JP2005228711A - Optical apparatus - Google Patents
Optical apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005228711A JP2005228711A JP2004038797A JP2004038797A JP2005228711A JP 2005228711 A JP2005228711 A JP 2005228711A JP 2004038797 A JP2004038797 A JP 2004038797A JP 2004038797 A JP2004038797 A JP 2004038797A JP 2005228711 A JP2005228711 A JP 2005228711A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- discharge lamp
- light
- condensing
- reflecting
- optical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、ショートアーク型放電ランプ(以下、単に放電ランプとも称す)を使用した光学装置に関し、特に点灯時の水銀蒸気圧が150気圧以上にも達するショートアーク型超高圧水銀ランプを使用した液晶ディスプレイ装置やDMD(デジタルミラーデバイス)を使ったDLP(デジタルライトプロセッサ)などのプロジェクター装置のバックライトとして使用する光学装置に関する。 The present invention relates to an optical device using a short arc type discharge lamp (hereinafter also simply referred to as a discharge lamp), and in particular, a liquid crystal using a short arc type ultra high pressure mercury lamp in which the mercury vapor pressure during lighting reaches 150 atm or higher. The present invention relates to an optical device used as a backlight of a projector device such as a display device or a DLP (digital light processor) using a DMD (digital mirror device).
近年営業プレゼンテーション、学術論文発表等の用途において、パソコン上の画像を大画面表示することが可能なプロジェクター装置が注目されている。プロジェクター装置は液晶パネルを使うタイプの装置と、DLPを使うタイプの装置が存在する。 In recent years, a projector device capable of displaying an image on a personal computer on a large screen has been attracting attention for applications such as business presentations and academic paper presentations. There are two types of projector devices, one using a liquid crystal panel and the other using a DLP.
液晶パネルを使う方式は、光源からの放射光を3色(RGB)に分離した後、各液晶パネルにおいて画像情報に対応させた光を透過調整して、その後、各パネルを透過した3色を合成させてスクリーン上に投射させるものである。一方、単板のDLPを使う方式は、光源からの放射光をRGBの領域が分割形成された回転フィルターを介してDMD(デジタルマイクロミラーデバイス)に照射し、このDMDで特定の光を反射させてスクリーンに照射するものである。DMDとは、小さなミラー1個毎が画像の1ドット(画素)に対応し、そのミラーが数百万個敷き詰められた光学素子であって、一つ一つの小さな鏡の向きを制御することで光の投射を制御するものである。 In the method using the liquid crystal panel, after the radiation light from the light source is separated into three colors (RGB), the light corresponding to the image information is transmitted and adjusted in each liquid crystal panel, and then the three colors transmitted through each panel are changed. It is synthesized and projected on the screen. On the other hand, the method using a single plate DLP irradiates the DMD (digital micromirror device) with the radiated light from the light source through a rotary filter in which the RGB region is divided and reflects the specific light with this DMD. To irradiate the screen. DMD is an optical element in which each small mirror corresponds to one dot (pixel) of an image and millions of mirrors are laid out. By controlling the direction of each small mirror, It controls light projection.
プロジェクター装置に使用される光学装置としては、例えば、発光部内に水銀を封入したショートアーク型超高圧水銀ランプと、このランプから放射される光を平行光に変換するための放物面反射鏡とから構成されたものが知られている。このような光学装置においては、光源としてのランプから放射される光を光軸に平行な光に効率良く変換して、液晶表示パネルの被照射領域に照射する性能を有することが必要である。そして、近年では、プロジェクター装置を家庭内にも普及させるべく持ち運びが容易で過剰なスペースを占めないようにするため、プロジェクター装置の小型化が強く要求されている。 As an optical device used in the projector device, for example, a short arc type ultra-high pressure mercury lamp in which mercury is enclosed in a light emitting unit, and a parabolic reflector for converting light emitted from the lamp into parallel light, What is composed of is known. In such an optical device, it is necessary to efficiently convert light emitted from a lamp as a light source into light parallel to the optical axis and to irradiate an irradiated area of the liquid crystal display panel. In recent years, there has been a strong demand for miniaturization of the projector device so that the projector device can be easily carried in the home and does not occupy excessive space.
