JPH03196134A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、スライドプロジェクタ、液晶ビデオプロジェ
クタ、ＯＨＰシートプロジェクタ等に用いる照明装置に
関する。

〈従来の技術〉 従来、この種の装置としては、ハロゲンランプ、キセノ
ンランプ、メタルハライドランプ等の光源、回転放物面
ミラーや回転楕円面ミラー　及びコンデンサーレンズと
を組み合わせた照明装置が用いられていた（例えば、ト
リケノブス社出版「ブロンエタンヨンテレビの設計Ｊ第
３章第１節参照）。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、従来技術ではいずれの場合においても、
回転放物面ミラーや回転楕円面ミラーの方向以外の方向
に発光する光源からの射出光が、照明光として有効に使
われず、光源の全発光量に対する照明光としての利用効
率が低いという問題点があった。

また従来技術では、光源としてハロゲンランプ、メタル
ハライドランプ、キセノンランプ等が使われているが、
ランプに設けられている電極等によって照明に陰ができ
てしまい、照明が不均一であるという問題があった。

く問題点を解決するための手段〉 上記従来の問題を解決する本発明の照明装置は、大略半
径１ｃｍ以下程度の球状領域内から発光し且つ少なくと
も２π以上の立体角の方向に広く発光する光源と、略回
転楕円体面の一部である形状を持つ第１の曲面鏡と、略
球面の一部である形状を持つ第２の曲面鏡とを備える。

光源は、第１の曲面鏡の一方の楕円体の焦点位置であっ
て第２の曲面鏡の球形状の中心であるような位置に設け
る。

また、第２の曲面鏡の一部に開口窓を設け、光源から射
出し第１の曲面鏡で反射した光束の大部分がこの開口窓
を通過するようにする。

さらに、この開口窓を通過した光束の大部分が入射する
位置にレンズと光屈折板とを配置する。

光屈折板は一対の略平行な円錐面を持つものを使用し、
この円錐面と前記レンズを、光源と前記開口窓を結ぶ直
線に対して略同軸配置する。

以上のように照明装置を構成する。

く作用〉 本発明によれば、光源と回転楕円面ミラー（第１の曲面
鏡）で構成される照明光学系に加え、その前面に、曲率
中心が光源位置であるような球面鏡（第２の曲面鏡）を
設けたため、回転楕円面ミラーと異なる方向に射出した
光束は、球面鏡で反射して再び光源位置に戻り、光源を
そのまま通過した後、回転楕円面ミラーで反射すること
になる。

従って、このような元々は回転楕円面ミラーで反射した
後、元々回転楕円面ミラーの方向に射出した光と同一の
光路を進むことになり、これらすべての光束が、球面鏡
の一部に設けられた開口窓を介して取り出せるため、そ
の位置にレンズを置くことにより、スライドプロジェク
タや液晶プロジェクタ等に適したコリメート照明光、あ
るいは若干収束した照明光を極めて高い照明利用効率を
もって得ることができる。

さらに本発明では、照明光路中に一対の略平行な円錐面
をもった光屈折板を配置し、この屈折板によって照明光
を適当に屈折させることにより、光源ランプの電極の影
等に起因する照明光の光強度の不均一を低減させること
ができる。

〈実施例〉 第１図に本発明の一実施例を示す。

発光部が直径数ミリから十数ミＩＪ程度の球状領域内に
あるような、ハロゲンランプ、キセノンランプ、メタル
ハライドランプ等から成る光源ｌが、回転楕円面ミラー
２の第１の焦点位置に配置されていて、光源１から後方
（以後、照明光が最終的に進行する方向を前方、その反
対側を後方と呼ぶことにする）及び横方向に射出した光
線１０．＋１は、回転楕円面ミラー２によって反射した
後、回転楕円面ミラー２の第２の焦点位置に向かって進
む。

また、光源１の前方を囲むように球面ミラー３が配置さ
れている。この球面ミラー３は、その曲率中心が光源ｌ
と一致するように配置されている。

従って、光源１から前方に射出した光線１２゜１３は、
球面ミラー３で反射したあと光源１の方向に戻り、光源
位置を通過した後、あたかも光源１から後方へ発光した
かの如く進み、回転楕円面ミラー２で反射した後、回転
楕円面ミラー２の第２の焦点位置に向かって進むことに
なる。

