JP2010129504A - Luminous tube, light source device and projector - Google Patents

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JP2010129504A JP2008306057A JP2008306057A JP2010129504A JP 2010129504 A JP2010129504 A JP 2010129504A JP 2008306057 A JP2008306057 A JP 2008306057A JP 2008306057 A JP2008306057 A JP 2008306057A JP 2010129504 A JP2010129504 A JP 2010129504A
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裕一朗 岩間
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a luminous tube capable of achieving a longer life and higher brightness even when the temperature of an upper region in an internal surface of a tube portion tends to rise and even when the temperature of a lower region in the internal surface of the tube portion tends to rise. <P>SOLUTION: The luminous tube satisfies (L<SB>C</SB>-L<SB>A</SB>)=(L<SB>D</SB>-L<SB>B</SB>) and L<SB>A</SB>≠L<SB>B</SB>assuming that an intermediate position between a pair of electrodes 42, 52 is a point P, the lowermost position relative to gravity in the internal surface of a tube unit 30 is a point A and the uppermost position is a point B, the lowermost position relative to gravity in an external surface of the tube unit 20 is a point C and the uppermost position is a point D, a distance from the point P to the point A is L<SB>A</SB>, a distance from the point P to the point B is L<SB>B</SB>, a distance from the point P to the point C is L<SB>C</SB>, and a distance from the point P to a point D is L<SB>D</SB>. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、発光管、光源装置及びプロジェクタに関する。   The present invention relates to an arc tube, a light source device, and a projector.

従来、プロジェクタの光源装置用の発光管として、一対の電極を内蔵する管球部と、管球部の両側に延びる一対の封止部とを備える発光管が知られている(例えば、特許文献1参照。)。   2. Description of the Related Art Conventionally, as an arc tube for a light source device of a projector, an arc tube including a tube bulb portion including a pair of electrodes and a pair of sealing portions extending on both sides of the bulb portion is known (for example, Patent Documents). 1).

特開2005−5183号公報JP 2005-5183 A

ところで、従来の発光管においては、熱対流などにより、管球部の内面における重力に対して上側の領域の温度が特に高くなり易く、管球部を構成する基材の許容温度を超えてしまった場合には、管球部の外面における上側の領域において局所的な膨れが発生したり白化したりする場合がある。白化とは、管球部を構成する基材が白濁して失透する現象のことである。管球部に局所的な膨れが発生すると、強度低下によって発光管が破裂する場合がある。また、管球部が白化すると、白化した箇所において光の透過が妨げられてしまい、これに起因して熱が発生して発光管の温度がさらに上昇した結果、発光管が破裂する場合がある。   By the way, in the conventional arc tube, the temperature of the upper region with respect to the gravity on the inner surface of the bulb portion is likely to be particularly high due to thermal convection, and the temperature exceeds the allowable temperature of the base material constituting the bulb portion. In this case, local swelling may occur or whitening may occur in the upper region of the outer surface of the tube portion. Whitening is a phenomenon in which the base material constituting the tube portion becomes clouded and devitrified. When local swelling occurs in the bulb portion, the arc tube may rupture due to a decrease in strength. Further, when the tube bulb portion is whitened, light transmission is hindered at the whitened portion, and as a result, heat is generated and the temperature of the arc tube further rises. As a result, the arc tube may burst. .

管球部の内面における上側の領域の温度上昇を抑制するためには、発光管を冷却機構で冷却することが考えられる。しかしながら、従来の発光管においては、上述したように、熱対流などによって管球部の内面における上側の領域の温度が高くなり易く、管球部の内面における上側の領域の温度と下側の領域の温度との間に温度差が生じているため、管球部の内面における上側の領域の温度を所定温度以下まで冷却しようとして管球部を冷却した場合に、管球部の外面及び内面における下側の領域が必要以上に冷却されてしまい、管球部の内面における下側の領域が黒化するおそれがある。黒化とは、管球部内に封入された封入物(例えば、水銀、希ガス、金属ハロゲン化物等。)の蒸発性能が低下して、ハロゲンサイクルの効率が低下する結果、封入物が管球部の内壁に付着する現象のことである。このように管球部が黒化すると、黒化した箇所において光が吸収されるため、発光管の光量が低下したり発光管が破損したりする可能性がある。   In order to suppress the temperature rise in the upper region on the inner surface of the tube portion, it is conceivable to cool the arc tube with a cooling mechanism. However, in the conventional arc tube, as described above, the temperature of the upper region on the inner surface of the tube portion is likely to increase due to thermal convection, and the temperature of the upper region and the lower region on the inner surface of the tube portion. Therefore, when the tube part is cooled to cool the temperature of the upper region on the inner surface of the tube part to a predetermined temperature or lower, the temperature difference between the outer surface and the inner surface of the tube part is The lower region is cooled more than necessary, and the lower region on the inner surface of the tube portion may be blackened. Blackening means that the evaporating performance of the encapsulated material (eg, mercury, rare gas, metal halide, etc.) enclosed in the tube part is reduced, and the efficiency of the halogen cycle is reduced. It is a phenomenon that adheres to the inner wall of the part. When the tube portion is blackened in this way, light is absorbed at the blackened portion, so that the light quantity of the arc tube may be reduced or the arc tube may be damaged.

上述したように、一般的には、管球部の内面における上側の領域の温度が高くなり易いのであるが、逆に、例えば管球部の内面における上側の領域の温度を所定温度以下まで冷却しようとして管球部の上側の領域をより強く冷却した場合には、管球部の内面における下側の領域の温度が高くなることもある。   As described above, generally, the temperature of the upper region on the inner surface of the tube portion tends to increase, but conversely, for example, the temperature of the upper region on the inner surface of the tube portion is cooled to a predetermined temperature or lower. If the upper region of the tube portion is cooled more strongly, the temperature of the lower region on the inner surface of the tube portion may increase.

そこで、本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、管球部の内面における上側の領域の温度が高くなり易い場合及び管球部の内面における下側の領域の温度が高くなり易い場合のいずれの場合にも、長寿命化を図りつつ、さらなる高輝度化を図ることが可能な発光管を提供することを目的とする。また、このような優れた発光管を備える光源装置及びプロジェクタを提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problem, and the temperature of the upper region on the inner surface of the tube portion is likely to be high and the temperature of the lower region on the inner surface of the tube portion is high. It is an object of the present invention to provide an arc tube capable of further increasing the brightness while extending the life in any case. It is another object of the present invention to provide a light source device and a projector provided with such an excellent arc tube.

本発明者は、上記した問題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、一対の電極の中間位置から管球部の内面における重力に対して最も上側となる位置までの距離と、一対の電極の中間位置から管球部の内面における重力に対して最も下側となる位置までの距離とを、管球部の内面における上側の領域の温度及び管球部の内面における下側の領域の温度のうちいずれが高いのか状況に応じて調節すれば、管球部の内面における上側の領域及び下側の領域の温度上昇を抑制することができるとともに、管球部の内面における上側の領域の温度と下側の領域の温度との温度差を小さくすることができ、結果として、長寿命化を図りつつ、さらなる高輝度化を図ることが可能となることに想到し、本発明を完成させるに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has found that the distance from the middle position between the pair of electrodes to the position on the innermost surface of the tube portion that is the uppermost side with respect to the gravity, The distance from the intermediate position to the lowest position with respect to gravity on the inner surface of the tube part is determined by the temperature of the upper region on the inner surface of the tube part and the temperature of the lower region on the inner surface of the tube part. If it is adjusted according to the situation, which is higher, the temperature rise in the upper region and the lower region on the inner surface of the tube portion can be suppressed, and the temperature of the upper region on the inner surface of the tube portion can be reduced. The temperature difference with the temperature of the lower region can be reduced, and as a result, it is possible to achieve a further increase in brightness while extending the life, and the present invention has been completed. It was.

