JP2011060505A - Housing for microwave lamp, the microwave lamp, light source device, and projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マイクロ波ランプ用の筐体、マイクロ波ランプ、光源装置、プロジェクターに関するものである。 The present invention relates to a casing for a microwave lamp, a microwave lamp, a light source device, and a projector.
近年、プロジェクターに用いられる光源装置として、マイクロ波放電方式を用いた無電極放電ランプの開発が盛んに行われている。無電極放電ランプは、従来の白熱灯や高圧水銀ランプ等の電極放電式ランプと異なり、発光管の内部に放電用の電極を有していない(例えば、特許文献1〜3)。このため、フィラメントや電極の消耗が抑制されることとなり、長寿命光源として期待されている。 In recent years, electrodeless discharge lamps using a microwave discharge method have been actively developed as light source devices used in projectors. Unlike electrode discharge lamps such as conventional incandescent lamps and high-pressure mercury lamps, electrodeless discharge lamps do not have discharge electrodes inside the arc tube (for example, Patent Documents 1 to 3). For this reason, the consumption of the filament and the electrode is suppressed, which is expected as a long-life light source.
このような無電極放電ランプとしては、マイクロ波にアンテナの原理を利用した共振をさせて、発光管にマイクロ波エネルギーを供給することにより発光させる構造がある。例えば、特許文献4,5では、発光物質が封入された発光管の発光空間に一対の電極を突出させるとともに、互いに所定の間隔をおいて対向配置させることによって、発光部の中心に高インピーダンス部を形成している。そして、一対の電極の一方にマイクロ波発生用の電源を発生して発光部から光を射出させている。 Such an electrodeless discharge lamp has a structure in which microwaves are resonated using the principle of an antenna and light is emitted by supplying microwave energy to an arc tube. For example, in Patent Documents 4 and 5, a pair of electrodes protrudes into a light emitting space of a light emitting tube in which a light emitting substance is sealed, and are arranged to face each other with a predetermined distance therebetween, thereby providing a high impedance part at the center of the light emitting part. Is forming. A power source for generating microwaves is generated on one of the pair of electrodes to emit light from the light emitting portion.
また、金属外壁で覆われた伝送路にて伝播するTEもしくはTMモードのマイクロ波を使用した円筒型キャビティ構造も提案されている。特許文献6では、アルミナなどの誘電体を用いた円筒型キャビティが用いられている。
A cylindrical cavity structure using a TE or TM mode microwave propagating through a transmission line covered with a metal outer wall has also been proposed. In
しかしながら、上記文献の技術のうち、アンテナの原理を利用して発光させる構造の場合には供給するマイクロ波の漏洩が懸念されていた。また、従来の構成の場合、入端側のインピーダンス整合が不十分なため、発光効率を向上させることが困難であった。 However, among the techniques of the above documents, there is a concern about leakage of microwaves to be supplied in the case of a structure that emits light using the principle of the antenna. In the case of the conventional configuration, it is difficult to improve the light emission efficiency because the impedance matching on the input end side is insufficient.
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、マイクロ波の漏洩を防止するとともに、マイクロ波エネルギーをプラズマ部分に閉じ込めた共振構造であり、伝送路と共振部分をTEMモードとすることかつインピーダンスマッチングを行うことによりプラズマへの電力を効率良く伝送することが可能とした。さらに、光の取り出し効率を高めることができるマイクロ波ランプ用の筐体である。以上の点から、発光効率の極めて高いマイクロ波ランプ、光源装置、プロジェクターを提供することを目的の一つとしている。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and has a resonance structure in which microwave leakage is prevented and microwave energy is confined in a plasma portion. By using the mode and impedance matching, it is possible to efficiently transmit power to the plasma. Furthermore, it is a housing for a microwave lamp that can increase the light extraction efficiency. In view of the above, an object is to provide a microwave lamp, a light source device, and a projector with extremely high luminous efficiency.
本発明のマイクロ波ランプ用の筐体は、上記課題を解決するために、少なくとも一端が開口端とされた導体筒部と、前記導体筒部の中心軸に沿って配置された中心導体と、前記中心導体の一端に接続されたコネクターとを備えたマイクロ波ランプ用の筐体であって、マイクロ波の波長をλg、nを0以上の整数、mを自然数とするとき、前記中心導体は、前記導体筒部の中心軸方向において前記開口端からλg/4の2n倍の位置に発光管の取付部を有し、前記導体筒部は、前記中心軸方向の長さがλg/4のm倍とされTEMモードのマイクロ波を共振させる共振部と、前記中心軸方向の長さがλg/4のm倍とされ前記共振部と前記コネクターとのインピーダンスマッチングを行うマッチング部と、前記中心軸方向の長さがλg/16のm倍とされ前記コネクターと前記マッチング部との間に設けられたインピーダンスキーパー部と、を有し、前記マッチング部の内径は、前記共振部側から前記インピーダンスキーパー部側へ向かって縮径されており、前記導体筒部の内面には、前記マイクロ波の共振長を決める凸部が設けられ、前記凸部は、前記mが偶数の場合に前記開口端からλg/4のn倍の位置に設けられ、前記mが奇数の場合には前記共振部と前記インピーダンスキーパー部との境界位置に設けられることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a housing for a microwave lamp according to the present invention has a conductor tube portion at least one end of which is an open end, a center conductor disposed along the central axis of the conductor tube portion, A microwave lamp housing having a connector connected to one end of the central conductor, where the wavelength of the microwave is λg, n is an integer greater than or equal to 0, and m is a natural number, And an arc tube mounting portion at a position 2n times λg / 4 from the opening end in the central axis direction of the conductor tube portion, and the conductor tube portion has a length in the center axis direction of λg / 4 a resonance part that resonates a microwave of a TEM mode that is m times, a matching part that has a length in the central axis direction that is m times λg / 4, and performs impedance matching between the resonance part and the connector, and the center Axial length is m times λg / 16 And an impedance keeper portion provided between the connector and the matching portion, and an inner diameter of the matching portion is reduced from the resonance portion side toward the impedance keeper portion side, A convex portion that determines the resonance length of the microwave is provided on the inner surface of the conductor tube portion, and the convex portion is provided at a position that is n times λg / 4 from the opening end when the m is an even number. When m is an odd number, it is provided at a boundary position between the resonance part and the impedance keeper part.
本発明は、上記寸法構成とされた導体筒部の内側に発光管を取り付け可能なマイクロ波ランプ用の筐体であって、インピーダンスキーパー部によってマイクロ波の安定化を図りつつ、インピーダンスマッチング部によって入力端側(コネクター)とのインピーダンスの整合を行い、共振部によってプラズマにマイクロ波のエネルギーを効率よく供給することを可能としたものである。マイクロ波ランプの構成要件となる筐体に共振およびインピーダンス整合機能を付与することによって、構成の簡素化が図れるとともにマイクロ波の伝送効率の向上が実現される。
また、上記寸法とされた導体筒部により、TEMモードを使った共振を発生させることにより、マイクロ波の漏洩を効果的に防止することができる。さらに、この導体筒部に対して上記位置に発光管が取り付けられることで、発光管の中心でマイクロ波エネルギーを最大にさせることができる。このため、高輝度発光のランプが得られる。
また、外部導体の内側に凸部を設けることによって、TEM共振モードの次数が決まり、効果的な共振構造となり、マイクロ波の利用効率が向上する。
The present invention is a housing for a microwave lamp in which an arc tube can be attached to the inside of a conductor tube portion having the above-described dimensions, and the impedance matching portion can stabilize the microwave while the impedance keeper portion can stabilize the microwave. Impedance matching with the input end side (connector) is performed, and microwave energy can be efficiently supplied to the plasma by the resonance part. By imparting a resonance and impedance matching function to the casing, which is a component of the microwave lamp, the configuration can be simplified and the microwave transmission efficiency can be improved.
