TW517173B - Light source for projection device and projection type image display device using the light source - Google Patents

Description

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五、發明説明（P (發明之背景） 本發明有關於適用於液晶投影裝置或架空投影機等之 投影裝置用之光源之反射鏡之創作。 液晶投影裝置或架空投影機等之投影裝置乃，將來自 光源之光照射於對象物（在於液晶投影裝置時，即相當於 液晶面板等之晝像顯示面板），而將由此對象物所調制之 光，使用光學裝置而投影於銀幕而實施畫像之顯示。此光 源乃由發生光之燈、及照射此燈之光而聚合於特定之方向 之反射器所組合而構成者。做爲該光源之燈（燈管）而使 用將金屬鹵化物係封入於發光管內，電極間之距離短之短 電弧型之金屬鹵化物燈。又做爲光源之反射器而使用在於 耐熱性玻璃之內壁面塗佈氧化鈦、二氧化矽之多層膜者。 而後代替於金屬鹵化物燈而高暈度化容易之超高壓水銀燈 或艶色性高之氙燈。其中該超高壓水銀燈係，藉由提高點 燈中之水銀蒸氣壓至2 0 0 a t m以上由而改善發光效率 ，實現了高暈度化。再在水銀之外混入了其他添加物以資 改善分光分佈特性實現了高的艷色性。 惟此高壓水銀燈乃使用溫度之限定很嚴格，又脫離設 計最適範圍地使用時，就會發生發光效率降低或縮短燈管 之壽命之問題。 使用此投影裝置用光源之反射器乃，將熱膨脹率小之 耐熱玻璃予以壓製成型，而後在於反射器內壁上蒸鍍了反 射率9 0%程度之蒸鍍膜。再在此表面施予防止氧化處理 後供使用者。近年來由市場之高暈度化之進一步之要求， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局®工消費合作社印製 -4- 7173 A7 B7 _____ 五、發明説明（2) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 而由可以獲得高反射率之T i 〇2及S i 〇2所成之光學多 層膜而做爲反射面，從此反射器所出射之光束係做成平行 或收束光束係一般性，因此反射器反射面之形狀乃以拋物 面或橢圓面係成爲主流。 從光源放出之光乃藉由照明光學系而使其空間的分佈 予以均一化。被均一化之光係照射於液晶面板或D M D ( 數位微鏡裝置）等之矩陣狀地配置了畫素之畫像顯示裝置 。畫像顯示裝置乃依據所供給之電視訊號或來自電腦之視 頻訊號而形成畫像，以畫像單位地調制上述被均一化之光 。被調制之光係由投射透鏡而被放大，投射（投影）於銀 幕上。如上述地構成之顯示裝置中，不具備銀幕者係稱爲 投射型畫像投影裝置（前置投影機），而備有銀幕者即稱 爲背面投射型畫像投影裝置。這些投射型顯示裝置乃做爲 適合於提供大畫面之顯示裝置而普及於市面。 第1圖係以超高壓水銀燈爲發光源之一般的投影裝置 用光源之斷面圖。在於消費電力1 0 0W級之發光管中， 石英玻璃製發光管之內容積爲5 5 // 1 ，兩端封著有電極 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2，而其間之電弧長度係設定爲1〜1 · 4mm程度。並 且在發光管1之內部，做爲發光物質而有水銀，做爲起初 補助氣體而與氬一齊地對於氬而規定比例地封入有臭化氫 。做爲電極芯桿3熔接有鉬箔4，由而形成電極封密部5 〇 在於反射器底部開口部側之電極封密部5上設有燈頭 6 ，此燈管6乃介著黏合劑8而接著固定於，其內面形成 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -5- 17173 A7 B7 五、發明説明（） 3 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 有多層反射層，而反射可視光而令紅外光線通過之反射器 7之底部。此時以反射器之略焦點位置上，發光管1之電 弧軸之能據位地予以固定。並且利用在此反射器7之前面 開口部之凸緣部份而嵌合，具有與反射器7大致相同膨脹 率之前面板玻璃9。此前面板玻璃9乃用於當發光管如破 裂時之發光管之飛散防止爲目的。在其兩面施有防止反射 之塗裝。 第2圖表示，將第1圖所示之投影裝置用光源，做爲 實際之液晶投影裝置及架空投影機等之光學機器之光源而 使用時之使用形態者，第2圖中，與第1圖相同之部份即 標上同一標號而省略其說明。 