すなわち、本発明の発光管は、一対の電極を内蔵する管球部と、前記管球部の両側に延びる一対の封止部とを有する発光管であって、前記一対の封止部の軸を含み、重力の方向に沿う仮想平面で前記発光管を切断したときの断面における前記一対の電極の中間位置を点Pとし、前記管球部の内面における重力に対して最も下側となる位置を点Aとし、前記管球部の内面における重力に対して最も上側となる位置を点Bとし、前記管球部の外面における重力に対して最も下側となる位置を点Cとし、前記管球部の外面における重力に対して最も上側となる位置を点Dとし、点Pから点Aまでの距離をLとし、点Pから点Bまでの距離をLとし、点Pから点Cまでの距離をLとし、点Pから点Dまでの距離をLとしたとき、「(L−L)=(L−L)」かつ「L≠L」の関係を満たすことを特徴とする。 That is, the arc tube of the present invention is an arc tube having a tube bulb portion incorporating a pair of electrodes, and a pair of sealing portions extending on both sides of the tube bulb portion, the shaft of the pair of seal portions A point P that is an intermediate position of the pair of electrodes in a cross section when the arc tube is cut in a virtual plane along the direction of gravity, and is the lowest position with respect to gravity on the inner surface of the tube portion Is the point A, the position that is the uppermost side with respect to the gravity on the inner surface of the tube part is the point B, the position that is the lowermost side with respect to the gravity on the outer surface of the tube part is the point C, and the tube the uppermost a position with respect to gravity in the outer surface of the bulb to a point D, and the distance from the point P to the point a and L a, the distance from the point P to the point B and L B, the point from the point P C the distance to the L C, and the distance from the point P to the point D was L D, "(L C L A) = (L D -L B) "and is characterized by satisfying the relation of" L AL B ".

このため、本発明の発光管によれば、管球部の上側と下側の肉厚を同等(「(L−L)=(L−L)」)としたまま、熱源の中心となる一対の電極の中間位置(P)と管球部の内面における上側の領域との距離と、一対の電極の中間位置(P)と管球部の内面における下側の領域との距離とを調節して「L≠L」の関係を満たすようにすれば、管球部の内面における上側の領域及び下側の領域の温度上昇を抑制することができるとともに、管球部の内面における上側の領域の温度と下側の領域の温度との温度差を小さくすることができ、結果として、長寿命化を図りつつ、さらなる高輝度化を図ることが可能となる。 For this reason, according to the arc tube of the present invention, the thickness of the upper side and the lower side of the bulb part is the same (“(L C −L A ) = (L D −L B )”). The distance between the middle position (P) of the pair of electrodes at the center and the upper region on the inner surface of the tube portion, and the distance between the middle position (P) of the pair of electrodes and the lower region on the inner surface of the tube portion Is adjusted so as to satisfy the relationship of “L A ≠ L B ”, the temperature rise in the upper region and the lower region on the inner surface of the tube portion can be suppressed, and the tube portion The temperature difference between the temperature of the upper region and the temperature of the lower region on the inner surface can be reduced, and as a result, it is possible to further increase the brightness while extending the life.

本発明の発光管においては、「L<L」の関係を満たすことが好ましい。 In the arc tube of the present invention, it is preferable to satisfy the relationship “L A <L B ”.

このように構成することによって、管球部の内面における上側の領域の温度が高くなり易い場合に、熱源の中心となる一対の電極の中間位置(P)と、管球部の内面における上側の領域との距離を、一対の電極の中間位置(P)と管球部の内面における下側の領域との距離よりも長くすることになる。つまり、熱対流などにより温度が上昇し易い管球部の内面における上側の領域を、熱源からある程度離隔することが可能となるため、管球部の内面における上側の領域の温度上昇を抑制し、管球部の内面における上側の領域の温度と下側の領域の温度との温度差を小さくすることができ、結果として、長寿命化を図りつつ、さらなる高輝度化を図ることが可能となる。   With this configuration, when the temperature of the upper region on the inner surface of the bulb portion is likely to be high, the intermediate position (P) of the pair of electrodes serving as the center of the heat source and the upper position on the inner surface of the bulb portion The distance to the region is longer than the distance between the intermediate position (P) of the pair of electrodes and the lower region on the inner surface of the bulb portion. In other words, the upper region on the inner surface of the tube portion where the temperature is likely to rise due to heat convection and the like can be separated from the heat source to some extent, so that the temperature increase of the upper region on the inner surface of the tube portion is suppressed, The temperature difference between the temperature of the upper region and the temperature of the lower region on the inner surface of the tube portion can be reduced, and as a result, it is possible to further increase the brightness while extending the life. .

本発明の発光管においては、「L>L」の関係を満たすことが好ましい。 In the arc tube of the present invention, it is preferable to satisfy the relationship of “L A > L B ”.

このように構成することによって、管球部の内面における下側の領域の温度が高くなり易い場合に、熱源の中心となる一対の電極の中間位置(P)と、管球部の内面における下側の領域との距離を、一対の電極の中間位置(P)と管球部の内面における上側の領域との距離よりも長くすることになる。管球部の内面における下側の領域を熱源からある程度離隔することが可能となるため、管球部の内面における下側の領域の温度上昇を抑制し、管球部の内面における上側の領域の温度と下側の領域の温度との温度差を小さくすることができ、結果として、長寿命化を図りつつ、さらなる高輝度化を図ることが可能となる。   With this configuration, when the temperature of the lower region on the inner surface of the bulb portion is likely to be high, the intermediate position (P) of the pair of electrodes serving as the center of the heat source and the lower position on the inner surface of the bulb portion. The distance to the side region is longer than the distance between the intermediate position (P) of the pair of electrodes and the upper region on the inner surface of the tube portion. Since the lower region on the inner surface of the tube portion can be separated from the heat source to some extent, the temperature increase in the lower region on the inner surface of the tube portion is suppressed, and the upper region on the inner surface of the tube portion is suppressed. The temperature difference between the temperature and the temperature of the lower region can be reduced, and as a result, it is possible to further increase the brightness while extending the life.

したがって、本発明の発光管は、長寿命化を図りつつ、さらなる高輝度化を図ることが可能な発光管となる。   Therefore, the arc tube of the present invention is an arc tube capable of further increasing the brightness while extending the life.

本発明の光源装置は、本発明の発光管と、前記発光管における一方の封止部側に配設され、前記発光管からの光を被照明領域側に向けて反射する反射凹面を有するリフレクタとを備えることを特徴とする。   The light source device of the present invention includes a light-emitting tube according to the present invention and a reflector having a reflective concave surface that is disposed on one sealing portion side of the light-emitting tube and reflects light from the light-emitting tube toward an illuminated region side. It is characterized by providing.

このため、本発明の光源装置によれば、上述した優れた発光管を備えているため、長寿命化を図りつつ、さらなる高輝度化を図ることが可能な光源装置となる。   For this reason, according to the light source device of the present invention, since the above-described excellent arc tube is provided, the light source device can achieve higher luminance while extending its life.

本発明の光源装置においては、前記リフレクタの前記反射凹面は、前記管球部の管壁を通過して射出される光が前記管壁で屈折した場合に、当該屈折を補正して反射するような曲面形状を有することが好ましい。   In the light source device of the present invention, the reflection concave surface of the reflector is configured to correct and reflect the refraction when light emitted through the tube wall of the tube portion is refracted by the tube wall. It is preferable to have a curved surface shape.

このように構成することにより、管球部の管壁(上側の管壁及び下側の管壁)を通過して射出される光を後述する光学要素に向けて正しく反射することが可能となる。例えば、リフレクタが楕円面リフレクタである場合、管球部の管壁を通過して射出される光を楕円面リフレクタの第2焦点位置に向けて反射することが可能となる。また、リフレクタが放物面リフレクタである場合、管球部の管壁を通過して射出される光を照明光軸に略平行な光として被照明領域側に向けて反射することが可能となる。   With this configuration, it is possible to correctly reflect the light emitted through the tube wall (the upper tube wall and the lower tube wall) of the bulb part toward an optical element to be described later. . For example, when the reflector is an ellipsoidal reflector, light emitted through the tube wall of the bulb part can be reflected toward the second focal position of the ellipsoidal reflector. In addition, when the reflector is a parabolic reflector, it is possible to reflect the light emitted through the tube wall of the bulb part toward the illuminated region as light substantially parallel to the illumination optical axis. .

本発明の光源装置においては、前記管球部における被照明領域側の外面を覆うように前記発光管における他方の封止部側に配設され、前記発光管からの光を前記管球部に向けて反射する反射凹面を有する副鏡をさらに備えることが好ましい。   In the light source device of the present invention, the light emitting device is disposed on the other sealing portion side of the arc tube so as to cover the outer surface of the bulb portion on the illuminated area side, and the light from the arc tube is directed to the bulb portion. It is preferable to further include a secondary mirror having a reflective concave surface that reflects toward the surface.

