WO2007052828A1 - プロジェクタ、およびプロジェクタの光源装置の点灯方法 - Google Patents

プロジェクタ、およびプロジェクタの光源装置の点灯方法 Download PDF

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WO2007052828A1
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light
unit
projector
power
microwave
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PCT/JP2006/322320
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English (en)
French (fr)
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Shigekazu Takagi
Yutaka Takada
Satoshi Fujii
Original Assignee
Seiko Epson Corporation
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/20—Lamp housings
    • G03B21/2006—Lamp housings characterised by the light source
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • G03B21/14—Details
    • G03B21/20—Lamp housings
    • G03B21/2053—Intensity control of illuminating light

Definitions

  • the present invention relates to a projector provided with a light source device using microwaves, and a lighting method of the light source device of the projector.
  • Projectors that project images according to image signals are used for presentation at meetings and home theaters at home.
  • the light source of such a projector can be turned on quickly, a stable amount of light can be maintained with high brightness, and a projected image with optimum brightness according to the projection environment can be obtained. Therefore, it is expected that the light quantity can be adjusted without changing the light emission spectrum.
  • discharge lamps such as halogen lamps, metal halide lamps, or high-pressure mercury lamps. This is because high intensity can be obtained by the discharge lamp.
  • the discharge lamp requires an electrode for discharge in order to make the discharge medium, such as the gas filled, emit light by discharge
  • the discharge lamp has the following effects. It was known to have problems.
  • the electrodes wear as the discharge occurs, the distance between the electrodes increases and the light emission spectrum changes. In addition, as the light source becomes large, there is also a concern about the influence on the projected image. In addition, with the wear, there was a risk that flickering of the light emission due to the arc jump in which the trajectory of the discharge arc moved would occur. Furthermore, at the end of electrode wear, the discharge itself could become difficult.
  • the temperature and the internal pressure in the discharge lamp must be increased before the discharge lamp reaches the desired light intensity, and the discharge medium such as gas needs to be sufficiently excited. I needed time. Furthermore, the discharge after lighting was maintained In order to achieve this, it is difficult to adjust the light intensity because a certain amount of current is required. For this reason, projectors have also been proposed that have an iris function for reducing the amount of light in the vicinity of the light source.
  • the light source device of the projector is a kind of vacuum tube having an electrode that generates a microphone mouth wave by a magnetophone which is a kind of vacuum tube, and an electrodeless lamp in which a rare gas or a rare earth metal halogen compound as a discharge medium is sealed. And emit plasma light.
  • a projector that uses a long-life, high-intensity electrodeless lamp as a point light source.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9_82 1 1, 2 relates to a power supply device for an electrodeless lamp, and when the preheating temperature is high, the frequency characteristic of the microwave generated by the magnetron is deteriorated. The temperature was controlled so that the preheat heater temperature when lit was lower than that during preheat.
  • FIG. 13 is a diagram showing frequency characteristics of microwaves generated by the magnetron.
  • the microwave frequency distribution is centered around the desired microwave of approximately 2.45 GHz, but contains many noise components of about 2.5 to 2.5 GHz bandwidth. It was. Also, it has been known that this frequency characteristic changes when the output microwave power is changed.
  • the present invention provides a projector that uses a light source device that can be turned on quickly and reliably and that can stably obtain a desired light quantity, and a light source of a projector that can be turned on quickly and reliably.
  • the purpose is to provide a lighting method of the device. Disclosure of the invention
  • the projector projects an image using image information, and a solid high frequency oscillator that generates microwaves, an amplification unit that amplifies the microwaves output from the solid high frequency oscillator,
  • a light source unit as a light source of a projected image including: a light emitter unit in which a substance that emits light by microwaves is enclosed; a power control unit that adjusts the degree of amplification of the microwave by the amplification unit; When lighting the light emitting body portion, the light emitting body portion is irradiated with pulsed microphone wave power of a power larger than the microwave power irradiated to maintain the light emission of the light emitting body portion. To adjust the amplification degree of the amplification unit.
  • the light source device further includes an antenna that radiates the microwave amplified by the amplification unit, and a cavity which is a hollow sealed container in which at least a part of the antenna and the light emitter unit are accommodated;
  • the inner surface of the hollow portion of the cavity reflects the microwaves emitted from the antenna and focuses the reflected microwaves on the light emitter portion. And has a curved surface to be irradiated.
  • the light source device is provided between the amplification unit and the antenna, and there is a safety device for blocking a reflected microphone wave that is partially reflected in the cavity and input to the antenna. , It is further characterized by being included.
  • the light source device further comprises: a traveling wave detection unit for detecting a traveling microphone oral wave power traveling to the antenna between the amplifier unit and the antenna; a reflection microphone oral wave power between the amplifier unit and the antenna And a matching unit provided between the traveling wave detection unit or the reflection wave detection unit and the antenna to adjust the impedance matching between the amplification unit side and the antenna side.
  • the control unit that controls at least the start-up operation of the projector is characterized in that the matching unit adjusts the impedance so that the reflected microwave power detected by the reflected wave detection unit becomes smaller.
  • the light source device detects a traveling wave detection unit that detects a traveling microphone oral wave power that travels to the antenna between the amplification unit and the antenna, and detects a reflected microphone wave power between the amplification unit and the antenna.
  • the projector has at least a control unit for controlling the start-up operation of the projector, and a reflected microphone power detected by the traveling microphone input wave power detected by the traveling wave detection unit and the reflected wave detection unit.
  • the projector further includes: a matching unit that adjusts the impedance matching between the antenna and the antenna side, and the projector includes at least a control unit that controls the start-up operation of the projector, and a light sensor that detects the amount of light emitted by the light emitter unit.
  • the control unit further adjusts the impedance with the matching unit so that the amount of light detected by the light detection unit becomes larger when the microwave power is the same. Do.
  • a temperature detection unit including a temperature sensor for detecting the temperature in the vicinity of the light emitter
  • the control unit is characterized in that the temperature detection unit causes the temperature detection unit to detect the temperature in the vicinity of the light emitter unit, and the lighting operation is not performed when the detected temperature is equal to or higher than the defined limit temperature.
  • the solid state high frequency oscillator is a surface acoustic wave oscillator including a surface acoustic wave resonator, and the surface acoustic wave resonator is a pressure layer deposited on a diamond layer or a diamond-like carbon film layer. And a comb-shaped electrode formed on the piezoelectric layer.
  • the microwave is characterized by being a signal in a frequency band of 3 0 O M H z to 3 0 G H z.
  • the image information is an image signal defining an image
  • the light modulation element is provided with a light modulation element that modulates the light emitted by the light emitting unit according to the image signal and generates modulated light representing the image. It is characterized in that it is either a liquid crystal panel or a reflective liquid crystal panel, or a tilt mirror device.
  • the lighting method of a light source device of a projector in the present invention is a lighting method of a light source device of a projector for projecting an image, wherein the light source device outputs a solid high frequency oscillator generating microwaves and a solid high frequency oscillator And a power control unit for adjusting the degree of amplification of the microwave by the amplification unit, the amplification unit for amplifying the microwave, the light emitter unit in which the substance that emits light by the microwave is enclosed, and It has a step of irradiating the light emitter with a pulse-like microwave power having power larger than that capable of sustaining light emission, and a step of irradiating the light emitter with a predetermined microwave power.
  • the light source device outputs a solid high frequency oscillator generating microwaves and a solid high frequency oscillator
  • a power control unit for adjusting the degree of amplification of the microwave by the amplification unit, the amplification unit for amplifying the microwave, the light emitter
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a projector according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a microwave oscillator.
  • FIG. 3 (a) A schematic plan view of a diamond S A W resonator, (b) a schematic cross sectional view of a diamond S A W resonator.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of an output frequency characteristic of a diamond S AW oscillator.
  • FIG. 5 shows a schematic configuration in the vicinity of an optical unit.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the flow of lighting processing of the optical device.
  • FIG. 7 is a timing chart showing the transition of microwave power in the lighting process of the optical device.
  • FIG. 8 is a flow chart showing the flow of light adjustment processing of an optical device.
  • FIG. 9 is a timing chart showing transition of microwave power in light adjustment processing of the optical device.
  • FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a projector in Embodiment 2.
  • FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a projector in Embodiment 2.
  • FIG. 1.1 is a flowchart showing the flow of lighting processing of the optical device.
  • FIG. 1 2 is a flow chart showing the flow of light adjustment processing of an optical device.
  • FIG. 13 is a diagram showing frequency characteristics of microwaves generated by a magnetron. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a projector in Embodiment 1 of the present invention.
  • the projector 100 separates the light emitted by the light source device 30 into three primary color components of red light, green light and blue light, and 'color light for each color light liquid crystal light valve for each color light 88 R, 88
  • This is a so-called “liquid crystal three-plate projector” in which full-color modulated light modulated according to a video signal by G and 88 B and recombined is enlarged and projected onto a screen SC by a projection lens 52.
  • the liquid crystal light valves 88 R, 88 G and 88 B are provided for red light, green light and blue light, respectively, and are included in the configuration of the optical unit 50.
  • the light source device 30 uses, as a light source, the electrodeless lamp 1 as a light emitter portion (hereinafter, referred to as “light emitter”).
  • the electrodeless lamp 1 is internally filled with a luminescent material, and the microwave emitted from the antenna 2 excites the luminescent material and emits light by plasma emission.
  • the microwaves radiated from the antenna 2 are generated by a microwave oscillator 10 as a solid high frequency oscillator.
  • the high frequency is, for example, a frequency such as UHF band (30 OMH z to 3 GH z) or SHF band (3 GH z to 30 GH z). It refers to several bands.
  • a solid of a solid high frequency oscillator is a representation for a gas oscillator such as a vacuum tube using a magnetron or the like, and means an oscillator using a solid such as a diamond.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a microwave oscillator.
  • Figure 3 (a) is a schematic plan view of the diamond SAW resonator, and
  • Figure 3 (b) is a schematic cross-sectional view of the diamond SAW resonator.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the output frequency characteristic of the diamond SAW oscillator.
  • microwave oscillator 10 of the light source device 30 which is one of the features of the present invention, will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3 (a) and (b).
  • Microphone mouth wave oscillator 1.0 is a surface acoustic wave oscillator including a surface acoustic wave (hereinafter, also referred to as SAW) resonator, and is an SAW using a single crystal layer of diamond as an elastic body through which the surface acoustic wave is transmitted.
  • SAW surface acoustic wave
  • the microwave oscillator 10 includes a surface acoustic wave resonator 7, an amplifier 8, an equal divider 9 and the like.
  • the surface acoustic wave resonator 7 is a diamond SAW resonator, and the specific configuration is shown in FIG. 3 (a), (b).
  • the surface acoustic wave resonator 7 is configured based on a silicon substrate 72 which is a base material, and a diamond single crystal layer 73 is stacked on the upper surface. Further, a pressure-sensitive layer 74 such as a zinc oxide (Z nO) thin film is laminated on the single crystal diamond layer 73.
  • a silicon substrate 72 which is a base material
  • a diamond single crystal layer 73 is stacked on the upper surface.
  • a pressure-sensitive layer 74 such as a zinc oxide (Z nO) thin film is laminated on the single crystal diamond layer 73.
  • an electrode 75 including a comb-like electrode (I DT (Inter Digital Transducer) electrode) for exciting a surface acoustic wave is provided.
  • I DT Inter Digital Transducer
  • a silicon oxide film 76 is stacked on the electrode 75.
  • the silicon oxide film 76 has a characteristic that the temperature dependency of the operating frequency is opposite to that of the diamond single crystal layer 73, the piezoelectric layer 74, and the electrode 75, so that the silicon oxide film 76 is stacked on the top surface. The temperature characteristics can be further improved.
  • the diamond single crystal layer 7.3 is preferably formed by vapor phase synthesis. Also, it is possible to use a hard carbon film having an elastic constant close to that of polycrystalline diamond. Leh. Moreover, the piezoelectric layer 7 4, in addition to Z n O, AIN, P b (Z r, T i) 0 2 or the like may be formed by sputtering or vapor phase synthesis method.
  • the electrode 75 is a pair of interdigitated IDT electrodes 75 a and 75 b, and the IDT electrodes sandwiched between the two sides.
  • a reflector electrode 75 c is provided to reflect the provided surface acoustic wave.
  • Such an inertial surface wave resonator 7 excites a surface acoustic wave on the substrate including the single crystal diamond layer 73 when an electric signal is input to the IDT electrode 75a, and this surface acoustic wave is reflected by the reflector. Confine between 7 5 c. Since the confined surface acoustic wave is multi-reflected between the reflectors 7 5 c, a standing wave is generated between the reflectors 7 5 c.
  • the surface acoustic wave resonator 7 When the surface acoustic wave reaches the IDT electrode 75 b, the surface acoustic wave resonator 7 outputs an electrical signal of a frequency (microwave) according to the frequency of the surface acoustic wave.
  • the amplifier 8 is provided downstream of the surface acoustic wave resonator 7 and amplifies the microwaves oscillated by the surface acoustic wave resonator 7 into microwaves having predetermined power.
  • the equal divider 9 equally distributes the microwave power output from the amplifier 8 to the outside and the surface acoustic wave resonator 7.
  • the surface acoustic wave resonator 7, the amplifier 8 and the equal divider 9 are all matched and connected to a constant characteristic impedance, for example, 50 ohms, and constitute a microwave oscillator 10 which is one feedback oscillation circuit. doing.
  • the generated surface acoustic wave has a very high propagation velocity exceeding 1000 ° m s.
  • the microwave oscillator 10 can directly oscillate the microphone mouth wave without the need for a pass-through circuit using a PLL (Phase Locked Loop) or the like.
  • PLL Phase Locked Loop
  • the electrode width of the IDT electrodes 75 a and 75 b of the surface acoustic wave resonator 7 can be made larger than, for example, other elastic bodies such as quartz and ceramic, it is excellent. It is characterized by power resistance characteristics and low frequency fluctuation with temperature change.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the output frequency characteristic of the microwave oscillator. Shown in Figure 4 As shown, the output frequency characteristic of the microwave oscillator 10 shows a sharp characteristic centered on 2.45 GH z as the desired frequency. In addition, even if the output microphone wave power changes, there is a feature that the change in frequency characteristics is small. Furthermore, the microwave oscillator 10 does not require preheating, and directly oscillates the desired frequency in substantially real time when power is applied, and its frequency characteristics do not change even if the microwave power is increased or decreased, It has the feature that almost no phase noise occurs.
