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JP2008243518A - Arc tube, light source device and projector - Google Patents

Arc tube, light source device and projector Download PDF

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JP2008243518A
JP2008243518A JP2007080878A JP2007080878A JP2008243518A JP 2008243518 A JP2008243518 A JP 2008243518A JP 2007080878 A JP2007080878 A JP 2007080878A JP 2007080878 A JP2007080878 A JP 2007080878A JP 2008243518 A JP2008243518 A JP 2008243518A
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JP
Japan
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tube
point
light
source device
light source
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2007080878A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Onodera
洋 小野寺
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
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Abstract

【課題】長寿命化を図りつつ、さらなる高輝度化を図ることが可能な発光管を提供する。
【解決手段】管球部30と、管球部30の両側に延びる一対の封止部40,50とを備える発光管20。光軸を含む鉛直な仮想平面で発光管20を切断したときの管球部30の断面における、一対の電極42,52の中間位置を点Pとし、管球部30の内面における重力に対して最も下側となる位置を点Aとし、管球部30の内面における重力に対して最も上側となる位置を点Bとし、管球部30の外面における重力に対して最も下側となる位置を点Cとし、管球部30の外面における重力に対して最も上側となる位置を点Dとし、点Pから点Aまでの距離をLとし、点Pから点Bまでの距離をLとし、点Pから点Cまでの距離をLとし、点Pから点Dまでの距離をLとしたとき、「L<L」かつ「(L−L)>(L−L)」の関係を満たす。
【選択図】図2
An arc tube capable of further increasing the brightness while extending the life is provided.
An arc tube 20 comprising a bulb portion 30 and a pair of sealing portions 40, 50 extending on both sides of the bulb portion 30. An intermediate position between the pair of electrodes 42 and 52 in the cross section of the bulb portion 30 when the arc tube 20 is cut along a vertical virtual plane including the optical axis is a point P, and against the gravity on the inner surface of the bulb portion 30. The lowermost position is point A, the uppermost position with respect to gravity on the inner surface of the tube portion 30 is point B, and the lowermost position with respect to gravity on the outer surface of the tube portion 30 is the point B. A point C is defined as a point D that is the uppermost position with respect to gravity on the outer surface of the tube portion 30, a distance from the point P to the point A is L A, and a distance from the point P to the point B is L B. , the distance from the point P to the point C and L C, and the distance from the point P to the point D was L D, "L a <L B" and "(L C -L a)> ( L D - L B ) ”is satisfied.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、発光管、光源装置及びプロジェクタに関する。   The present invention relates to an arc tube, a light source device, and a projector.

従来、プロジェクタの光源装置用の発光管として、一対の電極を内蔵する管球部と、管球部の両側に延びる一対の封止部とを備える発光管が知られている(例えば、特許文献1参照。)。   2. Description of the Related Art Conventionally, as an arc tube for a light source device of a projector, an arc tube including a tube bulb portion including a pair of electrodes and a pair of sealing portions extending on both sides of the bulb portion is known (for example, Patent Documents). 1).

特開2005−5183号公報JP 2005-5183 A

ところで、従来の発光管においては、熱対流などにより、管球部の内面における重力に対して上側の領域の温度が特に高くなり易く、管球部を構成する基材の許容温度を超えてしまった場合には、管球部の外面における上側の領域において局所的な膨れが発生したり白化したりする場合がある。白化とは、管球部を構成する基材が白濁して失透する現象のことである。管球部に局所的な膨れが発生すると、強度低下によって発光管が破裂する場合がある。また、管球部が白化すると、白化した箇所において光の透過が妨げられてしまい、これに起因して熱が発生して発光管の温度がさらに上昇した結果、発光管が破裂する場合がある。   By the way, in the conventional arc tube, the temperature of the upper region with respect to the gravity on the inner surface of the bulb portion is likely to be particularly high due to thermal convection, and the temperature exceeds the allowable temperature of the base material constituting the bulb portion. In this case, local swelling may occur or whitening may occur in the upper region of the outer surface of the tube portion. Whitening is a phenomenon in which the base material constituting the tube portion becomes clouded and devitrified. When local swelling occurs in the bulb portion, the arc tube may rupture due to a decrease in strength. Further, when the tube bulb portion is whitened, light transmission is hindered at the whitened portion, and as a result, heat is generated and the temperature of the arc tube further rises. As a result, the arc tube may burst. .

管球部の内面における上側の領域の温度上昇を抑制するためには、発光管を冷却ファンで冷却することが考えられる。しかしながら、従来の発光管においては、上述したように、熱対流などによって管球部の内面における上側の領域の温度が高くなり易く、管球部の内面における上側の領域の温度と下側の領域の温度との間に温度差が生じているため、管球部の内面における上側の領域の温度を所定温度以下まで冷却しようとして管球部を冷却した場合に、管球部の外面及び内面における下側の領域が必要以上に冷却されてしまい、管球部の内面における下側の領域が黒化するおそれがある。黒化とは、管球部内に封入された封入物(例えば、水銀、希ガス、金属ハロゲン化物等。)の蒸発性能が低下して、ハロゲンサイクルの効率が低下する結果、封入物が管球部の内壁に付着する現象のことである。このように管球部が黒化すると、黒化した箇所において光が吸収されるため、発光管の光量が低下したり発光管が破損したりする可能性がある。   In order to suppress the temperature rise in the upper region on the inner surface of the tube portion, it is conceivable to cool the arc tube with a cooling fan. However, in the conventional arc tube, as described above, the temperature of the upper region on the inner surface of the tube portion is likely to increase due to thermal convection, and the temperature of the upper region and the lower region on the inner surface of the tube portion. Therefore, when the tube part is cooled in order to cool the temperature of the upper region on the inner surface of the tube part to a predetermined temperature or less, the temperature difference between the outer surface and the inner surface of the tube part is The lower region may be cooled more than necessary, and the lower region on the inner surface of the tube portion may be blackened. Blackening means that the evaporating performance of the encapsulated material (eg, mercury, rare gas, metal halide, etc.) enclosed in the tube part is reduced, and the efficiency of the halogen cycle is reduced. It is a phenomenon that adheres to the inner wall of the part. When the tube portion is blackened in this way, light is absorbed at the blackened portion, which may reduce the light amount of the arc tube or damage the arc tube.

そこで、本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、長寿命化を図りつつ、さらなる高輝度化を図ることが可能な発光管を提供することを目的とする。また、このような優れた発光管を備える光源装置及びプロジェクタを提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an arc tube capable of further increasing the brightness while extending the life. It is another object of the present invention to provide a light source device and a projector provided with such an excellent arc tube.

本発明者は、上記した問題を解決するため、管球部の内面における上側の領域の温度上昇を抑制するための手段について鋭意研究を重ねた結果、「一対の電極の中間位置から管球部の内面における重力に対して最も上側となる位置までの距離」が「一対の電極の中間位置から管球部の内面における重力に対して最も下側となる位置までの距離」よりも長くなるように、かつ、管球部における上側の管壁の肉厚が下側の管壁の肉厚よりも薄くなるように、発光管の管球部を構成すれば、管球部の内面における上側の領域の温度上昇を抑制することができるとともに、管球部の内面における上側の領域の温度と下側の領域の温度との温度差を小さくすることができ、結果として、長寿命化を図りつつ、さらなる高輝度化を図ることが可能となることに想到し、本発明を完成させるに至った。   In order to solve the above-described problem, the present inventor conducted extensive research on means for suppressing the temperature increase in the upper region on the inner surface of the tube portion, and as a result, “the tube portion from the intermediate position of the pair of electrodes” The distance from the middle position of the pair of electrodes to the uppermost position relative to gravity on the inner surface of the tube is longer than the "distance from the middle position of the pair of electrodes to the lowermost position relative to gravity on the inner surface of the bulb part". In addition, if the tube bulb portion of the arc tube is configured so that the wall thickness of the upper tube wall in the bulb portion is thinner than the wall thickness of the lower tube wall, The temperature rise of the region can be suppressed, and the temperature difference between the temperature of the upper region and the temperature of the lower region on the inner surface of the tube portion can be reduced, and as a result, the life can be extended. It will be possible to further increase the brightness. Conceive, it has led to the completion of the present invention.

