(57)【要約】【課題】  バルブ部内部から放射される光がバルブ部の管壁を通過する際の光の屈折が少ない放電灯、この放電灯の製造方法、この放電灯を備えたランプ装置及びこのランプ装置を備えたプロジェクタを提供する。【解決手段】  対向配置された一対の電極１２を有するバルブ部１１と、バルブ部１１の両端から延びるシール部１４とを備えた放電灯１０であって、放電灯１０のバルブ部１１が、バルブ部１１の一対の電極１２間の中心に一致する中心を有し、且つ管厚が一様な中空球体状に形成されてなるものである。【選択図】        図１
2005100874.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置された一対の電極を有するバルブ部と、バルブ部の両端から延びるシール部とを備えた放電灯であって、
前記放電灯のバルブ部は、前記バルブ部の前記一対の電極間の中心に一致する中心を有し、且つ管厚が一様な中空球体状に形成されてなることを特徴とする放電灯。
【請求項２】
対向配置された一対の電極を有するバルブ部と、バルブ部の両端から延びるシール部とを備えた放電灯であって、
前記放電灯のバルブ部の内表面が、前記一対の電極を結ぶ直線に関し回転対称な非球面形状であり、
非球面式を、Ｚ＝Ｃ・ｒ2／［１＋｛１−（１＋Ｋ）・Ｃ2・ｒ2｝1/2］＋Ａ4・ｒ4＋Ａ6・ｒ6＋Ａ8・ｒ8＋Ａ10・ｒ10（但し、Ｚは非球面量、Ｃは近軸の曲率、ｒは前記直線からの距離、Ｋは円錐係数、Ａn はｎ次の非球面係数）で表現したとき、−１≦Ｋ＜０を満たすものであり、
前記放電灯のバルブ部の外表面が、
前記非球面形状の中心に略一致する中心を有する球面状であることを特徴とする放電灯。
【請求項３】
対向配置された一対の電極を有するバルブ部と、バルブ部の両端から延びるシール部とを備えた放電灯であって、
前記放電灯のバルブ部の内表面が、前記一対の電極を結ぶ直線に関し回転対称な非球面形状であり、
非球面式を、Ｚ＝Ｃ・ｒ2／［１＋｛１−（１＋Ｋ）・Ｃ2・ｒ2｝1/2］＋Ａ4・ｒ4＋Ａ6・ｒ6＋Ａ8・ｒ8＋Ａ10・ｒ10（但し、Ｚは非球面量、Ｃは近軸の曲率、ｒは前記直線からの距離、Ｋは円錐係数、Ａn はｎ次の非球面係数）で表現したとき、０＜Ｋ≦１を満たすものであり、
前記放電灯のバルブ部の外表面が、
前記非球面形状の中心に略一致する中心を有する球面状であることを特徴とする放電灯。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れかに記載の放電灯の製造方法であって、前記バルブ部の成形工程は、石英ガラス管の中央部を加熱し、必要に応じて前記石英ガラス管の両端部を中心方向に移動させて中心部に肉寄せする肉寄せ工程と、前記肉寄せ工程後の石英ガラス管を、円弧状の凹面を有する上型及び下型内にセットし、その状態で冷却しながら前記石英ガラス管の両端部からガスを注入することで、前記肉寄せされた中心部を膨出させる工程とを含むことを特徴とする放電灯の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３の何れかに記載の放電灯と、前記放電灯から放射された光を反射する第一反射鏡とを備えたことを特徴とするランプ装置。
【請求項６】
前記バルブ部の前記第一反射鏡とは反対側の部分を包囲して前記バルブ部からの光を前記第一反射鏡側へ反射する第二反射鏡を更に備えたことを特徴とする請求項５記載のランプ装置。
【請求項７】
