JP2012160389A - 光源装置及びプロジェクター - Google Patents

Abstract

【課題】射出される光束を一層高くすることが可能な光源装置を提供する。
【解決手段】一対の電極４２，５２を内包する管球部１２と、管球部１２の両側に伸びる一対の封止部１４，１６を有する発光管と、一対の封止部１４，１６のうち一方の封止部１４に配設され、発光部１３から射出される光を被照明領域に向けて反射するリフレクター２０と、発光部１３から射出される光のうち、リフレクター２０に直接入射しない光のうち少なくとも一部を反射する副鏡３０とを備える光源装置であって、副鏡３０は、一対の電極４２，５２の中心から射出される光を、一対の電極の軸と垂直であり、かつ、一対の電極４２，５２の中心を含む平面における、一対の電極４２，５２の中心から離れた点に向けて反射するように構成されていることを特徴とする光源装置１１０。
【選択図】図２

Description

本発明は、光源装置及びプロジェクターに関する。

プロジェクターの光源装置においては、プロジェクターの明るさを向上させるために光源装置の発光管から射出される光束の利用効率を高くすることが求められている。光束の利用効率を高くするために、一対の電極間で放電発光される発光部を内包する管球部及び管球部の両側に伸びる一対の封止部を有する発光管と、一対の封止部のうち一方の封止部に配設され、発光部から射出される光を被照明領域に向けて反射するリフレクターと、発光部から射出される光のうち、前記リフレクターには直接入射しない光の一部又は全部を反射する副鏡であって、発光部の中心から射出される光を発光部の中心に向けて反射する副鏡とを備える光源装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００８−１１７５５５号公報

ところで、特許文献１記載の光源装置においては、光を発光部の中心に入射させると、発光部のプラズマによる光の吸収が発生して光源から射出される光束量が落ちてしまい、光源装置の発光管から射出される光束の利用効率を高くすることが困難であるという課題がある。

そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、発光管から射出される光束の利用効率を一層高くす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、このような光源装置を備えることによって、一層明るい投写画像を投写可能なプロジェクターを提供することを目的とする。

本発明は以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本発明の光源装置は、一対の電極を内包する管球部と、前記電極間で放電発光が行われる発光部と、前記管球部の両側に伸びる一対の封止部を有する発光管と、前記一対の封止部のうち一方の封止部に配設され、前記発光部から射出される光を被照明領域に向けて反射するリフレクターと、前記発光部から射出される光のうち、前記リフレクターに直接入射しない光のうち少なくとも一部を反射する副鏡とを備える光源装置であって、前記副鏡は、前記一対の電極間の中心から射出される光を、前記一対の電極の軸と略垂直であり、かつ、前記一対の電極間の中心を含む平面における、前記一対の電極間の中心から離れた点に向けて反射するように構成されてい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、副鏡は、一対の電極間の中心から射出される光を、一対の電極の軸と略垂直であり、かつ、一対の電極間の中心を含む平面における一対の電極間の中心から離れた点に向けて反射するように構成されているため、副鏡で反射される光のうち、発光部を透過する光の割合を減らすことができる。よって発光部を透過することによって発生するプラズマによる光の吸収を減らし、光源装置から射出される光束の低下を抑制することが可能となり、その結果、発光部から射出される光束の利用効率を一層高くすることが可能となる。

なお、副鏡は、一対の電極間の中心から射出される光の全てを一対の電極の軸と略垂直であり、かつ、一対の電極間の中心を含む平面における一対の電極間の中心から離れた点に向けて反射する必要はなく、一対の電極間の中心から射出される光の一部を一対の電極間の中心にむけて反射するような構成であってもかまわない。

［適用例２］本発明の光源装置においては、前記副鏡は、前記一対の封止部のうち他方の封止部に配設され、前記発光部から被照明領域側に射出される光を反射することが好ましい。

