JP2005062735A - Method for designing reflector, reflector, light emission lamp equipped with same, luminaire, and projector - Google Patents
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Description
本発明は、光学反射鏡、その反射鏡を備えた発光ランプ、照明装置並びにプロジェクタに関する。 The present invention relates to an optical reflecting mirror, a light-emitting lamp including the reflecting mirror, an illumination device, and a projector.
発光ランプにおいては、光の効率的な利用のために、放電用電極が内蔵されたバルブ部から射出された光を、再度バルブ部に戻す反射鏡(副反射鏡又は第2反射鏡ともいう)を備えるようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。
上記反射鏡にはバルブ部で発生した熱が伝達される。特に、上記反射鏡がバルブ部の近くに配置される場合には高温に晒されることになり、その高温によって反射鏡が割れやすくなるため、その割れを回避するような配慮が必要になる。
本発明は、この課題に鑑みてなされたもので、熱による割れを回避させる反射鏡を得ること、並びにその反射鏡を備えた発光ランプ、照明装置およびプロジェクタを提供することを目的とする。
Heat generated in the bulb is transmitted to the reflecting mirror. In particular, when the reflecting mirror is disposed near the bulb portion, the reflecting mirror is exposed to a high temperature, and the reflecting mirror easily breaks due to the high temperature. Therefore, care must be taken to avoid the cracking.
The present invention has been made in view of this problem, and an object of the present invention is to provide a reflecting mirror that avoids cracking due to heat, and to provide a light-emitting lamp, an illuminating device, and a projector including the reflecting mirror.
本発明の反射鏡設計方法は、紫外線及び赤外線を透過する材料のうちから反射鏡を構成する基材を決定し、前記基板が受け取る熱量に起因して該基材の表裏に発生する応力が、前記基材に割れを生じさせる応力より小さくなるように、前記基材のサイズを定めることを特徴とする。このような設計により、反射鏡を発光ランプのバルブ近傍に配置した場合にも、熱に起因する反射鏡の割れを回避することができる。また、また、多様な材料を反射鏡の基材として用いることが可能となる。 The reflecting mirror design method of the present invention determines the base material constituting the reflecting mirror from the materials that transmit ultraviolet rays and infrared rays, and the stress generated on the front and back of the base material due to the amount of heat received by the substrate, The size of the base material is determined so as to be smaller than a stress that causes cracking in the base material. With such a design, even when the reflecting mirror is arranged in the vicinity of the bulb of the light emitting lamp, it is possible to avoid the cracking of the reflecting mirror caused by heat. Moreover, various materials can be used as the base material of the reflecting mirror.
また、前記基材を半球面状とし、前記基材の球面内半径をr、前記基材の球面厚さをt、前記基材が受け取る熱量をH,前記基材のヤング率をE,前記基材の熱伝導率をρ、前記基材の線膨張係数をαとしたとき、
10×106パスカル>E・(α・H・t)/{ρ・2π(r+t/2)2}
となるように、球面内半径rと球面厚さtを決定することを特徴とする。これにより、多様な基板材料を利用して、熱による割れが回避された半球面反射鏡のサイズを決定することができる。
In addition, the base material has a hemispherical shape, the inner radius of the base material is r, the spherical surface thickness of the base material is t, the amount of heat received by the base material is H, the Young's modulus of the base material is E, When the thermal conductivity of the substrate is ρ and the linear expansion coefficient of the substrate is α,
10 × 10 6 Pascal> E · (α · H · t) / {ρ · 2π (r + t / 2) 2 }
The spherical inner radius r and the spherical thickness t are determined so that Accordingly, it is possible to determine the size of the hemispherical reflector in which cracking due to heat is avoided by using various substrate materials.
