JP2007157679A - 光源装置及びプロジェクタ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】副反射鏡13の根元部82は、副反射部81の第2封止部74側に形成された副反射部81に対して段差状に形成された環状部分であり、副反射部81とは反射角特性が異なる。根元部82に入射した発光部71からの光束は、発光部71に戻されず、例えば支持部83側に伝搬して外部に射出される。この結果、発光部71の温度が上昇することを防止し、電極75、76の電圧が上昇することを防止できるので、光源ランプ11の長寿命化を図ることができる。
【選択図】図3
Description
また、本発明は、上記光源装置を組み込んだ高性能のプロジェクタを提供することを目的とする。
以下、本発明の第1実施形態に係るプロジェクタを図面に基づいて説明する。
なお、プロジェクタ1は複数のファン(不図示)を備え、これらのファンによって光源ランプユニット10及び光学系20〜35を対象とする冷却機構が構成されている。
そして、光源ランプ11から放射された光束は、主反射鏡12によって装置前方側すなわち光束射出前方側に収束される収束光として射出され、平行化凹レンズ14によって平行化され、均一照明光学系20に射出される。
このPBSアレイ23は、図示を略したが、照明光軸IXに対して傾斜配置される偏光分離膜及び反射ミラーを交互に配列した構成を具備する。偏光分離膜は、各部分光束に含まれるP偏光光束及びS偏光光束のうち、一方の偏光光束を透過し、他方の偏光光束を反射する。反射された他方の偏光光束は、反射ミラーによって曲折され、一方の偏光光束の射出方向、すなわち照明光軸IXに沿った方向に射出される。射出された偏光光束のいずれかは、PBSアレイ23の光束射出面に設けられる位相差板によって偏光変換され、すべての偏光光束の偏光方向が揃えられる。このようなPBSアレイ23を用いることにより、光源ランプ11から射出される光束を、一方向の偏光光束に揃えることができるため、光学装置40で利用する光源光の利用率を向上することができる。
このコンデンサレンズ24から射出された光束は、反射ミラー25で曲折されて色分離光学系30に射出される。
光源ランプユニット10は、前述した光源ランプ11、主反射鏡12、副反射鏡13、及び平行化凹レンズ14のほかに、平行化凹レンズ14を保持する保持部材16と、主反射鏡12を保持するランプハウジング15とを備えて構成されている。
この光源ランプ11には、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプのいずれかが採用されており、当該ランプは、高輝度であるとともに、強い紫外線を含んで発光する。
首状部121には、中央に挿入孔123が形成されており、この挿入孔123に第1封止部73が配置される。
主反射部122の楕円曲面状の内側ガラス面には、金属薄膜蒸着によって増反射膜である誘電体多層膜が成膜された反射面124が構成されている。なお、耐熱性の点で、この反射面124は、例えば、タンタル化合物とSiO2の交互積層、又はハフニウム化合物とSiO2の交互積層等から構成されるのが好ましい。
また、この反射面124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が形成された仕様となっている。
このことから、比較的低出力の光源ランプ11が採用可能となり、光源ランプ11及び光源ランプユニット10の低温化を図ることも可能である。
このような平行化凹レンズ14の光束入射面141には、反射防止膜(ARコート・Anti Reflection Coating)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14の光束射出面142には、紫外線カット膜が形成されている。この紫外線カット膜は、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、光源ランプユニット10から紫外線が射出されることを防止することができる。
副反射鏡13は、気圧成形法によって製造され、図4(a)に示すように、副反射鏡13の材料からなる管T80の一部を加熱する第1工程と、図4(b)に示すように、第1工程で加熱された管T80を成形型M80に入れ、不活性ガスにより内圧をかけながら管T80の中央部を膨張させて、膨張した内面の一部が所望の形状(具体的には、副反射鏡13の根元部82、副反射部81等の反射面85に対応する形状)を有するように成形する第2工程と、図4(c)に示すように、管T80を中央部と両端部とで切断して2つの副反射鏡部材P80を形成する第3工程と、各副反射鏡部材P80の内面にTiO2やSiO2などの誘電体多層膜を蒸着、スパッタリング、CVDなどにより成膜して反射層を形成することによって副反射鏡13を完成する第4工程(不図示)とを含む。なお、本製法において、管T80の材料としては、硬質ガラスや石英ガラスが適している。なかでも、石英ガラスが特に適している。熱膨張率が低いうえ内部歪が残らないため、アニールの必要がないことによる。
