JP2009087798A - 光源、照明装置および投写型映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
投写型映像表示装置に適用可能な高光量の照明装置、投写型映像表示装置およびこの照明装置に用いられる光源を提供することを目的とする。
【解決手段】
長手方向を主軸Ｌ_ｍとする発光管１１４と発光管１１４からの光を反射して所定の出射方向に出射させる反射部１１６とを設けた複数の光源１１２と、各光源１１２から夫々出射された光を合成する光合成部１２２とを備える照明装置１１０であって、各光源１１２は、それぞれの発光管１１４の主軸Ｌ_ｍと出射方向Ｌ_ｌとを異ならせると共に、それぞれの発光管１１４の主軸Ｌ_ｍが互いに略平行となるように配置されたことを特徴とする。また、これを実現するため、光源１１２は、発光管１１４と反射部１１６とを備え、主軸Ｌ_ｍの方向と出射方向Ｌ_ｌとを異ならせるものである。
【選択図】 図３

Description

本発明は、投写型映像表示装置に適用可能な高光量の光源、照明装置およびこれらを用いた投写型映像表示装置に関する。

投写型映像表示装置においては、一般に、投写映像の輝度の高い装置ほど市場における商品価値が高く、このため、従来から高輝度化のための研究開発が広く行われてきている。投写型映像表示装置の光源としては、一般的に、メタルハライドランプや超高圧水銀ランプ等が用いられている。しかしながら、１台の光源、たとえば１台のメタルハライドランプを使用した投写型映像表示装置においては、光源の高輝度化を図ったとしても、この光源の輝度自体を高めるにも限度があった。また、光源の寿命が短くなるなどの特性の劣化を招くため、複数台の光源から得られる光を合成することによって、これらの特性の劣化を改善しようとする技術が開発されている（例えば、特許文献１）。
特開２００２−２９６６７９号公報

特許文献１に開示されているようなプリズムアレイを用いて複数の光源から得られる複数の光を合成する照明装置の構成について、図１１を用いて説明する。同図に示すように、２つのランプ１２、１２は、その出射光がプリズムアレイ２２に向けて出射されるように、板状のプリズムアレイ２２の反射面側に位置しており、板状のプリズムアレイ２２の垂線を中心として互いに線対称となる位置に配置されている。このプリズムアレイ２２の反射面は、一方のランプ１２からの光を反射する帯状の反射面２４Ｒと、他方のプリズムアレイ１２からの光を反射する帯状の反射面２４Ｌ、２４Ｒとが、あたかも屏風のような状態で、交互に配置されている。そして、これらの反射面２４Ｒと２４Ｌとが反射する光は、互いに並行な光となって合成され、板状のプリズムアレイ２２に垂直な方向に向けて、平行光線Ｖｃを出射することになる。即ち、板状のプリズムアレイ２２がＸ軸とＹ軸とからなるＸ−Ｙ平面に平行に配置されている場合に、このプリズムアレイ２２が反射する光は、Ｘ−Ｙ平面に垂直なＺ軸方向に出射することになる。

従って、このような照明装置を光源として用いる従来の投写型映像表示装置は、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、用途や状況によって、たとえば、投写型映像表示装置４０の位置と映像を投写するためのスクリーン１００の位置関係に応じて、投写型映像表示装置４０を水平面（Ｘ−Ｚ平面）に対して角度φ、詳細には、Ｘ軸に平行な軸Ｐ（図１２（ａ））、軸Ｑ（図１２（ｂ））を回動軸として角度φだけ傾けて使用するように、投写映像を斜めまたは上向きに投写する場合がある。この場合、該装置４０の内部の光学系（光路）も、水平面に対して角度φだけ傾斜した状態で使用されることになる。

具体的には、図１１に示すような前述の照明装置１０を搭載した投写型映像表示装置４０においては、図１３に示すように、プリズムアレイ２２がＸ−Ｙ平面に平行に配置され、Ｚ軸方向に反射光を出射する光学系を用いている場合、投写型映像表示装置４０がＸ軸に平行な軸を回動軸として傾斜して配置されると、ランプ１２（たとえば、メタルハライドランプや超高圧水銀ランプなど）に用いられている発光管１４（楕円体状のガラス管の部分）の両端に高さ（鉛直方向の位置）の差が生じ、想定される通常の温度範囲を超過する大きな温度差が発光管内において発生してしまう惧れがある。

