高壓放電燈裝置和使用該高壓放電燈裝置的投影儀的製作方法

2023-05-20 10:51:51 2

專利名稱：高壓放電燈裝置和使用該高壓放電燈裝置的投影儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及高壓放電燈裝置和使用該高壓放電燈裝置的投影儀。
背景技術：
作為用於投影儀的光源，例如短弧高壓放電燈(下文中簡稱為「燈」)被廣泛使用。 這種燈為接近點光源的光源，且具有高亮度和高顯色指數。例如，這種燈構建在反射器中從 而形成燈單元，該反射器具有凹狀反射面，且燈的縱向中心軸與反射器的光軸基本上一致。 燈單元構建在投影儀中且被使用。主要構成該燈的電弧管具有由石英玻璃製成的殼體。電弧管包含在其中心處的發 光部以及毗鄰發光部的密封部，密封部從發光部的每一側向外延伸。一對電極布置在發光 部中。此外，放電空間形成在發光部中。燈在高負荷下被點亮從而獲得如上所述的高亮度和高顯色指數。結果，在燈被點 亮時，發光部，特別是發光部的上部(放電空間的上部)溫度變得非常高。構成該部分的石 英玻璃結晶化，且因此出現稱為反玻璃化的渾濁。結果，該部分可能最終損壞。此外，對於在發光部中出現的溫度差異大的情形，當構成電極的鎢在點亮期間擴 散時，鎢在附著到電弧管的較低溫部分(例如電極的根部)之後黑化。結果，這會導致較低 亮度。因此，優選的是，電弧管中的溫度，特別是發光部中的溫度不應過度上升，且發光 部中的溫度分布在點亮期間應該均一化。特別地，近年來，對於投影儀的尺寸減小和高功率 輸出的要求變得更高。這導致需要小尺寸電弧管和高瓦特電弧管，且電弧管上的負荷增加。 結果，上述問題變得顯著。作為反應，傳統上已經提出通過旋轉電弧管來解決上述問題的方法。例如，已經提出通過連接到電弧管的旋轉單元周期性地僅旋轉電弧管的技術(例 如專利文獻1)，或者在通過連接到燈的旋轉機構旋轉該燈時不僅旋轉電弧管(高壓放電 燈)而且旋轉與燈集成的反射器(反射鏡)的技術(例如專利文獻2)。此外，已經提出這 樣的技術提供燈單元，該燈單元包含電弧管(高壓放電燈)和反射器(反射鏡)；通過旋 轉機構不僅沿一個方向而且沿相反方向間歇地旋轉燈單元；以及在旋轉期間使旋轉方向反 向(例如專利文獻3)。[引文目錄][專利文獻][專利文獻1]日本專利申請公開No. H3-48836[專利文獻2]日本專利申請公開No. 2007-48736[專利文獻3]日本專利申請公開No. 2007_3四07
發明內容
[技術問題]然而，上述傳統技術證明具有下述問題且缺乏實用性。根據專利文獻1中公開的技術，由於支持單元支持電弧管兩個端部而被旋轉，支 持電弧管的端部的支持單元之一位於燈反射器前方。結果，該技術的問題為，支持單元的陰 影出現在照射區域上。根據專利文獻2中公開的技術，燈和具有開口的反射器(反射鏡)集成為一組件。 旋轉機構旋轉該組件，僅僅支持與反射器(反射鏡)的開口相對的端部，或者僅僅支持與反 射器(反射鏡)集成的燈的端部。這種配置使旋轉機構複雜。根據專利文獻3中公開的技術，由於設備間歇地旋轉與電弧管(燈)集成的反射 器且在旋轉期間使旋轉方向反向，它需要用於間歇地旋轉反射器以及使旋轉方向反向等的 每個機構。結果，該設備本身變得複雜。鑑於上述問題做出了本發明。本發明目的在於提供一種結構簡單的高壓放電燈裝 置和使用該高壓放電燈裝置的投影儀，其能夠抑制局部溫度上升並使電弧管中的溫度分布 均一化。[問題的解決方案]本發明提供一種高壓放電燈裝置，其包含燈單元，該燈單元包括構建在反射器內 的高壓放電燈，使得高壓放電燈的中心軸與反射器的光軸一致；第一旋轉本體，該第一旋轉 本體具有環狀截面，且在反射器的開口附近附接到反射器，使得第一旋轉本體的中心位於 光軸上；第一旋轉支持單元，該第一旋轉支持單元在其中心上可旋轉地支持第一旋轉本體； 旋轉驅動單元，該旋轉驅動單元驅動燈單元從而在繞中心軸的一個方向上旋轉；以及具有 第一饋電構件的饋電單元，該饋電單元對高壓放電燈饋送電力，其中第一旋轉本體具有繞 第一旋轉本體的軸延伸的第一導電部分，高壓放電燈的第一電極電連接到該第一導電部 分，且第一饋電構件電連接到該第一導電部分。此處「第一旋轉本體」可以由一種或多種材料組成。當由一種材料組成時，第一 旋轉本體可具有用導電材料配置的第一導電部分，該第一導電部分繞第一旋轉本體的軸延 伸。另一方面，當由每一種均導電的多種材料組成時，第一旋轉本體可具有繞第一旋轉本體 的軸延伸的第一導電部分，或者當由組合在多層結構中的絕緣材料和導電材料組成時，由 導電材料製成的部分可以是第一導電部分。另外，使用多種材料的多層結構包含這樣的情 形，其中導電工藝在絕緣材料的側表面或外圓周面上形成繞第一旋轉本體的軸延伸的第一 導電部分。此外，此處「第一旋轉本體」僅僅需要具有環狀截面。