JP2006163353A

JP2006163353A - 照明システム

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Publication number: JP2006163353A
Application number: JP2005225184A
Authority: JP
Inventors: Chuan-Te Cheng; 權得鄭
Original assignee: CTX Opto Electronics Corp
Current assignee: CTX Opto Electronics Corp
Priority date: 2004-12-09
Filing date: 2005-08-03
Publication date: 2006-06-22
Also published as: US20060198140A1; TWI281089B; TW200619821A; US7322719B2

Abstract

【課題】複数の光源装置を有する照明システムに関する
【解決手段】
第一の光源装置、第二の光源装置及び第二の反射部を含む照明システムを提供する。第一の光源装置の第一の反射部が反射マスクの開口の一部の領域を覆い、反射マスクの開口の他の部分の領域が第一の出光領域であり、第二の光源装置が当該開口の前方に設置され、第二の出光領域を有し、第二の反射部が第一の光源装置と第二の光源装置との間に設置され、第一の光源装置から出力された光束を第二の出光領域に導向する。反射部を設置することにより、複数の光源装置からの光束が重なり、単一の平行光に変換され、一つの光源装置から出力されるので、全体の輝度を向上し、また、いずれかの光源が壊れても、スクリーンの均一性を維持し、映像を正常に表示することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、照明システムに関し、特に、複数の光源装置を有する照明システムに関する。

近年、一つの光源装置を有する照明システムを用いる投影システムが多く使用されている。しかし、大きな会場において、投影システムは、面積が大きい、且つ遠く位置するスクリーンに映像を投影するので、全ての観衆は映像がきれいに見えるために、照明システムにより投影された光束の輝度が高くしなければならない。ところで、一つの光源装置を用いた場合は、パワーの高い光源装置は必要であり、高温、熱の集中及び放熱が困難である問題が生じる。高輝度を提供する場合、如何に照明装置の高温問題を解決するかは、技術課題である。

前述の問題を解決するために、一般的に複数の光源装置を有する照明システムを用いる。図１に示すように、投影システム１０は、集光モジュール１１、積分器１２、Ｐ／Ｓ変換器１３、集光ユニット１４Ａ、１４Ｂ及び表示パネル１５を含む。集光モジュール１１は、並列に配置される二つの放物面状の反射鏡１１１及び反射鏡１１１に対応する二つの光源１１２を含む。反射鏡１１１は集光ユニット１２に向ける放物面状の反射面１１３を含み、光源１１２は反射面１１３の焦点の位置に配置される。光源１１２は光束を発するときに、光束は光源１１２に対応する反射面１１３に投射した後に、平行に積分器１２に投射し、積分器１２により均一の光束に変換される。その後、光束は、Ｐ／Ｓ変換器と集光ユニット１４Ａと１４Ｂを通過し、表示パネル１５に投射し、最後に、投影レンズ（図示されていない）を用い、スクリーン（図示されていない）に映像を投射する。

前述の集光モジュール１１は、並列に配置される光源を用い、輝度を向上することができる。しかし、一つの放物面状の反射鏡１１１により反射された平行光が一定の断面積を有し、並列に配置される二つの放物面状の反射鏡１１１により反射された平行光の断面積は、一つの放物面状の反射鏡１１１により反射された平行光の断面積の２倍である。よって、大きいサイズの積分器１２、Ｐ／Ｓ変換器１３及び集光ユニット１４Ａが必要であるので、コストが高くなり、軽く薄く小さい設計要求に満たしていない。また、いずれの光源が壊れたときに、画面の半分に光がないので、映像が投影されない。従来の多光源装置には、体積が大きく、且ついずれの光源が壊れると画面の一部に光束がない不具合がある。

本発明の目的は、反射部を設置することにより複数の光源装置からの光束が重なり、単一の平行光を生成した後、一つの光源装置により出力され、全体の輝度を向上し、また、いずれかの光源装置が壊れても画面の均一性を維持することができる照明システムを提供することにある。

本発明の他の目的は、重なった平行光が、第二の光源装置の開口面積の半分を有する第二の出光領域から出力されることにより、光束の断面積を減少し、装置全体の体積を減少する照明システムを提供することにある。

