專利名稱：燈裝置及具備該燈裝置的投影機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具備所謂的副鏡的燈裝置以及具備該燈裝置的投影機(jī)。
背景技術(shù)：
一種在主反射鏡上安裝有發(fā)光管的燈裝置廣為大家所熟知，其中所述的發(fā)光管具備封入有一對電極的燈泡部、和將在前端具有該電極的電極軸及與該電極軸導(dǎo)通的導(dǎo)體箔密封且從燈泡部連續(xù)地形成的一對密封部。另外，最近，公開了一種在這樣的燈裝置上，以夾著燈泡部的形式使反射面與主反射鏡相對向地在密封部的另一側(cè)用粘接劑固定有副鏡的燈裝置(例如，專利文獻(xiàn)1)。
專利文獻(xiàn)1特開平8-31382發(fā)明內(nèi)容但在以往，副鏡的固定部為與密封著電極軸的部分相對應(yīng)的密封部的表面。在這樣的以往的構(gòu)造中，會在以電極軸和密封部的熱膨脹率的差為起因而產(chǎn)生的應(yīng)力以外，增加以密封部和粘接劑的熱膨脹率的差為起因而產(chǎn)生的應(yīng)力，出現(xiàn)應(yīng)力集中在發(fā)光管的副鏡固定部上這樣的問題。
本發(fā)明，是為了解決上述問題而完成的，其目的在于提供一種避免了應(yīng)力集中在發(fā)光管的副鏡固定部上的問題的燈裝置，以及提供一種具備該燈裝置的投影機(jī)。
本發(fā)明的燈裝置，具備發(fā)光管，該發(fā)光管具有封入有一對電極的燈泡部，和將在前端具有所述電極的電極軸及與所述電極軸導(dǎo)通的導(dǎo)體箔密封的、從所述燈泡部連續(xù)地形成的一對密封部；主反射鏡，該主反射鏡將所述一對密封部的一方固定并將從所述發(fā)光管射出的光向被照明區(qū)域側(cè)反射；以及副鏡，該副鏡夾著所述燈泡部而配置在所述一對密封部的另一方，使從所述燈泡部射出的光返回所述主反射鏡；其特征在于，將所述副鏡用粘接劑粘接在比與所述電極軸的終端相對應(yīng)的位置遠(yuǎn)離所述燈泡部的方向的所述密封部的表面區(qū)域上。
由此，起因于熱膨脹率的差而在電極軸和密封部的部分上產(chǎn)生的較大應(yīng)力的區(qū)域，與在密封部和粘接劑的部分上產(chǎn)生的較大應(yīng)力的區(qū)域不同，從而避免了在發(fā)光管的副鏡固定部的應(yīng)力集中。由此，能夠得到強(qiáng)度上穩(wěn)定的燈裝置。
另外，其特征在于，上述副鏡具備形成有所述反射面的碗狀(罩狀)的反射基部和從所述反射基部向與所述反射面的反射方向相反的方向延伸、可將所述密封部插入地形成的筒部，且利用所述筒部的終端部而被固定在所述密封部上。
由此，能夠在將副鏡的反射面與燈泡部相靠近地配置的同時(shí)，將副鏡粘接在遠(yuǎn)離與電極軸相對應(yīng)的部分的密封部的表面上，并且還能夠確保副鏡的外形較小。
另外，其特征在于，上述筒部，位于連結(jié)所述反射基部的外形最外部和固定所述筒部的所述密封部的前端外形部的假想線的內(nèi)側(cè)。通過這樣，能夠避免來自主反射鏡的反射光被筒部遮擋。
本發(fā)明的投影機(jī)，具備光源、將從所述光源射出的光束根據(jù)圖像信息進(jìn)行調(diào)制形成圖像的光調(diào)制裝置、和投影所述圖像的投影透鏡；其特征在于，作為所述光源具備上述的各燈裝置。該投影機(jī)，由于將前面所說明的那樣的燈裝置作為光源，所以能夠提高投影機(jī)的品質(zhì)及壽命。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的燈裝置的構(gòu)成的剖面圖。