ところで、発光管の封止部に反射手段を配設することによって、光利用効率を向上することが可能となるとともにリフレクタを小型化することが可能となり、高輝度かつコンパクトな光源装置を実現することが可能となるが、管球部の略半分が反射手段によって覆われてしまうことから、発光管の封止部に反射手段が配設された光源装置は、そのような反射手段が配設されていない光源装置以上に、管球部の温度が高くなり易いという傾向がある。
本発明は、上述したように管球部の温度が全体的に高くなってしまうのを抑制することが可能となることから、このように発光管の封止部に反射手段が配設された光源装置に対して特に効果が大きい。
By the way, it is possible to improve the light utilization efficiency and to reduce the size of the reflector by disposing the reflecting means in the sealing portion of the arc tube, thereby realizing a high-luminance and compact light source device. However, since almost half of the bulb portion is covered by the reflecting means, the light source device in which the reflecting means is disposed in the sealing portion of the arc tube has such a reflecting means. There is a tendency that the temperature of the bulb portion tends to be higher than that of the light source device that is not used.
In the present invention, as described above, it is possible to suppress the overall temperature of the tube bulb portion from being increased, and thus the reflecting means is disposed in the sealing portion of the arc tube as described above. This is particularly effective for the light source device.

また、前記副鏡の前記反射凹面は、前記管球部の管壁を通過して射出される光が前記管壁で屈折した場合に、当該屈折を補正して反射するような曲面形状を有することが好ましい。   In addition, the concave concave surface of the secondary mirror has a curved shape that reflects and corrects the refraction when light emitted through the tube wall of the bulb part is refracted by the tube wall. It is preferable.

このように構成することにより、管球部の管壁を通過し、副鏡方向に射出される光を、光源である一対の電極の中間位置に向けて正しく反射することが可能となる。   With this configuration, it is possible to correctly reflect light that passes through the tube wall of the tube portion and is emitted in the sub-mirror direction toward an intermediate position between the pair of electrodes that are light sources.

本発明のプロジェクタは、本発明の光源装置を備える照明装置と、前記照明装置からの照明光を画像情報に応じて変調する電気光学変調装置と、前記電気光学変調装置によって変調された光を投写する投写光学系とを備えることを特徴とする。   The projector of the present invention projects an illumination device including the light source device of the present invention, an electro-optic modulation device that modulates illumination light from the illumination device according to image information, and light modulated by the electro-optic modulation device. A projection optical system.

このため、本発明のプロジェクタによれば、上述した優れた光源装置を備えているため、長寿命の光源装置を備え、かつ、高輝度なプロジェクタとなる。   For this reason, according to the projector of the present invention, since the above-described excellent light source device is provided, the projector has a long-life light source device and a high brightness.

本発明のプロジェクタにおいては、前記光源装置を冷却する冷却機構をさらに備えることが好ましい。   In the projector according to the aspect of the invention, it is preferable that the projector further includes a cooling mechanism for cooling the light source device.

このように構成することにより、光源装置の温度上昇を抑制することができ、光源装置の長寿命化を図りつつ、さらなる高輝度化を図ることが可能となる。   With this configuration, it is possible to suppress the temperature rise of the light source device, and it is possible to further increase the luminance while extending the life of the light source device.

以下、本発明の発光管、光源装置及びプロジェクタについて、図に示す実施の形態に基づいて説明する。   The arc tube, light source device, and projector of the present invention will be described below based on the embodiments shown in the drawings.

[実施形態1]
1.発光管20、光源装置110及びプロジェクタ1000の構成
図1は、実施形態1に係るプロジェクタ1000の光学系を模式的に示す上面図である。図2は、実施形態1に係る発光管20及び光源装置110を説明するために示す図である。図2(a)は光源装置110を模式的に示す側面図であり、図2(b)は発光管20における管球部30の周辺部分を横から見た断面図である。
[Embodiment 1]
1. Configuration of Arc Tube 20, Light Source Device 110, and Projector 1000 FIG. 1 is a top view schematically showing an optical system of the projector 1000 according to the first embodiment. FIG. 2 is a view for explaining the arc tube 20 and the light source device 110 according to the first embodiment. 2A is a side view schematically showing the light source device 110, and FIG. 2B is a cross-sectional view of the peripheral portion of the bulb portion 30 in the arc tube 20 as viewed from the side.

なお、以下の説明においては、互いに直交する3つの方向をそれぞれz軸方向(図1における照明光軸100ax方向)、x軸方向(図1における紙面に平行かつz軸に直交する方向)及びy軸方向(図1における紙面に垂直かつz軸に直交する方向)とする。
また、以下の説明においては、プロジェクタ1000をいわゆる据え置き状態に配置す
る場合を例示的に示すこととする。従って、重力方向は下側方向(例えば、図2(a)においてはy(−)方向。)となる。
In the following description, three directions orthogonal to each other are defined as a z-axis direction (illumination optical axis 100ax direction in FIG. 1), an x-axis direction (a direction parallel to the paper surface in FIG. 1 and perpendicular to the z-axis), and y. Let it be an axial direction (a direction perpendicular to the paper surface in FIG. 1 and perpendicular to the z-axis).
Further, in the following description, a case where projector 1000 is arranged in a so-called stationary state will be exemplified. Therefore, the gravity direction is the lower direction (for example, the y (−) direction in FIG. 2A).

実施形態1に係るプロジェクタ1000は、図1に示すように、照明装置100と、照明装置100からの照明光束を赤色光、緑色光及び青色光の3つの色光に分離して被照明領域に導光する色分離導光光学系200と、色分離導光光学系200で分離された3つの色光のそれぞれを画像情報に応じて変調する電気光学変調装置としての3つの液晶装置400R,400G,400Bと、3つの液晶装置400R,400G,400Bによって変調された色光を合成するクロスダイクロイックプリズム500と、クロスダイクロイックプリズム500によって合成された光をスクリーンSCR等の投写面に投写する投写光学系600と、冷却機構700(図示せず。)とを備えたプロジェクタである。   As shown in FIG. 1, the projector 1000 according to the first embodiment separates the illumination device 100 and the illumination light flux from the illumination device 100 into three color lights of red light, green light, and blue light and guides them to the illumination area. The three color liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B as electro-optic modulation devices that modulate the light-separated color separation light guide optical system 200 and the three color lights separated by the color separation light guide optical system 200 according to image information. A cross dichroic prism 500 that combines the color lights modulated by the three liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B; a projection optical system 600 that projects the light combined by the cross dichroic prism 500 onto a projection surface such as a screen SCR; The projector includes a cooling mechanism 700 (not shown).

照明装置100は、被照明領域側に照明光束を射出する光源装置110と、光源装置110からの集束光を略平行光として射出する凹レンズ90と、凹レンズ90から射出される照明光束を複数の部分光束に分割するための複数の第1小レンズ122を有する第1レンズアレイ120と、第1レンズアレイ120の複数の第1小レンズ122に対応する複数の第2小レンズ132を有する第2レンズアレイ130と、第2レンズアレイ130からの各部分光束を偏光方向の揃った略1種類の直線偏光に変換して射出する偏光変換素子140と、偏光変換素子140から射出される各部分光束を被照明領域で重畳させるための重畳レンズ150とを有する。   The illuminating device 100 includes a light source device 110 that emits an illumination light beam toward the illuminated region, a concave lens 90 that emits the focused light from the light source device 110 as substantially parallel light, and a plurality of portions of the illumination light beam emitted from the concave lens 90. A first lens array 120 having a plurality of first small lenses 122 for dividing the light beam, and a second lens having a plurality of second small lenses 132 corresponding to the plurality of first small lenses 122 of the first lens array 120. The array 130, the polarization conversion element 140 that converts each partial light beam from the second lens array 130 into approximately one type of linearly polarized light having the same polarization direction and emits it, and each partial light beam emitted from the polarization conversion element 140 And a superimposing lens 150 for superimposing in the illuminated area.

光源装置110は、図1及び図2(a)に示すように、リフレクタとしての楕円面リフレクタ10と、楕円面リフレクタ10の第1焦点近傍に発光中心を有する発光管20とを有する。光源装置110は、照明光軸100axを中心軸とする光束を射出する。   As shown in FIGS. 1 and 2A, the light source device 110 includes an ellipsoidal reflector 10 as a reflector, and an arc tube 20 having a light emission center near the first focal point of the ellipsoidal reflector 10. The light source device 110 emits a light beam having the illumination optical axis 100ax as a central axis.

発光管20は、図2に示すように、照明光軸100axに沿って配置された一対の電極42,52を内蔵する管球部30と、管球部30の両側に延びる一対の封止部40,50と、一対の封止部40,50内にそれぞれ封止された一対の金属箔44,54と、一対の金属箔44,54にそれぞれ電気的に接続された一対のリード線46,56とを有する。   As shown in FIG. 2, the arc tube 20 includes a tube bulb 30 containing a pair of electrodes 42 and 52 arranged along the illumination optical axis 100ax, and a pair of sealing portions extending on both sides of the tube bulb 30. 40, 50, a pair of metal foils 44, 54 sealed in the pair of sealing portions 40, 50, respectively, and a pair of lead wires 46, electrically connected to the pair of metal foils 44, 54, respectively. 56.