本発明の他の目的は、反射部にコールドミラー（Cold Mirror）を用い、光源の赤外線を除去し、光源の熱エネルギーを減少する照明システムを提供することにある。

本発明の他の目的は、反射部にダイクロイックミラー（Dichroic Mirror）を用い、色温度を調整することができる照明システムを提供することにある。

本発明の他の目的は、出光領域に設置される集光ユニットにより集束光が生成され、デジタル光源処理式投影システムに適する照明システムを提供することにある。

前述の目的を達成するために、本発明の照明システムは、第一の光源装置、第二の光源装置及び第二の反射部を含む。第一の光源装置の第一の反射部は、第一の光源装置の反射マスクの開口領域の一部を覆い、当該開口領域の他の部分は、第一の出光領域である。第二の光源装置は、第一の光源装置の反射マスクの開口の前方に設置され、第二の出光領域を有する。第二の反射部は、第一の光源装置と第二の光源装置との間に設置される。第一の光源装置からの光束は、第二の反射部により第二の出光領域に導向され、第二の出光領域から出力される。

複数の光源装置からの光束が反射部を設置することにより単一の平行光となり、そして、一つの光源装置より出力されることにより、全体の輝度を向上し、また、いずれかの光源が壊れても画面の均一性を維持し、映像を正常に表示することができる。

次に、添付した図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。

第一の実施形態
本実施形態は、二つの光軸が互いに垂直する光源装置から構成される照明システムを提供する。図２に示すように、本発明の照明システム２０は、第一の光源装置２１、第二の光源装置２２及び第二の反射部２３を含む。第一の光源装置２１は、灯芯２１１、放物面状の反射マスク２１２及び第一の反射部２１３含む。灯芯２１１は、反射マスク２１２内において反射マスク２１２の焦点の位置に設置される。灯芯２１１からの光束は、放物面状の反射マスク２１２により平行光に変換される。反射マスク２１１は開口２１４を有し、第一の反射部２１３は開口２１４の一部を覆い、開口２１４の他の部分は、第一の出光領域２１５である。本実施形態において、第一の反射部２１３の面積は、開口２１４の面積の約半分である。第一の反射部２１３は、灯芯２１１に向く表面に反射ミラー２１３１が設置される反射鏡である。また、第一の反射部２１３は、灯芯の軸方向と垂直に設置され、第一の反射部２１３の一端は、反射マスク２１２の縁部に接続され、他の端は、灯芯２１１と接近する位置に延伸される。これにより、灯芯２１１からの光束は、反射ミラー２１３１により、元の入射経路に沿って反射マスク２１２に反射され、第一の出光領域２１５から出力される。

第二の光源装置２２は、第一の光源装置２１の開口２１４の前方に設置され、灯芯２２１、放物面状の反射マスク２２２及び開口２２３を含む。灯芯２２１からの光束が反射マスク２２２により反射され、平行光が生成される。また、第二の光源装置２２の灯芯２２１は、第一の光源装置２１の灯芯２１１と垂直に設置される。本実施形態において、第一の光源装置２１の灯芯２１１は、垂直方向に設置され、第二の光源装置２２の灯芯２２１は、水平方向に設置される。開口２２３は、第二の出光領域２２３１と第三の出光領域２２３２から構成される。第二の出光領域２２３１は、第一の光源装置２１の第一の出光領域２１５と離れた位置に設置される。これにより、灯芯２２１からの光束は、第二の光源装置２２と第一の光源装置２１の外部へ直接射出することができる。第三の出光領域２２３２は、第二の反射部２３を対向し、第一の出光領域と隣接する位置にある。これにより、灯芯２２１からの光束は、第二の反射部２３により第一の光源装置２１内に反射される。

第二の反射部２３は、第一の光源装置２１と第二の光源装置２２の間に設置され、第一の光源装置２１の第一出光領域２１５から出力された光束を第二の出光領域２２３１に導向し、或いは、第二の光源装置２２の第三の出光領域２２３２から出力された光束を第一の光源装置２１内に反射させる。本実施形態において、第二の反射部２３は、第三の出光領域２２３２の表面に反射ミラー２３１が設置された反射鏡である。また、第二の反射部２３の一端は、反射マスク２１２の縁部（第一の反射部２１３が設置される縁部と異なる）と接近し、他の端は、第二の光源装置２２の灯芯２２１と接近する。これにより、第二の出光領域２２３１の面積は、開口２２３の面積の約半分であり、また、第二の反射部２３は、灯芯２２１の延長線と所定の傾斜角を成す。この傾斜角の好ましい値は、４５度である。よって、第一の光源装置２１に入射した光束、及び、第一の光源装置からの光束は、それぞれ元の入射経路に沿って反射され、最後に、第二の光源装置２２の第二の出光領域２２３１から射出される。

