JPH05241005A - 反射鏡 - Google Patents
反射鏡Info
- Publication number
- JPH05241005A JPH05241005A JP4044987A JP4498792A JPH05241005A JP H05241005 A JPH05241005 A JP H05241005A JP 4044987 A JP4044987 A JP 4044987A JP 4498792 A JP4498792 A JP 4498792A JP H05241005 A JPH05241005 A JP H05241005A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- light source
- reflecting surface
- revolution
- reflecting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 液晶ブロジェクタ用の反射鏡によるランプか
らの放射光の有効利用を図る。 【構成】 光源の位置を略焦点として光源の後方に回転
放物面状の第１の反射面が構成され、第１の反射面の外
周端部の少なくとも一部には回転楕円面もしくは球面状
の第２の反射面が連続的に構成されていることを特徴と
する。本発明の構成によれば、中心部の第１の反射面は
回転放物面とすることで光源からの放射光は平行光と
し、その周辺の第２の反射面は球面または回転楕円面と
することで、ここで反射される光源からの光を光軸方向
に導いている。ここで、両者の焦点を共に光源の位置と
一致させることで、集光率を最大にできる。
らの放射光の有効利用を図る。 【構成】 光源の位置を略焦点として光源の後方に回転
放物面状の第１の反射面が構成され、第１の反射面の外
周端部の少なくとも一部には回転楕円面もしくは球面状
の第２の反射面が連続的に構成されていることを特徴と
する。本発明の構成によれば、中心部の第１の反射面は
回転放物面とすることで光源からの放射光は平行光と
し、その周辺の第２の反射面は球面または回転楕円面と
することで、ここで反射される光源からの光を光軸方向
に導いている。ここで、両者の焦点を共に光源の位置と
一致させることで、集光率を最大にできる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は平行光を投射するための
反射鏡に関する。
反射鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶プロジェクタなどに用いられる反射
鏡として、例えば図３のものが知られている。反射面は
回転放物面となっており、光源としてはメタルハライド
ランプ等が用いられる。光源からの光は、この回転放物
面鏡によって平行光とされ、液晶パネルを透過し、投写
レンズ系により画像が拡大されてスクリーンに投射され
る。
鏡として、例えば図３のものが知られている。反射面は
回転放物面となっており、光源としてはメタルハライド
ランプ等が用いられる。光源からの光は、この回転放物
面鏡によって平行光とされ、液晶パネルを透過し、投写
レンズ系により画像が拡大されてスクリーンに投射され
る。
【０００３】ところで、一般にプロジェクタ用の液晶パ
ネルとしては、ＮＴＳＣ規格で１．４〜３．０インチ
（３５．６〜７６．２ｍｍ）のサイズのものが実用化さ
れている。また、一般に液晶プロジェクタにおいては、
入射角が±７°以内の平行光のみが投写に利用され、入
射角が±７°以上の光は利用されていない。
ネルとしては、ＮＴＳＣ規格で１．４〜３．０インチ
（３５．６〜７６．２ｍｍ）のサイズのものが実用化さ
れている。また、一般に液晶プロジェクタにおいては、
入射角が±７°以内の平行光のみが投写に利用され、入
射角が±７°以上の光は利用されていない。
【０００４】このような制約条件下で、図３の回転放物
面鏡の仕様値は、（Ｄ／２）2 ＝４Ｆ・Ｌという条件下
で 焦点；Ｆ＝１３ｍｍ 深さ；Ｌ＝５０ｍｍ 開口径；Ｄ＝１０２ｍｍ と設定されている。このようにしたときに、メタルハラ
イドランプとして１５０Ｗのものを用いると、その配光
特性は図４のようになり、放射光が効率よく平行光とな
っていることがわかる。
面鏡の仕様値は、（Ｄ／２）2 ＝４Ｆ・Ｌという条件下
で 焦点；Ｆ＝１３ｍｍ 深さ；Ｌ＝５０ｍｍ 開口径；Ｄ＝１０２ｍｍ と設定されている。このようにしたときに、メタルハラ
イドランプとして１５０Ｗのものを用いると、その配光
特性は図４のようになり、放射光が効率よく平行光とな
っていることがわかる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のような回転放物
面鏡の仕様値は、下記の事情を考慮して設定されてい
る。まず、焦点Ｆを１３ｍｍ以下とすると、ランプと回
