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JP2010262895A - Light source device - Google Patents

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JP2010262895A
JP2010262895A JP2009114417A JP2009114417A JP2010262895A JP 2010262895 A JP2010262895 A JP 2010262895A JP 2009114417 A JP2009114417 A JP 2009114417A JP 2009114417 A JP2009114417 A JP 2009114417A JP 2010262895 A JP2010262895 A JP 2010262895A
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JP
Japan
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reflecting mirror
light
sub
source device
short arc
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Pending
Application number
JP2009114417A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiya Ukai
俊哉 鵜飼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ushio Denki KK
Ushio Inc
Original Assignee
Ushio Denki KK
Ushio Inc
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Publication date
Application filed by Ushio Denki KK, Ushio Inc filed Critical Ushio Denki KK
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Abstract

【課題】 ショートアーク型放電ランプ1を取り囲む凹面反射鏡2と、放射光を発光部11に戻すための副反射鏡3とを有していても、補助ランプ5を用いてショートアーク型放電ランプ1を確実に点灯できる光源装置を提供すること。
【解決手段】 発光部11の両端に封止部12a、12bが形成されたショートアーク型放電ランプ1と、一方の封止部12aに首部21が取り付けられて、該ショートアーク型放電ランプ1を取り囲む凹面反射鏡2と、他方の封止部12bに取り付けられて、該ショートアーク型放電ランプ1からの放射光を発光部11に戻すための副反射鏡3とを有する光源装置において、
前記副反射鏡3に放射光が取り込まれる位置に、紫外線を放射する補助ランプ5が設けられていることを特徴とする
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a short arc type discharge lamp using an auxiliary lamp 5 even if it has a concave reflecting mirror 2 surrounding a short arc type discharge lamp 1 and a sub reflecting mirror 3 for returning radiated light to a light emitting part 11. To provide a light source device capable of reliably lighting 1.
SOLUTION: A short arc type discharge lamp 1 in which sealing portions 12a and 12b are formed at both ends of a light emitting portion 11, and a neck portion 21 is attached to one sealing portion 12a. In the light source device having the concave reflecting mirror 2 that surrounds and the sub-reflecting mirror 3 that is attached to the other sealing portion 12b and returns the emitted light from the short arc type discharge lamp 1 to the light emitting portion 11.
An auxiliary lamp 5 that emits ultraviolet rays is provided at a position where radiant light is taken into the sub-reflecting mirror 3.

Description

本発明は、本発明は、データプロジェクタや液晶プロジェクタ、DLP(デジタルライトプロセッサ)プロジェクタなどの装置に用いられる光源装置に関する。特に、発光部内に水銀が0.15mg/mm以上封入され、水銀蒸気圧が110気圧以上となるショートアーク型放電ランプを備える光源装置に関する。 The present invention relates to a light source device used in devices such as a data projector, a liquid crystal projector, and a DLP (digital light processor) projector. In particular, the present invention relates to a light source device including a short arc type discharge lamp in which 0.15 mg / mm 3 or more of mercury is sealed in a light emitting unit and a mercury vapor pressure is 110 atm or more.

近年、液晶プロジェクタや、デジタル・ライト・プロセッシング技術を使用したDLPプロジェクタが普及しつつある。このような装置は広く一般に使用されているため、取扱いの安全性が求められており、始動時に印加する電圧を小さくした低始動型が採用されるようになっている。しかしながら、始動電圧を下げてしまうと、絶縁破壊に必要な電圧に満たないために不点灯となる場合が発生してしまう。
そこで、特開2004−139955号公報では、始動時に補助ランプから紫外線を放射して、放電容器内の物質の光電効果による光電子放出および放電媒体のイオン化を促進し、始動時に必要とする絶縁破壊電圧を下げている。絶縁破壊に必要な電圧を下げることにより、低始動型としても確実に点灯できるようにしている。
In recent years, liquid crystal projectors and DLP projectors using digital light processing technology are becoming popular. Since such a device is widely used in general, the safety of handling is required, and a low start type in which a voltage applied at the start is reduced is adopted. However, if the starting voltage is lowered, the voltage may not be lit because the voltage required for dielectric breakdown is not reached.
Therefore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-139955 radiates ultraviolet rays from an auxiliary lamp at the time of starting, promotes photoelectron emission by the photoelectric effect of the substance in the discharge vessel and ionization of the discharge medium, and requires a dielectric breakdown voltage required at the time of starting. Is lowered. By reducing the voltage required for dielectric breakdown, the low start-up type can be lit reliably.

また、光源装置から放射される光の利用効率を高めるためにも種々の試みがなされており、特開2005−309372号公報では、ショートアーク型放電ランプの封止部に、反射部がショートアーク型放電ランプの発光部の外周面の近傍に位置するように副反射鏡が取り付けられた光源装置が提案されている。凹面反射鏡から直接に前方に向けて放射された光は、凹面反射鏡の焦点に集光されないので有効に利用できなかったが、副反射鏡を設けることによって、副反射鏡で反射させて凹面反射鏡に戻すことができる。副反射鏡から凹面反射鏡に戻された光は、凹面反射鏡の焦点に集光して利用可能となるため、発光部から放出された光の利用効率が向上する。   In addition, various attempts have been made to increase the utilization efficiency of light emitted from the light source device. In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-309372, a reflecting portion is provided in a short arc type in a sealing portion of a short arc type discharge lamp. There has been proposed a light source device to which a sub-reflecting mirror is attached so as to be positioned in the vicinity of the outer peripheral surface of the light emitting portion of the discharge lamp. The light emitted directly forward from the concave reflecting mirror could not be used effectively because it was not collected at the focal point of the concave reflecting mirror, but by providing a secondary reflecting mirror, it was reflected by the secondary reflecting mirror to be concave. It can be returned to the reflector. The light returned from the sub-reflecting mirror to the concave reflecting mirror can be collected and used at the focal point of the concave reflecting mirror, so that the utilization efficiency of the light emitted from the light emitting unit is improved.

