(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源装置であって、
前記光源装置の照射方向に略直交する第１の仮想平面上の複数の位置に配置された発光部を有する光源部と、
凹型曲面形状の反射面であって、前記光源装置の照射方向に略直交する第２の仮想平面と共に前記発光部を内部に含む空間の境界を形成する形状の第１の反射面を有する第１の反射部と、
前記空間内の前記発光部に対して前記照射方向側に位置し、前記照射方向と反対の方向に向いた凸型曲面形状の第２の反射面を有する第２の反射部と、を備え、
前記光源部と前記第２の反射部とは、前記第２の反射面より前記照射方向側の位置に仮想的な略点光源が形成されるように、構成されており、
前記第２の反射面は、前記複数の発光部のそれぞれについて、前記発光部から発せられ直接前記第２の反射面で反射した反射光が、前記第２の反射面上の任意の点と前記第２の反射面より前記照射方向側に位置する所定の収束点とを結ぶ直線上を通るように、位置および形状が設定されている、光源装置。
【請求項２】
請求項１記載の光源装置であって、
前記光源部は、複数の位置の前記発光部が同時に発光可能に構成されている、光源装置。
【請求項３】
請求項１記載の光源装置であって、
前記光源部の前記発光部は、放電管により形成されている、光源装置。
【請求項４】
請求項３記載の光源装置であって、
前記光源部は、前記第１の仮想平面上の３つの位置に配置された前記発光部を有する、光源装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の光源装置を備える投写型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置に関し、特に、発光部から発せられた光を反射する反射面を複数有する光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のヘッドライトや画像を投写するプロジェクタ等に種々の光源装置が利用されている。光源装置には、発光部から発せられた光の一部を所定の照射方向に向けて反射させるために、当該照射方向に向いた凹型曲面形状の反射面（第１の反射面）を有するものがある。
【０００３】
また、第１の反射面を有する光源装置であって、さらに、発光部に対して照射方向側に位置すると共に発光部に相対した他の反射面（第２の反射面）を有する光源装置が知られている（例えば特許文献１）。特許文献１には、第１の反射面と第２の反射面とを有する光源装置において、第２の反射面の形状を種々変更することにより、光源装置から放出される光の方向が変更されることが開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−１８０９０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１記載の従来の光源装置において、第２の反射面の形状を、光源装置の照射方向に垂直な平面形状や、照射方向と反対方向（以下「反照射方向」と呼ぶ）に向いた凹型曲面形状にした場合には、発光部から発せられた光の多くは、第２の反射面において、発光部付近に戻る方向に反射することとなる。そのため、この場合には、第２の反射面で反射した光の一部が発光部において熱に変換され、光の損失が発生すると共に、発光部に対する悪影響が発生する恐れがあった。例えば、発光部が放電管を用いて構成されている場合には、反射光により発生する熱によって、放電部の温度特性が乱され放電状態が不安定となる上、電極の寿命が短縮される恐れがあった。また、第２の反射面で反射した光の一部が発光部付近において乱光となって第１の反射面に光歪（影）を発生させるため、光源装置の照射光に光ムラが発生する恐れがあった。
【０００６】
一方、上記特許文献１記載の従来の光源装置において、第２の反射面の形状を、反照射方向に向いた凸型曲面形状とした場合には、発光部から発せられた光は、第２の反射面において、より周囲に拡散する方向に反射することとなる。そのため、この場合には、光の利用効率が低下するという問題があった。
【０００７】
本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、複数の反射面を有する光源装置において、複数の反射面の設置に伴う悪影響を低減しつつ光の利用効率を向上させることを可能とする技術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】
【０００８】
上記課題の少なくとも一部を解決するために、本発明の光源装置は、
前記光源装置の照射方向に略直交する第１の仮想平面上の複数の位置に配置された発光部を有する光源部と、
凹型曲面形状の反射面であって、前記光源装置の照射方向に略直交する第２の仮想平面と共に前記発光部を内部に含む空間の境界を形成する形状の第１の反射面を有する第１の反射部と、
前記空間内の前記発光部に対して前記照射方向側に位置し、前記照射方向と反対の方向に向いた凸型曲面形状の第２の反射面を有する第２の反射部と、を備える。
【０００９】
この光源装置は、発光部に対して照射方向側に位置する第２の反射面を有する第２の反射部を備えている。第２の反射面は、照射方向と反対の方向に向いた凸型曲面形状に形成されている。そのため、発光部から発せられた光の内、第２の反射面において反射した後、再び発光部付近に戻る光の割合が、比較的少ない。そのため、この光源装置では、第２の反射面で反射した光の熱への変換を抑制することができ、光の利用効率を向上させることができると共に、複数の反射面の設置に伴う悪影響を低減することができる。
