(57)【要約】 【課題】リフレクタ又は副反射鏡の大型化を防止できる光源装置及びプロジェクタを提供すること。【解決手段】光源ランプ１１の一方の電極１１１Ｂ１の端部１１１Ｂ１１先端と、リフレクタ１２の第一焦点Ｆ１とを一致させて配置する。また、リフレクタ１２の反射面１２１の外周縁及び副反射鏡１３の反射面１３１の外周縁を、電極１１１Ｂ１の端部１１１Ｂ１１先端を通り、光源ランプ１１の光軸Ｘと直交する面Ｍ上に位置させる。さらに、光源ランプ１１の発光部本体１１１Ａの中心と、電極１１１Ｂ１の端部１１１Ｂ１１先端とを一致させる。【選択図】 図２
2006030378.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電発光を行うための一対の電極及びこの電極を覆い放電空間を形成する発光部本体を有する発光部及び前記発光部の両端に設けられた封止部を有する発光管と、
前記発光管から放射された光束を一定方向に揃えて射出する反射面を有するリフレクタと、
前記リフレクタの前記反射面と対向配置された反射面を有し前記発光管から放射された光束を前記リフレクタに反射する副反射鏡とを備えた光源装置であって、
前記一対の電極のうち、前記リフレクタ側に配置される一方の電極の端部と、前記リフレクタの第一焦点とが略一致し、
前記一方の電極の端部を通り、前記リフレクタから射出される光束の中心軸に直交する面上に、前記リフレクタの反射面の外周縁及び前記副反射鏡の反射面の外周縁が位置し、
前記リフレクタの反射面は、前記発光部内部の電極間の放電により発光した光束が、前記発光管の発光部本体を１回通る際に生じるレンズ効果を相殺する非球面であり、
前記副反射鏡の反射面は、前記発光部内部の電極間の放電により発光した光束が、前記発光管の発光部本体を２回通る際に生じるレンズ効果を相殺する非球面であ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、
前記発光部の発光部本体の中心と、前記一方の電極の端部の位置とが略一致していることを特徴とする光源装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光源装置において、
前記発光部本体の放電空間を形成する内面は、一対の電極に沿った方向を長軸とする楕円面であり、
前記発光部本体の外面は、略球面であることを特徴とする光源装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れかに記載の光源装置と、
前記光源装置からの光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する光変調装置と、
前記光変調装置により形成された光学像を拡大投射する投射光学系とを備えた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、光源装置及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射するプロジェクタが使用されている。このようなプロジェクタは、パーソナルコンピュータとともに、会議等でのプレゼンテーションに利用されている。また、近年、家庭において大画面で映画等を見たいというニーズに応え、このようなプロジェクタは、ホームシアター用途にも利用されている。
プロジェクタの光源装置としては、図６に示すような光源装置１００が例示できる。この光源装置１００は、一対の電極１１１Ｂを有する発光管（光源ランプ）１０１と、この発光管１０１からの光束を反射するリフレクタ１０２と、副反射鏡１０３とを備えている。発光管１０１は、その一対の電極１１１Ｂ間の中心（アーク像Ａの中心Ａ１）が、リフレクタ１０２の第一焦点Ｆ１と一致するように設置されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２４４１９９号公報（第２〜第３頁、図７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような光源装置１００におけるリフレクタ１０２及び副反射鏡１０３の配置としては、リフレクタ１０２の反射面の外周縁及び副反射鏡１０３の反射面の外周縁が、一対の電極１１１Ｂ間の中心（アーク像Ａの中心Ａ１）を通る面Ｎと一致するように、配置する方法が提案できる。
