JP2008226570A - 光源装置及びプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】光源装置の長寿命化を図りつつ、さらなる高輝度化を図ることが可能な光源装置を提供する。
【解決手段】照明光軸に沿って配置された一対の電極を内蔵する管球部３０及び管球部３０の両側に延びる一対の封止部４０，５０を有する発光管２０と、発光管２０における封止部４０側に配設され、発光管２０からの光を被照明領域側に向けて反射する楕円面リフレクタ１０と、保温部材７０とを備える光源装置１１０。保温部材７０は、少なくとも管球部３０の外面における重力に対して下側の頂点部分３４を含む領域及び管球部３０の外面における管球部３０と封止部４０，５０との接続部分３６，３８を含む領域を覆う管球被覆部７２と、管球被覆部７２の両端部に配置され封止部４０，５０に固着される支持部７４，７６とを有する。管球被覆部７２は、発光管２０からの光を透過する。
【選択図】図３

Description

本発明は、光源装置及びプロジェクタに関する。

従来、プロジェクタに用いる光源装置として、一対の電極を内蔵する管球部及び管球部の両側に延びる一対の封止部を有する発光管と、発光管における一方の封止部側に配設され、発光管からの光を被照明領域側に向けて反射するリフレクタとを備える光源装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００５−５１８３号公報

ところで、従来の光源装置においては、熱対流などにより、管球部における重力に対して上側の頂点部分の温度が特に高くなり易く、管球部を構成する基材の許容温度を超えてしまった場合には、管球部における上側の頂点部分において局所的な膨れが発生したり白化したりする場合がある。白化とは、管球部を構成する基材が白濁して失透する現象のことである。管球部に局所的な膨れが発生すると、強度低下によって発光管が破裂する場合がある。また、管球部が白化すると、白化した箇所において光の透過が妨げられてしまい、これに起因して熱が発生して発光管の温度がさらに上昇した結果、発光管が破裂する場合がある。

すなわち、従来の光源装置においては、熱対流などにより、管球部における重力に対して上側の頂点部分の温度が特に高くなり易いことに起因して、管球部における上側の頂点部分において局所的な膨れが発生したり白化したりする場合がある。管球部における上側の頂点部分において局所的な膨れが発生したり白化したりすると、光源装置の寿命の低下につながる。

管球部における上側の頂点部分の温度上昇を抑制するためには、発光管を冷却ファンで冷却することが考えられる。しかしながら、従来の光源装置においては、管球部における上側の頂点部分の温度と管球部における最冷部（管球部における下側の頂点部分又は管球部と封止部との接続部分（管球部における電極の埋まり部分））の温度との温度差が大きいため、管球部における上側の頂点部分の温度を所定温度以下まで冷却した場合に、管球部における最冷部が必要以上に冷却されてしまい、管球部における最冷部が黒化するおそれがある。黒化とは、管球部内に封入された封入物（例えば、水銀、希ガス、金属ハロゲン化物等。）が管球部の内壁に付着する現象のことである。このように管球部が黒化すると、黒化した箇所において光が吸収されるため、発光管の光量が低下したり発光管が破損したりする可能性がある。

このように、従来の光源装置においては、管球部における上側の頂点部分の温度が高くなり易いこと及び管球部における上側の頂点部分の温度と管球部における最冷部の温度との温度差が大きいことに起因して、光源装置の長寿命化を図ることが容易ではないという問題があった。また、光源装置のさらなる高輝度化を図ることが容易ではないという問題があった。

そこで、本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、光源装置の長寿命化を図りつつ、さらなる高輝度化を図ることが可能な光源装置を提供することを目的とする。また、このような優れた光源装置を備えるプロジェクタを提供することを目的とする。

本発明の光源装置は、照明光軸に沿って配置された一対の電極を内蔵する管球部及び前記管球部の両側に延びる一対の封止部を有する発光管と、前記発光管における一方の封止部側に配設され、前記発光管からの光を被照明領域側に向けて反射するリフレクタと、少なくとも前記管球部の外面における重力に対して下側の頂点部分を含む領域及び前記管球部の外面における前記管球部と前記封止部との接続部分を含む領域を覆う管球被覆部と、前記管球被覆部の両端部に配置され前記一対の封止部に固着される支持部とを有する保温部材とを備え、前記管球被覆部は、前記発光管からの光を透過することを特徴とする。

