[实用新型]具有带开口的光屏蔽板的用于保护棒状积分器的结构

说明书

本申请基于2005年11月24日提交的日本申请No.2005-339138，并要求其优先权，并在此引入其全文作参考。

技术领域

本实用新型涉及一种用于保护棒状积分器的结构，以及使用该结构的尤其是用作数字电影投影机的一种投影显示设备。

背景技术

随着液晶技术和DLP(数字光处理Digital Light Processing；商标)技术的迅速发展，带来了投影显示设备体积上的减小和性能上的提高，用于投影图像的投影显示设备被用于更广泛的领域。投影显示设备作为前投影机备受关注，其是一种正在取代传统家用电视机的大型投影显示设备。由于具有能使该设备以实际大小投射高分辨率图像的高分辨率面板，投影显示设备还可作为数字电影(DLP电影)投影机用于放映电影。

通常，电影通过将存储在视频胶片中的图像投射到非常大的屏幕上来显示，例如在剧院。数字电影与传统电影共同之处是图像都被投射并显示在非常大的屏幕上。但是，数字电影与传统电影不同的是数字数据取代胶片被用于投射并由投影显示设备或数字电影投影机投射到屏幕上。数字电影在大小、亮度和可靠性上大大不同于例如在教室或会议室中使用的前投影机。

例如，前投影机通常使用最高约300W的超高压汞灯作为光源，而数字电影投影机需要2kW-6kW的氙灯。因此，灯产生的热量、灯的大小以及危险，与前投影机相比要大得多，设备的总大小和总重量与前投影机相比也要大得多。

基于弧光放电从氙灯发出的光束通常具有圆形截面。然而，显示装置用于产生图像的视频显示面具有例如是4∶3或16∶9的高宽比的、与将要投射到屏幕上的图像类似的矩形形状。虽然可利用具有圆形横截面的光束覆盖矩形形状的整个视频显示面，但该圆形横截面要求比包围该矩形视频显示面的圆形大。由于实际上入射在视频显示面上的光束面积比光束的全部面积小，从而损失了大部分光。该方法的另一个缺点是，视频显示面在其中心区域较亮，而在其边缘区域较暗，因此，不能获得屏幕的均匀亮度。为了解决该问题，使用了一种特殊照明光学系统，其利用诸如积分透镜的用于均匀照明的元件，该积分透镜是一种蝇眼透镜、管状光管或光遂(light tunnel)。该特殊的照明光学系统通过将圆形光束转换成与视频显示面形状类似的矩形光束来提高效率，还通过重叠光束来提高亮度的均匀性。因此，积分透镜、光管或光遂通常具有与显示装置的矩形视频显示面类似的矩形横截面。数字电影投影机通常使用氙灯作为高输出灯以及包含三个DMD(数字微镜装置)的显示装置。在这种数字电影投影机中，使用光遂或光管(下文称作“棒状积分器”)的特殊照明光学系统通常与投影机结合使用以提高光学性能。在该布置中，从灯发出的具有圆形横截面的光束利用透镜等会聚到具有矩形横截面的棒状积分器上。

然而，灯实际上具有有限尺寸的光发射点。光会聚到其上的点也具有有限尺寸。此外，光束包含不期望地从主光束中偏离的分量。因此，不能够使得全部光束会聚到棒状积分器上并在其矩形横截面内。该不期望地偏离的光被组成保持诸如棒状积分器的光学元件的支撑机构的元件的开口切断，并且还被棒状积分器的入射表面切断。照射在支撑机构的元件上的光加热该元件，导致了元件的较早退化，使得难以保持元件的可靠性。如果从高输出灯发出会聚光，那么，金属元件不久将退化，除非其被冷却。如果该不期望地偏离的光是从用于数字电影投影机中的高输出灯发出的，则其会引起大问题，虽然如果该光从低输出灯发出达到300W都不会有问题。

日本专利未决公开No.2002-318423披露了一种视频显示设备，其具有光屏蔽板，以防止不期望的照明光进入光学元件，并防止光学元件的温度过度升高。该光屏蔽板定位在沿着照明光路布置的彩色滤光器和棒状积分器的前面。与每个光屏蔽板集成的散热器从镜室伸出，以将该视频显示设备内部的不期望的热量发散到外部。

根据除了上述专利文献中披露的技术之外的现有技术，为了冷却光学元件，在构成用于支撑照明光学系统的支撑机构120的棒状积分器保持器141上设置冷却肋片(cooling fins)。如图1所示，棒状积分器保持器141通过借助于冷却风扇161向冷却肋片供给冷却空气而被冷却。该照明光学系统具有容纳在灯室111中的光源灯，用于反射从该光源灯发出的光并将红外辐射与该光分离的冷光镜112，用于接收由冷光镜112反射的光的未示出的棒状积分器，用于支持照明光学系统的支撑机构120，以及具有图像显示单元的显示装置单元170。支撑机构120包括容纳并支撑棒状积分器的棒状积分器保持器141。