JP5135991B2 - Light source device - Google Patents
Light source device Download PDFInfo
- Publication number
- JP5135991B2 JP5135991B2 JP2007274648A JP2007274648A JP5135991B2 JP 5135991 B2 JP5135991 B2 JP 5135991B2 JP 2007274648 A JP2007274648 A JP 2007274648A JP 2007274648 A JP2007274648 A JP 2007274648A JP 5135991 B2 JP5135991 B2 JP 5135991B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lamp
- arc
- power supply
- xenon lamp
- current
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Projection Apparatus (AREA)
- Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
Description
この発明は光源装置に関する。特に、デジタル・ライト・プロセッシング（ＤＬＰ：テキサス・インスツルメンツ社の登録商標）技術を用いた映画等に利用されるキセノンランプ用光源装置であって、該光源装置に配置されるキセノンランプのアークを安定させる為の構成に特徴をもつ光源装置に関する。 The present invention relates to a light source device. In particular, a light source device for a xenon lamp used in a movie using a digital light processing (DLP: registered trademark of Texas Instruments) technology, which stabilizes the arc of the xenon lamp disposed in the light source device. It is related with the light source device characterized by the structure for making it do.
従来、映画館等で映像を投射する光源装置には、放電空間内にキセノンガスを封入したキセノンランプが広く使われている。また、該光源装置は、非常に大型のものであり、広い設置面積が必要であった。しかし、近年のデジタル技術の発展に伴い、従来、フィルムを介して提供していた映像をデジタル画像として供給する技術が開発された。
これに伴い、該光源装置は液晶画面やデジタル・ミラー・デバイス（ＤＭＤ：テキサス・インスツルメンツ社の登録商標）上に形成されたデジタル画像を拡大投影するタイプへの移行が始まり、該光源装置自身は小型の装置が求められるように成ってきた。また、該光源装置に配置されるキセノンランプも、従来のキセノンランプに比べて小型化が求められ、その開発が進められている。
Conventionally, a xenon lamp in which a xenon gas is sealed in a discharge space has been widely used for a light source device that projects an image in a movie theater or the like. The light source device is very large and requires a large installation area. However, with the recent development of digital technology, a technology has been developed that supplies images provided through a film as digital images.
Accordingly, the light source device has started to shift to a type for enlarging and projecting a digital image formed on a liquid crystal screen or a digital mirror device (DMD: registered trademark of Texas Instruments Inc.). There has been a demand for small devices. Further, the xenon lamp disposed in the light source device is required to be smaller than the conventional xenon lamp, and its development is being promoted.
一方、ＤＬＰ（登録商標）技術に代表されるような、デジタル画像をスクリーン上に投影する場合、画像の高画質化が求められ、該光源装置に配置されるキセノンランプから放射される光に対しても、高い安定性が求められている。
ここで、キセノンランプは、使用時間が長くなるとチラツキが生じ易くなるが、この理由は以下の通りと考えられている。
キセノンランプは、点灯する場合に、直流電流を印加して点灯している。このため、電極は、陰極と陽極とに分けた設計が成されている。一般的に、陽極は、体積が大きく、高融点金属材料、具体的には、純タングステン金属材料から形成されている。また、陰極は、体積が小さく、易電子放射性物質（いわゆるエミッタ物質）を含有した高融点金属材料が使用されており、具体的には、タングステンにトリウムを含有したトリウムタングステート（略してトリタンと称する）電極が使用されている。このトリタン電極で形成された陰極からは、ランプ点灯時に熱電子が放出され放電を維持している。一般的に放電ランプにおいては、金属材料を加熱することで、金属材料中の電子を熱電子として放出するが、電極にエミッタ物質を含有させることにより、金属材料の加熱が少なくても熱電子を容易に放出することが可能となる。
On the other hand, when a digital image, such as DLP (registered trademark) technology, is projected onto a screen, high image quality is required, and the light emitted from a xenon lamp disposed in the light source device is required. However, high stability is required.
Here, the xenon lamp tends to flicker as the usage time increases, and this reason is considered as follows.
The xenon lamp is lit by applying a direct current when lit. For this reason, the electrode is divided into a cathode and an anode. In general, the anode has a large volume and is made of a refractory metal material, specifically, a pure tungsten metal material. Further, the cathode is made of a high melting point metal material having a small volume and containing an electron-emitting material (so-called emitter material). Specifically, thorium tungsten (thin for tritium) containing thorium in tungsten is used. Electrode) is used. From the cathode formed by the tritan electrode, thermionic electrons are emitted when the lamp is lit to maintain the discharge. Generally, in a discharge lamp, by heating a metal material, electrons in the metal material are emitted as thermoelectrons. However, by including an emitter substance in the electrode, thermoelectrons can be generated even if the metal material is not heated. It can be easily released.
ここで、該陰極にトリウムを含有させることで、容易に電子放出されるため、低エネルギーでの熱電子放出が可能となる。ランプ点灯初期には、陰極先端全体に亘り該トリウムが十分に存在しており、低エネルギーでも容易に熱電子放射が成され、該ランプの放電は安定している。
しかし、長時間点灯することで、該トリウムは該陰極先端の表面部分から徐々に蒸発等するため、該陰極の先端に含有されるトリウムの量が減少し、該陰極先端から熱電子放出が困難となる。この場合、該陰極はアークを収縮させ単位面積当たりの電気入力を上昇させることで該陰極の温度を上昇させ、該トリウムを介さないで熱電子を放出させることにより、放電を維持しようとする。この時、該陰極の温度を上昇させたことで、該陰極の内部に存在する該トリウムが陰極表面に染み出てくるため、再び熱電子を容易に放出できる状態となる。そこで、該陰極はアークを再び膨張させた状態で放電を維持する。この放電が続くことで、該陰極表面に染み出てきたトリウムが再び蒸発し、トリウムの枯渇状態となり、上述のように陰極の温度を上昇させる方向にアークが絞られる。このアークの膨脹収縮を繰り返す中で、収縮時に熱電子が放出し易い場所は一定ではなく、アーク発生位置が移動する。このアーク発生部の移動とアークの膨張収縮がアークのチラツキを発生する原因となる、と考えられる。
Here, by containing thorium in the cathode, electrons are easily emitted, so that it is possible to emit thermal electrons with low energy. In the initial stage of lamp operation, the thorium is sufficiently present over the entire tip of the cathode, thermionic emission is easily performed even at low energy, and the discharge of the lamp is stable.
