JP2009070766A - Light source device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ショートアークランプと反射鏡からなる光源装置に関し、例えばＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス：登録商標）を使用したＤＬＰ（デジタルライトプロセッシング：登録商標）、などのデジタルシネマ（登録商標）などの映写機や、透光機などに搭載される光源装置に関する。 The present invention relates to a light source device including a short arc lamp and a reflecting mirror, such as a digital cinema (registered trademark) such as DLP (digital light processing: registered trademark) using DMD (digital micromirror device: registered trademark). The present invention relates to a light source device mounted on a projector or a translucent machine.
発光管の内部に多量に水銀を封入したショートアーク型の高圧放電ランプが知られている。このショートアークランプは例えば液晶プロジェクタ装置用の光源として凹面反射ミラーが取り付けられ、一体化した光源装置として一般に使用されている。
このような光源装置は、近年、高照度化が要求されており、投入される電力は増大傾向にあると共に、室内用の比較的小型のデータプロジェクター装置よりも更に大型の、例えば映画館のような大型のスクリーンに対して映像を映し出す、映像投射装置への用途開拓が検討されている。そのため、現在の用途においてランプに投入される電力としては１００〜２００Ｗが主流であったものが、例えば３００Ｗ以上の高入力化が期待されている。
There is known a short arc type high-pressure discharge lamp in which a large amount of mercury is enclosed in an arc tube. This short arc lamp is generally used as an integrated light source device with a concave reflecting mirror attached as a light source for a liquid crystal projector device, for example.
In recent years, such a light source device has been required to have high illuminance, and the amount of electric power input has been increasing, and is larger than a relatively small data projector device for indoor use, such as a movie theater. Development of applications for video projectors that project images on large, large screens is being considered. For this reason, as the power input to the lamp in the current application, 100 to 200 W is the mainstream, but for example, higher input of 300 W or more is expected.
しかしながら、例えば、電極間距離が１．５ｍｍ以下で水銀の封入量が２００ｍｇ／ｃｃ以上、ランプ外径φ１３という従来通りのランプ仕様を維持させつつ、電力３００Ｗ以上の高入力でランプを点灯させた場合には、放電によって発生する熱が極めて大きく、最高温度部をガラスの徐冷温度である約１２００℃以下に維持することが、極めて難しい状態になる。 However, for example, the lamp was lit at a high input power of 300 W or more while maintaining the conventional lamp specifications such that the distance between the electrodes was 1.5 mm or less, the amount of enclosed mercury was 200 mg / cc or more, and the lamp outer diameter φ13. In this case, the heat generated by the discharge is extremely large, and it becomes extremely difficult to maintain the maximum temperature portion at about 1200 ° C. or lower, which is the glass cooling temperature.
無論、熱的な問題については、従来からも凹面反射ミラーの内部にランプに向けて冷却風を送り込んだり、ランプ本体やミラーに放熱フィンを設けたりと、様々な冷却構造および方法が提案され、採用されている。
例えば、下記特許文献１〜３に開示される技術のように、プロジェクタ用光源に関しての冷却方法は、ショートアークランプが固着された凹面反射鏡の内部に、風をファンなどで吹き込ませることにより、ランプの発光管を風で直接冷却する方式が知られている。
For example, like the techniques disclosed in
上記特許文献１に記載の技術は、具体的には液晶プロジェクタ用の光源装置であり、対流による上部の過熱を防止するため、冷却風が発光管の上側に向かって流れるように指向性を付けたものである。
The technology described in
また、特許文献２記載の技術は、発光管の管壁に、熱伝導特性が石英ガラスよりも良好な、サファイアや水晶からなる板を接触させて配置し、熱伝導を促すことによって、発光管が過熱することを抑制している。 In addition, the technique described in Patent Document 2 is arranged such that a plate made of sapphire or quartz having thermal conductivity better than that of quartz glass is placed in contact with the tube wall of the arc tube, thereby promoting heat conduction. Suppresses overheating.