図6は、従来の光学装置の構成について説明するための側断面図である。尚、以下の図6〜8において、光は紙面の下方向にも放射されるが、便宜上、上方向のみを示している。
光学装置60は、ショートアーク型放電ランプ64が放物面反射鏡61に組み込まれて構成されている。放電ランプ64は、概略球状の発光部65内にて陽極67と陰極68とが対向配置しており、この発光部65の両端に連続して形成された封止部66a、66bに埋設された金属箔69a、69bには、封止部66a、66bの外方に向けて伸び出る給電用の外部リード70a、70bが接続されている。この放電ランプ64は、そのアーク方向が放物面反射鏡61の光軸Xに一致し、陽極67と陰極68との間に形成されるアーク輝点Aが放物面反射鏡61の焦点F1に一致するように配置され、一方の封止部66bが後述の貫通穴63に接着剤71を充填することにより固定されている。放物面反射鏡61は、その内表面に主に可視光を反射するための誘電体多層膜が設けられており、前方側(図6において右方向)に設けられた前方開口部62と、放電ランプ64の一方の封止部66bを挿入するための後方側(図6において左方向)に形成された貫通穴63とを有する。
FIG. 6 is a side sectional view for explaining the configuration of a conventional optical device. In addition, in the following FIGS. 6-8, although light is radiated | emitted also to the downward direction of a paper surface, only the upward direction is shown for convenience.
The
上記光学装置60においては、放物面反射鏡61の前方開口縁上の点Bとアーク輝点Aとを結ぶ仮想直線Cと、貫通穴63の開口縁上の点Dとアーク輝点Aとを結ぶ仮想直線Eと、でなす角σ(以下、受光立体角と称す)の領域に向かって放射される光のうち、後方側貫通穴63を透過するもの以外は、放物面反射鏡61により反射されて光軸Xに平行な平行光となって、液晶表示パネルの被照射領域に照射される。
In the
プロジェクターを小型化するためには、図6に示す放物面反射鏡61に変えて短焦点の楕円反射鏡を使用すること、つまり、集光距離を短くすることが考えられる。しかしながら、短焦点の楕円反射鏡を用いると、図7に示すように楕円反射鏡90によって集光した光束が、当該楕円反射鏡90の前方側に位置している放電ランプ64の封止部66a、さらには、封止部66aから外方に伸び出ている外部リード70aに接続された給電線72にぶつかるおそれがある。そして、この場合には、封止部66a及び給電線72が加熱され、封止部66aに埋設されている金属箔69a及び外部リード70aの酸化を引き起こし、封止部66aへのクラック発生、外部リード70aの断線、照度低下等の不具合が生じることになる。
In order to reduce the size of the projector, it is conceivable to use an elliptical reflecting mirror with a short focal point instead of the parabolic reflecting mirror 61 shown in FIG. However, when a short-focus elliptical reflecting mirror is used, the light flux condensed by the elliptical reflecting
上記不具合が生じることを回避するために、例えば以下の5つの方法が考えられる。図8は、不具合回避のための手段について説明するための図である。図6、7と同一符号は同一部分を示すため説明は省略する。 In order to avoid the occurrence of the above problems, for example, the following five methods are conceivable. FIG. 8 is a diagram for explaining means for avoiding a problem. The same reference numerals as those in FIGS.
第1〜第3の方法は放電ランプ64の構造を改良する方法である。第1の方法として、図8(a)に示すように、楕円反射鏡90の前方側に配置された封止部66aの先端側の一部分をテーパー形状にすることが考えられるが(特許文献1参照)、この方法によれば、封止部66aに光束がぶつかることは回避できるが、
前方側の外部リード70aに接続された給電線72の加熱による酸化を防止することはできない。
第2の方法として、図8(b)に示すように楕円反射鏡90の前方側に配置された封止部66aの全長を短くすることが考えられるが、この方法によれば、封止部での温度勾配による温度低下が少なくなる。その結果として封止部端面の温度は高くなり、金属箔69a及び外部リード70aが一層酸化し易くなる。
第3の方法として、図8(c)に示すように楕円反射鏡90の前方側に配置された封止部66aに反射膜を設けることが考えられるが、この方法によれば、封止部66aにぶつかる光束を反射させることにより熱吸収を緩和できるが、上記光束を100%反射できるわけではないので、封止部66aが加熱されることによる金属箔69a及び外部リード70aの酸化を完全に防止することはできない。
The first to third methods are methods for improving the structure of the
Oxidation due to heating of the
As a second method, as shown in FIG. 8B, it is conceivable to shorten the entire length of the sealing
As a third method, as shown in FIG. 8C, it is conceivable to provide a reflective film on the sealing
第4及び第5の方法は楕円反射鏡90の構造を改良する方法である。第4の方法は、図8(d)に示すように、封止部66bを挿入するための楕円反射鏡90の後方側に形成される貫通穴63の径を大きくしている。この方法によれば、アーク輝点Aから放射される光のうち貫通穴を通過する光束を増やすこと、すなわち、受光立体角を小さくすることにより封止部66aに光束がぶつからないようにしているため、封止部66aや外部リード70aが加熱されることによる不具合を回避できるものの、楕円集光鏡90に捕捉される光束量が減少することになるので著しい照度低下を招くことになる。
第5の方法は、図8(e)に示すように、第1焦点距離f1が大きい楕円反射鏡90を用いることにより、発光部65がより前方側に位置するように放電ランプ64を配置している。この方法によれば、受光立体角を減少させることなく封止部66aに光束がぶつからないようにできるものの、第1焦点距離f1を大きくするのに伴って楕円反射鏡90の前方側開口部62の径も大きくなるため、プロジェクター装置を小型化するという目的を達成することができない。
The fourth and fifth methods are methods for improving the structure of the elliptical reflecting
Fifth method, as shown in FIG. 8 (e), by using a first focal length f 1 is larger
以上のように、第1〜第3の方法のように放電ランプ64の構造を改良する方法では、封止部66a及び外部リード70aが加熱により酸化する不具合を回避することはできない。第4及び第5の方法のように楕円反射鏡90の構造を改良する方法では、封止部66a及び外部リード70aが酸化する不具合を回避できるが、照度低下を招き、さらには小型化という目的を達成することができない。従って、従来の技術では、上記不具合を生じることなく、良好にプロジェクター装置の小型化を図ることはできなかった。
本発明の課題は、プロジェクター装置に使用される光学装置の構成を改良することにより、封止部へのクラック発生、給電線の断線、照度低下等の不具合を生じることなくプロジェクター装置を小型化することを目的とする。 An object of the present invention is to reduce the size of a projector device by improving the configuration of an optical device used in the projector device without causing problems such as cracks in a sealing portion, disconnection of a power supply line, and a decrease in illuminance. For the purpose.
