KR20050056138A - 광원장치 및 그것을 구비한 프로젝터장치 - Google Patents

광원장치 및 그것을 구비한 프로젝터장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광원장치 및 그것을 구비한 프로젝터에 관한 것으로서,
본 발명의 광원장치(17)는 광원램프(18)와, 빛을 출사시키는 개방면을 갖고, 내부에 배치된 광원램프(18)로부터의 방사광을 반사하여 상기 개방면으로부터 출사하는 리플렉터(21)와, 이 리플렉터(21)의 개방면의 전측에 배치된 유리(22)를 구비하고, 상기 유리(22)를 리플렉터(21)로부터의 출사광의 광축에 수직인 면에 대하여 소정 각도 비스듬히 기울여서 설치하고, 유리(22)에 의해 반사되어 리플렉터(21)내로 되돌아온 빛에 의한 광원램프(18)의 승온을 방지하며, 광원램프(18)의 과열을 억제하는 것을 특징으로 한다.

Description

광원장치 및 그것을 구비한 프로젝터장치{LIGHT SOURCE DEVICE AND A PROJECTOR DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 광원장치 및 그것을 구비한 프로젝터에 관한 것이다.
프로젝터 등에 이용하는 광원장치는 광원램프와, 빛을 출사시키는 개방면을 갖고, 내부에 배치된 상기 광원램프로부터의 방사광을 반사하여 상기 개방면으로부터 출사하는 리플렉터와, 상기 리플렉터의 개방면의 전측에 배치된 방폭유리(광원램프의 파열에 의한 기기의 파손 등을 막기 위한 유리) 등의 투명판으로 이루어져 있다(특허문헌 1 참조).
[특허문헌 1] 특개 2001-23430호 공보
그러나 리플렉터의 개방면의 전측에 방폭유리 등의 투명판을 배치한 광원장치는 광원램프로부터 방사되고, 리플렉터에 의해 반사되어 그 개방면으로부터 출사한 빛의 대부분은 상기 투명판을 투과하여 출사하는데, 일부의 빛이 상기 투명판에 의해 반사되어 상기 리플렉터 내로 되돌아와서 상기 광원램프에 집광하기 때문에 광원램프가 그 발광에 의한 발열 이외에 상기 투명판에 의해 반사된 되돌아옴 광의 집광에 의해서도 승온하고, 상기 광원램프가 과열상태가 된다라는 문제를 갖고 있다.
본 발명에서는 리플렉터의 개방면의 전측에 투명판을 배치한 것이면서, 상기 리플렉터로부터의 출사광 중, 상기 투명판에 의해 반사되어 상기 리플렉터 내로 되돌아온 빛에 의한 광원램프의 승온을 방지하고, 광원램프의 과열을 억제할 수 있는 광원장치를 제공하는 동시에, 그 광원장치를 구비한 프로젝터를 제공한다.
본 발명의 바람직한 형태의 하나인 광원장치는 이하의 구성을 포함한다.
광원램프와,
빛을 출사시키는 개방면을 갖고, 내부에 배치된 상기 광원램프로부터의 방사광을 반사하여 상기 개방면으로부터 출사하는 리플렉터와,
상기 리플렉터의 개방면의 전측에 배치되고, 상기 리플렉터로부터의 출사광의 광축에 수직인 면에 대하여 소정 각도 비스듬히 기울여서 설치된 투명판.
또 본 발명의 바람직한 형태의 다른 하나인 광원장치를 구비한 프로젝터는 이하의 구성을 포함한다.
광원램프와, 빛을 출사시키는 개방면을 갖고, 내부에 배치된 상기 광원램프로부터의 방사광을 반사하여 상기 개방면으로부터 출사하는 리플렉터와, 상기 리플렉터의 개방면의 전측에 배치된 투명판을 구비하고, 또한 상기 투명판을 상기 리플렉터로부터의 출사광의 광축에 수직인 면에 대하여 소정 각도 비스듬히 기울여서 설치한 광원장치와,
입사광의 출사를 억제하여 화상을 표시하는 표시소자와,
상기 광원장치로부터의 출사광을 상기 표시소자에 입사시키는 광학계와,
상기 표시소자로부터의 출사광을 투영면에 투영하는 투영렌즈.
또 본 발명의 바람직한 형태의 하나인 광원장치는 이하의 구성을 포함한다.
광원램프와, 빛을 출사시키는 개방면을 갖고, 내부에 배치된 상기 광원램프로부터의 방사광을 반사하여 상기 개방면으로부터 집광하도록 출사하는 리플렉터와,
상기 리플렉터의 개방면의 전측에 배치되고, 상기 리플렉터로부터의 출사광의 광축에 수직인 면에 대하여 소정 각도 비스듬히 기울여서 설치되고, 상기 리플렉터로부터의 출사광을 상기 광원램프에 집광하지 않도록 반사하는 투명판.
본 발명의 광원장치, 또는 광원장치를 구비한 프로젝터에 있어서는 광원램프로부터 방사되고, 리플렉터에 의해 반사되어 그 개방면으로부터 출사한 빛 중, 투명판에 의해 반사된 빛을 광원램프에 집광하지 않도록 하고, 투명판에 의해 반사되어 상기 리플렉터 내에 되돌아온 빛에 의한 광원램프의 승온을 방지하여 광원램프의 과열을 억제할 수 있다.
도 1 ∼ 도 6은 본 발명의 한 실시예를 나타내고 있으며, 도 1 및 도 2는 프로젝터의 사용하지 않은 상태 및 사용상태의 외관사시도, 도 3은 상기 프로젝터의 횡단평면도, 도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선을 따르는 단면도이다.
이 프로젝터는 평면형상이 직사각형상을 이루는 프로젝터케이스(1) 내에, 광원장치(17)와, 복수의 화소가 행방향 및 열방향으로 매트릭스상으로 배열한 표시영역을 갖고, 상기 복수의 화소에 입사한 빛의 출사를 억제하여 화상을 표시하는 표시소자(28)와, 상기 광원장치(17)로부터의 출사광을 상기 표시소자(28)에 입사시키는 광원측 광학계(29)와, 상기 표시소자(28)로부터의 출사광을 도시하지 않은 스크린 등의 투영면에 투영하는 투영렌즈(45)를 배치한 것이다.
상기 프로젝터케이스(1)는 그 양측면 및 후면과 저면을 구성하는 케이스본체(1a)와, 상면패널(1b)과, 전면패널(1c)로 이루어져 있고, 그 후면에 퍼스널컴퓨터용의 USB단자 및 컬러화상신호와 음성신호의 입력단자와, 비디오신호입력단자와, 전원커넥터(어느 쪽도 도시하지 않음)가 설치되고, 상면에 전원키(2)와, 상기 광원장치(17)의 점등을 표시하는 램프인디케이터(3) 및 상기 광원장치(17)의 과열을 표시하는 과열인디케이터(4)와, 자동화질조정키(5) 및 수동화질조정키(6)와, 상기 전원커넥터를 상용전원에 접속한 스탠바이상태와, 상기 전원키(2)를 ON 시킨 때에 표시색이 변화하는 파워/스탠바이인디케이터(7)와, 개폐덮개(8)를 열어서 조작되는 각종 조정키(도시하지 않음)와, 스피커용 방음부(9)가 설치되고, 전면에 도시하지 않은 리모콘기로부터의 적외선신호를 받는 리모콘수신부(10)가 설치되어 있다.
또 상기 프로젝터케이스(1)의 전면의 일측부에는 개폐 가능한 투영렌즈커버(12)를 구비한 투영구(11)가 설치되어 있다. 또한 상기 투영렌즈커버(12)의 중앙부에는 개구가 형성되어 있고, 그 개구에 예를 들면 적색의 반투명판(13)이 설치되어 있다.
또한 상기 프로젝터케이스(1)의 저면에는 그 후측영역의 양측부에 배치된 좌우 한쌍의 뒤쪽다리 부재(14a)와, 전측영역의 중앙부 부근에 케이스 앞 가장자리부 보다도 어느 정도 뒤쪽에 옮겨서 배치된 1개의 앞쪽다리 부재(14b)가 설치되어 있다.
이 뒤쪽다리 부재(14a) 및 앞쪽다리 부재(14b)는 프로젝터의 사용시(투영시)에 상기 프로젝터케이스(1)를 그 전측을 높게한 비스듬히 위를 향한 상태로 지지하는 것이고, 한쌍의 뒤쪽다리 부재(14a)는 프로젝터케이스(1)의 저부에 나사맞춤된 도시하지 않은 나사각(脚)의 하단에 고정되어 있으며, 앞쪽다리 부재(14b)는 상기 프로젝터케이스(1) 내에 설치된 도시하지 않은 각(脚)록기구에 상하방향으로 슬라이드 가능하게 보존된 로드각(15)의 하단에 고정되고, 케이스 저면으로부터의 돌출 높이를 조정 가능하게 설치되어 있다.
