JPH11143378A - 照明装置 - Google Patents

照明装置

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JPH11143378A
JPH11143378A JP9304794A JP30479497A JPH11143378A JP H11143378 A JPH11143378 A JP H11143378A JP 9304794 A JP9304794 A JP 9304794A JP 30479497 A JP30479497 A JP 30479497A JP H11143378 A JPH11143378 A JP H11143378A
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JP
Japan
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light emitting
light
arc lamp
parabolic reflector
emitting point
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JP9304794A
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English (en)
Inventor
Yoji Kubota
洋治 久保田
Takashi Sugiyama
隆 杉山
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Nagano Optics Laboratory Corp
Original Assignee
Nagano Optics Laboratory Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 発光効率の良いアークランプを使用した照明
装置において、明るく平行度の高い出射光の取得し、こ
れと同時に装置の小型化を図ること。 【解決手段】 照明装置1は、アークランプ2と、放物
面反射鏡3と、補助ミラー4とを有している。アークラ
ンプ2は、放物面反射鏡3の焦点位置が一致している第
1の発光点LAと、これに対向している第2の発光点L
Bを備えている。補助ミラー4は、アークランプ2の発
光部12の一部を覆う半楕円反射面23を備えている。
第2の発光部LBからの光は、半楕円反射面23によっ
て、第1の発光点LAと第2の発光点LBの間の中心位
置に対して当該第1の発光点LAの側に片寄った位置に
集光される。このため、アークランプ2を実質的に点光
源ランプとして取り扱うことが可能となる。よって、大
型の放物面反射鏡を用いなくても、装置の明るく、平行
度の高い出射光を得ることができる。また、大型の放物
面反射鏡を用いないので、装置の小型化も同時に達成で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、特定の偏光成分の
みを用いるように構成されている液晶プロジェクタ等の
投写形表示装置に組み込むのに適した照明装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】最近、液晶表示装置を用いた大型表示装
置が注目されている。この種の装置に用いられる照明装
置は、一般的に、ランプと、このランプからの光を平行
光として出射可能な放物面反射鏡とを有する構成となっ
ており、より明るい光を出射でき、また、装置自体を小
さくすることが求められている。
【0003】より明るい出射光を得るために、ランプか
ら出射された光を漏れなく放物面反射鏡に導けるよう
に、補助ミラーが装着された構成の照明装置が特開平4
−14032号公報および特開平4−53926号公報
に開示されている。
【0004】これらの公報に開示されている照明装置で
は、放物面反射鏡における射出開口の縁部分の近傍に補
助ミラーが配置されており、ランプから放射された光の
うち、放物面反射鏡に至らずに直接外部に漏れ出た光を
補助ミラーによって放物面反射鏡に戻すことができるよ
うになっている。また、ランプの発光部全体を一つの発
光点として取り扱い、この発光部に放物面反射鏡の焦点
位置を一致させ、出射光の平行度を高めている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
照明装置では、ランプから放射された光を確実に利用す
るには、放物面反射鏡および補助ミラーの双方を大きく
する必要がある。このため、照明装置自体が大型化する
という問題点がある。
【0006】補助ミラーを使わずに、より明るい出射光
を得るための対策としては、液晶プロジェクタに組み込
まれている照明装置に見られるように、発光効率の高い
高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等のアークラン
プを採用することが挙げられる。
【0007】しかしながら、アークランプは、アーク長
を長くして、大きなワット数値の電力を供給することに
より発光効率のアップが図られる。これは出射光の明る
さ(総発光量)を増加するには有効であるが、液晶プロ
ジェクタのように、小さなデバイス(液晶ライトバル
ブ)を照明するには不利である。
【0008】すなわち、発光効率が高められたアークラ