すなわち、本発明の発光管は、光軸に沿って配置された一対の電極を内蔵する管球部と、前記管球部の両側に延びる一対の封止部とを備える発光管であって、前記光軸を含む鉛直な仮想平面で前記発光管を切断したときの前記管球部の断面における、前記一対の電極の中間位置を点Pとし、前記管球部の内面における重力に対して最も下側となる位置を点Aとし、前記管球部の内面における重力に対して最も上側となる位置を点Bとし、前記管球部の外面における重力に対して最も下側となる位置を点Cとし、前記管球部の外面における重力に対して最も上側となる位置を点Dとし、点Pから点Aまでの距離をLとし、点Pから点Bまでの距離をLとし、点Pから点Cまでの距離をLとし、点Pから点Dまでの距離をLとしたとき、「L<L」かつ「(L−L)>(L−L)」の関係を満たすことを特徴とする。 That is, the arc tube of the present invention is an arc tube comprising a tube bulb portion incorporating a pair of electrodes arranged along the optical axis, and a pair of sealing portions extending on both sides of the bulb portion, An intermediate position of the pair of electrodes in the cross section of the bulb portion when the arc tube is cut in a vertical virtual plane including the optical axis is a point P, and the most against gravity on the inner surface of the bulb portion. The lower position is point A, the uppermost position with respect to gravity on the inner surface of the tube part is point B, and the lowermost position with respect to gravity on the outer surface of the tube part is point It is C, and uppermost a position of the point D with respect to the gravity on the outer surface of the tube unit, the distance from the point P to the point a and L a, the distance from the point P to the point B and L B, When the distance from the point P to the point C is L C and the distance from the point P to the point D is L D , Characterized by satisfying the relation of "L A <L B" and "(L C -L A)> ( L D -L B) ."

このため、本発明の発光管によれば、「L<L」の関係より、熱源の中心となる一対の電極の中間位置(P)と、管球部の内面における上側の領域との距離を、一対の電極の中間位置(P)と管球部の内面における下側の領域との距離よりも長くすることが可能となる。つまり、管球部の内面における上側の領域を熱源からある程度離隔することが可能となるため、管球部の内面における上側の領域の温度上昇を抑制することが可能となる。その結果、管球部の外面における上側の領域において局所的な膨れが発生したり白化したりするのを抑制することができ、発光管が破裂するのを抑制することが可能となる。 For this reason, according to the arc tube of the present invention, from the relationship of “L A <L B ”, the intermediate position (P) of the pair of electrodes serving as the center of the heat source and the upper region on the inner surface of the tube portion The distance can be made longer than the distance between the intermediate position (P) of the pair of electrodes and the lower region on the inner surface of the tube portion. In other words, the upper region on the inner surface of the tube portion can be separated from the heat source to some extent, so that the temperature increase in the upper region on the inner surface of the tube portion can be suppressed. As a result, it is possible to suppress the occurrence of local swelling and whitening in the upper region on the outer surface of the tube portion, and it is possible to suppress the arc tube from bursting.

また、本発明の発光管によれば、「(L−L)>(L−L)」の関係より、管球部における上側の管壁の肉厚が下側の管壁の肉厚よりも薄くなるため、管球部の全体を同じようにして冷却した場合、管球部の内面における上側の領域の方が管球部の内面における下側の領域よりも冷却されやすくなる。これにより、管球部の内面における上側の領域の温度と下側の領域の温度との温度差を小さくすることが可能となるため、管球部の内面における上側の領域の温度を所定温度以下まで冷却した場合であっても、管球部の内面における下側の領域が必要以上に冷却されてしまうのを抑制することが可能となる。その結果、黒化による発光管の光量低下や発光管の破損の発生を抑制することが可能となる。 Further, according to the arc tube of the present invention, the wall thickness of the upper tube wall in the tube portion is less than that of the lower tube wall due to the relationship of “(L C −L A )> (L D −L B )”. Since it is thinner than the wall thickness, when the entire tube portion is cooled in the same manner, the upper region on the inner surface of the tube portion is more easily cooled than the lower region on the inner surface of the tube portion. . This makes it possible to reduce the temperature difference between the temperature of the upper region and the temperature of the lower region on the inner surface of the tube portion, so that the temperature of the upper region on the inner surface of the tube portion is equal to or lower than a predetermined temperature. Even in the case where the cooling is performed, it is possible to prevent the lower region of the inner surface of the tube portion from being cooled more than necessary. As a result, it is possible to suppress a decrease in the light amount of the arc tube and damage to the arc tube due to blackening.

したがって、本発明の発光管は、長寿命化を図りつつ、さらなる高輝度化を図ることが可能な発光管となる。   Therefore, the arc tube of the present invention is an arc tube capable of further increasing the brightness while extending the life.

本発明の発光管においては、「1<L/L<2.5」であることが好ましい。 In the arc tube of the present invention, it is preferable that “1 <L B / L A <2.5”.

後述する試験例で詳細に説明するが、「1<L/L<2.5」の関係を満たす場合には、管球部の内面における上側の領域の温度上昇を抑制することが可能となるとともに、管球部の内面における上側の領域の温度と下側の領域の温度との温度差を小さくすることが可能となる。 As will be described in detail in a test example to be described later, when the relationship of “1 <L B / L A <2.5” is satisfied, it is possible to suppress a temperature increase in the upper region on the inner surface of the tube portion. In addition, the temperature difference between the temperature of the upper region and the temperature of the lower region on the inner surface of the tube portion can be reduced.

本発明の光源装置は、本発明の発光管と、前記発光管における一方の封止部側に配設され、前記発光管からの光を被照明領域側に向けて反射する反射凹面を有するリフレクタとを備えることを特徴とする。   The light source device of the present invention includes a light-emitting tube according to the present invention and a reflector having a reflective concave surface that is disposed on one sealing portion side of the light-emitting tube and reflects light from the light-emitting tube toward an illuminated region side. It is provided with these.

このため、本発明の光源装置によれば、上述した優れた発光管を備えているため、長寿命化を図りつつ、さらなる高輝度化を図ることが可能な光源装置となる。   For this reason, according to the light source device of the present invention, since the above-described excellent arc tube is provided, the light source device can achieve higher luminance while extending its life.

本発明の光源装置においては、前記リフレクタの前記反射凹面は、前記管球部の中心から前記管球部の管壁を通過して放射される光が前記管壁で屈折した場合に、当該屈折を補正して反射するような曲面形状を有することが好ましい。   In the light source device of the present invention, the reflection concave surface of the reflector is refracted when light emitted from the center of the tube portion through the tube wall of the tube portion is refracted by the tube wall. It is preferable to have a curved surface shape that corrects and reflects.

このように構成することにより、管球部の管壁(上側の管壁及び下側の管壁)を通過して放射される光を後段の光学要素に向けて正しく反射することが可能となる。例えば、リフレクタが楕円面リフレクタである場合、管球部の管壁を通過して放射される光を楕円面リフレクタの第2焦点位置に向けて反射することが可能となる。また、リフレクタが放物面リフレクタである場合、管球部の管壁を通過して放射される光を照明光軸に略平行な光として被照明領域側に向けて反射することが可能となる。   By configuring in this way, it becomes possible to correctly reflect the light radiated through the tube wall (upper tube wall and lower tube wall) of the bulb portion toward the subsequent optical element. . For example, when the reflector is an ellipsoidal reflector, it is possible to reflect light emitted through the tube wall of the bulb portion toward the second focal position of the ellipsoidal reflector. Further, when the reflector is a parabolic reflector, light emitted through the tube wall of the bulb portion can be reflected toward the illuminated region as light substantially parallel to the illumination optical axis. .

本発明の光源装置においては、前記管球部における被照明領域側の外面を覆うように前記発光管における他方の封止部側に配設され、前記管球部からの光を前記管球部に向けて反射する反射凹面を有する副鏡をさらに備え、前記副鏡の前記反射凹面は、前記管球部の中心から前記管球部の管壁を通過して放射される光が前記管壁で屈折した場合に、当該屈折を補正して反射するような曲面形状を有することが好ましい。   In the light source device of the present invention, the bulb portion is disposed on the other sealing portion side of the arc tube so as to cover the outer surface of the bulb portion on the illuminated region side, and the light from the bulb portion is transmitted to the bulb portion. A secondary mirror having a reflective concave surface that reflects toward the tube, wherein the reflective concave surface of the secondary mirror is configured to receive light emitted from the center of the tube portion through the tube wall of the tube portion. When the light is refracted, it is preferable to have a curved surface shape that reflects and corrects the refraction.

ところで、発光管の封止部に反射手段を配設することによって、光利用効率を向上することが可能となるとともにリフレクタを小型化することが可能となり、高輝度かつコンパクトな光源装置を実現することが可能となるが、管球部の略半分が反射手段によって覆われてしまうことから、発光管の封止部に反射手段が配設された光源装置は、そのような反射手段が配設されていない光源装置以上に、管球部の温度が高くなり易いという傾向がある。
本発明は、上述したように管球部の温度が全体的に高くなってしまうのを抑制することが可能となることから、このように発光管の封止部に反射手段が配設された光源装置に対して特に効果が大きい。
By the way, it is possible to improve the light utilization efficiency and to reduce the size of the reflector by disposing the reflecting means in the sealing portion of the arc tube, thereby realizing a high-luminance and compact light source device. However, since almost half of the bulb portion is covered by the reflecting means, the light source device in which the reflecting means is disposed in the sealing portion of the arc tube has such a reflecting means. There is a tendency that the temperature of the bulb portion tends to be higher than that of the light source device that is not used.
In the present invention, as described above, it is possible to suppress the overall temperature of the tube bulb portion from being increased, and thus the reflecting means is disposed in the sealing portion of the arc tube as described above. This is particularly effective for the light source device.