또한 상기 각록기구는 상기 전면패널(1c)에 설치된 록해제손잡이(16)의 눌러내림에 따라 상기 로드각(15)의 록을 해제하고, 록해제손잡이(16)의 눌러내림이 해제된 때에 용수철힘에 의해 자동적으로 상기 로드각(15)을 록하는 구성으로 되어 있으며, 프로젝터케이스(1)는 프로젝터의 사용시에 상기 록해제손잡이(16)를 눌러내려서 상기 로드각(15)을 앞쪽다리 부재(14)와 함께 자중에 의해 자유롭게 하강시킬수 있도록 하고, 그 상태에서 프로젝터케이스(1)의 전측을 들어올려서 상기 투영렌즈(45)에 의한 투영방향을 투영면에 맞춘 후에 상기 록해제손잡이(16)의 눌러내림을 해제하여 상기 로드각(15)을 록함으로써 상기 비스듬히 위를 향한 상태로 지지된다.
다음으로 광원장치(17)에 대하여 설명하면, 이 광원장치(17)는 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이 광원램프(18)와, 빛을 출사시키는 개방면을 갖고, 내부에 배치된 상기 광원램프(18)로부터의 방사광을 반사하여 상기 개방면으로부터 출사하는 리플렉터(21)와, 상기 리플렉터(21)의 개방면의 전측에 배치된 투명판(22)을 구비하고 있다.
상기 광원램프(18)는 중간부에 구상(球狀)의 부푼부분을 갖는 유리밸브(19) 내에 몰리브덴 등으로 이루어지는 한쌍의 막대상 전극(20a, 20b)이 각각의 선단을 상기 부푼부분 내에 있어서 근접 대향시키고, 각각의 후단부를 상기 유리밸브(19)의 양단으로부터 유리밸브(19) 밖으로 노출시켜서 설치되며, 상기 유리밸브(19) 내에 상기 전극(20a, 20b)의 선단간에 발생하는 아크에 의해 발광하는 물질이 봉입된 고압수은램프 등의 숏아크램프이다.
또 상기 리플렉터(21)는 그 축선상의 리플렉터 내의 점과, 상기 개방면의 전방의 점에 각각 초점을 갖는 타원면리플렉터이고, 중공(中空)의 타원구체를 그 장축에 대하여 수직으로 절단한 형상을 갖는 내열유리제 리플렉터 본체의 내면 전체에 자외선투과성 반사막(21a)을 설치한 구성으로 되어 있다.
그리고 상기 광원램프(18)는 그 일단측을 상기 리플렉터(21) 내에 위치시키고, 타단측을 상기 리플렉터(21)의 안쪽면의 중심에 설치된 개구부로부터 리플렉터(21)의 후측에 돌출시키는 동시에, 상기 유리밸브(19)의 축선을 리플렉터(21)의 축선에 일치시키고, 또한 상기 한쌍의 전극(20a, 20b)의 선단간의 발광점을 상기 리플렉터(21)의 리플렉터 내측의 초점에 일치시켜서 설치되어 있다.
또 상기 투명판(22)은 자외선필터기능을 갖는 것으로서, 이 실시예에서는 한쪽의 면에 자외선반사막(23)이 설치되고, 다른쪽의 면에 저반사막(24)이 설치된 방폭유리를 이용하고 있다. 이하, 이 투명판(22)을 방폭유리라고 한다.
또한 이 광원장치(17)는 상기 리플렉터(21)의 개방면의 전측에 배치된 금속통 또는 내열성 수지통으로 이루어지는 통상(筒狀)의 방폭커버(25)를 구비하고 있다.
이 방폭커버(25)는 양단이 개방하고, 또한 일단측으로부터 타단측을 향하여 대직경이 되는 테이퍼부착원통체의 내주면 전체에 비반사처리를 실시한 것이며, 그 일단, 즉 대직경측단의 개방가장자리는 방폭커버(25)의 축선에 대하여 수직으로 형성되고, 타단, 즉 소직경측단의 개방가장자리는 상기 축선에 수직인 면에 대하여 한방향으로 소정각도 기운 경사면으로 형성되어 있다.
그리고 이 방폭커버(25)는 그 일단(대직경측단)의 둘레가장자리부를 상기 리플렉터(21)의 개방면의 둘레가장자리부에 나사멈춤 등의 수단에 의해 접속하여 설치되어 있고, 이 방폭커버(25)의 타단부(소직경측단부)의 내주에 상기 방폭유리(22)가 상기 리플렉터(21)로부터의 출사광의 광축, 즉 리플렉터(21)의 축선에 수직인 면에 대하여 한방향으로 소정 각도 비스듬히 기울여서 끼워맞춰져 있다.
이 실시예에서는 상기 방폭유리(22)를 상기 리플렉터(21)로부터의 출사광의 광축(리플렉터(21)의 축선)(O1)에 수직인 면에 대하여 상기 리플렉터(21)의 개방면으로부터 출사하고, 상기 방폭유리(22)에 의해 반사되어 상기 리플렉터(21) 내에 되올아온 빛이 상기 광원램프(18)상에 집광하지 않는 경사각으로 배치하고 있다.
또 상기 방폭커버(25)에는 상기 리플렉터(21)에의 접속단측의 둘레면의 일측부와 타측부에 상기 리플렉터(21)의 내부공간 및 광원램프(18)를 공랭하기 위한 통풍구멍(26, 27)이 설치되어 있다.
한편 상기 표시소자(28)(도 3 참조)는 컬러필터와 같은 입사광을 착색하는 수단을 구비하지 않은 표시소자이고, 이 실시예에서는 일반적으로 DMD로 약칭되는 마이크로미러표시소자(Digital Micromirror Device)를 이용하고 있다. 이하 이 표시소자(28)를 마이크로미러표시소자라 한다.
상기 마이크로미러표시소자(28)는 그 구성은 도시하지 않는데, 하나 하나의 화소를 각각 CMOS를 베이스로 하는 미러구동소자에 의해서 한쪽의 경사방향과 다른쪽의 경사방향으로 기울어 움직여지는 마이크로미러에 의해 형성한 것이고, 이들의 마이크로미러는 종횡의 폭이 10㎛ ∼ 20㎛의 극박금속편(예를 들면 알루미늄편)으로 이루어져 있다.
이 마이크로미러표시소자(28)는 그 정면방향에 대하여 한방향으로 기운 입사방향으로부터 소정의 각도범위의 입사각으로 입사한 빛을 상기 복수의 마이크로미러의 경사방향의 전환에 의해 상기 정면방향과 비스듬한방향으로 반사하여 화상을 표시하는 것이고, 한쪽의 경사방향으로 기울어 움직여진 마이크로미러에 입사한 빛을 이 마이크로미러에 의해 정면방향으로 반사하고, 다른쪽의 경사방향으로 기울어 움직여진 마이크로미러에 입사한 빛을 이 마이크로미러에 의해 비스듬한방향으로 반사하며, 정면방향으로의 반사에 의한 명표시와, 비스듬한방향으로의 반사에 의한 암표시에 의해 화상을 표시한다.
또한 상기 명표시의 밝기는 상기 마이크로미러를 상기 한쪽의 경사방향(입사광을 정면방향으로 반사시키는 경사방향)으로 기울여두는 시간을 제어함으로써 임의로 변화시킬 수 있고, 따라서 상기 마이크로미러표시소자(28)에 밝기에 계조를 가지게한 화상을 표시시킬 수 있다.
상기 마이크로미러표시소자(28)는 상기 프로젝터케이스(1) 내의 후부영역의 일측부에 그 정면방향을 상기 프로젝터케이스(1)의 전면의 일측부에 설치된 투영구(11)에 대향시켜서 배치되어 있다.
또 상기 광원장치(17)로부터의 출사광을 상기 마이크로미러표시소자(28)에 입사시키는 광원측 광학계(29)는 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이 상기 광원장치(17)로부터의 출사광을 적, 녹, 청의 3색으로 차례 차례 착색하기 위한 컬러휠(30)과, 상기 광원장치(17)로부터의 출사광의 강도분포를 균일하게 하기 위한 도광로드(33)와, 상기 컬러휠(30)에 의해 착색되고, 상기 도광로드(33)에 의해 강도분포를 균일하게 된 빛을 상기 마이크로미러표시소자(28)의 전면을 향하게 하여 투사하는 전후 2개의 광원측렌즈(34, 35) 및 미러(37)로 이루어져 있다.
상기 컬러휠(30)은 부채꼴의 적, 녹, 청의 3색의 컬러필터(31R, 31G 31B)가 둘레방향으로 나열하여 설치된 회전판으로 이루어져 있고, 그 중심을 상기 광원장치(17)로부터의 출사광의 광로의 측방에 배치된 컬러휠회전모터(32)의 회전축에 고정되고, 휠둘레방향의 일부를 상기 광원장치(17)로부터의 출사광의 광로에 개재시켜서 배치되어 있다.
