(57)【要約】  反射光による電極温度上昇を抑制することできる反射面を有する反射鏡等を提供する。  ランプから出射された光を電極側に向けて反射させる反射面は、各電極の共通する軸心をＺ軸、電極間の中点（Ｃ）を通りＺ軸と直交する軸をＹ軸とし、共通する軸心上の一点から出射された後に反射面の任意の反射点で反射された反射光がＺ軸と交差する交差位置をＺ座標、当該位置における照度をＹ座標としたＺ−Ｙ直交座標系において、電極間であって共通する軸心上の第１、第２、第３のこの順で並ぶ３点から出射され、反射面上の任意の同一の反射点で反射された３本の反射光についてのそれぞれの照度と交差位置とを座標系上の点Ｐ１（Ｚ１、Ｙ１）、Ｐ２（Ｚ２、Ｙ２）、Ｐ３（Ｚ３、Ｙ３）とした場合に、この３点とＺ軸とで囲まれた領域における一対の電極間に対応する領域部分の面積Ｓｐが広くなるように補正されている。
2009022455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブ内に一対の電極が共通する軸心上に対向配置されてなる高圧放電ランプに装着され、前記高圧放電ランプから出射された光の一部を前記一対の電極側に向けて反射させる反射面を有する反射鏡であって、
前記共通する軸心をＺ軸、前記Ｚ軸と直交する軸をＹ軸とし、前記共通する軸心上の一点から出射された後に前記反射面における一の反射点で反射された反射光が前記Ｚ軸と交差する交差位置をＺ座標で、当該位置における照度をＹ座標で表し、
前記電極間であって前記共通する軸心上の１番目からｎ番目までのｎ個（ｎは、３以上の自然数である。）の各点（ｎ個の点は、数の順で並ぶ。）から出射されたｎ本の光が任意の同一の反射点で反射されたとき、そのｉ（１≦ｉ≦ｎ）番目の反射光についてのそれぞれのＺ軸上の交差位置とその位置における照度とをＺ−Ｙ直交座標系上の点Ｐｉ（Ｚｉ、Ｙｉ）とし、ｎ番目及び１番目の反射光の前記Ｚ軸における交差位置を点Ｐｐ（Ｚｎ、０）、点Ｐｑ（Ｚ１、０）とした場合に、
１番目の反射光の点Ｐ１（Ｚ１、Ｙ１）からｎ番目の反射光の点Ｐｎ（Ｚｎ、Ｙｎ）までの各点と、点Ｐｐ（Ｚｎ、０）と、点Ｐｑ（Ｚ１、０）と、点Ｐ１（Ｚ１，Ｙ１）とをこの順で結んだ線分で囲まれた領域の中で、前記一対の電極間に対応する領域部分の面積が、反射面を球面とした場合に前記ｎ個の点から出射して球面で反射されたとしてＺ−Ｙ直交座標上に描ける領域の中の一対の電極間に対応する領域部分の面積よりも広くなるように、各反射点における反射面の角度が球面から補正されていることを特徴とする反射鏡。
【請求項２】
前記ｎ個の各点には、前記一対の電極間の中点に位置する点と、前記一対の電極間であって前記一対の電極間の中点に位置する点の両側で輝度ピークを示す位置の点を含むことを特徴とする請求項１に記載の反射鏡。
【請求項３】
前記ｎの数は３であり、
２番目の点が、前記一対の電極間の中点に位置する点であり、１番目及び３番目の点は、前記一対の電極間であって前記第２の点の両側で輝度ピークを示す位置の点であることを特徴とする請求項１に記載の反射鏡。
【請求項４】
前記各反射点における補正は、前記領域における前記一対の電極間に対応する領域部分の面積が略最大となるように行われていることを特徴とする請求項１に記載の反射鏡。
【請求項５】
高圧放電ランプと、当該高圧放電ランプから出射された光の一部を前記電極側に向けて反射させる反射面を有する反射鏡とを備えるランプユニットであって、
前記反射鏡は、請求項１に記載の反射鏡であることを特徴とするランプユニット。
【請求項６】
前記反射鏡は、補正の基準となった球面の中心と、前記一対の電極間の中点とが一致するように、前記高圧放電ランプに装着されていることを特徴とする請求項５に記載のランプユニット。
【請求項７】
前記ランプユニットは、前記反射鏡以外に、前記高圧放電ランプから出射された光であって前記反射鏡に向けて出射された光以外の光と、前記反射鏡で反射された光とを、所定方向に反射させる第２の反射鏡を備えることを特徴とする請求項５に記載のランプユニット。
【請求項８】
ランプユニットを光源として備える投射型画像表示装置であって、
当該ランプユニットは、請求項７に記載のランプユニットであることを特徴とする投射型画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射鏡、前記反射鏡と高圧放電ランプとを備えるランプユニット及び前記ランプユニットを備える投射型画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ランプユニットには、高圧放電ランプ（以下、単に「ランプ」という。）から出射された光を被照射側に集光させるための凹状の反射面を有する反射鏡（後述する補助反射鏡と区別するために、以下、「主反射鏡」という。）を備えるもの以外に、ランプから主反射鏡と反対側に向けて出射された光をランプの発光中心（一対の電極間の中点）へと反射させる補助反射鏡を備えたものがある。【０００３】
なお、補助反射鏡を設けることにより、ランプから主反射鏡のない向きに出射された光を効率良く利用することができ、結果的に集光効率を高めることができる。【０００４】
補助反射鏡の反射面は一般的には球面形状をしており、ランプの発光中心と球面の中心とが一致するように補助反射面がランプに装着される。これは、ランプの発光中心から出射した光が反射面で反射した後、ランプの発光中心を通って主反射面に向かうからである。しかし、現実には、発光中心からの光がランプのバルブに入射する際、バルブから出射する際等に屈折が生じ、ランプから補助反射鏡に向けて出射され当該補助反射鏡で反射した光が一対の電極間を通過せずに電極に到達することもあり、ランプからの光が有効に利用されているとは言い難い。【０００５】
一方、屈折を考慮して反射面を補正する技術がある（特許文献１）。この技術は、ランプの発光中心から出射された光が、第２の焦点位置に集光するように主反射鏡の反射面を補正するものである。この技術を補助反射鏡の反射面の補正に適用させて、ランプの発光中心から出射された光が、補助反射鏡の反射面で反射して発光中心に戻るように、補助反射鏡の反射面を補正することができる。
【特許文献１】特開２００４−２６５７０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記補正技術は、ランプの発光中心から光が出射されることを前提としたものであり、一対の電極間で所定の輝度分布を有する実際のランプユニットに適用すると、電極の温度が過度に上昇し、電極消耗が激しくなることが判明した。【０００７】
図１５の（ａ）はランプの輝度分布を示す図であり、（ｂ）は（ａ）の輝度分布を中央で切断した切断図である。なお、（ｂ）は、最高輝度を「１」とした相対輝度で、その輝度分布を示している。【０００８】
同図に示すように、一対の電極間で、各電極に近い位置での輝度が高く、この輝度の高い箇所の間ではその中央位置での輝度が最も低いことが分かる。なお、輝度の高い２つの位置を位置Ｓ１，Ｓ３と、輝度の低い位置を位置Ｓ２とする。【０００９】
ここで、位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３から出射した光が反射面の任意の位置Ｐｔに達するまでの光路と、当該任意の位置Ｐｔで反射された反射光の光路について説明する。【００１０】
図１６は、図１５の（ｂ）の位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３から出射した光が反射面９０１の任意の位置Ｐｔに達するまでの反射前光路を示し、図１７は、反射面９０１の任意の位置Ｐｔで反射した反射後光路を示す。
（１）反射前光路
位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３から出射した光が反射面の位置Ｐｔに達するまでの光路は、反射面（９０１）を補正していない反射鏡（９０３）、補正している反射鏡（９２３）に関係なく、位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３から出射した光が、ランプ９０５のバルブ９０７に入射する際、バルブ９０７から出射する際に、それぞれ屈折して反射面９０１の位置Ｐｔに達する。
（２）反射後光路
反射面９０１を補正していないランプユニットでは、図１７（ａ）に示すように、反射後の光は、ランプ９０５のバルブ９０７に入射する際、バルブ９０７から放電空間９０９に出射する際に、それぞれ屈折して、それぞれの方向に進む。各光（３本の線に相当する。）のそれぞれは、ランプ９０５の発光中心Ｃよりも補助反射鏡９０３がある側と反対側にずれて進行し、３本の光の内、紙面に向かって最も左側を進行する光は、電極９１１に達する。【００１１】
一方、上記補正技術で補正された反射面９２１を備えるランプユニットでは、発光中心Ｃから出射された光が反射面９２１で反射して放電空間９０９内の発光中心Ｃに戻るように、反射面が補正されている。このため、発光中心Ｃ、つまり、位置Ｓ３から出射した光が、図１７（ｂ）に示すように、反射面９２１の位置Ｐｔで反射して発光中心Ｃに戻る。【００１２】
しかしながら、補正されている反射面９２１を備えるランプユニットにおいても、３本の光の内、向かって最も左側を進行する光は、電極９１１の先端に達する。【００１３】
このように、輝度の高い位置Ｓ１、Ｓ３から出射された光が、反射面９０１，９２１で反射して電極９１１に戻ってくると、当該電極９１１の温度が過度に上昇してしまい、電極材料が蒸発し、短命化を招くのである。【００１４】
本発明は、上記の課題に鑑み、実際のランプで発生している実アークの輝度分布を考慮して、輝度の高い位置から出射された光が反射面で反射して電極の温度が過度に上昇するのを抑制することできる反射面を有する反射鏡、ランプユニット及び投射型画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明に係る反射鏡は、バルブ内に一対の電極が共通する軸心上に対向配置されてなる高圧放電ランプに装着され、前記高圧放電ランプから出射された光の一部を前記一対の電極側に向けて反射させる反射面を有する反射鏡であって、
前記共通する軸心をＺ軸、前記Ｚ軸と直交する軸をＹ軸とし、前記共通する軸心上の一点から出射された後に前記反射面における一の反射点で反射された反射光が前記Ｚ軸と交差する交差位置をＺ座標で、当該位置における照度をＹ座標で表し、前記電極間であって前記共通する軸心上の１番目からｎ番目までのｎ個（ｎは、３以上の自然数である。）の各点（ｎ個の点は、数の順で並ぶ。）から出射されたｎ本の光が任意の同一の反射点で反射されたとき、そのｉ（１≦ｉ≦ｎ）番目の反射光についてのそれぞれのＺ軸上の交差位置とその位置における照度とをＺ−Ｙ直交座標系上の点Ｐｉ（Ｚｉ、Ｙｉ）とし、ｎ番目及び１番目の反射光の前記Ｚ軸における交差位置を点Ｐｐ（Ｚｎ、０）、点Ｐｑ（Ｚ１、０）とした場合に、１番目の反射光の点Ｐ１（Ｚ１、Ｙ１）からｎ番目の反射光の点Ｐｎ（Ｚｎ、Ｙｎ）までの各点と、点Ｐｐ（Ｚｎ、０）と、点Ｐｑ（Ｚ１、０）と、点Ｐ１（Ｚ１，Ｙ１）とをこの順で結んだ線分で囲まれた領域の中で、前記一対の電極間に対応する領域部分の面積が、反射面を球面とした場合に前記ｎ個の点から出射して球面で反射されたとしてＺ−Ｙ直交座標上に描ける領域の中の一対の電極間に対応する領域部分の面積よりも広くなるように、各反射点における反射面の角度が球面から補正されていることを特徴としている。【００１６】
ここでいう「電極」とは、アークを発生させる部分（例えば、コイル状のもの、棒状のもの、筒状のもの等を含む。）を含んでおれば良く、例えば、電極コイルを電極としても良いし、電極コイルと電極軸とから構成されるものを電極としても良い。【００１７】
また、「前記高圧放電ランプから出射された光の一部を前記一対の電極側に向けて反射させる」の「一対の電極側に向けて」とは、「一対の電極に向けて」、「電極間に向けて」、そして「一対の電極及び電極間に向けて」を含む概念である。【００１８】
また、点Ｐｎと点Ｐｐとが異なる点であっても良いし、一致する点であっても良い。同様に、点Ｐ１と点Ｐｑとが異なる点であっても良いし、一致する点であっても良い。【００１９】
反射面は、記高圧放電ランプから被照射側と反対側に向けて出射された光を前記一対の電極間に向けて反射するようにしているが、バルブの肉厚やバルブの形状の影響で、反射した反射光が電極に到達することもあり（球面形状の反射面に比べると低減されている）、本発明に係る反射鏡は、前記高圧放電ランプから被照射側と反対側に向けて出射された光を前記一対の電極間に向けて反射する反射面を有することになる。【００２０】
また、「高圧放電ランプ」には、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等が含まれる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る反射鏡は、上記のように、一対の電極間であって共通する軸心上のｎ個の各点から出射されたｎ本の光について補正しているので、一対の電極間で実際に発生している実アークの輝度分布を考慮することができる。【００２２】
また、1番目の反射光の点Ｐ１（Ｚ１、Ｙ１）からｎ番目の反射光の点Ｐｎ（Ｚｎ、Ｙｎ）までの各点と、点Ｐｐ（Ｚｎ、０）と、点Ｐｑ（Ｚ１、０）と、点Ｐ１（Ｚ１，Ｙ１）とをこの順で結んだ線分で囲まれた領域における一対の電極間に対応する領域部分の面積が、前記ｎ個の各点から出射して球面状の反射面で反射した場合の面積よりも広くなるように、各反射点における反射面の角度が補正されているので、反射鏡で反射された反射光が電極に到達するのを低減することができる。これにより、集光効率の向上さらには装置として光利用効率の向上を図ることができる上、反射光による電極の温度上昇を抑制することができ、結果的に高圧放電ランプの寿命特性を向上させることができる。【００２３】
