(57)【要約】【課題】長寿命化を図りつつ、さらなる高輝度化を図ることが可能な発光管を提供する。【解決手段】管球部３０と、管球部３０の両側に延びる一対の封止部４０，５０とを備える発光管２０。光軸を含む鉛直な仮想平面で発光管２０を切断したときの管球部３０の断面における、一対の電極４２，５２の中間位置を点Ｐとし、管球部３０の内面における重力に対して最も下側となる位置を点Ａとし、管球部３０の内面における重力に対して最も上側となる位置を点Ｂとし、管球部３０の外面における重力に対して最も下側となる位置を点Ｃとし、管球部３０の外面における重力に対して最も上側となる位置を点Ｄとし、点Ｐから点Ａまでの距離をＬＡとし、点Ｐから点Ｂまでの距離をＬＢとし、点Ｐから点Ｃまでの距離をＬＣとし、点Ｐから点Ｄまでの距離をＬＤとしたとき、「ＬＡ＜ＬＢ」かつ「（ＬＣ−ＬＡ）＞（ＬＤ−ＬＢ）」の関係を満たす。【選択図】図２
2008243518.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸に沿って配置された一対の電極を内蔵する管球部と、
前記管球部の両側に延びる一対の封止部とを備える発光管であって、
前記光軸を含む鉛直な仮想平面で前記発光管を切断したときの前記管球部の断面における、
前記一対の電極の中間位置を点Ｐとし、
前記管球部の内面における重力に対して最も下側となる位置を点Ａとし、
前記管球部の内面における重力に対して最も上側となる位置を点Ｂとし、
前記管球部の外面における重力に対して最も下側となる位置を点Ｃとし、
前記管球部の外面における重力に対して最も上側となる位置を点Ｄとし、
点Ｐから点Ａまでの距離をＬＡとし、
点Ｐから点Ｂまでの距離をＬＢとし、
点Ｐから点Ｃまでの距離をＬＣとし、
点Ｐから点Ｄまでの距離をＬＤとしたとき、
「ＬＡ＜ＬＢ」かつ「（ＬＣ−ＬＡ）＞（ＬＤ−ＬＢ）」の関係を満たすことを特徴とする発光管。
【請求項２】
請求項１に記載の発光管において、
「１＜ＬＢ／ＬＡ＜２．５」であることを特徴とする発光管。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の発光管と、
前記発光管における一方の封止部側に配設され、前記発光管からの光を被照明領域側に向けて反射する反射凹面を有するリフレクタとを備えることを特徴とする光源装置。
【請求項４】
請求項３に記載の光源装置において、
前記リフレクタの前記反射凹面は、前記管球部の中心から前記管球部の管壁を通過して放射される光が前記管壁で屈折した場合に、当該屈折を補正して反射するような曲面形状を有することを特徴とする光源装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の光源装置において、
前記管球部における被照明領域側の外面を覆うように前記発光管における他方の封止部側に配設され、前記管球部からの光を前記管球部に向けて反射する反射凹面を有する副鏡をさらに備え、
前記副鏡の前記反射凹面は、前記管球部の中心から前記管球部の管壁を通過して放射される光が前記管壁で屈折した場合に、当該屈折を補正して反射するような曲面形状を有することを特徴とする光源装置。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれかに記載の光源装置と、
前記光源装置からの照明光束を画像情報に応じて変調する電気光学変調装置と、
前記電気光学変調装置によって変調された光を投写する投写光学系とを備えることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項７】
請求項６に記載のプロジェクタにおいて、
前記光源装置を冷却する冷却機構をさらに備え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、発光管、光源装置及びプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プロジェクタの光源装置用の発光管として、一対の電極を内蔵する管球部と、管球部の両側に延びる一対の封止部とを備える発光管が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−５１８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の発光管においては、熱対流などにより、管球部の内面における重力に対して上側の領域の温度が特に高くなり易く、管球部を構成する基材の許容温度を超えてしまった場合には、管球部の外面における上側の領域において局所的な膨れが発生したり白化したりする場合がある。白化とは、管球部を構成する基材が白濁して失透する現象のことである。管球部に局所的な膨れが発生すると、強度低下によって発光管が破裂する場合がある。また、管球部が白化すると、白化した箇所において光の透過が妨げられてしまい、これに起因して熱が発生して発光管の温度がさらに上昇した結果、発光管が破裂する場合がある。
【０００５】
