JP3189661B2 - The light source device - Google Patents

The light source device

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JP3189661B2
JP3189661B2 JP1850796A JP1850796A JP3189661B2 JP 3189661 B2 JP3189661 B2 JP 3189661B2 JP 1850796 A JP1850796 A JP 1850796A JP 1850796 A JP1850796 A JP 1850796A JP 3189661 B2 JP3189661 B2 JP 3189661B2
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JP
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discharge lamp
portion
light source
mercury discharge
cooling air
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JP1850796A
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JPH09213129A (en )
Inventor
清忠 中村
利之 嶋
真吉 森本
昭 里見
Original Assignee
ウシオ電機株式会社
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Description

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

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、集光ミラーにショートアーク型水銀放電灯を組込んでなる光源装置に関する。 The present invention relates to relates to a light source device comprising incorporating a short arc mercury discharge lamp in the collector mirror.

【0002】 [0002]

【従来の技術】例えば液晶パネルの製造工程において、 In the manufacturing process of the Related Art For example the liquid crystal panel,
当該パネルの露光用光源として、楕円状集光ミラーに、 As an exposure light source of the panel, the elliptical collector mirror,
紫外線放射用のショートアーク型水銀放電灯を配置してなる光源装置が知られている。 A light source apparatus formed by arranging a short arc mercury discharge lamp for ultraviolet radiation are known.

【0003】図8は、このような光源装置の要部である光源部を示す説明図であり、1は楕円状集光ミラー、2 [0003] Figure 8 is an explanatory view showing a light source unit is a main portion of such a light source apparatus, the elliptical collector mirror 1, 2
は紫外線放射用の水銀放電灯である。 Is a mercury discharge lamp for ultraviolet radiation. この光源装置を構成する水銀放電灯2は、発光空間を形成する中央膨出部分3およびその両側に突出するよう伸びる封止管部4, Mercury discharge lamp 2 constituting the light source device, the central bulging part 3 and the sealing tube portion 4 extending so as to project on both sides to form a light emitting space,
5よりなる封体を有し、この封体の封止管部4,5の端部にはそれぞれ口金6,7が設けられている。 Has from consisting bulb 5, each die 6,7 is provided at an end portion of the hermetically sealed tube parts 4 and 5 of the bulb.

【0004】水銀放電灯2は、集光ミラー1の光軸に沿って配置され、この水銀放電灯2からの放射光は、集光ミラー1およびミラーやレンズなどの光学系(図示省略)を介して被照射物に照射される。 [0004] mercury discharge lamp 2 is disposed along the optical axis of the condensing mirror 1, the light radiated from the mercury discharge lamp 2 includes an optical system such as a condenser mirror 1 and mirror or a lens (not shown) It is irradiated to the irradiated object through. そして、図示しない冷却ファンにより、集光ミラー1の頂部側から前方開口に向かって矢印で示すように冷却風が流され、この冷却風により、集光ミラー1や水銀放電灯2が冷却される。 Then, by the cooling fan (not shown), the cooling air as indicated by the arrow toward the front opening from the top side of the condenser mirror 1 is caused to flow by the cooling air, the condenser mirror 1 and a mercury discharge lamp 2 is cooled .

【0005】 [0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記のような光源装置においては、水銀放電灯2が長時間点灯されたときに、集光ミラー1の前方開口側に位置する封止管部5の口金(以下において「前方口金」ともいう。)7の温度が220〜250℃程度まで昇温し、これに伴い、当該封止管部5の温度も250〜400℃程度に達する。 [SUMMARY OF THE INVENTION However, in the light source device as described above, when the mercury discharge lamp 2 is lighted for a long time, the sealing tube portion 5 located on the front opening side of the condenser mirror 1 cap (also referred to as "front ferrule" hereinafter.) the temperature of 7 is raised to about 220 to 250 ° C., with this, the temperature of the hermetically sealed tube portion 5 even reaches about 250 to 400 ° C.. 然るに、封止管部がこのような過熱状態となると、当該封止管部に埋設されている給電用の通常モリブデンよりなる金属箔の酸化反応が大きく進行し、この酸化に伴って金属箔に体積膨張が生ずるために当該封止管部にクラックが生じ、その結果、水銀放電灯の封体が破損する、という問題がある。 However, when the sealing tube portion is such overheating, oxidation reaction proceeds significantly metal foil usually made of molybdenum for power supply which is embedded in the hermetically sealed tube portion, the metal foil with the oxide cracks in the sealing tube portion to volume expansion occurs, as a result, sealing of the mercury discharge lamp is broken, there is a problem that.

【0006】上記のような問題に対して、冷却ファンによる冷却風の量を増加させることにより冷却効果を高め、前方口金および封止管部の温度を低下させることが考えられる。 [0006] With the issues mentioned above, enhances the cooling effect by increasing the amount of cooling air by the cooling fan, it is conceivable to reduce the temperature of the front ferrule and the sealing tube portion. しかしながら、このような手段では、水銀放電灯の封体全体の温度が低下してしまうため、当該封体内に封入されている発光物質である水銀の全部を完全に蒸発させることができなくなる、という別の問題を生じる。 However, in such a way, since the temperature of the entire bulb of the mercury discharge lamp is lowered, it becomes impossible to completely evaporate all of the mercury which is a light-emitting material being sealed in the sealing body, that cause another problem.

【0007】以上のよう背景から、水銀放電灯の前方口金に金属板製の冷却用フィンを設けることが提案されている。 [0007] From above background, it has been proposed to provide a cooling fin of the metal plate to the front cap of the mercury discharge lamp. このフィンは、放射される光を遮断しないよう冷却風の流れる方向、すなわち集光ミラーの光軸方向に沿って伸びるよう設けられる。 The fins, the direction of flow of the cooling air so as not to block the light emitted, i.e. provided so as to extend along the optical axis of the collector mirror. そして、この冷却用フィンを設けることにより放熱面積が大幅に増加するので、上記の問題を解決するうえで有効であり、更に集光ミラーの前方開口が上流となる状態で冷却風を流すことにより、一層高い効率で前方口金を冷却することができる。 Then, since the heat radiation area by providing the cooling fins to increase significantly, it is effective in resolving the above problems, by flowing cooling air further in a state where the front opening is upstream of the collector mirror , it is possible to cool the front ferrule at a higher efficiency.

