JP2842077B2 - Projection light source device, projection light source operating device, and liquid crystal projector - Google Patents

Projection light source device, projection light source operating device, and liquid crystal projector

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JP2842077B2
JP2842077B2 JP4240744A JP24074492A JP2842077B2 JP 2842077 B2 JP2842077 B2 JP 2842077B2 JP 4240744 A JP4240744 A JP 4240744A JP 24074492 A JP24074492 A JP 24074492A JP 2842077 B2 JP2842077 B2 JP 2842077B2
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弘道 川島
和雄 本田
守 古谷
以知郎 田中
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、メタルハライドランプ
から放射される光をリフレクタにより反射して投光する
ようにした投光光源装置、投光光源作動装置および液晶
プロジェクタに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light projection light source device, a light projection light source operating device, and a liquid crystal projector in which light emitted from a metal halide lamp is reflected by a reflector and projected.

【0002】[0002]

【従来の技術】40W/cm2 以上の高い管壁負荷で使
用するメタルハライドランプにおいては、点灯時の管壁
温度が気密容器材料である石英ガラスの耐え得る限界近
くまで高くなり、管壁に失透が顕著に生じる。この失透
部分は石英の内表面に形成されたクリストバライトとい
うSiO2 の一種の結晶体であり、正常な石英ガラスの
網目状SiO2 と元素組成比は同じであるが、SiとO
2 の配列が無定形から規則的な配列の結晶へと変化した
ものである。
2. Description of the Related Art In a metal halide lamp used at a high tube wall load of 40 W / cm 2 or more, the tube wall temperature at the time of lighting is increased to a level near the endurable limit of quartz glass which is a material of an airtight container, and the tube wall is lost. Transparency occurs remarkably. This devitrification portion is crystal of a type of SiO 2 that cristobalite formed on the inner surface of the quartz, a reticulated SiO 2 and elemental composition ratio of normal quartz glass identical, Si and O
The arrangement of 2 is changed from an amorphous to a regular arrangement of crystals.

【0003】このような失透が生じると、ランプからリ
フレクタの反射面に向かう光量が大幅に低下し、このた
め利用できる有効光量が減少する。このようなランプを
液晶プロジェクタに採用した場合には、スクリーン上の
照度が極端に低下する欠点がある。
[0003] When such devitrification occurs, the amount of light from the lamp to the reflecting surface of the reflector is greatly reduced, so that the available effective light amount is reduced. When such a lamp is used in a liquid crystal projector, there is a disadvantage that the illuminance on the screen is extremely reduced.

【0004】図5は、特開平4−32154号公報記載
の従来の投光光源装置の一部を切欠いて示す斜視図であ
る。このものは、発光管71を放物面を有する反射鏡7
2に収容し、発光管71の端部を支持した口金部73の
近傍に送風孔74を設けたものであり、発光管71の失
透を防止するために、口金部73近傍の送風孔74から
送風して発光管71を送風冷却するものである。
FIG. 5 is a partially cutaway perspective view showing a conventional light emitting light source device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-32154. The light emitting tube 71 is a reflector 7 having a parabolic surface.
2 is provided with a blower hole 74 in the vicinity of a base 73 supporting the end of the arc tube 71. In order to prevent devitrification of the arc tube 71, a blower hole 74 near the base 73 is provided. The luminous tube 71 is cooled by blowing air.

【0005】なお、管壁負荷の低いメタルハライドラン
プであれば、失透による経時的な光出力の低下はないか
ら、上記特開平4−32154号公報のように発光管を
冷却する必要はなくなるが、管壁負荷が低いため、所望
のスクリーン照度が得られず液晶プロジェクタ用の光源
としては不適となる。
In the case of a metal halide lamp having a low tube wall load, the light output does not decrease over time due to devitrification. Therefore, there is no need to cool the arc tube as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-32154. Also, since the tube wall load is low, a desired screen illuminance cannot be obtained, and the light source is unsuitable for a liquid crystal projector.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】図5のものであると、
口金部73側から発光管71を送風冷却するので、反射
面側の発光管部分の失透が低減されれば、ランプからリ
タレクタの反射面に向かう光量が大幅に低下しないかも
しれないが、口金部73近傍に送風孔74を設ける必要
があり、構成が極めて複雑となる。
FIG. 5 shows that:
Since the arc tube 71 is blown and cooled from the base portion 73 side, if the devitrification of the arc tube portion on the reflection surface side is reduced, the amount of light traveling from the lamp to the reflection surface of the retarder may not be significantly reduced. It is necessary to provide the ventilation hole 74 in the vicinity of the portion 73, and the configuration becomes extremely complicated.

【0007】なお、USP5107165号公報には、
反射鏡内に収納したメタルハライドランプの陰極を投光
開口側に配置した構成の自動車用ヘッドランプの記載が
ある。このものの具体的な管壁負荷は不明であるが、自
動車用のヘッドランプに使用されるランプはせいぜい2
5W/cm 2 程度の管壁負荷が小さいものであるため、失
透の問題はほとんどない。
[0007] US Pat. No. 5,107,165 discloses that
There is a description of an automobile headlamp having a configuration in which a cathode of a metal halide lamp housed in a reflecting mirror is arranged on a light emitting opening side. Although the specific tube wall load of this is unknown, the lamps used for automobile headlamps are at most 2
Since the tube wall load of about 5 W / cm 2 is small, there is almost no problem of devitrification.

