JP2005077585A - Lamp device and projector equipped therewith - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プロジェクタ等に用いられるランプ装置 、およびこれを備えたプロジェクタに関する。 The present invention relates to a lamp device used for a projector or the like, and a projector including the same.
従来より、一対の電極を内側に有する発光部を有する発光管と、発光管から放射された光を所定の方向に向ける第1の反射鏡とを備えたランプ装置に、発光管を挟んで第1の反射鏡と対向する位置に、石英などで構成された第2の反射鏡を設け、発光管から放出されても迷光となって使用に供されていなかった光を有効に利用できるようにした技術がある(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a lamp device including a light emitting tube having a light emitting portion having a pair of electrodes on the inside and a first reflecting mirror that directs light emitted from the light emitting tube in a predetermined direction is sandwiched between the light emitting tube and a first lamp. A second reflecting mirror made of quartz or the like is provided at a position facing the first reflecting mirror so that the light that has not been used since it becomes stray light even if it is emitted from the arc tube can be used effectively. (For example, refer to Patent Document 1).
また、従来より、両端に一対の電極を封入した発光管と、発光管から放射された光を反射する碗状反射鏡とを備えた光源装置において、発光管の外周にトリガ線を巻き付けて、トリガ線の一端が発光管の一方の電極側に近接するようにし、また、トリガ線の他端を発光管の他方の電極から導出した外部リードに接続するようにして、始動性の向上を図った技術がある(例えば、特許文献2参照)。 Further, conventionally, in a light source device including an arc tube in which a pair of electrodes are sealed at both ends and a bowl-shaped reflecting mirror that reflects light emitted from the arc tube, a trigger wire is wound around the outer periphery of the arc tube, One end of the trigger wire is placed close to one electrode side of the arc tube, and the other end of the trigger wire is connected to an external lead derived from the other electrode of the arc tube to improve startability. (For example, refer to Patent Document 2).
特許文献1の技術では、第2の反射鏡が発光管の外表面から離れて配置されており、第2の反射鏡の外径も大きなものとなっている。しかしながら、第2の反射鏡は、外径が大きいと、第1の反射鏡で反射されて第2の反射鏡側に向かってくる光を多く遮断してしまうため、第2の反射鏡の外径を小さくして発光部周辺に近接して取り囲むように取り付けることが好ましい。また、近年では、この種の第2の反射鏡を備えたタイプのランプ装置においても、始動補助のための電極を設けたいという要望がある。しかしながら、第2の反射鏡を発光管の発光部周辺に近接して取り付けたものにおいて、この要望に応えようとすると、トリガ線の引き回しが難しく、結果的に構成が複雑化してしまうといった問題があった。 In the technique of Patent Document 1, the second reflecting mirror is arranged away from the outer surface of the arc tube, and the outer diameter of the second reflecting mirror is also large. However, if the outer diameter of the second reflecting mirror is large, a large amount of light reflected by the first reflecting mirror and traveling toward the second reflecting mirror is blocked. It is preferable that the diameter is reduced and the light emitting unit is attached so as to be surrounded in the vicinity. In recent years, there has been a demand for providing an electrode for assisting starting even in a lamp device of this type including the second reflecting mirror of this type. However, in the case where the second reflecting mirror is attached close to the periphery of the light emitting portion of the arc tube, if it is attempted to meet this demand, there is a problem that it is difficult to route the trigger line, resulting in a complicated configuration. there were.
本発明はこのような点に鑑みなされたもので、補助的な第二反射鏡を備えたランプ装置において、簡単な構成でありながらも、始動性の向上を図ることのできるランプ装置及びこれを備えたプロジェクタを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and in a lamp device provided with an auxiliary second reflecting mirror, a lamp device capable of improving startability while having a simple configuration, and An object of the present invention is to provide a projector provided with the projector.
