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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Lichtquelle und einen Projektor.
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Stand der
Technik
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Ein
Projektor, der einen von einer Lichtquelle aus gesendeten Lichtstrahl
gemäß Bildinformationen moduliert
und ein optisches Bild in einer vergrößerten Art und Weise projiziert,
ist in Zusammenhang mit einem Personal Computer für Präsentationen,
während
Besprechungen, akademischen Konferenzen, Messen oder ähnlichem
weit verbreitet. In den letzten Jahren wurden sie zum Ansehen von
Filmen zu Hause verwendet.
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Eine
Lichtquelle für
den Projektor wird erzielt durch Befestigen eines Reflektors an
einer lichtemittierenden Röhre,
wie beispielsweise einer Halogen-Metalldampflampe, einer Hochdruckquecksilberlampe
oder einer Halogenlampe. Ein elektrischer Anschluss zwischen der
lichtemittierenden Röhre und
einer externen Stromquelle wird durch eine Führungsleitung erzielt, die
mit Basiskappen der Dichtabschnitte, die auf beiden Seiten der lichtemittierenden Röhre angeordnet
sind, verlötet
ist.
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Wie
es in der japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 2003-132702 (siehe 5 und ähnliche) offenbart ist, ragt
eine lichtemittierende Röhre
in einen Reflektor. Bei diesem Dokument wird z. B. eine Konfiguration
eingesetzt, um eine Führungsleitung, die
sich von dem Dichtabschnitt auf dem vorragenden Führungsende
ragt aus dem Reflektor zu führen und
die herausgeführte
Führungsleitung
an dem Reflektor zu befestigen, bei der die Führungsleitung durch ein Loch,
das in dem Reflektor ausgebildet ist, eingeführt wird und durch ein Metallanschlussstück an dem
Lochabschnitt befestigt wird.
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In
einem Fall, in dem eine vordere Glasabdeckung vorgesehen ist, um
zu verhindern, dass sich Bruchstücke
der lichtemittierenden Röhre,
wenn diese platzt, verteilen, wird eine Konfiguration eingesetzt,
bei der die Führungsleitung
zwischen dem Kantenabschnitt der vorderen Glasabdeckung und einem Öffnungskantenabschnitt
des Reflektors eingeklemmt und fest verbunden ist, um eine Führungsleitung,
die sich von dem Dichtabschnitt auf dem vorragenden Ende aus dem
Reflektor zu führen
und die herausgeführte
Führungsleitung
an dem Reflektor zu befestigen.
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Ferner
wurde eine Konfiguration ähnlich
einer Lichtquellenlampeneinheit 10', wie sie im Querschnitt in 6 als
Beispiel dargestellt ist, verwendet, um die Führungsleitung herauszuführen und
zu befestigen. Genauer gesagt, erstreckt sich bei dieser Lichtquellenlampeneinheit 10' eine Führungsleitung 200' von einem Befestiger 216 eines
ersten Dichtabschnitts 112 in Richtung eines Öffnungskantenabschnitts 125 eines
ellipsenförmigen
Reflektors 12 und erstreckt sich weiter in Richtung der
Außenseite des
ellipsenförmigen
Reflektors 12, so dass sie die Umfangskante des Öffnungskantenabschnitts 125 quert.
Die herausgeführte
Führungsleitung 200' erstreckt sich
entlang des Umfangs des ellipsenförmigen Reflektors 12 und
wird befestigt.
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Bei
einer der obigen Konfigurationen wird die Führungsleitung an einem Verbindungsanschluss befestigt,
der mit einer externen Stromquelle z. B. durch Verlöten oder ähnliches
zu verbinden ist, wobei der Verbindungsanschluss nahe dem Reflektor
angeordnet ist.
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Bei
der Konfiguration des obigen Dokuments muss jedoch ein Loch oder ähnliches
in den Reflektor gebohrt werden, wodurch die Menge des reflektierten Lichts
der Lichtquelle durch den dem Loch entsprechenden Bereich vermindert
wird. Dies reduziert die Lichtnutzungseffizienz, woraus ein Verlust
der Beleuchtungsstärke
folgt.
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Im
Fall, in dem der Dichtabschnitt über
die Reflektoröffnung
vorragt, kann die vordere Glasabdeckung abhängig von der Form der lichtemittierenden Röhre oder
dem Reflektor in einigen Fällen
nicht vorgesehen werden. In diesem Fall ist es schwierig die Führungsleitung
am Reflektor zu befestigen. Ist die Führungsleitung nicht zuverlässig am
Reflektor befestigt, besteht die Möglichkeit, dass die Führungsleitung
von dem Lötabschnitt
abfällt,
wenn z. B. die Führungsleitung
mit dem Verbindungsanschluss an eine externe Stromquelle angebunden
wird. Insbesondere wenn an der Führungsleitung
gezogen oder auf diese gedrückt
bzw. diese zusammengeschoben wird, kann eine gewissen Last auf den
Lötabschnitt
der Führungsleitung
am distalen Ende des Dichtabschnitts aufgebracht werden, wodurch
sich die Führungsleitung
von dem Lötabschnitt
so oft löst
wie sie es nicht tut. Zusätzlich
besteht die Möglichkeit,
dass die lichtemittierende Röhre
durch die aufgebrachte Last bricht oder beschädigt wird, was zu einer Verminderung
der Einbaueigenschaften und der Zuverlässigkeit der Lichtquelle führt. D.
h. es bestand eine Notwendigkeit einen Mechanismus zu realisieren, um
die Führungsleitung
selbst in Fällen,
in denen keine vordere Glasabdeckung oder ähnliches verwendet werden,
zuverlässig
zu befestigen.
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Bei
der Verdrahtung der Führungsleitung 200' der Lichtquellenlampeneinheit 10', wie sie in 6 dargestellt
ist, ist die Führungsleitung 200' nicht an dem
ellipsenförmigen
Reflektor 12 befestigt. Folglich neigt die Führungsleitung 200' dazu sich am Öffnungskantenabschnitt 125 des
ellipsenförmigen Reflektors 12 zu
versetzen oder sie neigt dazu von dem Öffnungskantenabschnitt 125 abzurutschen, was
es schwierig gestaltet die Verdrahtungsarbeit beim Befestigen der
Führungsleitung 200' an einem Anschlussblock
durchzuführen.
Ferner kann während
der Verdrahtungsarbeit, wenn an der Führungsleitung 200' gezogen oder
im Gegensatz gedrückt oder
diese komprimiert wird, eine gewisse Last auf den Lötpunkt an
einem Befestiger 116 des distalen Endes des ersten Dichtabschnitts 112 aufgebracht werden,
wodurch die Führungsleitung 200' vom Befestiger 116 rutschen
kann oder die Lichtquellenlampe 11 brechen oder beschädigt werden
kann.
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Eine
andere Lichtquelle ist aus der
US 597570 bekannt.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Ein
Aspekt der vorliegenden Erfindung ermöglicht es eine Lichtquelle
bereitzustellen, die in der Lage ist eine Führungsleitung, ohne Verminderung der
Lichtnutzungseffizienz, zuverlässig
zu befestigen und einen Projektor bereitzustellen, der mit einer
solchen Lichtquelle versehen ist.
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Eine
beispielhafte Lichtquelle gemäß einem Aspekt
der vorliegenden Erfindung kann umfassen: eine lichtemittierende
Röhre,
umfassend einen lichtemittierenden Abschnitt, der über Elektroden
einen Lichtstrahl emittiert und zwei Dichtabschnitte, die auf beiden
Seiten des lichtemittierenden Abschnitts vorgesehen sind sowie Führungsleitungen
zur elektrischen Verbindung der Elektroden mit einer externen Stromquelle,
wobei sich die Führungsleitungen
entsprechend von den distalen Enden der Dichtabschnitte erstrecken;
und einen Reflektor mit einer konkaven Reflektionsfläche, die
den von der lichtemittierenden Röhre
emittierten Lichtstrahl, nachdem er in einer vorbestimmten Richtung
ausgerichtet wurde, durch seine Öffnung
ausstrahlt. Die lichtemittierende Röhre ist derart vorgesehen,
dass einer der zwei Dichtabschnitte in Richtung der den Lichtstrahl auswerfenden
Vorderseite des Reflektors vorragt. Die Führungsleitung, die sich von
einem der Dichtabschnitte erstreckt, erstreckt sich nach oben zum Öffnungskantenabschnitt
des Reflektors. Die Führungsleitung
weist einen umgebogenen Abschnitt auf, in dem die Führungsleitung,
die sich nach oben zum Öffnungskantenabschnitt
des Reflektors erstreckt, gemäß der Form
des Öffnungskantenabschnitts
gebogen ist, um so den Öffnungskantenabschnitt
in dessen Dickenrichtung einzuklemmen.
