JP4941704B2 - Light source device and projector - Google Patents
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Description
本発明は、光源装置及び当該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 and a projector including the light source device.
今日、パーソナルコンピュータの画面表示画像やビデオ映像などをスクリーンに投影する画像投影装置としてデータプロジェクタが多用されている。このプロジェクタは、高輝度の光源が用いられ、メタルハイランドランプや超高圧水銀ランプなどの小型高輝度の放電ランプにリフレクタとしての凹面反射鏡を取り付けたランプユニットをプロジェクタの光源装置としてプロジェクタに組み込むことが多い。 Today, data projectors are widely used as image projection apparatuses that project screen display images, video images, and the like of personal computers onto a screen. This projector uses a high-intensity light source, and a lamp unit in which a concave reflecting mirror as a reflector is attached to a small high-intensity discharge lamp such as a metal highland lamp or an ultra-high pressure mercury lamp is incorporated in the projector as a projector light source device. There are many cases.
そして、この光源装置では、回転楕円面形状のリフレクタを用いたものが多く用いられ、リフレクタの楕円焦点に高輝度の放電ランプを設置し、前方及び後方に向けて射出された光をこの回転楕円面のリフレクタで反射させ、ライトトンネルや導光ロッド等の導光装置に集光するものとしている。又、回転楕円面形状のリフレクタの他、回転放物面形状や非球面形状としたリフレクタも多用されている。 In this light source device, a device using a spheroid reflector is often used. A high-intensity discharge lamp is installed at the elliptical focal point of the reflector, and light emitted toward the front and rear is transmitted to the spheroid. The light is reflected by a surface reflector and condensed on a light guide device such as a light tunnel or a light guide rod. In addition to the spheroid reflector, a parabolic or aspheric reflector is also frequently used.
そして、超高圧水銀ランプなどの高輝度の放電ランプを内蔵した光源装置からの光を、赤色フィルタ、緑色フィルタ、青色フィルタからなり、毎秒120回の回転速度で回転するカラーホイールを用いて赤色、緑色、青色の光とし、この赤色、緑色、青色の光を導光装置等を通した後、レンズにより一般的にはDMDと呼ばれるマイクロミラー表示素子に集光させ、この表示素子によりプロジェクタ装置の投影口に向けて反射させるオン状態の光の量によってスクリーン上にカラー画像を表示させるものである。 The light from the light source device incorporating a high-intensity discharge lamp such as an ultra-high pressure mercury lamp is composed of a red filter, a green filter, and a blue filter, and is red using a color wheel that rotates at a rotation speed of 120 times per second, The green, blue light is passed through the light guide device after passing through the light guide device and the like, and is then condensed by a lens onto a micromirror display element generally called DMD. A color image is displayed on the screen according to the amount of light in the on state reflected toward the projection port.
ここでDMDとは、微小なミラーセルを制御信号により揺動させ、反射光の方向を制御し、光源側光学系により表示素子に入射された光を投影側光学系である投影レンズの方向に反射するオン状態光と光吸収板の方向に反射するオフ状態光とし、赤色光、緑色光、青色光の光をオン状態とする時間を制御してスクリーンにカラー画像を投影するものである。 Here, DMD means that a minute mirror cell is swung by a control signal, the direction of reflected light is controlled, and the light incident on the display element is reflected by the light source side optical system in the direction of the projection lens which is the projection side optical system. The on-state light and the off-state light reflected in the direction of the light absorbing plate are used, and the color image is projected onto the screen by controlling the time during which the red, green, and blue light is turned on.