特開2004−139955号公報JP 2004-139955 A 特開2005−309372号公報JP 2005-309372 A

しかしながら、特開2005−309372号公報に記載の光源装置を、補助ランプを用いて低始動型とすると、不点灯となる場合が発生してしまうという問題がある。
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであって、ショートアーク型放電ランプを取り囲む凹面反射鏡と、放射光を発光部に戻すための副反射鏡とを有していても、補助ランプを用いてショートアーク型放電ランプを確実に点灯できる光源装置を提供することを目的とする。
However, when the light source device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-309372 is a low start type using an auxiliary lamp, there is a problem in that the light source device may not light up.
The present invention has been made to solve the above problem, and includes a concave reflecting mirror surrounding the short arc type discharge lamp and a sub-reflecting mirror for returning the emitted light to the light emitting portion. An object of the present invention is to provide a light source device capable of reliably lighting a short arc type discharge lamp using an auxiliary lamp.

本願第1の発明は、形成されたショートアーク型放電ランプと、一方の封止部に首部が取り付けられて、該ショートアーク型放電ランプを取り囲む凹面反射鏡と、他方の封止部に取り付けられて、該ショートアーク型放電ランプからの放射光を発光部に戻すための副反射鏡とを有する光源装置において、前記副反射鏡に放射光が取り込まれる位置に、紫外線を放射する補助ランプが設けられていることを特徴とする。
本願第2の発明は、第1の発明において、前記凹面反射鏡の首部に凹部が形成され、前記一方の封止部と当該凹部との間に補助ランプが配置されていることを特徴とする。
本願第3の発明は、第2の発明において、前記一方の封止部が挿通し、前記凹面反射鏡の首部が装着されるベースを備え、当該ベースに前記補助ランプが取り付けられていることを特徴とする。
本願第4の発明は、第1の発明において、前記副反射鏡に、タンタル化合物またはハフニウム化合物が含まれた反射膜が形成されていることを特徴とする。
本願第5の発明は、第1の発明において、前記補助ランプは、容器の表面の一部に紫外線反射膜が形成されていることを特徴とする。
The first invention of the present application is a short arc type discharge lamp formed, a neck part attached to one sealing part, a concave reflecting mirror surrounding the short arc type discharge lamp, and a second sealing part. And a sub-reflecting mirror for returning the radiated light from the short arc discharge lamp to the light emitting unit, an auxiliary lamp for radiating ultraviolet rays is provided at a position where the radiated light is taken into the sub-reflecting mirror. It is characterized by being.
According to a second invention of the present application, in the first invention, a concave portion is formed in a neck portion of the concave reflecting mirror, and an auxiliary lamp is disposed between the one sealing portion and the concave portion. .
According to a third invention of the present application, in the second invention, the first sealing portion is inserted, the base of the concave reflecting mirror is mounted, and the auxiliary lamp is attached to the base. Features.
A fourth invention of the present application is characterized in that, in the first invention, a reflection film containing a tantalum compound or a hafnium compound is formed on the sub-reflecting mirror.
A fifth invention of the present application is characterized in that, in the first invention, the auxiliary lamp has an ultraviolet reflecting film formed on a part of the surface of the container.

本願第1の発明に係る光源装置によれば、副反射鏡に放射光が取り込まれる位置に、紫外線を放射する補助ランプを配置することによって、副反射鏡で発光部を覆っていても、補助ランプからの光が副反射鏡で反射されて発光部の内部に取り込みやすくなる。補助ランプから発光部に向かって放射される光に、副反射鏡の反射部で反射された光を加えて、始動補助のための光が照射されるようになり、発光部の内部に照射される光量を増やすことができる。放電容器内の物質に光が照射されると、光電効果により光電子放出および放電媒体のイオン化を促進し、始動時に必要とする絶縁破壊電圧を下げて、ショートアーク型放電ランプの始動性を改善する。   According to the light source device of the first invention of the present application, an auxiliary lamp that radiates ultraviolet rays is disposed at a position where radiated light is taken into the sub-reflecting mirror, so that the auxiliary reflecting mirror covers the light emitting part even if the sub-reflecting mirror covers the light emitting unit. Light from the lamp is reflected by the sub-reflecting mirror and is easily taken into the light emitting unit. The light emitted from the auxiliary lamp toward the light emitting part is added to the light reflected by the reflecting part of the sub-reflecting mirror, so that the light for starting assistance is irradiated, and the light is emitted inside the light emitting part. The amount of light that can be increased. When the material in the discharge vessel is irradiated with light, the photoelectric effect promotes photoemission and ionization of the discharge medium, lowers the breakdown voltage required at the start, and improves the startability of the short arc type discharge lamp. .

本願第2の発明に係る光源装置によれば、凹面反射鏡の首部に凹部を形成し、前記一方の封止部と首部との間に隙間を作り、その隙間に補助ランプを配置している。補助ランプを凹面反射鏡の開口側に配置していないので、該ショートアーク型放電ランプから放射された光が前方に向かって反射する光路の障害物とならないように、副反射鏡に補助ランプの放射光が取り込まれる位置に配置することができる。   According to the light source device according to the second invention of the present application, the concave portion is formed in the neck portion of the concave reflecting mirror, a gap is formed between the one sealing portion and the neck portion, and the auxiliary lamp is disposed in the gap. . Since the auxiliary lamp is not arranged on the opening side of the concave reflecting mirror, the auxiliary lamp is provided with an auxiliary lamp so that the light radiated from the short arc type discharge lamp does not become an obstacle in the optical path reflecting forward. It can be placed at a position where the emitted light is captured.

