JP2011159608A - 光源装置および投射型表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】インピーダンスを調整できる光源装置を提供する。
【解決手段】調整リング55の数量および位置を決定し配置することで、同軸線路のインピーダンスを決定することができる。そして、調整リング55を1個または複数個と選択することで、インピーダンスの調整幅が広がる利点がある。このように、従来のランプが点灯しないことや、光が暗くなることに対して同軸線路のインピーダンスを調整することで、これらの不具合を解消でき、高効率な光源装置を得ることができる。
【選択図】図1
【解決手段】調整リング55の数量および位置を決定し配置することで、同軸線路のインピーダンスを決定することができる。そして、調整リング55を1個または複数個と選択することで、インピーダンスの調整幅が広がる利点がある。このように、従来のランプが点灯しないことや、光が暗くなることに対して同軸線路のインピーダンスを調整することで、これらの不具合を解消でき、高効率な光源装置を得ることができる。
【選択図】図1
Description
本発明は、マイクロ波を照射することで発光する放電ランプを有する光源装置および、この光源装置を備える投射型表示装置に関する。
近年、高輝度の光源としてハロゲンランプに代わり、放電ランプの需要が高まっている。特にランプの放電点灯にマイクロ波を利用した放電ランプにおいて、電極を有する放電ランプでは従来の直流および交流による放電ランプに比べ、電極が消耗しにくく長寿命化が可能である。また、マイクロ波を利用することで電極を持たない無電極のランプを実現することができ、さらに長寿命なランプが期待できる。
マイクロ波を利用した光源装置の場合、電磁波のエネルギーを効率よくランプに伝えるためにインピーダンス整合が必要である。通常、マイクロ波を用いた放電ランプは光を反射するリフレクターとマイクロ波の遮蔽を同時に満たすために、リフレクターのチャンバー内にマイクロ波を閉じ込め、その中に放電ランプを置くことでプラズマを発生させて光を取り出している(たとえば、特許文献1参照)。
マイクロ波を利用した光源装置の場合、電磁波のエネルギーを効率よくランプに伝えるためにインピーダンス整合が必要である。通常、マイクロ波を用いた放電ランプは光を反射するリフレクターとマイクロ波の遮蔽を同時に満たすために、リフレクターのチャンバー内にマイクロ波を閉じ込め、その中に放電ランプを置くことでプラズマを発生させて光を取り出している(たとえば、特許文献1参照)。
しかしながら、従来のような光源装置の構成では、インピーダンスの整合を行う機構がないため、ランプが点灯しないことや、光が暗くなることがある。このため、別に整合器やチャンバーの形状調整などが必要になり、光源装置の大型化およびコストの上昇という課題がある。
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものである。以下の形態または適用例により実現することが可能である。
[適用例1]本適用例にかかる光源装置は、マイクロ波を生成するマイクロ波発生部と、前記マイクロ波発生部に接続され、前記マイクロ波を放射する中心導体と、前記中心導体の延長線上に配置され、前記マイクロ波により放電点灯する放電ランプと、前記放電ランプの周りを囲み、一方の端が開口された導体材料で形成されたリフレクターと、前記マイクロ波発生部と前記リフレクターとの間に配置された同軸管と、前記中心導体が挿入された調整リングとを備えることを要旨とする。
これによれば、調整リングの数量および位置を決定し配置することで、同軸線路のインピーダンスを決定することができる。そして、調整リングを1個または複数個と選択することで、インピーダンスの調整幅が広がる利点がある。
このように、従来のランプが点灯しないことや、光が暗くなることに対して同軸線路のインピーダンスを調整することで、これらの不具合を解消でき、高効率な光源装置を得ることができる。
さらに、別に整合器を設ける必要がなく光源装置の大型化およびコストの上昇を抑制することができる。
このように、従来のランプが点灯しないことや、光が暗くなることに対して同軸線路のインピーダンスを調整することで、これらの不具合を解消でき、高効率な光源装置を得ることができる。
さらに、別に整合器を設ける必要がなく光源装置の大型化およびコストの上昇を抑制することができる。
[適用例2]上記適用例にかかる光源装置において、前記調整リングは、前記マイクロ波発生部に近づけたり、遠ざけたりする調整が可能であることが好ましい。
これによれば、調整リングの位置をマイクロ波発生部側、または放電ランプ側に近づけたり、または遠ざけたりすることで、光源装置のインピーダンス調整を可能にする。