さらに、例えば、ｎ個の点のうちの２点を輝度の高い位置に設定することにより、輝度の高い位置から出射された光が反射面で反射して電極に到達するのを抑制でき、結果的に電極の温度が過度に上昇するのを抑制することができる。【００２４】
また、前記ｎ個の各点には、前記一対の電極間の中点に位置する点と、前記一対の電極間であって前記一対の電極間の中点に位置する点の両側で輝度ピークを示す位置の点を含むことを特徴とし、或いは、前記ｎの数は３であり、２番目の点が、前記一対の電極間の中点に位置する点であり、１番目及び３番目の点は、前記一対の電極間であって前記第２の点の両側で輝度ピークを示す位置の点であることを特徴としている。これにより、補正に用いられる輝度分布を実際に発生している実アークの輝度分布に近づけることができ、精度の高い補正を行うことができる。【００２５】
さらに、前記各反射点における補正は、前記領域における前記一対の電極間に対応する領域部分の面積が略最大となるように行われていることを特徴としている。これにより、例えば、前記領域における前記一対の電極間に対応する領域部分の面積が略最大となるような位置をコンピュータを用いて計算することができ、当該補正を容易に行うことができる。【００２６】
本発明に係るランプユニットは、高圧放電ランプと、当該高圧放電ランプから出射された光の一部を前記電極側に向けて反射させる反射面を有する反射鏡とを備えるランプユニットであって、前記反射鏡は、上記の反射鏡であることを特徴としている。【００２７】
このため、一対の電極間で実際に発生している実アークの輝度分布を考慮することができる。また、反射鏡で反射された反射光が電極に到達するのを低減することができ、これにより、集光効率の向上さらには装置として光利用効率の向上を図ることができる上、反射光による電極の温度上昇を抑制することができ、結果的に高圧放電ランプの寿命特性を向上させることができる。さらに、例えば、ｎ個の点のうちの２点を輝度の高い位置に設定することにより、輝度の高い位置から出射された光が反射面で反射して電極に到達するのを抑制でき、結果的に電極の温度が過度に上昇するのを抑制することができる。【００２８】
前記ランプユニットは、前記反射鏡以外に、前記高圧放電ランプから出射された光であって前記反射鏡に向けて出射された光以外の光と、前記反射鏡で反射された光とを、所定方向に反射させる第２の反射鏡を備えることを特徴としている。このため、高圧放電ランプから全方向に向けて出射された光を有効に利用することができる。【００２９】
本発明に係る投射型画像表示装置は、ランプユニットを光源として備える投射型画像表示装置であって、当該ランプユニットは、上記のランプユニットであることを特徴としている。このため、実際のランプの輝度分布を考慮して、輝度の高い位置から出射された光が反射面で反射して電極の温度が過度に上昇するのを抑制することできる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第１の実施の形態に係るランプユニットの構成を示す図である。
【図２】ランプ及び補助反射鏡の構成を示す図である。
【図３】ランプの発光部付近を示す拡大断面図である。
【図４】反射後の光の光路を示し、（ａ）は補正なしの光路を、（ｂ）は補正ありの光路をそれぞれ示す。
【図５】反射鏡で反射した光の電極間における補正前後の照度分布を示し、（ａ）は補正前の照度分布を、（ｂ）は補正後の照度分布をそれぞれ示す。
【図６】一対の電極間における第１の実施の形態に係る照度面積を示す。
【図７】点Ｐｔの反射面の補正角度の算出を説明する図である。
【図８】固着剤の充填工程を説明するための工程図である。
【図９】第２の実施の形態に係るプロジェクタの一部破断斜視図である。
【図１０】（ａ）は変形例１ａに係る補正方法を説明する図であり、（ｂ）は変形例１ｂに係る補正方法を説明する図である。
【図１１】変形例２に係るランプ及び補助反射鏡の構成を示す図である。
【図１２】変形例２に係る固着剤の充填工程を説明するための工程図である。
【図１３】変形例３に係るランプ及び補助反射鏡の構成を示す図である。
【図１４】変形例４に係るプロジェクタの全体斜視図である。
【図１５】（ａ）はランプの輝度分布を示す図であり、（ｂ）は（ａ）の輝度分布を中央で切断した切断図である。
【図１６】図１５の（ｂ）の位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３から出射した光が反射面の任意の位置Ｐｔに達するまでの反射前光路を示す。
【図１７】反射面の任意の位置Ｐｔで反射した反射後光路を示す。
【符号の説明】
【００３１】
２０  ランプユニット
２１  放電ランプ
２３  主反射鏡
２５  補助反射鏡
３３  発光部
３５  第１封止部
３７  第２封止部
３９  ガラスバルブ
４５  第１電極
４７  第２電極
７５  反射面
１３０，１５０  プロジェクタ
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
＜第１の実施の形態＞
以下、本発明の第１の実施の形態に係る反射鏡を有する高圧放電ランプ、当該高圧放電ランプを利用したランプユニット及び当該ランプユニットを利用したプロジェクタについて、図面に基づき説明する。
１．ランプユニット
図１は、第１の実施の形態に係るランプユニットの構成を示す図であり、内部の様子が分かるように、主反射鏡、補助反射鏡等の一部を切り欠いている。なお、図１では、ランプユニットに係る電気配線等の記載は省略している。【００３３】
図１に示すように、ランプユニット２０は、高圧放電ランプ２１（以下、単に「ランプ２１」という。）と、ランプ２１から被照射側と反対側に出射された光Ｌ１を被照射側に反射させる主反射鏡２３と、ランプ２１から被照射側に出射された光Ｌ２を、主反射鏡２３に反射させる補助反射鏡２５とを備える。【００３４】
ランプユニット２０は、ランプ２１の両端から延出する外部リード線５３，５５に接続された一対のリード線９１，９３と、リード線９１，９３の他端部に接続されたコネクタ１１９，１２１とを介して後述する電源ユニット１３１に接続される。
２．各構成
（１）ランプ
図２は、ランプ及び補助反射鏡の構成を示す図である。【００３５】
ランプ２１は、図２に示すように、内部が放電空間３１となる発光部３３と当該発光部３３の両側に延設された第１及び第２封止部３５，３７とを有するガラスバルブ３９と、前記放電空間３１の内部で先端部（後述する電極コイル６１，６３）同士が対向する状態で第１及び第２封止部３５，３７にそれぞれ封止された第１及び第２電極構成体４１，４３とからなる。なお、放電空間３１には、発光物質として水銀、始動補助用の希ガス、ハロゲンサイクル用のハロゲンガスが封入されている。【００３６】
第１及び第２電極構成体４１，４３は、第１及び第２電極４５，４７と、第１及び第２金属箔４９，５１と、第１及び第２外部リード線５３，５５とがこの順で、例えば溶接により接合されてなる。【００３７】
第１及び第２電極４５，４７は、第１及び第２電極軸５７，５９と、それら電極軸５７，５９の先端に設けられた第１及び第２電極コイル６１，６３とからなる。第１及び第２電極軸５７，５９は、例えばタングステン製である。なお、第１及び第２電極コイル６１，６３は、第１及び第２電極軸５７，５９と異なる材料で構成されていても良いし、同じ材料で構成されていても良い。【００３８】
第１及び第２電極４５，４７は、その先端（第１及び第２電極コイル６１，６３）が放電空間３１で第１及び第２電極軸５７，５９に共通する軸上で対向（第１電極軸５７と第２電極軸５９の軸心が一致する状態で対向する。）し、他端が第１及び第２封止部３５，３７内に位置している。【００３９】
ランプ２１はいわゆるショートアーク型であって、点光源に近付けるために電極間距離（第１電極コイル６１と第２電極コイル６３との間隔）が０．５ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲に設定されている。【００４０】
第１及び第２金属箔４９，５１は、第１及び第２電極４５，４７の第１及び第２封止部３５，３７内に位置する側の端部に接合されており、第１及び第２封止部３５，３７内に封止された状態にある。当該第１及び第２金属箔４９，５１は、例えばモリブデン製である。【００４１】
第１及び第２外部リード線５３，５５は、第１及び第２封止部３５，３７における発光部３３と反対側の端面からガラスバルブ３９の外部に導出されている。
（２）主反射鏡
図１に示すように、主反射鏡２３は、凹状の反射面６５が内面に形成された、例えば漏斗状の主反射鏡本体６７と、主反射鏡本体６７の中央背面（主反射鏡本体６７の底部であって反射面６５と反対側）から反射鏡の光軸に沿って外方に延出した円筒状のランプ保持部６９とからなる。【００４２】
主反射鏡２３は、ランプ２１の第１封止部３５を保持している。具体的には、主反射鏡２３のランプ保持部６９内にランプ２１の第１封止部３５を遊挿した状態で、ランプ保持部６９と第１封止部３５との隙間に固着剤７１が充填されて固着されている。固着剤７１としては、例えば、主成分がシリカ、アルミナ、或いは、シリカ−アルミナ等の無機接着剤が考えられ、無機接着剤の一例としてスミセラムＳ（朝日化学工業株式会社製）が挙げられる。【００４３】
主反射鏡２３は、例えば硬質ガラス製のダイクロイック反射鏡であり、反射面６５は、例えば真空蒸着法により形成された誘電体多層膜（例えば、ＴｉＯ2／ＳｉＯ2やＴａ2Ｏ5／ＳｉＯ2）で構成されている。主反射鏡２３は、ランプ２１の発光部３３から出射された可視光線を反射面６５で被照射側に反射させる。赤外光線は主反射鏡２３を透過する。
（３）補助反射鏡
図１及び図２に示すように、補助反射鏡２５は、球面形状を補正した凹状曲面からなる反射面７５が内面に形成された、例えば漏斗状の補助反射鏡本体７７と、補助反射鏡本体７７の中央背面（補助反射鏡本体７７の底部であって反射面７５と反対側）から被照射方向に延出した円筒状の筒状部７９とからなる。【００４４】
補助反射鏡２５は、ランプ２１の第２封止部３７に取り付けられている。具体的には、補助反射鏡２５の筒状部７９内にランプ２１の第２封止部３７を遊挿し、反射面７５の補正の基準となった球面の中心と、ランプ２１の第１及び第２電極４５，４７間（電極コイル６１，６３間）の中点位置（この位置を「発光中心」ともいう。）とが一致するように位置合せした状態で取り付けられている。【００４５】
図３は、ランプの発光部付近を示す拡大断面図である。上記状態において、図２及び図３に示すように、筒状部７９の基端から延出端までの間には、第２電極４７の第２封止部３７内に位置する端縁４７ａが存在している。【００４６】
なお、補助反射鏡２５において筒状部７９とは、図３に示す二点鎖線Ｅよりも右側の部分であり、補助反射鏡本体７７とは二点鎖線Ｅよりも左側の部分である。当該二点鎖線Ｅは、補助反射鏡２５の外径が変化する点Ｅ１，Ｅ２を結んだ線である。【００４７】
補助反射鏡２５は、筒状部７９と第２封止部３７との隙間に固着剤８１が充填され第２封止部３７に固着されている。固着剤８１としては、例えば、主成分がシリカ、アルミナ、或いは、シリカ−アルミナ等の無機接着剤が考えられ、無機接着剤の一例としてスミセラムＳ（朝日化学工業株式会社製）が挙げられる。なお、固着剤８１についての詳細は後述する。【００４８】
補助反射鏡２５は、例えば石英ガラス製であり、反射面７５は、例えば真空蒸着法により形成された誘電体多層膜（例えば、ＴｉＯ2／ＳｉＯ2やＴａ2Ｏ5／ＳｉＯ2）で構成されている。補助反射鏡２５は、ランプ２１の発光部３３から被照射側に向けて出射された可視光線を反射面７５で主反射鏡２３の反射面６５に反射させる。赤外光線は補助反射鏡２５を透過する。なお、反射面７５は、球面形状を補正して得られたものであり、その補正の方法等については、後述する。【００４９】
リード線９１，９３は、図１に示すように、導電性を有する芯材９５，９７を絶縁性の被覆材９９，１０１で被覆された被覆導線１０３，１０５と、当該被覆導線１０３，１０
５におけるランプ２１の外部リード線５３，５５と接続される側の芯材９５，９７に接続されたニッケル線１０７，１０９とから構成される。【００５０】
芯材９５，９７とニッケル線１０７，１０９とは、被覆導線１０３，１０５の被覆材９９，１０１を剥がし、露出した芯材９５，９７とニッケル線１０７，１０９とを接続スリーブ１１１，１１３の内部で重ね、当該接続スリーブ１１１，１１３をかしめて接続されている。【００５１】
リード線９１，９３とランプ２１の外部リード線５３，５５とは、ニッケル線１０７，１０９の先端部が内挿されている接続スリーブ１１５，１１７をかしめ、当該接続スリーブ１１５，１１７と外部リード線５３，５５とを溶接して接続されている。【００５２】
リード線９１（９３）とコネクタ１１９（１２１）とは、被覆材９９（１０１）の内部の芯材９５（９７）がコネクタ１１９（１２１）の接続部１２３の内部に延出するように被覆材９９（１０１）をコネクタ１１９（１２１）の固定部１２５に固定することで接続されている。なお、被覆導線１０３，１０５には、保護チューブ１２７，１２９がさらに被覆されている。
３．動作
上記構成のランプユニット２０の点灯状態について説明する。【００５３】
図１に示すように、ランプ２１は、発光部３３の内部の第１及び第２電極４５，４７間(以下、単に「電極間」ともいう。）でアークが生じて点灯する。電極間のアークから主反射鏡２３の反射面６５に向けて出射された光Ｌ１は、そのまま進んでランプ２１の外部へと放射され、反射面６５で被照射面側へと反射されて、ランプユニット２０から所定方向に向けて出射される。【００５４】
一方、電極間で生じたアークから主反射鏡２３と反対側、すなわち補助反射鏡２５の反射面７５に向けて出射された光Ｌ２は、そのまま進んでランプ２１の外部へ放射され、反射面７５で、発光部３３や一対の電極間を通って主反射鏡２３の反射面に届くように、主反射鏡２３側に向けて反射され、その後、主反射鏡２３の反射面６５で上述のように被照射面側へと反射されて、ランプユニット２０から所定方向に向けて出射される。【００５５】
