JPH06265816A - プロジェクタ用光源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 メタルハライドランプ１を内面部が反射面３
となされた球体２内に収納し、この球体２の開口部４を
介して、光束を射出させる。この光束は、集光レンズＬ
₁ により、映像表示プレート８を透過し、投影レンズＬ
₂ の入射瞳に集光される。 【効果】 良好なユニフォミティ（均一性）を有した状
態で光束を絞り込むことができ、映像表示プレート８の
小型化を図ることだできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、いわゆるビデオプロジ
ェクタ装置等において光源部分として用いられるプロジ
ェクタ用光源に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＣＲＴ（陰極線管）やＬＣＤ（液
晶表示装置）等の映像表示装置により表示される映像
を、プロジェクト（投影）レンズによって拡大し、スク
リーン等に投影するように構成されたプロジェクタ装置
が提案されている。このようなプロジェクタ装置におい
ては、上記映像表示装置として、上記ＬＣＤの如き自ら
が発光しないものを使用する場合においては、この映像
表示装置を照明するためのプロジェクタ用光源が用いら
れている。

【０００３】このプロジェクタ用光源は、図４に示すよ
うに、メタルハライドランプ等の発光手段１と、この発
光手段１の発する光束を反射させ集光させる反射板（リ
フレクタ）１０１とを有して構成されている。上記メタ
ルハライドランプ１は、ソケット部７に支持されてい
る。そして、上記反射板１０１は、凹面状に形成され、
反射面となる凹面部分が回転放物面形状となされて形成
されている。この反射板１０１の反射面には、アルミニ
ウム等の反射材１０２が被着形成されている。この反射
板１０１は、中央部分を上記ソケット部７により、上記
発光手段１の発光点を焦点上となす位置に支持されてい
る。

【０００４】このプロジェクタ用光源においては、上記
発光手段１より発した光束は、上記反射板１０１の反射
面に反射されることにより、前方側に向けて略々均一な
光束として照射される。このように反射板１０１により
照射された光束は、図示しない映像表示装置を照明す
る。そして、この映像表示装置により表示される映像
は、上記プロジェクトレンズによって、スクリーン上に
拡大されて結像される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
なビデオプロジェクタ装置においては、上記映像表示装
置を小型化した場合には、上記反射板により反射されて
照射された全光束に対する該映像表示装置を照明する光
束の割合、すなわち、照明効率の低下が生ずる。

【０００６】このような照明効率の減少を防止するため
には、上記反射板により反射された光束を上記映像表示
装置の面積に対応する程度に絞り込むことや、この映像
表示装置の配設位置を上記プロジェクトレンズに接近さ
せること等が必要となる。上述のようなプロジェクタ用
光源において、上記光束を絞り込むと、この光束のユニ
フォミティ、すなわち、均一性を良好に維持することが
困難となる。また、上記映像表示装置を上記プロジェク
トレンズに接近させるようにすると、このプロジェクト
レンズの設計や製造の困難化を招来する。

【０００７】そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提
案されるものであって、映像表示装置を小型化した場合
においても、この映像表示装置を照明するための光束の
ユニフォミティを良好に維持しつつ、また、プロジェク
トレンズの設計や製造の困難化を招来することなく、照
明効率の低下が防止されたプロジェクタ用光源を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決し上記
目的を達成するため、本発明に係るプロジェクタ用光源
は、内面部が反射面となされた中空の球状部材と、この
球状部材に収納された発光手段と、上記球状部材の外板
部の一部に開設された光射出孔と、この光射出孔に対向
してこの光射出孔の近傍に配設され該光射出孔より射出
される光束をプロジェクトレンズの入射瞳に集光させる
集光レンズとを備えてなるものである。

【０００９】また、本発明は、上記プロジェクタ用光源
において、上記反射面を、均等拡散反射面となしたもの
である。

【００１０】さらに、本発明に係るプロジェクタ用光源
は、内部が真空となされた透明材料よりなる中空の球状
部材とこの球状部材に収納された発光部とからなる二重
管構造の発光手段と、上記球状部材の外板部の内面側を
一部を除いて反射面となす反射材と、この反射材によっ
て反射面となされていない透明部分に対向してこの透明
部分の近傍に配設され該透明部分より射出される光束を
プロジェクトレンズの入射瞳に集光させる集光レンズと
を備えてなるものである。

【００１１】そして、本発明は、上記プロジェクタ用光
源において、上記反射材が形成する反射面を、均等拡散
反射面となしたものである。

【００１２】

【作用】本発明に係るプロジェクタ用光源においては、
内面部が反射面となされた中空の球状部材に収納された
発光手段の発する光束は、該球状部材の内面部において
反射されるとともに、該球状部材の外板部の一部に開設
された光射出孔を介して射出され、この光射出孔に対向
してこの光射出孔の近傍に配設された集光レンズによ
り、プロジェクトレンズの入射瞳に集光される。

