JP2006106073A - プロジェクタ - Google Patents
プロジェクタ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006106073A JP2006106073A JP2004288674A JP2004288674A JP2006106073A JP 2006106073 A JP2006106073 A JP 2006106073A JP 2004288674 A JP2004288674 A JP 2004288674A JP 2004288674 A JP2004288674 A JP 2004288674A JP 2006106073 A JP2006106073 A JP 2006106073A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- projector
- arc tube
- ellipsoidal reflector
- auxiliary mirror
- 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.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
- G02B27/0938—Using specific optical elements
- G02B27/0994—Fibers, light pipes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V7/00—Reflectors for light sources
- F21V7/0025—Combination of two or more reflectors for a single light source
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/007—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements the movable or deformable optical element controlling the colour, i.e. a spectral characteristic, of the light
- G02B26/008—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements the movable or deformable optical element controlling the colour, i.e. a spectral characteristic, of the light in the form of devices for effecting sequential colour changes, e.g. colour wheels
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
- G03B21/005—Projectors using an electronic spatial light modulator but not peculiar thereto
- G03B21/008—Projectors using an electronic spatial light modulator but not peculiar thereto using micromirror devices
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
- G03B21/14—Details
- G03B21/20—Lamp housings
- G03B21/2066—Reflectors in illumination beam
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/12—Picture reproducers
- H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
- H04N9/3102—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
- H04N9/3111—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying the colours sequentially, e.g. by using sequentially activated light sources
- H04N9/3117—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying the colours sequentially, e.g. by using sequentially activated light sources by using a sequential colour filter producing two or more colours simultaneously, e.g. by creating scrolling colour bands
Abstract
【課題】 マイクロミラー型変調装置を備えたプロジェクタにおいて、光源装置に、発光管からの光の一部を楕円面リフレクタに向けて反射する反射光学系を設けた場合であっても、光利用効率が低下したり迷光レベルが増加したりすることのないプロジェクタを提供する。
【解決手段】 楕円面リフレクタ114A及び発光管112を有する光源装置110A並びにインテグレータロッド120Aを備えた照明装置100Aと、照明装置100Aからの光を被照明領域に導くリレー光学系140と、リレー光学系140からの光を画像情報に応じて変調するマイクロミラー型変調装置200と、マイクロミラー型変調装置200で変調された光を投写する投写光学系300とを備えたプロジェクタ1000Aにおいて、発光管112には、発光管から被照明領域側に放射される光を楕円面リフレクタに向けて反射する補助ミラー116Aが取り付けられていることを特徴とするプロジェクタ。
【選択図】 図1
【解決手段】 楕円面リフレクタ114A及び発光管112を有する光源装置110A並びにインテグレータロッド120Aを備えた照明装置100Aと、照明装置100Aからの光を被照明領域に導くリレー光学系140と、リレー光学系140からの光を画像情報に応じて変調するマイクロミラー型変調装置200と、マイクロミラー型変調装置200で変調された光を投写する投写光学系300とを備えたプロジェクタ1000Aにおいて、発光管112には、発光管から被照明領域側に放射される光を楕円面リフレクタに向けて反射する補助ミラー116Aが取り付けられていることを特徴とするプロジェクタ。
【選択図】 図1
Description
本発明はプロジェクタに関する。
図12は、従来のマイクロミラー型変調装置を備えたプロジェクタ1000aを説明するために示す図である。図12(a)は従来のマイクロミラー型変調装置を備えたプロジェクタ1000aの光学系を示す図であり、図12(b)は従来のマイクロミラー型変調装置を備えたプロジェクタ1000aにおける光源装置110aを示す図である。
従来のマイクロミラー型変調装置を備えたプロジェクタ1000aは、図12(a)に示すように、集束光を射出する光源装置110a及び光源装置110aからの光をより均一な強度分布を有する光に変換するインテグレータロッド120aを有する照明装置100aと、照明装置100aからの光を被照明領域に導くリレー光学系140aと、リレー光学系140aからの光を画像情報に応じて変調するマイクロミラー型変調装置200aと、マイクロミラー型変調装置200aで変調された光を投写する投写光学系300aとを備えている。そして、インテグレータロッド120aの光入射面側にはカラーホイール130aが設けられている。
光源装置110aは、図12(b)に示すように、楕円面リフレクタ114a及び楕円面リフレクタ114aの第1焦点近傍に発光中心を有する発光管112aを有するとともに、楕円面リフレクタ114aから射出される集束光のうち中心部の光を通過させるとともに、周辺部の光を反射することにより、周辺部の光をその入射方向に対して逆方向に戻す反射光学系160をさらに有している。
このため、従来のマイクロミラー型変調装置を備えたプロジェクタ1000aによれば、反射光学系160の作用により、光源装置110aから射出される集束光の角度を小さくすることができるため、インテグレータロッド120aに入射する集束光の入射角度を小さくすることができ、照明装置における照明光の利用効率を容易に向上させることが可能となる(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、従来のマイクロミラー型変調装置を備えたプロジェクタ1000aにおいては、反射光学系160は、楕円面リフレクタ114aから射出される集束光のうち周辺部の光を反射する必要があるため、楕円面リフレクタ114aと同等の大きさを有することが必要であり、光源装置が大掛かりとなるという問題があった。また、その結果、楕円面リフレクタ114aの開口部を大きな反射光学系160で塞ぐことになるため、光源装置の冷却効率が低下するという問題があった。
そこで、従来のマイクロミラー型変調装置を備えたプロジェクタ1000aにおいて、光源装置の構造を簡素化するとともに、光源装置の冷却効率を低下させないようにするために、反射光学系160の代わりに、図13に示すような反射光学系170を用いることが考えられる。図13は、従来の他の光源装置110bを示す図である。
従来の他の光源装置110bは、図13に示すように、楕円面リフレクタ114b及び楕円面リフレクタ114bの第1焦点近傍に発光中心を有する発光管112bを有するとともに、楕円面リフレクタ114bから被照明領域側に放射される光を楕円面リフレクタ114bに向けて反射する反射光学系170をさらに有している。この反射光学系170は、発光管112bの管球外面に形成された反射膜からなっている。
従来の他の光源装置110bは、図13に示すように、楕円面リフレクタ114b及び楕円面リフレクタ114bの第1焦点近傍に発光中心を有する発光管112bを有するとともに、楕円面リフレクタ114bから被照明領域側に放射される光を楕円面リフレクタ114bに向けて反射する反射光学系170をさらに有している。この反射光学系170は、発光管112bの管球外面に形成された反射膜からなっている。