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Gemäß der beispielhaften
Lichtquelle weist die Führungsleitung,
die sich von einem der Dichtabschnitte, der in Richtung der den
Lichtstrahl auswerfenden Vorderseite des Reflektors vorragt nach
oben zum Öffnungskantenabschnitt
des Reflektors erstreckt den umgebogenen Abschnitt auf, in dem die Führungsleitung
sequentiell entlang der Form des Öffnungskantenabschnitts gebogen
ist. Durch diese Konfiguration wird der Öffnungskantenabschnitt durch
den umgebogenen Abschnitt eingeklemmt, um es zu gestatten die Führungsleitung
leicht und zuverlässig
am Reflektor zu befestigen. Als Folge kann eine befriedigende Befestigungsstärke zwischen
der Führungsleitung
und dem Reflektor erzielt werden, so dass die Führungsleitung eine externe
Kraft aufnehmen kann, wenn, während
der Verdrahtungsarbeit, bei der die Führungsleitungen verlegt werden, an
der Führungsleitung
gezogen oder im Gegensatz auf diese gedrückt oder diese komprimiert
wird oder wenn die Führungsleitung
einen Stoß erfährt, wodurch
verhindert wird, dass die Führungsleitung
abrutscht oder vom distalen Ende des Dichtabschnitt versetzt wird.
Dies verhindert, dass die lichtemittierende Röhre bricht oder beschädigt wird,
selbst wenn die Last, die durch eine externe Kraft verursacht wird auf
den Lötpunkt
am distalen Ende des Dichtabschnitts aufgebracht wird. Daher ist
es möglich
die Lichtquelle einfach in Vorrichtungen, wie beispielsweise einen
Projektor zu integrieren und dessen Zuverlässigkeit zu erhöhen.
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Ferner
muss kein Loch oder ähnliches
zum Befestigen der Führungsleitung
in dem Reflektor ausgebildet werden, wodurch eine Verminderung der Lichtnutzungseffizienz
verhindert wird.
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Bei
der beispielhaften Lichtquelle ist es bevorzugt, dass der umgebogene
Abschnitt umfasst: einen ersten Biegungsabschnitt, in dem die Führungsleitung,
die sich von einem der Dichtabschnitte in Richtung der Innenumfangsfläche des Öffnungskantenabschnitts
erstreckt zur Kantenseite des Öffnungskantenabschnitts
des Reflektors entlang der Innenumfangsfläche des Öffnungskantenabschnitts gebogen
ist; einen zweiten Biegungsabschnitt, in dem die Führungsleitung
die im ersten Biegungsabschnitt gebogen ist wieder entlang der Endfläche des Öffnungskantenabschnitts
gebogen ist; und einen dritten Biegungsabschnitt, in dem die Führungsleitung
die im zweiten Biegungsabschnitt gebogen ist wiederum entlang der
Außenumfangsfläche des
Reflektors gebogen ist.
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Gemäß der beispielhaften
Lichtquelle ist die Führungsleitung
so umgebogen, dass sie den Öffnungskantenabschnitt
des Reflektors in dessen Dickenrichtung einklemmt, so dass eine
Federkraft des umgebogenen Abschnitts sowohl auf die Innenumfangsfläche als
auch die Außenumfangsfläche des Reflektors
wirkt. Durch diese Konfiguration kann die Führungsleitung zuverlässiger am
Reflektor befestigt werden. Ferner werden die Federkräfte des
ersten, zweiten und dritten Biegungsabschnitts kombiniert, um als
Widerstand für
einander zu agieren, was zur zuverlässigen Befestigung zwischen
der Führungsleitung
und dem Reflektor beiträgt.
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Bei
der beispielhaften Lichtquelle ist es bevorzugt, dass der Reflektor
ein ellipsenförmiger
Reflektor mit einer rotationselliptischen Reflektionsfläche ist.
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Ferner
kann die Lichtquelle einen Nebenreflektionsspiegel umfassen, der
eine Reflektionsfläche aufweist,
die gegenüber der
Reflektionsfläche
des ellipsenförmigen
Reflektors angeordnet ist. Die Reflektionsfläche des Nebenreflektionsspiegels
kann den Lichtstrahl, der durch die lichtemittierende Röhre in Richtung
des ellipsenförmgen
Reflektors ausgeworfen wird, reflektieren.
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Gemäß der beispielhaften
Lichtquelle wird der Lichtstrahl, der durch den lichtemittierenden
Abschnitt ausgeworfen wird und zur gegenüberliegenden Seite der Reflektionsfläche des
ellipsenförmigen Reflektors
geführt
wird durch den Nebenreflektionsspiegel in einer Richtung zum ellipsenförmigen Reflektor
reflektiert. Als Folgen können
im Wesentlichen alle Lichtstrahlen, die durch den lichtemittierenden Abschnitt
ausgegeben werden, durch den ellipsenförmigen Reflektor auf die zweite
Fokuslage konvergiert werden, die auf der den Lichtstrahl ausgebenden
Vorderseite angeordnet ist, wodurch die Lichtnutzungseffizient signifikant
erhöht
wird.
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Durch
Bereitstellen des Nebenreflektionsspiegels ist es ferner möglich den Öffnungsdurchmesser
und die Dimension in Richtung der optischen Achse des ellipsenförmigen Reflektors
zu reduzieren, wodurch eine Miniaturisierung der Lichtquelle realisiert
wird.
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Da
der Dichtabschnitt über
die Öffnung
des ellipsenförmigen
Reflektors vorragt, ist es schwierig die vordere Glasabdeckung oder ähnliches
vorzusehen, um die Öffnung
des Reflektors abzudecken und es ist daher schwierig die Führungsleitung über ein Einbringen
der Führungsleitung
zwischen den Kantenabschnitt der vorderen Glasabdeckung und dem Kantenabschnitt
des Reflektors zu befestigen. Bei der beispielhaften Lichtquelle
ist die Führungsleitung jedoch
zuverlässig
durch den umgebogenen Abschnitt, wie es oben beschrieben wurde,
am Reflektor befestigt. Somit kann die beispielhafte Lichtquelle
für die
Lichtquelle mit dem ellipsenförmigen
Reflektor und dem Nebenreflektionsspiegel und bei der der Dichtabschnitt
der lichtemittierenden Röhre über die Öffnung des
Reflektors vorragt sehr nützlich
sein.
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Bei
der beispielhaften Lichtquelle ist es bevorzugt, dass die Führungsleitung
umfassend den umgebogenen Abschnitt in einer Ebene umfassend die
Mittelachse des Lichtstrahls, der durch den Reflektor ausgegeben
wird, angeordnet ist.
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Gemäß der beispielhaften
Lichtquelle ist die Dimension, in der die Führungsleitung den Lichtweg des
Lichtstrahls, der durch den Reflektor ausgegeben wird, quert im
Bereich zwischen einem der Dichtabschnitte und dem Öffnungskantenabschnitt
des Reflektors klein, so dass die durch die Führungsleitung abgeschirmte
Lichtmenge reduziert werden kann, was zu einer Erhöhung der
Lichtnutzungseffizienz beiträgt.
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Im Übrigen ist
es bevorzugt, dass sich die Führungsleitung
von der Umgebung des lichtemittierenden Abschnitts gemäß der Radiusposition
des Kreises erstreckt, wenn die Öffnung
des Reflektors ein Kreis ist. Dadurch kann die Dimension, in der
die Führungsleitung
den Lichtweg des Lichtstrahls, der durch den Reflektor ausgegeben
wird, quert am kürzesten
gestaltet werden, so dass die durch die Führungsleitung abgeschirmte
Lichtmenge weiter reduziert werden kann.
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Bei
der beispielhaften Lichtquelle ist es bevorzugt, dass die Führungsleitung
umfassend den umgebogenen Abschnitt ferner einen vierten Biegungsabschnitt
umfasst, in dem die Führungsleitung, die
sich von einem der Dichtabschnitte im Wesentlichen entlang der Mittelachse
des Lichtstrahls, der durch den Reflektor ausgeworfen wird, nahe
zum lichtemittierenden Abschnitt erstreckt in der Umgebung des lichtemittierenden
Abschnitts zum Öffnungsendabschnitt
gebogen ist.
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Gemäß der beispielhaften
Lichtquelle schirmt die Führungsleitung
nahezu kein Licht in dem Abschnitt ab, in dem sich die Führungsleitung
entlang der Mittelachse des Lichtstrahls, der durch den Reflektor
ausgeworfen wird, erstreckt. Ferner ist die Dimension, in der die
Führungsleitung
den Lichtweg des Lichtstrahls der durch den Reflektor ausgeworfen
wird, quert in dem Bereich zwischen der Umgebung des lichtemittierenden
Abschnitts und dem Öffnungskantenabschnitt
des Reflektors klein, so dass die durch die Führungsleitung abgeschirmte
Lichtmenge soweit wie möglich
reduziert werden kann. Dies trägt
zu einer Erhöhung
der Lichtnutzungseffizienz bei.
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Ferner
ist der vierte Biegungsabschnitt in der Umgebung des lichtemittierenden
Abschnitts ausgebildet, wenn der ellipsenförmige Reflektor, der die Lichtstrahlen
auf die zweite Fokuslage der Ellipse konvergiert, der auf der den
Lichtstrahl auswerfenden Vorderseite relativ zur Öffnung des
Reflektors angeordnet ist verwendet wird, so dass es möglich ist die
Führungsleitung
so zu verdrahten, dass die Führungsleitung
den Lichtstrahl an Positionen entfernt von der zweiten Fokuslage
quert. D. h. durch Ausbilden des vierten Biegungsabschnitts in der
Umgebung des lichtemittierenden Abschnitts ist es möglich das
Verhältnis
des Bereichs der Führungsleitung,
die das konvergierte Licht quert, zu dem Bereich des Querschnitts
des konvergierten Lichts orthogonal zur Ausstrahlrichtung zu reduzieren.