しかしながら、このように配置した場合には、リフレクタ１０２と、副反射鏡１０３との間から光束が抜けてしまうという問題がある。
すなわち、発光管１０１のアーク像Ａは、点光源ではなく、一対の電極１１１Ｂの端部近傍に形成される２つの輝点を有したものである。発光管１０１の一対の電極１１１Ｂの中心(アーク像Ａの中心Ａ１)と、リフレクタ１０２の第一焦点Ｆ１とを一致させ、さらに、リフレクタ１０２の反射面の外周縁及び副反射鏡１０３の反射面の外周縁が、一対の電極１１１Ｂ間の中心(アーク像Ａの中心Ａ１)を通る面Ｎと一致するように、配置した場合には、リフレクタ１０２側の電極１１１Ｂの端部（輝点近傍）から発光された光束Ｐが、リフレクタ１０２と、副反射鏡１０３との隙間から抜けてしまうのである。
この光束Ｐの漏れを防止するためには、リフレクタ１０２の反射面と、副反射鏡１０３の反射面とを重ねあわせるように配置しなければならず、リフレクタ１０２或いは副反射鏡１０３が大型化してしまうという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、光束の漏れを防ぐことができ、かつ、リフレクタ又は副反射鏡の大型化を防止できる光源装置及びプロジェクタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の光源装置は、放電発光を行うための一対の電極及びこの電極を覆い放電空間を形成する発光部本体を有する発光部及び前記発光部の両端に設けられた封止部を有する発光管と、前記発光管から放射された光束を一定方向に揃えて射出する反射面を有するリフレクタと、前記リフレクタの前記反射面と対向配置された反射面を有し前記発光管から放射された光束を前記リフレクタに反射する副反射鏡とを備えた光源装置であって、前記一対の電極のうち、前記リフレクタ側に配置される一方の電極の端部と、前記リフレクタの第一焦点とが略一致し、前記一方の電極の端部を通り、前記リフレクタから射出される光束の中心軸に直交する面上に、前記リフレクタの反射面の外周縁及び前記副反射鏡の反射面の外周縁が位置し、前記リフレクタの反射面は、前記発光部内部の電極間の放電により発光した光束が、前記発光管の発光部本体を１回通る際に生じるレンズ効果を相殺する非球面であり、前記副反射鏡の反射面は、前記発光部内部の電極間の放電により発光した光束が、前記発光管の発光部本体を２回通る際に生じるレンズ効果を相殺する非球面であることを特徴とする。
ここで、リフレクタの反射面は、反射した光束が第二焦点で像を形成するような非球面であってもよく、また、反射した光束が平行光となるような非球面であってもよい。
【０００７】
本発明では、発光管のリフレクタ側に配置される一方の電極の端部（輝点近傍）と、リフレクタの第一焦点とを略一致させ、この一方の電極の端部を通り、前記リフレクタから射出される光束の中心軸と直交する面上に、リフレクタの反射面の外周縁及び副反射鏡の反射面の外周縁を位置させている。従って、リフレクタの外周縁よりも後方側（リフレクタから射出される光束の射出方向と反対方向側）に電極の端部（輝点近傍）がなく、リフレクタの外周縁よりも後方側で光が発生することがないため、リフレクタの反射面の外周縁及び副反射鏡の反射面の外周縁を略一致させても、光束がリフレクタ及び副反射鏡の隙間から抜けてしまうことがない。
そのため、リフレクタの反射面及び副反射鏡の反射面を重ねあわせる必要がなく、リフレクタ又は副反射鏡の大型化を防止できる。
【０００８】
また、放電により生じた光束は、発光部本体を介してリフレクタの反射面に到達するので、リフレクタに到達する光束には、発光部本体によるレンズ効果（屈折）が生じる。本発明では、リフレクタの反射面を、光束が、発光管の発光部本体を１回通る際に生じるレンズ効果（屈折）を相殺する非球面としている。そのため、リフレクタからは、レンズ効果の影響を受けていない光束を射出することができる。
例えば、反射面が略楕円面であるリフレクタの場合には、発光管で発光した光束はリフレクタの反射面で反射されてリフレクタの第二焦点に集光することとなるが、発光部本体を通る際のレンズ効果により、第二焦点において形成される像が膨張したり、歪んだりする可能性がある。
