(57)【要約】【課題】  プロジェクター装置に使用される光学装置の構成を改良することにより、封止部へのクラック発生、給電線の断線、照度低下等の不具合を生じることなくプロジェクター装置を小型化することを目的とする。【解決手段】  本発明の光学装置は、内部に一組の電極を有する発光部の両端に連続して形成された封止部を有するショートアーク型放電ランプと、この放電ランプから放射された光を放電ランプのアーク輝点を通過するように反射させるための反射手段と、前記放電起点と焦点とが重なるように配置された、前記反射手段により反射された光を前方側に集光するための集光反射鏡とからなり、前記放電ランプの前方部側に位置する封止部が、前記集光反射鏡の光軸に対して当該光軸を基準として前記反射部が設けられた側と反対側に傾斜していることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に一組の電極を有する発光部の両端に連続して形成された封止部を有するショートアーク型放電ランプと、この放電ランプから放射された放射光を放電ランプのアーク輝点を通過するように反射させるための反射手段と、前記アーク輝点と焦点とが重なるように配置された、前記放射光を前方側に集光するための反射部を有する集光反射鏡と、からなる光学装置において、
前記放電ランプは、その前方部側に位置する封止部が、前記集光反射鏡の光軸に対して当該光軸を基準として前記反射部が設けられた側と反対側に傾斜していることを特徴とする光学装置。
【請求項２】
前記集光反射鏡は、略半割形状を有することを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記集光反射鏡は、当該集光反射鏡を前記反射部が設けられた箇所にて前記光軸に直交する平面によって切断して得た断面において、一方の開口端部と前記光軸とを結ぶ仮想線と、他方の開口端部と前記光軸とを結ぶ仮想線とでなす角が、１８０°以下であることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項４】
前記反射手段は、前記発光部の外表面に設けられた反射膜であることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の光学装置。
【請求項５】
前記集光反射鏡の光軸と前記放電ランプの軸線とでなす角は、２．６５°以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載の光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ショートアーク型放電ランプ（以下、単に放電ランプとも称す）を使用した光学装置に関し、特に点灯時の水銀蒸気圧が１５０気圧以上にも達するショートアーク型超高圧水銀ランプを使用した液晶ディスプレイ装置やＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）を使ったＤＬＰ（デジタルライトプロセッサ）などのプロジェクター装置のバックライトとして使用する光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年営業プレゼンテーション、学術論文発表等の用途において、パソコン上の画像を大画面表示することが可能なプロジェクター装置が注目されている。プロジェクター装置は液晶パネルを使うタイプの装置と、ＤＬＰを使うタイプの装置が存在する。
【０００３】
液晶パネルを使う方式は、光源からの放射光を３色（ＲＧＢ）に分離した後、各液晶パネルにおいて画像情報に対応させた光を透過調整して、その後、各パネルを透過した３色を合成させてスクリーン上に投射させるものである。一方、単板のＤＬＰを使う方式は、光源からの放射光をＲＧＢの領域が分割形成された回転フィルターを介してＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）に照射し、このＤＭＤで特定の光を反射させてスクリーンに照射するものである。ＤＭＤとは、小さなミラー１個毎が画像の1ドット（画素）に対応し、そのミラーが数百万個敷き詰められた光学素子であって、一つ一つの小さな鏡の向きを制御することで光の投射を制御するものである。
【０００４】
