(57)【要約】【課題】薄型化、小型化を図る上で有利なプロジェクタ装置用の光源ユニットおよびプロジェクタ装置を提供する。【解決手段】光源ユニット１２は、ランプ６０、レフレクタ６２、レンズ６４を含んで構成されている。レフレクタ６２の反射面６６は、中心軸６６０２を含む断面が楕円形状を呈する仮想曲面上を延在している。レフレクタ６２は互いに対向する２つの反射面部分６６Ａがレフレクタ部分６２Ａと共に切り取られた２つの欠部６８が形成されている。ランプ６０から出射される出射光全ての光量をランプ光量ＱＬ１とし、レンズ６４から各光変調器１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂに入射する光全ての光量を入射光量ＱＬ２とし、ＱＬ２／ＱＬ１を集光効率Ｅとする。集光効率Ｅが目標とする予め定められた値の範囲内に入るように、第１、第２焦点距離Ｆ１、Ｆ２、ランプレンズ間距離ΔＬの値を設定する。【選択図】図６
2010134086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を発光する発光部を有し該発光部の位置をランプ中心位置とするランプと、
反射面を有し前記ランプからの出射光を前記反射面により収束して反射させるレフレクタと、
前記反射面で反射された収束した反射光を平行光に変換すると共に、該平行光を、光の偏光状態を画像情報に基づいて変換する光変調器に向けて出射するレンズとを備え、
前記反射面は、その中心軸方向から見て円形を呈し、かつ、前記中心軸を含む断面が楕円形状を呈する仮想曲面上を延在し、
前記レフレクタに、前記反射面の前記中心軸を中心とする径方向の両端に位置し互いに対向する２つの前記反射面部分がレフレクタ部分と共に切り取られた２つの欠部が形成され、
前記仮想曲面は第１焦点と第２焦点とを有し、
前記ランプは前記ランプ中心位置を前記第１焦点に合致させて配置され、
前記中心軸と前記仮想曲面とが交差する点のうち前記第１焦点に近い側の第１交点と前記第１焦点との間の距離を第１焦点距離とし、
前記第１交点と前記第２焦点との距離を第２焦点距離とし、
前記ランプ中心位置と前記レンズの入射面の中心位置との距離をランプレンズ間距離とし、
前記ランプから出射される出射光全ての光量をランプ光量ＱＬ１とし、
前記レンズから前記光変調器に入射する光全ての光量を入射光量ＱＬ２とし、
ＱＬ２／ＱＬ１を集光効率としたとき、
前記レフレクタに前記２つの欠部が形成された条件下で、前記集光効率が予め定められた値の範囲内に入るように前記第１焦点距離が設定され、
前記第１焦点距離が設定された条件下で、前記集光効率が予め定められた値の範囲内に入るように前記第２焦点距離が設定され、
これら第１、第２焦点距離が設定されることで前記仮想曲面の形状が設定され、
前記仮想曲面の形状に基づいて前記レンズの形状が設定され、
前記レンズの形状が設定された条件下で、前記集光効率が予め定められた値の範囲内に入るようにランプレンズ間距離が設定されている、
プロジェクタ装置用の光源ユニット。
【請求項２】
前記ランプは放電を行う２つの電極を有し、前記発光部は前記２つの電極間に形成される、
請求項１記載のプロジェクタ装置用の光源ユニット。
【請求項３】
前記ランプは超高圧水銀ランプまたはキセノンランプである、
請求項１記載のプロジェクタ装置用の光源ユニット。
【請求項４】
光源ユニットと、
前記光源ユニットからの光を波長領域が異なる複数の光に分離する分離部と、
前記分離部で分離された前記光毎に設けられそれら光を画像情報に応じて変調して出射する複数の光変調器と、
前記複数の光変調器からの光を合成する光合成部と、
前記光合成部から出射された光をスクリーンに投射させる投射光学系とを備え、
前記光源ユニットは、
光を発光する発光部を有し該発光部の位置をランプ中心位置とするランプと、
反射面を有し前記ランプからの出射光を前記反射面により収束して反射させるレフレクタと、
前記反射面で反射された収束した反射光を平行光に変換すると共に、該平行光を前記光変調器に向けて出射するレンズとを備え、
前記反射面は、その中心軸方向から見て円形を呈し、かつ、前記中心軸を含む断面が楕円形状を呈する仮想曲面上を延在し、
前記レフレクタに、前記反射面の前記中心軸を中心とする径方向の両端に位置し互いに対向する２つの前記反射面部分がレフレクタ部分と共に切り取られた２つの欠部が形成され、
前記仮想曲面は第１焦点と第２焦点とを有し、
前記ランプは前記ランプ中心位置を前記第１焦点に合致させて配置され、
前記中心軸と前記仮想曲面とが交差する点のうち前記第１焦点に近い側の第１交点と前記第１焦点との間の距離を第１焦点距離とし、
前記第１交点と前記第２焦点との距離を第２焦点距離とし、
前記ランプ中心位置と前記レンズの入射面の中心位置との距離をランプレンズ間距離とし、
前記ランプから出射される出射光全ての光量をランプ光量ＱＬ１とし、
前記レンズから前記光変調器に入射する光全ての光量を入射光量ＱＬ２とし、
Ｖ２／Ｖ１を集光効率としたとき、