【００１０】
また、この光源装置の光源部は、光源装置の照射方向に略直交する第１の仮想平面上の複数の位置に配置された発光部を有する。そのため、１つの発光部のみを有する従来の光源装置と比較して、第２の反射面における反射光の方向が、全体として拡散を抑制する方向に設定されることとなる。従って、この光源装置では、光の利用効率を向上させることができる。
【００１１】
上記光源装置において、
前記光源部と前記第２の反射部とは、前記第２の反射面より前記照射方向側の位置に仮想的な略点光源が形成されるように、構成されているとしてもよい。
【００１２】
このようにすれば、仮想的な略点光源を形成することができ、光の利用効率をさらに向上させることができる。
【００１３】
上記光源装置において、
前記第２の反射面は、前記複数の発光部のそれぞれについて、前記発光部から発せられ直接前記第２の反射面で反射した反射光が、前記第２の反射面上の任意の点と前記第２の反射面より前記照射方向側に位置する所定の収束点とを結ぶ直線上を通るように、位置および形状が設定されているとしてもよい。
【００１４】
このようにすれば、所定の収束点に位置する仮想的な略点光源を形成することができる。
【００１５】
また、上記光源装置において、
前記光源部は、複数の位置の前記発光部が同時に発光可能に構成されているとしてもよい。
【００１６】
このようにすれば、光源部が平行光線を発する面光源により近い光源となるため、仮想的な略点光源をより点光源に近づけることが可能となる。そのため、光の利用効率をさらに向上させることができる。
【００１７】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、光源装置、光源装置を備える投写型表示装置、光源装置を備える照明装置、等の形態で実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．第１実施例：
Ｂ．第２実施例：
Ｃ．第３実施例：
Ｄ．第４実施例：
Ｅ．変形例：
【００１９】
Ａ．第１実施例：
図１は本発明の第１実施例としての光源装置６００の構成を概略的に示す説明図である。図１には、光源装置６００の照射方向（図１の左から右へ向かう方向）に平行な断面を示している。光源装置６００は、放電管６４０と、第１反射部６６０と、第２反射部６１０と、駆動制御部１０００と、放電管６４０と駆動制御部１０００とを接続する電源線８１０と、を備えている。光源装置６００は、さらに、レンズ６２０を備えていてもよい。第１実施例の光源装置６００は、例えば、プロジェクタ等の投写型表示装置の光源、車両用や一般用の照明機器等に適用可能である。
【００２０】
第１反射部６６０は、照射方向に向いた凹型曲面形状に形成された第１反射面ＲＦ１を有している。第１反射面ＲＦ１は、照射方向に平行な軸（以下「中心軸ＣＡ」と呼ぶ）を中心とした略回転放物線面形状に形成されている。第１反射部６６０の第１反射面ＲＦ１と中心軸ＣＡに略平行な平面形状のカバー６６２との間には、中空部６７０が形成されている。すなわち、第１反射面ＲＦ１とカバー６６２とは、中空部６７０の境界を形成している。中空部６７０内には、例えば窒素ガスが封入されている。また、第１反射部６６０において、照射方向とは反対方向（以下「反照射方向」と呼ぶ）側の端部付近には、放電管６４０を支持するためのベース部６５０が設けられている。
【００２１】
放電管６４０は、後述する放電空間が形成された側の先端が第１反射部６６０の中空部６７０内に突出するように、第１反射部６６０のベース部６５０に固定されている。放電管６４０は、３本の電源線８１０を介して駆動制御部１０００と接続されている。放電管６４０の詳細な構成については後述する。本実施例における放電管６４０は、本発明における光源部に相当する。
【００２２】
第２反射部６１０は、中空部６７０内において放電管６４０に対して照射方向側の位置に配置されている。第２反射部６１０は、反照射方向に向いた（すなわち放電管６４０に相対した）凸型曲面形状に形成された第２反射面ＲＦ２を有している。第２反射面ＲＦ２は、中心軸ＣＡを中心とした略回転放物線面形状に形成されている。
【００２３】
駆動制御部１０００は、デジタル信号出力部１００と３つの電圧制御部２００とを有しており、３相駆動回路として構成されている。デジタル信号出力部１００は、放電管６４０に供給する電力信号の波形を表わすデジタル信号を出力する。電圧制御部２００は、デジタル信号出力部１００が出力したデジタル信号に基づいて、放電管６４０の後述する電極端子に印加する電圧を制御する。駆動制御部１０００の詳細構成および駆動制御部１０００による放電管６４０の駆動制御方法については、後述する。なお、図１には、放電管６４０から発せられた光の進行方向（矢印で示す）や当該進行方向に関連した点Ｐが示されているが、これらについても後述する。
【００２４】
図２は、第１実施例における放電管６４０の詳細構成を示す説明図である。図２（ａ）には、放電管６４０の照射方向に平行な断面を示しており、図２（ｂ）には、図２（ａ）のｂ−ｂ断面を示している。放電管６４０は、例えば石英ガラスを用いて略円柱形状に形成された放電容器６４１を有している。放電容器６４１の照射方向側先端付近の内部には、駆動制御部１０００の相数と同数である３つの放電空間６４２が形成されている。３つの放電空間６４２は、それぞれ、照射方向に略垂直な仮想平面上の略正三角形の３つの頂点付近の位置に配置されている（図２（ｂ）参照）。放電空間６４２は、略回転楕円形状の空間であり、その内部には例えば水銀とアルゴンガスとが封入されている。