本願第3の発明に係る光源装置によれば、ベースに補助ランプを配置することによって、副反射鏡に放射光が取り込まれる位置に配置しつつ、封止部と凹面反射鏡と補助ランプを接着剤で容易に固定することができる。   According to the light source device of the third invention of the present application, the auxiliary lamp is arranged on the base, and the sealing part, the concave reflecting mirror, and the auxiliary lamp are bonded to each other while being arranged at the position where the radiated light is taken into the sub-reflecting mirror. Can be easily fixed with an agent.

本願第4の発明に係る光源装置によれば、副反射鏡に、タンタル化合物またはハフニウム化合物が含まれた反射膜が形成することによって、副反射鏡の反射部で紫外線も反射するようになって、より多くの紫外線を発光部に取り込むことができ、ショートアーク型放電ランプの始動性をより一層改善することができる。   According to the light source device of the fourth invention of the present application, the reflective film containing the tantalum compound or the hafnium compound is formed on the sub-reflecting mirror, so that the reflecting portion of the sub-reflecting mirror also reflects ultraviolet rays. More ultraviolet rays can be taken into the light emitting part, and the startability of the short arc type discharge lamp can be further improved.

本願第5の発明に係る光源装置によれば、補助ランプから発光部または副反射鏡に向かう光に加えて、紫外線反射膜に反射された光も始動補助に用いることができ、補助ランプから反射部に向けて照射される光の光量が増える。光電効果では、光の強度を強くすると、飛び出される光電子の数が増えるので、絶縁破壊に必要な電圧を下げることができる。そのため、ショートアーク型放電ランプの始動性をより一層改善することができる。   According to the light source device of the fifth aspect of the present application, in addition to the light traveling from the auxiliary lamp to the light emitting unit or the sub-reflecting mirror, the light reflected by the ultraviolet reflecting film can also be used for starting assistance, and is reflected from the auxiliary lamp. The amount of light emitted toward the part increases. In the photoelectric effect, when the light intensity is increased, the number of photoelectrons emitted is increased, so that the voltage required for dielectric breakdown can be reduced. Therefore, the startability of the short arc type discharge lamp can be further improved.

光源装置の構成を示す断面図Sectional drawing which shows the structure of a light source device 光源装置を凹面反射鏡の首部から見た図View of the light source device seen from the neck of the concave reflector 補助ランプを説明するための斜視図A perspective view for explaining an auxiliary lamp 光源装置の構成を示す断面図Sectional drawing which shows the structure of a light source device

図1は、光源装置の構成を示す断面図である。
光源装置の主光源であるショートアーク型放電ランプ1の一方の封止部12aが凹面反射鏡2に組み込まれ、凹面反射鏡2の中心軸にショートアーク型放電ランプ1の光軸が一致するように水平に配置されている。首部21の一部が取り除かれて凹部22が形成されており、封止部12aの周囲に構造物が配置されていない空間的に余裕がある部分が形成されている。首部21に凹部22を設けることによってできた隙間に、始動時の補助光源となる補助ランプ5が配置されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of the light source device.
One sealing portion 12a of the short arc type discharge lamp 1 which is the main light source of the light source device is incorporated in the concave reflecting mirror 2 so that the optical axis of the short arc type discharge lamp 1 coincides with the central axis of the concave reflecting mirror 2. Are arranged horizontally. A part of the neck portion 21 is removed to form a concave portion 22, and a space-free portion where no structure is arranged around the sealing portion 12 a is formed. An auxiliary lamp 5 serving as an auxiliary light source at the time of start-up is disposed in a gap formed by providing the concave portion 22 in the neck portion 21.

凹部22に補助ランプ5が配置された状態で、封止部12aと首部21との間に接着剤41を充填して、凹面反射鏡2の首部21と封止部12aと補助ランプ5とを固着している。補助ランプ5から放射される光を接着剤41で遮らないように、補助ランプ5が配置されていない箇所において、ベース4の隙間に接着剤41が充填されている。   In a state where the auxiliary lamp 5 is disposed in the concave portion 22, the adhesive 41 is filled between the sealing portion 12 a and the neck portion 21, and the neck portion 21, the sealing portion 12 a, and the auxiliary lamp 5 of the concave reflecting mirror 2 are connected. It is stuck. The adhesive 41 is filled in the gap of the base 4 at a location where the auxiliary lamp 5 is not disposed so that the light emitted from the auxiliary lamp 5 is not blocked by the adhesive 41.

ショートアーク型放電ランプ1の他方の封止部12bには、その反射部31がショートアーク型放電ランプ1の発光部11の外周面の近傍に位置するように、例えば石英ガラスよりなる漏斗状の副反射鏡3が取り付けられている。副反射鏡3は、発光部11の表面に対応するように形成された半円状の反射部31に反射膜が形成されて光を反射するようになっている。反射膜は、例えばシリカ(SiO)層とチタニア(TiO)層、もしくは、シリカ(SiO)層とニオビア(Nb)層が交互に積層されてなる、全体で厚さ0.5μm〜10μmの誘電体多層膜からなるものであって、波長350nm〜800nmの可視光を反射する機能を有している。 The other sealing portion 12b of the short arc type discharge lamp 1 has a funnel shape made of, for example, quartz glass so that the reflecting portion 31 is located in the vicinity of the outer peripheral surface of the light emitting portion 11 of the short arc type discharge lamp 1. A sub-reflecting mirror 3 is attached. In the sub-reflecting mirror 3, a reflective film is formed on a semicircular reflecting portion 31 formed so as to correspond to the surface of the light emitting portion 11 to reflect light. For example, the reflective film is formed by alternately laminating a silica (SiO 2 ) layer and a titania (TiO 2 ) layer, or a silica (SiO 2 ) layer and a niobia (Nb 2 0 5 ) layer. It consists of a dielectric multilayer film of 5 μm to 10 μm and has a function of reflecting visible light having a wavelength of 350 nm to 800 nm.