これにより、ランプユニット２０から被照射側に出射される光は、ランプ２１から主反射鏡２３の反射面６５に向けて出射された光と、ランプ２１から補助反射鏡２５の反射面７５に向けて出射され当該反射面７５で反射された光との総和となるため、当該ランプユニット２０は、補助反射鏡２５を有しないランプユニットと比べて集光効率が高くなる。
４．補助反射鏡の反射面
（１）補正方法の概略
本実施の形態に係る補助反射鏡２５は、球面形状を補正した反射面７５を有している。この補正は、一対の電極間から出射した後に反射面７５で反射した反射光が、第１電極４５と第２電極４７の間を通るように、換言すると、より多くの反射光が第１及び第２電極４５，４７、或いは、どちらか一方の電極（４５，４７）に到達するのを抑制するように行われている。【００５６】
図４は、反射後の光の光路を示し、（ａ）は補正なし（反射面が球面形状のままである。）の光路を、（ｂ）は補正ありの光路をそれぞれ示す。なお、図４に示す３本の光は、図１５の輝度の高い位置Ｓ１，Ｓ３と、低い位置Ｓ２から出射されたものである。また、ここでの補正方法は、本発明に係る「軸心上のｎ個の各点から出射されたｎ本の光」の「ｎ個」が「３個」の場合である。【００５７】
反射面７５ａの形状が球面形状のままの補助反射鏡２５ａは、上述したように、発光中心と反射面の曲率中心とが一致するように、ランプ２１に取り付けられている。発光中心Ｃである位置Ｓ２から出射した光は、放電空間３１とガラスバルブ３９の発光部３３に相当する部分との間、ガラスバルブ３９の発光部３３に相当する部分と外気との間での屈折を考慮しない場合は、補助反射鏡２５ａで反射して位置Ｓ２を通過して、主反射鏡２３へと向かう。【００５８】
しかしながら、実際には、ガラスバルブ３９等での屈折があるため、図４の（ａ）に示すように、電極間の位置（Ｓ３）から出射した光は、一対の電極間の中央に戻らず（電極間を通過せず）、一方の電極、ここでは第１電極４５側にずれ、第１電極４５に到達する。【００５９】
本実施の形態に係る補正は、同図の（ａ）の第１電極４５に到達していた光を、図４の（ｂ）に示すように電極４５に到達しないように、その反射面を補正している。つまり、球面形状の反射面７５ａを有する反射鏡２５ａの場合に、３つの位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３から出射して反射面７５ａで反射した反射光を、他方の（同図において向かって右側の）電極、ここでは第２電極４７側に所定量ずらすようにしている。【００６０】
図５は、反射鏡で反射した反射光の電極間における補正前後の照度分布を示し、（ａ）は補正前の照度分布を、（ｂ）は補正後の照度分布をそれぞれ示す。【００６１】
球面形状から反射面７５の補正は、第１及び第２電極４５，４７の先端同士を結ぶ線分（図中の一点鎖線）Ａと当該線分Ａ上での照度を示す照度曲線Ｂとによって囲まれた面積（この面積を「照度面積」という。）のうち、電極間（図中の「Ｌ」の間）に相当する領域のおける面積（この面積を上記照度面積と区別するために「相当面積」という。）が大きく（略最大）なるようにしている。なお、上記線分Ａは、第１電極４５の軸心（つまり、電極軸５７の軸心）と一致するとともに、第２電極４７の軸心（つまり、電極軸５９の軸心）とも一致している。【００６２】
図５を利用して説明すると、補正前の反射鏡２５ａでの照度面積は、図５の（ａ）に示す、クロスハッチング部分と水平ハッチング部分の和となり、相当面積Ｓｐはクロスハッチング部分である。補正後の反射鏡での照度面積は、図５の（ｂ）に示す、クロスハッチング部分と水平方向のハッチング部分の和となり、相当面積Ｓｑはクロスハッチング部分である。このように図５の（ｂ）に示す補正後の相当面積Ｓｑは、（ａ）に示す補正前の相当面積Ｓｐよりも広くなっている。【００６３】
つまり、本実施の形態に係る補正では、図５の（ａ）に示すような第１電極４５側に寄っている照度分布を、図５の（ｂ）に示すように電極間に位置する照度分布となるようにしている。
（２）所定量の算出
本実施の形態では、図１５で示す輝度分布ＢＫにおいて、輝度のピークを示す位置Ｓ１，Ｓ３と、位置Ｓ１，Ｓ３間であって輝度が最も低い位置Ｓ２との３点から出射された光の電極間における照度から面積を求める。【００６４】
この面積を図５の照度曲線Ｂと線分Ａとで囲まれた照度面積と擬制し、この擬制した照度面積のうち、電極間に存在する領域と重なる相当面積が最大となるようにしている。なお、輝度が最も低い位置Ｓ２は、電極間の中点位置（発光中心Ｃ）に相当する。【００６５】
図６は、一対の電極間における第１の実施の形態に係る照度面積を示す。【００６６】
照度面積は、電極の先端同士を結んだ線分Ａの延伸方向にＺ軸を、Ｚ軸において電極間の中点を通り且つＺ軸と直交する方向にＹ軸をそれぞれ取り、一対の電極間から出射された光がＺ軸に達した点での照度をＺＹ座標で表したときの点Ｐ１（Ｚ１，Ｙ１)，Ｐ２（Ｚ２，Ｙ２)，Ｐ３（Ｚ３，Ｙ３)，Ｐ４（Ｚ３，０)，Ｐ５（Ｚ１，０)の各点をその順に結んだ線分で囲まれてなる閉領域の面積としている。ここで、点Ｐ４が本発明に係る点Ｐｐに相当し、また、点Ｐ５が本発明に係るＰｑに相当する。【００６７】
なお、Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３は、図１５に示す位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３から出射された光がＺ軸と交差するＺの値であり、Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３は、位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３から出射された光が反射面７５上の任意の位置である点Ｐｔで反射されて、Ｚ軸に達した際の照度を示し、これらの数値はコンピュータ解析により算出される。【００６８】
次に、図６の上図に示すように、照度面積を基準にして相当面積Ｓｐ（同図のクロスハッチング部分である。）を求め、閉領域の形状をそのままにして、Ｚ軸に沿って平行移動させた時の相当面積を求め、当該相当面積が略最大となった（つまり、図６の下図のクロスハッチング部分で示す相当面積Ｓｑである。）移動量ΔＺを算出する。この移動量ΔＺが、上記の所定量となる。なお、図６では、補正前後の座標点を区別するために、補正前の座標点をＰで表し、補正後の座標点をＱで表している。【００６９】
このようにして移動量ΔＺが算出できると、位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３から出射され、反射面で反射された光の照度分布が、閉領域の移動後の照度分布となるように任意の位置である点Ｐｔの反射面を補正する。
（３）補正角度の算出方法
図７は、点Ｐｔの反射面の補正角度の算出を説明する図である。【００７０】
図７では、補正前の反射光の光路と補正後の反射光の光路とを実線で示している。補正前の光路は、図４の（ａ）に示す３本の光路の真中を進行する光路を示し、補正後の光路は、図４の（ｂ）に示す３本の光路の真中を進行する光路を示す。【００７１】
実線で表した各光路は、任意の位置である反射点Ｐｔからガラスバルブ３９を通過して放電空間３１へ入射する際の屈折を考慮しており、この屈折を考慮しない場合は、それぞれのガラスバルブ３９の厚み内部（発光部３３の内径と外径との間に位置する部分）を進行している光路をそのままＺ軸まで延長させた破線となる。【００７２】
ここで補正角度θは、点Ｐｔ（Ｚａ、Ｙａ）、点Ｐ２ａ（Ｚｐａ、０）、点Ｒ（Ｚａ、０）の３点を結ぶ直角三角形（つまり、底辺をＺａ−Ｚｐａ、高さをＹａとし、頂点がＰｔとなる直角三角形）における頂角と、点Ｐｔ（Ｚａ、Ｙａ）、点Ｑ２ａ（Ｚｑａ、０）、点Ｒ（Ｚａ、０）の３点を結ぶ直角三角形（つまり、底辺をＺａ−Ｚｑａ、高さをＹａとし、頂点がＰｔとなる直角三角形）における頂角との差となり、これを式で表すと、
θ  ＝  ｔａｎ-1（Ｚａ−Ｚｐａ）／Ｙａ  −  ｔａｎ-1（Ｚａ−Ｚｑａ）／Ｙａ
となる。
（４）反射面
任意の位置である点Ｐｔについての補正角度θは上述のようにして算出できる。従って、反射面７５の補正は、上記の点Ｐｔを、球面における中心を通る一平面内の曲線（円弧状）上の所定の点（位置）について繰り返し行うことで、補正された反射曲線（一平面内）が得られ、この反射曲線をＺ軸中心で回転することで、目的とする補正された反射面７５を得ることができる。
（５）効果
上述した補正では、電極間であって共通する軸心上の位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３から出射された光について補正しているので、一対の電極間で実際に発生している実アークの輝度分布に近づけることができ、精度の高い補正を行うことができる。【００７３】
上記補正された補助反射鏡２５を利用した場合、上記補正をしていない反射鏡２５ａと比較して、反射光の第１及び第２電極４５，４７へ到達（衝突）するのを抑制でき、第１及び第２電極４５，４７の温度上昇を抑制することができる。これによりランプ２１の長寿命化を図ることができる。【００７４】
また、反射光の第１及び第２電極４５，４７へ到達（衝突）するのを抑制できるため、補正していない補助反射鏡２５ａに比べて、一対の電極間を通って主反射鏡２３へ達する反射光を多くでき、結果的に集光効率の向上、ランプユニット２０としての光利用率を向上させることができる。【００７５】
なお、補正していない補助反射鏡２５ａと補正した補助反射鏡２５とについてシミュレーションした結果、上記補正した補助反射鏡２５を用いた場合は、補正していない補助反射鏡２５ａを用いた場合に対して集光効率が３（％）向上することが判明している。
５．補助反射鏡の取付
図２に示すように、第１及び第２電極４５，４７と第１及び第２外部リード線５３，５５との間には、第１及び第２金属箔４９，５１が介在しており、それら第１及び第２金属箔４９，５１が第１及び第２封止部３５，３７に封止され、これにより放電空間３１が密封状態に保たれている。【００７６】
これは、一般に、第１及び第２電極４５，４７は、棒状の金属材料製（例えばタングステン製）であり、図３に示すように、第１及び第２電極４５，４７と第１及び第２封止部分３５，３７との間には隙間８７，８９が存在するが、第１及び第２金属箔４９，５１は、箔状に形成された金属材料製（例えばモリブデン製）であるため、第１及び第２金属箔４９，５１と第１及び第２封止部３５，３７との間には隙間が存在し難いからである。【００７７】
一方、第１及び第２電極４５，４７と第１及び第２金属箔４９，５１との接合部分４５ｂ，４７ｂ（図２におけるハッチング部分）は、比較的構造が複雑であるため、ガラスバルブ３９との間に隙間８７，８９が生じ易い。【００７８】
この隙間８７，８９は、放電空間３１と繋がっているため、放電空間３１内の水銀蒸気が隙間８７，８９内に入る。隙間８７，８９は、発光中心から遠いため放電空間３１よりも低温となり易く、その中でも発光中心から最も遠い第１及び第２電極４５，４７の第１及び第２封止部３５，３７内に位置する端縁４５ａ，４７ａの付近は特に低温になり易い。【００７９】
さらに、それら端縁４５ａ，４７ａのうち、特に第２電極４７の端縁４７ａの付近が最冷点になり易い。これは、第１封止部３５で主反射鏡２３と結合されているため、第２封止部３７側が低温となり易く、この第２封止部３７内に第２電極４７が位置するからである。【００８０】
そこで、上記第２電極４７の端縁４７ａの付近が最冷点になるのを防止するために、図３に示すように、第２封止部３７と筒状部７９との隙間全体に亘って固着剤８１を充填している。これによって、ガラスバルブ３９から大気への放熱が妨げられて最冷点の温度が上昇するため、放電空間３１の蒸気圧を高く保つことができ、ランプユニット２０の発光効率を向上させることができる。【００８１】
なお、固着剤８１が補助反射鏡２５の反射面７５上にはみ出していると、当該固着剤８１が発光部３３から補助反射鏡２５の反射面７５に向けて出射された光を遮ってしまい、ランプユニット２０の集光効率が低下するといった不具合が生じる。したがって、図３に示すように、固着剤８１は、発光部３３から補助反射鏡２５の反射面７５に向けて出射された光Ｌ３を遮らない部位に充填されていることが好ましい。つまり、固着剤８１の発光部側の端部８１ａが前記光Ｌ３を遮らないことが好ましい。【００８２】
図８は、固着剤の充填工程を説明するための工程図である。【００８３】
図８に示すように、固着剤８１の充填工程においては、まず、図８（ａ）に示すように、ランプ２１の第２封止部３７に補助反射鏡２５を遊嵌させる。その際、図８（ｂ）に示すように、筒状部７９の基端から延出端までの間に第２電極４７の第２封止部３７内に位置する端縁４７ａが存在する状態とする。次に、図８（ｃ）に示すように、補助反射鏡２５の筒状部７９側の端縁から、第２封止部３７と筒状部７９との隙間全体に行き亘るように、充填機７３で固着剤８１を充填する。【００８４】
なお、充填の際、第２封止部３７と筒状部７９との隙間全体に固着剤８１が十分に行き亘らず、充填むらが生じる場合がある。
＜第２の実施の形態＞
第１の実施の形態ではランプユニットについて説明したが、第２の実施の形態では、上記構成のランプユニットを用いたプロジェクタ（本発明の「投射型画像表示装置」である。）の一例について説明する。【００８５】
図９は、第２の実施の形態に係るプロジェクタの一部破断斜視図である。【００８６】
図９に示すように、第２の実施の形態に係るプロジェクタ１３０は、いわゆる前面投射型のプロジェクタであって、第１の実施の形態に係るランプユニット２０と、ランプを点灯させるための電子安定器を含む電源ユニット１３１と、制御ユニット１３３と、レンズ系と透過型のカラー液晶表示板とが内蔵されているレンズユニット１３５と、冷却用のファン装置１３７とを、ケース１３９の内部に備える。なお、レンズユニット１３５は、その一部がケース１３９の外部に張り出すように設けられている。【００８７】