本発明の反射鏡は、紫外線及び赤外線を透過する半球面状の基材から構成し、前記基材の球面内半径をr、前記基材の球面厚さをt、前記基材が受け取る熱量をH,前記基材のヤング率をE,前記基材の熱伝導率をρ、前記基材の線膨張係数をαとしたとき、
10×106パスカル>E・(α・H・t)/{ρ・2π(r+t/2)2}
としたことを特徴とする。これにより、反射鏡を発光ランプのバルブ近傍に配置した場合にも、熱に起因する反射鏡の割れが回避される。
なお、前記基材は、石英、サファイア、透光性アルミナ、結晶化ガラス、水晶、ホウケイ酸ガラス、ホウケイ酸クラウンガラス、白板ガラスの何れかから選択してもよい。
The reflecting mirror of the present invention is composed of a hemispherical base material that transmits ultraviolet rays and infrared rays, the inner radius of the base is r, the spherical thickness of the base is t, and the amount of heat received by the base is H, when the Young's modulus of the substrate is E, the thermal conductivity of the substrate is ρ, and the linear expansion coefficient of the substrate is α,
10 × 10 6 Pascal> E · (α · H · t) / {ρ · 2π (r + t / 2) 2 }
It is characterized by that. As a result, even when the reflecting mirror is arranged in the vicinity of the bulb of the light emitting lamp, cracking of the reflecting mirror due to heat is avoided.
The substrate may be selected from any of quartz, sapphire, translucent alumina, crystallized glass, crystal, borosilicate glass, borosilicate crown glass, and white plate glass.
本発明の発光ランプは、放電用電極が内蔵されたバルブ部と、該バルブ部から射出された光を再度バルブ部へ戻す副反射鏡を備えた発光ランプにおいて、前記副反射鏡として、上記何れかに記載の反射鏡を備えたことを特徴とする。 The light-emitting lamp of the present invention is a light-emitting lamp including a bulb portion in which a discharge electrode is incorporated and a sub-reflecting mirror that returns light emitted from the bulb portion back to the bulb portion. It is characterized by comprising the reflecting mirror described above.
本発明の照明装置は、放電用電極が内蔵されたバルブ部と、該バルブ部の後方にあって該バルブ部から射出された光を前方に向ける主反射鏡と、該バルブ部の前方にあって該バルブ部から射出された光を再度バルブ部へ戻す副反射鏡とを備えた照明装置において、前記副反射鏡として、上記何れかに記載の反射鏡を備えたことを特徴とする。 An illuminating device of the present invention includes a bulb portion in which a discharge electrode is built, a main reflector that is behind the bulb portion and directs light emitted from the bulb portion, and is located in front of the bulb portion. An illuminating device including a sub-reflecting mirror that returns light emitted from the bulb portion to the bulb portion again includes the reflecting mirror described in any one of the above.
本発明のプロジェクタは、放電用電極が内蔵されたバルブ部と、該バルブ部の後方にあって該バルブ部から射出された光を前方に向ける主反射鏡と、該バルブ部の前方にあって該バルブ部から射出された光を再度バルブ部へ戻す副反射鏡とを備えた照明装置からの照明光を、光変調装置に入射して画像を生成しその画像を投写するプロジェクタにおいて、前記副反射鏡として、上記何れかに記載の副反射鏡を備えたことを特徴とする。 The projector according to the present invention includes a bulb portion in which a discharge electrode is incorporated, a main reflector that is behind the bulb portion and directs light emitted from the bulb portion, and is located in front of the bulb portion. In the projector for generating an image by projecting the illumination light from the illumination device including the secondary reflection mirror that returns the light emitted from the bulb unit to the bulb unit again, and entering the light modulation device, and projecting the image. One of the above-described sub-reflecting mirrors is provided as a reflecting mirror.
