(57)【要約】      （修正有）【課題】第１の反射鏡からの反射光を第２の反射鏡で遮光することを抑制しつつ、第２の反射鏡の大型化を抑制し、発光部からの直接光が集光されずに第２の反射鏡の開口部から出射されることを抑制した光源装置を提供する。【解決手段】光源装置１は、一対の電極が対向配置された略球状の発光部２１１と、該発光部の両端に配置された封止部２１２，２１３と、を備えた放電ランプ２と、該一方の封止部から該発光部に向かうに従って径が拡径する回転楕円面からなる第１の反射鏡３１と、該発光部から該他方の封止部に向かうに従って径が縮径する球面からなる第２の反射鏡３２と、を備え、該第１の反射鏡と第２の反射鏡の反射面の最大径部とを略一致させ、該第２の反射鏡の内方であって該他方の封止部に、該発光部からの直接光を集光するためのレンズ４を設け、該集光するためのレンズの最大外径が、第２の反射鏡の反射面の最小径よりも小さい。【選択図】図１
2011238405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部で一対の電極が対向配置された略球状の発光部と、該発光部の両端に配置された一方の封止部及び他方の封止部と、を備えた放電ランプと、
該一方の封止部から該発光部に向かうに従って径が拡径する回転楕円面からなる反射面を備えた第１の反射鏡と、
該発光部から該他方の封止部に向かうに従って径が縮径する球面からなる反射面を備えた第２の反射鏡と、
を備えた光源装置において、
該第１の反射鏡の反射面の最大径部と第２の反射鏡の反射面の最大径部とを略一致させ、
該第２の反射鏡の内方であって該他方の封止部に、該発光部からの直接光を集光するためのレンズを設け、
該集光するためのレンズの最大外径が、第２の反射鏡の反射面の最小径よりも小さい
ことを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記発光部からの光の照射領域に、前記第１の反射鏡と前記第２の反射鏡と前記集光するためのレンズとが配置され、
該第１の反射鏡での照射領域と該第１の反射鏡の第２焦点とを結んで形成されてなる該第１の反射鏡からの反射光の光路上には、該第２の反射鏡が配置されず、且つ、該集光するためのレンズが配置されない
ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記集光するためのレンズの前記発光部側の面を凹面に構成し、
該凹面の一部を該発光部の径方向の外方に配置した
ことを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶プロジェクタに用いられる光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶プロジェクタに用いられる光源装置として、例えば特開平１１−０６４７９５号公報に開示されたような装置があった。
【０００３】
図２は、従来に係る光源装置９００の説明図であり、放電ランプ９２０の長手方向に沿った断面図である。
光源装置９００は、放電ランプ９２０と、該放電ランプ９２０の一方の封止部９２２の外方に設けられた第１の反射鏡９３１と、該放電ランプ９２０の他方の封止部９２３の外方に設けられた第２の反射鏡９３２と、を備える。
【０００４】
この放電ランプ９２０は、略球状の発光部９２１と、該発光部９２１の両端に設けられた一対の封止部９２２，９２３とを備える。
第１の反射鏡９３１は、回転楕円面からなる反射面を備え、該反射面が一方の封止部９２２から発光部９２１に向かうに従って拡径するように構成される。
第２の反射鏡９３２は、球面からなる反射面を備え、該反射面が発光部９２１から他方の封止部９２３に向かうに従って縮径するように構成され、反射面の最小径部に開口部９３３を備える。
【０００５】
第２の反射鏡９３２の開口部９３３の前方（図２における第２の反射鏡９３２の開口部９３３の紙面右側）には、光路変換手段９４０が設けられ、この光路変換手段９４０を通過した光は、液晶パネル９９０に入射される。
【０００６】