発光部11から封止部12bに向けて放射された光は副反射鏡3で反射させられるので、反射部31を介して凹面反射鏡2に戻る。副反射鏡3から凹面反射鏡2に戻された光は、凹面反射鏡2の焦点に集光させることができ、発光部11から放出された光の利用効率が向上する。   Since the light emitted from the light emitting part 11 toward the sealing part 12 b is reflected by the sub-reflecting mirror 3, it returns to the concave reflecting mirror 2 via the reflecting part 31. The light returned from the sub-reflecting mirror 3 to the concave reflecting mirror 2 can be condensed at the focal point of the concave reflecting mirror 2, and the utilization efficiency of the light emitted from the light emitting unit 11 is improved.

ショートアーク型放電ランプ1は、石英ガラスよりなる概略球形の発光部11を有し、この発光部11に、タングステンよりなる電極13a、13bが対向して配置される。また、発光部11の端部から伸びるよう封止部12a、12bが形成され、封止部12a、12b内には、例えばモリブデンよりなる導電用の金属箔14がシュリンクシールにより気密に埋設されている。一対の電極13a、13bは、基端が金属箔14に溶接されて電気的に接続されている。 The short arc type discharge lamp 1 has a substantially spherical light emitting portion 11 made of quartz glass, and electrodes 13 a and 13 b made of tungsten are arranged opposite to the light emitting portion 11. Further, sealing portions 12a and 12b are formed so as to extend from the end portion of the light emitting portion 11, and a conductive metal foil 14 made of, for example, molybdenum is embedded in the sealing portions 12a and 12b in an airtight manner by a shrink seal. Yes. The pair of electrodes 13a and 13b are electrically connected by welding their base ends to the metal foil 14.

発光部11には、水銀と、希ガスと、ハロゲンガスが封入されている。
水銀は、必要な可視光波長、例えば、波長360〜830nmという放射光を得るためのもので、0.15mg/mm以上封入される。この水銀封入量は温度条件によっても異なるが、点灯時に発光部11の内圧が150気圧以上の極めて高い蒸気圧となるように製作される。また、水銀をより多く封入することで点灯時の水銀蒸気圧が200気圧以上または300気圧以上となるショートアーク型放電ランプ1を製作することができ、プロジェクタ装置に適した光源を実現することができる。
希ガスは、点灯始動性を改善するために用いられ、例えば、アルゴンガスが約13kPa封入される。
The light emitting unit 11 is filled with mercury, rare gas, and halogen gas.
Mercury is used to obtain a necessary visible light wavelength, for example, radiated light having a wavelength of 360 to 830 nm, and 0.15 mg / mm 3 or more is enclosed. Although the amount of mercury enclosed varies depending on temperature conditions, it is manufactured so that the internal pressure of the light-emitting portion 11 becomes an extremely high vapor pressure of 150 atm or more during lighting. In addition, it is possible to manufacture a short arc type discharge lamp 1 in which mercury vapor pressure during lighting becomes 200 atm or more or 300 atm or more by enclosing more mercury, and a light source suitable for a projector device can be realized. it can.
The rare gas is used to improve the lighting startability, and for example, argon gas is sealed at about 13 kPa.

ハロゲンは、沃素、臭素、塩素などが水銀その他の金属との化合物の形態で封入され、ハロゲンの封入量は、1×10−6〜1×10−2μmol/mmの範囲から選択される。ハロゲンを封入することによって、ハロゲンサイクルが発生し、ショートアーク型放電ランプ1の寿命を長くすることができる。また、本発明の光源装置に用いられるショートアーク型放電ランプ1のように極めて小型で高い内圧を有するものでは、ハロゲンを封入することによって、発光部11の黒化・失透を防止する効果がある。 As the halogen, iodine, bromine, chlorine, etc. are enclosed in the form of a compound with mercury or other metal, and the amount of halogen enclosed is selected from the range of 1 × 10 −6 to 1 × 10 −2 μmol / mm 3. . By enclosing the halogen, a halogen cycle is generated and the life of the short arc type discharge lamp 1 can be extended. Further, in the case of an extremely small and high internal pressure such as the short arc type discharge lamp 1 used in the light source device of the present invention, the effect of preventing the blackening and devitrification of the light emitting portion 11 is obtained by enclosing halogen. is there.

図2は、光源装置を凹面反射鏡2の首部21から見た図を示す。
中央に封止部12aが突出しており、封止部12aを囲むように凹面反射鏡2が接着剤により固着されている。凹面反射鏡2の首部21の端部の一部が、三日月柱状に取り除かれて凹部22が形成されている。凹部22を形成することによって空いた半円状の隙間に、補助ランプ5が配置されている。補助ランプ5は、円柱状なので、中央の容器51はほとんどが封止部12aと首部21との間の隙間に配置されるが、両端の外部電極52は首部21に隠れる位置に配置される。
FIG. 2 shows a view of the light source device viewed from the neck portion 21 of the concave reflecting mirror 2.
The sealing part 12a protrudes in the center, and the concave reflecting mirror 2 is fixed by an adhesive so as to surround the sealing part 12a. A part of the end portion of the neck portion 21 of the concave reflecting mirror 2 is removed in the shape of a crescent moon to form a concave portion 22. The auxiliary lamp 5 is disposed in a semicircular gap that is vacated by forming the recess 22. Since the auxiliary lamp 5 is cylindrical, most of the central container 51 is disposed in the gap between the sealing portion 12 a and the neck portion 21, but the external electrodes 52 at both ends are disposed at positions hidden by the neck portion 21.

