(57)【要約】【課題】多数の反射鏡によって発光部からの光束を効率的に利用することができ、かつ、各反射鏡で反射される光束を妨げないように各反射鏡を支持できる光源装置光源装置を提供すること。【解決手段】第１反射鏡２が第１有効反射面範囲Ｓ１の第１光束Ｌ１を前方の焦点ＦＣ２に向けて反射し、第２反射鏡３の反射部３ｃが第２有効反射面範囲Ｓ２の第２光束Ｌ２を前方の焦点ＦＣ２に向けて反射し、第３反射鏡４が第３有効反射面範囲Ｓ３の第３光束Ｌ３を本体部分１１中の焦点ＦＣ１に反射するので、発光管１から周囲に射出される光源光を効率よく利用することができる。この際、第２反射鏡３が第１光束Ｌ１を透過させる透過部３ｂを有するので、第１反射鏡２の光路を妨げることなく第２反射鏡３を支持することができ、明るい照明光を射出するを提供することができる。【選択図】図１
2008234897.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源光を発生する本体部分を有する発光管と、
前記発光管の前記本体部分から後方に延びる基準軸に対して最も小さな角度をなす第１角度範囲で前記本体部分から射出された第１光束を前方側に反射する第１反射鏡と、
前記第１角度範囲で前記第１光束を透過させる透過部と、前記基準軸に対し前記第１角度範囲以上の大きな角度をなす第２角度範囲で前記本体部分から射出された第２光束を前方側に反射する反射部とを有する第２反射鏡と、
前記基準軸に対し前記第２角度範囲以上の大きな角度をなす第３角度範囲で前記本体部分から射出された第３光束を前記本体部分側に反射する第３反射鏡と、
を備える光源装置。
【請求項２】
前記第２反射鏡の前記透過部は、前記本体部分のレンズ効果を補正する光学特性を有する請求項１記載の光源装置。
【請求項３】
前記第２反射鏡の前記透過部は、前記本体部分の外形と相似な外形を有する請求項１及び請求項２のいずれか一項記載の光源装置。
【請求項４】
前記第２反射鏡の前記透過部は、表面に反射防止コートを有する請求項１から請求項３までのいずれか一項記載の光源装置。
【請求項５】
前記発光管は、前記本体部分の後方端に設けられた第１封止部と、前記本体部分の前側端に設けられた第２封止部とを有し、
前記第１反射鏡と前記第２反射鏡とは、前記第１封止部側に支持され、前記第３反射鏡は、前記第２封止部側に支持される請求項１から請求項４までのいずれか一項記載の光源装置。
【請求項６】
前記第１反射鏡の焦点と前記第２反射鏡の焦点とは、互いに一致する請求項１記載の光源装置。
【請求項７】
前記第１反射鏡と前記第２反射鏡とは、回転楕円面ミラーであり、
前記第３反射鏡は、前記第１及び第２反射鏡に共通する第１及び第２焦点のうち一方と一致する単一焦点を有する球面ミラーである請求項６記載の光源装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項記載の光源装置と、
前記光源装置からの照明光によって照明される光変調装置と、
前記光変調装置を経た像光を投射する投射光学系と
を備えるプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光源である発光管と発光管からの光を集める反射鏡とを有する光源装置及びこれを用いたプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタ等に用いる光源装置として、例えば光発生部の後方から側方にかけて射出される光束を前方に反射する放物面鏡等の凹面鏡と、光発生部の前方に射出される光束を前方に反射する放物面鏡等の凹面鏡とを備え、光発生部からの射出光を効率的に利用できるようにしたものが存在する（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１２５１９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記のような光源装置では、各凹面鏡で反射される光束を妨げないように各凹面鏡を支持することが容易でない。