本発明は、このように副鏡を配設することにより、より好適な光源装置とすることができる。

［適用例３］本発明の光源装置においては、前記発光管は、前記一対の封止部の軸が前記一対の電極間の中心を通過するように構成され、前記副鏡の反射面である副鏡反射面は、前記一対の封止部の軸から所定の距離だけ離れた軸を回転対称軸とする回転対称形状を有することが好ましい。

このような構成とすることにより、一対の電極間の中心から射出される光は、副鏡によって一対の封止部の軸と略垂直であり、かつ、一対の電極間の中心を含む平面における一対の電極間の中心から離れた点に向けて反射するので、光源装置から射出される光束の低下を抑制することが可能となる。

なお、「一対の封止部の軸」とは、一対の封止部が伸びる方向に沿い、一対の封止部の略中央を通過する仮想の直線のことをいう。また、「一対の封止部の軸が一対の電極間の中心を通過する」とは、一対の封止部の軸が一対の電極間の中心を正確に通過する場合のみを指すのではなく、一対の軸が一対の電極間の中心を実質的に通過しているとみなせる場合も含む。以下においても同様である。

回転対称形状を有する副鏡反射面としては、例えば、球面の一部からなる反射面（球面反射面）を有する副鏡反射面を好適に用いることができる。

［適用例４］本発明の光源装置においては、前記所定の距離は、０．０５ｍｍ〜０．２５ｍｍの範囲内にあることが好ましい。

所定の距離を０．０５ｍｍ〜０．２５ｍｍの範囲内にしたのは、当該所定の距離が０．０５ｍｍ以上である場合には、副鏡で反射される光のうち、発光部を透過する光を減らし光源から射出される光束の低下を十分に抑制することが可能となるからであり、所定の距離が０．２５ｍｍ以下である場合には、光源装置が射出する光の利用効率を落とさずに射出される光束をより一層高くすることが可能となるからである。

なお、発光部のプラズマによる光の吸収の発生を避けて光源から射出される光束量の低下を十分に抑制するという観点からは、所定の距離は、０．１０ｍｍ以上であることがさらに好ましい。
また、光源装置が射出する光の利用効率を落とさずに射出される光束をより一層高くするという観点からは、所定の距離は、０．２０ｍｍ以下であることがさらに好ましい。

［適用例５］本発明の光源装置においては、前記副鏡の反射面である副鏡反射面は、回転非対称形状を有することが好ましい。

このような構成とすることによっても、上記と同様に発光部のプラズマによる光の吸収の発生を避けて光源装置から射出される光束の低下を抑制することが可能となる。

なお、「回転非対称形状」とは、全体として回転非対称形状であればよく、部分的に回転対称形状を有していてもよい。

［適用例６］本発明の光源装置においては、前記副鏡反射面は、前記一対の電極の軸から所定の距離だけ離れた軸を回転対称軸とする球面反射面の一部を複数組み合わせた形状を有することが好ましい。

このような構成とすることにより、複数の部分球面反射面で反射した光が一対の電極間の中心から離れる方向はそれぞれ異なるので、副鏡で反射した光のうち一対の電極間の中心を通る光をさらに少なくすることができる。よって光源装置から射出される光束の低下を一層抑制することが可能となる。

［適用例７］本発明のプロジェクターは、本発明の光源装置を備える照明装置と、前記照明装置からの光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置からの光を投写する投写光学系とを備えることを特徴とする。

本発明のプロジェクターによれば、射出される光束を一層高くすることが可能な本発明の光源装置を備えるため、一層明るい投写画像を投写可能となる。

実施形態１に係るプロジェクター１０００の光学系を示す平面図。 実施形態１に係る光源装置１１０を説明するために示す図。 プロジェクター１０００の明るさの変化を示すグラフ。 実施形態２に係る光源装置１１１を説明するために示す図。 変形例１に係る光源装置１１２の基準平面Ｓにおける断面図。 変形例２に係る光源装置１１３の基準平面Ｓにおける断面図。 変形例３に係る光源装置１１４の基準平面Ｓにおける断面図。 変形例４に係る光源装置１１５の基準平面Ｓにおける断面図。 変形例５に係る光源装置１１６の基準平面Ｓにおける断面図。