However, when the lamp is lit for a long time, the thorium gradually evaporates from the surface of the cathode tip, so the amount of thorium contained at the tip of the cathode decreases and it is difficult to emit thermionic electrons from the cathode tip. It becomes. In this case, the cathode shrinks the arc and raises the electric input per unit area to raise the temperature of the cathode, and discharges thermoelectrons without going through the thorium, thereby maintaining the discharge. At this time, by raising the temperature of the cathode, the thorium present inside the cathode oozes out to the surface of the cathode, so that thermal electrons can be easily emitted again. Thus, the cathode maintains the discharge with the arc expanded again. As this discharge continues, thorium that has oozed out on the cathode surface is evaporated again, and thorium is exhausted, and the arc is narrowed in the direction of increasing the cathode temperature as described above. While repeating the expansion and contraction of the arc, the location where the thermal electrons are likely to be emitted during the contraction is not constant, and the arc generation position moves. This movement of the arc generating portion and the expansion and contraction of the arc are considered to cause the flickering of the arc.
以上のようにキセノンランプは、使用時間が長くなるとチラツキが生じ易くなるが、キセノンランプをＤＬＰ（登録商標）等の光源装置として利用する場合には、キセノンランプから放射される光を安定化させることが必要である。このため、キセノンランプの放電アークを安定させる種々の試みが成されており、例えば、特許文献１や、特許文献２等が知られている。
特許文献１には、放電ランプ内に配置された対向電極の極間を結ぶランプ軸に対して直交する方向に配置された可動磁石を用いて発生する磁力線によりアークのチラツキを制御することが記載されている。
As described above, the xenon lamp tends to flicker when the usage time becomes long. However, when the xenon lamp is used as a light source device such as DLP (registered trademark), the light emitted from the xenon lamp is stabilized. It is necessary. For this reason, various attempts have been made to stabilize the discharge arc of the xenon lamp. For example, Patent Document 1 and Patent Document 2 are known.
Patent Document 1 describes that flickering of an arc is controlled by a magnetic line generated using a movable magnet arranged in a direction orthogonal to a lamp axis connecting poles of counter electrodes arranged in a discharge lamp. Has been.
また、特許文献２には、放電ランプの電極間を結ぶランプ軸に対して平行で、且つ、該ランプ軸に対して点対称に配置された少なくとも３つの導線を具備し、これらに電流を流し磁場を形成し、アークを安定化させる技術が記載されている。特許文献２に開示されるものは、上記点対称に配置された導線に流れる電流により生ずる磁場によりアークをランプの中心軸に向かって圧縮し、アークの輝度密度を高めアークの揺らぎを抑制するものである。
ＤＬＰ（登録商標）等に利用される光源装置においては、近年、小型化・高輝度化への要求が増大しており、それに応じて使用されるキセノンランプの全長は短く、またランプへの入力電力も大きくなってきている。表１に、従来のキセノンランプと、ＤＬＰ（登録商標）用小型キセノンランプへの入力電力、電流、全長の一例を示す。 In light source devices used for DLP (registered trademark) and the like, in recent years, the demand for miniaturization and high brightness has been increasing, and the total length of xenon lamps used in response thereto is short, and input to the lamps is also required. Electricity is getting bigger. Table 1 shows an example of input power, current, and total length of a conventional xenon lamp and a small xenon lamp for DLP (registered trademark).
表１は、従来のキセノンランプ（サンプルＮｏ．１、Ｎｏ．２）と、ＤＬＰ用の小型キセノンランプ（サンプルＮｏ．３、Ｎｏ．４）について、入力電力（ｋＷ）、電流（Ａ）、ランプ全長（ｍｍ）を各々示したものである。従来のキセノンランプであるサンプルＮｏ．１は、ランプ全長３００ｍｍ〜３５０ｍｍのランプであって、入力電力は２ｋＷ、点灯時のランプ電流は７０〜８０アンペア（Ａ）である。一方、ＤＬＰ用小型キセノンランプにおいて、ランプ全長をサンプルＮｏ．１の３００ｍｍ〜３５０ｍｍに合わせると、サンプルＮｏ．４に示すように、入力電力が４ｋＷ、ランプ電流が１２０〜１３０アンペア（Ａ）となる。また、サンプルＮｏ．２、Ｎｏ．３のように、入力電力と電流値をあわせると、ランプ全長は、従来のキセノンランプが３００ｍｍ〜４００ｍｍ必要であるのに対して、ＤＬＰ用小型キセノンランプでは、２２５ｍｍ〜２７０ｍｍと非常に短くなっている。つまり、ＤＬＰ用小型キセノンランプでは、従来のキセノンランプに比べて、ランプ全長は短く、電流値は大きくなる傾向にあることが判る。 Table 1 shows the input power (kW), current (A), and lamp for a conventional xenon lamp (sample No. 1 and No. 2) and a small xenon lamp for DLP (sample No. 3 and No. 4). The total length (mm) is shown respectively. Sample No. which is a conventional xenon lamp. Reference numeral 1 denotes a lamp having a total length of 300 mm to 350 mm, an input power of 2 kW, and a lamp current during lighting of 70 to 80 amperes (A). On the other hand, in the small xenon lamp for DLP, the total length of the lamp is shown as sample No. 1 to 300 mm to 350 mm, sample no. As shown in FIG. 4, the input power is 4 kW and the lamp current is 120 to 130 amperes (A). Sample No. 2, No. As shown in Fig. 3, when the input power and the current value are combined, the total length of the lamp is 300 mm to 400 mm for the conventional xenon lamp, whereas the small xenon lamp for DLP is very short, 225 mm to 270 mm. Yes. That is, it can be seen that the DLP compact xenon lamp has a shorter overall length and a larger current value than the conventional xenon lamp.
