CN101300903B - 光源装置及具有该光源装置的投影机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种采用微波来实现小型化及长寿命化的光源装置及具有该光源装置的投影机。本发明的光源装置具有输出高频信号的固体高频振荡部、将从该固体高频振荡部输入的高频信号作为微波发射的导波部、以及通过从该导波部发射的微波发光的发光部。另外，该导波部的容器在内部具有容纳天线并且被作为使从天线发射的微波收敛的反射面的微波反射面包围的空间。投影机具有：该光源装置；根据图像信息调制由光源装置的发光部发出的光束而形成光学像的光调制部；以及投影由光调制部形成的光学像的投影部。

Description

光源装置及具有该光源装置的投影机
技术领域
本发明涉及采用微波的光源装置及具有该光源装置的投影机。
技术背景
以前，投影机用于会议中的演示和家庭中的家庭影院等。在这样的投影机中使用的光源，采用具有一对电极的超高压汞灯等。另外，灯的寿命由于伴随投影机的连续使用的老化，在电极的磨耗和灯内产生白浊等的影响下达不到2000小时左右。
为了解决该问题，日本特开2001-155882号公报提出了用磁控管产生微波，通过微波点亮无电极光源灯(本发明中与无电极发光管对应)的方法。
详细地说，将具备产生微波的磁控管、使微波共振并形成有出射光的开口部的共振器、设置在共振器内并封入有通过微波放电的放电介质的无电极光源灯、以及在相对于来自无电极光源灯的出射光的出射方向大致直角的方向产生磁力线并隔着无电极光源灯在相反方向产生磁力线的一对磁力产生部件的微波放电光源装置，应用于视频显示装置。这样，通过采用无电极光源灯，即使连续使用也可耐受，实现了长寿命化。
但是，日本特开2001-155882号公报提出的微波放电光源装置采用磁控管，尺寸/重量都变大。另外，构成微波放电光源装置的磁控管振荡管，在其内部形成具有灯丝(阴极)及阳极等的一种真空管构造。从而，无电极光源灯虽然长寿命，但是由于灯丝的破损和电极的磨耗等，磁控管振荡管不会长寿命。并且，为了驱动磁控管振荡管，需要对阳极施加几kV的高电压，因此存在其电源电路也变大等问题。
本发明正是鉴于上述问题而完成的，其目的是提供一种采用微波来实现小型化及长寿命化的光源装置及具有该光源装置的投影机。
发明内容
本发明的光源装置的特征在于，具有：输出高频信号的固体高频振荡部；输入从固体高频振荡部输出的上述高频信号，将输入的高频信号作为微波发射的导波部；以及通过从导波部发射的微波发光的发光部。
另外，在上述光源装置中，其特征在于，固体高频振荡部具有：产生高频信号的固体高频振荡器；以及放大由固体高频振荡器产生的高频信号的放大器，导波部具有：天线部，其将由放大器放大后的高频信号作为微波发射；以及容器部，其包含导电性材料，具有容纳天线部并且被通过反射从天线部发射的微波而使其收敛的反射面包围的空间，发光部具有：无电极发光管部，其设置在容器部中收敛微波的区域，具有向容器部的外部延伸的部位，封入有通过微波发光的发光物质；以及反射部，其以无电极发光管部的延伸部位为焦点或大致焦点，反射由无电极发光管部发出的光束。
另外，在上述光源装置中，其特征在于，在放大器和天线部之间，具有阻止来自发射微波的对象物的反射波返回放大器的安全部。
另外，在上述光源装置中，其特征在于，固体高频振荡器包括具有弹性表面波共振子的弹性表面波振荡器。
另外，在上述光源装置中，其特征在于，弹性表面波共振子具有：由单晶金刚石或者具有与多晶金刚石一致或接近的弹性常数的硬质碳的任意一种组成的第一层；在第一层上层叠的压电体层；在压电体层上形成的梳形电极(IDT(Interdigital Transducer)电极)；以及在梳形电极上层叠的氧化硅层。
另外，在上述光源装置中，其特征在于，固体高频振荡部具有：多个放大器，其与固体高频振荡器并联连接，输入由固体高频振荡器产生的高频信号；加法器，其将由多个放大器放大后的高频信号相加并输出。
另外，在上述光源装置中，其特征在于，容器具有的空间容纳介电常数为1以上的材料。
另外，在上述光源装置中，其特征在于，固体高频振荡部、导波部以及发光部被单元化。
另外，在上述光源装置中，其特征在于，高频信号是300MHz～30GHz的频率的信号。
另外，本发明的投影机的特征在于，具有：光源装置，其具有输出高频信号的固体高频振荡部、输入从固体高频振荡部输出的高频信号并将输入的高频信号作为微波发射的导波部、以及通过从导波部发射的微波发光的发光部；根据图像信息调制由光源装置发出的光束而形成光学像的光调制部；以及投影由光调制部形成的光学像的投影部。
附图说明
图1是表示将本发明第1实施方式的光源装置用于投影机时的投影机的光学系统的结构的框图。
图2是表示光源装置的固体高频振荡部、导波部以及发光部的概略结构的框图。
图3是表示构成固体高频振荡部的固体高频振荡器的概略结构的框图。