本発明では、リフレクタの反射面を、前述した非球面とすることで、リフレクタの第二焦点に形成される像が、発光部本体がないと想定した場合（電極間の放電により発光した光束が直接リフレクタで反射された場合）に形成される第二焦点の像と略一致することとなる。これにより、発光部本体のレンズ効果による第二焦点における像の膨張や、歪み等を防止することができる。
【０００９】
さらに、放電により生じた光束の一部は、発光部本体を通り、副反射鏡で反射され、再度、発光部本体内に導入される。従って、この光束は、発光部本体を２回通る際に生じるレンズ効果の影響を受けることとなる。これに対し、本発明では、副反射鏡の反射面を、光束が発光部本体を２回通る際に生じるレンズ効果を相殺する非球面としているので、副反射鏡で反射され、発光部本体内に導入された光束は、レンズ効果の影響を受けていない光束となる。
なお、ここで、「前記発光部内部の電極間の放電により発光した光束が、発光管の発光部本体を２回通る際に生じるレンズ効果を相殺する非球面である」とは、一方の電極の端部（輝点近傍）から発光した光束が副反射鏡の反射面で反射され、他方の電極の端部（輝点近傍）に向かって戻るような面であることをいう。
【００１０】
本発明では、前記発光部の発光部本体の中心と前記一方の電極の端部とが略一致していることが好ましい。
ここで、リフレクタから射出される光束の中心軸である光源装置の光軸と、発光部本体の中心を通り前記光源装置の光軸に直交する線とで形成される領域を第一象限、第二象限、第三象限、第四象限とする。これらの領域のうち、第一象限及び第三象限に跨るように、副反射鏡は配置される（例えば、図３で示すＱ１が第一象限、Ｑ２が第二象限、Ｑ３が第三象限、Ｑ４が第四象限であり、符号１３が副反射鏡である）。
第二象限内で生じた光束及び第一象限内で生じた光束が、第一象限内の副反射鏡の反射面で反射される場合には、振る舞いが異なる光束が副反射鏡で反射されることとなる。そのため、副反射鏡の反射面の非球面形状が複雑化する可能性がある。
これに対し、本発明では、発光部の発光部本体の中心と、リフレクタ側の電極の端部とを略一致させることで、例えば、第一象限内で生じた光束のみが、第一象限内の副反射鏡の反射面で反射されることとなる。従って、副反射鏡の反射面の非球面形状の複雑化を防止することができる。
【００１１】
また、本発明では、前記発光部本体の放電空間を形成する内面は、一対の電極に沿った方向を長軸とする楕円面であり、前記発光部本体の外面は、略球面であることが好ましい。
【００１２】
本発明のプロジェクタは、上述した何れかの光源装置と、前記光源装置からの光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する光変調装置と、前記光変調装置により形成された光学像を拡大投射する投射光学系とを備えたことを特徴とする。
このような本発明のプロジェクタは、上述した何れかの光源装置を備えているので、前記光源装置と同様の効果を奏することができる。すなわち、光束の漏れを防ぐことができ、かつ、リフレクタ又は副反射鏡の大型化を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
［１．第一実施形態］
［プロジェクタの構成］
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る光源装置を搭載したプロジェクタ１の光学系を示す模式図である。
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射する光学機器である。
このプロジェクタ１は、図１に示すように、光源装置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、および投射光学装置としての投射光学系６０を備えて構成され、これらの光学系２０〜３５を構成する光学素子および光学装置４０は、所定の照明光軸Ｂ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。
【００１４】
光源装置１０は、光源ランプ１１から放射された光束を一定方向に揃えて射出し、光学装置４０を照明するものである。この光源装置１０は、詳しくは後述するが、光源ランプ１１、リフレクタ１２、副反射鏡１３、および図示を略したが、これらを保持するランプハウジングを備えて構成され、リフレクタ１２の光束射出方向後段には、平行化凹レンズ１４が設けられている。なお、この平行化凹レンズ１４は、光源装置１０と一体化してもよいし、別体としてもよい。
