JP2009176443A - Light source device - Google Patents

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Kazuyuki Mori
和之 森
Koji Tagawa
幸治 田川
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Ushio Denki KK
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Ushio Denki KK
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light source device having a short arc lamp and a concave reflecting mirror and allowing an arc tube part of the short arc lamp to be effectively and efficiently cooled to an appropriate temperature. <P>SOLUTION: The light source device includes the short arc lamp comprising the arc tube having an arc tube part and a rod-like sealing tube part; an outer tube arranged around the arc tube; the concave reflecting mirror for reflecting light from the lamp to emit the light from a light projection port; a front plate for covering the light projection port; and a cooling fluid supply means. The arc tube part is stored in a liquid-tight state by the outer tube, and a sealed space is formed by the concave reflecting mirror and the front plate. A cooling fluid is filled in the sealed space to flow through, thus cooling the short arc lamp. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ショートアークランプと反射鏡からなる光源装置に関し、例えばDMD(デジタルマイクロミラーデバイス:登録商標)を使用したDLP(デジタルライトプロセッシング:登録商標)などのデジタルシネマ(登録商標)などの映写機、液晶プロジェクター装置、投光機などに搭載される光源装置に関する。   The present invention relates to a light source device including a short arc lamp and a reflecting mirror, for example, a projector such as a digital cinema (registered trademark) such as DLP (digital light processing: registered trademark) using DMD (digital micromirror device: registered trademark). The present invention relates to a light source device mounted on a liquid crystal projector device, a projector, or the like.

液晶プロジェクター装置用の光源として、発光管の内部に多量に水銀を封入したショートアーク型ショートアークランプが知られ、凹面反射鏡が取り付けられた一体化した光源装置として使用されている。
このような光源装置は、光源として使用される発光管の破裂時の対策として、ほぼ密閉型の光源装置を使用することが多いが、近時、プロジェクターの小型化に伴い、凹面反射鏡と発光管との距離、より詳しくは凹面反射鏡と発光空間を形成する発光管部との距離を短縮して小型化することが要求されている。
凹面反射鏡と発光管部との距離が従来以上に短縮されると、凹面反射鏡はランプからの熱を受けて高温になり、反射面の劣化に加え、基体自体においても熱的に非常に厳しい状況になる。
As a light source for a liquid crystal projector device, a short arc type short arc lamp in which a large amount of mercury is enclosed in an arc tube is known, and is used as an integrated light source device to which a concave reflecting mirror is attached.
Such a light source device often uses a nearly sealed light source device as a countermeasure when an arc tube used as a light source is ruptured. It is required to reduce the size by reducing the distance from the tube, more specifically, the distance between the concave reflecting mirror and the arc tube portion forming the light emitting space.
If the distance between the concave reflector and the arc tube is shortened more than before, the concave reflector receives heat from the lamp and becomes high temperature. In addition to the deterioration of the reflective surface, the substrate itself is also very thermally It will be a difficult situation.

また、上記光源装置に係るショートアークランプは、輝度向上を目的とした高圧化のため、発光管内に封入される水銀量が増加傾向にある。そのため、アークによって発光管部の到達温度がますます上昇する一方、凹面反射鏡や発光管を保護するための冷却が過剰になった場合には、発光管部温度が低くなり、水銀が未蒸発状態となって底部に滞留し、アークのふらつきや所期の輝度が得られないといった原因となる。
従って、発光管の発熱分布に応じて、発光管部の上部は十分に冷却する一方、下部は水銀の蒸発を妨げないような適切な冷却が求められる。
In addition, the short arc lamp according to the light source device has a tendency to increase the amount of mercury enclosed in the arc tube because of the high pressure for the purpose of improving the luminance. As a result, the temperature reached by the arc tube will increase further due to the arc, but if the cooling to protect the concave reflector and arc tube becomes excessive, the arc tube temperature will decrease and mercury will not evaporate. It becomes a state and stays at the bottom, which causes the arc to fluctuate and the desired brightness cannot be obtained.
Accordingly, in accordance with the heat generation distribution of the arc tube, appropriate cooling is required so that the upper portion of the arc tube portion is sufficiently cooled while the lower portion does not hinder the evaporation of mercury.

つまり、上記用途に係るショートアークランプにおいて発光管部を冷却するポイントは大きく下記の事項であるといわれている。
1.発光管部上部:最も高温になるため強い冷却が必要。
2.発光管部下部:温度が上がりにくいためほとんど冷却する必要がない。
That is, it is said that the point of cooling the arc tube portion in the short arc lamp according to the above application is largely as follows.
1. Upper part of the arc tube: Strong cooling is required because it reaches the highest temperature.
2. Lower part of the arc tube: It is hardly necessary to cool because the temperature is difficult to rise.

従来、光源装置内部の熱的な問題については、凹面反射鏡の内部に、ランプに向けて冷却風を送り込んだり、ランプ本体やミラーに放熱フィンを設けたりと、様々な冷却構造および方法が提案され、採用されている。例えば、特許文献1、2にはショートアークランプが固着された凹面反射鏡の内部に、風をファンなどで吹き込ませることにより、ランプの発光管を風で直接冷却する方式が開示されている。   In the past, various cooling structures and methods have been proposed for thermal problems inside the light source device, such as sending cooling air into the concave reflecting mirror toward the lamp or providing heat radiation fins on the lamp body or mirror. Has been adopted. For example, Patent Documents 1 and 2 disclose a method in which an arc tube of a lamp is directly cooled by wind by blowing air into a concave reflecting mirror to which a short arc lamp is fixed.

特開2000−082322号公報JP 2000-082322 A 特開2000−352762号公報JP 2000-352762 A

特許文献1に記載の技術は、具体的には液晶プロジェクター用の光源装置であり、対流による上部の過熱を防止するため、発光管の上側に向けて冷却風を指向性を付けて流すものである。このように指向性を設けて冷却を行うためには、光源ユニット内外に差圧を作る必要があり、プロジェクター等では冷却ファンを搭載する必要がある。空冷ファンは、その性能にもよるが大きな差圧を作るタイプではファンの騒音が大きくなることは避けることができず、ファンの音や大きさを制約するとその冷却能力にも制約が生まれてくる。   Specifically, the technology described in Patent Document 1 is a light source device for a liquid crystal projector, and in order to prevent overheating of the upper part due to convection, the cooling air is directed toward the upper side of the arc tube with directivity. is there. In order to perform cooling with directivity in this way, it is necessary to create a differential pressure inside and outside the light source unit, and a projector or the like needs to be equipped with a cooling fan. Depending on the performance of the air-cooled fan, it is inevitable that the noise of the fan will increase in the type that creates a large differential pressure, and restricting the sound and size of the fan will also limit its cooling capacity. .

ところで、近時では、上記光源装置においては室内用の比較的小型のデータプロジェクター装置以外に、大型の投光装置、例えば映画館のような大型のスクリーンに対して映像を映し出す映像投射装置への用途開拓が検討されている。そのため、現在の用途においてランプに投入される電力は100〜200Wが主流であったものが、例えば300W以上の高入力化が期待されている。
特許文献1,2に記載のもののようなファンによる冷却では、発光管部の温度を耐熱温度とされる1000℃以下に維持することはとても困難である。
By the way, recently, in the light source device, in addition to a relatively small data projector device for indoor use, a large projector device, for example, a video projection device that projects an image on a large screen such as a movie theater. Application development is under consideration. For this reason, the main power input to the lamp in the current application is 100 to 200 W, but a high input of 300 W or more is expected, for example.
In cooling with a fan such as those described in Patent Documents 1 and 2, it is very difficult to maintain the temperature of the arc tube portion at 1000 ° C. or less, which is a heat resistant temperature.

そこで、本発明が解決しようとする課題は、ショートアークランプの発光管部を適正な温度に効果的かつ効率的に冷却することができるショートアークランプおよび凹面反射鏡を備えた光源装置を提供することにある。   Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide a light source device including a short arc lamp and a concave reflecting mirror capable of effectively and efficiently cooling the arc tube portion of the short arc lamp to an appropriate temperature. There is.