【0008】上記のようなショートアーク型水銀放電灯による光源装置は、例えば液晶ディスプレイ装置の製造における露光用紫外線光源装置として好適に使用されるが、最近、液晶ディスプレイ装置の大面積化が要求されており、これに応えるための光源装置として、大きな面積の被照射領域の全体に対し、所定の強度のしかも均一な照度分布で紫外線を照射することのできるものが必要である。 [0008] The light source apparatus according to the short arc type mercury discharge lamp as described above, for example, is suitably used as an exposure ultraviolet light source apparatus in the manufacture of liquid crystal display device, recently, a large area of ​​the liquid crystal display device is required and has, as a light source device to meet to this, with respect to the total of the irradiated area of ​​the large area, it is necessary that can be irradiated with ultraviolet light and uniform illuminance distribution of a given strength.

【0009】このような光源装置の水銀放電灯としては、定格消費電力が例えば2.5kW以上のように大きなものが必要である。 [0009] As the mercury discharge lamp having such a light source device, it is necessary large as rated power consumption, for example, more than 2.5 kW. 然るに、このように定格消費電力の大きい水銀放電灯を具えた光源装置においては、前方口金が十分に冷却されるように集光ミラーの前方開口から冷却風が流れるようにすると、当該水銀放電灯から十分な強度の紫外線が放射されない場合があり、その原因について研究したところ、封体内に封入された水銀の全部が完全に蒸発していないことが判明した。 However, in this light source device with a large mercury discharge lamp of rated power consumption as, when to flow cooling air from the front opening of the collector mirror such that the front cap is sufficiently cooled, the mercury discharge lamp from may UV sufficient strength can not be radiated, was studied for its cause, all of the mercury enclosed in the sealed body is found to be not completely evaporated.

【0010】具体的に、その理由は次のとおりであると考えられる。 [0010] Specifically, the reason is believed to be as follows. すなわち、定格消費電力の大きな水銀放電灯においては、封体内に多量の水銀を封入することが必要であるところ、多量に封入された水銀が完全に蒸発するためには、封体の発光空間を包囲するすべての管壁部分が十分に高温となっている必要がある。 That is, in the large mercury discharge lamp of rated power consumption, where it is necessary to encapsulate a large amount of mercury sealed within, for mercury in a large amount encapsulated is completely evaporated, the emission space of the bulb all wall parts surrounding it is necessary for sufficiently a high temperature. しかし、定格消費電力の大きい水銀放電灯では、封体の中央膨出部分の最大外径が大きくなっているためにその放熱面積が相当に大きく、そのため、前方からの冷却風によって、当該中央膨出部分の前方を向いた前面領域が過冷却状態となってしまい、その結果、封入された水銀の全部が完全に蒸発しない状態となるのである。 However, the large mercury discharge lamp of rated power consumption, is considerably greater that the heat dissipation area to the maximum outer diameter of the central bulged section of the envelope is increased, therefore, the cooling air from the front, the central Rise frontal area facing the front of the output portion becomes a supercooled state, as a result, it become a state in which all of the enclosed mercury is not completely evaporated. 然るに、冷却風の量を減少させると、水銀が完全に蒸発した状態を得ることはできるが、今度は前方口金の過熱状態を防止することができない。 However, reducing the amount of cooling air, but to obtain a state in which the mercury has completely evaporated can, in turn, can not prevent the overheating of the front ferrule.

【0011】以上のように、従来の光源装置においては、定格消費電力の大きい水銀放電灯では前方口金および封体の中央膨出部分の両方を適切に冷却することができないという問題点がある。 [0011] As described above, in the conventional light source device has a problem that it is not possible to adequately cool the both the central bulging portion of the front ferrule and the envelope is a large mercury discharge lamp of rated power consumption. 本発明は以上のような事情に基いてなされたものであって、本発明の目的は、定格消費電力が3.5kW以上の水銀放電灯が集光ミラー内に配置され、集光ミラーの前方開口から流れる冷却風を発生させる手段を有する光源装置であって、水銀放電灯を点灯したときに、封入された水銀の全部が完全に蒸発して十分大きな強度の光放射が得られると共に、当該水銀放電灯の前方口金の過熱状態を有効に防止することのできる光源装置を提供することにある。 The present invention was made based on the above circumstances, an object of the present invention, the rated power consumption of mercury discharge lamp 3.5kW is disposed in the collector mirror, the front of the collector mirror a light source device having a means for generating cooling air flowing from the opening, when lighting the mercury discharge lamp, the light emission is obtained of a sufficiently large strength wholly and completely evaporated in encapsulated mercury, the It is to provide a light source device capable of effectively preventing the overheating of the front ferrule mercury discharge lamp.

【0012】 [0012]