Moreover, the leakage using the microwave can be effectively prevented by generating resonance using the TEM mode by the conductor cylinder portion having the above dimensions. Furthermore, by attaching the arc tube to the conductor tube portion at the above position, the microwave energy can be maximized at the center of the arc tube. For this reason, a lamp with high luminance emission can be obtained.
Further, by providing the convex portion inside the outer conductor, the order of the TEM resonance mode is determined, and an effective resonance structure is obtained, and the microwave utilization efficiency is improved.
本発明のマイクロ波発光管は、上記課題を解決するために、少なくとも一端が開口端とされた導体筒部と、前記導体筒部の中心軸に沿って配置された中心導体と、前記中心導体の一端に接続されたコネクターと、前記共振部と前記中心導体とを接続するショート部材と、を備えたマイクロ波ランプ用の筐体であって、前記マイクロ波の波長をλg、nを0以上の整数、mを自然数とするとき、マイクロ波の波長をλg、nを0以上の整数、mを自然数とするとき、前記中心導体は、前記導体筒部の中心軸方向において前記開口端からλg/4の2n+1倍の位置に発光管の取付部を有し、前記導体筒部は、前記中心軸方向の長さがλg/4のm倍とされTEMモードのマイクロ波を共振させる共振部と、前記中心軸方向の長さがλg/4のm倍とされ前記共振部と前記コネクターとのインピーダンスマッチングを行うマッチング部と、前記中心軸方向の長さがλg/16のm倍とされ前記コネクターと前記マッチング部との間に設けられたインピーダンスキーパー部と、を有し、前記マッチング部の内径は、前記共振部側から前記インピーダンスキーパー部側へ向かって縮径されており、前記導体筒部の内面には、前記マイクロ波の共振長を決める凸部が設けられ、前記凸部は、前記mが偶数の場合に前記開口端からλg/4のn倍の位置に設けられ、前記mが奇数の場合には前記共振部と前記インピーダンスキーパー部との境界位置に設けられることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a microwave arc tube according to the present invention includes a conductor tube portion having an open end at least one end, a center conductor disposed along a center axis of the conductor tube portion, and the center conductor. And a short member for connecting the resonance part and the central conductor, wherein the microwave wavelength is λg, and n is 0 or more. When m is a natural number, the wavelength of the microwave is λg, n is an integer of 0 or more, and m is a natural number, the central conductor is λg from the opening end in the central axis direction of the conductor tube portion. / 4 of the arc tube mounting portion at a position 2n + 1 times, the conductor tube portion having a length in the central axis direction of m times λg / 4, and a resonance portion for resonating TEM mode microwaves. The length in the central axis direction is m times λg / 4. A matching unit that performs impedance matching between the resonance unit and the connector, and an impedance keeper unit that has a length in the central axis direction that is m times λg / 16 and is provided between the connector and the matching unit. The matching portion has an inner diameter that is reduced from the resonance portion side toward the impedance keeper portion side, and a convex portion that determines a resonance length of the microwave is provided on the inner surface of the conductor tube portion. The convex portion is provided at a position n times λg / 4 from the opening end when the m is an even number, and between the resonance portion and the impedance keeper portion when the m is an odd number. It is provided at the boundary position.
本発明は、上記寸法構成とされた導体筒部の内側に発光管を取り付け可能なマイクロ波ランプ用の筐体であって、インピーダンスキーパー部によってマイクロ波の安定化を図りつつ、インピーダンスマッチング部によって入力端側(コネクター)とのインピーダンスの整合を行い、共振部によってプラズマにマイクロ波のエネルギーを効率よく供給することを可能としたものである。マイクロ波ランプの構成要件となる筐体に共振およびインピーダンス整合機能を付与することによって、構成の簡素化が図れるとともにマイクロ波の伝送効率の向上が実現される。
また、上記寸法とされた導体筒部により、TEMモードを使った共振を発生させることにより、マイクロ波の漏洩を効果的に防止することができる。さらに、この導体筒部に対して上記位置に発光管が取り付けられることで、発光管の中心でマイクロ波エネルギーを最大にさせることができる。このため、高輝度発光のランプが得られる。
また、外部導体の内側に凸部を設けることによって、TEM共振モードの次数が決まり、効果的な共振構造となり、マイクロ波の利用効率が向上する。
さらに、本発明においてはショート部材により共振部と中心導体とを短絡させた構成とされていることから、開口端側からのマイクロ波の漏洩をより確実に防止することが可能となっている。
The present invention is a housing for a microwave lamp in which an arc tube can be attached to the inside of a conductor tube portion having the above-described dimensions, and the impedance matching portion can stabilize the microwave while the impedance keeper portion can stabilize the microwave. Impedance matching with the input end side (connector) is performed, and microwave energy can be efficiently supplied to the plasma by the resonance part. By imparting a resonance and impedance matching function to the casing, which is a component of the microwave lamp, the configuration can be simplified and the microwave transmission efficiency can be improved.
Moreover, the leakage using the microwave can be effectively prevented by generating resonance using the TEM mode by the conductor cylinder portion having the above dimensions. Furthermore, by attaching the arc tube to the conductor tube portion at the above position, the microwave energy can be maximized at the center of the arc tube. For this reason, a lamp with high luminance emission can be obtained.
Further, by providing the convex portion inside the outer conductor, the order of the TEM resonance mode is determined, and an effective resonance structure is obtained, and the microwave utilization efficiency is improved.
Furthermore, in the present invention, since the resonance part and the central conductor are short-circuited by the short member, it is possible to more reliably prevent the leakage of the microwave from the opening end side.
また、前記導体筒部の内面がエクスポネンシャル形状とされていることが好ましい。
本発明によれば、外部導体の内面がエクスポネンシャル形状とされているので優れたインピーダンス整合作用が得られ、伝送損失を最小にすることができる。これにより、プラズマにマイクロ波のエネルギーをより一層効率よく伝送させることが可能である。
Moreover, it is preferable that the inner surface of the said conductor cylinder part is made into an exponential shape.
According to the present invention, since the inner surface of the outer conductor has an exponential shape, an excellent impedance matching action can be obtained and transmission loss can be minimized. Thereby, it is possible to transmit microwave energy to plasma more efficiently.
前記エクスポネンシャル形状は、長さλg/2を有し、マイクロ波導入する直前の特性インピーダンスをZ0、プラズマ部分のインピーダンスをZL、前記導体筒部の内径をD、前記中心導体の外形d、前記導体筒部内の誘電率をε、a=(λg/2)/log(ZL/Z0)とした場合、同軸インピーダンスの長さ(x)に対する変化が、Z(x)=Z0・EXP(−x/a)及びZ(x)=138/√ε・log(D/d)の関係を満たす曲線であることが好ましい。
本発明によれば、外部導体における内面のエクスポネンシャル形状が、上記条件を満たす曲線とすることで、プラズマにマイクロ波のエネルギーをより一層効率よく伝送させることが可能である。
The exponential shape has a length λg / 2, the characteristic impedance immediately before introduction of the microwave is Z 0 , the impedance of the plasma portion is Z L , the inner diameter of the conductor tube portion is D, the outer shape of the central conductor d, where the dielectric constant in the conductor tube portion is ε, a = (λg / 2) / log (Z L / Z 0 ), the change of the coaxial impedance with respect to the length (x) is Z (x) = Z A curve satisfying the relationship of 0 · EXP (−x / a) and Z (x) = 138 / √ε · log (D / d) is preferable.
