JP4189689B2 - 反射鏡の製造方法並びに照明装置及びプロジェクタ - Google Patents

Description

本発明は、反射鏡の製造方法並びに照明装置及びプロジェクタ に関する。

プロジェクタでは、照明光学系から射出された照明光を、液晶パネルなどを用いて画像情報に応じて変調し、変調された光をスクリーンなどの投写面上に投写することにより画像表示を実現している。
照明光学系は、発光部を有する発光管と、発光管の発光部からの光を所定の方向に反射する反射面を有するリフレクタとを有する照明装置を備えている。照明装置においては、発光管からの光をできるだけ有効に利用できることが好ましい。

このため、リフレクタとしては、従来から、回転放物面によって構成される凹面を有する放物面リフレクタが利用されている（例えば、特開２０００−２９８２１３号公報参照。）。図４は、このような放物面リフレクタを用いたプロジェクタの光学系の一例を示す図である。図４に示すように、このような放物面リフレクタ９３０Ａを用いれば、放物面リフレクタ９３０Ａの焦点位置に発光管９２０Ａの発光中心を配置することにより、発光管９２０Ａから射出された光をほぼ平行な光とすることができるため、発光管から射出された光を有効に利用することができる。

また、リフレクタとしては、回転楕円面によって構成される凹面を有する楕円面リフレクタも利用されている（例えば、特開２００２−９０８８３号公報参照。）。図５は、このような楕円面リフレクタを用いたプロジェクタの光学系の一例を示す図である。図５に示すように、このような楕円面リフレクタ９３０Ｂを用いれば、楕円面リフレクタ９３０Ｂの一方の焦点（第１焦点）位置に発光管９２０Ｂの発光中心を配置することにより、発光管９２０Ｂから射出された光をこの楕円面リフレクタ９３０Ｂの他方の焦点（第２焦点）位置に効率よく集光することができるため、発光管から射出された光を有効に利用することができる。

図６は、このような楕円面リフレクタを用いたプロジェクタの光学系の他の一例を示す図である。図６に示すように、このような楕円面リフレクタ９３０Ｃを用いれば、楕円面リフレクタ９３０Ｃの一方の焦点（第１焦点）位置に発光管９２０Ｃの発光中心を配置するとともに楕円面リフレクタ９３０Ｃからの射出光を平行化するための平行化レンズ９４５を配置することにより、発光管９２０Ｃから射出された光をほぼ平行な光とすることができるため、発光管から射出された光を有効に利用することができる（例えば、特開２０００−３４７２９３号公報参照。）。

ところで、このようなリフレクタは、一般にプレス成形法によって製造されている。図７は、従来のリフレクタの製造方法を説明するために示す図である。
従来のリフレクタの製造方法においては、図７に示すように、リフレクタ９３０Ｄは、凹状のキャビティを有する下型９３１と、この下型９３１のキャビティ周縁を囲むように設置される押さえ型９３２と、押さえ型９３２の摺動用開口内を下型９３１のキャビティ内に向けて摺動するコア９３３とを備えた成形型９３０Ｍを用いて成形される。すなわち、下型９３１のキャビティ内に軟化したガラス材料を供給し、コア９３３を摺動させることでガラス材料を押圧し、このガラス材料を押し広げるようにして成形型９３０Ｍ内に充填させる。これにより、押さえ型９３２によって基準面９３７，９３９が形成され、コア９３３によって反射面９３５が形成される。

しかしながら、このような従来のリフレクタの製造方法においては、連続生産数量が増えると、成形型の表面が磨耗したり、成形型の表面にリフレクタの材料が付着したりすることによって、成形型の表面状態が劣化し、そのため、製造されるリフレクタの反射面の特性が劣化して光利用効率が低下したり製造コストが上昇したりするという問題があった。
ところで、照明装置には、発光管とリフレクタとを有するのに加えて、発光管から被照明領域側に放射される光を発光管に向けて反射する補助ミラーをさらに有する照明装置がある（例えば、特開平１１−１４３３７８）。図８は、このような補助ミラーを有する照明装置を示す図である。図８に示すように、このような補助ミラー９４０も、通常、プレス成形法で製造されている。
特開２０００−２９８２１３号公報 特開２００２−９０８８３号公報 特開２０００−３４７２９３号公報 特開平１１−１４３３７８号公報

このため、このような補助ミラー９４０においても、連続生産数量が増えると、成形型の表面が磨耗したり、成形型の表面に補助ミラーの材料が付着したりすることによって、成形型の表面状態が劣化し、そのため、製造される補助ミラーの反射面の特性が劣化して光利用効率が低下したり製造コストが上昇したりするという問題があった。