第一の光源装置２１の灯芯２１１からの光束は、反射マスク２１２により反射され、平行光が生成される。生成された光束の一部は、第一の出光領域２１５から直接射出され、他の部分は、第一の反射部２１３に投射し、第一の反射部２１３及び反射マスク２１２により反射された後に、第一の出光領域２１５から射出される。第一の出光領域２１５から射出された光束は、第二の反射部２３により反射され、第三の出光領域２２３２を通過し、第二の光源装置２２に入射する。第二の光源装置２２に入射された光束、或いは第二の光源装置２２の灯芯２２１からの光束の一部は、反射マスク２２２により直接反射され、第二の出光領域２２３１から射出され、他の部分は、反射マスク２２２及び第二の反射部２３により反射され、第一の光源装置２１に戻る。戻られた光束は、第一の光源装置と第二の光源装置との間に複数回反射され、最後に、単一の平行光に変換され、第二の出光領域２２３１から射出される。

よって、第一の反射部２１３と第二の反射部２３を設置することにより、複数の光源装置（即ち、第一の光源２１と第二の光源２２）からの光束が重なり、単一の平行光を生成し、その後、一つの光源装置（即ち第二の光源装置２２）から射出されるので、全体の輝度を向上することができる。具体的に、二つの光源装置により混合された光束の輝度は、一つの光源装置からの光束の輝度の１．６倍である。また、いずれかの光源装置が壊れたときに、本発明は、二つの光源装置が、光束が重なるように設置されるので、一つの光源装置を使用しても、スクリーンの均一性を維持し、映像を正常に表示することができる。また、第一の反射部２１３と第二の反射部２３の設置角度により、光束は元の入射経路に沿って反射され、平行に第二の出光領域２２３１から射出される。

生成された平行光が開口２２３の半分を覆う第二の出光領域２２３１から射出されることにより、光束の断面積が減少し、図１に示されるような並列に設置される二つの光源装置と比べれば、本発明の光束断面積は、従来の光束断面積の約４分の１である。よって、照明システムの体積を減少し、軽く薄く小さい設計要求に満たす。

また、第一の反射部２１３と第二の反射部２３にコールドミラーを使用しても良い。コールドミラーは、可視光を反射し、赤外線を透過させるので、光束が第一の反射部２１３と第二の反射部２３により反射されたときに、光束の赤外線が透過し、除却されることにより、光源による熱を減少する。

光源の色温度を調整できるために、第一の反射部２１３と第二の反射部２３には、ダイクロイックミラーを使用しても良い。ダイクロイックミラーは、少なくとも一つの色の光束を反射できる反射ユニットである。例えば、第一の反射部２１３と第二の反射部２３に、青色光を反射できるダイクロイックミラーを用い、第一の光源装置２１と第二の光源装置２２により混合された光束のうち、青色光の割合を増加し、色温度を増やす（即ち、寒色光）。或いは、第一の反射部２１３と第二の反射部２３に、赤色光と緑色光を反射できるダイクロイックミラーを用い、第一の光源装置２１と第二の光源装置２２により混合された光束のうち、赤色光と緑色光の割合を増加し、青色光の割合を減少し、色温度を下げる（即ち、暖色光）。

また、図８に示すように、第一の反射部２１３と第二の反射部２３は、４５度のプリズムを用い、光束がプリズムの全反射により反射されても良い。

第二の実施形態
本実施形態は、光軸が互いに平行する二つの光源装置から構成される照明システムを提供する。図３に示すように、照明システム３０は、第一の光源装置３１、第二の光源装置３２及び第二の反射部３３を含む。第一の光源装置３１は、灯芯３１１、放物面状の反射マスク３１２及び第一の反射部３１３を含む。灯芯３１１は、反射マスク３１２内において反射マスク３１２の焦点の位置に設置され、灯芯３１１からの光束は、放物面状の反射マスク３１２により反射され、平行光が生成される。反射マスク３１２は、開口３１４を有し、第一の反射部３１３は開口３１４の一部を覆い、開口３１４の他の部分は第一の出光領域である。本実施形態において、第一の反射部３１３の面積は、開口３１４の面積の約半分である。第一の反射部３１３は、表面に反射ミラー３１３１が設置される反射鏡であり、灯芯３１１の軸方向と垂直に設置される。また、第一反射部３１３の一端は、反射マスク３１２の縁部の下端と接続され、他の端は、灯芯３１１に接近する位置に延伸される。これにより、灯芯３１１からの光束は、反射ミラー３１３１により反射され、元の入射経路に沿って反射マスク３１２に戻り、そして、第一の出光領域３１５から平行に射出される。