圖2是圖1的燈裝置中所使用的帶有副鏡的發(fā)光管的外觀圖。
圖3是本發(fā)明的燈裝置與以往的燈裝置的效果的比較說明圖。
圖4是本發(fā)明的實(shí)施方式的投影機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。
標(biāo)號說明1 燈裝置10 發(fā)光管11 燈泡部12a、12b電極12A、12B 電極軸13a、13b密封部14a、14b 金屬箔15a、15b引線(線或端子)16 燈頭 20 主反射鏡21 反射面22 反射基部23 筒部 24 貫通孔30 副鏡 31 副鏡的反射面32 副鏡的反射基部33 副鏡的筒部40 粘接劑100 投影機(jī)300照明光學(xué)系統(tǒng) 380 色光分離光學(xué)系統(tǒng)390中繼光學(xué)系統(tǒng) 420 十字分色棱鏡600投影透鏡具體實(shí)施方式
燈裝置圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式中的燈裝置1的構(gòu)成的剖面圖。該燈裝置1具備發(fā)光管10、主反射鏡20和副鏡30。
發(fā)光管10例如是高壓水銀燈，由石英玻璃等形成，具有中央的燈泡部11、和在燈泡部11的兩側(cè)從燈泡部11連續(xù)地形成的一對密封部13a、13b。在燈泡部11的內(nèi)部封入水銀、稀有氣體及少量的鹵素等，并封入放電用電極12a、12b。在密封部13a、13b中密封著在前端形成了電極12a、12b的由鎢等構(gòu)成的電極軸12A、12B，和作為與電極軸12A、12B導(dǎo)通的導(dǎo)體的由鉬等構(gòu)成的金屬箔14a、14b，從金屬箔14a、14b將電力供給用引線(線或端子)15a、15b從密封部13a、13b的各終端面引出。另外，在此，在密封部13a的端部上設(shè)置燈頭16，以防止漏光等，但也可以不設(shè)置該燈頭。另外，發(fā)光管10也不限于高壓水銀燈，即便是其他的燈，例如金屬鹵化物燈或氙燈等也可以。另外，形成有電極12a、12b的電極軸12A、12B的前端，相對于后述的電極軸12A、12B的終端，成為電極軸12A、12B的始端。
主反射鏡20，具備反射基部22和筒部23，所述的反射基部22具有被形成為旋轉(zhuǎn)拋物面狀或旋轉(zhuǎn)橢圓面狀的凹面狀反射面21，所述的筒部23是用于將發(fā)光管10的一方的密封部13a插入而將其固定的部分。筒部23是從反射面21及反射基部22的中心向反射面21的相反一側(cè)延伸的筒狀體，在其內(nèi)側(cè)具有與反射面21的旋轉(zhuǎn)中心同軸的貫通孔24。反射基部22和筒部23，通常由耐熱玻璃一體地形成為漏斗狀。發(fā)光管10，以其燈泡部11向主反射鏡20的反射面21靠近的方式，將密封部13a從反射面21側(cè)插入到主反射鏡20的筒部23中，然后由粘接劑40固定。
副鏡30，是發(fā)揮將從燈泡部11射出的光反射并使其經(jīng)由燈泡部11向主反射鏡20返回的作用的部件，具備形成有反射面31的碗狀(罩狀)的反射基部32、和從反射基部32向與反射面31的反射方向相反的方向延伸而被形成為能夠?qū)⒚芊獠?3b插入的筒部33。該副鏡30，以夾著發(fā)光管10的燈泡部11而與主反射鏡使彼此的反射面21、31相對向的狀態(tài)，由粘接劑40固定在發(fā)光管10的密封部13b上。另外，使副鏡30的反射基部32位于燈泡部11的外周面的附近，以盡可能地避免遮擋來自主反射鏡20的反射光。