【００２５】
放電容器６４１の内部には、電極６４３と、金属箔６４６と、電極端子６４７とが、それぞれ駆動制御部１０００の各相に対応して３つずつ収納されている（図２（ａ）参照）。電極６４３および電極端子６４７は、例えばタングステンを用いて形成されており、金属箔６４６は、例えばモリブデンを用いて形成されている。電極６４３と金属箔６４６と電極端子６４７とは、それぞれ１つずつが、互いにこの順に接続されている。また、３つの電極端子６４７のそれぞれは、３本の電源線８１０（図１）のそれぞれに接続されている。
【００２６】
電極６４３は、胴体部６４５と枝部６４４とから構成されている（図２（ａ）参照）。電極６４３の胴体部６４５側の先端は、金属箔６４６に接続されている。一方、電極６４３の枝部６４４は、二股に分かれた形状を有しており、２つの先端（以下「放電端ＤＴ」と呼ぶ）はそれぞれ異なる放電空間６４２内に突出している。そして、１つの電極６４３の有する２つの放電端ＤＴが位置する２つの放電空間６４２の組み合わせは、３つの電極６４３間ですべて異なっている（図２（ｂ）参照）。すなわち、各放電空間６４２内には、１つの電極６４３の１つの放電端ＤＴと別の電極６４３の１つの放電端ＤＴとの計２つの放電端ＤＴが位置することとなっている。各放電空間６４２内に位置する２つの放電端ＤＴは放電ギャップＤＧを形成する。本実施例の放電管６４０では、３つの放電ギャップＤＧが照射方向に略垂直な平面上の略正三角形の３つの頂点付近に位置するように、電極６４３の放電端ＤＴが配置されている。放電ギャップＤＧでは、後述するように、駆動制御部１０００による制御に従って放電が行われ、放電光が発生する。本実施例における各放電空間６４２内に位置する２つの放電端ＤＴの組み合わせは、本発明における発光部に相当する。
【００２７】
なお、以下では、３つの電極６４３の個々を区別して説明するときは、図２（ｂ）に示すように、それぞれの電極６４３を電極６４３Ａ（または「Ａ極」）、電極６４３Ｂ（または「Ｂ極」）、電極６４３Ｃ（または「Ｃ極」）と表すものとする。また、３つの電極６４３に対応して３つずつ設けられた電極６４３以外の他の要素についても、各電極６４３との対応に基づいて個々を区別して説明するときは、当該他の要素を表す符号に、Ａ極に対応するものには「Ａ」の符号を、「Ｂ極」に対応するものには「Ｂ」の符号を、「Ｃ極」に対応するものには「Ｃ」の符号を、それぞれ付加するものとする。
【００２８】
図３は、第１実施例の放電管６４０における電極６４３の概念図である。放電管６４０の３つの電極６４３（６４３Ａ（Ａ極）、６４３Ｂ（Ｂ極）、６４３Ｃ（Ｃ極））は、図３（ａ）に示すような配置となっている。これは、図３（ｂ）に示すように、３つの電極６４３のそれぞれが、容量Ｃを介して他の２つの電極６４３と接続されたデルタ型の電気回路に相当している。
【００２９】
図４は、駆動制御部１０００（図１）内の電圧制御部２００の構成を示す説明図である。図４に示すように、３つの電圧制御部２００のそれぞれは、３つの電極６４３のそれぞれに対応している。電極６４３Ａ（Ａ極）に対応した電圧制御部２００（２００Ａ）は、レベルシフタ２１０Ａと、２つのスイッチングトランジスタ２３０Ａｐおよび２３０Ａｎと、昇圧部２５０ＡＢとを含んでいる。レベルシフタ２１０Ａは、デジタル信号出力部１００（図１）から供給される２つのデジタル信号ＡｐおよびＡｎをそれぞれ増幅する。第１のトランジスタ２３０Ａｐは、第１のデジタル信号Ａｐの値に応じてオン／オフし、オン状態のときに電極端子６４７Ａに正電圧を印加する。第２のトランジスタ２３０Ａｎは、第２のデジタル信号Ａｎの値に応じてオン／オフし、オン状態のときに電極端子６４７Ａに負電圧を印加する。トランジスタ２３０Ａｐおよび２３０Ａｎの間にある駆動端子２４０Ａは、昇圧部２５０ＡＢを介して電極端子６４７Ａに接続されている。電極６４３Ｂ（Ｂ極）および電極６４３Ｃ（Ｃ極）に対応した電圧制御部２００（２００Ｂおよび２００Ｃ）の構成は、Ａ極に対応した電圧制御部２００Ａの構成と同様である。
【００３０】
図５は、昇圧部２５０の構成を示す説明図である。図５（ａ）には、昇圧部２５０ＡＢの構成例としてトランスを示した。図５（ａ）に示すように、昇圧部２５０ＡＢ（図４）は、駆動端子２４０Ａおよび２４０Ｂ（図４）と電極端子６４７Ａおよび６４７Ｂ（図４）との間に存在し、駆動端子２４０Ａおよび２４０Ｂ間の電圧Ｖａｂを電極端子６４７Ａおよび６４７Ｂ間の電圧ＶｅＡＢに増幅する。昇圧部２５０ＢＣおよび昇圧部２５０ＣＡ（図４）についても同様である。すなわち、昇圧部２５０ＢＣは、駆動端子２４０Ｂおよび２４０Ｃ間の電圧Ｖｂｃを電極端子６４７Ｂおよび６４７Ｃ間の電圧ＶｅＣＢに増幅し、昇圧部２５０ＣＡは、駆動端子２４０Ｃおよび２４０Ａ間の電圧Ｖｃａを電極端子６４７Ｃおよび６４７Ａ間の電圧ＶｅＣＡに増幅する。なお、図４においては、便宜上、昇圧部２５０ＡＢ、２５０ＢＣ、２５０ＣＡを１つの電極端子６４７と１つの駆動端子２４０との間にあるように示したが、昇圧部２５０ＡＢ、２５０ＢＣ、２５０ＣＡは、実際には図５（ｂ）で示すように配置される。
【００３１】
図６は、昇圧部２５０の他の構成を示す説明図である。図６（ａ）および（ｂ）に示すように、インダクタンスと静電容量によっても昇圧部２５０ＡＢを構成することができる。昇圧部２５０ＢＣおよび昇圧部２５０ＣＡについても、同様の他の構成を採用することができる。