光源装置９００は、点灯時に、発光部９２１からの出射光が第１の反射鏡９３１及び第２の反射鏡９３２を照射する。
第１の反射鏡９３１の回転楕円面からなる反射面の第１焦点は、発光部９２１の中心に略一致するように配置される。このため、発光部９２１から第１の反射鏡９３１を照射した光は、第１の反射鏡９３１に反射されて、第１の反射鏡９３１の第２焦点に向かって集光される。
また、第２の反射鏡９３２の球面からなる反射面の中心は、発光部９２１の中心に略一致するように配置される。このため、第２の反射鏡９３２を照射した光は、殆んど全てが発光部９２１に向かって反射され、発光部９２１から第１の反射鏡９３１に向かう光に重畳され、第１の反射鏡９３１に反射されて第１の反射鏡９３１の第２焦点に向かって集光される。
【０００７】
第１の反射鏡９３１で反射された光は、集光されつつ、第２の反射鏡９３２の開口部９３３を通過し、光路変換手段９４０に入射される。光路変換手段９４０を通過した光は、放電ランプ９２０の長手方向に沿った平行光にされ、液晶パネル９９０に垂直に入射される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−０６４７９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
液晶パネルに入射される光は、液晶の偏光特性を利用するためには、液晶パネルに対して垂直に入射される光である必要がある。そのため、図２に示すように、光源装置９００からの出射光は、光路変換手段９４０に入射して平行光にし、液晶パネル９９０に入射される。ところが、光路変換手段９４０に入射される前の光の集光角が大きすぎると、光路変換手段９４０の肉厚が厚くなったりして重くなってしまい、プロジェクタのモバイル用途において適さなかった。そのため、光源装置９００の第１の反射鏡９３１の第１焦点と第２焦点との距離を伸ばすことで、集光角を小さくすることが考えられる。しかしながら、第１の反射鏡９３１の集光角を小さくすると、第１の反射鏡９３１での反射光が第２の反射鏡９３２に当ってしまって（図３（ａ）の符号Ｌ１）、開口部９３３から出射される光の光量が低下する問題がある。
この問題を解決するために、図３（ｂ）に示すように、第２の反射鏡９３１の反射面の径を大きくして（図３（ａ）の符号Ｘ１の径より図３（ｂ）の符号Ｘ３の径の方を大きくし、且つ、図３（ａ）の符号Ｘ２の径より図３（ｂ）の符号Ｘ４の径の方を大きくしている）、第１の反射鏡９３１からの反射光を遮光しないようにすることも考えられるが、これでは、第２の反射鏡９３２が大型化してしまって、モバイル用途における光源装置９００の小型化の要望に反する。
また、問題を解決するために、図３（ｃ）に示すように、第２の反射鏡９３２の反射面を大型化せずに、反射面の最小径を大きくして（図３（ａ）の符号Ｘ２の径より図３（ｃ）の符号Ｘ５の径の方が大きい）、開口部９３３の径を大きくすることが考えられるが、これでは、発光部９２１からの直接光のうちで、第２の反射鏡９３２側に向かった光の一部が開口部９３３から出射されてしまって（図３（ｃ）の符号Ｌ２）、液晶パネル９９０に入射されずに、液晶パネル９９０に入射される光量が低下するという、新たな問題が生じる。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、第１の反射鏡からの反射光を第２の反射鏡で遮光することを抑制しつつ、第２の反射鏡の大型化を抑制し、発光部からの直接光が集光されずに第２の反射鏡の開口部から出射されることを抑制した光源装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）第１の発明に係る光源装置は、内部で一対の電極が対向配置された略球状の発光部と、該発光部の両端に配置された一方の封止部及び他方の封止部と、を備えた放電ランプと、該一方の封止部から該発光部に向かうに従って径が拡径する回転楕円面からなる反射面を備えた第１の反射鏡と、該発光部から該他方の封止部に向かうに従って径が縮径する球面からなる反射面を備えた第２の反射鏡と、を備えた光源装置において、該第１の反射鏡の反射面の最大径部と第２の反射鏡の反射面の最大径部とを略一致させ、該第２の反射鏡の内方であって該他方の封止部に、該発光部からの直接光を集光するためのレンズを設け、該集光するためのレンズの最大外径が、第２の反射鏡の反射面の最小径よりも小さいことを特徴とする。