Die ist dadurch begründet,
dass der vom Reflektor ausgeworfene Lichtstrahl in Richtung der
zweiten Fokusstelle der Ellipse konvergiert wird, so dass der Querschnittsbereich davon
orthogonal zur Auswerfrichtung des Lichtstrahls vermindert ist.
Diese Ausgestaltung kann zu einer Erhöhung der Lichtnutzungseffizienz
beitragen.
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Ein
beispielhafter Projektor gemäß einem anderen
Aspekt der vorliegenden Erfindung kann den Lichtstrahl, der durch
eine Lichtquelle ausgeworfen wird, gemäß Bildinformationen modulieren,
um ein optisches Bild zu formen und das optische Bild in einer vergrößerten Art
und Weise zu projizieren, wobei der Projektor die zuvor erwähnte Lichtquelle
umfasst.
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Gemäß dem beispielhaften
Projektor kann ein Projektor die gleichen Effekte und Vorteile wie
die der Lichtquelle erzielen, da die Lichtquelle die zuvor erwähnten Effekte
und Vorteile aufweist. D. h. die Lichtquelle ist ausgezeichnet in
ihrer Lichtnutzungseffizienz, so dass der Projektor ein helleres
und klareres Projektionsbild erzeugen kann. Ferner ist die Führungsleitung,
die eine elektrische Verbindung zwischen dem lichtemittierenden
Abschnitt und einer externen Stromquelle bildet, zuverlässig befestigt, wodurch
die Lichtquelle leicht in den Projektor zu integrieren ist und dadurch
die Produktzuverlässigkeit zunimmt.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine Draufsicht, die schematisch ein optisches System eines Projektors
gemäß einer beispielhaften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist
eine perspektivische Ansicht, die eine Lichtquellenlampeneinheit
gemäß der vorgenannten
beispielhaften Ausführungsform
zeigt;
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3 ist
eine Querschnittsansicht der Lichtquellenlampeneinheit gemäß der zuvor
erwähnten beispielhaften
Ausführungsform;
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4 ist
ein Querschnitt der Lichtquellenlampeneinheit und stellt den Weg
eines Lichtstrahls dar, der durch einen lichtemittierenden Abschnitt
gemäß der vorgenannten
beispielhaften Ausführungsform
ausgeworfen wird;
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5 ist
ein Teilquerschnitt der Lichtquellenlampeneinheit gemäß der beispielhaften
Ausführungsform;
und
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6 ist
ein Teilquerschnitt einer Lichtquellenlampeneinheit des Standes
der Technik.
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Genauer Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Eine
beispielhafte Ausführungsform
gemäß den Aspekten
der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf
die begleitenden Zeichnungen erläutert.
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1 ist
eine schematische Ansicht, die ein optisches System eines Projektors 1 gemäß einer beispielhaften
Ausführungsform
zeigt. Der Projektor 1 ist eine optische Vorrichtung, die
durch Modulieren eines Lichtstrahls, der durch eine Lichtquelle
ausgeworfen wird, gemäß Bildinformationen
und Projizieren des optischen Bilds auf einen Schirm ein optisches
Bild in einer vergrößerten Art
und Weise erzeugen kann. Der Projektor 1 kann eine Lichtquellenlampeneinheit 10 umfassen,
die als eine Lichtquelle dient, eine Integrierbeleuchtungsoptik
(integrator illumination optical system) 20, eine Farbtrennungsoptik 30,
eine Relayoptik 35, eine optische Einrichtung 40 und
eine Projektionsoptik 40. Die optischen Elemente der Optiken 20-35 können innerhalb
eines Gehäuses
für optische
Komponenten 2 aufgenommen sein, wobei ihre Positionen eingestellt
sind und eine vorbestimmte optische Beleuchtungsachse A festgelegt ist.
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Die
Lichtquellenlampeneinheit 10 kann den Lichtstrahl auswerfen,
der durch die Lichtquellenlampe 11 nach dem Ausrichten
in eine vorbestimmte Richtung emittiert wird, um die optische Einrichtung 40 zu
beleuchten und umfasst eine Lichtquellenlampe 11, einen
ellipsenförmigen
Reflektor 12, einen Nebenreflektionsspiegel 13 und
eine parallelisierende konkave Linse 14, deren Details
weiter unten beschrieben werden.
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Der
durch die Lichtquellenlampe 11 emittierte Lichtstrahl wird
als konvergentes Licht ausgeworfen nachdem die Auswerfrichtung davon
durch den ellipsenförmigen
Reflektor 12 in Richtung der Vorderseite der optischen
Einrichtung ausgerichtet wurde und er wird durch die parallelisierende
konkave Linse 14 gesammelt, um zu der Integrierbeleuchtungsoptik 20 ausgeworfen
zu werden. Die Mittelachse des Lichtstrahls, der durch den ellipsenförmigen Reflektor 12 ausgeworfen
wird, fällt
mit der optischen Beleuchtungsachse A zusammen.
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Die
Integrierbeleuchtungsoptik 20 kann den Lichtstrahl, der
durch die Lichtquellenlampeneinheit 10 ausgeworfen wird,
in mehrere Nebenstrahlen aufteilen, um die Beleuchtung eines Beleuchtungsbereichs
in der Ebene auszugleichen. Das System 20 kann eine ersten
Linsenanordnung 21, eine zweite Linsenanordnung 22,
eine PBS-Anordnung 23, einen Kondensor 24 und
einen Reflektionsspiegel 25 umfassen.
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Die
erste Linsenanordnung 21 fungiert als ein optisches Element
zum Trennen der Lichtstrahlen, der die Lichtstrahlen, die durch
die Lichtquellenlampe 11 ausgeworfen werden in mehrere
Nebenstrahlen trennt und sie weist mehrere kleine Linsen auf, die
in einer Matrix in einer Ebene orthogonal zur optischen Beleuchtungsachse
A angeordnet sind, wobei die Profile der entsprechenden kleinen
Linsen jeweils ungefähr
gleich dem Profil der Bild formenden Bereiche der Flüssigkristalfelder 42R, 42G, 42B der optischen
Einrichtung 40 (unten beschrieben) angeordnet sind.
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Die
zweite Linsenanordnung 22 ist ein optisches Element zum
Verdichten der mehreren Nebenstrahlen, die durch die obige erste
Linsenanordnung 21 getrennt wurden und sie weist mehrere
kleine Linsen auf, die in einer Matrix in einer Ebene orthogonal zur
optischen Beleuchtungsachse A, wie die erste Linsenanordnung 21 angeordnet
sind, wobei jedoch das Profil der entsprechend kleinen Linsen jeweils nicht
dem Profil der Bild formenden Bereiche der Flüssigkristallfelder 42R, 42G, 42B entsprechen muss,
da die zweite Linsenanordnung 22 zum Verdichten des Lichtes
dient.
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Die
PBS-Anordndung 23 ist ein die Polarisation wandelndes Element,
das Polarisierrichtungen der entsprechenden Nebenstrahlen, die durch
die erste Linsenanordnung 21 getrennt wurden, in ein linear
polarisiertes Licht mit einer vorbestimmten Richtung umwandeln kann.
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Obwohl
es nicht dargestellt ist, weist die PBS-Anordnung 23 eine
abwechselnde Anordnung einer Polarisationstrennfolie und eines Reflektionsspiegels
auf, die beide relativ zur optischen Beleuchtungsachse A geneigt
sind. Die Polarisationstrennfolie überträgt entweder P-polarisierte
Lichtstrahlen oder S-polarisierte Lichtstrahlen, die in den entsprechenden
Nebenstrahlen enthalten sind, wohingegen der anders polarisierte
Lichtstrahl reflektiert wird. Die reflektierten polarisierten Lichtstrahlen
werden durch den Reflektionsspiegel reflektiert, um in einer Richtung
ausgeworfen zu werden, in der der übertragene polarisierte Lichtstrahl
ausgeworfen wird, d. h. in einer Richtung entlang der optischen
Beleuchtungsachse A. Einer der ausgeworfenen P-polarisierten Lichtstrahlen und der
S-polarisierten Lichtstrahlen wird durch eine Phasenplatte, die
auf der den Lichtstrahl auswerfenden Seite der PBS-Anordnung 23 vorgesehen
ist, umgewandelt, so dass die Polarisationsrichtungen aller polarisierter
Lichtstrahlen ausgerichtet sind. Durch die Verwendung einer solchen PBS-Anordnung 23 kann
der Lichtstrahl, der durch die Lichtquellenlampe 11 ausgeworfen
wird als der polarisierte Lichtstrahl in einer vorbestimmten Richtung
ausgerichtet werden, so dass das Nutzungsverhältnis des in der optischen
Einrichtung 40 genutzten Lichts erhöht werden kann.
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Die
Sammellinse 24 kann die mehreren Nebenstrahlen nach dem
Durchgang durch die ersten Linsenanordnung 21, die zweite
Linsenanordnung 22 und die PBS-Anordnung 23 sammeln,
um den gesammelten Lichtstrahl auf den Bild formenden Bereichen
der Flüssigkristallfelder 42R, 42G, 42B zu überlagern.
Obwohl die Sammellinse 24 bei der beispielhaften Ausführungsform
eine sphärische
Linse ist, können
alternativ auch ein lichtstrahlübertragender Bereich
davon mit einer flachen Lichteinfallseite und einer sphärischen
Lichtaustrittsseite und eine sphärische
Linse mit einer hyperbolloiden Lichtaustrittsseite verwendet werden.