一方、前述したように、従来からキセノンランプの放電アークを安定させる種々の試みが成されており、例えば特許文献１，２に示されるような手段を設け、アークを安定化させることが提案されている。しかし、上述したようにＤＬＰ（登録商標）等に利用される光源装置の小型化が望まれており、このため、上記特許文献１，２で提案されているように、放電アークを安定させるためランプハウス内に可動磁石を配置したり、導線を配置するスペースを確保することが難しくなってきている。また、これらの部材を設けた場合、これらの部材が影となって出射光に影響を与える恐れもある。 On the other hand, as described above, various attempts have been made in the past to stabilize the discharge arc of a xenon lamp. For example, it has been proposed to provide a means as shown in Patent Documents 1 and 2 to stabilize the arc. ing. However, as described above, it is desired to reduce the size of the light source device used in DLP (registered trademark) or the like. For this reason, as proposed in Patent Documents 1 and 2, the discharge arc is stabilized. It has become difficult to arrange a movable magnet in a lamp house and to secure a space for arranging a conductor. Moreover, when these members are provided, these members may become shadows and affect the emitted light.
また、ランプの高輝度化にともない、ランプへの入力電力、電流が増大している。このため、ランプ電流が流れる導線の周囲に生ずる磁界の大きさも大きくなり、また、ランプハウスの小型化によりランプと導体との間に充分な距離を確保できなくなった。このため、ランプ電流が流れる導体の周囲に生ずる磁界がアークに与える影響を無視できなくなった。
図５に、従来の光源装置におけるランプへの給電線の配置例を模式的に示す。
同図において、１は光源装置、２はキセノンランプ、４はランプハウス、１０，１１は給電線であり、ランプハウス４の前面には、光出射口７である開口が設けられている。また、Ｂ１，Ｂ２は給電線１１，１０に流れる電流により生ずる磁界、Ｂはその合成磁界、Ｉはランプに流れる電流、Ｆは磁束Ｂと電流Ｉによりアークに作用する電磁力を示す。なお、ランプハウス４内には、ランプ２の光を集光する放物型反射鏡、球形反射鏡などが設けられるが、同図では省略されている。
同図（ａ）はランプハウス４の下方からランプ２に向かって給電線１０，１１を伸ばして配置した例であり、ランプ２の下方から給電線１０を介してランプ２に電流を流し、ランプ２から流れでた電流を給電線１１を介して下方に流す。
この配置の場合、給電線１０，１１に同図の矢印の方向に電流Ｉが流れると、右ネジの法則により、給電線１０，１１の周りに磁束が発生する。
ここで、給電線１０，１１に流れる電流の方向は逆向きなので、ランプ２の発光部分（真ん中の球形部分、以下バルブ１ａという）付近では、給電線１０，１１による磁束の方向が同一方向となり、給電線１０，１１に流れる電流による磁界Ｂは同図に示す方向となる。
また、ランプ２に流れる電流方向は同図のＩの方向であるため、上記磁界Ｂと電流Ｉにより働く電磁力Ｆは上向きとなり、ランプ２のアークを上方に持ち上げるように働く。
In addition, as the lamp brightness increases, the input power and current to the lamp increase. For this reason, the magnitude of the magnetic field generated around the conducting wire through which the lamp current flows is increased, and a sufficient distance between the lamp and the conductor cannot be secured due to the downsizing of the lamp house. For this reason, the influence of the magnetic field generated around the conductor through which the lamp current flows on the arc cannot be ignored.
FIG. 5 schematically shows an arrangement example of the power supply lines to the lamp in the conventional light source device.
In the figure, 1 is a light source device, 2 is a xenon lamp, 4 is a lamp house, 10 and 11 are power supply lines, and an opening which is a light exit 7 is provided in front of the lamp house 4. B1 and B2 are magnetic fields generated by currents flowing through the feeder lines 11 and 10, B is a combined magnetic field thereof, I is a current flowing through the lamp, and F is an electromagnetic force acting on the arc by the magnetic flux B and the current I. In the lamp house 4, a parabolic reflector, a spherical reflector, and the like that collect the light of the lamp 2 are provided, but are omitted in the figure.
FIG. 2A shows an example in which the power supply lines 10 and 11 are extended from the lower side of the lamp house 4 toward the lamp 2, and a current is supplied to the lamp 2 from the lower side of the lamp 2 via the power supply line 10. The current flowing from 2 is allowed to flow downward through the feeder line 11.
In the case of this arrangement, when a current I flows through the feeder lines 10 and 11 in the direction of the arrow in the figure, a magnetic flux is generated around the feeder lines 10 and 11 according to the right-handed screw law.
Here, since the direction of the current flowing through the feeder lines 10 and 11 is opposite, the direction of the magnetic flux by the feeder lines 10 and 11 is the same in the vicinity of the light emitting portion of the lamp 2 (the central spherical portion, hereinafter referred to as the bulb 1a). The magnetic field B caused by the current flowing through the feeder lines 10 and 11 is in the direction shown in FIG.
Further, since the direction of the current flowing through the lamp 2 is the direction I in the figure, the electromagnetic force F acting by the magnetic field B and the current I is upward, and works to lift the arc of the lamp 2 upward.