実施形態1
初めに、図1に示すような、厚さ方向中央部における面積がA、厚さがtの矩形平板の基材が、裏面で熱を受け(熱量H)、その熱が表面に伝導する場合を考える。この場合、基材の表裏での温度差Δtは式(1)で表せる。
Δt=H・t/(ρ・A) …式(1)
そして、基材の裏面の寸法(たとえば、長辺)をd1、このd1に対応する基材の表面の寸法をd2とすると、式(1)による温度差Δtによって、d1とd2間に寸法変化の差Δdが生じる。基材表裏の温度が同一であれば、それらの寸法変化量dも同一で、基材表裏に応力は発生しない。ここでは、元の寸法d1、d2に対して歪を定義せず、基材表裏の温度が同一であった場合の寸法変化量dに対して、基材表裏で温度差があった場合の表裏の寸法変化量の差Δdを利用して歪εを定義する。
Embodiment 1
First, as shown in FIG. 1, a rectangular flat base material having an area A in the thickness direction center and a thickness t receives heat on the back surface (heat amount H), and the heat is conducted to the surface. think of. In this case, the temperature difference Δt between the front and back surfaces of the substrate can be expressed by Expression (1).
Δt = H · t / (ρ · A) (1)
When the dimension of the back surface of the substrate (for example, the long side) is d1, and the dimension of the substrate surface corresponding to this d1 is d2, the dimension changes between d1 and d2 due to the temperature difference Δt according to the equation (1). Difference Δd occurs. If the substrate front and back temperatures are the same, the dimensional change d is also the same, and no stress is generated on the substrate front and back. Here, the distortion is not defined with respect to the original dimensions d1 and d2, and the front and back in the case where there is a temperature difference between the front and back of the substrate with respect to the dimensional change d when the temperature of the front and back of the substrate is the same. The strain ε is defined using the difference Δd in the amount of dimensional change.
寸法変化量の差Δdは、
Δd=α・d・Δt=α・d・{(H・t/(ρ・A)} …式(2)
となる。ただし、αは基板の線膨張係数、ρは基板の熱伝導率、Hは基材が受ける熱量である。また、歪εは式(3)で表せる。
ε=Δd/d={α・d・H・t/(ρ・A)}/d=α・H・t/(ρ・A)
…式(3)
このとき、基材の表裏に発生する応力σは式(4)で表せる。
σ=E・ε=E・{α・H・t/(ρ・A)} …式(4)
この式(4)で規定される応力σが、基材に割れを生じさせる応力より小さくなっていれば、基材の熱に起因する割れは生じない。
The difference Δd in the amount of dimensional change is
Δd = α · d · Δt = α · d · {(H · t / (ρ · A)} (2)
It becomes. Where α is the linear expansion coefficient of the substrate, ρ is the thermal conductivity of the substrate, and H is the amount of heat received by the base material. Further, the strain ε can be expressed by Expression (3).
ε = Δd / d = {α · d · H · t / (ρ · A)} / d = α · H · t / (ρ · A)
... Formula (3)
At this time, the stress σ generated on the front and back of the base material can be expressed by Expression (4).
σ = E · ε = E · {α · H · t / (ρ · A)} (4)
If the stress σ defined by this formula (4) is smaller than the stress that causes cracks in the substrate, cracks due to the heat of the substrate will not occur.
可視光を反射させるための反射鏡として好ましいのは、反射鏡を構成する基材が紫外線及び赤外線を透過する材料であることである。従って、通常は、まずその基材の材料を決定し、その決定された基材について、式(4)で表される応力σが基材に割れを生じさせる応力より小さくなるようにそのサイズを決定すれば、反射鏡の熱による割れを防止できることになる。 A preferable reflecting mirror for reflecting visible light is that the base material constituting the reflecting mirror is a material that transmits ultraviolet rays and infrared rays. Therefore, usually, the material of the base material is first determined, and the size of the determined base material is set so that the stress σ represented by the formula (4) is smaller than the stress that causes the base material to crack. If determined, it is possible to prevent cracking of the reflecting mirror due to heat.