ンプを用いる場合には、光路の倍率計算などから長い焦
点距離を有する大型の放物面反射鏡が必要となる。この
結果、放物面反射鏡の射出開口が大きくなるので、得ら
れる出射光の径も大きくなる。このような径の大きな出
射光を効率良くデバイス(液晶ライトバルブ)に導くた
めには、デバイスに対する出射光の入射角を大きくする
必要がある。入射角を大きくすると、デバイスからの光
束をスクリーン等に効率良く投写するためには、Fナン
バーの大きな明るい投写レンズを採用しなければならな
い。このような投写レンズは大型で、しかも、高価であ
るので、装置(液晶プロジェクタ)の大型化と共にコス
トアップの要因となる。また、大型の放物面反射鏡を用
いると照明装置自体が大型化するので、この点からも照
明装置が組み込まれた装置の大型化を招いてしまう。
【0009】本発明の課題は、上記の点に鑑みて、発光
効率の良いアークランプを用いた照明装置において、小
型化および明るく平行度の高い出射光の取得が可能な照
明装置を提案することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の照明装置では、アークランプと、このアー
クランプが取り付けられている放物面反射鏡と、前記ア
ークランプから放射された光の一部を前記放物面反射鏡
に導く補助ミラーとを有する照明装置において、前記ア
ークランプは、放物面反射鏡の焦点位置に一致している
第1の発光点と、当該アークランプのランプ光軸の方向
において一定の間隔を開けて前記第1の発光点と対向し
ている第2の発光点を備えており、前記補助ミラーは、
前記アークランプの発光部の一部を覆う反射面を備えて
おり、当該反射面は、前記第2の発光点からの光を、前
記第1の発光点と前記第2の発光点の間の中心位置に対
して当該第1の発光点の側に片寄った位置に集光させる
ように構成されていることを特徴としている。
【0011】本発明の照明装置では、補助ミラーの反射
面によって第2の発光点からの光が第1の発光点に近い
部分に集光されるので、アークランプを、実質的に点光
源ランプとして取り扱うことが可能となる。従って、放
物面反射鏡を大型化することなく、明るく平行度の高い
出射光を得ることができる。また、大型の放物面反射鏡
を用いる必要がないので、照明装置自体のサイズを小型
化できる。
【0012】前記補助ミラーの反射面としては、アーク
ランプの発光部の半分を覆う半楕円反射面とすることが
できる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明を適
用した照明装置を説明する。図1には本発明を適用した
照明装置の概略断面構成図を示してある。また、図2に
はアークランプの発光部を拡大して示してある。これら
の図に示すように、照明装置1は、アークランプ2と、
このアークランプ2が取り付けられている放物面反射鏡
3と、アークランプ2から放射された光の一部を放物面
反射鏡3に導く補助ミラー4とを有している。
【0014】アークランプ2は、例えば、メタルハライ
ドランプ、高圧水銀ランプ、キセノンランプ等である。
アークランプ2の発光管11は、その中央に球状の発光
部12が形成されている。発光部12の両側からは外側
に細長い封止部13、14が延びている。それぞれの封
止部13、14には電極芯棒15、16が封入されてい
る。それぞれの電極芯棒15、16の一方の端は発光部
12の内部に突出し、他方の端は封止部13、14から
外部に突出している。発光部12の内部に突出している
電極芯棒15、16の端部分には、タングステン線等を
巻き付けることにより電極17、18が構成されてい
る。これらの電極17、18は、発光管11の長手方向
(ランプ光軸の方向)Lにおいて一定の間隔を開けて対
向した状態となっている。外側に突出している電極芯棒
15、16の端部分はそれぞれ不図示の口金に電気的に
接続される。このようなアークランプ2では、発光部1
2の内部においてそれぞれの電極17、18の近傍で発
光が生じる。すなわち、電極17、18の近傍に第1お
よび第2の発光点LA、LBを有している。
【0015】放物面反射鏡3は、円形の射出開口22を
有している。また、底部中央にはアークランプ2の一方
の端を挿入可能な取付け孔21が形成されている。この
取付け孔21にアークランプ2の一方の端が挿入され、
発光管11の長手方向Lと放物面反射鏡3のから出射さ
れる平行光の光軸が一致するように、アークランプ2が
固定されている。この放物面反射鏡3の焦点位置は第1
の発光点LAに一致している。
【0016】補助ミラー4は、アークランプ2の発光部
12の一部を覆う半楕円反射面23を備えている。半楕
円反射面23は、アークランプ2の球状発光部12にお
ける光出射側の半分を覆う状態にある。半楕円反射面2
3の縁部分は、第1の発光部LAと放物面反射鏡3の射
出開口22の縁部分とを結ぶ線上にある。このため、第
1の発光点LAから放射された光は直接放物面反射鏡3
に導かれ、第2の発光点LBから放射された光は半楕円
反射面23に導かれる。また、半楕円反射面23は、第
2の発光点LBと第1の発光点LAの近傍Pとの間に共
役関係が成立している。このため、第2の発光点LBか
ら放射された光は半楕円反射面23で反射されて共役点
(第1の発光点LAの近傍)Pに集光される。
【0017】ここで、照明装置1においては、第1の発
光点LAと第2の発光点LBとの距離をSとしたとき
