JP2005085768A - Lighting device - Google Patents
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Abstract
【課題】 光源から出射された集束光のエタンデュを動的に調節できる照明装置を提供することである。
【解決手段】 光源41と、光源からの光を反射させる凹鏡42と、凹鏡から反射されたビームの進路上に設けられ、凹鏡で反射された一部のビーム43を透過させるアパーチャ46と、凹鏡で反射された残りのビーム44を反射させる逆反射鏡45と、を含むことを特徴とする。アパーチャの大きさを可変させられるとにより、エタンデュを動的に調節でき、光束密度を高められる。立体角σを大きくした場合は前記光源方向に反射される光を減らすことで光源の寿命が短縮されることを防止できる。立体角を小さくする場合はさらに小さいエタンデュを要求する、例えばカラーホイールを利用してカラー画像を具現するプロジェクション光学系の照明装置で利用できる。光インテグレータを用いることによってエタンデュが小さくなった均一な光を照明でき、製造コストを下げ、組立工数減らす。
【選択図】 図4PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an illumination device capable of dynamically adjusting the etendue of focused light emitted from a light source.
SOLUTION: A light source 41, a concave mirror 42 that reflects light from the light source, and an aperture 46 that is provided on the path of the beam reflected from the concave mirror and transmits a part of the beam 43 reflected by the concave mirror. And a retro-reflecting mirror 45 that reflects the remaining beam 44 reflected by the concave mirror. By changing the size of the aperture, the etendue can be adjusted dynamically and the luminous flux density can be increased. When the solid angle σ is increased, the life of the light source can be prevented from being shortened by reducing the light reflected in the light source direction. When the solid angle is reduced, a smaller etendue is required. For example, the solid angle can be used in a projection optical system illumination device that implements a color image using a color wheel. By using an optical integrator, it is possible to illuminate uniform light with a small etendue, lowering the manufacturing cost and reducing the number of assembly steps.
[Selection] Figure 4
Description
本発明は光源で生成された光を一方向に照明する照明装置に係り、さらに詳細には光源から出射された光のエタンデュ(etendue)を動的に調節できる構造の照明装置に関する。 The present invention relates to an illuminating device that illuminates light generated by a light source in one direction, and more particularly, to an illuminating device having a structure capable of dynamically adjusting etendue of light emitted from a light source.
一般的に、照明装置は自主的な発光能力のない液晶表示素子またはデジタルマイクロミラー素子などの画像形成素子を利用して画像を具現する画像投射装置などの光源に広く利用される。 In general, the illumination device is widely used as a light source such as an image projection device that implements an image by using an image forming element such as a liquid crystal display element or a digital micromirror element that does not have a voluntary light emission capability.
画像投射装置で最大光効率を達成するために、光源のエタンデュは画像形成素子の限界エタンデュと同じであるかそれより小さいことが要求される。そうでなければ、光源と画像形成素子のエタンデュは相互一致せずに、それにより光損失が発生する。ここで、エタンデュはビームの発散及び断面大きさと関連した光学素子の幾何学的性質を示し、その値が小さいほど光束密度が高まって明るさが向上する。 In order to achieve the maximum light efficiency in the image projection apparatus, the etendue of the light source is required to be equal to or smaller than the limit etendue of the image forming element. Otherwise, the etendue of the light source and the image forming element does not match each other, thereby causing light loss. Here, etendue indicates the geometric properties of the optical element related to the beam divergence and the cross-sectional size. The smaller the value, the higher the luminous flux density and the higher the brightness.
一般的な照明装置は、光を生成する光源と、この光源から出射された光を一方向に反射させる反射鏡とより構成されて所定のエタンデュ値を有する。このエタンデュ値はビームの集束される地点であるターゲットでのビーム断面大きさとビームの立体角とを掛け合わせることによりたやすく分かる。例えば、反射鏡として第1及び第2焦点を有する楕円鏡を採用して第1焦点位置に光源を配置した場合、第2焦点位置でのビーム断面大きさと立体角とをそれぞれ測定し、この測定されたビーム断面大きさと立体角とを掛け合わせることによりそのエタンデュ値を求められる。 A general lighting device includes a light source that generates light and a reflecting mirror that reflects light emitted from the light source in one direction, and has a predetermined etendue value. This Etendue value can be easily understood by multiplying the beam cross-sectional size at the target, which is the focal point of the beam, and the solid angle of the beam. For example, when an elliptical mirror having first and second focal points is adopted as a reflecting mirror and a light source is arranged at the first focal position, the beam cross-sectional size and the solid angle at the second focal position are measured, and this measurement is performed. The Etendue value can be obtained by multiplying the measured beam cross-sectional size and the solid angle.