第二の光源装置３２は、第一の光源装置３１の開口３１４の前方に設置され、灯芯３２１、放物面状の反射マスク３２２及び開口３２３を含む。灯芯３２１からの光束は、反射マスク３２２により反射され、平行光が生成される。また、第二の光源装置３２の灯芯３２１は、第一の光源装置３１の灯芯３１１と平行に設置される。本実施形態において、第一の光源装置３１の灯芯３１１と第二の光源装置３２の灯芯３２１とは、共に水平方向に設置される。開口３２３は、第二の出光領域３２３１と第三の出光領域３２３２から構成される。第二の出光領域３２３１は、第一の光源装置の第一の出光領域３１５と隣接する位置に設置される。これにより、灯芯３２１からの光束は、第二の光源装置３２と第一の光源装置３１の外に直接射出することができる。第三の出光領域３２３２は、第一の出光領域３１５から離れた位置に設置される。

第二の反射部３３は、第一の光源装置３１と第二の光源装置３２との間に設置され、互いに平行する二つの反射鏡３３１と３３２から構成される。これにより、第一の光源装置３１の第一の出光領域３１５から出力された光束は、第二の出光領域３２３１に導向されて射出される。或いは、第二の光源装置３２の灯芯３２１からの光束は、第一の光源装置に導向される。第一の出光領域３１５と第三の出光領域３２３２を対向する反射鏡３３１と３３２の表面は、反射ミラーである。反射鏡３３１の一端は、灯芯３１１に接近し、他の端は、灯芯３１１の延長線と所定の傾斜角を成し、反射マスク３２２の縁部の下端に接近する。反射鏡３３２の一端は、反射マスク３２２の縁部の上端に接近し、他の端は、灯芯３２１の延長線と所定の傾斜角を成す。傾斜角の好ましい値は４５度である。これにより、第一の光源装置３１に入射した光束と第一の光源装置３１から射出された光束とは、元の入射経路に沿って反射され、最後に、第二の光源装置３２の第二の出光領域３２３２から射出される。

第一の光源装置３１の灯芯３１１からの光束は、反射マスク３１２により反射され、平行光が生成される。生成された光束の一部は、第一の出光領域３１５から直接射出され、他の部分は、第一の反射部３１３に投射し、そして、第一の反射部３１３と反射マスク３１２により反射され、第一の出光領域３１５から射出される。第一の出光領域３１５から射出された光束が、反射鏡３３１と３３２により反射され、光束の伝播経路が変更される。よって、光束は、第三の出光領域３２３２から第二の光源装置３２に入射する。第二の光源装置３２に入射した光束、或いは、第二の光源装置３２の灯芯３２１からの光束の一部は、反射マスク３２２により直接反射され、第二の出光領域３２３１から射出され、他の部分は、反射マスク３２２、反射鏡３３１と反射鏡３３２により反射され、第一の光源装置に戻る。戻られた光束は、第一の光源装置３１と第二の光源装置３２との間に複数回反射され、最後に、第二の出光領域３２３１から平行に出力される。

第一の反射部３１３と第二の反射部３３を設置することにより、複数の光源装置（即ち、第一の光源装置３１と第二の光源装置３２）からの光束が重なり、単一の平行光に変換された後に、一つの光源装置（即ち、第二の光源装置３２）により出力される。これにより、全体の輝度を向上することができる。具体的に、二つの光源装置より混合された光束の輝度は、一つの光源装置からの光束の輝度の約１.６倍である。また、いずれかの光源装置が壊れたときに、本発明は、二つの光源装置が、光束が重なるように設置されるので、一つの光源装置を使用しても、スクリーンの均一性を維持し、映像を正常に表示することができる。また、第一の反射部３１３と第二の反射部３３の設置角度により、光束は元の入射経路に沿って反射され、平行に第二の出光領域３２３１から射出される。

生成された平行光が開口３２３の半分を覆う第二の出光領域３２３１から射出されることにより、光束の断面積が減少し、図１に示されるような並列に設置される二つの光源装置と比べれば、本発明の光束断面積は、従来の光束断面積の約４分の１である。よって、照明システムの体積を減少し、軽く薄く小さい設計要求に満たす。

