless lamp 14, and the emission of the emitted light L from the electrodeless lamp 14. Since it is parallel to the direction (the direction of the arrow), electron cyclotron resonance occurs depending on the direction of the lines of magnetic force 12a and 13a, and the electrodeless lamp 1
4 generated in the first lamp portion 14 a
As shown in FIG. 2, the light L is helically rotated between the lines of magnetic force 12 a and 13 a toward the emission direction on the side of the opening 11 a formed in the small diameter portion 11 a of the resonator 11. The light is emitted from the formed opening 11a. At this time, the turning radius (Larmor radius) of the electrons generated in the first lamp portion 14a of the electrodeless lamp 14 is the same as that of the electrodeless lamp 1.
4 is sufficiently smaller than the lamp diameter φD of the first lamp portion 14a, and the light emitting path (distance) and the light emitting period of light can be made extremely long by the helical rotational movement of the electrons. The distance until the energy is lost by colliding with the lamp wall of the portion 14a can be lengthened, and the energy of the microwaves consumed by colliding with the lamp wall when electrons are freely moving can be efficiently used. You can do it.

【0026】また、磁束密度の高いほど電子サイクロト
ロン共鳴を起こし易くなることから無電極ランプ14の
第1ランプ部14aの長手方向に平行な磁力線が形成さ
れるように一対の永久磁石12,13を無電極ランプ1
4を挟んで配置することにより、無電極ランプ14の第
1ランプ部14aの長手方向の中心部近傍が磁束密度が
高くなり円柱状に強く発光する。そして、発光した光
は、無電極ランプ14の第1ランプ部14aの半球状の
端部から出射光Lとして取り出す。ここで、共振器11
の小径部11aに形成した開口部11aを磁力線12
a,13aの方向に対して略鉛直に開口することで、開
口部11aは出射光Lの光束に略鉛直な断面を取る形と
なり、出射光Lの中心部が明るく小面積の点光源が得ら
れる。
Since electron cyclotron resonance is more likely to occur as the magnetic flux density is higher, a pair of permanent magnets 12 and 13 are formed so that lines of magnetic force parallel to the longitudinal direction of the first lamp portion 14a of the electrodeless lamp 14 are formed. Electrodeless lamp 1
By arranging the electrode lamps 4 therebetween, the magnetic flux density becomes high near the center of the first lamp portion 14a of the electrodeless lamp 14 in the longitudinal direction, and the columnar lamp 14 emits light strongly. The emitted light is extracted from the hemispherical end of the first lamp portion 14a of the electrodeless lamp 14 as emitted light L. Here, the resonator 11
The opening 11a formed in the small diameter portion 11a is
By opening substantially perpendicularly to the directions of a and 13a, the opening 11a takes a cross section substantially perpendicular to the luminous flux of the emitted light L, and a point light source having a bright central portion of the emitted light L and a small area is obtained. Can be

【0027】次に、図1に示した第1実施例のマイクロ
波放電光源装置10Aを一部変形した第1変形例につい
て図3を用いて簡略に説明する。尚、図3では先に説明
した第1実施例のマイクロ波放電光源装置10Aの構成
部材と同一構成部材に対して同一の符番を付すと共に、
以下の説明では先に説明した第1実施例のマイクロ波放
電光源装置10Aと異なる点についてのみ説明する。
Next, a first modified example in which the microwave discharge light source device 10A of the first embodiment shown in FIG. 1 is partially modified will be briefly described with reference to FIG. In FIG. 3, the same reference numerals are given to the same components as those of the microwave discharge light source device 10A of the first embodiment described above,
In the following description, only differences from the microwave discharge light source device 10A of the first embodiment described above will be described.

【0028】図3に示した如く、第1変形例のマイクロ
波放電光源装置10Bでは、共振器11の小径部11a
の先端に開口した開口部11a1に、無電極ランプ14
の第1ランプ部14aのランプ径φDより充分小さい直
径で略1mm以下の中心孔18aを穿設した蓋18を取
り付けることで、この中心孔18aから出射した出射光
Lがより鮮明な点光源として得られ、中心孔18aの開
口面積が小さくとも効率良く出射光Lを取り出すことが
出来る。また、中心孔18aを穿設した蓋18に金属材
料を用いたり、又は、金網と遮光部材とを組み合わせて
用いることでマイクロ波の外部への漏洩を防止する効果
が得られる。
As shown in FIG. 3, in the microwave discharge light source device 10B of the first modified example, the small diameter portion 11a of the resonator 11
The electrodeless lamp 14 is provided in the opening 11a1
By attaching a lid 18 having a central hole 18a having a diameter sufficiently smaller than the lamp diameter φD of the first lamp portion 14a and having a diameter of about 1 mm or less, the emitted light L emitted from the central hole 18a becomes a clearer point light source. Thus, even if the opening area of the center hole 18a is small, the emitted light L can be efficiently extracted. Further, by using a metal material for the lid 18 having the center hole 18a formed therein, or by using a combination of a wire mesh and a light shielding member, an effect of preventing leakage of microwaves to the outside can be obtained.

