(57)【要約】【課題】発光部からの放射光を反射鏡で反射させるランプユニットにおいて、画像表示装置などに用いたときに、その光学系で集光する際の集光効率を向上させて、輝度向上を図る。【解決手段】反射面Ａ上の反射点Ｐａに入射される光線ａと、反射点Ｐａと第１焦点Ｐ１とを結ぶ直線ｂとの角度差をδとする。各反射点Ｐｂにおける反射面Ｂの傾斜Ｘｂにδ／２だけ補正を加えたものを、反射鏡１０の反射面Ａ上の反射点Ｐａ（Ｚａ，Ｙａ）における傾斜Ｘａとして設定する。【選択図】    図５
2004265702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に、発光物質が封入された透光性容器を有する光源が組み込まれる反射鏡であって、
前記反射鏡の反射面の形状が真正回転放物面形状あるいは真正回転楕円面形状からずれるよう補正されており、
その補正は、
前記透光性容器を通過して前記光源から放射され且つ前記反射面で反射された反射光の進行方向が、
前記透光性容器を通過することなく前記反射面の同一反射点に向かって直進し且つ真正回転放物面形状あるいは真正回転楕円面形状の反射鏡で反射されたと仮定したときの仮想反射光の進行方向と一致するように、
なされていることを特徴とする反射鏡。
【請求項２】
内部に、発光物質が封入された透光性容器を有する光源が組み込まれる反射鏡であって、
前記反射鏡の反射面の形状が真正回転放物面形状あるいは真正回転楕円面形状からずれるよう補正されており、
その補正は、
前記反射面上の任意の反射点Ｐａにおいて、
前記透光性容器を通過した前記光源からの放射光が当該反射点Ｐａに入射する光の進行方向と、当該反射点Ｐａと、前記反射鏡が前記真正回転放物面形状あるいは真正回転楕円面形状の真正反射面とした場合のその反射面の焦点とを結ぶ線のなす角度をδとしたときに、
真正回転放物面形状あるいは真正回転楕円面形状を有する前記真正反射面の傾きに対して、前記反射点Ｐａにおける前記反射面の傾きがδ／２で与えられる角度だけずれるように、
なされていることを特徴とする反射鏡。
【請求項３】
前記反射面において、
前記光源から前記透光性容器を直進して通過する放射光が反射される位置では、真正回転放物面形状あるいは真正回転楕円面形状の前記反射面と同等の径及び傾きに反射面が設定され、
前記位置における径及び傾きを基準にして、
前記光軸に沿って順次離れた位置における反射面の径及び傾きが設定されていることを特徴とする請求項２記載の反射鏡。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか記載の反射鏡と、
前記透光性容器で密閉された光源が組み込まれてなるランプユニット。
【請求項５】
請求項４記載のランプユニットから照射される光を利用し、画像表示部に表示された画像を投射レンズ系を介して被投射面に投射する画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源からの光を反射させる反射鏡、その反射鏡を備えるランプユニット、及びそれを用いた液晶プロジェクタ等の画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、  液晶プロジェクタ、ＤＬＰ等の映像投射機器（画像表示装置）には、回転放物面状あるいは回転楕円面状の反射鏡に高圧水銀ランプが組み込まれてなるランプユニットが用いられている。
高圧水銀ランプは、石英ガラス製の透光性容器内に一対の電極が対向して配されてなる発光管を備え、発光管内部の放電空間には、発光物質としての水銀と、始動用ガスとしてのアルゴンガスとがそれぞれ所定量封入されている。
【０００３】
このようなランプユニットを組み込んだ映像投射機器では、高圧水銀ランプの電極間に電気的エネルギーを注入することによって点光源に近いショートアークが形成される。そして、アークから放射された光は、反射鏡によって反射された後、光学系レンズを介して、液晶パネル、ＤＭＤなどの画像表示素子に集光され、その画像がスクリーンに拡大投影される。
【０００４】