このため、従来の他の光源装置110bを用いれば、反射光学系170は、楕円面リフレクタ114bから被照明領域側に放射される光を、発光管112bの管球外面に形成された反射膜によって反射することになるため、光源装置を簡素化することができるようになる。また、これにより、光源装置の冷却効率を低下させることもなくなる(例えば、特許文献2参照。)。
しかしながら、本発明者の解析によれば、現在一般に流通している発光管においては、発光管毎に、管球の形状・大きさ、電極の配置位置、発光中心の位置などに無視できない程のばらつきがあることが判明した。このため、上記のような従来のマイクロミラー型変調装置を備えたプロジェクタ1000aにおいて、反射光学系160に代えて、従来の他の光源装置110bにおける反射光学系170を用いた場合には、確かに、光源装置を簡素化することができ、光源装置の冷却効率を低下させることもなくなるが、その一方、反射光学系170で楕円面リフレクタに向けて反射される光は、必ずしも発光管の発光部を通過しなくなる。その結果、そのような光が楕円面リフレクタで反射された場合、インテグレータロッド120aの光入射面に到達しなくなり、光利用効率が低下するとともに迷光レベルを増加させてしまうという問題があった。
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、マイクロミラー型変調装置を備えたプロジェクタにおいて、光源装置に、発光管からの光の一部を楕円面リフレクタに向けて反射する反射光学系を設けた場合であっても、光利用効率が低下したり迷光レベルが増加したりすることのないプロジェクタを提供することを目的とする。
本発明のプロジェクタは、楕円面リフレクタ及び前記楕円面リフレクタの第1焦点近傍に発光中心を有する発光管を有する光源装置並びに前記楕円面リフレクタの第2焦点近傍に光入射面を有し前記光源装置からの光をより均一な強度分布を有する光に変換するインテグレータロッドを備えた照明装置と、前記照明装置からの光を被照明領域に導くリレー光学系と、前記リレー光学系からの光を画像情報に応じて変調するマイクロミラー型変調装置と、前記マイクロミラー型変調装置で変調された光を投写する投写光学系とを備えたプロジェクタにおいて、前記発光管には、前記発光管から被照明領域側に放射される光を前記楕円面リフレクタに向けて反射する補助ミラーが取り付けられていることを特徴とする。
このため、本発明のプロジェクタによれば、発光管には上記した反射光学系としての補助ミラーが取り付けられているため、光源装置から射出される集束光の角度を小さくすることができる。このため、インテグレータロッドに入射する集束光の入射角度を小さくすることができ、照明装置における照明光の利用効率を容易に向上させることが可能となる。
また、本発明のプロジェクタによれば、発光管には上記した反射光学系としての補助ミラーが取り付けられているため、発光管毎に、管球の形状・大きさ、電極の配置位置、発光中心の位置などに無視できない程のばらつきがあったとしても、これらのばらつき具合に応じて、発光管に対する補助ミラーの取り付け位置を調整することにより、上記したばらつきを吸収することができるようになる。その結果、本発明のプロジェクタは、マイクロミラー型変調装置を備えたプロジェクタにおいて、光源装置に、発光管からの光の一部を楕円面リフレクタに向けて反射する反射光学系を設けた場合であっても、光利用効率が低下したり迷光レベルが増加したりすることのないプロジェクタとなる。
本発明のプロジェクタにおいては、前記補助ミラーは、前記発光管に対する位置調整がなされた後に前記発光管に固定されていることが好ましい。
このように構成することにより、発光管に対する補助ミラーの取り付け位置を調整して、上記したばらつきを調整した後、補助ミラーが発光管に固定されることになるため、固定後の補助ミラーは発光管から被照明領域側に放射された光を常に正しく発光管の発光部に向けて反射するようになる。その後、発光管の発光部を通過した光は、楕円面リフレクタで反射されてインテグレータロッドの光入射面に正しく到達するため、光利用効率が低下したり迷光レベルが増加したりすることがなくなる。
本発明のプロジェクタにおいては、前記補助ミラーは、前記発光管における前記楕円面リフレクタの反対側の封止部に固定されていることが好ましい。
このように構成することにより、発光管に対して補助ミラーの位置調整を行い、その後発光管に対して補助ミラーを固定する作業を容易に行うことができるようになる。
本発明のプロジェクタにおいては、前記補助ミラーは、石英ガラスからなることが好ましい。
本発明のプロジェクタにおいては、補助ミラーは、発光管に極めて近接して配置されるため、極めて高温の環境下に置かれることになる。しかしながら、本発明のプロジェクタのように、熱膨張係数が低く耐熱性に優れる石英ガラスで補助ミラーを構成することによって、熱による光学特性の劣化が抑制されるようになる。
本発明のプロジェクタにおいては、前記補助ミラーの内面には、誘電体多層膜からなる反射膜が形成されていることが好ましい。
上記したように、本発明のプロジェクタにおいては、補助ミラーは、発光管に極めて近接して配置されるため、極めて高温環境下に置かれることになる。しかしながら、本発明のプロジェクタのように、熱膨張係数が低く耐熱性に優れる誘電体多層膜で反射膜を構成することにより、熱による反射特性の劣化が抑制されるようになる。
本発明のプロジェクタにおいては、補助ミラーの反射膜としては、赤外線透過性の反射膜とすることが好ましい。このように構成することにより、発光管から放射されて補助ミラーに到達する赤外線はそのまま補助ミラーを透過するため、補助ミラーの温度上昇が抑制されるようになる。
これらの観点からは、誘電体多層膜として、低屈折誘電体としてのSiO2と、高屈折率誘電体としてのTiO2及び/又はTa2O5とからなる誘電体多層膜を用いることが好ましい。
本発明のプロジェクタにおいては、前記楕円面リフレクタの第1焦点距離をf1としたとき、6mm≦f1≦18mmなる関係を満たすことが好ましい。
すなわち、楕円面リフレクタの第1焦点距離f1が6mm未満になると、発光管の発光中心と楕円面リフレクタの基部との距離が短くなりすぎて、発光管の管球部(通常、直径が9mm程度である。)と楕円面リフレクタの基部とが接触してしまう可能性が生じてしまう。
一方、楕円面リフレクタの第1焦点距離f1が18mmを超えると、発光管からの光の呑み込み量を確保するために、有効反射面の径の大きな大型の楕円面リフレクタを用いる必要が生じてしまう。その結果、照明装置の小型化を図るのが容易ではなくなる。
この観点から言えば、9mm≦f1≦15mmなる関係を満たすことがさらに好ましい。
一方、楕円面リフレクタの第1焦点距離f1が18mmを超えると、発光管からの光の呑み込み量を確保するために、有効反射面の径の大きな大型の楕円面リフレクタを用いる必要が生じてしまう。その結果、照明装置の小型化を図るのが容易ではなくなる。
この観点から言えば、9mm≦f1≦15mmなる関係を満たすことがさらに好ましい。
本発明のプロジェクタにおいては、前記楕円面リフレクタの第2焦点距離をf2としたとき、30mm≦f2≦90mmなる関係を満たすことが好ましい。
すなわち、楕円面リフレクタの第2焦点距離f2が30mm未満になると、発光管のリード部の被照明領域側の先端(通常、発光管の発光中心から20mm〜35mm離れている。)とインテグレータロッドの光入射面とが接触してしまう可能性が生じてしまう。
一方、楕円面リフレクタの第2焦点距離f2が90mmを超えると、楕円面リフレクタの第1焦点距離f1を比較的長くする必要が生じてしまい、そうなると、発光管からの光の呑み込み量を確保するために、有効反射面の径の大きな大型の楕円面リフレクタを用いる必要が生じてしまう。その結果、照明装置の小型化を図るのが容易ではなくなる。
一方、楕円面リフレクタの第2焦点距離f2が90mmを超えると、楕円面リフレクタの第1焦点距離f1を比較的長くする必要が生じてしまい、そうなると、発光管からの光の呑み込み量を確保するために、有効反射面の径の大きな大型の楕円面リフレクタを用いる必要が生じてしまう。その結果、照明装置の小型化を図るのが容易ではなくなる。
本発明のプロジェクタにおいては、前記楕円面リフレクタの有効反射面の径をDとしたとき、30mm≦D≦50mmなる関係を満たすことが好ましい。
すなわち、楕円面リフレクタの有効反射面の径Dが30mm未満になると、発光管からの光を反射する楕円面リフレクタの反射面積が小さくなりすぎてインテグレータロッドに導かれる光の量が不足する可能性が生じる。
一方、楕円面リフレクタの有効反射面の径Dが50mmを超えると、楕円面リフレクタ自身が大きくなりすぎて、照明装置の小型化を図るのが容易ではなくなる。
一方、楕円面リフレクタの有効反射面の径Dが50mmを超えると、楕円面リフレクタ自身が大きくなりすぎて、照明装置の小型化を図るのが容易ではなくなる。
本発明のプロジェクタにおいては、前記照明装置の光軸の前記楕円面リフレクタ基端側部分と前記発光管の発光中心から前記楕円面リフレクタに向けて放射される光とがなす最大角度をθとしたとき、90°≦θ≦110°なる関係を満たすことが好ましい。
すなわち、この角度θが90°未満となると、発光管からの光を反射する楕円面リフレクタの反射面積が小さくなりすぎてインテグレータロッドに導かれる光の量が不足する可能性が生じる。
一方、この角度θが110°を超えると、楕円面リフレクタ自身が大きくなりすぎて、照明装置の小型化を図るのが容易ではなくなる。
このように、本発明のプロジェクタにおいては、従来よりも楕円面リフレクタが小さく構成されているが、110°を超える角度で発光管から射出される光は補助ミラーによって反射されて楕円面リフレクタに導かれるので、光利用効率が低下することもない。
一方、この角度θが110°を超えると、楕円面リフレクタ自身が大きくなりすぎて、照明装置の小型化を図るのが容易ではなくなる。
このように、本発明のプロジェクタにおいては、従来よりも楕円面リフレクタが小さく構成されているが、110°を超える角度で発光管から射出される光は補助ミラーによって反射されて楕円面リフレクタに導かれるので、光利用効率が低下することもない。
本発明のプロジェクタにおいては、前記インテグレータロッドの光射出面側に配置されたカラーホイールをさらに備えることが好ましい。