（２）第２の発明に係る光源装置は、第１の発明において、該発光部からの光の照射領域に、該第１の反射鏡と該第２の反射鏡と該集光するためのレンズとが配置され、該第１の反射鏡での照射領域と該第１の反射鏡の第２焦点とを結んで形成されてなる第１の反射鏡からの反射光の光路上には、該第２の反射鏡が配置されず、且つ、該集光するためのレンズが配置されないことを特徴とする。
（３）第３の発明に係る光源装置は、第２の発明において、該集光するためのレンズの発光部側の面を凹面に構成し、該凹面の一部を該発光部の径方向の外方に配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明に係る光源装置は、上記特徴により、第１の反射鏡からの反射光を第２の反射鏡で遮光することを抑制しつつ、第２の反射鏡の大型化を抑制し、発光部からの直接光が集光されずに第２の反射鏡の開口部から出射されることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る光源装置の説明図である。
【図２】従来に係る光源装置の説明図である。
【図３】課題を説明するための比較例の説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明に係る光源装置１の説明図であり、光源装置１に具備される放電ランプ２の長手方向に沿った断面図である。
【００１５】
まず、本発明に係る光源装置１の構成について説明する。
本発明に係る光源装置１は、放電ランプ２と、該放電ランプ２の一方の封止部２１２の外方に配置された第１の反射鏡３１と、該放電ランプ２の他方の封止部２１３の外方に配置された第２の反射鏡３２と、該他方の封止部２１３に設けられた集光するためのレンズ４と、を備える。
【００１６】
放電ランプ２は、略球状の発光部２１１とその両端から伸びる円柱状の封止部２１２，２１３とからなる放電容器と、発光部２１１の内部に対向配置される一対の電極２２と、発光部２１１の内部に封入される０．１５ｍｇ／ｍｍ３以上の水銀と、封止部２１２，２１３の端部から突出する外部リード２４と、封止部２１２，２１３に埋設される金属箔２３と、を備える。なお、給電配線は図示を略す。
【００１７】
放電容器は例えば石英ガラスから形成される。発光部２１１の内部には、０．１５ｍｇ／ｍｍ３以上の水銀と共に、１０−６μｍｏｌ／ｍｍ３〜１０−２μｍｏｌ／ｍｍ３の範囲のハロゲンガスとして例えば臭素と、希ガスとして例えば１３ＫＰａのアルゴンガスとが封入される。発光部２１１の内部には例えばタングステンからなる一対の電極２２が、その両先端の間隔を２ｍｍ以下で対向させて配置される。
放電容器の封止部２１２，２１３は、発光部２１１の両端から伸びる石英ガラスのパイプ体の内部を減圧状態で加熱溶融することにより円柱状に形成されたものであり、すなわちシュリンクシール法により形成されたものである。封止部２１２，２１３の内部には電極２２と、封止部２１２，２１３の端部から突出する外部リード２４とが、電気的に接続されるように、例えばモリブデンからなる金属箔２３が埋設されている。
【００１８】
一方の封止部２１２には、無機接着剤５を介して第１の反射鏡３１が固定される。
第１の反射鏡３１には、一方の封止部２１２が挿入されて無機接着剤５で固定される筒状の首部３１２と、この首部３１２に連接された発光部２１１の外方に配置される反射面３１１とを備える。
第１の反射鏡３１の反射面３１１は、他方の封止部２１３から発光部２１１に向かうに従って径が拡径する回転楕円面からなり、その第１焦点Ｆ１が発光部２１１内の電極２２間の中心に位置するように配置される。
【００１９】