プロジェクター装置に使用される光学装置としては、例えば、発光部内に水銀を封入したショートアーク型超高圧水銀ランプと、このランプから放射される光を平行光に変換するための放物面反射鏡とから構成されたものが知られている。このような光学装置においては、光源としてのランプから放射される光を光軸に平行な光に効率良く変換して、液晶表示パネルの被照射領域に照射する性能を有することが必要である。そして、近年では、プロジェクター装置を家庭内にも普及させるべく持ち運びが容易で過剰なスペースを占めないようにするため、プロジェクター装置の小型化が強く要求されている。
【０００５】
図６は、従来の光学装置の構成について説明するための側断面図である。尚、以下の図６〜８において、光は紙面の下方向にも放射されるが、便宜上、上方向のみを示している。
光学装置６０は、ショートアーク型放電ランプ６４が放物面反射鏡６１に組み込まれて構成されている。放電ランプ６４は、概略球状の発光部６５内にて陽極６７と陰極６８とが対向配置しており、この発光部６５の両端に連続して形成された封止部６６ａ、６６ｂに埋設された金属箔６９ａ、６９ｂには、封止部６６ａ、６６ｂの外方に向けて伸び出る給電用の外部リード７０ａ、７０ｂが接続されている。この放電ランプ６４は、そのアーク方向が放物面反射鏡６１の光軸Ｘに一致し、陽極６７と陰極６８との間に形成されるアーク輝点Ａが放物面反射鏡６１の焦点Ｆ１に一致するように配置され、一方の封止部６６ｂが後述の貫通穴６３に接着剤７１を充填することにより固定されている。放物面反射鏡６１は、その内表面に主に可視光を反射するための誘電体多層膜が設けられており、前方側（図６において右方向）に設けられた前方開口部６２と、放電ランプ６４の一方の封止部６６ｂを挿入するための後方側（図６において左方向）に形成された貫通穴６３とを有する。
【０００６】
上記光学装置６０においては、放物面反射鏡６１の前方開口縁上の点Ｂとアーク輝点Ａとを結ぶ仮想直線Ｃと、貫通穴６３の開口縁上の点Ｄとアーク輝点Ａとを結ぶ仮想直線Ｅと、でなす角σ（以下、受光立体角と称す）の領域に向かって放射される光のうち、後方側貫通穴６３を透過するもの以外は、放物面反射鏡６１により反射されて光軸Ｘに平行な平行光となって、液晶表示パネルの被照射領域に照射される。
【０００７】
プロジェクターを小型化するためには、図６に示す放物面反射鏡６１に変えて短焦点の楕円反射鏡を使用すること、つまり、集光距離を短くすることが考えられる。しかしながら、短焦点の楕円反射鏡を用いると、図７に示すように楕円反射鏡９０によって集光した光束が、当該楕円反射鏡９０の前方側に位置している放電ランプ６４の封止部６６ａ、さらには、封止部６６ａから外方に伸び出ている外部リード７０ａに接続された給電線７２にぶつかるおそれがある。そして、この場合には、封止部６６ａ及び給電線７２が加熱され、封止部６６ａに埋設されている金属箔６９ａ及び外部リード７０ａの酸化を引き起こし、封止部６６ａへのクラック発生、外部リード７０ａの断線、照度低下等の不具合が生じることになる。
【０００８】
上記不具合が生じることを回避するために、例えば以下の５つの方法が考えられる。図８は、不具合回避のための手段について説明するための図である。図６、７と同一符号は同一部分を示すため説明は省略する。
【０００９】
第１〜第３の方法は放電ランプ６４の構造を改良する方法である。第１の方法として、図８（ａ）に示すように、楕円反射鏡９０の前方側に配置された封止部６６ａの先端側の一部分をテーパー形状にすることが考えられるが（特許文献１参照）、この方法によれば、封止部６６ａに光束がぶつかることは回避できるが、
前方側の外部リード７０ａに接続された給電線７２の加熱による酸化を防止することはできない。
第２の方法として、図８（ｂ）に示すように楕円反射鏡９０の前方側に配置された封止部６６ａの全長を短くすることが考えられるが、この方法によれば、封止部での温度勾配による温度低下が少なくなる。その結果として封止部端面の温度は高くなり、金属箔６９ａ及び外部リード７０ａが一層酸化し易くなる。
第３の方法として、図８（ｃ）に示すように楕円反射鏡９０の前方側に配置された封止部６６ａに反射膜を設けることが考えられるが、この方法によれば、封止部６６ａにぶつかる光束を反射させることにより熱吸収を緩和できるが、上記光束を１００％反射できるわけではないので、封止部６６ａが加熱されることによる金属箔６９ａ及び外部リード７０ａの酸化を完全に防止することはできない。