ここで、反射鏡に回転放物面鏡を用いる場合は、反射鏡の焦点位置にアークがアライメントされ、アークからの放射光は反射鏡で反射されることによって平行光が作られ、その平行光がコンデンサレンズで画像表示素子に集光される。一方、回転楕円面鏡を用いる場合が、第１焦点にアークがアライメントされるが、アークからの放射光は反射鏡で反射されて、第２焦点に集光され、更にコンデンサレンズで画像表示素子に集光される。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−５１４００号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
いずれの場合も、スクリーン輝度を向上するために、ランプユニットから放射される光を画像表示素子へ効率よく照射して、光利用率を高くすることが望まれる。
そのために、例えば特許文献１に示されるように、後方衝突領域に補助リフレクタを設けることによって、この領域における光損失をなくすことも試みられている。
【０００７】
この場合、放射光を反射面で反射する際の損失を減らすことができるので、反射鏡における集光効率も向上できると考えられるが、更に、画像表示装置全体の光学系における集光効率を、容易に向上させる手段が望まれる。
本発明は、このような背景の上でなされたものであって、光源からの放射光を反射させる反射鏡を備えたランプユニットにおいて、画像表示装置に組み込んだときに、その光学系で集光する集光効率を向上させて、画像表示装置の輝度向上を図ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、内部に、発光物質が封入された透光性容器を有する光源が組み込まれる反射鏡において、反射鏡の反射面の形状が真正回転放物面形状あるいは真正回転楕円面形状からずれるよう補正した。そして、補正後の反射面形状は、透光性容器を通過して光源から放射され且つ反射面で反射された反射光の進行方向が、透光性容器を通過することなく反射面の同一反射点に向かって直進し且つ真正回転放物面形状あるいは真正回転楕円面形状の反射鏡で反射されたと仮定したときの仮想反射光の進行方向と一致するように設定した。
【０００９】
より具体的には、透光性容器を通過した光源からの放射光が反射点Ｐａに入射する光の進行方向と、反射点Ｐａと、反射鏡が前記真正回転放物面形状あるいは真正回転楕円面形状の真正反射面とした場合のその反射面の焦点とを結ぶ線のなす角度をδとしたときに、真正回転放物面形状あるいは真正回転楕円面形状を有する真正反射面の傾きに対して、反射点Ｐａにおける前記反射面の傾きがδ／２で与えられる角度だけずれるように補正を加えた。
【００１０】
ここで、「反射面の傾き」は、光軸を基準にして反射面が傾く角度を指すこととする。また「反射面形状を設定する」というのは、反射面の一部分だけの形状を設定するのではなく「反射面の全体にわたって形状を設定する」ことを意味している。
上記のように反射面形状に補正を加えた反射鏡を設計するには、光源から前記透光性容器を直進して通過する放射光が反射される位置で、真正回転放物面形状あるいは真正回転楕円面形状の反射面と同等の径及び傾きに反射面を設定し、この位置における径及び傾きを基準にして、光軸に沿って順次離れた位置における反射面の径及び傾きを設定すればよい。
【００１１】
例えば、透光性容器が光源を通り光軸に垂直な平面に対して対称な形状をしている場合には、光源を通り且つ光軸に垂直な面上では、真正回転放物面形状あるいは回転楕円面形状の真正反射面と同等の径及び傾きに反射面を設定し、その位置における径及び傾きを基準にして、光軸に沿って順次離れた位置における反射面の径及び傾きを設定すればよい。
【００１２】
上記本発明によれば、従来の反射鏡と比べて、反射面の形状に若干補正を加えるだけで、画像表示装置に組み込んだときの光学系における集光効率が向上する。その理由は以下の通りである。