另外，將密封部13b的與副鏡30的固定部，設(shè)為位于比與電極軸12B的終端相對應(yīng)的位置更遠(yuǎn)離燈泡部11的方向上的密封部13b的表面區(qū)域，以使得密封部13b內(nèi)部的電極軸12B與密封部13b表面的副鏡30的固定區(qū)域不重合。也就是說，相對于密封部13b的副鏡30的固定部、和密封部13b內(nèi)部的電極軸12B，以在密封部13b的與從燈泡部11延伸出的延伸方向相垂直的面內(nèi)不共存的方式偏離。因此，副鏡30的筒部33，具有從燈泡部11和密封部13b的臨界附近到與金屬箔的一部分相重疊的筒長，將該筒部33的終端部用作固定面。根據(jù)以上的方案，能夠使因熱膨脹率的差引起的在電極軸12B和密封部13b的部分上產(chǎn)生的較大的應(yīng)力區(qū)域、與在密封部13b和粘接劑40的部分上產(chǎn)生的較大的應(yīng)力區(qū)域相不同。不過，副鏡30的筒部33，最好是位于連結(jié)反射基部32的外形最外部和固定筒部33的密封部13b的前端外形部的假想線(參照圖3(b))的內(nèi)側(cè)。這是因?yàn)?，通過這樣，能夠避免來自主反射鏡20的反射光被筒部33遮擋。
另外，在燈泡部11的外周面和副鏡30的反射面之間，最好留有能夠進(jìn)行光源像與反射像的位置調(diào)整的程度的間隔、即0.2mm或其以上的間隙。由此，能夠確保由副鏡30所覆蓋的一側(cè)的燈泡部11的散熱，抑制發(fā)光管10的局部的溫度上升。另外，因?yàn)楦辩R30被曝露于高溫下，所以最好是利用例如低熱膨脹材料的石英或超耐熱結(jié)晶玻璃(低膨脹結(jié)晶化玻璃ネオセラム)、或者高熱傳導(dǎo)性材料的透光性氧化鋁、藍(lán)寶石、水晶、螢石、YAG等來制作。作為透光性氧化鋁，例如可以使用“スミコランダム”(住友化學(xué)工業(yè)的登錄商標(biāo))。
在圖2中表示了帶有副鏡30的發(fā)光管10的外觀圖。通過將這樣的預(yù)先安裝有副鏡30的發(fā)光管10定位固定在主反射鏡20上，從而組裝燈裝置1。另外，作為將副鏡30固定在發(fā)光管10的密封部13b上的粘接劑40、或?qū)⒚芊獠?3a固定在主反射鏡20的筒部23上的粘接劑40，可以采用硅石類或氧化鋁類的無機(jī)粘接劑。作為這樣的粘接劑的具體的例子，可以列舉例如“スミセラム”(住友化學(xué)工業(yè)的登錄商標(biāo))。
其次，對伴隨著將副鏡30的固定部設(shè)為位于比與電極軸12B的終端相對應(yīng)的位置更遠(yuǎn)離燈泡部11的方向上的密封部13b的表面區(qū)域，以此來避免密封部13b內(nèi)部的電極軸12B與密封部13b表面的副鏡30固定區(qū)域重合這一做法而來的效果進(jìn)行說明。圖3是與此有關(guān)的以往的燈裝置和本發(fā)明的燈裝置1的效果的比較說明圖。
在發(fā)光管10中，在用石英玻璃將作為金屬(鎢)的電極軸12B密封的部分會產(chǎn)生因它們的熱膨脹率的差引起的應(yīng)力。例如，如以往例的圖3(a)所示，若在發(fā)光管10的附近設(shè)置副鏡30，則副鏡30的端部位于與密封電極軸12B的部分相對應(yīng)的密封部13b的表面。這種情況下，起因于電極軸12B和密封部13b的熱膨脹率的差而產(chǎn)生的較大的應(yīng)力區(qū)域A、和起因于密封部13b和粘接劑40的熱膨脹率的差而產(chǎn)生的較大的應(yīng)力區(qū)域B重合，在該部分產(chǎn)生應(yīng)力集中。