次に、図2に示すような、基材を半球面状とし、基材の球面内半径をr、基材の球面厚さをtとした反射鏡について検討する。基材が、ヤング率E,熱伝導率ρ、線膨張係数αである紫外線及び赤外線を透過する材料から構成され、この基材が受け取る熱量をHとすると、式(4)の応力σは、式(5)として表せる。
σ=E・[(α・H・t)/{ρ・2π(r+t/2)2}]…式(5)
Next, as shown in FIG. 2, a reflecting mirror in which the base material is hemispherical, the inside radius of the base material is r, and the spherical surface thickness of the base material is t will be considered. When the base material is composed of a material that transmits ultraviolet rays and infrared rays having Young's modulus E, thermal conductivity ρ, and linear expansion coefficient α, and the amount of heat received by the base material is H, the stress σ in the equation (4) is It can be expressed as equation (5).
σ = E · [(α · H · t) / {ρ · 2π (r + t / 2) 2 }] Equation (5)
次に、図3に示すような、発光ランプの放電用電極1a,1bが内蔵されたバルブ部2に近接してそのバルブ部2の約半分を覆うように配置する反射鏡(副反射鏡又は第2反射鏡とも呼ばれる)5について考える。この場合、反射鏡5が受け取る熱量Hは、発光ランプの消費電力(以下ランプ電力という)に応じて定まる。また、図3のような反射鏡5付き発光ランプと反射鏡5がないタイプの発光ランプのエネルギー分布は、それぞれ表1のように表すことができる。このうち、反射鏡5がないタイプの発光ランプのエネルギー分布は、実測により得る。一方、反射鏡5付きの発光ランプのエネルギー分布は、反射鏡5がないタイプの発光ランプのエネルギー分布を基礎に計算により求める。それには、まず、反射鏡5付き発光ランプの可視光の損失を実測する。そして、この可視光の損失を反射鏡5による発光ランプの熱損失増加分とみなして、その増加分を反射鏡5がないタイプの対流・伝導と輻射とのエネルギー分布比に応じて割り振り、反射鏡5がないタイプの発光ランプのエネルギー分布表に加算する。また、可視光のエネルギーについては、上記可視光の損失分を反射鏡5がないタイプの対応部から減算する。そして、その他については、反射鏡5がないタイプのエネルギー分布と同じとすることで、反射鏡5付き発光ランプのエネルギー分布が得られる。
Next, as shown in FIG. 3, a reflector (sub-reflector or sub-reflector or mirror) is disposed so as to be close to and cover about half of the bulb portion 2 in which the
図3のランプの場合、バルブ部2での発熱のうち反射鏡5に主として影響を与えるのはバルブ部2からの輻射による熱損失エネルギーである。この輻射による熱損失エネルギーを発光ランプの消費電力に応じて比例計算して求めた結果が表2に示されている。ただし、反射鏡5はバルブ部2のほぼ半分しか覆っていないので、表2の半分の値を反射鏡5の受け取る熱量とみなしてよく、そのようにして得られた反射鏡5の受け取る熱量が表3に示されている。 In the case of the lamp of FIG. 3, the heat loss energy due to radiation from the bulb 2 mainly affects the reflecting mirror 5 among the heat generated in the bulb 2. Table 2 shows the results obtained by proportionally calculating the heat loss energy due to this radiation according to the power consumption of the light emitting lamp. However, since the reflecting mirror 5 covers only about half of the bulb portion 2, the half value in Table 2 may be regarded as the amount of heat received by the reflecting mirror 5, and the amount of heat received by the reflecting mirror 5 thus obtained is It is shown in Table 3.
発明者らは、半球面状の反射鏡5を想定し、それらの熱による割れについて実験を行った。実験は、反射鏡5を構成する基材の球面内径r=0.0068m、基材の球面厚さt=0.0015m、受け取る熱量T=20.7W(ランプ電力165Wの場合)の条件で、紫外線及び赤外線を透過する各種材料について、それぞれ反射鏡5の割れを実験した。実験に用いた基材材料は表4に示されている通りのもので、それらは表4中のヤング率、熱伝導率、線膨張係数を有する。また、それらの値を用いて式(5)の応力σを算出した結果を図4に示した。 The inventors assumed hemispherical reflecting mirrors 5 and conducted experiments on cracking due to heat. The experiment was performed under the conditions of the spherical inner diameter r = 0.068 m of the base material constituting the reflecting mirror 5, the spherical surface thickness t = 0.015 m of the base material, and the amount of heat received T = 20.7 W (when the lamp power is 165 W). With respect to various materials that transmit ultraviolet rays and infrared rays, experiments were conducted on cracking of the reflecting mirror 5. The base material used in the experiment is as shown in Table 4, and they have the Young's modulus, thermal conductivity, and linear expansion coefficient in Table 4. Moreover, the result of having calculated stress (sigma) of Formula (5) using those values was shown in FIG.