そして、光源ランプ１１から放射された光束は、リフレクタ１２により光源装置１０の前方側に射出方向を揃えて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。
【００１５】
均一照明光学系２０は、光源装置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る。この均一照明光学系２０は、第１レンズアレイ２１、第２レンズアレイ２２、偏光変換素子２３、重畳レンズ２４、および反射ミラー２５を備えている。
第１レンズアレイ２１は、光源装置１０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Ｂと直交する面内にマトリクス状に配列される複数の小レンズを備えて構成される。
第２レンズアレイ２２は、上述した第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Ｂに直交する面内にマトリクス状に配列される複数の小レンズを備えた構成を有している。
【００１６】
偏光変換素子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略一方向の直線偏光に揃える偏光変換素子である。
この偏光変換素子２３は、図示を略したが、照明光軸Ｂに対して傾斜配置される偏光分離膜および反射膜を交互に配列した構成を具備する。偏光分離膜は、各部分光束に含まれるＰ偏光光束およびＳ偏光光束のうち、一方の偏光光束を透過し、他方の偏光光束を反射する。反射された他方の偏光光束は、反射膜によって曲折され、一方の偏光光束の射出方向、すなわち照明光軸Ｂに沿った方向に射出される。射出された偏光光束のいずれかは、偏光変換素子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、略全ての偏光光束の偏光方向が揃えられる。このような偏光変換素子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、略一方向の偏光光束に揃えることができるため、光学装置４０で利用する光源光の利用率を向上することができる。
【００１７】
重畳レンズ２４は、第１レンズアレイ２１、第２レンズアレイ２２、および偏光変換素子２３を経た複数の部分光束を集光して光学装置４０の後述する３つの液晶パネルの画像形成領域上に重畳させる光学素子である。
この重畳レンズ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。
【００１８】
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に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、他の波長領域の光束を透過する波長選択膜が形成された光学素子である。そして、光路前段に配置されるダイクロイックミラー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。また、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。
【００１９】
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。なお、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。本実施形態においては青色光の光路長が長いのでこのような構成とされているが、赤色光の光路長を長くしてリレー光学系３５を赤色光の光路に用いる構成も考えられる。
【００２０】
上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および反射ミラー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。なお、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Ｂに対して並行な光束に変換するために設けられている。