請求項５又は請求項６記載のランプ装置と、前記ランプ装置から射出された光束を変調する光変調装置と、前記光変調装置で変調された光束を投写する投写光学系とを備えた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、プロジェクタ等の機器に用いられる放電灯、放電灯の製造方法、この放電灯を備えたランプ装置及びこのランプ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、プロジェクタにおいては、キセノンランプ、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプに代表される放電ランプが用いられている。この種の放電ランプは、中空状のバルブ部と、バルブ部の両端に連設されたシール部とを有し、バルブ部内に、一対の電極が対向配置された状態となっている。そして、バルブ部の内表面及び外表面は楕円状に形成されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１４９８９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の技術のように、発光部（バルブ部）の管壁の内表面及び外表面を楕円形に形成したものにおいては、一対の電極間から発せられる光が、バルブ部の管壁の内表面及び外表面の両方において屈折する。このような屈折作用を有する放電ランプを、点光源から出射された光を一点に集光する機能を有する楕円反射鏡に組み込んでランプ装置を構成した場合、集光点に集光しない光線が発生する。このような光は、ランプ装置から射出された光を利用する後段の光学系において有効に利用されずに損失となることから好ましくない。このような発光管の管壁における屈折作用は、発光管を放物反射鏡に組み込んで構成したランプ装置においても同様に光損失の要因となっていた。
【０００５】
本発明はこのような点に鑑みなされたもので、バルブ部内部から放射される光がバルブ部の管壁を通過する際の光の屈折が少ない放電灯、この放電灯の製造方法、この放電灯を備えたランプ装置及びこのランプ装置を備えた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】
【０００６】
本発明に係る放電灯は、対向配置された一対の電極を有するバルブ部と、バルブ部の両端から延びるシール部とを備えた放電灯であって、放電灯のバルブ部は、バルブ部の一対の電極間の中心に一致する中心を有し、且つ管厚が一様な中空球体状に形成されてなるものである。これにより、バルブ部の管壁での屈折作用の少ない放電灯を得ることができる。
【０００７】
また、本発明に係る放電灯は、対向配置された一対の電極を有するバルブ部と、バルブ部の両端から延びるシール部とを備えた放電灯であって、放電灯のバルブ部の内表面が、一対の電極を結ぶ直線に関し回転対称な非球面形状であり、非球面式を、Ｚ＝Ｃ・ｒ2／［１＋｛１−（１＋Ｋ）・Ｃ2・ｒ2｝1/2］＋Ａ4・ｒ4＋Ａ6・ｒ6＋Ａ8・ｒ8＋Ａ10・ｒ10（但し、Ｚは非球面量、Ｃは近軸の曲率、ｒは直線からの距離、Ｋは円錐係数、Ａn はｎ次の非球面係数）で表現したとき、−１≦Ｋ＜０を満たすものであり、放電灯のバルブ部の外表面が、非球面形状の中心に略一致する中心を有する球面状であるものである。これにより、バルブ部の管壁での屈折作用の少ない放電灯を得ることができる。
【０００８】
また、本発明に係る放電灯は、対向配置された一対の電極を有するバルブ部と、バルブ部の両端から延びるシール部とを備えた放電灯であって、放電灯のバルブ部の内表面が、一対の電極を結ぶ直線に関し回転対称な非球面形状であり、非球面式を、Ｚ＝Ｃ・ｒ2／［１＋｛１−（１＋Ｋ）・Ｃ2・ｒ2｝1/2］＋Ａ4・ｒ4＋Ａ6・ｒ6＋Ａ8・ｒ8＋Ａ10・ｒ10（但し、Ｚは非球面量、Ｃは近軸の曲率、ｒは直線からの距離、Ｋは円錐係数、Ａn はｎ次の非球面係数）で表現したとき、０＜Ｋ≦１を満たすものであり、放電灯のバルブ部の外表面が、非球面形状の中心に略一致する中心を有する球面状であるものである。これにより、バルブ部の管壁での屈折作用の少ない放電灯を得ることができる。
【０００９】