従来の回転放物面形状あるいは回転楕円面形状の反射鏡においては、焦点位置に形成されるアークからの放射光が屈折せずに直進して反射面で反射されるならば、その反射光は、光軸に平行な平行光となるか第２焦点に集光される。しかし、実際のランプユニットでは、アークが透光性容器に封入されるので、アークからの放射光が透光性容器を透過する際、屈折し光の進行方向が変化する。そのため、反射面に対して、焦点とは異なる方向から光が入射される。従って、その分、反射光は、光軸に平行な方向からずれた方向、あるいは集光させようとする第２焦点からずれた方向に進む。そして、このようなずれは、装置全体の光学系における集光効率を低下させる原因となる。
【００１３】
これに対して、上記本発明の反射鏡によれば、光源からの放射光が透光性容器で屈折することによりその進行方向が変化することを考慮して反射面形状が設定され、透光性容器を通過して光源から放射され且つ反射面で反射された反射光の進行方向が、透光性容器を通過することなく反射面の同一反射点に向かって直進し且つ真正回転放物面形状あるいは真正回転楕円面形状の反射鏡で反射されたと仮定したときの仮想反射光の進行方向と一致するので、実際のランプユニットにおいては、より正確に光軸に平行な反射光が得られる、あるいはより正確に反射光が第２焦点相当位置に集光される。
【００１４】
そして、ランプユニットを組み込んだ画像表示装置において、上記のように、反射鏡全体にわたって反射される光が正確に光軸と平行になること、あるいは反射される光が正確に第２焦点相当位置に集光されることは、装置全体の光学系における集光効率を高める効果を奏する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（画像表示装置の構成）
図１は、画像表示装置１００の構成を示す概略図である。
同図に示すように、画像表示装置１００は、ランプユニット１と、このランプユニット１から放射される光を集光するコンデンサレンズ２と、コンデンサレンズ２で集光される光を受けると共に画像を表示する透過型の液晶パネル３と、液晶パネル３を透過した光線をスクリーン４に投射する投射レンズ５、入力される画像信号に基づき液晶パネル３を駆動して当該液晶パネル３上に画像を表示する液晶パネル駆動部６などから構成されている。
【００１６】
そして、ランプユニット１の反射鏡１０、コンデンサレンズ２、投射レンズ５などによって、画像表示装置１００の光学系が構成されている。
図２は、ランプユニット１の断面図であって、光軸Ｚを含む平面における断面を表している。
ランプユニット１は、全体として漏斗形状を有する反射鏡１０に、光源となる高圧水銀ランプ２０が組み込まれて構成されている。
【００１７】
反射鏡１０は、セラミック製であってその反射面には酸化チタン−酸化シリコンが蒸着されている。当該反射面の形状は、略回転楕円面形状であって、真正回転楕円面形状の反射面を基準にして若干補正を加えてある。
反射鏡１０の回転対称軸が光軸Ｚとなっており、高圧水銀ランプ２０は、この光軸Ｚに沿って、反射鏡１０に取り付けられている。
【００１８】
この高圧水銀ランプ２０は、透光性容器２１と、当該透光性容器２１の内部空間２２内でアークを形成するため互いに対向するように配置された一対の電極２３ａ・２３ｂとを有している。
透光性容器２１は、石英ガラスからなり、その形状は、中央部が略球状に膨らみ、当該中央部の両側に円柱形状の端部が形成されている。そして、中央部の内部には略回転楕円状の内部空間２２が形成されている。
【００１９】
電極２３ａ，２３ｂは、タングステンからなる電極棒の先端部にタングステンコイルが巻き付けられて構成され、モリブデンからなる金属箔２４ａ，２４ｂを介して外部リード線２５ａ，２５ｂに接続されている。内部空間２２にはＡｒガス及び水銀が封入されている。なお、外部リード線２５ｂは、反射鏡１０を貫通している。
【００２０】
高圧水銀ランプ２０の反射鏡１０への取り付けは、反射鏡１０の光軸Ｚ付近に、支持筒部１１が形成され、高圧水銀ランプ２０の一端部が、この支持筒部１１に差し込まれ、接着剤１２によって固着されることによってなされており、上記電極２３ａ，２３ｂは、光軸Ｚ方向に対設されている。