このため、本発明の光源装置によれば、少なくとも管球部の外面における重力に対して下側の頂点部分を含む領域と、管球部の外面における管球部と封止部との接続部分を含む領域とが管球被覆部によって覆われるため、発光管を冷却ファンで冷却したときに、管球部における最冷部を保温することが可能となる。これにより、管球部における上側の頂点部分の温度と管球部における最冷部の温度との温度差を小さくすることが可能となるため、管球部における上側の頂点部分の温度を所定温度以下まで冷却した場合であっても、管球部における最冷部が必要以上に冷却されてしまうのを抑制することが可能となる。その結果、黒化による発光管の光量低下や発光管の破損の発生を抑制することが可能となる。

また、本発明の光源装置によれば、管球部における上側の頂点部分の温度と管球部における最冷部の温度との温度差を小さくすることが可能となることから、発光管を冷却ファンで冷却することにより、管球部における上側の頂点部分の温度上昇を抑制することが可能となる。その結果、管球部における上側の頂点部分において局所的な膨れが発生したり白化したりするのを抑制することができ、光源装置の寿命の低下を抑制することが可能となる。

したがって、本発明の光源装置は、光源装置の長寿命化を図りつつ、さらなる高輝度化を図ることが可能な光源装置となる。

本発明の光源装置においては、前記管球被覆部は、前記管球部の外面のうち重力に対して下半分の外面を覆うような形状を有することが好ましい。

このように構成することにより、管球部における最冷部の保温効果を高くすることができ、管球部における上側の頂点部分の温度と管球部における最冷部の温度との温度差をさらに小さくすることが可能となる。その結果、黒化による発光管の光量低下や発光管の破損の発生をさらに抑制することが可能となる。

本発明の光源装置においては、前記保温部材は、石英ガラスからなることが好ましい。

石英ガラスは、耐熱性及び光透過性に優れるため、保温部材として好適に用いることができる。

本発明の光源装置においては、前記保温部材の表面には、反射防止膜が設けられていることが好ましい。

このように構成することにより、保温部材の表面を通過する際の可視光の反射損を抑制することができ、光利用効率を向上することが可能となる。

本発明の光源装置においては、前記リフレクタは、前記発光管からの光を被照明領域側に向けて反射する反射凹面を有し、前記反射凹面は、前記管球被覆部を通過する光が前記管球被覆部の表面で屈折した場合に、当該屈折を補正して反射するような曲面形状を有することが好ましい。

このように構成することにより、管球被覆部を通過した光についても、管球被覆部を通過しない光（管球部における上側から放射される光）と同様に、後段の光学要素に向けて正しく反射することが可能となる。例えば、リフレクタが楕円面リフレクタである場合、管球被覆部を通過した光についても楕円面リフレクタの第２焦点位置に向けて反射することが可能となる。また、リフレクタが放物面リフレクタである場合、管球被覆部を通過した光についても照明光軸に略平行な光として被照明領域側に向けて反射することが可能となる。

本発明の光源装置においては、前記管球部における被照明領域側の外面を覆うように前記発光管における他方の封止部側に配設され、前記発光管からの光を前記発光管に向けて反射する反射手段をさらに備えることが好ましい。

ところで、発光管の封止部に反射手段を配設することによって、光利用効率を向上することが可能となるとともにリフレクタを小型化することが可能となり、高輝度かつコンパクトな光源装置を実現することが可能となるが、管球部の略半分が反射手段によって覆われてしまうことから、発光管の封止部に反射手段が配設された光源装置は、そのような反射手段が配設されていない光源装置以上に、管球部の温度が高くなり易いという傾向がある。
本発明は、上述したように、管球部の最冷部を保温しながら管球部における上側の頂点部分を冷却して、管球部の温度が全体的に高くなってしまうのを抑制することが可能となることから、このように発光管の封止部に反射手段が配設された光源装置に対して特に効果が大きい。

本発明のプロジェクタは、本発明の光源装置と、前記光源装置からの照明光束を画像情報に応じて変調する電気光学変調装置と、前記電気光学変調装置によって変調された光を投写する投写光学系とを備えることを特徴とする。

