JP4211791B2 - Light source device and projector - Google Patents
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Description
本発明は、光源装置、およびプロジェクタに関する。 The present invention relates to a light source device and a projector.
従来、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調し光学像を拡大投射するプロジェクタが利用されている。
このようなプロジェクタの光源装置としては、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ等の放電型の光源ランプと、光源ランプから射出された光束を反射するリフレクタと、これら光源ランプおよびリフレクタを内部に収納するランプハウジングとを備えた構成が多用される(例えば、特許文献1参照)。
2. Description of the Related Art Conventionally, projectors that modulate a light beam emitted from a light source according to image information and project an enlarged optical image have been used.
As a light source device for such a projector, a discharge-type light source lamp such as a metal halide lamp or a high-pressure mercury lamp, a reflector that reflects a light beam emitted from the light source lamp, and a lamp housing that houses the light source lamp and the reflector inside (See, for example, Patent Document 1).
ところで、特許文献1に記載の光源装置では、光源ランプから射出された光束のうちリフレクタ側に向う光束は、リフレクタにて反射され、照明対象に対して照射可能な利用光となる。また、光源ランプから射出された光束のうちリフレクタから外れた光束は、照明対象に対して照射することができない非利用光となる。そして、この非利用光は、ランプハウジングに照射され、ランプハウジング内壁にて吸収されて熱に変換される。このため、光源装置内部の温度が上昇し、光源装置の冷却が困難なものとなり、光源装置の長寿命化が図れない、という問題がある。 By the way, in the light source device described in Patent Document 1, the light beam directed toward the reflector among the light beams emitted from the light source lamp is reflected by the reflector and becomes use light that can be irradiated to the illumination target. In addition, the light beam emitted from the light source lamp and deviated from the reflector becomes unused light that cannot be irradiated to the illumination target. The unused light is irradiated onto the lamp housing, absorbed by the inner wall of the lamp housing, and converted into heat. For this reason, the temperature inside the light source device rises, and it becomes difficult to cool the light source device, and there is a problem that the life of the light source device cannot be extended.
本発明の目的は、長寿命化が図れる光源装置、およびプロジェクタを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a light source device and a projector capable of extending the life.
本発明の光源装置は、放電空間を有する発光管、および前記発光管の放電空間に配置される一対の電極を有する光源ランプと、断面略凹状に拡がり前記光源ランプから放射された光束を反射するリフレクタとを備えた光源装置であって、前記リフレクタの光射出前方側には、前記光源ランプから射出された光束のうち前記リフレクタから外れた非利用光を反射する非利用光反射面を有する非利用光反射部材が設けられ、前記非利用光反射部材は、前記非利用光反射面が対向するように一対設けられ、前記非利用光反射面は、第1焦点位置が前記光源ランプの発光中心となり、前記非利用光を反射して第2焦点位置に集光させ当該光源装置外部に導く回転楕円面で構成され、前記第2焦点位置と該非利用光反射面とを結ぶ空間内に前記光源ランプおよび前記リフレクタが入らないように設定され、前記非利用光反射部材には、前記光束を透過させる切り欠きが形成され、前記非利用光反射部材の切り欠きは、他方の前記非利用光反射部材の前記非利用光反射面で反射された光束を透過させることを特徴とする。
ここで、リフレクタとしては、パラボラリフレクタおよび楕円面リフレクタのいずれを採用してもよい。
また、非利用光反射部材としては、リフレクタ等を支持する支持部材(ランプハウジング)の内壁に一体的に形成する、すなわち、支持部材の内壁に非利用光反射面を形成する構成としてもよいし、支持部材とは別体として設ける構成としても構わない。
本発明によれば、光源装置は、非利用光反射部材を備えているので、光源ランプ(第1焦点位置)から射出された光束のうちリフレクタから外れた非利用光を非利用光反射面にて反射して第2焦点位置に集光させ光源装置外部(例えば、支持部材(ランプハウジング)外部)に導くことができる。このため、従来のように非利用光がランプハウジング等の内壁にて吸収されて熱に変換されることがなく、光源装置内部の温度を低く維持することができ、ランプハウジングの劣化や光源ランプの劣化を抑制し光源装置の長寿命化が図れ
る。
また、非利用光反射面が回転楕円面で構成されているので、非利用光を反射することで第2焦点位置に集光させることができ、簡単な構成で非利用光を光源装置外部に導くことができる。
The light source device of the present invention reflects a luminous bulb having a discharge space, a light source lamp having a pair of electrodes disposed in the discharge space of the luminous tube, and a light beam radiated from the light source lamp, spreading in a substantially concave shape. A light source device including a reflector, wherein a non-use light reflecting surface that reflects unused light that is out of the reflector out of the light flux emitted from the light source lamp is provided on a light emission front side of the reflector. A utilization light reflecting member is provided, and the unused light reflection member is provided in a pair so that the unused light reflection surfaces face each other, and the unused light reflection surface has a first focal position at a light emission center of the light source lamp. And is composed of a spheroid that reflects the unused light and collects it at the second focal position and guides it to the outside of the light source device, and the light source is in a space connecting the second focal position and the unused light reflecting surface. run And the reflector are set so as not to enter, wherein the unusable-light reflection member, notches thereby transmitting the light beams are formed, the notch unusable-light reflecting member, the other of the unusable-light reflection member The light beam reflected by the unused light reflecting surface is transmitted .
Here, as the reflector, either a parabolic reflector or an elliptical reflector may be adopted.
Further, the non-use light reflecting member may be formed integrally with the inner wall of the support member (lamp housing) that supports the reflector or the like, that is, the non-use light reflecting surface may be formed on the inner wall of the support member. The support member may be provided as a separate body.
According to the present invention, since the light source device includes the non-use light reflecting member, the non-use light deviated from the reflector among the light beams emitted from the light source lamp (first focal position) is used as the non-use light reflection surface. The light can be reflected and condensed at the second focal position, and guided to the outside of the light source device (for example, outside the support member (lamp housing)). For this reason, the unused light is not absorbed by the inner wall of the lamp housing or the like and converted into heat as in the conventional case, and the temperature inside the light source device can be kept low. The life of the light source device can be extended by suppressing deterioration of the light source.
In addition, since the non-use light reflecting surface is composed of a spheroid, the non-use light can be condensed at the second focal position by reflecting the non-use light, and the non-use light can be brought out of the light source device with a simple structure. Can lead.
ところで、非利用光反射面にて非利用光を反射させ第2焦点位置に集光させる際、非利用光反射面にて反射された非利用光の一部が光源ランプやリフレクタに照射される場合には、非利用光の一部の照射により光源ランプやリフレクタの温度上昇を引き起こし、光源装置内部の温度を低く維持することが難しい。
本発明では、非利用光反射面は、第2焦点位置と該非利用光反射面とを結ぶ空間内に光源ランプおよびリフレクタが入らないように設定されているので、非利用光反射面にて反射された非利用光は、光源ランプやリフレクタに照射されることなく、第2焦点位置に集光されることとなる。このため、非利用光の一部の照射により光源ランプやリフレクタの温度上昇が引き起こされることがなく、光源装置内部の温度を低く維持することができる。
By the way, when the unused light is reflected by the unused light reflecting surface and condensed at the second focal position, a part of the unused light reflected by the unused light reflecting surface is irradiated to the light source lamp or the reflector. In some cases, it is difficult to keep the temperature inside the light source device low by causing a temperature rise of the light source lamp and the reflector due to the irradiation of a part of the unused light.
In the present invention, the unused light reflecting surface is set so that the light source lamp and the reflector do not enter the space connecting the second focal position and the unused light reflecting surface. The unused light that has been used is collected at the second focal position without being applied to the light source lamp or the reflector. For this reason, the temperature inside the light source device can be kept low without causing a temperature rise of the light source lamp or the reflector due to the irradiation of a part of the unused light.
本発明の光源装置では、前記非利用光反射面は、複数形成されていることが好ましい。
ところで、光源装置において、非利用光反射面を単体で構成した場合には、非利用光反射面を、第2焦点位置と該非利用光反射面とを結ぶ空間内に光源ランプおよびリフレクタが入らないように設定するためには、非利用光反射面が非常に小さい形状となってしまう。このため、非利用光反射面にてより多くの非利用光を反射させて光源装置外部に導くことができない。
本発明によれば、非利用光反射面が複数形成されているので、各非利用光反射面にて反射された非利用光を光源ランプやリフレクタに照射させることなく各第2焦点位置に集光させ、より多くの非利用光を光源装置外部に導くことができる。また、種々の形状で非利用光反射部材を形成でき、非利用光反射部材の設計の自由度が向上する。
In the light source device of the present invention, it is preferable that a plurality of the unused light reflecting surfaces are formed.
By the way, in the light source device, when the unused light reflecting surface is configured as a single unit, the light source lamp and the reflector do not enter the unused light reflecting surface in the space connecting the second focal position and the unused light reflecting surface. For this setting, the unused light reflecting surface becomes a very small shape. For this reason, more unused light cannot be reflected by the unused light reflecting surface and guided outside the light source device.
According to the present invention, since a plurality of unused light reflecting surfaces are formed, the unused light reflected by each unused light reflecting surface is collected at each second focal position without irradiating the light source lamp and the reflector. It can be made to emit light, and more unused light can be guided outside the light source device. Further, the unused light reflecting member can be formed in various shapes, and the degree of freedom in designing the unused light reflecting member is improved.