이 컬러휠(30)은 상기 모터(32)에 의해 상기 3색의 컬러필터(31R, 31G, 31B)가 상기 광원장치(17)로부터의 출사광의 광로를 차례 차례 가로지르도록 고속으로 회전구동된다.
또 상기 도광로드(33)는 상기 마이크로미러표시소자(28)의 복수의 화소가 매트릭스상으로 배열하고 있는 표시영역의 외형과 상사한 단면형상을 갖고, 내주면 전체에 반사막(도시하지 않음)이 설치된 각통상체(角筒狀體)로 이루어져 있고, 그 일단에 빛을 입사시키는 입사면이 형성되고, 타단에 상기 입사면으로부터 입사한 빛의 출사면이 형성되어 있다.
이 도광로드(33)는 상기 입사면으로부터 입사한 빛을 로드 내주면의 반사막에 의해 반사하면서 유도하여 상기 출사면으로부터 균일한 강도분포의 빛을 출사하는 것이고, 이 도광로드(33)는 상기 컬러휠(30)의 출사측에 상기 입사면을 상기 컬러휠(30)을 통하여 상기 광원장치(17)에 대향시키는 동시에 상기 광원장치(17)의 리플렉터(21)의 개방면으로부터 출사하고, 상기 리플렉터의 전측에 비스듬히 기울여서 배치된 상기 방폭유리(22)를 굴절하여 투과한 빛을 상기 입사면으로부터 입사시키기 위해 상기 방폭유리(22)를 투과한 빛의 광축, 즉 상기 리플렉터(21)의 개방면으로부터의 출사광의 광축(리플렉터(21)의 축선)(O1)에 대하여 한방향(방폭유리(22)에서의 굴절방향)으로 평행하게 시프트한 광축(O2)에 로드중심축을 일치시켜서 배치되어 있다.
또 상기 광원측렌즈(34, 35)는 상기 도광로드(33)의 출사측에 배치된 렌즈지지통(36) 내에 렌즈중심을 상기 도광로드(33)의 중심축의 연장선, 즉 상기 광원장치(17)로부터의 출사광(방폭유리(22)를 투과하여 출사한 빛)의 광축(O2)에 일치시켜서 배치되어 있다.
그리고 이 실시예에서는 상기 렌즈지지통(36)의 입사측에 상기 컬러휠회전모터(32)의 배치부에 대응하는 측부가 노치된 통상의 도광로드지지부를 형성하고, 이 도광로드지지부 내에 상기 도광로드(33)를 끼워만들고 있다.
또한 상기 도광로드(33)는 상기 마이크로미러표시소자(28)의 표시영역과 상사한 단면형상을 갖는 투명한 각막대상체(角棒狀體)로 이루어지고, 일단의 입사면으로부터 입사한 빛을 로드외주면과 외기인 공기층과의 계면에서 전반사하면서 유도하여 타단의 출사면으로부터 균일한 강도분포의 빛을 출사하는 것이어도 좋고, 그 경우는 상기 렌즈지지통(36)의 도광로드지지부의 내직경을 크게 하고, 상기 각막대상체로 이루어지는 도광로드를 상기 도광로드지지부 내에 그 내주면의 사이에 공간을 개재시켜서 배치하면 좋다.
상기 광원장치(17)의 리플렉터(21)와, 상기 광원측 광학계(29)의 컬러휠회전모터(32)와, 상기 도광로드(33)와 광원측렌즈(34, 35)를 지지한 렌즈지지통(36)은 양단이 개방하는 광원측하우징(38) 내에 소정의 위치관계로 고정되어 있다.
그리고 광원측하우징(38)은 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이 상기 프로젝터케이스(1) 내의 전후방향에 있어서의 중앙부로부터 후측의 영역에 상기 프로젝터케이스(1)의 양측면 중, 상기 마이크로미러표시소자(28)의 배치측과는 반대측의 측면에 상기 광원장치(17)의 배치측을 향하게 하여, 상기 렌즈지지통(36)의 출사단을 상기 마이크로미러표시소자(28)의 정면방향의 영역에 대향시키는 동시에, 상기 광원장치(17)로부터의 출사광의 광축(O2)을 상기 마이크로미러표시소자(28)의 정면방향에 대하여 대략 직교시켜서 설치되어 있다.
또 상기 광원측 광학계(29)의 미러(37)는 평면경으로 이루어져 있고, 이 미러(37)는, 일측면과 후면 및 전면에 개구(40, 41, 42)를 갖고, 상기 일측면의 개구(40) 내에 상기 렌즈지지통(36)의 출사단을 삽입하는 동시에, 후면의 개구(41)를 상기 마이크로미러표시소자(28)에 대향시켜서 상기 프로젝터케이스(1) 내에 설치된 미러하우징(39) 내에 상기 마이크로미러표시소자(28)의 정면방향영역을 끼워서 상기 렌즈지지통(36)의 출사단과 대향시키는 동시에, 상기 광원장치(17)로부터의 출사광의 광축(O2)에 대하여 소정 각도 비스듬히 기울여서, 상기 광원장치(17)로부터 출사하고, 상기 컬러휠(30)과 도광로드(33)와 광원측렌즈(34, 35)를 투과한 빛을 상기 마이크로미러표시소자(28)를 향하게 하여 반사하고, 그 반사광을 상기 마이크로미러표시소자(28)에 그 정면방향에 대하여 한쪽의 방향으로 기울인 방향으로부터 투사하도록 배치되어 있다.
한편, 상기 마이크로미러표시소자(28)의 전면에는 이 마이크로미러표시소자(28)를 보호하는 커버유리(43)가 배치되어 있고, 그 전면측에 상기 미러하우징(39)의 후면의 개구에 설치되며, 상기 광원장치(17)로부터 출사하여, 상기 광원측 광학계(29)에 의해 마이크로미러표시소자(28)에 그 정면방향에 대하여 한쪽의 방향으로 기울인 방향으로부터 투사된 빛을 상기 마이크로미러표시소자(28)의 정면방향에 대하여 소정각도 기울인 방향을 따르는 평행광으로 보정하여 상기 마이크로미러표시소자(28)에 입사시키고, 상기 마이크로미러표시소자(28)로부터 출사한 화상광을 집광시켜서 투영렌즈(45)에 입사시키는 중계렌즈(44)가 배치되어 있다.
이 중계렌즈(44)는 상기 광원측 광학계(29)로부터의 투사광 중, 중계렌즈면에서 표면반사한 빛을 상기 투영렌즈(45)에 의한 투영방향 이외의 방향으로 출사하는 특성을 갖고 있다.
상기 중계렌즈(44)는 한쪽의 면이 볼록면으로 형성되고, 다른쪽의 면이 오목면으로 형성된 메니스커스렌즈로 이루어져 있고, 그 볼록면을 상기 마이크로미러표시소자(28)에 대향시키고, 오목면을 상기 광원측 광학계(29) 및 투영렌즈(45)에 대향시키는 동시에, 렌즈중심을 상기 마이크로미러표시소자(28)의 표시영역의 둘레가장자리 중, 상기 광원측 광학계(29)로부터의 투사광이 입사하는 방향과는 반대측의 가장자리부의 중심부근에 대향시켜서 배치되어 있다.
그리고 이 중계렌즈(44)의 광원측 광학계(29) 및 투영렌즈(45)에 대향하는 오목면은 상기 광원측 광학계(29)로부터의 투사광 중, 상기 오목면에서 표면반사한 빛을 투영렌즈(45)에 의한 투영방향 이외의 방향으로 출사하는 곡률을 갖는면으로 형성되고, 마이크로미러표시소자(28)에 대향하는 볼록면은 상기 오목면의 곡률에 의거하여 상기 광원측 광학계(29)로부터의 투사광을 상기 오목면과 볼록면에 의해 마이크로미러표시소자(28)의 정면방향에 대하여 소정각도 기울인 방향으로 굴절시켜서 상기 마이크로미러표시소자(28)에 입사시키고, 상기 마이크로미러표시소자(28)로부터 그 정면방향으로 출사한 빛을 상기 볼록면과 오목면에 의해 집광방향으로 굴절시켜서 상기 투영렌즈(45)에 입사시키는 곡률을 갖는면으로 형성되어 있다.
또한 이 중계렌즈(44)의 유효영역은 원형렌즈 중의 상기 마이크로미러표시소자(28)의 표시영역에 대응하는 부분이고, 다른 부분은 비유효영역이기 때문에 이 실시예에서는 원형렌즈로부터 상기 비유효영역을 잘라낸 형상의 중계렌즈(44)를 이용하고 있다.
