(57)【要約】【課題】  光源装置の熱膨張時や、リード線配線時の封止部とリード線との接続部分への負荷を緩和できる光源装置、およびプロジェクタの提供【解決手段】  電極１１４を介して光束を放射する発光部１１１と、発光部１１１の両側にそれぞれ延びる一対の封止部１１２，１１３と、電極１１４を外部電源に導通するリード線２００，２１０とを有する発光管１１と、発光管１１から放射された光束を所定方向に揃えて開口から射出する凹面状の反射面１２４を有するリフレクタ１２とを備える光源ランプユニット１０において、発光管１１は、一方の封止部１１２がリフレクタ１２の光束射出前方側に突出するように設けられ、一方の封止部１１２から延びたリード線２００は、該封止部１１２からリフレクタ１２の開口端部１２５まで延びる途中で折れ曲がる緩衝用の曲折部２２０を有する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極を介して光束を放射する発光部と、前記発光部の両側にそれぞれ延びる一対の封止部と、前記電極と外部電源とを導通させ前記封止部先端からそれぞれ延びるリード線とを有する発光管と、前記発光管から放射された光束を所定方向に揃えて開口から射出する凹面状の反射面を有するリフレクタとを備える光源装置であって、
前記発光管は、前記一対の封止部のうち一方の封止部が前記リフレクタの光束射出前方に突出するように設けられ、
前記一方の封止部から延びた前記リード線は、前記一方の封止部から前記リフレクタの開口端部まで延びる途中で折れ曲がる緩衝用の曲折部を有することを特徴とする光源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光源装置において、
前記曲折部を有するリード線は、前記リフレクタから射出される光束の中心軸に沿って前記リフレクタの開口を正面から見たとき、前記一方の封止部から前記リフレクタの開口端部にかけて、略直線状に延びていることを特徴とする光源装置。
【請求項３】
請求項２に記載の光源装置において、
前記曲折部は、前記リフレクタから射出される光束の中心軸にほぼ沿って前記一方の封止部から前記発光部に向かって延びる部分と、前記一方の封止部から前記発光部に向かって延びる部分から略直角に折れ曲がって前記リフレクタから射出される光束の中心軸に略垂直な方向に沿って延びる部分とによって構成される略Ｌ字形状を有していることを特徴とする光源装置。
【請求項４】
請求項２に記載の光源装置において、
前記曲折部は、前記一方の封止部先端から前記リフレクタの開口端部まで延びる前記リード線の略直線部分において、前記略直線部分に交差する方向に折れ曲がり再び前記略直線に戻るように折り返す略Ｕ字形状を有していることを特徴とする光源装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の光源装置において、
前記リフレクタは、回転楕円面状の反射面を有する楕円リフレクタであって、
前記楕円リフレクタの反射面と対向配置される反射面を備える副反射鏡を備え、
前記副反射鏡の反射面は、前記発光部から射出された光束を前記楕円リフレクタに反射することを特徴とする光源装置。
【請求項６】
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、前記光学像を拡大投写するプロジェクタであって、
請求項１から請求項５のいずれかに記載の光源装置を備えていることを特徴とするプロジェクタ
【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】
従来、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調し、光学像を拡大投写するプロジェクタがパーソナルコンピュータとともに会議、学会、展示会でのプレゼンテーション用途に利用されており、近年では、ホームシアター用途にも利用されている。
このプロジェクタの光源装置としては、メタルハライドランプや高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ等の各種発光管にリフレクタを取り付けたものが使用されており、発光管の両側の封止部口金に溶接されたリード線により、発光管と外部電源との導通を図る構成となっている（例えば、特許文献１）。ここで、発光管の封止部はリフレクタの内面側に突出している。そして、リード線は突出先端側の封止部からリフレクタに形成された孔まで真っ直ぐ延び、この孔からリフレクタの外側に引き出されていた。
また、図８に示した光源装置１０’のような構成では、リフレクタ１２の開口径および光軸方向の寸法が小さいため、発光管１１の一方の封止部１１２がリフレクタ１２の開口から突出している。そして、突出先端側の封止部１１２先端の留め金１１６からリフレクタ１２の開口端部１２５まで、リード線２００は略真っ直ぐ延びている。このリード線２００は、リフレクタ１２脇に配置された接続端子に溶接などの手段によって取り付けられ、この接続端子を介して外部電源に接続されていた。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１４２９７１号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１や、図８に示したような構成では、発光管の点灯によって発光管、リフレクタ、リード線等がそれぞれの熱膨張率において熱膨張し、互いの位置関係が変化することによってリード線が引っ張られたり、逆に、リード線の圧縮方向に力が掛かったりする場合があり、この場合、リード線が取り付けられている突出先端側の封止部先端に負荷が掛かってしまう。また、リード線を接続端子に取り回す際などにもリード線の伸縮方向に外力が作用する場合があり、この場合も同様に、封止部先端のリード線の溶接部分に負荷が掛かる。このように、封止部先端の溶接部分に負荷が掛かった場合には、リード線が封止部から外れがちとなり、また、この負荷によって発光管が破損、故障するおそれもあり、光源装置の組み込み性や信頼性に影響するという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、上記問題に鑑みて、光源装置の熱膨張時やリード線配線時の封止部先端への負荷を緩和できる光源装置、およびこの光源装置を備える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】