しかしながら、発光管の最高温部の温度を１２００℃以下に維持し、かつ、発光空間内部の高圧状態を維持する（すなわち水銀を確実に蒸発させる）には、上述のような冷却方法の場合、発光管および放電空間内部の温度によってコントロールが極めて難しく、冷却条件を出しにくい、というのが実情である。しかも、凹面反射鏡のくび部付近は、吹き込ませた風による付随的な冷却であるため、温度の上昇が顕著な場合には十分な機能が得られない。 However, in order to maintain the temperature of the highest temperature part of the arc tube at 1200 ° C. or lower and maintain the high pressure state inside the light emitting space (that is, to reliably evaporate mercury), in the case of the cooling method as described above, The actual situation is that it is extremely difficult to control depending on the temperature inside the arc tube and the discharge space, and it is difficult to provide cooling conditions. Moreover, since the vicinity of the concave portion of the concave reflecting mirror is incidental cooling by the blown air, a sufficient function cannot be obtained when the temperature rise is remarkable.
そこで本発明が解決しようとする課題は、ランプを効果的に冷却することができると共に、安定した点灯状態を維持できて、ランプの高入力化を実現できる、ショートアークランプおよび凹面反射鏡を備えた光源装置を提供することにある。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide a short arc lamp and a concave reflecting mirror that can cool the lamp effectively, maintain a stable lighting state, and realize high input of the lamp. Another object is to provide a light source device.
上記課題を解決するために、本発明にかかる光源装置は、発光空間を形成する膨出部およびこの膨出部の両端に連設されたロッド状の封止部を有する発光管を具え、前記膨出部の内部に水銀が封入されて一対の電極が対向配置されてなるショートアークランプと、後端に筒状頸部を有する反射鏡とを具え、前記ショートアークランプが、その一方の封止部が反射鏡の筒状頸部内に挿通されてなる光源装置であって、冷却用流体供給手段を備え、前記発光管の周囲に、該発光管の軸と平行に透光性を有する内側管および外側管とが配置され、前記内側管と前記外側管の間の空間に前記冷却用流体供給手段から冷却用流体が供給されることにより、前記発光管が冷却されることを特徴とする。
また、前記内側管の先端部が前記ショートアークランプの封止部に溶着または接着されて固定されていることを特徴とする。
また、前記封止部と前記内側管との間に、スペーサが介在していることを特徴とする。
また、前記封止部と前記内側管との間に、前記反射鏡に向かって光を反射する反射部材を備えたことを特徴とする。
また、前記発光管の膨出部の外表面と前記内側管の内表面との間隔が０〜１ｍｍであることを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, a light source device according to the present invention includes an arc tube having a bulging portion that forms a light emitting space and rod-shaped sealing portions that are connected to both ends of the bulging portion. The short arc lamp includes a short arc lamp in which mercury is sealed inside the bulging portion and a pair of electrodes are arranged opposite to each other, and a reflecting mirror having a cylindrical neck at the rear end. A light source device in which a stop portion is inserted into a cylindrical neck portion of a reflecting mirror, comprising a cooling fluid supply means, and has a light-transmitting property around the arc tube in parallel with the axis of the arc tube An inner tube and an outer tube are arranged, and the arc tube is cooled by supplying a cooling fluid from the cooling fluid supply means to a space between the inner tube and the outer tube. To do.
The tip of the inner tube is fixed by being welded or bonded to the sealing portion of the short arc lamp.
In addition, a spacer is interposed between the sealing portion and the inner tube.
Further, a reflection member that reflects light toward the reflecting mirror is provided between the sealing portion and the inner tube.
The distance between the outer surface of the bulging portion of the arc tube and the inner surface of the inner tube is 0 to 1 mm.
（１）本発明によれば、発光管の周囲に内側管と外側管とを配置して、予め設定された流路を巡るように冷却流体を流過させ、膨出部及び封止部を間接的に冷却するため、ランプおよび凹面反射鏡の温度の管理を確実に行えるようになり、安定した温度状態を維持することができる。
（２）また、請求項２記載の発明によれば、反射鏡の光投射側に配置された内側管の端部と封止部とを溶着または接着して接続することにより、当該封止部が効果的に冷却されるようになる。
（３）また、請求項３記載の発明によれば、スペーサが介在することでランプの軸と内側管の軸を所定の状態、すなわち平行に、安定的に維持することができる。
（４）また、請求項４記載の発明によれば、反射鏡に光を反射する反射部材を設けたので、光の利用効率を高くでき、ロスの少ない光源装置とすることができる。
（５）また、請求項５記載の発明によれば、膨出部の外表面と前記内側管の内表面との間隔が０〜１ｍｍと近接して配置されているので、高温となる膨出部について大きな冷却効果を得ることができ、発光管の過熱を確実に回避することができる。
(1) According to the present invention, the inner tube and the outer tube are arranged around the arc tube, and the cooling fluid is allowed to flow around the preset flow path, so that the bulging portion and the sealing portion are provided. Since the cooling is indirectly performed, the temperature of the lamp and the concave reflecting mirror can be reliably managed, and a stable temperature state can be maintained.