このため、本発明のプロジェクタによれば、上述した優れた光源装置を備えているため、長寿命の光源装置を備え、かつ、高輝度なプロジェクタとなる。

本発明のプロジェクタにおいては、前記光源装置を冷却する冷却機構をさらに備えることが好ましい。

このように構成することにより、光源装置の温度上昇を抑制することができ、光源装置の長寿命化を図りつつ、さらなる高輝度化を図ることが可能となる。

以下、本発明の光源装置及びプロジェクタについて、図に示す実施の形態に基づいて説明する。

［実施形態１］
図１は、実施形態１に係るプロジェクタ１０００の光学系を示す図である。図２は、実施形態１に係る光源装置１１０を説明するために示す図である。図２（ａ）は光源装置１１０の側面図であり、図２（ｂ）は管球部３０の周辺部分の拡大図である。図３は、保温部材７０を説明するために示す図である。図３（ａ）は管球部３０の周辺部分を示す斜視図であり、図３（ｂ）は管球部３０の周辺部分を示す側面図である。なお、図１及び図２において、副鏡６０及び保温部材７０については、照明光軸ＯＣを含む平面で切断したときの断面で図示している。また、図３においては、副鏡６０及び保温部材７０の構造を理解しやすくするために、保温部材７０を半透明で図示している。

なお、以下の説明においては、互いに直交する３つの方向をそれぞれｚ軸方向（図１における照明光軸ＯＣ方向）、ｘ軸方向（図１における紙面に平行かつｚ軸に直交する方向）及びｙ軸方向（図１における紙面に垂直かつｚ軸に直交する方向）とする。
また、以下の説明においては、プロジェクタ１０００をいわゆる据え置き状態に配置する場合を例示的に示しているため、重力方向は下側方向（例えば、図２（ａ）においてはｙ（−）方向。）となる。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００は、図１に示すように、照明装置１００と、照明装置１００からの照明光束を赤色光、緑色光及び青色光の３つの色光に分離して被照明領域に導光する色分離導光光学系２００と、色分離導光光学系２００で分離された３つの色光のそれぞれを画像情報に応じて変調する電気光学変調装置としての３つの液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂと、３つの液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂによって変調された色光を合成するクロスダイクロイックプリズム５００と、クロスダイクロイックプリズム５００によって合成された光をスクリーンＳＣＲ等の投写面に投写する投写光学系６００と、冷却機構７００（図示せず。）とを備えたプロジェクタである。

照明装置１００は、被照明領域側に照明光束を射出する光源装置１１０と、光源装置１１０からの集束光を略平行光として射出する凹レンズ９０と、凹レンズ９０から射出される照明光束を複数の部分光束に分割するための複数の第１小レンズ１２２を有する第１レンズアレイ１２０と、第１レンズアレイ１２０の複数の第１小レンズ１２２に対応する複数の第２小レンズ１３２を有する第２レンズアレイ１３０と、第２レンズアレイ１３０からの各部分光束を偏光方向の揃った略１種類の直線偏光に変換して射出する偏光変換素子１４０と、偏光変換素子１４０から射出される各部分光束を被照明領域で重畳させるための重畳レンズ１５０とを有する。

光源装置１１０は、図１及び図２（ａ）に示すように、リフレクタとしての楕円面リフレクタ１０と、楕円面リフレクタ１０の第１焦点近傍に発光中心を有する発光管２０と、反射手段としての副鏡６０と、保温部材７０とを有する。光源装置１１０は、照明光軸ＯＣを中心軸とする光束を射出する。

発光管２０は、図２に示すように、照明光軸ＯＣに沿って配置された一対の電極４２，５２を内蔵する管球部３０と、管球部３０の両側に延びる一対の封止部４０，５０と、一対の封止部４０，５０内にそれぞれ封止された一対の金属箔４４，５４と、一対の金属箔４４，５４にそれぞれ電気的に接続された一対のリード線４６，５６とを有する。

なお、発光管２０の構成要素の条件等を例示的に示すと、管球部３０及び封止部４０，５０は、例えば石英ガラス製であり、管球部３０内には、水銀、希ガス及び少量のハロゲンが封入されている。電極４２，５２は、例えばタングステン電極であり、金属箔４４，５４は、例えばモリブデン箔である。リード線４６，５６は、例えばモリブデン又はタングステンから構成されている。
また、発光管２０としては、高輝度発光する種々の発光管を採用でき、例えば高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等を採用できる。

なお、管球部３０の最冷部は、管球部３０における下側の頂点部分３４又は管球部３０と封止部４０，５０との接続部分３６，３８（管球部３０における電極４２，５２の埋まり部分）である。

楕円面リフレクタ１０は、図２（ａ）に示すように、発光管２０の封止部（一方の封止部）４０を挿通・固定するための開口部１２と、発光管２０から放射された光を第２焦点位置に向けて反射する反射凹面１４とを有する。楕円面リフレクタ１０は、楕円面リフレクタ１０の開口部１２に充填されたセメントなどの無機系接着剤Ｃによって発光管２０の封止部４０に固着されている。