ここで、キセノンランプにおいて、ランプの明るさにチラツキが生ずる原因として、ガス対流の影響によりアークが浮き上がることが上げられる。
一般的にキセノンランプは、対向配置された陰極と陽極とを結ぶランプ軸を水平方向として点灯させる。このため、電極間に形成されるア一クには、放電空間内部に封入されたガスの熱対流により、該アークを鉛直方向上方に持ち上げる力が働く。
しかし、ランプ点灯初期には、陰極に含有されるエミッタ量が豊富であり、陰極から陽極に向かって進むアーク中の電子の流れに勢いがある。このため、上述したガスの対流による鉛直方向上方に持ち上げる力はアーク自身に大きな影響を及ぼすことがない。
Here, in the xenon lamp, the cause of flickering in the brightness of the lamp is that the arc floats due to the influence of gas convection.
In general, a xenon lamp is lit with a lamp axis connecting a cathode and an anode arranged opposite to each other as a horizontal direction. For this reason, the arc formed between the electrodes exerts a force that lifts the arc upward in the vertical direction by the thermal convection of the gas enclosed in the discharge space.
However, at the beginning of lamp operation, the amount of emitter contained in the cathode is abundant, and there is a momentum in the flow of electrons in the arc traveling from the cathode toward the anode. For this reason, the force lifted upward in the vertical direction by the above-described gas convection does not significantly affect the arc itself.
一方、放電ランプの寿命末期には、陰極に含有されるエミッタの量が枯渇しており、陰極から陽極に向かって進むアーク中の電子の流れが弱くなる。また、該陰極先端の形状も点灯初期と比べると変形（陰極材料の蒸発やエミッタ枯渇時のア一ク集中による局所的な温度上昇等による）している。これらのために、アークが上述の対流の影響を受ける。この時、エミッタ枯渇に伴うアークの膨張、収縮によりアーク発生位置が該陰極上で移動する。また、アーク膨脹時と収縮時とでアーク中の電子の流れる強さが異なり、前記対流に大きく影響される。このため、ガス対流の影響でアークが浮き上がり、安定せず、結果として、ランプの明るさにチラツキが生じることとなる。
したがって、図５（ａ）に示すようにランプ２のアークを上方に持ち上げるような電磁力が働くと、上記アークの浮き上がりを助長し、一層チラツキを生じさせ易くなる。
On the other hand, at the end of the life of the discharge lamp, the amount of emitter contained in the cathode is exhausted, and the flow of electrons in the arc traveling from the cathode toward the anode becomes weak. In addition, the shape of the cathode tip is also deformed (due to local temperature rise due to evaporation of the cathode material and arc concentration when the emitter is depleted) compared to the initial stage of lighting. Because of these, the arc is affected by the convection described above. At this time, the arc generation position moves on the cathode due to the expansion and contraction of the arc accompanying emitter depletion. In addition, the strength of the flow of electrons in the arc differs between when the arc expands and when it contracts, and is greatly influenced by the convection. For this reason, the arc rises due to the influence of gas convection and is not stabilized, and as a result, the brightness of the lamp flickers.
Therefore, when an electromagnetic force that lifts the arc of the lamp 2 upwards acts as shown in FIG. 5 (a), the arc is lifted and flickering is more likely to occur.
図５（ｂ）は、給電線１０，１１をランプハウス４の側方に配置し、ランプ２の横方向から給電線１０を介してランプ２に電流を流し、ランプ２から流れでた電流を給電線１１を介して横方向に流す。
この配置の場合も、給電線１０，１１に同図の矢印の方向に電流が流れると、ランプ２のバルブ１ａ付近では、給電線１０，１１による磁束の方向が同一方向であり、磁界Ｂは同図に示す方向となる。
また、ランプ２に流れる電流Ｉの方向は同図に示す方向であるため、上記磁界Ｂと電流Ｉにより働く電磁力Ｆは横方向となり、ランプ２のアークをランプの中心軸から側方にずらすように働く。このため、前述したよう放電ランプの寿命末期には、ガス対流の影響でアークが浮き上がり、一層チラツキを生じさせ易くなる。
In FIG. 5 (b), the feeder lines 10 and 11 are arranged on the side of the lamp house 4, a current flows from the lateral direction of the lamp 2 to the lamp 2 via the feeder line 10, and the current flowing from the lamp 2 is It flows in the lateral direction through the feeder line 11.
Also in this arrangement, when a current flows through the feeder lines 10 and 11 in the direction of the arrow in the figure, the direction of the magnetic flux by the feeder lines 10 and 11 is the same in the vicinity of the bulb 1a of the lamp 2, and the magnetic field B is The direction is shown in FIG.
Further, since the direction of the current I flowing through the lamp 2 is the direction shown in the figure, the electromagnetic force F acting by the magnetic field B and the current I is in the lateral direction, and the arc of the lamp 2 is shifted laterally from the central axis of the lamp. To work. For this reason, as described above, at the end of the life of the discharge lamp, the arc rises due to the influence of gas convection, and it becomes easier to cause flicker.
以上のように、ＤＰＬ（登録商標）など光源装置の小型化、高出力化により、給電線に流れる電流が大きくなり、それに伴いこの電流により生ずる磁束のランプのアークへの影響を無視できなくなった。このため、給電線の配置によっては、上記磁束とランプ電流によりランプのアークに不所望な力が働き、ランプのチラツキを増大させるといった問題が生じた。
本発明は上記事情によりなされたものであって、この発明が解決しようとする課題は、ＤＬＰ（登録商標）等に利用される光源装置において、給電線の配置を選定することにより該光源装置に具備されたキセノンランプのアークのチラツキを効果的に低減させ、該キセノンランプから放射される光の安定度を高めた光源装置を提供することである。
As described above, with the downsizing and higher output of the light source device such as DPL (registered trademark), the current flowing through the feeder line increases, and accordingly, the influence of the magnetic flux generated by this current on the arc of the lamp cannot be ignored. . For this reason, depending on the arrangement of the feeder line, an undesired force acts on the arc of the lamp due to the magnetic flux and the lamp current, resulting in an increase in lamp flicker.