角が丸められた四角形は凹面反射鏡2の開口を示しており、封止部12aとベース4との間の円状の点線は副反射鏡3の開口33を示している。補助ランプ5は、容器51の外部電極52が形成されていない部分の少なくとも一部が、ショートアーク型放電ランプ1の管軸から副反射鏡3の開口33の範囲に含まれるように配置されている。このような配置にすることによって、補助ランプ5から放射された光が、副反射鏡3に取り込まれて、反射部31で反射して発光部11に向かうようになる。   A square with rounded corners indicates the opening of the concave reflecting mirror 2, and a circular dotted line between the sealing portion 12 a and the base 4 indicates the opening 33 of the sub-reflecting mirror 3. The auxiliary lamp 5 is arranged such that at least a part of the portion of the container 51 where the external electrode 52 is not formed is included in the range of the tube axis of the short arc type discharge lamp 1 to the opening 33 of the sub-reflecting mirror 3. Yes. With this arrangement, the light emitted from the auxiliary lamp 5 is taken into the sub-reflecting mirror 3, reflected by the reflecting portion 31, and directed toward the light emitting portion 11.

図3は、補助ランプ5を説明するための斜視図である。
補助ランプ5の容器51は、両端が封止された円管状であり、少なくとも一部が短波長の紫外線に対して透過性を有するように形成され、例えば、石英ガラスにより形成される。容器51の内部には、放電用媒質として、アルゴン、キセノン、ネオン、などの希ガスに加え、窒素若しくはヘリウム等の気体が、一種以上封入されている。
FIG. 3 is a perspective view for explaining the auxiliary lamp 5.
The container 51 of the auxiliary lamp 5 has a circular tube shape whose both ends are sealed, and is formed so that at least a part thereof is transparent to ultraviolet rays having a short wavelength, for example, quartz glass. In the container 51, one or more gases such as nitrogen or helium are sealed as a discharge medium in addition to a rare gas such as argon, xenon, or neon.

容器51の両端において、管軸方向にそれぞれ0.5〜5.0mmの長さに、外表面に密着させるようにワイヤがコイル状に巻きつけられて、一対の外部電極52が形成されている。外部電極52の材質としては、高温での耐酸化性、熱衝撃に優れる材料からなり、例えば、ステンレス、カンタル(鉄クロム合金)があげられる。これらの一対の外部電極52間に電圧が印加されると、静電結合により空間内に誘電体バリア放電が誘起され、補助放電が開始される。なお、外部電極52は容器51の外周を被覆する面積を大きくした方が、外部電極52間での静電容量が大きくなり、放電開始が容易になるので、外部電極52を絶縁距離が確保できる範囲で広く設けるのが良い。   At both ends of the container 51, a pair of external electrodes 52 is formed by winding a wire in a coil shape so as to be in close contact with the outer surface in a length of 0.5 to 5.0 mm in the tube axis direction. . The material of the external electrode 52 is made of a material excellent in oxidation resistance at high temperature and thermal shock, and examples thereof include stainless steel and cantal (iron-chromium alloy). When a voltage is applied between the pair of external electrodes 52, dielectric barrier discharge is induced in the space by electrostatic coupling, and auxiliary discharge is started. The external electrode 52 having a larger area covering the outer periphery of the container 51 increases the capacitance between the external electrodes 52 and facilitates the start of discharge, so that the insulation distance of the external electrode 52 can be ensured. It is good to provide a wide range.

補助ランプ5の構成の一例をあげると、容器51は、例えば、全長15mm、外径3mm、肉厚0.8mmの両端が封止された細いガラス管からなり、容器51の内部には、アルゴンが1×10Pa封入される。容器51の両端に外部電極52が形成され、一つの外部電極52における管軸方向の長さが15mmであり、φ0.3mmのステンレス製ワイヤが、容器51の外表面に密着させるようコイル状に巻きつけられて構成される。 As an example of the configuration of the auxiliary lamp 5, the container 51 is formed of a thin glass tube having a total length of 15 mm, an outer diameter of 3 mm, and a wall thickness of 0.8 mm, for example. Of 1 × 10 3 Pa is enclosed. External electrodes 52 are formed at both ends of the container 51, and the length in the tube axis direction of one external electrode 52 is 15 mm, and a stainless steel wire of φ0.3 mm is formed in a coil shape so as to adhere to the outer surface of the container 51. Wrapped and configured.

このような補助ランプ5が、図1に示すように、凹面反射鏡2の首部21の凹部22に配置されている。副反射鏡3は、発光部11から放射された光を凹面反射鏡2に戻すように形成されているので、凹面反射鏡2側から放射された光は、副反射鏡3の反射部31で反射して発光部11に向かう。副反射鏡3からみて、補助ランプ5が視認できる範囲内にあれば、補助ランプ5からの放射光が副反射鏡3に取り込まれる。   Such an auxiliary lamp 5 is disposed in the concave portion 22 of the neck portion 21 of the concave reflecting mirror 2 as shown in FIG. Since the sub-reflecting mirror 3 is formed so as to return the light emitted from the light emitting unit 11 to the concave reflecting mirror 2, the light emitted from the concave reflecting mirror 2 side is reflected by the reflecting unit 31 of the sub-reflecting mirror 3. Reflected toward the light emitting unit 11. If the auxiliary lamp 5 is within a visible range as viewed from the sub-reflecting mirror 3, the emitted light from the auxiliary lamp 5 is taken into the sub-reflecting mirror 3.

