(57)【要約】【課題】発光管の封止部内の温度を上昇させず、配線部材の断線を防止して、発光管の寿命を延ばすことができる光源装置、およびこの光源装置を備えるプロジェクタを提供する。【解決手段】光源装置は、電極１１１Ａ間で放電発光が行われる発光部１１１、および前記発光部の両端に設けられる封止部１１２１，１１２２を備える発光管１１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鏡１２と、前記発光管の電極１１１Ａに電気的に接続された配線部材１１２Ａの溶接部１１３Ａの温度上昇を抑制するフロスト加工部１１２１Ａとを備える。【選択図】図３
2006120358.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極間で放電発光が行われる発光部、及び、前記発光部の両端に設けられ、前記電極に電気的に接続される配線部材が封入された封止部を備えた発光管と、
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鏡とを備えた光源装置であって、
前記封止部の外周面には、前記発光部から放射され、前記封止部内を進行する光を封止部外部に拡散するフロスト加工部が形成されてい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、
反射面が前記反射鏡の反射面と対向配置され、前記発光管の前記発光部から放射された光束を前記反射鏡に向けて反射する副反射鏡を備え、
前記フロスト加工部は、この副反射鏡が設けられる側の封止部に形成されていることを特徴とする光源装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の光源装置において、
前記フロスト加工部は、前記封止部の外周面への粗面加工により形成されたものであることを特徴とする光源装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の光源装置において、
前記封止部の内部を貫通する前記配線部材は、その一部が金属箔で構成され、
前記フロスト加工部の範囲は、前記封止部の長手方向のうち、前記金属箔が埋設された範囲と少なくとも一部が重複することを特徴とする光源装置。
【請求項５】
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射するプロジェクタであって、
請求項１から請求項４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反射鏡を取り付けたものが使用されている。そして、発光管の両側に設けられた封止部の内部には配線部材が配され、外部からのリード線と溶接されることにより、発光管と外部電源との導通を図る構成となっている。
【０００３】
上述のような発光管は、点灯動作時に発光管自体が非常に高温になるという特徴を有している。例えば、ランプ電力が１００〜１５０Ｗクラスの一般的なショートアーク高圧水銀ランプでは、発光管上部の管壁内面側は約９００〜１，２００℃にもなる。また、発光管の封止部の温度も５００℃程度の高温となる。そこで、封止部内に配される配線部材には、モリブデン等の高融点金属箔が用いられている。
一方、封止部に埋設されているモリブデン箔は、リード線と石英ガラス（封止部の構成材料）との微細な隙間を通して空気にふれている。このモリブデンは、３５０℃程度の高温になると非常に酸化されやすくなる性質がある。酸化が進むと体積が増え、石英ガラスがモリブデンの体積増加に耐えられなくなった時点で封止部の破損が起こり、モリブデン箔も切れてしまう。
特に、発光管の先端側に位置する封止部は、発光管の基部側（反射鏡側）に位置する封止部に比べてより高温になることから、封止部先端近傍に位置する配線部材の溶接部分は酸化劣化が生じやすい。
そのため、発光管の先端側に位置する封止部の長さを長くしたり（例えば、特許文献１）、封止部に放熱フィンを溶着することが試みられている（例えば、特許文献２）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２２２９７６号（図１）
【特許文献２】特開２００２−１５１００５号（図１、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のような構成では、発光管の封止部自体が反射鏡の第２焦点の位置に近づくため、反射光による加熱が問題となる。かといって、封止部を長くしなければ、過昇温防止効果が不十分である。さらに、集光点を遮ることになるため、反射光の利用効率低下も問題となる。また、発光管自体を特注品として製造するためコスト的にも不利である。特許文献２では、特殊な放熱フィンを発光管封止部に固着させているため、放熱フィン自体の製造のみならず、固着のための加工も別途必要になり製造工程が煩雑となる。また、放熱フィンに冷却風を効率的に送る構造も必要となり、光源装置全体が複雑になる。
【０００６】
本発明の目的は、上記問題に鑑みて、簡易な構成でありながら、発光管の封止部内にある配線部材の溶接部分の温度が上昇しすぎることを効果的に防止できる光源装置、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】
