(57)【要約】 【課題】  部品点数の増加や部品形状の複雑化を必要とせずに、レンズの軸芯とランプの光軸方向とを簡便に手段で一致させることができ、内蔵されるランプの第二次焦点のずれを高精度で制御することが可能な光源装置、当該光源装置の製造方法、及び当該光源装置を利用したプロジェクタを提供すること。【解決手段】  本発明の光源装置１０は、ランプハウジング１５における楕円リフレクタ１２から射出される光束に応じた位置に対し、平行化レンズ１４を装着するレンズ取付部１６が形成され、レンズ取付部１６の内面１６ａは、楕円リフレクタ１２の光束射出方向に向かって次第に拡径し、かつ楕円リフレクタ１２の光軸方向に収束する錐台状斜面が形成されており、平行化レンズ１４の外周側面１４ａも、錐台状斜面に倣った傾斜面が形成されている。また、本発明のプロジェクタ１は、当該光源装置１０を備える。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極間で放電発光が行われる発光部、及びこの発光部の両側に設けられる封止部を有する発光管と、
略楕円面状の反射面を有し前記発光管から放射された光束を一定方向に収束して射出する楕円リフレクタと、
前記楕円リフレクタの光軸方向を位置決めするランプハウジングと、
当該楕円リフレクタの収束光を平行化する平行化レンズを備えた光源装置であって、
前記ランプハウジングの前記楕円リフレクタから射出される光束に応じた位置に対して、前記平行化レンズを装着するためのレンズ取付部が形成され、
前記レンズ取付部の内面は、前記楕円リフレクタの光束射出方向に向かって次第に拡径し、かつ前記楕円リフレクタの光軸方向に収束する錐台状斜面が形成されており、
前記平行化レンズの外周側面も、前記錐台状斜面に倣った傾斜面が形成されていることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光源装置において、
前記レンズ取付部に対して前記平行化レンズが熱カシメにより固定されていることを特徴とする光源装置。
【請求項３】
請求項１に記載の光源装置において、
前記レンズ取付部に対して前記平行化レンズが接着剤により固定されていることを特徴とする光源装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３の何れかに記載の光源装置において、
前記平行化レンズの外周に対してフランジ部が形成されていることを特徴とする光源装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４の何れかに記載の光源装置において、
前記平行化レンズに形成された傾斜面が、前記楕円リフレクタの光軸方向に対して角度が５度以上になるようにして設けられていることを特徴とする光源装置。
【請求項６】
電極間で放電発光が行われる発光部、及びこの発光部の両側に設けられる封止部を有する発光管と、
略楕円面状の反射面を有し前記発光管から放射された光束を一定方向に揃えて射出する楕円リフレクタと、
前記楕円リフレクタの光軸方向を位置決めするランプハウジングと、
当該楕円リフレクタの収束光を平行化する平行化レンズを備えた光源装置を製造する方法であって、
前記ランプハウジングの、前記楕円リフレクタから射出される光束に応じた位置に形成されるレンズ取付部に対して前記平行化レンズを取り付けるにあたり、
内面に対して前記楕円リフレクタの光束射出方向に向かって次第に拡径して、かつ前記楕円リフレクタの光軸方向に収束する錐台状斜面が形成されているレンズ取付部に対し、
外周側面に対して前記錐台状斜面に倣った傾斜面が形成された平行化レンズを嵌め込んで固定することを特徴とする光源装置の製造方法。
【請求項７】
光源から射出された光束を、画像情報に応じて変調して光学像を形成し、拡大投写するプロジェクタであって、
請求項１ないし請求項５の何れかに記載の光源装置を備えてい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、電極間で放電発光が行われる発光部、及びこの発光部の両側に設けられる封止部を有する発光管と、略楕円面状の反射面を有し前記発光管から放射された光束を一定方向に収束して射出する楕円リフレクタと、当該楕円リフレクタの光軸方向を位置決めするランプハウジングと、当該楕円リフレクタの収束光を平行化する平行化レンズとを備えた光源装置、当該光源装置の製造方法、及びかかる光源装置を備えたプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光源から射出された光束を、画像情報に応じて変調し光学像を拡大投写するプロジェクタが利用されており、このようなプロジェクタは、パーソナルコンピュータとともに、会議等でのプレゼンテーションに利用されている。
【０００３】
また、近年、家庭において大画面で映画等を見たいというニーズに応えて、ホームシアター用途にこのようなプロジェクタが利用されている。かかるプロジェクタに用いられる光源装置としては、一般に、メタルハライドランプや高圧水銀ランプ等の放電型発光管、及び楕円状のリフレクタをランプハウジング等に収納し、かかる楕円状リフレクタの収束光を平行化する平行化レンズを備えた構成のものが知られている。
【０００４】
一方、近年のプロジェクタにおける光源装置は、その小型化や高精度化等と相俟って、レンズユニットの組み立てにおいて、より高い精度でのレンズ枠体へのレンズの固定が要求されている。そして、レンズの軸芯とレンズ枠体の軸芯をできるだけ一致させて固定し、内蔵されるランプの第二次焦点のずれによって生じる照度の低下を防止することが、レンズユニットの光学的性能を向上させるために必要とされている。
【０００５】
