JP2005017576A

JP2005017576A - プロジェクタ用光源

Info

Publication number: JP2005017576A
Application number: JP2003180717A
Authority: JP
Inventors: Michitaka Futamura; 理宇二村
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2003-06-25
Filing date: 2003-06-25
Publication date: 2005-01-20

Abstract

【課題】冗長化が容易で、消費電力が少なく、光源寿命が向上されたプロジェクタ用光源を提供する。
【解決手段】所定の大きさの光源の面を形成するように配置された複数の発光ダイオードと、このそれぞれの発光ダイオードからの出射光が平行光となるようにこのそれぞれの発光ダイオードの先端にそれぞれ設けられたレンズとを具備したことを特徴とするプロジェクタ用光源である。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冗長化が容易で、消費電力が少なく、光源寿命が向上されたプロジェクタ用光源に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１９は、従来より一般に使用されている従来例の構成説明図で、例えば、特開２００２−３０３９３１、第９−１０頁、第６図に示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図において、１は超高圧水銀灯、２はリフレクタ、３はインテグレータ光学系、４はライトバルブである。
【０００４】
以上の構成において、プロジェクター用光源部としては超高圧水銀灯などの放電ランプが使用され、インテグレータ光学系を介して輝度を均一化した光源が得られている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−３０３９３１（第９−１０頁、第６図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような装置においては、以下の問題点がある。
ランプの冗長化が困難である（大きさ、重量、コスト面）。
ランプ寿命が短い。
消費電力が大きい。
調光用に別途調光器を配置する必要がある。
電源瞬断時に瞬時再点灯が困難である。
高電圧駆動回路が必要なため、高高度環境では放電対策が必須となる。
ランプ自体の調光比が得られないため、夜間においても光源の消費電力を低減することが困難である。
特殊用途対応が困難である。例えば、ナイトビジョンゴーグル用特殊波長への対応が困難である。
【０００７】
本発明の目的は、上記の課題を解決するもので、
ランプの冗長化が容易で、ランプ寿命が長く、消費電力が小さく、調光用に別途調光器を配置する必要が無く、電源瞬断時に瞬時再点灯が容易で、高電圧駆動回路が不必要なため、高高度環境での放電対策が不要となる。
ランプ自体の調光比が得られるため、夜間においても光源の消費電力を低減することが容易である。
特殊用途対応も容易である。例えば、ナイトビジョンゴーグル用特殊波長への対応も容易であるプロジェクタ用光源を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明では、請求項１のプロジェクタ用光源においては、
所定の大きさの光源の面を形成するように配置された複数の発光ダイオードと、このそれぞれの発光ダイオードからの出射光が平行光となるようにこのそれぞれの発光ダイオードの先端にそれぞれ設けられたレンズとを具備したことを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項２においては、請求項１記載のプロジェクタ用光源において、
前記複数の発光ダイオードは所定の点に集光するように配置されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項３においては、請求項１又は請求項２記載のプロジェクタ用光源において、
前記複数の発光ダイオードは白色発光ダイオードであることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項４においては、請求項１乃至請求項３の何れかに記載のプロジェクタ用光源において、
前記複数の発光ダイオードは所定位置の発光ダイオード毎に並列接続されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項５においては、請求項１乃至請求項４の何れかに記載のプロジェクタ用光源において、
前記複数の発光ダイオードに接続され前記複数の発光ダイオードに印加する電流、点灯時間、点灯個数を制御する調光比制御手段を具備したことを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項６においては、請求項１乃至請求項５の何れかに記載のプロジェクタ用光源において、
前記複数の発光ダイオードの内所定位置の発光ダイオードには特定の波長の光をカットする光学フィルターが配置されたことを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項７においては、請求項６記載のプロジェクタ用光源において、
前記光学フィルターは、ナイトビジョンゴーグルが増幅する波長成分の光をカットする光学フィルターであることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明を詳しく説明する。
図１は本発明の一実施例の要部構成説明図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は図１のＢ−Ｂ断面図である。
【００１６】