本発明のプロジェクタにおいては、インテグレータロッドの光射出面は、マイクロミラー型変調装置の画像形成領域と光学的に共役な位置にある。そして、カラーホイールは、インテグレータロッドの光射出面よりもさらに被照明領域側に配置されている。このため、カラーホイールにおける各カラーフィルタの境界の、マイクロミラー型変調装置の画像形成領域上での、像はいくらかぼけることになる。
しかしながら、本発明のプロジェクタによれば、光源装置から射出される集束光の角度を小さくすることができるため、インテグレータロッドに入射する集束光の入射角度を小さくすることができる。その結果、インテグレータロッドから射出する光の射出角度を小さくすることができ、各カラーフィルタの境界の、マイクロミラー型変調装置の画像形成領域上での像のぼけが軽減され、色再現性が向上する。
しかしながら、本発明のプロジェクタによれば、光源装置から射出される集束光の角度を小さくすることができるため、インテグレータロッドに入射する集束光の入射角度を小さくすることができる。その結果、インテグレータロッドから射出する光の射出角度を小さくすることができ、各カラーフィルタの境界の、マイクロミラー型変調装置の画像形成領域上での像のぼけが軽減され、色再現性が向上する。
以下、本発明のプロジェクタについて、図に示す実施の形態に基づいて説明する。
〔実施形態1〕
図1は、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aを説明するために示す図である。図1(a)はプロジェクタ1000Aの光学系を上面から見た図であり、図1(b)はプロジェクタ1000Aの光学系を側面から見た図であり、図1(c)はインテグレータロッド120Aの光入射面を照明光軸に沿って見た図であり、図1(d)はインテグレータロッド120Aの光射出面を照明光軸に沿って見た図であり、図1(e)はカラーホイール130を照明光軸に沿って見た図であり、図1(f)はカラーホイール130を通過する照明光束Bwを照明光軸に沿って見た図であり、図1(g)はマイクロミラー型変調装置200に照射される照明光束を示す図である。
図1は、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aを説明するために示す図である。図1(a)はプロジェクタ1000Aの光学系を上面から見た図であり、図1(b)はプロジェクタ1000Aの光学系を側面から見た図であり、図1(c)はインテグレータロッド120Aの光入射面を照明光軸に沿って見た図であり、図1(d)はインテグレータロッド120Aの光射出面を照明光軸に沿って見た図であり、図1(e)はカラーホイール130を照明光軸に沿って見た図であり、図1(f)はカラーホイール130を通過する照明光束Bwを照明光軸に沿って見た図であり、図1(g)はマイクロミラー型変調装置200に照射される照明光束を示す図である。
なお、以下の説明においては、互いに直交する3つの方向をそれぞれz軸方向(図1(a)における照明光軸100Aax方向)、x軸方向(図1(a)における紙面に平行かつz軸に直交する方向)及びy軸方向(図1(a)における紙面に垂直かつz軸に直交する方向)とする。
実施形態1に係るプロジェクタ1000Aは、図1(a)及び図1(b)に示すように、集束光を射出する光源装置110A及び光源装置110Aからの光をより均一な強度分布を有する光に変換するインテグレータロッド120Aを備えた照明装置100Aと、照明装置100Aからの光を被照明領域に導くリレー光学系140と、リレー光学系140からの光を画像情報に応じて変調するマイクロミラー型変調装置200と、マイクロミラー型変調装置200で変調された光を投写する投写光学系300とを備えている。
光源装置110Aは、詳細は後述するが、図1(a)及び図1(b)に示すように、楕円面リフレクタ114Aと、楕円面リフレクタ114Aの第1焦点近傍に発光中心を有する発光管112とを有している。そして、発光管112には、発光管112から被照明領域側に放射される光を楕円面リフレクタ114Aに向けて反射する反射光学系としての補助ミラー116Aが取り付けられている。光源装置110Aは、インテグレータロッド120Aの光入射面近傍で集束する集束光を射出する。
インテグレータロッド120Aの光射出面の形状は、照明領域の輪郭形状が被照射領域の輪郭形状に相似となるような形状とすることが好ましい。例えば、被照射領域の輪郭形状が略矩形状であれば、インテグレータロッド120Aの光射出面の輪郭形状をこれに相似な略矩形形状とすることが好ましい。ただし、光源装置110Aの中心軸はマイクロミラー型変調装置200の中心軸に対して傾斜して配置されているので、被照射領域を照明する実際の照明領域は、この傾斜に応じて歪んだ輪郭形状を有することになる。従って、このような場合においては、インテグレータロッド120Aの光射出面の形状としては、照明領域の輪郭の歪みを補正するような形状とすることがより好ましい。
インテグレータロッド120Aに入射した光は、インテグレータロッド120Aの内面で反射を繰り返しながらインテグレータロッド120A内を通過する。これにより、インテグレータロッド120Aは、光源装置110Aから射出された照度分布が一様でない光を、光射出面において照度分布を一様にすることが可能となる。
インテグレータロッド120Aに入射した光は、インテグレータロッド120Aの内面で反射を繰り返しながらインテグレータロッド120A内を通過する。これにより、インテグレータロッド120Aは、光源装置110Aから射出された照度分布が一様でない光を、光射出面において照度分布を一様にすることが可能となる。
インテグレータロッド120Aの光射出面側にはカラーホイール130が設けられている。このカラーホイール130は、図1(e)に示すように、赤、緑及び青のカラーフィルタが渦巻き状に配置された構造を有している。なお、カラーホイール130は省略することも可能であり、この場合に投写される画像はモノクロ画像となる。
リレー光学系140は、インテグレータロッド120Aの光射出面の像をマイクロミラー型変調装置200の画像形成領域上で結像させる機能を有している。なお、図1(a)に示されるリレーレンズ142は1枚のレンズで構成されているが、複数のレンズを組み合わせた複合レンズにより構成してもよい。
マイクロミラー型変調装置200は、リレー光学系140からの光を画像信号(画像情報)に応じて各画素に対応するマイクロミラーで反射することにより、画像を表す画像光を投写光学系300へ射出する機能を有する反射方向制御型光変調装置である。マイクロミラー型変調装置200から射出される画像光は、投写光学系300を介してスクリーンSCRなどの投写面上に投写される。これにより、画像光の表す画像が投写表示される。
マイクロミラー型変調装置200と投写光学系300とは、それぞれの中心軸が一致するように配置されている。
マイクロミラー型変調装置200と投写光学系300とは、それぞれの中心軸が一致するように配置されている。
光源装置110Aから射出された照明光束は、インテグレータロッド120Aの光入射面においては、図1(c)に示すように、断面が円形の照明光束Biとなり、インテグレータロッド120Aの光射出面においては、図1(d)に示すように、断面が長方形の照明光束Boとなる。そして、この照明光束Boは、図1(e)に示すように、カラーホイール130を通過することにより、図1(f)に示すような、赤、緑及び青の3色の成分を含む照明光束Bwとなる。そして、この照明光束Bwは、図1(g)に示すように、リレー光学系140によって拡大されてマイクロミラー型変調装置200の画像形成領域上に照射される。
次に、光源装置110Aについて説明する。
実施形態1に係るプロジェクタ1000Aにおいては、図1(a)及び図1(b)に示すように、発光管112には補助ミラー116Aが取り付けられている。
このため、光源装置110Aから射出される集束光の角度を小さくすることができる。その結果、インテグレータロッド120Aに入射する集束光の入射角度を小さくすることができ、照明装置100Aにおける照明光の利用効率を容易に向上させることが可能となる。
実施形態1に係るプロジェクタ1000Aにおいては、図1(a)及び図1(b)に示すように、発光管112には補助ミラー116Aが取り付けられている。
このため、光源装置110Aから射出される集束光の角度を小さくすることができる。その結果、インテグレータロッド120Aに入射する集束光の入射角度を小さくすることができ、照明装置100Aにおける照明光の利用効率を容易に向上させることが可能となる。
また、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aにおいては、図1(a)及び図1(b)に示すように、発光管112は、中央部に膨出した管球部と管球部から両側に延びる封止部とを有し、発光管112の一方側の封止部には楕円面リフレクタ114Aが取り付けられ、他方側の封止部には補助ミラー116Aが取り付けられている。
このため、発光管毎に、管球の形状・大きさ、電極の配置位置、発光中心の位置などに無視できない程のばらつきがあったとしても、これらのばらつき具合に応じて、発光管に対する補助ミラーの取り付け位置を調整することにより、上記したばらつきを吸収することができるようになる。その結果、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aは、マイクロミラー型変調装置200を備えたプロジェクタにおいて、光利用効率が低下したり迷光レベルが増加したりすることのないプロジェクタとなる。
このため、発光管毎に、管球の形状・大きさ、電極の配置位置、発光中心の位置などに無視できない程のばらつきがあったとしても、これらのばらつき具合に応じて、発光管に対する補助ミラーの取り付け位置を調整することにより、上記したばらつきを吸収することができるようになる。その結果、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aは、マイクロミラー型変調装置200を備えたプロジェクタにおいて、光利用効率が低下したり迷光レベルが増加したりすることのないプロジェクタとなる。
実施形態1に係るプロジェクタ1000Aにおいては、補助ミラー116Aは、発光管112に対する位置調整がなされた後に発光管112に固定されている。
このため、発光管112に対する補助ミラー116Aの取り付け位置を調整して、上記したばらつきを調整した後、補助ミラー116Aが発光管112に固定されることになるため、固定後の補助ミラー116Aは発光管112から被照明領域側に放射された光を常に正しく発光管112の発光部に向けて反射するようになる。その後、発光管112の発光部を通過した光は、楕円面リフレクタ114Aで反射されてインテグレータロッド120Aの光入射面に正しく到達するため、光利用効率が低下したり迷光レベルが増加したりすることがなくなる。
