JP2007335196A - 光源装置及びプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】放電管の両端部側を、発光部を覆う第２反射面の外周側に位置させることにより、第２反射面で反射された光により両端部側が加熱されるのを抑制し、放電管の光出射側を放熱部により覆うことにより、放電管が加熱されるのを抑制し、照度低下が抑制され、放電管の短命化が抑制された光源装置、及び該光源装置を備えるプロジェクタを提供する。
【解決手段】光源装置１０は、放電管１と、第１反射鏡２と、第２反射鏡５とを備える。第２反射鏡５の第２反射面５ｃは放電管１の発光部１３を覆い、放電管１の封止部１４，１４は、第２反射面５ｃの外周側に位置する。放電管１の光出射側の封止部１４は、放熱部６により覆われている。
【選択図】図２

Description

本発明は、放電管から放射される光を部分楕円球殻状の反射面を有する反射鏡で集光する光源装置及び該光源装置を備えるプロジェクタに関する。

光源装置からの光を液晶パネルのような空間光変調素子に照射し、スクリーンに投影させることにより、画像表示を行うプロジェクタ（投影型画像表示装置）がある。投影型画像表示装置には輝度の高い光源装置が要求されており、メタルハライドランプ及び高圧水銀ランプ等の放電管が使用されている。

図１２は、従来の光源装置を示す側断面図である（例えば、特許文献３参照）。光源装置は、光を放射する放電管８０を備える。
放電管８０から放射される光は第１反射鏡８１で集光される。第１反射鏡８１は部分楕円球状の反射面を有する。第１反射鏡８１は放電管８０の上方に、第１反射鏡８１の一の焦点Ｆ１と放電管８０の輝点とが一致し、棒状の陽極８５及び陰極８６の対向する先端部を通る電極軸Ｌに対し、第１反射鏡８１の楕円軸Ｅが上側に傾斜する状態で配置されている。第１反射鏡８１は輝点から上方へ放射した光を反射して他の焦点Ｆ２に集光する。

第２反射鏡８４は略半球殻内面を反射面とする反射部８４ｂと、反射部８４ｂに一体形成され反射部８４ｂの開口の外側周辺に設けられた平面鏡部８４ａ，８４ａとを有する。反射部８４ｂは放電管８０の樽形の発光部８７の下側を囲繞するのに十分な大きさとなっている。第１反射鏡８１及び第２反射鏡８４は放電管８０を取り囲み、光の出射経路に開口が設けられている。

反射部８４ｂは輝点からの照射光を再度輝点へ向かって反射し、輝点を通過した光は第１反射鏡８１で反射する。前記開口は焦点Ｆ１、Ｆ２の間にあり、開口から出射する光の大部分は焦点Ｆ２に集光する。
プロジェクタでは、焦点Ｆ２に集光する光は、集光レンズにより液晶パネル又はＤＭＤ（Digital Micromirror Device：登録商標。以下同様）等の空間光変調素子を照射し、スクリーンへ投影される。

放電管８０の点灯中には、陽極８５及び陰極８６は２０００℃以上の高温となり、発光部８７の内部は例えば高圧水銀ランプの場合、１００気圧以上の高圧となるため、発光部８７及び発光部８７の両端を封止するほぼ円筒形の封止部８８ａ，８８ｂが破砕するおそれがある。封止部８８ｂは電極軸Ｌ上に設けられ、封止部８８ａは電極軸Ｌ上で第１反射鏡８１を貫通して一部が露出している。

この光源装置では、封止部８８ａ、８８ｂ又は発光部８７の何れかが破砕したときに、破片及び封入されている内部の有害物質が飛散するのを遮断する透明な防爆ガラス８３が光出射側に設けられ、防爆構造となっている。

従来の光源装置では、電極軸Ｌが焦点Ｆ１及びＦ２を通る楕円軸Ｅと一致していた。この場合、焦点Ｆ２に向かう光が封止部８８ｂを照射しない大きさの第１反射鏡８１を使用していた。第１反射鏡８１の焦点Ｆ１及びＦ２間の距離が短くなるにしたがって、封止部８８ｂを照射する光量が増大する。封止部８８ｂを照射する光量が増大するにしたがって、放電管８０を強力に加熱する。

放電管８０の過度の加熱は破砕の原因となるので、従来では、焦点Ｆ１及びＦ２の間の距離が長い第１反射鏡８１が用いられている。これに対して、焦点Ｆ１及びＦ２の間の距離が短い第１反射鏡８１が用いられる場合、低消費電力の放電管８０が用いられている。