第１の反射鏡３１の反射面３１１の最大径部は、発光部２１１内の電極２２間の中心の径方向に位置し、この最大径部に連続するように、第２の反射鏡３２の反射面３２１の最大径部が配置される。第１の反射鏡３１の反射面３１１の最大径と第２の反射鏡３２の反射面３２１の最大径とは、一致するように形成されるが、製造誤差によって両者の最大径は最大１．５ｍｍの差が生じることから、略一致するように構成される。
【００２０】
第２の反射鏡３２は、発光部２１１から他方の封止部２１３に向かうに従って径が縮径する球面からなる反射面３２１を備え、この反射面３２１の中心が発光部２１１内の電極２２間の中心に位置するように配置される。また、この反射面３２１の最小径部には、第１の反射鏡３１からの反射光を通過させる開口部３２２が設けられる。
【００２１】
第１の反射鏡３１と第２の反射鏡３２とは、例えばホウケイ酸ガラスのような耐熱性ガラス材料で形成され、反射面３１１，３２１は、例えばアルミニウムやロジウムなどの金属蒸着膜、あるいはシリカ（ＳｉＯ２）とチタニア（ＴｉＯ２）を積層させてなる誘電体多層膜が形成される。
【００２２】
他方の封止部２１３において、第２の反射鏡３２の内方に、集光するためのレンズ４が設けられる。集光するためのレンズ４と他方の封止部２１３との間には無機接着剤が設けられ、集光するためのレンズ４は他方の封止部２１３に固定される。
集光するためのレンズ４の最大外径は、第２の反射鏡３２の反射面３２１の最小径よりも小さく構成されており、集光するためのレンズ４の最大外径部と第２の反射鏡３２の反射面３２１の最小径部との間に、第１の反射鏡３１からの反射光の光路を設けることで、この反射光が第２の反射鏡３２と集光するためのレンズ４に遮光されることが抑制される。
集光するためのレンズ４の部材としては、放電によって高温された発光部２１１に近接されることから、耐熱性を有し、且つ、可視光を透過する部材が用いられ、例えば石英ガラスが用いられる。
なお、本願で言う「集光するためのレンズ４」とは、発光部２１１からの出射光を集光するレンズのことを言う。
【００２３】
次に、本発明に係る光源装置１のランプ点灯時における動作について説明する。
放電ランプ２には、不図示の電源装置が接続されており、給電されることで放電ランプ２が点灯される。
【００２４】
放電ランプ２は、発光部２１１内の一対の電極２２間で放電が開始され、放電による光が発光部２１１外に出射される。発光部２１１からの出射光の照射領域Ａ１には、第１の反射鏡３１と第２の反射鏡３２と発光部からの直接光を集光するためのレンズ４が配置されており、これらは発光部２１１からの光が照射される。
【００２５】
第１の反射鏡３１に照射された発光部２１１からの光は、第１の反射鏡３１の回転楕円面からなる反射面３１１にとって第１焦点Ｆ１からの光であるので、反射面３１１で反射された後、第１の反射鏡３１の反射面３１１の第２焦点Ｆ２に集光される。
この反射光の光路Ｒ１は、第１の反射鏡３１での照射領域Ａ１１と第２焦点Ｆ２とを結ぶ領域になり、この反射光の光路Ｒ１上には、第２の反射鏡３２と集光するためのレンズ４とを配置しない。このため、第１の反射鏡３１からの反射光は、第２の反射鏡３２と集光するためのレンズ４によって遮光されることがなく、反射面３１１の第２焦点Ｆ２に向かって第２の反射鏡３２の開口部３２２から出射される。
【００２６】
第２の反射鏡３２に照射された発光部２１１からの光は、第２の反射鏡３２の球面からなる反射面３２１にとって中心からの光であるので、反射面３２１で反射された後、再度発光部２１１内を通過し、発光部２１１から第１の反射鏡３１に向かう光に重畳されて、第１の反射鏡３１の反射面３１１で反射され、反射面３１１の第２焦点Ｆ２で集光される。
【００２７】
集光するためのレンズ４に照射された発光部２１１からの光は、集光するためのレンズ４によって集光され、第２の反射鏡３２に設けた開口部３２２から出射される。集光するためのレンズ４による集光角は種々選択できるが、図１においては、第１の反射鏡３１の反射面３１１における第２焦点Ｆ２に集光するものが用いられている。
【００２８】