【０００６】
本発明の光源装置は、電極を介して光束を放射する発光部と、前記発光部の両側にそれぞれ延びる一対の封止部と、前記電極と外部電源とを導通させ前記封止部先端からそれぞれ延びるリード線とを有する発光管と、前記発光管から放射された光束を所定方向に揃えて開口から射出する凹面状の反射面を有するリフレクタとを備える光源装置であって、前記発光管は、前記一対の封止部のうち一方の封止部が前記リフレクタの光束射出前方に突出するように設けられ、前記一方の封止部から延びた前記リード線は、前記一方の封止部から前記リフレクタの開口端部まで延びる途中で折れ曲がる緩衝用の曲折部を有することを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、発光管、リフレクタ等に熱膨張が生じた際や、配線時のリード線取り回しの際、あるいは外部から力が加わった際に、リード線が引っ張られたり、圧縮方向に力が掛かったりした場合でも、このリード線の伸縮方向に作用する力に対して変形する折れ曲がり形状を有する曲折部がこのリード線に作用する力に対する緩衝部となる。
これにより、封止部先端から引き出されたリード線の取り付け部分に掛かる負荷を緩和できるので、リード線が封止部から外れるようなことがなく、発光管の破損や故障を効率良く防止できる。ひいては、光源装置の信頼性および組み込み性の向上にもつなげることができる。
【０００８】
本発明の光源装置では、前記曲折部を有するリード線は、前記リフレクタから射出される光束の中心軸に沿って前記リフレクタの開口を正面から見たとき、前記一方の封止部から前記リフレクタの開口端部にかけて、略直線状に延びていることが好ましい。
【０００９】
この発明によれば、封止部先端からリフレクタの開口端部まで、リフレクタからの射出光束の光路をリード線が横切る寸法が短いので、リード線による光の遮蔽量を抑えて光の利用効率の向上に寄与できる。
なお、リフレクタの開口が円形であるとき、発光部近傍からこの円形の半径位置に応じてリード線が延びていることが好ましい。これにより、リード線がリフレクタからの射出光束の光路を横切る寸法を最短にできることから、リード線による光の遮蔽量をさらに低減できる。
【００１０】
本発明の光源装置は、前記曲折部は、前記リフレクタから射出される光束の中心軸にほぼ沿って前記一方の封止部から前記発光部に向かって延びる部分と、前記一方の封止部から前記発光部に向かって延びる部分から略直角に折れ曲がって前記リフレクタから射出される光束の中心軸に略垂直な方向に沿って延びる部分とによって構成される略Ｌ字形状を有していることが好ましい。
この発明によれば、Ｌ字状部分のうち、リード線がリフレクタから射出される光束の中心軸にほぼ沿って延びている部分では、リード線による光の遮蔽が殆ど生じない。そして、Ｌ字状部分の他の部分は、リフレクタから射出される光束の中心軸に垂直な方向にほぼ沿って直線的に延びているため、例えば、リード線が封止部先端からリフレクタの開口端部まで斜めに延びているような場合と比べて、リフレクタからの射出光束の光路をリード線が横切る寸法を短くできる。これにより、リード線による光の遮蔽量を極力抑えて、光の利用効率を向上させることができる。
【００１１】
本発明の光源装置は、前記曲折部は、前記一方の封止部先端から前記リフレクタの開口端部まで延びる前期リード線の略直線部分において、前記略直線部分に交差する方向に折れ曲がり再び前記略直線に戻るように折り返す略Ｕ字形状を有していることが好ましい。
ここで、曲折部のＵ字形状は、Ｕ字の軸がその前後のリード線形状に交差するように形成されている。
この発明によれば、曲折部のＵ字形状の開閉により、リード線の伸縮力が緩衝される。これにより、封止部先端に掛かる負荷を緩和でき、組み込み性や信頼性を向上させることができる。
【００１２】
また、本発明の光源装置は、前記リフレクタは、回転楕円面状の反射面を有する楕円リフレクタであって、前記楕円リフレクタの反射面と対向配置される反射面を備える副反射鏡を備え、前記副反射鏡の反射面は、前記発光管から射出された光束を前記楕円リフレクタに反射することが好ましい。
この構成によれば、発光部から楕円リフレクタの反射面とは反対側に射出された光束が副反射鏡によって楕円リフレクタ側に戻され、発光部から放射された殆どすべての光束が楕円リフレクタによって光束射出前方側の第２焦点位置に収束することとなるので、光の利用効率を大幅に向上させることができる。
さらに、この副反射鏡により、楕円リフレクタの開口径および光軸方向の寸法を小さくできるので、光源装置を小型化することができる。
また、発光部から放射された光束は楕円リフレクタにより収束光となって楕円リフレクタから射出されるため、リード線が横切る光路の寸法を短くできる。これにより、リード線による光の遮蔽量を極力抑えて、光の利用効率を向上させることができる。
【００１３】
本発明のプロジェクタは、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、拡大投写するプロジェクタであって、前述の光源装置を備えていることを特徴とする。
