[发明专利]投影装置用光源和利用该光源的投影式图像显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及在液晶投影装置或顶置投影器等的投影装置用的光源中使用的反射镜(以下，叫做反射器)的改良。

背景技术

液晶投影装置或顶置投影器等的投影装置，向对象物(在液晶投影装置的情况下，相当于液晶面板等的图像显示装置)照射来自光源的光，用光学装置使被该对象物调制后的光投影到屏幕等上进行图像显示。该光源的构成是把发生光的灯泡和用来在照射该灯泡的光后聚集到特定的方向上的反射器组合起来。作为该光源的灯泡，过去使用的是把金属卤化物封入到覆盖管内，电极间的距离短的短弧式的金属卤化物灯泡。此外，作为光源的反射器，过去使用的是向耐热性玻璃的内壁面上涂敷上氧化钛或二氧化硅的多层膜的反射器。然后，不再使用金属卤化物灯泡，易于高辉度化的超高压水银灯泡或艳色性高的氙灯泡被广为使用。其中，该超高压水银灯泡，采用把亮灯中的水银的蒸气压提高到200atm以上的办法，改善覆盖效率，实现了高辉度化。此外，还采用除去水银之外混合进添加物的办法，改善光分布特性，实现了高的艳色性。

但是，该高压水银灯泡的使用温度的制约很严。此外，当偏离设计最佳范围使用时，则存在着覆盖效率的降低或灯泡管球的寿命缩短的问题。

在该投影装置用光源中使用的反射器，先对热膨胀系数小的耐热玻璃进行冲压成型，然后，向反射器内壁上被覆反射率约90％左右的铝的蒸镀膜，再对该表面进行防氧化处理后使用。近些年来，归因于进一步高辉度化的市场要求，设置由可以得到更高的反射率的TiO₂和SiO₂构成的光学多层膜地形成反射面。从该反射器射出的光束一般是变成为平行或收敛光束。为此，反射器反射面的形状的主流是抛物面或椭圆面。

从光源放射出来的光，借助于照明光学系统空间上的分布被均一化。均一化后的光照射到液晶面板或DMD(Digital Micro MirrorDevice，数字微反射镜装置)等的把像素配置成矩阵状的图像显示装置上。图像显示装置，根据所供给的电视信号或视频信号，由计算机形成图像，并以像素单位对上述均一化后的光进行调制。调制光借助于投影透镜被放大，投影到屏幕等上边。在这样地构成的显示装置中，不具有屏幕的，被称之为前投影式图像投影器装置(前投式投影器)，具有屏幕的，则被称之为背投影式图像显示装置。这些投影式显示装置，作为适合于提供大画面的显示装置，在市场上已广为普及。

图1是以超高压水银灯泡为光源的普通投影装置用光源的剖面图。在功耗100W级的发光管中，石英玻璃制发光管1的内容积为55μl，两端封入焊接电极，其间的的圆弧长被设定为1～1.4mm左右。在发光管1的内部，作为发光物质含有水银，作为启动辅助气体，与氩气一起对于氩气以规定的比率含有溴化氢。把钼箔4焊接到电极芯棒3上，形成电极密封部分5。把灯头6安装到反射器底部开口部分一侧的电极密封部分5上。该灯头6，用胶合剂通过8粘接固定到作成为使得在内面上形成多层反射膜，反射可见光，并使红外线通过的反射器7的底部上。这时，要使得发光管1的圆弧轴位于反射器的大体上的焦点位置上那样地进行固定。然后，利用该反射器7的前面开口部分的凸缘部分，嵌入与反射器具有大体上相同的热膨胀系数的前面板玻璃9。该前面板玻璃9的目的是防止发光管破裂时的发光管的飞散，对其两面已施行了反射防止涂敷。

图2示出了把图1所示的投影装置用光源用做实际的液晶投影器装置或顶置投影器等的光学设备的光源的情况下的使用形态。在图2中，对于那些与图1相同的部分赋予同一标号而省略说明。借助于在投影装置用光源的侧面或后面上，设置冷却用风扇10，向反射器7吹风，来得到所希望的冷却效果。作为其它的方法，采用吸出归因于使之亮灯而变暖的光源周边的空气的办法形成空气流以进行冷却。

在上边所说的现有技术的投影装置用光源中使用的反射器，通过冲压成型耐热性玻璃的办法得到了所希望的形状。该耐热性玻璃与树脂比流动性不好，而且，在冲压成型耐热玻璃的情况下，材料的温度管理或重量管理是困难的。此外，在模具的温度调节中，由于不能使用用温水或油，故与一般的热可塑性或热硬化性塑料材料比，形状稳定性不好。

图12的2分割反射器的构成图，示出了用胶合剂使反射面的剖面形状为椭圆的反射器7a和反射器的剖面形状为圆的反射器7b(直径116mm(反射面半径54mm)、厚度100mm)进行接合，使反射器7a和作为发光源的发光管1的灯头6进行接合后的状态。在图12中，对于那些与图1相同的部分赋予同一标号而省略说明。