実験によれば、式(5)の応力σが10×106パスカル(10Mpa)を越える、水晶(軸⊥)、ホウケイ酸ガラス、ホウケイ酸クラウンガラス(BK7)、白板ガラス(B270)では割れが発生した。しかしながら、応力σが10×106パスカル未満となる、石英、超耐熱性結晶化ガラス(例えば商品名ネオセラム)、サファイア、透光性アルミナ、結晶化ガラスにおいては割れが発生しなかった。この結果は、各基材について、式(5)の応力σが、10×106パスカルを越えないように、基材の球面内径rと基材の球面厚さtを決定することで、熱に起因する反射鏡5の割れを回避できることを示している。例えば、上記の条件で割れが発生した、水晶(軸⊥)、ホウケイ酸ガラス、ホウケイ酸クラウンガラス(BK7)、白板ガラス(B270)であっても、図5に示すように、球面内半径rと球面肉厚tとを決定することで、熱による割れを回避することが可能となる。 According to the experiment, cracks occur in the crystal (axial shaft), borosilicate glass, borosilicate crown glass (BK7), and white plate glass (B270) in which the stress σ of the formula (5) exceeds 10 × 10 6 Pascal (10 Mpa). Occurred. However, cracks did not occur in quartz, super heat resistant crystallized glass (for example, trade name Neoceram), sapphire, translucent alumina, and crystallized glass having a stress σ of less than 10 × 10 6 Pascals. This result is obtained by determining the spherical inner diameter r of the substrate and the spherical thickness t of the substrate so that the stress σ of the formula (5) does not exceed 10 × 10 6 Pascals for each substrate. This shows that the breakage of the reflecting mirror 5 due to the above can be avoided. For example, even in the case of crystal (shaft), borosilicate glass, borosilicate crown glass (BK7), and white plate glass (B270) that have cracked under the above conditions, as shown in FIG. And the spherical wall thickness t can be determined to avoid cracking due to heat.
なお、実施形態1では、反射鏡5が半球面状の場合を例に説明したが、本発明はこの形状に限定されるものではなく、他の形状、例えば回転楕円面形状の場合にも適用できる。 In the first embodiment, the case where the reflecting mirror 5 has a hemispherical shape has been described as an example. However, the present invention is not limited to this shape, and is applicable to other shapes, for example, a spheroidal shape. it can.
