JP4107045B2 - Short arc discharge lamp device - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶プロジェクタなどの投射型光源装置に用いられる光源装置に関するものであり、特にモバイル系、ウルトラモバイル系などからの、小型化要求に対応して考案されたものである。
【０００２】
【従来の技術】
投射型光源装置は近年、ＯＨＰ（オーバヘッドプロジェクタ）や液晶プロジェクタの普及により、プレゼンテーションツールとして利用される様になってきた。これらの投射型光源装置において、その光源装置は、発光効率に優れ、また点光源に近付けた光学的に利用し易いショートアーク型超高圧水銀ランプを用い、一般的な反射鏡より比較的小型のガラス反射鏡と組み合わせたものが主流になりつつある。ところが、そのショートアーク型超高圧水銀ランプは、点灯時の動作圧力が１００気圧以上と著しく高圧であり、そのため破裂の危険があるので、特許公報（特許第３２７５７５５号）に示されるように、反射鏡の前面に透光性の板を取り付け、破裂した際に破片が外部へ飛散しない様に工夫している。また小型化に際して、ランプの発熱を抑え寿命を確保する上で、反射鏡の一部を複数切り欠き、その部分にランプ破片は通過しないような通気板を取り付けて冷却できるように改善した例が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ガラス製反射鏡に設けた切り欠きの複数部に、上手く通気板を取り付けるには熟練を要するし、幾つも取り付けなければならず煩雑な作業となっていた。そして、通気板は反射鏡のフランジ付近にしか設ける事が出来ず、通気板の穴に方向性を持たすことが出来ないので、発熱するランプ部分を冷却するのに充分な構造が採れなかった。
【０００４】
更に熱の影響のある複雑な形状のガラス箇所に、金属等で押さえ込む構造を採用すると、機械的応力の影響と熱応力とでその場所から反射鏡が割れる危険性もあった。
【０００５】
また、実用新案登録公報第２５８６３５８号に開示されているように、ガラス反射鏡に対して直接、そして機械的に通気孔（透孔）を設ける手段が考案されているが、小型化に際しガラス反射鏡の通気孔を設けた部分は、４５０℃近くにもなるため、著しく熱応力が掛かり、また機械的に通気孔を設けてあるため、微細な傷が残り、それらの傷を起点としてクラックが発生し、反射鏡自信が破損してしまう事が生じて問題であった。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑み、モバイル系やウルトラモバイル系の様なコンパクトな液晶プロジェクタから、光源装置に求められる小型化要求を満足させ、また極限温度を越えるランプを充分冷却出来る構造、且つ発生する熱に対しても充分強固な反射鏡を用いた光源装置を得ようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明において、凹面反射鏡を作成する際に、粉体または液体を鋳込み成形、若しくは押し型成形をして成形体を作成し、その時と同時か、若しくはその後に、該成形体のフランジ付近に、ランプが破損した時の破片が通過不可能な大きさの通気孔を複数箇所設けるため、穴開け加工を行い、かつ前記凹面反射鏡のフランジ付近に通気孔を設けた箇所が、内面を偶数次関数とした曲面部の肉厚と比較して、肉薄にし、その後に焼成して反射鏡生地とし、反射鏡とした。
【０００９】
請求項２の発明において、凹面反射鏡は、球状シリカを主成分とする粉体から作成される。
【００１０】
請求項３の発明において、凹面反射鏡に設けた通気孔は、反射鏡底部に向けて設けてある。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明を図１乃至図３について説明する。
図１は本実施例の一部であって、アーク長１．１ｍｍの定格消費電力１５０Ｗの超高圧水銀ランプ１を取り囲む様に反射鏡２がある。プロジェクタ内での安定点灯時に、その反射鏡の最高温度は、ランプ上部付近で約６００℃にも到達するものがある。そのために耐熱に優れる反射鏡材料として、主成分を球状シリカとした材料をポリヴィニルアルコールなどの結着材と共にスラリ化し、スプレードライアで造粒して、それを押し型成型したもの（同様に、主成分を球状シリカとした材料をポリヴィニルアルコールなどの結着材と共にスラリ化し、鋳込み成型にて成型する場合もある。）に、図１に示すような内面を偶数次関数である回転放物面としていない平滑な部分に、通気孔３として作用させるために、機械的にφ０．５ｍｍからφ１．２ｍｍ程度の穴を複数個、数箇所に設けてあり、ランプ破損時に破片が飛び散らないような構造にしてある。
