JP2007194012A - Light source device and projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光束を射出する光源装置および光源装置を備えたプロジェクタに関する。 The present invention relates to a light source device that emits a light beam and a projector including the light source device.
従来、プロジェクタは、映像投写装置として会議でのプレゼンテーション用や家庭におけるホームシアター用など各方面に利用されている。このようなプロジェクタに使用される光源装置は、例えば、特許文献1および特許文献2に記載されているように、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、及び高圧水銀ランプなどの電極を有する放電式ランプが主に用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, projectors are used as video projection devices in various fields such as for presentations at conferences and home theaters at home. The light source device used in such a projector is mainly a discharge lamp having electrodes such as a halogen lamp, a metal halide lamp, and a high-pressure mercury lamp, as described in
しかしながら、上述した従来の放電式ランプのように電極を用いた光源装置は、連続使用に伴う経年変化により、電極先端部の消耗や変形が進んでしまい、放電時にアークスポットが移動してアークジャンプが生じ易くなり、放電が不安定となっていた。その結果、スクリーン上での投写映像に照度変動(チラツキ)という現象が発生していた。また、電極物質の蒸発により電極物質が発光管の内壁に付着して黒化する現象や、発光管の部分的な温度上昇により発光管の内壁の一部が白濁して失透する現象などが発生していた。これらの現象により、電極を用いた光源装置は、ランプ寿命が低下してしまうという課題があった。 However, in the light source device using an electrode like the above-described conventional discharge lamp, the wear and deformation of the electrode tip progresses due to the secular change with continuous use, and the arc spot moves during discharge and the arc jump. Was likely to occur, and the discharge was unstable. As a result, a phenomenon called illuminance fluctuation (flicker) has occurred in the projected image on the screen. In addition, there is a phenomenon that the electrode material adheres to the inner wall of the arc tube due to evaporation of the electrode material, and a phenomenon that the inner wall of the arc tube becomes cloudy and devitrified due to a partial temperature rise of the arc tube. It has occurred. Due to these phenomena, the light source device using electrodes has a problem that the lamp life is reduced.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、長寿命化を図った光源装置および光源装置を備えたプロジェクタを提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a light source device and a projector including the light source device with a long lifetime.
上述した目的を達成するために、本発明の光源装置は、マイクロ波を放射するマイクロ波発生部と、マイクロ波発生部から放射されたマイクロ波により発光する発光部とを備え、発光部は、マイクロ波発生部から放射されたマイクロ波を反射するマイクロ波反射面を有する反射器と、マイクロ波反射面から反射されたマイクロ波によって発光する発光物質が封入された発光管と、発光管の発光により放射された光束を略一定方向に反射する光束反射面を有するリフレクタとを備え、マイクロ波発生部はリフレクタの背面側に配置され、反射器は、リフレクタの開放端領域に固定され、マイクロ波反射面でマイクロ波を反射させ発光管の中心部の領域に収束するとともに、リフレクタの光束反射面で、反射された光束を通過させて射出することを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, a light source device of the present invention includes a microwave generation unit that radiates microwaves, and a light emission unit that emits light by microwaves emitted from the microwave generation unit, A reflector having a microwave reflecting surface that reflects the microwave radiated from the microwave generating unit, a light emitting tube enclosing a light emitting material that emits light by the microwave reflected from the microwave reflecting surface, and light emission of the light emitting tube And a reflector having a light beam reflecting surface that reflects the light beam emitted by the reflector in a substantially constant direction, the microwave generator is disposed on the back side of the reflector, the reflector is fixed to the open end region of the reflector, and the microwave Reflecting microwaves on the reflecting surface and converging on the central region of the arc tube, and letting the reflected light beam pass through and exiting from the light reflecting surface of the reflector And it features.
このような光源装置によれば、リフレクタの背面側に配置されるマイクロ波発生部から放射したマイクロ波を、発光部において、リフレクタの開放端領域に固定される反射器の有するマイクロ波反射面でマイクロ波を反射させ、発光管の中心部の領域に収束することにより、発光管に封入された発光物質を励起(及び電離)させてプラズマ発光させる。そして、発光管で発光して放射された光束をリフレクタの光束反射面で略一定方向に反射する。その反射された光束はマイクロ波反射面を通過して射出される。
このように、電極を用いずにマイクロ波を用いて発光管を発光させ、光束を射出することから、放電式ランプのような電極を用いた光源装置で発生していた電極の消耗や変形がなくなる。従って、放電式ランプを用いた光源装置に比べ、光源装置の長寿命化を図ることが可能となる。
また、マイクロ波発生部をリフレクタの背面側に配置させ、マイクロ波反射面を有する反射器をリフレクタの開放端領域に固定することにより、光源装置をコンパクトに構成できる。
According to such a light source device, the microwave radiated from the microwave generation unit disposed on the back side of the reflector is reflected by the microwave reflection surface of the reflector fixed to the open end region of the reflector in the light emitting unit. By reflecting the microwave and converging on the central region of the arc tube, the luminescent material enclosed in the arc tube is excited (and ionized) to emit plasma. The luminous flux emitted and emitted from the arc tube is reflected in a substantially constant direction by the luminous flux reflecting surface of the reflector. The reflected light beam passes through the microwave reflection surface and is emitted.
In this way, since the arc tube is caused to emit light using microwaves without using the electrode and the light beam is emitted, the electrode is consumed and deformed in the light source device using the electrode such as a discharge lamp. Disappear. Therefore, it is possible to extend the life of the light source device as compared with a light source device using a discharge lamp.
Further, the light source device can be made compact by disposing the microwave generating unit on the back side of the reflector and fixing the reflector having the microwave reflecting surface to the open end region of the reflector.
上記光源装置において、反射器の有するマイクロ波反射面は導電性材料で構成されるとともに、マイクロ波の波長の1/4波長以下の口径を有する孔部を複数備えて構成されていることが好ましい。 In the light source device, the microwave reflecting surface of the reflector is preferably made of a conductive material, and includes a plurality of holes having a diameter equal to or less than 1/4 wavelength of the wavelength of the microwave. .
このような光源装置によれば、マイクロ波反射面は導電性材料で構成され、マイクロ波の波長の1/4波長以下の口径を有する孔部を複数備えているため、反射器のマイクロ波反射面において、マイクロ波を漏らすことなく確実に反射させることができる。また、孔部を複数備えているため、リフレクタの光束反射面で反射した光束を通過させて射出することができる。 According to such a light source device, the microwave reflection surface is made of a conductive material and includes a plurality of holes having a diameter equal to or less than ¼ of the wavelength of the microwave. In the surface, it is possible to reliably reflect the microwave without leaking. Further, since a plurality of holes are provided, the light beam reflected by the light beam reflecting surface of the reflector can be passed through and emitted.
上記光源装置において、マイクロ波発生部から放射されるマイクロ波が、略平面波の場合、マイクロ波反射面は、放物面形状または球面形状を有することが好ましい。 In the light source device, when the microwave radiated from the microwave generation unit is a substantially plane wave, the microwave reflection surface preferably has a parabolic shape or a spherical shape.
このような光源装置によれば、マイクロ波が略平面波として放射される場合、マイクロ波反射面が放物面形状または球面形状を有していることにより、マイクロ波を発散させることなく反射させ、反射したマイクロ波を発光管の中心部の領域に効率的に収束させることができる。 According to such a light source device, when the microwave is radiated as a substantially plane wave, the microwave reflection surface has a parabolic shape or a spherical shape, so that the microwave is reflected without diverging, The reflected microwave can be efficiently converged on the central region of the arc tube.
上記光源装置において、マイクロ波発生部から放射されるマイクロ波が、球面波の場合、マイクロ波反射面は、楕円面形状を有することが好ましい。 In the light source device, when the microwave radiated from the microwave generation unit is a spherical wave, the microwave reflection surface preferably has an elliptical shape.
このような光源装置によれば、マイクロ波が球面波として放射される場合、マイクロ波反射面が楕円面形状を有していることにより、マイクロ波を発散させることなく反射させ、反射したマイクロ波を発光管の中心部の領域に効率的に収束させることができる。この場合、マイクロ波を放射する仮想放射中心点を楕円面の一方の焦点とし、発光管中心をもう一方の楕円面の焦点とすることが好ましい。 According to such a light source device, when the microwave is radiated as a spherical wave, the microwave reflecting surface has an elliptical shape, so that the microwave is reflected without divergence and reflected. Can be efficiently converged to the central region of the arc tube. In this case, it is preferable that the virtual radiation center point for radiating the microwave is set as one focal point of the ellipsoid and the arc tube center is set as the focal point of the other elliptical surface.
上記光源装置において、発光管は、内径が略1mm乃至2mmの球形状を有する発光領域を備えることが好ましい。 In the light source device, the arc tube preferably includes a light emitting region having a spherical shape with an inner diameter of approximately 1 mm to 2 mm.
このような光源装置によれば、発光管は、内径が略1mm乃至2mmの球形状を有する発光領域内で発光でき、いわゆる点光源に近づくため、発光効率が高く配光性に優れた光束を発光管の外部に放射することができる。 According to such a light source device, the arc tube can emit light in a light emitting region having a spherical shape with an inner diameter of approximately 1 mm to 2 mm, and approaches a so-called point light source, so that a luminous flux with high luminous efficiency and excellent light distribution is obtained. It can radiate outside the arc tube.
上記光源装置において、発光管は、石英、透明サファイア、または透光性セラミックのいずれかにより形成されることが好ましい。 In the light source device, the arc tube is preferably formed of any one of quartz, transparent sapphire, and translucent ceramic.
このような光源装置によれば、発光管が石英、透明サファイア、または透光性セラミックのいずれかにより形成されることで、発光管の光透過率や耐熱性を向上させることができる。 According to such a light source device, since the arc tube is formed of any one of quartz, transparent sapphire, or translucent ceramic, the light transmittance and heat resistance of the arc tube can be improved.
上記光源装置において、発光部は、発光管をリフレクタに固定する支持部を有することが好ましい。 In the light source device, the light emitting unit preferably includes a support unit that fixes the arc tube to the reflector.
このような光源装置によれば、発光部の有する支持部により発光管をリフレクタに固定するため、発光管を所定の位置で安定させて固定できる。これにより、発光した光束をリフレクタの光束反射面で確実に反射できる。また、このような構成により、シンプルな構成でコンパクトな光源装置を実現できる。 According to such a light source device, since the arc tube is fixed to the reflector by the support portion of the light emitting unit, the arc tube can be stably fixed at a predetermined position. Thereby, the emitted light beam can be reliably reflected by the light beam reflecting surface of the reflector. Also, with such a configuration, a compact light source device can be realized with a simple configuration.