実施形態2
次に、実施形態1で説明した反射鏡を副反射鏡として備えた発光ランプ説明する。発光ランプとしては、水銀ランプ、キセノンランプ、メタルハロイドランプなどがあるが、ここでは水銀ランプを例に上げて説明する。図6は本発明の実施形態2に係る水銀ランプ10Aの構成図である。図6による水銀ランプ10Aは、一対の放電用電極1a,1bが内蔵された球状(ほぼ球体の形状も含む)のバルブ部2を有する。このバルブ部2の肉厚はどの位置においてもほぼ同じとする。そして、そのバルブ部2の両側にバルブ部2と一体になっていて、そのバルブ部2から連続して左右側に延設された等しい径及び長さの封止部3a,3bを備える。バルブ部2と封止部3a,3bとは石英ガラスなどの透明材料により一体的に成形されている。封止部3a,3bの内部には、電極1a,1bと接続されたモリブデンからなる金属箔14a,14bが密封され、その金属箔14a,14bには外部につなげられるリード線15a,15bがそれぞれ設けられている。さらに、封止部3bには、実施形態1で説明した反射鏡が副反射鏡6として配置されている。副反射鏡6はバルブ部2のほぼ半分を覆うようにバルブ部2に近接していて、無機材料のセメント31などで封止部3a,3bに固定されている。なお、図6ではバルブ部2の内部に封入されている水銀や希ガスなどは記載を省略している。
Embodiment 2
Next, a light-emitting lamp provided with the reflecting mirror described in Embodiment 1 as a sub-reflecting mirror will be described. As the light-emitting lamp, there are a mercury lamp, a xenon lamp, a metal haloid lamp, and the like. Here, a mercury lamp will be described as an example. FIG. 6 is a configuration diagram of a
バルブ部2と副反射鏡6との間には、0.2mm以上1.5mm程度以下の隙間Gを設けるのが好ましい。それは、隙間Gが副反射鏡6で覆われている側のバルブ部2の放熱を促進させるからである。なお、副反射鏡6の背面は、その反射面側から入射した光(赤外線、紫外線、反射面側から漏れてきた可視光など)を透過させるように、あるいは、その反射面側から入射した光を拡散反射させるような反射膜や形状を備えるように成形して、副反射鏡6ができるだけ光を吸収しないようにしておく。 It is preferable to provide a gap G between about 0.2 mm and about 1.5 mm between the bulb portion 2 and the sub-reflecting mirror 6. This is because the heat radiation of the bulb portion 2 on the side where the gap G is covered with the sub-reflecting mirror 6 is promoted. The back surface of the sub-reflecting mirror 6 transmits light incident from the reflecting surface side (infrared rays, ultraviolet rays, visible light leaking from the reflecting surface side, etc.) or light incident from the reflecting surface side. The sub-reflecting mirror 6 absorbs as little light as possible.
この水銀ランプ10Aの場合、電極1a,1bの放電による発光光は、バルブ部2の内部から外部に放射されるが、副反射鏡6のある部分では、放射された光が副反射鏡6で反射されて、再度バルブ部2の内部に入り、副反射鏡6のない側からバルブ部2の外へ再度放射される。水銀ランプ10Aの動作中、副反射鏡6はバルブ部2から熱、主として輻射熱を受けるが、副反射鏡6の基材を実施形態1のように設計したことで、その輻射熱に起因する副反射鏡6の割れが防止される。
In the case of the
実施形態3
図7は本発明の実施形態3に係る照明装置100Aの構成図である。照明装置100Aは、副反射鏡6付きの水銀ランプ10Aと、水銀ランプ10Aのバルブ部2から後方に射出された光を前方に向けて反射する主反射鏡20とを備えてなる。主反射鏡20の形状は、回転楕円面形状、回転放物面形状などとすることができる。水銀ランプ10Aは、主反射鏡20の底部の貫通穴21にその封止部の一端3aが挿入され、そこでセメントなどの無機系接着剤22により主反射鏡20と一体に固定されている。ここでも、各封止部3a,3bには、電極1a,1bと接続されたモリブデンからなる金属箔14a,14bが密封され、その金属箔14a,14bには外部につなげられるリード線15a,15bがそれぞれ設けられている。
Embodiment 3
FIG. 7 is a configuration diagram of an
主反射鏡20が回転楕円面形状の場合、電極1a,1b間中心は、通常、主反射鏡20の第1焦点F1の位置とほぼ同位置に位置決めされる。また、副反射鏡6の反射面がバルブ部2の前側ほぼ半分を包囲していることから、主反射鏡20の反射面はバルブ部2の後側ほぼ半分をカバーする大きさでよい。これにより、主反射鏡20は副反射鏡6なしの場合に比べてかなり小さくできる。また、これによって水銀ランプ10Aの多くの部分が、主反射鏡20の反射面開口端より外側に突出している。
When the main reflecting