與此相對，在與燈裝置1相對應(yīng)的圖3(b)中，利用筒部33的終端部，將位于比電極軸12B的終端更遠(yuǎn)離燈泡部11的方向上的密封部13b的表面區(qū)域作為副鏡30的固定部。這種情況下，如圖所示，因?yàn)槠鹨蛴陔姌O軸12B和密封部13b的熱膨脹率的差而產(chǎn)生的較大的應(yīng)力區(qū)域A、和起因于密封部13b和粘接劑40的熱膨脹率的差而產(chǎn)生的較大的應(yīng)力區(qū)域B不重合，所以避免了在副鏡的固定部處的應(yīng)力集中。因此，發(fā)光管10就變得高度地穩(wěn)定了。另外，這種情況下，雖然副鏡30的固定部與密封金屬箔14b的部分重合，但是金屬箔14b因?yàn)槠浜穸葮O薄，所以由密封部13b和金屬箔14b的熱膨脹率的差引起的應(yīng)力的影響幾乎不成為問題。
以上說明的燈裝置1的光學(xué)作用如下所述。即，發(fā)光管10通過電極12a、12b的放電作用而發(fā)光，從燈泡部11射出光。從燈泡部11射出的光之中，主反射鏡20側(cè)的射出光，被主反射鏡20反射而朝向被照射區(qū)域。另外，從發(fā)光管10的燈泡部11射出的光之中，副鏡30側(cè)的射出光，首先被副鏡30反射而朝向主反射鏡20，然后被主反射鏡20反射而朝向被照射區(qū)域。因此，在燈裝置1中，從發(fā)光管10的燈泡部11射出的光的大部分都能夠被利用，可提高光的利用效率。
圖4是本發(fā)明的實(shí)施方式中的投影機(jī)100的構(gòu)成圖。該投影機(jī)100，具備照明光學(xué)系統(tǒng)300、色光分離光學(xué)系統(tǒng)380、中繼光學(xué)系統(tǒng)390、液晶面板410R、410G、410B、十字分色棱鏡420和投影透鏡600。
下面，對上述投影機(jī)100的作用進(jìn)行說明。
照明光學(xué)系統(tǒng)300，是用于均勻地照射液晶面板410R、410G、410B的圖像形成區(qū)域的積分照明光學(xué)系統(tǒng)，具備上述的實(shí)施方式的燈裝置1、第1透鏡陣列320、第2透鏡陣列340、偏振變換元件陣列360和重疊透鏡370。
首先來自發(fā)光管10的出射光通過反射鏡20、或者副鏡30及反射鏡20而被向照明區(qū)域側(cè)反射，進(jìn)入凹透鏡200的光的前進(jìn)方向被調(diào)整為與照明光學(xué)系統(tǒng)300的光軸基本平行。
平行化后的光，入射到第1透鏡陣列320的各小透鏡321上，被分割成與各小透鏡321的數(shù)量相對應(yīng)的多個(gè)部分光束。進(jìn)而，從第1透鏡陣列320射出的各部分光束入射到具有與該各小透鏡320分別相對應(yīng)的小透鏡341的第2透鏡陣列340上。
然后，來自第2透鏡陣列340的出射光，入射到將光的偏振方向統(tǒng)一為同一種類的直線偏振光的偏振變換元件陣列360。然后，由偏振變換元件陣列360統(tǒng)一了偏振方向后的多個(gè)部分光束進(jìn)入重疊透鏡370，在此向液晶面板410R、410G、410B入射的各部分光束被調(diào)整為在對應(yīng)的液晶面板面上重合。
從重疊透鏡370射出的光，在被反射鏡372反射后，入射到色光分離光學(xué)系統(tǒng)380。色光分離光學(xué)系統(tǒng)380，是將從照明光學(xué)系統(tǒng)300射出的光分離成紅、綠、藍(lán)這三色的色光的光學(xué)系統(tǒng)，具備分色鏡382、386、和反射鏡384。
第1分色鏡382，使從重疊透鏡370射出的光之中紅色光分量透過，同時(shí)將藍(lán)色光分量和綠色光分量反射。并且，紅色光分量透過第1分色鏡38而然后反射鏡384反射，通過場透鏡400R而到達(dá)紅色光用的液晶面板410R。另外，被第1分色鏡382反射的藍(lán)色光分量及綠色光分量之中的綠色光分量被第2分色鏡386反射，通過場透鏡400G而到達(dá)綠色光用的液晶面板410G。