このようなレンズ枠体へレンズを固定する手段を具備する光源装置としては、例えば、光源装置（光学レンズユニット）の組み立てにおいて、熱可塑性樹脂で構成されるレンズ枠体に対してレンズを保持ないし固定させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この技術により得られる光源装置は、レンズ枠体を不動状態に保持する固定型と、発熱部に対して当接及び離間することで爪部を熱溶融させる熱を受け取る加熱部を備えている。かつ、レンズの軸芯線に沿うように移動される可動体を備えており、レンズのレンズ面縁部を保持し、爪部をレンズの軸芯の中心線方向へ移動するように熱溶融させる３箇所の形状部を加熱面に略等間隔に形成するような構成として、レンズとレンズ枠体の間における軸芯のずれの発生を防止して、レンズの同軸度等の要求精度を満足できるようにしているものである。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２８８８７号公報（〔請求項１５〕、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記したような従来の光学レンズユニットは、レンズを固定する手段が面倒な上、必要とされる部品の形状も複雑であるため、作業性が悪く製造コストが高くなってしまうという問題が生じていた。
また、内蔵されるランプの第二次焦点のずれを高精度で制御するには、レンズの軸芯を
きちんととった上で、当該軸芯とランプの光軸とを調整して一致させる必要があったが、レンズの軸芯をとることは高コストにつながるとともに、従来の光源装置では、かかる調整が困難であるという問題もあった。
【０００８】
また、近年では、ランプから放射された光束を一定方向に収束して射出するリフレクタと、当該リフレクタの光軸方向を位置決めするランプハウジングを用いて、当該ランプハウジングに対してレンズを位置決め固定する手段も用いられているが、ランプハウジング
の精度の問題に加えて、ランプハウジングにレンズを組み込む際のズレ等の問題もあって、必ずしも満足のいくものが得られていないのが実状であった。
【０００９】
本発明の目的は、前記の課題に鑑みてなされたものであり、部品点数の増加や部品形状の複雑化を必要とせずに、レンズの軸芯とランプの光軸方向とを簡便な手段で一致させることができ、内蔵されるランプの第二次焦点のずれを高精度で制御することが可能な光源装置、当該光源装置の製造方法、及び当該光源装置を利用したプロジェクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の光源装置は、電極間で放電発光が行われる発光部、及びこの発光部の両側に設けられる封止部を有する発光管と、略楕円面状の反射面を有し前記発光管から放射された光束を一定方向に収束して射出する楕円リフレクタと、前記楕円リフレクタの光軸方向を位置決めするランプハウジングと、当該楕円リフレクタの収束光を平行化する平行化レンズを備えた光源装置であって、前記ランプハウジングの前記楕円リフレクタから射出される光束に応じた位置に対して、前記平行化レンズを装着するためのレンズ取付部が形成され、前記レンズ取付部の開口部の内面は、前記楕円リフレクタの光束射出方向に向かって次第に拡径し、かつ前記楕円リフレクタの光軸方向に収束する錐台状斜面が形成されており、前記平行化レンズの外周側面も、前記錐台状斜面に倣った傾斜面が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
前記のように、本発明の光源装置は、電極間で放電発光が行われる発光部、及びこの発光部の両側に設けられる封止部を有する発光管と、略楕円面状の反射面を有し前記発光管から放射された光束を一定方向に揃えて射出する楕円リフレクタと、前記楕円リフレクタの光軸方向を位置決めするランプハウジングと、当該楕円リフレクタの収束光を平行化する平行化レンズとを備えたものである。
ここで、発光管としては、高輝度発光する種々の発光管を採用することができ、例えば、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ等を採用することができる。
【００１２】
楕円リフレクタは、楕円面状の反射面を有するリフレクタであり、当該リフレクタの反射面は、可視光線を反射し、赤外線を透過するいわゆるコールドミラーであるのが好ましい。
ランプハウジングは、前記した楕円リフレクタの光軸方向の位置決めを行うものであり、例えば、合成樹脂、金属、セラミックス等の種々の材料を採用して、所定の形状に形成することができる
平行化レンズは、前記した楕円リフレクタにより収束された光を平行化するものであり、例えば、平行化凹レンズ等を採用することができる。
【００１３】
そして、本発明の光源装置にあっては、前記したランプハウジングの、楕円リフレクタから射出される光束に応じた位置に対して、平行化レンズを装着するためのレンズ取付部が形成されている。
そして、前記レンズ取付部の開口部の内面は、前記楕円リフレクタの光束射出方向に向かって次第に拡径（径を大きく）し、かつ前記楕円リフレクタの光軸方向に収束する錐台状斜面が形成されており、前記平行化レンズの外周側面も、前記錐台状斜面に倣った傾斜面が形成されている構成をとっている。
【００１４】
ここで、平行化レンズが取り付けられて固定されるレンズ取付部の断面形状は、平行化レンズの断面形状にあわせて、例えば、断面が円筒形状から構成されることが好ましく、かかるレンズ固定部に対して、楕円リフレクタの収束光を平行化する平行化レンズを嵌め込んで装着するようにすればよい。
また、当該平行化レンズの側面部に設けられる傾斜面は、レンズ取付部の内面に対して設けられる、楕円リフレクタの光軸方向に収束する錐台状の傾斜面に倣ったものであれば、特に制限はないが、楕円リフレクタの光軸方向に対して角度が５度以上になるようにして設けられていることが好ましく、５〜４５度になるようにして設けられていることが特に好ましい。
【００１５】
この本発明によれば、ランプハウジングに形成されたレンズ取付部の開口部の内面に対して、楕円リフレクタの光束射出方向に向かって次第に拡径し、かつ楕円リフレクタの光軸方向に収束する錐台状の傾斜面を設けるとともに、前記した平行化レンズの側面部に対して、前記錐台状の斜面に倣った傾斜面が設ける構成をとっているため、平行化レンズの軸芯は必然的に楕円リフレクタの光軸方向と一致することになる。従って、側面部に対してかかる傾斜面が設けられた平行化レンズを、内面に対して楕円リフレクタの光軸方向に収束する錐台状の傾斜面を設けるレンズ取付部に対して取付けることにより、平行化レンズの軸芯と楕円リフレクタの光軸方向、すなわち光源ランプの光軸方向とを、機械的な手段で一致させることができる。従って、内蔵されるランプの第二次焦点のずれを高精度で制御することができるものである。