この発明によれば、光源装置が前述のような作用及び効果を具備するため、同様の作用および効果を享受できる。すなわち、熱膨張時やリード線の取り回し時、あるいは外乱時などに生じやすいリード線の外れや発光管の破損、故障を効率良く防止できるため、光源装置の組み込み作業を容易化できるとともに、製品の信頼性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】
【００１４】
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本発明の第１実施形態におけるプロジェクタ１の光学系を表す模式図が示されている。このプロジェクタ１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、スクリーン上に拡大投写する光学機器であり、光源装置としての光源ランプユニット１０、均一照明光学系２０、色分離光学系３０、リレー光学系３５、光学装置４０、及び投写光学系５０を備えて構成され、光学系２０〜３５を構成する光学素子は、所定の照明光軸Ａが設定された光学部品用筐体２内に位置決め調整されて収納されている。
【００１５】
光源ランプユニット１０は、光源ランプ１１から放射された光束を一定位置に収束して射出し、光学装置４０を照明するものであり、詳しくは後述するが、光源ランプ１１、楕円リフレクタ１２、副反射鏡１３、及び平行化凹レンズ１４を備えている。
そして、光源ランプ１１から放射された光束は、楕円リフレクタ１２により装置前方側に収束された収束光として射出され、平行化凹レンズ１４によって平行化され、均一照明光学系２０に射出される。楕円リフレクタ１２から射出された光束の中心軸は照明光軸Ａと一致している。
【００１６】
均一照明光学系２０は、光源ランプユニット１０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り、第１レンズアレイ２１、第２レンズアレイ２２、ＰＢＳアレイ２３、コンデンサレンズ２４、及び反射ミラー２５を備えている。
第１レンズアレイ２１は、光源ランプ１１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、照明光軸Ａ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、各小レンズの輪郭形状は、後述する光学装置４０を構成する液晶パネル４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂの画像形成領域の形状とほぼ相似形をなすように設定されている。
第２レンズアレイ２２は、前述した第１レンズアレイ２１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２１と同様に照明光軸Ａ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であるが、集光を目的としているため、各小レンズの輪郭形状が液晶パネル４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂの画像形成領域の形状と対応している必要はない。
【００１７】
ＰＢＳアレイ２３は、第１レンズアレイ２１により分割された各部分光束の偏光方向を一方向の直線偏光に揃える偏光変換素子である。
このＰＢＳアレイ２３は、図示を略したが、照明光軸Ａに対して傾斜配置される偏光分離膜及び反射ミラー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、反射ミラーによって曲折され、一方の偏光光束の射出方向、すなわち照明光軸Ａに沿った方向に射出される。射出された偏光光束のＰ偏光光束及びＳ偏光光束のいずれかは、ＰＢＳアレイ２３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、すべての偏光光束の偏光方向が一方向に揃えられる。このようなＰＢＳアレイ２３を用いることにより、光源ランプ１１から射出される光束を、一方向の偏光光束に揃えることができるため、光学装置４０で利用する光源光の利用率を向上することができる。
【００１８】
コンデンサレンズ２４は、第１レンズアレイ２１、第２レンズアレイ２２、及びＰＢＳアレイ２３を経た複数の部分光束を集光して液晶パネル４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂの画像形成領域上に重畳させる光学素子である。このコンデンサレンズ２４は、本例では光束透過領域の入射側端面が平面で射出側端面が球面の球面レンズであるが、射出側端面が双曲面状の非球面レンズを用いることも可能である。
このコンデンサレンズ２４から射出された光束は、反射ミラー２５で曲折されて色分離光学系３０に射出される。
【００１９】
色分離光学系３０は、２枚のダイクロイックミラー３１、３２と、反射ミラー３３とを備え、ダイクロイックミラー３１、３２より均一照明光学系２０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３１、３２は、基板上に所定の波長領域の光束を反射し、他の波長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り、光路前段に配置されるダイクロイックミラー３１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。光路後段に配置されるダイクロイックミラー３２は、緑色光を反射し、青色光を透過するミラーである。
【００２０】