前記レフレクタに前記２つの欠部が形成された条件下で、前記集光効率が予め定められた値の範囲内に入るように前記第１焦点距離が設定され、
前記第１焦点距離が設定された条件下で、前記集光効率が予め定められた値の範囲内に入るように前記第２焦点距離が設定され、
これら第１、第２焦点距離が設定されることで前記仮想曲面の形状が設定され、
前記仮想曲面の形状に基づいて前記レンズの形状が設定され、
前記レンズの形状が設定された条件下で、前記集光効率が予め定められた値の範囲内に入るようにランプレンズ間距離が設定されている、
プロジェクタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプロジェクタ装置用の光源ユニットおよびプロジェクタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、光源ユニットからの光を赤色、緑色、青色の光に分離する分離部と、分離部で分離された光毎に設けられそれら光を画像情報によって変調させる３つの光変調器と、各光変調器から出射される光を合成して出射する光合成部と、光合成部から出射された光をスクリーンに投射させる投射光学系とを備えるプロジェクタ装置が提供されている（特許文献１参照）。
また、上記光源ユニットとしては、光を出射するランプと、ランプからの出射光を収束して反射させるレフレクタと、レフレクタからの反射光を平行光に変換して光変調器に向けて出射するレンズとを備えたものがある。
近年、プロジェクタ装置の小型化が求められていることから、光源ユニットの薄型化、小型化が求められている。
【特許文献１】特開２００６−１１２９８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そこで、レンズの前方に位置する後段の光学系、例えば、フライアイレンズの直径を縮小することが考えられるが、この場合は、ランプから出射された光の一部がレンズにケラレて利用されないことから光変調器に導かれる光量が低下する不都合がある。
また、レフレクタとレンズとの距離を拡大して上記ケラレを防止することが考えられるが、この場合は、光源ユニットの光路長が拡大するため小型化を図る上で不都合がある。
また、リフレクタの径を拡大して光をさらに収束することが考えられるが、この場合は、リフレクタの高さが大きくなり、薄型化を図る上で不都合がある。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、ランプからの出射光を効率よく各光変調器に導きつつ、薄型化、小型化を図る上で有利なプロジェクタ装置用の光源ユニットおよびプロジェクタ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述の目的を達成するため、本発明のプロジェクタ装置用の光源ユニットは、光を発光する発光部を有し該発光部の位置をランプ中心位置とするランプと、反射面を有し前記ランプからの出射光を前記反射面により収束して反射させるレフレクタと、前記反射面で反射された収束した反射光を平行光に変換すると共に、該平行光を、光の偏光状態を画像情報に基づいて変換する光変調器に向けて出射するレンズとを備え、前記反射面は、その中心軸方向から見て円形を呈し、かつ、前記中心軸を含む断面が楕円形状を呈する仮想曲面上を延在し、前記レフレクタに、前記反射面の前記中心軸を中心とする径方向の両端に位置し互いに対向する２つの前記反射面部分がレフレクタ部分と共に切り取られた２つの欠部が形成され、前記仮想曲面は第１焦点と第２焦点とを有し、前記ランプは前記ランプ中心位置を前記第１焦点に合致させて配置され、前記中心軸と前記仮想曲面とが交差する点のうち前記第１焦点に近い側の第１交点と前記第１焦点との間の距離を第１焦点距離とし、前記第１交点と前記第２焦点との距離を第２焦点距離とし、前記ランプ中心位置と前記レンズの入射面の中心位置との距離をランプレンズ間距離とし、前記ランプから出射される出射光全ての光量をランプ光量ＱＬ１とし、前記レンズから前記光変調器に入射する光全ての光量を入射光量ＱＬ２とし、ＱＬ２／ＱＬ１を集光効率としたとき、前記レフレクタに前記２つの欠部が形成された条件下で、前記集光効率が予め定められた値の範囲内に入るように前記第１焦点距離が設定され、前記第１焦点距離が設定された条件下で、前記集光効率が予め定められた値の範囲内に入るように前記第２焦点距離が設定され、これら第１、第２焦点距離が設定されることで前記仮想曲面の形状が設定され、前記仮想曲面の形状に基づいて前記レンズの形状が設定され、前記レンズの形状が設定された条件下で、前記集光効率が予め定められた値の範囲内に入るようにランプレンズ間距離が設定されている。