そこで、本発明は、上記した問題を解決するためになされたものであり、リフレクタや補助ミラーなどの反射鏡を製造するための反射鏡の製造方法であって、連続生産数量が増えても、製造される反射鏡の反射面の特性が劣化して光利用効率が低下したり、製造コストが上昇したりすることのない反射鏡の製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、光利用効率が高く優れた反射鏡を有する照明装置やプロジェクタを安価な製造コストで提供することを目的とする。

本発明の反射鏡の製造方法は、発光部を有する発光管と、前記発光部からの光を所定の方向に反射する反射面を有する反射鏡とを有する照明装置に用いる反射鏡を製造するための反射鏡の製造方法であって、
前記反射鏡の材料からなる管を加熱後に成形型に入れ、不活性ガスにより内圧をかけながら管の中央部を膨張させて、膨張した前記中央部の内面の一部が前記反射鏡の前記反射面に対応する形状とすると共に、前記中央部に接続している管部を前記発光管に固着する 固着部として成形する第１の工程と、前記管を中央部で切断して反射鏡部材を形成する第２の工程と、前記反射鏡部材の内面に反射層を形成する第３の工程とを含むことを特徴とする。

このため、本発明の反射鏡の製造方法によれば、不活性ガスにより内圧をかけながら管の中央部を膨張させて反射鏡の反射面に対応する形状を有するように管を形成するようにしたため、反射鏡の反射面を形成するための成形型が不要になる。その結果、反射鏡の連続生産数量が増えても、成形型の表面が磨耗したり、成形型の表面に反射鏡の材料が付着したりすることがなくなる。このため、反射鏡の連続生産数量が増えても、成形型の表面状態が劣化することがなくなり、製造される反射鏡の反射面の特性が劣化して光利用効率が低下したり、製造コストが上昇したりすることがなくなる。これにより、光利用効率が高い優れた反射鏡を安価な製造コストで製造することができるようになる。

また、本発明の反射鏡の製造方法によれば、不活性ガスにより内圧をかけながら管の中央部を膨張させて反射鏡の反射面に対応する形状を有するように管を形成するようにしたため、反射鏡部材の内面は不活性ガスのみに接することになるため、反射鏡の反射面として表面粗さの極めて小さい滑らかな反射面を得ることができる。

このため、本発明の反射鏡の製造方法によれば、表面粗さの極めて小さく滑らかで光利用効率が高い反射鏡を安価な製造コストで製造することができるようになる。
また、本発明の反射鏡の製造方法によれば、成形型に接しているのは反射鏡部材の外面であるため、型の傷などの影響が反射鏡の反射面に現れることがない。従って、製造当初より型寿命末期まで安定した特性を有する反射鏡を製造することができるという効果もある。

本発明の反射鏡の製造方法においては、前記第１の工程において、２つの反射鏡部材が互いに向き合った形状となるように前記管を成形し、前記第２の工程において、前記２つの反射鏡部材を形成することが好ましい。

このように構成することにより、１本の管から２つの反射鏡を形成することができるようになり、反射鏡の製造コストをさらに低減することができるようになる。
この場合、２つの反射鏡を全く同一形状の反射鏡とすることも容易であり、この場合には製造コストをさらに低減することができるようになる。

本発明の反射鏡の製造方法においては、前記反射鏡は、前記発光部の発光中心を基準として反射鏡の光軸に対して少なくとも４０°の部分から前記反射鏡の開口端部までの範囲に有効反射面を備えた反射鏡であることが好ましい。

一般に、高圧水銀ランプやメタルハライドランプなどの発光管は、発光部の両端から延出される封止部の延出方向軸に対して４０°〜１４０°の範囲に放射される光の輝度が相対的に高くなるような配光特性を有している。また、照明装置においては、一般にリフレクタや補助ミラーなどの反射鏡の光軸は発光管の封止部の延出方向軸と一致している。このため、本発明の反射鏡の製造方法によれば、発光部の発光中心を基準として反射鏡の光軸に対して少なくとも４０°の部分から反射鏡の開口端部までの範囲に有効反射面を有する反射鏡を製造するため、発光管の配光特性に合った反射特性を有する反射鏡とすることができ、発光管から射出された光の利用効率を向上させることができる。

本発明の照明装置は、発光部を有する発光管と、前記発光部からの光を被照明領域側に反射するリフレクタとを有する照明装置であって、前記リフレクタは、本発明の反射鏡の製造方法によって製造された反射鏡であることを特徴とする。

このため、本発明の照明装置によれば、上記したように、光利用効率が高く安価なリフレクタを有するため、光利用効率が高く安価な照明装置となる。

本発明の照明装置は、発光部を有する発光管と、前記発光部からの光を被照明領域側に反射するリフレクタと、前記発光部を挟んで前記リフレクタとは対向するように配置され前記発光部から放射される光の一部を前記発光部に向かって反射する補助ミラーとを有する照明装置であって、前記補助ミラーは、本発明の反射鏡の製造方法によって製造された反射鏡であることを特徴とする。

