JP2012164508A - 調光装置、照明装置及びプロジェクター - Google Patents

Abstract

【課題】発光管を備える光源装置とともに用いた場合に、発光管に供給する電力を低減しても、発光管の黒化に起因して光源装置から射出される光束が低下してしまうのを抑制することが可能な調光装置を提供する。
【解決手段】発光管１０を備える光源装置１１０とともに用いる調光装置であって、発光管１０から射出される光を遮光する遮光面を有するとともに、発光管１０から射出される光の通過光量を調整する遮光部材１７０，１８０を備え、遮光面は、反射面１７２，１８２から構成され、発光管１０への供給電力が、所定の電力が供給される通常時よりも低減されたときには、反射面１７２，１８２が発光管１０から射出された光を発光管１０に反射する位置に遮光部材１７０，１７２が配置されるように構成されている調光装置１６０。
【選択図】図３

Description

本発明は、調光装置、照明装置及びプロジェクターに関する。

従来、発光管を備える光源装置を備えるプロジェクターにおいて、ミュートの場合、映像信号入力が無い場合または入力された映像信号に応じて投射を行わない場合等、高い光量を必要としないときには、発光管に供給する電力を低減する機能を有するプロジェクターが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

従来のプロジェクターによれば、高い光量を必要としないときには、発光管に供給する電力を低減することで、プロジェクターの消費電力を低減することが可能となる。また、プロジェクターの温度上昇を抑制することも可能となる。

特開２００７−２５０５４号公報

しかしながら、発光管に供給する電力を低減すると、発光管における発光部の温度低下により発光管が黒化（電極を構成する物質（タングステン等）が発光管内表面に付着して発光管が黒ずむこと。）して、光源装置から射出される光束が低下し、ひいてはプロジェクターの明るさが低下することがあるという問題がある。

そこで、本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、発光管を備える光源装置とともに用いた場合に、発光管に供給する電力を低減しても、発光管の黒化に起因して光源装置から射出される光束が低下してしまうのを抑制することが可能な調光装置を提供することを目的とする。また、上記の調光装置を備え、発光管の黒化に起因して光源装置から射出される光束が低下してしまうのを抑制することが可能な照明装置を提供することを目的とする。また、上記の照明装置を備え、発光管の黒化に起因して明るさが低下してしまうのを抑制することが可能なプロジェクターを提供することを目的とする。
本発明は以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本発明の調光装置は、発光管を備える光源装置とともに用いる調光装置であって、前記発光管から射出される光を遮光する遮光面を有するとともに、前記発光管から射出される光の通過光量を調整する遮光部材を備え、前記遮光面は、反射面から構成され、前記発光管への供給電力が、所定の電力が供給される通常時よりも低減される電力低減時には、前記反射面が前記発光管から射出された光を前記発光管に反射する反射位置に前記遮光部材が配置されるように構成されていることを特徴とする。

このため、本発明の調光装置によれば、遮光部材の遮光面が反射面からなるため、ミュートの場合、映像信号入力が無い場合または入力された映像信号に応じて投射を行わない場合等においては、発光管に供給する電力を通常時よりも低減するとともに、遮光部材が発光管から射出される光を反射して発光管に戻す反射位置に配置されることによって、発光部の温度低下を抑制する。その結果、電力を低減しても、発光管の温度低下による黒化に起因して光源装置から射出される光束が低下してしまうのを抑制することが可能となる。

調光装置とともに用いる光源装置の発光管としては、種々の発光管を用いることができ、例えば、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ等を用いることができる。

［適用例２］本発明の調光装置においては、前記遮光部材は、前記発光管から射出される光の通過光量を回動することにより調整し、前記電力低減時には、前記遮光部材が回動して前記反射位置に配置されるように構成されていることが好ましい。

このような構成とすることにより、電力低減時に回動して反射位置に配置される遮光部材を用いて、電力を低減しても、発光管の温度低下による黒化に起因して光源装置から射出される光束が低下してしまうのを抑制することが可能となる。

なお、上記適用例２の調光装置は、従来からよく用いられている調光装置（いわゆるメカアイリス）と同様の形状とすることが可能であるため、従来からよく用いられている調光装置と同様に、照明装置やプロジェクターに組み込んだ場合にも内部容積を過度に占有することがない。

また、上記適用例２の調光装置は、従来からよく用いられている調光装置と同様に、発光管から射出される光を遮光する遮光面を有するとともに、発光管から射出される光の通過光量を回動量により調整する遮光部材を備えるため、プロジェクターに組み込んだ場合には投写する画像のコントラストを高くすることが可能となる。

適用例２の調光装置を用いる場合には、ミュートの場合、映像信号入力が無い場合または入力された映像信号に応じて投射を行わない場合の他、暗い映像を投写し続ける場合においても、電力を低減しても発光管の温度低下による黒化に起因して光源装置から射出される光束が低下してしまうのを抑制することが可能となる。

