CN205177773U

CN205177773U - 投影仪装置

Info

Publication number: CN205177773U
Application number: CN201520670828.8U
Authority: CN
Inventors: 吉田政干; 小野俊介; 上仓直喜
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2014-09-04
Filing date: 2015-09-01
Publication date: 2016-04-20
Anticipated expiration: 2025-09-01
Also published as: US9638990B2; US20160070159A1

Abstract

本公开的投影仪装置具备石英玻璃制的发光管、内部配置有上述发光管的凹面反射镜、以及利用从上述凹面反射镜出射的光投射图像的光学单元。发光管具有内部至少封入水银且相互面对地配置有一对电极的发光部、以及从上述发光部相互向相反方向伸出的一对密封部。发光管的一对电极朝向铅垂方向配置。从光学单元投射的图像的区域是横长矩形。

Description

投影仪装置

技术领域

本实用新型涉及投影仪装置。

背景技术

以往，投影仪的光源采用高压放电灯，特别采用高压水银灯。高压水银灯具备石英玻璃制的发光管，该发光管具有内部形成有放电空间的发光部、和从该发光部相互向相反方向伸出的一对密封部。在发光部中，一对电极位于发光管的长度方向的中心轴上，且相互面对地配置。因而，一对电极的长度方向的中心轴与发光管的长度方向的中心轴大致一致。这样的发光管在光源单元内配置为，反射镜内的光轴与电极的长度方向的中心轴大致一致。此外，光源单元以发光部中的电极的长度方向的中心轴成为大致水平那样的状态被组装在投影仪装置内。

例如，如特开平6-235975号公报所公开的那样，从投影仪装置出射的光的轴(光轴)大致水平的情况下，从投影仪装置出射的光相对于垂直直立的屏幕以形成横长矩形的图像的方式被投射。投射横长矩形的图像的理由是为了与规格相对应。关于投影仪装置的设置，例如在特开2005-62590号公报中，公开了将投影仪装置纵置使用的例子。通过将投影仪纵置，能够利用纵长矩形的图像。通过将被纵置的多个投影仪排列配置，能够将各个纵长矩形的图像相连接，实现大画面。

实用新型内容

本公开的投影仪装置具备石英玻璃制的发光管、内部配置有发光管的凹面反射镜、以及利用从凹面反射镜出射的光投射图像的光学单元。发光管具有内部至少封入有水银且相互面对地配置有一对电极的发光部、以及从发光部相互向相反方向伸出的一对密封部。发光管的一对电极朝向铅垂方向配置。从光学单元投射的图像的区域是横长矩形。

也可以是，上述凹面反射镜配置为，光轴与上述一对电极的长度方向的中心轴匹配。

也可以是，上述一对电极的长度方向的中心轴与铅垂方向之间的角度为20°以下。

也可以是，上述光学单元具有：至少一个空间光调制元件，利用从上述凹面反射镜出射的光形成图像；以及投射透镜，投射由上述空间光调制元件形成的图像，所投射的图像的区域的长边方向正交于与上述投射透镜的光轴以及上述一对电极的长度方向的中心轴这双方平行的平面。

也可以是，投影仪装置还具备：高压放电灯，具有上述发光管；以及驱动电路，电连接于上述一对电极，驱动上述高压放电灯，在设上述发光管的内部的水银蒸汽的状态从饱和状态向不饱和状态变化时的上述高压放电灯的灯功率为P0时，上述驱动电路使上述灯功率的范围为1.5P0以下来驱动上述高压放电灯。

也可以是，上述驱动电路使上述灯功率的范围为P0以上且1.5P0以下来驱动上述高压放电灯。

也可以是，上述驱动电路使上述灯功率的范围为1.1P0以上且1.4P0以下来驱动上述高压放电灯。

也可以是，上述驱动电路使上述灯功率的范围为1.2P0以上且1.3P0以下来驱动上述高压放电灯。

根据本公开的投影仪装置，能够使发光管中产生的失透的位置不在将光取出的有效范围。即使在发光部中的密封部的附近发生了失透，这样的失透也不影响出射光。根据本公开，能够抑制照度维持率的降低。