管球部の内面における上側の領域の温度上昇を抑制するためには、発光管を冷却ファンで冷却することが考えられる。しかしながら、従来の発光管においては、上述したように、熱対流などによって管球部の内面における上側の領域の温度が高くなり易く、管球部の内面における上側の領域の温度と下側の領域の温度との間に温度差が生じているため、管球部の内面における上側の領域の温度を所定温度以下まで冷却しようとして管球部を冷却した場合に、管球部の外面及び内面における下側の領域が必要以上に冷却されてしまい、管球部の内面における下側の領域が黒化するおそれがある。黒化とは、管球部内に封入された封入物（例えば、水銀、希ガス、金属ハロゲン化物等。）の蒸発性能が低下して、ハロゲンサイクルの効率が低下する結果、封入物が管球部の内壁に付着する現象のことである。このように管球部が黒化すると、黒化した箇所において光が吸収されるため、発光管の光量が低下したり発光管が破損したりする可能性がある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、長寿命化を図りつつ、さらなる高輝度化を図ることが可能な発光管を提供することを目的とする。また、このような優れた発光管を備える光源装置及び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】
【０００７】
本発明者は、上記した問題を解決するため、管球部の内面における上側の領域の温度上昇を抑制するための手段について鋭意研究を重ねた結果、「一対の電極の中間位置から管球部の内面における重力に対して最も上側となる位置までの距離」が「一対の電極の中間位置から管球部の内面における重力に対して最も下側となる位置までの距離」よりも長くなるように、かつ、管球部における上側の管壁の肉厚が下側の管壁の肉厚よりも薄くなるように、発光管の管球部を構成すれば、管球部の内面における上側の領域の温度上昇を抑制することができるとともに、管球部の内面における上側の領域の温度と下側の領域の温度との温度差を小さくすることができ、結果として、長寿命化を図りつつ、さらなる高輝度化を図ることが可能となることに想到し、本発明を完成させるに至った。
【０００８】
すなわち、本発明の発光管は、光軸に沿って配置された一対の電極を内蔵する管球部と、前記管球部の両側に延びる一対の封止部とを備える発光管であって、前記光軸を含む鉛直な仮想平面で前記発光管を切断したときの前記管球部の断面における、前記一対の電極の中間位置を点Ｐとし、前記管球部の内面における重力に対して最も下側となる位置を点Ａとし、前記管球部の内面における重力に対して最も上側となる位置を点Ｂとし、前記管球部の外面における重力に対して最も下側となる位置を点Ｃとし、前記管球部の外面における重力に対して最も上側となる位置を点Ｄとし、点Ｐから点Ａまでの距離をＬＡとし、点Ｐから点Ｂまでの距離をＬＢとし、点Ｐから点Ｃまでの距離をＬＣとし、点Ｐから点Ｄまでの距離をＬＤとしたとき、「ＬＡ＜ＬＢ」かつ「（ＬＣ−ＬＡ）＞（ＬＤ−ＬＢ）」の関係を満たすことを特徴とする。
【０００９】
このため、本発明の発光管によれば、「ＬＡ＜ＬＢ」の関係より、熱源の中心となる一対の電極の中間位置（Ｐ）と、管球部の内面における上側の領域との距離を、一対の電極の中間位置（Ｐ）と管球部の内面における下側の領域との距離よりも長くすることが可能となる。つまり、管球部の内面における上側の領域を熱源からある程度離隔することが可能となるため、管球部の内面における上側の領域の温度上昇を抑制することが可能となる。その結果、管球部の外面における上側の領域において局所的な膨れが発生したり白化したりするのを抑制することができ、発光管が破裂するのを抑制することが可能となる。
【００１０】
また、本発明の発光管によれば、「（ＬＣ−ＬＡ）＞（ＬＤ−ＬＢ）」の関係より、管球部における上側の管壁の肉厚が下側の管壁の肉厚よりも薄くなるため、管球部の全体を同じようにして冷却した場合、管球部の内面における上側の領域の方が管球部の内面における下側の領域よりも冷却されやすくなる。これにより、管球部の内面における上側の領域の温度と下側の領域の温度との温度差を小さくすることが可能となるため、管球部の内面における上側の領域の温度を所定温度以下まで冷却した場合であっても、管球部の内面における下側の領域が必要以上に冷却されてしまうのを抑制することが可能となる。その結果、黒化による発光管の光量低下や発光管の破損の発生を抑制することが可能となる。
【００１１】
したがって、本発明の発光管は、長寿命化を図りつつ、さらなる高輝度化を図ることが可能な発光管となる。
【００１２】
本発明の発光管においては、「１＜ＬＢ／ＬＡ＜２．５」であることが好ましい。
【００１３】
後述する試験例で詳細に説明するが、「１＜ＬＢ／ＬＡ＜２．５」の関係を満たす場合には、管球部の内面における上側の領域の温度上昇を抑制することが可能となるとともに、管球部の内面における上側の領域の温度と下側の領域の温度との温度差を小さくすることが可能となる。
【００１４】
本発明の光源装置は、本発明の発光管と、前記発光管における一方の封止部側に配設され、前記発光管からの光を被照明領域側に向けて反射する反射凹面を有するリフレクタとを備えることを特徴とする。
