JP4013849B2

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Publication number: JP4013849B2
Application number: JP2003193630A
Authority: JP
Inventors: 敏之岡本; 哲平利田
Original assignee: Ushio Denki KK
Current assignee: Ushio Denki KK
Priority date: 2003-07-08
Filing date: 2003-07-08
Publication date: 2007-11-28
Anticipated expiration: 2023-07-08
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば液晶プロジェクタ装置や、ＤＬＰプロジェクター装置などの大画面投影装置用の光源に使用される光源装置に関する。特に、超高圧水銀ランプが組み込まれ、ランプ点灯時に外部リードが高温となる構造の光源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
投射型プロジェクタ装置は、スクリーンに対して、均一にしかも十分な演色性をもって画像を照明させることが要求される。このため、光源としては、水銀を発光物質とする水銀ランプ、金属ハロゲン化物を発光物質とするメタルハライドランプ、キセノンガスを発光物質とするキセノンランプなどのショートアーク型高圧放電ランプが用いられている。
【０００３】
近年、投射型プロジェクタ装置用の光源として、極めて高い水銀蒸気圧、例えば、２×１０^７Ｐａ（１９７気圧）以上をもつ超高圧水銀ランプが提案されている。このランプは、水銀蒸気圧を高くすることで、アークの広がりを抑えるとともに、より一層の光出力の向上を図るというものであり、例えば、特開平２−１４８５６１号、特開平６−５２８３０号に開示されている。
【０００４】
一方、プロジェクタ装置は、ＤＭＤ（マイクロミラーデバイス）を用いたＤＬＰ（デジタルライトプロセッサ）方式が採用されたことにより、液晶パネルを使う必要がなくなり、一層小型化が注目されつつある。そして、このような投射型プロジェクタ装置においては、光源として用いられる超高圧水銀ランプの一層の小型化および高出力化が求められるとともに、ランプとランプが組み込まれた反射鏡とからなる光源装置自体の小型化も求められている。
【０００５】
図９は、投射型プロジェクタ装置に搭載される従来の光源装置を説明するための断面図である。
図９に示すように、光源装置１００に組み込まれた超高圧水銀ランプ９０は、発光部９１とその両端に連続して形成された封止部９２とを有し石英ガラスからなる放電容器９３と、封止部９２に埋設された金属箔９４の一端に接続された一対の電極（陽極９５、陰極９６）と、金属箔９４の他端に接続された一対の外部リード９７とから構成される。
光源装置１００は、超高圧水銀ランプ９０の一方の封止部９２が反射鏡１０１の開口部１０２側（出射方向１０３側）に配置される。他方の封止部９２は、反射鏡１０１の頂部１０４（中心孔）から突出して、接着剤を介して反射鏡１０１に支持されている。また、他方の封止部９２の端部には口金１０５が取り付けられている。開口部１０２には、前面ガラス１０６が取り付けられることによって、反射鏡１０１と前面ガラス１０６との間に密閉空間１０７が形成される。封止部９２に埋設された金属箔９４に接続され当該封止部９２から外方に突出している外部リード９７と給電線１０８とは、スリーブ部材１０９に接続されることによって電気的に接続されている。この給電線１０８は、反射鏡１０１の給電線用開口部１１０を通って、反射鏡１０１の外部に伸ばされ、不図示の外部回路に電気的に接続される。
【０００６】
しかしながら、図９に示すような従来の光源装置によると、反射鏡に組み込まれた超高圧水銀ランプ自体が非常に小型で熱的条件の厳しいものであり、さらに、ランプが点灯時に万一破損した場合にガラス破片が飛散してプロジェクター機器の内部を損傷することを防止するためランプ四方を反射鏡と前面ガラスとで囲まれた密閉構造であるため、ランプ点灯時におけるランプ各部は高温に達する。特に、反射鏡からの照り返しを受ける前面ガラス側封止部から突出する外部リードの温度は５００℃以上もの高温に達する傾向にあり、このような過酷な温度条件下では、外部リードを構成するモリブデンあるいはタングステンが早期に酸化することにより蒸発してやせ細り、遂には断線してランプが不点灯になるため、光源装置として所望の使用寿命が得られないという問題が発生した。
【０００７】
このような問題を解決するため、従来は封止部から突出する外部リードの酸化防止を目的として、例えば特開平２−１６０３５８号公報に開示されるように封止部から突出する外部リードの表面を耐熱セメントにより被覆する方法や、特開２００２−３７３６２０号公報に開示されるように外部リードの表面を低融点ガラス中に当該低融点ガラスより高い軟化点を有する粉末状の無機骨材を分散させた耐熱性被覆層により被覆する方法が知られている。
【０００８】
しかしながら、外部リードを耐熱性セメントで被覆する方法によると、耐熱性セメントが、ランプの点灯消灯の繰り返しによりひび割れが生じて外部リード表面から剥離するため十分な耐熱効果が得られないため上記問題を解決できない上に、被覆部分の容量が大きくなるため照度が低下したり被照射面に照度むら等の光学上の問題が発生するため、好ましくない。また、外部リードの表面を低融点ガラス中に当該低融点ガラスより高い軟化点を有する粉末状の無機骨材を分散させた耐熱性被覆層により被覆する方法は、低融点ガラスがランプ点灯時に外部リードから滑り落ちてしまい、外部リードの酸化を防止する機能が損なわれるため上記問題を解決できないことが判明した。
すなわち、図６に示す光源装置のような構造においては、ランプ点灯時に外部リードが非常に高温となるため、従来技術を適用するのみでは解決不可能な問題点が存在する。
【０００９】
【特許文献１】
特開平２−１４８５６１号
【特許文献２】
特開平６−５２８３０号
【特許文献３】
特開平２−１６０３５８号
【特許文献４】
特開２００２−３７３６２０号
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、ランプ点灯時における封止部から突出する外部リードの温度を低下させ外部リードの断線を防止することにより、所望の使用寿命を有する光源装置を提供することを目的とする。
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明の光源装置は、発光部とその両端に連続して形成された封止部とを有し、石英ガラスからなる放電容器と、封止部に埋設された金属箔に接続され当該封止部から外方に突出する外部リードとからなる超高圧水銀ランプと、この超高圧水銀ランプを取り囲むように配置された、光出射方向に前面ガラスを有する反射鏡とからなり、
前記外部リードは、前記前面ガラス側に位置する封止部から外方に突出している部分に対し、金属からなる放熱部材が少なくとも１箇所で接続されていると共に、当該外方に突出している部分を取り囲むように低融点ガラスからなる被覆層が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明の光源装置は、前記放熱部材がコイル状に形成されたことを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明の光源装置は、前記低融点ガラスが酸化ホウ素、酸化ビスマス、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化ケイ素、酸化リン、酸化カルシウムのうち１種類以上を含むことを特徴とする。