リレー光学系３５は、入射側レンズ３６と、リレーレンズ３８と、反射ミラー３７、３９とを備え、色分離光学系３０を構成するダイクロイックミラー３２を透過した青色光を光学装置４０まで導く機能を有している。尚、青色光の光路にこのようなリレー光学系３５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。本例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、赤色光の光路中にリレー光学系３５を配置する構成も考えられる。
【００２１】
前述したダイクロイックミラー３１により分離された赤色光は、反射ミラー３３により曲折された後、フィールドレンズ４１を介して光学装置４０に供給される。また、ダイクロイックミラー３２により分離された緑色光は、そのままフィールドレンズ４１を介して光学装置４０に供給される。さらに、青色光は、リレー光学系３５を構成するレンズ３６、３８及び反射ミラー３７、３９により集光、曲折されてフィールドレンズ４１を介して光学装置４０に供給される。尚、光学装置４０の各色光の光路前段に設けられるフィールドレンズ４１は、第２レンズアレイ２２から射出された各部分光束を、照明光軸Ａに対して平行な光束に変換するために設けられている。
【００２２】
光学装置４０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り、照明対象となる光変調装置としての液晶パネル４２（４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ）と、色合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム４３とを備えて構成される。尚、フィールドレンズ４１及び各液晶パネル４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂの間には、入射側偏光板４４が介在配置され、図示を略したが、各液晶パネル４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂ及びクロスダイクロイックプリズム４３の間には、射出側偏光板が介在配置され、入射側偏光板４４、液晶パネル４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂ、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。
【００２３】
液晶パネル４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂ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従って、入射側偏光板４４から射出された偏光光束の偏光方向を変調する。この液晶パネル４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂの変調を行う画像形成領域は、矩形状であり、その対角寸法は、例えば０．７インチである。
【００２４】
クロスダイクロイックプリズム４３は、射出側偏光板から射出された各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４３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。
そして、クロスダイクロイックプリズム４３から射出されたカラー画像は、投写光学系５０によって拡大投写され、図示を略したスクリーン上で大画面画像を形成する。
【００２５】
図２は、光源ランプユニット１０を斜め後方から示す図である。
光源ランプユニット１０は、前述した光源ランプ１１、楕円リフレクタ１２、副反射鏡１３、及び平行化凹レンズ１４と、平行化凹レンズを保持する保持部材１６と、ランプハウジング１５とを備えて構成されている。
発光管としての光源ランプ１１は、中央部が球状に膨出した石英ガラス管から構成され、中央部分が発光部１１１、この発光部１１１の両側に延びる部分が、一対の封止部１１２および封止部１１３となっている。一対の封止部１１２および封止部１１３において、一方の封止部を第１封止部１１２とし、他方の封止部を第２封止部１１３とする。
この光源ランプ１１には、本実施形態ではメタルハライドランプが採用されているが、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、キセノンランプ等の放電型発光管をはじめとして、ハロゲンランプ等、も含めて各種のランプを採用できる。
【００２６】
図３は、光源ランプユニット１０の側断面図である。
発光部１１１の内部には、所定距離で離間配置される一対のタングステン製の電極１１４と、水銀、希ガス、及び少量のハロゲンが封入されている。
各封止部１１２、１１３の内部には、発光部１１１の各電極１１４と電気的に接続されたモリブデン製の金属箔１１５がそれぞれ挿入されている。これらの金属箔１１５には、外部つなげられるリード線１１８がそれぞれ電気的に接続され、各封止部１１２，１１３から外部に引き出されている。第１封止部１１２先端から引き出されたリード線１１８は、留め金１１６を介してリード線２００に電気的に接続されている。第２封止部１１３先端から引き出されたリード線１１８は、第２封止部１１３の先端を覆うように設けられた口金１１７を介して外部に引き出されており、リード線２１０に接続されている。これらのリード線２００、２１０は、留め金１１６、口金１１７にそれぞれハンダによって溶接、または圧着により接続されており、リード線２００、２１０を介して外部電源から電圧を印加すると、電極１１４間でアーク放電が生じ、発光部１１１から光束が放射されることになる。
なお、リード線２００，２１０は、ニッケル、金などの金属、あるいはこれらの合金製であって、例えば針金程度の剛性を有し、曲折部の形状を維持可能な線条部材等を採用できる。口金１１７は第２封止部１１３を保護する部材であり、必要がない場合は省略してもよい。第２封止部１１３先端から引き出されたリード線１１８を長く設定しリード線２１０としてそのまま利用することもできる。留め金１１６としては、リングスリーブや圧着端子などを採用できる。
