JP2016057601A - Projector device - Google Patents
Projector device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016057601A JP2016057601A JP2015087495A JP2015087495A JP2016057601A JP 2016057601 A JP2016057601 A JP 2016057601A JP 2015087495 A JP2015087495 A JP 2015087495A JP 2015087495 A JP2015087495 A JP 2015087495A JP 2016057601 A JP2016057601 A JP 2016057601A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- pair
- pressure discharge
- electrodes
- discharge lamp
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本願は、プロジェクタ装置に関する。 The present application relates to a projector apparatus.
従来、プロジェクタの光源には、高圧放電ランプ、特に高圧水銀ランプが用いられている。高圧水銀ランプは、内部に放電空間が形成された発光部と、この発光部から互いに反対方向に延出した一対の封止部とを有する石英ガラス製の発光管を備えている。発光部においては、一対の電極が発光管の長手方向の中心軸上に位置し、互いに向かい合うように配置されている。したがって、一対の電極の長手方向の中心軸と発光管の長手方向の中心軸とは略一致している。このような発光管は、光源ユニット内において、反射鏡内の光軸と電極の長手方向の中心軸とが略一致するように配置されている。また、光源ユニットは、発光部における電極の長手方向の中心軸が略水平になるような状態でプロジェクタ装置内に組み込まれている。プロジェクタ装置から出射される光の軸(光軸)が略水平な場合、プロジェクタ装置から出射される光は、垂直に立てられたスクリーンに対して、横長矩形の画像を形成するように投射される(特許文献1参照)。横長矩形の画像を投射する理由は、規格に対応するためである。 Conventionally, high-pressure discharge lamps, particularly high-pressure mercury lamps, have been used as projector light sources. The high-pressure mercury lamp includes a light emitting tube made of quartz glass having a light emitting portion in which a discharge space is formed and a pair of sealing portions extending from the light emitting portion in opposite directions. In the light emitting part, the pair of electrodes are located on the central axis in the longitudinal direction of the arc tube and are arranged to face each other. Therefore, the central axis in the longitudinal direction of the pair of electrodes and the central axis in the longitudinal direction of the arc tube substantially coincide with each other. Such an arc tube is arranged in the light source unit so that the optical axis in the reflecting mirror and the central axis in the longitudinal direction of the electrode substantially coincide. The light source unit is incorporated in the projector apparatus in such a state that the central axis in the longitudinal direction of the electrode in the light emitting section is substantially horizontal. When the axis (optical axis) of light emitted from the projector device is substantially horizontal, the light emitted from the projector device is projected so as to form a horizontally-long rectangular image on a vertically erected screen. (See Patent Document 1). The reason for projecting a horizontally long rectangular image is to comply with the standard.
このようなプロジェクタ装置を縦置きにして使用する場合がある(特許文献2参照)。これは、プロジェクタを縦置きにすることにより、縦長矩形の画像を利用するためである。縦置きされた複数のプロジェクタを並べて配置することにより、各々の縦長矩形の画像をつなぎ合わせ、大画面を実現することができる。 Such a projector device may be used in a vertical position (see Patent Document 2). This is because a vertically long rectangular image is used by placing the projector vertically. By arranging a plurality of vertically arranged projectors side by side, the vertically long rectangular images can be connected to realize a large screen.
プロジェクタ装置におけるランプ寿命を延ばすことが求められている。 There is a need to extend the lamp life in projector devices.
本開示の実施形態は、発光管の失透に伴う照明維持率の低下を抑制することができる。 The embodiment of the present disclosure can suppress a decrease in illumination maintenance rate due to devitrification of the arc tube.
本開示のプロジェクタ装置は、内部に少なくとも水銀が封入され、かつ、一対の電極が互いに向かい合うように配置された発光部、および、前記発光部から互いに反対方向に延出した一対の封止部を有する石英ガラス製の発光管と、内部に前記発光管が配置された凹面反射鏡と、前記凹面反射鏡から出射される光を利用して画像を投射する光学ユニットとを備え、前記発光管は、前記一対の電極が鉛直方向を向くように配置されており、前記光学ユニットは、投射する画像の領域が横長矩形になるように構成されている。 The projector device according to the present disclosure includes a light emitting unit in which at least mercury is enclosed and a pair of electrodes are disposed so as to face each other, and a pair of sealing units extending from the light emitting unit in opposite directions to each other. A quartz glass arc tube, a concave reflecting mirror in which the arc tube is disposed, and an optical unit for projecting an image using light emitted from the concave reflecting mirror, The pair of electrodes are arranged so as to face in the vertical direction, and the optical unit is configured such that a region of an image to be projected is a horizontally long rectangle.
本開示に係るプロジェクタ装置によれば、発光管に発生する失透の位置を、光が取り出される有効範囲から外すことが可能になる。発光部のうちの封止部の近傍に失透が発生したとしても、このような失透は出射光に影響しない。本開示によれば、照度維持率の低下を抑制することが可能になる。 According to the projector device according to the present disclosure, the position of devitrification generated in the arc tube can be removed from the effective range from which light is extracted. Even if devitrification occurs in the vicinity of the sealing portion of the light emitting portion, such devitrification does not affect the emitted light. According to the present disclosure, it is possible to suppress a decrease in the illuminance maintenance rate.
本開示の具体的な実施形態を説明する前に、本開示の基礎となった知見を説明する。 Prior to describing specific embodiments of the present disclosure, the knowledge forming the basis of the present disclosure will be described.
公知のプロジェクタ装置内において、高圧放電ランプは、電極の長手方向の中心軸が略水平となるような状態で点灯される。点灯中、発光管の表面温度は1000℃近くに達することが知られている。その結果、石英ガラス製の発光管では、特に鉛直方向の上方に位置する、発光部の上側中央部が白濁化する。発光管が白濁すると、その部位で光透過率が著しく低下してしまう。このような石英ガラスの白濁化は「失透」と呼ばれる現象であり、非晶質が結晶化することによって生じる。失透は、放電空間からの出射光を遮ってしまうために、光束が低下し、高圧放電ランプの照度維持率が低くなる。ランプの寿命を延ばすため、失透の発生を抑制することが求められてきた。 In a known projector device, the high-pressure discharge lamp is lit with the central axis in the longitudinal direction of the electrode being substantially horizontal. It is known that the surface temperature of the arc tube reaches close to 1000 ° C. during lighting. As a result, in the arc tube made of quartz glass, the upper center portion of the light emitting portion, which is located above the vertical direction in particular, becomes clouded. When the arc tube becomes cloudy, the light transmittance at that portion is significantly reduced. Such white turbidity of quartz glass is a phenomenon called “devitrification”, and is caused by crystallization of amorphous. The devitrification blocks light emitted from the discharge space, so that the luminous flux is reduced and the illuminance maintenance rate of the high-pressure discharge lamp is lowered. In order to extend the life of the lamp, it has been required to suppress the occurrence of devitrification.
本願発明者は、失透によって石英ガラスの白濁化が生じても、そのように白濁化する部位の位置を調整することにより、高圧放電ランプの照度維持率の低下を抑制し得ることを見出して本開示に想到した。 The inventor of the present application has found that even if quartz glass becomes clouded due to devitrification, it is possible to suppress a decrease in the illuminance maintenance rate of the high-pressure discharge lamp by adjusting the position of the clouding portion. The present disclosure has been conceived.