附图说明

图1是示意地表示公知的投影仪装置内的高压放电灯1的配置的方法、和从高压放电灯1放射的光的角度范围的剖视图。

图2A是表示从水平点亮配置的高压放电灯1放射的光被凹面反射镜124反射的情形的剖视图。

图2B是表示从垂直点亮配置的高压放电灯1放射的光被凹面反射镜124反射的情形的剖视图。

图3A是表示水平点亮配置的高压放电灯中的发光部的失透部100的位置的图。

图3B是表示垂直点亮配置的高压放电灯中的发光部的失透部100的位置的图。

图4是示意地表示电极的长度方向的中心轴(J1轴)与铅垂方向(Z轴)形成的角度α不是0°的情况的图。

图5是表示本公开的实施方式的投影仪装置201的内部构造的一部分的立体图。

图6是示意地表示本公开的实施方式的投影仪装置201中的光学单元209的内部构造的例子的剖视图。

图7是示意地表示本公开的实施方式的投影仪装置201中的光学单元209的内部构造的例子的立体图。

图8是表示本公开的实施方式1的高压放电灯1的结构的侧视图。

图9是放大表示电极7、9的一部分的图。

图10是表示本公开的实施方式的光源单元110的结构的剖视图。

图11是表示电源单元207的结构例的框图。

图12是表示高压放电灯的功率与电压的关系的一例的曲线图。

图13A是用于说明在水平点亮配置下对照度有影响的失透面积的时间变化的图。

图13B是用于说明在垂直点亮配置下对照度有影响的失透面积的时间变化的图。

图14是表示针对垂直点亮配置以及水平点亮配置分别测定3个样本的照度维持率的时间变化得到的结果的图。

附图标记说明

1高压放电灯

3发光管

5放电空间

6发光部

7，9电极

11，13密封部

60，61，62，64，65镜

67第1液晶面板(空间光调制元件)

68第2液晶面板(空间光调制元件)

69第3液晶面板(空间光调制元件)

100失透部

110光源单元

124凹面反射镜

201投影仪装置

207电源单元

209光学单元

213壳体

215控制单元

219投射透镜

314控制电路

350有效范围

具体实施方式

在说明本公开的具体实施方式之前，对关联技术进行说明。

在公知的投影仪装置内，高压放电灯在电极的长度方向的中心轴成为大致水平那样的状态下被点亮。在点亮中，发光管的表面温度达到近1000℃。结果，石英玻璃制的发光管中，特别是位于铅垂方向的上方的、发光部的上方中央部白浊化。当发光管白浊时，在该部位光透射率明显下降。这样的石英玻璃的白浊化是称作失透的现象，通过非晶质晶体化而产生。失透将来自放电空间的出射光遮挡。因此，光通量降低。即，由于失透而高压放电灯的照度维持率降低。为了延长灯的寿命，要求抑制失透的发生。

图1示意地示出公知的投影仪装置内的高压放电灯1的配置例、和从高压放电灯1发出的光的角度范围。图1中，为了使说明容易理解，记载了由相互正交的X轴、Y轴、Z轴构成的坐标轴。X-Y面与水平面平行，Z轴与铅垂方向平行。本说明书中，有时将高压放电灯1具有的电极7、9的长度方向的中心轴称为J1轴。图1中的箭头D表示相对于该J1轴倾斜θ的方向。

图1所示的高压放电灯1配置为，电极7、9的长度方向的中心轴J1轴与水平面(X-Y面)平行，相对于铅垂方向(Z轴)正交。在本说明书中将这样的配置称为水平点亮配置。以往的投影仪装置中的高压放电灯1的配置是水平点亮配置。

从高压放电灯1放射的光的强度依赖于相对于电极的长度方向的中心轴(J1轴)的角度θ而变化。通常，高压放电灯1的光在与J1轴正交的方向、即角度θ为90°左右的方向上表现出最高强度。此外，高压放电灯1的光在角度θ接近0°及180°的方向上表现出最低强度。在高压放电灯1与具有抛物反射面的反射镜组合使用的情况下，从高压放电灯1放射的光之中，被凹面状的反射面反射后的光相对于J1轴平行行进。该光被利用于图像的投射。图1中，示意性地示出有效范围350，该有效范围350表示能够将从发光部6放射的光取出并利用于图像的投射的角度。该有效范围350在J1轴的周围轴对称地扩展。图1中示意地示出的有效范围350的角度θ的范围例如为25°以上且155°以下。高压放电灯1的配光特性依赖于发光管3的构造及形状、电极7、9的形状及尺寸、以及电极间距离等。因此，规定有效范围350的角度的下限及上限可以是多样的。在反射面是椭圆反射面等各种反射面的情况下也同样。

根据高压放电灯1的石英玻璃制发光管，在灯寿命的末期，若发生上述的失透，则发光部的上方中央部白浊。以下，参照图2A及图2B，对本公开的实施方式的抑制由失透带来的光通量的降低的结构进行说明。

图2A表示从以往的水平点亮配置的高压放电灯1放射的光被凹面反射镜124反射的情形。在水平点亮配置的高压放电灯1中，若成为高温，则在发光部6的上方中央部产生失透部100而白浊化。这样，向光的强度为最高的方向出射的光受到失透部100的影响。由这样产生的失透部100带来的光强度的局部降低导致在图像的投射中利用的光通量的降低。

本公开的实施方式的高压放电灯1的配置的典型例是使电极7、9的长度方向的中心轴(J1轴)与铅垂方向(Z轴)一致的配置。本申请说明书中，将这样的配置对比于以往的水平点亮配置(图2A)而称为垂直点亮配置(图2B)。根据后述的理由，电极的长度方向的中心轴(J1轴)不需要相对于铅垂方向(Z轴)完全平行。

