JP2005070518A - Light source device, illumination optical device, and projector - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light source device for preventing the damage of a collimating concave lens caused by thermal distortion and also preventing a size increase, and to provide an illumination optical device and a projector equipped with the illumination optical device. <P>SOLUTION: A collimating concave lens 74 is arranged in the vicinity of the 2nd focus of an elliptical reflector 72, and has a thermal expansion coefficient of ≤40×10<SP>-7</SP>/°C and a heat resistance temperature of ≥300°C. For example, borosilicate glass, high silica glass whose silicic acid content is ≥96%, quartz glass and crystallized glass or the like all having a thermal expansion coefficient of ≤33×10<SP>-7</SP>/°C are included as the material of the lens 74. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、光源装置、照明光学装置及びプロジェクタに関する。   The present invention relates to a light source device, an illumination optical device, and a projector.

従来から、光源ランプから射出された光束を画像情報に応じて変調する光変調装置と、この光変調装置で変調された光束を拡大投写する投写光学系とを備えたプロジェクタが利用されている。
このようなプロジェクタでは、光変調装置の画像形成領域をムラ無く均一に照明するために、複数の光学素子から構成される照明光学装置が設けられている。
この照明光学装置は、光源装置と、光源装置からの光束を複数の部分光束に分割し、光変調装置の画像形成領域上に重畳させる機能を有する均一照明光学系とを有する。
光源装置は、放射光源としての発光管(光源ランプ)と、楕円リフレクタと、平行化凹レンズとを有しており、光源ランプから射出された放射状の光線をリフレクタで反射して射出し、平行化凹レンズで平行化させている。
平行化凹レンズには、楕円リフレクタから射出された収束光が入射されるため、熱歪が発生しやすい。特に楕円リフレクタの第二焦点付近は光源ランプからの光の輝度が最も高くなっているので、第二焦点付近に平行化凹レンズを配置すると平行化凹レンズに熱歪が発生し、破損する虞がある。
そこで、平行化凹レンズを楕円リフレクタの第一焦点と第二焦点との中間位置に設置し、平行化凹レンズを輝度の低い部分に配置して熱歪の発生を防止することが提案されている(例えば、特許文献1参照)
2. Description of the Related Art Conventionally, a projector including a light modulation device that modulates a light beam emitted from a light source lamp according to image information and a projection optical system that enlarges and projects the light beam modulated by the light modulation device has been used.
In such a projector, an illumination optical device including a plurality of optical elements is provided in order to uniformly illuminate an image forming area of the light modulation device without unevenness.
This illumination optical device includes a light source device and a uniform illumination optical system having a function of dividing a light beam from the light source device into a plurality of partial light beams and superimposing them on an image forming region of the light modulation device.
The light source device has a light emitting tube (light source lamp) as a radiation light source, an elliptical reflector, and a collimating concave lens, and the radial light beam emitted from the light source lamp is reflected by the reflector and emitted to be collimated. Parallelized with a concave lens.
Since the convergent light emitted from the elliptical reflector is incident on the collimating concave lens, thermal distortion is likely to occur. In particular, since the luminance of light from the light source lamp is highest near the second focal point of the elliptical reflector, if a collimating concave lens is arranged near the second focal point, thermal distortion may occur in the collimating concave lens, which may be damaged. .
Therefore, it has been proposed to prevent the occurrence of thermal distortion by installing the collimating concave lens at an intermediate position between the first focal point and the second focal point of the elliptical reflector, and disposing the collimating concave lens in a portion having low luminance ( For example, see Patent Document 1)

特開2000−347293号公報(第5頁、図3)JP 2000-347293 A (page 5, FIG. 3)

しかしながら、このような方法では、平行化凹レンズを楕円リフレクタの第二焦点よりも楕円リフレクタ側に配置しなければならず、楕円リフレクタからの光束が充分に収束する前に平行化凹レンズに光束が入射するため、平行化凹レンズの光束入射領域を大きく取る必要がある。そのため、光源装置、さらには照明光学装置が大型化するという問題がある。   However, in such a method, the collimating concave lens must be arranged closer to the ellipsoidal reflector than the second focal point of the ellipsoidal reflector, and the light beam enters the collimating concave lens before the luminous flux from the elliptical reflector is sufficiently converged. Therefore, it is necessary to increase the light beam incident area of the collimating concave lens. Therefore, there is a problem that the light source device and the illumination optical device are increased in size.

本発明の目的は、平行化凹レンズの熱歪による破損を防止でき、大型化を防止することができる光源装置、照明光学装置及びプロジェクタを提供することである。   An object of the present invention is to provide a light source device, an illumination optical device, and a projector that can prevent the collimated concave lens from being damaged due to thermal distortion and can prevent an increase in size.

本発明の光源装置は、発光管と、この発光管から放射された光束を一定方向に揃えて射出する楕円リフレクタと、前記楕円リフレクタで反射された光束を平行化する平行化凹レンズとを備えた光源装置であって、前記平行化凹レンズは、前記楕円リフレクタの第二焦点付近に配置され、前記平行化凹レンズは、熱膨張係数が40×10-7/℃以下、耐熱温度が300℃以上であることを特徴とする。
ここで、楕円リフレクタの第二焦点付近とは、発光管の影が消え始める位置のことを言う。例えば、楕円リフレクタの第一焦点距離が12mm、第二焦点距離が84mm(輝点から72mm)の場合、55mmの位置、すなわち、第二焦点位置から17mm手前(楕円リフレクタ側)の位置に平行化凹レンズを設置する。また、楕円リフレクタの第一焦点距離が12mm、第二焦点距離が60mm(輝点から48mm)の場合、第二焦点位置から13mm手前(楕円リフレクタ側)の位置に平行化凹レンズを設置する。
このような本発明によれば、平行化凹レンズは熱膨張係数が40×10-7/℃以下であり、熱膨張係数が低いため、発光管からの光の輝度が最も高い位置である楕円リフレクタの第二焦点付近に平行化凹レンズを配置した場合であっても、熱歪が発生しにくい。これにより、平行化凹レンズの熱歪による破損を防止できる。
また、平行化凹レンズの耐熱温度が300℃以上であるため、熱による変質等を防止することができる。
さらに、平行化凹レンズは、楕円リフレクタの第二焦点付近に配置されているので、平行化凹レンズには充分に収束された光束が入射されることとなる。従って、平行化凹レンズの光束入射領域を大きく確保する必要がなく、これにより光源装置の大型化を防止できる。
The light source device of the present invention includes an arc tube, an elliptical reflector that emits the luminous flux emitted from the luminous tube in a fixed direction, and a parallelizing concave lens that collimates the luminous flux reflected by the elliptical reflector. In the light source device, the collimating concave lens is disposed in the vicinity of a second focal point of the elliptical reflector, and the collimating concave lens has a thermal expansion coefficient of 40 × 10 −7 / ° C. or less and a heat resistant temperature of 300 ° C. or more. It is characterized by being.
Here, the vicinity of the second focal point of the elliptical reflector means a position where the shadow of the arc tube starts to disappear. For example, if the elliptical reflector has a first focal length of 12 mm and a second focal length of 84 mm (72 mm from the bright spot), it is parallelized to a position of 55 mm, that is, a position 17 mm before the second focal position (elliptical reflector side). Install a concave lens. Further, when the first focal length of the elliptical reflector is 12 mm and the second focal length is 60 mm (48 mm from the bright spot), a collimating concave lens is installed at a position 13 mm before (ellipse reflector side) from the second focal position.
According to the present invention, the collimating concave lens has a thermal expansion coefficient of 40 × 10 −7 / ° C. or lower and a low thermal expansion coefficient. Therefore, the elliptical reflector is the position where the luminance of light from the arc tube is highest. Even when a collimating concave lens is disposed near the second focal point, thermal distortion is unlikely to occur. Thereby, the damage by the thermal strain of the collimating concave lens can be prevented.
In addition, since the heat-resistant temperature of the collimating concave lens is 300 ° C. or higher, it is possible to prevent alteration due to heat.
Furthermore, since the collimating concave lens is disposed in the vicinity of the second focal point of the elliptical reflector, a sufficiently converged light beam is incident on the collimating concave lens. Therefore, it is not necessary to ensure a large light beam incident area of the collimating concave lens, thereby preventing an increase in the size of the light source device.