本発明の光学装置は、内部に一組の電極を有する発光部の両端に連続して形成された封止部を有するショートアーク型放電ランプと、この放電ランプから放射された放射光を放電ランプのアーク輝点を通過するように反射させるための反射手段と、前記アーク輝点と焦点とが重なるように配置された、前記放射光を前方側に集光するための集光反射鏡とからなり、前記放電ランプの前方部側に位置する封止部が、前記集光反射鏡の光軸に対して当該光軸を基準として前記反射部が設けられた側と反対側に傾斜していることを特徴とする。 An optical device according to the present invention includes a short arc discharge lamp having a sealing portion formed continuously at both ends of a light emitting portion having a pair of electrodes therein, and discharge light emitted from the discharge lamp. A reflecting means for reflecting the light so that it passes through the arc bright spot, and a condensing reflector for condensing the emitted light forward so as to overlap the arc bright spot and the focal point. And the sealing portion located on the front side of the discharge lamp is inclined with respect to the optical axis of the condensing reflector to the side opposite to the side where the reflecting portion is provided with respect to the optical axis. It is characterized by that.
さらに、請求項1の光学装置において、前記集光反射鏡は、略半割形状を有することを特徴とする。 Furthermore, the optical apparatus according to claim 1, wherein the condensing reflector has a substantially halved shape.
さらに、請求項1の光学装置において、前記集光反射鏡は、当該集光反射鏡を前記反射部が設けられた箇所にて前記光軸に直交する平面によって切断して得た断面において、一方の開口端部と前記光軸とを結ぶ仮想線と、他方の開口端部と前記光軸とを結ぶ仮想線とでなす角が、180°以下であることを特徴とする。 Furthermore, in the optical device according to claim 1, the condensing reflector is a cross section obtained by cutting the condensing reflector from a plane orthogonal to the optical axis at a location where the reflecting portion is provided. An angle formed by a virtual line connecting the opening end of the optical axis and the optical axis and a virtual line connecting the other opening end and the optical axis is 180 ° or less.
さらに、請求項1乃至請求項3の光学装置において、前記反射手段は、前記発光部の外表面に設けられた反射膜であることを特徴とする。 Further, in the optical device according to any one of claims 1 to 3, the reflecting means is a reflecting film provided on an outer surface of the light emitting section.
さらに、請求項1乃至請求項4の光学装置において、前記集光反射鏡の光軸と前記放電ランプの軸線とでなす角は、2.65°以上であることを特徴とする。 Further, in the optical device according to any one of claims 1 to 4, an angle formed by the optical axis of the condenser reflector and the axis of the discharge lamp is 2.65 ° or more.
本発明の光学装置によれば、楕円反射鏡に組み込まれたショートアーク型放電ランプの軸線が集光反射鏡の光軸に対して傾斜した構造である。従って、プロジェクター装置を小型化すべく焦点距離が短い集光反射鏡を用いたとしても前方側の封止部や、当該封止部から外方に伸び出て外部リードに接続された給電線に光束がぶつかることがないため、この封止部に埋設された金属箔や外部リードが酸化する不具合が生じず、照度低下を招くこともない。また、上記外部リードに接続された給電線が影となることによる照度低下を招くこともない。 According to the optical device of the present invention, the axis of the short arc type discharge lamp incorporated in the elliptical reflecting mirror is inclined with respect to the optical axis of the condensing reflecting mirror. Therefore, even if a condensing reflector with a short focal length is used in order to reduce the size of the projector device, the light flux is applied to the front-side sealing portion or the power supply line that extends outward from the sealing portion and is connected to the external lead. Therefore, the metal foil embedded in the sealing portion and the external lead are not oxidized, and the illuminance is not lowered. Further, the illuminance is not lowered by the shadow of the power supply line connected to the external lead.