According to the present invention, when the exponential shape of the inner surface of the outer conductor is a curve that satisfies the above conditions, it is possible to transmit microwave energy to the plasma more efficiently.
また、前記導体筒部の内部にリフレクターが設けられていることが好ましい。
本発明によれば、導体筒部の内部にリフレクターを設けることにより、発光管からの発光光を開口端側へ反射させることができるので、光の利用効率が向上して高輝度な光が得られる。
Moreover, it is preferable that the reflector is provided in the inside of the said conductor cylinder part.
According to the present invention, by providing the reflector inside the conductor tube portion, the emitted light from the arc tube can be reflected to the opening end side, so that the light utilization efficiency is improved and high luminance light is obtained. It is done.
また、前記中心導体にコイルが外装され、もしくは前記中心導体に凹凸を設けてスタブとする構成となっていることが好ましい。
本発明によれば、コイルもしくはスタブにより正のリアクタンスを作ることによって、発光管の負のリアクタンスをキャンセルさせることができ、マイクロ波電力をプラズマ中に有効に伝達させることが可能となる。
Further, it is preferable that a coil is externally mounted on the central conductor, or that the central conductor is provided with irregularities to form a stub.
According to the present invention, the negative reactance of the arc tube can be canceled by creating the positive reactance by the coil or the stub, and the microwave power can be effectively transmitted into the plasma.
本発明のマイクロ波ランプは、請求項1から5のいずれかに記載のマイクロ波ランプ用の筐体と、マイクロ波によって励起される発光物質が封入され且つ前記筐体内に取り付けられる発光管と、を備えたことを特徴とする。 A microwave lamp according to the present invention is a microwave lamp housing according to any one of claims 1 to 5, a light emitting tube in which a luminescent material excited by microwaves is enclosed and attached to the housing, It is provided with.
また、前記凹凸部が、前記外部導体の中心軸を介して対向配置される一対の金属片であることが好ましい。
本発明によれば、外部導体の内側に一対の金属片を設けることによって、TEM共振モードの次数が決まり、効果的な共振構造となり、マイクロ波の利用効率が向上する。
Moreover, it is preferable that the said uneven | corrugated | grooved part is a pair of metal piece opposingly arranged through the central axis of the said external conductor.
According to the present invention, by providing a pair of metal pieces inside the outer conductor, the order of the TEM resonance mode is determined, an effective resonance structure is obtained, and the microwave utilization efficiency is improved.
本発明によれば、マイクロ波の漏洩を効果的に防止するとともにその伝送効率を高めることが可能なマイクロ波ランプ用の筐体を備えたことにより、発光効率に優れたランプとすることができる。発光管にはアーク放電ランプのように必ずしも発光管内に電極がなくても良い。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can be set as the lamp | ramp which was excellent in luminous efficiency by providing the housing | casing for microwave lamps which can prevent the leakage of a microwave effectively and can improve the transmission efficiency. . The arc tube does not necessarily have an electrode in the arc tube like an arc discharge lamp.
本発明の光源装置は、マイクロ波ランプと、マイクロ波を発生させるマイクロ波電源と、前記マイクロ波電源において発生したマイクロ波を前記マイクロ波ランプへと伝送するマイクロ波伝送線路と、を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、上記マイクロ波ランプを備えているため、低電力で高輝度発光可能な光源装置を提供することができる。
The light source device of the present invention includes a microwave lamp, a microwave power source that generates a microwave, and a microwave transmission line that transmits the microwave generated in the microwave power source to the microwave lamp. It is characterized by.
According to the present invention, since the microwave lamp is provided, a light source device capable of emitting light with high power and high luminance can be provided.
本発明のプロジェクターは、先に記載の光源装置を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、先に記載の本発明の光源装置を備えているため、信頼性に優れた高品位なプロジェクターを提供することができる。
A projector according to the present invention includes the light source device described above.
According to the present invention, since the light source device of the present invention described above is provided, a high-quality projector having excellent reliability can be provided.
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In each drawing used for the following description, the scale of each member is appropriately changed to make each member a recognizable size.
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態である光源装置の全体構成を示す模式図、図2(a)は、マイクロ波ランプ12の概略構成を示す断面図、図2(b)は開口端側から見た側面図、図2(c)は入力端側から見た側面図である。
本実施形態では、各部位における具体的な設計寸法がマイクロ波の波長λgに応じて決定されている。波長λgは光速/(周波数・√ε)によって求められ、空気中の周波数が2.45GHz帯(Industry, Science, and Medical:ISMバンド)のマイクロ波を用いた場合、波長λgが122.44mmとなる。以下、各構成の寸法表記において、nを0以上の整数、mを自然数とする。また、同軸構造のインピーダンスは、導体筒部の内径(D)及び中心導体の外径(d)の比で決まり、Z=138/√ε・log(D/d)と表示される。従って、導体筒部の内径もしくは中心導体の外径が決まれば一意に決まる。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a light source device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2A is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a
In the present embodiment, specific design dimensions in each part are determined according to the wavelength λg of the microwave. The wavelength λg is obtained by the speed of light / (frequency · √ε). When a microwave having a frequency in air of 2.45 GHz (Industry, Science, and Medical: ISM band) is used, the wavelength λg is 122.44 mm. Become. Hereinafter, in the dimension notation of each component, n is an integer of 0 or more, and m is a natural number. The impedance of the coaxial structure is determined by the ratio of the inner diameter (D) of the conductor tube portion and the outer diameter (d) of the center conductor, and is expressed as Z = 138 / √ε · log (D / d). Therefore, it is uniquely determined if the inner diameter of the conductor tube portion or the outer diameter of the central conductor is determined.