反射凹面１４は、管球被覆部７２を通過する光が管球被覆部７２の表面で屈折した場合に、当該屈折を補正して反射するような曲面形状を有する。

反射凹面１４を構成する基材の材料としては、例えば、結晶化ガラスやアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）などを好適に用いることができる。反射凹面１４の内面には、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ_２）と酸化シリコン（ＳｉＯ_２）との誘電体多層膜からなる可視光反射層が形成されている。

副鏡６０は、管球部３０の略半分を覆い、楕円面リフレクタ１０の反射凹面１４と対向して配置される反射手段であり、発光管２０の封止部（他方の封止部）５０に挿通・固定するための開口部６２と、発光管２０から被照明領域側に向けて放射された光を発光管２０に向けて反射する反射凹面６４とを有する。副鏡６０によって反射された光は、発光管２０を透過して楕円面リフレクタ１０に入射する。副鏡６０は、副鏡６０の開口部６２に充填されたセメントなどの無機系接着剤Ｃによって発光管２０の封止部５０に固着されている。

反射凹面６４を構成する材料としては、例えば、透光性のアルミナを用いている。これにより、副鏡６０における放熱性を高めることができる。なお、アルミナ以外でも、石英ガラス、サファイア、ルビーなどの材料を用いてもよい。
反射凹面６４の内面には、例えば、酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）と酸化シリコン（ＳｉＯ_２）との誘電体多層膜からなる反射層が形成されている。

保温部材７０は、管球被覆部７２と、管球被覆部７２の両端部に配置される支持部７４，７６とを有する。保温部材７０は、例えば、石英ガラスからなる。

管球被覆部７２は、図２及び図３に示すように、管球部３０の外面のうち重力に対して下半分の外面（照明光軸ＯＣ及びｘ軸を含む仮想平面を境界面として、当該仮想平面よりも下半分の外面）を覆うような形状を有する。具体的には、図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示すように、管球部３０の外面における重力に対して下側の頂点部分３４を含む領域と、管球部３０の外面における管球部３０と封止部４０との接続部分３６を含む領域と、管球部３０の外面における管球部３０と封止部５０との接続部分３８を含む領域とを覆うような形状を有する。管球被覆部７２は、発光管２０からの光を透過する。

支持部７４は、支持部７４の内面に充填されたセメントなどの無機系接着剤Ｃによって発光管２０の封止部４０に固着されている。支持部７６は、支持部７６の内面に充填されたセメントなどの無機系接着剤Ｃによって発光管２０の封止部５０に固着されている。

なお、ここでは図示による説明を省略するが、保温部材７０の表面には、反射防止膜が設けられている。

凹レンズ９０は、図１に示すように、楕円面リフレクタ１０の被照明領域側に配置されている。そして、楕円面リフレクタ１０からの光を第１レンズアレイ１２０に向けて射出するように構成されている。

第１レンズアレイ１２０は、凹レンズ９０からの光を複数の部分光束に分割する光束分割光学素子としての機能を有し、複数の第１小レンズ１２２が照明光軸ＯＣと直交する面内に複数行・複数列のマトリクス状に配列された構成を有する。図示による説明は省略するが、第１小レンズ１２２の外形形状は、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域の外形形状に関して相似形である。

第２レンズアレイ１３０は、重畳レンズ１５０とともに、第１レンズアレイ１２０の各第１小レンズ１２２の像を液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域近傍に結像させる機能を有する。第２レンズアレイ１３０は、第１レンズアレイ１２０と略同様な構成を有し、複数の第２小レンズ１３２が照明光軸ＯＣに直交する面内に複数行・複数列のマトリクス状に配列された構成を有する。

偏光変換素子１４０は、第１レンズアレイ１２０により分割された各部分光束の偏光方向を、偏光方向の揃った略１種類の直線偏光として射出する偏光変換素子である。
偏光変換素子１４０は、光源装置１１０からの照明光束に含まれる偏光成分のうち一方の直線偏光成分を透過し他方の直線偏光成分を照明光軸ＯＣに垂直な方向に反射する偏光分離層と、偏光分離層で反射された他方の直線偏光成分を照明光軸ＯＣに平行な方向に反射する反射層と、偏光分離層を透過した一方の直線偏光成分を他方の直線偏光成分に変換する位相差板とを有する。

重畳レンズ１５０は、第１レンズアレイ１２０、第２レンズアレイ１３０及び偏光変換素子１４０を経た複数の部分光束を集光して液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域近傍に重畳させるための光学素子である。重畳レンズ１５０の光軸と照明装置１００の照明光軸ＯＣとが略一致するように、重畳レンズ１５０が配置されている。なお、重畳レンズ１５０は、複数のレンズを組み合わせた複合レンズで構成されていてもよい。