ここで、平行化凹レンズの材料としては、熱膨張係数が33×10-7/℃以下の硼珪酸ガラス、珪酸含有量が96%以上の高珪酸ガラス、石英ガラス、結晶化ガラスが例示できる。なかでも、熱膨張係数が33×10-7/℃以下の硼珪酸ガラスが安価であるため、好ましい。ここで、熱膨張係数が33×10-7/℃以下の硼珪酸ガラスとしては、例えば、コーニング・ガラス社製のパイレックス(登録商標)、ショット社製のテンパックス(商品名)等が使用できる。 Here, examples of the material for the collimating concave lens include borosilicate glass having a thermal expansion coefficient of 33 × 10 −7 / ° C. or less, high silicate glass having a silicic acid content of 96% or more, quartz glass, and crystallized glass. Of these, borosilicate glass having a thermal expansion coefficient of 33 × 10 −7 / ° C. or less is preferable because it is inexpensive. Here, as the borosilicate glass having a thermal expansion coefficient of 33 × 10 −7 / ° C. or less, for example, Pyrex (registered trademark) manufactured by Corning Glass, Tempax (trade name) manufactured by Schott, or the like can be used. .

さらに、本発明では、前記平行化凹レンズは、その光束透過方向に沿った厚さ寸法が2mm以上であることが好ましい。
このような本発明によれば、平行化凹レンズの光束透過方向に沿った厚さ寸法を2mm以上とすることで、平行化凹レンズを防爆ガラスとして使用することが可能となる。すなわち、楕円リフレクタの開口を覆うように平行化凹レンズを取り付けることで、発光管が破裂した際の破片の飛散を防止することができる。なお、平行化凹レンズの厚さ寸法が2mm未満の場合には、発光管の破裂に伴って平行化凹レンズも破損してしまうため、防爆ガラスとして使用することは困難である。
Furthermore, in the present invention, it is preferable that the collimating concave lens has a thickness dimension of 2 mm or more along the light beam transmission direction.
According to the present invention as described above, the collimated concave lens can be used as explosion-proof glass by setting the thickness dimension along the light beam transmission direction of the collimated concave lens to 2 mm or more. That is, by attaching the collimating concave lens so as to cover the opening of the elliptical reflector, it is possible to prevent the fragments from being scattered when the arc tube is ruptured. When the thickness dimension of the collimating concave lens is less than 2 mm, the collimating concave lens is also damaged along with the rupture of the arc tube, so that it is difficult to use as an explosion-proof glass.

本発明の照明光学装置は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する光変調装置を照明するための照明光学装置であって、上述した何れかの光源装置と、照明光軸に直交する面内に複数の小レンズをマトリクス状に配列して構成され、前記光源装置から射出された光束を複数の部分光束に分割する光束分割光学素子と、この光束分割光学素子により分割された各部分光束を前記光変調装置の画像形成領域上に重畳させる集光レンズとを備えることを特徴とする。
また、本発明のプロジェクタは、このような照明光学装置を備えることを特徴とする。
このような本発明の照明光学装置、プロジェクタは、上述した光源装置を備えているので光源装置と同様の効果を奏することができる。
An illumination optical device according to the present invention is an illumination optical device for illuminating a light modulation device that modulates a light beam emitted from a light source according to image information to form an optical image. A beam splitting optical element configured to divide the light beam emitted from the light source device into a plurality of partial light beams, and to split the light beam. And a condensing lens that superimposes the partial light beams divided by the optical element on the image forming area of the light modulation device.
The projector according to the present invention includes such an illumination optical device.
Such an illumination optical device and projector according to the present invention include the above-described light source device, and therefore can achieve the same effects as the light source device.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1には、本発明の実施形態に係るプロジェクタ1の光学系の構造を表す模式図が示されている。このプロジェクタ1は、光源から射出された光束を、画像情報に応じて変調して光学像を形成し、スクリーン上に拡大投写する光学機器であり、インテグレータ照明光学系(照明光学装置)10、色分離光学系20、リレー光学系30、光学装置40、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム50、および投写光学系である投写レンズ60を備えている。光学系10〜50を構成する光学素子は、図示しないが、所定の照明光軸が設定されたライトガイドと呼ばれる光学部品用筐体内に位置決め調整されて収納されている。
前記照明光学装置10は、光源装置70および均一照明光学系80を備え、光源装置70は、光源ランプ71(発光管)と、光源ランプ71から射出された光束を反射する楕円リフレクタ72と、副反射鏡73と、平行化凹レンズ74とを備えている。
均一照明光学系80は、光源装置70から射出された光束を複数の部分光束に分割するとともに、各部分光束の偏光方向を、P偏光光束あるいはS偏光光束に揃えるものであり、光束分割素子である第1レンズアレイ81、集光レンズである第2レンズアレイ82、偏光変換素子83、および集光レンズであるコンデンサレンズ84を含んで構成されている。
なお、光源装置70についての詳細は、後述する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing the structure of an optical system of a projector 1 according to an embodiment of the present invention. The projector 1 is an optical device that modulates a light beam emitted from a light source in accordance with image information to form an optical image and projects it on a screen in an enlarged manner. The projector illumination optical system (illumination optical device) 10, color The optical system includes a separation optical system 20, a relay optical system 30, an optical device 40, a cross dichroic prism 50 that is a color synthesis optical system, and a projection lens 60 that is a projection optical system. Although not shown, the optical elements constituting the optical systems 10 to 50 are positioned and accommodated in an optical component casing called a light guide in which a predetermined illumination optical axis is set.
The illumination optical device 10 includes a light source device 70 and a uniform illumination optical system 80, and the light source device 70 includes a light source lamp 71 (light emission tube), an elliptic reflector 72 that reflects a light beam emitted from the light source lamp 71, and a sub-light source. A reflecting mirror 73 and a collimating concave lens 74 are provided.
The uniform illumination optical system 80 divides the light beam emitted from the light source device 70 into a plurality of partial light beams, and aligns the polarization direction of each partial light beam with a P-polarized light beam or an S-polarized light beam. A first lens array 81, a second lens array 82 that is a condensing lens, a polarization conversion element 83, and a condenser lens 84 that is a condensing lens are configured.
Details of the light source device 70 will be described later.

色分離光学系20は、2枚のダイクロイックミラー21,22と、反射ミラー23とを備え、ダイクロイックミラー21、22により照明光学装置10から射出された複数の部分光束を赤(R)、緑(G)、青(B)の3色の色光に分離する機能を有している。   The color separation optical system 20 includes two dichroic mirrors 21 and 22 and a reflection mirror 23. A plurality of partial light beams emitted from the illumination optical device 10 by the dichroic mirrors 21 and 22 are converted into red (R) and green ( G) and blue (B) have a function of separating into three color lights.

リレー光学系30は、入射側レンズ31と、リレーレンズ33と、反射ミラー32、34とを備え、色分離光学系20で分離された色光である赤色光を液晶パネル41Rまで導く機能を有している。   The relay optical system 30 includes an incident side lens 31, a relay lens 33, and reflection mirrors 32 and 34, and has a function of guiding red light, which is color light separated by the color separation optical system 20, to the liquid crystal panel 41R. ing.