上記課題を解決するために本発明に係るショートアークランプは下記構成を備える。
(1)内部に発光空間を形成する発光管部およびこの発光管部の両端に連設された封止管部を有する発光管と、前記発光管部の内部に対向配置された一対の電極と、前記発光管部の内部に封入された水銀とを備えたショートアークランプと、
透光性を有する外管と、
前記ショートアークランプからの放射光を放射する光投射口をその前端部に有し、後端部に頸部を有する凹面反射鏡と、
前記光投射口を覆う透光性を有する前面板と、
冷却用流体供給手段とを備えてなり、
凹面反射鏡の内部に外管が、その内部に前記ショートアークランプを収容した状態で、配置され、
凹面反射鏡、前面板及び外管により略密閉した空間が形成され、該空間内に冷却用流体が流過されることを特徴とする。
(2)また、上記において前記外管の一端部が前記ショートアークランプの封止管部に溶着されているのがよい。
(3)内部に発光空間を形成する発光管部およびこの発光管部の両端に連設された封止管部を有する発光管と、前記発光管部の内部に対向配置された一対の電極と、前記発光管部の内部に封入された水銀とを備えたショートアークランプと、
透光性を有する外管と、
前記ショートアークランプからの放射光を放射する光投射口をその前端部に有し、後端部に頸部を有する凹面反射鏡と、
前記光投射口を覆う透光性を有する前面板と、
冷却用流体供給手段とを備えてなり、
凹面反射鏡の内部に外管が、その一端部と他端部がそれぞれ前記前面板と該凹面反射鏡に固定されて保持され、
該外管の内部に前記ショートアークランプが配置され、
凹面反射鏡、前面板及び外管により略密閉した空間が形成され、該空間内に冷却用流体が流過されることを特徴とする光源装置。
(4)また、前記ショートアークランプは発光管部の一部が前記外管と接触していることを特徴とする。
(5)また、前記凹面反射鏡は基体が金属より構成され、冷却用流体がイオン交換水よりなることを特徴とする。
In order to solve the above problems, a short arc lamp according to the present invention has the following configuration.
(1) An arc tube having an arc tube portion that forms a light emitting space therein, a sealing tube portion continuously provided at both ends of the arc tube portion, and a pair of electrodes disposed to face the inside of the arc tube portion; A short arc lamp comprising mercury enclosed in the arc tube portion;
A translucent outer tube,
A concave reflector having a light projection port for emitting radiation light from the short arc lamp at its front end and a neck at its rear end;
A front plate having translucency covering the light projection port;
Cooling fluid supply means,
An outer tube is disposed inside the concave reflecting mirror, with the short arc lamp being accommodated therein,
A substantially sealed space is formed by the concave reflecting mirror, the front plate, and the outer tube, and a cooling fluid flows through the space.
(2) In the above, it is preferable that one end portion of the outer tube is welded to the sealing tube portion of the short arc lamp.
(3) An arc tube having an arc tube portion that forms a light emitting space therein, a sealing tube portion continuously provided at both ends of the arc tube portion, and a pair of electrodes disposed to face the inside of the arc tube portion; A short arc lamp comprising mercury enclosed in the arc tube portion;
A translucent outer tube,
A concave reflector having a light projection port for emitting radiation light from the short arc lamp at its front end and a neck at its rear end;
A front plate having translucency covering the light projection port;
Cooling fluid supply means,
The outer tube inside the concave reflecting mirror, one end and the other end of the outer tube are fixed and held by the front plate and the concave reflecting mirror, respectively.
The short arc lamp is disposed inside the outer tube,
A light source device, wherein a substantially sealed space is formed by a concave reflecting mirror, a front plate, and an outer tube, and a cooling fluid is passed through the space.
(4) The short arc lamp is characterized in that a part of the arc tube portion is in contact with the outer tube.
(5) Further, the concave reflecting mirror is characterized in that the substrate is made of metal and the cooling fluid is made of ion-exchanged water.

すなわち、本発明は上述したような冷却要件を満足させるために水冷方式を採用することとした。従来知られるロングアーク型の放電ランプに使用される二重管型の水冷ジャケット(例えば特開昭54−99370号公報等)を使用した場合、ランプと反射面の間にはガラスの壁が2枚介在することになる。これに対し本発明では反射鏡内に冷却用流体を流通させて水冷ジャケットとして利用することで、ガラスの壁が(外管により構成される壁のみの)1枚で済むため、壁部を透過する際の光量損失が抑制され実用的な構造を得ることができる。   That is, the present invention adopts the water cooling method in order to satisfy the cooling requirements as described above. When a double-tube type water cooling jacket (for example, JP-A-54-99370) used for a long arc type discharge lamp known in the art is used, there are 2 glass walls between the lamp and the reflecting surface. There will be intervening sheets. On the other hand, in the present invention, the cooling fluid is circulated in the reflecting mirror and used as a water cooling jacket, so that only one glass wall (only the wall constituted by the outer tube) is required. The light quantity loss at the time of doing is suppressed, and a practical structure can be obtained.

また、本願発明においては、ランプと外管との接触部を形成することで、冷却が必要な個所においては積極的に冷却し、冷却が不要な個所においては発光管と外管との隙間を大きくすることにより冷却効果を減少させ、ランプの各所に応じた冷却が可能である。   Further, in the present invention, by forming a contact portion between the lamp and the outer tube, the portion where cooling is necessary is actively cooled, and the portion between the arc tube and outer tube is formed where cooling is unnecessary. By increasing the size, the cooling effect can be reduced, and cooling can be performed in accordance with various parts of the lamp.

本願発明によれば、発光管部の周囲に外管を備え、該外管と反射鏡の間に冷却用流体を流通させることで、ショートアークランプの発光管及び凹面反射鏡を包括的に冷却することができると共に、発光管部において過熱され易い個所に対して強い冷却を行い、冷却が不要な個所には過冷却を抑えるといった各所に応じた適切な冷却を行うことができる。   According to the present invention, an outer tube is provided around the arc tube portion, and a cooling fluid is circulated between the outer tube and the reflector to comprehensively cool the arc tube and the concave reflector of the short arc lamp. In addition, it is possible to perform appropriate cooling according to various places, such as performing strong cooling on portions that are easily overheated in the arc tube section and suppressing overcooling on portions that do not require cooling.

<第1の実施形態>
図1を参照して本願の第1の実施形態を説明する。
図1は本発明にかかる光源装置の本体を、管軸にそって切断した説明用断面図である。図1においてこの光源装置は、光源であるショートアークランプ10と、このショートアークランプ10が収容され、当該ショートアークランプ10からの放射光を反射して、その反射光を、前方の開口部を介して投射する凹面反射鏡20と、この凹面反射鏡20の前方開口部に密着して配置される板状の前面ガラス40とを備えて構成される。以下、各構成について詳述する。
<First Embodiment>
A first embodiment of the present application will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view of a light source device body according to the present invention cut along a tube axis. In FIG. 1, the light source device includes a short arc lamp 10 that is a light source and the short arc lamp 10. The light source device reflects the radiated light from the short arc lamp 10 and transmits the reflected light to the front opening. A concave reflecting mirror 20 that projects through the plate, and a plate-shaped front glass 40 that is disposed in close contact with the front opening of the concave reflecting mirror 20. Hereinafter, each configuration will be described in detail.

<ショートアークランプ>
ショートアークランプ10は例えば超高圧水銀ランプである。このショートアークランプ10の本体は、石英ガラスよりなり、内部に略楕円状の発光空間を形成する発光管部12と、その両端に続いて管軸方向外方、すなわち、軸方向の前方及び後方に伸びるロッド状の封止管部13a、13bとよりなる発光管11を備えている。なお、このような超高圧水銀ランプにおいて発光管部12は通常、外表面が球状ないしは回転楕円球状に成形されているが、本例では、アーク中心の周囲が同径部(紙面において平坦な部分)を備えて構成されている。
そして、このランプ本体の周囲には、少なくとも発光管部12を取り囲むように外管17が配設されている。この外管17もまた光に対して透明な材料、好ましくは石英ガラスよりなる。
<Short arc lamp>
The short arc lamp 10 is, for example, an ultra high pressure mercury lamp. The main body of the short arc lamp 10 is made of quartz glass, and the arc tube portion 12 that forms a substantially elliptical light-emitting space therein, and the tube axially outward, that is, the front and rear in the axial direction, following both ends thereof. The arc tube 11 is composed of rod-shaped sealing tube portions 13a and 13b extending in the direction. In such an ultra-high pressure mercury lamp, the arc tube portion 12 is usually formed with a spherical outer surface or a spheroidal spherical outer surface, but in this example, the arc center has the same diameter portion (a flat portion on the paper surface). ).
An outer tube 17 is disposed around the lamp body so as to surround at least the arc tube portion 12. The outer tube 17 is also made of a material transparent to light, preferably quartz glass.