焦点Ｆ１及びＦ２の間の距離が長い第１反射鏡８１が使用される場合には、プロジェクタが大型になるという問題があった。一方、低消費電力の放電管８０が用いられて焦点Ｆ１及びＦ２の間の距離が短い場合には、プロジェクタは小型になるが、照度が低いという問題があった。
また、防爆ガラス８３は大部分の光を通過させるが、一部の光は反射し、発光部８７を加熱する。そのため、光源装置において防爆ガラス８３を設けない場合があるが、防爆がなされていないので望ましいことではない。

そこで、特許文献３に係る発明においては、上述したように、焦点Ｆ１及びＦ２を通る楕円軸Ｅを、陽極８５及び陰極８６の先端部を通る電極軸Ｌより傾斜させている。これにより、プロジェクタを小型化すべく焦点距離が短い第１反射鏡８１を用いたとしても封止部８８ｂ、及び封止部８８ｂから外方に延び出て外部リードに接続された給電線に光束がぶつかることがないため、この封止部８８ｂに埋設された金属箔及び外部リードが酸化する不具合が生じず、照度低下が免れるとしている。
特開２００３−１８７６０４号公報 特開２００３−２４１３０９号公報 特開２００５−２２８７１１号公報

図１２の光源装置は、封止部８８ｂへの光の入射は抑制されているが、防爆ガラス８３で密閉された光源装置の内部空間は非常に高温であり、封止部８８ｂを十分に冷却出来ないという問題があった。また、装置が小型化される程、封止部８８ｂの近傍を光が通るので、封止部８８ｂが加熱されるという問題があった。そして、防爆ガラス８３で反射された光が封止部８８ｂに入射して、封止部８８ｂが加熱されていた。従って、封止部８８ｂに埋設されたモリブデン箔等の金属箔及び外部リードが酸化して、照度が低下し、放電管８０の寿命が短くなるという問題があった。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、放電管の両端部が、発光部を覆う第２反射面の外周側に位置するように構成することにより、第２反射面で反射された光により前記両端側が加熱されるのが抑制され、放電管の光出射側の封止部を放熱部により覆うことにより、第１反射面又は防爆ガラスで反射した光により放電管が加熱されるのが抑制され、照度の低下、及び放電管の短命化が抑制された光源装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、輝点を第２反射面の焦点外とし、光の屈折を考慮して、第２反射面で反射する光が輝点を通るように位置関係を設定することにより、輝点に集光することが出来、第１反射面を照射する光量が最大となる光源装置を提供することを目的とする。

そして、本発明は、第２反射面を発光部の表面に形成することにより、小型化が可能となる光源装置を提供することを目的とする。

さらに、本発明は、放電管の陽極が配されている側の封止部を光出射側に固着することにより、第１反射鏡を小型にすることが出来る光源装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、電極の各先端部を通る電極軸に対して第１反射鏡の２つの焦点を通る楕円軸を非平行とすることにより、放電管の発光部を照射する反射光量が少なく、焦点間の距離が短い第１反射鏡を使用しても点灯中に放電管が加熱されるのが抑制される光源装置を提供することを目的とする。

そして、本発明は、上述の光源装置を備えることにより、放電管の熱による劣化が抑制され、放電管の短命化が抑制され、照度低下が抑制されるとともに、焦点距離を短くすることが出来るので、小型化が可能であるプロジェクタを提供することを目的とする。

本発明に係る光源装置は、球状の発光部、及び該発光部の両側に連設された封止部を有し、各先端部が前記発光部内で対向する状態で一対の電極を内設し、前記先端部間の放電により発光する放電管と、部分楕円球状であり、前記放電管が発した光を集光する第１反射面を有する第１反射鏡と、前記放電管が該第１反射鏡側と反対の側に放射した光を該放電管へ再入射させる第２反射面を有する第２反射鏡とを備え、前記第１反射鏡の２つの焦点を通る楕円軸に対して前記各先端部を通る電極軸が非垂直であり、前記放電管の端部を背部から突出させた光源装置において、前記発光部は前記第２反射面により覆われ、前記放電管の両端部は、前記第２反射面の外周側に位置しており、前記第１反射面又は第２反射面で反射した光が出射する光出射側の封止部を覆う放熱部を備え、封止部は、前記放熱部、又は前記第１反射鏡の背部側端部に固着されていることを特徴とする。

本発明においては、放電管の両端部側が第２反射面の外周側に位置しているので、第２反射面で反射された光により両端部側が加熱されるのが抑制される。従来、第１反射鏡の２つの焦点を通る楕円軸に対して電極の各先端部を通る電極軸が垂直であり、放電管の両端部側を第１反射鏡から外部に突出させた光源装置が開発されていたが、この構成の光源装置は、発光部から前方に放射された光を利用出来ず、効率が悪く、照度が小さいという問題があった。本発明の光源装置は光の利用効率が良好である。
そして、放電管の光出射側の封止部が放熱部により覆われているので、第１反射面又は防爆ガラスで反射した光により加熱されるのが抑制される。この放熱部により第１反射面の内側で生じる熱も放熱され、熱による放電管の劣化が抑制される。
従って、本発明においては、封止部に埋設された金属箔及び外部リードが酸化して、照度が低下し、放電管の寿命が短くなるのが抑制される。