［適用例３］本発明の調光装置においては、前記遮光部材は、前記発光管から射出される光を透過させる透過状態と、前記発光管から射出される光を遮光する遮光状態とを、所定の平面に沿った移動により切り替えることにより前記発光管から射出される光の通過光量を調整し、前記遮光状態は、前記遮光部材を前記反射位置に配置した状態であることが好ましい。

このような構成とすることにより、電力低減時に所定の平面に沿った移動により反射位置に配置される遮光部材を用いて、電力を低減しても、発光管の温度低下による黒化に起因して光源装置から射出される光束が低下してしまうのを抑制することが可能となる。

なお、適用例３の調光装置を備える照明装置においては、上記調光装置とは別の調光装置（いわゆるメカアイリス）をさらに備えていてもよい。

［適用例４］本発明の調光装置においては、前記反射面には、反射層が形成されていることが好ましい。

このような構成とすることにより、反射面の反射率を向上させ、より多くの光を発光管に戻すことが可能となる。

なお、上記の場合においては、金属材料以外の材料からなる遮光部材を用いることもできる。

［適用例５］本発明の照明装置は、発光管を備える光源装置と、本発明の調光装置とを備えることを特徴とする。

本発明の照明装置によれば、本発明の調光装置を備えるため、ミュートの場合、映像信号入力が無い場合または入力された映像信号に応じて投射を行わない場合等、高光束を必要としないときに発光管に供給する電力を低減しても、発光管の黒化に起因して光源装置から射出される光束が低下してしまうのを抑制することが可能となる。

［適用例６］本発明の照明装置においては、前記光源装置は、前記発光管から射出される光を集束光として被照明領域に向けて反射する楕円面リフレクターをさらに備え、前記照明装置は、前記光源装置と前記調光装置との間の光路に配置され、前記楕円面リフレクターからの光を略平行化するコリメーター光学系をさらに備えることが好ましい。

このような構成とすることにより、遮光部材に略平行な光が入射するようになるため、発光管から射出される光を一層正確に反射し、高い効率で発光管に戻すことが可能となる。

「楕円面リフレクター」とは、内面（反射面）が楕円面からなるリフレクターのことをいう。

［適用例７］本発明のプロジェクターは、本発明の照明装置と、前記照明装置からの光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置からの光を投写する投写光学系とを備えることを特徴とする。

本発明のプロジェクターによれば、本発明の照明装置を備えるため、ミュートの場合、映像信号入力が無い場合または入力された映像信号に応じて投射を行わない場合等、高光束を必要としないときに発光管に供給する電力を低減しても、発光管の黒化に起因して光源装置から射出される光束が低下してしまうのを抑制することが可能となる。

実施形態１に係るプロジェクター１０００の光学系を示す平面図。 実施形態１に係る調光装置１６０を説明するために示す図。 実施形態１に係る照明装置１００における光の軌跡を説明するために示す模式図。 実施形態２に係るプロジェクター１００２の光学系を示す平面図。 実施形態２に係る調光装置１９０を説明するために示す図。 実施形態２に係る照明装置１０２における光の軌跡を説明するために示す模式図。 変形例に係る調光装置１６２が光を発光管１０に向けて反射するときの斜視図。

以下、本発明の光源装置及びプロジェクターについて、図に示す実施の形態に基づいて説明する。

［実施形態１］
図１は、実施形態１に係るプロジェクター１０００の光学系を示す平面図である。なお、図１においては、光源装置１１０を断面図として表示している。図３においても同様である。
図２は、実施形態１に係る調光装置１６０を説明するために示す図である。図２（ａ）は調光装置１６０が光を発光管１０に向けて反射しないときの斜視図であり、図２（ｂ）は調光装置１６０が光を発光管１０に向けて反射するときの斜視図である。
図３は、実施形態１に係る照明装置１００における光の軌跡を説明するために示す模式図である。図３（ａ）は調光装置１６０が光を発光管１０に向けて反射しないときの光の軌跡を示す平面図であり、図３（ｂ）は調光装置１６０が光を発光管１０に向けて反射するときの光の軌跡を示す平面図である。なお、図３においては、偏光変換素子１４０及び重畳レンズ１５０の図示を省略している。図３の矢印は、光の軌跡を例示するものである。

以下の説明においては、互いに直交する３つの方向をそれぞれｚ軸方向（図１における照明光軸１００ａｘ方向）、ｘ軸方向（図１における紙面に平行かつｚ軸に垂直な方向）及びｙ軸方向（図１における紙面に垂直かつｚ軸に垂直な方向）とする。