图4是表示弹性表面波共振器的概略结构的剖面图。
图5是表示从金刚石SAW振荡器输出的信号的频率与强度的关系的示意图。
图6是投影机的电路框图。
图7是具体表示投影机的光学系统的各结构部的图。
图8是表示本发明第2实施方式的光源装置的固体高频振荡部的另一个结构的框图。
具体实施方式
以下，根据附图说明本发明的实施方式。
(第1实施方式)
图1是表示将本发明第1实施方式的光源装置用于投影机时的投影机的光学系统的结构的框图。用图1概略说明投影机1的光学系统5的结构及动作。
如图1所示，投影机1的光学系统5具有光源装置10、照明光学系统60、光调制部70、颜色合成光学系统80以及投影部90。另外，光源装置10具有输出UHF带(300MHz～3GHz)和SHF带(3GHz～30GHz)等的高频信号的固体高频振荡部100、将从固体高频振荡部100输入的高频信号作为微波发射的导波部400、以及通过从导波部400发射的微波而发光的发光部500。另外，照明光学系统60将从光源装置10出射的光束的照度均一化，并分离成各色光。然后，光调制部70根据图像信息对由照明光学系统60分离的各色光的光束进行调制，形成光学像。颜色合成光学系统80合成由照明光学系统60色分离且由光调制部70调制后的各色光的光学像。投影部90对由颜色合成光学系统80合成的光学像进行投影。另外，光源装置10是将固体高频振荡部100、导波部400以及发光部500单元化而构成的。这里，单元化是指将几个功能部物理地形成为一体，或按照功能汇总几个功能部。
图2是表示光源装置的固体高频振荡部、导波部以及发光部的概略结构的框图。用图2说明构成光源装置10的固体高频振荡部100、导波部400以及发光部500的结构及动作。
如图2所示，固体高频振荡部100具有电源110、作为固体高频振荡器200即弹性表面波(Surface Acoustic Wave：SAW)振荡器201的金刚石SAW振荡器202、以及作为放大器的第1放大器120。导波部400具有电缆410、天线部(以下称为“天线”)420、容器部(以下称为“容器”)430以及作为安全器440的隔离器441。发光部500具有无电极发光管510、作为反射部520的反射器530以及保护玻璃540。
以下详细说明固体高频振荡部100。电源110向金刚石SAW振荡器202和第1放大器120供给电力。另外，本实施方式中，作为固体高频振荡器200即弹性表面波振荡器201，采用金刚石SAW振荡器202。并且，金刚石SAW振荡器202的后级与第1放大器120的前级连接。并且，从金刚石SAW振荡器202输出的高频信号由第1放大器120放大后输出。从该第1放大器120输出的高频信号，成为从固体高频振荡部100输出的高频信号。本实施方式中，从固体高频振荡部100输出被放大到激励无电极发光管510内封入的后述发光物质511而发光的高频输出电平的2.45GHz带的高频信号。
另外，构成固体高频振荡部100的固体高频振荡器200，是采用了后述弹性表面波共振子300的弹性表面波振荡器201。另外，本实施方式中，采用金刚石SAW振荡器202作为弹性表面波振荡器201。因而，采用金刚石SAW共振子310作为后述弹性表面波共振子300。固体高频振荡器200也可以采用金刚石SAW振荡器以外的固体高频振荡器。另外，固体高频振荡器的固体是相对于采用磁控管等的真空管这样的借助气体的振荡器而言的，是指采用金刚石这样的固体的振荡器。
以下详细说明导波部400。导波部400对从固体高频振荡部100输出的高频信号进行导波并作为微波发射，基本上具有发射微波的天线420和容纳天线420及后述的无电极发光管510的容器430即可。本实施方式中，天线420具有传导高频信号的电缆410和作为反射波的对策的隔离器441。另外，电缆410和天线420采用同轴电缆，也可以将芯线作为天线420使用。
隔离器441设置在固体高频振荡部100的第1放大器120的后级和天线420之间。因此，作为从天线420发射微波的结果，阻止来自成为对象物的容器430和无电极发光管510等的反射波返回固体高频振荡部100，防止第1放大器120等的故障。这里，阻止是指，通过利用隔离器441内部的电阻体将反射波作为热来消耗，降低返回到第1放大器等的反射波，直到达到不会因反射波而使第1放大器120等发生故障的范围。
容器430由包含导电性材料的部件构成，在容器430的内部，具有反射微波的一对微波反射面431、432和由该微波反射面431、432包围而成的空间433。并且，导波部400的天线420以向空间433内部突出规定距离的方式设置在微波反射面431的大致中心。另外，发光部500的无电极发光管510以向空间433内部突出规定距离的方式设置在微波反射面432的大致中心。这里，分别形成微波反射面431、432，使得从天线420发射的微波由微波反射面431、432反射，收敛到向空间433内部突出的无电极发光管510。另外，天线420和无电极发光管510成为相对的位置关系。