  • the projector 100 includes a light source unit 30, an optical unit 50, a projection lens 52, a control unit 53, an image signal processing unit 54, a liquid crystal panel drive unit 55, a storage unit 56, an operation unit 5 7.
  • the light source device 30 includes the cavity 3, the reflector 4, the amplifier 11, the power controller 12, the traveling wave / reflected wave detector 1 in addition to the electrodeless lamp 1. It is configured to include 3 and matching device 1 4 etc.
  • the microwave oscillator 10, the amplification unit 11, the power control unit 12, the traveling wave Z reflected wave detection unit 13, and the matching unit 14 are collectively referred to as a microwave circuit unit 18.
  • the traveling wave and reflected wave detection unit 13 may use the 'traveling wave detection unit and the reflected wave detection unit separately.
  • the cavity 3 is a hollow member made of metal that reflects microwaves such as aluminum, and concentrates the microphone mouth wave emitted by the antenna 2 on the electrodeless lamp 1 and prevents the microwaves from leaking to the outside. Do.
  • the reflector 4 condenses the light emitted by the electrodeless lamp 1 and guides it to the optical unit 5 0.
  • the amplification unit 11 is provided at the subsequent stage of the microwave oscillator 10 and amplifies the microwave power output from the microwave oscillator 10.
  • the power control unit 12 is an amplification degree adjustment circuit that adjusts the amplification degree of the amplification unit 11 according to the control signal from the control unit 53.
  • the traveling wave Z reflected wave detection unit 13 is, for example, directional coupling that separates the traveling wave and the reflected wave. It detects the traveling wave power P f sent to the antenna 2 and the reflected wave power P r returned from the antenna 2, and transmits a detection signal to the control unit 53.
  • the traveling wave reflected wave detection unit 13 also has a function as a safety device (isolator), and consumes reflected wave power Pr after power detection as heat by the internal resistor. In this way, the reflected wave returning to the amplifying unit 11 side as viewed from the traveling wave Z reflected wave detecting unit 13 is reduced to a range where the amplifying unit 11 or the microwave oscillator 10 does not break down. Can be
  • the matching device 14 adjusts the matching of the load impedance in the antenna 2 in accordance with the control signal from the control unit 53.
  • the optical unit 50 includes an integrator illumination optical system for converting light emitted from the electrodeless lamp 1 into light having a stable luminance distribution, and red, green, and blue which are three primary colors of light. Separate optical systems for separating into the respective color light components and supplying them to the liquid crystal light valves 8 8 R, 8 8 G and 8 8 B for the respective color lights, and the liquid crystal light valves are modulated according to the video signal for each color light. Each color light is combined again to form a full-color modulated light. The details of the optical switch 50 will be described later.
  • the projection lens 52 includes a zoom lens, and expands the full color modulated light emitted from the optical unit 50 to project a full color image on the screen SC.
  • the control unit 53 is a CPU (Central Processing Unit), exchanges signals with each unit including the light source device 30 via the bus line Bus, and controls the projector 100.
  • CPU Central Processing Unit
  • the image signal processing unit 54 includes an image converter for converting an image signal input from an external image signal supply device 350 such as a personal computer into a digital signal from an analog signal, a scaler and a frame memory (all illustrated And etc. are included.
  • the image signal processing unit 54 performs image processing such as scaling after AD conversion of an analog image signal such as an input analog RGB signal or component signal using an image converter.
  • the image signal processing unit 54 writes the image represented by the image signal in the frame memory for each of RGB color lights at the resolution of the video signal, and the liquid crystal light valves 8 8 R, 8 8 G, 8 8 B. By converting the resolution to a displayable resolution and reading out, an image signal suitable for the liquid crystal light valve is generated.
  • the keystone correction processing for bringing the shape of the effective image projected on the screen SC closer to a rectangle is also performed along with the scaling.
  • the liquid crystal panel drive unit 55 is a liquid crystal panel driver, which supplies image signals subjected to image processing and driving voltages to the liquid crystal light valves 8 8 R, 8 8 G, 8 8 B, Display an image on the to valve.
  • the storage unit 56 is configured of, for example, a non-volatile memory such as a mask ROM, a flash memory, or a FeRAM.
  • the storage unit 56 includes various operations for controlling the operation of the projector, such as a first activation program that defines an order and an operation for activating the projector 100 including the lighting operation of the light source device 30. Programs and associated data are stored.
  • the first impedance adjustment is performed by the matching unit 14 according to the traveling wave power P f and the reflected wave power P r detected by the traveling wave Z reflected wave detection unit 13. Programs etc. are included.
  • the first impedance adjustment table as a matching constant table that defines the adjustment value of the optimum impedance according to the traveling wave power P f and the reflected wave power P r, or the electrodeless Based on the setting data of the traveling wave power P f and the reflected wave power P r, which are determined in advance to determine the lighting of the lamp 1, and the temperature data detected by the temperature detection unit 61, the temperature data is A temperature conversion table for assigning the corresponding temperature value is stored.
  • the operation unit 57 is provided on the upper surface of the main body of the projector 100 and has a plurality of operation buttons (not shown) for operating the projector 100.
  • the “power button” for starting and shutting down the projector 100, “menu button” for displaying various operation menus, and “image button for adjusting the brightness of the projected image” "Light control button” etc. are included.
  • the remote control 5 8 is a remote control for remotely operating the projector 100, A plurality of operation buttons for operating the projector 100 similar to the operation unit 57 are provided.
  • the operation reception unit 5 9 accepts the operation and sends an operation signal serving as a trigger of various operations to the control unit 5 3.
  • the fan drive unit 60 is a drive circuit that rotationally drives a fan F1, which is an attached axial fan, in accordance with a control signal from the control unit 53.
  • the fan is not limited to one axial fan.
  • the fan 3 further includes a sirocco fan that blows wind intensively near the cavity 3 or the liquid crystal light valve 8 8 R, 8 8 G, 8 8 B. May be
  • the temperature detection unit 61 is configured to include a thermistor Th as a temperature sensor attached to the outside of the cavity 3.
  • the temperature detection unit 61 detects the temperature of the cavity 3 and transmits it to the control unit 53 as temperature data.
  • the temperature sensor may be a resistance temperature detector, a crystal temperature sensor, or a thermoelectric conversion element.
  • Power supply unit 62 guides AC power from external power supply 351 from the inlet and performs processing such as transformation, rectification, and smoothing in the built-in AC ZDC conversion unit (not shown).
  • the stabilized DC voltage is supplied to each part of the projector 100.
  • FIG. 5 is a view showing a schematic configuration in the vicinity of the optical unit.
  • Optical device 30 The microwave output from the microwave circuit section 18 is radiated from the antenna 2 into the cavity 3.
  • the cavity 3 is configured by combining the concave surfaces of the member 31 having concave surfaces formed of a metal that reflects micro waves such as aluminum, and the member 32.
  • the members 31 and 32 may have a configuration in which each concave surface reflects microwaves, for example, a synthetic resin coated with a dielectric that reflects microwaves. It is good.
  • a space formed by combining the concave surfaces of the member 31 and the member 32 is sealed, and in the space, one end of the antenna 2 and the one end of the electrodeless lamp 1 are installed facing each other.
  • the curved surface constituting the space of the cavity 3 has a curvature such that the microwaves emitted by the antenna 2 are concentrated on the electrodeless lamp 1.
  • the projection length of the antenna 2 into the space of the cavity 3 is preferably such a length that the wavelength ⁇ ; Since the wavelength is determined by the dielectric constant of the dielectric, for example, the length of the antenna 2 can be shortened by filling the space with a polymer material having a large dielectric constant. Alternatively, the length of the antenna 2 can be shortened by using a helical antenna. Alternatively, a flat antenna may be formed on a film-like substrate having a large dielectric constant, and the flat antenna may be attached to the concave surface of the member 32 facing the electrodeless lamp 1.
  • the protrusion length of the electrodeless lamp 1 to the space of the cavity 3 is also set to a length of ⁇ / 4.
  • the electrodeless lamp 1 is formed in a hollow rod shape from transparent and heat resistant inorganic glass such as quartz glass, and the inside thereof is filled with a luminescent material which is excited by microwaves and emits plasma light.
  • the electrodeless lamp 1 has no electrode.
  • the light-emitting substance to be filled is preferably a rare gas such as, for example, neon, argon, krypton, xenon or halogen.
  • a rare gas such as, for example, neon, argon, krypton, xenon or halogen.
  • metals such as mercury and sodium, metal compounds and the like may be enclosed.
  • the luminescent material may be solid.
  • the other end of the electrodeless lamp 1 protrudes in the center of the concave surface of the reflector 4.
  • the reflector 4 is formed of quartz glass and the concave surface is a paraboloid.
  • the parabolic surface has a curvature such that the tip side of the electrodeless lamp 1 projecting to the reflector 4 is substantially in focus.
  • the paraboloidal surface is coated with a dielectric film having the function of improving the reflectance of visible light.
  • the concave shape of the reflector 4 may be an elliptical surface, and in this case, a parallelizing concave lens for arranging a light beam reflected by the elliptical surface as a substantially parallel light beam is disposed.
  • the protective glass 3 3 is placed like a lid on the concave surface of the reflector 4, and the powder to the electrodeless lamp 1 when the light source device 30 is removed from the projector 1 00 etc. It prevents scattering of fragments etc. when the electrodeless lamp 1 is damaged due to dust ingress or fall.
  • a protective film having a function of blocking microwaves may be coated on the protective glass 33, or a metal network having a pitch sufficiently smaller than the wavelength; L may be used.
  • the microwaves when microwaves are emitted from the antenna 2, the microwaves are concentrated in the protrusion of the electrodeless lamp 1 to the cavity 3.
  • the light-emitting material of the electrodeless lamp 1 When the light-emitting material of the electrodeless lamp 1 is intensively irradiated with the microphone mouth wave, the light-emitting material is excited to cause plasma light emission by discharge. At this time, the light emitting material evaporates and dissociates in the high temperature part irradiated with the microwave to form particles, emits plasma by discharge, moves to the low temperature part in the light emitting body, condenses and returns to the original light emitting material . Luminescent substances continue to emit light while repeating evaporation, dissociation, and condensation in this way.
  • the light emitting portion depends on the microwave power
  • the length of at least 2 3 of the electrodeless lamp 1 emits light, so the emitted light is transmitted through the inorganic glass and the internal space, and the entire electrodeless lamp 1 Is emitting light.
  • the light source device 30 is integrally configured as a single unit, and can be easily assembled and disassembled.
  • the optical unit 50 includes an integrator illumination optical system 41, a color separation optical system 42, a relay optical system 43, liquid crystal light valves 8 8 R, 8 8 G, 8 8 B, and a synthetic optical device. It consists of 4 4 and so on.
  • each part of the optical unit 50 is integrally housed in the optical component casing 45 and is made into a knit.
  • the integrator illumination optical system 41 is an optical system for making the illuminance of the light beam emitted from the light source device 30 uniform in the plane orthogonal to the illumination optical axis (shown by a dashed dotted line).
  • the integrator illumination optical system 4 1 comprises a first lens array 1 1 1, a second lens array 1 It comprises a lens array 112, a polarization conversion element 113, and a superimposing lens 114.
  • the first lens array 11 has a configuration in which small lenses having an outline of a substantially rectangular shape when viewed in the illumination light axis direction are arranged in a matrix. Each small lens divides the light beam emitted from the light source device 30 into partial light beams, and emits the light beams in the illumination light axis direction.
  • the second lens array 112 has a configuration substantially similar to that of the first lens array 111, and has a configuration in which small lenses are arranged in a matrix.
  • the second lens array 112 is configured to superimpose the light fluxes from the small lenses of the first lens array 111 on the liquid crystal light valves 8 8 R, 8 8 G, 8 8 B together with the superimposing lens 114. It has a function to equalize light.
  • the polarization conversion element 1 13 can modulate the light mainly composed of two kinds of polarization components emitted from the electrodeless lamp 1 by the liquid crystal light valves 8 8 R, 8 8 G, 8 8 B, It is an optical element that converts it into a kind of polarized light.
  • the light containing two types of fluorescence components from the second lens array 12 is converted into substantially one type of polarized light by the polarization conversion element 113, and Finally, they are almost superimposed on the liquid crystal light valves 8 8 R, 8 8 G and .8 8 B.
  • the color separation optical system 42 includes two dichroic mirrors 1.21 and 122, and a reflection mirror 132.
  • a plurality of partial light beams emitted from the integrator illumination optical system 4 1 are colored light of three colors of red (R), green (G) and blue (B) by two dichroic mirrors 1 2 1 1 1 2 2 Separated into
  • the dichroic mirror 112 is an optical element provided with a dielectric multilayer film that transmits the green light component and the blue light component and reflects the red light component.
  • the dichroic mirror 1 2 1 transmits the green light component and the blue light component, and reflects the red light component.
  • the reflected red light is reflected by the reflecting mirror 1 '2 3, passes through the field lens 1 1 9, and enters the liquid crystal light valve 8 8 R for red light.
  • the field lens 1 1 9 converts each partial light beam emitted from the second lens array 1 1 2 into a light beam parallel to its central axis (principal ray). The same applies to the field lenses 1 1 9 provided on the light incident side of the liquid crystal light valves 8 8 G and 8 8 B for blue light and green light.
  • the dichroic mirror 122 is an optical element provided with a dielectric multilayer film that transmits the blue light component and reflects the green light component.
  • the dichroic mirror 12 2 reflects green light out of blue light and green light transmitted through the dichroic mirror 1 2 1.
  • the reflected green light passes through the field lens 1 1 9 and enters the liquid crystal light bulb 8 8 G for green light.
  • the blue light transmitted through the dichroic mirror 122 passes through the relay optical system 43, and further passes through the field lens 1 19 and enters the liquid crystal light valve 8 8 B for blue light.
  • the relay optical system 4 3 includes an incident side lens 1 3 1, a pair of relay lenses 1 3 3, and reflection mirrors 1 3 2 and 1 3 5.
  • the relay optical system 43 has a function of guiding the blue light separated by the color separation optical system 42 to the liquid crystal panel 8 B for blue light.
  • the relay optical system 43 is used for blue light is that the light path length of blue light is longer than the light path length of other colors of rice, so the light utilization efficiency due to light divergence etc. This is to prevent the decline. That is, it is to transmit the partial luminous flux incident on the incident side lens 1 3 1 to the field lens 1 1 9 as it is.
