光源装置以及投影机的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种光源装置以及投影机，光源装置包括发光管和反射器，发光管具备射出光束的发光部、自发光部向前端侧延伸的第一密封部以及自发光部向基端侧延伸的第二密封部；反射器具备使从发光部射出的光束反射的反射面、以及用于射出光束的第一开口，第一密封部突出于第一开口；其中，发光部的外周面和第一密封部的外周面相交于第一交点，第一交点和发光部的中心点的直线与发光管的中心轴的前端侧部分所成的角度为第一角度，反射器的反射面的前端侧端部为边界点，边界点和发光部的中心点的直线与发光管的中心轴的前端侧部分所成的角度为第二角度，第一角度不小于第二角度，使得从发光部射出的超出边界点的部分光束射入至第一密封部。
【专利说明】
光源装置以及投影机
技术领域
[0001]本发明涉及一种光源装置以及投影机，尤其涉及一种提高光源利用率的光源装置以及投影机。【背景技术】
[0002]图1是传统投影机的光源装置的示意图。请参阅图1，光源装置10包括发光管11和反射器12,发光管11具有呈大致球面形状的发光部111，发光部111中设置有电极(图中未示)，通过在电极间形成电弧使得发光部111发射光。第一密封部113呈圆筒形状，设置在发光部111的前侧，第二密封部112呈圆筒形状，一体设置在发光部111的后侧，发光部111的发光中心0与反射器12的焦点F大致重合。反射器12具有在发光管11设置侧形成的反射面121， 使得从发光管11射出的光束，如光束L1和L2，经反射面121反射后向前侧行进。
[0003]然而，至少存在这样一部分光束，如图1所示，光束L2与光束L3之间夹角为9的光束由于无法反射到反射面121而成为无效光不能被利用，其中，光束L2是发光中心0与反射面 121的前侧端部P1的连线，光束L3是第一密封部113和发光部111的交点Q1与发光中心0的连线。针对此技术问题，现有技术一般采取在发光部11的前侧表面添加反射镜使光束反射回反射器12的反射面121，或者是延长反射罩12的长度使其超过第一密封部113的前侧端面， 但上述设计或是增加了光源装置的零件数量，增加了制造成本，或是增大了光源装置的体积，不利于光源装置或投影机的小型化以及光源装置的安装布局。
[0004]有鉴于此，本发明提出一种通过发光管的形状设计来提高光源利用率的光源装置以及投影机，简化了制造工艺并减少了制造成本。
【发明内容】
[0005]本发明的主要目的在于提供一种实现从发光部射出的光束的光利用效率提高的光源装置以及投影仪。
[0006]本发明的光源装置，包括发光管和反射器，该发光管位于该反射器的内部，该反射器用于反射该发光管射出的光束，设定该光源装置的光束射出方向为前端侧，与该光源装置的光束射出方向相反的方向为基端侧，其特征在于:该发光管具备射出光束的发光部、自该发光部向该前端侧延伸的第一密封部以及自该发光部向该基端侧延伸的第二密封部，该发光部的中心点位于该反射器的焦点位置上;该反射器具备使从该发光部射出的光束反射的反射面、以及用于射出光束的第一开口，该第一密封部突出于该第一开口；其中，该发光部的外周面和该第一密封部的外周面相交于第一交点，该第一交点和该发光部的中心点的直线与该发光管的中心轴的前端侧部分所成的角度为第一角度，该反射器的反射面的前端侧端部为边界点，该边界点和该发光部的中心点的直线与该发光管的中心轴的前端侧部分所成的角度为第二角度，该第一角度不小于该第二角度，使得从该发光部射出的超出该边界点的部分光束射入至该第一密封部。
[0007]在本发明中，优选地，该第一密封部呈锥台形状，该第一密封部的外周面的外径朝向该发光部逐渐增大。
[0008]在本发明中，优选地，该发光部呈大致球面形状，该第二密封部呈圆筒形状，该第一密封部的最大外径小于该发光部的最大外径，且大于该第二密封部的外径。
[0009]在本发明中，优选地，该反射器还包括第一开口，该第一开口贯通该第二密封部， 该反射面呈自该第二开口向该前端侧扩展的凹曲面形状。
[0010]在本发明中，优选地，该反射面呈椭球曲面形状或抛物曲面形状。
[0011]在本发明中，优选地，该第一密封部与该第二密封均与该发光部一体成型。