前記のエタンデュ値を下げるための方法として、従来には図1ないし図3それぞれに図示されたような構造の照明装置が開示されたことがある。 As a method for reducing the etendue value, there has been disclosed a lighting device having a structure as shown in FIGS. 1 to 3.
図1を参照すれば、従来の一例による照明装置は、第1及び第2焦点f1,f2を有する楕円鏡11と、この楕円鏡11の第1焦点f1に位置した光源12と、前記光源12を挟んで前記楕円鏡11と対面するように配置される逆反射鏡15とを含む。ここで、逆反射鏡15は球形よりなり、その中央部には入射ビームが透過するアパーチャ15aが形成されている。
Referring to FIG. 1, an illumination device according to an example of the related art includes an
ここで、前記光源12から出射されたビームのうちほぼ半分のビーム14(実線で示される)は前記楕円鏡11に直接入射され、残りの一部のビーム16(点線で示される)は前記逆反射鏡15に入射される。楕円鏡11に直接入射されたビームはその反射面11aから反射され、前記アパーチャ15aを通過して第2焦点f2に結ばれる。一方、前記逆反射鏡15に入射されたビームは光源12方向に反射返し(戻り反射)され、この光源12を過ぎて前記楕円鏡11に向かう。この反射返しされたビーム16は前記楕円鏡11から反射された後で前記アパーチャ15aを通過して第2焦点f2に結ばれる。
Here, approximately half of the
このように照明装置を構成する場合、前記楕円鏡11による集束角θはほぼ90°であり、前記逆反射鏡15のない構造を有する照明装置の集束角120°より、ほぼ30°ほど小さい集束角を有する。従って、立体角σをさらに小さくできるのでエタンデュを小さくできる。
When the illumination device is configured in this way, the convergence angle θ by the
しかし、このように照明装置を構成する場合、第一に、逆反射鏡を備えなければならないので、製造コストがかさみ、第二に、逆反射鏡の正確な配置のために組み立て工程手数が多くなり、第三に、アパーチャの大きさが固定されているのでエタンデュを動的に調節することが困難であり、第四に、光源から照明された光のほぼ半分が再び光源に入射されるので光源の寿命に影響を及ぼす問題点がある。 However, when the lighting device is configured in this way, firstly, since a retroreflector must be provided, the manufacturing cost is increased, and secondly, there are many assembly process steps for accurate arrangement of the retroreflector. Third, since the aperture size is fixed, it is difficult to dynamically adjust the etendue. Fourth, almost half of the light illuminated from the light source is incident on the light source again. There is a problem that affects the life of the light source.
図2を参照すれば、従来の他の例による照明装置は、一つの焦点を有する放物鏡21と、この放物鏡21の焦点に位置した光源22と、前記光源22を挟んで前記放物鏡21の一部と対面するように配置される逆反射鏡25とを含む。ここで、逆反射鏡25は図示されたように光軸を中心に一方にだけ形成されており、放物鏡21はその集束角θが120°の値を有するように設定されている。
Referring to FIG. 2, an illumination apparatus according to another conventional example includes a
前記光源22から出射されたビームのうち前記放物鏡11の集束角θの範囲内に入射されたビームは前記放物鏡21から反射される。この反射されたビームのうちほぼ半分のビーム24(実線で示される)は平行を保持した状態でターゲット23に直接入射される。
Of the beam emitted from the
一方、残りのビーム24(点線で示される)は前記逆反射鏡25に入射される。この逆反射鏡25に入射されたビームは前記放物鏡21に反射返しされ、この反射返しされたビームは光源22を過ぎて前記放物鏡21の他の反射面に向かう。その後、実線で図示されたビームと同一経路でターゲット23に向かう。
On the other hand, the remaining beam 24 (indicated by a dotted line) is incident on the
このように照明装置を構成する場合、ターゲット23での入射ビームの断面を小さくできるので、エタンデュを小さくできる。
When the illumination device is configured in this way, the cross section of the incident beam at the
しかし、このように照明装置を構成する場合、第一に、逆反射鏡の大きさが固定されているのでエタンデュを動的に調節することが困難であり、第二に、光源から照明された光のほぼ半分が再び光源に入射されるので光源の寿命に影響を及ぼす問題点がある。 However, when the illumination device is configured in this way, first, since the size of the retroreflector is fixed, it is difficult to dynamically adjust the etendue, and secondly, the illumination device is illuminated from the light source. Since almost half of the light is incident on the light source again, there is a problem that affects the life of the light source.