另一方面，藍(lán)色光分量，透過第2分色鏡386而入射到中繼光學(xué)系統(tǒng)390中。中繼光學(xué)系統(tǒng)390，是具有將透過了色光分離光學(xué)系統(tǒng)380的分色鏡386的藍(lán)色光導(dǎo)引到液晶面板410B的功能的光學(xué)系統(tǒng)，具備入射側(cè)透鏡392、中繼透鏡396和反射透鏡394、398。即，藍(lán)色光成分通過入射側(cè)透鏡392、反射鏡394、中繼透鏡396、以及反射透鏡398，進(jìn)而通過場透鏡400B而到達(dá)藍(lán)色光用的液晶面板410B。另外，之所以對藍(lán)色光使用中繼光學(xué)系統(tǒng)390，是由于藍(lán)色光的光路比其他的色光的光路長，為了防止因光的發(fā)散等而導(dǎo)致的光的利用效率的降低的緣故。即，是為了將入射到入射側(cè)透鏡392上的部分光束原樣不變地傳送給場透鏡400B的緣故。另外，雖然中繼光學(xué)系統(tǒng)390采用的是使3種色光中的藍(lán)色光通過的結(jié)構(gòu)，但也可以采用使紅色光等其他的色光通過的結(jié)構(gòu)。
接著，3個(gè)液晶面板410R、410G、410B，根據(jù)所賦予的圖像信息對入射到其上的各色光進(jìn)行調(diào)制，形成各色光的圖像。另外，在各液晶面板410R、410G、410B的光入射面?zhèn)?、光出射面?zhèn)?，通常設(shè)有偏振板。
接著，從各液晶面板410R、410G、410B射出的各色光的調(diào)制光，入射到作為對這些調(diào)制光進(jìn)行合成而形成彩色圖像的色光合成光學(xué)系統(tǒng)的十字分色棱鏡420上。在十字分色棱鏡420中，在4個(gè)直角棱鏡的臨界面上大體呈X字狀地形成反射紅色光的電介質(zhì)多層膜、和反射藍(lán)色光的電介質(zhì)多層膜，由這些電介質(zhì)多層膜合成三種色光。然后，從十字分色棱鏡420射出的彩色圖像，由投影透鏡600放大投影在屏幕上。
該投影機(jī)100，因?yàn)榫邆渖鲜龅臒粞b置1，所以伴隨該燈裝置1的品質(zhì)的提高，投影機(jī)的綜合的品質(zhì)及壽命也上升。
另外，本發(fā)明的投影機(jī)100，不限于上述的實(shí)施方式，在不脫離其主旨的范圍內(nèi)可以在各種方式下加以實(shí)施，例如還可以進(jìn)行以下那樣的變形。
在上述實(shí)施方式中，雖然使用了將燈裝置1的光分割成多個(gè)部分光束的2個(gè)透鏡陣列320、340，但本發(fā)明也可適用于沒有使用這樣的透鏡陣列的投影機(jī)。
在上述實(shí)施方式中，以使用了透過型的液晶面板的投影機(jī)為例進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限于此，也可適用于使用了反射型的液晶面板的投影機(jī)。在使用了反射型的液晶面板而成的投影機(jī)的情況下，可以僅由液晶面板來構(gòu)成，而不需要一對偏振板。另外，在使用了反射型的液晶面板的投影機(jī)中，有時(shí)十字分色棱鏡在被作為將照明光分離成紅、綠、藍(lán)這3種顏色的光的色光分離裝置而利用的同時(shí)，還作為將調(diào)制過的3色光再次合成而向相同的方向射出的色光合成裝置而被利用。另外，有時(shí)使用的不是十字分色棱鏡，而是將三棱柱或四棱柱狀的分色棱鏡組合多個(gè)而成的分色棱鏡。在將該發(fā)明適用于使用了反射型的液晶面板的投影機(jī)的情況下，也可得到與使用了透過型的液晶面板的投影機(jī)大致同樣的效果。