[適用例3]上記適用例にかかる光源装置において、前記調整リングは絶縁体であることが好ましい。
これによれば、マイクロ波を同軸管内に閉じ込めることができる。
[適用例4]上記適用例にかかる光源装置において、前記マイクロ波発生部から伝送される高周波の伝送モードが、TEM(Transverse Electro Magnetic)モードであることが好ましい。
これによれば、放電ランプからの発光をより効率的に利用し、上述の効果を奏することができる。
[適用例5]上記適用例にかかる光源装置において、前記リフレクターまたは前記リフレクターの内面は、金属であることが好ましい。
これによれば、上述の効果を奏するとともに、高周波がリフレクターの外に漏洩することを防ぐことができる。
[適用例6]上記適用例にかかる光源装置において、前記リフレクターが前記放電ランプから射出される光束の光軸上に光を効率的に集光または偏光する光学部材を備えていることが好ましい。
これによれば、リフレクターに光学レンズなどの光学部材を備えることにより、光源から光学部材までの導光距離を短くでき、光の利用効率を向上させることができる。光学部材としては集光レンズ、コリメートレンズなどを利用できるため、光源装置の光束出口において光束を集光または平行光にすることができ、光学設計上の自由度が増す。
[適用例7]本適用例にかかる投射型表示装置は、マイクロ波を生成するマイクロ波発生部と、前記マイクロ波発生部に接続され、前記マイクロ波を放射する中心導体と、前記中心導体の延長線上に配置され、前記マイクロ波により放電点灯する放電ランプと、前記放電ランプの周りを囲み、一方の端が開口された導体材料で形成されたリフレクターと、前記マイクロ波発生部と前記リフレクターとの間に配置された同軸管と、前記中心導体が挿入された調整リングとを備える光源装置と、前記光源装置から射出された光束を、入力される画像情報に応じて変調し光学像を形成する光変調部と、前記光変調部により形成された光学像を投写する投射部と、が備えられていることを要旨とする。
これによれば、同軸線路のインピーダンスが調整可能で高効率な光源装置を備えており、光の利用効率が高い投射型表示装置を提供できる。また、光源装置とは別に、整合器を設ける必要がなく、投射型表示装置の小型化に寄与することができる。
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識容易な大きさとするため、各部材の寸法の割合を適宜変更している。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態の光源装置の概略構成を示す概略構成図である。図1(a)は、本実施形態の光源装置の概略平面図である。図1(b)は、光軸P方向に沿った側面断面図であり、図1(c)はマッチング部の光軸P方向に直交する方向の断面図である。
光源装置1は、マイクロ波を生成するマイクロ波発生部10と、マイクロ波を利用して発光に係わる発光部20と、を備えている。
そして、発光部20は、同軸管50と、放電ランプ35と、リフレクター40と、を有して構成されている。
図1は、第1の実施形態の光源装置の概略構成を示す概略構成図である。図1(a)は、本実施形態の光源装置の概略平面図である。図1(b)は、光軸P方向に沿った側面断面図であり、図1(c)はマッチング部の光軸P方向に直交する方向の断面図である。
光源装置1は、マイクロ波を生成するマイクロ波発生部10と、マイクロ波を利用して発光に係わる発光部20と、を備えている。
そして、発光部20は、同軸管50と、放電ランプ35と、リフレクター40と、を有して構成されている。
同軸管50はコネクター部52と、マッチング部54と、中心導体30と、環状の調整リング55と、を有し、コネクター部52においてマイクロ波発生部10に接続されている。
中心導体30は円柱状に形成され、マイクロ波発生部10内から光軸P方向に延出し、マイクロ波発生部10で生成したマイクロ波を放射する。そして、中心導体30から等距離で取り囲むように外管56が設けられている。なお、中心導体30と外管56は、銅などの金属で形成された導体または石英ガラスなどで形成された誘電体が用いられている。また、コネクター部52では中心導体30と外管56とが短絡しないようにセラミックス、フッ素系樹脂などの絶縁部材53が両者の間に設けられている。
中心導体30は円柱状に形成され、マイクロ波発生部10内から光軸P方向に延出し、マイクロ波発生部10で生成したマイクロ波を放射する。そして、中心導体30から等距離で取り囲むように外管56が設けられている。なお、中心導体30と外管56は、銅などの金属で形成された導体または石英ガラスなどで形成された誘電体が用いられている。また、コネクター部52では中心導体30と外管56とが短絡しないようにセラミックス、フッ素系樹脂などの絶縁部材53が両者の間に設けられている。