  • the relay optical system 4 3 is configured to transmit blue light of the three color lights, the present invention is not limited to this, for example, by changing the functions of the dichroic mirrors 1 2 1 and 1 2 2 It may be configured to transmit red light.
  • An incident polarization plate 82 to which each color light separated by the color separation optical system 42 is incident is incident on the incident side of the liquid crystal light valve 8 8 R, 8 8 G, 8 8 B, and an emission side is emitted on the emission side.
  • Polarizers 83 are provided respectively.
  • the entrance polarizing plate 82 and the exit polarizing plate 83 transmit only polarized light in a certain direction among the color lights separated by the color separation optical system 42, and absorb other light flux.
  • a polarizing film is attached to a substrate such as glass.
  • the liquid crystal light valves 8 8 R, 8 8 G, 8 8 B use, for example, polysilicon TFTs (Thin Fi lm Transistors) as switching elements', and the liquid crystal is disposed in a pair of transparent substrates disposed opposite to each other. Sealed and sealed.
  • the liquid crystal light valves 8 8 R, 8 8 G and 8 8 B which are transmission type liquid crystal panels, modulate each color light incident through the incident light polarization plate 82 according to image information for each color light, and The light is emitted from the light-exiting polarizing plate 83 as modulated light.
  • the combining optical system 44 is a cross dichroic prism, combines the modulated light of each color light emitted from the exit polarizing plate 83 and emits modulated light representing a full color image.
  • a dielectric multilayer film that reflects red light and a dielectric multilayer film that reflects blue light are provided in a substantially X shape along the interface of the four right-angle prisms. Three colored lights are synthesized by the dielectric multilayer film.
  • the modulated light combined by the cross dichroic prism 44 is enlarged by the projection lens 52 and projects an image on the screen SC.
  • liquid crystal light valves 8 8 R, 8 8 G and 8 8 B, the three exit polarizers 8 3 and the cross dichroic prism 4 4 are integrally formed as one unit.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the flow of the lighting process of the optical device.
  • FIG. 7 is a timing chart showing the transition of the microphone mouth wave power in the lighting process of the optical device.
  • the projector 100 is connected to an outlet (not shown) connected to the power supply unit 62 and is in a standby state waiting for a start operation.
  • step S 1 the control unit 5 3 confirms whether the start operation has been performed on the operation 5 7 or the remote control 5 8 according to the presence or absence of the operation signal from the operation reception unit 5 9. If there is a start-up operation, the process proceeds to step S2. If there is no start operation, continue waiting for the start operation. In step S2, since the start operation is performed, the control unit 53 executes the first start program of the storage unit 5 6 and first initializes each unit. The time required for initialization is about 1 second. Also, the operation of each part in the following steps is defined in the first start program.
  • step S3 the control unit 53 outputs microwaves from the microwave oscillator 10, and causes the power control unit 12 to adjust the amplification degree of the amplification unit 11, thereby generating a pulse as shown in FIG.
  • the microphone-like wave power S t is output from the antenna 2.
  • the microphone mouth wave power S t is applied for about 5 ⁇ s, and this power excites the light emitting material of the electrodeless lamp 1 to start plasma light emission.
  • step S4 the control unit 53 causes the traveling wave / reflected wave detection unit 13 to detect the traveling wave power P f and the reflected wave power P r.
  • step S5 the control unit 53 compares the detected traveling wave power P f and reflected wave power P r with each setting data of the storage unit 56. If within the setting range, go to step S6. If it is not within the set range, the process returns to step S3 to output microwave power St again.
  • the setting data may be difference data obtained by subtracting the value of the reflected wave power P r from the traveling wave power P f.
  • step S6 the control unit 53 causes the power control unit 12 to adjust the amplification degree of the amplification unit 11, and causes the antenna 2 to output the microphone wave power Sn of FIG.
  • the first activation program ends in step S6, and at the same time, the first impedance adjustment program of the storage unit 5 6 is placed in the resident state.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a flow of light adjustment processing of the optical device.
  • Fig. 9 is a timing chart showing the transition of microwave power in the dimming process of the optical device.
  • the flow of the light control processing of the optical device 30 in the projector 100 will be described with reference to FIG. 8 as needed, with reference to FIG. 1 and FIG.
  • the projector 100 projects an image according to the image signal from the image signal supply device 350 on the screen with the brightness according to the initial setting.
  • step S11 the control unit 53 confirms whether the light control operation has been performed on the operation unit 57 or the remote control 58 according to the presence or absence of the operation signal from the operation reception unit 59. If the light adjustment operation has been performed, the process proceeds to step S12. If there is no light control operation, continue to wait for the light control operation.
  • the first impedance adjustment program is triggered by the dimming operation, and the following steps are defined in the program. ,
  • step S12 the control unit 53 causes the power control unit 12 to adjust the amplification degree of the amplification unit 11 according to the light control operation, and outputs the microwave of the adjusted power amount from the antenna 2
  • the microwave power changes the load balance at antenna 2 may be lost, and the necessary brightness may not be obtained by dimming. Also, microphone mouth waves that are not converted to light may become heat and cause deterioration of electrodeless lamp 1 and cavity 3 etc..
  • step S13 the control unit 53 causes the traveling wave / reflected wave detection unit 13 to detect the traveling wave power P f and the reflected wave power P r.
  • step S14 the control unit 53 compares the detected traveling wave power P f and reflected wave power P r with the first impedance adjustment table of the storage unit 56, and Check if it is consistent. If alignment 4 is obtained, go to step S15. If it is not consistent, go to step S 16.
  • step S15 the control unit 53 confirms whether the shut-down operation (power switch off operation) has been performed on the operation unit 57 or the remote control 58 according to the presence or absence of the operation signal from the operation reception unit 59. If there is a shutdown operation, end the first impedance adjustment program. If a shirt down operation has not been performed, the process returns to step S11 and waits for a light control operation. Next, processing in the case where the load impedance of the antenna 2 can not be matched in step S14 will be described.
  • the shut-down operation power switch off operation
  • step S16 the control unit 53 assigns the optimum impedance adjustment value from the first impedance adjustment table, and sets the adjustment value in the matching unit 14.
  • Matching device 1 4 performs impedance matching adjustment with the set adjustment value.
  • the impedance matching check and adjustment in steps S13 to S16 may be performed at regular intervals (for example, three minutes) after the electrodeless lamp 1 is turned on. In addition, it may be performed based on the temperature detected by the temperature detection unit.
  • the microwave oscillator 10 is a diamond S A W oscillator provided with a diamond S A W resonator, so that microwaves can be generated immediately when power is applied, and the electrodeless lamp 1 can be turned on quickly. it can. In addition to being able to be configured in a smaller size, it is characterized by excellent power resistance characteristics and low frequency fluctuation with temperature change.
  • the microwaves oscillated by the microwave oscillator 10 are amplified by the amplification unit 11 and then emitted from the antenna 2 provided in the enclosed cavity 3, the microwaves are Contained in 3 '.
  • radio waves such as Bluetooth (registered trademark), Zigbee (registered trademark), Home RF, and WLAN used in the ISM band, medical devices, etc. An adverse effect can be suppressed.
  • the power control unit 12 lights up the electrodeless lamp 1, it has pulse-like microphone mouth wave power S having a larger power than the microwave power irradiated to maintain the light emission of the electrodeless lamp 1. Since the amplification degree of the amplification unit 11 is adjusted so that t is irradiated, the electrodeless lamp 1 is irradiated with microwaves having a constant power at a stretch. As a result, the light-emitting substance of the electrodeless lamp 1 is excited and plasma light emission is started. Therefore, the light emitter can be reliably turned on.
  • the microwave output from the microwave oscillator 10 is a microphone mouth wave of a sharp characteristic centered on the desired frequency, and the frequency characteristics are the same even if the microphone mouth wave power is exceeded. Since the power control unit 12 can adjust the degree of amplification of the microwave by the amplification unit 11 without change, the electrodeless lamp 1 converts light having substantially the same spectrum into microwave power. It occurs accordingly.
  • the light amount can be adjusted without changing the light emission spectrum of the electrodeless lamp 1.
  • the traveling wave / reflected wave detection unit 13 is provided at the subsequent stage of the amplification unit 11, and a part of the microwaves radiated from the antenna 2 is reflected in the cavity 3 and reflected again to the antenna 2 Since it blocks the wave, it prevents the reflection from reaching the amplifier 11.
  • the amplification unit 11 and the microwave oscillator 10 functions as a safety device (isolator) and protects the amplification unit 11 and the microwave oscillator 10 from reflected waves.
  • the control unit 53 adjusts the impedance by the matching unit 14 so that the reflected wave power detected by the traveling wave Z reflected wave detection unit 13 becomes smaller. Power transmission efficiency is increased, and the conversion efficiency of traveling microwaves into light is improved.
  • traveling microwaves can be converted to light with high energy efficiency. Therefore, a projector 100 using the light source device 30 capable of efficiently obtaining a desired light quantity can be provided.
  • the control unit 53 draws the corresponding adjustment value from the impedance adjustment table, and the matching unit 1 From the setting of 4, the matching unit 14 is set with the optimum adjustment value for matching the impedance, which is determined based on the design data or experimental data.
  • the projector 100 is a light source device 30 capable of obtaining a necessary amount of light with good energy efficiency, and a light source device capable of obtaining light necessary for obtaining a necessary amount of light including the light necessary for obtaining a brightly projected image.
  • a liquid crystal light valve 8 8 R, 8 8 G, 8 8 B is provided to convert the light emitted by the light source 30 into a brightly colored modulated light according to an image signal.
  • FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a projector in Embodiment 2 of the present invention.
  • the projector 200 has the same configuration as the projector 100 of the first embodiment except for the following three items.
  • the first difference is that the projector 200 has a light detection unit 65. ,
  • the second difference is that a safety device 66 is provided in the light source device 35 of the projector 200 instead of the traveling wave / reflected wave detection unit 13 (FIG. 1).
  • the third difference is that the storage unit 56 of the projector 200 stores programs and data that are partially different from those of the projector 100. -Hereinafter, the same components as those of the projector 100 according to the first embodiment will be assigned the same reference numerals, and the schematic configuration of the projector 200 will be described focusing on the differences between the three items.
  • the light detection unit 65 includes a photodiode F d as a light sensor attached to the surface of a protective glass 3 3 (FIG. 5) that can detect light emitted from the electrodeless lamp 1 and emits light. Detects the amount of light, and transmits it to the control unit 5.3 as light amount data.
  • the photosensor may be a phototransistor, a C d S cell, or the like.
  • the safety device 66 of the light source device 35 is an isolator, which separates the reflected wave returning from the antenna 2 and consumes it as heat by the built-in resistor. By this, reflection The wave is prevented from reaching the amplification unit 11.
  • the storage unit 56 has various functions for controlling the operation of the projector, such as a second start program which defines the order and contents for starting the projector 200 including the lighting operation of the light source device 35. Programs and associated data are stored.
  • the program includes, for example, a second impedance adjustment program for adjusting the impedance by the comparator 14 in accordance with the light amount data detected by the light detection unit 65.
  • the attached data is a matching constant table that defines the prescribed light intensity value determined in advance to determine the lighting of the electrodeless lamp 1, and the optimal impedance adjustment value according to the light intensity data.
  • the second impedance adjustment table of the above, and the limit temperature set as an inappropriate temperature for lighting the electrodeless lamp 1 are stored.
  • the limit temperature for example, the possibility of breakage of the electrode-less lamp 1 is high, or about 100 ° C., or the like.
  • the adjustment value of the second impedance adjustment table is set to a value such that the amount of light detected by the light detection unit 65 is large when the microwave power is the same.
  • FIG. 11 is a flowchart showing the flow of the lighting process of the optical device.
  • the inlets extending from the power supply section 62 are connected to the Roncent (not shown) and are in a standby state waiting for the start operation.
  • step S21 the control unit 53 checks whether the operation unit 57 or the remote control 58 has been activated according to the presence or absence of the operation signal from the operation reception unit 59. If there is a start operation, the process proceeds to step S22. If there is no start operation, it continues to wait for the start operation.
  • step S22 the control unit 53 executes the second startup program of the storage unit 56 because the startup operation is performed, and first, initializes each unit. In addition, initialization The required time is about one second. Also, the operation of each part in the following steps is defined in the second start program.
  • step S23 the control unit 53 confirms whether the temperature value is higher than the temperature limit detected by the temperature detection unit 61 or not. If the temperature is above the limit temperature, the fan drive unit 60 maximizes the rotational speed of the fan, and then the process proceeds to step S 28. If the temperature is less than the limit temperature, proceed to step S24.
  • step S24 the control unit 53 causes the microwave oscillator 10 to output microwaves and causes the power control unit 12 to adjust the amplification degree of the amplification unit 11, thereby generating pulses as shown in FIG.
  • the antenna-shaped microwave power S t is output from the antenna 2.
  • the microphone mouth wave power S t is applied for about 5 / s, and the light emitting material of the electrodeless lamp 1 is excited by this power to start plasma light emission.
  • step S25 the control unit 53 causes the light detection unit 65 to detect the light amount.
  • step S26 the control unit 53 compares the detected light amount with the specified light amount value of the storage unit 56. If it is equal to or more than the specified light amount value, the process proceeds to step S 27. If the light intensity value is not satisfied, the process returns to step S24.
  • step S27 the control unit 53 causes the power control unit 12 to adjust the amplification degree of the amplification unit 11, and causes the antenna 2 to output the microwave power Sn shown in FIG.
  • the second activation program ends in step S 27, and at the same time, the second impedance adjustment program of the storage unit 56 is placed in the resident state.
  • step S23 the process in the case where the temperature detected in step S23 is equal to or higher than the limit temperature will be described.
  • step S28 the control unit 53 confirms whether a predetermined time (for example, one minute) has elapsed. If a predetermined time has elapsed, the process proceeds to step S23. If the predetermined time has not elapsed, after waiting for the predetermined time to elapse, temperature detection is performed again by the temperature detection unit 61, and depending on the detected temperature, the process proceeds to step S24 or the predetermined time Processing such as providing a cooling time may be performed.
  • a predetermined time for example, one minute
  • FIG. 12 is a flowchart showing a flow of light adjustment processing of the optical device.
  • Projector 20 projects an image according to the image signal from image signal supply device 350 on the screen with the brightness according to the initial setting.