图2B示出从垂直点亮配置的高压放电灯1放射的光被凹面反射镜124反射的情形。该例中，电极的长度方向的中心轴(J1轴)与铅垂方向(Z轴)平行。垂直点亮配置的情况下，根据本发明者的实验，失透部100如图2B所示那样，形成在发光管的发光部的上侧中央部。即使在这样的位置产生由失透部100带来的白浊化，也几乎不遮挡出射光。结果，高压放电灯1的照度维持率不易降低。通过垂直点亮配置，与水平点亮配置的情况相比能够将灯的寿命延长到1.5倍至2倍左右。

图3A是表示水平点亮配置的高压放电灯中的发光部的失透部100的位置的图。该图示出从图2A中的箭头D的方向观察高压放电灯1的圆形的发光部时的失透部100。失透部100在发光部的中央扩展。

图3B是表示垂直点亮配置的高压放电灯中的发光部的失透部100的位置的图。该图示出从图2B中的箭头D的方向观察高压放电灯1的圆形的发光部时的失透部100。失透部100产生在比发光部的中央接近于端部的位置。失透部100形成在图3B所示那样的部位的情况下，由失透部100将光遮挡的情况得以充分抑制。

图4是示意地表示电极的长度方向的中心轴(J1轴)与铅垂方向(Z轴)形成的角度α不是0°的情况的例子的图。若角度α变大，则在发光部的上部形成的失透部100有可能将有效范围350的光遮挡。如果电极的长度方向的中心轴(J1轴)与铅垂方向(Z轴)形成的角度α为30°以下，则能够充分抑制由失透部100将有效范围350的光遮挡的情况。进而，角度α为20°以下的情况下，失透部100几乎不将有效范围350的光遮挡。因此，在本说明书中，所谓垂直点亮配置，是指电极的长度方向的中心轴(J1轴)与铅垂方向(Z轴)形成的角度为30°以下的配置。但是，即使在电极的长度方向的中心轴(J1轴)与铅垂方向(Z轴)形成的角度超过30°的情况下，根据高压放电灯的构造，也有能够使失透的影响充分降低的情况。如果将发光管配置为一对电极相比于水平方向而言朝向更接近铅垂方向的方向，则能够降低失透的影响。在本说明书中，将一对电极相比于水平方向而言朝向更接近铅垂方向的方向这一情况表现为一对电极朝向铅垂方向。换言之，一对电极朝向铅垂方向是指，电极的长度方向的中心轴(J1轴)与铅垂方向(Z轴)形成的角度小于45°。

通过适当调整高压放电灯1的朝向(配置)，能够避免伴随着失透部100的白浊化的光强度及光通量的降低。即，在高压放电灯1中，通过使电极的长度方向的中心轴(J1轴)朝向铅垂方向(Z轴)，能够使失透部100的形成位置不在光的强度为最高的方向上。

以下，参照附图说明本公开的一实施方式的投影仪装置。另外，以下说明的实施方式都是示出优选的一具体例的实施方式。以下的实施方式中所示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置以及连接形态、工序、工序的顺序等作为一例而不限定本公开。此外，各图是示意图，并不一定严格地图示。在各图中，对实质相同的构造附加同一符号，将重复的说明省略或简略化。

(实施方式)

参照附图说明本公开的实施方式的投影仪装置201。图5是表示投影仪装置201的内部构造的一部分的立体图。图6是示意性表示投影仪装置201中的光学单元209的内部构造的例子的剖视图。图7是示意性表示投影仪装置201中的光学单元209的内部构造的例子的立体图。图8是表示高压放电灯1的结构的侧视图。图9是将电极7、9的一部分放大表示的图。图10是表示光源单元110的结构的剖视图。

<投影仪装置>

投影仪装置201具备石英玻璃制的发光管3、内部配置有发光管的凹面反射镜124、以及利用从凹面反射镜124出射的光来投射图像的光学单元209(参照图10)。发光管3具有内部至少封入有水银并且相互面对地配置有一对电极7、9的发光部6、以及从发光部6相互向相反方向伸出的一对密封部11、13(参照图8)。发光管3使一对电极7、9朝向铅垂方向(α<45°)配置。典型地，发光管3是垂直点亮配置(α≦30°)。从光学单元209投射的图像的区域(图像显示区域300)是横长矩形(参照图7)。

图5所示的表示投影仪装置201的内部构造的一部分的立体图是将投影仪装置201从底面侧倾斜观察的图。图5中，记载了与图2B相同的Z轴。如上述那样，水平面与X-Y面平行，Z轴与铅垂方向平行。来自投影仪装置201的光线向与Z轴垂直的方向(设为X轴方向。)出射。