球面ミラー３の球面の位置は、ちょうど回転楕円ミラー
２の第２の焦点位置がその球面上にくるような位置に置
かれている。

さらに、球面ミラー３上の、上記第２の焦点位置の近傍
には開口窓４が開けられている。

開口窓４の大きさは、第２の焦点方向に進む光線の大部
分が通過できる程度の大きさとし、一般には光源の実効
的な大きさと同程度である。

上記構成により、光源１から射出した光線は、後方に射
出して回転楕円面ミラー２で反射された光線１０，１１
．　　・・・も、前方に射出して一度球面ミラー３で反
射されたのち回転楕円面ミラー２で反射された光線１２
．１３・・・も共に、第２の焦点位置に開けられた開口
窓を通過して進むことになる。

従って、これら光源！、回転楕円面ミラー２、球面ミラ
ー３による上記構成は、あたかも開口窓４が二次光源で
あるかのように振る舞い、その後方に置かれたレンズ５
によって指向性の高いコリメー（・照明、さらにリレー
レンズ７を用いて若干収束した照明となる。

さらに、このようにして得られたコリメート照明、或い
は若干収束した照明が入射する位置に、光屈折板６が配
置されている。

この光屈折板６は、二面の円錐面６１．６２を持ち、そ
れらは互いにほぼ平行な面を形成している。

これら円錐面６］、６２の頂点は、光源ｌと開口窓４と
を結ぶ直線すなわち光軸に対して同軸に配置されている
。

光屈折板６を照明光が通過するときの様子を第２図に示
す。

キセノンランプ、メタルハライドランプ等を光源として
用いる場合、ランプの電極などの影によって照明光の光
軸近傍頌域の明るさがその周辺に比べて低くなってしま
うことが多い。

そこで、第２図に示されるように、第１の円錐面６１と
第２の円錐面６２によって、照明光全体の進行方向は変
えずに光を内側にシフトしてやり、結果的に光軸近傍の
低輝度領域を無（して、均一性の高い照明を得る。

第１の円錐面６１の頂点付近は、図のように遮光部８を
設けてもよいし、設けなくてもよい。

なお第１図中の９は投影するためのスライドである。

〈発明の効果〉 本発明によれば、従来は照明として利用することが不可
能であった光源から前方へ射出する光束（第１図中の光
線１２’、１３’等）の大部分が統明光として利用可能
になり、極めて明るい、光源からの発光の利用効率の高
い照明装置が得られる。

また、光源の実効的な大きさが、開口窓の太きさによっ
て制限できるため、その後ろに置かれたレンズを用いる
ことにより、各種プロジェクタの照明光として適した指
向性の高い照明光を得ることができる。

さらに、ランプの電極の影等に起因する光量の不均一性
を光屈折板によって補正することにより、極めて均一性
の高い照明光が得られる。

以上のように本発明によれば、スライドプロジェクタ、
液晶プロジェクタ等の照明光として適した、光の利用効
率が高いと共に指向性が高く、且つ均一性に優れた照明
光を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す断面図、第２図は第
１図の装置における光屈折板の機能を示す断面図である
。 ・光源 ・回転楕円面ミラー（第１の曲面ミラー）・球面ミラー
（第２の曲面ミラー） ・開口窓 ・レンズ（コンデンサレンズ） ・光屈折板 ７・・・リレーレンズ ８・・・遮光部 ９・・・スライド（Ｊ＆晶戸パネル １０．１１・・・光源から後方叉は横方向へ射出する光
線 １２．１３・・・光源から前方へ射出する光線１２’、
　　１３’　　・・・球面ミラーなしの場合に利用され
ない光線 ６１・・・光屈折板の第１円錐面 ６２・・・光屈折板の第２円錐面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 大略半径１ｃｍ以下程度の球状領域内から発光し、且つ
   少なくとも２π以上の立体角の方向に広く発光する光源
   と、略回転楕円体面の一部である形状を持つ第１の曲面
   鏡と、略球面の一部である形状を持つ第２の曲面鏡とを
   備え、前記光源は、前記第１の曲面鏡の一方の楕円体の
   焦点位置であって且つ前記第２の曲面鏡の球形状の中心
   であるような位置に設けられており、さらに前記第２の
   曲面鏡の一部に開口窓を設け、前記光源から射出し前記
   第１の曲面鏡で反射した光束の大部分が前記開口窓を通
   過するようにし、またこの開口窓を通過した光束の大部
   分が入射する位置にレンズと光屈折板とを配置し、該光
   屈折板は一対の略平行な円錐面を持ち、この円錐面と前
   記レンズを、光源と開口窓を結ぶ直線に対して略同軸配
   置したことを特徴とする照明装置。