JPH0511343A - 放電灯用反射鏡 - Google Patents

放電灯用反射鏡

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JPH0511343A
JPH0511343A JP3165797A JP16579791A JPH0511343A JP H0511343 A JPH0511343 A JP H0511343A JP 3165797 A JP3165797 A JP 3165797A JP 16579791 A JP16579791 A JP 16579791A JP H0511343 A JPH0511343 A JP H0511343A
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Koji Kawai
浩司 河合
Shigeki Ishihara
繁樹 石原
Naoki Masuda
直樹 増田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 照射対象物の照射面に対して放電灯の光を有
効に導く放電灯用反射鏡を提供することを目的としてい
る。 【構成】 装着した放電灯(2)の光を照射対象物の照
射面に向けて照射するための主反射鏡(3)と、主反射
鏡(3)の開放端(8)側に、主反射鏡(3)に対向さ
せて設けた副反射鏡(4)とを備え、主反射鏡(3)は
放物面鏡で構成され、副反射鏡(4)は、主反射鏡
(3)の焦点(F)に球面の略中心が位置する球面鏡
と、球面鏡に形成され、放電灯(2)からの光を照射対
象物へ導く開口部(7)とで構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば液晶プロジェク
タ及び各種照射装置の光源部分を構成する放電灯用反射
鏡に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図7は、従来の液晶プロジェクタ用の放
電灯およびその反射鏡の断面図である。同図に示すよう
に光源であるキセノンランプ及び金属蒸気放電灯等の放
電灯71が、反射鏡72のアクセスホール73に取り付
けられており、反射鏡72は、放電灯71の光を効率よ
く前方の液晶プロジェクタ(図示せず)に照射すべく、
所望の反射曲面を有している。すなわち、反射鏡72は
その反射曲面の中央部が放物面Aで、外縁部が楕円面B
の混合面鏡で構成されている。これにより、放電灯71
の光は集光されて効率よく液晶プロジェクタに導かれる
ようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、液晶プロジ
ェクタの照射面を構成する液晶は熱に弱く、かつこの液
晶に使用可能な光は入射角が7゜以内、すなわち略平行
光に限られる。このため、液晶プロジェクタと光源との
距離が決まれば、光源が発熱源として作用するので光源
のパワーに限界が生じ、より大きな光量を得るためには
放電灯の光を無駄無く液晶プロジェクタに導く必要があ
る。また、液晶プロジェクタに導びかれる光は、液晶に
有効に入射するように略平行光が望ましい。
【0004】放電灯から照射する光は液晶プロジェクタ
に直接導かれる光と、反射鏡で反射して液晶プロジェク
タに導かれる光と、反射鏡から逸れかつ拡散して行き液
晶プロジェクタから逸れてしまう光とがある。これに対
し従来の技術は、光の拡散を防止する構造とはなってお
らず、また、反射鏡が集光タイプであるため、液晶への
入射角が7゜を超える角度成分を持った光も液晶プロジ
ェクタに到達してしまい、光が有効に利用できないのみ
ならずその光が液晶プロジェクタの昇温に寄与してしま
う問題があった。
【0005】本発明は、照射対象物の照射面に対して放
電灯の光を有効に導く放電灯用反射鏡を提供することを
その目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく本
発明は、装着した放電灯の光を照射対象物の照射面に向
けて照射するための主反射鏡と、主反射鏡の開放端側
に、主反射鏡に対向させて設けた副反射鏡とを備え、主
反射鏡は放物面鏡で構成され、副反射鏡は、主反射鏡の
焦点に球面の略中心が位置する球面鏡と、球面鏡に形成