本発明に係る光源装置は、前記第２反射面の焦点は、前記発光部で発する光の輝点より前記第１反射鏡側に位置することを特徴とする。

本発明においては、放電管が放射する光の輝点が第２反射鏡の焦点外にある。光の輝点が第２反射面の焦点にあるとき、輝点から放射して第２反射面で反射する光は放電管の放ガラス壁で屈折するから輝点を通らない。そこで、本発明のように、輝点を第２反射面の焦点外とし、光の屈折を考慮して、第２反射面で反射する光が輝点を通るように位置関係を設定することにより、輝点に集光することが出来、ここから第１反射面を照射する光量が最大となる。

本発明に係る光源装置は、球状の発光部、及び該発光部の両側に連設された封止部を有し、各先端部が前記発光部内で対向する状態で一対の電極を内設し、前記先端部間の放電により発光する放電管と、部分楕円球状であり、前記放電管が発した光を集光する第１反射面を有する第１反射鏡とを備え、前記第１反射鏡の２つの焦点を通る楕円軸に対して前記各先端部を通る電極軸が非垂直であり、前記放電管の端部を背部から突出させた光源装置において、前記発光部の前記第１反射鏡側と反対側の表面に、前記発光部で発する光の輝点から放射した光を輝点側へ再入射させる第２反射面が形成され、前記第１反射面又は第２反射面で反射した光が出射する光出射側の封止部を覆う放熱部を備え、封止部は、前記放熱部、又は前記第１反射鏡の背部側端部に固着されていることを特徴とする。

本発明においては、放電管の両端部側が第２反射面の外周側に位置するので、第２反射面で反射された光により両端部側が加熱されるのが抑制される。そして、放電管の光出射側の封止部が放熱部により覆われているので、前記第１反射面又は防爆ガラスで反射した光により加熱されるのが抑制される。この放熱部により第１反射面の内側で生じる熱も放熱され、熱による放電管の劣化が抑制される。
そして、本発明においては、第２反射面が発光部の表面に形成されているので、装置全体がコンパクトになる。

本発明に係る光源装置は、前記放電管は、前記一対の電極が陽極と陰極からなる直流点灯による放電管であり、陽極が配されている側の封止部が光出射側の封止部とされ、前記放熱部に固着されていることを特徴とする。

放電管を直流駆動させる場合、電極の大きさの違いにより、陽極側の方が配光が狭い。本発明においては、光出射側に放熱部を備えるので、熱量が高い陽極が配されている側の放電管の封止部を光出射側に配することが出来る。従って、陰極が配されている側の封止部を光出射側に配する場合より、第１反射鏡を小型にすることが出来る。

本発明に係る光源装置は、前記光出射側の封止部と反対側の封止部を覆う放熱部を備えることを特徴とする。

本発明においては、放熱部により放電管の光出射側の封止部と反対の側の封止部も覆うので、放熱効果がさらに向上する。

本発明に係る光源装置は、前記放電管の他封止部は、前記封止部が固着されている側と反対側に固着されていることを特徴とする。

本発明においては、放電管の両側から放熱させることが可能になる。

本発明に係る光源装置は、前記各先端部を通る電極軸に対して前記第１反射鏡の２つの焦点を通る楕円軸が非平行であることを特徴とする。

本発明においては、放電管の２つの電極の先端を通る電極軸に対して反射鏡の楕円軸が非平行であるので、電極軸と楕円軸とが一致している光源装置に比べて、放電管の発光部を照射する反射光量が少なくなる。従って、焦点間の距離が短い第１反射鏡を使用しても点灯中に放電管が加熱されるのが抑制される。

本発明に係る光源装置は、光出射側に、防爆用のガラスを前記電極軸と非垂直に備えることを特徴とする。

本発明においては、第１反射鏡及び第２反射鏡で反射した光の出射経路に防爆用のガラスが設けられているので、放電管が破砕したときに破片及び有害物質が飛散するのが遮断される。ガラスは電極軸に対して非垂直となるように配置されているので、放電管からの放射光がガラスで反射して放電管を照射するのが抑制される。

本発明に係る光源装置は、前記ガラスに紫外線反射膜が被覆されていることを特徴とする。

本発明においては、ガラスに紫外線反射膜が被覆されているので、光源装置は紫外線が除去された光を照射する。従って、例えば、液晶パネルを用いたプロジェクタに光源装置を使用する場合、液晶が紫外線の影響を受けて劣化するのが防止される。