【００１５】
このため、本発明の光源装置によれば、上述した優れた発光管を備えているため、長寿命化を図りつつ、さらなる高輝度化を図ることが可能な光源装置となる。
【００１６】
本発明の光源装置においては、前記リフレクタの前記反射凹面は、前記管球部の中心から前記管球部の管壁を通過して放射される光が前記管壁で屈折した場合に、当該屈折を補正して反射するような曲面形状を有することが好ましい。
【００１７】
このように構成することにより、管球部の管壁（上側の管壁及び下側の管壁）を通過して放射される光を後段の光学要素に向けて正しく反射することが可能となる。例えば、リフレクタが楕円面リフレクタである場合、管球部の管壁を通過して放射される光を楕円面リフレクタの第２焦点位置に向けて反射することが可能となる。また、リフレクタが放物面リフレクタである場合、管球部の管壁を通過して放射される光を照明光軸に略平行な光として被照明領域側に向けて反射することが可能となる。
【００１８】
本発明の光源装置においては、前記管球部における被照明領域側の外面を覆うように前記発光管における他方の封止部側に配設され、前記管球部からの光を前記管球部に向けて反射する反射凹面を有する副鏡をさらに備え、前記副鏡の前記反射凹面は、前記管球部の中心から前記管球部の管壁を通過して放射される光が前記管壁で屈折した場合に、当該屈折を補正して反射するような曲面形状を有することが好ましい。
【００１９】
ところで、発光管の封止部に反射手段を配設することによって、光利用効率を向上することが可能となるとともにリフレクタを小型化することが可能となり、高輝度かつコンパクトな光源装置を実現することが可能となるが、管球部の略半分が反射手段によって覆われてしまうことから、発光管の封止部に反射手段が配設された光源装置は、そのような反射手段が配設されていない光源装置以上に、管球部の温度が高くなり易いという傾向がある。
本発明は、上述したように管球部の温度が全体的に高くなってしまうのを抑制することが可能となることから、このように発光管の封止部に反射手段が配設された光源装置に対して特に効果が大きい。
【００２０】
本発明のプロジェクタは、本発明の光源装置と、前記光源装置からの照明光束を画像情報に応じて変調する電気光学変調装置と、前記電気光学変調装置によって変調された光を投写する投写光学系とを備えることを特徴とする。
【００２１】
このため、本発明のプロジェクタによれば、上述した優れた光源装置を備えているため、長寿命の光源装置を備え、かつ、高輝度なプロジェクタとなる。
【００２２】
本発明のプロジェクタにおいては、前記光源装置を冷却する冷却機構をさらに備えることが好ましい。
【００２３】
このように構成することにより、光源装置の温度上昇を抑制することができ、光源装置の長寿命化を図りつつ、さらなる高輝度化を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の発光管、光源装置及びプロジェクタについて、図に示す実施の形態に基づいて説明する。
【００２５】
［実施形態］
図１は、実施形態に係るプロジェクタ１０００の光学系を模式的に示す上面図である。図２は、実施形態に係る発光管２０及び光源装置１１０を説明するために示す図である。図２（ａ）は光源装置１１０を模式的に示す側面図であり、図２（ｂ）は発光管２０における管球部３０の周辺部分を横から見た断面図である。
【００２６】
なお、以下の説明においては、互いに直交する３つの方向をそれぞれｚ軸方向（図１における照明光軸ＯＣ方向）、ｘ軸方向（図１における紙面に平行かつｚ軸に直交する方向）及びｙ軸方向（図１における紙面に垂直かつｚ軸に直交する方向）とする。
また、以下の説明においては、プロジェクタ１０００をいわゆる据え置き状態に配置する場合を例示的に示しているため、重力方向は下側方向（例えば、図２（ａ）においてはｙ（−）方向。）となる。
【００２７】
実施形態に係るプロジェクタ１０００は、図１に示すように、照明装置１００と、照明装置１００からの照明光束を赤色光、緑色光及び青色光の３つの色光に分離して被照明領域に導光する色分離導光光学系２００と、色分離導光光学系２００で分離された３つの色光のそれぞれを画像情報に応じて変調する電気光学変調装置としての３つの液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂと、３つの液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂによって変調された色光を合成するクロスダイクロイックプリズム５００と、クロスダイクロイックプリズム５００によって合成された光をスクリーンＳＣＲ等の投写面に投写する投写光学系６００と、冷却機構７００（図示せず。）とを備えたプロジェクタである。
【００２８】
