KR20060096031A

KR20060096031A - 조명 장치 및 프로젝터

Info

Publication number: KR20060096031A
Application number: KR1020067007118A
Authority: KR
Inventors: 고이치 아키야마; 구니히코 야노; 도시아키 하시즈메
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 2003-10-14
Filing date: 2004-10-14
Publication date: 2006-09-05
Also published as: JPWO2005036256A1; WO2005036256A1; EP1684113A1; KR100764316B1; TWI289720B; US20050157501A1; TW200527109A; CN1867862A

Abstract

본 발명의 조명 장치는 타원면 리플렉터(130)와, 발광관(120)과, 보조 미러(122)와, 평행화 렌즈(140A)를 구비한 조명 장치(100A)로서, 평행화 렌즈(140A)의 광 입사면(140Ai)에는, 발광관(120)의 발광 중심 P로부터 방사되는 광 중 타원면 리플렉터 쪽에 조명 광축(100Ax)에서 60°∼80° 중 어느 각도로 방사되는 광이 타원면 리플렉터(130)에서 반사된 후에 평행화 렌즈(140A)의 광 입사면(140Ai)에 입사되는 광에 대응하여 최적화된 감반사막(142A)이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이 때문에, 본 발명의 조명 장치에 의하면, 평행화 렌즈의 광 입사면 또는 광 사출면에서의 반사율을 전체적으로 더욱 감소하여, 광 이용 효율을 또한 향상시키고, 또한 불필요한 미광을 더욱 감소하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명의 프로젝터에 의하면, 상기한 바와 같이 광 이용 효율을 더욱 향상시키고, 또한 불필요한 미광을 더욱 감소시키는 것이 가능한 조명 장치를 구비하고 있기 때문에, 고휘도이고 고화질인 프로젝터로 된다.

Description

조명 장치 및 프로젝터{LIGHTING DEVICE AND PROJECTOR}

본 발명은 조명 장치 및 프로젝터에 관한 것이다.

일반적으로, 프로젝터는 조명광을 사출하는 조명 장치와, 이 조명 장치로부터의 조명광을 화상 정보에 따라 변조하는 전기 광학 변조 장치와, 이 전기 광학 변조 장치로부터의 변조광을 투사 화상으로서 투사 표시하는 투사 광학계를 구비하고 있다. 그리고, 이러한 프로젝터에 있어서는, 최근, 프로젝터의 소형화를 도모할 수 있는 조명 장치로서, 타원면 리플렉터를 이용한 조명 장치가 제안되어 있다(예컨대, 일본 공개 특허 공보 제2000-347293호(도 15) 참조).

도 11은 종래의 조명 장치(900)를 설명하기 위해 나타내는 도면이다. 이 조명 장치(900)는, 도 11에 나타내는 바와 같이, 타원면 리플렉터(930)와, 타원면 리플렉터(930)의 한쪽 초점 F₁ 근방에 배치된 발광관(920)과, 타원면 리플렉터(930)로부터의 광을 대략 평행화하기 위한 평행화 렌즈(940)를 구비하고 있다.

이 때문에, 이러한 조명 장치(900)에 의하면, 발광관(920)으로부터의 광을 타원면 리플렉터(930)에서 일단 수렴시킨 후에 평행화 렌즈(940)에서 대략 평행광으로서 후단의 광학계를 향해 사출할 수 있기 때문에, 후단의 광학계의 소형화, 나아가서는 프로젝터의 소형화를 도모할 수 있게 된다.

그런데, 종래의 조명 장치(900)에 있어서는, 평행화 렌즈(940)의 광 사출면(940o)에는 자외선 반사막(944)이 형성되어 있다. 이 때문에, 발광관(920)으로부터 방사된 자외선은 자외선 반사막(944)에서 반사되어 타원면 리플렉터(930)의 내부로 되돌아가므로 조명 장치(900)로부터 자외광이 사출되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 일반적으로, 평행화 렌즈(940)의 광 입사면(940i)에는 가시광의 반사율을 감소시키기 위한 감반사막(reflection reducing layer)(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 그리고, 이 감반사막은 조명 광축(900ax)에 평행한 광에 대하여 반사율이 가장 낮게 되도록 구성되어 있고, 발광관으로부터 방사되어 평행화 렌즈에 입사되는 광의 전체로서의 유효 이용이 도모되고 있다.

그러나, 종래의 조명 장치(900)와 같이, 발광관의 피조명 영역측 단부를 덮는 것과 같은 크기로 타원면 리플렉터의 크기를 설정한 경우에는, 타원면 리플렉터의 제 2 초점을 향해 수렴하는 빔의 수렴각이 커지기 때문에, 평행화 렌즈의 광 입사면에 입사되는 광의 입사 각도 범위가 커지게 된다. 그 때문에, 종래와 같이 감반사막이 조명 광축에 평행한 광에 대하여 반사율이 가장 낮게 되도록 구성된 것을 이용하는 것이, 평행화 렌즈의 광 입사면에서의 반사율을 전체적으로 감소시키는 데 적절한 수단으로는 되지 않고, 그 때문에, 광 이용 효율을 더욱 감소시키고, 또한 불필요한 미광을 더욱 감소시키는 것이 용이하지 않다고 하는 문제가 있었다. 또, 이 문제는 평행화 렌즈의 광 입사면뿐만 아니라, 평행화 렌즈의 광 사출면에서도 일어나는 문제이기도 한다.

그래서, 본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 평행화 렌즈의 광 입사면 또는 광 사출면에서의 반사율을 전체적으로 더욱 감소시켜, 광 이용 효율을 더욱 향상시키고, 또한 불필요한 미광을 더욱 감소시키는 것이 가능한 조명 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 이러한 조명 장치를 구비한 고휘도이고 고화질인 프로젝터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자 등은 상술한 목적을 달성하고자 하는 예의 노력을 거듭한 결과, 발광관으로부터 피조명 영역 쪽으로 방사된 광을 타원면 리플렉터로 반사하는 보조 미러를 조명 장치에 이용하고, 또한 평행화 렌즈의 광 입사면 또는 광 사출면에 소정의 감반사막을 형성함으로써 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 것을 견출하고, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.

본 발명의 조명 장치는 타원면 리플렉터와, 상기 타원면 리플렉터 한쪽의 초점 근방에 배치된 발광관과, 상기 발광관의 피조명 영역 쪽에 배치되어 상기 발광관으로부터 피조명 영역 쪽으로 방사된 광을 상기 타원면 리플렉터로 반사하는 보조 미러와, 상기 타원면 리플렉터부터의 광을 대략 평행화하기 위한 평행화 렌즈를 구비한 조명 장치로서, 상기 평행화 렌즈의 광 입사면에는, 상기 발광관의 발광 중심으로부터 방사되는 광 중 상기 타원면 리플렉터 쪽에 조명 광축으로부터 60°∼80° 중 어느 각도로 방사되는 광이 상기 타원면 리플렉터에서 반사된 후에 상기 평행화 렌즈의 광 입사면에 입사되는 소정 각도의 입사광에 대응하여 최적화된 감반사막이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이 때문에, 본 발명의 조명 장치에 의하면, 발광관으로부터 피조명 영역 쪽으로 방사된 광을 타원면 리플렉터로 반사하는 보조 미러를 갖고 있기 때문에, 타원면 리플렉터로부터 타원면 리플렉터의 제 2 초점을 향하여 수렴하는 빔의 수렴각을 작게 할 수 있다. 그 결과, 평행화 렌즈의 광 입사면에 입사되는 광의 각도 범위를 작게 할 수 있게 되어, 평행화 렌즈의 광 입사면에서의 반사율을 전체적으로 감소시키도록 감반사막을 최적화하는 것이 용이하게 된다.