さらに、半割形状の集光反射鏡を使用した場合には、上記効果に加えて以下の効果を得ることができる。すなわち、通常の集光反射鏡を使用した場合と比較して光学装置の寸法を概ね半分程度とすることができるので、プロジェクタ装置を一層小型化することができる。また、上記のように小型化のために半割形状の集光反射鏡を使用したとしても、発光部の上方側、つまり、集光反射鏡が配置された側へ放射された光はもちろんのこと、発光部の下方側へ放射された光が集光反射鏡に受光されるように反射膜又は発光部近傍に設けられた球面反射鏡によって反射されるため、放射光の利用効率が低下することもない。 Furthermore, when a half-shaped condensing reflector is used, the following effects can be obtained in addition to the above effects. That is, since the size of the optical device can be reduced to about half compared with the case where a normal condensing reflector is used, the projector device can be further downsized. Moreover, even if a half-shaped condensing reflector is used for downsizing as described above, the light emitted to the upper side of the light emitting part, that is, the side where the condensing reflector is disposed is of course. In addition, since the light radiated downward from the light emitting unit is reflected by the reflective film or the spherical reflecting mirror provided in the vicinity of the light emitting unit so that the light is received by the condensing reflecting mirror, the use efficiency of the emitted light is reduced There is nothing.
以下、図1、2により本発明の光学装置の実施例について説明する。図1は、本発明の光学装置の構成を説明するための側断面図である。
光学装置1は、ショートアーク型放電ランプ10が概略半割形状を有する楕円集光反射鏡20に組み込まれて構成されている。ショートアーク型放電ランプ10の放電容器は、略球状の発光部11と、発光部11の両端に連続して形成された封止部12a、12bとからなる。発光部11内には、陽極13と陰極14とが対向して配置されている。封止部12a、12bには、モリブデンからなる金属箔15a、15bが各々埋設されることにより気密に封止されている。金属箔15aは、その一端に陰極14が例えばスポット溶接等によって接続され、その他端に封止部12aから外方に伸び出る給電用の外部リード16aが接続されている。金属箔15bも金属箔15aと同様にして、陽極13と外部リード16bが接続されている。外部リード16aには不図示の点灯電源に繋がる給電線17に接続されている。
Examples of the optical apparatus of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a side sectional view for explaining the configuration of the optical apparatus of the present invention.
The optical device 1 is configured by incorporating a short
集光反射鏡20は、前方部21と後方部22とを有し、楕円反射鏡をほぼ半割にしたものであって、前方部21は図6の前方開口部62に、後方部22は図6の貫通穴63にそれぞれ対応している。また、集光反射鏡20の内表面には、主に可視光を反射するための誘電体多層膜からなる反射部23が形成されている。ショートアーク型放電ランプ10は、そのアーク輝点Aが集光反射鏡20の第1焦点F1と重なり、さらに、当該放電ランプの軸線Yが、集光反射鏡20の光軸Xに対して当該光軸Xを基準として反射部23が形成された側と反対側に向けて、軸線Yと光軸Xとでなす角α傾斜した状態で集光反射鏡20に組み込まれている。
これにより、前方部21側に位置する封止部12aが、光軸Xに対して当該光軸Xを基準として反射部23が形成された側と反対側に向けて傾斜していることになる。尚、放電ランプ10は、そのアーク輝点Aが点灯時に形成されるものであり消灯時には形成されないため、集光反射鏡20に組み込む際には、アーク輝点Aが形成されるべき箇所(陽極13と陰極14との中間位置)と前記第1焦点F1とが概ね一致するように配置されることになる。本発明においては、集光反射鏡を用いているため、ロッド形状のインテグレーターレンズ100の先端部に集光反射鏡20の第2焦点F2が概ね一致している。
The
Thereby, the sealing
集光反射鏡20は、例えば結晶化ガラスからなり、その内表面には、主に可視光を反射するために、例えばTiO2とSiO2との誘電体多層膜からなる反射部23が形成されている。放電ランプ10は、その封止部12bを後方部23に挿入した状態で、後方部23に接着剤24を充填することによって集光反射鏡20に対して固着されている。
The condensing