【００１２】
そのようにしたものを、酸化性雰囲気中で、４００℃程度とし結着材を燃焼飛散させた後に、加熱炉内にフランジ面を上向きに配置し、１３６０℃として約３時間加熱する事で、反射鏡として適した、ほぼ透明なガラス生地が得られる。
【００１３】
その様にして出来たガラス生地の内面に蒸着機を用いてコールドミラーとするために、数十層の誘電体多層膜を蒸着して反射鏡としてある。コールドミラーは熱線を反射鏡の後方に逃がすよう構成されているため、ランプや液晶、レンズなどの光学部品を熱による劣化から防ぐ効果がある。
【００１４】
この様な反射鏡であれば、一体化させた通気孔を設けてあるので、反射鏡に切り欠けを設けず、形状上機械的に強固な構造であり、製造過程で歪み難い効果があり、また余分な煩わしい部品を要しないで済む。
【００１５】
また、光源装置の取り付け方を、上下を入れ替えるとか、左右を変更するなどの仕様変更が発生しても、反射鏡生地作成工程の押し型成型時やその後の加工時に穴あけ加工位置を変更する事で対応可能であり、極めて汎用性がある。
【００１６】
また、反射鏡の内面が回転放物面ではなく、通気孔として作用させる平滑な部分を、その他の回転放物面を成す部分などと比較して充分薄肉化する事は、破裂時に平滑な部分への機械的な衝撃の影響が少ないので可能である。例えば反射鏡の内面が回転放物面を成す部分の肉厚が３．０ｍｍ程度の場合、通気孔を設ける部分の肉厚を１．５ｍｍ程度としても破裂時に通気孔を設ける部分への機械的な衝撃の影響は問題なく、また薄肉化する事は通気孔の穴あけ加工において機械的負荷が小さくなるので傷付けず且つ通気孔を簡単に設ける事も出来る。
【００１７】
通気孔を設ける部分に対して、必ずしも直角に穴あけ加工しなくともよく、斜めとして冷却する事、例えば点灯時のショートアーク放電ランプの上部など、所望の部署を冷却すべく狙って、通気孔を設ける事も可能である。
【００１８】
尚、通気孔を設けた反射鏡生地を製造する上で、図２に示す様に反射部分を主体とする部品４を作成し、別途通気孔を主体とする部品５を作成した後に、両部品を図３に示す様に別途通気孔を主体とする部品５を反射部分を主体とする部品４にスライドさせて嵌合させてから、更に両部品を構成させた同じ材料の結着剤６を用いて結着させ、焼結させて一体化させる製造手段があるが、そのような製造手段で出来た反射鏡も当該発明の範疇である。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明した通り本発明に依れば、液晶プロジェクタなどの投射型光源装置のうち、モバイル系やウルトラモバイル系などと呼称される小型軽量装置の更なる小型化要求に対して、ランプ破裂時を想定したランプ冷却用の通気孔をその反射鏡に一体に設け、機械応力的にも熱応力的にも強固な構造とし、且つ加工しやすい製造工程と出来る。また冷却したい部分を狙って通気孔を設けることも充分可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるショートアーク放電ランプ装置の斜視図
【図２】図１に示すショートアーク放電ランプ装置において通気孔を主体とする部分を反射鏡を主体とする部分に嵌合する様子を示した斜視図。
【図３】図２に示すショートアーク放電ランプ装置において、反射鏡を主体とする部分と通気孔を主体とする部分の結着の様子を示した斜視図。
【符号の説明】
１・・・超高圧放電ランプ
２・・・反射鏡
３・・・通気孔
４・・・反射鏡を主体とする部品
５・・・通気孔を主体とする部品
６・・・結着剤[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a light source device used in a projection light source device such as a liquid crystal projector, and has been devised in response to a demand for miniaturization from a mobile system, an ultra mobile system, and the like.