ショートアークランプ10の本体部分は、発光管部12の外周面の少なくとも一部が外管17における内周面と接触するよう接触部Kを有した状態で、外管17の内部に収容されており、当該外管17の前方の端部17Aが封止管部13aに溶着されて一体的に構成されている。この、発光管11と外管17との接触部Kは、ランプ点灯中、対流の影響で最も加熱される個所に位置されており、具体的には、ショートアークランプ10の軸が水平方向に支持される場合、鉛直方向において上部とされる。
このような構成を備えることにより、発光管部12の熱が外管17を介してその外部に流通する冷却用流体に放出され易く、当該個所が確実に冷却されるようになる。
特に本例では、発光管部12における同径部領域における全域が外管17内周面に接触しており、発光管部12の形状が球状(ないしは回転楕円状)に形成されたものに比較してより広く接触面積を稼ぐことができ、大きな冷却効果を得ることができるようになっている。
The main body portion of the short arc lamp 10 is accommodated inside the outer tube 17 with a contact portion K so that at least a part of the outer peripheral surface of the arc tube portion 12 contacts the inner peripheral surface of the outer tube 17. The front end 17A of the outer tube 17 is integrally formed by welding to the sealing tube portion 13a. The contact portion K between the arc tube 11 and the outer tube 17 is located at the most heated place due to the influence of convection while the lamp is lit. Specifically, the axis of the short arc lamp 10 is in the horizontal direction. When supported, it is the upper part in the vertical direction.
By providing such a configuration, the heat of the arc tube portion 12 is easily released to the cooling fluid that circulates to the outside via the outer tube 17, and the portion is reliably cooled.
In particular, in this example, the entire region of the arc tube portion 12 in the same diameter portion region is in contact with the inner peripheral surface of the outer tube 17, and the arc tube portion 12 has a spherical shape (or a spheroidal shape). Thus, a wider contact area can be obtained, and a large cooling effect can be obtained.

ショートアークランプ10の発光空間の内部には、互いに対向するよう一対の電極E1,E2が配置されている。そして、発光管部12内には、点灯始動ガスとしての希ガスと、当該発光管部12の内壁の黒化抑制のためのハロゲンと、発光物質としての水銀とが封入されている。電極E1、E2はそれぞれ、金属箔15a,15b、外部リード棒16a,16bが電気的に接続されており、封止管部13a,13bの内部には金属箔15a,15bが気密状態に埋設されている。なお電極E2の根元部分(石英ガラス埋設部分)周囲には石英ガラスとの接触を緩衝するためにコイル14bが介装されている。
また、図中W1は外部リード棒16aに接続された給電線である。給電線W1は凹面反射鏡20に設けられたリード線導出孔24より取り出され、その周囲においては接着剤Sで液密に封止される。
また、外管17の後方側の端部17Bには口金18が耐熱性無機接着剤よりなるシール材Sで固定されている。このように、外管17と口金18によって密閉された空間の内部に、ショートアークランプ10がその片方の封止部13aが外管17の一端部17Aに溶着されて支持された状態で収容されている。
ショートアークランプ10と外管17の内部には、熱伝導による間接冷却効果を得るため、適宜の気体を封入しておくのが望ましく、有効かつ簡便には、空気であり、例えば大気圧と同程度に封入される。なお、ショートアークランプ10動作時においてはアークからの熱によって外管17の内部に封入された気体(空気)もまた膨張するが、熱膨張により圧が増大した場合でもそれ程の高い圧力状態に至ることなく、外管17と口金18による気密性及び耐圧性を損うことなく、問題なく使用することができる。無論、外管17内部への封入物としては空気に限定されるものではなく、また封入圧についても機械的強度が維持できれば上記に限定されるものではない。
Inside the light emitting space of the short arc lamp 10, a pair of electrodes E1, E2 are arranged so as to face each other. The arc tube portion 12 is filled with a rare gas as a lighting start gas, a halogen for suppressing blackening of the inner wall of the arc tube portion 12, and mercury as a luminescent material. The electrodes E1 and E2 are electrically connected to the metal foils 15a and 15b and the external lead bars 16a and 16b, respectively, and the metal foils 15a and 15b are embedded in the sealed tube portions 13a and 13b in an airtight state. ing. A coil 14b is interposed around the base portion (quartz glass embedded portion) of the electrode E2 in order to buffer the contact with the quartz glass.
In the figure, W1 is a power supply line connected to the external lead rod 16a. The power supply line W1 is taken out from a lead wire outlet hole 24 provided in the concave reflecting mirror 20, and the periphery thereof is liquid-tightly sealed with an adhesive S.
A base 18 is fixed to a rear end 17B of the outer tube 17 with a sealing material S made of a heat-resistant inorganic adhesive. As described above, the short arc lamp 10 is accommodated in the space sealed by the outer tube 17 and the base 18 in a state where the one sealing portion 13a is welded to and supported by the one end portion 17A of the outer tube 17. ing.
In order to obtain an indirect cooling effect due to heat conduction, it is desirable to enclose an appropriate gas inside the short arc lamp 10 and the outer tube 17, which is effective and simply air, for example, the same as atmospheric pressure. Enclosed to the extent. When the short arc lamp 10 is operated, the gas (air) enclosed in the outer tube 17 is also expanded by the heat from the arc. However, even when the pressure is increased by the thermal expansion, such a high pressure state is reached. Therefore, it can be used without any problem without impairing the airtightness and pressure resistance of the outer tube 17 and the base 18. Of course, the enclosure inside the outer tube 17 is not limited to air, and the enclosure pressure is not limited to the above as long as the mechanical strength can be maintained.

発光管部12内部に封入される水銀の量は0.08mg/mm以上、例えば0.1mg/mmであり、これによりランプ点灯時に10MPa以上の高い動作圧を達成する。 The amount of mercury enclosed in the arc tube 12 is 0.08 mg / mm 3 or more, for example, 0.1 mg / mm 3 , thereby achieving a high operating pressure of 10 MPa or more when the lamp is turned on.

また、上記ショートアークランプ10に関して具体的な数値例を述べると、電極間距離は例えば1.5mmであり、発光空間を囲繞する発光管部12の最大径部は、内径が9mm、外径が13mmである。また、外管の肉厚は0.7〜2mmであり、特に好ましくは1〜1.5mmである。このような外管17を備えたショートアークランプ10の製造方法については、後段において詳しく説明する。   Further, specific numerical examples regarding the short arc lamp 10 will be described. The distance between the electrodes is, for example, 1.5 mm, and the maximum diameter portion of the arc tube portion 12 surrounding the light emitting space has an inner diameter of 9 mm and an outer diameter. 13 mm. The thickness of the outer tube is 0.7 to 2 mm, particularly preferably 1 to 1.5 mm. A method for manufacturing the short arc lamp 10 including the outer tube 17 will be described in detail later.

<凹面反射鏡>
凹面反射鏡20は、基体20aが例えばホウ珪酸ガラスからなり、凹状であって集光空間を形成する集光部21と、この集光部21の前端(図1において左端)において光投射口22を形成する前方開口縁22Aと、当該集光部21の後端21b(図1において右端)に続いて光軸方向後方に伸びる筒状頸部23とを具備している。この集光部21内表面に反射層21Aが形成されて反射面が構成されている。なお、基体20aとしては上記ホウ珪酸ガラス以外にも、石英ガラスや結晶化ガラスなどの他のガラスであってもよい。
<Concave reflector>
The concave reflecting mirror 20 includes a condensing unit 21 having a base 20a made of, for example, borosilicate glass and having a concave shape to form a condensing space, and a light projection port 22 at the front end (left end in FIG. 1) of the condensing unit 21. And a cylindrical neck portion 23 extending rearward in the optical axis direction following the rear end 21b (right end in FIG. 1) of the light collecting portion 21. A reflection layer 21 </ b> A is formed on the inner surface of the light collecting portion 21 to form a reflection surface. In addition to the borosilicate glass, the substrate 20a may be other glass such as quartz glass or crystallized glass.