され、放電灯からの光を照射対象物へ導く開口部とで構
成されていること特徴とする。
【0007】この場合、照射対象物の照射面の横およ
び縦の最大長をそれぞれm0 、n0とし、球面鏡の開口
部の横および縦の最大長をそれぞれm1 、n1 とした場
合に、照射面と開口部との間に、0.8≦m1/m0 ≦
1.2、0.8≦n1 /n0≦1.2の関係が成立する
こと、球面鏡の球面の中心が、放電灯の発光部の長さ
をLaとした場合に、主反射鏡の焦点から1/2・La
の距離の範囲内にあること、球面鏡の開口部の最大長
をそれぞれm1とし、主反射鏡の放物面の基端から焦点
までの距離をfとし、主反射鏡の放物面の基端から開放
端までの距離をZrとし、放電灯の発光部の長さをLa
とした場合に、開口部と主反射鏡との間に、f<1/4
・m1 +LaおよびZr >f−Laの関係が成立するこ
と、副反射鏡は、周方向に配設された複数の球面鏡で
構成されていること、主反射鏡と副反射鏡との間に間
隙が存することが好ましい。
【0008】
【作用】主反射鏡の開放端側にこれに対向させて副反射
鏡を備えているので、主反射鏡の開放端から拡散してゆ
く光はこの副反射鏡で主反射鏡側に反射される。この
際、この副反射鏡が主反射鏡の焦点に略中心が位置する
球面鏡で構成され、かつ主反射鏡は放物面鏡で構成され
ているので、副反射鏡で反射された光はさらに主反射鏡
で反射されて平行光となり、副反射鏡の開口部から照射
対象物の照射面に導かれる。
【0009】
【実施例】以下、図1、図2および図3に基づいて、本
発明の一実施例に係る放電灯用反射鏡について説明す
る。図1は、上下を垂直方向として描いた放電灯用反射
鏡の断面図(図1(a))および正面図(図1(b))
であり、図2は、上下を水平方向として描いた放電灯用
反射鏡の断面図(図2(a))および正面図(図2
(b))であり、図3は放電灯用主反射鏡の部分外観図
である。これらの図に示すように、この放電灯用反射鏡
1は放電灯2が取り付けられた主反射鏡3と、主反射鏡
3の前方にこれに対向するように設けられた副反射鏡4
とを備えて構成され、例えば液晶プロジェクタ(図示せ
ず)等の光源として用いられる。放電灯2はキセノンラ
ンプ及び金属蒸気放電灯等のいわゆる放電管が用いら
れ、主反射鏡3の基部に形成されたアクセスホール5に
差し込まれるようにして取り付けられる。
【0010】主反射鏡3は放物面鏡で構成され、その鏡
面はガラス面にダイクロイックコートを施すことにより
形成される。ダイクロイックコートは赤外線を透過する
ため、液晶プロジェクタの照射面に到達する熱線を減少
させることができる。このことは液晶プロジェクタの昇
温が抑制されることを意味すると共に、その分、放電灯
2のランプ容量を大きくできて光量を増大させ得ること
をも意味する。主反射鏡3の投影面の形状は矩形の液晶
プロジェクタと同一又は相似形となっており、反射光の
光損失を極力小さくできるようになっている。この場
合、主反射鏡3自体がおわん型となっているため、その
投影面を矩形にしようとすると主反射鏡3は図3に現し
た特殊な形状となる。また、主反射鏡3に取り付けられ
た放電灯2の発光部6(アーク部)が、放物面鏡である
主反射鏡3の焦点Fに一致するように取付け調整されて
おり、放電灯2からの光が主反射鏡3で反射して平行光
として前方に照射されるようになっている。
【0011】副反射鏡4は主反射鏡3の前方に配設され
ており、放電灯2から直接入射する角度成分の光を主反
射鏡3に向けて反射する。この反射した光はさらに主反
射鏡3で反射(二次反射)して、平行光となって前方の
液晶プロジェクタに照射される。このため、副反射鏡4
は球面鏡で構成されており、球面鏡の球面中心が主反射
鏡3の焦点Fに位置するように配設されている。とはい
え、実際上支障のない範囲としては、放電灯2のアーク
長をLaとした場合に、焦点Fから±1/2・Laの位
置が許容範囲となる。
【0012】また、副反射鏡4の液晶プロジェクタへの
光路に該当する部分には開口部7が形成されており、こ
の開口部7は主反射鏡3と同様にその形状が液晶プロジ
ェクタと同一又は相似形になっている。もっとも、開口
部7から液晶プロジェクタに至る光はコヒーレントな光
ではないので、液晶プロジェクタと全くの相似形にする
必要はない。加工上の問題やデザイン的な要素を加味し