本実施形態の光源装置1は、図1に示すように、マイクロ波電源2、マイクロ波伝送線路3、およびマイクロ波ランプ12を主体として、2.45GHz帯のTEMモードのマイクロ波(高周波電磁波)に対応すべく構成されたものである。
As shown in FIG. 1, the light source device 1 of the present embodiment is mainly composed of a
マイクロ波電源2は、2.45GHz帯のTEMモードのマイクロ波を発生させるもので、マイクロ波伝送線路3を介してマイクロ波ランプ12に接続されている。
The
マイクロ波伝送線路3は、マイクロ波電源2で発生させたマイクロ波をマイクロ波ランプ12へ伝送するために用いられ、特性インピーダンスが50Ωに保持されている。これにより、損失を生じさせることなく効率よくマイクロ波電力をマイクロ波ランプ12へ供給することができる。このマイクロ波伝送線路3の端部には第1コネクター4Aが設けられている。
The
第1コネクター4A(雄側)は、マイクロ波ランプ12に設けられた第2コネクター4B(雌側)と結合することにより、マイクロ波伝送線路3とマイクロ波ランプ12の給電用アタッチメント9とを電気的に接続する。第1コネクター4Aは、特性インピーダンスがマイクロ波伝送線路3の特性インピーダンスと同じ50Ωに整合された低損失タイプのもので、ここではN型コネクターが用いられている。
The
マイクロ波ランプ12は、図2(a)に示すように、導体筒部7、給電用アタッチメント9、第2コネクター4Bを具備するマイクロ波ランプ用の筐体13と、ランプ部6と、リフレクター14と、を備えて構成されている。
As shown in FIG. 2A, the
本実施形態の導体筒部7は、少なくとも一端が開口端とされたオープン型同軸構造であって、給電用アタッチメント9に接続されて固定されたランプ部6に対してマイクロ波を集中させる機能を有する。この導体筒部7は、互いの内径を異ならせた複数の貫通孔71,72,73によって構成される内部空間を有し、各貫通孔71,72,73の内径D1,D2,D3の関係がD1<D3、D2≦D1、D2≦D3とされている。このうち貫通孔72についてはその内径D2が軸方向に沿って変化しており、具体的には貫通孔73側から貫通孔71側に向かって漸次縮径している。
The
本実施形態においては、TEM共振のモードの次数を決めるため、導体筒部7の内側が凹凸構造とされている。具体的には、開口端側(プラズマ発光部)からλg/4のn倍だけ離れた位置(貫通孔D3の軸方向中央)に一対の板状の金属片7c,7c(凸部)が設けられている。これら金属片7c,7cは中心軸Oを介して対向配置され、導体筒部7の内面に立設された状態で設けられている。このように、金属片7c,7cを導体筒部7の内壁から中心へ突出させることによりマイクロ波の共振長を決定することができ、また、この突出量や設置位置を変えることにより、マイクロ波の位相調整を行うことが可能となる。
このような導体筒部7には、光が射出される開口70(図2(b))とは軸方向反対側の端部に位置する貫通孔71内に第2コネクター4Bが取り付けられている。
In the present embodiment, in order to determine the order of the TEM resonance mode, the inside of the
The
第2コネクター4Bは、プラグ41と、プラグ41に設けられた板状のマウンター42と、このマウンター42の軸部45側に設けられたパッキン43と、マウンター42を導体筒部7に固定するためのビス穴44とを備えている(図2(c))。パッキン43は、絶縁性を有する材料(空気でもよい)からなっており、プラグ41の軸部45の周りに環状に設けられている。このような第2コネクター4Bに、マイクロ波伝送線路3側の第1コネクター4Aが接続されることで、マイクロ波伝送線路3からマイクロ波ランプ12内にマイクロ波が供給されることになる。この第2コネクター4Bについても50Ωに整合されたN型コネクタを採用する。
なお、上述した第2コネクター4Bの構造は一例であってこれに限定されない。
The
In addition, the structure of the
給電用アタッチメント9は、導体筒部7の中心軸Oに沿って配置された一対の中心導体8A,8Bを有してなり、導体筒部7の内部空間において互いの先端同士を対向させて配置されている。中心導体8A,8Bは、熱膨張係数が小さく耐熱性が高い導電材料からなっている。これら一対の中心導体8A,8Bのうち、中心導体8Bはその一端が第2コネクター4Bに接続されて固定され、他方の中心導体8Aはランプ部6を介して中心導体8Bと同軸をなすように保持されている。
The
中心導体8A,8Bは、各々の先端側に、後述するランプ部6の各細管部16b,16cをそれぞれ挿入させるための挿入穴9a,9bが形成されており、所定間隔をおいて対向する先端同士の間に膨出部16aを露出させた状態でランプ部6を保持できるようになっている。中心導体8A、8Bの外径d1,d2は、ランプ部6の光の取り出しを考慮して0.5〜3.0mmの範囲内で設定され、ここではd1,d2とも2mmとなっている。
また、中心導体8Bの基端部8c側の軸心部分には挿入穴9cが形成されている。この挿入穴9c内に軸部45が挿入されることで、第2コネクター4Bと中心導体8Bとが電気的に接続される。
なお、本実施形態においては中心導体8A側にコイル18が巻回されている。コイル18は、中心導体8Aの先端側であってランプ部6の近傍に配置される。
The
An
In the present embodiment, the
ランプ部6は、発光物質が封入された発光管16と一対の電極11A,11Bとを備えてなり、中心軸O上に配置されている。発光管16は、石英ガラス等により、中央部分が球状の膨出した膨出部16aと、膨出部16aの両側に延在する細管部16b、16cとが一体成形されたものである。
The
膨出部16a内に形成された発光空間には、マイクロ波の入力を受けて発光する発光物質が封入されている。発光物質としては、例えば水銀、希ガス、ハロゲン化合物を用いることができる。なお、発光物質を超高圧封入することで、マイクロ波の励起によって十分な輝度を得ることができる。膨出部16aの外径は約6mm以下が好ましい。
In the light emitting space formed in the bulging
電極11A,11Bは、熱膨張係数が小さく耐熱性が高い導電材料を用いて形成され、膨出部16aの発光空間内において先端側を対向させて互いに所定の間隔(以下、ギャップgという。)をおいて配置されている。点光源に近い高輝度発光を得るためには、電極11A,11B同士のギャップgがなるべく小さくなるように配置することが好ましい。
The
このようなランプ部6は、導体筒部7内の最も高い電界位置に配置される。本実施形態では、導体筒部7の開口70からλg/4の2n倍の位置(0、λ/2、λ、λ・3/2、…)において中心導体8A,8Bに設けられた取付部(不図示)に取り付けられている。図2(a)中においては、上記ギャップgの中央部分が導体筒部7の貫通孔72,73の境界と略一致している。図2(a)中においては、上記ギャップgの中央部分が導体筒部7の貫通孔72,73の境界と一致している。
Such a
ここで、光源装置1の全体としてのエネルギー効率を高めるために重要なことは、マイクロ波伝送線路3(コネクター4A,4B)の特性インピーダンスとランプ部6の入力インピーダンスとを整合させることである。すなわち、ランプ部6からマイクロ波伝送線路3(コネクター4A,4B)への反射波を低減して、反射による伝送損失を低減することである。
Here, what is important for improving the energy efficiency of the light source device 1 as a whole is to match the characteristic impedance of the microwave transmission line 3 (
そこで、本実施形態における光源装置1は、マイクロ波ランプ12におけるマイクロ波の入力端側から、マイクロ波電力の変動を抑えるインピーダンスキーパー部5Aと、入力側とのインピーダンスマッチングを行うインピーダンスマッチング部5Bと、マイクロ波電力を共振させる共振部5Cと、を順に有した構成となっている。
Therefore, the light source device 1 according to the present embodiment includes an
一般的な高圧水銀ランプやメタルハライドランプのプラズマ発光時におけるインピーダンスZ0が50〜250Ω−j10〜30Ωであるので、ランプ部6(100torr)のプラズマ発光のインピーダンスZ0=200Ω−j10Ωをもつ発光管を用いた場合、コネクター4A,4B(50Ω)と共振部5C(200Ω)との間でインピーダンスマッチングが必要となる。
そこで、本実施形態においては、コネクター4A,4B側のインピーダンスと共振部5C側のインピーダンスとの整合を行うためのインピーダンスマッチング部5Bを備えることにより、共振部5Cからの反射波を抑える構成とした。
Since the impedance Z 0 at the time of plasma emission of a general high-pressure mercury lamp or metal halide lamp is 50 to 250Ω−j10 to 30Ω, the arc tube having an impedance Z 0 of plasma emission of the lamp unit 6 (100 torr) = 200Ω−j10Ω. Is used, impedance matching is required between the