例如，第一旋轉本體可以由 在其中心具有通孔的盤狀材料組成，或者由在其中心具有通孔的圓柱形狀材料組成。此外，此處「旋轉驅動單元」僅僅需要旋轉燈單元。例如，旋轉驅動單元可以將驅 動傳遞到第一旋轉本體從而旋轉燈單元所附接到的第一旋轉本體。或者燈單元的底座可以 是柱形且旋轉可以傳遞到該底座，使得旋轉驅動單元可以直接旋轉燈單元。此外，旋轉驅動單元和第一旋轉支持單元可以一體地或者分開配置。此處「第一饋電構件」可以與第一導電部分接觸從而直接饋送電力，或者與接觸第一導電部分的另一構件接觸從而通過該構件間接饋送電力。[發明的有利效果]根據本發明的高壓放電燈裝置，燈單元安裝在第一旋轉本體上，使得第一旋轉本 體的中心位於燈單元的光軸上。燈單元在第一旋轉本體的中心上旋轉，且因而在燈接通時 電弧管的上部偏移(不固定)。結果，燈裝置能夠抑制在電弧管上部處的溫度上升並使其中 的溫度分布均一化。結果，有可能減輕電弧管中的反玻璃化和黑化的發展。另外，有可能防 止電弧管由於反玻璃化等原因而早期損壞，並且進一步提高壽命。此外，燈單元安裝在第一旋轉本體上使得第一旋轉本體的中心位於燈單元的光軸 上，且燈單元在第一旋轉本體的中心上旋轉。因而即使當燈構建在投影儀等中時，反射器的 光軸與投影儀中的光學系統之間的位置關係不偏移。結果，有可能防止產生由光軸的偏移 產生的照明閃爍。附加地，高壓放電燈的第一電極與第一導電部分電連接且電力供給到第一旋轉本 體的第一導電部分。結果，這可以簡化從第一導電部分到第一電極的電力供給路徑的結構。另外，該高壓放電燈裝置進一步包含第二旋轉本體，該第二旋轉本體具有環狀截 面，且附接到位於高壓放電燈的底座附近的反射器，使得第二旋轉本體的中心位於光軸上； 第二旋轉支持單元，該第二旋轉支持單元在其中心上可旋轉地支持第二旋轉本體；以及具 有第二饋電構件的饋電單元，其中第二旋轉本體具有繞第二旋轉本體的軸延伸的第二導電 部分，高壓放電燈的第二電極電連接到該第二導電部分，且第二饋電構件電連接到第二導 電部分。此處「第二旋轉本體」可以由一種或多種材料製成。當由一種材料組成時，第二旋 轉本體可具有用導電材料配置的第二導電部分，該第二導電部繞第二旋轉本體的軸延伸。 另一方面，當由每一種均導電的多種材料組成時，第二旋轉本體可具有繞第二旋轉本體的 軸延伸的第二導電部分，或者當由組合在多層結構中的絕緣材料和導電材料組成時，由導 電材料製成的部分可以是第二導電部分。另外，使用多種材料的多層結構包含這樣的情形， 其中導電工藝在絕緣材料的側表面或外圓周面上形成繞第二旋轉本體的軸延伸的第二導 電部分。此外，此處「第二旋轉本體」僅僅需要具有環狀截面。例如，第二旋轉本體可以由 在其中心具有通孔的盤狀材料組成，或者由在其中心具有通孔的圓柱形狀材料組成。此處「第二饋電構件」可以與第二導電部分接觸從而直接饋送電力，或者與接觸第 二導電部分的另一構件接觸從而通過該構件間接饋送電力。在上述配置中，高壓放電燈的第二電極與該第二導電部分電連接且電力供給到第 二旋轉本體的第二導電部分。結果，這可以簡化從第二導電部分到第二電極的電力供給路 徑的結構。另外，旋轉驅動單元旋轉第一旋轉本體從而旋轉燈單元。在這種配置中，第一旋轉 本體被可旋轉地支持。因而有可能容易地旋轉第一旋轉本體，並防止整個設備的配置變得 複雜。再者，第一旋轉本體呈具有圓形外周的環狀，且旋轉驅動單元具有與第一旋轉本 體的外圓周面接觸的旋轉體(rotary body)，並通過旋轉驅動第一旋轉本體而旋轉第一旋 轉本體。
在這種配置中，第一旋轉本體被可旋轉地支持。因而有可能容易地旋轉第一旋轉 本體，並防止整個設備的配置變得複雜。另外，第一饋電構件包含與第一導電部分接觸的滑動環，或者第二饋電構件包含 與第二導電部分接觸的滑動環。在這種配置中，有可能防止電力供給路徑幹擾與燈單元旋 轉一致的旋轉。結果，可以有利於燈單元的單向旋轉。另外，燈單元以1至20轉每分鐘範圍內的旋轉速度旋轉。在這種配置中，即使該 對電極之間的電弧在點亮期間因為燈單元旋轉而振動，人的視覺感覺很難察覺到它們。結 果，可以極大地減小構建在投影儀等中的燈的照明閃爍。再者，該高壓放電燈為含有250[mg/cm3]或更多的水銀的高壓水銀燈。在這種配 置中，有可能大幅延長高壓水銀燈的使用壽命。本發明提供一種投影儀，該投影儀包含權利要求1的高壓放電燈裝置；光學單 元，該光學單元用於通過調製由高壓放電燈裝置產生的光而形成光學圖像；以及投影單元， 該投影單元用於放大光學圖像並投影放大的光學圖像。該配置實現了具有延長的使用壽命 並具有簡單配置的投影儀。