また本発明のプロジェクタ装置は、光源ユニットと、前記光源ユニットからの光を波長領域が異なる複数の光に分離する分離部と、前記分離部で分離された前記光毎に設けられそれら光を画像情報に応じて変調して出射する複数の光変調器と、前記複数の光変調器からの光を合成する光合成部と、前記光合成部から出射された光をスクリーンに投射させる投射光学系とを備え、前記光源ユニットは、光を発光する発光部を有し該発光部の位置をランプ中心位置とするランプと、反射面を有し前記ランプからの出射光を前記反射面により収束して反射させるレフレクタと、前記反射面で反射された収束した反射光を平行光に変換すると共に、該平行光を前記光変調器に向けて出射するレンズとを備え、前記反射面は、その中心軸方向から見て円形を呈し、かつ、前記中心軸を含む断面が楕円形状を呈する仮想曲面上を延在し、前記レフレクタに、前記反射面の前記中心軸を中心とする径方向の両端に位置し互いに対向する２つの前記反射面部分がレフレクタ部分と共に切り取られた２つの欠部が形成され、前記仮想曲面は第１焦点と第２焦点とを有し、前記ランプは前記ランプ中心位置を前記第１焦点に合致させて配置され、前記中心軸と前記仮想曲面とが交差する点のうち前記第１焦点に近い側の第１交点と前記第１焦点との間の距離を第１焦点距離とし、前記第１交点と前記第２焦点との距離を第２焦点距離とし、前記ランプ中心位置と前記レンズの入射面の中心位置との距離をランプレンズ間距離とし、前記ランプから出射される出射光全ての光量をランプ光量ＱＬ１とし、前記レンズから前記光変調器に入射する光全ての光量を入射光量ＱＬ２とし、ＱＬ２／ＱＬ１を集光効率としたとき、前記レフレクタに前記２つの欠部が形成された条件下で、前記集光効率が予め定められた値の範囲内に入るように前記第１焦点距離が設定され、前記第１焦点距離が設定された条件下で、前記集光効率が予め定められた値の範囲内に入るように前記第２焦点距離が設定され、これら第１、第２焦点距離が設定されることで前記仮想曲面の形状が設定され、前記仮想曲面の形状に基づいて前記レンズの形状が設定され、前記レンズの形状が設定された条件下で、前記集光効率が予め定められた値の範囲内に入るようにランプレンズ間距離が設定されている。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、集光効率が目標とする予め定められた値の範囲内に入るように、第１、第２焦点距離、ランプレンズ間距離の値を設定した。
したがって、レフレクタに２つの欠部を形成することで反射面の面積が縮小したにも拘わらず、各光変調器に導く光量を確保しつつ、レフレクタの２つの欠部を利用して薄型化、小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本実施の形態のプロジェクタ装置１０の構成を示す説明図、図２は本実施の形態のプロジェクタ装置１０の要部の構成を示す説明図である。
プロジェクタ装置１０は、図１に示すように、光源ユニット１２と、分離部１４と、３つの光変調器１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂと、光合成部１８と、位相差フィルム２０と、投射光学系２３などを含んで構成され、本発明は光源ユニット１２に適用されている。
また、プロジェクタ装置１０は、さらに、３つの入射側偏光板１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂと、３つの出射側偏光板２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂとを備えている。
これら光源ユニット１２、分離部１４、各入射側偏光板１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂ、３つの光変調器１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂ、光合成部１８、各出射側偏光板２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂ、投射光学系２３は、図示しないフレームに従来公知の取り付け部材を介して取り付けられている。
【０００７】
（光源ユニット１２）
光源ユニット１２は、ランプ６０、レフレクタ６２、レンズ６４、ＵＶカットフィルター２６、フライアイレンズ２８、ＰＳ変換素子３０、コンデンサレンズ４５などを含んで構成されている。
ランプ６０は、白色光を出射するものであり、ランプ６０としては、白色光を出射する超高圧水銀ランプ、キセノンランプなど、従来公知のさまざまなランプが採用可能である。
レフレクタ６２は、ランプ６０が組み込まれ、反射面６６を有しランプ６０からの出射光を反射面６６により収束して反射させるものである。
レンズ６４は、レフレクタ６２の前方に配置され、反射面６６で反射された出射光を平行光に変換して出射するものである。本実施の形態では、レンズ６４は凹レンズで構成されている。
ＵＶカットフィルター２６は、レンズ６４の前方に設けられたランプ６０から出射される紫外線の通過を阻止するものである。
フライアイレンズ２８は、ＵＶカットフィルター２６の前方に設けられ、ＵＶカットフィルター２６を透過した光の照度分布を均一化することで、各光変調器１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂの有効面積内を均一に照明させるものである。