【0029】次に、図1に示した第1実施例のマイクロ
波放電光源装置10A又は第1変形例のマイクロ波放電
光源装置10Bを一部変形した第2変形例について図4
を用いて簡略に説明する。尚、図4では先に説明したマ
イクロ波放電光源装置10A,10Bの構成部材と同一
構成部材に対して同一の符番を付すと共に、以下の説明
では先に説明したマイクロ波放電光源装置10A,10
Bと異なる点についてのみ説明する。また、図4では共
振器11の小径部11aの先端に略1mm以下の中心孔
18aを穿設した蓋18を取り付けているが、第2変形
例では蓋18を必要に応じて取り付けつければ良いもの
とする。
Next, a second modified example in which the microwave discharge light source device 10A of the first embodiment shown in FIG. 1 or the microwave discharge light source device 10B of the first modified example is partially modified is shown in FIG.
This will be briefly described with reference to FIG. In FIG. 4, the same reference numerals are given to the same components as those of the microwave discharge light source devices 10A, 10B described above, and in the following description, the microwave discharge light source devices 10A, 10A, 10
Only the differences from B will be described. Further, in FIG. 4, the lid 18 having the center hole 18a of about 1 mm or less is attached to the tip of the small diameter portion 11a of the resonator 11, but in the second modified example, the lid 18 may be attached as needed. Shall be.

【0030】ここで、前記した第1実施例のマイクロ波
放電光源装置10A又は第1変形例のマイクロ波放電光
源装置10Bにおいて、マイクロ波により無電極ランプ
14の温度が略500゜C〜1000゜Cと高温になる
ため、共振器11の小径部11a内に設けた一対の永久
磁石12,13は無電極ランプ14からの高熱により極
端に磁化の強さが減じてしまう。勿論、永久磁石12,
13を用いずに電磁石を用いた場合でも上記と同様に減
磁される。
Here, in the microwave discharge light source device 10A of the first embodiment or the microwave discharge light source device 10B of the first modified example, the temperature of the electrodeless lamp 14 is approximately 500 ° C. to 1000 ° C. by the microwave. Since the temperature is increased to C, the pair of permanent magnets 12 and 13 provided in the small-diameter portion 11a of the resonator 11 have extremely reduced magnetization intensity due to high heat from the electrodeless lamp 14. Of course, the permanent magnet 12,
Even when an electromagnet is used without using 13, the demagnetization is performed in the same manner as described above.

【0031】そこで、図4に示した如く、第2変形例の
マイクロ波放電光源装置10Cでは、共振器11の小径
部11aの外側に三日月状の永久磁石12,13を互い
に対向して図示しない保持部材を用いて一対保持させて
いる。尚、第2変形例でも一対の永久磁石12,13を
互いに対向させて設けているが、これに限ることなくい
ずれか一方だけでも良く、更に、複数対あった方が効果
が大きい。また、ドーナツ状(リング状)の永久磁石を
用いても良いし、永久磁石に代えて電磁石を用いること
も可能である。
Therefore, as shown in FIG. 4, in the microwave discharge light source device 10C of the second modification, the crescent-shaped permanent magnets 12, 13 are not shown facing each other outside the small diameter portion 11a of the resonator 11. A pair is held using a holding member. In the second modified example, the pair of permanent magnets 12 and 13 are provided so as to face each other. However, the present invention is not limited to this, and only one of them may be used. Further, a donut-shaped (ring-shaped) permanent magnet may be used, or an electromagnet may be used instead of the permanent magnet.

【0032】ここで、一対の永久磁石12,13を共振
器11の小径部11aの外側に設ける際に、少なくとも
共振器11の小径部11a部位は、比透磁率の小さい材
料を用いて形成するか、あるいは導電性のあるメッシュ
材料を用いて形成することで、無電極ランプ14からの
高熱の影響を低減して磁力線12a,13aの集中を行
わせることが出来る。
Here, when the pair of permanent magnets 12 and 13 are provided outside the small-diameter portion 11a of the resonator 11, at least the small-diameter portion 11a of the resonator 11 is formed using a material having a small relative magnetic permeability. Alternatively, by using a conductive mesh material, the influence of high heat from the electrodeless lamp 14 can be reduced and the magnetic lines of force 12a and 13a can be concentrated.