圖1為根據本發明的第一實施例的高壓水銀燈裝置的透視圖。圖2示出沿圖1所示的箭頭X方向看到的燈裝置的一部分。圖3為根據第一實施例的燈的部分剖切前視圖。圖4示出沿圖2所示的箭頭Y方向看到的燈裝置。圖5示出沿圖2所示的箭頭Z方向看到的燈裝置。圖6示出沿圖2所示的箭頭Y方向看到的沒有旋轉本體的燈裝置。圖7為根據本發明的第二實施例的作為投影類型圖像顯示設備的正投影儀的配 置的部分剖切透視圖。圖8為根據本發明的第三實施例的燈裝置的透視圖。圖9示出沿圖8所示的箭頭Xl方向看到的燈裝置。圖10示出沿圖8所示的箭頭Yl方向看到的燈裝置。圖11示出沿光軸的延伸方向看到的根據變型例1的燈裝置。圖12示出沿光軸的延伸方向看到的根據變型例2的燈裝置。圖13示出沿圖12所示的箭頭X3方向看到的根據變型例2的燈裝置。圖14示出沿光軸的延伸方向看到的根據變型例3的燈裝置。圖15示出沿圖14所示的箭頭X4方向看到的根據變型例3的燈裝置。圖16示出沿與反射器的光軸垂直的方向看到的根據變型例4的燈裝置。圖17示出沿與反射器的光軸垂直的方向看到的根據變型例5的燈裝置。
具體實施例方式本發明的優選實施例在下面參考附圖予以更詳細描述。[第一實施例]1.整體結構
圖1為根據本發明的第一實施例的高壓水銀燈裝置的透視圖。圖2示出沿圖1所 示箭頭X方向看到的高壓水銀燈裝置的部分。高壓水銀燈裝置(下文中簡稱為「燈裝置」)1包含具有一對電極的高壓水銀燈(下 文中簡稱為「燈」)7。燈7構建在反射器9中從而形成燈單元，該反射器具有凹狀反射面， 且燈7的中心軸與反射器9的光軸一致。一對旋轉本體57和59分別具有外圓周面57a和 59a。旋轉本體57和59以相互之間具有固定間隔的方式裝配到燈單元3的反射器9上，使 得反射器9的光軸與包含在旋轉本體57和59中分別構成旋轉本體57和59的外圓周面57a 和59a的圓周中的每一個的中心軸一致。另外，燈7的該對電極分別電連接到旋轉本體57 和59的導電部分。旋轉本體57和59安裝在並行布置的多個(此處為兩個)旋轉輥65和 67上，使得分別包含在旋轉本體57和59中的外圓周面57a和59a與旋轉輥65和67接觸。 驅動馬達56驅動旋轉輥65和67從而在固定方向上旋轉燈單元3。在燈單元3旋轉時，滑 動環81和83(本發明的「饋電構件」)饋送電力到圓周面。也就是說，燈單元1包含燈單元3，其包含燈7和反射器9 ；支持單元4，其支持燈 單元3 ；旋轉單元5，其在固定方向上旋轉該支持單元4，可旋轉地支持支持單元4 ；以及饋 電單元6，其饋送電力到燈7。2.燈單元如圖2所示，燈單元3包含具有電弧管11的燈7以及在期望方向(朝向反射器9 的開口的方向)上反射從燈7發射的光(準確地說，發射的光的一部分)的反射器9。反射 器9具有凹狀反射面9a。燈7構建在反射器9中，使得燈7的中心軸與反射器9的光軸一致。(1)燈圖3為根據當前實施例的燈7的配置的部分剖切前視圖。燈7包含電弧管11和底座37。電弧管11具有由石英玻璃製成的殼體13。電弧管11還包含圍繞管中心的大致上 球形的發光部15，以及毗鄰發光部15的大致上圓柱形的密封部17和19，所述密封部從發 光部15的每一側向外延伸。電弧管11 (發光部15)中含有作為發光材料的水銀(Hg)；用於輔助激活的稀有氣 體，諸如氬氣(Ar)；以及用於滷素循環的滷素材料，諸如溴(Br)。它們中的每一種具有預定 的量。密封部17和19通過已知的收縮密封方法來密封。作為實例，發光部15具有中心部(那裡的外徑是最大的)，該中心部具有5[mm] 的內徑、12[mm]的外徑和0. l[cc]的內容積。所封入的水銀的量設置在150[mg/mm3]至 350[mg/mm3]的範圍(包括端點)內，例如為250[mg/mm3]。所封入的氬氣(在25[°C])設 置為30 [kPa]。所封入的溴化物設置為0. 5χ 10_3[ μ mol]。在發光部15內部布置一對電極21和23，使得該對電極21和23的端部(末端) 彼此相對。電極21和23由例如鎢(W)製成。它們之間的間隙設置在0. 5[mm]至2. 0[mm] 的範圍(包括端點)內，例如為1.2[mm]。每個電極21和23的端部之一置於放電空間25中。另一端部通過矩形條形金屬 箔27和四連接到每個外部引線31和33的端部其中之一，矩形條形金屬箔27和四分別 氣密密封到密封部17和19。外部引線31和33的另一端部分別從密封部17和19的端表面向外突出。外部引線31的另一端部連接到電力供給線35，如圖2所示。外部引線33的 另一端部通過底座37連接到電力供給線34，如圖2所示。電極21和23分別具有電極棒21a和23a和電極線圈21b和23b。每個電極棒21a 和23a的端部(末端)之一置於放電空間25中。每個電極棒的另一端部例如通過焊接而 結合到上面的金屬箔27和四。電極線圈21b和23b附接到每個電極棒21a和23a的端部 之一。此外，電極棒21a和23a均具有例如具有大致上環狀截面的大致上柱形形狀。底座37通過接合劑(cement) 36等固定到密封部17的端部。⑵反射器如圖1和圖2所示，反射器9包含漏鬥狀反射器本體41和柱形燈支持部43。