【０００４】
そこで、本発明は、多数の反射鏡によって発光部からの光束を効率的に利用することができ、かつ、各反射鏡で反射される光束の進路を妨げないように各反射鏡を支持できる光源装置及びこれを組み込んだプロジェクタ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】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明に係る光源装置は、（ａ）光源光を発生する本体部分を有する発光管と、（ｂ）発光管の本体部分から後方に延びる基準軸に対して最も小さな角度をなす第１角度範囲で本体部分から射出された第１光束を前方側に反射する第１反射鏡と、（ｃ）第１角度範囲で第１光束を透過させる透過部と、基準軸に対し第１角度範囲以上の大きな角度をなす第２角度範囲で本体部分から射出された第２光束を前方側に反射する反射部とを有する第２反射鏡と、（ｄ）基準軸に対し第２角度範囲以上の大きな角度をなす第３角度範囲で本体部分から射出された第３光束を本体部分側に反射する第３反射鏡とを備える。
【０００６】
上記光源装置では、第１反射鏡が第１角度範囲の第１光束を前方側に反射し、第２反射鏡の反射部が第２角度範囲の第２光束を前方側に反射し、第３反射鏡が第３角度範囲の第３光束を本体部分側に反射するので、発光管から周囲に射出される光源光を効率よく利用することができる。この際、第２反射鏡が第１光束を透過させる透過部を有するので、第１反射鏡の光路を妨げることなく第２反射鏡を支持することができ、明るい光源装置を提供することができる。
【０００７】
また、本発明の具体的な態様又は観点では、上記光源装置において、第２反射鏡の透過部が、本体部分のレンズ効果を補正する光学特性を有する。この場合、第１反射鏡によって集光される光束を収差の少ないものとして、所望の光束状態の光源光を光源装置から射出させることができる。
【０００８】
本発明の別の態様では、第２反射鏡の透過部が、本体部分の外形と相似な外形を有する。この場合、本体部分から射出され透過部を経て第１反射鏡に至る第１光束の歪を低減することができる。
【０００９】
本発明のさらに別の態様では、第２反射鏡の透過部が、表面に反射防止コートを有する。この場合、本体部分から射出され透過部を経て第１反射鏡に至る第１光束の反射損失を低減することができる。
【００１０】
本発明のさらに別の態様では、発光管が、本体部分の後方端に設けられた第１封止部と、本体部分の前側端に設けられた第２封止部とを有し、第１反射鏡と第２反射鏡とが、第１封止部側に支持され、第３反射鏡は、第２封止部側に支持される。この場合、第１〜第３反射鏡を互いに干渉することなく発光管を介して安定して支持することができる。
【００１１】
本発明のさらに別の態様では、第１反射鏡の焦点と第２反射鏡の焦点とが、互いに一致する。この場合、第１反射鏡で反射される第１光束と、第２反射鏡で反射される第２光束とについて、特性を揃えることができる。
【００１２】
本発明のさらに別の態様では、第１反射鏡と第２反射鏡とが、回転楕円面ミラーであり、第３反射鏡が、第１及び第２反射鏡に共通する第１及び第２焦点のうち一方と一致する単一焦点を有する球面ミラーである。この場合、発光管の前方において第１反射鏡と第２反射鏡とに共通する焦点に第１〜第３光束を集めることができる。
【００１３】
また、上記課題を解決するために、本発明に係るプロジェクタは、（ａ）上述の光源装置と、（ｂ）光源装置からの照明光によって照明される光変調装置と、（ｃ）光変調装置を経た像光を投射する投射光学系とを備える。
【００１４】
上記プロジェクタによれば、上述の光源装置を備えており、光源光を効率よく利用することができ、明るい光源装置によって、高品位の画像を投射することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