【0033】上記構成によるマイクロ波放電光源装置1
0A(又は10B,もしくは10C)は、無電極ランプ
14により長寿命化が図れ、且つ、無電極ランプ14を
構成する内側の第1ランプ部14aに希ガス15a及び
放電媒体15bを封入し、無電極ランプ14を構成する
外側の第2ランプ部14bに希ガス15aのみを封入す
ることにより、まず、共振したマイクロ波により第2ラ
ンプ部14b内の希ガス15aが放電を開始してプラズ
マ状態となり、これにより第2ランプ部14b内のイン
ピーダンスが下がるので、これに伴って、マイクロ波が
第1ランプ部14aに集中し易くなり、第1ランプ部1
4a内で電子が発光し易くなり、金属特有のスペクトル
発光をすることができる。また、無電極ランプ14の第
1ランプ部14aの長手方向及びこの無電極ランプ14
からの出射光Lの出射方向と平行な磁力線12a,13
aを無電極ランプ14に与えて光の発光パス(距離)及
び発光期間を長くすることで、出射光Lの出射方向に対
して放電効率を上げ高輝度化し小さい面積から出射光L
を出射させることで、無電極ランプ14からの出射光L
を点光源として利用できる。
The microwave discharge light source device 1 having the above configuration
For 0A (or 10B or 10C), the life can be prolonged by the electrodeless lamp 14, and the rare gas 15a and the discharge medium 15b are sealed in the first lamp portion 14a inside the electrodeless lamp 14. By enclosing only the noble gas 15a in the outer second lamp portion 14b constituting the electrode lamp 14, first, the noble gas 15a in the second lamp portion 14b starts discharging due to the resonated microwaves and becomes a plasma state. As a result, the impedance in the second lamp section 14b is reduced, and accordingly, the microwaves are easily concentrated on the first lamp section 14a, and the first lamp section 1
Electrons are easily emitted within 4a, and a spectrum specific to a metal can be emitted. The longitudinal direction of the first lamp portion 14a of the electrodeless lamp 14 and the electrodeless lamp 14
Lines of magnetic force 12a, 13 parallel to the direction of emission of light L emitted from
is given to the electrodeless lamp 14 to extend the light emission path (distance) and the light emission period of the light, thereby increasing the discharge efficiency in the emission direction of the emitted light L, increasing the brightness, and increasing the emitted light L from a small area.
Is emitted, the emitted light L from the electrodeless lamp 14 is emitted.
Can be used as a point light source.

【0034】<第2実施例>図5は本発明に係る第2実
施例のマイクロ波放電光源装置を示した断面図、図6は
第2実施例のマイクロ波放電光源装置を一部変形した第
1変形例を示した断面図、図7は第2実施例のマイクロ
波放電光源装置を一部変形した第2変形例を示した断面
図、図8は図5〜図7に示したマイクロ波放電光源装置
において、ループギャップ共振器を拡大して示した斜視
図である。
<Second Embodiment> FIG. 5 is a sectional view showing a microwave discharge light source device of a second embodiment according to the present invention, and FIG. 6 is a partially modified microwave discharge light source device of the second embodiment. FIG. 7 is a sectional view showing a first modification, FIG. 7 is a sectional view showing a second modification in which the microwave discharge light source device of the second embodiment is partially modified, and FIG. FIG. 3 is an enlarged perspective view showing a loop gap resonator in the wave discharge light source device.

【0035】図5に示した本発明に係る第2実施例のマ
イクロ波放電光源装置20A及び図6に示した第2実施
例を一部変形した第1変形例のマイクロ波放電光源装置
20B並びに図7に示した第2実施例を一部変形した第
2変形例のマイクロ波放電光源装置20Cは、先に説明
した第1実施例におけるマイクロ波放電光源装置10
A,10B,10Cとそれぞれ対応関係があり、ここで
は第1実施例におけるマイクロ波放電光源装置10A,
10B,10Cと異なる点についてのみ新たな符番を付
して説明する。
A microwave discharge light source device 20A according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 5 and a microwave discharge light source device 20B according to a first modification obtained by partially modifying the second embodiment shown in FIG. A microwave discharge light source device 20C according to a second modified example in which the second embodiment illustrated in FIG. 7 is partially modified is the same as the microwave discharge light source device 10 according to the first embodiment described above.
A, 10B, and 10C respectively correspond to each other. Here, the microwave discharge light source devices 10A, 10A,
Only different points from 10B and 10C will be described with new reference numerals.