【0008】本発明は、失透による反射光量の低下を抑
え、簡単な構成で経時的なスクリーン上の照度低下等を
抑えるとともに、高い光出力が得られる投光光源装置、
投光光源作動装置および液晶プロジェクタを提供するこ
とを目的とする。
According to the present invention, there is provided a light projecting light source device which suppresses a decrease in the amount of reflected light due to devitrification, suppresses a decrease in illuminance on a screen over time with a simple structure, and obtains a high light output.
An object of the present invention is to provide a light emitting light source operating device and a liquid crystal projector.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1は、主要部が石
英ガラス製の気密容器、この容器の内部両端に封装され
た一対の電極ならびに気密容器内に封入された金属ハロ
ゲン化物、水銀および希ガスを備え、管壁負荷が40W
/cm2 以上となるように直流点灯されるメタルハライ
ドランプと;透光開口を有し、上記メタルハライドラン
プをその陰極として作動する方の電極が透光開口側に位
置するように収納したリフレクタと;を具備しているこ
とを特徴とする投光光源装置である。
Means for Solving the Problems] claim 1, major portions of quartz glass of the airtight container, a metal halide sealed in the pair of electrodes and hermetic containers FuSo inside both ends of the vessel, mercury And noble gas, tube wall load is 40W
A metal halide lamp which is DC-lit to be at least / cm 2 ; a reflector which has a light-transmitting opening and which is housed such that the electrode operating as a cathode of the metal halide lamp is positioned on the light-transmitting opening side; A light projection light source device comprising:

【0010】本発明において、気密容器とは発光管を構
成する容器である。また、本発明において、管壁負荷と
は、入力電力Wを気密容器の内表面積Scm2 で割った
値をいう。
In the present invention, the hermetic container is a container constituting the arc tube. In the present invention, the tube wall load refers to a value obtained by dividing the input power W by the inner surface area Scm 2 of the airtight container.

【0011】請求項2は、石英ガラス製の気密容器、こ
の容器の一端に封装された陰極、他端に封装された陽極
ならびに気密容器内に封入された金属ハロゲン化物、水
銀および希ガスを備え、管壁負荷が40W/cm2 以上
となるように作動されるように構成されたメタルハライ
ドランプと;透光開口を有する椀形をなし、上記メタル
ハライドランプの陽極と椀形の底部側に、陰極を透光開
口側に、それぞれ位置させて上記メタルハライドランプ
を収納したリフレクタと;を具備していることを特徴と
する投光光源装置である。
[0011] Claim 2 is, quartz glass of the airtight container, one end FuSo cathodic of the vessel, a metal halide sealed in the FuSo anodes and hermetic container at the other end, mercury and a rare gas A metal halide lamp configured to be operated so as to have a tube wall load of 40 W / cm 2 or more; a bowl shape having a light-transmitting opening, and an anode of the metal halide lamp and a bottom side of the bowl shape; And a reflector that houses the metal halide lamp with the cathode positioned on the light-transmitting opening side.

【0012】請求項3は、石英ガラス製の気密容器、こ
の容器の一端に封装された陰極、他端に封装された陽極
ならびに気密容器内に封入された金属ハロゲン化物、水
銀および希ガスを備えるとともに、気密容器の透光開口
側の表面に光抑制手段を具備しているメタルハライドラ
ンプと;透光開口を有する椀形をなし、上記メタルハラ
イドランプの陽極を椀形の底部側に、陰極を透光開口側
に、それぞれ位置させて上記メタルハライドランプを収
納したリフレクタと;を具備していることを特徴とする
投光光源装置である。
[0012] Claim 3, quartz glass of the airtight container, one end FuSo cathodic of the vessel, a metal halide sealed in the FuSo anodes and hermetic container at the other end, mercury and a rare gas A metal halide lamp having a light suppressing means on the surface of the airtight container on the side of the light-transmitting opening; and a bowl having a light-transmitting opening, wherein the anode of the metal halide lamp is provided on the bottom side of the bowl and the cathode is provided on the bottom. And a reflector, which is located on the side of the light-transmitting opening and accommodates the metal halide lamp, respectively.

【0013】本発明において、光抑制部とは、光の透過
率を低減するフロスト加工等によって形成される拡散面
を含む。請求項4は、請求項1または請求項2に記載の
投光光源装置と;この投光光源装置の上記メタルハライ
ドランプの電極間に安定的に放電を形成させる直流電源
と;を具備していることを特徴とする投光光源作動装置
である。
In the present invention, the light suppressing portion includes a diffusion surface formed by frost processing or the like for reducing light transmittance. According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the light emitting light source device according to the first or second aspect; and a DC power supply for stably forming a discharge between the electrodes of the metal halide lamp of the light emitting light source device. A light projecting light source operating device, characterized in that:

【0014】なお、本発明において、直流点灯あるいは
直流電源の直流とは、交流を整流したもの、パルス点灯
等を含む。請求項5は、請求項4に記載の投光光源作動
装置と;投光光源装置からの投光をスクリーン上に投射
する光学系と;上記光学系内に配設された液晶パネル
と;上記投光光源作動装置、光学系および液晶パネルを
収容する筐体と;を具備していることを特徴とする液晶
プロジェクタである。
In the present invention, DC lighting or DC of a DC power supply includes rectified AC, pulse lighting, and the like. Claim 5 is a projection light source operating device according to claim 4, an optical system for projecting light from the projection light source device onto a screen, and a liquid crystal panel disposed in the optical system; A liquid crystal projector comprising: a light emitting light source operating device; an optical system; and a housing for housing the liquid crystal panel.