【課題を解決するための手段】本発明の光源装置は、集光ミラーと、この集光ミラーの光軸に沿って伸びるよう配置された、中央膨出部分と両端の封止管部とを有する封体を具えてなり、水銀の封入量が25mg/cm 3以上で、定格消費電力が2.5kW以上の水銀放電灯と、 A light source device of the present invention, in order to solve the problems] includes a condenser mirror, the collector mirror is arranged to extend along the optical axis, and a sealing tube of the central bulging portion and the opposite ends it comprises a sealing member having, in amount of enclosed mercury 25 mg / cm 3 or more, and mercury discharge lamp of rated power consumption is more than 2.5 kW,
集光ミラーの前方開口から中央基部に向かって流れるよう冷却風を発生させる冷却風発生手段と、水銀放電灯の前方側封止管部の口金の外周面に形成された半径方向外 A cooling air generating unit for generating cooling air to flow toward the central base portion from the front opening of the collector mirror, radially outer formed on the outer peripheral surface of the base of the front-side sealing tube part of the mercury discharge lamp
方に突出する冷却風偏向部分からなる金属部材、また Metal member made of cooling air deflecting portion projecting towards Furthermore,
は、水銀放電灯の前方側封止管部の口金に設けられた固 The solid was provided to the base of the front-side sealing tube part of the mercury discharge lamp
定用筒部より半径方向外方に突出する冷却風偏向部分か Or cooling air deflecting portion projecting radially outward from the titration, tubular portion
らなる金属部材と、を有してなり、金属部材の冷却風偏 It comprises a Ranaru metal member, a cooling air polarization of the metal member
向部分は、集光ミラーの前方開口からの冷却風を光軸か Countercurrent part, or the optical axis of the cooling air from the front opening of the collector mirror
ら離間するよう外方に偏向させることを特徴とする。 Wherein the deflecting outwardly to et away. 上記の金属部材は、光軸に直角な面内における最大径が、 The metal member has a maximum diameter of the optical axis in a plane perpendicular is,
封体の中央膨出部分の外径以下であることが好ましい。 It is preferably smaller than the outer diameter of the central bulged section of the envelope.
また、 金属部材の冷却風偏向部分は、水銀放電灯の封体の中央膨出部分の前面領域を覆うカバー部分を有することができる。 Further, cooling air deflected portion of the metallic member may have a cover portion covering the front region of the central bulged section of the bulb of a mercury discharge lamp.

【0013】本発明の構成によれば、水銀放電灯の前方側封止管部の口金に、冷却風を外方に偏向させる冷却風偏向部分を有する金属部材が設けられているため、当該 According to the configuration of the invention, to the base of the front-side sealing tube part of the mercury discharge lamp, the metal member having a cooling air deflecting portion to deflect the cooling air outward are provided, the
金属部材が冷却風によって高い効率で冷却されるようになり、従って水銀放電灯の前方口金が十分に冷却されて当該前方側封止管部が過熱状態となることが確実に防止される。 Now the metal member is cooled with high efficiency by the cooling air, therefore the front side sealing tube portion front cap is sufficiently cooled mercury discharge lamp that is overheated is reliably prevented. しかも、 金属部材の冷却風偏向部分により、水銀放電灯の封体の中央膨出部分の前面領域に冷却風の流れが直接に衝突することが防止されるため、中央膨出部分に過冷却状態の個所が生ずることがなく、その結果、 Moreover, the cooling air deflected portion of the metal member, because the flow of the cooling air in the front region of the central bulged section of the bulb of a mercury discharge lamp is prevented from colliding directly, supercooled state in the central bulge portion without points of occurs, as a result,
封入された水銀の全部が完全に蒸発し、所期の大きな放射強度が得られる。 All of the encapsulated mercury is completely evaporated, a large radiant intensity desired is obtained. さらに、当該水銀放電灯の中央膨出部分は相当に大きいものであるため、集光ミラーとの組合せにおいて、照射される光を大きく犠牲にすることなしに、 金属部材の冷却風偏向部分の径が比較的大きいものを用いることができる。 Furthermore, since the central bulging part of the mercury discharge lamp is intended considerably larger, in combination with the collector mirror, without largely sacrificing the incident light, the diameter of the cooling wind deflecting portion of the metal member There can be used relatively large.

【0014】 [0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について説明するが、本発明の範囲は、これらによって限定されるものではない。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described, but the scope of the present invention is not limited thereby.

【0015】図1は、本発明の光源装置の一例を示す説明図である。 [0015] Figure 1 is an explanatory view showing an example of a light source device of the present invention. 図1において、10はショートアーク型水銀放電灯、20は金属部材 、30はランプハウス、40 1, a short arc mercury discharge lamp 10, 20 is a metal member, 30 is a lamp house, 40
はランプハウス30内に収納された楕円状の集光ミラー、70は空気吸引口、81および82は一対のコールドミラー、83はインテグレータレンズなどを備えた光学ユニットであり、水銀放電灯10は集光ミラー40内にその光軸に沿って配置されている。 Elliptical collector mirror housed in the lamp house 30, the 70 air suction port, a pair of cold mirror 81 and 82, 83 is an optical unit including a such as an integrator lens, a mercury discharge lamp 10 is condensed It is arranged along the optical axis in the optical mirror 40.

【0016】集光ミラー40は、内面に紫外線反射層がコートされた凹面反射鏡であり、集光ミラー40の開口の大きさは、水銀放電灯10の大きさなどによっても異なるが、例えば150〜400mmとされる。 The collector mirror 40 is a concave reflecting mirror UV-reflecting layer is coated on the inner surface, the size of the aperture of the collector mirror 40, etc. but the size of the mercury discharge lamp 10, for example 150 It is ~400mm.

【0017】空気吸引口70はランプハウス30の壁面に設けられ、このランプハウス30の外部に配置された吸込式の冷却ファン(図示省略)に接続されている。 The air suction port 70 is provided on the wall surface of the lamp house 30 is connected to the suction is arranged outside the lamp house 30 cooling fan (not shown). この空気吸引口70からランプハウス30内の空気が排出されることにより、集光ミラー40内において、前方開口から頂部に向かって流れる冷却風が発生する(ランプハウス30内における冷却風の流れ方向を矢印で示す)。 By air lamp house 30 from the air suction port 70 is discharged, the condensing mirror 40, the flow direction of the cooling air in the front opening cooling air is generated which flows towards the top from the (lamp house 30 It is indicated by the arrow).

【0018】このような構成の光源装置によれば、水銀放電灯10からの放射光は集光ミラー40を経てあるいは直接に前方開口から前方に投射され、コールドミラー81に到達して反射され、光学ユニット83およびコールドミラー82を経てランプハウス30の照射窓31から被照射物Sに照射される。 According to the light source device having such a configuration, light emitted from the mercury discharge lamp 10 is projected from the front opening to the front either directly or via the condensing mirror 40, is reflected and reaches the cold mirror 81, It is irradiated to the irradiated object S from the irradiation window 31 of the lamp house 30 through the optical unit 83 and the cold mirror 82.