〔第１実施形態〕
（１）光源ユニット
図１は、本発明の第１実施形態に係る光源装置を示す横断面図である。本実施形態の光源装置１００は、光源ユニット１０と、電源装置８０とを備える。光源ユニット１０は、放電発光型の発光管１と、楕円鏡タイプの第１反射鏡２と、楕円鏡タイプの第２反射鏡３と、球面鏡タイプの第３反射鏡４と、コリメート用の凹レンズ５とを備える。電源装置８０は、光源ユニット１０に交流電流を供給して所望の状態に発光させるための電気回路である。
【００１６】
光源ユニット１０において、発光管１は、例えば高圧水銀ランプやメタルハライドランプといった放電発光型のランプである。この発光管１は、中央部が球状に膨出した透光性の石英ガラス管から構成され、照明用の光を放射する本体部分１１と、この本体部分１１の両端側に延びる第１及び第２封止部１３，１４とを備える。ここで、第１封止部１３と、本体部分１１と、第２封止部１４とは、この順番で、システム光軸ＯＡに沿って光源ユニット１０の後方から前方に向かって順次配置されている。
【００１７】
発光管１において、本体部分１１内に形成される放電空間１２には、タングステン製の第１の電極１５の先端部と、同様にタングステン製の第２の電極１６の先端部とが所定距離で離間配置されており、希ガス、金属ハロゲン化合物等を含む放電媒体であるガスが封入されている。この本体部分１１の両端に延びる各封止部１３，１４の内部には、上記第１及び第２の電極１５，１６の根元部分に対して電気的に接続されるモリブデン製の金属箔１７ａ，１７ｂが挿入され、気密に封止されている。これらの金属箔１７ａ，１７ｂに接続されたリード線１８ａ，１８ｂに対して電源装置８０により交流電圧を印加すると、一対の電極１５，１６間でアーク放電が生じ、本体部分１１が高輝度で発光する。ここで、図１から明らかなように、第１反射鏡２と第２反射鏡３とは、第１封止部１３側に配置され、第３反射鏡４は、第１反射鏡２等に対向して第２封止部１４側に配置される。したがって、第１封止部１３は、本体部分１１を挟んで第３反射鏡４と反対側にあることになる。
【００１８】
発光管１の本体部分１１のうち光束射出前方側の略半分は、第３反射鏡４によって覆われている。この第３反射鏡４は、発光管１の本体部分１１から前方に放射された光束を本体部分１１に戻す副反射部４ａと、この副反射部４ａの根元部を支持した状態で第２封止部１４の周囲に固定される支持部４ｂとを備える。支持部４ｂは、第２封止部１４を挿通させるとともに、第２封止部１４との隙間に無機系接着剤ＭＢを充填することによって、副反射部４ａを本体部分１１に対してアライメントしている。つまり、第３反射鏡４の回転対称軸と、発光管１の軸線とは、同一のシステム光軸ＯＡ上に配置されている。
【００１９】
第１反射鏡２は、発光管１から後方に射出された光源光を反射して集めるミラー部分である。第１反射鏡２は、発光管１に対して同軸に配置されており、第１反射鏡２の回転対称軸と、発光管１の軸線とは、同一のシステム光軸ＯＡ上に配置されている。第１反射鏡２は、発光管１の第１封止部１３が挿通される首状部２ａと、この首状部２ａから拡がる楕円曲面状の主反射部２ｂとを備え、石英ガラスやネオセラム（商標）等の低熱膨張ガラスからなる一体成形品である。首状部２ａは、第１封止部１３を挿通させるとともに、第１封止部１３との隙間に無機系接着剤ＭＢを充填することによって、主反射部２ｂを本体部分１１に対してアライメントした状態で固定可能にしている。また、主反射部２ｂの内側ガラス面は、楕円曲面状に加工され、その表面上に反射面が形成されている。
【００２０】
