JP4189262B2 - 光学装置用複数ランプ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学装置の分野に関するものであり、より具体的には、２個以上のランプと集光ガイドを含む、光学装置用複数ランプ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
非常に小型の芸術画像投影機のような、現代の光学装置は、高光強度の光源に依存している。画像投影機は、例えばシミュレーション装置のように、非常にはっきりした輝度の大きい画像が求められる用途に、使用される事例が増加している。従来のランプ技術では、高出力光源を使用することなく、投影機で明るい画像を作ることは困難である。今日、このような投影機の高輝度を得るには、高出力キセノンランプが用いられる。
【０００３】
ほとんどの画像投影機には、短いアークギャップを有する超高圧（ＵＨＰ）ランプが使用されている。「短アークギャップ」と称するランプには、典型的には、１．０ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲のアークギャップが設けられている。短アークギャップによる発光は、より大きなアークギャップによる発光に比較して集光性がよく、そのため、可視光の発光効率に優れている。そのため、現在の画像投影機において、最も高輝度な画像を得るためには、できる限りアークギャップを短くしたランプの使用が望ましい。
しかし、短アークギャップを有するランプは、比較的小さな出力に対してしか用いることができない（例えば、１５０Ｗでは１．０ｍｍ、３００Ｗでは１．４ｍｍ）。そこで、投影機によって高品質の画像を作るために、短アークギャップを有する２個以上のランプを装置の内に配置することが知られている。
【０００４】
そのような複数ランプ装置のうちのあるものは、４個の短アークギャップを有するランプを、正方形の形に組合わせて配置して利用している。各ランプは、共通の光ガイドに光の焦点を合わせる集光レンズを設けた放射面反射鏡を有している。この組合せは、ランプが１個のみの装置に比較して、１．５倍の光束を得ることができる。この装置の典型的なランプのアークギャップは、１．０ｍｍから１．３ｍｍである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
それ故、材料費、製造費、運転費および消費電力を削減し、製品温度の低下を図るために、より少ない個数のランプで、光束の強度は従来装置と同等以上である複数ランプ装置が必要とされている。
【０００６】
本発明に係る装置は、現在知られている技術によるよりも、短アークギャップを有するランプの利用を可能とし、もって、より優れた性能の画像を作ることを可能とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上に説明した要求を満たすものであり、２個以上のランプと集光ガイドを含む光学装置用複数ランプ装置において、各ランプがそれぞれの光ガイドに光を伝達するように配置され、全ての光ガイドは集光ガイドに光学的に結合されている光学装置用複数ランプ装置を提供する。
【０００８】
また、本発明によれば、同色の色領域の数がランプと同数である、多数の色領域を有する増補型色変調器が提供される。該増補型色変調器は、２個以上のランプを有する画像投影機に使用される。
本発明の好適態様が、独立請求項に記載されている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一具体例を示す模式的平面図であり、２個のランプ１０、１５を含む装置を示している。ここで、各ランプからの発光は、例示した光線２０によって示されている。当業者であれば、本発明による装置が、２個よりも多い個数のランプを含むことができ、どのようなランプの配置も可能であることが理解できる。
【００１０】
広い意味で言うと、本発明による光学装置用複数ランプ装置は、２個以上のランプ１０，１５を含み、各ランプは、光２０をそれぞれの光ガイド３６，４６に伝達するように配置され、どの光ガイドも光学的に集光ガイド５８に結合されており、光は集光ガイドを出てどのような光学装置（図示せず）にも伝達され得る。一つの構成（図２Ａ参照）においては、光ガイド３６が、鏡３８とプリズム４０によって、光学的に集光ガイド５８に結合される。図２Ａでは、各ランプとその光ガイドとの間に、それぞれ色変調器１４，１８が設けられている。しかし、これは、複数ランプ装置の一実施例を示すにすぎない。色変調器は、本発明の範囲から逸脱しなければ、色輪（ｃｏｌｏｒ ｗｈｅｅｌ）、色入替器（ｃｏｌｏｒ ｓｗｉｔｃｈ）等のあらゆる種類の順次切替式の色フィルター装置であってよい。本発明は、色変調器の使用に限定されるものではなく、色分離器（例えば、フィリプスプリズム（Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｐｒｉｓｍ））を有する３板装置を用いても同じように機能する。色変調器は、集光ガイド５８の出口側（図５参照）、または入口側（図示せず）に設置することもできる。
色変調器は、従来の色輪であってよい。その一例として、青色（Ｂ），白色（Ｗ），緑色（Ｇ）そして赤色（Ｒ）の領域を有する色輪を図２Ｂに示す
【００１１】
図１に示された具体例においては、中間光ガイド３０、中間鏡３２そしてプリズム３４によって、ランプ１０が光学的に第２の光ガイド３６に結合されるように、ライトが配置される。複数のランプが、それぞれの光線を同一の方向に伝えるように、並んで配置される。
【００１２】
図２Ａに示された具体例においては、第２のランプから放たれた光の方向と概ね垂直な方向に、その光線を伝えるように第１のランプ１５が配置されている。しかし、当業者にとっては、どのような方向にランプを設置することも可能である。
【００１３】
図１に示す具体例に対して、各ランプと、中間光ガイド３０および第１の光ガイド４６との間に、それぞれ増補型色変調器６２が設けられた具体例が、図３に示されている。
【００１４】
増補型色変調器は、多数の色領域（Ｒ、Ｂ、Ｗ、Ｇ）を含み、同色の色領域の数がランプの数と等しくなるように配置される。図４には、そのような増補型色変調器を示す。色領域がＲ−Ｂ−Ｗ−Ｇ，Ｒ−Ｂ−Ｗ−Ｇの順番に配置されている。ランプが２個の装置の場合、各色領域は、同色の色領域の対角線上の位置に配置される。色変調器は、同色の色領域が、同時にそれぞれの光ガイドに集光されるように、同期化されている。図１Ａおよび図３に示されるように、色変調器（１４、１８；６２）は、通常、それぞれのランプの第２焦点に、または、その近くの位置に設けられる。
【００１５】
一般的にはＵＨＰ形式のランプが使用されるが、本発明はどのような形式のランプにも適応でき、メタルハライド形式のランプまたはキセノンランプに限定されない。
【００１６】
ランプが２個の装置を使用する場合には、光ガイドの入口の開口は、ライトが１個の装置の入口の開口の、約半分の大きさである。広い意味では、第１の光ガイド４６、第２の光ガイド３６および中間光ガイド３０のそれぞれの入口の開口は、集光ガイド５８の入口の開口の約半分の大きさである。さらに、一般的にいえば、複数ランプ装置では、各光ガイドの入口の開口は、集光ガイド５８の入口の開口の大きさを、ランプの数で除した大きさに、正確に等しいか、概ね等しい。
【００１７】
光ガイドは、適切な光ガイドであれば、あらゆる種類の光ガイドでよい。たとえば、固体の半透明な本体、または多数の鏡を接着して筒状に形成したものを含む棒であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一具体例の模式的平面図。
【図２Ａ】個々の色変調器を含む、本発明の他の具体例の模式的平面図。
【図２Ｂ】色変調器の模式的平面図。
【図３】共通の増補型色変調器を表した、図１に示された例の模式的平面図。
【図４】増補型色変調器の模式的平面図。
【図５】色変調器が、集光ガイドの出口側に配置された、図１に示された例の模式的平面図。
【符号の説明】
１０ 第２のランプ
１１ 第２の反射鏡
１２ 第２のバーナー
１４ 第２の色変調器
１５ 第１のランプ
１７ 第１の反射鏡
１９ 第１のバーナー
１８ 第１の色変調器
２０ 光線
３０ 中間光ガイド
３２ 中間鏡
３４ 中間プリズム
３６ 第２の光ガイド
３８ 第２鏡
４０ 第２のプリズム
４６ 第１の光ガイド
５８ 集光ガイド
６２ 増補型色変調器