凹面反射鏡20の集光部21は、前方に配置される光学素子との組合せにより、回転楕円面や回転放物面などの適宜の曲面が形成される。反射層21Aは例えば誘電体の多層膜からなり、例えばシリカ(SiO)層およびチタニア(TiO)層が交互に積層されてなる厚さ0.5〜10μmの膜からなる。この反射膜は主として赤外線領域および紫外線領域の光を透過し、かつ可視光を反射する機能を有するものである。 The condensing part 21 of the concave reflecting mirror 20 is formed with an appropriate curved surface such as a spheroid or a paraboloid of revolution by combination with an optical element arranged in front. The reflective layer 21A is made of, for example, a dielectric multilayer film, and is made of, for example, a film having a thickness of 0.5 to 10 μm in which silica (SiO 2 ) layers and titania (TiO 2 ) layers are alternately stacked. This reflective film mainly has a function of transmitting light in the infrared region and ultraviolet region and reflecting visible light.

また凹面反射鏡20には、鉛直方向上部及び下部の位置に貫通穴25,26が形成されており、それぞれ凹面反射鏡20における内部空間と連通する鞘管27,28が装着されている。例えば、上部に位置される鞘管27によって冷却用流体の供給口が形成され、下部に位置される鞘管28によって冷却用流体の排出口が形成される。無論、冷却用流体の流通方法はこれに限定されるものではない。   Further, the concave reflecting mirror 20 is formed with through holes 25 and 26 at the upper and lower positions in the vertical direction, and sheath tubes 27 and 28 communicating with the internal space in the concave reflecting mirror 20 are mounted. For example, the supply port for the cooling fluid is formed by the sheath tube 27 positioned at the upper portion, and the discharge port for the cooling fluid is formed by the sheath tube 28 positioned at the lower portion. Of course, the method of circulating the cooling fluid is not limited to this.

<前面ガラス>
前面ガラス40は、光に対して透明であり、材質としては、好ましくは石英ガラスやホウ珪酸ガラスの板からなる。前述した凹面反射鏡20の前方開口縁22Aに沿った形状に成形される。
<Front glass>
The front glass 40 is transparent to light and is preferably made of quartz glass or borosilicate glass. The concave reflecting mirror 20 is formed into a shape along the front opening edge 22A.

以上のようにショートアークランプ10、外管17、凹面反射鏡20及び前面ガラス40が具備されて本発明に係る光源装置が構成される。ここに、凹面反射鏡20における反射面の焦点の位置(回転楕円面の場合は第一焦点)に、ショートアークランプ10におけるアークの位置が一致するよう、凹面反射鏡20とショートアークランプ10との位置が互いに規定され、封止管部13bが外管17の端部17Bと共に凹面反射鏡20の筒状頸部23内部に挿入され、シリコン系樹脂接着剤よりなるシール材Sで液密に接着、固定されている。
一方、凹面反射鏡20の光投射口22は前面ガラス40が配置されることにより閉塞されており、前方開口縁22Aの全域にシリコン系またはエポキシ系の接着剤などからなるシール材(不図示)によって液密に接着され、固定される。
As described above, the short arc lamp 10, the outer tube 17, the concave reflecting mirror 20, and the front glass 40 are provided to constitute the light source device according to the present invention. Here, the concave reflecting mirror 20 and the short arc lamp 10 are arranged so that the position of the arc in the short arc lamp 10 coincides with the position of the focal point of the reflecting surface in the concave reflecting mirror 20 (the first focal point in the case of a spheroidal surface). , The sealing tube portion 13b is inserted into the cylindrical neck portion 23 of the concave reflecting mirror 20 together with the end portion 17B of the outer tube 17, and is liquid-tight with a sealing material S made of a silicon-based resin adhesive. Bonded and fixed.
On the other hand, the light projection port 22 of the concave reflecting mirror 20 is closed by the front glass 40 being disposed, and a sealing material (not shown) made of a silicon-based or epoxy-based adhesive or the like over the entire front opening edge 22A. Are liquid-tightly bonded and fixed.

図2は図1に係る光源装置の内部に導入される冷却用流体の循環システムを模式的に示した図である。なお、以下の説明においては冷却用流体として純水(イオン交換水)を用いた例で説明する。純水は可視光領域を含む波長600nm以下の波長の光について透過性が高く、しかも電気伝導が生じないため、外部リード棒(16a)やリード線(W1)を浸漬させても問題なく使用できる。なお後段においては冷却用流体を単に「冷却水」と称する。   FIG. 2 is a view schematically showing a cooling fluid circulation system introduced into the light source device shown in FIG. In the following description, an example using pure water (ion exchange water) as the cooling fluid will be described. Pure water is highly transmissive with respect to light having a wavelength of 600 nm or less including the visible light region, and does not cause electrical conduction. Therefore, it can be used without any problem even if the external lead rod (16a) or the lead wire (W1) is immersed. . In the subsequent stage, the cooling fluid is simply referred to as “cooling water”.

光源装置から流過してきた冷却水は、貯水タンク(不図示)に一時溜められ、ラジエータおよびペルチェ素子等からなる冷却手段45によって水温が40℃以下、好ましくは、30℃以下に冷却される。冷却後、ポンプ46によって貯水タンクから水が汲み取られて、光源装置に給水され、鞘管27を通過して凹面反射鏡20の内部、すなわち、凹面反射鏡20、前面板40及び外管17によって形成された略密閉した空間の内部に冷却水が導入され、集光部とショートアークランプ10における外管17との間を流過し、他方の鞘管28を通じて再び循環システムに送出される。
このようにして凹面反射鏡20の内部に冷却水が流過されることによって、外管17が冷却され、発光管11は外管17によって直接的または間接的に冷却される。ここで、発光管11においては、対流の影響から発光管部12上部においては過熱状態に至り易いが、当該発光管部12の上部が外管17に外接しているため、確実かつ効果的に当該個所が冷却される。
The cooling water flowing from the light source device is temporarily stored in a water storage tank (not shown), and the water temperature is cooled to 40 ° C. or less, preferably 30 ° C. or less by the cooling means 45 including a radiator and a Peltier element. After cooling, water is pumped from the water storage tank by the pump 46, supplied to the light source device, passes through the sheath tube 27, and inside the concave reflecting mirror 20, that is, the concave reflecting mirror 20, the front plate 40, and the outer tube 17. The cooling water is introduced into the inside of the substantially sealed space formed by, and flows between the light collecting portion and the outer tube 17 in the short arc lamp 10, and is sent again to the circulation system through the other sheath tube 28. .
In this way, the cooling water flows through the concave reflecting mirror 20, whereby the outer tube 17 is cooled, and the arc tube 11 is cooled directly or indirectly by the outer tube 17. Here, in the arc tube 11, due to the influence of convection, the upper portion of the arc tube portion 12 is likely to be overheated. However, since the upper portion of the arc tube portion 12 is circumscribed by the outer tube 17, the arc tube portion 12 is reliably and effectively. The part is cooled.

その結果、発光管の温度を石英ガラスの耐熱温度である約1000℃以下に確実に維持することができ、ランプを安定的に点灯させることができる。
このように、冷却水を用いることによって流通させる冷却媒体の温度を管理し、外管による壁を介して、発光管の部位に適した冷却を行うことができるので、高入力でも点灯させた場合でも安定した点灯状態を維持することができ、同仕様であってもランプの高入力化を実現することが可能になる。
As a result, the temperature of the arc tube can be reliably maintained below about 1000 ° C., which is the heat resistant temperature of quartz glass, and the lamp can be lit stably.
In this way, it is possible to control the temperature of the cooling medium to be circulated by using cooling water, and to perform cooling suitable for the part of the arc tube through the wall by the outer tube, so that it is lit even at high input However, it is possible to maintain a stable lighting state, and it is possible to realize a high lamp input even with the same specification.