なお、発光管20の構成要素の条件等を例示的に示すと、管球部30及び封止部40,50は、例えば石英ガラス製であり、管球部30内には、水銀、希ガス及び少量のハロゲンが封入されている。電極42,52は、例えばタングステン電極であり、金属箔44,54は、例えばモリブデン箔である。リード線46,56は、例えばモリブデン又はタングステンから構成されている。
また、発光管20としては、高輝度発光する種々の発光管を採用でき、例えば高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等を採用できる。
If the conditions of the constituent elements of the arc tube 20 are exemplarily shown, the tube portion 30 and the sealing portions 40 and 50 are made of, for example, quartz glass, and mercury or a rare gas is contained in the tube portion 30. And a small amount of halogen is enclosed. The electrodes 42 and 52 are, for example, tungsten electrodes, and the metal foils 44, 54 are, for example, molybdenum foils. The lead wires 46 and 56 are made of, for example, molybdenum or tungsten.
Further, as the arc tube 20, various arc tubes that emit light with high luminance can be employed, for example, a high pressure mercury lamp, an ultra high pressure mercury lamp, a metal halide lamp, or the like.

管球部30について、図2(b)に示すように、照明光軸100axを含み、重力の方向に沿う仮想平面で切断したときの管球部30の断面における、一対の電極42,52の中間位置を点Pとし、管球部30の内面における重力に対して最も下側となる位置を点Aとし、管球部30の内面における重力に対して最も上側となる位置を点Bとし、管球部30の外面における重力に対して最も下側となる位置を点Cとし、管球部30の外面における重力に対して最も上側となる位置を点Dとし、点Pから点Aまでの距離をLとし、点Pから点Bまでの距離をLとし、点Pから点Cまでの距離をLとし、点Pから点Dまでの距離をLとし、点Cから点Dまでの距離をLとする。このとき、実施形態1に係る発光管20においては、「(L−L)=(L−L)」かつ「L≠L」の関係を満たすように、発光管20の管球部30が構成されている。 As shown in FIG. 2B, the tube portion 30 includes a pair of electrodes 42 and 52 in a cross section of the tube portion 30 when cut along a virtual plane that includes the illumination optical axis 100ax and extends in the direction of gravity. The intermediate position is a point P, the position that is the lowest on the inner surface of the tube portion 30 is the point A, the position that is the uppermost side on the inner surface of the tube portion 30 is the point B, A position that is the lowest side with respect to gravity on the outer surface of the tube portion 30 is a point C, a position that is the uppermost side with respect to the gravity on the outer surface of the tube portion 30 is a point D, and from the point P to the point A distance and L a, the distance from the point P to the point B and L B, the distance from the point P to the point C and L C, the distance from the point P to the point D and L D, the point from point C D Let the distance to be L. At this time, in the arc tube 20 according to the first embodiment, "(L C -L A) = ( L D -L B) " and so as to satisfy the relation of "L AL B" of the arc tube 20 A tube portion 30 is configured.

楕円面リフレクタ10は、図2(a)に示すように、発光管20の封止部(一方の封止部)40を挿通・固定するための開口部12と、発光管20からの光を第2焦点位置に向けて反射する反射凹面14とを有する。楕円面リフレクタ10は、楕円面リフレクタ10の開口部12に充填されたセメントなどの無機系接着剤によって発光管20の封止部40に固着されている。   As shown in FIG. 2A, the ellipsoidal reflector 10 has an opening 12 for inserting and fixing the sealing portion (one sealing portion) 40 of the arc tube 20 and light from the arc tube 20. And a reflective concave surface 14 that reflects toward the second focal position. The ellipsoidal reflector 10 is fixed to the sealing portion 40 of the arc tube 20 with an inorganic adhesive such as cement filled in the opening 12 of the ellipsoidal reflector 10.

反射凹面14は、管球部30の上側の管壁36及び下側の管壁38を通過して射出される光が管壁36,38で屈折した場合に、当該屈折を補正して反射するような曲面形状を有する。   The reflection concave surface 14 corrects and reflects the refraction when light emitted through the upper tube wall 36 and the lower tube wall 38 of the tube portion 30 is refracted by the tube walls 36 and 38. It has such a curved shape.

楕円面リフレクタ10を構成する基材の材料としては、例えば、結晶化ガラスやアルミナ(Al)などを好適に用いることができる。反射凹面14には、例えば、酸化チタン(TiO)と酸化シリコン(SiO)との誘電体多層膜からなる可視光反射層が形成されている。 For example, crystallized glass, alumina (Al 2 O 3 ), or the like can be suitably used as the material of the base material constituting the ellipsoidal reflector 10. On the reflective concave surface 14, for example, a visible light reflecting layer made of a dielectric multilayer film of titanium oxide (TiO 2 ) and silicon oxide (SiO 2 ) is formed.

凹レンズ90は、図1に示すように、楕円面リフレクタ10の被照明領域側に配置されている。そして、楕円面リフレクタ10からの光を第1レンズアレイ120に向けて射出するように構成されている。   As shown in FIG. 1, the concave lens 90 is disposed on the illuminated area side of the ellipsoidal reflector 10. The light from the ellipsoidal reflector 10 is emitted toward the first lens array 120.

第1レンズアレイ120は、凹レンズ90からの光を複数の部分光束に分割する光束分割光学素子としての機能を有し、複数の第1小レンズ122が照明光軸100axと直交する面内に複数行・複数列のマトリクス状に配列された構成を有する。図示による説明は省略するが、第1小レンズ122の外形形状は、液晶装置400R,400G,400Bの画像形成領域の外形形状に関して相似形である。   The first lens array 120 has a function as a light beam splitting optical element that splits light from the concave lens 90 into a plurality of partial light beams, and a plurality of first small lenses 122 are provided in a plane orthogonal to the illumination optical axis 100ax. It has a configuration arranged in a matrix of rows and columns. Although not illustrated, the outer shape of the first small lens 122 is similar to the outer shape of the image forming area of the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B.

第2レンズアレイ130は、重畳レンズ150とともに、第1レンズアレイ120の各第1小レンズ122の像を液晶装置400R,400G,400Bの画像形成領域近傍に結像させる機能を有する。第2レンズアレイ130は、第1レンズアレイ120と略同様な構成を有し、複数の第2小レンズ132が照明光軸100axに直交する面内に複数行・複数列のマトリクス状に配列された構成を有する。   The second lens array 130 has a function of forming an image of each first small lens 122 of the first lens array 120 in the vicinity of the image forming area of the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B together with the superimposing lens 150. The second lens array 130 has substantially the same configuration as the first lens array 120, and a plurality of second small lenses 132 are arranged in a matrix of a plurality of rows and a plurality of columns in a plane orthogonal to the illumination optical axis 100ax. Have a configuration.

偏光変換素子140は、第1レンズアレイ120により分割された各部分光束の偏光方
向を、偏光方向の揃った略1種類の直線偏光として射出する偏光変換素子である。
偏光変換素子140は、光源装置110からの照明光束に含まれる偏光成分のうち一方の直線偏光成分を透過し他方の直線偏光成分を照明光軸100axに垂直な方向に反射する偏光分離層と、偏光分離層で反射された他方の直線偏光成分を照明光軸100axに平行な方向に反射する反射層と、偏光分離層を透過した一方の直線偏光成分を他方の直線偏光成分に変換する位相差板とを有する。
The polarization conversion element 140 is a polarization conversion element that emits the polarization direction of each partial light beam divided by the first lens array 120 as approximately one type of linearly polarized light having a uniform polarization direction.
The polarization conversion element 140 transmits one linearly polarized light component among the polarized light components included in the illumination light beam from the light source device 110 and reflects the other linearly polarized light component in a direction perpendicular to the illumination optical axis 100ax, and A reflection layer that reflects the other linearly polarized light component reflected by the polarization separating layer in a direction parallel to the illumination optical axis 100ax, and a phase difference that converts one linearly polarized light component transmitted through the polarized light separating layer into the other linearly polarized light component And a board.

重畳レンズ150は、第1レンズアレイ120、第2レンズアレイ130及び偏光変換素子140を経た複数の部分光束を集光して液晶装置400R,400G,400Bの画像形成領域近傍に重畳させるための光学素子である。重畳レンズ150の光軸と照明装置100の照明光軸100axとが略一致するように、重畳レンズ150が配置されている。なお、重畳レンズ150は、複数のレンズを組み合わせた複合レンズで構成されていてもよい。   The superimposing lens 150 condenses a plurality of partial light beams that have passed through the first lens array 120, the second lens array 130, and the polarization conversion element 140, and superimposes them on the vicinity of the image forming regions of the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B. It is an element. The superimposing lens 150 is arranged so that the optical axis of the superimposing lens 150 and the illumination optical axis 100ax of the illumination device 100 substantially coincide. The superimposing lens 150 may be composed of a compound lens in which a plurality of lenses are combined.