マッチング部54には、中心導体30の光軸P方向に位置調整可能な調整リング55が備えられている。そして、調整リング55には、中心導体30が挿入されている。本実施形態の図1においては、調整リング55を2個備えている。具体的には、外管56にはスリット59が設けられ、2個の調整リング55にそれぞれ設けられた把持部57がスリット59から外管56の外側に延出している。把持部57を光軸P方向に移動させ、調整リング55の位置をマイクロ波発生部10側、または放電ランプ35側に近づけたり、遠ざけたりする調整が可能である。このような調整をすることにより、同軸管50のインピーダンスが変わり、伝搬するマイクロ波の共振周波数を調整することができる。これにより、微調整ができる。なお、調整リング55および把持部57はテフロン(登録商標)などの絶縁体で形成され、マイクロ波を同軸管50内に閉じ込めることができる。なお、調整リング55は、図示した2個に限らず3個以上の複数個であっても良く、または1個であってもよい。また、調整リング55の外周には、破線で示したように、複層リングを備え、2重構造となっていてもよい。その場合、破線で図示した複層リングは、テフロン(登録商標)などの絶縁体であっても良く、アルミニウムなどの金属であっても良い。
このように、中心導体30を内導体、外管56を外導体とする同軸管50が形成され、光軸P方向にマイクロ波を伝送可能である。
なお、マイクロ波発生部10から伝送される高周波の伝送モードとして、波の伝搬方向に電場の成分と磁場の成分がゼロであるTEM(Transverse Electro Magnetic)モードが用いられている。このため、マイクロ波の伝送の損失が少なく、効率的なマイクロ波の伝搬ができる。
また、一般に、マイクロ波帯としての慣用的周波数は、3GHz〜30GHzをいうが、本実施形態では、UHF帯からSHF帯に相当する300MHz〜30GHz帯をマイクロ波帯と定義する。
なお、マイクロ波発生部10から伝送される高周波の伝送モードとして、波の伝搬方向に電場の成分と磁場の成分がゼロであるTEM(Transverse Electro Magnetic)モードが用いられている。このため、マイクロ波の伝送の損失が少なく、効率的なマイクロ波の伝搬ができる。
また、一般に、マイクロ波帯としての慣用的周波数は、3GHz〜30GHzをいうが、本実施形態では、UHF帯からSHF帯に相当する300MHz〜30GHz帯をマイクロ波帯と定義する。
リフレクター40は光学的に光が平行光または焦点を結ぶ形状に形成され、光学的自由曲面を有している。このリフレクター40は、一方の端が開口され、他端は同軸管50に接続されている。
リフレクター40の形状は、同軸管50に近い部分は半球状に形成され、そこから筒状に開口部42まで延びている形状となっている。
リフレクター40は導体材料であるアルミニウムなどの金属で形成され、グランドに接地されている。このようにして、リフレクター40で遮蔽した電磁波を電気的にグランドに導通させている。
リフレクター40の形状は、同軸管50に近い部分は半球状に形成され、そこから筒状に開口部42まで延びている形状となっている。
リフレクター40は導体材料であるアルミニウムなどの金属で形成され、グランドに接地されている。このようにして、リフレクター40で遮蔽した電磁波を電気的にグランドに導通させている。
また、リフレクター40の内面41は光の反射率が90%以上となる鏡面に形成されている。この内面41はマイクロ波を反射させ、放電ランプ35が射出した光束を反射しながらリフレクター40の開口部42から外部に導出する。
なお、リフレクター40全体が金属材料で形成されていなくても、リフレクター40の放電ランプ35と対する表面が金属材料で形成され、電気的にグランドに導通されていればよい。これにより、高周波がリフレクター40の外に漏洩しない。
なお、リフレクター40全体が金属材料で形成されていなくても、リフレクター40の放電ランプ35と対する表面が金属材料で形成され、電気的にグランドに導通されていればよい。これにより、高周波がリフレクター40の外に漏洩しない。
中心導体30は同軸管50より、リフレクター40内に延出し、中心導体30の先端には放電ランプ35が設けられている。言い換えると、中心導体30の延長線上に放電ランプ35が配置されている。この放電ランプ35の周りを囲むようにリフレクター40が形成され、放電ランプ35はリフレクター40の光学焦点位置に配置されている。