以上の構成による照明装置100Aは次のように作用する。すなわち、バルブ部2後側からの出射光は、主反射鏡20により反射されて照明装置100Aの前方に向かう。また、バルブ部2前側から出射した光は、副反射鏡6により反射されて再度バルブ部2に戻り、そこから主反射鏡20に入射する。そして、その光もまた主反射鏡20に到達しそこで反射されて照明装置100Aの前方に向かう。これにより、バルブ部2から射出した光のほとんどが利用可能となる。実施形態3の照明装置100Aによれば、光の有効利用のために用いられている副反射鏡6の熱歪みに起因する割れが防止され、光の効率的な供給が安定的に維持される。
The
実施形態4
図8は前述した照明装置100Aを備えたプロジェクタの構成図である。この光学系は、水銀ランプ10A、主反射鏡20及び副反射鏡6からなる照明装置100Aと、照明装置100Aからの出射光を所定の光に調整する手段とを備えた照明光学系300と、ダイクロイックミラー382,386、反射ミラー384等を有する色光分離光学系380と、入射側レンズ392、リレーレンズ396、反射ミラー394,398を有するリレー光学系390と、各色光に対応するフィールドレンズ400,402,404及び光変調装置としての液晶パネル410R,410G,410Bと、色光合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム420と、投写レンズ600とを備えている。
Embodiment 4
FIG. 8 is a configuration diagram of a projector including the above-described
次に、上記構成のプロジェクタの作用を説明する。まず、水銀ランプ10Aのバルブ部2の中心より後側からの出射光は、主反射鏡20により反射されて照明装置100Aの前方に向かう。また、バルブ部2の中心より前側からの出射光は、副反射鏡6により反射されて主反射鏡20に戻った後、主反射鏡20に向かいそこで反射されて照明装置100Aの前方に向かう。
Next, the operation of the projector having the above configuration will be described. First, outgoing light from the rear side of the center of the bulb portion 2 of the
照明装置100Aを出た光は凹レンズ200に入り、そこで光の進行方向が照明光学系300の光軸1とほぼ平行に調整された後、インテグレータレンズを構成する第1レンズアレイ320の各小レンズ321に入射する。第1レンズアレイ320は、入射光を小レンズ321の数に応じた複数の部分光束に分割する。第1レンズアレイ320を出た各部分光束は、その各小レンズ321にそれぞれ対応した小レンズ341を有してなるインテグレータレンズを構成する第2レンズアレイ340に入射する。そして、第2レンズアレイ340からの出射光は、偏光変換素子アレイ360の対応する偏光分離膜(図示省略)の近傍に集光される。その際、遮光板(図示省略)により、偏光変換素子アレイ360への入射光のうち、偏光分離膜に対応する部分にのみ光が入射するように調整される。
The light exiting the
偏光変換素子アレイ360では、そこに入射した光束が同じ種類の直線偏光に変換される。そして、偏光変換素子アレイ360で偏光方向が揃えられた複数の部分光束は重畳レンズ370に入り、そこで液晶パネル410R,410G,410Bを照射する各部分光束が、対応するパネル面上で重さなり合うように調整される。
In the polarization
色光分離光学系380は、第1及び第2ダイクロイックミラー382,386を備え、照明光学系から射出される光を、赤、緑、青の3色の色光に分離する機能を有している。第1ダイクロイックミラー382は、重畳レンズ370から射出される光のうち赤色光成分を透過させるとともに、青色光成分と緑色光成分とを反射する。第1ダイクロイックミラー382を透過した赤色光は、反射ミラー384で反射され、フィールドレンズ400を通って赤色光用の液晶パネル410Rに達する。このフィールドレンズ400は、重畳レンズ370から射出された各部分光束をその中心軸(主光線)に対して平行な光束に変換する。他の液晶パネル410G,410Bの前に設けられたフィールドレンズ402,404も同様に作用する。
The color light separation
さらに、第1ダイクロイックミラー382で反射された青色光と緑色光のうち、緑色光は第2ダイクロイックミラー386によって反射され、フィールドレンズ402を通って緑色光用の液晶パネル410Gに達する。一方、青色光は、第2ダイクロイックミラー386を透過し、リレー光学系390、すなわち、入射側レンズ392、反射ミラー394、リレーレンズ396、及び反射ミラー398を通り、さらにフィールドレンズ404を通って青色光用の液晶パネル410Bに達する。なお、青色光にリレー光学系390が用いられているのは、青色光の光路長が他の色光の光路長よりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。すなわち、入射側レンズ392に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ404に伝えるためである。なお、リレー光学系390は、3つの色光のうちの青色光を通す構成としたが、赤色光等の他の色光を通す構成としてもよい。
Further, of the blue light and green light reflected by the first
3つの液晶パネル410R,410G,410Bは、入射した各色光を、与えられた映像情報に従って変調し、各色光の画像を形成する。なお、3つの液晶パネル410R,410G,410Bの光入射面側、光出射面側には、通常、偏光板が設けられている。
The three