実施形態1に係るプロジェクタ1000Aにおいては、発光管112は、中央部に膨出した管球部と管球部から両側に延びる封止部とを有し、発光管112の一方側の封止部には楕円面リフレクタ114Aが取り付けられ、補助ミラー116Aは、発光管112における楕円面リフレクタ114Aの反対側の他方側の封止部に固定されている。
このため、発光管112に対して補助ミラー116Aの位置調整を行い、その後発光管112に対して補助ミラー116Aを固定する作業を容易に行うことができるようになる。
実施形態1に係るプロジェクタ1000Aにおいては、補助ミラー116Aは、石英ガラスからなる。そして、補助ミラー116Aの内面には、誘電体多層膜からなる反射膜が形成されている。
補助ミラー116Aは、発光管112に極めて近接して配置されるため、極めて高温の環境下に置かれることになる。しかしながら、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aのように、熱膨張係数が低く耐熱性に優れる石英ガラスで補助ミラーを構成することによって、熱による光学特性の劣化が抑制されるようになる。また、熱膨張係数が低く耐熱性に優れる誘電体多層膜で反射膜を構成することによって、熱による反射特性の劣化が抑制されるようになる。
実施形態1に係るプロジェクタ1000Aにおいては、補助ミラー116Aの反射膜として、赤外線透過性の反射膜を用いている。このため、発光管112から放射されて補助ミラー116Aに到達する赤外線はそのまま補助ミラー116Aを透過するため、補助ミラー116Aの温度上昇が抑制されるようになる。
このため、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aにおいては、誘電体多層膜として、低屈折誘電体としてのSiO2と、高屈折率誘電体としてのTiO2及び/又はTa2O5とからなる誘電体多層膜を用いることとしている。
このため、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aにおいては、誘電体多層膜として、低屈折誘電体としてのSiO2と、高屈折率誘電体としてのTiO2及び/又はTa2O5とからなる誘電体多層膜を用いることとしている。
図2は、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aにおける光源装置110Aを説明するために示す図である。図2(a)は光源装置110Aを含む照明装置100Aを上面から見た図であり、図2(b)はそれに照明光を加えた図である。
図3は、比較例に係るプロジェクタ1000aにおける光源装置110aを説明するために示す図である。図3(a)は光源装置110aを含む照明装置100aを上面から見た図であり、図3(b)はそれに照明光を加えた図である。
図3は、比較例に係るプロジェクタ1000aにおける光源装置110aを説明するために示す図である。図3(a)は光源装置110aを含む照明装置100aを上面から見た図であり、図3(b)はそれに照明光を加えた図である。
実施形態1に係るプロジェクタ1000Aにおいては、図2に示すように、楕円面リフレクタ114Aの第1焦点距離f1は9.3mmであり、楕円面リフレクタ114Aの第2焦点距離f2は60mmであり、楕円面リフレクタ114Aの有効反射面の径Dは36mmである。
このため、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aによれば、楕円面リフレクタ114Aの第1焦点距離f1が9.3mmであるため、発光管112の管球部と楕円面リフレクタ114Aの基部とが接触してしまうことがない。また、発光管からの光の呑み込み量を確保するために、有効反射面の径の大きな大型の楕円面リフレクタを用いる必要もない。
また、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aによれば、楕円面リフレクタ114Aの第2焦点距離f2が60mmであるため、発光管112のリード部の被照明領域側の先端とインテグレータロッド120Aの光入射面とが接触してしまうことがない。
また、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aによれば、楕円面リフレクタ114Aの有効反射面の径Dが36mmであるため、発光管112からの光を反射する楕円面リフレクタ114Aの反射面積が十分大きく、インテグレータロッド120Aに導かれる光の量を十分な量にすることができる。また、楕円面リフレクタ自身が従来よりも小さいため、照明装置100Aの小型化を図ることができる。
実施形態1に係るプロジェクタ1000Aにおいては、照明装置100Aの照明光軸100Aaxの楕円面リフレクタ114A基端側部分と発光管112の発光中心から楕円面リフレクタ114Aに向けて放射される光とがなす最大角度θは105°である。
このため、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aにおいては、図2及び図3に示すように、比較例に係るプロジェクタ1000aの場合と比べて、楕円面リフレクタ自身を小さくできるため、照明装置100Aの小型化を図ることができる。
また、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aにおいては、従来よりも楕円面リフレクタ114Aが小さく構成されているが、105°を超える角度で発光管112から射出される光は補助ミラー116Aによって反射されて楕円面リフレクタ114Aに導かれるので、光利用効率が低下することもない。
また、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aにおいては、従来よりも楕円面リフレクタ114Aが小さく構成されているが、105°を超える角度で発光管112から射出される光は補助ミラー116Aによって反射されて楕円面リフレクタ114Aに導かれるので、光利用効率が低下することもない。
実施形態1に係るプロジェクタ1000Aにおいては、図1(a)及び図1(b)に示すように、インテグレータロッド120Aの光射出面側に配置されたカラーホイール130をさらに備えている。
このため、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aによれば、光源装置110Aから射出される集束光の角度を小さくすることができるため、インテグレータロッド120Aに入射する集束光の入射角度を小さくすることができる。その結果、インテグレータロッド120Aから射出する光の射出角度を小さくすることができ、カラーホイール130における各カラーフィルタの境界の、マイクロミラー型変調装置200の画像形成領域上での像のぼけが軽減され、色再現性が向上する。
〔実施形態2〕
図4は、実施形態2に係るプロジェクタ1000Bにおける光源装置110Bを説明するために示す図である。図4(a)は光源装置110Bを含む照明装置100Bを上面から見た図であり、図4(b)はそれに照明光を加えた図である。
図4は、実施形態2に係るプロジェクタ1000Bにおける光源装置110Bを説明するために示す図である。図4(a)は光源装置110Bを含む照明装置100Bを上面から見た図であり、図4(b)はそれに照明光を加えた図である。
実施形態2に係るプロジェクタ1000B(図示せず。)は、基本的には実施形態1に係るプロジェクタ1000Aと同様の構成を有しているが、図4に示すように、光源装置110Bの構成(及びそれに伴ってインテグレータロッド120Bの構成)が異なっている。
すなわち、実施形態2に係るプロジェクタ1000Bにおいては、第1焦点距離f1が13mmであり、第2焦点距離f2が60mmであり、有効反射面の径Dが47mmである楕円面リフレクタ114Bを用いている。
すなわち、実施形態2に係るプロジェクタ1000Bにおいては、第1焦点距離f1が13mmであり、第2焦点距離f2が60mmであり、有効反射面の径Dが47mmである楕円面リフレクタ114Bを用いている。
このように、実施形態2に係るプロジェクタ1000Bは、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aとは、光源装置の構成(及びそれに伴ってインテグレータロッドの構成))が異なるが、発光管112には、発光管112から被照明領域側に放射される光を楕円面リフレクタ114Bに向けて反射する補助ミラー116Bが取り付けられているため、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aの場合と同様に、光源装置110Bから射出される集束光の角度を小さくすることができる。このため、インテグレータロッド120Bに入射する集束光の入射角度を小さくすることができ、照明装置100Bにおける照明光の利用効率を容易に向上させることが可能となる。
また、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aの場合と同様に、発光管毎に、管球の形状・大きさ、電極の配置位置、発光中心の位置などに無視できない程のばらつきがあったとしても、これらのばらつき具合に応じて、発光管に対する補助ミラーの取り付け位置を調整することにより、上記したばらつきを吸収することができるようになる。
その結果、実施形態2に係るプロジェクタ1000Bは、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aの場合と同様に、マイクロミラー型変調装置200を備えたプロジェクタにおいて、光利用効率が低下したり迷光レベルが増加したりすることのないプロジェクタとなる。
また、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aの場合と同様に、発光管毎に、管球の形状・大きさ、電極の配置位置、発光中心の位置などに無視できない程のばらつきがあったとしても、これらのばらつき具合に応じて、発光管に対する補助ミラーの取り付け位置を調整することにより、上記したばらつきを吸収することができるようになる。