在於投影裝置用光源之側面或後面設置冷却用風扇， 對於反射器7吹風而可以獲得所欲之冷却效果，其他之方 法係抽出所點燈而被加熱之光源週邊之空氣做成空氣之流 動來冷却。 (發明之槪說） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 依如上述之先前技術之投影裝置用光源上所使用之反 射器乃藉壓製成形耐熱性玻璃而獲得了所欲之形狀。此耐 熱性玻璃係與樹脂比較時缺乏流動性，且壓製成形耐熱玻 璃時之胚材之溫度管理及重量管理係困難，且在於壓製模 之溫度調節上無法採用比熱大之溫水或油，因此其形狀安 定性係與一般之熱可塑性域熱硬化性之塑膠材料差。 第1 2圖係表示接合反射面之斷面形狀爲橢圓之反射 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -6- 7173 A7 B7 五、發明説明（） 4 器7 a、及反射面之斷面爲圓性之反射器7 b (直徑 1 1 6mm (反射面半徑5 4mm)深度1 〇 〇mm)而 以結合劑接合反射器7 a與發光源之發光管丨之燈頭6之 狀態之2分割反射器之構成圓，在第1 2圖中與第1圖相 同之部份標上同一標號而省略其說明。 爲了確認使用於投影裝置用光源之反射器之形狀精度 ，發明人乃壓製成形了耐熱玻璃而試作了第1 2圖所示之 反射器7b。結果，成形精度超出700//m。且在於反 射器開口部面雖然是供拔斜坡3度之壓製模之下，由成形 品之收縮而成爲大致垂直面。離模性變劣，結果在於成形 品上發生鞍型之1 3 0 0 // m之變形，無法獲得滿足之性 能。 如上所述，以往之耐熱玻璃之壓製成形而成之反射器 乃成形性（模之轉印性或再現性）上有問題，因此內面之 形狀只能採用單調之橢圓或拋物面。所以在於依先前技術 之耐熱玻璃製反射器乃具有無法安定的獲得近於設計形狀 之高精度之反射面形狀之第1之問題。 再者以耐熱玻璃所形成之先前技術之反射器係，藉壓 製來成形。所以由模取出製品之拔模方向限定於上下二方 向，因此在於反射器之外壁面無法設置凹凸形狀等等，無 法將形狀複雜化第2問題也存在。 本發明乃鑑於上述之先前技術之問題所創作者，並且 本發明乃提供一種具備高精度，且成形性加工性優異之反 射器之投影裝置用光源，以及具備該光源之投影裝置爲目 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 517173 A7 _____B7_ 五、發明説明（） 5 的者。 具體的做法乃’如請求項1所述，以混入了高熱傳導 物質之耐熱性有機材料來形成反射器爲其特徵。又如請求 項9及1 0所述，在於反射鏡外面設置了放熱散熱片等凸 起物。採如此構成時，在於放電燈之點燈時所發生之熱係 介著混入於反射器內部之高熱傳導物質而傳達於放熱散熱 片，因此效率良好地將熱傳達於外部，由而可以提高熱源 之冷却效果。 將此放熱散熱片安裝於，與由冷却用風扇所發生之風 流（大致係反射鏡之光軸方向）成平行之方向就可以非常 良好高效率地實施散熱也。 具體的可使用於反射器之材料係記述於請求項1 1。 詳述之，做爲耐熱性有機材料而可以採用，對於低收縮不 飽和聚酯中混合了熱可塑性聚合物、硬化劑、塡充劑、玻 璃纖維、無機塡充物等。且做爲混入於該耐熱性有機材料 之用於提高熱傳導率之上述高熱傳導物質而例如使用氫氧 化氧化鋁。 在於耐熱性有機材料中混合了高熱傳導物質之熱硬化 性樹脂（下面稱'B M C 〃 （ Bulk Molding Compounds )而 成形獲得之成形品乃，高精度地實現重量管理乃模與胚材 之溫度管理，因此不但可以獲得高的形狀精度，其成形安 定性也優異。因此將反射器內面之形狀從以往之橢圓或拋 物面而改爲請求項3、1 2、1 4所述之非球式之含有高 次係數之複雜之形狀之下，仍然可以獲得高精度之反射面 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -8- 517173 A7 __B7__ 五、發明説明（） 6 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 。又B M C用之模乃得採側芯（Side Core )、上下滑移芯 (Slide Core)等從複數方向挪移該模，在於複雜之形狀之 下仍然得有良好之成形性者。 使用上述技術手段而成形之反射器之投影裝置用光源 之投影裝置用光源之投射型畫像投影裝置或背面型之投射 型畫像顯示裝置乃由於燈之聚光效率可以提高，因此可以 獲得明亮而良好之特性也。 (實施例之說明） 下面參照圖面說明本發明之一實施形態。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 做爲本發明之反射器之材料而對於耐熱性有機材料之 低收縮不飽和聚酯樹脂中混合了，做爲低收縮劑之熱可塑 性聚合物、硬化劑、塡充劑、玻璃纖維、無機塡充劑等。 以資提高了耐熱性，例如昭和高分子（股）製RiG〇 RAKU BMC (RNC — 428)等爲合宜。RNC - 42 8 之塡 充劑而使用碳酸鈣，而其熱傳導率係0 · 5 W/ m · k ° 而可以獲得良好之特性。又做爲更提高熱傳導率之材料而 混合了氫氧化鋁爲塡充材之同公司製之RNC - 8 4 1係 ，熱傳導率係〇 · 8W/m· k°約RNC - 428之約 1 · 6 倍。 爲了確認使用於本發明之投影用光源之反射器之形狀 精度。採用昭和高分子（股）R i G 〇 R A K v ( RN C——42 8)而試作了上述第1 2圖之7b之球面反 射器（直徑1 1 6mm (反射面半徑5 4mm)深度 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210Χ297公釐） -9- 517173 A7 B7 五、發明説明（） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 0 0 m m )。結果，由設計形狀之偏差量係最大約1 〇 # m。而模之高精度溫度調節及重量管理精度係〇 · 5 % 以下，而各批間之偏差係可達3 // m以下。 又，B M C係成形而大致垂直之面之狀態之下仍然其 離模性優異，拔模斜坡（從模中拔取成形品時所受之最小 斜坡）也幾乎不變，具有優異之轉印性，換言之，安定的 可以獲得近乎設計形狀之高精度之反射器之反射面形狀者 〇 下面說明將反射器7之內壁面（反射面）形成爲含有 4次以上之高次係數之優異性。 數1所示之Z ( r )乃，於說明透鏡形狀之定義之第 1 8圖所示，以從反射器之底面而朝向開口部之方向（發 光管之燈管球之軸）爲Z軸，而反射器之半徑方向爲r軸 之反射器面之高度。本例中I*表示半徑方向之距離，RD 係曲率半徑，RD、CC、AE、AF、AG、AH、·· .....A係任意之常數，η係任意之自然數，因此賦予 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 CC、ΑΕ、AF、AG、ΑΗ等之各係數時可以決定依 數1之反射器面之高度，換言之反射器之形狀。 〔數1〕 Z(r) = (l/RD) r V 叫卜(1 I cc) r 2(i/rd)2 十 + A F * γ … 在於上述之〔數1〕中，如表示以往之反射器之反射 面形狀之斷面形狀爲圓時，只有R D而C C = 0、拋物線 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -10- 517173 A7 B7 五、發明説明（g (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 時被定義爲被賦予RD、CC二一 1 ，橢圓時係定義爲被 賦予R D、C C之値係一 1 < C C < 〇之時即對長軸旋轉 對稱之橢圓。0 < C C時即對於短軸旋轉對稱者。 相對的本發明之反射器乃如上所述由於很容易獲得高 之形狀精度，因此在於含有〔數1〕所示之4次以上之高 次之係數之複雜之形狀之下仍然可以獲得高精度之反射面 〇 第1 1圖係表示，以結合劑接合反射面之斷面形狀係 拋物線之反射器7與發光管1之燈頭6之狀態之構成圖。 又第1 2圖係表示上述之反射面之斷面形狀係橢圓之 反射器7 a與反射面之斷面形狀係圓之反射器7 b，而以 結合劑接合反射器7 a與管球1之燈頭6之狀態之二分割 反射器之構成圖，在於第1 1圖及第1 2圖中與第1圖相 同之部份係標上同一標號，省略其說明。 以往任一反射器反射面形狀均假定發光源爲點光源來 設計，惟實際之光源並非點光源，具有能量分佈，備有有 限長之尺寸，且具有非對稱之配光特性。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 下面表示具體例，第1 3圖係第1圖所示之投影裝置 用光源之交流驅動超高壓水銀燈之燈管附近之放大圖。第 1 4係表示燈之點燈時之發光能量分佈。 在於第1 3圖中，在於石英玻璃製發光管1之內部有 一對之電極2，具有有限長之電極間間隙（電弧長度）， 在100W級之燈管係1·〇mm〜1·4mm程度。