照明装置１００は、被照明領域側に照明光束を射出する光源装置１１０と、光源装置１１０からの集束光を略平行光として射出する凹レンズ９０と、凹レンズ９０から射出される照明光束を複数の部分光束に分割するための複数の第１小レンズ１２２を有する第１レンズアレイ１２０と、第１レンズアレイ１２０の複数の第１小レンズ１２２に対応する複数の第２小レンズ１３２を有する第２レンズアレイ１３０と、第２レンズアレイ１３０からの各部分光束を偏光方向の揃った略１種類の直線偏光に変換して射出する偏光変換素子１４０と、偏光変換素子１４０から射出される各部分光束を被照明領域で重畳させるための重畳レンズ１５０とを有する。
【００２９】
光源装置１１０は、図１及び図２（ａ）に示すように、リフレクタとしての楕円面リフレクタ１０と、楕円面リフレクタ１０の第１焦点近傍に発光中心を有する発光管２０と、反射手段としての副鏡６０とを有する。光源装置１１０は、照明光軸ＯＣを中心軸とする光束を射出する。
【００３０】
発光管２０は、図２に示すように、照明光軸ＯＣに沿って配置された一対の電極４２，５２を内蔵する管球部３０と、管球部３０の両側に延びる一対の封止部４０，５０と、一対の封止部４０，５０内にそれぞれ封止された一対の金属箔４４，５４と、一対の金属箔４４，５４にそれぞれ電気的に接続された一対のリード線４６，５６とを有する。
【００３１】
なお、発光管２０の構成要素の条件等を例示的に示すと、管球部３０及び封止部４０，５０は、例えば石英ガラス製であり、管球部３０内には、水銀、希ガス及び少量のハロゲンが封入されている。電極４２，５２は、例えばタングステン電極であり、金属箔４４，５４は、例えばモリブデン箔である。リード線４６，５６は、例えばモリブデン又はタングステンから構成されている。
また、発光管２０としては、高輝度発光する種々の発光管を採用でき、例えば高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等を採用できる。
【００３２】
管球部３０について、図２（ｂ）に示すように、照明光軸ＯＣを含む鉛直な仮想平面で切断したときの管球部３０の断面における、一対の電極４２，５２の中間位置を点Ｐとし、管球部３０の内面における重力に対して最も下側となる位置を点Ａとし、管球部３０の内面における重力に対して最も上側となる位置を点Ｂとし、管球部３０の外面における重力に対して最も下側となる位置を点Ｃとし、管球部３０の外面における重力に対して最も上側となる位置を点Ｄとし、点Ｐから点Ａまでの距離をＬＡとし、点Ｐから点Ｂまでの距離をＬＢとし、点Ｐから点Ｃまでの距離をＬＣとし、点Ｐから点Ｄまでの距離をＬＤとし、点Ｃから点Ｄまでの距離をＬとする。このとき、実施形態に係る発光管２０においては、「ＬＡ＜ＬＢ」かつ「（ＬＣ−ＬＡ）＞（ＬＤ−ＬＢ）」で、さらに「ＬＣ＝ＬＤ＝Ｌ／２」の関係を満たすように、発光管２０の管球部３０が構成されている。
【００３３】
楕円面リフレクタ１０は、図２（ａ）に示すように、発光管２０の封止部（一方の封止部）４０を挿通・固定するための開口部１２と、発光管２０から放射された光を第２焦点位置に向けて反射する反射凹面１４とを有する。楕円面リフレクタ１０は、楕円面リフレクタ１０の開口部１２に充填されたセメントなどの無機系接着剤によって発光管２０の封止部４０に固着されている。
【００３４】
反射凹面１４は、管球部３０の中心から管球部３０の上側の管壁３６及び下側の管壁３８を通過して放射される光が管壁３６，３８で屈折した場合に、当該屈折を補正して反射するような曲面形状を有する。
【００３５】
反射凹面１４を構成する基材の材料としては、例えば、結晶化ガラスやアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）などを好適に用いることができる。反射凹面１４の内面には、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ２）と酸化シリコン（ＳｉＯ２）との誘電体多層膜からなる可視光反射層が形成されている。
【００３６】
副鏡６０は、管球部３０の略半分を覆い、楕円面リフレクタ１０の反射凹面１４と対向して配置される反射手段であり、発光管２０の封止部（他方の封止部）５０に挿通・固定するための開口部６２と、発光管２０から被照明領域側に向けて放射された光を発光管２０に向けて反射する反射凹面６４とを有する。副鏡６０によって反射された光は、発光管２０を透過して楕円面リフレクタ１０に入射する。副鏡６０は、副鏡６０の開口部６２に充填されたセメントなどの無機系接着剤によって発光管２０の封止部５０に固着されている。
【００３７】
反射凹面６４は、管球部３０の中心から管球部３０の上側の管壁３６及び下側の管壁３８を通過して放射される光が管壁３６，３８で屈折した場合に、当該屈折を補正して反射するような曲面形状を有する。
【００３８】
反射凹面６４を構成する材料としては、例えば、透光性のアルミナを用いている。これにより、副鏡６０における放熱性を高めることができる。なお、アルミナ以外でも、石英ガラス、サファイア、ルビーなどの材料を用いてもよい。
反射凹面６４の内面には、例えば、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）と酸化シリコン（ＳｉＯ２）との誘電体多層膜からなる反射層が形成されている。
【００３９】