このようなランプユニット１において、外部リード線２５ａ，２５ｂ間に交流電源を供給すると、電極２３ａ，２３ｂ間に電気エネルギーが供給される。ここでは、電極２３ａ，電極２３ｂ間の距離は１ｍｍ程度に設定する。
【００２１】
高圧水銀ランプ２０を反射鏡１０に取り付けるに際して、反射面の第１焦点Ｐ１にアークが形成されるよう位置合わせして取り付けられているので、第１焦点Ｐ１に形成されるアークからの放射光は、反射鏡１０で反射されて、第２焦点Ｐ２に集光される。
ここで、反射鏡１０の反射面は、上記のように真正回転楕円面形状とは若干異なるので、「第１焦点Ｐ１」及び「第２焦点Ｐ２」というには、基準となる真正回転楕円面形状の反射面の第１焦点及び第２焦点を指すこととする。従って、厳密には「第１焦点相当位置Ｐ１」「第２焦点相当位置Ｐ２」と記載する方が相応しいとも考えられるが、本明細書では、簡略化して「第１焦点Ｐ１」「第２焦点Ｐ２」と記載することとする。
【００２２】
（透光性容器２１の形状及び放射光の屈折）
透光性容器２１の形状と、それに基づく放射光の屈折について説明する。
図３は、高圧水銀ランプ２０の要部拡大図である。
透光性容器２１の中央部（内部空間２２近傍）における外表面は、略球体形状である。内部空間２２の内径は、中央内径Ｂ１が最も大きく、端部方向に行くにつれて減少する。従って、透光性容器２１における内部空間２２周囲のガラス壁は偏肉が大きく、中央で肉厚が最大であり、端部方向に行くにつれて減少する。
【００２３】
透光性容器２１の各部分のサイズは例えば次の通りである。
中央部外表面の直径Ａ＝１０．６ｍｍ
内部空間２２のサイズ：光軸Ｚ方向の長さＬ＝４ｍｍ、中央位置における内径Ｂ１＝４．６ｍｍ、端部における内径Ｂ２＝２ｍｍ
ガラス壁肉厚：中央位置における最大肉厚Ｄ１＝３ｍｍ、端部における肉厚Ｄ２＝２ｍｍ
図４は、アークからの放射光が透光性容器２１を経由して反射鏡１０で反射される様子を示す図であって、光軸Ｚを含む平面における断面を表している。
【００２４】
アークから放射される放射光は、透光性容器２１の内表面（内部空間２２と石英ガラスとの境界）および透光性容器２１の外表面で、スネルの法則に従い屈折する。
ここで放射光が屈折によって生じる進行方向の角度変化は、透光性容器２１の形状及び屈折率によって決まる。上述した透光性容器２１のように、内部空間２２が非球形状であって且つ偏肉が大きい形状の場合や、透光性容器２１の屈折率が大きい場合には、アークからの放射光がガラス壁を通過する際にその進行方向が変化しやすい。
【００２５】
透光性容器２１の形状と屈折率が決まれば、スネルの法則を用いて、アークからの放射光が光軸Ｚに対してなす傾斜角度θ（以下、「光軸Ｚに対する傾斜角度」を単に「傾斜」ということとする。）と、当該放射光の屈折による進行方向角度変化Δφとの関係を導き出すことができる。
図４は、上述した形状の透光性容器２１について、内部空間２２内における放射光の傾斜θと、屈折による変化角度Δφとの関係を算出した結果であって、当図において、横軸は内部空間２２内における放射光の傾斜θ、縦軸は角度変化Δφを示している。
【００２６】
なお、図４に示すような各反射点Ｐａに入射される放射光線の傾斜は、計算によって求めることもできるし、実測によって求めることも可能である。
図４の特性図に示されるように、放射光の方向が光軸Ｚに対して垂直（傾斜θ＝９０°）の場合には、屈折による進行方向の角度変化は生じない（角度変化Δφ＝０）が、放射光の方向が光軸Ｚに近づく（傾斜θが小さい）ほど、角度変化Δφは大きくなる。
【００２７】
（反射鏡１０の鏡面形状の設定）
上記のように、放射光が透光性容器２１のガラス管壁で屈折して方向変換されることを考慮して、以下（１），（２）に説明するように、真正回転楕円面形状の鏡面を基準にして、屈折による光の進行方向変化分を打ち消すように補正することによって反射鏡１０の鏡面形状を設定することができる。
【００２８】
（１）先ず、反射鏡１０の反射面Ａの傾斜を、次のように設定する。
図５は、反射鏡１０における反射面Ａの傾斜を設定する方法を説明する図であって、光軸Ｚを含む平面における断面を表している。
