【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
【産業上の利用分野〕[Industrial application field]
本発明は、明るい大画面表示を行う液晶プロジェクタ−
に関する。
【発明の概要】
従来から液晶プロジェクタ−の光源にはハロゲンランプ
、キセノン放電灯、メタルハライドランプなどが利用さ
れてきたが、■始動時間が長い、■色部度の経時変化が
大きい、■電極の寿命からランプ封入物が制約され発光
分布が不十分である、等の課題があった。
そこで本発明は、マイクロ波励起のメタルハライドラン
プを用いた小型、高効率で演色性の優れた液晶プロジェ
クタ−を提供することにより、（１）無電極構造なので
、電極の影ができず、全体を小型で明る（できる。
（２）演色性が上げられる。
（３）色調整ができる。
（４）全体を小型軽量化できる。
といった効果を得ることができる。
〔従来の技術］
映像メディアの高度化・多様化により、迫力のある映像
・プレゼンテーションを実現するための、家庭内や会議
室などの小空間における５０インチを越える大画面表示
装置の実用化が望まれている。ここで、直視型および投
射型ＣＲＴデイスプレィは、画像品質は最も優れるもの
の、価格・大きさ・重量などの点から家庭用には不向き
であり、小型・軽量な液晶プロジェクタ−の高性能化（
スクリーン明るさの向上、表示画素数の増大）が望まれ
ている。
従来のカラー表示液晶プロジェクタ−は、高輝度光源と
して、ハロゲンランプ、キセノン放電灯、金属ハロゲン
化合物放電灯などを使用していた。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、放電灯は電気−可視光への変換効率が高
いものの、点灯してから明るさが安定するまでの始動時
間が遅いこと、放電電極の消耗による寿命が短いこと、
光源色温度の経時変化が大きいこと、また電極と金属ハ
ロゲン化合物との反応のため、ランプ内に封入できる金
属ハロゲン化合物の種類の制約があり、プロジェクタ−
光源として望ましい発光スペクトルが得られないこと、
などの欠点がある。
さらにまた、発光効率の最も高い金属ハロゲン化合物放
電灯では、電極放電の不安定性や地磁気の影響などによ
りスクリーン上での色ムラや照度ムラが生じるという欠
点がある。
よって本発明の目的は、従来の放電灯にみられた上記欠
点を除去して、小型・高効率の液晶プロジェクタ−を提
供することにある。The present invention is a liquid crystal projector that displays a bright large screen.
Regarding. [Summary of the Invention] Conventionally, halogen lamps, xenon discharge lamps, metal halide lamps, etc. have been used as light sources for liquid crystal projectors; There were problems such as insufficient light emission distribution due to restrictions on the lamp enclosure due to its lifespan. Therefore, the present invention provides a compact, highly efficient liquid crystal projector with excellent color rendering properties that uses a microwave-excited metal halide lamp. It is possible to achieve the following effects: (2) The color rendering property can be improved. (3) Color adjustment can be made. (4) The entire device can be made smaller and lighter. [Conventional technology] Sophistication of video media Due to the increasing demand for technology and diversification, there is a desire for practical use of large screen display devices exceeding 50 inches in small spaces such as homes and conference rooms in order to realize powerful images and presentations. Although projection-type CRT displays have the best image quality, they are not suitable for home use due to their price, size, weight, etc., and the high performance of small and lightweight LCD projectors (
Improvements in screen brightness and increase in the number of display pixels are desired. Conventional color display liquid crystal projectors have used halogen lamps, xenon discharge lamps, metal halide discharge lamps, etc. as high-intensity light sources. [Problems to be Solved by the Invention] However, although discharge lamps have a high conversion efficiency from electricity to visible light, they have a slow start-up time until the brightness stabilizes after they are turned on, and their lifespan is shortened due to wear and tear of the discharge electrodes. short,
Due to large changes in the color temperature of the light source over time and the reaction between the electrodes and metal halide compounds, there are restrictions on the types of metal halide compounds that can be sealed in the lamp.
