(57)【要約】【課題】より効果的に放電発光の開始時に必要となる印加電圧を低下させることが可能な光源装置等を提供すること。【解決手段】光源装置１４０が、放電発光によって可視光を発光する可視光発光部２１を有する発光管２０と、前記可視光を反射するリフレクタ１０とを有するランプと、前記可視光の光路に配置された状態でマイクロ波をリフレクタ１０へ向け放射する少なくとも１つのマイクロ波放射部と、駆動部６０を含み、リフレクタ１０が、前記マイクロ波を反射して発光部２１に集中し、発光部２１は、前記マイクロ波が集中した状態で前記放電発光を開始し、駆動部６０が、前記放電発光が開始された状態で前記マイクロ波放射部が前記光路の外に配置されるように、前記ランプおよび前記マイクロ波放射部の少なくとも一方を移動させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電発光によって可視光を発光する発光管と、前記可視光を反射するリフレクタとを有するランプと、
前記可視光の光路に配置された状態でマイクロ波を前記リフレクタへ向け放射する少なくとも１つのマイクロ波放射部と、
前記ランプおよび前記マイクロ波放射部の少なくとも一方を移動させる駆動部と、
を含み、
前記リフレクタは、前記マイクロ波を反射して前記発光管に集中し、
前記発光管は、前記マイクロ波が集中した状態で前記放電発光を開始し、
前記駆動部は、前記放電発光が開始された状態で前記マイクロ波放射部が前記光路の外に配置されるように、前記ランプおよび前記マイクロ波放射部の少なくとも一方を移動させる、
光源装置。
【請求項２】
放電発光によって可視光を発光する発光管と、前記可視光を反射するとともにマイクロ波を透過するリフレクタとを有するランプと、
前記可視光の光路に配置された状態で前記マイクロ波を前記リフレクタへ向け放射する少なくとも１つのマイクロ波放射部と、
前記マイクロ波放射部を前記光路の外に移動させる駆動部と、
前記リフレクタを透過した前記マイクロ波を反射して前記発光管に集中する集中反射部と、
を含み、
前記発光管は、前記マイクロ波が集中した状態で前記放電発光を開始し、
前記駆動部は、前記放電発光が開始された状態で前記マイクロ波放射部が前記光路の外に配置されるように、前記ランプおよび前記マイクロ波放射部の少なくとも一方を移動させる、
光源装置。
【請求項３】
請求項１、２のいずれかに記載の光源装置において、
前記マイクロ波放射部は、
前記マイクロ波を放射するマイクロ波放射源と、
前記マイクロ波放射源からの前記マイクロ波を反射するマイクロ波反射部と、
を含む、
光源装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記マイクロ波反射部は、前記リフレクタと同一形状で形成されている、
光源装置。
【請求項５】
請求項３、４のいずれかに記載の光源装置において、
前記マイクロ波放射源からの前記マイクロ波を前記マイクロ波反射部に反射するマイクロ波副反射部を含む、
光源装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の光源装置と、
前記可視光を光源として画像を投写する投写部と、
を含む、
プロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置およびプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタ等の光源装置は、ランプ、ランプの始動を行うイグナイタ、グロー放電からアーク放電への移行等を行うバラストを含んで構成されている。イグナイタは、数ｋＶ〜数十ｋＶ程度の高電圧を印加してランプの電極間に絶縁破壊を起こし、その後、バラストは、電流をランプに供給することにより、ランプの放電をグロー放電からアーク放電に移行させる。
【０００３】
このように、イグナイタによって印加される電圧は高電圧であるため、ランプの電極が消耗しやすく、光源装置の使用可能期間が短くなっていた。また、イグナイタによって電圧が印加される瞬間にノイズが発生し、当該ノイズによって光源装置等の回路の動作に影響が及ぶ場合があった。さらに、イグナイタによって印加される電圧が高いほどイグナイタで必要となるテスラコイルが大きくなってしまい、光源装置も大きくなってしまっていた。
【０００４】
より低い始動電圧で始動することによって始動時の電源ノイズ等を抑制する高圧放電ランプを提供することを目的として、特開２００７−３１７５２９号公報では、発光管の一対の電極間に高電圧パルスを印加して発光管を始動させる電源回路と、発光管の外部から紫外線を照射する発光ダイオードを有する高圧放電ランプが記載されている。