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Der
durch die Sammellinse 24 ausgeworfene Lichtstrahl wird
durch den Reflektionsspiegel 25 umgelenkt und zu der Farbtrennoptik 30 ausgestrahlt.
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Die
Farbtrennoptik 30 kann zwei dichromatische Spiegel 31 und 32 und
einen Reflektionsspiegel 33 aufweisen, wobei die dichromischen
Spiegel 31, 32 die mehreren Nebenstrahlen, die
durch die Integrierbeleuchtungsoptik 20 ausgeworfen werden,
in drei Lichtfarben aus rot (R), grün (G) und blau (B) getrennt
werden.
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Die
dichromatischen Spiegel 31, 32 sind optische Elemente,
die jeweils eine Basis haben, auf der eine Wellenauswahlfolie ausgebildet
ist, die einen Lichtstrahl einer vorbestimmten Wellenlänge reflektiert
und ein Lichtstrahl einer anderen Wellenlänge überträgt. Der dichromatische Spiegel 31,
der auf der im optischen Weg stromaufwärtigen Seite angeordnet ist,
ist ein Spiegel, der das rote Licht überträgt und die anderen Lichtfarben
reflektiert. Der dichromatische Spiegel 32, der auf der
stromabwärtigen Seite
des optischen Wegs angeordnet ist, ist ein Spiegel, der das grüne Licht
reflektiert und das blaue Licht überträgt.
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Die
Relayoptik 35 kann eine Linse 36 auf der Einfallseite,
eine Relaylinse 38 und Reflektionsspiegel 37, 39 umfassen
und das blaue Licht, um das durch den dichromatischen Spiegel 32 der
Farbtrennoptik 30 übertragen
wurde zur optischen Einrichtung 40 führen. Im Übrigen wird die Relayoptik 35 für den optischen
Weg des blauen Licht verwendet, um eine Verschlechterung der Lichtnutzungseffizienz aufgrund
der Lichtverteilung und ähnlichem,
verursacht durch die längere
Länge des
optischen Weg des blauen Lichts als dem optischen Weg der anderen
Lichtfarben, zu vermeiden. Obwohl aufgrund des längeren optischen Weg des blauen
Lichts eine solche Anordnung bei der beispielhaften Ausführungsform
verwendet wird, kann eine Konfiguration eingesetzt werden, bei der
der optische Weg des roten Lichts verlängert wird und die Relayoptik 35 wird
für den
optischen Weg des roten Lichts verwendet.
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Das
durch den oben beschriebenen dichromatischen Spiegel 31 getrennte
rote Licht wird durch den Reflektionsspiegel 33 umgelenkt
und nachfolgend durch eine Feldlinse 41 zur optischen Einrichtung 40 geführt. Das
durch den dichromatischen Spiegel 32 getrennte grüne Licht
wird direkt durch die Feldlinse 41. in die optische Einrichtung 40 geführt, durch
die Linsen 36, 38 und die Reflektionsspiegel 37, 39 der
Relayoptik 35 gesammelt und umgelenkt, um über die
Feldlinse 41 der optischen Einrichtung 40 zugeführt zu werden.
Im Übrigen
sind die Feldlinsen 41 auf der stromaufwärtigen Seite
des optischen Wegs der entsprechenden Lichtfarben der optischen Einrichtung 40 vorgesehen,
um die entsprechenden Nebenstrahlen, die durch die zweite Linsenanordnung 22 ausgegeben
werden, in Lichtstrahle parallel zur optischen Beleuchtungsachse
A umzuwandeln.
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Die
optische Einrichtung 40 kann durch Modulieren der einfallenden
Lichtstrahlen gemäß Bildinformationen
ein Farbbild formen. Die optische Einrichtung 40 kann Flüssigkristallfelder 42 (42R, 42G, 42B)
umfassen, die als ein optischer Modulator, der zu beleuchten ist,
fungieren und ein dichromatisches Querprisma 43, das als
ein farbkombinierendes optisches System dient, umfassen. Zusätzlich sind
entsprechend Polarisationsplatten 44 auf der Einfallseite zwischen
den Feldlinsen 41 und den Flüssigkristallfeldern 42R, 42g, 42B angeordnet
und obwohl es in den Figuren nicht dargestellt ist, sind Polarisationsplatten
auf der Einfallseite entsprechend zwischen den Flüssigkristallfeldern 42R, 42G, 42B und
den dichromatischen Querprismen 43 angeordnet, um die entsprechenden
einfallenden Lichtfarben durch die Polarisationsplatten 44 auf
der Einfallseite, die Flüssigkristallfelder 42r, 42G, 42B und
die Polarisationsplatten auf der Austrittsseite zu modulieren.
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Die
Flüssigkristallfelder 42R, 42G, 42B weisen
jeweils zwei lichtdurchlässige
Glasträger
mit Flüssigkristallen
als elektrooptisches Material, die dazwischen eingeschlossen sind
auf, um die Polarisationsrichtung der polarisierten Lichtstrahlen,
die jeweils durch die Polarisationsplatte 44 auf der Einfallseite
ausgeworfen werden gemäß den gegebenen Bildsignalen
zu modulieren und zwar durch Verwendung z. B. eines Polysilikon-TFT
als Schaltelement. Jeder Bildformbereich der Flüssigkristallfelder 42R, 42G, 42B weist
zur Modulation eine rechteckige Form mit einer Diagonallänge von
z. B. 0,7 inch auf.
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Das
dichromatische Querprisma 43 ist ein optisches Element,
das das optische Bild, das durch die Polarisationsplatten auf der
Auswurfseite ausgeworfen wird und für jede Lichtfarbe moduliert
ist, um ein Farbbild zu formen, kombinieren kann. Dieses dichromatische
Querprisma 43 kann vier rechtwinklige Prismen umfassen,
die in einem ungefähr
planar gesehenen Quadrat miteinander verbunden sind. Dielektrische
mehrlagige Folien können
auf den im Wesentlichen X-förmigen
Grenzen ausgebildet sein, an denen die vier rechtwinkligen Prismen
miteinander verbunden sind. Eine der X-förmigen dielektrischen mehrlagigen
Folien reflektiert das rote Licht und die andere reflektiert das
blaue Licht, wobei das rote Licht und das blaue Licht durch die
dielektrischen mehrlagigen Folien umgelenkt und zur Fortschrittsrichtung
des grünen
Lichts ausgerichtet werden, so dass die drei Lichtfarben kombiniert
werden.
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Das
durch das dichromatische Querprisma 43 ausgeworfene Farbbild
wird durch die Projektionsoptik 50 in einer vergrößerten Art
und Weise projiziert, um auf einem (nicht dargestellten) Schirm
ein großformatiges
Bild auszubilden.
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2 ist
eine perspektivische Ansicht, die eine Lichtquellenlampeneinheit 10 von
schräg
hinten zeigt.
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Die
Lichtquellenlampeneinheit 10 umfasst die zuvor erwähnte Lichtquellenlampe 11,
den ellipsenförmigen
Reflektor 12, den Nebenreflektionsspiegel 13 und
die parallelisierende konkave Linse 14. Die Lichtquellenlampeneinheit 10 umfasst
ferner einen Halter 16, der die parallelisierende konkave
Linse 14 hält
sowie ein Lampengehäuse 15.
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Die
Lichtquellenlampe 11 als eine lichtemittierende Röhre weist
eine Quarzglasröhre
auf, dessen Mittelabschnitt sphärisch
gewölbt
ist, wobei der Mittelabschnitt ein lichtemittierender Abschnitt 111 ist und
die sich von beiden Seiten des lichtemittierenden Abschnitts 111 erstreckenden
Abschnitte zwei Dichtabschnitte 112 (erster Dichtabschnitt)
und 113 (zweiter Dichtabschnitt) sind. Bei der beispielhaften
Ausführungsform
ist einer der Dichtabschnitte ein erster Dichtabschnitt 112,
wohingegen der andere ein zweiter Dichtabschnitt 113 ist.
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Bei
der beispielhaften Ausführungsform
wird eine Halogenmetalldampflampe wird als Lichtquellenlampe 11 verwendet.
Alternativ können
jedoch verschiedenartige Lampentypen, wie beispielsweise entladungsartige lichtemittierende
Röhren
umfassend Hochdruckquecksilberlampen, Superhochdruckquecksilberlampen,
Xenonlampen; in denen die Ausgabelichtemission zwischen einem Paar
von Elektroden erfolgt sowie Halogenlampen als Lichtquellenlampe 11 verwendet
werden.
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3 ist
eine Querschnittsansicht von der Lichtquellenlampeneinheit 10.
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Zwei
Wolframelektroden 114, die in einem vorbestimmten Abstand
voneinander beabstandet sind, Quecksilber, Edelgas und eine geringe
Menge eines Halogens sind in dem lichtemittierenden Abschnitt 111 eingeschlossen.