このため、本発明の照明装置によれば、上記したように、光利用効率が高く安価な補助ミラーを有するため、光利用効率が高く安価な照明装置となる。

上記した本発明の照明装置においては、前記補助ミラーに加えて、前記リフレクタも、本発明の反射鏡の製造方法によって製造された反射鏡であることが好ましい。

このように構成することにより、上記したように、光利用効率が高く安価な補助ミラーを有するのに加えて、光利用効率が高く安価なリフレクタをも有する照明装置であるため、さらに光利用効率が高くさらに安価な照明装置となる。

本発明のプロジェクタは、本発明の照明装置を含む照明光学系と、前記照明光学系からの光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で変調された光を投写する投写光学系とを備えたことを特徴とする。

このため、本発明のプロジェクタによれば、上記したように、光利用効率が高く安価な照明装置を備えたプロジェクタであるため、光利用効率が高く安価なプロジェクタとなる。

以下、本発明の反射鏡の製造方法並びに照明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）
実施形態１では、本発明の反射鏡の製造方法として、リフレクタの製造方法を例にとって説明する。
図１は、実施形態１に係るリフレクタの製造方法を説明するための図である。図１（ａ）は比較例に係るリフレクタの製造方法（プレス成形法）を説明するための図であり、図１（ｂ）は実施形態１に係るリフレクタの製造方法（気圧成形法）を説明するための図である。

比較例に係るリフレクタの製造方法（プレス成形法）は、図１（ａ）に示すように、リフレクタの材料Ｗ１を、所望の形状を有する上成形型ＭＵ３０と、下成形型ＭＬ３０との間に入れた状態でプレス成形を行う工程を含む。このため、比較例に係るリフレクタの製造方法によれば、高精度の上成形型ＭＵ３０を用いることによって、高精度のリフレクタを比較的容易に製造することができる。

しかしながら、比較例に係るリフレクタの製造方法においては、連続生産数量が増えると、上成形型ＭＵ３０の表面が磨耗したり、上成形型ＭＵ３０の表面にリフレクタの材料Ｗ１が付着したりすることによって、上成形型ＭＵ３０の表面状態が劣化し、そのため、製造されるリフレクタの反射面の特性が劣化して光利用効率が低下するという問題があった。

一方、実施形態１に係るリフレクタの製造方法（気圧成形法）は、図１（ｂ−１）に示すように、リフレクタの材料からなる管Ｔ１の一部を加熱後に、図１（ｂ−２）に示すように、成形型Ｍ３０に入れ、不活性ガスにより内圧をかけながら管Ｔ１の中央部を膨張させて、膨張した内面の一部が製造しようとするリフレクタの反射面に対応する形状を有するように成形する第１の工程と、管Ｔ１を中央部と両端部で切断してリフレクタ部材を形成する第２の工程（図示せず。）と、リフレクタ部材の内面にＴｉＯ２やＳｉＯ２などの誘電体多層膜を蒸着、スパッタリング、ＣＶＤなどにより成膜して反射層を形成する第３の工程（図示せず。）とを含む。

このため、実施形態１に係るリフレクタの製造方法によれば、不活性ガスにより内圧をかけながら管の中央部を膨張させてリフレクタの反射面に対応する形状を有するように管を形成するようにしたため、リフレクタの反射面を形成するための成形型が不要になる。
その結果、リフレクタの連続生産数量が増えても、成形型の表面が磨耗したり、成形型の表面にリフレクタの材料が付着したりすることがなくなる。このため、リフレクタの連続生産数量が増えても、成形型の表面状態が劣化することがなくなり、製造されるリフレクタの反射面の特性が劣化して光利用効率が低下したり、製造コストが上昇したりすることがなくなる。これにより、光利用効率が高い優れたリフレクタを安価な製造コストで製造することができるようになる。

また、実施形態１に係るリフレクタの製造方法によれば、不活性ガスにより内圧をかけながら管の中央部を膨張させてリフレクタの反射面に対応する形状を有するように管を形成するようにしたため、リフレクタ部材の内面は不活性ガスのみに接することになるため、リフレクタの反射面として表面粗さの極めて小さい滑らかな反射面を得ることができる。

このため、実施形態１に係るリフレクタの製造方法によれば、表面粗さの極めて小さく滑らかで光利用効率が高いリフレクタを安価な製造コストで製造することができるようになる。

また、実施形態１に係るリフレクタの製造方法によれば、成形型に接しているのはリフレクタ部材の外面であるため、型の傷などの影響がリフレクタの反射面に現れることがない。従って、製造当初より型寿命末期まで安定した特性を有するリフレクタを製造することができるという効果もある。

実施形態１に係るリフレクタの製造方法においては、図１（ｂ−２）に示すように、第１の工程において、２つのリフレクタ部材が互いに向き合った形状となるように管Ｔ１を成形し、第２の工程において、２つのリフレクタ部材を形成することとしている（図示せず。）。