【００１０】
第４及び第５の方法は楕円反射鏡９０の構造を改良する方法である。第４の方法は、図８（ｄ）に示すように、封止部６６ｂを挿入するための楕円反射鏡９０の後方側に形成される貫通穴６３の径を大きくしている。この方法によれば、アーク輝点Ａから放射される光のうち貫通穴を通過する光束を増やすこと、すなわち、受光立体角を小さくすることにより封止部６６ａに光束がぶつからないようにしているため、封止部６６ａや外部リード７０ａが加熱されることによる不具合を回避できるものの、楕円集光鏡９０に捕捉される光束量が減少することになるので著しい照度低下を招くことになる。
第５の方法は、図８（ｅ）に示すように、第１焦点距離ｆ１が大きい楕円反射鏡９０を用いることにより、発光部６５がより前方側に位置するように放電ランプ６４を配置している。この方法によれば、受光立体角を減少させることなく封止部６６ａに光束がぶつからないようにできるものの、第１焦点距離ｆ１を大きくするのに伴って楕円反射鏡９０の前方側開口部６２の径も大きくなるため、プロジェクター装置を小型化するという目的を達成することができない。
【００１１】
以上のように、第１〜第３の方法のように放電ランプ６４の構造を改良する方法では、封止部６６ａ及び外部リード７０ａが加熱により酸化する不具合を回避することはできない。第４及び第５の方法のように楕円反射鏡９０の構造を改良する方法では、封止部６６ａ及び外部リード７０ａが酸化する不具合を回避できるが、照度低下を招き、さらには小型化という目的を達成することができない。従って、従来の技術では、上記不具合を生じることなく、良好にプロジェクター装置の小型化を図ることはできなかった。
【特許文献１】特開平２００１−３５２０３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の課題は、プロジェクター装置に使用される光学装置の構成を改良することにより、封止部へのクラック発生、給電線の断線、照度低下等の不具合を生じることなくプロジェクター装置を小型化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の光学装置は、内部に一組の電極を有する発光部の両端に連続して形成された封止部を有するショートアーク型放電ランプと、この放電ランプから放射された放射光を放電ランプのアーク輝点を通過するように反射させるための反射手段と、前記アーク輝点と焦点とが重なるように配置された、前記放射光を前方側に集光するための集光反射鏡とからなり、前記放電ランプの前方部側に位置する封止部が、前記集光反射鏡の光軸に対して当該光軸を基準として前記反射部が設けられた側と反対側に傾斜していることを特徴とする。
【００１４】
さらに、請求項１の光学装置において、前記集光反射鏡は、略半割形状を有することを特徴とする。
【００１５】
さらに、請求項１の光学装置において、前記集光反射鏡は、当該集光反射鏡を前記反射部が設けられた箇所にて前記光軸に直交する平面によって切断して得た断面において、一方の開口端部と前記光軸とを結ぶ仮想線と、他方の開口端部と前記光軸とを結ぶ仮想線とでなす角が、１８０°以下であることを特徴とする。
【００１６】
さらに、請求項１乃至請求項３の光学装置において、前記反射手段は、前記発光部の外表面に設けられた反射膜であることを特徴とする。
【００１７】
さらに、請求項１乃至請求項４の光学装置において、前記集光反射鏡の光軸と前記放電ランプの軸線とでなす角は、２．６５°以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の光学装置によれば、楕円反射鏡に組み込まれたショートアーク型放電ランプの軸線が集光反射鏡の光軸に対して傾斜した構造である。従って、プロジェクター装置を小型化すべく焦点距離が短い集光反射鏡を用いたとしても前方側の封止部や、当該封止部から外方に伸び出て外部リードに接続された給電線に光束がぶつかることがないため、この封止部に埋設された金属箔や外部リードが酸化する不具合が生じず、照度低下を招くこともない。また、上記外部リードに接続された給電線が影となることによる照度低下を招くこともない。
【００１９】