【0019】図2は、本発明の光源装置に組込まれるショートアーク型水銀放電灯10の一例を示す説明図である。 [0019] FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a short arc mercury discharge lamp 10 incorporated in the light source device of the present invention. この例の水銀放電灯10は、発光空間を形成する中央膨出部分11Aおよびその両側に突出するよう伸びる棒状の封止管部11B,11Cよりなる封体11を有し、封体11の中央膨出部分11A内において陰極12 Mercury discharge lamp 10 in this example, the central bulging portion 11A and the rod-like sealing tube portion 11B extending so as to project on both sides to form a light emitting space, has a sealing member 11 made of 11C, the center of the envelope 11 cathode in the bulging portions 11A 12
および陽極13が対向する状態に配置され、封体11の封止管部11B,11Cの先端には口金14,15が設けられて構成されている。 And the anode 13 are disposed in a state facing the sealing tube portion 11B of the envelope 11, the tip of 11C is configured by die 14, 15 is provided. この水銀放電灯10の前方側封止管部11Cに係る口金15には、 金属部材 20が取り付けられている。 This cap 15 according to the front-side sealing tube portion 11C of the mercury discharge lamp 10, the metal member 20 is attached.

【0020】図3は、図2の水銀放電灯10における FIG. 3 is gold in mercury discharge lamp 10 of FIG. 2
属部材 20を示す斜視図である。 It is a perspective view of a genus element 20. この金属部材 20は口金15の外周に嵌着されるものであり、口金15の外径に適合する内径の貫通孔Hを有する円管状の固定用筒部21と、この固定用筒部21の外周面から外方に突出する冷却風偏向部分22とにより構成され、これらはアルミニウム、銅などの熱伝導率の高い金属材料によって一体的に形成されている。 The metal member 20 is intended to be fitted on the outer periphery of the base 15, and the fixing cylindrical portion 21 of the circular tube having a through-hole H of conforming the inner diameter to the outer diameter of the cap 15, the fixing cylindrical portion 21 It is composed of from the outer peripheral surface and the cooling air deflecting portion 22 projecting outwardly, these aluminum, is integrally formed by a metal material having high thermal conductivity such as copper.

【0021】この金属部材 20の冷却風偏向部分22 The cooling air deflecting portion 22 of the metal member 20
は、前方から流れて来る冷却風(矢印でその方向が示されている)を光軸から離間するよう、すなわち固定用筒部21の半径方向外方に偏向させるよう、固定用筒部2 Is to be separated cooling air flowing from the front (shown its direction is indicated by an arrow) from the optical axis, i.e. so as to deflect radially outwardly of the fixing cylindrical portion 21, fixing the tubular portion 2
1の半径方向外方に突出する形態を有するものであればよく、その具体的な形状は限定されず、種々の形状とすることができる。 As long as it has a form that projects radially outward of the 1, its specific shape is not limited and can be of various shapes.

【0022】図示の金属部材 20は、固定用筒部21の中央膨出部分側の端部(冷却風の流れの下流側端部、図3で下端部)に、軸方向に直角な面に沿って外方に突出する円形鍔状フィン22Aにより冷却風偏向部分22が形成され、同時に、各々半径方向外方に放射状に突出し軸方向に伸びて円形鍔状フィン22Aに至る順方向フィンFが形成されて構成されている。 The illustrated metal member 20 has a central end portion of the bulged portion side of the fixing cylindrical portion 21 (the downstream side end portion of the cooling air flow, the lower end in FIG. 3), in a plane perpendicular to the axial direction along the cooling air deflected portion 22 by a circular flange-like fins 22A projecting outwardly is formed at the same time, the forward fin F which extends in a circular flange shape fins 22A extend in the projecting direction radially respectively radially outward is composed is formed.

【0023】図4〜図6は、それぞれ異なる形態の金属 [0023] Figures 4-6, different forms respective metal
部材 20の例を示す。 An example of a member 20. 図4の金属部材 20は、複数(図の例では3枚)の円形鍔状フィン22Aが互いに軸方向に離間する位置に設けられてなる重層円形鍔状フィンにより冷却風偏向部分22が形成されて構成されている。 Metal member 20 of FIG. 4, a plurality cooling air deflecting portion 22 by-layer circular flange-like fins circular flange fin 22A is provided at a position axially spaced from each other of (three in the illustrated example) are formed It is configured Te.
図5の金属部材 20は、固定用筒部21の外周面に、半径方向外方に突出し軸方向に次第に変位して螺旋状に伸びるスクリューフィン22Bにより冷却風偏向部分22 The metal member of Figure 5 20, on the outer circumferential surface of the fixed cylindrical portion 21, the screw fin 22B by cooling wind deflector portion 22 extending radially outwardly and progressively displaced in projecting direction helically
が形成されて構成されている。 There has to be constituted by forming.

【0024】図6の金属部材 20は、固定用筒部21の下流側部分の外周面に、中央膨出部分側端部に向かうに従って次第に半径が大きくなる全体が円錐台状のホーン状フィン22Cにより冷却風偏向部分22が形成されて構成されている。 The metal member 20 in FIG. 6, the outer peripheral surface of the downstream portion of the fixing cylindrical portion 21, a horn-like fins 22C gradually overall radius is large like a truncated cone towards the central bulge portion side end portion cooling air deflection section 22 is configured to be formed by.

【0025】 金属部材 20を構成する固定用筒部21の高さLは口金15の高さ(ランプ軸方向における長さ) The height L is the mouthpiece 15 the height of the fixing cylindrical portion 21 constituting the metal member 20 (the length in the lamp axis direction)
の0.5倍〜1.5倍程度であることが好ましい。 It is preferably from 0.5 times to 1.5 times the. この高さLが過大である場合には、前方に投射される光が徒に遮断されるために光の利用率が低下する。 If this height L is too large, the light utilization because the light projected forward is cut off needlessly decreases.