て、例えば隅部にアールを有する矩形や、全体を楕円形
に形成してもよい。しかし、光損失を考慮すると、開口
部7の横寸法をm1 、縦寸法をn1 とし、液晶プロジェ
クタの照射面の横寸法をm0 、縦寸法をn0 とした場合
に、0.8≦m1 /m0 ≦1.2、0.8≦n1 /n0
≦1.2の条件を満たすm1 、n1 とすることが光損失
が少なく効率的である。
【0013】副反射鏡4の鏡面は、全反射鏡を構成すべ
くガラス面にアルミ蒸着を施したものや、アルミ等金属
成形品が用いられる。したがって、放電灯2から射出さ
れた赤外線もこの副反射鏡4により反射されて主反射鏡
3の焦点F、すなわち放電灯2の発光部6に戻ってく
る。これによりランプ蓄熱効果が得られ、放電灯2のラ
ンプ容量を大きくできると共に、スパッタ物等による汚
れが減少して放電灯2の寿命を長くすることができる。
なお、副反射鏡4の鏡面を主反射鏡3の鏡面と同様にダ
イクロイックコートするようにしてもよい。
【0014】図4は、主反射鏡3と副反射鏡4の開口部
7の関係を示した説明図である。同図に示すように、焦
点Fから後方の部分(斜線部分)は副反射鏡4で反射し
た光が再び副反射鏡4に入射することとなり、光損失が
大きくなる。これを防止するためには焦点F、すなわち
放電灯2の発光部6が主反射鏡3の開放端8より内側に
入っていること、および主反射鏡3の投影面の形状と副
反射鏡4の開口部7の形状とが近似していることが必要
になる。上記前者の条件としては、主反射鏡3の放物面
の基端から焦点Fまでの距離をfとし、主反射鏡3の放
物面の基端から開放端8までの距離をZr とした場合に
Zr >fとなることが必要であり、さらに発光部6のア
ーク長Laを考慮すればZr >f−Laが好ましい。ま
た、上記後者の条件としては、副反射鏡4の開口部7の
長さをそれぞれm1とした場合に、4f2 <(1/2m1
2 が成立し、f<1/4・m1 であり、f<1/4
・m1 +Laが好ましい。本実施例では上記条件を満足
する構造となっており、光損失が極めて小さいものとな
っている。なお、主反射鏡3と副反射鏡4との間には間
隙9が設けられており、この間隙9が主反射鏡3と副反
射鏡4とで囲われた発光空間への、導入線の引込口とし
て作用すると共に、通気開口として作用し、放電灯2の
加熱を防止している。
【0015】以上のように本実施例では、主反射鏡3か
ら逸れた光が副反射鏡4で反射し、主反射鏡3で二次反
射して開口部7から前方の液晶プロジェクタに照射され
るため、光損失が少なく、しかも開口部7から射出する
光が平行光となるため、指向性が極めて良く、放電灯2
の容量を大きくすることなく液晶プロジェクタの照射面
の光量を増大させることができる。
【0016】次に、図5に基づいて本発明の第2の実施
例に係る放電灯について説明する。同図に示すようにこ
の実施例では、副反射鏡4が主反射鏡3寄りの球面鏡で
ある第1副反射鏡4aと、プロジェクタ寄りの球面鏡で
ある第2副反射鏡4bとで構成されている。第1・第2
両副反射鏡4a,4bには同一形状の開口部7a,7b
がそれぞれ形成されており、通気開口となる周方向の間
隙10を存して配設されている。この場合同図中の二点
鎖線で示すように、第1副反射鏡4aの前縁部と第2副
反射鏡4bの後縁部とは、放電灯2から見て幾分交差し
た状態で配設されている。以上のようにこの実施例によ
れば、特に、第1副反射鏡4aの部分が小径に形成でき
て反射鏡1全体としてコンパクトに構成でき、またその
分、光路が短くなる利点を有する。なお、この実施例で
は副反射鏡4を2枚の球面鏡で構成しているが、これに
限定されるものではなく、任意の複数枚の球面鏡で構成
することができる。
【0017】図5は、本発明の第3の実施例に係る放電
灯の断面図である、同図に示す反射鏡1は高出力の放電
灯2用のものであり、主反射鏡3に放電灯2取付用のア
クセスホールは設けられていない。このため、主反射鏡
3と第1副反射鏡4aとの間に放電灯2が配設されるよ
うになっている。この場合、放電灯2は大型になるが反
射鏡1全体としては比較的コンパクトに構成できる。し
かも、主反射鏡3にアクセスホールが設けられていない
ので、主反射鏡3の製造が極めて容易となる。