又、近年はプロジェクタの小型化が図られており、小型のプロジェクタの内部に配置されている光源装置も小型化が図られている。このため、上述したような光源装置の光源として放電ランプを用いる代わりに発光ダイオードを用いることが提案されている。例えば、特開2005−283817号公報(特許文献1)では、光軸を中心とした半楕円球面形状のリフレクタの楕円焦点に発光ダイオードを配置した発明が提案されている。
しかし、従来の光源として発光ダイオードを用いた光源装置では、光源装置の小型化は実現できているが、放電ランプと比較して発光ダイオードは単独では輝度が低いため投影画像の輝度の低さが問題となっていた。又、発光ダイオードを複数個用いて輝度を高くする提案もなされているが、このように複数個の発光ダイオードを用いる場合、複数個の輝点からの光束を効率よく合成して導光装置に集光することが困難であるといった問題点があった。 However, in a light source device using a light emitting diode as a conventional light source, the size of the light source device can be reduced. However, the brightness of the projected image is low because the light emitting diode alone has a lower luminance than the discharge lamp. It was a problem. Also, a proposal has been made to increase the luminance by using a plurality of light emitting diodes. However, when a plurality of light emitting diodes are used in this way, light beams from a plurality of bright spots are efficiently combined into a light guide device. There was a problem that it was difficult to collect light.
本発明は、上述したような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、発光色の異なる複数個の発光体を光源として用いた場合でも、複数個の輝点からの光束を効率よく集光させることが可能な光源装置、及び当該光源装置を用いたプロジェクタを提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the problems of the prior art as described above, even when a plurality of different emitters emission colors as a light source, the efficiency of light beams from a plurality of bright points It is intended light source device capable of Ku condensing, and to provide a projector using the light source device.
本発明の光源装置は、光源と、リフレクタと、集光レンズとを備え、前記光源は、発光色の異なる複数の発光体で構成されるとともに、前記発光色の異なる複数の発光体が前記リフレクタの回転中心軸に沿って発光波長の順に配置され、
前記集光レンズは、前記発光色の異なる複数の発光体から発光され前記リフレクタで反射された光線束を屈折させて、色毎の光線束の角度差を少なくするように集光することを特徴とする。
A light source device of the present invention includes a light source, a reflector, and a condensing lens, the light source is composed of a plurality of different light emitters emission colors Rutotomoni, different light emitters of the emission color the reflector Are arranged in the order of the emission wavelength along the rotation center axis of
The condensing lens refracts light bundles emitted from a plurality of light emitters having different emission colors and reflected by the reflector to collect light so as to reduce an angle difference of the light bundles for each color. And
又、前記発光色の異なる発光体は、発光波長の長いものから順に、前記集光レンズより遠いリフレクタの内側から配置され、前記集光レンズは、出射面が凹面の回転面を有することが望ましい。
その場合、前記集光レンズは、光軸となす角度を小さくするように集光する。
又、前記発光色の異なる発光体は、発光波長の長いものから順に、前記集光レンズより遠いリフレクタの内側から配置され、前記集光レンズは、出射面が凹面の回転面を有するようにしてもよい。
前記集光レンズは、入射面が前記リフレクタの回転中心軸に対して垂直であるようにしてもよい。
前記集光レンズは、半径断面が三角形状とされた回転中心軸を有する形状であるようにしてもよい。
前記発光体は、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、青色発光ダイオードであってもよい。
前記発光色の異なる発光体のいずれか又は全てが複数個とされることがある。
Further, the emission color different emitters, in order from the longest emission wavelength, is inside or al placed distant reflector from the condenser lens, the condenser lens, the exit surface has a concave surface of revolution Is desirable.
In that case, the condensing lens condenses so as to reduce the angle formed with the optical axis.
The illuminants of different emission colors are arranged in order from the longest emission wavelength from the inside of the reflector farther from the condensing lens, and the condensing lens has an exit surface having a concave rotating surface. Also good.
The condensing lens may have an incident surface perpendicular to the rotation center axis of the reflector.
The condensing lens may have a shape having a rotation center axis whose radial cross section is triangular.
The light emitter may be a red light emitting diode, a green light emitting diode, or a blue light emitting diode.
There may be a case where any or all of the light emitters having different light emission colors are used.
更に、前記リフレクタが回転楕円球面形状であって、緑色の発光体が前記リフレクタの焦点位置近傍に配置されていることが望ましい。
又、前記リフレクタ及び前記集光レンズは、共通の回転軸を有した全回転体又は半回転体とすることがある。
そして、前記発光色の異なる発光体が複数個であり、前記リフレクタ及び前記集光レンズの回転中心軸の周りに環状に配置されることもある。
Furthermore, the reflector is a rotational ellipsoid shape, it is desirable that emission of green are arranged in the vicinity of the focal point of the reflector.