本実施の形態では、複数のフライアイレンズ２８が設けられている。
ＰＳ変換素子３０は、フライアイレンズ２８によって導かれた光の偏光方向を所定方向に揃えるものであり、具体的には、光の偏光成分のうちＳ波（Ｓ偏光の直線偏光）はそのまま透過させ、Ｓ波以外の偏光成分をＳ波に変換させて透過させるものである。
コンデンサレンズ４５はＰＳ変換素子３０から出射される光を収束するものである。
【０００８】
（分離部１４）
分離部１４は、光源ユニット１２からの光を波長領域が異なるＲ（赤色）の光、Ｇ（緑色）の光、Ｂ（青色）の光に分離するものであり、言い換えると、光源ユニット１２からの光を波長領域が異なる赤色、緑色、青色の光に分離するものである。
分離部１４は、第１、第２、第３のダイクロイックフィルター３２、３４、３５、第１、第２、第３の反射ミラー３６、３８、４０を含んでいる。
本実施の形態では、第１、第２のダイクロイックフィルター３４、３６はダイクロイックミラーとして構成され、第３のダイクロイックフィルター３５は、後述するコンデンサレンズ４６の出射面に形成されたダイクロイックコートによって構成されている。
【０００９】
第１のダイクロイックフィルター３２は、光源ユニット１２から導かれた光のうち青色の波長領域の光を選択的に反射すると共に、青色の波長領域を除く残りの光、言い換えると、緑色および赤色の波長領域を含む光を透過する。
第２のダイクロイックフィルター３４は、第１のダイクロイックフィルター３２を透過した光のうち緑色の波長領域の光を選択的に反射して緑チャンネル入射側偏光板１５Ｇを介して緑チャンネル光変調器１６Ｇに導くと共に、赤色の波長領域の光を含む残りの光を透過する。
第３のダイクロイックフィルター３５は、第２のダイクロイックフィルター３４を透過した光のうち赤色の波長領域の光を選択的に透過するものである。
【００１０】
第１の反射ミラー３６は、第１のダイクロイックフィルター３２で分離された青色の波長領域の光Ｂを反射して後述する青チャンネル入射側偏光板１５Ｂを介して青チャンネル光変調器１６Ｂに導くものである。
第２の反射ミラー３８は、第２のダイクロイックフィルター３４で分離された赤色の波長領域の光を含む光を反射して第３の反射ミラー４０に導くものである。
第３の反射ミラー４０は、第２反射ミラー３８によって導かれた赤色の波長領域の光を含む光を第３のダイクロイックフィルター３５と後述する赤チャンネル入射側偏光板１５Ｒを介して赤チャンネル光変調器１６Ｒに導くものである。
なお、図中、符号４２、４４は光Ｒについての光路長の補正を行うリレーレンズ、符号４６、４８、５０は光Ｒ、光Ｇ、光Ｂをそれぞれ収束するコンデンサレンズを示す。
なお、分離部１４は光源ユニット１２からの光を赤色、緑色、青色の光に分離できればよいのであり、上述の構成に限定されるものではなく、従来公知のさまざまな構成が採用可能である。
【００１１】
（光変調器１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂ）
各光変調器１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂは、分離部１４で分離された光Ｒ、光Ｇ、光Ｂ毎に設けられている。
すなわち、赤色の光Ｒに対応して赤チャンネル光変調器１６Ｒが設けられ、緑色の光Ｇに対応して緑チャンネル光変調器１６Ｇが設けられ、青色の光Ｂに対応して青チャンネル光変調器１６Ｂが設けられている。
各光変調器１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂは、各入射側偏光板１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂを介して導かれる光の偏光状態を画像情報に応じて変換して透過させ、言い換えると、光の偏光状態を画像情報に応じて調整して透過させ、これにより、画像情報に応じて光を変調するものである。
詳細に説明すると、各光変調器１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂは、赤色、緑色、青色の３色の画像情報をそれぞれ表示するものである。
各光変調器１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂは、入射光に対応した色の映像信号が印加され、映像信号に従い、入射光の偏光方向を変換して透過させるものである。
言い換えると、各光変調器１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂは、入射光をＳ偏光からＰ偏光に変換して変調出力するものである。