又 如第1 4圖所示，燈之點燈時之燈管附近之發光能量並非 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -11 - 517173 A7 B7 五、發明説明（9) 均等，二個之電極近傍（以a、b表示）乃成爲最亮。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第1 5圖表示直流驅動超高壓水銀燈之聚光特性，第 1 6圖表示交流驅動超高壓水銀燈之配光特性。發光管1 之配光特性乃如第1 5圖及第1 6圖所示對於燈軸（圖中 之0°至180° )成直交之軸（圖中之90°至270° )而呈非對稱。特別是表示於第1 5圖之直流驅動之超高 壓水銀燈之配光特性乃與第1 6圖所示之交流驅動之超高 壓水銀燈之配光特性而非對稱性大。 其理由乃：由於直流驅動之超高壓水銀燈乃通常陽極 之電極尺寸大於陰極之電極尺寸，因此在於光陽極側而一 部份之光將被遮光之緣故。 如上所述，現狀之超高壓水銀燈並非點光源，而光源 係被視做有二個，由而與超高壓水銀燈組配地使用之反射 器即以焦點有複數點之形狀爲理想。而爲了反射器之焦點 爲複數點起見，在於上述〔數1〕中，具有4次以上之高 次之係數使成爲必須之條件。又電弧長超過1 . 8 m m時 反而會使效率降低。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 上面說明了將反射器之內壁面（反射面）做成含有4 次以上之高次之係數之形狀之優異性。而在本發明中由於 安定的可以獲得近於設計形狀之高精度之反射器之反射面 形狀，所以得將反射器之內壁面（反射面）形成爲含有4 次以上之高次之係數之形狀者。 第1 7圖表示一般的超高壓水銀燈之分光能量分佈。 由於在於藍色之4 0 5 nm近傍有強的光幅之存在，因此 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -12- 517173 A7 B7 ___ 五、發明説明（& 將u V截止濾波器之半値（5 0 %透過率）波長設爲 4 2 〇 n m以上就合宜。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 再者在於8 0 0 n m以上之紅外領域也有分光能量之 存在。（不圖示）。所以令反射器之反射膜之特性設爲可 以透過紅外領域之光，暫時地使之由反射器吸收，放熱於 外側就可以，因此反射器之基材之色彩採用黑色，由而可 以獲得良好之吸收特性也。 本發明人等如上述，使用昭和高分子（股）製之 RiGORAKU BMC (RNC — 428)試作了第 1 2圖所示之二分割反射器之7 b所示之球面反射器（半 徑5 4 m m )查驗了形狀精度。又在其內面蒸鍍了鋁做成 反射面，將2 0 0 W之超高壓水銀燈固著於焦點距離3 0 m m之反射器而測定點燈時之反射面及反射器外壁面之溫 度。結果，於室溫2 0 °C無風狀態之下，反射面之溫度爲 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 3 2 t，反射器外壁面之溫度爲8 3 °C，在於材料之變 形溫度2 0 0 °C而具有近7 0 °C之餘裕之良好之結果，惟 考量管球與反射器內壁面之距離時，如果焦點4mm以下 時即該對於耐熱溫度之餘裕係會消失。又輸入電力之超過 2 5 0W之下，對於耐熱溫度之餘裕也會消失，因此耐熱 性當然就會成爲問題。 B M C用之壓製模乃以側芯或上下滑動芯等而使複數 方向可以使壓製模滑動，因此對於複雜之外觀形狀也可以 做到良好之成形性。因此本發明乃利用此特性而在於反射 器之外壁上設置了散熱用之散熱片之複雜之形狀，以此散 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -13- 517173 A7 B7