上記光源装置において、リフレクタの光束反射面は、マイクロ波を透過し、光束を反射する誘電体多層膜により形成されていることが好ましい。 In the light source device, the light flux reflecting surface of the reflector is preferably formed of a dielectric multilayer film that transmits microwaves and reflects the light flux.
このような光源装置によれば、マイクロ波発生部から放射されたマイクロ波は、リフレクタの光束反射面を透過し、また、発光管から放射された光束は、光束反射面で反射する。従って、このような光束反射面を有する光源装置は、マイクロ波の出力レベルを低下させずに、発光管を発光させることができ、また、発光管から放射された光束を輝度低下させずに反射させることができる。また、誘電体多層膜は、可視光領域の光束を反射させ、赤外領域の光束は透過させることでも良い。 According to such a light source device, the microwave radiated from the microwave generator passes through the light flux reflecting surface of the reflector, and the light flux emitted from the arc tube is reflected by the light flux reflecting surface. Therefore, the light source device having such a light beam reflecting surface can emit light from the arc tube without reducing the output level of the microwave, and can reflect the light beam emitted from the arc tube without reducing the luminance. Can be made. The dielectric multilayer film may reflect a light beam in the visible light region and transmit a light beam in the infrared region.
上記光源装置において、マイクロ波発生部は、高周波信号を出力する固体高周波発振部と、固体高周波発振部から出力された高周波信号をマイクロ波として放射する導波部とを備え、固体高周波発振部は、高周波信号を発生する弾性表面波発振器と、弾性表面波発振器により発生した高周波信号を増幅する増幅器とを備えることが好ましい。 In the light source device, the microwave generation unit includes a solid-state high-frequency oscillation unit that outputs a high-frequency signal, and a waveguide unit that radiates the high-frequency signal output from the solid-state high-frequency oscillation unit as a microwave. It is preferable to include a surface acoustic wave oscillator that generates a high-frequency signal and an amplifier that amplifies the high-frequency signal generated by the surface acoustic wave oscillator.
このような光源装置によれば、固体高周波発振部において、弾性表面波発振器から高周波信号を発生させ、増幅器によって高周波信号を増幅する。そして、導波部において、増幅された高周波信号をマイクロ波として放射する。これにより、マイクロ波によって発光管を発光させることが可能となる。 According to such a light source device, a high-frequency signal is generated from a surface acoustic wave oscillator in a solid-state high-frequency oscillator, and the high-frequency signal is amplified by an amplifier. Then, the amplified high-frequency signal is radiated as a microwave in the waveguide section. As a result, the arc tube can be caused to emit light by the microwave.
上記光源装置において、弾性表面波発振器は弾性表面波共振子を有し、弾性表面波共振子は、ダイヤモンド単結晶層または多結晶ダイヤモンドに近い弾性定数を持つ硬質炭素膜の上に積層された薄膜圧電体層と、薄膜圧電体層の上に形成されたIDT(Interdigital Transducer)電極(櫛形電極)と、IDT電極の上に積層された酸化珪素膜とを備えることが好ましい。 In the light source device, the surface acoustic wave oscillator includes a surface acoustic wave resonator, and the surface acoustic wave resonator is a thin film laminated on a hard carbon film having an elastic constant close to that of a diamond single crystal layer or polycrystalline diamond. It is preferable to include a piezoelectric layer, an IDT (Interdigital Transducer) electrode (comb electrode) formed on the thin film piezoelectric layer, and a silicon oxide film stacked on the IDT electrode.
このような光源装置によれば、弾性表面波共振子を用いてマイクロ波を発生させることが可能になる。また、弾性表面波共振子は、ダイヤモンドを用いた基盤を使用しているので、弾性表面波の伝達速度を高速化することができ、より高い周波数まで発振させることが可能になる。また、他の基板材料と比較して弾性表面波共振子の電極幅を広くすることができるため、耐電力特性を向上させることができる。また、上記積層構造により、温度変動に対する周波数変動を小さくすることができるため、周波数温度特性が向上し、温度変動に起因する弾性表面波発振器の周波数変動を抑制することができ、マイクロ波出力を安定化させることができる。これにより、光源装置は、発光管内で安定して発光物質を発光させることが可能となり、安定した輝度を維持して光束を射出することが可能となる。 According to such a light source device, it is possible to generate microwaves using a surface acoustic wave resonator. Further, since the surface acoustic wave resonator uses a base made of diamond, it is possible to increase the surface acoustic wave transmission speed and to oscillate to a higher frequency. In addition, since the electrode width of the surface acoustic wave resonator can be widened as compared with other substrate materials, the power durability characteristics can be improved. In addition, the laminated structure can reduce the frequency fluctuation with respect to the temperature fluctuation, thereby improving the frequency temperature characteristics, suppressing the frequency fluctuation of the surface acoustic wave oscillator caused by the temperature fluctuation, and reducing the microwave output. Can be stabilized. As a result, the light source device can stably emit the luminescent material in the arc tube, and can emit a light beam while maintaining a stable luminance.
上記光源装置において、マイクロ波の漏洩を防止する遮蔽部を備え、遮蔽部は、マイクロ波発生部と発光部とを収容していることが好ましい。 The light source device preferably includes a shielding unit that prevents leakage of microwaves, and the shielding unit contains a microwave generation unit and a light emitting unit.
このような光源装置によれば、遮断部が、マイクロ波発生部から放射したマイクロ波及び反射器等により反射したマイクロ波が、光源装置から外部へ漏洩することを防止する。これにより、ISM(Industrial Scientific and Medical equipment)帯で使用されているBluetooth(登録商標)、ZigBee(登録商標)、Home RF、WLAN等の無線通信機器および医療機器などを含む電子機器や人体などに対する悪影響を防止することができ、安全な光源装置を提供できる。 According to such a light source device, the blocking unit prevents the microwave radiated from the microwave generation unit and the microwave reflected by the reflector or the like from leaking from the light source device to the outside. As a result, electronic devices such as Bluetooth (registered trademark), ZigBee (registered trademark), Home RF, WLAN, etc. used in the ISM (Industrial Scientific and Medical equipment) band, medical devices, etc. An adverse effect can be prevented and a safe light source device can be provided.
上述した目的を達成するために、本発明のプロジェクタは、上述したいずれかの光源装置と、光源装置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部と、光変調部により形成された光学像を投写する投写部とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, a projector according to the present invention includes any one of the light source devices described above, a light modulation unit that modulates a light beam emitted from the light source device according to image information, and forms an optical image; And a projection unit that projects an optical image formed by the light modulation unit.
このようなプロジェクタによれば、上述したいずれかの光源装置を備え、光源装置から射出された光束を光変調部で画像情報に応じて変調して光学像を形成し、投写部により形成された光学像を投写する。これにより、上述した光源装置の効果を併せ持ったプロジェクタを提供することができる。特に、マイクロ波を用いる光源装置を備えたことにより、従来の放電式ランプを用いる光源装置を備えたプロジェクタと比較して、光源装置の長寿命化を図ることが可能となるプロジェクタを提供することができる。 According to such a projector, the light source device includes any one of the light source devices described above, and a light beam emitted from the light source device is modulated by the light modulation unit according to image information to form an optical image, which is formed by the projection unit. Project an optical image. Thereby, the projector which has the effect of the light source device mentioned above can be provided. In particular, by providing a light source device using microwaves, a projector capable of extending the life of a light source device compared to a projector having a light source device using a conventional discharge lamp is provided. Can do.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
(第1実施形態)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
図1は、本発明の第1実施形態に係る光源装置をプロジェクタに適用した場合のプロジェクタの光学系の構成を示すブロック図である。図1を用いて、プロジェクタ1の光学系5の構成および動作を概略説明する。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an optical system of a projector when the light source device according to the first embodiment of the present invention is applied to the projector. The configuration and operation of the
図1に示すように、プロジェクタ1の光学系5は、光源装置10と、照明光学系60と、光変調部70と、色合成光学系80と、投写部90とを有して構成されている。また、光源装置10は、マイクロ波発生部100と発光部500とを有して構成される。
As shown in FIG. 1, the