以下、本発明の光源装置及びプロジェクターについて、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ー１０００の光学系を示す平面図である。なお、図１においては、光源装置１１０については断面図として表示している。
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を側面から見た断面図であり、図２（ｂ）は光源装置１１０の基準平面Ｓ（後述）における断面図である。なお、図２（ｂ）は、図２（ａ）よりも拡大して表示している。図２（ａ）において符号Ｓで示すのは、「一対の封止部１４，１６の軸（実施形態１においては照明光軸１００ａｘと一致）と垂直であり、かつ、発光部１３の中心ｃ１を含む平面」である基準平面Ｓの位置である。また、図２（ｂ）において符号Ｌで示す矢印は、発光部１３の中心ｃ１から射出される光の軌道を例示するものである。

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１００ａｘ方向）、ｘ軸方向（図１における紙面に平行かつｚ軸に垂直な方向）及びｙ軸方向（図１における紙面に垂直かつｚ軸に垂直な方向）とする。また、図１に示したｘ軸、ｙ軸及びｚ軸それぞれを示す矢印が指す方向をその軸の順方向とし、順方向と逆の方向をその軸の逆方向とする。

実施形態１に係るプロジェクター１０００は、図１に示すように、照明装置１００と、色分離導光光学系２００と、光変調装置としての３つの液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂと、クロスダイクロイックプリズム５００と、投写光学系６００とを備える。
照明装置１００は、光源装置１１０と、凹レンズ８０と、レンズインテグレーター光学系９０とを備える。照明装置１００は、照明光として赤色光、緑色光及び青色光を含む光（つまり、白色光として用いることができる光）を、照明光軸１００ａｘに沿うように射出する。

光源装置１１０は、図１及び図２（ａ）に示すように、発光管１０と、リフレクター２０と、副鏡３０とを備える。光源装置１１０は、照明光軸１００ａｘを中心軸とする集束光を被照明領域側に射出する。

発光管１０は、発光部１３を内包する管球部１２、管球部１２の両側に伸びる一対の封止部１４，１６、照明光軸１００ａｘに沿って配置された一対の電極４２，５２、一対の封止部１４，１６内にそれぞれ封止された一対の金属箔４４，５４及び一対の金属箔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を有する。発光管１０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、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ等を採用できる。発光部１３は、後述する反射面２４の第１焦点近傍に位置している。図２において符号ｃ１で示すのは、一対の電極４２，５２間の中心であり、すなわち発光部１３の中心である。発光管１０は、一対の封止部１４，１６の軸が発光部１３の中心ｃ１を通過するように構成されている。

発光管１０の構成要素の条件等を例示的に示すと、管球部１２及び封止部１４，１６は、例えば石英ガラスからなり、管球部１２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。

リフレクター２０は、一対の封止部１４，１６のうち一方の封止部である第１封止部１４に配設され、発光部１３から射出される光を被照明領域に向けて反射する。リフレクター２０は、図２（ａ）に示すように、発光管１０の第１封止部１４を挿通・固定するための開口部２２と、光を被照明領域側へ向けて反射する反射面２４とを有する。反射面２４は楕円面であり、第１焦点近傍に位置している発光部１３から射出される光を被照明領域側の第２焦点近傍に集まる集束光として反射する。リフレクター２０は、開口部２２に充填されたセメントなどの無機系接着剤によって第１封止部１４に配設されている。

反射面２４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。反射面２４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３０は、一対の封止部１４，１６のうち一方の封止部とは異なる他方の封止部である第２封止部１６に配設され、発光部１３から射出される光のうち、リフレクター２０には直接入射しない光（発光部１３から被照明領域側に射出される光）の一部を反射する。副鏡３０は、図２（ａ）に示すように、発光管１０の第２封止部１６を挿通・固定するための開口部３２と、発光部１３から射出された光を発光部１３へ向けて反射する副鏡反射面３４とを有する。副鏡３０は、開口部３２に充填されたセメントなどの無機系接着剤によって第２封止部１６に配設されている。