[0002]
[Prior art]
In recent years, projection type light source devices have come to be used as presentation tools with the spread of OHP (overhead projector) and liquid crystal projectors. In these projection-type light source devices, the light source device is superior in luminous efficiency and uses a short arc type ultra-high pressure mercury lamp that is easy to use optically close to a point light source, and is relatively smaller than a general reflector. The combination with glass reflectors is becoming mainstream. However, the short arc type ultra-high pressure mercury lamp has a remarkably high operating pressure at the time of lighting of 100 atm or more, and therefore, there is a risk of explosion, so as shown in the patent publication (Japanese Patent No. 3275755) A translucent plate is attached to the front of the mirror so that when it bursts, the fragments will not scatter to the outside. In order to reduce the size of the lamp and to ensure the service life, it is possible to reduce the size of the reflector by cutting out a part of the reflector and attaching a ventilation plate to prevent the lamp fragments from passing through. It is disclosed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, skillful installation is required to successfully attach the ventilation plate to a plurality of notches provided in the glass reflector, and it has been a cumbersome operation because several installations are required. The ventilation plate can only be provided near the flange of the reflecting mirror, and the direction of the holes in the ventilation plate cannot be given, so that a structure sufficient to cool the lamp portion that generates heat cannot be adopted.
[0004]
Further, when a structure in which a glass portion having a complicated shape affected by heat is pressed down with a metal or the like is employed, there is a risk that the reflecting mirror may break from the location due to the influence of mechanical stress and thermal stress.
[0005]
Further, as disclosed in Utility Model Registration Publication No. 2586358, means for directly and mechanically providing a ventilation hole (through hole) to the glass reflecting mirror has been devised. The part of the mirror with the vent hole is close to 450 ° C, so it is subject to significant thermal stress. Since the vent hole is mechanically provided, fine scratches remain and cracks start from those scratches. It was a problem that occurred and the reflector confidence was damaged.
[0006]
In view of the above points, the present invention satisfies the demand for miniaturization required for a light source device from a compact liquid crystal projector such as a mobile system or an ultra mobile system, and can generate a structure capable of sufficiently cooling a lamp exceeding an extreme temperature. Therefore, an object of the present invention is to obtain a light source device using a reflecting mirror that is sufficiently strong against heat.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In the invention according to claim 1, when forming the concave reflecting mirror, powder or liquid is cast-molded or pressed to form a molded body, and at the same time or thereafter, the molded body In order to provide a plurality of vent holes in the vicinity of the flange of the lamp so that fragments when the lamp is broken cannot pass through, a hole is drilled, and there are locations where the vent holes are provided near the flange of the concave reflecting mirror. Compared with the thickness of the curved surface portion where the inner surface is an even-order function, the thickness was reduced, and then fired to obtain a reflector fabric, which was used as a reflector.
[0009]
In a second aspect of the present invention, the concave reflecting mirror is made from a powder containing spherical silica as a main component.
[0010]
In the invention of claim 3 , the vent hole provided in the concave reflecting mirror is provided toward the bottom of the reflecting mirror.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described below with reference to FIGS.
FIG. 1 is a part of this embodiment, and a reflecting mirror 2 is provided so as to surround an ultrahigh pressure mercury lamp 1 having an arc length of 1.1 mm and a rated power consumption of 150 W. At the time of stable lighting in the projector, the maximum temperature of the reflecting mirror reaches about 600 ° C. near the upper part of the lamp. Therefore, as a reflective mirror material with excellent heat resistance, a material whose main component is spherical silica is slurried with a binder such as polyvinyl alcohol, granulated with a spray dryer, and then molded by pressing (similarly In some cases, the material whose main component is spherical silica is slurried together with a binder such as polyvinyl alcohol, and is molded by casting.) The inner surface as shown in FIG. In order to act as a vent hole 3 on a smooth part that is not a parabolic surface, a plurality of holes with a diameter of about φ0.5 mm to φ1.2 mm are mechanically provided in several places, so that no debris is scattered when the lamp is broken. It has a structure like this.
[0012]
By making such a thing in an oxidizing atmosphere at about 400 ° C. and burning and scattering the binder, placing the flange surface upward in the heating furnace and heating at 1360 ° C. for about 3 hours, An almost transparent glass fabric suitable as a reflector is obtained.
[0013]
In order to make a cold mirror by using a vapor deposition machine on the inner surface of the glass fabric thus made, several tens of dielectric multilayer films are vapor-deposited to form a reflecting mirror. Since the cold mirror is configured to allow heat rays to escape behind the reflecting mirror, it has an effect of preventing optical components such as a lamp, a liquid crystal, and a lens from being deteriorated by heat.
[0014]
In such a reflector, since the integrated ventilation holes are provided, the reflector is not cut out, it is a mechanically strong structure in shape, and there is an effect that it is difficult to distort in the manufacturing process, Also, no extra cumbersome parts are required.
[0015]
In addition, even if the specification of the light source device is changed by changing the top and bottom or changing the left and right, the drilling position must be changed during the stamping molding or subsequent processing in the reflector fabric creation process. Is very versatile.