ショートアーク型放電ランプ10は、発光部11の外表面であってその下方半分、すなわち、集光反射鏡20の光軸Xを中心として反射部20が形成された側と反対側に反射膜2が形成されている。反射膜2は、例えばZrOとSiO2との多層膜などであり、例えば、スパッタリングのようにして発光部11の下方半分にコーティングされる。このような材料を用いる理由は、上記後述の数値例を有する放電ランプ10は、点灯時に発光部11外表面の温度が800℃以上もの高温に達するものであるため、高耐熱性が要求されるからである。また、放電ランプ10は、石英ガラスからなる放電容器を有し、発光部11内には、プロジェクター装置に必要な、例えば400nm〜750nmの可視光波長の放射光を得るための水銀が封入されている。さらに、発光部11内には、点灯始動性を改善するためにアルゴン、キセノン等の希ガスと、ハロゲンサイクルを行うことにより発光部11の黒化を防止するために沃素、臭素、塩素等のハロゲンガスが封入されている。
The short arc
図2は、本発明の光学装置1を、G−G´線を含むYZ平面にて切断して得た断面図を前方側から見た図である。G−G´線は、光軸Xに対して直交するものである。図1と同一符号は同一部分を示す。
図2に示されるように、放電ランプ10の発光部11には、下側半分に反射膜2が設けられている。発光部の下方に反射膜2を設けることの利点を以下に説明する。本発明に係る放電ランプ10は、後述の数値例が示すように内容積の小さい発光部11内における点灯時の水銀蒸気圧が150気圧以上にも達するという熱的条件が非常に厳しいものであるため、点灯時に発光部11が極めて高温となる。この場合に、発光部11の上方が下方よりも温度が高くなるので、発光部11の低温部である下方側に反射膜2を設けることにより、反射膜2が劣化する心配が少ない。
FIG. 2 is a cross-sectional view obtained by cutting the optical device 1 of the present invention along the YZ plane including the GG ′ line, as viewed from the front side. The GG ′ line is orthogonal to the optical axis X. 1 denote the same parts.
As shown in FIG. 2, the
光学装置1の数値例を以下に示す。集光反射鏡20は、前方側の開口径は半割しない状態の仮想開口円とすれば、40〜50mmの範囲から選択されて、例えば44mmであり、後方側の開口径は半割しない状態の仮想開口円とすれば、9〜12mmの範囲から選択されて、例えば11mmである。集光反射鏡20の肉厚は、3〜6mmの範囲から選択されて、例えば4mmである。集光反射鏡20は、第1焦点距離f1は6〜12mmの範囲から選択されて、例えば8.1mmであり、第2焦点距離f2は50〜300mmの範囲から選択されて、例えば64.1mmである。
Numerical examples of the optical device 1 are shown below. The condensing
ショートアーク型放電ランプ10は、アーク方向の全長が45〜120mmの範囲から選択されて、例えば65mmであり、陽極13と陰極14との間の電極間距離は、1〜2mmの範囲から選択されて、例えば1.2mmである。発光部11は、最大外径は9〜14mmの範囲から選択されて、例えば10mmであり、封止部12は、外径は5〜8mmの範囲から選択されて、例えば6mmであり、発光管付け根から封止部端までの長さは15〜50mmの範囲から選択されて、例えば25mmである。発光部11の外表面にコーティングされた反射膜2は、厚みが0.6〜1.2μmの範囲から選択されて、例えば0.9μmである。
発光部11内には、封入水銀量が0.15mg/mm3以上となるように、発光部11の内容積に応じて50〜200mgの範囲から選択された量の水銀が封入される。また、発光部11内には、バッファガスとしてAr又はXeが10〜20kPaの範囲で封入されている。このときの封入量は、例えば13kPaである。さらに発光部11内には、ハロゲンガスとして臭素が封入時において10-7〜10-2μmol/mm3の範囲から選択されて、例えば10−5μmol/mm3封入される。このような放電ランプ10は、定格電圧が60〜110Vの範囲から選択されて、例えば80Vで一般的には水平点灯させるものである。
The short arc
An amount of mercury selected from the range of 50 to 200 mg according to the internal volume of the
図1に示すように、光学装置1において、ショートアーク型放電ランプ10は、その軸線Yが、集光反射鏡20の光軸Xに対して傾斜した構造である。軸線Yと光軸Xとでなす角をαとする。ここで、光学装置1の数値例が以下の場合に、前方側の封止部12aに光束がぶつからないようにするためには、αは2.65°以上であることが好ましい。
<光学装置1の数値例>
発光部11の最大外径:10mm
封止部12aの外径:6mm
第1焦点距離:8.1mm
第2焦点距離:64.1mm
アーク輝点Aから封止部12aの前方側端部までの距離:25mm
As shown in FIG. 1, in the optical device 1, the short arc
<Numerical example of the optical apparatus 1>
Maximum outer diameter of the light emitting part 11: 10 mm
Outer diameter of the sealing
First focal length: 8.1 mm
Second focal length: 64.1 mm
Distance from arc bright spot A to front side end of sealing
このような光学装置1における放射光の放射状態について説明すると、陽極13と陰極14との間に形成されたアーク輝点Aは放射の源になる。発光部11の上方側に放射される光束は、反射部23によって反射され、第2焦点F2に集光するべき光束I1、I2、I3、I4として放射される。発光部11の下方側に放射される光束は、反射膜2によって反射されてアーク輝点Aを通過後、反射部23によって上記同様にI1、I2、I3、I4として放射される。
ここで、発光部11は、反射膜2がコーティングされる部分については完全に球状であることが好ましい。その理由は、理想的には点と考えられるアーク輝点Aからの放射光を反射膜2によって再びアーク輝点Aに戻すことができるからである。