投影仪装置201是前面投射型的液晶投影仪装置。如图5、图6所示，投影仪装置201在壳体213的内部具备内部具有被垂直点亮配置的高压放电灯的光源单元110、包含用于使高压放电灯点亮的驱动电路的电源单元207、控制单元215、以及光学单元209等部件。光学单元209内置有投射透镜219、聚光透镜(未图示)、透射型的液晶面板67、68、69、以及驱动马达(未图示)，投射透镜219向壳体213的外部突出地配置。

电源单元207将交流电压(例如家庭用AC100～120V的电压)变换为规定的直流电压，向驱动电路以及控制单元215供给。控制单元215具有配置在光学单元209的附近的基板、和安装于该基板的多个电子电气部件。

控制单元215基于从外部输入的图像信号，驱动液晶面板67、68、69以显示彩色图像。此外，控制在光学单元209的内部配置的驱动马达以执行聚焦动作及变焦动作。

从光源单元110出射的光被配置在光学单元209的内部的聚光透镜会聚，透射过配置在光路中途的液晶面板67、68、69。形成于液晶面板67、68、69的图像经由投射透镜219等光学系统被投影到屏幕(未图示)上。光学单元209将从光源单元110放射的光进行调制，形成用于显示的像。

本实施方式中，光学单元209在光路上具有液晶面板67、68、69，但光学单元209的结构不限于这样的例子。要显示的像也可以通过例如具有数字镜器件(digitalmirrordevice)的处理装置形成。

如图6所示，从光源单元110向铅垂方向(Z轴)的上方出射的光被配置在光学单元209的内部的聚光透镜进行准直，并被配置在光路中途的镜60、61、62、64、65按每个颜色进行分支。为了简单，在图6中，省略了聚光透镜以及各种滤光器等光学元件的记载。

镜60及镜62分别是构成为将红色(R)及绿色(G)的光选择性反射的二向色镜。该例的情况下，由镜60选择性反射后的红色光被其他的镜61反射而朝向分光棱镜63。红色光在向分光棱镜63入射之前，穿过透射型的第1液晶面板67，形成红色图像的亮度分布。透射过镜60的光包含绿色及蓝色的成分。该光之中，由镜62选择性反射后的绿色光穿过透射型的第2液晶面板68而形成绿色图像的亮度分布。透射过镜60的蓝色光在被镜64反射后，进一步被其他的镜65反射而朝向分光棱镜63。蓝色光在向分光棱镜63入射之前，穿过透射型的第3液晶面板69，形成蓝色图像的亮度分布。第1液晶面板67、第2液晶面板68以及第3液晶面板69分别是空间光调制元件。

由3个空间光调制元件形成的按每个颜色而不同的图像在分光棱镜63的内部被合成为彩色图像。构成彩色图像的光线经由投射透镜219出射，在屏幕等物体上显示横长矩形的图像。图像的长边方向优选与水平方向一致。

另外，空间光调制元件的典型例是透射型液晶面板、反射型液晶面板、或数字镜器件。空间光调制元件不限于这些例。所使用的空间光调制元件的个数不限于1个。也可以配置用于将从高压放电灯出射的光按每个颜色分割、在分割出的光路上形成按每个颜色而不同的像的空间光调制元件。这样形成的按每个颜色而不同的像被合成而形成彩色图像，能够投射到屏幕或其他物体上。

图7是示意性表示图6所示的光路、在光路上配置的镜60、61、62、64、65、以及分光棱镜63的配置的立体图。图7中，记载了从投影仪装置201发出的光线形成的横长矩形的图像显示区域300。虽然在图7中并不明确，但图像显示区域300被投射到屏幕(未图示)或其他物体上。图像显示区域300被投射透镜219以所希望的倍率扩大。图像显示区域300具有横方向(Y轴方向)上的横尺寸(宽度W)和铅垂方向(Z轴方向)上的纵尺寸(高度H)。横尺寸:纵尺寸(＝W:H)例如能够设计为4:3或16:9等比率(纵横比)。本公开的实施方式的投影仪装置201中，设计光学单元209内的各光学元件的方向，以便能够得到横尺寸(幅W)比纵尺寸(高度H)大的横长矩形的图像。

如上述那样，光学单元209的内部结构不限于该例。要显示的图像也可以由具备数字镜器件的处理装置形成。此外，也可以将旋转的3色的滤色盘配置在光路上，将不同颜色的图像场序(fieldsequential)投射，从而形成彩色图像。将光学单元209构成，以使得利用从一对电极朝向铅垂方向配置的发光管放射的光投射横长矩形的图像。即，优选的是，投射到屏幕等物体上的图像的区域(图像显示区域300)的长边方向与平行于投射透镜219的光轴及一对电极7、9的长度方向的中心轴这双方的平面交叉(更优选的是正交)。

这里，为了进行比较，考虑通过使以往的投影仪装置绕投射透镜的光轴旋转90°而将水平点亮配置的发光管暂时变更为垂直点亮配置的情况。该情况下，被投射的图像的区域成为所谓的纵长矩形。因而，包含投射透镜的光轴、以及发光管的一对电极的长度方向的中心轴这两个轴的平面，不与被投射的图像的区域的长边方向交叉，具有平行的关系。