Further, the reflexology data及 beauty the condensing lens may be a full rotation, or semi-rotary member having a common axis of rotation.
A plurality of light emitters having different emission colors may be arranged in an annular shape around the central axis of rotation of the reflector and the condenser lens.
そして、本発明のプロジェクタは、光源装置と、光源側光学系と、投影画像を生成する表示素子と、投影画像を投影する投影側光学系と、プロジェクタ制御手段とを備え、前記光源側光学系は、導光装置と、光源側レンズ群と、反射ミラーとを備え、前記光源装置は、上記いずれかのような光源装置であることを特徴とする。
The projector of the present invention includes a light source device, a light source side optical system, a display element that generates a projection image, a projection side optical system that projects the projection image, and projector control means, and the light source side optical system Includes a light guide device, a light source side lens group, and a reflection mirror, and the light source device is any one of the light source devices described above .
又、前記リフレクタ及び前記集光レンズは、共通の回転軸を有した半回転体であって、この回転軸が前記導光装置の光軸と交わるように配置されている場合がある。
前記リフレクタ及び前記集光レンズは、前記導光装置の光軸と一致した回転中心軸を有した全回転体とする場合がある。
The reflector and the condensing lens may be a semi-rotary body having a common rotation axis, and the rotation axis may be arranged to intersect the optical axis of the light guide device.
The reflector and the condensing lens may be a full-rotary body having a rotation center axis that coincides with the optical axis of the light guide device .
本発明によれば、発光色の異なる複数個の発光体を光源として用いた場合でも、複数個の輝点からの光束を効率よく集光させることが可能な光源装置、及び当該光源装置を用いたプロジェクタを提供することができる。
According to the present invention, even when a plurality of different emitters emission colors as a light source, a plurality of possible source device be efficiently good Ku condensing the light beam from the bright points, and the light source device The projector used can be provided.
本発明を実施するための最良の形態のプロジェクタ100は、光源装置210と、光源側光学系220と、投影画像を生成する表示素子230と、投影画像を投影する投影側光学系250と、プロジェクタ制御手段181とを備え、光源側光学系220は、導光装置224と、光源側レンズ群226と、ミラー228とを備えているものである。
The
又、光源装置210は、光源211と、リフレクタ212と、集光レンズ215とを備え、光源211は、発光色の異なる複数の発光体で構成され、リフレクタ212は、一方を開口した半楕円球面形状であって、集光レンズ215は、半径断面が三角形状とされた形状で回転中心軸を有しているものである。
The
又、光源211は、リフレクタ212の回転中心軸に沿って波長の順に発光色の異なる発光体が配置されており、この発光体は、赤色発光ダイオード211R、緑色発光ダイオード211G、青色発光ダイオード211Bである。又、緑色発光ダイオード211Gがリフレクタの焦点位置近傍に配置され、赤色発光ダイオード211Rはリフレクタ212の焦点位置より内側に、青色発光ダイオード211Bはリフレクタ212の焦点位置より射出口側に配置しているものである。
The
本最良の形態によれば、複数個の発光ダイオードを光源として用いた場合でも、複数個の輝点からの光束を効率よく合成して導光装置に多くの光を集光させることが可能な光源装置、及び当該光源装置を用いたプロジェクタを提供することができる。 According to this best mode, even when a plurality of light emitting diodes are used as a light source, it is possible to efficiently synthesize light beams from a plurality of bright spots and collect a large amount of light on the light guide device. A light source device and a projector using the light source device can be provided.