副鏡３０は、図２（ｂ）に示すように、発光部１３の中心ｃ１から射出される光を、基準平面Ｓにおける発光部１３の中心（一対の電極４２，５２の中心）ｃ１から離れた点ｅ１に向けて反射するように構成されている。
副鏡反射面３４は、一対の封止部１４，１６の軸から所定の距離ｄ１だけｙ軸逆方向側に離れた軸を回転対称軸とする回転対称形状を有する。副鏡反射面３４は、図２に示すように、球面の一部からなる反射面（球面反射面）を有する副鏡反射面である。所定の距離ｄ１は０．１５ｍｍであり、この場合、所定の距離ｄ１は０．０５ｍｍ〜０．２５ｍｍの範囲内にある。
なお、図２（ｂ）において符号ｃ２で示すのは、副鏡反射面３４の回転対称軸と基準平面Ｓとの交点である。点ｅは副鏡反射面３４で反射した光が集光する点で、点ｃ１と点ｅ１との距離は距離ｄ１の２倍となる。

副鏡反射面３４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。副鏡反射面３４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。

凹レンズ８０は、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８０は、図１に示すように、リフレクター２０の被照明領域側に配置されている。そして、リフレクター２０からの光をレンズインテグレーター光学系９０に向けて射出するように構成されている。

レンズインテグレーター光学系９０は、第１レンズアレイ１２０、第２レンズアレイ１３０、偏光変換素子１４０及び重畳レンズ１５０を備える。レンズインテグレーター光学系９０は、光変調装置に入射する光の面内光強度分布を均一化する光均一化光学系である。
なお、レンズインテグレーター光学系の代わりに他の光均一化光学系、例えば、インテグレーターロッドを備えるロッドインテグレーター光学系等を用いることもできる。

第１レンズアレイ１２０は、図１に示すように、凹レンズ８０からの光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は、光源装置１１０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１００ａｘ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、液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域の外形形状に関して略相似形である。

第２レンズアレイ１３０は、第１レンズアレイ１２０における複数の第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は、重畳レンズ１５０とともに、各第１小レンズ１２２の像を液晶光変調装置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、複数の第２小レンズ１３２が照明光軸１００ａｘ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を、偏光方向の揃った略１種類の直線偏光からなる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からの光に含まれる偏光成分のうち一方の直線偏光成分をそのまま透過し、他方の直線偏光成分を照明光軸１００ａｘ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１００ａｘに平行な方向に反射する反射層と、反射層で反射された他方の直線偏光成分を一方の直線偏光成分に変換する位相差板とを有している。

重畳レンズ１５０は、偏光変換素子１４０からの各部分光束を集光して液晶光変調装置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は、重畳レンズ１５０の光軸と照明光軸１００ａｘとが略一致するように配置されている。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、反射ミラー２３０，２４０，２５０及びリレーレンズ２６０，２７０を備える。色分離導光光学系２００は、照明装置１００からの光を赤色光、緑色光及び青色光に分離するとともに、赤色光、緑色光及び青色光をそれぞれ照明対象となる液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂに導光する機能を有する。
色分離導光光学系２００と、液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとの間には、集光レンズ３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂが配置されている。

ダイクロイックミラー２１０，２２０は、基板上に、所定の波長領域の光を反射して、他の波長領域の光を通過させる波長選択透過膜が形成されている。
ダイクロイックミラー２１０は、赤色光成分を反射して、緑色光及び青色光成分を通過させる。
ダイクロイックミラー２２０は、緑色光成分を反射して、青色光成分を通過させる。

