专利名称：光源装置及具备该光源装置的投影仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及光源装置及具有该光源装置的投影仪。
背景技术：
在投影仪等中使用的光源装置(参照专利文件1)包括光源灯；反射器，具有射出光的开放面，并将来自配置于内部的上述光源灯的发射光反射后从上述开放面射出；以及透明板，在上述反射器的开放面的前侧配置的防爆玻璃(用于抑制因光源灯的破裂引起的设备损坏等的玻璃)等。
专利文献1日本特开2001-23430号公报。
但是，在反射器开放面的前侧配置防爆玻璃等透明板的光源装置中，从光源灯发射、并被反射器反射之后从其开放面射出的光的大部分透过上述透明板后射出，但一部分光被上述透明板反射而返回到上述反射器内并聚光在上述光源灯上，因此，光源灯除了其发光引起的发热以外，还因被上述透明板反射的返回光而升温，存在上述光源灯处于过热状态的问题。
发明内容
本发明提供一种光源装置以及具有该光源装置的投影仪，在反射器开放面的前侧配置了透明板，可防止由来自上述反射器的出射光中的被上述透明板反射而返回到上述反射器内的光引起的光源灯的升温，能够抑制光源灯的过热。
本发明涉及的一种光源装置，包括光源灯；反射器，具有射出光的开放面，将来自配置于内部的上述光源灯的发射光反射后，从上述开放面射出；以及透明板，配置在上述反射器的开放面的前侧，被倾斜设置成相对于与来自上述反射器的出射光光轴垂直的面倾斜规定角度。
本发明涉及的具有上述光源装置的投影仪，包括光源装置，具有光源灯；反射器，具有光射出的开放面，将来自配置于内部的上述光源灯的发射光反射后，从上述开放面射出；以及透明板，配置在上述反射器的开放面的前侧；上述透明板被倾斜设置成相对于与来自上述反射器的出射光光轴垂直的面倾斜规定角度；显示元件，控制入射光的射出来显示图像；光学系统，将来自上述光源装置的出射光入射到上述显示元件；投影镜头，将来自上述显示元件的出射光投影到投影面上。
本发明涉及的另一种光源装置，包括光源灯；反射器，具有射出光的开放面，将来自配置于内部的上述光源灯的发射光反射后，从上述开放面射出，使该光聚光；以及，透明板，配置在上述反射器的开放面的前侧，倾斜设置成相对于与来自上述反射器的出射光光轴垂直的面倾斜规定角度，反射来自上述反射器的出射光，使其不聚光于上述光源灯上。
在本发明的光源装置或具有该光源装置的投影仪中，从光源灯发射、被反射器反射而从其开放面射出的光中的、被透明板反射的光，不聚光于光源灯上，可防止由上述透明板反射而返回到上述反射器内的光引起的光源灯的升温，能够抑制光源灯的过热。
图1是表示本发明一实施例的投影仪的非使用状态的外观立体图。
图2是上述投影仪的使用状态的外观立体图。
图3是上述投影仪的横剖俯视图。
图4是沿图3的图IV-IV线的剖视图。
图5是表示在上述投影仪的光源装置中、从反射器射出后在防爆玻璃的入射面反射的光的方向的示意图。
图6是表示在上述投影仪的光源装置中、从反射器射出后在防爆玻璃的出射面反射的光的方向的示意图。
图7是表示在垂直地配置了防爆玻璃的光源装置中、从反射器射出后在防爆玻璃的入射面反射的光的方向的示意图。
图8是表示在垂直地配置了防爆玻璃的光源装置中、从反射器射出后在防爆玻璃的出射面反射的光的方向的示意图。
具体实施例方式
图1至图6表示本发明的一实施例，图1及图2是投影仪的非使用状态及使用状态的外观立体图，图3是上述投影仪的横剖俯视图，图4是沿图3的图IV-IV线的剖视图。
在该投影仪的、平面形状为矩形的投影仪箱体1内，配置有光源装置17；显示元件28，具有将多个像素在行方向及列方向上排列成矩阵状的显示区域，控制入射到上述多个像素的光的射出并显示图像；光源侧光学系统29，将来自上述光源装置17的出射光入射到上述显示元件28中；投影镜头45，将来自上述显示元件28的出射光投影到未图示的屏幕等投影面上。
上述投影仪箱体1包括由其两侧面及背面和底面构成的壳本体1a、上面板1b、前面板1c，在其背面设有个人计算机用USB端子及彩色图像信号和声音信号的输入端子、视频信号输入端子、电源连接器(均未图示)，在上面设有电源键2，表示上述光源装置17点亮的灯指示器3及表示上述光源装置17过热的过热指示器4，像质自动调整键5及像质手动调整键6，在将上述电源连接器连接在商用电源上的备用状态和开启上述电源键2时显示颜色变化的电源/备用指示器7，打开开关盖8进行操作的各种调整键(未图示)，扬声器用放音部9。在前面设有接收来自未图示的遥控器的红外线信号的遥控接收部10。
此外，在上述投影仪1的前面的一侧部，设有具有可开闭的镜头罩12的投影口11。并且，在上述投影透镜罩12的中央部形成有开口，在该开口例如设有红色的半透明板13。
此外，在上述投影仪的底面设有在其后侧区域的两侧部分配置的左右一对后脚构件14a，以及在前侧区域的中央附近、比箱体前缘部偏向后方一定距离而配置的一个前脚构件14b。
在投影仪的使用时(投影时)，该后脚构件14a和前脚构件14b将上述投影仪1支承成其前侧较高的斜向上的状态，一对后脚构件14a被固定在与投影仪箱体1的底部螺合的未图示的螺钉脚的下端，前脚构件14b被固定在棒形腿15的下端，该棒形腿可在上下方向上滑动地、被保持在设于上述投影仪箱体1内的未图示的脚锁止机构上。