【0026】冷却風偏向部分22の最大外径、すなわち軸方向投影像における輪郭の外径Rの最大値は、水銀放電灯10の中央膨出部分11の最大外径D以下とされ、 The maximum outer diameter of the cooling wind deflecting portion 22, that is, the maximum value of the contour of the outer diameter R in the axial direction projected image is less than the maximum outer diameter D of the central bulging portion 11 of the mercury discharge lamp 10,
冷却風偏向部分22の軸方向投影像は、中央膨出部分1 Axially projected image of the cooling air deflecting portion 22, the central bulging portion 1
1の軸方向投影像の領域内に収まることが必要である。 It is necessary to fit in the region of the first axial projection image.
ここにR>Dであると、前方に投射される光が大きく遮断されるために光の利用率が低下する。 If it is here R> D, the light utilization rate is decreased in order to light projected forward is cut off greatly. 冷却風偏向部分22の最大外径Rの寸法および中央膨出部分11の最大外径Dに対する比率は、冷却風偏向部分22の具体的な形態、軸方向の長さ(設置領域の長さ)、当該金属部材 Ratio to the maximum outer diameter D of the dimensions of the maximum outer diameter R of the cooling air deflection section 22 and the central bulging portion 11, the specific form of the cooling wind deflecting portion 22, the axial length (the length of the installation area) , the metal member
20の装着位置、その他の条件によって異なり、また冷却風の量や流れの状態によっても異なるので、一概に規定することはできないが、例えばDに対するRの比率は、5〜90%、好ましくは10〜80%、特に20〜 Mounting position 20, it depends other conditions, also different because also the amount and flow conditions of the cooling air, can not be unconditionally prescribed, for example, the ratio of R is for D, 5 to 90%, preferably 10 to 80%, especially 20
60%であることが好ましい。 It is preferably 60%.

【0027】 金属部材 20の冷却風偏向部分22の肉厚は例えば0.5〜5mmとされる。 The wall thickness of the cooling air deflecting portion 22 of the metal member 20 is for example 0.5 to 5 mm. この肉厚が0.5m The wall thickness of 0.5m
mより小さい場合には、当該冷却風偏向部分22の熱伝導の程度が低いため十分な放熱効果が得られない。 If less than m, the no sufficient heat dissipation effect because the degree of heat conduction is lower of the cooling air deflecting portion 22 is obtained. また、この肉厚が5mmより大きい場合には、重量が大きくなる。 Also, the wall thickness of the case 5mm greater than the weight increase.

【0028】 金属部材 20の冷却風偏向部分22が冷却風の流れに対して直角方向に伸びるものでなく、例えば図6のホーン状フィン22Cのように冷却風の下流側に向かうに従って外方に傾斜する冷却風偏向面を有する場合には、冷却風を円滑に外方に偏向させる作用を有し、 [0028] Not that the cooling air deflected portion 22 of the metal member 20 extends in a direction perpendicular to the flow of the cooling air, for example, outward toward the downstream side of the cooling air as the horn shaped fin 22C in FIG. 6 when having a cooling air deflection surface inclined has the effect of deflecting the smooth outer cooling air,
冷却風の流れが大きく乱されないので好ましい。 The preferred because the flow of cooling air is not greatly disturbed.

【0029】 金属部材 20の固定用筒部21を、前方側封止管部の口金15に固定するための手段は特に限定されるものではない。 [0029] The fixing tubular portion 21 of the metal member 20, means for fixing to the base 15 of the front-side sealing tube part is not particularly limited. 例えば、固定用筒部21に軸方向スリットを形成しておき、これを拡開させて水銀放電灯1 For example, previously formed an axial slit in the fixing cylindrical portion 21, which by expanding mercury discharge lamp 1
0の前方側封止管部の口金15に嵌着することができる。 0 can be fitted to the front side base 15 of the sealing tube portion. この場合には、固定用筒部21の復元力によってその内周面が口金15の外周面に密着した状態が容易に得られ、良好な熱伝導路が確保される。 In this case, the inner peripheral surface thereof by the restoring force of the fixing cylindrical portion 21 is a state of close contact with the outer peripheral surface of the ferrule 15 is easily obtained, a good heat conduction path is ensured.

【0030】以上において、固定用筒部21の内周面と、口金15の外周面とが接触していない部分には、その隙間に熱伝導性グリースを充填することが好ましい。 [0030] In the above, the inner peripheral surface of the fixing cylindrical portion 21, the outer peripheral surface is not in contact with portions of the base 15 is preferably filled with a thermally conductive grease into the gap.
これによって、口金15から金属部材 20への熱伝導性が向上し、口金15の冷却効果を高めることができる。 This improves the thermal conductivity from the mouthpiece 15 to the metal member 20, it is possible to enhance the cooling effect of the mouthpiece 15.

【0031】 金属部材 20は、水銀放電灯10の前方側封止管部の口金15の外周面に直接、一体的に形成されていてもよい。 The metal member 20 directly on the outer peripheral surface of the base 15 of the front-side sealing tube part of the mercury discharge lamp 10 may be integrally formed. この場合には、 金属部材 20は、固定用の部分が不要であるから、固定用筒部21を有さずに冷却風偏向部分22のみからなるものとすることができる。 In this case, the metal member 20, since the portion for fixing is not required, can be comprised of only cooling air deflection section 22 without a fixing tubular portion 21. このように、口金自体に冷却風偏向部分が形成されている場合には、良好な熱伝導状態が得られるので、一層高い冷却効果が得られる。 Thus, when the cooling wind deflecting portion to the base itself is formed, since good thermal conductivity state can be obtained, it is obtained higher cooling effect.