色分離導光光学系２００は、ダイクロイックミラー２１０，２２０と、反射ミラー２３０，２４０，２５０と、入射側レンズ２６０と、リレーレンズ２７０とを有する。色分離導光光学系２００は、重畳レンズ１５０から射出される照明光束を、赤色光、緑色光及び青色光の３つの色光に分離して、それぞれの色光を照明対象となる３つの液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂに導く機能を有する。

液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、画像情報に応じて照明光束を変調するものであり、照明装置１００の照明対象となる。
液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、一対の透明なガラス基板に電気光学物質である液晶を密閉封入したものであり、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として、与えられた画像情報に従って、後述する入射側偏光板から射出された１種類の直線偏光の偏光方向を変調する。

液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの光路前段には、集光レンズ３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂが配置されている。

また、ここでは図示を省略したが、集光レンズ３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂと各液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとの間には、それぞれ入射側偏光板が介在配置され、各液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとクロスダイクロイックプリズム５００との間には、それぞれ射出側偏光板が介在配置されている。これら入射側偏光板、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ及び射出側偏光板によって入射する各色光の光変調が行われる。

クロスダイクロイックプリズム５００は、射出側偏光板から射出された各色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム５００は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた略Ｘ字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。略Ｘ字状の一方の界面に形成された誘電体多層膜は、赤色光を反射するものであり、他方の界
面に形成された誘電体多層膜は、青色光を反射するものである。これらの誘電体多層膜によって赤色光及び青色光は曲折され、緑色光の進行方向と揃えられることにより、３つの色光が合成される。

クロスダイクロイックプリズム５００から射出されたカラー画像は、投写光学系６００によって拡大投写され、スクリーンＳＣＲ上で大画面画像を形成する。

プロジェクタ１０００には、冷却機構７００（図示せず。）が配設されている。冷却機構７００は、少なくとも光源装置１１０を冷却する冷却ファン７１０と、冷却ファン７１０からの冷却風を通す冷却風流路７２０とを有する（ともに図示せず。）。なお、冷却機構７００は、光源装置１１０のみならず、他の光学要素（例えば液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂなど）を冷却する構成としてもよい。

以上のように構成された実施形態１に係る光源装置１１０によれば、少なくとも管球部３０の外面における重力に対して下側の頂点部分３４を含む領域と、管球部３０の外面における管球部３０と封止部４０，５０との接続部分３６，３８を含む領域とが、管球被覆部７２によって覆われるため、発光管２０を冷却ファン７１０で冷却したときに、管球部３０における最冷部（管球部３０における下側の頂点部分３４又は管球部３０と封止部４０，５０との接続部分３６，３８）を保温することが可能となる。これにより、管球部３０における上側の頂点部分３２の温度と管球部３０における最冷部の温度との温度差を小さくすることが可能となるため、管球部３０における上側の頂点部分３２の温度を所定温度以下まで冷却した場合であっても、管球部３０における最冷部が必要以上に冷却されてしまうのを抑制することが可能となる。その結果、黒化による発光管２０の光量低下や発光管２０の破損の発生を抑制することが可能となる。

また、実施形態１に係る光源装置１１０によれば、管球部３０における上側の頂点部分３２の温度と管球部３０における最冷部の温度との温度差を小さくすることが可能となることから、発光管２０を冷却ファン７１０で冷却することにより、管球部３０における上側の頂点部分３２の温度上昇を抑制することが可能となる。その結果、管球部３０における上側の頂点部分３２において局所的な膨れが発生したり白化したりするのを抑制することができ、光源装置１１０の寿命の低下を抑制することが可能となる。

したがって、実施形態１に係る光源装置１１０は、光源装置の長寿命化を図りつつ、さらなる高輝度化を図ることが可能な光源装置となる。

実施形態１に係る光源装置１１０においては、管球被覆部７２は、管球部３０の外面のうち重力に対して下半分の外面を覆うような形状を有するため、管球部３０における最冷部の保温効果を高くすることができ、管球部３０における上側の頂点部分３２の温度と管球部３０における最冷部の温度との温度差をさらに小さくすることが可能となる。その結果、黒化による発光管２０の光量低下や発光管２０の破損の発生をさらに抑制することが可能となる。

実施形態１に係る光源装置１１０においては、保温部材７０は、石英ガラスからなる。石英ガラスは、耐熱性及び光透過性に優れるため、保温部材として好適に用いることができる。