并且，通过按下在上述前面板1c上设置的锁止解除钮16来解除上述棒形腿15的锁止，在解除了锁止解除钮16的按下时，利用弹力将上述棒形腿15自动锁止。在使用投影仪时，按下上述锁止解除钮16，能够使上述棒形腿15同前脚构件14一起因自重而下降，在该状态下托起投影仪箱体1的前侧使上述投影镜头45的投影方向和投影面一致后，解除上述锁止解除钮16的按下而锁止上述棒形腿15，由此，投影仪箱体1被支承为上述斜向上的状态。
接着，说明光源装置17。该光源装置17如图3和图4所示，包括光源灯18；反射器21，具有使光射出的开放面，将来自配置于内部的上述光源灯18的发射光反射后使其从上述开放面射出；透明板22，配置在上述反射器21的开放面的前侧。
上述光源灯18是如下结构的高压水银灯等短弧光灯，即，在中间部具有球状膨起部的玻璃灯泡19内设有由钼等构成的一对棒状电极20a、20b，该棒状电极20a、20b各自的前端在上述膨起部内靠近对置，各自的后端部从上述玻璃灯泡19的两端露出到玻璃灯泡19的外部，在上述玻璃灯泡19内封入了通过在上述电极20a、20b的前端之间发生的电弧发光的物质。
此外，上述反射器21是分别在其轴线上的反射器内的点和上述开放面的前方的点上具有焦点的椭圆面反射器，并且，在具有将中空的椭圆球体沿其长轴垂直剖切的形状的耐热玻璃制反射器本体的整个内表面上，设有紫外线透射性反射膜21a。
并且，上述光源灯18的一端位于上述反射器21内、其另一端从在上述反射器21的内里面的中心设置的开口部向反射器21的后侧突出，并且，使上述玻璃灯泡19的轴线与反射器21的轴线一致，使上述一对电极20a、20b的前端之间的发光点与上述反射器21的反射器内侧焦点一致。
而且，上述透明板22具有紫外线滤光功能，在本实施例中使用在一个面上设有紫外线反射膜23、在另一个面上设有低反射膜24的防爆玻璃。下面，将该透明板22称为防爆玻璃。
再者，该光源装置17具有由配置在上述反射器21的开放面的前侧的金属筒或耐热性树脂筒构成的防爆罩25。
该防爆罩25的两端开放、且在带有从其一端侧朝向另一端侧直径变大的锥形体的圆筒体的整个内周表面上实施了非反射处理，该防爆罩25的一端即大直径侧端部的开放边缘与防爆罩25的轴线垂直，其另一端即小直径侧端部的开放边缘形成一倾斜面，该倾斜面在一个方向上相对于与上述轴线垂直的面倾斜规定角度。
并且，利用小螺钉固定等方法将该防爆罩25的一端(大直径侧端部)的周边部与上述反射器21的开放面的周边部连接，在该防爆罩25的另一端部(小直径侧端部)的内周，在一个方向上相对于与来自上述反射器21的出射光光轴即反射器21的轴线垂直的面倾斜规定角度地嵌合了上述防爆玻璃22。
在本实施例中，相对于与来自上述反射器21的出射光光轴(反射器21的轴线)O1垂直的面形成一定倾角地配置了上述防爆玻璃22，该一定倾角能够使从上述反射器21的开放面射出、且被上述防爆玻璃22反射而返回到上述反射器21内的光不会聚光于上述光源灯18上。
而且，在上述防爆罩25的、与上述反射器21连接的连接端侧的周面的一侧和另一侧，设有用于对上述反射器21的内部空间及光源灯18进行风冷的通风孔26、27。
另一方面，上述显示元件28(参照图3)是不具有滤色片那样的对入射光着色的构件的显示元件，在本实施例中，一般使用略称为DMD的微反射镜显示元件(Digital Micromirror Device)。下面，将该显示元件28称为微反射镜显示元件。
图上未示出上述微反射镜显示元件28的结构，它由通过以CMOS为基础的反射镜驱动元件、使每一个像素分别向一个倾斜方向和另一个倾斜方向倾斜运动的微反射镜形成，这些微反射镜由纵横向宽度为10μm-20μm的极薄金属片(例如铝片)构成。
该微反射镜显示元件28通过上述多个微反射镜的倾斜方向的切换，将以规定角度范围的入射角从相对于其正面方向向一个方向倾斜的入射方向入射的光，向上述正面方向和倾斜方向反射，从而显示图像。利用微反射镜，将入射到向一个倾斜方向倾斜运动的微反射镜中的光向正面方向反射，并且，利用该微反射镜，将入射到向另一个倾斜方向倾斜运动的微反射镜中的光向倾斜方向反射，从而利用向正面方向的反射所产生的亮显示和向倾斜方向的反射所产生的暗显示来显示图像。
并且，通过控制上述微反射镜在上述一个倾斜方向(使入射光向正面方向反射的倾斜方向)倾斜的时间，可任意改变上述亮显示的亮度，因此，可使上述微反射镜显示元件28显示其亮度具有灰度等级的图像。
在上述投影仪箱体1内的后部区域的一个侧部配置了上述微反射镜显示元件28，其正面方向与在上述投影仪箱体1前面的一个侧部设置的投影口11相对置。
此外，使来自上述光源装置17的出射光入射到上述微反射镜显示元件28的光源侧光学系统29，如图3及图4所示，包括将来自上述光源装置17的出射光依次着色为红、绿、蓝三色的色轮(color wheel)30；使来自上述光源装置17的出射光强度分布均匀的导光棒33；将被由上述色轮30着色、且经上述导光棒33使强度分布均匀的光朝向上述微反射镜显示元件28的前面投射的前后2个光源侧透镜34、35及反射镜37。
上述色轮30由在周向上并列设有扇形的红、绿、蓝三色的滤色片31R、31G、31B的旋转板构成，将其中心固定在配置于来自上述光源装置17的出射光光路一侧的色轮旋转马达32的旋转轴上，使轮周向的一部分介于来自上述光源装置17的出射光的光路中。
通过上述马达32，驱动该色轮30高速地旋转，使上述三色的滤色片31R、31G、31B依次横切来自上述光源装置17的光路。
而且，上述导光棒33的剖面形状同上述微反射镜显示元件28的多个像素排列成矩阵状的显示区域的外形相似，由在整个内周面上设有反射膜(未图示)的角筒状体构成，在其一端形成使光入射的入射面，在另一端形成有使从上述入射面入射的光射出的出射面。