[0012]在本发明中，优选地，该发光管的材质为光学玻璃或光学树脂。
[0013]在本发明中，优选地，该第一密封部包括位于该前端侧端面的出光面和连接该出光面和该发光部的全反射面，该全反射面的延伸长度大于该出光面的直径，由该发光部射入至该全反射面的光束被反复全反射后从该出光面射出。
[0014]在本发明中，优选地，该第一密封部的全反射面为一全反射镀层或一反射镜面。
[0015]本发明的投影机，是根据图像信息调制从光源射出的光束而形成并放大投影光学像的投影机，其特征在于，包含上述任一项所述的光源装置。
[0016]与现有技术相比，本发明提供的光源装置以及投影机，仅仅通过发光管的特殊形状设计来提高光源的光利用效率，不仅有效控制了生产成本，而且光源装置的整体体积较小便于光源装置以及投影机的小型化。【附图说明】
[0017]图1为传统投影机的光源装置的结构的剖面示意图；
[0018]图2为本发明一实施例提供的一种光源装置的结构的剖面示意图；
[0019]图3为本发明一实施例提供的一种光源装置的结构的立体示意图；
[0020]图4为本发明一实施例提供的一种光源装置的发光管的结构的立体示意图；
[0021]图5为本发明另一实施例提供的一种光源装置的结构的剖面示意图。【具体实施方式】
[0022]下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号表示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。
[0023]根据本发明的总体构思，提供一种光源装置，包括发光管和反射器，该发光管位于该反射器的内部，该反射器用于反射该发光管射出的光束，设定该光源装置的光束射出方向为前端侧，与该光源装置的光束射出方向相反的方向为基端侧，其特征在于，该发光管具备射出光束的发光部、自该发光部向该前端侧延伸的第一密封部以及自该发光部向该基端侧延伸的第二密封部，该发光部的中心点位于该反射器的焦点位置上;该反射器具备使从该发光部射出的光束反射的反射面、以及用于射出光束的第一开口，该第一密封部突出于该第一开口；其中，该发光部的外周面和该第一密封部的外周面相交于第一交点，该第一交点和该发光部的中心点的直线与该发光管的中心轴的前端侧部分所成的角度为第一角度， 该反射器的反射面的前端侧端部为边界点，该边界点和该发光部的中心点的直线与该发光管的中心轴的前端侧部分所成的角度为第二角度，该第一角度不小于该第二角度，使得从该发光部射出的超出该边界点的部分光束射入至该第一密封部。
[0024]在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本发明实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以示意性的方式体现以简化附图。[〇〇25] 实施例1
[0026]以下根据附图对本发明的实施例1进行说明。图2是本发明实施例1提供的一种光源装置10A的结构的剖面示意图，图3是本发明实施例1提供的一种光源装置10A的结构的立体示意图，图4为本发明实施例1提供的一种光源装置10A的发光管11A的结构的立体示意图。
[0027]如图2和图3所示，光源装置10A包括发光管11A和反射该发光管11A射出的光束的反射器12,发光管11A位于反射器12的内部，换言之，光源装置10A是将从发光管11A射出的光束调整为一定方向而使其射出的装置。另外，在本发明中，将光源装置10A的光束射出方向作为前端侧表示，将与光源装置10A的光束射出方向相反的方向为基端侧表示。
[0028]如图2?图4所示，发光管11A具备射出光束的发光部111A、自该发光部111A向前端侧延伸的第一密封部113A以及自该发光部111A向基端侧延伸的第二密封部112A。