【０００７】
本発明の光源装置は、電極間で放電発光が行われる発光部、及び、前記発光部の両端に設けられ、前記電極に電気的に接続される配線部材が封入された封止部を備えた発光管と、
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鏡とを備えた光源装置であって、前記封止部の外周面には、前記発光部から放射され、前記封止部内を進行する光を封止部外部に拡散するフロスト加工部が形成されていることを特徴とする。
ここで、封止部の外周面にフロスト加工部を形成するには、物理的加工や化学的加工のいずれでもよい。封止部内部から直進してくる光束に対して、封止部界面における反射を抑え、封止部から外部に光が拡散放射されるような凹凸面が形成されればよい。
【０００８】
本発明によれば、発光管の封止部の外周面にフロスト加工部が形成されているため、封止部に進入してきた光を、この外周面から外部に拡散放射して逃がすことができ、結果として封止部自体の温度上昇を抑制することができる。
従来、電極間で放電発光が行われる発光部とその両端に設けられる封止部とを備える発光管においては、発光部からある程度離れた部分では、光束の封止部界面への入射角が臨界角を超えてしまうため、光束が封止部内に全反射してしまい、内部の光は外部に出られなかった。それ故、封止部内に残留する光が熱となって蓄積し、特に封止部先端付近に位置する配線部材の溶接個所の温度上昇をもたらしていた。
本発明は、このように、封止部内に反射する光が熱となって、配線部材の溶接個所の過剰な温度上昇を招き、ひいては、溶接個所の酸化劣化が進み断線という事態を招くことを発見したことに基づいている。すなわち、本発明では、フロスト加工部により、従来、外部に出られなかった光を、封止部界面から外部に拡散放射してしまい、封止部内部に光を残留させないため、封止部内に配された配線部材の溶接個所の過熱を効果的に抑制する。その結果、溶接部を構成する金属の酸化劣化を防止して、断線までの寿命を大幅に伸ばすことができる。
【０００９】
本発明では、反射面が前記反射鏡の反射面と対向配置され、前記発光管の前記発光部から放射された光束を前記反射鏡に向けて反射する副反射鏡を備え、前記フロスト加工部は、この副反射鏡が設けられる側の封止部に形成されていることが好ましい。
本発明の光源装置は、副反射鏡を備えているため、発光管から外部に漏れる光を反射して反射鏡に照射するため、発光部からの光の利用効率は非常に向上する。その一方で、副反射鏡は、いったん外部に漏れ出た光を発光管の内部に反射して戻す構成を取るため、発光管内部、特に封止部内に存在する光の総量は、副反射鏡のない光源装置に比べて多くなり、封止部の除熱が一層重要となる。
【００１０】
本発明によれば、このような副反射鏡を用いた光源装置においても、封止部から光を外部に放射できるため、封止部内の温度上昇を効率的に抑えることが可能となり、副反射鏡を用いた光源装置の価値をいっそう高めることができる。
また、温度上昇で問題となるのは、発光管先端側に位置する封止部であり、特に金属箔とリード線との溶接部のうち、封止部先端側に位置する個所の過熱が問題となる。本発明では、前記フロスト加工部は、この副反射鏡が設けられる側の封止部に形成されているため、最も問題となる個所の過熱を効果的に抑えることができる。それ故、金属箔とリード線との溶接部を構成する金属の酸化劣化を防ぐことにより、断線までの寿命を大幅に伸ばすことが可能となる。
【００１１】
本発明では、前記フロスト加工部は、封止部の外周面への粗面加工により形成されたものであることが好ましい。
ここで、粗面加工には、物理的加工法として、研削・研磨等（例えば、サンドブラスト加工）があり、化学的加工法としては、エッチング処理やケミブラスト処理等がある。
専用の発光管を製造するまでもなく、市販の発光管を購入してこのような加工を別途行ってもよい。
本発明によれば、封止部の外周面が粗面加工により形成されているため、封止部内から直進してきた光束が界面で反射しにくくなり、外部に拡散放射される割合が向上する。特に、全反射領域であった場所では、直進してきた光束が封止部と大気との界面に到達する際に、界面への入射角が臨界角未満である領域が生じるため、全反射ではなく屈折により封止部外に出る光が生じるようになり、外部への拡散放射効果が大きい。
【００１２】
本発明では、前記封止部の内部を貫通する前記配線部材は、その一部が金属箔で構成され、前記フロスト加工部の範囲は、前記封止部の長手方向のうち、前記金属箔が埋設された範囲と少なくとも一部が重複することが好ましい。
本発明によれば、封止部の内部を貫通する配線部材として金属箔が用いられているため、その熱膨張により、発光管内の高い圧力に対しても気密性を保持している。
金属箔は、薄板状に形成されているため、封止部内で内面反射が繰り返されると、この金属箔で光が吸収され、金属箔及びリード線が過熱されることになる。それ故、この部分で内面反射光束を外部に拡散することができれば、金属の加熱を効果的に抑えることができる。
本発明では、フロスト加工部の範囲は封止部の長手方向のうち、金属箔が埋め込まれている範囲と少なくも一部が重複しているため、金属箔から反射してくる光を効果的に外部に拡散放射できる。それ故、金属箔の温度が過度に上昇することがなく、リード線との溶接部付近であっても破断の起点となりにくくなる。