凹レンズ９０は、図１に示すように、楕円面リフレクタ１０の被照明領域側に配置されている。そして、楕円面リフレクタ１０からの光を第１レンズアレイ１２０に向けて射出するように構成されている。
【００４０】
第１レンズアレイ１２０は、凹レンズ９０からの光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、複数の第１小レンズ１２２が照明光軸ＯＣと直交する面内に複数行・複数列のマトリクス状に配列された構成を有する。図示による説明は省略するが、第１小レンズ１２２の外形形状は、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域の外形形状に関して相似形である。
【００４１】
第２レンズアレイ１３０は、重畳レンズ１５０とともに、第１レンズアレイ１２０の各第１小レンズ１２２の像を液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域近傍に結像させる機能を有する。第２レンズアレイ１３０は、第１レンズアレイ１２０と略同様な構成を有し、複数の第２小レンズ１３２が照明光軸ＯＣに直交する面内に複数行・複数列のマトリクス状に配列された構成を有する。
【００４２】
偏光変換素子１４０は、第１レンズアレイ１２０により分割された各部分光束の偏光方向を、偏光方向の揃った略１種類の直線偏光として射出する偏光変換素子である。
偏光変換素子１４０は、光源装置１１０からの照明光束に含まれる偏光成分のうち一方の直線偏光成分を透過し他方の直線偏光成分を照明光軸ＯＣに垂直な方向に反射する偏光分離層と、偏光分離層で反射された他方の直線偏光成分を照明光軸ＯＣに平行な方向に反射する反射層と、偏光分離層を透過した一方の直線偏光成分を他方の直線偏光成分に変換する位相差板とを有する。
【００４３】
重畳レンズ１５０は、第１レンズアレイ１２０、第２レンズアレイ１３０及び偏光変換素子１４０を経た複数の部分光束を集光して液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域近傍に重畳させるための光学素子である。重畳レンズ１５０の光軸と照明装置１００の照明光軸ＯＣとが略一致するように、重畳レンズ１５０が配置されている。なお、重畳レンズ１５０は、複数のレンズを組み合わせた複合レンズで構成されていてもよい。
【００４４】
色分離導光光学系２００は、ダイクロイックミラー２１０，２２０と、反射ミラー２３０，２４０，２５０と、入射側レンズ２６０と、リレーレンズ２７０とを有する。色分離導光光学系２００は、重畳レンズ１５０から射出される照明光束を、赤色光、緑色光及び青色光の３つの色光に分離して、それぞれの色光を照明対象となる３つの液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂに導く機能を有する。
【００４５】
液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、画像情報に応じて照明光束を変調するものであり、照明装置１００の照明対象となる。
液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ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、与えられた画像情報に従って、後述する入射側偏光板から射出された１種類の直線偏光の偏光方向を変調する。
【００４６】
液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの光路前段には、集光レンズ３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂが配置されている。
【００４７】
また、ここでは図示を省略したが、集光レンズ３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂと各液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとの間には、それぞれ入射側偏光板が介在配置され、各液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとクロスダイクロイックプリズム５００との間には、それぞれ射出側偏光板が介在配置されている。これら入射側偏光板、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ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。
【００４８】
クロスダイクロイックプリズム５００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５００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字状の一方の界面に形成された誘電体多層膜は、赤色光を反射するものであり、他方の界
面に形成された誘電体多層膜は、青色光を反射するものである。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。