【００１４】
【作用】
本発明の光源装置によると、光源装置に組み込まれた超高圧水銀ランプの封止部に埋設された外部リードは、前面ガラス側の封止部から外方に突出している部分を取り囲むように金属からなる放熱部材および低融点ガラスからなる被覆層が設けられ、さらに、放熱部材と低融点ガラスのいずれか一方あるいはその両方と当接する構造である。これにより、放熱部材による放熱効果により外部リードの温度が下がるので外部リードを構成する物質が酸化して蒸発することを防止できる。さらに、低融点ガラスからなる被覆層は、放熱部材により保持されているためランプ点灯中に滑り落ちることを抑制できる。さらに、被覆層を構成する低融点ガラスがランプ点灯時に適度の粘性を持つことにより外部リード表面が十分に被覆されるので、外部リード表面が酸化環境に暴露されることがない。したがって、所望の使用寿命を有する光源装置を提供することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図５を参照して本発明の光源装置について説明する。図１は、本発明の光源装置に組み込まれた超高圧水銀ランプを説明するための断面図である。図２は、本発明の光源装置を説明するための断面図である。図３は、図２に示す点線部分Ａの拡大断面図である。図４は、図３の外部リード表面構造の形成方法について説明する正面図である。図５は、図３における他の実施形態を説明するための断面図である。
【００１６】
図１に示すように、超高圧水銀ランプ１０は、発光部１１とその両端に連続して形成された封止部１２とを有し石英ガラスからなる放電容器１３と、封止部１２に埋設された金属箔１４の一端に接続された一対の電極（陽極１５、陰極１６）と、金属箔１４の他端に接続された一対の外部リード１７とから構成される。放電容器内に形成された放電空間１８内には、発光物質として水銀が所望の封入圧となるように封入されるとともに、アルゴンが１．３×１０^４Ｐａ封入される。
【００１７】
図２に示すように、光源装置２０は、放電ランプ１０の一方の封止部１２が前面ガラス２６側（光出射方向２３側）に配置される。他方の封止部１２は、反射鏡２１の頂部２４（中心孔）から突出して、接着剤を介して反射鏡２１に支持されている。また、封止部１２の端部には口金２５が取り付けられている。開口部２２には、前面ガラス２６が取り付けられることによって、反射鏡２１と前面ガラス２６との間に密閉空間２７が形成される。
また、一方の（前面ガラス２６側の）封止部１２から外方に突出する外部リード１７は、給電線２８が接続されたスリーブ部材２９と電気的に接続され、給電線２８は反射鏡２１に設けられた給電線用開口部３０を通って反射鏡２１の外部に伸ばされ、不図示の外部回路に接続される。
【００１８】
図３に示すように、外部リード１７は、前面ガラス２６側の封止部１２から外方に突出している部分の表面に、高融点金属からなりコイル形状を有する放熱部材３１が設けられるとともに、放熱部材３１の上を覆うように低融点ガラスからなる被覆層３２が設けられている。
尚、図３においては、スリーブ部材２９は、その表面が放熱部材３１によって覆われていないが、その表面を覆うように放熱部材３１を設けても良い。
【００１９】
図４を参照して、外部リード１７の表面構造の形成方法について以下に説明する。図４（ａ）に示すように、放熱部材３１となるべき金属からなる線状部材３１０を周回部３１１を複数有するコイル形状に形成する。次に、図４（ｂ）に示すように、コイル形状に形成された線状部材３１０を封止部１２から突出する外部リード１７の表面に当接するように取り付け、線状部材３１０を外部リード１７に対して溶接することにより放熱部３１を形成する。その後、図４（ｃ）に示すように、放熱部３１の表面にハケ等を用いて低融点ガラスを塗布し、この部分をバーナー等であぶることによって低融点ガラスを加熱溶融させた後、自然冷却されると被覆層３２が形成される。尚、加熱溶融させる方法として、電気炉による加熱方法や、被覆層３２となるべき低融点ガラスが塗布された外部リード１７を有するランプを点灯させることによる加熱方法を用いても良い。
【００２０】
このような被覆層３２は、放熱部材３１がコイル形状であることにより、図４（ｃ）において外部リード１７表面に設けられた放熱部材３１表面に低融点ガラスを塗布しバーナー等の加熱により溶融した際に、各々の周回部３１１間に存在する隙間に低融点ガラスが入り込み、その状態で自然冷却されると放熱部材３１に保持されるように形成されるため、容易に放熱部材３１から剥離することがない。
【００２１】
放熱部材３１を構成する金属は、外部リード１７を構成するモリブデン若しくはタングステンと同等若しくは同等以上の耐熱性のある金属であることが好ましい。具体的には、外部リード１７がモリブデンからなる場合は、例えば、鉄とニッケルからなる合金、クロムとニッケルからなる合金、ニッケル、カンタル、タングステン、モリブデン、ニッケル鍍金を施した銅のいずれかであることが好ましい。
【００２２】
放熱部３１となるべきコイル形状を有する金属製の線状部材３１０は、外部リード１７の全表面を覆うように設けることが好ましいが、これに限るものではなく光源装置の仕様に応じて適宜変更可能である。例えば、図３において放熱部材３１は、外部リード１７の根元部１７ａが高温となる場合は少なくとも根元部１７ａ周辺に設け、外部リード１７の先端部１７ｂが高温となる場合は少なくとも先端部１７ｂ周辺に設ければ良い。尚、線状部材３１０の数値例を挙げると、線径が０．３ｍｍ、全長が３ｍｍである。
【００２３】
被覆層３２を構成する低融点ガラスは、放電容器１３を構成する石英ガラスよりも軟化点の低いものが好ましい。具体的には、酸化ホウ素（Ｂ_２Ｏ_３）、酸化ビスマス（Ｂｉ_２Ｏ_３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、酸化リン（Ｐ_２Ｏ_５）のうち１種類以上を含んでいることが好ましい。
図３に示す被覆層３２を構成する低融点ガラスは、例えば、酸化ホウ素と酸化ビスマスと酸化亜鉛を含むもの、酸化スズと酸化亜鉛と酸化リンを含むもの、酸化ケイ素と酸化ホウ素と酸化カルシウム（ＣａＯ）を含むものを用いることができる。尚、被覆層３２の数値例を挙げると、その厚みが１ｍｍである。
【００２４】
このような被覆層３２は、ランプ点灯時に放熱部材３１あるいは外部リード１７表面から剥離することを防止するため、軟化点が４００〜７５０℃の範囲にあることが好ましい。
【００２５】
上記数値範囲の軟化点を有する低融点ガラスからなる被覆層３２は、図２に示す光源装置２０において、ランプ点灯時における外部リード１７の温度が４００℃以上もの高温になった場合に適度の粘性を有することにより、放熱部材３１または外部リード１７に効果的に付着し剥離することがない。
一方、低融点ガラスは、その軟化点が７５０℃を超えると粘性を持たないためランプ点灯時にひび割れを起こしたり、放熱部材３１または外部リード１７から剥離したりする怖れがあり、軟化点が４００℃未満であるとランプ点灯時に低融点ガラスが溶融して放熱部材３１または外部リード１７から流失してしまうため好ましくない。
【００２６】
被覆層３２は、放熱部材３１の全表面および放熱部材３１が設けられていない外部リード１７の表面を全て覆うように設けることが好ましいが、光源装置の仕様に応じて適宜変更が可能であり、要は外部リード１７が酸化しないように設ければ良い。
【００２７】