ここに、発光管の発光管部における最大外径部と外管との間隔は上部においては0〜0.1mmの範囲が好ましく、一方、下部においては1mm以上の間隔を設けておくのが良い。これは、発光管部12の上部においては強い冷却が必要であり点灯動作時において外管とほぼ接触(密着)した状態が形成されるのが好ましい一方、下部においてはほとんど冷却が不要であるため、発光管の過冷却による水銀の未蒸発の発生を抑制するためである。発光管における膨出部のガラスが内側管に接触ないし密着して配置されることにより、発光管部が確実に冷却され、ランプおよび凹面反射鏡の温度の管理を確実に行えるようになり、ランプの入力電力を300W以上に高めた場合でも、安定した温度状態を維持することができ、発光管11が失透、白濁、破損するようなことがなく、所期の温度以下に維持することが可能となる。   Here, the distance between the maximum outer diameter portion and the outer tube in the arc tube portion of the arc tube is preferably in the range of 0 to 0.1 mm in the upper part, while it is preferable to provide an interval of 1 mm or more in the lower part. . This is because strong cooling is necessary at the upper portion of the arc tube portion 12 and it is preferable that the outer tube is substantially in contact (close contact) during the lighting operation, while cooling is unnecessary at the lower portion. This is to suppress the occurrence of mercury non-evaporation due to overcooling of the arc tube. Since the glass of the bulging portion of the arc tube is arranged in contact with or in close contact with the inner tube, the arc tube portion is reliably cooled, and the temperature of the lamp and the concave reflector can be reliably controlled. Even when the input power is increased to 300 W or more, a stable temperature state can be maintained, and the arc tube 11 is not devitrified, clouded, or damaged, and can be maintained below the expected temperature. It becomes possible.

しかもこのような構成によれば、ショートアークランプの金属箔や外部リード棒の過熱に対して、前方側封止管部(13a)においては冷却水により直接冷却されるようになり、当該封止管部13a側の部材が効果的に冷却され、金属箔15aや外部リード棒16aなどの酸化を確実に防止することができるようになる。   Moreover, according to such a configuration, the metal foil of the short arc lamp and the overheating of the external lead rod are directly cooled by the cooling water in the front side sealing tube portion (13a), and the sealing is performed. The member on the tube portion 13a side is effectively cooled, and oxidation of the metal foil 15a, the external lead rod 16a, etc. can be reliably prevented.

この結果、ランプへの投入電力を300W以上という高いものとした場合でも、発光管部の過熱を抑制し、発光管部の白濁(シリカガラスの再結晶)、溶融、などといった不具合を、確実に回避することができ、ランプの高入力化を実現することができる。   As a result, even when the input power to the lamp is as high as 300 W or more, overheating of the arc tube portion is suppressed, and problems such as white turbidity (recrystallization of silica glass) and melting of the arc tube portion are surely prevented. This can be avoided, and high input of the lamp can be realized.

ここで、図3(a)〜(f)を参照して本願発明に係る外管を備えたショートアークランプの製造方法について説明する。
(a)〜(e)はいずれもランプを構成するガラス体(ガラス構体)またはランプの管の軸方向断面図、(f)は(e)においてA−A’で切断した断面図である。
(1) 図3(a)は発光管構成用のガラス管50である。このガラス管50は、バーナーによる加熱加工によって略中央部に発光空間形成用の膨出部50Aが、封止管部の一方にフランジ部50Bが形成されている。この膨出部50Aは、その中央部分に球状(回転楕円形状)とは異なる、外表面の径が一定に形成された略筒状である同径部を有している。このような膨出部50Aは、ガラス管50における加熱加工時に成形ローラーの形状を適宜のものとすることによって製作することができる。
(2) このガラス管50の内部に陰極側電極マウントM1と陽極側電極マウントM2を挿入する。そして、マウントM1,M2の金属箔15a,15b周囲のガラス管50をバーナー加熱してシールし、ロッド状の封止管部13a,13bを形成する。同図(b)がこの状態を示す図である。なおこの段階ではガラス管50の内部に所定のガス、ハロゲン化物および水銀が封入された状態である。
(3) 同図(c)に示すようにフランジ部50Bが形成されていないストレート状の封止管部13bにスペーサNを嵌めこみ、外管用ガラス管60を取り付ける。なお、外管用ガラス管60は断面が円形の直管状であり、発光管用のガラス管50の軸と外管用ガラス管60の軸とは互いに一致しないように規制される。必要に応じて、外管用ガラス管60の内周面の一部が発光管11における発光管部12の最大外径部(この例では同径部に相当する)に接触するよう調製される。このように規制された状態で外管用ガラス管60の端部60Aとフランジ部50Bを当接させて加熱し、溶着する。
(4) しかる後、不要のガラス管端部領域を切除する。この様子が同図(d)である。このように外管17と発光管11とが一体に構成されたショートアークランプ10が完成する。
Here, with reference to FIG. 3 (a)-(f), the manufacturing method of the short arc lamp provided with the outer tube | pipe which concerns on this invention is demonstrated.
(A)-(e) is an axial sectional view of the glass body (glass structure) or lamp tube constituting the lamp, and (f) is a sectional view cut along AA ′ in (e).
(1) FIG. 3A shows a glass tube 50 for arc tube construction. The glass tube 50 is formed with a bulging portion 50A for forming a light emitting space at a substantially central portion and a flange portion 50B on one side of the sealing tube portion by heat processing with a burner. The bulging portion 50A has a central portion having the same diameter portion that is different from a spherical shape (spheroid shape) and has a substantially cylindrical shape with a constant outer surface diameter. Such a bulging portion 50 </ b> A can be manufactured by appropriately forming the shape of the forming roller at the time of heat processing in the glass tube 50.
(2) The cathode side electrode mount M1 and the anode side electrode mount M2 are inserted into the glass tube 50. Then, the glass tubes 50 around the metal foils 15a, 15b of the mounts M1, M2 are sealed by burner heating to form rod-shaped sealing tube portions 13a, 13b. FIG. 4B shows this state. At this stage, a predetermined gas, halide, and mercury are sealed in the glass tube 50.
(3) As shown in FIG. 3C, the spacer N is fitted into the straight sealing tube portion 13b where the flange portion 50B is not formed, and the glass tube 60 for the outer tube is attached. The outer tube glass tube 60 is a straight tube having a circular cross section, and the axis of the arc tube glass tube 50 and the axis of the outer tube glass tube 60 are regulated so as not to coincide with each other. If necessary, a part of the inner peripheral surface of the outer tube glass tube 60 is prepared so as to contact the maximum outer diameter portion (corresponding to the same diameter portion in this example) of the arc tube portion 12 in the arc tube 11. In this restricted state, the end portion 60A of the outer tube glass tube 60 and the flange portion 50B are brought into contact with each other to be heated and welded.
(4) After that, an unnecessary glass tube end region is excised. This is shown in FIG. Thus, the short arc lamp 10 in which the outer tube 17 and the arc tube 11 are integrally formed is completed.

同図(e)、(f)は、ショートアークランプ10に口金18を取り付けた状態を示す図であり、(e)は管軸方向断面、(f)は(e)の図におけるA−A’断面を示す図である。口金18は例えばステンレス鋼等の耐熱性及び耐食性に優れた金属よりなる。口金18は、その内径が外管17の外径と合致して隙間なく嵌合するものが好ましく、外管17の端部17Bに口金18を装着後、口金18の開口部周囲にはシリコン系の接着剤Sが全周にわたって塗布されることで、内部のショートアークランプ10が液密に保持される。
以上、本願発明に係るショートアークランプの製造方法について、一例を説明したが、ランプの製法がこの内容に限定されるものではなく適宜変更が可能であることはいうまでも無い。
(E) and (f) are views showing a state in which the base 18 is attached to the short arc lamp 10, (e) is a cross section in the tube axis direction, and (f) is an AA in the drawing of (e). It is a figure which shows a cross section. The base 18 is made of a metal having excellent heat resistance and corrosion resistance, such as stainless steel. The base 18 preferably has an inner diameter that fits the outer diameter of the outer tube 17 and fits without gaps. After the base 18 is attached to the end 17B of the outer tube 17, the periphery of the opening of the base 18 is silicon-based. The adhesive S is applied over the entire circumference, so that the internal short arc lamp 10 is kept liquid-tight.
As mentioned above, although an example was demonstrated about the manufacturing method of the short arc lamp which concerns on this invention, it cannot be overemphasized that the manufacturing method of a lamp | ramp is not limited to this content, and can be changed suitably.