実施形態１に係るプロジェクター１０００は、図１に示すように、照明装置１００と、色分離導光光学系２００と、光変調装置としての３つの液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂと、クロスダイクロイックプリズム５００と、投写光学系６００とを備える。
照明装置１００は、光源装置１１０と、凹レンズ９０と、第１レンズアレイ１２０と、第２レンズアレイ１３０と、偏光変換素子１４０と、重畳レンズ１５０と、調光装置１６０とを備える。照明装置１００は、照明光として赤色光、緑色光及び青色光を含む光（つまり、白色光として用いることができる光）を、照明光軸１００ａｘに沿うように射出する。

光源装置１１０は、図１に示すように、発光管１０と、楕円面リフレクター２０とを備える。光源装置１１０は、楕円面リフレクター２０の回転対称軸を中心軸として、被照明領域側に集束光を射出する。なお、光源装置１１０においては、当該回転対称軸は照明光軸１００ａｘと一致している。

発光管１０は、発光部１３を内包する管球部１２、管球部１２の両側に伸びる一対の封止部１４，１６、楕円面リフレクター２０の回転対称軸に沿って配置された一対の電極、一対の封止部１４，１６内にそれぞれ封止された一対の金属箔及び当該一対の金属箔にそれぞれ電気的に接続された一対のリード線を有する発光管である。発光部１３は、後述する反射面２４の第１焦点近傍に位置している。

発光管１０の構成要素の条件等を例示的に示すと、管球部１２及び封止部１４，１６は、例えば石英ガラスからなり、管球部１２内には、水銀、希ガス及び少量のハロゲンが封入されている。電極は、例えばタングステン電極であり、金属箔は、例えばモリブデン箔である。リード線は、例えばモリブデン又はタングステンから構成されている。

楕円面リフレクター２０は、一対の封止部１４，１６のうち一方の封止部である第１封止部１４に配設され、発光管１０から射出される光を集束光として被照明領域に向け反射する。楕円面リフレクター２０は、図１に示すように、発光管１０の第１封止部１４を挿通・固定するための開口部２２と、光を被照明領域側へ向けて反射する反射面２４とを有する。反射面２４は楕円面であり、第１焦点近傍に位置している発光部１３から射出される光を被照明領域側の第２焦点近傍に集まる集束光として反射する。楕円面リフレクター２０は、開口部２２に充填されたセメントなどの無機系接着剤によって第１封止部１４に配設されている。

反射面２４を構成する基材の材料としては、例えば、結晶化ガラスやアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）などを好適に用いることができる。反射面２４の内面には、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ_２）と酸化シリコン（ＳｉＯ_２）との誘電体多層膜からなる可視光反射層が形成されている。

凹レンズ９０は、光源装置１１０と調光装置１６０との間の光路に配置され、楕円面リフレクター２０からの光を略平行化するコリメーター光学系としての機能を有する。凹レンズ９０は、楕円面リフレクター２０の被照明領域側に配置され、楕円面リフレクター２０からの光を第１レンズアレイ１２０に向けて射出するように構成されている。

第１レンズアレイ１２０、第２レンズアレイ１３０及び重畳レンズ１５０は、光変調装置に入射する光の面内光強度分布を均一化する光均一化光学系を構成する。

第１レンズアレイ１２０は、図１に示すように、凹レンズ９０からの光を複数の部分光束に分割するための複数の第１小レンズ１２２を有する。第１レンズアレイ１２０は、光源装置１０からの光を複数の部分光束に分割する光束分割光学素子としての機能を有し、複数の第１小レンズ１２２が照明光軸１００ａｘと直交する面内に複数行・複数列のマトリクス状に配列された構成を有する。図示による説明は省略するが、第１小レンズ１２２の外形形状は、液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域の外形形状に関して略相似形である。

第１レンズアレイ１２０と第２レンズアレイ１３０との間には、調光装置１６０が配置されている。
調光装置１６０は、図１〜図３に示すように、第１遮光部材１７０と、第１回転駆動装置１７４と、第１回転軸１７６と、第２遮光部材１８０と、第２回転駆動装置１８４と、第２回転軸１８６とを備える。調光装置１６０は、電力低減時には図２（ｂ）に示すように第１遮光部材１７０及び第２遮光部材１８０が発光管１０から射出される光を反射して発光管１０に戻す位置である反射位置に配置されるように構成されている。また、調光装置１６０は、詳細な説明は省略するが、画像情報に応じた遮光量でもって第１レンズアレイ１２０からの複数の部分光束を動的に遮光することにより、液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂに照射される光の光量を動的に減光する。