なお、各光変調器１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂは入力される映像信号が白である場合（最も明るい場合）、入射光の偏光方向をＳ偏光からＰ偏光に変換して透過させる。また、各光変調器１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂは入力される映像信号が黒である場合（最も暗い場合）、入射光の偏光方向をＳ偏光のまま透過させる。
本実施の形態では、各光変調器１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂは、透過型液晶パネルで構成されている。
なお、各光変調器１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂは、透過型液晶パネルに限定されるものではなく、光を画像情報によって変調して出射するものであればよい。
したがって、各光変調器として、反射型液晶パネルや、多数の微小な反射ミラーを用いたＤＭＤ（Digital Micro mirror Device：デジタル・マイクロミラー・デバイス）など従来公知のさまざまな空間変調器が採用可能である。
【００１２】
（各入射側偏光板１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂ）
各入射側偏光板１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂは、各光変調器１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂに対応して分離部１４と光変調器との間に設けられ、分離部１４で分離された光Ｒ、光Ｇ、光Ｂの偏光成分をＳ波に揃えるものである。
すなわち、赤チャンネル光変調器１６Ｒに対応して赤チャンネル入射側偏光板１５Ｒが設けられ、緑チャンネル光変調器１６Ｇに対応して緑チャンネル入射側偏光板１５Ｇが設けられ、青チャンネル光変調器１６Ｂに対応して青チャンネル入射側偏光板１５Ｂが設けられている。
なお、ＰＳ変換素子３０により光Ｒ、光Ｇ、光Ｂの偏光成分はＳ波に揃えられているが、分離部１４を構成するミラーやレンズを通過することで光Ｒ、光Ｇ、光Ｂの偏光成分には乱れが生じＳ波でないものを含んでいる。
したがって、各入射側偏光板１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂを用いることで光Ｒ、光Ｇ、光Ｂの偏光成分の乱れを除去しＳ波に揃えている。
各入射側偏光板１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂは、透過すべき偏光方向の光のみを透過させかつそれ以外の光を吸収する吸収型偏光板である。
【００１３】
このような吸収型偏光板としては、無機材料あるいは有機材料で形成された吸収型偏光板が採用可能である。
無機材料で形成された吸収型偏光板としては、無機微粒子の光学異方性による偏光吸収作用を利用したもの（以下無機吸収型偏光板という）などの従来公知のさまざまな無機吸収型偏光板が採用可能である。
また、有機材料で形成された吸収型偏光板としては、有機材料で形成された偏光板フィルムを用いたもの（以下有機吸収型偏光板という）など、従来公知のさまざまな有機吸収型偏光板が採用可能である。
【００１４】
（出射側偏光板２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂ）
各出射側偏光板２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂは、各光変調器１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂから出射される光Ｒ、光Ｇ、光Ｂの偏光成分のうちＰ波を透過させ、それ以外の透過を阻止すべき偏光成分を吸収するものである。
すなわち、赤チャンネル光変調器１６Ｒに対応して赤チャンネル出射側偏光板２２Ｒが設けられ、緑チャンネル光変調器１６Ｇに対応して緑チャンネル出射側偏光板２２Ｇが設けられ、青チャンネル光変調器１６Ｂに対応して青チャンネル出射側偏光板２２Ｂが設けられている。
赤チャンネル出射側偏光板２２Ｒは、赤チャンネル光変調器１６Ｒと第１の入射面１８０２との間にそれぞれ空間Ｓ１、Ｓ２を確保した状態で配置され、本実施の形態では、後述する位相差フィルム２０との間に空間Ｓ２を介して対面している。
緑チャンネル出射側偏光板２２Ｇは、緑チャンネル光変調器１６Ｇと第２の入射面１８０４との間にそれぞれ空間Ｓ１、Ｓ２を確保した状態で配置されている。
青チャンネル出射側偏光板２２Ｂは、青チャンネル光変調器１６Ｂと第３の入射面１８０６との間にそれぞれ空間Ｓ１、Ｓ２を確保した状態で配置され、本実施の形態では、後述する位相差フィルム２０との間に空間Ｓ２を介して対面している。
【００１５】
各出射側偏光板２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂは、各光変調器１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂから出射された光のうちＰ波以外の偏光成分の光を吸収することで発熱する。