本発明の光源装置では、前記非利用光反射面は、前記第2焦点位置が当該光源装置外部に位置するように形成されていることが好ましい。
本発明によれば、非利用光反射面は、第2焦点位置が光源装置外部、例えば、支持部材(ランプハウジング)外部に位置するように設定されているので、例えば、非利用光を吸収して熱に変換する吸収部材を第2焦点位置に配置する構成を採用した場合に、吸収部材と前記支持部材とを所定間隔、離間した状態で配置できる。このため、上述した構成を採用した場合には、吸収部材にて生じる熱が支持部材に伝達されることを抑制でき、光源装置内部の温度を低く維持することができる。また、上述した構成を採用した場合には、吸収部材の形状を大きくする必要がなく、吸収部材の小型化が図れる。
In the light source device of the present invention, it is preferable that the unused light reflecting surface is formed so that the second focal position is located outside the light source device.
According to the present invention, the non-use light reflecting surface is set so that the second focal position is located outside the light source device, for example, the support member (lamp housing), and thus, for example, absorbs non-use light. When the configuration in which the absorbing member that converts heat into heat is disposed at the second focal position, the absorbing member and the support member can be disposed in a state of being separated by a predetermined distance. For this reason, when the structure mentioned above is employ | adopted, it can suppress that the heat which arises in an absorption member is transmitted to a support member, and can maintain the temperature inside a light source device low. Moreover, when the structure mentioned above is employ | adopted, it is not necessary to enlarge the shape of an absorption member, and size reduction of an absorption member can be achieved.
本発明の光源装置では、前記リフレクタの光射出前方側には、前記リフレクタを支持する支持部材が設けられ、前記非利用光反射部材は、前記支持部材に取り付けられていることが好ましい。
本発明によれば、非利用光反射部材が支持部材とは別に設けられているので、例えば、支持部材の内壁に非利用光反射部材を一体的に形成する、すなわち、支持部材の内壁に非利用光反射面を形成する構成と比較して、支持部材を簡素な形状で構成でき、光源装置を容易に製造できる。
In the light source device of the present invention, it is preferable that a support member for supporting the reflector is provided on the light emission front side of the reflector, and the unused light reflection member is attached to the support member.
According to the present invention, since the non-use light reflecting member is provided separately from the support member, for example, the non-use light reflecting member is integrally formed on the inner wall of the support member, that is, the non-use light reflecting member is not formed on the inner wall of the support member. Compared to the configuration in which the utilization light reflecting surface is formed, the support member can be configured in a simple shape, and the light source device can be easily manufactured.
本発明の光源装置では、反射面が前記リフレクタの反射面と対向配置され、前記光源ランプから放射された光束の一部を前記放電空間に向けて反射する副反射鏡を備えていることが好ましい。
本発明によれば、光源装置は、副反射鏡を備えているので、光源ランプからリフレクタとは反対側に放射される光束を副反射鏡にて放電空間に向けて反射させ、再度、リフレクタにて反射させることができる。このため、光源ランプから射出される光の利用効率を向上できる。また、光源ランプからリフレクタとは反対側に放射される光束を副反射鏡にて放電空間に向けて反射させることができるため、例えば副反射鏡を設けない場合と比較して、リフレクタの光軸方向寸法および開口径を小さくすることができる。すなわち、光源装置の小型化が図れる。
ところで、副反射鏡としては、照射される光束による副反射鏡の過熱を防止するために、赤外線や紫外線を透過させるコールドミラーで構成することが好ましい。このような構成では、非利用光反射部材の非利用光反射面には、副反射鏡を透過した赤外線や紫外線の非利用光が照射される。また、上述したように、副反射鏡を設けた場合には、光源装置の小型化を目的としてリフレクタの光軸方向寸法および開口径を小さくするため、副反射鏡を透過した非利用光が多くなる。したがって、光源装置に副反射鏡を設けた構成において、例えば非利用光反射部材を設けない構成と比較して、上述した効果をより好適に図れる。
In the light source device of the present invention, it is preferable that the reflecting surface is provided so as to face the reflecting surface of the reflector and includes a sub-reflecting mirror that reflects a part of the light beam emitted from the light source lamp toward the discharge space. .
According to the present invention, since the light source device includes the sub-reflecting mirror, the light beam radiated from the light source lamp to the side opposite to the reflector is reflected by the sub-reflecting mirror toward the discharge space, and again to the reflector. Can be reflected. For this reason, the utilization efficiency of the light inject | emitted from a light source lamp can be improved. Further, since the light beam emitted from the light source lamp to the opposite side of the reflector can be reflected toward the discharge space by the sub-reflecting mirror, for example, compared with the case where no sub-reflecting mirror is provided, the optical axis of the reflector Directional dimensions and opening diameters can be reduced. That is, the light source device can be reduced in size.
By the way, the sub-reflecting mirror is preferably composed of a cold mirror that transmits infrared rays or ultraviolet rays in order to prevent the sub-reflecting mirror from being overheated by the irradiated light beam. In such a configuration, the unused light reflecting surface of the unused light reflecting member is irradiated with infrared or ultraviolet unused light transmitted through the sub-reflecting mirror. Further, as described above, when the sub-reflecting mirror is provided, in order to reduce the size and the aperture diameter of the reflector in order to reduce the size of the light source device, there is a large amount of unused light transmitted through the sub-reflecting mirror. Become. Therefore, in the configuration in which the sub-reflecting mirror is provided in the light source device, for example, the above-described effects can be more suitably achieved as compared with the configuration in which the unused light reflecting member is not provided.
本発明の光源装置では、前記非利用光反射部材により当該光源装置外部に導かれる光束を吸収する吸収部材を備えていることが好ましい。
本発明によれば、光源装置が吸収部材を備えていることにより、非利用光反射部材にて光源装置外部に導かれる光束を吸収部材により吸収して熱に変換できる。このため、例えば吸収部材を設けない構成と比較して、光源装置外部に配置される部材に非利用光が照射されることがなく、吸収部材を局部的に冷却すれば光源装置が搭載される光学機器を効率的に冷却できる。
The light source device of the present invention preferably includes an absorbing member that absorbs a light beam guided to the outside of the light source device by the unused light reflecting member.
According to the present invention, since the light source device includes the absorbing member, the light beam guided to the outside of the light source device by the unused light reflecting member can be absorbed by the absorbing member and converted into heat. For this reason, compared with the structure which does not provide an absorption member, for example, the member arrange | positioned outside a light source device is not irradiated with a non-use light, and if an absorption member is cooled locally, a light source device will be mounted. Optical equipment can be cooled efficiently.
本発明の光源装置では、前記リフレクタの光射出前方側には、前記リフレクタを支持する支持部材が設けられ、前記吸収部材は、前記支持部材に取り付けられ、前記支持部材に対して前記吸収部材を付勢固定する付勢部材を備え、前記付勢部材は、熱伝導性を有する材料で構成され、前記支持部材に対して前記吸収部材を付勢固定する付勢部と、前記吸収部材から伝達された熱を外部に放熱する放熱部とを備えていることが好ましい。
本発明では、吸収部材は、付勢部材により支持部材に対して付勢固定される。そして、付勢部材は、熱伝導性を有する材料で構成される付勢部および放熱部を備えているので、吸収部材〜付勢部〜放熱部の熱伝達経路を辿って伝達された熱を放熱部にて放熱でき、吸収部材を効果的に冷却できる。
In the light source device of the present invention, a support member that supports the reflector is provided on the light emission front side of the reflector, the absorbing member is attached to the supporting member, and the absorbing member is attached to the supporting member. An urging member for urging and fixing is provided, and the urging member is made of a material having thermal conductivity, and an urging portion that urges and fixes the absorbing member with respect to the support member, and is transmitted from the absorbing member. It is preferable to include a heat radiating part that radiates the generated heat to the outside.
In the present invention, the absorbing member is biased and fixed to the support member by the biasing member. And since the urging | biasing member is equipped with the urging | biasing part comprised with the material which has heat conductivity, and a thermal radiation part, the heat transmitted along the heat transfer path | route of an absorption member-urging | biasing part-thermal radiation part is transmitted. Heat can be radiated at the heat radiating portion, and the absorbing member can be effectively cooled.
本発明のプロジェクタは、光源装置と、前記光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置にて変調された光束を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、前記光源装置は、上述した光源装置であることを特徴とする。
本発明によれば、プロジェクタは、上述した光源装置を備えているので、上述した光源装置と同様の作用・効果を享受できる。
A projector according to the present invention includes a light source device, a light modulation device that modulates a light beam emitted from the light source device according to image information, and a projection optical device that enlarges and projects the light beam modulated by the light modulation device. The light source device is a light source device as described above.
According to the present invention, since the projector includes the light source device described above, the projector can enjoy the same operations and effects as the light source device described above.