第２反射鏡３は、発光管１から側方に射出された光源光を反射して集めるミラー部分である。第２反射鏡３も、発光管１に対して同軸に配置されており、第２反射鏡３の回転対称軸と、発光管１の軸線とは、同一のシステム光軸ＯＡ上に配置されている。第２反射鏡３は、発光管１の第１封止部１３が挿通される支持部３ａと、この支持部３ａから拡がる球面状の透過部３ｂと、楕円曲面状の反射部３ｃとを備え、石英ガラスやネオセラム（商標）等の低熱膨張ガラスからなる一体成形品である。支持部３ａは、第１封止部１３を挿通させるとともに、第１封止部１３との隙間に無機系接着剤ＭＢを充填することによって、透過部３ｂや反射部３ｃを本体部分１１に対してアライメントした状態で固定可能にしている。また、透過部３ｂの内外ガラス面は、球面状に加工され、その表面上に反射防止膜ＡＲが形成されている。さらに、反射部３ｃの内側ガラス面は、楕円曲面状に加工され、その表面上に反射面が形成されている。ここで、透過部３ｂについては、本体部分１１の外形と略相似な外形を有し、厚み分布等を利用してレンズ効果を発生する光学特性を有する。透過部３ｂの外形を本体部分１１の外形と略相似にすることで、透過部３ｂを通過する第１光束Ｌ１の歪を低減することができる。また、透過部３ｂの厚みに分布等を持たせてレンズ効果を発生させることで、本体部分１１のレンズ効果を補正することができ、第１反射鏡２によって集光される第１光束Ｌ２を収差の少ないものとすることができる。例えば、発光管１の本体部１１が凸レンズのような効果を有しているならば、透過部３ｂは本体部１１の凸レンズ効果を打ち消すような凹レンズの形状を有する。
【００２１】
図２は、第１〜第３反射鏡２，３，４の幾何的配置を説明する図である。第１反射鏡２は、第１回転楕円面ＥＳ１上にあり、第２反射鏡３は、第２回転楕円面ＥＳ２上にある。第１反射鏡２の第１焦点と、第２反射鏡３の第１焦点と、第３反射鏡４の単一焦点とは、共通の焦点ＦＣ１に一致するように設定されている。また、第１反射鏡２の第２焦点と、第２反射鏡３の第２焦点とは、共通の焦点ＦＣ２に一致するように設定されている。そして、焦点ＦＣ１から第１反射鏡２までの距離はＦ１となっており、第１反射鏡２から焦点ＦＣ２までの距離はＦ２となっている。また、焦点ＦＣ１から第２反射鏡３までの距離はｆ１となっており、第２反射鏡３から焦点ＦＣ２までの距離はｆ２となっている。
【００２２】
第１反射鏡２は、システム光軸ＯＡのうち後方に延びる基準軸ＯＡ１に対して最も小さな角度をなす第１角度範囲すなわち第１有効反射面範囲Ｓ１に延在する。ここで、第１有効反射面範囲Ｓ１は、例えば３０°≦Ｓ１≦θ１+１０°に設定されている。なお、角度θ１は、第１反射鏡２と、第２反射鏡３との境界角度を意味し、例えば６０°≦θ１＜９０°に設定される。第１反射鏡２は、この第１角度範囲すなわち第１有効反射面範囲Ｓ１において、発光管１の本体部分１１からの光源光すなわち焦点ＦＣ１から射出され透過部３ｂを経た第１光束Ｌ１を反射して焦点ＦＣ２に集光する。この際、基準軸ＯＡ１に対して３０°以下の光束は、第１封止部１３に遮られて発光管１外に射出しない。また、第１有効反射面範囲Ｓ１で反射された光のうち一部の光は第２反射鏡３で遮られるが、第２反射鏡３に遮られる光は発光管１の配光特性において比較的微弱な範囲からの光であり、照明光として活用されなくても大きな問題は生じない。
【００２３】
第２反射鏡３の反射部３ｃは、基準軸ＯＡ１に対して次に小さな角度をなす第２角度範囲すなわち第２有効反射面範囲Ｓ２に延在する。ここで、第２有効反射面範囲Ｓ２は、例えばθ１≦Ｓ２≦θ２に設定されている。なお、角度θ２は、第２反射鏡３と、第３反射鏡４との境界角度を意味し、例えば９０°≦θ２＜１２０°に設定される。第２反射鏡３は、この第２角度範囲すなわち第２有効反射面範囲Ｓ２において、発光管１の本体部分１１からの光源光すなわち焦点ＦＣ１から射出された第２光束Ｌ２を反射して焦点ＦＣ２に集光する。
【００２４】