実施形態１に係る光源装置１１０においては、保温部材７０の表面には、反射防止膜が設けられているため、保温部材７０の表面を通過する際の可視光の反射損を抑制することができ、光利用効率を向上することが可能となる。

実施形態１に係る光源装置１１０においては、楕円面リフレクタ１０の反射凹面１４は、管球被覆部７２を通過する光が管球被覆部７２の表面で屈折した場合に、当該屈折を補正して反射するような曲面形状を有するため、管球被覆部７２を通過した光についても、管球被覆部７２を通過しない光（管球部３０における上側から放射される光）と同様に、楕円面リフレクタ１０の第２焦点位置に向けて反射することが可能となる。

実施形態１に係る光源装置１１０においては、管球部３０における被照明領域側の外面を覆うように他方の封止部５０側に配設され、発光管２０からの光を発光管２０に向けて反射する反射手段としての副鏡６０をさらに備える。これにより、発光管２０から被照明領域側に放射される光が副鏡６０によって楕円面リフレクタ１０に向けて反射されるため、発光管２０から被照明領域側に放射され本来有効に利用されていなかった光をも有効に利用することが可能となる。このため、光源装置１１０の高輝度化を図ることが可能となる。
また、発光管２０の被照明領域側端部まで覆うような大きさに楕円面リフレクタ１０の大きさを設定することを必要とせず、楕円面リフレクタ１０の小型化を図ることができ、結果としてコンパクトな光源装置を実現することが可能となる。さらに、楕円面リフレクタ１０の小型化を図ることができることにより、光路後段に配置される光学要素の大きさを小さくすることができるため、コンパクトなプロジェクタとなる。

ところで、発光管２０の封止部５０に副鏡６０を配設することによって、光利用効率を向上することが可能となるとともに楕円面リフレクタ１０を小型化することが可能となり、高輝度かつコンパクトな光源装置を実現することが可能となるが、管球部３０の略半分が副鏡６０によって覆われてしまうことから、発光管２０の封止部５０に副鏡６０が配設された光源装置１１０は、そのような副鏡が配設されていない光源装置以上に、管球部３０の温度が高くなり易いという傾向がある。
本発明は、上述したように、管球部３０の最冷部を保温しながら管球部３０における上側の頂点部分３２を冷却して、管球部３０の温度が全体的に高くなってしまうのを抑制することが可能となることから、このように発光管２０の封止部５０に副鏡が配設された光源装置１１０に対して特に効果が大きい。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００は、上述した優れた光源装置１１０を備えているため、長寿命の光源装置を備え、かつ、高輝度なプロジェクタとなる。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、光源装置１１０を冷却する冷却機構７００をさらに備えるため、光源装置１１０の温度上昇を抑制することができ、光源装置１１０の長寿命化を図りつつ、さらなる高輝度化を図ることが可能となる。

［実施形態２］
図４は、実施形態２に係る光源装置１１０Ｂを説明するために示す図である。図４（ａ）は光源装置１１０Ｂの側面図であり、図４（ｂ）は管球部３０の周辺部分の拡大図である。図５は、保温部材７０Ｂを説明するために示す図である。図５（ａ）は管球部３０の周辺部分を示す斜視図であり、図５（ｂ）は管球部３０の周辺部分を示す側面図である。なお、図４において、副鏡６０及び保温部材７０Ｂについては、照明光軸ＯＣを含む平面で切断したときの断面で図示している。また、図５においては、副鏡６０及び保温部材７０Ｂの構造を理解しやすくするために、保温部材７０Ｂを半透明で図示している。
なお、図４及び図５において、図２及び図３と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

実施形態２に係る光源装置１１０Ｂは、基本的には実施形態１に係る光源装置１１０とよく似た構成を有しているが、保温部材の構成が、実施形態１に係る光源装置１１０とは異なる。

すなわち、実施形態２に係る光源装置１１０Ｂにおいては、図４及び図５に示すように、実施形態１で説明した保温部材７０を略半分に分割し、さらに保温部材７０を一回り小さくしたような形状を有する保温部材７０Ｂを備える。

保温部材７０Ｂは、管球被覆部７２Ｂと、管球被覆部７２Ｂの片側端部に配置される支持部７４Ｂとを有する。保温部材７０Ｂは、例えば、石英ガラスからなる。保温部材７０Ｂの表面には、反射防止膜が設けられている。