또 상기 투영렌즈(45)는 입사측 고정경통(46)과, 이 고정경통(46)에 걸어맞추어지고, 회전조작에 의해 축방향으로 진퇴이동되는 출사측 가동경통(47)을 구비하며, 이들의 경통(46, 47) 내에 각각 복수매의 렌즈소자를 조합하여 구성된 렌즈군(48, 49)을 설치한 가변초점렌즈이고, 이 투영렌즈(45)는 그 고정경통(46)의 기단을 상기 미러하우징(39)의 전면의 개구(42) 내에 삽입하며, 이 고정경통(46)의 입사단을 상기 중계렌즈(44)를 통하여 상기 마이크로미러표시소자(28)에 대향시키고, 상기 가동경통(47)의 출사단을 프로젝터케이스(1)의 전면의 일측부에 설치된 투영구(11)에 이동 가능하게 끼워만들어서 상기 프로젝터케이스(1) 내에 배치되어 있다.
또한 상기 프로젝터케이스(1)의 투영렌즈배치측의 측면에는 상기 투영렌즈(45)의 가동경통(47)을 수동에 의해 회전시켜서 축방향으로 이동시키고, 상기 투영렌즈(45)의 초점조정을 실시하기 위한 개구(50)가 설치되어 있다.
또 상기 프로젝터케이스(1) 내에는 프로젝터케이스(1)의 후면에 설치된 도시하지 않은 USB단자, 컬러화상신호 및 음성신호의 입력단자, 비디오신호입력단자에 접속된 표시/음성계 회로기판(51)이 프로젝터케이스(1)의 후면부와 상기 광원측하우징(38)의 사이에 세워 설치상태로 배치되어 있고, 이 회로기판(51)에 상기 마이크로미러표시소자(28)와, 상기 프로젝터케이스(1) 내의 상면부에 스피커용 방음부(9)에 대향시켜서 배치된 스피커(도시하지 않음)가 접속되어 있다.
또한 상기 프로젝터케이스(1) 내의 상기 광원측하우징(38)의 전측의 스페이스에는 프로젝터케이스(1)의 후면에 설치된 도시하지 않은 전원커넥터에 접속된 전원계 회로기판(52)이 수평으로 배치되어 있고, 이 회로기판(52)에 상기 광원장치(17)의 광원램프(18)가 그 한쌍의 전극(20a, 20b)의 노출부에 각각 접속된 리드선(53a, 53b)을 통하여 접속되는 동시에, 상기 컬러휠회전모터(32)가 도시하지 않은 리드선을 통하여 접속되어 있다.
또한 상기 광원램프(18)의 한쌍의 전극(20a, 20b) 중, 리플렉터(21) 내측의 전극(20a)의 노출부에 접속된 리드선(53a)은 상기 리플렉터(21)에 설치된 리드삽입통과구멍을 통하여 리플렉터(21) 밖으로 꺼내어지고, 또한 광원측하우징(38)의 단부로부터 꺼내어져서 상기 전원계 회로기판(52)에 접속되어 있다.
또 상기 프로젝터케이스(1) 내에는 그 상면부와 광원측하우징(38) 및 미러하우징(39)의 사이에 프로젝터제어회로기판(54)이 수평으로 배치되어 있고, 이 제어회로기판(54)에 상기 표시/음성계 회로기판(51) 및 전원계회로기판(52)과, 프로젝터케이스(1)의 상면에 설치된 램프인디케이터(3) 및 과열인디케이터(4)와, 자동화질조정키(5) 및 수동화질조정키(6)와, 파워/스탠바이인디케이터(7)와, 개폐덮개(8)를 열어서 조작되는 각종 조정키와, 프로젝터케이스(1) 내에 그 전면의 리모콘수신부(10)에 대향시켜서 설치된 도시하지 않은 수신소자와, 상기 광원측하우징(38) 내에 리플렉터(21)의 근처에 위치시켜서 배치된 도시하지 않은 광원온도측정센서가 접속되어 있다.
또한 상기 프로젝터케이스(1)의 저면과, 상기 투영렌즈(45)가 배치된 측의 측면과, 후면에는 각각 프로젝터케이스(1) 내를 공랭하기 위한 복수의 긴 구멍상 흡기구멍(55, 56, 57)이 설치되어 있다.
또한 상기 광원측하우징(38)과 전원계 회로기판(52)은 프로젝터케이스(1)의 저면부와의 사이에 통풍공간을 확보하여 배치되어 있고, 케이스 저면의 복수의 흡기구멍(55)은 상기 광원측하우징(38) 및 전원계 회로기판(52)의 하측에 설치되어 있다.
또한 상기 투영렌즈(45)는 프로젝터케이스(1)의 측면부와의 사이에 통풍공간을 확보하여 배치되어 있고, 케이스측면의 복수의 흡기구멍(56)은 상기 케이스측면의 투영렌즈초점조정용 개구(50)보다도 후측의 부분의 대략 전역에 걸쳐서 설치되어 있다.
또한 상기 표시/음성계 회로기판(51)은 프로젝터케이스(1)의 상면부와의 사이에 통풍공간을 확보하여 배치되어 있고, 케이스후면의 복수의 흡기구멍(57)은 상기 마이크로미러표시소자(28)의 배치부에 대응하는 부분에 설치되어 있다.
상기 케이스저면의 복수의 흡기구멍(55) 중, 상기 전원계 회로기판(52)의 하측에 설치된 흡기구멍(도시하지 않음)과, 케이스측면의 흡기구멍(56)은 자연흡기구멍, 상기 케이스 저면의 광원측하우징(38)의 하측의 부분에 설치된 흡기구멍(55)과, 케이스 후면의 마이크로미러표시소자(28)의 배치부에 대응하는 부분에 설치된 흡기구멍(57)은 강제흡기구멍이고, 상기 프로젝터케이스(1) 내에는 상기 강제흡기구멍(55, 57)에 각각 대향시켜서 흡기팬(58, 59)이 배치되어 있다.
또 상기 프로젝터케이스(1)의 광원장치(17)가 배치된 측의 측면에는 그 대략 전체에 걸쳐서 복수의 긴 구멍상 배기구멍(61)이 설치되어 있다.
또한 상기 프로젝터케이스(1)의 광원장치(17)가 배치된 측의 측면은 끼워넣음패널(60)에 의해 구성되어 있고, 이 끼워넣음패널(60)의 대략 전역에 상기 복수의 배기구멍(61)이 설치되어 있다.
이들의 배기구멍(61)은 어느 쪽이든 강제배기구멍이고, 상기 프로젝터케이스(1) 내에는 상기 배기구멍(59)의 형성영역, 즉 상기 끼워넣음패널(60)의 대략 전역에 대응시켜서 복수대, 예를 들면 3대의 대풍력배기팬(61, 62, 63)이 배치되어 있다.
그리고 상기 흡기팬(59, 60) 및 배기팬(61, 62, 63)은 상기 전원계 회로기판(52)에 접속되어 있다.
또 상기 복수의 배기구멍(61)의 구멍가장자리는 각각 배기효율을 향상시키는 동시에, 상기 대풍력배기팬(61, 62, 63)에 의한 강제배기류의 바람가르는소리를 저감하기 위해 배기류방향에 대하여 수직 또는 그것에 가까운 각도의 면이 없는 형상, 즉 배기류에 소용돌이를 발생시키기 어려운 형상으로 형성되어 있다.
이 실시예에서는 이웃하는 배기구멍간의 부분의 단면형상을 대략 마름모형상으로 함으로써 복수의 배기구멍(61)의 구멍가장자리를 각각 그 가장자리폭(끼워넣음패널(60)의 판두께)의 중앙부로부터 케이스내면 및 외면을 향하여 구멍폭이 크게 되는 방향으로 경사시킨 형상으로 하고 있다.
이 프로젝터는 광원장치(17)로부터 빛을 출사시켜서, 광원측 광학계(29)의 컬러휠(30)을 고속으로 회전구동시킴으로써 상기 광원장치(17)로부터 출사하여 상기 광원측 광학계(29)에 입사한 빛을 상기 컬러휠(30)에 의해 적, 녹, 청의 3색으로 차례 차례 착색하고, 또한 상기 도광로드(33)에 의해 강도분포를 균일하게 하여 상기 광원측렌즈(34, 35) 및 미러(37)에 의해 마이크로미러표시소자(28)에 향하게 하여 투사하는 동시에, 상기 적, 녹, 청의 빛의 투사주기에 동기시켜서 상기 마이크로미러표시소자(28)에 적, 녹, 청의 단색 화상데이터를 차례 차례 기입함으로써 상기 마이크로미러표시소자(28)에 적, 녹, 청의 단색 화상을 차례 차례 표시시키고, 상기 마이크로미러표시소자(28)로부터 차례 차례 출사하는 적, 녹, 청의 단색 화상광을 투영렌즈(45)에 의해 확대하여 투영면에 투영하는 것이고, 상기 투영면에 적, 녹, 청의 3색의 단색 화상이 겹쳐서 보이는 풀컬러 화상을 표시한다.