【特許文献１】特開２００７−３１７５２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特開２００７−３１７５２９号公報の手法のように、単に紫外線を照射する手法の場合、紫外線が拡散してしまい、エネルギーの利用効率が悪く、始動電圧の低下効果も低い。
【０００６】
本発明の目的は、より効果的に放電発光の開始時に必要となる印加電圧を低下させることが可能な光源装置およびプロジェクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明に係る光源装置は、放電発光によって可視光を発光する発光管と、前記可視光を反射するリフレクタとを有するランプと、前記可視光の光路に配置された状態でマイクロ波を前記リフレクタへ向け放射する少なくとも１つのマイクロ波放射部と、前記ランプおよび前記マイクロ波放射部の少なくとも一方を移動させる駆動部と、を含み、前記リフレクタは、前記マイクロ波を反射して前記発光管に集中し、前記発光管は、前記マイクロ波が集中した状態で前記放電発光を開始し、前記駆動部は、前記放電発光が開始された状態で前記マイクロ波放射部が前記光路の外に配置されるように、前記ランプおよび前記マイクロ波放射部の少なくとも一方を移動させることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る光源装置は、放電発光によって可視光を発光する発光管と、前記可視光を反射するとともにマイクロ波を透過するリフレクタとを有するランプと、前記可視光の光路に配置された状態で前記マイクロ波を前記リフレクタへ向け放射する少なくとも１つのマイクロ波放射部と、前記マイクロ波放射部を前記光路の外に移動させる駆動部と、前記リフレクタを透過した前記マイクロ波を反射して前記発光管に集中する集中反射部と、を含み、前記発光管は、前記マイクロ波が集中した状態で前記放電発光を開始し、前記駆動部は、前記放電発光が開始された状態で前記マイクロ波放射部が前記光路の外に配置されるように、前記ランプおよび前記マイクロ波放射部の少なくとも一方を移動させることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係るプロジェクタは、上記のいずれかに記載の光源装置と、前記可視光を光源として画像を投写する投写部と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、光源装置等は、マイクロ波を可視光発光部に集中させることにより、可視光発光部における電子数がより増加するため、より効果的に放電発光の開始時に必要となる印加電圧を低下させることができる。また、本発明によれば、放電発光が開始された状態でマイクロ波放射部を光路の外に移動させることにより、可視光の発光の妨げとならず、光源装置は、光源としての機能を適切に果たすことができる。
【００１１】
また、前記マイクロ波放射部は、前記マイクロ波を放射するマイクロ波放射源と、前記マイクロ波放射源からの前記マイクロ波を反射するマイクロ波反射部と、を含んでもよい。
【００１２】
これによれば、マイクロ波放射源とマイクロ波反射部に分離することにより、配置の自由度を向上させることができる。
【００１３】
また、前記マイクロ波反射部は、前記リフレクタと同一形状で形成されていてもよい。
【００１４】
これによれば、リフレクタと同一形状のマイクロ波反射部を用いることにより、リフレクタと異なる形状のマイクロ波反射部を用いる場合と比べ、製造効率を高め、製造に必要なる費用を低下させることができる。
【００１５】
また、前記光源装置は、前記マイクロ波放射源からの前記マイクロ波を前記マイクロ波反射部に反射するマイクロ波副反射部を含んでもよい。
【００１６】
これによれば、マイクロ波放射源が直線状のマイクロ波を放射する場合であっても、マイクロ波副反射部によってマイクロ波を均一に分散させることができ、マイクロ波の利用効率を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明をプロジェクタ内の光源装置に適用した実施例について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下に示す実施例は、特許請求の範囲に記載された発明の内容を何ら限定するものではない。また、以下の実施例に示す構成のすべてが、特許請求の範囲に記載された発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００１８】
（第１の実施例）
図１は、第１の実施例におけるプロジェクタ１００の機能ブロック図である。プロジェクタ１００は、ユーザの操作に応じてランプの点灯指示等を行う操作部１１０と、電源１２０と、点灯制御部１３０と、光源装置１４０と、画像信号を入力する画像入力部１５０と、画像処理部１６０と、光学系１７０を含んで構成されている。