【００２１】
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る。この光学装置４０は、照明対象となる光変調装置としての液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ（赤色光側の液晶パネルを４２Ｒ、緑色光側の液晶パネルを４２Ｇ、青色光側の液晶パネルを４２Ｂとする）と、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。なお、フィールドレンズ４１および各液晶パネル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およ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、および前記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。
【００２２】
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したがって、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。
クロスダイクロイックプリズム４３は、前記射出側偏光板から射出された色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム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およ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、投射光学系６０によって拡大投射され、図示を略したスクリーン上で大画面画像を形成する。
【００２３】
〔光源装置の構成〕
光源装置１０は、発光管としての光源ランプ１１と、リフレクタ１２と、副反射鏡１３とを有している。
ここで、光源ランプ１１としては、高輝度発光する種々の発光管を採用でき、例えば、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ等を採用できる。
光源ランプ１１は、図２に示すように、発光部１１１と、この発光部１１１の両側に延びる封止部１１２とを備える。発光部１１１は、球状に形成された石英ガラス製の発光部本体１１１Ａと、この発光部本体１１１Ａ内に配置された一対の電極１１１Ｂと、発光部本体１１１Ａ内に封入された水銀、希ガス、および少量のハロゲンとを有する。
【００２４】
発光部本体１１１Ａは、外面が球面で構成され、内面が楕円面で構成されており、内部に楕円体状の放電空間が形成されている。この発光部本体１１１Ａの内面は、一対の電極１１１Ｂに沿った方向が長軸方向となっている。
一対の電極１１１Ｂはアーク像Ａを形成するためのものである。一対の電極１１１Ｂに電圧を印加すると、電極１１１Ｂ間に電位差が発生し、放電が生じ、アーク像Ａが生成される。
この一対の電極１１１Ｂのうち、リフレクタ１２側に配置される一方の電極１１１Ｂ１の端部１１１Ｂ１１（他方の電極１１１Ｂ２と対向する端部）の先端の位置は、発光部本体１１１Ａの中心１１１Ａ１と一致している。すなわち、一対の電極１１１Ｂ間の中心（アーク像Ａの中心Ａ１）は、発光部本体１１１Ａの中心１１１Ａ１よりも副反射鏡１３側にずれて配置されていることとなる。
また、この一方の電極１１１Ｂ１の端部１１１Ｂ１１の先端の位置は、リフレクタ１２の第一焦点Ｆ１と略一致している。
【００２５】
封止部１１２は、前記発光部本体１１１Ａの両側から延びた石英ガラス製の封止部本体１１２Ａと、この封止部本体１１２Ａ内部に封入されたモリブデン製の金属箔（図示略）とを有する。封止部本体１１２Ａは、前記発光部本体１１１Ａと一体的に成形されている。
前述した電極１１１Ｂは、それぞれの端部（各電極１１１Ｂの対向した端部と反対側の端部）が各封止部本体１１２Ａ内部に挿入されており、金属箔の一端が前記電極１１１Ｂに接続されている。また、金属箔の他端は、リード線に接続されている。リード線は、光源ランプ１１の外部まで延出している。
【００２６】