Claims (8)

1. 第１のランプ（１５）および第２のランプ（１０）を含む光学装置用複数ランプ装置において、
   前記第１のランプ（１５）および前記第２のランプ（１０）が、それぞれ、第１の光ガイド（４６）および第２の光ガイド（３６）に光（２０）を伝達するように配置され、各光ガイドは、集光ガイド（５８）に光学的に結合されており、
   前記第１のランプ（１５）および前記第２のランプ（１０）が、それぞれの光線を概ね同一の方向に投射するために、並んで配置されており、
   前記第２の光ガイド（３６）が、前記第１の光ガイド（４６）と実質的に垂直に配置され、
   中間光ガイド（３０）により、前記第２のランプ（１０）と前記第２の光ガイド（３６）とが光学的に結合され、
   色変調器（１４，１８；６２）が、各ランプ（１０，１５）と、前記中間光ガイド（３０）および前記第１の光ガイド（４６）との間に配置されており、
   前記色変調器が、同色の色領域の数とランプの数が同じである多数の色領域を有する増補型色変調器（６２）を含み、
   前記色領域が順番に配置され、各色領域が、それぞれの同色の色領域に対して、対角線上の位置に配置され、
   １つの増補型色変調器の対角線上の位置に配置された同色の色領域のおのおのに、同時に、前記第１のランプと第２のランプの光束が入射されることを特徴とする光学装置用複数ランプ装置。
2. 前記中間光ガイド（３０）が、中間鏡（３２）およびプリズム（３４）によって、前記第２の光ガイド（３６）に光学的に結合されていることを特徴とする請求項１に記載された光学装置用複数ランプ装置。
3. 前記第２の光ガイド（３６）が、第２の鏡（３８）および第２のプリズム（４０）により前記集光ガイド（５８）に光学的に結合されていることを特徴とする請求項１に記載された光学装置用複数ランプ装置。
4. 前記中間光ガイド（３０）、前記第１の光ガイド（４６）、および前記第２の光ガイド（３６）が、実質的に真直ぐな部材であることを特徴とする請求項１に記載された光学装置用複数ランプ装置。
5. 前記第１のランプ（１５）および前記第２のランプ（１０）が、ＵＨＰ（超高圧）形式のランプであることを特徴とする請求項１に記載された光学装置用複数ランプ装置。
6. 前記第１のランプ（１５）および前記第２のランプ（１０）が、メタルハライド形式のランプであることを特徴とする請求項１に記載された光学装置用複数ランプ装置。
7. 前記第１の光ガイド（４６）、前記第２の光ガイド（３６）および前記中間光ガイド（３０）の入口の開口の大きさが、それぞれ、前記集光ガイド（５８）の入口の開口の大きさの約半分の大きさであることを特徴とする請求項１に記載された光学装置用複数ランプ装置。
8. 前記第１の光ガイド（４６）、前記第２の光ガイド（３６）および前記中間光ガイド（３０）の入口の開口が、それぞれ、前記集光ガイド（５８）の入口の開口の大きさをランプの数で除した大きさと等しいか、または概ね等しい大きさを、個別に有することを特徴とする請求項１に記載された光学装置用複数ランプ装置。

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