以下、本発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。
〔プロジェクタの構成〕
図1は、本実施形態におけるプロジェクタ1の概略構成を示す平面図である。
プロジェクタ1は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して画像光を形成し、該画像光をスクリーン等の投射面上に拡大投射する光学機器である。このプロジェクタ1は、図1に示すように、略直方体状の外装筺体2と、この外装筺体2内部に収納配置される光学ユニット3とで大略構成される。
なお、具体的な図示は省略するが、外装筺体2内部には、光学ユニット3の他、プロジェクタ1の構成部材に外部からの電力を供給する電源ユニット、プロジェクタ1内部を冷却する冷却ユニット、プロジェクタ1全体を制御する制御装置等が配置されるものとする。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Configuration of projector]
FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a projector 1 in the present embodiment.
The projector 1 is an optical device that modulates a light beam emitted from a light source according to image information to form image light, and enlarges and projects the image light on a projection surface such as a screen. As shown in FIG. 1, the projector 1 is roughly composed of a substantially rectangular parallelepiped
Although not shown in the drawings, in the
外装筺体2は、射出成型等による合成樹脂製品であり、プロジェクタ1の天面、前面、背面、および側面をそれぞれ構成するアッパーケース、およびプロジェクタ1の底面、前面、背面、および側面をそれぞれ構成するロアーケース等で構成される。そして、各ケースは、互いにねじ等で固定されている。
なお、外装筺体2は、合成樹脂製に限らず、その他の材料にて形成してもよく、例えば、金属等により構成してもよい。
The
The
光学ユニット3は、外装筺体2内部に配置され、画像光を形成して拡大投射する。この光学ユニット3は、図1に示すように、光源装置10、均一照明光学系20、色分離光学系30、リレー光学系35、光学装置40、および投射光学装置としての投射光学系50を備えて構成され、これらの光学系20〜35を構成する光学素子および光学装置40は、所定の照明光軸Aが設定された光学部品用筐体60内に位置決め調整されて収納されている。
The optical unit 3 is disposed inside the
光源装置10は、光源ランプ11から放射された光束を一定方向に揃えて射出し、光学装置40を照明するものである。この光源装置10は、詳しくは後述するが、図1に示すように、光源ランプ11、リフレクタとしての主反射鏡12、副反射鏡13、平行化凹レンズ14、およびこれらを保持するランプハウジング10B(図2ないし図4参照)を備えて構成されている。この光源装置10は、光学部品用筐体60に接続するアウターハウジング10C(図1)に収納配置される。光源装置10は、アウターハウジング10Cに収納配置されることで、光学部品用筐体60に対する所定位置(光源装置10から射出される光束の中心軸と光学部品用筐体60内に設定された照明光軸Aとが一致する位置)に位置決めされる。
そして、光源ランプ11から放射された光束は、主反射鏡12により光源装置10の前方側に射出方向を揃えて集束光として射出され、平行化凹レンズ14によって平行化され、均一照明光学系20に射出される。
なお、図1では主反射鏡12が楕円面リフレクタとして構成されている場合を示しており、主反射鏡12がパラボラリフレクタとして構成されている場合には平行化凹レンズ14を省略する。
The
The light beam emitted from the
FIG. 1 shows a case where the main reflecting
均一照明光学系20は、光源装置10から射出された光束を複数の部分光束に分割し、照明領域の面内照度を均一化する光学系である。この均一照明光学系20は、第1レンズアレイ21、第2レンズアレイ22、偏光変換素子23、および重畳レンズ24を備えている。
第1レンズアレイ21は、光源装置10から射出された光束を複数の部分光束に分割する光束分割光学素子としての機能を有し、照明光軸Aと直交する面内にマトリクス状に配列される複数の小レンズを備えて構成される。
第2レンズアレイ22は、上述した第1レンズアレイ21により分割された複数の部分光束を集光する光学素子であり、第1レンズアレイ21と同様に照明光軸Aに直交する面内にマトリクス状に配列される複数の小レンズを備えた構成を有している。
The uniform illumination
The
The
偏光変換素子23は、第1レンズアレイ21により分割された各部分光束の偏光方向を略一方向の直線偏光に揃える偏光変換素子である。
この偏光変換素子23は、図示を略したが、照明光軸Aに対して傾斜配置される偏光分離膜および反射膜を交互に配列した構成を具備する。偏光分離膜は、各部分光束に含まれるP偏光光束およびS偏光光束のうち、一方の偏光光束を透過し、他方の偏光光束を反射する。反射された他方の偏光光束は、反射膜によって曲折され、一方の偏光光束の射出方向、すなわち照明光軸Aに沿った方向に射出される。射出された偏光光束のいずれかは、偏光変換素子23の光束射出面に設けられる位相差板によって偏光変換され、略全ての偏光光束の偏光方向が揃えられる。このような偏光変換素子23を用いることにより、光源ランプ11から射出される光束を、略一方向の偏光光束に揃えることができるため、光学装置40で利用する光源光の利用率を向上することができる。
The
Although not shown, the
重畳レンズ24は、第1レンズアレイ21、第2レンズアレイ22、および偏光変換素子23を経た複数の部分光束を集光して光学装置40の後述する3つの液晶パネルの画像形成領域上に重畳させる光学素子である。
The superimposing
色分離光学系30は、2枚のダイクロイックミラー31,32と、反射ミラー33とを備え、ダイクロイックミラー31,32により均一照明光学系20から射出された複数の部分光束を、赤(R)、緑(G)、青(B)の3色の色光に分離する機能を具備する。
ダイクロイックミラー31,32は、基板上に所定の波長領域の光束を反射し、他の波長領域の光束を透過する波長選択膜が形成された光学素子である。そして、光路前段に配置されるダイクロイックミラー31は、青色光を反射し、その他の色光を透過するミラーである。また、光路後段に配置されるダイクロイックミラー32は、緑色光を反射し、赤色光を透過するミラーである。
The color separation
The dichroic mirrors 31 and 32 are optical elements in which a wavelength selection film that reflects a light beam in a predetermined wavelength region and transmits a light beam in another wavelength region is formed on a substrate. The
リレー光学系35は、入射側レンズ36と、リレーレンズ38と、反射ミラー37,39とを備え、色分離光学系30を構成するダイクロイックミラー31,32を透過した赤色光を光学装置40まで導く機能を有している。なお、赤色光の光路にこのようなリレー光学系35が設けられているのは、赤色光の光路の長さが他の色光の光路の長さよりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。本実施形態においては赤色光の光路の長さが長いのでこのような構成とされているが、青色光の光路の長さを長くしてリレー光学系35を青色光の光路に用いる構成も考えられる。
The relay
上述したダイクロイックミラー31により分離された青色光は、反射ミラー33により曲折された後、フィールドレンズ41を介して光学装置40に供給される。また、ダイクロイックミラー32により分離された緑色光は、そのままフィールドレンズ41を介して光学装置40に供給される。さらに、赤色光は、リレー光学系35を構成するレンズ36,38および反射ミラー37,39により集光、曲折されてフィールドレンズ41を介して光学装置40に供給される。なお、光学装置40の各色光の光路前段に設けられるフィールドレンズ41は、第2レンズアレイ22から射出された各部分光束を、各部分光束の主光線に対して平行な光束に変換するために設けられている。
The blue light separated by the
光学装置40は、入射した光束を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものである。この光学装置40は、照明対象となる光変調装置としての液晶パネル42R,42G,42B(赤色光側の液晶パネルを42R、緑色光側の液晶パネルを42G、青色光側の液晶パネルを42Bとする)と、クロスダイクロイックプリズム43とを備えて構成される。なお、フィールドレンズ41および各液晶パネル42R,42G,42Bの間には、入射側偏光板44が介在配置され、各液晶パネル42R,42G,42Bおよびクロスダイクロイックプリズム43の間には、射出側偏光板45が介在配置され、入射側偏光板44、液晶パネル42R,42G,42B、および射出側偏光板45によって入射する各色光の光変調が行なわれる。
The
液晶パネル42R,42G,42Bは、一対の透明なガラス基板に電気光学物質である液晶を密閉封入したものであり、例えば、ポリシリコンTFT(Thin Film Transistor)をスイッチング素子として、与えられた画像信号にしたがって、入射側偏光板44から射出された偏光光束の偏光方向を変調する。
クロスダイクロイックプリズム43は、射出側偏光板45から射出された色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム43は、4つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、誘電体多層膜が形成されている。略X字状の一方の誘電体多層膜は、赤色光を反射するものであり、他方の誘電体多層膜は、青色光を反射するものであり、これらの誘電体多層膜によって赤色光および青色光は曲折され、緑色光の進行方向と揃えられることにより、3つの色光が合成される。
