JP2009170349A - 光源装置、およびプロジェクタ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】固体マイクロ波電源101から出力されるマイクロ波を2系統のマイクロ波伝送線路(同軸ケーブル110A、110B)によりランプ部10に伝送し、ランプ部10のアンテナ21、22により封入空間(発光領域)14にマイクロ波を給電する。この場合に、一方のマイクロ波伝送線路(同軸ケーブル110B)にマイクロ波の位相を制御する位相制御回路121を設ける。この位相制御回路121により封入空間14に給電されるマイクロ波の位相差を調整し、封入空間14に中心部においてマイクロ波の定在波を立てマイクロ波が強め合う条件とする。すなわち、発光部においてマイクロ波による電界の振幅が腹になるようにする。
【選択図】図1
Description
上記構成からなる本発明の光源装置では、マイクロ波電源から出力されるマイクロ波を2系統のマイクロ波伝送線路により伝送し、発光物質が封入された発光容器の両端側から、マイクロ波を給電する。この場合に、いずれか一方のマイクロ波伝送線路にマイクロ波の位相を制御する位相制御部を設ける。この位相制御部により発光部に給電されるマイクロ波の位相差を調整し、発光部においてマイクロ波の定在波を立てマイクロ波が強め合う条件とする。すなわち、発光部の中心部においてマイクロ波の電界の振幅が腹になるようにする。
これにより、マイクロ波励起ランプを使用する光源装置において、発光の際のエネルギー効率を高めるとともに、発光輝度を容易に制御することができる。
上記構成からなる本発明の光源装置では、2つのアンテナの全長(封入空間におけるアンテナの先端間の一定の間隔を含めた長さ)を、マイクロ波の波長の1/2の奇数倍にする。
これにより、2つのアンテナに給電されるマイクロ波の位相差がπの場合において、封入空間(発光領域)においてマイクロの定在波を立て、封入空間の中心部においてマイクロ波が強め合う条件とすることができる。すなわち、封入空間内の中心部においてマイクロ波の電界の振幅が腹になるようにすることができる。
上記構成からなる本発明の光源装置では、マイクロ波伝送線路の少なくとも一方に、反射波を検出する反射波モニタと、インピーダンス整合を行うマッチング回路とを設け、マイクロ波伝送線路において反射波を検出し、この反射波を低減するようにマッチング回路にインピーダンス整合を行わせる。
これにより、マイクロ波伝送線路における反射を低減し、反射により伝送損失を低減できる。このため、光源装置の全体としてのエネルギー効率を上げることができる。
上記構成からなる本発明の光源装置では、マイクロ波電源を2つ設け、2系統のマイクロ波伝送線路のそれぞれに対し、対応する各マイクロ波電源からマイクロ波を給電する。
これにより、各マイクロ波電源のマイクロ波出力電力を小さくすることができる。このため、マイクロ波電源内の増幅器で使用するパワー半導体素子に電流容量の小さい安価なものを使用できる。また調光する場合に、パワー半導体素子を効率の高い動作点で使用でき、1つの大容量のパワー半導体素子を使用する場合に比べて効率的である。また、例えば、マイクロ波電源からのマイクロ波出力電力を半分にする場合は、片方の系統のマイクロ波電源を休止させて、1つのマイクロ波電源のみを使うことができる。このため、同じマイクロ波出力電力を得るために使用する消費電力が少なくて済み、エネルギー効率を高めることができる。
上記構成からなる本発明の光源装置では、マイクロ波の位相差を検出し、この検出信号により位相制御部における位相シフト量を制御する。
これにより、給電されるマイクロ波の位相差を最適な値に調整することができる。
上記構成からなる本発明の光源装置では、位相制御部により、2つのマイクロ波伝送線路が伝送するマイクロ波の位相差が発光部において±πの自然数倍になるように制御する。これにより、2つのアンテナの全長(封入空間におけるアンテナの先端間の一定の間隔を含めた長さ)をマイクロ波の波長の1/2の奇数倍にした場合に、封入空間(発光領域)においてマイクロの定在波を立て、封入空間の中心部においてマイクロ波が強め合うことができる。
上記構成からなる本発明のプロジェクタでは、本発明による光源装置を備えており、これにより、エネルギー効率の高い光源装置を搭載したプロジェクタを提供することができる。したがって、旧来の光源装置を有するプロジェクタに比べ、プロジェクタの消費電力を低減させることができると共に、その発光輝度の調整を容易に行うことができる。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る光源装置の全体構成を示すブロック図である。図1に示すように、本発明の光源装置は、マイクロ波励起ランプ部10と、固体マイクロ波電源101と、位相制御回路121を備えている。なお、一般に、マイクロ波帯としての慣用的周波数は、3GHz〜30GHzをいうが、以下の説明では、UHF帯からSHF帯に相当する300MHz〜30GHz帯と定義する。また、以下の説明では「マイクロ波励起ランプ部」を単に「ランプ部」ともいう。