【００４９】
クロスダイクロイックプリズム５００から射出されたカラー画像は、投写光学系６００によって拡大投写され、スクリーンＳＣＲ上で大画面画像を形成する。
【００５０】
プロジェクタ１０００には、冷却機構７００（図示せず。）が配設されている。冷却機構７００は、少なくとも光源装置１１０を冷却する冷却ファン７１０と、冷却ファン７１０からの冷却風を通す冷却風流路７２０とを有する（ともに図示せず。）。なお、冷却機構７００は、光源装置１１０のみならず、他の光学要素（例えば液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂなど）を冷却する構成としてもよい。
【００５１】
以上のように構成された実施形態に係る発光管２０によれば、「ＬＡ＜ＬＢ」の関係より、熱源の中心となる一対の電極４２，５２の中間位置Ｐと、管球部３０の内面における上側の領域３２との距離を、一対の電極４２，５２の中間位置Ｐと管球部３０の内面における下側の領域３４との距離よりも長くすることが可能となる。つまり、管球部３０の内面における上側の領域３２を熱源からある程度離隔することが可能となるため、管球部３０の内面における上側の領域３２の温度上昇を抑制することが可能となる。その結果、管球部３０の外面における上側の領域３３において局所的な膨れが発生したり白化したりするのを抑制することができ、発光管２０が破裂するのを抑制することが可能となる。
【００５２】
また、実施形態に係る発光管２０によれば、「（ＬＣ−ＬＡ）＞（ＬＤ−ＬＢ）」の関係より、管球部３０における上側の管壁３６の肉厚が下側の管壁３８の肉厚よりも薄くなるため、管球部３０の全体を同じようにして冷却した場合、管球部３０の内面における上側の領域３２の方が管球部３０の内面における下側の領域３４よりも冷却されやすくなる。これにより、管球部３０の内面における上側の領域３２の温度と下側の領域３４の温度との温度差を小さくすることが可能となるため、管球部３０の内面における上側の領域３２の温度を所定温度以下まで冷却した場合であっても、管球部３０の内面における下側の領域３４が必要以上に冷却されてしまうのを抑制することが可能となる。その結果、黒化による発光管２０の光量低下や発光管２０の破損の発生を抑制することが可能となる。
【００５３】
したがって、実施形態に係る発光管２０は、長寿命化を図りつつ、さらなる高輝度化を図ることが可能な発光管となる。
【００５４】
後述する試験例で詳細に説明するが、実施形態に係る発光管２０においては、「１＜ＬＢ／ＬＡ＜２．５」の関係を満たすため、管球部３０の内面における上側の領域３２の温度上昇を抑制することが可能となるとともに、管球部３０の内面における上側の領域３２の温度と下側の領域３４の温度との温度差を小さくすることが可能となる。
【００５５】
実施形態に係る光源装置１１０は、上述した優れた発光管２０を備えているため、長寿命化を図りつつ、さらなる高輝度化を図ることが可能な光源装置となる。
【００５６】
実施形態に係る光源装置１１０においては、楕円面リフレクタ１０の反射凹面１４は、管球部３０の中心から管球部３０の管壁３６，３８を通過して放射される光が管壁３６，３８で屈折した場合に、当該屈折を補正して反射するような曲面形状を有するため、管球部３０の管壁３６，３８を通過して放射される光を楕円面リフレクタ１０の第２焦点位置に向けて反射することが可能となる。
【００５７】
実施形態に係る光源装置１１０においては、管球部３０における被照明領域側の外面を覆うように封止部５０側に配設され、管球部３０からの光を管球部３０に向けて反射する反射手段としての副鏡６０をさらに備える。これにより、管球部３０から被照明領域側に放射される光が副鏡６０によって楕円面リフレクタ１０に向けて反射されるため、管球部３０から被照明領域側に放射され本来有効に利用されていなかった光をも有効に利用することが可能となる。このため、光源装置１１０の高輝度化を図ることが可能となる。
また、発光管２０の被照明領域側端部まで覆うような大きさに楕円面リフレクタ１０の大きさを設定することを必要とせず、楕円面リフレクタ１０の小型化を図ることができ、結果としてコンパクトな光源装置を実現することが可能となる。さらに、楕円面リフレクタ１０の小型化を図ることができることにより、光路後段に配置される光学要素の大きさを小さくすることができるため、コンパクトなプロジェクタとなる。
【００５８】
ところで、発光管２０の封止部５０に副鏡６０を配設することによって、光利用効率を向上することが可能となるとともに楕円面リフレクタ１０を小型化することが可能となり、高輝度かつコンパクトな光源装置を実現することが可能となるが、管球部３０の略半分が副鏡６０によって覆われてしまうことから、発光管２０の封止部５０に副鏡６０が配設された光源装置１１０は、そのような副鏡が配設されていない光源装置以上に、管球部３０の温度が高くなり易いという傾向がある。
本発明は、上述したように管球部３０の温度が全体的に高くなってしまうのを抑制することが可能となることから、このように発光管２０の封止部５０に副鏡６０が配設された光源装置１１０に対して特に効果が大きい。