このように、リフレクター40の光学焦点位置に放電ランプ35が配置されていることから、放電ランプ35から射出される光束がリフレクター40で効率よく反射しながら導出され、反射時の光学ロスを低減することができる。
このように、リフレクター40の光学焦点位置に放電ランプ35が配置されていることから、放電ランプ35から射出される光束がリフレクター40で効率よく反射しながら導出され、反射時の光学ロスを低減することができる。
放電ランプ35は、非導電性材料である石英ガラスまたは透明セラミックス等により形成された透明容器にマイクロ波により発光する発光物質を封入して形成されている。封入される発光物質として、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンなどの希ガスや、水銀、金属ハロゲン化合物などが用いられる。
なお、放電ランプ35は電極を有する有電極構造のものであっても、無電極構造のものであってもよい。
なお、放電ランプ35は電極を有する有電極構造のものであっても、無電極構造のものであってもよい。
次に、第1の実施形態のマイクロ波発生部の構成について図面を参照して説明する。
図2は、マイクロ波発生部の概略構成を示すブロック図である。マイクロ波発生部10は、高周波信号を出力する高周波発振部11と、高周波発振部11から出力された高周波信号をマイクロ波として放射する導波部12とから構成されている。
図2は、マイクロ波発生部の概略構成を示すブロック図である。マイクロ波発生部10は、高周波信号を出力する高周波発振部11と、高周波発振部11から出力された高周波信号をマイクロ波として放射する導波部12とから構成されている。
高周波発振部11は、電源13と、高周波発振器としての弾性表面波(Surface Acoustic Wave:SAW)発振器と、増幅器14とを有して構成される。本実施形態では弾性表面波発振器としてダイヤモンドSAW発振器15を採用している。導波部12は、中心導体30と安全器としてのアイソレーター16とを有している。
高周波発振部11について詳細に説明する。電源13は、ダイヤモンドSAW発振器15と増幅器14とに電力を供給している。ダイヤモンドSAW発振器15の後段は、増幅器14の前段に接続されている。そして、ダイヤモンドSAW発振器15から出力された高周波信号は、増幅器14で増幅された後に出力される。この増幅器14から出力される高周波信号が、高周波発振部11から出力される高周波信号となる。
本実施形態では、高周波発振部11から、放電ランプ35内に封入される発光物質を励起して発光させる高周波出力レベルに増幅された高周波信号(本実施形態では2.45GHz、波長λは約12cm)を出力する。
本実施形態では、高周波発振部11から、放電ランプ35内に封入される発光物質を励起して発光させる高周波出力レベルに増幅された高周波信号(本実施形態では2.45GHz、波長λは約12cm)を出力する。
次に、導波部12について詳細に説明する。導波部12は、高周波発振部11から出力された高周波信号を導波してマイクロ波10Aとして放射するものであり、マイクロ波10Aを放射させる中心導体30と反射波対策としてアイソレーター16とを備えている。
中心導体30は、単一指向性を有するマイクロ波を放射する中心導体となっている。この中心導体30により、略平面波のマイクロ波10Aを放射することができる。
アイソレーター16は、増幅器14の後段で、中心導体30との間に設置されている。そのため、中心導体30からマイクロ波10Aを放射した結果として、反射波が高周波発振部11に戻ることを防止している。
アイソレーター16は、増幅器14の後段で、中心導体30との間に設置されている。そのため、中心導体30からマイクロ波10Aを放射した結果として、反射波が高周波発振部11に戻ることを防止している。
以上の構成の光源装置1において、マイクロ波発生部10は、高周波信号を生成しマイクロ波としてリフレクター40内へ向けて放射する。放射されるマイクロ波は、略平面波であり、リフレクター40の内面41により反射され、反射されたマイクロ波は、放電ランプ35の中心部に収束する。放電ランプ35に収束されたマイクロ波により、封入されている発光物質が励起(および電離)されプラズマ発光することにより、放電ランプ35が発光する。
放電ランプ35が発光することにより、光束が射出される。射出された光束の一部は、リフレクター40に達して反射される。そして、これら光束は、リフレクター40の内面41で反射されながら開口部42から外部へと導出される。また、調整リング55の数量および位置を決定し配置することで、同軸線路のインピーダンスを決定することができる。そして、調整リング55の数量を1個または複数個と選択することで、インピーダンスの調整幅が広がる利点がある。