[0029]其中，在发光部111A的内部，封入了图中未示出的在内部间隔指定距离而配置的一对钨制的电极和水银、稀有气体及少量的卤素。在向发光部111A的前端侧延伸的第一密封部113A和向基端侧延伸的第二密封部112A的内部，分别插入与发光部111A的电极电连接的钼制的金属箱(图中未示出)，并用玻璃材料等进行封装。进而，作为电极引出线的引线 (图中未示出)与各金属箱连接，该引线延伸到发光管11A的外部，将电压加到该引线上时， 通过金属箱在电极间形成电位差而产生放电，从而使发光部111A发光。另外，将发光部111A 的发光中心〇作为发光部111A的大致中央位置进行说明，并且，沿着第一密封部113A和第二密封部112A的延伸方向的发光管11A的中心轴X通过该发光中心0，同时，发光管11A的中心轴X与光源装置10A射出的光束的中心轴大致一致。
[0030]作为发光管11A可以采用高辉度发光的各种光源灯，例如，可以采用金属卤化物灯、高压水银灯、超高压水银灯等。
[0031]反射器12具备有位于基端侧的第二开口 123、使从发光部111A射出的光束反射的反射面121、以及用于射出光束的第一开口 122,第二开口 123贯通该第二密封部112A，反射面121呈自第二开口 123向前端侧扩展的凹曲面形状。反射面121可以是椭球曲面形状或抛物曲面形状，具体地，反射器12是在椭球曲面形状或抛物曲面形状的玻璃面上蒸镀金属薄膜而形成的，反射面121采用反射可见光而透过红外线的冷光镜。[〇〇32]上述发光管11A配置在反射器12的内部，如图2和图3所示，配置成使发光部111A的发光中心0在反射器12的焦点位置F上，例如，若反射面121是抛物曲面形状，则发光中心0位于抛物曲面的焦点位置F上，若反射面121是椭球曲面形状，则发光中心0位于椭球曲面的靠近基端侧的焦点位置F上。当点亮发光管11A时，从发光部111A射出的光束由反射器12的反射面121反射后向前端侧射出。
[0033]另外，反射器12的光轴方向的长度尺寸比发光管11A的长度尺寸小，将发光管11A 安装到反射器12上时，发光管11A的第一密封部113A突出于反射器12的光束射出开口即第一开口 123。
[0034]如图2?图4所示，发光管11A的发光部111A具有膨胀呈大致球面的形状，第一密封部113A、第二密封部112A与发光部111A的交界位置即为第一密封部113A、第二密封部112A 的外形形状与发光部111A的外形形状的连接位置，进一步地，发光部111A的外周面与第一密封部113A的外周面相交的位置称为第一交点Q2,第一交点Q2与发光管11A的中心轴X的前端侧部分(图2和图3中所示的X轴的正方向)所成的角度为第一角度a。
[0035]如图2所示，反射器12的反射面121的前端侧端部为边界点P1，也就是说，反射面 121所能反射的光束的边界光束L2是发光部111A的发光中心0与边界点P1的直线，边界光束 L2与发光管11A的外周面(发光部111A的外周面或第一密封部113A的外周面)相交于第二交点P2,并且，边界光束L2与发光管11A的中心轴X的前端侧部分所成的角度为第二角度P。 [〇〇36]第一角度a等于第二角度0，也即，第一交点Q2与第二交点P2重合，如此，使得从发光部111A的发光中心0射出的超过边界点P1的光束都可以射入第一密封部113A的内部进行反射，从而提高了光源的光利用率。
[0037]如图2?图4所示，第一密封部113A呈圆锥台形状，并且，第一密封部113A的外周面的外径朝向发光部111A逐渐增大，第一密封部113A包括位于前端侧端面的出光面1132A和连接出光面1132A和发光部111A的全反射面1131A，全反射面1131A的延伸长度a大于出光面 1132A的直径b，因此，由发光部111A射入至第一密封部113A的全反射面1131A的光束，例如图2中的光束L4，经过反复全反射后从出光面1132A射出。
[0038]第二密封部112A呈圆筒形状，但并不限于此。如图2所示，第二密封部112A的外径与第一密封部113A的出光面1132A的直径相等，第一密封部113A的最大外径小于发光部的最大外径d。[〇〇39]此外，发光管11A的第一密封部113A、第二密封112A和发光部111A是一体成型的， 发光管11A的材质为光学玻璃或光学树脂。
[0040]此外，第一密封部113A的全反射面1131A为一全反射镀层或一反射镜面，但并不限于此。