また、第２封止部１１３の発光部１１１近傍には、プロジェクタ１の起動時に電流を流し、電極１１４間での放電を誘発させる電熱線１１９が巻き付けられ、この電熱線１１９の端部は第１封止部１１２先端の留め金１１６に溶接されている。この電熱線１１９による発光部１１１の予熱効果により、ハロゲンサイクルが早期に生じるため、光源ランプ１１を早く点灯させることができる。
【００２７】
楕円リフレクタ１２は、首状部１２１及びこの首状部１２１から拡がる回転楕円曲面状の反射部１２２を備えた石英ガラス、サファイアガラス、水晶、蛍石、ＹＡＧ（Yttrium Aluminium Garnet、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２）等による一体成形品である。
首状部１２１には、第２封止部１１３が配置される挿入孔１２３が中央に形成されている。
反射部１２２の表面には、誘電体多層膜が成膜されることによって反射面１２４が形成され、この反射面１２４は、可視光を反射して赤外線および紫外線を透過するコールドミラーとなっている。なお、耐熱性の点で、金属薄膜蒸着により、例えば、タンタル化合物とＳｉＯ２との交互積層、またはハフニウム化合物とＳｉＯ２との交互積層等によって反射面１２４を成膜するのが好ましい。
【００２８】
この楕円リフレクタ１２に光源ランプ１１を固定する際には、第２封止部１１３を楕円リフレクタ１２の挿入孔１２３に挿入し、発光部１１１内の電極１１４間の発光中心が反射面１２４の楕円曲面の第１焦点Ｆ１位置となるように光源ランプ１１を配置し、挿入孔１２３内部にシリカ・アルミナを主成分とする無機系接着剤を充填する。
なお、反射部１２２の照明光軸Ａ方向寸法は光源ランプ１１の長さ寸法よりも短くなっていて、上述のように楕円リフレクタ１２に光源ランプ１１を固定すると、楕円リフレクタ１２の光束射出側の開口端部１２５から第１封止部１１２（一方の封止部）が突出する。
【００２９】
副反射鏡１３は、光源ランプ１１の発光部１１１の前方略半分を覆い楕円リフレクタ１２の反射面１２４と対向して配置される反射部材であり、その反射面１３１は、発光部１１１の球面に倣う凹曲面状に形成されている。この副反射鏡１３は、例えば低熱膨張材である石英又はネオセラムや、高熱伝導材である透光性アルミナ、サファイア、水晶、蛍石、ＹＡＧ（Yttrium Aluminium Garnet、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２）等を利用して製作されている。また、反射面１３１は、楕円リフレクタ１２と同様、可視光のみを反射させ、赤外線および紫外線を透過させる誘電体多層膜となっている。
【００３０】
平行化凹レンズ１４は、光源ランプ１１から放射され、楕円リフレクタ１２によって所定の向きに反射された光束を平行化する部材であり、光束入射面１４１が非球面、例えば双曲面の凹面状に形成され、光束射出面１４２は平面状に形成されている。
光束入射面１４１には、反射防止膜（ＡＲコート・Anti Reflection Coating）が形成されているとともに、光束射出面１４２には、紫外線カット膜が形成されている。これにより、光の利用効率の向上とともに光源ランプユニット１０の後段に配置される光学部品等の紫外線による劣化防止が図られている。
【００３１】
保持部材１６は、楕円リフレクタ１２の開口端部１２５に応じた円筒形状であって、楕円リフレクタ１２とは反対側に平行化凹レンズ１４の外周端部を保持し、楕円リフレクタ１２の開口を覆っているとともに、光源ランプ１１が破裂した場合に、ガラス片などの飛散を防止するものである。
この保持部材１６は、外側に設けられた保持部材本体１６３と、その内側に設けられた吸収部材１６４との二重構造となっている。
外側の保持部材本体１６３は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）やベクトラ（ＬＣＰ）等の合成樹脂射出成形品であり、一体成形された筒部１６１および保持部１６２で構成されている。筒部１６１は、楕円リフレクタ１２の開口端部１２５に応じた円筒形状であって、光源ランプ１１を覆っている。保持部１６２は、この筒部１６１の光束射出側端面を塞ぐように設けられ、平行化凹レンズ１４が嵌め込まれる開口１６２Ａが形成されている。
【００３２】
一方、内側の吸収部材１６４としては、保持部材本体１６３への光源ランプ１１からの光を遮光しかつ、反射率が低く光吸収可能な各種の部材を採用できる。遮光特性を有しながら反射率を低く抑えるには、例えば、アルミニウム、マグネシウム、チタン、鉄、銅、これらの合金等の金属板を基板として、内面側の表面に黒アルマイト処理を施したり、腐食加工、エッチングなどによって表面を荒らしたりすることなどが採用できる。
なお、アルミニウムの無垢基板の反射率は約８０％であるが、この黒アルマイト処理によって反射率が約２０％以下に抑えられ、吸収部材１６４に入射した光束が確実に吸収・遮光される。
このような吸収部材１６４の黒アルマイト処理に基く耐食性および光吸収作用により、保持部材本体１６３が保護され、熱劣化や、シロキサン等の有害なガスの発生を防止できる。
また、吸収部材１６４により保持部材１６全体としての耐熱性が確保できるので、保持部材本体１６３の材料の選択肢が広がり、軽量化や低コスト化、成形の容易化を講じることができる。
【００３３】
ランプハウジング１５は、図２に示すように、断面Ｌ字状の合成樹脂製の一体成形品であり、水平部１５１及び垂直部１５２を備えている。
【００３４】