発光部11の外周面には、反射部31に反射膜が形成された副反射鏡3が封止部12bから取り付けられているので、凹面反射鏡2の開口側から発光部11の内部に光を取り込むことはできない。しかし、副反射鏡3に放射光が取り込まれる位置に補助ランプ5を配置することによって、副反射鏡3で発光部11を覆っていても、補助ランプ5からの光が副反射鏡3で反射されて発光部11の内部に取り込めるようになる。   Since the sub-reflecting mirror 3 having a reflecting film formed on the reflecting portion 31 is attached to the outer peripheral surface of the light emitting portion 11 from the sealing portion 12b, the light is transmitted from the opening side of the concave reflecting mirror 2 to the inside of the light emitting portion 11. Cannot be imported. However, by arranging the auxiliary lamp 5 at a position where the radiated light is taken into the sub-reflecting mirror 3, the light from the auxiliary lamp 5 is reflected by the sub-reflecting mirror 3 even when the light emitting unit 11 is covered with the sub-reflecting mirror 3. Thus, the light emitting unit 11 can be taken into the interior.

補助ランプ5から放射された光に、特別な指向性を持たせているわけではないが、そのうちの一部がショートアーク型放電ランプ1の管軸に沿って進み、副反射鏡3の反射部31で反射されて発光部11の内部に取り込まれる。補助ランプ5から発光部11に向かって放射される光に、副反射鏡3の反射部31で反射された光を加えて照射するようになり、発光部11の内部に照射される光量を増やすことができる。放電容器内の物質に光が照射されると、光電効果により光電子放出および放電媒体のイオン化を促進し、始動時に必要とする絶縁破壊電圧を下げて、ショートアーク型放電ランプ1の始動性を改善する。   Although the light radiated from the auxiliary lamp 5 does not have special directivity, a part of the light travels along the tube axis of the short arc type discharge lamp 1, and the reflecting portion of the sub-reflecting mirror 3. The light is reflected by 31 and is taken into the light emitting unit 11. The light radiated from the auxiliary lamp 5 toward the light emitting unit 11 is added with the light reflected by the reflecting unit 31 of the sub-reflecting mirror 3 to irradiate, and the amount of light irradiated inside the light emitting unit 11 is increased. be able to. When the substance in the discharge vessel is irradiated with light, the photoelectric effect promotes photoelectron emission and ionization of the discharge medium, lowers the breakdown voltage required at the start, and improves the startability of the short arc discharge lamp 1 To do.

補助ランプ5はこのような機能を有するものなので、ショートアーク型放電ランプ1の始動時にのみ点灯すれば十分機能を果たす。そのため、補助ランプ5は、ショートアーク型放電ランプ1の作動時に常時点灯とさせることもできるが、ショートアーク型放電ランプ1の始動時にのみ点灯させるように動作させることもできる。   Since the auxiliary lamp 5 has such a function, it can function sufficiently if it is lit only when the short arc type discharge lamp 1 is started. Therefore, the auxiliary lamp 5 can be always lit when the short arc type discharge lamp 1 is operated, but can be operated so as to be lit only when the short arc type discharge lamp 1 is started.

なお、補助ランプ5の放射光が副反射鏡3に取り込まれるかどうかは、次のようにして確かめることができる。
簡便な方法として、目視で確かめる手法がある。例えば、副反射鏡3を取り外し、副反射鏡3の開口の大きさの範囲の孔が形成された板状部材よりなる治具を、凹面反射鏡2の開口から挿入する。板状部材の孔から補助ランプ5が確認できれば、補助ランプ5からの放射光が副反射鏡3に取り込まれる。
また、正確に確かめるためには、シミュレーションにより光線追跡をする手法がある。光源装置の各部材の寸法を計測し、シミュレーション上に現物の光源装置を再現させる。これを用いて、TraceProなどのシミュレーションソフトを使用して光線追跡する。この光線追跡図により、補助ランプ5からの放射光の光線が副反射鏡3に取り込まれるかどうかを確かめることができる。
Whether or not the radiated light of the auxiliary lamp 5 is taken into the sub-reflecting mirror 3 can be confirmed as follows.
As a simple method, there is a method of checking with the naked eye. For example, the sub-reflecting mirror 3 is removed, and a jig made of a plate-like member having a hole in the size range of the sub-reflecting mirror 3 is inserted from the opening of the concave reflecting mirror 2. If the auxiliary lamp 5 can be confirmed from the hole of the plate-like member, the emitted light from the auxiliary lamp 5 is taken into the sub-reflecting mirror 3.
In order to confirm accurately, there is a method of ray tracing by simulation. The dimensions of each member of the light source device are measured, and the actual light source device is reproduced on the simulation. Using this, ray tracing is performed using simulation software such as TracePro. From this ray tracing diagram, it is possible to confirm whether or not the rays of the emitted light from the auxiliary lamp 5 are taken into the sub-reflecting mirror 3.

ショートアーク型放電ランプ1の始動性を改善する光電効果は、特に紫外線などの短波長の光を利用することが望ましいので、副反射鏡3の反射部21を波長350nm以下の紫外線も反射する反射膜によってコーティングすることによって、その効果を高めることができる。紫外線を反射するかどうかはコーティングする金属の属性によるが、例えば、シリカ(SiO)層とタンタル化合物(Ta)層を交互に積層することによって実現できる。また、タンタル化合物(Ta)に替えて、ハフニウム化合物(HfO)を用いた耐熱性多層膜とすることもできる。また、耐熱性多層膜ではなく、単体金属であるアルミニウム(Al)、金(Au)の金属単体蒸着膜を用いることもできる。副反射鏡3の反射部21で紫外線も反射できるようになって、より多くの紫外線を発光部11に取り込むことができ、ショートアーク型放電ランプ1の始動性をより一層改善することができる。 The photoelectric effect that improves the startability of the short arc type discharge lamp 1 is particularly desirable to use light having a short wavelength such as ultraviolet rays. Therefore, the reflection part 21 of the sub-reflecting mirror 3 also reflects ultraviolet rays having a wavelength of 350 nm or less. The effect can be enhanced by coating with a film. Whether to reflect ultraviolet rays depends on the attribute of the metal to be coated, but can be realized, for example, by alternately laminating silica (SiO 2 ) layers and tantalum compound (Ta 2 O 5 ) layers. Further, a heat-resistant multilayer film using a hafnium compound (HfO 2 ) instead of the tantalum compound (Ta 2 O 5 ) can be used. Further, instead of a heat-resistant multilayer film, a single metal vapor deposition film of aluminum (Al) or gold (Au), which are single metals, can be used. Ultraviolet rays can also be reflected by the reflecting portion 21 of the sub-reflecting mirror 3, so that more ultraviolet rays can be taken into the light emitting portion 11, and the startability of the short arc type discharge lamp 1 can be further improved.