<第2の実施形態>
続いて、本願発明に係る他の実施形態について説明する。図4は本発明の光源装置の他の例における構成の概略を示す説明用断面図である。なお、第一の実施形態の説明において図1〜3で説明した構成と同じ構成については同符号で示して詳細説明を省略する。なおこの実施形態に係る光源装置は、ショートアークランプにおけるランプ本体、凹面反射鏡および前面ガラスにかかる構成は基本的に第1の実施形態と同じであるが、本例では外管がショートアークランプとは別体で構成されている点が相違する。
<Second Embodiment>
Subsequently, another embodiment according to the present invention will be described. FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating the outline of the configuration of another example of the light source device of the present invention. In the description of the first embodiment, the same components as those described with reference to FIGS. The light source device according to this embodiment is basically the same as the first embodiment in the configuration of the lamp body, the concave reflector, and the front glass in the short arc lamp, but in this example, the outer tube is a short arc lamp. The difference is that it is configured separately.

同図に示すように、凹面反射鏡20の集光部21には、直管状の外管17が反射面の回転軸と平行に配置され、後方側の一端部17Bが、凹面反射鏡20の筒状頸部23内に挿入された状態で接着剤などのシール材Sによって液密に接着される。一方、前方側の他端部17Aは、前面ガラス40のほぼ中央部に形成された開口40Aに挿入、担持され、同じく接着剤S’によって液密に固定されている。   As shown in the figure, a straight tubular outer tube 17 is arranged in parallel with the rotation axis of the reflecting surface in the condensing part 21 of the concave reflecting mirror 20, and one end 17 B on the rear side is arranged on the concave reflecting mirror 20. In a state where it is inserted into the cylindrical neck portion 23, it is liquid-tightly adhered by a sealing material S such as an adhesive. On the other hand, the other end 17A on the front side is inserted and carried in an opening 40A formed in the substantially central portion of the front glass 40, and is also liquid-tightly fixed by an adhesive S '.

ショートアークランプ10(ランプ本体部分)は、発光管部12の外周面が外管17における内周面と接触部Kを形成して凹面反射鏡20の集光部21内に配置されている。この接触部Kが形成される位置は、ショートアークランプ10の軸が水平方向に支持される場合、鉛直方向における上部に相当する部分であり、すなわち、ランプ点灯中、発光管部12において最も加熱される部分である。なお本例においても発光管部12は同径部(紙面上、平坦な部分)を備えて構成されている。このように同径部を形成した場合には外管17内周面に対する接触部Kを広範囲に形成できるためにより大きな冷却効果を得ることができる。   The short arc lamp 10 (lamp main body portion) is disposed in the condensing portion 21 of the concave reflecting mirror 20 with the outer peripheral surface of the arc tube portion 12 forming a contact portion K with the inner peripheral surface of the outer tube 17. The position where the contact portion K is formed is a portion corresponding to the upper portion in the vertical direction when the shaft of the short arc lamp 10 is supported in the horizontal direction, that is, most heated in the arc tube portion 12 during lamp lighting. It is a part to be done. In this example as well, the arc tube portion 12 is configured to have the same diameter portion (flat portion on the paper surface). Thus, when the same diameter part is formed, since the contact part K with respect to the outer peripheral surface of the outer tube 17 can be formed in a wide range, a larger cooling effect can be obtained.

凹面反射鏡20には、紙面において上部と下部に貫通穴25,26が形成されており、鞘管27,28が接続されてそれぞれ冷却水の導入口または排出口が形成される。   The concave reflecting mirror 20 has through holes 25 and 26 formed in the upper and lower portions on the paper surface, and the sheath tubes 27 and 28 are connected to form cooling water inlets or outlets, respectively.

この実施形態に係る光源装置にても先に図2で示したような冷却水の循環システムが具備される。例えば上部に配置された鞘管27から凹面反射鏡、前面板及び外管により形成された略密閉した空間内に冷却水が導入され、集光部と外管17に挟まれた空間内を流過して下部に配置された鞘管28より排出される。そして、冷却水により外管17が直接的に冷却され、発光管11、特に発光管部12が効果的に冷却される。   The light source device according to this embodiment also includes a cooling water circulation system as shown in FIG. For example, cooling water is introduced into a substantially sealed space formed by the concave reflecting mirror, the front plate, and the outer tube from the sheath tube 27 disposed at the upper portion, and flows in the space sandwiched between the light collecting portion and the outer tube 17. Then, it is discharged from the sheath tube 28 arranged at the lower part. Then, the outer tube 17 is directly cooled by the cooling water, and the arc tube 11, particularly the arc tube portion 12, is effectively cooled.

発光管11は対流の影響から発光管部12上部が高温になるが、発光管部12の上部における接触部Kにおいて外管17に外接しているため、当該個所を確実かつ効果的に冷却でき、失透や破損を抑制することができる。
この結果、ランプの安定した点灯状態を維持することができ、発光管が高温に曝されることによる耐性の低下を抑制し、ランプの高入力化を実現することができる。
The arc tube 11 has a high temperature at the upper portion of the arc tube portion 12 due to the influence of convection. , Devitrification and breakage can be suppressed.
As a result, it is possible to maintain a stable lighting state of the lamp, to suppress a reduction in resistance due to exposure of the arc tube to a high temperature, and to realize a high input of the lamp.

<第3の実施形態>
本願発明に係る更に別の実施形態について説明する。図5は第3の実施形態を説明するランプ管軸にそって切断した断面図である。なお、第1、第2の実施形態の説明において図1〜4で説明した構成と同じ構成については同符号で示して詳細説明を省略する。
本実施形態に係る凹面反射鏡30は、基体30aが金属より構成されている点で先に説明した実施形態のものと相違する。かかる基体30aは、例えばアルミニウムのダイカスト(押し出し成形)により製造され、集光部31の表面は研磨によって金属反射面31Aが形成されている。無論、この反射面31Aは研磨以外の手法により形成することも可能であり、例えば集光部31表面にガラス層を形成しておき、該ガラス層に誘電体多層膜を形成する手法を用いることも可能である。
<Third Embodiment>
Still another embodiment according to the present invention will be described. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the lamp tube axis for explaining the third embodiment. In the description of the first and second embodiments, the same components as those described with reference to FIGS.
The concave reflecting mirror 30 according to this embodiment is different from that of the above-described embodiment in that the base body 30a is made of metal. The base body 30a is manufactured by, for example, aluminum die casting (extrusion molding), and the surface of the light collecting portion 31 has a metal reflecting surface 31A formed by polishing. Of course, the reflecting surface 31A can be formed by a method other than polishing. For example, a method in which a glass layer is formed on the surface of the light condensing part 31 and a dielectric multilayer film is formed on the glass layer is used. Is also possible.

集光部31の上下の対向個所には貫通穴35,36が形成されており、それぞれ鞘管37,38が接続され、冷却水の導入口と排出口が構成される。また、凹面反射鏡30の後端部には頸部33となる開口が形成されており、頸部より後方に伸びる筒状部分(筒状頸部)の代わりに、略筒状の絶縁性のレフベース39が接着剤等のシール材Sによって接続され、ショートアークランプ10の口金18がレフベース39底面の開口36Aに挿入されてシール材Sで固着されて保持される。すなわち、ショートアークランプ10は口金18及びレフベース39を介して凹面反射鏡30に固定されている。   Through holes 35 and 36 are formed at the upper and lower opposing portions of the light collecting portion 31, and the sheath pipes 37 and 38 are connected to each other to constitute a cooling water introduction port and a discharge port. In addition, an opening serving as a neck portion 33 is formed at the rear end portion of the concave reflecting mirror 30, and instead of a cylindrical portion (tubular neck portion) extending rearward from the neck portion, a substantially cylindrical insulating property is provided. The reflex base 39 is connected by a sealing material S such as an adhesive, and the base 18 of the short arc lamp 10 is inserted into the opening 36A on the bottom surface of the reflex base 39 and fixed and held by the sealing material S. That is, the short arc lamp 10 is fixed to the concave reflecting mirror 30 through the base 18 and the reflex base 39.