このため、１本の管Ｔ１から同一形状の２つのリフレクタを形成することができるようになり、リフレクタの製造コストをさらに低減することができるようになる。
実施形態１に係るリフレクタの製造方法においては、リフレクタは、発光部の発光中心を基準としてリフレクタの光軸に対して少なくとも４０°の部分からリフレクタの開口端部までの範囲に有効反射面を備えたリフレクタである。

一般に、高圧水銀ランプやメタルハライドランプなどの発光管は、発光部の両端から延出される封止部の延出方向軸に対して４０°〜１４０°の範囲に放射される光の輝度が相対的に高くなるような配光特性を有している。また、照明装置においては、一般にリフレクタの光軸は発光管の封止部の延出方向軸と一致している。このため、実施形態１に係るリフレクタの製造方法によれば、発光部の発光中心を基準としてリフレクタの光軸に対して少なくとも４０°の部分からリフレクタの開口端部までの範囲に有効反射面を有するリフレクタを製造するため、発光管の配光特性に合った反射特性を有するリフレクタとすることができ、発光管から射出された光の利用効率を向上させることができる。
管Ｔ１の材料としては、硬質ガラスや石英ガラスが適している。なかでも、石英ガラスが特に適している。熱膨張率が低いうえ内部歪が残らないため、アニールの必要がないからである。

実施形態１に係るリフレクタの製造方法においては、リフレクタの内面は、通常、引き抜き時の型によって良好に管理されているガラス管の内面が出発形状となるため、良好な反射面が得られ常に高い反射率を維持できる。

このように、実施形態１に係るリフレクタの製造方法によれば、表面粗さの極めて小さく滑らかで光利用効率が高いリフレクタを安価な製造コストで製造することができるようになる。

このため、実施形態１に係るリフレクタの製造方法によって製造されたリフレクタを照明装置やプロジェクタに用いることによって、光利用効率が高く優れた照明装置やプロジェクタを安価な製造コストで提供することができるようになる。

（実施形態２）
実施形態２では、本発明の反射鏡の製造方法として、補助ミラーの製造方法を例にとって説明する。
図２は、実施形態２に係る補助ミラーの製造方法を説明するための図である。図２（ａ）は比較例に係る補助ミラーの製造方法（プレス成形法）を説明するための図であり、図２（ｂ）は実施形態２に係る補助ミラーの製造方法（気圧成形法）を説明するための図である。

比較例に係る補助ミラーの製造方法（プレス成形法）は、図２（ａ）に示すように、補助ミラーの材料Ｗ２を、所望の形状を有する上成形型ＭＵ４０と、下成形型ＭＬ４０との間に入れた状態でプレス成形を行う工程を含む。このため、比較例に係る補助ミラーの製造方法によれば、高精度の上成形型ＭＵ４０を用いることによって、高精度の補助ミラーを比較的容易に製造することができる。

しかしながら、比較例に係る補助ミラーの製造方法においては、連続生産数量が増えると、上成形型ＭＵ４０の表面が磨耗したり、上成形型ＭＵ４０の表面に補助ミラーの材料Ｗ２が付着したりすることによって、上成形型ＭＵ４０の表面状態が劣化し、そのため、製造される補助ミラーの反射面の特性が劣化して光利用効率が低下するという問題があった。

一方、実施形態２に係る補助ミラーの製造方法（気圧成形法）は、図２（ｂ−１）に示すように、補助ミラーの材料である石英ガラスからなる管Ｔ２の一部を加熱後に、図２（ｂ−２）に示すように、成形型Ｍ４０に入れ、不活性ガスにより内圧をかけながら管Ｔ２の中央部を膨張させて、膨張した内面の一部が製造しようとする補助ミラーの反射面に対応する形状を有するように成形する第１の工程と、図２（ｂ−３）に示すように、管Ｔ２を中央部と両端部で切断して補助ミラー部材を形成する第２の工程と、補助ミラー部材の内面にＴｉＯ２やＳｉＯ２などの誘電体多層膜を蒸着、スパッタリング、ＣＶＤなどにより成膜して反射層を形成する第３の工程（図示せず。）とを含む。

図２（ｂ−４）は、実施形態２に係る補助ミラーの製造方法によって製造された補助ミラーを接着剤を用いて発光管に固着した図である。接着剤は高温に耐えうるセラミックス系接着剤を用いている。

このため、実施形態２に係る補助ミラーの製造方法によれば、不活性ガスにより内圧をかけながら管の中央部を膨張させて補助ミラーの反射面に対応する形状を有するように管を形成するようにしたため、補助ミラーの反射面を形成するための成形型が不要になる。その結果、補助ミラーの連続生産数量が増えても、成形型の表面が磨耗したり、成形型の表面に補助ミラーの材料が付着したりすることがなくなる。このため、補助ミラーの連続生産数量が増えても、成形型の表面状態が劣化することがなくなり、製造される補助ミラーの反射面の特性が劣化して光利用効率が低下したり、製造コストが上昇したりすることがなくなる。これにより、光利用効率が高い優れた補助ミラーを安価な製造コストで製造することができるようになる。

