JPH11327046A - 投影器用の投光システム - Google Patents

投影器用の投光システム

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JPH11327046A
JPH11327046A JP10124952A JP12495298A JPH11327046A JP H11327046 A JPH11327046 A JP H11327046A JP 10124952 A JP10124952 A JP 10124952A JP 12495298 A JP12495298 A JP 12495298A JP H11327046 A JPH11327046 A JP H11327046A
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JP
Japan
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light
light source
projector
optical fiber
projected
Prior art date
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Pending
Application number
JP10124952A
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English (en)
Inventor
Tadashi Ito
正 伊藤
Sumio Yagi
澄夫 八木
Shigeaki Fujita
茂明 藤田
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Kajima Corp
Original Assignee
Kajima Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】伝達熱が少なく旦つ光量が大きい投影器用の投
光システムの提供。 【解決手段】被投影画像3を高明度で投影する大光量光
源部11と、該光源部11の光のうち熱線を可視光に比し該
光源部11から離れた位置に集光する集光レンズ系12とを
断熱性ハウジング13に収納して光源装置10とする。光源
装置10の可視光集光位置に光ファイバ7の集光端を取付
け、該光ファイバ7の発光端を投影器1の投影光路2の
始端部位に取付け、投影光路2と交差させて保持した被
投影画像3を高明度で投影する。複数の光源装置10を設
け、各光源装置10に取付けた複数の個別光ファイバと投
影器1に取付けた集約光ファイバとを光カップリング手
段で接続した構成とすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は投影器用の投光システム
に関し、とくに投影光路と交差させて保持した被投影画
像を高明度で投影する大光量の投影器用の投光システム
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のスライドフィルムプロジェクタ、
液晶プロジェクタ、映画フィルムプロジェクタ、OHP
用プロジェクタ等の投影器は、始端に光源が取付けられ
終端にレンズ光学系が設けられた光路(以下、投影光路
と言う。)を有し、該投影光路と交差させてスライドフ
ィルム、透過型液晶パネル、映画フィルム、OHP用フ
ィルム等(以下、被投影画像という。)を保持し、光源
からの光のうち被投影画像の透過光をレンズ光学系経由
で出力する構造のものが一般的である。その出力を例え
ばレンズ光学系と対向する投影面に投影し、投影面上の
投影画像を観察に供する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし従来の投影器
は、多量の赤外線(以下、熱線ということがある。)の
放出を伴うハロゲンランプ等を光源として用い且つその
光源の近傍に被投影画像を保持するので、光源のワット
数を大きくすると、光源からの熱伝達で被投影画像に損
傷の生じることがある。例えば被投影画像がスライドフ
ィルムである場合は、光源を数百〜数キロワットのハロ
ゲンランプとして数十秒程度以上の連続投影を行なう
と、該フィルムが焼損し又は著しい場合には火災の原因
となる虞がある。
【0004】従って投影面上の投影画像の明るさ(以
下、明度ということがある。)を増すために光源の明る
さ(以下、光量ということがある。)を大きくすると、
被投影画像を連続投影できる時間がごく短時間に制限さ
れることがある。この場合、光源とスライドフィルムと
の間に熱線吸収フィルタを設けて該フィルムを保護する
方法も提案されているが、数百〜数キロワットのハロゲ
ンランプからの熱伝達を有効に遮蔽する性能の投影器用
の熱線吸収フィルタは未だ開発されていない。また被投
影画像が液晶パネルである場合は、多量の熱線放出を伴
う光源によると液晶の画像光学特性が良好に保持でき
ず、液晶パネルの寿命を短くする虞もある。要するに従
来の投影器には光源の光量を大きくするのが難しい問題
点がある。
【0005】投影器の光源の光量を大きくすることなく
投影面上の投影画像の明度を高める一方法として、複数
台の投影器に同じ被投影画像又は3原色別に作成した被
投影画像を保持させ、各投影器の出力を投影面上に重ね
て投影する方法(以下、並列投影法という。)が行なわ
れている。しかし従来の並列投影法は複数台の投影器を
必要とする上、投影面上で複数の投影画像を重ね合わせ
る面倒な操作が必須である。
【0006】そこで本発明の目的は、伝達熱が少なく且
つ光量が大きい投影器用の投光システムを提供するにあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明者は、熱線を抑えた光ファイバ利用の太陽光照明装
置に注目した。この太陽光照明装置は、熱線を抑えた太
陽光により室内の人間や什器等を照明する。しかし光量
が少なく、投影器の投影には適しなかった。本発明は、
光ファイバの利用により投影器用の光源を大光量化する
ものである。
【0008】図1の実施例を参照するに、本発明の投影
器用の投光システムは、投影光路2と交差させて被投影
画像3を保持する投影器1に対する投光システムであっ
て、被投影画像3を高明度で投影する大光量光源部11と
該光源部11の光のうち熱線を可視光に比し該光源部11か
ら離れた位置に集光する集光レンズ系12とを断熱性ハウ
ジング13に収納した光源装置10、及び光源装置10の可視
光集光位置に取付けた集光端と投影器1の投影光路2の
始端部位に取付けた発光端とを有する光ファイバ7を備
えてなるものである。
【0009】
【発明の実施の形態】図1に示すように、本発明の投光
システムは、投影器1から独立させた光源装置10と光源
装置10及び投影器1を接続する光ファイバ7とにより構
成される。図1の光源装置10は、光ファイバ7の集光端
の取付孔10aが設けられた断熱性ハウジング13と、その
中に収納された光源部11及び集光レンズ系12とを有す
る。
【0010】図3に示すように、光源からの光のうち紫