  • step S31 the control unit 53 confirms whether the light control operation has been performed on the operation unit 57 or the remote control 58 according to the presence or absence 5 of the operation signal from the operation reception unit 59. If the light adjustment operation has been performed, the process proceeds to step S 32. If there is no light control operation, continue to wait for the light control operation.
  • the second impedance adjustment program is triggered by the dimming operation, and the following steps are defined in the program.
  • step S32 the control unit 53 causes the power control unit 12 to adjust the amplification degree of the amplification unit 11 according to the light adjustment operation, and the microwave of the adjusted electric energy is transmitted from the antenna 2 Make it output.
  • An example of this state is timing t 1, frequency 1; 2 in FIG.
  • step S33 the control unit 53 causes the light detection unit 6.5 to detect the light amount.
  • step S34 the control unit 53 compares the detected light amount with the second five impedance adjustment table of the storage unit 56 to confirm whether the load impedance of the antenna 2 is consistent. Do. If it is consistent, proceed to step S35. If it is not consistent, go to step S36.
  • step S 35 the control unit 5 3 confirms whether the shirt-down operation (power switch 0 off operation) has been performed on the operation unit 5 7 or the remote control 5 8 depending on the presence or absence of the operation signal from the operation reception unit 5 9 Do. If there is a shutdown operation, end the second impedance adjustment program. If the shirt down operation has not been performed, the process returns to step S 31 to wait for the light control operation.
  • the shirt-down operation power switch 0 off operation
  • step S 34 processing in the case where the load impedance of the antenna 2 can not be matched in step S 34 will be described.
  • step S 36 the control unit 5 3 applies the optimum impedance adjustment value from the second impedance adjustment table, and sets it in the matching unit 14.
  • Matching device 1 4 performs impedance matching adjustment with the set adjustment value, and returns to step S33.
  • impedance consistency check and adjustment of step S33-S36 are It may be implemented every fixed time (for example, 5 minutes) after the electrodeless lamp 1 is turned on. In addition, it may be performed based on the temperature detected by the temperature detection unit.
  • the control unit 53 uses the adjustment value of the second impedance adjustment table set so that the amount of light detected by the light detection unit 65 becomes larger at the same microwave power. Adjust the impedance by.
  • impedance matching is achieved such that the conversion efficiency of traveling microwaves into light is improved.
  • a projector 200 using the light source device 35 capable of efficiently obtaining a desired light quantity can be provided.
  • the control unit 53 causes the temperature detection unit 61 to detect the temperature prior to the lighting operation of the electrodeless lamp 1, and the detected temperature is not less than the limit temperature unsuitable for the lighting operation determined in advance. In this case, the lighting operation is not performed unless the temperature is lower than the temperature limit of the electrodeless lamp 1 because the lighting operation is not performed. Therefore, the lighting operation is performed in a safe situation where the electrodeless lamp 1 can be reliably turned on. Furthermore, there is no risk of deterioration of the electrodeless lamp 1.
  • the light source device 30 and the light source device 35 are provided in the projector, but the present invention is not limited to this.
  • the light source device 30 can be turned on quickly and reliably, can stably obtain a desired light intensity, and is small and lightweight, so it is suitable for lighting devices such as aviation, ships, and vehicles, and indoor lighting devices. It can be applied to
  • the projector 100 has been described as a liquid crystal three-plate projection type projector using three liquid crystal light valves 8 8 R, 8 8 G, 8 8 B as light modulation elements. It is not limited.
  • the projector has a configuration using a single-plate liquid crystal light valve, in which red, green, and blue color filters are regularly arranged in a grid, and one can emit full-color modulated light. Also good.
  • a configuration using a reflective liquid crystal display device or a tilt mirror device may be employed.
  • the configuration of the optical unit is such that the configuration of the optical unit is such that the incident polarizing plate 82, the emitting polarizing plate 83 and the polarization conversion element 113 are not necessary.
  • the configuration of Fig. 5 will be different.
  • it may be a rear projector which is a projector provided with such a light modulation element and a screen.
  • a solid high frequency oscillator generates microwaves immediately upon application of electric power. Therefore, it is possible to provide a projector capable of quickly lighting the light emitter and a lighting method of the light source device of the projector.

Abstract

課題　素早く確実に点灯するとともに、所望の光量を安定して得ることができる光源装置を用いたプロジェクタ、および素早く確実に点灯させることができるプロジェクタの光源装置の点灯方法を提供すること。解決手段　電力制御部は、無電極ランプを点灯させる際に、無電極ランプの発光を維持するために照射されるマイクロ波電力よりも大きな電力を持つパルス状のマイクロ波電力が照射されるように増幅部の増幅度を調整することから、無電極ランプには、一定の電力を持つマイクロ波が一気に照射される。

Description

明細書 プロジェクタ、 およびプロジェクタの光源装置の点灯方法 技術分野 '
本発明は、 マイク ό波を用いた光源装置を備えたプロジェクタ、 およびプロジ ェクタの光源装置の点灯方法に関する。 技術背景
映像信号に応じだ映像を投写するプロジェクタは、 会議におけるプレゼンテー シヨンや、 家庭におけるホームシァタなどに用いられている。 このようなプロジ ェクタの光源には、 速やかに明るい投写映像を得るために、 素早く点灯し、 高輝 度で安定した光量が確保できること、 および、 投写環境に応じて最適な明るさの 投写映像を得るために、 発光スぺク トルを変えずに光量を調整可能なことなどが 期待されている。
, 市販されている多くのプロジェクタには、 ハロゲンランプ、 メタルハライ ドラ ンプ、 あるいは高圧水銀ランプなどの放電式ランプが用いられている。 これは、 放電式ランプにより高輝度が得られるからである。
放電式ランプには、 充填されているガスなどの放電媒体を放電により発光させ るための、放電用の電極が必要であるが、この電極に起因して、放電式ランプは、 以下のような問題点を有していることが知られていた。
放電に伴い電極が磨耗するため、 電極間の距離が広がり、 発光スぺク トルが変 化してしまう。 また、 光源が大きくなつてしまうため、 投写映像への影響の懸念 もあった。 また、 磨耗に伴い、 放電アークの軌道が動くアークジャンプによる発 光のちらつきが発生する恐れがあった。 さらに、 電極の磨耗が進んだ末期になる と、 放電自体が困難になってしまう恐れもあった。
また、 その他の問題点として、 放電式ランプが所期の光量に達するまでには、 放電ランプ内の温度および内圧が上り、 ガスなどの放電媒体が十分に励起する必 要があるため、 一定の時間が必要であった。 さらに、 点灯後の放電を維持するた めには、 一定量以上の電流が必要であるため、 光量を調整することが困難であつ た。 このため光源の近傍に光量を絞るためのアイリス機能を備えたプロジェクタ も提案されていた。
前述したような電極に起因する問題点を解決するために、 特開 200 1— 1 5 588 2号公報に提示されているような無電極ランプを光源に用いたプロジェク タが考案されている。 当該プロジェクタの.光源装置は、 電極を有する真空管の一 種であるマグネト口ンによりマイク口波を発生し、 放電媒体としての希ガスや希 土類金属ハロゲン化合物を封入した無電極ランプにマイクロ波を照射し、 プラズ マ発光させている。 これにより、 点光源として長寿命で高輝度の無電極ランプを 光源としたプロジェクタを提供できるとしている。
また、 このような無電極ランプの発光を開始きせるためには、 一定の電力を持 つマイクロ波を一気に照射することにより.、 プラズマ発光を開始させる必要があ つた。
また、 マグネトロンを起動させ、 所期のマイクロ波を得るためには、 マグネト ロンを一定の時間予熱する必要があることが知られている。 例えば、 特開平 9_ 82 1 1、2号公報は、 無電極ランプの電源装置に関するものであり、 予熱 温度 ' が高い場合には、 マグネトロンが発生するマイクロ波の周波数特性が悪くなるこ とから、 点灯するときの予熱ヒ 'ータ温度が、 予熱時よりも低くなるように温度制 御をしていた。
図 1 3は、 マグネトロンが発生するマイクロ波の周波数特性を示す図である。 マイクロ波の周波数分布は、 所期のマイクロ波である略 2. 45GH zを中心と した分布となっているが、 約 2. 25〜2. 65 GH z帯域幅の多くのノイズ成 分を含んでいた。また、 この周波数特性は、出力マイクロ波電力を変化させると、 特性が変化してしまうことが知られていた。
しかしながら、 特開 200 1— 1 5 5882号公報および特開平 9一 82 1 1 ' 2号公報に提示されている光源装置では、 マイクロ波の発生源に予熱の必要なマ グネトロンを使用 ているため、 無電極ランプが発光を始めるまでに一定の時間 が必要であった。 このため、 無電極ランプを素早く点灯させることが困難であつ た。 また、 無電極ランプの発光を開始させるためには、 一定の電力を持つマイクロ 波を一気に照射することにより、 プラズマ発光を開始させる必要があるが、 特開 2 0 0 1 - 1 5 5 8 8 2号公報おょぴ特開平 9 _ 8 2 1 1 2号公報には、 この部 分の記載がなく、 確実に無電極ランプを点灯させることは困難であると考えられ る。