転放物面鏡の間隔が小さくなりすぎるため、高温となる
ランプからの放熱により、回転放物面鏡が熱的な損傷を
受けやすい。
面鏡の仕様値は、下記の事情を考慮して設定されてい
る。まず、焦点Ｆを１３ｍｍ以下とすると、ランプと回
転放物面鏡の間隔が小さくなりすぎるため、高温となる
ランプからの放熱により、回転放物面鏡が熱的な損傷を
受けやすい。
【０００６】これに対して、焦点Ｆを１３ｍｍ以上に設
定した場合には、開口径Ｄを１００ｍｍ程度にするとラ
ンプの放射光が有効利用できない。深さＬを５０ｍｍ以
上とした場合も同様であり、Ｌを５０ｍｍ以上とした場
合でも、開口径Ｄが１０２ｍｍ以上となるだけで、照射
面すなわち液晶パネル面での照射増大とならない。
定した場合には、開口径Ｄを１００ｍｍ程度にするとラ
ンプの放射光が有効利用できない。深さＬを５０ｍｍ以
上とした場合も同様であり、Ｌを５０ｍｍ以上とした場
合でも、開口径Ｄが１０２ｍｍ以上となるだけで、照射
面すなわち液晶パネル面での照射増大とならない。
【０００７】さらに、開口径Ｄを７６．２ｍｍ以上、１
０２ｍｍ以下にするには、焦点Ｆか深さＬを小さくする
ことが必要になり、上記と同様の理由から好ましくな
い。したがって、平行光の少なくない成分が液晶パネル
から外れて、放射光が有効に利用されていなかった。
０２ｍｍ以下にするには、焦点Ｆか深さＬを小さくする
ことが必要になり、上記と同様の理由から好ましくな
い。したがって、平行光の少なくない成分が液晶パネル
から外れて、放射光が有効に利用されていなかった。
【０００８】ところで、従来は利用されていなかった入
射角が±７°以上の光であっても、液晶パネルの画素ご
とにマイクロレンズを設けるなどの工夫をすれば、投写
用に利用することが可能となる。
射角が±７°以上の光であっても、液晶パネルの画素ご
とにマイクロレンズを設けるなどの工夫をすれば、投写
用に利用することが可能となる。
【０００９】そこで本発明は、ある程度は平行から外れ
た光でも、液晶パネル等における種々の工夫によりプロ
ジェクションに利用することが可能になっていることに
鑑みて、光源からの放射光を有効に利用することができ
る反射鏡を提供することを目的とする。
た光でも、液晶パネル等における種々の工夫によりプロ
ジェクションに利用することが可能になっていることに
鑑みて、光源からの放射光を有効に利用することができ
る反射鏡を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係る反射鏡は、
光源の位置を略焦点として光源の後方に回転放物面状の
第１の反射面が構成され、第１の反射面の外周端部の少
なくとも一部には回転楕円面もしくは球面状の第２の反
射面が連続的に構成されていることを特徴とする。
光源の位置を略焦点として光源の後方に回転放物面状の
第１の反射面が構成され、第１の反射面の外周端部の少
なくとも一部には回転楕円面もしくは球面状の第２の反
射面が連続的に構成されていることを特徴とする。
【００１１】
【作用】本発明の構成によれば、中心部の第１の反射面
は回転放物面とすることで光源からの放射光は平行光と
し、その周辺の第２の反射面は球面または回転楕円面と
することで、ここで反射される光源からの光を光軸方向
に導いている。ここで、両者の焦点を共に光源の位置と
一致させることで、集光率を最大にできる。
は回転放物面とすることで光源からの放射光は平行光と
し、その周辺の第２の反射面は球面または回転楕円面と
することで、ここで反射される光源からの光を光軸方向
に導いている。ここで、両者の焦点を共に光源の位置と
一致させることで、集光率を最大にできる。
【００１２】
【実施例】以下、添付図面により本発明の実施例を説明
する。
する。
【００１３】図１は実施例に係る反射鏡の構成を示して
いる。図示の通り、平行光の光軸方向をＺ軸とし、これ
に直交する方向をＸ軸としたとき、Ｘ＝０〜Ｘ1 までの
第１の反射面は回転放物面鏡とし、Ｘ＝Ｘ1 〜Ｘ2 の第
２の反射面は回転楕円面としている。なお、Ｘ＝Ｘ1 に
おいて、２つの反射面は連続している。
いる。図示の通り、平行光の光軸方向をＺ軸とし、これ
に直交する方向をＸ軸としたとき、Ｘ＝０〜Ｘ1 までの
第１の反射面は回転放物面鏡とし、Ｘ＝Ｘ1 〜Ｘ2 の第
２の反射面は回転楕円面としている。なお、Ｘ＝Ｘ1 に
おいて、２つの反射面は連続している。
【００１４】実施例における仕様値の一例は、下記のよ
うになる。まず、反射鏡の深さＬを５０ｍｍとし、回転
放物面鏡については焦点Ｆ1 ＝１３ｍｍとし、端部の径
についてはＸ1 ＝３９．６ｍｍとする。ここで、回転放
物面鏡の端部までの深さＺ1と上記Ｆ1 ，Ｘ1 との間に
は、Ｘ2 ＝４Ｆ1 ・Ｚ1 の関係が成立することは言うま
でもない。
うになる。まず、反射鏡の深さＬを５０ｍｍとし、回転