反射 器本體41的內表面具有凹狀反射面9a。圓柱形燈支持部43從反射器本體41的背側(即， 反射器本體41的底側以及反射器的開口的相對側)的中心延伸。反射器9的一個實例為 由硬玻璃製成的所謂二向色反射器。反射器9保持燈7 (電弧管11)的密封部之一，此處為密封部17。特別地，電弧管 11的密封部17寬鬆地插入反射器9的燈支持部43。在這種狀態下，如上所述，電弧管11 的中心軸與反射器9的光軸一致。燈支持部43和密封部17通過粘合劑45相互結合，該粘 合劑45填充它們之間的間隙。此處粘合劑45為例如主要由氧化矽、氧化鋁、氧化矽-氧化鋁等組成的無機粘合 劑。這種無機粘合劑的實例為(由朝日化學工業株式會社(ASAHI Chemical Co.，Ltd.)制 造的)Sumiceram-S0反射表面9a由介電多層膜(諸如Ti02/Si02或T 05/Si02)組成，該介電多層膜例 如通過真空氣相沉積工藝形成。反射器9通過反射表面9a反射從發光部45朝受照射區域 發射的可見光線。3.支持單元圖4示出沿圖2所示的箭頭Y方向看到的燈裝置。圖5示出沿圖2所示的箭頭Z 方向看到的燈裝置。圖6示出沿圖2所示的箭頭Y方向看到的沒有旋轉本體的燈裝置。支持單元4具有該對旋轉本體57和59以及使旋轉本體57和59相互連接的多個 (這裡為兩個)連接杆61。該對旋轉本體57和59在反射器9的光軸A的延伸方向上以指 定間隔裝配在反射器9的外表面上。旋轉本體57和59通過處於平行狀態的連接杆61相互連接。連接杆61在旋轉本 體57和59的圓周方向上等間隔布置。在本實施例中，該對旋轉本體57和59其中之一，也就是說，旋轉本體57(本發明 的「第一旋轉本體」)在反射器9的開口附近通過接合劑(圖中未示出)或固定工具60附 接到反射器9。另一旋轉本體，也就是說，旋轉本體59(本發明的「第二旋轉本體」)通過接 合劑(圖中未示出)或固定工具60附接到燈支持部43。如圖1所示，固定工具60在這裡是由彈簧60a、一對墊圈60b和螺釘60c組成。螺 釘62a的螺釘部插入該對墊圈60b的通孔，該對墊圈將彈簧60a夾在中間。旋轉本體57在其中心部分具有通孔57b (從燈發射的光的透射區域)，該通孔大於 反射器9的開口。反射器9的開放端部被固定從而與旋轉本體57接觸。如圖4和圖5所示，沿反射器9的光軸A的延伸方向看，該對旋轉本體57和59具有環狀，該環狀具有在光軸A上的中心(環狀的中心稱為中心軸)。旋轉本體57和59支 持燈單元3使得燈單元3的反射器9的光軸與每個旋轉本體57和59的中心軸一致(換言 之，旋轉本體57和59置於同一軸上)。該對旋轉本體57和59由諸如不鏽鋼的導電材料組成。旋轉本體57和59分別電 連接到燈7的電極23和21。具體地，電極21經由外部引線31、底座37和電力供給線34連接到旋轉本體59， 而電極23經由外部引線33和電力供給線35連接到旋轉本體57。連接杆61均由絕緣材料 組成，但是如果與每個旋轉本體57和59接觸的部分是絕緣的，導電材料也可以被採用。4.旋轉單元如圖1、2和4-6所示，旋轉單元5包含一對旋轉輥65和67。旋轉輥65和67與分 別包含在支持單元4的該對旋轉本體57和59中的外圓周面57a和59a接觸。支持單元4 可旋轉地安裝在該對旋轉輥65和67上。驅動馬達56附接到旋轉輥65和67的至少一個 (這裡為旋轉輥6 ，該驅動馬達56用作旋轉支持單元4的旋轉輥65的驅動軸(本發明的 「第一旋轉支持單元」、「第二旋轉支持單元」和「旋轉驅動單元」)。在本實施例中，旋轉輥65和67包含迴轉軸69和71以及輥部件72、73、74和75。 迴轉軸由圖1所示一對平行板66和68可旋轉地支持。輥部件72、73、74和75分別附接到 迴轉軸69和71。輥部件73和75與支持單元4的旋轉本體57的外圓周面57a接觸，而輥 部件72和74與支持單元4的旋轉本體59的外圓周面59a接觸。旋轉輥65由迴轉軸69和輥部件72和73組成(見圖2)，而旋轉輥67由迴轉軸 71和輥部件74和75組成。如圖4-6所示，該對旋轉輥65和67在垂直於反射器9的光軸A的方向上以固定 間隔設置(也就是說，從而相互平行)。該對旋轉輥65和67可以旋轉從而穩定地支持支持 單元4的任何間隔是足夠的。旋轉輥65和67具有相同的結構，且因此在這裡僅僅解釋旋轉輥65。旋轉輥67的 一些部件在圖中未示出，且由括號中的參考數字表示。如圖2所示，迴轉軸69(71)包含通過由絕緣材料組成的連接構件77(79)而相互 連接的迴轉軸69a (7la)和69b (71b)。迴轉軸69a (7la)和迴轉軸69b (71b)相互連接，使得 迴轉軸69a(71a)和迴轉軸69b(71b)的中心軸在同一條線上對齊。