第３反射鏡４は、基準軸ＯＡ１に対して最も大きな角度をなす第３角度範囲すなわち第３有効反射面範囲Ｓ３に延在する。ここで、第３有効反射面範囲Ｓ３は、例えばθ２−１０°≦Ｓ３≦１５０°に設定されている。第３反射鏡４は、この第３角度範囲すなわち第３有効反射面範囲Ｓ３において、発光管１の本体部分１１からの光源光すなわち焦点ＦＣ１から射出された第３光束Ｌ３を反射して焦点ＦＣ１に戻すように集光する。この際、基準軸ＯＡ１に対して１５０°以上の光束は、第２封止部１４に遮られて発光管１外に射出しない。
【００２５】
以上において、焦点ＦＣ１から第２反射鏡３までの距離ｆ１は、ｆ１≦Ｆ１となっており、特にｆ１×２．５≦Ｆ１とするのが望ましい。これは、第１反射鏡２と第２反射鏡３とが互いに干渉して第２反射鏡３による遮光が大きくなることを防止するためである。また、第２反射鏡３から焦点ＦＣ２までの距離ｆ２は、ｆ２＝Ｆ２−Ｆ１＋ｆ１となっており、第１及び第２反射鏡２，３の第１及び第２焦点をそれぞれ一致させている。なお、第２反射鏡３を本体部分１１になるべく近づけて光量ロスを少なくするため、距離ｆ１は、本体部分１１の外形の半径Ｒ（ｍｍ）に対して、Ｒ±１ｍｍ程度とする。
【００２６】
図１に戻って、凹レンズ５は、第１反射鏡２に対向して同軸に配置されている。つまり、凹レンズ５の光軸は、第１反射鏡２等の回転対称軸と一致するシステム光軸ＯＡ上に配置されている。凹レンズ５は、第１及び第２反射鏡２，３で反射された光源光を平行化して射出させるコリメータレンズであり、凹レンズ５から射出された平行光束は、後述する均一化光学系２０（図５参照）に入射する。
【００２７】
以上説明した光源装置１００によれば、第１反射鏡２が第１有効反射面範囲Ｓ１に射出する第１光束Ｌ１を前方の焦点ＦＣ２に向けて反射し、第２反射鏡３の反射部３ｃが第２有効反射面範囲Ｓ２に射出する第２光束Ｌ２を前方の焦点ＦＣ２に向けて反射し、第３反射鏡４が第３有効反射面範囲Ｓ３に射出する第３光束Ｌ３を本体部分１１中の焦点ＦＣ１に反射するので、発光管１から周囲に射出される光源光を効率よく利用することができる。この際、第２反射鏡３が第１光束Ｌ１を透過させる透過部３ｂを有するので、第１反射鏡２の光路を妨げることなく第２反射鏡３等を支持することができ、明るい照明光を射出する光源装置１００を提供することができる。
【００２８】
図３は、第１反射鏡２等から射出される光束の分布を説明する図である。図３（Ａ）は、実施形態の場合を示し、図３（Ｂ）は、第２反射鏡３のない従来型の比較例の場合を示す。図３（Ａ）から明らかなように、中心と外側との間の中間帯部分の輝度が高まっており、第２反射鏡３がなければ回収されなかった光束が正面側に射出されている。なお、図３（Ｂ）において中心の黒く塗りつぶした部分は、光が存在しない領域となっている。
【００２９】
（２）変形例
図４は、図１の光源装置１００の変形例を示す。この変形例の光源ユニット１１０の場合、第２反射鏡１０３の支持部１０３ａが軸方向に長く延び、第１反射鏡２の首状部２ａにおいて、無機系接着剤ＭＢによって固定・支持されている。
【００３０】
図５は、図１の光源装置１００の別の変形例を示す。この変形例の光源ユニット２１０の場合、第２反射鏡２０３の透過部２０３ｂが、反射部３ｃの後端から後方に延び反射部３ｃから連続した曲率を有するものとなっている。このように、透過部２０３ｂを反射部３ｃから連続して延びる曲面とすることで、第２反射鏡２０３の加工性を高めることができる。
【００３１】
（３）プロジェクタ
図６は、図１等に示す光源装置１００を組み込んだプロジェクタを説明するための概念図である。本実施形態におけるプロジェクタＰＪは、光源装置１００と、均一化光学系２０と、色分離導光光学系３０と、光変調装置である液晶ライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃと、クロスダイクロイックプリズム５０と、投射光学系である投射レンズ６０とを備える。ここで、光源装置１００と均一化光学系２０とは、照明光を形成するための照明装置を構成する。
【００３２】