また、 マグネトロンは、 出力マイクロ波電力を変化させると周波数特性が変化 してしまうことから、 無電極ランプの発光スぺク トルを変えずに光量を調整する ことは困難であった。
このように、 従来の光源装置には、 素早く確実に点灯することが困難であると いう問題、 および、 所望の光量を安定して得ることが困難であるという問題点が あつ 7こ 0
上記課題を解決するために、 本発明は、 素早く確実に点灯するとともに、 所望 の光量を安定して得ることができる光源装置を用いたプロジェクタ、 および素早 く確実に点灯させることができるプロジェクタの光源装置の点灯方法を提供する ことを目的とする。 発明の開示
本発明のプロジェクタによれば、 画像情報を用いて画像を投写するプロジェク タであって、'マイクロ波を発生する固体高周波発振器と、 固体高周波発振器が出 力するマイクロ波を増幅する増幅部と、 マイクロ波により発光する物質が封入さ れた発光体部と、 増幅部によるマイクロ波の増幅度を調整する電力制御部と、 を 含む投写画像の光源としての光源装置と、 を有し、 電力制御部は、 発光体部を点 灯させる際に、 発光体部の発光を維持するために照射されるマイクロ波電力より も大きな電力のパルス状のマイク口波電力が発光体部に照射されるように増幅部 の増幅度を調整することを特徴とする。
また、 光源装置は、 増幅部で増幅されたマイクロ波を放射するアンテナと、 ァ ンテナと発光体部の少なくとも一部が収められる中空の密閉された容器であるキ ャビティと、 をさらに有し、 キヤビティの中空部分の内面はアンテナから放射さ れるマイクロ波を反射するとともに、 反射されたマイクロ波を発光体部に集中し て照射する曲面を有していることを特徴とする。
また、 光源装置には、 増幅部とアンテナとの間に設けられ、 アンテナから放射 されたマイクロ波の一部がキヤビティ内で反射しアンテナに入力する反射マイク 口波を遮断するための安全器が、 さらに含まれることを特徴とする。
また、 光源装置は、 増幅部と前記アンテナとの間にアンテナに進行する進行マ イク口波電力を検出する進行波検出部と、 増幅部と前記アンテナとの間に反射マ イク口波電力を検出する反射波検出部と、 進行波検出部および または反射波検 出部とアンテナの間に設けられ増幅部側とアンテナ側とのインピーダンスの整合 性を調整する整合器と、 をさらに有し、 少なくともプロジェクタの起動動作を制 御する制御部は、 反射波検出部により検出された反射マイクロ波電力が小さくな るように、 整合器によりインピーダンスを調整させることを特徴とする。
また、 光源装置は、 増幅部と前記アンテナとの間にアンテナに進行する進行マ イク口波電力を検出する進行波検出部と、 増幅部とアンテナとの間に反射マイク 口波電力を検出する反射波検出部と、 進行波検出部およびノまたは反射波検出部. と前記アンテナの間に設けられ増幅部側とアンテナ側とのインピーダンスの整合 性を調整: t "る整合器と、 をさらに有し、 プロジェクタは、 少なくともプロジェク タの起動動作を制御する制御部と、 進行波検出部により検出される進行マイク口 波電力および反射波検出部に'よ 'り検出される反射マイクロ波電力と当該検出電力 における整合器の調整値とを規定した整合定数テーブルとを少なくとも記憶する 記憶部とを、 さらに有し、 制御部は、 進行波 反射波検出部により進行マイクロ 波電力および反射マイクロ波電力が検出されると、 整合定数テーブルから、 対応 する調整値を抽出し、 抽出された調整値を整合器に設定することを特徴とする。 また、 光源装置は、 増幅部側とアンテナ側とのインピーダンスの整合性を調整 する整合器と、 をさらに有し、 プロジェクタは、 少なくともプロジェクタの起動 動作を制御する制御部と、 発光体部が放射する光量を検出する光センサを含む光 検出部と、 をさらに有し、 制御部は、 マイクロ波電力が同一の時に、 光検出部に より検出された光量がより大きくなるように、 整合器によりインピーダンスを調 整させることを特徴とする。
また、 発光体部近傍の温度を検出する温度センサを含んだ温度検出部を、 さら に有し、 制御部は、 温度検出部により発光体部近傍の温度を検出させ、 検出され た温度が定められた制限温度以上であった場合、 点灯動作を行わないことを特徴 とする。
また、 固体高周波発振器は、 弾性表面波共振子を含んだ弾性表面波発振器であ り、 弾性表面波共振子は、..ダイヤモンド層またはダイヤモンド状炭素膜層上に積 層された圧霄体層と、 圧電体層上に形成された櫛形電極とを有することを特徴と する。
また、 マイクロ波は、 3 0 O M H z〜 3 0 G H zの周波数帯の信号であること を特徴とする。
また、 画像情報は、 画像を規定する画像信号であり、 発光部が発する光を画像 信号に応じて変調させ、 画像を表す変調光を生成する光変調素子を備え、 光変調 素子は、 透過型液晶パネル、 または反射型液晶パネル、 若しぐはティルトミラー デバイスのいずれかであることを特徴とする。
本発明におけるプロジェクタの光源装置の点灯方法によれば、 画像を投写する プロジェクタの光源装置の点灯方法であって、 光源装置は、 マイクロ波を発生す る固体高周波発振器と、 固体高周波発振器が出力するマイクロ波を増幅する増幅 部と、 マイクロ波により発光する物質が封入された発光体部と、 増幅部による前 記マイクロ波の増幅度を調整する電力制御部と、 を有し、 発光体部の発光を維持 可能なマイクロ波電力よりも大きな電力を持つパルス状のマイクロ波電力を発光 体部に照射する工程と、 所定のマイクロ波電力を発光体部に照射する工程とを有 することを特徴とする。 図面の簡単な説明
【図 1】 実施形態 1におけるプロジェクタの概略構成図。
【図 2】 マイクロ波発振器の概略構成図。
【図 3】 （a ) ダイヤモンド S A W共振子の概略平面図、 （b ) ダイヤモンド S A W共振子の概略断面図。
【図 4】 ダイヤモンド S AW発振器の出力周波数特性の一例を示す図。
【図 5】 光学ユニット近傍の概略構成を示す図。 【図 6】 光学装置の点灯処理の流れを示したフローチャート。
【図 7】 光学装置の点灯処理におけるマイクロ波電力の推移を示したタイミング チヤ一ト。
【図 8】 光学装置の調光処理の流れを示したフローチヤ一ト。
【図 9】 光学装置の調光処理におけるマイクロ波電力の推移を示したタイミング チャート。
【図 10】 実施形態 2におけるプロジェクタの概略構成図。
【図 1.1】 光学装置の点灯処理の流れを示したフローチャート。
【図 1 2】 光学装置の調光処理の流れを示したフローチヤ一ト。
【図 1 3】 マグネトロンが発生するマイクロ波の周波数特性を示す図。 発明を実施するための最良の形態
以下、 添付図面に基づいて、 本発明の実施形態を詳細に説明する。
(実施形態 1)
《第 1のプロジェクタの概要》
図 1は、 本発明の実施形態 1におけるプロジェクタの概略構成図である。
プロジェクタ 100は、 光源装置 30が放射した光を、 赤色光、 緑色光、 青色 光の光 3原色成分に分離し、 '色光ごとに光変調素子としての各色光用の液晶ライ トバルブ 88 R， 88 G, 88 Bにより映像信号に応じて変調し、 再度合成した フルカラーの変調光を投写レンズ 52によりスク リーン S Cに拡大投写する、 い わゆる 「液晶 3板式プロジェクタ」 である。 なお、 液晶ライ トバルブ 88 R, 8 8G， 88 Bは、 それぞれが赤色光、 緑色光、 青色光用として設けられ、 光学ュ ニット 50の構成に含まれている。
光源装置 30は、 発光体部 （以下、 「発光体」 とする） としての無電極ランプ 1 を光源としている。 無電極ランプ 1は、 内部に発光物質が充填されており、 アン テナ 2から放射されるマイクロ波により発光物質が励起され、 プラズマ発光によ り発光する。 アンテナ 2から放射されるマイクロ波は、 固体高周波発振器として のマイクロ波発振器 10にて生成されている。 ここで高周波とは、 たとえば UH F帯 （30 OMH z〜3 GH z) や SHF帯 （3 GH z〜30GH z) 等の周波 数帯のことを指すものとする。 また、 固体高周波発振器の固体とは、 マグネトロ ン等を用いた真空管のような気体による発振器に対する表現であり、 ダイヤモン ドのような固体を用いた発振器という意味である。
《マイクロ波発振器の概要》
図 2はマイクロ波発振器の概略構成を示すブロック図である。 図 3 (a) はダ ィャモンド SAW共振子の概略平面図、 図 3 (b) はダイヤモンド SAW共振子 の概略断面図である。 図 4はダイヤモンド SAW発振器の出力周波数特性の一例 を示す図である。
ここでは、.本発明の特徴の一つである光源装置 30のマイクロ波発振器 10に ついて、 図 2、 および図 3 ( a ), (b) を用いて詳しく説明する。
マイク口波発振器 1.0は、弾性表面波（以下、 SAWともいう： Surface Acoustic Wave) 共振子を含んだ弾性表面波発振器であり、 弾性表面波が伝わる弾性体にダ ィャモンド単結晶層を用いた SAW共振子を用いている。
マイクロ波発振器 1 0は、 弾性表面波共振子 7と、 増幅器 8と、 等分配器 9な. どを含んで構成されている。
弾性表面波共振子 7は、 ダイヤモンド SAW共振子であり、 具体的な構成は、 図 3 (a ), (b) に示されている。
図 3 (b) に示されるように'、 弾性表面波共振子 7は、 基材である珪素基板 7 2をベースとして構成され、上面にダイヤモ ド単結晶層 73が積層されている。 さらにダイヤモンド単結晶層 73の上には、 酸化亜鉛 （Z nO) 薄膜などの圧 電体層 74が積層されている。
さらに圧電体層 74の上には、 弾性表面波を励振する櫛形電極 （ I DT (Inter Digital Transducer) 電極） を含む電極 7 5が設けられている。
さらに電極 7 5の上には、 酸化珪素膜 76が積層されている。 酸化珪素膜 76 は、 動作周波数の温度依存性が、 ダイヤモンド単結晶層 7 3、 圧電体層 74、 電 極 75と反対の特性を示すことから、 最上面に酸化珪素膜 76を積層することに より、 温度特性を改善することができる。
なお、 ダイヤモンド単結晶層 7.3は、 気相合成法により形成されることが好ま しい。 また、 多結晶ダイヤモンドに近い弾性定数を持つ硬質炭素膜を用いても良 レヽ。 また、 圧電体層 7 4は、 Z n O以外に、 A I N、 P b ( Z r , T i ) 02等を スパッタ法や気相合成法などにより形成しても良い。
電極 7 5は、 図 3 ( a ) に示すように、 互いにかみ合うように配置された 1組 の櫛形電極である I D T電極 7 5 a , 7 5 bと、 当該 I D T電極を挟み込んで両 サイ ドに設けられた弾性表面波を反射する反射器電極 7 5 cとから構成されてい る。
このような弹性表面波共振子 7は、 I D T電極 7 5 aに電気信号が入力される とダイヤモンド単結晶層 7 3を含む基材上に弾性表面波を励起し、 この弾性表面 波を反射器 7 5 c間に閉じ込める。 閉じ込められた弾性表面波は反射器 7 5 c間 で多重反射されるため、 反射器 7 5 c間に定在波が生じる。
そして弾性表面波共振子 7は、 弾性表面波が I D T電極 7 5 bに到達すると、 弾性表面波の周波数に応じた周波数 （マイクロ波） の電気信号を出力する。
図 2に戻る。 ，
増幅器 8は、 弾性表面波共振子 7の後段に設けられ、 弾性表面波共振子 7が発 振するマイクロ波を所定の電力を持つマイクロ波に増幅する。
等分配器 9は、 増幅器 8から出力されるマイクロ波電力を、 外部と弾性表面波. 共振子 7とに、 等.配分する。
弾性表面波共振子 7と増幅器 8と等分配器 9とは、一定の特性インピーダンス、 例えば、 5 0 o h mに全て整合接続されており、 1つの帰還発振回路であるマイ クロ波発振器 1 0を構成している。
弹性表面波共振子 7は、 弾性体としてダイヤモンドを用いているため、 発生す る弾性表面波は、 1 0 0 0 O mZ sを超える非常に早い伝播速度となる。
この特性により、 マイクロ波発振器 1 0は、 P L L (Phase Locked Loop) など を用いた通倍回路を必要とせず、マイク口波を直接発振することができる。また、 弾性表面波共振子 7の I D T電極 7 5 a , 7 5 bの電極幅を、 例えば、 水晶や、 セラミ ックスなどの他の弾性体に比べて、 大きくすることが可能なため、 優れた 耐電力特性、 および温度変化に対する周波数変動が少ないという特徴を有してい る。
図 4は、 マイクロ波発振器の出力周波数特性の一例を示す図である。 図 4に示 されるように、 マイクロ波発振器 1 0の出力周波数特性は、 所期の周波数として の 2 . 4 5 G H zを中心とした先鋭な特性を示している。 また、 出力するマイク 口波電力が変化しても、 周波数特性の変化が少ないという特徴を有している。 さらに、 マイクロ波発振器 1 0は、 予熱を必要とせず、 電力が印加されると略 リアルタイムに所期の周波数を直接発振し、 その周波数特性は、 マイクロ波電力 を増減しても変化せず、 位相ノイズが殆ど 生しないという特徴を有している。
《第 1のプロジェクタの概略構成》
図 1に戻る。 ここでは、 プロジェクタ 1 0 0の概略構成について説明する。 プロジェクタ 1 0 0は、 光源装置 3 0、 光学ュニッ ト 5 0、 投写レンズ 5 2 、 制御部 5 3、 画像信号処理部 5 4、 液晶パネル駆動部 5 5、 記憶部 5 6、 操作部 5 7、 リモコン 5 8、 操作受付け部 5 9、 ファン駆動部 6 0、 温度検出部 6 1 、 電源部 6 2などから構成されている。
光源装置 3 0は、 前述した無電極ランプ 1、 アンテナ 2、 マイクロ波発振器 1 0に加えて、 キヤビティ 3、 リフレクタ 4、 増幅部 1 1、 電力制御部 1 2、 進行 波/反射波検出部 1 3、 整合器 1 4などを含んで構成されている。 なお、 このう ち、 マイクロ波発振器 1 0、 増幅部 1 1、 電力制御部 1 2、 進行波 Z反射波検出 部 1 3、 および整合器 1 4をまとめて、 マイクロ波回路部 1 8という。 また、 進 行波ノ反射波検出部 1 3は、 '進行波検出部と反射波検出部とを別体として用いて も良い。
キヤビティ 3は、 アルミニウムなどのマイクロ波を反射する金属により構成さ れた中空部材であり、 アンテナ 2が放射するマイク口波を無電極ランプ 1に集中 させるとともに、 マイクロ波が外部に漏れるのを防止する。
リフレクタ 4は、 無電極ランプ 1が放射した光を集光し光学ュニット 5 0 へ導 く。
増幅部 1 1は、 マイクロ波発振器 1 0の後段に設けられ、 マイクロ波発振器 1 0から出力されるマイクロ波電力を増幅する。
電力制御部 1 2は、 制御部 5 3からの制御信号に応じて、 増幅部 1 1の増幅度 を調整する増幅度調整回路である。
進行波 Z反射波検出部 1 3は、 例えば、 進行波と反射波を分離する方向性結合 器であり、 アンテナ 2に送出される進行波電力 P f およびアンテナ 2から戻って くる反射波電力 P rを検出し、 検出信号を制御部 5 3に送信する。 また、 進行波 ノ反射波検出部 1 3は、 安全器 （アイソレータ） としての機能も備えており、 電 力検出した後の反射波電力 P rを内部の抵抗体により熱として消費する。 このよ うにすることで、 進行波 Z反射波検出部 1 3からみて増幅部 1 1側に戻る反射波 を、 増幅部 1 1やマイクロ波発振器 1 0が故障することのない範囲にまで低減す ることができる。
整合器 1 4は、 制御部 5 3からの制御信号に応じてアンテナ 2における負荷ィ ンピ一ダンスの整合性を調整する。
光学ユニット 5 0は、'無電極ランプ 1から射出される光を輝度分布の安定した 光に変換するインテグレータ照明光学系と、 輝度分布の安定した光を光の 3原色 である赤色、 緑色、 青色の各色光成分に分離して各色光用の液晶ライ トバルブ 8 8 R , 8 8 G , 8 8 Bに供給する分離光学系と、 当該液晶ライ トバルブにて色光 ごとに映像信号に応じて変調された各色光を、 再度合成してフルカラーの変調光 を生成する合成光学系などを含んで構成されている。 なお、 光学ュュッ ト 5 0の ' 詳細については、 後述する。 ： 、 投写レンズ 5 2は、 ズームレンズを含んで構成され、 光学ユニッ ト 5 0から射 出されるフルカラーの変調光を拡大してスクリーン S Cにフルカラー画像を投写 する。