通過螺釘68，與旋轉本體57接觸的輥部件73 (75)附接到迴轉軸69a (71a)，而與 旋轉本體59接觸的輥部件72 (74)附接到迴轉軸69b (71b)。迴轉軸69(71)的旋轉使分別 包含在支持單元4的旋轉本體57和59中的外圓周面57a和59a旋轉。支持單元4置於與 旋轉本體57和59接觸滑動的輥部件73(7 和72(74)上。輥部件73為本發明的「旋轉 體，，。如圖2所示，輥部72 (74)和73 (7 的中心部分在縱向方向上凹入。支持單元4 的旋轉本體57和59分別與這些凹入部分72a(74a)和73a(75a)配合，從而不沿旋轉輥65 和67的縱向方向移動。5.饋電單元如圖1所示，饋電單元6具有饋電構件81和83。這些饋電構件附接到底座板63， 例如平行板66和68通過絕緣構件63a和63b附連在該底座板63上。饋電構件83為「第
10一饋電構件」，且饋電構件81為本發明的「第二饋電構件」。這些饋電構件81和83分別與由導電材料組成的輥部件72和73的外表面接觸。 饋電構件81和83例如通過滑動環連接到用於點亮燈的點燈電路(圖示省略)。經由饋電 構件81和83、輥部件72和73、旋轉本體57和59以及電力供給線34和35，饋送電力到燈 7。6.操作下面關於具有上述配置的燈裝置1中的燈單元3解釋旋轉操作。首先，當用於點亮燈7的開關接通時，交流電流供應從點燈電路開始分別通過饋 電構件83、輥部件73、旋轉本體57、電力供給線35、外部引線33和金屬箔四到達電極23， 以及通過饋電構件81、輥部件72、旋轉本體59、電力供給線34、底座37、外部引線31和金屬 箔27到達電極21。與此同時或者當從燈7點亮已經經過預定時間時，驅動馬達56開始驅動旋轉。即 使自點亮開始已經經過某一數量的時間，如果燈還未在穩態點燈條件中被點亮，反玻璃化 的問題幾乎不出現。這是因為電弧管11中的溫度未達到在電弧管11的一部分中出現反玻 璃化的溫度。然而，從通過使發光部15中的溫度分布均一化獲得良好燈特性的觀點來說， 有利的是，燈單元3從燈7溫度低的初期階段開始旋轉。當驅動馬達56開始驅動旋轉時，連接到驅動馬達56的旋轉輥65開始旋轉。置於 該對旋轉輥65和67上的支持單元4 (包含燈單元幻通過在旋轉本體57和59與輥部件 72、73、74和75之間滑動而開始繞旋轉本體57和59的中心軸在固定方向上旋轉。在燈單元3旋轉期間，通過支持燈7並與燈單元3 —起旋轉的支持單元4的旋轉 本體57和59，饋送電力到燈7。饋電構件81和83為連接到點燈電路的滑動環。滑動環與 輥部件72和73接觸。結果是不需要傳統配置，在該傳統配置中，在操作期間旋轉反向以便 不由於燈單元旋轉而切斷引線。試驗已經確認，當燈單元以1至20轉每分鐘範圍內的旋轉速度旋轉時，燈7的發 光部15中的溫度被均一化。此外，燈單元3由旋轉本體57和59保持，旋轉本體57和59在光軸的延伸方向上 以指定間隔固定在反射器9的圓周面上的兩個部分處，使得旋轉本體57和59的中心軸與 反射器9的光軸一致。結果，燈單元3的支持機構簡化，且有可能防止反射器9的光軸相對 於旋轉本體57和59的中心軸傾斜的旋轉。[第二實施例]參考圖7解釋作為本發明的第二實施例的投影類型圖像顯示設備。圖7示出正投影儀101的示意性結構。這是其中使用了根據第二實施例的燈裝置 1的投影類型圖像顯示設備的實例。正投影儀101為將圖像投射朝向設置在其前方的屏幕(未示出)的投影儀。圖7 示出將在下文描述的沒有頂板的殼體103。正投影儀101包含作為光源的燈裝置1、光學單元105、控制單元107、投影透鏡 109、冷卻扇單元111以及電源單元113等，所有這些容納在殼體103中。光學單元105具 有通過調製入射光形成圖像的圖像形成單元以及將由燈裝置1產生的照明光照射在圖像 形成單元上的照明單元(二者均未示出)。照明單元具有由3色濾波器等構成的色輪(未示出)，並將照明光分離為R、G和B三基色，且將這些顏色的光照射在圖像形成單元上。控制單元107控制圖像形成單元等的驅動。投影透鏡109放大由圖像形成單元調 制和形成的光學圖像，並投射放大的光學圖像。電源單元113將由商用電源供給的電力轉 換為適合於控制單元107和燈裝置1中的每一個的電力。此後，電源單元113饋送電力到 控制單元107和燈裝置1。燈裝置1容納在連接到光學單元105的殼體115中，且在燈點亮期間的光洩露得 以防止。如上，根據本發明的第二實施例的投影類型圖像顯示設備的結構使用具有長壽命 的照明設備。因此有可能實現具有延長壽命的投影類型圖像顯示設備。[第三實施例]在第一實施例中，旋轉本體至少附接到反射器的前側(在開口附近)和背側(在 底座附近)二者。然而，在本發明中，旋轉本體(本發明的「第一旋轉本體」)只需要附接到 反射器的前側(在開口附近)。下面將描述其中旋轉本體在反射器的開口附近附接到反射 器的實施例。