这样构成的容器430中，当从天线420向空间433内发射微波时，发射的微波呈放射状扩散，由微波反射面431、432反射，收敛到设置的无电极发光管510的突出部分。这里，空间433由微波反射面431、432包围，可将由天线420发射的微波不向外部泄漏地、高效地屏蔽起来。另外，本实施方式中，在空间433中容纳有大气。另外，空间433被微波反射面431、432完全包围，从而可防止微波向空间433的外部泄漏。
以下详细说明发光部500。发光部500对由无电极发光管510发出的光束进行反射，向光调制部70侧出射光束。构成发光部500的无电极发光管510不具有灯丝和电极构造，由玻璃等透光材料形成管状形状。本实施方式中采用石英玻璃。另外，封入无电极发光管510的发光物质511例如是氖、氩、氪、氙、卤素等稀有气体，也可以与这些气体一起封入汞和钠等金属和金属化合物等。本实施方式中，封入有汞、稀有气体以及少量的卤素。
另外，无电极发光管510具有上述的管状形状，一个端部设置成向容器430的空间433内部突出，另一个端部向容器430的外部延伸。成为该延伸部位的前端侧向作为反射部520的反射器530的内面侧突出地设置在反射器530上。
并且，向容器430的空间433的内部突出地设置的无电极发光管510的一部分与微波收敛的区域对应，借助该收敛的微波，封入无电极发光管510内部的发光物质511被激励而发光。从而，无电极发光管510的整个内部发光，向反射器530的内面侧突出的部分也发光。
反射器530由石英玻璃形成，内面侧是抛物面形状。抛物面形状形成为使向反射器530的内面侧突出地设置的无电极发光管510的前端侧成为焦点或大致焦点。优选无电极发光管510的前端侧成为焦点，但也可以是大致焦点。另外，在反射器530的内面侧涂敷提高可见光反射率的电介质膜，形成反射面531。从而，由向反射器530的内面侧突出的无电极发光管510发出的光束呈放射状扩散，被反射面531反射后成为大致平行光束，向光调制部70侧出射。
另外，反射器530的内面侧的形状也可以是椭圆面形状，该情况下，也可以采用配置有用于使由椭圆面反射的光束成为大致平行光束的平行化凹透镜的结构。
保护玻璃540设置在反射器530的前端侧，防止从投影机1取下光源装置10时等粉尘进入发光部500，并防止由于落下等导致发光部500破坏时的碎片等的飞散。
另外，光源装置10具有光源装置用框体11(如图7图示)，容纳固体高频振荡部100、导波部400以及发光部500进行单元化。
通过以上的结构及动作，光源装置10将发出的光束向光调制部70侧出射。
图3是表示构成固体高频振荡部的固体高频振荡器的概略结构的框图。用图3说明固体高频振荡器200的结构及动作。
固体高频振荡器200(本实施方式中，作为弹性表面波振荡器201的金刚石SAW振荡器202)具有如下结构：由移相电路210、作为弹性表面波共振子300的金刚石SAW共振子310、第2放大器220以及电力分配器230构成环电路240，在电力分配器230的一个输出侧连接缓冲器电路250。移相电路210从电源110输入控制电压，改变环电路240的相位。这些模块全部匹配连接到一定的特性阻抗、例如50ohm。另外，金刚石SAW共振子310可以与第2放大器220的输入侧连接，以被供给使第2放大器220成为饱和状态的输入电压。
从而，用金刚石SAW共振子310使GHz带的高频信号直接振荡成为可能。另外，可在保持匹配的情况下，将第2放大器220的输出功率从电力分配器230经由缓冲器电路250向外部输出。另外，借助该电路结构，可使对金刚石SAW共振子310施加的电力为最小限度地持续连续振荡状态。另外，借助移相电路210，可对高频信号进行频率调制，可对无电极发光管510改变/调节微波频率。另外，本实施方式中，金刚石SAW共振子310输出2.45GHz带的高频信号。另外，也可以不采用移相电路210，该情况下，固体高频振荡器200成为以由金刚石SAW共振子310的特性唯一确定的频率振荡的固定振荡器。
图4是表示弹性表面波共振子的概略结构的剖面图。用图4说明弹性表面波共振子300的构造及制造方法。
如图4所示，本实施方式中，作为弹性表面波共振子300，采用金刚石SAW共振子310。并且，以硅基板311为基础，在上表面层叠单晶金刚石层312。然后，在单晶金刚石层312上层叠压电体层313(本实施方式中，氧化锌(ZnO)的薄膜)。然后，在该压电体层313上设置励振弹性表面波的IDT电极314，并设置反射弹性表面波的反射器电极(图示省略)。另外，IDT电极314由相互啮合配置的1组梳形电极构成。然后，在IDT电极314及反射器电极上层叠氧化硅层315。氧化硅层315的动作频率的温度依赖性表现出与压电体层313、IDT电极314、单晶金刚石层312相反的特性，因此，为了改善动作频率的温度特性而层叠氧化硅层315。