また、凹面反射鏡30の前面開口縁32Aには前面ガラス40が装着される。   A front glass 40 is attached to the front opening edge 32 </ b> A of the concave reflecting mirror 30.

ショートアークランプ10は、第1の実施形態と同様、光に対して透明な外管17を備えており、前方に位置された端部17Aがショートアークランプ10における封止管部13aの外周面に全周にわたって溶着され、ショートアークランプ10は外管17に支持された状態で保持されている。なお、ショートアークランプ10は先に説明した第1の実施形態に係るものと同様であり、すなわち外管17がショートアークランプ10に溶着されて一体的に構成されている。
ここでの詳細な説明は省略するが、発光管11における発光管部12上部においては外管17の内周面に外接しており、発光管11における発光管部12には同径部が形成されており、当該同径部領域において外管と外接することで接触面積を稼ぐよう構成されている。一方の封止管部13b及び外管の端部17Bが、凹面反射鏡30の頸部33及びレフベース39に設けられた開口36Aに挿入され、接着剤Sによって液密に固定されている。レフベース39は絶縁性の部材であり、例えば石英ガラスやアルミナ等のセラミックスよりなる。これは凹面反射鏡30とショートアークランプ10との絶縁を維持するためである。
Similar to the first embodiment, the short arc lamp 10 includes an outer tube 17 that is transparent to light, and an end portion 17A positioned at the front is an outer peripheral surface of the sealing tube portion 13a in the short arc lamp 10. The short arc lamp 10 is held in a state supported by the outer tube 17. The short arc lamp 10 is the same as that according to the first embodiment described above, that is, the outer tube 17 is welded to the short arc lamp 10 and is integrally formed.
Although detailed description is omitted here, an upper portion of the arc tube portion 12 in the arc tube 11 is circumscribed on the inner peripheral surface of the outer tube 17, and the arc tube portion 12 in the arc tube 11 has the same diameter portion. In the same-diameter region, the contact area is obtained by circumscribing the outer tube. One sealing tube portion 13 b and the outer tube end portion 17 B are inserted into an opening 36 A provided in the neck portion 33 and the reflex base 39 of the concave reflecting mirror 30, and are liquid-tightly fixed by the adhesive S. The reflex base 39 is an insulating member and is made of ceramics such as quartz glass and alumina. This is to maintain insulation between the concave reflecting mirror 30 and the short arc lamp 10.

本実施形態に係る凹面反射鏡は基体が金属より構成されている。従って、電極E1,E2に印加された電圧が凹面反射鏡30を通じてもれないよう、リード線W1は絶縁管34A内に収容され、前方開口縁32Aの一部に形成されたリード線導出用穴34から導出される。なお絶縁管34Aの材質として好ましくは石英ガラスやアルミナ等のセラミックスであり、またその開口部は接着剤Sによって閉塞されリード線W1は液密に導出される。   The concave reflecting mirror according to this embodiment has a base made of metal. Therefore, the lead wire W1 is accommodated in the insulating tube 34A so that the voltage applied to the electrodes E1 and E2 does not pass through the concave reflecting mirror 30, and a lead wire lead-out hole formed in a part of the front opening edge 32A. 34. The material of the insulating tube 34A is preferably a ceramic such as quartz glass or alumina, and its opening is closed by the adhesive S, and the lead wire W1 is led out in a liquid-tight manner.

本実施形態に係る光源装置もまた、先に図2で示したものと同様の冷却水の循環システムが具備される。そして例えば、凹面反射鏡30の内部に鞘管37を通じて、凹面反射鏡30、前面板40及び外管17によって形成される空間内に冷却水が導入され、冷却水は当該凹面反射鏡30の内部を流過したのち、排出口となる鞘管38から排出される。このように、所定の流路を循環することによって凹面反射鏡30および外管17が直接的に冷却され、ショートアークランプ10が冷却される。発光管11は外管17を介して間接的に冷却されるが、対流の影響から発光管部12上部が高温になるものの、発光管部12の上部における接触部Kにおいて外管17の外周面に接触しているため、当該個所が確実かつ効果的に冷却されるようになる。   The light source device according to this embodiment is also provided with a cooling water circulation system similar to that shown in FIG. For example, cooling water is introduced into the space formed by the concave reflecting mirror 30, the front plate 40 and the outer tube 17 through the sheath tube 37 inside the concave reflecting mirror 30, and the cooling water is inside the concave reflecting mirror 30. And then discharged from the sheath tube 38 serving as a discharge port. Thus, the concave reflecting mirror 30 and the outer tube 17 are directly cooled by circulating through the predetermined flow path, and the short arc lamp 10 is cooled. Although the arc tube 11 is indirectly cooled via the outer tube 17, the upper portion of the arc tube portion 12 becomes hot due to the influence of convection, but the outer peripheral surface of the outer tube 17 at the contact portion K in the upper portion of the arc tube portion 12. Since this is in contact with the surface, the portion can be reliably and effectively cooled.

なお、本実施形態においては凹面反射鏡の基体が金属より構成されるため、熱伝導が良好であって外部に対する放熱効果が優れており、ランプの冷却効果が格段に良くなる。   In the present embodiment, since the base of the concave reflecting mirror is made of metal, the heat conduction is good, the heat dissipation effect to the outside is excellent, and the cooling effect of the lamp is remarkably improved.

<第4の実施形態>
続いて、図6は更に異なる本発明の実施形態を説明するランプ管軸にそって切断した断面図である。本実施形態においては、冷却水の流路が異なるのみで、その他構成は上記第3の実施形態と同様である。本実施形態について、先に図1〜5で説明した構成については、同符号で示して詳細説明を省略する。
金属の基体30aよりなる凹面反射鏡30にはその後端部に形成された頸部33を覆うように、絶縁材料からなる筒状のレフベース39が接続されている。このレフベースの側面には鉛直方向上部に貫通孔39Aが形成されており、冷却水供給用の鞘管39Bが接続されている。一方、凹面反射鏡30にも、前方開口縁部32Aの鉛直方向上部の位置に開口が形成されて鞘管38が接続されており、冷却水の排出口が構成されている。
<Fourth Embodiment>
Next, FIG. 6 is a cross-sectional view taken along a lamp tube axis for explaining still another embodiment of the present invention. In the present embodiment, only the flow path of the cooling water is different, and the other configuration is the same as that of the third embodiment. About this embodiment, about the structure demonstrated previously in FIGS. 1-5, it shows with the same code | symbol and abbreviate | omits detailed description.
A cylindrical reflector base 39 made of an insulating material is connected to the concave reflecting mirror 30 made of the metal base 30a so as to cover the neck 33 formed at the rear end thereof. A through hole 39A is formed on the side surface of the reflex base in the upper part in the vertical direction, and a sheath pipe 39B for supplying cooling water is connected. On the other hand, the concave reflecting mirror 30 is also formed with an opening at a position in the upper vertical direction of the front opening edge portion 32A and connected to the sheath tube 38, thereby forming a cooling water discharge port.

不図示の冷却水循環システムより冷却水が凹面反射鏡30、前面板40及び外管17によって形成された空間内に導入されると、ショートアークランプ10の封止管部13bの周囲に配置された外管17の周りを流過して凹面反射鏡30の集光部31の内部空間に移行して、鞘管38を通じてから排出される。   When cooling water is introduced from a cooling water circulation system (not shown) into the space formed by the concave reflector 30, the front plate 40, and the outer tube 17, it is arranged around the sealing tube portion 13b of the short arc lamp 10. It flows around the outer tube 17, moves to the inner space of the condensing part 31 of the concave reflecting mirror 30, and is discharged through the sheath tube 38.

このような構成によると、凹面反射鏡30の構成上、狭隘部を構成するために熱がこもり易い封止管部13bの周囲の外管17が効果的に冷却され、当該封止管部13bに埋設された金属箔15b等の酸化を確実に防止することができる。しかも、ショートアークランプ10の封止管部13aには外管17が接続され、更には発光管部12上部が外管17と接触部Kを形成しているため、これらの個所が確実に冷却される。   According to such a configuration, due to the configuration of the concave reflecting mirror 30, the outer tube 17 around the sealing tube portion 13b that easily traps heat in order to form a narrow portion is effectively cooled, and the sealing tube portion 13b. It is possible to reliably prevent oxidation of the metal foil 15b and the like embedded in the metal. Moreover, since the outer tube 17 is connected to the sealing tube portion 13a of the short arc lamp 10 and the upper portion of the arc tube portion 12 forms the contact portion K with the outer tube 17, these portions are reliably cooled. Is done.