詳細には、図１４に示すように、Ｘ−Ｚ平面上において、Ｘ軸に対して角度θを持って発光管（太線）が配置され、これを、Ｘ軸を回動軸として角度φだけ回動したとする。すると、発光管はＸ−Ｚ平面に対して角度ψの傾斜を持つこととなる。Ｘ−Ｚ平面を水平面、発光管の長さを１と仮定すると、発光管の両端には高さｈ（＝ｓｉｎψ）の差が生じることになる。一般的に発光管の両端は傾斜角度ψが１０°以下となるように配置することが望まれ、θはプリズムアレイとの関係から導出されるので、プリズムアレイ方式の照明装置を用いた投写型映像表示装置においては、Ｘ軸を回動軸とした許容回動量はψとθから式（１）のように導かれる。

許容される発光管の傾斜角度を超過して発光管内に温度差が生じた場合、発光管の膨張とその後の収縮の作用によって、ガラスに傷あるいは気泡が生じ、ランプの発光寿命が短くなってしまうという問題が生じる。Ｘ軸に対してθ＝３０°の方向から従来のランプ（発光管の許容傾斜角度ψ＝１０°）をプリズムアレイ２２に照射する照明装置１０を用いた投写型映像表示装置４０では、Ｘ軸に平行な軸を回動軸とした場合、投写型映像表示装置４０に許容される傾斜角度、具体的には、図１２に示すような投写型映像表示装置４０の傾斜配置は、φが約２０°以内に制限されてしまうという問題があった。

本発明は、上記の事情を鑑み、投写型映像表示装置に適用可能な高光量の光源、照明装置およびこれらを用いた投写型映像表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のある態様は、たとえば、照明装置に用いられる光源であって、長手方向を主軸とする発光管と前記発光管からの光を所定方向に反射する反射部とを備え、前記反射部によって反射された光を所定方向に出射するものにおいて、前記主軸の方向と前記所定方向とを異ならせたことを特徴とするものである。

斯かる本発明の態様においては、発光管の主軸として、長手方向を有する発光管の場合、発光管の中心を通り、発光管の長手方向に伸びる軸を意味しており、一方に長い楕円体状の発光管の場合には、その楕円体の長手方向が主軸となる。また、このような発光管から生じた光を反射し、光束となって光源から出射する方向が所定方向となる。従来であれば、この主軸と所定方向とは、略一致するように発光管の主軸と反射部とを配置していたが、本光源は用途や状況によって、主軸と所定方向とを設定すれば良い。従って、従来の光源では発光管の長手方向の両端に鉛直方向の差がつかないようにするため、設計上の制約を受けていたが、本発明の態様の光源では、敢えて主軸の方向と光源から出射する方向とを異ならせることにより、光源の配置の自由度が高まり、高光量な照明装置の実現に貢献できる。

本発明の具体的な様態として、光源は、前記発光管に電圧を印加する一対の電極を、前記発光管へ導くバーナを有してなり、前記バーナの配列方向は、前記発光管の主軸の方向、即ち、楕円体をなすガラス管の長手方向と略平行とすることを特徴とするものである。すなわち、発光管とバーナとは、従来通り、軸が一致するように一体的に構成し、反射部を取り付ける際に、主軸と反射部によって反射された光が出射する所定方向とが傾斜するように配設する。このような光源であれば、主軸と所定方向とを傾斜させることも容易であり、従来の光源を用いた場合とあまり変わらない製造コストで、この照明装置を提供することが可能となる。

本発明の別の態様は、長手方向を主軸とする発光管と前記発光管からの光を反射して所定の出射方向に出射させる反射部とを設けた複数の光源と、前記複数の光源の各光源から夫々出射された光を合成する光合成部とを備える照明装置であって、前記各光源は、投写型映像表示装置に適用可能な照明装置に関するものであり、それぞれの発光管の前記主軸の方向と前記出射方向とを異ならせると共に、それぞれの発光管の前記主軸の方向が互いに略平行となるように配置されたことを特徴とするものである。

斯かる本発明の態様においては、照明装置の高光量を実現するための手段として、複数個の光源からの光を合成して出射する光合成手段を備えている。この光合成手段としては、たとえば、一方の光源から出射された光の光線方向と他方の光源から出射された光の光線方向とがおおよそ同一方向となるように両方の光線を曲折させて合成して出射するように構成されている。そのため、光合成手段からの光の出射方向と光源からの光の出射方向との間には、所定の角度を持ってこれらの相対的位置関係が設定されている。