水平部151は、光学部品用筐体2(図1参照)の壁部と係合し、光源ランプユニット10を光学部品用筐体2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、図示を省略したが、この水平部151には、光源ランプ11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11に接続されたリード線78a、78bが接続される。
垂直部152は、主反射鏡12の光軸方向の位置決めを行う部分であり、この垂直部152に対して主反射鏡12の光束射出開口側の先端部分が機械的な押圧や接着剤等によって固定される。この垂直部152には、主反射鏡12の光束射出開口端縁に沿って開口部153が形成されている。
また、このような水平部151及び垂直部152の適所には、突起及び凹部が形成されており、これらの突起・凹部が光学部品用筐体2内に形成された凹部・突起とそれぞれ係合することにより、主反射部122の光軸SXと光学部品用筐体2の照明光軸IXとがアライメントされ、光源ランプ11の発光中心Oが光学部品用筐体2の照明光軸IX上に配置される。
この保持部材16は、外側に設けられた保持部材本体163と、その内側に設けられた吸収部材164との二重構造となっている。
この外側の保持部材本体163は、ポリフェニレンサルファイド(PPS)やベクトラ(LCP)等の合成樹脂射出成形品であり、一体成形された筒部161及び保持部162で構成されている。筒部161は、内部に光源ランプ11を覆っている。保持部162は、この筒部161の光束射出側端面を塞ぐように設けられ、平行化凹レンズ14が嵌め込まれる開口169を有している。
このような吸収部材164の黒アルマイト処理に基く耐食性及び光吸収作用により、保持部材本体163が保護され、熱劣化や、シロキサン等の有害なガスの発生を防止できる。
また、吸収部材164により保持部材16全体としての耐熱性が確保できるので、保持部材本体163の材料の選択肢が広がり、軽量化や低コスト化、成形の容易化に応じることができる。
一方、光源ランプ11から副反射鏡13側に射出された赤外線は、副反射鏡13を突き抜けるが、その射出方向は保持部材16によって覆われており、光源ランプユニット10の外部には漏出しない。このように、保持部材16によって遮光された赤外線は、保持部材16内側に設けられている吸収部材164によって大部分が吸収され、光源ランプ11への照り返しを十分に低減できるので、光源ランプ11の過熱を防ぎ、低温化の効果が高い。なお、光源ランプ11から副反射鏡13側に射出された紫外線も、上述した赤外線と同様に吸収部材164によって吸収される。
図5は、第2実施形態に係る光源ランプユニット210を説明する図である。この光源ランプユニット210は、図1に示す第1実施形態に係るプロジェクタ1において光源ランプユニット10に代えて組み込まれるものであり、特に説明しない部分については第1実施形態の光源ランプユニット10と同一の構造を有し、また、共通する部分については同一の符号を付して重複説明を省略するものとする。
なお、根元部282は、誘電体多層膜を形成せず入射光束を透過させるので、根元部282の内面を球面に形成する必要はない。根元部282の内面は、例えば、円錐面その他の回転対象な曲面等とすることができ、第1実施形態の場合のように段差形状とすることもできる。また、根元部282の材料は、光透過性の材料であれば、第1実施形態と同様の材料(例えば石英ガラス等)を使用することができる。なお、本実施形態の根元部282は、副反射鏡213の基材が透光性の材料であり根元部282の内面に誘電体多層膜を形成しない構成でも、光透過性の材料で形成された根元部282の部分を副反射部81と支持部83との間に接続させる構成でも可能である。
図6は、第3実施形態に係る光源ランプユニット310を説明する図である。この光源ランプユニット210は、図1に示す第1実施形態に係るプロジェクタ1において光源ランプユニット10に代えて組み込まれるものであり、特に説明しない部分については第1実施形態の光源ランプユニット10と同一の構造を有する。
なお、根元部382には誘電体多層膜を形成せず入射光束を散乱させるので、根元部382の内面を球面に形成する必要はない。根元部382の内面は、例えば、円錐面その他の回転対象な曲面等とすることができ、第1実施形態の場合のように段差形状とすることもできる。
また、根元部382の内面ではなく外面を散乱面とすることもできる。つまり、根元部382は、発光部71からの入射光を散乱する表面又は内部領域を含む材料で形成することができる。なお、本実施形態の根元部382は、副反射鏡313の基材が光を散乱させる材料であり根元部382の内面に反射面(誘電体多層膜)を形成しない構成、光を散乱させる材料で形成された根元部382の部分を副反射部81と支持部83との間に接続させる構成、または、副反射鏡313の基材がいかなる基材であっても根元部382の内面及び外面の少なくとも一方に光を散乱させる加工が施されている構成でも可能である。