【0018】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、放物面鏡
で構成され主反射鏡に対向させて、球面鏡で構成した副
反射鏡を設けているので、本来、主反射鏡の開放端から
拡散していってしまう光を有効に取り込むことができ、
かつ光の指向性を向上できて、光損失を低減できる効果
を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る放電灯用反射鏡を、
上下を縦方向として描いた基本構造図である。
【図2】本発明の第1実施例に係る放電灯用反射鏡を、
上下を横方向として描いた基本構造図である。
【図3】主反射鏡の外観図である。
【図4】主反射鏡と副反射鏡の開口部の関係を説明する
説明図である。
【図5】本発明の第2実施例に係る放電灯用反射鏡を、
上下を横方向として描いた基本構造説明図である。
【図6】本発明の第3実施例に係る放電灯用反射鏡の基
本構造図である。
【図7】従来の放電灯用反射鏡の構造図である。
【符号の説明】
1…放電灯用反射鏡 2…放電灯 3…主反射鏡 4…副反射鏡 4a…第1副反射鏡 4b…第2副反射鏡 7…開口部 8…開放端 F…焦点

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 装着した放電灯の光を照射対象物の照射
    面に向けて照射するための主反射鏡と、 当該主反射鏡の開放端側に、当該主反射鏡に対向させて
    設けた副反射鏡とを備え、 前記主反射鏡は放物面鏡で構成され、 前記副反射鏡は、前記主反射鏡の焦点に球面の略中心が
    位置する球面鏡と、当該球面鏡に形成され、前記放電灯
    からの光を前記照射対象物へ導く開口部とで構成されて
    いることを特徴とする放電灯用反射鏡。
  2. 【請求項2】 前記照射対象物の照射面の横および縦の
    最大長をそれぞれm0 、n0 とし、前記球面鏡の開口部
    の横および縦の最大長をそれぞれm1 、n1とした場合
    に、前記照射面と前記開口部との間に、0.8≦m1 /
    m0 ≦1.2、0.8≦n1 /n0 ≦1.2の関係が成
    立することを特徴とする請求項1に記載の放電灯用反射
    鏡。
  3. 【請求項3】 前記球面鏡の球面の中心が、前記放電灯
    の発光部の長さをLaとした場合に、前記主反射鏡の焦
    点から1/2・Laの距離の範囲内にあることを特徴と
    する請求項1に記載の放電灯用反射鏡。
  4. 【請求項4】 前記球面鏡の開口部の最大長をそれぞれ
    m1とし、前記主反射鏡の放物面の基端から焦点までの
    距離をfとし、前記主反射鏡の放物面の基端から開放端
    までの距離をZrとし、前記放電灯の発光部の長さをL
    aとした場合に、前記開口部と前記主反射鏡との間に、
    f<1/4・m1 +LaおよびZr >f−Laの関係が
    成立することを特徴とする請求項1に記載の放電灯用反
    射鏡。
  5. 【請求項5】 前記副反射鏡は、周方向に配設された複
    数の球面鏡で構成されていることを特徴とする請求項1
    に記載の放電灯用反射鏡。
  6. 【請求項6】 前記主反射鏡と前記副反射鏡との間に間
    隙が存することを特徴とする請求項1に記載の放電灯用
    反射鏡。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5491525A (en) * 1992-11-24 1996-02-13 Hitachi, Ltd. Illumination unit for liquid crystal projection display apparatus and liquid crystal display apparatus having it used
JPH09166824A (ja) * 1995-12-15 1997-06-24 Sony Corp 照明装置及びプロジェクター装置
JP2016114851A (ja) * 2014-12-16 2016-06-23 株式会社エンプラス 反射部材、照明装置、面光源装置、表示装置及び電子機器

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