本発明のプロジェクタは、本発明の光源装置と、前記光源装置からの照明光束を画像情報に応じて変調する電気光学変調装置と、前記電気光学変調装置によって変調された光を投写する投写光学系とを備えることを特徴とする。   A projector according to the present invention includes a light source device according to the present invention, an electro-optic modulation device that modulates an illumination light beam from the light source device according to image information, and a projection optical system that projects light modulated by the electro-optic modulation device. It is characterized by providing.

このため、本発明のプロジェクタによれば、上述した優れた光源装置を備えているため、長寿命の光源装置を備え、かつ、高輝度なプロジェクタとなる。   For this reason, according to the projector of the present invention, since the above-described excellent light source device is provided, the projector has a long-life light source device and a high brightness.

本発明のプロジェクタにおいては、前記光源装置を冷却する冷却機構をさらに備えることが好ましい。   In the projector according to the aspect of the invention, it is preferable that the projector further includes a cooling mechanism for cooling the light source device.

このように構成することにより、光源装置の温度上昇を抑制することができ、光源装置の長寿命化を図りつつ、さらなる高輝度化を図ることが可能となる。   With this configuration, it is possible to suppress the temperature rise of the light source device, and it is possible to further increase the luminance while extending the life of the light source device.

以下、本発明の発光管、光源装置及びプロジェクタについて、図に示す実施の形態に基づいて説明する。   The arc tube, light source device, and projector of the present invention will be described below based on the embodiments shown in the drawings.

[実施形態]
図1は、実施形態に係るプロジェクタ1000の光学系を模式的に示す上面図である。図2は、実施形態に係る発光管20及び光源装置110を説明するために示す図である。図2(a)は光源装置110を模式的に示す側面図であり、図2(b)は発光管20における管球部30の周辺部分を横から見た断面図である。
[Embodiment]
FIG. 1 is a top view schematically showing an optical system of a projector 1000 according to the embodiment. FIG. 2 is a view for explaining the arc tube 20 and the light source device 110 according to the embodiment. 2A is a side view schematically showing the light source device 110, and FIG. 2B is a cross-sectional view of the peripheral portion of the bulb portion 30 in the arc tube 20 as viewed from the side.

なお、以下の説明においては、互いに直交する3つの方向をそれぞれz軸方向(図1における照明光軸OC方向)、x軸方向(図1における紙面に平行かつz軸に直交する方向)及びy軸方向(図1における紙面に垂直かつz軸に直交する方向)とする。
また、以下の説明においては、プロジェクタ1000をいわゆる据え置き状態に配置する場合を例示的に示しているため、重力方向は下側方向(例えば、図2(a)においてはy(−)方向。)となる。
In the following description, three directions orthogonal to each other are defined as a z-axis direction (illumination optical axis OC direction in FIG. 1), an x-axis direction (a direction parallel to the paper surface in FIG. 1 and perpendicular to the z-axis), and y. Let it be an axial direction (a direction perpendicular to the paper surface in FIG. 1 and perpendicular to the z-axis).
Further, in the following description, the case where projector 1000 is arranged in a so-called stationary state is exemplarily shown, and therefore the direction of gravity is the lower direction (for example, the y (−) direction in FIG. 2A). It becomes.

実施形態に係るプロジェクタ1000は、図1に示すように、照明装置100と、照明装置100からの照明光束を赤色光、緑色光及び青色光の3つの色光に分離して被照明領域に導光する色分離導光光学系200と、色分離導光光学系200で分離された3つの色光のそれぞれを画像情報に応じて変調する電気光学変調装置としての3つの液晶装置400R,400G,400Bと、3つの液晶装置400R,400G,400Bによって変調された色光を合成するクロスダイクロイックプリズム500と、クロスダイクロイックプリズム500によって合成された光をスクリーンSCR等の投写面に投写する投写光学系600と、冷却機構700(図示せず。)とを備えたプロジェクタである。   As shown in FIG. 1, the projector 1000 according to the embodiment separates the illumination device 100 and the illumination light flux from the illumination device 100 into three color lights of red light, green light, and blue light and guides them to the illuminated area. A color separation light guide optical system 200, and three liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B as electro-optic modulation devices that modulate each of the three color lights separated by the color separation light guide optical system 200 according to image information; A cross dichroic prism 500 that synthesizes the color lights modulated by the three liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B, a projection optical system 600 that projects the light synthesized by the cross dichroic prism 500 onto a projection surface such as a screen SCR, and cooling A projector including a mechanism 700 (not shown).

照明装置100は、被照明領域側に照明光束を射出する光源装置110と、光源装置110からの集束光を略平行光として射出する凹レンズ90と、凹レンズ90から射出される照明光束を複数の部分光束に分割するための複数の第1小レンズ122を有する第1レンズアレイ120と、第1レンズアレイ120の複数の第1小レンズ122に対応する複数の第2小レンズ132を有する第2レンズアレイ130と、第2レンズアレイ130からの各部分光束を偏光方向の揃った略1種類の直線偏光に変換して射出する偏光変換素子140と、偏光変換素子140から射出される各部分光束を被照明領域で重畳させるための重畳レンズ150とを有する。   The illuminating device 100 includes a light source device 110 that emits an illumination light beam toward the illuminated region, a concave lens 90 that emits the focused light from the light source device 110 as substantially parallel light, and a plurality of portions of the illumination light beam emitted from the concave lens 90. A first lens array 120 having a plurality of first small lenses 122 for dividing the light beam, and a second lens having a plurality of second small lenses 132 corresponding to the plurality of first small lenses 122 of the first lens array 120. The array 130, the polarization conversion element 140 that converts each partial light beam from the second lens array 130 into approximately one type of linearly polarized light having the same polarization direction and emits it, and each partial light beam emitted from the polarization conversion element 140 And a superimposing lens 150 for superimposing in the illuminated area.

光源装置110は、図1及び図2(a)に示すように、リフレクタとしての楕円面リフレクタ10と、楕円面リフレクタ10の第1焦点近傍に発光中心を有する発光管20と、反射手段としての副鏡60とを有する。光源装置110は、照明光軸OCを中心軸とする光束を射出する。   As shown in FIGS. 1 and 2A, the light source device 110 includes an ellipsoidal reflector 10 as a reflector, an arc tube 20 having a light emission center near the first focal point of the ellipsoidal reflector 10, and a reflecting means. And a secondary mirror 60. The light source device 110 emits a light beam having the illumination optical axis OC as a central axis.

発光管20は、図2に示すように、照明光軸OCに沿って配置された一対の電極42,52を内蔵する管球部30と、管球部30の両側に延びる一対の封止部40,50と、一対の封止部40,50内にそれぞれ封止された一対の金属箔44,54と、一対の金属箔44,54にそれぞれ電気的に接続された一対のリード線46,56とを有する。   As shown in FIG. 2, the arc tube 20 includes a tube bulb portion 30 including a pair of electrodes 42 and 52 arranged along the illumination optical axis OC, and a pair of sealing portions extending on both sides of the tube bulb portion 30. 40, 50, a pair of metal foils 44, 54 sealed in the pair of sealing portions 40, 50, respectively, and a pair of lead wires 46, electrically connected to the pair of metal foils 44, 54, respectively. 56.

なお、発光管20の構成要素の条件等を例示的に示すと、管球部30及び封止部40,50は、例えば石英ガラス製であり、管球部30内には、水銀、希ガス及び少量のハロゲンが封入されている。電極42,52は、例えばタングステン電極であり、金属箔44,54は、例えばモリブデン箔である。リード線46,56は、例えばモリブデン又はタングステンから構成されている。
また、発光管20としては、高輝度発光する種々の発光管を採用でき、例えば高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等を採用できる。
If the conditions of the constituent elements of the arc tube 20 are exemplarily shown, the tube portion 30 and the sealing portions 40 and 50 are made of, for example, quartz glass, and mercury or a rare gas is contained in the tube portion 30. And a small amount of halogen is enclosed. The electrodes 42 and 52 are, for example, tungsten electrodes, and the metal foils 44, 54 are, for example, molybdenum foils. The lead wires 46 and 56 are made of, for example, molybdenum or tungsten.
Further, as the arc tube 20, various arc tubes that emit light with high luminance can be employed, for example, a high pressure mercury lamp, an ultra high pressure mercury lamp, a metal halide lamp, or the like.