本発明に係る光源装置は、前記ガラスに赤外線反射膜が被覆されていることを特徴とする。

本発明においては、ガラスに赤外線反射膜が被覆されているので、光源装置は赤外線が除去された光を照射する。例えば、光源装置をプロジェクタに使用する場合、光源装置から放射される光を受けて画像を生成する光学系の各部が昇温するのが抑制される。

本発明に係るプロジェクタは、本発明の光源装置と、該光源装置から発せられる光で画像に係る変調光を生成する空間光変調素子と、該空間光変調素子が生成する変調光を被投影体へ投影する投影レンズとを備えることを特徴とする。

本発明においては、熱による放電管の劣化が抑制された光源装置から発せられる光が、空間光変調素子で画像に係る変調光に変換され、投影レンズを通して被投影体へ投影される。

本発明によれば、放電管の両端部側が第２反射面の外周側に位置しているので、第２反射面で反射された光により両端部側が加熱されるのが抑制される。そして、放電管の光出射側が放熱部により覆われているので、第１反射面又は防爆ガラスで反射した光により加熱されるのが抑制される。この放熱部により第１反射面の内側で生じる熱も放熱され、熱による放電管の劣化が抑制される。
従って、本発明においては、封止部に埋設された金属箔及び外部リードが酸化して、照度が低下し、放電管の寿命が短くなるのが抑制されている。

本発明によれば、輝点を第２反射面の焦点外とし、光の屈折を考慮して、第２反射面で反射する光が輝点を通るように位置関係を設定するので、輝点に集光することが出来、ここから第１反射面を照射する光量が最大となる。

本発明によれば、第２反射面が発光部の表面に形成されているので、装置全体がコンパクトになる。

本発明によれば、放電管は、陽極が配されている側の封止部が、光出射側に固着されており、陽極側の方が配光が狭いので、光出射側に陰極を配する場合より、第１反射鏡を小型にすることが出来る。

本発明によれば、放電管の他封止部は、封止部が固着されている側と反対側で固着されているので、放電管の両側から放熱させることが可能になる。

本発明によれば、各先端部を通る電極軸に対して第１反射鏡の２つの焦点を通る楕円軸が非平行であるので、放電管を照射する反射光量が電極軸と楕円軸とが一致している光源装置に比べて少ない。従って、焦点間の距離が短い反射鏡を使用しても点灯中に放電管が加熱されるのが抑制される。

本発明によれば、光出射側に防爆用のガラスを前記電極軸と非垂直に備えるので、放電管が破砕したときに破片及び有害物質が飛散するのが遮断される。ガラスは電極軸に対して非垂直となるように配置されているので、放電管からの放射光がガラスで反射して放電管を照射するのが抑制される。

本発明によれば、上述の光源装置を備えるので、放電管の熱による劣化が抑制される。
そして、焦点距離を短くすることにより、プロジェクタの小型化が可能である。

以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。

実施の形態１．
図１は本発明の第１の実施形態に係る光源装置１０を示す斜視図、図２は光源装置１０の側断面図、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線拡大断面図である。図中、１０は光源装置である。
光源装置１０の放電管１は、高圧水銀ランプを用いたショートアーク型のものである。放電管１は、石英ガラス製の封止管であり、陽極１１及び陰極１２を収容している。放電管１は、球状の発光部１３と、発光部１３の両側に連設された封止部１４，１４とを備える。封止部１４，１４にモリブデン箔１５，１５がそれぞれ埋設されることにより気密に封止されている。モリブデン箔１５，１５の内側端部には、陽極１１，陰極１２が接続され、外側端部にはリード１６，１６が接続されている。リード１６，１６は点灯回路に接続されている。

陽極１１及び陰極１２は、発光部１３内で先端部を対向させた状態で水平に配置されている。点灯回路によって、陽極１１及び陰極１２の先端部間に放電が生じ、光が放射される。陽極１１及び陰極１２の電極軸（中心軸）をＬとする。

アルミニウム製の第１反射鏡２は、放電管１から放射される光を集光する。第１反射鏡２は、略１／４部分楕円球殻内面を第１反射面２ａとして有する。
第１反射鏡２は、放電管１の上方に配置され、第１反射鏡２の焦点Ｆ１と放電管１の輝点とが一致している。第１反射鏡２は輝点から上方へ向かう光を反射して焦点Ｆ２に集光する。楕円軸をＥとする。楕円軸Ｅと電極軸Ｌとは一致している。
第１反射鏡２はガラス製でもよく、また、金属製の場合は放熱フィンを設けることにしてもよい。