(2) Moreover, according to invention of Claim 2, the said sealing part is formed by welding or bonding and connecting the end part of the inner tube disposed on the light projection side of the reflecting mirror and the sealing part. Is effectively cooled.
(3) According to the invention described in claim 3, the lamp shaft and the inner tube shaft can be stably maintained in a predetermined state, that is, in parallel with the spacer.
(4) According to the invention described in claim 4, since the reflecting member for reflecting light is provided on the reflecting mirror, the light use efficiency can be increased, and a light source device with little loss can be obtained.
(5) According to the invention described in claim 5, since the distance between the outer surface of the bulging portion and the inner surface of the inner tube is arranged close to 0 to 1 mm, the bulging becomes a high temperature. A large cooling effect can be obtained for the portion, and overheating of the arc tube can be avoided reliably.
図１を参照して本願の第一の実施形態を説明する。
図１は本発明にかかる光源装置の本体の全体を、管軸にそって切断した説明用断面図および後方からみた平面図である。図１においてこの光源装置は、光源であるショートアークランプ１０と、このショートアークランプ１０が収容され、当該ショートアークランプ１０からの放射光を反射して、その反射光を、開口部を介して投射する凹面反射鏡２０とを具備して構成される。
A first embodiment of the present application will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is an explanatory sectional view of the entire light source device main body according to the present invention cut along a tube axis and a plan view seen from the rear. In FIG. 1, the light source device includes a
具体的に、凹面反射鏡２０は、基体がホウ珪酸ガラスからなり、凹状であって集光空間を形成する集光部２１と、この集光部２１の前端（図１において左端）において開口部を形成する前方外縁部２３と、当該集光部２１の後端（図１において右端）２１ａに続いて光軸方向後方に伸びる筒状頸部２４とよりなる基体２０ａを具備し、この集光部２１内表面に可視光反射層２２が形成されて構成されている。
凹面反射鏡２０の基体２０ａとしては、ホウ珪酸ガラス以外にも、石英ガラス、結晶化ガラスなどのガラスが好適に使用される。
なお、同図において符号Ｋは、プロジェクタ装置などの投影機器に搭載する際、凹面反射鏡２０に接続される凹面反射鏡固定部材である。
Specifically, the concave reflecting
As the
In the figure, reference numeral K denotes a concave reflecting mirror fixing member connected to the concave reflecting
凹面反射鏡２０の集光部２１内表面上に形成された可視光反射層２２は、例えばシリカ（ＳｉＯ２）層およびチタニア（ＴｉＯ２）層が交互に積層されてなる厚さ０．５〜１０μｍの誘電体多層膜からなるものであって、主として赤外線領域および紫外線領域の光を透過し、かつ可視光を反射する機能を有するものである。
The visible light reflecting layer 22 formed on the inner surface of the