【００１６】
また、本発明の光源装置は、かかる構成により平行化レンズの軸芯と光源ランプの光軸方向とを簡便に一致させるものであるから、必要とされる部品の点数も少なく、かかる部品の形状も複雑とならず、例えば平行化レンズの外径交差が緩くても確実に軸芯を出すことができるものであるから、部品も安価で製造することができ、コストの削減にも繋がるものである。更には、簡便な手段で平行化レンズを位置決め固定することができるほか、調整も最小限で済むため、作業性も良好である。
【００１７】
本発明の光源装置は、前記したレンズ取付部に対して前記平行化レンズが熱カシメにより固定されていることが好ましい。
この本発明によれば、ランプハウジングに設けられたレンズ取付部に対して平行化レンズが熱カシメにより固定されているので、ランプハウジングに平行化レンズを取り付ける場合におけるレンズ取付部に対する平行化レンズのガタ付きを好適に抑制できる。このため、平行化レンズの軸芯のブレも起こりにくくなるため、楕円リフレクタの光軸方向に対して平行化レンズの軸芯を一致させた状態での平行化レンズの固定を高精度で行うことが可能となる。
また、レンズ取付部に熱カシメ部を設け、かかる熱カシメ部を平行化レンズに対して、熱カシメを行って加熱圧着するという簡便な作業によって、平行化レンズの固定が容易に実施できることになるため、製造設備や製造工程の簡略化を図ることができる。
【００１８】
本発明の光源装置は、前記したレンズ取付部に対して前記平行化レンズが接着剤により固定されていることが好ましい。
この本発明によれば、レンズ取付部に対して平行化レンズが接着剤により固定されているため、前記の熱カシメによる固定の場合と同様に、レンズ取付部に対する平行化レンズのガタ付きを抑制できる。このため、レンズ軸芯のブレも起こりにくくなり、楕円リフレクタの光軸方向に対して平行化レンズの軸芯を一致させた状態での平行化レンズの固定を高精度で行うことが可能となる。
また、かかる本発明は、レンズ取付部の材料について、金属材料やセラミックス等、熱カシメの実施が不可能な材料で形成されている場合であっても実施可能であるため、レンズ取付部がかかる材料により形成されている場合には最適な手段である。
更には、接着剤の注入及び当該接着剤の硬化という簡便な作業により、平行化レンズの固定が施されることになるため、製造設備や製造工程の簡略化を図ることができる。
【００１９】
本発明の光源装置は、前記した平行化レンズの外周に対してフランジ部が形成されていることが好ましい。
この本発明によれば、平行化レンズの外周に対してフランジ部が形成されているため、レンズ取付部に対する平行化レンズの取り付けを簡便に行うことができる。特に、前記した熱カシメ等のカシメや接着剤を用いて平行化レンズをレンズ取付部に対して取り付ける場合において効果的である。
【００２０】
本発明の光源装置は、前記した平行化レンズに形成された傾斜面が、前記楕円リフレクタの光軸方向に対して角度が５度以上になるようにして設けられていることが好ましい。
この本発明によれば、平行化レンズに形成された傾斜面が、楕円リフレクタの光軸方向に対して角度が特定範囲になるようにして設けられているので、レンズ取付部に対する平行化レンズの、平行化レンズの軸芯と光源ランプの光軸方向とを一致させた状態での取り付けを、より一層好適に行うことができる。
【００２１】
本発明の光源装置の製造方法は、電極間で放電発光が行われる発光部、及びこの発光部の両側に設けられる封止部を有する発光管と、略楕円面状の反射面を有し前記発光管から放射された光束を一定方向に揃えて射出する楕円リフレクタと、前記楕円リフレクタの光軸方向を位置決めするランプハウジングと、当該楕円リフレクタの収束光を平行化する平行化レンズを備えた光源装置を製造する方法であって、前記ランプハウジングの、前記楕円リフレクタから射出される光束に応じた位置に形成されるレンズ取付部に対して前記平行化レンズを取り付けるにあたり、内面に対して前記楕円リフレクタの光束射出方向に向かって次第に拡径して、かつ前記楕円リフレクタの光軸方向に収束する錐台状斜面が形成されているレンズ取付部に対して、外周側面に対して前記錐台状斜面に倣った傾斜面が形成された平行化レンズを嵌め込んで固定することを特徴とする。
【００２２】
この本発明によれば、ランプハウジングの、楕円リフレクタから射出される光束に応じた位置に形成されたレンズ取付部に対して平行化レンズを取り付けるにあたり、内面に対して楕円リフレクタの光束射出方向に向かって次第に拡径し、楕円リフレクタの光軸方向に収束する錐台状斜面が形成されているレンズ取付部に対して、外周側面に対して錐台状斜面に倣った傾斜面が形成された平行化レンズを嵌め込んで固定するようにしているので、
平行化レンズの軸芯が必然的に楕円リフレクタの光軸方向と一致するようにして固定されることとなる。このため、平行化レンズの軸芯と光源ランプの光軸方向とを、機械的な手段で一致させることができ、内蔵されるランプの第二次焦点のずれを高精度で制御する光源装置の製造方法を提供するものである。
また、かかる製造方法によれば、簡便な手段で平行化レンズを位置決め固定することができるほか、調整も最小限で済むため、作業性も良好である。
【００２３】
本発明のプロジェクタは、光源から射出された光束を、画像情報に応じて変調して光学像を形成し、拡大投写するプロジェクタであって、前述した光源装置を備えていることを特徴とする。
この発明によれば、前述と同様の作用・効果を享受できる。
そして、かかる構成からなる光源装置は、小型化がし易いため、プロジェクタ自体の小型化を促進することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
［第１実施形態］