圖8為根據本發明的第三實施例的燈裝置201的透視圖。圖9示出沿圖8所示的 箭頭Xl方向看到的燈裝置201。圖10示出沿圖8所示的箭頭Yl方向看到的燈裝置201。如圖8至10所示，燈裝置201包含燈單元3、在燈單元3的開口附近附接到燈單 元3的旋轉本體203(本發明的「第一旋轉本體」)。旋轉本體203由三個旋轉輥205、207 和209可旋轉地支持。此外，三個旋轉輥205、207和209對應於本發明的「第一旋轉支持單 元」。在本實施例中，當沿光軸的延伸方向看旋轉本體203，也就是說，從燈單元3的底 座37的相對側看旋轉本體203時，三個旋轉輥205、207和209的每一個布置成對應於等邊 三角形的角中的不同的角(見圖10)。如圖9所示，旋轉輥207和209分別具有一對大直徑 部207a和207b以及一對大直徑部209a和209b。該對大直徑部207a和207b以及該對大 直徑部209a和209b分別將小直徑部207c和209c夾在中間。旋轉本體203的外圓周部分 配合在該對大直徑部207a和207b、209a和209b之間，從而被可旋轉地支持。儘管未在圖9中示出，按照與旋轉輥207和209同樣的方式，旋轉輥205具有大直 徑部20 和20 和小直徑部205c。旋轉輥205、207和209中的至少一個直接或間接連接到驅動馬達。通過旋轉連接 到驅動馬達的旋轉輥而旋轉燈單元3。經由饋電構件(本發明的「第二饋電構件」)211和(例如使用滑動環)213，饋送 電力到構成燈單元3的燈7的該對電極。連接到一個電極的引線35電連接到金屬旋轉本 體203，且饋電構件211電連接到旋轉本體203。連接到另一電極的引線連接到底座37，且 饋電構件213電連接到底座37。根據第三實施例的燈裝置201包含附接到旋轉本體203的燈單元3，從而在預定方 向上旋轉由旋轉輥205、207和209可旋轉地支持的旋轉本體203 (準確地說，旋轉燈單元3 所附接到的旋轉本體203)。結果，在點亮期間發光部15中的溫度可以被均一化。就在這種配置中的燈裝置201而言，燈單元3附接到旋轉本體203，使得旋轉本體 203的中心軸與反射器9的光軸一致。結果，用於將燈單元3附接到旋轉本體203的結構可以簡化。此外，由於燈單元3在反射器9的開口附近附接到旋轉本體203，燈單元3由旋轉 本體203支持，使得燈單元3的重心位置靠近旋轉本體203。這使得燈單元3能夠穩定地旋轉。[變型例]1.驅動傳送機構在第一實施例中，該對旋轉本體57和59安裝在該對旋轉輥65和67上，且該對旋 轉本體57和59通過旋轉輥65中包含的迴轉軸69的旋轉被旋轉，使得燈單元3在預定方 向上旋轉。然而，該對旋轉本體57和59可以通過另一方法旋轉。作為用於在預定方向上旋轉燈單元的另一種方法，有可能採用通過使用驅動輥而 不是該對旋轉輥(65和67)來旋轉該對旋轉本體(或者其中之一)的方法，其中利用該驅 動輥而可旋轉地支持該支持單元4 (該實例為變型例1)。可替換地，有可能採用通過齒輪結構來傳遞驅動的方法，其中旋轉本體的外圓周 面和旋轉輥的外圓周面具有相互嚙合的凹部和凸部(該實例為變型例幻。另外，傳送帶 可將旋轉本體連接到安裝在驅動馬達的迴轉軸上的旋轉部，使得驅動馬達的驅動可以被傳 遞。再者，燈單元(具體地，底座和密封部)可以直接由驅動馬達旋轉。(1)變型例 1圖11示出沿光軸的延伸方向看到的根據變型例1的燈裝置300。在根據變型例1的燈裝置300中，與第一實施例類似，例如一對旋轉本體57和59 置於一對旋轉輥65和67上。旋轉本體之一，例如定位在底座37附近的旋轉本體59，直接 被旋轉。也就是說，旋轉本體59由旋轉輥301(本發明的「旋轉驅動單元」)旋轉。旋轉輥 301包含連接到驅動馬達的迴轉軸(驅動軸)303和附接到迴轉軸303的輥部件305。即使在這種情況下，由於旋轉本體59電連接到饋電構件81，則需要絕緣對策，諸 如對於與比旋轉本體57更靠近驅動馬達的旋轉本體59滑動的部分(輥部件30 使用絕 緣材料，或者對於迴轉軸使用絕緣材料。與變型例1類似，當燈單元由旋轉輥301而不是旋轉輥65和67旋轉時，旋轉輥65 和67上的負荷僅僅為燈單元等的負荷。與當旋轉本體57和59分別由旋轉輥65和67旋 轉時的情形相比，旋轉輥65和67上的負荷可以減小。(2)變型例 2圖12示出沿光軸的延伸方向看到的根據變型例2的燈裝置310。圖13示出沿圖 12所示的箭頭X3方向看到的根據變型例2的燈裝置310。就根據變型例2的燈裝置310而言，旋轉本體由齒輪機構旋轉。燈裝置310的基本結構與第一實施例的基本結構相同。燈裝置310包含旋轉本體 311與輥部件313和314，其分別對應於根據第一實施例的旋轉本體(57)與輥部件(73和 75)，只是旋轉本體311和輥部件313和314每一個均具有鋸齒形外圓周面。