電源ユニット１３１は、家庭用ＡＣ１００Ｖの電源を所定の電圧に変換して、電子安定器や制御ユニット１３３等に供給する。なお、電源ユニット１３１は、レンズユニット１３５の上部に配された基板１４１や、この基板１４１に実装された複数の電子・電気部品１４３等から構成されている。【００８８】
制御ユニット１３３は、外部から入力された画像信号に基づき、カラー液晶表示板を駆動してカラー画像を表示させる。また、レンズユニット１３５の内部に配されている駆動モータを制御し、フォーカシング動作やズーム動作を実行させる。【００８９】
ランプユニット２０から出射された光は、レンズユニット１３５の内部に配されているレンズ系を通過して、光路途中に配されたカラー液晶表示板を透過する。これにより、カラー液晶表示板に形成された画像が、レンズ１４５等を介して図外のスクリーン上に投影される。
＜変形例＞
以上、本発明に係る補助反射鏡、ランプユニット、投影型表示装置について上記実施の形態で説明してきたが、本発明に係る補助反射鏡等は上記形態に限定されないことは言うまでもない。
１．補助反射鏡
（１）補正方法
（１−１）照度面積
第１の実施の形態では、一対の電極間における照度面積は、図６の下図に示すように、その一対の電極の先端間に収まっている。つまり、補正後の反射光が、電極に到達することなく（図６の下図で言えば、電極と照度面積とが重なることなく）、一対の電極間を通っている。【００９０】
しかしながら、一対の電極間における照度面積が、一対の電極の先端間に収まらない、つまり、補正後の反射光が、電極に到達する場合も生じる。具体的には、角度補正を行う任意の点Ｐｔと発光中心Ｃとを結ぶ線分と、電極の先端同士を結んだ線分Ａ（つまり、図６のＺ軸である。）とで挟まれた角の角度、そのときの反射光がガラスバルブを通過する際のガラスバルブの厚み等によっては、点Ｐ１のＺ軸上の値が電極４５側に位置する場合がある。【００９１】
以下、一対の電極間における照度面積が、一対の電極の先端間に収まらない場合の補正方法を変形例１ａとして説明する。【００９２】
図１０の（ａ）は、変形例１ａに係る補正方法を説明する図である。【００９３】
本変形例１ａは、第１の実施の形態と同様に、点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の３点によって照度面積を算出している。なお、点Ｐ４及び点Ｐ５も、第１の実施の形態と同じ、点Ｐ３、Ｐ１のＺ軸上の値である。【００９４】
そして、変形例１ａにおいても、図１０の（ａ）の上図に示すように、球面形状の反射面で反射した反射光での照度曲線とＺ軸とで囲まれた部分の形状、照度面積及び相当面積Ｓｐ（同図のクロスハッチング部分である。）を基準にして、図１０の（ａ）の下図に示すように、照度面積の内の相当面積Ｓｑ（同図のクロスハッチング部分である。）が略最大となるように、ずらし量ΔＺを算出している。【００９５】
このように、一対の電極間に存在する点から出射した光が反射面で反射して、その内の光が電極４５側に大きく入った位置に到達する場合（Ｚ１が電極４５側に移っているため、点Ｐ１での照度が点Ｐ３での照度よりも低くなっている。）であっても、実施の形態と同様の補正を行うことにより、図１０の（ａ）の下図のような照度分布となる。【００９６】
この場合、電極４５に到達する光を少なくでき、電極４５の温度上昇を防ぐことができる。また、一対の電極間から発せられた光の光束ロスを少なくできる。なお、光束ロスは、図１０の（ａ）における水平ハッチング部分の面積であり、同図の上図と下図とを比べると、下図の水平ハッチングの面積（光束ロス）が小さい。【００９７】
（１−２）出射点の数
第１の実施の形態では、一対の電極間における照度面積を、図１５の位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３から出射された光を利用して、照度曲線Ｂを、図６に示すような「Ｍ」字状と擬制して、照度面積を求めたが、補助反射鏡の反射面の補正方法は、上記の位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の３点に対応した点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の３点に限定するものではなく、５点以上であっても良いし、出射点（上記の位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に相当する点）をさらに増やし、図１５の照度曲線と略一致するようにしても良い。【００９８】
つまり、第１の実施の形態では、本発明に係る「軸心上の１番目からｎ番目までのｎ個（ｎは、３以上の自然数である。）の各点（ｎ個の点は、数の順で並ぶ。）から出射されたｎ本の光」の「ｎ」が「３」の場合について説明したが、ｎは３以上の自然数であれば良く、例えば、５以上の自然数であっても良い。【００９９】
以下、出射点を５点として（つまり、「ｎ」が「５」である。）照度曲線を当該５点で擬制した変形例１ｂについて説明する。【０１００】
図１０の（ｂ）は、変形例１ｂに係る補正方法を説明する図である。【０１０１】
本変形例１ｂは、点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５の５点によって照度面積を算出している。  ここで、点Ｐ２，Ｐ４は、輝度のピークを示す位置であり、点Ｐ３は一対の電極間で最も輝度の低い位置（一対の電極間の中点の位置でもある。）である。【０１０２】
また、点Ｐ１は、電極４５の先端内部に相当する位置で、輝度が略「０」の位置であり、点Ｐ７も輝度が略「０」の位置である。【０１０３】
照度面積は、電極の先端同士を結んだ線分Ａの延伸方向にＺ軸を、Ｚ軸において電極間の中点を通り且つＺ軸と直交する方向にＹ軸をそれぞれ取り、一対の電極間から出射された光がＺ軸に達した点での照度をＺＹ座標で表したときの点Ｐ１（Ｚ１，０)，Ｐ２（Ｚ２，Ｙ２)，Ｐ３（Ｚ３，Ｙ３)，Ｐ４（Ｚ４，Ｙ４)，Ｐ５（Ｚ５，０)の各点をその順に結んだ線分で囲まれてなる閉領域の面積となる。ここで、点Ｐ５が本発明に係る点Ｐｐに相当し、また、点Ｐ１が本発明に係るＰｑに相当する。【０１０４】
そして、変形例１ｂにおいても、図１０の（ｂ）の上図に示すように、球面形状の反射面で反射した反射光での照度曲線とＺ軸とで囲まれた領域部分の形状、照度面積及び相当面積Ｓａ（同図のクロスハッチング部分である。）を基準にして、図１０の（ｂ）の下図に示すように、照度面積の内の相当面積Ｓｂ（同図のクロスハッチング部分である。）が略最大となるように、ずらし量ΔＺを算出している。なお、図１０の（ｂ）では、補正前後の座標点を区別するために、補正前の座標点をＰで表し、補正後の座標点をＱで表している。【０１０５】
ここで、本例では、本発明の点Ｐｐ、Ｐｑと点Ｐ５、Ｐ１とが一致することになるが、点Ｐ１〜Ｐ５を順に結ぶ線分により囲まれた領域と、Ｐ１〜Ｐ５、Ｐｐ、Ｐｑ、Ｐ１とをこの順に結ぶ線分により囲まれた領域とが同一となり、本発明に係る補正方に影響を及ぼすことはない。【０１０６】
また、実施の形態や変形例１ｂでは、反射面の補正の基準となった球面の中心とランプの発光中心とを一致させるように、補助反射鏡をランプに取り付けていたが、例えば、反射面の補正の基準となった球面の中心とランプの発光中心とをずれた状態（一対の電極が共通する軸（図６のＺ軸に相当する。）上でずれが生じている方が好ましい。）で、補助反射鏡をランプに取付けることを前提にしても、本発明に係る反射鏡を得ることができる。【０１０７】
具体的には、反射面の補正の基準となった球面の中心とランプの発光中心とをずれた状態で、電極間の少なくとも３箇所から出射され、点Ｐｔで反射した反射光を利用して相当面積を求め、当該相当面積が略最大となるように補正すれば良い。【０１０８】
なお、本例では、「ｎ」が５の場合であり、本発明の点Ｐｐ、Ｐｑと点Ｐ１，Ｐ５とが一致する場合について説明したが、当然、「ｎ」が５以上であり、本発明の点Ｐｐ、Ｐｑと点Ｐ１，Ｐ５とが一致しない場合にでも適用できることは言うまでもない。
（２）材料
補助反射鏡は、石英ガラス製に限定されず、例えば、硬質ガラス製、セラミック製或いは金属製等であっても良い。【０１０９】
補助反射鏡は、赤外光線が透過するものに限定されず、赤外光線を吸収するものであっても良い。例えば、赤外光線の透過率が９０％以下の材料で構成されていても良い。従来の補助反射鏡には赤外光線の透過率が９５％以上の石英ガラスが使用されていたが、赤外光線の透過率が９０％以下の材料を使用すれば、赤外光線の吸収量を増加させることができる。赤外光線を吸収した補助反射鏡は輻射熱を発しランプが加熱されるため、放電空間内の温度が上昇して蒸気圧が上がり、ランプの発光効率を向上させることができる。【０１１０】
ランプから発せられる赤外光線は９００ｎｍより短い波長のものが主流であるため、補助反射鏡は、６５０〜９００ｎｍの赤外光線を吸収する材料で構成することが考えられる。但し、９００ｎｍを超え１５００ｎｍ以下の赤外光線を吸収する材料で構成されている場合であっても、ある程度輻射熱を利用してランプの発光効率を向上させることができる。【０１１１】
また、補助反射鏡は、赤外光線の吸収率を向上させるために黒色にしても良い。例えば、スラリー状の石英ガラスに炭素を混入したものを金型内に充填して成形し、焼成、研磨して製造される黒色の石英ガラス製であっても良い。また、黒色以外の色であっても黒色と同程度に赤外光線を吸収率する材料製であっても良い。【０１１２】
また、補助反射鏡は、可視光線のみを反射させる反射面と、反射面の下層に形成され且つ赤外光線を吸収して輻射熱を発する吸収面とで構成されていても良い。
（３）取付について
（３−１）固着剤の充填部位
以下に、固着剤８１を充填する部位についての変形例を説明する。なお、変形例は、固着剤の充填部位が異なる他は、基本的に第１の実施の形態と同様の構成をしている。したがって、共通の構成部分には第１の実施の形態と同じ符号を付して説明を省略し、固着剤を充填する部位についてのみ説明する。【０１１３】
図１１は、変形例２に係るランプ及び補助反射鏡の構成を示す図である。【０１１４】
図１１に示すように、変形例２では、固着剤８３が、ランプ２１第２封止部３７と補助反射鏡２５の筒状部７９との隙間における第２電極４７と第２金属箔５１との接合部分４７ｂの全体を取り囲む部位に充填されている。【０１１５】
第２電極４７において、第２金属箔５１との接合部分４７ｂは、第２金属箔５１によって伝導により熱が奪われ易い部位であるため比較的低温になり易い。したがって、第２電極４７の端縁４７ａ付近だけを固着剤８３で温めるのではなく、接合部分４７ｂ全体を固着剤８３で温めることが好ましい。そして、図６に示すように、第２封止部３７と筒状部７９との隙間における第２電極４７と第２金属箔５１との接合部分４７ｂ全体を取り囲む部位にのみ固着剤８３を充填すれば、固着剤８３の使用量を少なく抑えつつ効率的にランプユニット２０の発光効率を向上させることができる。【０１１６】
図１２は、変形例２に係る固着剤の充填工程を説明するための工程図である。【０１１７】
図１２に示すように、固着剤８３の充填工程においては、まず、図１２（ａ）に示すように、ランプ２１の第２封止部３７における第２電極４７と第２金属箔５１との接合部分４７ｂの全体を取り囲む部位に充填機７３で固着剤８５を付着させる。【０１１８】
次に、図１２（ｂ）に示すように、補助反射鏡２５を第２封止部３７に遊嵌させる。その際、筒状部７９の基端から延出端までの間に第２電極４７の第２封止部３７内に位置する端縁４７ａが存在する状態とする。これにより、図１２（ｃ）に示すように、筒状部７９と第２封止部３７との隙間における第２電極４７と第２金属箔５１との接合部分４７ｂの全体を取り囲む部位に固着剤８５が充填された状態となる。【０１１９】
（３−２）固着剤の塗布範囲
図１３は、変形例３に係るランプ及び補助反射鏡の構成を示す図である。【０１２０】
図１３に示すように、変形例３では、固着剤８５が、補助反射鏡２５の筒状部７９とランプ２１第２封止部３７との隙間だけでなく、第２封止部３７における補助反射鏡２５で覆われていない部位にも充填されている。このように、第２封止部３７の表面を出来るだけ広範囲に亘って固着剤８５で覆うことによってガラスバルブ３９の最冷点の温度をより上昇させることができ、よりランプユニット２０の発光効率を向上させることができる。【０１２１】
なお、近年、ランプユニットは、平行光を出射するタイプよりも、出射光がある一点に収束するタイプが主流になりつつある。出射光が一点に収束するタイプは、プロジェクタ内の光路長を短くすることができるため、プロジェクタの小型化に適している。【０１２２】
出射光が一点に収束するタイプの場合、固着剤を充填する範囲が広すぎると、固着剤が主反射鏡の反射面で反射した光を遮ってしまい、ランプユニットの集光効率が低下するといった不具合が生じる。したがって、図１３に示すように、変形例２の構成において固着剤８５を筒状部７９で覆われていない部位に充填する場合は、固着剤８５が主反射鏡２３の反射面６５で反射した光Ｌ４を遮らない部位に充填されていることが好ましい。【０１２３】
さらに、補助反射鏡２５の筒状部７９が被照射側に延出し過ぎた場合も、主反射鏡２３の反射面６５で反射した光Ｌ４を遮る場合がある。例えば、補助反射鏡２５を取り付ける位置によっては、筒状部７９の被照射側の端縁７９ａが前記光Ｌ４を遮ってしまい、ランプユニット２０の集光効率が低下するといった不具合も生じる。したがって、補助反射鏡２５は、筒状部７９が前記光Ｌ４を遮らない位置に取り付けられていることが好ましい。
２．プロジェクタ
第２の実施形態におけるプロジェクタとして前面投射型のプロジェクタ１４０について説明したが、本発明に係る投射型画像表示装置（プロジェクタ）は前面投射型以外でも良く、例えば背面投射型の画像表示装置でも良い。【０１２４】
図１４は、変形例４に係るプロジェクタの全体斜視図である。【０１２５】