図1は、公知のプロジェクタ装置内における高圧放電ランプ1の配置例と、高圧放電ランプ1から出る光の角度範囲を模式的に示している。図1には、説明を分かりやすくするため、相互に直交するX軸、Y軸、Z軸からなる座標軸が記載されている。X−Y面は水平面に平行であり、Z軸は鉛直方向に平行である。本明細書では、高圧放電ランプ1が有する電極の長手方向の中心軸を「J1軸」と呼ぶ場合がある。図1における矢印Dは、このJ1軸に対してθだけ傾斜した方向を示している。
FIG. 1 schematically shows an arrangement example of a high-
図1に示される高圧放電ランプ1は、電極の長手方向の中心軸J1軸が水平面(X−Y面)に平行であり、鉛直方向(Z軸)に対して直交するように配置されている。このような配置を、本明細書では「水平点灯配置」と呼ぶ。従来のプロジェクタ装置における高圧放電ランプ1の配置は水平点灯配置である。
The high-
高圧放電ランプ1から放射される光の強度は、電極の長手方向の中心軸(J1軸)に対する角度θに依存して変化する。一般には、J1軸に直交する方向、すなわち角度θが90°程度の方向において最も高い強度を示す。また、角度θが0°および180°に近い方向において最も低い強度を示す。反射面が放物反射面であるリフレクタ(反射鏡)と組み合わせて使用される場合、高圧放電ランプ1から放射された光のうち、凹面状の反射面によって反射された光はJ1軸に対して平行に進む。この光が、画像の投射に利用される。図1には、発光部から放射された光を取り出して画像の投射に利用できる角度を示す有効範囲350が模式的に示されている。この有効範囲350はJ1軸の回りに軸対称的に広がっている。図1に模式的に示されている有効範囲350は、角度θが例えば25°以上155°以下の範囲である。高圧放電ランプ1の配光特性は、発光管の構造および形状、電極の形状およびサイズ、ならびに電極間距離などに依存する。このため、有効範囲350を規定する角度の下限および上限は多様であり得る。反射面が楕円反射面などの種々の反射面である場合でも同様のことが言える。
The intensity of light emitted from the high-
高圧放電ランプ1の石英ガラス製発光管では、ランプ寿命の末期において、前述した失透が生じると、発光部の上側中央部が白濁する。以下、図2Aおよび図2Bを参照して、白濁が生じる部位をより詳しく説明する。
In the quartz glass arc tube of the high-
図2Aは、水平点灯配置の高圧放電ランプ1から放射された光が凹面反射鏡124によって反射される様子を示している。水平点灯配置の高圧放電ランプ1では、高温になると、発光部の上側中央部に失透部100が生じて白濁化する。すると、光の強度が最も高くなる方向に出射される光が失透部100の影響を受ける。こうして生じる失透部100による光の強度の局所的低下は、画像の投射に利用される光束の低下を招くことになる。
FIG. 2A shows a state in which the light emitted from the high-
本発明者は、高圧放電ランプ1の向き(配置)を適切に調整することにより、失透部100の白濁化に伴う光の強度および光束の低下を避け得るのではないかと考えた。すなわち、高圧放電ランプ1が有する電極の長手方向の中心軸(J1軸)を鉛直方向(Z軸)に向けることにより、光の強度の最も高くなる方向から失透部100の形成位置を外すことが可能になることを見出した。このような高圧放電ランプ1の配置の典型例は、電極の長手方向の中心軸(J1軸)を鉛直方向(Z軸)に一致させる配置である。このような配置は、従来の「水平点灯配置」と対比して「垂直点灯配置」と称することができる。後述する理由から、電極の長手方向の中心軸(J1軸)は鉛直方向(Z軸)に対して完全に平行である必要はない。
The present inventor has thought that by appropriately adjusting the direction (arrangement) of the high-
図2Bは、垂直点灯配置の高圧放電ランプ1から放射された光が凹面反射鏡124によって反射される様子を示している。この例では、電極の長手方向の中心軸(J1軸)が鉛直方向(Z軸)に平行である。垂直点灯配置の場合、本発明者の実験によると、失透部100は、図2Bに示されるように、発光管における発光部の上側中央部に形成されることがわかった。このような位置に失透部100が形成され、白濁化が生じても、出射光を遮ってしまうことが殆どない。その結果、高圧放電ランプ1の照度維持率が低下しにくくなる。垂直点灯配置を採用することにより、ランプの寿命を水平点灯配置の場合に比して1.5倍から2倍程度にまで延ばすことができることがわかった。
FIG. 2B shows a state in which the light emitted from the high-
図3Aは、水平点灯配置の高圧放電ランプにおける発光部の写真に相当する図(左側)と、発光部における失透部100の位置を示す図(右側)である。この図は、図2Aにおける矢印Dの方向から高圧放電ランプ1の丸い発光部をみたときの失透部100を示している。失透部100は、発光部の中央に拡がっていることがわかる。
FIG. 3A is a diagram (left side) corresponding to a photograph of a light emitting part in a high-pressure discharge lamp arranged horizontally, and a diagram (right side) showing the position of the
図3Bは、垂直点灯配置の高圧放電ランプにおける発光部の写真に相当する図(左側)と、発光部における失透部100の位置を示す図(右側)である。この図は、図2Aにおける矢印Dの方向から高圧放電ランプ1の丸い発光部をみたときの失透部100を示している。失透部100は、発光部の中央よりも端部に近い位置に発生している。失透部100が図3Bに示すような部位に形成された場合、失透部100によって光が遮られることが充分に抑制され得る。
FIG. 3B is a diagram (left side) corresponding to a photograph of a light emitting part in a high-pressure discharge lamp arranged vertically, and a figure (right side) showing the position of the
図4は、電極の長手方向の中心軸(J1軸)と鉛直方向(Z軸)とが形成する角度αが0°ではない場合の例を模式的に示す図である。角度αが大きくなると、発光部の上部に形成された失透部100が有効範囲350の光を遮るおそれがある。本発明者の検討によれば、電極の長手方向の中心軸(J1軸)と鉛直方向(Z軸)とが形成する角度αが30°以下であれば、失透部100によって有効範囲350の光が遮られることを十分に抑制できる。さらに、角度αが20°以下である場合、失透部100は有効範囲350の光をほとんど遮らないことがわかった。このため、本明細書では、「垂直点灯配置」とは、電極の長手方向の中心軸(J1軸)と鉛直方向(Z軸)とが形成する角度が30°以下である配置を意味する。ただし、電極の長手方向の中心軸(J1軸)と鉛直方向(Z軸)とが形成する角度が30°を超える場合であっても、高圧放電ランプの構造によっては、失透の影響を充分に低下させることが可能な場合がある。一対の電極が水平方向よりも鉛直方向に近い方向を向くように発光管が配置されていれば、失透の影響を低減することが可能である。本明細書では、一対の電極が水平方向よりも鉛直方向に近い方向を向くことを、「一対の電極が鉛直方向を向く」と表現する。言い換えれば、「一対の電極が鉛直方向を向く」とは、電極の長手方向の中心軸(J1軸)と鉛直方向(Z軸)とが形成する角度が45°未満であることを意味する。
FIG. 4 is a diagram schematically showing an example in which the angle α formed by the central axis (J1 axis) in the longitudinal direction of the electrode and the vertical direction (Z axis) is not 0 °. When the angle α increases, the
以上の考察から完成した本開示のプロジェクタ装置は、ある態様によれば、石英ガラス製の発光管と、内部に前記発光管が配置された凹面反射鏡と、凹面反射鏡から出射される光を利用して画像を投射する光学ユニットとを備える。この発光管は、一対の電極が鉛直方向を向く(即ち、α<45°)ように配置されており、典型的には「垂直点灯配置」(α≦30°)を実現している。また、光学ユニットは、発光管が垂直点灯配置にあるにもかかわらず、投射する画像の領域が横長矩形になるように構成されている。なお、発光管は、内部に少なくとも水銀が封入され、かつ、一対の電極が互いに向かい合うように配置された発光部と、この発光部から互いに反対方向に延出した一対の封止部を有している。発光管の構造そのものは、特に制約されず、公知の各種構造を有するものであってよい。 According to a certain aspect, the projector device of the present disclosure completed from the above considerations, according to a certain aspect, includes a quartz glass arc tube, a concave reflector in which the arc tube is disposed, and light emitted from the concave reflector. And an optical unit for projecting an image. The arc tube has a pair of electrodes arranged in the vertical direction (that is, α <45 °), and typically realizes a “vertical lighting arrangement” (α ≦ 30 °). Further, the optical unit is configured such that the area of the image to be projected becomes a horizontally long rectangle even though the arc tube is in the vertical lighting arrangement. The arc tube has a light emitting part in which at least mercury is sealed and a pair of electrodes are arranged to face each other, and a pair of sealing parts extending from the light emitting part in opposite directions. ing. The structure itself of the arc tube is not particularly limited, and may have various known structures.