また、実施形態２に係る補助ミラーの製造方法によれば、不活性ガスにより内圧をかけながら管の中央部を膨張させて補助ミラーの反射面に対応する形状を有するように管を形成するようにしたため、補助ミラー部材の内面は不活性ガスのみに接することになるため、補助ミラーの反射面として表面粗さの極めて小さい滑らかな反射面を得ることができる。

このため、実施形態２に係る補助ミラーの製造方法によれば、表面粗さの極めて小さく滑らかで光利用効率が高い補助ミラーを安価な製造コストで製造することができるようになる。

また、実施形態２に係る補助ミラーの製造方法によれば、成形型に接しているのは補助ミラー部材の外面であるため、型の傷などの影響が補助ミラーの反射面に現れることがない。従って、製造当初より型寿命末期まで安定した特性を有する補助ミラーを製造することができるという効果もある。

さらにまた、実施形態２に係る補助ミラーの製造方法によれば、補助ミラーをごく薄く成形できるので、リフレクタからの反射光を遮る割合を最小限とすることができ、光利用効率をさらに高めることができるという効果がある。また、補助ミラーを発光管へ固着する部分の成形も容易になるという効果もある。

実施形態２に係る補助ミラーの製造方法においては、図２（ｂ−２）及び図２（ｂ−３）に示すように、第１の工程において、２つの補助ミラー部材が互いに向き合った形状となるように管Ｔ２を成形し、第２の工程において、２つの補助ミラー部材４２を形成することとしている。

このため、１本の管Ｔ２から同一形状の２つの補助ミラー４０を形成することができるようになり、補助ミラーの製造コストをさらに低減することができるようになる。
実施形態２に係る補助ミラーの製造方法においては、補助ミラーは、発光部の発光中心を基準として補助ミラーの光軸に対して少なくとも４０°の部分から補助ミラーの開口端部までの範囲に有効反射面を備えた補助ミラーである。

一般に、高圧水銀ランプやメタルハライドランプなどの発光管は、発光部の両端から延出される封止部の延出方向軸に対して４０°〜１４０°の範囲に放射される光の輝度が相対的に高くなるような配光特性を有している。また、照明装置においては、一般に補助ミラーの光軸は発光管の封止部の延出方向軸と一致している。このため、実施形態２に係る補助ミラーの製造方法によれば、発光部の発光中心を基準として補助ミラーの光軸に対して少なくとも４０°の部分から補助ミラーの開口端部までの範囲に有効反射面を有する補助ミラーを製造するため、発光管の配光特性に合った反射特性を有する補助ミラーとすることができ、発光管から射出された光の利用効率を向上させることができる。

管Ｔ２の材料としては、硬質ガラスや石英ガラスが適している。なかでも、石英ガラスが特に適している。熱膨張率が低いうえ内部歪が残らないため、アニールの必要がないからである。

実施形態２に係る補助ミラーの製造方法においては、補助ミラーの内面は、通常、引き抜き時の型によって良好に管理されているガラス管の内面が出発形状となるため、良好な反射面が得られ常に高い反射率を維持できる。

このように、実施形態２に係る補助ミラーの製造方法によれば、表面粗さの極めて小さく滑らかで光利用効率が高い補助ミラーを安価な製造コストで製造することができるようになる。

このため、実施形態２に係る補助ミラーの製造方法によって製造された補助ミラーを照明装置やプロジェクタに用いることによって、光利用効率が高く優れた照明装置やプロジェクタを安価な製造コストで提供することができるようになる。

（実施形態３）
実施形態３では、本発明の反射鏡の製造方法によって製造された反射鏡を照明装置やプロジェクタに用いた場合の効果を説明するために、実施形態１に係るリフレクタの製造方法によって製造されたリフレクタをプロジェクタに用いた場合を例にとって説明する。

図３は、実施形態３に係るプロジェクタの光学系を示す図である。
実施形態３に係るプロジェクタ１００は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成し、スクリーンＳＣＲ上に拡大投写する光学機器である。
実施形態３に係るプロジェクタ１００は、図４に示した従来のプロジェクタ９００Ａの光学系と基本的には同じ光学系を有している。すなわち、実施形態３に係るプロジェクタ１００は、図３に示すように、照明光学系１０１と、色光分離光学系２００と、リレー光学系２４０と、光学装置２５０と、投写光学系４２０とを備えている。