図１には、本発明の第１実施形態に係るプロジェクタ１の光学系を表す模式図が示され、このプロジェクタ１は、光源から射出された光束を、画像情報に応じて変調して光学像を形成し、スクリーン上に拡大投写する光学機器であり、光源装置としての光源ランプユニット１０、均一照明光学系２０、色分離光学系３０、リレー光学系３５、光学装置４０、及び投写光学系８０を備えて構成され、光学系２０〜３５を構成する光学素子は、所定の照明光軸Ａが設定されたライトガイド２内に位置決め調整されて収納されている。
【００２５】
光源ランプユニット１０は、光源ランプ１１から放射された光束を一定方向に揃えて射出し、光学装置４０を照明するものであり、詳しくは後述するが、光源ランプ１１、楕円リフレクタ１２、副反射鏡１３、及び平行化レンズ（平行化凹レンズ）１４を備えている。
そして、光源ランプ１１から放射された光束は、楕円リフレクタ１２により装置前方側に射出方向を揃えて収束光として射出され、平行化レンズ１４によって平行化され、均一照明光学系２０に射出される。
【００２６】
均一照明光学系２０は、光源ランプユニット１０から射出された光束を複数の部分光束に分割し、照明領域の面内照度を均一化する光学系であり、第１レンズアレイ２１、第２レンズアレイ２２、偏光変換素子２３、及び重畳レンズ２４、及び反射ミラー２５を備えている。
第１レンズアレイ２１は、光源ランプ１１から射出された光束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、照明光軸Ａと直交する面内にマトリクス状に配列される複数の小レンズを備えて構成され、各小レンズの輪郭形状は、後述する光学装置４０を構成する液晶パネル４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂの画像形成領域の形状とほぼ相似形をなすように設定されている。
第２レンズアレイ２２は、重畳レンズ２４と共に前述した第１レンズアレイ２１により分割された複数の部分光束を集光する光学素子であり、第１レンズアレイ２１と同様に照明光軸Ａに直交する面内にマトリクス状に配列される複数の小レンズを備えた構成であるが、集光を目的としているため、各小レンズの輪郭形状が液晶パネル４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂの画像形成領域の形状と対応している必要はない。
【００２７】
偏光変換素子２３は、第１レンズアレイ２１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偏光変換素子である。
この偏光変換素子２３は、図示を略したが、照明光軸Ａに対して傾斜配置される偏光分離膜及び反射ミラーを交互に配列した構成を具備する。偏光分離膜は、各部分光束に含まれるＰ偏光光束及びＳ偏光光束のうち、一方の偏光光束を透過し、他方の偏光光束を反射する。反射された他方の偏光光束は、反射ミラーによって曲折され、一方の偏光光束の射出方向、すなわち照明光軸Ａに沿った方向に射出される。射出された偏光光束のいずれかは、偏光変換素子２３の光束射出面に設けられる位相差板によって偏光変換され、すべての偏光光束の偏光方向が揃えられる。このような偏光変換素子２３を用いることにより、光源ランプ１１から射出される光束を、一方向の偏光光束に揃えることができるため、光学装置４０で利用する光源光の利用率を向上することができる。
【００２８】
重畳レンズ２４は、第１レンズアレイ２１、第２レンズアレイ２２、及び偏光変換素子２３を経た複数の部分光束を集光して液晶パネル４２Ｒ、４２Ｇ、４２Ｂの画像形成領域上に重畳させる光学素子である。この重畳レンズ２４は、本例では光束透過領域の入射側端面が平面で射出側端面が球面の球面レンズであるが、非球面レンズを用いることも可能である。
この重畳レンズ２４から射出された光束は、反射ミラー２５で曲折されて色分離光学系３０に射出される。
【００２９】
色分離光学系３０は、２枚のダイクロイックミラー３１，３２と、反射ミラー３３とを備え、ダイクロイックミラー３１、３２より均一照明光学系２０から射出された複数の部分光束を、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の３色の色光に分離する機能を具備する。
ダイクロイックミラー３１，３２は、基板上に所定の波長領域の光束を反射し、他の波長の光束を透過する波長選択膜が形成された光学素子であり、光路前段に配置されるダイクロイックミラー３１は、赤色光を透過し、その他の色光を反射するミラーである。光路後段に配置されるダイクロイックミラー３２は、緑色光を反射し、青色光を透過するミラーである。
【００３０】
リレー光学系３５は、入射側レンズ３６と、リレーレンズ３８と、反射ミラー３７、３９とを備え、色分離光学系３０を構成するダイクロイックミラー３２を透過した青色光を光学装置４０まで導く機能を有している。なお、青色光の光路にこのようなリレー光学系３５が設けられているのは、青色光の光路長が他の色光の光路長よりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。なお、本例においては青色光の光路長が長いのでこのような構成とされているが、赤色光の光路長を長くする構成も考えられる。
【００３１】
前述したダイクロイックミラー３１により分離された赤色光は、反射ミラー３３により曲折された後、フィールドレンズ４１を介して光学装置４０に供給される。また、ダイクロイックミラー３２により分離された緑色光は、そのままフィールドレンズ４１を介して光学装置４０に供給される。さらに、青色光は、リレー光学系３５を構成するレンズ３６、３８及び反射ミラー３７，３９により集光、曲折されてフィールドレンズ４１を介して光学装置４０に供給される。なお、光学装置４０の各色光の光路前段に設けられるフィールドレンズ４１は、第２レンズアレイ２２から射出された各部分光束を、照明光軸に対して平行な光束に変換するために設けられている。
【００３２】