さらに、半割形状の集光反射鏡を使用した場合には、上記効果に加えて以下の効果を得ることができる。すなわち、通常の集光反射鏡を使用した場合と比較して光学装置の寸法を概ね半分程度とすることができるので、プロジェクタ装置を一層小型化することができる。また、上記のように小型化のために半割形状の集光反射鏡を使用したとしても、発光部の上方側、つまり、集光反射鏡が配置された側へ放射された光はもちろんのこと、発光部の下方側へ放射された光が集光反射鏡に受光されるように反射膜又は発光部近傍に設けられた球面反射鏡によって反射されるため、放射光の利用効率が低下することもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図１、２により本発明の光学装置の実施例について説明する。図１は、本発明の光学装置の構成を説明するための側断面図である。
光学装置１は、ショートアーク型放電ランプ１０が概略半割形状を有する楕円集光反射鏡２０に組み込まれて構成されている。ショートアーク型放電ランプ１０の放電容器は、略球状の発光部１１と、発光部１１の両端に連続して形成された封止部１２ａ、１２ｂとからなる。発光部１１内には、陽極１３と陰極１４とが対向して配置されている。封止部１２ａ、１２ｂには、モリブデンからなる金属箔１５ａ、１５ｂが各々埋設されることにより気密に封止されている。金属箔１５ａは、その一端に陰極１４が例えばスポット溶接等によって接続され、その他端に封止部１２ａから外方に伸び出る給電用の外部リード１６ａが接続されている。金属箔１５ｂも金属箔１５ａと同様にして、陽極１３と外部リード１６ｂが接続されている。外部リード１６ａには不図示の点灯電源に繋がる給電線１７に接続されている。
【００２１】
集光反射鏡２０は、前方部２１と後方部２２とを有し、楕円反射鏡をほぼ半割にしたものであって、前方部２１は図６の前方開口部６２に、後方部２２は図６の貫通穴６３にそれぞれ対応している。また、集光反射鏡２０の内表面には、主に可視光を反射するための誘電体多層膜からなる反射部２３が形成されている。ショートアーク型放電ランプ１０は、そのアーク輝点Ａが集光反射鏡２０の第１焦点Ｆ１と重なり、さらに、当該放電ランプの軸線Ｙが、集光反射鏡２０の光軸Ｘに対して当該光軸Ｘを基準として反射部２３が形成された側と反対側に向けて、軸線Ｙと光軸Ｘとでなす角α傾斜した状態で集光反射鏡２０に組み込まれている。
これにより、前方部２１側に位置する封止部１２ａが、光軸Ｘに対して当該光軸Ｘを基準として反射部２３が形成された側と反対側に向けて傾斜していることになる。尚、放電ランプ１０は、そのアーク輝点Ａが点灯時に形成されるものであり消灯時には形成されないため、集光反射鏡２０に組み込む際には、アーク輝点Ａが形成されるべき箇所（陽極１３と陰極１４との中間位置）と前記第１焦点Ｆ１とが概ね一致するように配置されることになる。本発明においては、集光反射鏡を用いているため、ロッド形状のインテグレーターレンズ１００の先端部に集光反射鏡２０の第２焦点Ｆ２が概ね一致している。
【００２２】
集光反射鏡２０は、例えば結晶化ガラスからなり、その内表面には、主に可視光を反射するために、例えばＴｉＯ２とＳｉＯ２との誘電体多層膜からなる反射部２３が形成されている。放電ランプ１０は、その封止部１２ｂを後方部２３に挿入した状態で、後方部２３に接着剤２４を充填することによって集光反射鏡２０に対して固着されている。
【００２３】
ショートアーク型放電ランプ１０は、発光部１１の外表面であってその下方半分、すなわち、集光反射鏡２０の光軸Ｘを中心として反射部２０が形成された側と反対側に反射膜２が形成されている。反射膜２は、例えばＺｒＯとＳｉＯ２との多層膜などであり、例えば、スパッタリングのようにして発光部１１の下方半分にコーティングされる。このような材料を用いる理由は、上記後述の数値例を有する放電ランプ１０は、点灯時に発光部１１外表面の温度が８００℃以上もの高温に達するものであるため、高耐熱性が要求されるからである。また、放電ランプ１０は、石英ガラスからなる放電容器を有し、発光部１１内には、プロジェクター装置に必要な、例えば４００ｎｍ〜７５０ｎｍの可視光波長の放射光を得るための水銀が封入されている。さらに、発光部１１内には、点灯始動性を改善するためにアルゴン、キセノン等の希ガスと、ハロゲンサイクルを行うことにより発光部１１の黒化を防止するために沃素、臭素、塩素等のハロゲンガスが封入されている。
【００２４】