燈裝置310通 過使旋轉本體311與齒輪形輥部件314的凹入部分31 咬合來旋轉齒輪形旋轉本體311。對於旋轉本體311通過使用該齒輪結構來驅動的情形，與變型例2類似，例如如圖 13所示，可以通過電連接到旋轉本體311的側表面311a的滑動環(本發明的「第一饋電構件」)315饋送電力到燈(7)。在該結構中，旋轉本體311由旋轉輥(輥部件313，314)旋轉，該旋轉輥可旋轉地 支持旋轉本體311。然而，旋轉本體311可以由旋轉輥之外的另一齒輪(參考數字318，圖 12中由虛線表示)來旋轉。2.電力供給在第一實施例中，通過饋電構件(滑動環)81和83饋送電力到旋轉輥65中包含 的輥部件72和73，該旋轉輥65與電連接到相應電極對的旋轉本體57和59 —起滑動。然 而，另一方法可以用於饋送電力。例如，作為另一方法，滑動環(圖11中參考數字319)可 以直接連接(接觸)到該對旋轉本體59和57。可通過不使用滑動環的其它方法饋送電力。例如，可以經由支持迴轉軸的軸承饋 送電力。3.旋轉本體(1)材料第一實施例具有這樣的結構，其中旋轉本體57和59本身均呈具有圓形外周的環 狀。然而，具有環形圓周面的旋轉本體例如可以一體地連接到其它形狀的其它構件(這個 為變型例3)。圖14示出沿光軸的延伸方向看到的根據變型例3的燈裝置320。圖15示出沿圖 14所示的箭頭X4方向看到的根據變型例3的燈裝置320。根據變型例3的燈裝置320與第三實施例的燈裝置類似，但是根據變型例3的旋 轉本體321的結構與第三實施例的結構不同。旋轉本體321(本發明的「第一旋轉本體」)包含導電環(本發明的「第一旋轉本 體的導電部」)323以及覆蓋導電環323的外圓周面的樹脂環325。這種情況下，通過例如與 圖13中的滑動環(315)類似的電連接到旋轉本體321的導電環323的滑動環(本發明的 「第一饋電構件」)327饋送電力。(2)形狀第一實施例具有這樣的結構，其中旋轉本體57和59本身均呈具有外圓周面的環 狀。然而，旋轉本體57和59的整體形狀可以是在其主表面之一上具有環形旋轉體部的多 角形板狀構件。這種情況下，如果旋轉輥與旋轉體部的圓周面接觸且可旋轉地支持支持單 元，則可以提供與第一實施例相同的效果。4.旋轉單元利用相互平行定位的旋轉輥65和67，支持單元4由第一實施例的旋轉單元5可旋 轉地支持。然而，支持單元可以通過其它方法被可旋轉地支持(這為變型例4)。圖16示出沿與反射器9的光軸垂直的方向看到的根據變型例4的燈裝置340。在根據變型例4的燈裝置340中，燈單元3由旋轉本體(本發明的「第一旋轉本 體」)57和旋轉本體(本發明的「第二旋轉本體」)341支持，旋轉本體57在反射器9開口處 附接到反射器9，且旋轉本體341附接到反射器9的燈支持部43。與第一實施例的旋轉本體57和59類似，旋轉本體341和57均呈具有圓形外周的 環狀，且每個旋轉本體的中心軸與反射器9的光軸一致。從圖16可以明顯地看出，旋轉本 體57的半徑大於旋轉本體341的半徑。
旋轉本體57 (本發明的「第一旋轉支持單元」)由一對旋轉輥342可旋轉地支持 (圖16僅示出置於前方的旋轉輥342中的一個)。該對旋轉輥342的每一個由迴轉軸34 和輥部件342b組成，並且與光軸平行地定位。另一方面，與旋轉本體57類似，旋轉本體341 (本發明的「第二旋轉支持單元」)由 一對旋轉輥343支持(圖16僅僅示出置於前方的旋轉輥343中的一個)。該對旋轉輥343 的每一個也由迴轉軸343a和輥部件34 組成，並且與光軸平行地定位。在支持旋轉本體57的旋轉輥343和旋轉輥342之間的位置關係中，迴轉軸34 的中心軸和迴轉軸343a的中心軸不在同一條線上，但是相互平行。此外，對於沿光軸的延伸方向看，旋轉輥343置於基本上該對旋轉輥342的中心的 情形，甚至單個旋轉輥可以和置於反射器的開口附近的兩個旋轉輥342 —起，支持該支持 單元。與第一實施例類似，可以由與旋轉本體57和341的圓周面接觸的旋轉輥(342和 343)中的至少一個傳遞用於旋轉該旋轉本體57和341的驅動。或者與變型例1類似，旋轉 本體57和341中的至少一個可以直接被旋轉(其對應於本發明的「旋轉驅動單元」)。此外，在變型例4中，通過饋電構件345(本發明的「第一饋電構件」)和輥部件 342b之間的接觸以及饋電構件346(本發明的「第二饋電構件」)和輥部件34 之間的接 觸，饋送電力到燈7。5.支持單元第一實施例的支持單元4由該對旋轉本體57和59以及連接該對旋轉本體57和 59的多個(此處為兩個)連接杆61組成。可替換地，該對旋轉本體之間的間隙例如可以用 填充物填充(這為變型例5)。圖17示出沿與反射器9的光軸垂直的方向看到的根據變型例5的燈裝置。燈單元350包含支持單元351、旋轉單元353等。