【００３２】
図７は、第１実施例の光源装置６００を駆動する際のタイミングチャートである。図７には、デジタル信号出力部１００（図１）が出力するデジタル信号Ａｐ、Ａｎ、Ｂｐ、Ｂｎ、Ｃｐ、Ｃｎ（以下、まとめて「デジタル信号Ａｐ〜Ｃｎ」とも呼ぶ）と、デジタル信号Ａｐ〜Ｃｎの変動に伴う電圧および放電光量の変動とを示している。また、図８は、各電極間に形成される放電電流の様子を概念的に示す説明図である。図７の最上部に示したＰ１、Ｐ２・・・の符号は、タイミングチャートにおける各期間を表しており、図８に示したＰ１、Ｐ２・・・の符号と対応している。
【００３３】
例えば、図７のタイミングチャートにおける期間Ｐ１においては、デジタル信号出力部１００（図１）は、２つのデジタル信号ＡｐおよびＢｎがＨレベルの信号を出力し、他の４つのデジタル信号Ａｎ、Ｂｐ、Ｃｐ、ＣｎがＬレベルの信号を出力する。このとき、図４に示す回路において、２つのトランジスタ２３０Ａｐおよび２３０Ｂｎがオン状態となり、残りの４つのトランジスタ２３０Ａｎ、２３０Ｂｐ、２３０Ｃｐ、２３０Ｃｎがオフ状態となる。そのため、電源２２０からＡ極６４３Ａを経てＢ極６４３Ｂのグラウンドまでの電気経路が開通する。このとき、図８（ａ）に示すように、Ａ極６４３ＡからＢ極６４３Ｂに向けて放電電流が発生し、図４においてＩＡ＋およびＩＢ−で示した方向に電流が流れる。
【００３４】
なお、図４の駆動端子２４０Ａにおいて、ＩＡ＋方向に電流を流す電圧を正電圧としＩＡ−方向に電流を流す電圧を負電圧とすると、期間Ｐ１においては、駆動端子２４０Ａの電圧Ｖａは正である（図７（ｇ）参照）。一方、駆動端子２４０Ｂにおいて、ＩＢ＋方向に電流を流す電圧を正電圧としＩＢ−方向に電流を流す電圧を負電圧とすると、期間Ｐ１においては、駆動端子２４０Ｂの電圧Ｖｂは負である（図７（ｈ）参照）。そして、電極６４３Ａと電極６４３Ｂ間の電圧ＶｅＡＢ（以下、「電極間電圧ＶｅＡＢ」と呼ぶ）は正である（図７（ｊ）参照）。
【００３５】
同様に、図７のタイミングチャートにおける期間Ｐ２においては、デジタル信号出力部１００（図１）は、３つのデジタル信号Ａｐ、Ｂｎ、ＣｎがＨレベルとなり、他の３つのデジタル信号Ａｎ、Ｂｐ、ＣｐがＬレベルの信号を出力する。このとき、図４に示す回路において、３つのトランジスタ２３０Ａｐ、２３０Ｂｎ、２３０Ｃｎがオン状態となり、残りの３つのトランジスタ２３０Ａｎ、２３０Ｂｐ、２３０Ｃｐがオフ状態となる。そのため、電源２２０からＡ極６４３Ａを経てＢ極６４３ＢおよびＣ極６４３Ｃのグラウンドまでの電気経路が開通する。このとき、図８（ｂ）に示すように、Ａ極６４３ＡからＢ極６４３ＢおよびＣ極６４３Ｃに向けて放電電流が発生し、図４においてＩＡ＋、ＩＢ−、ＩＣ−で示した方向に電流が流れる。
【００３６】
なお、図４の駆動端子２４０Ａの電圧Ｖａは、期間Ｐ２においては正である（図７（ｇ）参照）。一方、駆動端子２４０Ｂの電圧Ｖｂは、期間Ｐ２においては負である（図７（ｈ）参照）。また、図４の駆動端子２４０Ｃにおいて、ＩＣ＋方向に電流を流す電圧を正電圧としＩＣ−方向に電流を流す電圧を負電圧とすると、期間Ｐ２においては、駆動端子２４０Ｃの電圧Ｖｃは負である（図７（ｉ）参照）。そして、電極間電圧ＶｅＡＢは正であり（図７（ｊ）参照）、電極６４３Ｃと電極６４３Ａ間の電圧ＶｅＣＡ（以下、「電極間電圧ＶｅＣＡ」と呼ぶ）は負である（図７（ｌ）参照）。期間Ｐ３〜Ｐ１２についても、同様である。
【００３７】
このように、第１実施例の光源装置６００では、電圧制御部２００（図１）が、デジタル信号出力部１００（図１）が出力するデジタル信号Ａｐ〜Ｃｎに基づいて、電極間電圧ＶｅＡＢと、電極６４３Ｂと電極６４３Ｃ間の電圧ＶｅＢＣ（以下、「電極間電圧ＶｅＢＣ」と呼ぶ）と、電極間電圧ＶｅＣＡとを制御する。これにより、各電極６４３間における放電が図８に示した１２通りの状態を順番に繰り返しながら行われ、放電光が発生する。すなわち、本実施例の光源装置６００における放電管６４０は、照射方向に略垂直な平面上の略正三角形の３つの頂点付近の位置に配置された複数の発光部（放電ギャップＤＧ）を有することとなる（図２（ｂ）参照）。また、図８に示すように、本実施例では、所定の期間（例えばＰ２やＰ４）においては、複数（２つ）の放電ギャップＤＧにおける放電が同時に発生するように放電管６４０の駆動が行われる。なお、放電状態の変動に伴い、電極６４３Ａと電極６４３Ｂとの間の放電光量Ｌａｂ（以下、「電極間放電光量Ｌａｂ」と呼ぶ）と、電極６４３Ｂと電極６４３Ｃとの間の放電光量Ｌｂｃ（以下、「電極間放電光量Ｌｂｃ」と呼ぶ）と、電極６４３Ｃと電極６４３Ａとの間の放電光量Ｌｃａ（以下、「電極間放電光量Ｌｃａ」と呼ぶ）とは、概略的に図７（ｍ）〜（ｏ）に示すように変動する。
【００３８】
ここで、上述した電極６４３間における放電により放電管６４０から発せられた光の進行について、図１を用いて説明する。図１に矢印で示すように、放電管６４０から発せられた光は、少なくとも第１反射面ＲＦ１と第２反射面ＲＦ２との内の１つにおいて反射した後、照射方向に向けて放出される。
【００３９】
具体的には、放電管６４０から発せられた後、直接、第１反射面ＲＦ１に到達した光は、第１反射面ＲＦ１において反射し、光源装置６００の外部へと放出される。ここで、第１反射面ＲＦ１は照射方向に向いた凹型曲面形状に形成されているため、第１反射面ＲＦ１における反射光の進行方向は、おおよそ照射方向となる。
【００４０】