【００５９】
実施形態に係るプロジェクタ１０００は、上述した優れた光源装置１１０を備えているため、長寿命の光源装置を備え、かつ、高輝度なプロジェクタとなる。
【００６０】
実施形態に係るプロジェクタ１０００においては、光源装置１１０を冷却する冷却機構７００をさらに備えるため、光源装置１１０の温度上昇を抑制することができ、光源装置１１０の長寿命化を図りつつ、さらなる高輝度化を図ることが可能となる。
【００６１】
［試験例］
試験例は、「１＜ＬＢ／ＬＡ＜２．５」の関係が成り立つときに本発明の効果があることを確認するための試験例である。
【００６２】
表１は、試験例における各発光管の判定結果を示す表である。
【００６３】
【表１】
2008243518.tif 000003
【００６４】
図３は、比較例に係る発光管２０ａにおける管球部３０ａの周辺部分を横から見た断面図である。
【００６５】
試験例においては、管球部の放電空間の形状を変えて、管球部の内面における下側の領域の温度が一定となるように発光管を冷却したときの、管球部の内面における上側の領域の温度のシミュレーションを行った。具体的には、ＬＡ，ＬＣ，ＬＤ，Ｌの値を一定とし、ＬＢの値を１０通りのパターンで変化させた。そして、管球部の内面における上側の領域の温度上昇を抑制することが可能で、かつ、管球部の内面における上側の領域の温度と下側の領域の温度との温度差を小さくすることが可能であるか否かを、次の判定方法によって判定した。
【００６６】
判定方法としては、「ＬＢ／ＬＡ＝１」となるときの発光管を比較例（図３参照。）とし、管球部の内面における上側の領域の温度ＴＢが、比較例の管球部３０ａの内面における上側の領域３２ａの温度ＴＢ’よりも低く、比較例の管球部３０ａの内面における下側の領域３４ａの温度ＴＡ’よりも高いとき、すなわち、「ＴＡ’＜ＴＢ＜ＴＢ’」を満たすときには、管球部の内面における上側の領域の温度上昇を抑制することが可能で、かつ、管球部の内面における上側の領域の温度と下側の領域の温度との温度差を小さくすることが可能である（表１中の「○」）と判定した。一方、「ＴＡ’＜ＴＢ＜ＴＢ’」を満たさないときには、管球部の内面における上側の領域の温度上昇を抑制することが困難であり、また、管球部の内面における上側の領域の温度と下側の領域の温度との温度差を小さくすることが困難である（表１中の「×」）と判定した。
【００６７】
その結果、表１に示すように、「ＬＢ／ＬＡ」の値が１．２５、１．５、１．７５、２、２．２５のときには、「○」と判定された。また、ＬＢ／ＬＡの値が０．２５、０．５、０．７５、２．５のときには、「×」と判定された。これより、「１＜ＬＢ／ＬＡ＜２．５」の関係を満たす場合には、管球部の内面における上側の領域の温度上昇を抑制することが可能であるとともに、管球部の内面における上側の領域の温度と下側の領域の温度との温度差を小さくすることが可能であることがわかった。
【００６８】
以上、本発明の発光管、光源装置及びプロジェクタを上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、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。
【００６９】
（１）上記実施形態に係る発光管２０においては、「ＬＡ＜ＬＢ」かつ「（ＬＣ−ＬＡ）＞（ＬＤ−ＬＢ）」で、さらに「ＬＣ＝ＬＤ＝Ｌ／２」の関係を満たすように管球部が構成されている場合を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。「ＬＡ＜ＬＢ」かつ「（ＬＣ−ＬＡ）＞（ＬＤ−ＬＢ）」の関係を満たすように管球部が構成されていればよく、「ＬＣ≠ＬＤ」であってもよいし、「ＬＣ，ＬＤ≠Ｌ／２」であってもよい。
【００７０】
（２）上記実施形態に係る発光管２０は、図２（ｂ）及び図３からもわかるように、ＬＡの長さを変えずにＬＢの長さが長くなるように管球部を構成したものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。「ＬＡ＜ＬＢ」かつ「（ＬＣ−ＬＡ）＞（ＬＤ−ＬＢ）」の関係を満たすものであればよいため、ＬＡの長さを短くしてＬＢの長さを変えないように管球部を構成したものや、ＬＡの長さを短くしつつＬＢの長さが長くなるように管球部を構成したものも本発明の範囲に含まれる。
【００７１】
（３）上記実施形態に係る光源装置１１０においては、発光管に配設される反射手段として副鏡を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、反射手段として反射膜を用いることも好ましい。また、上記実施形態に係る光源装置１１０においては、発光管に反射手段としての副鏡が配設された光源装置を例示して説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、副鏡が配設されていない光源装置に本発明を適用することも可能である。
【００７２】