Therefore, in this embodiment, the
まず、インピーダンスキーパー部5Aは、マイクロ波伝送線路3から供給されたマイクロ波電力をインピーダンスマッチング部5Bへとスムーズに伝達させる機能を有し、特性インピーダンスが50Ωとなっている。インピーダンスキーパー部5Aにおける導体筒部7の軸方向長さL1はλg/16のm倍で規定され、その内径D1は4.6mmとなっている。このインピーダンスキーパー部5Aは、ランプ部6の負荷変動があった場合でも安定的にTEMモードを補償する。
First, the
インピーダンスマッチング部5Bは、インピーダンスキーパー部5Aと共振部5Cとの間においてこれらのインピーダンス整合を行う機能を有し、当該部分における導体筒部7の軸方向長さL2はλg/4のm倍である。
The
インピーダンスマッチング部5Bにおける導体筒部7の内径D2は、共振部5C側からインピーダンスキーパー部5Aにかけて縮径しているとともに、その内面7bが軸心側へ突出するようにして緩やかなカーブを描いている。すなわち、インピーダンスマッチング部5Bにおける導体筒部7の貫通孔72の形状がエクスポネンシャル形状とされている。よって、貫通孔72の内面7bと中心導体8Bとにより、入力端側とのインピーダンスの整合が精度良く行なわれて電力の反射を最小限に抑えることが可能である。
The inner diameter D2 of the
共振部5C及び金属片7cは、内部空間内でマイクロ波を共振させる機能を有し、特性インピーダンスが200Ωとなっている。本実施形態において、この共振部5Cにおける軸方向長さL3はλg/4のm倍で規定される。また、共振部5Cにおける導体筒部7の内径D3は56mmとされている。
TEM共振モードの次数を決める一対の金属片7c,7cは、共振部5Cにおける軸方向長さL3の中心位置、すなわち、開口端からλg/4倍の位置に中心軸Oを介して互いに対向配置されている。
The resonating
The pair of
リフレクター14は、導体筒部7の内側に配置され、導体筒部7側に取り付けてもいいし、中心導体8B側に取り付けてもよい。このリフレクター14は、曲面状の反射面14aを有する反射部14Aを備えており、例えば石英ガラスなどで成形されている。反射面14a上には、マイクロ波を透過するとともにランプ部6から射出される光を反射させる誘電体多層膜(不図示)が形成されている。これにより、リフレクター14によって反射された光の射出方向が略一定の方向となる。
このようなリフレクター14を、その反射面14aを開口70側に向けた状態で貫通孔72内に配置する。このとき、ランプ部6の位置が反射面14a側となるように配置することで、ランプ部6からの発光光を平行光にして開口70側へ反射させることができる。
The
Such a
本実施形態の光源装置1は、上記寸法構成とされた導体筒部7および中心導体8A,8Bを含むインピーダンスキーパー部5A、インピーダンスマッチング部5B、共振部5Cを有するマイクロ波ランプ12を備えており、マイクロ波伝送線路3側と共振部5側とのインピーダンスの整合を行えるようになっている。このように、ランプ12の筐体13にインピーダンス整合機能を付与することによって外部にマッチング回路を設ける必要がなくなり、筐体13の構成部材のみでインピーダンス整合作用を実現することができる。これにより、装置構成の簡素化を図りつつマイクロ波の伝送効率を向上させることが可能となる。
The light source device 1 of the present embodiment includes a
本実施形態においては、インピーダンスマッチング部5Bにおける導体筒部7の内面7bの形状がインピーダンスキーパー部5Aから共振部5Cにかけて拡がるエクスポネンシャル形状とされている。このように、導体筒部7の内面7bを共振部5C側に向けてエクスポネンシャルに広がる形状にすることで、入力端側とのインピーダンスの整合が精度良く行われ、伝送損失を最小にすることができる。この結果、電力の反射が抑えられて、コネクター4A,4Bの故障が防止されるとともにマイクロ波エネルギーを効率よくプラズマに供給することができるようになる。したがって、発光効率に優れたものとなり、低電力で高輝度発光可能な光源装置1が得られる。
In the present embodiment, the shape of the
また、ランプ12の電力入力端側にインピーダンスが50Ωとされたインピーダンスキーパー部5Aを設けておくことにより、例えば、第1コネクター4Aの温度上昇によりインピーダンスが50Ωから多少ずれた場合でも、入力側のインピーダンスの変動を許容することが可能となる。また、ランプ部6の負荷変動があった場合でも安定的にTEMモードを補償することが可能である。
Further, by providing an
また、導体筒部7の開口端からλg/4の2n倍の位置にランプ部6が配置されていることから、このランプ部6にマイクロ波電流の定在波の振幅の腹が位置することになり、高輝度発光が得られる。
また、開口端からλg/4のn倍の位置に金属片7c,7cが配置されていることにより、TEM共振モードの次数が決まり、効果的な共振構造となり、マイクロ波の利用効率が向上する。
In addition, since the
Further, since the
また、本実施形態においては、中心導体8Aにコイル18を外装させている。ランプ部6のインピーダンスはR±jX(実数+虚数)で表され、実数部分だけでなく負のリアクタンス成分を持っている。このため、中心導体8Aにコイルを設けることで正のリアクタンスを作り、ランプ部6の負のリアクタンスを精度良くキャンセルさせることによってマイクロ波電力をプラズマ中に有効に伝達させることとした。
Further, in the present embodiment, the
また、マイクロ波ランプ12の導体筒部7及び中心導体8A,8Bを上記寸法構成とすることによりマイクロ波の遮断波長が存在せず、マイクロ波の漏洩が好適に防止される。これにより、周辺機器へ悪影響を及ぼすおそれがないといった効果が得られ、信頼性を向上させることができる。
したがって、本実施形態の光源装置1は、低電力で高輝度発光可能な高信頼性の光源となる。
Further, by setting the
Therefore, the light source device 1 of the present embodiment is a highly reliable light source that can emit light with high luminance and low power.
さらに、本実施形態ではリフレクター14を具備したことにより、ランプ部6の発光光のうちリフレクター14に入射する光を開口70側に反射させることができる。これにより、光の取り出し効率を高めることができる。また、このリフレクター14は、マイクロ波を透過させる材料より構成されていることから、マイクロ波の伝送効率が低下することはなく、インピーダンスの整合作用に影響が及ぶおそれもない。
Further, in the present embodiment, the
[具体例1]
本例では、2.45GHz帯のTEMモードのマイクロ波に対応するように構成された光源装置1について示し、図1および図2を参照する。上述したように、光源装置1における具体的な寸法は、マイクロ波の波長λgに応じて決定し、122.45mmとなる。
以下に、本具体例における光源装置1のマイクロ波ランプ12の各寸法について示す。
ランプ点灯時のインピーダンスZ0:100Ω
(インピーダンスキーパー部5A)
導体筒部7の軸方向長さL1:7.6mm(λg/16)
導体筒部7の内径D1:26.8mm
中心導体8Bの基端部8cの外径d3:8mm
(インピーダンスマッチング部5B)
導体筒部7の軸方向長さL2:61.22mm(λg/2)
導体筒部7の内側曲線は、
導体筒部7内の空気の誘電率εとし、a=(λg/2)/log(ZL/Z0)、同軸インピーダンスの長さ(x)に対する変化がZ(x)=Z0・EXP(−x/a)及びZ(x)=138/√ε・log(D/d)を、満たす。
中心導体8Bの外径d2:9.484mm
基端部8cの外径d3:8.0mm
(ランプ位置)
ランプ部6の中心がインピーダンスマッチング部5Bと共振部5Cの境界に一致するように設置する。
(共振部5C)
軸方向長さL3:61.22mm(λg/2)
内径D3:50.0mm
中心導体8Aの外径d1:9.484mm
金属片7cの位置:開口端側から30.61mmの位置(λg/2)
[Specific Example 1]
In this example, a light source device 1 configured to correspond to a 2.45 GHz band TEM mode microwave is shown, and FIGS. 1 and 2 are referred to. As described above, the specific dimension of the light source device 1 is determined according to the wavelength λg of the microwave and is 122.45 mm.