【００１３】また、このプロジェクタ用光源において、
上記反射面を均等拡散反射面となした場合には、上記球
状部材内における上記発光手段の位置が偏位しても、上
記光射出孔より射出される光束のユニフォミティが維持
される。

【００１４】さらに、本発明に係るプロジェクタ用光源
においては、内部が真空となされた透明材料よりなる中
空の球状部材とこの球状部材に収納された発光部とから
なる二重管構造の発光手段が発した光束は、反射材によ
って一部を除いて反射面となされた上記球状部材の外板
部の内面側において反射されるとともに、この反射材に
よって反射面となされていない透明部分より射出され、
この透明部分に対向してこの透明部分の近傍に配設され
た集光レンズにより、プロジェクトレンズの入射瞳に集
光される。

【００１５】そして、このプロジェクタ用光源におい
て、上記反射材の形成する反射面を均等拡散反射面とし
た場合には、上記球状部材内における上記発光部の位置
が偏位しても、上記透明部より射出される光束のユニフ
ォミティが維持される。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例を図面を参照
しながら説明する。本発明に係るプロジェクタ用光源
は、図１に示すように、光源手段となるメタルハライド
ランプ１と、このメタルハライドランプ１を収納した球
状部材２とを有して構成される。

【００１７】上記メタルハライドランプ１は、図３に示
すように、光源部となる内管部１２と、この内管部１２
を収納した外管１９とからなる二重管構造を有してい
る。上記内管部１２内には、水銀、あるいは、その他の
金属のハロゲン化物及び封入ガスが封止されている。そ
して、この内管部１２と上記外管との間は、真空となさ
れている。上記外管には、上記内管部１２内に達する一
対の電極１７，１８が取付けられている。これら電極１
７，１８間に所定の電圧を印加すると、上記内管部１２
内における放電が起こり、発光する。このメタルハライ
ドランプが発する光の色温度は、３０００Ｋ乃至４３０
０Ｋ程度である。

【００１８】上記球状部材２は、ガラス等により中空状
態に形成されている。この球状部材２には、光射出孔４
及び支持孔５が開設されている。上記支持孔５には、ソ
ケット部材７を支持するための支持部材６が嵌合してい
る。上記ソケット部材７は、先端側に上記メタルハライ
ドランプ１が取付けられ、基端側を上記球状部材２の外
方側に突出させている。このソケット部７の基端側に
は、上記各電極１７，１８に接続された電源供給端子が
設けられている。上記メタルハライドランプ１は、上記
内管部１２を上記球状部材２の略々中心部に位置させて
支持されている。

【００１９】上記光射出孔４は、円形の他、後述する映
像表示プレート８の形状に対応した矩形状としてもよ
い。

【００２０】上記球状部材２の内面部は、反射面３とな
されている。この反射面３は、鏡面反射面、または、均
等拡散反射面として形成されている。この反射面３を鏡
面反射面として形成する手段としては、アルミニウム等
の金属材料からなる反射材の上記球状部材２への被着形
成等を用いることができる。また、この反射面３を均等
拡散反射面として形成する手段としては、アルミナ等の
酸化金属材料からなる白色の反射材の上記球状部材２へ
の被着形成及びこの反射面３の粗面化等を用いることが
できる。

【００２１】そして、この光射出孔４の近傍には、上記
光射出孔４に対向して、集光レンズＬ₁ が配設されてい
る。この集光レンズＬ₁ は、上記光射出孔４より射出さ
れる光束を集光させるためのレンズであって、第１及び
第２のレンズ１０，１１から構成されている。

【００２２】このプロジェクタ用光源においては、上記
メタルハライドランプ１が発した光束は、上記球状部材
２内の反射面３において反射されるとともに、上記光射
出孔４を介して、該球状部材２の外方側に射出される。
この球状部材２は、積分球の作用を有しているので、上
記光射出孔４より射出される光束は、良好なユニフォミ
ティ（均一性）を有している。この光射出孔４より射出
された光束は、上記集光レンズＬ₁ の第１のレンズ１０
により略々平行光束となされ、次いで、上記第２のレン
ズ１１により、収束光束となされる。

【００２３】このプロジェクタ用光源を用いて構成され
たプロジェクタ装置においては、上記集光レンズＬ₁ に
より収束光束となされた光束は、映像表示プレート８を
透過して、プロジェクト（投影）レンズＬ₂ の入射瞳に
集光される。上記映像表示プレート８は、ＬＣＤ（液晶
表示装置）等からなる映像表示装置であって、自らが発
光することなく、映像を表示する。