ショートアークランプ１０は、発光空間を形成する略楕円状の発光管部１２と、その両端に続いて管軸方向外方、すなわち、軸方向の前方及び後方に伸びるロッド状の封止管部１３ａ、１３ｂとよりなる発光管１１を備えたランプ本体部分１０と、このランプ本体部分の周りに配設されたジャケット３０の内側管３１の内側の底面に当接して接着剤３７により固定されている。発光管１１は、シリカガラス製であり、これを囲繞する内側管３１もまた光に対して透明の材料、好ましくは発光管１１と同じくシリカガラスよりなる。
The
このショートアークランプ１０における発光管１１外周と内側管３１との間には、封止部１３ａ，１３ｂが貫通した状態でスペーサ３３が介在しており、発光管１１の軸が、内側管３１の軸とずれることがないようになっている。なおこのスペーサ３３は、材質としては発光管１１と同じシリカガラスが好適する。その他にも、耐熱性、熱伝導特性が良好なアルミナ、ムライトなどでもよい。
In the
ショートアークランプ１０における発光管１１の発光空間Ｓの内部には、互いに対向するよう一対の電極Ｅ１，Ｅ２が配置されている。そして、発光管部１２内には、点灯始動ガスとして希ガスと、当該発光管部１１の内壁の黒化抑制のためのハロゲンと、発光物質としての水銀とが封入されている。
なお、図中Ｗ１，Ｗ２は外部リード棒１６ａ，１６ｂに接続された給電線である。
A pair of electrodes E1 and E2 are disposed inside the light emitting space S of the
In the figure, W1 and W2 are power supply lines connected to the
本実施形態にかかるランプにおいては、定格消費電力が３００Ｗ以上であり、直流点灯用である。数値例を述べると、電極間距離は、例えば１．５ｍｍであり、発光空間Ｓを囲繞する発光管部１２の最大径部は、内径が９ｍｍ、外径が１３ｍｍである。
In the lamp according to the present embodiment, the rated power consumption is 300 W or more, and it is for direct current lighting. As a numerical example, the distance between the electrodes is 1.5 mm, for example, and the maximum diameter portion of the
外管３０の後方側（すなわち、紙面において右側）の開口は、冷却流体導出入用の鞘管３５Ｂが接続された固定フランジ３５で覆われると共に、シリコン系樹脂接着剤が全周に亘って形成され、水密に接着され、保持されている。
The opening on the rear side of the outer tube 30 (that is, the right side in the drawing) is covered with a
上記固定フランジ３５は、材質としてはステンレス、真鍮などからなり、その底面部分から凹面反射鏡２５側に伸びる筒状の嵌合部３５Ａと、該嵌合部３５Ａに連設された鞘管３５Ｂと、底面の略中央位置において当該底面から、嵌合部３５Ａと同方向に突設して設けられた固定枠３５Ｃとを具備して構成されている。そして、固定フランジ３５における嵌合部３５Ａの外周部が凹面反射鏡２０における筒状頸部２４の後端の内周部に嵌合すると共に、嵌合部３５Ａの内周部が、ジャケット３０における外側管３４の後端の外周部に嵌合する。また、固定枠３５Ｃには、かかる水冷ジャケット３０の内側管３１の開口周縁部が嵌合すると共に、嵌合部に接着剤が全周に亘って塗布され、水密状態に固着されている。
The
この結果、ショートアークランプ１０、内側管３１、外側管３４および凹面反射鏡２０の各々が、固定フランジ３５に対して所定の位置に配置され、各部材が互いに位置決めされた状態で光源装置が組立てられる。
As a result, each of the
水冷ジャケット３０の外側管３４もまた、可視光に対する透過性を備えており、シリカガラスなどのガラスから構成されている。
外側管３４は例えば、前方において管が縮径されて先細りして形成されており、前端部にはエポキシ系接着剤などのシール剤を介して、冷却水を流通させるための鞘管３６が装着されている。鞘管３６の端部には、導出孔３６ａが形成され、シール用接着剤３７を介してショートアークランプ１０の外部リード棒１６ａが水密に導出されている。
なお、冷却水は具体的には純水（イオン交換水）であり、可視光領域を含む波長６００ｎｍ以下の波長の光について透過性が高く、しかも、電気伝導が生じないため、外部リード棒１６ａが浸漬していても問題がない。
The
The
The cooling water is specifically pure water (ion-exchanged water), and has high transparency with respect to light having a wavelength of 600 nm or less including the visible light region and does not cause electrical conduction. There is no problem even if is immersed.