五、發明説明（A 熱性而提高了耐熱性者。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第3圖表示，在於反射器之外壁設置散熱用之散熱片 之實施形態。如第3圖所示，在反射器7之外壁面之上部 設置散熱用之散熱片1 1 ，由而可以獲得優異之散熱性能 。又在於第3圖中對於與第1圖相同之部份即標上同一標 號，省略其說明。 又，如第4圖所示，除了設於反射器7之外壁面之上 部之散熱用之散熱片1 1之外，在於下部也追加散熱用之 散熱片1 2，由而更能提高散熱效果。 又，如第5圖所示，以發光管之燈管之軸爲對稱軸， 在於反射器7之外壁面之上下部設置散熱用之散熱片11 及1 2，在於外壁面之左右設散熱片1 3 (右側散熱片不 圖示之），由而更能獲得更好之散熱性能。又第4圖、第 5圖中與上述圖相同之部份即標上同一標號，省略其說明 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第9圖係將第5圖所示之本發明之反射器使用於實際 之液晶投影裝置或架空投影機等之光學機器之光源時之 使用形態者。在於投影裝置用光源之後面設置冷却用風扇 1 0，而對於反射器7噴吹風，由而更能提高冷却效率者 。在第9圖中，與上述相同之部份標上相同標號而省略其 說明。 再者做爲其他之方法而抽出由點燈而被加熱之光源週 邊之空氣而做成空氣之流動由而冷却亦可以。 第6圖〜第8圖係表示本發明之反射器之其他實施形 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X：297公釐） -14- 517173 A7 B7 五、發明説明（& (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 態，在於第6圖〜第8圖中’標號1 4〜1 6係散熱用之 散熱片。與前述之圖相同之部份係標上同一標號，省略其 說明。 如第6圖所示，在於反射器7之外壁面之上部，直交 於發光管之燈管軸地設置反射器散熱用之散熱片1 4。又 如第7圖所示，除了在於散熱片7之外壁片面之上部設置 散熱用之散熱片1 4之外，於下部追加散熱用之散熱片 1 5而可以提高散熱效率。又，第8圖係以發光管之管軸 爲對稱軸而在於反射器7之外壁面之上下部設置散熱用之 散熱片1 4、1 5。再在於外壁面之左右亦設散熱片1 6 ，（不圖示右側外壁面之散熱片）而更能獲得更優異之散 熱性能也。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第1 0圖表示，有關於第8圖所示之本發明之反射器 用做實際之液晶投影裝置或架空投影機等之光學機器之光 源時之使用形態者。具體的說，第1 0圖係表示本發明之 反射器與冷却散熱片之位置關係者。在於投影裝置用光源 之下面設置冷却用風扇1 〇，而對於反射器吹噴風而更可 提高冷却效率。又第1 〇圖中對於前述之圖相同之部份標 上相同之標號而省略其說明。 又，做爲其他之方法，以冷却用風扇1 0抽出該由燈 之被點燈而被加熱之光源週邊之空氣，由而做成空氣流來 冷却亦可以。 第3圖〜第5圖、第6圖〜第8圖中，雖然散熱片之 方向不同’惟做爲投射型晝像顯示裝置而實裝於投影裝置 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -15- 517173 A7 B7 五、發明説明（^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 用光源時，與冷却用風扇所發生之風之流向成平行地設置 散熱片係當然之道理。又採如此之構成而非常有效地可以 實施散熱也。 另一方面，在於本發明之投影裝置用光源中，爲了做 爲超高壓水銀燈之破裂對策，使反射器之平均料厚，自前 面開口部朝向底部開口部（保持發光管之部份）地逐漸地 加厚。由而可以達成封閉由於發光管之破裂所致之管球玻 璃之飛散者。採用此對策乃由於：當發光管之玻璃破裂時 ，在於靠近反射器之底部開口側將有很強之衝擊相加之緣 故。 反射器之最低料厚係須要2 m m以上，重視成形性時 即採用3 m m以上爲宜。又近於管之底部開口部即做成5 m m以上之平均料厚即可以。在於使用狀態而發光管之管 球破裂時，如上述BMC製反射器之料厚有5 mm以上時 ，其破片乃不會飛散於外部。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 再者，於前面開口部設置，與反射器7之材質不同之 防止飛散用之前面板玻璃9。以資防止照明光學系燈管破 裂所致之燈管玻璃之飛散。在此前面板玻璃9之兩面施予 防止反射之塗覆層由而可以減輕反射之損失。又在於前面 板玻璃之兩面芯鍍有防止反射膜’惟如上述前面板玻璃之 前面板玻璃之前面吸收率超過5 %時’即由前面板玻璃之 熱膨脹而在於長期使用時，即在於防止反射膜可能會發生 微細龜裂等，所以前面板玻璃之材質乃以內部吸收儘可能 的少者爲宜。