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Metallfolien 115 aus
Molybden sind in die Dichtabschnitte 112, 113 eingebracht,
wobei die Metallfolien 115 elektrisch mit den Elektroden 114 in dem
lichtemittierenden Abschnitt 111 verbunden sind. Die Metallfolien 115 sind
elektrisch mit einer Führungsleitung 118 als
eine Elektrodenausgangsleitung verbunden, wobei sich die Führungsleitung 118 von
den Dichtabschnitten 112, 113 zur Außenseite der
Lichtquellenlampe 11 erstreckt. Die Führungsleitung 118,
die sich vom distalen Ende des ersten Dichtabschnitts 112 erstreckt,
ist über
einen Befestiger 116 elektrisch mit einer Führungsleitung 200 verbunden.
Die Führungsleitung 118,
die sich vom distalen Ende des zweiten Dichtabschnitts 118 erstreckt, ist über eine
Basiskappe 117, die so vorgesehen ist, dass sie das distale
Ende des zweite Dichtabschnitts 113 bedeckt und mit einer
Führungsleitung 210 verbunden
ist, herausgeführt.
Die Führungsleitungen 200, 210 sind
entsprechend mit dem Befestiger 116 und der Basiskappe 117 durch
Verlöten
oder durch eine Druckverbindung verbunden. Wird eine vorbestimmte
Spannung über
die Führungsleitungen 200, 210 von
einer externen Stromquelle aufgebracht wird eine Bogenentladung
zwischen dem Elektrodenpaar 214 erzeugt und der lichtemittierende
Abschnitt 111 emittiert einen Lichtstrahl.
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Es
ist möglich
ein lineares Element aus Metall, wie beispielsweise Nickel oder
Gold oder einer Legierung dieser Materialien mit einer Festigkeit
entsprechend der z. B. eines Drahtes, die es ermöglicht die Form des umgebogenen
Abschnitt aufrechtzuerhalten als Führungsleitungen 200, 210 zu
verwenden. Die Basiskappe 117 ist ein Element zum Schützen des
zweiten Dichtabschnitts 113. Die Basiskappe 117 kann
weggelassen werden, wenn keine Notwendigkeit besteht sie zu verwenden.
Die Führungsleitung 118,
die vom distalen Ende des zweiten Dichtabschnitts 113 herauszuführen ist,
kann verlängert
sein, so dass sie als Führungsleitung 210 verwendet
werden kann. Als Befestier 116 kann eine ringförmige Hülse oder
ein Druckverbindungsanschluss eingesetzt werden.
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Eine
Heizleitung 119 ist um den zweiten Dichtabschnitt 113 in
der Umgebung des lichtemittierenden Abschnitts 111 gewickelt.
Die Heizleitung 119 gestattet es Strom durch sie zu strömen, um
eine elektrische Entladung zwischen den Elektroden 114 beim
Starten des Projektors 1 zu induzieren. Der Endabschnitt
des Heizdrahts 119 ist mit dem Befestiger 116 am
distalen Ende des ersten Dichtabschnitts 112 verlötet. Der
vorheizende Effekt des Heizdrahtes 119 auf dem lichtemittierenden
Abschnitt 111 gestattet es den Halogenzyklus zu einem frühen Zeitpunkt
zu starten, wodurch die Lichtquellenlampe 11 schnell erleuchtet.
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Der
ellipsenförmige
Reflektor 12 ist ein integrales Gussteil, das aus Quarzglas,
Saphirglas, Kristallfluorcalcium, YAG (Yttrium Aluminium Garnet, Y3A15012)
und ähnlichem
besteht, umfassend einen Halsabschnitt 121 und einen rotationselliptischen
Reflektionsabschnitt 122, der sich von dem Halsabschnitt 121 erstreckt.
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Ein
Einführloch 123 ist
im Halsabschnitt 121 in der Mitte ausgebildet und der zweite
Dichtabschnitt 113 ist in dem Einführloch 123 angeordnet.
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Eine
Reflektionsfläche 124 wird
durch Ausbilden einer dielektrischen Mehrlagenschicht auf der Oberfläche des
Reflektionsabschnitts 122 erzielt. Die Reflektionsfläche 124 dient
als ein Kaltlichtspiegel, der sichtbares Licht reflektiert und Infrarot-
oder Ultraviolettstrahlen überträgt. Es ist
bevorzugt, dass die Reflektionsfläche 124 durch Miteinanderverbinden einer
Tantalverbindung und SiO2 oder Hafniumverbindung und SiO2 unter
Verwendung von Vakuumverdampfung auf eine dünne Metallfolie auszubilden und
zwar hinsichtlich der Wärmbebeständigkeit.
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Wird
die obigen Lichtquellenlampe 11 an dem ellipsenförmigen Reflektor 12 befestigt,
wird der zweite Dichtabschnitt 113 in das Einsetzloch 123 des ellipsenförmigen Reflektors 12 eingesetzt,
die Lichtquellenlampe 11 so angeordnet, dass die lichtemittierende
Mitte zwischen dem Elektrodenpaar 114 im lichtemittierenden
Abschnitt 111 mit einer ersten Fokusstelle F1 der ellipsenförmigen Krümmung der
Reflektionsfläche 124 zusammenfällt und
ein inanorganisches Siliciumdioxid-Aluminiumoxidklebemittel in das Einführloch 123 gefüllt.
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Die
Dimension des Reflektionsabschnitts 122 in Richtung der
optischen Beleuchtungsachse A ist kürzer als die Länge der
Lichtquellenlampe 11, so dass wenn die Lichtquellenlampe 11 an
dem ellipsenförmigen
Reflektor 12 befestigt wird, wie es oben beschrieben wurde,
der erste Dichtabschnitt 112 der Lichtquellenlampe 11 von
einer Öffnungskante
auf der Lichtauffallseite 125 des ellipsenförmigen Reflektors 12 vorragt.
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Der
Nebenreflektionsspiegel 113 ist ein Reflektionselement,
das so angeordnet ist, dass es im Wesentlichen die vordere Hälfte des
lichtemittierenden Abschnitts 111 der Lichtquellenlampe 11 bedeckt und
der Reflektionsfläche 124 des
ellipsenförmigen Reflektors 12 zugewandt
ist. Eine Reflektionsfläche 131 des
Nebenreflektionsspiegels 13 ist in einer konkaven Krümmung entlang
der sphärischen
Fläche des
lichtemittierenden Abschnitts 111 ausgebildet. Der Nebenreflektionsspiegel 13 wird
z. B. unter Verwendung eines Materials mit niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten,
wie beispielsweise Quarz oder Neoceram oder einem stark thermisch
leitenden Material wie beispielsweise lichtdurchlässigem Aluminium,
Saphir, Kristall, Fluorcalcium, YAG (Yttrium Aluminium Garnet, Y3A15012)
hergestellt. Ähnlich dem
ellipsenförmigen
Reflektor 12 ist die Reflektionsfläche 133 aus einer
dielektrischen mehrlagigen Schicht ausgebildet, die sichtbares Licht
reflektiert und Infrarotstrahlung oder Ultraviolettstrahlung überträgt.
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Die
parallelisierende konkave Linse 14 ist ein Element zum
Parallelrichten des Lichtstrahls, der durch die Lichtquellenlampe 11 emittiert
wurde und in einer vorbestimmten Richtung durch den ellipsenförmigen Reflektor 12 reflektiert
wurde. Eine Fläche
auf der Lichteinfallseite 141 ist in einer sphärischen Form,
z. B. einer hyperbolloiden Form ausgebildet und eine Fläche auf
der Lichtausfallseite 142 ist in einer flachen Form ausgebildet.
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Eine
Anti-Reflektionsbeschichtung (AR-Beschichtung) ist auf der Fläche auf
der Lichteinfallseite 141 aufgebracht und eine UV-Schutzfolie
ist auf der Fläche
auf der Lichtausfallseite 142 ausgebildet, wodurch die
Lichtnutzungseffizienz erhöht
wird und verhindert wird, dass die optischen Komponenten und ähnliches,
die auf der stromabwärtigen
Seite der Lichtquellenlampeneinheit 10 angeordnet sind
aufgrund des Einflusses der ultravioletten Strahlen zerstört werden.
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Der
Halter weist ein zylindrische Form auf, die entsprechend des Öffnungskantenabschnitts 125 des
ellipsenförmigen
Reflektors 12 ausgebildet ist, wobei der Halter 16 die Außenumfangskante
der parallelisierenden konkaven Linse 14 auf der Seite
gegenüber
dem ellipsenförmigen
Reflektors 12 hält
und die Öffnung
des ellipsenförmigen
Reflektors 12 abdeckt. Ferner verhindert der Halter 16,
dass sich Bruchstücke
oder ähnliches
der Lichtquellenlampe 11, wenn die Lampe 11 platzt,
verteilen.
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Der
Halter 16 weist eine Doppeltstruktur aus Halterhauptkörper 163 und
einem Lichtabsorptionselement 164, das innerhalb des Halterhauptkörpers 163 vorgesehen
ist, auf.
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Der äußere Halterhauptkörper 13 ist
aus einem spritzgegossenen Kunstharz, wie beispielsweise Polyphenylensulfid
(PPS) oder Vectra (LCP) gebildet und aus einem Zylinderabschnitt 161 und
einem Halterabschnitt 162, die integral ausgebildet sind, aufgebaut.