第１遮光部材１７０及び第２遮光部材１８０は、発光管１０から射出される光の通過光量を回動することにより調整する遮光部材である。第１遮光部材１７０及び第２遮光部材１８０は、発光管１０から射出される光の通過光量を回動量により調整する。第１遮光部材１７０及び第２遮光部材１８０は金属材料からなり、このような構成とすることにより、熱に強い調光装置とすることが可能となる。また、遮光部材の表面を鏡面加工することで、反射面の反射率を簡単に向上させることが可能となる。金属材料としては、種々の金属を用いることができるが、例えば、アルミニウム等を好適に用いることができる。

第１遮光部材１７０は、発光管１０から射出される光を遮光する第１遮光面を有する。当該第１遮光面は、第１反射面１７２からなる。また、第２遮光部材１８０は、発光管１０から射出される光を遮光する第２遮光面を有する。当該第２遮光面は、第２反射面１８２からなる。第１反射面１７２は、鏡面加工された第１遮光部材１７０の表面からなり、第２反射面１８２は、鏡面加工された第２遮光部材１８０の表面からなる。
第１反射面１７２及び第２反射面１８２はともに平面からなり、このような構成とすることにより、簡易な構成でもって、発光管から射出される光を正確に反射して発光管に戻すことが可能となる。

第１遮光部材１７０は、ｙ軸方向に沿う回転軸上に位置する辺を第１回転軸１７６に固定されており、当該第１回転軸１７６の周りに回転可能に構成されている。第２遮光部材１８０は、ｙ軸方向に沿う回転軸上の辺を第２回転軸１８６に固定されており、当該第２回転軸１８６の周りに回転可能に構成されている。このため、電力低減時には回動により、第１遮光部材１７０及び第２遮光部材１８０が反射位置に配置される。なお、図示した遮光部材の面積及び配置は一例であり、本発明を適用するプロジェクターにおける最適な面積及び配置を選択することができる。

第１回転駆動装置１７４は、図１〜図３に示すように、第１回転軸１７６を回転させることによって、第１遮光部材１７０を回転させる。また、第２回転駆動装置１８４は、第２回転軸１８６を回転させることによって、第２遮光部材１８０を回転させる。第１回転駆動装置１７４及び第２回転駆動装置１８４としては、例えば、ステッピングモーターを用いることができる。本実施形態では２つの回転駆動装置１７４，１８４でそれぞれ、第１遮光部材１７０及び第２遮光部材１８０を回転させる構造としたが、ひとつの回転駆動装置で第１遮光部材１７０及び第２遮光部材１８０を回転させる構造としても良い。

第１回転軸１７６は、第１遮光部材１７０の回転軸に位置しており、第１遮光部材１７０と第１回転駆動装置１７４とを接続する。また、第２回転軸１８６は、第２遮光部材１８０の回転軸に位置しており、第２遮光部材１８０と第２回転駆動装置１８４とを接続する。

第２レンズアレイ１３０は、第１レンズアレイ１２０における複数の第１小レンズ１２２に対応する複数の第２小レンズ１３２を有する。第２レンズアレイ１３０は、重畳レンズ１５０とともに、各第１小レンズ１２２の像を液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域近傍に結像させる機能を有する。第２レンズアレイ１３０は、複数の第２小レンズ１３２が照明光軸１００ａｘに直交する面内に複数行・複数列のマトリクス状に配列された構成を有する。

偏光変換素子１４０は、第１レンズアレイ１２０により分割された各部分光束を、偏光方向の揃った略１種類の直線偏光からなる光として射出する偏光変換素子である。
偏光変換素子１４０は、光源装置１１０からの光に含まれる偏光成分のうち一方の直線偏光成分をそのまま透過し、他方の直線偏光成分を照明光軸１００ａｘに垂直な方向に反射する偏光分離層と、偏光分離層で反射された他方の直線偏光成分を照明光軸１００ａｘに平行な方向に反射する反射層と、反射層で反射された他方の直線偏光成分を一方の直線偏光成分に変換する位相差板とを有している。

重畳レンズ１５０は、偏光変換素子１４０からの各部分光束を集光して液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域近傍に重畳させるための光学素子である。重畳レンズ１５０は、重畳レンズ１５０の光軸と照明光軸１００ａｘとが略一致するように配置されている。なお、重畳レンズは、複数のレンズを組み合わせた複合レンズで構成されていてもよい。

ここで、照明装置１００における光の軌跡を説明する。
まず、発光管１０に供給する電力が所定の電力である通常時（明るい映像を投写し続けるとき等）では、第１反射面１７２及び第２反射面１８２に光が入射しない位置に第１遮光部材１７０及び第２遮光部材１８０を配置するか（例えば、図３（ａ）参照。）、第１反射面１７２及び第２反射面１８２で反射された光が発光管１０に入射しない位置に第１遮光部材１７０及び第２遮光部材１８０を配置する。具体的には、第１遮光部材１７０及び第２遮光部材１８０は反射された光が発光管１０に入射しない範囲で、画像情報に応じた遮光量となるように回動し、液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂに照射される光の光量を動的に減光する。