図3を参照すれば、従来のさらに他の例による照明装置は、一つの焦点を有する放物鏡31と、この放物鏡31の焦点に位置した光源32と、前記光源32を挟んで前記放物鏡31の所定外周領域と対面するように配置される逆反射鏡35とを含む。ここで、逆反射鏡35はその中央に入射ビームが通過するアパーチャ35aが形成されている。また、放物鏡31はその集束角θが120°の値を有するように設定されている。
Referring to FIG. 3, a conventional illumination device according to still another example includes a
前記光源32から出射されたビームのうち前記放物鏡31の集束角θの範囲内に入射されたビームは前記放物鏡31から反射される。この反射されたビームのうち一部のビーム34(実線で示される)はアパーチャ35aに向かい、このアパーチャ35aを透過してターゲット33に直接入射される。
Of the beam emitted from the
一方、残りのビーム36(点線で示される)は前記逆反射鏡35に入射される。この逆反射鏡35に入射されたビームは前記放物鏡31に反射返しされ、この反射返しされたビームは光源32を過ぎて前記放物鏡31の他の反射面に向かう。その後、実線で図示されたビームと同一経路でターゲット33に向かう。
On the other hand, the remaining beam 36 (indicated by a dotted line) is incident on the
このように照明装置を構成する場合、ターゲット33での入射ビームの断面を小さくできるので、エタンデュを小さくできる。
When the illumination device is configured in this way, the cross section of the incident beam at the
しかし、このように照明装置を構成する場合、第一に、アパーチャの大きさが固定されているのでエタンデュを動的に調節することが困難であり、第二に、光源から照明された光のほぼ半分が再び光源に入射されるので光源の寿命に影響を及ぼす問題点がある。 However, when the illumination device is configured in this way, first, it is difficult to dynamically adjust the etendue because the size of the aperture is fixed, and secondly, the light illuminated from the light source is difficult. Since almost half of the light is incident again on the light source, there is a problem that affects the life of the light source.
本発明は前記のような問題点を勘案して案出されたものであり、製造コストを下げ、組立工程手数を単純化しつつ光源に及ぼす影響を最小化できるようにすると共に、アパーチャのサイズを可変させてエタンデュを動的に調節できる照明装置を提供するところに目的がある。 The present invention has been devised in view of the above-described problems, and can reduce the manufacturing cost, simplify the assembly process, minimize the influence on the light source, and reduce the size of the aperture. The object is to provide a lighting device that can be varied to dynamically adjust etendue.
前記の目的を達成するために本発明による照明装置は、光を生成照明する光源と、前記光源から照明されたビームが一方向に向かうように、入射された光を反射させる凹鏡と、前記凹鏡から反射されたビームの進路上に設けられ、前記凹鏡から反射された一部のビームを透過させるアパーチャと、前記凹鏡から反射された残りのビームを反射返し(戻り反射)させる反射面とを有する逆反射鏡とを含むことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an illumination apparatus according to the present invention includes a light source that generates and illuminates light, a concave mirror that reflects incident light so that a beam illuminated from the light source is directed in one direction, An aperture that is provided on the path of the beam reflected from the concave mirror and transmits a part of the beam reflected from the concave mirror, and a reflection that reflects back (reflects back) the remaining beam reflected from the concave mirror. And a retroreflector having a surface.
また、前記逆反射鏡のアパーチャはその大きさが可変であり、前記アパーチャを可変させる可変ユニットをさらに含み、前記逆反射鏡のアパーチャのサイズを可変させることにより、前記反射面から反射返しされるビームを動的に調節できることを特徴とする。 The aperture of the retroreflector is variable in size, further includes a variable unit that varies the aperture, and is reflected back from the reflecting surface by varying the size of the aperture of the retroreflector. The beam can be adjusted dynamically.
また、本発明は前記凹鏡から反射されたビームの進路上に設けられ、入射されたビームを混合して出射させる光インテグレータをさらに含むことを特徴とする。 The present invention further includes an optical integrator provided on the path of the beam reflected from the concave mirror and mixing and emitting the incident beam.