管球部30について、図2(b)に示すように、照明光軸OCを含む鉛直な仮想平面で切断したときの管球部30の断面における、一対の電極42,52の中間位置を点Pとし、管球部30の内面における重力に対して最も下側となる位置を点Aとし、管球部30の内面における重力に対して最も上側となる位置を点Bとし、管球部30の外面における重力に対して最も下側となる位置を点Cとし、管球部30の外面における重力に対して最も上側となる位置を点Dとし、点Pから点Aまでの距離をLとし、点Pから点Bまでの距離をLとし、点Pから点Cまでの距離をLとし、点Pから点Dまでの距離をLとし、点Cから点Dまでの距離をLとする。このとき、実施形態に係る発光管20においては、「L<L」かつ「(L−L)>(L−L)」で、さらに「L=L=L/2」の関係を満たすように、発光管20の管球部30が構成されている。 As shown in FIG. 2B, the tube portion 30 is pointed at an intermediate position between the pair of electrodes 42 and 52 in the cross section of the tube portion 30 when cut along a vertical virtual plane including the illumination optical axis OC. P is defined as a point A that is the lowest position with respect to gravity on the inner surface of the tube portion 30, a point B is a position that is the uppermost position with respect to gravity on the inner surface of the tube portion 30, and the tube portion 30. The position on the outer surface of the tube part 30 that is the lowest side with respect to gravity is the point C, the position that is the uppermost side on the outer surface of the tube portion 30 with respect to the gravity is the point D, and the distance from the point P to the point A is L A and then, the distance from the point P to the point B and L B, the distance from the point P to the point C and L C, the distance from the point P to the point D and L D, the distance from the point C to point D Let L be. At this time, in the arc tube 20 according to the embodiment, “L A <L B ” and “(L C −L A )> (L D −L B )”, and further “L C = L D = L / The bulb portion 30 of the arc tube 20 is configured so as to satisfy the relationship “2”.

楕円面リフレクタ10は、図2(a)に示すように、発光管20の封止部(一方の封止部)40を挿通・固定するための開口部12と、発光管20から放射された光を第2焦点位置に向けて反射する反射凹面14とを有する。楕円面リフレクタ10は、楕円面リフレクタ10の開口部12に充填されたセメントなどの無機系接着剤によって発光管20の封止部40に固着されている。   As shown in FIG. 2A, the ellipsoidal reflector 10 is radiated from the arc tube 20 and the opening 12 for inserting and fixing the seal portion (one seal portion) 40 of the arc tube 20. And a reflective concave surface that reflects light toward the second focal position. The ellipsoidal reflector 10 is fixed to the sealing portion 40 of the arc tube 20 with an inorganic adhesive such as cement filled in the opening 12 of the ellipsoidal reflector 10.

反射凹面14は、管球部30の中心から管球部30の上側の管壁36及び下側の管壁38を通過して放射される光が管壁36,38で屈折した場合に、当該屈折を補正して反射するような曲面形状を有する。   When the light radiated from the center of the tube portion 30 through the upper tube wall 36 and the lower tube wall 38 from the center of the tube portion 30 is refracted by the tube walls 36, 38, the reflection concave surface 14 It has a curved surface shape that reflects and corrects refraction.

反射凹面14を構成する基材の材料としては、例えば、結晶化ガラスやアルミナ(Al)などを好適に用いることができる。反射凹面14の内面には、例えば、酸化チタン(TiO)と酸化シリコン(SiO)との誘電体多層膜からなる可視光反射層が形成されている。 For example, crystallized glass, alumina (Al 2 O 3 ), or the like can be suitably used as the material for the base material constituting the reflective concave surface 14. On the inner surface of the reflective concave surface 14, for example, a visible light reflecting layer made of a dielectric multilayer film of titanium oxide (TiO 2 ) and silicon oxide (SiO 2 ) is formed.

副鏡60は、管球部30の略半分を覆い、楕円面リフレクタ10の反射凹面14と対向して配置される反射手段であり、発光管20の封止部(他方の封止部)50に挿通・固定するための開口部62と、発光管20から被照明領域側に向けて放射された光を発光管20に向けて反射する反射凹面64とを有する。副鏡60によって反射された光は、発光管20を透過して楕円面リフレクタ10に入射する。副鏡60は、副鏡60の開口部62に充填されたセメントなどの無機系接着剤によって発光管20の封止部50に固着されている。   The secondary mirror 60 is a reflecting means that covers substantially half of the bulb portion 30 and is disposed to face the reflective concave surface 14 of the elliptical reflector 10. The secondary mirror 60 is a sealing portion (the other sealing portion) 50 of the arc tube 20. And a reflective concave surface 64 that reflects the light emitted from the arc tube 20 toward the illuminated area toward the arc tube 20. The light reflected by the secondary mirror 60 passes through the arc tube 20 and enters the ellipsoidal reflector 10. The secondary mirror 60 is fixed to the sealing portion 50 of the arc tube 20 with an inorganic adhesive such as cement filled in the opening 62 of the secondary mirror 60.

反射凹面64は、管球部30の中心から管球部30の上側の管壁36及び下側の管壁38を通過して放射される光が管壁36,38で屈折した場合に、当該屈折を補正して反射するような曲面形状を有する。   When the light radiated from the center of the tube bulb portion 30 through the upper tube wall 36 and the lower tube wall 38 from the center of the bulb portion 30 is refracted by the tube walls 36, 38, the reflection concave surface 64 It has a curved surface shape that reflects and corrects refraction.

反射凹面64を構成する材料としては、例えば、透光性のアルミナを用いている。これにより、副鏡60における放熱性を高めることができる。なお、アルミナ以外でも、石英ガラス、サファイア、ルビーなどの材料を用いてもよい。
反射凹面64の内面には、例えば、酸化タンタル(Ta)と酸化シリコン(SiO)との誘電体多層膜からなる反射層が形成されている。
As a material constituting the reflective concave surface 64, for example, translucent alumina is used. Thereby, the heat dissipation in the secondary mirror 60 can be improved. In addition to alumina, materials such as quartz glass, sapphire, and ruby may be used.
On the inner surface of the reflective concave surface 64, for example, a reflective layer made of a dielectric multilayer film of tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) and silicon oxide (SiO 2 ) is formed.

凹レンズ90は、図1に示すように、楕円面リフレクタ10の被照明領域側に配置されている。そして、楕円面リフレクタ10からの光を第1レンズアレイ120に向けて射出するように構成されている。   As shown in FIG. 1, the concave lens 90 is disposed on the illuminated area side of the ellipsoidal reflector 10. The light from the ellipsoidal reflector 10 is emitted toward the first lens array 120.

第1レンズアレイ120は、凹レンズ90からの光を複数の部分光束に分割する光束分割光学素子としての機能を有し、複数の第1小レンズ122が照明光軸OCと直交する面内に複数行・複数列のマトリクス状に配列された構成を有する。図示による説明は省略するが、第1小レンズ122の外形形状は、液晶装置400R,400G,400Bの画像形成領域の外形形状に関して相似形である。   The first lens array 120 has a function as a light beam splitting optical element that splits the light from the concave lens 90 into a plurality of partial light beams, and a plurality of first small lenses 122 are arranged in a plane orthogonal to the illumination optical axis OC. It has a configuration arranged in a matrix of rows and columns. Although not illustrated, the outer shape of the first small lens 122 is similar to the outer shape of the image forming area of the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B.

第2レンズアレイ130は、重畳レンズ150とともに、第1レンズアレイ120の各第1小レンズ122の像を液晶装置400R,400G,400Bの画像形成領域近傍に結像させる機能を有する。第2レンズアレイ130は、第1レンズアレイ120と略同様な構成を有し、複数の第2小レンズ132が照明光軸OCに直交する面内に複数行・複数列のマトリクス状に配列された構成を有する。   The second lens array 130 has a function of forming an image of each first small lens 122 of the first lens array 120 in the vicinity of the image forming area of the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B together with the superimposing lens 150. The second lens array 130 has substantially the same configuration as the first lens array 120, and a plurality of second small lenses 132 are arranged in a matrix of a plurality of rows and a plurality of columns in a plane orthogonal to the illumination optical axis OC. Have a configuration.

