(57)【要約】【課題】１つのタイプのみの光源の使用に限定されることのない、プロジェクタの改良型アーキテクチャを提供すること。【解決手段】ランプ（４）の光束（３）を収束するための、特定の焦点距離（Ａ）をもつ曲面状の反射面（５）を伴うランプ（４）の形態の光源（２、２４）と、所謂コールド・ミラー（８）と、インテグレーション・ロッド（１１）と、その後ろに光弁（２１）が続く、複数のレンズ（１６〜２０）から成るリレー・オプティックス・システム（１５）と、を備えるプロジェクタ用の改良型アーキテクチャであって、異なる焦点距離（Ａ、Ａ’）をもつ光源（２、２４）の使用を可能にすることを特徴とする改良型アーキテクチャ。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランプ（４）の光束（３）を収束するための、特定の焦点距離（Ａ）をもつ曲面状の反射面（５）を伴うランプ（４）の形態の光源（２、２４）と、所謂コールド・ミラー（８）と、インテグレーション・ロッド（１１）と、その後ろに光弁（２１）が続く、複数のレンズ（１６〜２０）から成るリレー・オプティックス・システム（１５）と、を備えるプロジェクタ用の改良型アーキテクチャであって、異なる焦点距離（Ａ，Ａ’）をもつ光源（２、２４）の使用を可能にすることを特徴とする改良型アーキテクチャ。
【請求項２】
当該コールド・ミラー（８）が、当該光源（２、２４）と当該インテグレーション・ロッド（１１）の間に位置し、コンデンサ・システム（２５）が、前記光源（２、２４）と前記コールド・ミラー（８）の間で、前記光源（２、２４）から前記光源（２、２４）の当該焦点距離（Ａ、Ａ’）より遠い距離に設けられ、前記コンデンサ・システム（２５）は、前記コールド・ミラー（８）で反射される、収束する当該光束（３）の焦点（６、２７）が、前記インテグレーション・ロッド（１１）の入口部（１２）又はその近傍に位置するような方法で前記光源（２、２４）の前記光束（３）を収束させるようになされていることを特徴とする請求項１に記載の改良型アーキテクチャ。
【請求項３】
当該コンデンサ・システム（２５）が、同心上に位置合わせされた２枚の両凸面レンズ（２６）で構成されていることを特徴とする請求項２に記載の改良型アーキテクチャ。
【請求項４】
当該コンデンサ・システム（２５）が、２枚の同一レンズ（２６）で構成されていることを特徴とする請求項３に記載の改良型アーキテクチャ。
【請求項５】
プロジェクタ（１、２８）内で使用することができる当該光源（２、２４）各々に対して、コンデンサ・システム（２５）が設けられ、このコンデンサ・システムは、この特定のコンデンサ・システム（２５）を対応する前記光源（２、２４）と組み合せて使用するときに、前記光源（２、２４）が、前記プロジェクタ（１、２８）内で当該コールド・ミラー（８）から所定の距離にある決まった点に位置するようになされていることを特徴とする請求項２に記載の改良型アーキテクチャ。
【請求項６】
紫外線フィルタが、当該光源（２、２４）と当該コンデンサ・システム（２５）の間に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の改良型アーキテクチャ。
【請求項７】
当該コンデンサ・システム（２５）が複数のレンズ（２６）で構成され、紫外線フィルタが、当該光源（２、２４）に直近のレンズ（２６）に塗布された紫外線反射コーティングとして設けられていることを特徴とする請求項６に記載の改良型アーキテクチャ。
【請求項８】
当該インテグレーション・ロッド（１１）が、当該光源（２、２４）の後ろに配置されており、その入口部（１２）が前記光源（２、２４）の焦点（１３）又はその近傍に位置していることを特徴とし、当該コールド・ミラー（８）が、前記インテグレーション・ロッド（１１）の出口部（１４）の背後に位置する請求項１に記載の改良型アーキテクチャ。
【請求項９】
当該インテグレーション・ロッド（１１）が、溶融シリカでできていることを特徴とする請求項８に記載の改良型アーキテクチャ。
【請求項１０】
レンズ（１６〜２０）が、当該インテグレーション・ロッド（１１）と当該コールド・ミラー（８）の間に設けられ、前記レンズ（１６〜２０）が溶融シリカでできていることを特徴とする請求項８に記載の改良型アーキテクチャ。
【請求項１１】
当該プロジェクタ（１、２８）には、当該光源（２、２４）を固定するための手段が、当該インテグレーション・ロッド（１１）の当該入口部（１２）から前記光源（２、２４）の当該焦点距離（Ａ、Ａ’）に等しいかほぼ等しい距離に取り付けられていることを特徴とする請求項８に記載の改良型アーキテクチャ。
【請求項１２】
当該手段が、使用されている当該光源（２、２４）の当該焦点距離（Ａ、Ａ’）に応じて調整可能であることを特徴とする請求項１１に記載の改良型アーキテクチャ。
【請求項１３】