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) -16- 517173 A7 B7 五、發明説明（^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 以上乃對於本發明之具體的實施形態而使用超高壓水 銀燈爲例的做說明，惟使用艷色性優異之氙燈時也可以獲 得同樣之效果乃不用說之道理。 第1 9圖係表示使用本發明之投影裝置用光源之液晶 投影機之照明光學系之一例之圖。 於第1 9圖中，積成光學系2 0 (下面稱複數透鏡歹!J )，乃由第1之複數透鏡列2 0 a及偏光束分裂器，以及 第2之複數透鏡列2 0 b。 第1之複數透鏡列2 0 a乃藉由配列成矩陣狀之透鏡 元件而將入射之光束分割成爲複數之光束者。偏光束分裂 品係分別對應於上述複數之透鏡元件而設置，將在第1複 數透鏡列2 0 a而分割之複數之光束分別放大，重疊照射 於液晶面板上者。第2之複數透鏡列2 0 b係具有由1 / 2 λ之相位差板而出射所欲之偏光波之偏光變換機能。以 此投影裝置用光源及複數透鏡列2 0來構成出射所欲之偏 光波成份之偏光照明裝置也。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 按投影裝置用光源4 0乃有關於表示於上述第3圖乃 至第8圖之本發明之實施形態者，而直交於燈軸地設有散 熱風扇1 4。在此投影裝置用光源4 0之側面配置有冷却 用風扇1 0，在於與散熱風扇1 4之安裝方向成平行之方 向供給冷却風，由而投影裝置用光源乃被溫度控制於所欲 之溫度。 下面說明，於第1 9圖所示之光學系統之各部份之動 作0 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -17- 517173 A7 B7 五、發明説明（^ 來自投影裝置光源4 0之白色光束乃，於複數透鏡列 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 2 0而做爲具有所欲之偏光成份之光束地被出射。經反射 鏡2 1而反射，入射於聚光透鏡2 2。聚光透鏡2 2乃將 在於複數透鏡列2 0所分割之光束分別重疊於各對應於紅 綠藍之液晶面板3 1 a、3 1 b、3 1 c上而予以聚光以 資實施均一之照明者。通過聚光透鏡2 2之光束係在於分 色鏡2 3、2 5而被色分離成爲紅、綠、藍之光分別入射 於液晶面板3 1 a、3 1 b、3 1 c。其中由分色鏡2 5 所分離之色光係經反射鏡2 7及2 9所反射而入射於液晶 面面板3 1 a ，因此入射於液晶面板3 1 a之色光係與其 他色光比較而光路會變長，因此以向場透鏡2 6、2 8、 3 0來補正該色光之光路長，光束之大小。入射於液晶面 板31a、31b、31c ，之色光乃由影像訊號（不圖 示）而受光調制而透過，而在於光合成棱鏡3 2而被色合 成。經色合成之光係由投射用透鏡1 0 1而放大投射於銀 幕（不圖示）上。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 接著，第2 0圖及第2 1圖表示載置了本發明之投射 光學系之背面投射型晝像顯示裝置之主要部之垂直方向斷 面圖。在於光學組成1 0 0中所獲得之影像乃介著折返鏡 1 0 4而由投射用透鏡1 0 1而放大投射於銀幕1 0 2上 。第2 0圖表示減低組成高度時之殼體1 0 3之構成。 如上所述本發明乃由混入了高熱傳導物質之耐熱性有 機材料來成形光源之反射器，因此可以獲得高的成形性， 同時可以達成將由燈之發光所致之熱有效率的傳達於外部 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐） -18- 517173 A7 B7 五、發明説明（以 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 者。所以依本發明時，具有得將反射面形成爲例如非球面 之複數之形狀，由而提高燈之聚光效率，同時可以提高光 源之冷却效率之特別之效果。 再者，在於本實施形態中，做爲晝像顯示元件而以透 過型之液晶面板爲例做了說明，惟使用反射型液晶面板或 D M D當然亦可以。 再者本實施形態所示之反射器之材質僅僅係一例而已 ，在於申請專利範圍所示之範圍內而可以使用種種之材質 乃自明之道理。這些之形態也是本發明之範圍也。 圖式之簡單說明 第1圖係以超高壓水銀燈爲發光源之一般的投影裝置 用光源之斷面圖。 第2圖表示使用於液晶投影裝置等之光學機器用光源 之使用形態之配置圖。 