以下、本発明の実施例を図に基づいて詳説する。本発明に係るプロジェクタは、プロジェクタ制御手段としてのマイクロコンピュータを内蔵し、図1に示すように、略直方体とされるケースの前面パネル120にはレンズカバー121を備えた投影口123を有し、ケースの上面パネル110には電源スイッチ111としてのキーや手動画質調整キー113、自動画質調整キー114、電源ランプインジケータ112、光源ランプインジケータ115、過熱インジケータ116などのキー及びインジケータ類、スピーカを内側に配置した拡声穴118や開閉蓋119を有し、図示しない背面パネルには電源コネクタやパーソナルコンピュータと接続するUSB端子、画像信号入力用のビデオ端子やミニD−サブ端子などの各種信号入力端子を有するプロジェクタ100である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The projector according to the present invention has a built-in microcomputer as a projector control means, and has a
そして、上面の開閉蓋119の内部には、画質や画像の微調整及びプロジェクタ100の各種動作設定を行うサブキーを有し、ケースの左側面パネルには吸気口が、右側面パネル140には排気口145が設けられ、内部に冷却ファンを有するものである。
The
又、底面パネルの前方には突出量を調整可能とした前足部材170を有し、底面パネルの後方左右には固定式の後足部材175を有し、前足部材170の突出量を調整してプロジェクタ100の前方高さを変化させ、スクリーンの高さにあわせた画像の投影を可能としているものである。
In addition, the
そして、このプロジェクタ100の内部には、図2に示すように、発光ダイオードなどの光源211をリフレクタ212の内側に配置すると共に集光レンズ215を有する光源装置210、及び、光源側光学系220としてカラーホイール221や導光装置224、照明側光学系として複数枚の光源側レンズ群226と1枚のミラー228を有するものである。
In the
更に、ランプ電源回路187やプロジェクタ制御手段181を取り付けた回路基板180、及び、複数の画素を行方向及び列方向にマトリクス状に配列して入射した光の反射を制御することにより画像を表示する表示素子230、更に、表示素子230からの射出光をスクリーン等の投影面に投影する投影側光学系250である固定レンズ群253や可動レンズ群255を組み込んだプロジェクタ100である。
Further, an image is displayed by controlling the reflection of incident light by arranging a plurality of pixels in a matrix in a row direction and a column direction, and a
この回路基板180には、マイクロコンピュータによるプロジェクタ制御手段181が設けられ、このプロジェクタ制御手段181により、プロジェクタ内の各回路の動作制御を行い、電源スイッチ111がオン状態とされると光源装置210の光源211を点灯させると共に、冷却ファン190を光源211の出力や冷却ファン190のファン形状及び配置などに合わせた定格速度で駆動させ、左側面パネル150の吸気口155から外気を取り入れ、右側面パネル140の排気口145から内部の空気を排出しつつプロジェクタ100をスタンバイ状態とするものである。
The
又、電源スイッチ111がオフ状態とされると光源211を消灯すると共に、タイマーにより数分間程度の所定時間だけ冷却ファン190の駆動を持続させてプロジェクタ100の内部を冷却した後に全ての動作を停止させる等の制御も行なうものである。
When the
そして、表示素子230は、カラーフィルターのような入射光を着色する手段を備えない表示素子230であり、この実施例では、一般にDMD(Digital Micromirror Device)と略称されるマイクロミラー表示素子230を用いている。
The
このマイクロミラー表示素子230は、その正面方向に対して一方向に傾いた入射方向から入射した光を、上述の複数のマイクロミラーの傾き方向の切換えにより正面方向のオン状態光線と斜め方向のオフ状態光線とに分けて反射することにより画像を表示するものであり、一方の傾き方向に傾動されたマイクロミラーに入射した光をこのマイクロミラーにより正面方向に反射するオン状態光線とし、他方の傾き方向に傾動されたマイクロミラーに入射した光をこのマイクロミラーにより斜め方向に反射してオフ状態光線とすると共に、このオフ状態光線を吸光板で吸収し、正面方向への反射による明表示と、斜め方向への反射による暗表示とにより画像を表示するものである。
This
そして、光源装置210は、図3に示すように、発光色の異なる複数の発光体で構成された光源211と、リフレクタ212と、集光レンズ215とを備えている。この発光体は赤色発光ダイオード211Rと、緑色発光ダイオード211Gと、青色発光ダイオード211Bより構成されている。
