JPH05281614A - 照明装置 - Google Patents
照明装置Info
- Publication number
- JPH05281614A JPH05281614A JP4082214A JP8221492A JPH05281614A JP H05281614 A JPH05281614 A JP H05281614A JP 4082214 A JP4082214 A JP 4082214A JP 8221492 A JP8221492 A JP 8221492A JP H05281614 A JPH05281614 A JP H05281614A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mirror
- light source
- light
- spheroidal
- lens
- 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
Links
Abstract
(57)【要約】
【目的】 スライドプロジェクタ、液晶ビデオプロジェ
クタ等に有用な、光の利用効率が極めて高くかつ平行度
の良好な光束が得られる照明装置を提供する。 【構成】 光源１を回転楕円面ミラー２の第１焦点位置
に置き、同ミラー２と対向させ、かつ回転楕円面ミラー
の第２焦点上にその反射面が来るように球面ミラー３を
配置する。また球面ミラー３の上記第２焦点位置付近
に、光束射出用の開口窓４を設け、さらにその前方（照
明側）にコンデンサレンズ５を配置する。そして、回転
楕円面ミラーの二焦点間距離をＤｆ、同ミラーの頂点と
第１焦点との距離をＤｓ、倍率ｍ＝（Ｄｓ＋Ｄｆ）／Ｄ
ｓ、レンズ５の入射口径角をθとして、０．８ｔａｎ-1
（２ｍ／ｍ2−１）≦θ≦１．２ｔａｎ-1（２ｍ／ｍ2−
１）の関係が満たされるようにする。
クタ等に有用な、光の利用効率が極めて高くかつ平行度
の良好な光束が得られる照明装置を提供する。 【構成】 光源１を回転楕円面ミラー２の第１焦点位置
に置き、同ミラー２と対向させ、かつ回転楕円面ミラー
の第２焦点上にその反射面が来るように球面ミラー３を
配置する。また球面ミラー３の上記第２焦点位置付近
に、光束射出用の開口窓４を設け、さらにその前方（照
明側）にコンデンサレンズ５を配置する。そして、回転
楕円面ミラーの二焦点間距離をＤｆ、同ミラーの頂点と
第１焦点との距離をＤｓ、倍率ｍ＝（Ｄｓ＋Ｄｆ）／Ｄ
ｓ、レンズ５の入射口径角をθとして、０．８ｔａｎ-1
（２ｍ／ｍ2−１）≦θ≦１．２ｔａｎ-1（２ｍ／ｍ2−
１）の関係が満たされるようにする。
Description
【０００１】
【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
に有用な照明装置に関する。
液晶ビデオプロジェクタ、ＯＨＰシートプロジェクタ等
に有用な照明装置に関する。
【０００２】
【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
源と、回転放物面ミラーや回転楕円面ミラーと、コンデ
ンサーレンズを組み合わせた照明装置が用いられていた
（例えば、トリケップス社出版「プロジェクションテレ
ビの設計」第３章第１節参照）。
ランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプ等の光
源と、回転放物面ミラーや回転楕円面ミラーと、コンデ
ンサーレンズを組み合わせた照明装置が用いられていた
（例えば、トリケップス社出版「プロジェクションテレ
ビの設計」第３章第１節参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】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
する照明光の利用効率が低いという問題点があった。
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
する照明光の利用効率が低いという問題点があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】半径が概略１０ｍｍ以下
の球領域の範囲内から、立体角が概略２π以上の広い方
向に対して光を射出する光源と、この光源の背後に配置
した回転楕円面ミラーと、光源の前方に配置した照明光
取り出し開口窓付き球面ミラー、及びレンズとで照明光
学系を構成し、これら部品の相互関係及び諸元を以下の
ように設定する。すなわち、光源は回転楕円面ミラーの
第１の焦点近傍でかつ球面ミラーの曲率中心の近傍に位
置させ、光源より射出した光線の大部分が楕円ミラーの
