JP2005250394A - Illuminator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、照明装置に関するものである。 The present invention relates to a lighting device.
照明装置は例えば液晶プロジェクタに用いられており、液晶プロジェクタの内部で照明光学系の一部を構成している。照明光学系には、照明装置の他にインテグレータレンズや偏光変換素子等が含まれている。この照明光学系により、液晶プロジェクタに組み込まれた液晶パネルに光が照射される。液晶パネルには明るく均一な光が照射されることが好ましく、そのためには、照明装置から発される光が高輝度で均一であることが望まれる。従来、照明装置には、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等の高輝度放電ランプを用いるのが一般的であった。 The illumination device is used in a liquid crystal projector, for example, and constitutes a part of an illumination optical system inside the liquid crystal projector. In addition to the illumination device, the illumination optical system includes an integrator lens, a polarization conversion element, and the like. This illumination optical system irradiates light onto a liquid crystal panel incorporated in the liquid crystal projector. The liquid crystal panel is preferably irradiated with bright and uniform light. For this purpose, it is desirable that the light emitted from the lighting device be uniform with high brightness. Conventionally, it has been common to use high-intensity discharge lamps such as ultra-high pressure mercury lamps, metal halide lamps, and xenon lamps as lighting devices.
最近では高輝度LEDが開発されており、照明装置にLEDを用いることが有望視されている。LEDは前述した高輝度放電ランプと比較して、小型軽量、低電圧駆動、応答速度等の面で有利である。反面、一灯では充分な輝度を得ることは難しいという問題点がある。特許文献1では、アレイ状に配置したLEDを用いた照明装置が提案されている。アレイ状LEDからの光はロッドレンズに入射され、内部で多重反射を繰り返した後に均一な光として照射される。 Recently, high-brightness LEDs have been developed, and it is considered promising to use LEDs in lighting devices. Compared with the high-intensity discharge lamp described above, the LED is advantageous in terms of small size and light weight, low voltage driving, response speed, and the like. On the other hand, there is a problem that it is difficult to obtain sufficient brightness with a single lamp. Patent Document 1 proposes an illumination device using LEDs arranged in an array. The light from the arrayed LED is incident on the rod lens and is irradiated as uniform light after repeated multiple reflection inside.
しかし、特許文献1に示した照明装置では、LEDをアレイ状に並べているため、発熱が問題となる。LEDは発熱により輝度を下げたり劣化を早めてしまう。 However, in the illumination device shown in Patent Document 1, since LEDs are arranged in an array, heat generation becomes a problem. The LED reduces brightness or accelerates deterioration due to heat generation.
本発明は、発光素子の発熱を抑えるとともに高輝度かつ均一な光を照射することができる発光素子を用いた照明装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an illuminating device using a light-emitting element that can suppress heat generation of the light-emitting element and can radiate high-luminance and uniform light.
本発明は、円環状に並べられて設けられた複数の発光素子と、前記円環の中心軸上の所定位置に向かって延びるとともに前記発光素子のそれぞれに対応して設けられ、光を透過する材質で形成され、前記発光素子から発せられる光を前記発光素子近傍の一端面から入射されその光を前記所定位置近傍の他端面から出射するロッドと、前記所定位置に設けられ前記ロッドから出射された光の進行方向を変化させる方向変換部材と、前記所定位置を焦点位置とし前記方向変換部材からの光を反射して外部へ照射するリフレクタとを有することを特徴とする。前記ロッドを形成している材質は、空気の屈折率よりも高い屈折率をもつ材質で形成されていることが好ましい。 The present invention provides a plurality of light emitting elements arranged in an annular shape, and extends toward a predetermined position on the central axis of the ring, and is provided corresponding to each of the light emitting elements and transmits light. A rod made of a material and emitting light emitted from the light emitting element from one end face near the light emitting element and emitting the light from the other end face near the predetermined position; and a rod provided at the predetermined position and emitted from the rod. And a direction changing member that changes a traveling direction of the light, and a reflector that reflects the light from the direction changing member with the predetermined position as a focal position and irradiates the light to the outside. The material forming the rod is preferably formed of a material having a refractive index higher than that of air.
