JP5348455B2 - 光源装置、プロジェクタ、及び光源装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、光源装置と、該光源装置を備えたプロジェクタと光源装置の製造方法に関するものである。

今日、パーソナルコンピュータの画面やビデオ画像、更にメモリカード等に記憶されている画像データによる画像等をスクリーンに投影する画像投影装置としての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、光源から射出された光をＤＭＤと呼ばれるマイクロミラー表示素子、又は、液晶板に集光させ、スクリーン上にカラー画像を表示させるものである。

このようなプロジェクタにおいて、従来は高輝度の放電ランプを光源とするものが主流であったが、近年、光源として赤色、緑色、青色の発光ダイオードや有機ＥＬ等の固体発光素子を用いるための開発がなされており多くの提案がなされている。

この発光ダイオードは、放電ランプと比較して電力消費が少なく信頼性も高いというメリットがあるが、プロジェクタにおいて用いるには単体では発光量が足りず所望の輝度を得られないというデメリットも存在していた。そこで、発光ダイオードをプロジェクタの光源として用いるために、複数の発光ダイオードを配置して複数の発光ダイオードからの射出光を合成して用いる提案がなされている（例えば、特許文献１）。
特開２００５−２７４８３６号公報

従来の発光ダイオードを光源として用いたプロジェクタでは、発光ダイオードの光量不足により投影時に高い輝度の投影画像を投影できないという問題点があった。そこで発光ダイオードの量を増やす等をすることにより光量を増やす提案がなされている。

しかしながら、プロジェクタ等の光学系においては、有効に扱える光束が存在する空間的な広がりを面積と立体角との積として表したエテンデュー（Ｅｔｅｎｄｕｅ）という値がありこのエテンデュー値は光学系において保存される値であるため、光源の発光面積を広くしたとしても光源からの射出光の利用効率が下がり、所望の光量が得られなかった。

そこで、光源からの射出光の利用効率を上げるために集光光学系を用いて光源からの射出光を光軸に近い光として集光することもできるが、集光光学系が小型の場合、発光面積の広い面光源からの射出光の中で集光光学系に有効光として入射する光量は少なく、面光源からの射出光の利用効率を上げるためには集光光学系も大型化する必要があった。

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、小型の集光光学系を用いたまま光源からの射出光の利用効率を高くでき、光量の増加が図れる光源装置と、該光源装置を備えることによって輝度の高い投影画像を投影できるプロジェクタ、及び光源装置の製造方法を提供することを目的としている。

本発明は、所定の波長帯域の光を照射する光源を有した光生成装置と、前記光生成装置から照射される光が入射するレンズを備えた集光光学系とを備え、前記光生成装置と前記集光光学系との間に当該集光光学系の設計のために設定される一の発光面が設定され、前記集光光学系は、前記一の発光面から光が射出されたとして、前記一の発光面からの光が前記レンズの入射面の有効径内に入射するように配置され、前記光生成装置は、前記一の発光面から所定距離離れた位置に配置され、前記光源と前記一の発光面との距離に基づいて、光が実際に照射される前記光源の二の発光面の発光面積が決定されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、小型の集光光学系を用いたまま光源からの射出光の利用効率を高くでき、光量の増加が図れる光源装置と、該光源装置を備えることによって輝度の高い投影画像を投影できるプロジェクタ及び光源装置の製造方法を提供することができる。

本発明を実施するための最良の形態のプロジェクタ10は、光源装置63と、導光装置75と、表示素子51と、投影側光学系90と、プロジェクタ制御手段とを備えるものである。

そして、光源装置63は、赤色波長域光を生成する特定波長域光生成装置151としての赤色光生成装置151Rと、緑色波長域光を生成する特定波長域光生成装置151としての緑色光生成装置151Gと、青色波長域光を生成する特定波長域光生成装置151としての青色光生成装置151Bとを備え、該複数の特定波長域光生成装置151から射出され集光光学系165によって集光された各光線束の光軸を同一の光軸に合成するように変換する光軸変換装置を有しているものであり、光源161としては発光ダイオードが用いられているものである。

又、光源装置63は、最初の入射面直近に発光面168を設定し、該発光面168からの射出光が有効光となるように設計された集光光学系165と、集光光学系165の最初の入射面から所定距離離れた位置に配置され、発光面168との距離に比例させて発光面積が設定される光源161を有した特定波長域光生成装置151と、を備えるものである。