前記請求項のいずれか１つに記載の改良型アーキテクチャをもつプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクタのための、より具体的にはスクリーン上に画像を表示するために使用されるプロジェクタのための改良型アーキテクチャに関する。
【０００２】
本発明は、ランプの光束を収束するための、特定の焦点数（ｆｏｃａｌ  ｎｕｍｂｅｒ）及び焦点距離をもつ曲面状の反射面を伴う例えばキセノン・ランプのようなランプの形態の光源と、可視光線を反射し赤外光を通す所謂コールド・ミラーと、インテグレーション・ロッドと、複数のレンズから成るリレー・オプティックス・システムと、ディジタル・ミラー・デバイス（ＤＭＤ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、ＬＣＯＳ等のような光弁と、を備えるプロジェクタのためのアーキテクチャに関する。
【０００３】
周知のプロジェクタのアーキテクチャでは、コールド・ミラーが光源とインテグレーション・ロッドの間に配置され、インテグレーション・ロッドの入口部が光源の焦点にある。
【０００４】
このような周知のアーキテクチャをもつプロジェクタの不利な点は、特定の焦点数をもつ１種類の光源への使用にのみ適していることである。
【０００５】
実際、光源を例えばより小さな焦点数をもつ他の光源に代え、その光源の焦点がインテグレーション・ロッドの入口部と一致する様に光源を再配置するとコールド・ミラー上に非常に小さくて強烈な光点が結果としてもたらされ、これが、コールド・ミラー又はこのコールド・ミラーのコーティングの過熱及び焼損によるコールド・ミラーの局部的な破損をもたらす。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって本発明の目的は、１つのタイプのみの光源の使用に限定されることのない、プロジェクタの改良型アーキテクチャを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そのため本発明は、ランプの光束を収束するための、特定の焦点距離をもつ曲面状の反射面を伴うランプの形態の光源と、所謂コールド・ミラーと、インテグレーション・ロッドと、その後ろに光弁が続く、複数のレンズから成るリレー・オプティックス・システムを備え、異なる焦点距離をもつ光源の使用を可能にするプロジェクタ用の改良型アーキテクチャを提供する。
【０００８】
このような改良型アーキテクチャの利点は、それがただ１種類の光源だけや一供給業者に限定されることなく、市場で利用可能な多数の光点から選択可能だということである。
【０００９】
第１の好ましい実施形態によれば、コールド・ミラーは光源とインテグレーション・ロッドの間に位置し、コンデンサ・システムは光源とコールド・ミラーの間で、光源から光源の焦点距離を越える距離に設けられ、そのコンデンサ・システムは、コールド・ミラーで反射される、収束する光束の焦点がインテグレーション・ロッドの入口部又はその近傍に位置するような方法で光源の光束を収束させるようになされている。
【００１０】
このような好ましい実施形態の利点は、このようなコンデンサ・システムを使用することにより、コールド・ミラー上の光点の強度を制限し、したがって過熱によるコールド・ミラーの破損を回避するためにコールド・ミラー上の光点を十分に大きくすることができることである。
【００１１】
このようなコンデンサ・システムは、同心上に位置合わせされた２枚の両凸面レンズにより比較的廉価な方法で実現することができる。
【００１２】
光源を、別の焦点距離をもつ他の光源に交換するときにはいつでも、コンデンサ・システムも適切なコンデンサ・システムに代え、光源がプロジェクタ内で、交換される必要のある光源と同じ位置に取り付けが可能であるようにする。
【００１３】
第２の好ましい実施形態によればインテグレーション・ロッドは、光源の後ろに配置され、その入口部が光源の焦点又はその近傍に位置しており、コールド・ミラーは、インテグレーション・ロッドの出口部の背後の位置に置かれる。
【００１４】
この第２の好ましい実施形態の利点は、コールド・ミラー上の光点が、使用されている光源の焦点距離に関係なく常にほとんど同じサイズであり、したがって光源を同じ強度をもつが焦点距離の異なる別の光源に交換するときに、コールド・ミラー上の光点がより小さく強烈になり、過熱によるコールド・ミラーの破損の可能性をもたらす危険が無いことである。
【００１５】
本発明は、説明されている改良型アーキテクチャをもつプロジェクタにも関する。
【００１６】
本発明の特徴をより良く示すために、限定的な特性を何ら伴うことのない一例として、本発明による改良型アーキテクチャをもつプロジェクタのいくつかの好ましい実施形態を向後添付図面を参考に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１に表示されたプロジェクタ１は周知のアーキテクチャをもつ従来技術によるプロジェクタで、収束する光束３をもつ光源２を備え、その光源２は好ましくはキセノンの管球ランプであるランプ４と、光源２から焦点距離Ａ離れた点に収束する光束の特定の焦点６をもつ曲面状の反射面５で構成されている。