ある実施形態において、凹面反射鏡は、光軸が一対の電極の長手方向の中心軸に整合するように配置されている。反射鏡の光軸と、一対の電極の長手方向の中心軸との関係は、厳密な意味で「平行」である必要はない。本明細書において、ある軸が他の軸に「整合する」とは、両軸が形成する角度が30°以下であることを意味するものと定義する。 In one embodiment, the concave reflecting mirror is arranged so that the optical axis is aligned with the longitudinal central axis of the pair of electrodes. The relationship between the optical axis of the reflecting mirror and the central axis in the longitudinal direction of the pair of electrodes does not have to be “parallel” in a strict sense. In the present specification, “alignment” of one axis with another axis is defined to mean that the angle formed by both axes is 30 ° or less.
ある実施形態において、一対の電極の長手方向の中心軸と鉛直方向との間の角度は20°以下である。この角度が20°を超えて大きくなると、失透部100が形成される部位が光線を遮る領域にシフトしていく。
In one embodiment, the angle between the longitudinal center axis of the pair of electrodes and the vertical direction is 20 ° or less. When this angle exceeds 20 °, the portion where the
ある実施形態において、光学ユニットは、凹面反射鏡から出射された光を利用して画像を形成する少なくとも1つの空間光変調素子と、空間光変調素子によって形成された画像を投射するレンズ(以下、「投射レンズ」と称する。)とを有している。本開示によるプロジェクタ装置を用いた場合、スクリーンなどの物体上に投射される画像の領域の長辺方向は、水平方向に一致している。すなわち、規格に従った横長矩形の画像がスクリーン上に形成され得る。一方、発光管の一対の電極は鉛直方向を向いている(好ましくは垂直点灯配置されている)。このため、投射レンズの光軸、および発光管の一対の電極の長手方向の中心軸の両軸を含む平面を考えると、この平面は、投射される画像の領域の長辺方向と交差(典型的には直交)する。 In one embodiment, the optical unit includes at least one spatial light modulation element that forms an image using light emitted from the concave reflecting mirror, and a lens that projects an image formed by the spatial light modulation element (hereinafter, referred to as “light emitting element”). (Referred to as a “projection lens”). When the projector device according to the present disclosure is used, the long-side direction of the region of the image projected on the object such as the screen coincides with the horizontal direction. That is, a horizontally long rectangular image according to the standard can be formed on the screen. On the other hand, the pair of electrodes of the arc tube is oriented in the vertical direction (preferably arranged in a vertically lit manner). Therefore, when considering a plane including both the optical axis of the projection lens and the central axis in the longitudinal direction of the pair of electrodes of the arc tube, this plane intersects the long side direction of the projected image area (typically Are orthogonal).
ここで、比較のため、従来のプロジェクタ装置を投射レンズの光軸周りに90°回転させることにより、水平点灯配置の発光管を一時的に「垂直点灯配置」に変更した場合を考える。この場合、投射される画像の領域は、いわゆる「縦長矩形」になる。従って、投射レンズの光軸、および発光管の一対の電極の長手方向の中心軸の両軸を含む平面は、投射される画像の領域の長辺方向とは交差せず、平行な関係にある。 Here, for comparison, consider a case where a conventional projector apparatus is rotated 90 ° around the optical axis of the projection lens to temporarily change the light emitting tube in the horizontal lighting arrangement to the “vertical lighting arrangement”. In this case, the area of the projected image is a so-called “vertically long rectangle”. Therefore, the plane including both the optical axis of the projection lens and the central axis in the longitudinal direction of the pair of electrodes of the arc tube does not intersect the long side direction of the projected image area and is in a parallel relationship. .
空間光変調素子の典型例は、透過型液晶パネル、反射型液晶パネル、またはデジタルミラーデバイスである。しかし、空間光変調素子は、これらの例に限定されない。また、使用される空間光変調素子の個数は1つに限定されない。高圧放電ランプから出射された光を色毎に分割し、分割された光路上に色毎に異なる像を形成するための空間光変調素子を置いても良い。こうして形成された色毎に異なる像は、合成されてカラー画像を形成し、スクリーンまたは他の物体上に投射され得る。 A typical example of the spatial light modulator is a transmissive liquid crystal panel, a reflective liquid crystal panel, or a digital mirror device. However, the spatial light modulation element is not limited to these examples. Further, the number of spatial light modulation elements used is not limited to one. The light emitted from the high-pressure discharge lamp may be divided for each color, and a spatial light modulation element for forming a different image for each color may be placed on the divided optical path. Different images for each color thus formed can be combined to form a color image and projected onto a screen or other object.
本開示に係るプロジェクタ装置によれば、発光管に発生する失透の位置を、発光部における光の強度が相対的に高くなる領域から外すことが可能になる。具体的には、失透は、発光部のうちの封止部の近傍に発生する。発光管の放電空間から放射された光は、直接、または反射鏡の内面に反射されて、反射鏡の開口部から出射される。その際、放電空間からの放射光は、発光部の中心が擬似的に発光中心となって電極の背後を除いて360°の全方位に放射されることになる。なお、「電極の背後を除いて」とするのは、電極が影となってその放射光を遮るためである。したがって、失透が発光部のうちの封止部の近傍に発生したとしても、封止部の近傍は電極の背後に位置するので、反射鏡からの出射光に寄与しない。このため、照度維持率の低下を抑制することができる。 According to the projector device according to the present disclosure, the position of devitrification generated in the arc tube can be removed from the region where the light intensity in the light emitting unit is relatively high. Specifically, devitrification occurs in the vicinity of the sealing portion of the light emitting portion. The light radiated from the discharge space of the arc tube is directly or directly reflected by the inner surface of the reflecting mirror and emitted from the opening of the reflecting mirror. At that time, the radiated light from the discharge space is emitted in all directions of 360 ° except for the back of the electrode, with the center of the light-emitting portion becoming a luminescent center in a pseudo manner. The reason for “except for the back of the electrode” is that the electrode is shaded to block the emitted light. Therefore, even if devitrification occurs in the vicinity of the sealing portion of the light emitting portion, the vicinity of the sealing portion is located behind the electrode, and thus does not contribute to the light emitted from the reflecting mirror. For this reason, the fall of an illumination intensity maintenance factor can be suppressed.