放物面鏡については焦点Ｆ1 ＝１３ｍｍとし、端部の径
についてはＸ1 ＝３９．６ｍｍとする。ここで、回転放
物面鏡の端部までの深さＺ1と上記Ｆ1 ，Ｘ1 との間に
は、Ｘ2 ＝４Ｆ1 ・Ｚ1 の関係が成立することは言うま
でもない。
【００１５】回転楕円面については、第１焦点Ｆ2 ＝１
４．６ｍとする。このとき、楕円の定数ａ，ｂについ
て、ａ＝２００ｍｍ、ｂ＝７５ｍｍとすると、 （Ｚ2 −ａ2 ）／ａ2 ＋Ｘ2 ／ｂ2 ＝１ Ｆ2 ＝ａ2 −ｂ2 の関係式から、開口径はＸ2 ＝４９．６ｍｍとなる。
４．６ｍとする。このとき、楕円の定数ａ，ｂについ
て、ａ＝２００ｍｍ、ｂ＝７５ｍｍとすると、 （Ｚ2 −ａ2 ）／ａ2 ＋Ｘ2 ／ｂ2 ＝１ Ｆ2 ＝ａ2 −ｂ2 の関係式から、開口径はＸ2 ＝４９．６ｍｍとなる。
【００１６】上記仕様値の反射鏡の照度測定値を、従来
の回転放物面鏡の照度測定値と、図２に対比して示す。
この測定値は、光源からの放出光子数を２０００個とし
て、スクリーン上の光子密度分布をシュミレーションで
求めることにより得たものである。
の回転放物面鏡の照度測定値と、図２に対比して示す。
この測定値は、光源からの放出光子数を２０００個とし
て、スクリーン上の光子密度分布をシュミレーションで
求めることにより得たものである。
【００１７】黒丸印を実線で結ぶ曲線は、液晶パネル透
過後における入射角が±７°以内での照度分布を示し、
白丸印を点線で結ぶ曲線は、従来の回転放物面鏡を用い
たときの液晶パネル面上での全入射角での照度分布を示
している。これに対し、クロス印を一点鎖線で結ぶ曲線
は、本実施例の複合反射鏡を用いたときの液晶パネル面
上での全入射角での照度分布を示しており、入射角が±
７°以内での照度分布は従来のもの（黒丸を実線で結ぶ
曲線）と、ほとんど重なっていた。
過後における入射角が±７°以内での照度分布を示し、
白丸印を点線で結ぶ曲線は、従来の回転放物面鏡を用い
たときの液晶パネル面上での全入射角での照度分布を示
している。これに対し、クロス印を一点鎖線で結ぶ曲線
は、本実施例の複合反射鏡を用いたときの液晶パネル面
上での全入射角での照度分布を示しており、入射角が±
７°以内での照度分布は従来のもの（黒丸を実線で結ぶ
曲線）と、ほとんど重なっていた。
【００１８】図２から明らかなように、入射角が±７°
以下の平行成分光の照度分布では、本実施例の複合反射
鏡と従来の回転放物面鏡鏡の間で、図示できる程度の差
がない。しかし、入射角が±７°以上の成分光を含む全
入射角における照度では、本実施例では図に示される如
く１．４倍程度の増大効果が確認された。
以下の平行成分光の照度分布では、本実施例の複合反射
鏡と従来の回転放物面鏡鏡の間で、図示できる程度の差
がない。しかし、入射角が±７°以上の成分光を含む全
入射角における照度では、本実施例では図に示される如
く１．４倍程度の増大効果が確認された。
【００１９】従来の液晶プロジェクタでは、入射角が±
７°以内の平行光しか利用していなかったが、平行から
外れた入射角が±７°以上の光も利用できれば、スクリ
ーンにおけるディスプレイが高輝度化できる。そこで、
例えば液晶パネルの構造として、画素ごとにマイクロレ
ンズを対応させて一体化すると、入射角が±７°以上の
光も利用可能となる。したがって、このようなパネル構
造の液晶プロジェクタに本実施例の反射鏡を適用するこ
とで、光の有効利用すなわち高輝度化が可能となる。
７°以内の平行光しか利用していなかったが、平行から
外れた入射角が±７°以上の光も利用できれば、スクリ
ーンにおけるディスプレイが高輝度化できる。そこで、
例えば液晶パネルの構造として、画素ごとにマイクロレ
ンズを対応させて一体化すると、入射角が±７°以上の
光も利用可能となる。したがって、このようなパネル構
造の液晶プロジェクタに本実施例の反射鏡を適用するこ
とで、光の有効利用すなわち高輝度化が可能となる。
【００２０】上記のように、反射鏡の中心近傍に入射さ
れる光源からの放射光を、回転放物面鏡によって平行光
とし、しかもその周辺部への光を回転楕円面によって中
心軸方向へ導くことで、集光率を大きく向上できる。こ
の効果は、回転楕円面の第１焦点を回転放物面鏡の焦点
と一致させ、あるいは近づけることで高まる。また、周
辺部については、回転楕円面ではなく球面とした場合に
も、従来の反射鏡以上の集光率を実現できる。
れる光源からの放射光を、回転放物面鏡によって平行光
とし、しかもその周辺部への光を回転楕円面によって中
心軸方向へ導くことで、集光率を大きく向上できる。こ
の効果は、回転楕円面の第１焦点を回転放物面鏡の焦点
と一致させ、あるいは近づけることで高まる。また、周
辺部については、回転楕円面ではなく球面とした場合に
も、従来の反射鏡以上の集光率を実現できる。
【００２１】