なお、リード線としては、通常、材料として鉄やニッケルが用いられるが、金属箔としては、耐熱性の観点よりモリブデン箔が好ましい。
【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、前記光学像を拡大投射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。
本発明によれば、プロジェクタは上述した光源装置を備えているので、この光源装置と同様の作用および効果を享受できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔プロジェクタの構成〕
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５０を備えて構成され、これらの光学系２０、３０，３５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】
光源装置１０は、発光管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、発光管１１、楕円反射鏡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、楕円反射鏡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、発光管１１から放射された光束は、楕円反射鏡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。
【００１６】
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を有している。
【００１７】
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Ａ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Ａ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、発光管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。
【００１８】
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。
【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。
【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。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。
【００２１】
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、照明光軸に対して並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。
【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５０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。
【００２４】
〔光源装置の構成〕
図２は、光源装置１０の概略構成を示す断面図である。
光源装置１０は、図２に示すように、発光管１１に副反射鏡１３が取り付けられ、これら発光管１１および副反射鏡１３が楕円反射鏡１２の内部に配置される構成を具備している。
発光管１１は、図２に示すように、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と、この発光部１１１の両側に延びる一方の封止部１１２１と他方の封止部１１２２とを備える。
ここで、発光管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。
【００２５】
発光部１１１の内部には、所定距離離間配置される一対のタングステン製の電極１１１Ａと、水銀、希ガス、および少量のハロゲンが封入されている。
発光部１１１の両側に延出する封止部１１２１および封止部１１２２の内部には、発光部１１１の電極と電気的に接続されるモリブデン製の金属箔１１２Ａがそれぞれ挿入され、ガラス材料等で封止されている。各金属箔１１２Ａには、さらに電極引出線としてのリード線１１３が接続され、このリード線１１３は、発光管１１の外部まで延出している。
そして、リード線１１３に電圧を印加すると、図２に示すように、金属箔１１２Ａを介して電極１１１Ａ間に電位差が生じて放電が生じ、アーク像Ｄが生成して発光部１１１が発光する。
なお、発光部１１１の外周面には、タンタル酸化膜、ハフニウム酸化膜、チタン酸化膜等を含む多層膜の反射防止コートを施しておくと、そこを通過する光の反射による光損失を低減することができる。
【００２６】
楕円反射鏡１２は、図２に示すように、発光管１１の基端側の封止部１１２２が挿通される筒状の首状部１２１、およびこの首状部１２１から拡がる楕円面状の反射部１２２を備えたガラス製の一体成形品である。