前記発光素子近傍には、前記発光素子からの光を反射して前記ロッドの前記一端面に入射させるミラーが設けられていることが好ましい。 In the vicinity of the light emitting element, a mirror that reflects light from the light emitting element and makes it incident on the one end face of the rod is preferably provided.
前記ロッドは前記所定位置に向かって延びるに従い前記リフレクタの底部に近づくような傾斜をもって設けられていることが好ましい。 The rod is preferably provided with an inclination so as to approach the bottom of the reflector as it extends toward the predetermined position.
本発明によれば、円環状に並べられて設けられた複数の発光素子と、前記円環の中心軸上の所定位置に向かって延びるとともに前記発光素子のそれぞれに対応して設けられ、光を透過する材質で形成され、前記発光素子から発せられる光を前記発光素子近傍の一端面から入射されその光を前記所定位置近傍の他端面から出射するロッドと、前記所定位置に設けられ前記ロッドから出射された光の進行方向を変化させる方向変換部材と、前記所定位置を焦点位置とし前記方向変換部材からの光を反射して外部へ照射するリフレクタとを有するので、複数の発光素子から発された光は、それぞれに対応したロッドに入射した後ロッドから前記方向変換部材に向けて出射される。その光は、前記方向変換部材で進行方向を変化させられ前記リフレクタで反射され、光を透過する材質で形成されたロッドを突き抜けて外部に照射される。このように、複数の発光素子を互いに間隔を設けて配置したため、発熱を抑えることができる。また、複数の発光素子からの光を照射することができるため、高輝度な照明となる。さらに、前記方向変換部材は前記リフレクタの焦点位置に位置しているため、前記方向変換部材から出射して前記リフレクタに反射した光は均一となる。特に、前記リフレクタの反射面を放物面形状とすれば照射される光は平行光となり、前記リフレクタの反射面を楕円形状とすれば照射される光は収束光となる。 According to the present invention, a plurality of light emitting elements arranged in an annular shape, and extending toward a predetermined position on the central axis of the ring, provided corresponding to each of the light emitting elements, A rod that is formed of a transparent material and emits light emitted from the light emitting element from one end face near the light emitting element and emits the light from the other end face near the predetermined position; and a rod provided at the predetermined position from the rod Since it has a direction changing member that changes the traveling direction of the emitted light and a reflector that reflects the light from the direction changing member with the predetermined position as a focal position and irradiates the light to the outside, it is emitted from a plurality of light emitting elements. After being incident on the corresponding rod, the light is emitted from the rod toward the direction changing member. The traveling direction of the light is changed by the direction changing member, the light is reflected by the reflector, passes through a rod formed of a material that transmits light, and is irradiated to the outside. As described above, since the plurality of light emitting elements are arranged at intervals, heat generation can be suppressed. Further, since light from a plurality of light emitting elements can be irradiated, illumination with high luminance is obtained. Furthermore, since the direction changing member is located at the focal position of the reflector, the light emitted from the direction changing member and reflected by the reflector is uniform. In particular, if the reflecting surface of the reflector has a parabolic shape, the irradiated light becomes parallel light, and if the reflecting surface of the reflector has an elliptical shape, the irradiated light becomes convergent light.
前記発光素子からの光を反射して前記ロッドの前記一端面に入射させるミラーを前記発光素子近傍に設ければ、前記発光素子の照射部を前記ミラーに向け、前記発光素子の固定部を前記円環の中心軸に直交する平面上に配置することができるので、複数の発光素子を円状に並べて前記円環の中心軸に直交する基板に設けることができる。これにより、製造が容易となる。 If a mirror that reflects light from the light emitting element and makes it incident on the one end surface of the rod is provided in the vicinity of the light emitting element, the irradiation part of the light emitting element is directed to the mirror, and the fixing part of the light emitting element is Since it can arrange | position on the plane orthogonal to the center axis | shaft of a ring, a some light emitting element can be arranged in a circle | round | yen, and can be provided in the board | substrate orthogonal to the center axis | shaft of the said ring. Thereby, manufacture becomes easy.