リフレクタ１２は、光源ランプ１１から放射された光束を一定方向に揃えて射出するためのものであり、非球面形状の反射面１２１を有する。このリフレクタ１２は、第一焦点Ｆ１及び第二焦点（図示略）を有し、第一焦点Ｆ１に設置された光源ランプ１１からの光束は第二焦点に集光する。
このリフレクタ１２の反射面１２１は、可視光を反射して赤外線を透過するコールドミラーとなっている。また、反射面１２１は、光源ランプ１１の電極１１１Ｂ間の放電により発光した光束が、光源ランプ１１の発光部本体１１１Ａを１回通る際に生じるレンズ効果（屈折）を相殺する非球面である。
なお、リフレクタ１２の第一焦点Ｆ１及び第二焦点の位置は、リフレクタ１２の近軸領域の形状によって決まる。従って、発光部本体１１１Ａの形状に応じて、近軸領域以外の面の形状を設計変更し、発光部本体１１１Ａを１回通る際に生じるレンズ効果を相殺する非球面とする。例えば、近軸領域以外の面の形状を長軸と短軸との比率が異なる複数の楕円面を連接したような形状とする。
反射面１２１を以上のような非球面形状とすることにより、リフレクタ１２の第二焦点に形成される像が、発光部本体１１１Ａがないと想定した場合（電極１１１Ｂ間の放電により発光した光束が直接リフレクタ１２で反射された場合）に形成される第二焦点の像と略一致することとなる。これにより、発光部本体１１１Ａのレンズ効果による第二焦点における像の膨張や、歪み等を防止することができる。
すなわち、電極１１１Ｂ間の放電により発光した光束は、発光部本体１１１Ａを透過する際に、発光部本体１１１Ａのレンズ効果（屈折）の影響を受け、発光部本体１１１Ａからの射出角度が傾くこととなる。この傾きを反射面１２１で相殺し、発光部本体１１１Ａのレンズ効果による第二焦点における像の膨張や、歪み等を防止するのである。
また、リフレクタ１２の反射面１２１の外周縁は、電極１１１Ｂ１の端部１１１Ｂ１１先端を通り、リフレクタ１２から射出される光束の中心軸である光源装置１０の光軸Ｘ（照明光軸Ｂと一致）と直交する面Ｍ上に位置している。
【００２７】
副反射鏡１３は、光源ランプ１１の発光部１１１の光束射出方向前側略半分を覆う反射部材であり、内面側が光束を反射する反射面１３１とされている。この反射面１３１は、リフレクタ１２の反射面１２１と同様、コールドミラーとなっている。
反射面１３１は、発光部内部の電極１１１Ｂ間の放電により発光した光束が、発光部本体１１１Ａを２回通る際に生じるレンズ効果を相殺する非球面である。例えば、反射面１３１は、長軸と短軸との比率が異なる複数の楕円面を連接したような形状となっている。
【００２８】
このような反射面１３１では、図３に示すように、発光部本体１１１Ａの電極１１１Ｂのうち、一方の電極１１１Ｂ１の端部１１１Ｂ１１先端（輝点近傍）で発生した光束を、他方の電極１１１Ｂ２の端部１１１Ｂ２１先端（輝点近傍）に向かって反射する。反射面１３１で反射された光束は、他方の電極１１１Ｂ２の端部１１１Ｂ２１先端（輝点近傍）を通り、リフレクタ１２の反射面１２１に達することとなる。
また、他方の電極１１１Ｂ２の端部１１１Ｂ２１先端（輝点近傍）で発生した光束は、反射面１３１で反射され、一方の電極１１１Ｂ１の端部１１１Ｂ１１を通りリフレクタ１２の反射面１２１に達することとなる。
従って、以上のような副反射鏡１３では、反射面１３１を、光束が発光部本体１１１Ａを２回通る際に生じるレンズ効果を相殺する非球面としているので、副反射鏡１３で反射され、発光部本体１１１Ａ内に導入された光束は、レンズ効果の影響を受けていない光束となる。
また、図４には、発光部本体１１１Ａの電極１１１Ｂのうち、他方の電極１１１Ｂ２の端部１１１Ｂ２１先端で発生した光束が、反射面１３１で反射され、一方の電極１１１Ｂ１の端部１１１Ｂ１１を通りリフレクタ１２の反射面１２１向かって発光部本体１１１Ａから射出される様子をシミュレーションしたものが示されている。
さらに、以上のような反射面１３１の外周縁は、電極１１１Ｂ１の端部１１１Ｂ１１先端を通り、光源装置１０の光軸Ｘと直交する面Ｍ上に位置している（図２参照）。
【００２９】
ここで、図３に示すように、光源装置１０の光軸Ｘと、発光部本体１１１Ａの中心１１１Ａ１を通り光源装置１０の光軸Ｘに直交する線Ｙとで形成される領域を第一象限Ｑ１、第二象限Ｑ２、第三象限Ｑ３、第四象限Ｑ４とした場合、第一象限Ｑ１及び第三象限Ｑ３に跨るように、副反射鏡１３が配置される。