図５において、光軸に垂直な方向（すなわち鏡面の径方向）をｙ方向とする。この図５中には、真正回転楕円面形状の反射面Ｂも示されている。
【００２９】
上記のように、アークからの放射光は、透光性容器２１のガラス管壁で屈折するので、第１焦点Ｐ１から最短コースを直進して反射鏡の反射面に到達するのではなく、透光性容器２１のガラス管壁で屈折してから反射面Ａに到達する。すなわち、図５（ａ）に示されるように、反射面Ａ上の反射点Ｐａに入射される光線ａの傾斜は、反射点Ｐａと第１焦点Ｐ１とを結ぶ直線ｂの傾斜とは異なる。この角度差をδａとする。
【００３０】
第１焦点Ｐ１の座標を（０，０），反射面Ａ上の各反射点Ｐａの座標を（Ｚａ，Ｙａ）とすると、反射点Ｐａにおける直線ｂの傾斜はＹａ／Ｚａで求められ、光線ａの傾斜は、図４の特性図に基づいて求めることができる。
従って、各反射点Ｐａにおける光線ａの傾斜と直線ｂの傾斜との角度差δａを求めることができる。
【００３１】
なお、反射点Ｐａに入射される光線ａについて、反射面Ｂ上においても、その傾斜と、反射点Ｐｂと第１焦点Ｐ１とを結ぶ直線の傾斜との角度差δｂを求めることができる。
実際には反射点Ｐａと反射点Ｐｂとはかなり近接するので、反射点Ｐａで求める角度差δａと反射点Ｐｂで求める角度差δｂとは実質的に同等（δａ≒δｂ）と見ることができる。
【００３２】
ここで、反射面Ｂは真正回転楕円形状なので、反射点Ｐａに対して直線ｂに沿って光が入射されたとすれば、その反射光は第２焦点Ｐ２に向かうが、反射点Ｐａに入射される光線ａは、直線ｂに対して角度差δだけずれるので、当該光線ａの反射光も、第２焦点Ｐ２に向かう方向に対して角度δだけずれた方向に進行することになる。従って、図５（ｂ）に示すように、反射点Ｐａにおける反射面Ａの傾斜Ｘａを、反射面Ｂの傾斜Ｘｂに対してδ／２だけ補正を加えれば、反射点Ｐａに入射される光線ａは第２焦点Ｐ２に向かって反射されることになる。
【００３３】
すなわち、反射鏡１０の反射面Ａ上の各反射点Ｐａにおける傾斜Ｘａを、反射面Ｂの傾斜Ｘｂに対してδ／２だけ補正を加えて設定することによって、透光性容器２１を通過して反射点Ｐａで反射される反射光の進行方向が、透光性容器２１を通過することなく反射点Ｐａに向かって直進し且つ反射面Ｂで反射されたと仮定したときの仮想反射光の進行方向と一致することになる。
【００３４】
このような見解に基づき、各反射点Ｐｂにおける反射面Ｂの傾斜Ｘｂにδ／２だけ補正を加えたものを、反射鏡１０の反射面Ａ上の反射点Ｐａ（Ｚａ，Ｙａ）における傾斜Ｘａとして設定する。
（２）上記のようにして求めた各反射点Ｐａにおける反射面Ａの傾斜は、各反射点Ｐａの座標（Ｚａ，Ｙａ）から反射面Ａに沿ってｚ方向へ微小量変化させたときに、ｙ方向へ微小量変化する割合（ΔＹａ／ΔＺａ）と一致する。
【００３５】
また、ｙ軸上（ｚ＝０）において、基準となる反射面Ｂの径（ｙ座標）をｙ０、傾斜をＸ０とすると、反射面Ａの径（ｙ座標）及び傾斜も、反射面Ｂの径（ｙ座標ｙ０）及び傾斜Ｘ０と一致する。これは、透光性容器２１の形状が、第１焦点Ｐ１を通り光軸Ｚに垂直な面に対して対称である（すなわち、ｙｚ平面上で透光性容器２１がｙ軸に対して対称な形状である）ため、第１焦点Ｐ１から光軸Ｚに垂直な面（すなわちｙ軸）に沿って進行する光は、屈折の影響を受けることなく直進する（δ＝０）からである。なお、図４においてもθ＝９０°ではΔφ＝０となっている。
【００３６】
従って、反射面Ａの全体座標を設定するには、まず、ｙ軸上（ｚ＝０）における反射面Ａの傾斜をＸ０、ｙ座標をｙ０に設定する。そして、このｙ軸上のｙ座標及び傾斜を基準にして、以下のように、ｚ軸方向に微小量づつずらしながら反射面Ａ全体の座標を設定すればよい。
ｙ軸（ｚ＝０）からｚ座標を微少量Δｚだけ増加させた反射面Ａの座標Ｐａ（Ｚ１，ｙ１）を、Ｚ１＝Δｚ、ｙ１＝ｙ０＋Ｘ０×Δｚで求める。
【００３７】