第２の焦点近傍に集光するようにする。また、前記回転
楕円面ミラーの第１焦点、第２焦点間の距離をＤｆ、同
ミラーの頂点と第１焦点との距離をＤｓ、倍率ｍ＝（Ｄ
ｓ＋Ｄｆ）／Ｄｓ、レンズの入射口径角をθとすると
き、 ０．８ｔａｎ-1（２ｍ／ｍ2−１）≦θ≦１．２ｔａｎ
-1（２ｍ／ｍ2−１） の関係が満たされるように部品の相互位置関係、諸元を
選ぶ。
の球領域の範囲内から、立体角が概略２π以上の広い方
向に対して光を射出する光源と、この光源の背後に配置
した回転楕円面ミラーと、光源の前方に配置した照明光
取り出し開口窓付き球面ミラー、及びレンズとで照明光
学系を構成し、これら部品の相互関係及び諸元を以下の
ように設定する。すなわち、光源は回転楕円面ミラーの
第１の焦点近傍でかつ球面ミラーの曲率中心の近傍に位
置させ、光源より射出した光線の大部分が楕円ミラーの
第２の焦点近傍に集光するようにする。また、前記回転
楕円面ミラーの第１焦点、第２焦点間の距離をＤｆ、同
ミラーの頂点と第１焦点との距離をＤｓ、倍率ｍ＝（Ｄ
ｓ＋Ｄｆ）／Ｄｓ、レンズの入射口径角をθとすると
き、 ０．８ｔａｎ-1（２ｍ／ｍ2−１）≦θ≦１．２ｔａｎ
-1（２ｍ／ｍ2−１） の関係が満たされるように部品の相互位置関係、諸元を
選ぶ。
【０００５】
【作用】本発明によれば、光源と回転楕円面ミラーとで
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ミラーを設けたため、回転楕円
面ミラーと異なる方向に射出した光束は、球面ミラーに
よって反射して再び光源位置に戻り、光源をそのまま通
過したあと、回転楕円面ミラーで反射することになる。
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ミラーを設けたため、回転楕円
面ミラーと異なる方向に射出した光束は、球面ミラーに
よって反射して再び光源位置に戻り、光源をそのまま通
過したあと、回転楕円面ミラーで反射することになる。
【０００６】従って、このような元々は回転楕円面ミラ
ーの方向と異なる方向に射出した光束は球面ミラーで反
射された後、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、球面ミラー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（コンデンサレンズ）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、回転楕円面ミラーの二つの焦点間距離
をＤｆ、同ミラーの頂点と第１焦点（光源はこの近傍に
位置する）との距離をＤｓ、倍率ｍ＝（Ｄｓ＋Ｄｆ）／
Ｄｓ、レンズの入射口径角をθとすれば、θの値をｔａ
ｎ-1（２ｍ／ｍ2−１）の値に近く設定することによ
り、開口窓から射出した光のほとんど全てがレンズによ
り利用できることになり、さらなる利用効率アップが実
現できる。
ーの方向と異なる方向に射出した光束は球面ミラーで反
射された後、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、球面ミラー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（コンデンサレンズ）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、回転楕円面ミラーの二つの焦点間距離
をＤｆ、同ミラーの頂点と第１焦点（光源はこの近傍に
位置する）との距離をＤｓ、倍率ｍ＝（Ｄｓ＋Ｄｆ）／
Ｄｓ、レンズの入射口径角をθとすれば、θの値をｔａ
ｎ-1（２ｍ／ｍ2−１）の値に近く設定することによ
り、開口窓から射出した光のほとんど全てがレンズによ
り利用できることになり、さらなる利用効率アップが実
現できる。
【０００７】
【実施例】図１に本発明の一実施例を示す。図において
１は光源であり、発光部が直径数ミリメートルから十数
ミリメートル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を用
いる。この光源１は回転楕円面ミラー２の第１の焦点位
置２１に配置されていて、光源１から後方（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、１１は、こ
の回転楕円面ミラー２によって反射された後、同ミラー
２の第２焦点位置２２に向かって進む。
１は光源であり、発光部が直径数ミリメートルから十数
ミリメートル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を用
いる。この光源１は回転楕円面ミラー２の第１の焦点位