前記ロッドは前記所定位置に向かって延びるに従い前記リフレクタの底部に近づくような傾斜をもって設けられているので、前記所定位置を焦点位置とする前記リフレクタを楕円形状に形成しやすくなる。前記リフレクタを楕円形状に形成すれば、前記リフレクタから反射される光は収束光となる。 Since the rod is provided with an inclination so as to approach the bottom of the reflector as it extends toward the predetermined position, the reflector having the predetermined position as a focal position can be easily formed in an elliptical shape. If the reflector is formed in an elliptical shape, light reflected from the reflector becomes convergent light.
図1に示すように、液晶プロジェクタ2は、照明光学系3、ミラー4、5、ダイクロイックミラー6、液晶パネル7、ダイクロイックプリズム8、投写レンズ9から構成される。
As shown in FIG. 1, the
照明光学系3は、照明装置21、インテグレータレンズ22、偏光変換光学系23から構成される。詳細を後述する照明装置21は、高輝度かつ均一な白色の平行光を照射する。インテグレータレンズ22は、この光をさらに均一化する。偏光変換光学系23は光の偏光方向を揃える。
The illumination optical system 3 includes an
均一化し偏光方向を揃えられた光は、ミラー4を経てダイクロイックミラー6によってR、G、Bの3色光に分離される。これらの3色光は、それぞれの色に対応した液晶パネル7に照射される。液晶パネル7は、透明な2枚の板の間に液晶と偏光フイルムを挟んだ素子でできており、直線偏光した光の偏光方向を変えることで、画素毎の透過率を変えている。それぞれの液晶パネル7を透過した3色光は、ダイクロイックプリズム8によって合成され、投写レンズ9を経由して外部に設けられたスクリーン24に投影される。
The light that has been made uniform and whose polarization direction is aligned is separated into light of three colors R, G, and B by the
図2に示すように、照明光学系3の照明装置21は、複数の白色LED28、複数のロッド29、方向変換部材30、リフレクタ31から構成される。
As shown in FIG. 2, the
白色LED28は、円筒状の取付部材35(図3参照)の内側に底部28aを固定され、互いに所定の間隔をあけて設けられている。白色LED28は円環状に複数設けられている。白色LED28の照射部28bは、円環の中心点を向いている。なお、円環の中心点は、リフレクタ31の反射面31aの焦点36(図3参照)と一致する。符号37は円環の中心軸を示す。
The
ロッド29は複数の白色LED28のそれぞれに対応して用意されている。ロッド29は四角柱に形成され、白色LED28の近傍から焦点36に向かって延びるように設けられている。ロッド29には中心軸37の円周方向にテーパがかけられ、ロッド29の断面積はロッド29が焦点36に向かうに従い小さくなっている。ロッド29は、空気の屈折率よりも大きい屈折率をもつ材質で形成されている。ロッド29は、白色LED28の近傍の一端面29aに白色LED28からの光を入射され、焦点36近傍の他端面29bからその光を出射する。リフレクタ31の反射面31aと対向するロッド29の内面29c(図3参照)には図示しない反射防止膜が貼り付けられている。符号29dはロッド29の外面を示す。なお、図示していないが各ロッド29間にはエアギャップが形成されている。
The
図3に示すように、方向変換部材30は焦点36位置に設けられている。方向変換部材30は光の進行方向を変化させるレンズである。方向変換部材30は、ロッド29の他端面29bから出射された光をリフレクタ31の反射面31aに向けて照射する。方向変換部材30は光の進行方向を変化させるものであればよく、例えば半球状に形成され外面が反射性を有するミラーであってもよいし、その他公知のものでもよい。リフレクタ31は、方向変換部材30及びロッド29を取り囲むように設けられている。リフレクタ31は反射面31aが放物面形状となっている。
As shown in FIG. 3, the
以下、上記構成による作用について、図3を用いて照明光学系の照明装置21の動作を中心に説明する。白色LED28が点灯すると白色光が発せられ、その光がロッド29の一端面29aからロッド29に入射される。光はロッド29内面で全反射を繰り返し、他端面29bから出射する。ロッド29の他端面29bからはほぼ均一に光が出射される。出射された光は、方向変換部材30によって進行方向を変えられ、リフレクタ31の反射面31a にほぼ均一に入射される。ここでは、方向変換部材30を擬似的な点光源として考えることができる。
Hereinafter, the operation of the above configuration will be described with reference to FIG. 3 focusing on the operation of the
リフレクタ31に入射された光は、放物面形状の反射面31aで反射されて平行光となる。反射された平行光はロッド29の内面29cからロッド29に入射した後、ロッド29の外面29dから外部に照射される。ここで、ロッド29に入射した光は、ロッド29の内部から外面29dにほぼ直角で入射するため、臨界角よりも大きい角度で外面29dに入射することができ、外面29dにおいて反射は生じない。