この際、色分離光学系20のダイクロイックミラー21では、照明光学装置10から射出された光束のうち、赤色光と緑色光を透過し、青色光を反射する。ダイクロイックミラー21によって反射した青色光は、反射ミラー23で反射し、フィールドレンズ44を通って、青色用の液晶パネル41Bに到達する。このフィールドレンズ44は、第2レンズアレイ82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41G、41Rの光束入射側に設けられたフィールドレンズ44も同様である。   At this time, the dichroic mirror 21 of the color separation optical system 20 transmits red light and green light and reflects blue light among the light beams emitted from the illumination optical device 10. The blue light reflected by the dichroic mirror 21 is reflected by the reflection mirror 23, passes through the field lens 44, and reaches the blue liquid crystal panel 41B. The field lens 44 converts each partial light beam emitted from the second lens array 82 into a light beam parallel to the central axis (principal light beam). The same applies to the field lens 44 provided on the light incident side of the other liquid crystal panels 41G and 41R.

また、ダイクロイックミラー21を透過した赤色光と緑色光のうちで、緑色光は、ダイクロイックミラー22によって反射し、フィールドレンズ44を通って、緑色用の液晶パネル41Gに到達する。一方、赤色光は、ダイクロイックミラー22を透過してリレー光学系30を通り、さらにフィールドレンズ44を通って、赤色光用の液晶パネル41Rに到達する。
なお、赤色光にリレー光学系30が用いられているのは、赤色光の光路の長さが他の色光の光路長さよりも長いため、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31に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ44に伝えるためである。なお、リレー光学系30には、3つの色光のうちの赤色光を通す構成としたが、これに限らず、例えば、青色光を通す構成としてもよい。
Of the red light and green light transmitted through the dichroic mirror 21, the green light is reflected by the dichroic mirror 22, passes through the field lens 44, and reaches the green liquid crystal panel 41G. On the other hand, the red light passes through the dichroic mirror 22, passes through the relay optical system 30, passes through the field lens 44, and reaches the liquid crystal panel 41R for red light.
The relay optical system 30 is used for red light because the optical path length of the red light is longer than the optical path lengths of the other color lights, thereby preventing a decrease in light utilization efficiency due to light divergence or the like. Because. That is, this is to transmit the partial light beam incident on the incident side lens 31 to the field lens 44 as it is. The relay optical system 30 is configured to pass red light of the three color lights, but is not limited thereto, and may be configured to pass blue light, for example.

光学装置40は、入射された光束を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものであり、色分離光学系20で分離された各色光が入射される3つの入射側偏光板(図示略)と、入射側偏光板の入射側に配置されるフィールドレンズ44と、各入射側偏光板の後段に配置される光変調装置としての液晶パネル41(41R,41G,41B)と、各液晶パネル41R,41G,41Bの後段に配置される射出側偏光板(図示略)と、色合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム50とを備える。   The optical device 40 modulates an incident light beam according to image information to form a color image, and includes three incident-side polarizing plates (illustrated) on which the respective color lights separated by the color separation optical system 20 are incident. ), A field lens 44 arranged on the incident side of the incident side polarizing plate, a liquid crystal panel 41 (41R, 41G, 41B) as a light modulation device arranged in the subsequent stage of each incident side polarizing plate, and each liquid crystal An exit-side polarizing plate (not shown) disposed at the rear stage of the panels 41R, 41G, and 41B and a cross dichroic prism 50 as a color synthesis optical system are provided.

液晶パネル41R,41G,41Bは、一対の透明なガラス基板間に電気光学物質である液晶を密閉封入したものであり、例えば、ポリシリコンTFTをスイッチング素子として、与えられた画像信号に従って、入射側偏光板から射出された偏光光束の偏光方向を変調する。この液晶パネル41R,41G,41Bの画像形成領域は長方形状である。
入射側偏光板は、色分離光学系20で分離された各色光のうち、一定方向の偏光光束のみ透過させ、その他の光束を吸収する光学変換素子である。また、射出側偏光板も、液晶パネル41から射出された光束のうち、所定方向の偏光光束のみ透過させ、その他の光束を吸収するものである。
フィールドレンズ44は、照明光学装置10のコンデンサレンズ84で絞り込まれた射出光束を照明光軸に対して平行にするための光学素子である。
The liquid crystal panels 41R, 41G, and 41B are obtained by hermetically enclosing a liquid crystal that is an electro-optical material between a pair of transparent glass substrates. For example, a polysilicon TFT is used as a switching element and is incident on the incident side according to a given image signal. Modulates the polarization direction of the polarized light beam emitted from the polarizing plate. The image forming areas of the liquid crystal panels 41R, 41G, 41B are rectangular.
The incident-side polarizing plate is an optical conversion element that transmits only a polarized light beam in a certain direction and absorbs other light beams among the respective color lights separated by the color separation optical system 20. The exit side polarizing plate also transmits only a polarized light beam in a predetermined direction among light beams emitted from the liquid crystal panel 41 and absorbs other light beams.
The field lens 44 is an optical element for making the emitted light beam narrowed down by the condenser lens 84 of the illumination optical device 10 parallel to the illumination optical axis.

クロスダイクロイックプリズム50は、射出側偏光板から射出され、各色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成するものである。
クロスダイクロイックプリズム50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沿って略X字状に設けられ、これらの誘電体多層膜により3つの色光が合成される。
そして、このクロスダイクロイックプリズム50から射出されたカラー画像は、投写レンズ60によって拡大投写され、図示を略したスクリーン上で大画面画像を形成する。
The cross dichroic prism 50 forms a color image by synthesizing optical images emitted from the exit-side polarizing plate and modulated for each color light.
The cross dichroic prism 50 is provided with a dielectric multilayer film that reflects red light and a dielectric multilayer film that reflects blue light in a substantially X shape along the interface of four right-angle prisms. Three color lights are synthesized by the multilayer film.
The color image emitted from the cross dichroic prism 50 is enlarged and projected by the projection lens 60 to form a large screen image on a screen (not shown).

図2及び図3を参照して光源装置70について説明する。
光源装置70は、前述した光源ランプ71、楕円リフレクタ72、副反射鏡73及び平行化凹レンズ74の他に、ランプハウジング75及びカバー部材76を備えて構成される。
発光管としての光源ランプ71は、中央部が球状に膨出した石英ガラス管から構成され、中央部分が発光部711、この発光部711の両側に延びる部分が封止部712とされる。
The light source device 70 will be described with reference to FIGS.
The light source device 70 includes a lamp housing 75 and a cover member 76 in addition to the light source lamp 71, the elliptical reflector 72, the sub-reflecting mirror 73, and the collimating concave lens 74 described above.
The light source lamp 71 as a light-emitting tube is composed of a quartz glass tube having a central portion swelled in a spherical shape. The central portion is a light-emitting portion 711, and portions extending on both sides of the light-emitting portion 711 are sealing portions 712.

発光部711の内部には、図3では図示を略したが、内部に所定距離離間配置される一対のタングステン製の電極と、水銀、希ガス、及び少量のハロゲンが封入されている。
封止部712の内部には、発光部711の電極と電気的に接続されるモリブデン製の金属箔が挿入され、ガラス材料等で封止されている。この金属箔には、さらに電極引出線としてのリード線713が接続され、このリード線713は、光源ランプ71の外部まで延出している。
そして、リード線713に電圧を印加すると、電極間で放電が生じ、発光部711が発光する。
Although not shown in FIG. 3, a pair of tungsten electrodes, which are spaced apart from each other by a predetermined distance, and mercury, a rare gas, and a small amount of halogen are enclosed inside the light emitting portion 711.
Inside the sealing portion 712, a molybdenum metal foil that is electrically connected to the electrode of the light emitting portion 711 is inserted and sealed with a glass material or the like. A lead wire 713 as an electrode lead wire is further connected to the metal foil, and the lead wire 713 extends to the outside of the light source lamp 71.
When a voltage is applied to the lead wire 713, discharge occurs between the electrodes, and the light emitting unit 711 emits light.