一方、発光管に供給する電力を通常時よりも低減させた、ミュートの場合、映像信号入力が無い場合または入力された映像信号に応じて投射を行わない場合等においては、第１反射面１７２及び第２反射面１８２に光が略垂直に入射する位置に第１遮光部材１７０及び第２遮光部材１８０を配置する（図３（ｂ）参照。）。この場合、第１反射面１７２及び第２反射面１８２が平面からなり、また、第１反射面１７２及び第２反射面１８２に光が略垂直に入射するため、当該第１反射面１７２及び第２反射面１８２で反射された光は、これまでの光路を逆にたどって発光管１０に入射する。
以上が、照明装置１００における光の軌跡である。

色分離導光光学系２００は、ダイクロイックミラー２１０，２２０、反射ミラー２３０，２４０，２５０及びリレーレンズ２６０，２７０を備える。色分離導光光学系２００は、照明装置１００からの光を赤色光、緑色光及び青色光に分離するとともに、赤色光、緑色光及び青色光をそれぞれ照明対象となる液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂに導光する機能を有する。
色分離導光光学系２００と、液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとの間には、集光レンズ３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂが配置されている。

ダイクロイックミラー２１０，２２０は、基板上に、所定の波長領域の光を反射して、他の波長領域の光を通過させる波長選択透過膜が形成されている。
ダイクロイックミラー２１０は、赤色光成分を反射して、緑色光及び青色光成分を通過させる。
ダイクロイックミラー２２０は、緑色光成分を反射して、青色光成分を通過させる。

ダイクロイックミラー２１０で反射された赤色光は、反射ミラー２３０で反射され、集光レンズ３００Ｒを通過して赤色光用の液晶光変調装置４００Ｒの画像形成領域に入射する。
ダイクロイックミラー２１０を青色光とともに通過した緑色光は、ダイクロイックミラー２２０で反射され、集光レンズ３００Ｇを通過して緑色光用の液晶光変調装置４００Ｇの画像形成領域に入射する。
ダイクロイックミラー２２０を通過した青色光は、リレーレンズ２６０、入射側の反射ミラー２４０、リレーレンズ２７０、射出側の反射ミラー２５０、集光レンズ３００Ｂを経て青色光用の液晶光変調装置４００Ｂの画像形成領域に入射する。リレーレンズ２６０，２７０及び反射ミラー２４０，２５０は、ダイクロイックミラー２２０を通過した青色光成分を液晶光変調装置４００Ｂまで導く機能を有する。

なお、青色光の光路にこのようなリレーレンズ２６０，２７０が設けられているのは、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利用効率の低下を防止するためである。実施形態１に係るプロジェクター１０００においては、青色光の光路の長さが長いのでこのような構成をとったが、赤色光の光路の長さを長くして、リレーレンズ及び反射ミラーを赤色光の光路に用いる構成も考えられる。

液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、照明装置１００からの光を画像情報に応じて変調する光変調装置であり、入射された色光を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものである。なお、図示を省略したが、集光レンズ３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂと液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとの間には、それぞれ入射側偏光板が介在配置され、液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとクロスダイクロイックプリズム５００との間には、それぞれ射出側偏光板が介在配置されている。これら入射側偏光板、各液晶光変調装置及び射出側偏光板によって、入射された各色光の光変調が行われる。
各液晶光変調装置は、一対の透明なガラス基板に電気光学物質である液晶を密閉封入した透過型の液晶光変調装置であり、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として、与えられた画像信号に応じて、入射側偏光板から射出された１種類の直線偏光の偏光方向を変調する。

クロスダイクロイックプリズム５００は、射出側偏光板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５００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、直角プリズム同士を貼り合わせた略Ｘ字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。略Ｘ字状の一方の界面に形成された誘電体多層膜は、赤色光を反射するものであり、他方の界面に形成された誘電体多層膜は、青色光を反射するものである。これらの誘電体多層膜によって赤色光及び青色光は曲折され、緑色光の進行方向と揃えられることにより、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５００から射出されたカラー画像は、投写光学系６００によって投写され、スクリーンＳＣＲ上で画像を形成する。

次に、実施形態１に係る調光装置１６０、照明装置１００及びプロジェクター１０００の効果を説明する。

実施形態１に係る調光装置１６０によれば、遮光部材（第１遮光部材１７０及び第２遮光部材１８０）の遮光面が反射面（第１反射面１７２及び第２反射面１８２）からなるため、ミュートの場合、映像信号入力が無い場合または入力された映像信号に応じて投射を行わない場合等においては、発光管に供給する電力を通常時よりも低減するとともに、反射位置に配置されることによって、発光部の温度低下を抑制し、その結果、電力を低減しても、発光管の温度低下による黒化に起因して光源装置から射出される光束が低下してしまうのを抑制することが可能となる。