均一化光学系２０は、光を分割して重畳するためのインテグレータ光学系を構成する一対のフライアイレンズである第１及び第２フライアイレンズ２３ａ，２３ｂと、光の偏光方向を揃える偏光変換素子２４と、両フライアイレンズ２３ａ，２３ｂを経た光を重畳させる重畳レンズ２５と、光の光路を折り曲げるミラー２６とを備え、これらにより均一化された照明光を形成する。均一化光学系２０において、第１及び第２フライアイレンズ２３ａ，２３ｂは、それぞれマトリクス状に配置された複数の要素レンズからなり、これらの要素レンズによって平行化レンズ２２を経た光を分割して個別に集光・発散させる。偏光変換素子２４は、ＰＢＳアレイ等で形成されており、第１フライアイレンズ２３ａ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役割を有する。重畳レンズ２５は、偏光変換素子２４を経た照明光を全体として適宜収束させて、後段の各色の光変調装置である液晶ライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃの被照明領域に対する重畳照明を可能にする。
【００３３】
色分離導光光学系３０は、第１及び第２ダイクロイックミラー３１ａ，３１ｂと、反射ミラー３２ａ，３２ｂ，３２ｃと、３つのフィールドレンズ３３ａ，３３ｂ，３３ｃとを備え、均一化光学系２０により形成された照明光を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の３色に分離するとともに、各色光を後段の液晶ライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃへ導く。より詳しく説明すると、まず、第１ダイクロイックミラー３１ａは、ＲＧＢの３色のうちＲ光を透過させＧ光及びＢ光を反射する。また、第２ダイクロイックミラー３１ｂは、ＧＢの２色のうちＧ光を反射しＢ光を透過させる。第１ダイクロイックミラー３１ａを透過したＲ光は、反射ミラー３２ａを経て入射角度を調節するためのフィールドレンズ３３ａに入射する。また、第１ダイクロイックミラー３１ａで反射され、さらに、第２ダイクロイックミラー３１ｂでも反射されたＧ光は、入射角度を調節するためのフィールドレンズ３３ｂに入射する。さらに、第２ダイクロイックミラー３１ｂを通過したＢ光は、リレーレンズＬＬ１，ＬＬ２及び反射ミラー３２ｂ，３２ｃを経て入射角度を調節するためのフィールドレンズ３３ｃに入射する。
【００３４】
液晶ライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、入射した照明光の空間的強度分布を変調する非発光型の光変調装置であり、色分離導光光学系３０から射出された各色光に対応してそれぞれ照明される３つの液晶パネル４１ａ，４１ｂ，４１ｃと、各液晶パネル４１ａ，４１ｂ，４１ｃの入射側にそれぞれ配置される３つの第１偏光フィルタ４２ａ，４２ｃ，４２ｃと、各液晶パネル４１ａ，４１ｂ，４１ｃの射出側にそれぞれ配置される３つの第２偏光フィルタ４３ａ，４３ｂ，４３ｃとを備える。第１ダイクロイックミラー３１ａを透過したＲ光は、フィールドレンズ３３ａ等を介して液晶ライトバルブ４０ａに入射し、液晶ライトバルブ４０ａの液晶パネル４１ａを照明する。第１及び第２ダイクロイックミラー３１ａ，３１ｂの双方で反射されたＧ光は、フィールドレンズ３３ｂ等を介して液晶ライトバルブ４０ｂに入射し、液晶ライトバルブ４０ｂの液晶パネル４１ｂを照明する。第１ダイクロイックミラー３１ａで反射され、第２ダイクロイックミラー３１ｂを透過したＢ光は、フィールドレンズ３３ｃ等を介して液晶ライトバルブ４０ｃに入射し、液晶ライトバルブ４０ｃの液晶パネル４１ｃを照明する。各液晶パネル４１ａ〜４１ｃは、入射した照明光の空間的強度分布を変調し、各液晶パネル４１ａ〜４１ｃにそれぞれ入射した３色の光は、各液晶パネル４１ａ〜４１ｃに電気的信号として入力された駆動信号或いは画像信号に応じて変調される。この際、第１偏光フィルタ４２ａ〜４２ｃによって、各液晶パネル４１ａ〜４１ｃに入射する照明光の偏光方向が調整されるとともに、第２偏光フィルタ４３ａ〜４３ｃによって、各液晶パネル４１ａ〜４１ｃから射出される変調光から所定の偏光方向の変調光が取り出される。以上により、各液晶ライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、それぞれに対応する各色の像光を形成する。