楕円リフレクタ72は、光源ランプ71の封止部712が挿通される首状部721及びこの首状部721から拡がる楕円曲面状の反射部722を備えたガラス製の一体成形品である。
首状部721には、中央に挿入孔723が形成されており、この挿入孔723の中心に封止部712が配置される。
反射部722は、楕円曲面状のガラス面に金属薄膜を蒸着形成して構成され、この反射部722の反射面は、可視光を反射して赤外線を透過するコールドミラーとされる。
前記光源ランプ71は、この反射部722の内部に配置され、発光部711の内の電極間の発光中心が反射部722の楕円曲面の第1焦点位置となるように配置される。
そして、光源ランプ71を点灯すると、発光部711から放射された光束は、反射部722の反射面で反射して、楕円曲面の第2焦点位置に収束する収束光となる。
The elliptical reflector 72 is an integrally molded product made of glass provided with a neck-shaped portion 721 through which the sealing portion 712 of the light source lamp 71 is inserted and an elliptically curved reflecting portion 722 extending from the neck-shaped portion 721.
An insertion hole 723 is formed at the center of the neck portion 721, and a sealing portion 712 is disposed at the center of the insertion hole 723.
The reflection part 722 is formed by vapor-depositing a metal thin film on an elliptically curved glass surface, and the reflection surface of the reflection part 722 is a cold mirror that reflects visible light and transmits infrared rays.
The light source lamp 71 is disposed inside the reflecting portion 722 so that the light emission center between the electrodes in the light emitting portion 711 is the first focal position of the elliptical curved surface of the reflecting portion 722.
When the light source lamp 71 is turned on, the light beam emitted from the light emitting unit 711 is reflected by the reflecting surface of the reflecting unit 722 and becomes convergent light that converges to the second focal position of the elliptical curved surface.

このような楕円リフレクタ72に光源ランプ71を固定する際には、光源ランプ71の封止部712を楕円リフレクタ72の挿入孔723に挿入し、発光部711内の電極間の発光中心が反射部722の楕円曲面の第1焦点となるように配置し、挿入孔723内部にシリカ・アルミナを主成分とする無機系接着剤を充填する。尚、本例では前側の封止部712から出たリード線713も挿入孔723を通して外部に露出している。
また、反射部722の光軸方向寸法は、光源ランプ71の長さ寸法よりも短くなっていて、このように楕円リフレクタ72に光源ランプ71を固定すると、光源ランプ71の前方側の封止部712が楕円リフレクタ72の光束射出開口から突出する。
When fixing the light source lamp 71 to such an elliptical reflector 72, the sealing part 712 of the light source lamp 71 is inserted into the insertion hole 723 of the elliptical reflector 72, and the light emission center between the electrodes in the light emitting part 711 is the reflecting part. It arrange | positions so that it may become the 1st focus of the elliptical curved surface of 722, and it fills the inside of the insertion hole 723 with the inorganic type adhesive which has a silica and an alumina as a main component. In this example, the lead wire 713 extending from the front sealing portion 712 is also exposed to the outside through the insertion hole 723.
Further, the dimension in the optical axis direction of the reflection part 722 is shorter than the length dimension of the light source lamp 71. When the light source lamp 71 is fixed to the elliptical reflector 72 in this way, the sealing part on the front side of the light source lamp 71 is provided. 712 protrudes from the light beam exit opening of the elliptical reflector 72.

副反射鏡73は、光源ランプ71の発光部711の光束射出方向前側略半分を覆う反射部材であり、図示を略したが、その反射面は、発光部711の球面に倣う凹曲面状に形成され、反射面は楕円リフレクタ72と同様にコールドミラーとされている。
この副反射鏡73を発光部711に装着することにより、発光部711の前方側に放射される光束は、この副反射鏡73によって楕円リフレクタ72側に反射し、楕円リフレクタ72の反射部722から射出される。
このように副反射鏡73を用いることにより、発光部711の前方側に放射される光束が後方側に反射されるため、反射部722の楕円曲面が少なくても、発光部711から射出された光束をすべて一定方向に揃えて射出でき、楕円リフレクタ72の光軸方向寸法を小さくすることができる。
The sub-reflecting mirror 73 is a reflecting member that covers approximately the front half of the light emitting part 711 of the light source lamp 71 in the light emission direction. Although not shown, the reflecting surface is formed in a concave curved surface that follows the spherical surface of the light emitting part 711. The reflection surface is a cold mirror like the elliptical reflector 72.
By attaching the sub-reflecting mirror 73 to the light-emitting unit 711, the light beam radiated to the front side of the light-emitting unit 711 is reflected by the sub-reflecting mirror 73 toward the elliptical reflector 72, and from the reflecting unit 722 of the elliptical reflector 72 It is injected.
By using the sub-reflecting mirror 73 in this way, the light beam radiated to the front side of the light emitting unit 711 is reflected to the rear side, so that even if the elliptical curved surface of the reflecting unit 722 is small, it is emitted from the light emitting unit 711 All the luminous fluxes can be emitted in a fixed direction, and the size of the elliptical reflector 72 in the optical axis direction can be reduced.

平行化凹レンズ74は、光源ランプ71から放射された光束を平行化するためのものであり、楕円リフレクタ72の第二焦点付近に配置されている。ここで、楕円リフレクタ72の第二焦点付近とは、光源ランプ71の影が消え始める位置のことを言う。例えば、図4に示すように、楕円リフレクタ72の第一焦点距離f1が12mm、第二焦点距離f2が84mm(輝点から72mm)の場合、55mmの位置、すなわち、第二焦点位置から17mm手前(楕円リフレクタ側)の位置に平行化凹レンズ74を設置する。また、楕円リフレクタ72の第一焦点距離f1が12mm、第二焦点距離f2が60mm(輝点から48mm)の場合、第二焦点位置から13mm手前(楕円リフレクタ側)の位置に平行化凹レンズ74を設置する。
この平行化凹レンズ74は、図3に示すように、光束入射面741が非球面、例えば双曲面の凹面となっており、光束射出面742が平面となっている。この平行化凹レンズ74の光束透過方向に沿った厚さ寸法のうち、最も薄い部分、すなわち、凹面の最も光束射出面742側に窪んだ部分と、光束射出面742との間の寸法T1は、2mm以上、例えば3mmとなっている。また、この平行化凹レンズ74の径は例えば20mm程度である。
このような平行化凹レンズ74の光束入射面741には、反射防止膜(AR膜)741Aが施されている。このようにすることで、光の利用効率を向上させることができる。さらに、平行化凹レンズ74の光束射出面742には、紫外線カット膜742Aが形成されている。この紫外線カット膜742Aは、紫外線を反射させることにより、紫外線の透過を防止するものであり、これにより、光源装置70から紫外線が射出されるのを防止することができる。なお、この紫外線カット膜742Aは入射される光束が平行光であることを前提とした一般的な紫外線カット膜である。
The collimating concave lens 74 is for collimating the light beam emitted from the light source lamp 71, and is disposed near the second focal point of the elliptical reflector 72. Here, the vicinity of the second focal point of the elliptical reflector 72 refers to a position where the shadow of the light source lamp 71 starts to disappear. For example, as shown in FIG. 4, when the first focal length f1 of the elliptical reflector 72 is 12 mm and the second focal length f2 is 84 mm (72 mm from the bright spot), the position is 55 mm, that is, 17 mm before the second focal position. A collimating concave lens 74 is installed at the position of the ellipse reflector side. When the first focal length f1 of the elliptical reflector 72 is 12 mm and the second focal length f2 is 60 mm (48 mm from the bright spot), the collimating concave lens 74 is placed at a position 13 mm before (ellipse reflector side) from the second focal position. Install.
As shown in FIG. 3, the collimated concave lens 74 has a light incident surface 741 that is an aspheric surface, for example, a hyperboloid concave surface, and a light exit surface 742 that is a flat surface. Of the thickness dimension along the light beam transmission direction of the collimating concave lens 74, the dimension T1 between the thinnest portion, that is, the portion of the concave surface that is most concave on the light beam exit surface 742 side, and the light exit surface 742 is: It is 2 mm or more, for example, 3 mm. The diameter of the collimating concave lens 74 is, for example, about 20 mm.
An antireflection film (AR film) 741A is applied to the light incident surface 741 of the collimating concave lens 74. By doing in this way, the utilization efficiency of light can be improved. Further, an ultraviolet cut film 742A is formed on the light exit surface 742 of the collimating concave lens 74. The ultraviolet cut film 742 </ b> A prevents ultraviolet rays from being reflected by reflecting the ultraviolet rays, thereby preventing the ultraviolet rays from being emitted from the light source device 70. The ultraviolet cut film 742A is a general ultraviolet cut film on the assumption that the incident light beam is parallel light.