マイクロ波発生部100は、マイクロ波を放射する。発光部500は、マイクロ波発生部100から放射されたマイクロ波により発光する。また、照明光学系60は、光源装置10から射出された光束の照度を均一化し、各色光に分離する。光変調部70は、照明光学系60で分離された各色光の光束に対して画像情報に応じて変調して光学像を形成する。色合成光学系80は、照明光学系60で色分離され光変調部70で変調された各色光の光学像を合成する。投写部90は、色合成光学系80で合成された光学像を投写する。なお、光源装置10は、マイクロ波発生部100と発光部500とを後述する遮蔽部としての光源ケース15によりマイクロ波を遮蔽すると共にユニット化して構成される。
The
図2は、光源装置の構成を示す模式図である。図2を用いて、光源装置10の構成を説明する。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of the light source device. The configuration of the
図2に示すように、光源装置10は、マイクロ波発生部100と、発光部500と、マイクロ波発生部100および発光部500を収容する遮蔽部としての光源ケース15とを有して構成される。また、発光部500は、発光管510と反射器520とリフレクタ530と支持部540とを有して構成される。なお、図2に示す発光部500は、概略断面図として示している。
As shown in FIG. 2, the
マイクロ波発生部100は、リフレクタ530の背面側に配置されている。
発光管510は、石英ガラスで形成される。また、発光管510は、略球形状を有し、内部には、マイクロ波により発光する発光物質を充填した内径略1mmの球形状を有する発光領域511が形成される。なお、発光領域511の内径は、略1mm乃至2mm程度であることが適している。また、発光管510は、発光領域511内部に電極を有しない無電極構造である。
The
The
反射器520は、導電性材料である金属部材で形成され、球面形状の曲面を有するマイクロ波反射面521で構成される。そして、反射器520は、マイクロ波の1/4波長以下の口径を有する孔部522が複数形成されている。また、マイクロ波反射面521の球面形状は、発光管510の中心部の領域512が略焦点となるように構成されている。このマイクロ波反射面521は、マイクロ波100aを反射させる。そして、複数の孔部522は、後述するリフレクタ530の光束反射面531で反射した光束500bを通過させる。なお、マイクロ波反射面521の形状は放物面形状の曲面を有していても良い。なお、マイクロ波反射面521の形状は収束性の面では、放物面形状の曲面を有することが好ましいが、製造簡易性の面では、球面形状の曲面を有する方が有利である。
The
リフレクタ530は、石英ガラスで形成され、内面側には、発光管510の外面に相対して、放物面形状の曲面を有する光束反射面531が形成されている。光束反射面531は、マイクロ波を透過し、光束を反射する誘電体多層膜により構成される。また、光束反射面531の放物面形状は、リフレクタ530の内面側に設置される発光管510の中心部の領域512が略焦点となるように形成されている。なお、光束反射面531の形状は球面形状の曲面を有していても良い。
The
ここで、リフレクタ530の開放端領域532の内側には、開放端面を一段窪ませた固定用凹部533が形成されている。この固定用凹部533に、反射器520の開放端領域523が係合することにより、リフレクタ530に反射器520は固定される。
Here, inside the
支持部540は、棒状の石英ガラスで形成され、一端は発光管510を支持固定し、他端はリフレクタ530に支持固定している。これにより、発光管510は、リフレクタ530の内面側に所定の位置で支持され、内面側に突出した形態でリフレクタ530に固定される。
The
なお、本実施形態においては、発光管510の形成材料として石英ガラスを用いているが、透明サファイアや透光性セラミック等の材料を用いても良い。それにより、発光管510の光透過率や耐熱性を向上させることができる。また、発光管510の発光領域511に封入される発光物質として、本実施形態においては、水銀、希ガス及び少量のハロゲンを封入しているが、例えばネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ハロゲン等の希ガスや、これらのガスと共に水銀やナトリウム等の金属や金属化合物等を封入しても良い。
In the present embodiment, quartz glass is used as a material for forming the
光源ケース15は、マイクロ波が光源装置10の外部へ漏洩することにより、人体や周辺の電子機器等に悪影響が起きるのを防止するために設置されている。このため、光源ケース15は、マイクロ波を遮蔽する導電性材料である金属部材を用いて形成されている。
The
また、光源ケース15において、発光部500を構成する反射器520に相対する面側には、略円形状の孔部16が形成されて、孔部16の縁辺は、反射器520の開放端領域523の外面と同様の曲面を有する内面となるように形成されている。これにより、光源ケース15は、孔部16に反射器520の開放端領域523を係合させて反射器520を固定する。従って、光源装置10は、発光部500の反射器520が光源ケース15から突出した形態となる。また、光源ケース15は、マイクロ波発生部100と発光部500とを収容する。本実施形態では、光源ケース15と反射器520とにより、光源装置10からマイクロ波が漏洩することを防止している。
Further, in the
なお、光源ケース15を形成する金属部材は、マイクロ波の波長の1/4波長以下の口径を有するような、網目状に編んだものや複数の孔を有するように形成されていても良い。また、光源ケース15は、マイクロ波を遮蔽する構成をとることができるのであれば、他の部材を用いても良い。
In addition, the metal member forming the
次に、図2を用いて、光源装置10の動作をマイクロ波および光束の進行方向を含めて説明する。
マイクロ波発生部100は、高周波信号を生成しマイクロ波100a(図中の破線矢印で進行方向を示す)として、発光部500を構成する反射器520へ向けて放射する(マイクロ波発生部100の詳細については後述する)。放射されるマイクロ波100aは、略平面波であり、リフレクタ530の光束反射面531を透過し、反射器520に進行する。反射器520に到達したマイクロ波100aは、マイクロ波反射面521により反射される。反射されたマイクロ波100bは、発光管510の中心部の領域512に収束する。中心部の領域512に収束されたマイクロ波100bにより、発光領域511の略中心の領域となる中心部の領域512において、発光領域511に封入される発光物質が励起(及び電離)されプラズマ発光することにより、発光領域511の全体が発光する。
Next, the operation of the
The
発光管510の発光領域511が発光することにより、光束500a(図中の実線矢印で進行方向を示す)が発光管510の外部に放射される。放射された光束500aは、リフレクタ530の光束反射面531に達して反射される。本実施形態では、光束反射面531で反射された光束500bは、照明光軸L(一点鎖線で図示)に略平行な平行光束となる。そして、反射された光束500bは、反射器520に形成された複数の孔部522を通過することで、光源装置10から光束500bが射出される。光源装置10から射出された光束500bは、光学系5を構成する照明光学系60の第1レンズアレイ611に入射する。
When the
なお、マイクロ波発生部100と発光部500とを収容している光源ケース15と、反射器520とにより、マイクロ波発生部100から放射されたマイクロ波100aや、反射器520により反射されたマイクロ波100bや、その他の構成部分で反射されたマイクロ波などが、光源装置10から外部へ漏洩することを防止している。
Note that the
図3は、マイクロ波発生部の概略構成を示すブロック図である。図3を用いて、マイクロ波発生部100の構成及び動作を説明する。
FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of the microwave generator. The configuration and operation of the
図3に示すように、マイクロ波発生部100は、高周波信号を出力する固体高周波発振部110と、固体高周波発振部110から出力された高周波信号をマイクロ波として放射する導波部150とで構成されている。
As shown in FIG. 3, the
固体高周波発振部110は、電源111と、固体高周波発振器200である弾性表面波(Surface Acoustic Wave:SAW)発振器201としてのダイヤモンドSAW発振器202と、増幅器としての第1増幅器112とを有して構成される。導波部150は、アンテナ151と安全器としてのアイソレータ152とを有して構成される。
The solid-state high-
固体高周波発振部110を詳細に説明する。
電源111は、ダイヤモンドSAW発振器202と第1増幅器112とに電力を供給している。本実施形態では、固体高周波発振器200である弾性表面波発振器201としてダイヤモンドSAW発振器202を用いている。そして、ダイヤモンドSAW発振器202の後段は、第1増幅器112の前段に接続されている。そして、ダイヤモンドSAW発振器202から出力された高周波信号は、第1増幅器112で増幅された後に出力される。この第1増幅器112から出力される高周波信号が、固体高周波発振部110から出力される高周波信号となる。本実施形態では、固体高周波発振部110から、発光管510内に封入される発光物質を励起して発光させる高周波出力レベルに増幅された2.45GHz帯の高周波信号を出力する。
The solid high-
The
なお、本実施形態では、弾性表面波発振器201としてダイヤモンドSAW発振器202を用いているため、後述する弾性表面波共振子300としてダイヤモンドSAW共振子310を用いている。
In this embodiment, since the
導波部150を詳細に説明する。
導波部150は、固体高周波発振部110から出力された高周波信号を導波してマイクロ波100aとして放射するものであり、マイクロ波100aを放射させるアンテナ151と反射波対策としてアイソレータ152とを備えている。
The
The
アンテナ151は、本実施形態では、パッチアンテナとして構成されており、単一指向性を有するマイクロ波を放射する平面アンテナとなっている。このアンテナ151により、略平面波としてのマイクロ波100aを放射することができる。
In this embodiment, the
アイソレータ152は、固体高周波発振部110の第1増幅器112の後段で、アンテナ151との間に設置されている。そのため、アンテナ151からマイクロ波100aを放射した結果として、対象物となる反射器520、発光管510及び光源ケース15などからの反射波が固体高周波発振部110に戻ることを阻止し、第1増幅器112などの故障を防止している。
The
図4は、固体高周波発振部を構成する固体高周波発振器の概略構成を示すブロック図である。図4を用いて固体高周波発振器200の構成および動作を説明する。
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of a solid-state high-frequency oscillator constituting the solid-state high-frequency oscillation unit. The configuration and operation of the solid-state high-
固体高周波発振器200(本実施形態では、弾性表面波発振器201としてのダイヤモンドSAW発振器202)は、移相回路210、弾性表面波共振子300としてのダイヤモンドSAW共振子310、第2増幅器220および電力分配器230でループ回路240を構成し、電力分配器230の一方の出力側にバッファ回路250を接続した構成となっている。移相回路210は、電源111から制御電圧を入力してループ回路240の位相を可変させるものである。これら各ブロックは、一定の特性インピーダンス、例えば50ohmに全て整合接続されている。なお、ダイヤモンドSAW共振子310は、第2増幅器220が飽和状態となる入力電圧が供給されるように第2増幅器220の入力側に接続することができる。
A solid-state high-frequency oscillator 200 (in this embodiment, a
これにより、ダイヤモンドSAW共振子310を用いてGHz帯での高周波信号をダイレクト発振させることが可能となる。また、整合を保ったまま第2増幅器220の出力パワーを電力分配器230からバッファ回路250を介して外部に出力することができる。また、この回路構成により、ダイヤモンドSAW共振子310に印加する電力を最小限として連続発振状態を継続することが可能となる。また、移相回路210により、高周波信号に周波数変調をかけることが可能となり、発光管510に対して、マイクロ波周波数を可変・調整することが可能になる。なお、本実施形態では、ダイヤモンドSAW共振子310は、2.45GHz帯の高周波信号を出力する。また、移相回路210は用いなくても良く、その場合には、固体高周波発振器200はダイヤモンドSAW共振子310の特性により一意的に決まる周波数で発振する固定発振器となる。
As a result, a high-frequency signal in the GHz band can be directly oscillated using the
図5は、弾性表面波共振子の概略構成を示す断面図である。図5を用いて、弾性表面波共振子300の構造および製造方法を説明する。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the surface acoustic wave resonator. The structure and manufacturing method of the surface
図5に示すように、本実施形態では、弾性表面波共振子300としてダイヤモンドSAW共振子310を用いている。ダイヤモンドSAW共振子310は、珪素基板311をベースとして、上面にダイヤモンド単結晶層312が積層される。そして、ダイヤモンド単結晶層312の上面には、薄膜圧電体層313(本実施形態では、酸化亜鉛(ZnO)の薄膜)が積層される。そして、この薄膜圧電体層313の上面には、弾性表面波を励振するIDT電極314が設けられると共に、弾性表面波を反射する反射器電極(図示省略)が設けられている。また、IDT電極314は、互いにかみ合うように配置された1組の櫛形電極で構成されている。そして、IDT電極314、反射器電極および薄膜圧電体層313の上面には、酸化珪素膜315が積層されている。酸化珪素膜315は、動作周波数の温度依存性が、薄膜圧電体層313、IDT電極314、ダイヤモンド単結晶層312と反対の特性を示すことから動作周波数の温度特性改善のために積層している。
As shown in FIG. 5, in this embodiment, a
なお、ダイヤモンド単結晶層312は、気相合成法により形成される。これ以外に、多結晶ダイヤモンドに近い弾性定数を持つ硬質炭素膜を用いることもできる。また、薄膜圧電体層313は、ZnO以外に、AlN、Pb(Zr,Ti)O2等をスパッタ法や気相合成法などにより形成することができる。
The diamond
上述したように、弾性表面波共振子300としてのダイヤモンドSAW共振子310は、積層構造をしており、半導体製造における微細加工技術を利用して製造されチップ化されている。また、チップ化された弾性表面波共振子300やその他素子を実装し、固体高周波発振器200を有する固体高周波発振部110が形成され製造される。従って、固体高周波発振部110はサイズが小型なものとなる。
As described above, the
図6は、ダイヤモンドSAW発振器から出力される信号の周波数と強度との関係を示す模式図である。ここで図6の横軸は周波数を示し、縦軸は強度を示している。 FIG. 6 is a schematic diagram showing the relationship between the frequency and intensity of a signal output from the diamond SAW oscillator. Here, the horizontal axis of FIG. 6 indicates the frequency, and the vertical axis indicates the intensity.
