(57)【要約】【課題】本発明は、光の損失が少ない小型の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。【解決手段】リフレクタ２を回転楕円体１９の一部である第１、第２、第３及び第４リフレクタ部分１０４、１０５、１０６、１０７で構成し、各リフレクタ部分１０４、１０５、１０６、１０７の第１焦点６が、発光管１の発光点１ａにそれぞれ配置され、各リフレクタ部分１０４、１０５、１０６、１０７の第２焦点９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄが、システム光軸ＯＡを基準として各リフレクタ部分１０４、１０５、１０６、１０７側にそれぞれ配置される。これにより、各リフレクタ部分１０４、１０５、１０６、１０７による反射光がシステム光軸ＯＡの周囲にある発光管１や副反射鏡８によって遮られることを防止できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源光を発生する発光管と、
前記発光管から射出された光源光をそれぞれ反射する複数の楕円面を有する反射鏡とを備え、
前記複数の楕円面は、前記システム光軸を含む面上にある境界線によって互いに分割されており、
前記複数の楕円面を構成する各楕円面の第１焦点は、前記発光管の発光中心にそれぞれ配置され、
前記複数の楕円面を構成する各楕円面の第２焦点は、前記システム光軸を基準として前記各楕円面が存在する側にそれぞれ配置される、光源装置。
【請求項２】
前記複数の楕円面は、前記システム光軸の周囲に等分割された複数の角度範囲内にそれぞれ配置されている、請求項１記載の光源装置。
【請求項３】
前記発光管から射出された光源光を前記反射鏡側に反射する副鏡をさらに備える請求項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】
前記複数の楕円面は、少なくとも３つの楕円面である、請求項１から請求項３のいずれか一項記載の光源装置。
【請求項５】
前記各楕円面の境界線と前記システム光軸とを含む特定面上に前記発光管から延びるリード線及びトリガー線のうち少なくとも一方を有する請求項１から請求項４のいずれか一項記載の光源装置。
【請求項６】
前記各楕円面で反射された光をそれぞれ平行化する複数のレンズ部を有する平行化レンズと、
前記複数のレンズ部によって平行化された光を前記システム光軸に対してそれぞれ平行に調整する複数のプリズム部を有するプリズムと、
をさらに備える請求項１から請求項５のいずれか一項記載の光源装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６まで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。
【請求項８】
前記光源装置の光射出側に、前記光源からの光束を複数の部分光束に分割する第１レンズアレイと、前記第１レンズアレイからの前記複数の部分光束を個別に集光する第２レンズアレイと、前記第２レンズアレイからの前記複数の部分光束を前記光変調装置の被照明領域上でそれぞれ重畳させる重畳レンズとをさらに備える、請求項７記載のプロジェクタ。
【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】
液晶プロジェクタ等の照明用光学系に用いられる集光リフレクタとして、例えば回転楕円面を用いた多面式リフレクタ等がある。このような多面式リフレクタを用いた場合、多数の光源像が被照射域に結像して現われ、照度及び色むらの原因となる。そのため、照射の中心方向を軸心とする略回転２次曲面体状をなす反射面部を有し、反射面部を構成する分割反射面が軸心に対して調整された傾きを有する集光リフレクタが考えられている（例えば、特許文献１、２、３）。
【特許文献１】特開平９−２２２５８０号公報
【特許文献２】特開平１０−５０１２０号公報
【特許文献３】特開２００１−２４２５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記集光リフレクタによって、集光率が高く、被照射面へ照度及び色むらの少ない照射が可能である。しかし、発光管自身による遮光によって光の損失が生じる。また、リフレクタに対向して光源光を集光リフレクタ側に戻す副鏡を用いる光源装置の場合、副鏡によって光の損失が大きくなりがちで、これを回避するために副鏡を小さくした場合、発光管の熱的負荷が大きくなっていた。
【０００４】