色分離導光光学系200は、ダイクロイックミラー210,220と、反射ミラー230,240,250と、入射側レンズ260と、リレーレンズ270とを有する。色分離導光光学系200は、重畳レンズ150から射出される照明光束を、赤色光、緑色光及び青色光の3つの色光に分離して、それぞれの色光を照明対象となる3つの液晶装置400R,400G,400Bに導く機能を有する。   The color separation light guide optical system 200 includes dichroic mirrors 210 and 220, reflection mirrors 230, 240 and 250, an incident side lens 260, and a relay lens 270. The color separation light guide optical system 200 separates the illumination light beam emitted from the superimposing lens 150 into three color lights of red light, green light, and blue light, and each of the three color liquid crystal devices 400R to be illuminated. , 400G, 400B.

液晶装置400R,400G,400Bは、画像情報に応じて照明光束を変調するものであり、照明装置100の照明対象となる。
液晶装置400R,400G,400Bは、一対の透明なガラス基板に電気光学物質である液晶を密閉封入したものであり、例えば、ポリシリコンTFTをスイッチング素子として、与えられた画像情報に従って、後述する入射側偏光板から射出された1種類の直線偏光の偏光方向を変調する。
The liquid crystal devices 400 </ b> R, 400 </ b> G, and 400 </ b> B modulate the illumination light beam according to the image information and are the illumination target of the illumination device 100.
The liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B are a pair of transparent glass substrates in which a liquid crystal that is an electro-optical material is hermetically sealed. For example, an incident light that will be described later is used according to given image information using a polysilicon TFT as a switching element. Modulates the polarization direction of one type of linearly polarized light emitted from the side polarizing plate.

液晶装置400R,400G,400Bの光路前段には、集光レンズ300R,300G,300Bが配置されている。   Condensing lenses 300R, 300G, and 300B are disposed in the front stage of the optical path of the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B.

また、ここでは図示を省略したが、集光レンズ300R,300G,300Bと各液晶装置400R,400G,400Bとの間には、それぞれ入射側偏光板が介在配置され、各液晶装置400R,400G,400Bとクロスダイクロイックプリズム500との間には、それぞれ射出側偏光板が介在配置されている。これら入射側偏光板、液晶装置400R,400G,400B及び射出側偏光板によって入射する各色光の光変調が行われる。   Although not shown here, incident-side polarizing plates are interposed between the condenser lenses 300R, 300G, and 300B and the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B, and the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B are disposed. Between the 400B and the cross dichroic prism 500, an exit side polarizing plate is interposed. The incident-side polarizing plate, the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B and the exit-side polarizing plate modulate light of each color light incident thereon.

クロスダイクロイックプリズム500は、射出側偏光板から射出された各色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム500は、4つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた略X字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。略X字状の一方の界面に形成された誘電体多層膜は、赤色光を反射するものであり、他方の界面に形成された誘電体多層膜は、青色光を反射するものである。これらの誘電体多層膜によって赤色光及び青色光は曲折され、緑色光の進行方向と揃えられることにより、3つの色光が合成される。   The cross dichroic prism 500 is an optical element that forms a color image by synthesizing an optical image modulated for each color light emitted from the exit side polarizing plate. The cross dichroic prism 500 has a substantially square shape in plan view in which four right-angle prisms are bonded together, and a dielectric multilayer film is formed on a substantially X-shaped interface in which the right-angle prisms are bonded together. The dielectric multilayer film formed at one of the substantially X-shaped interfaces reflects red light, and the dielectric multilayer film formed at the other interface reflects blue light. By these dielectric multilayer films, the red light and the blue light are bent and aligned with the traveling direction of the green light, so that the three color lights are synthesized.

クロスダイクロイックプリズム500から射出されたカラー画像は、投写光学系600によって拡大投写され、スクリーンSCR上で大画面画像を形成する。   The color image emitted from the cross dichroic prism 500 is enlarged and projected by the projection optical system 600 to form a large screen image on the screen SCR.

プロジェクタ1000には、冷却機構700(図示せず。)が配設されている。冷却機
構700は、少なくとも光源装置110を冷却する冷却ファン710と、冷却ファン710からの冷却風を通す冷却風流路720とを有する(ともに図示せず。)。なお、冷却機構700は、光源装置110のみならず、他の光学要素(例えば液晶装置400R,400G,400Bなど)を冷却する構成としてもよい。
The projector 1000 is provided with a cooling mechanism 700 (not shown). The cooling mechanism 700 includes at least a cooling fan 710 that cools the light source device 110 and a cooling air flow path 720 that allows cooling air from the cooling fan 710 to pass through (both not shown). The cooling mechanism 700 may be configured to cool not only the light source device 110 but also other optical elements (for example, the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B).

なお、以上の構成は、管球部30の内面における上側の領域32の温度が高くなり易い構成である。   Note that the above configuration is a configuration in which the temperature of the upper region 32 on the inner surface of the tube portion 30 tends to increase.

2.発光管20の製造方法
次に、発光管20の製造方法、ここでは主に管球部30の成形方法について図を参照しながら説明する。なお、管球部30以外の製造方法については、従来公知の手段を用いるものとし、説明は省略する。
2. Method for Manufacturing Arc Tube 20 Next, a method for manufacturing the arc tube 20, here, mainly a method for forming the tube portion 30 will be described with reference to the drawings. In addition, about a manufacturing method other than the tube part 30, a conventionally well-known means shall be used and description is abbreviate | omitted.

図3は、実施形態1に係る発光管20における管球部30の成形方法を説明するために示す図である。
まず、封止部40,50の外径に対応する外径寸法を有する管状部材70を準備する(図示せず。)。管状部材70の材料としては、例えば石英ガラスを好適に用いることができる。
FIG. 3 is a view for explaining a method of forming the tube portion 30 in the arc tube 20 according to the first embodiment.
First, a tubular member 70 having an outer diameter corresponding to the outer diameter of the sealing portions 40 and 50 is prepared (not shown). As a material of the tubular member 70, for example, quartz glass can be suitably used.

次に、管状部材70の中央部72を加熱する(図4(a)参照。)。
その後、必要に応じて管状部材70の端部74,76を管状部材70の中央部72へ向かって移動させ、肉寄せを行う(図4(b)参照。)。
Next, the central portion 72 of the tubular member 70 is heated (see FIG. 4A).
Thereafter, if necessary, the end portions 74 and 76 of the tubular member 70 are moved toward the central portion 72 of the tubular member 70 to perform meat gathering (see FIG. 4B).

さらに、管状部材70を成形型78,80の内部に配置し、不活性ガスにより内圧をかけ、管状部材70の中央部72が管球部30に対応した所定の形状になるように膨張させる。不活性ガスとしては、例えばアルゴンガスや窒素ガスを好適に用いることができる。   Further, the tubular member 70 is disposed inside the molds 78 and 80, and an internal pressure is applied by an inert gas, and the central portion 72 of the tubular member 70 is expanded so as to have a predetermined shape corresponding to the tube portion 30. As the inert gas, for example, argon gas or nitrogen gas can be suitably used.

3.効果
このため、実施形態1に係る発光管20によれば、熱源の中心となる一対の電極42,52の中間位置Pと、管球部30の内面における上側の領域32との距離が、一対の電極42,52の中間位置Pと管球部30の内面における下側の領域34との距離よりも長いため、熱対流などにより温度が上昇し易い管球部30の内面における上側の領域32を、熱源からある程度離隔することが可能となり、管球部30の内面における上側の領域32の温度上昇を抑制し、管球部30の内面における上側の領域32の温度と下側の領域34の温度との温度差を小さくすることができ、結果として、長寿命化を図りつつ、さらなる高輝度化を図ることが可能となる。
3. For this reason, according to the arc tube 20 according to the first embodiment, the distance between the intermediate position P of the pair of electrodes 42 and 52 serving as the center of the heat source and the upper region 32 on the inner surface of the tube portion 30 is a pair. Since the distance between the intermediate position P of the electrodes 42 and 52 and the lower region 34 on the inner surface of the tube portion 30 is longer, the upper region 32 on the inner surface of the tube portion 30 where the temperature tends to rise due to thermal convection or the like. Can be separated from the heat source to some extent, the temperature rise of the upper region 32 on the inner surface of the tube portion 30 is suppressed, and the temperature of the upper region 32 and the lower region 34 on the inner surface of the tube portion 30 are suppressed. The temperature difference from the temperature can be reduced. As a result, it is possible to further increase the luminance while extending the life.