更に、特定波長域光生成装置151は、発光面168から射出される光線束の光軸に対する拡散角をθ、発光面168から実際の発光面までの距離をｈとすると、光源161は、発光面168の発光面積よりも全方向にｈ・ｔａｎθ広がった発光面積を備えるものである。

又、集光光学系165は、特定波長域光生成装置151の近傍に配置され最初の入射面を有した第一レンズ171と、第一レンズ171の射出側近傍に配置された第二レンズ172と、第二レンズ172の射出側近傍に配置された第三レンズ173とを備え、第一レンズ171は、最初の入射面の有効径内に入射口171Cを有し、最初の入射面の有効径外に反射面171Dを備えるものである。

そして、特定波長域光生成装置151は、光源161と、光源161が固定される光源基板162と、光源161の周縁を覆うように配置された内面を反射面とする反射壁163と、該光源161の前方を封止する透明なカバー部材164とを備えるものである。

以下、本発明の実施例を図に基づいて詳説する。本発明の実施例に係るプロジェクタ10は、図１に示すように、略直方体形状であって、本体ケースの前方の側板とされる前面パネル12の側方に投影口を覆うレンズカバー19を有すると共に、この前面パネル12には複数の排気孔17を設けている。更に、図示しないがリモートコントローラからの制御信号を受信するＩｒ受信部を備えている。

又、本体ケースである上面パネル11にはキー／インジケータ部37を設けるものであり、このキー／インジケータ部37には、電源スイッチキーや電源のオン又はオフを報知するパワーインジケータ、投影のオン、オフを切りかえる投影スイッチキー、光源装置や表示素子又は制御回路等が過熱したときに報知をする過熱インジケータ等のキーやインジケータを設けるものである。

更に、本体ケースの背面には、背面パネルにＵＳＢ端子や画像信号入力用のＤ−ＳＵＢ端子、Ｓ端子、ＲＣＡ端子等を設ける入出力コネクタ部及び電源アダプタプラグ等の各種端子20を設けているものである。

尚、図示しない本体ケースの側板である右側パネル14、及び、図１に示した側板である左側パネル15の下部近傍には、各々複数の吸気孔18を設けているものである。

そして、このプロジェクタ10のプロジェクタ制御手段は、図２に示すように、制御部38、入出力インターフェース22、画像変換部23、表示エンコーダ24、表示駆動部26等を有するものであって、入出力コネクタ部21から入力された各種規格の画像信号は、入出力インターフェース22、システムバス（ＳＢ）を介して画像変換部23で表示に適した所定のフォーマットの画像信号に統一するように変換された後、表示エンコーダ24に出力されるものである。

又、表示エンコーダ24は、入力された画像信号をビデオＲＡＭ25に展開記憶させた上でこのビデオＲＡＭ25の記憶内容からビデオ信号を生成して表示駆動部26に出力するものである。

そして、表示エンコーダ24からビデオ信号が入力される表示駆動部26は、入力された画像信号に対応して適宜フレームレートで空間的光変調素子（ＳＯＭ）である表示素子51を駆動するものであり、光源装置63から射出された光線束を光源側光学系を介して表示素子51に入射することにより、表示素子51の反射光で光像を形成し、投影側光学系とする投影系レンズ群を介して図示しないスクリーンに画像を投影表示するものであり、この投影側光学系の可動レンズ群97は、レンズモータ45によりズーム調整やフォーカス調整のための駆動が行われるものである。

又、画像圧縮伸長部31は、画像信号の輝度信号及び色差信号をＡＤＴＣ及びハフマン符号化等の処理によりデータ圧縮して着脱自在な記録媒体とされるメモリカード32に順次書き込む記録処理や、再生モード時はメモリカード32に記録された画像データを読み出し、一連の動画を構成する個々の画像データを１フレーム単位で伸長して画像変換部23を介して表示エンコーダ24に送り、メモリカード32に記憶された画像データに基づいて動画等の表示を可能とするものである。

そして、制御部38は、プロジェクタ10内の各回路の動作制御を司るものであって、ＣＰＵや各種セッティング等の動作プログラムを固定的に記憶したＲＯＭ及びワークメモリとして使用されるＲＡＭ等により構成されている。

又、本体ケースの上面パネル11に設けられるメインキー及びインジケータ等により構成されるキー／インジケータ部37の操作信号は、直接に制御部38に送出され、リモートコントローラからのキー操作信号は、Ｉｒ受信部35で受信され、Ｉｒ処理部36で復調されたコード信号が制御部38に出力されるものである。