Unable to obtain a desirable emission spectrum as a light source;
There are drawbacks such as. Furthermore, the metal halide discharge lamp, which has the highest luminous efficiency, has the disadvantage that uneven color and illuminance occur on the screen due to instability of electrode discharge and the influence of earth's magnetism. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a compact and highly efficient liquid crystal projector that eliminates the above-mentioned drawbacks of conventional discharge lamps.
【課題を解決するための手段】[Means to solve the problem]
本発明に係る液晶プロジェクタ−は、光源と液晶画像変
調素子と投射レンズとを有する液晶プロジェクタ−にお
いて、前記光源部は、金属ハロゲン化合物を内蔵する透
明微小容器と該金属ハロゲン化合物を励起するマイクロ
波発生手段とを具備したことを特徴とするものである。The liquid crystal projector according to the present invention includes a light source, a liquid crystal image modulation element, and a projection lens, in which the light source section includes a transparent micro-container containing a metal halide compound and a microwave that excites the metal halide compound. The invention is characterized by comprising a generating means.
【作 用〕[For production]
本発明によれば、マイクロ波励起のメタルパライトラン
プを用いた小型、高能率で演色性の優れた液晶プロジェ
クタ−を得ることができる。
【実施例】
次に、本発明の実施例を詳細に説明する。
第１図は、本発明を適用したマイクロ波励起放電灯の構
成の一例を示す０本図に示すように、かかる放電灯はマ
イクロ波を発振するマグネトロン１１、マイクロ波を導
く導波管１２．ランプをマイクロ波励起するための空洞
共振室１４と、その中央部に位置するランプカプセル１
６と、ランプカプセル１６からの光を反射集光するりフ
レフタ−１８と、冷却ファン１９とからなっている。
液晶プロジェクタ−用の光源として１強い光出力を得る
ためには。
（１）マグネトロンから発振したマイクロ波の高効率利
用；
（２） ランプカプセルから発散する光を少ない損失で
効率良（集光すること；
（３）高出力白色光を得ること；
が必要となる。
まず、マイクロ波の利用効率を高めるために、マイクロ
波発信源には、マグネトロンを用い、発信周波数２．５
ＧＨｚによる高効率発信を行う、導波管の出力端は、図
示するごとくコーナー形状とし、反射波による損失を少
なくする。さらにランプを励起する空洞共振室は、天蓋
のある円筒型金属メツシュ構造とマイクロ波を導く開口
部１３を有し、該空洞共振室の高さは、マイクロ波波長
の半値とし、共振条件により、マイクロ波の反射損失を
抑えている。さらに、ランプカプセルを支えるステー１
７は誘電体損失の少ないセラミックを材料とし、金属材
料におけるインピーダンス不整や誘電体損失によるマイ
クロ波の減衰を防ぐ。
っぎに、ランプカプセルからの光を効率よ（出力するた
めに、前記空洞共振室の円筒及び天蓋メツシュの光透過
率を高くするもので、金属薄板をホトエツチングし、９
０％を越える高い光透過率を得ることが出来る。さらに
、発散する光を集光するために、リフレクタ−１８と空
洞共振室底部を図示するごとき凹面反射鏡構造とし光利
用効率を高めることが出来る。
本実施例の無電極構造放電ランプでは、電極の影がない
ので、光源と被照射物（液晶パネル）との距離を接近す
ることにより、中抜けのない高照度均質照明ができる。
従来の荷電極メタルハライド放電灯では、電気−光変換
効率の高さと白色性（演色性）とは相反する関係にあり
、両立することは出来なかった。これは、発光効率の高
い水銀あるいはタリウム化合物が高効率緑色発光するの
に対し、赤色あるいは青色に発光する化合物の種類が少
な（、必要な発光波長での発光強度が低かったことによ
る。
本実施例における無電極放電灯では、従来の荷電極放電
灯で反応性が高いために使用出来なかった金属ハロゲン
化合物（ＮａまたはＬｉのヨウ素化合物、金属塩素化合
物、ヨウ素・塩素・シュウ素混合化合物など）の使用も