ダイクロイックミラー２１０で反射された赤色光は、反射ミラー２３０で反射され、集光レンズ３００Ｒを通過して赤色光用の液晶光変調装置４００Ｒの画像形成領域に入射する。
ダイクロイックミラー２１０を青色光とともに通過した緑色光は、ダイクロイックミラー２２０で反射され、集光レンズ３００Ｇを通過して緑色光用の液晶光変調装置４００Ｇの画像形成領域に入射する。
ダイクロイックミラー２２０を通過した青色光は、リレーレンズ２６０、入射側の反射ミラー２４０、リレーレンズ２７０、射出側の反射ミラー２５０、集光レンズ３００Ｂを経て青色光用の液晶光変調装置４００Ｂの画像形成領域に入射する。リレーレンズ２６０，２７０及び反射ミラー２４０，２５０は、ダイクロイックミラー２２０を通過した青色光成分を液晶光変調装置４００Ｂまで導く機能を有する。

なお、青色光の光路にこのようなリレーレンズ２６０，２７０が設けられているのは、青色光の光路の長さが他の色光の光路の長さよりも長いため、光の発散等による光利用効率の低下を防止するためである。実施形態１に係るプロジェクター１０００においては、青色光の光路の長さが長いのでこのような構成をとったが、赤色光の光路の長さを長くして、リレーレンズ及び反射ミラーを赤色光の光路に用いる構成も考えられる。

液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、照明装置１００からの光を画像情報に応じて変調する光変調装置であり、入射された色光を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものである。なお、図示を省略したが、集光レンズ３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂと液晶光変調装置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、液晶光変調装置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、各液晶光変調装置及び射出側偏光板によって、入射された各色光の光変調が行われる。
各液晶光変調装置は、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透過型の液晶光変調装置であり、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として、与えられた画像信号に応じて、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。

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によって投写され、スクリーンＳＣＲ上で画像を形成する。

次に、実施形態１に係る光源装置１１０及びプロジェクター１０００の効果を説明する。

実施形態１に係る光源装置１１０によれば、副鏡３０は、発光部１３の中心ｃ１から射出される光を、基準平面Ｓにおける発光部１３の中心ｃ１から離れた点ｅ１に向けて反射するように構成されているため、副鏡３０で反射した光のうち発光部１３を透過せずに、リフレクター２０に入射する光の割合が増加するので、発光部１３のプラズマによって発生する光の吸収を避けて光源装置１１０から射出される光束の低下の抑制が可能となる。よって、発光部１３から射出される光束の利用効率を一層高くすることができる。

また、実施形態１に係る光源装置１１０によれば、発光管１０は、一対の封止部１４，１６の軸が発光部１３の中心ｃ１を通過するように構成され、副鏡３０の反射面である副鏡反射面３４は、一対の封止部１４，１６の軸から所定の距離ｄ１だけ離れた軸を回転対称軸とする回転対称形状を有するため、副鏡３０で反射した光のうち発光部１３を透過せずに、リフレクター２０に入射する光の割合が増加するので、発光部１３のプラズマによって発生する光の吸収を避けて光源装置から射出される光束の低下を抑制できる。

また、実施形態１に係る光源装置１１０によれば、所定の距離ｄ１は、０．０５ｍｍ〜０．２５ｍｍの範囲内にあるため、副鏡３０で反射した光のうち発光部１３を透過せずに、リフレクター２０に入射する光の割合が増加するので、光源装置１１０から射出される光束の低下を十分に抑制することが可能となるとともに光源装置１１０から射出される光束のプロジェクター１０００における利用効率の低下も小さいので、プロジェクター１０００の明るさをより一層高くすることが可能となる。

実施形態１に係るプロジェクター１０００によれば、発光部３０から射出される光束の利用効率を一層高くすることが可能な光源装置１１０を備えるため、一層明るい投写画像を投写可能となる。

［試験例］
図３は、プロジェクター１０００の明るさの変化を示すグラフである。図３においては、縦軸は所定の距離が０であるときを１００％としたときの明るさの相対値又は光利用効率の相対値を示し、横軸は所定の距離を示す。

試験例として、プロジェクター１０００について、所定の距離が変化した場合にプロジェクターとしての明るさがどのように変化するのかについてのシミュレーションを行った。

図３において符号Ａで示すのは、プロジェクター１０００における光源装置１００から射出される光束の相対値である。
また、符号Ｂで示すのは、プロジェクター１０００が光源装置１００からの光を利用できる効率である光利用効率の相対値である。
さらに、符号Ｃで示すのは、プロジェクター１０００の明るさの相対値である。