本発明に係る放電灯の製造方法は、上記の何れかに記載の放電灯の製造方法であって、バルブ部の成形工程は、石英ガラス管の中央部を加熱し、必要に応じて石英ガラス管の両端部を中心方向に移動させて中心部に肉寄せする肉寄せ工程と、肉寄せ工程後の石英ガラス管を、円弧状の凹面を有する上型及び下型内にセットし、その状態で冷却しながら石英ガラス管の両端部からガスを注入することで、肉寄せされた中心部を膨出させる工程とを含むものである。このようにして、上記の何れかの放電灯を製造できる。
【００１０】
また、本発明に係るランプ装置は、放電灯と、放電灯から放射された光を反射する第一反射鏡とを備えたものである。このように、管壁での屈折作用の少ない放電灯を用いることにより、光利用効率の高いランプ装置を得ることができる。
【００１１】
また、本発明に係るランプ装置は、上記のランプ装置において、バルブ部の第一反射鏡とは反対側の部分を包囲してバルブ部からの光を第一反射鏡側へ反射する第二反射鏡を更に備えたものである。このように、管壁での屈折作用の少ない放電灯を用いることにより、光利用効率の高いランプ装置を得ることができる。このように構成したことにより、迷光による損失が少なく、明るい照明が可能なランプ装置を得ることが可能となる。
【００１２】
また、本発明に係るプロジェクタは、上記のランプ装置と、ランプ装置から射出された光束を変調する光変調装置と、光変調装置で変調された光束を投写する投写光学系とを備えたものである。このように、管壁での屈折作用の少ない放電灯を用いることにより、明るい投写画面を実現できるプロジェクタを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明の一実施の形態の放電灯を示す図である。
放電灯１０は、対向配置された一対の電極１２を有する中央のバルブ部１１と、バルブ部１１の両端から延びるシール部１３とを備えている。各シール部１３には、電極１２と接続されたモリブデンからなる金属箔１４が密封され、各金属箔１４には外部につなげられるリード線１５がそれぞれ設けられている。なお、放電灯１０には、バルブ部１１内に水銀、希ガスが封入された水銀ランプ、水銀、希ガスに加えて更にハロゲン化金属が封入されたメタルハライドランプ、キセノンガスが封入されたキセノンランプがある。
【００１４】
本発明は、放電灯１０のバルブ部１１の形状を、以下の（Ａ）〜（Ｃ）の何れかの形状として、バルブ部１１の管壁における光の屈折作用の低減を可能とするものである。なお、図１は（Ａ）の形状を採用したバルブ部１１に相当している。（Ｂ）及び（Ｃ）のバルブ部１１の図示は、ここでは省略し、以下の光路図において図示することにする。
【００１５】
（Ａ）バルブ部１１の内表面１１ａが、一対の電極１２を結ぶ直線Ｘに関し回転対称な非球面形状であり、
非球面式を、
Ｚ＝Ｃ・ｒ2／[１＋｛１−（１＋Ｋ）・Ｃ2・ｒ2｝1/2]＋Ａ4・ｒ4＋Ａ6・ｒ6＋Ａ8・ｒ8＋Ａ10・ｒ10                                                    ・・・ （１）
(但し、Ｚは非球面量、Ｃは近軸の曲率、ｒは前記直線Ｘからの距離、Ｋは円錐係数、Ａnはｎ次の非球面係数）で表現したとき、Ｋ＝０を満たすものであり、バルブ部１１の外表面１１ｂが、前記非球面形状の中心に略一致する中心を有する球面状とした形状。
ここで、Ｋ＝０の場合、バルブ部１１内面の非球面形状は球面状となるため、この場合のバルブ部１１は、言い換えれば、一対の電極１２間の中心Ｐ１に一致する中心を有し、且つ管厚ｔが一様な中空球体状となっている。
（Ｂ）バルブ部１１の内表面１１ａが、前記一対の電極１２を結ぶ直線Ｘに関し回転対称な非球面の非球面形状であり、非球面式を、上記（１）式で表現したとき、−１≦Ｋ＜０を満たすものであり、バルブ部１１の外表面１１ｂが、前記非球面形状の中心に略一致する中心を有する球面状とした形状。