또한, 후술한 「발명을 실시하기 위한 최선의 형태」에서 상세히 설명하지만, 본 발명자 등의 해석에 의해, 보조 미러를 이용한 조명 장치에 있어서는, 발광관의 발광 중심으로부터 방사되는 광 중 타원면 리플렉터 쪽에 조명 광축으로부터 60°∼80°의 각도로 방사되는 광의 강도가 다른 각도 범위로 방사되는 광의 강도에 비하여 강한 것이 밝혀졌다. 이것은 상기 60°∼80°의 각도로 발광관으로부터 방사되어 평행화 렌즈에 입사되는 상기 소정 각도의 입사광의 광 강도가 평행화 렌즈의 광 입사면에 다른 입사 각도로 입사되는 광의 광 강도보다 강한 것을 의미한다.

그래서, 본 발명의 조명 장치에 있어서는, 이 소정 각도의 입사광에 대응하여 감반사막을 최적화하여 구성하는 것으로 하고 있다. 이 때문에, 본 발명의 조명 장치에 의하면, 광 강도가 강한 상기 소정 각도의 입사광의, 평행화 렌즈의 광 입사면에서의 반사율을 감소시킴으로써, 평행화 렌즈의 광 입사면에서의 반사율을 전체적으로 더욱 감소시킬 수 있게 되고, 그 결과, 광 이용 효율을 더욱 향상시키고, 또한 불필요한 미광을 더욱 감소시킬 수 있게 된다.

또, 본 발명의 조명 장치에 의하면, 발광관으로부터 피조명 영역 쪽으로 방사된 광을 타원면 리플렉터로 반사하는 보조 미러를 구비하고 있기 때문에, 이하와 같은 효과도 얻어진다. 즉, 발광관의 피조명 영역측 단부를 덮는 크기로 타원면 리플렉터의 크기를 설정할 필요가 없고, 타원면 리플렉터의 소형화를 도모할 수 있어, 결과적으로 조명 장치의 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 타원면 리플렉터의 소형화를 도모할 수 있는 것에 의해, 타원면 리플렉터로부터 타원면 리플렉터의 제 2 초점을 향해 수렴하는 빔의 수렴각이나 빔 스폿의 직경을 작게 할 수 있기 때문에, 평행화 렌즈의 크기 등을 더욱 작게 할 수 있다.

본 발명의 조명 장치에 있어서는, 상기 평행화 렌즈는 광 입사면이 오목면인 오목 렌즈로 이루어지고, 상기 소정 각도의 입사광이 상기 평행화 렌즈의 광 입사면에서의 법선과 이루는 각도가 30°∼50°인 것이 바람직하다.

본 발명자 등의 해석에 의해, 보조 미러를 이용한 조명 장치에 있어서는, 상기 소정 각도의 입사광이 평행화 렌즈의 광 입사면에 입사될 때, 평행화 렌즈의 광 입사면이 오목면(예컨대, 회전 쌍곡면)인 경우에는, 소정 각도의 입사광이 상기 평행화 렌즈의 광 입사면에서의 법선과 이루는 각도가 약 40°로 되는 것이 밝혀졌다. 이 때문에, 소정의 마진을 예상하여, 이 각도를 30°∼50°로 하면, 평행화 렌즈의 광 입사면에서의 반사율을 전체적으로 더욱 감소시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 조명 장치에 있어서는, 상기 평행화 렌즈는 광 입사면이 평면이고 또한 광 사출면이 오목면인 오목 렌즈로 이루어지고, 상기 소정 각도의 입사광이 상기 평행화 렌즈의 광 입사면에서의 법선과 이루는 각도가 0°∼20°인 것이 바람직하다.

본 발명자 등의 해석에 의해, 보조 미러를 이용한 조명 장치에 있어서는, 상기 소정 각도의 입사광이 평행화 렌즈의 광 입사면에 입사할 때, 평행화 렌즈의 광 입사면이 평면이고 또한 광 사출면이 오목면(예컨대, 회전 타원면)인 경우에는, 소정 각도의 입사광이 상기 평행화 렌즈의 광 입사면에서의 법선과 이루는 각도가 약 10°로 되는 것이 밝혀졌다. 이 때문에, 소정의 마진을 예상하고, 이 각도를 0°∼20°로 하면, 평행화 렌즈의 광 입사면에서의 반사율을 전체적으로 더욱 감소시킬 수 있게 된다.

본 발명의 다른 조명 장치는 타원면 리플렉터와, 상기 타원면 리플렉터의 한쪽 초점 근방에 배치된 발광관과, 상기 발광관의 피조명 영역 쪽에 배치되어 상기 발광관으로부터 피조명 영역 쪽으로 방사된 광을 상기 타원면 리플렉터로 반사하는 보조 미러와, 상기 타원면 리플렉터부터의 광을 대략 평행화하기 위한 평행화 렌즈를 구비한 조명 장치로서, 상기 평행화 렌즈의 광 사출면에는, 상기 발광관의 발광 중심으로부터 방사되는 광 중 상기 타원면 리플렉터 쪽에 조명 광축으로부터 60°∼80° 중 어느 각도로 방사되는 광이 상기 타원면 리플렉터에서 반사된 후에 상기 평행화 렌즈를 통과하여 상기 평행화 렌즈의 광 사출면으로부터 사출되는 소정 각도의 사출광에 대응하여 최적화된 감반사막이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이 때문에, 본 발명의 다른 조명 장치에 의하면, 발광관으로부터 피조명 영역 쪽으로 방사된 광을 타원면 리플렉터로 반사하는 보조 미러를 갖고 있기 때문에, 타원면 리플렉터로부터 타원면 리플렉터의 제 2 초점을 향해 수렴하는 빔의 수렴각을 작게 할 수 있다. 그 결과, 평행화 렌즈의 광 입사면에 입사되는 광의 각도 범위를 작게 할 수 있게 되어, 평행화 렌즈의 광 입사면에서의 반사율을 전체적으로 감소시키도록 감반사막을 최적화하는 것이 용이하게 된다.