Der Zylinderabschnitt 161 weist eine zylindrische Form
entsprechend der Form des Öffnungskantenabschnitts 125 des
ellipsenförmigen
Reflektors 12 auf, wobei der zylindrische Abschnitt 161 die
Lichtquellenlampe 11 bedeckt. Der Halteabschnitt 162 ist
so ausgebildet, dass er die Kantenfläche des zylindrischen Abschnitts 161 auf
der Lichtausfallseite abdichtet. Eine Öffnung 162A ist im
Halteabschnitt 162 ausgebildet und die parallelisierende
konkave Line 14 ist in die Öffnung 162A eingesetzt.
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Als
lichtabsorbierendes Element 164, das innerhalb ausgebildet
ist, können
verschiedenartige Elemente, die in der Lage sind Licht in Richtung
des Halterhauptkörpers 163 von
der Lichtquellenlampe abzuschirmen sowie eine geringe Reflektionsfähigkeit
aufweisen und dadurch in Lage sind Licht zu absorbieren, eingesetzt
werden. Um die Reflektionsfähigkeit
zu reduzieren während
die Lichtabschirmeigenschaften vorhanden sind, kann eine Metallplatte aus
Aluminium, Magnesium, Titan, Eisen, Kupfer oder einer Legierung
dieser Metalle als Grundplatte verwendet werden und die Innenfläche der
Grundplatte wird einer Behandlung mit schwarzem Alunit unterzogen
oder durch Anti-Korrosionsbearbeitung, Ätzen oder ähnlichen
aufgeraut.
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Obwohl
die Reflektionsfähigkeit
einer reinen Aluminiumplatte ungefähr 80% beträgt, reduziert die Anwendung
einer Behandlung mit schwarzem Alunit die Reflektionsfähigkeit,
so dass diese nicht größer als
20% ist. Somit wird der Lichtstrahl, der auf das Lichtabsorptionselement 164 fällt, zuverlässig absorbiert
und abgeschirmt.
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Die
Korrosionsbeständigkeit
und Lichtabsorptionseigenschaften des lichtabsorbierenden Elements 164,
die auf der Behandlung mit schwarzem Alunit basieren, schützen den
Halterhauptkörper 163,
wodurch die thermische Entartung und schädliche Gase wie beispielsweise
Siloxan vermieden werden.
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Durch
das Lichtabsorptionselement 164 kann ferner die Wärmebeständigkeit
des gesamten Halters 16 verbessert werden, so dass ein
breiter Bereich von Materialoptionen für den Halterhauptkörper 163 zur
Verfügung
steht. Daher ist es möglich
in Richtung der Gewichtsreduzierung und Kostenreduzierung oder Erleichterung
des Gießens
zu agieren.
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Wie
es in 2 dargestellt ist, ist das Lampengehäuse 15 ein
integrales Kunstharzgussteil mit einem L-förmigen Querschnitt, wobei das
Lampengehäuse 15 einen
horizontalen Abschnitt 151 und einen vertikalen Abschnitt 152 aufweist.
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Der
vertikale Abschnitt 152 ist ein Teil zum Positionieren
des ellipsenförmigen
Reflektors 12 in Richtung der optischen Achse. Eine Öffnung 153 ist in
dem vertikalen Abschnitt 152 entlang der Kante des ellipsenförmigen Reflektors 12 auf
der Lichtausfallseite ausgebildet. Der Öffnungskantenabschnitt 125 des
ellipsenförmigen
Reflektors 12 ist eine durch mechanische Presspassung oder
ein Klebemittel in der Öffnung 153 befestigt.
Der Halter 16 ist ebenso mittels Klebemittel an dem vertikalen
Abschnitt 152 befestigt.
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Der
horizontale Abschnitt 151 kommt mit der Wand des Gehäuses 2 für die optischen
Komponenten in Eingriff, um die Lichtquellenlampeneinheit 10 mit
Gehäuse 2 für die optischen
Komponenten zu verdecken. Der horizontale Abschnitt 151 umfasst
einen Anschlussblock 154 mit zwei Schrauben 154a, 154b zum
elektrischen Verbinden der Lichtquellenlampe 11 mit einer
externen Stromquelle.
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Im Übrigen sind
Vorsprünge
und Vertiefungen auf dem horizontalen Abschnitt 151 und
dem vertikalen Abschnitt 152 vorgesehen. Die Vorsprünge/Vertiefungen
kommen entsprechend mit Vertiefungen/Vorsprüngen, die auf der Innenseite
des Gehäuses 2 für die optischen
Komponenten ausgebildet sind, in Eingriff, so dass die Lichtemissionsmitte
zwischen den Elektroden 114 der Lichtquellenlampe 11 auf
der optischen Beleuchtungsachse A des Gehäuses 2 angeordnet
ist.
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Als
nächstes
wird der Lichtstrahl beschrieben, der durch den lichtemittierenden
Abschnitt 111 ausgeworfen wird und zwar unter Bezugnahme
auf 4, die ein Querschnitt der Lichtquellenlampeneinheit 10 ist.
In 4 ist der Heizdraht 119 weggelassen.
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Aus
dem Lichtstrahl, der aus der Lichtemissionsmitte O des lichtemittierenden
Abschnitts 111 emittiert wird, wird ein Lichtstrahl L1,
der zum ellipsenförmigen
Reflektor 12 geführt
wurde, durch die Reflektionsfläche 124 des
ellipsenförmigen
Reflektors 12 reflektiert, um in Richtung einer zweiten
Fokusstelle F2 ausgeworfen zu werden.
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Ein
Lichtstrahl L2, der von der Lichtemissionsmitte O der lichtemittierenden
Abschnitts 111 ausgeworfen wird und in Richtung der entgegengesetzten
Seite geführt
wird (der Lichtausfallvorderseite) des ellipsenförmigen Reflektors 12 wird
durch die Reflektionsfläche 131 des
Nebenreflektionsspiegels 13 in Richtung zum ellipsenförmigen Reflektor 12 reflektiert
und durch die Reflektrionsfläche 124 des
ellipsenförmigen
Reflektors 12 wieder reflektiert, um auf eine zweite Fokusstelle
F2 konvergiert zu werden. Die Lichtquellenlampe 11 ist
derart angeordnet, dass die Lichtemissionsmitte zwischen den Elektroden 114 des
lichtemittierenden Abschnitts 111 mit der ersten Fokusstelle
F1 der ellipsenförmigen
Krümmung der
Reflektionsfläche 124 zusammenfällt, so
dass der Lichtstrahl, der zwischen den Elektroden 114 emittiert
wird auf die zweite Fokusstelle F2 konvergiert werden kann und zwar
durch den ellipsenförmigen
Reflektor und dadurch als Punktquelle verwendet werden kann.
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Wie
es oben beschrieben wurde, gestattet die Verwendung des Nebenreflektrionsspiegels 13, dass
ein Lichtstrahl, der durch den lichtemittierenden Abschnitt 111 in
Richtung der entgegengesetzten Seite (der Lichtausfallvorderseite)
des ellipsenförmigen
Reflektors 12 ausgeworfen wird, in einer solchen Richtung
ausgeworfen wird, dass er auf die Reflektionsfläche 124 des ellipsenförmigen Reflektors 12 trifft.
Dadurch können
im Wesentlichen sämtliche Lichtstrahlen,
die durch den lichtemittierenden Abschnitt 11 ausgeworfen
werden, auf die zweite Fokusstelle F2 des ellipsenförmigen Reflektors 12 konvergiert
werden, wodurch die Lichtnutzungseffizienz signifikant erhöht wird.
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Da
im Wesentlichen alle Lichtstrahlen, die durch den lichtemittierenden
Abschnitt 111 ausgeworfen werden, auf eine gewisse Position
konvergiert werden können
und dann, wie es oben beschrieben wurde, ausgeworfen werden, kann
eine befriedigende Lichtintensität
erzielt werden, unabhängig
von dem Oberflächenbereich
der Reflektionsfläche 124. Als
Folge ist es möglich
die Dimensionen des ellipsenförmigen
Reflektors 12 in Richtung der optischen Achse und dem Öffnungsdurchmesser
zu minimieren, um eine Miniaturisierung der Lichtquellenlampeneinheit 10 und
des Projektors 1 zu realisieren sowie das Layout zum Integrieren
der Lichtquellenlampe 10 in den Projektor 1 leicht
gestalten zu können.
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Als
nächstes
erfolgt eine Beschreibung der Form und Verdrahtungsausgestaltung
der Führungsleitungen 200, 210 in
der Lichtquellenlampeneinheit 10 und ein Befestigungsmechanismus
dafür.
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Bei
der beispielhaften Ausführungsform kann
die Führungsleitung 200 an
dem ellipsenförmigen
Reflektor 12 befestigt werden.
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5 ist
ein Querschnitt, der die Lichtquellenlampe 11, den ellipsenförmigen Reflektor 12 und den
Nebenreflektionsspiegel 13 der Lichtquellenlampeneinheit 10 zeigt.
In 5 sind das Lampengehäuse 15 und der Halter 16 weggelassen.
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Die
Führungsleitung 210,
die sich von dem zweiten Dichtabschnitt 113 erstreckt,
tritt durch den Halsabschnitt 121 und erstreckt sich von
dem ellipsenförmigen
Reflektor 12 nach außen.
Das herausgeführte
distale Ende der Führungsleitung 210 ist
an die Schraube 154B des Anschlussblocks 154 (2) gelötet.