另外，单晶金刚石层312由气相合成法形成。除此以外，也可采用具有与多晶金刚石一致或相近的弹性常数的硬质碳层。另外，除了ZnO以外，也可将AlN、Pb(Zr、Ti)O2等通过溅射法或气相合成法等形成压电体层313。为了使固体高频振荡器200的振荡特性更佳，优选采用单晶金刚石层312，但是如上所述，也可以采用硬质碳膜层。
如上所述，作为弹性表面波共振子300的金刚石SAW共振子310具有层叠构造，利用半导体制造中的精细加工技术制造而芯片化。另外，安装芯片化的弹性表面波共振子300和其他元件，形成并制造具有固体高频振荡器200的固体高频振荡部100。从而，固体高频振荡部100的尺寸成为小型。
图5是表示从金刚石SAW振荡器输出的信号的频率和强度的关系的示意图。这里，图5的横轴表示频率，纵轴表示强度。
借助上述的金刚石SAW共振子310的结构，如图5所示，从金刚石SAW振荡器202输出的信号，仅输出特定频率f1的高频信号(GHz带)。另外，可进行急剧的直接振荡。本实施方式中，输出特定频率f1为2.45GHz带的高频信号。
图6是投影机的电路框图。用图6说明投影机1的电路结构和动作。
投影机1构成为具有控制部800、信号转换部810、图像处理部820、液晶面板驱动部830、操作接受部840、电源部850、存储部860以及风扇驱动部870等。另外，各部通过总线B相互连接。并且，作为光学系统5，构成光源装置10(固体高频振荡部100、导波部400、发光部500)、光调制部70以及投影部90等。
接着，说明各部的动作。
信号转换部810与设置在投影机1的主体外面的图像输入端子815连接。并且，接收从与图像输入端子815连接的外部的图像信号供给装置(图示省略)供给的例如模拟图像信号。另外，作为模拟图像信号，例如将从个人电脑输出的表示计算机图像的RGB信号、以及从录像机或电视接收机输出的表示运动图像的合成图像信号等图像信号，提供给图像输入端子815。然后，信号转换部810对从图像输入端子815输入的模拟图像信号进行AD转换，作为数字图像信号向图像处理部820输出。
图像处理部820为了使输入的数字图像信号成为适于由构成后述的光调制部70的液晶面板71(参照图7)显示的信号，将图像数据写入图像存储器(图示都省略)，以规定的条件进行读出等图像处理后，再次转换成模拟图像信号，作为图像信号向液晶面板驱动部830输出。另外，图像处理包含通过扩大和缩小图像信号表示的图像来配合液晶面板71(参照图7)具有的分辨率的缩放处理、和将图像信号具有的灰度值转换成适于液晶面板71显示的灰度值的γ补正处理等。另外，这样的图像处理部820进行的缩放处理和γ补正处理等图像处理，通过执行存储在存储部860中的规定图像处理顺序的固件来进行。
液晶面板驱动部830将从图像处理部820输出的图像信号和基于图像信号的驱动电压等提供给液晶面板71进行驱动。
控制部800是CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)，经由总线B与各部进行信号的接收发送，统一控制投影机1的动作。
存储部860例如存储有指示启动投影机1时的处理顺序和内容的启动程序等、用于指示并控制投影机1的动作的各种控制程序、固件以及附随的数据。
当使用者操作设置在投影机1的主体外面的操作部841或遥控器842时，操作接受部840接受该操作输入，向控制部800输出触发各种动作的操作信号。
风扇驱动部870按照来自控制部800的风扇驱动指令，通过驱动电路(未图示)驱动(旋转)风扇875。另外，风扇875在投影机1的内部设置多个，通过旋转从投影机1的外部吸入空气，引起空气的流动，使发光部500、光调制部70以及电源部850等产生的热散发，将热空气向投影机1的外部排放，从而进行冷却。
电源部850从插头导入来自外部电源880的交流电力，由内置的AC/DC转换部(图示都省略)进行变压、整流以及平滑等处理，将稳定的直流电压提供给投影机1的各部。
光源装置10的固体高频振荡部100按照来自控制部800的控制指令，使发光部500进行发光(点亮)和不发光(熄灭)。
图7是具体表示图1所示的投影机的光学系统的各结构部的图。用图7说明投影机1的光学系统5的构造及动作。
光学系统5如图1所述，由光源装置10、照明光学系统60、光调制部70、颜色合成光学系统80以及投影部90构成。并且，从光源装置10出射的光束由光调制部70根据图像信息调制而形成光学像，经由投影部90将形成的光学像投影到屏幕S(如图6图示)上。另外，光源装置10中，通过固体高频振荡部100及导波部400的驱动，微波激励封入发光部500的无电极发光管510内部的发光物质511使其发光，以上的结构及动作用图2进行了说明，因此，这里说明以下的光学系统5的结构及动作。