该导光棒33利用棒内周面的反射膜，对从上述入射面入射的光进行反射的同时进行引导，使得从上述出射面射出强度分布均匀的光，该导光棒33位于上述色轮30的射出侧，上述入射面隔着上述色轮30与上述光源装置相对置，并且，为了使从上述光源装置17的反射器21的开放面射出、且将经上述反射器的前侧倾斜配置的上述防爆玻璃22折射并透过的光从上述入射面入射，使棒中心轴与光轴O2一致，该光轴O2是相对于透过上述防爆玻璃22的光的光轴，即来自上述反射器21的开放面的出射光的光轴(反射器21的轴线)O1向一个方向(防爆玻璃中的折射方向)平行移动而成的光轴。
而且，上述光源侧透镜34、35位于在上述导光棒33的射出侧配置的透镜支承筒36内，并配置成其透镜中心与上述导光棒33的中心轴延长线即来自上述光源装置17的出射光(透过防爆玻璃22后射出的光)的光轴O2一致。
并且，在该实施例中，在上述透镜支承筒36的入射侧，形成与上述色轮旋转马达32的配置部对应的侧部被切掉的筒状的导光棒支承部，在该导光棒支承部内嵌合装配有上述导光棒33。
而且，上述导光棒33也可以是如下结构由具有与上述微反射镜显示元件28的显示区域相似的剖面形状的透明的角棒状体构成，利用棒外周面与作为外部气体的空气层的界面，对从一端的入射面入射的光进行全反射的同时进行引导，以便从另一端的出射面射出强度分布均匀的光。此时，加大上述透镜支承筒36的导光棒支承部的内径，在上述导光棒支承部内将由上述角棒状体构成的导光棒配置成所述角棒状体与其内周面之间隔着空间。
上述光源装置17的反射器21、上述光源侧光学系统29的色轮旋转马达32、以及支承上述导光棒33与光源侧透镜34、35的透镜支承筒36，以规定的位置关系被固定在两端开放的光源侧壳体38内。
并且，如图3及图4所示，在上述投影仪箱体1内的前后方向上的从中央部向后侧的区域，在上述投影仪箱体1的两个侧面中的、与上述微反射镜显示元件28的配置侧相反一侧的侧面，朝向上述光源装置17的配置侧配置了光源侧壳体38，使上述透镜支承筒36的射出端与上述微反射镜显示元件28的正面方向的区域相对置，并且，使来自上述光源装置17的出射光光轴O2与上述微反射镜显示元件28的正面方向大致垂直。
此外，上述光源侧光学系统29的反射镜37由平面镜构成，该反射镜37被配置在反射镜壳体39内，该反射镜壳体39在一个侧面和后面以及前面具有开口40、41、42，并在上述一个侧面的开口40内插入上述透镜支承筒36的射出端，并且后面的开口41与上述微反射镜显示元件28相对置。所述反射镜37在反射镜壳体39内的配置如下该反射镜37隔着上述微反射镜显示元件28的正面方向区域同上述透镜支承筒36的射出端相对置，并且相对于来自上述光源装置17的出射光光轴O2以规定角度倾斜，将从上述光源装置17射出且透射上述色轮30、导光棒33、光源侧透镜34、35的光向上述微反射镜显示元件28反射，并从相对于上述微反射镜显示元件28的正面方向朝一个方向倾斜的方向，将该反射光投射到上述微反射镜显示元件28中。
另一方面，在上述微反射镜显示元件28的前面配置有保护该微反射镜显示元件28的罩玻璃43，在其前面侧配置有设在上述反射镜壳体39的后面开口中的中继透镜44。该中继透镜44将从上述光源装置17射出、并通过上述光源侧光学系统29从相对于微反射镜显示元件28的正面方向朝一个方向倾斜的方向投射到上述微反射镜显示元件28的光，校正成沿相对于上述微反射镜显示元件28的正面方向倾斜规定角度的方向的平行光后，入射到上述微反射镜显示元件28，并且将从上述微反射镜显示元件28射出的图像光聚光后入射到投影镜头45中。
该中继透镜44具有将来自上述光源侧光学系统29的投射光中的、在中继透镜面进行表面反射的光，向上述投影镜头45决定的投影方向以外的方向射出的特性。
上述中继透镜44由一个面形成凸面、另一个面形成凹面的凹凸透镜构成，其凸面与上述微反射镜显示元件28对置、凹面与上述光源侧光学系统29及投影镜头45相对置，并且，使透镜中心与上述微反射镜显示元件28的显示区域周边中的、同来自来自上述光源侧光学系统29的投射光所入射的方向相反一侧的周边部的中心附近相对置。
并且，该中继透镜44的、与光源侧光学系统29及投影镜头45相向的凹面形成具有如下曲率的面该曲率能够将来自上述光源侧光学系统29的投射光中的、在上述凹面进行表面反射的光，向投影镜头45所决定的投影方向以外的方向射出；与微反射镜显示元件28相向的凸面形成具有如下曲率的面基于上述凹面的曲率，使来自上述光源侧光学系统29的投射光，通过上述凹面和凸面，向相对于上述微反射镜显示元件28的正面方向倾斜规定角度的方向折射后，入射到上述微反射镜显示元件28，并且，通过上述凸面和凹面，将从上述微反射镜显示元件28向其正面方向射出的光向聚光方向折射后入射到上述投影镜头45。
并且，上述中继透镜44的有效区域是圆形透镜中的、与上述微反射镜显示元件28的显示区域对应的部分，其他部分是非有效区域，因此，在本实施例中，使用了从圆形透镜中切除上述非有效区域的形状的中继透镜44。
而且，上述投影镜头45是可变焦镜头，其具有入射侧固定镜筒46、和卡合在该固定镜筒46中且通过旋转操作可在轴向上进行进退移动的射出侧可动镜筒47，且在这些镜筒46、47内设有分别组合了多个透镜元件而构成的透镜组48、49。将该投影镜头45配置在上述投影仪箱体1内的方法是，将其固定镜筒46的根部插入上述反射镜壳体39的前面的开口42内，使该固定镜筒46的入射端隔着上述中继透镜44与上述微反射镜显示元件28相向，将上述可动镜筒47的射出端可移动地嵌入安装到在投影仪箱体1的前面的一个侧部设置的投影口11中。