【0036】図5(又は図6、もしくは図7)に示した
マイクロ波放電光源装置20A(又は20B,もしくは
20B)において、共振器11の小径部11a内に設け
た無電極ランプ14の光の出射側でこのランプ14の光
軸K上には、第2実施例の要部となる円管状のループギ
ャップ共振器21が設けられている。この際、ループギ
ャップ共振器21の中心軸を無電極ランプ14の光軸K
に合わせることでループギャップ共振器21の中心軸方
向は無電極ランプ14からの出射光Lの出射方向(矢印
方向)と平行になると共に、ループギャップ共振器21
は無電極ランプ14の光軸Kに対して略直交して設けら
れている。尚、実施例では、ループギャップ共振器21
を無電極ランプ14の光の出射側に設けているが、無電
極ランプ14の両端に設けても良い。
In the microwave discharge light source device 20A (or 20B or 20B) shown in FIG. 5 (or FIG. 6 or FIG. 7), the light of the electrodeless lamp 14 provided in the small diameter portion 11a of the resonator 11 is On the emission side, on the optical axis K of the lamp 14, a tubular loop gap resonator 21 which is a main part of the second embodiment is provided. At this time, the center axis of the loop gap resonator 21 is set to the optical axis K of the electrodeless lamp 14.
, The central axis direction of the loop gap resonator 21 becomes parallel to the emission direction (the direction of the arrow) of the emitted light L from the electrodeless lamp 14, and the loop gap resonator 21
Is provided substantially orthogonal to the optical axis K of the electrodeless lamp 14. In the embodiment, the loop gap resonator 21
Is provided on the light emission side of the electrodeless lamp 14, but may be provided at both ends of the electrodeless lamp 14.

【0037】また、円管状のループギャップ共振器21
の外周部位と、無電極ランプ14の外周部位及び/又は
一対の永久磁石12,13の内周部位との間で図示しな
い誘電性セラミックスを充填することで、ループギャッ
プ共振器21は共振器11と一体となって共振器11と
同一の共振周波数を持つ構造となる。また、ループギャ
ップ共振器21は、後述するように電磁誘導性と電気容
量性とを併せ持つ構造形態を採用している。
The circular loop gap resonator 21
Is filled with dielectric ceramics (not shown) between the outer peripheral portion of the electrodeless lamp 14 and the outer peripheral portion of the electrodeless lamp 14 and / or the inner peripheral portions of the pair of permanent magnets 12 and 13. And a structure having the same resonance frequency as the resonator 11. Further, the loop gap resonator 21 employs a structural form having both electromagnetic induction and electric capacitance as described later.

【0038】即ち、図8に拡大して示した如く、ループ
ギャップ共振器21は、銅,アルミ,銀などの導電性材
料からなる略円管状の共振環部21aと、この共振環部
21aの一部を細い幅で切り欠いたギャップ部21bと
からなり、共振環部21aの内径φdが無電極ランプ1
4の第1ランプ部14のランプ径φDより小さく形成さ
れている。尚、実施例では、円管状の共振環部21aに
一つのギャップ部21bを形成したが、これに限ること
なく、円管状の共振環部21aに複数のギャップ部21
bを形成して、各ギャップ部21bに誘電性セラミック
スを充填して保持することで電磁的にループ状にするこ
とも可能である。
That is, as shown in an enlarged manner in FIG. 8, the loop gap resonator 21 includes a substantially tubular resonance ring portion 21a made of a conductive material such as copper, aluminum, and silver, and the resonance ring portion 21a. A gap 21b, which is partially cut away with a small width, has an inner diameter φd of the resonance ring 21a.
4 is smaller than the lamp diameter φD of the first lamp portion 14. In the embodiment, one gap portion 21b is formed in the tubular resonance ring portion 21a. However, the present invention is not limited to this.
It is also possible to form a loop b and fill each gap portion 21b with a dielectric ceramic and hold it, thereby forming an electromagnetic loop.

【0039】ここで、ループギャップ共振器21の中心
軸方向を変動電磁場の磁束の方向と平行になるように配
置すると、共振環部21aが電磁誘導性を持つので円周
方向に渦状の誘導電位が生じ、これによりギャップ部2
1bに電場が生じて電気容量性を持つものである。
Here, when the center axis direction of the loop gap resonator 21 is arranged so as to be parallel to the direction of the magnetic flux of the fluctuating electromagnetic field, since the resonance ring 21a has electromagnetic inductive properties, a spiral induced potential in the circumferential direction is obtained. Is generated, which causes a gap 2
An electric field is generated in 1b to have electric capacitance.

【0040】従って、マイクロ波放電光源装置20A
(又は20B、もしくは20C)では、ループギャップ
共振器21によりマイクロ波のエネルギーを効率良く無
電極ランプ14内に導いて、無電極ランプ14の出射光
Lの出射方向に対して放電効率を上げ高輝度化し小さい
面積から出射光Lを出射させることで、無電極ランプ1
4からの出射光Lを点光源として利用できる。
Accordingly, the microwave discharge light source device 20A
In (or 20B or 20C), the microwave energy is efficiently guided into the electrodeless lamp 14 by the loop gap resonator 21 to increase the discharge efficiency in the emission direction of the light L emitted from the electrodeless lamp 14 and increase the discharge efficiency. By emitting the emitted light L from a small area with reduced brightness, the electrodeless lamp 1
4 can be used as a point light source.