そして、クロスダイクロイックプリズム43から射出されたカラー画像は、投射光学系50によって拡大投射され、図示を略したスクリーン上で大画面画像を形成する。
The
The cross
The color image emitted from the cross
〔光源装置の構成〕
図2ないし図4は、光源装置10の概略構成を示す図である。具体的に、図2は、光源装置10を光射出前方側から見た斜視図である。図3は、光源装置10を光射出後方側から見た斜視図である。図4は、光源装置10を光射出後方側から見た分解斜視図である。
なお、以下では、説明の便宜上、光源装置10から射出される光束の中心軸(照明光軸A)をZ軸とし、このZ軸に直交する2軸をそれぞれX軸(水平軸)およびY軸(垂直軸)とする。
光源装置10は、図2ないし図4に示すように、光源装置本体10Aと、平行化凹レンズ14(図2、図4)と、ランプハウジング10Bとを備える。
[Configuration of light source device]
2 to 4 are diagrams showing a schematic configuration of the
In the following, for convenience of explanation, the central axis (illumination optical axis A) of the light beam emitted from the
As shown in FIGS. 2 to 4, the
〔光源装置本体の構成〕
図5は、光源装置本体10Aの概略構成を示す断面図である。
光源装置本体10Aは、光源ランプ11、主反射鏡12、および副反射鏡13が一体化された構成である。
[Configuration of the light source device body]
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the light source device
The light source device
〔光源ランプの構成〕
光源ランプ11は、図5に示すように、石英ガラス管から構成される発光管111と、この発光管111内に配置される一対の電極112および図示しない封入物とを備える。
ここで、光源ランプ11としては、高輝度発光する種々の光源ランプを採用でき、例えば、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ等を採用できる。
[Configuration of light source lamp]
As shown in FIG. 5, the
Here, as the
発光管111は、中央部分に位置し略球状に膨出する発光部1111と、この発光部1111の両側に延びる一対の封止部1112,1113とで構成される。
発光部1111には、略球状の放電空間が形成され、この放電空間内に、一対の電極112と、水銀、希ガス、および少量のハロゲンが封入される。
一対の封止部1112,1113の内部には、一対の電極112と電気的に接続されるモリブデン製の金属箔112Aが挿入され、ガラス材料等で封止されている。各金属箔112Aには、さらに電極引出線としてのリード線113が接続され、このリード線113は、光源ランプ11の外部まで延出している。
そして、リード線113に電圧を印加すると、図5に示すように、金属箔112Aを介して電極112間に電位差が生じて放電が生じ、アーク像Dが生成して発光部1111内部が発光する。なお、以下では、発光中心を電極112間に生成されるアーク像Dの中心位置Oとして説明する。また、アーク像Dの中心位置Oは、一対の電極112間の略中央に位置する。さらに、アーク像Dの中心位置Oは、封止部1112,1113の延出方向に沿った発光管111の中心軸(図5では照明光軸Aと一致)と、発光部1111が最も膨出している部位の照明光軸Aに直交する平面に沿った断面との交点(発光管111の中心)に略一致するものとする。
The
A substantially spherical discharge space is formed in the
A
When a voltage is applied to the
主反射鏡12は、図3ないし図5に示すように、光源ランプ11の基端側の一方の封止部1112が挿通される筒状の首状部121、およびこの首状部121から拡がる凹曲面状の反射部122を備えた透光性を有するガラス製の一体成形品である。
首状部121には、図5に示すように、略円筒状となるように中央に挿入孔123が成形加工により形成されており、この挿入孔123の中心に封止部1112が配置される。
反射部122は、回転曲線形状のガラス面に金属薄膜を蒸着形成して構成された反射面122Aを備える。そして、この反射面122Aは、可視光を反射して赤外線および紫外線を透過するコールドミラーとなっている。
As shown in FIGS. 3 to 5, the main reflecting
As shown in FIG. 5, an
The
このような主反射鏡12の反射部122内部に配置される光源ランプ11は、アーク像Dの中心位置Oが反射部122の反射面122Aの回転曲線形状の第1焦点位置F1の近傍となるように配置される。
そして、光源ランプ11を点灯すると、図5に示すように、発光部1111から放射された光束のうち主反射鏡12に向った光束R1は、主反射鏡12の反射部122の反射面122Aで反射して、回転曲線形状の第2焦点位置F2に集束する集束光となる。
また、反射部122における光射出前方側端部は、図4または図5に示すように、発光管111の中心軸(図5では照明光軸Aに一致)に略直交して外側に延出し、平面視矩形枠形状を有する。そして、反射部122における光射出前方側端部が、光源装置本体10Aをランプハウジング10Bに位置決めするための位置決め部122Bとして機能する。
In such a
When the
Further, as shown in FIG. 4 or FIG. 5, the light emission front side end portion of the
副反射鏡13は、図5に示すように、光源ランプ11の発光管111を構成する他方の封止部1113が挿通される略筒状の首状部131、およびこの首状部131から拡がる略球面状の反射部132を備え、これら首状部131および反射部132が一体的に形成されたものである。
首状部131は、光源ランプ11に対して副反射鏡13を固着する部分であり、筒状の挿通孔131Aに光源ランプ11の封止部1113を挿通することで、図5に示すように、光源ランプ11に対して副反射鏡13が設置される。そして、この挿通孔131Aの内周面は、封止部1113との固定用接着剤が充填される接着面とされる。このように、副反射鏡13に首状部131を設けることで、首状部131を設けない構成と比較して、光源ランプ11に対する副反射鏡13の固着領域を大きくとることができ、光源ランプ11に対する副反射鏡13の固着状態を良好に維持できる。
As shown in FIG. 5, the
The
反射部132は、図5に示すように、光源ランプ11に対して副反射鏡13を設置した状態で、光源ランプ11の発光部1111の前側略半分を覆う反射部材であり、椀形状に構成されている。
この反射部132は、その内面が光源ランプ11の発光部1111の球面に倣う球面状に形成された反射面132Aとなる。なお、この反射面132Aは、主反射鏡12の反射面122Aと同様に、可視光を反射して赤外線および紫外線を透過するコールドミラーとなっている。
上述した副反射鏡13は、低熱膨張材および/または高熱伝導材である、例えば石英、アルミナセラミックス等の無機系材料から構成される。
As shown in FIG. 5, the reflecting
The reflecting
The
そして、上述した副反射鏡13を発光管111に装着することにより、図5に示すように、発光部1111から放射された光束のうち主反射鏡12とは反対側(前方側)に放射される光束R2は、光源ランプ11から主反射鏡12の反射面122Aに直接入射した光束R1と同様に、第2焦点位置F2に集束する。
Then, by attaching the above-described
〔ランプハウジングの構成〕
ランプハウジング10Bは、光源装置本体10Aおよび平行化凹レンズ14を一体化し、アウターハウジング10Cに対する所定位置に設置する部材である。このランプハウジング10Bは、図2ないし図4に示すように、支持部材としてのランプハウジング本体(インナーハウジング)15と、非利用光反射部材16(図4)と、吸収部材17と、付勢部材18とを備える。
[Configuration of lamp housing]
The
〔ランプハウジング本体の構成〕
図6および図7は、ランプハウジング本体15の概略構成を示す斜視図である。具体的に、図6は、ランプハウジング本体15を光射出前方側から見た斜視図である。図7は、ランプハウジング本体15を光射出後方側から見た斜視図である。
ランプハウジング本体15は、合成樹脂を射出成型等することにより形成された成形品であり、表面に反射防止処理が施され、図2または図3に示すように、光源装置本体10Aおよび平行化凹レンズ14を支持し、これら各部材10A,14を一体化する。このランプハウジング本体15は、図6または図7に示すように、基体151と、光源装置本体支持部152と、反射部材取付部153と、平行化凹レンズ支持部154とで構成される。
[Configuration of lamp housing body]
6 and 7 are perspective views showing a schematic configuration of the lamp housing
The
基体151は、図6または図7に示すように、光源装置10を組み立てた状態で、主反射鏡12の光射出後方側(図6または図7中、−Z軸方向側)を覆う板体で構成される。
この基体151において、−X軸方向端縁には、図6または図7に示すように、図示しないコネクタを配設するためのコネクタ配設部1511が上方に向けて立設されている。
前記コネクタは、光源ランプ11に接続される各リード線113と接続し、光源装置10をアウターハウジング10Cに収納配置した状態で、アウターハウジング10Cに設けられたコネクタ(図示略)と接続する。そして、前記各コネクタが接続することで、前記電源ユニットから光源ランプ11に電力が供給される。
As shown in FIG. 6 or 7, the
In the
The connector is connected to each
光源装置本体支持部152は、光源装置本体10Aを支持する部分であり、図6または図7に示すように、平面視矩形枠状に形成された筒形状を有し、下方側端部(図6または図7中、−Y軸方向側端部)における光射出後方側端縁(図6または図7中、−Z軸方向側端縁)が基体151に接続する。