第２反射鏡５は、略半球殻内面を第２反射面５ｃとするアルミニウム製の第２反射部５ａと、第２反射部５ａに一体形成され、第２反射部５ａの開口の外周側に設けられたアルミニウム製の平面鏡部５ｂとを有する。第２反射部５ａは発光部１３の下側を覆い、封止部１４，１４は、第２反射部５ａの外周側に位置するように構成されている。第２反射鏡５は平面鏡部５ｂを水平として放電管１の下側に配される。第１反射鏡２及び第２反射鏡５は放電管１を取り囲み、光の出射経路に開口が設けられている。
第２反射鏡５はガラス製でもよく、また、金属製の場合は放熱フィンを設けることにしてもよい。

第２反射面５ｃの焦点は、第１反射鏡２の基端部側の焦点Ｆ１及び放電管１の輝点と一致している。すなわち、第２反射面５ｃは前記焦点を中心とする曲面状を有する。輝点から下側に放射した光は、第２反射面５ｃで反射し、さらに第１反射面２ａで反射して、防爆ガラス４から出射する。放電管１の輝点及び第２反射部５ａの焦点が一致している場合、輝点からの光は第２反射面５ｃで反射して輝点へ向かうときに発光部１３のガラス壁で屈折して完全に輝点Ｓへは戻らない。
本実施の形態においては、封止部１４，１４が、第２反射部５ａの外周側に位置するので、第２反射面５ｃで反射した光が封止部１４，１４に入射して、封止部１４，１４を加熱するのが抑制されている。

光源装置１０の開口から出射する光の大部分は焦点Ｆ２に集光する。プロジェクタでは、焦点Ｆ２に集光される光は集光レンズにより空間光変調素子を照射する。
開口には透明な防爆ガラス４が設けられており、防爆ガラス４は電極軸Ｌ（楕円軸Ｅ）に対して鋭角をなしている。防爆ガラス４の下側には、封止部１４からの漏れ光を遮蔽する遮蔽体７が設けられている。

防爆ガラス４に紫外線反射膜が被覆されていてもよい。この場合、光源装置１０から紫外線が除去された光が放射されるので、光源装置１０からの照射光を受ける部材の劣化が防止される。特に液晶は紫外線照射によって劣化しやすい性質をもつので、光源装置１０から光が液晶パネルを照射する場合、防爆ガラス４を紫外線反射膜で被覆するのは有効である。

また、防爆ガラス４に赤外線反射膜が被覆されていてもよい。この場合、光源装置１０から赤外線が除去された光が放射されるので、光源装置１０からの照射光を受ける部材の加熱が防止される。

放熱部６はアルミニウム製であり、放電管１が発する光を遮らない状態で、放電管１の光出射側の封止部１４を覆っている。放熱部６は、光出射側の平面鏡部５ｂと一体的に形成されてもよい。また、放熱フィンを備えることにしてもよい。

防爆ガラス４は、放電管１から放射される光の大部分を通過させ、一部を反射させる。防爆ガラス４と電極軸Ｌとがなす角が鋭角となっているので、防爆ガラス４で反射した光は放熱部６又は平面鏡部５ｂを照射し、発光部１３へ再入射され難くなっている。これにより、放熱部６又は反射鏡部５ｂは加熱されるが、放熱部６と接触している平面鏡部５ｂへ熱が伝導し、平面鏡部５ｂから放熱される。反射鏡部５ｂ又は放熱部６により第１反射面２の内側で生じる熱も放熱される。従って、放電管１が過度に加熱されるのが防止され、熱による放電管１の劣化が抑制される。

放電管１の他方の封止部１４の先端部は、光源装置１０の背部から突出している。第１反射鏡２の基端部側は、封止部１４の上部を覆うように突出し、平面鏡部５ｂの基端部側も封止部１４の下部を覆うように突出しており、放熱部を構成している。封止部１４は、第１反射鏡２及び平面鏡部５ｂの基端部に、接着剤８により固着されている。

なお、光源装置１０は防爆ガラス４を設けない構成としてもよい。この場合、放熱性が良いので、一層高出力の放電管１を使用することができる。
また、本実施の形態では放電管１に高圧水銀ランプを使用しているが、メタルハライドランプを使用してもよい。
また、本実施の形態では放電管１に直流点灯のランプを使用しているが、交流点灯のランプを使用してもよい。
さらに、第２反射部５ａと平面鏡部５ｂとは別部材としてもよく、第１反射鏡２の背部側の端部と平面鏡部５ｂの背部側の端部とを一体的に形成した放熱部としてもよい。
また、遮蔽体７を設けず、防爆ガラス４を平面鏡部５ｂの部分まで延長して設けることにしてもよい。

本実施の形態の光源装置１０は例えば液晶パネルを用いたプロジェクタに使用される。この場合、焦点Ｆ２に集光される光はインテグレータレンズにより均一化された後、コンデンサレンズにより液晶パネルを照射する。液晶パネルを照射した光はスクリーン上に投影されて画像表示が行われる。他に、本実施の形態の光源装置１０は写真撮影用の照明光源として使用することができる。