以上のような、本発明の光源装置によると、外部リードは、その表面が金属からなる放熱部材によって覆われているので、その表面積を大きくすることによる放熱効果により外部リードを構成する物質が酸化して蒸発することを防止できる。さらに、放熱部材は、低融点ガラスからなる被覆層を保持する機能も有しているため、ランプ点灯時に被覆層が滑り落ちることを効果的に防止できる。さらに、被覆層を構成する低融点ガラスがランプ点灯時に適度の粘性を持つことにより外部リード表面が十分に被覆されるので、外部リード表面が酸化環境に暴露されることがない。したがって、外部リードが断線することがないので、所望の使用寿命を有する光源装置を提供することができる。
【００２８】
ここで、本発明は、図５に示すように、外部リード１７と放熱部材３１との間に被覆層３２が設けられた構造であっても良い。具体的には、図５（ａ）に示すように外部リード１７の表面に低融点ガラスからなる被覆層３２を設け、この上を覆うように放熱部材３１を設けた構造にしても良い。この場合には、外部リード１７から効果的に放熱させるためコイル状の放熱部材３１は、外部リード１７と少なくとも１箇所で接続されている必要がある。
図５（ａ）に示す構造によると、ランプ点灯時に外部リード１７にて発生した熱は、外部リード１７に接続された箇所を通じて放熱部材３１全体に伝達され大気中に放出される。また、被覆層３２が被覆層３２の上に設けられた放熱部材３１による締め付けの力によって外部リードに１７に固定されるので、ランプ点灯中に滑り落ちることを抑制できる。
【００２９】
また、図５（ｂ）に示すように放熱部３１を金属線同士の間に隙間を有するコイル状のものから形成し、金属線同士の間の隙間に低融点ガラスが入り込むように被覆層３２を形成することにより、外部リード１７が放熱部材３１と被覆層３２との両方に当接する構造にしても良い。この場合には、放熱部材３１の間に入り込む低融点ガラスの量が多くなるので、放熱部材３１が被覆層３２を保持する力が一層向上する。尚、図５に示す形態のいずれの場合にも、放熱部３１および被覆層３２は前述の００２２、００２６に記載のようにして設けても良い。
【００３０】
ここで、本発明の光源装置の他の実施形態について以下に説明する。図６は、本発明の光源装置における外部リードの表面構造の他の実施形態を説明するための上方から見た図である。外部リードの表面構造を除く全体構成は、図２と同様であり、図３と同一符号は同一部分を示すので説明は省略する。
【００３１】
図６（ａ）に示すように、外部リード１７は、封止部１２から外方に突出している部分の表面に平板状の放熱部材６１が溶接等により接続されており、放熱部材６１の表面および放熱部材６１が設けられていない外部リード１７の表面を覆うように低融点ガラスからなる被覆層３２が設けられている。放熱部材６１は、長手方向１００の最大長Ｌ_１００が１０ｍｍ、長手方向１００との直交方向１０１における最大長Ｌ_１０１が４０ｍｍ、最大厚みが１ｍｍである。尚、図６（ａ）においては、放熱部材６１は、長手方向１００と直交するように配置されているが、長手方向１００に対して沿うように、若しくは斜めになるように配置しても良い。
図６（ａ）においては、図５に示す構造を参考にして外部リード１７と放熱部材６１との間に被覆層３２を設けても良い。この場合には、平板状の放熱部材６１と外部リード１７とは少なくとも１箇所にて接続されている必要がある。いずれの場合にも放熱部材６１、被覆層３２は、それぞれ、００２２、００２６のようにして設けても良い。
【００３２】
図６（ｂ）に示すように、外部リード１７は、封止部１２から外方に突出している部分の表面に箔状の放熱部材６２が溶接等により接続されており、放熱部材６２の表面および放熱部材６２の設けられていない外部リード１７の表面を覆うように低融点ガラスからなる被覆層３２が設けられている。放熱部材６２は、全長３ｍｍ、厚み１ｍｍである。
図６（ｂ）においては、図５に示す構造を参考にして外部リード１７と放熱部材６２との間に被覆層３２を設けても良い。この場合には、箔状の放熱部材６２と外部リード１７とは少なくとも１箇所にて接続されている必要がある。いずれの場合にも放熱部材６２、被覆層３２は、それぞれ、００２２、００２６のようにして設けても良い。
【００３３】
図６（ｃ）に示すように、外部リード１７は、封止部１２から外方に突出している部分の表面に円筒状の放熱部材６３が溶接等により接続されており、放熱部材６３の表面および放熱部材６３の設けられていない外部リード１７の表面を覆うように低融点ガラスからなる被覆層３２が設けられている。放熱部材６３は、全長３ｍｍ、厚み１ｍｍである。
図６（ｃ）においては、図５に示す構造を参考にして外部リード１７と放熱部材６３との間に被覆層３２を設けても良い。この場合には、円筒状の放熱部材６３と外部リード１７とは少なくとも１箇所にて接続されている必要がある。いずれの場合にも放熱部材６２、被覆層３２は、それぞれ、００２２、００２６のようにして設けても良い。
【００３４】
ここで、本発明の作用効果を確認するための第１の実験を行うために製作したランプについて、以下に説明する。
＜実施例１＞
図１、３、５の構成と以下に示す寸法に従い、外部リードの封止部から外方に突出している部分を取り囲むようにコイル状の放熱部材と被覆層とが設けられた構造の実験用ランプを２２本製作した（個々の実験用ランプの詳細は、後述の図７の実験用ランプ１〜８を参照）。尚、図７でコイルの外＋外部リードとは図３に示す構造をいい、コイルの内＋外部リードとは図５（ａ）に示す構造をいう。
＜実施例２＞
図１、６（ａ）の構成と以下に示す寸法に従い、外部リードの封止部から外方に突出している部分に溶接された平板状の放熱部材とその上を覆うように被覆層とが設けられた構造の実験用ランプを９本製作した（個々の実験用ランプの詳細は、後述の図７の実験用ランプ９〜１３を参照）。尚、図７で平板の全体＋外部リードとは図６（ａ）に示す構造をいい、平板の一部＋外部リードとは平板の表面の一部と外部リード表面のうち平板が設けられていない部分とをいい、外部リードとは外部リード表面のうち平板が設けられていない部分をいう。
＜実施例３＞
図１、６（ｂ）の構成と以下に示す寸法に従い、外部リードの封止部から外方に突出している部分を取り囲むように箔状の放熱部材と被覆層とが設けられた構造の実験用ランプを６本製作した（個々の実験用ランプの詳細は、後述の図７の実験用ランプ１４、１５を参照）。尚、図７で箔の外＋外部リードとは図６（ｂ）に示す構造をいい、箔の内＋外部リードとは００３２の後段に述べたような構造をいう。
＜実施例４＞
図１、６（ｃ）の構成と以下に示す寸法に従い、外部リードの封止部から外方に突出している部分を取り囲むように円筒状の放熱部材と被覆層とが設けられた構造の実験用ランプを６本製作した（個々の実験用ランプの詳細は、後述の図７の実験用ランプ１６、１７を参照）。尚、図７で円筒の外＋外部リードとは図６（ｃ）に示す構造をいい、円筒の内＋外部リードとは００３３の後段に述べたような構造をいう。
＜比較例１＞
図１の構成と以下に示す寸法に従い、外部リードの封止部から突出している部分の表面に、放熱部材と被覆層のいずれもが設けられていない構造の比較用ランプを１０本製作した。（個々の比較用ランプの詳細は、後述の図７の比較用ランプ１、２を参照）
＜比較例２＞
図１の構成と以下に示す寸法に従い、外部リードの封止部から突出している部分の表面に、被覆層のみが設けられた構造の比較用ランプを１７本製作した。（個々の比較用ランプの詳細は、後述の図７の比較用ランプ３を参照）
＜ランプの寸法＞
発光部の最大外径、内容積：１１．３ｍｍ、１４０ｍｍ^３
封止部の長さ、最大外径：２０ｍｍ、６ｍｍ
外部リードの長さ、外径：２０ｍｍ、０．５ｍｍ
封止部から突出した外部リードの長さ：５ｍｍ