放電ランプ35が発光することにより、光束が射出される。射出された光束の一部は、リフレクター40に達して反射される。そして、これら光束は、リフレクター40の内面41で反射されながら開口部42から外部へと導出される。また、調整リング55の数量および位置を決定し配置することで、同軸線路のインピーダンスを決定することができる。そして、調整リング55の数量を1個または複数個と選択することで、インピーダンスの調整幅が広がる利点がある。
ここで、中心導体を伝搬するマイクロ波の共振周波数が整合しないとき、または整合の向上を必要とするときには、ランプが点灯しないことや、光が暗くなることがある。このときには、調整リング55を光軸P方向に移動させることで調整リング55の位置をマイクロ波発生部10側、または放電ランプ35側に近づける、または遠ざけたりする調整をすることにより、同軸管50のインピーダンスが変わり、伝搬するマイクロ波の共振周波数を調整(マッチング)することができる。このようにすることで、従来のランプが点灯しないことや、光が暗くなることに対してインピーダンスを調整することで、正常な発光ができ高効率な光源装置1を得ることができる。さらに、別に整合器を設ける必要がなく光源装置1の大型化およびコストの上昇を抑制することができる。
次に、このインピーダンスの調整の原理について説明する。
同軸線路のインピーダンスZは以下の式(1)で表される。
同軸線路のインピーダンスZは以下の式(1)で表される。
この式(1)より、調整リング55がテフロン(登録商標)などの絶縁である場合には、調整リング55の出し入れにより内導体径dが変化したことになりインピーダンスZが変化する。また、調整リング55がテフロン(登録商標)などの絶縁体である場合、線路の誘電率εが変化したことになりインピーダンスZが変化する。
このようにして、調整リング55の位置を調整することでインピーダンスを調整することが可能である。
このようにして、調整リング55の位置を調整することでインピーダンスを調整することが可能である。
次に、第1の実施形態の光源装置1と、調整リング55を備えない光源装置とを比較評価を行った。評価項目は、輝度効率である。
比較評価の条件について説明する。
放電ランプ35は、200W管水銀ランプを用いた。リフレクター40の開口部42の直径は50mm、放電ランプ35から開口部42までの長さは70mmである。中心導体30の直径は3mmである。そして、調整リング55はテフロン(登録商標)からなり、内径は3mm、外径は5mm、幅は5mmである。調整リング55の可動範囲は70mmである。さらに、破線で図示した複層リングはアルミニウムからなり、内径は5mm、外径は7mm、幅は5mmである。
放電ランプ35は、200W管水銀ランプを用いた。リフレクター40の開口部42の直径は50mm、放電ランプ35から開口部42までの長さは70mmである。中心導体30の直径は3mmである。そして、調整リング55はテフロン(登録商標)からなり、内径は3mm、外径は5mm、幅は5mmである。調整リング55の可動範囲は70mmである。さらに、破線で図示した複層リングはアルミニウムからなり、内径は5mm、外径は7mm、幅は5mmである。
比較評価した結果、調整リング55を備えない光源装置の輝度効率は35Lm/Wと低い結果であったに対し、第1の実施形態の光源装置1の輝度効率は70Lm/Wであり、この比較評価においても、上述した効果を奏することが確認できた。
(変形例1)
次に、第1の実施形態の変形例1として、光源装置のリフレクターに光学部材を備えた変形例1について説明する。この変形例1において、光学部材以外は第1の実施形態と同じ構成であり、同じ符号を付して説明を省略する。
図3は変形例1の光源装置の構成を示す概略断面図である。
次に、第1の実施形態の変形例1として、光源装置のリフレクターに光学部材を備えた変形例1について説明する。この変形例1において、光学部材以外は第1の実施形態と同じ構成であり、同じ符号を付して説明を省略する。
図3は変形例1の光源装置の構成を示す概略断面図である。
図3(a)に示すように、光源装置4にはリフレクター40の開口部付近に光学レンズ61,62が備えられている。光学レンズ61,62は、リフレクター40の内部に耐熱性を有する接着剤などで固着されている。
光学レンズ61は凸レンズ、光学レンズ62は凹レンズであり、これらのレンズの組み合わせにより、光束を集光あるいは平行光に変換する。レンズの組み合わせは、この変形例に限らず、使用目的に合わせて適宜変更して組み合わせることが可能である。
光学レンズ61は凸レンズ、光学レンズ62は凹レンズであり、これらのレンズの組み合わせにより、光束を集光あるいは平行光に変換する。レンズの組み合わせは、この変形例に限らず、使用目的に合わせて適宜変更して組み合わせることが可能である。