従って、従来の光源の場合、発光管の主軸は光源の出射方向と一致しているため、光源の出射方向と同じ角度を持って、光合成手段に対して配置されることになるのに対して、本発明の態様の照明装置では、発光管の主軸は、照明装置が水平に設置されないときにも、発光管の両端に鉛直方向の位置の差が大きくならないように、敢えて主軸の方向と光軸の方向とを異ならせるものである。これにより、光源や光合成手段の配置の自由度が高まり、高光量な照明装置の実現に貢献できる。

また、この照明装置が水平面に対して許容された範囲内での傾斜角度をもった通常の使用状態で設置されるときに、発光管の主軸は、このような傾斜にかかわらず、水平面に対して略平行に配置されることができる。ここで、通常設置とは、例えば、この照明装置が投写型映像表示装置に導入されるのであれば、その投写型映像表示装置が水平面に対する傾斜角度の許容範囲内の傾斜角度をもって設置されることを意味しており、例えば、以下の２つを例示できる。すなわち、第１に、照明装置（たとえば、この照明装置を導入された投写型映像表示装置）を卓上に設置する場合に、同装置の構成部品が取り付けられて収納されている筐体の下面の前方（すなわち、光を出射する方向）に設けられた高さが調整できる機構をそなえた脚の高さ調整機構によって、所望の位置への照明を行うために（たとえば、所望の位置のスクリーンに映像を投写するために）、同装置は設置される面に対して傾斜角度を持って設定される。第２に、照明装置（たとえば、この照明装置を導入された投写型映像表示装置）を天井などから吊り下げる吊り下げ部材を用いて設置する場合、同装置の筐体の吊り下げ部材への取り付け角度を調整できる取り付け角度の調整機構によって、所望の位置への照明を行うために（たとえば、所望の位置のスクリーンに映像を投写するために）、同装置は設置される面に対して傾斜角度をもって設定される。

このような照明装置に用いる光源は、その主軸の方向を光の出射方向と異ならせることが可能な光源であるので、設計された光学系に必要な方向に向けて出射する光源の出射方向にかかわらずに、同光源の主軸を水平面に対して略平行になるように配置することが可能となる。従って、斯かる照明装置、および、この照明装置を用いた投写型映像表示装置などの機器の配置の自由度が向上する。たとえば、従来であれば、斯かる照明装置、および、この照明装置を用いた投写型映像表示装置などの機器の設置に当たっての傾斜角度の許容範囲が水平から±２０°程度に制限されていたのに対して、この傾斜角度の許容範囲が増すことになる。なお、本発明において、同光源の主軸を水平面に対して略平行になるように配置されるときの略平行の意味については、従来の発光管の水平面に対する許容傾斜角度が１０°程度であったことに照らして、水平面に対して±１０°の範囲までの傾斜を許容するものであると理解できる。

さらに、この照明装置の光合成手段は、一方の光源から出射された光を反射する第１の反射面と他方の光源から出射された光を反射する第２の反射面とを有する反射型の光合成手段としてもよい。反射部材の反射率と透過部材の透過率とを比較すると、一般的に前者の反射率の方が高い場合が多い。したがって、光合成手段として反射型のものを用いた方が照明装置の光の利用効率させることが可能になる。逆に、透過型のものを用いると、光の利用効率がわずかに低下してしまう場合もあるが、照明装置の幅寸法を小さく抑えることができ、全体として投写型映像表示装置の小型化を図ることも可能となる。

本発明の別の様態として、投写型映像表示装置であって、長手方向を主軸とする発光管と発光管からの光を反射して所定の出射方向に出射させる反射部とを設けた複数の光源と、複数の光源の各光源から夫々出射された光を合成する光合成部と、光合成手段から出射された光を複数の色成分に分離する色分離部と、色分離部から出射された各色の成分光を各色用の信号に応じて変調する光変調部と、光変調部から出射された各色の映像光を合成する色合成部と、色合成部から出射された合成光を投写する投写部とを備えており、この複数の光源、光合成部、色分離部、光変調部、色合成部ならびに投写部を直接的または間接的に支持する筐体とを備える。そして、複数の光源の各光源の発光管の前記主軸の方向を各光源の反射部から光合成部に向けて出射する出射方向と異ならせると共に、筐体を水平面に対して傾斜させて使用する場合の回動軸に対して略平行となるように、前記複数の光源を配置したことを特徴とするものである。