首状部１２１には、中央に挿入孔１２３が形成されており、この挿入孔１２３の中心に封止部１１２２が配置される。
反射部１２２は、回転楕円面状のガラス面に金属薄膜を蒸着形成して構成された反射面１２２Ａを備え、この反射部１２２の反射面１２２Ａ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される。
【００２７】
このような楕円反射鏡１２の反射部１２２内部に配置される発光管１１は、発光部１１１内の電極１１１Ａ間の発光中心が反射部１２２の反射面１２２Ａの回転楕円面の第１焦点位置Ｌ１の近傍となるように配置される。
そして、発光管１１を点灯すると、発光部１１１から放射された光束は、反射部１２２の反射面１２２Ａで反射して、回転楕円面の第２焦点位置Ｌ２に収束する収束光となる。
このとき、第２焦点位置Ｌ２と発光管１１の光束射出方向先端側の封止部１１２１の端部とを結ぶ境界線Ｌ３およびＬ４の内側部分は、楕円反射鏡１２で反射した光束が封止部１１２１によって遮られてしまうため、第２焦点位置Ｌ２に届かない、光束利用不可能領域となる。
【００２８】
なお、副反射鏡１３を発光管１１に装着することにより、図２に示すように発光部１１１から放射された光束のうち楕円反射鏡１２とは反対側（前方側）に放射される光束Ｌ５は、この副反射鏡１３の反射面１３２Ａによって楕円反射鏡１２側に反射され、さらに楕円反射鏡１２の反射面１２２Ａで反射されて楕円反射鏡１２の反射部１２２から射出されて第２焦点位置Ｌ２に向かって収束するように射出される。
前述のようにこのような副反射鏡１３を用いることにより、発光部１１１から楕円反射鏡１２とは反対側（前方側）に放射される光束が、発光管１１から楕円反射鏡１２の反射面１２２Ａに直接入射した光束と同様に、楕円反射鏡１２の第２焦点Ｆ２位置に収束させることができる。
従来の副反射鏡１３を設けない光源装置は、発光管１１から射出された光束を楕円反射鏡のみで第２焦点Ｆ２位置に収束しなければならず、楕円反射鏡の開口部を広げなければならなかった。
【００２９】
しかし副反射鏡１３を設けることにより、発光管１１から楕円反射鏡１２とは反対側（前方側）に放射される光束を副反射鏡１３にて楕円反射鏡１２の反射面１２２Ａに入射するよう後方側に反射させることができるため、反射部１２２が小さくても、発光部１１１から射出された光束のほとんどすべてを一定位置に収束させるように射出でき、楕円反射鏡１２の光軸方向寸法および開口径を小さくすることができる。すなわち、光源装置１０やプロジェクタ１を小型化でき、光源装置１０をプロジェクタ１内に組込むレイアウトも容易になる。
また、副反射鏡１３を設けることにより、第２焦点Ｆ２での集光スポット径を小さくするために楕円反射鏡１２の第１焦点Ｆ１と第２焦点Ｆ２を近づけたとしても、発光部１１１から放射された光のほとんど全てが楕円反射鏡１２および副反射鏡１３により第２焦点に集光されて利用可能となり、光の利用効率を大幅に向上させることができる。このことから、比較的低出力の発光管１１が採用可能となり、発光管１１および光源装置１０の低温化を図ることも可能である。
【００３０】
また、利用可能領域と利用不可能領域との境界線となる利用可能限界光Ｌ３およびＬ４とは、発光部１１１からこの楕円反射鏡１２側に出射される光のうち、照明光として実際に利用できる範囲の内側境界に対応する光をいい、発光管１１の構造によって定まる場合と、楕円反射鏡１２の構造によって定まる場合とがある。発光管１１の構造によって定まる利用可能限界光とは、発光部１１１から楕円反射鏡１２側すなわち光源装置１０の後側に射出される光のうち、封止部１１２２等の影響により光が遮断される光との境界の有効光である。また、楕円反射鏡１２の構造によって定まる利用可能限界光とは、発光部１１１から楕円反射鏡１２側すなわち光源装置１０の後側に射出し封止部１１２２等の影響により遮断されず有効光とし出射され光のうち、楕円反射鏡１２の挿入孔１２３の存在等による楕円反射鏡１２に起因して反射面１２２Ａで反射することができず照明光として利用し得なくなる光との境界の有効光である。従って、利用可能限界光Ｌ３およびＬ４によって形成される円錐の内側部分は、光束利用不可能領域となる。
なお、上記利用可能限界光を、発光管１１の構造によって定まる限界光とした場合、本実施形態によれば、発光部１１１から光源装置１０の後側に出射される光のほぼ全てが利用できることになる。
【００３１】
〔封止部の構成および過昇温防止作用〕
図３は、光源装置１０を構成する発光管１１を拡大して示した断面図である。
発光管１１は、図３に示すように、中央部が球状に膨出した石英ガラス管から構成され、中央部分の発光部１１１と、この発光部１１１の両側に延びる一方に封止部１１２１と他方に封止部１１２２とを備える。封止部１１２１は、反射鏡１２の中央基部より突き出ている発光管１１の先端側に位置しており、封止部１１２２は発光管１１の基端側に位置している。
【００３２】
各封止部の内部には、配線部材としてモリブデン箔１１２Ａが埋設され、リード線１１３と溶接により電気的に接続している。これら４箇所の溶接部（１１３Ａ、１１３Ｂ、１１３Ｃ、１１３Ｄ）のうちで、発光管１１の先端側封止部１１２１の先端近傍に位置する溶接部１１３Ａが最も過熱されやすい。