そこで、本発明は、光の損失が少ない小型の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）光源光を発生する発光管と、（ｂ）発光管から射出された光源光をそれぞれ反射する複数の楕円面を有する反射鏡とを備え、（ｃ）複数の楕円面が、システム光軸を含む面上にある境界線によって互いに分割されており、（ｄ）複数の楕円面を構成する各楕円面の第１焦点は、発光管の発光中心にそれぞれ配置され、（ｅ）複数の楕円面を構成する各楕円面の第２焦点は、システム光軸を基準として各楕円面が存在する側にそれぞれ配置される。
【０００６】
上記光源装置では、反射鏡に設けた複数の楕円面を構成する各楕円面の第１焦点が、発光管の発光中心にそれぞれ配置され、各楕円面の第２焦点が、システム光軸を基準として各楕円面が存在する側にそれぞれ配置されるので、各楕円面が第１焦点を基点として互いに外に広がるようにずれて配置され、各楕円面による反射光がシステム光軸の周囲にある発光管等の物体によって遮られることを防止できる。よって、反射鏡で反射された光束を後段の光学系に無駄なく供給することができ、光の損失が少なく大型化を抑えた光源装置を提供することができる。
【０００７】
本発明の具体的な態様又は側面によれば、上記光源装置において、複数の楕円面が、システム光軸の周囲に等分割された複数の角度範囲内にそれぞれ配置されている。この場合、各楕円面からの光束をシステム光軸の周囲に均等に射出させることができる。
【０００８】
本発明の別の態様によれば、発光管から射出された光源光を反射鏡側に反射する副鏡をさらに備える。この場合、発光管から射出された光のうち、反射鏡で回収できない光を副鏡によって反射鏡へ導くことができる。
【０００９】
本発明のさらに別の態様によれば、複数の楕円面が、少なくとも３つの楕円面である。この場合、発光管から射出された光源光を３う以上の楕円面によってシステム光軸のまわりに配置した３つ以上の第２焦点に分割して集めることができ、各楕円面による反射光が反射鏡の前方であってシステム光軸の周囲に配置される物体によって遮られることを確実に防止できる。
【００１０】
本発明のさらに別の態様によれば、各楕円面の境界線とシステム光軸とを含む特定面上に発光管から延びるリード線及びトリガー線のうち少なくとも一方を有する。この場合、リード線やトリガー線を各凹曲面の境界とシステム光軸とを含む特定面に沿って設置することにより、配線による減光を低減することができる。
【００１１】
本発明のさらに別の態様によれば、各楕円面で反射された光をそれぞれ平行化する複数のレンズ部を有する平行化レンズと、複数のレンズ部によって平行化された光をシステム光軸に対してそれぞれ平行に調整する複数のプリズム部を有するプリズムとをさらに備える。この場合、反射鏡から反射された光を全体としてシステム光軸に対して平行にすることができる。
【００１２】
本発明のプロジェクタは、（ａ）上述した光源装置と、（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。この場合、光量のロスの少ない光源装置によって、高輝度の画像を投射することができるプロジェクタを提供することができる。
【００１３】
本発明の具体的な態様によれば、上記プロジェクタにおいて、光源装置の光射出側に、光源からの光束を複数の部分光束に分割する第１レンズアレイと、第１レンズアレイからの部分光束を個別に集光する第２レンズアレイと、第２レンズアレイからの複数の部分光束を光変調装置の被照明領域上でそれぞれ重畳させる重畳レンズとをさらに備える。この場合、第２レンズアレイからの複数の部分光束を被照明領域上に重畳させて均一な照明光を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（１）光源装置
図１は、本発明の一実施形態に係る光源装置を示す側方断面図であり、図２は、図１の光源装置の平面断面図である。また、図３は、図１の光源装置の正面図である。本実施形態の光源装置１００は、光源ユニット１０と、電源装置７０とを備える。光源ユニット１０は、放電発光型の発光管１と、楕円型の反射鏡であるリフレクタ２と、球面状の副鏡である副反射鏡８と、コリメート用の凹レンズ３と、凹レンズ３から射出した光束を同一方向にそろえるプリズム７とを備える。電源装置７０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。
【００１５】
光源ユニット１０において、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。発光管１には、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等が用いられる。