[0041]本实施例还包括一种投影机，投影机是根据图像信息调制从光源射出的光束而形成光学像并放大投影到屏幕上的光学设备，包含上述所述的光源装置10A。[〇〇42] 实施例2
[0043]以下根据附图对本发明的实施例2进行说明。图5是本发明实施例2提供的一种光源装置10B的结构的剖面示意图。
[0044]在以下的说明中，对于与上述实施例1同样的结构和相同的部件赋予相同的标号并省略或简化其详细的说明。
[0045]在实施例2中，如图5所示，光源装置10B包括发光管11B和反射该发光管11B射出的光束的反射器12,发光管11B位于反射器12的内部，换言之，光源装置10B是将从发光管11B 射出的光束调整为一定方向而使其射出的装置。另外，在本发明中，将光源装置10B的光束射出方向作为前端侧表示，将与光源装置10B的光束射出方向相反的方向为基端侧表示。发光管11B具备射出光束的发光部111B、自该发光部111B向前端侧延伸的第一密封部113B以及自该发光部111B向基端侧延伸的第二密封部112B。
[0046]上述发光管11B配置在反射器12的内部，配置成使发光部111B的发光中心0在反射器12的焦点位置F上，例如，若反射面121是抛物曲面形状，则发光中心0位于抛物曲面的焦点位置F上，若反射面121是椭球曲面形状，则发光中心0位于椭球曲面的靠近基端侧的焦点位置F上。当点亮发光管11B时，从发光部111 B射出的光束由反射器12的反射面121反射后向前端侧射出。
[0047]另外，反射器12的光轴方向的长度尺寸比发光管11B的长度尺寸小，将发光管11B 安装到反射器12上时，发光管11B的第一密封部113B突出于反射器12的光束射出开口即第一开口 123。[〇〇48]如图5所示，发光管11B的发光部111B具有膨胀呈大致球面的形状，第一密封部 113B、第二密封部112B与发光部111B的交界位置即为第一密封部113B、第二密封部112B的外形形状与发光部111B的外形形状的连接位置，进一步地，发光部111B的外周面与第一密封部113B的外周面相交的位置称为第一交点Q2’，第一交点Q2’与发光管11B的中心轴X的前端侧部分(图5中所示的X轴的正方向)所成的角度为第一角度a’。
[0049]如图5所示，反射器12的反射面121的前端侧端部为边界点P1，也就是说，反射面 121所能反射的光束的边界光束L2是发光部111B的发光中心0与边界点P1的直线，边界光束 L2与发光管11B的外周面(发光部111B的外周面或第一密封部113B的外周面)相交于第二交点P2’，并且，边界光束L2与发光管11A的中心轴X的前端侧部分所成的角度为第二角度f。
[0050]第一角度a’大于第二角度f，也即，第一交点Q2’与第二交点P2’相比更靠近基端侧，如此，使得从发光部111A的发光中心0射出的超过边界点P1的光束都可以射入第一密封部113B的内部进行反射，从而提高了光源的光利用率。[〇〇51]进一步地，如图5所示，反射器12的反射面121上的由边界点P1与靠近边界点P1的端点Q1构成的边界区域S由于反射的光束角度过大一般无法射入光源装置10B前方的导光装置(图中未示出)，使得此部分光束不能被利用，因此，本实施例可以依照边界区域S的端点Q1和发光中心〇的直线(图5中所示的光束L2’)与光源装置10B的外周面的交点来确定第一交点Q2’的位置，因为反射面121上端点Q1比边界点P1更靠近基端侧，所以光源装置10B的外周面上的第一交点Q2 ’与第二交点P2 ’相比也更靠近基端侧，这样使得原来入射至无法被利用的边界区域S的光束可以射入第一密封部113B的内部进行反射，并最终由出光面1132B 射出，如此，可有效缓解反射器12的边缘部分光利用率低的问题，进而大幅提高从发光部 111B射出的光束的光利用效率。[〇〇52]如图5所示，第一密封部113B呈圆锥台形状，并且，第一密封部113B的外周面的外径朝向发光部111B逐渐增大，第一密封部113B包括位于前端侧端面的出光面1132B和连接出光面1132B和发光部111B的全反射面1131B，由发光部111B射入至第一密封部113B的全反射面1131B的光束，例如光束L4’，经过反复全反射后从出光面1132B射出。[〇〇53]此外，发光管11B的第一密封部113B、第二密封112B和发光部111B是一体成型的， 发光管11B的材质为光学玻璃或光学树脂。[〇〇54]此外，第一密封部113B的全反射面1131B为一全反射镀层或一反射镜面，但并不限于此。