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Da
der erste Dichtabschnitt 112 von der Öffnung des ellipsenförmigen Reflektors 12 vorragt
und die Öffnung
des ellipsenförmigen
Reflektors 12 durch den Halter 16 bedeckt ist,
tritt die Führungsleitung 200,
die sich von dem ersten Dichtabschnitt 112 erstreckt durch
den Öffnungskantenabschnitt 125 des ellipsenförmigen Reflektors 12 und
wird aus dem ellipsenförmigen
Reflektor 12 geführt.
Das herausgeführte
distale Ende der Führungsleitung 200 wird
mit der Schraube 154A des Anschlussblocks 154 verlötet. Bei
der beispielhaften Ausführungsform
erweist die Führungsleitung 200 Biegungsabschnitte
auf, die durch Biegen der Führungsleitung 200 ausgebildet sind.
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In
der Ebene umfassend die Mittelachse des Lichtstrahl, der durch den
ellipsenförmigen
Reflektor 12 ausgeworfen wird, erstreckt sich die Führungsleitung 200 entlang
der Seitenfläche
des ersten Dichtabschnitts 112 von dem Befestiger 116 des
ersten Dichtabschnitts 112 zum Abschnitt nahe des lichtemittierenden
Abschnitts 111, wo die Führungsleitung 200 im
Wesentlichen im rechten Winkel gebogen ist, um in Richtung des Öffnungskantenabschnitts 125 des
ellipsenförmigen
Reflektors 12 gewandt zu sein, wobei sie eine L-Form gesehen
aus der Richtung senkrecht zur Mittelachse des Lichtstrahls, der
durch den ellipsenförmigen
Reflektor 12 ausgeworfen wird, annimmt. Folglich werden
ein erster gerader Abschnitt 201 zwischen dem Befestiger 216 und
dem lichtemittierenden Abschnitt 111, ein zweiter gerader Abschnitt 202 zwischen
dem lichtemittierenden Abschnitt 111 und dem Öffnungskantenabschnitt 125 sowie
ein vierter Biegungsabschnitt 203 zwischen dem ersten und
zweiten geraden Abschnitt 201, 202 in der Führungsleitung 200 ausgebildet.
Die Führungsleitung 200 erstreckt
sich von dem ersten Dichtabschnitt 212 zur Öffnungskante 125 in
einer gerade Linie, wenn die Reflektionsfläche 124 des ellipsenförmigen Reflektors 12 aus
Richtung der den Lichtstrahl auswerfenden Vorderseite des ellipsenförmigen Reflektors 12 entlang
der optischen Beleuchtungsachse A betrachtet wird. D. h. die Führungsleitung
ist in einer virtuellen Ebene umfassend die Mittelachse des Lichtstrahls,
der durch den ellipsenförmigen
Reflektor 12 ausgeworfen wird, innerhalb des ellipsenförmigen Reflektors 12 verdrahtet.
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Die
Führungsleitung 200 erstreckt
sich entlang der optischen Beleuchtungsachse A in dem ersten geraden
Abschnitt 201, so dass der erste gerade Abschnitt 201 der
Führungsleitung 200 nahezu
kein Licht abschirmt. Ferner erstreckt sich die Führungsleitung 200 im
Wesentlichen senkrecht zur optischen Beleuchtungsachse A im zweiten
geraden Abschnitt 202, d. h. die Führungsleitung 200 quert
den Lichtweg des Lichtstrahls, der durch den ellipsenförmigen Reflektor 12 ausgeworfen
wird, auf dem direktesten Weg, so dass die Lichtabschirmmenge durch
die Führungsleitung 200 soweit
als möglich
reduziert werden kann. Ferner erstreckt sich der zweite gerade Abschnitt 202 nach
oben zu einem Abschnitt nahe des lichtemittierenden Abschnitts 111 und
dadurch wird der vierte Biegungsabschnitt 203 in der Umgebung
des lichtemittierenden Abschnitts 111 ausgebildet, so dass
der zweite gerade Abschnitt 202 in einer Position entfernt
von der zweiten Fokusstelle des ellipsenförmigen Reflektors 12 beginnt.
Durch Ausbilden der vierten Biegungsabschnitts 203 näher zum lichtemittierenden
Abschnitt 111, wie es oben beschrieben wurde, ist es möglich das
Verhältnis
des Bereichs, der durch den zweiten geraden Abschnitt 202,
der das konvergierte Licht quert, abgeschirmt wird zu dem Bereich
des Querschnitts des konvergierten Lichts orthogonal zur Auswurfrichtung
zu reduzieren. Dies beruht darauf, dass der von dem ellipsenförmigen Reflektor 12 ausgeworfene
Lichtstrahl in Richtung der zweiten Fokusstelle der Ellipse konvergiert
wird, so dass der Querschnittsbereich davon orthogonal zur Lichtauswurfrichtung
mit Annäherung an
die zweite Fokusstelle allmählich
abnimmt. Diese Konfiguration kann zu einer Erhöhung der Lichtnutzungseffizienz
beitragen und daher ist ein helles und klares Projektionsbild zu
erwarten.
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Die
Führungsleitung 200 ist
gemäß der Form des Öffnungskantenabschnitts 225 des
ellipsenförmigen
Reflektors 12 wiederum in einer solchen Art und Weise gebogen, dass
der Öffnungskantenabschnitt 125 in
dessen Dickenrichtung eingeklemmt wird. Die Form des gebogenen Abschnitts
wird als ein umgebogener Abschnitt 220 aufrechterhalten.
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Die
Führungsleitung 200 ist
in einer sequentiellen Art und Weise in dem umgebogenen Abschnitt 220 entlang
der Form des Öffnungskantenabschnitts 125 des
ellipsenförmigen
Reflektors 12 gebogen. Somit werden ein erster Biegungsabschnitt 221,
ein zweiter Biegungsabschnitt 222 und einer dritter Biegungsabschnitt 223 in
der erwähnten
Reihenfolge von der Innenseite des ellipsenförmigen Reflektors 12,
d. h. der Seite der Reflektionsfläche 124 in dem oben
umgebogenen Abschnitt 220 ausgebildet.
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Genauer
gesagt ist der gerade Abschnitt 202 der Führungsleitung 200,
der sich von einer Position nahe des lichtemittierenden Abschnitts 111 erstreckt und
sich annähert,
um der Reflektionsfläche 124 nahe
zu kommen, im ersten Biegungsabschnitt 221 zur Kantenseite
des Öffnungskantenabschnitts 125 entlang
der Reflektionsfläche 124 gebogen.
Im zweiten Biegungsabschnitt 222 ist die Führungsleitung 200 an
der Innenumfangskante des Öffnungskantenabschnitts 125 entlang
der Stirnseite zur Außenumfangskantenseite
gebogen. Im dritten Biegungsabschnitt 223 ist die Führungsleitung 200 an
der Außenumfangskante
des Öffnungskantenabschnitts 125 entlang
der Außenumfangsfläche des
ellipsenförmigen
Reflektors 12 gebogen. Als eine Folge nimmt die Führungsleitung 200 eine
Hakenform entsprechend der Form des Öffnungskantenabschnitts des
Reflektors an. Die Federkraft zwischen den Biegungsabschnitten 221, 222, 223 beaufschlagt
den umgebogenen Abschnitt 220, um die Innen- und Außenumfangsfläche des
ellipsenförmigen
Reflektors 12 einzuklemmen.
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Die
Hakenform wird gemäß der Form
des Reflektors oder der lichtemittierenden Röhre, der Verdrahtungskonfiguration
der Führungsleitung
oder ähnlichem
abgewandelt. In einem Fall, in dem die Führungsleitung in Kontakt mit
der Innenseitenfläche des
Reflektors im Wesentlichen an der Mittelposition gelangt, kann die
Führungsleitung
an dem Kontaktabschnitt z. B. zur Innenumfangskantenseite der Öffnung gebogen
sein, gefolgt durch ein Biegen zur Öffnungsaußenumfangskantenseite an der Öffnungsinnenumfangskantenseite.
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Durch
einfaches Einhaken des umgebogenen Abschnitts 220 mit einer
Hakenform entsprechend dem Öffnungskantenabschnitt 125 des
ellipsenförmigen
Reflektors 12 über
letzteren ist die Führungsleitung 200 zuverlässig und
leicht an dem ellipsenförmigen
Reflektor 12 befestigt und zwar unter Verwendung der Federkraft
zwischen den Biegungsabschnitten 221, 222, 223.
Als Folge wird die Intensität
der Befestigung zwischen der Führungsleitung 200 und
dem Öffnungskantenabschnitt 225 des
ellipsenförmigen
Reflektors 12 erhöht,
so dass die Führungsleitung 200 nicht
von dem Öffnungskantenabschnitt 125 des
ellipsenförmigen
Reflektors 12 rutscht und zwar selbst in einem Fall nicht
indem eine externe Kraft auf die Führungsleitung 200 aufgebracht
wird, wenn an der Führungsleitung 200 gezogen
wird oder umgekehrt auf diese gedrückt und diese komprimiert wird,
während
die Verdrahtungsarbeit durchgeführt
wird, bei der die Führungsleitungen 200, 210 zum
Anschlussblock 154 oder ähnlichem verlegt und daran
befestigt werden oder wenn die Führungsleitung 200 externe
Stöße erfährt. Wie
es oben beschrieben wurde, ist der umgebogene Abschnitt 220 der
Führungsleitung 200 zuverlässig an dem Öffnungskantenabschnitt 125 des
ellipsenförmigen
Reflektors 12 befestigt, selbst wenn eine externe Kraft
auf die Führungsleitung,
die sich entlang der Außenumfangsseite
des ellipsenförmigen
Reflektors 12 erstreckt, aufgebracht wird, wodurch der
Einfluss der externen Kraft auf die Führungsleitung 200,
die sich auf der Innenumfangsseite des ellipsenförmigen Reflektors 12 erstreckt,
vermindert wird. Dies verhindert, dass sich die Führungsleitung 200 vom
Lötpunkt am
distalen Ende der ersten Dichtabschnitts 112 löst und die
Lichtquellenlampe 11 aufgrund der auf den Lötpunkt aufgebrachten
Last bricht oder beschädigt wird.