上述したダイヤモンドSAW共振子310の構成により、図6に示すように、ダイヤモンドSAW発振器202から出力される信号は、特定周波数f1の高周波信号(GHz帯)のみを出力する。また、急峻なダイレクト発振ができる。本実施形態では、特定周波数f1は、2.45GHz帯の高周波信号を出力する。
With the configuration of the
図7は、プロジェクタの回路ブロック図である。図7を用いて、プロジェクタ1の回路構成と動作を説明する。
FIG. 7 is a circuit block diagram of the projector. The circuit configuration and operation of the
プロジェクタ1は、制御部800、信号変換部810、画像処理部820、液晶パネル駆動部830、操作受付け部840、電源部850、記憶部860およびファン駆動部870などを有して構成される。また、各部は、バスBにより互いに接続されている。そして、光学系5として、光源装置10(マイクロ波発生部100、発光部500)、光変調部70および投写部90などが構成される。
The
各部の動作を説明する。
信号変換部810は、プロジェクタ1の本体外面に設置される画像入力端子815と接続されている。そして、画像入力端子815に接続された外部の画像信号供給装置(図示省略)から供給される例えばアナログ画像信号を受取る。なお、アナログ画像信号として、例えば、パーソナルコンピュータから出力されたコンピュータ画像を表すRGB信号や、ビデオレコーダやテレビジョン受像機から出力された動画を表すコンポジット画像信号などの画像信号が、画像入力端子815に供給される。そして、信号変換部810は、画像入力端子815から入力したアナログ画像信号をAD変換して、デジタル画像信号として画像処理部820に出力する。
The operation of each part will be described.
The
画像処理部820は、入力したデジタル画像信号を後述する光変調部70を構成する液晶パネル71(図8に図示)で表示するのに適した信号とするために、画像データを画像メモリ(図示省略)に書き込み、所定の条件で読み出すなどの画像処理を施した後、再度アナログ画像信号に変換して画像信号として液晶パネル駆動部830に出力する。また、画像処理とは、画像信号で表される画像を拡大および縮小することにより液晶パネル71の持つ解像度に合わせるスケーリング処理や、画像信号の有する階調値を液晶パネル71で表示するのに適した階調値に変換するγ補正処理などが含まれる。なお、このような画像処理部820によるスケーリング処理およびγ補正処理などの画像処理は、記憶部860に記憶されている画像処理手順を規定したファームウエアを実行することにより行われる。
The
液晶パネル駆動部830は、画像処理部820から出力した画像信号と、画像信号に基づく駆動電圧などを液晶パネル71に供給し駆動する。
制御部800は、CPU(Central Processing Unit)であり、バスBを介して、各部と信号の送受信を行い、プロジェクタ1の動作を統括制御する。
The liquid crystal
The
記憶部860は、例えば、プロジェクタ1を起動させる場合の処理の手順と内容を指示する起動プログラムなど、プロジェクタ1の動作を指示および制御するための様々な制御プログラムや、ファームウエア、および付随するデータが記憶されている。
The
操作受付け部840は、プロジェクタ1の本体外面に設置される操作部841またはリモコン842に対し、使用者が操作を行うと、その操作入力を受付け、各種動作のトリガとなる操作信号を制御部800に出力する。
When the user performs an operation on the
ファン駆動部870は、制御部800からのファン駆動コマンドに従い、駆動回路(図示省略)によりファン875を駆動(回転)させる。また、ファン875は、プロジェクタ1の内部に複数設置され、回転することにより、プロジェクタ1の外部から外気を吸気して、空気の流れを起し、発光部500、光変調部70および電源部850などで発生する熱を放熱させて、温まった空気をプロジェクタ1の外部に排気することにより発熱する各部を冷却している。
The
電源部850は、外部電源880からの交流電力をプラグから導き、内蔵するAC/DC変換部(いずれも図示省略)で変圧、整流および平滑などの処理を行い、安定化させた直流電圧をプロジェクタ1の各部に供給する。
The
光源装置10のマイクロ波発生部100は、制御部800からの制御コマンドに従い、発光部500を発光(点灯)および非発光(消灯)を行う。
The
図8は、図1に示したプロジェクタの光学系における構成部の構造を示す模式図である。図8を用いて、プロジェクタ1の光学系5の構造および動作を説明する。
FIG. 8 is a schematic diagram showing the structure of the components in the optical system of the projector shown in FIG. The structure and operation of the
光学系5は、図1で記述したように、光源装置10と照明光学系60と光変調部70と色合成光学系80と投写部90とから構成される。そして、光源装置10から射出された光束を光変調部70で画像情報に応じて変調して光学像を形成し、投写部90を介して、形成した光学像をスクリーンS(図7に図示)上に投写するものである。
As described in FIG. 1, the
なお、光源装置10は、図2を用いて説明したように、マイクロ波発生部100の駆動により、マイクロ波100aが、発光部500の発光管510の内部に封入する発光物質を励起し発光させ、発光管510から放射された光束500aをリフレクタ530の光束反射面531で照明光軸Lに略平行な平行光束500bとして反射させ、光源装置10から光束500bを射出させる。
As described with reference to FIG. 2, in the
次に、光源装置10から光束500bが射出された以降の光学系5の構成および動作を説明する。
光学系5は、図8に示すように、光源装置10に加えて、照明光学系60と、光変調部70と、色合成光学系80と、投写部90を構成する投写レンズ91とから構成される。また、照明光学系60は、インテグレータ照明光学系61、色分離光学系62およびリレー光学系63から構成される。
Next, the configuration and operation of the
As shown in FIG. 8, the
また、光学部品用筐体65により、光源装置10と照明光学系60と光変調部70と色合成光学系80とを構成する各部品が収容され、一体にユニット化されている。なお、本実施形態での光学系5を構成する照明光学系60は、使用する光学系により、適宜変更や省略など行うことができる。
Further, the
照明光学系60を構成するインテグレータ照明光学系61は、光源装置10から射出された光束を照明光軸L(一点鎖線で図示)に直交する面内における照度を均一にするための光学系である。このインテグレータ照明光学系61は、光源装置10、第1レンズアレイ611、第2レンズアレイ612、偏光変換素子613、および重畳レンズ614を備えて構成される。
The integrator illumination
第1レンズアレイ611は、照明光軸L方向から見て略矩形形状の輪郭を有する小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。各小レンズは、光源装置10から射出された光束を部分光束に分割し、照明光軸Lに沿った方向に射出する。
第2レンズアレイ612は、第1レンズアレイ611と略同様の構成であり、小レンズがマトリクス状に配列された構成を有する。この第2レンズアレイ612は、重畳レンズ614とともに、第1レンズアレイ611の各小レンズの像を後述する液晶パネル71上に結像させる機能を有する。
The
The
偏光変換素子613は、第1レンズアレイ611および第2レンズアレイ612により分割された各部分光束の偏光方向を略一方向の偏光光束に変換する(揃える)光学素子である。本実施形態での偏光変換素子613は、照明光軸Lに対して傾斜配置される偏光分離膜(図示省略)および反射膜(図示省略)を交互に配列した構成を備えている。偏光分離膜は、各部分光束に含まれるP偏光光束および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、反射膜によって曲折され、一方の偏光光束の射出方向、すなわち照明光軸Lに沿った方向に射出される。射出された偏光光束は、偏光変換素子613の光束射出面(図示省略)に配設される位相差板(図示省略)によって偏光変換され、ほぼ全ての偏光光束の偏光方向が一方向の偏光光束として揃えられる。
The
偏光光束を変調するタイプの液晶パネル71を用いたプロジェクタ1では、一方向の偏光光束しか利用できないため、ランダムな方向の偏光光束を放射する発光管510からの光束の略半分が利用されない。このため、偏光変換素子613を用いることにより、発光管510から放射され光源装置10から射出された光束を略一方向の偏光光束に変換することにより、光変調部70における光の利用効率を高めている。
In the
重畳レンズ614は、偏光変換素子613によって略一方向の偏光光束に変換された複数の部分光束を集光して光変調部70の後述する3つの液晶パネル71の画像形成領域上に重畳させる光学素子である。この重畳レンズ614から射出された光束は、色分離光学系62に射出される。
The superimposing
色分離光学系62は、2枚のダイクロイックミラー621,622と、反射ミラー623とを備える。インテグレータ照明光学系61から射出された複数の部分光束は、2枚のダイクロイックミラー621,622により赤(R)、緑(G)、青(B)の3色の色光に分離される。
The color separation
リレー光学系63は、入射側レンズ631と、一対のリレーレンズ633と、反射ミラー632,635とを備えている。このリレー光学系63は、本実施形態では、色分離光学系62で分離された色光である青色光を光変調部70の後述する青色光用の液晶パネル71Bまで導く機能を有している。
The relay
この際、色分離光学系62のダイクロイックミラー621では、インテグレータ照明光学系61から射出された光束のうち、緑色光成分と青色光成分とを透過し、赤色光成分は反射する。ダイクロイックミラー621によって反射した赤色光は、反射ミラー623で反射し、フィールドレンズ619を通って、赤色光用の液晶パネル71Rに到達する。このフィールドレンズ619は、第2レンズアレイ612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。青色光および緑色光用の液晶パネル71B,71Gの光入射側に設けられたフィールドレンズ619も同様である。
At this time, the
また、ダイクロイックミラー621を透過した青色光と緑色光のうち、緑色光は、ダイクロイックミラー622によって反射し、フィールドレンズ619を通って、緑色光用の液晶パネル71Gに到達する。一方、青色光は、ダイクロイックミラー622を透過してリレー光学系63を通り、さらにフィールドレンズ619を通って、青色光用の液晶パネル71Bに到達する。なお、青色光にリレー光学系63が用いられているのは、青色光の光路の長さが他の色光の光路の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631に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ619に伝えるためである。なお、リレー光学系63には、3つの色光のうちの青色光を通す構成としたが、これに限らず、例えば、赤色光を通す構成としても良い。
Of the blue light and green light transmitted through the