并且，在上述投影仪箱体1的投影镜头配置侧的侧面设置有开口50，该开口50用于通过手动旋转上述投影镜头45的可动镜筒47，使其在轴向上移动，从而进行上述投影镜头45的调焦。
并且，在上述投影仪箱体1内，在投影仪箱体1的后面部与上述光源侧壳体38之间，以直立设置状态配置有与设于投影仪箱体1后面的未图示的USB端子、彩色图像信号及声音信号的输入端子、视频信号输入端子连接的显示/声音系电路板51，在该电路板51上连接有上述微反射镜显示元件28和在上述投影仪箱体1内的上面部与扬声器用放音部9对置配置的扬声器(未图示)。
再者，在上述投影仪箱体1内的上述光源侧壳体38的前侧空间，水平地配置了电源系电路板52，该电源系电路板52与在投影仪箱体1的后面设置的未图示的电源连接器相连接。在该电路板52上，经导线53a、53b连接着上述光源装置17的光源灯18，该导线53a、53b分别与该光源灯18的一对电极20a、20b的露出部连接，并且，经未图示的导线连接着上述色轮旋转马达32。
并且，与上述光源灯18的一对电极20a、20b中的反射器21内侧的电极20a的露出部连接的导线53a，通过设置在上述反射器21上的导线穿通孔被引出到反射器21外，进而从光源侧壳体38的端部被引出后与上述电源系电路板52连接。
此外，在上述投影仪箱体1内，在其上面部与光源侧壳体38及反射镜壳体39之间，水平地配置有投影仪控制电路板54，在该投影仪控制电路板54上连接了如下部件上述显示/声音系电路板51及电源系电路板52；在投影仪箱体1的上面设置的灯指示器3及过热指示器4；像质自动调整键5及像质手动调整键6；电源/备用指示器7；打开开关盖8进行操作的各种调整键；在投影仪箱体1内与其前面的遥控接收部10对置地设置的未图示的接收元件；在上述光源侧壳体38内配置于反射器21附近的未图示的光源温度测量传感器。
此外，在上述投影仪箱体1的底面、配置有上述投影镜头45的一侧的侧面和背面上，分别设置了用于风冷投影仪箱体1内的多个长孔状吸气孔55、56、57。
再者，上述光源侧壳体38和电源系电路板52被配置成与投影仪箱体1的底面部之间确保通风空间，箱体底面的多个吸气孔55被设置在上述光源侧壳体38和电源系电路板52的下侧。
此外，上述投影镜头45被配置成同投影仪箱体1的侧面部之间确保通风空间，箱体侧面的多个吸气孔56被设置在比上述箱体侧面的投影镜头调焦用开口50更位于后侧的部分的大致全部区域。
再者，上述显示/声音系电路板51被配置成同投影仪箱体1的上面部之间确保通风空间，箱体后面的多个吸气孔57被设置在与上述微反射镜显示元件28的配置部对应的部分。
上述箱体底面的多个吸气孔55中的、设在上述电源系电路板52下侧的吸气孔(未图示)和箱体侧面的吸气孔56是自然吸气孔，在上述箱体底面的光源侧壳体38的下侧部分设置的吸气孔55、和在箱体后面的与微反射镜显示元件28的配置部对应的部分设置的吸气孔57是强制吸气孔，在上述投影仪箱体1内配置有分别与上述强制吸气孔55、57对置的吸气扇58、59。
此外，在上述投影仪箱体1的、配置有光源装置17的一侧的侧面，在其大致整个侧面上设有多个长孔状排气孔61。
并且，上述投影仪箱体1的、配置有光源装置17的一侧的侧面由嵌入板60构成，在该嵌入板60的大致全部区域设有上述多个排气孔61。
这些排气孔61都是强制排气孔，在上述投影仪箱体1内，与上述排气孔59的形成区域即上述嵌入板60的大致全部区域对应地配置有多台、例如3台大风力排气扇61、62、63。
并且，上述吸气扇59、60和排气扇61、62、63与上述电源系电路板52连接。
此外，为了提高排气效率，且降低由上述大风力排气扇61、62、63引起的强制排气流的风声，上述多个排气孔61的孔边缘分别形成不具有与排气气流方向垂直或者角度为接近垂直的面的形状，即形成使排气气流难以产生涡流的形状。
在本实施例中，通过将邻接的排气孔之间部分的剖面形状做成大致菱形形状，可使多个排气孔61的孔边缘分别具有向从其边缘宽度(嵌入板60的板厚)中央部朝着箱体内表面及外表面孔宽变大的方向倾斜的形状。
该投影仪中，从光源装置17发射光，通过驱动光源侧光学系统29的色轮30高速旋转，利用上述色轮30依次将从上述光源装置17射出后入射到上述光源侧光学系统29的光着色为红、绿、蓝三色，进一步利用上述导光棒33使强度分布均匀后，利用上述光源侧透镜34、35及反射镜37向微反射镜显示元件28投射，并且，通过与上述红、绿、蓝光的投射周期同步地向微反射镜显示元件28依次写入红、绿、蓝的单色图像数据，能够在上述微反射镜显示元件28上依次显示红、绿、蓝的单色图像，并且将从上述微反射镜显示元件28依次射出的红、绿、蓝的单色图像光，经投影镜头45放大后投影到投影面上，这样可在上述投影面上显示红、绿、蓝三色的单色图像重叠可见的全色图像。
并且，该投影仪是如图2所示地打开投影镜头罩12而露出投影镜头45的射出端、并且开电源键2后使用的投影仪，当打开上述电源键2时，上述光源装置17的光源灯18点亮，驱动上述色轮30旋转而向微反射镜显示元件28依次投射红、绿、蓝的光，从上述微反射镜显示元件28依次射出的红、绿、蓝的光经投影镜头45投影，并且，驱动上述吸气扇59、60和排气扇61、62、63，开始投影仪箱体1内的风冷。