以上のような平行化凹レンズ74は、熱膨張係数が40×10-7/℃以下、耐熱温度が300℃以上となっており、平行化凹レンズ74の材料としては、例えば、熱膨張係数が33×10-7/℃以下の硼珪酸ガラス、珪酸含有量が96%以上の高珪酸ガラス、石英ガラス、結晶化ガラス等があげられる。
熱膨張係数が33×10-7/℃以下の硼珪酸ガラスとしては、例えば、コーニング・ガラス社製のパイレックス(登録商標)(熱膨張係数33×10-7/℃、耐熱温度500℃)、ショット社製のテンパックス(商品名)(熱膨張係数33×10-7/℃、耐熱温度500℃)があげられる。
珪酸含有量が96%以上の高珪酸ガラスとしては、硼珪酸ガラス(Na2O-B2O3-SiO2)を600℃に加熱して分相をおこさせ、Na2O-B2O3とSiO2の2相が分離した上でからみあった状態をつくり出し、その中のNa2O-B2O3を濃塩酸で溶かし出して96%程度の純度のSiO2からなるガラスをつくり、これを加熱して得たガラスがあげられ、例えば、コーニング・ガラス社製のバイコール(商品名)(熱膨張係数7.5×10-7/℃、耐熱温度1200℃)があげられる。
結晶化ガラスとしては、日本電気硝子社製のネオセラム(商品名)(熱膨張係数−7×10-7/℃)が例示できる。
なかでも、熱膨張係数が33×10-7/℃以下の硼珪酸ガラスとして例示されるパイレックス(登録商標)、テンパックス(商品名)は安価であるため、これらを使用することが好ましい。
The collimating concave lens 74 as described above has a thermal expansion coefficient of 40 × 10 −7 / ° C. or lower and a heat resistant temperature of 300 ° C. or higher. The material of the collimating concave lens 74 is, for example, a thermal expansion coefficient of 33. Examples thereof include borosilicate glass of not more than 10 −7 / ° C., high silicate glass having a silicic acid content of 96% or more, quartz glass, crystallized glass and the like.
Examples of the borosilicate glass having a thermal expansion coefficient of 33 × 10 −7 / ° C. or less include, for example, Pyrex (registered trademark) manufactured by Corning Glass Co., Ltd. (thermal expansion coefficient 33 × 10 −7 / ° C., heat resistant temperature 500 ° C.), Schott Tempax (trade name) (thermal expansion coefficient 33 × 10 −7 / ° C., heat resistant temperature 500 ° C.).
As a high silicate glass having a silicic acid content of 96% or more, borosilicate glass (Na 2 OB 2 O 3 —SiO 2 ) is heated to 600 ° C. to cause phase separation, and Na 2 OB 2 O 3 and SiO 2 After the two phases are separated, an entangled state is created, and Na 2 OB 2 O 3 is dissolved in concentrated hydrochloric acid to produce a glass composed of SiO 2 with a purity of about 96%, which is obtained by heating. Examples thereof include Vycor (trade name) manufactured by Corning Glass (thermal expansion coefficient 7.5 × 10 −7 / ° C., heat resistant temperature 1200 ° C.).
An example of crystallized glass is Neoceram (trade name) (thermal expansion coefficient -7 × 10 -7 / ° C.) manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd.
Among them, Pyrex (registered trademark) and Tempax (trade name) exemplified as borosilicate glass having a thermal expansion coefficient of 33 × 10 −7 / ° C. or less are inexpensive, and it is preferable to use these.

ランプハウジング75は、図3に示すように、断面L字状の合成樹脂製の一体成形品であり、水平部751及び垂直部752を備えている。
水平部751は、ライトガイドの壁部と係合し、光源装置70をライトガイド内に隠蔽して光漏れが出ないようにする部分である。また、図示を略したが、この水平部751には、光源ランプ71を外部電源と電気的に接続するための端子台が設けられており、この端子台には、光源ランプ71のリード線713が接続される。
As shown in FIG. 3, the lamp housing 75 is an integrally molded product made of synthetic resin having an L-shaped cross section, and includes a horizontal portion 751 and a vertical portion 752.
The horizontal portion 751 is a portion that engages with the wall portion of the light guide and hides the light source device 70 in the light guide to prevent light leakage. Although not shown, the horizontal portion 751 is provided with a terminal block for electrically connecting the light source lamp 71 to an external power source. The lead wire 713 of the light source lamp 71 is provided on the terminal block. Is connected.

垂直部752は、楕円リフレクタ72の光軸方向の位置決めを行う部分であり、本例では、この垂直部752に対して楕円リフレクタ72の光束射出開口側先端部分が接着剤等で固定される。この垂直部752には、楕円リフレクタ72の射出光束を透過させる開口部753が形成されている。
また、このような水平部751及び垂直部752には、突起754が形成されている。この突起754は、前述したライトガイド内に形成された凹部と係合し、係合すると光源ランプ71の発光中心がライトガイドの照明光軸上に配置される。
The vertical portion 752 is a portion for positioning the elliptical reflector 72 in the optical axis direction. In this example, the front end portion of the elliptical reflector 72 on the light beam emission opening side is fixed to the vertical portion 752 with an adhesive or the like. The vertical portion 752 is formed with an opening 753 that transmits the light beam emitted from the elliptical reflector 72.
Further, projections 754 are formed on the horizontal portion 751 and the vertical portion 752. The protrusion 754 engages with the concave portion formed in the light guide described above, and when engaged, the light emission center of the light source lamp 71 is disposed on the illumination optical axis of the light guide.

カバー部材76は、楕円リフレクタ72の光束射出開口を覆うように取り付けられており、ランプハウジング75の垂直部752の開口部753に装着される略円錘状の筒体からなる熱吸収部761と、この熱吸収部761の外側に突設される複数の放熱フィン762と、熱吸収部761の先端に形成されるレンズ装着部763とを備え、金属製の一体成形品として構成される。
熱吸収部761は、光源ランプ71から放射された輻射熱や、楕円リフレクタ72及びカバー部材76内の密封空間で対流する空気の熱を吸収する部分であり、その内面は、黒アルマイト処理が施されている。この熱吸収部761の略円錐状の傾斜面は、楕円リフレクタ72による収束光の傾きと平行となるようになっていて、楕円リフレクタ72から射出された光束が熱吸収部761の内面になるべく当たらないようになっている。
The cover member 76 is attached so as to cover the light beam emission opening of the elliptical reflector 72, and a heat absorption part 761 formed of a substantially circular cylindrical body attached to the opening 753 of the vertical part 752 of the lamp housing 75. The plurality of heat dissipating fins 762 projecting outside the heat absorbing portion 761 and the lens mounting portion 763 formed at the tip of the heat absorbing portion 761 are configured as a metal integrally molded product.
The heat absorption part 761 is a part that absorbs radiant heat radiated from the light source lamp 71 and heat of convection air in the sealed space in the elliptical reflector 72 and the cover member 76, and the inner surface thereof is subjected to black anodized treatment. ing. The substantially conical inclined surface of the heat absorbing portion 761 is parallel to the inclination of the convergent light by the elliptical reflector 72. There is no such thing.