第三の実施形態
本実施形態は、三つの光源装置から構成される照明システム４０に係る。図４に示すように、照明システム４０は、第一の実施形態の照明システムに第三の光源装置４１と第三の反射部４２を増設したものである。第一の光源装置２１は、水平方向に設置され、第二の光源装置２２は、垂直方向に設置され、第三の光源装置４１は、第二の光源装置２２の開口２２３の前方に設置され、灯芯４１１、放物面状の反射マスク４１２及び開口４１３を含む。灯芯４１１からの光束は、反射マスク４１２を介して平行光を生成する。第三の光源装置４１の灯芯４１１は、第一の光源装置２１の灯芯２１１と互いに平行に設置される。開口４１３は、第四の出光領域４１３１と第五の出光領域４１３２から構成される。第四の出光領域４１３１は、第二の光源装置２２の第二の出光領域２２３１から離れた位置に設置される。これにより、灯芯４２１からの光束は、第三の光源装置４１、第二の光源装置２２及び第一の光源装置２１から直接射出できる。また、第五の出光領域４１３２は、第三の反射部４２を対向し、第二の出光領域２２３１と隣接する位置に設置されるので、灯芯４１１からの光束は、第二の光源装置２２に戻ることができる。

第三の反射部４２は、第二の光源装置２２と第三の光源装置４１との間に設置され、第二の出光領域２２３１から出力された光束を第四の出光領域４１３１に導向し、或いは、第三の光源装置４１からの光束を第二の光源装置２２に導向する。本実施形態において、第三の反射部４２は、第二の出光領域２２３１と第五の出光領域４１３２を対向する表面に反射ミラー４２１が設置される反射鏡である。第三の反射部４２の一端は、反射マスク２２２の縁部（第一の光源装置２１から離れる縁部）に接近し、他の端は、第三光源装置４１の灯芯４１１に接近する。これにより、第五の出光領域４１３２の面積は、開口４１３の面積の約半分である。また、第三の反射部４２は、灯芯４１１の延長線と所定の傾斜角を成す。この傾斜角の好ましい値は４５度である。これにより、第二の光源装置２２に入射した光束と第二の光源装置２２から射出された光束は、それぞれ元の入射経路に沿って反射され、最後に、第三の光源装置４１の第四の出光領域４１３１から射出される。

第三の光源装置４１の灯芯４１１からの光束は、反射マスク４１２により反射され、平行光が生成する。生成された光束の一部は、第四の出光領域から第三の光源装置４１、第二の光源装置２２及び第一の光源装置２１の外に射出され、他の部分は、第三の反射部４２に投射し、第二の光源装置２２と第一の光源装置２１に戻る。戻られた光束は、第一の光源装置２１と第二の光源装置２２との間に複数回反射され、最後に、平行光に変換され、第四の出光領域４１３１から出力される。

三つの光源装置を用い、照明システムの光束の輝度を更に向上することができる。また、複数の光源装置（第一の光源装置２１、第二の光源装置２２及び第三の光源装置４１）からの光束が重なり、単一の平行光に変換され、そして、一つの光源装置（即ち、第三の光源装置４１）により出力されるので、いずれかの光源装置が壊れても、照明システムはスクリーンの均一性を維持し、映像を正常に表示することができる。

第四の実施形態
本実施形態は、三つの光源装置から構成される照明システム５０に係る。図５に示すように、照明システム５０は、第二の実施形態の照明システムに第三の光源装置５１と第三の反射部５２を増設したものである。第一の光源装置３１は、垂直方向に設置され、第二の光源装置３２は、垂直方向に設置され、第三の光源装置５１は、第二の光源装置３２の開口３２３の前方に設置され、灯芯５１１、放物面状の反射マスク５１２及び開口５１３を含む。灯芯５１１からの光束は、反射マスク５１２により反射され平行光が生成される。第三の光源装置５１の灯芯５１１は、第一の光源装置３１の灯芯３１１と互いに垂直に設置される（即ち、水平方向）。開口５１３は、第四の出光領域５１３１と第五の出光領域５１３２から構成される。第四の出光領域５１３１は、第二の光源装置３２の第二の出光領域３２３１から離れる位置に設置される。これにより、灯芯５１１からの光束は、第三の光源装置５１、第二の光源装置３２及び第一の光源装置３１の外に直接射出される。また、第五の出光領域３１３２は、第二の出光領域３２３１に隣接する位置に設置され、灯芯５１１からの光束を第二の光源装置３２に戻らせる。