そこで、各出射側偏光板２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂを放熱させるために、空間Ｓ１、Ｓ２に空気を流通させるファンなどの送風手段（不図示）を設けている。
【００１６】
（光合成部１８）
本実施の形態では、光合成部１８は、図２に示すように、光合成プリズム１８Ａで構成されている。
光合成プリズム１８Ａは、第１、第２、第３の入射面１８０２、１８０４、１８０６と、第１、第２のダイクロイックミラー膜１８１０、１８１２と、出射面１８０８とを有している。
第１、第３の入射面１８０２、１８０６は平行し、第２の入射面１８０４と出射面１８０８とは第１、第３の入射面１８０２、１８０６と直交しかつ互いに平行している。
第１、第２のダイクロイックミラー膜１８１０、１８１２は、互いに直交し、かつ、第１、第２、第３の入射面１８０２、１８０４、１８０６、出射面１８０８と４５度をなして交差している。
第１の入射面１８０２は、赤チャンネル光変調器１６Ｒから透過された光Ｒが入射される。
第２の入射面１８０４は、緑チャンネル光変調器１６Ｇから透過された光Ｇが入射される。
第３の入射面１８０６は、青チャンネル光変調器１６Ｂから透過された光Ｂが入射される。
第１、第２のダイクロイックミラー膜１８１０、１８１２は、光Ｒ、光Ｇ、光Ｂをそれらの光の波長領域毎に反射または透過することにより合成するものである。
具体的には、第１のダイクロイックミラー膜１８１０は、Ｐ波は波長にかかわらず透過し、Ｓ波のうち赤色の波長領域の光のみ反射し、Ｓ波のうち赤色の波長領域を除く光は透過する。
第２のダイクロイックミラー膜１８１２は、Ｐ波は波長にかかわらず透過し、Ｓ波のうち青色の波長領域の光のみ反射し、Ｓ波のうち青色の波長領域を除く光は透過する。
出射面１８０８は、第１、第２のダイクロイックミラー膜１８１０、１８１２によって合成された光を出射する。
【００１７】
（位相差フィルム２０）
位相差フィルム２０は有機材料で形成され、第１、第２、第３の入射面１８０２、１８０４、１８０６のうちの少なくとも１つの入射面に貼り付けられ直線偏光の偏光方向を変換するものである。
なお、位相差フィルム２０の入射面への貼り付けは、例えば、位相差フィルム２０の裏面に形成された接着層を用いることでなされる。
このような位相差フィルム２０の構成としては、例えば、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）とＰＶＡ（ポリビニルアルコール）とを積層し、表面にプロテクトフィルムとしてのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を形成したものなど、従来公知のさまざまな構成のものが採用可能である。
位相差フィルム２０は第１、第３の入射面１８０２、１８０６の２つの入射面に貼り付けられており、Ｐ偏光をＳ偏光に変換する。
【００１８】
（投射光学系２３）
投射光学系２３は、光合成部１８から（光合成プリズム１８Ａの出射面１８０８から）出射された光をスクリーンＳに照射することにより、スクリーンＳに画像を形成するものである。
【００１９】
次に動作について説明する。
光源ユニット１２から出射された光は、分離部１４によって光Ｒ、光Ｇ、光Ｂに分離される。
光Ｒは、第１の入射側偏光板１５Ｒを介して赤チャンネル光変調器１６Ｒに導かれ変調されたのち、赤チャンネル出射側偏光板２２Ｒを介して位相差フィルム２０に至る。
そして、光Ｒは、位相差フィルム２０で直線偏光の偏光方向がＰ偏光からＳ偏光に変換されたのち、第１の入射面１８０２から第１、第２ダイクロイックミラー膜１８１０、１８１２に導かれる。
したがって、Ｓ波としての光Ｒは、第１のダイクロイックミラー膜１８１０により反射され、また、第２のダイクロイックミラー膜１８１２を透過することで出射面１８０８から投射光学系２３に導かれる。
【００２０】
光Ｇは、第２の入射側偏光板１５Ｇを介して緑チャンネル光変調器１６Ｇに導かれ変調されたのち、緑チャンネル出射側偏光板２２Ｇを介して偏光方向がＰ波に揃えられた状態で第２の入射面１８０４から第１、第２ダイクロイックミラー膜１８１０、１８１２に導かれる。
したがって、Ｐ波としての光Ｇは、第１、第２ダイクロイックミラー膜１８１０、１８１２の双方を透過することで出射面１８０８から投射光学系２３に導かれる。
【００２１】
光Ｂは、青チャンネル入射側偏光板１５Ｂを介して青チャンネル光変調器１６Ｂに導かれ変調されたのち、青チャンネル出射側偏光板２２Ｂを介して位相差フィルム２０に至る。
そして、光Ｂは、位相差フィルム２０で直線偏光の偏光方向がＰ偏光からＳ偏光に変換されたのち、第３の入射面１８０６から第１、第２ダイクロイックミラー膜１８１０、１８１２に導かれる。
したがって、Ｓ波としての光Ｂは、第２のダイクロイックミラー膜１８１２により反射され、また、第１のダイクロイックミラー膜１８１０を透過することで出射面１８０８から投射光学系２３に導かれる。