Below, each dimension of the
Impedance when lighting the lamp Z 0 : 100Ω
(
Axial length L1 of conductor tube portion 7: 7.6 mm (λg / 16)
Inner diameter D1 of conductor cylinder part 7: 26.8 mm
Outer diameter d3 of the
(
Axial length L2 of conductor cylinder portion 7: 61.22 mm (λg / 2)
The inner curve of the
It is assumed that the dielectric constant ε of the air in the
Outer diameter d3 of the
(Lamp position)
The
(
Axial length L3: 61.22 mm (λg / 2)
Inner diameter D3: 50.0 mm
Position of the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態の光源装置について図3を用いて説明する。図3(a)は、第2実施形態のマイクロ波ランプの全体構成を示す断面図、図3(b)はマイクロ波ランプの入力端側から見た側面図である。
以下に示す本実施形態の光源装置の基本構成は上記第1実施形態と略同様であるが、開放端側にショート部材51が設けられている点、ランプ部6が共振部5C側に配置されている点、金属片7c,7cがインピーダンスマッチング部5Bと共振部5Cとの境界部分に配置されている点において異なる。よって、以下の説明では、構成の異なる部分について詳しく説明し、共通な箇所の説明は省略する。また、説明に用いる各図面において、図1および図2と共通の構成要素には同一の符号を付すものとする。
(Second Embodiment)
Next, the light source device of 2nd Embodiment of this invention is demonstrated using FIG. FIG. 3A is a cross-sectional view showing the overall configuration of the microwave lamp of the second embodiment, and FIG. 3B is a side view seen from the input end side of the microwave lamp.
The basic configuration of the light source device of the present embodiment described below is substantially the same as that of the first embodiment, except that the
本実施形態の光源装置には、導体筒部7の開放端側にショート部材51が設けられている。ショート部材51は、アルミニウムや銅等の良伝導性の金属より形成されており、環状部材51Aとクロスバー51Bとから構成され、導体筒部7と給電用アタッチメント22(中心導体21A)にそれぞれ固定されている。このショート部材51により、導体筒部7と給電用アタッチメント22(中心導体21A)とが電気的に接続されて、導体筒部7と給電用アタッチメント22とを同電位に保持することが可能である。
In the light source device of the present embodiment, a
ランプ部6は、一対の中心導体21A,21Bからなる給電用アタッチメント22により導体筒部7の共振部5C側に配置されている。本実施形態では、導体筒部7の開口端側からλg/4の2n+1倍の位置にランプ部6が配置されるように構成されている。
また、TEM共振を決める金属片7c,7cは、共振部5Cとインピーダンスマッチング部5Bとの境界に配置されており、これによって次数が決定される。
The
Further, the
給電用アタッチメント22を構成している中心導体21A,21Bは、軸方向に外径が変化することなく一定の寸法で形成されている。上述したように、本実施形態ではランプ部6を共振部5C側へ配置したことから、インピーダンスマッチング部5Bにおける中心導体21Bの外径が軸方向に一定であってもインピーダンスマッチングを良好に行える。
The
本実施形態の構成によれば、ショート部材51により導体筒部7と給電用アタッチメント9とを同電位にすることで、開放端が電気的にシールドされて開口70からマイクロ波が漏洩するのを阻止することが可能となる。つまり、開口端側においてマイクロ波によって発生する電界の一部が打ち消されることになり、マイクロ波の漏洩防止効果がより高められる。
According to the configuration of the present embodiment, the open end is electrically shielded and the microwave leaks from the
なお、ショート部材51の構成は上記したものに限られず、導体筒部7と給電用アタッチメント22とを短絡させることが可能な構成であればよいことから、例えば格子状に構成されたメッシュ部材を採用してもよい。ここで、ショート部材51としては、開口70から射出される光のうち、ショート部材51によって遮断される光を最小限に抑えられる形状が好ましい。
また、共振部5Cとインピーダンスマッチング部5Bとの境界の位置に金属片7c,7cが配置されていることにより、TEM共振モードの次数が決まり、効果的な共振構造となり、マイクロ波の利用効率が向上する。
Note that the configuration of the
In addition, since the
[具体例2]
本例では、2.45GHz帯のTEMモードのマイクロ波に対応するように構成された光源装置1について示し、図3(a),(b)を参照する。上述したように、光源装置1における具体的な寸法については、マイクロ波の波長λgに応じて決定し、122.45mmとなる。
以下に、本具体例における光源装置1のマイクロ波ランプ12の各寸法について示す。
ランプ点灯時のインピーダンスZ0:100Ω
(インピーダンスキーパー部5A)
導体筒部7の軸方向長さL1:7.6mm(λg/16)
導体筒部7の内径D1:26.8mm
中心導体8Bの基端部8cの外径d3:8.0mm
(インピーダンスマッチング部5B)
導体筒部7の軸方向長さL2:61.22mm(λg/2)
導体筒部7の内側曲線は、
導体筒部7内は、空気の誘電率εとし、a=(λg/2)/log(ZL/Z0)、同軸インピーダンスの長さ(x)に対する変化がZ(x)=Z0・EXP(−x/a)及びZ(x)=138/√ε・log(D/d)を、満たす。
中心導体8Bの外径d2:9.484mm
基端部8cの外径d3:8.0mm
(ランプ位置)
ランプ6の中心が、インピーダンスマッチング部5Bと共振部5Cの位置から30.62mm(λg/4)離れた位置となるように設置する。
(共振部5C)
軸方向長さL3:61.22mm(λg/2)
内径D3:50.0mm
中心導体8Aの外径d1:9.484mm
金属片7cの位置:インピーダンスマッチング部5Bと共振部5Cとの境界位置
(ショート部)
導体筒部7と中心導体8Bとを電気的に接触させるために、金属導体からなる十文字形状のショート部材51を共振部5Cの端部に設ける。
[Specific Example 2]
In this example, the light source device 1 configured to support microwaves in the TEM mode in the 2.45 GHz band is shown, and FIGS. 3A and 3B are referred to. As described above, the specific dimension of the light source device 1 is determined according to the wavelength λg of the microwave and is 122.45 mm.
Below, each dimension of the
Impedance when lighting the lamp Z 0 : 100Ω
(
Axial length L1 of conductor tube portion 7: 7.6 mm (λg / 16)
Inner diameter D1 of conductor cylinder part 7: 26.8 mm
Outer diameter d3 of
(
Axial length L2 of conductor cylinder portion 7: 61.22 mm (λg / 2)
The inner curve of the
The inside of the
Outer diameter d3 of the
(Lamp position)
The
(
Axial length L3: 61.22 mm (λg / 2)
Inner diameter D3: 50.0 mm
Position of
In order to bring the
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態の光源装置について図4を用いて説明する。図4は、第3実施形態の光源装置のマイクロ波ランプの全体構成を示す断面図である。
本実施形態の光源装置は、図4に示すように導体筒部7の開放端側にショート部材51を備えるとともに、導体筒部7の軸方向長さ、すなわち共振部5Cの軸方向長さが上記各実施形態に比べて短く構成されており小型化されている。
上述したように共振部5Cにおける軸方向長さはλg/4のm倍で規定される。先の実施形態では共振部5Cの軸方向長さがλg/2に設定されていたが、本実施形態ではλg/4の長さに設定されている。また、これに伴い、中心導体8Aの軸方向長さも短くなっている。
(Third embodiment)
Next, the light source device of 3rd Embodiment of this invention is demonstrated using FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the overall configuration of the microwave lamp of the light source device of the third embodiment.