The present invention has been made under the circumstances described above, and the problem to be solved by the present invention is that the light source device used for DLP (registered trademark) or the like is selected by arranging the feeder line. It is an object of the present invention to provide a light source device that effectively reduces the flickering of the arc of a xenon lamp provided and increases the stability of light emitted from the xenon lamp.
上記課題を本発明においては、以下のように解決する。
キセノンランプの一方の端に接続された第一の給電線及び、キセノンランプの他方の端に接続された第二の給電線に電流を流すことで発生する磁界の方向と、該キセノンランプの電極間に流れる電流の方向とにより発生する電磁力の方向が、キセノンランプの電極間に発生したアークを鉛直下方に押さえつける方向に働くように、該第一の給電線、及び、該第二の給電線を配置する。
また、上記において、ランプハウスの上面にケーブル引き出し端子を設け、給電線を該ケーブル引き出し端子に接続する。
The above problems are solved in the present invention as follows.
The first feed line is connected to one end of the key Senonranpu and a second direction of the magnetic field generated by supplying a current to the power supply line connected to the other end of the xenon lamp, the electrodes of the xenon lamp The direction of the electromagnetic force generated by the direction of the current flowing between the first power supply line and the second power supply so that the direction of the electromagnetic force generated in the direction between the electrodes of the xenon lamp is pressed down vertically. Arrange the wires.
Further, Oite above, the cable lead-out terminal is provided on the upper surface of the lamp house, to connect the feed line to the cable lead-out terminals.
本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）第一の給電線及び第二の給電線に電流を流すことで発生する磁界の方向と、キセノンランプの電極間に流れる電流の方向とにより発生する電磁力の方向が、キセノンランプの電極間に発生したアークを鉛直下方に押さえつける方向に働くように、該第一の給電線及び第二の給電線を配置したので、アークを鉛直下方に押さえつけることができ、ガス対流の影響でアークが浮き上がるのを抑制し、チラツキを低減化することができる。
（２）ランプハウスの上面にケーブル引き出し端子を設け、ランプとケーブル引き出し端子間を給電線を介して接続することにより、ランプハウス内で給電線を引き回すことなく、ランプと該ケーブル引き出し端子間を最短の給電線で接続することができ、これと同時に、給電線に流れる電流によりアークを鉛直下方に押さえつける電磁力を生じさせることができる。
In the present invention, the following effects can be obtained.
(1) The direction of the electromagnetic force generated by the direction of the magnetic field generated by passing a current through the first power supply line and the second power supply line and the direction of the current flowing between the electrodes of the xenon lamp is Since the first power supply line and the second power supply line are arranged so that the arc generated between the electrodes works in the direction of pressing down vertically, the arc can be pressed down vertically, and the arc is affected by gas convection. Can be suppressed, and flicker can be reduced.
(2) A cable lead-out terminal is provided on the upper surface of the lamp house, and the lamp and the cable lead-out terminal are connected via a power supply line, so that the power supply line is not routed in the lamp house and the lamp and the cable lead-out terminal are connected. Connection can be made with the shortest feed line, and at the same time, an electromagnetic force can be generated that presses the arc vertically downward by the current flowing through the feed line.
（１）実施例１
本発明の第１の実施例を図１に示す。
図１は、キセノンランプ２を具備した光源装置１の構成を示す断面図であり、ランプの両電極間を結ぶ軸を通る鉛直面で切った断面図を示す。
本実施例では、該光源装置１は、キセノンランプ２と反射鏡３を具備したランプハウス４から構成されている。該反射鏡３は、該キセノンランプ２の陰極６側に配置された放物型反射鏡３ａと該キセノンランプ２の陽極５側に配置された球形反射鏡３ｂとから構成されている。
また、該ランプハウス４には、内部に配置された該キセノンランプ２の陽極５側に設けられた光出射口７が形成されている。該キセノンランプ２は、バルブ８内に陰極６と陽極５とが対向配置されており、該陰極６、該陽極５間に放電アーク１２が形成される。
また、該バルブ８内にはキセノンガスが、例えば２０気圧で封入されている。更に、該キセノンランプ２には、該バルブ８から突出するステム部９が設けられ、該ステム部９の先端には口金部９ａ、９ｂが設けられている。本実施例では、陰極６側に配置された口金部９ａにはランプハウス４の上方に伸びる給電線１０が設けられている。また、陽極５側に配置された口金部９ｂにもランプハウス４の上方に伸びる給電線１１が設けられている。 ランプハウス４の上部には、ねじ２３により外部給電線２２に接続された一対の給電端子２１が設けられ、上記給電線１０，１１はねじ２３により上記給電端子２１に接続される。ランプ１に供給される電流は、同図の矢印に示すように給電線１１→ランプ１の陽極５→陰極６→給電線１０の経路で流れる。
(1) Example 1
A first embodiment of the present invention is shown in FIG.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a light source device 1 including a xenon lamp 2, and shows a cross-sectional view taken along a vertical plane passing through an axis connecting both electrodes of the lamp.
In the present embodiment, the light source device 1 includes a lamp house 4 having a xenon lamp 2 and a reflecting mirror 3. The reflecting mirror 3 includes a parabolic reflecting mirror 3 a disposed on the cathode 6 side of the xenon lamp 2 and a spherical reflecting mirror 3 b disposed on the anode 5 side of the xenon lamp 2.
Further, the lamp house 4 is formed with a light exit port 7 provided on the anode 5 side of the xenon lamp 2 disposed inside. In the xenon lamp 2, a cathode 6 and an anode 5 are disposed opposite to each other in a bulb 8, and a discharge arc 12 is formed between the cathode 6 and the anode 5.