外線、可視光及び熱線を色収差の利用により該光源から
の距離の異なる位置に集光する集光レンズ系12が知られ
ている。本発明は、光ファイバ7の集光端を集光レンズ
系12による可視光の集光位置に取付けることにより、光
源部11の光に含まれる熱線が光ファイバ7の集光端へ入
射するのを抑制する。光源部11の一例は数百〜数キロワ
ット以上の大光量のキセノンランプ又は放電ランプであ
り、集光レンズ系12の一例はフレネルレンズである。ま
た光源部11及び集光レンズ系12として、大光量化した従
来の太陽光集光ユニットを用いることができる。なお図
1中の符号14は光源装置10の冷却用給排気ファンを示
す。
【0011】図1の光源装置10は、光ファイバ7の集光
端と光源部11及び集光装置12との間の距離dを調整可能
としている。例えば、取付孔10aに対する光ファイバ7
の集光端の嵌合深さにより距離dを調整することができ
る。また図1の光源装置10は、ハウジング13内に一組の
光源部11及び集光レンズ系12を設けている。但し光源装
置10のハウジング13内に複数組の光源部11及び集光レン
ズ系12を設け、各集光レンズ系12により各光源部11の可
視光を同じ集光位置に集光させ且つその集光位置に光フ
ァイバ7の集光端を取付けることにより、光ファイバ7
に入射する光量を増やすことができる。複数の光源部11
を設ける場合は各光源部11を数百ワット程度のランプと
することができる。
【0012】光ファイバ7は、集光端から入射した光を
閉じ込めたまま発光端まで透過させる構造のものであ
り、極めて透明度が高く細長い中心コアと該中心コアよ
り屈折率が低く該コアの外周を筒状に被覆する筒状クラ
ッドとからなる円柱形二層構造である従来技術の光ファ
イバとすることができる。例えばコアの断面積が大きく
且つ可視光領域の伝送損失が低い光ファイバが従来から
可視光透過用のイメージファイバとして使用されており
(成田浩監修「光ファイバ通信・計測技術」電気書院
(昭和61年9月30日)、pp29〜30)、このイメージファ
イバを本発明の光ファイバ7として用いることができ
る。投影器1へ導く光量を増やすため、本発明の光ファ
イバ7を、複数本の光ファイバを並列に東ねた光ファイ
バー群とすることができる。
【0013】光ファイバ7の発光端を投影器1の投影光
路2の始端部位に該投影光路2の終端に向けて取付け、
光ファイバ7の透過光を投影光路2に導く。図1の投影
器1は、光ファイバ7の発光端を投影光路2の始端部位
に設けた取付孔1aに嵌合させて取付けている。光源装置
10又は投影器1の取付孔10a,1aを光ファイバの集光端
又は発光端の取外しが可能な構造とすることにより、光
源装置10と投影器1とを分離可能し、持ち運びの際の便
を図ることができる。なお図1の符号5は、発光端から
出力される光の強度や拡散性状を調整するフィルタ又は
レンズ等の調整手段を示す。
【0014】従来の投影器は光源と被投影画像を隣接さ
せるので、光源からの熱が伝導、対流、放射により被投
影画像へ伝達し得るのに対し、本発明は光源装置10を投
影器1から独立させ且つ光源部11を断熱性ハウジング13
内に収納するので、光源部11から投影器1への伝導及び
対流による熱伝達を遮り、被投影画像3への伝達熱が削
減できる。また本発明は、集光レンズ系12により熱線と
分けた可視光を光ファイバ7の集光端へ入射するので、
熱線の放射による熱伝達もかなり削減できる。
【0015】太陽光を集光レンズ系12で熱線と可視光と
に分けて集光し、その可視光集光位置に光ファイバ7の
集光端を位置付けた場合、入射光中の熱線の割合を太陽
光中の熱線の割合に比し四割程度削減できることが報告
されている。従って本発明によれば、光源部11として数
百〜数キロワット以上の大光量ランプを用いた場合で
も、被投影画面3が伝達熱により損傷を受ける虞が少な
く、従来の投影器1に比し被投影画面3の高明度投影及
び長時間の連続投影ができる。
【0016】こうして本発明の目的である「伝達熱が少
なく且つ光量が大きい投影器用の投光システム」が提供
できる。
【0017】
【実施例】図2は、投影器1へ導く光量の増加を図るた
め、複数の光源装置101、102、……、10を設けた本発
明の実施例を示す。図2の投光システムは、それぞれ各
光源装置101、102、……、10nの可視光集光位置に取付
けた集光端を有する複数の個別光ファイバ171、172、…
…、17n、複数の個別光ファイバ171、172、……、17n
全ての発光端を取付けた光カップリング手段19、及び光
カップリング手段19に取付けられ且つ前記全ての発光端
からの光束を受光する二次集光端と投影器1の投影光路
2の始端部位に取付けた発光端とを有する集約光ファイ
バ18により構成される。
【0018】個別光ファイバ171、172、……、17n及び
集約光ファイバ18は図1に示す光ファイバ7と同じ構造
のものとすることができ、光カップリング手段19は従来
技術に属する光結合器とすることができる。図2に示す
ように複数の光源装置101、102、……、10nを並列に設
けた場合、各光源装置10の光源部11を数キロワット以上
の大光源ランプではなく数百ワット程度の光源ランプと
しても、投影器1に十分大きな光量を導くことができ
る。
【0019】光源装置10の光源部11に大光量ランプを用
いた場合や、図2のように複数の光源装置101、102、…
…、10nを並列に設けた場合は、光ファイバ7が発熱す
ることがある。このような場合は耐熱性の光ファイバを
用いることができ、また投影器1と光源装置10との間に
光ファイバ7と接触する冷却用流体の流路を設けて光フ
ァイバ7を冷却することができる。冷却用流体としては
例えば空気を用いることができ、発熱が大きい場合は液
体を用いることができる。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように本発明の投影器用の
投光システムは、大光量光源を断熱ハウジング内に収納
し、光源からの光を集光レンズ系により可視光と熱線と
を分けて集光し、その可視光集光位置に集光端を取付け
た光ファイバで投影器まで光を導くので、次の顕著な効
果を奏する。
【0021】(イ)投影器の被投影画面を伝達熱から保
護しつつ、投影面上の投影画像の明度を高めることがで
きる。 (口)従来の投影器に比し被投影画面の長時間の連続投
影ができる。 (ハ)光カップリング手段の利用により、投影画像に要
求される明度に応じ、光源手段を適宜増減して光源の光
量を調節することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】は、本発明の一実施例の説明図である。
【図2】は、本発明の他の実施例の説明図である。
【図3】は、集光レンズ系による色収差利用の集光の説
明図である。
【符号の説明】
1…投影器 1a…取付孔 2…投影光路 3…被投影画像 5…調整手段 7…光ファイバ 7a…集光端 7b…発光端 10…光源装置 10a…取付孔 11…光源部 12…集光レンズ系 13…断熱性ハウジング 14…給排気手段 15…光束 17…個別光ファイバ 18…集約光ファイバ 19…光カップリング手段