此外，在用投影镜头45投影上述红、绿、蓝的光的状态下，通过调整前脚构件14的突出高度，来进行使由上述投影镜头45决定的投影方向同投影面对准的投影仪箱体1的姿势调整。
并且，当未输入来自计算机的图像信号或视频信号时，从上述微反射镜显示元件28的整个显示区域依次发射红、绿、蓝的光，利用投影镜头45投影该光。因此，此时的投影面的投影区域全部是白色。
然后，当输入上述图像信号或视频信号时，向上述微反射镜显示元件28依次写入红、绿、蓝的单色图像数据，在上述投影面上依次投影红、绿、蓝三色的单色图像而显示全色图像。
而且，在图像投影结束后，停止上述图像信号或视频信号的输入，关电源键2，将上述投影镜头罩12如图1所示地关闭，当关闭电源键2时，光源装置17的光源灯18关灯，上述色轮30的旋转驱动停止，并且，从此经规定时间后、或者光源温度低于规定温度时，吸气扇59、60和排气扇61、62、62的驱动停止。
并且，当停止上述图像信号或视频信号的输入后结束图像投影时，投影面的整个投影区域如上所述地成为白色，因此，有时会未关上述电源键2而关闭投影镜头罩12，此时，光源灯18的点亮状态和色轮30、吸气扇59、60及排气扇61、62、63的驱动状态继续，会无谓地浪费电力。
但是，在该投影仪中，在上述投影镜头罩12的中央部形成开口，并在该开口设有半透明板13，因此，当未关上述电源键2而关闭投影镜头罩12时，上述半透明板13接受来自上述投影镜头45的出射光而发亮，从而可见。因此，可使使用者注意到忘记了关电源。
在该投影仪的上述光源装置17中，利用反射器21将来自光源灯18的发光点的发射光向聚光方向反射后从其开放面射出，使该光透过在上述反射器21的开放面的前侧配置的防爆玻璃22后射出。
上述光源装置17是在反射器21的开放面的前侧配置了防爆玻璃22的结构，由于将上述防爆玻璃22设置成相对于与来自反射器21的出射光的光轴O1垂直的面倾斜规定角度，因此，使从光源灯18射出并由上述反射器21反射后从其开放面射出的光中的、由上述防爆玻璃22反射的光不聚光在上述光源灯18上，因此，可防止由上述防爆玻璃22反射而返回到上述反射器21内的光引起的光源灯18的升温，可抑制上述光源灯18的过热。
即，图5和图6表示上述光源装置17中的、从反射器21射出后在防爆玻璃22反射的光的方向，图7和图8表示将防爆玻璃22相对于来自反射器21的出射光的光轴相垂直地配置的现有光源装置中的、从反射器21射出后在防爆玻璃22反射的光的方向，图5和图7表示在上述防爆玻璃22的入射面反射的光的方向，图6和图8表示在上述防爆玻璃22的出射面反射的光的方向。
并且，将上述防爆玻璃22相对于与来自上述反射器21的出射光光轴O1垂直的面倾斜配置的上述光源装置17中，如图5及图6所示，透过上述防爆玻璃22的出射光光轴O2与来自上述反射器21的开放面的出射光光轴(反射器21的轴线)O1平行地向一个方向(防爆玻璃22处的折射方向)移动，但是，在将防爆玻璃22相对于来自反射器21的出射光光轴O1垂直配置的现有的光源装置中，如图7和图8所示，透过上述防爆玻璃22的出射光光轴与来自上述反射器21的开放面的出射光光轴O1相同。
在上述光源装置17中，如图5和图6中的实线所示，利用上述反射器21反射来自上述光源灯18的发光点的发射光，使该光透过在上述反射器21的开放面的前面配置的防爆玻璃22后射出，但是，该光中的一部分光在上述防爆玻璃22的入射面(在防爆玻璃22的反射器21一侧的面上设置的紫外线反射膜23的外表面、或者上述紫外线反射膜23与防爆玻璃22的界面)上被反射之后，如图5中的虚线所示地返回到上述反射器21内，此外，透过上述防爆玻璃22的光中的一部分光在上述防爆玻璃22的出射面(在防爆玻璃22的出射侧的面上设置的低反射膜24的外表面、或者上述低反射膜23与防爆玻璃22的界面)上被反射之后，如图6中的虚线所示地返回到上述反射器21内。
此外，在上述光源装置17中，光源灯18是具有如下结构的高压水银灯等短弧光灯，即，在玻璃灯泡19内设有一对棒状电极20a、20b，该棒状电极20a、20b各自的前端靠近对置、各自的后端部露出于上述玻璃灯泡19的外部，在上述玻璃灯泡19内封入通过在上述电极20a、20b的前端之间发生的电弧而发光的物质；上述反射器21是在其轴线上的反射器内的点和开放面的前方的点上分别具有焦点的椭圆面反射器；使上述光源灯18的一端位于上述反射器内、另一端在上述反射器21的后侧突出，并且，上述一对电极20a、20b的前端间的发光点与上述反射器21的反射器内侧的焦点一致，因此，在上述防爆玻璃22的入射面反射的光聚光在上述反射器21内的一点，在上述防爆玻璃22的出射面反射的光聚光在上述反射器21内的另一点上。
这些结构与将防爆玻璃22相对于来自反射器21的出射光光轴O1垂直配置的光源装置相同。
但是，防爆玻璃22相对于来自反射器21的出射光光轴O1垂直配置的现有光源装置，将由上述防爆玻璃22反射而返回到反射器21内的光，如图7及图8所示地聚光在光源灯18上，因此，光源灯18因其发光而发热以外，还因由上述防爆玻璃22反射的返回光的聚光而升温，上述光源灯处于过热状态。
并且，上述光源灯18是在玻璃灯泡19内设有一对棒状电极20a、20b，且该棒状电极20a、20b各自的前端靠近对置、各自的后端部露出于上述玻璃灯泡19外部的高压水银灯等电弧灯，上述返回光聚光在上述光源灯18的反射器内侧的电极20a上，因此，上述返回光的聚光引起的光源灯18的升温非常大，而且，如图8所示，当上述返回光在上述光源灯18的反射器内侧的电极20a的露出部聚光时，该电极20a的露出部会融解或者与反射器21内的空气反应而热氧化。