まず、図３におけるＡに示すように、所定の距離が大きくなるほど光源装置１１０から射出される光束が高くなることがわかった。これは、所定の距離が大きいほど、副鏡３０で反射した光が発光部１３を透過せずに、リフレクター２０に入射する割合が増えるので、発光部１３のプラズマによる光の吸収の発生を避けて光源装置１１０から射出される光束の低下を抑制する効果が大きくなるためであると考えられる。
一方、図３におけるＢに示すように、所定の距離が大きくなるほどプロジェクター１０００の光利用効率が低くなることがわかった。これは、副鏡が反射する光が結像する点は所定の距離が大きくなるほど発光部の中心と離れ、発光部の像が２つの像に分かれていくので、第１レンズアレイ１２０の第１小レンズ１２２に入らなくなることにより、プロジェクター１０００における光源装置１１０が射出する光束の利用効率が落ちるためであると考えられる。

結果として、図３におけるＣに示すように、試験例に係るプロジェクター１０００においては、所定の距離が０ｍｍより大きく、０．２８ｍｍ以下である範囲内にあるときには、従来の光源装置を備えるプロジェクターと比較して、明るい投写画像を投写可能であることがわかった。また、所定の距離が０．０５ｍｍ〜０．０２５ｍｍの範囲内にあることが好ましく、０．１０ｍｍ〜０．２０ｍｍの範囲内にあることがさらに好ましいこともわかった。

［実施形態２］
図４は、実施形態２に係る光源装置１１１を説明するために示す図である。図４（ａ）は光源装置１１１の基準平面Ｓにおける断面図であり、図４（ｂ）〜図４（ｅ）は副鏡３０ａにおける副鏡反射面３４ａ〜３４ｈを説明するために示す図である。なお、図４において符号ｃ３で示すのは、副鏡反射面３４ａ，３４ｄの回転対称軸と基準平面Ｓとの交点であり、符号ｃ４で示すのは、副鏡反射面３４ｃ，３４ｆの回転対称軸と基準平面Ｓとの交点であり、符号ｃ５で示すのは、副鏡反射面３４ｅ，３４ｈの回転対称軸と基準平面Ｓとの交点であり、符号ｃ６で示すのは、副鏡反射面３４ｂ，３４ｇの回転対称軸と基準平面Ｓとの交点である。

実施形態２に係る光源装置１１１は、基本的には実施形態１に係る光源装置１１０と同様の構成を有するが、副鏡の構成が実施形態１に係る光源装置１１０の場合とは異なる。すなわち、実施形態２に係る光源装置１１１においては、図４（ａ）に示すように、副鏡３０ｂは、回転非対称形状の一種である「部分球面反射面を複数組み合わせた形状」を有する副鏡反射面を有する。以下、副鏡３０ｂについて具体的に説明する。

実施形態２における副鏡３０ｂは、基本的には実施形態１における副鏡３０と同様の構成を有するが、副鏡反射面の構成が実施形態１における副鏡３０とは異なる。副鏡３０ｂの副鏡反射面は、８つの部分球面反射面（部分球面反射面３４ａ〜３４ｈ）を組み合わせた形状を有する。

部分球面反射面３４ａ，３４ｄは、図４（ｂ）に示すように、一対の電極４２，５２の軸から所定の距離ｄ２だけｙ軸逆方向側に離れた軸を回転対称軸とする（ｃ３参照。）球面反射面の一部である。
部分球面反射面３４ｃ，３４ｆは、図４（ｃ）に示すように、一対の電極４２，５２の軸から所定の距離ｄ３だけｘ軸順方向側に離れた軸を回転対称軸とする（ｃ４参照。）球面反射面の一部である。
部分球面反射面３４ｅ，３４ｈは、図４（ｄ）に示すように、一対の電極４２，５２の軸から所定の距離ｄ４だけｙ軸順方向側に離れた軸を回転対称軸とする（ｃ５参照。）球面反射面の一部である。
部分球面反射面３４ｂ，３４ｇは、図４（ｅ）に示すように、一対の電極４２，５２の軸から所定の距離ｄ５だけｘ軸逆方向側に離れた軸を回転対称軸とする（ｃ６参照。）球面反射面の一部である。
なお、ｄ２〜ｄ５は、それぞれ０．１５ｍｍである。