光学装置４０は、入射した光束を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものであり、照明対象となる光変調装置としての液晶パネル４２と、色合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム４３とを備えて構成される。なお、フィールドレンズ４１及び各液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂの間には、入射側偏光板４４が介在配置され、図示を略したが、各液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ及びクロスダイクロイックプリズム４３の間には、射出側偏光板が介在配置され、入射側偏光板４４、液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ、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。
【００３３】
液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ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、与えられた画像信号に従って、入射側偏光板４４から射出された偏光光束の偏光方向を変調する。この液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂの変調を行う画像形成領域は、矩形状であり、その対角寸法は、例えば０．７インチである。
【００３４】
クロスダイクロイックプリズム４３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４３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、誘電体多層膜が形成されている。略Ｘ字状の一方の誘電体多層膜は、赤色光を反射するものであり、他方の誘電体多層膜は、青色光を反射するものであり、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。
そして、クロスダイクロイックプリズム４３から射出されたカラー画像は、投写光学系８０によって拡大投写され、図示を略したスクリーン上で大画面画像を形成する。
【００３５】
前述した光源装置としての光源ランプユニット１０は、前述した光源ランプ１１、楕円リフレクタ１２、副反射鏡１３、及び平行化レンズ（平行化凹レンズ）１４のほかに、図２に示されるように、レンズ取付部１６を設けたランプハウジング１５を備えて構成される。
発光管としての光源ランプ１１は、中央部が球状に膨出した石英ガラス管から構成され、
中央部分が発光部１１１、及びこの発光部１１１の両側に延びる部分が封止部１１２とされる。
【００３６】
発光部１１１の内部には、図２では図示を略したが、内部に所定の距離間をおいて配置される一対のタングステン製の電極と、水銀、希ガス、及び少量のハロゲンが封入されている。
封止部１１２の内部には、発光部１１１の電極と電気的に接続されるモリブデン製の金属箔が挿入され、ガラス材料等で封止されている。この金属箔には、さらに電極引出線としてのリード線１１３が接続され、このリード線１１３は、光源ランプ１１の外部まで延出している。そして、リード線１１３に電圧を印加すると、電極間で放電が生じ、発光部１１１が発光する。
【００３７】
また、楕円リフレクタ１２は、光源ランプ１１の封止部１１２が挿通される首状部１２１及びこの首状部１２１から拡がる楕円曲面状の反射部１２２を備えたガラス製の一体成形品である。
首状部１２１には、中央に挿入孔１２３が形成されており、この挿入孔１２３の中心に、介在部１２４及びフィン１１５を備える放熱部１１４を介して封止部１１２が配置される。
反射部１２２は、楕円曲面状のガラス面に金属薄膜を蒸着形成して構成され、この反射部１２２の反射面は、可視光を反射して赤外線を透過するコールドミラーとされる。
また、楕円リフレクタ１２の光源ランプ１１の光軸方向には、ガラス等で形成された密閉部１２５が配設され、当該リフレクタ１２が密閉されている。
【００３８】
図３に示すように、前記の光源ランプ１１は、この反射部１２２の内部に配置され、発光部１１１のうち電極間の発光中心が反射部１２２の楕円曲面の第１焦点位置Ｌ１となるように配置されている。
そして、光源ランプ１１を点灯すると、図３に示されるように、発光部１１１から放射された光束は、反射部１２２の反射面で反射して、楕円曲面の二次焦点位置Ｌ２に収束する収束光となる。
【００３９】
このような楕円リフレクタ１２に光源ランプ１１を固定する際には、放熱部１１４、及び光源ランプ１１の封止部１１２を楕円リフレクタ１２の挿入孔１２３に挿入し、発光部１１１内の電極間の発光中心が反射部１２２の楕円曲面の焦点となるように配置し、挿入孔１２３内部にシリカ・アルミナを主成分とする無機系接着剤が充填されて、介在部１２４を形成している。
なお、本例においては、前側の封止部１１２から出たリード線１１３も挿入孔１２３を通して外部に露出している。
【００４０】
また、反射部１２２の光軸方向の寸法は、光源ランプ１１の長さ寸法よりも短くなっていて、このように楕円リフレクタ１２に光源ランプ１１を固定すると、光源ランプ１１の前方側の封止部１１２が楕円リフレクタ１２の光束射出開口から突出する。
【００４１】
副反射鏡１３は、光源ランプ１１の発光部１１１の光束射出方向前側略半分を覆う反射部材であり、図示を略したが、その反射面は、発光部１１１の球面に倣う凹曲面状に形成され、反射面は楕円リフレクタ１２と同様にコールドミラーとされている。
この副反射鏡１３を発光部１１１に装着することにより、図３に示すように発光部１１１の前方側に放射される光束は、この副反射鏡１３によって楕円リフレクタ１２側に反射し、楕円リフレクタ１２の反射部１２２から射出されることになる。
このように副反射鏡１３を用いることにより、発光部１１１の前方側に放射される光束が後方側に反射されるため、反射部１２２の楕円曲面が少なくても、発光部１１１から射出された光束をすべて一定方向に揃えて射出でき、楕円リフレクタ１２の光軸方向寸法を小さくすることができる。