【００１９】
なお、これらの各部の機能は、例えば、以下のハードウェアを用いてプロジェクタ１００に実装されてもよい。例えば、操作部１１０はボタン、リモートコントローラ等、点灯制御部１３０はバラスト、イグナイタ等、光源装置１４０は発光管、リフレクタ等、画像入力部１５０は画像信号入力端子、画像信号変換回路等、画像処理部１６０は画像処理回路等、光学系１７０はレンズ、ミラー、液晶パネル、液晶駆動回路等を、それぞれ採用可能である。
【００２０】
ここで、光源装置１４０についてより詳細に説明する。図２は、第１の実施例における光源装置１４０の断面図である。光源装置１４０は、放電発光によって可視光を発光する発光管２０と、可視光およびマイクロ波を反射するリフレクタ１０と、マイクロ波を放射するマイクロ波放射源５０と、可視光の光路に配置された状態でマイクロ波放射源５０からのマイクロ波をリフレクタ１０へ向け反射するマイクロ波反射部４０と、マイクロ波反射部４０およびマイクロ波放射源５０を移動させる駆動部６０を含んで構成されている。なお、マイクロ波としては、任意の波長のマイクロ波を適用可能であるが、例えば、一般的に用いられている２．４５ＧＨｚのマイクロ波を適用してもよい。
【００２１】
リフレクタ１０は、発光管２０からの可視光を平行光として出力する形状で形成されている。リフレクタ１０の形状として、楕円曲面や、その他の形状を採用することができる。リフレクタ１０は、石英ガラス、結晶化ガラス等の素材で形成されるガラス体１１と、ガラス体１１の光路側に金属膜１２が蒸着されている。金属膜１２の素材は、例えば、アルミニウム、銀、銅、鉄等であり、マイクロ波や可視光を反射する素材である。なお、このように金属膜１２で可視光も反射されるため、ガラス体１１の部分の素材はガラスには限定されず、任意の素材を使用可能である。
【００２２】
発光管２０は、点灯制御部１３０から交流電流が供給されるリード線２６、２７と、リード線２６、２７と接続された金属箔２４、２５と、金属箔２４、２５と接続された電極２２、２３と、電極２２、２３の先端が配置され、希ガス等が封入された球状の可視光発光部２１を含んで構成されている。また、リフレクタ１０と発光管２０とは接着部３０によって接着されている。
【００２３】
マイクロ波反射部４０は、リフレクタ１０と同一の素材、同一の形状で形成されている。具体的には、マイクロ波反射部４０は、ガラス体４１と、ガラス体４１のマイクロ波が放射される側に蒸着された金属膜４２を含んで構成されている。また、マイクロ波反射部４０とマイクロ波放射源５０とは接着部３１によって接着されている。
【００２４】
次に、これらの各部を用いた点灯手順について説明する。まず、従来の点灯手順について説明する。図３は、従来の点灯手順を示すフローチャートである。
【００２５】
従来の点灯手順は以下のとおりである。まず、点灯制御部が、ランプの点灯指示を受け（ステップＳ１）、イグナイタパルスを光源装置に供給し（ステップＳ２）、ランプが点灯したかを判定する（ステップＳ３）。ランプが点灯した場合、点灯制御部が、ランプに放電維持電流を供給し（ステップＳ４）、ランプが点灯を継続しているかの判定を行う（ステップＳ５）。ランプが点灯している場合、点灯制御部が、ランプに安定電流を供給し（ステップＳ６）、ランプが安定点灯する（ステップＳ７）。
【００２６】
従来の手順では、イグナイタパルス発生（ステップＳ２）の際の印加電圧が高く、ランプの電極の消耗が早く、電磁波によるノイズが発生しやすく、イグナイタ回路のテスラコイルも大型化していた。
【００２７】
次に、本実施例における点灯手順について説明する。図４は、第１の実施例における点灯手順を示すフローチャートである。
【００２８】
操作部１１０は、ユーザの電源をＯＮにする操作指示に応じて、電源１２０に対して電源１２０を駆動する指示を行い、点灯制御部１３０に対してランプの点灯指示を行う（ステップＳ１１）。
【００２９】
点灯制御部１３０は、マイクロ波放射源５０に対してマイクロ波の放射指示を行う。マイクロ波放射源５０は、マイクロ波反射部４０に対して高周波の一種であるマイクロ波を放射する（ステップＳ１２）。当該マイクロ波は、マイクロ波反射部４０の金属膜４２で反射して平行にリフレクタ１０に入射する。さらに、当該マイクロ波は、リフレクタ１０の金属膜１２で反射して可視光発光部２１に集中する。
【００３０】
これにより、可視光発光部２１には電界が集中し、電子数が増加する。電子数が増加することにより、電極２２と電極２３の間で電子が流れやすくなり、電極間の絶縁破壊が発生しやすくなる。
【００３１】
点灯制御部１３０内のイグナイタ回路は、従来よりも低電圧のイグナイタパルスを発生する（ステップＳ１３）。例えば、従来のイグナイタパルスが７ｋＶ程度である場合、本実施例のイグナイタパルスは７ｋＶ未満であってもよい。