一方、放電管６４０から発せられた後、直接、第２反射面ＲＦ２に到達した光は、第２反射面ＲＦ２において反射する。ここで、第２反射面ＲＦ２は反照射方向に向いた凸型曲面形状に形成されているため、第２反射面ＲＦ２が反照射方向に向いた凹型曲面形状や反照射方向に垂直な平面形状に形成されている場合と比較して、第２反射面ＲＦ２における反射光の進行方向は、光がより拡散するような方向となる。そのため、第２反射面ＲＦ２において反射した後、再び放電管６４０付近に戻る光の割合は、比較的少なくなる。従って、第２反射面ＲＦ２において反射した光の大部分は、放電管６４０に影響を与えることなく第１反射面ＲＦ１に到達して反射し、光源装置６００の外部へと放出される。この場合にも、第１反射面ＲＦ１における反射光の進行方向は、おおよそ照射方向となる。
【００４１】
なお、図１に示すように、第２反射面ＲＦ２における反射を経て、あるいは、直接、第１反射面ＲＦ１に到達した光の反射方向を、照射方向と平行に設定せず、光が中心軸ＣＡ上の所定の点に向かって集中するような方向に設定してもよい。この場合には、レンズ６２０を用いることによって、光の進行方向を照射方向に変更することが可能である。
【００４２】
以上説明したように、第１実施例の光源装置６００では、放電管６４０から発せられた光の内、第２反射面ＲＦ２において反射した後、再び放電管６４０付近に戻る光の割合が、比較的少ない。そのため、第１実施例の光源装置６００では、反射した光が放電管６４０において熱に変換されることによる光の損失を抑制することができ、光の利用効率を向上させることができる。すなわち、消費電力に対する有効光の割合が向上し、低消費電力化を実現することができる。また、照度を向上させることができる。また、放電管６４０付近に戻る方向に反射した光による悪影響、例えば、放電空間６４２（図２（ａ））の温度特性が乱されることによる放電状態の不安定化や、電極６４３（図２（ａ））の寿命の短縮、乱光による光ムラの発生等を低減することができる。
【００４３】
また、第１実施例の光源装置６００では、放電管６４０が照射方向に略垂直な仮想平面上の略正三角形の３つの頂点付近に配置された３つの発光部を有している（図２（ｂ）参照）。そのため、１つの発光部のみを中心軸ＣＡ付近に有する従来の光源装置と比較して、第２の反射面ＲＦ２における反射光の方向が、全体として拡散を抑制する方向に設定されることとなる。すなわち、第２反射面ＲＦ２で反射した光が再び放電管６４０付近に戻る光の割合が少なくなる限度において、光の拡散が抑制される。従って、第１実施例の光源装置６００では、光の利用効率を向上させることができる。
【００４４】
なお、本実施例の光源装置６００では、図１に示すように、放電管６４０から発せられた後、直接、第２反射面ＲＦ２に達した光が、あたかも所定の収束点Ｐに位置する仮想的な略点光源から発せられたかのような方向に反射されるように、第２反射面ＲＦ２の位置および形状が設定されている。すなわち、第２反射面ＲＦ２は、第２反射面ＲＦ２における反射光が、第２反射面ＲＦ２上の任意の点と収束点Ｐとを結ぶ直線上を通るように、形成されている。そのため、本実施例の光源装置６００では、収束点Ｐに位置する仮想的な略点光源を形成することができ、光の利用効率をさらに向上させることができる。なお、上述した第２反射面ＲＦ２上の任意の点と収束点Ｐとを結ぶ直線とは、第２反射面ＲＦ２上の任意の点と収束点Ｐを含む所定の収束空間ＣＳ内の任意の点とを結ぶ直線であるとしてもよい。
【００４５】
また、第１実施例の光源装置６００では、放電管６４０が照射方向に略垂直な仮想平面上の略正三角形の３つの頂点付近に配置された３つの発光部を有しているため、放電管６４０をより面光源に近い光源とし、より平行光線に近い光を第２反射部６１０に向けて発することができるように構成することができる。従って、収束点Ｐに位置する仮想的な略点光源をより点光源に近づけることが可能となり、光の利用効率をさらに向上させることができる。
【００４６】
また、第１実施例の光源装置６００では、所定の期間（例えば図８のＰ２やＰ４）においては、複数（２つ）の発光部が同時に発光するように構成されている。そのため、放電管６４０をさらに面光源に近い光源とし、さらに平行光線に近い光を第２反射部６１０に向けて発することができるように構成することができる。従って、光の利用効率をさらに向上させることができる。
【００４７】
また、第１実施例の光源装置６００では、駆動端子の電圧Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ（図７）から分かるように、周波数成分を有する、つまり点灯状態と非点灯状態を交互に繰り返すような電圧を各電極６４３に印加している。しかし、図７の電極間電圧ＶｅＡＢ、ＶｅＢＣ、ＶｅＣＡから分かるように、すべての期間（Ｐ１〜Ｐ１２）において、３つの電極６４３のうち、少なくとも１組の電極６４３間で常に放電が発生している。よって、周波数成分を有する電圧を各電極６４３に印加しながらも、直流光源に近い点灯状態を発生させることができる。これにより、例えば、光源装置６００を液晶パネルを用いた投写型表示装置に適用した場合に、放電周波数と液晶パネルの駆動周波数との干渉を低減し、フリッカ現象の発生を抑制することができる。
【００４８】
また、第１実施例の光源装置６００では、３つの電極６４３間で図８に示す状態を繰り返しながら放電が行われるため、放電のばらつきが緩和され、輝度の安定化を図ることできる。また、放電のエネルギーが３つの電極６４３に分散されるため、２つの電極を有する従来の放電管と比較して、電極の長寿命化を図ることができる。図７の電極間電圧ＶｅＡＢ、ＶｅＢＣ、ＶｅＣＡから分かるように、各電極６４３において放電が起きない期間として無放電域を備えているので、電極６４３の負荷を更に減少させることができる。