第三の反射部５２は、第二の光源装置３２と第三の光源装置５１との間に設置され、第二の光源装置３２の第二の出光領域３２４１から出力された光束を第四の出光領域５１３１に導向し、或いは、第三の光源装置５１から射出され光束を第二の光源装置３２に導向する。本実施形態において、第三の反射部５２は、表面に反射ミラー５２１が設置される反射鏡である。第三の反射部５２の一端は、反射マスク３１２の縁部（第一の反射部３１３から離れる縁部）に接近し、他の端は、第三の光源装置５１の灯芯５１１に接近する。これにより、第五の出光領域５１３２の面積は、開口５１３の面積の約半分である。また、第三の反射部５２は、灯芯５１１の延長戦と所定の傾斜角を成す。この傾斜角の好ましい値は、４５度である。これにより、第二の光源装置３２に入射した光束と第二の光源装置から射出された光束は、それぞれ元の入射経路に沿って反射され、最後に、第三の光源装置５１の第四の出光領域５１３１から射出される。

第三の光源装置５１の灯芯５１１からの光束は、反射マスク５１２により反射され平行光が生成される。生成された光束の一部は、第四の出光領域５１３１から第三の光源装置５１、第二の光源装置３２及び第一の光源装置３１の外に射出し、他の部分は、第三の反射部５２に投射し、第二の光源装置３２と第一の光源装置３１に戻る。戻られた光束は、第一の光源装置３１と第二の光源装置３２との間に複数回反射され、最後に、平行光に変換され、第四の出光領域５１３１から出力される。

三つの光源装置を用い、照明システムの光束の輝度を更に向上することができる。また、複数の光源装置（第一の光源装置３１、第二の光源装置３２及び第三の光源装置５１）からの光束が重なり、単一の平行光に変換され、そして、一つの光源装置（即ち、第三の光源装置５１）により出力されるので、いずれかの光源装置が壊れても、照明システムはスクリーンの均一性を維持し、映像を正常に表示することができる。

第五の実施形態
図６に示すように、本実施形態の照明システムと第一の実施形態の照明システムとは異なる点は以下の通りである。第一の反射部７１３が灯芯７１１の表面の半分７１１Ａに設置される。本実施形態において、第一の反射部７１３が灯芯７１１の表面の左の半分７１１Ａに設置され、第一の反射部７１３の内表面（即ち、灯芯７１１を向く表面）が反射面である。これにより、灯芯７１１からの光束の一部は、灯芯７１１の表面の他の半分７１１Ｂから直接射出し、そして、反射マスク７１２により反射され、第一の出光領域７１５から射出する。灯芯７１１からの光束の他の部分は、第一の反射部７１３に投射し、第一の反射部７１３により反射され、灯芯７１１から射出し、そして、反射マスク７１２により反射され、第一の出光領域７１５から射出する。また、本実施形態の第二光源装置２２と第二の反射部２３は、第一の実施形態の第二光源装置２２と第二の反射部２３と同様であるので、第一の実施形態と同じように、光束を放物面状の反射鏡の開口の半分から第一の光源装置７１の外に出力される効果を達成することができる。

第六の実施形態
図７は、本発明の照明システム２０を用いるDLP（Digital Light Processing）式投影システム６０を示す。図７に示すように、投影システム６０は、照明システム２０、反射鏡（Mirror）６１、反射式ライトバルブ６２及び投影レンズ６３を含む。例えば、ライトバルブ６２は、デジタル・マイクロ・ミラー・デバイス（Digital Micro-mirror Device, DMD）である。照明システム２０は、第二の出光領域２２３１の前に設置される集光ユニット（Condenser）２４、カラーホイール（Color Wheel）２５、積分ロッド（Integrated Rod）２６を更に含む。二つの光源装置からの光束は、平行光に変換され、第二の出光領域２２３１から出力される。その後、光束は集光ユニット２４を通過し、カラーホイール２５と積分ロッドによりフィルタリングされ、均一化され、反射鏡６１に反射され、ライトバルブ６２に投射し、そして、ライトバルブ６２により反射され、映像情報を含む光束が生成され、最後に、投影レンズ６３により映像がスクリーン６４に表示される。

生成された平行光は、開口２２３の半分を覆う第二の出光領域２２３１から出力されるので、光束の断面積が減少される。これにより、集光ユニット２４の体積を減少でき、コストを削減することができる。

また、本発明の第二、第三、第四及び第五の実施形態に係る照明システムは、平行光の出光領域の前方に集光ユニットを増設することにより、デジタル光源処理式投影システムに使用されることができる。また、本発明の第一、第二、第三、第四及び第五の実施形態に係る照明システムは、平行光を用いる投影システムに直接用いられても良い。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこの実施形態に限定されず、本発明の趣旨を離脱しない限り、本発明に対するあらゆる変更は本発明の範囲に属する。