Further, xenon gas is sealed in the valve 8 at, for example, 20 atm. Further, the xenon lamp 2 is provided with a stem portion 9 protruding from the bulb 8, and cap portions 9 a and 9 b are provided at the tip of the stem portion 9. In the present embodiment, the base part 9 a disposed on the cathode 6 side is provided with a power supply line 10 extending above the lamp house 4. In addition, the base 9b disposed on the anode 5 side is also provided with a power supply line 11 extending above the lamp house 4. A pair of power supply terminals 21 connected to the external power supply line 22 by
図２は、本実施例のランプへの給電線の配置を模式的に示したものであり、１は光源装置、２はキセノンランプ、４はランプハウス、１０，１１は給電線であり、ランプハウス４の前面には、光出射口７である開口が設けられている。また、Ｂ１，Ｂ２はそれぞれ給電線１０，１１に流れる電流により生ずる磁界、Ｉはランプに流れる電流を示す。
なお、ランプハウス４内の放物型反射鏡、球形反射鏡などは省略されている。
該キセノンランプ２に供給される電流は該給電線１１から陽極、陰極を介して給電線１０へと流れる。この時、電流の流れる方向に対して発生する磁束の方向は、アンペールの右ネジの法則に従い、電流の進む方向に右ネジを進めた場合に右ネジを回転させる方向と同じ方向になる。
ここでは、ランプ２に電流を流し込む側と、ランプ２から電流が出て行く側との両方の給電線１０，１１をランプハウス上面からランプ２に接続しており、給電線１０と、給電線１１とに流れる電流の方向は逆向きである。したがって、同図に示すように、ランプ２のバルブ１ａ付近では、磁界Ｂは同図に示すように横方向となる。
また、ランプ２に流れる電流Ｉの方向は同図に示す方向であるため、上記磁界Ｂと電流Ｉにより電極間のアークに働く電磁力Ｆは下方向となる。このため、アークを下方向に押さえつけ、ガス対流の影響でアークが浮き上がるのを抑制し、チラツキを低減化することができる。
FIG. 2 schematically shows the arrangement of the power supply lines to the lamp of the present embodiment, where 1 is a light source device, 2 is a xenon lamp, 4 is a lamp house, and 10 and 11 are power supply lines. On the front surface of the house 4, an opening that is a light emission port 7 is provided. B1 and B2 are magnetic fields generated by currents flowing through the feeder lines 10 and 11, respectively, and I is a current flowing through the lamp.
Note that a parabolic reflector, a spherical reflector, and the like in the lamp house 4 are omitted.
The current supplied to the xenon lamp 2 flows from the power supply line 11 to the power supply line 10 through the anode and the cathode. At this time, the direction of the magnetic flux generated with respect to the direction in which the current flows is the same as the direction in which the right screw is rotated when the right screw is advanced in the direction in which the current advances in accordance with Ampere's right screw rule.
Here, both the power supply lines 10 and 11 on the side for supplying current to the lamp 2 and on the side from which current flows out from the lamp 2 are connected to the lamp 2 from the upper surface of the lamp house. 11, the direction of the current flowing through 11 is opposite. Therefore, as shown in the figure, in the vicinity of the bulb 1a of the lamp 2, the magnetic field B is lateral as shown in the figure.
Further, since the direction of the current I flowing through the lamp 2 is the direction shown in the figure, the electromagnetic force F acting on the arc between the electrodes by the magnetic field B and the current I is downward. For this reason, an arc can be pressed down, it can suppress that an arc floats under the influence of gas convection, and flicker can be reduced.
このように、ランプ２に電流を流し込む側と、ランプ２から電流が出て行く側との両方の給電線１０，１１をランプハウス上面からランプ２に接続することにより、アークに下方向に押さえつけ、放電アークが浮き上がるのを防ぎ、放電アークが不安定になることを抑制できる。
特に、該キセノンランプ２の全長が短く、且つ、高輝度を得るために大電流を流すキセノンランプ２においては、該キセノンランプ２自身に電力を供給する給電線１０，１１の周囲に生ずる磁界も大きくなるが、本実施例のような給電線の配置とすることで、給電線１０、１１に流れる電流で発生する磁界を十分に抑制することができる。
In this way, by connecting the power supply lines 10 and 11 on both the current flowing side to the lamp 2 and the current flowing out from the lamp 2 to the lamp 2 from the upper surface of the lamp house, it is pressed down against the arc. It is possible to prevent the discharge arc from floating and to suppress the discharge arc from becoming unstable.
In particular, in the xenon lamp 2 in which the total length of the xenon lamp 2 is short and a large current is passed in order to obtain high brightness, the magnetic field generated around the power supply lines 10 and 11 that supply power to the xenon lamp 2 itself is also generated. Although it becomes large, the magnetic field generated by the current flowing through the power supply lines 10 and 11 can be sufficiently suppressed by arranging the power supply lines as in the present embodiment.
ところで、本実施例ではランプハウス４の上部に一対の給電端子２１を設け、ランプ２の口金部９ａ、９ｂに接続された給電線１０，１１を上方に延ばし上記給電端子２１に接続している。このように構成することにより、ランプハウス４内で給電線を引き回すことなく、また該ランプハウス内に特別な磁気シールドをすることなく、ランプと該ケーブル引き出し端子間を最短の経路で接続することができる。
なお、給電線をランプハウス内で引き回すと以下の問題が生ずるが、上記構成とすることにより、このような問題が生ずるのを回避することができる。
(i) ランプを点灯させるときに、高圧をかけて点灯させる必要がある。従って、給電線をランプハウス内で引き回すと、絶縁対策が大変となり絶縁材を配置したり、空間距離を取る必要がある。結果として、ランプハウス自身が大型化する。
(ii)給電線には比較的大きな電流が流れるので大きな磁界が発生する。ランプに近接するランプハウス内で給電線を引き回すと、この磁界が前記したようにアークに影響を与える。この影響を無くすために磁力シールドが必要となることが考えられるが、これらを配置すると、設備が非常に大型化し、またコストも高くなる。さらに、ランプハウス内の温度は２００度くらいになり、耐熱性も問題になる。
(iii) ランプハウス内は、紫外線が飛び交っている。そのために、給電線をランプハウス内で引き回す場合に、該給電線への紫外線対策としてガラスチューブ等が必要になる。
By the way, in this embodiment, a pair of power supply terminals 21 are provided on the upper portion of the lamp house 4, and the power supply lines 10 and 11 connected to the cap portions 9 a and 9 b of the lamp 2 are extended upward and connected to the power supply terminal 21. . With this configuration, the lamp and the cable lead-out terminal are connected by the shortest path without routing the power supply line in the lamp house 4 and without providing a special magnetic shield in the lamp house. Can do.