또한, 상술한 바와 같이, 보조 미러를 이용한 조명 장치에 있어서는, 발광관의 발광 중심으로부터 방사되는 광 중 타원면 리플렉터 쪽으로, 조명 광축으로부터 60°∼80°의 각도로 방사되는 광의 강도는 다른 각도 범위로 방사되는 광의 강도에 비하여 강하다. 이것은 상기 60∼80°의 각도로 발광관으로부터 방사되어 평행화 렌즈에 입사되어 평행화 렌즈의 광 사출면으로부터 사출되는 상기 소정 각도의 사출광의 광 강도가 평행화 렌즈의 광 사출면으로부터 다른 사출 각도로 사출되는 광의 광 강도보다 강한 것을 의미한다.

그래서, 본 발명의 다른 조명 장치에 있어서는, 이 소정 각도의 사출광에 대응하여 감반사막을 최적화하여 구성하는 것으로 하고 있다. 이 때문에, 본 발명의 다른 조명 장치에 의하면, 광 강도가 강한 상기 소정 각도의 사출광의, 평행화 렌즈의 광 사출면에서의 반사율을 감소시킴으로써, 평행화 렌즈의 광 사출면에서의 반사율을 전체적으로 더욱 감소시킬 수 있게 되고, 그 결과, 광 이용 효율을 더욱 향상시키고, 또한 불필요한 미광을 더욱 감소시킬 수 있게 된다.

또, 본 발명의 다른 조명 장치에 의하면, 발광관으로부터 피조명 영역 쪽으로 방사된 광을 타원면 리플렉터로 반사하는 보조 미러를 갖고 있기 때문에, 이하와 같은 효과도 얻어진다. 즉, 발광관의 피조명 영역측 단부를 덮는 크기로 타원면 리플렉터의 크기를 설정할 필요가 없어, 타원면 리플렉터의 소형화를 도모할 수 있고, 결과적으로 조명 장치의 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 타원면 리플렉터의 소형화를 도모할 수 있는 것에 의해, 타원면 리플렉터로부터 타원면 리플렉터의 제 2 초점을 향해 수렴하는 빔의 수렴각이나 빔 스폿의 직경을 작게 할 수 있기 때문에, 평행화 렌즈의 크기 등을 더욱 작게 할 수 있다.

본 발명의 다른 조명 장치에 있어서는, 상기 평행화 렌즈는 광 입사면이 평면이고 또한 광 사출면이 오목면인 오목 렌즈로 이루어지고, 상기 소정 각도의 사출광이 상기 평행화 렌즈의 광 사출면에서의 법선과 이루는 각도가 30°∼50°인 것이 바람직하다.

본 발명자 등의 해석에 의해, 보조 미러를 이용한 조명 장치에 있어서는, 소정 각도의 사출광이 평행화 렌즈의 광 사출면으로부터 사출될 때, 평행화 렌즈의 광 입사면이 평면이고 또한 광 사출면이 오목면(예컨대, 회전 타원면)인 경우에는, 소정 각도의 사출광이 상기 평행화 렌즈의 광 사출면에서의 법선과 이루는 각도가 약 40°로 되는 것이 밝혀졌다. 이 때문에, 소정의 마진을 예상하여, 이 각도를 30°∼50°로 하면, 평행화 렌즈의 광 사출면에서의 반사율을 전체적으로 더욱 감소시킬 수 있게 된다.

본 발명의 조명 장치 또는 본 발명의 다른 조명 장치에 있어서는, 상기 감반사막은 300℃ 이상의 내열성을 갖는 유전체 다층막으로 이루어지는 것이 바람직하다.

평행화 렌즈는 발광관이나 타원면 리플렉터에 근접하여 배치되기 때문에, 이들 발광관이나 타원면 리플렉터로부터의 열에 의해 300℃ 근처의 고온으로 된다. 이 때문에, 이러한 평행화 렌즈에 형성되는 감반사막으로서도 300℃ 이상의 내열성을 갖는 유전체 다층막으로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 조명 장치 또는 본 발명의 다른 조명 장치에 있어서는, 상기 유전체 다층막은 저굴절율막으로서의 SiO₂와 고굴절율막으로서의 TiO₂ 및/또는 Ta₂O₅의 적층막으로 이루어지는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성함으로써, 300℃ 이상의 내열성을 실현할 수 있게 된다. 저굴절율막으로서의 SiO₂와 고굴절율막으로서의 TiO₂ 및/또는 Ta₂O₅의 적층막으로는, 저굴절율막으로서의 SiO₂와 고굴절율막으로서의 Ta₂O₅의 적층막이나, 저굴절율막으로서의 SiO₂와 고굴절율막으로서의 TiO₂ 및 Ta₂O₅의 적층막을 적합하게 이용할 수 있다.

본 발명의 조명 장치 또는 본 발명의 다른 조명 장치에 있어서는, 상기 평행화 렌즈의 기재는 붕규산 유리 또는 석영 유리로 이루어지는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성함으로써, 평행화 렌즈에 필요한 광학적 성능과 내열성을 얻을 수 있게 된다.

본 발명의 프로젝터는 상기한 본 발명의 조명 장치 또는 본 발명의 다른 조명 장치와, 상기 조명 장치부터의 조명광을 화상 신호에 따라 변조하는 전기 광학 변조 장치와, 상기 전기 광학 변조 장치에서 변조된 광을 투사하는 투사 광학계를 구비한 것을 특징으로 한다.

이 때문에, 본 발명의 프로젝터는, 상기한 바와 같이, 광 이용 효율을 더욱 향상시키고, 또한 불필요한 미광을 더욱 감소시킬 수 있는 조명 장치를 구비하고 있기 때문에, 고휘도이고 고화질인 프로젝터로 된다.

도 1은 실시예 1에 따른 조명 장치(110A)를 나타내는 도면,

도 2는 발광관(120)의 발광 중심 P로부터의 방사광의 강도 분포를 나타내는 도면,

도 3은 종래의 조명 장치(900)에 있어서의 발광관(920)의 배광 특성(light distribution characteristic)을 나타내는 도면,

도 4는 감반사막(142A)의 구성을 나타내는 도면,

도 5는 감반사막(142A)의 반사 특성을 나타내는 도면,

도 6은 별도의 감반사막(142A)의 구성을 나타내는 도면,

도 7은 별도의 감반사막(142A)의 반사 특성을 나타내는 도면,

도 8은 실시예 1에 따른 프로젝터(1A)의 광학계를 나타내는 도면,

도 9는 실시예 2에 따른 조명 장치(110B)를 나타내는 도면,

도 10은 실시예 3에 따른 조명 장치(110C)를 나타내는 도면,

도 11은 종래의 조명 장치(900)를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 조명 장치 및 프로젝터에 대하여 도면에 나타내는 실시예에 근거하여 설명한다.

[실시예 1]

우선, 실시예 1에 따른 조명 장치 및 프로젝터에 관하여 설명한다.