また、当該座標Ｐａ（Ｚ１，ｙ１）において、ここに入射される光線ａの傾斜と、直線ｂの傾斜（ｙ１／Ｚ１）との角度差δ１を求める。そして、座標Ｐａ（Ｚ１，ｙ１）に対応する反射面Ｂ上の座標Ｐｂの傾斜に対して、δ１／２だけ加えた量を、座標（Ｚ１，ｙ１）における反射面Ａの傾斜Ｘ１として設定する。
次に、ｚ座標値をＺ１から微少量Δｚだけ増加させた反射面Ａの座標（Ｚ２、ｙ２）を、Ｚ２＝Ｚ１＋Δｚ、ｙ２＝ｙ１＋Ｘ１×Δｚで求める。
【００３８】
また、当該座標（Ｚ２，ｙ２）において、ここに入射される光線ａの傾斜と、直線ｂの傾斜（ｙ２／Ｚ２）との角度差δ２を求める。そして、ｚ＝Ｚ２における反射面Ｂの傾斜に対して、δ２／２だけ補正を加えた傾斜を、座標（Ｚ２，ｙ２）における反射面Ａの傾斜Ｘ２として設定する。
このような手順を繰り返すことによって、反射面Ａの形状（ｚ＞０の範囲における座標Ｐａ）を設定していく。
【００３９】
一方、ｚ＜０の範囲における座標Ｐａについても、同様にして、ｚ座標値を微少量Δｚづつ減少させながら設定していく。
このようにして、反射面Ａ全体についての座標を設定する。
図６に示す反射面Ａの形状は、上記のようにして、回転楕円形状の反射面Ｂに対して補正を加えることによって得られたものである。
【００４０】
図７は、光軸Ｚ方向への位置変化に伴って、反射面Ｂの径（ｙ座標Ｙｂ）に対する反射面Ａの径（ｙ座標Ｙａ）と反射面Ｂの径（ｙ座標Ｙｂ）との差（Ｙａ−Ｙｂ）の割合（Ｙａ−Ｙｂ）／Ｙｂがどのように変化するかを示す図であって、上記図６に示す結果から算出されたものである。
なお、反射面Ａの各反射点Ｐａのｙ座標Ｙａは、ｙ軸上における反射面Ｂのｙ座標及び傾斜を基準として、各反射点Ｐｂにおける反射面Ｂの傾斜（ΔＹｂ／ΔＺｂ）をｚ方向に積分することによっても同様に得ることができる。
【００４１】
また、上では、透光性容器２１の形状が、第１焦点Ｐ１を通り光軸Ｚに垂直な面に対して対称な場合について説明したが、透光性容器２１の形状が当該面に対して対称でない場合においても、アークからの放射光が屈折の影響を受けない傾斜θ（Δφ＝０となるθ）を探し出せば、同様にして、その傾斜θの光線が反射される反射点において、反射面Ａのｙ座標及び傾斜と反射面Ｂのｙ座標及び傾斜とを同一に設定し、当該ｙ座標及び傾斜を基準にして、ｚ軸方向に微小量づつずらしながら反射面Ａ全体の座標を設定することができる。
【００４２】
（ランプユニット１による効果）
上記ランプユニット１によれば、回転楕円形状の反射鏡を用いる場合と比べて、高圧水銀ランプ２０から各方向に放射され反射鏡１０の鏡面の各反射位置において反射される光線は、より正確に第２焦点Ｐ２に向かう。すなわち、反射鏡１０の鏡面全体で反射される光は、より効率よく第２焦点Ｐ２に集光される。
【００４３】
従って、画像表示装置１００において、ランプユニット１からコンデンサレンズ２を経由して、液晶パネル３に集光される効率が向上するので、同じランプ出力でより高い輝度を得ることができる。
上述したように透光性容器２１の偏肉が大きい場合や、透光性容器２１の屈折率が大きい場合の他に、光源のアーク長が短いショートアークの場合、或いはリフレクタのサイズが小さい場合には、アークからの放射光がガラス壁を通過する際にその進行方向が変化しやすい。従って、このような場合にも、反射鏡１０のように反射面形状を補正することによって、大きな光効率向上効果が得られる。
【００４４】
（集光効率の比較試験）
実施例として、反射面Ａを有する反射鏡１０を用いたランプユニット１を作製した。また、比較例として、反射面Ｂを有する反射鏡を用いた以外は、実施例と同様にランプユニットを作製した。実施例・比較例共にランプ電力は１７５Ｗとした。
【００４５】
実施例及び比較例のランプユニットについて、第２焦点Ｐ２の位置にアパーチャを設置して、当該アパーチャを通過する光束量を測定した。そして、高圧水銀ランプ２０から出射される全光束に対する集光光束量測定値の割合を集光効率とした。
その結果、実施例の方が比較例に比べて２０％高い集光効率が得られた。
【００４６】
（略回転放物面形状の場合）
上記反射鏡１０は反射面が略回転楕円面形状であるが、反射面が略回転放物面形状である場合も、同様の検討を行なうことによって反射面の形状を設定することができる。