垂直部１５２は、楕円リフレクタ１２の光軸方向の位置決めを行う部分である。この垂直部１５２には、楕円リフレクタ１２の光束射出開口端縁に沿って開口部１５３が形成されており、この開口部１５３に対して楕円リフレクタ１２の開口端部１２５が機械的な押圧や接着剤等により固定されている。また、この垂直部１５２には保持部材１６も接着固定されている。
【００３５】
一方、水平部１５１は、光学部品用筐体２の壁部と係合し、光源ランプユニット１０を光学部品用筐体２内に隠蔽して光の漏出を防止している。また、この水平部１５１には、光源ランプ１１を外部電源とを電気的に接続する端子台１５４が設けられており、この端子台１５４は、光源ランプ１１のリード線２００，２１０が接続される一対のねじ部１５４Ａ、１５４Ｂを有している。
なお、このような水平部１５１及び垂直部１５２には、突起および凹部が形成されており、これらの突起・凹部が光学部品用筐体２内に形成された凹部・突起とそれぞれ係合することにより、光源ランプ１１の電極１１４間の発光中心が光学部品用筐体２の照明光軸Ａ上に配置される。
【００３６】
次に、発光部１１１から放射される光束について、光源ランプユニット１０の側断面図である図４を参照して説明する。なお、この図４では、電熱線１１９の図示を省略している。
発光部１１１の発光中心Ｏから放射された光束のうち、楕円リフレクタ１２に向かう光束Ｌ１は、楕円リフレクタ１２の反射面１２４によって反射され、第２焦点Ｆ２位置に向かって射出される。
また、発光部１１１の発光中心Ｏから楕円リフレクタ１２とは反対側（光束射出前方側）に射出された光束Ｌ２は、副反射鏡１３の反射面１３１によって楕円リフレクタ１２側に反射され、さらに、楕円リフレクタ１２の反射面１２４で反射され、楕円リフレクタ１２から第２焦点Ｆ２位置に収束するように射出される。
【００３７】
このように、副反射鏡１３を用いることによって、発光部１１１から楕円リフレクタ１２とは反対側（光束射出前方側）に射出された光束を楕円リフレクタ１２の反射面１２４に入射するように反射させることができるので、発光部１１１から放射された殆どすべての光束が楕円リフレクタ１２の第２焦点Ｆ２位置に収束することとなり、光の利用効率を大幅に向上させることができる。
【００３８】
そして、このように、発光部１１１から放射された光束をほとんどすべて一定位置に収束させて射出できるので、反射面１２４の面積が小さくても十分な光量を得ることができる。これにより、楕円リフレクタ１２の光軸軸方向寸法および開口径を小さくして光源ランプユニット１０やプロジェクタ１を小型化でき、プロジェクタ１内に光源ランプユニット１０を組込むレイアウトも容易になる。
【００３９】
以下、光源ランプユニット１０におけるリード線２００，２１０の形状、配線態様について説明する。
第２封止部１１３から口金１１７を介して延びたリード線２１０は、図２に示すように、首状部１２１から楕円リフレクタ１２の外側に延出し、端子台１５４のねじ部１５４Ｂに溶接されている。
一方、第１封止部１１２は楕円リフレクタ１２の開口から突出し、楕円リフレクタ１２の該開口は保持部材１６によって覆われているため、第１封止部１１２から留め金１１６を介して延びたリード線２００は、楕円リフレクタ１２の開口端部１２５を介して楕円リフレクタ１２の外側に引き出されたうえで、端子台１５４のねじ部１５４Ａに溶接されている。
【００４０】
ここで、本実施形態では、第１封止部１１２先端の留め金１１６から楕円リフレクタ１２の開口端部１２５にかけて、リード線２００がＬ字状に繰り返し折り曲げられ、複数の曲折部２２０として、その形状が維持されている点に特徴がある。これらの曲折部２２０により、リード線２００は、第１封止部１１２先端から開口端部１２５までＬ字が連続する階段形状となっている。
具体的に、曲折部２２０のＬ字形状は、楕円リフレクタ１２から射出される光束の中心軸にほぼ沿って延びる部分と、楕円リフレクタ１２から射出される光束の中心軸に垂直な方向（楕円リフレクタ１２の開口面に沿った方向）にほぼ沿って延びる部分とから構成される。本実施形態では、このＬ字形状を有する曲折部２２０の数は３つとなっている。
なお、開口端部１２５の近傍にある曲折部２２０の一端側は、楕円リフレクタ１２の開口端部１２５の端面に沿って延び、さらに、開口端部１２５の外周側端縁で楕円リフレクタ１２の外周面に沿って折れ曲がり、端子台１５４まで延びている。リード線２００は、この開口端部１２５の外周側の曲折部２３０にて、楕円リフレクタ１２に保持されている。
【００４１】
図５は、楕円リフレクタ１２、光源ランプ１１等を図３における上方から示した状態の平面図である。
照明光軸Ａに沿って楕円リフレクタ１２２の反射面１２４内を楕円リフレクタ１２の光束射出前方から見たとき（楕円リフレクタ１２の開口を正面から見たとき）、リード線２００の形状は、曲折部２２０の折れ曲がり形状が現れず、第１封止部１１２から開口端部１２５に向かって略直線状となっている。言い換えれば、楕円リフレクタ１２の反射面１２４を照明光軸Ａに垂直な断面で表わした場合、楕円リフレクタ１２の反射面１２４は発光部１１１を中心とする円形で表わされ、リード線２００は、この円の半径に沿って延びている。つまり、楕円リフレクタ１２から射出される光束の中心軸を含む仮想面内において、リード線２００は曲折部２２０を有して封止部１１２の留め金１１６から開口端部１２５へと延びるように配設されている。
【００４２】
ここで、リード線２００は、楕円リフレクタ１２から射出される光束の中心軸を含む面内に配置されており、楕円リフレクタ１２から射出される光束の中心軸に沿った方向からみたとき、楕円リフレクタ１２の半径に応じて、楕円リフレクタ１２から射出される光束の光路を直線的に最短寸法で横切っているので、リード線２００による光の遮蔽量を極力抑えられる。従って、リード線２００によって光の利用効率を下げること無く、明るく鮮明な投写画像を期待できる。
【００４３】