上記のように実施形態２に係る光源装置１１１によれば、副鏡反射面３４は、部分球面反射面を複数組み合わせた形状を有する。複数の部分球面反射面３４ａ〜３４ｈで反射した光の発光部１３の中心ｃ１から離れる方向は各部分球面反射面３４ａ〜３４ｈでそれぞれ異なり、発光部１３の中心ｃ１から射出される光は、基準平面Ｓにおける発光部１３の中心ｃ１から離れた点ｅ３〜ｅ６に向けて反射する。よって副鏡３０で反射した光のうち発光部１３を透過せずに、リフレクター２０に入射する光の割合がさらに増え、発光部のプラズマによる光の吸収の発生をさらに少なくすることができる。その結果光源から射出される光束の低下を一層抑制することが可能となる。

また、実施形態２に係る光源装置１１１によれば、一対の電極４２，５２の軸は発光部１３の中心ｃ１を通過し、副鏡３０の反射面である副鏡反射面は、回転非対称形状を有するため、このような構成とすることによっても、実施形態１と同様に光源装置１１１から射出される光束の低下を抑制することが可能となる。

なお、実施形態２に係る光源装置１１１は、副鏡の構成以外の点においては、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、本発明を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。その趣旨を逸脱しない範囲において種々の様態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）上記各実施形態において記載した各構成要素の寸法、個数、材質及び形状は例示であり、本発明の効果を損なわない範囲において変更することが可能である。

（２）上記実施形態１においては、副鏡反射面３４の回転対称軸が、一対の封止部１４，１６の軸から所定の距離だけｙ軸逆方向側に離れて配置されている副鏡を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。図５は、変形例１に係る光源装置１１２の基準平面Ｓにおける断面図である。例えば、図５に示すように、副鏡反射面の回転対称軸が、一対の封止部の軸から所定の距離だけｙ軸順方向側に離れて配置されている副鏡を用いてもよい。また、副鏡反射面の回転対称軸が、一対の封止部の軸から所定の距離だけｘ軸方向側に離れて配置されている副鏡を用いてもよい。

（３）上記実施形態２においては、８つの部分球面反射面３４ａ〜３４ｈを組み合わせた形状を有する副鏡反射面を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。図６は、変形例２に係る光源装置１１３の基準平面Ｓにおける断面図である。図７は、変形例３に係る光源装置１１４の基準平面Ｓにおける断面図である。例えば、図６及び図７に示すように、２つの部分球面反射面を組み合わせた形状を有する副鏡反射面を用いてもよい。また、８つ又は２つ以外の個数の部分球面反射面を組み合わせた形状を有する副鏡反射面を用いてもよい。

（４）上記実施形態２においては、部分球面反射面３４ａ〜３４ｈを組み合わせた形状を有する副鏡反射面を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。図８は、変形例４に係る光源装置１１５の基準平面Ｓにおける断面図である。図９は、変形例５に係る光源装置１１６の基準平面Ｓにおける断面図である。例えば、図８及び図９に示すように、基準平面から見たときにいわゆるオーバル型の形状や楕円形状を有する副鏡反射面を用いてもよい。また、その他の回転非対称形状を有する副鏡反射面を用いてもよい。

（５）上記各実施形態においては、反射面が楕円面からなるリフレクターを用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、反射面が放物面からなるリフレクターを用いてもよい。この場合、リフレクターから平行光を射出することが可能であるため、実施形態１における凹レンズ８０に該当する光学要素は備えなくてもよい。