実施の形態２．
図４は、本発明の実施の形態２に係る光源装置２０の放電管１及び第２反射鏡２５を示す側断面図である。図４において、実施の形態１の光源装置１０と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。

実施の形態１のように、光の輝点Ｓが第２反射面５ｃの焦点と一致しているとき、輝点Ｓから放射して第２反射面５ｃで反射する光は発光部１３のガラス壁で屈折するので輝点Ｓを通らない。本実施の形態においては、第２反射面２５ｃの焦点Ｆが輝点Ｓの上側に位置するようにし、光の屈折を考慮して、第２反射面２５ｃを、焦点Ｆを中心とし、この第２反射面２５ｃで反射した光が輝点Ｓを通るような曲面としている。これにより、輝点Ｓに集光することが出来、ここから第１反射面２ａを照射する光量が最大となる。

図５は、光源装置２０を示す縦断面図である。
光源装置２０においては、放電管１の第１反射鏡２の第１反射面の断面における弧は１８０度より大きく、第２反射鏡２５の第２反射面２５ｃの断面による弧は、上述したように角１８０度より小さい。そして、焦点Ｆ１から第２反射面２５ｃの開口の外側延長面上に第２反射鏡２５の平面鏡部２５ｂが設けられている。第１反射鏡２及び第２反射鏡２５は放電管１を取り囲み、光の出射経路に開口が設けられている。

実施の形態３．
図６は、本発明の実施の形態３に係る光源装置３０の放電管３１を示す側断面図である。
放電管３１は、石英ガラス製の封止管であり、陽極３１ａ及び陰極３１ｂを収容している。放電管３１は、球状の発光部３１ｃと、発光部３１ｃの両側に連設された封止部３１ｄ，３１ｄとを備える。発光部３１ｃの表面には、耐熱性のアルミニウム蒸着により、第２反射面３１ｅが形成されている。

第２反射面３１ｅは、発光部３１ｃの表面にのみ形成されているので、第２反射面３１ｅで反射した光が封止部３１ｄ，３１ｄに入射して封止部３１ｄ，３１ｄを加熱することがない。そして、第２反射鏡５を設ける場合と比較して、装置がコンパクトになる。

実施の形態４．
図７は、本発明の実施の形態４に係る光源装置３３を示す側断面図である。図７において、実施の形態１の光源装置１０と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。

第１反射鏡２は、水平面（電極軸Ｌ）に対し楕円軸Ｅが所定角度傾斜している、略１／４部分楕円球殻内面を第２反射面２ａとして有する。
防爆ガラス４は電極軸Ｅに対して鋭角をなしている。

本実施の形態においては、楕円軸Ｅが電極軸Ｌに対し所定角度傾斜しており、集光点Ｆ２が実施の形態１の光源装置１０より上側にあるので、封止部１４近傍を通る反射光量が少なくなる。また、防爆ガラス４を電極軸Ｅに対して鋭角に配置することにより、防爆ガラス４に入射する光の入射角、及び防爆ガラス４で反射する光の反射角が大きくなり、より発光部１３へ再入射され難くなり、防爆ガラス４で反射した光は放熱部６又は平面鏡５ｂを照射する。放熱部６又は平面鏡５ｂは加熱されるが、放熱部６と接触している平面鏡部５ｂへ熱が伝導し、平面鏡部５ｂから放熱される。従って、放電管１が過度に加熱されるのがより防止され、熱による放電管１の劣化が抑制される。

このように本実施の形態の光源装置３３では、従来の楕円軸Ｅと電極軸Ｌが一致している光源装置に比べて温度面で優位にあり、高出力の放電管１を使用することができ、光源装置３３から出射する光量が多くなる。
従って、プロジェクタを小型化すべく焦点距離が短い第１反射鏡２を用いたとしても封止部１４及びリード１６に光束がぶつかることがないため、この封止部１４に埋設されたモリブデン箔１５及びリード１６が酸化する不具合が生じず、照度低下が免れる。

実施の形態５．
図８は、本発明の実施の形態５に係る光源装置３４を示す側断面図である。図８において、実施の形態１の光源装置１０と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。
本実施の形態の光源装置３４の放電管１においては、陽極１１を光出射側に配している。放電管１を直流駆動させる場合、電極の大きさの違いにより、陽極１１側の方が陰極１２側より配光が狭い。従って、光出射側に陰極１２を配するときより、第１反射鏡２の楕円軸Ｅ方向の長さを短くすることが出来、装置を小型化することが出来る。
そして、放電管１の光出射側の封止部１４は、放熱部６に接着剤８により固着されているので、陰極１２より熱量が大きい陽極１１を配した封止部１４が効果的に放熱される。