可能になり、赤・青色の発光強度を高めることができる
。
第２図には、複数のランプカプセルによるランプ構成を
示す。
第２図に示すように本実施例は、マイクロ波を発振する
マグネトロン１１と、マイクロ波を導く導波管１２と、
導波管の腹位置でマイクロ波を分岐したのちランプをマ
イクロ波励起するための空洞共振室２３，２４．２５と
、該空洞共振室の中央部に配置するランプカプセル２Ｇ
、 ２７．２８と、ランプカプセルからの光を反射集光
するりフレフタ−２９と、マイクロ波強度を調整する整
合棒２１，２２と、冷却ファン１９とからなっている。
ランプカプセル２６．２７．２８には、赤・緑・青の発
光を得るため、それぞれ異なる金属ハライド化合物を充
填する。即ちＣｄ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｓｃなどの金属ハライ
ド化合物による赤色発光、Ｃａ、 Ｉｎなどの金属ハラ
イド化合物による青色発光、Ｈｇ、 ＴＩの金属ハライ
ド化合物による緑色発光を得ることができる。
なお、これらのランプカプセル２６．２７．２８には、
放電を助けるためのペニングガスな封入するものの、紫
外線照射手段またはラジオアイソトープの照射などによ
り速やかな放電の開始を行わせることができる。
さて、赤・緑・青の発光色の強度比率は、前記整合棒２
１，２２の高さ調整により制御するもので、液晶プロジ
ェクタ−出力の白色光を決定する。
第３図には、第２図に述べた光源部を用いた３板液晶パ
ネル・３管投影レンズ式のプロジェクタ−の構成を示す
。マイクロ波放電灯光源からの緑・赤・青の集光光は、
反射鏡３７．３８．３９により光路を曲げられ、画像変
調用の液晶パネル３４．３５．３６を照射し、生成され
た緑・赤・青の画像光はそれぞれの投射レンズ３１，３
２．３３によりスクリーン（図示していない）上に投射
され、カラー画像が合成投影される。
さて、赤色あるいは青色発光ランプにおいては、ランプ
カプセル内の水銀発光スペクトル（５４６ｎｍの緑発光
）あるいはその他の不要発光スペクトルのために、色純
度が低下する。前記３７．３８゜３９の反射鏡に代わっ
て波長選択性を有するグイクロイック反射鏡あるいはグ
イクロイックフィルターと反射鏡との組合せに置き換え
ることにより、ＮＴＳＣ標準色に相当する赤・縁・青・
白色座標を得ることができる。
以上、本実施例では、マイクロ波励起による無電極ラン
プを用いた液晶プロジェクタ−の構成を説明した０本実
施例のランプでは、高出力でムラのない照明ができ、ラ
ンプの出力光の色純度が優れ、ランプ出力光量の経持安
定性が優れ、ファン冷却により短時間での再点灯動作を
可能とする液晶プロジェクタ−を実現するものである。
なお、上述した実施例では複数のライトカプセル・リフ
レクタ−を用いた液晶プロジェクタ−の−例を説明した
が、第１図に示す単一ランプな用いることにより、赤・
緑・青に色相分離したのち３板式液晶パネルにより画像
変調し、スクリーン上に合成画像を投影するプリズム合
成光学系やミラー合成光学系による携帯型プロジェクタ
−を実現できる。
さらに、上記実施例では、商用マイクロ波周波数を用い
た光源の一例を説明したが、マイクロ波周波数を高くす
ることにより、空洞共振室を小型化し、同時にランプカ
プセルをも小型カプセルすることにより、リフレクタ−
による集光効率の向上による液晶プロジェクタ−の出力
光量を増加するとともに、光源部の小型化、液晶プロジ
ェクタ−のさらなる小型軽量化が可能となる。
【発明の効果〕
以上述べたとおり本発明を実施することにより。
（１）無電極構造なので、電極の影ができず、を小型で
明る（できる。
（２）演色性が上げられる。
全体
（３）色調整ができる。
（４）全体を小型軽量化できる。
といった格別なる効果を得ることができる。According to the present invention, it is possible to obtain a liquid crystal projector that is small, highly efficient, and has excellent color rendering properties using a microwave-excited metal paralite lamp. [Example] Next, an example of the present invention will be described in detail. FIG. 1 shows an example of the configuration of a microwave-excited discharge lamp to which the present invention is applied.As shown in the figure, this discharge lamp includes a magnetron 11 that oscillates microwaves, a waveguide 12 that guides the microwaves. A cavity resonant chamber 14 for microwave excitation of the lamp, and a lamp capsule 1 located in the center thereof.