複数の発光ダイオード２１は、所定の大きさの光源２０の面を形成するように配置されている。
この場合は、多数の発光ダイオード２１が使用されている。
また、この場合は、発光ダイオードは白色発光ダイオードが使用されている。
【００１７】
レンズ２２は、このそれぞれの発光ダイオード２１からの出射光が平行光となるように、このそれぞれの発光ダイオード２１の先端にそれぞれ設けられている。
【００１８】
以上の構成において、発光ダイオード２１のアレイとレンズ２２により構成された光源において、発光ダイオード２１から出射された光はレンズ２２により並行光に変換される。
その後、インテグレータ光学系を通過し、面輝度を均一化してライトバルブに到達する。
【００１９】
この結果、発光ダイオード２１を用いているので、寿命、耐環境性（温度、振動）に優れ、消費電力が小さなプロジェクタ用光源が得られる。
発光ダイオード２１を用いているので、瞬時再点灯用に特別な回路や機構を必要とせず、電源瞬断時に瞬時再点灯が容易なプロジェクタ用光源が得られる。
発光ダイオードを用いているので、光源ひとつあたりの必要電圧は数Ｖであるため、高高度環境においても放電の心配が少なく、放電対策が不要なプロジェクタ用光源が得られる。
【００２０】
図４は本発明の他の実施例の要部構成説明図、図５は図４のＡ−Ａ断面図、図６は図４のＢ−Ｂ断面図である。
本実施例においては、光源３０の面は所定の点に集光するような曲面に構成されている。
【００２１】
この結果、より輝度の均一化されたプロジェクタ用光源が得られる。
なお、図４において、曲面に配置されているので、レンズ２２は周縁部分では、楕円に見えるはずであるが、分かり易くするために、円形で示されている。
【００２２】
図７は本発明の他の実施例の要部構成説明、図８は図７の動作説明図である。
本実施例においては、所定の点に集光するように発光ダイオード２１を配置して、発光ダイオード２１の光が集光される途中の地点に、レンズ３１を置いたものである。
この結果、図８に示す如く、ライトバルブ４に均一な光が照射可能なプロジェクタ用光源が得られる。
なお、図８における、点線で囲まれた四角形の範囲Ｌが均一な光が照射可能な範囲である。
【００２３】
図９は本発明の他の実施例の要部構成説明図、図１１は図９のＡ−Ａ断面図、図１１は図９のＢ−Ｂ断面図である。
本実施例においては、光源４０の面は所定の一点に集光するように、平面に構成されている。
【００２４】
この結果、より輝度の均一化されたプロジェクタ用光源が得られる。
なお、図９において、光源４０の周縁部分では、レンズ２２は楕円に見えるはずであるが、分かり易くするために、円形に示されている。
【００２５】
図１２は本発明の他の実施例の要部構成説明である。
本実施例においては、所定の点に集光するように発光ダイオード２１を配置して、発光ダイオード２１の光が集光される途中の地点に、レンズ３１を置いたものである。
この結果、図８に示すと同様に、ライトバルブ４に均一な光が照射可能なプロジェクタ用光源が得られる。
【００２６】
図１３は、本発明の他の実施例の要部構成説明、図１４は図１３の電気ブロック図である。
本実施例においては、光源５０は、複数の発光ダイオード２１は所定位置の発光ダイオード毎に並列接続されている。
この場合は、図１４に示す如く、７系統に並列接続されている。
なお、並列接続の系統数は、７系統に限ることはなく、例えば、ｎ系統数（ｎ＝１、２、３……ｎ）でも良いことは勿論である。
また、図１４に示す如く、複数の発光ダイオード２１に接続され、複数の発光ダイオード２１に印加する電流、点灯時間、点灯個数を制御する調光比制御手段が設けられている。
この場合は、調光比制御手段５１は、ＬＥＤ電流制御回路５２とＬＥＤスイッチング回路５３とを有する。
なお、並列接続の７系統の発光ダイオード２１の配置図は図１３に示し、各系統を示すシンボル記号を図１４に示す。
【００２７】
この結果、
複数の発光ダイオード２１は、所定位置の発光ダイオード２１毎に並列接続されているので、一部の発光ダイオード２１に非点灯の不具合が生じた場合でも、画面表示が可能となり、光源の冗長化が簡単に実現できるプロジェクタ用光源が得られる。
【００２８】
複数の発光ダイオード２１に接続され、複数の発光ダイオード２１に印加する電流、点灯時間、点灯個数を制御する調光比制御手段５１が設けられたので、発光ダイオード２１に印加する電流及び点灯時間、点灯個数を制御することにより、広い調光比が得られるプロジェクタ用光源が得られる。
【００２９】
発光ダイオード２１に印加する電流及び点灯時間、点灯個数を制御することにより、広い調光比が得られるので、夜間において、光源の消費電力を低減することが出来るプロジェクタ用光源が得られる。
【００３０】
図１５は本発明の他の実施例の要部構成説明図、図１６，図１７は図１５の部品説明図、図１８は図１５の全体説明図である。
本実施例においては、光源６０には、複数の発光ダイオード２１の内所定位置の発光ダイオード２１には特定の波長の光をカットする光学フィルター６１が配置されている。
【００３１】
この場合は、光学フィルター６１は、ナイトビジョンゴーグルが増幅する波長成分の光をカットする光学フィルターが使用されている。
また、光学フィルター６１は、図１６，図１７に示す如く、発光ダイオード２１とレンズ２２との間に設けられても良く、レンズ２２の外側に設けられても良い。
なお、この場合は、図１８に示す如く、光学フィルター６１が配置された発光ダイオード２１の数が少ないので、インテグレータ光学系６２が設けられると良い。
【００３２】
この結果、
複数の発光ダイオード２１の内所定位置の発光ダイオード２１には特定の波長の光をカットする光学フィルター６１が配置されたので、特殊光用途にも簡単に対応が可能なプロジェクタ用光源が得られる。
【００３３】
特殊波長をカットする光学フィルター６１が配置されたので、ナイトビジョンゴーグルに好適なプロジェクタ用光源が得られる。
【００３４】
なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として、特定の好適な実施例を示したに過ぎない。したがって本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１によれば、次のような効果がある。
発光ダイオードを用いているので、寿命、耐環境性（温度、振動）に優れ、消費電力が小さなプロジェクタ用光源が得られる。
発光ダイオードを用いているので、瞬時再点灯用に特別な回路や機構を必要とせず、電源瞬断時に瞬時再点灯が容易なプロジェクタ用光源が得られる。
発光ダイオードを用いているので、光源ひとつあたりの必要電圧は数Ｖであるため、高高度環境においても放電の心配が少なく、放電対策が不要なプロジェクタ用光源が得られる。
【００３６】
本発明の請求項２によれば、次のような効果がある。
所定の点に集光するような曲面に発光ダイオードを配置すると、中間点において輝度が均一化された場所が生じるため、この位置にレンズをおけば、ライトバルブに均一な光が照射可能なプロジェクタ用光源が得られる。
【００３７】
本発明の請求項３によれば、次のような効果がある。
発光ダイオードは白色発光ダイオードであるので、白色発光ダイオードは市場性が有り、容易に入手できるので、安価なプロジェクタ用光源が得られる。
【００３８】
本発明の請求項４によれば、次のような効果がある。
複数の発光ダイオードは、所定位置の発光ダイオード毎に並列接続されているので、一部の発光ダイオードに非点灯の不具合が生じた場合でも、画面表示が可能となり、光源の冗長化が簡単に実現できるプロジェクタ用光源が得られる。
【００３９】
本発明の請求項５によれば、次のような効果がある。
複数の発光ダイオードに接続され、複数の発光ダイオードに印加する電流、点灯時間、点灯個数を制御する調光比制御手段が設けられたので、発光ダイオードに印加する電流及び点灯時間、点灯個数を制御することにより、広い調光比が得られるプロジェクタ用光源が得られる。
【００４０】
発光ダイオードに印加する電流及び点灯時間、点灯個数を制御することにより、広い調光比が得られるので、夜間において、光源の消費電力を低減することが出来るプロジェクタ用光源が得られる。
【００４１】
本発明の請求項６によれば、次のような効果がある。
複数の発光ダイオードの内所定位置の発光ダイオードには特定の波長の光をカットする光学フィルターが配置されたので、特殊光用途にも簡単に対応が可能なプロジェクタ用光源が得られる。
【００４２】
本発明の請求項７によれば、次のような効果がある。
特殊波長をカットする光学フィルターが配置されたので、ナイトビジョンゴーグルに好適なプロジェクタ用光源が得られる。
【００４３】
従って、本発明によれば、冗長化が容易で、消費電力が少なく、光源寿命が向上されたプロジェクタ用光源を実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の要部構成説明図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】本発明の他の実施例の要部構成説明である。
【図５】図４のＡ−Ａ断面図である。
【図６】図４のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】本発明の他の実施例の要部構成説明である。
【図８】図７の動作説明図である。
【図９】本発明の他の実施例の要部構成説明である。
【図１０】図９のＡ−Ａ断面図である。
【図１１】図９のＢ−Ｂ断面図である。
【図１２】本発明の他の実施例の要部構成説明である。
【図１３】本発明の他の実施例の要部構成説明である。
【図１４】図１３の電気ブロック図である。
【図１５】本発明の他の実施例の要部構成説明である。
【図１６】図１５の部品説明図である。
【図１７】図１５の部品説明図である。
【図１８】図１５の全体説明図である。
【図１９】従来より一般に使用されている従来例の要部構成説明図である。
【符号の説明】
１超高圧水銀灯
２リフレクタ
３インテグレータ光学系
４ライトバルブ
２０光源
２１発光ダイオード
２２レンズ
３０光源
３１レンズ
４０光源
５０光源
５１調光比制御手段
５２ＬＥＤ電流制御回路
５３ＬＥＤスイッチング回路
６０光源
６１光学フィルター
６２インテグレータ光学系

Claims

所定の大きさの光源の面を形成するように配置された複数の発光ダイオードと、
このそれぞれの発光ダイオードからの出射光が平行光となるようにこのそれぞれの発光ダイオードの先端にそれぞれ設けられたレンズと
を具備したことを特徴とするプロジェクタ用光源。
前記複数の発光ダイオードは所定の点に集光するように配置されていること
を特徴とする請求項１記載のプロジェクタ用光源。
前記複数の発光ダイオードは白色発光ダイオードであること
を特徴とする請求項１又は請求項２記載のプロジェクタ用光源。
前記複数の発光ダイオードは所定位置の発光ダイオード毎に並列接続されていること
を特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載のプロジェクタ用光源。
前記複数の発光ダイオードに接続され前記複数の発光ダイオードに印加する電流、点灯時間、点灯個数を制御する調光比制御手段
を具備したことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載のプロジェクタ用光源。
前記複数の発光ダイオードの内所定位置の発光ダイオードには特定の波長の光をカットする光学フィルターが配置されたこと
を特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載のプロジェクタ用光源。
前記光学フィルターは、ナイトビジョンゴーグルが増幅する波長成分の光をカットする光学フィルターであること
を特徴とする請求項６記載のプロジェクタ用光源。