図１４に示すように、プロジェクタ１５０は、いわゆる背面投射型のプロジェクタであって、キャビネット１５１の前壁に画像等を表示するスクリーン１５３を備え、またキャビネット１５１の内部には、本発明の一実施形態に係るランプユニット２０を備える。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
本発明は、高圧放電ランプから出射された光が反射面で電極に向けて反射されるのを抑制するのに利用できる。
【図１】
2009022455.tif 000003
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年1月19日(2010.1.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射鏡、前記反射鏡と高圧放電ランプとを備えるランプユニット及び前記ランプユニットを備える投射型画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ランプユニットには、高圧放電ランプ（以下、単に「ランプ」という。）から出射された光を被照射側に集光させるための凹状の反射面を有する反射鏡（後述する補助反射鏡と区別するために、以下、「主反射鏡」という。）を備えるもの以外に、ランプから主反射鏡と反対側に向けて出射された光をランプの発光中心（一対の電極間の中点）へと反射させる補助反射鏡を備えたものがある。
【０００３】
なお、補助反射鏡を設けることにより、ランプから主反射鏡のない向きに出射された光を効率良く利用することができ、結果的に集光効率を高めることができる。
補助反射鏡の反射面は一般的には球面形状をしており、ランプの発光中心と球面の中心とが一致するように補助反射面がランプに装着される。これは、ランプの発光中心から出射した光が反射面で反射した後、ランプの発光中心を通って主反射面に向かうからである。しかし、現実には、発光中心からの光がランプのバルブに入射する際、バルブから出射する際等に屈折が生じ、ランプから補助反射鏡に向けて出射され当該補助反射鏡で反射した光が一対の電極間を通過せずに電極に到達することもあり、ランプからの光が有効に利用されているとは言い難い。
【０００４】
一方、屈折を考慮して反射面を補正する技術がある（特許文献１）。この技術は、ランプの発光中心から出射された光が、第２の焦点位置に集光するように主反射鏡の反射面を補正するものである。この技術を補助反射鏡の反射面の補正に適用させて、ランプの発光中心から出射された光が、補助反射鏡の反射面で反射して発光中心に戻るように、補助反射鏡の反射面を補正することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２６５７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記補正技術は、ランプの発光中心から光が出射されることを前提としたものであり、一対の電極間で所定の輝度分布を有する実際のランプユニットに適用すると、電極の温度が過度に上昇し、電極消耗が激しくなることが判明した。
図１５の（ａ）はランプの輝度分布を示す図であり、（ｂ）は（ａ）の輝度分布を中央で切断した切断図である。なお、（ｂ）は、最高輝度を「１」とした相対輝度で、その輝度分布を示している。
【０００７】
同図に示すように、一対の電極間で、各電極に近い位置での輝度が高く、この輝度の高い箇所の間ではその中央位置での輝度が最も低いことが分かる。なお、輝度の高い２つの位置を位置Ｓ１，Ｓ３と、輝度の低い位置を位置Ｓ２とする。
ここで、位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３から出射した光が反射面の任意の位置Ｐｔに達するまでの光路と、当該任意の位置Ｐｔで反射された反射光の光路について説明する。
【０００８】
図１６は、図１５の（ｂ）の位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３から出射した光が反射面９０１の任意の位置Ｐｔに達するまでの反射前光路を示し、図１７は、反射面９０１の任意の位置Ｐｔで反射した反射後光路を示す。
（１）反射前光路
位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３から出射した光が反射面の位置Ｐｔに達するまでの光路は、反射面（９０１）を補正していない反射鏡（９０３）、補正している反射鏡（９２３）に関係なく、位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３から出射した光が、ランプ９０５のバルブ９０７に入射する際、バルブ９０７から出射する際に、それぞれ屈折して反射面９０１の位置Ｐｔに達する。
（２）反射後光路
反射面９０１を補正していないランプユニットでは、図１７（ａ）に示すように、反射後の光は、ランプ９０５のバルブ９０７に入射する際、バルブ９０７から放電空間９０９に出射する際に、それぞれ屈折して、それぞれの方向に進む。各光（３本の線に相当する。）のそれぞれは、ランプ９０５の発光中心Ｃよりも補助反射鏡９０３がある側と反対側にずれて進行し、３本の光の内、紙面に向かって最も左側を進行する光は、電極９１１に達する。
【０００９】
一方、上記補正技術で補正された反射面９２１を備えるランプユニットでは、発光中心Ｃから出射された光が反射面９２１で反射して放電空間９０９内の発光中心Ｃに戻るように、反射面が補正されている。このため、発光中心Ｃ、つまり、位置Ｓ３から出射した光が、図１７（ｂ）に示すように、反射面９２１の位置Ｐｔで反射して発光中心Ｃに戻る。
しかしながら、補正されている反射面９２１を備えるランプユニットにおいても、３本の光の内、向かって最も左側を進行する光は、電極９１１の先端に達する。
【００１０】
このように、輝度の高い位置Ｓ１、Ｓ３から出射された光が、反射面９０１，９２１で反射して電極９１１に戻ってくると、当該電極９１１の温度が過度に上昇してしまい、電極材料が蒸発し、短命化を招くのである。
本発明は、上記の課題に鑑み、実際のランプで発生している実アークの輝度分布を考慮して、輝度の高い位置から出射された光が反射面で反射して電極の温度が過度に上昇するのを抑制することできる反射面を有する反射鏡、ランプユニット及び投射型画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明に係る反射鏡は、バルブ内に一対の電極が共通する軸心上に対向配置されてなる高圧放電ランプに装着され、前記高圧放電ランプから出射された光の一部を前記一対の電極側に向けて反射させる反射面を有する反射鏡であって、
前記共通する軸心をＺ軸、前記Ｚ軸と直交する軸をＹ軸とし、前記共通する軸心上の一点から出射された後に前記反射面における一の反射点で反射された反射光が前記Ｚ軸と交差する交差位置をＺ座標で、当該位置における照度をＹ座標で表し、前記電極間であって前記共通する軸心上の１番目からｎ番目までのｎ個（ｎは、３以上の自然数である。）の各点（ｎ個の点は、数の順で並ぶ。）から出射されたｎ本の光が任意の同一の反射点で反射されたとき、そのｉ（１≦ｉ≦ｎ）番目の反射光についてのそれぞれのＺ軸上の交差位置とその位置における照度とをＺ−Ｙ直交座標系上の点Ｐｉ（Ｚｉ、Ｙｉ）とし、ｎ番目及び１番目の反射光の前記Ｚ軸における交差位置を点Ｐｐ（Ｚｎ、０）、点Ｐｑ（Ｚ１、０）とした場合に、１番目の反射光の点Ｐ１（Ｚ１、Ｙ１）からｎ番目の反射光の点Ｐｎ（Ｚｎ、Ｙｎ）までの各点と、点Ｐｐ（Ｚｎ、０）と、点Ｐｑ（Ｚ１、０）と、点Ｐ１（Ｚ１，Ｙ１）とをこの順で結んだ線分で囲まれた領域の中で、前記一対の電極間に対応する領域部分の面積が、反射面を球面とした場合に前記ｎ個の点から出射して球面で反射されたとしてＺ−Ｙ直交座標上に描ける領域の中の一対の電極間に対応する領域部分の面積よりも広くなるように、各反射点における反射面の角度が球面から補正されていることを特徴としている。
【００１２】
ここでいう「電極」とは、アークを発生させる部分（例えば、コイル状のもの、棒状のもの、筒状のもの等を含む。）を含んでおれば良く、例えば、電極コイルを電極としても良いし、電極コイルと電極軸とから構成されるものを電極としても良い。
また、「前記高圧放電ランプから出射された光の一部を前記一対の電極側に向けて反射させる」の「一対の電極側に向けて」とは、「一対の電極に向けて」、「電極間に向けて」、そして「一対の電極及び電極間に向けて」を含む概念である。
【００１３】
また、点Ｐｎと点Ｐｐとが異なる点であっても良いし、一致する点であっても良い。同様に、点Ｐ１と点Ｐｑとが異なる点であっても良いし、一致する点であっても良い。
反射面は、記高圧放電ランプから被照射側と反対側に向けて出射された光を前記一対の電極間に向けて反射するようにしているが、バルブの肉厚やバルブの形状の影響で、反射した反射光が電極に到達することもあり（球面形状の反射面に比べると低減されている）、本発明に係る反射鏡は、前記高圧放電ランプから被照射側と反対側に向けて出射された光を前記一対の電極間に向けて反射する反射面を有することになる。
【００１４】
また、「高圧放電ランプ」には、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等が含まれる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る反射鏡は、上記のように、一対の電極間であって共通する軸心上のｎ個の各点から出射されたｎ本の光について補正しているので、一対の電極間で実際に発生している実アークの輝度分布を考慮することができる。
また、1番目の反射光の点Ｐ１（Ｚ１、Ｙ１）からｎ番目の反射光の点Ｐｎ（Ｚｎ、Ｙｎ）までの各点と、点Ｐｐ（Ｚｎ、０）と、点Ｐｑ（Ｚ１、０）と、点Ｐ１（Ｚ１，Ｙ１）とをこの順で結んだ線分で囲まれた領域における一対の電極間に対応する領域部分の面積が、前記ｎ個の各点から出射して球面状の反射面で反射した場合の面積よりも広くなるように、各反射点における反射面の角度が補正されているので、反射鏡で反射された反射光が電極に到達するのを低減することができる。これにより、集光効率の向上さらには装置として光利用効率の向上を図ることができる上、反射光による電極の温度上昇を抑制することができ、結果的に高圧放電ランプの寿命特性を向上させることができる。
【００１６】
さらに、例えば、ｎ個の点のうちの２点を輝度の高い位置に設定することにより、輝度の高い位置から出射された光が反射面で反射して電極に到達するのを抑制でき、結果的に電極の温度が過度に上昇するのを抑制することができる。
また、前記ｎ個の各点には、前記一対の電極間の中点に位置する点と、前記一対の電極間であって前記一対の電極間の中点に位置する点の両側で輝度ピークを示す位置の点を含むことを特徴とし、或いは、前記ｎの数は３であり、２番目の点が、前記一対の電極間の中点に位置する点であり、１番目及び３番目の点は、前記一対の電極間であって前記第２の点の両側で輝度ピークを示す位置の点であることを特徴としている。これにより、補正に用いられる輝度分布を実際に発生している実アークの輝度分布に近づけることができ、精度の高い補正を行うことができる。
【００１７】
さらに、前記各反射点における補正は、前記領域における前記一対の電極間に対応する領域部分の面積が略最大となるように行われていることを特徴としている。これにより、例えば、前記領域における前記一対の電極間に対応する領域部分の面積が略最大となるような位置をコンピュータを用いて計算することができ、当該補正を容易に行うことができる。
【００１８】
本発明に係るランプユニットは、高圧放電ランプと、当該高圧放電ランプから出射された光の一部を前記電極側に向けて反射させる反射面を有する反射鏡とを備えるランプユニットであって、前記反射鏡は、上記の反射鏡であることを特徴としている。
このため、一対の電極間で実際に発生している実アークの輝度分布を考慮することができる。また、反射鏡で反射された反射光が電極に到達するのを低減することができ、これにより、集光効率の向上さらには装置として光利用効率の向上を図ることができる上、反射光による電極の温度上昇を抑制することができ、結果的に高圧放電ランプの寿命特性を向上させることができる。さらに、例えば、ｎ個の点のうちの２点を輝度の高い位置に設定することにより、輝度の高い位置から出射された光が反射面で反射して電極に到達するのを抑制でき、結果的に電極の温度が過度に上昇するのを抑制することができる。
【００１９】
前記ランプユニットは、前記反射鏡以外に、前記高圧放電ランプから出射された光であって前記反射鏡に向けて出射された光以外の光と、前記反射鏡で反射された光とを、所定方向に反射させる第２の反射鏡を備えることを特徴としている。このため、高圧放電ランプから全方向に向けて出射された光を有効に利用することができる。
本発明に係る投射型画像表示装置は、ランプユニットを光源として備える投射型画像表示装置であって、当該ランプユニットは、上記のランプユニットであることを特徴としている。このため、実際のランプの輝度分布を考慮して、輝度の高い位置から出射された光が反射面で反射して電極の温度が過度に上昇するのを抑制することできる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の実施の形態に係るランプユニットの構成を示す図である。
【図２】ランプ及び補助反射鏡の構成を示す図である。
【図３】ランプの発光部付近を示す拡大断面図である。
【図４】反射後の光の光路を示し、（ａ）は補正なしの光路を、（ｂ）は補正ありの光路をそれぞれ示す。
【図５】反射鏡で反射した光の電極間における補正前後の照度分布を示し、（ａ）は補正前の照度分布を、（ｂ）は補正後の照度分布をそれぞれ示す。
【図６】一対の電極間における第１の実施の形態に係る照度面積を示す。
【図７】点Ｐｔの反射面の補正角度の算出を説明する図である。
【図８】固着剤の充填工程を説明するための工程図である。
【図９】第２の実施の形態に係るプロジェクタの一部破断斜視図である。