另外，雖然以利用3片液晶面板作為調(diào)制裝置的投影機(jī)為例進(jìn)行了說明，但本發(fā)明也可適用于使用1片、2片、或4片或更多的液晶面板的結(jié)構(gòu)的投影機(jī)。
另外，對入射光進(jìn)行調(diào)制而生成圖像的光調(diào)制裝置不限于液晶面板，例如，也可以是使用了微型反射鏡的裝置。進(jìn)而，本發(fā)明的燈裝置，可適用于從觀察投影面的方向進(jìn)行圖像投影的前投式投影機(jī)、或者從與觀察投影面的方向相反的一側(cè)進(jìn)行圖像投影的背投式投影機(jī)的任何一種投影機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種燈裝置，其具備發(fā)光管，該發(fā)光管具有封入有一對電極的燈泡部，和將在前端具有所述電極的電極軸及與所述電極軸導(dǎo)通的導(dǎo)體箔密封的、從所述燈泡部連續(xù)地形成的一對密封部；主反射鏡，該主反射鏡將所述一對密封部的一方固定并將從所述發(fā)光管射出的光向被照明區(qū)域側(cè)反射；以及副鏡，該副鏡夾著所述燈泡部而配置在所述一對密封部的另一方，使從所述燈泡部射出的光返回所述主反射鏡；其中將所述副鏡用粘接劑粘接在比與所述電極軸的終端相對應(yīng)的位置遠(yuǎn)離所述燈泡部的方向的所述密封部的表面區(qū)域上。
2.如權(quán)利要求1所述的燈裝置，其中，所述副鏡，具備形成有反射面的罩狀的反射基部和從所述反射基部向與所述反射面的反射方向相反的方向延伸、可將所述密封部插入地形成的筒部，且利用所述筒部的終端部而被固定在所述密封部上。
3.如權(quán)利要求2所述的燈裝置，其中，所述筒部，位于連結(jié)所述反射基部的外形最外部和固定所述筒部的所述密封部的前端外形部的假想線的內(nèi)側(cè)。
4.一種投影機(jī)，它是具備光源、將從所述光源射出的光束根據(jù)圖像信息進(jìn)行調(diào)制形成圖像的光調(diào)制裝置、和投影所述圖像的投影透鏡的投影機(jī)；其特征在于，作為所述光源具備權(quán)利要求1～3中的任意一項(xiàng)所記載的燈裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種避免了應(yīng)力在發(fā)光管的副鏡固定部上集中的燈裝置。該燈裝置1具備發(fā)光管10，該發(fā)光管10具有封入有一對電極12a、12b的燈泡部11，和將在前端具有電極12a、12b的電極軸12A、12B及與該電極軸導(dǎo)通的導(dǎo)體箔14a、14b密封的、從燈泡部11連續(xù)地形成的一對密封部13a、13b；主反射鏡20，該主反射鏡20將密封部13a固定并將從發(fā)光管10射出的光向被照明區(qū)域側(cè)反射；以及副鏡30，該副鏡30夾著燈泡部11而與主反射鏡20使反射面相對向，從而被固定在密封部13b上；將副鏡30用粘接劑40粘接在比與電極軸12B的終端相對應(yīng)的位置遠(yuǎn)離燈泡部11的方向的密封部13b的表面區(qū)域上。
文檔編號F21V17/00GK1674211SQ20051005648
公開日2005年9月28日 申請日期2005年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月22日
發(fā)明者竹澤武士, 藤澤尚平, 田中和裕, 小林弘幸, 寺島亨 申請人:精工愛普生株式會社