（６）上記各実施形態においては、透過型のプロジェクターを用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、反射型のプロジェクターを用いてもよい。ここで、「透過型」とは、透過型の液晶光変調装置等のように光変調手段としての光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、反射型の液晶光変調装置等のように光変調手段としての光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ーにこの発明を適用した場合にも、透過型のプロジェクターと同様の効果を得ることができる。

（７）上記各実施形態においては、プロジェクターの光変調装置として液晶光変調装置を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。光変調装置としては、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等を用いてもよい。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。

（８）上記各実施形態においては、３つの液晶光変調装置を用いたプロジェクター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。１つ、２つ又は４つ以上の液晶光変調装置を用いたプロジェクターにも適用可能である。

（９）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ー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ーに適用する場合にも可能である。

（１０）上記各実施形態においては、本発明の光源装置をプロジェクターに適用した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本発明の光源装置を他の光学機器（例えば、光ディスク装置、自動車のヘッドランプ、照明機器等。）に適用することもできる。

１０…発光管、１２…管球部、１３…発光部、１４…第１封止部、１６…第２封止部、２０…リフレクター、２２…（リフレクターの）開口部、２４…反射面、３０，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ，３０ｆ，３０ｇ…副鏡、３２…（副鏡の）開口部、３４，３４ｉ，３４ｎ，３４ｏ…副鏡反射面、３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅ，３４ｆ，３４ｇ，３４ｈ，３４ｊ，３４ｋ，３４ｌ，３４ｍ…部分球面反射面、４２，５２…電極、４４，５４…金属箔、４６，５６…リード線、８０…凹レンズ、９０…レンズインテグレーター光学系、１００…照明装置、１００ａｘ…照明光軸、１１０…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、２６０，２７０…リレーレンズ、３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂ…集光レンズ、４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ…液晶光変調装置、５００…クロスダイクロイックプリズム、６００…投写光学系、１０００…プロジェクター、ＳＣＲ…スクリーン、ｃ１…発光部の中心（一対の電極間の中心）、ｃ２，ｃ３，ｃ４，ｃ５，ｃ６，ｃ７，ｃ８，ｃ９，ｃ１０，ｃ１１…副鏡反射面の回転対称軸と基準平面との交点、ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４，ｄ５…所定の距離

Claims (7)

1. 一対の電極を内包する管球部と、前記電極間で放電発光が行われる発光部と、前記管球部の両側に伸びる一対の封止部を有する発光管と、
   前記一対の封止部のうち一方の封止部に配設され、前記発光部から射出される光を被照明領域に向けて反射するリフレクターと、
   前記発光部から射出される光のうち、前記リフレクターに直接入射しない光のうち少なくとも一部を反射する副鏡とを備える光源装置であって、
   前記副鏡は、前記一対の電極間の中心から射出される光を、前記一対の電極の軸と略垂直であり、かつ、前記一対の電極間の中心を含む平面における、前記一対の電極間の中心から離れた点に向けて反射するように構成されてい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、
   前記副鏡は、前記一対の封止部のうち他方の封止部に配設され、前記発光部から被照明領域側に射出される光を反射することを特徴とする光源装置。
3. 請求項２に記載の光源装置において、
   前記発光管は、前記一対の封止部の軸が前記一対の電極間の中心を通過するように構成され、
   前記副鏡の反射面である副鏡反射面は、前記一対の封止部の軸から所定の距離だけ離れた軸を回転対称軸とする回転対称形状を有することを特徴とする光源装置。
4. 請求項３に記載の光源装置において、
   前記所定の距離は、０．０５ｍｍ〜０．２５ｍｍの範囲内にあることを特徴とする光源装置。
5. 請求項２に記載の光源装置において、
   前記副鏡の反射面である副鏡反射面は、回転非対称形状を有することを特徴とする光源装置。
6. 請求項５に記載の光源装置において、
   前記副鏡反射面は、前記一対の電極の軸から所定の距離だけ離れた軸を回転対称軸とする球面反射面の一部を複数組み合わせた形状を有す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を備える照明装置と、
   前記照明装置からの光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
   前記光変調装置からの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ー。

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