その結果、実施形態2に係るプロジェクタ1000Bは、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aの場合と同様に、マイクロミラー型変調装置200を備えたプロジェクタにおいて、光利用効率が低下したり迷光レベルが増加したりすることのないプロジェクタとなる。
また、実施形態2に係るプロジェクタ1000Bによれば、上記したように第1焦点距離f1が13mmである楕円面リフレクタ114Bを用いているため、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aの場合と同様に、発光管112のリード部の被照明領域側の先端とインテグレータロッド120Bの光入射面とが接触してしまうことがない。また、第2焦点距離f2が60mmであり、有効反射面の径Dが47mmである楕円面リフレクタ114Bを用いているため、発光管112からの光を反射する楕円面リフレクタ114Bの反射面積が十分大きく、インテグレータロッド120Bに導かれる光の量を十分な量にすることができる。
また、実施形態2に係るプロジェクタ1000Bにおいては、照明装置100Bの照明光軸100Baxの楕円面リフレクタ114B基端側部分と発光管112の発光中心から楕円面リフレクタ114Bに向けて放射される光とがなす最大角度θは、図4(b)に示すように、105°である。実施形態2に係るプロジェクタ1000Bにおいては、105°を超える角度で発光管112から射出される光は補助ミラー116Bによって反射されて楕円面リフレクタ114Bに導かれるので、光利用効率が低下することもない。
また、実施形態2に係るプロジェクタ1000Bにおいては、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aの場合よりもインテグレータロッド120Bへの最大入射角が大きくなるため、大きな光均一化効果が得られ、インテグレータロッドの長さを短縮することができるという効果もある。
〔実施形態3〕
図5は、実施形態3に係るプロジェクタ1000Cにおける光源装置110Cを説明するために示す図である。図5(a)は光源装置110Cを含む照明装置100Cを上面から見た図であり、図5(b)はそれに照明光を加えた図である。
図5は、実施形態3に係るプロジェクタ1000Cにおける光源装置110Cを説明するために示す図である。図5(a)は光源装置110Cを含む照明装置100Cを上面から見た図であり、図5(b)はそれに照明光を加えた図である。
実施形態3に係るプロジェクタ1000C(図示せず。)は、基本的には実施形態1に係るプロジェクタ1000Aと同様の構成を有しているが、図5に示すように、光源装置110Cの構成(及びそれに伴ってインテグレータロッド120Cの構成)が異なっている。
すなわち、実施形態3に係るプロジェクタ1000Cにおいては、第1焦点距離f1が9.3mmであり、第2焦点距離f2が42.9mmであり、有効反射面の径Dが36mmである楕円面リフレクタ114Cを用いている。
すなわち、実施形態3に係るプロジェクタ1000Cにおいては、第1焦点距離f1が9.3mmであり、第2焦点距離f2が42.9mmであり、有効反射面の径Dが36mmである楕円面リフレクタ114Cを用いている。
このように、実施形態3に係るプロジェクタ1000Cは、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aとは、光源装置の構成(及びそれに伴ってインテグレータロッドの構成)が異なるが、発光管112には、発光管112から被照明領域側に放射される光を楕円面リフレクタ114Cに向けて反射する補助ミラー116Cが取り付けられているため、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aの場合と同様に、光源装置110Cから射出される集束光の角度を小さくすることができる。このため、インテグレータロッド120Cに入射する集束光の入射角度を小さくすることができ、照明装置100Cにおける照明光の利用効率を容易に向上させることが可能となる。
また、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aの場合と同様に、発光管毎に、管球の形状・大きさ、電極の配置位置、発光中心の位置などに無視できない程のばらつきがあったとしても、これらのばらつき具合に応じて、発光管に対する補助ミラーの取り付け位置を調整することにより、上記したばらつきを吸収することができるようになる。
その結果、実施形態3に係るプロジェクタ1000Cは、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aの場合と同様に、マイクロミラー型変調装置200を備えたプロジェクタにおいて、光利用効率が低下したり迷光レベルが増加したりすることのないプロジェクタとなる。
また、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aの場合と同様に、発光管毎に、管球の形状・大きさ、電極の配置位置、発光中心の位置などに無視できない程のばらつきがあったとしても、これらのばらつき具合に応じて、発光管に対する補助ミラーの取り付け位置を調整することにより、上記したばらつきを吸収することができるようになる。
その結果、実施形態3に係るプロジェクタ1000Cは、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aの場合と同様に、マイクロミラー型変調装置200を備えたプロジェクタにおいて、光利用効率が低下したり迷光レベルが増加したりすることのないプロジェクタとなる。
また、実施形態3に係るプロジェクタ1000Cによれば、上記したように第1焦点距離f1が9.3mmである楕円面リフレクタ114Cを用いているため、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aの場合と同様に、発光管112のリード部の被照明領域側の先端とインテグレータロッド120Cの光入射面とが接触してしまうことがない。また、第2焦点距離f2が42.9mmであり、有効反射面の径Dが36mmである楕円面リフレクタ114Cを用いているため、発光管112からの光を反射する楕円面リフレクタ114Cの反射面積が十分大きく、インテグレータロッド120Cに導かれる光の量を十分な量にすることができる。また、楕円面リフレクタ自身が従来よりも小さいため、照明装置100Cの小型化を図ることができる。
また、実施形態3に係るプロジェクタ1000Cにおいては、照明装置100Cの照明光軸100Caxの楕円面リフレクタ114C基端側部分と発光管112の発光中心から楕円面リフレクタ114Cに向けて放射される光とがなす最大角度θは、図5(b)に示すように、105°である。
このため、実施形態3に係るプロジェクタ1000Cにおいては、図3に示す比較例に係るプロジェクタ1000aの場合と比べて、楕円面リフレクタ114C自身を小さくできるため、照明装置100Cの小型化を図ることができる。
また、実施形態3に係るプロジェクタ1000Cにおいては、従来よりも楕円面リフレクタ114Cが小さく構成されているが、105°を超える角度で発光管112から射出される光は補助ミラー116Cによって反射されて楕円面リフレクタ114Cに導かれるので、光利用効率が低下することもない。
また、実施形態3に係るプロジェクタ1000Cにおいては、従来よりも楕円面リフレクタ114Cが小さく構成されているが、105°を超える角度で発光管112から射出される光は補助ミラー116Cによって反射されて楕円面リフレクタ114Cに導かれるので、光利用効率が低下することもない。
また、実施形態3に係るプロジェクタ1000Cにおいては、実施形態1に係るプロジェクタ1000Aの場合よりもインテグレータロッド120Cへの最大入射角が大きくなるため、大きな光均一化効果が得られ、インテグレータロッドの長さを短縮することができるという効果もある。
〔実施形態4〕
実施形態4は、補助ミラー116Dが発光管112Dに対してどのように取り付けられているかを説明するための実施形態である。
図6は、実施形態4に係るプロジェクタに用いる光源装置110Dの断面図である。図7は、光源装置110Dにおける発光管112Dと補助ミラー116Dとを説明するために示す図である。図8は、補助ミラー116Dを説明するために示す図である。図8(a)は補助ミラー116Dを光源光軸110Daxに沿って見たときの図であり、図8(b)は図8(a)のA−A断面図である。
実施形態4は、補助ミラー116Dが発光管112Dに対してどのように取り付けられているかを説明するための実施形態である。
図6は、実施形態4に係るプロジェクタに用いる光源装置110Dの断面図である。図7は、光源装置110Dにおける発光管112Dと補助ミラー116Dとを説明するために示す図である。図8は、補助ミラー116Dを説明するために示す図である。図8(a)は補助ミラー116Dを光源光軸110Daxに沿って見たときの図であり、図8(b)は図8(a)のA−A断面図である。
図9は、発光管112Dに対して補助ミラー116Dがどのように取り付けられているかを示す図である。図9(a)は図7における光源光軸110Daxに沿った一部断面図であり、図9(b)は変形例の場合の一部断面図である。図10は、発光管112Dに対して補助ミラー116Dがどのように取り付けられているかを示す図である。図10(a)は図7における光源光軸110Daxに沿った一部断面図であり、図10(b)は図10(a)のB−B断面図である。図11は、発光管112Dに対して補助ミラー116Dがどのように取り付けられているかを示す図である。図11(a)は図10(a)の変形例の場合の一部断面図であり、図11(b)は図11(a)のC−C断面図である。
まず、実施形態4に係るプロジェクタ1000D(図示せず。)に用いる光源装置110Dの構成を説明する。実施形態4に係るプロジェクタ1000Dは、基本的には実施形態1に係るプロジェクタ1000Aと同様の構成を有している。
光源装置110Dは、図6に示すように、楕円面リフレクタ114Dの内部に発光管112Dが配置されている。なお、実施形態4においては、光源装置110Dの光射出方向を先端側とし、光源装置110Dの光射出方向と反対方向を基端側として示す。
光源装置110Dは、図6に示すように、楕円面リフレクタ114Dの内部に発光管112Dが配置されている。なお、実施形態4においては、光源装置110Dの光射出方向を先端側とし、光源装置110Dの光射出方向と反対方向を基端側として示す。