如图7所示，光学系统5除了光源装置10以外，还由构成照明光学系统60的积分照明光学系统61、颜色分离光学系统62、中继光学系统63，以及光调制部70、颜色合成光学系统80、构成投影部90的投影透镜91构成。另外，通过光学部件用框体65，容纳构成照明光学系统60、光调制部70、颜色合成光学系统80的各部件，并一体地单元化。另外，本实施方式中构成光学系统5的照明光学系统60，可根据使用的光学系统而进行适宜变更和省略等。
构成照明光学系统60的积分照明光学系统61，是用于使从光源装置10出射的光束在与照明光轴(点划线所示)正交的平面内的照度均一的光学系统。该积分照明光学系统61具备光源装置10、第1透镜阵列611、第2透镜阵列612、偏振转换元件613以及重叠透镜614。
第1透镜阵列611具有如下结构：从照明光轴方向观察具有大致矩形形状的轮廓的小透镜被排列成矩阵状。各小透镜将从光源装置10出射的光束分割成部分光束，沿照明光轴方向出射。
第2透镜阵列612的结构与第1透镜阵列611大致相同，具有小透镜被排列成矩阵状的结构。该第2透镜阵列612与重叠透镜614一起，具有使第1透镜阵列611的各小透镜的像在后述的液晶面板71上成像的功能。
偏振转换元件613将来自第2透镜阵列612的光转换成大致1种偏振光，从而，提高光调制部70中光的利用效率。详细地说，由偏振转换元件613转换成大致1种偏振光的各部分光束，借助重叠透镜614最终大致重叠到光调制部70的后述的液晶面板71上。采用调制偏振光类型的液晶面板71的投影机中，只能利用1种偏振光，因此，来自发出随机偏振光的无电极发光管510的光束的大致一半未被利用。因而，通过采用偏振转换元件613，将从无电极发光管510出射的光束转换成大致1种偏振光，可提高光调制部70中光的利用效率。
颜色分离光学系统62具备2块分色镜621、622和反射镜623。从积分照明光学系统61出射的多个部分光束由2块分色镜621、622分离成红(R)、绿(G)、蓝(B)三色的颜色光。
中继光学系统63具备入射侧透镜631、一对中继透镜633以及反射镜632、635。该中继光学系统63在本实施方式中，具有将由颜色分离光学系统62分离的颜色光即蓝色光导向光调制部70的后述的蓝色光用液晶面板71B的功能。
此时，在颜色分离光学系统62的分色镜621中，从积分照明光学系统61出射的光束中的绿色光分量和蓝色光分量透过，红色光分量反射。由分色镜621反射的红色光被反射镜623反射，通过场透镜619，到达红色光用液晶面板71R。该场透镜619将从第2透镜阵列612出射的各部分光束转换成与其中心轴(主光线)平行的光束。在蓝色光及绿色光用液晶面板71B、71G的光入射侧设置的场透镜619也同样。
另外，透过分色镜621的蓝色光和绿色光中，绿色光由分色镜622反射，通过场透镜619，到达绿色光用液晶面板71G。另一方面，蓝色光透过分色镜622，通过中继光学系统63，再通过场透镜619，到达蓝色光用液晶面板71B。另外，蓝色光采用中继光学系统63是由于蓝色光的光路长度比其他颜色光的光路长度长，用于防止光的发散等导致光的利用效率的降低。即，为了使入射到入射侧透镜631的部分光束原样传递到场透镜619。另外，在中继光学系统63中采用通过3个颜色光中的蓝色光的结构，但是不限于此，例如，也可以采用通过红色光的结构。
光调制部70根据图像信息对入射的光束进行调制，形成彩色图像。该光调制部70具有由颜色分离光学系统62分离的各颜色光入射的3个入射偏振片72(红色光用为红色光入射偏振片72R，绿色光用为绿色光入射偏振片72G，蓝色光用为蓝色光入射偏振片72B)。另外，具有设置在各入射偏振片72的后级的作为光调制装置的3个液晶面板71(红色光用为红色光液晶面板71R，绿色光用为绿色光液晶面板71G，蓝色光用为蓝色光液晶面板71B)。另外，具有设置在各液晶面板71的后级的3个出射偏振片73(红色光用为红色光出射偏振片73R，绿色光用为绿色光出射偏振片73G，蓝色光用为蓝色光出射偏振片73B)。
颜色合成光学系统80具备一个交叉分色棱镜81。
液晶面板71(71R，71G，71B)例如将聚硅TFT(Thin Film Transistor：薄膜晶体管)用作开关元件，在相对配置的一对透明基板内密封封入液晶。并且，该液晶面板71将经由入射偏振片72入射的光束根据图像信息调制后出射。
入射偏振片72是仅使由颜色分离光学系统62分离的各颜色光中一定方向的偏振光透过而吸收其他光束的部件，在蓝宝石玻璃等的基板上贴附偏振膜而成。另外，出射偏振片73也与入射偏振片72大致同样地构成，是仅使从液晶面板71出射的光束中规定方向的偏振光透过而吸收其他光束的部件，透过的偏振光的偏振轴设定成与入射偏振片72中透过的偏振光的偏振轴正交。
交叉分色棱镜81将从出射偏振片73出射的按照各颜色光调制后的光学像合成，形成彩色图像。该交叉分色棱镜81中，反射红色光的电介质多层膜和反射蓝色光的电介质多层膜沿着4个直角棱镜的界面设置成大致X字状，通过这些电介质多层膜合成3个颜色光。由交叉分色棱镜81合成的颜色光在构成投影部90的投影透镜91的方向出射。并且，从交叉分色棱镜81出射的图像光通过投影透镜91投影到屏幕S上。