ここで、光変調部には、透過型液晶のほか、反射型液晶、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）のような素子が挙げられる。また、光源、光合成部、色分離部、光変調部、色合成部ならびに投写部を直接的または間接的に支持するとは、筺体自体に各構成部品を支持する支持部材が形成されている（直接的に支持する）形態のほか、各構成部品を筺体に取り付けるための支持部材が筺体とは別部品として形成され、各構成部品を支持した支持部材を筺体に取り付ける（間接的に支持する）形態を意味している。

投写型映像表示装置は特に、用途や状況によって、照明装置、色分離部、光変調部、色合成部および投写部のような光学系を、一定の水平または鉛直方向に保持した状態ではなく、傾斜した状態で使用される場合がある。このような投写型映像表示装置において、照明装置に、発光部の主軸が、反射部と開口部とによって特定される光源からの光の出射方向と交差すると共に筐体の回動軸に略平行となる光源を用いたものを導入することにより、複数の光源にて高輝度な投写型映像表示装置を提供できるほか、傾斜角を大きくとっても発光部の両端に高さの差が大きくならず、発光部の両端において想定される温度差の範囲を超過することがない。したがって、投写型映像表示装置の配置の自由度が向上し、ユーザーが使いやすい投写型映像表示装置を提供することが可能となる。

本発明によれば、投写型映像表示装置に適用可能な高光量の光源、照明装置およびこれらを用いた投写型映像表示装置を提供することができる。

本発明の照明装置１０を用いる投写型映像表示装置４０について、図１を用いて詳細に説明する。図１に示す投写型映像表示装置４０では、照明装置１０から出射された光がダイクロイックミラー５２とダイクロイックミラー５４とを備える色分離部５０にて、波長約４５０ｎｍ以下の範囲の青色（Ｂ）光と、波長約４５０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲の緑色（Ｇ）光と、波長約５５０ｎｍ以上の範囲の赤色（Ｒ）光とに分離される。本実施の形態では、照明装置１０の白色光からＢ光を分離するダイクロイックミラー５２は５０５ｎｍを中心カットオフ波長とし、Ｂ光が分離された残りの光からＧ光を分離するダイクロイックミラー５４は５９３ｎｍを中心カットオフ波長とするダイクロイックミラーである。分離された各色光はそれぞれ、ミラー３０、３２、３４を含む導光路を経由して光変調素子６０Ｒ、６０Ｇ、６０Ｂへ導かれる。

各光変調素子６０Ｒ、６０Ｇ、６０Ｂにて各色における映像信号が付与された光（映像光）が色合成部７０に導かれ、各色の映像光が合成されて投写レンズ部８０を通り、図示しない投写型映像表示装置４０外部のスクリーンに映像が映し出される構成となっている。また、照明装置１０、ダイクロイックミラー５２、５４を含む色分離部５０、光変調素子６０、色合成部７０ならびに投写レンズ部８０など投写型映像表示装置４０を構成する構成部材は、筐体２０に直接的または間接的に支持されている。

このような投写型映像表示装置４０は、たとえば、図１２（ａ）（ｂ）に示すように、投写型映像表示装置４０とスクリーン１００との位置関係が設定される。具体的に投写型映像表示装置４０とスクリーンとの距離あるいは高さの差によって、投写型映像表示装置４０は水平面（Ｘ−Ｚ平面）に対して傾きψを持って、投写型映像表示装置４０が配置される。このような場合においても、照明装置１０内部に設けられた発光管の両端に鉛直方向の位置の差がほとんど生じない（例えば、±１０°以内）ようにしつつ、投写型映像表示装置４０の配置の自由度を向上させる本発明の実施例を以下に説明する。

図２は本発明に係る照明装置１１０を用いる投写型映像表示装置１４０の模式図、図３は本発明に係る実施例１の照明装置１１０の模式図、図４は図３の光源１１２部分を拡大した拡大模式図である。