도 1은 실시예 1에 따른 조명 장치(110A)를 설명하기 위해 나타내는 도면이다. 실시예 1에 따른 조명 장치(110A)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 타원면 리플렉터(130)와, 타원면 리플렉터(130)의 한쪽 초점 F₁ 근방에 배치된 발광관(120)과, 발광관(120)의 피조명 영역 쪽에 배치되어 발광관(120)으로부터 피조명 영역 쪽으로 방사되는 광을 타원면 리플렉터(130)로 반사하는 보조 미러(122)와, 타원면 리플렉터(130)로부터의 광을 대략 평행화하기 위한 평행화 렌즈(140A)를 구비하고 있다.

평행화 렌즈(140A)의 광 입사면(140Ai)에는, 발광관(120)의 발광 중심 P로부터 방사되는 광 중 타원면 리플렉터(130) 쪽에 조명 광축(110Aax)으로부터 60°∼80° 중 어느 각도로 방사되는 광 L₁이 타원면 리플렉터(130)에서 반사된 후에 평행화 렌즈(140A)의 광 입사면(140Ai)으로 입사되는 소정 각도의 입사광 L₂에 대응하여 최적화된 감반사막(142A)이 형성되어 있다. 평행화 렌즈(140A)의 광 사출면(140Ao)에는 자외선 반사막(144A)이 형성되어 있다.

도 2는 보조 미러(122)가 부착된 발광관(120)의 발광 중심 P로부터의 방사광의 강도 분포를 나타내는 도면이다. 도 3은 종래의 조명 장치(900)에 있어서의, 보조 미러가 부착되지 않은 발광관(920)의 배광 특성을 나타내는 도면이다. 도 2 및 도 3에서, 둘레 방향의 축은 발광관(120, 920)의 발광 중심 P로부터의 방사광이 조명 광축(110Aax, 910ax)과 이루는 각도 중, 타원면 리플렉터(130, 930) 쪽으로부터 잰 각도를 나타낸다. 직경 방향의 축은 광 강도를 나타낸다.

도 2 및 도 3으로부터도 명백한 바와 같이, 실시예 1에 따른 조명 장치(110A)에 의하면, 발광관(120)으로부터 피조명 영역 쪽으로 방사된 광을 타원면 리플렉터(130)로 반사하는 보조 미러(122)를 갖고 있기 때문에, 발광 중심 P로부터 타원면 리플렉터(130) 쪽으로 조명 광축(110ax)에서 100° 이상의 각도로 방사되는 광은 거의 없다. 따라서, 타원면 리플렉터(130)로부터 타원면 리플렉터의 제 2 초점 F₂를 향하여 수렴하는 빔의 수렴각을 작게 할 수 있다. 그 결과, 평행화 렌즈(140A)의 광 입사면(140Ai)에 입사되는 광의 각도 범위를 작게 할 수 있게 되어, 평행화 렌즈(140A)의 광 입사면(140Ai)에서의 반사율을 전체적으로 감소시키도록 감반사막(142A)을 최적화하는 것이 용이하게 된다.

또한, 본 발명자 등의 해석에 의해, 보조 미러(122)를 이용한 조명 장치에 있어서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 발광관(120)의 발광 중심 P로부터 방사되는 광 중 타원면 리플렉터(130) 쪽에 조명 광축(110Aax)으로부터 60°∼80°의 각도로 방사되는 광의 강도가 다른 각도 범위로 방사되는 광의 강도에 비하여 강한 것이 밝혀졌다. 이것은 상기 소정 각도의 입사광 L₂의 광 강도가 평행화 렌즈(140A)의 광 입사면(140Ai)의 다른 부분으로 입사되는 광의 광 강도보다 강한 것을 의미한다.

그래서, 실시예 1에 따른 조명 장치(110A)에서는, 이 소정 각도의 입사광 L₂에 대응하여 감반사막(142A)을 최적화하여 구성하는 것으로 하고 있다. 이 때문에, 실시예 1에 따른 조명 장치(110A)에 의하면, 평행화 렌즈(140A)의 광 입사면(140Ai)에서의 반사율을 전체적으로 더욱 감소시킬 수 있게 되고, 그 결과, 광 이용 효율을 더욱 향상시키고, 또한 불필요한 미광을 더욱 감소시킬 수 있게 된다.

또, 실시예 1에 따른 조명 장치(110A)에 의하면, 발광관(120)으로부터 피조명 영역 쪽으로 방사된 광을 타원면 리플렉터(130)로 반사하는 보조 미러(122)를 갖고 있기 때문에, 이하와 같은 효과도 얻어진다. 즉, 발광관(120)의 피조명 영역측 단부를 덮는 크기로 타원면 리플렉터(130)의 크기를 설정할 필요가 없어, 타원면 리플렉터(130)의 소형화를 도모할 수 있고, 결과적으로 조명 장치(110A)의 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 타원면 리플렉터(130)의 소형화를 도모할 수 있는 것에 의해, 타원면 리플렉터(130)로부터 타원면 리플렉터(130)의 제 2 초점 F₂를 향해 수렴하는 빔의 수렴각이나 빔 스폿의 직경을 작게 할 수 있기 때문에, 평행화 렌즈(140A)의 크기 등을 더욱 작게 할 수 있다.

실시예 1에 따른 조명 장치(110A)에서는, 평행화 렌즈(140A)는 광 입사면(140Ai)이 회전 쌍곡면이며 광 사출면이 평면인 오목 렌즈로 이루어진다. 이러한 평행화 렌즈(140A)를 이용하는 경우, 본 발명자 등의 해석에 의하면, 소정 각도의 입사광 L₂가 평행화 렌즈(140A)의 광 입사면(140Ai)에 입사할 때, 소정 각도의 입사광 L₂가 평행화 렌즈(140A)의 광 입사면(140Ai)에서의 법선과 이루는 각도 β가 약 40°로 되는 것이 밝혀졌다. 이 때문에, 실시예 1에 따른 조명 장치(110A)에서는 소정의 마진을 예상하여, 이 각도 β를 30°∼50°로 하고 있다. 이 때문에, 실시예 1에 따른 조명 장치(110A)에 의하면, 평행화 렌즈(140A)의 광 입사면(140Ai)에서의 반사율을 전체적으로 더욱 감소시킬 수 있게 된다.

또, 「소정 각도의 입사광 L₂」로서는, 예컨대, 발광관(120)의 발광 중심 P로부터 방사되는 광 중 타원면 리플렉터(130) 쪽에 조명 광축(110Cax)으로부터 60°∼80° 중 어느 각도로 방사되는 광 L₁ 중 가장 강하게 방사되는 각도로 방사되는 광이 타원면 리플렉터(130)에서 반사된 후에 평행화 렌즈(140A)의 광 입사면(140Ai)에 입사되는 소정 각도의 입사광」을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 예컨대, 발광관(120)의 발광 중심 P로부터 방사되는 광 중 타원면 리플렉터(130) 쪽에 조명 광축(110Cax)으로부터 60°∼80° 중 어느 각도로 방사되는 광 L₁ 중 중심의 각도 70°로 방사되는 광이 타원면 리플렉터(130)에서 반사된 후에 평행화 렌즈(140A)의 광 입사면(140Ai)에 입사되는 소정 각도의 입사광」을 이용하는 것도 바람직하다.