또한 이 프로젝터는 투영렌즈커버(12)를 도 2와 같이 열어서 투영렌즈(45)의 투사단을 노출시키고, 전원키(2)를 ON시켜서 사용되는 것이며, 상기 전원키(2)를 ON시키면 상기 광원장치(17)의 광원램프(18)가 점등하고, 상기 컬러휠(30)이 회전구동되어서 마이크로미러표시소자(28)에 적, 녹, 청의 빛이 차례 차례 투사되고, 상기 마이크로미러표시소자(28)로부터 차례 차례 출사하는 적, 녹, 청의 빛이 투영렌즈(45)에 의해 투영되는 동시에, 상기 흡기팬(59, 60) 및 배기팬(61, 62, 63)이 구동되고, 프로젝터케이스(1) 내의 공랭이 개시된다.
또 상기 투영렌즈(45)에 의한 투영방향을 투영면에 맞추어서 프로젝터케이스(1)의 자세조정은 상기 적, 녹, 청의 빛을 투영렌즈(45)에 의해 투영시킨 상태로 앞쪽다리 부재(14)의 돌출높이를 조정함으로써 실시된다.
또한 퍼스널컴퓨터로부터의 화상신호 또는 비디오신호가 입력되지 않을 때는 상기 마이크로미러표시소자(28)의 표시영역 전체로부터 적, 녹, 청의 빛이 차례 차례 출사하고, 그 빛이 투영렌즈(45)에 의해 투영된다. 그 때문에 이 때의 투영면의 투영영역은 그 전체에 걸쳐서 백색이다.
그리고 상기 화상신호 또는 비디오신호가 입력되면, 상기 마이크로미러표시소자(28)에 적, 녹, 청의 단색 화상데이터가 차례 차례 기입되고, 상기 투영면에 적, 녹, 청의 3색의 단색 화상이 차례 차례 투영되어서 풀컬러화상이 표시된다.
또 화상투영의 종료후는 상기 화상신호 또는 비디오신호의 입력을 정지하고, 전원키(2)를 OFF시키며, 상기 투영렌즈커버(12)를 도 1과 같이 닫으면 좋고, 전원키(2)를 OFF시키면 광원장치(17)의 광원램프(18)가 소등하고, 상기 컬러휠(30)의회전구동이 정지되는 동시에, 그 다음에 일정시간 후 또는 광원온도가 일정온도 이하가 된 때에 흡기팬(59, 60) 및 배기팬(61, 62, 63)의 구동이 정지된다.
또한 상기 화상신호 또는 비디오신호의 입력을 정지하여 화상투영을 종료하면 투영면의 투영영역 전체가 상기한 바와 같이 백색이 되기 때문에 상기 전원키(2)를 OFF시키지 않고 투영렌즈커버(12)를 닫아버리는 일이 있고, 그 경우는 광원램프(18)의 점등과, 컬러휠(30)과 흡기팬(59, 60) 및 배기팬(61, 62, 63)의 구동이 계속되어서 헛되이 전력을 소비해버린다.
그러나 이 프로젝터에서는 상기 투영렌즈커버(12)의 중앙부에 개구를 형성하고, 그 개구에 반투명판(13)을 설치하고 있기 때문에 전원키(2)를 OFF시키지 않고 투영렌즈커버(12)를 닫아버렸을 때는 상기 반투명판(13)이 투영렌즈(45)로부터의 출사광을 받아서 빛나보인다. 그 때문에 사용자에게 전원 끄기의 잊음을 알아차리게 할 수 있다.
이 프로젝터에 있어서, 상기 전원장치(17)는 광원램프(18)의 발광점으로부터의 방사광을 리플렉터(21)에 의해 집광방향으로 반사하여 그 개방면으로부터 출사하고, 그 빛을 상기 리플렉터(21)의 개방면의 전측에 배치된 방폭유리(22)를 투과시켜서 출사한다.
상기 광원장치(17)는 리플렉터(21)의 개방면의 전측에 방폭유리(22)를 배치한 것인데, 상기 방폭유리(22)를 상기 리플렉터(21)로부터의 출사광의 광축(O1)에 수직인 면에 대하여 소정 각도 비스듬히 기울여서 설치하고 있기 때문에 광원램프(18)로부터 방사되고, 상기 리플렉터(21)에 의해 반사되어 그 개방면으로부터 출사한 빛 중, 상기 방폭유리(22)에 의해 반사된 빛을 상기 광원램프(18)에 집광하지 않도록 하고, 상기 방폭유리(22)에 의해 반사되어 상기 리플렉터(21) 내로 되돌아온 빛에 의한 광원램프(18)의 승온을 방지하여 상기 광원램프(18)의 과열을 억제할 수 있다.
즉, 도 5 및 도 6은 상기 광원장치(17)에 있어서의 리플렉터(21)로부터 출사하여 방폭유리(22)에서 반사된 빛의 방향을 나타내고, 도 7 및 도 8은 방폭유리(22)를 리플렉터(21)로부터의 출사광의 광폭(O1)에 대하여 수직으로 배치한 종래의 광원장치에 있어서의 상기 리플렉터(21)로부터 출사하여 방폭유리(22)에서 반사된 빛의 방향을 나타내고 있으며, 도 5와 도 7은 상기 방폭유리(22)의 입사면에서 반사된 빛의 방향, 도 6과 도 8은 상기 방폭유리(22)의 출사면에서 반사된 빛의 방향을 나타내고 있다.
또한 방폭유리(22)를 리플렉터(21)로부터의 출사광의 광축(O1)에 수직인 면에 대하여 기울여서 배치한 상기 광원장치(17)에서는 도 5 및 도 6과 같이 상기 방폭유리(22)를 투과한 출사광의 광축(O2)이 상기 리플렉터(21)의 개방면으로부터의 출사광의 광축(리플렉터(21)의 축선)(O1)에 대하여 한방향(방폭유리(22)에서의 굴절방향)으로 평행하게 시프트하는데, 방폭유리(22)를 리플렉터(21)로부터의 출사광의 광축(O1)에 대하여 수직으로 배치한 종래의 광원장치에서는 도 7 및 도 8과 같이 상기 방폭유리(22)를 투과한 출사광의 광축은 상기 리플렉터(21)의 개방면으로부터의 출사광의 광축(O1)과 같다.
상기 광원장치(17)는 상기 광원램프(18)의 발광점으로부터의 방사광을 도 5 및 도 6에 실선으로 나타낸 바와 같이 상기 리플렉터(21)에 의해 반사하고, 그 빛을 상기 리플렉터(21)의 개방면의 전측에 배치된 방폭유리(22)를 투과시켜서 출사하는데, 그 빛 중의 일부의 빛이 상기 방폭유리(22)의 입사면(방폭유리(22)의 리플렉터(21)측의 면에 설치된 자외선반사막(23)의 외면 또는 상기 자외선반사막(23)과 방폭유리(22)와의 계면)에서 반사되어 도 5에 파선으로 나타낸 바와 같이 상기 리플렉터(21) 내로 되돌아오고, 또 상기 방폭유리(22)를 투과한 빛 중의 일부의 빛이 상기 방폭유리(22)의 출사면(방폭유리(22)의 출사측의 면에 설치된 저반사막(24)의 외면 또는 상기 저반사막(24)과 방폭유리(22)와의 계면)에서 반사되어 도 6에 파선으로 나타낸 바와 같이 상기 리플렉터(21) 내로 되돌아온다.
또 상기 광원장치(17)는 광원램프(18)를 유리밸브(19) 내에 한쌍의 막대상 전극(20a, 20b)이 각각의 선단을 근접 대향시키고, 각각의 후단부를 상기 유리밸브(19) 밖으로 노출시켜서 설치되며, 상기 유리밸브(19) 내에 상기 전극(20a, 20b)의 선단간에 발생하는 아크에 의해 발광하는 물질이 봉입된 고압수은램프 등의 아크램프로하고, 상기 리플렉터(21)를 그 축선상의 리플렉터 내의 점과 개방면의 전방의 점에 각각 초점을 갖는 타원면리플렉터로하며, 상기 광원램프(18)를 그 일단측을 상기 리플렉터(21) 내에 위치시키고, 타단측을 상기 리플렉터(21)의 후측에 돌출시키는 동시에, 상기 한쌍의 전극(20a, 20b)의 선단간의 발광점을 상기 리플렉터(21)의 리플렉터 내측의 초점에 일치시켜서 설치하고 있기 때문에, 상기 방폭유리(22)의 입사면에서 반사된 빛은 상기 리플렉터(21) 내의 한점으로 집광하고, 상기 방폭유리(22)의 출사면에서 반사된 빛은 상기 리플렉터(21) 내의 다른 한점으로 집광한다.
이것은 방폭유리(22)를 리플렉터(21)로부터의 출사광의 광축(O1)에 대하여 수직으로 배치한 광원장치이어도 같다.