第二象限Ｑ２内で生じた光束及び第一象限Ｑ１内で生じた光束が、副反射鏡の反射面のうち、第一象限Ｑ１内に位置する反射面に到達する場合、振る舞いが異なる光束が副反射鏡１３で反射されることとなる。そのため、副反射鏡１３の反射面１３１の非球面形状が複雑化する可能性がある。
これに対し、本実施形態では、発光部本体１１１Ａの中心１１１Ａ１と、リフレクタ１２側の電極１１１Ｂ１の端部１１１Ｂ１１とを略一致させることで、電極１１１Ｂ間の放電発光は第一象限Ｑ１及び第三象限Ｑ３内で発生するので、例えば、第一象限Ｑ１内で生じた光束のみが、第一象限Ｑ１内の副反射鏡１３の反射面１３１で反射されることとなる。言い換えれば、従来のように第二象限Ｑ２及び第四象限Ｑ４から発光部本体１１１Ａを通過することによって屈折し、第一象限Ｑ１及び第三象限Ｑ３から発光部本体１１１Ａを通過する光とは異なる角度で副反射鏡１３に入射する光を考慮する必要がない。従って、副反射鏡１３の反射面１３１の非球面形状の複雑化を防止することができ、反射面１３１の非球面の設計を容易に行うことができる。
【００３０】
さらに、本実施形態では、光源ランプ１１のリフレクタ１２側に配置される電極１１１Ｂ１の端部１１１Ｂ１１先端（輝点近傍）とリフレクタ１２の第一焦点Ｆ１とを一致させ、この電極１１１Ｂ１の端部１１１Ｂ１１先端を通り、光源装置１０の光軸Ｘと直交する面Ｍ上に、前記リフレクタ１２の反射面１２１の外周縁及び副反射鏡１３の反射面１３１の外周縁を位置させている。従って、リフレクタ１２の外周縁よりも後方側（リフレクタ１２の光束射出方向後側）に電極１１１Ｂ１の端部１１１Ｂ１１先端（輝点近傍）がなく、リフレクタ１２の外周縁よりも後方側で光が発生することがないため、リフレクタ１２の反射面１２１の外周縁及び副反射鏡１３の反射面１３１の外周縁の光軸Ｘ方向の位置を略一致させても、光束がリフレクタ１２及び副反射鏡１３の隙間から抜けてしまうことがない。
そのため、リフレクタ１２の反射面１２１及び副反射鏡１３の反射面１３１を重ねあわせる必要がなく、リフレクタ１２又は副反射鏡１３の大型化を防止できる。
【００３１】
［２．第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について、説明する。以下の説明では、既に説明した部分と同一の部分については、同一符号を付して、その説明を省略する。
図５には、本実施形態の光源装置５０が示されている。この光源装置５０は、発光管としての光源ランプ５１と、リフレクタ５２と、副反射鏡５３とを有している。
光源ランプ５１は、前記実施形態の光源ランプ１１と同様の発光部１１１と、この発光部１１１の両側に延びる封止部１１２とを備える。
この光源ランプ５１は、一対の電極１１１Ｂにより形成されるアーク像Ａの中心Ａ１が発光部本体１１１Ａの中心１１１Ａ１と略一致するように配置されている点が前記実施形態の光源ランプ１１と異なっている。本実施形態の光源ランプ５１は、電極１１１Ｂ間の中心と、発光部本体１１１Ａの中心１１１Ａ１とが、一致した一般的な光源ランプ５１である。
一方の電極１１１Ｂ１の端部１１１Ｂ１１先端は、発光部１１１の発光部本体１１１Ａの中心１１１Ａ１よりも、リフレクタ５２側に位置している。
なお、一対の電極１１１Ｂのうち、リフレクタ５２側の一方の電極１１１Ｂ１の端部１１１Ｂ１１先端の位置は、リフレクタ５２の第一焦点Ｆ１と一致している。
【００３２】
リフレクタ５２は、その反射面５２１の外周縁が、電極１１１Ｂ１の端部１１１Ｂ１１の先端を通り、光源装置５０の光軸Ｘと直交する面Ｍ上に位置している。
反射面５２１は、前記実施形態のリフレクタ１２の反射面１２１と同じく非球面形状である。この反射面５２１は、発光部本体１１１Ａを１回通る際に生じるレンズ効果を相殺する非球面となっている。
このようにすることで、第一実施形態と同様、発光部本体１１１Ａのレンズ効果の影響による第二焦点における像の膨張や、歪み等を防止することができる。
【００３３】
副反射鏡５３は、その反射面５３１が、外周縁が、電極１１１Ｂ１の端部１１１Ｂ１１の先端を通り、光源装置５０の光軸Ｘと直交する面Ｍ上に位置している。