複数の放熱フィン762は、光源装置70の光軸に直交する方向に延びる板状体として構成され、各放熱フィン762の間は、冷却空気を充分に通すことのできる隙間が形成されている。
レンズ装着部763は、熱吸収部761の先端に突設される円筒状体から構成され、この円筒状部分には、楕円リフレクタ72の収束光を平行化する平行化凹レンズ74が装着される。尚、レンズ装着部763への平行化凹レンズ74の固定は、図示を略したが、接着剤等で行われる。そして、レンズ装着部763に平行化凹レンズ74を装着すると、光源装置70内部の空間は完全に密封され、光源ランプ71が破裂しても、破片が外部に飛散することがない。
このような光源装置70は、前記のプロジェクタ1のライトガイドに収納される。尚、図1では図示を略したが、プロジェクタ1は、光源装置70に隣接配置される冷却ファンを備え、この冷却ファンは、カバー部材76の放熱フィン762の延出方向に沿って冷却風を吹き付けるようになっている。また、逆に冷却風の方向に従って放熱フィンを光軸と斜めに配置してもよい。
このようにカバー部材76に放熱フィン762を設けることで、熱吸収部761で吸収した熱を効率よく放熱させることができる。
The plurality of radiating fins 762 are configured as plate-like bodies extending in a direction perpendicular to the optical axis of the light source device 70, and a gap through which cooling air can be sufficiently passed is formed between the radiating fins 762.
The lens mounting portion 763 is formed of a cylindrical body that protrudes from the tip of the heat absorbing portion 761, and a parallelizing concave lens 74 that parallelizes the convergent light of the elliptical reflector 72 is mounted on this cylindrical portion. Note that the collimating concave lens 74 is fixed to the lens mounting portion 763 with an adhesive or the like, although not shown. When the collimating concave lens 74 is attached to the lens attachment portion 763, the space inside the light source device 70 is completely sealed, and even if the light source lamp 71 is ruptured, fragments are not scattered outside.
Such a light source device 70 is housed in the light guide of the projector 1 described above. Although not shown in FIG. 1, the projector 1 includes a cooling fan disposed adjacent to the light source device 70, and this cooling fan generates cooling air along the extending direction of the heat radiation fins 762 of the cover member 76. It comes to spray. Conversely, the radiation fins may be disposed obliquely to the optical axis according to the direction of the cooling air.
Thus, by providing the radiation fin 762 in the cover member 76, the heat absorbed by the heat absorption part 761 can be efficiently radiated.

従って、本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
(1-1)平行化凹レンズ74は熱膨張係数が40×10-7/℃以下であり、熱膨張係数が低いため、光源ランプ71からの光の輝度が最も高い位置となる楕円リフレクタ72の第二焦点付近に平行化凹レンズ74を配置しても、平行化凹レンズ74に熱歪が発生しにくい。これにより、平行化凹レンズ74の熱歪による破損を防止できる。
これに加え、平行化凹レンズ74に熱歪が発生しにくいため、平行化凹レンズ74の厚みを確保することができ、これにより平行化凹レンズ74の強度を確保することもできる。
また、平行化凹レンズ74の耐熱温度が300℃以上であるため、熱による変質等を防止することができる。
Therefore, according to this embodiment, the following effects can be produced.
(1-1) Since the collimating concave lens 74 has a thermal expansion coefficient of 40 × 10 −7 / ° C. or less and a low thermal expansion coefficient, the elliptical reflector 72 that has the highest luminance of light from the light source lamp 71 Even if the collimating concave lens 74 is disposed in the vicinity of the second focal point, thermal distortion hardly occurs in the collimating concave lens 74. Thereby, damage due to thermal distortion of the collimating concave lens 74 can be prevented.
In addition, since heat distortion is unlikely to occur in the collimating concave lens 74, the thickness of the collimating concave lens 74 can be ensured, and thereby the strength of the collimating concave lens 74 can be ensured.
In addition, since the heat resistant temperature of the collimating concave lens 74 is 300 ° C. or higher, it is possible to prevent alteration due to heat.

(1-2)平行化凹レンズ74は、楕円リフレクタ72の第二焦点付近に配置されているので、平行化凹レンズ74には充分に収束された光束が入射されることとなる。従って、平行化凹レンズ74の光束入射領域を大きく確保する必要がなく、これにより光源装置70、さらには、照明光学装置10の大型化を防止できる。
(1-3)さらに、光源装置70の内部を密封し、防爆構造とするために、カバー部材76のレンズ装着部763に平行化凹レンズ74ではなく、平坦なガラス製の透明板等を装着してもよいが、この場合には平行化凹レンズ74のほかに透明板を必要とするので、部材点数が増加してしまう。これに対し、本実施形態では、平行化凹レンズ74をカバー部材76のレンズ装着部763に取り付けているため、透明板が不要となり、これにより部材点数の削減を図ることができる。
(1-2) Since the collimating concave lens 74 is disposed near the second focal point of the elliptical reflector 72, a sufficiently converged light beam is incident on the collimating concave lens 74. Therefore, it is not necessary to ensure a large light beam incident area of the collimating concave lens 74, and this can prevent the light source device 70 and the illumination optical device 10 from becoming large.
(1-3) Further, in order to seal the inside of the light source device 70 and to have an explosion-proof structure, a flat glass transparent plate or the like is attached to the lens mounting portion 763 of the cover member 76 instead of the parallelizing concave lens 74. However, in this case, since a transparent plate is required in addition to the collimating concave lens 74, the number of members increases. On the other hand, in this embodiment, since the collimating concave lens 74 is attached to the lens mounting portion 763 of the cover member 76, a transparent plate is not necessary, thereby reducing the number of members.

(1-4)平行化凹レンズの光束透過方向に沿った厚さ寸法が2mm未満の場合には、光源ランプ71の破裂に伴って、平行化凹レンズが破損してしまう可能性がある。これに対し、本実施形態では、平行化凹レンズ74の光束透過方向に沿った厚さ寸法を2mm以上としているため、光源ランプ71の破裂に伴って、平行化凹レンズ74が破損しにくくなり、確実に光源ランプ71が破裂した際の破片の飛散を防止できる。 (1-4) When the thickness dimension of the collimated concave lens along the light beam transmission direction is less than 2 mm, the collimated concave lens may be damaged when the light source lamp 71 is ruptured. On the other hand, in this embodiment, since the thickness dimension along the light beam transmission direction of the collimating concave lens 74 is 2 mm or more, the collimating concave lens 74 is less likely to be damaged when the light source lamp 71 is ruptured. In addition, it is possible to prevent the fragments from being scattered when the light source lamp 71 is ruptured.

(1-5)平行化凹レンズ74の材料として、熱膨張係数が33×10-7/℃以下の硼珪酸ガラスとして例示されるパイレックス(登録商標)、テンパックス(商品名)を使用した場合には、これらの材料は安価であるため、光源装置70の製造コストを低減できる。
また、平行化凹レンズ74の材料として石英を使用した場合には、石英は高い熱伝導率を有するため、熱が平行化凹レンズ74に溜まることがなく、これにより、確実に熱歪の発生を防止することができる。
(1-5) When Pyrex (registered trademark) or Tempax (trade name) exemplified as borosilicate glass having a thermal expansion coefficient of 33 × 10 −7 / ° C. or less is used as the material of the collimating concave lens 74 Since these materials are inexpensive, the manufacturing cost of the light source device 70 can be reduced.
Further, when quartz is used as the material of the collimating concave lens 74, since quartz has high thermal conductivity, heat does not accumulate in the collimating concave lens 74, thereby reliably preventing the occurrence of thermal distortion. can do.