図２は、本発明の光学装置１を、Ｇ−Ｇ´線を含むＹＺ平面にて切断して得た断面図を前方側から見た図である。Ｇ−Ｇ´線は、光軸Ｘに対して直交するものである。図１と同一符号は同一部分を示す。
図２に示されるように、放電ランプ１０の発光部１１には、下側半分に反射膜２が設けられている。発光部の下方に反射膜２を設けることの利点を以下に説明する。本発明に係る放電ランプ１０は、後述の数値例が示すように内容積の小さい発光部１１内における点灯時の水銀蒸気圧が１５０気圧以上にも達するという熱的条件が非常に厳しいものであるため、点灯時に発光部１１が極めて高温となる。この場合に、発光部１１の上方が下方よりも温度が高くなるので、発光部１１の低温部である下方側に反射膜２を設けることにより、反射膜２が劣化する心配が少ない。
【００２５】
光学装置１の数値例を以下に示す。集光反射鏡２０は、前方側の開口径は半割しない状態の仮想開口円とすれば、４０〜５０ｍｍの範囲から選択されて、例えば４４ｍｍであり、後方側の開口径は半割しない状態の仮想開口円とすれば、９〜１２ｍｍの範囲から選択されて、例えば１１ｍｍである。集光反射鏡２０の肉厚は、３〜６ｍｍの範囲から選択されて、例えば４ｍｍである。集光反射鏡２０は、第１焦点距離ｆ１は６〜１２ｍｍの範囲から選択されて、例えば８．１ｍｍであり、第２焦点距離ｆ２は５０〜３００ｍｍの範囲から選択されて、例えば６４．１ｍｍである。
【００２６】
ショートアーク型放電ランプ１０は、アーク方向の全長が４５〜１２０ｍｍの範囲から選択されて、例えば６５ｍｍであり、陽極１３と陰極１４との間の電極間距離は、１〜２ｍｍの範囲から選択されて、例えば１．２ｍｍである。発光部１１は、最大外径は９〜１４ｍｍの範囲から選択されて、例えば１０ｍｍであり、封止部１２は、外径は５〜８ｍｍの範囲から選択されて、例えば６ｍｍであり、発光管付け根から封止部端までの長さは１５〜５０ｍｍの範囲から選択されて、例えば２５ｍｍである。発光部１１の外表面にコーティングされた反射膜２は、厚みが０．６〜１．２μｍの範囲から選択されて、例えば０．９μｍである。
発光部１１内には、封入水銀量が０．１５ｍｇ／ｍｍ３以上となるように、発光部１１の内容積に応じて５０〜２００ｍｇの範囲から選択された量の水銀が封入される。また、発光部１１内には、バッファガスとしてＡｒ又はＸｅが１０〜２０ｋＰａの範囲で封入されている。このときの封入量は、例えば１３ｋＰａである。さらに発光部１１内には、ハロゲンガスとして臭素が封入時において１０-７〜１０-２μｍｏｌ/ｍｍ３の範囲から選択されて、例えば１０−５μｍｏｌ/ｍｍ３封入される。このような放電ランプ１０は、定格電圧が６０〜１１０Ｖの範囲から選択されて、例えば８０Ｖで一般的には水平点灯させるものである。
【００２７】
図１に示すように、光学装置１において、ショートアーク型放電ランプ１０は、その軸線Ｙが、集光反射鏡２０の光軸Ｘに対して傾斜した構造である。軸線Ｙと光軸Ｘとでなす角をαとする。ここで、光学装置１の数値例が以下の場合に、前方側の封止部１２ａに光束がぶつからないようにするためには、αは２．６５°以上であることが好ましい。
＜光学装置１の数値例＞
発光部１１の最大外径：１０ｍｍ
封止部１２ａの外径：６ｍｍ
第１焦点距離：８．１ｍｍ
第２焦点距離：６４．１ｍｍ
アーク輝点Ａから封止部１２ａの前方側端部までの距離：２５ｍｍ
【００２８】
このような光学装置１における放射光の放射状態について説明すると、陽極１３と陰極１４との間に形成されたアーク輝点Ａは放射の源になる。発光部１１の上方側に放射される光束は、反射部２３によって反射され、第２焦点Ｆ２に集光するべき光束Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４として放射される。発光部１１の下方側に放射される光束は、反射膜２によって反射されてアーク輝点Ａを通過後、反射部２３によって上記同様にＩ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４として放射される。
ここで、発光部１１は、反射膜２がコーティングされる部分については完全に球状であることが好ましい。その理由は、理想的には点と考えられるアーク輝点Ａからの放射光を反射膜２によって再びアーク輝点Ａに戻すことができるからである。
【００２９】