Note that the following problem occurs when the power supply line is routed in the lamp house. However, such a problem can be avoided by adopting the above configuration.
(i) When lighting the lamp, it is necessary to light it under high pressure. Therefore, if the power supply line is routed in the lamp house, it is difficult to take insulation measures, and it is necessary to arrange an insulating material or to take a space distance. As a result, the lamp house itself becomes larger.
(ii) Since a relatively large current flows through the feeder line, a large magnetic field is generated. When the feeder line is routed in the lamp house adjacent to the lamp, this magnetic field affects the arc as described above. In order to eliminate this influence, it is conceivable that a magnetic shield is required. However, if these are arranged, the equipment becomes very large and the cost increases. Furthermore, the temperature in the lamp house is about 200 degrees, and heat resistance becomes a problem.
(iii) Ultraviolet rays are flying inside the lamp house. Therefore, when the power supply line is routed in the lamp house, a glass tube or the like is required as a countermeasure against ultraviolet rays to the power supply line.
図３は本発明の第２の実施例のランプへの給電線の配置を模式的に示したものであり、 前記したように１は光源装置、２はキセノンランプ、４はランプハウス、１０，１１は給電線であり、ランプハウス４の前面には、光出射口７である開口が設けられている。なお、ランプハウス４内の放物型反射鏡、球形反射鏡などは省略されている。
図３において、キセノンランプ２に供給される電流は、ランプハウス４の斜め上方向から給電線１１を介してキセノンランプ２へ流れ、キセノンランプ２から給電線１０を介して、ランプハウス４の斜め上方向へと流れる。
この場合も第１の実施例と同様、該給電線１０、１１の各々に流れる電流により生ずる磁界Ｂは、同図に示すように横向きとなり、磁界Ｂと電流Ｉにより電極間のアークに働く電磁力Ｆは下方向となる。このため、アークを下方向に押さえつけ、ガス対流の影響でアークが浮き上がるのを抑制し、チラツキを低減化することができる。
FIG. 3 schematically shows the arrangement of the power supply lines to the lamp of the second embodiment of the present invention. As described above, 1 is a light source device, 2 is a xenon lamp, 4 is a lamp house, Reference numeral 11 denotes a power supply line, and an opening which is a light emission port 7 is provided on the front surface of the lamp house 4. Note that a parabolic reflector, a spherical reflector, and the like in the lamp house 4 are omitted.
In FIG. 3, the current supplied to the xenon lamp 2 flows from the obliquely upward direction of the lamp house 4 to the xenon lamp 2 via the feeder line 11, and obliquely flows from the xenon lamp 2 to the lamp house 4 via the feeder line 10. Flows upward.
In this case as well, as in the first embodiment, the magnetic field B generated by the current flowing through each of the feeder lines 10 and 11 becomes horizontal as shown in the figure, and the electromagnetic force acting on the arc between the electrodes by the magnetic field B and the current I. The force F is downward. For this reason, an arc can be pressed down, it can suppress that an arc floats under the influence of gas convection, and flicker can be reduced.
図４は本発明の第３の実施例のランプへの給電線の配置を模式的に示したものであり、前記したように１は光源装置、２はキセノンランプ、４はランプハウス、１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂは給電線であり、ランプハウス４の前面には、光出射口７である開口が設けられている。なお、ランプハウス４内の放物型反射鏡、球形反射鏡などは省略されている。
図４において、キセノンランプ２に供給される電流は、ランプハウス４の斜め上方から２本の給電線１１ａ，１１ｂを介してキセノンランプ２へ流れ、キセノンランプ２から２本の給電線１０ａ，１０ｂを介してランプハウス４の斜め上方に流れる。
この場合も第１の実施例と同様、該給電線１０、１１の各々に流れる電流により生ずる磁界Ｂは、同図に示すように横向きとなり、磁界Ｂと電流Ｉにより電極間のアークに働く電磁力Ｆは下方向となる。このため、アークを下方向に押さえつけ、ガス対流の影響でアークが浮き上がるのを抑制し、チラツキを低減化することができる。
FIG. 4 schematically shows the arrangement of the power supply lines to the lamp of the third embodiment of the present invention. As described above, 1 is a light source device, 2 is a xenon lamp, 4 is a lamp house, 10a, Reference numerals 10 b, 11 a, and 11 b denote power supply lines, and an opening that is a light emission port 7 is provided on the front surface of the lamp house 4. Note that a parabolic reflector, a spherical reflector, and the like in the lamp house 4 are omitted.
In FIG. 4, the current supplied to the xenon lamp 2 flows to the xenon lamp 2 through the two power supply lines 11 a and 11 b from obliquely above the lamp house 4, and the two power supply lines 10 a and 10 b from the xenon lamp 2. Through the lamp house 4 obliquely upward.
In this case as well, as in the first embodiment, the magnetic field B generated by the current flowing through each of the feeder lines 10 and 11 becomes horizontal as shown in the figure, and the electromagnetic force acting on the arc between the electrodes by the magnetic field B and the current I. The force F is downward. For this reason, an arc can be pressed down, it can suppress that an arc floats under the influence of gas convection, and flicker can be reduced.