【0032】上記のような構成の光源装置によれば、水銀放電灯10が定格消費電力の大きいものである場合にも、当該水銀放電灯10の前方側封止管部11Cは、その口金15に設けられた金属部材 20の冷却風偏向部分22が効率的に冷却風の作用を受けるために十分に高い冷却効果で冷却され、従って当該封止管部11Cが過熱状態となることが有効にかつ確実に防止されるので、封止管部11Cにおけるクラックなどの発生を防止することができる。 [0032] According to the configuration of the light source apparatus as described above, even when the mercury discharge lamp 10 is of larger power rating consumption, the front-side sealing tube portion 11C of the mercury discharge lamp 10, the mouthpiece 15 cooling air deflection portion 22 of the metal member 20 provided is cooled at a sufficiently high cooling effect in order to receive the effect of efficiently cooling air, therefore it is effectively to the sealing tube portion 11C is overheated to and because they are reliably prevented, it is possible to prevent the occurrence of cracks in the hermetically sealed tube portion 11C. しかも、 金属部材 20は冷却風偏向部分2 Moreover, the metal member 20 is cooling air deflection section 2
2を有することにより、前方からの冷却風が光軸方向から外方に向かって偏向されるので、水銀放電灯10の中央膨出部分11Aの前面領域が過冷却状態となることが有効に防止され、その結果、封体11内に封入された水銀の全部が完全に蒸発するので、常に所期の十分な放射強度の発光を得ることができる。 By having 2, the cooling air from the front is deflected from the optical axis toward the outside, the front region of the central bulged portion 11A is effectively prevented that the supercooled state of the mercury discharge lamp 10 is, as a result, since all of the mercury enclosed in the envelope 11 is completely evaporated, constantly light emission can be obtained of the intended sufficient radiation intensity.

【0033】 金属部材 20が図6に示されているようなホーン状フィン22Cを有する場合には、図7に示すように、当該金属部材 20を水銀放電灯10の中央膨出部分11に接近させて配置することにより、当該ホーン状フィン22C内に中央膨出部分11の前面領域11Fが収容された状態となり、当該ホーン状フィン22Cにより当該前面領域11FがギャップGを介して蔽われた状態となるが、この状態において、例えばギャップGの寸法を十分に小さく、例えば5mm以下に設定すると、上述の効果に加え、ホーン状フィン22Cが中央膨出部分11の前面領域11Fに対して保温作用を発揮する効果を得ることができる。 [0033] When having horn shaped fins 22C as metal member 20 is shown in FIG. 6, as shown in FIG. 7, close to the metal member 20 in the central bulging portion 11 of the mercury discharge lamp 10 by arranging by, a state in which the front region 11F is housed in the central bulging portion 11 within the horn-shaped fins 22C, the front region 11F by the horn-like fin 22C is covered with the gap G state Although the, in this state, for example, sufficiently small size of the gap G, for example, is set to 5mm or less, in addition to the effects mentioned above, heat insulation effect horn shaped fin 22C is to the front area 11F of the central bulging portion 11 it is possible to obtain an effect to demonstrate.

【0034】本発明において、 金属部材は、集光ミラーの前方開口からの冷却風を光軸から外方に偏向させる冷却風偏向部分を有するものであればよいので、種々の形態とすることができる。 [0034] In the present invention, the metal member, so as long as it has a cooling air deflecting portion to deflect the cooling air outwardly from the optical axis from the front opening of the collector mirror, be in various forms it can. 例えば、図3〜図6に示されている金属部材 20の冷却風偏向部分22は、いずれも固定用筒部21の周方向に360度にわたって連続する形状を有するが、周方向において分割されたものであってもよく、また冷却風偏向部分には、適宜スリットや貫通孔が形成されていてもよい。 For example, cooling air deflected portion 22 of the metal member 20 shown in FIGS. 3-6, both have a shape continuous over the circumferential direction to 360 degrees of the fixing cylindrical portion 21, which is divided in the circumferential direction may be one, also in the cooling air deflection section may be appropriately slit and through hole formation. また図4の例のように、複数の冷却風偏向部分22を軸方向に重なる状態で設けることもできる。 Also as in the example of FIG. 4, it may be provided in a state of overlapping a plurality of cooling air deflecting portion 22 in the axial direction. 更に、冷却風偏向部分を含む金属部材の表面には微小凹凸形成加工を施すことも可能である。 Further, the surface of the metal member including a cooling air deflecting portion is also possible to apply the micro-roughening process.

【0035】 [0035]

【実施例】図1に示した構成に従って本発明の光源装置を製造した。 It was produced light source apparatus of the present invention according to the configuration shown in Embodiment 1. FIG. この光源装置の具体的詳細は以下のとおりである。 Specific details of this light source apparatus is as follows.

【0036】〔イ〕ランプハウス(30)の大きさは、 [0036] The size of the [i] lamp house (30),
高さ500mm、幅1000mm、奥行400mm、内容積が200,000cm 3である。 Height 500 mm, width 1000 mm, depth 400 mm, inner volume is 200,000 3. 〔ロ〕集光ミラー(40)の開口の大きさ(径)は30 [B] focusing mirror (40) opening size of (diameter) 30
0mmである。 It is 0mm. 〔ハ〕水銀放電灯(10)は、図2に示したようなショートアーク型の超高圧水銀ランプであって、定格消費電力が3.0kW、封体の長さが85mm、封体の中央膨出部分の最大外径が80mm、封体の内容積が220c [C] mercury discharge lamp (10) is a short arc type ultra high pressure mercury lamp shown in FIG. 2, the rated power consumption is 3.0 kW, the length of the sealing body is 85 mm, the center of the envelope maximum outer diameter of the bulging portion 80 mm, the internal volume of the bulb 220c
3であり、水銀の封入量が30mg/cm 3のものである。 m is 3, but amount of enclosed mercury of 30 mg / cm 3.

