TWI396221B - Light source device - Google Patents
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Description
此發明,係有關於光源裝置。特別是,適合於使用有DLP(數位光處理器)之投影裝置的光源裝置。
使用有液晶或是DMD(Digital Micromirror Device,數位微鏡裝置)之投影裝置,係將從光源(放電燈管)所放射之光,利用反射鏡或是透鏡系統,來使其集光照明至顯示影像資訊之小型元件上,將從此小型元件而來之反射光或透過光,通過透鏡等之光學系統而照射至螢幕。
此時,放電燈管係被要求為點光源。此乃因為小型元件在1吋以下,且入射光束之角度較小者,其光之利用效率較高,且畫像之對比係成為較佳之故。
作為將畫像資訊以彩色投射的方法,係存在有單板方式及三板方式。
於三板方式中,在將從光源而來之放射光分離為3色(RGB)之後,於各顯示元件,使對應於畫像資訊之光透過或是反射,而後,將透過各顯示元件之3色作合成,而投射至螢幕上。
另一方面,單板方式,係將從光源而來之放射光,經由分割形成有RGB之區域的色輪,而照射至DMD,並以此DMD使特定之光反射,而照射至螢幕。所謂DMD,係在每一畫素鋪設聚集有數百萬個微小鏡者,並經由控制各個微小鏡的方向,來控制光的投射。
在DMD方式的情況,於螢幕上,雖然是在每個微小時間被投射有RGB中之任一者的色影像,但是由於該時間係極為短暫,放在人類視覺上而言,係顯示有被合成之彩色畫像。
此DMD方式,相較於液晶方式,在光學系統較為簡易的同時,由於不需要使用3枚液晶面板,故具有能將裝置全體小型化、簡易化的優點。
另一方面,投影裝置之光源,係使用具有高水銀蒸氣壓之高壓放電燈管。
此係由於藉由提高水銀蒸氣壓,可在可視波長區域的光得到高輸出之故。又,此種水銀蒸氣壓高之放電燈管,在點燈中,會於電極之前端形成突起一事係為周知。例如,於專利文獻1中,揭示有將放電電弧之產生位置安定地集束在突起處,而能有效抑制電弧跳躍現象之技術。具體而言,係記載有藉由特定之鹵素量、水銀量,和電極間距離、點燈頻率等來控制突起之成長的技術。
然而,在DMD方式的投影機的情況,就算是在應能將突起作良好控制的條件下來點燈,亦會有該突起消失而使電弧成為不安定的問題。此問題,係在配置於橢圓反射鏡之前面開口側的電極處特別容易發生。其原因,可推論為,係由於燈管之反射光在色輪(色輪)被反射,而照射在電極,因此使該電極被作預定外之加熱所致。特別是,由於色輪係被配置在從橢圓反射鏡之焦點位置更靠向略為前方(燈管側)的位置,故位置於反射鏡之前面開口側的電極會被加熱。
[專利文獻1]日本特開2001-312997號
本發明所欲解決之課題,係提供一種就算是DMD方式,亦能將突起之成長作良好控制的光源裝置。
為了解決上述課題,本發明之光源裝置,其特徵為,具備有:超高壓放電燈管,係在由石英玻璃所成之放電容器,以1.5mm以下之間隔對向配置有一對之電極,並在此放電容器內,封入有0.15mg/mm3
以上的水銀,與10- 6
μ mol/mm3
~10- 2
μ mol/mm3
的範圍內之溴;和給電裝置,係對此放電燈管供給交流電流,並使其點燈;和橢圓反射透鏡,係以使此放電燈管之電極軸方向與光軸一致的方式而配置,並將放電燈管之放射光反射於光軸前方;和色輪,係被配置於從此橢圓反射鏡之焦點位置靠向燈管之位置,並接收從反射鏡所來之光而將其色成分分解,所構成。
而後,前述一對之電極,係在皆具備有前端粗徑部,和形成於此前端粗徑部上之突起的同時,在該電極之中被配置於前述橢圓反射鏡之開口側的電極,其前端粗徑部之體積W(mm3
),和從前述給電裝置所供給之電流值I(A)之間的關係,係成為:0.06<W/I2
<0.96。
進而,於前述電極之中被配置於反射鏡之頂部側的電極,相較於前述配置於開口側之電極,其前端粗徑部的體積係為較小。
本發明,由於係將位置於反射鏡之前面開口側的電極,考慮有從色輪而來之反射光而作設計,故就算是在將該放電燈管使用於需要色輪之DMD的情況,突起亦不會因為過剩之過熱而消失。
圖1係展示本發明之光源裝置的概略構成。燈管單元100,係由放電燈管10與凹面型之橢圓反射鏡20所構成。於燈管單元100之前方,係依序配置有色輪200、長軸型積分儀透鏡300、透鏡400、DMD500、透鏡600。放電燈管10係被組入橢圓反射鏡之中,以放電燈管10之電極延伸方向(長度方向),和橢圓反射鏡之光軸方向係為一致,並進而,以放電燈管之電弧亮點係與橢圓反射鏡之第1焦點略為一致的方式將兩者配置。從橢圓反射鏡20而來之反射光,雖係經由色輪200,而入射至長軸型積分儀透鏡300,但是色輪200係從橢圓反射鏡20之第2焦點略為靠向燈管側。色輪200,係經由濾光片驅動機構210來進行回轉、停止等之驅動控制,放電燈管係藉由供電裝置30來進行供電控制。
色輪,亦被稱為回轉濾光片,係由圓盤狀之玻璃所構成。於濾光片中,紅(R)、綠(G)、藍(B)、白(W)之區域係分別以扇狀被形成。
從燈管單元100而來之反射光,係透過被形成於色輪200上之光集光區域。藉由色輪200之回轉,對應於光集光區域之顏色,係依序被導引至後段之長軸型透鏡。因此,由於紅(R)、綠(G)、藍(B)係為時間分割地被投影,因此在一瞬間而言雖然僅有任一種之顏色經由畫像顯示元件而被投影,但是對人類的視覺上而言,係將此些之顏色或是其混合色作為畫像而認識。另外,白(W)係為用以使畫像全體變為明亮者,藉由在一定週期的時間將白色作投影,能將畫像全體變得更為明亮。
於此,色輪200,舉例而言,係以180Hz(每秒180回轉)來作回轉。因此,在1秒間紅、綠、藍、白係被投影180次。
另外,色輪200,係考慮最終之畫像的色平衡及亮度,來規定各個區域的面積。色輪200,舉例而言,半徑係為25mm,光集光區域,舉例而言,係為3.6×4.8mm的長方形形狀。
圖2係展示本發明之光源裝置所使用之高壓放電燈管的全體構成。
放電燈管10,係具有經由以石英玻璃所成之放電容器所形成的概略為球形之發光部11,於發光部11之兩端部,形成有密封部12。於此密封部12,將由鉬所成之導電用金屬箔13,舉例而言,藉由熱收縮封材來氣密埋設。金屬箔13之其中一端係與電極15之軸部接合,又,金屬箔13之另外一端係與外部導線14接合,從外部之供電裝置30來進行供電。此發光部11中,係有一對之電極15以2mm以下之間隔被對向配置。另外,電弧亮點係被形成於電極之間。
於發光部11,舉例而言,係密封有水銀、稀氣體、以及鹵素氣體。水銀,係用以獲得所必須之可視光波長,舉例而言,波長360~780nm的放射光者,被密封有0.2mg/mm3
以上。此密封量,雖係依溫度條件而有所不同,但是在點燈時,係成為200大氣壓以上之極高的蒸氣壓。又,藉由密封入更多之水銀,能作成水銀蒸氣壓在250大氣壓以上,或300大氣壓以上之高水銀蒸氣壓的放電燈管,而水銀蒸氣壓越高,越能實現適合於投影裝置的光源。
稀氣體,舉例而言,係密封有約13kPa的氬氣。其功能,係用以改善點燈時之起始動作性。作為鹵素,係將碘、溴、氯等以與水銀或是其他之金屬的化合物的形態密封。鹵素的密封量,係可從10- 6
μ mol/mm3
~10- 2
μ mol/mm3
的範圍作選擇。鹵素的功能,係為利用所謂的鹵循環來達成長使用壽命化,但在本發明的放電燈管一般之小型且點燈蒸氣壓極高之者中,係亦具備有防止放電容器之失透(devitrification)的功用。
若展示放電燈管之數值例,則舉例而言,發光部之最大外徑為9.5mm,電極間距離1.5mm,發光管內容積7.5mm3
,額定電壓70V,額定電力200W,而被交流點燈。
又,此種之放電燈管,係為內藏於被小型化之DLP型投影裝置者,在要求其全體尺寸極度小型化的同時,亦要求高發光光量。
故而,對發光部內之熱的影響係極為嚴格。燈管之管壁負荷值為0.8~2.0W/mm2
,具體而言,係成為1.5W/mm2
。
在將具有此種高水銀蒸氣壓或管壁負荷值之物搭載於DLP型投影裝置之類的顯示用機器時,能提供演色性優良的放射光。
橢圓反射鏡20,係為短焦點型之橢圓集光鏡,將矽硼玻璃或是結晶化玻璃作為基板,而蒸著有二氧化鈦、二氧化矽等之多層膜。如前述所示在橢圓反射鏡2之其中一方的焦點位置,位置有放電燈管10之電弧亮點,於另外一方之焦點位置,係位置有色輪之略微後方處(對光的直進方向而言的後方)。於橢圓反射鏡20之前方開口,亦有裝著有前面玻璃21的情況。
於電極15之前端(與另外一方之電極相對向的端部),伴隨著燈管之點燈,係形成有突起。形成有突起之現象,雖不一定為明顯,但可推測為如下所述:亦即是,在燈管點燈中時,從電極前端附近之高溫部所蒸發的鎢(電極之構成材料),係與存在於發光管內之鹵素或是殘留氧結合,而作為舉例而言,若鹵素係為Br,則為WBr、WBr2
、WO、WO2
、WO2
Br、WO2
Br2
等之鎢化合物而存在。
此些化合物係在電極前端附近之氣相中的高溫部分解,而成為鎢原子又或是陽離子。經由溫度擴散(從氣相中之高溫部=電弧中,朝向低溫部=電極前端附近之鎢原子的擴散);及在電弧中鎢原子電離而成為陽離子,而在陰極動作時經由電場而被拉引向陰極方向(=飄移,drift),在電極前端附近,氣相中之鎢蒸氣密度變高,在電極前端析出,而形成突起。
突起,係就算在初期並不存在的情況,亦會藉由其後之點燈,而會以自然發生來被形成。但是,突起,並不是在任何的放電燈管中均會產生。在電極間距離為2mm以下,於發光部密封有0.15mg/mm3
以上之水銀,和稀氣體,和1×10- 6
~1×10- 2
的範圍內之鹵素的短弧形放電燈管中,係週知其伴隨燈管之點燈會形成突起。此突起,係如本發明之放電燈管一般,在電極間距離為2mm以下,於發光管內含有0.15mg/mm3
以上(特別是,0.2mg/mm3
以上)的水銀,作為投影裝置之光源而使用的情況,係為不可缺少。
其原因,係因為在於發光管內含有0.15mg/mm3
(特別是2.0mg/mm3
以上)的水銀,且動作壓力達到200大氣壓以上之放電燈管中,經由高蒸氣壓,將電弧放電緊縮為較小,其結果,使得放電起點亦被緊縮為較小之故。故而,若是突起消失之球面狀電極,則放電起點會產生微小移動,而在投影裝置之影像畫面導致閃爍(flicker)的問題。特別是,在2mm以下之短電極間距離所形成之電弧亮點,就算是有0.5mm以下之微小的移動,作為影像畫面,亦有可能會造成致命的閃爍問題之故。
圖3,係展示電極及於前端所形成之突起。
(a)係展示將線圈狀之鎢熔解而作成之電極(所謂的熔解電極),(b)(c)(d)係為展示藉由切削加工所作成之電極(所謂的切削電極)。
於(a)中,電極15,其全體係由前端粗徑部151、線圈部152、軸部153所構成,於前端粗徑部151之前端(對向於另外一方的電極之側),形成有突起154。線圈部152,舉例而言,係由絲狀之鎢捲繞為線圈狀者,在點燈開始動作時,藉由表面之凹凸效果,在作為開始動作之起始種(動作之開始位置)而起功能的同時,在點燈後,係藉由表面之凹凸效果及熱容量,而具有放熱的功能。
又,由於線圈係為細線而容易被高溫化,故具有使輝光放電容易移行至電弧放電的功能。
前端粗徑部151,於此實施例中,係為位置於線圈部152與突起部154之間的位置,成為鎢蒸發的部分。前端粗徑部151,係在軸部捲繞鎢之線圈,藉由加熱線圈或是藉由雷射照射將其熔解來形成。因此,被捲繞於軸部之線圈中,完全熔解的部分係成為前端粗徑部151,未熔解之部分係成為線圈部152,前端粗徑部151及線圈部152係為一體成形的關係。
另外,前端粗徑部151雖係如上所述,藉由將線圈熔解而形成,但是並不一定會如圖所示,能將線圈、前端粗徑部或是軸部作完全的區分。在此種情況,將幾乎能維持作為線圈之剖面形狀的部分稱為線圈部,將線圈的剖面形狀被熔解一半以上的情況稱為前端粗徑部。
於(b)中,前端粗徑部151,係預先藉由切削加工而被形成。而後,藉由在後端部份捲繞線圈,而形成線圈部152。此電極的情況,前端粗徑部151與線圈部152係並非為一體成形,而是藉由組合而被構成的關係。前端粗徑部151的形狀,係並不被限定為(b)圖的形狀,而亦可為(a)一般之球形狀。此時,前端粗徑部151的範圍,係如於圖中之斜線所示,成為較軸部153更粗的部分,於本發明中,所謂「前端粗徑部151」,係定義為鎢蒸發而賦予突起154之生成及成長的部位。
於(c)中,前端粗徑部151之外徑係為幾乎相同直徑並以棒狀延伸。與(b)相同,線圈部152係以前端粗徑部151之範圍而被形成。此時,前端粗徑部151,亦係如圖中斜線所示,成為較軸部153為粗的部分。
於(d)中,前端粗徑部151,係以在軸部153側較大,於突起部154側為較小而被形成。線圈部152,係被捲繞於突起部154側。此時,前端粗徑部151,亦係如圖中斜線所示,成為較軸部153為粗的部分。
線圈部,係只要在開始動作時的功能或是恆常點燈時的放熱功能不會產生問題,則並不限定為熔解電極或是切削電極,可採用任一之電極。又,亦存在有不存在線圈部的電極。
針對於(a)所示之熔解電極,若舉出一例,則前端粗徑部之最大外徑,係為0.5mm~1.8mm左右,例如為1.7mm,軸方向之長度係為0.7mm~3.5mm左右,例如為1mm。線圈部152之外徑係為0.5mm~1.8mm左右,例如為1.7mm,軸方向之長度係為0.6mm~3.0mm左右,例如為0.8mm。軸部153之外徑係為0.3mm~0.8mm左右,例如為0.5mm。軸方向之長度係為3mm~8mm左右,例如為5mm。突起154之外徑係為0.2~0.7mm,例如為0.4mm。
於此,本發明,在將放電燈管10組入反射鏡20的情況,其特徵為:規定有位置於反射鏡20之前面開口側的電極15a之前端粗徑部的體積與電流值之關係。此係因為,我們發現了:藉由此規定,在放電燈管的放射光中,就算被色輪所反射之光照射到電極15,該照射亦不會影響到突起之消失的緣故。
具體而言,前端粗徑部151之體積W(mm3
),與點燈電流值I(A)的關係,係以將W/(I2
)從0.06~0.96的範圍來選擇為理想,又,更理想係為從0.12~0.7的範圍來選擇之值。此根據係藉由後述之實驗來展示。
於此,將前端粗徑部151之體積作為指標的理由,係
由於前端粗徑部151係為電極15之主體部分,而藉由高溫化會導致鎢之蒸發的緣故。亦即是,正是前端粗徑部151,是藉由從色輪反射的光而影響突起的消失之原因。又,將點燈電流值作為指標的理由,是因為燈管放射光之能量係關連於電流值的平方之故。
進而,對位置於反射鏡20之前面開口側的電極15之前端粗徑部的體積作規定的理由,係因為色輪係配置於從反射鏡之焦點位置略靠向放電燈管,而使從色輪而來之反射光照射電極15之故。因此,位置於反射鏡20的頂點側之電極15,其體積係以較位置於前面開口側之電極15小為理想。此係因為,以不會受到從色輪而來之反射光的照射之條件,來規定體積,對突起之良好生成、成長而言係為理想之故。
然而,位置於前面開口側之電極15的前端粗徑部的體積,及位置於反射鏡20之頂點側的電極15之前端粗徑部的體積,係兩者皆為設為不使突起生成的體積值,或是,以產生閃爍的觀點而言,不會產生對投影裝置而言造成致命傷的程度之問題的體積值,而具有某種程度的數值寬幅,因此,就算是將兩電極之體積設為相同,亦有可能不會產生問題。
若舉出數值例,則在放電燈管的額定電力為200W的情況,電極15之前端粗徑部的體積係成為0.8~3mm3
。又,在放電燈管的額定電力為250W的情況,電極15之前端粗徑部的體積係成為1.2~4mm3
。
圖4係展示使上述放電燈管點燈的供電裝置。
點燈裝置係由放電燈管10與供電裝置所構成。供電裝置30,係由:被供給直流電壓之降壓段切電路(chopping circuit)31,和與降壓段切電路31之輸出側連接,而將直流電壓變化為交流電壓,供給給放電燈管10的全架橋反相器控制電路32(以下,亦稱為「全架橋電路」),和與放電燈管串聯連接的線圈L1,電容器C1,及起動電路33所構成。
另外,藉由降壓段切電路31,全架橋電路32,起動電路33來構成供電裝置30,並包含放電燈管10,而稱為點燈裝置。
降壓段切電路31,係與直流電源VD C
連接,由開關元件Qx,和二極體Dx,和線圈Lx,和平滑電容器Cx,和開關元件Qx的驅動電路Gx所構成。開關元件Qx,係藉由驅動電路Gx來作導通/斷路的驅動。經由此驅動,開關元件Qx的負載比被調整,而控制被供給置放電燈管10的電流或是電力。
全架橋電路32,係由被接線為架橋狀之電晶體或FET的開關元件Q1~Q4,和開關元件Q1~Q4的驅動電路G1~G4所構成。另外,於開關元件Q1~Q4,雖亦有個別並聯地將二極體逆並聯連接的情況,但於此實施例中,係將二極體省略。
上述開關元件Q1~Q4,係經由省略圖示之控制部,來藉由驅動電路G1~G4來驅動。
全架橋電路32之動作,係將開關元件Q1、Q4,和開關元件Q2、Q3交互重複導通、斷路。當將開關元件Q1、Q4導通時,電流係以降壓段切電路31→開關元件Q1→線圈L1→放電燈管10→開關元件Q4→降壓段切電路31的路徑流通。另一方面,當將開關元件Q2、Q3導通時,電流係以降壓段切電路31→開關元件Q3→放電燈管10→線圈L1→開關元件Q2→降壓段切電路31的路徑,來將交流矩形波電流供給至放電燈管10。
在驅動上述開關元件Q1~Q4時,為了防止開關元件Q1~Q4的同時導通,在切換交流矩形波之極性時,設置有將開關Q1~Q4全部設為斷路的時間(休止時間Td)。
另外,供給予放電燈管10之交流矩形波輸出的頻率,係為從60~1000Hz(恆常頻率)之範圍所選擇者,舉例而言,為200Hz。又,上述休止時間,係為從0.5μ
s~10μ
s的範圍所選擇。
又,經由供電裝置,一面將放電燈管以恆常頻率(60~1000Hz)來點燈,一面定期將較此恆常頻率為更低的頻率插入為理想。藉由插入較低頻率,會成為對電極加熱,其結果,會對突起之安定成長能有所寄予。
低頻率,係為半週期~5週期的長度,以0.1秒~120秒的間隔被插入。
圖5,係展示本發明之效果的實驗結果。
此實驗,係於圖1所示的光源裝置中,針對伴隨放電燈管的點燈時電極前端的突起之狀態作觀察。具體而言,係觀察了:點燈30分後之配置於反射鏡的前面開口側之電極的突起之存在確率、點燈30分後之在螢幕上的照度變動率,以及當突起存在時,其位置的安定性。
放電燈管,係為如圖2所示之形態者,又,電極係採用圖3(a)所展示之熔解電極,並準備有將前端粗徑部的體積作變化的20根燈管(於圖中,係標示為燈管1~燈管20)。經由亦對此20根之燈管的電流值作變化,使W/(I2
)的值在0.02~1.04的範圍內作變化,而對上述特性作了觀察。
於實驗中所使用之燈管,石英玻璃之最大外徑係為Φ10.0mm,於發光部係封入有水銀0.25mg/mm3
,溴氣體10- 4
μ mol/mm3
,以及稀氣體。又,電極間距離係為1.0mm,在200W~230W的範圍內將電力投入並使其交流點燈,反射鏡係使用前面開口為46mm四方之橢圓反射體。
圖5,係分別展示燈管1~燈管20之個別的W/(I2
)的值、突起之存在確率、照度變動率、以及突起之位置的安定性。各燈管,係分別進行5~10次左右的觀察(觀察次數係依燈管而有所不同),突起之存在確率係將觀察次數(相對於試驗數之存在數)以%來表示。
又,照度變動率係以目視來進行,並將所觀察到的程度,分別以:「◎」係指完全不會感受到照度之變動,「○」係指照度變動幾乎不會令人感受到有影響,「△」係指雖會產生微小之照度變動,但是全體而言並不會感到有影響,「×」係指就算是目視上也會造成不適感的照度變動,來作評價。