に、第2の発光点LBから共役点Pまでの距離XがS/
2<X<Sが範囲内となるように設定されている。すな
わち、第2の発光点LBからの光を、第1の発光点LA
と第2の発光点LBの間の中心位置に対して当該第1の
発光点LAの側に片寄った位置に集光させるようにして
いる。
【0018】この構成の照明装置1では、アークランプ
2の第1の発光部LAから放射された光は、放物面反射
鏡2により光路変更を受けほぼ平行な光束として射出開
口22から出射される。図1および図2において斜線で
表すように、第2の発光点LBから放射された光は、半
楕円反射面23により反射されて共役点Pに集光する。
この結果、第2の発光点LBが共役点Pに移動したこと
になる。このため、第1の発光点LAと第2の発光点L
Bの反射像点は極めて近接した2個の発光点に置き換え
ることができるので、実質的に発光効率の高いアークラ
ンプでありながら点発光ランプとして取り扱うことが可
能となる。従って、第1の発光点LAに焦点位置を一致
してある放物面反射鏡3によって高い精度の平行光を形
成できる。
【0019】このように照明装置1においては、大型の
放物面反射鏡を用いなくても平行度の高い出射光束を得
ることができるので、照明装置の小型化を図ることがで
きる。また、照明装置1においては、第1の発光点LA
から放射された光は直接放物面反射鏡3に導かれ、第2
の発光部LBから放射された光は、補助ミラー4によっ
て一旦共役点Pに導かれた後に放物面反射鏡3に導かれ
る。従って、アークランプ2の発光部12から放射され
た光の全てを有効に利用できるので、明るい出射光を得
ることができる。
【0020】また、照明装置1は、大型の放物面反射鏡
を用いる必要がないので、径の小さな出射光を得ること
ができる。従って、照明装置1を液晶プロジェクタに組
み込めば、デバイス(液晶ライトバルブ)に対する出射
光の入射角を小さくできるので、Fナンバーが小さく、
小型で安価な投写レンズを使用できる。よって、液晶プ
ロジェクタの小型化と共にコストダウンを図ることがで
きる。
【0021】ここで、液晶プロジェクタでは、照明装置
から出射された平行光を2種類の偏光光束に分離し、し
かる後に一方の偏光光束の偏光方向を他方の偏光光束の
偏光方向に揃えて1種類の偏光光束とする偏光変換装置
を使用するのが一般的になりつつある。偏光変換装置は
入射角依存性を持つので、偏光変換装置に平行度の高い
光束を入射させなければ、偏光変換効率が低下してしま
う。このような偏光変換装置を用いた液晶プロジェクタ
に本発明を適用した照明装置1を組み込めば、偏光変換
効率が低下することを防ぐことができる。
【0022】本発明を適用した照明装置1は、例えば、
フロント用液晶プロジェクタやリア用液晶プロジェクタ
の光源として用いることができる。また、特定の偏光成
分を必要とする光学系の光源として利用することができ
る。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の照明装置
では、アークランプの2つの発光点のうち、一方の発光
点から放射された光を、補助ミラーによって他方の発光
点の近傍に集光させることにより、アークランプを実質
的に点光源ランプとして取り扱えるようにしている。従
って、大型の放物面反射鏡を用いなくても、明るく、平
行度の高い出射光を得ることができる。また、大型の放
物面反射鏡を用いる必要がないので、照明装置の小型化
を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した照明装置の概略断面構成図で
ある。
【図2】図1に示す照明装置の発光部を拡大して示す図
である。
【符号の説明】
1 照明装置 2 アークランプ 3 放物面反射鏡 4 補助ミラー 11 発光管 12 発光部 13、14 封止部 22 射出開口 23 楕円反射面 LA 第1の発光点 LB 第2の発光点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H04N 5/74 G02B 27/00 V

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アークランプと、このアークランプが取
    り付けられている放物面反射鏡と、前記アークランプか
    ら放射された光の一部を前記放物面反射鏡に導く補助ミ
    ラーとを有する照明装置において、 前記アークランプは、放物面反射鏡の焦点位置に一致し
    ている第1の発光点と、当該アークランプのランプ光軸
    の方向において一定の間隔を開けて前記第1の発光点と
    対向している第2の発光点を備えており、前記補助ミラ
    ーは、前記アークランプの発光部の一部を覆う反射面を
    備えており、 当該反射面は、前記第2の発光点からの光を、前記第1
    の発光点と前記第2の発光点の間の中心位置に対して当
    該第1の発光点の側に片寄った位置に集光させるように
    構成されていることを特徴とする照明装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記補助ミラーの反
    射面は、前記アークランプの発光部の半分を覆う半楕円
    反射面であることを特徴とする照明装置。
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