【００３２】
点灯制御部１３０は、ランプが点灯したかの判定を行い（ステップＳ１４）、ランプが点灯した場合、放電維持電流を発光管２０に供給する（ステップＳ１５）。また、点灯制御部１３０は、ランプ（発光管２０）の点灯が継続しているかの判定を行い（ステップＳ１６）、ランプが点灯している場合、マイクロ波放射源５０によるマイクロ波の放射を停止させ、駆動部６０にマイクロ波放射部（マイクロ波反射部４０、接着部３１およびマイクロ波放射源５０）を光路の外に移動させる指示を行う。駆動部６０は、当該指示に応じてマイクロ波放射部を光路の外に水平方向に移動する（ステップＳ１７）。
【００３３】
マイクロ波放射部が光路の外に移動した状態で、点灯制御部１３０は、発光管２０に安定電流を供給する（ステップＳ１８）。これにより、ランプ（発光管２０）は安定した点灯を行う（ステップＳ１９）。
【００３４】
なお、マイクロ波放射部は、ランプの点灯が終了したり、電源１２０がオフにされたりする場合に、駆動部６０によって元の位置に移動されてもよい。
【００３５】
以上のように、本実施例によれば、光源装置１４０は、マイクロ波を可視光発光部２１に集中させることにより、可視光発光部２１における電子数がより増加するため、より効果的に放電発光の開始時に必要となる印加電圧を低下させることができる。また、本実施例によれば、ランプの点灯開始時の突入電流を小さくすることができる。また、これらの作用効果により、イグナイタパルス発生時のノイズを低減できる上、ランプの電極消耗を減らすことができ、ランプの寿命を延ばすことができる。
【００３６】
また、本実施例によれば、イグナイタ回路のテスラコイルとして、より小さなものを採用できる。また、本実施例によれば、放電発光が開始された状態でマイクロ波放射部を光路の外に移動させることにより、可視光の発光の妨げとならず、光源装置１４０は、光源としての機能を適切に果たすことができる。
【００３７】
また、リフレクタ１０は、可視光発光部２１から放射された可視光を平行光として出力する形状で形成されているため、マイクロ波反射部４０から平行に入射するマイクロ波を可視光発光部２１に適切に集中させることができる。
【００３８】
また、本実施例によれば、マイクロ波放射部は、マイクロ波放射源５０とマイクロ波反射部４０に分離していることにより、配置の自由度を向上させることができる。
【００３９】
また、本実施例によれば、リフレクタ１０と同一形状で同一素材のマイクロ波反射部４０が用いられることにより、リフレクタ１０と異なる形状のマイクロ波反射部が用いられる場合と比べ、製造効率を高め、製造に必要なる費用を低下させることができる。
【００４０】
（第２の実施例）
次に、リフレクタ１０から金属膜１２を除去し、マイクロ波を、ガラス体１１を透過させて集中反射部で可視光発光部２１に集中させる構成の光源装置について説明する。
【００４１】
図５は、第２の実施例における光源装置１４１の断面図である。光源装置１４１は、第１の実施例の光源装置１４０に対し、金属膜１２が蒸着されていないリフレクタ１０が用いられ、リフレクタ１０を透過したマイクロ波を反射して可視光発光部２１に集中する集中反射部７０が設けられている点で相違している。なお、集中反射部７０の素材は、上述した金属膜１２の素材と同一の素材を適用可能である。
【００４２】
このような構成によっても、光源装置１４１は、第１の実施例と同様の作用効果を奏することができる。また、光源装置１４１は、金属膜１２が蒸着される必要がないため、リフレクタ１０として、一般的に用いられているリフレクタを採用可能である。
【００４３】
（第３の実施例）
次に、光源装置に、マイクロ波放射源５０からのマイクロ波をマイクロ波反射部４０に反射するマイクロ波副反射部を設けた実施例について説明する。
【００４４】
図６は、第３の実施例における光源装置１４２の断面図である。光源装置１４２は、第１の実施例の光源装置１４０に対し、マイクロ波放射源５０のマイクロ波放射側に、マイクロ波放射源５０からのマイクロ波をマイクロ波反射部４０に反射するマイクロ波副反射部８０が設けられている点で相違している。
【００４５】
なお、図６では、マイクロ波副反射部８０は、マイクロ波放射源５０に対して凹状に形成されているが、マイクロ波放射源５０に対して凸状に形成されていてもよい。また、マイクロ波副反射部８０としては、例えば、カセグレンアンテナ、グレゴリアンアンテナ等を採用可能である。
【００４６】
本実施例によれば、光源装置１４２は、第１の実施例と同様の作用効果を奏することができる上、マイクロ波放射源５０が直線状のマイクロ波を放射する場合であっても、マイクロ波副反射部８０によってマイクロ波を均一に分散させることができ、マイクロ波の利用効率を高めることができる。