置２１に配置されていて、光源１から後方（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、１１は、こ
の回転楕円面ミラー２によって反射された後、同ミラー
２の第２焦点位置２２に向かって進む。
【０００８】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１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、同ミラー２の
第２焦点位置２２に向かって進むことになる。
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１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、同ミラー２の
第２焦点位置２２に向かって進むことになる。
【０００９】球面ミラー３の球面の位置は、ちょうど回
転楕円面ミラー２の第２焦点位置２２がその球面上に来
るような位置に置かれている。さらに、球面ミラー３上
であって回転楕円面の第２焦点位置２２の近傍には、開
口窓４が設けられている。この開口窓の大きさは、上記
第２焦点２２の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、一般的には、光源１の実効的な大きさ
と同程度、又は光源１が回転楕円面ミラーの第２焦点位
置２２の近傍で形成する像の実効的な大きさと同程度で
ある。
転楕円面ミラー２の第２焦点位置２２がその球面上に来
るような位置に置かれている。さらに、球面ミラー３上
であって回転楕円面の第２焦点位置２２の近傍には、開
口窓４が設けられている。この開口窓の大きさは、上記
第２焦点２２の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、一般的には、光源１の実効的な大きさ
と同程度、又は光源１が回転楕円面ミラーの第２焦点位
置２２の近傍で形成する像の実効的な大きさと同程度で
ある。
【００１０】上記装置において、光源１から射出した光
線、後方に射出して回転楕円面ミラー２で反射された光
線群１０、１１・・・、及び前方に射出して一度球面ミ
ラー３で反射されたあと回転楕円面ミラー２で反射され
た光線群１２、１３・・・は全て第２焦点位置２２に設
けられた開口窓４を通過して進むことになる。
線、後方に射出して回転楕円面ミラー２で反射された光
線群１０、１１・・・、及び前方に射出して一度球面ミ
ラー３で反射されたあと回転楕円面ミラー２で反射され
た光線群１２、１３・・・は全て第２焦点位置２２に設
けられた開口窓４を通過して進むことになる。
【００１１】従って、これら光源１、回転楕円面ミラー
２、及び球面ミラー３による上記装置は、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、その前方に
置かれたレンズ５によって、指向性の高いコリメート照
明、或いは若干収束した照明となる。なお、図中６は投
影するためのスライドである。
２、及び球面ミラー３による上記装置は、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、その前方に
置かれたレンズ５によって、指向性の高いコリメート照
明、或いは若干収束した照明となる。なお、図中６は投
影するためのスライドである。
【００１２】ここで、回転楕円面ミラー２の二つの焦点
２１、２２間距離をＤｆ、同ミラー２の頂点と第１焦点
２１との距離をＤｓ、倍率ｍ＝（Ｄｓ＋Ｄｆ）／Ｄｓと
し、光源１から後方へ略２πの立体角の方向に射出する
光が回転楕円面ミラー２に、また光源１から前方へ略２
πの立体角の方向に射出する光が球面ミラー３に到達す
るように、光源１、回転楕円面ミラー２、球面ミラー３
を配置すれば、第２焦点２２から射出する光の最大放射
角θ’は、簡単な計算から、
２１、２２間距離をＤｆ、同ミラー２の頂点と第１焦点
２１との距離をＤｓ、倍率ｍ＝（Ｄｓ＋Ｄｆ）／Ｄｓと
し、光源１から後方へ略２πの立体角の方向に射出する
光が回転楕円面ミラー２に、また光源１から前方へ略２
πの立体角の方向に射出する光が球面ミラー３に到達す
るように、光源１、回転楕円面ミラー２、球面ミラー３
を配置すれば、第２焦点２２から射出する光の最大放射
角θ’は、簡単な計算から、
【数１】 θ’＝ｔａｎ−１［２ｍ／ｍ2−１］
（１） となることがわかる。
（１） となることがわかる。
【００１３】従って、レンズ５の入射口径角θをθ’よ
り大きくすることにより、第２焦点２２から射出する光
が理論上すべてレンズ５に入射することになり、照明光
の利用効率を極めて大きくすることができる。勿論、レ