すなわち、略回転放物面形状の反射面Ａ上において、透光性容器を経由してある反射点Ｐａに入射される光線ａの傾斜と、反射点Ｐａと焦点とを結ぶ直線ｂの傾斜との角度差をδとする。このとき、反射点Ｐａにおける反射面Ａの傾斜Ｘａを、基準となる真正回転放物状の反射面Ｂの傾斜Ｘｂに対して、δ／２だけ補正を加えることによって設定すればよい。そうすれば、反射面Ａの各反射点Ｐａに入射される光線ａは光軸Ｚに平行な方向に反射されることになる。
【００４７】
そして、このように設定された略回転放物面形状の反射面を有する反射鏡においては、アークから各方向に放射される光は、屈折によって方向変換されることに起因するずれが補正され、真正回転放物面形状の反射面を有する反射鏡と比べてより正確に光軸Ｚに平行な方向（透光性容器を通過することなく反射点Ｐａに向かって直進し且つ反射面Ｂで反射されたと仮定したときの仮想反射光の進行方向）に反射される。すなわち、鏡面全体にわたって、より正確に光軸Ｚに平行な反射光が得られる。
【００４８】
よって、画像表示装置において、ランプユニットからコンデンサレンズを経由して、液晶パネルに集光される効率が向上する。
（本発明の適用）
上記実施の形態では、画像表示素子として液晶パネルを用いる場合を例にとって説明したが、この他に、ＤＭＤ等を用いることもできる。更に、本発明は、反射鏡を用いて集光する光学系を備える装置に対して、一般的に適用することができる。
【００４９】
また、本発明は、エテンデュー（ｅｔｅｎｄｕｅ）の小さい光学系に対しては特に有効である。
すなわち光学系において小さな的に集光する必要がある装置においては、本発明を適用することによって特に大きな集光効率向上効果が得られる。
【００５０】
【発明の効果】
以上のように本発明では、内部に、発光物質が封入された透光性容器を有する光源が組み込まれる反射鏡において、反射鏡の反射面の形状が真正回転放物面形状あるいは真正回転楕円面形状からずれるよう補正し、補正後の反射面形状は、透光性容器を通過して光源から放射され且つ反射面で反射された反射光の進行方向が、透光性容器を通過することなく反射面の同一反射点に向かって直進し且つ真正回転放物面形状あるいは真正回転楕円面形状の反射鏡で反射されたと仮定したときの仮想反射光の進行方向と一致するように設定することによって、従来の反射鏡と比べて、実際にランプユニットを構成して画像表示装置に組み込んだときに光学系における集光効率を向上させることができる。
【００５１】
従って、本発明によれば、反射鏡を用いた画像表示装置において、反射面の形状に若干補正を加えるだけで輝度向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態にかかる画像表示装置の構成を示す概略図である。
【図２】実施の形態にかかるランプユニットの断面図である。
【図３】上記ランプユニットに用いられる高圧水銀ランプの要部拡大図である。
【図４】アークからの放射光が透光性容器を経由して反射鏡で反射される様子を示す図である。
【図５】反射鏡における反射面の傾斜を設定する方法を説明する図である。
【図６】回転楕円形状の反射面Ｂと、これに補正を加えることによって得られた反射面Ａの断面形状を示す図である。
【図７】反射面Ｂのｙ座標（Ｙｂ）に対する反射面Ａのｙ座標（Ｙａ）と反射面Ｂのｙ座標（Ｙｂ）との差（Ｙａ−Ｙｂ）の割合（Ｙａ−Ｙｂ）／Ｙｂが、光軸Ｚ方向の座標変化に伴ってどのように変化するかを示す図である。
【符号の説明】
１    ランプユニット
２    コンデンサレンズ
３    液晶パネル
４    スクリーン
５    投射レンズ
１０    反射鏡
２０    高圧水銀ランプ
２１    透光性容器
２３ａ，２３ｂ  電極
１００    画像表示装置
【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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