（４）上記実施形態に係る光源装置１１０においては、リフレクタとして、楕円面リフレクタを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、放物面リフレクタを用いることも好ましい。この場合には、凹レンズは備えていなくともよい。
【００７３】
（５）上記実施形態に係るプロジェクタ１０００においては、光均一化光学系として、レンズアレイからなるレンズインテグレータ光学系を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ロッド部材からなるロッドインテグレータ光学系をも好ましく用いることができる。
【００７４】
（６）上記実施形態に係るプロジェクタ１０００は透過型のプロジェクタであるが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は反射型の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、透過型の液晶装置等のように光変調手段としての電気光学変調装置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、反射型の液晶装置等のように光変調手段としての電気光学変調装置が光を反射するタイプであることを意味している。反射型のプロジェクタにこの発明を適用した場合にも、透過型のプロジェクタと同様の効果を得ることができる。
【００７５】
（７）上記実施形態に係るプロジェクタ１０００においては、３つの液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂを用いたプロジェクタを例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、１つ、２つ又は４つ以上の液晶装置を用いたプロジェクタにも適用可能である。
【００７６】
（８）上記実施形態に係るプロジェクタ１０００においては、電気光学変調装置として液晶装置を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。電気光学変調装置としては、一般に、画像情報に応じて入射光を変調するものであればよく、マイクロミラー型光変調装置などを利用してもよい。マイクロミラー型光変調装置としては、例えば、ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）（ＴＩ社の商標）を用いることができる。
【００７７】
（９）本発明は、投写画像を観察する側から投写するフロント投写型プロジェクタに適用する場合にも、投写画像を観察する側とは反対の側から投写するリア投写型プロジェクタに適用する場合にも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】実施形態に係るプロジェクタ１０００の光学系を模式的に示す上面図。
【図２】実施形態に係る発光管２０及び光源装置１１０を説明するために示す図。
【図３】比較例に係る発光管２０ａにおける管球部３０ａの周辺部分を横から見た断面図。
【符号の説明】
【００７９】
１０…楕円面リフレクタ、１２…開口部、１４…反射凹面、２０，２０ａ…発光管、３０，３０ａ…管球部、３２，３２ａ…管球部の内面における上側の領域、３３，３３ａ…管球部の外面における上側の領域、３４，３４ａ…管球部の内面における下側の領域、３５，３５ａ…管球部の外面における下側の領域、３６，３６ａ…管球部における上側の管壁、３８，３８ａ…管球部における下側の管壁、４０，４０ａ，５０，５０ａ…封止部、４２，４２ａ，５２，５２ａ…電極、４４，４４ａ，５４，５４ａ…金属箔、４６，５６…リード線、６０…副鏡、６２…開口部、６４…反射凹面、９０…凹レンズ、１００…照明装置、１１０…光源装置、１２０…第１レンズアレイ、１２２…第１小レンズ、１３０…第２レンズアレイ、１３２…第２小レンズ、１４０…偏光変換素子、１５０…重畳レンズ、２００…色分離導光光学系、２１０，２２０…ダイクロイックミラー、２３０，２４０，２５０…反射ミラー、２６０…入射側レンズ、２７０…リレーレンズ、３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂ…集光レンズ、４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ…液晶装置、５００…クロスダイクロイックプリズム、６００…投写光学系、１０００…プロジェクタ、Ａ…管球部の内面における重力に対して最も下側となる位置、Ｂ…管球部の内面における重力に対して最も上側となる位置、Ｃ…管球部の外面における重力に対して最も下側となる位置、Ｄ…管球部の外面における重力に対して最も上側となる位置、Ｌ…点Ｃから点Ｄまでの距離、ＬＡ…点Ｐから点Ａまでの距離、ＬＢ…点Ｐから点Ｂまでの距離、ＬＣ…点Ｐから点Ｃまでの距離、ＬＤ…点Ｐから点Ｄまでの距離、ＯＣ…照明光軸、Ｐ…一対の電極の中間位置、ＳＣＲ…スクリーン
【図１】
2008243518.tif 000004
【図２】
2008243518.tif 000005
【図３】
2008243518.tif 000006