このような光学装置１によれば、集光反射鏡２０が半割形状であるため、全体寸法を著しく小さくできるという利点を有する。例えば、従来、集光反射鏡の開口径が４４ｍｍであったものがその半分の２２ｍｍになる。すなわち、発光部１１の寸法を加味したとしても、プロジェクター装置における光学装置を搭載すべき箇所のスペースが３５ｍｍ程度あれば、十分に光学装置１を搭載することが可能である。また、放電ランプ１０の発光部１１の下方側に光束が放射されないので、図８に示す従来の光学装置のように給電線１７が影になる心配もない。さらに、放電ランプ１０は、その前方側に位置している封止部１２ａが、集光反射鏡２０の光軸に対して傾斜した状態で配置されており、上記の光束Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４が封止部１２ａにぶつかることがないため、封止部１２ａや外部リード１６ａが加熱されることがないし、照度低下を招くこともなく、この点が本発明の最大の特徴である。
【００３０】
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、適宜変更を加えることが可能である。以下、図３〜図５に本発明の他の実施例について説明する。図１と同一符号は同一部分を示すので、説明は省略する。
【００３１】
図３は、本発明の光学装置の他の実施例を示す。図３は図１に対応するもので光学装置の側断面図を示す。請求項１にいう「反射手段」として前述の実施例では「反射膜」を使用する例について説明したが、本発明はこれに限るものではない。図３に示すように、ショートアーク型放電ランプ１０は、反射鏡２０、光透過窓３１、底板２５、この底板２５に固定された側板２６によって取り囲まれ、概ね密閉されている。そして、発光部１１の下方側から放射された光をアーク輝点Ａを通過して反射させるための球面反射鏡３０が、底板２５に取り付けられた支持部材２７によって支持されて下方側の発光部１１近傍に配置されている。球面反射鏡を発光部近傍に固定する手法は他にも、球面反射鏡３０が底板２５へ直接取り付けられる方法、球面反射鏡３０を封止部１２ａないし封止部１２ｂに固定する方法が考えられる。底板２５には給電線１７を引き出すための貫通穴２９が形成されている。
尚、発光部１１の下方側から放射された光をアーク輝点Ａに戻すためには、球面集光鏡に限らず、楕円型集光鏡等の他の構造の反射鏡を用いることもできる。
【００３２】
図３に示す光学装置によると、放電ランプ１０がほぼ密閉された構造であるので、放電ランプ１０をプロジェクタ装置内において別空間として隔離することができる。これにより、プロジェクタ装置内で密集するプロジェクタ装置の部品と、放電ランプとの不必要な干渉を防止でき、また、光学装置１を一体としてプロジェクタ装置内から取り出すことができるので放電ランプ１０の交換を容易に行うことが可能であり、さらには、万一放電ランプ１０が破損してもガラス片等が飛散することによるプロジェクタ装置の損傷を防止することができる。
【００３３】
図４は、本発明の光学装置の他の実施例を示す。図４（ａ）は、図１、３に対応するもので光学装置の側断面図を示す。図４（ｂ）は、図２に対応するもので光学装置をＨ−Ｈ´線を含むＹＺ平面にて切断して得た断面図を示す。Ｈ−Ｈ´線は、光軸Ｘに直交するものである。
集光反射鏡２０は、必ずしも完全な半割である必要はなく、図４（ｂ）に示すように、集光反射鏡２０の光軸Ｘと集光反射鏡２０の前方側開口縁上の点Ｊとを結ぶ仮想直線Ｍと、光軸Ｘと前方側開口縁上の点Ｋとを結ぶ仮想線Ｎとでなす角βが、１８０°以下の範囲となるように形成しても良い。この場合には、発光部１１の外表面には、上記角βに相当する部分に反射膜２をコーティングすれば良い。この実施例の光学装置によっても、発光部１１の下方側に放射される光を全て第２焦点Ｆ２に集光させることができる。
【００３４】
図４に示す光学装置１によると、集光反射鏡２０が封止部１２ｂの外周を覆うことの可能な首部３２を有するため、図１、３に示す光学装置１と比較して、小型化という面では劣るものの、封止部１２ｂと首部３２との間に接着剤２４を充填しやすく、放電ランプ１０を固定し易いという利点がある。これにより、放電ランプ１０を集光反射鏡２０に対して最適位置にて確実に固定させることができる。
【００３５】