これらの図に示した本実施例の照明装置１１０に用いられる光源１１２は、楕円体をなす発光管１１４と、発光管１１４より生じた光を反射し、この反射光を所定の方向、及び範囲へ導くリフレクタ１１６を備えている。発光管１１４は中空をなし、内部には水銀が封入されている。以下、本実施の形態では、発光管１１４内に水銀が封入された超高圧水銀ランプについて説明する。発光管１１４に電圧を印加して光を生じさせるため、発光管１１４の両端には一対の電極が設けられており、この一対の電極はバーナ１１８によって発光管１１４に導かれている。斯かる発光管１１４は、ガラス管の中央部を膨張させて形成した、例えばラグビーボールのような楕円体の形状をなす。詳細には、楕円体の発光管１１４の長手方向に一対の電極としてバーナ１１８が配置される構成となっている。

すなわち、本実施例では、発光管１１４の両端が、本発明の照明装置１１０が搭載された投写型映像表示装置１４０の配置を変更しても、即ち、投写型映像表示装置４０の水平面に対する傾きψ（通常の許容範囲である１０°以上）を持たせて配置したとしても、可及的に水平を維持できるように、発光管１１４の構成とその配置を以下のとおりに設定する。

具体的には、ある軸方向、たとえば、電極対の配置方向に沿って配置された楕円体の発光管１１４の長手方向である主軸方向を主軸Ｌ_ｍとし、光源１１２から出射される光の光軸、詳細には、リフレクタ１１６の開口部１２０の中心Ｃ_ｒと発光管１１４の中心Ｃ_ｌ（あるいはリフレクタ１１６の最凹部Ｃ_ｄ）とを結んだ線を光軸Ｌ_ｌとした場合について、以下に説明を加える。

このように軸を定義したときに、バーナ１１８は主軸Ｌ_ｍと略平行となるように（略一致するように）発光管１１４と接続されると共に、主軸Ｌ_ｍと光軸Ｌ_ｌとは傾きφを有するように、リフレクタ１１６はバーナ１１８の一端に配設される。すなわち、従来であれば、バーナ１１８はリフレクタ１１６の凹部の最凹部Ｃ_ｄを貫通するように設けられていたが、本光源１１２では、主軸Ｌ_ｍがリフレクタ１１６の開口部１２０の中心Ｃ_ｒと最凹部Ｃ_ｄとを結んだ光軸Ｌ_ｌに対して傾きφを有し、かつ、発光管１１４の中心Ｃ_ｌは光軸Ｌ_ｌとするように発光管１１４およびバーナ１１８をリフレクタ１１６に対して斜めに配設する。

ここで、図３に基づいて、さらに説明を加える。光軸Ｌ_ｌは、プリズムアレイ１２２の出射方向、詳細には、プリズムアレイ１２２の主面に垂直な方向Ｖ_ｃに対し、角度β（６０°程度）を持ち、かつ、開口部１２０から出射された光は、プリズムアレイ１２２の略全面に照射されるように、光源１１２とプリズムアレイ１２２とを配置する。図５は照明装置１１０の斜視図である。プリズムアレイ１２２は、矩形状の第１の反射面１２４Ｌ及びそれと同形の第２の反射面１２４Ｒとが交互配置された断面鋸刃状の反射面を備えており、第１の反射面１２４Ｌと第２の反射面１２４Ｒはともに両反射面１２４に対して垂直な平面Ｐ上において、プリズムアレイ１２２の出射方向Ｖ_ｃと所定の角度α（１２０°程度）をもって配置される。角度αを９０°に近づけると、光源１１２の光軸Ｌ_ｌとプリズムアレイ１２２の出射方向Ｖ_ｃとがなす角βが小さくなり、照明装置１１０の幅Ｗを小さくすることができるが、二つの光源１１２、１１２の距離が狭くなり、プリズムアレイ１２２にて合成されて出射する合成光が通る光路も狭くなってしまう。また、角度αを１３５°に近づけると、プリズムアレイ１２２にて合成されて出射する合成光が通る光路を確保することは容易であるが、第１の反射面１２４Ｌと第２の反射面１２４Ｒとから形成される凸部の影が隣接する凸部にかかり、合成光に縞状の明暗部がわずかに形成されてしまう。したがって、角度αは９０°＜α＜１３５°、好適には１１０°≦α≦１３０°に設定し、角度αに応じて、プリズムアレイ１２２の出射方向Ｖ_ｃにおける光量が最大となるように光源１１２の光軸Ｌ_ｌを配置する。