鞘管３６は、同図に示すように光出射方向に対してほぼ垂直方向に屈曲して形成されており、凹面反射鏡２０の外側に伸びて、不図示の貯水タンクに接続されている。
As shown in the figure, the
なお、嵌合部３５Ａと外側管３４の間には水密維持のためにシリコーン系またはエポキシ系接着剤などからなるシール材が介装される。無論、他の接合部においても、所定のシール剤が介装されて同様に水密に維持される。
A sealing material made of a silicone-based or epoxy-based adhesive is interposed between the
固定フランジ３５における鞘管３５Ｂから、冷却水を導入すると、冷却水はジャケット３０の外側管と内側管の間の冷却用流体流通空間Ｈを通過し、前方に形成された鞘管３６を通過して、不図示の貯水タンクに回収されるようになる。
When cooling water is introduced from the
図２は、この光源装置の内部に導入される冷却水の順路を模式的に示した図である。光源装置を流過してきた冷却水は、貯水タンク３８に一時溜められ、不図示のラジエータおよびペルチェ素子等による冷却手段によって、水温が４０℃以下、好ましくは、３０℃以下に冷却される。冷却後、ポンプから貯水タンクから水が汲み取られて、光源装置に給水され、鞘管３５Ａを通過して、ジャケット３０内、すなわち、外側管３４と内側管３１の間に形成された冷却用流体流通空間Ｈに導入される。
FIG. 2 is a diagram schematically showing the route of cooling water introduced into the light source device. The cooling water that has flowed through the light source device is temporarily stored in the
このように、本発明に係る光源装置では、所定に温度が維持された冷却水をジャケットに導入し、予め設定された流路を巡るように冷却流体を流過させ、当該ジャケットにおける内側管を介して、間接的に発光管１１（膨出部及び封止部）を冷却水によって冷却する。
発光管１１の発光管部１２における最大外径部の外表面と前記内側管の内表面との間隔は、１ｍｍ以下、すなわち０〜１ｍｍとなっている。ここで、発光管１１の発光管部１２における最大外径部の外表面と前記内側管の内表面との間隔は、発光管１１の最高温部の温度及び最冷部の温度の制御を行ったうえで決定する。このように発光管１０における発光空間Ｓの周囲のガラスが内側管３１に密接乃至近接して配置されることにより発光管部１２が確実に冷却され、ランプおよび凹面反射鏡の温度の管理を確実に行えるようになり、ランプの入力電力を３００Ｗ以上に高めた場合でも、安定した温度状態を維持することができ、発光管１１が失透、白濁、破損するようなことがなく、所期の温度以下に維持することが可能となる。
As described above, in the light source device according to the present invention, the cooling water having a predetermined temperature maintained is introduced into the jacket, the cooling fluid is allowed to flow around the preset flow path, and the inner tube in the jacket is connected. Then, the arc tube 11 (the bulging portion and the sealing portion) is indirectly cooled with cooling water.
The distance between the outer surface of the maximum outer diameter portion of the
そして、光出射側となる前方の封止部１３ａにおいては、光が照射することにより、過熱状態になりやすく、金属箔１４ａや外部リード棒１６ａの酸化が他方の封止部に比較して顕著であるが、封止部１３ａは内側管３１に当接して接着剤３７で固定されていると共に、内側管３１の導出部３２から導出された外部リード棒１６ａもまた冷却水により直接冷却されるため、当該封止部１３ａ側の部材が効果的に冷却され、金属箔１５ａや外部リード棒１６ａなどの酸化を確実に防止することができるようになる。
The
この結果、安定した点灯状態を維持できて、ランプへの投入電力を３００Ｗ以上という高いものとした場合でも、発光管部１１の過熱を抑制し、発光管部１２の白濁（シリカガラスの再結晶）、溶融、などといった不具合を、確実に回避することができ、ランプの高入力化を実現することができる。
なお、本発明においては内側管および外側管からなるジャケットがランプと反射鏡の間に介在した構造であり、ランプからの放射光が種々の部材を通過するため、光の利用効率としては従来の水冷ジャケットを用いない光源装置の方が大きいと考えられる。しかしながら、それ以上にランプの投入電力を大きくすることができるため、従来にはない大きな光放射を実現することができる。
As a result, a stable lighting state can be maintained, and even when the input power to the lamp is as high as 300 W or more, overheating of the
In the present invention, a jacket composed of an inner tube and an outer tube is interposed between the lamp and the reflecting mirror, and the light emitted from the lamp passes through various members. A light source device that does not use a water cooling jacket is considered to be larger. However, since it is possible to increase the input power of the lamp more than that, it is possible to realize a large light emission that is not possible in the past.
続いて、図３〜５を参照して第２の実施形態を説明する。なお図３は本発明の第２の実施形態にかかる光源装置本体を管軸にそって切断した説明用断面図である。同図においては、図１で説明した構成については同符号で示して、詳細説明を省略する。なお、冷却水の供給に関しては第１の実施形態と同じである。
本実施形態では、ショートアークランプ１０における発光管１１の封止部１３ａとジャケット３０の内側管３１の先端部とが溶着されて一体となって構成されている。具体的には、凹面反射鏡２０おける前方側（紙面において左側）の封止管部１３ａに、当該封止管部１３ａが拡径して半径方向外側に広がるフランジ状の溶着部が形成されており、前記内側管３１の前方側の開口周縁部が溶着部全周に亘って気密に溶着されている。
このような光源装置によれば、内側管３１を介した発光管１１の冷却、特に封止部１３ａに対する冷却が格段に良好なものとなって、過熱による不具合の発生を確実に回避することができるようになる。
Next, the second embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is an explanatory sectional view of the light source device main body according to the second embodiment of the present invention cut along the tube axis. In the figure, the components described in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The supply of cooling water is the same as that in the first embodiment.