金属箔の長さ、幅：１４ｍｍ、１．５ｍｍ
【００３５】
上記実施例１〜４および比較例１、２のランプを用いた第１の実験について説明する。実験は、各々のランプを電気炉内に配置し、電気炉内の温度を６００℃で一定に保った状態で連続運転を行い、これらのランプを２４時間毎に取り出して外部リードが断線するまでの時間を測定した。
【００３６】
図７は、第１の実験にて得られた平均寿命データを示す。
比較例１に係る実験用ランプ、すなわち、外部リードの封止部から突出した部分に放熱部材および被覆層が設けられていない構造のランプは、平均寿命時間がわずか９０時間であることから、比較例１に係るランプを組み込んだ光源装置では十分な使用寿命が得られないと考えられる。そして、比較例２に係る実験用ランプ、すなわち、外部リードの封止部から突出した部分に被覆層のみが設けられた構造のランプは、平均寿命が１４０時間であり、比較例１に係る実験用ランプよりはわずかに平均寿命時間が延びているものの、比較例２に係るランプを組み込んだ光源装置も十分な使用寿命を得ることができないと考えられる。
これに対し、実施例１〜４に係る実験用ランプ、すなわち、外部リードの封止部から突出した部分に放熱部材および被覆層を設けた構造のランプは、全て４００時間以上の平均寿命時間を有し、最大で１２５０時間もの平均寿命時間を得ることができた。この結果から、本発明の構造を有するランプを組み込んだ光源装置は、ランプ点灯時における外部リードの温度が６００℃もの高温に達する使用環境下において、従来構造のランプを組み込んだ光源装置と比較して、その使用寿命を大幅に延長できることが判明した。
【００３７】
ここで、本発明の作用効果を確認する第２の実験を行うために製作した実験用放電ランプについて以下に説明する。
＜実施例＞
図１、６（ａ）の構成と以下の寸法に従い、外部リードの封止部から外方に突出している部分を取り囲むように平板状の放熱部材と被覆層とが設けられた構造の実験用放電ランプを４本製作した。尚、図８で外部リードとは外部リード表面のうち平板が設けられていない部分をいう。
＜比較例＞
図１、６（ａ）の構成と以下の寸法に従い、外部リードの封止部から突出している部分の表面に、放熱部材と被覆層のいずれもが設けられていない構造の比較用放電ランプを３本製作した。
＜放電ランプの寸法＞
発光部の最大外径、内容積：１１．３ｍｍ、１４０ｍｍ^３
封止部の長さ、最大外径：２０ｍｍ、６ｍｍ
外部リードの長さ、外径：１０ｍｍ、０．５ｍｍ
封止部から突出した外部リードの長さ：５ｍｍ
金属箔の長さ、幅：１４ｍｍ、１．５ｍｍ
封入水銀量：２５ｍｇ
【００３８】
上記実施例および比較例に係る放電ランプを用いた第２の実験について説明する。実施例および比較例に係る放電ランプを図２の構成に従い反射鏡に組み込んで製作した光源装置をアルミ製の灯具内に配置して、入力電力１６０Ｗまたは１８０Ｗにて、１６５分間点灯させた後１５分間消灯させるという試行を繰り返し行った。ランプを入力電力１６０Ｗにて点灯させた場合には外部リードの温度は４８０℃であり、入力電力１８０Ｗにて点灯させた場合には外部リードの温度は５２０℃であった。
【００３９】
図８は、第２の実験にて得られた寿命データを示す。
比較用放電ランプ１、２、３を組み込んだ光源装置においては、入力電力１８０Ｗで点灯させた場合に、それぞれ、１２０時間、１２０時間、３２０時間で外部リードが断線し十分な使用寿命を得ることができなかった。
これに対し、実験用放電ランプ１、２、３、４を組み込んだ光源装置においては、点灯電力１８０Ｗにて点灯させた場合に、それぞれ、１３７０時間、１６００時間経過後も外部リードの断線は見られず、点灯電力１６０Ｗにて点灯させた場合にいずれも１８００時間経過後も外部リードの断線はみられなかったことから、実験を終了した。この結果から、本発明の構造を有するランプを組み込んだ光源装置は、ランプ点灯時における外部リードの温度が５００℃以上の高温に達する使用環境下において、従来構造のランプを組み込んだ光源装置と比較して、その使用寿命を大幅に延長できることが判明した。
【００４０】
尚、本発明の光源装置に組み込むランプは、照度や低融点ガラスからなる被覆層を設ける際の作業性等に悪影響を及ぼさないのであれば、その前面ガラス側の封止部から突出する外部リードの表面に、２種類以上の放熱部材を設ける構造を採用することもできる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の光源装置によれば、外部リードは、前面ガラス側に位置する封止部から外方に突出している部分が、その周囲を取り囲むように設けられた金属からなる放熱部材および低融点ガラスからなる被覆層のいずれか一方あるいはその両方と当接する構造である。これにより、外部リードの表面積が増大することによる放熱効果により外部リードを構成する物質が酸化して蒸発することを防止できる。さらに、放熱部材は、低融点ガラスからなる被覆層を保持する機能も有しているため、ランプ点灯時に被覆層が滑り落ちることを効果的に防止できる。したがって、ランプ点灯時に外部リードが断線することがなく、所望の使用寿命を有する光源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光源装置に組み込まれた超高圧水銀ランプを説明するための断面図である。
【図２】本発明の光源装置を説明するための断面図である。
【図３】図２に示す点線部分Ａの拡大断面図である。
【図４】図３の外部リード表面構造の形成方法について説明する正面図である。
【図５】図３における他の実施形態を説明するための断面図である。
【図６】本発明の光源装置における外部リードの表面構造の他の実施形態を説明するための上方から見た図である。
【図７】第１の実験にて得た平均寿命データを示す。
【図８】第２の実験にて得られた寿命データを示す。
【図９】投射型プロジェクタ装置に搭載される従来の光源装置を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１０超高圧水銀ランプ
１１発光部
１２封止部
１３放電容器
１４金属箔
１５陽極
１６陰極
１７外部リード
１８放電空間
２０光源装置
２１反射鏡
２２開口部
２３出射方向
２４頂部
２５口金
２６前面ガラス
２７密閉空間
２８給電線
２９スリーブ部材
３０給電線用開口部
３１放熱部材
３２被覆層
６１放熱部材
６２放熱部材
６３放熱部材
９０超高圧水銀ランプ
９１発光部
９２封止部
９３放電容器
９４金属箔
９５陽極
９６陰極
９７外部リード
１００光源装置
１０１反射鏡
１０２開口部
１０３出射方向
１０４頂部
１０５口金
１０６前面ガラス
１０７密閉空間
１０８給電線
１０９スリーブ部材
１１０給電線用開口部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a light source device used as a light source for a large screen projection device such as a liquid crystal projector device or a DLP projector device. In particular, the present invention relates to a light source device having a structure in which an ultra-high pressure mercury lamp is incorporated and an external lead becomes high temperature when the lamp is turned on.