As shown in FIG. 3, the
又、リフレクタ212は、楕円を回転中心軸を中心に半回転させた半楕円球面形状であり、内面には反射膜を備え、一端を開口することにより射出口を有している。そして、光源211はリフレクタ212の回転中心軸に沿って発光色の異なる発光体が発光波長の順に配置されており、具体的には緑色発光ダイオード211Gをリフレクタ212の焦点に配置し、赤色発光ダイオード211Rを緑色発光ダイオード211Gの位置よりリフレクタ212の内側に配置し、青色発光ダイオード211Bを緑色発光ダイオード211Gの位置よりリフレクタ212の開口部側に配置している。
The
そして、集光レンズ215は、リフレクタ212の射出口近傍に配置され、断面が略直角三角形状の頂点部を回転中心軸上に位置させて、この回転中心軸により半回転させた半径断面が略直角三角形状の半回転体である。又、斜辺面がリフレクタ212の射出口側にくるように配置している。この集光レンズ215は、異なる輝点から射出され拡散した光線束を入射面で屈折させて光軸となす角度を小さくし、出射面でも屈折させて光軸となす角度を更に小さくすることにより集光した光線束を射出し、その後の導光装置224に入射させるものである。
The condensing
即ち、この集光レンズ215は、プリズムのようにガラスや樹脂などの透光性の物質で構成されている。この集光レンズ215では発光波長の短くなる赤色光、緑色光、青色光の順で屈折率が順次大きくなるため、図4に示すように、緑色光の発光体をリフレクタ212の焦点位置に、赤色光の発光体をリフレクタ212の焦点位置よりも内側に、青色光の発光体をリフレクタ212の焦点位置よりも開口部側に配置し、青色光におけるリフレクタ212の反射光が回転中心軸に対して大きく交わり、赤色光におけるリフレクタ212の反射光が回転中心軸に対して最も小さく交わる状態で反射されても、反射光が回転中心軸に対して大きく交わる青色光を大きく屈折させて回転中心軸に対する交わりを小さくし、赤色光、緑色光、青色光の回転中心軸と交わる角度差を少なくして導光装置224に入射することができる。
That is, the condensing
このように、各色の発光ダイオード211R,211G,211Bから射出された光がリフレクタ212の反射面で反射して集光レンズ215の入射面に入射し、その後、集光レンズ215で屈折して出射面より集光した光線束として出射され、光軸上に配置された導光装置224に集光レンズで集光した光線束を射出することができる。
In this way, the light emitted from the
又、この光源装置210は、図5に示すように、プロジェクタ100の底面に対して傾けて配置され、導光装置224の光軸と交わるようにリフレクタ212や集光レンズ215の回転軸を傾けて導光装置224の入射側端部に向けているものである。このように回転軸を傾けて配置することでプロジェクタ100の筐体内の空間を効率よく利用でき、更に、より多くの光線束を導光装置224に入射するように射出することが可能となる。
Further, as shown in FIG. 5, the
そして、光源装置210の光源211である各色の発光ダイオード211R,211g,211bは、プロジェクタ制御手段181により時分割制御されており、投影画像に合わせて各色の発光ダイオード211R,211g,211bの点滅を個別に制御することで、各色の光線束を時間を変えて表示素子230に射出している。
The
従来のプロジェクタでは白色光のみを放射する放電ランプ等を光源として用いていたため、カラーホイール等で光を着色する必要があったが、本実施例では赤色、緑色、青色の光を射出する各色の発光ダイオードを用いているためカラーホイール等で光に着色しなくとも光の三原色を表示素子に照射することができ、よって、カラーホイール無しでも投影画像を提供することができる。 In a conventional projector, a discharge lamp or the like that emits only white light is used as a light source. Therefore, it is necessary to color light with a color wheel or the like. In this embodiment, each color that emits red, green, and blue light is emitted. Since the light emitting diode is used, the display element can be irradiated with the three primary colors of light without coloring the light with a color wheel or the like, and thus a projection image can be provided without the color wheel.