一方、主軸Ｌ_ｍは、照明装置１１０が使用される状況に鑑み、照明装置１１０がＸ軸に平行な軸を回動軸として回動しても主軸Ｌ_ｍが水平面に対して平行となるように配される。例えば、図２に示したような投写型映像表示装置１４０では、投写レンズ部１８０から出射される映像光が上下方向に移動するように、水平面上であって映像光の出射方向Ｖ_ｉに垂直な線を軸Ｌ_ｒとして回動する使用状況がある。したがって、照明装置１１０を投写型映像表示装置１４０に搭載する場合には、回動軸Ｌ_ｒと主軸Ｌ_ｍとが平行となるように照明装置１１０を配置することが望ましく、図２に示すように、照明装置１１０、青色成分光を透過して緑色および赤色成分光を反射する第１ダイクロイックミラー１５２と緑色成分光を反射して赤色成分光を透過する第２ダイクロイックミラー１５４を含む色分離部１５０、および、クロスダイクロイックキューブ１７０がこの順に、略直線状に並ぶように配置される場合には特に問題はないが、内部構成や筐体の設計上、直線状に配置できない場合にはミラーのような光路曲折手段を用いて、回動軸Ｌ_ｒと主軸Ｌ_ｍとが平行となるように照明装置１１０を配置する。

本実施例のように、リフレクタ１１６を、発光管１１４およびバーナ１１８の軸とは傾斜させて配設することにより、プリズムアレイ１２２には光源１１２からの光を十分照射させることができるので、高光量の照明装置を提供することができる。さらに、リフレクタ１１６の配設角度を傾斜させるだけなので、光源１１２の製造工程もさほど増加することはない。したがって、高光量かつ高自由度の照明装置を、比較的低コストで提供することが可能となる。

図６は本発明に係る実施例２の照明装置２１０の模式図、図７は図６の光源２１２部分を拡大した拡大模式図である。本発明に係る照明装置２１０は、図１に示した投写型映像表示装置４０の照明装置１０の部分に導入可能な照明装置である。

本実施例の照明装置２１０に用いられる光源２１２は、図７に示すように、発光部である発光管２１４と、発光管２１４より生じた光を反射し、所定の方向・範囲へ導くリフレクタ２１６とから構成される。そして、発光管２１４に電圧をかける一対の電極部を導くバーナ２１８が発光管２１４に設けられているが、本実施例では、ラグビーボールのように、ある軸方向に長い楕円体状の発光管２１４の長軸方向を主軸Ｌ_ｍ、光源２１２から出射される光の光軸、詳細には、リフレクタ２１６の開口部２２０の中心Ｃ_ｒと発光管２１４の中心Ｃ_ｌとを結んだ線を光軸Ｌ_ｌとしたときに、バーナ２１８が光軸Ｌ_ｌと略平行となるように（略一致するように）、リフレクタ２１６はバーナ２１８の一端に配設されると共に、主軸Ｌ_ｍと光軸Ｌ_ｌとは傾きφを有するように、発光管２１４とバーナ２１８とは接続される。但し、バーナ２１８によって発光管２１４に導かれる一対の電極は、主軸Ｌ_ｍと平行となるように接続される。

図６において、光軸Ｌ_ｌは、プリズムアレイ２２２の出射方向、詳細には、プリズムアレイ２２２の主面に垂直な方向Ｖ_ｃに対し、角度β（６０°程度）を持ち、かつ、開口部２２０から出射された光は、プリズムアレイ２２２の略全面に照射されるように、光源２１２とプリズムアレイ２２２とを配置する。プリズムアレイ２２２は、実施例１と同様に、矩形状の第１の反射面２２４Ｌ及びそれと同形の第２の反射面２２４Ｒとが交互配置された断面鋸刃状の反射面を備えており、両反射面２２４と出射方向Ｖ_ｃとの角度α（図示しない）は９０°＜α＜１３５°、好適には１１０°≦α≦１３０°に設定し、角度αに応じて、プリズムアレイ２２２の出射方向Ｖ_ｃにおける光量が最大となるように光源２１２の光軸Ｌ_ｌを配置する。また、主軸Ｌ_ｍは、照明装置２１０が使用される状況を鑑み、照明装置２１０が回動しても主軸Ｌ_ｍが水平面に対して平行となるように配されるのが好ましく、照明装置２１０を投写型映像表示装置に搭載する場合には、回動軸Ｌ_ｒと主軸Ｌ_ｍとが平行となるように照明装置２１０を配置する。