감반사막(142A)의 최적화는 감반사막의 구성(예컨대, 감반사막을 구성하는 막의 재료나 구성)을 연구함으로써 감반사막(142A)의 반사율이 낮게 되도록 하여 실행한다. 도 4는 그와 같이 하여 최적화된 감반사막의 구성을 나타내는 도면이다. 도 5는 감반사막(142A)의 반사 특성을 나타내는 도면이다.

감반사막(142A)은, 도 4에 나타내는 바와 같이, 4층 구조를 갖는 유전체 다층막이다. 평행화 렌즈(140A)의 기판 쪽으로부터 1층 째가 고굴절율막으로서의 Ta₂O₅(막 두께는 0.05λ), 2층 째가 저굴절율막으로서의 SiO₂(막 두께는 0.1λ), 3층 째가 고굴절율막으로서의 Ta₂O₅(막 두께는 0.5λ)와, 4층 째가 저굴절율막으로서의 SiO₂(막 두께는 0.25λ)에 의해 형성되어 있다.

상기 구성의 감반사막(142A)은, 도 5에 나타내는 바와 같이, 상기한 각도 β가 40°의 광(S 편광 및 P 편광)에 대하여 반사율이 충분히 감소되어 있는 것을 알 수 있다. 이 때문에, 실시예 1에 따른 조명 장치(110A)는 광 이용 효율을 더욱 향상시키고, 또한 불필요한 미광을 더욱 감소시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 구성의 감반사막(142A)은 충분히 높은 내열성을 갖고 있고, 평행화 렌즈(140A)의 광 입사면(140Ai)의 온도가 300℃ 가까이 되더라도 열화하는 일은 없다.

도 6은 실시예 1에 이용되는 별도의 감반사막의 구성을 나타내는 도면이다. 도 7은 별도의 감반사막의 반사 특성을 나타내는 도면이다.

이 별도의 감반사막도, 도 6에 나타내는 바와 같이, 4층 구조를 갖는 유전체 다층막이다. 평행화 렌즈(140A)의 기판 쪽으로부터 1층 째가 고굴절율막으로서의 TiO₂(막 두께는 0.05λ), 2층 째가 저굴절율막으로서의 SiO₂(막 두께는 0.1λ), 3층 째가 고굴절율막으로서의 Ta₂O₅(막 두께는 0.5λ)와, 4층 째가 저굴절율막으로서의 SiO₂(막 두께는 0.25λ)에 의해 형성되어 있다.

상기 구성의 별도의 감반사막도, 도 7에 나타내는 바와 같이, 상기한 각도 β가 40°인 광(S 편광 및 P 편광)에 대하여 반사율이 충분히 감소되어 있는 것을 알 수 있다. 이 때문에, 실시예 1에 따른 조명 장치(110A)에서는, 감반사막(142A) 대신, 이러한 별도의 감반사막을 이용한 경우에도, 광 이용 효율을 더욱 향상시키고, 또한 불필요한 미광을 더욱 감소시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 구성의 별도의 감반사막도, 충분히 높은 내열성을 갖고 있어, 평행화 렌즈(140A)의 광 입사면(140Ai)의 온도가 300℃ 가까이 되더라도 열화하는 경우는 없다.

실시예 1에 따른 조명 장치(110A)에서는, 평행화 렌즈(140A)의 기재로서, 붕규산 유리를 이용하고 있다. 이 때문에, 평행화 렌즈(140A)에 필요한 광학적 성능과 내열성을 얻을 수 있다. 또한, 상기한 감반사막(142A)의 밀착성도 양호하다.

또, 평행화 렌즈(140A)의 기재로는, 붕규산 유리 대신 석영 유리를 이용할 수도 있다. 이 경우에는, 내열성이 더욱 향상된다.

다음에 실시예 1에 프로젝터(1A)에 대하여 상세히 설명한다.

실시예 1에 따른 프로젝터(1A)는 광원으로부터 사출된 광속을 화상 정보에 따라 변조하여 광학 이미지를 형성하고, 스크린 SCR 상에 확대 투사하는 광학기기이다.

실시예 1에 따른 프로젝터(1A)는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 조명 광학계(100)와, 색광 분리 광학계(200)와, 릴레이 광학계(300)와, 광학 장치(500)와, 투사 광학계(600)를 구비하고 있다.

조명 광학계(100)는 조명 장치(110A)와 인터그레이터 광학계(150)를 구비하고 있다.

조명 장치(110A)는, 상술한 바와 같이, 타원면 리플렉터(130)와, 타원면 리플렉터(1301) 한쪽의 초점 F₁ 근방에 발광 중심을 갖는 발광관(120)을 구비하고 있다.

발광관(120)은 관구(管球)와, 이 관구의 양쪽으로 연장하는 밀봉부를 갖고 있다. 관구는 구 형상으로 형성된 석영 유리제로서, 이 관구 내에 배치된 한 쌍의 전극과, 관구 내에 밀봉된 수은, 희(希) 가스 및 소량의 할로겐을 갖는다.

발광관(120)의 관구 내의 한 쌍의 전극은 아크 이미지를 형성하기 위한 것이다. 한 쌍의 전극에 전압을 인가하면, 전극 사이에 전위차가 발생하고, 방전이 발생하여, 아크 이미지가 생성된다.

여기서, 발광관으로는, 고휘도 발광하는 여러 가지의 발광관을 채용할 수 있고, 예컨대, 메탈 할라이드(metal halide) 램프, 고압 수은 램프, 초고압 수은 램 프 등을 채용할 수 있다.

타원면 리플렉터(130)는 발광관(120)으로부터 방사된 광을 일정 방향으로 정렬하여 사출하는 오목면을 갖고 있다. 이 타원면 리플렉터(130)의 오목면은 가시광을 반사하여 적외선을 투과하는 콜드 미러(cold mirror)로 이루어져 있다. 또, 타원면 리플렉터(130)의 광축은 조명 장치(110A)로부터 사출되는 광속의 중심축인 조명 광축(110Aax)과 일치하고 있다.

인터그레이터 광학계(150)는 조명 장치(110A)로부터 사출된 광속을 복수의 부분 광속으로 분할하고, 조명 영역의 면내 조도를 균일화하는 광학계이다. 이 인터그레이터 광학계(150)는 제 1 렌즈 어레이(160), 제 2 렌즈 어레이(170), 편광 변환 소자(180), 중첩 렌즈(190)를 구비하고 있다.

제 1 렌즈 어레이(160)는 조명 장치(110A)로부터 사출된 광속을 복수의 부분 광속으로 분할하는 광속 분할 광학 소자로서의 기능을 갖고, 조명 장치(110A)로부터 사출된 광속의 중심축인 조명 광축(110Aax)과 직교하는 면내에 매트릭스 형상으로 배열되는 복수의 소(小) 렌즈를 구비하여 구성된다.