In the present embodiment, the sealing
According to such a light source device, the cooling of the
また、封止部（１３ａ，１３ｂ）と内側管３１との間には可視光を電極の間に向けて反射するための補助反射鏡４０が具備されている。
Further, an
補助反射鏡４０は、例えば図４で示すように、基体４０ａの中心部に発光管１１の封止部１３ａ，１３ｂが貫通する貫通孔が形成されており、一方の端部に集光部４１を備え、その表面には可視光反射層４２が形成されている。材質としては石英ガラスが好適であるが、熱膨張係数が発光管の材質と近似し、耐熱性を備えているものであれば、その他のセラミックスで構成してもよい。集光部４１は、ランプから放射された光が入射すると、これを外方向、すなわち凹面反射鏡に向かって反射するよう斜面を備えて形成されている。補助反射鏡４０の集光部４１の反射鏡面は、傾斜方向に光の出射方向の制御のため必要に応じて凹面または凸面の曲率をつけることができる。可視光反射層４２は、例えばシリカ（ＳｉＯ２）層およびチタニア（ＴｉＯ２）層が交互に積層されてなる厚さ０．５〜１０μｍの誘電体多層膜からなるものであって、主として赤外線領域および紫外線領域の光を透過し、かつ可視光を反射する機能を有するものである。
For example, as shown in FIG. 4, the
このような光源装置によれば、図３において矢印で示すように、封止管部１３ａ，１３ｂと内側管３１の間にランプから放射された光が入射すると、補助反射鏡４０が凹面反射鏡２０向けて光を反射し、凹面反射鏡２０から所定の集光方向に向けてその光が反射される。従って、ランプ１０から放射されても凹面反射鏡２０に入射されずに利用できなかった光を有効に利用できるようになり、光出力をよりいっそう大きくすることができるようになる。
According to such a light source device, as shown by an arrow in FIG. 3, when the light radiated from the lamp is incident between the sealing
ここで、この実施形態にかかる発光管の製造方法について図５を参照しながら説明する。
まず、（イ）ガラス管５０における発光管部となる膨出部５２が形成し、当該棒出部５２の両端に連設された同径筒状部５１Ａ，５１Ｂの一方側（５１Ａ）に、ガラス巻によりフランジ部５３を形成する。
このガラス管５０に電極マウント等を所定に配置して封止し、（ロ）ショートアークランプ５４を製作する。
その後、（ハ）半割り状態としたスペーサ５５および補助反射鏡５６を、フランジ部５３が形成された封止管部５１Ａの周囲に嵌め合わせ、他方の封止管部５１Ｂの周囲に補助反射鏡５６およびスペーサ５５を配設し、内側管５７用の太径のガラス管の内部にこれらを挿入する。
最後に、内側管用のガラス管の端部開口５７Ａと前記フランジ部５３とを加熱して溶着して一体化し、不要な封止管部残部を切除して。（ニ）補助反射鏡５６およびスペーサ５５が所定の位置に固定される。
Here, the manufacturing method of the arc tube according to this embodiment will be described with reference to FIG.
First, (a) a bulging
An electrode mount or the like is arranged and sealed on the
Thereafter, (c) the
Finally, the end opening 57A of the glass tube for the inner tube and the
以上の、本発明にかかる光源装置によれば、発光管の前方側に位置された封止部がジャケットの内側管と一体に構成されているため、冷却水による冷却が格段に良好なものとなって、封止管部における過熱を回避し、不具合の発生を確実に回避することができるようになる。また、水冷するために内側管および外側管からなるジャケットが介在した構造であって水冷ジャケットを用いない従来技術に係るものに比較して光の利用効率が低下すると考えられるが、補助反射鏡が具備されているため光を有効に利用することができると共に、従来ではなし得なかった高いランプ入力を実現することができるため、結果的に従来の装置に比較して極めて大きな光出力を実現することができる。 According to the light source device according to the present invention described above, since the sealing portion positioned on the front side of the arc tube is configured integrally with the inner tube of the jacket, cooling with cooling water is much better. Thus, overheating in the sealed tube portion can be avoided, and occurrence of defects can be reliably avoided. In addition, it is considered that the efficiency of use of light is lower than that of the related art in which a jacket composed of an inner tube and an outer tube is interposed for water cooling and does not use a water cooling jacket. It is possible to use light effectively because it is provided, and it is possible to realize a high lamp input that could not be achieved in the past, resulting in a very large light output compared to conventional devices. be able to.