尚、制御部38にはシステムバス（ＳＢ）を介して音声処理部47が接続されており、音声処理部47はＰＣＭ音源等の音源回路を備え、投影モード及び再生モード時には音声データをアナログ化し、スピーカ48を駆動して拡声放音させることができるものである。

又、この制御部38は、光源制御回路41を制御するものであり、画像信号に応じて赤色光源、緑色光源、青色光源を時分割制御している。更に、冷却ファン駆動制御回路43には、光源装置63等に設けた複数の温度センサによる温度検出を行わせて、冷却ファンの回転速度を制御させ、又、タイマー等によりプロジェクタ本体の電源ＯＦＦ後も冷却ファンの回転を持続させるものであり、更に、温度センサによる温度検出の結果によってはプロジェクタ本体の電源をＯＦＦにする等の制御も行うものである。

そして、これらのＲＯＭ、ＲＡＭ、ＩＣや回路素子は、図３に示す主制御基板としての制御回路基板103や電源回路ブロック101に組み込まれ、制御系の主制御基板とした制御回路基板103と電力系の電源回路ブロック101等が取付けられる光源制御回路基板102とを分けて形成しているものである。

このプロジェクタ10の内部構造は、図３に示したように、電源回路ブロック101等を取付けた光源制御回路基板102を右側パネル14の近傍に配置し、筐体内を区画用隔壁120により背面パネル13側の吸気側空間室121と前面パネル12側の排気側空間室122とに気密に区画している。そして、冷却ファンとするシロッコファンタイプのブロア110を、吸込み口111が吸気側空間室121に位置し排気側空間室122と吸気側空間室121の境界に吐出口113が位置するように配置しているものである。

又、排気側空間室122内には、光源装置63と、光源装置63からの射出光を表示素子51に導光する光学系ユニット70の照明側ブロック78が備える導光装置75と、排気温低減装置114とが配置されているものである。

この光源装置63は、図４に示すように、赤色光を射出する特定波長域光生成装置151である赤色光生成装置151Rと、緑色光を射出する特定波長域光生成装置151である緑色光生成装置151Gと、青色光を射出する特定波長域光生成装置151である青色光生成装置151Bと、各特定波長域光生成装置151からの射出光を集光する集光光学系165と、各特定波長域光生成装置151から射出される光線束の光軸を同一の光軸に合成するように変換する光軸変換装置とを備え、赤色光生成装置151Rは、図３に示した前面パネル12の近傍に光軸が前面パネル12と略平行となるように配置され、緑色光生成装置151Gは、赤色光生成装置151Rと光軸が平行となるように赤色光生成装置151Rよりも区画用隔壁120側に配置され、青色光生成装置151Bは、緑色光生成装置151Gの近傍に緑色光生成装置151Gの光軸と青色光生成装置151Bの光軸が垂直に交差するように配置されているものである。

又、光軸変換装置は、赤色光生成装置151Rから射出された赤色光の光軸方向を導光装置75の光軸と同一となるように変更する赤色光反射ミラー142と、赤色光の光線束を集光する第一凸レンズ143と、緑色光生成装置151Gから射出された緑色光は透過し青色光生成装置151Bから射出された青色光は反射して光軸を一致させる第一ダイクロイック装置としての第一ダイクロイックミラー144と、緑色光及び青色光の光線束を集光する第二凸レンズ145と、赤色光は透過し緑色光及び青色光は反射して各光軸を一致させる第二ダイクロイック装置としての第二ダイクロイックミラー146と、赤色光、緑色光、青色光の光線束を集光する第三凸レンズ147とを備えるものである。

そして、この赤色光反射ミラー142は、赤色光生成装置151Rの光軸上に配置され、第一凸レンズ143は、赤色光反射ミラー142で反射した赤色光の光軸上に配置され、第一ダイクロイックミラー144は、緑色光生成装置151Gと青色光生成装置151Bの光軸が交差する位置の近傍に配置され、第二凸レンズ145は、第一ダイクロイックミラー144を透過及び反射した光線束の光軸上に配置され、第二ダイクロイックミラー146は、第一凸レンズ143を透過した光線束と第二凸レンズ145を透過した光線束の光軸が交差する位置の近傍に配置され、第三凸レンズ147は、第二ダイクロイックミラー146を透過及び反射した光線束の光軸上に配置されるものである。