前述したように、前記実施形態では、電極１１１Ｂ１の端部１１１Ｂ１１が発光部本体１１１Ａの中心１１１Ａ１と略一致していたが、本実施形態では、電極１１１Ｂ１の端部１１１Ｂ１１が、発光部１１１の発光部本体１１１Ａの中心１１１Ａ１よりも、リフレクタ５２側に位置しているので、本実施形態の副反射鏡５３の反射面５３１は、前記実施形態の副反射鏡１３よりも反射面１３１よりも大きくなっている。
他の点は、副反射鏡１３と同様であり、本実施形態の反射面５３１も発光部１１１内部の電極１１１Ｂ間の放電により発光した光束が、発光部本体を２回通る際に生じるレンズ効果を相殺する非球面である。これにより、副反射鏡５３で反射され、発光部本体１１１Ａ内に導入された光束は、レンズ効果の影響を受けていない光束となる。
【００３４】
さらに、以上のような第二実施形態では、リフレクタ５２側に配置される電極１１１Ｂ１の端部１１１Ｂ１１先端（輝点近傍）とリフレクタ５２の第一焦点Ｆ１とを一致させ、この電極１１１Ｂ１の端部１１１Ｂ１１先端を通り、光源装置５０の光軸Ｘと直交する面Ｍ上に、リフレクタ５２の反射面５２１の外周縁及び副反射鏡５３の反射面５３１の外周縁を位置させている。従って、リフレクタ５２の外周縁よりも後方側（リフレクタ５２の光束射出方向後側）から光が発生することがないので、リフレクタ５２の反射面５２１の外周縁及び副反射鏡５３の反射面５３１の外周縁を略一致させても、光束がリフレクタ５２及び副反射鏡５３の隙間から抜けてしまうことがない。そのため、リフレクタ５２の反射面５２１及び副反射鏡５３の反射面５３１を重ねあわせる必要がなく、リフレクタ５２又は副反射鏡５３の大型化を防止できる。
また、本実施形態では、電極１１１Ｂ間の中心の位置と、発光部本体１１１Ａの中心１１１Ａ１とが、一致した一般的な光源ランプ５１を使用することができるので、光源ランプ５１にかかるコストを低減することができる。
【００３５】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記各実施形態では、リフレクタ１２，５２を第一焦点Ｆ１及び第二焦点を有するものとしたが、これに限らず、放物面鏡のように、焦点が一つであってもよい。
さらに、前記各実施形態では、本発明の光源装置１０，５０をプロジェクタに搭載していたが、これに限らず、本発明の光源装置を他の光学機器に搭載してもよい。
前記各実施形態では、３つの液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂを用いたプロジェクタ１の例のみを挙げたが、４つ以上の液晶パネルを用いたプロジェクタにも適用可能である。
さらに、前記各実施形態では、スクリーンを観察する方向から投射を行うフロントタイプのプロジェクタ１の例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを観察する方向とは反対
側から投射を行うリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、プロジェクタの光源装置に利用することができるほか、その他の光学機器の光源装置としても利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第一実施形態にかかるプロジェクタの光学系を示す模式図。
【図２】前記プロジェクタの光源装置を示す模式図。
【図３】前記光源装置の副反射鏡での光束の反射状態を示す模式図。
【図４】前記光源装置の副反射鏡における光束の反射状態のシミュレーションを示す図。
【図５】本発明の第二実施形態にかかる光源装置を示す模式図。
【図６】従来の光源装置を示す模式図。
【符号の説明】
【００３８】
１…プロジェクタ、１０…光源装置、１１…光源ランプ（発光管）、１２…リフレクタ、１３…副反射鏡、５０…光源装置、５１…光源ランプ、５２…リフレクタ、５３…副反射鏡、１１１…発光部、１１１Ａ１…中心、１１１Ａ…発光部本体、１１１Ｂ…電極、１１１Ｂ１…電極、１１１Ｂ１１…端部、１１１Ｂ２…電極、１１１Ｂ２１…端部、１１２…封止部、１２１…反射面、１３１…反射面、５２１…反射面、５３１…反射面、Ｆ１…第一焦点、Ｍ…面
【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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