[0002]
[Prior art]
The projection type projector apparatus is required to illuminate an image with a uniform color rendering property with respect to the screen. For this reason, a short arc type high-pressure discharge lamp such as a mercury lamp using mercury as a luminescent material, a metal halide lamp using a metal halide as a luminescent material, or a xenon lamp using xenon gas as a luminescent material is used as the light source.
[0003]
In recent years, as a light source for a projection type projector apparatus, an extremely high mercury vapor pressure, for example, 2 × 10⁷An ultra-high pressure mercury lamp having Pa (197 atmospheres) or more has been proposed. This lamp suppresses the spread of the arc by increasing the mercury vapor pressure and further improves the light output. For example, in Japanese Patent Laid-Open Nos. 2-148561 and 6-52830, It is disclosed.
[0004]
On the other hand, since the projector apparatus employs a DLP (digital light processor) system using DMD (micromirror device), there is no need to use a liquid crystal panel, and further downsizing is drawing attention. In such a projection type projector apparatus, further miniaturization and higher output of an ultrahigh pressure mercury lamp used as a light source are demanded, and the light source apparatus itself comprising a lamp and a reflecting mirror incorporating the lamp is required. Miniaturization is also required.
[0005]
FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining a conventional light source device mounted on a projection type projector device.
As shown in FIG. 9, an ultra-high pressure mercury lamp 90 incorporated in the light source device 100 has a light emitting portion 91 and a discharge vessel 93 made of quartz glass having a sealing portion 92 formed continuously at both ends thereof. And a pair of electrodes (anode 95, cathode 96) connected to one end of the metal foil 94 embedded in the sealing portion 92, and a pair of external leads 97 connected to the other end of the metal foil 94. .
In the light source device 100, one sealing portion 92 of the ultrahigh pressure mercury lamp 90 is disposed on the opening 102 side (outgoing direction 103 side) of the reflecting mirror 101. The other sealing portion 92 protrudes from the top 104 (center hole) of the reflecting mirror 101 and is supported by the reflecting mirror 101 via an adhesive. A base 105 is attached to the end of the other sealing portion 92. A front glass 106 is attached to the opening 102 to form a sealed space 107 between the reflecting mirror 101 and the front glass 106. The external lead 97 connected to the metal foil 94 embedded in the sealing portion 92 and protruding outward from the sealing portion 92 and the power supply line 108 are electrically connected by being connected to the sleeve member 109. ing. The feed line 108 is extended to the outside of the reflector 101 through the feed line opening 110 of the reflector 101 and is electrically connected to an external circuit (not shown).
[0006]
However, according to the conventional light source device as shown in FIG. 9, the ultra-high pressure mercury lamp incorporated in the reflecting mirror itself is very small and has severe thermal conditions. In order to prevent glass fragments from being scattered and damaging the inside of the projector device, each part of the lamp reaches a high temperature when the lamp is turned on because the lamp is surrounded by a reflecting mirror and a front glass. In particular, the temperature of the external lead protruding from the front glass side sealing portion that receives reflection from the reflecting mirror tends to reach a high temperature of 500 ° C. or higher. Under such severe temperature conditions, molybdenum constituting the external lead Alternatively, tungsten is vaporized and thinned by oxidation at an early stage, and finally the wire is disconnected and the lamp is not lit. Therefore, there is a problem that a desired service life as a light source device cannot be obtained.
[0007]
In order to solve such problems, conventionally, for the purpose of preventing oxidation of the external lead protruding from the sealing portion, the surface of the external lead protruding from the sealing portion as disclosed in, for example, JP-A-2-160358 A powdery inorganic aggregate having a softening point higher than that of the low-melting glass is dispersed in the low-melting glass on the surface of the external lead as disclosed in JP-A-2002-373620. A method of coating with a heat-resistant coating layer formed is known.
[0008]
However, according to the method of coating the external lead with the heat-resistant cement, the heat-resistant cement cracks due to repeated lighting and extinction of the lamp and peels off from the surface of the external lead. In addition to this, it is not preferable because the capacity of the covering portion increases and the illuminance decreases and optical problems such as uneven illuminance occur on the irradiated surface. In addition, the method of covering the surface of the external lead with a heat resistant coating layer in which a powdery inorganic aggregate having a softening point higher than that of the low melting glass is dispersed in the low melting glass, It has been found that the above problem cannot be solved because the function of preventing the external lead from being oxidized is lost due to slipping off the lead.
That is, in the structure such as the light source device shown in FIG. 6, since the external lead becomes very high when the lamp is turned on, there is a problem that cannot be solved only by applying the conventional technique.
[0009]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2-148561
[Patent Document 2]
JP-A-6-52830
[Patent Document 3]
JP-A-2-160358
[Patent Document 4]
JP 2002-373620 A
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and by reducing the temperature of the external leads protruding from the sealing portion when the lamp is turned on and preventing the disconnection of the external leads, the desired service life is achieved. An object of the present invention is to provide a light source device having the same.
[0011]
In order to solve the above problems, a light source device of the present invention has a light emitting portion and a sealing portion formed continuously at both ends thereof, a discharge vessel made of quartz glass, and a metal embedded in the sealing portion. An ultra high pressure mercury lamp comprising an external lead connected to the foil and projecting outward from the sealing portion; and a reflector having a front glass in the light emitting direction, which is disposed so as to surround the ultra high pressure mercury lamp. Become
The external lead is a portion protruding outward from a sealing portion located on the front glass sideOn the other hand, the heat dissipating member made of metal is connected in at least one place,A coating layer made of low-melting glass is provided so as to surround the portion protruding outward.
[0012]
Furthermore, the light source device of the present invention is characterized in that the heat dissipation member is formed in a coil shape.
[0013]
Furthermore, the light source device of the present invention is characterized in that the low melting point glass contains one or more of boron oxide, bismuth oxide, zinc oxide, tin oxide, silicon oxide, phosphorus oxide, and calcium oxide.
[0014]
[Action]
According to the light source device of the present invention, the external lead embedded in the sealing portion of the ultra-high pressure mercury lamp incorporated in the light source device is metal so as to surround the portion protruding outward from the sealing portion on the front glass side. And a coating layer made of low-melting glass, and a structure in contact with one or both of the heat-dissipating member and low-melting glass. As a result, the temperature of the external lead is lowered due to the heat dissipation effect of the heat dissipation member, so that the substances constituting the external lead can be prevented from being oxidized and evaporated. Furthermore, since the coating layer made of low-melting glass is held by the heat radiating member, it can be prevented from slipping down during lamp lighting. Furthermore, since the low melting point glass constituting the coating layer has an appropriate viscosity when the lamp is lit, the external lead surface is sufficiently covered, so that the external lead surface is not exposed to the oxidizing environment. Therefore, it is possible to provide a light source device having a desired service life.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The light source device of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining an ultrahigh pressure mercury lamp incorporated in a light source device of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the light source device of the present invention. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a dotted line portion A shown in FIG. FIG. 4 is a front view for explaining a method of forming the external lead surface structure of FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining another embodiment in FIG.