又、赤色光生成装置151R及び緑色光生成装置151G並びに青色光生成装置151B等の特定波長域光生成装置151は、図５に示すように、プロジェクタ制御手段によって時分割制御される光源161としての発光ダイオードと、発光ダイオードが固定される光源基板162と、光源161の外周縁近傍に配置され内面を反射面とする反射壁163と、光源161の前方近傍を封止する透明なカバー部材164とを備えるものである。

この光源161とする発光ダイオードは、モールドタイプの発光ダイオードを平面上に複数個並設して形成された或いは表面実装型の面光源とされるものである。又、発光ダイオードは、反射率が高いため、射出光が再び発光ダイオードに照射されると、この射出光を反射する性質を備えている。

又、光源基板162は、光源161とする発光ダイオードが固定されるものであり、上述した光源制御回路基板102と接続されてプロジェクタ制御手段から出力されたデータに応じて光源161とする発光ダイオードを時分割制御するものである。

更に、反射壁163は、内面を反射面とし、光源161からの射出光を反射してカバー部材164から外部に射出するものであり、カバー部材164は、光源161の前方を封止する透明な樹脂或いはガラス等によって形成されたものであって、光源161とする発光ダイオードに粉塵等が直接付着するのを防止しているものである。

そして、集光光学系165は、特定波長域光生成装置151の近傍に配置され、メニスカスな凸レンズである第一レンズ171と、第一レンズ171よりも直径が大きく第一レンズ171の前方に配置される凸メニスカスレンズとする第二レンズ172と、第二レンズ172よりも直径が大きく第二レンズ172の前方に配置される凸メニスカスレンズとする第三レンズ173とを備えるものである。

又、この第一レンズ171は、光源161側に位置する基台部171Aと、基台部171Aの前方に突出する凸面部171Bとから形成され、基台部171Aの下面を集光光学系165に入射する光線束が最初に入射する面である最初の入射面とし、この最初の入射面の有効径内に入射口171Cとする凹部を備え、最初の入射面の有効径外には、光源161から射出された光線束を反射するための反射面171Dを備えるものである。

一般的にこの集光光学系165を設計する場合には、最初の入射面である第一レンズ171の入射面直近に発光面168を設定し、この発光面168からの射出光を有効光として集光するように面積や大きさが設計されるものである。

ここでプロジェクタにおける光学系においては、エテンデュー（Ｅｔｅｎｄｕｅ）という値がある。このエテンデューとは、光学系において有効に扱える光束が存在する空間的な広がりを面積と立体角との積として表したものであり、光学系において保存される値である。つまり、表示素子51の被照明領域の面積をＳ'、該被照明領域の面積Ｓ'が取り込める入射光の立体角をΩ'とした場合、表示素子51のエテンデューはＳ'×Ω'で表される。又、発光面168の発光面積をＳ、発光面168から射出される光線束の立体角をΩとした場合、発光面168のエテンデュー値はＳ×Ωで表される。

そして、発光面168のエテンデュー値Ｓ×Ωと表示素子51のエテンデュー値Ｓ'×Ω'が近似している場合、集光光学系165は、この発光面168を最初の入射面の直近に設定しているため、発光面168の利用効率を高くできると共に光量も増加させることができる。しかしながら発光面168が集光光学系165の最初の入射面から離れた位置に配置された場合には、発光面168からの射出光の利用効率は下がってしまい、集光光学系165では設計上の光量を集光させることはできない。

実際の発光面は、特定波長域光生成装置151の光源161の射出面とされるものであり、この光源161は、特定波長域光生成装置151を形成する反射壁163やカバー部材164等が周縁に配置されているため、発光面168のように集光光学系165の最初の入射面直近に配置することは物理的に不可能であり、集光光学系165の最初の入射面から所定距離離れた位置に配置せざるを得ない。

そこで、本実施例の特定波長域光生成装置151における光源161は、図６に示すように、光源161の発光面から射出された光線束を発光面168上で見た場合に、この光線束の光軸に対する拡散角が発光面168から射出される光線束の光軸に対する拡散角と一致するように設定されている。つまり、発光面168と光源161との距離に比例させて光源161の発光面積を設定しており、発光面168の光軸に対する拡散角をθ、発光面168から光源161とする発光ダイオードの発光面までの距離をｈとすると、光源161は、発光面168の発光面積よりも全方向にｈ・ｔａｎθ広がった発光面積を備えるものとされている。