【００４２】
ランプハウジング１５は、図２に示すように、第１水平部１５１、第２水平部１５２及び垂直部１５３を備えている、合成樹脂製の一体成形品である。
このうち、第１水平部１５１は、ライトガイド２の壁部と係合しており、光源ランプユニット１０をライトガイド２内に隠蔽して光漏れが出ないようにする部分である。また、図示を略したが、この第１水平部１５１には、光源ランプ１１を外部電源と電気的に接続するための端子台が設けられており、この端子台には、光源ランプ１１の図２では図示しないリード線が接続されている。
【００４３】
第２水平部１５２は、その先端部１５２ａにより、楕円リフレクタ１２の光軸方向の位置決めを行っており、本例では、この第２水平部１５２に対して楕円リフレクタ１２の光束射出開口側先端部分が接着剤等で固定されている。
このような第２水平部１５２には、突起１５４が形成されている。この突起１５４は、ライトガイド２内に形成された凹部と係合し、係合すると光源ランプ１１の発光中心がライトガイド２の照明光軸Ａ上に配置されている。
【００４４】
ランプハウジングを構成する垂直部１５３は、その先端部１５３ａに対して、ランプハウジング１５の楕円リフレクタ１２から射出される光束に応じた位置に対して、平行化レンズ１４を装着するためのレンズ取付部１６が形成されている。当該レンズ取付部１６は、平行化レンズ１４の断面形状（本実施形態では円形状）に併せて開口して形成される。
そして、この開口されたレンズ取付部１６に対して、楕円リフレクタ１２の収束光を平行化するための平行化レンズ１４が嵌め込まれて装着されている。
【００４５】
本実施形態においては、図２に示されるように、ランプハウジング１５に形成されているレンズ取付部１６の内面部１６ａに対して、前記楕円リフレクタ１２の光束射出方向に向かって次第に拡径し、かつ前記楕円リフレクタ１２の光軸方向に収束する錐台状斜面が設けられる。
また、当該レンズ取付部１６に取り付けられる平行化レンズ１４の側面部１４ａに対しては、前記したレンズ取付部１６の内面部１６ａに設けられた楕円リフレクタ１２の光軸方向に収束する、錐台状の傾斜面に倣った傾斜面が形成されている。
なお、レンズ取付部１６に対する平行化レンズ１４の固定は、本実施形態においては、図２に示されるように、平行化レンズ１４の射出側（図２の矢印側）が、レンズ取付部１６のレンズ射出側に形成された熱カシメ部１６１によって熱カシメされることによって固定されている。
【００４６】
図４は、本実施形態における楕円リフレクタ１２の光軸と、レンズ取付部１６の内面部１６ａに対して設けられた傾斜面、及び平行化レンズ１４の側面部１４ａに形成された傾斜面との位置関係を示した模式図である。本図に示されるように、当該楕円リフレクタ１２に形成されたレンズ取付部１６の内面部１６ａに対して設けられた錐台状の傾斜面は、
楕円リフレクタ１２の光軸方向（図４における１点破線）に対して収束するようになっている。また、平行化レンズ１４の側面部１４ａに対して設けられた傾斜面も、レンズ取付部１６の内面部１６ａに設けられた楕円リフレクタ１２の光軸方向に収束する錐台状の傾斜面に倣っているため、同様に楕円リフレクタ１２の光軸方向（図４における１点破線）に対して収束する。
【００４７】
従って、このような位置関係にある平行化レンズ１４を、レンズ取付部１６に対して取付ければ、平行化レンズ１４の軸芯は必然的に楕円リフレクタ１２の光軸方向と一致することになり、その結果、平行化レンズ１４の軸芯と楕円リフレクタ１２の光軸方向、すなわち光源ランプ１１の光軸方向とを、機械的な手段で一致させることができる。
【００４８】
ここで、平行化レンズ１４に形成された傾斜面の、楕円リフレクタ１２の光軸方向に対する角度αは、５度以上になるようにして設けられていることが好ましく、５〜４５度になるようにして設けられていることが特に好ましい。楕円リフレクタ１２の光軸方向に対する角度αがかかる値であれば、レンズ取付部１６に対する平行化レンズ１４の、平行化レンズ１４の軸芯と光源ランプ１１の光軸方向とを一致させた状態での取り付けを好適に行うことができる。
【００４９】
また、図５は、本実施形態の光源ランプユニット１０を構成する平行化レンズ１４の形状の概略図であり、図５（Ａ）は平行化レンズ１４の斜視図、図５（Ｂ）はＢ−Ｂ断面図をそれぞれ示したものである。
図５に示されるように、本実施形態における平行化レンズ１４の射出側の外周には、外側に鍔状に張り出すようにしてフランジ部１４１が形成されている。本実施形態の光源ランプユニット１０に適用される平行化レンズ１４には、このようにして外周にフランジ部１４１が設けられているため、当該平行化レンズ１４のレンズ取付部１６に対する熱カシメによる取り付けを簡便に実施することができる。
【００５０】
次に、図５に示した形状の平行化レンズ１４を、ランプハウジング１５に形成されたレンズ取付部１６に対して固定する手段について、図６を用いて説明する。
まず、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、その内面部１６ａに対して、前記楕円リフレクタ１２の光束射出方向に向かって次第に拡径し、楕円リフレクタ１２の光軸方向に収束する錐台状斜面が形成されているレンズ取付部１６に対して、その側面部１４ａに対して、レンズ取付部１６の内面部１６ａに形成した錐台状の斜面に倣った傾斜面を設けた平行化レンズ１４を嵌め込んで仮固定する。ここで、図６（Ｂ）は、平行化レンズ１４をレンズ取付部１６に嵌め込んだ状態を示している。
【００５１】
このようにして平行化レンズ１４をレンズ取付部１６に対して仮固定したら、公知の熱カシメ機等を用いて、レンズ取付部１６に設けられた熱カシメ部１６１を押圧して加熱加圧することにより、熱カシメ部１６１が熱変形されて、熱カシメ部１６１の先端部１６１ａが平行化レンズ１４の上に被さって熱カシメされることで、レンズ取付部１６に対して平行化レンズ１４が本固定されることになる（図６（Ｃ））。