与此相对，上述实施例的光源装置17中，将防爆玻璃22相对于与来自反射器21的出射光光轴O1垂直的面以一定倾角配置，该倾角使得由上述防爆玻璃22反射而返回到反射器21内的光不会聚光于光源灯18上，因此，由上述防爆玻璃22反射而返回到反射器21内的光不会聚光在光源灯18上。
并且，该光源装置17中，上述反射器21是椭圆面反射器，将上述光源灯18设置成其一对电极20a、20b的前端间的发光点与上述反射器21的反射器内侧的焦点一致，因此，在上述防爆玻璃22的入射面反射的返回光和在上述防爆玻璃22的出射面反射的返回光，分别聚光在上述反射器21内的光源灯18不存在的部分。因此，能够使由上述防爆玻璃22反射的光更确实地不聚光于光源灯18上。
并且，在上述防爆玻璃22的出射面反射的返回光经过该聚光点后由上述反射器21再次反射，但该反射光如图5及图6所示地发散，因此，该再反射光不会聚光在光源灯18上而使上述光源灯18升温。
因此，如果利用该光源装置17，可在整个光源灯上抑制由上述防爆玻璃22反射的返回光引起的光源灯18的过热，上述光源灯18的反射器内侧的电极20a的露出部不会融解或发生热氧化，还可以降低整个光源18的升温。
并且，将上述防爆玻璃22以满足下述关系的倾角配置即可，该关系是使得被该防爆玻璃22反射而返回到反射器21内的光，在上述光源灯18的至少反射器内侧的电极20a的露出部不聚光。通过这样的配置，可防止返回到上述反射器21内的光引起的上述光源灯18的反射器内侧电极20a的露出部的过热，可消除该电极20a的露出部的融解或热氧化。
此外，在上述光源装置17中，在上述反射器21的开放面的前侧配置上述防爆玻璃22，因此，万一上述光源灯18破裂时，可防止在光源装置17的射出侧配置的色轮30等部件的损伤。
并且，在该光源装置17中，在上述反射器21的开放面的前侧设置两端开放的筒状防爆罩25，且该防爆罩25的一端的周边部与上述反射器21的开放面的周边部连接，在该防爆罩25的另一端部的内周嵌合上述防爆玻璃22，因此，上述光源灯18万一破裂时，可防止位于光源装置17的射出侧周围的光源侧壳体38等部件的损伤。
此外，在上述光源装置17中，在上述反射器21的整个反射器内表面上设有紫外线透射性反射膜21a，因此，可使来自上述光源灯18的光中的紫外线成分透过上述反射器21后射出到其外周，对于来自上述光源灯18的光，能够使紫外线量少的光从上述反射器21的开放面射出。
再者，该光源装置17中，通过在上述防爆玻璃22的一个面上设置紫外线反射膜23，使该防爆玻璃22具有紫外线滤光器的功能，因此，可使从上述反射器21的开放面射出的光中的紫外线成分，被上述防爆玻璃22的紫外线反射膜23反射而射出紫外线量进一步减少的光，因此，可降低光源侧光学系统29的色轮30的滤色片31R、31G、31B的紫外线引起的劣化，或者微反射镜显示元件28的微反射镜的光引起的发热程度，可消除紫外线对入射来自上述光源装置17的出射光的上述色轮30或微反射镜显示元件28等部件的影响。
而且，上述光源装置17中，在上述防爆玻璃22的另一个面上设有低反射膜24，因此，可减少上述防爆玻璃22对从上述反射器21的开放面射出的光的反射，可从来自上述反射器21的出射光中除去紫外线成分后，使其有效地透过上述防爆玻璃22后射出。
并且，在上述图3及图4中，将上述防爆玻璃22设置成其紫外线反射膜23的形成面朝向反射器21侧、低反射膜24的形成面朝向射出侧，但是，也可以与图示相反地，将上述防爆玻璃22设置成其低反射膜24的形成面朝向反射器21侧、紫外线反射膜23的形成面朝向射出侧。
来自上述光源装置17的出射光通过光源侧光学系统29的色轮30，依次被着色为红、绿、蓝三色后入射到导光棒33中。
而且，如上所述，来自上述光源装置17的出射光、即从上述反射器21的开放面射出并经倾斜设置的防暴玻璃板22折射并透射的光，是其光轴O2相对于来自上述反射器21的开放面的出射光光轴O1向一个方向平行移动，但是在该投影仪中配置着上述导光棒33，其棒中心轴与从上述光源装置17发射后透过上述防爆玻璃22而射出的光从反射器的开放面射出、透过在上述反射器的前侧配置的透明板的光的光轴O2一致，因此，可将来自上述光源装置17的出射光从上述导光棒33的入射面入射。
从上述导光棒33的入射面入射到该导光棒33的光，经上述导光棒33使强度分布均匀后从其出射面射出，并且，通过上述光源侧透镜34、35及反射镜37，使该光从相对于微反射镜显示元件28的正面方向朝一个方向倾斜的方向投射到该微反射镜显示元件28中，并利用中继透镜44将该光校正成沿着相对于上述微反射镜显示元件28的正面方向倾斜规定角度的方向的平行光，然后向上述微反射镜显示元件28入射。
上述微反射镜显示元件28与上述红、绿、蓝光的投射周期同步地依次写入红、绿、蓝单色图像数据，来依次显示红、绿、蓝的单色图像。
从上述微反射镜显示元件28依次射出的红、绿、蓝的单色图像光，由上述中继透镜44聚光后入射到投影镜头45，由该投影镜头45放大后投影到投影面上。