第3圖係依本發明之投影裝置用光源之一實施形態外 觀圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第4圖係依本發明之投影裝置用光源之一實施形態外 觀圖。 第5圖係依本發明之投影裝置用光源之一實施形態外 觀圖。 第6圖係依本發明之投影裝置用光源之一實施形態外 觀圖。 第7圖係依本發明之投影裝置用光源之一實施形態外 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -19- 517173 A7 B7 五、發明説明（θ 觀圖。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第8圖係依本發明之投影裝置用光源之一實施形態外 觀圖。 第9圖及第1 0圖係表示本發明之投影裝置用光源與 冷却風扇之配置關係圖。 第11圖及第12圖係投影裝置用光源之斷面圖。 第1 3圖係表示超高壓水銀燈之燈管附近之擴大斷面 圖。 第1 4圖係表示超高壓水銀燈點燈時之燈管附近之發 光能分佈圖。 第1 5係表示直流驅動之超高壓水銀燈之配光特性圖 〇 第1 6係表示交流驅動之超高壓水銀燈之配光特性圖 〇 第1 7圖係表示一般的超高壓水銀燈之分光能分佈圖 〇 第1 8圖係說明非球面形狀用之說明圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第1 9圖係說明本發明之投影裝置用光源之液晶投影 機之照明光學系之配置圖。 第2 0圖及第2 1圖係載置本發明之投影光學系之背 面投射型晝像顯示裝置之垂直方向斷面圖。 主要元件對照表 1 發光管 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -20- 517173 A7 B7 五、發明説明（j 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2 3 4 5 6 7 7 a 7 b 8 9 10 11 12 13 14 15 16 2 0 2 0a 2 0b 2 1 2 2 2 3 2 4 電極 電極芯桿 鉬箔 電極封密部 燈頭 反射器 反射器 反射器 結合劑 前面板玻璃 冷却用散熱片 散熱片 散熱片 散熱片 散熱片 散熱片 散熱片 積成光學系 複數透鏡列 複數透鏡列 反射鏡 聚光透鏡 分色鏡 反射鏡 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -21 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 517173 A7 B7 五、發明説明（^ 2 5 分色鏡 2 6 向場透鏡 2 7 反射鏡 2 8 向場透鏡 2 9 反射鏡 3 0 向場透鏡 3 1a 液晶面板 3 1b 液晶面板 31c 液晶面板 32 光合成棱鏡 4 0 投影裝置用光源 100 光學組成 10 1 投影用透鏡 10 2 銀幕 10 3 殼體 10 4 反射鏡 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

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Claims (1)

1. 517173 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 1 . 一種投影裝置用光源，主要係對於顯示元件照射 光之投影裝置用光源，其特徵爲， (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 具備：放出光之放電燈，及 備有反射由該放電燈所放出之光而出射於該光軸方向 之凹面狀之反射鏡， 該反射鏡係，做爲該耐熱性有機材料而採用由混入有 較該耐熱性有機材料之熱傳導率很高之高熱傳導物質之材 料所形成者。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之投影裝置用光源， 其中 上述反射鏡之反射面係被形成爲拋物面或橢圓面者。 3 ·如申請專利範圍第1項所述之投影裝置用光源， 其中 上述反射鏡之反射面係被形成爲非球面者。 4 ·如申請專利範圍第1項所述之投影裝置用光源， 其中 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 上述放電燈乃由在其內部至少封入用氙或汞，兩端設 一對之電極、上述電極間距離係1·8mm以下之發光管 所構成之額定電力2 5 0 W以下而被點燈之短電弧型發光 管者。 