この光源装置本体支持部152において、筒形状の内側面のZ軸方向略中央部分には、図7に示すように、筒状内側に突出し、光源装置本体支持部152を位置決めする複数(図7では2つのみ図示している)の突出部1521が形成されている。これら突出部1521の光射出後方側端面(図7中、−Z軸方向端面)は略面一となるように形成されている。そして、光源装置本体10Aは、各突出部1521の光射出後方側端面に主反射鏡12の位置決め部122Bを当接することでランプハウジング本体15に対する所定位置に位置決めされ、3つのばね部材1522(図4)にて位置決め部122Bを各突出部1521に向けて付勢することでランプハウジング本体15に対して支持固定される。このような状態では、光源装置本体支持部152における筒形状の一方の開口部分が光源装置本体10Aにより閉塞される。
The light source device main
In the light source device main
また、この光源装置本体支持部152において、X軸方向両端面には、図6または図7に示すように、光源装置本体支持部152内部に空気を流通させるための平面視矩形状の開口部1523(図7),1524が形成されている。
開口部1523には、図6に示すように、導入ダクト1523Aが一体的に形成されている。
この導入ダクト1523Aは、開口部1523周縁部分から+X軸方向に突出し、先端部分が曲折して光射出前方側(図6中、+Z軸方向側)に延出し、導入口1523A1(図6)が光射出前方側に向くように形成されている。そして、前記冷却ユニットを構成する冷却ファン等により導入口1523A1に向けて冷却空気が送風されると、冷却空気は、導入ダクト1523Aにより−Z軸方向から−X軸方向へと略90°曲折して流通し、開口部1523を介して光源装置本体支持部152内に導入される。光源装置本体支持部152内に冷却空気が導入されることで、光源装置本体10Aの光源ランプ11に冷却空気が送風されて冷却される。
Further, in the light source device main
As shown in FIG. 6, an
This
また、開口部1524には、図6または図7に示すように、排出ダクト1524Aが一体的に形成されている。
この排出ダクト1524Aは、図6または図7に示すように、開口部1524の一部を囲う部分から−X軸方向に突出し、排出口1524A1が−X軸方向に向くように形成されている。そして、排出口1524A1近傍に配設される前記冷却ユニットを構成する排気ファン等により排出口1524A1を介して光源装置本体支持部152内の空気が吸入され、プロジェクタ1外部へと排気される。
Further, as shown in FIG. 6 or FIG. 7, a
As shown in FIG. 6 or FIG. 7, the
さらに、この光源装置本体支持部152において、上下方向両端面(図6および図7中、Y軸方向両端面)には、非利用光反射部材16にて反射された光束をランプハウジング本体15外部へと通過させるための開口部1525が形成されている。この開口部1525は、非利用光反射部材16における後述する反射面の数に応じた数だけ形成されている。本実施形態では、開口部1525は、上方側端面に2つ(図6、図7)、下方側端面に2つ、計4つ形成されている。
また、各開口部1525には、図6または図7に示すように、開口内側に向けて突出する突出部1525Aがそれぞれ形成されている。そして、各突出部1525Aに吸収部材17を支持させることで各開口部1525内に吸収部材17をそれぞれ配置可能に構成されている。
なお、図6および図7では、上方側端面に形成される開口部1525および突出部1525Aのみを図示しているが、下方側端面にも開口部1525および突出部1525Aが形成されているものとする。
Further, in the light source device main
Further, as shown in FIG. 6 or FIG. 7, each
6 and 7, only the
さらにまた、この光源装置本体支持部152において、光射出前方側端面(図6または図7中、+Z軸方向端面)は、図6または図7に示すように、開口面積を小さくするように内側に向けて延出し、反射部材取付部153に接続する接続部1526が形成されている。
Furthermore, in the light source device main
図8は、反射部材取付部153に非利用光反射部材16が取り付けられた状態を示す図である。具体的に、図8は、ランプハウジング本体15の内部を光射出後方側から見た斜視図である。
反射部材取付部153は、非利用光反射部材16が取り付けられる部分であり、図6または図7に示すように、接続部1526から光射出前方側(図6および図7中、+Z軸方向)に向けて突出し、平面視略矩形状に形成された筒形状を有する。
この反射部材取付部153において、筒形状の内側面は、図8に示すように、平面視略円形状を有する。そして、反射部材取付部153の内側面における上下両側(図8中、Y軸方向両側)には、図8に示すように、外側に向けて窪む凹部1531がそれぞれ形成されている。なお、図8では、下方側に位置する凹部1531のみ図示しているが、上方側にも同様の凹部1531が形成されているものとする。
FIG. 8 is a diagram showing a state where the unused
The reflection
In the reflection
各凹部1531には、図8に示すように、水平方向に並列し、該凹部1531の光射出後方側端面(図8中、−Z軸方向端面)から光射出前方側に向けて延出する一対の溝部1532が形成されている。なお、図8では、下方側に位置する凹部1531に形成された一対の溝部1532のみ図示しているが、上方側に位置する凹部1531にも同様の一対の溝部1532が形成されているものとする。
As shown in FIG. 8, each
また、この反射部材取付部153において、光射出前方側端面(図6または図8中、+Z軸方向端面)は、図6または図8に示すように、開口面積を小さくするように内側に向けて延出し、平行化凹レンズ支持部154に接続する接続部1533が形成されている。
Further, in the reflection
平行化凹レンズ支持部154は、平行化凹レンズ14を支持する部分であり、図6または図7に示すように、接続部1533から光射出前方側(図6ないし図8中、+Z軸方向)に向けて突出し、平面視略矩形状に形成された筒形状を有する。
この平行化凹レンズ支持部154において、筒形状の内側面は、図6に示すように、平面視略円形状を有する。また、筒形状の内側面には、図6に示すように、筒状内側に突出し、平行化凹レンズ14を位置決めする平面視円形状の突出部1541が形成されている。この突出部1541の光射出前方側端面は、図6に示すように、平坦状に形成されている。そして、平行化凹レンズ14は、突出部1541の光射出前方側端面に当接することでランプハウジング本体15に対する所定位置に位置決めされ、付勢部材18により突出部1541の光射出前方側端面に付勢固定される。このような状態では、平行化凹レンズ支持部154における筒形状の一方の開口部分が平行化凹レンズ14により閉塞される。
The collimating concave
In the collimated concave
また、この平行化凹レンズ支持部154において、光射出前方側端面(図6および図7中、+Z軸方向端面)には、図6または図7に示すように、付勢部材18と係合する3つのフック1542が形成されている。
Further, in the collimated concave
〔反射部材の構成〕
図9および図10は、非利用光反射部材16の概略構成を示す図である。具体的に、図9は、非利用光反射部材16を光射出後方側から見た斜視図である。図10(A)は、非利用光反射部材16を光射出後方側から見た図である。図10(B)は、非利用光反射部材16を側方(X軸方向)から見た側面図である。図10(C)は、非利用光反射部材16を非利用光反射面側から見た平面図である。
非利用光反射部材16は、図4に示すように、光源装置本体10Aにおける主反射鏡12の光射出前方側(図4中、+Z軸方向)に配置され、光源ランプ11から射出された光束のうち主反射鏡12から外れた非利用光R3(図11、図12参照)を反射して光源装置10外部(ランプハウジング本体15外部)に導く部材である。そして、この非利用光反射部材16は、図4に示すように、2つで構成され、上下方向(図4中、Y軸方向)に各非利用光反射面1621が対向するように配置される。なお、2つの非利用光反射部材16は、同様の構成であり、以下では、1つの非利用光反射部材16のみを説明する。
[Configuration of the reflective member]
9 and 10 are diagrams showing a schematic configuration of the non-use
As shown in FIG. 4, the unused
非利用光反射部材16は、図9または図10に示すように、基体161と、反射部162とで構成される。
基体161は、ランプハウジング本体15の反射部材取付部153内部に取り付けられる部分であり、図9または図10に示すように、側面視略L字形状を有する。
この基体161において、L字形状垂直部分1611には、図9または図10に示すように、非利用光反射部材16を反射部材取付部153に取り付けた際に光源装置本体10Aから射出され平行化凹レンズ14に向う光束が透過するように、平面視略円弧状の切り欠き1611Aが形成されている。
As shown in FIG. 9 or 10, the unused
The
In the
また、この基体161において、L字形状水平部分1612は、図9または図10に示すように、平面視略矩形形状を有する。
そして、このL字形状水平部分1612において、X軸方向両端縁には、図9または図10に示すように、水平面(XZ平面)に平行に延出し、反射部材取付部153の一対の溝部1532に挿通される挿通部1612Aがそれぞれ形成されている。
また、各挿通部1612Aの光射出後方側端縁(図9中、−Z軸方向端縁)には、L字形状垂直部分1611に略平行となるように曲折する位置決め用突起1612Bがそれぞれ形成されている。これら位置決め用突起1612Bは、非利用光反射部材16を反射部材取付部153に取り付ける際に凹部1531の光射出後方側端面(図8中、−Z軸方向端面)に当接し、ランプハウジング本体15に対する所定位置に非利用光反射部材16を位置決めする部分である。
In the
In the L-shaped
Further,
すなわち、図8に示すように、一対の挿通部1612Aを一対の溝部1532に挿通し、一対の位置決め用突起1612Bを凹部1531の光射出後方側端面に当接することで、非利用光反射部材16がランプハウジング本体15に対して位置決めされた状態で取り付けられる。なお、図8では、下方側(図8中、−Y軸方向側)のみを図示しているが、上方側(図8中、+Y軸方向側)においても同様に非利用光反射部材16がランプハウジング本体15に取り付けられる。そして、この状態では、図8に示すように、各非利用光反射部材16における各L字形状垂直部分1611が反射部材取付部153の接続部1533に沿って配置されるとともに、各切り欠き1611A同士が接続して接続部1533による開口と略同形状の平面視略円形状の開口を形成する。すなわち、主反射鏡12にて反射され、第2焦点位置F2に集光される光束(利用光)は、非利用光反射部材16にて遮光されることなく、前記開口を介して平行化凹レンズ14に入射する。