上記の各液晶パネル410R,410G,410Bから射出された3色の変調光は、これらの変調光を合成してカラー画像を形成する色光合成光学系としての機能を有するクロスダイクロイックプリズム420に入る。クロスダイクロイックプリズム420には、赤色光を反射する誘電体多層膜と、青色光を反射する誘電体多層膜とが、4つの直角プリズムの界面に略X字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって赤、緑、青の3色の変調光が合成されて、カラー画像を投写するための合成光が形成される。そして、クロスダイクロイックプリズム420で合成された合成光は、最後に投写レンズ600に入り、そこからスクリーン上にカラー画像として投写表示される。
The three colors of modulated light emitted from each of the
上記プロジェクタによれば、熱による割れ対策が施された副反射鏡を備えた照明装置100Aの作用により、光の効率的利用が安定的に維持される。
According to the projector, the efficient use of light is stably maintained by the action of the
本発明の反射鏡は発光ランプの副反射鏡として、本発明の発光ランプ及び照明装置は各種光学装置の光源として利用できる。 The reflector of the present invention can be used as a sub-reflector of a light-emitting lamp, and the light-emitting lamp and illumination device of the present invention can be used as a light source for various optical devices.
1a,1b…電極、2…バルブ部、3a,3b…封止部、5…反射鏡、6…副反射鏡、10A…水銀ランプ、20…主反射鏡、100A…照明装置。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
10×106パスカル>E・(α・H・t)/{ρ・2π(r+t/2)2}
となるように、球面内半径rと球面厚さtを決定することを特徴とする請求項1記載の反射鏡の設計方法。 The base material has a hemispherical shape, the inner radius of the base material is r, the spherical surface thickness of the base material is t, the amount of heat received by the base material is H, the Young's modulus of the base material is E, and the base material Where ρ is the thermal conductivity and α is the linear expansion coefficient of the substrate,
10 × 10 6 Pascal> E · (α · H · t) / {ρ · 2π (r + t / 2) 2 }
The method of designing a reflecting mirror according to claim 1, wherein the radius r and the spherical thickness t are determined so that
10×106パスカル>E・(α・H・t)/{ρ・2π(r+t/2)2}
としたことを特徴とする反射鏡。 It is composed of a hemispherical base material that transmits ultraviolet rays and infrared rays, the inner radius of the base is r, the spherical thickness of the base is t, the amount of heat received by the base is H, and the Young of the base is When the rate is E, the thermal conductivity of the substrate is ρ, and the linear expansion coefficient of the substrate is α,
10 × 10 6 Pascal> E · (α · H · t) / {ρ · 2π (r + t / 2) 2 }
Reflector characterized by that.
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JP2003296143A JP2005062735A (en) | 2003-08-20 | 2003-08-20 | Method for designing reflector, reflector, light emission lamp equipped with same, luminaire, and projector |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007164024A (en) * | 2005-12-16 | 2007-06-28 | Seiko Epson Corp | Light source apparatus and projector |
-
2003
- 2003-08-20 JP JP2003296143A patent/JP2005062735A/en active Pending
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