本発明による照明装置は、アパーチャの大きさを可変させられる構造の逆反射鏡を利用することにより、本発明の照明装置が採用される装置によりアパーチャのサイズを可変させてエタンデュを動的に調節できる。従って、集束光の光束密度を高められる。 The lighting apparatus according to the present invention uses a retroreflector having a structure that can change the size of the aperture, thereby dynamically adjusting the etendue by changing the size of the aperture by the apparatus employing the lighting apparatus of the present invention. it can. Therefore, the light flux density of the focused light can be increased.
ここで、立体角σを大きく設定した場合は前記光源方向に反射返しされる光を減らすことができて光源のロードを減少させられるので、その寿命が短縮されることを相当部分防止できる。 Here, when the solid angle σ is set to be large, the light reflected back in the light source direction can be reduced and the load of the light source can be reduced, so that it is possible to substantially prevent the life from being shortened.
一方、立体角を小さくする場合はエタンデュを小さくできるので、さらに小さいエタンデュを要求するプロジェクション光学系、例えばカラーホイールを利用してカラー画像を具現するプロジェクション光学系の照明装置で利用できる。 On the other hand, when the solid angle is reduced, the etendue can be reduced, so that it can be used in a projection optical system that requires a smaller etendue, for example, a projection optical system illumination device that implements a color image using a color wheel.
また、光インテグレータを照明装置と共に構成することによってエタンデュが小さくなった均一な光を照明できる。そして、構成がコンパクト化されるので、製造コストを下げられて組立工程手数を単純化できる。 In addition, by configuring the optical integrator together with the illumination device, uniform light with reduced etendue can be illuminated. And since a structure is compactized, a manufacturing cost can be lowered | hung and an assembly process man-hour can be simplified.
以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施例を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図4を参照すれば、本発明の一実施例による照明装置は、光を生成照射する光源41と、この光源41から出射されたビームを一方向に向ける凹鏡42と、前記光源41を挟んで前記凹鏡42と対面するように配置される逆反射鏡45とを含む。前記逆反射鏡45は前記凹鏡42から反射されたビームの進路上に設けられ、前記凹鏡42から反射された一部のビームを透過させるアパーチャ46と、前記凹鏡42から反射された残りのビームを反射返し(戻り反射)させる反射面47とを備える。前記反射面47はその面が入射光軸に垂直をなすように配置された平面からなることが望ましい。前記アパーチャ46は前記反射面47の中央部に設けられ、四角形状または円形状に形成される。
Referring to FIG. 4, an illuminating device according to an embodiment of the present invention includes a
また、本実施例による照明装置は前記アパーチャ46を可変とし、これを可変させる可変ユニット50をさらに含むことが望ましい。この場合、前記可変ユニット50を介して前記アパーチャ46の大きさを可変させることによって前記反射面47から反射返しされるビームを動的に調節できる。この可変ユニット50は本発明の照明装置が採用される光学システム、例えばプロジェクション投射光学装置の類型によって前記アパーチャ46の大きさを異ならせて可変させ、駆動源51と、制御部55とより構成される。この可変ユニット50の機構的な構成それ自体は一般的なので詳細な説明は省略する。
In addition, it is desirable that the illumination device according to the present embodiment further includes a
前記凹鏡42は、第1及び第2焦点f1,f2を有する楕円鏡であることが望ましい。この場合、前記光源41はほぼ前記第1焦点f1に位置し、前記光源41から照明されて前記凹鏡42から反射されたビームが前記第2焦点f2周辺に集束される。また、前記逆反射鏡45は前記第2焦点f2位置に配置される。
The
前記光源41の例としては、アーク放電により光を生成するアークランプが挙げられる。この場合、アークランプは放電に寄与する物質により、メタル−ハライドランプと、キセノンランプなどに区分され、いずれを採用してもよい。
An example of the
前記アークランプのアークギャップGaは照明されるビームの明るさなどを考慮して数式1の条件を満足することが望ましい。
[数式1]
0.7≦Ga≦3[mm]
It is desirable that the arc gap Ga of the arc lamp satisfies the condition of
[Formula 1]
0.7 ≦ Ga ≦ 3 [mm]
前記の通り構成された本発明の一実施例による照明装置の動作を述べれば次の通りである。 The operation of the illumination apparatus according to the embodiment of the present invention configured as described above will be described as follows.