従来の光源装置は、放熱部６を有さず、本実施の形態のように、光出射側に放電管１の封止部１４を固着することが出来ないので、第１反射鏡２の基端部に熱量が高い陽極１１を内設した封止部１４を固着しなければならなかった。従って、光出射側に、配光が広い陰極１２を内設した封止部１４を配していたので、第１反射鏡２の楕円軸Ｅ方向の長さを長くする必要があった。
本実施の形態の光源装置３４においては、楕円軸Ｅが電極軸Ｌに対し傾斜し、焦点Ｆ２が上側に位置しているので、第１反射面２ａの基端部近辺に入射した光も集光することが出来る。

実施の形態６．
図９は、本発明の実施の形態６に係る光源装置３５を示す側断面図である。図９において、実施の形態１の光源装置１０と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。
本実施の形態６に係る光源装置３５においては、封止部１４は第１反射鏡２及び平面鏡部５ｂの基端部に接着剤８により固着されているが、光出射側の封止部１４も、放熱部６及び光出射側の平面鏡部５ｂに、接着剤８により固着されている。
従って、両封止部１４から放熱させることが出来、両封止部１４の温度を制御することが出来る。

実施の形態７．
図１０は、本発明の実施の形態７に係るプロジェクタ４０の内部構成を示す平面的模式図である。
本実施の形態のプロジェクタ４０は、光学系の部分として、本実施の形態の光源装置１０から出射される光線の進行方向に第１のフライアイレンズ４２、第２のフライアイレンズ４３、１／２位相差板４４、コンデンサレンズ４６、第１ダイクロイックミラー４７、第１アルミミラー５０、第２ダイクロイックミラー４８、リレーレンズ４９、第２アルミミラー５１、第３アルミミラー５２、フィールドレンズ５３、５５、５７、液晶パネル５４、５６、５８、色合成クロスダイクロイックプリズム５９及び投影レンズ６０を備えている。これらの配置は従来装置と同様である。

筐体４０ａ内部の適宜箇所には、光源装置１０の点灯及び液晶パネル５４，５６，５８の画像表示を制御する回路基板６１が配置されている。
第１フライアイレンズ４２及び第２フライアイレンズ４３は光源装置１０から放射される光を均一な光に変換する。
１／２位相差板４４は光源装置１０から照射される光を液晶パネル５４、５６、５８が透過する光の縦波成分に変換して、投影画像を明るくする。第１ダイクロイックミラー４７及び第２ダイクロイックミラー４８は光源装置１０からの光を赤、緑、青の三原色に分離するためのミラーで、ガラスに特定の波長域の光を反射する薄膜をコーティングしてある。

第１アルミミラー５０、第２アルミミラー５１、第３アルミミラー５２は、第１ダイクロイックミラー４７、第２ダイクロイックミラー４８で分離された光を反射してフィールドレンズ５３、５５、５７を照射する。液晶パネル５４、５６、５８は空間光変調素子に相当し、フィールドレンズ５３、５５、５７を通過する光を受光して、画素ごとに光の透過及び遮蔽を制御して各色の画像を生成する。

色合成クロスダイクロイックプリズム５９は液晶パネル５４、５６、５８で生成される画像を合成し、カラー画像を生成する。投影レンズ６０は色合成クロスダイクロイックプリズム５９で生成されるカラー画像をスクリーン６５へ投影する。
光源装置１０として従来の光源装置に比べて近距離に放射光を集光するものを使用する場合は、プロジェクタの小型化が図れる。また光源装置１０として従来のものと同程度の大きさのものを使用する場合は、プロジェクタの高輝度化が図れる。

実施の形態８．
図１１は、本発明の実施の形態８に係るプロジェクタ７０の内部構成を示す平面的模式図である。本実施形態のプロジェクタ７０は、光学系の部分として、光源装置１０に対向してカラーホイール７１を配置し、これを透過した光の進行方向に、ロッドレンテグレータ７２、コンデンサレンズ７３、ＴＩＲ（Total Internal Reflection）プリズム７４、ＤＭＤ７６、及び投影レンズ７７を設けている。また、筐体７０ａの内部の適宜箇所には、光源装置１０の点灯及びＤＭＤ７６の画像表示を制御する回路基板７８が配置されている。これらの配置は従来装置と同様である。
本実施の形態においても、光源装置７０として従来の光源装置に比べて近距離に放射光を集光するものを使用する場合は、プロジェクタの小型化が図れる。また光源装置７０として従来のものと同程度の大きさのものを使用する場合は、プロジェクタの高輝度化が図れる。

前記実施の形態７及び８においては、光源装置として実施の形態１に係る光源装置１０を用いた場合につき説明しているが、これに限定されるものではなく、実施の形態２、３、４、５、６に係る光源装置２０、３０、３３、３４、３５を用いることにしてもよい。