制御部 5 3は、 C P U (Central Process ing Uni t) であり、 光源装置 3 0を含 む各部とバスライン B u sを介して信号のやり取りを行い、 プロジェクタ 1 0 0 を制御する。
画像信号処理部 5 4には、 パーソナルコンピュータなどの外部の画像信号供給 装置 3 5 0から入力される画像信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する 画像コンバータや、 スケーラおよびフレームメモリ （いずれも図示せず） などが 含まれている。
画像信号処理部 5 4は、 入力されるアナログ R G B信号や、 コンポーネント信 号などのアナログ画像信号を画像コンバータにより A D変換した後、 スケーリン グなどの画像処理を施す。 画像信号処理部 5 4は、 画像信号により表される画像を当該映像信号の持つ解 像度で R G Bの色光ごとにフレームメモリに書き込み、液晶ライ トバルブ 8 8 R , 8 8 G , 8 8 Bにて表示可能な解像度に変換して読み出すことにより、 当該液晶 ライ トバルブに適した画像信号を生成する。 また、 スクリーン S Cに投写された 有効画像の形状を矩形に近づけるための台形補正処理も、 スケーリングと合せて 行われる。
液晶パネル駆動部 5 5は、 液晶パネルドライバであり、 画像処理が施された画 像信号と駆動電圧などを液晶ライ トバルブ 8 8 R , 8 8 G , 8 8 Bに供給し、 当 該液晶ライ トバルブに画像を写し出す。
記憶部 5 6は、 例えば、 マスク R O Mや、 フラッシュメモリ、 F e R AMなど の不揮発性のメモリにより構成されている。 記憶部 5 6には、 光源装置 3 0の点 灯動作を含むプロジェクタ 1 0 0を起動させるための順序と內容を規定した第 1 の起動プログラムなどの当該プロジェクタの動作を制御するための様々なプログ ラムおよび付随するデータが記憶されている。
当該プログラムには、 進行波 Z反射波検出部 1 3により検出された進行波電力 P f および反射波電力 P rに応じて、 整合器 1 4によりインピーダンスを調整す、 る第 1のイシピーダンス調整プログラムなどが含まれている。
また、 付属するデータにば、 '進行波電力 P f および反射波電力 P rに応じて最 適なインピーダンスの調整値を規定した整合定数テーブルとしての第 1のインピ 一ダンス調整テーブルや、 無電極ランプ 1の点灯を判定するためにあらかじめ定 められた進行波電力 P f と反射波電力 P r とのそれぞれの設定データ、 および温 度検出部 6 1により検出された温度データから当該温度データに対応する温度値 を引き当てるための温度変換テーブルなどが記憶されている。
操作部 5 7は、 プロジェクタ 1 0 0の本体上面に設けられており、 プロジェク タ 1 0 0を操作するための複数の操作用ボタン （図示せず） を備えている。 複数 の操作用ボタンには、 プロジェクタ 1 0 0を起動およびシャツ トダウンするため の 「電源ボタン」 や、 各種操作メニューを表示させるための 「メニューボタン」、 投写画像の明るさを調整するための 「調光ボタン」 などが含まれている。
リモコン 5 8は、 プロジェクタ 1 0 0を遠隔操作するためのリモコンであり、 操作部 5 7と同様のプロジェクタ 1 0 0を操作するための複数の操作用ボタンを 備えている。
操作受付け部 5 9は、操作部 5 7あるいはリモコン 5 8への操作がなされると、 当該操作を受付け、 制御部 5 3へ各種動作のトリガとなる操作信号を送る。
ファン駆動部 6 0は、 制御部 5 3からの制御信号に従い、 付属する軸流ファン であるファン F 1を回転駆動する駆動回路である。 なお、 ファンは、 軸流ファン 1つに限定するものではなく、 例えば、 キヤビティ 3や、 液晶ライ トバルブ 8 8 R， 8 8 G , 8 8 B近傍に集中的に風を吹き付けるシロッコファンをさらに備え ていても良い。
温度検出部 6 1は、 キヤビティ 3の外側に取り付けられた温度センサとしての サーミスタ T hを含んで構成され、 キヤビティ 3の温度を検出し、 温度データと して制御部 5 3へ送信する。 なお、 温度センサは、 測温抵抗体や、 水晶温度セン サ、 熱電変換素子であづても良い。
電源部 6 2は、 外部電源 3 5 1からの交流電力をインレツトから導き、 内蔵す る A C ZD C変換部 （いずれも図示せず） にて変圧、 整流および平滑するなどの 処理を施すことにより安定化させた直流電圧をプロジェクタ 1 0 0の各部に供給 する。
《光学ユニッ トの概略構成》'
図 5は、 光学ユニッ ト近傍の概略構成を示す図である。
ここでは、 光学装置 3 0の光学系を含む構造体の詳細説明、 および光学ュニッ ト 5 0の概略構成について説明する。
まず、 光学装置 3 0の光学系を含む構造体の詳細について説明する。
光学装置 3 0めマイクロ波回路部 1 8から出力されるマイクロ波は、 アンテナ 2からキヤビティ 3内に放射される。
キヤビティ 3は、 アルミニウムなどのマイクロ.波を反射する金属により構成さ れた凹面を有する部材 3 1、 および部材 3 2の各凹面を合せて構成されて.いる。 なお、 部材 3 1、 および部材 3 2は、 それぞれの凹面がマイクロ波を反射する構 成を備えていれば良く、 例えば、 ·合成樹脂にマイクロ波を反射する誘電体をコー ティングしたものであっても良い。 部材 3 1、および部材 3 2の各凹面を合せて構成された空間は密閉されており、 当該空間の中に、アンテナ 2と無電極ランプ 1の一端が対向して設置されている。 キヤビティ 3の空間を構成する曲面は、 アンテナ 2が放射するマイクロ波を無 電極ランプ 1に集中させるような曲率を有している。
キヤビティ 3の空間へのアンテナ 2の突出長さは、 マイクロ波の放射効率が良 い波長 λの； Iノ 4となる長さが好ましい。 なお、 波長えは、 誘電体の誘電率によ り決まるため、 例えば、 当該空間へ誘電率の大きな高分子材料を充填することに より、 アンテナ 2の長さを短くすることができる。 または、 らせん状のヘリカル アンテナを用いることによつても、 アンテナ 2の長さを短くすることができる。 または、 誘電率の大きなフィルム状の基材上に平面アンテナを構成し、 それを無 電極ランプ 1と対向する部材 3 2の凹面に貼り付ける構成であっても良い。
また、 好適には、 キヤビティ 3の空間への無電極ランプ 1の突出長さも、 λ / 4となる長さとすることが好ましい。
無電極ランプ 1は、 石英ガラスなどの透明性および耐熱性のある無機ガラスに より中空の棒状に形成されており、 内部にはマイクロ波により励起されプラズマ 発光する、発光物質が充填されている。 なお、 無電極ランプ 1には、 電極は存在し ない。
充填される発光物質は、 例えばネオン、 アルゴン、 クリプトン、 キセノン、 ハ ロゲン等の希ガスが好ましい。 これらのガスと共に水銀ゃナトリゥム等の金属や 金属化合物等を封入してもよい。 また、 発光物質は固体であっても良い。
無電極ランプ 1の他端は、 リフレクタ 4の凹面の中心部に突出している。
リフレクタ 4は、石英ガラスで形成され凹面が放物面となっている。放物面は、 リフレクタ 4に突出している無電極ランプ 1の先端側が略焦点となるような曲率 を有している。 また、 当該放物面には、 可視光の反射率を向上させる作用を持つ 誘電体膜がコーティングされている。
なお、 リフレクタ 4の凹面形状は楕円面でも良く、 その場合には、 楕円面で反 射した光束を略平行光束とするための平行化凹レンズを配置した構成とする。 保護ガラス 3 3は、 リフレクタ. 4の凹面にフタ状に設置されており、 プロジェ クタ 1 0 0から光源装置 3 0を取外した場合などにおける無電極ランプ 1への粉 塵の進入や、 落下などにより無電極ランプ 1が破損した場合の破片などの飛散を 防止する。 また、 保護ガラス 3 3に、 マイクロ波を遮断する作用を持つ誘電体膜 をコーティングする、 あるいは、 波長; Lより十分に小さいピッチを有する金属網 をィンサートしても良い。
このような構成を持つ光源装置 3 0において、 アンテナ 2からマイクロ波が放 射されると、 無電極ランプ 1のキヤビティ.3の空間への突出部にマイクロ波が集 中する。
無電極ランプ 1の発光物質にマイク口波が集中照射されると、 発光物質が励起 され放電によるプラズマ発光が起こる。 このとき発光物質は、 マイクロ波が照射 されている高温部で蒸発および解離して粒子となり、 放電によるプラズマ発光し た後、発光体内の低温部へ移動し、凝縮されて元の発光物質に戻る。発光物質は、 このように蒸発 ·解離 ·凝縮を繰り返しながら発光し続ける。
また、 発光部位は、 マイクロ波電力にもよるが、 無電極ランプ 1の 2 3以上 の長さが発光するため、放射された光は、無機ガラスおよび内部の空間を伝わり、 無電極ランプ 1全体が発光している状態となる。
このようにして、 放射された光の大半が、 リフレクタ 4の凹面に突出している 無電極ランプ 1の一端側から放射され、 リフレクタ 4の放物面により集光された 後、 略平行光束となって光学ュ'ニッ ト 5 0に射出される。
また、 光源装置 3 0は、 つのユニットとして一体に構成されており、 組立て および分解を容易に行うことができる。
続いて、 光学ユニッ ト 5 0の概略構成について説明する。
光学ュニッ ト 5 0は、インテグレータ照明光学系 4 1と、色分離光学系 4 2と、 リ レー光学系 4 3と、 液晶ライ トバルブ 8 8 R， 8 8 G , 8 8 Bと、 合成光学装 置 4 4などから構成されている。
また、 光学ユニッ ト 5 0の各部は、 光学部品用筐体 4 5に一体に収容され、 ュ ニット化されている。
インテグレータ照明光学系 4 1は、 光源装置 3 0から射出された光束を照明光 軸 （一点鎖線で図示） に直交する面内における照度を均一にするための光学系で ある。 このィンテグレータ照明光学系4 1は、 第 1 レンズアレイ 1 1 1、 第2レ ンズアレイ 1 1 2、 偏光変換素子 1 1 3、 および重畳レンズ 1 1 4を含んで構成 されている。
第 1 レンズアレイ 1 1 1は、 照明光軸方向から見て略矩形形状の輪郭を有する 小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。 各小レンズは、 光源装 置 3 0から射出された光束を部分光束に分割し、 照明光軸方向に射出する。
第 2 レンズアレイ 1 1 2は、 第 1 レンズアレイ 1 1 1と略同様の構成であり、 小レンズがマトリクス状に配列された構成を有する。 この第 2 レンズアレイ 1 1 2は、 重畳レンズ 1 1 4とともに、 第 1 レンズァレイ 1 1 1の各小レンズからの 光束を液晶ライ トバルブ 8 8 R， 8 8 G , 8 8 Bに重畳させることにより光を均 一化させる機能を有する。
. 偏光変換素子 1 1 3は、 無電極ランプ 1から射出される二種類の偏光成分を主 体とした光を、 液晶ライ トバルブ 8 8 R， 8 8 G , 8 8 Bにて変調可能な、 一種 類の偏光光に変換する光学素子である。
具体的には、 第 2レンズアレイ 1 1 2からの二種類の懾光成分を含んだ光は、 偏光変換素子 1 1 3により略一種類の偏光光に変換され、 重畳レンズ 1 1 4によ り、最終的には、液晶ライ トバルブ 8 8 R， 8 8 G , .8 8 B上にほぼ重畳される。 これにより、 偏光変換素子 1 1 3がなかった場合は熱として消費されてしまう 全光束の約半分を占める一方の偏光光を、 変調可能な偏光光に変換することによ り、 光の利用効率を高めている。
色分離光学系 4 2は、 2枚のダイクロイツクミラー 1 .2 1 , 1 2 2と、 反射ミ ラー 1 2 3とを備える。 インテグレータ照明光学系 4 1から射出された複数の部 分光束は、 2枚のダイクロイックミラ一 1 2 1， 1 2 2により赤 （R )， 緑（G ) , 青 （B ) の 3色の色光に分離される。
ダイクロイツクミラー 1 2 1は、 緑色光成分と青色光成分とを透過し、 赤色光 成分を反射する誘電体多層膜を備えた光学素子である。
ダイクロイツクミラー 1 2 1は、 ィンテグレータ照明光学系 4 1から射出され た光束のうち、 緑色光成分と青色光成分とを透過し、 赤色光成分を反射する。 反 射された赤色光は、 反射ミラー 1' 2 3できらに反射され、 フィールドレンズ 1 1 9を通って、 赤色光用の液晶ライ トバルブ 8 8 Rに入射する。 フィールドレンズ 1 1 9は、 第 2レンズアレイ 1 1 2から射出ざれた各部分光 束をその中心軸 （主光線） に対して平行な光束に変換する。 青色光および緑色光 用の液晶ライ トバルブ 8 8 G , 8 8 Bの光入射側に設けられたフィールドレンズ 1 1 9も同様である。
ダイクロイツクミラー 1 2 2は、 青色光成分を透過し、 緑色光成分を反射する 誘電体多層膜を備えた光学素子である。
ダイクロイツクミラー 1 2 2は、 ダイクロイツクミラー 1 2 1を透過した青色 光と緑色光のうち、 緑色光を反射する。 反射された緑色光は、 フィールドレンズ 1 1 9を通って、 緑色光用の液晶ライ トバルブ 8 8 Gに入射する。
ダイクロイツクミラー 1 2 2を透過した青色光は、 リ レー光学系 4 3を通り、 さらにフィールドレンズ 1 1 9を通って、 青色光用の液晶ライ トバルブ 8 8 Bに 入射する。
リ レ一光学系 4 3は、 入射側レンズ 1 3 1 と、 一対のリ レーレンズ 1 3 3 と、 反射ミラー 1 3 2， 1 3 5とを備えている。 このリ レー光学系 4 3は、 色分離光 学系 4 2で分離された青色光を青色光用の液晶パネル 8 8 Bまで導く機能を有し ている。 ' '
なお、 青色光にリ レー光学系 4 3が用いられているのは、 青色光の光路の長さ が他の色米の光路の長さよりも長いため、 光の発散等による光の利用効率の低下 を防止するためである。 すなわち、 入射側レンズ 1 3 1に入射した部分光束をそ のまま、 フィールドレンズ 1 1 9に伝えるためである。 なお、 リ レー光学系 4 3 には、 3つの色光のうちの青色光を通す構成としたが、 これに限らず、 例えば、 ダイクロイツグミラー 1 2 1 , 1 2 2の機能を変えることにより、 赤色光を通す 構成としてもよい。
液晶ライ トバルブ 8 8 R , 8 8 G , 8 8 Bの入射側には、 色分離光学系 4 2で 分離された各色光が入射する入射偏光板 8 2が、 また、 射出側には、 射出偏光板 8 3がそれぞれ設けられている。
入射偏光板 8 2、 および射出偏光板 8 3は、 色分離光学系 4 2で分離された各 色光のうち、 一定方向の偏光光のみ透過させ、 その他の光束を吸収するものであ り、 サファイアガラス等の基板に偏光膜が貼付されたものである。 液晶ライ トバルブ 8 8 R , 8 8 G， 8 8 Bは、例えば、ポリシリコン T F T (Thin Fi lm Transistor) をスイッチング素子として用いたものであり'、 対向配置される 一対の透明基板内に液晶が密封封入されている。
透過型液晶パネルである液晶ライ トバルブ 8 8 R , 8 8 G , 8 8 Bは、 入射偏 光板 8 2を介して入射する各色光を、 色光ごとの画像情報に応じて変調し、 色光 ごとの変調光として射出偏光板 8 3からそれぞれ射出する。
合成光学系 4 4は、 クロスダイクロイツクプリズムであり、 射出偏光板 8 3か ら射出された、 色光ごとの変調光を合成してフルカラ一画像を表す変調光を射出 する。
クロスダイクロイツクプリズム 4 4には、 赤色光を反射する誘電体多層膜と青 色光を反射する誘電体多層膜とが、 4つの直角プリズムの界面に沿って略 X字状 に設けられ、 これらの誘電体多層膜により 3つの色光が合成される。
クロスダイクロイツクプリズム 4 4によって合成された変調光は、 投写レンズ 5 2により拡大され、 スクリーン S Cに画像を写し出す。
なお、液晶ライ トバルブ 8 8 R， 8 8 G , 8 8 Bと、 3つの射出偏光板 8 3と、 クロスダイクロイツクプリズム 4 4とは、 一つのュニッ トとして一体に構成され ている。
《光源装置の点灯処理》 '
図 6は、 光学装置の点灯処理の流れを'示したフローチャートである。 図 7は、 光学装置の点灯処理におけるマイク口波電力の推移を示したタイミングチヤ一ト である。
ここでは、 プロジェクタ 1 0 0における光学装置 3 0の点灯処理の流れについ て図 6を中心に、 適宜図 1および図 7を交えて説明する。