【図１０】（ａ）は変形例１ａに係る補正方法を説明する図であり、（ｂ）は変形例１ｂに係る補正方法を説明する図である。
【図１１】変形例２に係るランプ及び補助反射鏡の構成を示す図である。
【図１２】変形例２に係る固着剤の充填工程を説明するための工程図である。
【図１３】変形例３に係るランプ及び補助反射鏡の構成を示す図である。
【図１４】変形例４に係るプロジェクタの全体斜視図である。
【図１５】（ａ）はランプの輝度分布を示す図であり、（ｂ）は（ａ）の輝度分布を中央で切断した切断図である。
【図１６】図１５の（ｂ）の位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３から出射した光が反射面の任意の位置Ｐｔに達するまでの反射前光路を示す。
【図１７】反射面の任意の位置Ｐｔで反射した反射後光路を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
＜第１の実施の形態＞
以下、本発明の第１の実施の形態に係る反射鏡を有する高圧放電ランプ、当該高圧放電ランプを利用したランプユニット及び当該ランプユニットを利用したプロジェクタについて、図面に基づき説明する。
１．ランプユニット
図１は、第１の実施の形態に係るランプユニットの構成を示す図であり、内部の様子が分かるように、主反射鏡、補助反射鏡等の一部を切り欠いている。なお、図１では、ランプユニットに係る電気配線等の記載は省略している。
【００２２】
図１に示すように、ランプユニット２０は、高圧放電ランプ２１（以下、単に「ランプ２１」という。）と、ランプ２１から被照射側と反対側に出射された光Ｌ１を被照射側に反射させる主反射鏡２３と、ランプ２１から被照射側に出射された光Ｌ２を、主反射鏡２３に反射させる補助反射鏡２５とを備える。
ランプユニット２０は、ランプ２１の両端から延出する外部リード線５３，５５に接続された一対のリード線９１，９３と、リード線９１，９３の他端部に接続されたコネクタ１１９，１２１とを介して後述する電源ユニット１３１に接続される。
２．各構成
（１）ランプ
図２は、ランプ及び補助反射鏡の構成を示す図である。
【００２３】
ランプ２１は、図２に示すように、内部が放電空間３１となる発光部３３と当該発光部３３の両側に延設された第１及び第２封止部３５，３７とを有するガラスバルブ３９と、前記放電空間３１の内部で先端部（後述する電極コイル６１，６３）同士が対向する状態で第１及び第２封止部３５，３７にそれぞれ封止された第１及び第２電極構成体４１，４３とからなる。なお、放電空間３１には、発光物質として水銀、始動補助用の希ガス、ハロゲンサイクル用のハロゲンガスが封入されている。
【００２４】
第１及び第２電極構成体４１，４３は、第１及び第２電極４５，４７と、第１及び第２金属箔４９，５１と、第１及び第２外部リード線５３，５５とがこの順で、例えば溶接により接合されてなる。
第１及び第２電極４５，４７は、第１及び第２電極軸５７，５９と、それら電極軸５７，５９の先端に設けられた第１及び第２電極コイル６１，６３とからなる。第１及び第２電極軸５７，５９は、例えばタングステン製である。なお、第１及び第２電極コイル６１，６３は、第１及び第２電極軸５７，５９と異なる材料で構成されていても良いし、同じ材料で構成されていても良い。
【００２５】
第１及び第２電極４５，４７は、その先端（第１及び第２電極コイル６１，６３）が放電空間３１で第１及び第２電極軸５７，５９に共通する軸上で対向（第１電極軸５７と第２電極軸５９の軸心が一致する状態で対向する。）し、他端が第１及び第２封止部３５，３７内に位置している。
ランプ２１はいわゆるショートアーク型であって、点光源に近付けるために電極間距離（第１電極コイル６１と第２電極コイル６３との間隔）が０．５ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲に設定されている。
【００２６】
第１及び第２金属箔４９，５１は、第１及び第２電極４５，４７の第１及び第２封止部３５，３７内に位置する側の端部に接合されており、第１及び第２封止部３５，３７内に封止された状態にある。当該第１及び第２金属箔４９，５１は、例えばモリブデン製である。
第１及び第２外部リード線５３，５５は、第１及び第２封止部３５，３７における発光部３３と反対側の端面からガラスバルブ３９の外部に導出されている。
（２）主反射鏡
図１に示すように、主反射鏡２３は、凹状の反射面６５が内面に形成された、例えば漏斗状の主反射鏡本体６７と、主反射鏡本体６７の中央背面（主反射鏡本体６７の底部であって反射面６５と反対側）から反射鏡の光軸に沿って外方に延出した円筒状のランプ保持部６９とからなる。
【００２７】
主反射鏡２３は、ランプ２１の第１封止部３５を保持している。具体的には、主反射鏡２３のランプ保持部６９内にランプ２１の第１封止部３５を遊挿した状態で、ランプ保持部６９と第１封止部３５との隙間に固着剤７１が充填されて固着されている。固着剤７１としては、例えば、主成分がシリカ、アルミナ、或いは、シリカ−アルミナ等の無機接着剤が考えられ、無機接着剤の一例としてスミセラムＳ（朝日化学工業株式会社製）が挙げられる。
【００２８】
主反射鏡２３は、例えば硬質ガラス製のダイクロイック反射鏡であり、反射面６５は、例えば真空蒸着法により形成された誘電体多層膜（例えば、ＴｉＯ２／ＳｉＯ２やＴａ２Ｏ５／ＳｉＯ２）で構成されている。主反射鏡２３は、ランプ２１の発光部３３から出射された可視光線を反射面６５で被照射側に反射させる。赤外光線は主反射鏡２３を透過する。
（３）補助反射鏡
図１及び図２に示すように、補助反射鏡２５は、球面形状を補正した凹状曲面からなる反射面７５が内面に形成された、例えば漏斗状の補助反射鏡本体７７と、補助反射鏡本体７７の中央背面（補助反射鏡本体７７の底部であって反射面７５と反対側）から被照射方向に延出した円筒状の筒状部７９とからなる。
【００２９】
補助反射鏡２５は、ランプ２１の第２封止部３７に取り付けられている。具体的には、補助反射鏡２５の筒状部７９内にランプ２１の第２封止部３７を遊挿し、反射面７５の補正の基準となった球面の中心と、ランプ２１の第１及び第２電極４５，４７間（電極コイル６１，６３間）の中点位置（この位置を「発光中心」ともいう。）とが一致するように位置合せした状態で取り付けられている。
【００３０】
図３は、ランプの発光部付近を示す拡大断面図である。上記状態において、図２及び図３に示すように、筒状部７９の基端から延出端までの間には、第２電極４７の第２封止部３７内に位置する端縁４７ａが存在している。
なお、補助反射鏡２５において筒状部７９とは、図３に示す二点鎖線Ｅよりも右側の部分であり、補助反射鏡本体７７とは二点鎖線Ｅよりも左側の部分である。当該二点鎖線Ｅは、補助反射鏡２５の外径が変化する点Ｅ１，Ｅ２を結んだ線である。
【００３１】
補助反射鏡２５は、筒状部７９と第２封止部３７との隙間に固着剤８１が充填され第２封止部３７に固着されている。固着剤８１としては、例えば、主成分がシリカ、アルミナ、或いは、シリカ−アルミナ等の無機接着剤が考えられ、無機接着剤の一例としてスミセラムＳ（朝日化学工業株式会社製）が挙げられる。なお、固着剤８１についての詳細は後述する。
【００３２】
補助反射鏡２５は、例えば石英ガラス製であり、反射面７５は、例えば真空蒸着法により形成された誘電体多層膜（例えば、ＴｉＯ２／ＳｉＯ２やＴａ２Ｏ５／ＳｉＯ２）で構成されている。補助反射鏡２５は、ランプ２１の発光部３３から被照射側に向けて出射された可視光線を反射面７５で主反射鏡２３の反射面６５に反射させる。赤外光線は補助反射鏡２５を透過する。なお、反射面７５は、球面形状を補正して得られたものであり、その補正の方法等については、後述する。
【００３３】
リード線９１，９３は、図１に示すように、導電性を有する芯材９５，９７を絶縁性の被覆材９９，１０１で被覆された被覆導線１０３，１０５と、当該被覆導線１０３，１０
５におけるランプ２１の外部リード線５３，５５と接続される側の芯材９５，９７に接続されたニッケル線１０７，１０９とから構成される。
芯材９５，９７とニッケル線１０７，１０９とは、被覆導線１０３，１０５の被覆材９９，１０１を剥がし、露出した芯材９５，９７とニッケル線１０７，１０９とを接続スリーブ１１１，１１３の内部で重ね、当該接続スリーブ１１１，１１３をかしめて接続されている。
【００３４】
リード線９１，９３とランプ２１の外部リード線５３，５５とは、ニッケル線１０７，１０９の先端部が内挿されている接続スリーブ１１５，１１７をかしめ、当該接続スリーブ１１５，１１７と外部リード線５３，５５とを溶接して接続されている。
リード線９１（９３）とコネクタ１１９（１２１）とは、被覆材９９（１０１）の内部の芯材９５（９７）がコネクタ１１９（１２１）の接続部１２３の内部に延出するように被覆材９９（１０１）をコネクタ１１９（１２１）の固定部１２５に固定することで接続されている。なお、被覆導線１０３，１０５には、保護チューブ１２７，１２９がさらに被覆されている。
３．動作
上記構成のランプユニット２０の点灯状態について説明する。
【００３５】
図１に示すように、ランプ２１は、発光部３３の内部の第１及び第２電極４５，４７間(以下、単に「電極間」ともいう。）でアークが生じて点灯する。電極間のアークから主反射鏡２３の反射面６５に向けて出射された光Ｌ１は、そのまま進んでランプ２１の外部へと放射され、反射面６５で被照射面側へと反射されて、ランプユニット２０から所定方向に向けて出射される。
【００３６】
一方、電極間で生じたアークから主反射鏡２３と反対側、すなわち補助反射鏡２５の反射面７５に向けて出射された光Ｌ２は、そのまま進んでランプ２１の外部へ放射され、反射面７５で、発光部３３や一対の電極間を通って主反射鏡２３の反射面に届くように、主反射鏡２３側に向けて反射され、その後、主反射鏡２３の反射面６５で上述のように被照射面側へと反射されて、ランプユニット２０から所定方向に向けて出射される。
【００３７】
これにより、ランプユニット２０から被照射側に出射される光は、ランプ２１から主反射鏡２３の反射面６５に向けて出射された光と、ランプ２１から補助反射鏡２５の反射面７５に向けて出射され当該反射面７５で反射された光との総和となるため、当該ランプユニット２０は、補助反射鏡２５を有しないランプユニットと比べて集光効率が高くなる。
４．補助反射鏡の反射面
（１）補正方法の概略
本実施の形態に係る補助反射鏡２５は、球面形状を補正した反射面７５を有している。この補正は、一対の電極間から出射した後に反射面７５で反射した反射光が、第１電極４５と第２電極４７の間を通るように、換言すると、より多くの反射光が第１及び第２電極４５，４７、或いは、どちらか一方の電極（４５，４７）に到達するのを抑制するように行われている。
【００３８】
図４は、反射後の光の光路を示し、（ａ）は補正なし（反射面が球面形状のままである。）の光路を、（ｂ）は補正ありの光路をそれぞれ示す。なお、図４に示す３本の光は、図１５の輝度の高い位置Ｓ１，Ｓ３と、低い位置Ｓ２から出射されたものである。また、ここでの補正方法は、本発明に係る「軸心上のｎ個の各点から出射されたｎ本の光」の「ｎ個」が「３個」の場合である。
【００３９】
反射面７５ａの形状が球面形状のままの補助反射鏡２５ａは、上述したように、発光中心と反射面の曲率中心とが一致するように、ランプ２１に取り付けられている。発光中心Ｃである位置Ｓ２から出射した光は、放電空間３１とガラスバルブ３９の発光部３３に相当する部分との間、ガラスバルブ３９の発光部３３に相当する部分と外気との間での屈折を考慮しない場合は、補助反射鏡２５ａで反射して位置Ｓ２を通過して、主反射鏡２３へと向かう。
【００４０】
しかしながら、実際には、ガラスバルブ３９等での屈折があるため、図４の（ａ）に示すように、電極間の位置（Ｓ３）から出射した光は、一対の電極間の中央に戻らず（電極間を通過せず）、一方の電極、ここでは第１電極４５側にずれ、第１電極４５に到達する。
本実施の形態に係る補正は、同図の（ａ）の第１電極４５に到達していた光を、図４の（ｂ）に示すように電極４５に到達しないように、その反射面を補正している。つまり、球面形状の反射面７５ａを有する反射鏡２５ａの場合に、３つの位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３から出射して反射面７５ａで反射した反射光を、他方の（同図において向かって右側の）電極、ここでは第２電極４７側に所定量ずらすようにしている。
【００４１】
図５は、反射鏡で反射した反射光の電極間における補正前後の照度分布を示し、（ａ）は補正前の照度分布を、（ｂ）は補正後の照度分布をそれぞれ示す。
球面形状から反射面７５の補正は、第１及び第２電極４５，４７の先端同士を結ぶ線分（図中の一点鎖線）Ａと当該線分Ａ上での照度を示す照度曲線Ｂとによって囲まれた面積（この面積を「照度面積」という。）のうち、電極間（図中の「Ｌ」の間）に相当する領域のおける面積（この面積を上記照度面積と区別するために「相当面積」という。）が大きく（略最大）なるようにしている。なお、上記線分Ａは、第１電極４５の軸心（つまり、電極軸５７の軸心）と一致するとともに、第２電極４７の軸心（つまり、電極軸５９の軸心）とも一致している。
【００４２】
図５を利用して説明すると、補正前の反射鏡２５ａでの照度面積は、図５の（ａ）に示す、クロスハッチング部分と水平ハッチング部分の和となり、相当面積Ｓｐはクロスハッチング部分である。補正後の反射鏡での照度面積は、図５の（ｂ）に示す、クロスハッチング部分と水平方向のハッチング部分の和となり、相当面積Ｓｑはクロスハッチング部分である。このように図５の（ｂ）に示す補正後の相当面積Ｓｑは、（ａ）に示す補正前の相当面積Ｓｐよりも広くなっている。
【００４３】
つまり、本実施の形態に係る補正では、図５の（ａ）に示すような第１電極４５側に寄っている照度分布を、図５の（ｂ）に示すように電極間に位置する照度分布となるようにしている。
（２）所定量の算出