本発明の第１の実施形態に係る光源装置を示す斜視図である。 光源装置を示す側断面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線拡大断面図である。 本発明の実施の形態２に係る光源装置の放電管及び第２反射鏡を示す側断面図である。 光源装置を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態３に係る光源装置の放電管を示す側断面図である。 本発明の実施の形態４に係る光源装置を示す側断面図である。 本発明の実施の形態５に係る光源装置を示す側断面図である。 本発明の実施の形態６に係る光源装置を示す側断面図である。 本発明の実施の形態７に係るプロジェクタの内部構成を示す平面的模式図である。 本発明の実施の形態８に係るプロジェクタの内部構成を示す平面的模式図である。 従来の光源装置を示す側断面図である。

符号の説明

１、３１ 放電管
１１、３１ａ 陽極
１２、３１ｂ 陰極
１３、３１ｃ 発光部
１４、３１ｄ 封止部
１５ モリブデン箔
１６ リード
２ 第１反射鏡
２ａ 第１反射面
４ 防爆ガラス
５、２５ 第２反射鏡
５ａ、２５ａ 第２反射部
５ｂ、２５ｂ 平面鏡部
５ｃ、２５ｃ、３１ｅ 第２反射面
６ 放熱部
８ 接着剤
１０、２０、３０、３３、３４、３５ 光源装置
４０、７０ プロジェクタ

Claims (11)

1. 球状の発光部、及び該発光部の両側に連設された封止部を有し、各先端部が前記発光部内で対向する状態で一対の電極を内設し、前記先端部間の放電により発光する放電管と、
   部分楕円球状であり、前記放電管が発した光を集光する第１反射面を有する第１反射鏡と、
   前記放電管が該第１反射鏡側と反対の側に放射した光を該放電管へ再入射させる第２反射面を有する第２反射鏡と
   を備え、
   前記第１反射鏡の２つの焦点を通る楕円軸に対して前記各先端部を通る電極軸が非垂直であり、前記放電管の端部を背部から突出させた光源装置において、
   前記発光部は前記第２反射面により覆われ、前記放電管の両端部は、前記第２反射面の外周側に位置しており、
   前記第１反射面又は第２反射面で反射した光が出射する光出射側の封止部を覆う放熱部を備え、
   封止部は、前記放熱部、又は前記第１反射鏡の背部側端部に固着されていることを特徴とする光源装置。
2. 前記第２反射面の焦点は、前記発光部で発する光の輝点より前記第１反射鏡側に位置する請求項１に記載の光源装置。
3. 球状の発光部、及び該発光部の両側に連設された封止部を有し、各先端部が前記発光部内で対向する状態で一対の電極を内設し、前記先端部間の放電により発光する放電管と、
   部分楕円球状であり、前記放電管が発した光を集光する第１反射面を有する第１反射鏡と
   を備え、
   前記第１反射鏡の２つの焦点を通る楕円軸に対して前記各先端部を通る電極軸が非垂直であり、前記放電管の端部を背部から突出させた光源装置において、
   前記発光部の前記第１反射鏡側と反対側の表面に、前記発光部で発する光の輝点から放射した光を輝点側へ再入射させる第２反射面が形成され、
   前記第１反射面又は第２反射面で反射した光が出射する光出射側の封止部を覆う放熱部を備え、
   封止部は、前記放熱部、又は前記第１反射鏡の背部側端部に固着されていることを特徴とする光源装置。
4. 前記放電管は、前記一対の電極が陽極と陰極からなる直流点灯による放電管であり、陽極が配されている側の封止部が光出射側の封止部とされ、前記放熱部に固着されている請求項１乃至３のいずれか１つに記載の光源装置。
5. 前記光出射側の封止部と反対側の封止部を覆う放熱部を備える請求項１乃至４のいずれか１つに記載の光源装置。
6. 前記放電管の他封止部は、前記封止部が固着されている側と反対側に固着されている請求項１乃至５のいずれか１つに記載の光源装置。
7. 前記各先端部を通る電極軸に対して前記第１反射鏡の２つの焦点を通る楕円軸が非平行である請求項１乃至６のいずれか１つに記載の光源装置。
8. 光出射側に、防爆用のガラスを前記電極軸と非垂直に備える請求項１乃至請求項７のいずれか１つに記載の光源装置。
9. 前記ガラスに紫外線反射膜が被覆されている請求項８に記載の光源装置。
10. 前記ガラスに赤外線反射膜が被覆されている請求項８に記載の光源装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれか１つに記載の光源装置と、
    該光源装置から発せられる光で画像に係る変調光を生成する空間光変調素子と、
    該空間光変調素子が生成する変調光を被投影体へ投影する投影レンズと
    を備えることを特徴とするプロジェクタ。

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