又、光源装置210により集光された光線束をマイクロミラー表示素子230に入射させる光源側光学系220は、カラーホイール221や導光装置224、複数枚のレンズである光源側レンズ群226、及び、ミラー228で構成している。このカラーホイール221は薄肉円盤状で、赤色、緑色、青色のカラーフィルターを平面上に有しているものであるが、このようなカラーホイール221を用いているのは、光源211より射出された赤色光、緑色光、青色光における光の色純度を高めるためである。
Further, the light source side
更に、導光装置224は、カラーホイール221の射出側に入射面を対向させる位置として配置し、入射面から入射した光を出射面から均一な強度分布の光として射出するものである。
Furthermore, the
そして、光源側光学系220のミラー228は、光源装置210から射出され、導光装置224、光源側レンズ群226を透過した光を、マイクロミラー表示素子230に向けて反射することによりマイクロミラー表示素子230にその正面方向に対して一方の方向に傾いた方向から光を投射するものである。
The
又、投影側光学系250は、固定レンズ群253を内蔵する固定鏡筒と、この固定鏡筒に係合され、回転操作により軸方向に進退移動可能とされる可動レンズ群255を内蔵する可動鏡筒とを備え、これらの鏡筒内に組み込まれた複数枚のレンズの組み合わせによりズームレンズを形成する投影側光学系250としているものである。
The projection-side
このように、このプロジェクタ100は、光源装置210の各色の光を一方向に射出させ、光源装置210から光源側光学系220に入射した光を、導光装置224により強度分布を均一にして、光源側光学系220としてのレンズ及びミラー228によりマイクロミラー表示素子230に向けて投射することができるものである。
In this way, the
そして、光源装置210の光源211からの各色の射出光がマイクロミラー表示素子230に各色の単色画像データを順次書込むことにより、マイクロミラー表示素子230の正面方向に反射するオン状態光線によりマイクロミラー表示素子230に各色の単色画像を順次形成させ、マイクロミラー表示素子230から順次射出する各色の単色画像光を、投影側光学系250のレンズ群253、255により拡大して投影面に投影するものであり、投影面に、各色の3色の単色画像が重なったフルカラー画像を表示するものである。
Then, the light emitted from the
従来のプロジェクタで用いていた光源装置では、リフレクタの焦点に一つの高輝度の放電ランプを設置するだけであったが、発光ダイオードを用いた光源装置では複数の光源を用いるため、焦点から外れた位置にも光源を設置する必要があり、そのため導光装置に射出する光線束が拡散してしまい、導光装置に入射できない無駄な光が多々発生していた。 In the light source device used in the conventional projector, only one high-intensity discharge lamp is installed at the focal point of the reflector. However, since the light source device using the light emitting diode uses a plurality of light sources, it is out of focus. It is necessary to install a light source at the position, so that the light beam emitted to the light guide device diffuses, and a lot of useless light that cannot enter the light guide device is generated.
しかし、本実施例の光源装置210を用いることにより、複数の発光ダイオードから射出されるために拡散した状態でリフレクタ212から射出される光線束を、集光された光線束として導光装置224に射出することができるため、光源211の光を無駄なく利用することができ、結果として輝度の高い投影画像を提供することができる。
又、リフレクタ212を半楕円球面形状としたため、光源装置210の全体として薄型となり、薄型のプロジェクタ100内に容易に収納できる。
However, by using the
Further, since the
又、発光ダイオードは従来光源として用いていた放電ランプと違い、略一定方向へ光を射出するため、従来の放電ランプのように全方向に光を射出することはなく、リフレクタ212を半回転体としても十分な光量を提供でき、更に、放電ランプとは違って高温にもならないためプロジェクタ100の本体を小さく成形することも可能となる。
In addition, unlike a discharge lamp used as a light source in the past, a light emitting diode emits light in a substantially constant direction. Therefore, unlike a conventional discharge lamp, light is not emitted in all directions. However, it is possible to provide a sufficient amount of light, and unlike the discharge lamp, since the temperature does not become high, the
更に、集光レンズ215により光が集光するため、導光装置224の入射口の面積も小さく成形することができ、マイクロミラー表示素子に照射される光も無駄のない光線束とすることができる。
Furthermore, since the light is collected by the
又、上述した光源装置210では、リフレクタ212を半楕円球面形状としたが、半回転放物面形状とすることもできる。このような回転放物面形状のリフレクタ212を用いる場合は、焦点位置よりリフレクタ21の外部側に複数の発光体を配置することにより収束光とすることができる。そして、このような回転放物面形状のリフレクタ212の開口部近傍に集光レンズ215を配置し、リフレクタ21の回転中心軸に沿って赤色光、緑色光、青色光の発光体を配置することで、その後の導光装置224の入射面を小さく形成しても、集光させることができる。
In the
更に、リフレクタの回転楕円面形状としては、光源の特性をより引き出すために回転楕円面形状の楕円の形状を修正した非球面形状としたものを用いることもできる。この非球面形状のリフレクタは、通常の回転楕円面形状のリフレクタと比較して光源から射出された光を導光装置に集光させる機能が優れているため、より輝度の高い投影画像を投影できるようになる。 Further, as the spheroid shape of the reflector, an aspherical shape obtained by correcting the ellipse shape of the spheroid shape in order to draw out the characteristics of the light source can be used. Since this aspherical reflector has an excellent function of condensing the light emitted from the light source onto the light guide device, compared to a normal spheroidal reflector, it can project a projected image with higher brightness. It becomes like this.