照明光学系１０１は、照明装置１０Ａと、インテグレータ光学系６０とを備えている。照明装置１０Ａは、実施形態１に係るリフレクタの製造方法によって製造されたリフレクタ３０Ａと、このリフレクタ３０Ａの焦点位置に発光中心を有する発光管２０とを備えている。

発光管２０は、管球と、この管球の両側に延びる封止部とを有している。管球は、球状に形成された石英ガラス製であって、この管球内に配置された一対の電極と、管球内に封入された水銀、希ガス及び少量のハロゲンとを有する。
発光管２０の管球内の一対の電極は、アーク像を形成するためのものである。一対の電極に電圧を印加すると、電極間に電位差が発生し、放電が生じ、アーク像が生成される。
ここで、発光管としては、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。

リフレクタ３０Ａは、発光管２０から放射された光を一定方向に揃えて射出する凹面を有している。このリフレクタ３０Ａの凹面は、可視光を反射して赤外線を透過するコールドミラーとなっている。なお、リフレクタ３０Ａの光軸は、照明装置１０Ａから射出される光束の中心軸である光軸３０ａｘと一致している。

照明装置１０Ａは、上記したように、発光部を有する発光管２０と、発光部からの光を被照明領域側に反射するリフレクタ３０Ａとを有しており、リフレクタ３０Ａは、実施形態１に係るリフレクタの製造方法によって製造されたリフレクタである。このため、上記したように、光利用効率が高く安価なリフレクタを有するため、光利用効率が高く安価な照明装置となる。

インテグレータ光学系６０は、照明装置１０Ａから射出された光束を複数の部分光束に分割し、照明領域の面内照度を均一化する光学系である。このインテグレータ光学系６０は、第１レンズアレイ９５０、第２レンズアレイ９６０、偏光変換素子９７０、重畳レンズ９８０及び反射ミラー９５５を備えている。また、照明装置１０Ａと第１レンズアレイ９５０との間の光路上には、赤外線反射フィルタ８０が配置されている。

第１レンズアレイ９５０は、照明装置１０Ａから射出された光束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、照明装置１０Ａから射出された光束の中心軸である光軸３０ａｘと直交する面内にマトリクス状に配列される複数の小レンズを備えて構成される。

第２レンズアレイ９６０は、上述した第１レンズアレイ９５０により分割された複数の部分光束を集光する光学素子であり、第１レンズアレイ９５０と同様に光軸３０ａｘに直交する面内にマトリクス状に配列される複数の小レンズを備えた構成を有している。
偏光変換素子９７０は、第１レンズアレイ９５０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種類の直線偏光光として射出する偏光変換素子である。

この偏光変換素子９７０は、図示を略したが、光軸３０ａｘに対して傾斜配置される偏光分離膜及び反射膜を交互に配列した構成を具備する。偏光分離膜は、各部分光束に含まれるＰ偏光光束及びＳ偏光光束のうち、一方の偏光光束を透過し、他方の偏光光束を反射する。反射された他方の偏光光束は、反射膜によって曲折され、一方の偏光光束の射出方向、すなわち光軸３０ａｘに沿った方向に射出される。射出された偏光光束のいずれかは、偏光変換素子９７０の光束射出面に設けられる位相差板によって偏光変換され、略全ての偏光光束の偏光方向が揃えられる。このような偏光変換素子９７０を用いることにより、照明装置１０Ａから射出される光束を、略一方向の偏光光束に揃えることができるため、光学装置２５０で利用する光源光の利用率を向上することができる。

重畳レンズ９８０は、第１レンズアレイ９５０、第２レンズアレイ９６０及び偏光変換素子９７０を経た複数の部分光束を集光して光学装置２５０の後述する３つの液晶装置の画像形成領域上に重畳させる光学素子である。
照明光学系１０１から射出された光は、色分離光学系２００に射出され、色光分離光学系２００において赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色光に分離される。
色分離光学系２００は、２枚のダイクロイックミラー２１０，２１２と、反射ミラー２２０とを備え、ダイクロイックミラー２１０，２１２によりインテグレータ光学系６０から射出された複数の部分光束を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色光に分離する機能を具備する。

ダイクロイックミラー２１０，２１２は、基板上に所定の波長領域の光束を反射し、他の波長領域の光束を透過する波長選択膜が形成された光学素子である。そして、光路前段に配置されるダイクロイックミラー２１０は、赤色光を透過し、その他の色光を反射するミラーである。また、光路後段に配置されるダイクロイックミラー２１２は、緑色光を反射し、青色光を透過するミラーである。

リレー光学系２４０は、入射側レンズ２６２と、リレーレンズ２６４と、反射ミラー２５２，２５４とを備え、色分離光学系２００を構成するダイクロイックミラー２１２を透過した青色光を光学装置２５０まで導く機能を有している。なお、青色光の光路にこのようなリレー光学系２４０が設けられているのは、青色光の光路長が他の色光の光路長よりも長いため、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。実施形態３に係るプロジェクタ１００においては、青色光の光路長が長いのでこのような構成とされているが、赤色光の光路長を長くしてリレー光学系２４０を赤色光の光路に用いる構成も考えられる。