【0037】水銀放電灯(10)の集光ミラーの開口側に位置する口金(15)には、図3に示した構成の金属 [0037] to the base (15) located on the opening side of the collector mirror of mercury discharge lamp (10), the configuration of the metal as shown in FIG. 3
部材 (20)が取り付けられている。 Member (20) is mounted. この金属部材はアルミニウム製であり、固定用筒部(21)は、その高さが50mm、内径が33mm、肉厚が1mmであり、円形鍔部22Aの直径が45mm、肉厚が1mmであり、 The metal member is made of aluminum, fixed cylindrical portion (21), its height is 50 mm, an inner diameter of 33 mm, a wall thickness of 1mm, the diameter of the circular flange portion 22A is 45 mm, wall thickness be 1mm ,
順方向フィン(F)の枚数は4枚、肉厚が1mm、突出長さが5mmである。 Number is four forward fins (F), a wall thickness of 1 mm, the protruding length is 5 mm. 〔ニ〕空気吸引口(70)からの排気量、すなわち、冷却ファンによる冷却風の送風量は毎秒0.1m 3に設定した。 [D] emissions from the air suction port (70), i.e., the air blowing amount of the cooling air by the cooling fan was set to every second 0.1 m 3.

【0038】上記の光源装置の冷却ファンを動作させると共に水銀放電灯を点灯し、点灯を開始してから30分間経過後における口金(15)の表面温度を測定したところ170℃であった。 The lighting the mercury discharge lamp with operating the cooling fan of the light source device described above, it was 170 ° C. The surface temperature was measured in the mouthpiece (15) after the lapse of 30 minutes from the start of lighting. また、ランプハウスの照射窓(31)から100mm離間したところに照度計を配置してg線(波長436nmの紫外線)の放射照度を測定したところ150mW/cm 2であった。 Was also 150 mW / cm 2 was measured irradiance of the lamp house of the irradiation window (31) from 100mm spaced g-line by placing a luminometer at (ultraviolet ray having a wavelength of 436 nm).

【0039】<対照実験例1> 口金(15)の金属部材を取り外した水銀放電灯を用いたこと以外は、上記の実験例と同様にして口金温度および照度を測定したところ、口金温度は220℃、放射照度は100〜120mW/cm 2の範囲で変動した。 [0039] <Control Experimental Example 1> except for using mercury discharge lamp has been removed a metallic member mouthpiece (15), measured the spinneret temperature and illuminance in the same manner as the above Experimental Examples, the die temperature is 220 ° C., irradiance was varied from 100~120mW / cm 2. これは、冷却風によって封体が過冷却されてしまうために、封入した水銀の一部が未蒸発の状態であり、その結果、放電が不安定になったものと考えられる。 This sealing member by the cooling air to become subcooled is a state part of unevaporated encapsulated mercury, and as a result, the discharge becomes unstable.

【0040】<対照実験例2> 口金(15)の金属部材において、円形鍔状フィン22 [0040] In the metal member <Control Experiment 2> cap (15), a circular collar-like fins 22
Aを除去して順方向フィンFのみとした水銀放電灯を用いたこと以外は、上記の実験例と同様にして口金温度および照度を測定したところ、口金温度は160℃、放射照度は100〜120mW/cm 2の範囲で変動した。 Except for the use of mercury discharge lamps which only the forward fin F to remove A, measured the spinneret temperature and illuminance in the same manner as the above Experimental Examples, the die temperature is 160 ° C., irradiance 100 It was varied in the range of 120mW / cm 2.
この理由も、対照実験例1の場合と同様であると考えられる。 The reason is considered to be the same as those of Control Example 1.

【0041】<評価> 以上の実験例および対照実験例から、次のことが理解される。 [0041] from <Evaluation> or more of the experimental examples and control experiments example, it is understood that the next thing. (1) 金属部材を取り付けることにより、点灯時における水銀放電灯の前方口金の温度を220℃から170℃ (1) by attaching a metallic member, 170 ° C. The temperature of the front die of the mercury discharge lamp during lighting of 220 ° C.
以下にまで低下させることができ、当該口金に係る封止管部における金属箔の酸化を有効に防止できる。 Can be reduced to below can effectively prevent oxidation of the metal foil in the sealing tube portion according to the mouthpiece. (2)外方に伸びる冷却風偏向部分を有する金属部材を取り付けるので、口金の温度を200℃以下に維持しながらしかも封体が過冷却状態となることが防止されて封入した水銀が完全に蒸発した状態が得られるので、高い放射照度を得ることができる。 (2) Since the attachment of the metallic member having a cooling air deflecting portion extending outwardly, a temperature of the base maintained while moreover bulb is prevented from becoming a supercooled state mercury is fully encapsulated 200 ° C. or less since vaporized state can be obtained, it is possible to obtain a high irradiance. (3)冷却風の流れに沿って伸びるフィンのみでは、封体が過冷却状態となって封入された水銀の全部が完全に蒸発しないため、大きな放射照度を得ることができない。 (3) Only the fins extending along the flow of cooling air, since the whole of the mercury bulb is enclosed in a supercooled state is not completely evaporated, it is impossible to obtain a large irradiance.

【0042】 [0042]

【発明の効果】本発明の構成によれば、水銀放電灯の前方側封止管部の口金に、冷却風を外方に偏向させる冷却風偏向部分を有する金属部材が設けられているため、当該金属部材が冷却風によって高い効率で冷却されるようになり、従って水銀放電灯の前方口金が十分に冷却されて当該前方側封止管部が過熱状態となることが確実に防止される。 According to the configuration of the present invention, to the base of the front-side sealing tube part of the mercury discharge lamp, the metal member having a cooling air deflecting portion to deflect the cooling air outward is provided, the metal member is to be cooled with high efficiency by the cooling air, therefore the front side sealing tube portion front cap is sufficiently cooled mercury discharge lamp is reliably prevented to be overheated. しかも、 金属部材の冷却風偏向部分により、 Moreover, the cooling air deflected portion of the metal member,
水銀放電灯の封体の中央膨出部分の前面領域に冷却風の流れが直接に衝突することが防止されるため、中央膨出部分に過冷却状態の個所が生ずることがなく、その結果、封入された水銀の全部が完全に蒸発し、所期の大きな放射強度が得られる。 Since the flow of the cooling air in the front region of the central bulged section of the bulb of a mercury discharge lamp is prevented from colliding directly, without points of supercooled state occurs in the central bulging portion, as a result, all of the encapsulated mercury is completely evaporated, a large radiant intensity desired is obtained. さらに、当該水銀放電灯の中央膨出部分は相当に大きいものであるため、集光ミラーとの組合せにおいて、照射される光を大きく犠牲にすることなしに、 金属部材の冷却風偏向部分の径が比較的大きいものを用いることができる。 Furthermore, since the central bulging part of the mercury discharge lamp is intended considerably larger, in combination with the collector mirror, without largely sacrificing the incident light, the diameter of the cooling wind deflecting portion of the metal member There can be used relatively large.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の光源装置の一例の構成を示す説明図である。 1 is an explanatory diagram showing an example of a configuration of a light source device of the present invention.