管球被覆部７２Ｂは、管球部３０の外面のうち重力に対して下半分の外面で、かつ、封止部４０側の外面を覆うような形状を有する。具体的には、図４（ｂ）及び図５（ｂ）に示すように、管球部３０の外面における重力に対して下側の頂点部分３４を含む領域と、管球部３０の外面における管球部３０と封止部４０との接続部分３６を含む領域とを覆うような形状を有する。管球被覆部７２Ｂは、発光管２０からの光を透過する。

支持部７４Ｂは、支持部７４Ｂの内面に充填されたセメントなどの無機系接着剤Ｃによって発光管２０の封止部４０に固着されている。

なお、管球被覆部７２Ｂにおける副鏡６０側の端面は、副鏡６０の端面と当接されている。

実施形態２に係る光源装置１１０Ｂにおいては、管球部３０の外面における重力に対して下側の頂点部分３４を含む領域と、管球部３０の外面における管球部３０と封止部４０との接続部分３６を含む領域と、管球部３０の外面における管球部３０と封止部５０との接続部分３８を含む領域とが、保温部材７０Ｂ及び副鏡６０によって覆われることとなる。

このように、実施形態２に係る光源装置１１０Ｂは、実施形態１に係る光源装置１１０とは、保温部材の構成が異なるが、実施形態１に係る光源装置１１０の場合と同様に、少なくとも管球部３０の外面における重力に対して下側の頂点部分３４を含む領域と、管球部３０の外面における管球部３０と封止部４０，５０との接続部分３６，３８を含む領域とが、管球被覆部７２Ｂ及び副鏡６０によって覆われるため、発光管２０を冷却ファン７１０で冷却したときに、管球部３０における最冷部（管球部３０における下側の頂点部分３４又は管球部３０と封止部４０，５０との接続部分３６，３８）を保温することが可能となる。その結果、黒化による発光管２０の光量低下や発光管２０の破損の発生を抑制することが可能となるとともに、管球部３０における上側の頂点部分３２において局所的な膨れが発生したり白化したりするのを抑制することができ、光源装置１１０Ｂの寿命の低下を抑制することが可能となる。

したがって、実施形態２に係る光源装置１１０Ｂは、光源装置の長寿命化を図りつつ、さらなる高輝度化を図ることが可能な光源装置となる。

実施形態２に係る光源装置１１０Ｂは、保温部材の構成が異なる点以外の点では、実施形態１に係る光源装置１１０と同様の構成を有するため、実施形態１に係る光源装置１１０が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。

以上、本発明の光源装置及びプロジェクタを上記の各実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

（１）上記実施形態１に係る光源装置１１０においては、副鏡６０に対して保温部材７０が外側となるように、かつ、保温部材７０が副鏡６０との間に所定の空隙を設けて配設されている場合を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。副鏡に対して保温部材が内側となる構成としてもよい。また、保温部材と副鏡との間に空隙を設けず、すなわち、保温部材と副鏡とを密接させる構成としてもよい。

（２）上記実施形態２に係る光源装置１１０Ｂにおいては、保温部材７０Ｂは、実施形態１で説明した保温部材７０を略半分に分割し、さらに保温部材７０を一回り小さくしたような形状を有する保温部材７０Ｂを封止部４０に固着させていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、実施形態１で説明した保温部材７０を略半分に分割した形状を有する保温部材を封止部４０に固着してもよい。この場合には、副鏡６０との間に所定の隙間が存在することとなる。

（３）上記各実施形態に係る光源装置１１０，１１０Ｂにおいては、保温部材７０，７０Ｂが石英ガラスからなる場合を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。耐熱性及び光透過性に優れた材料であれば良く、例えば、サファイアや水晶などを用いてもよい。

（４）上記各実施形態に係る光源装置１１０，１１０Ｂにおいては、発光管に配設される反射手段として副鏡を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、反射手段として反射膜を用いることも好ましい。また、上記各実施形態に係る光源装置１１０，１１０Ｂにおいては、発光管に反射手段としての副鏡が配設された光源装置を例示して説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、副鏡が配設されていない光源装置に本発明を適用することも可能である。

（５）上記各実施形態に係る光源装置１１０，１１０Ｂにおいては、リフレクタとして、楕円面リフレクタを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、放物面リフレクタを用いることも好ましい。この場合には、凹レンズは備えていなくともよい。

（６）上記実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、光均一化光学系として、レンズアレイからなるレンズインテグレータ光学系を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ロッド部材からなるロッドインテグレータ光学系をも好ましく用いることができる。