【0041】<第3実施例>図9は本発明に係るマイク
ロ波放電光源装置を用いた画像表示装置として透過型の
場合を示した構成図、図10は本発明に係るマイクロ波
放電光源装置を用いた画像表示装置として反射型の場合
を示した構成図である。
<Third Embodiment> FIG. 9 is a structural view showing a transmission type image display device using a microwave discharge light source device according to the present invention, and FIG. 10 is a microwave discharge light source device according to the present invention. FIG. 2 is a configuration diagram showing a case of a reflection type as an image display device using the image display device.

【0042】まず、図9に示した如く、透過型の画像表
示装置30は、先に説明した第1実施例(又は第2実施
例)におけるマイクロ波放電光源装置10A〜10C
(又は20A〜20C)を構成する無電極ランプ14か
ら出射した出射光Lがレンズ31により透過型液晶板3
2に照射される。この透過型液晶板32は、液晶駆動回
路33からの画像信号により所望の画像を表示する。透
過型液晶板32を透過した画像光Gは投射レンズ34に
より拡大されてスクリーン35上に拡大投射される。
First, as shown in FIG. 9, the transmission type image display device 30 is the same as the microwave discharge light source devices 10A to 10C in the first embodiment (or the second embodiment) described above.
(Or 20A to 20C), the emitted light L emitted from the electrodeless lamp 14 constituting the
2 is irradiated. The transmissive liquid crystal plate 32 displays a desired image according to an image signal from the liquid crystal drive circuit 33. The image light G transmitted through the transmissive liquid crystal plate 32 is enlarged by a projection lens 34 and is enlarged and projected on a screen 35.

【0043】従って、先に説明したマイクロ波放電光源
装置10A〜10C(又は20A〜20C)を用いて無
電極ランプ14の出射光Lの出射方向に対して放電効率
を上げ高輝度化し小さい面積から出射光Lを出射させる
ことで、無電極ランプ14からの出射光Lを点光源とし
て利用できるので、透過型の画像表示装置30の投射用
光源として低消費電力であり、且つ、画像を高輝度/高
画質/高精細に拡大投射できる。
Therefore, by using the microwave discharge light source devices 10A to 10C (or 20A to 20C) described above, the discharge efficiency is increased in the emission direction of the emission light L of the electrodeless lamp 14, the brightness is increased, and the area is reduced. By emitting the emitted light L, the emitted light L from the electrodeless lamp 14 can be used as a point light source, so that the light source for projection of the transmissive image display device 30 has low power consumption and high brightness of the image. / High-quality / High-definition enlarged projection.

【0044】次に、図10に示した如く、反射型の画像
表示装置40は、光アドレス型空間変調素子41の一方
の面41aに画像信号に応じた書き込み光Wが照射され
て光情報が書き込まれ、この光情報が内部で増幅されて
いる。
Next, as shown in FIG. 10, in the reflection type image display device 40, one surface 41a of the light address type spatial modulation element 41 is irradiated with the writing light W corresponding to the image signal, and the optical information is written. Written and this optical information is amplified internally.

【0045】一方、先に説明した第1実施例(又は第2
実施例)におけるマイクロ波放電光源装置10A〜10
C(又は20A〜20C)を構成する無電極ランプ14
から出射した出射光Lは、赤外線カットフィルタ42、
レンズ43、波長フィルタ44を通ってポラリゼーショ
ン・ビームスプリッタ45に入射され、ポラリゼーショ
ン・ビームスプリッタ45の半透過反射膜45aで反射
されて反射光が光アドレス型空間変調素子41の他方の
面41bに照射され、この他方の面41bで画像情報を
含んだ読み出し光Rとして反射される。この後、画像情
報を含んだ読み出し光Rは、ポラリゼーション・ビーム
スプリッタ45の半透過反射膜45aを透過して投射レ
ンズ46により拡大されてスクリーン47上に拡大投射
される。
On the other hand, the first embodiment (or the second
Example 10) Microwave discharge light source devices 10A to 10A to 10
Electrodeless lamp 14 constituting C (or 20A to 20C)
Outgoing light L emitted from the infrared cut filter 42,
The light enters the polarization beam splitter 45 through the lens 43 and the wavelength filter 44, is reflected by the semi-transmissive reflection film 45 a of the polarization beam splitter 45, and is reflected by the other side of the optically addressed spatial modulation element 41. The light is emitted to the surface 41b, and is reflected as read light R including image information on the other surface 41b. Thereafter, the readout light R including the image information is transmitted through the transflective film 45a of the polarization beam splitter 45, is enlarged by the projection lens 46, and is enlarged and projected on the screen 47.