また、実施形態１に係る調光装置１６０によれば、発光管１０から射出される光の通過光量を回動することにより調整し、電力低減時には、遮光部材が回動して反射位置に配置されるように構成されているため、電力低減時に回動して反射位置に配置される遮光部材を用いて、電力を低減しても、発光管の温度低下による黒化に起因して光源装置から射出される光束が低下してしまうのを抑制することが可能となる。

また、実施形態１に係る調光装置１６０によれば、従来からよく用いられている調光装置（いわゆるメカアイリス）と同様の形状とすることが可能であるため、従来からよく用いられている調光装置と同様に、照明装置やプロジェクターに組み込んだ場合にも内部容積を過度に占有することがない。

また、実施形態１に係る調光装置１６０によれば、従来からよく用いられている調光装置と同様に、発光管１０から射出される光を遮光する遮光面を有するとともに、発光管１０から射出される光の通過光量を回動量により調整する遮光部材を備えるため、発光管１０に供給する電力の増減と合わせ、投写する画像のコントラストを高くすることが可能となる。

実施形態１に係る照明装置１００によれば、発光管１０を備える光源装置１１０と、実施形態１に係る調光装置１６０とを備えるため、ミュートの場合、映像信号入力が無い場合または入力された映像信号に応じて投射を行わない場合等、高光束を必要としないときに発光管に供給する電力を低減しても、発光管の黒化に起因して光源装置から射出される光束が低下してしまうのを抑制することが可能となる。

また、実施形態１に係る照明装置１００によれば、光源装置１１０は、楕円面リフレクター２０を備え、照明装置１００は、光源装置１１０と調光装置との間の光路に配置され、楕円面リフレクター２０からの光を略平行化するコリメーター光学系（凹レンズ９０）を備えるため、遮光部材に略平行な光が入射するようになり、発光管１０から射出される光を一層正確に反射し、高い効率で発光管１０に戻すことが可能となる。

実施形態１に係るプロジェクター１０００によれば、実施形態１に係る照明装置１００を備えるため、ミュートの場合、映像信号入力が無い場合または入力された映像信号に応じて投射を行わない場合等、高光束を必要としないときに発光管に供給する電力を低減しても、発光管の黒化に起因して光源装置から射出される光束が低下してしまうのを抑制することが可能となる。

［実施形態２］
図４は、実施形態２に係るプロジェクター１００２の光学系を示す平面図である。なお、図４においては、光源装置１１０を断面図として表示している。図６においても同様である。
図５は、実施形態２に係る調光装置１９０を説明するために示す図である。図５（ａ）は調光装置１９０が光を発光管１０に向けて反射しない透過状態のときの斜視図であり、図５（ｂ）は調光装置１９０が光を発光管１０に向けて反射する遮光状態のときの斜視図である。
図６は、実施形態２に係る照明装置１０２における光の軌跡を説明するために示す模式図である。図６（ａ）は調光装置１９０が光を発光管１０に向けて反射しない透過状態のときの光の軌跡を示す平面図であり、図６（ｂ）は調光装置１９０が光を発光管１０に向けて反射する遮光状態のときの光の軌跡を示す平面図である。なお、図６においては、偏光変換素子１４０及び重畳レンズ１５０の図示を省略している。

実施形態２に係る調光装置１９０は、基本的には実施形態１に係る調光装置１６０と同様の構成を有するが調光のための構成が実施形態１に係る照明装置１００の場合とは異なる。すなわち、実施形態２に係る調光装置１９０における遮光部材１９２は、図４〜図６に示すように、発光管１０から射出される光を透過させる透過状態と、発光管１０から射出される光を遮光する遮光状態とを、所定の平面（ｚ軸と垂直な平面）に沿った移動により切り替えることにより発光管１０から射出される光の通過光量を調整し（図５参照。）、遮光状態は遮光部材１９２を遮光部材が発光管から射出される光を反射して発光管に戻す位置である反射位置に配置した状態であり（図６参照。）、電力低減時には、所定の平面に沿った移動により、遮光部材１９２が反射位置に配置される（図６（ｂ）参照。）ように構成されている。

照明装置１０２においては、図４に示すように、第１レンズアレイ１２０と第２レンズアレイ１３０との間の光路中に、調光装置１９０が配置されている。調光装置１９０は、プロジェクター１００２がミュートの場合、映像信号入力が無い場合または入力された映像信号に応じて投射を行わない場合等のときに、発光管１０から射出される光を遮光する遮光状態にする装置である。
調光装置１９０は、図４〜図６に示すように、遮光部材１９２と、スライダー１９６と、スライド軸１９８とを備える。
遮光部材１９２は、金属材料からなる。金属材料としては種々の金属を用いることができるが、例えば、アルミニウム等を好適に用いることができる。