As shown in FIG. 4, the light source device of the present embodiment includes a
As described above, the axial length of the
本実施形態によれば、導体筒部7(共振部5C)の軸方向長さを短くすることでマイクロ波ランプ12の小型化及び軽量化を実現することが可能となる。また、導体筒部7の軸方向長さを短くした場合でも、上記構成にすることによって、上記各実施形態と同様にマイクロ波の伝送効率が高められるとともにマイクロ波の漏洩を効果的に防止することができる。これにより、小型で汎用性が高く信頼性に優れた光源装置が得られる。
According to the present embodiment, it is possible to reduce the size and weight of the
[具体例3]
本例では、2.45GHz帯のTEMモードのマイクロ波に対応する光源装置1の構成について示し、図4を参照する。上述したように、光源装置1における具体的な寸法については、マイクロ波の波長λgに応じて決定し、122.45mmとなる。
以下に、本具体例における光源装置1のマイクロ波ランプ12の各寸法について示す。
ランプ点灯時のインピーダンスZ0:100Ω
(インピーダンスキーパー部5A)
導体筒部7の軸方向長さL1:7.6mm(λg/16)
導体筒部7の内径D1:26.8mm
中心導体8Bの基端部8cの外径d3:8mm
(インピーダンスマッチング部5B)
導体筒部7の軸方向長さL2:61.22mm(λg/2)
導体筒部7の内側曲線は、
導体筒部7内の空気の誘電率εとし、a=(λg/2)/log(ZL/Z0)、同軸インピーダンスの長さ(x)に対する変化がZ(x)=Z0・EXP(−x/a)及びZ(x)=138/√ε・log(D/d)を、満たす。
中心導体8Bの外径d2:9.484mm
基端部8cの外径d3:8.0mm
(ランプ位置)
ランプ6の中心が、インピーダンスマッチング部5Bと共振部5Cの境界に一致している。
(共振部5C)
導体筒部7の軸方向長さL3:30.61mm(λg/4)
内径D3:50.0mm
中心導体8Aの外径d3:9.484mm
(ショート部)
導体筒部7と中心導体8Bとを電気的に接触させるために、金属導体からなる十文字形状のショート部材51を共振部5Cの端部に設ける。
[Specific Example 3]
In this example, the configuration of the light source device 1 corresponding to the microwave in the 2.45 GHz band TEM mode is shown, and FIG. 4 is referred to. As described above, the specific dimension of the light source device 1 is determined according to the wavelength λg of the microwave and is 122.45 mm.
Below, each dimension of the
Impedance when lighting the lamp Z 0 : 100Ω
(
Axial length L1 of conductor tube portion 7: 7.6 mm (λg / 16)
Inner diameter D1 of conductor cylinder part 7: 26.8 mm
Outer diameter d3 of the
(
Axial length L2 of conductor cylinder portion 7: 61.22 mm (λg / 2)
The inner curve of the
Assuming that the dielectric constant ε of the air in the
Outer diameter d3 of the
(Lamp position)
The center of the
(
Axial length L3 of conductor cylinder portion 7: 30.61 mm (λg / 4)
Inner diameter D3: 50.0 mm
(Short section)
In order to bring the
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As described above, the preferred embodiments according to the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the examples. It is obvious for those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims. It is understood that it belongs to.
先の実施形態では導体筒部7内にリフレクター14を1つ配置したが、これに限らず複数のリフレクターを配置してもよい。例えば、上記リフレクター14の他に小型のリフレクターを用意し、その反射面をリフレクター14の反射面14aに対向させた状態で設けるようにしてもよい。すると、小型リフレクターの反射面に入射した光をリフレクター14へと反射させて平行光として取り出すことができるようになる。これにより、ランプ部6の発光光の利用効率が高められるとともに発光光の多くを一定方向に効率的に射出させることが可能となる。
In the previous embodiment, one
(プロジェクター)
次に、図5を参照しつつ本発明に係るプロジェクターの一実施形態を説明する。図5に示すように、プロジェクター500は、光源装置550、液晶ライトバルブ(画像形成装置)551a、551b、551c、クロスダイクロイックプリズム552、及び投射レンズ(投射装置)553を備えている。光源装置550は、本発明の光源装置を適用したものであり、マイクロ波励起ランプ501、リフレクター502、フィルター503、レンズアレイ504、偏光変換素子505、及びコンデンサレンズ506を備えている。光源装置550から射出された光は、ダイクロイックミラー507、508、リレー光学系509等を経て、液晶ライトバルブ551a〜551cに入射する。
(projector)
Next, an embodiment of a projector according to the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 5, the
ダイクロイックミラー507、508は、例えばガラス表面に誘電体多層膜を積層したものである。これにより、所定の波長帯域の色光が選択的に反射し、それ以外の波長帯域の色光が透過するようになっている。例えば、光源装置550から射出された光源光のうち、赤色光Laがダイクロイックミラー507を透過するとともに、緑色光Lb及び青色光Lcがダイクロイックミラー507で反射する。また、ダイクロイックミラー507で反射した緑色光Lb及び青色光Lcのうち、青色光Lcがダイクロイックミラー508を透過し、緑色光Lbがダイクロイックミラー508で反射する。
The dichroic mirrors 507 and 508 are formed, for example, by laminating a dielectric multilayer film on the glass surface. As a result, colored light in a predetermined wavelength band is selectively reflected, and colored light in other wavelength bands is transmitted. For example, among the light source light emitted from the
ダイクロイックミラー507を透過した赤色光Laは、反射ミラーで反射し平行化レンズを経て赤色光用の液晶ライトバルブ551aに入射する。ダイクロイックミラー508で反射した緑色光Lbは、平行化レンズを経て緑色光用の液晶ライトバルブ551bに入射する。ダイクロイックミラー508を透過した青色光Lcは、リレー光学系509を経て青色光用の液晶ライトバルブ551cに入射する。
The red light La transmitted through the
クロスダイクロイックプリズム552は、三角柱プリズムが貼り合わされた構造となっており、その内面に赤色光Laが反射し緑色光Lbが透過するミラー面と、青色光Lcが反射し緑色光が透過するミラー面とが互いに直交して形成されている。赤色光La、緑色光Lb、青色光Lcは、これらのミラー面で選択的に反射あるいは透過して同じ側に射出される。これにより、3つの色光が重ね合わされて合成光となる。この合成光は、投射レンズ553によってスクリーン560に拡大投射される。これにより、カラー表示の映像が得られるようになっている。
The cross
以上のようなプロジェクター500にあっては、本発明の光源装置を適用した光源装置550を備えているので、低消費電力のプロジェクター500になっている。また、光源装置550により漏洩電波を低減させることができ、信頼性に優れた高品位なプロジェクター500になっている。
Since the
なお、前記実施形態では、画像形成装置として透過型の液晶ライトバルブを用いた例を示したが、反射型の液晶ライトバルブを用いることも可能である。その場合には、反射型の液晶ライトバルブを用いるのに適した光学系に適宜変更される。また、液晶ライトバルブ以外の画像形成装置を用いることも可能である。例えば、デジタルミラーデバイス等の液晶ライトバルブ以外の画像形成装置を用いても良い。 In the above-described embodiment, an example in which a transmissive liquid crystal light valve is used as the image forming apparatus has been described. However, a reflective liquid crystal light valve may be used. In that case, the optical system is appropriately changed to an optical system suitable for using a reflective liquid crystal light valve. It is also possible to use an image forming apparatus other than the liquid crystal light valve. For example, an image forming apparatus other than a liquid crystal light valve such as a digital mirror device may be used.