【００２２】
次に本発明の要旨である光源ユニット１２について詳細に説明する。
図３は光源ユニット１２の横断面図、図４は光源ユニット１２の縦断面図、図５は図４のＡ矢視図、図６は光源ユニット１２の説明図である。
前述したように、光源ユニット１２は、ランプ６０、レフレクタ６２、レンズ６４を含んで構成されている。
【００２３】
ランプ６０は光を発光する発光部を有し、この発光部の位置をランプ中心位置Ｐ０とする。
本実施の形態では、図６に示すように、ランプ６０は、超高圧水銀ランプで構成されており、したがって、放電を行う２つの電極（不図示）を有し、光を発生する発光部は、２つの電極間に形成されている。
ランプ６０はランプ中心位置Ｐ０を後述する第１焦点Ｐ１に合致させて配置される。
【００２４】
図６に示すように、レフレクタ６２の反射面６６は、その中心軸６６０２方向から見て円形を呈し、かつ、中心軸６６０２を含む断面が楕円形状を呈する仮想曲面上を延在している。
図４、図５に示すように、レフレクタ６２は、中心軸６６０２を中心とする径方向の両端に位置し互いに対向する２つの反射面部分６６Ａがレフレクタ部分６２Ａと共に切り取られた２つの欠部６８が形成されている。
本実施の形態では、レフレクタ６２は２つの欠部６８を上下に向けて配置されている。
図６に示すように、仮想曲面は第１焦点Ｐ１と第２焦点Ｐ２とを有している。
中心軸６６０２と仮想曲面とが交差する点のうち第１焦点に近い側の第１交点Ｘ１と第１焦点Ｐ１との間の距離を第１焦点距離Ｆ１とする。
また、第１交点Ｘ１と第２焦点Ｆ２との距離を第２焦点距離Ｆ２とする。
【００２５】
（レンズ６４）
図６に示すように、レンズ６４は、ランプ中心位置Ｐ０とレンズ６４の入射面の中心位置との間にランプレンズ間距離ΔＬをおいて配置されている。
【００２６】
次に、第１、第２焦点距離Ｆ１、Ｆ２、ランプレンズ間距離ΔＬの値の最適化を行う。
すなわち、ランプ６０から出射される出射光全ての光量をランプ光量ＱＬ１とし、レンズ６４から各光変調器１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂに入射する光全ての光量を入射光量ＱＬ２とし、ＱＬ２／ＱＬ１を集光効率Ｅとする。
このとき、集光効率Ｅが目標とする予め定められた値の範囲内に入るように、第１、第２焦点距離Ｆ１、Ｆ２、ランプレンズ間距離ΔＬの値を設定する。
【００２７】
図７はレフレクタ６２に２つの欠部６８が形成された条件下で、第１焦点距離Ｆ１を変化させたときの集光効率Ｅのシミュレーション結果を示す図である。
図７に示すように、本実施の形態では、集光効率Ｅの最大値（ピーク値）から−１％低下した値の集光効率Ｅに対応する第１焦点距離Ｆ１の範囲を第１の許容範囲Ａ１とした。
したがって、本実施の形態では、レフレクタ６２に２つの欠部６８が形成された条件下で、集光効率Ｅが第１の許容範囲Ａ１に入るように、言い換えると、予め定められた値の範囲内に入るように第１焦点距離Ｆ１が設定される。
【００２８】
図８は、第１焦点距離Ｆ１が設定された条件下で、第２焦点距離Ｆ２を変化させたときの集光効率Ｅのシミュレーション結果を示す図である。
図８に示すように、本実施の形態では、集光効率Ｅの最大値（ピーク値）から−１％低下した値の集光効率Ｅに対応する第２焦点距離Ｆ１の範囲を第２の許容範囲Ａ２とした。
したがって、本実施の形態では、第１焦点距離Ｆ１が設定された条件下で、集光効率Ｅが第２の許容範囲Ａ２に入るように、言い換えると、予め定められた値の範囲内に入るように第２焦点距離Ｆ２が設定される。
【００２９】
上述のようにして第１、第２焦点距離Ｆ１、Ｆ２が設定されることにより前記仮想曲面の形状が設定される。すなわち、レフレクタ６２の反射面６６の形状が設定される。
レフレクタ６２の反射面６６の形状に基づいてレンズ６４の形状が設定される。
言い換えると、反射面６６の形状が決定されると、反射面６６によって収束されて反射される反射光の収束度合い（反射光の光束の角度）が決定され、したがって、収束された反射光を平行光にするに足るレンズ６４の形状が設定されることになる。
【００３０】
図９は、レンズ６４の形状が設定された条件下で、ランプレンズ間距離ΔＬを変化させたときの集光効率Ｅのシミュレーション結果を示す図である。
図９に示すように、本実施の形態では、集光効率Ｅの最大値（ピーク値）から−１％低下した値の集光効率Ｅに対応するランプレンズ間距離ΔＬの範囲を第３の許容範囲Ａ３とした。
したがって、本実施の形態では、レンズ６４の形状が設定された条件下で、集光効率Ｅが第３の許容範囲Ａ３に入るように、言い換えると、予め定められた値の範囲内に入るようにランプレンズ間距離ΔＬが設定される。
【００３１】
図１０は、上述のように第１、第２焦点距離Ｆ１、Ｆ２、ランプレンズ間距離ΔＬの値の最適化がなされた条件下で、反射面６６の有効高さＨを変化させたときの集光効率Ｅのシミュレーション結果を示す図である。