このような曲折部２２０は、第１封止部１１２先端から楕円リフレクタ１２の開口端部１２５へと延びたリード線２００の引き出し方向に力がかかった場合に、その力が第１封止部１１２（留め金１１６）とリード線２００との接続部分へ直接加わらないように、曲折部２２０の形状が変形してリード線２００の伸縮方向にかかる力の緩衝部となり、第１封止部１１２先端部とリード線２００との接続部分への負荷を緩和するために形成されている。
リード線２００が伸縮する場合としては、ひとつには、プロジェクタ１の使用時、光源ランプ１１の点灯によってリード線２００、楕円リフレクタ１２、および光源ランプ１１等が熱膨張した場合がある。このとき、リード線２００、楕円リフレクタ１２、および光源ランプ１１等の線膨張率が互いに異なることから、互いの位置関係に変化が生じた結果として、リード線２００が引っ張られたり反対に圧縮方向に力が掛かったり、リード線２００自体が伸び縮みしやすい。
また、リード線２００を端子台１５４に取り回す際など、リード線２００の配線時に、リード線２００が引っ張られたり、反対に、圧縮方向に力が掛かったりする場合もあり、あるいは外からの力が加わった場合にも、リード線２００の伸縮方向に外力が作用し、リード線２００が引っ張られたりたるんだりすることも生じ得る。
【００４４】
ここで、このリード線２００の伸縮方向に作用する力とは、具体的に、第１封止部１１２先端と開口端部１２５とを結んだ直線にほぼ沿った方向に作用する伸縮力ＦＣのことをいう。
この伸縮力ＦＣがリード線２００に加わると、各曲折部２２０は、伸縮力ＦＣを緩衝する向きに変形することになる。具体的には、リード線２００が引っ張られたとき、各曲折部２２０はその折曲が広がるように変形し、逆に、リード線２００が縮んだとき、各曲折部２２０はその折曲が狭まるように変形する。
このような曲折部２２０の変形により、リード線２００において伸縮力ＦＣが分散、緩衝され、リード線２００の特定の部位に負荷が集中するのを回避できる。
ここで、この緩衝作用は、複数の曲折部２２０により按分されるため、リード線２００における負荷の分散性に優れ、また、伸縮力ＦＣが比較的小さい場合でも緩衝作用の反応性が良好である。
このような曲折部２２０の緩衝作用によって、第１封止部１１２先端のリード線２００と留め金１１６との溶接点への負荷が緩和されるので、リード線２００が第１封止部１１２から外れるのを防止でき、光源ランプ１１の破損や故障も防止できる。こうして、光源ランプユニット１０ないしプロジェクタ１の信頼性が向上し、さらに、リード線２００の配線作業中、リード線２００が第１封止部１１２から外れたり、光源ランプ１１が破損したりするおそれがないので、光源ランプユニット１０をプロジェクタ１に組み込む作業も容易となる。
また、発光部１１１から放射される光束は楕円リフレクタ１２により収束光となって楕円リフレクタ１２から射出されるため、リード線２００が横切る光路の寸法を短くできる。これにより、リード線２００による光の遮蔽量を極力抑えて、光の利用効率を向上させることができる。
【００４５】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
なお、以下の説明では、既に説明した実施形態と同様の構成については、同一符号を付して、説明を省略もしくは簡略化する。
前記実施形態では、リード線２００は、楕円リフレクタ１２の開口端部１２５の端面に沿って楕円リフレクタ１２外側に引き出されていた。
本実施形態では、リード線２００を楕円リフレクタ１２から引き出す位置および態様が前記実施形態とは相違する。
【００４６】
図６には、本実施形態の光源ランプユニット６０が示されている。
本実施形態では、楕円リフレクタ１２の開口端部１２５近傍にリード線２００挿通用の孔１２２Ａが形成されている。そして、第１封止部１１２から延びたリード線２００は、各曲折部２２０においてＬ字状に曲折したのち、開口端部１２５の手前で孔１２２Ａに向かって折れ曲がり、この孔１２２Ａを介して楕円リフレクタ１２の外側に引き出されている。また、図示を省略したが、リード線２００が孔１２２Ａに挿通された状態でシリコンゴムが充填され、リード線２００は孔１２２Ａの部分で楕円リフレクタ１２に保持されている。
【００４７】
本実施形態では、リード線２００の配線時など、リード線２００が端子台１５４側に引っ張られたり、その反対に、圧縮方向に力が加わったりした際に、孔１２２Ａの部分でリード線２００が保持されていることにより、リード線２００の楕円リフレクタ１２内側の部分に負荷が伝わるのが規制される。すなわち、この孔１２２Ａによって比較的大きい伸縮力にも対応可能となるため、リード線２００の配線作業が一層容易となる。
なお、上述した楕円リフレクタ１２の孔１２２Ａに関する点を除いては、本実施形態は第１実施形態と同様の構成であるので、本実施形態においても、前述した第１実施形態と同様の作用及び効果を奏することができる。
【００４８】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
本実施形態では、リード線２００の曲折部２２０の形状が前記各実施形態とは相違する。
図７は、本実施形態の光源ランプユニット７０の部分を示す側断面図を示したものである。
本実施形態において、リード線２００は、第１封止部１１２から楕円リフレクタ１２の開口端部１２５までを結ぶ直線に沿って延びており、その直線の略中央部に、略Ｕ字状に折れ曲がる曲折部２４０を有している。
曲折部２４０は、第１封止部１１２先端の留め金１１６から楕円リフレクタ１２の開口端部１２５までを結ぶリード線２００の直線部分に対して略直角に折れ曲がり再び直線部分に戻るように折り返す略Ｕ字形状を有している。すなわち、曲折部２４０は、Ｕ字の直線部分が略直交する方向、かつ、Ｕ字形状が楕円リフレクタ１２の外側に突出する向きに折れ曲がっている。