在图5、图6以及图7所示的例子中，光源单元110配置为，光向铅垂方向(Z轴)的上方行进，但光源单元110的朝向不限于该例。如果实现一对电极朝向铅垂方向的配置，则光源单元110也可以配置为使光向铅垂方向(Z轴)的下方出射。

根据本公开的实施方式，从发光管放射的光在铅垂方向(Z轴)上行进，所以投影仪装置201的铅垂方向尺寸相对地扩大。但是，投影仪装置201的外形不限于参照图5～图7说明的形态、即具有铅垂方向的尺寸相比于其他方向的尺寸具有大尺寸的外形的形态(纵置型)。也可以是具有铅垂方向的尺寸比其他方向的尺寸小的外形的形态，所谓的横置型。此外，通过配置将从发光管放射的光向与X-Y面平行的方向反射的镜，即通过以使电极的长度方向的中心轴与镜的反射面的法线方向所成的角度为约45°的方式配置镜，能够实现横置型。总之，投影仪装置201的外形不限于纵置型、横置型等特定的形状。

<高压放电灯>

高压放电灯也称为高亮度放电灯(HighIntensityDischargeLamp:HID)。高压放电灯包括金属卤化物灯、超高压水银灯等在高压下动作的灯。高压放电灯的发光管内的压力在动作时根据其种类而能够表现出几个气压至超过100气压那样的较高值。本实施方式的高压放电灯1是超高压水银灯，但不限于此，也可以是其他种类的高压放电灯。高压放电灯1的额定功率例如可以是100W至1kW。本实施方式中，额定功率是310W。

如图8所示，高压放电灯1具备发光管3、一对电极7、9、一对金属箔23、25、一对外部引线27、29、触发(trigger)线51。电极7、9、金属箔23、25以及外部引线27、29构成一对电极构造体。

<发光管>

发光管3由石英玻璃等透光性材料形成。发光管3具备内部形成有放电空间5的发光部6、和从发光部6的长度方向上的两侧向相互离开的2个方向延伸的密封部11、13。发光部6的外形例如是大致旋转椭圆体形状。密封部11、13的外形是圆柱状。发光部6的大致旋转椭圆体形状以及密封部11、13的圆柱形状具有共通的中心轴J1。

在放电空间5的内部，封入有作为发光物质的水银、作为启动辅助材发挥功能的由氩、氪、氙等构成的稀有气体、以及为了在放电空间5内实现卤素循环而需要的由碘或溴构成的卤素气体。水银的封入量例如可以是150mg/cm³以上且650mg/cm³以下的范围内。氩的封入量例如可以是在25℃的环境下为0.01MPa以上且1MPa以下的范围内。溴的封入量例如可以是1×10^‐10mol/cm³以上且1×10^-3mol/cm³以下的范围内。溴的封入量优选可以是1×10^-9mol/cm³以上且1×10^-5mol/cm³以下的范围内。

发光管3的密封部11、13的直径例如可以是4.0mm以上且10mm以下。轴J1方向的发光管3的长度例如可以是40mm以上且150mm以下。发光部6例如可以是外径8.0mm以上且40mm以下、最大内径4.0mm以上且20mm以下的大致旋转椭圆体形状。本实施方式中，发光管3的密封部11、13的直径是6.0mm，轴J1方向的发光管3的长度是60mm，发光部6的球体的外径是11.6mm，发光部6的最大内径是5.4mm。

<电极>

电极7、9具有棒状的构造。电极7、9的各自的一方的端部位于发光部6的内部的放电空间5内。电极7、9以在放电空间5内隔着规定的距离(以下称为电极间距离。)L的状态对置配置。该电极间距离L从高压放电灯1的光取出效率提高的观点来看例如能够设定在0.5mm至2.5mm的范围内。电极7、9例如能够由钨形成。

如图9所示，电极7、9具有细长的小径部71、91、大径部72、92、以及顶端73、93。大径部72、92分别位于小径部71、91与顶端73、93之间。电极7、9通过在将线圈卷绕在棒状部件的顶端的状态下将棒状部件的顶端和线圈的一部分熔融而形成。小径部71、91是上述棒状部件中的没有卷绕有线圈的部分。大径部72、92由线圈中的没有熔融的部分和位于其中央部的棒状部件的一部分构成。顶端73、93是与大径部72、92分别连结的被熔融形成为大致半球状的部分。在顶端73、93，分别形成有由灯1的点亮中的卤素循环引起的突起部74、94。在高压放电灯1的点亮中，构成电极7、9的钨从电极7、9的一部分蒸发而成为卤素化合物。该卤素化合物返回到电极7、9的顶端73、93的顶部附近时作为钨进行堆积。结果，形成突起部74、94。该突起部74、94在作为高压放电灯1的制造工序的一部分的老化(aging)工序中形成。电极间距离L由突起部74、94间的距离规定。