プロジェクタ 1 0 0は、 電源部 6 2から伸びたインレツ 卜がコンセント （いず れも図示せず） に接続され、 起動操作待ちの待機状態となっている。
ステップ S 1では、 制御部 5 3は、 操作受付け部 5 9からの操作信号の有無に より、 操作^ 5 7、 またはリモコン 5 8に起動操作がなされたか確認する。 起動 操作があった場合には、 ステップ S 2へ進む。 起動操作がなかった場合には、 引 き続き起動操作を待ち受ける。 ステップ S 2では、 制御部 5 3は、 起動操作がなされたことから、 記憶部 5 6 の第 1の起動プログラムを実行し、 まず、 各部の初期化を行う。 なお、 初期化に 必要な時間は、 1秒程度の時間である。 また、 以降のステップにおける各部の動 作は、 第 1の起動プログラムに規定されたものである。
ステップ S 3では、 制御部 5 3は、 マイクロ波発振器 1 0からマイクロ波を出 力させるとともに、 電力制御部 1 2により、 増幅部 1 1の増幅度を調整させ、 図 7に示すようなパルス状のマイク口波電力 S tをアンテナ 2から出力させる。 な お、 マイク口波電力 S tは、 約 5 μ s印加され、 この電力により無電極ランプ 1 の発光物質を励起し、 プラズマ発光を開始させる。
ステップ S 4では、 制御部 5 3は、 進行波 Ζ反射波検出部 1 3により、 進行波 電力 P f 、 および反射波電力 P rを検出させる。
ステップ S 5では、 制御部 5 3は、 検出された進行波電力 P f 、 反射波電力 P rと、 記憶部 5 6のそれぞれの設定データとを比較する。 設定範囲内であった場 合、 ステップ S 6へ進む。 設定範囲内ではなかった場合、 ステップ S 3へ戻り、 再度、 マイクロ波電力 S tを出力させる。
進行マイクロ波が放射されると、 レベルの差はあっても必ず反射波電力 P rが 発生する。 このため、 無電極ランプ 1が正常に発光しているときの進行波電力 P f 、 反射波電力 P rの範囲を設定データとしてあらかじめ記憶部 5 6に記憶させ ておくことにより、 検出された進行波電力 P f 、 反射波電力 P rの値から、 無電 極ランプ 1の点灯状態を把握することができる。 なお、 設定データは、 進行波電 力 P f から、 反射波電力 P rの値を減算した差分データであっても良い。
ステップ S 6では、 制御部 5 3は、 電力制御部 1 2により、 増幅部 1 1の増幅 度を調整させ、 図 7のマイク口波電力 S nをアンテナ 2から出力させる。
なお、 ステップ S 6にて第 1の起動プログラムは終了し、 同時に、 記憶部 5 6 の第 1のインピーダンス調整プログラムが駐在状態となる。
《光源装置の調光処理》
図 8は、 光学装置の調光処理の流れを示したフローチャートである。 図 9は、 光学装置の調光処理におけるマイクロ波電力の推移を示したタイミング ヤート である。 ここでは、 プロジェクタ 1 0 0における光学装置 3 0の調光処理の流れについ て図 8を中心に、 適宜図 1および図 9を交えて説明する。
プロジェクタ 1 0 0は、 画像信号供給装置 3 5 0からの画像信号に応じた画像 を初期設定による明るさでスクリーンに投写している。
ステップ S 1 1では、 制御部 5 3は、 操作受付け部 5 9からの操作信号の有無 により、 操作部 5 7、 またはリモコン 5 8に調光操作がなされたか確認する。 調 光操作があった場合には、ステップ S 1 2 へ進む。調光操作がなかった場合には、 引き続き調光操作を待ち受ける。なお、第 1のインピーダンス調整プログラムは、 調光操作をトリガとして起動し、 以下のステップは、 当該プログラムに規定され · ている。 、
ステップ S 1 2では、 制御部 5 3は、 電力制御部 1 2により、 増幅部 1 1の増 幅度を調'光操作に応じて調整させ、 調整された電力量のマイクロ波をアンテナ 2 から出力させる。 この状態の一例は、図 9のタイミング t 1、および t 2である。 マイクロ波電力が変化すると、 アンテナ 2における負荷バランスが崩れてしま うことがあり、 調光しても必要な明るさが得られない恐れがあつだ。 また、 光に 変換さ ないマイク口波は、 熱となり無電極ランプ 1およびキヤビティ 3などを.. 劣化させてしまう恐れがある。
ステップ S 1 3では、 制御部 5 3は、 進行波 反射波検出部 1 3により、 進行 波電力 P f 、 および反射波電力 P rを検出させる。
ステップ S 1 4では、 制御部 5 3は、 検出された進行波電力 P f 、 反射波電力 P rと、 記憶部 5 6の第 1のインピーダンス調整テーブルとを比較し、 アンテナ 2の負荷インピーダンスの整合性が取れているか確認する。 整合 4が取れている 場合は、 ステップ S 1 5へ進む。 整合性が取れていない場合は、 ステップ S 1 6 進む。
ステップ S 1 5では、 制御部 5 3は、 操作受付け部 5 9からの操作信号の有無 により、 操作部 5 7、 またはリモコン 5 8にシャツトダウン操作 （電源スィツチ オフ操作） がなされたか確認する。 シャッ トダウン操作があった場合には、 第 1 のインピーダンス調整プログラムを終了する。 シャツ トダウン操作がな った場 合には、 ステップ S 1 1へ戻り、 調光操作を待ち受ける。 続いて、 ステップ S 1 4でアンテナ 2の負荷インピーダンスの整合性が取れて いなかった場合の処理について説明する。
ステップ S 1 6では、 制御部 5 3は、 第 1のインピーダンス調整テーブルから 最適なインピーダンスの調整値を引き当て、 整合器 1 4に設定する。 整合器 1 4 は、 設定された調整値により、 インピーダンスの整合調整を行う。
なお、 ステップ S 1 3〜S 1 6のインピーダンスの整合性確認および調整は、 無電極ランプ 1が点灯した後、 一定時間 （例えば、 3分） ごとに実施することで あっても良い。 また、 温度検出部により検出された温度に基づいて、 行うことで あっても良い。
上述した通り、 本実施形態によれば以下の効果が得られる。
( 1 ) マイクロ波発振器 1 0は、 ダイヤモンド S AW共振子を備えたダイヤモ ンド S AW発振器であることから、電力を印加すれば直ぐにマイクロ波を発生し、 素早く無電極ランプ 1を点灯させることができる。 さらに小型に構成できるとと もに、 優れた耐電力特性、 および温度変化に対する周波数変動が少ないという特 徴を有している。
また、 .マイクロ波発振器 1 0が発振したマイクロ波は、 増幅部 1 1で増幅され . た後、 密閉されたキヤビティ 3内に設けられたアンテナ 2から放射されるため、. マイクロ波は、 キヤビティ 3'内.に閉じ込められる。
よって、 キヤビティ 3の外部にマイクロ波が漏れないことから、 I S M帯で使 用されている Bluetooth (登録商標）、 Zigbee (登録商標）、 Home RF、 WLAN等の無 線通信機器や医療機器などに対する悪影響を抑制することができる。
さらに電力制御部 1 2は、 無電極ランプ 1を点灯させる際に、 無電極ランプ 1 の発光を維持するために照射されるマイクロ波電力よりも大きな電力を持つパル ス状のマイク口波電力 S tが照射されるように増幅部 1 1の増幅度を調整するこ とから、無電極ランプ 1には、一定の電力を持つマイクロ波が一気に照射される。 これにより、 無電極ランプ 1の発光物質が励起され、 プラズマ発光が開始され る。 よって、 発光体を確実に点灯させることができる。
また、 マイクロ波発振器 1 0が出力するマイクロ波は、 所期の周波数 中心と した先鋭な特性のマイク口波であり、 マイク口波電力を增减しても周波数特性は 変化せず、 さらに電力制御部 1 2は、 増幅部 1 1によるマイクロ波の増幅度を調 整可能なことから、 無電極ランプ 1は、 略同一のスペク トルを有する光をマイク 口波電力に応じて発生する。
よって、 無電極ランプ 1の発光スぺク トルを変えずに光量を調整することがで きる。
従って、 素早く確実に点灯するとともに、 所望の光量を安定して得ることがで きる光源装置 3 0を用いたプロジェクタ 1 0 0を提供することができる。
( 2 ) 進行波/反射波検出部 1 3は、 増幅部 1 1の後段に設けられ、 アンテナ 2から放射されたマイクロ波の一部がキヤビティ 3内で反射し、 アンテナ 2に再 入力する反射波を遮断することから、 反射 が、 増幅部 1 1に達することを防止 する。
よって、 安全器 （アイソレータ） として機能し、 増幅部 1 1.、 およびマイクロ 波発振器 1 0を反射波から保護する。
従って、 動作が安定した光源装置 3 0を用いたプロジェクタ 1 0 0を提供する ことができる。
( 3 )、制御部 5 3は、 進行波 Z反射波検出部 1 3により検出された反射波電力、 が小さくなるように、 整合器 1 4によりインピーダンスを調整させることから、 インピ ダンスの整合性が取られ電力伝送効率が上がり、 進行マイクロ波の光へ の変換効率が向上する。
よって、 進行マイクロ波をエネルギー効率良く、 光に変換することができる。 従って、 所望の光量を効率良ぐ得ることができる光源装置 3 0を用いたプロジ ェクタ 1 0 0を提供することができる。
( 4 ) 制御部 5 3は、 進行波 Z反射波検出部 1 3により進行マイクロ波電力、 および反射マイクロ波電力が検出されると、 インピーダンス調整テーブルから、 対応する調整値を引き当て、 整合器 1 4に設定することから、 整合器 1 4には、 設計データまたは実験データなどに基づいて定められた、 インピーダンスの整合 性を取るための最適な調整値が設定される。
よって、 インピーダンスの整合性が取られ電力伝送効率が上がり、 進行マイク 口波の光への変換効率が向上する。 よって、 進行マイクロ波をエネルギー効率良く、 光に変換することができる。 従って、 所望の光量を効率良く得ることができる光源装置 3 0を用いたプロジェ クタ 1 0 0を提供することができる。
( 5 ) プロジェクタ 1 0 0は、 鮮やかな投写画像を得るために必要とされるス ぺク トルを含んだ光を、 ネルギー効率良く必要な光量を得ることができる光源 装置 3 0と、 光源装置 3 0が発する光を画像信号に応じた鮮やかな色彩の変調光 に変換する液晶ライ トバルブ 8 8 R , 8 8 G , 8 8 Bとを備えている。
従って、 鮮やかな投写画像を得ることができるプロジェクタ 1 0 0を提供する ことができる。
(実施形態 2 )
《第 2のプロジェクタの概要》
図 1 0は、 本発明の実施形態 2におけるプロジェクタの概略構成図である。 プロジェクタ 2 0 0は、 実施形態 1のプロジェクタ 1 0 0と比較して、 以下の 3項目以外は、 同一の構成を有している。
第 1の相違点は、 プロジェクタ 2 0 0は、 光検出部 6 5を備えていることであ る。 、
第 2の相違点は、 プロジェクタ 2 0 0の光源装置 3 5には、 進行波/反射波検 出部 1 3 (図 1 ) の替わりに安全器 6 6が設けられていることである。
第 3の相違点は、 プロジェクタ 2 0 0の記憶部 5 6には、 プロジェクタ 1 0 0 とは部分的に異なるプログラムおよびデータ類が記憶されていることである。 - 以下、 実施形態 1のプロジェクタ 1 0 0と同様な構成部位については同一の番 号を附して、 プロジェクタ 2 0 0の概略構成を前記 3項目の相違点を中心に説明 する。
光検出部 6 5は、 無電極ランプ 1から放射される光を検出可能な保護ガラス 3 3 (図 5 ) の表面に取り付けられた光センサとしてのフォトダイオード F dを含 んで構成され、 放射される光量を検出し、 光量データとして制御部 5 .3 へ送信す る。 なお、光センサは、 フォト トランジスタや、 C d Sセルなどであっても良い。 光源装置 3 5の安全器 6 6は、 アイソレータであり、 アンテナ 2から戻ってく る反射波を分離し、 内蔵する抵抗体により熱として消費する。 これにより、 反射 波が増幅部 1 1に達することを防止している。
記憶部 5 6には、 光源装置 3 5の点灯動作を含むプロジェクタ 2 0 0を起動さ せるための順序と内容を規定した第 2の起動プログラムなどの当該プロジ クタ の動作を制御するための様々なプログラムおよび付随するデ一タが記憶されてい る。
当該プログラムには、 光検出部 6 5により検出された光量データに応じて、 整 合器 1 4によりインピーダンスを調整する第 2のインピーダンス調整プログラム などが含まれている。
また、 付属するデータには、 無電極ランプ 1の点灯を判定するためにあらかじ め定められた規定光量値や、 光量データに応じて最適なインピーダンスの調整値 を規定した整合定数テーブルと しての第 2のインピーダンス調整テーブル、 およ び無電極ランプ 1の点灯には不適切な温度として定められた制限温度などが記憶 されている。 制限温度としては、 例えば無電極ランプ 1が破損する可能性が高く なる、 1 0 0 0 °C程度などが考えられる。
なお、 第 2のインピーダンス調整テーブルの調整値は、 マイクロ波電力が同一 の場合に、 光検出部 6 5により検出される光量が大きくなるような値に設定され、 ている。
《光源装置の点灯処理》 '
図 1 1は、 光学装置の点灯処理の流れを示したフローチャートである。
ここでは、 プロジェクタ 2 0 0における光学装置 3 5の点灯処理の流れについ て図 1 1を中心に、 適宜図 1 0および図 7を交えて説明する。
プロジェクタ 2 0 0は、 電源部 6 2から伸びたインレツ トがロンセント （いず れも図示せず） に接続され、 起動操作待ちの待機状態となっている。
ステップ S 2 1では、 制御部 5 3は、 操作受付け部 5 9からの操作信号の有無 により、 操作部 5 7、 またはリモコン 5 8に起動操作がなされたか確認する。 起 動操作があった場合には、ステップ S 2 2へ進む。起動操作がなかった場合には、 引き続き起動操作を待ち受ける。
ステップ S 2 2では、 制御部 5 3は、 起動操作がなされたことから、 記憶部 5 6の第 2の起動プログラムを実行し、 まず、 各部の初期化を行う。 なお、 初期化 に必要な時間は、 1秒程度の時間である。 また、 以降のステップにおける各部の 動作は、 第 2の起動プログラムに規定されたものである。
ステップ S 2 3では、 制御部 5 3は、 温度検出部 6 1により検出された温度値 力 制限温度以上であるか確認する。 制限温度以上であった場合、 ファン駆動部 6 0によりファンの回転速度を最大にした後、 ステップ S 2 8へ進む。 制限温度 未満であった場合、 ステップ S 2 4へ進む。
ステップ S 2 4では、 制御部 5 3は、 マイクロ波発振器 1 0からマイクロ波を 出力させるとともに、 電力制御部 1 2により、 増幅部 1 1の増幅度を調整させ、 図 7に示すようなパルス状のマイクロ波電力 S tをアンテナ 2から出力させる。 なお、 マイク口波電力 S tは、 約 5 / s印加され、 この電力により無電極ランプ 1の発光物質を励起し、 プラズマ発光を開始させる。 ，
ステップ S 2 5では、制御部 5 3は、光検出部 6 5により、光量を検出させる。 ステップ S 2 6では、 制御部 5 3は、 検出された光量と、 記憶部 5 6の規定光 量値とを比較する。 規定光量値以上であった場合、 ステップ S 2 7へ進む。 規定 光量値に満たなかった場合、 ステップ S 2 4へ戻る。 、 ステツ、プ S 2 7では、 制御部 5 3は、 電力制御部 1 2により、 増幅部 1 1の増 幅度を調整させ、 図 7のマイクロ波電力 S nをアンテナ 2から出力させる。
なお、 ステップ S 2 7にて第 2の起動プログラムは終了し、 同時に、 記憶部 5 6の第 2のインピーダンス調整プログラムが駐在状態となる。
続いて、 ステップ S 2 3にて検出された温度が、 制限温度以上であった場合の 処理について説明する。
ステップ S 2 8では、 制御部 5 3は、 一定時間 （例えば、 1分間） 経過したか 確認する。 一定時間経過した場合、 ステップ S 2 3へ進む。 一定時間経過してい ない場合は、 一定時間が経過するまで待ち受けた後、 再度温度検出部 6 1により 温度検出を行い、 検出された温度に応じて、 ステップ S 2 4に進む、 あるいは、 一定の冷却時間を設けるなどの処理を行っても良い。
《光源装置の調光処理》
図 1 2は、 光学装置の調光処理の流れを示したフローチャートである。
ここでは、 プロジェクタ 2 0 0における光学装置 3 5の調光処理の流れについ て図 1 2を中心に、 適宜図 1 0および図 9を交えて説明する。 .