このように、リフレクター40に光学レンズ61,62を備えることにより、光源としての放電ランプ35から光学レンズ61,62までの導光距離を短くできるため、光の利用効率が向上する。また、光束の出口にて光束を集光したり平行光にしたりすることができ、光学設計上の自由度が増す。
また、他の変形例として図3(b)に示すような、リフレクター40の先端に光学レンズユニット70が装着された光源装置5を例示する。
光学レンズユニット70は筒状のレンズ筐体73に光学レンズ71,72が固着されている。光学レンズ71,72は、レンズ筐体73に耐熱性を有する接着剤などで固着されている。また、またレンズ筐体73とリフレクター40との係合部には螺子が形成され、光学レンズユニット70が光軸Pに沿って移動が可能である。
光学レンズユニット70は筒状のレンズ筐体73に光学レンズ71,72が固着されている。光学レンズ71,72は、レンズ筐体73に耐熱性を有する接着剤などで固着されている。また、またレンズ筐体73とリフレクター40との係合部には螺子が形成され、光学レンズユニット70が光軸Pに沿って移動が可能である。
このように、リフレクター40に光学レンズユニット70を装着する構成であることにより、目的に対応した光学レンズユニットを複数用意しておけば、一つの光源装置で複数の用途に対応することができる。
(変形例2)
次に、第1の実施形態の変形例2として、光源装置の中心導体30を石英ガラスで覆った変形例について説明する。この変形例2において、第1の実施形態と同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。
図4は変形例2の光源装置の構成を示す概略断面図である。
次に、第1の実施形態の変形例2として、光源装置の中心導体30を石英ガラスで覆った変形例について説明する。この変形例2において、第1の実施形態と同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。
図4は変形例2の光源装置の構成を示す概略断面図である。
図4に示すように、光源装置6の中心導体30はマイクロ波発生部10内から光軸P方向に延出し、透明な石英ガラスで形成された石英管32が中心導体30の外周を覆うように設けられている。
石英管32のリフレクター40に囲まれた一部分は略球状にふくらみ、その内部に空間部31が形成され、発光物質が封入されている。この空間部31には、マイクロ波発生部10内から延出した中心導体30と、石英管32の先端から延出した導体34とが所定の距離を保って配置されている。このように、中心導体30と石英管32と放電ランプ35とが一体となった構造を有している。
石英管32のリフレクター40に囲まれた一部分は略球状にふくらみ、その内部に空間部31が形成され、発光物質が封入されている。この空間部31には、マイクロ波発生部10内から延出した中心導体30と、石英管32の先端から延出した導体34とが所定の距離を保って配置されている。このように、中心導体30と石英管32と放電ランプ35とが一体となった構造を有している。
マイクロ波発生部10で生成したマイクロ波は同軸管50を経て空間部31に放射され、また石英管32の先端部に形成に配置された導体34により空間部31にプラズマを集中させる。このことから、空間部31の発光物質が励起(及び電離)されプラズマ発光することにより、放電ランプ35が発光する。
また、中心導体30の外周を覆う石英管32に向かって、マッチング部54から調整リング55をマイクロ波発生部10側、または放電ランプ35側に近づけたり、遠ざけたりする調整することにより、同軸管50のインピーダンスが変わり、伝搬するマイクロ波の共振周波数を調整することができる。
このような、変形例2の構造においても、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、変形例2の光源装置6のリフレクター40に変形例1のような光学部材を備えてもよい。
このような、変形例2の構造においても、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、変形例2の光源装置6のリフレクター40に変形例1のような光学部材を備えてもよい。
(変形例3)
次に、第1の実施形態の変形例3として、放電ランプ35が中心導体30の延長線上に配置された変形例について説明する。この変形例3において、第1の実施形態と同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。
図5は変形例3の光源装置の構成を示す概略断面図である。