电极7、9的顶端73、93是大致半球状，但不限于这样的形状。例如，也可以是大致球状或大致圆锥状。顶端73、93的形成方法不限于通过将棒状部件的顶端和线圈的一部分熔融而形成的方法。例如，也可以利用切削加工为大致半球状、大致球状、或大致圆锥状的部件。

另外，在使垂直点亮配置的高压放电灯1点亮的情况下，位于上方的电极7的温度有变得比位于下方的电极9的温度高的倾向。在像这样温度不同的情况下，各个电极的损耗的状态也不同，因此也会影响到灯的寿命。因此，在将高压放电灯用交流脉冲波形进行驱动的情况下，通过使该驱动波形适当地非对称，能够将各个电极7、8的温度调整为不对灯的寿命带来影响的程度。

<金属箔>

如图8所示，金属箔23、25分别被密封在密封部11、13中。金属箔23、25与电极7、9分别连接。金属箔23、25例如可以由钼等金属形成。金属箔23、25与电极7、9的连接例如可以通过焊接进行。轴J1的方向的金属箔23、25各自的长度例如可以是10mm至50mm的范围内。本实施方式中，该长度是18mm。

<外部引线>

外部引线27、29的一端与金属箔23、25分别连接。外部引线27、29例如可以由钼等金属形成。外部引线27、29的一端与金属箔23、25的连接例如可以通过焊接进行。外部引线27、29的另一端分别被导出到密封部11、13的外部，经由连接件而与图5所示的电源单元207内的驱动电路电连接。

<触发线>

触发线51用于降低高压放电灯1的启动所需要的电压(在本说明书中，称为“启动电压”。)。触发线51例如能够由外径0.1mm以上且2.0mm以下的线状部件形成。触发线51的材料例如可以是铁及铬的合金或钼等具有导电性及耐热性的金属。本实施方式中，触发线51的截面形状是圆形。截面形状也可以是多角形等其他形状。触发线51不需要整体由金属线形成。触发线51的一部分的形状例如也可以是带型板状。本公开中，这样的一部分具有带型板状的部分的部件也称为触发线。

<光源单元>

如图10所示，光源单元110具备高压放电灯1和使从高压放电灯1放射的光反射的凹面反射镜124。

凹面反射镜124配置为，光轴与一对电极7、9的长度方向的中心轴匹配。凹面反射镜124的光轴、一对电极7、9的长度方向的中心轴与铅垂方向之间的角度为20°以下。若该角度超过20°而变大，则形成失透部100的部位偏移到将光线遮挡的区域。另外，与一对电极7、9的长度方向的中心轴的关系不需要在严格的意义上平行。在本说明书中，所谓某个轴与其他轴匹配，定义为两轴形成的角度为30°以下。

光源单元110经由与高压放电灯1的两端的外部引线27、29分别连接的一对供电线125、127、和与供电线125、127的另一端部分别连接的连接件129、131而与电源连接。供电线125、127具备将具有导电性的芯材用绝缘性的覆盖材覆盖的部分(连接件129、131侧的部分)、和与外部引线27、29连接的由镍线等导电线构成的部分。供电线125、127分别经由连接套筒187、189而与外部引线27、29连接。凹面反射镜124具备具有凹面形状的基材182、和在凹面反射镜124的正面侧形成在基材182上的反射面181。凹面反射镜124还在中心具有容纳高压放电灯1的一端的开口132，在侧面的一部分具有使供电线125通过的贯通孔165。

光源单元110还具备保持高压放电灯1的一端的基座133、将凹面反射镜124的背面的一部分覆盖的加强部件134、以及被保持在凹面反射镜124的背面与加强部件134之间的限制部件136。基座133以能够将供电线125连接到外部引线127的方式，具备具有使灯123的一端通过的开口135以及通风用孔140的管状构造。通风用孔140为了通过从将在动作中成为高温的高压放电灯1以及凹面反射镜124的内部空间冷却的冷却用风扇装置送来的风而被设置。通风用孔140也可以为了抑制尘埃等从外部进入到内部而被能够使空气流通的有许多孔的部件(例如金属网)覆盖。

基座133例如能够由滑石(steatite)(MgO·SiO₂)等具有电绝缘性的无机材料形成。基座133也能够由从氧化铝(Al₂O₃)、锆石堇青石(zirconcordierite)(MgO-ZrSiO₄)、碳化硅(SiC)以及氮化硅(Si₃N₄)构成的组中选择出的任意的陶瓷材料形成。

凹面反射镜124具有玻璃制的基材182和在基材182的表面进行涂敷而形成的反射面181。基材182具备具有凹面形状的外周部和用于保持灯123的具有开口132的筒状的内周部。凹面反射镜124的基材182在从背面侧观察时具有接近正方形的形状。将凹面反射镜124从背面侧观察时的一边的长度例如可以是3cm至10cm左右。通过采用这样的形状，能够在有限的空间内效率良好地收容光通量大的光源。