15…ランプハウジング、 16…保持部材、 20…均一照明光学系、21,22…レンズアレイ、 23…PBSアレイ、 30…色分離光学系、 31,32…ダイクロイックミラー、 35…リレー光学系、 40…光学装置、 42,42R、42G、42B…液晶パネル、 43…クロスダイクロイックプリズム、 50…投射光学系、 71…発光部、 73…第1封止部、 74…第2封止部、 75,76…電極、 81…副反射部、 82,282,382…根元部、 83…支持部、 85…反射面、 122…主反射部、 124…反射面。
Claims (9)
- 一対の電極によって放電発光可能な発光部と、当該発光部の両側に設けられる第1及び第2封止部とを有する発光管と、
前記発光管の前記第1封止部側に設けられ、当該発光管から放射された光束を所定方向に揃えて射出する主反射部を有する主反射鏡と、
前記発光管の前記第2封止部側に設けられ、前記発光管から前記主反射鏡の反対側に放射された光束を前記発光管の発光部に戻す副反射部と、当該副反射部の前記第2封止部側に設けられ、当該副反射部に対して段差状に形成された根元部とを有する副反射鏡と、
を備える光源装置。 - 一対の電極によって放電発光可能な発光部と、当該発光部の両側に設けられる第1及び第2封止部とを有する発光管と、
前記発光管の前記第1封止部側に設けられ、当該発光管から放射された光束を所定方向に揃えて射出する主反射部を有する主反射鏡と、
前記発光管の前記第2封止部側に設けられ、前記発光管から前記主反射鏡の反対側に放射された光束を前記発光管の発光部に戻す副反射部と、当該副反射部の前記第2封止部側に設けられ、当該副反射部と異なる曲率の曲面が形成された根元部とを有する副反射鏡と、
を備える光源装置。 - 一対の電極によって放電発光可能な発光部と、当該発光部の両側に設けられる第1及び第2封止部とを有する発光管と、
前記発光管の前記第1封止部側に設けられ、当該発光管から放射された光束を所定方向に揃えて射出する主反射部を有する主反射鏡と、
前記発光管の前記第2封止部側に設けられ、前記発光管から前記主反射鏡の反対側に放射された光束を前記発光管の発光部に戻す副反射部と、当該副反射部の前記第2封止部側に設けられ、当該副反射部と中心が異なる曲面が形成された根元部とを有する副反射鏡と、
を備える光源装置。 - 一対の電極によって放電発光可能な発光部と、当該発光部の両側に設けられる第1及び第2封止部とを有する発光管と、
前記発光管の前記第1封止部側に設けられ、当該発光管から放射された光束を所定方向に揃えて射出する主反射部を有する主反射鏡と、
前記発光管の前記第2封止部側に設けられ、前記発光管から前記主反射鏡の反対側に放射された光束を前記発光管の発光部に戻す副反射部と、当該副反射部の前記第2封止部側に設けられ、光が透過される根元部とを有する副反射鏡と、
を備える光源装置。 - 一対の電極によって放電発光可能な発光部と、当該発光部の両側に設けられる第1及び第2封止部とを有する発光管と、
前記発光管の前記第1封止部側に設けられ、当該発光管から放射された光束を所定方向に揃えて射出する主反射部を有する主反射鏡と、
前記発光管の前記第2封止部側に設けられ、前記発光管から前記主反射鏡の反対側に放射された光束を前記発光管の発光部に戻す副反射部と、当該副反射部の前記第2封止部側に設けられ、光が散乱される根元部とを有する副反射鏡と、
を備える光源装置。 - 一対の電極によって放電発光可能な発光部と、当該発光部の両側に設けられる第1及び第2封止部とを有する発光管と、
前記発光管の前記第1封止部側に設けられ、当該発光管から放射された光束を所定方向に揃えて射出する主反射部を有する主反射鏡と、
前記発光管の前記第2封止部側に設けられ、前記発光管から前記主反射鏡の反対側に放射された光束を前記発光管の発光部に戻す副反射部と、当該副反射部の前記第2封止部側に設けられ、前記発光管からの光束が前記発光部及び当該発光部近傍に逆行することを防止する根元部とを有する副反射鏡と、
を備える光源装置。 - 前記副反射鏡は、前記第2封止部の周囲に固定される支持部をさらに備え、前記根元部は、前記副反射部と前記支持部との間に形成された環状の部分であることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項記載の光源装置。
- 請求項1から請求項7のいずれか一項記載の光源装置と、
前記光源装置から射出された光束を入力された画像情報に応じて変調して変調光を形成する光変調装置と、
前記光変調装置からの変調光を像光として投射する投射光学系と、
を備えるプロジェクタ。 - 前記光変調装置は、前記各色光をそれぞれ変調する各色用の光変調部を有し、
前記光源装置から射出された光束を各色光に分離して前記各色用の光変調部に導く色分離光学系と、前記各色用の光変調部によって変調された各色の変調光を合成する色合成光学系とをさらに備え、
前記投射光学系は、当該色合成光学系によって合成された像光を投射する
ことを特徴とする請求項8記載のプロジェクタ。
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