本開示のある実施形態に係るプロジェクタ装置の構成によれば、前記一対の電極の長手方向の中心軸の鉛直方向に対する傾きが20°以内であることにより、失透が発生する範囲を封止部の近傍に十分に抑えることができる。 According to the configuration of the projector device according to an embodiment of the present disclosure, the range in which devitrification occurs due to the inclination of the central axis of the pair of electrodes in the longitudinal direction with respect to the vertical direction is within 20 ° Can be sufficiently suppressed in the vicinity.
(実施形態1)
本開示の実施形態は、垂直点灯配置の高圧放電ランプを備えるプロジェクタ装置である。以下、本開示のより具体的な実施形態を説明する。
(Embodiment 1)
An embodiment of the present disclosure is a projector device including a high-pressure discharge lamp that is vertically lit. Hereinafter, more specific embodiments of the present disclosure will be described.
<プロジェクタ装置>
まず、本開示の実施形態に係るプロジェクタ201の概略構成を説明する。図5は、本開示の実施形態に係るプロジェクタ201の内部構造の一部を示す斜視図である。図5は、わかりやすさのため、プロジェクタ201を底面側から斜めに見た図である。図5には、図2Bと同一のZ軸が記載されている。前述したように、水平面はX−Y面に平行であり、Z軸は鉛直方向に平行である。プロジェクタ201からの光線は、Z軸に垂直な方向(X軸方向とする。)に出射される。
<Projector device>
First, a schematic configuration of the
プロジェクタ201は、前面投射型の液晶プロジェクタである。このプロジェクタ201は、垂直点灯配置された高圧放電ランプを内部に備える光源ユニット110、高圧放電ランプを点灯させるための駆動回路を含む電源ユニット207、制御ユニット215、および光学ユニット209などの部品をケース213の内部に備える。光学ユニット209は、投射レンズ219、集光レンズ、透過型のカラー液晶表示板、および駆動モータを内蔵し、レンズ219がケース213の外部に突き出るように配置されている。
The
電源ユニット207は、交流電圧(例えば家庭用AC100〜120Vの電圧)を所定の直流電圧に変換して、駆動回路および制御ユニット215に供給する。制御ユニット215は、光学ユニット209の近傍に配置された基板と、この基板に実装された複数の電子・電気部品とを有する。
The
制御ユニット215は、外部から入力された画像信号に基づき、カラー液晶表示板を駆動してカラー画像を表示させる。また、光学ユニット209の内部に配置されている駆動モータを制御してフォーカシング動作およびズーム動作を実行させる。
The
光源ユニット110から出射した光は、光学ユニット209の内部に配置されている集光レンズによって集束され、光路途中に配置されたカラー液晶表示板を透過する。これにより、カラー液晶表示板に形成された画像が、レンズ219などの光学系を介して不図示のスクリーン上に投影される。このように、光学ユニット209は、光源ユニット110から放射された光を変調して表示のための像を形成する。
The light emitted from the
本実施形態では、光学ユニット209は、光路上に液晶表示板を有しているが、光学ユニット209の構成はこのような例に限定されない。表示すべき像は、例えばデジタルミラーデバイスを備えた処理装置によって形成されてもよい。
In the present embodiment, the
図6は、プロジェクタ201における光路の例を模式的に示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing an example of an optical path in the
図6に示される例において、光源ユニット110から鉛直方向(Z軸)の上側に出射した光は、光学ユニット209の内部に配置されている不図示のレンズによってコリメートされ、光路途中に配置されたミラー60、61、62、64、65によって色毎に分岐される。簡単のため、図6では、レンズおよび各種フィルタなどの光学素子の記載は省略されている。
In the example shown in FIG. 6, light emitted from the
ミラー60およびミラー62は、それぞれ、赤色(R)および緑色(G)の光を選択的に反射するように構成されたダイクロイック・ミラーである。この例の場合、ミラー60で選択的に反射された赤色光は、他のミラー61で反射されてダイクロイック・プリズム63に向かう。赤色光は、ダイクロイック・プリズム63に入射する前において、空間光変調素子として機能する透過型の第1液晶パネル67を通過し、赤色画像の輝度分布を形成する。ミラー60を透過した光は、緑色および青色の成分を含んでいる。この光のうち、ミラー62で選択的に反射された緑色光は、空間光変調素子として機能する透過型の第2液晶パネル68を通過して緑色画像の輝度分布を形成する。ミラー60を透過した青色光は、ミラー64で反射された後、更に他のミラー65で反射されてダイクロイック・プリズム63に向かう。青色光は、ダイクロイック・プリズム63に入射する前において、空間光変調素子として機能する透過型の第3液晶パネル69を通過し、青色画像の輝度分布を形成する。
The
3つの空間光変調素子によって形成された色ごとに異なる画像は、ダイクロイック・プリズム63の内部でカラー画像に合成される。カラー画像を構成する光線は、投射レンズ219を介して出射され、不図示のスクリーンなどの物体上に横長矩形の画像を表示する。
The different images for each color formed by the three spatial light modulators are combined with a color image inside the
図7は、図6に示されている光路、ならびに、光路上に置かれているミラー60、61、62、64、65、およびダイクロイック・プリズム63の配置を模式的に示す斜視図である。図7では、プロジェクタ装置から出た光線が形成する横長矩形の画像表示領域300が記載されている。図7では明らかではないが、画像表示領域300は、不図示のスクリーンまたは他の物体上に投射される。画像表示領域300は、投射レンズ219により所望の倍率で拡大される。画像表示領域300は、横方向(Y軸方向)における横サイズ(幅W)と、鉛直方向(Z軸方向)における縦サイズ(高さH)とを有している。横サイズ:縦サイズ(=W:H)は、例えば、4:3または16:9などの比率(アスクペクト比率)に設定され得る。本開示の実施形態におけるプロジェクタ装置では、縦サイズ(高さH)よりも横サイズ(幅W)が大きい横長矩形の画像が得られるように、光学ユニット209内における各光学素子の方向が設定されている。
FIG. 7 is a perspective view schematically showing the optical path shown in FIG. 6 and the arrangement of the
前述したように、光学ユニット209の内部構成は、この例に限定されない。表示すべき画像は、デジタルミラーデバイスを備えた処理装置によって形成されてもよい。また、回転する3色のカラーフィルタ盤を光路上に配置し、異なる色の画像をフィールドシーケンシャルに投射し、それによってカラー画像を形成しても良い。重要な点は、一対の電極が鉛直方向を向くように配置された発光管から放射された光を利用して横長矩形の画像を投射するように光学ユニット209が構成されている点にある。
As described above, the internal configuration of the
図5、図6および図7に示す例において、光源ユニット110は、光が鉛直方向(Z軸)の上側に進むように配置されているが、光源ユニット110の向きは、この例に限定されない。一対の電極が鉛直方向を向く配置が実現されるのであれば、光源ユニット110は鉛直方向(Z軸)の下方に光を出射するように配置されていてもよい。
In the example shown in FIGS. 5, 6, and 7, the
本開示の実施形態によれば、発光管から放射された光が鉛直方向(Z軸)に進むため、プロジェクタ装置の鉛直方向サイズが相対的に拡大する。しかし、プロジェクタ装置の外形は、図5〜図7を参照しながら説明した形態、すなわち、鉛直方向のサイズが他の方向のサイズよりも大きなサイズを有する外形を持つ形態(縦置型)に限定されない。鉛直方向のサイズが他の方向のサイズよりも小さな外形を持つ形態、いわゆる「横置型」であってもよい。また、発光管から放射された光をX−Y面に平行な方向に反射するミラーを配置することにより、すなわち電極の長手方向の中心軸とミラーの反射面の法線方向とのなす角度が約45°になるようにミラーを配置することにより、「横置型」を実現できる。いずれにしても、プロジェクタ装置の外形は、縦置型、横置型などの特定の形状に限定されない。 According to the embodiment of the present disclosure, the light emitted from the arc tube travels in the vertical direction (Z-axis), so the vertical size of the projector device is relatively enlarged. However, the external shape of the projector device is not limited to the form described with reference to FIGS. 5 to 7, that is, the form (vertical type) having the external shape in which the size in the vertical direction is larger than the size in the other direction. . A so-called “horizontal type” may be used in which the vertical size is smaller than the size in other directions. Also, by arranging a mirror that reflects the light emitted from the arc tube in a direction parallel to the XY plane, that is, the angle formed by the central axis in the longitudinal direction of the electrode and the normal direction of the reflecting surface of the mirror is A “horizontal type” can be realized by arranging the mirrors at about 45 °. In any case, the external shape of the projector device is not limited to a specific shape such as a vertical type or a horizontal type.