作为反射面181的形状，在凹面反射镜124的包含中心轴的截面中，可以选择短焦点型的椭圆形状或抛物线形状。在将凹透镜与光源单元110组合使用的情况下，还可以选择长焦点型的椭圆形状。反射面181也可以由电介质多层膜的反射层形成。该情况下，可以构成为，将可视光有选择地反射，使紫外线及红外线透射。反射面181的电介质多层膜能够根据利用的放射(电磁波)的波长而适当地设计。

凹面反射镜124例如能够由结晶化玻璃、硅酸铝玻璃(aluminosilicateglass)、或硼硅玻璃形成。凹面反射镜124中的贯通孔165的位置越靠近反射面181的前端，凹面反射镜124的反射效率越提高。因而，本实施方式中的贯通孔165设置得与反射面181的前端较近。

光源单元110的结构不限于上述结构，能够采用多种多样的结构。本公开的光源单元只要具有朝向铅垂方向配置有一对电极的高压放电灯，其结构就不限于特定的结构。

<驱动电路>

接着，参照附图说明本实施方式中的驱动电路的结构以及优选的灯功率的范围。这里，所谓灯功率，是指对高压放电灯的一对电极施加的电压以及流过电极的电流的积的时间平均。图11是表示电源单元207的结构例的框图。图12是表示高压放电灯的功率与电压的关系的一例的曲线图。图13A是用于说明在水平点亮配置中对照度有影响的失透面积的时间变化的图。图13B是用于说明在垂直点亮配置中对照度有影响的失透面积的时间变化的图。图14是表示分别对垂直点亮配置及水平点亮配置测定照度维持率的时间变化得到的结果的图。

本实施方式中的驱动电路设在图5所示的电源单元207内。如图11所示，电源单元207具备将工频交流电压变换为规定的直流电压而输出的DC电源电路301、和将从DC电源电路301输出的直流电压变换为规定的频率的交流电压而向光源单元110供给的驱动电路310。驱动电路310具备DC-DC变换器311、逆变器(inverter)电路312、启动动作电路313和控制电路314。

DC-DC变换器311具备例如降压斩波电路。通过降压斩波电路内的开关动作，将从DC电源电路301输出的直流电压降压为规定的直流电压。该开关动作由控制电路314控制。控制电路314能够由例如微型计算机(微机)实现。

逆变器电路312例如是具有4个开关元件的全桥电路。逆变器电路312将DC-DC变换器311输出的直流电压变换为规定的频率的交流电压(矩形波)。该变换通过由控制电路314将各开关元件的通断状态切换而实现。

启动动作电路313是具有电感器和电容器的谐振电路。启动动作电路313连接于逆变器电路312的2个输出端子和光源单元110中的2个连接件129、131。启动动作电路313在启动时，将从逆变器电路312输出的交流电压放大而向高压放电灯供给。由此，促使高压放电灯的电极间的绝缘破坏。

本实施方式中的驱动电路310，将发光管的内部的水银蒸汽的状态从饱和状态向不饱和状态变化时的灯功率设为P0，驱动高压放电灯以使灯功率成为1.5P0以下的范围。由此，能够抑制在点亮中电极由于热而损耗，因此能够提高灯的寿命。

驱动电路310例如驱动高压放电灯以使灯功率成为P0以上且1.5P0以下。

在图12所示的高压放电灯的功率与电压的关系中，当灯功率低于阈值P0(该例中约240W)则灯电压向减少转变。当灯功率低于阈值P0wo，水银的蒸汽压饱和，水银开始凝集。即，在阈值P0以上水银为不饱和的状态，小于P0成为饱和状态。

通过使一对电极朝向铅垂方向带来的灯寿命的提高效果在使灯功率的范围为上述的P0～1.5P0的范围中尤其变高。关于被设计为在垂直点亮配置下使用的高压放电灯，在将灯功率设定为1.6P0(约380W)而使灯持续点亮的情况下，灯的寿命是水平点亮配置中的同一条件下的寿命的1～1.5倍。相对于此，在将灯功率设定为1.5P0(约360W)而使灯持续点亮的情况下，灯的寿命提高为在水平点亮配置中的同一条件下的寿命的1.5～2倍。进而，在将灯功率设定为1.25P0(约300W)而使灯持续点亮的情况下，灯的寿命提高到在水平点亮配置中的同一条件下的寿命的2倍以上。在将灯功率设定为P0～1.5P0的范围内的其他值的情况下也同样地能够确认寿命提高的效果。