偏光変換素子140は、第1レンズアレイ120により分割された各部分光束の偏光方向を、偏光方向の揃った略1種類の直線偏光として射出する偏光変換素子である。
偏光変換素子140は、光源装置110からの照明光束に含まれる偏光成分のうち一方の直線偏光成分を透過し他方の直線偏光成分を照明光軸OCに垂直な方向に反射する偏光分離層と、偏光分離層で反射された他方の直線偏光成分を照明光軸OCに平行な方向に反射する反射層と、偏光分離層を透過した一方の直線偏光成分を他方の直線偏光成分に変換する位相差板とを有する。
The polarization conversion element 140 is a polarization conversion element that emits the polarization direction of each partial light beam divided by the first lens array 120 as approximately one type of linearly polarized light having a uniform polarization direction.
The polarization conversion element 140 transmits one linearly polarized light component among the polarized light components included in the illumination light beam from the light source device 110 and reflects the other linearly polarized light component in a direction perpendicular to the illumination optical axis OC; A reflection layer that reflects the other linearly polarized light component reflected by the polarization separating layer in a direction parallel to the illumination optical axis OC, and a phase difference that converts one linearly polarized light component transmitted through the polarization separating layer into the other linearly polarized light component. And a board.

重畳レンズ150は、第1レンズアレイ120、第2レンズアレイ130及び偏光変換素子140を経た複数の部分光束を集光して液晶装置400R,400G,400Bの画像形成領域近傍に重畳させるための光学素子である。重畳レンズ150の光軸と照明装置100の照明光軸OCとが略一致するように、重畳レンズ150が配置されている。なお、重畳レンズ150は、複数のレンズを組み合わせた複合レンズで構成されていてもよい。   The superimposing lens 150 condenses a plurality of partial light beams that have passed through the first lens array 120, the second lens array 130, and the polarization conversion element 140, and superimposes them on the vicinity of the image forming regions of the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B. It is an element. The superimposing lens 150 is arranged so that the optical axis of the superimposing lens 150 and the illumination optical axis OC of the illumination device 100 substantially coincide. The superimposing lens 150 may be composed of a compound lens in which a plurality of lenses are combined.

色分離導光光学系200は、ダイクロイックミラー210,220と、反射ミラー230,240,250と、入射側レンズ260と、リレーレンズ270とを有する。色分離導光光学系200は、重畳レンズ150から射出される照明光束を、赤色光、緑色光及び青色光の3つの色光に分離して、それぞれの色光を照明対象となる3つの液晶装置400R,400G,400Bに導く機能を有する。   The color separation light guide optical system 200 includes dichroic mirrors 210 and 220, reflection mirrors 230, 240 and 250, an incident side lens 260, and a relay lens 270. The color separation light guide optical system 200 separates the illumination light beam emitted from the superimposing lens 150 into three color lights of red light, green light, and blue light, and each of the three color liquid crystal devices 400R to be illuminated. , 400G, 400B.

液晶装置400R,400G,400Bは、画像情報に応じて照明光束を変調するものであり、照明装置100の照明対象となる。
液晶装置400R,400G,400Bは、一対の透明なガラス基板に電気光学物質である液晶を密閉封入したものであり、例えば、ポリシリコンTFTをスイッチング素子として、与えられた画像情報に従って、後述する入射側偏光板から射出された1種類の直線偏光の偏光方向を変調する。
The liquid crystal devices 400 </ b> R, 400 </ b> G, and 400 </ b> B modulate the illumination light beam according to the image information and are the illumination target of the illumination device 100.
The liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B are a pair of transparent glass substrates in which a liquid crystal that is an electro-optical material is hermetically sealed. For example, an incident light that will be described later is used according to given image information using a polysilicon TFT as a switching element. Modulates the polarization direction of one type of linearly polarized light emitted from the side polarizing plate.

液晶装置400R,400G,400Bの光路前段には、集光レンズ300R,300G,300Bが配置されている。   Condensing lenses 300R, 300G, and 300B are disposed in the front stage of the optical path of the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B.

また、ここでは図示を省略したが、集光レンズ300R,300G,300Bと各液晶装置400R,400G,400Bとの間には、それぞれ入射側偏光板が介在配置され、各液晶装置400R,400G,400Bとクロスダイクロイックプリズム500との間には、それぞれ射出側偏光板が介在配置されている。これら入射側偏光板、液晶装置400R,400G,400B及び射出側偏光板によって入射する各色光の光変調が行われる。   Although not shown here, incident-side polarizing plates are interposed between the condenser lenses 300R, 300G, and 300B and the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B, and the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B are disposed. Between the 400B and the cross dichroic prism 500, an exit side polarizing plate is interposed. The incident-side polarizing plate, the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B and the exit-side polarizing plate modulate light of each color light incident thereon.

クロスダイクロイックプリズム500は、射出側偏光板から射出された各色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム500は、4つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた略X字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。略X字状の一方の界面に形成された誘電体多層膜は、赤色光を反射するものであり、他方の界
面に形成された誘電体多層膜は、青色光を反射するものである。これらの誘電体多層膜によって赤色光及び青色光は曲折され、緑色光の進行方向と揃えられることにより、3つの色光が合成される。
The cross dichroic prism 500 is an optical element that forms a color image by synthesizing an optical image modulated for each color light emitted from the exit side polarizing plate. The cross dichroic prism 500 has a substantially square shape in plan view in which four right-angle prisms are bonded together, and a dielectric multilayer film is formed on a substantially X-shaped interface in which the right-angle prisms are bonded together. The dielectric multilayer film formed at one of the substantially X-shaped interfaces reflects red light, and the dielectric multilayer film formed at the other interface reflects blue light. By these dielectric multilayer films, the red light and the blue light are bent and aligned with the traveling direction of the green light, so that the three color lights are synthesized.

クロスダイクロイックプリズム500から射出されたカラー画像は、投写光学系600によって拡大投写され、スクリーンSCR上で大画面画像を形成する。   The color image emitted from the cross dichroic prism 500 is enlarged and projected by the projection optical system 600 to form a large screen image on the screen SCR.

プロジェクタ1000には、冷却機構700(図示せず。)が配設されている。冷却機構700は、少なくとも光源装置110を冷却する冷却ファン710と、冷却ファン710からの冷却風を通す冷却風流路720とを有する(ともに図示せず。)。なお、冷却機構700は、光源装置110のみならず、他の光学要素(例えば液晶装置400R,400G,400Bなど)を冷却する構成としてもよい。   The projector 1000 is provided with a cooling mechanism 700 (not shown). The cooling mechanism 700 includes at least a cooling fan 710 that cools the light source device 110 and a cooling air flow path 720 that allows cooling air from the cooling fan 710 to pass through (both not shown). The cooling mechanism 700 may be configured to cool not only the light source device 110 but also other optical elements (for example, the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B).

以上のように構成された実施形態に係る発光管20によれば、「L<L」の関係より、熱源の中心となる一対の電極42,52の中間位置Pと、管球部30の内面における上側の領域32との距離を、一対の電極42,52の中間位置Pと管球部30の内面における下側の領域34との距離よりも長くすることが可能となる。つまり、管球部30の内面における上側の領域32を熱源からある程度離隔することが可能となるため、管球部30の内面における上側の領域32の温度上昇を抑制することが可能となる。その結果、管球部30の外面における上側の領域33において局所的な膨れが発生したり白化したりするのを抑制することができ、発光管20が破裂するのを抑制することが可能となる。 According to the arc tube 20 according to the embodiment configured as described above, the tube position 30 and the intermediate position P between the pair of electrodes 42 and 52 serving as the center of the heat source, based on the relationship of “L A <L B ”. It is possible to make the distance from the upper region 32 on the inner surface longer than the distance between the intermediate position P of the pair of electrodes 42 and 52 and the lower region 34 on the inner surface of the tube portion 30. That is, since the upper region 32 on the inner surface of the tube portion 30 can be separated from the heat source to some extent, the temperature increase of the upper region 32 on the inner surface of the tube portion 30 can be suppressed. As a result, it is possible to suppress the occurrence of local swelling or whitening in the upper region 33 on the outer surface of the tube portion 30, and it is possible to suppress the arc tube 20 from bursting. .

また、実施形態に係る発光管20によれば、「(L−L)>(L−L)」の関係より、管球部30における上側の管壁36の肉厚が下側の管壁38の肉厚よりも薄くなるため、管球部30の全体を同じようにして冷却した場合、管球部30の内面における上側の領域32の方が管球部30の内面における下側の領域34よりも冷却されやすくなる。これにより、管球部30の内面における上側の領域32の温度と下側の領域34の温度との温度差を小さくすることが可能となるため、管球部30の内面における上側の領域32の温度を所定温度以下まで冷却した場合であっても、管球部30の内面における下側の領域34が必要以上に冷却されてしまうのを抑制することが可能となる。その結果、黒化による発光管20の光量低下や発光管20の破損の発生を抑制することが可能となる。 Further, according to the light-emitting tube 20 according to the embodiment, "(L C -L A)> ( L D -L B) " from the relationship, the lower is the thickness of the upper wall 36 of the tube spherical portion 30 Therefore, when the entire tube portion 30 is cooled in the same manner, the upper region 32 on the inner surface of the tube portion 30 is lower on the inner surface of the tube portion 30. It becomes easier to cool than the region 34 on the side. As a result, the temperature difference between the temperature of the upper region 32 and the temperature of the lower region 34 on the inner surface of the tube portion 30 can be reduced. Even when the temperature is cooled to a predetermined temperature or lower, it is possible to prevent the lower region 34 on the inner surface of the tube portion 30 from being cooled more than necessary. As a result, it is possible to suppress a decrease in the light amount of the arc tube 20 due to blackening and the occurrence of damage to the arc tube 20.