【００１６】
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電極１５の先端部と、同様にタングステン製の第２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、第１及び第２電極１５、１６の根元部分に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７０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、リード線１８ｂとこれに付随するトリガー線１８ｃは、図１、図３等に示すように、発光管１の第２封止部１４から延び、後述する第１、第２、第３及び第４リフレクタ部分１０４、１０５、１０６、１０７の境界線のいずれかとシステム光軸ＯＡとを含む特定面ＣＳ（図３において、Ｘ軸及びＹ軸に対して４５°傾く傾斜面）上に配置される。例えば、図３に示すように、リード線１８ｂやトリガー線１８ｃを第１及び第２リフレクタ部分１０４、１０５の境界線とシステム光軸ＯＡとを含む特定面ＣＳ及び第３、及び、第４リフレクタ部分１０６，１０７の境界線とシステム光軸ＯＡとを含む特定面ＣＳに沿って配置することにより、配線を簡易化することができるとともに、光束への影響を最小限にすることができる。
【００１７】
リフレクタ２は、上記のような第１、第２、第３及び第４リフレクタ部分１０４、１０５、１０６、１０７と、発光管１の第１封止部１３が挿通される首状部２ａとを備えた結晶化ガラス製の一体成形品である。首状部２ａは、第１封止部１３を挿通させるとともに、リフレクタ２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、リフレクタ２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。なお、図１において、Ｘ方向すなわち上下に存在する第１及び第３リフレクタ部分１０４、１０６のみ示しており、図２において、Ｙ方向すなわち左右に存在する第２及び第４リフレクタ部分１０５、１０７のみ示している。
【００１８】
リフレクタ２は、回転楕円体１９の一部から構成されており、複数の楕円面を反射面として有する。具体的には、図３に示すようにリフレクタ２は上下左右方向に４分割された部分からなる構成となっており、回転楕円体１９の上下左右４つの扇状の分割領域をそれぞれ反射面とする第１リフレクタ部分１０４と第２リフレクタ部分１０５と第３リフレクタ部分１０６と第４リフレクタ部分１０７とが切れ目なくつなぎ合わされた形状となっている。すなわち、これらのリフレクタ部分１０４、１０５、１０６、１０７は、システム光軸ＯＡの周囲に９０°単位で等分割された４つの角度範囲内にそれぞれ配置されている。
【００１９】
ここで、図１に示すように−Ｙ方向から見た場合、＋Ｘ方向の上下半分の第１及び第３リフレクタ部分１０４、１０６は、仮想的な回転楕円体１９をこの回転楕円体１９の回転軸、すなわち発光管１の軸線であるシステム光軸ＯＡを含む特定面ＣＳによって４分割して得た上下一対の楕円面（図３参照）を、回転楕円体１９の第１焦点６を中心にしてそれぞれ正負が異なる同一角度αだけシステム光軸ＯＡに対して傾けたときの楕円面を反射面として有する。すなわち、第１及び第３リフレクタ部分１０４、１０６の第１焦点６は、発光管１の発光点１ａである発光中心に一致しているが、第１リフレクタ部分１０４の回転楕円面の回転軸１０４ａは、発光管１の軸線たるシステム光軸ＯＡを含むＹＺ面から発光点１ａを中心としてＹ軸の周りに反時計回りに回転させるように傾斜して配置されている。一方、第３リフレクタ部分１０６の回転楕円面の回転軸１０６ａは、システム光軸ＯＡを含むＹＺ面から発光点１ａを中心としてＹ軸の周りに時計回りに回転させるように傾斜して配置されている。つまり、第１及び第３リフレクタ部分１０４、１０６の第１焦点６は、発光管１の発光点１ａである発光中心に一致しているが、第１及び第３リフレクタ部分１０４、１０６の第２焦点９ａと第２焦点９ｃとは、システム光軸ＯＡからそれぞれ正負が異なる同一距離だけずれている。
【００２０】