このように発光面168からの距離に比例させて実際の発光面積を決定することにより、集光光学系165と特定波長域光生成装置151の距離が離れても、集光光学系165に入射する有効光の光量は発光面168から射出される光量を下回ることがないため、集光光学系165を設計する上で期待されている光量を下回ることが無くなるものである。

そして、この特定波長域光生成装置151の光源161である発光ダイオードから射出された光線束は、図５に示したように、カバー部材164を透過して発光面168内から発光面168の立体角内の角度で第一レンズ171の入射口171Cから集光光学系165内に入射するものである。又、光源161から反射壁163に照射された光線束も反射壁163で反射した後、カバー部材164を透過して第一レンズ171の入射口171Cから集光光学系165内に入射するものである。更に、光源161から第一レンズ171の有効径外に照射された光線束は、第一レンズ171の反射面171Dで反射し、光源161とする発光ダイオードで反射して第一レンズ171の入射口171Cから集光光学系165内に入射するものである。

又、第一レンズ171の入射口171Cから集光光学系165内に入射した光線束は、第二レンズ172及び第三レンズ173で集光され、第三レンズ173の射出面から光軸変換装置等のその後の光学系へと射出されるものである。

そして、赤色の波長域光を生成する特定波長域光生成装置151である赤色光生成装置151Rから射出されて集光光学系165を透過した光線束は、図４に示したように、赤色光反射ミラー142で光軸方向を導光装置75の光軸と同一とするように変換され、第一凸レンズ143によって集光されて第二ダイクロイックミラー146を透過し、第三凸レンズ147で光軸に平行に近い光線束とされて導光装置75に入射されるものである。

更に、緑色の波長域光を生成する特定波長域光生成装置151である緑色光生成装置151Gから射出されて集光光学系165を透過した光線束は、第一ダイクロイックミラー144を透過し、第二凸レンズ145によって集光されて第二ダイクロイックミラー146に射出され、第二ダイクロイックミラー146で光軸方向を導光装置75の光軸と同一とするように変換され、第三凸レンズ147で光軸に平行に近い光線束とされて導光装置75に入射されるものである。

又、青色の波長域光を生成する特定波長域光生成装置151である青色光生成装置151Bから射出されて集光光学系165を透過した光線束は、第一ダイクロイックミラー144で光軸方向を緑色光の光軸と同一とされ、第二凸レンズ145によって集光されて第二ダイクロイックミラー146に射出され、第二ダイクロイックミラー146で光軸方向を導光装置75の光軸と同一とするように変換され、第三凸レンズ147で光軸に平行に近い光線束とされて導光装置75に入射されるものである。

そして、光学系ユニット70は、図３に示したように、光源装置63の近傍に位置する照明側ブロック78と、画像生成ブロック79と、投影側ブロック80との３つのブロックから構成され、左側パネル15に沿って配置されているものである。

照明側ブロック78は、光源装置63から射出された光を画像生成ブロック79が備える表示素子51に導光する光源側光学系62の一部を備え、照明側ブロック78が有する光源側光学系62としては、光源装置63から射出された光線束を均一な強度分布の光束とする導光装置75や、導光装置75を透過した光を集光する集光レンズ等がある。

又、画像生成ブロック79は、光源側光学系62として、導光装置75から射出された光線束の光軸方向を変更する光軸変更ミラー74と、この光軸変更ミラー74により反射した光を表示素子51に集光させる複数枚のレンズで形成した光源側レンズ群83と、光源側レンズ群83を透過した光を表示素子51に所定の角度で照射する照射ミラー84とを有しているものである。そして、表示素子51とするＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）を備え、この表示素子51の背面パネル13側には表示素子51を冷却するための表示素子冷却装置53が配置されて、表示素子51が高温となることを防止している。

更に、投影側ブロック80は、表示素子51で反射されて画像を形成する光をスクリーンに放出する投影側光学系90のレンズ群を有し、投影側光学系90としては、固定鏡筒に内蔵する固定レンズ群93と可動鏡筒に内蔵する可動レンズ群97とを備えてズーム機能を備えた可変焦点型レンズとしているものであり、レンズモータにより可動レンズ群97を移動させてズーム調整やフォーカス調整を可能としているものである。