発光管112D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112D1とされ、この発光部112D1の前側及び後側の両側に延びる部分が封止部112D2,112D3とされる。
発光部112D1の内部には、内部に所定距離だけ離間して配置される一対のタングステン製の電極112D4,112D4と、水銀、希ガス及び少量のハロゲンとが封入されている。
発光部112D1の内部には、内部に所定距離だけ離間して配置される一対のタングステン製の電極112D4,112D4と、水銀、希ガス及び少量のハロゲンとが封入されている。
発光部112D1の前側及び後側の両側に延出する封止部112D2,112D3の内部には、発光部112D1の電極112D4,112D4と電気的に接続されるモリブデン製の金属箔112D5,112D5がそれぞれ挿入され、ガラス材料等で封止されている。各金属箔112D5,112D5には、さらに電極引出線としてのリード線112D6,112D6が接続され、このリード線112D6,112D6は、発光管112Dの外部まで延出している。
そして、リード線112D6,112D6に電圧を印加すると、図7に示すように、金属箔112D5,112D5を介して電極112D4,112D4間に電位差が生じて放電が生じ、アーク像Dが生成し発光部112D1が発光する。
そして、リード線112D6,112D6に電圧を印加すると、図7に示すように、金属箔112D5,112D5を介して電極112D4,112D4間に電位差が生じて放電が生じ、アーク像Dが生成し発光部112D1が発光する。
楕円面リフレクタ114Dは、図6に示すように、発光管112Dの基端側の封止部112D2が挿通される首状部114D1及びこの首状部114D1から拡がる楕円面状の反射部114D2を備えたガラス製の一体成形品である。
首状部114D1には、中央に挿入孔113が形成されており、この挿入孔113の中心に封止部112D2が配置される。
反射部114D2は、楕円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114D2の反射面114D3は、可視光を反射して赤外線及び紫外線を透過するコールドミラーとされる。
楕円面リフレクタ114Dの反射面114D3は第1焦点L1及び第2焦点L2を有する楕円面であり、光源光軸110Dax上に第1焦点L1と第2焦点L2が配置されている。
首状部114D1には、中央に挿入孔113が形成されており、この挿入孔113の中心に封止部112D2が配置される。
反射部114D2は、楕円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114D2の反射面114D3は、可視光を反射して赤外線及び紫外線を透過するコールドミラーとされる。
楕円面リフレクタ114Dの反射面114D3は第1焦点L1及び第2焦点L2を有する楕円面であり、光源光軸110Dax上に第1焦点L1と第2焦点L2が配置されている。
このような楕円面リフレクタ114Dの反射部114D2内部に配置される発光管112Dは、発光部112D1内の電極112D4,112D4間の発光中心が第1焦点L1の近傍となるように配置される。
そして、発光管112Dを点灯すると、発光部112D1から放射された光は、反射部114D2の反射面114D3で反射されて、楕円面リフレクタ114Dの第2焦点L2に収束する収束光となる。楕円面リフレクタ114Dから射出される光束の中心軸は光源光軸110Daxと略一致する。
そして、発光管112Dを点灯すると、発光部112D1から放射された光は、反射部114D2の反射面114D3で反射されて、楕円面リフレクタ114Dの第2焦点L2に収束する収束光となる。楕円面リフレクタ114Dから射出される光束の中心軸は光源光軸110Daxと略一致する。
このとき、楕円面リフレクタ114Dの第2焦点L2と発光管112Dの先端側の封止部112D3における先端の端部とを結ぶ境界線L3及び境界線L4で示される円錐の内側部分は、楕円面リフレクタ114Dで反射された光が封止部112D3によって遮られて第2焦点L2に光を届けることができない、光利用不可能領域となる。言い換えれば、楕円面リフレクタ114Dの第2焦点L2と発光管112Dの先端側の封止部112D3における先端の端部とを結ぶ境界線L3及び境界線L4とは、楕円面リフレクタ114Dで反射され第2焦点L2へとたどりつく光のうち封止部112D3によって遮られる光線との境界の境界光線である。
このような楕円面リフレクタ114Dに発光管112Dを固定する際には、発光管112Dの後側の封止部112D2を楕円面リフレクタ114Dの挿入孔113に挿入し、発光部112D1内の電極112D4,112D4間の発光中心が楕円面リフレクタ114Dの第1焦点L1の近傍となるように配置し、挿入孔113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。
また、反射部114D2の光軸方向寸法は、発光管112Dの長さ寸法よりも短くなっていて、このように楕円面リフレクタ114Dに発光管112Dを固定すると、発光管112Dの前側の封止部112D3が楕円面リフレクタ114Dの開口部から突出する。
また、反射部114D2の光軸方向寸法は、発光管112Dの長さ寸法よりも短くなっていて、このように楕円面リフレクタ114Dに発光管112Dを固定すると、発光管112Dの前側の封止部112D3が楕円面リフレクタ114Dの開口部から突出する。
補助ミラー116Dは、発光管112Dの発光部112D1の前側略半分を覆う反射部材であり、図8に示すように、内面側が球面状の反射面116D1とされ、外周面116D2が反射面116D1の曲率に倣うような曲面状に構成された椀形状に構成されている。なお、この反射面116D1には、誘電体多層膜を成膜することにより反射膜が形成され、この反射膜は楕円面リフレクタ114Dの反射面114D3と同様にコールドミラーとなっている。
また、補助ミラー116Dの椀形状の底面部分には開口部116D3が形成され、この開口部116D3の内周面は、後述するが、封止部112D3との固定用接着剤が充填される接着面116D4とされる。
さらに、補助ミラー116Dの椀形状の上端側端面(図8(b)中、左側端面)は、反射面116D1の端縁から外周面116D2の端縁に向かって次第に椀形の高さが小さくなる傾斜面116D5とされている。
傾斜面116D5は、図9(a)に示すように、光源光軸110Daxの基端側と、発光部112D1から放射され直接楕円面リフレクタ114Dに入射する光とがなす最大角度θに沿って傾斜する円錐台形状である。尚、最大角度θは、発光部112D1から射出され直接楕円面リフレクタ114Dに入射される光とがなす最大の角度であり、楕円面リフレクタ114Dの光源光軸110Dax方向の長さを短くするために、105°以下とするのが好ましい。
さらに、補助ミラー116Dの椀形状の上端側端面(図8(b)中、左側端面)は、反射面116D1の端縁から外周面116D2の端縁に向かって次第に椀形の高さが小さくなる傾斜面116D5とされている。
傾斜面116D5は、図9(a)に示すように、光源光軸110Daxの基端側と、発光部112D1から放射され直接楕円面リフレクタ114Dに入射する光とがなす最大角度θに沿って傾斜する円錐台形状である。尚、最大角度θは、発光部112D1から射出され直接楕円面リフレクタ114Dに入射される光とがなす最大の角度であり、楕円面リフレクタ114Dの光源光軸110Dax方向の長さを短くするために、105°以下とするのが好ましい。
このような補助ミラー116Dは、石英、アルミナセラミックス等の無機系材料から、又は、石英、ネオセラム(シヨツト日本株式会社の登録商標)等の結晶化ガラス、サファイア、アルミナセラミックス等の材料からなり、具体的には、図8(b)に示すように、外径D1、内径D2の厚肉の円筒状部材116D6を研磨加工することにより製造することができる。
まず、円筒状部材116D6の一方の端面を凹曲面状に研磨して反射面116D1を形成した後、この反射面116D1に倣うように凸曲面状の外周面116D2を研磨し、傾斜面116D5の研磨を行う。最後に、反射面116D1に例えば五酸化タンタル(Ta2O5)及び二酸化珪素(SiO2)による誘電体多層膜を蒸着形成する。
まず、円筒状部材116D6の一方の端面を凹曲面状に研磨して反射面116D1を形成した後、この反射面116D1に倣うように凸曲面状の外周面116D2を研磨し、傾斜面116D5の研磨を行う。最後に、反射面116D1に例えば五酸化タンタル(Ta2O5)及び二酸化珪素(SiO2)による誘電体多層膜を蒸着形成する。
発光管112Dの発光部112D1に対する補助ミラー116Dの取付位置は、図9(a)に示すように、光源光軸110Daxの基端側と、発光部112D1から放射され直接楕円面リフレクタ114Dに入射する光とがなす最大角度θに沿って傾斜面116D5が配置されるような位置で、かつ、境界線L3及び境界線L4で示される円錐から外周面116D2がはみ出さない光源光軸110Daxの直交方向位置とする。
また、実施形態4においては、傾斜面116D5は最大角度θに沿った傾斜面としているが、図9(b)に示すように、補助ミラー116Eの反射面116E1に入射されず補助ミラー116Eの端面116E5によって遮蔽される光の量が少ないのであれば、補助ミラー116Eの端面116E5を光源光軸110Daxと直交する面として構成してもよい。
補助ミラー116Dの発光管112Dへの固定は、図9(a)に示すように、接着面116D4及び発光管112Dの先端側の封止部112D3の外周面の間に接着剤117を介在させて補助ミラー116Dを接着固定する。なお、接着剤117は、補助ミラー116Dの外周面116D2に盛り上げるように塗布する。接着剤117の材質としては、発光管112Dを楕円面リフレクタ114Dに接着固定する場合と同様に、シリカ/アルミナ系の無機系接着剤を採用することができる。
接着剤117は、図10(a)及び図10(b)に示すように、光源光軸110Dax回りに間欠的に塗布してもよく、図11(a)及び図11(b)に示すように、光源光軸110Dax回り全周に塗布してもよい。
接着剤117は、図10(a)及び図10(b)に示すように、光源光軸110Dax回りに間欠的に塗布してもよく、図11(a)及び図11(b)に示すように、光源光軸110Dax回り全周に塗布してもよい。