上述したように、発光部２１１から出射された光は、第１の反射鏡３１と第２の反射鏡３２と集光するためのレンズ４に照射されて、第１の反射鏡３１の反射面３１１における第２焦点Ｆ２に集光されることになり、発光部２１１からの光の殆んど全てを、第２焦点Ｆ２に向かって集光することができる。この第２焦点Ｆ２に向かう光の光路上には、不図示の光路変換手段が配置され、放電ランプ２の長手方向（紙面右方向）に平行な平行光に変換され、液晶パネルに垂直に入射される。
【００２９】
このように、本発明に係る光源装置１は、第１の反射鏡３１の反射面３１１の最大径部と第２の反射鏡３２の最大径部とを略一致させたことにより、光源装置１の大型化を抑制できる。
また、本発明に係る光源装置１は、第２の反射鏡３２の内方であって、他方の封止部２１３に発光部からの直接光を集光するためのレンズ４を設け、且つ、この集光するためのレンズ４の最大外径が、第２の反射鏡３２の反射面３２１の最小径よりも小さくしたことにより、集光するためのレンズ４の最大外径部と第２の反射鏡３２の反射面３２１の最小径部の開口部３２２との間に、第１の反射鏡３１からの反射光の光路を形成することができ、第１の反射鏡３１からの反射光が第２の反射鏡３２と集光するためのレンズ４に遮光されることを抑制できる。特に、第１の反射鏡３１における発光部２１１での照射領域Ａ１１と、第１の反射鏡３１の反射面３１１の第２焦点Ｆ２とを結んで形成されてなる第１の反射鏡３１からの反射光の光路上に、第２の反射鏡３２と集光するためのレンズ４とを配置しないことにより、第１の反射鏡３１からの反射光が第２の反射鏡３２と集光するためのレンズ４によって遮光されることを確実に防止することができる。
さらに、本発明に係る光源装置１は、発光部２１１からの第２の反射鏡３２側に出射される直接光のうち、第２の反射鏡３２の反射面３２１で反射できずに開口部３２２から集光されずに抜け出てしまう光を、集光するためのレンズ４によって集光することができる。
以上のことから、本発明に係る光源装置１は、発光部２１１からの出射光が、第１の反射鏡３１と第２の反射鏡３２と集光するためのレンズ４に照射されることで、発光部２１１からの出射光の殆んどの光量を液晶パネルに入射させることができる。
【００３０】
なお、本発明に係る光源装置１においては、図１に示すように、発光部からの直接光を集光するためのレンズ４における発光部２１１側の面を凹面に形成し、その凹面の一部を発光部２１１の径方向（放電容器の長手方向に対する直交方向）に位置させることにより、集光するためのレンズ４を発光部２１１に近接させることができる。このため、本発明に係る光源装置１は、発光部２１１からの光が広がる前に集光するためのレンズ４に入射させることができることから、集光するためのレンズ４を小型化できる。集光するためのレンズ４は小型化することによって、第１の反射鏡３１からの反射光を遮光することを抑制でき、且つ、集光するためのレンズ４が発光部２１１に近接されることから、発光部２１１からの光を捉えることができるので、集光するためのレンズ４によって発光部２１１からの出射光を集光することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１        光源装置
２        放電ランプ
２１１    発光部
２１２    一方の封止部
２１３    他方の封止部
２２      電極
２３      箔
２４      外部リード
３１      第１の反射鏡
３１１    反射面
３１２    首部
３２      第２の反射鏡
３２１    反射面
３２２    開口部
４        集光するためのレンズ
５        接着剤
Ａ１      照射領域
Ａ１１    第１の反射鏡での照射領域
Ａ１２    第２の反射鏡での照射領域
Ａ１３    集光するためのレンズでの照射領域
Ｒ１      第１の反射鏡からの反射光の光路
Ｆ１      第１の反射鏡の第１焦点
Ｆ２      第１の反射鏡の第２焦点
【図１】
2011238405.tif 000003
【図２】
2011238405.tif 000004
【図３】
2011238405.tif 000005