ここで、封止部１１２１は、その外周面の一部に、サンドブラスト加工により粗面化された円筒状の粗面加工部１１２１Ａがフロスト加工部として形成されている。この粗面加工部１１２１Ａは、サンドブラスト加工のような物理的粗面加工により容易に形成することができるが、化学的粗面加工により形成してもよい。
【００３３】
電極１１１Ａ間の放電により発光部１１１の中心で生じた光は矢印のように直進する光束となり、封止部の外周面（大気との界面）に石英ガラス管内部から到達する。この場所が、発光部から遠いと、入射角も大きくなり、臨界角を超えて入射した光束は、内表面が平滑であれば矢印（点線）のように全反射を起こす。さらに、この光束は封止部内で全反射を繰り返す。内部の光は、最終的に熱となるため、そのままでは、封止部先端にある溶接部１１３Ａの温度を激しく上昇させる。
【００３４】
本実施形態では、封止部の外周面（大気との界面）がサンドブラスト加工により粗面化されているため、封止部内部からの光束は種々の角度で界面に入射することになる。結果的に、臨界角未満で入射する光束が多くなり、封止部外周面から外部大気中に拡散放射される光の割合が増加する。すなわち、封止部の内部にこもる光が減少するため、封止部内部で発生する熱量も減少する。
【００３５】
ここで、粗面化されている範囲（Ｌ６）は、図３に示すように、封止部内部のモリブデン箔１１２Ａが埋設されている範囲（Ｌ７）と重複している。それ故、モリブデン箔１１２Ａから反射される光束を封止部１１２１（粗面加工部１１２１Ａ）から外部に効果的に逃がすことができ、モリブデン箔１１２Ａの温度上昇を抑えることができる。
それ故、モリブデン箔自身の酸化劣化を防止するだけでなく、リード線１１３との溶接部１１３Ａに過大な応力が発生することもないためも、溶接部における断線を防止できる。結果として、光源装置の主要構成部品である発光管の寿命を大幅に延ばすことが可能となる。また、発熱量の減少により、冷却機構の省電力化を図ることも可能である。
【００３６】
なお、本発明は、上記一実施の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他の構成等を含み、以下に示す変形等も本発明に含まれる。
前記実施形態では、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、本発明は、１つの液晶パネルのみを用いたプロジェクタ、２つの液晶パネルを用いたプロジェクタ、あるいは、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。
前記実施形態では、光入射面と光射出面とが異なる透過型の液晶パネルを用いていたが、光入射面と光射出面とが同一となる反射型の液晶パネルを用いてもよい。
【００３７】
前記実施形態では、光変調装置として液晶パネルを用いていたが、マイクロミラーを用いたデバイスなど、液晶以外の光変調装置を用いてもよい。この場合は、光束入射側および光束射出側の偏光板は省略できる。
前記実施形態では、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。
前記実施形態では、プロジェクタに本発明の光源装置を採用していたが、本発明はこれに限らず、他の光学機器に本発明の光源装置を適用してもよい。
【００３８】
本発明を実施するための最良の構成などは、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、本発明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若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】
【００３９】
本発明の光源装置は、発光管の封止部内の温度を上昇させないので、配線部材の断線を防止して、発光管の寿命を延ばすことができるため、プロジェクタの光源装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施形態における光源装置を搭載したプロジェクタの光学系を示す模式図。
【図２】前記実施形態における光源装置の概略構成を示す断面図。
【図３】前記実施形態における発光管の概略構成を示す断面図。
【符号の説明】
【００４１】
１・・・プロジェクタ、１０・・・光源装置、１１・・・発光管（光源ランプ）、１２・・・楕円反射鏡、１３・・・副反射鏡、４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ・・・液晶パネル（光変調装置）、５０・・・投射光学系（投射光学装置）、１１１・・・発光部、１１１Ａ・・・電極、１１２Ａ・・・モリブデン箔、１１３Ａ・・・溶接部、１１２１，１１２２・・・封止部、１１２１Ａ・・・フロスト加工部（粗面加工部）
【図１】
2006120358.tif 000003
【図２】
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【図３】
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