[0016]
In addition, it is not necessary to make the inner surface of the reflecting mirror as a ventilation hole, rather than a rotating paraboloid, sufficiently thin compared to other rotating paraboloid surfaces. This is possible because there is little influence of mechanical shock on the surface. For example, when the thickness of the part where the inner surface of the reflecting mirror forms a rotating paraboloid is about 3.0 mm, even if the thickness of the part where the vent hole is provided is about 1.5 mm, the mechanical part to the part where the vent hole is provided when bursting There is no problem with the impact, and reducing the thickness reduces the mechanical load in the drilling of the vent hole, so that the vent hole can be easily provided without being damaged.
[0017]
It is not necessary to drill at a right angle to the part where the vent hole is provided, and it is necessary to cool it as an angle, for example, to cool the desired section such as the upper part of the short arc discharge lamp at the time of lighting. It is also possible to provide it.
[0018]
In manufacturing the reflector fabric provided with the vent holes, as shown in FIG. 2, after creating the part 4 mainly composed of the reflective portion and separately creating the part 5 mainly composed of the vent hole, both parts are manufactured. As shown in FIG. 3, a component 5 mainly composed of a vent hole is slid and fitted to a component 4 mainly composed of a reflective portion, and then a binder 6 made of the same material that constitutes both components is added. There are manufacturing means that are used, bonded, sintered, and integrated, but a reflector made by such manufacturing means is also within the scope of the present invention.
[0019]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in response to a request for further miniaturization of a small and lightweight device called a mobile system or an ultra mobile system among projection light source devices such as a liquid crystal projector, a lamp burst is detected. An assumed lamp cooling vent is integrally provided in the reflecting mirror so that it has a structure that is strong both in terms of mechanical stress and thermal stress, and can be manufactured easily. It is also possible to provide a vent for the part to be cooled.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a short arc discharge lamp device according to the present invention. FIG. 2 is a state in which a portion mainly composed of a vent hole is fitted to a portion mainly composed of a reflector in the short arc discharge lamp device shown in FIG. FIG.
3 is a perspective view showing a state of binding between a portion mainly composed of a reflecting mirror and a portion mainly composed of a vent hole in the short arc discharge lamp device shown in FIG. 2;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Super high pressure discharge lamp 2 ... Reflective mirror 3 ... Vent hole 4 ... Parts mainly composed of reflector 5 ... Parts mainly composed of vent holes 6 ... Binder

Claims (3)

凹面反射鏡の焦点付近に、ショートアーク放電ランプの発光部を位置させたショートアーク放電ランプ装置に於いて、該凹面反射鏡を作成する際に、粉体または液体を鋳込み成形、若しくは押し型成形をして成形体を作成し、その時と同時か、若しくはその後に、該成形体のフランジ付近に、ランプが破損した時の破片が通過不可能な大きさの通気孔を複数箇所設けるため、穴開け加工を行い、かつ前記凹面反射鏡のフランジ付近に通気孔を設けた箇所が、内面を偶数次関数とした曲面部の肉厚と比較して、肉薄にし、その後に焼成して反射鏡生地とし、反射鏡としたことを特徴とするショートアーク放電ランプ装置。In the short arc discharge lamp apparatus in which the light emitting part of the short arc discharge lamp is positioned near the focal point of the concave reflector, when forming the concave reflector, powder or liquid is cast or molded. In order to provide a plurality of ventilation holes in the vicinity of the flange of the molded body at the same time or after that, in the vicinity of the flange of the molded body so that the fragments when the lamp is broken cannot pass therethrough. The portion of the concave reflecting mirror where the vent holes are provided is thinned compared to the thickness of the curved surface portion where the inner surface is an even-order function, and then fired to make the reflector fabric A short arc discharge lamp device characterized by being a reflecting mirror. 前記凹面反射鏡は、球状シリカを主成分とする粉体から作成される事を特徴とする請求項１に示すショートアーク放電ランプ装置。2. The short arc discharge lamp device according to claim 1 , wherein the concave reflecting mirror is made of powder mainly composed of spherical silica. 前記凹面反射鏡に設けた通気孔は、反射鏡底部に向けて設けてある事を特徴とする請求項１乃至請求項２に示すショートアーク放電ランプ装置。 3. The short arc discharge lamp device according to claim 1, wherein the vent hole provided in the concave reflecting mirror is provided toward the bottom of the reflecting mirror.

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