また、図２に示すように＋Ｘ方向から見た場合、＋Ｙ方向の上下半分の第２及び第４リフレクタ部分１０５、１０７は、仮想的な回転楕円体１９をこの回転楕円体１９の回転軸、すなわち発光管１の軸線であるシステム光軸ＯＡを含む特定面ＣＳによって４分割して得た左右一対の楕円面（図３参照）を、回転楕円体１９の第１焦点６を中心にしてそれぞれ正負が異なる同一角度αだけシステム光軸ＯＡに対して傾けたときの楕円面を反射面として有する。すなわち、第２及び第４リフレクタ部分１０５、１０７の第１焦点６は、発光管１の発光点１ａである発光中心に一致しているが、第２リフレクタ部分１０５の回転楕円面の回転軸１０５ａは、発光管１の軸線たるシステム光軸ＯＡを含むＸＺ面から発光点１ａを中心としてＸ軸の周りに反時計回りに回転させるように傾斜して配置されている。一方、第４リフレクタ部分１０７の回転楕円面の回転軸１０７ａは、システム光軸ＯＡを含むＸＺ面から発光点１ａを中心としてＸ軸の周りに時計回りに回転させるように傾斜して配置されている。つまり、第２及び第４リフレクタ部分１０５、１０７の第１焦点６は、発光管１の発光点１ａである発光中心に一致しているが、第２及び第４リフレクタ部分１０５、１０７の第２焦点９ｂと第２焦点９ｄとは、システム光軸ＯＡからそれぞれ正負が異なる同一距離だけずれている。
【００２１】
つまり、第１リフレクタ部分１０４と第３リフレクタ部分１０６とで反射された光束ＲＬａ、ＲＬｃは、互いに交差せずシステム光軸ＯＡに近づきすぎないようになっている。この際、第１リフレクタ部分１０４の第２焦点９ａは、システム光軸ＯＡを基準として第１リフレクタ部分１０４が存在する側に配置されている。すなわち、第１リフレクタ部分１０４の第２焦点９ａは、第１リフレクタ部分１０４の反射面の重心を含むＸＺ断面において、システム光軸ＯＡよりも距離ａだけ第１リフレクタ部分１０４側にある。また、第３リフレクタ部分１０６の第２焦点９ｃは、システム光軸ＯＡを基準として第３リフレクタ部分１０６が存在する側に配置されている。すなわち、第３リフレクタ部分１０６の第２焦点９ｃは、第３リフレクタ部分１０６の反射面の重心を含むＸＺ断面において、システム光軸ＯＡよりも距離ａだけ第３リフレクタ部分１０６側にある。
【００２２】
一方、第２リフレクタ部分１０５と第４リフレクタ部分１０７とで反射された光束ＲＬｂ、ＲＬｄも、互いに交差せずシステム光軸ＯＡに近づきすぎないようになっている。この際、第２リフレクタ部分１０５の第２焦点９ｂは、システム光軸ＯＡを基準として第２リフレクタ部分１０５が存在する側に配置されている。すなわち、第２リフレクタ部分１０５の第２焦点９ｂは、第２リフレクタ部分１０５の反射面の重心を含むＹＺ断面において、システム光軸ＯＡよりも距離ａだけ第２リフレクタ部分１０５側にある。また、第４リフレクタ部分１０７の第２焦点９ｄは、システム光軸ＯＡを基準として第４リフレクタ部分１０７が存在する側に配置されている。すなわち、第４リフレクタ部分１０７の第２焦点９ｄは、第４リフレクタ部分１０７の反射面の重心を含むＹＺ断面において、システム光軸ＯＡよりも距離ａだけ第４リフレクタ部分１０７側にある。
【００２３】
図１に戻って、副反射鏡８は、リフレクタ２に対向して発光管１の光束射出前方側に配置される。発光管１の光束射出前方側の略半分は、副反射鏡８によって覆われている。この副反射鏡８は、発光点１ａから射出された光源光を発光点１ａに戻すように設計されている。すなわち、発光点１ａ付近から射出された光源光は、副反射鏡８の反射面によって発光点１ａ付近に一旦集光された後、発光管１内から副反射鏡８によって遮られないように外部に射出される。副反射鏡８により、発光管１から射出された光のうち、リフレクタ２に届かない光をリフレクタ２へ導くことができ、光源光を効率よく集光し、有効に利用することができる。
【００２４】
発光管１を点灯した場合、発光管１から放射された光束は各リフレクタ部分１０４、１０５、１０６、１０７の反射面で反射され、或いは副反射鏡８の反射面を経て各リフレクタ部分１０４、１０５、１０６、１０７の反射面でさらに反射され、楕円曲面の第２焦点９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ位置に収束する光束となる。つまり、リフレクタ２及び副反射鏡８は、システム光軸ＯＡに対して略軸対称な反射曲面を有する。
【００２５】
凹レンズ３は、凹レンズ部３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄからなる平行化レンズ（コンデンサレンズ）であり、リフレクタ２に対向して同軸に配置されている。つまり、凹レンズ３の中心光軸は、リフレクタ２全体としての回転対称の回転軸と一致するシステム光軸ＯＡ上に配置されている。また、凹レンズ３は、第１、第２、第３及び第４リフレクタ部分１０４、１０５、１０６、１０７で反射された光が互いに交差する範囲外の位置、すなわち第１〜第４リフレクタ部分１０４〜１０７で反射された光が互いに交差する前の位置に配置される。
【００２６】