<高圧放電ランプ>
図8は、本開示の実施形態1に係る高圧放電ランプ1の構成例を示す側面図である。
<High pressure discharge lamp>
FIG. 8 is a side view illustrating a configuration example of the high-
「高圧放電ランプ」は、高輝度放電灯(High Intensity Discharge Lamp:HID)と呼ばれることもある。高圧放電ランプは、メタルハライドランプ、超高圧水銀ランプなどの高圧で動作するランプを含む。高圧放電ランプの発光管内における圧力は、動作時、その種類に応じて、数気圧から100気圧を超えるような高い値を示し得る。本実施形態における高圧放電ランプ1は、超高圧水銀ランプであるが、これに限らず、他の種類の高圧放電ランプであってもよい。高圧放電ランプ1の定格消費電力は、例えば100Wから1kWであり得る。本実施形態では、定格消費電力は310Wである。
The “high pressure discharge lamp” is sometimes called a high intensity discharge lamp (HID). The high-pressure discharge lamp includes a lamp that operates at a high pressure such as a metal halide lamp and an ultra-high pressure mercury lamp. The pressure in the arc tube of the high-pressure discharge lamp can show a high value such as several to over 100 atm depending on the type during operation. The high-
高圧放電ランプ1は、発光管3と、一対の電極7、9と、一対の金属箔23、25と、一対の外部リード線27、29と、トリガ線51とを備える。電極7、9、金属箔23、25および外部リード線27、29は、一対の電極構造体を構成する。
The high-
<発光管>
発光管3は、石英ガラス等の透光性材料から形成されている。発光管3は、内部に放電空間5が形成された発光部6と、発光部6の長手方向における両側から互いに離れる2方向に延伸する封止部11、13とを備える。発光部6の外形は、例えば略回転楕円体形状である。封止部11、13の外形は、円柱状である。発光部6の略回転楕円体形状および封止部11、13の円柱形状は、共通の中心軸J1を有する。
<Luminescent tube>
The
放電空間5の内部には、発光物質である水銀と、始動補助材として機能するアルゴン、クリプトン、キセノン等の希ガスと、放電空間5内でハロゲンサイクルを実現するために必要なヨウ素や臭素等のハロゲンガスとが封入されている。水銀の封入量は、例えば150mg/cm3以上650mg/cm3以下の範囲内であり得る。アルゴンの封入量は、例えば25℃の環境下で0.01MPa以上1MPa以下の範囲内であり得る。臭素の封入量は、例えば1×10-10mol/cm3以上1×10-3mol/cm3以下の範囲内であり得る。臭素の封入量は、好ましくは1×10-9mol/cm3以上1×10-5mol/cm3以下の範囲内であり得る。
Inside the
発光管3の封止部11、13の直径は、例えば4.0mm以上10mm以下であり得る。軸J1方向についての発光管3の長さは、例えば40mm以上150mm以下であり得る。発光部6は、例えば外径8.0mm以上40mm以下、最大内径4.0mm以上20mm以下の略回転楕円体形状であり得る。本実施形態では、発光管3の封止部11、13の直径は6.0mm、軸J1方向についての発光管3の長さは60mm、発光部6の球体の外径は11.6mm、発光部6の最大内径は5.4mmである。
The diameter of the sealing
<電極>
電極7、9は、棒状の構造を有する。電極7、9のそれぞれは、一方の端部が発光部6の内部の放電空間5内に位置している。電極7、9は、放電空間5内において所定の距離(以下、「電極間距離」と称する。)Lだけ離間した状態で対向して配置されている。この電極間距離Lは、ランプ1の光取り出し効率向上の観点から、例えば0.5mmから2.5mmの範囲内に設定され得る。電極7、9は、例えばタングステンから形成され得る。
<Electrode>
The
図9は、電極7、9の一部を拡大して示す図である。電極7、9は、細長の小径部71、91と、大径部72、92と、先端73、93とを有する。大径部72、92は、小径部71、91と先端73、93との間にそれぞれ位置する。電極7、9は、棒状部材の先端にコイルを巻回した状態で、棒状部材の先端とコイルの一部とを溶融することによって形成される。小径部71、91は、上記棒状部材におけるコイルが巻回されていない部分である。大径部72、92は、コイルのうち溶融されていない部分とその中央部に位置する棒状部材の一部とから構成される。先端73、93は、大径部72、92にそれぞれ連結した略半球状に溶融形成された部分である。先端73、93には、ランプ1の点灯中のハロゲンサイクルに起因して突起部74、94がそれぞれ形成される。ランプ1の点灯中、電極7、9を構成するタングステンが電極7、9の一部から蒸発してハロゲン化合物となる。当該ハロゲン化合物が電極7、9の先端73、93の頂部近傍に戻ったときにタングステンとして堆積する。その結果、突起部74、94が形成される。この突起部74、94は、ランプ1の製造工程の一部であるエージング工程において形成される。電極間距離Lは、突起部74、94間の距離によって規定される。
FIG. 9 is an enlarged view showing a part of the
本実施形態における電極7、9の先端73、93は、略半球状であるが、このような形状に限定されない。例えば、略球状や略円錐状であってもよい。先端73、93の形成方法は、棒状部材の先端とコイルの一部とを溶融することによって形成する方法に限定されない。例えば、略半球状、略球状、または略円錐状に切削加工したものを用いてもよい。
The
なお、垂直点灯配置した高圧放電ランプを点灯させた場合、上側に位置する電極7の温度は、下側に位置する電極8の温度よりも高くなる傾向がある。このように温度が相違すると、各々の電極の損耗の状態も異なってくるため、ランプの寿命にも影響を及ぼす。そこで、高圧放電ランプを交流パルス波形で駆動する場合、その駆動波形を適宜、非対称にすることによって各々の電極7,8の温度をランプの寿命に影響がでない程度に調整することができる。
When the high-pressure discharge lamp arranged vertically is lit, the temperature of the
<金属箔>
図8に示すように、金属箔23、25は、封止部11、13にそれぞれ封止されている。金属箔23、25は、電極7、9にそれぞれ接続されている。金属箔23、25は、例えばモリブデン等の金属から形成され得る。金属箔23、25と電極7、9との接続は、例えば、溶接によって行われ得る。軸J1の方向についての金属箔23、25のそれぞれの長さは、例えば10mmから50mmの範囲内であり得る。本実施形態では、この長さは18mmである。
<Metal foil>
As shown in FIG. 8, the metal foils 23 and 25 are sealed in the sealing
<外部リード線>
外部リード線27、29の一端は、金属箔23、25にそれぞれ接続されている。外部リード線27、29は、例えばモリブデン等の金属から形成され得る。外部リード線27、29の一端と金属箔23、25との接続は、例えば、溶接によって行われ得る。外部リード線27、29の他端は、それぞれ封止部11、13の外部に導出され、コネクタを介して図5に示す電源ユニット207内の駆動回路に電気的に接続される。
<External lead wire>
One ends of the
<トリガ線>
トリガ線51は、ランプ1の始動に必要な電圧(本明細書において、「始動電圧」と称する。)を低減するために使用される。トリガ線51は、例えば、外径が0.1mm以上2.0mm以下の線状部材から形成され得る。トリガ線51の材料は、例えば、鉄およびクロムの合金やモリブデン等の導電性および耐熱性を有する金属であり得る。本実施形態では、トリガ線51の断面形状は円形である。断面形状は多角形等の他の形状であってもよい。トリガ線51は、全体が金属線から形成される必要はない。トリガ線51の一部の形状が、例えば帯板状であってもよい。本開示では、そのような一部に帯板状の部分を有するものであっても「トリガ線」と称する。
<Trigger line>
The
<光源ユニット>
図10は、本開示の実施形態に係る光源ユニット110の構成例を示す断面図である。
<Light source unit>