【００４９】
また、第１実施例の光源装置６００では、Ａ極用の２つのデジタル信号Ａｐ、ＡｎのそれぞれのＨレベル期間の間に、双方がＬレベルとなる期間Ｐ５、Ｐ１１が設けられている（図７参照）。そのため、図４におけるＡ極用の２つのトランジスタ２３０Ａｐ、２３０Ａｎが同時にＯＮになる可能性が無い。この結果、電源２２０の電圧がトランジスタ２３０Ａｐおよび２３０Ａｎに印加されてトランジスタ２３０Ａｐおよび２３０Ａｎが破壊されることを防ぐことができる。他の電極６４３のトランジスタに関しても同様である。
【００５０】
更に、第１実施例の光源装置６００では、デジタル信号Ａｐ〜Ｃｎに基づいて電極６４３にエネルギー供給するので、制御が簡便である。また、駆動制御部１０００をデジタル回路で構成することができるので、回路を小型化することが可能である。本実施例では、デジタル信号出力部１００は、１つであるが、デジタル信号出力部１００は、各電圧制御部２００Ａ〜２００Ｃに対して１つずつ存在するものとしても良い。
【００５１】
Ｂ．第２実施例：
図９は、第２実施例における光源装置６００を駆動する際のタイミングチャートである。また、図１０は、第２実施例における各電極間に形成される放電電流の様子を概念的に示す説明図である。第２実施例では、光源装置６００（図１）の構成は第１実施例と同じであり、駆動の態様のみが第１実施例とは異なっている。図９には、図７と同様に、デジタル信号出力部１００（図１）が出力するデジタル信号Ａｐ〜Ｃｎと、デジタル信号Ａｐ〜Ｃｎの変動に伴う電圧の変動とを示している。また、図９の最上部に示したＰ１、Ｐ２・・・の符号は、タイミングチャートにおける各期間を表しており、図１０に示したＰ１、Ｐ２・・・の符号と対応している。
【００５２】
例えば、図９のタイミングチャートにおける期間Ｐ１においては、デジタル信号出力部１００（図１）は、３つのデジタル信号Ａｐ、Ｂｎ、ＣｎがＨレベルとなり、他の３つのデジタル信号Ａｎ、Ｂｐ、ＣｐがＬレベルの信号を出力する。このとき、図４に示す回路において、３つのトランジスタ２３０Ａｐ、２３０Ｂｎ、２３０Ｃｎがオン状態となり、残りの３つのトランジスタ２３０Ａｎ、２３０Ｂｐ、２３０Ｃｐがオフ状態となる。そのため、電源２２０からＡ極６４３Ａを経てＢ極６４３ＢおよびＣ極６４３Ｃのグラウンドまでの電気経路が開通する。このとき、図１０（ａ）に示すように、Ａ極６４３ＡからＢ極６４３ＢおよびＣ極６４３Ｃに向けて放電電流が発生し、図４においてＩＡ＋、ＩＢ−、ＩＣ−で示した方向に電流が流れる。
【００５３】
同様に、図９のタイミングチャートにおける期間Ｐ２においては、デジタル信号出力部１００（図１）は、３つのデジタル信号Ａｎ、Ｂｐ、ＣｎがＨレベルとなり、他の３つのデジタル信号Ａｐ、Ｂｎ、ＣｐがＬレベルの信号を出力する。このとき、図４に示す回路において、３つのトランジスタ２３０Ａｎ、２３０Ｂｐ、２３０Ｃｎがオン状態となり、残りの３つのトランジスタ２３０Ａｐ、２３０Ｂｎ、２３０Ｃｐがオフ状態となる。そのため、電源２２０からＢ極６４３Ｂを経てＡ極６４３ＡおよびＣ極６４３Ｃのグラウンドまでの電気経路が開通する。このとき、図１０（ｂ）に示すように、Ｂ極６４３ＢからＡ極６４３ＡおよびＣ極６４３Ｃに向けて放電電流が発生し、図４においてＩＡ−、ＩＢ＋、ＩＣ−で示した方向に電流が流れる。期間Ｐ３〜Ｐ６についても、同様である。
【００５４】
このように、第２実施例においても、第１実施例と同様に、電圧制御部２００（図１）が、デジタル信号出力部１００（図１）が出力するデジタル信号Ａｐ〜Ｃｎに基づいて、電極間電圧ＶｅＡＢと電極間電圧ＶｅＢＣと電極間電圧ＶｅＣＡとを制御する。これにより、各電極６４３間における放電が図１０に示した６通りの状態を順番に繰り返しながら行われ、放電光が発生する。
【００５５】
ここで、第２実施例では、図９および図１０からわかるように、すべての期間（Ｐ１〜Ｐ６）において、同時に２組の電極６４３間における放電が行われている。例えば、期間Ｐ１においては、Ａ極−Ｂ極間と、Ａ極−Ｃ極間との２組の電極間で放電が行われる。すなわち、第２実施例の光源装置６００では、駆動期間のすべてにわたって、複数（２つ）の発光部が同時に発光するように構成されている。そのため、放電管６４０をさらに面光源に近い光源とし、さらに平行光線に近い光を第２反射部６１０に向けて発することができるように構成することができる。従って、収束点Ｐに位置する仮想的な略点光源をより点光源に近づけることが可能となり、光の利用効率をさらに向上させることができる。
【００５６】
Ｃ．第３実施例：
図１１は、第３実施例の光源装置６００ａの構成を概略的に示す説明図である。図１１（ａ）には、光源装置６００ａの照射方向に平行な断面を示しており、図１１（ｂ）には、図１１（ａ）のｂ−ｂ断面を示している。図１１に示すように、第３実施例の光源装置６００ａは、光源部として、第１実施例における放電管６４０（図１）の代わりに、ＬＥＤ光源６８０を備えている点が、第１実施例の光源装置６００とは異なっている。
【００５７】