【0046】従って、先に説明したマイクロ波放電光源
装置10A〜10C(又は20A〜20C)を用いて無
電極ランプ14の出射光Lの出射方向に対して放電効率
を上げ高輝度化し小さい面積から出射光Lを出射させる
ことで、無電極ランプ14からの出射光Lを点光源とし
て利用できるので、反射型の画像表示装置40の投射用
光源として低消費電力であり、且つ、画像を高輝度/高
画質/高精細に拡大投射できる。
Accordingly, by using the microwave discharge light source devices 10A to 10C (or 20A to 20C) described above, the discharge efficiency is increased in the emission direction of the emission light L of the electrodeless lamp 14, the brightness is increased, and the area is reduced. By emitting the emitted light L, the emitted light L from the electrodeless lamp 14 can be used as a point light source, so that it consumes low power as a light source for projection of the reflection type image display device 40 and has high brightness of an image. / High-quality / High-definition enlarged projection.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上詳述した本発明に係る本発明に係る
マイクロ波放電光源装置において、請求項1記載による
と、無電極ランプにより長寿命化が図れ、且つ、無電極
ランプを構成する内側の第1ランプ部に希ガス及び放電
媒体を封入し、無電極ランプを構成する外側の第2ラン
プ部に希ガスのみを封入することにより、まず、共振し
たマイクロ波により第2ランプ部内の希ガスが放電を開
始してプラズマ状態となり、これにより第2ランプ部内
のインピーダンスが下がるので、これに伴って、マイク
ロ波が第1ランプ部に集中し易くなり、第1ランプ部内
で電子が発光し易くなり、金属特有のスペクトル発光を
することができる。また、無電極ランプの第1ランプ部
及びこの無電極ランプからの出射光の出射方向と平行な
磁力線を無電極ランプに与えて光の発光パス(距離)及
び発光期間を長くすることで、出射光の出射方向に対し
て放電効率を上げ高輝度化し小さい面積から出射光を出
射させることで、無電極ランプからの出射光を点光源と
して利用できる。
In the microwave discharge light source device according to the present invention described in detail above, according to the first aspect, the life of the electrodeless lamp can be extended, and the inner side constituting the electrodeless lamp can be achieved. The first lamp portion is filled with a rare gas and a discharge medium, and the outer second lamp portion constituting the electrodeless lamp is filled with only a rare gas. The gas starts discharging and becomes a plasma state, thereby lowering the impedance in the second lamp section. As a result, microwaves are easily concentrated on the first lamp section, and electrons are emitted in the first lamp section. This makes it easier to emit a spectrum specific to a metal. In addition, the first lamp portion of the electrodeless lamp and the lines of magnetic force parallel to the emission direction of the light emitted from the electrodeless lamp are given to the electrodeless lamp to lengthen the light emission path (distance) and the light emission period, so that the light is emitted. By increasing the discharge efficiency with respect to the emission direction of the emitted light, increasing the brightness, and emitting the emitted light from a small area, the emitted light from the electrodeless lamp can be used as a point light source.

【0048】また、請求項2記載によると、請求項1記
載と同様の効果が得られると共に、更に、ループギャッ
プ共振器によりマイクロ波のエネルギーを効率良く無電
極ランプ内に導いて、無電極ランプの出射光の出射方向
に対して放電効率を上げ高輝度化し小さい面積から出射
光を出射させることで、無電極ランプからの出射光を点
光源として利用できる。
According to the second aspect of the present invention, the same effect as that of the first aspect is obtained, and the energy of the microwave is efficiently guided into the electrodeless lamp by the loop gap resonator. By increasing the discharge efficiency with respect to the emission direction of the emitted light, increasing the brightness, and emitting the emitted light from a small area, the emitted light from the electrodeless lamp can be used as a point light source.

【0049】また、本発明に係るマイクロ波放電光源装
置を用いた画像表示装置によれば、上記した無電極ラン
プの性能による点光源を画像表示用の投射用光源として
用いているので、画像表示装置の低消費電力に寄与で
き、且つ、マイクロ波放電光源装置により画像を高輝度
/高画質/高精細に拡大投射できる。
Further, according to the image display device using the microwave discharge light source device according to the present invention, the point light source based on the performance of the electrodeless lamp is used as the projection light source for image display. It can contribute to the low power consumption of the device, and can enlarge and project an image with high brightness / high image quality / high definition by the microwave discharge light source device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る第1実施例のマイクロ波放電光源
装置を示した断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a microwave discharge light source device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した第1実施例のマイクロ波放電光源
装置において、磁場の影響で無電極ランプ内で発生した
電子の回転運動を説明するための図である。
FIG. 2 is a view for explaining a rotational movement of electrons generated in an electrodeless lamp under the influence of a magnetic field in the microwave discharge light source device of the first embodiment shown in FIG.