次に、第1の実施形態の変形例3として、放電ランプ35が中心導体30の延長線上に配置された変形例について説明する。この変形例3において、第1の実施形態と同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。
図5は変形例3の光源装置の構成を示す概略断面図である。
図5に示すように、光源装置7の中心導体30はマイクロ波発生部10内から光軸P方向に延出している。そして、放電ランプ35が中心導体30の延長線上に配置され、中心導体30から離間している。透明な石英ガラスで形成された石英管32が中心導体30の外周を覆うように設けられている。
石英管32のリフレクター40に囲まれた一部分は略球状にふくらみ、その内部に空間部31が形成され、発光物質が封入されている。この空間部31には、マイクロ波発生部10内から延出した中心導体30と、石英管32の先端から延出した導体34とが所定の距離を保って配置されている。このように、放電ランプ35が中心導体30から分離した構造であり、リフレクター40の内面41に固定されている。
石英管32のリフレクター40に囲まれた一部分は略球状にふくらみ、その内部に空間部31が形成され、発光物質が封入されている。この空間部31には、マイクロ波発生部10内から延出した中心導体30と、石英管32の先端から延出した導体34とが所定の距離を保って配置されている。このように、放電ランプ35が中心導体30から分離した構造であり、リフレクター40の内面41に固定されている。
マイクロ波発生部10で生成したマイクロ波は同軸管50を経て空間部31に放射され、また石英管32の先端部に形成に配置された導体34により空間部31にプラズマを集中させる。このことから、空間部31の発光物質が励起(及び電離)されプラズマ発光することにより、放電ランプ35が発光する。
また、中心導体30の外周を覆う石英管32に沿って、マッチング部54から調整リング55をマイクロ波発生部10側、または放電ランプ35側に近づけたり、遠ざけたりする調整することにより、同軸管50のインピーダンスが変わり、伝搬するマイクロ波の共振周波数を調整することができる。
このような、変形例3の構造においても、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、変形例3の光源装置7のリフレクター40に変形例1のような光学部材を備えてもよい。
このような、変形例3の構造においても、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、変形例3の光源装置7のリフレクター40に変形例1のような光学部材を備えてもよい。
(第2の実施形態)
続いて、前述した光源装置を採用した投射型表示装置としてのプロジェクターについて図面を参照して説明する。
図6は、第2の実施形態のプロジェクターの概略構成を示すブロック図である。
プロジェクター100は、前述した光源装置1と光学系110とから構成されている。
光学系110は、照明光学系120と、光変調部130と、色合成光学系140と、投射部150とを有して構成されている。また、光源装置1は、マイクロ波発生部10と発光部20とを有して構成される。
続いて、前述した光源装置を採用した投射型表示装置としてのプロジェクターについて図面を参照して説明する。
図6は、第2の実施形態のプロジェクターの概略構成を示すブロック図である。
プロジェクター100は、前述した光源装置1と光学系110とから構成されている。
光学系110は、照明光学系120と、光変調部130と、色合成光学系140と、投射部150とを有して構成されている。また、光源装置1は、マイクロ波発生部10と発光部20とを有して構成される。
次に、プロジェクター100の動作について説明する。マイクロ波発生部10からはマイクロ波を放射し、発光部20は、マイクロ波発生部10から放射されたマイクロ波により発光する。また、照明光学系120は、光源装置1から射出された光束の照度を均一化し、各色光に分離する。
光変調部130は、照明光学系120で分離された各色光の光束に対して画像情報に応じて変調して光学像を形成する。色合成光学系140は、照明光学系120で色分離され光変調部130で変調された各色光の光学像を合成し、投射部150にて光学像を投写する。
プロジェクター100に搭載される放電ランプ35はマイクロ波を利用したランプであり、従来の放電ランプを用いる照明装置を備えたプロジェクターと比較して、光源装置1の長寿命化を実現し、光源装置交換の煩わしさを軽減し、経済的効果を向上させることができる。
また、前述した光源装置1を採用することにより、光源装置1におけるインピーダンスを調整でき、放電ランプ35から射出された光の利用効率を向上させたプロジェクター100を提供できる。