また、本発明の光源装置をデジタルサイネージ(Digital Signage)用プロジェクターの光源として適用してもよい。また、紫外線による洗浄作用や改質効果のある紫外線ランプの光源として適用することも可能である。 Further, the light source device of the present invention may be applied as a light source of a projector for digital signage. Further, it can be applied as a light source of an ultraviolet lamp having a cleaning action or a modification effect by ultraviolet rays.
1…光源装置、2…マイクロ波電源、3…マイクロ波伝送線路、4A…第1コネクター、4B…第2コネクター、5A…インピーダンスキーパー部、5B…インピーダンスマッチング部、5C…共振部、6…ランプ部、7…導体筒部、7b…内面、7c…金属片(凸部)、8A…中心導体、8B…中心導体、11A,11B…電極、12…マイクロ波ランプ、13…筐体、16…発光管、18…コイル、21A…中心導体、21B…中心導体、51…ショート部材、500…プロジェクター
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light source device, 2 ... Microwave power supply, 3 ... Microwave transmission line, 4A ... 1st connector, 4B ... 2nd connector, 5A ... Impedance keeper part, 5B ... Impedance matching part, 5C ... Resonance part, 6 ... Lamp Part 7:
Claims (10)
マイクロ波の波長をλg、nを0以上の整数、mを自然数とするとき、
前記中心導体は、前記中心軸方向において前記開口端からλg/4の2n倍の位置に発光管の取付部を有し、
前記導体筒部は、前記中心軸方向の長さがλg/4のm倍とされTEMモードのマイクロ波を共振させる共振部と、前記中心軸方向の長さがλg/4のm倍とされ前記共振部と前記コネクターとのインピーダンスマッチングを行うマッチング部と、前記中心軸方向の長さがλg/16のm倍とされ前記コネクターと前記マッチング部との間に設けられたインピーダンスキーパー部と、を有し、
前記マッチング部の内径は、前記共振部側から前記インピーダンスキーパー部側へ向かって縮径されており、
前記導体筒部の内面には、前記マイクロ波の共振長を決める凸部が設けられ、
前記凸部は、前記mが偶数の場合に前記開口端からλg/4のn倍の位置に設けられ、前記mが奇数の場合には前記共振部と前記インピーダンスキーパー部との境界位置に設けられることを特徴とするマイクロ波ランプ用の筐体。 A housing for a microwave lamp, comprising: a conductor tube portion at least one end of which is an open end; a center conductor disposed along the center axis of the conductor tube portion; and a connector connected to one end of the center conductor. Body,
When the wavelength of the microwave is λg, n is an integer of 0 or more, and m is a natural number,
The central conductor has an arc tube mounting portion at a position 2n times λg / 4 from the opening end in the central axis direction,
The conductor tube portion has a length in the central axis direction that is m times longer than λg / 4, a resonance portion that resonates a TEM mode microwave, and a length in the central axis direction that is m times longer than λg / 4. A matching unit that performs impedance matching between the resonating unit and the connector; an impedance keeper unit that has a length in the central axis direction that is m times λg / 16 and is provided between the connector and the matching unit; Have
The inner diameter of the matching part is reduced from the resonance part side toward the impedance keeper part side,
On the inner surface of the conductor tube portion, a convex portion that determines the resonance length of the microwave is provided,
The convex portion is provided at a position n times λg / 4 from the opening end when m is an even number, and provided at a boundary position between the resonance portion and the impedance keeper portion when m is an odd number. A housing for a microwave lamp, characterized in that
前記マイクロ波の波長をλg、nを0以上の整数、mを自然数とするとき、
マイクロ波の波長をλg、nを0以上の整数、mを自然数とするとき、
前記中心導体は、前記中心軸方向において前記開口端からλg/4の2n+1倍の位置に発光管の取付部を有し、
前記導体筒部は、前記中心軸方向の長さがλg/4のm倍とされTEMモードのマイクロ波を共振させる共振部と、前記中心軸方向の長さがλg/4のm倍とされ前記共振部と前記コネクターとのインピーダンスマッチングを行うマッチング部と、前記中心軸方向の長さがλg/16のm倍とされ前記コネクターと前記マッチング部との間に設けられたインピーダンスキーパー部と、を有し、
前記マッチング部の内径は、前記共振部側から前記インピーダンスキーパー部側へ向かって縮径されており、
前記導体筒部の内面には、前記マイクロ波の共振長を決める凸部が設けられ、
前記凸部は、前記mが偶数の場合に前記開口端からλg/4のn倍の位置に設けられ、前記mが奇数の場合には前記共振部と前記インピーダンスキーパー部との境界位置に設けられることを特徴とするマイクロ波ランプ用の筐体。 A conductor tube part having at least one open end; a center conductor disposed along a central axis of the conductor tube part; a connector connected to one end of the center conductor; the resonance part and the center conductor; A housing for a microwave lamp comprising:
When the wavelength of the microwave is λg, n is an integer of 0 or more, and m is a natural number,
When the wavelength of the microwave is λg, n is an integer of 0 or more, and m is a natural number,
The central conductor has an arc tube mounting portion at a position 2n + 1 times λg / 4 from the opening end in the central axis direction,
The conductor tube portion has a length in the central axis direction that is m times longer than λg / 4, a resonance portion that resonates a TEM mode microwave, and a length in the central axis direction that is m times longer than λg / 4. A matching unit that performs impedance matching between the resonating unit and the connector; an impedance keeper unit that has a length in the central axis direction that is m times λg / 16 and is provided between the connector and the matching unit; Have
The inner diameter of the matching part is reduced from the resonance part side toward the impedance keeper part side,
On the inner surface of the conductor tube portion, a convex portion that determines the resonance length of the microwave is provided,
The convex portion is provided at a position n times λg / 4 from the opening end when m is an even number, and provided at a boundary position between the resonance portion and the impedance keeper portion when m is an odd number. A housing for a microwave lamp, characterized in that
マイクロ波によって励起される発光物質が封入され且つ前記筐体内に取り付けられる発光管と、を備えたことを特徴とするマイクロ波ランプ。 A housing for a microwave lamp according to any one of claims 1 to 7,
A microwave lamp comprising: an arc tube in which a luminescent material excited by microwaves is enclosed and attached in the housing.
マイクロ波を発生させるマイクロ波電源と、
前記マイクロ波電源において発生したマイクロ波を前記マイクロ波ランプへと伝送するマイクロ波伝送線路と、を備えたことを特徴とする光源装置。 A microwave lamp according to claim 8;
A microwave power source for generating microwaves;
A light source device comprising: a microwave transmission line for transmitting a microwave generated in the microwave power source to the microwave lamp.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2009207216A JP2011060505A (en) | 2009-09-08 | 2009-09-08 | Housing for microwave lamp, the microwave lamp, light source device, and projector |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101880747B1 (en) * | 2017-08-30 | 2018-07-20 | 주식회사 말타니 | Microwave Discharge Lamp |
-
2009
- 2009-09-08 JP JP2009207216A patent/JP2011060505A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101880747B1 (en) * | 2017-08-30 | 2018-07-20 | 주식회사 말타니 | Microwave Discharge Lamp |
WO2019045316A1 (en) * | 2017-08-30 | 2019-03-07 | Maltani Corporation | Microwave discharge lamp |
US10872756B2 (en) | 2017-08-30 | 2020-12-22 | Maltani Corporation | Microwave discharge lamp |
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