【図3】第1実施例のマイクロ波放電光源装置を一部変
形した第1変形例を示した断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a first modification in which the microwave discharge light source device of the first embodiment is partially modified.

【図4】第1実施例のマイクロ波放電光源装置を一部変
形した第2変形例を示した断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing a second modification in which the microwave discharge light source device of the first embodiment is partially modified.

【図5】本発明に係る第2実施例のマイクロ波放電光源
装置を示した断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a microwave discharge light source device according to a second embodiment of the present invention.

【図6】第2実施例のマイクロ波放電光源装置を一部変
形した第1変形例を示した断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a first modification in which the microwave discharge light source device of the second embodiment is partially modified.

【図7】第2実施例のマイクロ波放電光源装置を一部変
形した第2変形例を示した断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a second modification in which the microwave discharge light source device of the second embodiment is partially modified.

【図8】図5〜図7に示したマイクロ波放電光源装置に
おいて、ループギャップ共振器を拡大して示した斜視図
である。
FIG. 8 is an enlarged perspective view of a loop gap resonator in the microwave discharge light source device shown in FIGS.

【図9】本発明に係るマイクロ波放電光源装置を用いた
画像表示装置として透過型の場合を示した構成図であ
る。
FIG. 9 is a configuration diagram showing a transmission type image display device using the microwave discharge light source device according to the present invention.

【図10】本発明に係るマイクロ波放電光源装置を用い
た画像表示装置として反射型の場合を示した構成図であ
る。
FIG. 10 is a configuration diagram showing a reflective type image display device using the microwave discharge light source device according to the present invention.

【図11】従来例の一例としてマイクロ波放電光源装置
を示した構成図である。
FIG. 11 is a configuration diagram showing a microwave discharge light source device as an example of a conventional example.