ほぼ第1焦点f1に位置した光源41から出射されたビームの大部分は前記凹鏡42に直接入射され、その反射面から第2焦点f2方向に反射される。ここで、光源41からのビームの発生を述べれば、点光源から始まって発生するのでなく、アークギャップGa間から発生して進むことが分かる。従って、前記凹鏡42を楕円鏡で形成した場合においても、反射されたビームが全部第2焦点f2に向かうのでなく、図示されたように第2焦点f2周辺に広く分布することが分かる。
Most of the beam emitted from the
すなわち、反射されたビームのうち一部のビーム43(実線で示される)は前記アパーチャ46に直接入射される。一方、残りのビーム44(点線で示される)は前記反射面47に入射され、その反射面47から前記凹鏡42方向に反射返しされる。この反射返しされたビームは前記凹鏡42で再反射されて他の経路で前記逆反射鏡45の方向に向かう。このビームのうち一部は前記アパーチャ46を透過し、残りは反射面47から反射返しされる。このような反射過程を反復しつつ、前記光源41から照明されて前記凹鏡42で反射されたほとんど全てのビームが前記アパーチャ46を透過する。
That is, some of the reflected beams 43 (shown by solid lines) are directly incident on the
前記アパーチャ46は前記可変ユニット50によって可変されるので、そのアパーチャ46の大きさを動的に制御できる。従って、前記アパーチャ46を透過するビームの立体角σを調節できる。ここで、立体角σが大きい場合は反射返しされるビームが減るので、前記光源41方向に向かう光を減らせる。
Since the
これにより、前記光源41のロードを減少させられるのでその寿命が短縮されることを相当部分防止できる。一方、立体角σを小さくする場合はエタンデュを小さくできるので、さらに小さいエタンデュを要求するプロジェクション光学系、例えばカラーホイールを利用してカラー画像を具現するプロジェクション光学系の照明装置で利用できる。
Thereby, since the load of the
図5は図4の逆反射鏡のアパーチャのサイズ変化による相対的な光束変化を示したグラフである。ここで、Aが指示する値はアパーチャと反射面を有する場合においてアパーチャのサイズ変化による光束変化を示したものであり、Bが指す値は反射面の代わりに入射ビームを吸収できる面を有する場合においてアパーチャのサイズ変化による光束変化を示したものである。 FIG. 5 is a graph showing a relative light flux change due to the aperture size change of the retroreflector of FIG. Here, the value indicated by A indicates the change in luminous flux due to the aperture size change when the aperture and the reflecting surface are provided, and the value indicated by B has a surface capable of absorbing the incident beam instead of the reflecting surface. Fig. 5 shows a change in luminous flux due to a change in aperture size.
本グラフについて述べれば、本発明の実施例のように反射面47を有する場合は、アパーチャが小さい場合にも相対的な光束変化が少ないことが分かる。一方、比較例のように吸収面(図示せず)を有する場合は、アパーチャが大きい時は差が大きく起きないが、アパーチャが小さい時は相対的な光束が大きく低下することが分かる。
Referring to this graph, it can be seen that when the reflecting
図6を参照すれば、本発明の他の実施例による照明装置は、光を生成照射する光源61と、この光源61から出射されたビームを一方向に向ける凹鏡62と、前記光源61を挟んで前記凹鏡62と対面するように配置される逆反射鏡65と、光インテグレータ70とを含む。また、前記逆反射鏡65のアパーチャ66を可変させる可変ユニット80を含む。
Referring to FIG. 6, an illuminating device according to another embodiment of the present invention includes a
本実施例による照明装置は前述の一実施例による照明装置と比較してみる時、光インテグレータ70をさらに備えたところに特徴がある。一方、本実施例において残りの構成要素、すなわち光源61、凹鏡62、逆反射鏡65及び可変ユニット80は図4を参照しつつ説明した通りなのでその詳細な説明は省略する。
The illumination device according to the present embodiment is characterized in that it further includes an
前記光インテグレータ70は前記凹鏡62から反射されたビームの進路上に設けられ、入射されたビームを混合して均一なビームにする。この光インテグレータ70は前記凹鏡62から反射されたビームが入射される入射端部70aと、この入射端部70aを介して入射された光の進行を反射を介してガイドする反射部70bと、前記反射部70bから反射されつつ混合されたビームが出射される出射端部70cとを有する。
The
一実施例による光インテグレータ70は図7に図示されたような構造の直六面体形状のロッド71より構成される。このロッド71はガラスまたはプラスチック材より構成され、周辺より高い屈折率を有する。従って、入射ビーム入射角と屈折率の差によって前記反射部70bで全反射されつつ、前記入射端部70aを介して入射されたビームが前記出射端部70cの方向に進む。これにより、前記光源61側から入射された不均一ビームが全反射されつつ等しく混ざりつつ均一なビームになる。
The
他の実施例による光インテグレータ70は図8に図示されたように、入射されたビームが進む内部空間を覆う鏡筒75と、前記鏡筒75の内側壁に形成された反射面70bとを含む。従って、入射端部70aを介して入射されたビームを前記反射部から反射させつつ内部で進めつつ均一ビームにする。