本発明に係るランプ装置は、一対の電極間で発光が行われる発光部及び発光部の両側に位置する封止部を有した発光管と、発光管の一方の封止部を保持し、発光管から放射された光を反射して前方に向ける第一反射鏡と、第一反射鏡に保持された発光管の発光部の保持部側とは反対側部分を近接して包囲し、発光部からの光を第一反射鏡側へ反射する第二反射鏡とを備え、第二反射鏡を導電性材料で構成して補助電極としての機能を兼ねるようにしたものである。これによれば、構成を複雑化することなく簡単な構成で始動性の向上を図ることが可能となる。 A lamp device according to the present invention includes a light emitting portion that emits light between a pair of electrodes, a light emitting tube having sealing portions located on both sides of the light emitting portion, and one sealing portion of the light emitting tube to emit light. The first reflecting mirror that reflects the light emitted from the tube and directs it forward, and the portion opposite to the holding portion side of the light emitting portion of the arc tube held by the first reflecting mirror are closely surrounded to surround the light emitting portion. And a second reflecting mirror that reflects light from the first reflecting mirror side, and the second reflecting mirror is made of a conductive material so as to function as an auxiliary electrode. According to this, it is possible to improve the startability with a simple configuration without complicating the configuration.
また、本発明に係るランプ装置において、第二反射鏡は、一対の電極のうち、第二反射鏡が形成されている側とは反対側の電極に電気的に接続されている。このようにして第二反射鏡に給電されるようになっている。 In the lamp device according to the present invention, the second reflecting mirror is electrically connected to an electrode on the opposite side of the pair of electrodes from the side on which the second reflecting mirror is formed. In this way, power is supplied to the second reflecting mirror.
また、本発明に係るランプ装置において、第二反射鏡を構成する導電性材料が金属であるものである。これによれば、従来の石英で構成した場合に比べて熱伝導率が高くなり、発光管の熱の放熱効果を高めることが可能となる。このため、発光管の温度上昇に起因した発光管の寿命低下を防止できる効果がある。 In the lamp device according to the present invention, the conductive material constituting the second reflecting mirror is a metal. According to this, compared with the case where it consists of the conventional quartz, thermal conductivity becomes high and it becomes possible to heighten the heat radiation effect of the arc tube. For this reason, there exists an effect which can prevent the lifetime reduction of the arc tube resulting from the temperature rise of an arc tube.
また、本発明に係るランプ装置において、金属は、高融点金属である。 In the lamp device according to the present invention, the metal is a refractory metal.
また、本発明に係るランプ装置は、第二反射鏡が、第一反射鏡に保持された発光管の発光部の保持部側とは反対側部分を近接して包囲する凹面部と、凹面部の中央部から外方に延びる中空円筒状の取付部とを有し、取付部内に封止部の一方が挿入された状態で固着されているものである。このように、取付部を設けたことによって、第二反射鏡の発光管への取付が容易となる。 Further, the lamp device according to the present invention includes a concave surface portion in which the second reflecting mirror surrounds and surrounds a portion opposite to the holding portion side of the light emitting portion of the arc tube held by the first reflecting mirror; And a hollow cylindrical mounting portion extending outward from the center of the mounting portion, and is fixed in a state where one of the sealing portions is inserted into the mounting portion. Thus, the provision of the attachment portion facilitates attachment of the second reflecting mirror to the arc tube.
また、本発明に係るプロジェクタは、上記の何れかのランプ装置と、ランプ装置から射出された光束を変調する光変調装置と、光変調装置で変調された光束を投写する投写光学系とを備えたものである。これにより、高輝度で長寿命のプロジェクタが得られる。 A projector according to the present invention includes any one of the lamp devices described above, a light modulation device that modulates a light beam emitted from the lamp device, and a projection optical system that projects the light beam modulated by the light modulation device. It is a thing. As a result, a projector having a high brightness and a long life can be obtained.
図1は、本発明の一実施の形態のランプ装置を示す図である。
ランプ装置100は、発光管10と、発光管10の後述の一方の封止部13aを保持し、発光管10から放射された光を反射して前方に向ける第一反射鏡20と、第一反射鏡20に保持された発光管10の後述の発光部11の保持部側とは反対側部分を近接して包囲し、発光部11からの光を第一反射鏡20側へ反射する第二反射鏡30とを備えている。
FIG. 1 is a diagram showing a lamp device according to an embodiment of the present invention.