另外，上述液晶面板71(71R，71G，71B)、出射偏振片73(73R，73G，73B)以及交叉分色棱镜81被单元化成一体。
根据上述第1实施方式，可获得以下的效果。
(1)根据本实施方式的光源装置10，借助固体高频振荡部100、导波部400、发光部500，不采用具有灯丝和真空管构造的尺寸较大的磁控管振荡管，而是发射微波，使发光部500(无电极发光管510)发光。然后，由光调制部70根据图像信息调制由发光部500发出的光束，形成光学像，经由投影部90对形成的光学像进行投影。从而，能够实现固体高频振荡部100的小型化及长寿命化和发光部500的长寿命化。从而，能够实现采用该光源装置10的投影机1的小型化及长寿命化。
(2)根据本实施方式的光源装置10，天线420通过在包含导电性材料的容器430的空间433内发射微波等，可抑制微波的泄漏，因此，可提供一种能够抑制对在ISM带使用的Bluetooth(注册商标)、Zigbee(注册商标)、Home RF、WLAN等无线通信设备和医疗设备等造成恶劣影响的光源装置10。另外，采用该光源装置10的投影机1，能够抑制对在ISM带使用的Bluetooth(注册商标)、Zigbee(注册商标)、HomeRF、WLAN等无线通信设备和医疗设备造成恶劣影响。
(3)根据本实施方式的光源装置10，作为安全器440的隔离器441设置在固体高频振荡部100的第1放大器120的后级和天线420之间。因此，作为从天线420发射微波的结果，可阻止来自成为对象物的容器430和无电极发光管510等的反射波返回固体高频振荡部100，防止第1放大器120等的故障。从而，采用该光源装置10的投影机1的安全性得到进一步提高。
(4)根据本实施方式的光源装置10，构成固体高频振荡部100的固体高频振荡器200具备具有弹性表面波共振子300的弹性表面波振荡器201。因此，在GHz带的动作频率附近急剧的直接振荡成为可能，可使其具有低相位噪声特性，并能够获得高精度、高性能的基本频率的振荡信号。因此，光源装置10稳定地维持微波的输出频率，在无电极发光管510内稳定地发光。从而，采用该光源装置10的投影机1能够维持稳定的亮度进行投影。
(5)根据本实施方式的光源装置10，弹性表面波共振子300具有单晶金刚石层312(或者，在具有与多晶金刚石一致或接近的弹性常数的硬质碳层上层叠的压电体层)、压电体层313、IDT电极314以及氧化硅层315的层叠构造。从而，能够提高弹性表面波的传递速度，可振荡到更高频率。并且，与其他基板材料比较，能够扩展弹性表面波共振子300的电极宽度，因此能够提高耐电力特性。
另外，借助弹性表面波共振子300的层叠构造，能够减小相对于温度变动的频率变动，因此频率温度特性得到提高。并且，能够抑制温度变动引起的弹性表面波振荡器201的频率变动，使微波输出稳定化。从而，能够在无电极发光管510内稳定地使发光物质511发光。从而，采用该光源装置10的投影机1能够维持更稳定的亮度进行投影。
(6)根据本实施方式的光源装置10，固体高频振荡部100、导波部400以及发光部500被单元化成光源装置10，因此处理容易性得到提高。另外，采用该光源装置10的投影机1中，向投影机1组装和拆卸光源装置10等的操作性得到提高。
(7)根据本实施方式的光源装置10，弹性表面波共振子300具有层叠构造，可利用半导体制造中的精细加工技术进行制造，因此可实现小型化和轻量化。从而，采用弹性表面波共振子300的固体高频振荡部100也可实现小型化和轻量化。从而，可实现采用该光源装置10的投影机1的小型化/轻量化。
(8)根据本实施方式的光源装置10，作为弹性表面波共振子300的金刚石SAW共振子310具有层叠构造，可利用半导体制造中的精细加工技术进行制造。从而，各个共振子的共振频率没有偏差。另外，作为弹性表面波共振子300的金刚石SAW共振子310在从移相电路210输入信号后立即在基板激励起弹性表面波，输出与该弹性表面波的频率对应的高频信号(本实施方式中是2.45GHz带)。从而，在电源接通后可立即从具有弹性表面波共振子300的固体高频振荡部100输出高频信号，因此，可立即从导波部400的天线420发射微波，立即使发光部500的无电极发光管510发光。从而，采用该光源装置10的投影机1在电源接通后，发光部500的无电极发光管510可立即发光，立即投影由光调制部70形成的光学像。在采用传统的高压汞灯等放电灯的情况下，即使接通投影机的电源，也因放电灯的特性而缓慢提升亮度进行发光，因此要花费几分钟来达到规定的亮度。但是，在本发明的采用微波的投影机1中，接通投影机1的电源后，可立即进行规定亮度的发光，因此，无须等待即可使用投影机1，投影机1的便利性得到提高。