本実施例のように、発光管２１４を、リフレクタ２１６およびバーナ２１８の軸とは傾斜させて配設することにより、リフレクタ２１６の焦点と発光管２１４の中心とを一致させることができるので、効率よく高光量の照明装置を提供することができる。さらに、照明装置の自由度を向上させることが可能となる。

図８は本発明に係る実施例３の照明装置３１０の模式図である。本発明に係る照明装置３１０は、図１に示した投写型映像表示装置４０の照明装置１０の部分に導入可能な照明装置である。本実施例の照明装置３１０に用いられる光源３１２は実施例１の光源と同様のものであるが、プリズムアレイ３２２の構成が異なる。

本実施例において、光軸Ｌ_ｌは、プリズムアレイ３２２の出射方向、詳細には、プリズムアレイ３２２の主面に垂直な方向Ｖ_ｃに対し、角度β（１５０°程度）の角度を持ち、かつ、開口部３２０から出射された光は、プリズムアレイ３２２の略全面に照射されるように、光源３１２とプリズムアレイ３２２とを配置する。

図９は図８のプリズムアレイ３２２の部分を拡大した拡大模式図である。プリズムアレイ３２２は、入射面３２６と、矩形状の第１の透過面３２８Ｌ及びそれと同形の第２の透過面３２８Ｒとが交互配置された断面鋸刃状の出射面３２８とを備えており、第１の透過面３２８Ｌと第２の透過面３２８Ｒはともに両反射面（出射面）３２８に対して垂直な平面上において、プリズムアレイ３２２の材質（屈折率）にも依るが、プリズムアレイ３２２の出射方向Ｖ_ｃと所定の角度α（７５°程度）をもって配置される。ここで角度αは、空気とプリズムアレイ３２２を構成する材料の屈折率の差に依存し、一方、本実施例の場合、二つの光源３２２、３２２の距離が狭くなってプリズムアレイ３２２にて合成された合成光が通る光路の幅を考慮する必要が無いので、可及的に二つの光源３２２、３２２を近づけたときに、要求されるプリズムアレイ３２２の角度αを算出すればよい。

また、主軸Ｌ_ｍは、照明装置３１０が使用される状況を鑑み、照明装置３１０が回動しても主軸Ｌ_ｍが水平面に対して平行となるように配されるのが好ましく、照明装置３１０を投写型映像表示装置に搭載する場合には、投写型映像表示装置の回動軸Ｌ_ｒと照明装置の主軸Ｌ_ｍとが平行となるように照明装置３１０を配置する。本実施例の場合、二つの光源３２２、３２２の間に合成光が通る光路を設ける必要が無いので、二つの光源３２２、３２２を極めて近づけたときに、主軸Ｌ_ｍと光軸Ｌ_ｌとが直交に近い角度をなす場合が考えられる。このような場合には、バーナ３１８がリフレクタ３１６に接触する、あるいは、バーナ３１８の影が大きく影響する虞があるので、実施例２のように発光管のみを傾斜配置した光源の方が好適である。

本実施例のように、透過型のプリズムアレイ３２２を用いることにより、合成光が通る光路が光源３１２によって遮蔽されることがないので、高光量の照明装置を提供することができる。さらに、可及的に二つの光源３２２、３２２を近づけることができるので、照明装置３１０の幅（Ｗ）寸法を小さくすることができる。したがって、小型で、高光量かつ高自由度の照明装置を提供することが可能となる。

なお、従来より±１０°の範囲では発光管が傾いて配置されることを許容していたので、本実施の形態における所定の軸あるいは方向に対して一致あるいは平行との説明は、この範囲は許容されるものとする。

本実施の形態では、二つの光源からの光を合成して出射する照明装置を用いて説明したが、図１０に示すように、四つの光源を合成することも可能であり、任意の複数個の光源からの光を合成することにより、より高光量の照明装置を提供することが可能となる。このとき、照明装置内外の寸法的な制限や、照明装置が使用される状況の水平面からの回動量などに応じて、本実施の形態に挙げた実施例を組み合わせることで、実施可能である。また、本発明の照明装置を導入する応用機器として投写型映像表示装置を例に挙げて説明したが、照明装置の応用機器としては、投写型映像表示装置に限定されるものではなく、さらに投写型映像表示装置にも様々なタイプが存在する。