The
発光管10は、石英ガラス等からなり、内部にタングステンの一対の電極12a,12bと、水銀、希ガス及び少量のハロゲンが封入された中央の発光部11と、発光部11の両側の封止部13a,13bからなる。各封止部13a,13bには、電極12a,12bと接続されたモリブデンからなる金属箔14a,14bが密封され、各金属箔14a,14bには外部につなげられるリード線15a,15bがそれぞれ設けられている。なお、リード線15a,15bの接続先は従来の構成と同じでよく、例えば、図示していない照明装置固定具等に設けられた外部との接続端子に接続される。
The
第一反射鏡20は、発光管10を含むこの照明光学系において、発光部11の後側に配置されている反射素子で、その中心部に、発光管10を固定するための貫通穴21を備えている。発光管10は、第一反射鏡20の貫通穴21に、その封止部13aが発光管10の軸と第一反射鏡20の軸とが一致するように挿入され、そこでセメント等の無機系接着剤22により固着されて保持されている。なお、発光管10の発光部11中心(電極12a,12b間の中心)は、第一反射鏡20が楕円面形状の場合、その第一焦点(F1)に一致又はその近傍に位置させ、第一反射鏡20が放物面の場合には、その焦点Fに一致又はその近傍に位置させている。すなわち、発光部11の中心が、第一反射鏡20の焦点F1又はF付近に、或いは焦点F1又はFの位置にほぼ一致して、配置されている。第一反射鏡20の反射面はここでは楕円面形状としているが、放物面形状等他の形状にしてもよい。
In the illumination optical system including the
第二反射鏡30は、導電性材料としての金属で構成されており、凹面部31と取付部32とを有している。凹面部31は、第一反射鏡20に保持された発光管10の発光部11の保持部側とは反対側部分を近接して包囲し、且つ内表面に鏡面処理が施されて反射面として機能するものである。また、取付部32は、凹面部31の中央部から外方に延びる中空円筒状を成している。かかる構成の第二反射鏡30は、取付部32内に封止部13bの軸が第二反射鏡30の軸と一致するように挿入された状態でセメント等の無機系接着剤33によって発光管10の封止部13bに固定されている。
The second reflecting
また、金属で構成された第二反射鏡30は、発光部11内の一対の電極12a,12bのうち、第二反射鏡30が配置されている側とは反対側の電極12aに電気的に接続されて給電される構成となっている。具体的には、第二反射鏡30の外表面に接続された給電線40が、封止部13aから伸びるリード線15aに接続されて第二反射鏡30と電極12aとが電気的に接続されている。このように、第二反射鏡30を導電性材料で構成するとともに、上記した電気的接続を行うことにより、第二反射鏡30は、反射鏡としての機能に加え、更に補助電極としての機能を兼ねた構成となっている。
The second reflecting
なお、第二反射鏡30を金属で構成するとしたが、この第二反射鏡30は、約900〜1000℃度の高温に晒されることになるため、例えばタンタル、モリブデン、タングステンなどの高融点金属で構成することが望ましい。
Although the second reflecting
以上のように構成したランプ装置100において、発光管10に始動用の高電圧パルス電圧が印加されると、まず、電極12bと、この電極12b側に近接して配置された第二反射鏡30との間で補助放電が起こる。そして、電極12a,12b間の放電が開始され、点灯に至る。
In the
本実施の形態によれば、第二反射鏡30を導電性材料で構成して補助電極としての機能を兼ねるようにしたので、構成を複雑化することなく簡単な構成で始動性の向上を図ることが可能となる。
According to the present embodiment, since the second reflecting
また、第二反射鏡30を金属で構成したため、従来の石英で構成した場合に比べて熱伝導率が高くなり、発光管10の熱の放熱効果を高めることが可能となる。このため、発光管10の温度上昇に起因した発光管の寿命低下を防止できる効果がある。
In addition, since the second reflecting
なお、第二反射鏡30は、取付部32を有しているので、仮に取付部32を設けなかった場合と比較して、発光管10への取付が容易となっている。
In addition, since the 2nd
また、図1には、リード15aと第二反射鏡30との電気的接続に際して、給電線40を封止部13aに沿って配線する例を示したが、図2に示すように、第一反射鏡20に貫通孔23を設け、一端がリード15aに接続された給電線40’を、第一反射鏡20の外部から貫通孔23を介して第一反射鏡20内部へ導入して、他端を第二反射鏡30に接続するようにしても良い。
FIG. 1 shows an example in which the
次に、以上のように構成されたランプ装置100が組み込まれたプロジェクタの光学系について説明する。
Next, an optical system of a projector in which the
図3は、プロジェクタの光学系を示す図で、プロジェクタの概略断面図を示している。
プロジェクタ1000は、ランプ装置100を備えた照明光学系300と、ダイクロイックミラー382,386、反射ミラー372,384等を有する色光分離光学系380と、入射側レンズ392、リレーレンズ396、反射ミラー394,398を有するリレー光学系390と、各色光に対応するフィールドレンズ400,402,404及び光変調装置としての液晶パネル410R,410G,410Bと、色光合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム420と、投写光学系である投写レンズ600とを備えている。
FIG. 3 is a diagram showing an optical system of the projector, and shows a schematic sectional view of the projector.