光変調部70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。この光変調部70は、色分離光学系62で分離された各色光が入射される3つの入射偏光板72(赤色光用を赤色光入射偏光板72R、緑色光用を緑色光入射偏光板72G、青色光用を青色光入射偏光板72Bとする)を備える。また、各入射偏光板72の後段に設置される光変調装置としての3つの液晶パネル71(赤色光用を赤色光液晶パネル71R、緑色光用を緑色光液晶パネル71G、青色光用を青色光液晶パネル71Bとする)を備える。また、各液晶パネル71の後段に設置される3つの射出偏光板73(赤色光用を赤色光射出偏光板73R、緑色光用を緑色光射出偏光板73G、青色光用を青色光射出偏光板73Bとする)とを備える。
The
液晶パネル71(71R,71G,71B)は、例えば、ポリシリコンTFT(Thin Film Transistor)をスイッチング素子として用いたものであり、対向配置される一対の透明基板内に液晶が密封封入されている。そして、この液晶パネル71は、入射偏光板72を介して入射する光束を画像情報に応じて変調して射出する。
The liquid crystal panel 71 (71R, 71G, 71B) uses, for example, a polysilicon TFT (Thin Film Transistor) as a switching element, and the liquid crystal is hermetically sealed in a pair of opposed transparent substrates. The
入射偏光板72は、色分離光学系62で分離された各色光のうち、一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り、サファイアガラス等の基板に偏光膜が貼付されたものである。また、射出偏光板73も、入射偏光板72と略同様に構成され、液晶パネル71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り、透過させる偏光光束の偏光軸は、入射偏光板72において透過させる偏光光束の偏光軸に対して直交するように設定されている。
The
色合成光学系80は、1つのクロスダイクロイックプリズム81を備える。クロスダイクロイックプリズム81は、射出偏光板73から射出された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光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム81は、4つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなしている。そして、直角プリズム同士を貼り合わせた略X字状の界面には、界面に沿って誘電体多層膜が形成されている。略X字状の一方の誘電体多層膜は、赤色光を反射するものであり、他方の誘電体多層膜は、青色光を反射するものであり、赤色光及び青色光は対応する誘電体多層膜によって反射され曲折される。また、緑色光は双方の誘電体多層膜を透過する。
The color synthesis
これにより、赤色光及び青色光の進行方向を緑色光の進行方向に揃えることができ、3つの色光が合成される。クロスダイクロイックプリズム81によって合成された色光は、投写部90を構成する投写レンズ91の方向に射出される。そして、クロスダイクロイックプリズム81から射出された映像光は、投写レンズ91により、スクリーンS上に投写される。
Thereby, the traveling direction of red light and blue light can be aligned with the traveling direction of green light, and three color lights are synthesized. The color light synthesized by the cross
なお、上述した液晶パネル71(71R,71G,71B)、射出偏光板73(73R,73G,73B)およびクロスダイクロイックプリズム81は、一体となるようにユニット化されている。
The liquid crystal panel 71 (71R, 71G, 71B), the exit polarizing plate 73 (73R, 73G, 73B), and the cross
上述した、第1実施形態によれば以下の効果が得られる。
(1)本実施形態の光源装置10によれば、リフレクタ530の背面側に配置されたマイクロ波発生部100から放射されたマイクロ波100aを、発光部500において、リフレクタ530の開放端領域532の内側に形成された固定用凹部533に固定される反射器520のマイクロ波反射面521によって反射させる。そして、反射したマイクロ波100bを発光管510の発光領域511となる中心部の領域512に収束することにより、発光物質を励起させ発光させ、光束500aを放射させる。
このように、電極を用いずにマイクロ波100aを用いて発光管510を発光させ、光束500aを放射させることから、放電式ランプのような電極を用いた光源装置で発生していた電極の消耗や変形がなくなる。従って、放電式ランプを用いた光源装置に比べ、光源装置10の長寿命化を図ることが可能となる。また、従来の放電式ランプを用いる光源装置を備えたプロジェクタと比較して、本発明の光源装置10を用いることにより、長寿命化を図ることが可能なプロジェクタ1を提供することができる。また、電極を用いないため、アークジャンプがなくなり、光源装置10を用いたプロジェクタ1は、スクリーンS上での投写映像にチラツキもなくなり、投写映像の品質を向上できる。
According to the first embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) According to the
In this way, the
(2)本実施形態の光源装置10によれば、マイクロ波100aを放射するマイクロ波発生部100をリフレクタ530の背面側に配置させ、また、マイクロ波100aを反射させるマイクロ波反射面521を有する反射器520をリフレクタ530の開放端領域532の内側に形成された固定用凹部533に支持して固定している。このような構成により、光源装置10をコンパクトに構成できる。従って、このような光源装置10を用いるプロジェクタ1は、小型化が可能となる。
(2) According to the
(3)本実施形態の光源装置10によれば、反射器520の有するマイクロ波反射面521は導電性材料である金属部材を用いて、且つ孔部522を複数有して構成されている。従って、マイクロ波反射面521において、マイクロ波発生部100から放射されたマイクロ波100aを漏らすことなく確実に反射させることができ、リフレクタ530の光束反射面531で反射した光束500bを孔部522を介して通過させることができる。
(3) According to the
(4)本実施形態の光源装置10によれば、マイクロ波発生部100から放射されるマイクロ波100aは、略平面波であり、また、マイクロ波反射面521は、球面形状(または放物面形状でも良い)の曲面を有している。これにより、略平面波としてマイクロ波100aが放射される場合、マイクロ波100aを発散させることなくマイクロ波反射面521で反射させ、反射したマイクロ波100bを発光管510の中心部の領域512に効率的に収束させることができる。それにより、発光管510の発光領域511に封入される発光物質を効率的に、且つ均一に励起させ発光させることができる。このような光源装置10を用いたプロジェクタ1は、スクリーンS上での投写映像に輝度ムラがなくなり、投写映像の品質を向上できる。
(4) According to the
(5)本実施形態の光源装置10によれば、発光管510の内径が略1mmの球形状を有する発光領域511を備えて、発光領域511内で発光する。従って、発光管510がいわゆる点光源に近づくため、発光効率が高く配光性に優れた光束500aを発光管510の外部に放射することができる。
(5) According to the
(6)本実施形態の光源装置10によれば、発光部500は、支持部540を有して発光管510をリフレクタ530に支持固定している。これにより、発光管510を安定させてリフレクタ530に支持固定できる発光部500となる。このような構成により、シンプルな構成でコンパクトな光源装置10を実現できる。また、このような光源装置10を用いるプロジェクタ1は、小型化が可能となる。
(6) According to the
(7)本実施形態の光源装置10によれば、リフレクタ530の光束反射面531は、マイクロ波100aを透過し、光束500aを反射する誘電体多層膜により形成される。それにより、リフレクタ530の背面に配置されるマイクロ波発生部100からのマイクロ波100aを透過させ、発光管510から放射された光束500aを光束反射面531で反射する。従って、このような光束反射面531を有する光源装置10は、マイクロ波100aの出力レベルを低下させずに、発光管510を発光させることができ、また、発光管510から放射された光束500aを輝度低下させずに反射させることができる。
(7) According to the
(8)本実施形態の光源装置10によれば、遮蔽部としての光源ケース15は、マイクロ波発生部100と発光部500とを収容している。そして、光源ケース15と反射器520とは、マイクロ波発生部100から発生したマイクロ波100aおよび反射器520のマイクロ波反射面521等により反射したマイクロ波100bなどを、光源装置10の外部へ漏洩するのを防止している。これにより、ISM(Industrial Scientific and Medical equipment)帯で使用されているBluetooth(登録商標)、ZigBee(登録商標)、Home RF、WLAN等の無線通信機器および医療機器などを含む電子機器や人体などに対する悪影響を防止することができ、安全な光源装置10を提供できる。また、このような光源装置10を用いることで安全なプロジェクタ1を提供できる。
(8) According to the
(9)本実施形態の光源装置10によれば、弾性表面波共振子300は、ダイヤモンド単結晶層312(または、多結晶ダイヤモンドに近い弾性定数を持つ硬質炭素膜の上に積層された薄膜圧電体層)、薄膜圧電体層313、IDT電極314及び酸化珪素膜315の積層構造となっている。これにより、弾性表面波の伝達速度を高速化することができ、より高い周波数まで発振させることが可能となる。そして、他の基板材料と比較して弾性表面波共振子300の電極幅を広くすることができるため、耐電力特性を向上させることができる。
(9) According to the
また、弾性表面波共振子300の積層構造により、温度変動に対する周波数変動を小さくすることができるため、周波数温度特性が向上する。そして、温度変動に起因する弾性表面波発振器201の周波数変動を抑制することができ、マイクロ波出力を安定化させることができる。これにより、発光管510内で安定して発光物質を発光させることが可能な光源装置10となる。従って、このような光源装置10を用いるプロジェクタ1は、安定した輝度を維持して投写することが可能となる。
Further, the frequency variation with respect to the temperature variation can be reduced by the laminated structure of the surface