従来の二つの光源装置から構成される投影システムの構成図である。本発明の第一の実施形態に係る照明システムの構成図である。本発明の第二の実施形態に係る照明システムの構成図である。本発明の第三の実施形態に係る照明システムの構成図である。本発明の第四の実施形態に係る照明システムの構成図である。本発明の第五の実施形態に係る照明システムの構成図である。本発明の照明システムを用いる投影システムの構成図である。プリズムを含む本発明の照明システムの構成図である。

符号の説明

２０照明システム
２１第一の光源装置
２１１灯芯
２１２反射マスク
２１３第一の反射部
２１３１反射ミラー
２１４開口
２１５第一の出光領域
２２第二の光源装置
２２１灯芯
２２２反射マスク
２２３開口
２２３１第二の出光領域
２２３２第三の出光領域
２３第二の反射部
２３１反射ミラー
２４集光ユニット
２５カラーホイール
２６積分ロッド
３０照明システム
３１第一の光源装置
３１１灯芯
３１２反射マスク
３１３第一の反射部
３１３１反射ミラー
３１４開口
３１５第一の出光領域
３２第二の光源装置
３２１灯芯
３２２反射マスク
３２３開口
３２３１第二の出光領域
３２３２第三の出光領域
３３第二の反射部
３３１反射鏡
３３２反射鏡
４０照明システム
４１第三の光源装置
４１１灯芯
４１２反射マスク
４１３開口
４１３１第四の出光領域
４１３２第五の出光領域
４２第三の反射部
４２１反射ミラー
５０照明システム
５１第三の光源装置
５１１灯芯
５１２反射マスク
５１３開口
５１３１第四の出光領域
５１３２第五の出光領域
５２第三の反射部
５２１反射ミラー
６０投影システム
６１反射鏡
６２反射式ライトバルブ
６３投影レンズ
６４スクリーン
７１第一の光源装置
７１１灯芯
７１１Ａ、７１１Ｂ灯芯表面の半分
７１２反射マスク
７１３第一の反射部
７１５第一の出光領域