次に、本実施の効果について述べる。本実施例の光源装置63は、特定波長域光生成装置151の光源161を発光面168との距離に比例させて発光面積を設定することにより、集光光学系165における理論値に近い光量を集光光学系165に入射させることができるため、特定波長域光生成装置151と集光光学系165の距離に応じて集光光学系165の最初の入射面の面積を大きくするといった設計を改めてする必要が無く、小型の集光光学系165を用いたままで理論値に近い有効光の光量を射出することができる。

又、光源161を発光面168の発光面積よりも全方向にｈ・ｔａｎθ広がった発光面積とすることにより、発光面168からの射出される有効光の光量も光源161から射出される有効光の光量が減少することが無く、集光光学系165と光源161の距離が離れても常に必要とされる光量を維持することができる。

更に、第一レンズ171の最初の入射面の有効径外に反射面171Dを備えることにより、光源161から第一レンズ171の有効径外に射出されていた不要光の一部を有効光に変換できるため、光源161からの射出光の利用効率を高めることができ、光源装置63の光量を増加させることができる。

又、特定波長域光生成装置151が反射壁163を備えることにより、光源161から射出される光線束の中で不要光となっていた光を有効光とできるため、光源161からの射出光の利用効率をより高めることができ、光源装置63の光量を増加させることができる。

そして、光源161を発光ダイオードとすることにより、従来のプロジェクタにおいて用いられていた放電ランプと比較して、電力消費を少なく抑えることができ、小型のプロジェクタ10を提供できるものである。

又、赤色、緑色、青色を生成する特定波長域光生成装置151として上述したような特定波長域光生成装置を用い、各特定波長域光生成装置151からの射出光を光軸変換装置によって光軸を同一に変換して導光装置75に入射させることにより、各色の光量を増加させることができ、輝度の高い投影画像を投影可能なプロジェクタ10を提供できる。

次に、本実施例の変形例について述べる。本変形例における特定波長域光生成装置151は、図７に示すように、反射壁163と集光光学系165の入射面との間に反射ミラーとする複数の開口封止ミラー181を備え、この開口封止ミラー181が特定波長域光生成装置151と集光光学系165の間の開口部分を覆うように配置されているものである。

このように、開口封止ミラー181を配置することにより、特定波長域光生成装置151と集光光学系165の間の開口から外部に射出されていた光を反射して、第一レンズ171の反射面171D及び発光ダイオードを介して集光光学系165の有効径内に入射させることができる。よって、不要光となっていた光を有効光に変換することができるため、光源装置63の光量を増やすことが可能となり、輝度の高い投影画像を投影できるプロジェクタ10を提供できるものである。

又、上述した実施例においては、光源161として発光ダイオードを用いていたが、レーザ光源や有機ＥＬ等を用いることも可能である。

更に、面光源161とする発光ダイオードに換えて蛍光体を配置し、その後方に励起光源としての発光ダイオードやレーザー光源等を配置する構造とすることもできる。このように発光面168よりも大きな面積を有する所定の波長域光を発光する蛍光体を配置することで、エテンデュー値を保ったままで励起光源の光量を増やすことが前記実施例と同様に可能となり、輝度の高い投影画像を投影できるプロジェクタ10を提供できる。

尚、本発明は、以上の実施例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。

本発明の実施例に係るプロジェクタの外観を示す斜視図。 本発明の実施例に係るプロジェクタの機能回路ブロックを示す図。 本発明の実施例に係るプロジェクタの上面パネルを取り除いた上面図。 本発明の実施例に係る光源装置の簡略断面図。 本発明の実施例に係る特定波長域光生成装置及び集光光学系の簡略断面図。 本発明の実施例に係る特定波長域光生成装置における光源の大きさを説明する概念図。 本発明の変形例に係る特定波長域光生成装置及び集光光学系の簡略断面図。