(10)本実施形態のプロジェクタ1によれば、ダイヤモンドSAW共振子310は、積層構造をしており、半導体製造における微細加工技術を利用して製造されているため、共振子毎の共振周波数のバラツキが無くなる。また、ダイヤモンドSAW共振子310は、移相回路210から信号を入力すると直ちに基板に弾性表面波を励起して、この弾性表面波の周波数に応じた高周波信号(本実施形態では2.45GHz帯)を出力する。よって、弾性表面波共振子300を備えた固体高周波発振部110から、電源投入すると直ちに高周波信号を出力することができるため、直ちに導波部150のアンテナ151からマイクロ波100aを放射でき、直ちに発光管510を発光させることができる。従って、プロジェクタ1は、電源投入すると、発光管510が直ちに発光し、光変調部70で形成された光学像を直ちに投写することができる。従来の高圧水銀ランプなどの放電ランプを用いた場合には、プロジェクタの電源を投入しても、放電ランプの特性上、徐々に発光して輝度が上がるため、所定の輝度に達するまでには、数分かかっていた。しかし、本発明のマイクロ波を用いたプロジェクタ1においては、プロジェクタ1の電源を投入すると、直ちに所定の輝度となる発光を行うことができるため、待つことなくプロジェクタ1を使用でき、プロジェクタ1の利便性が向上する。
(10) According to the
また、従来の高圧水銀ランプなどの放電ランプを用いるプロジェクタの場合、放電ランプを発光させるために、電源となるバラスト等が必要であり、例えば300W程度の電力を供給するには、プロジェクタ1の電源部850と略同等の大きさ(体積)が必要なため、プロジェクタの小型化のネックとなっていた。これに対し、本発明のプロジェクタ1によれば、固体高周波発振部110ではバラストが不要となるため、プロジェクタ1の小型化が図れる。
(第2実施形態)
Further, in the case of a projector using a conventional discharge lamp such as a high-pressure mercury lamp, a ballast or the like serving as a power source is necessary to cause the discharge lamp to emit light. For example, in order to supply power of about 300 W, the power source of the
(Second Embodiment)
図9は、本発明の第2実施形態に係る光源装置の構成を示す模式図である。図9を用いて、光源装置11の構成および動作を説明する。
FIG. 9 is a schematic diagram showing a configuration of a light source device according to the second embodiment of the present invention. The configuration and operation of the
最初に、図9および図2を用いて、本発明の第2実施形態(本実施形態)での光源装置11と、前述した第1実施形態での光源装置10との異なるところを説明する。
本実施形態が、第1実施形態と異なるところは、第1実施形態での光源装置10を構成するマイクロ波発生部100から放射されるマイクロ波100aが略平面波であるのに対して、本実施形態での光源装置11を構成するマイクロ波発生部101から放射されるマイクロ波101aは、略球面波であり、いわゆる球面波を用いるところである。本実施形態でのマイクロ波発生部101を構成する導波部のアンテナは、無指向性のダイポールアンテナ(図示省略)を用いている。
First, the difference between the
The present embodiment differs from the first embodiment in that the
他の異なるところは、第1実施形態での光源装置10を構成する発光部500の反射器520は、略平面波となるマイクロ波100aを反射させるために、球面形状(または放物面形状)の曲面を有するマイクロ波反射面521を有しているのに対して、本実施形態での光源装置11を構成する発光部501の反射器550は、球面波のマイクロ波101aを反射させるために、楕円面形状の曲面を有するマイクロ波反射面551を有しているところである。上述した点が第1実施形態と異なるところであり、その他の構成は、第1実施形態と同様となる。なお、第1実施形態と同様の構成部に付いては、第1実施形態と同様の符号を付記している。また、この場合、マイクロ波101aを放射する仮想放射中心点を楕円面形状の曲面を有するマイクロ波反射面551の一方の焦点とし、発光管510の中心をもう一方のマイクロ波反射面551の焦点とすることが好ましい。
Another difference is that the
なお、リフレクタ530の開放端領域532の内側には、第1実施形態と同様に、開放端面を一段窪ませた固定用凹部533が形成され、この固定用凹部533に、反射器550の開放端領域553が係合することにより、リフレクタ530に反射器550は固定される。また、光源ケース15において、発光部501を構成する反射器550に相対する面側には、略円形状の孔部16が形成されて、孔部16の縁辺は、反射器550の開放端領域553の外面と同様の曲面を有する内面となるように形成されている。これにより、光源ケース15は、孔部16に反射器550の開放端領域553を係合させて反射器550を固定している。
As in the first embodiment, a fixing
次に、図9を用いて、光源装置11の動作をマイクロ波および光束の進行方向を含めて説明する。
マイクロ波発生部101から放射された球面波のマイクロ波101a(図中の破線矢印で進行方向を示す)は、発光部501に入射してリフレクタ530の光束反射面531を透過し、反射器550に進行する。反射器550に到達したマイクロ波101aは、楕円面形状の曲面を有するマイクロ波反射面551により反射される。反射されたマイクロ波101bは、発光管510の中心部の領域512に収束する。中心部の領域512に収束されたマイクロ波101bにより、発光領域511の略中心の領域となる中心部の領域512において、発光領域511に封入される発光物質が励起(及び電離)されプラズマ発光することにより、発光領域511の全体が発光する。
Next, the operation of the
A
発光管510の発光領域511が発光することにより、光束501a(図中の実線矢印で進行方向を示す)が発光管510の外部に放射される。放射された光束501aは、リフレクタ530の放物面形状を有する光束反射面531に達して反射される。本実施形態でも、第1実施形態と同様に、光束反射面531で反射された光束501bは、照明光軸L(一点鎖線で図示)に略平行な平行光束となる。そして、反射された光束501bは、反射器550に形成された複数の孔部552を通過することで、光源装置11から光束501bが射出される。光源装置11から射出された光束501bは、光学系5を構成する照明光学系60の第1レンズアレイ611に入射する。
When the
上述した、第2実施形態によれば以下の効果が得られる。
(1)本実施形態の光源装置11によれば、マイクロ波発生部101のアンテナに無指向性のダイポールアンテナなどを用いて、球面波のマイクロ波101aを放射する場合であっても、楕円面形状の曲面を有するマイクロ波反射面551を有する反射器550の構成により、マイクロ波101aの出力を低下することなく、効率的にマイクロ波101aを反射させることができる。また、反射したマイクロ波101bを発光管510の中心部の領域512に効率的に収束させることができる。それにより、発光管510の発光領域511に封入される発光物質を効率的に、且つ均一に励起させ発光させることができる。このような光源装置11を用いたプロジェクタ1は、スクリーンS上での投写映像に輝度ムラがなくなり、投写映像の品質を向上できる。
According to the second embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) According to the
(2)本実施形態の光源装置11によれば、リフレクタ530の背面側に配置されたマイクロ波発生部101から放射されたマイクロ波101aを、発光部501において、リフレクタ530の開放端領域532の内側に形成された固定用凹部533に固定される反射器550のマイクロ波反射面551によって反射させる。そして、反射したマイクロ波101bを発光管510の発光領域511となる中心部の領域512に収束することにより、発光物質を励起させ発光させ、光束501aを放射させる。
このように、電極を用いずにマイクロ波101aを用いて発光管510を発光させ、光束501aを放射させることから、放電式ランプのような電極を用いた光源装置で発生していた電極の消耗や変形がなくなる。従って、放電式ランプを用いた光源装置に比べ、光源装置11の長寿命化を図ることが可能となる。また、従来の放電式ランプを用いる光源装置を備えたプロジェクタと比較して、本発明の光源装置11を用いることにより、長寿命化を図ることが可能なプロジェクタ1を提供することができる。また、電極を用いないため、アークジャンプがなくなり、光源装置11を用いたプロジェクタ1は、スクリーンS上での投写映像にチラツキもなくなり、投写映像の品質を向上できる。
(2) According to the
In this way, the
(3)本実施形態の光源装置11によれば、マイクロ波101aを放射するマイクロ波発生部101をリフレクタ530の背面側に配置させ、また、マイクロ波101aを反射させるマイクロ波反射面551を有する反射器550をリフレクタ530の開放端領域532の内側に形成された固定用凹部533に支持して固定している。このような構成により、光源装置11をコンパクトに構成できる。従って、このような光源装置11を用いるプロジェクタ1は、小型化が可能となる。
(3) According to the
(4)本実施形態の光源装置11によれば、反射器550の有するマイクロ波反射面551は導電性材料である金属部材を用いて、且つ孔部552を複数有して構成されている。従って、マイクロ波反射面551において、マイクロ波発生部101から放射されたマイクロ波101aを漏らすことなく確実に反射させることができ、リフレクタ530の光束反射面531で反射した光束501bを孔部552を介して通過させることができる。
(4) According to the
(5)本実施形態の光源装置11によれば、発光管510の内径が略1mmの球形状を有する発光領域511を備えて、発光領域511内で発光する。従って、発光管510がいわゆる点光源に近づくため、発光効率が高く配光性に優れた光束501aを発光管510の外部に放射することができる。
(5) According to the
(6)本実施形態の光源装置11によれば、発光部501は、支持部540を有して発光管510をリフレクタ530に支持固定している。これにより、発光管510を安定させてリフレクタ530に支持固定できる発光部501となる。このような構成により、シンプルな構成でコンパクトな光源装置11を実現できる。また、このような光源装置11を用いるプロジェクタ1は、小型化が可能となる。
(6) According to the
(7)本実施形態の光源装置11によれば、リフレクタ530の光束反射面531は、マイクロ波101aを透過し、光束501aを反射する誘電体多層膜により形成される。それにより、リフレクタ530の背面に配置されるマイクロ波発生部101からのマイクロ波101aを透過させ、発光管510から放射された光束501aを光束反射面531で反射する。従って、このような光束反射面531を有する光源装置11は、マイクロ波101aの出力レベルを低下させずに、発光管510を発光させることができ、また、発光管510から放射された光束501aを輝度低下させずに反射させることができる。
(7) According to the
(8)本実施形態の光源装置11によれば、遮蔽部としての光源ケース15は、マイクロ波発生部101と発光部501とを収容している。そして、光源ケース15と反射器550とは、マイクロ波発生部101から発生したマイクロ波101aおよび反射器550のマイクロ波反射面551等により反射したマイクロ波101bなどを、光源装置11の外部へ漏洩するのを防止している。これにより、ISM帯で使用されているBluetooth(登録商標)、ZigBee(登録商標)、Home RF、WLAN等の無線通信機器および医療機器などを含む電子機器や人体などに対する悪影響を防止することができ、安全な光源装置11を提供できる。また、このような光源装置11を用いることで安全なプロジェクタ1を提供できる。