副反射鏡3は熱容量が大きい石英ガラスにより形成されているので、封止部13b側を温める保温部材として機能し、封止部13b側に配置される電極13bの温度低下を抑制する機能も有する。そのため、ショートアーク型放電ランプ1が点灯状態から消灯すると、点灯中に蒸発していた水銀は、相対的に温度低下が早い封止部13a側の電極13aに付着する。光電効果は、液体金属よりも、固体金属の表面に光を照射した方が、電子が飛び出しやすく、効果が得られやすい。補助ランプ5からの放射光を副反射鏡3の反射部31で反射させた方が、水銀が付着していない封止部12b側の電極13bに、補助ランプ5から放射された光を照射しやすく、金属表面から電子が飛びやすくなって光電効果を高めることができる。   Since the sub-reflecting mirror 3 is made of quartz glass having a large heat capacity, the sub-reflecting mirror 3 functions as a heat insulating member that warms the sealing portion 13b side, and also has a function of suppressing a temperature drop of the electrode 13b disposed on the sealing portion 13b side. . For this reason, when the short arc type discharge lamp 1 is turned off from the lighting state, the mercury evaporated during the lighting is attached to the electrode 13a on the sealing portion 13a side where the temperature drop is relatively fast. As for the photoelectric effect, electrons are more likely to jump out and the effect is more easily obtained when the surface of the solid metal is irradiated with light than with the liquid metal. When the reflected light from the auxiliary lamp 5 is reflected by the reflecting portion 31 of the sub-reflecting mirror 3, the light emitted from the auxiliary lamp 5 is applied to the electrode 13b on the sealing portion 12b side where mercury is not attached. This makes it easier for electrons to fly from the metal surface and enhances the photoelectric effect.

また、以上の説明においては補助ランプ5が凹面反射鏡2の首部21の内側に固定されている場合を示したが、これには限定されない。補助ランプ5から放射された光が副反射鏡3に放射光が取り込まれる位置に配置すればよく、補助ランプ5の外部電極52のリード線をワイヤで留めて、首部21より開口側の凹面反射鏡2の内側に配置することもできる。   Moreover, although the case where the auxiliary lamp 5 is fixed to the inner side of the neck portion 21 of the concave reflecting mirror 2 has been described in the above description, the present invention is not limited to this. The light emitted from the auxiliary lamp 5 may be disposed at a position where the sub-reflector 3 takes in the emitted light. The lead wire of the external electrode 52 of the auxiliary lamp 5 is fastened with a wire, and the concave reflection on the opening side from the neck 21 is performed. It can also be arranged inside the mirror 2.

図4は、光源装置の他の実施形態を示す断面図であり、補助ランプ5の容器51に紫外線反射膜53が形成された場合を示す。
凹面反射鏡2の首部21に、セラミックスよりなり、中心が円形にくり貫かれたキャップ状のベース4が取り付けられている。ショートアーク型放電ランプ1の一方の封止部12aがベース4の中央の孔に挿通され、凹面反射鏡2がベースの内側に組み込まれて固定されている。ベース4に補助ランプ5を配置することによって、封止部12aと凹面反射鏡2と補助ランプ5とを接着剤41で容易に、かつ、補助ランプ5が落ちないように確実に固定することができる。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing another embodiment of the light source device, and shows a case where an ultraviolet reflecting film 53 is formed on the container 51 of the auxiliary lamp 5.
A cap-shaped base 4 made of ceramics and centered in a circular shape is attached to the neck portion 21 of the concave reflecting mirror 2. One sealing portion 12a of the short arc type discharge lamp 1 is inserted through the central hole of the base 4, and the concave reflecting mirror 2 is incorporated and fixed inside the base. By arranging the auxiliary lamp 5 on the base 4, the sealing portion 12 a, the concave reflecting mirror 2, and the auxiliary lamp 5 can be easily fixed with the adhesive 41 and securely so that the auxiliary lamp 5 does not fall. it can.

補助ランプ5は、容器51の管軸が、ショートアーク型放電ランプ1の管軸に対して略垂直となるように配置されており、外部電極に電圧を印加すると、容器51からあらゆる方向に向かって紫外光が放射される。ベース4を構成するセラミックスや、周囲に充填される接着剤は光を通さないので、補助ランプ5から後方に向かって容器51から放出された光は始動補助に使うことができない。始動補助に有効に使われずに捨てられる光を利用するために、容器51の表面に紫外線反射膜53をつけている。   The auxiliary lamp 5 is arranged so that the tube axis of the container 51 is substantially perpendicular to the tube axis of the short arc type discharge lamp 1, and when a voltage is applied to the external electrode, the auxiliary lamp 5 is directed from the container 51 in all directions. Ultraviolet light is emitted. Since the ceramics constituting the base 4 and the adhesive filled in the periphery do not transmit light, the light emitted from the container 51 toward the rear from the auxiliary lamp 5 cannot be used for starting assistance. In order to use the light that is not effectively used for starting assistance but discarded, an ultraviolet reflecting film 53 is provided on the surface of the container 51.