(1-6)本実施形態では、平行化凹レンズ74の光束入射面741を非球面の凹面とし、光束射出面742を平面としているので、光束射出面742において光が屈折を受けないようにすることができ、射出される光束の平行度を高めることができる。
また、平行化凹レンズ74の光束入射面741を凹面とすることで、光源ランプ71の封止部712や、封止部712に接続されたリード線713と平行化凹レンズ74との干渉を防止できる。
さらに、平行化凹レンズ74の光束入射面741を凹面とすることで、光源ランプ71が破裂した際にも、光源ランプ71の破片が平行化凹レンズ74にぶつかりにくくなり、平行化凹レンズ74の破損をより確実に防止することができる。
(1-6) In this embodiment, the light incident surface 741 of the collimating concave lens 74 is an aspheric concave surface and the light exit surface 742 is a flat surface, so that light is not refracted at the light exit surface 742. The parallelism of the emitted light beam can be increased.
Further, by making the light incident surface 741 of the collimating concave lens 74 concave, it is possible to prevent interference between the collimating concave lens 74 and the sealing portion 712 of the light source lamp 71 or the lead wire 713 connected to the sealing portion 712. .
Furthermore, by making the light incident surface 741 of the collimating concave lens 74 concave, even when the light source lamp 71 is ruptured, it is difficult for fragments of the light source lamp 71 to collide with the collimating concave lens 74, and the collimating concave lens 74 is damaged. It can prevent more reliably.

(1-7)平行化凹レンズ74の光束射出面742に紫外線カット膜742Aが形成されているので、紫外線が光源装置70から射出されてしまうことを防止することができる。これにより、液晶パネル41が紫外線により劣化してしまうことを防止できる。
また、紫外線カット膜を平行化凹レンズの凹面側に施した場合には、紫外線カット膜の特性を充分に発揮できない可能性がある。これに対し、本実施形態では、紫外線カット膜742Aを平行化凹レンズ74の平面側に形成しているので、紫外線カット膜742Aの特性を充分に発揮させることができる。
(1-7) Since the ultraviolet ray cut film 742A is formed on the light exit surface 742 of the collimating concave lens 74, it is possible to prevent ultraviolet rays from being emitted from the light source device 70. Thereby, it can prevent that the liquid crystal panel 41 deteriorates with an ultraviolet-ray.
In addition, when the ultraviolet cut film is applied to the concave surface side of the collimating concave lens, there is a possibility that the characteristics of the ultraviolet cut film cannot be exhibited sufficiently. On the other hand, in this embodiment, since the ultraviolet cut film 742A is formed on the plane side of the collimating concave lens 74, the characteristics of the ultraviolet cut film 742A can be sufficiently exhibited.

(1-8)さらに、平行化凹レンズ74は、光束入射面741が非球面の凹面となっているので、光束入射面741側で光束を平行化し、この平行化された光束を光束射出面742から射出している。従って、紫外線カット膜を光束入射面741に形成する場合には、光束の入射角に応じた特殊な紫外線カット膜を使用しなければならない。これに対し、本実施形態では、光束射出面742に紫外線カット膜742Aを形成しており、紫外線カット膜742Aには平行化された光束が入射されるため、光束の入射角が0°の一般的な紫外線カット膜742Aを使用することができる。これにより光源装置70の製造コストを低減させることができる。
(1-9)平行化凹レンズ74の光束射出面742に形成された紫外線カット膜742Aは紫外線を反射させることで、紫外線の透過を防止するものである。紫外線カット膜742Aで反射された紫外線は光源ランプ71に入射するが、光源ランプ71は入射した紫外線よりも長波長の光を射出するため、光源ランプ71から射出される可視光の強度を向上させることができる。
(1-8) Furthermore, since the collimating concave lens 74 has a light beam incident surface 741 which is an aspheric concave surface, the collimated concave lens 74 collimates the light beam on the light beam incident surface 741 side, and converts the collimated light beam to the light beam exit surface 742. Ejected from. Therefore, when the ultraviolet cut film is formed on the light incident surface 741, a special ultraviolet cut film corresponding to the incident angle of the light beam must be used. In contrast, in the present embodiment, the ultraviolet ray cut film 742A is formed on the light emission surface 742, and the collimated light beam is incident on the ultraviolet ray cut film 742A. A typical UV cut film 742A can be used. Thereby, the manufacturing cost of the light source device 70 can be reduced.
(1-9) The ultraviolet ray cut film 742A formed on the light exit surface 742 of the collimating concave lens 74 reflects ultraviolet rays to prevent the ultraviolet rays from passing therethrough. The ultraviolet light reflected by the ultraviolet cut film 742A is incident on the light source lamp 71. Since the light source lamp 71 emits light having a longer wavelength than the incident ultraviolet light, the intensity of visible light emitted from the light source lamp 71 is improved. be able to.

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態の光源装置70では、平行化凹レンズ74をカバー部材76のレンズ装着部763に装着することにより、光源装置70内部を密封していたが、これに限らず、平坦なガラス製の透明板をカバー部材76のレンズ装着部763に装着し、その後段に平行化凹レンズを配置して平行化するようにしてもよい。
さらに、前記実施形態では、平行化凹レンズ74の光束透過方向の厚さ寸法を2mm以上としたが、これに限らず、2mm未満であってもよい。特に、平行化凹レンズを防爆用に使用しない場合には、2mm未満であってもよい。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
For example, in the light source device 70 of the above-described embodiment, the inside of the light source device 70 is sealed by mounting the collimating concave lens 74 on the lens mounting portion 763 of the cover member 76. The transparent plate may be mounted on the lens mounting portion 763 of the cover member 76, and a collimating concave lens may be disposed in the subsequent stage to be parallelized.
Furthermore, in the said embodiment, although the thickness dimension of the light beam permeation | transmission direction of the collimating concave lens 74 was 2 mm or more, it is not restricted to this and may be less than 2 mm. In particular, when the collimated concave lens is not used for explosion protection, it may be less than 2 mm.

また、前記実施形態では、平行化凹レンズ74の材料として、熱膨張係数が33×10-7/℃以下の硼珪酸ガラス、珪酸含有量が96%以上の高珪酸ガラス、石英ガラス、結晶化ガラスを例示したが、これに限らず、熱膨張係数が40×10-7/℃以下、耐熱温度が300℃以上であるものであれば任意である。
さらに、前記実施形態では、液晶パネル41を備えたプロジェクタ1に本発明の光源装置70を採用していたが、これに限らず、マイクロミラーを用いた光変調装置を備えたプロジェクタについて本発明の光源装置を採用してもよい。
また、前記実施形態では、光源ランプ71に副反射鏡73が設けられた光源装置70に本発明を採用していたが、これに限られず、副反射鏡のない光源ランプを備えた光源装置に本発明を採用してもよい。このようにすることで、部材点数の削減を図ることができ、より光源装置を安価なものとすることができる。
さらに、前記実施形態では、カバー部材に放熱フィンが形成されたものを使用したが、このような形状のものに限定されず、例えば、放熱フィンがないものを使用してもよい。
In the embodiment, the material of the collimating concave lens 74 is a borosilicate glass having a thermal expansion coefficient of 33 × 10 −7 / ° C. or less, a high silicate glass having a silicic acid content of 96% or more, quartz glass, and crystallized glass. However, the present invention is not limited to this, and it is optional as long as the thermal expansion coefficient is 40 × 10 −7 / ° C. or lower and the heat resistant temperature is 300 ° C. or higher.
Further, in the above embodiment, the light source device 70 of the present invention is employed in the projector 1 including the liquid crystal panel 41. However, the present invention is not limited to this, and the projector including the light modulation device using the micromirror is not limited thereto. A light source device may be employed.
In the above embodiment, the present invention is applied to the light source device 70 in which the light source lamp 71 is provided with the sub-reflecting mirror 73. The present invention may be adopted. By doing so, the number of members can be reduced, and the light source device can be made more inexpensive.
Furthermore, in the said embodiment, although the thing in which the radiation fin was formed in the cover member was used, it is not limited to the thing of such a shape, For example, you may use the thing without a radiation fin.