【００４７】
（第４の実施例）
次に、可視光発光部２１の光路側にマイクロ波副反射部を設けた実施例について説明する。
【００４８】
図７は、第４の実施例における光源装置１４３の断面図である。光源装置１４３は、第１の実施例の光源装置１４０に対し、可視光発光部２１の光路側にマイクロ波副反射部９０が設けられている点で相違している。
【００４９】
マイクロ波副反射部９０の素材は金属膜１２と同様の素材であり、マイクロ波と可視光を反射する。これにより、可視光発光部２１を透過したマイクロ波もマイクロ波副反射部９０で反射して可視光発光部２１に集中する。
【００５０】
本実施例によれば、光源装置１４３は、第１の実施例と同様の作用効果を奏することができる上、可視光発光部２１にマイクロ波をより効率的に集中させることができるため、ランプ点灯開始時の発光管２０への絶縁破壊を発生させるための印加電圧をさらに低下させることができる。
【００５１】
（第５の実施例）
次に、マイクロ波放射源として平面状の放射源を設けた実施例について説明する。
【００５２】
図８は、第５の実施例における光源装置１４４の断面図である。光源装置１４４は、第１の実施例の光源装置１４０に対し、マイクロ波放射源５０、接着部３１、マイクロ波反射部４０に代えて複数の平面状のマイクロ波放射源５１−１〜５１−７が設けられている点で相違している。
【００５３】
第１の実施例と同様に、マイクロ波放射源５１は、リフレクタ１０に対して平行にマイクロ波を放射し、ランプの点灯後はマイクロ波の放射を停止し、駆動部６１によって光路外に移動される。
【００５４】
本実施例によれば、光源装置１４４は、第１の実施例と同様の作用効果を奏することができる。特に、マイクロ波放射部として平面状のマイクロ波放射源５１を採用することにより、マイクロ波放射部の設置用の領域をより小さくすることができる。
【００５５】
（その他の実施例）
なお、本発明の適用は上述した実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、マイクロ波放射部の移動方法は、水平方向への移動には限定されず、垂直方向への移動、回転移動、複数の部分に分割されての移動等であってもよい。また、駆動部６０、６１は、ランプ（リフレクタ１０、発光管２０および接着部３０）を移動させてもよいし、ランプとマイクロ波放射部の両方を移動させてもよい。
【００５６】
また、可視光やマイクロ波の放射方向は水平方向には限定されない。また、リフレクタ１０やマイクロ波反射部４０の形状は曲面状には限定されず、多角形状であってもよい。また、リフレクタ１０とマイクロ波反射部４０の素材や形状は相互に異なっていてもよい。
【００５７】
また、光源装置１４０の適用対象はプロジェクタ１００には限定されず、放電発光によって可視光を発光する種々の装置（例えば、照明装置等）であってもよい。
【００５８】
また、プロジェクタ１００は、液晶プロジェクタ（透過型、ＬＣＯＳ等の反射型）には限定されず、例えば、ＤＭＤ(Digital Micromirror Device)を用いたプロジェクタ等であってもよい。なお、ＤＭＤは米国テキサス・インスツルメンツ社の商標である。また、プロジェクタ１００の機能を複数の装置（例えば、ＰＣとプロジェクタ等）に分散して実装してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】第１の実施例におけるプロジェクタの機能ブロック図である。
【図２】第１の実施例における光源装置の断面図である。
【図３】従来の点灯手順を示すフローチャートである。
【図４】第１の実施例における点灯手順を示すフローチャートである。
【図５】第２の実施例における光源装置の断面図である。
【図６】第３の実施例における光源装置の断面図である。
【図７】第４の実施例における光源装置の断面図である。
【図８】第５の実施例における光源装置の断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０  リフレクタ、１１、４１  ガラス体、１２、４２  金属膜、２０  発光管、２１  可視光発光部、２２、２３  電極、２４、２５  金属箔、２６、２７  リード線、３０、３１  接着部、４０  マイクロ波反射部（マイクロ波放射部）、５０、５１  マイクロ波放射源（マイクロ波放射部）、６０、６１  駆動部、１００  プロジェクタ、１１０  操作部、１２０  電源、１３０  点灯制御部、１４０  光源装置、１５０  画像入力部、１６０  画像処理部、１７０  光学系
【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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