（７）上記実施形態１に係るプロジェクタ１０００は透過型のプロジェクタであるが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は反射型のプロジェクタにも適用することが可能である。ここで、「透過型」とは、透過型の液晶装置等のように光変調手段としての電気光学変調装置が光を透過するタイプであることを意味しており、「反射型」とは、反射型の液晶装置等のように光変調手段としての電気光学変調装置が光を反射するタイプであることを意味している。反射型のプロジェクタにこの発明を適用した場合にも、透過型のプロジェクタと同様の効果を得ることができる。

（８）上記実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、３つの液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂを用いたプロジェクタを例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、１つ、２つ又は４つ以上の液晶装置を用いたプロジェクタにも適用可能である。

（９）上記実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、電気光学変調装置として液晶装置を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。電気光学変調装置としては、一般に、画像情報に応じて入射光を変調するものであればよく、マイクロミラー型光変調装置などを利用してもよい。マイクロミラー型光変調装置としては、例えば、ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）（ＴＩ社の商標）を用いることができる。

（１０）本発明は、投写画像を観察する側から投写するフロント投写型プロジェクタに適用する場合にも、投写画像を観察する側とは反対の側から投写するリア投写型プロジェクタに適用する場合にも可能である。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００の光学系を示す図。 実施形態１に係る光源装置１１０を説明するために示す図。 保温部材７０を説明するために示す図。 実施形態２に係る光源装置１１０Ｂを説明するために示す図。 保温部材７０Ｂを説明するために示す図。

符号の説明

１０…楕円面リフレクタ、１２…開口部、１４…反射凹面、２０…発光管、３０…管球部、３２…上側の頂点部分、３４…下側の頂点部分、３６，３８…管球部と封止部との接続部分、４０，５０…封止部、４２，５２…電極、４４，５４…金属箔、４６，５６…リード線、６０…副鏡、６２…開口部、６４…反射凹面、７０，７０Ｂ…保温部材、７２，７２Ｂ…管球被覆部、７４，７４Ｂ，７６…支持部、９０…凹レンズ、１００…照明装置、１１０，１１０Ｂ…光源装置、１２０…第１レンズアレイ、１２２…第１小レンズ、１３０…第２レンズアレイ、１３２…第２小レンズ、１４０…偏光変換素子、１５０…重畳レンズ、２００…色分離導光光学系、２１０，２２０…ダイクロイックミラー、２３０，２４０，２５０…反射ミラー、２６０…入射側レンズ、２７０…リレーレンズ、３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂ…集光レンズ、４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ…液晶装置、５００…クロスダイクロイックプリズム、６００…投写光学系、１０００…プロジェクタ、Ｃ…無機系接着剤、ＯＣ…照明光軸、ＳＣＲ…スクリーン

Claims (8)

1. 照明光軸に沿って配置された一対の電極を内蔵する管球部及び前記管球部の両側に延びる一対の封止部を有する発光管と、
   前記発光管における一方の封止部側に配設され、前記発光管からの光を被照明領域側に向けて反射するリフレクタと、
   少なくとも前記管球部の外面における重力に対して下側の頂点部分を含む領域及び前記管球部の外面における前記管球部と前記封止部との接続部分を含む領域を覆う管球被覆部と、前記管球被覆部の両端部に配置され前記一対の封止部に固着される支持部とを有する保温部材とを備え、
   前記管球被覆部は、前記発光管からの光を透過することを特徴とする光源装置。
2. 請求項１に記載の光源装置において、
   前記管球被覆部は、前記管球部の外面のうち重力に対して下半分の外面を覆うような形状を有することを特徴とする光源装置。
3. 請求項１又は２に記載の光源装置において、
   前記保温部材は、石英ガラスからなることを特徴とする光源装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の光源装置において、
   前記保温部材の表面には、反射防止膜が設けられていることを特徴とする光源装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の光源装置において、
   前記リフレクタは、前記発光管からの光を被照明領域側に向けて反射する反射凹面を有し、
   前記反射凹面は、前記管球被覆部を通過する光が前記管球被覆部の表面で屈折した場合に、当該屈折を補正して反射するような曲面形状を有することを特徴とする光源装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の光源装置において、
   前記管球部における被照明領域側の外面を覆うように前記発光管における他方の封止部側に配設され、前記発光管からの光を前記発光管に向けて反射する反射手段をさらに備えることを特徴とする光源装置。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の光源装置と、
   前記光源装置からの照明光束を画像情報に応じて変調する電気光学変調装置と、
   前記電気光学変調装置によって変調された光を投写する投写光学系とを備えることを特徴とするプロジェクタ。
8. 請求項７に記載のプロジェクタにおいて、
   前記光源装置を冷却する冷却機構をさらに備えることを特徴とするプロジェクタ。