(8) According to the
(9)本実施形態の光源装置11によれば、第1実施形態での効果(9)、(10)と同様の効果が得られる。
(第3実施形態)
(9) According to the
(Third embodiment)
図10は、本発明の第3実施形態に係る光源装置の構成を示す模式図である。図10を用いて、光源装置12の構成および動作を説明する。
FIG. 10 is a schematic diagram showing a configuration of a light source device according to the third embodiment of the present invention. The configuration and operation of the
最初に、図10および図2を用いて、本発明の第3実施形態(本実施形態)での光源装置12と、前述した第1実施形態での光源装置10との異なるところを説明する。
本実施形態が、第1実施形態と異なるところは、第1実施形態での光源装置10を構成する発光部500のリフレクタ530の光束反射面531は、放物面形状の曲面を有しているが、本実施形態での光源装置12を構成する発光部502のリフレクタ560の光束反射面561は、楕円面形状の曲面を有しているところである。
First, the difference between the
The present embodiment is different from the first embodiment in that the light
また、異なるところは、第1実施形態において、光束反射面531で反射され、光源装置10から射出された光束500bは、光学系5を構成する照明光学系60の第1レンズアレイ611に入射していたが、本実施形態においては、光束反射面561で反射され、光源装置12から射出される光束502bは、光学系5を構成する照明光学系60の第1レンズアレイ611に入射する前に、凹面形状を有する凹面レンズ615に入射することである。上述した点が第1実施形態と異なるところであり、その他の構成は、第1実施形態と同様となる。なお、第1実施形態と同様の構成部に付いては、第1実施形態と同様の符号を付記している。
Further, the difference is that in the first embodiment, the
なお、リフレクタ560の開放端領域562の内側には、開放端面を一段窪ませた固定用凹部563が形成され、この固定用凹部563に、反射器520の開放端領域523が係合することにより、リフレクタ560に反射器520は固定される。また、光源ケース15において、発光部502を構成する反射器520に相対する面側には、略円形状の孔部16が形成されて、孔部16の縁辺は、反射器520の開放端領域523の外面と同様の曲面を有する内面となるように形成されている。これにより、光源ケース15は、孔部16に反射器520の開放端領域523を係合させて反射器520を固定している。
A fixing
次に、図10を用いて、光源装置12の動作をマイクロ波および光束の進行方向を含めて説明する。
マイクロ波発生部100から放射された略平行波のマイクロ波100a(図中の破線矢印で進行方向を示す)は、発光部502に入射してリフレクタ560の光束反射面561を透過し、反射器520に進行する。反射器520に到達したマイクロ波100aは、球面形状(または放物面形状)の曲面を有するマイクロ波反射面521により反射される。反射されたマイクロ波100bは、発光管510の中心部の領域512に収束する。中心部の領域512に収束されたマイクロ波100bにより、発光領域511の略中心の領域となる中心部の領域512において、発光領域511に封入される発光物質が励起(及び電離)されプラズマ発光することにより、発光領域511の全体が発光する。
Next, the operation of the
A substantially
発光管510の発光領域511が発光することにより、光束502a(図中の実線矢印で進行方向を示す)が発光管510の外部に放射される。放射された光束502aは、リフレクタ560の光束反射面561に達して反射される。本実施形態では、第1実施形態と異なり、光束反射面561で反射された光束502bは、照明光軸L(一点鎖線で図示)に平行な光束とはならず、照明光軸Lに収束するように所定の角度で一定の方向に反射される。そして、反射された光束502bは、反射器520に形成された複数の孔部522を通過することで、光源装置12から光束502bが射出される。
When the
光源装置12から射出された光束502bは、光学系5を構成する照明光学系60の凹面レンズ615に入射する。なお、凹面レンズ615に入射した光束502bは、照明光軸Lに平行な平行光束として射出され、第1実施形態での第1レンズアレイ611に比べて平面サイズが小さい第1レンズアレイ611Aに入射する。それ以降の光束の進行は、第1実施形態と同様のため省略する。
The
上述した、第3実施形態によれば以下の効果が得られる。
(1)本実施形態の光源装置12によれば、発光管510で発光し放射された光束502aを楕円面形状の曲面を有する光束反射面561で所定の角度で反射する。反射された光束502bは、凹面レンズ615に入射して、略平行光束として第1レンズアレイ611Aに入射する。このような構成にすることにより、光源装置12としてのサイズは、第1実施形態の光源装置10と略同様であるが、凹面レンズ615を含め、それ以降の光学系5を構成する光学素子のサイズを第1実施形態での光学素子と比べて、小型な光学素子に変更できる。従って、小型な光学系5とすることができる。このような光源装置12をプロジェクタ1に用いることにより、プロジェクタ1本体のサイズを小型化することができる。
According to the third embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) According to the
(2)本実施形態の光源装置12によれば、リフレクタ560の背面側に配置されたマイクロ波発生部100から放射されたマイクロ波100aを、発光部502において、リフレクタ560の開放端領域562の内側に形成された固定用凹部563に固定される反射器520のマイクロ波反射面521によって反射させる。そして、反射したマイクロ波100bを発光管510の発光領域511となる中心部の領域512に収束することにより、発光物質を励起させ発光させ、光束502aを放射させる。
このように、電極を用いずにマイクロ波100aを用いて発光管510を発光させ、光束502aを放射させることから、放電式ランプのような電極を用いた光源装置で発生していた電極の消耗や変形がなくなる。従って、放電式ランプを用いた光源装置に比べ、光源装置12の長寿命化を図ることが可能となる。また、従来の放電式ランプを用いる光源装置を備えたプロジェクタと比較して、本発明の光源装置12を用いることにより、長寿命化を図ることが可能なプロジェクタ1を提供することができる。また、電極を用いないため、アークジャンプがなくなり、光源装置12を用いたプロジェクタ1は、スクリーンS上での投写映像にチラツキもなくなり、投写映像の品質を向上できる。
(2) According to the
In this way, the
(3)本実施形態の光源装置12によれば、マイクロ波100aを放射するマイクロ波発生部100をリフレクタ560の背面側に配置させ、また、マイクロ波100aを反射させるマイクロ波反射面521を有する反射器520をリフレクタ560の開放端領域562の内側に形成された固定用凹部563に支持して固定している。このような構成により、光源装置12をコンパクトに構成できる。従って、このような光源装置12を用いるプロジェクタ1は、小型化が可能となる。
(3) According to the
(4)本実施形態の光源装置12によれば、反射器520の有するマイクロ波反射面521は導電性材料である金属部材を用いて、且つ孔部522を複数有して構成されている。従って、マイクロ波反射面521において、マイクロ波発生部100から放射されたマイクロ波100aを漏らすことなく確実に反射させることができ、リフレクタ560の光束反射面561で反射した光束502bを孔部522を介して通過させることができる。
(4) According to the
(5)本実施形態の光源装置12によれば、マイクロ波発生部100から放射されるマイクロ波100aは、略平面波であり、また、マイクロ波反射面521は、球面形状(または放物面形状でも良い)の曲面を有している。これにより、略平面波としてマイクロ波100aが放射される場合、マイクロ波100aを発散させることなくマイクロ波反射面521で反射させ、反射したマイクロ波100bを発光管510の中心部の領域512に効率的に収束させることができる。それにより、発光管510の発光領域511に封入される発光物質を効率的に、且つ均一に励起させ発光させることができる。このような光源装置12を用いたプロジェクタ1は、スクリーンS上での投写映像に輝度ムラがなくなり、投写映像の品質を向上できる。
(5) According to the
(6)本実施形態の光源装置12によれば、発光管510の内径が略1mmの球形状を有する発光領域511を備えて、発光領域511内で発光する。従って、発光管510がいわゆる点光源に近づくため、発光効率が高く配光性に優れた光束502aを発光管510の外部に放射することができる。
(6) According to the
(7)本実施形態の光源装置12によれば、発光部502は、支持部540を有して発光管510をリフレクタ560に支持固定している。これにより、発光管510を安定させてリフレクタ560に支持固定できる発光部502となる。このような構成により、シンプルな構成でコンパクトな光源装置12を実現できる。また、このような光源装置12を用いるプロジェクタ1は、小型化が可能となる。
(7) According to the
(8)本実施形態の光源装置12によれば、リフレクタ560の光束反射面561は、マイクロ波100aを透過し、光束502aを反射する誘電体多層膜により形成される。それにより、リフレクタ560の背面に配置されるマイクロ波発生部100からのマイクロ波100aを透過させ、発光管510から放射された光束502aを光束反射面561で反射する。従って、このような光束反射面561を有する光源装置12は、マイクロ波100aの出力レベルを低下させずに、発光管510を発光させることができ、また、発光管510から放射された光束500aを輝度低下させずに反射させることができる。
(8) According to the
(8)本実施形態の光源装置12によれば、遮蔽部としての光源ケース15は、マイクロ波発生部100と発光部502とを収容している。そして、光源ケース15と反射器520とは、マイクロ波発生部100から発生したマイクロ波100aおよび反射器520のマイクロ波反射面521等により反射したマイクロ波100bなどを、光源装置12の外部へ漏洩するのを防止している。これにより、ISM帯で使用されているBluetooth(登録商標)、ZigBee(登録商標)、Home RF、WLAN等の無線通信機器および医療機器などを含む電子機器や人体などに対する悪影響を防止することができ、安全な光源装置12を提供できる。また、このような光源装置12を用いることで安全なプロジェクタ1を提供できる。
(8) According to the
(9)本実施形態の光源装置12によれば、第1実施形態での効果(9)、(10)と同様の効果が得られる。
(9) According to the
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、種々の変更や改良等加えることが可能である。変形例を以下に述べる。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various change, improvement, etc. can be added. A modification will be described below.