5 ·如申請專利範圍第1項所述之投影裝置用光源， 其中 在於上述反射鏡之光出射側設置前面板玻璃者。 6 ·如申請專利範圍第1項所述之投影裝置用光源， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） •23- 517173 Α8 Β8 C8 D8 、申請專利範圍 2 其中 將上述反射鏡之上述放電燈近傍之平均料厚係，較該 反射鏡之光出射部之平均料厚地予以加厚者。 7 ·如申請專利範圍第4項所述之投影裝置用光源， 其中 上述發光管之材料係石英玻璃者。 8 ·如申請專利範圍第1項所述之投影裝置用光源， 其中 在於上述反射鏡之外面設置複數之突起物者。 9 ·如申請專利範圍第8項所述之投影裝置用光源， 其中 上述突起物係放熱散熱片，該散熱片之安裝方向係與 上述反射鏡之光軸方向大致成平行者。 1 0 ·如申請專利範圍第8項所述之投影裝置用光源 ’其中 . 上述突起物係放熱散熱片，該散熱片之安裝方向係與 上述反射鏡之光軸方向成直交者。 1 1 ·如申請專利範圍第1項所述之投影裝置用光源 ，其中 做爲構成上述反射鏡之上述耐熱性有機材料而採用對 於低收縮不飽和聚酯中混合了，熱可塑性聚合物、硬化劑 、塡充劑、玻璃纖維、無機塡充.物，且做爲混入於該耐熱 性有機材料之上述高熱傳導物質而使用氫氧化氧化鋁者。 1 2 ·如申請專利範圍第3項所述之投影裝置用光源 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇χ297公釐） ------------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 24- 517173 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 3 ，其中 上述反射鏡之反射面之非球面形狀係以下式表示者。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) z(r)=(]/-RD) r V I cc) r "(iTrd)2^ + AE# r + AF. r*、八 G· r B 十八 H- r 丨。+ …+Α· r h 但：Z ( r )乃將含有上述反射面之焦點之上述放電 燈之電弧軸方向取於Z軸，而將直交於上述Z軸之反射鏡 之半徑方向取於r軸之反射面之高度。r表示半徑方向之 距離，RD、CC、AE、AF、AG、AH........ A係表示任意之常數，η係任意之自然數。 1 3 · —種投影裝置用光源，主要係對於顯示元件照 射光用之投影裝置用光源，其特徵爲，具備： 放出光之放電燈、及安裝了該放電燈，備有反射由該 放電燈所放出之光而出射於其光軸方向之凹面狀之反射面 之反射鏡， 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 而該反射鏡之在於上述放電燈之安裝位置附近之平均 料厚乃，與該反射鏡之光出射部之平均料厚相比較而予以 加厚者。 1 4 · 一種投影裝置用光源，主要係對於顯示元件照 射光用之投影裝置用光源，其特徵爲， 具備有放出光之放電燈、及備有反射由該放電燈所放 出之光而出射於其光軸方向之凹面狀之反射面之反射鏡， 而該反射鏡之反射面之形狀係非球面者。 1 5 . —種投射型畫像顯示裝置，主要乃於具備：照 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -25- 517173 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 4 射光之投影裝置用光源，及調制來自該投影裝置用光源之 光之顯示元件，以及放大由該顯示元件所調制之光，以資 投射之投射透鏡而成之投射型畫像顯示裝置中，其特徵爲 上述投影裝置乃具備：放出光之放電燈、及反射由該 放電燈所放出之光而出射於其光軸方向之凹面狀之反射面 之反射鏡， 該反射鏡乃由：對於耐熱性有機材料中，混入較該耐 熱性有機材料之熱傳導率高之高熱傳導物之材料所形成者 Ο 1 6 .如申請專利範圍第1 5項所述之投射型畫像顯 示裝置，其中 上述顯示元件係液晶面板者。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -26-