[0016]
As shown in FIG. 1, an ultra-high pressure mercury lamp 10 includes a light emitting part 11 and a sealing part 12 formed continuously at both ends thereof, a discharge vessel 13 made of quartz glass, and embedded in the sealing part 12. A pair of electrodes (anode 15 and cathode 16) connected to one end of the metal foil 14 and a pair of external leads 17 connected to the other end of the metal foil 14. In the discharge space 18 formed in the discharge vessel, mercury as a luminescent substance is sealed so as to have a desired sealing pressure, and argon is 1.3 × 10 6.⁴Pa is enclosed.
[0017]
As shown in FIG. 2, in the light source device 20, one sealing portion 12 of the discharge lamp 10 is disposed on the front glass 26 side (light emission direction 23 side). The other sealing portion 12 protrudes from the top 24 (center hole) of the reflecting mirror 21 and is supported by the reflecting mirror 21 via an adhesive. A base 25 is attached to the end of the sealing portion 12. A front glass 26 is attached to the opening 22 to form a sealed space 27 between the reflecting mirror 21 and the front glass 26.
Further, the external lead 17 projecting outward from one sealing portion 12 (on the front glass 26 side) is electrically connected to a sleeve member 29 to which a power supply line 28 is connected. Is extended to the outside of the reflecting mirror 21 through the feeder line opening 30 provided in the, and connected to an external circuit (not shown).
[0018]
As shown in FIG. 3, the external lead 17 is provided with a heat radiating member 31 made of a refractory metal and having a coil shape on the surface of the portion protruding outward from the sealing portion 12 on the front glass 26 side, A covering layer 32 made of low-melting glass is provided so as to cover the heat radiating member 31.
In FIG. 3, the surface of the sleeve member 29 is not covered with the heat radiating member 31, but the heat radiating member 31 may be provided so as to cover the surface.
[0019]
A method for forming the surface structure of the external lead 17 will be described below with reference to FIG. As shown in FIG. 4A, a linear member 310 made of a metal that is to become the heat radiating member 31 is formed in a coil shape having a plurality of surrounding portions 311. Next, as shown in FIG. 4B, the linear member 310 formed in a coil shape is attached so as to contact the surface of the external lead 17 protruding from the sealing portion 12, and the linear member 310 is attached to the external lead. The heat radiating part 31 is formed by welding with respect to 17. Thereafter, as shown in FIG. 4 (c), the low melting point glass is applied to the surface of the heat radiating part 31 using a brush or the like, and this portion is covered with a burner or the like to heat and melt the low melting point glass. When cooled, the coating layer 32 is formed. As a heating and melting method, a heating method using an electric furnace or a heating method by lighting a lamp having an external lead 17 coated with a low melting point glass to be the coating layer 32 may be used.
[0020]
Such a coating layer 32 is melted by applying a low melting point glass to the surface of the heat dissipating member 31 provided on the surface of the external lead 17 in FIG. When this occurs, the low melting point glass enters the gaps existing between the surrounding portions 311 and is formed so as to be held by the heat radiating member 31 when naturally cooled in that state. There is nothing to do.
[0021]
The metal constituting the heat radiating member 31 is preferably a metal having heat resistance equivalent to or equal to or greater than molybdenum or tungsten constituting the external lead 17. Specifically, when the external lead 17 is made of molybdenum, for example, it is one of an alloy made of iron and nickel, an alloy made of chromium and nickel, nickel, cantal, tungsten, molybdenum, or copper plated with nickel. It is preferable.
[0022]
The metal linear member 310 having a coil shape to be the heat radiating portion 31 is preferably provided so as to cover the entire surface of the external lead 17, but is not limited thereto, and is appropriately changed according to the specifications of the light source device. Is possible. For example, in FIG. 3, the heat dissipating member 31 is provided at least around the root portion 17a when the root portion 17a of the external lead 17 becomes high temperature, and at least around the tip portion 17b when the tip portion 17b of the external lead 17 becomes high temperature. It only has to be provided. As a numerical example of the linear member 310, the wire diameter is 0.3 mm and the total length is 3 mm.
[0023]
The low-melting glass constituting the coating layer 32 preferably has a lower softening point than the quartz glass constituting the discharge vessel 13. Specifically, boron oxide (B₂O₃), Bismuth oxide (Bi₂O₃), Zinc oxide (ZnO), tin oxide (SnO), silicon oxide (SiO₂), Phosphorus oxide (P₂O₅1) or more.
The low-melting glass constituting the coating layer 32 shown in FIG. 3 includes, for example, one containing boron oxide, bismuth oxide and zinc oxide, one containing tin oxide, zinc oxide and phosphorus oxide, silicon oxide, boron oxide and calcium oxide ( Those containing CaO) can be used. In addition, when the numerical example of the coating layer 32 is given, the thickness is 1 mm.
[0024]
Such a coating layer 32 preferably has a softening point in the range of 400 to 750 ° C. in order to prevent peeling from the surface of the heat dissipation member 31 or the external lead 17 when the lamp is lit.
[0025]
The covering layer 32 made of a low melting point glass having a softening point in the numerical range described above has an appropriate viscosity when the temperature of the external lead 17 when the lamp is turned on becomes as high as 400 ° C. or higher in the light source device 20 shown in FIG. Therefore, it does not adhere and peel off effectively to the heat dissipation member 31 or the external lead 17.
On the other hand, the low melting point glass does not have a viscosity when the softening point exceeds 750 ° C., and thus there is a fear of cracking when the lamp is turned on or peeling from the heat radiating member 31 or the external lead 17. When the temperature is lower than 0 ° C., the low melting point glass melts and flows out of the heat radiating member 31 or the external lead 17 when the lamp is turned on, which is not preferable.
[0026]
The covering layer 32 is preferably provided so as to cover the entire surface of the heat radiating member 31 and the entire surface of the external lead 17 where the heat radiating member 31 is not provided, but can be appropriately changed according to the specifications of the light source device. In short, the external leads 17 may be provided so as not to be oxidized.
[0027]
According to the light source device of the present invention as described above, since the surface of the external lead is covered with the heat radiating member made of metal, the material constituting the external lead is oxidized due to the heat dissipation effect by increasing the surface area. Thus, evaporation can be prevented. Furthermore, since the heat dissipation member also has a function of holding a coating layer made of low-melting glass, it is possible to effectively prevent the coating layer from slipping down when the lamp is turned on. Furthermore, since the low melting point glass constituting the coating layer has an appropriate viscosity when the lamp is lit, the external lead surface is sufficiently covered, so that the external lead surface is not exposed to the oxidizing environment. Therefore, since the external lead is not disconnected, a light source device having a desired service life can be provided.
[0028]
Here, as shown in FIG. 5, the present invention may have a structure in which a coating layer 32 is provided between the external lead 17 and the heat dissipation member 31. Specifically, as shown in FIG. 5A, a structure in which a coating layer 32 made of low-melting glass is provided on the surface of the external lead 17 and a heat dissipation member 31 is provided so as to cover the coating layer 32 may be employed. In this case, the coil-shaped heat dissipation member 31 needs to be connected to the external lead 17 at least at one location in order to effectively dissipate heat from the external lead 17.