That is, as shown in FIG. 8, the unused
図11および図12は、反射部162により反射される非利用光R3の軌跡を示す図である。具体的に、図11(A)は、光源装置本体10Aおよび非利用光反射部材16を側方(X軸方向)から見た模式図である。図11(B)は、光源装置本体10Aおよび非利用光反射部材16を照明光軸A方向から見た模式図である。図12は、反射部162により反射される非利用光R3の軌跡を示す斜視図である。なお、図11および図12では、説明の便宜上、一部の部材を省略している。
反射部162は、光源ランプ11から射出され主反射鏡12から外れた非利用光R3(本実施形態では、副反射鏡13を設けているため、副反射鏡13を透過した赤外線や紫外線の非可視光)を反射してランプハウジング本体15外部に導く部分であり、図9または図10に示すように、基体161のL字形状水平部分1612の光射出後方側端縁(図9中、−Z軸方向端縁)から光射出後方側に向けて延出する。
11 and 12 are diagrams illustrating the locus of the unused light R3 reflected by the reflecting
The reflecting
この反射部162は、図9ないし図12に示すように、非利用光反射部材16がランプハウジング本体15に取り付けられた状態で、ランプハウジング本体15の内部側に向く端面が非利用光反射面1621となる。この非利用光反射面1621は、図9、図10、図11(B)または図12に示すように、X軸方向に並列形成される2つで構成されている。
As shown in FIGS. 9 to 12, the reflecting
そして、各非利用光反射面1621は、図11または図12に示すように、非利用光反射部材16がランプハウジング本体15に取り付けられた状態で、第1焦点位置F3が光源ランプ11のアーク像Dの中心位置Oに位置し、第2焦点位置F4がランプハウジング本体15外部に位置する回転楕円面で構成されている。
また、2つの非利用光反射部材16に形成された4つの各非利用光反射面1621は、各回転楕円面の各回転軸Ax(図11)が空間的に一致しないように設定されている。
さらに、非利用光反射面1621は、図12に示すように、該非利用光反射面1621と第2焦点位置F4とを結ぶ空間S内に光源ランプ11および主反射鏡12が入らないように設定されている。なお、図12では、4つの各非利用光反射面1621のうち1つのみの空間Sを図示しているが、他の3つの非利用光反射面1621も同様に空間S内に光源ランプ11および主反射鏡12が入らないように設定されている。
そして、光源ランプ11(第1焦点位置F3)から射出された光束のうち主反射鏡12から外れた非利用光R3は、図11または図12に示すように、各非利用光反射面1621にてそれぞれ反射され、光源ランプ11や主反射鏡12にて遮光されずに、ランプハウジング本体15の各開口部1525を介してランプハウジング本体15外部の第2焦点位置F4にそれぞれ集光する。
As shown in FIG. 11 or FIG. 12, each unused
The four unused
Further, the unused
The unused light R3 out of the main reflecting
また、この反射部162において、光射出前方側の端縁には、図9または図10に示すように、対向する他の非利用光反射部材16の非利用光反射面1621にて反射された非利用光R3を避けるように平面視略コ字状の切り欠き1622が形成されている。そして、上述した空間Sを辿る非利用光R3は、反射部162の切り欠き1622およびランプハウジング本体15の開口部1525を介してランプハウジング本体15外部の第2焦点位置F4に集光する。
Further, in the reflecting
なお、上述した非利用光反射部材16としては、例えば、成形または板金加工により形成できる。そして、非利用光反射面1621としては、非利用光反射部材16を例えばアルミニウム等の金属材料で構成した場合には、該非利用光反射面1621を上述した形状とした後、鏡面加工等を施せば、高反射率の非利用光反射面1621を形成できる。また、鏡面加工等により非利用光反射面1621を形成する他、該非利用光反射面1621を上述した形状とした後、銀合金等の高い反射率を有する材料を一様に蒸着することで高反射率の非利用光反射面1621を形成しても構わない。
The non-use
〔吸収部材の構成〕
吸収部材17は、図4に示すように、ランプハウジング本体15の各開口部1525の数に応じた数だけ設けられ(本実施形態では4つ)、各開口部1525と略同一の形状を有し、各開口部1525内に付勢部材18を介して配設される。そして、これら吸収部材17は、各非利用光反射部材16の各非利用光反射面1621にてそれぞれ反射され各開口部1525を介して通過する非利用光R3を吸収して熱に変換する。
この吸収部材17の材料としては、例えば、セラミックスや、アルマイト処理が施されたアルミニウム等の部材を採用できる。なお、吸収部材17としては、セラミックスや、アルマイト処理が施されたアルミニウム等の部材の他、入射した光束を吸収して熱に変換する材料であればいずれの材料で構成しても構わない。
[Configuration of Absorbing Member]
As shown in FIG. 4, the absorbing
As a material of the absorbing
ここで、各吸収部材17に生じる熱は、ランプハウジング本体15の各開口部1523,1524を介して流通する空気により放熱される。より具体的に、ランプハウジング本体15の各開口部1523,1524を介して流通する空気は、光源装置本体10Aの光源ランプ11近傍を流通して光源ランプ11を冷却するとともに、各非利用光反射部材16と各吸収部材17との間にも流通して各吸収部材17を冷却する。
Here, the heat generated in each absorbing
〔付勢部材の構成〕
図13は、付勢部材18の概略構成を示す斜視図である。
付勢部材18は、図13に示すように、側面視略コ字形状を有し、ランプハウジング本体15に対して取り付けられることで、平行化凹レンズ14をランプハウジング本体15に対して付勢固定するとともに、各吸収部材17をランプハウジング本体15に対して付勢固定する部材である。この付勢部材18は、金属等の熱伝導性を有する材料にて形成される。
[Configuration of biasing member]
FIG. 13 is a perspective view showing a schematic configuration of the urging
As shown in FIG. 13, the urging
この付勢部材18において、コ字状基端部分181は、図13に示すように、平面視略矩形形状を有し、平行化凹レンズ14をランプハウジング本体15に対して付勢固定する部分である。
このコ字状基端部分181には、図13に示すように、略中央部分に円形状の開口部1811が形成されている。この開口部1811は、平行化凹レンズ14の平面形状よりも小さい形状を有する。
また、コ字状基端部分181のX軸方向両端縁には、図13に示すように、光射出後方側(図13中、−Z軸方向側)に向けて突出し、ランプハウジング本体15の各フック1542に係合するフック係合部1812がそれぞれ形成されている。すなわち、各フック係合部1812を各フック1542に係合することで、開口部1811周縁部分が平行化凹レンズ14の光射出前方側端面に当接しつつ、平行化凹レンズ支持部154の突出部1541の光射出前方側端面に付勢する。
In this urging
As shown in FIG. 13, the U-shaped
Further, as shown in FIG. 13, the both ends of the U-shaped
また、この付勢部材18において、各コ字状先端部分182は、図13に示すように、コ字状基端部分181における上下方向両端縁(図13中、Y軸方向両端縁)から光射出後方側(図13中、−Z軸方向側)に向けて延出し、各吸収部材17をランプハウジング本体15に対して付勢固定する部分である。
各コ字状先端部分182は、図13に示すように、略同様の形状を有する。すなわち、コ字状先端部分182は、光射出後方側(図13中、−Z軸方向側)に向けて2つに分岐して延出する延出部1821と、延出部1821の各延出方向先端部分から付勢部材18のコ字状外側に向けてそれぞれ曲折し、さらに光射出後方側に向けて2つに分岐して延出する付勢部1822および放熱部1823とで構成される。
Further, in this urging
Each
各付勢部1822(本実施形態では4つ)は、ランプハウジング本体15に対して付勢部材18を取り付けた状態で、ランプハウジング本体15の各開口部1525に対応した位置に位置する。そして、各付勢部1822は、図13に示すように、Z軸方向略中央部分が付勢部材18のコ字状内側に窪み平面視略V字形状を有し、ランプハウジング本体15に対して付勢部材18を取り付けた状態で、V字状谷部分にて各吸収部材17を各開口部1525の突出部1525Aに対して付勢する。
各放熱部1823(本実施形態では4つ)は、図13に示すように、各付勢部1822の近傍に位置し、略平坦状に形成され、各付勢部1822にて各吸収部材17をランプハウジング本体15に対して付勢した状態で、各吸収部材17から各付勢部1822を介して伝達された熱を放熱する。
Each urging portion 1822 (four in this embodiment) is located at a position corresponding to each
As shown in FIG. 13, each heat radiating portion 1823 (four in this embodiment) is located in the vicinity of each urging
上述した本実施形態においては、以下の効果がある。
本実施形態では、光源装置10は、非利用光反射部材16を備えているので、光源ランプ11(第1焦点位置F3)から射出された光束のうち主反射鏡12から外れた非利用光R3を非利用光反射面1621にて反射して第2焦点位置F4に集光させランプハウジング本体15外部に導くことができる。このため、従来のように非利用光がランプハウジングの内壁にて吸収されて熱に変換されることがなく、光源装置10内部の温度を低く維持することができ、ランプハウジング本体15の劣化や光源ランプ11の劣化を抑制し光源装置10の長寿命化が図れる。
また、非利用光反射面1621が回転楕円面で構成されているので、非利用光R3を反射することで第2焦点位置F4に集光させることができ、簡単な構成で非利用光R3をランプハウジング本体15外部に導くことができる。
The above-described embodiment has the following effects.