【００２４】上記集光レンズＬ₁ の主点と上記プロジェ
クトレンズＬ₂ の入射瞳との距離は、該集光レンズＬ₁
の焦点距離ｆ_L1に等しくなされいる。また、上記映像表
示プレート８の映像表示面９と上記プロジェクトレンズ
Ｌ₂ の入射瞳との距離は、該プロジェクトレンズＬ₂ の
バックフォーカスＢｆ_L2に等しくなされている。すなわ
ち、これら集光レンズＬ₁ 、映像表示プレート８及びプ
ロジェクトレンズＬ₂は、ケーラー照明系を構成するよ
うに配設されている。

【００２５】上述のように本発明に係るプロジェクタ用
光源を有して構成されたプロジェクタ装置においては、
上記映像表示プレート８上に表示された映像は、上記プ
ロジェクトレンズＬ₂ により、図示しないスクリーン上
に拡大して結像されて投影される。

【００２６】なお、このプロジェクタ用光源において、
上記反射面３を上記均等拡散反射面とした場合には、上
記メタルハライドランプ１が上記球状部材２の中心に位
置しない場合においても、上記光射出孔４より射出され
る光束は、良好なユニフォミティを維持する。

【００２７】また、このプロジェクタ用光源において
は、上記メタルハライドランプ１が発した光束が上記反
射面３により反射されて該メタルハライドランプ１に戻
る。そのため、このプロジェクタ用光源においては、上
記メタルハライドランプ１が効率良く加熱され、上記内
管部１２内のハロゲン化金属の蒸発が促進されるので、
熱効率の向上が図られている。

【００２８】そして、本発明に係るプロジェクタ用光源
は、図２に示すように、上記内管部１２と球状部材１３
とにより、二重管構造の光源手段を構成してなるものと
してもよい。すなわち、このプロジェクタ用光源は、光
源部となるメタルハライドランプの内管部１２と、この
内管部１２を収納した球状部材１３とを有して構成され
る。この球状部材１３は、ガラス等の透明材料により中
空状に形成され、開口部等を有さずに、閉塞された球体
を構成している。

【００２９】上記内管部１２と上記球状部材１３との間
は、真空となされている。上記球状部材１３には、上記
内管部１２内に達し、この内管部１２を支持している一
対の電極１７，１８が取付けられている。これら電極１
７，１８間に所定の電圧を印加すると、上記内管部１２
内における放電が起こり、発光が起こる。

【００３０】上記球状部材２の内面部は、一部を除い
て、反射面１４となされている。この反射面１４は、鏡
面反射面、または、均等拡散反射面として形成されてい
る。この反射面１４を鏡面反射面として形成する手段と
しては、アルミニウム等の金属材料からなる反射材の上
記球状部材１３の内面部または外面部への被着形成等を
用いることができる。また、この反射面１４を均等拡散
反射面として形成する手段としては、アルミナ等の酸化
金属材料からなる白色の反射材の上記球状部材１３の内
面部または外面部への被着形成及びこの球状部材１３の
内面部の粗面化等を用いることができる。

【００３１】上記球状部材１３の外板部の一部であっ
て、上記反射材により上記反射面１４となされていない
部分は、透明部１６となされている。この透明部１６
は、円形の他、上記映像表示プレート８の形状に対応し
た矩形状としてもよい。

【００３２】そして、上記透明部１６の近傍には、この
透明部１６に対向して、上記集光レンズＬ₁ が配設され
ている。

【００３３】このプロジェクタ用光源においては、上記
内管部１２が発した光束は、上記球状部材１３内の反射
面１４において反射されるとともに、上記透明部１６を
介して、該球状部材１３の外方側に射出される。この球
状部材１３は、積分球の作用を有しているので、上記透
明部１６より射出される光束は、良好なユニフォミティ
を有している。この透明部１６より射出された光束は、
上記集光レンズＬ₁ により、収束光束となされる。

【００３４】このプロジェクタ用光源を用いて構成され
たプロジェクタ装置においては、上記集光レンズＬ₁ に
より収束光束となされた光束は、上記映像表示プレート
８を透過して、上記プロジェクトレンズＬ₂ の入射瞳に
集光される。このプロジェクタ装置においては、上記映
像表示プレート８上に表示された映像は、上記プロジェ
クトレンズＬ₂ により、図示しないスクリーン上に拡大
して結像されて投影される。

【００３５】なお、このプロジェクタ用光源において、
上記反射面１４を上記均等拡散反射面とした場合には、
上記内管部１２が上記球状部材１３の中心に位置しない
場合においても、上記透明部１６より射出される光束
は、良好なユニフォミティを維持する。また、このプロ
ジェクタ用光源においては、上記内管部１２が発した光
束が上記反射面１４により反射されて該内管部１２に戻
る。そのため、このプロジェクタ用光源においては、上
記内管部１２が効率良く加熱され、この内管部１２内の
ハロゲン化金属の蒸発が促進されるので、熱効率の向上
が図られている。