【００３５】
クロスダイクロイックプリズム５０は、各液晶ライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃからの各色の像光を合成する。より詳しく説明すると、クロスダイクロイックプリズム５０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、Ｘ字状に交差する一対の誘電体多層膜５１ａ，５１ｂが形成されている。一方の第１誘電体多層膜５１ａは、Ｒ光を反射し、他方の第２誘電体多層膜５１ｂは、Ｂ光を反射する。クロスダイクロイックプリズム５０は、液晶ライトバルブ４０ａからのＲ光を誘電体多層膜５１ａで反射して進行方向右側に射出させ、液晶ライトバルブ４０ｂからのＧ光を誘電体多層膜５１ａ，５１ｂを介して直進・射出させ、液晶ライトバルブ４０ｃからのＢ光を誘電体多層膜５１ｂで反射して進行方向左側に射出させる。このようにして、クロスダイクロイックプリズム５０によりＲ光、Ｇ光及びＢ光が合成され、カラー画像による画像光である合成光が形成される。
【００３６】
投射レンズ６０は、クロスダイクロイックプリズム５０を経て形成された合成光による画像光を所望の拡大率で拡大してスクリーン（不図示）上にカラーの画像を投射する。
【００３７】
本実施形態のプロジェクタＰＪは、図１等に示す光源装置１００を用いているので、光源光を効率よく利用することができ、明るい照明光によって、高品位の画像を投射することができる。
【００３８】
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態に係る光源装置を説明する。第２実施形態に係る光源装置は、第１実施形態に係る光源装置を変更したものであり、特に説明しない部分については、第１実施形態の装置と同様であるものとする。
【００３９】
図７（Ａ）は、第２実施形態に係る光源装置を示す断面図である。本実施形態の光源装置を構成する光源ユニット３１０は、２つの同心の輪帯部３０５ａ，３０５ｂからなる凹レンズ３０５を備える。外側の輪帯部３０５ａは、第１反射鏡２からの第１光束Ｌ１を平行化するための部分であり、内側の輪帯部３０５ｂは、第２反射鏡３からの第２光束Ｌ２を平行化するための部分である。このように、凹レンズ３０５を２つの輪帯部３０５ａ，３０５ｂに分けることにより、第１反射鏡２の集光倍率と、第２反射鏡３の集光倍率との差を考慮して個別に照明光を形成することができる。
【００４０】
図７（Ｂ）は、図７（Ａ）に示す光源ユニット３１０を変形した光源ユニット４１０を示す。この光源ユニット４１０の場合、第１反射鏡２や第２反射鏡３によって一旦集光された光束Ｌ１，Ｌ２を、第２焦点ＦＣ２より前方に配置した凸レンズ４０５によって平行化する。この場合も、凸レンズ４０５は、２つの同心の輪帯部４０５ａ，４０５ｂを有する。外側の輪帯部４０５ａは、第１反射鏡２からの第１光束Ｌ１を平行化するための部分であり、内側の輪帯部４０５ｂは、第２反射鏡３からの第２光束Ｌ２を平行化するための部分である。
【００４１】
なお、この発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００４２】