The light incident on the
このように、複数の白色LED28からの光を用いることができるため、照明装置21は高輝度な照明が可能となる。また、照明装置21からの照明はほぼ均一なものとなる。さらに、複数の白色LED28を互いに間隔を設けて配置したため、発熱を抑えることができる。これにより白色LED28が発熱により輝度を下げたり劣化を早めてしまうことを避けることができる。
Thus, since the light from the plurality of
照明装置21から照射された光は、インテグレータレンズ22に入射された後、偏光変換光学系23、ダイクロックミラー6等を経て液晶パネル7に照射される。
The light emitted from the illuminating
なお、上記実施形態では、ロッド29の一端面29aに照射部28bが対向するようにして白色LED28を配置したが、図4に示すように、照射部28bが外部への光の照射方向を向くようにしてロッド29の一端面29aの近傍に白色LED28を配置してもよい。この場合には、白色LED28から発される白色光を反射してロッド29の一端面29aに入射させるミラー40を設ける。また、白色LED28の底部28aはリフレクタ31の外側にドーナツ状に形成された基板41に固定させる。これにより、複数の白色LED28を一つの基板41に容易に取り付けることができる。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、ロッド29の延びる方向と中心軸37が直交しておりその交点が放物面形状の反射面31aをもつリフレクタ31の焦点36となっていた。ロッド29の延びる方向と中心軸37を直角でない所定の角度で交わらせ、図5に示すように、それらの交点を焦点46として楕円面形状の反射面45aをもつリフレクタ45を設けてもよい。ロッド29は、焦点46に向かって延び、焦点46に近づくに従ってリフレクタ45の底部45bに近づくように配置されている。なお、底部45bは、反射面45aにおいて中心軸37と反射面45aとの交点の周囲領域を示すものである。ロッド29をこのように配置すればリフレクタ45の反射面45aを深くすることができ、リフレクタ形状の設計自由度が増す。すなわち、同じ焦点距離でも外径を大きくすることができるため、より多くの白色LED28を配置することができる。また、方向変換部材30による反射光もより多くを取り込むことができるため、光の利用効率を増すことができる。ロッドの形状及びリフレクタの反射面の形状を適切に選択することにより、外部へ平行光や収束光を照射することができる。
In the above embodiment, the extending direction of the
上記実施形態では、ロッド29には、中心軸37の円周方向にのみテーパをかけていたが、さらに、中心軸37方向にもテーパをかけることにより、ロッドの他端面(出射面)の面積を小さくして方向変換部材を小さくすることにより、より点光源に近い光源を得ることができる。これにより、その後のインテグレータによる光の利用効率を上げることができる。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、ロッド29は四角柱状に形成されることとしたが、一端面から入射された白色LEDからの光を他端面からほぼ均一に出射するものであれば、この形状に限られない。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、本発明の照明装置21を液晶プロジェクタ2に用いたが、その他の機器に用いてもよい。
In the above embodiment, the
2 液晶プロジェクタ
3 照明光学系
21 照明装置
22 インテグレータレンズ
23 偏光変換光学系
28 白色LED(発光素子)
28a 底部
28b 照射部
29 ロッド
29a 一端面
29b 他端面
29c 内面
30 方向変換部材
31 リフレクタ
31a 反射面
36 焦点
37 中心軸
40 ミラー
41 基板
45 リフレクタ
45a 反射面
45b 底部
46 焦点
2 Liquid Crystal Projector 3
Claims (3)
前記円環の中心軸上の所定位置に向かって延びるとともに前記発光素子のそれぞれに対応して設けられ、光を透過する材質で形成され、前記発光素子から発せられる光を前記発光素子近傍の一端面から入射されその光を前記所定位置近傍の他端面から出射するロッドと、
前記所定位置に設けられ前記ロッドから出射された光の進行方向を変化させる方向変換部材と、
前記所定位置を焦点位置とし前記方向変換部材からの光を反射して外部へ照射するリフレクタとを有することを特徴とする照明装置。 A plurality of light emitting elements arranged in an annular shape;
Extending toward a predetermined position on the central axis of the ring and provided corresponding to each of the light emitting elements, formed of a material that transmits light, and emits light emitted from the light emitting element in the vicinity of the light emitting element. A rod that is incident from the end face and emits the light from the other end face in the vicinity of the predetermined position;