Claims

灯芯、放物面状の反射マスク及び第一の反射部を含み、当該灯芯が当該反射マスク内において当該反射マスクの焦点の位置に設置され、当該第一の反射部が当該反射マスクの開口の一部の領域を覆い、当該開口の他の部分の領域が第一の出光領域である第一の光源装置と、
前記開口の前方に設置され、灯芯、放物面状の反射マスク及び第二の出光領域を含み、当該灯芯が当該反射マスク内において当該反射マスクの焦点の位置に設置され、当該第二の出光領域が当該放物面状の反射マスクの開口の位置に設置される第二の光源装置と、
前記第一の光源装置と前記第二の光源装置との間に設置され、前記第一の光源装置から出力された光束を前記第二の出光領域に導向する第二の反射部と、
を有する照明システム。
前記第二の出光領域の前方に設置され、前記光束を集束光に変換する集光ユニットを更に含む
請求項１に記載の照明システム。
前記第一の反射部と前記第二の反射部の面積が、それぞれの前記開口の面積より小さい
請求項１に記載の照明システム。
前記第一の反射部の面積が、前記第一の光源装置の前記開口の面積の約半分である
請求項１に記載の照明システム。
前記第二の出光領域の面積が、前記第二の光源装置の前記開口の面積の約半分である
請求項１に記載の照明システム。
前記第一の反射部が反射ミラーであり、前記第一の光源装置の灯芯方向と垂直に設置される
請求項１に記載の照明システム。
前記第一の反射部と前記第二の反射部との内、少なくとも一つは、コールドミラー、或いは全反射面を有する４５度のプリズムである
請求項１に記載の照明システム。
前記第一の反射部と前記第二の反射部との内、少なくとも一つは、ダイクロイックミラーである
請求項１に記載の照明システム。
前記第一の光源装置の前記灯芯が、前記第二の光源装置の前記灯芯と互いに垂直に設置される
請求項１に記載の照明システム。
前記第二の反射部は、反射ミラーであり、前記第二の光源装置の前記灯芯の延長線と約４５度の傾斜角を成す
請求項９に記載の照明システム。
前記第一の光源装置の前記灯芯が、前記第二の光源装置の前記灯芯と互い平行に設置される
請求項１に記載の照明システム。
前記第二の反射部は、二つの互いに平行する反射ミラーから構成され、当該反射ミラーが第二の光源装置の前記灯芯の延長線と約４５度の傾斜角を成す
請求項１１に記載の照明システム。
第三の光源装置と第三の反射部とを更に含み、
前記第三の光源装置は、前記第二の出光領域の前方に設置され、灯芯、反射マスク及び第三の出光領域を有し、
前記第三の反射部は、前記第二の光源装置と前記第三の光源装置との間に設置され、前記第二の光源装置から出力された光束を前記第三の出光領域に導向する
請求項１に記載の照明システム。
前記第一の光源装置と前記第三の光源装置の前記灯芯が水平方向に設置され、
前記第二の光源装置の前記灯芯が垂直方向に設置され、
前記第二の反射部と前記第三の反射部は、反射ミラーであり、前記第二の光源装置の前記灯芯の延長線と約４５度の傾斜角を成す
請求項１３に記載の照明システム。
前記第一の光源装置と前記第二の光源装置の前記灯芯が垂直方向に設置され、
前記第三の光源装置の前記灯芯が水平方向に設置され、
前記第二の反射部は、二つの互い平行する反射ミラーから構成され、当該反射ミラーが前記第二の光源装置の前記灯芯の延長線と約４５度の傾斜角を成し、
前記第三の反射部は、反射ミラーであり、前記第二の光源装置の前記灯芯の延長線と約４５度の傾斜角を成す
請求項１３に記載の照明システム。
前記第三の反射部は、コールドミラー、ダイクロイックミラー及び全反射面を有する４５度のプリズムのいずれかである
請求項１３に記載の照明システム。
灯芯、放物面状の反射マスク及び第一の反射部を含み、当該灯芯が当該反射マスク内において当該反射マスクの焦点の位置に設置され、当該第一の反射部が当該反射マスクの開口の一部の領域を覆い、当該反射マスクの開口の他の部分の領域が第一の出光領域である第一の光源装置と、
前記開口の前方に設置され、灯芯、放物面状の反射マスク及び第二の出光領域を含み、当該灯芯が当該反射マスク内において当該反射マスクの焦点の位置に設置され、当該第二の出光領域が当該放物面状の反射マスクの開口の位置に設置される第二の光源装置と、
前記第一の光源装置と前記第二の光源装置との間に設置され、前記第一の光源装置から出力された光束を前記第二の出光領域に導向して出力させる第二の反射部と、
前記第二の出光領域の前方に設置され、前記光束を集束光に変換する集光ユニットと、
を有する
照明システムと、
前記集束光の伝播経路に設置され、前記集束光を処理し反射する反射式ライトバルブと、
前記反射式ライトバルブにより反射された光束の伝播経路に設置される投影レンズと、
を有する
投影システム。
前記反射式バルブは、デジタル・マイクロ・ミラー・デバイスである
請求項１７に記載の投影システム。
前記照明システムは、第三の光源装置と第三の反射部を更に含み、
前記第三の光源装置は、前記第二の出光領域の前方に設置され、灯芯、反射マスク及び第三の出光領域を含み、
前記第三の反射部は、前記第二の光源装置と前記第三の光源装置との間に設置され、前記第二の光源装置から出力された光束を前記第三の出光領域に導向する
請求項１７に記載の投影システム。
前記反射部は、反射ミラー、コールドミラー、全反射面を有する４５度のプリズム或いはダイクロイックミラーである
請求項１７に記載の投影システム。
灯芯、放物面状の反射マスク及び第一の反射部を含み、当該灯芯が当該反射マスク内において当該反射マスクの焦点の位置に設置され、当該第一の反射部が当該灯芯の一部の領域を覆い、当該反射マスクの一部の領域が第一の出光領域である第一の光源装置と、
前記開口の前方に設置され、灯芯、放物面状の反射マスク及び第二の出光領域を含み、当該灯芯が当該反射マスク内において当該反射マスクの焦点の位置に設置され、当該第二の出光領域が当該放物面状の反射マスクの開口の位置に設置される第二の光源装置と、
前記第一の光源装置と前記第二の光源装置との間に設置され、前記第一の光源装置から出力された光束を前記第二の出光領域に導向する第二の反射部と、
を有する照明システム。
前記第一の反射部の内面が反射面である
請求項２１に記載の照明システム。
前記第一の反射部が前記灯芯の表面の半分に設置される
請求項２１に記載の照明システム。