并且，在该投影仪中，上述中继透镜44使用凹凸透镜，该凹凸透镜与微反射镜显示元件28相向的面形成凸面，与上述光源侧光学系统29及投影镜头45相向的面形成凹面，因此，将来自上述光源侧光学系统29的投射光校正成沿着相对于上述微反射镜显示元件28的正面方向倾斜规定角度的方向的平行光后，入射到上述微反射镜显示元件28，将从该微反射镜显示元件28射出的图像光入射到上述投影镜头45，并且，将来自上述光源侧光学系统29的投射光中的、在上述中继透镜44的与光源侧光学系统29及投影镜头45相向的凹面进行表面反射的光，向上述投影镜头45决定的图像光的投影方向以外的方向射出。因此，在上述中继透镜44的与上述光源侧光学系统29及投影镜头45相向的凹面进行表面反射的光，不会由上述投影镜头45投影到投影面上。所以，可在上述投影面上显示没有面发光度不均或对比度降低的高画质的投影图像。
而且，投影仪箱体1内的风冷过程是利用上述大风力排气扇61、62、63，从上述投影仪箱体1的配置有光源装置17的一侧的大体整个侧面上设置的多个排气孔61强制排出箱体内空气，并利用上述吸气扇58、59，从在箱体底面的光源侧壳体38的下侧部分设置的多个吸气孔55、和在箱体后面同微反射镜显示元件28的配置部对应地设置的吸气孔57，将外部空气强制吸入到上述箱体1内，再者，从在箱体底面的电源系电路板52的下侧部分设置的未图示的吸气孔、和在上述投影仪箱体1的配置有投影镜头45的一侧的侧面设置的多个吸气孔56，利用与来自上述排气孔61的箱体内空气的排气同时发生的自然吸气，将外部空气吸入到箱体内，并使从上述各部分的吸气孔55、56、57吸入的冷却空气，如图3的虚线所示地在投影仪箱体1内通风而风冷整个箱体内的区域，并将其一部分冷却空气从在光源装置17的防爆罩25的一侧部设置的通风孔26流入反射器21内，使上述反射器21内的空气从在上述防爆罩25的另一侧部设置的通风孔27流出到箱体内，对上述反射器21的内部空间和光源灯18进行风冷。
该投影仪具有上述的光源装置17、微反射镜显示元件28、将来自上述光源装置17的出射光入射到上述微反射镜显示元件28的光源侧光学系统29、将来自上述微反射镜显示元件28的出射光投影到投影面上的投影镜头45。根据该投影仪，上述光源装置17具有如上所述地抑制光源灯18过热的效果，因此，可延长上述光源灯18的寿命、减少交换灯的频率。
此外，该投影仪中，将来自上述光源装置17的出射光入射到上述微反射镜显示元件28的光源侧光学系统29具有导光棒33，该导光棒33由在其一端形成光入射的入射面、在另一端形成从上述入射面入射的光的出射面的筒状体或棒状体构成，引导从上述入射面入射的光，并从上述出射面射出强度分布均匀的光；该导光棒33的上述入射面与上述光源装置17相对置，并且，使棒中心轴与从上述光源装置17的上述反射器21的开放面射出、并透过在上述反射器21的前侧配置的上述防爆玻璃22的光的光轴(相对于来自反射器21的开方面的出射光光轴O1向一个方向平行移动的光轴)O2一致，因此，可将来自上述光源装置17的出射光从上述导光棒33的入射面入射，从该导光棒33的出射面射出具有充分的强度且强度分布均匀的光，并将该光入射到上述微反射镜显示元件28，从而，可在上述微反射镜显示元件28显示亮度充分且不存在面发光度不均的图像，能够在投影面上投影高画质的图像。
而且，该投影仪中，上述光源侧光学系统29具有由在周向并列设有红、绿、蓝三色滤色片31R、31G、31B的旋转板构成的色轮30，并且驱动该色轮30旋转，以便使上述三色的滤色片31R、31G、31B依次横切来自上述光源装置17的出射光光路，并且将微反射镜显示元件28用作显示元件，该微反射镜显示元件28不具有对入射光着色的构件，并且与上述色轮30的旋转同步地向其多个像素依次写入红、绿、蓝三色的单位色图像数据，因此，可在上述微反射镜显示元件28上依次显示分辨率高的红、绿、蓝三色的单位色图像，将这些单位色图像依次投影到投影面上，可观察高精细的彩色图像。
并且，在上述实施例的光源装置17中，在反射器21的开放面的前侧配置了在一个面上设有紫外线反射膜23、在另一个面上设有低反射膜24的防爆玻璃22，但是，上述防爆玻璃22也可以是仅设有上述紫外线反射膜23和低反射膜24中一个的防爆玻璃，也可以是省略了上述紫外线反射膜23和低反射膜24两者的单体的防爆玻璃。
再者，在反射器21的开放面的前侧配置的透明板不限于防爆玻璃，也可以是紫外线滤光片，通过使上述透明板具有滤紫外线功能，可消除紫外线对入射来自上述光源装置17的出射光的部件的影响。
此外，在上述实施例的投影仪中，在光源侧光学系统29的导光棒33的入射侧配置着色轮30，但是，只要是从光源装置17到上述投影镜头45的入射端的光路内，上述色轮30也可以配置在其它位置。
再者，只要是控制入射光的射出而显示图像的装置，上述实施例的投影仪也可以使用例如在背面侧设有反射膜的反射型液晶显示元件，或者控制从背面侧入射的光向前面侧的射出而进行显示的透射型液晶显示元件，在使用反射型液晶显示元件的时候，从相对于其正面方向向一个方向倾斜的入射方向入射、并透射液晶层后由上述反射膜反射的光，由棱镜薄板等折射后向正面方向射出，在使用透射型液晶显示元件的时候，将光源装置17的配置位置和光源侧光学系统29的结构改变成从背面向上述透射型液晶显示元件投射光的结构即可。
此外，将液晶显示元件用作显示元件的时候，该液晶显示元件可以是具有与多个像素分别对应的多个色例如红、绿、蓝三色的滤色片的彩色显示元件，在使用该彩色显示元件的时候，可从光源侧光学系统29中省略色轮30，将白色光投射到上述彩色显示元件上即可。
权利要求