The radiation state of the radiated light in the optical device 1 will be described. The arc bright spot A formed between the
Here, it is preferable that the
このような光学装置1によれば、集光反射鏡20が半割形状であるため、全体寸法を著しく小さくできるという利点を有する。例えば、従来、集光反射鏡の開口径が44mmであったものがその半分の22mmになる。すなわち、発光部11の寸法を加味したとしても、プロジェクター装置における光学装置を搭載すべき箇所のスペースが35mm程度あれば、十分に光学装置1を搭載することが可能である。また、放電ランプ10の発光部11の下方側に光束が放射されないので、図8に示す従来の光学装置のように給電線17が影になる心配もない。さらに、放電ランプ10は、その前方側に位置している封止部12aが、集光反射鏡20の光軸に対して傾斜した状態で配置されており、上記の光束I1、I2、I3、I4が封止部12aにぶつかることがないため、封止部12aや外部リード16aが加熱されることがないし、照度低下を招くこともなく、この点が本発明の最大の特徴である。
According to such an optical device 1, since the
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、適宜変更を加えることが可能である。以下、図3〜図5に本発明の他の実施例について説明する。図1と同一符号は同一部分を示すので、説明は省略する。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and appropriate modifications can be made. Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The same reference numerals as those in FIG.
図3は、本発明の光学装置の他の実施例を示す。図3は図1に対応するもので光学装置の側断面図を示す。請求項1にいう「反射手段」として前述の実施例では「反射膜」を使用する例について説明したが、本発明はこれに限るものではない。図3に示すように、ショートアーク型放電ランプ10は、反射鏡20、光透過窓31、底板25、この底板25に固定された側板26によって取り囲まれ、概ね密閉されている。そして、発光部11の下方側から放射された光をアーク輝点Aを通過して反射させるための球面反射鏡30が、底板25に取り付けられた支持部材27によって支持されて下方側の発光部11近傍に配置されている。球面反射鏡を発光部近傍に固定する手法は他にも、球面反射鏡30が底板25へ直接取り付けられる方法、球面反射鏡30を封止部12aないし封止部12bに固定する方法が考えられる。底板25には給電線17を引き出すための貫通穴29が形成されている。
尚、発光部11の下方側から放射された光をアーク輝点Aに戻すためには、球面集光鏡に限らず、楕円型集光鏡等の他の構造の反射鏡を用いることもできる。
FIG. 3 shows another embodiment of the optical device of the present invention. FIG. 3 corresponds to FIG. 1 and shows a side sectional view of the optical device. In the above-described embodiments, the “reflecting film” is used as the “reflecting means” in the first embodiment. However, the present invention is not limited to this. As shown in FIG. 3, the short arc
In addition, in order to return the light emitted from the lower side of the
図3に示す光学装置によると、放電ランプ10がほぼ密閉された構造であるので、放電ランプ10をプロジェクタ装置内において別空間として隔離することができる。これにより、プロジェクタ装置内で密集するプロジェクタ装置の部品と、放電ランプとの不必要な干渉を防止でき、また、光学装置1を一体としてプロジェクタ装置内から取り出すことができるので放電ランプ10の交換を容易に行うことが可能であり、さらには、万一放電ランプ10が破損してもガラス片等が飛散することによるプロジェクタ装置の損傷を防止することができる。
According to the optical device shown in FIG. 3, since the
図4は、本発明の光学装置の他の実施例を示す。図4(a)は、図1、3に対応するもので光学装置の側断面図を示す。図4(b)は、図2に対応するもので光学装置をH−H´線を含むYZ平面にて切断して得た断面図を示す。H−H´線は、光軸Xに直交するものである。
集光反射鏡20は、必ずしも完全な半割である必要はなく、図4(b)に示すように、集光反射鏡20の光軸Xと集光反射鏡20の前方側開口縁上の点Jとを結ぶ仮想直線Mと、光軸Xと前方側開口縁上の点Kとを結ぶ仮想線Nとでなす角βが、180°以下の範囲となるように形成しても良い。この場合には、発光部11の外表面には、上記角βに相当する部分に反射膜2をコーティングすれば良い。この実施例の光学装置によっても、発光部11の下方側に放射される光を全て第2焦点F2に集光させることができる。
FIG. 4 shows another embodiment of the optical device of the present invention. FIG. 4A corresponds to FIGS. 1 and 3 and shows a side sectional view of the optical device. FIG. 4B corresponds to FIG. 2 and shows a cross-sectional view obtained by cutting the optical device along a YZ plane including the line HH ′. The HH ′ line is orthogonal to the optical axis X.