プロジェクタ 2◦ 0は、 画像信号供給装置 3 5 0からの画像信号に応じた画像 を初期設定による明るさでスクリーンに投写している。
ステップ S 3 1では、 制御部 5 3は、 操作受付け部 5 9からの操作信号の有無 5 により、 操作部 5 7、 またはリモコン 5 8に調光操作がなされたか確認する。 調 光操作があった場合には、ステップ S 3 2 へ進む。調光操作がなかった場合には、 引き続き調光操作を待ち受ける。なお、第 2のインピーダンス調整プログラムは、 調光操作をトリガとして起動し、 以下のステップは、 当該プログラムに規定され ている。
0 ステップ S 3 2では、 制御部 5 3は、 電力制御部 1 2により、 増幅部 1 1.の増 幅度を調光操作に応じて調整させ、 調整された電力量のマイクロ波をアンテナ 2 から出力させる。 この状態の一例は、図 9のタイミング t 1、ぉょび1； 2である。 ステップ S 3 3では、制御部 5 3は、光検出部 6.5により、光量を検出させる。 ステップ S 3 4では、 制御部 5 3は、 検出された光量と、 記憶部 5 6の第 2の5 インピーダンス調整テーブルとを比較し、 アンテナ 2の負荷インピーダンスの整 ' 合性が取れているか確認する。 整合性が取れている場合は、 ステップ S 3 5 へ進 む。 整合性が取れていない場合は、 ステップ S 3 6進む。
' ステップ S 3 5では、 制御部 5 3は、 操作受付け部 5 9からの操作信号の有無 により、 操作部 5 7、 またはリモコン 5 8にシャツ トダウン操作 （電源スィツチ0 オフ操作） がなされたか確認する。 シャッ トダウン操作があった場合には、 第 2 のインピーダンス調整プログラムを終了する。 シャツ トダウン操作がなかった場 合には、 ステップ S 3 1 へ戻り、 調光操作を待ち受ける。
続いて、 ステップ S 3 4でアンテナ 2の負荷インピーダンスの整合性が取れて いなかった場合の処理について説明する。
5 ステップ S 3 6では、 制御部 5 3は、 第 2のインピーダンス調整テーブルから 最適なインピーダンスの調整値を引き当て、 整合器 1 4に設定する。 整合器 1 4 は、 設定された調整値により、 インピーダンスの整合調整を行い、 ステップ S 3 3に戻る。
なお、 ステップ S 3 3 〜 S 3 6のインピーダンスの整合性確認および調整は、 無電極ランプ 1が点灯した後、 一定時間 （例えば、 5分） ごとに実施することで あっても良い。 また、 温度検出部により検出された温度に基づいて、 行うことで あっても良い。
上述した通り、 本実施形態によれば実施形態 1の効果に加えて以下の効果が得 られる。
( 1 ) 制御部 5 3は、 同一のマイクロ波電力において光検出部 6 5により検出 される光量が大きくなるように設定された第 2のインピーダンス調整テーブルの 調整値を用いて、 整合器 1 4によりインピーダンスを調整させる。
これにより、 進行マイクロ波の光への変換効率が向上するように、 インピーダ ンスの整合性が取られる。
従って、 所望の光量を効率良く得ることができる光源装置 3 5を用いたプロジ ェクタ 2 0 0を提供することができる。
( 2 ) 制御部 5 3は、 無電極ランプ 1の点灯動作に先立って、 温度検出部 6 1 により温度を検出させ、 検出された温度があらかじめ定められた点灯動作に不適 切な制限温度以上であった場合、'点灯動作を行わないことから、 無電極ランプ 1 の温度 ^限温度より低くならないと、 点灯動作は行われない。 、 よって、 点灯動作は、 無電極ランプ 1が確実に点灯可能な温度となった、 安全 な状況で行われる。 さらに、 無電極ランプ 1が劣化する恐れもない。
従って、 安全な状況で確実に点灯することができる光源装置 3 5を用いたプロ ジェクタ 2 0 0を提供することができる。
なお、 本発明は上述した実施形態に限定されず、 上述した実施形態に種々の変 更ゃ改良などを加えることが可能である。 変形例を以下に述べる。
(変形例 1 )
図 5を用いて説明する。 前記各実施形態において、 光源装置 3 0および光源装 置 3 5は、 プロジェクタに備えられているが、 これに限定するもので ない。 光源装置 3 0は、 素早く確実に点灯するとともに、 所望の光量を安定して得る ことができ、 さらに小型軽量であることから、航空、船舶、車輛等の照明機器や、 屋内照明機器などへ好適に適用することができる。
(変形例 2 ) ' 図 5を用いて説明する。 前記実施形態 2において、 プロジェクタ 1 0 0は、 光 変調素子として 3枚の液晶ライ トバルブ 8 8 R , 8 8 G , 8 8 Bを用いた液晶 3 板式の投写型プロジェクタとして説明したが、 これに限定するものではない。 例えば、 プロジェクタは、 赤、 緑、 青色のカラーフィルタが規則的に格子状に 配置され、 1枚でフルカラーの変調光を射出することが可能な単板の液晶ライ ト バルブを用いる構成であっても良い。 また、 反射型液晶表示装置や、 ティルトミ ラーデバイスを用いる構成としても良い。 なお、 例えば、 ティルトミラーデバィ スを用いる構成の場合、 入射偏光板 8 2、 射出偏光板 8 3、 偏光変換素子 1 1 3 が不要となるなど、 光学ユニッ トの構成は、 使用する光変調素子に応じて、 図 5 の構成とはそれぞれ異なったものとなる。
また、 このような光変調素子と、 スクリーンとを備えたプロジェクタであるリ ァプロジェクタであっても良い。
これらの構成であっても、 前記各実施形態と同様な作用効果を得ることができ る。
以上説明したように、 本発明によれば、 固体高周波発振器が真空管の一種であ り予熱が必要であったマグネトロンと異なり、 電力を印加すれば直ぐにマイクロ 波を発生する。 よって、 素早く発光体を点灯させることができるプロジェクタ、 およびプロジェクタの光源装置の点灯方法を提供することが可能となる。

Claims

請求の範囲
1 . 画像情報を用いて画像を投写するプロジェクタであって、
マイクロ波を発生する固体高周波発振器と、
前記固体高周波発振器が出力するマイクロ波を増幅する増幅部と、
前記マイクロ波により発光する物質が封入された発光体部と、
前記増幅部による前記マイクロ波の増幅度を調整する電力制御部と、 を含む前 記投写画像の光源としての光源装置と、 を有し、
前記電力制御部は、 前記発光体部を点灯させる際に、 前記発光体部の発光を維 持するために照射されるマイク口波電力よりも大きな電力のパルス状のマイク口 波電力が前記発光体部に照射されるように前記増幅部の増幅度を調整することを 特徴とするプロジェクタ。
2 . 前記光源装置は、 前記増幅部で増幅された前記マイクロ波を放射するアンテ ナと、 前記アンテナと前記発光体部の少なくとも一部が収められる中空の密閉さ れたキヤビティと、 を有し、
前記キヤビティの前記中空の内面は前記アンテナから放射されるマイクロ波を . 反射するとともに.、 反射されたマイクロ波を前記発光体 に集中して照射する曲 面を有していることを特徴とする請求項 1に記載のプロジェクタ。
3 . 前記光源装置には、 前記増幅部と前記アンテナとの間に設けられ、 前記アン テナから放射された前記マイクロ波の一部が前記キヤビティ内で反射し前記アン テナに入力する反射マイクロ波を遮断するための安全器が、 さらに含まれること を特徴とする請求項 1または 2に記載のプロジェクタ。
4 . 前記光源装置は、 前記増幅部と前記アンテナとの間に前記アン ナに進行す る進行マイクロ波電力を検出する進行波検出部と、 前記増幅部と前記アンテナと の間に前記反射マイクロ波電力を検出する反射波検出部と、 前記進行波検出部お よび または前記反射波検出部と前記アンテナの問に設けられ前記増幅部側と前 記アンテナ側とのインピーダンスの整合性を調整する整合器と、 を有し、
少なく とも前記プロジェクタの起動動作を制御する制御部は、 前記反射波検出 部により検出された前記反射マイクロ波電力が 0に近くなるように、 前記整合器 によりインピーダンスを調整させることを特徴とする請求項 2に記載のプロジェ クタ。
5 . 前記光源装置は、 前記増幅部と前記アンテナとの間に前記アンテナに進行す る進行マイクロ波電力を検出する進行波検出部と、 前記増幅部と前記アンテナと の間に前記反射マイクロ波電力を検出する反射波検出部と、 前記進行波検出部お よび zまたは前記反射波検出部と前記アンテナの間に設けられ、 前記増幅部側と 前記アンテナ側とのインピーダンスの整合性を調整する整合器と、 を有し、 前記プロジェクタは、 少なくとも前記プロジェクタの起動動作を制御する制御 部と、 前記進行波検出部により検出される進行マイク口波電力および反射波検出 部により検出される反射マイクロ波電力と当該検出電力における前記整合器の調 整値とを規定した整合定数テーブルとを、少なくとも記憶する記憶部とを、有し、 前記制御部は、 前記進行波検出部により進行マイクロ波電力、 および前記反射 波検出部により反射マイクロ波電力が検出されると、前記整合定数テーブルから、 対応する前記調整値を抽出し、 抽出された前記調整値を前記整合器に設定するこ とを特徴とする請求項 2に記載のプロジェクタ。 '
6 . 前記光源装置は、 前記増幅部側と前記アンテナ側とのインピーダンスの整合. 性を調整する整合器と、 を有し、
前記プロジェクタは、 少なぐとも前記プロジェクタの起動動作を制御する制御 部と、 前記発光体部が放射する光量を検出する光センサを含む光検出部と、 を有 し、
前記制御部は、 前記マイクロ波電力が同一の時に、 前記光検出部により検出さ れた前記光量がより大きくなるように、 前記整合器によりインピーダンスを調整 させることを特徴とする請求項 2または 3に記載のプロジェクタ。
7 .前記発光体部近傍の温度を検出す.る温度センサを含んだ温度検出部を、有し、 前記制御部は、 前記温度検出部により前記発光体部近傍の温度を検出させ、 検 出された前記温度が定められた制限温度以上であった場合、 前記点灯動作を行わ ないことを特徴とする請求項 1〜 5のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
8 . 前記固体高周波発振器は、 弾性表面波共振子を含んだ弾性表面波発振器であ り、 前記弾性表面波共振子は、 ダイヤモンド層またはダイヤモンド状炭素膜層上に 積層された圧電体層と、 前記圧電体層上に形成された櫛形電極とを、 有すること を特徴とする請求項 1〜 6のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
9 . 前記マイクロ波は、 3 0 O M H z〜 3 0 G H zの周波数帯の信号であること を特徴とする請求項 1〜8のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
1 0 . 前記画像情報は、 画像を規定する画像信号であり、
前記発光部が発する光を前記画像信号に応じて変調させ、 画像を表す変調光を 生成する光変調素子を備え、
前記光変調素子は、 透過型液晶パネル、 または反射型液晶パネル、 若しくはテ ィルトミラーデバイスのいずれかであることを特徴とする請求項 1〜 7のいずれ か一項に記載のプロジェクタ。
1 1 . 画像を投写するプロジェクタの光源装置の点灯方法であって、
前記光源装置は、 マイクロ波を発生する固体高周波発振器と、 前記固体高周波 発振器が出力するマイクロ波を増幅する増幅部と、 前記マイクロ波により発光す る物質が封入された発光体部と、 前記増幅部による前記マイクロ波の増幅度を調 整する電力制御部と、 を有し、
前記発光体部の発光を維持可能なマイクロ波電力よりも大きな電力を持つパル ス状のマイクロ波電力を前記発光体部に照射する工程と、
前記所定のマイクロ波電力を前記発光体部に照射する工程と、 を有することを 特徴とするプロジェクタの光源装置の点灯方法。
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