(9)在采用传统的高压汞灯等放电灯的投影机的情况下，为了使放电灯发光，需要电源的镇流器等，为了供给300W左右的电力，需要与投影机1的电源部850大致同等的大小(体积)，成为投影机小型化的瓶颈。对此，根据采用本发明的光源装置10的投影机1，仅借助固体高频振荡部100就可进行放电灯的发光，不需要镇流器，因此可实现投影机1的小型化。
(第2实施例)
图8是表示本发明第2实施方式的光源装置的固体高频振荡部的另一个结构的框图。用图8说明固体高频振荡部900的结构及动作。另外，对与第1实施方式同样的结构部分标注相同标号。
如图8所示，第2实施方式的固体高频振荡部900与第1实施方式的固体高频振荡部100比较，不同点在于采用多个第1放大器120和加法器910的结构。
固体高频振荡部900具有作为固体高频振荡器200的金刚石SAW振荡器202、多个第1放大器120、加法器910以及电源110。电源110向金刚石SAW振荡器202和各第1放大器120供给电力。此外，在金刚石SAW振荡器202和加法器910之间并联连接多个第1放大器120。并且，从金刚石SAW振荡器202输出的高频信号向各第1放大器120输入。各第1放大器120对从金刚石SAW振荡器202输入的高频信号进行放大，向加法器910输出。加法器910将从各第1放大器120输入的高频信号相加，输出该相加后的高频信号。从该加法器910输出的高频信号成为从固体高频振荡部900输出的高频信号。
根据上述第2实施方式，除了第1实施方式的效果外，还可获得以下的效果。
(1)根据本实施方式的固体高频振荡部900，从金刚石SAW振荡器202输入的高频信号由各第1放大器120放大，由加法器910合成，因此，能够将高频信号进一步高输出化。与固体高频振荡部100相比，在投影机1中采用该固体高频振荡部900，可发射更高输出的微波，发光部500的无电极发光管510以更高亮度发光。从而，通过在投影机1中采用该光源装置10，可提供投影高亮度光学像的投影机1。
另外，本发明不限于上述实施方式，可进行各种变更和改良等。以下说明变形例。
(变形例1)上述实施方式中，发光部500的反射器530的反射面531采用抛物面形状，反射来自无电极发光管510的光束形成大致平行光束，但这是因为发光部500以下的投影机1的光学系统5的结构采用了透镜阵列积分方式。对此，在采用棒积分(rod integrator)方式的情况下，可通过适当形成反射器530的反射面的形状进行应对，使反射的光束会聚并入射到棒。
(变形例2)上述实施方式中的投影机1采用液晶面板71作为光调制装置。但是不限于此，一般只要可根据图像信息调制入射光即可，也可以使用微镜型光调制装置等。另外，微镜型光调制装置例如可采用DMD(Digital Micromirror Device)。另外，在采用微镜型光调制装置的情况下，可不需要入射偏振片和出射偏振片等，也可不需要偏振转换元件。
(变形例3)上述实施方式中的光源装置10用于透射型液晶方式的投影机1。但是不限于此，用于采用反射型液晶方式即LCOS(LiquidCrystal On Silicon)方式等的投影机也可获得同样的效果。
(变形例4)上述实施方式中的光调制部70采用了使用3块液晶面板71的三板方式。但是不限于此，也可以采用使用1块液晶面板的单板方式。另外，在采用单板方式的情况下，可不需要照明光学系统60的颜色分离光学系统62和颜色合成光学系统80等。
(变形例5)上述实施方式中的光源装置10适用于在外部设置的屏幕S上进行光学像投影的前投型投影机1。但是不限于此，也可适用于在投影机的内部具有屏幕并在该屏幕上投影光学像的背投型投影机。
(变形例6)在上述实施方式中的导波部400的容器430中形成的空间433内容纳有大气，但是，也可以容纳介电常数1以上的材料，例如高分子材料。通过采用这样的构造，与大气相比，可进一步缩短天线的长度，实现容器430的小型化。从而，可进一步实现光源装置10的小型化，进一步提高投影机1的小型化。
(变形例7)也可以在上述实施方式中的投影机1上设置电压调节部，改变固体高频振荡部100的第1放大器120的放大率。通过采用这样的结构，可改变微波的输出功率，因此，可改变无电极发光管510发出的光束的亮度。从而，通过按照投影的图像的场景(例如明场景和暗场景)来调节放大率，可按照图像的场景来调节从投影机1投影的图像光的亮度。
(变形例8)上述实施方式中的导波部400具有作为安全器440的隔离器441，但是在没有反射波的影响的情况下，也可以不用隔离器441。另外，当由其他噪声等对固体高频振荡部100造成影响时，也可以适当变更或追加安全器440的结构内容。
(变形例9)上述实施方式中的光源装置10，由固体高频振荡部100输出2.45GHz带的高频信号，从导波部400的天线420作为微波发射，但是不限于此，也能够以从容器430无微波泄漏为前提，通过适当变更弹性表面波共振子300的结构，输出各种高频信号，作为微波发射，使无电极发光管510发光。另外，由此也可发射与封入无电极发光管510的发光物质511的种类和发光情况(发光颜色的情况)匹配的微波。