제 2 렌즈 어레이(170)는 상술한 제 1 렌즈 어레이(160)에 의해 분할된 복수의 부분 광속을 집광하는 광학 소자이며, 제 1 렌즈 어레이(160)와 마찬가지로 조명 광축(110Aax)에 직교하는 면내에 매트릭스 형상으로 배열되는 복수의 소 렌즈를 구비한 구성을 갖고 있다.

편광 변환 소자(180)는 제 1 렌즈 어레이(160)에 의해 분할된 각 부분 광속의 편광 방향을, 편광 방향이 정렬된 대략 1종류의 직선 편광광으로서 사출하는 편 광 변환 소자이다.

이 편광 변환 소자(180)는, 도시를 생략했지만, 조명 광축(110Aax)에 대하여 경사 배치되는 편광 분리막 및 반사막을 교대로 배열한 구성을 구비한다. 편광 분리막은 각 부분 광속에 포함되는 P 편광 광속 및 S 편광 광속 중, 한쪽의 편광 광속을 투과하고, 다른쪽 편광 광속을 반사한다. 반사된 다른쪽 편광 광속은 반사막에 의해 반사되어, 한쪽의 편광 광속의 사출 방향, 즉 조명 광축(110Aax)에 따른 방향으로 사출된다. 사출된 편광 광속 중 어느 하나는 편광 변환 소자(180)의 광 사출면에 마련되는 위상차판에 의해 편광 변환되어, 대략 모든 편광 광속의 편광 방향이 정렬된다. 이러한 편광 변환 소자(180)를 이용하는 것에 의해, 조명 장치(110A)로부터 사출되는 광을, 대략 일 방향의 편광광으로 정렬할 수 있기 때문에, 광학 장치(500)로 이용하는 광원광의 이용율을 향상시킬 수 있다.

중첩 렌즈(190)는 제 1 렌즈 어레이(160), 제 2 렌즈 어레이(170) 및 편광 변환 소자(180)를 거친 복수의 부분 광속을 집광하여 광학 장치(500)의 후술하는 세 개의 액정 장치의 화상 형성 영역 상에 중첩시키는 광학 소자이다.

조명 광학계(100)로부터 사출된 광은 색 분리 광학계(200)로 사출되고, 색광 분리 광학계(200)에서 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 3색의 색광으로 분리된다.

색 분리 광학계(200)는 두 장의 다이크로익 미러(210, 220)와, 반사 미러(230)를 구비하고, 다이크로익 미러(210, 220)에 의해 인터그레이터 광학계(150)로부터 사출된 복수의 부분 광속을, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 3색의 색광으로 분리하는 기능을 갖고 있다.

다이크로익 미러(210, 220)는 기판상에 소정 파장 영역의 광속을 반사하고, 다른 파장 영역의 광속을 투과하는 파장 선택막이 형성된 광학 소자이다. 그리고, 광로 전단에 배치되는 다이크로익 미러(210)는 적색광을 반사하고, 그 밖의 색광을 투과하는 미러이다. 또한, 광로 후단에 배치되는 다이크로익 미러(220)는 녹색광을 반사하고 청색광을 투과하는 미러이다.

릴레이 광학계(300)는 입사 쪽 렌즈(310)와, 릴레이 렌즈(330)와, 반사 미러(320, 340)를 구비하여, 색 분리 광학계(200)를 구성하는 다이크로익 미러(220)를 투과한 청색광을 광학 장치(500)까지 안내하는 기능을 갖고 있다. 또, 청색광의 광로에 이와 같은 릴레이 광학계(300)가 마련되는 것은 청색광의 광로 길이가 다른 색광의 광로 길이보다 길기 때문에, 광의 발산 등에 의한 광의 이용 효율의 저하를 방지하기 위함이다. 실시예 1에 따른 프로젝터(1A)에서는, 청색광의 광로 길이가 길기 때문에 이와 같은 구성으로 되어 있지만, 적색광의 광로 길이를 길게 하여 릴레이 광학계(300)를 적색광의 광로에 이용하는 구성도 생각된다.

상술한 다이크로익 미러(210)에 의해 분리된 적색광은 반사 미러(230)에 의해 반사된 후, 필드 렌즈(240R)를 통해 광학 장치(500)로 공급된다. 또한, 다이크로익 미러(220)에 의해 분리된 녹색광은 필드 렌즈(240G)를 통해 광학 장치(500)로 공급된다. 또한, 청색광은 릴레이 광학계(300)를 구성하는 입사 쪽 렌즈(310), 릴레이 렌즈(330) 및 반사 미러(320, 340)에 의해 집광, 반사되어 필드 렌즈(350)를 통해 광학 장치(500)로 공급된다. 또, 광학 장치(500)의 각 색광의 광로 전단에 마련되는 필드 렌즈(240R, 240G, 350)는 조명 광학계(100)로부터 사출된 각 부분 광속을 조명 광축(110Aax)에 대하여 평행한 광으로 변환하기 위해 마련된다.

분리된 각 색광은 전기 광학 변조 장치로서의 액정 장치(420R, 420G, 420B)에 있어 화상 정보에 대응하여 변조된다.

광학 장치(500)는 입사된 광속을 화상 정보에 따라 변조하여 컬러 화상을 형성하는 것이다. 이 광학 장치(500)는 액정 장치(420R, 420G, 420B)(적색광 쪽의 액정 장치를 액정 장치(420R), 녹색광 쪽의 액정 장치를 액정 장치(420G), 청색광 쪽의 액정 장치를 액정 장치(420B)라 함)와, 크로스 다이크로익 프리즘(510)을 구비하여 구성된다.

액정 장치(420R, 420G, 420B)의 입사 쪽에는 입사측 편광판(918R, 918G, 918B)이 배치되고, 사출 쪽에는 사출측 편광판(920R, 920G, 920B)이 배치되어 있다. 액정 장치(420R, 420G, 420B)로는, 투과형의 액정 패널이 이용된다. 입사측 편광판, 액정 패널 및 사출측 편광판에 의해 입사되는 각 색광의 광 변조가 행해진다.

액정 패널은 한 쌍의 투명한 유리 기판에 전기 광학 물질인 액정을 밀봉한 것으로, 예컨대, 폴리실리콘 TFT를 스위칭 소자로 하여, 인가된 화상 신호에 따라, 입사측 편광판으로부터 사출된 편광 광속의 편광 방향을 변조한다.

액정 장치(420R, 420G, 420B)에서 변조된 각 색광은 크로스 다이크로익 프리즘(510)에서 합성된다.