容器51は円筒状をしているので、ベース4に面する部分の表面に軸方向に伸びる線状の紫外線反射膜53を形成するだけで、容器51の内部で発生してベース4に向かって放射する光を、副反射鏡3が配置されている前に向かって反射させることができる。紫外線反射膜53は、例えば、シリカ(SiO)層とタンタル化合物(Ta)層を交互に積層することによって形成される。 Since the container 51 has a cylindrical shape, a linear ultraviolet reflective film 53 extending in the axial direction is formed only on the surface of the portion facing the base 4, and the container 51 is generated inside the container 51 toward the base 4. The emitted light can be reflected toward the front side where the sub-reflecting mirror 3 is arranged. The ultraviolet reflecting film 53 is formed by, for example, alternately laminating silica (SiO 2 ) layers and tantalum compound (Ta 2 O 5 ) layers.

セラミックスよりなるベース4は不透過であり、ベース4に向かって容器51から放出された光は始動補助に使うことができないが、容器51のベース4に面する部分の表面、すなわち、凹面反射鏡2の基端側の表面に紫外線反射膜53を形成することによって、ベース4に向かって放射されて捨てられていた光を紫外線反射膜53に反射させて始動補助に用いることができる。発光部11または副反射鏡3の反射部31に向かう光に加えて、紫外線反射膜53に反射された光も始動補助に用いることができ、補助ランプ5から反射部11に向けて照射される光の光量が増える。光電効果では、光の強度を強くすると、飛び出される光電子の数が増えるので、絶縁破壊に必要な電圧をさらに下げることができる。そのため、ショートアーク型放電ランプ1の始動性をより一層改善することができる。   The base 4 made of ceramics is impermeable, and the light emitted from the container 51 toward the base 4 cannot be used for starting assistance, but the surface of the part of the container 51 facing the base 4, that is, a concave reflecting mirror. By forming the ultraviolet reflection film 53 on the surface of the base end side of the light 2, the light emitted toward the base 4 and discarded can be reflected on the ultraviolet reflection film 53 and used for starting assistance. In addition to the light directed to the light emitting section 11 or the reflecting section 31 of the sub-reflecting mirror 3, the light reflected by the ultraviolet reflecting film 53 can also be used for starting assistance, and is irradiated from the auxiliary lamp 5 toward the reflecting section 11. The amount of light increases. In the photoelectric effect, when the intensity of light is increased, the number of photoelectrons jumped out increases, so that the voltage required for dielectric breakdown can be further reduced. Therefore, the startability of the short arc type discharge lamp 1 can be further improved.

また、図示しないが、光源装置に補助ランプ5を2以上配置することによっても、反射部11に向けて照射される光の光量を増やし、光電効果を高めて、絶縁破壊に必要な電圧を下げることができる。
Although not shown in the figure, even when two or more auxiliary lamps 5 are arranged in the light source device, the amount of light irradiated toward the reflecting portion 11 is increased, the photoelectric effect is increased, and the voltage required for dielectric breakdown is decreased. be able to.

1 ショートアーク型放電ランプ
2 凹面反射鏡
3 副反射鏡
4 ベース
5 補助ランプ
11 発光部
12a、b 封止部
13a、b 電極
31 反射部
32 筒状部
33 開口
51 容器
52 外部電極
53 紫外線反射膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Short arc type discharge lamp 2 Concave reflecting mirror 3 Subreflecting mirror 4 Base 5 Auxiliary lamp 11 Light emission part 12a, b Sealing part 13a, b Electrode 31 Reflection part 32 Cylindrical part 33 Opening 51 Container 52 External electrode 53 Ultraviolet reflective film

Claims (5)

発光部の両端に封止部が形成されたショートアーク型放電ランプと、
一方の封止部に首部が取り付けられて、該ショートアーク型放電ランプを取り囲む凹面反射鏡と、
他方の封止部に取り付けられて、該ショートアーク型放電ランプからの放射光を発光部に戻すための副反射鏡とを有する光源装置において、
前記副反射鏡に放射光が取り込まれる位置に、紫外線を放射する補助ランプが設けられていることを特徴とする光源装置。
A short arc type discharge lamp in which sealing portions are formed at both ends of the light emitting portion;
A concave reflection mirror having a neck attached to one sealing portion and surrounding the short arc discharge lamp;
In a light source device having a sub-reflecting mirror attached to the other sealing portion and returning the emitted light from the short arc type discharge lamp to the light emitting portion,
An auxiliary lamp that radiates ultraviolet rays is provided at a position where radiant light is taken into the sub-reflecting mirror.
前記凹面反射鏡の首部に凹部が形成され、前記放電ランプの一方の封止部と当該凹部との間に補助ランプが配置されていることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。 2. The light source device according to claim 1, wherein a concave portion is formed in a neck portion of the concave reflecting mirror, and an auxiliary lamp is disposed between one sealing portion of the discharge lamp and the concave portion. 前記一方の封止部が挿通し、前記凹面反射鏡の首部が装着されるベースを備え、当該ベースに前記補助ランプが取り付けられていることを特徴とする請求項2に記載の光源装置。 The light source device according to claim 2, further comprising a base through which the one sealing portion is inserted and a neck portion of the concave reflecting mirror is mounted, and the auxiliary lamp is attached to the base. 前記副反射鏡に、タンタル化合物またはハフニウム化合物が含まれた反射膜が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。 The light source device according to claim 1, wherein a reflection film containing a tantalum compound or a hafnium compound is formed on the sub-reflecting mirror. 前記補助ランプは、容器の表面の一部に紫外線反射膜が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。 The light source device according to claim 1, wherein the auxiliary lamp has an ultraviolet reflecting film formed on a part of a surface of the container.
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