以上説明した本願発明によれば、冷却水を凹面反射鏡の内部に循環させ、外管を介して発光管を直接及び間接的に冷却するので、発光管の使用温度が極めて高い部位においても確実に冷却することができる。しかも、冷却水を用いることで温度を管理することができ、ランプの点灯状態に合せて最適な冷却状態を形成することが可能になる。   According to the present invention described above, the cooling water is circulated inside the concave reflecting mirror, and the arc tube is cooled directly and indirectly via the outer tube. Therefore, it is ensured even at a part where the operating temperature of the arc tube is extremely high. Can be cooled to. In addition, the temperature can be controlled by using the cooling water, and an optimum cooling state can be formed according to the lighting state of the lamp.

なお、本発明は上記の例に限定されるものではなく適宜変更を加えることが可能である。また、ランプの構成として直流点灯方式、交流点灯方式のいずれのものでも適用できる。   In addition, this invention is not limited to said example, A change can be added suitably. Moreover, any of a direct current lighting system and an alternating current lighting system can be applied as a lamp structure.

本発明の第1の実施形態にかかる光源装置本体を管軸にそって切断した説明用断面図である。It is sectional drawing for description which cut | disconnected the light source device main body concerning the 1st Embodiment of this invention along the tube axis | shaft. 本発明の光源装置に係る冷却水の循環システムを模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the circulation system of the cooling water which concerns on the light source device of this invention. 本発明の光源装置に係る外管付きショートアークランプの製作方法を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing method of the short arc lamp with an outer tube | pipe concerning the light source device of this invention. 本発明の他の実施形態にかかる光源装置の説明用断面図である。It is sectional drawing for description of the light source device concerning other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態にかかる光源装置の説明用断面図である。It is sectional drawing for description of the light source device concerning other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態にかかる光源装置の説明用断面図である。It is sectional drawing for description of the light source device concerning other embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 ショートアークランプ
11 発光管
12 発光管部
13a,13b 封止管部
14b コイル
15a,15b 金属箔
16a,16b 外部リード棒
17 外管
17A、17B 外管の端部
18 口金
E1,E2 電極
W1 リード線
S,S’ シール材
K 接触部
M1,M2 マウント
N スペーサ
20 凹面反射鏡
20a 基体
21 集光部
21b 集光部後端
21A 反射層
22 光投射口
22A 前方開口縁
23 筒状頸部
24 リード線導出孔
25,26 貫通穴
27,28 鞘管
30 凹面反射鏡
30a 基体
31 集光部
31A 反射面
32 光投射口
32A 前方開口縁
33 頸部
34 リード線導出孔
34A 絶縁管
35,36 貫通穴
36A 開口
36B 貫通孔
37,38 鞘管
39 レフベース
39A 開口
39B 鞘管
40 前面ガラス(前面板)
40A 開口部
45 冷却手段
46 ポンプ
50 ガラス管
50A 膨出部
50B フランジ部
60 外管
60A,B 端部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Short arc lamp 11 Arc tube 12 Arc tube part 13a, 13b Sealing tube part 14b Coil 15a, 15b Metal foil 16a, 16b External lead rod 17 Outer pipe 17A, 17B End part 18 Outer pipe | tube E1, E2 Electrode W1 Lead Line S, S ′ Sealing material K Contact part M1, M2 Mount N Spacer 20 Concave reflector 20a Base 21 Condensing part 21b Condensing part rear end 21A Reflecting layer 22 Light projection port 22A Front opening edge 23 Cylindrical neck part 24 Lead Line outlet holes 25, 26 Through holes 27, 28 Sheath tube 30 Concave reflector 30a Base 31 Condensing part 31A Reflecting surface 32 Light projection port 32A Front opening edge 33 Neck 34 Lead wire outlet hole 34A Insulating pipes 35, 36 Through hole 36A Opening 36B Through-holes 37, 38 Sheath tube 39 Ref base 39A Opening 39B Sheath tube 40 Front glass (front plate)
40A opening 45 cooling means 46 pump 50 glass tube 50A bulging portion 50B flange portion 60 outer tube 60A, B end

Claims (5)

内部に発光空間を形成する発光管部およびこの発光管部の両端に連設された封止管部を有する発光管と、前記発光管部の内部に対向配置された一対の電極と、前記発光管部の内部に封入された水銀とを備えたショートアークランプと、
透光性を有する外管と、
前記ショートアークランプからの放射光を放射する光投射口をその前端部に有し、後端部に頸部を有する凹面反射鏡と、
前記光投射口を覆う透光性を有する前面板と、
冷却用流体供給手段とを備えてなり、
凹面反射鏡の内部に外管が、その内部に前記ショートアークランプを収容した状態で、配置され、
凹面反射鏡、前面板及び外管により略密閉した空間が形成され、該空間内に冷却用流体が流過されることを特徴とする光源装置。
A light emitting tube having a light emitting tube portion forming a light emitting space therein and a sealing tube portion continuously provided at both ends of the light emitting tube portion, a pair of electrodes disposed opposite to each other inside the light emitting tube portion, and the light emitting device A short arc lamp provided with mercury enclosed in the tube part;
A translucent outer tube,
A concave reflector having a light projection port for emitting radiation light from the short arc lamp at its front end and a neck at its rear end;
A front plate having translucency covering the light projection port;
Cooling fluid supply means,
An outer tube is disposed inside the concave reflecting mirror, with the short arc lamp being accommodated therein,
A light source device characterized in that a substantially sealed space is formed by a concave reflecting mirror, a front plate, and an outer tube, and a cooling fluid flows through the space.
前記外管の一端部が前記ショートアークランプの封止管部に溶着されていることを特徴とする請求項1記載の光源装置。
The light source device according to claim 1, wherein one end portion of the outer tube is welded to a sealing tube portion of the short arc lamp.
内部に発光空間を形成する発光管部およびこの発光管部の両端に連設された封止管部を有する発光管と、前記発光管部の内部に対向配置された一対の電極と、前記発光管部の内部に封入された水銀とを備えたショートアークランプと、
透光性を有する外管と、
前記ショートアークランプからの放射光を放射する光投射口をその前端部に有し、後端部に頸部を有する凹面反射鏡と、
前記光投射口を覆う透光性を有する前面板と、
冷却用流体供給手段とを備えてなり、
凹面反射鏡の内部に外管が、その一端部と他端部がそれぞれ前記前面板と該凹面反射鏡に固定されて保持され、
該外管の内部に前記ショートアークランプが配置され、
凹面反射鏡、前面板及び外管により略密閉した空間が形成され、該空間内に冷却用流体が流過されることを特徴とする光源装置。
A light emitting tube having a light emitting tube portion forming a light emitting space therein and a sealing tube portion continuously provided at both ends of the light emitting tube portion, a pair of electrodes disposed opposite to each other inside the light emitting tube portion, and the light emitting device A short arc lamp provided with mercury enclosed in the tube part;
A translucent outer tube,
A concave reflector having a light projection port for emitting radiation light from the short arc lamp at its front end and a neck at its rear end;
A front plate having translucency covering the light projection port;
Cooling fluid supply means,
The outer tube inside the concave reflecting mirror, one end and the other end of the outer tube are fixed and held by the front plate and the concave reflecting mirror, respectively.
The short arc lamp is disposed inside the outer tube,
A light source device characterized in that a substantially sealed space is formed by a concave reflecting mirror, a front plate, and an outer tube, and a cooling fluid flows through the space.
前記ショートアークランプは発光管部の一部が前記外管と接触していることを特徴とする請求項1または3に記載の光源装置。
4. The light source device according to claim 1, wherein a part of the arc tube portion of the short arc lamp is in contact with the outer tube.
前記凹面反射鏡は基体が金属より構成され、冷却用流体がイオン交換水よりなることを特徴とする請求項1または3に記載の光源装置。 4. The light source device according to claim 1, wherein the concave reflecting mirror has a base made of metal, and a cooling fluid made of ion-exchanged water.
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