【００１８】
プロジェクタ１は、さらに紫外線フィルタ７、光束３の可視部分９を反射し赤外部分１０を通す所謂コールド・ミラー８、反射された光束９の焦点１３上又はその近傍に位置する、反射された光束９のための入口部１２並びに光束９のための出口部１４をもつインテグレーション・ロッド１１、それらに続く複数のレンズ１６、１７、１８、１９及び２０（この場合、レンズ１７、１８、１９及び２０が収束レンズ）で構成されるリレー・オプティックス・システム１５、及び最後の、ディジタル・ミラー・デバイス（ＤＭＤ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、ＬＣＯＳ等のような、映像をスクリーン（図に表示しない）上に投射するために入力光束９を改変するためのバルブとして役立つ光弁２１を備える。
【００１９】
プロジェクタ１の機能は下記の通りである。
【００２０】
光源２で生成された収束する光束３は、紫外線フィルタ７を通過し、光束３の可視部分９を反射し、赤外部分１０を通すコールド・ミラー８に投射され、その赤外部１０は、次いで残りの光学的構成部品１１、１６、１７、１８、１９、２０、２１を加熱から保護するために光学的経路から除去される。
【００２１】
可視光束９は、次いでインテグレーション・ロッド１１を通過し、次で光弁２１に、投射光として使用するための適切な特徴をもつ入力光束９を供給するためにリレー・オプティックスによって光学的に改変される。
【００２２】
光束３によってコールド・ミラー８上に生成される光点２２は、比較的大きく、したがって光のエネルギーが比較的大きな面積にわたって分散しそれによってコールド・ミラーの温度は、コールド・ミラー８、とりわけそのコーティングの過剰加熱を回避するために適度に低い値にとどまる。
【００２３】
特定の焦点距離Ａは、通常焦点距離Ａと反射面５の直径Ｄとの比率（ｆ＝Ａ／Ｄ）である焦点数によって定義されるが、図１に表示する周知のプロジェクタ１は、一般的に特定の焦点距離Ａをもつ特定の光源２のために設計されている。
【００２４】
図２は、本発明によるアーキテクチャをもつプロジェクタ２３の第１の好ましい実施形態を表示しており、図１のプロジェクタ１で使用している光源２の焦点距離Ａより小さな焦点距離Ａ’をもつ光源２４が使用されている。
【００２５】
本発明によるこのプロジェクタ２３は、図１のプロジェクタ１と同様の光学的構成部品、より具体的にはコールド・ミラー８、インテグレーション・ロッド１１、複数のレンズ１６、１７、１８、１９及び２０で構成されるリレー・オプティックス・システム１５並びに光弁２１をさらに備える。
【００２６】
さらにこのプロジェクタ２３は、光源２４の光束３内で前記光源２４とコールド・ミラー８の間に取り付けられ、例えば一対の同心上に位置合わせされた２枚の同一の両凸面レンズ２６で構成されたコンデンサ・システム２５を装備している。
【００２７】
コンデンサ・システム２５は、光源２４の焦点距離Ａ’より大きな、光源２３からの距離Ｂに設けられ、したがって光源２４によって生成された光束３は、光束３の焦点２７までは収束し、この焦点２７を越えてからコンデンサ・システム２５までは散開する。
【００２８】
散開する光束３は、次いでコンデンサ・システム２５によって収束する光束に変換されコールド・ミラー８上に投影され、部分的に可視スペクトルで反射され、インテグレーション・ロッド１１の入口部１２又はその近傍に位置する、反射された光束９の焦点１３でさらに焦点を結ぶ。
【００２９】
コンデンサ・システム２５を使用することによって、光源２４をコンデンサ・システム２５を伴わずに直接コールド・ミラー８の前面で、反射された光束の焦点１３がインテグレーション・ロッド１１の入口部１２と一致するような位置に置くべき場合に比べてコールド・ミラー８上の光束３のスポット２２をより大きくすることができる。
【００３０】
この方法によりコールド・ミラー８又はコールド・ミラー８のコーティングの破損を回避することができる。
【００３１】
コンデンサ・システム２５は光源２４と整合している。
【００３２】
光源２４を、別の焦点数をもつ光源と交換しなければならないときにはいつでもコンデンサ・システム２５を除去するか交換しなければならない。
【００３３】
光源２４を図１に表示されている光源２と交換しなければならないときにはコンデンサ・システム２５を除去しなければならず、一方光源２４を、光源５又は２４と焦点数の異なる光源と交換しなければならないときには、コンデンサ・システム２５も取り付けようとする光源の焦点数と整合するコンデンサ・システム２５に交換しなくてはならない。