第３実施例の光源装置６００ａにおいて、ＬＥＤ光源６８０は、第１反射部６６０のベース部６５０に支持されている。ＬＥＤ光源６８０は、回路基板６８２と、回路基板６８２上に配置された複数のＬＥＤ発光部６８１と、回路基板６８２に電源を供給するための導電材６８３と、導電材６８３の端部に接続された電極端子６８４と、を有している。本実施例では、図１１（ｂ）に示すように、略円板形状の回路基板６８２上に４つのＬＥＤ発光部６８１が中心軸ＣＡを中心として対称に配置されており、各ＬＥＤ発光部６８１には複数のＬＥＤ素子が設けられている。ＬＥＤ光源６８０は、さらに、ＬＥＤ発光部６８１および回路基板６８２において発生した熱を放出するために、熱伝導部材６８５と、放熱材６８６とを有している。
【００５８】
ＬＥＤ光源６８０は、電源線８１０を介して駆動制御部１０００ａに接続されている。駆動制御部１０００ａは、ＬＥＤ光源６８０の点灯および消灯の切り替えを制御する。駆動制御部１０００ａは、すべてのＬＥＤ発光部６８１上のＬＥＤ素子を点灯させることも可能であるし、一部のＬＥＤ素子を点灯させることも可能である。ＬＥＤ光源６８０は、実質的な面光源として機能する。
【００５９】
第３実施例の光源装置６００ａにおいては、第１実施例と同様に、ＬＥＤ光源６８０から発せられた光は、少なくとも第１反射面ＲＦ１と第２反射面ＲＦ２との内の１つにおいて反射した後、照射方向に向けて放出される。具体的には、ＬＥＤ光源６８０から発せられた後、直接、第１反射面ＲＦ１に到達した光は、第１反射面ＲＦ１において反射し、光源装置６００ａの外部へと放出される。一方、ＬＥＤ光源６８０から発せられた後、直接、第２反射面ＲＦ２に到達した光は、第２反射面ＲＦ２において、比較的拡散する方向に反射する。その後、第２反射面ＲＦ２において反射した光の大部分は、ＬＥＤ光源６８０に影響を与えることなく第１反射面ＲＦ１に到達して反射し、光源装置６００ａの外部へと放出される。
【００６０】
以上説明したように、第３実施例の光源装置６００ａでは、第１実施例の光源装置６００と同様に、ＬＥＤ光源６８０から発せられた光の内、第２反射面ＲＦ２において反射した後、再びＬＥＤ光源６８０付近に戻る光の割合が、比較的少ない。そのため、第３実施例の光源装置６００ａでは、反射した光がＬＥＤ光源６８０において熱に変換されることによる光の損失を抑制することができ、光の利用効率を向上させることができる。また、ＬＥＤ光源６８０付近に戻る方向に反射した光による悪影響、例えば、ＬＥＤ発光部６８１や回路基板６８２の寿命の短縮、乱光による光ムラの発生等を低減することができる。
【００６１】
また、第３実施例の光源装置６００ａでも、ＬＥＤ光源６８０が照射方向に略垂直な仮想平面上の複数の位置に複数の発光部（ＬＥＤ素子）を有している（図１１（ｂ）参照）。そのため、１つの発光部のみを中心軸ＣＡ付近に有する従来の光源装置と比較して、第２の反射面ＲＦ２における反射光の方向が、全体として拡散を抑制する方向に設定されることとなる。従って、第３実施例の光源装置６００ａでも、光の利用効率を向上させることができる。
【００６２】
また、第３実施例の光源装置６００ａでは、実質的な面光源として機能するＬＥＤ光源６８０を光源部として備えるため、より平行光線に近い光を第２反射部６１０に向けて発することができる。従って、収束点Ｐに位置する仮想的な略点光源をより点光源に近づけることが可能となり、光の利用効率をさらに向上させることができる。
【００６３】
Ｄ．第４実施例：
図１２は、第４実施例の光源装置６００ｂの構成を概略的に示す説明図である。図１２（ａ）には、光源装置６００ｂの照射方向に平行な断面を示しており、図１２（ｂ）には、図１２（ａ）のｂ−ｂ断面を示している。図１２に示すように、第４実施例の光源装置６００ｂは、光源部として、第３実施例におけるＬＥＤ光源６８０（図１１）の代わりに、ＥＬ光源６９０を備えている点が、第３実施例の光源装置６００ａとは異なっている。
【００６４】
第４実施例の光源装置６００ｂにおいて、ＥＬ光源６９０は、回路基板６９２と、回路基板６９２上に配置されたＥＬ発光部６９１と、回路基板６９２に電源を供給するための導電材６９３と、導電材６９３の端部に接続された電極端子６９４と、を有している。本実施例では、図１２（ｂ）に示すように、略円板形状の回路基板６９２上に円形形状のＥＬ発光部６９１が中心軸ＣＡを中心として配置されており、ＥＬ発光部６９１には複数のＥＬ素子が設けられている。ＥＬ光源６９０は、さらに、ＥＬ発光部６９１および回路基板６９２において発生した熱を放出するために、熱伝導部材６９５と、放熱材６９６とを有している。ＥＬ光源６９０は、電源線８１０を介して駆動制御部１０００ｂに接続されている。駆動制御部１０００ｂは、ＥＬ光源６９０の点灯および消灯の切り替えを制御する。ＥＬ光源６９０は、実質的な面光源として機能する
【００６５】
第４実施例の光源装置６００ｂにおいては、第３実施例と同様に、ＥＬ光源６９０から発せられた光は、少なくとも第１反射面ＲＦ１と第２反射面ＲＦ２との内の１つにおいて反射した後、照射方向に向けて放出される。具体的には、ＥＬ光源６９０から発せられた後、直接、第１反射面ＲＦ１に到達した光は、第１反射面ＲＦ１において反射し、光源装置６００ｂの外部へと放出される。一方、ＥＬ光源６９０から発せられた後、直接、第２反射面ＲＦ２に到達した光は、第２反射面ＲＦ２において、比較的拡散する方向に反射する。その後、第２反射面ＲＦ２において反射した光の大部分は、ＥＬ光源６９０に影響を与えることなく第１反射面ＲＦ１に到達して反射し、光源装置６００ｂの外部へと放出される。
【００６６】