The
次に、上記構成のプロジェクタ1000の作用を説明する。まず、発光管10の発光部11の中心より後側からの出射光は、第一反射鏡20により反射されてランプ装置100の前方に向かう。また、発光部11の中心より前側からの出射光は、第二反射鏡30により反射されて第一反射鏡20に戻った後、第一反射鏡20により反射されてランプ装置100の前方に向かう。
Next, the operation of the
ランプ装置100を出た光は凹レンズ310に入り、そこで光の進行方向が照明光学系300の光軸とほぼ平行に調整された後、インテグレータレンズを構成する第1レンズアレイ320の各小レンズ321に入射する。第1レンズアレイ320は、入射光を小レンズ321の数に応じた複数の部分光束に分割する。第1レンズアレイ320を出た各部分光束は、その各小レンズ321にそれぞれ対応した小レンズ341を有してなるインテグレータレンズを構成する第2レンズアレイ340に入射する。そして、第2レンズアレイ340からの出射光は、偏光変換素子アレイ360の対応する偏光分離膜(図示省略)の近傍に集光される。その際、遮光板(図示省略)により、偏光変換素子アレイ360への入射光のうち、偏光分離膜に対応する部分にのみ光が入射するように調整される。
The light exiting the
偏光変換素子アレイ360では、そこに入射した光束が同じ種類の直線偏光に変換される。そして、偏光変換素子アレイ360で偏光方向が揃えられた複数の部分光束は、重畳レンズ370に入り、そこで液晶パネル410R,410G,410Bを照射する各部分光束が、対応するパネル面上で重さなり合うように調整される。
In the polarization
色光分離光学系380は、第1及び第2ダイクロイックミラー382,386を備え、照明光学系300から射出され、反射ミラー372で反射された光を、赤、緑、青の3色の色光に分離する機能を有している。第1ダイクロイックミラー382は、重畳レンズ370から射出される光のうち赤色光成分を透過させるとともに、青色光成分と緑色光成分とを反射する。第1ダイクロイックミラー382を透過した赤色光は、反射ミラー384で反射され、フィールドレンズ400を通って赤色光用の液晶パネル410Rに達する。このフィールドレンズ400は、重畳レンズ370から射出された各部分光束をその中心軸(主光線)に対して平行な光束に変換する。他の液晶パネル410G,410Bの前に設けられたフィールドレンズ402,404も同様に作用する。
The color light separation
さらに、第1ダイクロイックミラー382で反射された青色光と緑色光のうち、緑色光は第2ダイクロイックミラー386によって反射され、フィールドレンズ402を通って緑色光用の液晶パネル410Gに達する。一方、青色光は、第2ダイクロイックミラー386を透過し、リレー光学系390、すなわち、入射側レンズ392、反射ミラー394、リレーレンズ396、及び反射ミラー398を通り、さらにフィールドレンズ404を通って青色光用の液晶パネル410Bに達する。なお、青色光にリレー光学系390が用いられているのは、青色光の光路長が他の色光の光路長よりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。すなわち、入射側レンズ392に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ404に伝えるためである。なお、リレー光学系390は、3つの色光のうちの青色光を通す構成としたが、赤色光等の他の色光を通す構成としてもよい。
Further, of the blue light and green light reflected by the first dichroic mirror 382, the green light is reflected by the second
3つの液晶パネル410R,410G,410Bは、入射した各色光を、与えられた画像情報に従って変調し、各色光の画像を形成する。なお、3つの液晶パネル410R,410G,410Bの光入射面側、光出射面側には、通常、偏光板が設けられている。
The three
上記の各液晶パネル410R,410G,410Bから射出された3色の変調光は、これらの変調光を合成してカラー画像を形成する色光合成光学系としての機能を有するクロスダイクロイックプリズム420に入る。クロスダイクロイックプリズム420には、赤色光を反射する誘電体多層膜と、青色光を反射する誘電体多層膜とが、4つの直角プリズムの界面に略X字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって赤、緑、青の3色の変調光が合成されて、カラー画像を投写するための合成光が形成される。そして、クロスダイクロイックプリズム420で合成された合成光は、最後に投写レンズ600に入り、そこからスクリーン上にカラー画像として投写表示される。
The three colors of modulated light emitted from each of the
このように構成されたプロジェクタ1000においては、本発明によるランプ装置100が用いられているため、既に説明した作用により、プロジェクタの高輝度化及び長寿命化が図れる。
In the