すなわち、図６に示すように、反射面６６の有効高さＨは、２つの欠部６８を結ぶ反射面６６の径方向の寸法である。
図１０に示す例では、有効高さＨを３２ｍｍとして、上述のように第１、第２焦点距離Ｆ１、Ｆ２、ランプレンズ間距離ΔＬの値の最適化を行ったものである。
図１０に示すように、目標とした有効高さＨが３２ｍｍにおける集光効率Ｅは、集光効率Ｅの最大値に対して０．１％程度しか差がなくほぼ一致している。
集光効率Ｅの最大値（ピーク値）から−１％低下した値の集光効率Ｅに対応する有効高さＨの範囲を許容範囲とすると、有効高さＨ＝３１ｍｍまでは許容範囲に入っており、さらに、有効高さＨを縮小できることがわかる。
【００３２】
本実施の形態によれば、２つの欠部６８を形成したレフレクタ６２を有する光源ユニット１２において、集光効率Ｅが目標とする予め定められた値の範囲内に入るように、第１、第２焦点距離Ｆ１、Ｆ２、ランプレンズ間距離ΔＬの値を設定した。
そのため、レフレクタ６２に２つの欠部６８を形成することで反射面６６の面積が縮小したにも拘わらず、各光変調器に導く光量を確保しつつ、レフレクタ６２の２つの欠部６８を利用して薄型化、小型化を図ることができる。
したがって、ランプ６０からの出射光を効率よく各光変調器に導きつつ、光源ユニット１２の薄型化、小型化を図る上で有利となり、ひいては、プロジェクタ装置１０の薄型化、小型化を図る上で有利となる。
【００３３】
次に、比較例を参照してさらに説明する。
図１１は第１の比較例の光源ユニット１２を示す図、図１２は第２の比較例の光源ユニット１２を示す図、図１３は第３の比較例の光源ユニット１２を示す図、図１４は第４の比較例の光源ユニット１２を示す図である。
なお、以下の比較例において、実施の形態と同一または対応する部分、部材には同一の符号を付して説明する。
図１１はレフレクタ６２に２つの欠部６８が形成されていない光源ユニット１２を示す。
プロジェクタ装置１０の薄型化、小型化を図る上で、図１２に示すように、レンズ６４の前方に位置する後段の光学系、例えば、フライアイレンズ２８の直径を縮小することが考えられる。
しかしながら、この場合は、ランプ６０から出射された光の一部が符号ａに示すようにフライアイレンズ２８にケラレて利用されないことから光変調器に導かれる光量が低下する不都合がある。
図１３に示すように、レフレクタ６２とレンズ６４との距離を拡大して上記ケラレを防止することが考えられるが、この場合は、光源ユニット１２の光路長が拡大するため小型化を図る上で不都合がある。
また、図１４に示すように、リフレクタ６２の径を拡大して光をさらに収束することが考えられるが、この場合は、リフレクタ６２の高さが大きくなり、薄型化を図る上で不都合がある。
このような比較例に対して本実施の形態の光源ユニット１２によれば、ランプ６０からの出射光を効率よく各光変調器に導きつつ、薄型化、小型化を図る上で有利となっている。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本実施の形態のプロジェクタ装置１０の構成を示す説明図である。
【図２】本実施の形態のプロジェクタ装置１０の要部の構成を示す説明図である。
【図３】光源ユニット１２の横断面図である。
【図４】光源ユニット１２の縦断面図である。
【図５】図４のＡ矢視図である。
【図６】光源ユニット１２の説明図である。
【図７】レフレクタ６２に２つの欠部６８が形成された条件下で、第１焦点距離Ｆ１を変化させたときの集光効率Ｅのシミュレーション結果を示す図である。
【図８】第１焦点距離Ｆ１が設定された条件下で、第２焦点距離Ｆ２を変化させたときの集光効率Ｅのシミュレーション結果を示す図である。
【図９】レンズ６４の形状が設定された条件下で、ランプレンズ間距離ΔＬを変化させたときの集光効率Ｅのシミュレーション結果を示す図である。
【図１０】第１、第２焦点距離Ｆ１、Ｆ２、ランプレンズ間距離ΔＬの値の最適化がなされた条件下で、反射面６６の有効高さＨを変化させたときの集光効率Ｅのシミュレーション結果を示す図である。
【図１１】第１の比較例の光源ユニット１２を示す図である。
【図１２】第２の比較例の光源ユニット１２を示す図である。
【図１３】第３の比較例の光源ユニット１２を示す図である。
【図１４】第４の比較例の光源ユニット１２を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０……プロジェクタ装置、１２……光源ユニット、１４……分離部、１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂ……光変調器、１８……光合成部、２３……投射光学系、６０……ランプ、６２……レフレクタ、６４……レンズ、６６……反射面、６８……欠部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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