(变形例10)上述实施方式中的光源装置10用作投影机1的光源。但是不限于此，小型轻量的光源装置10也可以适用于其他光学设备。另外，也可适用于航空、船舶、车辆等的照明设备和室内照明设备等。
如上所述，根据本发明的光源装置，不采用具有灯丝和真空管构造的尺寸较大的磁控管振荡管，而是借助固体高频振荡部和导波部发射微波，使发光部发光。从而，能够实现固体高频振荡部的小型化及长寿命化和发光部的长寿命化。

Claims (10)

1.一种光源装置，其特征在于，上述光源装置具有：
输出高频信号的固体高频振荡部；
输入从上述固体高频振荡部输出的上述高频信号，将输入的上述高频信号作为微波发射的导波部；以及
通过从上述导波部发射的上述微波发光的发光部，
上述固体高频振荡部具有：产生上述高频信号的固体高频振荡器；以及放大由该固体高频振荡器产生的上述高频信号的放大器，
上述导波部具有：天线部，其将由上述放大器放大后的上述高频信号作为上述微波发射；以及容器部，其包含导电性材料，该容器部具有容纳上述天线部并且被通过反射从上述天线部发射的上述微波而使其收敛的反射面包围的空间，
上述发光部具有：无电极发光管部，其设置在上述容器部中收敛上述微波的区域，具有向上述容器部的外部延伸的部位，封入有通过上述微波发光的发光物质；以及反射部，其以该无电极发光管部的上述延伸部位为焦点或大致焦点，反射由上述无电极发光管部发出的光束。
2.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，
在上述放大器和上述天线部之间，具有阻止来自发射上述微波的对象物的反射波返回上述放大器的安全部。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的光源装置，其特征在于，
上述固体高频振荡器包括具有弹性表面波共振子的弹性表面波振荡器。
4.根据权利要求3所述的光源装置，其特征在于，
上述弹性表面波共振子具有：由单晶金刚石或者具有与多晶金刚石一致或接近的弹性常数的硬质碳组成的第一层；在上述第一层上层叠的压电体层；在该压电体层上形成的梳形电极；以及在该梳形电极上层叠的氧化硅层。
5.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，
上述固体高频振荡部具有：多个上述放大器，其与上述固体高频振荡器并联连接，输入由上述固体高频振荡器产生的上述高频信号；以及加法器，其将由该多个上述放大器放大后的高频信号相加并输出。
6.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，
上述容器部具有的上述空间，容纳介电常数为1以上的材料。
7.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，
上述固体高频振荡部、上述导波部以及上述发光部被单元化。
8.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，
上述高频信号是300MHz～30GHz的频率的信号。
9.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，
上述导波部具有：将上述高频信号作为上述微波发射的天线部、以及收敛从上述天线部发射的上述微波的容器部，
上述发光部具有无电极发光管部，上述无电极发光管部设置在上述容器部中收敛上述微波的区域，具有向上述容器部的外部延伸的部位，封入有通过上述微波发光的发光物质。
10.一种投影机，其特征在于，上述投影机具有：
光源装置，其具有输出高频信号的固体高频振荡部、输入从上述固体高频振荡部输出的上述高频信号并将输入的上述高频信号作为微波发射的导波部、以及通过从上述导波部发射的上述微波发光的发光部；
根据图像信息调制由上述光源装置发出的光束而形成光学像的光调制部；以及
投影由上述光调制部形成的上述光学像的投影部，
上述固体高频振荡部具有：产生上述高频信号的固体高频振荡器；以及放大由该固体高频振荡器产生的上述高频信号的放大器，
上述导波部具有：天线部，其将由上述放大器放大后的上述高频信号作为上述微波发射；以及容器部，其包含导电性材料，该容器部具有容纳上述天线部并且被通过反射从上述天线部发射的上述微波而使其收敛的反射面包围的空间，
上述发光部具有：无电极发光管部，其设置在上述容器部中收敛上述微波的区域，具有向上述容器部的外部延伸的部位，封入有通过上述微波发光的发光物质；以及反射部，其以该无电极发光管部的上述延伸部位为焦点或大致焦点，反射由上述无电极发光管部发出的光束。
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