又、上述した光源装置210ではリフレクタ212を半楕円球面形状としていたが、図6に示すように、光軸を中心に一回転させた楕円球面形状とすることもできる。この場合には、集光レンズ215も全回転体のものを用いることになり、又、リフレクタ212と集光レンズ215、及び、導光装置224の光軸は全て同一としている。このようなリフレクタ212と集光レンズ215を用いることにより、上述した半回転体のものより多くの光源211をリフレクタ212の内部に配置することが可能となり、高輝度な投影画像を投影可能なプロジェクタを提供することができる。
In the
又、光源211の発光体として発光ダイオードを用いているため、従来のプロジェクタより薄型のプロジェクタを提供することもできる。尚、導光装置224に入射させる光量は全回転体のリフレクタや集光レンズを用いたものの方が多いため、投影画像の輝度という面では全回転体のものの方が優れており、逆に半回転体のリフレクタや集光レンズを用いた光源装置210の方がプロジェクタの薄型化という面では優れている。
In addition, since a light emitting diode is used as the light emitter of the
尚、図において、光源211は赤色、青色、緑色を一つずつ配置しているが、夫々の発光ダイオードを複数個敷設することにより、更に高輝度な投影画像を提供することができる。例えば、複数個の発光ダイオードを回転中心軸の周りにリング状に配置することもできる。このように発光ダイオードを複数個敷設することで、本実施例の集光レンズ215の機能を更に生かすことができる。
In the figure, the
そして、このように発光ダイオードを複数個配置することで、各色の明度も高くなり、カラーホイールを用いて色純度を高くする場合のみでなく、カラーホイールを使用しなくても、赤色光、青色光、緑色光を表示素子に照射することもでき、カラーホイールを使用しない場合は、プロジェクタの一層の小型化を図ることもできる。 By arranging a plurality of light emitting diodes in this way, the brightness of each color is also increased, and not only when the color purity is increased using a color wheel but also without using a color wheel, red light, blue The display element can be irradiated with light or green light, and when the color wheel is not used, the projector can be further miniaturized.
又、上述した光源装置210では、各色の発光体を波長の長いものをリフレクタの内側に、波長の短いものをリフレクタの開口部近傍側に配置していたが、逆に図7に示すように、波長の短いものをリフレクタの内側に、波長の長いものをリフレクタの開口部近傍側に配置することもできる。
In the
このように光源211としての発光体を配置する場合の集光レンズ215は、半径断面の略直角三角形の底辺を回転中心軸とする光軸上に配置し、対辺をリフレクタ212の射出口側に配置した回転体とするものである。この場合においても上述した光源装置210と同様に導光装置224の入射口に集光した光線束を射出することができるものである。そして、リフレクタ212としては回転楕円面形状、回転放物面形状、回転楕円面形状などの曲面を修正した非球面形状などを用いることも可能である。
In this way, the condensing
尚、これまで述べた集光レンズ215は半径断面を略直角三角形のものを用いたが、導光装置との距離や、リフレクタ212との距離によっては半径断面を二等辺三角形形状とすることや、他の三角形状とすることも可能である。
In addition, although the condensing
又、本発明は、以上の実施例の形態に限定されるものでなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で自由に変更、改良が可能である。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and can be freely changed and improved without departing from the gist of the invention.