図５は、本発明の光学装置の他の実施例を説明するための側断面図である。集光反射鏡２０は、半割形状ではなく、図８、９に示す楕円反射鏡９０と同一のものである。集光反射鏡２０の内面には上半分、すなわち、発光部１１に設けられた反射膜２とは反対側に相当する部分に、例えばＴｉＯ２とＳｉＯ２との誘電体多層膜からなる反射部２３が形成されている。無論、集光反射鏡２０の内面全体に反射部２３を設けても良い。このような実施例の光学装置によると、放電ランプ１０から放射された光は、反射膜２によって反射されてアーク輝点Ａを通過し、さらに反射部２３によって反射されて図１に示す実施例と同様に光束Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４として第２焦点Ｆ２に集光されることになる。本実施例においては、図３に示す実施例のようにして、反射膜２に変えて球面反射鏡３０を使用することも可能である。
【００３６】
このような構造は、光学装置の小型化という利点は失われるが、楕円反射鏡を半割にするという製造工程が不要になるという利点があるので、プロジェクタ装置のみの小型化が要求され光学装置自体の小型化が要求されない場合には有効である。また、集光反射鏡２０の下半分は光学的に使用されていないため、リード線１７を引き出すための貫通穴や集光反射鏡内部に冷却風を導入するための冷却用開口を形成することもできる。
さらには、以下に説明するような大きな利点を有する。すなわち、放電ランプ１０のアーク輝点Ａが理想的に点であると考えると集光反射鏡２０によって反射された光は第２焦点Ｆ２に集光することになるが、現実のアークは点ではなくて一定の空間を支配するだけの寸法を有するので、第２焦点Ｆ２に集光しない光線が存在する。映像を形成する液晶素子（ＬＣＤ）やＤＬＰ素子に効率良く集光する場合には、集光する光線のビーム径が小さい方が集光効率は高くなるので、光の利用効率が改善される。
【００３７】
尚、上記実施例に示す光学装置によると、放電ランプ１０の発光部１１の下方にコーティングにより反射膜２を形成するものであったが、反射膜として熱的特性に優れるものを使用すれば、反射膜２を発光部１１の上方に設けて反射膜による反射光を受光できるように集光反射鏡２０を配置する構造とすることもできる。
【００３８】
また、上記実施例に示す光学装置は、直流点灯型のショートアーク型放電ランプを用いた例についてのみ説明しているが、これに限るものではなく、交流点灯型の放電ランプを使用することもできる。
【００３９】
さらに、光学装置に使用するショートアーク型放電ランプとして点灯時の水銀蒸気圧が１５０気圧以上に達する超高圧水銀ランプについて説明してきたが、これに変えて、メタルハライドランプ等の放電ランプを使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の光学装置の構成を説明するための図である。
【図２】本発明の光学装置の構成を説明するための図である。
【図３】本発明の光学装置の他の実施例を説明するための図である。
【図４】本発明の光学装置の他の実施例を説明するための図である。
【図５】本発明の光学装置の他の実施例を説明するための図である。
【図６】従来の光学装置の構成を説明するための側断面図である。
【図７】従来の光学装置において不具合が生じることを説明するための図である。
【図８−１】不具合回避のための手段について説明するための図である。
【図８−２】不具合回避のための手段について説明するための図である
【符号の説明】
【００４１】
１    光学装置
２    反射膜
１０  ショートアーク型放電ランプ
１１  発光部
１２  封止部
１３  陽極
１４  陰極
１５  金属箔
１６  外部リード
１７  給電線
２０  集光反射鏡
２１  前方部
２２  後方部
２３  反射部
２４  接着剤
２５  底板
２６  側板
２７  支持部材
２９  貫通穴
３０  球面反射鏡
３１  光透過窓
３２  首部
Ａ    アーク輝点
Ｘ    集光反射鏡の光軸
Ｙ    放電ランプの軸線
【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８−１】
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【図８−２】
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