The collecting / reflecting
図4に示す光学装置1によると、集光反射鏡20が封止部12bの外周を覆うことの可能な首部32を有するため、図1、3に示す光学装置1と比較して、小型化という面では劣るものの、封止部12bと首部32との間に接着剤24を充填しやすく、放電ランプ10を固定し易いという利点がある。これにより、放電ランプ10を集光反射鏡20に対して最適位置にて確実に固定させることができる。
According to the optical device 1 shown in FIG. 4, since the condensing
図5は、本発明の光学装置の他の実施例を説明するための側断面図である。集光反射鏡20は、半割形状ではなく、図8、9に示す楕円反射鏡90と同一のものである。集光反射鏡20の内面には上半分、すなわち、発光部11に設けられた反射膜2とは反対側に相当する部分に、例えばTiO2とSiO2との誘電体多層膜からなる反射部23が形成されている。無論、集光反射鏡20の内面全体に反射部23を設けても良い。このような実施例の光学装置によると、放電ランプ10から放射された光は、反射膜2によって反射されてアーク輝点Aを通過し、さらに反射部23によって反射されて図1に示す実施例と同様に光束I1、I2、I3、I4として第2焦点F2に集光されることになる。本実施例においては、図3に示す実施例のようにして、反射膜2に変えて球面反射鏡30を使用することも可能である。
FIG. 5 is a side sectional view for explaining another embodiment of the optical apparatus of the present invention. The
このような構造は、光学装置の小型化という利点は失われるが、楕円反射鏡を半割にするという製造工程が不要になるという利点があるので、プロジェクタ装置のみの小型化が要求され光学装置自体の小型化が要求されない場合には有効である。また、集光反射鏡20の下半分は光学的に使用されていないため、リード線17を引き出すための貫通穴や集光反射鏡内部に冷却風を導入するための冷却用開口を形成することもできる。
さらには、以下に説明するような大きな利点を有する。すなわち、放電ランプ10のアーク輝点Aが理想的に点であると考えると集光反射鏡20によって反射された光は第2焦点F2に集光することになるが、現実のアークは点ではなくて一定の空間を支配するだけの寸法を有するので、第2焦点F2に集光しない光線が存在する。映像を形成する液晶素子(LCD)やDLP素子に効率良く集光する場合には、集光する光線のビーム径が小さい方が集光効率は高くなるので、光の利用効率が改善される。
Such a structure loses the advantage of downsizing the optical device, but has the advantage that the manufacturing process of halving the elliptical reflector is not required, so that only the projector device is required to be downsized. This is effective when miniaturization is not required. Further, since the lower half of the
Furthermore, it has a great advantage as described below. That is, the discharge when the arc radiance spot A of the
尚、上記実施例に示す光学装置によると、放電ランプ10の発光部11の下方にコーティングにより反射膜2を形成するものであったが、反射膜として熱的特性に優れるものを使用すれば、反射膜2を発光部11の上方に設けて反射膜による反射光を受光できるように集光反射鏡20を配置する構造とすることもできる。
Incidentally, according to the optical device shown in the above embodiment, the
また、上記実施例に示す光学装置は、直流点灯型のショートアーク型放電ランプを用いた例についてのみ説明しているが、これに限るものではなく、交流点灯型の放電ランプを使用することもできる。 In addition, the optical apparatus shown in the above embodiment has been described only with respect to an example using a DC lighting type short arc type discharge lamp. However, the present invention is not limited to this, and an AC lighting type discharge lamp may be used. it can.
さらに、光学装置に使用するショートアーク型放電ランプとして点灯時の水銀蒸気圧が150気圧以上に達する超高圧水銀ランプについて説明してきたが、これに変えて、メタルハライドランプ等の放電ランプを使用することも可能である。 Furthermore, as a short arc type discharge lamp used in an optical device, an ultra-high pressure mercury lamp in which the mercury vapor pressure during lighting reaches 150 atm or higher has been described. Instead, a discharge lamp such as a metal halide lamp should be used. Is also possible.