【図12】図12に示したマイクロ波放電光源装置にお
いて、磁場の影響でランプ容器内に存在する電子の回転
運動を説明するための図である。
FIG. 12 is a diagram for explaining a rotational motion of electrons existing in a lamp vessel under the influence of a magnetic field in the microwave discharge light source device shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10A…本発明に係る第1実施例のマイクロ波放電光源
装置、10B…第1実施例を一部変形した第1変形例の
マイクロ波放電光源装置、10C…第1実施例を一部変
形した第2変形例のマイクロ波放電光源装置、11…共
振器11、11a…小径部、11a1…開口部、11b
…大径部、12,13…永久磁石、12a,13a…磁
力線、14…無電極ランプ、14a…第1ランプ部、1
4b…第2ランプ部、15a…希ガス、15b…放電媒
体、16…マグネトロン、18…蓋、18a…中心孔、
20A…本発明に係る第2実施例のマイクロ波放電光源
装置、20B…第2実施例を一部変形した第1変形例の
マイクロ波放電光源装置、20C…第2実施例を一部変
形した第2変形例のマイクロ波放電光源装置、21…ル
ープギャップ共振器、30…本発明に係るマイクロ波放
電光源装置を用いた透過型の画像表示装置、40…本発
明に係るマイクロ波放電光源装置を用いた反射型の画像
表示装置、L…出射光。
10A: a microwave discharge light source device according to the first embodiment of the present invention; 10B: a microwave discharge light source device according to a first modification in which the first embodiment is partially modified; 10C: a partially modified first embodiment. Microwave discharge light source device of second modified example, 11: resonator 11, 11a: small diameter portion, 11a1: opening, 11b
... Large diameter portion, 12,13 ... Permanent magnet, 12a, 13a ... Line of magnetic force, 14 ... Electrodeless lamp, 14a ... First lamp portion, 1
4b 2nd lamp part, 15a rare gas, 15b discharge medium, 16 magnetron, 18 lid, 18a central hole,
20A: a microwave discharge light source device according to the second embodiment of the present invention; 20B: a microwave discharge light source device according to a first modification in which the second embodiment is partially modified; 20C: a partially modified second embodiment. Microwave discharge light source device of second modification, 21: loop gap resonator, 30: transmission type image display device using microwave discharge light source device according to the present invention, 40: microwave discharge light source device according to the present invention , A reflection type image display device using L, L ... outgoing light.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】マイクロ波を発生するマグネトロンと、 前記マイクロ波を共振させると共に、光を出射させる開
口部を形成した共振器と、 前記共振器内に設けられ、且つ、前記マイクロ波によっ
て放電される希ガス及び放電媒体を封入して長手方向を
前記開口部側に向かって長尺に形成した第1ランプ部
と、前記マイクロ波によって放電される希ガスのみを封
入して前記第1ランプ部の長手方向外周部位を覆った第
2ランプ部とで一体的に形成した無電極ランプと、 前記無電極ランプの第1ランプ部の長手方向及び該無電
極ランプからの出射光の出射方向に平行な磁力線を発生
させる磁力発生手段とを具備したことを特徴とするマイ
クロ波放電光源装置。
A magnetron for generating a microwave; a resonator having an opening for emitting the light while resonating the microwave; and a resonator provided in the resonator and discharged by the microwave. And a first lamp section enclosing a rare gas and a discharge medium and having a longitudinal direction elongated toward the opening side, and enclosing only a rare gas discharged by the microwave. An electrodeless lamp integrally formed with a second lamp portion covering an outer peripheral portion in the longitudinal direction of the electrodeless lamp; and a longitudinal direction of a first lamp portion of the electrodeless lamp and a direction parallel to an emission direction of light emitted from the electrodeless lamp. And a magnetic force generating means for generating a line of magnetic force.
【請求項2】マイクロ波を発生するマグネトロンと、 前記マイクロ波を共振させると共に、光を出射させる開
口部を形成した共振器と、 前記共振器内に設けられ、且つ、前記マイクロ波によっ
て放電される希ガス及び放電媒体を封入して長手方向を
前記開口部側に向かって長尺に形成した第1ランプ部
と、前記マイクロ波によって放電される希ガスのみを封
入して前記第1ランプ部の長手方向外周部位を覆った第
2ランプ部とで一体的に形成した無電極ランプと、 前記無電極ランプの第1ランプ部の長手方向及び該無電
極ランプからの出射光の出射方向に平行な磁力線を発生
させる磁力発生手段と、 前記無電極ランプからの出射光の光軸上に設けられ、電
磁誘導性と電気容量性とを併せてもったループギャップ
共振器とを具備したことを特徴とするマイクロ波放電光
源装置。
2. A magnetron for generating a microwave, a resonator having an opening for emitting the light while resonating the microwave, and provided in the resonator and discharged by the microwave. And a first lamp section enclosing a rare gas and a discharge medium and having a longitudinal direction elongated toward the opening side, and enclosing only a rare gas discharged by the microwave. An electrodeless lamp integrally formed with a second lamp portion covering an outer peripheral portion in the longitudinal direction of the electrodeless lamp; and a longitudinal direction of a first lamp portion of the electrodeless lamp and a direction parallel to an emission direction of light emitted from the electrodeless lamp. And a loop gap resonator provided on the optical axis of the light emitted from the electrodeless lamp and having both electromagnetic inductive properties and electric capacitive properties. Microwave discharge light source device.
【請求項3】前記ループギャップ共振器を略円管状に形
成し、且つ、このループギャップ共振器の内径が前記無
電極ランプの第1ランプ部のランプ径より小なることを
特徴とする請求項2記載のマイクロ波放電光源装置。
3. The loop gap resonator according to claim 1, wherein said loop gap resonator is formed in a substantially tubular shape, and an inner diameter of said loop gap resonator is smaller than a lamp diameter of a first lamp portion of said electrodeless lamp. 3. The microwave discharge light source device according to 2.
【請求項4】前記共振器に形成した前記開口部を、前記
磁力線の方向に対して略鉛直に開口したことを特徴とす
る請求項1〜請求項3のいずれか1項記載のマイクロ波
放電光源装置。
4. The microwave discharge according to claim 1, wherein said opening formed in said resonator is opened substantially perpendicularly to the direction of said line of magnetic force. Light source device.
【請求項5】前記磁力発生手段は、永久磁石により前記
磁力線を発生させるようにしたことを特徴とする請求項
1〜請求項4のいずれか1項記載のマイクロ波放電光源
装置。
5. The microwave discharge light source device according to claim 1, wherein said magnetic force generating means generates said lines of magnetic force by a permanent magnet.
【請求項6】前記磁力発生手段は、電磁コイルにより前
記磁力線を発生させるようにしたことを特徴とする請求
項1〜請求項4のいずれか1項記載のマイクロ波放電光
源装置。
6. The microwave discharge light source device according to claim 1, wherein said magnetic force generating means generates said lines of magnetic force by an electromagnetic coil.
【請求項7】前記共振器に形成した前記開口部の開口面
積が前記無電極ランプの第1ランプ部のランプ径より小
なることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか
1項記載のマイクロ波放電光源装置。
7. An electrodeless lamp according to claim 1, wherein an opening area of said opening formed in said resonator is smaller than a lamp diameter of a first lamp portion of said electrodeless lamp. The microwave discharge light source device as described in the above.
【請求項8】請求項1乃至請求項7のいずれか1項記載
のマイクロ波放電光源装置を画像表示用の投射用光源と
して用いたことを特徴とする画像表示装置。
8. An image display device using the microwave discharge light source device according to claim 1 as a projection light source for image display.
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KR20030005789A (en) * 2001-07-10 2003-01-23 엘지전자 주식회사 Microwave lighting system
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