本実施の形態では、図１５で示す輝度分布ＢＫにおいて、輝度のピークを示す位置Ｓ１，Ｓ３と、位置Ｓ１，Ｓ３間であって輝度が最も低い位置Ｓ２との３点から出射された光の電極間における照度から面積を求める。
【００４４】
この面積を図５の照度曲線Ｂと線分Ａとで囲まれた照度面積と擬制し、この擬制した照度面積のうち、電極間に存在する領域と重なる相当面積が最大となるようにしている。なお、輝度が最も低い位置Ｓ２は、電極間の中点位置（発光中心Ｃ）に相当する。
図６は、一対の電極間における第１の実施の形態に係る照度面積を示す。
照度面積は、電極の先端同士を結んだ線分Ａの延伸方向にＺ軸を、Ｚ軸において電極間の中点を通り且つＺ軸と直交する方向にＹ軸をそれぞれ取り、一対の電極間から出射された光がＺ軸に達した点での照度をＺＹ座標で表したときの点Ｐ１（Ｚ１，Ｙ１)，Ｐ２（Ｚ２，Ｙ２)，Ｐ３（Ｚ３，Ｙ３)，Ｐ４（Ｚ３，０)，Ｐ５（Ｚ１，０)の各点をその順に結んだ線分で囲まれてなる閉領域の面積としている。ここで、点Ｐ４が本発明に係る点Ｐｐに相当し、また、点Ｐ５が本発明に係るＰｑに相当する。
【００４５】
なお、Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３は、図１５に示す位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３から出射された光がＺ軸と交差するＺの値であり、Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３は、位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３から出射された光が反射面７５上の任意の位置である点Ｐｔで反射されて、Ｚ軸に達した際の照度を示し、これらの数値はコンピュータ解析により算出される。
次に、図６の上図に示すように、照度面積を基準にして相当面積Ｓｐ（同図のクロスハッチング部分である。）を求め、閉領域の形状をそのままにして、Ｚ軸に沿って平行移動させた時の相当面積を求め、当該相当面積が略最大となった（つまり、図６の下図のクロスハッチング部分で示す相当面積Ｓｑである。）移動量ΔＺを算出する。この移動量ΔＺが、上記の所定量となる。なお、図６では、補正前後の座標点を区別するために、補正前の座標点をＰで表し、補正後の座標点をＱで表している。
【００４６】
このようにして移動量ΔＺが算出できると、位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３から出射され、反射面で反射された光の照度分布が、閉領域の移動後の照度分布となるように任意の位置である点Ｐｔの反射面を補正する。
（３）補正角度の算出方法
図７は、点Ｐｔの反射面の補正角度の算出を説明する図である。
【００４７】
図７では、補正前の反射光の光路と補正後の反射光の光路とを実線で示している。補正前の光路は、図４の（ａ）に示す３本の光路の真中を進行する光路を示し、補正後の光路は、図４の（ｂ）に示す３本の光路の真中を進行する光路を示す。
実線で表した各光路は、任意の位置である反射点Ｐｔからガラスバルブ３９を通過して放電空間３１へ入射する際の屈折を考慮しており、この屈折を考慮しない場合は、それぞれのガラスバルブ３９の厚み内部（発光部３３の内径と外径との間に位置する部分）を進行している光路をそのままＺ軸まで延長させた破線となる。
【００４８】
ここで補正角度θは、点Ｐｔ（Ｚａ、Ｙａ）、点Ｐ２ａ（Ｚｐａ、０）、点Ｒ（Ｚａ、０）の３点を結ぶ直角三角形（つまり、底辺をＺａ−Ｚｐａ、高さをＹａとし、頂点がＰｔとなる直角三角形）における頂角と、点Ｐｔ（Ｚａ、Ｙａ）、点Ｑ２ａ（Ｚｑａ、０）、点Ｒ（Ｚａ、０）の３点を結ぶ直角三角形（つまり、底辺をＺａ−Ｚｑａ、高さをＹａとし、頂点がＰｔとなる直角三角形）における頂角との差となり、これを式で表すと、
θ  ＝  ｔａｎ−１（Ｚａ−Ｚｐａ）／Ｙａ  −  ｔａｎ−１（Ｚａ−Ｚｑａ）／Ｙａ
となる。
（４）反射面
任意の位置である点Ｐｔについての補正角度θは上述のようにして算出できる。従って、反射面７５の補正は、上記の点Ｐｔを、球面における中心を通る一平面内の曲線（円弧状）上の所定の点（位置）について繰り返し行うことで、補正された反射曲線（一平面内）が得られ、この反射曲線をＺ軸中心で回転することで、目的とする補正された反射面７５を得ることができる。
（５）効果
上述した補正では、電極間であって共通する軸心上の位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３から出射された光について補正しているので、一対の電極間で実際に発生している実アークの輝度分布に近づけることができ、精度の高い補正を行うことができる。
【００４９】
上記補正された補助反射鏡２５を利用した場合、上記補正をしていない反射鏡２５ａと比較して、反射光の第１及び第２電極４５，４７へ到達（衝突）するのを抑制でき、第１及び第２電極４５，４７の温度上昇を抑制することができる。これによりランプ２１の長寿命化を図ることができる。
また、反射光の第１及び第２電極４５，４７へ到達（衝突）するのを抑制できるため、補正していない補助反射鏡２５ａに比べて、一対の電極間を通って主反射鏡２３へ達する反射光を多くでき、結果的に集光効率の向上、ランプユニット２０としての光利用率を向上させることができる。
【００５０】
なお、補正していない補助反射鏡２５ａと補正した補助反射鏡２５とについてシミュレーションした結果、上記補正した補助反射鏡２５を用いた場合は、補正していない補助反射鏡２５ａを用いた場合に対して集光効率が３（％）向上することが判明している。
５．補助反射鏡の取付
図２に示すように、第１及び第２電極４５，４７と第１及び第２外部リード線５３，５５との間には、第１及び第２金属箔４９，５１が介在しており、それら第１及び第２金属箔４９，５１が第１及び第２封止部３５，３７に封止され、これにより放電空間３１が密封状態に保たれている。
【００５１】
これは、一般に、第１及び第２電極４５，４７は、棒状の金属材料製（例えばタングステン製）であり、図３に示すように、第１及び第２電極４５，４７と第１及び第２封止部分３５，３７との間には隙間８７，８９が存在するが、第１及び第２金属箔４９，５１は、箔状に形成された金属材料製（例えばモリブデン製）であるため、第１及び第２金属箔４９，５１と第１及び第２封止部３５，３７との間には隙間が存在し難いからである。
【００５２】
一方、第１及び第２電極４５，４７と第１及び第２金属箔４９，５１との接合部分４５ｂ，４７ｂ（図２におけるハッチング部分）は、比較的構造が複雑であるため、ガラスバルブ３９との間に隙間８７，８９が生じ易い。
この隙間８７，８９は、放電空間３１と繋がっているため、放電空間３１内の水銀蒸気が隙間８７，８９内に入る。隙間８７，８９は、発光中心から遠いため放電空間３１よりも低温となり易く、その中でも発光中心から最も遠い第１及び第２電極４５，４７の第１及び第２封止部３５，３７内に位置する端縁４５ａ，４７ａの付近は特に低温になり易い。
【００５３】
さらに、それら端縁４５ａ，４７ａのうち、特に第２電極４７の端縁４７ａの付近が最冷点になり易い。これは、第１封止部３５で主反射鏡２３と結合されているため、第２封止部３７側が低温となり易く、この第２封止部３７内に第２電極４７が位置するからである。
そこで、上記第２電極４７の端縁４７ａの付近が最冷点になるのを防止するために、図３に示すように、第２封止部３７と筒状部７９との隙間全体に亘って固着剤８１を充填している。これによって、ガラスバルブ３９から大気への放熱が妨げられて最冷点の温度が上昇するため、放電空間３１の蒸気圧を高く保つことができ、ランプユニット２０の発光効率を向上させることができる。
【００５４】
なお、固着剤８１が補助反射鏡２５の反射面７５上にはみ出していると、当該固着剤８１が発光部３３から補助反射鏡２５の反射面７５に向けて出射された光を遮ってしまい、ランプユニット２０の集光効率が低下するといった不具合が生じる。したがって、図３に示すように、固着剤８１は、発光部３３から補助反射鏡２５の反射面７５に向けて出射された光Ｌ３を遮らない部位に充填されていることが好ましい。つまり、固着剤８１の発光部側の端部８１ａが前記光Ｌ３を遮らないことが好ましい。
【００５５】
図８は、固着剤の充填工程を説明するための工程図である。
図８に示すように、固着剤８１の充填工程においては、まず、図８（ａ）に示すように、ランプ２１の第２封止部３７に補助反射鏡２５を遊嵌させる。その際、図８（ｂ）に示すように、筒状部７９の基端から延出端までの間に第２電極４７の第２封止部３７内に位置する端縁４７ａが存在する状態とする。次に、図８（ｃ）に示すように、補助反射鏡２５の筒状部７９側の端縁から、第２封止部３７と筒状部７９との隙間全体に行き亘るように、充填機７３で固着剤８１を充填する。
【００５６】
なお、充填の際、第２封止部３７と筒状部７９との隙間全体に固着剤８１が十分に行き亘らず、充填むらが生じる場合がある。
＜第２の実施の形態＞
第１の実施の形態ではランプユニットについて説明したが、第２の実施の形態では、上記構成のランプユニットを用いたプロジェクタ（本発明の「投射型画像表示装置」である。）の一例について説明する。
【００５７】
図９は、第２の実施の形態に係るプロジェクタの一部破断斜視図である。
図９に示すように、第２の実施の形態に係るプロジェクタ１３０は、いわゆる前面投射型のプロジェクタであって、第１の実施の形態に係るランプユニット２０と、ランプを点灯させるための電子安定器を含む電源ユニット１３１と、制御ユニット１３３と、レンズ系と透過型のカラー液晶表示板とが内蔵されているレンズユニット１３５と、冷却用のファン装置１３７とを、ケース１３９の内部に備える。なお、レンズユニット１３５は、その一部がケース１３９の外部に張り出すように設けられている。
【００５８】
電源ユニット１３１は、家庭用ＡＣ１００Ｖの電源を所定の電圧に変換して、電子安定器や制御ユニット１３３等に供給する。なお、電源ユニット１３１は、レンズユニット１３５の上部に配された基板１４１や、この基板１４１に実装された複数の電子・電気部品１４３等から構成されている。
制御ユニット１３３は、外部から入力された画像信号に基づき、カラー液晶表示板を駆動してカラー画像を表示させる。また、レンズユニット１３５の内部に配されている駆動モータを制御し、フォーカシング動作やズーム動作を実行させる。
【００５９】
ランプユニット２０から出射された光は、レンズユニット１３５の内部に配されているレンズ系を通過して、光路途中に配されたカラー液晶表示板を透過する。これにより、カラー液晶表示板に形成された画像が、レンズ１４５等を介して図外のスクリーン上に投影される。
＜変形例＞
以上、本発明に係る補助反射鏡、ランプユニット、投影型表示装置について上記実施の形態で説明してきたが、本発明に係る補助反射鏡等は上記形態に限定されないことは言うまでもない。
１．補助反射鏡
（１）補正方法
（１−１）照度面積
第１の実施の形態では、一対の電極間における照度面積は、図６の下図に示すように、その一対の電極の先端間に収まっている。つまり、補正後の反射光が、電極に到達することなく（図６の下図で言えば、電極と照度面積とが重なることなく）、一対の電極間を通っている。
【００６０】
しかしながら、一対の電極間における照度面積が、一対の電極の先端間に収まらない、つまり、補正後の反射光が、電極に到達する場合も生じる。具体的には、角度補正を行う任意の点Ｐｔと発光中心Ｃとを結ぶ線分と、電極の先端同士を結んだ線分Ａ（つまり、図６のＺ軸である。）とで挟まれた角の角度、そのときの反射光がガラスバルブを通過する際のガラスバルブの厚み等によっては、点Ｐ１のＺ軸上の値が電極４５側に位置する場合がある。
【００６１】
以下、一対の電極間における照度面積が、一対の電極の先端間に収まらない場合の補正方法を変形例１ａとして説明する。
図１０の（ａ）は、変形例１ａに係る補正方法を説明する図である。
本変形例１ａは、第１の実施の形態と同様に、点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の３点によって照度面積を算出している。なお、点Ｐ４及び点Ｐ５も、第１の実施の形態と同じ、点Ｐ３、Ｐ１のＺ軸上の値である。
【００６２】
そして、変形例１ａにおいても、図１０の（ａ）の上図に示すように、球面形状の反射面で反射した反射光での照度曲線とＺ軸とで囲まれた部分の形状、照度面積及び相当面積Ｓｐ（同図のクロスハッチング部分である。）を基準にして、図１０の（ａ）の下図に示すように、照度面積の内の相当面積Ｓｑ（同図のクロスハッチング部分である。）が略最大となるように、ずらし量ΔＺを算出している。
【００６３】
このように、一対の電極間に存在する点から出射した光が反射面で反射して、その内の光が電極４５側に大きく入った位置に到達する場合（Ｚ１が電極４５側に移っているため、点Ｐ１での照度が点Ｐ３での照度よりも低くなっている。）であっても、実施の形態と同様の補正を行うことにより、図１０の（ａ）の下図のような照度分布となる。
この場合、電極４５に到達する光を少なくでき、電極４５の温度上昇を防ぐことができる。また、一対の電極間から発せられた光の光束ロスを少なくできる。なお、光束ロスは、図１０の（ａ）における水平ハッチング部分の面積であり、同図の上図と下図とを比べると、下図の水平ハッチングの面積（光束ロス）が小さい。
【００６４】
（１−２）出射点の数
第１の実施の形態では、一対の電極間における照度面積を、図１５の位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３から出射された光を利用して、照度曲線Ｂを、図６に示すような「Ｍ」字状と擬制して、照度面積を求めたが、補助反射鏡の反射面の補正方法は、上記の位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の３点に対応した点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の３点に限定するものではなく、５点以上であっても良いし、出射点（上記の位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に相当する点）をさらに増やし、図１５の照度曲線と略一致するようにしても良い。