그러나 방폭유리(22)를 리플렉터(21)로부터의 출사광의 광축(O1)에 대하여 수직으로 배치한 종래의 광원장치는 상기 방폭유리(22)에 의해 반사되어 리플렉터(21) 내로 되돌아온 빛이 도 7 및 도 8에 파선으로 나타낸 바와 같이 광원램프(18)에 집광하기 때문에 상기 광원램프(18)가 그 발광에 의한 발열 이외에 상기 방폭유리(22)에 의해 반사된 되돌아옴 광의 집광에 의해서도 승온하고, 상기 광원램프가 과열상태가 된다.
또한 상기 광원램프(18)는 유리밸브(19) 내에 한쌍의 막대상 전극(20a, 20b)이 각각의 선단을 근접 대향시키고, 각각의 후단부를 상기 유리밸브(19) 밖으로 노출시켜서 설치된 고압수은램프 등의 아크램프이고, 상기 되돌아옴 광은 상기 광원램프(18)의 리플렉터 내측의 전극(20a)상에 집광하기 때문에 상기 되돌아옴 광의 집광에 의한 광원램프(18)의 승온은 꽤 크고, 또 도 8과 같이 상기 되돌아옴 광이 상기 광원램프(18)의 리플렉터 내측의 전극(20a)의 노출부에 집광한 경우는 이 전극(20a)의 노출부가 용해하거나 리플렉터(21) 내의 공기와의 반응에 의한 열산화해버린다.
그것에 대하여 상기 실시예의 광원장치(17)는 방폭유리(22)를 리플렉터(21)로부터의 출사광의 광축(O1)에 수직인 면에 대하여 상기 방폭유리(22)에 의해 반사되어 리플렉터(21) 내로 되돌아온 빛이 광원램프(18)에 집광하지 않는 경사각으로 배치하고 있기 때문에 상기 방폭유리(22)에 의해 반사되어 리플렉터(21)내로 되돌아온 빛이 광원램프(18)에 집광하는 일은 없다.
또한 이 광원장치(17)는 상기 리플렉터(21)를 타원면리플렉터로하고, 상기 광원램프(18)를 그 한쌍의 전극(20a, 20b)의 선단간의 발광점을 상기 리플렉터(21)의 리플렉터 내측의 초점에 일치시켜서 설치하고 있기 때문에 상기 방폭유리(22)의 입사면에서 반사된 되돌아옴 광과, 상기 방폭유리(22)의 출사면에서 반사된 되돌아옴 광이 각각 상기 리플렉터(21) 내의 광원램프(18)가 존재하지 않는 부분에 집광한다. 그 때문에 상기 방폭유리(22)에 의해 반사된 빛을 보다 확실하게 광원램프(18)에 집광하지 않도록 할 수 있다.
또한 상기 방폭유리(22)의 출사면에서 반사된 되돌아옴 광은 그 집광점을 통과하여 상기 리플렉터(21)에 의해 다시 반사되는데, 그 반사광은 도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이 분산하기 때문에 이 재반사가 광원램프(18)에 집광하여 상기 광원램프(18)를 승온시키는 일은 없다.
따라서 이 광원장치(17)에 따르면 상기 방폭유리(22)에 의해 반사된 되돌아옴 광에 의한 광원램프(18)의 과열을 광원램프 전체에 걸쳐서 억제하고, 상기 광원램프(18)의 리플렉터 내측의 전극(20a)의 노출부의 용해나 열산화를 없애는 것은 물론, 광원램프(18) 전체의 승온을 낮게 할 수 있다.
또한 상기 방폭유리(22)는 이 방폭유리(22)에 의해 반사되어 리플렉터(21) 내로 되돌아온 빛이 상기 광원램프(18)의 적어도 리플렉터 내측의 전극(20a)의 노출부에 집광하지 않는 경사각으로 배치하면 좋고, 이와 같이 함으로써 상기 리플렉터(21) 내에 되돌아온 빛에 의한 상기 광원램프(18)의 리플렉터 내측의 전극(20a)의 노출부의 과열을 방지하여, 이 전극(20a)의 노출부의 용해나 열산화를 없앨 수 있다.
또 상기 광원장치(17)는 상기 리플렉터(21)의 개방면의 전측에 상기 방폭유리(22)를 배치하고 있기 때문에 상기 광원램프(18)가 만일 파열했을 때의 광원장치(17)의 출사측에 배치된 컬러휠(30) 등의 부품의 손상을 방지할 수 있다.
또한 이 광원장치(17)는 상기 리플렉터(21)의 개방면의 전측에 양단이 개방하는 통상의 방폭커버(25)를 그 일단의 둘레가장자리부를 상기 리플렉터(21)의 개방면의 둘레가장자리부에 접속하여 설치하고, 이 방폭커버(25)의 타단부의 내주에 상기 방폭유리(22)를 끼워맞춘 구성으로 하고 있기 때문에, 상기 광원램프(18)가 만일 파열했을 때의 광원장치(17)의 출사측의 주위에 위치하는 광원측하우징(38) 등의 부품의 손상을 방지할 수 있다.
또 상기 광원장치(17)는 상기 리플렉터(21)를 리플렉터 본체의 내면 전체에 자외선투과성 반사막(21a)을 설치한 구성으로 하고 있기 때문에 상기 광원램프(18)로부터의 빛 중의 자외선성분을 상기 리플렉터(21)를 투과시켜서 그 외주에 출사시키고, 상기 광원램프(18)로부터의 빛에 대하여 자외선량이 적은 빛을 상기 리플렉터(21)의 개방면으로부터 출사시킬 수 있다.
또한 이 광원장치(17)는 상기 방폭유리(22)의 한쪽의 면에 자외선반사막(23)을 설치함으로써 이 방폭유리(22)에 자외선필터기능을 가지게 하고 있기 때문에 상기 리플렉터(21)의 개방면으로부터 출사한 빛 중 자외선성분을 상기 방폭유리(22)의 자외선반사막(23)에 의해 반사하고, 또한 자외선량이 적은 빛을 출사할 수 있고, 따라서 광원측 광학계(29)의 컬러휠(30)의 컬러필터(31R, 31G, 31B)의 자외선에 의한 악화나, 마이크로미러표시소자(28)의 마이크로미러의 빛에 의한 발열의 정도를 낮게 하고, 상기 광원장치(17)로부터의 출사광을 입사시키는 상기 컬러휠(30)이나 마이크로미러표시소자(28) 등의 부품에의 자외선의 영향을 없앨 수 있다.
또 상기 광원장치(17)는 상기 방폭유리(22)의 다른쪽의 면에 저반사막(24)을 설치하고 있기 때문에 상기 리플렉터(21)의 개방면으로부터 출사한 빛의 상기 방폭유리(22)에 의한 반사를 적게하고, 상기 리플렉터(21)로부터의 출사광을 자외선성분을 없애 효율 좋게 상기 방폭유리(22)를 투과시켜서 출사할 수 있다.
또한 도 3 및 도 4에서는 상기 방폭유리(22)를 자외선반사막(23)의 형성면을 리플렉터(21)측에 향하게 하고, 저반사막(24)의 형성면을 출사측에 향하게 하여 설치하고 있는데, 이 방폭유리(22)는 도면과 반대로 저반사막(24)의 형성면을 리플렉터(21)측에 향하게 하고, 자외선반사막(23)의 형성면을 출사측에 향하게 하여 설치해도 좋다.
상기 광원장치(17)로부터의 출사광은 광원측 광학계(29)의 컬러휠(30)에 의해 적, 녹, 청의 3색으로 차례 차례 착색되어서 도광로드(33)에 입사한다.
또한 상기 광원장치(17)로부터의 출사광, 즉 상기 리플렉터(21)의 개방면으로부터 출사하고, 비스듬히 기울여서 배치된 방폭유리(22)를 굴절하여 투과한 빛은 상기한 바와 같이 그 광축(O2)이 상기 리플렉터(21)의 개방면으로부터의 출사광의 광축(O1)에 대하여 한방향으로 평행하게 시프트한 빛인데, 이 프로젝터에서는 상기 도광로드(33)를 그 로드중심축을 상기 광원장치(17)로부터 상기 방폭유리(22)를 투과하여 출사한 빛의 광축, 즉 리플렉터의 개방면으로부터 출사하고, 상기 리플렉터의 전측에 배치된 투명판을 투과한 빛의 광축(O2)에 일치시켜서 배치하고 있기 때문에 상기 광원장치(17)로부터의 출사광을 상기 도광로드(33)에 그 입사면으로부터 입사시킬 수 있다.