A direction changing member that changes a traveling direction of light emitted from the rod provided at the predetermined position;
An illuminating apparatus comprising: a reflector that reflects the light from the direction changing member with the predetermined position as a focal position and irradiates the light to the outside.
The lighting device according to claim 1, wherein the rod is provided with an inclination so as to approach the bottom of the reflector as it extends toward the predetermined position.
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007271822A (en) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Toshiba Corp | Lighting device, imaging device, and mobile terminal |
JP2007311176A (en) * | 2006-05-18 | 2007-11-29 | Puratekku:Kk | Lighting fitting and lighting cover |
JP2007310294A (en) * | 2006-05-22 | 2007-11-29 | Mitsubishi Electric Corp | Light source device |
JP2008293797A (en) * | 2007-05-24 | 2008-12-04 | Stanley Electric Co Ltd | Lighting device and lens body |
JP2009016081A (en) * | 2007-07-02 | 2009-01-22 | Daishi Densetsu Kk | Surface light emitting device |
JP2009117194A (en) * | 2007-11-07 | 2009-05-28 | Puratekku:Kk | Light cover and light apparatus |
JP2011181713A (en) * | 2010-03-02 | 2011-09-15 | Iwasaki Electric Co Ltd | Led light source device and stacked led light source device |
CN102881810A (en) * | 2011-07-13 | 2013-01-16 | 李学旻 | Light emitting source device |
-
2004
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Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007271822A (en) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Toshiba Corp | Lighting device, imaging device, and mobile terminal |
US8107807B2 (en) | 2006-03-30 | 2012-01-31 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Lighting device, image pickup apparatus and portable terminal unit |
JP2007311176A (en) * | 2006-05-18 | 2007-11-29 | Puratekku:Kk | Lighting fitting and lighting cover |
JP2007310294A (en) * | 2006-05-22 | 2007-11-29 | Mitsubishi Electric Corp | Light source device |
JP2008293797A (en) * | 2007-05-24 | 2008-12-04 | Stanley Electric Co Ltd | Lighting device and lens body |
JP2009016081A (en) * | 2007-07-02 | 2009-01-22 | Daishi Densetsu Kk | Surface light emitting device |
JP2009117194A (en) * | 2007-11-07 | 2009-05-28 | Puratekku:Kk | Light cover and light apparatus |
JP2011181713A (en) * | 2010-03-02 | 2011-09-15 | Iwasaki Electric Co Ltd | Led light source device and stacked led light source device |
CN102881810A (en) * | 2011-07-13 | 2013-01-16 | 李学旻 | Light emitting source device |
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