According to the structure shown in FIG. 5A, the heat generated in the external lead 17 when the lamp is lit is transmitted to the entire heat radiating member 31 through the portion connected to the external lead 17 and released into the atmosphere. Further, since the covering layer 32 is fixed to the external lead 17 by the tightening force by the heat radiating member 31 provided on the covering layer 32, it is possible to suppress sliding down during lamp lighting.
[0029]
Moreover, as shown in FIG.5 (b), the thermal radiation part 31 is formed from the coil-shaped thing which has a clearance gap between metal wires, and the coating layer 32 so that low melting glass may enter into the clearance gap between metal wires. In this case, the external leads 17 may be in contact with both the heat dissipation member 31 and the covering layer 32. In this case, the amount of the low-melting glass that enters between the heat radiating members 31 increases, so that the force with which the heat radiating member 31 holds the coating layer 32 is further improved. In any case of the form shown in FIG. 5, the heat radiating portion 31 and the covering layer 32 may be provided as described in the above-mentioned 0022 and 0026.
[0030]
Here, another embodiment of the light source device of the present invention will be described below. FIG. 6 is a diagram seen from above for explaining another embodiment of the surface structure of the external lead in the light source device of the present invention. The entire configuration excluding the surface structure of the external lead is the same as that in FIG. 2, and the same reference numerals as those in FIG.
[0031]
As shown in FIG. 6A, the external lead 17 has a flat heat radiation member 61 connected to the surface of the portion protruding outward from the sealing portion 12 by welding or the like. And the coating layer 32 which consists of low melting glass is provided so that the surface of the external lead 17 in which the heat radiating member 61 is not provided may be covered. The heat dissipation member 61 has a maximum length L in the longitudinal direction 100.₁₀₀Is 10 mm and the maximum length L in the direction 101 orthogonal to the longitudinal direction 100₁₀₁Is 40 mm and the maximum thickness is 1 mm. In FIG. 6A, the heat radiating member 61 is disposed so as to be orthogonal to the longitudinal direction 100, but may be disposed along the longitudinal direction 100 or obliquely. .
In FIG. 6A, the coating layer 32 may be provided between the external lead 17 and the heat radiating member 61 with reference to the structure shown in FIG. In this case, the flat plate heat radiation member 61 and the external lead 17 need to be connected at least at one place. In either case, the heat dissipation member 61 and the coating layer 32 may be provided as 0022 and 0026, respectively.
[0032]
As shown in FIG. 6B, the external lead 17 has a foil-like heat radiating member 62 connected to the surface of the portion protruding outward from the sealing portion 12 by welding or the like. A covering layer 32 made of low-melting glass is provided so as to cover the surface of the external lead 17 where the heat dissipation member 62 is not provided. The heat radiating member 62 has a total length of 3 mm and a thickness of 1 mm.
In FIG. 6B, the coating layer 32 may be provided between the external lead 17 and the heat dissipation member 62 with reference to the structure shown in FIG. In this case, the foil-like heat dissipation member 62 and the external lead 17 need to be connected at least at one place. In either case, the heat dissipating member 62 and the covering layer 32 may be provided as 0022 and 0026, respectively.
[0033]
As shown in FIG. 6C, the external lead 17 has a cylindrical heat radiation member 63 connected to the surface of the portion protruding outward from the sealing portion 12 by welding or the like. A coating layer 32 made of low-melting glass is provided so as to cover the surface of the external lead 17 where the heat dissipation member 63 is not provided. The heat radiating member 63 has a total length of 3 mm and a thickness of 1 mm.
In FIG. 6C, the coating layer 32 may be provided between the external lead 17 and the heat dissipation member 63 with reference to the structure shown in FIG. In this case, the cylindrical heat radiation member 63 and the external lead 17 need to be connected at least at one place. In either case, the heat dissipating member 62 and the covering layer 32 may be provided as 0022 and 0026, respectively.
[0034]
Here, a lamp manufactured for conducting the first experiment for confirming the function and effect of the present invention will be described below.
<Example 1>
For the experiment of a structure in which a coil-like heat dissipation member and a covering layer are provided so as to surround a portion protruding outward from the sealing portion of the external lead in accordance with the configuration of FIGS. Twenty-two lamps were produced (for details of each experimental lamp, see experimental lamps 1 to 8 in FIG. 7 described later). In FIG. 7, the outer + external lead of the coil means the structure shown in FIG. 3, and the inner + external lead of the coil means the structure shown in FIG.
<Example 2>
In accordance with the configuration of FIGS. 1 and 6 (a) and the dimensions shown below, a flat plate-like heat radiation member welded to a portion protruding outward from the sealing portion of the external lead and a covering layer so as to cover it Nine experimental lamps having the provided structure were manufactured (for details of the individual experimental lamps, refer to experimental lamps 9 to 13 in FIG. 7 described later). In FIG. 7, the whole flat plate + external lead means the structure shown in FIG. 6 (a), and a part of the flat plate + external lead is a part of the surface of the flat plate and the flat plate out of the external lead surface. The external lead is a portion of the external lead surface where no flat plate is provided.
<Example 3>
An experiment of a structure in which a foil-like heat radiation member and a covering layer are provided so as to surround a portion protruding outward from the sealing portion of the external lead in accordance with the configuration of FIGS. 1 and 6B and the dimensions shown below. Six lamps were manufactured (for details of each experimental lamp, refer to experimental lamps 14 and 15 in FIG. 7 described later). In FIG. 7, the outer + external lead of the foil refers to the structure shown in FIG. 6B, and the inner + external lead of the foil refers to the structure described in the subsequent stage of 0032.
<Example 4>
An experiment of a structure in which a cylindrical heat radiation member and a covering layer are provided so as to surround a portion protruding outward from the sealing portion of the external lead according to the configuration of FIGS. Six lamps were manufactured (for details of each experimental lamp, refer to experimental lamps 16 and 17 in FIG. 7 described later). In FIG. 7, the cylindrical outer + external lead refers to the structure shown in FIG. 6C, and the cylindrical inner + external lead refers to the structure described later in 0033.
<Comparative Example 1>
In accordance with the configuration of FIG. 1 and the dimensions shown below, ten comparative lamps having a structure in which neither the heat dissipation member nor the coating layer is provided on the surface of the portion protruding from the sealing portion of the external lead were manufactured. (For details of the individual comparison lamps, refer to comparison lamps 1 and 2 in FIG. 7 described later.)
<Comparative example 2>
In accordance with the configuration of FIG. 1 and the dimensions shown below, 17 comparative lamps having a structure in which only the coating layer was provided on the surface of the portion protruding from the sealing portion of the external lead were manufactured. (Refer to the comparison lamp 3 in FIG. 7 described later for details of the individual comparison lamps.)
<Lamp dimensions>
Maximum outer diameter and inner volume of light emitting part: 11.3mm, 140mm³
Sealing part length, maximum outer diameter: 20 mm, 6 mm
External lead length, outer diameter: 20 mm, 0.5 mm
External lead length protruding from the sealing part: 5 mm
Metal foil length and width: 14mm, 1.5mm
[0035]
A first experiment using the lamps of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 will be described. In the experiment, each lamp was placed in an electric furnace, and the electric furnace was continuously operated at a temperature of 600 ° C., and these lamps were taken out every 24 hours until the external leads were disconnected. Was measured.