上述したダイクロイックミラー２１０により分離された赤色光は、反射ミラー２２０により曲折された後、フィールドレンズを介して光学装置２５０に供給される。また、ダイクロイックミラー２１２により分離された緑色光は、そのままフィールドレンズを介して光学装置２５０に供給される。さらに、青色光は、リレー光学系２４０を構成するレンズ２６２，２６４及び反射ミラー２５２，２５４により集光、曲折されてフィールドレンズを介して光学装置２５０に供給される。なお、光学装置２５０の各色光の光路前段に設けられるフィールドレンズは、照明光学系１０１から射出された各部分光束を、光軸３０ａｘに対して平行な光束に変換するために設けられている。

分離された各色光は、液晶装置３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂにおいて画像情報に対応して変調される。
光学装置２５０は、入射した光束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。この光学装置２５０は、液晶装置３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂ（赤色光側の液晶装置を３００Ｒ、緑色光側の液晶装置を３００Ｇ、青色光側の液晶装置を３００Ｂとする。）と、クロスダイクロイックプリズム４００とを備えて構成される。ここで、液晶装置３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂは、本発明における電気光学変調装置に相当する液晶パネルと、その光入射面側及び光射出面側に配置された偏光板とによって構成されている。入射側偏光板、液晶パネル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。
液晶パネルは、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、与えられた画像信号にしたがって、入射側偏光板から射出された偏光光束の偏光方向を変調する。

液晶装置３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂにおいて変調された各色光は、クロスダイクロイックプリズム４００で合成される。
クロスダイクロイックプリズム４００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４００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字状の一方の誘電体多層膜は、赤色光を反射するものであり、他方の誘電体多層膜は、青色光を反射するものであり、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４００で合成されたカラー画像は、投写光学系４２０によってスクリーンＳＣＲ上に拡大投写される。これにより、スクリーンＳＣＲ上に画像が表示されることとなる。
実施形態３に係るプロジェクタ１００は、上記したように、照明装置１０Ａを含む照明光学系１０１と、照明光学系１０１からの光を画像情報に応じて変調する液晶装置３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂと、液晶装置３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂで変調された光を投写する投写光学系４２０とを備えている。

このため、実施形態３に係るプロジェクタ１００によれば、上記したように、光利用効率が高く安価な照明装置１０Ａを備えたプロジェクタであるため、光利用効率が高く安価なプロジェクタとなる。

実施形態３に係るプロジェクタ１００においては、実施形態１に係るリフレクタの製造方法によって製造されたリフレクタ３０Ａを有する照明装置１０Ａとインテグレータ光学系６０とを備えた照明光学系１０１を採用していたが、図５に示すような回転楕円面によって構成される凹面を有する楕円面リフレクタ９３０Ｂを有する照明装置９１０Ｂとインテグレータロッド９９０を有するインテグレータ光学系とを備えた照明光学系９０１Ｂを採用することもできる。このような照明光学系９０１Ｂをプロジェクタに採用した場合、楕円面リフレクタ９３０Ｂに代えて、実施形態１に係るリフレクタの製造方法によって製造されたリフレクタを用いることにより、実施形態３に係るプロジェクタ１００の場合と同様に、光利用効率が高く安価なプロジェクタとすることができる。

また、実施形態３に係るプロジェクタ１００においては、実施形態１に係るリフレクタの製造方法によって製造されたリフレクタ３０Ａを有する照明装置１０Ａを採用していたが、図８に示すような回転楕円面によって構成される凹面を有する楕円面リフレクタ９３０Ｅと補助ミラー９４０とを有する照明装置９１０Ｅを採用することもできる。このような照明装置９１０Ｅをプロジェクタに採用した場合、補助ミラー９４０に代えて、実施形態２に係る補助ミラーの製造方法によって製造された補助ミラー４０（図２（ｂ−４）参照。）を用いることにより、実施形態３に係るプロジェクタ１００の場合と同様に、光利用効率が高く安価なプロジェクタとすることができる。この場合において、さらに楕円面リフレクタ９１０Ｅに代えて、実施形態１に係るリフレクタの製造方法によって製造されたリフレクタを用いることにより、さらに光利用効率が高くさらに安価なプロジェクタとすることができる。なお、このような補助ミラーを有する照明装置は、補助ミラーによって発光管の発光部から被照明領域側に放射される光がリフレクタに向けて反射されるため、発光管の被照明領域側端部まで覆うような大きさにリフレクタの大きさを設定することを必要とせず、リフレクタの小型化を図ることができ、結果として照明装置の小型化を図ることができる。

以上、本発明の反射鏡の製造方法並びに照明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られるものではなく、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。