ンズ５の入射口径角θ、又は開口数ＮＡ＝ｓｉｎθが大
きくなることは、レンズ５を寸法とコストの両面で大き
くする事につながるため、レンズ５の入射口径角θを、
最大放射角θ’より少し小さ目にすることも考えられ
る。
り大きくすることにより、第２焦点２２から射出する光
が理論上すべてレンズ５に入射することになり、照明光
の利用効率を極めて大きくすることができる。勿論、レ
ンズ５の入射口径角θ、又は開口数ＮＡ＝ｓｉｎθが大
きくなることは、レンズ５を寸法とコストの両面で大き
くする事につながるため、レンズ５の入射口径角θを、
最大放射角θ’より少し小さ目にすることも考えられ
る。
【００１４】この様な意味から、レンズ５の入射口径角
θの最適範囲は、
θの最適範囲は、
【数２】 ０．８ｔａｎ-1（２ｍ／ｍ2−１）≦θ≦１．２ｔａｎ-1（２ｍ／ｍ2−１） ・・・（２） であると考えられる。
【００１５】代表的な数値例としては、図１においてＤ
ｓ＝２５ｍｍ、Ｄｆ＝５０ｍｍ、回転楕円面ミラーの半
径Ｒｍ＝３７．５ｍｍ、ｍ＝３として式（１）のθ’＝
３６．９度から、レンズ５の入射口径角をθ＝３６．９
度（ＮＡ＝０．６０）とする。図１ではθ＝θ’として
書かれている。
ｓ＝２５ｍｍ、Ｄｆ＝５０ｍｍ、回転楕円面ミラーの半
径Ｒｍ＝３７．５ｍｍ、ｍ＝３として式（１）のθ’＝
３６．９度から、レンズ５の入射口径角をθ＝３６．９
度（ＮＡ＝０．６０）とする。図１ではθ＝θ’として
書かれている。
【００１６】なお、図１においてスライド６は、液晶プ
ロジェクタの場合は液晶パネルとなる。また実用的には
回転楕円面ミラー２と球面ミラー３の間の部分に空気流
通の孔をあけ、ファンを用いて空冷することにより、本
発明装置の温度上昇が抑えられる。
ロジェクタの場合は液晶パネルとなる。また実用的には
回転楕円面ミラー２と球面ミラー３の間の部分に空気流
通の孔をあけ、ファンを用いて空冷することにより、本
発明装置の温度上昇が抑えられる。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、従来照明として利用す
ることが不可能であった、光源から前方へ射出する光束
（図１で１２’、１３’等）の大部分が照明光として利
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、二次光源（回転楕
円面ミラーの第２焦点近傍に形成される光源像）から射
出する光線の最大角度と、コンデンサレンズの入射口径
角がほぼ等しくなるようにすることにより、光源からの
発光の利用効率のさらなる向上が可能となる。
ることが不可能であった、光源から前方へ射出する光束
（図１で１２’、１３’等）の大部分が照明光として利
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、二次光源（回転楕
円面ミラーの第２焦点近傍に形成される光源像）から射
出する光線の最大角度と、コンデンサレンズの入射口径
角がほぼ等しくなるようにすることにより、光源からの
発光の利用効率のさらなる向上が可能となる。
【図１】本発明の実施例を示す断面図
１ 光源 ２ 回転楕円面ミラー ３ 球面ミラー ４ 開口窓 ５ レンズ（コンデンサレンズ） ６ スライド（液晶パネル） １０、１１ 光源から後方又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’従来装置で利用されていなかった光線 ２１ 回転楕円面ミラーの第１焦点 ２２ 回転楕円面ミラーの第２焦点
Claims (1)
- 【請求項１】 半径が概略１０ｍｍ以下の球領域の範囲
内から、立体角が概略２π以上の広い方向に対して光を
射出する光源と、この光源の背後に配置した回転楕円面
ミラーと、前記光源の前方に配置した球面ミラー及びレ
ンズとで構成され、前記球面ミラーに設けた開口窓より
照明光を取り出すようにした照明光学系であって、前記
光源は前記回転楕円面ミラーの第１の焦点近傍でかつ前
記球面ミラーの曲率中心の近傍に位置し、前記光源より
射出した光線の大部分が前記回転楕円面ミラーの第２の
焦点近傍に集光し、同ミラーの第１焦点、第２焦点間の
距離をＤｆ、同ミラーの頂点と第１焦点との距離をＤ
ｓ、倍率ｍ＝（Ｄｓ＋Ｄｆ）／Ｄｓ、前記レンズの入射
口径角をθとするとき、 ０．８ｔａｎ-1（２ｍ／ｍ2−１）≦θ≦１．２ｔａｎ
-1（２ｍ／ｍ2−１） の関係が満たされていることを特徴とする照明装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4082214A JPH05281614A (ja) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | 照明装置 |