In the present embodiment, since the
Further, since the non-use
ところで、非利用光反射面にて非利用光R3を反射させ第2焦点位置に集光させる際、非利用光反射面にて反射された非利用光R3の一部が光源ランプ11や主反射鏡12に照射される場合には、非利用光R3の一部の照射により光源ランプ11や主反射鏡12の温度上昇を引き起こし、光源装置10内部の温度を低く維持することが難しい。
本実施形態では、非利用光反射面1621は、第2焦点位置F4と該非利用光反射面1621とを結ぶ空間S内に光源ランプ11および主反射鏡12が入らないように設定されているので、非利用光反射面1621にて反射された非利用光R3は、光源ランプ11や主反射鏡12に照射されることなく、第2焦点位置F4に集光されることとなる。このため、非利用光R3の一部の照射により光源ランプ11や主反射鏡12の温度上昇が引き起こされることがなく、光源装置10内部の温度を低く維持することができる。
By the way, when the unused light R3 is reflected by the unused light reflecting surface and condensed at the second focal position, a part of the unused light R3 reflected by the unused light reflecting surface is part of the
In the present embodiment, the unused
また、光源装置10の長寿命化が図れるため、光源ランプ11やランプハウジング本体15を短期間で交換する必要がなく、産業廃棄物を低減できる。
さらに、光源装置10内部の温度を低く維持できるため、前記冷却ユニットを構成する冷却ファンによりランプハウジング本体15内部に流通させる空気の量を低減できる。すなわち、前記冷却ファンの回転数を低減でき、プロジェクタ1の低騒音化が図れる。また、前記冷却ファンに印加する電圧を低く設定でき、プロジェクタ1の省電力化が図れる。
Further, since the life of the
Furthermore, since the temperature inside the
ところで、光源装置10において、非利用光反射面を単体で構成した場合には、非利用光反射面を、第2焦点位置と該非利用光反射面とを結ぶ空間内に光源ランプ11および主反射鏡12が入らないように設定するためには、非利用光反射面が非常に小さい形状となってしまう。このため、非利用光反射面にてより多くの非利用光を反射させてランプハウジング本体15外部に導くことができない。
本実施形態では、非利用光反射面1621が4つ形成されているので、4つの非利用光反射面1621にて反射された非利用光R3を光源ランプ11や主反射鏡12に照射させることなく各第2焦点位置F4に集光させ、より多くの非利用光R3をランプハウジング本体15外部に導くことができる。また、種々の形状で非利用光反射部材16を形成でき、非利用光反射部材16の設計の自由度が向上する。
By the way, in the
In the present embodiment, since the four unused
また、非利用光反射部材16がランプハウジング本体15とは別に設けられているので、例えば、ランプハウジング本体の内壁に非利用光反射部材を一体的に形成する、すなわち、ランプハウジング本体の内壁に非利用光反射面を形成する構成と比較して、ランプハウジング本体15を簡素な形状で構成でき、光源装置10を容易に製造できる。
Further, since the unused
さらに、光源装置10は、副反射鏡13を備えているので、光源ランプ11から主反射鏡12とは反対側に放射される光束を副反射鏡13にて主反射鏡12の反射面122Aに入射するよう後方側に反射させることができる。このため、主反射鏡12の光軸方向寸法および開口径を例えば副反射鏡13を設けない場合と比較して小さくすることができる。すなわち、光源装置10やプロジェクタ1を光の利用効率を低下させずに小型化でき、光源装置10をプロジェクタ1内に組み込むレイアウトも容易になる。
Further, since the
ところで、上述したように、副反射鏡13を設けた場合には、光源装置10の小型化を目的として主反射鏡12の光軸方向寸法および開口径を小さくするため、副反射鏡13を透過した非利用光R3が多くなる。したがって、光源装置10に副反射鏡13を設けた構成において、例えば非利用光反射部材16を設けない構成と比較して、上述した効果をより好適に図れる。
Incidentally, as described above, when the
また、光源装置10が吸収部材17を備えていることにより、非利用光反射部材16にてランプハウジング本体15外部に導かれる非利用光R3を吸収部材17にて吸収して熱に変換できる。このため、例えば吸収部材17を設けない構成と比較して、光源装置10外部に迷光の漏出を防止できるとともに、光源装置10外部に配置される部材に非利用光R3が照射されることがなく、吸収部材17を局部的に冷却することでプロジェクタ1を効率的に冷却できる。
Further, since the
さらに、吸収部材17は、付勢部材18によりランプハウジング本体15に対して付勢固定される。そして、付勢部材18は、熱伝導性を有する材料で構成される付勢部1822および放熱部1823を備えているので、吸収部材17〜付勢部1822〜放熱部1823の熱伝達経路を辿って伝達された熱を放熱部1823にて放熱でき、吸収部材17を効果的に冷却できる。
ここで、付勢部材18は、吸収部材17をランプハウジング本体15に対して付勢固定するのみならず、平行化凹レンズ14をランプハウジング本体15に対して付勢固定するように形成されているので、例えば吸収部材17および平行化凹レンズ14をそれぞれ別々の付勢部材にてランプハウジング本体15に対して付勢する構成と比較して、部材の省略から光源装置10の低コスト化および軽量化が図れる。
また、付勢部材18は、吸収部材17および平行化凹レンズ14の双方をランプハウジング本体15に対して付勢固定するように形成されているので、放熱部1823だけでなく、付勢部材18全体を放熱部として機能させることができる。このため、吸収部材17から伝達された熱の放熱面積を大きくし、吸収部材17に生じる熱により光源装置10の温度上昇を効果的に回避できる。
Further, the absorbing
Here, the urging
Further, since the urging
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計の変更が可能である。
前記実施形態では、主反射鏡12が楕円面リフレクタとして構成されていたが、これに限らず、光源ランプ11から射出された光束を略平行光として反射するパラボラリフレクタとして構成しても構わない。このように主反射鏡をパラボラリフレクタとして構成した場合には、例えば、平行化凹レンズ14の代わりに、防爆ガラス等の透光性基板を配置する構成を採用すれば、前記実施形態と同様に、光源ランプ11が破裂等した場合であっても、光源装置10外部に破片が飛散することを回避できる。
Although the present invention has been described with reference to preferred embodiments, the present invention is not limited to these embodiments, and various improvements and design changes can be made without departing from the scope of the present invention. It is.
In the embodiment, the main reflecting
前記実施形態では、非利用光反射部材16をランプハウジング本体15とは別に設けた構成を説明したが、ランプハウジング本体の内壁に非利用光反射部材を一体的に形成する、すなわち、ランプハウジング本体の内壁に非利用光反射面を形成する構成としても構わない。また、ランプハウジング本体15を省略し、光源装置本体10Aおよび平行化凹レンズ14をアウターハウジング(10C)に支持固定させ、アウターハウジングに非利用光反射部材16を取り付ける構成や、アウターハウジングの内壁に非利用光反射部材を一体的に形成する、すなわち、アウターハウジングの内壁に非利用光反射面を形成する構成としても構わない。さらに、光源装置本体10Aおよび平行化凹レンズ14を外装筺体(2)に支持固定する構成を採用し、外装筺体に非利用光反射部材16を取り付ける構成や、外装筺体の内壁に非利用光反射部材を一体的に形成する、すなわち、外装筺体の内壁に非利用光反射面を形成する構成とし、外装筺体外部に非利用光R3を導く構成としても構わない。
In the above embodiment, the configuration in which the unused
前記実施形態では、非利用光反射面1621は、非利用光反射部材16に2つ形成されていたが、その数は、1つでも3つ以上でも構わない。また、非利用光反射部材16の配置位置は、前記実施形態で説明した配置位置(上下方向に対向配置)に限らず、その他の配置位置、例えば、水平方向に対向配置する構成を採用しても構わない。
In the embodiment, two unused
前記実施形態では、非利用光反射面1621は、第2焦点位置F4がランプハウジング本体15外部に位置するように設定されていたが、これに限らず、第2焦点位置に集光させつつランプハウジング本体15外部に導くことができれば、第2焦点位置はランプハウジング本体15内部やランプハウジング本体15の各開口1525の形成位置に位置するように設定しても構わない。
前記実施形態では、非利用光反射面1621は、第1焦点位置F3がアーク像Dの中心位置Oに位置するように設定されていたが、これに限らず、アーク像D内に第1焦点位置F3が位置するように設定してもよい。
前記実施形態では、非利用光反射面1621は、回転楕円面で構成されていたが、これに限らず、非利用光R3を反射させて所定位置に集光させて光源装置10外部に導きかつ、非利用光R3を集光させる際に非利用光R3の一部が光源ランプ11や主反射鏡12に照射されない形状であればいずれの形状でも構わない。
In the embodiment, the non-use
In the embodiment, the unused
In the embodiment, the non-use
前記実施形態では、吸収部材17は、ランプハウジング本体15の各開口部1525内にそれぞれ配設されていたが、配置位置は特に限定されない。例えば、非利用光反射面1621の第2焦点位置F4に、すなわち、ランプハウジング本体15から所定間隔、離間した状態で吸収部材17を配設する構成を採用してもよい。この場合には、吸収部材17にて生じる熱がランプハウジング本体15に伝達されることを抑制でき、光源装置10内部の温度を低く維持することができる。また、上述した場合には、吸収部材17の形状を大きくする必要がなく、吸収部材17の小型化が図れる。
前記実施形態では、光源装置10は、吸収部材17を備えていたがこれに限らず、吸収部材17を省略した構成を採用しても構わない。この場合には、非利用光反射部材16にて反射された非利用光R3は、光源装置10の外部に配置される部材、例えば外装筺体2の内壁に拡散した状態で照射されるため、前記部材に与える影響は小さいものである。
In the embodiment, the absorbing
In the above-described embodiment, the
前記実施形態では、光源装置10は、副反射鏡13を設けた構成を説明したが、これに限らず、副反射鏡13を省略した構成でも構わない。
In the above-described embodiment, the
前記実施形態では、3つの液晶パネル42R,42G,42Bを用いたプロジェクタ1の例のみを挙げたが、本発明は、1つの液晶パネルのみを用いたプロジェクタ、2つの液晶パネルを用いたプロジェクタ、あるいは、4つ以上の液晶パネルを用いたプロジェクタにも適用可能である。
前記実施形態では、光入射面と光射出面とが異なる透過型の液晶パネルを用いていたが、光入射面と光射出面とが同一となる反射型の液晶パネルを用いてもよい。
前記実施形態では、光変調装置として液晶パネルを用いていたが、マイクロミラーを用いたデバイスなど、液晶以外の光変調装置を用いてもよい。この場合は、光束入射側および光束射出側の偏光板は省略できる。
前記実施形態では、スクリーンを観察する方向から投射を行なうフロントタイプのプロジェクタの例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを観察する方向とは反対側から投射を行なうリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。
前記実施形態では、プロジェクタに本発明の光源装置を採用していたが、本発明はこれに限らず、他の光学機器に本発明の光源装置を採用してもよい。
In the above embodiment, only the example of the projector 1 using the three
In the embodiment, a transmissive liquid crystal panel having a different light incident surface and light emitting surface is used. However, a reflective liquid crystal panel having the same light incident surface and light emitting surface may be used.