6, a flefter 18 that reflects and condenses the light from the lamp capsule 16, and a cooling fan 19. To obtain a strong light output as a light source for a liquid crystal projector. (1) Highly efficient use of microwaves emitted from the magnetron; (2) Efficient (collecting) light emitted from the lamp capsule with little loss; (3) Obtaining high-output white light; First, in order to increase the efficiency of microwave use, a magnetron is used as the microwave source, and the transmission frequency is 2.5.
The output end of the waveguide, which performs highly efficient transmission at GHz, has a corner shape as shown in the figure to reduce loss due to reflected waves. Furthermore, the cavity resonant chamber that excites the lamp has a cylindrical metal mesh structure with a canopy and an opening 13 for guiding microwaves, and the height of the cavity resonator chamber is set to half the microwave wavelength, and depending on the resonance conditions, Reduces microwave reflection loss. Furthermore, the stay 1 that supports the lamp capsule is
7 is made of ceramic with low dielectric loss to prevent microwave attenuation due to impedance irregularity and dielectric loss in metal materials. Finally, in order to efficiently output light from the lamp capsule, the light transmittance of the cylinder and canopy mesh of the cavity resonant chamber is increased, and a thin metal plate is photoetched.
A high light transmittance exceeding 0% can be obtained. Furthermore, in order to condense the diverging light, the reflector 18 and the bottom of the cavity resonant chamber are formed into a concave reflecting mirror structure as shown in the figure, thereby increasing the light utilization efficiency. In the electrodeless structure discharge lamp of this embodiment, since there is no shadow of the electrode, by bringing the light source and the object to be irradiated (liquid crystal panel) close, high-intensity, homogeneous illumination without hollow spots can be achieved. In conventional charged electrode metal halide discharge lamps, high electric-to-light conversion efficiency and whiteness (color rendering) are in a contradictory relationship and cannot be achieved at the same time. This is because while mercury or thallium compounds, which have high luminous efficiency, emit green light with high efficiency, there are fewer types of compounds that emit red or blue light (and the emission intensity at the required emission wavelength was low. In the electrodeless discharge lamp in this example, metal halogen compounds (Na or Li iodine compounds, metal chlorine compounds, iodine/chlorine/oxalium mixed compounds, etc.) that could not be used in conventional charged electrode discharge lamps due to their high reactivity are used. It is also possible to use microwaves, increasing the intensity of red and blue light. Figure 2 shows a lamp configuration with multiple lamp capsules. As shown in Figure 2, this example A magnetron 11 that oscillates, a waveguide 12 that guides microwaves,
Cavity resonance chambers 23, 24, 25 for exciting the lamp with microwaves after branching the microwave at the antinode position of the waveguide, and a lamp capsule 2G disposed in the center of the cavity resonance chamber.
, 27 and 28, a flefter 29 for reflecting and condensing light from the lamp capsule, matching rods 21 and 22 for adjusting the microwave intensity, and a cooling fan 19. The lamp capsules 26, 27, and 28 are filled with different metal halide compounds to obtain red, green, and blue light emission. That is, it is possible to obtain red light emission due to metal halide compounds such as Cd, Li, Na, and Sc, blue light emission due to metal halide compounds such as Ca and In, and green light emission due to metal halide compounds such as Hg and TI. In addition, these lamp capsules 26, 27, 28,
Although Penning gas is filled in to assist discharge, discharge can be started quickly by irradiation with ultraviolet rays or radioisotope. Now, the intensity ratio of the red, green, and blue luminescent colors is determined by the matching rod 2.