【００３６】

【発明の効果】上述のように、本発明に係るプロジェク
タ用光源においては、内面部が反射面となされた中空の
球状部材に収納された発光手段の発する光束は、該球状
部材の内面部において反射されるとともに、該球状部材
の外板部の一部に開設された光射出孔を介して射出さ
れ、この光射出孔に対向してこの光射出孔の近傍に配設
された集光レンズにより、プロジェクトレンズの入射瞳
に集光される。すなわち、本発明に係るプロジェクタ用
光源においては、上記球状部材が積分球の作用を有して
いるので、上記光射出孔より射出される光束のユニフォ
ミティ（均一性）が良好に維持される。

【００３７】また、このプロジェクタ用光源において、
上記反射面を均等拡散反射面となすと、上記球状部材内
における上記発光手段の位置が偏位した場合において
も、上記光射出孔より射出される光束のユニフォミティ
を維持することができる。

【００３８】さらに、本発明に係るプロジェクタ用光源
においては、内部が真空となされた透明材料よりなる中
空の球状部材とこの球状部材に収納された発光部とから
なる二重管構造の発光手段が発した光束は、反射材によ
って一部を除いて反射面となされた上記球状部材の外板
部の内面側において反射されるとともに、この反射材に
よって反射面となされていない透明部分より射出され、
この透明部分に対向してこの透明部分の近傍に配設され
た集光レンズにより、プロジェクトレンズの入射瞳に集
光される。このプロジェクタ用光源においても、上記球
状部材が積分球の作用を有しており、上記透明部より射
出される光束のユニフォミティが良好に維持される。

【００３９】そして、このプロジェクタ用光源におい
て、上記反射材が形成する反射面を均等拡散反射面とす
ると、上記球状部材内における上記発光部の位置が偏位
した場合においても、上記透明部より射出される光束の
ユニフォミティを維持することができる。

【００４０】すなわち、本発明は、映像表示装置を小型
化した場合においても、この映像表示装置を照明するた
めの光束のユニフォミティを良好に維持しつつ、また、
プロジェクトレンズの設計や製造の困難化を招来するこ
となく、照明効率の低下が防止されたプロジェクタ用光
源を提供することができるものである。

【００４１】また、本発明に係るプロジェクタ用光源に
おいては、上記反射面により反射された光束が上記光源
手段または上記光源部に戻ることにより、これら光源手
段または光源部が加熱されるので、特に、これら光源手
段または光源部としてメタルハライドランプを使用した
場合には、熱効率の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプロジェクタ用光源の構成を示す
縦断面図である。

【図２】本発明に係るプロジェクタ用光源の構成の他の
例を示す縦断面図である。

【図３】上記プロジェクタ用光源の光源手段となるメタ
ルハライドランプの構成を示す縦断面図である。

【図４】従来のプロジェクタ用光源の構成を示す縦断面
図である。

【符号の説明】

１・・・・・・・・・・・・メタルハライドランプ ２，１３・・・・・・球状部材 ３，１４・・・・・・反射膜 ４・・・・・・・・・・・・光射出孔 １２・・・・・・・・・・・・内管部 １６・・・・・・・・・・・・透明部 １９・・・・・・・・・・・・外管 Ｌ₁ ・・・・・・・・・・集光レンズ Ｌ₂ ・・・・・・・・・・プロジェクトレンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜田 剛 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内面部が反射面となされた中空の球状部
   材と、 上記球状部材に収納された発光手段と、 上記球状部材の外板部の一部に開設された光射出孔と、 上記光射出孔に対向してこの光射出孔の近傍に配設さ
   れ、該光射出孔より射出される光束を、プロジェクトレ
   ンズの入射瞳に集光させる集光レンズとを備えてなるプ
   ロジェクタ用光源。
2. 【請求項２】 反射面は、均等拡散反射面となされてな
   る請求項１記載のプロジェクタ用光源。
3. 【請求項３】 内部が真空となされた透明材料よりなる
   中空の球状部材とこの球状部材に収納された発光部とか
   らなる二重管構造の発光手段と、 上記球状部材の外板部の内面側を一部を除いて反射面と
   なす反射材と、 上記反射材によって反射面となされていない透明部分に
   対向してこの透明部分の近傍に配設され、該透明部分よ
   り射出される光束を、プロジェクトレンズの入射瞳に集
   光させる集光レンズとを備えてなるプロジェクタ用光
   源。
4. 【請求項４】 反射材が形成する反射面は、均等拡散反
   射面となされてなる請求項３記載のプロジェクタ用光
   源。