这样，通过将灯功率抑制得比较低，采用垂直点亮配置而得到的效果进一步提高。这是因为，在垂直点亮配置中，灯功率越低，失透扩展到将光取出的有效范围所需的时间越久。参照图13A及图13B，说明在水平点亮配置(图13A)以及垂直点亮配置(图13B)中对照度有影响的失透面积的时间变化。这些图分别示出关于灯功率比较高的情况和比较低的情况的时间变化。纵轴的所谓对照度有影响的失透面积，是指所形成的失透部分之中、波及到将光取出的有效范围内的部分的面积。在水平点亮配置中由于主要在中央部出现失透，因此该失透从初始阶段对照度有影响，并如图13A所示那样逐渐扩大。相对于此，在失透主要出现在端部的垂直点亮配置中，即使失透出现，到其对照度有影响也需要时间，其扩大也比较平缓，因此成为图13B所示那样。但是，在功率比较高的情况下，对照度有影响的失透部分比较早地出现，其增加速度也较大。由此，灯功率低的情况下寿命的改善效果高。

灯功率例如为1.1P0以上且1.4P0以下的范围内，在其他例中，能够设为1.2P0以上且1.3P0以下的范围内。通过这样限制灯功率的上限及下限，能够期待进一步的寿命提高。

参照图14，说明分别对垂直点亮配置以及水平点亮配置测定3个样本(#1，#2，#3)的照度维持率的时间变化而得到的结果。针对垂直点亮配置以及水平点亮配置，3个样本的设计条件分别全部相同。对样本#1、#2以及#3提供的灯功率分别是P0(约240W)、1.25P0(约300W)以及1.6P0(约380W)。凹面反射镜124的从光轴方向观察时的尺寸是68mm见方。在一边进行由DC风扇进行的空气冷却一边在将灯功率设为380W并重复2小时点亮、15分钟熄灭的条件下测定了寿命。这里，寿命用如下时间来定义，该时间是该时间点的照度相对于初始状态下的照度的比例(即照度维持率)达到50％所需的时间。在图14所示的例子中，设为垂直点亮配置的情况下的寿命(约4，000小时)与设为水平点亮配置的情况下的寿命(约3，000小时)相比，提高为约1.3倍。这样，垂直点亮配置下的寿命改善的效果较大。

如上述那样，根据投影仪装置201，能够使发光管3中发生的失透的位置不在发光部6中的光强度相对地变高的区域中。具体而言，失透发生在发光部6中的密封部11、13的附近。从发光管3的放电空间放射的光被直接反射或在凹面反射镜124的内面被反射，并被从凹面反射镜124的开口部出射。此时，发光部6的中心近似地成为发光中心，来自放电空间的放射光除了电极7、9的背后以外向360°的全方位放射。另外，将电极7、9的背后除外是因为电极7、9成为影而将该放射光遮挡。因而，即使失透发生在发光部6中的密封部11、13的附近，也由于密封部11、13的附近位于电极7、9的背后，因此不影响来自凹面反射镜124的出射光。因此，能够抑制照度维持率的降低。根据投影仪装置201的结构，由于一对电极7、9的长度方向的中心轴相对于铅垂方向的倾斜在20°以内，因此能够将失透发生的范围充分抑制在密封部11、13的附近。

Claims

1.一种投影仪装置，具备：

石英玻璃制的发光管，具有发光部和一对密封部，上述发光部的内部至少封入有水银，并且相互面对地配置有一对电极，上述一对密封部从发光部相互向相反方向伸出；

凹面反射镜，内部配置有上述发光管；以及

光学单元，利用从上述凹面反射镜出射的光投射图像，

上述发光管的上述一对电极朝向铅垂方向配置，

从上述光学单元投射的图像的区域是横长矩形。

2.如权利要求1记载的投影仪装置，

上述凹面反射镜配置为，光轴与上述一对电极的长度方向的中心轴匹配。

3.如权利要求1或2记载的投影仪装置，

上述一对电极的长度方向的中心轴与铅垂方向之间的角度为20°以下。

4.如权利要求1或2记载的投影仪装置，

上述光学单元具有：

至少一个空间光调制元件，利用从上述凹面反射镜出射的光形成图像；以及

投射透镜，投射由上述空间光调制元件形成的图像，

所投射的图像的区域的长边方向正交于与上述投射透镜的光轴以及上述一对电极的长度方向的中心轴这双方平行的平面。

5.如权利要求1或2记载的投影仪装置，还具备：

高压放电灯，具有上述发光管；以及

驱动电路，电连接于上述一对电极，驱动上述高压放电灯，

在设上述发光管的内部的水银蒸汽的状态从饱和状态向不饱和状态变化时的上述高压放电灯的灯功率为P0时，上述驱动电路使上述灯功率的范围为1.5P0以下来驱动上述高压放电灯。

6.如权利要求5记载的投影仪装置，

上述驱动电路使上述灯功率的范围为P0以上且1.5P0以下来驱动上述高压放电灯。

7.如权利要求5记载的投影仪装置，

上述驱动电路使上述灯功率的范围为1.1P0以上且1.4P0以下来驱动上述高压放电灯。

8.如权利要求5记载的投影仪装置，

上述驱动电路使上述灯功率的范围为1.2P0以上且1.3P0以下来驱动上述高压放电灯。