１ 光源装置
２ キセノンランプ
３ 反射鏡
３ａ 放物型反射鏡
３ｂ 球形反射鏡
４ ランプハウス
５ 陽極
６ 陰極
７ 光出射部
８ バルブ
９ ステム部
９ａ，９ｂ 口金部
１０，１１ 給電線
１２ 放電アーク
２１ 給電端子
２２ 外部給電線
２３ ねじ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source device 2 Xenon lamp 3 Reflector 3a Parabolic reflector 3b Spherical reflector 4 Lamp house 5 Anode 6 Cathode 7 Light emitting part 8 Valve 9 Stem part 9a, 9b Base part 10, 11 Feed line 12 Discharge arc 21 Feed Terminal 22 External
Claims (1)
上記ランプハウスの上部に給電端子を設け、上記キセノンランプの口金部の一方に接続された第一の給電線、及び、他方に接続された第二の給電線を上方もしくは斜め上方に延ばして上記給電端子に接続し、
上記第一の給電線、及び、上記第二の給電線に電流を流すことで発生する磁界の方向と、該キセノンランプの電極間に流れる電流の方向とにより発生する電磁力の方向が、
該キセノンランプの電極間に発生したアークを鉛直下方に押さえつける方向に働くように、上記第一の給電線、及び、第二の給電線を配置した
ことを特徴とする光源装置。 In the lamp house, a xenon lamp in which a lamp axis connecting the anode and the cathode is arranged in a horizontal direction, a reflecting mirror that reflects light emitted from the xenon lamp, and a feed line that supplies power to the xenon lamp, A light source device comprising:
A power supply terminal is provided on the upper part of the lamp house, and the first power supply line connected to one of the cap parts of the xenon lamp and the second power supply line connected to the other are extended upward or obliquely upward, and Connect to the power supply terminal
The first feed line, and, above the second direction of the magnetic field generated by flowing a current to the feed line, the direction of the electromagnetic force generated by the direction of current flowing between the electrodes of the xenon lamp,
As it acts in a direction for pressing the arc generated between the electrodes of the xenon lamp vertically downward, the first feed line, and a light source apparatus characterized by disposing the second feed line.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007274648A JP5135991B2 (en) | 2007-10-23 | 2007-10-23 | Light source device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007274648A JP5135991B2 (en) | 2007-10-23 | 2007-10-23 | Light source device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009104861A JP2009104861A (en) | 2009-05-14 |
| JP5135991B2 true JP5135991B2 (en) | 2013-02-06 |
Family
ID=40706339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007274648A Expired - Fee Related JP5135991B2 (en) | 2007-10-23 | 2007-10-23 | Light source device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5135991B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103533732B (en) * | 2013-10-14 | 2016-06-22 | 中国科学技术大学 | The device and method that a kind of high flux planar light source produces |
| JP6494339B2 (en) * | 2015-03-10 | 2019-04-03 | キヤノン株式会社 | Illumination optical system, exposure apparatus, and article manufacturing method |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56114201A (en) * | 1980-02-13 | 1981-09-08 | Ushio Electric Inc | Floodlight |
| JP3408519B2 (en) * | 1999-12-22 | 2003-05-19 | 松下電器産業株式会社 | High-intensity discharge lamp, high-intensity discharge lamp driving device, and high-intensity discharge lamp device using the same |
| JP2004146097A (en) * | 2002-10-22 | 2004-05-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Lamp with reflecting mirror and image projector |
| JP4438626B2 (en) * | 2004-06-30 | 2010-03-24 | 日本ビクター株式会社 | Light source device and image display device |
| JP2006019078A (en) * | 2004-06-30 | 2006-01-19 | Victor Co Of Japan Ltd | Light source device |
-
2007
- 2007-10-23 JP JP2007274648A patent/JP5135991B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2009104861A (en) | 2009-05-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20040178733A1 (en) | Emission device for an ultra-high pressure mercury lamp | |
| US20070228912A1 (en) | Gas discharge lamp | |
| US7423380B2 (en) | Metal halide lamp that has desired color characteristic and is prevented from non-lighting due to leakage of arc tube attributable to crack occurring at thin tube, and lighting apparatus adopting the metal halide lamp | |
| US3113234A (en) | Discharge lamp with magnetic stabilization | |
| US7573203B2 (en) | Mercury-free high-pressure discharge lamp and luminaire using the same | |
| JP4750550B2 (en) | Metal halide lamp | |
| US20100060183A1 (en) | Metal Halide Discharge Lamp and Metal Halide Discharge Lamp System | |
| JP5135991B2 (en) | Light source device | |
| JP4609479B2 (en) | Light source device | |
| JP3669292B2 (en) | Short arc type discharge lamp | |
| EP2278610A1 (en) | Electrode for ultra-high pressure mercury lamp and ultra-high pressure mercury lamp | |
| US3364374A (en) | Compact source lamp having electrode construction providing arc stabilization | |
| JP2011070869A (en) | Ceramic metal halide lamp | |
| JP2006318731A (en) | Metal halide discharge lamp and metal halide discharge lamp system | |
| JP2006318729A (en) | Metal halide discharge lamp and metal halide discharge lamp system | |
| US9245729B2 (en) | Discharge lamp and vehicle lamp | |
| JP5532515B2 (en) | Xenon lamp lighting device and xenon lamp lighting method | |
| JP6294901B2 (en) | Mercury discharge lamp | |
| JP2024012866A (en) | Xenon lamp for projectors | |
| CN106024576B (en) | Mercury discharge lamp | |
| JP5459051B2 (en) | Ceramic metal halide lamp | |
| JP2000223068A (en) | High-pressure discharge lamp, lamp apparatus using it, lighting device, projecting device and image projecting device | |
| JP2007250229A (en) | Short-arc mercury lamp | |
| JP2007258085A (en) | Short-arc mercury lamp device | |
| JP2017098009A (en) | Discharge lamp |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100917 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120223 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120228 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120426 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20121016 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20121029 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151122 Year of fee payment: 3 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |