JP2006133286A

JP2006133286A - Light source device and projection type display device using same

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Publication number: JP2006133286A
Application number: JP2004319152A
Authority: JP
Inventors: Shinji Okamori; 伸二岡森; Yuzo Nakano; 勇三中野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-11-02
Filing date: 2004-11-02
Publication date: 2006-05-25
Anticipated expiration: 2024-11-02
Also published as: JP4698203B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that a light source device internally provided in a projection type display device uses a high-pressure mercury lamp or the like as a flash tube, so that it requires hermetically sealing structure to take measures for explosion-proof or sound insulation of the flash tube, consequently a means for radiating inside heat is limited, and output is restricted reluctantly or ventilating structure is provided to cause a state where sealing property must be sacrificed. <P>SOLUTION: A notched part 21 is provided on the reflection mirror 20 of a discharge lamp device 24 arranged in the light source device 1, and fitting material 51 is fit in the notched part 21 so as to hermetically seal the inside of the discharge lamp device 24. Radiation fins 52 and 53 conducting the heat inside the discharge lamp device 24 to the outside are provided on the fitting material 51. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、投写型表示装置等の光源として使用される光源装置及びこれを用いた投写型表示装置に関するものである。 The present invention relates to a light source device used as a light source for a projection display device and the like, and a projection display device using the same.

従来の投写型表示装置の光源装置においては、光源としてショートアークタイプの超高圧水銀ランプやメタルハライドランプ、キセノンランプといった放電ランプが用いられている。放電ランプが発する光は、放物面や楕円面、球面といった２次曲面やそれらの組み合わせによる反射面を持った凹面反射鏡により集光され、映像信号に応じて変調又はスイッチングされて映像光がスクリーン等に照射される。変調又はスイッチングする光学部品として液晶パネルやＤＭＤ（ディジタルマイクロミラーデバイス）を用いた投写型表示装置が広く普及している。放電ランプは、自己発熱、周辺部材からの輻射熱、及び光学部品からの反射等によって高温になるが、性能や寿命の維持のためにはそれぞれ定められた部位の温度を適正に保つ必要がある。 In a light source device of a conventional projection display device, a discharge lamp such as a short arc type ultra-high pressure mercury lamp, a metal halide lamp, or a xenon lamp is used as a light source. The light emitted from the discharge lamp is collected by a concave reflecting mirror having a second-order curved surface such as a paraboloid, an ellipsoid, or a spherical surface or a combination thereof, and is modulated or switched in accordance with a video signal to generate video light. Irradiated to the screen. Projection display devices using a liquid crystal panel or DMD (digital micromirror device) as an optical component to be modulated or switched are widely used. The discharge lamp becomes high temperature due to self-heating, radiant heat from peripheral members, reflection from optical components, and the like. However, in order to maintain performance and life, it is necessary to keep the temperature of each determined part appropriately.

一般に、放電ランプは高温となるため耐熱性の高い石英ガラスから発光管が作られる。石英ガラスは高温環境下においてガラスの再結晶化による失透現象を伴うが、適正範囲を超えた高温環境下ではこの失透現象によるガラスの白濁化が加速される。一方、適正温度範囲を下回ると放電空間内の正常なハロゲンサイクルを維持することが困難となり、ガラス内壁面の黒化を招くことがある。 Generally, since a discharge lamp becomes high temperature, an arc tube is made from quartz glass having high heat resistance. Quartz glass is accompanied by a devitrification phenomenon due to recrystallization of the glass in a high temperature environment. However, in the high temperature environment exceeding the appropriate range, the white turbidity of the glass due to this devitrification phenomenon is accelerated. On the other hand, if the temperature falls below the appropriate temperature range, it is difficult to maintain a normal halogen cycle in the discharge space, which may cause blackening of the glass inner wall surface.

このハロゲンサイクルと黒化現象を説明すると以下の通りである。即ち、放電ランプの点灯時には、放電電極から蒸発したタングステンがハロゲンガスと反応してタングステン−ハロゲン化合物を生成する。このタングステン−ハロゲン化合物が、対流によって放電電極付近に運ばれると、高温のためにタングステンとハロゲンガスに分解され、タングステンは放電電極に再び沈澱する。一方、自由になったハロゲンガスは、再び同じ反応を繰り返す。以上をハロゲンサイクルというが、このような一連のハロゲンサイクルが崩れると、放電電極に沈殿すべきタングステンがガラス内壁面に付着し、黒色やグレーに着色されたようになる。 The halogen cycle and the blackening phenomenon will be described as follows. That is, when the discharge lamp is turned on, tungsten evaporated from the discharge electrode reacts with the halogen gas to generate a tungsten-halogen compound. When this tungsten-halogen compound is carried to the vicinity of the discharge electrode by convection, it is decomposed into tungsten and a halogen gas due to the high temperature, and tungsten is precipitated again on the discharge electrode. On the other hand, the liberated halogen gas repeats the same reaction again. Although the above is called a halogen cycle, when such a series of halogen cycles breaks down, tungsten to be precipitated on the discharge electrode adheres to the inner wall surface of the glass and appears to be colored black or gray.

白濁化や黒化現象が起ると、放電空間から取り出す光量を減ずることとなり、光源装置又はこれを用いた投写型表示装置において、明るさの維持率で定義されるところの寿命の短縮化を引き起こす。また、放電ランプは高温、高圧ゆえに破裂する場合があり、放電ランプ装置の前面部、即ち前述の反射鏡の開口部にガラス板を配置して密閉構造を取り、ガラス片の飛散や防音に配慮することが多い。
このガラス板が配置された反射鏡と、反射鏡の内部空間に備えられた放電ランプ等の部品を含めて、以下放電ランプ装置という。 When white turbidity or blackening occurs, the amount of light extracted from the discharge space is reduced, and in the light source device or projection display device using the light source device, the life as defined by the brightness maintenance rate is shortened. cause. In addition, the discharge lamp may burst due to high temperature and high pressure, and a glass plate is placed on the front part of the discharge lamp device, that is, the opening of the above-mentioned reflecting mirror to take a sealed structure, taking into account scattering of glass pieces and soundproofing. Often to do.
The reflecting mirror including the glass plate and the components such as the discharge lamp provided in the internal space of the reflecting mirror are hereinafter referred to as a discharge lamp device.

反射鏡の開口部をガラス板で密閉して用いる放電ランプでは９０Ｗから２００Ｗで動作させるものが多く、一般に動作電力が大きいほど反射鏡とガラス板で構成される密閉空間の容積は大きくなる。この密閉空間の拡大は光源装置の大型化を伴うが、放電ランプの適正温度を維持するためにはこれを避けることができない。また、投写型表示装置の種類によっては、光学系からの反射エネルギーによって放電ランプが更に加熱され、定められた適正温度を超え易くなる場合がある。この場合、密閉状態を維持して放電ランプを適正温度に保つためには動作電力を下げざるを得ず、投写型表示装置の性能を犠牲にしなければならなくなる。 Many discharge lamps that use a reflector with the opening of the reflector sealed with a glass plate are operated at 90 W to 200 W. Generally, the larger the operating power, the larger the volume of the sealed space composed of the reflector and the glass plate. This expansion of the sealed space is accompanied by an increase in the size of the light source device, but this cannot be avoided in order to maintain an appropriate temperature of the discharge lamp. Further, depending on the type of the projection display device, the discharge lamp may be further heated by reflected energy from the optical system, and may easily exceed a predetermined appropriate temperature. In this case, in order to maintain the hermetically sealed state and keep the discharge lamp at an appropriate temperature, the operating power must be reduced, and the performance of the projection display device must be sacrificed.

このように、放電ランプの適正温度の維持と、安全性を考慮した放電ランプ装置の密閉構造の両立は、現実的には相反する要求仕様であり、光源装置又はこれを用いた投写型表示装置の中で諸条件を満足しながら限定的に成立させる場合が殆どである。例えば、反射鏡の一部とこれと対応したハウジングの一部に通風孔を設けて通風路を確保し、外部に設けられた冷却ファンが生み出す冷却風によって放電ランプを冷却する場合があるが、この通風孔のため密閉は困難である。 Thus, the compatibility between the maintenance of the appropriate temperature of the discharge lamp and the sealing structure of the discharge lamp device in consideration of safety is actually a contradictory requirement, and the light source device or the projection display device using the same In most cases, the conditions are satisfied in a limited manner while satisfying various conditions. For example, there is a case where a ventilation hole is secured by providing a ventilation hole in a part of the reflecting mirror and a part of the corresponding housing, and the discharge lamp is cooled by cooling air generated by a cooling fan provided outside. Sealing is difficult due to the ventilation holes.

そこで放電ランプ装置の密閉構造を維持しながら、高温になる放電ランプを適正な温度に保つため、反射鏡開口部の取り付け用フランジ部に放熱フィンを取り付けたものや（例えば、特許文献１参照）、反射鏡を高熱伝導率物質を混入した材料で形成したり、その反射鏡自身に放熱フィンを取り付ける対策（例えば、特許文献２参照）が提案されている。更に、反射鏡の周囲に凹状の切り欠き部を設けて、その切り欠き部に放熱用の微小な開口を複数有する封入構造を配置する対策も講じられている（例えば、特許文献３参照）。 Therefore, in order to keep the discharge lamp, which is at a high temperature, at an appropriate temperature while maintaining the sealed structure of the discharge lamp device, a heat dissipating fin is attached to the attachment flange of the reflector opening (for example, see Patent Document 1). A countermeasure (for example, refer to Patent Document 2) has been proposed in which the reflecting mirror is formed of a material mixed with a high thermal conductivity substance, or a radiating fin is attached to the reflecting mirror itself. Furthermore, a countermeasure has been taken in which a concave notch is provided around the reflector, and a sealing structure having a plurality of minute openings for heat dissipation is provided in the notch (see, for example, Patent Document 3).

特開２０００−１３１７６４号公報（第１図）Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-131864 (FIG. 1)

特開２００２−３１３１１９号公報（第１図、第３図）Japanese Patent Laid-Open No. 2002-313119 (FIGS. 1 and 3)

特開２００２−３３４６０９号公報（第５図）Japanese Patent Laid-Open No. 2002-334609 (FIG. 5)

しかしながら、フランジに放熱フィンを取り付けた場合、放電ランプ装置内部からの熱伝導が十分できなかったり、反射鏡を高熱伝導率物質を混入した材料で形成することや、反射鏡自身に放熱フィンを直付けする場合は、反射鏡材料のコスト増加、製造工程の増加によってコストが増加するという課題があった。また、反射鏡の周囲に設けられた凹状の切り欠き部に放熱用の開口を有する封入構造を配置する対策は、封入構造に設けられた放熱用の開口のため密閉性が不十分であったり、密閉性を確保するためにこの開口を小さくすると放熱作用が不十分になるという課題があった。 However, when a heat radiating fin is attached to the flange, heat conduction from the inside of the discharge lamp device is not sufficient, the reflector is made of a material mixed with a high thermal conductivity substance, or the heat radiating fin is directly attached to the reflector itself. When attaching, there existed a subject that cost increased by the increase in the cost of reflective mirror material, and the increase in a manufacturing process. In addition, measures to arrange a sealing structure having a heat radiation opening in a concave notch provided around the reflecting mirror may be insufficient due to the heat radiation opening provided in the sealing structure. There is a problem that if this opening is made small to ensure hermeticity, the heat dissipation action becomes insufficient.

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、放電ランプ装置の密閉性を維持しつつ、放電ランプ装置内部の熱を外に放出できる光源装置を提供するものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a light source device capable of releasing heat inside the discharge lamp device to the outside while maintaining the hermeticity of the discharge lamp device.

この発明に係る光源装置は、前方が開口した空間を持つ凹面反射鏡、前記凹面反射鏡の開口部を覆って前記凹面反射鏡との間に形成される内部空間を密閉する透明材、前記内部空間に配置された放電ランプ、これらを収納するハウジング、該ハウジングの外部に配置される冷却ファン、を備えた光源装置であって、前記凹面反射鏡に切り欠き部を有し、該切り欠き部には前記内部空間を密閉するように第１の放熱材が嵌合されるものである。 The light source device according to the present invention includes a concave reflecting mirror having a space with an open front, a transparent material that covers an opening of the concave reflecting mirror and seals an internal space formed between the concave reflecting mirror, the internal A light source device comprising a discharge lamp arranged in a space, a housing for storing these, and a cooling fan arranged outside the housing, wherein the concave reflecting mirror has a notch, and the notch A first heat dissipating material is fitted to seal the internal space.

この発明に係る光源装置によれば、安全性や防音性を考慮した放電ランプ装置の密閉構造を維持できると共に、放電ランプの適正温度の維持が可能となり、光源装置の小型化、高出力化が期待できる。 According to the light source device according to the present invention, it is possible to maintain a sealed structure of the discharge lamp device in consideration of safety and soundproofing, and to maintain an appropriate temperature of the discharge lamp, thereby reducing the size and increasing the output of the light source device. I can expect.

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における光源装置１の構成を示す側面断面図である。放電ランプ１０は、反射鏡２０の開口部２３を覆う透明材である平板ガラス３０と反射鏡２０とにより密閉される内部空間に配置されている。これらにより構成される放電ランプ装置２４を内包してその位置を固定するハウジング４０は、図示しない投写型表示装置のランプケースに着脱自在に挿入できる。ハウジング４０の上下には複数の通風窓４１が設けられ、ハウジング４０の外部に設けられた冷却ファン６５からの冷却風７１がハウジング４０の内部に導入され、放電ランプ装置２４を冷却した後外部に排出されるように構成されている。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a side sectional view showing a configuration of a light source device 1 according to Embodiment 1 of the present invention. The discharge lamp 10 is disposed in an internal space sealed by the flat glass 30 that is a transparent material covering the opening 23 of the reflecting mirror 20 and the reflecting mirror 20. The housing 40 containing the discharge lamp device 24 constituted by these and fixing the position thereof can be detachably inserted into a lamp case of a projection display device (not shown). A plurality of ventilation windows 41 are provided above and below the housing 40, and cooling air 71 from a cooling fan 65 provided outside the housing 40 is introduced into the housing 40 to cool the discharge lamp device 24 to the outside. It is configured to be discharged.

放電ランプ１０は両端封止型であり、口金１１を放電ランプ１０の一方の端部に備えることにより、取り扱いを容易にしている。また、そのほぼ中央部に対向する１対の放電電極１２を内包する管球部１３を有し、放電電極１２はモリブデン箔１６を介在して外側に延長されてそれぞれの枝部ガラス内に封止されている。放電電極１２の一方はシール部１７を介してタングステン材にて外部リード線１８と接続され、外部リード線１８は反射鏡２０にサイドコネクタ部２２で係止されている。他方も同様にシール部１７、口金１１、センターコネクタ部１９を介して図示しない電源と接続される。このシール部１７は、放電ランプ１０の良好な動作のために温度管理される部分のひとつである。電極間に形成される放電アークを点光源と模してこれを反射鏡２０の焦点位置近傍に配置することで、集光光（図３の矢印７２）を所定の位置、即ち楕円面の第２焦点位置近傍に集光することができる。 The discharge lamp 10 is sealed at both ends, and the base 11 is provided at one end of the discharge lamp 10 to facilitate handling. In addition, it has a tube portion 13 containing a pair of discharge electrodes 12 facing almost the center thereof, and the discharge electrodes 12 are extended outward through a molybdenum foil 16 and sealed in each branch glass. It has been stopped. One of the discharge electrodes 12 is connected to the external lead wire 18 with a tungsten material through the seal portion 17, and the external lead wire 18 is locked to the reflecting mirror 20 by the side connector portion 22. Similarly, the other is connected to a power source (not shown) through the seal portion 17, the base 11, and the center connector portion 19. This seal portion 17 is one of the portions whose temperature is controlled for good operation of the discharge lamp 10. By simulating the discharge arc formed between the electrodes as a point light source and placing it near the focal position of the reflecting mirror 20, the condensed light (arrow 72 in FIG. 3) is placed at a predetermined position, that is, at the elliptical surface. Light can be condensed near the two focal positions.

管球部１３は石英ガラスで構成されており、発光物質が封入される略楕円体の内部空洞１５を有する。この内部空洞１５には微量の水銀と高圧の希ガス（例えばアルゴンガス）、及び微量のハロゲンが充填されている。ランプ点灯時には内部空洞１５内で放電が発生、充填ガスが高温、高圧となるため、管球部１３の石英ガラスは大きな圧力荷重を受ける。本実施の形態では、直径約０．３ｍｍのタングステン電極が１ｍｍ前後の間隔を隔てて配置されており、内部空洞１５の容量０．２ｃｃ程度、ガラス厚３ｍｍ程度の管球部１３が用いられ、点灯時の圧力荷重は１０ＭＰａ以上に達する。また、点灯時の熱分布により発生する熱応力のため、管球部１３近傍ではクラックが生じ易く、その場合は放電ランプ１０の破裂に至る可能性がある。 The tube portion 13 is made of quartz glass and has a substantially ellipsoidal internal cavity 15 in which a luminescent material is enclosed. The internal cavity 15 is filled with a small amount of mercury, a high-pressure rare gas (for example, argon gas), and a small amount of halogen. When the lamp is turned on, a discharge is generated in the internal cavity 15 and the filling gas becomes high temperature and high pressure, so that the quartz glass in the bulb portion 13 receives a large pressure load. In the present embodiment, tungsten electrodes having a diameter of about 0.3 mm are arranged at intervals of about 1 mm, and a tube portion 13 having a capacity of about 0.2 cc of the internal cavity 15 and a glass thickness of about 3 mm is used. The pressure load at the time of lighting reaches 10 MPa or more. Further, due to the thermal stress generated by the heat distribution during lighting, cracks are likely to occur in the vicinity of the bulb portion 13, and in this case, the discharge lamp 10 may be ruptured.

反射鏡２０は、熱膨張率の小さい棚珪酸ガラスやセラミックガラスを成形し、その内壁に光の反射率の高いアルミ等の膜を設けて作られており、放電ランプ１０の破裂に伴う衝撃に耐えるよう、３〜５ｍｍ程度の厚さを有する。平板ガラス３０も同様の理由から３〜５ｍｍ程度の耐熱ガラス材で形成され、無機系接着剤により反射鏡２０の開口部に固定されることが多い。また、反射鏡２０の楕円頂点位置近傍に小開口部２５及びこれを回転軸方向に延伸した筒状部２６を有し、口金１１近傍において接着剤１４によって放電ランプ１０を固定している。 The reflecting mirror 20 is formed by forming a shelf silicate glass or ceramic glass having a low coefficient of thermal expansion and providing a film of aluminum or the like having a high light reflectivity on the inner wall thereof. To withstand, it has a thickness of about 3-5 mm. The flat glass 30 is also formed of a heat-resistant glass material of about 3 to 5 mm for the same reason, and is often fixed to the opening of the reflecting mirror 20 with an inorganic adhesive. Further, a small opening 25 and a cylindrical portion 26 extending in the direction of the rotation axis are provided in the vicinity of the elliptical vertex position of the reflecting mirror 20, and the discharge lamp 10 is fixed by the adhesive 14 in the vicinity of the base 11.

更に、反射鏡２０は開口部近傍の上側に切り欠き部を有しており、第１の放熱材である嵌合材５１、第２の放熱材である放熱フィン５２、５３からなる放熱材料５０が放電ランプ装置２４の内部空間を密閉するように、この切り欠き部に嵌合されている。
切り欠き部を反射鏡２０の開口部近傍に設ける理由は、放電ランプ１０からの光の反射と、反射した光の光路への影響を極力小さくするためである。 Further, the reflecting mirror 20 has a notch on the upper side in the vicinity of the opening, and a heat dissipating material 50 including a fitting material 51 as a first heat dissipating material and heat dissipating fins 52 and 53 as second heat dissipating materials. Is fitted in the notch so as to seal the internal space of the discharge lamp device 24.
The reason why the notch is provided in the vicinity of the opening of the reflecting mirror 20 is to minimize the reflection of light from the discharge lamp 10 and the influence of the reflected light on the optical path.

図２にこの放熱材料５０と切り欠き部への嵌合の詳細について示す。図２において、反射鏡２０の開口部の上側に半円形状の切り欠き部２１が切設されている。嵌合材５１の上面と下面、即ち放熱材料５０が切り欠き部２１に嵌合された状態で放電ランプ装置２４の外側と内側に相当する面に、放熱フィン５２、５３がそれぞれ複数備えられており、切り欠き部２１に嵌め込まれる。この状態で、平板ガラス板３０を中心線３１に沿って放熱材料５０を反射鏡２０との間に挟み込むように取り付ける。 FIG. 2 shows the details of the fitting of the heat radiation material 50 and the notch. In FIG. 2, a semicircular cutout 21 is cut above the opening of the reflecting mirror 20. A plurality of radiating fins 52 and 53 are provided on the upper and lower surfaces of the fitting material 51, that is, on the surfaces corresponding to the outer side and the inner side of the discharge lamp device 24 in a state in which the radiating material 50 is fitted in the notch 21. And is fitted into the notch 21. In this state, the flat glass plate 30 is attached along the center line 31 so that the heat dissipation material 50 is sandwiched between the reflecting mirror 20.

図２では各構成要素をわかりやすく説明するため、リード線、コネクタ等は図示せずに放熱材料５０、反射鏡２０及び平板ガラス３０を組み立てる前の配置で描いており、上記説明のように図中の矢印の方向に組み立てて一体化すれば、放電ランプ装置２４の内部空間は密閉される。このことは、後述の実施の形態２と実施の形態３を説明する図４、図５においても同様である。 In FIG. 2, in order to explain each component in an easy-to-understand manner, lead wires, connectors and the like are not shown, but are drawn in an arrangement before assembling the heat dissipation material 50, the reflecting mirror 20, and the flat glass 30. When assembled and integrated in the direction of the arrow, the internal space of the discharge lamp device 24 is sealed. This also applies to FIGS. 4 and 5 for explaining the second and third embodiments described later.

放熱フィン５２、５３は一般的なヒートシンクとしての放熱機能を有するもので、各放熱フィン間に冷却風を通すことにより大きな放熱効果を得ることができる。各放熱フィンの形状、放熱フィン間の間隔、配置等については、ハウジング４０と反射鏡２０の間隔や、通風設計に依存して各々最適な値に設計することができる。
一般に、反射鏡の外部の後方は比較的大きな空間があるので放熱性の向上のために放熱フィン５２は反射鏡の後方に延伸した略長方形の形状としている。また、放熱フィン５３は放電ランプ装置２４の内部空間に存在するため、反射鏡で集光される集光光の光路を妨げないように台形の形状として光路に沿って配置されている（図１参照）。 The heat radiation fins 52 and 53 have a heat radiation function as a general heat sink, and a large heat radiation effect can be obtained by passing cooling air between the heat radiation fins. About the shape of each radiation fin, the space | interval between radiation fins, arrangement | positioning, etc., it can each be designed to an optimal value depending on the space | interval of the housing 40 and the reflective mirror 20, and ventilation design.
In general, since there is a relatively large space behind the outside of the reflecting mirror, the heat dissipating fins 52 have a substantially rectangular shape extending to the back of the reflecting mirror in order to improve heat dissipation. Moreover, since the radiation fin 53 exists in the internal space of the discharge lamp device 24, it is arranged along the optical path as a trapezoidal shape so as not to disturb the optical path of the condensed light collected by the reflecting mirror (FIG. 1). reference).

放熱材料５０はその機能と価格を鑑みてアルミニウム等の金属材料が好ましく、一体物としてもよいし、製造性や材料価格を考慮して複数の部品から構成されるとしてもよい。いずれにしても、押し出し材や、ダイキャストを用いることによって任意の形状の放熱材料５０を作ることができる。
アルミニウムの熱伝導率は、約２００Ｗ／ｍＫであり、ガラスの２００倍以上にものぼり、反射鏡の切欠き部２１をアルミニウム等の金属材料の放熱材料５０で密閉することにより、内部空間の熱を効果的に外部に伝達することができる。 The heat radiating material 50 is preferably a metal material such as aluminum in view of its function and price, and may be an integral material, or may be composed of a plurality of parts in consideration of manufacturability and material prices. Anyway, the heat dissipation material 50 of arbitrary shapes can be made by using an extrusion material or die-casting.
The thermal conductivity of aluminum is about 200 W / mK, which is 200 times higher than that of glass, and the notch 21 of the reflecting mirror is sealed with a heat dissipation material 50 of a metal material such as aluminum, so that the heat in the internal space can be obtained. Can be effectively transmitted to the outside.

放熱材料５０と反射鏡２０の固定には無機系接着剤を用いても良いし、嵌合材５１が切り欠き部２１を塞ぐ限り、特に接着剤のような固定手段を両者間に設ける必然性はない。代わりに、平板ガラス３０と放熱材料５０を固定することもできる。
放熱フィン５２、５３は図１に示されるように全体として略L字形であるが、反射鏡２０と平板ガラス３０の固定を先に行い、残された切り欠き部２１に容易に挿入することができる形状となっている。 An inorganic adhesive may be used for fixing the heat radiation material 50 and the reflecting mirror 20, and as long as the fitting material 51 closes the notch portion 21, there is a necessity of providing a fixing means such as an adhesive between the two. Absent. Instead, the flat glass 30 and the heat dissipation material 50 can be fixed.
The radiating fins 52 and 53 are generally L-shaped as shown in FIG. 1. However, the reflecting mirror 20 and the flat glass 30 can be fixed first and can be easily inserted into the remaining cutout 21. It has a shape that can be done.

次に動作について説明する。放電ランプ１０が点灯すると、光とともに多大な熱が発生し、密閉されている放電ランプ装置２４の内部空間内では大きな空気の流れ（対流）７０が引き起こされる。内部空間の上部に位置する放熱フィン５３、及び嵌合材５１の内面は内部の高温空気に曝され、内部空間内の熱を伝導し、嵌合材５１の外面及び放熱フィン５２により反射鏡２０の外部へと導く作用を有する。一方、ハウジング４０の外部に設けられた冷却ファン６５からの冷却風７１がハウジング４０内部に導入され、反射鏡２０の外面からの放熱を促すと同時に、放熱材料５０からの放熱も促進する。 Next, the operation will be described. When the discharge lamp 10 is turned on, a great amount of heat is generated along with the light, and a large air flow (convection) 70 is caused in the sealed internal space of the discharge lamp device 24. The inner surfaces of the heat dissipating fins 53 and the fitting material 51 located in the upper part of the inner space are exposed to the internal high-temperature air and conduct heat in the inner space, and the reflecting mirror 20 is transmitted by the outer surface of the fitting material 51 and the heat dissipating fins 52. Has the effect of leading to the outside. On the other hand, the cooling air 71 from the cooling fan 65 provided outside the housing 40 is introduced into the housing 40 to promote heat radiation from the outer surface of the reflecting mirror 20 and at the same time promote heat radiation from the heat radiation material 50.

以上の動作により、放電ランプ装置が管理される温度以上に上昇することを防止することができる。通常、シール部１７、サイドコネクタ部２２、センターコネクタ部１９及び管球部１３の上部の各温度について管理温度が設定されており、放電ランプ１０の寿命に応じた温度範囲に調整する必要がある。本実施の形態では、シール部１７は３５０℃以下、サイドコネクタ部２２及びセンターコネクタ部１９は２２５℃以下、管球部１３の上部温度は８５０℃から９５０℃に管理するのが好ましい。 By the above operation, it is possible to prevent the discharge lamp device from rising above the controlled temperature. Usually, the management temperature is set for each temperature of the upper part of the seal part 17, the side connector part 22, the center connector part 19, and the tube part 13, and it is necessary to adjust the temperature range according to the life of the discharge lamp 10. . In the present embodiment, it is preferable to manage the seal portion 17 at 350 ° C. or lower, the side connector portion 22 and the center connector portion 19 at 225 ° C. or lower, and the upper temperature of the tube portion 13 from 850 ° C. to 950 ° C.

この実施の形態１によれば、放電ランプ装置２４の密閉環境を保ちながら、適正な環境温度を維持することができるため、管球部１３の失透や黒化による寿命の短縮を避けることができ、更に万が一の破裂時にガラスの破片や内蔵物の外部への飛散を防止して安全性を高めるとともに、破裂音が外部へ漏れにくいような配慮も施すことができる。 According to the first embodiment, it is possible to maintain an appropriate environmental temperature while maintaining the sealed environment of the discharge lamp device 24. Therefore, it is possible to avoid shortening the life due to devitrification or blackening of the tube portion 13. In addition, in the unlikely event of a rupture, glass fragments and built-in objects can be prevented from scattering to the outside and safety can be improved, and consideration can be given to preventing the rupture sound from leaking to the outside.

また、放熱フィン５２はハウジング４０と反射鏡２０が作り出す間隙に合わせるような形状としているため、特に装置の大形化、重量増加を伴うことなく放熱性を高めることができる。 In addition, since the radiation fins 52 are shaped to fit the gap created by the housing 40 and the reflecting mirror 20, it is possible to improve heat dissipation without particularly increasing the size and weight of the device.

更に、放熱フィン５３は集光光の光路を妨げないような形状（台形）としているため、反射鏡の集光効率を損ねることなく放熱性を高めることができる。特に、光学系からの反射エネルギーが無視できない投写型表示装置の光源装置として用いられる場合に効果が高く、従来の放熱材料を使わずに密閉状態を作り出していた光源装置に比べて、大きな電力を投入することができ、投写型表示装置の明るさ性能を改善することができる。 Furthermore, since the radiation fins 53 have a shape (trapezoid) that does not obstruct the optical path of the condensed light, the heat radiation performance can be improved without impairing the light collection efficiency of the reflecting mirror. In particular, it is highly effective when used as a light source device for a projection display device in which the reflected energy from the optical system cannot be ignored. Compared with a light source device that creates a sealed state without using a conventional heat dissipation material, it consumes a large amount of power. The brightness performance of the projection display device can be improved.

以上の実施の形態１においては、放熱材料５０を反射鏡の上部１箇所に配置したが、例えば反射鏡の下部、側面等に複数配置してもよく、その場合はより大きな放熱効果が得られる。
また、放電ランプ装置の内部空間に位置する放熱フィン５３の形状を板状の台形ではなく、複数の凸状、例えば円柱形状としても同様の効果が得られる。即ち、集光光の光路を妨げずに吸熱性の高い形状（つまり、表面面積が大きい）であればどのような形状でもかまわない。 In the first embodiment described above, the heat dissipation material 50 is disposed at one location on the upper part of the reflecting mirror. However, a plurality of heat dissipating materials may be disposed on, for example, the lower and side surfaces of the reflecting mirror. .
Further, the same effect can be obtained even if the shape of the radiating fins 53 located in the internal space of the discharge lamp device is not a plate-shaped trapezoid but a plurality of convex shapes, for example, a cylindrical shape. That is, any shape can be used as long as it has a high endothermic shape (that is, a large surface area) without obstructing the optical path of the condensed light.

更に、光源装置の大きさ、出力によっては、放熱フィン５２、５３は双方あっても、片方だけであっても、或いは双方ともなくてもよい。
更にまた、切り欠き部２１は反射鏡２０の開口部につながるものでなく、反射鏡に孔状に設けられていてもよく、形状も半円形状に限られるものでもない。即ち、放電ランプからの光の反射と、反射した光の光路への影響を小さくできるならばその位置、形状はどのようなものであってもよい。 Further, depending on the size and output of the light source device, the heat dissipating fins 52, 53 may be both, only one, or neither.
Furthermore, the notch 21 is not connected to the opening of the reflecting mirror 20, but may be provided in the reflecting mirror in a hole shape, and the shape is not limited to a semicircular shape. That is, as long as the reflection of light from the discharge lamp and the influence of the reflected light on the optical path can be reduced, the position and shape thereof may be any.

実施の形態２．
図３は本発明の実施の形態２における光源装置１の構成を示す側面断面図、図４は放電ランプ装置２４の斜視図である。実施の形態１と異なるところを中心に述べる。放熱材料５４は、第１の放熱材である嵌合材５５と第２の放熱材である放熱フィン５８とからなるが、嵌合材５５は、反射鏡２０の開口部につながるように切設された半円形状の切り欠き部２１に嵌合する部分５６と、平板ガラス３０と反射鏡２０の間に狭持される環状部５７とを有している。この切り欠き部２１に嵌合する部分５６と環状部５７により放電ランプ装置２４の内部空間を密閉している。環状部５７の上下には、放熱フィン５８が取り付けられている。
図３において、放電ランプ１０から発し、反射鏡２０で反射して平板ガラス３０より放射するように記載されている複数の矢印７２は、集光光を示している。 Embodiment 2. FIG.
FIG. 3 is a side sectional view showing the configuration of the light source device 1 according to Embodiment 2 of the present invention, and FIG. 4 is a perspective view of the discharge lamp device 24. The points different from the first embodiment will be mainly described. The heat dissipating material 54 includes a fitting material 55 as a first heat dissipating material and a heat dissipating fin 58 as a second heat dissipating material, and the fitting material 55 is cut so as to be connected to the opening of the reflecting mirror 20. And a portion 56 that fits into the semicircular cutout portion 21 and an annular portion 57 that is sandwiched between the flat glass 30 and the reflecting mirror 20. The internal space of the discharge lamp device 24 is sealed by the portion 56 and the annular portion 57 that are fitted into the notch 21. Heat radiating fins 58 are attached to the top and bottom of the annular portion 57.
In FIG. 3, a plurality of arrows 72 described so as to be emitted from the discharge lamp 10, reflected by the reflecting mirror 20, and emitted from the flat glass 30 indicate the condensed light.

動作については実施の形態１と略同様なので詳細な説明は省略するが、この実施の形態２では内部空間には放熱フィンを設けていないため、主に内部空間の熱は反射鏡２０の切り欠き部２１に嵌合する部分５６と環状部５７から外部に伝達される。勿論、実施の形態１と同様に内部空間に位置する放熱フィンを設けてもよいことは言うまでもない。
また、放熱フィン５８の取り付け部位は嵌合材５５の上下に限定されるものではない。
更に、嵌合材５５の反射鏡２０の切り欠き部２１に嵌合する部分５６は、前述の通り内部空間からの熱を伝達する効果が大きいが、使用する放電ランプの出力等の条件によってはこの半円形状の切り欠き部２１及びこれと嵌合する部分５６はなくてもかまわない。 Since the operation is substantially the same as in the first embodiment, detailed description thereof is omitted. However, in this second embodiment, since the heat radiation fins are not provided in the internal space, the heat in the internal space is mainly notched in the reflecting mirror 20. It is transmitted to the outside from the portion 56 and the annular portion 57 that are fitted to the portion 21. Of course, it goes without saying that a radiation fin located in the internal space may be provided as in the first embodiment.
Moreover, the attachment site | part of the radiation fin 58 is not limited to the upper and lower sides of the fitting material 55. FIG.
Further, the portion 56 of the fitting material 55 that fits into the notch 21 of the reflecting mirror 20 has a large effect of transferring heat from the internal space as described above, but depending on conditions such as the output of the discharge lamp to be used. The semicircular cutout portion 21 and the portion 56 fitted thereto may not be provided.

この実施の形態２によれば、放熱材料に内部空間と接する環状部を更に設けたため、実施の形態１と同等の冷却効果を得る場合は、内部空間に位置する放熱フィンを小さくできる又は省略できるという効果が有る。また、環状部の面積を大きくしたり、内部空間に放熱フィンを設けることにより、実施の形態１の効果に加え、内部空間からの熱の伝達量を増加することができ、放電ランプ装置の冷却効果を上げることができる。 According to the second embodiment, since the annular portion in contact with the internal space is further provided in the heat radiating material, the heat radiating fins located in the internal space can be reduced or omitted when the cooling effect equivalent to that of the first embodiment is obtained. There is an effect. In addition to the effects of the first embodiment, the amount of heat transferred from the internal space can be increased by increasing the area of the annular portion or providing the heat dissipating fins in the internal space, thereby cooling the discharge lamp device. The effect can be improved.

実施の形態３．
図５は、本発明の実施の形態３の光源装置１における放電ランプ装置２４の構成を示す斜視図である。実施の形態２と異なるところを中心に述べる。第１の放熱材である放熱材料５９は、反射鏡２０の半円形状に切設された切り欠き部２１に嵌合する部分６０と、平板ガラス３０と反射鏡２０の間に狭持される環状部６１とを有している。この切り欠き部２１に嵌合する部分６０と環状部６１により放電ランプ装置２４の内部空間を密閉している。環状部６１は、筒状材料である中空パイプとなっており、その上部と下部には空気の流通のための吸気口６２と、図示しない排気口が設けられている。 Embodiment 3 FIG.
FIG. 5 is a perspective view showing the configuration of the discharge lamp device 24 in the light source device 1 according to Embodiment 3 of the present invention. The points different from the second embodiment will be mainly described. The heat radiation material 59 as the first heat radiation material is sandwiched between the flat glass 30 and the reflection mirror 20, the portion 60 that fits into the cutout portion 21 cut in the semicircular shape of the reflection mirror 20. And an annular portion 61. The internal space of the discharge lamp device 24 is hermetically sealed by the portion 60 fitted to the notch 21 and the annular portion 61. The annular portion 61 is a hollow pipe made of a tubular material, and an upper portion and a lower portion are provided with an air inlet 62 for air circulation and an exhaust port (not shown).

次に、動作について説明する。冷却ファンによる冷却風は、放熱材料５９の中空パイプになっている環状部６１の上部にある吸気口６２から入って、下部の排気口から排出されている。放熱材料５９は、放電ランプ装置の内部空間からの熱を外部に伝達するが、このとき環状部６１内を通る上記の冷却風により放熱材料との間で熱交換が行われ、内部空間が冷却されるものである。勿論、環状部６１の外側を通る冷却風によっても熱交換は行われる。 Next, the operation will be described. Cooling air from the cooling fan enters through the air inlet 62 at the upper portion of the annular portion 61 that is a hollow pipe of the heat radiation material 59 and is discharged from the lower air outlet. The heat dissipating material 59 transfers heat from the internal space of the discharge lamp device to the outside. At this time, heat is exchanged with the heat dissipating material by the cooling air passing through the annular portion 61, and the internal space is cooled. It is what is done. Of course, heat exchange is also performed by cooling air passing outside the annular portion 61.

また、放熱材料５９の反射鏡２０の切り欠き部２１に嵌合する部分６０は、内部空間からの熱を伝達する効果があるが、使用する放電ランプの出力等の条件によってはこの半円形状の切り欠き部２１及びこれと嵌合する部分６０はなくてもかまわない。 Further, the portion 60 of the heat dissipation material 59 that fits into the cutout portion 21 of the reflecting mirror 20 has an effect of transferring heat from the internal space. However, depending on conditions such as the output of the discharge lamp to be used, this semicircular shape The notch portion 21 and the portion 60 fitted to the notch portion 21 may be omitted.

この実施の形態３によれば、放熱材料の内外部両側において熱交換が行われるため、実施の形態２と同等の冷却効果を得る場合は、放熱フィンを小さくできる又は省略できるという効果が有る。また、環状部の面積を大きくしたり、放熱フィンを設けることにより、実施の形態２の効果に加え、内部空間からの熱の伝達量を増加することができ、放電ランプ装置の冷却効果を更に上げることができる。 According to the third embodiment, heat exchange is performed on both the inner and outer sides of the heat radiation material. Therefore, when obtaining a cooling effect equivalent to that of the second embodiment, there is an effect that the heat radiation fin can be reduced or omitted. In addition to the effect of the second embodiment, the amount of heat transferred from the internal space can be increased by increasing the area of the annular portion or providing the radiation fins, further increasing the cooling effect of the discharge lamp device. Can be raised.

実施の形態４．
図６は上述した光源装置１を用いた投写型表示装置８０の構成を示す側面断面図である。キャビネット８１にスクリーン８５が実装されており、光源装置を内蔵しこの光源装置から放射される光から映像を形成する投写ユニット８２と映像光をスクリーン８５に向けて反射させるミラー８３、８４が配置されている。投写ユニット８２は図７に示すように、本発明の光源装置１とこの光源装置からの光を映像データに基づき変調し、得られた映像光８７を投写する光学ユニット８６から構成されている。
動作の詳細については省略する。 Embodiment 4 FIG.
FIG. 6 is a side sectional view showing a configuration of a projection display device 80 using the light source device 1 described above. A screen 85 is mounted on the cabinet 81, and a projection unit 82 that includes a light source device and forms an image from light emitted from the light source device and mirrors 83 and 84 that reflect the image light toward the screen 85 are disposed. ing. As shown in FIG. 7, the projection unit 82 includes a light source device 1 of the present invention and an optical unit 86 that modulates light from the light source device based on image data and projects the obtained image light 87.
Details of the operation are omitted.

この実施の形態４によれば、冷却効果の高い光源装置を用いているため、光源装置に大きな電力を投入することができ、投写型表示装置の明るさ性能を改善することができる。 According to the fourth embodiment, since the light source device having a high cooling effect is used, a large amount of power can be applied to the light source device, and the brightness performance of the projection display device can be improved.

本発明の実施の形態１における光源装置１の概略構成を示す側面断面図である。It is side surface sectional drawing which shows schematic structure of the light source device 1 in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１の光源装置１における放電ランプ装置２４の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the discharge lamp apparatus 24 in the light source device 1 of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態２における光源装置１の概略構成を示す側面断面図である。It is side surface sectional drawing which shows schematic structure of the light source device 1 in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態２の光源装置１における放電ランプ装置２４の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the discharge lamp apparatus 24 in the light source device 1 of Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態３の光源装置１における放電ランプ装置２４の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the discharge lamp apparatus 24 in the light source device 1 of Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態４における投写型表示装置８０の概略構成を示す側面断面図である。It is side surface sectional drawing which shows schematic structure of the projection type display apparatus 80 in Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態４における投写ユニット８２の概略構成を示す側面断面図である。It is side surface sectional drawing which shows schematic structure of the projection unit 82 in Embodiment 4 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１光源装置、１０放電ランプ、１１口金、１２放電電極、１３管球部、１４接着剤、１５内部空洞、１６モリブデン箔、１７シール部、１８外部リード線、１９センターコネクタ部、２０反射鏡、２１切り欠き部、２２サイドコネクタ部、２３開口部、２４放電ランプ装置、２５小開口部、２６筒状部、３０平板ガラス、３１中心線、４０ハウジング、４１通風窓、５０放熱材料、５１嵌合材、５２放熱フィン、５３放熱フィン、５４放熱材料、５５嵌合材、５６嵌合部分、５７環状部、５８放熱フィン、５９放熱材料、６０嵌合部分、６１環状部、６２吸気口、６５冷却ファン、７０対流、７１冷却風、７２集光光、８０投写型表示装置、８１キャビネット、８２投写ユニット、８３ミラー、８４ミラー、８５スクリーン、８６光学ユニット、８７映像光。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source device, 10 Discharge lamp, 11 Base, 12 Discharge electrode, 13 Tube part, 14 Adhesive, 15 Internal cavity, 16 Molybdenum foil, 17 Seal part, 18 External lead wire, 19 Center connector part, 20 Reflector, 21 cutout portion, 22 side connector portion, 23 opening portion, 24 discharge lamp device, 25 small opening portion, 26 cylindrical portion, 30 flat glass, 31 center line, 40 housing, 41 ventilation window, 50 heat dissipation material, 51 fitting Compound material, 52 heat radiation fin, 53 heat radiation fin, 54 heat radiation material, 55 fitting material, 56 fitting portion, 57 annular portion, 58 heat radiation fin, 59 heat radiation material, 60 fitting portion, 61 annular portion, 62 air inlet, 65 Cooling fan, 70 Convection, 71 Cooling air, 72 Condensed light, 80 Projection display device, 81 Cabinet, 82 Projection unit, 83 Mirror, 84 Mirror, 5 screen, 86 an optical unit, 87 image light.

Claims

前方が開口した空間を持つ凹面反射鏡、前記凹面反射鏡の開口部を覆って前記凹面反射鏡との間に形成される内部空間を密閉する透明材、前記内部空間に配置された放電ランプ、これらを収納するハウジング、該ハウジングの外部に配置される冷却ファン、を備えた光源装置であって、前記凹面反射鏡に切り欠き部を有し、該切り欠き部には前記内部空間を密閉するように第１の放熱材が嵌合されることを特徴とする光源装置。 A concave reflecting mirror having a space with an open front, a transparent material that covers an opening of the concave reflecting mirror and seals an internal space formed between the concave reflecting mirror, a discharge lamp disposed in the internal space, A light source device comprising a housing for storing these and a cooling fan disposed outside the housing, wherein the concave reflecting mirror has a notch, and the notch seals the internal space. A light source device, wherein the first heat dissipating material is fitted as described above.

切り欠き部は開口部近傍に切設され、第１の放熱材の外側又は内側の少なくともいずれかに第２の放熱材を備え、前記外側に備えられた前記第２の放熱材は凹面反射鏡の後方に延伸した形状を有し、前記内側に備えられた前記第２の放熱材は前記凹面反射鏡の集光光の光路を妨げないような形状を有することを特徴とする請求項１に記載の光源装置。 The notch is cut in the vicinity of the opening, and the second heat radiating material is provided on at least either the outside or the inside of the first heat radiating material, and the second heat radiating material provided on the outside is a concave reflecting mirror. The second heat radiating material provided on the inner side has a shape that does not obstruct the optical path of the condensed light of the concave reflecting mirror. The light source device described.

切り欠き部は凹面反射鏡の開口部につながるように切設され、第１の放熱材は透明材と前記凹面反射鏡の間に挟持されて内部空間を密閉する環状部分を更に有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光源装置。 The notch is cut so as to be connected to the opening of the concave reflecting mirror, and the first heat dissipating material further includes an annular portion that is sandwiched between the transparent material and the concave reflecting mirror to seal the internal space. The light source device according to claim 1 or 2.

切り欠き部は凹面反射鏡の開口部につながるように切設され、第１の放熱材は透明材と前記凹面反射鏡の間に挟持されて内部空間を密閉する環状部分を更に有し、前記環状部分は吸気口、及び排気口を備えた筒状材料からなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光源装置。 The notch is cut so as to be connected to the opening of the concave reflecting mirror, and the first heat dissipating material further includes an annular portion sandwiched between the transparent material and the concave reflecting mirror to seal the internal space, 3. The light source device according to claim 1, wherein the annular portion is made of a cylindrical material having an intake port and an exhaust port.

請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の光源装置を備え、前記光源装置から放射される光から映像を形成する投写ユニットにより、スクリーン上に前記映像を表示することを特徴とする投写型表示装置。
A projection type comprising the light source device according to claim 1, wherein the image is displayed on a screen by a projection unit that forms an image from light emitted from the light source device. Display device.