以上説明したように、第４実施例の光源装置６００ｂでは、第３実施例の光源装置６００ａと同様に、ＥＬ光源６９０から発せられた光の内、第２反射面ＲＦ２において反射した後、再びＥＬ光源６９０付近に戻る光の割合が、比較的少ない。そのため、第４実施例の光源装置６００ｂでは、反射した光がＥＬ光源６９０において熱に変換されることによる光の損失を抑制することができ、光の利用効率を向上させることができる。また、ＥＬ光源６９０付近に戻る方向に反射した光による悪影響、例えば、ＥＬ発光部６９１や回路基板６９２の寿命の短縮、乱光による光ムラの発生等を低減することができる。
【００６７】
また、第４実施例の光源装置６００ｂでも、ＥＬ光源６９０が照射方向に略垂直な仮想平面上の複数の位置に複数の発光部（ＥＬ素子）を有している（図１２（ｂ）参照）。そのため、１つの発光部のみを中心軸ＣＡ付近に有する従来の光源装置と比較して、第２の反射面ＲＦ２における反射光の方向が、全体として拡散を抑制する方向に設定されることとなる。従って、第４実施例の光源装置６００ｂでも、光の利用効率を向上させることができる。
【００６８】
また、第４実施例の光源装置６００ｂでは、実質的な面光源として機能するＥＬ光源６９０を光源部として備えるため、より平行光線に近い光を第２反射部６１０に向けて発することができる。従って、収束点Ｐに位置する仮想的な略点光源をより点光源に近づけることが可能となり、光の利用効率をさらに向上させることができる。
【００６９】
Ｅ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や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。
【００７０】
Ｅ−１．変形例１：
上記各実施例における光源装置６００の構成はあくまで一例であり、他の構成を採用することも可能である。例えば、上記各実施例では、それぞれ光源部として放電管６４０、ＬＥＤ光源６８０、ＥＬ光源６９０を採用しているが、その他の光源を光源部として採用することも可能である。また、上記各実施例において、第２反射部６１０の第２反射面ＲＦ２の形状は、反照射方向に向いた凸型曲面形状に形成されていれば、他の形状を採用することも可能である。
【００７１】
Ｅ−２．変形例２：
上記第１実施例では、光源装置６００の放電管６４０を三相駆動回路で駆動する例を用いて説明したが、放電管６４０を二相駆動回路や四相以上の多相駆動回路により駆動するとしてもよい。また、放電管６４０の電極６４３や電極６４３に対応した他の要素の数は、使用される駆動回路によって任意に設定可能である。
【００７２】
Ｅ−３．変形例３：
上記第１実施例では、放電管６４０の電極６４３の配置がデルタ型となる構成となっているが、放電管６４０の電極６４３の配置がスター型となる構成とすることも可能である。このときには、図３に示した３つの電極（Ａ極、Ｂ極、Ｃ極）に加え、ＣＯＭ極（コモン）を備え、Ａ極、Ｂ極、Ｃ極とＣＯＭ極との間で放電を行うような構成となる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の第１実施例としての光源装置６００の構成を概略的に示す説明図である。
【図２】第１実施例における放電管６４０の詳細構成を示す説明図である。
【図３】第１実施例の放電管６４０における電極６４３の概念図である。
【図４】駆動制御部１０００内の電圧制御部２００の構成を示す説明図である。
【図５】昇圧部２５０の構成を示す説明図である。
【図６】昇圧部２５０の他の構成を示す説明図である。
【図７】第１実施例の光源装置６００を駆動する際のタイミングチャートである。
【図８】各電極間に形成される放電電流の様子を概念的に示す説明図である。
【図９】第２実施例における光源装置６００を駆動する際のタイミングチャートである。
【図１０】第２実施例における各電極間に形成される放電電流の様子を概念的に示す説明図である。
【図１１】第３実施例の光源装置６００ａの構成を概略的に示す説明図である。
【図１２】第４実施例の光源装置６００ｂの構成を概略的に示す説明図である。
【符号の説明】
【００７４】
１００…デジタル信号出力部
２００…電圧制御部
２１０…レベルシフタ
２２０…電源
２３０…スイッチングトランジスタ
２４０…駆動端子
２５０…昇圧部
６００…光源装置
６１０…第２反射部
６２０…レンズ
６４０…放電管
６４１…放電容器
６４２…放電空間
６４３…電極
６４４…枝部
６４５…胴体部
６４６…金属箔
６４７…電極端子
６５０…ベース部
６６０…第１反射部
６６２…カバー
６７０…中空部
６８０…ＬＥＤ光源
６８１…ＬＥＤ発光部
６８２…回路基板
６８３…導電材
６８４…電極端子
６８５…熱伝導部材
６８６…放熱材
６９０…ＥＬ光源
６９１…ＥＬ発光部
６９２…回路基板
６９３…導電材
６９４…電極端子
６９５…熱伝導部材
６９６…放熱材
８１０…電源線
１０００…駆動制御部
【図１】
0004631745.tif 000002
【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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【図８】
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【図９】
0004631745.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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