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of the
光源ユニット110は、本実施形態における高圧放電ランプ1と、高圧放電ランプ1から放射された光を反射させる凹面反射鏡124とを備える。光源ユニット110は、高圧放電ランプ1の両端の外部リード線27、29にそれぞれ接続された一対の給電線125、127と、給電線125、127の他端部にそれぞれ接続されたコネクタ129、131とを介して電源に接続されている。給電線125、127は、導電性を有する芯材を絶縁性の被覆材で被覆した部分(コネクタ129、131側の部分)と、外部リード線27、29に接続されるニッケル線などの導電線からなる部分とを有する。給電線125、127は、それぞれ、接続スリーブ187、189を介して外部リード線27、29に接続されている。反射鏡124は、凹面形状を有する基材182と、反射鏡124の前面側において基材182上に形成された反射面181とを有している。反射鏡124はまた、高圧放電ランプ1の一端を受け入れる開口132を中心に有し、側面の一部に給電線127を通す貫通孔165を有している。
The
光源ユニット110は、さらに、高圧放電ランプ1の一端を保持するベース133と、反射鏡124の背面の一部を覆う補強部材134と、反射鏡124の背面と補強部材134との間に保持された規制部材136とを備える。ベース133は、外部リード線27に給電線125を接続することを可能にするように、ランプ123の一端を通す開口135および通風用穴140をもつ筒状の構造を有する。通風用穴140は、動作中に高温になるランプ123および反射鏡124の内部空間を冷却する冷却用ファン装置から送られてくる風を通すために設けられている。通風用穴140は、外部から埃などが内部に進入することを抑制するため、空気を流通させ得る多数の孔が空いた部材(例えば金属メッシュ)で覆われていてもよい。
The
ベース133は、例えばステアタイト(MgO・SiO2)などの電気的絶縁性を有する無機材料から形成され得る。ベース133は、アルミナ(Al2O3)、ジルコンコージライト(MgO−ZrSiO4)、炭化珪素(SiC)、および窒化珪素(Si3N4)からなる群から選択された任意のセラミック材料から形成することもできる。
The base 133 can be formed from an inorganic material having electrical insulation, such as steatite (MgO.SiO2).
反射鏡124は、ガラス製の基材182と、基材182の表面にコーティングがされて形成された反射面181とを有する。基材182は、凹面形状を有する外周部と、ランプ123を保持するための開口132を有する筒状の内周部とを有する。反射鏡124の基材182は、背面側から視たとき、正方形に近い形状を有している。この反射鏡124を背面側から視たときの一辺の長さは、例えば3cmから10cm程度であり得る。このような形状を採用することにより、限られた空間内に光束の大きな光源を効率良く収容することが可能である。
The reflecting
反射面181の形状としては、反射鏡124の中心軸を含む断面において、短焦点型の楕円形状または放物線形状が選択され得る。光源ユニット110に凹レンズを組み合わせて使用する場合、長焦点型の楕円形状も選択され得る。反射面181は、誘電体多層膜の反射層から形成されていてもよい。その場合、可視光を選択的に反射し、紫外線および赤外線を透過させるように構成され得る。反射面181の誘電体多層膜は、利用する放射(電磁波)の波長に応じて適切に設計され得る。
As the shape of the reflecting
反射鏡124は、例えば、結晶化ガラス、アルミノシリケートガラス、またはホウ珪酸ガラスから形成され得る。反射鏡124の反射効率は、反射鏡124における貫通孔165の位置が反射面181の前端に近いほど上昇する。したがって、本実施形態における貫通孔165は、反射面181の前端の比較的近くに設けられている。
The
光源ユニット110の構成は、上記のものに限定されず、多様な構成を採用し得る。本開示の光源ユニットは、一対の電極が鉛直方向を向くように配置された高圧放電ランプを有している限り、その構成は特定のものに限定されない。
The configuration of the
<駆動回路>
次に、本実施形態における駆動回路の構成および好ましいランプ電力の範囲を説明する。ここで「ランプ電力」とは、高圧放電ランプの一対の電極に印加される電圧および電極を流れる電流の積の時間平均を意味する。
<Drive circuit>
Next, the configuration of the drive circuit and the preferable range of lamp power in this embodiment will be described. Here, “lamp power” means the time average of the product of the voltage applied to the pair of electrodes of the high-pressure discharge lamp and the current flowing through the electrodes.
本実施形態における駆動回路は、図5に示す電源ユニット207内に設けられている。図11は、電源ユニット207の構成例を示すブロック図である。この例における電源ユニット207は、商用交流電圧を所定の直流電圧に変換して出力するDC電源回路301と、DC電源回路301から出力された直流電圧を所定の周波数の交流電圧に変換して光源ユニット110に供給する駆動回路310とを備えている。駆動回路310は、DC−DCコンバータ311と、インバータ回路312と、始動動作回路313と、制御回路314とを備えている。
The drive circuit in this embodiment is provided in the
DC−DCコンバータ311は、例えば降圧チョッパ回路を備えている。降圧チョッパ回路内のスイッチング動作により、DC電源回路301から出力された直流電圧を所定の直流電圧に降圧する。このスイッチング動作は、制御回路314によって制御される。制御回路314は、例えばマイクロコンピュータ(マイコン)によって実現され得る。
The DC-
インバータ回路312は、例えば4個のスイッチング素子を有するフルブリッジ回路である。インバータ回路312は、DC−DCコンバータ311が出力した直流電圧を所定の周波数の交流電圧(矩形波)に変換する。この変換は、制御回路314が各スイッチング素子のオン・オフの状態を切り替えることによって実現される。
The
始動動作回路313は、インダクタとキャパシタとを有する共振回路である。始動動作回路313は、インバータ回路312の2つの出力端子と光源ユニット110における2つのコネクタ129、131とに接続される。始動動作回路4は、始動時に、インバータ回路312から出力された交流電圧を増幅して高圧放電ランプに供給する。これにより、高圧放電ランプの電極間の絶縁破壊を促す。
The starting
本実施形態における駆動回路310は、発光管の内部の水銀蒸気の状態が飽和状態から不飽和状態に変化するときのランプ電力をP0として、ランプ電力が1.5P0以下の範囲になるように高圧放電ランプを駆動する。これにより、点灯中に電極が熱によって損耗することを抑制することができるため、ランプの寿命を向上させることができる。
The
駆動回路310は、ある例では、ランプ電力がP0以上1.5P0以下になるように高圧放電ランプを駆動する。
In one example, the
図12は、高圧放電ランプの電力と電圧との関係の一例を示すグラフである。ランプ電力が閾値P0(この例では約240W)を下回るとランプ電圧が減少に転じており、水銀が凝集し始めていることを示している。すなわち、閾値P0以上では水銀が不飽和の状態、P0未満では飽和状態となる。 FIG. 12 is a graph showing an example of the relationship between the power and voltage of the high-pressure discharge lamp. When the lamp power falls below the threshold value P0 (about 240 W in this example), the lamp voltage starts to decrease, indicating that mercury is beginning to aggregate. That is, mercury is unsaturated when the threshold is P0 or more, and saturated when it is less than P0.