1.一种光源装置，其特征在于，包括光源灯；反射器，具有射出光的开放面，将来自配置于内部的上述光源灯的发射光反射后，从上述开放面射出；以及透明板，配置在上述反射器的开放面的前侧；上述透明板被设置成相对于与来自上述反射器的出射光光轴垂直的面倾斜规定角度。
2.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，上述光源灯是这样的电弧灯在玻璃灯泡内设有一对棒状电极，该棒状电极的各前端靠近对置，各后端露出于上述玻璃灯泡外部，在上述玻璃灯泡内封入利用上述电极的前端之间发生的电弧进行发光的物质；上述反射器是在其轴线上的反射器内的点和开放面的前方的点上分别具有焦点的椭圆面反射器；上述光源灯设置成一端位于上述反射器内，另一端突出于上述反射器的后侧，并且，使上述一对电极的前端间的发光点与上述反射器的反射器内侧的焦点一致。
3.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，上述透明板配置成相对于与来自上述反射器的出射光光轴垂直的面形成倾角，该倾角使得从上述反射器的开放面射出并由上述透明板反射后返回到上述反射器内的光，不在上述光源灯的至少上述反射器内侧的电极露出部聚光。
4.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，上述透明板配置成相对于与来自上述反射器的出射光光轴垂直的面形成倾角，该倾角使得从上述反射器的开放面射出并由上述透明板反射后返回到上述反射器内的光，不在上述光源灯上聚光。
5.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，上述透明板由具有在上述光源灯爆裂飞散时使其裂片不飞散到上述光源装置外部的强度的玻璃构成。
6.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，上述透明板具有反射紫外线的紫外线滤光片功能。
7.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，上述透明板由在一个面上设有紫外线反射膜、在另一个面上设有低反射膜的玻璃构成。
8.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，在上述反射器的开放面的前侧设有两端开放的筒状的罩，该罩的一端的周边部与上述反射器的开放面的周边部连接，在该罩的另一端部的内周嵌合了上述透明板。
9.一种投影仪，其特征在于，包括光源装置，具有光源灯；反射器，具有光射出的开放面，将来自配置于内部的上述光源灯的发射光反射后，从上述开放面射出；以及透明板，配置在上述反射器的开放面的前侧；上述透明板被倾斜设置成相对于与来自上述反射器的出射光光轴垂直的面倾斜规定角度；显示元件，控制入射光的射出来显示图像；光学系统，将来自上述光源装置的出射光入射到上述显示元件；投影镜头，将来自上述显示元件的出射光投影到投影面上。
10.如权利要求9所述的投影仪，其特征在于，将来自上述光源装置的出射光入射到上述显示元件的上述光学系统具有导光棒，该导光棒由在其一端形成入射光的入射面、在另一端形成从上述入射面入射的光的出射面的筒状体或棒状体构成，引导从上述入射面入射的光，并从上述出射面射出强度分布均匀的光；该导光棒的上述入射面与上述光源装置相对置，并且，使棒中心轴与从上述光源装置的上述反射器的开放面射出且透过配置在上述反射器的前侧的上述透明板的光的光轴一致。
11.如权利要求9所述的投影仪，其特征在于，将来自上述光源装置的出射光入射到上述显示元件的上述光学系统，具有由在周向上排列设置有红、绿、蓝三色滤色片的旋转板构成的色轮，驱动该色轮旋转，以使上述三色的滤色片依次横穿来自上述光源装置的出射光光路；上述显示元件不具有对入射光着色的构件，并且与上述色轮的旋转同步地向其多个像素依次写入红、绿、蓝三色的单位色图像数据。
12.如权利要求9所述的投影仪，其特征在于，上述透明板配置成相对于与来自上述反射器的出射光光轴垂直的面形成倾角，以使从上述反射器的开放面射出并由上述透明板反射后返回到上述反射器内的光，不在上述光源灯上聚光。
13.一种光源装置，其特征在于，包括光源灯；反射器，具有射出光的开放面，将来自配置于内部的上述光源灯的发射光反射后，从上述开放面射出，使该光聚光；以及，透明板，配置在上述反射器的开放面的前侧，倾斜设置成相对于与来自上述反射器的出射光光轴垂直的面倾斜规定角度，反射来自上述反射器的出射光，使其不聚光于上述光源灯上。
14.如权利要求9所述的投影仪，其特征在于，上述透明板配置成相对于与来自上述反射器的出射光光轴垂直的面形成倾角，该倾角使得从上述反射器的开放面射出并由上述透明板反射后返回到上述反射器内的光，不在上述光源灯的至少上述反射器内侧的电极露出部聚光。
全文摘要
本发明提供一种光源装置(17)，包括光源灯(18)；反射器(21)，具有光射出的开放面，将来自配置于内部的上述光源灯(18)的发射光反射后，从上述开放面射出；以及玻璃板(22)，配置在该反射器(21)的开放面的前侧；上述玻璃板(22)设置成相对于与来自上述反射器(21)的出射光光轴垂直的面倾斜规定角度。可防止被玻璃板(22)反射而返回到反射器(21)内的光引起的光源灯(18)的升温、抑制光源灯(18)的过热。
文档编号F21S2/00GK1627181SQ20041010060
公开日2005年6月15日 申请日期2004年12月9日 优先权日2003年12月9日
发明者堀雅弘 申请人:卡西欧计算机株式会社