凹レンズ３は、第１、第２、第３及び第４リフレクタ部分１０４、１０５、１０６、１０７のそれぞれの境界線とシステム光軸ＯＡを含む特定面ＣＳ（図３において、Ｘ軸及びＹ軸に対して４５°傾く傾斜面）を基準として分割されており、第１、第２、第３及び第４リフレクタ部分１０４、１０５、１０６、１０７にそれぞれ対応する第１、第２、第３及び第４凹レンズ部３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを有し、例えば一体に構成される。各凹レンズ部３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの各光軸は、各リフレクタ部分１０４、１０５、１０６、１０７の回転楕円面の回転軸１０４ａ、１０５ａ、１０６ａ、１０７ａとそれぞれ一致するとき、各凹レンズ部３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、各リフレクタ部分１０４、１０５、１０６、１０７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として機能する。つまり、凹レンズ３により、各リフレクタ部分１０４、１０５、１０６、１０７で反射された光束をシステム光軸ＯＡから近い位置で平行光束にすることができる。凹レンズ３から射出された平行光束は、次段のプリズム７に入射される。
【００２７】
プリズム７は、凹レンズ３の光射出側に対向して配置される。プリズム７は、第１、第２、第３及び第４リフレクタ部分１０４、１０５、１０６、１０７のそれぞれの境界線とシステム光軸ＯＡを含む特定面ＣＳ（図３において、Ｘ軸及びＹ軸に対して４５°傾く傾斜面）を基準として分割されており、第１、第２、第３及び第４リフレクタ部分１０４、１０５、１０６、１０７にそれぞれ対応する第１、第２、第３及び第４プリズム部７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄを補正プリズムとして有し、例えば一体に構成される。プリズム７は、全体として四角錐状で、光源光の入射側が略平坦面で射出側が凸面となっている。ここで、第１プリズム部７ａは、−Ｘ方向に広がるくさび角を有している。また、第２プリズム部７ｂは、−Ｙ方向に広がるくさび角を有している。第３プリズム部７ｃは、＋Ｘ方向に広がるくさび角を有している。第４プリズム部７ｄは、＋Ｙ方向に広がるくさび角を有している。これにより、凹レンズ３から射出された平行光束をシステム光軸ＯＡに比較的接近させた状態で平行にすることができる。
【００２８】
なお、プリズム７から射出された光束は、第１、第２、第３及び第４リフレクタ部分１０４、１０５、１０６、１０７に対応して分割されたものとなるが、後述する第１フライアイレンズ２３ａに略平行光束として入射する。
【００２９】
以上説明した光源装置１００によれば、リフレクタ２を回転楕円体１９の一部である第１、第２、第３及び第４リフレクタ部分１０４、１０５、１０６、１０７で構成し、各リフレクタ部分１０４、１０５、１０６、１０７の第１焦点６が、発光管１の発光点１ａにそれぞれ配置され、各リフレクタ部分１０４、１０５、１０６、１０７の第２焦点９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄが、システム光軸ＯＡを基準として各リフレクタ部分１０４、１０５、１０６、１０７側にそれぞれ配置される。これにより、リフレクタ２全体を大きくすることなく各リフレクタ部分１０４、１０５、１０６、１０７による反射光がシステム光軸ＯＡの周囲にある発光管１や副反射鏡８によって遮られることを防止できる。よって、リフレクタ２で反射された光束を後段の光学系、具体的には第１フライアイレンズ２３ａ等に無駄なく供給することができ、光の損失が少なく大型化を抑えた光源装置１００を提供することができる。特に副反射鏡８については、本体部分１１に近づけ過ぎると発光管１の熱的な負荷が過大になる傾向があるが、各リフレクタ部分１０４、１０５、１０６、１０７の角度設定によって副反射鏡８を避けた光路を確保しやすいので、副反射鏡８を比較的大きくすることができ発光管１の熱的負荷を低減でき、光源装置１００の耐久性を高めることができる。
【００３０】
（２）プロジェクタ
図４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２００は、光源装置１００と、照明光学系２０と、色分離光学系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。なお、光源装置１００は、図１に示すものと同一であるので説明を省略する。
【００３１】