本発明者らの実験によれば、一対の電極を鉛直方向に向けることによるランプ寿命の向上の効果は、ランプ電力の範囲が上記のP0〜1.5P0の範囲にあるとき、特に高くなることがわかった。垂直点灯配置になるように設計された高圧放電ランプについて、ランプ電力を1.6P0(約380W)に設定してランプを点灯させ続けた場合、ランプの寿命は水平点灯配置における同一条件での寿命の1〜1.5倍であった。これに対し、ランプ電力を1.5P0(約360W)に設定してランプを点灯させ続けた場合、ランプの寿命は水平点灯配置における同一条件での寿命の1.5〜2倍に向上した。さらに、ランプ電力を1.25P0(約300W)に設定してランプを点灯させ続けた場合、ランプの寿命は水平点灯配置における同一条件での寿命の2倍以上に向上した。ランプ電力をP0〜1.5P0の範囲内の他の値に設定した場合も同様に寿命の向上の効果が確認できた。 According to the experiments by the present inventors, the effect of improving the lamp life by directing the pair of electrodes in the vertical direction is particularly high when the lamp power range is in the range of P0 to 1.5P0. I understood. When the lamp power is set to 1.6 P0 (about 380 W) and the lamp is kept on for a high-pressure discharge lamp designed to be in a vertically lit arrangement, the lamp life is that under the same conditions in the horizontally lit arrangement. 1 to 1.5 times. On the other hand, when the lamp power was set to 1.5P0 (about 360 W) and the lamp was kept on, the lamp life was improved to 1.5 to 2 times the life under the same conditions in the horizontal lighting arrangement. Furthermore, when the lamp power was set to 1.25 P0 (about 300 W) and the lamp was kept on, the lamp life was improved to more than twice the life under the same conditions in the horizontal lighting arrangement. Similarly, when the lamp power was set to another value within the range of P0 to 1.5P0, the effect of improving the life could be confirmed.
このように、ランプ電力を比較的低く抑えることにより、垂直点灯配置を採用することによる効果がさらに向上する。これは、垂直点灯配置では、光が取り出される有効範囲に失透が広がるまでの時間が、ランプ電力が低いほど遅いことに起因している。図13Aおよび図13Bは、それぞれ、水平点灯配置および垂直点灯配置において、照度に影響する失透面積の時間変化を説明するための図である。これらの図は、ランプ電力が比較的高い場合と比較的低い場合のそれぞれについての時間変化を示している。「照度に影響する失透面積」とは、形成された失透部分のうち、光が取り出される有効範囲内にまで及んでいる部分の面積を意味する。水平点灯配置では主に中央部に失透が出現する為、その失透は初期段階から照度に影響し、図13Aに示すように拡大していく。これに対し、失透が主に端部に出現する垂直点灯配置では、失透が出現してもそれが照度に影響するに至るまでには時間がかかり、その拡大も比較的緩やかである為、図13Bに示すようになる。しかし、電力が比較的高い場合は、照度に影響する失透部分が比較的早くに出現し、その増加速度も大きい。よって、ランプ電力が低い場合の方が、寿命の改善効果が高い。 In this way, the effect of adopting the vertical lighting arrangement is further improved by keeping the lamp power relatively low. This is due to the fact that in the vertical lighting arrangement, the time until devitrification spreads over the effective range from which light is extracted is slower as the lamp power is lower. FIG. 13A and FIG. 13B are diagrams for explaining temporal changes in the devitrification area that affects the illuminance in the horizontal lighting arrangement and the vertical lighting arrangement, respectively. These figures show the time change for each of a case where the lamp power is relatively high and a case where the lamp power is relatively low. The “devitrification area affecting illuminance” means the area of the formed devitrification part that reaches the effective range from which light is extracted. In the horizontal lighting arrangement, devitrification appears mainly in the central portion, and the devitrification affects the illuminance from the initial stage and expands as shown in FIG. 13A. On the other hand, in the vertical lighting arrangement in which devitrification appears mainly at the end, it takes time until devitrification appears and affects the illuminance, and its expansion is relatively slow. As shown in FIG. 13B. However, when the power is relatively high, devitrification portions that affect the illuminance appear relatively early, and the rate of increase is large. Therefore, the life improvement effect is higher when the lamp power is lower.
ランプ電力は、ある例では、1.1P0〜1.4P0の範囲内の値に設定され、他の例では、1.2P0〜1.3P0の範囲内の値に設定され得る。このようにランプ電力の上限および下限を設定することで、さらなる寿命の向上が期待できる
図14は、垂直点灯配置および水平点灯配置のそれぞれについて、3つのサンプルの照度維持率の時間変化を測定した結果を示す図である。垂直点灯配置および水平点灯配置のそれぞれについて、3つのサンプルの設計条件は全て同じである。この実験では、光軸方向から見たときのサイズが68mm角の凹面反射鏡を用いた。DCファンによる空冷を行いながら、ランプ電力を380Wに設定し、2時間点灯、15分消灯を繰り返す条件で寿命を測定した。ここで「寿命」は、初期状態における照度に対するその時点での照度の割合(即ち照度維持率)が、50%になるまでの時間で定義される。図14に示す例では、垂直点灯配置にした場合の寿命は、水平点灯配置にした場合の寿命に比べ、約1.3倍に向上した。このように、ランプ電力が1.5P0を上回っている場合でも、垂直点灯配置による寿命の改善の効果は大きい。
The lamp power may be set to a value within a range of 1.1P0 to 1.4P0 in one example, and may be set to a value within a range of 1.2P0 to 1.3P0 in another example. By setting the upper limit and the lower limit of the lamp power in this way, further improvement of the life can be expected. FIG. 14 shows the time variation of the illuminance maintenance rate of three samples for each of the vertical lighting arrangement and the horizontal lighting arrangement. It is a figure which shows a result. The design conditions for all three samples are the same for each of the vertical lighting arrangement and the horizontal lighting arrangement. In this experiment, a concave reflecting mirror having a size of 68 mm square when viewed from the optical axis direction was used. While performing air cooling with a DC fan, the lamp power was set to 380 W, and the lifetime was measured under the conditions of lighting for 2 hours and turning off for 15 minutes. Here, “lifetime” is defined as the time until the ratio of the illuminance at that time to the illuminance in the initial state (that is, the illuminance maintenance ratio) reaches 50%. In the example shown in FIG. 14, the life in the case of the vertical lighting arrangement is improved by about 1.3 times as compared with the life in the case of the horizontal lighting arrangement. Thus, even when the lamp power exceeds 1.5P0, the effect of improving the life due to the vertical lighting arrangement is great.
本開示のプロジェクタは、例えば、一般家庭、学校、病院、企業、行楽施設で使用される表示装置として広く利用され得る。 The projector of the present disclosure can be widely used as a display device used in, for example, ordinary homes, schools, hospitals, businesses, and leisure facilities.