また、実施形態1に係る光源装置110によれば、上述した優れた発光管20を備えているため、長寿命化を図りつつ、さらなる高輝度化を図ることが可能な光源装置となる。   In addition, according to the light source device 110 according to the first embodiment, since the above-described excellent arc tube 20 is provided, the light source device can achieve higher luminance while extending its life.

また、実施形態1に係る光源装置110によれば、反射凹面14は、管球部30の中心から管球部30の管壁36,38を通過して放射される光が管壁36,38で屈折した場合に、当該屈折を補正して反射するような曲面形状を有するため、管球部30の管壁36,38を通過して射出される光を楕円面リフレクタ10の第2焦点位置に向けて反射することが可能となる。   Further, according to the light source device 110 according to the first embodiment, the reflection concave surface 14 is configured such that light emitted from the center of the tube bulb 30 through the tube walls 36 and 38 of the tube bulb 30 is the tube walls 36 and 38. When the light beam is refracted by the curved surface shape, the light beam has a curved surface shape that reflects and corrects the refraction, so that the light emitted through the tube walls 36 and 38 of the bulb part 30 is reflected at the second focal position of the elliptical reflector 10. It becomes possible to reflect toward

実施形態1に係るプロジェクタ1000は、上述した優れた光源装置110を備えているため、長寿命の光源装置を備え、かつ、高輝度なプロジェクタとなる。   Since the projector 1000 according to the first embodiment includes the excellent light source device 110 described above, the projector 1000 includes a long-life light source device and is a high-brightness projector.

また、実施形態1に係るプロジェクタ1000によれば、光源装置110を冷却する冷却機構700をさらに備えるため、光源装置110の温度上昇を抑制することができ、光源装置110の長寿命化を図りつつ、さらなる高輝度化を図ることが可能となる。   In addition, according to the projector 1000 according to the first embodiment, the projector 1000 further includes the cooling mechanism 700 that cools the light source device 110. Therefore, the temperature rise of the light source device 110 can be suppressed, and the life of the light source device 110 can be extended. It is possible to further increase the brightness.

[実施形態2]
図4は、実施形態2に係る発光管20a及び光源装置110aを説明するために示す図である。図4(a)は発光管20aにおける管球部30aの周辺部分を横から見た断面図であり、図4(b)は光源装置110を模式的に示す側面図である。
[Embodiment 2]
FIG. 4 is a view for explaining the arc tube 20a and the light source device 110a according to the second embodiment. 4A is a cross-sectional view of the peripheral portion of the bulb portion 30a in the arc tube 20a as viewed from the side, and FIG. 4B is a side view schematically showing the light source device 110. FIG.

実施形態2の発光管20aにおいては、冷却機構700aにより、管球部30aの内面における上側の領域32aの温度を所定温度以下まで冷却しようとして管球部30の上側の領域をより強く冷却しているため、管球部30aの内面における下側の領域34aの温度が高くなり易い。   In the arc tube 20a of the second embodiment, the upper region 32a of the tube bulb 30 is cooled more strongly by the cooling mechanism 700a in an attempt to cool the temperature of the upper region 32a on the inner surface of the tube bulb 30a to a predetermined temperature or lower. Therefore, the temperature of the lower region 34a on the inner surface of the tube portion 30a tends to increase.

実施形態2に係る発光管20aは、基本的には実施形態1に係る発光管20と同様の構成を有するが、管球部30aの配置が実施形態1に係る発光管20の場合とは異なる。すなわち、実施形態2に係る発光管20aにおいては、「L>L」の関係を満たす。 The arc tube 20a according to the second embodiment basically has the same configuration as the arc tube 20 according to the first embodiment, but the arrangement of the bulb portion 30a is different from that of the arc tube 20 according to the first embodiment. . That is, in the arc tube 20a according to the second embodiment, the relationship “L A > L B ” is satisfied.

このため、実施形態2に係る発光管20aによれば、熱源の中心となる一対の電極42,52の中間位置Pと管球部30aの内面における下側の領域34aとの距離が、一対の電極42,52の中間位置Pと管球部の内面における上側の領域32aとの距離よりも長いため、管球部30aの内面における下側の領域34aを熱源からある程度離隔することが可能となり、管球部30aの内面における下側の領域34aの温度上昇を抑制し、管球部30aの内面における上側の領域32aの温度と下側の領域34aの温度との温度差を小さくすることができ、結果として、長寿命化を図りつつ、さらなる高輝度化を図ることが可能となる。   Therefore, according to the arc tube 20a according to the second embodiment, the distance between the intermediate position P of the pair of electrodes 42 and 52 serving as the center of the heat source and the lower region 34a on the inner surface of the tube portion 30a is a pair of Since it is longer than the distance between the intermediate position P of the electrodes 42 and 52 and the upper region 32a on the inner surface of the tube portion, the lower region 34a on the inner surface of the tube portion 30a can be separated from the heat source to some extent, The temperature increase of the lower region 34a on the inner surface of the tube portion 30a can be suppressed, and the temperature difference between the temperature of the upper region 32a and the temperature of the lower region 34a on the inner surface of the tube portion 30a can be reduced. As a result, it is possible to further increase the luminance while extending the life.

このように、実施形態2に係る発光管20aは、管球部30aの配置が実施形態1に係る発光管20とは異なるが、実施形態1に係る発光管20から得られる効果と同様の効果を有し、長寿命化を図りつつ、さらなる高輝度化を図ることが可能な発光管となる。   As described above, the arc tube 20a according to the second embodiment is similar to the effect obtained from the arc tube 20 according to the first embodiment, although the arrangement of the bulb portion 30a is different from that of the arc tube 20 according to the first embodiment. Thus, the arc tube can be further increased in brightness while extending its life.

なお、実施形態2に係る発光管20aは、管球部30aの配置以外の点においては、実施形態1に係る発光管20の場合同様の構成を有するため、実施形態1に係る発光管20が有する効果のうち該当する効果を有する。   The arc tube 20a according to the second embodiment has the same configuration as that of the arc tube 20 according to the first embodiment except for the arrangement of the bulb portion 30a. It has a corresponding effect among the effects it has.

[実施形態3]
図5は、実施形態3に係る光源装置110bを模式的に示す側面図である。
[Embodiment 3]
FIG. 5 is a side view schematically showing the light source device 110b according to the third embodiment.

実施形態3に係る光源装置110bは、基本的には実施形態1に係る光源装置110と同様の構成を有するが、副鏡60をさらに備える点が実施形態1に係る光源装置110とは異なる。   The light source device 110b according to the third embodiment basically has the same configuration as the light source device 110 according to the first embodiment, but is different from the light source device 110 according to the first embodiment in that it further includes a secondary mirror 60.

副鏡60は、管球部30の略半分を覆い、楕円面リフレクタ10bの反射凹面14bと対向して配置される反射手段であり、発光管20の封止部(他方の封止部)50に挿通・固定するための開口部62と、発光管20から被照明領域側に向けて射出された光を発光管20に向けて反射する反射凹面64とを有する。副鏡60によって反射された光は、発光管20を透過して楕円面リフレクタ10bに入射する。副鏡60は、副鏡60の開口部62に充填されたセメントなどの無機系接着剤によって発光管20の封止部50に固着されている。なお、反射凹面64の曲面形状は、一対の電極42,52の中間位置Pを中心とする球面形状である。   The secondary mirror 60 is a reflecting means that covers approximately half of the bulb portion 30 and is disposed to face the reflective concave surface 14b of the elliptical reflector 10b. The secondary mirror 60 is a sealing portion (the other sealing portion) 50 of the arc tube 20. And a reflective concave surface 64 that reflects the light emitted from the arc tube 20 toward the illuminated area toward the arc tube 20. The light reflected by the secondary mirror 60 passes through the arc tube 20 and enters the ellipsoidal reflector 10b. The secondary mirror 60 is fixed to the sealing portion 50 of the arc tube 20 with an inorganic adhesive such as cement filled in the opening 62 of the secondary mirror 60. The curved shape of the reflective concave surface 64 is a spherical shape centered on the intermediate position P between the pair of electrodes 42 and 52.