なお、このような光源ランプユニット１０は、前記したプロジェクタ１のライトガイド２に収納されることになる。
【００５２】
前述のような実施形態（第１実施形態）によれば、次のような効果を奏することができる。
（１）光源ランプユニット１０を構成するランプハウジング１５に形成されるレンズ取付部１６の内面部１６ａに対して、楕円リフレクタ１２の光束射出方向に向かって次第に拡径し、かつ楕円リフレクタ１２の光軸方向に収束する錐台状斜面が形成するとともに、平行化レンズ１４の側面部１４ａに対して、前記したレンズ取付部１６の内面部１６ａに形成された錐台状の斜面に倣った傾斜面が設けられているため、平行化レンズ１４の軸芯は必然的に楕円リフレクタ１２の光軸方向と一致することになり、レンズ取付部１６に対して平行化レンズ１４を、平行化レンズ１４の軸芯と楕円リフレクタ１２の光軸方向、すなわち光源ランプ１１の光軸方向とを一致させた状態で取り付けることができる。従って、内蔵される光源ランプ１１の第二次焦点のずれを高精度で制御することができる。
【００５３】
（２）光源ランプユニット１０は、かかる構成により平行化レンズ１４の軸芯と光源ランプ１１の光軸方向とを一致させるものであるから、必要とされる部品の点数も少なく、かかる部品の形状も複雑とならず、例えば平行化レンズ１４の外径交差が緩くても確実に軸芯を出すことができるものであるから、部品も安価で製造することができ、コストの削減にも繋がることになる。
【００５４】
（３）レンズ取付部１６に対して、平行化レンズ１４を熱カシメにより固定することにより、ランプハウジング１５に平行化レンズ１４を取り付ける場合における、レンズ取付部１６に対する平行化レンズ１４のガタ付きを抑制でき、その結果、平行化レンズ１４の軸芯のブレも起こりにくくなるため、楕円リフレクタ１２の光軸方向に対して平行化レンズ１４の軸芯を一致させた状態での平行化レンズ１４の固定を高精度で行うことが可能となる。
【００５５】
（４）レンズ取付部１６に熱カシメ部１６１を設け、かかる熱カシメ部１６１を平行化レンズ１４に対して熱カシメして加熱圧着するという簡便な作業によって平行化レンズ１４の固定が容易に実施できることになるため、製造設備や製造工程の簡略化を図ることができる。
【００５６】
（５）平行化レンズ１４の外周にはフランジ部１４１が形成されているため、レンズ取付部１６に対する平行化レンズ１４の取り付けを簡便に行うことができる。特に、本実施形態では、熱カシメを用いて平行化レンズ１４をレンズ取付部１６に対して取り付けるようにしているが、かかる熱カシメを簡便に実施するのに役立つ。
【００５７】
（６）平行化レンズに形成された傾斜面が、前記楕円リフレクタ１２の光軸方向に対して角度が５度以上になるようにして設けられているので、レンズ取付部１６に対する平行化レンズ１４の、平行化レンズ１４の軸芯と光源ランプ１１の光軸方向とを一致させた状態での取り付けを、より一層好適に行うことを可能とする。
【００５８】
（７）ランプハウジング１５に形成されたレンズ取付部１６に対して前記平行化レンズ１４を取り付けるにあたり、内面部１６ａに対して、楕円リフレクタ１２の光束射出方向に向かって次第に拡径して、かつ楕円リフレクタ１２の光軸方向に収束する錐台状斜面が形成されているレンズ取付部１６に対して、外周側面に対して、レンズ取付部１６の内面部１６ａに形成された錐台状斜面に倣った傾斜面が形成された平行化レンズ１４を嵌め込んで固定するようにしているので、平行化レンズ１４の軸芯が必然的に楕円リフレクタ１２の光軸方向と一致するようにして固定されることとなり、平行化レンズ１４の軸芯と光源ランプ１１の光軸方向とを簡便な手段で一致させることができ、内蔵される光源ランプ１１の第二次焦点のずれを高精度で制御する光源装置１０の製造方法を提供することができる。
【００５９】
（８）光源装置１０（光源ランプユニット１０）をプロジェクタ１に採用することにより、光源部分の小型化を図ることができる。従って、各光学部品の小型化をも図ることができ、プロジェクタ１全体の小型化を図ることができる。
【００６０】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態を説明する。なお、以下の説明では、既に説明した部分又は部材と同様な部材等については、同一符号を付して、その説明を省略する。
前記の第１実施態様にかかる光源ランプユニット１０は、ランプハウジング１５に設けられているレンズ取付部１６に対して熱カシメ部１６１が形成されているとともに、当該レンズ取付部１６に対して平行化レンズ１４が熱カシメにより固定する態様を示したものであった。
これに対して、第２実施形態にかかる光源ランプユニット１０は、図７に示すように、
ランプハウジング１５に設けられたレンズ取付部１６には熱カシメ部１６１は形成されておらす、また、当該レンズ取付部１６に対して平行化レンズ１４が接着剤により固定されている点において相違する。
【００６１】
図７は、本発明の第２実施形態を構成する光源装置１０（光源ランプユニット１０）の構造を示した断面図であり、本実施形態においては、前記した第１実施形態と異なり、レンズ取付部１６に対して平行化レンズ１４が接着剤による接着部１７が形成されて固定されているものである。
この接着剤による固定は、レンズ取付部１６が金属材料やセラミックス等、前記の熱カシメの実施が不可能な材料で形成されている場合であっても実施可能であるため、レンズ取付部１６がかかる材料により形成されている場合の手段として最適である。
【００６２】
ここで、使用される接着剤及び接着手段としては、特に制限はないが、例えば、必要により融点が１５０℃〜２００℃のシリコーン系耐熱紫外線硬化型接着剤を用いて仮固定をした後、融点が２５０℃〜３５０℃のシリコーン系またはエポキシ系耐熱接着剤を用いて本固定するという接着手段を用いることができる。
【００６３】
図７に示した構成の光源ランプユニット１０において、レンズ取付部１６に対して平行化レンズ１４を固定するためには、前記した図６（Ａ）及び（Ｂ）に従い、レンズ取付部に対して、平行化レンズ１４の芯軸を、平行化レンズ１４の光軸方向に一致させるようにして嵌め込んだ後、平行化レンズ１４の側面部１４ａとレンズ取付部１６の外面部１６２（射出側）に前記接着剤を注入・硬化させて接着部１７を形成させ、平行化レンズ１４とレンズ取付部１６を固着一体化すればよい。