上記実施形態のプロジェクタＰＪでは、光源装置１００からの光を複数の部分光束に分割するため、一対のフライアイレンズ２３ａ，２３ｂを用いていたが、この発明は、このようなフライアイレンズすなわちレンズアレイを用いないプロジェクタにも適用可能である。さらに、フライアイレンズ２３ａ，２３ｂをロッドインテグレータに置き換えることもできる。
【００４３】
また、上記プロジェクタＰＪにおいて、光源装置１００からの光を特定方向の偏光とする偏光変換素子２４を用いていたが、この発明は、このような偏光変換素子２４を用いないプロジェクタにも適用可能である。
【００４４】
また、上記実施形態では、透過型のプロジェクタに本発明を適用した場合の例について説明したが、本発明は、反射型プロジェクタにも適用することが可能である。ここで、「透過型」とは、液晶パネル等を含む液晶ライトバルブが光を透過するタイプであることを意味しており、「反射型」とは、液晶ライトバルブが光を反射するタイプであることを意味している。なお、光変調装置は液晶パネル等に限られず、例えばマイクロミラーを用いた光変調装置であってもよい。
【００４５】
また、プロジェクタとしては、投射面を観察する方向から画像投射を行う前面プロジェクタと、投射面を観察する方向とは反対側から画像投射を行う背面プロジェクタとがあるが、図６に示すプロジェクタの構成は、いずれにも適用可能である。
【００４６】
また、上記実施形態では、３つの液晶パネル４１ａ〜４１ｃを用いたプロジェクタＰＪ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、或いは、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。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】第１実施形態の光源装置について説明する平面断面図である。
【図２】図１の光源装置の機能を説明する断面図である。
【図３】第１反射鏡等から射出される光束の分布を説明する図である。
【図４】図１の光源装置の変形例を説明する断面図である。
【図５】図１の光源装置の別の変形例を説明する断面図である。
【図６】図１の光源装置を備えるプロジェクタを説明する概念図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）は、第２及び第３実施形態の光源装置について説明する断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１…発光管、  ２…第１反射鏡、  ２ｂ…主反射部、  ３…第２反射鏡、  ３ｂ…透過部、  ３ｃ…反射部、  ４…第３反射鏡、  ４ａ…副反射部、  ４ｂ…支持部、  ５…凹レンズ、  １０…光源ユニット、  １１…本体部分、  １２…放電空間、  １３…第１封止部、  １４…第２封止部、  １５，１６…電極、  ２０…均一化光学系、  ２２…平行化レンズ、  ２３ａ，２３ｂ…フライアイレンズ、  ２４…偏光変換素子、  ２５…重畳レンズ、  ３０…色分離導光光学系、  ３１ａ，３１ｂ…ダイクロイックミラー、  ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ…液晶ライトバルブ、  ４１ａ，４１ｂ，４１ｃ…液晶パネル、  ５０…クロスダイクロイックプリズム、  ６０…投射レンズ、  ８０…電源装置、  １００…光源装置、  ＡＲ…反射防止膜、  ＥＳ１…第１回転楕円面、  ＥＳ２…第２回転楕円面、  ＦＣ１，ＦＣ２…焦点、  Ｌ１…第１光束、  Ｌ２…第２光束、  Ｌ３…第３光束、  ＯＡ…システム光軸、  ＯＡ１…基準軸、  ＰＪ…プロジェクタ、  Ｓ１…第１有効反射面範囲、  Ｓ２…第２有効反射面範囲、  Ｓ３…第３有効反射面範囲
【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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