1 高圧放電ランプ
3 発光管
5 放電空間
6 発光部
7,9 電極
11、13 封止部
23、25 金属箔
27、29 外部リード線
51 トリガ線(導体)
60、62 ダイクロイック・ミラー
61、64、65 ミラー
67 第1液晶パネル
68 第2液晶パネル
69 第3液晶パネル
71、91 小径部
72、92 大径部
73、93 先端
74、94 突起部
100 失透部
110 光源ユニット
124 凹面反射鏡
125、127 給電線
129 第1のコネクタ
131 第2のコネクタ
132 開口
133 ベース
134 補強部材
135 開口
136 規制部材
140 通風用穴
181 反射面
182 反射鏡基材
187 接続スリーブ
189 接続スリーブ
201 プロジェクタ
207 電源ユニット
209 光学ユニット
213 ケース
215 制御ユニット
219 投射レンズ
301 DC電源回路
310 駆動回路
311 DC−DCコンバータ
312 インバータ回路
313 始動動作回路
314 制御回路
350 光の有効範囲
DESCRIPTION OF
60, 62
Claims (6)
内部に前記発光管が配置された凹面反射鏡と、
前記凹面反射鏡から出射される光を利用して画像を投射する光学ユニットと、
を備え、
前記発光管は、前記一対の電極が鉛直方向を向くように配置されており、
前記光学ユニットは、投射する画像の領域が横長矩形になるように構成されている、プロジェクタ装置。 An emission tube made of quartz glass having a light emitting part in which at least mercury is enclosed and a pair of electrodes are arranged to face each other, and a pair of sealing parts extending from the light emitting part in opposite directions to each other When,
A concave reflector in which the arc tube is disposed;
An optical unit that projects an image using light emitted from the concave reflecting mirror;
With
The arc tube is arranged so that the pair of electrodes face the vertical direction,
The optical unit is a projector device configured such that a region of an image to be projected is a horizontally long rectangle.
前記凹面反射鏡から出射された光を利用して画像を形成する少なくとも1つの空間光変調素子と、
前記空間光変調素子によって形成された画像を投射するレンズと、
を有し、かつ、
投射する画像の領域の長辺方向が、前記レンズの光軸および前記一対の電極の長手方向の中心軸の両方に平行な平面と直交するよう構成されている、請求項1から3のいずれかに記載のプロジェクタ装置。 The optical unit is
At least one spatial light modulator that forms an image using light emitted from the concave reflecting mirror;
A lens for projecting an image formed by the spatial light modulator;
And having
The long side direction of the area | region of the image to project is comprised so that it may orthogonally cross with the plane parallel to both the optical axis of the said lens, and the central axis of the longitudinal direction of a pair of said electrode. The projector apparatus described in 1.
前記一対の電極に電気的に接続され、前記高圧放電ランプを駆動する駆動回路と、
を備え、
前記発光管の内部の水銀蒸気の状態が飽和状態から不飽和状態に変化するときの前記高圧放電ランプのランプ電力をP0とするとき、前記駆動回路は、前記ランプ電力が1.5P0以下の範囲で前記高圧放電ランプを駆動する、
請求項1から4のいずれかに記載のプロジェクタ装置。 A high-pressure discharge lamp having the arc tube;
A drive circuit electrically connected to the pair of electrodes and driving the high-pressure discharge lamp;
With
When the lamp power of the high-pressure discharge lamp when the state of mercury vapor in the arc tube changes from a saturated state to an unsaturated state is P0, the drive circuit has a range in which the lamp power is 1.5P0 or less. Driving the high-pressure discharge lamp with
The projector device according to claim 1.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US14/840,599 US9638990B2 (en) | 2014-09-04 | 2015-08-31 | Projector device with luminous tube having a pair of electrodes in a vertical direction |
CN201520670828.8U CN205177773U (en) | 2014-09-04 | 2015-09-01 | Projector apparatus |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014180299 | 2014-09-04 | ||
JP2014180299 | 2014-09-04 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016057601A true JP2016057601A (en) | 2016-04-21 |
Family
ID=55758296
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015087495A Pending JP2016057601A (en) | 2014-09-04 | 2015-04-22 | Projector device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016057601A (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003029210A (en) * | 2001-07-13 | 2003-01-29 | Nikon Corp | Rear face projection type display device |
JP2005070216A (en) * | 2003-08-21 | 2005-03-17 | Seiko Epson Corp | Lighting device and projector provided with it |
US7372201B1 (en) * | 2003-12-09 | 2008-05-13 | Vaconics Lighting, Inc. | Sub-miniature arc lamp |
JP2008529203A (en) * | 2005-01-03 | 2008-07-31 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Method and apparatus for monitoring mercury condensation in arc tube |
-
2015
- 2015-04-22 JP JP2015087495A patent/JP2016057601A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003029210A (en) * | 2001-07-13 | 2003-01-29 | Nikon Corp | Rear face projection type display device |
JP2005070216A (en) * | 2003-08-21 | 2005-03-17 | Seiko Epson Corp | Lighting device and projector provided with it |
US7372201B1 (en) * | 2003-12-09 | 2008-05-13 | Vaconics Lighting, Inc. | Sub-miniature arc lamp |
JP2008529203A (en) * | 2005-01-03 | 2008-07-31 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Method and apparatus for monitoring mercury condensation in arc tube |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8853961B2 (en) | Discharge lamp lighting device, projector, and driving method of discharge lamp | |
JP6524608B2 (en) | Light source device, projector and cooling method of discharge lamp | |
JP2008197204A (en) | Light source device and projector | |
JP2003347071A (en) | Vertical lamp device and projector using same | |
JP2001185080A (en) | High pressure discharge lam, high pressure discharge lamp device and lighting device | |
JP5403124B2 (en) | Light source device, projector, and driving method of discharge lamp | |
JP2007280734A (en) | High-pressure discharge lamp lighting device, high-pressure discharge lamp device, projection-type image display device, and high-pressure discharge lamp lighting method | |
US7744249B2 (en) | High-pressure discharge lamp, lamp unit and image display device | |
JP5266431B1 (en) | High pressure discharge lamp lighting device, projector using the high pressure discharge lamp lighting device, and lighting method of high pressure discharge lamp | |
JP5768558B2 (en) | Light source device, discharge lamp driving method, and projector | |
JP6055170B2 (en) | Light source device, discharge lamp driving method, and projector | |
JP2016057601A (en) | Projector device | |
JP4996146B2 (en) | High pressure discharge lamp and rear projector device | |
US9729838B2 (en) | Discharge lamp driver, light source, projector, and method of driving discharge lamp | |
US9638990B2 (en) | Projector device with luminous tube having a pair of electrodes in a vertical direction | |
JP3665160B2 (en) | Discharge lamp, lamp device, lighting device, and liquid crystal projector | |
JP5760688B2 (en) | Light source device, discharge lamp driving method, and projector | |
JP2008251391A (en) | High-pressure discharge lamp | |
JP2005077585A (en) | Lamp device and projector equipped therewith | |
JP2005228711A (en) | Optical apparatus | |
JP2016186848A (en) | Discharge lamp driving device, light source device, projector, and discharge lamp driving method | |
JP2017188315A (en) | Discharge lamp drive device, light source device, projector, and discharge lamp drive method | |
JP6326908B2 (en) | Light source device, projector, and cooling method of discharge lamp | |
JPH10247595A (en) | Light source device light projecting device and projector device | |
JP2016186847A (en) | Discharge lamp driving device, light source device, projector, and discharge lamp driving method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180115 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20181031 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20181113 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20181227 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190528 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190719 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20191008 |