As shown in FIG. 8, the
前記逆反射鏡65は前記出射端部70cと対面するように配置されて出射ビームを規制する。すなわち、前記アパーチャ66の大きさが前記出射端部70cの大きさより小さく形成される。従って、前記出射端部70cから出射されたビームの一部は前記反射面67から反射返しされ、この反射返しされたビームは前記光インテグレータ70の内部を再び通過して前記凹鏡62方向に向かう。この後、前記凹鏡62で再反射されて他の経路で前記逆反射鏡62方向に向かう。このビームのうち一部は前記アパーチャ66を透過するようになり、残りは反射面67から反射返しされる。このような反射過程を反復しつつ、前記光源61から照明されて前記凹鏡62から反射されたほとんど全てのビームが前記アパーチャ66を透過する。
The
前記のように構成することにより、光源61から照明されたビームを均一にすると共に、前記アパーチャ66の大きさを動的に制御することによって前記アパーチャ66を透過するビームの立体角を調節できる。
By configuring as described above, the beam illuminated from the
図9を参照すれば、本発明のさらに他の実施例による照明装置は、光を生成照射する光源161と、この光源161から出射されたビームを一方向に向ける凹鏡162と、前記光源161を挟んで前記凹鏡162と対面するように配置され、アパーチャ166と反射面167とを有する逆反射鏡165と、光インテグレータ170とを含む。また、前記逆反射鏡165のアパーチャ166を可変させる可変ユニット180を含む。
Referring to FIG. 9, an illumination apparatus according to another embodiment of the present invention includes a
本実施例による照明装置は前述の他の実施例による照明装置と比較してみる時、光インテグレータ170の配置を変更したところにその特徴がある。
The illumination device according to this embodiment is characterized in that the arrangement of the
一方、本実施例において光源161、凹鏡162、逆反射鏡165、可変ユニット180及び光インテグレータ170それ自体の構成及び機能は図4及び図8を参照しつつ説明した通りなのでその詳細な説明は省略する。
On the other hand, the configuration and function of the
前記光インテグレータ170は前記逆反射鏡165のアパーチャ166を透過した光の進路上に設けられ、入射されたビームを混合して均一なビームにする。この場合、光インテグレータ170の入射端部を外れたビームは反射面167で反射されて前記凹鏡162方向に反射返しされる。
The
前記の実施例は例示的なものに過ぎず、当技術分野の当業者ならば、これから多様な変形及び均等な他の実施例が可能である。従って、本発明の真の技術的保護範囲は特許請求の範囲に記載された発明の技術的思想により決まるものである。 The above-described embodiments are merely illustrative, and various modifications and equivalent other embodiments can be made by those skilled in the art. Therefore, the true technical protection scope of the present invention is determined by the technical idea of the invention described in the claims.
本発明による照明装置は自主的に発光能力のない液晶表示素子またはデジタルマイクロミラー素子などの画像形成素子を利用して画像を具現する画像投射装置に適用できる。 The illuminating device according to the present invention can be applied to an image projecting device that implements an image by using an image forming element such as a liquid crystal display element or a digital micromirror element that does not have a light emission capability.
41 光源
42 凹鏡
43 一部の光
44 残りの光
45 逆反射鏡
46 アパーチャ
47 反射面
50 可変ユニット
51 ドライバ
55 制御部
f1 第1焦点
f2 第2焦点
Ga アークギャップ
σ 立体角
41
Claims (11)
前記光源から照明されたビームが一方向に向かうように、入射された光を反射させる凹鏡と、
前記凹鏡から反射されたビームの焦点上に設けられ、前記凹鏡から反射された一部のビームを透過させるアパーチャと、前記凹鏡から反射された残りのビームを反射返しさせる反射面とを有する逆反射鏡と、を含むことを特徴とする照明装置。 A light source that generates and illuminates light;
A concave mirror that reflects the incident light so that the beam illuminated from the light source is directed in one direction;
An aperture that is provided on the focal point of the beam reflected from the concave mirror and transmits a part of the beam reflected from the concave mirror; and a reflection surface that reflects back the remaining beam reflected from the concave mirror. And a retroreflective mirror.