このように、接着剤の注入及び当該接着剤の硬化という簡便な作業により、平行化レンズ１４の固定が施されることになるため、製造設備や製造工程の簡略化も図ることができる。
【００６４】
前述のような実施形態（第２実施形態）によれば、前述した（１）〜（７）の効果（ただし（３）及び（４）を除く）に加えて、次のような効果を奏することができる。
（３−ａ）レンズ取付部１６に対して平行化レンズ１４が接着剤により固定されているため、レンズ取付部１６に対する平行化レンズ１４のガタ付きを好適に抑制できることとなり、このため、レンズ軸芯のブレも起こりにくくなり、楕円リフレクタ１２の光軸方向に対して、平行化レンズ１４の軸芯を一致させた状態での平行化レンズ１４の固定を高精度で行うことが可能となる。
【００６５】
（４−ａ）接着剤での固定は、レンズ取付部１６の材料について金属材料やセラミックス等、前記の熱カシメの実施が不可能な材料で形成されている場合であっても実施可能であるため、レンズ取付部１６がかかる材料により形成されている場合には最適な手段である。そして、接着剤の注入及び当該接着剤の硬化という簡便な作業により、平行化レンズ１４の固定が施されることになるため、製造設備や製造工程の簡略化を図ることができる。
【００６６】
なお、本発明は、前述の各実施形態に限定されるものではなく、以下に示すような変形をも含むものである。
例えば、前記した実施形態では、平行化レンズ１４の外周に対してフランジ部１４１を形成した態様を示したが、これには限定されず、図８及び図９に示すように、その外周にフランジ部１４１が形成されていない平行化レンズ１４を採用してもよい。
【００６７】
図８は、平行化レンズ１４として、その外周にフランジ部１４１が形成されていない平行化レンズ１４を用い、当該平行化レンズ１４をランプハウジング１５に形成されたレンズ取付部１６に対して熱カシメにより固定した態様を示すものである。また、図９は、同様に、外周にフランジ部１４１が形成されていない平行化レンズ１４をランプハウジング１５に対して接着剤により固定した態様を示すものである。
本発明の光源ランプユニット１０（光源装置１０）は、このようにして、その外周に対してフランジ部１４１が形成された平行化レンズ１４のほか、当該フランジ部１４１を形成されない平行化レンズ１４についても、同様に適用することができるものである。
【００６８】
また、前記実施形態では、光源ランプ１１として発光部１１１の内部に水銀を封入した高圧水銀ランプを採用していたが、これに限らず、メタルハライドランプに本発明を採用してもよい。
【００６９】
前記実施形態では、液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂを備えたプロジェクタ１に本発明の光源装置となる光源ランプユニット１０を採用していたが、これに限らず、マイクロミラーを用いた光変調装置を備えたプロジェクタについて本発明の光源装置を採用してもよい。
【００７０】
前記実施形態では、光源ランプ１１に副反射鏡１３が設けられた光源ランプユニット１０に本発明を採用していたが、これに限られず、副反射鏡のない光源ランプを備えた光源装置に本発明を採用してもよい。
その他、本発明の実施における具体的な構造及び形状等は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としても問題はない。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明の光源装置及びプロジェクタは、例えば、会議、学会、展示会等でのマルチメディアプレゼンテーションに適用される光源装置及びプロジェクタとして利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプロジェクタの光学系の構造を示した模式図。
【図２】前記実施形態における光源装置（光源ランプユニット）の構造を示した断面図。
【図３】前記実施形態における光源装置（光源ランプユニット）の光束射出の作用を説明するための模式図。
【図４】楕円リフレクタの光軸と、レンズ取付部の内面に対して設けられた傾斜面、及び平行化レンズの側面部に形成された傾斜面との位置関係を示した模式図。
【図５】前記実施形態における光源装置に適用される平行化レンズを示した概略図（（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面図）。
【図６】前記実施態様において、レンズ取付部に平行化レンズを取り付ける手順を示した模式図。
【図７】本発明の第２実施形態を構成する光源装置（光源ランプユニット）の構造を示した断面図。
【図８】フランジ部が形成されていない平行化レンズをレンズ取付部に固定した態様を示した概略図。
【図９】フランジ部が形成されていない平行化レンズをレンズ取付部に固定した他の態様を示した概略図。
【符号の説明】
【００７３】
１…プロジェクタ、１０、６０…光源ランプユニット（光源装置）１１…光源ランプ（発光管）、１２…楕円リフレクタ、１３…副反射鏡、１４…平行化レンズ（平行化凹レンズ）、１４ａ…側面部、１５…ランプハウジング、１６…レンズ取付部、１６ａ…内面部、１７…接着部、１１１…発光部、１１２…封止部、１１３…リード線（電極引出線）、１４１…フランジ部、１５１…第１平行部、１５２…第２平行部、１５３…垂直部、１６１…熱カシメ部、１６１ａ…先端部
【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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【図８】
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【図９】
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