以上説明したように、実施形態4に係るプロジェクタ1000Dにおいては、補助ミラー116Dは、発光管112Dに対する位置調整がなされた後に発光管112Dに固定されている。このため、発光管112Dに対する補助ミラー116Dの取り付け位置を調整して、発光管112Dのばらつきを吸収すべく調整した後、補助ミラー116Dが発光管112Dに固定されることになるため、固定後の補助ミラー116Dは発光管112Dから被照明領域側に放射された光を常に正しく発光管112Dの発光部(発光中心)に向けて反射するようになる。その後、発光管112Dの発光部を通過した光は、楕円面リフレクタ114Dで反射されてインテグレータロッドの光入射面に正しく到達するため、光利用効率が低下したり迷光レベルが増加したりすることがなくなる。
また、実施形態4に係るプロジェクタ1000Dにおいては、補助ミラー116Dは、発光管112Dにおける楕円面リフレクタ114Dの反対側の封止部112D3に固定されている。このため、発光管112Dに対して補助ミラー116Dの位置調整を行い、その後発光管112Dに対して補助ミラー116Dを固定する作業を容易に行うことができる。
以上、本発明のプロジェクタを上記の各実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の各実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
上記各実施形態のプロジェクタ1000〜1000Dは、1枚のマイクロミラー型変調装置を備えた単板のプロジェクタをフルカラーのプロジェクタにするためのカラーホイールとして、インテグレータロッドの光射出面側に配置されたカラーホイールを用いたプロジェクタであるが、本発明はこれに限られず、インテグレータロッドの光入射面側に配置されたカラーホイールを用いたプロジェクタであってもよい。
100A,100B,100C,100a…照明装置、100Aax,100aax,100Bax,100Cax,100Dax…照明光軸、110Dax…光源光軸、110A,110B,110C,110D,110a,110b…光源装置、112,112D,112a,112b…発光管、112D1…発光部、112D2,112D3…封止部、112D4…電極、112D5…金属箔、112D6…リード線、113…挿入孔、114A,114B,114C,114D,114a,114b…楕円面リフレクタ、114D1…首状部、114D2…反射部、116A,116B,116C,116D,116E…補助ミラー、116D1,116E1…反射面、116D2…外周面、116D3…開口部、116D4,116E4…接着面、116D5…端面、116E5…傾斜面、116D6…円筒状部材、120A,120B,120C,120a…インテグレータロッド、Bi…インテグレータロッドの光入射面における照明光束、Bo…インテグレータロッドの光射出面における照明光束、130…カラーホイール、130ax…回転軸、140,140a…リレー光学系、142…リレーレンズ、144…反射ミラー、150…フィールドレンズ、160,170…反射光学系、162…平行化レンズ、164…反射ミラー、200,200a…マイクロミラー型変調装置、300,300a…投写光学系、300ax,300aax…投写光軸、1000A,1000a…プロジェクタ、L1…第1焦点、L2…第2焦点、L3,L4…境界線、SCR…スクリーン
Claims (10)
- 楕円面リフレクタ及び前記楕円面リフレクタの第1焦点近傍に発光中心を有する発光管を有する光源装置並びに前記楕円面リフレクタの第2焦点近傍に光入射面を有し前記光源装置からの光をより均一な強度分布を有する光に変換するインテグレータロッドを備えた照明装置と、
前記照明装置からの光を被照明領域に導くリレー光学系と、
前記リレー光学系からの光を画像情報に応じて変調するマイクロミラー型変調装置と、
前記マイクロミラー型変調装置で変調された光を投写する投写光学系とを備えたプロジェクタにおいて、
前記発光管には、前記発光管から被照明領域側に放射される光を前記楕円面リフレクタに向けて反射する補助ミラーが取り付けられていることを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項1に記載のプロジェクタにおいて、
前記補助ミラーは、前記発光管に対する位置調整がなされた後に前記発光管に固定されていることを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項1又は2に記載のプロジェクタにおいて、
前記補助ミラーは、前記発光管における前記楕円面リフレクタの反対側の封止部に固定されていることを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項1〜3のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記補助ミラーは、石英ガラスからなることを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項1〜4のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記補助ミラーの内面には、誘電体多層膜からなる反射膜が形成されていることを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項1〜5のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記楕円面リフレクタの第1焦点距離をf1としたとき、6mm≦f1≦18mmなる関係を満たすことを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項1〜6のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記楕円面リフレクタの第2焦点距離をf2としたとき、30mm≦f2≦90mmなる関係を満たすことを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項1〜7のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記楕円面リフレクタの有効反射面の径をDとしたとき、30mm≦D≦50mmなる関係を満たすことを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項1〜8のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記照明装置の光軸の前記楕円面リフレクタ基端側部分と前記発光管の発光中心から前記楕円面リフレクタに向けて放射される光とがなす最大角度をθとしたとき、90°≦θ≦110°なる関係を満たすことを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項1〜9のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記インテグレータロッドの光射出面側に配置されたカラーホイールをさらに備えたことを特徴とするプロジェクタ。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004288674A JP2006106073A (ja) | 2004-09-30 | 2004-09-30 | プロジェクタ |
US11/231,945 US7252410B2 (en) | 2004-09-30 | 2005-09-22 | Projector |
CNA2005101051425A CN1755422A (zh) | 2004-09-30 | 2005-09-28 | 投影机 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004288674A JP2006106073A (ja) | 2004-09-30 | 2004-09-30 | プロジェクタ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006106073A true JP2006106073A (ja) | 2006-04-20 |
Family
ID=36145033
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004288674A Withdrawn JP2006106073A (ja) | 2004-09-30 | 2004-09-30 | プロジェクタ |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7252410B2 (ja) |
JP (1) | JP2006106073A (ja) |
CN (1) | CN1755422A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106500038A (zh) * | 2016-11-03 | 2017-03-15 | 武汉通畅汽车电子照明有限公司 | 一种智能车灯模组用中继透镜组及其应用 |
US10738988B2 (en) | 2014-02-24 | 2020-08-11 | Schott Ag | Cooling of a converter arrangement for light sources with high luminance |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI285247B (en) * | 2005-02-21 | 2007-08-11 | Seiko Epson Corp | Light source device and projector |
JP4972883B2 (ja) * | 2005-06-17 | 2012-07-11 | 株式会社日立製作所 | 光学ユニットおよび投射型映像表示装置 |
DE102006049169A1 (de) * | 2006-10-18 | 2008-04-30 | Punch Graphix Prepress Germany Gmbh | Beleuchtungsanordnung |
JP4420087B2 (ja) * | 2007-08-24 | 2010-02-24 | セイコーエプソン株式会社 | 照明装置及びプロジェクタ |
DE102008052829A1 (de) | 2008-10-16 | 2010-04-22 | Carl Zeiss Surgical Gmbh | Beleuchtungsvorrichtung für ein optisches Beobachtungsgerät |