1,4,5,6,7…光源装置、10…マイクロ波発生部、10A…マイクロ波、11…高周波発振部、12…導波部、13…電源、14…増幅器、15…ダイヤモンドSAW発振器、16…アイソレーター、20…発光部、30…中心導体、31…空間部、32…石英管、34…導体、35…放電ランプ、40…リフレクター、41…内面、42…開口部、50…同軸管、52…コネクター部、53…絶縁部材、54…マッチング部、55…調整リング、56…外管、57…把持部、59…スリット、61,62…光学部材としての光学レンズ、70…光学レンズユニット、71,72…光学部材としての光学レンズ、100…投射型表示装置としてのプロジェクター、110…光学系、120…照明光学系、130…光変調部、140…色合成光学系、150…投射部、P…光軸、λ…マイクロ波の波長。
Claims (7)
- マイクロ波を生成するマイクロ波発生部と、
前記マイクロ波発生部に接続され、前記マイクロ波を放射する中心導体と、
前記中心導体の延長線上に配置され、前記マイクロ波により放電点灯する放電ランプと、
前記放電ランプの周りを囲み、一方の端が開口された導体材料で形成されたリフレクターと、
前記マイクロ波発生部と前記リフレクターとの間に配置された同軸管と、
前記中心導体が挿入された調整リングとを備えることを特徴とする光源装置。 - 請求項1に記載の光源装置において、
前記調整リングは、前記マイクロ波発生部に近づけたり、遠ざけたりする調整が可能であることを特徴とする光源装置。 - 請求項1または2に記載の光源装置において、
前記調整リングは絶縁体であることを特徴とする光源装置。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の光源装置において、
前記マイクロ波発生部から伝送される高周波の伝送モードが、TEM(Transverse Electro Magnetic)モードであることを特徴とする光源装置。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載の光源装置において、
前記リフレクターまたは前記リフレクターの内面は、金属であることを特徴とする光源装置。 - 請求項1〜5のいずれか一項に記載の光源装置において、
前記リフレクターが前記放電ランプから射出される光束の光軸上に光を効率的に集光または偏光する光学部材を備えていることを特徴とする光源装置。 - マイクロ波を生成するマイクロ波発生部と、
前記マイクロ波発生部に接続され、前記マイクロ波を放射する中心導体と、
前記中心導体の延長線上に配置され、前記マイクロ波により放電点灯する放電ランプと、
前記放電ランプの周りを囲み、一方の端が開口された導体材料で形成されたリフレクターと、
前記マイクロ波発生部と前記リフレクターとの間に配置された同軸管と、
前記中心導体が挿入された調整リングとを備える光源装置と、
前記光源装置から射出された光束を、入力される画像情報に応じて変調し光学像を形成する光変調部と、
前記光変調部により形成された光学像を投写する投射部と、が備えられていることを特徴とする投射型表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010022847A JP2011159608A (ja) | 2010-02-04 | 2010-02-04 | 光源装置および投射型表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2010022847A JP2011159608A (ja) | 2010-02-04 | 2010-02-04 | 光源装置および投射型表示装置 |
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Family Applications (1)
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JP2010022847A Withdrawn JP2011159608A (ja) | 2010-02-04 | 2010-02-04 | 光源装置および投射型表示装置 |
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Country | Link |
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-
2010
- 2010-02-04 JP JP2010022847A patent/JP2011159608A/ja not_active Withdrawn
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