크로스 다이크로익 프리즘(510)은 액정 장치(420R, 420G, 420B)와 함께 광학 장치(500)를 구성하고, 액정 장치(420R, 420G, 420B)로부터 사출되는 각 색광의 변 환광을 합성하는 색합성 광학계로서의 기능을 갖고 있다. 그리고, 적색광을 반사하는 적색광 반사 다이크로익면(510R)과, 청색광을 반사하는 청색광 반사 다이크로익면(510B)을 갖고 있다. 적색광 반사 다이크로익면(510R) 및 청색광 반사 다이크로익면(510B)은 적색광을 반사하는 유전체 다층막과 청색광을 반사하는 유전체 다층막을 네 개의 직각 프리즘의 계면에 대략 X자 형상으로 형성함으로써 마련된다. 이들 양 반사 다이크로익면(510R, 510B)에 의해 3색의 변환광이 합성되어, 컬러 화상을 표시하는 광이 생성된다. 크로스 다이크로익 프리즘(510)에서 생성된 합성광은 투사 광학계(600)를 향하여 사출된다.

투사 광학계(600)는 크로스 다이크로익 프리즘(510)으로부터의 합성광을 표시 화상으로서 스크린 SCR에 투사하도록 구성되어 있다.

실시예 1에 따른 프로젝터(1A)는, 상기한 바와 같이, 조명 장치(110A)와, 조명 장치(110A)로부터의 조명 광속을 화상 신호에 따라 변조하는 전기 광학 변조 장치로서의 액정 장치(420R, 420G, 420B)와, 액정 장치(420R, 420G, 420B)에서 변조된 광을 투사하는 투사 광학계(600)를 갖고 있다.

이 때문에, 실시예 1에 따른 프로젝터(1A)에 의하면, 상기한 바와 같이, 광 이용 효율을 더욱 향상시키고, 또한 불필요한 미광을 더욱 감소시킬 수 있는 조명 장치(110A)를 구비하고 있기 때문에, 고휘도이고 고화질인 프로젝터로 된다.

[실시예 2]

다음에, 실시예 2에 따른 조명 장치(110B)에 대하여 설명한다. 도 9는 실시 예 2에 따른 조명 장치(110B)를 설명하기 위해 나타내는 도면이다.

실시예 2에 따른 조명 장치(110B)가 실시예 1에 따른 조명 장치(110A)와 다른 점은 평행화 렌즈의 구성이다. 즉, 실시예 1에 따른 조명 장치(110A)에서는, 평행화 렌즈(140A)는 광 입사면(140Ai)이 회전 쌍곡면이며 광 사출면이 평면인 오목 렌즈로 이루어지는 데 대하여, 실시예 2에 따른 조명 장치(110B)에서는, 평행화 렌즈(140B)는 광 입사면(140Bi)이 평면이며 광 사출면(140Bo)이 회전 타원면인 오목 렌즈로 이루어진다. 광 사출면(140Bo)에는 자외선 반사막(144B)이 형성되어 있다.

이와 같이, 실시예 2에 따른 조명 장치(110B)는 실시예 1에 따른 조명 장치(110A)와는 평행화 렌즈의 구성이 다르지만, 실시예 1에 따른 조명 장치(110A)의 경우와 마찬가지로, 상기한 소정 각도의 입사광 L₂에 대응하여 감반사막(142B)이 최적화되어 있기 때문에, 실시예 2에 따른 조명 장치(110B)에서도, 평행화 렌즈(140B)의 광 입사면(140Bi)에서의 반사율을 전체적으로 더욱 감소시킬 수 있게 되고, 그 결과, 광 이용 효율을 더욱 향상시키고, 또한 불필요한 미광을 더욱 감소시킬 수 있게 된다.

본 발명자 등의 해석에 의하면, 소정 각도의 입사광 L₂가 평행화 렌즈(140B)의 광 입사면(140Bi)에 입사될 때, 소정 각도의 입사광 L₂가 평행화 렌즈(140B)의 광 입사면(140Bi)에서의 법선과 이루는 각도 γ가 약 10°로 되는 것이 밝혀졌다. 이 때문에, 실시예 2에 따른 조명 장치(110B)에서는, 소정의 마진을 예상하여, 이 각도 γ를 0°∼20°로 하는 것으로 하고 있다. 이 때문에, 실시예 2에 따른 조명 장치(110B)에 의하면, 평행화 렌즈(140B)의 광 입사면(140Bi)에서의 반사율을 전체적으로 더욱 감소시킬 수 있게 된다.

[실시예 3]

다음에, 실시예 3에 따른 조명 장치(110C) 대하여 설명한다. 도 10은 실시예 3에 따른 조명 장치(110C)를 설명하기 위해 나타내는 도면이다.

실시예 3에 따른 조명 장치(110C)가 실시예 2에 따른 조명 장치(110B)와 다른 점은 평행화 렌즈의 구성이다. 즉, 실시예 2에 따른 조명 장치(110B)에서는, 평행화 렌즈(140B)의 광 입사면(140Bi)에는 감반사막(142B)이 형성되고, 광 사출면(140Bo)에는 자외선 반사막(144B)이 형성되어 있는 데 대하여, 실시예 3에 따른 조명 장치(110C)에서는, 평행화 렌즈(140C)의 광 입사면(140Ci)에는 자외선 반사막(144C)이 형성되고, 광 사출면(142Co)에는 감반사막(142C)이 형성되어 있다.

이와 같이, 실시예 3에 따른 조명 장치(110C)는 실시예 2에 따른 조명 장치(110B)와는 평행화 렌즈의 구성이 다르지만, 소정 각도의 사출광 L₃에 대응하여 감반사막(142C)이 최적화되어 있기 때문에, 실시예 3에 따른 조명 장치(110C)에서도, 평행화 렌즈(140C)의 광 사출면(140Co)에서의 반사율을 전체적으로 더욱 감소시킬 수 있게 되고, 그 결과, 광 이용 효율을 더욱 향상시키고, 또한 불필요한 미광을 더욱 감소시킬 수 있게 된다.

여기서, 「소정 각도의 사출광 L₃」이란, 발광관(120)의 발광 중심 P로부터 방사되는 광 중 타원면 리플렉터(130) 쪽에 조명 광축(110Cax)으로부터 60°∼80° 중 어느 각도로 방사되는 광 L₁이 타원면 리플렉터(130)에서 반사된 후에 평행화 렌즈(140C)를 통과하여 평행화 렌즈(140C)의 광 사출면(140Co)으로부터 사출되는 소정 각도의 사출광 L₃」을 말한다.

본 발명자 등의 해석에 의하면, 소정 각도의 사출광 L₃이 평행화 렌즈(140C)의 광 사출면(140Co)으로부터 사출될 때, 소정 각도의 사출광 L₃이 평행화 렌즈(140C)의 광 사출면(140Co)에서의 법선과 이루는 각도 δ가 약 40°로 되는 것이 밝혀졌다. 이 때문에, 실시예 3에 따른 조명 장치(110C)에서는, 소정의 마진을 예상하여, 이 각도 δ를 30°∼50°로 하고 있다. 이 때문에, 실시예 3의 조명 장치(110C)에 의하면, 평행화 렌즈(140C)의 광 사출면(140Co)에서의 반사율을 전체적으로 더욱 감소시킬 수 있게 된다.