상기 도광로드(33)에 그 입사면으로부터 입사한 빛은 이 도광로드(33)에 의해 강도분포가 균일하게 되어서 그 출사면으로부터 출사하고, 상기 광원측렌즈(34, 35) 및 미러(37)에 의해 마이크로미러표시소자(28)에 그 정면방향에 대하여 한쪽의 방향으로 기울인 방향으로부터 향하게 하여 투사되고, 중계렌즈(44)에 의해 상기 마이크로미러표시소자(28)의 정면방향에 대하여 소정각도 기울인 방향을 따르는 평행광으로 보정되어서 상기 마이크로미러표시소자(28)에 입사한다.
상기 마이크로미러표시소자(28)는 상기 적, 녹, 청의 빛의 투사주기에 동기시켜서 적, 녹, 청의 단색 화상데이터가 차례 차례 기입되고, 적, 녹, 청의 단색 화상을 차례 차례 표시한다.
그리고 상기 마이크로미러표시소자(28)로부터 차례 차례 출사한 적, 녹, 청의 단색 화상광은 상기 중계렌즈(44)에 의해 집광되어서 투영렌즈(45)에 입사하고, 이 투영렌즈(45)에 의해 확대되어서 투영면에 투영된다.
또한 이 프로젝터에서는 상기 중계렌즈(44)에 마이크로미러표시소자(28)에 대향하는 면이 볼록면으로 형성되고, 상기 광원측 광학계(29) 및 투영렌즈(45)에 대향하는 면이 오목면으로 형성된 메니스커스렌즈를 이용하고 있기 때문에 상기 광원측 광학계(29)로부터의 투사광을 상기 마이크로미러표시소자(28)의 정면방향에 대하여 소정각도 기울인 방향을 따르는 평행광으로 보정하여 상기 마이크로미러표시소자(28)에 입사시키고, 이 마이크로미러표시소자(28)로부터 출사한 화상광을 상기 투영렌즈(45)에 입사시키는 동시에, 상기 광원측 광학계(29)로부터의 투사광 중, 상기 중계렌즈(44)의 광학측광학계(29) 및 투영렌즈(45)에 대향하는 오목면에서 표면반사한 빛을 상기 투영렌즈(45)에 의한 화상광의 투영방향 이외의 방향으로 출사할 수 있고, 따라서 상기 중계렌즈(44)의 광학측광학계(29) 및 투영렌즈(45)에 대향하는 오목면에서 표면반사한 빛이 상기 투영렌즈(45)에 의해 투영면에 투영되는 것은 없고, 따라서 상기 투영면에 휘도얼룩이나 콘트래스트저하가 없는 고품질의 투영화상을 표시할 수 있다.
또 프로젝터케이스(1) 내의 공랭은 케이스 내 공기를 상기 프로젝터케이스(1)의 광원장치(17)가 배치된 측의 측면에 그 대략 전체에 걸쳐서 설치된 복수의 배기구멍(61)으로부터 상기 대풍력배기팬(61, 62, 63)에 의해 강제 배기하고, 케이스 저면의 광원측하우징(38)의 하측의 부분에 설치된 복수의 흡기구멍(55)과, 케이스 후면에 마이크로미러표시소자(28)의 배치부에 대응시켜서 설치된 흡기구멍(57)으로부터 외기를 상기 흡기팬(58, 59)에 의해 케이스(1) 내에 강제 흡기하고, 또한 케이스 저면의 전원계회로기판(52)의 하측의 부분에 설치된 도시하지 않은 흡기구멍 및 상기 프로젝터케이스(1)의 투영렌즈(45)가 배치된 측의 측면에 설치된 복수의 흡기구멍(56)으로부터 상기 배기구멍(61)으로부터의 케이스내 공기의 배기에 동반하는 자연흡기에 의해서 외기를 케이스 내에 흡기하여 상기 각부의 흡기구멍(55, 56, 57)로부터 흡기한 냉각공기를 도 3에 파선 화살표로 나타낸 바와 같이 프로젝터케이스(1)에 통풍시켜서 케이스 내의 전역을 공랭하는 동시에, 그 냉각공기의 일부를 광원장치(17)의 방폭커버(25)의 일측부에 설치된 통풍구멍(26)으로부터 리플렉터(21) 내에 유입시키고, 상기 리플렉터(21) 내의 공기를 상기 방폭커버(25)의 타측부에 설치된 통풍구멍(27)으로부터 케이스 내에 유출시켜서 상기 리플렉터(21)의 내부 공간 및 광원램프(18)를 공랭함으로써 실시된다.
이 프로젝터는 상기한 광원장치(17)와 마이크로미러표시소자(28)와, 상기 광원장치(17)로부터의 출사광을 상기 마이크로미러표시소자(28)에 입사시키는 광원측 광학계(29)와, 상기 마이크로미러표시소자(28)로부터의 출사광을 투영면에 투영하는 투영렌즈(45)를 구비한 것이고, 이 프로젝터에 따르면 상기 광원장치(17)가 상기한 바와 같이 광원램프(18)의 과열을 억제하는 효과를 갖고 있기 때문에 상기 광원램프(18)의 수명을 길게 하고, 램프교환의 빈도를 적게 할 수 있다.
또 이 프로젝터는 상기 광원장치(17)로부터의 출사광을 상기 마이크로미러표시소자(28)에 입사시키는 광원측 광학계(29)를 일단에 빛을 입사시키는 입사면이 형성되고, 타단에 상기 입사면으로부터 입사한 빛의 출사면이 형성된 통상체 또는 막대상체로 이루어지고, 상기 입사면으로부터 입사한 빛을 유도하여 상기 출사면으로부터 균일한 강도분포의 빛을 출사하는 도광로드(33)를 구비하고, 이 도광로드(33)를, 상기 입사면을 상기 광원장치(17)에 대향시키는 동시에, 상기 광원장치(17)의 리플렉터(21)의 개방면으로부터 출사하고, 상기 리플렉터(21)의 전측에 배치된 방폭유리(22)를 투과한 빛의 광축(리플렉터(21)의 개방면으로부터의 출사광의 광축(O1)에 대하여 한 방향으로 평행하게 시프트한 광축)(O2)에 로드중심축을 일치시켜서 배치하고 있기 때문에 상기 광원장치(17)로부터의 출사광을 상기 도광로드(33)에 그 입사면으로부터 입사시키고, 이 도광로드(33)의 출사면으로부터 충분한 강도로, 또한 균일한 강도분포의 빛을 출사시켜서 그 빛을 상기 마이크로미러표시소자(28)에 입사시킬 수 있고, 따라서 상기 마이크로미러표시소자(28)에 충분한 밝기로, 또한 휘도얼룩이 없는 양호한 화상을 표시시키고, 고품질의 화상을 투영면에 투영시킬 수 있다.
또 이 프로젝터는 상기 광원측 광학계(29)에 적, 녹, 청의 3색의 컬러필터(31R, 31G, 31B)가 둘레방향으로 나열하여 설치된 회전판으로 이루어지고, 상기 3색의 컬러필터(31R, 31G, 31B)가 상기 광원장치(17)로부터의 출사광의 광로를 차례 차례 가로지르도록 회전구동되는 컬러휠(30)을 구비시키고, 표시소자로서 입사광을 착색하는 수단을 구비하지 않고, 그 복수의 화소에 상기 컬러휠(30)의 회전에 동조시켜서 적, 녹, 청의 3색의 단위색의 화상데이터가 차례 차례 기입되는 마이크로미러표시소자(28)를 이용하고 있기 때문에 상기 마이크로미러표시소자(28)에 해상도가 높은 적, 녹, 청의 3색의 단위색 화상을 차례 차례 표시시키고, 이들의 단위색 화상을 차례 차례 투영면에 투영하여 고정세한 컬러화상을 관찰시킬 수 있다.
또한 상기 실시예의 광원장치(17)는 리플렉터(21)의 개방면의 전측에 한쪽의 면에 자외선반사막(23)이 설치되고, 다른쪽의 면에 저반사막(24)이 설치된 방폭유리(22)를 배치하고 있는데, 상기 방폭유리(22)는 상기 자외선반사막(23)과 저반사막(24)의 한쪽만을 설치한 것어어도, 상기 자외선반사막(23)과 저반사막(24)의 양쪽을 생략한 단체(單體)의 방폭유리이어도 좋다.
또한 리플렉터(21)의 개방면의 전측에 배치하는 투명판은 방폭유리에 한정하지 않고, 자외선필터이어도 좋고, 상기 투명판에 자외선필터기능을 가지게함으로써 상기 광원장치(17)로부터의 출사광을 입사시키는 부품에의 자외선의 영향을 없앨 수 있다.
또 상기 실시예의 프로젝터에서는 컬러휠(30)을 광원측 광학계(29)의 도광로드(33)의 입사측에 배치하고 있는데, 상기 컬러휠(30)은 광원장치(17)로부터 상기 투영렌즈(45)의 입사단까지의 광로 내이면 다른 위치에 배치해도 좋다.