1 光学装置
2 反射膜
10 ショートアーク型放電ランプ
11 発光部
12 封止部
13 陽極
14 陰極
15 金属箔
16 外部リード
17 給電線
20 集光反射鏡
21 前方部
22 後方部
23 反射部
24 接着剤
25 底板
26 側板
27 支持部材
29 貫通穴
30 球面反射鏡
31 光透過窓
32 首部
A アーク輝点
X 集光反射鏡の光軸
Y 放電ランプの軸線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
前記放電ランプは、その前方部側に位置する封止部が、前記集光反射鏡の光軸に対して当該光軸を基準として前記反射部が設けられた側と反対側に傾斜していることを特徴とする光学装置。 A short arc type discharge lamp having a sealing portion formed continuously at both ends of a light emitting portion having a pair of electrodes therein, and radiated light emitted from the discharge lamp passes through the arc bright spot of the discharge lamp. An optical system comprising a reflecting means for reflecting the light and a condensing reflecting mirror that is arranged so that the arc bright spot and the focal point overlap each other and has a reflecting portion for condensing the radiated light forward. In the device
In the discharge lamp, a sealing portion positioned on the front side thereof is inclined with respect to the optical axis of the condensing reflecting mirror on the side opposite to the side where the reflecting portion is provided with respect to the optical axis. An optical device.
The optical apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein an angle formed by the optical axis of the condenser reflector and the axis of the discharge lamp is 2.65 ° or more.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004038797A JP2005228711A (en) | 2004-02-16 | 2004-02-16 | Optical apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004038797A JP2005228711A (en) | 2004-02-16 | 2004-02-16 | Optical apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005228711A true JP2005228711A (en) | 2005-08-25 |
Family
ID=35003233
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004038797A Pending JP2005228711A (en) | 2004-02-16 | 2004-02-16 | Optical apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005228711A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009087798A (en) * | 2007-10-01 | 2009-04-23 | Sanyo Electric Co Ltd | Light source, luminaire, and projection video display device |
WO2010050112A1 (en) * | 2008-10-30 | 2010-05-06 | セイコーエプソン株式会社 | Light source device and projector |
US20110085143A1 (en) * | 2009-10-09 | 2011-04-14 | Seiko Epson Corporation | Projector |
JP2011206319A (en) * | 2010-03-30 | 2011-10-20 | Doshisha | Method and device for displaying jewelry which uses spectrum variable illumination light |
-
2004
- 2004-02-16 JP JP2004038797A patent/JP2005228711A/en active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009087798A (en) * | 2007-10-01 | 2009-04-23 | Sanyo Electric Co Ltd | Light source, luminaire, and projection video display device |
WO2010050112A1 (en) * | 2008-10-30 | 2010-05-06 | セイコーエプソン株式会社 | Light source device and projector |
JP2010108742A (en) * | 2008-10-30 | 2010-05-13 | Seiko Epson Corp | Light source device and projector |
US20110242505A1 (en) * | 2008-10-30 | 2011-10-06 | Seiko Epson Corporation | Light source device and projector |
US20110085143A1 (en) * | 2009-10-09 | 2011-04-14 | Seiko Epson Corporation | Projector |
US8523363B2 (en) * | 2009-10-09 | 2013-09-03 | Seiko Epson Corporation | Projector |
JP2011206319A (en) * | 2010-03-30 | 2011-10-20 | Doshisha | Method and device for displaying jewelry which uses spectrum variable illumination light |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4715916B2 (en) | LIGHTING DEVICE AND PROJECTOR HAVING THE SAME | |
JP4816608B2 (en) | Optical device | |
JP4631744B2 (en) | Light source device | |
US6734628B2 (en) | Discharge lamp, lamp unit and image display apparatus | |
JP4273912B2 (en) | Light source device | |
JP2000231903A (en) | Discharge lamp, light source device and projection display device | |
JP5120519B2 (en) | Light source device | |
US20070279916A1 (en) | Light source device | |
JP2010060855A (en) | Optical apparatus | |
JP2005228711A (en) | Optical apparatus | |
JP2001264690A (en) | Lamp unit | |
US7588352B2 (en) | Optical apparatus | |
JP4289409B2 (en) | Arc tube and projector | |
JP2011222217A (en) | Optical apparatus | |
JP4609224B2 (en) | Light source device | |
JP2011154931A (en) | Light source apparatus and projective display device | |
JP4736961B2 (en) | Light source device | |
JP3578080B2 (en) | Discharge lamp device | |
US20030201703A1 (en) | High pressure discharge lamp, lamp with reflecting mirror and image projecting device | |
JP2005077585A (en) | Lamp device and projector equipped therewith | |
JP2002231184A (en) | Light source device and projector using the same | |
JP4356493B2 (en) | Short arc type high pressure mercury lamp and light source unit | |
JP2006019150A (en) | Light source device | |
JP2011175748A (en) | Light source device, and projection type display apparatus | |
JP2005292421A (en) | Supervoltage lamp unit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060920 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20081226 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090119 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090707 |