本発明に係る投写型映像表示装置の構成を示す構成模式図である。 本発明の一実施例に係る投写型映像表示装置の構成を示す構成模式図である。 本発明の一実施例に係る照明装置の模式図である。 本発明の一実施例に係る照明装置の光源を拡大した拡大模式図である。 本発明の一実施例に係る照明装置の斜視図。 本発明の他の実施例に係る照明装置の模式図である。 本発明の他の実施例に係る照明装置の光源を拡大した拡大模式図である。 本発明のさらに他の実施例に係る照明装置の模式図である。 本発明のさらに他の実施例に係る照明装置のプリズムアレイを拡大した拡大模式図である。 本発明に係る任意の複数個の光源を用いた照明装置の模式図である。 従来の照明装置の斜視図である。 投写型映像表示装置の代表的な設置状況を示す模式図である。 従来の照明装置を用いた投写型映像表示装置の構成を示す構成模式図である。 プリズムアレイ方式の照明装置を用いた投写型映像表示装置の許容回動量を説明する説明図である。

符号の説明

１０、１１０、２１０、３１０ 照明装置
２０、１２０ 筐体
３０、３２、３４、１３０、１３２、１３４ ミラー
４０、１４０、２４０、３４０ 投写型映像表示装置
５０、１５０ 色分離部
６０ 光変調素子（赤色用：６０Ｒ、緑色用：６０Ｇ、青色用：６０Ｂ）
７０ 色合成部
８０ 投写レンズ部
９０ 制御部
１１２、２１２、３１２ 光源
１１４、２１４、３１４ 発光管
１１６、２１６、３１６ リフレクタ
１１８、２１８、３１８ バーナ
１２０、２２０、３２０ 開口部
１２２、２２２、３２２ プリズムアレイ
１２４ 反射面（第１の反射面：１２４Ｌ、第２の反射面：１２４Ｒ）
１５２ 第１ダイクロイックミラー
１５４ 第２ダイクロイックミラー
１７０ クロスダイクロイックキューブ
２２４ 反射面（第１の反射面：２２４Ｌ、第２の反射面：２２４Ｒ）
３２６ 入射面
３２８ 出射面（第１の透過面：３２８Ｌ、第２の透過面：３２８Ｒ）

Claims (5)

1. 長手方向を主軸とする発光管と前記発光管からの光を所定方向に反射する反射部とを備えた光源において、
   前記発光管の主軸の方向と前記反射部が光を反射する所定方向とを異ならせたことを特徴とする光源。
2. 請求項１記載の前記光源において、
   前記発光管に電圧を印加する一対の電極を前記発光管へ導くバーナを有してなり、前記バーナの配列方向は、前記発光管の主軸の方向と略平行とすることを特徴とする光源。
3. 長手方向を主軸とする発光管と前記発光管からの光を反射して所定の出射方向に出射させる反射部とを備えた複数の光源、および前記複数の光源の各光源の前記反射部から夫々出射された光を合成する光合成部を設けてなる照明装置であって、
   前記各光源において、前記発光管の主軸の方向と前記反射部が光を反射する所定方向とを異ならせると共に、前記各発光管の主軸の方向を互いに略平行とさせたことを特徴とする照明装置。
4. 前記光源を２つ備えた請求項３記載の照明装置において、
   前記光合成部は、一方の前記光源から出射された光を反射する第１の反射面と他方の前記光源から出射された光を反射する第２の反射面とを有することを特徴とする照明装置。
5. 長手方向を主軸とする発光管と前記発光管からの光を反射して所定の出射方向に出射させる反射部とを設けた複数の光源と、
   前記複数の光源の各光源から夫々出射された光を合成する光合成部と、
   前記光合成手段から出射された光を複数の色成分に分離する色分離部と、
   前記色分離部から出射された各色の成分光を各色用の信号に応じて変調する光変調部と、
   前記光変調部から出射された各色の映像光を合成する色合成部と、
   前記色合成部から出射された合成光を投写する投写部と、
   前記複数の光源、前記光合成部、前記色分離部、前記光変調部、前記色合成部ならびに前記投写部を直接的または間接的に支持する筐体と、
   を備える投写型映像表示装置において、
   前記複数の光源の各光源の発光管の前記主軸の方向を前記各光源の反射部から前記光合成部に向けて出射する出射方向と異ならせると共に、前記筐体を水平面に対して傾斜させて使用する場合の回動軸に対して略平行となるように、前記複数の光源を配置したことを特徴とする投写型映像表示装置。