【００３４】
使おうとする別の光源と整合するコンデンサ・システム２５は、プロジェクタ２３内で光源がコールド・ミラー８から所定の距離にある同じ決まった点に常に位置決めされるように設計されることが好ましい。
【００３５】
コンデンサ・システム２５は、必ずしも２枚のレンズ２６を備えなければならないことは無く、１枚だけ又は複数の重ね合わせたレンズで構成することもできる。
【００３６】
リレー・オプティックス・システム１５は、図に表示されているものと異なるアーキテクチャのものであることもできるし、異なる数及びタイプのレンズを備えることもできる。
【００３７】
任意選択で紫外線フィルタを光源とコンデンサ・システムの間で光源２４の前に取り付けることができる。
【００３８】
紫外線フィルタは、光源に直近のレンズ２６の表面に塗布した紫外線反射コーティングとして実現することもできる。
【００３９】
図３は、本発明による改良型アーキテクチャをもつプロジェクタ２８の第２の好ましい実施形態を表示している。
【００４０】
プロジェクタ２８は、図１のプロジェクタ１と同様な構成部品、具体的には光源２、紫外線フィルタ７、その入口部１２が光源２の焦点６又はその近傍に位置しており、光源２の後ろに配置されたインテグレーション・ロッド１１、複数のレンズ１６、１７、１８、１９、２０で構成されたリレー・オプティックス・システム１５、光弁２１、並びに本発明によりインテグレーション・ロッド１１の背後でその出口部１４から或る距離に、特にこの場合ではリレー・オプティックス・システムの第１のレンズ１６の後ろに位置決めされたコールド・ミラー８、から構成されている。
【００４１】
インテグレーション・ロッド及び第１のレンズ１６は、高強度の赤外線光への抵抗を可能にするために溶融シリカでできていることが好ましい。
【００４２】
光源２を異なる焦点距離をもつ光源２４と交換するときにはいつでも新しい光源２４は、図４に表示されているようにインテグレーション・ロッド１１の入口部１２から、前記光源２４の焦点距離Ａ’に等しいかほぼ等しい距離の位置に置かれる。
【００４３】
プロジェクタ２８には、インテグレーション・ロッド１１から適切な焦点距離に光源２４を固定するための調整手段を取り付けることができる。
【００４４】
図３と４を比較すれば理解することができるように、コールド・ミラー８上の光点２２によって覆われる面積は、どちらの場合も同じであり、したがって光源２と同じ光の強度をもつが焦点数の違う光源２４を使用してもコールド・ミラー８上の光強度はほぼ同じになり、したがって光源を変えたときコールド・ミラー８を焼損する危険は無くなる。
【００４５】
光学的な見地からは、コールド・ミラー８をインテグレーション・ロッド１１の直後に配置するか、レンズ１６、１７、１８、１９又は２０のうちの１つ又は複数をインテグレーション・ロッド１１とコールド・ミラー８の間に置いてリレー・オプティックス・システム１５に組み込むことが望ましい。
【００４６】
第２の好ましい実施形態は、よりコンパクトであり、より効率的であることから第１の好ましい実施形態に比べさらなる利点を有する。
【００４７】
本発明は例として説明され図に表示されている実施形態の形態に決して限定されるものではなく、本発明によるプロジェクタのためのこのような改良型アーキテクチャは本発明の範囲を逸脱することなく様々な形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】周知のアーキテクチャをもつ従来技術によるプロジェクタを概略的に示す図である。
【図２】図１と同様であるが、本発明による改良型アーキテクチャをもつプロジェクタの第１の好ましい実施形態を示す図である。
【図３】図２と同様であるが、本発明によるプロジェクタの第２の好ましい実施形態を示す図である。
【図４】図３のプロジェクタであるが、別の光源をもつプロジェクタを示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  プロジェクタ
２  光源
３  光束
４  ランプ
５  反射面
６  焦点
７  紫外線フィルタ
８  コールド・ミラー
９  可視部分、光束
１０  赤外部分
１１  インテグレーション・ロッド
１２  入口部
１３  焦点
１４  出口部
１５  リレー・オプティックス・システム
１６  レンズ
１７  レンズ
１８  レンズ
１９  レンズ
２０  レンズ
２１  光弁
２２  光点、スポット
２３  プロジェクタ
２４  光源
２５  コンデンサ・システム
２６  レンズ
２７  焦点
２８  プロジェクタ
Ａ  焦点距離
Ａ’  焦点距離
Ｄ  反射面５の直径
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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