[0055]本实施例还包括一种投影机，投影机是根据图像信息调制从光源射出的光束而形成光学像并放大投影到屏幕上的光学设备，包含上述所述的光源装置10B。
[0056]虽然结合附图对本发明进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本发明优选实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本发明的一种限制。为了清楚描述所需的部件，示意性附图中的比例并不表示实际部件的比例关系。
[0057]本发明除了能够在投影机上利用之外，也可以在其他光学设备上进行利用。[〇〇58]本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。 必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。
【主权项】
1.一种光源装置，包括发光管和反射器，该发光管位于该反射器的内部，该反射器用于 反射该发光管射出的光束，设定该光源装置的光束射出方向为前端侧，与该光源装置的光 束射出方向相反的方向为基端侧，其特征在于，该发光管具备射出光束的发光部、自该发光部向该前端侧延伸的第一密封部以及自该 发光部向该基端侧延伸的第二密封部，该发光部的发光中心位于该反射器的焦点位置上； 该反射器具备使从该发光部射出的光束反射的反射面、以及用于射出光束的第一开 口，该第一密封部突出于该第一开口；其中，该发光部的外周面和该第一密封部的外周面相交于第一交点，该第一交点和该 发光部的发光中心的直线与该发光管的中心轴的前端侧部分所成的角度为第一角度，该反 射器的反射面的前端侧端部为边界点，该边界点和该发光部的发光中心的直线与该发光管 的中心轴的前端侧部分所成的角度为第二角度，该第一角度不小于该第二角度，使得从该 发光部射出的超出该边界点的部分光束射入至该第一密封部。2.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，该第一密封部呈圆锥台形状，该第一密 封部的外周面的外径朝向该发光部逐渐增大。3.如权利要求2所述的光源装置，其特征在于，该发光部呈大致球面形状，该第二密封 部呈圆筒形状，该第一密封部的最大外径小于该发光部的最大外径，且大于该第二密封部 的外径。4.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，该反射器还包括第二开口，该第二开口 贯通该第二密封部，该反射面呈自该第二开口向该前端侧扩展的凹曲面形状。5.如权利要求4所述的光源装置，其特征在于，该反射面呈椭球曲面形状或抛物曲面形状。6.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，该第一密封部、该第二密封均与该发光 部一体成型。7.如权利要求6所述的光源装置，其特征在于，该发光管的材质为光学玻璃或光学树脂。8.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，该第一密封部包括位于该前端侧端面的 出光面和连接该出光面和该发光部的全反射面，该全反射面的延伸长度大于该出光面的直 径，由该发光部射入至该全反射面的光束被反复全反射后从该出光面射出。9.如权利要求8所述的光源装置，其特征在于，该第一密封部的全反射面为一全反射镀 层或一反射镜面。10.—种投影机，是根据图像信息调制从光源射出的光束而形成并放大投影光学像的 投影机，其特征在于，包含权利要求1?9中的任一项所述的光源装置。
【文档编号】G03B21/20GK105954964SQ201610422571
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月15日
【发明人】萧启宏
【申请人】苏州佳世达光电有限公司, 佳世达科技股份有限公司