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】投影光路と交差させて被投影画像を保持す
    る投影器に対する投光システムにおいて、前記被投影画
    像を高明度で投影する大光量光源部と該光源部の光のう
    ち熱線を可視光に比し該光源部から離れた位置に集光す
    る集光レンズ系とを断熱性ハウジングに収納した光源装
    置、及び前記光源装置の可視光集光位置に取付けた集光
    端と前記投影器の投影光路の始端部位に取付けた発光端
    とを有する光ファイバを備えてなる投影器用の投光シス
    テム。
  2. 【請求項2】請求項1の投光システムにおいて、複数の
    前記光源装置、それぞれ前記各光源装置の可視光集光位
    置に取付けた集光端を有する複数の個別光ファイバ、前
    記複数の個別光ファイバの全ての発光端を取付けた光カ
    ップリング手段、及び前記光カップリング手段に取付け
    られ前記全ての発光端からの光束を受光する二次集光端
    と前記投影器の投影光路の始端部位に取付けた発光端と
    を有する集約光ファイバを設けてなる投影器用の投光シ
    ステム。
  3. 【請求項3】諸求項1〜2の何れかの投光システムにお
    いて、前記集光レンズ系をフレネルレンズとしてなる投
    影器用の投光システム。
  4. 【請求項4】請求項1〜3の何れかの投光システムにお
    いて、前記光源部をキセノンランプ又は放電ランプとし
    てなる投影器用の投光システム。
  5. 【請求項5】請求項1〜3の何れかの投光システムにお
    いて、前記光源部を太陽光集光ユニットとしてなる投影
    器用の投光システム。
  6. 【請求項6】請求項1〜5の何れかの投光システムにお
    いて、前記投影器と前記光源装置との間に前記光ファイ
    バと接触する冷却用流体の流路を設けてなる投影器用の
    投光システム。
JP10124952A 1998-05-07 1998-05-07 投影器用の投光システム Pending JPH11327046A (ja)

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JP10124952A JPH11327046A (ja) 1998-05-07 1998-05-07 投影器用の投光システム

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JPH11327046A true JPH11327046A (ja) 1999-11-26

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JP (1) JPH11327046A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003248270A (ja) * 2002-02-01 2003-09-05 Samsung Electronics Co Ltd 照射システム及びこれを備えたプロジェクションディスプレイ装置
JP2007133161A (ja) * 2005-11-10 2007-05-31 Sumitomo Electric Ind Ltd 照明用光学系及びそれを利用したプロジェクタ

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JP2003248270A (ja) * 2002-02-01 2003-09-05 Samsung Electronics Co Ltd 照射システム及びこれを備えたプロジェクションディスプレイ装置
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