【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、本発明の構
成によれば、中心部の第１の反射面は回転放物面とする
ことで光源からの放射光は平行光とし、その周辺の第２
の反射面は球面または回転楕円面とすることで、ここで
反射される光源からの光を光軸方向に導いている。これ
により、平行から僅かに外れた光を含めた全体の集光率
を、大きく増加できる。ここで、両者の焦点を共に光源
の位置と一致させることで、放射光の集光率を最大にで
きる。このため、ランプを反射鏡に接近させて熱的損傷
を与えたりすることなく、ランプの放射光を有効にプロ
ジェクション用の光として利用できる。
成によれば、中心部の第１の反射面は回転放物面とする
ことで光源からの放射光は平行光とし、その周辺の第２
の反射面は球面または回転楕円面とすることで、ここで
反射される光源からの光を光軸方向に導いている。これ
により、平行から僅かに外れた光を含めた全体の集光率
を、大きく増加できる。ここで、両者の焦点を共に光源
の位置と一致させることで、放射光の集光率を最大にで
きる。このため、ランプを反射鏡に接近させて熱的損傷
を与えたりすることなく、ランプの放射光を有効にプロ
ジェクション用の光として利用できる。
【図１】実施例の反射鏡の構成を示す図。
【図２】実施例の効果を従来例と対比する図。
【図３】従来の回転放物面鏡鏡の構成図。
【図４】従来例における配光特性図。
Ｆ…焦点、Ｄ…開口径、Ｌ…深さ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 増田 直樹 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松ホ トニクス株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 光源の位置を略焦点として前記光源の後
方に回転放物面状の第１の反射面が構成され、前記第１
の反射面の外周端部の少なくとも一部には回転楕円面も
しくは球面状の第２の反射面が連続的に構成されている
ことを特徴とする反射鏡。 - 【請求項２】 前記第２の反射面の焦点が、前記光源の
位置と略一致している請求項１記載の反射鏡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4044987A JPH05241005A (ja) | 1992-03-02 | 1992-03-02 | 反射鏡 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4044987A JPH05241005A (ja) | 1992-03-02 | 1992-03-02 | 反射鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05241005A true JPH05241005A (ja) | 1993-09-21 |
Family
ID=12706808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4044987A Pending JPH05241005A (ja) | 1992-03-02 | 1992-03-02 | 反射鏡 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05241005A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002189192A (ja) * | 2000-10-10 | 2002-07-05 | Ricoh Co Ltd | 照明装置及び液晶プロジェクタ |
| JP2005202167A (ja) * | 2004-01-16 | 2005-07-28 | Hitachi Ltd | 光源ユニットおよびそれを用いた投射型映像表示装置 |
-
1992
- 1992-03-02 JP JP4044987A patent/JPH05241005A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002189192A (ja) * | 2000-10-10 | 2002-07-05 | Ricoh Co Ltd | 照明装置及び液晶プロジェクタ |
| JP2005202167A (ja) * | 2004-01-16 | 2005-07-28 | Hitachi Ltd | 光源ユニットおよびそれを用いた投射型映像表示装置 |
| JP4581407B2 (ja) * | 2004-01-16 | 2010-11-17 | 株式会社日立製作所 | 光源ユニットおよびそれを用いた投射型映像表示装置 |
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