US9328898B1 (en) | 2012-02-21 | 2016-05-03 | Richard Arthur Flasck | High efficiency hybrid illumination system |
CN110361913A (zh) * | 2018-04-10 | 2019-10-22 | 鸿富锦精密工业(武汉)有限公司 | 激光二极管模块及激光投影系统 |
CN113741043B (zh) * | 2020-05-29 | 2022-10-14 | 上海微电子装备(集团)股份有限公司 | 一种椭球反射镜位置调整装置及调整方法 |
Family Cites Families (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3207022B2 (ja) * | 1992-11-24 | 2001-09-10 | 株式会社日立製作所 | 投射型表示装置用光源、照明装置および液晶投射型表示装置 |
CA2116950A1 (en) | 1993-03-22 | 1994-09-23 | Pamela K. Whitman | Lamp with ir reflecting film and light-scattering coating |
JPH09120067A (ja) | 1995-10-25 | 1997-05-06 | A G Technol Kk | 光源装置及びその応用装置 |
JP3893845B2 (ja) | 2000-04-07 | 2007-03-14 | 株式会社日立製作所 | 投写型画像ディスプレイ装置 |
JP2002014419A (ja) * | 2000-06-28 | 2002-01-18 | Seiko Epson Corp | プロジェクタ |
DE10151267A1 (de) | 2001-10-17 | 2003-04-30 | Philips Corp Intellectual Pty | Beleuchtungseinheit |
JP2003222820A (ja) | 2002-01-30 | 2003-08-08 | Seiko Epson Corp | 光源装置、および、これを備えた照明光学系ならびにプロジェクタ |
JP3589225B2 (ja) * | 2002-02-08 | 2004-11-17 | セイコーエプソン株式会社 | プロジェクタ |
JP2004101826A (ja) * | 2002-09-09 | 2004-04-02 | Fuji Photo Optical Co Ltd | プロジェクタ用光学系およびこれを用いたプロジェクタ装置 |
JP3997880B2 (ja) * | 2002-10-07 | 2007-10-24 | 三菱電機株式会社 | 投射型画像表示装置 |
JP2004348109A (ja) * | 2003-04-28 | 2004-12-09 | Mitsubishi Electric Corp | 投写型表示装置 |
KR100565597B1 (ko) * | 2003-07-23 | 2006-03-29 | 엘지전자 주식회사 | 광학계에 있어서 색 성능 향상 장치 |
US7052139B2 (en) * | 2003-08-22 | 2006-05-30 | Seiko Epson Corporation | Illumination unit and projector including the same |
US7052140B2 (en) * | 2003-08-22 | 2006-05-30 | Seiko Epson Corporation | Illumination device and projector equipped therewith |
US20050157501A1 (en) * | 2003-10-14 | 2005-07-21 | Seiko Epson Corporation | Illumination device and projector |
JP2005196011A (ja) * | 2004-01-09 | 2005-07-21 | Ushio Inc | プロジェクター装置の光源装置 |
TWI256518B (en) * | 2004-07-30 | 2006-06-11 | Young Optics Inc | Projector display and aperture-controllable diaphragm therein |
US7159985B2 (en) * | 2004-11-01 | 2007-01-09 | Seiko Epson Corporation | Projector |
US7628494B2 (en) * | 2004-12-07 | 2009-12-08 | Seiko Epson Corporation | Illuminating apparatus and projector |
JP4232742B2 (ja) * | 2005-01-27 | 2009-03-04 | セイコーエプソン株式会社 | プロジェクタ |
US20060187417A1 (en) * | 2005-02-21 | 2006-08-24 | Seiko Epson Corporation | Projector |
JP2006235161A (ja) * | 2005-02-24 | 2006-09-07 | Seiko Epson Corp | プロジェクタ |
JP4281729B2 (ja) * | 2005-02-28 | 2009-06-17 | セイコーエプソン株式会社 | プロジェクタ |
JP4696666B2 (ja) * | 2005-04-27 | 2011-06-08 | コニカミノルタオプト株式会社 | 照明光学系およびそれを備えた画像投影装置 |
TWI301722B (en) * | 2005-04-28 | 2008-10-01 | Benq Corp | Water-cooled projector |
-
2004
- 2004-09-30 JP JP2004288674A patent/JP2006106073A/ja not_active Withdrawn
-
2005
- 2005-09-22 US US11/231,945 patent/US7252410B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2005-09-28 CN CNA2005101051425A patent/CN1755422A/zh active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10738988B2 (en) | 2014-02-24 | 2020-08-11 | Schott Ag | Cooling of a converter arrangement for light sources with high luminance |
CN106500038A (zh) * | 2016-11-03 | 2017-03-15 | 武汉通畅汽车电子照明有限公司 | 一种智能车灯模组用中继透镜组及其应用 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US7252410B2 (en) | 2007-08-07 |
US20060077666A1 (en) | 2006-04-13 |
CN1755422A (zh) | 2006-04-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7252410B2 (en) | Projector | |
JP4715916B2 (ja) | 照明装置及びこれを備えたプロジェクタ | |
JPWO2005108854A1 (ja) | 光源装置、照明光学装置及び表示装置 | |
JP2006179450A (ja) | 光源装置及び投影型画像表示装置 | |
JP2010062019A (ja) | 照明装置およびプロジェクタ | |
JP2010212115A (ja) | 光源装置およびプロジェクター | |
JP4349366B2 (ja) | 光源装置及びプロジェクタ | |
JP4806460B2 (ja) | 高圧放電ランプ、ランプユニット及び画像表示装置 | |
JP2008145580A (ja) | 投影装置用光学系 | |
JP4302082B2 (ja) | 放電ランプを設計する方法 | |
JP2006106525A (ja) | プロジェクタ | |
JP2006106381A (ja) | プロジェクタ | |
JP2010060855A (ja) | 光学装置 | |
JP2006106526A (ja) | プロジェクタ及び光均一化光学要素 | |
JP2006106527A (ja) | 光源装置の組立方法、プロジェクタ及び光源装置組立装置 | |
JP4678441B2 (ja) | 光源装置およびプロジェクター | |
JP2008226570A (ja) | 光源装置及びプロジェクタ | |
JP4525803B2 (ja) | 発光管、光源装置及びプロジェクタ | |
JP5678694B2 (ja) | 放電ランプ、光源装置及びプロジェクター | |
JP2002231184A (ja) | 光源装置およびこれを用いたプロジェクタ | |
JP2004219787A (ja) | プロジェクタ | |
JP2005148476A (ja) | 照明装置及びプロジェクタ | |
JP2008108701A (ja) | プロジェクタ | |
JP2011100630A (ja) | 光源装置及びプロジェクター | |
JP2008070618A (ja) | プロジェクタ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20070403 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080611 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080624 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20080729 |