【0015】本発明において、光学系とは、例えば投影
レンズである。請求項6は、リフレクタは透光開口が下
向きとなるように設けられていることを特徴とする請求
項5に記載の液晶プロジェクタである。
[0015] In the present invention, the optical system is an example when the projection lens. According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the liquid crystal projector according to the fifth aspect, wherein the reflector is provided so that the light transmitting opening faces downward.

【0016】[0016]

【作用】請求項1は、管壁負荷が40W/cm2 以上と
したもので、高い光出力が得られるが、気密容器の失透
の発生は著しくなる。しかしながら、直流点灯すること
により発光金属のイオンが陰極に引かれるので、アーク
中央の管壁や陽極側では長期に亘り失透が抑止され透明
な状態が保たれる。請求項1のランプは、リフレクタの
透光開口側に陰極が配置されるから、ランプから直接リ
フレクタの前方に投光される光量は失透によって低下す
ることがあるが、上記透明な領域からリフレクタに向か
う光量の低下は抑止される。ランプから直接から透光開
口へ直接出力される光は、リフレクタによって制御され
ない光であるため、本来投光として寄与しない光であ
る。すなわち、ランプから直接リフレクタの前方に投光
される光量は、失透によって低下しても実質的に寄与し
ない光であるために、実質的な光量の低下とはならな
い。したがって、反射光量は経時的に低下しにくくな
る。
According to the first aspect, when the tube wall load is set to 40 W / cm 2 or more, a high light output is obtained, but the occurrence of devitrification of the airtight container becomes remarkable. However, since the light emitting metal ions are attracted to the cathode by the DC lighting, devitrification is suppressed for a long time on the tube wall and the anode side at the center of the arc, and the transparent state is maintained. In the lamp of the first aspect, since the cathode is disposed on the light-transmitting opening side of the reflector, the amount of light directly projected from the lamp to the front of the reflector may be reduced due to devitrification. The decrease in the amount of light toward is suppressed. Light that is directly output from the lamp to the light-transmitting aperture is light that is not controlled by the reflector, and is light that does not originally contribute as light. That is, the amount of light directly projected from the lamp to the front of the reflector is light that does not substantially contribute even if reduced due to devitrification, and therefore does not substantially decrease the amount of light. Therefore, the amount of reflected light is unlikely to decrease with time.

【0017】請求項2は、請求項1と同様の作用を有す
る。請求項3は、気密容器の陰極側に失透が発生して
も、失透する部分に対応する気密容器の部分に光抑制手
段を設けているので、この光抑制部によって陰極側の管
壁からの光が例えばスクリーン等の投光面に実質的に照
射されないので、陰極側の失透による経時的な照射光の
光量変化を抑止することができる。
The second aspect has the same function as the first aspect. According to the third aspect, even if devitrification occurs on the cathode side of the hermetic container, the light suppressing means is provided in the portion of the hermetic container corresponding to the devitrified portion. For example, since the light from the light source does not substantially irradiate the light projecting surface such as a screen, it is possible to suppress a temporal change in the amount of irradiation light due to devitrification on the cathode side.

【0018】請求項4は、請求項1または2いずれかの
作用を有する。請求項5は、請求項の作用を有する。
請求項6は、請求項5の作用を有し、さらに、陰極が陽
極よりも鉛直方向の下側となるように配置されるから、
発光金属のイオンが陰極に引かれるのに加えて発光金属
が重力の作用によっても下側に位置する陰極近傍に集ま
り、よってランプの中央部や上部での失透が抑止され
る。
[0018] Claim 4 has the effect of either claim 1 or 2 . Claim 5 has the function of claim 4 .
Claim 6 has the function of claim 5, and furthermore, since the cathode is disposed vertically below the anode,
In addition to the ions of the luminescent metal being attracted to the cathode, the luminescent metal also gathers near the lower cathode by the action of gravity, thereby suppressing devitrification at the center and upper portions of the lamp.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明について、図1ないし図3に示
す一実施例にもとづき説明する。図1は、投光光源作動
装置の水平点灯状態を示す一部断面側面図である。図1
において、20は石英ガラスからなる気密容器であり、
この気密容器20の発光部は肉厚1.4mmの石英ガラ
スからなる略回転楕円体をなしている。前記発光部は長
径が約15mm、短径が約10mmとなるように形成さ
れ、結果として内表面積ほぼ4.7cm2 、内容積がほ
ぼ0.9ccとなっている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to one embodiment shown in FIGS. FIG. 1 is a partial cross-sectional side view showing a horizontal lighting state of a light emitting light source operating device. FIG.
, 20 is an airtight container made of quartz glass,
The light-emitting portion of the airtight container 20 has a substantially spheroidal shape made of 1.4 mm thick quartz glass. The light emitting portion is formed so that the major axis is about 15 mm and the minor axis is about 10 mm, and as a result, the inner surface area is approximately 4.7 cm 2 and the inner volume is approximately 0.9 cc.

【0020】この気密容器20の両端にはそれぞれ電極
21a,21bが封装されている。これら電極21a,
21bは、直流点灯されるようになっており、したがっ
て一方の電極21aは陰極となり、他方の電極21bは
陽極となる。ただし、本実施例の場合、これら陰極21
aと陽極21bはどちらも同一構造をなしており、それ
ぞれ、トリウムを含むタングステン−トリウム合金を材
料とした長さ10mm、太さ0.7mmの電極軸211
に線径0.5mmのタングステンワイヤを3回密巻きに
した電極コイル212を巻回して構成されている。な
お、これら陰極21aと陽極21bの電極間距離Lは6
mmとしている。
Electrodes 21a and 21b are sealed at both ends of the airtight container 20, respectively. These electrodes 21a,
21b is designed to be DC-lit, so that one electrode 21a is a cathode and the other electrode 21b is an anode. However, in the case of the present embodiment, these cathodes 21
a and the anode 21b both have the same structure, and each is made of a tungsten-thorium alloy containing thorium, and is 10 mm long and 0.7 mm thick.
The electrode coil 212 is formed by winding a tungsten wire having a wire diameter of 0.5 mm tightly three times. The distance L between the cathode 21a and the anode 21b is 6
mm.