副鏡60を構成する材料としては、例えば、透光性のアルミナを用いる。これにより、放熱性を高めることができる。なお、アルミナ以外でも、石英ガラス、サファイア、ルビーなどの材料を用いてもよい。
反射凹面64には、例えば、酸化タンタル(Ta)と酸化シリコン(SiO)との誘電体多層膜からなる反射層が形成されている。
As a material constituting the secondary mirror 60, for example, translucent alumina is used. Thereby, heat dissipation can be improved. In addition to alumina, materials such as quartz glass, sapphire, and ruby may be used.
On the reflective concave surface 64, for example, a reflective layer made of a dielectric multilayer film of tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) and silicon oxide (SiO 2 ) is formed.

このため、実施形態3に係る光源装置110bによれば、管球部30から被照明領域側に放射される光が副鏡60によって楕円面リフレクタ10bに向けて反射されるため、管球部30から被照明領域側に放射され本来有効に利用されていなかった光をも有効に利用することが可能となる。このため、光源装置110bの高輝度化を図ることが可能となる。
また、発光管20の被照明領域側端部まで覆うような大きさに楕円面リフレクタ10bの大きさを設定することを必要とせず、楕円面リフレクタ10bの小型化を図ることができ、結果としてコンパクトな光源装置110bを実現することが可能となる。さらに、楕円面リフレクタ10bの小型化を図ることができることにより、光路後段に配置される光学要素の大きさを小さくすることができるため、コンパクトなプロジェクタとなる。
For this reason, according to the light source device 110b according to the third embodiment, the light emitted from the tube portion 30 toward the illuminated region is reflected by the secondary mirror 60 toward the ellipsoidal reflector 10b. Therefore, it is possible to effectively use the light that has been emitted to the illuminated area side and has not been effectively used. For this reason, it is possible to increase the luminance of the light source device 110b.
Further, it is not necessary to set the size of the ellipsoidal reflector 10b so as to cover the end of the arc tube 20 to be illuminated, and the ellipsoidal reflector 10b can be reduced in size, and as a result. A compact light source device 110b can be realized. Furthermore, since the ellipsoidal reflector 10b can be reduced in size, the size of the optical element arranged in the latter stage of the optical path can be reduced, so that a compact projector can be obtained.

ところで、上記のように発光管20の封止部50に副鏡60を配設することによって、高輝度かつコンパクトな光源装置110bを実現することが可能となるが、管球部30の略半分が副鏡60によって覆われてしまうことから、発光管20の封止部50に副鏡60が配設された光源装置110bは、そのような副鏡が配設されていない光源装置以上に、管球部30の温度が高くなり易いという傾向がある。
しかしながら、実施形態3に係る発光管20は、上述したように管球部30の温度が全体的に高くなってしまうのを抑制することが可能となることから、このように発光管20の封止部50に副鏡60が配設された光源装置110bに対して特に効果が大きい。
By the way, by arranging the secondary mirror 60 in the sealing portion 50 of the arc tube 20 as described above, it is possible to realize a light source device 110b with high brightness and compactness. Is covered by the secondary mirror 60, the light source device 110b in which the secondary mirror 60 is disposed in the sealing portion 50 of the arc tube 20 is more than the light source device in which such a secondary mirror is not disposed. There exists a tendency for the temperature of the tube part 30 to become high easily.
However, since the arc tube 20 according to Embodiment 3 can suppress the overall temperature of the bulb portion 30 from being increased as described above, the arc tube 20 is sealed in this way. The effect is particularly great for the light source device 110b in which the secondary mirror 60 is disposed in the stop portion 50.

このように、実施形態3に係る光源装置110bは、副鏡60を備える点が実施形態1に係る光源装置110とは異なるが、実施形態1に係る光源装置110と同様に、「L<L」の関係を満たすため、長寿命化を図りつつ、さらなる高輝度化を図ることが可能な発光管となる。 As described above, the light source device 110b according to the third embodiment is different from the light source device 110 according to the first embodiment in that the auxiliary mirror 60 is provided, but “L A < In order to satisfy the relationship of “L B ”, the arc tube can be further increased in brightness while extending its life.

以上、本発明の発光管、光源装置及びプロジェクタを上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。   The arc tube, the light source device, and the projector according to the present invention have been described based on the above-described embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various aspects can be used without departing from the scope of the present invention. For example, the following modifications are possible.

(1)上記実施形態3に係る光源装置110bにおいては、副鏡60の反射凹面64の曲面形状は、一対の電極42,52の中間位置Pを中心とする球面形状であったが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、副鏡の反射凹面の曲面形状は、管球部の中心から管球部の上側の管壁及び下側の管壁を通過して射出される光が管壁で屈折した場合に、当該屈折を補正して反射するような曲面形状であることも好ましい。 (1) In the light source device 110b according to the third embodiment, the curved shape of the reflecting concave surface 64 of the secondary mirror 60 is a spherical shape centered on the intermediate position P between the pair of electrodes 42 and 52. Is not limited to this. For example, the curved shape of the reflecting concave surface of the secondary mirror is such that when the light emitted from the center of the tube part through the upper tube wall and the lower tube wall of the tube part is refracted by the tube wall, It is also preferable to have a curved surface shape that reflects and corrects refraction.

(2)上記各実施形態に係る光源装置においては、リフレクタとして、楕円面リフレクタを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、放物面リフレクタを用いることも好ましい。この場合には、凹レンズは備えていなくともよい。 (2) In the light source device according to each of the above embodiments, an elliptical reflector is used as the reflector. However, the present invention is not limited to this, and it is also preferable to use a parabolic reflector. In this case, the concave lens may not be provided.

(3)上記各実施形態に係るプロジェクタにおいては、光均一化光学系として、レンズアレイからなるレンズインテグレータ光学系を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ロッド部材からなるロッドインテグレータ光学系をも好ましく用いることができる。 (3) In the projectors according to the above embodiments, the lens integrator optical system including a lens array is used as the light uniformizing optical system. However, the present invention is not limited to this, and the rod including a rod member is used. An integrator optical system can also be preferably used.

(4)上記各実施形態に係るプロジェクタは透過型のプロジェクタであるが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は反射型の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、透過型の液晶装置等のように光変調手段としての電気光学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、反射型の液晶装置等のように光変調手段としての電気光学変調装置が光を反射するタイプであることを意味している。反射型のプロジェクタにこの発明を適用した場合にも、透過型のプロジェクタと同様の効果を得ることができる。 (4) Although the projector according to each of the above embodiments is a transmissive projector, the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to a reflection type projector. Here, “transmission type” means that an electro-optic modulation device as a light modulation means, such as a transmission type liquid crystal device, transmits light, and “reflection type” This means that an electro-optic modulation device as a light modulation means, such as a reflective liquid crystal device, is a type that reflects light. Even when the present invention is applied to a reflective projector, the same effect as that of a transmissive projector can be obtained.

(5)上記各実施形態に係るプロジェクタにおいては、3つの液晶装置400R,400G,400Bを用いたプロジェクタを例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、1つ、2つ又は4つ以上の液晶装置を用いたプロジェクタにも適用可能である。 (5) In the projector according to each of the above embodiments, the projector using the three liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and one, two, The present invention is also applicable to a projector using one or four or more liquid crystal devices.

(6)上記各実施形態に係るプロジェクタ1000においては、電気光学変調装置として液晶装置を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。電気光学変調装置としては、一般に、画像情報に応じて入射光を変調するものであればよく、マイクロミラー型光変調装置などを利用してもよい。マイクロミラー型光変調装置としては、例えば、DMD(デジタルマイクロミラーデバイス)(TI社の商標)を用いることができる。 (6) In the projector 1000 according to each of the above embodiments, the liquid crystal device is used as the electro-optic modulation device, but the present invention is not limited to this. In general, the electro-optic modulation device may be any device that modulates incident light in accordance with image information, and a micromirror light modulation device or the like may be used. For example, a DMD (digital micromirror device) (trademark of TI) can be used as the micromirror light modulator.

(7)本発明は、投写画像を観察する側から投写するフロント投写型プロジェクタに適用する場合にも、投写画像を観察する側とは反対の側から投写するリア投写型プロジェクタに適用する場合にも可能である。 (7) The present invention is applied to a rear projection projector that projects from a side opposite to the side that observes the projected image, even when applied to a front projection projector that projects from the side that observes the projected image. Is also possible.