또한 상기 실시예의 프로젝터는 입사광의 출사를 억제하여 화상을 표시하는 것이면 예를 들면 후면측에 반사막을 구비한 반사형 액정표시소자이어도 또 후면측으로부터 입사한 빛의 전면측에의 출사를 억제하여 표시하는 투과형 액정표시소자이어도 좋고, 반사형 액정표시소자를 이용하는 경우는 그 정면방향에 대하여 한쪽의 방향으로 기울인 입사방향으로부터 입사하고, 액정층을 투과하여 상기 반사막에 의해 반사된 빛을 프리즘시트 등에 의해 굴절시켜서 정면방향으로 출사하는 구성하고, 투과형 액정표시소자를 이용하는 경우는 광원장치(17)의 배치위치와 광원측 광학계(29)의 구성을 상기 투과형 액정표시소자에 그 후면으로부터 빛을 투사하도록 변경하면 좋다.
또 표시소자에 액정표시소자를 이용하는 경우, 그 액정표시소자는 복수의 화소에 각각 대응하는 복수의 색, 예를 들면 적, 녹, 청의 3색의 컬러필터를 구비한 컬러표시소자이어도 좋고, 이 컬러표시소자를 이용하는 경우는 광원측 광학계(29)로부터 컬러휠(30)을 생략하고, 백색광을 상기 컬러표시소자에 투사하도록 하면 좋다.
도 1은 본 발명의 한 실시예를 나타내는 프로젝터의 사용하지 않은 상태의 외관사시도.
도 2는 상기 프로젝터의 사용상태의 외관사시도.
도 3은 상기 프로젝터의 횡단평면도.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선을 따르는 단면도.
도 5는 상기 프로젝터의 광원장치에 있어서의 리플렉터로부터 출사하여 방폭유리의 입사면에서 반사된 빛의 방향을 나타내는 도면.
도 6은 상기 프로젝터의 광원장치에 있어서의 리플렉터로부터 출사하여 방폭유리의 출사면에서 반사된 빛의 방향을 나타내는 도면.
도 7은 방폭유리를 수직으로 배치한 광원장치에 있어서의 리플렉터로부터 출사하여 방폭유리의 입사면에서 반사된 빛의 방향을 나타내는 도면.
도 8은 방폭유리를 수직으로 배치한 광원장치에 있어서의 리플렉터로부터 출사하여 방폭유리의 출사면에서 반사된 빛의 방향을 나타내는 도면이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
17: 광원장치 18: 광원램프
19: 유리밸브 21: 리플렉터
22: 방폭유리 23: 자외선반사막
24: 저반사막 29: 광원측 광학계
30: 컬러휠 33: 도광로드
37: 미러 44: 중계렌즈
45: 투영렌즈

Claims (14)

  1. 광원램프와, 빛을 출사시키는 개방면을 갖고, 내부에 배치된 상기 광원램프로부터의 방사광을 반사하여 상기 개방면으로부터 출사하는 리플렉터와,
    상기 리플렉터의 개방면의 전측에 배치된 투명판을 구비하고,
    상기 투명판은 상기 리플렉터로부터의 출사광의 광축에 수직인 면에 대하여 소정 각도 비스듬히 기울여서 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 광원장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원램프는 유리밸브 내에 한쌍의 막대상 전극이 각각의 선단을 근접 대향시키고, 각각의 후단부를 상기 유리밸브 밖으로 노출시켜서 설치되며, 상기 유리밸브 내에 상기 전극의 선단간에 발생하는 아크에 의해 발광하는 물질이 봉입된 아크램프이고,
    상기 리플렉터는 그 축선상의 리플렉터 내의 점과 개방면의 전방의 점에 각각 초점을 갖는 타원면리플렉터이고, 상기 광원램프는 그 일단측을 상기 리플렉터 내에 위치시키고, 타단측을 상기 리플렉터의 후측에 돌출시키는 동시에, 상기 한쌍의 전극의 선단간의 발광점을 상기 리플렉터의 리플렉터 내측의 초점에 일치시켜서 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 광원장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명판은 상기 리플렉터로부터의 출사광의 광축에 수직인 면에 대하여 상기 리플렉터의 개방면으로부터 출사하고, 상기 투명판에 의해 반사되어 상기 리플렉터 내로 되돌아온 빛이 상기 광원램프의 적어도 상기 리플렉터 내측의 전극의 노출부에 집광하지 않는 경사각으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광원장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명판은 상기 리플렉터로부터의 출사광의 광축에 수직인 면에 대하여 상기 리플렉터의 개방면으로부터 출사하고, 상기 투명판에 의해 반사되어 상기 리플렉터 내로 되돌아온 빛이 상기 광원램프에 집광하지 않는 경사각으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광원장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명판은 상기 광원램프가 폭발비산했을 때에 그 파편을 상기 광원장치의 외부로 놓치지 않는 강도를 갖는 유리로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 광원장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명판은 자외선을 반사하는 자외선필터 기능을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 광원장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명판은 한쪽의 면에 자외선반사막이 설치되고, 다른쪽의 면에 저반사막이 설치된 유리로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 광원장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 리플렉터의 개방면의 전측에 양단이 개방하는 통상의 커버가 그 일단의 둘레가장자리부를 상기 리플렉터의 개방면의 둘레가장자리부에 접속하여 설치되고, 이 커버의 타단부의 내주에 상기 투명판이 끼워맞추어져 있는 것을 특징으로 하는 광원장치.
  9. 광원램프와, 빛을 출사시키는 개방면을 갖고, 내부에 배치된 상기 광원램프로부터의 방사광을 반사하여 상기 개방면으로부터 출사하는 리플렉터와, 상기 리플렉터의 개방면의 전측에 배치된 투명판을 구비하며, 또한 상기 투명판을 상기 리플렉터로부터의 출사광의 광축에 수직인 면에 대하여 소정 각도 비스듬히 기울여서 설치한 광원장치와,
    입사광의 출사를 제어하여 화상을 표시하는 표시소자와,
    상기 광원장치로부터의 출사광을 상기 표시소자에 입사시키는 광학계와,
    상기 표시소자로부터의 출사광을 투영면에 투영하는 투영렌즈로 이루어지는 것을 특징으로 하는 프로젝터장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 광원장치로부터의 출사광을 상기 표시소자에 입사시키는 상기 광학계는 일단에 빛을 입사시키는 입사면이 형성되고, 타단에 상기 입사면으로부터 입사한 빛의 출사면이 형성된 통상체 또는 막대상체로 이루어지고, 상기 입사면으로부터 입사한 빛을 유도하여 상기 출사면으로부터 균일한 강도분포의 빛을 출사하는 도광로드를 구비하고 있으며, 이 도광로드는 상기 입사면을 상기 광원장치에 대향시키는 동시에, 상기 광원장치의 상기 리플렉터의 개방면으로부터 출사하며, 상기 리플렉터의 전측에 배치된 상기 투명판을 투과한 빛의 광축에 로드중심축을 일치시켜서 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 프로젝터장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 광원장치로부터의 출사광을 상기 표시소자에 입사시키는 상기 광학계는 적, 녹, 청의 3색의 컬러필터가 둘레방향으로 나열하여 설치된 회전판으로 이루어지고, 상기 3색의 컬러필터가 상기 광원장치로부터의 출사광의 광로를 차례 차례 가로지르도록 회전구동되는 컬러휠을 구비하고 있으며, 상기 표시소자는 입사광을 착색하는 수단을 구비하지 않고, 그 복수의 화소에 상기 컬러휠의 회전에 동조시켜서 적, 녹, 청의 3색의 단위색의 화상데이터가 차례 차례 기입되는 것을 특징으로 하는 프로젝터장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 투명판은 상기 리플렉터로부터의 출사광의 광축에 수직인 면에 대하여 상기 리플렉터의 개방면으로부터 출사하고, 상기 투명판에 의해 반사되어 상기 리플렉터 내로 되돌아온 빛이 상기 광원램프에 집광하지 않는 경사각으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 프로젝터장치.
  13. 광원램프와, 빛을 출사시키는 개방면을 갖고, 내부에 배치된 상기 광원램프로부터의 방사광을 반사하여 상기 개방면으로부터 집광하도록 출사하는 리플렉터와,
    상기 리플렉터의 개방면의 전측에 배치되고, 상기 리플렉터로부터의 출사광의 광축에 수직인 면에 대하여 소정 각도 비스듬히 기울여서 설치되고, 상기 리플렉터로부터의 출사광을 상기 광원램프에 집광하지 않도록 반사하는 투명판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광원장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 투명판은 상기 리플렉터로부터의 출사광의 광축에 수직인 면에 대하여 상기 리플렉터의 개방면으로부터 출사하고, 상기 투명판에 의해 반사되어 상기 리플렉터 내로 되돌아온 빛이 상기 광원램프의 적어도 상기 리플렉터 내측의 전극의 노출부에 집광하지 않는 경사각으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광원장치.
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