【００６５】
つまり、第１の実施の形態では、本発明に係る「軸心上の１番目からｎ番目までのｎ個（ｎは、３以上の自然数である。）の各点（ｎ個の点は、数の順で並ぶ。）から出射されたｎ本の光」の「ｎ」が「３」の場合について説明したが、ｎは３以上の自然数であれば良く、例えば、５以上の自然数であっても良い。
以下、出射点を５点として（つまり、「ｎ」が「５」である。）照度曲線を当該５点で擬制した変形例１ｂについて説明する。
【００６６】
図１０の（ｂ）は、変形例１ｂに係る補正方法を説明する図である。
本変形例１ｂは、点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５の５点によって照度面積を算出している。  ここで、点Ｐ２，Ｐ４は、輝度のピークを示す位置であり、点Ｐ３は一対の電極間で最も輝度の低い位置（一対の電極間の中点の位置でもある。）である。
また、点Ｐ１は、電極４５の先端内部に相当する位置で、輝度が略「０」の位置であり、点Ｐ７も輝度が略「０」の位置である。
【００６７】
照度面積は、電極の先端同士を結んだ線分Ａの延伸方向にＺ軸を、Ｚ軸において電極間の中点を通り且つＺ軸と直交する方向にＹ軸をそれぞれ取り、一対の電極間から出射された光がＺ軸に達した点での照度をＺＹ座標で表したときの点Ｐ１（Ｚ１，０)，Ｐ２（Ｚ２，Ｙ２)，Ｐ３（Ｚ３，Ｙ３)，Ｐ４（Ｚ４，Ｙ４)，Ｐ５（Ｚ５，０)の各点をその順に結んだ線分で囲まれてなる閉領域の面積となる。ここで、点Ｐ５が本発明に係る点Ｐｐに相当し、また、点Ｐ１が本発明に係るＰｑに相当する。
【００６８】
そして、変形例１ｂにおいても、図１０の（ｂ）の上図に示すように、球面形状の反射面で反射した反射光での照度曲線とＺ軸とで囲まれた領域部分の形状、照度面積及び相当面積Ｓａ（同図のクロスハッチング部分である。）を基準にして、図１０の（ｂ）の下図に示すように、照度面積の内の相当面積Ｓｂ（同図のクロスハッチング部分である。）が略最大となるように、ずらし量ΔＺを算出している。なお、図１０の（ｂ）では、補正前後の座標点を区別するために、補正前の座標点をＰで表し、補正後の座標点をＱで表している。
【００６９】
ここで、本例では、本発明の点Ｐｐ、Ｐｑと点Ｐ５、Ｐ１とが一致することになるが、点Ｐ１〜Ｐ５を順に結ぶ線分により囲まれた領域と、Ｐ１〜Ｐ５、Ｐｐ、Ｐｑ、Ｐ１とをこの順に結ぶ線分により囲まれた領域とが同一となり、本発明に係る補正方に影響を及ぼすことはない。
また、実施の形態や変形例１ｂでは、反射面の補正の基準となった球面の中心とランプの発光中心とを一致させるように、補助反射鏡をランプに取り付けていたが、例えば、反射面の補正の基準となった球面の中心とランプの発光中心とをずれた状態（一対の電極が共通する軸（図６のＺ軸に相当する。）上でずれが生じている方が好ましい。）で、補助反射鏡をランプに取付けることを前提にしても、本発明に係る反射鏡を得ることができる。
【００７０】
具体的には、反射面の補正の基準となった球面の中心とランプの発光中心とをずれた状態で、電極間の少なくとも３箇所から出射され、点Ｐｔで反射した反射光を利用して相当面積を求め、当該相当面積が略最大となるように補正すれば良い。
なお、本例では、「ｎ」が５の場合であり、本発明の点Ｐｐ、Ｐｑと点Ｐ１，Ｐ５とが一致する場合について説明したが、当然、「ｎ」が５以上であり、本発明の点Ｐｐ、Ｐｑと点Ｐ１，Ｐ５とが一致しない場合にでも適用できることは言うまでもない。
（２）材料
補助反射鏡は、石英ガラス製に限定されず、例えば、硬質ガラス製、セラミック製或いは金属製等であっても良い。
【００７１】
補助反射鏡は、赤外光線が透過するものに限定されず、赤外光線を吸収するものであっても良い。例えば、赤外光線の透過率が９０％以下の材料で構成されていても良い。従来の補助反射鏡には赤外光線の透過率が９５％以上の石英ガラスが使用されていたが、赤外光線の透過率が９０％以下の材料を使用すれば、赤外光線の吸収量を増加させることができる。赤外光線を吸収した補助反射鏡は輻射熱を発しランプが加熱されるため、放電空間内の温度が上昇して蒸気圧が上がり、ランプの発光効率を向上させることができる。
【００７２】
ランプから発せられる赤外光線は９００ｎｍより短い波長のものが主流であるため、補助反射鏡は、６５０〜９００ｎｍの赤外光線を吸収する材料で構成することが考えられる。但し、９００ｎｍを超え１５００ｎｍ以下の赤外光線を吸収する材料で構成されている場合であっても、ある程度輻射熱を利用してランプの発光効率を向上させることができる。 
【００７３】
また、補助反射鏡は、赤外光線の吸収率を向上させるために黒色にしても良い。例えば、スラリー状の石英ガラスに炭素を混入したものを金型内に充填して成形し、焼成、研磨して製造される黒色の石英ガラス製であっても良い。また、黒色以外の色であっても黒色と同程度に赤外光線を吸収率する材料製であっても良い。
また、補助反射鏡は、可視光線のみを反射させる反射面と、反射面の下層に形成され且つ赤外光線を吸収して輻射熱を発する吸収面とで構成されていても良い。
（３）取付について
（３−１）固着剤の充填部位
以下に、固着剤８１を充填する部位についての変形例を説明する。なお、変形例は、固着剤の充填部位が異なる他は、基本的に第１の実施の形態と同様の構成をしている。したがって、共通の構成部分には第１の実施の形態と同じ符号を付して説明を省略し、固着剤を充填する部位についてのみ説明する。
【００７４】
図１１は、変形例２に係るランプ及び補助反射鏡の構成を示す図である。
図１１に示すように、変形例２では、固着剤８３が、ランプ２１第２封止部３７と補助反射鏡２５の筒状部７９との隙間における第２電極４７と第２金属箔５１との接合部分４７ｂの全体を取り囲む部位に充填されている。
第２電極４７において、第２金属箔５１との接合部分４７ｂは、第２金属箔５１によって伝導により熱が奪われ易い部位であるため比較的低温になり易い。したがって、第２電極４７の端縁４７ａ付近だけを固着剤８３で温めるのではなく、接合部分４７ｂ全体を固着剤８３で温めることが好ましい。そして、図６に示すように、第２封止部３７と筒状部７９との隙間における第２電極４７と第２金属箔５１との接合部分４７ｂ全体を取り囲む部位にのみ固着剤８３を充填すれば、固着剤８３の使用量を少なく抑えつつ効率的にランプユニット２０の発光効率を向上させることができる。
【００７５】
図１２は、変形例２に係る固着剤の充填工程を説明するための工程図である。
図１２に示すように、固着剤８３の充填工程においては、まず、図１２（ａ）に示すように、ランプ２１の第２封止部３７における第２電極４７と第２金属箔５１との接合部分４７ｂの全体を取り囲む部位に充填機７３で固着剤８５を付着させる。
次に、図１２（ｂ）に示すように、補助反射鏡２５を第２封止部３７に遊嵌させる。その際、筒状部７９の基端から延出端までの間に第２電極４７の第２封止部３７内に位置する端縁４７ａが存在する状態とする。これにより、図１２（ｃ）に示すように、筒状部７９と第２封止部３７との隙間における第２電極４７と第２金属箔５１との接合部分４７ｂの全体を取り囲む部位に固着剤８５が充填された状態となる。
【００７６】
（３−２）固着剤の塗布範囲
図１３は、変形例３に係るランプ及び補助反射鏡の構成を示す図である。
図１３に示すように、変形例３では、固着剤８５が、補助反射鏡２５の筒状部７９とランプ２１第２封止部３７との隙間だけでなく、第２封止部３７における補助反射鏡２５で覆われていない部位にも充填されている。このように、第２封止部３７の表面を出来るだけ広範囲に亘って固着剤８５で覆うことによってガラスバルブ３９の最冷点の温度をより上昇させることができ、よりランプユニット２０の発光効率を向上させることができる。
【００７７】
なお、近年、ランプユニットは、平行光を出射するタイプよりも、出射光がある一点に収束するタイプが主流になりつつある。出射光が一点に収束するタイプは、プロジェクタ内の光路長を短くすることができるため、プロジェクタの小型化に適している。
出射光が一点に収束するタイプの場合、固着剤を充填する範囲が広すぎると、固着剤が主反射鏡の反射面で反射した光を遮ってしまい、ランプユニットの集光効率が低下するといった不具合が生じる。したがって、図１３に示すように、変形例２の構成において固着剤８５を筒状部７９で覆われていない部位に充填する場合は、固着剤８５が主反射鏡２３の反射面６５で反射した光Ｌ４を遮らない部位に充填されていることが好ましい。
【００７８】
さらに、補助反射鏡２５の筒状部７９が被照射側に延出し過ぎた場合も、主反射鏡２３の反射面６５で反射した光Ｌ４を遮る場合がある。例えば、補助反射鏡２５を取り付ける位置によっては、筒状部７９の被照射側の端縁７９ａが前記光Ｌ４を遮ってしまい、ランプユニット２０の集光効率が低下するといった不具合も生じる。したがって、補助反射鏡２５は、筒状部７９が前記光Ｌ４を遮らない位置に取り付けられていることが好ましい。
２．プロジェクタ
第２の実施形態におけるプロジェクタとして前面投射型のプロジェクタ１４０について説明したが、本発明に係る投射型画像表示装置（プロジェクタ）は前面投射型以外でも良く、例えば背面投射型の画像表示装置でも良い。
【００７９】
図１４は、変形例４に係るプロジェクタの全体斜視図である。
図１４に示すように、プロジェクタ１５０は、いわゆる背面投射型のプロジェクタであって、キャビネット１５１の前壁に画像等を表示するスクリーン１５３を備え、またキャビネット１５１の内部には、本発明の一実施形態に係るランプユニット２０を備える。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、高圧放電ランプから出射された光が反射面で電極に向けて反射されるのを抑制するのに利用できる。
【符号の説明】
【００８１】
２０  ランプユニット
２１  放電ランプ
２３  主反射鏡
２５  補助反射鏡
３３  発光部
３５  第１封止部
３７  第２封止部
３９  ガラスバルブ
４５  第１電極
４７  第２電極
７５  反射面
１３０，１５０  プロジェクタ
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブ内に一対の電極が共通する軸心上に対向配置されてなる高圧放電ランプに装着され、前記高圧放電ランプから出射された光の一部を前記一対の電極側に向けて反射させる反射面を有する反射鏡であって、
前記共通する軸心をＺ軸、前記Ｚ軸と直交する軸をＹ軸とし、前記共通する軸心上の一点から出射された後に前記反射面における一の反射点で反射された反射光が前記Ｚ軸と交差する交差位置をＺ座標で、当該位置における照度をＹ座標で表し、
前記電極間であって前記共通する軸心上の１番目からｎ番目までのｎ個（ｎは、３以上の自然数である。）の各点（ｎ個の点は、数の順で並ぶ。）から出射されたｎ本の光が任意の同一の反射点で反射されたとき、そのｉ（１≦ｉ≦ｎ）番目の反射光についてのそれぞれのＺ軸上の交差位置とその位置における照度とをＺ−Ｙ直交座標系上の点Ｐｉ（Ｚｉ、Ｙｉ）とし、ｎ番目及び１番目の反射光の前記Ｚ軸における交差位置を点Ｐｐ（Ｚｎ、０）、点Ｐｑ（Ｚ１、０）とした場合に、
１番目の反射光の点Ｐ１（Ｚ１、Ｙ１）からｎ番目の反射光の点Ｐｎ（Ｚｎ、Ｙｎ）までの各点と、点Ｐｐ（Ｚｎ、０）と、点Ｐｑ（Ｚ１、０）と、点Ｐ１（Ｚ１，Ｙ１）とをこの順で結んだ線分で囲まれた領域の中で、前記一対の電極間に対応する領域部分の面積が、反射面を球面とした場合に前記ｎ個の点から出射して球面で反射されたとしてＺ−Ｙ直交座標上に描ける領域の中の一対の電極間に対応する領域部分の面積よりも広くなるように、各反射点における反射面の角度が球面から補正されていることを特徴とする反射鏡。
【請求項２】
前記ｎ個の各点には、前記一対の電極間の中点に位置する点と、前記一対の電極間であって前記一対の電極間の中点に位置する点の両側で輝度ピークを示す位置の点を含むことを特徴とする請求項１に記載の反射鏡。
【請求項３】
前記ｎの数は３であり、
２番目の点が、前記一対の電極間の中点に位置する点であり、１番目及び３番目の点は、前記一対の電極間であって前記第２の点の両側で輝度ピークを示す位置の点であることを特徴とする請求項１に記載の反射鏡。
【請求項４】
前記各反射点における補正は、前記領域における前記一対の電極間に対応する領域部分の面積が略最大となるように行われていることを特徴とする請求項１に記載の反射鏡。
【請求項５】
高圧放電ランプと、当該高圧放電ランプから出射された光の一部を前記電極側に向けて反射させる反射面を有する反射鏡とを備えるランプユニットであって、
前記反射鏡は、請求項１に記載の反射鏡であることを特徴とするランプユニット。
【請求項６】
前記反射鏡は、補正の基準となった球面の中心と、前記一対の電極間の中点とが一致するように、前記高圧放電ランプに装着されていることを特徴とする請求項５に記載のランプユニット。
【請求項７】
前記ランプユニットは、前記反射鏡以外に、前記高圧放電ランプから出射された光であって前記反射鏡に向けて出射された光以外の光と、前記反射鏡で反射された光とを、所定方向に反射させる第２の反射鏡を備えることを特徴とする請求項５に記載のランプユニット。
【請求項８】
ランプユニットを光源として備える投射型画像表示装置であって、
当該ランプユニットは、請求項７に記載のランプユニットであることを特徴とする投射型画像表示装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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