したがって、実施形態に係る発光管20は、長寿命化を図りつつ、さらなる高輝度化を図ることが可能な発光管となる。   Therefore, the arc tube 20 according to the embodiment is an arc tube capable of further increasing the brightness while extending the life.

後述する試験例で詳細に説明するが、実施形態に係る発光管20においては、「1<L/L<2.5」の関係を満たすため、管球部30の内面における上側の領域32の温度上昇を抑制することが可能となるとともに、管球部30の内面における上側の領域32の温度と下側の領域34の温度との温度差を小さくすることが可能となる。 As will be described in detail in a test example to be described later, in the arc tube 20 according to the embodiment, in order to satisfy the relationship of “1 <L B / L A <2.5”, the upper region on the inner surface of the tube portion 30 It is possible to suppress the temperature rise of 32 and to reduce the temperature difference between the temperature of the upper region 32 and the temperature of the lower region 34 on the inner surface of the tube portion 30.

実施形態に係る光源装置110は、上述した優れた発光管20を備えているため、長寿命化を図りつつ、さらなる高輝度化を図ることが可能な光源装置となる。   Since the light source device 110 according to the embodiment includes the excellent arc tube 20 described above, it becomes a light source device capable of further increasing the brightness while extending the life.

実施形態に係る光源装置110においては、楕円面リフレクタ10の反射凹面14は、管球部30の中心から管球部30の管壁36,38を通過して放射される光が管壁36,38で屈折した場合に、当該屈折を補正して反射するような曲面形状を有するため、管球部30の管壁36,38を通過して放射される光を楕円面リフレクタ10の第2焦点位置に向けて反射することが可能となる。   In the light source device 110 according to the embodiment, the reflection concave surface 14 of the ellipsoidal reflector 10 is configured such that light emitted from the center of the tube portion 30 through the tube walls 36 and 38 of the tube portion 30 is emitted from the tube wall 36. When the light beam is refracted at 38, the light beam radiates through the tube walls 36 and 38 of the bulb portion 30 so that the light is radiated by correcting the refraction. It becomes possible to reflect toward the position.

実施形態に係る光源装置110においては、管球部30における被照明領域側の外面を覆うように封止部50側に配設され、管球部30からの光を管球部30に向けて反射する反射手段としての副鏡60をさらに備える。これにより、管球部30から被照明領域側に放射される光が副鏡60によって楕円面リフレクタ10に向けて反射されるため、管球部30から被照明領域側に放射され本来有効に利用されていなかった光をも有効に利用することが可能となる。このため、光源装置110の高輝度化を図ることが可能となる。
また、発光管20の被照明領域側端部まで覆うような大きさに楕円面リフレクタ10の大きさを設定することを必要とせず、楕円面リフレクタ10の小型化を図ることができ、結果としてコンパクトな光源装置を実現することが可能となる。さらに、楕円面リフレクタ10の小型化を図ることができることにより、光路後段に配置される光学要素の大きさを小さくすることができるため、コンパクトなプロジェクタとなる。
In the light source device 110 according to the embodiment, the light source device 110 is disposed on the sealing portion 50 side so as to cover the outer surface of the tube portion 30 on the illuminated region side, and the light from the tube portion 30 is directed toward the tube portion 30. A secondary mirror 60 is further provided as reflecting means for reflecting. Thereby, since the light radiated | emitted from the bulb part 30 to the to-be-illuminated area side is reflected toward the ellipsoidal reflector 10 by the secondary mirror 60, it is radiated | emitted from the to-be-illuminated part side to the to-be-illuminated area side, and is used effectively effectively It is possible to effectively use light that has not been used. For this reason, the brightness of the light source device 110 can be increased.
Further, it is not necessary to set the size of the ellipsoidal reflector 10 so as to cover the end of the arc tube 20 to be illuminated, and the ellipsoidal reflector 10 can be reduced in size, as a result. A compact light source device can be realized. Furthermore, since the ellipsoidal reflector 10 can be miniaturized, the size of the optical element arranged in the latter stage of the optical path can be reduced, so that a compact projector can be obtained.

ところで、発光管20の封止部50に副鏡60を配設することによって、光利用効率を向上することが可能となるとともに楕円面リフレクタ10を小型化することが可能となり、高輝度かつコンパクトな光源装置を実現することが可能となるが、管球部30の略半分が副鏡60によって覆われてしまうことから、発光管20の封止部50に副鏡60が配設された光源装置110は、そのような副鏡が配設されていない光源装置以上に、管球部30の温度が高くなり易いという傾向がある。
本発明は、上述したように管球部30の温度が全体的に高くなってしまうのを抑制することが可能となることから、このように発光管20の封止部50に副鏡60が配設された光源装置110に対して特に効果が大きい。
By the way, by disposing the secondary mirror 60 in the sealing portion 50 of the arc tube 20, it becomes possible to improve the light utilization efficiency and to reduce the size of the ellipsoidal reflector 10, and to achieve high brightness and compactness. However, since approximately half of the bulb portion 30 is covered by the secondary mirror 60, the light source in which the secondary mirror 60 is disposed in the sealing portion 50 of the arc tube 20. The device 110 tends to have a higher temperature of the tube portion 30 than a light source device in which such a secondary mirror is not provided.
Since the present invention can suppress the overall temperature of the tube portion 30 from becoming high as described above, the secondary mirror 60 is provided on the sealing portion 50 of the arc tube 20 as described above. This is particularly effective for the light source device 110 provided.

実施形態に係るプロジェクタ1000は、上述した優れた光源装置110を備えているため、長寿命の光源装置を備え、かつ、高輝度なプロジェクタとなる。   Since the projector 1000 according to the embodiment includes the excellent light source device 110 described above, the projector 1000 includes a long-life light source device and is a high-brightness projector.

実施形態に係るプロジェクタ1000においては、光源装置110を冷却する冷却機構700をさらに備えるため、光源装置110の温度上昇を抑制することができ、光源装置110の長寿命化を図りつつ、さらなる高輝度化を図ることが可能となる。   The projector 1000 according to the embodiment further includes a cooling mechanism 700 that cools the light source device 110. Therefore, the temperature increase of the light source device 110 can be suppressed, and the light source device 110 can have a longer lifetime and higher brightness. Can be achieved.

[試験例]
試験例は、「1<L/L<2.5」の関係が成り立つときに本発明の効果があることを確認するための試験例である。
[Test example]
The test example is a test example for confirming that there is an effect of the present invention when the relationship of “1 <L B / L A <2.5” is established.

表1は、試験例における各発光管の判定結果を示す表である。   Table 1 is a table | surface which shows the determination result of each arc_tube | light_emitting_tube in a test example.

Figure 2008243518
Figure 2008243518

図3は、比較例に係る発光管20aにおける管球部30aの周辺部分を横から見た断面図である。   FIG. 3 is a cross-sectional view of the peripheral portion of the bulb portion 30a in the arc tube 20a according to the comparative example as seen from the side.

試験例においては、管球部の放電空間の形状を変えて、管球部の内面における下側の領域の温度が一定となるように発光管を冷却したときの、管球部の内面における上側の領域の温度のシミュレーションを行った。具体的には、L,L,L,Lの値を一定とし、Lの値を10通りのパターンで変化させた。そして、管球部の内面における上側の領域の温度上昇を抑制することが可能で、かつ、管球部の内面における上側の領域の温度と下側の領域の温度との温度差を小さくすることが可能であるか否かを、次の判定方法によって判定した。 In the test example, when the arc tube is cooled so that the temperature of the lower region on the inner surface of the bulb portion is constant by changing the shape of the discharge space of the bulb portion, the upper side on the inner surface of the bulb portion The temperature of the region was simulated. Specifically, the values of L A , L C , L D , and L were fixed, and the value of L B was changed in 10 patterns. And it is possible to suppress the temperature rise in the upper region on the inner surface of the tube portion, and to reduce the temperature difference between the temperature of the upper region and the temperature of the lower region on the inner surface of the tube portion. Whether or not is possible is determined by the following determination method.