遮光部材１９２は、ｙ軸方向に沿う辺をスライド軸１９８に固定されており、当該スライド軸１９８の移動に伴って、所定の平面（ｘ軸方向及びｙ軸方向に平行な平面）に沿って移動可能に構成されている。遮光部材１９２の遮光面は反射面１９４からなり、当該反射面１９４は平面からなる。
なお、図示した遮光部材の面積及び配置は一例であり、本発明を適用する照明装置又はプロジェクターにおける最適な面積及び配置を選択することができる。

スライダー１９６は、スライド軸１９８をｘ軸方向に移動させることによって、遮光部材１９２を平行移動させる。遮光部材１９２は、当該平行移動により、発光管１０から射出される光を透過させる透過状態と、光を遮光する遮光状態を切り替える。スライダー１９６としては、例えば、シリンダーとピストンとを組み合わせたものを用いることができる。
スライド軸１９８は、遮光部材１９２とスライダー１９６とを接続する。

ここで、照明装置１０２における光の軌跡を説明する。
まず、発光管に供給する電力を低減しないときは、発光管１０から射出される光を通過させる位置に遮光部材１９２を配置する（図６（ａ）参照。）。当該位置は、反射面１９４に光が入射しない位置でもある。

一方、発光管に供給する電力を低減するときは、発光管１０から射出される光を通過させない位置に遮光部材１９２を配置する。（図６（ｂ）参照。）。当該位置は、反射面１９４に光が略垂直に入射する位置でもある。この場合、反射面１９４が平面からなり、また、反射面１９４に光が略垂直に入射するため、当該反射面１９４で反射された光は、これまでの光路を逆にたどって発光管１０に入射する。
以上が、照明装置１０２における光の軌跡である。

上記のように、実施形態２に係る調光装置１９０は、調光のための構成が実施形態１に係る調光装置１６０の場合とは異なるが、実施形態１に係る調光装置１６０と同様に、遮光部材１９２の遮光面が反射面１９４からなるため、ミュートの場合、映像信号入力が無い場合または入力された映像信号に応じて投射を行わない場合等においては、発光管に供給する電力を通常時よりも低減するとともに、反射位置に配置されることによって、発光部の温度低下を抑制し、その結果、電力を低減しても、発光管の温度低下による黒化に起因して光源装置から射出される光束が低下してしまうのを抑制することが可能となる。

また、実施形態２に係る調光装置１９０は、遮光部材１９２は、発光管１０から射出される光を透過させる透過状態と、光を遮光する遮光状態とを、所定の平面に沿った移動により切り替えることにより発光管１０から射出される光の通過光量を調整し、電力低減時には、所定の平面に沿った移動により、遮光部材１９２が反射位置に配置されるように構成されているため、電力低減時に所定の平面に沿った移動により反射位置に配置される遮光部材１９２を用いて、電力を低減しても、発光管１０の温度低下による黒化に起因して光源装置から射出される光束が低下してしまうのを抑制することが可能となる。

なお、実施形態２に係る調光装置１９０は、調光のための構成以外の点においては、実施形態１に係る調光装置１６０と基本的に同様の構成を有するため、実施形態１に係る調光装置１６０が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。

以上、本発明を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。その趣旨を逸脱しない範囲において種々の様態において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。

（１）上記各実施形態において記載した各構成要素の寸法、個数、材質及び形状は例示であり、本発明の効果を損なわない範囲において変更することが可能である。

（２）上記各実施形態においては、鏡面加工された遮光部材の表面からなる反射面を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。図７は、変形例に係る調光装置１６２が光を発光管１０に向けて反射するときの斜視図である。変形例においては、第１反射面１７３及び第２反射面１８３は、反射層が形成されている反射面である。例えば、図７に示すように、反射層が形成されている反射面を用いてもよい。このような構成とすることにより、反射面の反射率を向上させ、より多くの光を発光管に戻すことが可能となる。反射層としては、例えば、酸化チタンと酸化シリコンとの誘電体多層膜からなる反射層を用いることができる。上記の場合においては、金属材料以外の材料（例えば、結晶化ガラスやアルミナ）からなる遮光部材を用いることもできる。

（３）上記各実施形態においては、発光管１０から射出される光を集束光として被照明領域に向け反射する楕円面リフレクターを備える光源装置を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、発光管から射出される光を略平行光として被照明領域に向け反射する放物面リフレクターを備える光源装置を用いてもよい。このような構成とすることによっても、遮光部材に略平行な光が入射するようになるため、発光管から射出される光を一層正確に反射し、高い効率で発光管に戻すことが可能となる。この場合、放物面リフレクターから平行光を射出することが可能であるため、実施形態１における凹レンズ９０に該当する光学要素は備えなくてもよい。