또, 「소정 각도의 사출광 L₃」으로서는, 예컨대, 발광관(120)의 발광 중심 P로부터 방사되는 광 중 타원면 리플렉터(130) 쪽에 조명 광축(110Cax)으로부터 60°∼80° 중 어느 각도로 방사되는 광 L₁ 중 가장 강하게 방사되는 각도로 방사되는 광이 타원면 리플렉터(130)에서 반사된 후에 평행화 렌즈(140C)를 통과하여 평행화 렌즈(140C)의 광 사출면(140Co)으로부터 사출되는 소정 각도의 사출광」을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 예컨대, 발광관(120)의 발광 중심 P로부터 방사되는 광 중 타원면 리플렉터(130) 쪽으로 조명 광축(110Cax)으로부터 60°∼80° 중 어느 각도로 방사되는 광 L₁ 중 중심의 각도 70°로 방사되는 광이 타원면 리플렉터(130)에서 반사된 후에 평행화 렌즈(140C)를 통과하여 평행화 렌즈(140C)의 광 사출면(140Co)으로부터 사출되는 소정 각도의 사출광」을 이용하는 것도 바람직하다.

이상, 본 발명의 조명 장치 및 프로젝터를 상기한 각 실시예에 근거하여 설명했지만, 본 발명은 상기한 각 실시예에 한정되는 것이 아니라, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지의 형태로 실시하는 것이 가능하고, 예컨대, 다음과 같은 변형도 가능하다.

상기 실시예 1에 있어서는, 본 발명의 조명 장치를, 세 개의 액정 장치를 이용한 프로젝터에 적용한 예에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 조명 장치를, 하나의 액정 장치만을 이용한 프로젝터, 두 개의 액정 장치를 이용한 프로젝터, 또는 네 개 이상의 액정 장치를 이용한 프로젝터에 적용하는 것도 가능하다.

상기 실시예 1에 있어서는, 본 발명의 조명 장치를, 광 입사면과 광 사출면이 다른 면으로 되는 투과형 액정 장치를 이용한 프로젝터에 적용한 예에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 조명 장치를, 광 입사면과 광 사출면이 동일한 면으로 되는 투과형 액정 장치를 이용한 프로젝터에 적용하는 것도 가능하다.

상기 실시예 1에 있어서는, 본 발명의 조명 장치를, 전기 광학 변조 장치로서 액정 장치를 이용한 프로젝터에 적용한 예에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 조명 장치를, 전기 광학 변조 장치로서 마이크로 미러형 변조 장치를 이용한 프로젝터에 적용하는 것도 가능하다.

상기 실시예 1에 있어서는, 본 발명의 조명 장치를 프로젝터에 적용한 예에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 조명 장치를 다른 광학기기에 적용하는 것도 가능하다.

본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태는 이상과 같이 개시되어 있지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명은 주로 특정한 실시예에 관하여 도시되고, 또한, 설명되어 있지만, 본 발명의 기술적 사상 및 목적의 범위로부터 일탈하는 일 없이, 이상 기술한 실시예에 대하여, 형상, 재질, 수량, 그 밖의 상세한 구성에 있어, 당업자가 여러 가지 변형을 가할 수 있는 것이다.

따라서, 상기한 바와 같이 형상, 재질 등을 한정한 기재는 본 발명의 이해를 쉽게 하기 위해 예시적으로 기재한 것이고, 본 발명을 한정할만한 것은 아니다. 그들의 형상, 재질 등의 한정의 일부 또는 전부의 한정을 제외한 부재의 명칭에서의 기재는 본 발명에 포함되는 것이다.

Claims

타원면 리플렉터와, 상기 타원면 리플렉터의 한쪽 초점 근방에 배치된 발광관과, 상기 발광관의 피조명 영역 쪽에 배치되어, 상기 발광관으로부터 피조명 영역 쪽으로 방사된 광을 상기 타원면 리플렉터로 반사하는 보조 미러와, 상기 타원면 리플렉터로부터의 광을 대략 평행화하기 위한 평행화 렌즈를 구비한 조명 장치로서,

상기 평행화 렌즈의 광입사면에는, 상기 발광관의 발광 중심으로부터 방사되는 광중 상기 타원면 리플렉터 쪽으로 조명 광축으로부터 60°∼80° 중 어느 각도로 방사되는 광이 상기 타원면 리플렉터에서 반사된 후에 상기 평행화 렌즈의 광입사면에 입사하는 소정 각도의 입사광에 대응하여 최적화된 감반사막(reflection reducing layer)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 평행화 렌즈는, 광입사면이 오목면인 오목 렌즈로 이루어지고, 상기 소정 각도의 입사광이 상기 평행화 렌즈의 광입사면에서 법선과 이루는 각도가 30°∼50°인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 평행화 렌즈는, 광 입사면이 평면이고, 또 광 사출면이 오목면인 오목 렌즈로 이루어지고, 상기 소정 각도의 입사광이 상기 평행화 렌즈의 광 입사면에서 법선과 이루는 각도가 0°∼20°인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
타원면 리플렉터와, 상기 타원면 리플렉터의 한쪽 초점 근방에 배치된 발광관과, 상기 발광관의 피조명 영역 쪽에 배치되어 상기 발광관으로부터 피조명 영역 쪽으로 방사된 광을 상기 타원면 리플렉터로 반사하는 보조 미러와, 상기 타원면 리플렉터부터의 광을 대략 평행화하기 위한 평행화 렌즈를 구비한 조명 장치에 있어서,

상기 평행화 렌즈의 광사출면에는, 상기 발광관의 발광 중심으로부터 방사되는 광 중 상기 타원면 리플렉터 쪽으로 조명 광축으로부터 60°∼80° 중 어느 각도로 방사되는 광이 상기 타원면 리플렉터에서 반사된 후에 상기 평행화 렌즈를 통과하여 상기 평행화 렌즈의 광 사출면으로부터 사출되는 소정 각도의 사출광에 대응하여 최적화된 감반사막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 평행화 렌즈는, 광 입사면이 평면이고, 또, 광 사출면이 오목면인 오목 렌즈로 이루어지고, 상기 소정 각도의 사출광이 상기 평행화 렌즈의 광 사출면에서 법선과 이루는 각도가 30°∼50°인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 감반사막은 300℃ 이상의 내열성을 갖는 유전체 다층막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제 6 항에 있어서,

상기 유전체 다층막은, 저굴절율막으로서의 SiO₂와 고굴절율막으로서의 TiO₂ 및/또는 Ta₂O₅의 적층막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 평행화 렌즈의 기재(基材)는 붕규산 유리 또는 석영 유리로 이루어지는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 기재된 조명 장치와,

상기 조명 장치로부터의 조명광을 화상 신호에 따라 변조하는 전기 광학 변조 장치와,

상기 전기 광학 변조 장치로 변조된 광을 투사하는 투사 광학계

를 구비한 것을 특징으로 하는 프로젝터.