判定方法としては、「L/L=1」となるときの発光管を比較例(図3参照。)とし、管球部の内面における上側の領域の温度Tが、比較例の管球部30aの内面における上側の領域32aの温度TB’よりも低く、比較例の管球部30aの内面における下側の領域34aの温度TA’よりも高いとき、すなわち、「TA’<T<TB’」を満たすときには、管球部の内面における上側の領域の温度上昇を抑制することが可能で、かつ、管球部の内面における上側の領域の温度と下側の領域の温度との温度差を小さくすることが可能である(表1中の「○」)と判定した。一方、「TA’<T<TB’」を満たさないときには、管球部の内面における上側の領域の温度上昇を抑制することが困難であり、また、管球部の内面における上側の領域の温度と下側の領域の温度との温度差を小さくすることが困難である(表1中の「×」)と判定した。 As a determination method, the arc tube when “L B / L A = 1” is used as a comparative example (see FIG. 3), and the temperature T B in the upper region on the inner surface of the bulb portion is the tube of the comparative example. When the temperature is lower than the temperature TB of the upper region 32a on the inner surface of the bulb portion 30a and higher than the temperature TA of the lower region 34a on the inner surface of the tube bulb portion 30a of the comparative example, that is, “TA When satisfying <T B <T B ′ ”, it is possible to suppress the temperature increase in the upper region on the inner surface of the tube portion, and the temperature and lower region of the upper region on the inner surface of the tube portion. It was determined that it was possible to reduce the temperature difference from the temperature (“◯” in Table 1). On the other hand, when “TA <T B <T B ′ ” is not satisfied, it is difficult to suppress the temperature increase in the upper region on the inner surface of the tube portion, and the upper side of the inner surface of the tube portion is difficult to suppress. It was determined that it was difficult to reduce the temperature difference between the temperature of the region and the temperature of the lower region (“×” in Table 1).

その結果、表1に示すように、「L/L」の値が1.25、1.5、1.75、2、2.25のときには、「○」と判定された。また、L/Lの値が0.25、0.5、0.75、2.5のときには、「×」と判定された。これより、「1<L/L<2.5」の関係を満たす場合には、管球部の内面における上側の領域の温度上昇を抑制することが可能であるとともに、管球部の内面における上側の領域の温度と下側の領域の温度との温度差を小さくすることが可能であることがわかった。 As a result, as shown in Table 1, when the value of “L B / L A ” was 1.25, 1.5, 1.75, 2, 2.25, it was determined as “◯”. Further, when the values of L B / L A were 0.25, 0.5, 0.75, and 2.5, it was determined as “x”. Accordingly, when the relationship of “1 <L B / L A <2.5” is satisfied, it is possible to suppress the temperature increase in the upper region on the inner surface of the tube portion, and the tube portion It was found that the temperature difference between the upper region temperature and the lower region temperature on the inner surface can be reduced.

以上、本発明の発光管、光源装置及びプロジェクタを上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。   The arc tube, the light source device, and the projector according to the present invention have been described based on the above-described embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various aspects can be used without departing from the scope of the present invention. For example, the following modifications are possible.

(1)上記実施形態に係る発光管20においては、「L<L」かつ「(L−L)>(L−L)」で、さらに「L=L=L/2」の関係を満たすように管球部が構成されている場合を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。「L<L」かつ「(L−L)>(L−L)」の関係を満たすように管球部が構成されていればよく、「L≠L」であってもよいし、「L,L≠L/2」であってもよい。 (1) In the arc tube 20 according to the above-described embodiment, “L A <L B ” and “(L C −L A )> (L D −L B )”, and further “L C = L D = L Although the case where the tube portion is configured to satisfy the relationship of “/ 2” has been described as an example, the present invention is not limited to this. "L A <L B" and "(L C -L A)> ( L D -L B) " tube spherical portion so as to satisfy the relationship of only needs to be configured in a "L CL D" It may be “L C , L D ≠ L / 2”.

(2)上記実施形態に係る発光管20は、図2(b)及び図3からもわかるように、Lの長さを変えずにLの長さが長くなるように管球部を構成したものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。「L<L」かつ「(L−L)>(L−L)」の関係を満たすものであればよいため、Lの長さを短くしてLの長さを変えないように管球部を構成したものや、Lの長さを短くしつつLの長さが長くなるように管球部を構成したものも本発明の範囲に含まれる。 (2) the arc tube 20 according to the embodiment, as can be seen from FIG. 2 (b) and 3, the tube spherical portion so that the length of L B without changing the length of L A becomes longer Although configured, the present invention is not limited to this. The length of the "L A <L B" and "(L C -L A)> ( L D -L B) " relationship or order as long as it satisfies the, L B to shorten the length of L A the or those constituting the tube spherical portion so as not to change, that constitutes the tube spherical portion so that the length of L B while shortening the length of L a becomes longer within the scope of the present invention.

(3)上記実施形態に係る光源装置110においては、発光管に配設される反射手段として副鏡を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、反射手段として反射膜を用いることも好ましい。また、上記実施形態に係る光源装置110においては、発光管に反射手段としての副鏡が配設された光源装置を例示して説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、副鏡が配設されていない光源装置に本発明を適用することも可能である。 (3) In the light source device 110 according to the above-described embodiment, the secondary mirror is used as the reflecting means disposed in the arc tube. However, the present invention is not limited to this, and a reflecting film is used as the reflecting means. It is also preferable. Further, in the light source device 110 according to the above-described embodiment, the light source device in which the sub-mirror as the reflecting means is disposed on the arc tube is described as an example, but the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to a light source device in which a secondary mirror is not provided.

(4)上記実施形態に係る光源装置110においては、リフレクタとして、楕円面リフレクタを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、放物面リフレクタを用いることも好ましい。この場合には、凹レンズは備えていなくともよい。 (4) In the light source device 110 according to the above embodiment, the ellipsoidal reflector is used as the reflector. However, the present invention is not limited to this, and it is also preferable to use a parabolic reflector. In this case, the concave lens may not be provided.

(5)上記実施形態に係るプロジェクタ1000においては、光均一化光学系として、レンズアレイからなるレンズインテグレータ光学系を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ロッド部材からなるロッドインテグレータ光学系をも好ましく用いることができる。 (5) In the projector 1000 according to the above embodiment, the lens integrator optical system including the lens array is used as the light uniformizing optical system. However, the present invention is not limited to this, and the rod including the rod member is used. An integrator optical system can also be preferably used.

(6)上記実施形態に係るプロジェクタ1000は透過型のプロジェクタであるが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は反射型のプロジェクタにも適用することが可能である。ここで、「透過型」とは、透過型の液晶装置等のように光変調手段としての電気光学変調装置が光を透過するタイプであることを意味しており、「反射型」とは、反射型の液晶装置等のように光変調手段としての電気光学変調装置が光を反射するタイプであることを意味している。反射型のプロジェクタにこの発明を適用した場合にも、透過型のプロジェクタと同様の効果を得ることができる。 (6) The projector 1000 according to the above embodiment is a transmissive projector, but the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to a reflection type projector. Here, “transmission type” means that an electro-optic modulation device as a light modulation means, such as a transmission type liquid crystal device, transmits light, and “reflection type” This means that an electro-optic modulation device as a light modulation means, such as a reflective liquid crystal device, is a type that reflects light. Even when the present invention is applied to a reflective projector, the same effect as that of a transmissive projector can be obtained.

(7)上記実施形態に係るプロジェクタ1000においては、3つの液晶装置400R,400G,400Bを用いたプロジェクタを例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、1つ、2つ又は4つ以上の液晶装置を用いたプロジェクタにも適用可能である。 (7) In the projector 1000 according to the embodiment, the projector using the three liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and one, two, The present invention can also be applied to a projector using one or four or more liquid crystal devices.

(8)上記実施形態に係るプロジェクタ1000においては、電気光学変調装置として液晶装置を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。電気光学変調装置としては、一般に、画像情報に応じて入射光を変調するものであればよく、マイクロミラー型光変調装置などを利用してもよい。マイクロミラー型光変調装置としては、例えば、DMD(デジタルマイクロミラーデバイス)(TI社の商標)を用いることができる。 (8) In the projector 1000 according to the above-described embodiment, the liquid crystal device is used as the electro-optic modulation device, but the present invention is not limited to this. In general, the electro-optic modulation device may be any device that modulates incident light in accordance with image information, and a micromirror light modulation device or the like may be used. For example, a DMD (digital micromirror device) (trademark of TI) can be used as the micromirror light modulator.

(9)本発明は、投写画像を観察する側から投写するフロント投写型プロジェクタに適用する場合にも、投写画像を観察する側とは反対の側から投写するリア投写型プロジェクタに適用する場合にも可能である。 (9) The present invention can be applied to a rear projection type projector that projects from a side opposite to the side that observes the projected image, even when applied to a front projection type projector that projects from the side that observes the projected image. Is also possible.