なお、楕円リフレクタ１２から射出される光束の中心軸にそった方向から見た際の曲折部２４０の形状は、前掲の図５と略同様であり、リード線２００は、第１封止部１１２先端から楕円リフレクタ１２の開口端部１２５まで、楕円リフレクタ１２から射出される光束の中心軸にそった方向から見た際に、略直線状に延びている。つまり、楕円リフレクタ１２から射出される光束の中心軸を含む面内において、リード線２００は曲折部２４０を有して封止部１１２の留め金１１６から開口端部１２５へと延びるように配置されている。従って、リード線２００による光の遮蔽量を極力抑え、リード線２００による光の利用効率低下を防止している。
【００４９】
本実施形態の曲折部２４０は、前記各実施形態の曲折部２２０について既に説明したように、リード線２００が伸縮する方向に作用する力を緩衝する作用を有する。具体的に、リード線２００が引っ張られたとき、曲折部２４０のＵ字は内側が開くように変形し、反対に、リード線２００が縮められたとき、曲折部２４０のＵ字は内側に閉じるように変形する。すなわち、曲折部２４０の変形によってリード線２００の伸縮力が緩衝され、第１封止部１１２の留め金１１６とリード線２００との溶接点には無理な負荷が掛からない。
なお、上記した曲折部２４０の形状を除いては、本実施形態は第１実施形態と同様の構成であるため、本実施形態においても、前述した第１実施形態と同様の作用及び効果を奏することができる。
【００５０】
本発明は、前述の各実施形態に限定されるものではなく、以下に示すような改良および変形をも含むものである。
発光管やリフレクタ、リード線、あるいは副反射鏡の形状、材質、配置関係等は、前記実施形態に限定されない。
【００５１】
前記実施形態では、リフレクタとして楕円リフレクタ１２が採用され、第２焦点Ｆ２位置に収束した光束を平行化凹レンズ１４によって平行化していたが、このような構成に限らない。例えば、反射面が放物面状のリフレクタを採用し、このリフレクタで反射された光束を収束する凸レンズを採用することもできる。リフレクタは、凹面鏡となしうる任意の形状とすることができる。
【００５２】
また、前記各実施形態では、曲折部２２０，２４０の形状は、Ｌ字状ないしＵ字状に形成されていたが、これに限られない。例えば、曲折部は、波状、Ｖ字状、螺旋状、円弧状、渦巻状に折曲していても良く、曲折部の数も限定されるものではない。要するに、曲折部の形状は、積極的に折り曲げられた任意の形状であって、リフレクタや発光管の形状、リード線の配線態様に応じて適宜決められ、封止部先端からリフレクタの開口端部までの間で、任意の折れ曲がり形状の曲折部が少なくともひとつ形成されていればよい。
さらに、曲折部が折れ曲がる向きも前記各実施形態には限定されず、前記封止部先端とリフレクタの開口端部とを結ぶ直線に対してＸ、Ｙ、Ｚ方向ないしＸ、Ｙ、Ｚ各回転方向のいずれの方向に折れ曲がっている形状であってもよい。ただし、前述したように、楕円リフレクタ１２からの射出光束をリード線２００が遮蔽しないように、楕円リフレクタ１２から射出される光束の中心軸に沿って開口正面から見た際に、留め金１１６から開口端部１２５にリード線２００が略直線状に延びていることが望ましい。
【００５３】
また、本発明のリード線は、曲折部を有していればよく、曲折部以外の部分の形状等は限定されない。前記各実施形態において、開口端部１２５外周側端縁における曲折部２３０はなくてもよい。
なお、電熱線１１９を使用しなくても構わない。
【００５４】
本発明は、前記各記実施形態のようなスクリーンを観察する方向から投写を行なうフロントタイプのプロジェクタ１のほかに、スクリーンの観察方向の後ろ側から投写を行なうリアタイプのプロジェクタにも適用できる。
【００５５】
本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本考案の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明の光源装置は、熱膨張時やリード線の取り回し時、あるいは外力が加わった時などに生じやすいリード線の外れや発光管の破損、故障を効率良く防止できるため、プロジェクタ等の光学機器の光源装置として利用することにより、光源装置の組み込み作業の容易化を図り、また、製品の信頼性にも寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１実施形態におけるプロジェクタの光学系を模式的に示す平面図。
【図２】前記実施形態における光源ランプユニットを示す斜視図。
【図３】前記実施形態における光源ランプユニットを示す側断面図。
【図４】前記実施形態における光源ランプユニットを示す側断面図であり、発光部から射出される光束の進路について説明する図。
【図５】前記実施形態における光源ランプユニットの部分を示す平面図。
【図６】本発明の第２実施形態における光源ランプユニットを示す斜視図。
【図７】本発明の第３実施形態における光源ランプユニットの部分側断面図。
【図８】従来の光源装置を示す側断面図。
【符号の説明】
【００５８】
１・・・プロジェクタ、１０・・・光源ランプユニット（光源装置）、１１・・・光源ランプ（発光管）、１２・・・楕円リフレクタ（リフレクタ）、１３・・・副反射鏡、１１１・・・発光部、１１２・・・第１封止部（封止部）、１１３・・・第２封止部（封止部）、１１４・・・電極、１２４・・・反射面（リフレクタの反射面）、１２５・・・開口端部、１３１・・・反射面（副反射鏡の反射面）、２００，２１０・・・リード線、２２０，２４０・・・曲折部。
【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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