実施形態1に係るプロジェクタ1000の光学系を模式的に示す上面図。FIG. 3 is a top view schematically showing an optical system of the projector according to the first embodiment. 実施形態1に係る発光管20及び光源装置110を説明するために示す図。The figure shown in order to demonstrate the arc tube 20 and the light source device 110 which concern on Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係る発光管20における管球部30の成形方法を説明するために示す図。The figure shown in order to demonstrate the shaping | molding method of the bulb part 30 in the arc tube 20 which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態2に係る発光管20a及び光源装置110aを説明するために示す図。The figure shown in order to demonstrate the arc tube 20a and light source device 110a which concern on Embodiment 2. FIG. 実施形態3に係る光源装置110bを模式的に示す側面図。FIG. 6 is a side view schematically showing a light source device 110b according to a third embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10,10b…楕円面リフレクタ、12…開口部、14,14b…内面、20,20a…発光管、30,30a…管球部、32,32a…管球部の内面における上側の領域、33,33a…管球部の外面における上側の領域、34,34a…管球部の内面における下側の領域、35,35a…管球部の外面における下側の領域、36,36a…管球部における上側の管壁、38,38a…管球部における下側の管壁、40,50…封止部、42,52…電極、44,54…金属箔、46,56…リード線、60…副鏡、62…開口部、64…内面、70…管状部材、72…管状部材の中央部、74,76…管状部材の端部、78,80…成形型、90…凹レンズ、100…照明装置、100ax…照明光軸、110,110a,110b…光源装置、120…第1レンズアレイ、122…第1小レンズ、130…第2レンズアレイ、132…第2小レンズ、140…偏光変換素子、150…重畳レンズ、200…色分離導光光学系、210,220…ダイクロイックミラー、230,240,250…反射ミラー、260…入射側レンズ、270…リレーレンズ、300R,300G,300B…集光レンズ、400R,400G,400B…液晶装置、500…クロスダイクロイックプリズム、600…投写光学系、700a…冷却機構、710a…冷却ファン、720a…冷却風流路、1000,1000a…プロジェクタ、A…管球部の内面における重力に対して最も下側となる位置、B…管球部の内面における重力に対して最も上側となる位置、C…管球部の外面における重力に対して最も下側となる位置、D…管球部の外面における重力に対して最も上側となる位置、F…冷却風、I…不活性ガス、L…点Cから点Dまでの距離、L…点Pから点Aまでの距離、L…点Pから点Bまでの距離、L…点Pから点Cまでの距離、L…点Pから点Dまでの距離、P…一対の電極の中間位置、SCR…スクリーン DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,10b ... Ellipsoidal reflector, 12 ... Opening part, 14, 14b ... Inner surface, 20, 20a ... Arc tube, 30, 30a ... Tube part, 32, 32a ... Upper area | region in the inner surface of a tube part, 33, 33a: Upper region on the outer surface of the tube portion, 34, 34a: Lower region on the inner surface of the tube portion, 35, 35a: Lower region on the outer surface of the tube portion, 36, 36a: In the tube portion Upper tube wall, 38, 38a ... Lower tube wall in the bulb portion, 40, 50 ... Sealing portion, 42, 52 ... Electrode, 44, 54 ... Metal foil, 46, 56 ... Lead wire, 60 ... Deputy Mirror, 62 ... opening, 64 ... inner surface, 70 ... tubular member, 72 ... central portion of tubular member, 74, 76 ... end of tubular member, 78, 80 ... mold, 90 ... concave lens, 100 ... lighting device, 100ax ... illumination optical axis, 110, 110a, 110b ... light Apparatus 120 ... first lens array 122 ... first small lens 130 ... second lens array 132 ... second small lens 140 ... polarization conversion element 150 ... superimposed lens 200 ... color separation light guide optical system, 210, 220 ... Dichroic mirror, 230, 240, 250 ... Reflection mirror, 260 ... Incident side lens, 270 ... Relay lens, 300R, 300G, 300B ... Condensing lens, 400R, 400G, 400B ... Liquid crystal device, 500 ... Cross dichroic Prism, 600 ... projection optical system, 700a ... cooling mechanism, 710a ... cooling fan, 720a ... cooling air flow path, 1000, 1000a ... projector, A ... position on the inner side of the tube portion that is the lowest side with respect to gravity, B ... the uppermost position with respect to gravity on the inner surface of the tube part, C ... on the outer surface of the tube part Position that is the lowest side with respect to force, D: Position that is the uppermost side with respect to gravity on the outer surface of the tube portion, F: Cooling air, I: Inert gas, L: Distance from point C to point D L A ... distance from point P to point A, L B ... distance from point P to point B, L C ... distance from point P to point C, L D ... distance from point P to point D, P ... Intermediate position of a pair of electrodes, SCR ... Screen

Claims (8)

一対の電極を内蔵する管球部と、
前記管球部の両側に延びる一対の封止部とを有する発光管であって、
前記一対の封止部の軸を含み、重力の方向に沿う仮想平面で前記発光管を切断したときの断面における
前記一対の電極の中間位置を点Pとし、
前記管球部の内面における重力に対して最も下側となる位置を点Aとし、
前記管球部の内面における重力に対して最も上側となる位置を点Bとし、
前記管球部の外面における重力に対して最も下側となる位置を点Cとし、
前記管球部の外面における重力に対して最も上側となる位置を点Dとし、
点Pから点Aまでの距離をLとし、
点Pから点Bまでの距離をLとし、
点Pから点Cまでの距離をLとし、
点Pから点Dまでの距離をLとしたとき、
「(L−L)=(L−L)」かつ「L≠L」の関係を満たすことを特徴とする発光管。
A tube section containing a pair of electrodes;
An arc tube having a pair of sealing portions extending on both sides of the bulb portion,
The point P is an intermediate position of the pair of electrodes in a cross section when the arc tube is cut in a virtual plane along the direction of gravity including the axis of the pair of sealing portions,
A position that is the lowest side with respect to gravity on the inner surface of the tube portion is a point A,
A position which is the uppermost side with respect to gravity on the inner surface of the tube portion is a point B,
A position that is the lowest side with respect to gravity on the outer surface of the tube portion is a point C,
A position that is the uppermost position with respect to gravity on the outer surface of the tube portion is a point D,
The distance from the point P to the point A and L A,
Let L B be the distance from point P to point B.
Let L C be the distance from point P to point C.
When the distance from the point P to the point D is L D ,
An arc tube characterized by satisfying a relationship of “(L C −L A ) = (L D −L B )” and “L A ≠ L B ”.
請求項1に記載の発光管において、
「L<L」の関係を満たすことを特徴とする発光管。
The arc tube of claim 1, wherein
Arc tube and satisfying the relation of "L A <L B".
請求項1に記載の発光管において、
「L>L」の関係を満たすことを特徴とする発光管。
The arc tube of claim 1, wherein
An arc tube characterized by satisfying a relationship of “L A > L B ”.
請求項1〜3のいずれかに記載の発光管と、
前記発光管における一方の封止部側に配設され、前記発光管からの光を被照明領域側に向けて反射する反射凹面を有するリフレクタとを備えることを特徴とする光源装置。
The arc tube according to any one of claims 1 to 3,
A light source device comprising: a reflector disposed on one sealing portion side of the arc tube and having a reflective concave surface that reflects light from the arc tube toward an illuminated region side.
請求項4に記載の光源装置において、
前記リフレクタの前記反射凹面は、前記管球部の管壁を通過して射出される光が前記管壁で屈折した場合に、当該屈折を補正して反射するような曲面形状を有することを特徴とする光源装置。
The light source device according to claim 4,
The reflective concave surface of the reflector has a curved shape that reflects and corrects the refraction when light emitted through the tube wall of the bulb portion is refracted by the tube wall. A light source device.
請求項4又は5に記載の光源装置において、
前記管球部における被照明領域側の外面を覆うように前記発光管における他方の封止部側に配設され、前記発光管からの光を前記管球部に向けて反射する反射凹面を有する副鏡をさらに備えることを特徴とする光源装置。
The light source device according to claim 4 or 5,
It has a reflective concave surface that is disposed on the other sealing portion side of the arc tube so as to cover an outer surface of the bulb portion on the illuminated area side and reflects light from the arc tube toward the bulb portion. A light source device further comprising a secondary mirror.
請求項4〜6のいずれかに記載の光源装置を備える照明装置と、
前記照明装置からの照明光を画像情報に応じて変調する電気光学変調装置と、
前記電気光学変調装置によって変調された光を投写する投写光学系とを備えることを特徴とするプロジェクタ。
A lighting device comprising the light source device according to any one of claims 4 to 6,
An electro-optic modulation device that modulates illumination light from the illumination device according to image information;
A projector comprising: a projection optical system that projects light modulated by the electro-optic modulation device.
請求項7に記載のプロジェクタにおいて、
前記光源装置を冷却する冷却機構をさらに備えることを特徴とするプロジェクタ。
The projector according to claim 7, wherein
A projector further comprising a cooling mechanism for cooling the light source device.
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