[0036]
FIG. 7 shows the average life data obtained in the first experiment.
The experimental lamp according to Comparative Example 1, that is, the lamp having a structure in which the heat dissipation member and the coating layer are not provided in the portion protruding from the sealing portion of the external lead has an average lifetime of only 90 hours. It is considered that the light source device incorporating the lamp according to Example 1 cannot provide a sufficient service life. The experimental lamp according to Comparative Example 2, that is, the lamp having the structure in which only the coating layer is provided on the portion protruding from the sealing portion of the external lead has an average life of 140 hours. Although the average life time is slightly longer than that of the lamp for use, it is considered that the light source device incorporating the lamp according to Comparative Example 2 cannot obtain a sufficient service life.
On the other hand, the experimental lamps according to Examples 1 to 4, that is, the lamps having the structure in which the heat dissipation member and the coating layer are provided on the portion protruding from the sealing portion of the external lead all have an average life time of 400 hours or more. And an average life time of up to 1250 hours could be obtained. From this result, the light source device incorporating the lamp having the structure of the present invention is compared with the light source device incorporating the lamp of the conventional structure in the use environment where the temperature of the external lead reaches as high as 600 ° C. when the lamp is turned on. It has been found that the service life can be greatly extended.
[0037]
Here, the experimental discharge lamp manufactured for conducting the second experiment for confirming the effect of the present invention will be described below.
<Example>
For the experiment of a structure in which a flat heat radiation member and a covering layer are provided so as to surround a portion protruding outward from the sealing portion of the external lead according to the configuration of FIGS. 1 and 6A and the following dimensions. Four discharge lamps were produced. In FIG. 8, the external lead refers to a portion of the external lead surface where no flat plate is provided.
<Comparative example>
A comparative discharge lamp having a structure in which neither the heat dissipation member nor the coating layer is provided on the surface of the portion protruding from the sealing portion of the external lead according to the configuration of FIGS. 1 and 6A and the following dimensions. I made three.
<Dimensions of discharge lamp>
Maximum outer diameter and inner volume of light emitting part: 11.3mm, 140mm³
Sealing part length, maximum outer diameter: 20 mm, 6 mm
External lead length, outer diameter: 10 mm, 0.5 mm
External lead length protruding from the sealing part: 5 mm
Metal foil length and width: 14mm, 1.5mm
Encapsulated mercury content: 25 mg
[0038]
A second experiment using the discharge lamps according to the above examples and comparative examples will be described. A light source device manufactured by incorporating the discharge lamp according to the example and the comparative example into the reflecting mirror according to the configuration of FIG. 2 is placed in an aluminum lamp, and is lit for 165 minutes at an input power of 160 W or 180 W. Repeated attempts to turn off the light for a minute. When the lamp was lit at an input power of 160 W, the temperature of the external lead was 480 ° C., and when the lamp was lit at an input power of 180 W, the temperature of the external lead was 520 ° C.
[0039]
FIG. 8 shows the lifetime data obtained in the second experiment.
In the light source device incorporating the comparative discharge lamps 1, 2, and 3, when it is turned on at an input power of 180 W, the external leads are disconnected in 120 hours, 120 hours, and 320 hours, respectively, thereby obtaining a sufficient service life. I could not.
On the other hand, in the light source device incorporating the experimental discharge lamps 1, 2, 3, and 4, when the lighting power is turned on at 180 W, the disconnection of the external leads is observed even after 1370 hours and 1600 hours have elapsed. In both cases, the external leads were not disconnected even after 1800 hours when the lighting was performed at a lighting power of 160 W. Therefore, the experiment was terminated. From this result, the light source device incorporating the lamp having the structure of the present invention is compared with the light source device incorporating the lamp having the conventional structure in the use environment where the temperature of the external lead when the lamp is turned on reaches a high temperature of 500 ° C. or higher. As a result, it has been found that the service life can be greatly extended.
[0040]
If the lamp incorporated in the light source device of the present invention does not adversely affect illuminance or workability when a coating layer made of low melting point glass is provided, external leads projecting from the sealing portion on the front glass side. It is also possible to adopt a structure in which two or more types of heat dissipating members are provided on the surface.
[0041]
【The invention's effect】
According to the light source device of the present invention, the external lead includes a heat dissipation member and a low-melting glass made of metal provided so that a portion protruding outward from the sealing portion located on the front glass side surrounds the periphery. It is the structure which contact | abuts any one or both of the coating layer which consists of. As a result, it is possible to prevent the material constituting the external lead from being oxidized and evaporated due to the heat dissipation effect due to the increase in the surface area of the external lead. Furthermore, since the heat dissipation member also has a function of holding a coating layer made of low-melting glass, it is possible to effectively prevent the coating layer from slipping down when the lamp is turned on. Therefore, it is possible to provide a light source device having a desired service life without disconnecting external leads when the lamp is turned on.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining an ultra-high pressure mercury lamp incorporated in a light source device of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining a light source device of the present invention.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a dotted line portion A shown in FIG.
4 is a front view for explaining a method of forming the external lead surface structure of FIG. 3; FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining another embodiment in FIG. 3;
FIG. 6 is a diagram seen from above for explaining another embodiment of the surface structure of the external lead in the light source device of the present invention.
FIG. 7 shows average life data obtained in the first experiment.
FIG. 8 shows life data obtained in a second experiment.
FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining a conventional light source device mounted on a projection type projector device.
[Explanation of symbols]
10 Super high pressure mercury lamp
11 Light emitting part
12 Sealing part
13 Discharge vessel
14 Metal foil
15 Anode
16 Cathode
17 External lead
18 Discharge space
20 Light source device
21 Reflector
22 opening
23 Outgoing direction
24 Top
25 base
26 Front glass
27 Sealed space
28 Feeding line
29 Sleeve member
30 Feed wire opening
31 Heat dissipation member
32 Coating layer
61 Heat dissipation member
62 Heat dissipation member
63 Heat dissipation member
90 Super high pressure mercury lamp
91 Light emitting part
92 Sealing part
93 Discharge vessel
94 Metal foil
95 anode
96 cathode
97 External lead
100 light source device
101 reflector
102 opening
103 Outgoing direction
104 Top
105 base
106 Front glass
107 sealed space
108 Power supply line
109 Sleeve member
110 Feed wire opening

Claims

It has a light emitting part and a sealing part formed continuously at both ends thereof, and is connected to a discharge vessel made of quartz glass and a metal foil embedded in the sealing part and protrudes outward from the sealing part. In a light source device composed of an ultra high pressure mercury lamp composed of an external lead and a reflector having a front glass in the light emitting direction, which is arranged so as to surround the ultra high pressure mercury lamp,
The external lead is connected to a heat radiating member made of metal at least at one position with respect to a portion protruding outward from the sealing portion located on the front glass side, and a portion protruding outward A light source device characterized in that a coating layer made of low-melting glass is provided so as to surround the glass.

The light source device according to claim 1, wherein the heat radiating member is formed in a coil shape.

3. The light source device according to claim 1, wherein the low-melting glass includes at least one of boron oxide, bismuth oxide, zinc oxide, tin oxide, silicon oxide, phosphorus oxide, and calcium oxide. .