なお、上記実施形態では、透過型の液晶パネルを用いたプロジェクタを例に説明したが、本発明は、反射型の液晶パネルを用いたプロジェクタにも適用することが可能である。ここで、「透過型」とは、液晶パネル等の光変調装置が光を透過するタイプであることを意味しており、「反射型」とは、それが光を反射するタイプであることを意味している。また、光変調装置は液晶パネルに限られるものではなく、例えば、マイクロミラーを用いた装置であってもよい。さらに、本発明のランプ装置は、観察する方向から投写を行う前面投写型プロジェクタにも、また、観察する方向とは反対側から投写を行う背面投写型プロジェクタにも適用可能である。 In the above-described embodiment, a projector using a transmissive liquid crystal panel has been described as an example. However, the present invention can also be applied to a projector using a reflective liquid crystal panel. Here, “transmission type” means that a light modulation device such as a liquid crystal panel is a type that transmits light, and “reflection type” means that it is a type that reflects light. I mean. The light modulation device is not limited to a liquid crystal panel, and may be a device using a micromirror, for example. Furthermore, the lamp device of the present invention can be applied to a front projection projector that projects from the viewing direction, and a rear projection projector that projects from the opposite side to the viewing direction.
10 発光管、11 発光部、12a,12b 電極、13a,13b 封止部、20 第一反射鏡、30 第二反射鏡、100 ランプ装置、410R,410G,410B 液晶パネル(光変調装置)、投写レンズ(投写光学系)、1000 プロジェクタ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
該発光管の一方の封止部を保持し、該発光管から放射された光を反射して前方に向ける第一反射鏡と、
該第一反射鏡に保持された発光管の前記発光部の保持部側とは反対側部分を近接して包囲し、前記発光部からの光を前記第一反射鏡側へ反射する第二反射鏡とを備え、
該第二反射鏡を導電性材料で構成して補助電極としての機能を兼ねるようにしたことを特徴とするランプ装置。 A light-emitting portion that emits light between a pair of electrodes, and an arc tube having sealing portions located on both sides of the light-emitting portion;
A first reflecting mirror that holds one sealing portion of the arc tube and reflects the light emitted from the arc tube toward the front;
A second reflection that closely surrounds a portion of the arc tube held by the first reflecting mirror that is opposite to the holding section side of the light emitting section and reflects light from the light emitting section to the first reflecting mirror side. With a mirror,
A lamp device characterized in that the second reflecting mirror is made of a conductive material so as to function as an auxiliary electrode.
6. The lamp device according to claim 1, a light modulation device that modulates a light beam emitted from the lamp device, and a projection optical system that projects the light beam modulated by the light modulation device. A projector characterized by comprising.
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