【図2】本発明の光源装置の水銀放電灯の構成の一例を示す説明図である。 FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of the structure of a mercury discharge lamp light source device of the present invention.

【図3】 金属部材の一例を示す斜視図である。 3 is a perspective view showing an example of the metal member.

【図4】 金属部材の他の例を示す斜視図である。 4 is a perspective view showing another example of the metal member.

【図5】 金属部材の更に他の例を示す斜視図である。 5 is a perspective view showing still another example of the metal member.

【図6】 金属部材の他の例を示す斜視図である。 6 is a perspective view showing another example of the metal member.

【図7】ホーン状フィンを有する金属部材による例示<br>す説明図である。 7 is an explanatory diagram to indicate <br> example by metallic member having a horn-like fins.

【図8】従来の光源装置の要部を示す説明図である。 8 is an explanatory view showing an essential part of the conventional light source device.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 集光ミラー 2 水銀放電灯 3 中央膨出部分 4,5 封止管部 6,7 口金 10 水銀放電灯 11 封体 11A 中央膨出部分 11B,11C 封止管部 11F 前面領域 12 陰極 13 陽極 14,15 口金 20 金属部材 21 固定用筒部 22 冷却風偏向部分 22A 円形鍔状フィン 22B スクリューフィン 22C ホーン状フィン 30 ランプハウス 31 照射窓 40 集光ミラー 70 空気吸引口 81,82 コールドミラー 83 光学ユニット F 順方向フィン G ギャップ H 貫通孔 S 被照射物 Primary condenser mirror 2 mercury discharge lamp 3 central bulging portion 4 and 5 the hermetically sealed tube portion 6,7 ferrule 10 mercury discharge lamp 11 envelope 11A central bulging portion 11B, 11C hermetically sealed tube portion 11F front region 12 cathode 13 anode 15 the fitting 20 metal member 21 fixed cylindrical portion 22 the cooling air deflection section 22A circular brim fins 22B screw fin 22C horn shaped fins 30 lamp house 31 irradiation window 40 condensing mirror 70 the air suction port 81 cold mirror 83 optical unit F forward fins G gap H holes S irradiated object

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森本 真吉 兵庫県姫路市別所町佐土1194番地 ウシ オ電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平8−106812(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl. 7 ,DB名) F21V 29/00 F21S 2/00 F21V 13/00 G02F 1/13357 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (72) inventor Shinkichi Morimoto Himeji, Hyogo Prefecture Besshochosazuchi 1194 address cow Oh electric Co., Ltd. in the (56) reference Patent flat 8-106812 (JP, a) (58) survey the field (Int.Cl. 7, DB name) F21V 29/00 F21S 2/00 F21V 13/00 G02F 1/13357

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】 (57) [the claims]
  1. 【請求項1】 集光ミラーと、 この集光ミラーの光軸に沿って伸びるよう配置された、 [1 claim: a collector mirror, which is arranged so as to extend along the optical axis of the collector mirror,
    中央膨出部分と両端の封止管部とを有する封体を具えてなり、水銀の封入量が25mg/cm 3以上で、定格消費電力が2.5kW以上の水銀放電灯と、 集光ミラーの前方開口から中央基部に向かって流れるよう冷却風を発生させる冷却風発生手段と、 水銀放電灯の前方側封止管部の口金の外周面に形成され It comprises a sealing member having a sealing tube of the central bulging portion and two ends, with an encapsulating amount of mercury 25 mg / cm 3 or more, and mercury discharge lamp of rated power consumption is more than 2.5 kW, collecting mirror a cooling air generating unit for generating cooling air to flow toward the central base portion from the front opening of, formed on the outer peripheral surface of the base of the front-side sealing tube part of the mercury discharge lamp
    た半径方向外方に突出する冷却風偏向部分からなる金属 Metal consisting of cooling wind deflecting portion projecting radially outwardly has
    部材、または、水銀放電灯の前方側封止管部の口金に設 Member, or set to the base of the front-side sealing tube part of the mercury discharge lamp
    けられた固定用筒部より半径方向外方に突出する冷却風 Cooling air radially outwardly projecting from the fixing cylindrical portion which kicked
    偏向部分からなる金属部材と、 を有してなり、金属部材の冷却風偏向部分は、集光ミラ It comprises a metal member made of the deflection section, the cooling air deflected portion of the metal member includes a condenser mirror
    ーの前方開口からの冷却風を光軸から離間するよう外方 Outward to separate the cooling air from the front opening of over from the optical axis
    に偏向させることを特徴とする光源装置。 A light source device for causing deflected.
  2. 【請求項2】 集光ミラーの光軸に直角な面内における In 2. A collector mirror in a plane perpendicular to the optical axis
    金属部材の最大径が、封体の中央膨出部分の最大外径以下である請求項1に記載の光源装置。 Maximum diameter of the metal member, a light source device according to claim 1, wherein the maximum outer diameter or less of a central bulging portion of the envelope.
  3. 【請求項3】 金属部材の冷却風偏向部分が、水銀放電灯の封体の中央膨出部分の前面領域を覆うカバー部分を有する請求項1または請求項2に記載の光源装置。 3. A cooling air deflected portion of the metal member, a light source device according to claim 1 or claim 2 having a cover portion covering the front region of the central bulged section of the bulb of a mercury discharge lamp.
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