続いて、図６は、本発明の更に異なる実施形態を説明するための図であり、同図は本発明の第３の実施形態にかかる光源装置本体を、管軸にそって切断した説明用断面図である。図６においては、図１〜５で説明した構成については同符号で示して、詳細説明を省略する。また、冷却水の循環や供給に関しても、第１の実施形態と同じであるのでここでの説明を省略する。 Next, FIG. 6 is a view for explaining still another embodiment of the present invention, which is an explanatory view in which the light source device main body according to the third embodiment of the present invention is cut along the tube axis. It is sectional drawing. In FIG. 6, the configurations described in FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. Further, the circulation and supply of the cooling water are the same as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted here.
発光管１１の棒出部１２内部には一対の電極Ｅ１，Ｅ２が対向配置されている。なお本実施形態では、点灯装置は交流点灯タイプであって、電極Ｅ１，Ｅ２は同じ寸法、形状となっている。
A pair of electrodes E <b> 1 and E <b> 2 are disposed to face each other inside the
発光管１１における封止部１３ａの外周にそって、円筒状のスリーブ３３が配置されると共に、発光管１１側には放電ランプ１０からの光が入射したときに、その入射光を凹面反射鏡２０に向けて反射する補助反射部４０材が配置されている。
また、封止管部１３における前端部（すなわち、光出射側の端部）とジャケット３０における内側管３１とは溶着により水密に接続され、一体化して構成されている。
A
Further, the front end portion (that is, the end portion on the light emitting side) of the sealing tube portion 13 and the
外側管３４は全体がシリカガラスにより構成されており、先端部が略尖塔状に閉塞され、後端部が開口した有底筒状体であり、その筒状部分の内部に放電ランプ１０および内側管３１の一体成形体が、各管の軸が互いに平行となるように配置され、収容される。
The
放電ランプ１０の給電線Ｗ１，Ｗ２は、例えば、一方の給電線Ｗ１は内側管３１と外側管３４の間に収容されると共に後方に引き伸ばされ、固定フランジ３５の側面から導出され、他方の給電線Ｗ２は固定フランジの底面から導出される。なお、導出部は必要に応じて接着剤３７によって水密に維持される。
For example, one of the power supply lines W1 and W2 of the
固定フランジ３５の底面には、中央部分に環状に突設された固定枠３５Ｃが形成されており、内側管３１における後端側の開口縁部がかかる固定枠３５Ｃに嵌合して固定され、更に放電ランプ１０の配置空間に漏水することがないよう接着剤３７によって水密に接着されている。また、固定フランジ３５の縁部に沿って形成された嵌合部３５Ａには、内方に外側管３４の開口部が嵌合し、その外周に凹面反射鏡２０における筒状頸部２４が配置され、互いに接着剤３７によって液密に接着されて固定される。
A fixing
かかる固定フランジ３５の底面には、紙面において上下方向の対向個所に、鞘管３５Ｂ，３５Ｂ’が接続されている。これら管３５Ｂ，３５Ｂ’は、その中空の内部空間がジャケット３０における外側管３４と内側管３１の間によって形成される冷却流体流通空間Ｈと連通しており、例えば一方の鞘管３５Ｂから冷却水が給水されて冷却流体流通空間Ｈを流過し、他方の鞘管３５Ｂ’から排出されるよう構成されている。而して、放電ランプ１０から放射された熱が内側管３１を介して冷却水に吸収され、発光管１１を冷却する。
なお、貯水用タンク等の図示を省略するが、冷却水の循環経路に関しては、先に説明した第１、第２の実施形態と同様の構成を採用することができる。
On the bottom surface of the fixed
Although illustration of a water storage tank and the like is omitted, the same configuration as that of the first and second embodiments described above can be adopted for the cooling water circulation path.