以下、本発明を実施例および比較例を挙げて詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す内容に限定されるものではない。
前記実施形態と略同様の光源装置を使用し、平行化凹レンズの耐久性についての実験を行った。光源ランプは、165Wのものを使用した。平行化凹レンズは光束透過方向に沿った厚さ寸法のうち、最も薄い部分の厚さ寸法が3mm、径が20mmのものを使用した。なお、平行化凹レンズは光源ランプの第二焦点付近に配置した。
(実施例1)
平行化凹レンズの材料をショット社製のテンパックス(商品名)(熱膨張係数33×10-7/℃、耐熱温度500℃)とした。
(実施例2)
平行化凹レンズの材料をコーニング・ガラス社製のパイレックス(登録商標)(熱膨張係数33×10-7/℃、耐熱温度500℃)とした。
(実施例3)
平行化凹レンズの材料をコーニング・ガラス社製のバイコール(商品名)(熱膨張係数7.5×10-7/℃、耐熱温度1200℃)とした。
(比較例)
平行化凹レンズの材料をショット社製のBK7(商品名)(熱膨張係数72×10-7/℃)とした。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples and comparative examples. In addition, this invention is not limited to the content shown below.
An experiment on the durability of the collimated concave lens was performed using a light source device substantially the same as in the above embodiment. The light source lamp used was 165W. As the collimating concave lens, a lens having a thickness of 3 mm and a diameter of 20 mm at the thinnest portion of the thickness along the light beam transmission direction was used. The collimating concave lens was disposed near the second focal point of the light source lamp.
(Example 1)
The material of the collimating concave lens was Tempax (trade name) (thermal expansion coefficient 33 × 10 −7 / ° C., heat resistant temperature 500 ° C.) manufactured by Schott.
(Example 2)
The material for the collimating concave lens was Pyrex (registered trademark) (thermal expansion coefficient 33 × 10 −7 / ° C., heat resistant temperature 500 ° C.) manufactured by Corning Glass.
(Example 3)
The material for the collimating concave lens was Vycor (trade name) (thermal expansion coefficient 7.5 × 10 −7 / ° C., heat resistant temperature 1200 ° C.) manufactured by Corning Glass.
(Comparative example)
The material of the collimating concave lens was BK7 (trade name) manufactured by Schott (thermal expansion coefficient 72 × 10 −7 / ° C.).

実施例1から実施例3、及び比較例の結果を表1に示す。表1において、○は平行化凹レンズが破損しなかったことを示し、×は平行化凹レンズが破損したことを示す。   Table 1 shows the results of Examples 1 to 3 and the comparative example. In Table 1, o indicates that the collimated concave lens was not damaged, and x indicates that the collimated concave lens was damaged.

Figure 2005070518
Figure 2005070518

実施例1から実施例3では、熱膨張係数が小さく、また、耐熱温度の高い材料で平行化凹レンズを構成したため、熱歪が発生せず、平行化凹レンズが破損しなかった。これに対し、比較例では、熱膨張係数が大きい材料で平行化凹レンズを構成したので、熱歪が発生し、平行化凹レンズが破損してしまった。
以上より、本発明の効果を確認することができた。
In Example 1 to Example 3, since the collimating concave lens was made of a material having a low thermal expansion coefficient and a high heat-resistant temperature, no thermal distortion occurred and the collimating concave lens was not damaged. On the other hand, in the comparative example, since the collimating concave lens was made of a material having a large thermal expansion coefficient, thermal distortion occurred and the collimating concave lens was damaged.
From the above, the effect of the present invention could be confirmed.

本発明は、プロジェクタ等の光学機器に搭載される光源装置に利用できる。   The present invention can be used for a light source device mounted on an optical apparatus such as a projector.

本発明の実施形態に係るプロジェクタの光学系の構造を表す模式図。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a structure of an optical system of a projector according to an embodiment of the invention. 前記実施形態における照明光学装置の光源装置の構造を表す概要斜視図。FIG. 2 is a schematic perspective view illustrating a structure of a light source device of the illumination optical device in the embodiment. 前記実施形態における照明光学装置の光源装置の構造を表す断面図。Sectional drawing showing the structure of the light source device of the illumination optical apparatus in the said embodiment. 前記実施形態における照明光学装置の光源装置の光束の射出状態を示す模式図。The schematic diagram which shows the emission state of the light beam of the light source device of the illumination optical apparatus in the said embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1…プロジェクタ、10…照明光学装置、41(41R,41G,41B)…液晶パネル(光変調装置)、60…投写レンズ、70…光源装置、71…光源ランプ、72…楕円リフレクタ、73…副反射鏡、74…平行化凹レンズ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Projector, 10 ... Illumination optical apparatus, 41 (41R, 41G, 41B) ... Liquid crystal panel (light modulation device), 60 ... Projection lens, 70 ... Light source device, 71 ... Light source lamp, 72 ... Ellipse reflector, 73 ... Deputy Reflector, 74 ... Parallelizing concave lens

Claims (8)

発光管と、この発光管から放射された光束を一定方向に揃えて射出する楕円リフレクタと、前記楕円リフレクタで反射された光束を平行化する平行化凹レンズとを備えた光源装置であって、
前記平行化凹レンズは、前記楕円リフレクタの第二焦点付近に配置され、
前記平行化凹レンズは、熱膨張係数が40×10-7/℃以下、耐熱温度が300℃以上であることを特徴とする光源装置。
A light source device comprising an arc tube, an elliptical reflector that emits a luminous flux emitted from the luminous tube in a fixed direction, and a parallelizing concave lens that collimates the luminous flux reflected by the elliptical reflector,
The collimating concave lens is disposed near a second focal point of the elliptical reflector;
The parallelizing concave lens has a thermal expansion coefficient of 40 × 10 −7 / ° C. or lower and a heat resistant temperature of 300 ° C. or higher.
請求項1に記載の光源装置において、
前記平行化凹レンズは、熱膨張係数が33×10-7/℃以下の硼珪酸ガラスからなることを特徴とする光源装置。
The light source device according to claim 1,
The collimating concave lens is made of borosilicate glass having a thermal expansion coefficient of 33 × 10 −7 / ° C. or less.
請求項1に記載の光源装置において、
前記平行化凹レンズは、珪酸含有量が96%以上の高珪酸ガラスからなることを特徴とする光源装置。
The light source device according to claim 1,
The collimating concave lens is made of high silicate glass having a silicic acid content of 96% or more.
請求項1に記載の光源装置において、
前記平行化凹レンズは、石英ガラスからなることを特徴とする光源装置。
The light source device according to claim 1,
The collimating concave lens is made of quartz glass.
請求項1に記載の光源装置において、
前記平行化凹レンズは、結晶化ガラスから構成されることを特徴とする光源装置。
The light source device according to claim 1,
The light source device, wherein the collimating concave lens is made of crystallized glass.
請求項1から5のいずれかに記載の光源装置において、
前記平行化凹レンズは、その光束透過方向に沿った厚さ寸法が2mm以上であることを特徴とする光源装置。
The light source device according to any one of claims 1 to 5,
The collimating concave lens has a thickness dimension of 2 mm or more along the light beam transmission direction.
光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する光変調装置を照明するための照明光学装置であって、
請求項1から6の何れかに記載の光源装置と、
照明光軸に直交する面内に複数の小レンズをマトリクス状に配列して構成され、前記光源装置から射出された光束を複数の部分光束に分割する光束分割光学素子と、
この光束分割光学素子により分割された各部分光束を前記光変調装置の画像形成領域上に重畳させる集光レンズとを備えることを特徴とする照明光学装置。
An illumination optical device for illuminating a light modulation device that modulates a light beam emitted from a light source according to image information to form an optical image,
A light source device according to any one of claims 1 to 6;
A beam splitting optical element configured by arranging a plurality of small lenses in a matrix in a plane perpendicular to the illumination optical axis, and splitting a beam emitted from the light source device into a plurality of partial beams;
An illumination optical apparatus comprising: a condensing lens that superimposes each partial light beam divided by the light beam splitting optical element on an image forming region of the light modulation device.
請求項7に記載の照明光学装置を備えることを特徴とするプロジェクタ。   A projector comprising the illumination optical device according to claim 7.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008016394A (en) * 2006-07-07 2008-01-24 Sony Corp Light source device, lighting device, and projector device
JP2009105014A (en) * 2007-10-25 2009-05-14 Panasonic Electric Works Co Ltd Luminaire

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