実施形態に係るプロジェクタ1000の光学系を模式的に示す上面図。FIG. 3 is a top view schematically showing an optical system of the projector 1000 according to the embodiment. 実施形態に係る発光管20及び光源装置110を説明するために示す図。The figure shown in order to demonstrate the arc tube 20 and the light source device 110 which concern on embodiment. 比較例に係る発光管20aにおける管球部30aの周辺部分を横から見た断面図。Sectional drawing which looked at the peripheral part of the bulb part 30a in the arc tube 20a which concerns on a comparative example from the side.

符号の説明Explanation of symbols

10…楕円面リフレクタ、12…開口部、14…反射凹面、20,20a…発光管、30,30a…管球部、32,32a…管球部の内面における上側の領域、33,33a…管球部の外面における上側の領域、34,34a…管球部の内面における下側の領域、35,35a…管球部の外面における下側の領域、36,36a…管球部における上側の管壁、38,38a…管球部における下側の管壁、40,40a,50,50a…封止部、42,42a,52,52a…電極、44,44a,54,54a…金属箔、46,56…リード線、60…副鏡、62…開口部、64…反射凹面、90…凹レンズ、100…照明装置、110…光源装置、120…第1レンズアレイ、122…第1小レンズ、130…第2レンズアレイ、132…第2小レンズ、140…偏光変換素子、150…重畳レンズ、200…色分離導光光学系、210,220…ダイクロイックミラー、230,240,250…反射ミラー、260…入射側レンズ、270…リレーレンズ、300R,300G,300B…集光レンズ、400R,400G,400B…液晶装置、500…クロスダイクロイックプリズム、600…投写光学系、1000…プロジェクタ、A…管球部の内面における重力に対して最も下側となる位置、B…管球部の内面における重力に対して最も上側となる位置、C…管球部の外面における重力に対して最も下側となる位置、D…管球部の外面における重力に対して最も上側となる位置、L…点Cから点Dまでの距離、L…点Pから点Aまでの距離、L…点Pから点Bまでの距離、L…点Pから点Cまでの距離、L…点Pから点Dまでの距離、OC…照明光軸、P…一対の電極の中間位置、SCR…スクリーン DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Ellipsoidal reflector, 12 ... Opening part, 14 ... Reflection concave surface, 20, 20a ... Arc tube, 30, 30a ... Tube part, 32, 32a ... Upper area | region in the inner surface of a tube part, 33, 33a ... Tube Upper region on the outer surface of the sphere part, 34, 34a ... Lower region on the inner surface of the tube part, 35, 35a ... Lower region on the outer surface of the tube part, 36, 36a ... Upper tube in the tube part Wall, 38, 38a ... Lower tube wall in the bulb portion, 40, 40a, 50, 50a ... Sealing portion, 42, 42a, 52, 52a ... Electrode, 44, 44a, 54, 54a ... Metal foil, 46 , 56 ... lead wire, 60 ... secondary mirror, 62 ... aperture, 64 ... reflective concave surface, 90 ... concave lens, 100 ... illumination device, 110 ... light source device, 120 ... first lens array, 122 ... first small lens, 130 ... second lens array, 132 ... 2 small lenses, 140: polarization conversion element, 150: superposition lens, 200: color separation light guide optical system, 210, 220 ... dichroic mirror, 230, 240, 250 ... reflection mirror, 260 ... incident side lens, 270 ... relay lens , 300R, 300G, 300B ... condensing lens, 400R, 400G, 400B ... liquid crystal device, 500 ... cross dichroic prism, 600 ... projection optical system, 1000 ... projector, A ... lowest against gravity on the inner surface of the tube portion B: position on the inner side of the tube portion, the uppermost position with respect to gravity, C: position on the outer surface of the tube portion, and on the outer surface of the tube portion, D: on the outer surface of the tube portion uppermost a position with respect to gravity, L ... distance from the point C to the point D, L a ... distance from the point P to the point a, L B ... point B from the point P Distance, the distance from L C ... point P to the point C, the distance from the L D ... point P to the point D, OC ... illumination optical axis, an intermediate position of P ... a pair of electrodes, SCR ... screen

Claims (7)

光軸に沿って配置された一対の電極を内蔵する管球部と、
前記管球部の両側に延びる一対の封止部とを備える発光管であって、
前記光軸を含む鉛直な仮想平面で前記発光管を切断したときの前記管球部の断面における、
前記一対の電極の中間位置を点Pとし、
前記管球部の内面における重力に対して最も下側となる位置を点Aとし、
前記管球部の内面における重力に対して最も上側となる位置を点Bとし、
前記管球部の外面における重力に対して最も下側となる位置を点Cとし、
前記管球部の外面における重力に対して最も上側となる位置を点Dとし、
点Pから点Aまでの距離をLとし、
点Pから点Bまでの距離をLとし、
点Pから点Cまでの距離をLとし、
点Pから点Dまでの距離をLとしたとき、
「L<L」かつ「(L−L)>(L−L)」の関係を満たすことを特徴とする発光管。
A tube section containing a pair of electrodes arranged along the optical axis;
An arc tube comprising a pair of sealing portions extending on both sides of the bulb portion;
In the cross section of the tube portion when the arc tube is cut in a vertical virtual plane including the optical axis,
The intermediate position of the pair of electrodes is a point P,
A position that is the lowest side with respect to gravity on the inner surface of the tube portion is a point A,
A position which is the uppermost side with respect to gravity on the inner surface of the tube portion is a point B,
A position that is the lowest side with respect to gravity on the outer surface of the tube portion is a point C,
A position that is the uppermost position with respect to gravity on the outer surface of the tube portion is a point D,
The distance from the point P to the point A and L A,
Let L B be the distance from point P to point B.
Let L C be the distance from point P to point C.
When the distance from the point P to the point D is L D ,
An arc tube characterized by satisfying a relationship of “L A <L B ” and “(L C -L A )> (L D -L B )”.
請求項1に記載の発光管において、
「1<L/L<2.5」であることを特徴とする発光管。
The arc tube of claim 1, wherein
An arc tube characterized in that “1 <L B / L A <2.5”.
請求項1又は2に記載の発光管と、
前記発光管における一方の封止部側に配設され、前記発光管からの光を被照明領域側に向けて反射する反射凹面を有するリフレクタとを備えることを特徴とする光源装置。
The arc tube according to claim 1 or 2,
A light source device comprising: a reflector disposed on one sealing portion side of the arc tube and having a reflective concave surface that reflects light from the arc tube toward an illuminated region side.
請求項3に記載の光源装置において、
前記リフレクタの前記反射凹面は、前記管球部の中心から前記管球部の管壁を通過して放射される光が前記管壁で屈折した場合に、当該屈折を補正して反射するような曲面形状を有することを特徴とする光源装置。
The light source device according to claim 3.
The reflective concave surface of the reflector corrects and reflects the refraction when light radiated from the center of the tube portion through the tube wall of the tube portion is refracted by the tube wall. A light source device having a curved shape.
請求項3又は4に記載の光源装置において、
前記管球部における被照明領域側の外面を覆うように前記発光管における他方の封止部側に配設され、前記管球部からの光を前記管球部に向けて反射する反射凹面を有する副鏡をさらに備え、
前記副鏡の前記反射凹面は、前記管球部の中心から前記管球部の管壁を通過して放射される光が前記管壁で屈折した場合に、当該屈折を補正して反射するような曲面形状を有することを特徴とする光源装置。
The light source device according to claim 3 or 4,
A reflective concave surface that is disposed on the other sealing portion side of the arc tube so as to cover an outer surface of the tube portion to be illuminated, and reflects light from the bulb portion toward the bulb portion. A secondary mirror having
The reflection concave surface of the secondary mirror is configured to correct and reflect the refraction when light radiated from the center of the tube portion through the tube wall of the tube portion is refracted by the tube wall. A light source device characterized by having a curved surface shape.
請求項3〜5のいずれかに記載の光源装置と、
前記光源装置からの照明光束を画像情報に応じて変調する電気光学変調装置と、
前記電気光学変調装置によって変調された光を投写する投写光学系とを備えることを特徴とするプロジェクタ。
A light source device according to any one of claims 3 to 5,
An electro-optic modulator that modulates illumination light flux from the light source device according to image information;
A projector comprising: a projection optical system that projects light modulated by the electro-optic modulation device.
請求項6に記載のプロジェクタにおいて、
前記光源装置を冷却する冷却機構をさらに備えることを特徴とするプロジェクタ。
The projector according to claim 6, wherein
A projector further comprising a cooling mechanism for cooling the light source device.
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