| US08/039,838 US5446639A (en) | 1992-04-03 | 1993-03-30 | Illuminating apparatus |
| US08/423,701 US5613767A (en) | 1992-04-03 | 1995-04-18 | Illuminating apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4082214A JPH05281614A (ja) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | 照明装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05281614A true JPH05281614A (ja) | 1993-10-29 |
Family
ID=13768174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4082214A Pending JPH05281614A (ja) | 1992-04-03 | 1992-04-03 | 照明装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05281614A (ja) |
-
1992
- 1992-04-03 JP JP4082214A patent/JPH05281614A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4792486B2 (ja) | フレネルレンズライト用、特にスポットライトあるいはフラッドライト用光学系 | |
| JP4773705B2 (ja) | 車両ヘッドライト用の照明モジュール | |
| US7513630B2 (en) | Compact dual ellipsoidal reflector (DER) system having two molded ellipsoidal modules such that a radiation receiving module reflects a portion of rays to an opening in the other module | |
| JP2004119364A (ja) | 光源の反射構造及び集光装置 | |
| US6997565B2 (en) | Lamp, polarization converting optical system, condensing optical system and image display device | |
| US3494693A (en) | Radiant energy projection | |
| JP4722312B2 (ja) | ランプ、集光光学系および画像表示装置 | |
| US6908218B2 (en) | Light source unit and projector type display device using the light source unit | |
| JPH11149901A (ja) | 発光管及びそれを用いた光源装置 | |
| US5613767A (en) | Illuminating apparatus | |
| JP2007011154A (ja) | スクリーン及びそれを用いた画像表示装置 | |
| JP5245244B2 (ja) | 光学部材および該光学部材を備えたストロボ装置および該ストロボ装置を内蔵した画像記録装置 | |
| JPH0540223A (ja) | 照明装置 | |
| JPH05281614A (ja) | 照明装置 | |
| JP2943239B2 (ja) | 液晶プロジェクタ装置 | |
| JPH05107643A (ja) | 照明装置 | |
| JP2938224B2 (ja) | 放電灯用反射鏡 | |
| JPH05281613A (ja) | 照明光学系 | |
| JP2821691B2 (ja) | プロジェクター用光源装置 | |
| JPH05281612A (ja) | 照明光学装置 | |
| JPH03168629A (ja) | 照明装置 | |
| JP2000122178A (ja) | 照明装置 | |
| KR0118688Y1 (ko) | 투사기의 조명계 | |
| US20200379330A1 (en) | Light integration rod and projection device | |
| JPH03168628A (ja) | 照明光学装置 |