進而,位置安定性,係為觀察點燈30分後之突起的位置。各符號係分別表示:「◎」係指將電極軸上作為中心而對照地形成的情況(參考圖3(a)),「○」係指在電極軸上形成大部分之突起的情況,「△」係指在電極軸上形成有突起之一部分的情況,「×」係指突起離開電極軸上而產生的情況。
從圖5之實驗結果可知,當W/(I2
)之值為較0.04為更小的情況,突起之存在確率係為65%而為較低,特別是,當為0.02時係幾乎沒有觀察到突起。進而,當W/(I2
)的值較0.04更小時,由於在電極前端不存在有突起,因此會重複產生所謂的電弧跳躍現象,而會產生作為影像裝置無法容許之程度的照度變動。又,當W/(I2
)之值較1.0更大時,在電極前端雖存在有突起,但由於此電極之存在位置並不適當,故其結果,造成照度之變動。其原因,係因為前端粗徑部的體積變得太大,而使得會受到從色輪而來之反射光照射的部位和不會受到照射的部位產生明確的劃分,而在前端粗徑部產生不平衡的溫度分布,其結果,造成鎢蒸發的部位變成極為不理想的位置,而使其後之突起的成長亦變為在不理想的位置。
特別是,當W/(I2
)之值在0.1~0.7的範圍內時,突起之存在確率亦高,照度變動或突起之位置安定性亦為良好,進而,當W/(I2
)的值為0.12~0.7時,可以得知突起的存在確率係為100%,而極為理想。
另外,於此實驗中,色輪係不為傾斜。亦即是,係以將放電燈管之放射光垂直投射的方式,來配置色輪。但是,本案發明之發明人,係藉由其後之實驗,確認了:在將色輪作5°左右的傾斜時,能實用地使反射光送回到放電燈管。因此,本發明,係成為在將色輪傾斜至少0~5°時,就算受到色輪之反射光的照射,突起亦不會消失的條件下的數值規定。另外,在將色輪傾斜5°以上時,色輪的反射光不會回到放電燈管,而會反射向不同方向,故雖不會產生將電極高溫化的作用,但是會產生光學系統變為大規模的問題。
如以上所說明,本發明,係考慮從色輪所返回之光,而藉由將電極(前端粗徑部)與電流值以預先決定之參數來作數值規定,而能使得就算受到上述返回之光的照射,亦不會使突起消滅,亦即是,在點燈中不會因產生電弧跳躍而使得照度不安定產生,而能將燈管點燈。
10‧‧‧放電燈管
11‧‧‧發光部
12‧‧‧密封部
13‧‧‧金屬箔
14‧‧‧外部導線
15‧‧‧電極
20‧‧‧反射鏡
30‧‧‧供電裝置
151‧‧‧前端粗徑部
152‧‧‧線圈部
153‧‧‧軸部
154‧‧‧突起
200‧‧‧色輪
[圖1]展示本發明之光源裝置的概略構成。
[圖2]展示本發明之放電燈管
[圖3]展示本發明之放電燈管的電極
[圖4]展示本發明之供電裝置的構成
[圖5]展示本發明之效果的實驗結果
10...放電燈管
11...發光部
12...封入部
13...金屬箔
14...外部導線
15...電極
Claims (1)
- 一種光源裝置,是由以下所構成:超高壓放電燈管,係在由石英玻璃所成之放電容器,以1.5mm以下之間隔對向配置有一對之電極,並在此放電容器內,封入有0.15mg/mm3 以上的水銀,與10-6 μmol/mm3 ~10-2 μmol/mm3 的範圍內之溴;和給電裝置,係對此放電燈管供給交流電流,並使其點燈;和橢圓反射透鏡,係事先以使此放電燈管之電極軸方向與光軸一致的方式而配置,並將放電燈管之放射光反射於光軸前方;和色輪,係被事先配置於從此橢圓反射鏡之焦點位置較靠向燈管之位置,並接收從反射鏡所來之光而將其色成分分解;其特徵為:前述一對之電極,係在皆具備有前端粗徑部,和形成於此前端粗徑部上之突起的同時,在該電極之中被配置於前述橢圓反射鏡之開口側的電極,其前端粗徑部之體積W(mm3 ),和從前述給電裝置所供給之電流值I(A)之間的關係,係成為:0.06<W/I2 <0.96;於前述電極之中被配置於反射鏡之頂部側的電極,相較於配置於前述開口側之電極,其前端粗徑部的體積係為較小。
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