【0021】これら一対の電極21a,21bは封止部
22,22に封着された金属箔導体23,23に接続さ
れている。金属箔導体23,23は、Mo箔であり、幅
3mm、厚さ30μmとしている。上記陽極21bに接
続された一方の金属箔導体23は図示しない外部リード
線を介して、端部に被着された口金24に電気的に接続
されており、また、上記陰極21aに接続された他方の
金属箔導体23は外部リード線25に接続されている。
外部リード線25は、直径0.8mmのMo金属棒から
なる。
The pair of electrodes 21a, 21b are connected to metal foil conductors 23, 23 sealed in the sealing portions 22, 22, respectively. The metal foil conductors 23, 23 are Mo foils and have a width of 3 mm and a thickness of 30 μm. One of the metal foil conductors 23 connected to the anode 21b is electrically connected to a base 24 attached to an end via an external lead wire (not shown), and is connected to the cathode 21a. The other metal foil conductor 23 is connected to an external lead wire 25.
The external lead wire 25 is made of a 0.8 mm-diameter Mo metal rod.

【0022】このような気密容器20には、水銀が例え
ば22mg封入されているとともに、発光金属として希
土類金属、例えばDy,Nd,Tl,In,Sn,Cs
等のヨウ化物ならびに臭化物が2.0mg封入されてお
り、さらに希ガスとしてアルゴンガスが40KPa封入
されており、短アークメタルハライドランプ1を構成し
ている。
Such an airtight container 20 contains, for example, 22 mg of mercury and a rare earth metal such as Dy, Nd, Tl, In, Sn, Cs as a luminescent metal.
2.0 mg of iodide and bromide, etc., and 40 KPa of argon gas as a rare gas are further included to constitute the short arc metal halide lamp 1.

【0023】このランプ1は、リフレクタ2に取り付け
られている。リフレクタ2はガラスまたは金属からな
り、回転曲面の内面に反射特性に優れたTiO2 −Si
2 等の蒸着膜からなる反射面31を有している。この
リフレクタ2の前面投光部、例えば開口部は開口径が9
0mm程度に形成されており、背部の頂部には支持筒部
32が形成されている。この支持筒部32に上記ランプ
1の口金24部分が、絶縁セメント等の接着剤33によ
り固着されている。これにより、ランプ1のランプ軸O
1 −O1 が、リフレクタ2の中心軸、つまり光軸O2
2 と略一致するようにしてランプ1がリフレクタ2に
取付られている。
This lamp 1 is mounted on a reflector 2. The reflector 2 is made of glass or metal, and TiO 2 —Si having excellent reflection characteristics is formed on the inner surface of the rotating curved surface.
It has a reflective surface 31 made of a deposited film of O 2 or the like. The front projection part of the reflector 2, for example, the opening has an opening diameter of 9
The support tube 32 is formed at the top of the back. The base 24 of the lamp 1 is fixed to the support tube 32 with an adhesive 33 such as insulating cement. Thereby, the lamp axis O of the lamp 1 is
1 −O 1 is the central axis of the reflector 2, that is, the optical axis O 2
The lamp 1 is mounted on the reflector 2 so as to substantially coincide with O 2 .

【0024】この場合、ランプ1は、陰極21aがリフ
レクタ2の前面投光部側に位置し、陽極21bが支持筒
部32に位置してリフレクタ2に支持されている。な
お、リフレクタ2には導入孔34が形成されており、こ
の導入孔34に前記ランプ1の外部リード線25が貫通
して背面側に導かれている。
In this case, the lamp 1 is supported by the reflector 2 with the cathode 21a positioned on the front projection side of the reflector 2 and the anode 21b positioned on the support cylinder 32. The reflector 2 is formed with an introduction hole 34, through which the external lead wire 25 of the lamp 1 is guided to the rear side.

【0025】上記のようにしてリフレクタ2およびこの
リフレクタ2に固定された短アークメタルハライドラン
プ1により投光光源装置60が構成され、上記口金24
と外部リード線25が直流電源50に接続されて投光光
源作動装置が構成されている。直流電源50は、ランプ
1に対し、例えば無負荷電圧が約280Vとなる電圧を
印加するようになっている。このような電圧の印加によ
り、ランプは直流点灯され、ランプ電流が2.7Aとな
り、ランプ電圧は92V、ランプ電力は247Wで点灯
される。
The light projecting light source device 60 is constituted by the reflector 2 and the short arc metal halide lamp 1 fixed to the reflector 2 as described above.
And the external lead wire 25 are connected to a DC power supply 50 to constitute a light emitting light source operating device. The DC power supply 50 applies a voltage to the lamp 1 such that the no-load voltage becomes approximately 280 V, for example. By applying such a voltage, the lamp is turned on by direct current, the lamp current becomes 2.7 A, the lamp voltage is 92 V, and the lamp power is 247 W.

【0026】上記構成の投光光源装置60の作用につい
て説明する。上記投光光源装置60は、図1に示すよう
にリフレクタ2がその光軸O2 −O2 を略水平に向けた
姿勢で使用され、よって短アークメタルハライドランプ
1は水平点灯される。
The operation of the light projecting light source device 60 having the above configuration will be described. In the light projecting light source device 60, as shown in FIG. 1, the reflector 2 is used with its optical axis O 2 -O 2 oriented substantially horizontally, and the short arc metal halide lamp 1 is horizontally lit.

【0027】そして、この短アークメタルハライドラン
プ1は、直流電源50に接続されて直流点灯されるた
め、気密容器20内の金属イオンは両電極が作り出す気
密容器内の電場の影響を強く受けて陰極21a側に引き
寄せられる。このため、希土類金属のイオンがマイナス
側電極21aに電気的に引き寄せられつづける結果、金
属イオンが気密容器20における温度の高い中心部の石
英ガラスや陽極21b側の石英ガラスから遠ざかり、気
密容器20の中央部や陽極21b側で失透が生じるのが
抑止される。すなわち、失透が生じる場合は気密容器2
0の陰極21a側に発生する。
Since the short arc metal halide lamp 1 is connected to the DC power supply 50 and is lit by DC, the metal ions in the hermetic container 20 are strongly affected by the electric field in the hermetic container created by both electrodes and the cathode is It is drawn to the 21a side. For this reason, the ions of the rare earth metal continue to be electrically attracted to the negative electrode 21a, and as a result, the metal ions move away from the quartz glass in the central portion of the hermetic container 20 where the temperature is high or the quartz glass on the side of the anode 21b. The occurrence of devitrification at the center and on the anode 21b side is suppressed. That is, if devitrification occurs, the airtight container 2
0 is generated on the cathode 21a side.

【0028】この結果、ランプ1から直接前方に照射さ
れる光の量は、上記失透により若干低下するが、上記中
央部や陽極21b側の透明な領域から反射面31に向か
う光量の低下が抑止される。よって、反射面31で反射
される光量の低下が抑止され、この投光光源装置60か
ら投射される光量の低下を抑止することができる。この
ため投光光源装置60からの光を例えばスクリーン等に
投光した場合、スクリーンの照度低下を抑止することが
できる。
As a result, the amount of light directly radiated forward from the lamp 1 slightly decreases due to the devitrification, but the decrease in the amount of light traveling from the central portion or the transparent region on the side of the anode 21b toward the reflection surface 31 does not decrease. Be deterred. Therefore, a decrease in the amount of light reflected by the reflecting surface 31 is suppressed, and a decrease in the amount of light projected from the light emitting light source device 60 can be suppressed. Therefore, when the light from the light projecting light source device 60 is projected on, for example, a screen or the like, it is possible to suppress a decrease in illuminance of the screen.

【0029】図2は、スクリーン上の照度低下度合を示
す寿命特性図である。なお、図2中縦軸はスクリーン上
の照度低下率を示し、横軸は点灯時間を示す。図2にお
いて、実線で示す本発明の場合は、破線で示す従来の交
流点灯の場合に比べて、スクリーン上の照度低下が少な
く、寿命特性が向上する。
FIG. 2 is a life characteristic diagram showing the degree of decrease in illuminance on the screen. In FIG. 2, the vertical axis indicates the illuminance reduction rate on the screen, and the horizontal axis indicates the lighting time. In FIG. 2, in the case of the present invention shown by a solid line, the decrease in illuminance on the screen is small and the life characteristics are improved as compared with the conventional AC lighting shown by the broken line.

【0030】なお、図1において、予め気密容器20の
中央部や陽極21b側を除いて、陽極側の外面に光抑制
部40、例えばフロスト加工等の拡散面を形成しておけ
ば、この光抑制部40がランプ寿命の初期の段階から陰
極21a側より発せられる光の量を抑制するようにな
り、寿命中に、陰極21a側で失透が生じたとしても、
この領域の光量が変化することを抑えることができる。
In FIG. 1, if a light suppressing portion 40, for example, a diffusion surface such as a frost process is formed on the outer surface of the anode except for the central portion of the hermetic container 20 and the anode 21b side in advance, this light The suppressor 40 suppresses the amount of light emitted from the cathode 21a from the initial stage of the lamp life, and even if devitrification occurs on the cathode 21a side during the life,
A change in the light amount in this region can be suppressed.

【0031】図3は、本発明の一実施例としてのカラー
液晶プロジェクタの概念図である。カラー液晶プロジェ
クタは、ランプ1とこのランプ1から放射された光を反
射するリフレクタ2とからなる投光光源装置60を有
し、リフレクタ2で反射された反射光を集光する光学
系、例えば集光レンズ3を備えている。
FIG. 3 is a conceptual diagram of a color liquid crystal projector as one embodiment of the present invention. The color liquid crystal projector has a light projecting light source device 60 including a lamp 1 and a reflector 2 for reflecting light emitted from the lamp 1, and an optical system for condensing the light reflected by the reflector 2, for example, a light collecting device. An optical lens 3 is provided.

【0032】上記集光レンズ3から前方に照射された光
は、青色光を反射するダイクロイックミラー(波長選択
性反射鏡)4によって青色光が反射され、この青色光は
ミラー5で反射されて液晶パネル(LCD)6を照射
し、この液晶パネル6の画像を青色に着色して他のダイ
クロイックミラー7,8および投影レンズ9を介してス
クリーン10に投影させる。
The light radiated forward from the condenser lens 3 is reflected by a dichroic mirror (wavelength-selective reflecting mirror) 4 which reflects blue light, and the blue light is reflected by a mirror 5 so as to reflect liquid crystal. A panel (LCD) 6 is illuminated, and the image on the liquid crystal panel 6 is colored blue and projected on a screen 10 via other dichroic mirrors 7 and 8 and a projection lens 9.

【0033】また、上記集光レンズ3から投光された光
のうち、赤色および緑色の光は前記青色光を反射するダ
イクロイックミラー4を透過し、そのうちの赤色光は他
のダイクロイックミラー11で反射され、液晶パネル1
2を照射し、この液晶パネル12の画像を赤色に着色
し、この赤色画像を上記ダイクロイックミラー7で反射
して他のダイクロイックミラー8を透過し、投影レンズ
9を介してスクリーン10に投影する。
The red and green lights of the light projected from the condenser lens 3 pass through the dichroic mirror 4 that reflects the blue light, and the red light among them is reflected by another dichroic mirror 11. LCD panel 1
2, the image on the liquid crystal panel 12 is colored red, and this red image is reflected by the dichroic mirror 7, transmitted through another dichroic mirror 8, and projected on a screen 10 via a projection lens 9.

【0034】さらに、上記赤色光を反射するダイクロイ
ックミラー11を透過した緑色光は、液晶パネル13を
照射し、この液晶パネル13の画像を緑色に着色し、こ
の緑色画像をダイクロイックミラー14および上記ダイ
クロイックミラー8で反射して投影レンズ9を介してス
クリーン10に投影する。
Further, the green light transmitted through the dichroic mirror 11 for reflecting the red light irradiates the liquid crystal panel 13 to color the image of the liquid crystal panel 13 green, and the green image is converted to the dichroic mirror 14 and the dichroic mirror 14. The light is reflected by a mirror 8 and projected on a screen 10 via a projection lens 9.

【0035】したがって、3個の液晶パネル6,12お
よび13の画像をコントロールすることによりスクリー
ン10には3色の画像が重ねて投影され、カラーの画像
が映し出されることになる。
Therefore, by controlling the images on the three liquid crystal panels 6, 12, and 13, three-color images are projected on the screen 10 in a superimposed manner, and a color image is projected.

【0036】なお、上記投光光源装置60、集光レンズ
3、ダイクロイックミラー7,8,11,14、液晶パ
ネル6,12,13および投影レンズ9は、周知の液晶
プロジェクタのように図示しない筐体内に収容されてい
る。
The light projecting light source device 60, the condenser lens 3, the dichroic mirrors 7, 8, 11, 14 and the liquid crystal panels 6, 12, 13 and the projection lens 9 are formed by a casing (not shown) like a well-known liquid crystal projector. Housed in the body.

【0037】図4は、本発明の他の実施例としての投光
光源作動装置を示す一部断面側面図である。この実施例
は、ランプ軸O1 −O1 および光軸O2 −O2 が垂直方
向となる姿勢で用いる例である。
FIG. 4 is a partial sectional side view showing a light emitting light source operating device as another embodiment of the present invention. This embodiment is an example in which the lamp axis O 1 -O 1 and the optical axis O 2 -O 2 are used in a vertical orientation.

【0038】すなわち、図4において、図1と同一部材
は同一番号を付して説明を省略するが、リフレクタ2は
光軸O2 −O2 が垂直な姿勢に設けられており、よって
ランプ軸O1 −O1 も垂直となっている。この場合、直
流電源50に接続されたランプ1は、直流点灯中に陰極
となる電極21aが、上下方向の下側に配置し、この陰
極21aがリフレクタ2の前面投光部側(下側)に配置
されている。
That is, in FIG. 4, the same members as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. However, the reflector 2 is provided in a state where the optical axes O 2 -O 2 are perpendicular to each other. O 1 -O 1 is also vertical. In this case, in the lamp 1 connected to the DC power supply 50, the electrode 21a serving as a cathode during DC lighting is disposed on the lower side in the vertical direction, and the cathode 21a is connected to the front light emitting unit side (lower side) of the reflector 2. Are located in

【0039】なお、図4においては、外部リード線25
に接続端子51を連結してあり、この連結端子51はリ
フレクタ2に形成した固定孔52に固定されている。さ
らに述べると、接続端子51はねじ部53を有してお
り、このねじ部53を固定孔52に挿通し、リフレクタ
2の背面側からねじ部53に座金54およびナット55
を嵌め込み、このナット55を締め付けることにより接
続端子51を固定孔52に固定してある。この接続端子
51にはリフレクタ2の背面側でソケット形のコネクタ
56が脱着可能に接続されるようになっており、このコ
ネクタ56が直流電源50に接続される。
It should be noted that in FIG.
The connection terminal 51 is connected to the connector 2, and the connection terminal 51 is fixed to a fixing hole 52 formed in the reflector 2. More specifically, the connection terminal 51 has a screw portion 53, which is inserted into the fixing hole 52, and a washer 54 and a nut 55 are inserted into the screw portion 53 from the rear side of the reflector 2.
And the connection terminal 51 is fixed to the fixing hole 52 by tightening the nut 55. A socket-type connector 56 is detachably connected to the connection terminal 51 on the back side of the reflector 2, and the connector 56 is connected to the DC power supply 50.

【0040】このような構成の場合は、ランプを点灯す
ると、気密容器20内の金属イオンが電界のために陰極
21a側に引き寄せられるばかりでなく、発光金属とし
ての希土類金属が重力を受けて下側に位置する陰極21
aの近傍に集まり、さらに陰極の温度が低くなること、
および対流のために下側に位置する陰極が温度が低くな
り、よって余剰の発光金属は陰極側に集まり易くなり、
これらの複合作用により陰極21aの近傍では発光金属
の濃度が高くなる。
In such a configuration, when the lamp is turned on, not only the metal ions in the hermetic container 20 are attracted to the cathode 21a side due to the electric field, but also the rare-earth metal as the luminescent metal is subjected to gravity to lower. Cathode 21 located on the side
gathering in the vicinity of a, and further reducing the temperature of the cathode;
And the temperature of the lower cathode is lower due to convection, so that excess luminescent metal tends to collect on the cathode side,
Due to these combined actions, the concentration of the luminescent metal increases near the cathode 21a.

【0041】この結果、陰極21a側に発光金属が集ま
り、気密容器20の中央部や上側の陽極21b側で失透
を生じることがない。したがって反射面31に向かう光
量の低下が少なく、反射光の量を多く確保することがで
きる。よって、下向きの光量が点灯時間の経過に伴って
減少することがない。
As a result, the luminescent metal is gathered on the cathode 21a side, and devitrification does not occur at the center of the hermetic container 20 or the upper anode 21b side. Therefore, a decrease in the amount of light toward the reflection surface 31 is small, and a large amount of reflected light can be secured. Therefore, the downward light amount does not decrease as the lighting time elapses.

【0042】[0042]

【発明の効果】請求項1によれば、発光金属のイオンが
陰極側に引き寄せられて陰極側に集中するようになるか
ら、管壁のアーク中央および陽極側では失透が生じるの
が抑止され、気密容器のアーク中央および陽極側は初期
の透光状態が保たれる。このように、気密容器の経時的
に透光状態が変化しにくい領域がリフレクタの反射面に
対向するから、気密容器からリフレクタに向かう光は、
経時的に低下しにくいので、リフレクタからの投光も経
時的に低下しにくい。
According to the first aspect, the ions of the luminescent metal are attracted to the cathode side and concentrated on the cathode side, so that devitrification is suppressed at the arc center and the anode side of the tube wall. At the center of the arc and the anode side of the hermetic container, the initial light transmission state is maintained. Thus, since the region of the airtight container where the light transmission state is unlikely to change over time faces the reflecting surface of the reflector, light traveling from the airtight container to the reflector is:
Since it does not easily decrease with time, the light emitted from the reflector does not easily decrease with time.

【0043】したがって、高い光出力が得られる40W
/cm2 以上の高管壁負荷でありながら、簡単な構成で
経時的な照射光の光量低下を抑止することができ、スク
リーン等の投光面上の照度低下等を抑止することができ
る。
Therefore, a high light output of 40 W can be obtained.
Despite the high tube wall load of / cm 2 or more, it is possible to suppress a temporal decrease in the amount of irradiation light with a simple configuration, and to prevent a decrease in illuminance on a light-emitting surface such as a screen.

【0044】請求項2によれば、請求項1の効果を奏す
る。請求項3によれば、光抑制部によって陰極側の管壁
から光が例えばスクリーン等の照射物に実質的に照射さ
れないので、失透が生じても経時的な照射光の光量変化
を抑止することができる。
According to the second aspect, the effect of the first aspect is obtained. According to the third aspect, since the light is substantially not irradiated from the tube wall on the cathode side to the irradiation object such as the screen by the light suppressing unit, even if devitrification occurs, the change in the amount of irradiation light with time is suppressed. be able to.

【0045】請求項4および5によれば、請求項1ない
し3いずれかの効果を奏する。請求項6によれば、陰極
側を低い位置となるように設置したから、請求項1また
は2のように発光金属のイオンが陰極に引かれるのに加
えて、発光金属が重力の作用によっても下側に位置する
陰極近傍に集まり、よってランプの中央部や上部で失透
が抑止される。よってリフレクタの反射面に向かう光量
を減じることがなく、照射光の光量低下を抑止すること
ができる。
According to the fourth and fifth aspects, the effects of any one of the first to third aspects are achieved. According to the sixth aspect, since the cathode side is installed at a lower position, in addition to the fact that the ions of the luminescent metal are attracted to the cathode as in the first and second aspects, the luminescent metal is also acted upon by the action of gravity. It gathers in the vicinity of the cathode located on the lower side, so that devitrification is suppressed at the center and upper part of the lamp. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the amount of irradiation light without reducing the amount of light toward the reflection surface of the reflector.

【0046】したがって、本発明によれば、失透による
反射光量の低下を抑え、簡単な構成で経時的なスクリー
ン上の照度低下等を抑えることができ、しかも高い光出
力が得られる投光光源装置、投光光源作動装置および液
晶プロジェクタを提供することができる。
Therefore, according to the present invention, it is possible to suppress a decrease in the amount of reflected light due to devitrification, to suppress a decrease in illuminance on a screen with the lapse of time with a simple configuration, and to obtain a high light output. It is possible to provide an apparatus, a light source operating device and a liquid crystal projector.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例としての投光光源作動装置を
示す一部断面側面図。
FIG. 1 is a partially sectional side view showing a light emitting light source operating device as one embodiment of the present invention.

【図2】スクリーン上での照度低下割合を示す寿命特性
図。
FIG. 2 is a life characteristic diagram showing an illuminance reduction ratio on a screen.

【図3】本発明の一実施例としてのカラー液晶プロジェ
クタの概念図。
FIG. 3 is a conceptual diagram of a color liquid crystal projector as one embodiment of the present invention.

【図4】本発明の他の実施例としての投光光源作動装置
を示す一部断面側面図。
FIG. 4 is a partially sectional side view showing a light emitting light source operating device as another embodiment of the present invention.