100 プロジェクタ 110 上面パネル
111 電源スイッチ 112 電源ランプインジケータ
113 手動画質調整キー 114 自動画質調整キー
115 光源ランプインジケータ 116 加熱インジケータ
118 拡声穴 119 開閉蓋
120 前面パネル 121 レンズカバー
123 投影口 130 後面パネル
140 右側面パネル 145 排気口
150 左側面パネル 155 吸気口
160 底面パネル 170 前足部材
175 後足部材 180 回路基板
181 プロジェクタ制御手段 187 ランプ電源回路
190 冷却ファン 210 光源装置
211 発光ダイオード 211R 赤色発光ダイオード
211G 緑色発光ダイオード 211B 青色発光ダイオード
212 リフレクタ 215 集光レンズ
220 光源側光学系 221 カラーホイール
224 導光装置 226 光源側レンズ群
228 ミラー 230 マイクロミラー表示素子
250 投影側光学系 253 固定レンズ群
255 可動レンズ群
100
111
113 Manual image
115 Light
118
120
123
140
150
175
181 Projector control means 187 Lamp power circuit
190
211
211G Green
212
220 Light source side
224
250 Projection-
255 Movable lens group
Claims (15)
前記光源は、発光色の異なる複数の発光体で構成されるとともに、前記発光色の異なる複数の発光体が前記リフレクタの回転中心軸に沿って発光波長の順に配置され、
前記集光レンズは、前記リフレクタの回転中心軸と同一の回転中心軸を有し、前記発光色の異なる複数の発光体から発光され前記リフレクタで反射された光線束を屈折させて、色毎の光線束の相互の角度差を少なくするように集光する出射面が入射面と平行でない円錐形状であることを特徴とする光源装置。 A light source, a reflector, and a condenser lens;
The light source is composed of a plurality of light emitters having different emission colors, and the plurality of light emitters having different emission colors are arranged in the order of emission wavelengths along the rotation center axis of the reflector,
The condensing lens has a rotation center axis that is the same as the rotation center axis of the reflector, and refracts a light beam emitted from a plurality of light emitters having different emission colors and reflected by the reflector, for each color. light source and wherein the output surface for condensing so as to reduce the mutual angular difference between light beams has a conical shape that is not parallel to the incident plane.
前記集光レンズは、出射面が凹面の回転面を有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光源装置。 The illuminants with different emission colors are arranged from the inside of the reflector farther from the condenser lens in order from the longer emission wavelength,
The condenser lens, the light source apparatus according to claim 1 or claim 2 exit surface and having a concave surface of revolution.
前記集光レンズは、出射面が凸面の回転面を有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光源装置。 The illuminants with different emission colors are arranged from the inside of the reflector farther from the condenser lens, in order from the shortest emission wavelength,
The condenser lens, the light source apparatus according to claim 1 or claim 2 exit surface and having a plane of rotation of the convex surface.
光源側光学系と、
投影画像を生成する表示素子と、
投影画像を投影する投影側光学系と、
プロジェクタ制御手段とを備え、
前記光源側光学系は、導光装置と、光源側レンズ群と、反射ミラーとを備え、
前記光源装置は、
前記請求項1乃至請求項12のいずれかに記載の光源装置であることを特徴とするプロジェクタ。 A light source device;
A light source side optical system;
A display element for generating a projection image;
A projection-side optical system that projects a projection image;
Projector control means,
The light source side optical system includes a light guide device, a light source side lens group, and a reflection mirror,
The light source device
A projector comprising the light source device according to any one of claims 1 to 12 .
The projector according to claim 13 , wherein the reflector and the condenser lens are all rotating bodies having a rotation center axis coinciding with an optical axis of the light guide device.
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