符号の説明

10 プロジェクタ 11 上面パネル
12 前面パネル 13 背面パネル
14 右側パネル 15 左側パネル
17 排気孔 18 吸気孔
19 レンズカバー 20 各種端子
21 入出力コネクタ部 22 入出力インターフェース
23 画像変換部 24 表示エンコーダ
25 ビデオＲＡＭ 26 表示駆動部
31 画像圧縮伸長部 32 メモリカード
35 Ｉｒ受信部 36 Ｉｒ処理部
37 キー／インジケータ部 38 制御部
41 光源制御回路 43 冷却ファン駆動制御回路
45 レンズモータ 47 音声処理部
48 スピーカ 51 表示素子
53 表示素子冷却装置 62 光源側光学系
63 光源装置 70 光学系ユニット
74 光軸変更ミラー 75 導光装置
78 照明側ブロック 79 画像生成ブロック
80 投影側ブロック 83 光源側レンズ群
84 照射ミラー 90 投影側光学系
93 固定レンズ群 97 可動レンズ群
101 電源回路ブロック 102 光源制御回路基板
103 制御回路基板 110 ブロア
111 吸込み口 113 吐出口
114 排気温低減装置 120 区画用隔壁
121 吸気側空間室 122 排気側空間室
142 赤色光反射ミラー 143 第一凸レンズ
144 第一ダイクロイックミラー 145 第二凸レンズ
146 第二ダイクロイックミラー 147 第三凸レンズ
151 特定波長域光生成装置 151R 赤色光生成装置
151G 緑色光生成装置 151B 青色光生成装置
161 光源 162 光源基板
163 反射壁 164 カバー部材
165 集光光学系 168 発光面
171 第一レンズ 171A 基台部
171B 凸面部 171C 入射口
171D 反射面 172 第二レンズ
173 第三レンズ 181 開口封止ミラー

Claims (10)

1. 所定の波長帯域の光を照射する光源を有した光生成装置と、
   前記光生成装置から照射される光が入射するレンズを備えた集光光学系とを備え、
   前記光生成装置と前記集光光学系との間に当該集光光学系の設計のために設定される一の発光面が設定され、
   前記集光光学系は、前記一の発光面から射出された光が前記レンズの入射面の有効径内に入射するように配置され、
   前記光生成装置は、前記一の発光面から所定距離離れた位置に配置され、前記光源と前記一の発光面との距離に基づいて、光が射出される前記光源の二の発光面の発光面積が決定されていることを特徴とする光源装置。
2. 前記光生成装置は、前記二の発光面からの射出光の光線束の光軸に対する拡散角と、前記一の発光面からの射出光の光線束の光軸に対する拡散角とが一致していることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 前記光生成装置は、前記一の発光面から射出される光線束の光軸に対する拡散角をθ、前記一の発光面から前記二の発光面までの距離をｈとすると、前記二の発光面の一辺の夫々は、互いに対応する前記一の発光面の一辺の長さの夫々よりも２ｈ・ｔａｎθ長く設定されていることを特徴とする請求項２に記載の光源装置
4. 前記集光光学系は、前記光生成装置の近傍に配置され前記入射面を有した第一レンズと、該第一レンズの射出側近傍に配置された第二レンズと、該第二レンズの射出側近傍に配置された第三レンズとを備え、
   前記第一レンズは、前記入射面の有効径内に入射口を有し、前記入射面の有効径外に反射面を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の光源装置。
5. 前記光生成装置は、前記光源と、該光源が固定される光源基板と、該光源の周縁を覆うように配置された内面を反射面とする反射壁と、該光源の前方を封止する透明なカバー部材とを備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の光源装置。
6. 前記光生成装置は、前記反射壁と前記入射面との間に複数の開口封止ミラーを備えていることを特徴とする請求項５に記載の光源装置。
7. 前記光源は、発光ダイオードであることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の光源装置。
8. 赤色波長域光を生成する前記光生成装置としての赤色光生成装置と、緑色波長域光を生成する前記光生成装置としての緑色光生成装置と、青色波長域光を生成する前記光生成装置としての青色光生成装置とを備え、
   該複数の光生成装置から射出され前記集光光学系によって集光された各光線束の光軸を同一の光軸に合成するように変換する光軸変換装置を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の光源装置。
9. 光源装置と、導光装置と、表示素子と、投影側光学系と、プロジェクタ制御手段とを備え、
   前記光源装置は、請求項１乃至請求項８の何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。
10. 所定の波長帯域の光を照射する光源を有した光生成装置と、
    前記光生成装置から照射される光が入射するレンズを備えた集光光学系とを備えた光源装置の製造方法であって、
    前記光生成装置と前記集光光学系との間に当該集光光学系の設計のために設定される一の発光面を設定する工程と、
    前記一の発光面から射出された光が前記レンズの入射面の有効径内に入射するように前記集光光学系を配置する工程と、
    前記光生成装置を前記一の発光面から所定距離離れた位置に配置し、前記光源と前記一の発光面との距離に基づいて、光が射出される前記光源の二の発光面の発光面積を決定する工程とを含むことを特徴とする光源装置の製造方法。
    

Images