前記光源はほぼ前記第1焦点に位置し、
前記逆反射鏡は前記第2焦点位置に配置されたことを特徴とする請求項1に記載の照明装置。 The concave mirror is an elliptical mirror having first and second focal points;
The light source is located substantially at the first focus;
The illumination device according to claim 1, wherein the retroreflecting mirror is disposed at the second focal position.
前記アパーチャを可変させる可変ユニットをさらに含み、前記逆反射鏡のアパーチャのサイズを可変させることにより前記反射面から反射返しされるビームを動的に調節できるようにしたことを特徴とする請求項1に記載の照明装置。 The aperture of the retroreflector is variable in size,
2. A variable unit for varying the aperture, wherein the beam reflected from the reflecting surface can be dynamically adjusted by varying the size of the aperture of the retroreflector. The lighting device described in 1.
前記アパーチャは前記反射面の中央部に設けられ、四角形または円形に形成されたことを特徴とする請求項1に記載の照明装置。 The reflecting surface is a plane arranged perpendicular to the incident optical axis;
The illumination device according to claim 1, wherein the aperture is provided at a central portion of the reflecting surface and is formed in a quadrangular shape or a circular shape.
アーク放電により光を生成するアークランプであることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。 The light source is
The lighting device according to claim 1, wherein the lighting device is an arc lamp that generates light by arc discharge.
<条件式>
0.7≦Ga≦3[mm]。 The lighting device according to claim 5, wherein the arc gap Ga of the arc lamp satisfies the following conditional expression:
<Conditional expression>
0.7 ≦ Ga ≦ 3 [mm].
ガラスまたはプラスチック材質からなる直六面体形状のロッドを含み、
入射ビームを周辺との屈折率差によって全反射させられることを特徴とする請求項7に記載の照明装置。 The optical integrator is
Including a hexahedron shaped rod made of glass or plastic material,
The illumination apparatus according to claim 7, wherein the incident beam is totally reflected by a difference in refractive index from the periphery.
入射されたビームが進む内部空間を覆う鏡筒と、前記鏡筒の内側壁に形成された反射部とを含み、
入射されたビームを前記反射部から反射されつつ内部で進みつつ均一なビームにすることを特徴とする請求項7に記載の照明装置。
The optical integrator is
A lens barrel that covers the internal space through which the incident beam travels, and a reflecting portion that is formed on the inner wall of the lens barrel,
The illumination apparatus according to claim 7, wherein the incident beam is formed into a uniform beam while proceeding inside while being reflected from the reflection unit.
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2009479A1 (en) * | 2007-06-29 | 2008-12-31 | Christie Digital Systems USA, Inc. | A reflective iris |
| US7712924B2 (en) | 2007-12-26 | 2010-05-11 | Christie Digital Systems Usa, Inc. | Optical device for adjusting the F-number of an elliptical lamp |
| JP2010528423A (en) * | 2007-05-21 | 2010-08-19 | ライト プレスクリプションズ イノベーターズ エルエルシー | LED brightness enhancement via specular retroreflection, including collimator to avoid etendue restrictions |
| US8011810B2 (en) | 2007-12-26 | 2011-09-06 | Christie Digital Systems Usa, Inc. | Light integrator for more than one lamp |
| JP2016225182A (en) * | 2015-06-01 | 2016-12-28 | 株式会社ユーテクノロジー | Led lighting device |
| WO2019198382A1 (en) * | 2018-04-11 | 2019-10-17 | ソニー株式会社 | Medical system, medical light source device, and method for medical light source device |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101604113B (en) * | 2008-06-13 | 2011-03-30 | 中强光电股份有限公司 | Projection optical system and light quantity control unit for projection optical system |
| CN103423655A (en) * | 2013-07-12 | 2013-12-04 | 深圳市福田区青少年科技教育协会 | Power-saving desk lamp |
| CN108291702B (en) * | 2015-11-27 | 2020-08-25 | 三菱电机株式会社 | Light source device, lighting device and vehicle lamp |
| WO2021023861A1 (en) * | 2019-08-08 | 2021-02-11 | Sgm Light A/S | Lighting device with motorised collimation control |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0743786A (en) * | 1993-07-30 | 1995-02-14 | Toshiba Lighting & Technol Corp | Aperture mechanism and projector |