【図5】従来の技術を一部切り欠いて示す斜視図。FIG. 5 is a perspective view showing the related art with a part cut away.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20…気密容器 21a…陰極として作動する電極 21b…陽極として作動する電極 1…メタルハライドランプ 2…リフレクタ 6,12…液晶パネル Reference Signs List 20 airtight container 21a electrode operating as cathode 21b electrode operating as anode 1. metal halide lamp 2. reflector 6, 12 liquid crystal panel

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 以知郎 東京都港区三田一丁目4番28号 東芝ラ イテック株式会社内 (56)参考文献 特開 昭49−108876(JP,A) 特開 平4−32154(JP,A) 特開 昭62−35403(JP,A) 実開 平4−21051 JP,U) 米国特許5107165(US,A) 欧州特許出願公開501668(EP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01J 61/88──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Ichiro Tanaka 1-4-2, Mita, Minato-ku, Tokyo Inside Toshiba Litec Corporation (56) References JP-A-49-108876 (JP, A) JP-A-Hei 4-32154 (JP, A) JP-A-62-35403 (JP, A) Japanese Utility Model Application Laid-open No. 4-21051 JP, U) US Patent 5,107,165 (US, A) European Patent Application Publication 501,668 (EP, A) (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H01J 61/88

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】英ガラス製の気密容器、この容器の内
部両端に封装された一対の電極ならびに気密容器内に封
入された金属ハロゲン化物、水銀および希ガスを備え、
管壁負荷が40W/cm2 以上となるように直流点灯さ
れるメタルハライドランプと; 透光開口を有し、上記メタルハライドランプをその陰極
として作動する方の電極が透光開口側に位置するように
収納したリフレクタと; を具備していることを特徴とする投光光源装置。
1. A quartz glass of the airtight container, a metal halide sealed in the pair of electrodes and hermetic containers FuSo inside both ends of the container, with mercury and rare gas,
A metal halide lamp that is DC-lit so that the tube wall load is 40 W / cm 2 or more; and a light-transmitting opening, such that the electrode that operates the metal halide lamp as its cathode is positioned on the light-transmitting opening side. And a stored reflector.
【請求項2】英ガラス製の気密容器、この容器の一
端に封装された陰極、他端に封装された陽極ならびに気
密容器内に封入された金属ハロゲン化物、水銀および希
ガスを備え、管壁負荷が40W/cm2 以上となるよう
に作動されるように構成されたメタルハライドランプ
と; 透光開口を有する椀形をなし、上記メタルハライドラン
プの陽極と椀形の底部側に、陰極を透光開口側に、それ
ぞれ位置させて上記メタルハライドランプを収納したリ
フレクタと; を具備していることを特徴とする投光光源装置。
2. A quartz glass of the airtight container, FuSo cathodic on one end of the vessel, a metal halide sealed in the FuSo anodes and hermetic container at the other end, with mercury and a rare gas, the tube A metal halide lamp configured to be operated to have a wall load of 40 W / cm 2 or more; a metal halide lamp having a bowl shape having a light-transmitting opening, and an anode of the metal halide lamp and a cathode being disposed on the bottom side of the bowl shape. And a reflector which accommodates the metal halide lamp and is positioned on the light opening side.
【請求項3】英ガラス製の気密容器、この容器の一
端に封装された陰極、他端に封装された陽極ならびに気
密容器内に封入された金属ハロゲン化物、水銀および希
ガスを備えるとともに、気密容器の透光開口側の表面に
光抑制手段を具備しているメタルハライドランプと; 透光開口を有する椀形をなし、上記メタルハライドラン
プの陽極を椀形の底部側に、陰極を透光開口側に、それ
ぞれ位置させて上記メタルハライドランプを収納したリ
フレクタと; を具備していることを特徴とする投光光源装置。
3. A quartz glass of the airtight container, one end FuSo cathodic of the vessel, a metal halide sealed in the FuSo anodes and hermetic container at the other end, provided with a mercury and rare gas, A metal halide lamp having a light-suppressing means on the surface of the airtight container on the light-transmitting opening side; a bowl having a light-transmitting opening, wherein the anode of the metal halide lamp is on the bottom side of the bowl, and the cathode is the light-transmitting opening. And a reflector that accommodates the metal halide lamp and is positioned on each side.
【請求項4】 請求項1または請求項2に記載の投光光
源装置と; この投光光源装置の上記メタルハライドランプの電極間
に安定的に放電を形成させる直流電源と; を具備していることを特徴とする投光光源作動装置。
4. A light projecting light source device according to claim 1 or 2, and a direct current power supply for stably forming a discharge between electrodes of the metal halide lamp of the light projecting light source device. A light projection light source operating device, characterized in that:
【請求項5】 請求項4に記載の投光光源作動装置と; 投光光源装置からの投光をスクリーン上に投射する光学
系と; 上記光学系内に配設された液晶パネルと; 上記投光光源作動装置、光学系および液晶パネルを収容
する筐体と; を具備していることを特徴とする液晶プロジェクタ。
5. The light-projecting light source operating device according to claim 4, an optical system for projecting light from the light-projecting light source device onto a screen, and a liquid crystal panel disposed in the optical system. A liquid crystal projector, comprising: a light emitting light source operating device, an optical system, and a housing for housing the liquid crystal panel.
【請求項6】 リフレクタは透光開口が下向きとなるよ
うに設けられていることを特徴とする請求項5に記載の
液晶プロジェクタ。
6. The liquid crystal projector according to claim 5, wherein the reflector is provided so that the light transmission opening faces downward.
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