(変形例1)前記第3実施形態において、マイクロ波発生部100からは、略平行波となるマイクロ波100aを放射している。しかし、無指向性のダイポールアンテナなどを用いて、球面波となるマイクロ波を放射しても良い。その場合、反射器は、第2実施形態と同様に、楕円面形状の曲面を有するマイクロ波反射面を用いることにより、発光管510の中心部の領域512にマイクロ波を収束させ、発光領域511の中心部の領域512において、発光物質を発光させることができる。
(Modification 1) In the third embodiment, the
(変形例2)前記第1〜第3実施形態において、光源ケース15は、発光部500,501,502を構成する反射器520,550に相対する面側に、略円形状の孔部16を形成し、孔部16に反射器520,550の開放端領域523,553を係合させて反射器520,550を固定している。しかし、この構造に限らず、孔部16を形成せずに反射器520,550を覆う形態で構成しても良く、光源装置10,11,12からマイクロ波が漏洩することを更に防止することができる。
(Modification 2) In the first to third embodiments, the
(変形例3)前記第1〜第3実施形態において、リフレクタ530,560と反射器520,550との固定は、リフレクタ530,560の開放端領域532,562の内側に開放端面を一段窪ませた固定用凹部533,563を形成し、この固定用凹部533,563に、反射器520,550の開放端領域523,553を係合することにより固定している。しかし、この構造に限られるものではなく、リフレクタ530,560の光束反射面531,561や反射器520,550のマイクロ波反射面521,551における機能が達成できるように、適宜、固定構造を変えることができる。
(Modification 3) In the first to third embodiments, the
(変形例4)前記第1〜第3実施形態におけるプロジェクタ1の光学系5の構成は、レンズアレイインテグレータ方式を用いている。これに対し、ロッドインテグレータ方式を用いることでも良い。その場合には、リフレクタの光束反射面で反射した光束が集光してロッドに入射するように、リフレクタの光束反射面の形状を適宜形成することで対応できる。
(Modification 4) The configuration of the
(変形例5)前記第1〜第3実施形態でのプロジェクタ1は、光変調装置として液晶パネル71を用いている。しかし、これに限らず、一般に、入射光を画像情報に応じて変調するものであればよく、マイクロミラー型光変調装置などを使用しても良い。なお、マイクロミラー型光変調装置としては、例えば、DMD(Digital Micromirror Device)(登録商標)を用いることができる。なお、マイクロミラー型光変調装置を用いた場合には、入射偏光板や射出偏光板などは不要とすることができ、偏光変換素子も不要とすることができる。
(Modification 5) The
(変形例6)前記第1〜第3実施形態での光源装置10,11,12は、透過型液晶方式のプロジェクタ1に用いられている。しかし、これに限らず、反射型液晶方式であるLCOS(Liquid Crystal On Silicon)方式などを採用したプロジェクタに用いられても同様の効果を奏することが可能である。
(Modification 6) The
(変形例7)前記第1〜第3実施形態での光変調部70は、液晶パネル71を3枚使用する3板方式を用いている。しかし、これに限らず、液晶パネルを1枚使用する単板方式を用いても良い。なお、単板方式を用いた場合には、照明光学系60の色分離光学系62や色合成光学系80などは不要とすることができる。
(Modification 7) The
(変形例8)前記第1〜第3実施形態での光源装置10,11,12は、外部に設置されるスクリーンSに光学像の投写を行うフロントタイプのプロジェクタ1に適用している。しかし、これに限らず、プロジェクタの内部にスクリーンを有して、そのスクリーンに光学像を投写するリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。
(Modification 8) The
(変形例9)前記第1〜第3実施形態でのプロジェクタ1に電圧調整部を設け、固体高周波発振部110の第1増幅器112の増幅度を可変とすることでも良い。このような構成にすることで、マイクロ波の出力パワーを可変できるため、発光管510の発光する光束の輝度を可変できる。従って、投写する映像のシーン(例えば、明るいシーンや暗いシーン)に合わせて、増幅度を調整することにより、プロジェクタ1から投写される映像光の輝度を映像のシーンに合わせて調整を行うことができる。
(Modification 9) The
(変形例10)前記第1〜第3実施形態での光源装置10,11,12は、固体高周波発振部110で2.45GHz帯の高周波信号を出力し、導波部のアンテナからマイクロ波として放射している。しかし、これに限らず、弾性表面波共振子300の構成を適宜変更することにより、色々な高周波信号を出力し、マイクロ波として放射して、発光管510を発光させることも可能となる。また、このようにすることで、発光管510に封入する発光物質の種類や発光具合(発光色の具合)に合わせるマイクロ波を放射させることも可能となる。
(Modification 10) The
(変形例11)前記第1〜第3実施形態での光源装置10,11,12は、プロジェクタ1の光源として適用している。しかし、これに限らず、小型軽量の光源装置10,11,12は、他の光学機器に適用しても良い。また、航空、船舶、車輌などの照明機器や、屋内照明機器などへも好適に適用することができる。
(Modification 11) The
1…プロジェクタ、5…光学系、10,11,12…光源装置、15…遮蔽部としての光源ケース、60…照明光学系、70…光変調部、80…色合成光学系、90…投写部、100,101…マイクロ波発生部、110…固体高周波発振部、111…電源、112…第1増幅器、150…導波部、201…弾性表面波発振器、202…ダイヤモンドSAW発振器、300…弾性表面波共振子、310…ダイヤモンドSAW共振子、311…珪素基板、312…ダイヤモンド単結晶層、313…薄膜圧電体層、314…IDT電極、315…酸化珪素膜、500,501,502…発光部、510…発光管、511…発光領域、512…中心部の領域、520,550…反射器、521,551…マイクロ波反射面、522,552…孔部、523,553…反射器の開放端領域、530,560…リフレクタ、531,561…光束反射面、532,562…リフレクタの開放端領域、540…支持部。
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記マイクロ波発生部から放射された前記マイクロ波により発光する発光部とを備え、
前記発光部は、前記マイクロ波発生部から放射された前記マイクロ波を反射するマイクロ波反射面を有する反射器と、前記マイクロ波反射面から反射された前記マイクロ波によって発光する発光物質が封入された発光管と、前記発光管の前記発光により放射された光束を略一定方向に反射する光束反射面を有するリフレクタとを備え、
前記マイクロ波発生部は前記リフレクタの背面側に配置され、
前記反射器は、前記リフレクタの開放端領域に固定され、前記マイクロ波反射面で前記マイクロ波を反射させ前記発光管の中心部の領域に収束するとともに、前記リフレクタの前記光束反射面で反射された光束を通過させて射出することを特徴とする光源装置。 A microwave generator that emits microwaves;
A light emitting unit that emits light by the microwave emitted from the microwave generating unit,
The light emitting unit includes a reflector having a microwave reflecting surface that reflects the microwave radiated from the microwave generating unit, and a light emitting material that emits light by the microwave reflected from the microwave reflecting surface. An arc tube, and a reflector having a light beam reflecting surface for reflecting the light beam emitted by the light emission of the arc tube in a substantially constant direction,
The microwave generator is disposed on the back side of the reflector,
The reflector is fixed to the open end region of the reflector, reflects the microwave by the microwave reflecting surface, converges to the central region of the arc tube, and is reflected by the light flux reflecting surface of the reflector. A light source device characterized by passing the emitted light beam and emitting it.
前記反射器の有する前記マイクロ波反射面は導電性材料で構成されるとともに、前記マイクロ波の波長の1/4波長以下の口径を有する孔部を複数備えて構成されていることを特徴とする光源装置。 The light source device according to claim 1,
The microwave reflecting surface of the reflector is made of a conductive material, and includes a plurality of holes having a diameter equal to or less than ¼ wavelength of the wavelength of the microwave. Light source device.
前記マイクロ波発生部から放射される前記マイクロ波が、略平面波の場合、前記マイクロ波反射面は、放物面形状または球面形状を有することを特徴とする光源装置。 The light source device according to claim 1 or 2,
When the microwave radiated from the microwave generation unit is a substantially plane wave, the microwave reflection surface has a paraboloid shape or a spherical shape.
前記マイクロ波発生部から放射される前記マイクロ波が、球面波の場合、前記マイクロ波反射面は、楕円面形状を有することを特徴とする光源装置。 The light source device according to claim 1 or 2,
When the microwave radiated from the microwave generator is a spherical wave, the microwave reflection surface has an elliptical shape.
前記発光管は、内径が略1mm乃至2mmの球形状を有する発光領域を備えることを特徴とする光源装置。 It is a light source device as described in any one of Claims 1-4, Comprising:
The light-emitting device according to claim 1, wherein the arc tube includes a light-emitting region having a spherical shape with an inner diameter of approximately 1 mm to 2 mm.
前記発光管は、石英、透明サファイア、または透光性セラミックのいずれかにより形成され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 light emitting device is characterized in that the arc tube is formed of quartz, transparent sapphire, or translucent ceramic.
前記発光部は、前記発光管を前記リフレクタに固定する支持部を有することを特徴とする光源装置。 It is a light source device as described in any one of Claims 1-6, Comprising:
The light-emitting unit includes a support unit that fixes the arc tube to the reflector.
前記リフレクタの前記光束反射面は、前記マイクロ波を透過し、前記光束を反射する誘電体多層膜により形成されていることを特徴とする光源装置。 It is a light source device as described in any one of Claims 1-7, Comprising:
The light source device according to claim 1, wherein the light flux reflecting surface of the reflector is formed of a dielectric multilayer film that transmits the microwave and reflects the light flux.
前記マイクロ波発生部は、高周波信号を出力する固体高周波発振部と、当該固体高周波発振部から出力された前記高周波信号を前記マイクロ波として放射する導波部とを備え、
前記固体高周波発振部は、前記高周波信号を発生する弾性表面波発振器と、当該弾性表面波発振器により発生した前記高周波信号を増幅する増幅器とを備えることを特徴とする光源装置。 It is a light source device as described in any one of Claims 1-8, Comprising:
The microwave generation unit includes a solid-state high-frequency oscillation unit that outputs a high-frequency signal, and a waveguide unit that radiates the high-frequency signal output from the solid-state high-frequency oscillation unit as the microwave,
The solid-state high-frequency oscillator includes a surface acoustic wave oscillator that generates the high-frequency signal and an amplifier that amplifies the high-frequency signal generated by the surface acoustic wave oscillator.
前記弾性表面波発振器は弾性表面波共振子を有し、
前記弾性表面波共振子は、ダイヤモンド単結晶層または多結晶ダイヤモンドに近い弾性定数を持つ硬質炭素膜の上に積層された薄膜圧電体層と、当該薄膜圧電体層の上に形成されたIDT電極と、当該IDT電極の上に積層された酸化珪素膜とを備えることを特徴とする光源装置。 The light source device according to claim 9,
The surface acoustic wave oscillator has a surface acoustic wave resonator,
The surface acoustic wave resonator includes a thin film piezoelectric layer laminated on a hard carbon film having an elastic constant close to that of a diamond single crystal layer or polycrystalline diamond, and an IDT electrode formed on the thin film piezoelectric layer. And a silicon oxide film laminated on the IDT electrode.
前記マイクロ波の漏洩を防止する遮蔽部を備え、
前記遮蔽部は、前記マイクロ波発生部と前記発光部とを収容してい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 10,
A shielding portion for preventing leakage of the microwave;
The light shielding device, wherein the shielding unit houses the microwave generation unit and the light emitting unit.
前記光源装置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部と、
前記光変調部により形成された前記光学像を投写する投写部とを備えることを特徴とするプロジェクタ。
The light source device according to any one of claims 1 to 11,
A light modulation unit that modulates a light beam emitted from the light source device according to image information to form an optical image;
A projector comprising: a projection unit that projects the optical image formed by the light modulation unit.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011146277A (en) * | 2010-01-15 | 2011-07-28 | Iwasaki Electric Co Ltd | Microwave discharge lamp device |
WO2014161670A1 (en) * | 2013-04-05 | 2014-10-09 | Cooper Crouse-Hinds Gmbh | Lamp |
-
2006
- 2006-01-18 JP JP2006009590A patent/JP2007194012A/en not_active Withdrawn
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US9812314B2 (en) | 2013-04-05 | 2017-11-07 | Eaton Protection Systems Ip Gmbh & Co. Kg | Lamp |
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