Daher ist es möglich
die Verdrahtungsarbeit der Führungsleitung 200 leicht
durchzuführen
und die Zuverlässigkeit
der Lichtquellenlampeneinheit 10 und des Projektors 1 zu
erhöhen.
Ferner kann durch einfaches Bilden des umgebogenen Abschnitts 220 die
Führungsleitung 200 leicht
ohne die Notwendigkeit ein Loch oder ähnliches in dem ellipsenförmigen Reflektor 12 ausbilden
zu müssen,
herausgeführt werden.
Dies eliminiert die Unannehmlichkeiten, dass die Lichtnutzungseffizienz
in Bezug auf die Fläche
des Lochs abnimmt.
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Die
Führungsleitung
wird derart umgebogen, dass sie den ellipsenförmigen Reflektor 12 in
dessen Dickerichtung einklemmt, so dass die Federkraft zwischen
den Biegungsabschnitten 221, 222, 223 auf sowohl
die Innen- als auch die Außenumfangsfläche des
ellipsenförmigen
Reflektors 12 wirkt. Als Folge ist der Öffnungskantenabschnitt 125 des
ellipsenförmigen
Reflektors 12 eng von der Führungsleitung 200 sowohl
von der Innen- als auch der Außenumfangsseite
eingeklemmt, so dass die Führungsleitung 200 zuverlässiger an
dem ellipsenförmigen
Reflektor 12 befestigt werden kann.
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Der
erste Dichtungsabschnitt 112 ragt über die Öffnung des ellipsenförmigen Reflektors 12,
in der obigen Konfiguration vor. Daher ist es unmöglich die
vordere Glasabdeckung oder ähnliches
für die Öffnung des
ellipsenförmigen
Reflektors 12 vorzusehen und daher ist es unmöglich die
Führungsleitung 200 durch
Einbringen der Führungsleitung 200 zwischen
dem Kantenabschnitt der vorderen Glasabdeckung und dem Öffnungskantenabschnitt 125 des
ellipsenförmigen
Reflektors 12 zu befestigen. Bei der beispielhaften Ausführungsform
ist die Führungsleitung 200 durch
den zuvor erwähnten
umgebogenen Abschnitt 220 zuverlässig am ellipsenförmigen Reflektor 212 befestigt.
Der Befestigungsmechanismus der Führungsleitung 200 gemäß der beispielhaften Ausführungsform
kann bei Lichtquellenlampeneinheiten 10 mit einem ellipsenförmigen Reflektor 12 und
einem Nebenreflektionsspiegel 13, in dem der erste Dichtabschnitt 112 über die Öffnung des
ellipsenförmigen
Reflektors 12 vorragt, sehr nützlich sein.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die obige beispielhafte Ausführungsform
beschränkt
und kann auf die folgende Art und Weise verändert und modifiziert werden.
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Die
Form und das Material der lichtemittierenden Röhre, des Reflektors, der Führungsleitung oder
des Nebenreflektionsspiegels und die relative Anordnung zwischen
ihnen sind nicht auf die obige beispielhafte Ausführungsform
beschränkt.
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Während der
ellipsenförmige
Reflektor 12 als ein Reflektor verwendet wird und die parallelisierende
konkave Linse 14 verwendet wird, um den Lichtstrahl parallel
zu richten, der auf die zweite Fokusstelle F2 bei der obigen beispielhaften
Ausführungsform
konvergiert wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese
Konfiguration beschränkt.
Z. B. kann eine Kombination aus einem Reflektor mit einer parabolischen
Reflektionsfläche
und einer konvexen Linse, die den Lichtstrahl konvergiert, der durch den
Reflektor reflektiert wurde, eingesetzt werden. Der Reflektor kann
eine beliebige Form aufweisen solange er als konvexe Linse fungiert.
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Im Übrigen kann
bei der obigen beispielhaften. Ausführungsform, selbst wenn eine
Konfiguration verwendet wird, bei der der Nebenreflektionsspiegel 13 nicht
vorgesehen ist, aber der Öffnungsdurchmesser
des ellipsenförmigen
Reflektors 12 und die Dimension des gleichen in der Richtung
der optischen Achse vergrößert werden,
der Effekt und Vorteile der vorliegenden Erfindung ohne Probleme
erzielt werden.
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Obwohl
bei der obigen beispielhaften Ausführungsform der erste gerade
Abschnitt 201 und der zweite gerade Abschnitt 202,
der den ersten geraden Abschnitt 201 kreuzt, in der Führungsleitung 200 ausgebildet
sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Form begrenzt.
Z. B. ist die Führungsleitung
in der Umgebung des lichtemittierenden Abschnitts nicht gebogen,
sondern kann sich in einer geraden Linie von dem distalen Ende des
Dichtungsabschnitts bis nahe zum Öffnungskantenabschnitt des Reflektors
erstrecken.
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Kurz
gesagt, muss die Führungsleitung
nur wenigstens zweimal entlang der Form des Öffnungskantenabschnitts des
Reflektors gebogen sein. Durch diese Ausgestaltung wird eine Federkraft
in den zwei Biegungsabschnitten in unterschiedlichen Richtungen
voneinander verursacht, so dass die Führungsleitung den Öffnungskantenabschnitt
des Reflektors derart zuverlässig
befestigen kann, dass die zwei Biegungsabschnitte auf den Öffnungskantenabschnitt
drücken.
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Daher
sind die Biegerichtung, der Biegewinkel, die Biegeform, die Biegungsanzahl
und ähnliches
der Führungsleitung
nicht auf die obige beispielhafte Ausführungsform beschränkt. Z.
B. ist es bei der obigen beispielhaften Ausführungsform möglich zusätzlich einen
V-förmigen
Biegungsabschnitt auszubilden, der entlang der Innenumfangsfläche des Öffnungskantenabschnitts 125 des
ellipsenförmigen Reflektors 12 verläuft und
zurückkehrt.
Durch diese Ausgestaltung wird durch den V-förmigen Biegungsabschnitt und
den umgebogenen Abschnitt 220 mit einer stärkeren Kraft
auf den Öffnungskantenabschnitt 125 des
ellipsenförmigen
Reflektors 12 gedrückt.
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Es
ist möglich
als Führungsleitung
ein lineares Element oder ähnliches
aus Metall wie beispielsweise Nickel oder Gold und einer Legierung
dieser Materialien mit einer Festigkeit entsprechend der z. B. eines
Drahtes und so dass es in der Lage ist die Form des umgebogenen
Abschnitt zu behalten, aufgebaut ist, zu verwenden.
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Da
der erste Dichtungsabschnitt 112 über die Öffnung des ellipsenförmigen Reflektors 12 vorragt, ist
es schwierig die Öffnung
des ellipsenförmigen
Reflektors 12 in der obigen beispielhaften Ausführungsform
zu bedecken. In diesem Fall kann jedoch eine Glasplatte mit einem
Loch, durch welches der erste Dichtungsabschnitt 112 treten
kann als Abdeckung für die Öffnung des
ellipsenförmigen
Reflektors 12 verwendet werden.
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Die
vorliegende Erfindung kann bei Frontprojektoren 1, die
ein Bild in Richtung zum Betrachten auf einem Schirm, wie es in
der obigen beispielhaften Ausführungsform
beschrieben ist, projizieren sowie bei Rückprojektionsprojektoren, die
ein Bild in einer Richtung entgegengesetzt der Richtung zum Betrachten
des Schirms projizieren, eingesetzt werden.
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Während die
bevorzugte Konfiguration sowie das Verfahren und ähnliches
zum Ausführen
der vorliegenden Erfindung in der obigen Beschreibung offenbart
ist, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. D.
h. während
die vorliegende Erfindung in Verbindung mit einer speziellen bevorzugten
Ausführungsform
davon dargestellt und beschrieben wurde, versteht sich, dass verschiedenartige Änderungen
und Modifikationen bezüglich
der Form des Materials, der Zahl und anderer detaillierter Konfigurationen,
die in den obigen Ausführungsformen
beschrieben sind, durch den Fachmann durchgeführt werden können ohne
den Umfang der vorliegenden Erfindung, wie er beansprucht ist, zu
verlassen.
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Daher
sind die Beschreibungen, die oben offenbart sind und die Form des
Materials und ähnliches
beschränken,
Beispiele, um die vorliegende Erfindung leichter verständlich zu
gestalten, die aber die vorliegende Erfindung nicht begrenzen. Folglich können Beschreibungen
mit Begriffen der Komponenten, in denen ein Teil oder alle Beschränkgungen, wie
beispielsweise Form, Material und ähnliches weggelassen wurden
als die vorliegende Erfindung angesehen werden.