| JPH09152553A (en) * | 1995-11-30 | 1997-06-10 | Mitsubishi Electric Corp | Light source device and projection display device using the same |
| JP2003202523A (en) * | 2001-11-02 | 2003-07-18 | Nec Viewtechnology Ltd | Polarization unit, polarization illumination device and projection type display device using the illumination device |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH342540A (en) * | 1955-07-15 | 1959-11-30 | Perret Samuel Leon | Radiation projector |
| DD207826A3 (en) * | 1982-08-02 | 1984-03-14 | Christfried Symanowski | REFLECTOR SYSTEM FOR LIGHTING OPTICS |
| KR0135834B1 (en) * | 1994-10-28 | 1998-04-24 | 김광호 | Light source with shadow removing double reflector |
| CN1177075A (en) * | 1996-09-19 | 1998-03-25 | 杨维纲 | Light condensing device |
| DE19652745A1 (en) * | 1996-12-18 | 1998-06-25 | Lewinson Edwarda | Light guide for variable intensity illumination system |
| US5842767A (en) * | 1997-03-11 | 1998-12-01 | Farlight Corporation | Highly efficient illuminator and method of use thereof |
| DE60044840D1 (en) * | 1999-11-05 | 2010-09-30 | Texas Instruments Inc | Sequential Fabre recovery for projection systems |
| US7052150B2 (en) * | 1999-12-30 | 2006-05-30 | Texas Instruments Incorporated | Rod integrator |
| JP3353774B2 (en) * | 2000-03-17 | 2002-12-03 | ウシオ電機株式会社 | Lamp unit |
| US6312144B1 (en) * | 2000-03-21 | 2001-11-06 | Cogent Light Technologies, Inc. | Optical system having retro-reflectors |
| GB2378499A (en) * | 2001-08-10 | 2003-02-12 | Central Research Lab Ltd | A lamp for a projection system |
| CN1431540A (en) * | 2002-01-07 | 2003-07-23 | 大億科技股份有限公司 | Polarized light conversion device with light guide |
| JP3589225B2 (en) * | 2002-02-08 | 2004-11-17 | セイコーエプソン株式会社 | projector |
| KR20050006415A (en) * | 2003-07-08 | 2005-01-17 | 삼성전자주식회사 | Illumination device and projection display using the same |
-
2004
- 2004-08-30 CN CNB2004100572685A patent/CN100371768C/en not_active Expired - Fee Related
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- 2004-09-07 JP JP2004260210A patent/JP2005085768A/en active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0743786A (en) * | 1993-07-30 | 1995-02-14 | Toshiba Lighting & Technol Corp | Aperture mechanism and projector |
| JPH09152553A (en) * | 1995-11-30 | 1997-06-10 | Mitsubishi Electric Corp | Light source device and projection display device using the same |
| JP2003202523A (en) * | 2001-11-02 | 2003-07-18 | Nec Viewtechnology Ltd | Polarization unit, polarization illumination device and projection type display device using the illumination device |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010528423A (en) * | 2007-05-21 | 2010-08-19 | ライト プレスクリプションズ イノベーターズ エルエルシー | LED brightness enhancement via specular retroreflection, including collimator to avoid etendue restrictions |
| EP2009479A1 (en) * | 2007-06-29 | 2008-12-31 | Christie Digital Systems USA, Inc. | A reflective iris |
| US7712924B2 (en) | 2007-12-26 | 2010-05-11 | Christie Digital Systems Usa, Inc. | Optical device for adjusting the F-number of an elliptical lamp |
| US8011810B2 (en) | 2007-12-26 | 2011-09-06 | Christie Digital Systems Usa, Inc. | Light integrator for more than one lamp |
| JP2016225182A (en) * | 2015-06-01 | 2016-12-28 | 株式会社ユーテクノロジー | Led lighting device |
| WO2019198382A1 (en) * | 2018-04-11 | 2019-10-17 | ソニー株式会社 | Medical system, medical light source device, and method for medical light source device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NL1026932C2 (en) | 2006-04-25 |
| CN1624524A (en) | 2005-06-08 |
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| NL1026932A1 (en) | 2005-03-09 |
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