In the embodiment, the liquid crystal panel is used as the light modulation device. However, a light modulation device other than liquid crystal, such as a device using a micromirror, may be used. In this case, polarizing plates on the light beam incident side and the light beam emission side can be omitted.
In the above embodiment, only the example of the front type projector that projects from the direction of observing the screen is given. However, the present invention is also applicable to a rear type projector that projects from the side opposite to the direction of observing the screen. Is possible.
In the above embodiment, the light source device of the present invention is employed in the projector. However, the present invention is not limited to this, and the light source device of the present invention may be employed in other optical devices.
本発明を実施するための最良の構成などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
Although the best configuration for carrying out the present invention has been disclosed in the above description, the present invention is not limited to this. That is, the invention has been illustrated and described primarily with respect to particular embodiments, but may be configured for the above-described embodiments without departing from the scope and spirit of the invention. Various modifications can be made by those skilled in the art in terms of materials, quantity, and other detailed configurations.
Therefore, the description limited to the shape, material, etc. disclosed above is an example for easy understanding of the present invention, and does not limit the present invention. The description by the name of the member which remove | excluded the limitation of one part or all of such is included in this invention.
本発明の光源装置は、長寿命化が図れるため、ホームシアタやプレゼンテーションで利用されるプロジェクタの光源装置として利用できる。 Since the light source device of the present invention can extend the life, it can be used as a light source device for a projector used in home theater or presentation.
1・・・プロジェクタ、10・・・光源装置、11・・・光源ランプ、12・・・リフレクタ(主反射鏡)、13・・・副反射鏡、15・・・ランプハウジング本体(支持部材)、16・・・非利用光反射部材、17・・・吸収部材、18・・・付勢部材、42R,42G,42B・・・液晶パネル(光変調装置)、50・・・投射光学系(投射光学装置)、111・・・発光管、112・・・電極、122A,132A・・・反射面、1621・・・非利用光反射面、1822・・・付勢部、1823・・・放熱部、F3・・・第1焦点位置、F4・・・第2焦点位置、S・・・空間、O・・・中心位置(発光中心)。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Projector, 10 ... Light source device, 11 ... Light source lamp, 12 ... Reflector (main reflecting mirror), 13 ... Sub-reflecting mirror, 15 ... Lamp housing main body (supporting member) , 16 ... Unused light reflecting member, 17 ... Absorbing member, 18 ... Biasing member, 42R, 42G, 42B ... Liquid crystal panel (light modulation device), 50 ... Projection optical system ( (Projection optical device), 111 ... arc tube, 112 ... electrode, 122A, 132A ... reflection surface, 1621 ... non-use light reflection surface, 1822 ... biasing portion, 1823 ... heat dissipation Part, F3 ... first focus position, F4 ... second focus position, S ... space, O ... center position (light emission center).
Claims (8)
前記リフレクタの光射出前方側には、前記光源ランプから射出された光束のうち前記リフレクタから外れた非利用光を反射する非利用光反射面を有する非利用光反射部材が設けられ、
前記非利用光反射部材は、前記非利用光反射面が対向するように一対設けられ、
前記非利用光反射面は、第1焦点位置が前記光源ランプの発光中心となり、前記非利用光を反射して第2焦点位置に集光させ当該光源装置外部に導く回転楕円面で構成され、前記第2焦点位置と該非利用光反射面とを結ぶ空間内に前記光源ランプおよび前記リフレクタが入らないように設定され、
前記非利用光反射部材には、前記光束を透過させる切り欠きが形成され、
前記非利用光反射部材の切り欠きは、他方の前記非利用光反射部材の前記非利用光反射面で反射された光束を透過させる
ことを特徴とする光源装置。 A light source device comprising: a light-emitting tube having a discharge space; a light source lamp having a pair of electrodes disposed in the discharge space of the light-emitting tube; and a reflector that expands in a substantially concave shape in cross section and reflects a light beam emitted from the light source lamp Because
On the light emission front side of the reflector, an unused light reflecting member having an unused light reflecting surface that reflects unused light removed from the reflector out of the light flux emitted from the light source lamp is provided,
A pair of the unused light reflecting members is provided so that the unused light reflecting surfaces face each other,
The non-use light reflecting surface is composed of a spheroid surface whose first focal position is a light emission center of the light source lamp, reflects the non-use light, collects it at the second focus position, and guides the light source device outside. The light source lamp and the reflector are set not to enter the space connecting the second focal position and the unused light reflecting surface,
The unused light reflecting member is formed with a notch that transmits the light flux,
The light source device according to claim 1 , wherein the cut-out of the unused light reflecting member transmits a light beam reflected by the unused light reflecting surface of the other unused light reflecting member .
前記非利用光反射面は、複数形成されていることを特徴とする光源装置。 The light source device according to claim 1,
A light source device comprising a plurality of the unused light reflecting surfaces.
前記非利用光反射面は、前記第2焦点位置が当該光源装置外部に位置するように形成されていることを特徴とする光源装置。 The light source device according to claim 1 or 2,
The non-use light reflecting surface is formed such that the second focal position is located outside the light source device.
前記リフレクタの光射出前方側には、前記リフレクタを支持する支持部材が設けられ、
前記非利用光反射部材は、前記支持部材に取り付けられていることを特徴とする光源装置。 The light source device according to any one of claims 1 to 3,
A support member that supports the reflector is provided on the light emission front side of the reflector,
The light source device, wherein the unused light reflecting member is attached to the support member.
反射面が前記リフレクタの反射面と対向配置され、前記光源ランプから放射された光束の一部を前記放電空間に向けて反射する副反射鏡を備えていることを特徴とする光源装置。 The light source device according to any one of claims 1 to 4,
A light source device, comprising: a sub-reflecting mirror having a reflecting surface disposed opposite to the reflecting surface of the reflector and reflecting a part of a light beam emitted from the light source lamp toward the discharge space.
前記非利用光反射部材により当該光源装置外部に導かれる光束を吸収する吸収部材を備えていることを特徴とする光源装置。 The light source device according to any one of claims 1 to 5,
A light source device comprising an absorbing member that absorbs a light beam guided to the outside of the light source device by the unused light reflecting member.
前記リフレクタの光射出前方側には、前記リフレクタを支持する支持部材が設けられ、
前記吸収部材は、前記支持部材に取り付けられ、
前記支持部材に対して前記吸収部材を付勢固定する付勢部材を備え、
前記付勢部材は、熱伝導性を有する材料で構成され、前記支持部材に対して前記吸収部材を付勢固定する付勢部と、前記吸収部材から伝達された熱を外部に放熱する放熱部とを備えていることを特徴とする光源装置。 The light source device according to claim 6,
A support member that supports the reflector is provided on the light emission front side of the reflector,
The absorbent member is attached to the support member;
A biasing member that biases and fixes the absorbing member with respect to the support member;
The urging member is made of a material having thermal conductivity, an urging portion that urges and fixes the absorbing member to the support member, and a heat radiating portion that radiates heat transmitted from the absorbing member to the outside. A light source device.
前記光源装置は、請求項1から請求項7のいずれかに記載の光源装置であることを特徴とするプロジェクタ。 A projector comprising: a light source device; a light modulation device that modulates a light beam emitted from the light source device according to image information; and a projection optical device that enlarges and projects the light beam modulated by the light modulation device. ,
The projector according to claim 1, wherein the light source device is the light source device according to claim 1.
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