It is controlled by height adjustment of 1 and 22, and determines the white light output from the liquid crystal projector. FIG. 3 shows the configuration of a three-panel liquid crystal panel/three-tube projection lens type projector using the light source section described in FIG. 2. The green, red, and blue focused light from the microwave discharge lamp light source is
The optical path is bent by the reflecting mirrors 37, 38, 39 and illuminates the liquid crystal panel 34, 35, 36 for image modulation, and the generated green, red, and blue image lights are transmitted to the respective projection lenses 31, 3.
2.33 onto a screen (not shown), and a color image is compositely projected. Now, in red or blue emitting lamps, color purity is reduced due to the mercury emission spectrum (green emission at 546 nm) or other unnecessary emission spectra within the lamp capsule. By replacing the 37.38°39 reflector with a wavelength-selective guichroic reflector or a combination of a guichroic filter and a reflector, red, edge, blue, and
You can get the white coordinates. As described above, in this example, the configuration of a liquid crystal projector using an electrodeless lamp using microwave excitation is explained. The present invention aims to realize a liquid crystal projector that has excellent lamp output light intensity, excellent stability over time of lamp output light quantity, and can be relit in a short time by fan cooling. In the above embodiment, an example of a liquid crystal projector using a plurality of light capsule reflectors was explained, but by using a single lamp as shown in FIG.
It is possible to realize a portable projector using a prism synthesis optical system or a mirror synthesis optical system that separates the hues into green and blue, modulates the image using a three-panel liquid crystal panel, and projects the composite image on a screen. Furthermore, in the above embodiment, an example of a light source using a commercial microwave frequency was explained, but by increasing the microwave frequency, the cavity resonant chamber can be made smaller, and at the same time, the lamp capsule can also be made smaller, thereby making it possible to create a reflector. −
By improving the light collection efficiency, the output light amount of the liquid crystal projector can be increased, and the light source section can be made smaller and the liquid crystal projector can be further made smaller and lighter. [Effects of the Invention] By carrying out the present invention as described above. (1) Since it has an electrodeless structure, there is no electrode shadow, making it compact and bright. (2) Color rendering is improved. Overall (3) Color adjustment is possible. (4) The entire device can be made smaller and lighter. You can get extraordinary effects like this.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]
第１図は本発明を適用したマイクロ波光源の断面構造を
示す図、
第２図は本発明を適用した複数のランプカプセルによる
光源の断面構造を示す図、
第３図は本発明の一実施例による液晶プロジェクタ−の
構成を示す外観図である。
１１・・・マグネトロン、
１２・・・導波管、
１３・・・開口部、
１４・・・空洞共振室、
１６・・・ランプカプセル、
１７・・・ステー
１８・・・リフレクタ−
１９・・・冷却ファン、
２１．２２・・・整合棒、
２３、２４．２５・・・共振空洞室、
２６、２７．２８・・・ランプカプセル、２９・・・リ
フレクタ−
３１，３２，３３・・・投射レンズ、
３４、３５．３６・・・液晶パネル、
３７、３８．３９・・・反射鏡。
第
図FIG. 1 is a diagram showing a cross-sectional structure of a microwave light source to which the present invention is applied. FIG. 2 is a diagram showing a cross-sectional structure of a light source with a plurality of lamp capsules to which the present invention is applied. FIG. 3 is an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an external view showing the configuration of a liquid crystal projector according to an example. DESCRIPTION OF SYMBOLS 11... Magnetron, 12... Waveguide, 13... Opening, 14... Cavity resonance chamber, 16... Lamp capsule, 17... Stay 18... Reflector 19...・Cooling fan, 21.22... Matching rod, 23, 24.25... Resonance cavity chamber, 26, 27.28... Lamp capsule, 29... Reflector 31, 32, 33... Projection lens, 34, 35.36...Liquid crystal panel, 37, 38.39...Reflector. Diagram