照明光学系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。照明光学系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凹レンズ３及びプリズム７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。
【００３２】
色分離光学系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、照明光学系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。次に、この色分離光学系３０において、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、３３ｃ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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
本実施形態のプロジェクタ２００は、図１に示す光源装置１００を用いているので、光源装置１００小さくすることにより、プロジェクタ２００を小型化及び軽量化することができ、光源装置１００ひいてはプロジェクタ２００の寿命を長くすることができる。
【００３７】
以上実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態の光源装置１００では、光源ユニット１０と、電源装置７０を備えているが、電源装置７０は別体としてプロジェクタ２００に備えるようにしてもよい。
【００３８】
上記実施形態では、光源ユニット１０にリフレクタ２と副反射鏡８とを備える多重反射式ランプを用いる例を挙げたが、副反射鏡８を除いた単反射式ランプを用いてもよい。
【００３９】
また、上記実施形態では、リフレクタ２を４分割にしたが、３分割や６分割等にしてもよい。
【００４０】
また、上記実施形態では、第１及び第２リフレクタ部分１０４、１０５で反射した光の経路が発光管１に完全に遮られないようになっている例を挙げたが、光の経路が発光管１に一部遮られてもよい。
【００４１】
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。反射型プロジェクタの場合、液晶ライトバルブは液晶パネルのみによって構成することが可能であり、一対の偏光フィルタは不要である。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等を用いた反射型の光変調装置であってもよい。
【００４２】
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。
【００４３】
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２００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】
【００４４】
【図１】実施形態の光源装置について説明する側方面断面図である。
【図２】図１の光源装置の平面断面図である。
【図３】図１の光源装置の正面図である。
【図４】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。
【符号の説明】
【００４５】
１…発光管、  １ａ…発光点、  ２…リフレクタ、  ３…凹レンズ、６…第１焦点、  ７…プリズム、  ８…副反射鏡、  ９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ…第２焦点、  １０…光源ユニット、  １１…本体部分、  １３…第１封止部、  １４…第２封止部、  １５、１６…電極、  １８ａ、１８ｂ…リード線、  １８ｃ…トリガー線、  ２０…照明光学系、  ２３ａ、２３ｂ…フライアイレンズ、  ２４…偏光変換素子、  ２５…重畳レンズ、  ３０…色分離光学系、  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、  ７０…電源装置、  １００…光源装置、  １０４、１０５、１０６、１０７…リフレクタ部分、  １０４ａ、１０５ａ、１０６ａ、１０７ａ…回転軸、  ２００…プロジェクタ、ＯＡ…システム光軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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