このように、鞘管３５Ｂ，３５Ｂ’および給電線Ｗ１，Ｗ２を光出射方向とは反対側に集約して配置することで、放射光を遮光しないために光の利用効率を高めることができることはもちろん、その製造時においても格別な作用効果が奏される。すなわち、光出射側においては配線や管の取り回しが一切ないため、凹面反射鏡２０における筒状頸部２４からジャケット３０を挿入して固定すれば、ジャケットおよび放電ランプを同時に組み込むことができ、取り付け作業が極めて容易に行える。また、凹面反射鏡２０の焦点位置と電極Ｅ１，Ｅ２との位置あわせをほとんど軸方向の調整のみで、行うことができる。更には、配管や配線が集約されたために灯具の構成も比較的簡略化することが可能となる。
In this way, by arranging the
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の例に限定されるものではなく、種々の変更を加えることが可能である。
例えば、第２の実施形態においては補助反射鏡とスペーサとを別々の部材により構成したが、これらの部材を一体化して構成することも可能であり、例えば補助反射鏡にスペーサ機能を備えさせることも可能である。
また、第１、第２の実施形態については直流点灯方式、第３の実施形態については交流点灯方式としてランプ構成を説明したが、各実施形態が直流点灯や交流点灯のランプに限定されるものではなく、いずれの点灯方式を採用することも可能である。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above examples, and various modifications can be made.
For example, in the second embodiment, the auxiliary reflecting mirror and the spacer are configured by separate members. However, these members can be integrated and configured, for example, the auxiliary reflecting mirror is provided with a spacer function. Is also possible.
Further, although the lamp configuration has been described as the direct current lighting system for the first and second embodiments and the alternating current lighting system for the third embodiment, each embodiment is limited to a direct current lighting or alternating current lighting lamp. Instead, any lighting method can be adopted.
１０ ショートアークランプ
１１ 発光管
１２ 発光管部
１３ａ，１３ｂ 封止管部
１４ａ，１４ｂ 内部リード棒
１５ａ，１５ｂ 金属箔
１６ａ，１６ｂ 外部リード棒
３０ 水冷ジャケット
３１ 内側管
３２ 導出孔
３３ スペーサ
３４ 外側管
３５ 固定フランジ
３５Ａ 嵌合部
３５Ｂ 鞘管
３５Ｂ’ 鞘管
３６ 鞘管
３６ａ 導出孔
３７ 接着剤
３８ 貯水タンク
Ｅ１，Ｅ２ 電極
Ｗ１，Ｗ２ 給電線
Ｓ 発光空間
Ｈ 冷却用流体流通空間
２０ 凹面反射鏡
２０ａ 基体
２１ 集光部
２１ａ 集光部後端
２２ 可視光反射層
２３ 前方外縁部
２４ 筒状頸部
４０ 補助反射鏡
４０ａ 基体
４１ 集光部
４２ 可視光反射層
Ｋ 凹面反射鏡固定部材
５０ ガラス管
５１Ａ，５１Ｂ 同径筒状部
５２ 膨出部
５３ フランジ部
５４ ショートアークランプ
５５ スペーサ
５６ 補助反射鏡
５７ 内側管
５７Ａ 端部開口
DESCRIPTION OF
Claims (5)
後端に筒状頸部を有する反射鏡とを具え、
前記ショートアークランプが、その一方の封止部が反射鏡の筒状頸部内に挿通されてなる光源装置であって、
冷却用流体供給手段を備え、
前記発光管の周囲に、該発光管の軸と平行に透光性を有する内側管および外側管とが配置され、
前記内側管と前記外側管の間の空間に前記冷却用流体供給手段から冷却用流体が供給されることにより、前記発光管が冷却されることを特徴とする光源装置。 An arc tube having a bulging portion that forms a light emitting space and a rod-shaped sealing portion that is connected to both ends of the bulging portion, and mercury is sealed inside the bulging portion so that a pair of electrodes face each other. A short arc lamp arranged,
A reflector having a cylindrical neck at the rear end,
The short arc lamp is a light source device in which one sealing portion is inserted into the cylindrical neck of the reflecting mirror,
A cooling fluid supply means;
Around the arc tube, an inner tube and an outer tube having translucency parallel to the axis of the arc tube are disposed,
The light source device, wherein the arc tube is cooled by supplying a cooling fluid from the cooling fluid supply means to a space between the inner tube and the outer tube.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN102997203A (en) * | 2012-11-26 | 2013-03-27 | 南通贝思特科技咨询有限公司 | Structural section for heat radiation type device of water cooling streetlamp |
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| US8876344B2 (en) | 2009-12-17 | 2014-11-04 | Sharp Kabushiki Kaisha | Vehicle headlamp with excitation light source, light emitting part and light projection section |
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2007
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