前述したように、図1に示す第1の実施の形態の構成例では、固体マイクロ波電源101から出力される1つの高出力マイクロ波を2系統に分配しているが、これに限定されず、2つの固体マイクロ波電源を用いる形態も考えられる。
さらに、マイクロ波電源中に2つの増幅器を設ける形態も考えられる。
さらに、光源装置の全体としてのエネルギー効率を上げるために重要なことは、固体マイクロ波電源の伝送線路の特性インピーダンスとランプ部の入力インピーダンスとを整合させることである。すなわち、ランプ部10からの反射波が生じないようして、反射により伝送損失を生じさせないようにすることである。
図6は、本発明の第5の実施の形態に係る光源装置の構成を示すブロック図である。
図6に示す本発明の光源装置が、図5に示す光源装置と構成上異なるのは、図6に示す光源装置において、位相差モニタ回路151を新たに追加した点であり、他の構成は図5に示す光源装置と同様である。このため、同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
図7は、本発明の第6の実施の形態に係る光源装置の構成を示す図である。図7に示す構成のように、リフレクタ201を備えることで、さらに効率よく光を利用することが可能となる。
続いて、本発明の光源装置を使用したプロジェクタについて図面を参照して説明する。
Claims (7)
- マイクロ波を出力するマイクロ波電源と、
前記マイクロ波の照射を受けて発光する発光物質が封入された発光容器内に一端が離間して挿入された一対のアンテナと、
前記アンテナの他端にそれぞれ接続された一対のマイクロ波伝送線路と、
前記マイクロ波伝送線路のいずれか一方の側に設けられ、前記アンテナから照射されるマイクロ波の位相を制御する位相制御部と、
を備えたことを特徴とする光源装置。 - 前記アンテナと前記マイクロ波伝送線路の接続点間の距離が、
前記マイクロ波の波長の1/2の奇数倍である
ことを特徴とする請求項1に記載の光源装置。 - 前記一対のマイクロ波伝送線路の少なくとも一方に設けられ、前記発光容器内の一端からの反射波を検出する反射波モニタと、
前記一対のマイクロ波伝送線路の少なくとも一方に設けられ、前記反射波モニタが検出する反射波に基づいて、前記アンテナからの前記マイクロ波の照射強度が最大となるように前記マイクロ波伝送線路の特性インピーダンスと、当該マイクロ波伝送線路から前記アンテナへの入力インピーダンスの整合を行うマッチング回路と、
を備えたことを特徴とする請求項1から2のいずれか1つに記載の光源装置。 - 前記マイクロ波電源は、2つ存在し、
前記一対のマイクロ波伝送線路が、それぞれのマイクロ波電源に接続される
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の光源装置。 - 前記アンテナと前記マイクロ波伝送線路の接続点間に接続された位相差検出部を有し、
該位相差検出部が検出する位相差に基づいて、前記アンテナからの前記マイクロ波の照射強度が最大となるように前記位相制御部で位相制御を行う
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1つに記載の光源装置。 - 前記位相制御部は、
前記アンテナと前記マイクロ波伝送線路の接続点間の位相差が±πの自然数倍であるように位相を制御する
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1つに記載の光源装置。 - 光源装置と、前記光源装置から射出された光束を、入力される画像情報に応じて変調し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光学像を投写する投写部と、を備えるプロジェクであって、
前記光源装置は、
マイクロ波を出力するマイクロ波電源と、
前記マイクロ波の照射を受けて発光する発光物質が封入された発光容器内に一端が離間して挿入された一対のアンテナと、
前記アンテナの他端にそれぞれ接続された一対のマイクロ波伝送線路と、
前記マイクロ波伝送線路のいずれか一方の側に設けられ、前記アンテナから照射されるマイクロ波の位相を制御する位相制御部と、
を備えたことを特徴とするプロジェクタ。
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JP2008009271A JP2009170349A (ja) | 2008-01-18 | 2008-01-18 | 光源装置、およびプロジェクタ |
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JP2008009271A Withdrawn JP2009170349A (ja) | 2008-01-18 | 2008-01-18 | 光源装置、およびプロジェクタ |
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- 2008-01-18 JP JP2008009271A patent/JP2009170349A/ja not_active Withdrawn
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