実施形態１に記載した照明装置は、気圧成形法によって製造されたリフレクタを有する照明装置であり、実施形態２に記載した照明装置は、気圧成形法によって製造された補助ミラーを有する照明装置であるが、本発明はこれには限られない。本発明の照明装置は、気圧成形法によって製造された補助ミラーに加えて、気圧成形法によって製造されたリフレクタを有する照明装置であってもよい。

上記各実施形態では、実施形態１に係るリフレクタの製造方法によって製造されたリフレクタ及び／又は実施形態２に係る補助ミラーの製造方法によって製造された補助ミラーを備えた照明装置をプロジェクタに搭載していたが、これに限らず、本発明の照明装置を他の光学機器に搭載してもよい。

上記実施形態３に係るプロジェクタにおいては、投写画像を観察する側から投射するフロントタイプのプロジェクタに、実施形態１に係るリフレクタの製造方法によって製造されたリフレクタ及び／又は実施形態２に係る補助ミラーの製造方法によって製造された補助ミラーを備えた照明装置を適用した場合を例示しているが、本発明は、投写画像を観察する側とは反対側から投写するリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。

上記実施形態３に係るプロジェクタにおいては、３つの液晶装置３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂを用いたプロジェクタを例として説明したが、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。

上記実施形態３に係るプロジェクタにおいては、透過型のプロジェクタに本発明の照明装置を適用した場合を例示しているが、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ほぼ同様の効果を得ることができる。

上記実施形態３に係るプロジェクタにおいては、電気光学変調装置として液晶装置３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂを用いているが、本発明はこれに限られない。電気光学変調装置としては、一般に、入射光を画像情報に応じて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）（米国テキサスインスツルメンツ社の商標）を用いることができる。

図１は、実施形態１に係るリフレクタの製造方法を説明するための図である。
図２は、実施形態２に係る補助ミラーの製造方法を説明するための図である。
図３は、実施形態３に係るプロジェクタの光学系を示す図である。
図４は、放物面リフレクタを用いたプロジェクタの光学系の一例を示す図である。
図５は、楕円面リフレクタを用いたプロジェクタの光学系の一例を示す図である。
図６は、楕円面リフレクタを用いたプロジェクタの光学系の他の一例を示す図である。
図７は、従来のリフレクタの製造方法を説明するために示す図である。
図８は、補助ミラーを有する照明装置を示す図である。

Claims (7)

1. 発光部を有する発光管と、前記発光部からの光を所定の方向に反射する反射面を有する反射鏡とを有する照明装置に用いる反射鏡を製造するための反射鏡の製造方法であって、
   前記反射鏡の材料からなる管を加熱後に成形型に入れ、不活性ガスにより内圧をかけながら管の中央部を膨張させて、膨張した前記中央部の内面の一部が前記反射鏡の前記反射面に対応する形状とすると共に、前記中央部に接続している管部を前記発光管に固着する固着部として成形する第１の工程と、
   前記管を中央部で切断して反射鏡部材を形成する第２の工程と、
   前記反射鏡部材の内面に反射層を形成する第３の工程とを含むことを特徴とする反射鏡の製造方法。
2. 請求項１に記載の反射鏡の製造方法において、
   前記第１の工程においては、２つの反射鏡部材が互いに向き合った形状となるように前記管を成形し、
   前記第２の工程においては、前記２つの反射鏡部材を形成することを特徴とする反射鏡の製造方法。
3. 請求項１又は２に記載の反射鏡の製造方法において、
   前記反射鏡は、前記発光部の発光中心を基準として反射鏡の光軸に対して少なくとも４０°の部分から前記反射鏡の開口端部までの範囲に有効反射面を備えた反射鏡であることを特徴とする反射鏡の製造方法。
4. 発光部を有する発光管と、前記発光部からの光を被照明領域側に反射するリフレクタとを有する照明装置であって、
   前記リフレクタは、請求項１〜３のいずれかに記載の反射鏡の製造方法によって製造された反射鏡であることを特徴とする照明装置。
5. 発光部を有する発光管と、前記発光部からの光を被照明領域側に反射するリフレクタと、前記発光部を挟んで前記リフレクタとは対向するように配置され前記発光部から放射される光の一部を前記発光部に向かって反射する補助ミラーとを有する照明装置であって、
   前記補助ミラーは、請求項１〜３のいずれかに記載の反射鏡の製造方法によって製造された反射鏡であることを特徴とする照明装置。
6. 請求項５に記載の照明装置において、
   前記リフレクタは、請求項１〜３のいずれかに記載の反射鏡の製造方法によって製造された反射鏡であることを特徴とする照明装置。
7. 請求項４〜６のいずれかに記載の照明装置を含む照明光学系と、前記照明光学系からの光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で変調された光を投写する投写光学系とを備えたことを特徴とするプロジェクタ。

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