（４）上記実施形態２においては、調光装置を備えない照明装置１０２を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。調光装置をさらに備える照明装置を用いてもよい。

（５）上記各実施形態においては、透過型のプロジェクターを用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、反射型のプロジェクターを用いてもよい。ここで、「透過型」とは、透過型の液晶光変調装置等のように光変調手段としての光変調装置が光を透過するタイプであることを意味しており、「反射型」とは、反射型の液晶光変調装置等のように光変調手段としての光変調装置が光を反射するタイプであることを意味している。反射型のプロジェクターにこの発明を適用した場合にも、透過型のプロジェクターと同様の効果を得ることができる。

（６）上記各実施形態においては、プロジェクターの光変調装置として液晶光変調装置を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。光変調装置としては、一般に、画像情報に応じて入射光を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等を用いてもよい。マイクロミラー型光変調装置としては、例えば、ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）（ＴＩ社の商標）を用いることができる。

（７）上記各実施形態においては、３つの液晶光変調装置を用いたプロジェクターを例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。１つ、２つ又は４つ以上の液晶光変調装置を用いたプロジェクターにも適用可能である。

（８）本発明は、投写画像を観察する側から投写するフロント投写型プロジェクターに適用する場合にも、投写画像を観察する側とは反対の側から投写するリア投写型プロジェクターに適用する場合にも可能である。

（９）上記各実施形態においては、本発明の照明装置をプロジェクターに適用した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本発明の照明装置を他の光学機器（例えば、光ディスク装置、自動車のヘッドランプ、照明機器等。）に適用することもできる。

１０…発光管、１２…管球部、１３…発光部、１４…第１封止部、１６…第２封止部、２０…楕円面リフレクター、２２…開口部、２４…（楕円面リフレクターの）反射面、９０…凹レンズ、１００，１０２…照明装置、１００ａｘ，１０２ａｘ…照明光軸、１１０…光源装置、１２０…第１レンズアレイ、１２２…第１小レンズ、１３０…第２レンズアレイ、１３２…第２小レンズ、１４０…偏光変換素子、１５０…重畳レンズ、１６０，１６２…調光装置、１７０…第１遮光部材、１７２，１７３…第１反射面、１７４…第１回転駆動装置、１７６…第１回転軸、１８０…第２遮光部材、１８２，１８３…第２反射面、１８４…第２回転駆動装置、１８６…第２回転軸、１９２…遮光部材、１９４…（遮光部材の）反射面、１９６…スライダー、１９８…スライド軸、２００…色分離導光光学系、２１０，２２０…ダイクロイックミラー、２３０，２４０，２５０…反射ミラー、２６０，２７０…リレーレンズ、３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂ…集光レンズ、４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ…液晶光変調装置、５００…クロスダイクロイックプリズム、６００…投写光学系、１０００，１００２…プロジェクター、ＳＣＲ…スクリーン

Claims (7)

1. 発光管を備える光源装置とともに用いる調光装置であって、
   前記発光管から射出される光を遮光する遮光面を有するとともに、前記発光管から射出される光の通過光量を調整する遮光部材を備え、
   前記遮光面は、反射面から構成され、
   前記発光管への供給電力が、所定の電力が供給される通常時よりも低減される電力低減時には、前記反射面が前記発光管から射出された光を前記発光管に反射する反射位置に前記遮光部材が配置されるように構成されていることを特徴とする調光装置。
2. 請求項１に記載の調光装置において、
   前記遮光部材は、前記発光管から射出される光の通過光量を回動することにより調整し、
   前記電力低減時には、前記遮光部材が回動して前記反射位置に配置されるように構成されていることを特徴とする調光装置。
3. 請求項１に記載の調光装置において、
   前記遮光部材は、前記発光管から射出される光を透過させる透過状態と、前記発光管から射出される光を遮光する遮光状態とを、所定の平面に沿った移動により切り替えることにより前記発光管から射出される光の通過光量を調整し、
   前記遮光状態は、前記遮光部材を前記反射位置に配置した状態であることを特徴とする調光装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の調光装置において、
   前記反射面には、反射層が形成されていることを特徴とする調光装置。
5. 発光管を備える光源装置と、
   請求項１〜４のいずれかに記載の調光装置とを備えることを特徴とする照明装置。
6. 請求項５に記載の照明装置において、
   前記光源装置は、前記発光管から射出される光を集束光として被照明領域に向けて反射する楕円面リフレクターをさらに備え、
   前記照明装置は、前記光源装置と前記調光装置との間の光路に配置され、前記楕円面リフレクターからの光を略平行化するコリメーター光学系をさらに備えることを特徴とする照明装置。
7. 請求項５又は６に記載の照明装置と、
   前記照明装置からの光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
   前記光変調装置からの光を投写する投写光学系とを備えることを特徴とするプロジェクター。

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