支持單元351包含置為基本上相互平行的一對旋轉本體57和59，以及填充該對旋 轉本體57和59之間的間隙以附著到該對旋轉本體的填充物355。從光軸的延伸方向看，填 充物355具有中心位於光軸上的圓形外周。與第一實施例類似，旋轉單元353由置為平行於反射器9的光軸的該對旋轉輥357 組成。該對旋轉輥357可旋轉地支持填充物355的外圓周面。在變型例5中，該對旋轉輥357中的至少一個連接到驅動馬達(旋轉驅動源)。 旋轉輥357將旋轉力傳遞到由該對旋轉輥357支持的填充物355，從而旋轉整個支持單元 351。此外，在變型例5中，通過饋電構件359和旋轉本體57之間的接觸以及饋電構件 361和旋轉本體59之間的接觸，饋送電力到燈(7)。6.燈本發明優選地應用到具有高壓放電燈的高壓放電燈裝置，該高壓放電燈在放電空 間中含有特別是250[mg/cm3]或更多的水銀。對於250[mg/cm3]或更多的水銀封在放電空 間中的情形，在點燈操作期間的水銀蒸氣壓變得過高且朝向上述黑化和反玻璃化的趨勢增 加。因此，應用本發明能夠顯著地展示效果。7.結論
已經通過實施例和變型例以各種方式解釋了本發明。在每個實施例中解釋的配置 可以應用(添加或轉換)到其它實施例或變型例，且在每個變型例中解釋的配置可以應用 (添加或轉換)到其它實施例或變型例。[工業應用性]本發明的高壓放電燈裝置對於防止高壓放電燈一部分中溫度過度上升從而長期 地使用高壓放電燈是有用的。
0188][附圖標記列表]0189]1高壓放電燈裝置0190]3燈單元0191]4支持單元0192]5旋轉單元0193]7燈0194]9反射器0195]11電弧管0196]21,23電極對0197]53單元支持單元0198]55旋轉支持單元0199]56驅動馬達0200]57，59旋轉本體0201]65,67旋轉輥0202]81,83饋電構件0203]101投影儀
權利要求
1.一種高壓放電燈裝置，包含燈單元，該燈單元包括構建在反射器內的高壓放電燈，使得該高壓放電燈的中心軸與 該反射器的光軸一致；第一旋轉本體，該第一旋轉本體具有環狀截面，且在反射器開口附近附接到反射器，使 得第一旋轉本體的中心位於該光軸上；第一旋轉支持單元，該第一旋轉支持單元在其中心上可旋轉地支持第一旋轉本體； 旋轉驅動單元，該旋轉驅動單元驅動燈單元從而繞所述中心軸在一個方向上旋轉；以及具有第一饋電構件的饋電單元，該饋電單元對所述高壓放電燈饋送電力，其中 第一旋轉本體具有繞第一旋轉本體的軸延伸的第一導電部分，高壓放電燈的第一電極 電連接到該第一導電部分，以及第一饋電構件電連接到該第一導電部分。
2.權利要求1的高壓放電燈裝置，還包含第二旋轉本體，該第二旋轉本體具有環狀截面，且在所述高壓放電燈的底座附近附接 到反射器，使得第二旋轉本體的中心位於所述光軸上；第二旋轉支持單元，該第二旋轉支持單元在其中心上可旋轉地支持第二旋轉本體；以及具有第二饋電構件的該饋電單元，其中第二旋轉本體具有繞第二旋轉本體的軸延伸的第二導電部分，高壓放電燈的第二電極 電連接到該第二導電部分，以及第二饋電構件電連接到該第二導電部分。
3.權利要求1的高壓放電燈裝置，其中旋轉驅動單元旋轉第一旋轉本體從而旋轉燈單元。
4.權利要求3的高壓放電燈裝置，其中 第一旋轉本體呈具有圓形外周的環狀，以及旋轉驅動單元具有與第一旋轉本體的外圓周面接觸的旋轉體，並通過旋轉驅動該旋轉 本體而旋轉第一旋轉本體。
5.權利要求4的高壓放電燈裝置，其中第一饋電構件包含與第一導電部分接觸的滑動環。
6.權利要求2的高壓放電燈裝置，其中第二饋電構件包含與第二導電部分接觸的滑動環。
7.權利要求1的高壓放電燈裝置，其中燈單元以1至20轉每分鐘範圍內的旋轉速度旋轉。
8.權利要求1的高壓放電燈裝置，其中高壓放電燈為含有250[mg/cm3]或更多的水銀的高壓水銀燈。
9. 一種投影儀，包含權利要求1的高壓放電燈裝置；光學單元，該光學單元用於通過調製由高壓放電燈裝置產生的光而形成光學圖像；以投影單元，該投影單元用於放大光學圖像並投影放大的光學圖像。
全文摘要
提供一種簡單的高壓放電燈裝置。該燈裝置抑制了點亮期間電弧管中的局部溫度上升，且使電弧管中的溫度分布被均一化。燈構建在反射器中從而形成燈單元，使得燈的中心軸與反射器的光軸相一致。一對旋轉本體之間有固定間隔並且每一個旋轉本體具有圓形外圓周表面，反射器的光軸與所述旋轉本體的外圓周表面的中心軸相一致。一對電極電連接到每一個旋轉本體的圓周表面，並且所述旋轉本體放置在並行設置的兩個旋轉輥上。驅動馬達以旋轉輥上的固定方向驅動燈單元。饋電構件向所述旋轉本體饋送電力。
文檔編號H01J61/20GK102066831SQ20098012233
公開日2011年5月18日 申請日期2009年6月8日 優先權日2008年6月13日
發明者北原良樹, 小野勝廣, 谷內昭 申請人:松下電器產業株式會社