（Ｃ）バルブ部１１の内表面１１ａが、前記一対の電極１２を結ぶ直線Ｘに関し回転対称な非球面形状であり、非球面式を、上記（１）式で表現したとき、０＜Ｋ≦１を満たす回転対称非球面形状であり、バルブ部１１の外表面１１ｂが、前記非球面形状の中心に略一致する中心を有する球面状とした形状。
【００１６】
図２は、本発明の一実施の形態の放電灯を備えたランプ装置を示す図である。
ランプ装置１００は、前述の放電灯１０と、放電灯１０を保持し放電灯１０から放射された光を反射する反射鏡２０とを備えている。
【００１７】
反射鏡２０は、回転楕円面状の凹面を有し、反射鏡２０の中心部には、放電灯１０を固定するための貫通穴２１が形成されている。貫通穴２１には、放電灯１０の軸が反射鏡２０の軸と一致するように挿入され、セメント等の無機系接着剤２２によって固定されて保持されている。なお、放電灯１０の反射鏡２０の開口側のリード線１５は、反射鏡２０を貫通して反射鏡２０の外部に導出されている。また、放電灯１０は、その中心Ｐ１（一対の電極１２間の中心）が、回転楕円面の２つの焦点Ｆ１，Ｆ２のうち、反射鏡２０に近い方の焦点（第一焦点）Ｆ１近傍に位置するように配置されている。かかる構成の反射鏡２０は、バルブ部１１からの光を反射して、第二焦点Ｆ２に向けて集光する機能を有するものである。
【００１８】
図３は、バルブ部の形状を上記（Ａ）〜（Ｃ）の形状とした場合と、上記（Ａ）〜（Ｃ）以外の形状とした場合との光路を比較するための図である。図４は、図３の要部拡大図である。なお、図３及び図４は、内表面１１ａの形状の差による光路比較を行うために、各形状を同時に図示した模式図である。また、光路比較に不要な構成部については図示省略している。また、図３及び図４において、内表面１１ａの左右端部が互いに平行な直線で描かれているが、これは図示の都合上によるもので、実際には丸みを帯びた形状となっている。上記（Ａ）〜（Ｃ）以外の形状としては、具体的には、上記（１）式において円錐係数Ｋ＝−２，２とした形状としている。図３及び図４において、光線４０〜４４は、第一焦点Ｆ１から出射された光線であって、それぞれ順に円錐係数Ｋを、−２，−１，０，１，２とした場合のバルブ部１１の内表面１１ａを通過した光線を示している。
【００１９】
第一焦点Ｆ１から出射された光線４０〜４４のうち、上記（Ａ）の形状を有するバルブ部１１を通過した光線４２は、放電灯１０の管壁を通過する際、内表面１１ａ及び外表面１１ｂにおいて、それぞれの法線方向から入射することになる。このため、管壁においてあまり屈折作用を受けることなく進行した後、反射鏡２０で反射されて、第２焦点Ｆ２に集光する光線となっている。これに対し、Ｋ＝−２とした形状の場合には、光線４０に示すように、Ｋ＝０，−１とした形状の場合に比べて管壁内表面１１ａの屈折作用を大きく受けて、光線４２（Ｋ＝０の場合）よりも上側に大きく屈折している。このため、光線４０は、反射鏡２０で反射された後、第二焦点Ｆ２よりも第一焦点Ｆ１とは逆側に離れた位置に集光している。Ｋ＝２とした場合には、逆に、光線４４に示すように管壁内表面１１ａの屈折作用を大きく受けて、光線４２（Ｋ＝０の場合）、光線４３（Ｋ＝１の場合）よりも下側に大きく屈折している。このため、光線４４は、反射鏡２０で反射された後、第二焦点Ｆ２よりも第一焦点Ｆ１側に離れた位置に集光する。このようにＫ＝−２，２などとした場合、管壁内表面１１ａの屈折作用を大きく受けて第二焦点Ｆ２から離れた位置に集光してしまう。この場合、第二焦点Ｆ２に集光した光を利用するランプ装置１００では、放電灯１０から出射された光が有効に利用されずに無駄となってしまう。
【００２０】
また、バルブ部１１を（Ｂ）及び（Ｃ）の形状とした場合に対応する光線４１，４３は、（Ａ）の形状とした場合に対応する光線４２に場合に比べ、放電灯１０の内表面１１ａで、多少、屈折が見られるものの、第二焦点Ｆ２近傍に集光される光線となっている。以上のことから、（Ａ）〜（Ｃ）の形状を採用した放電灯１０を備えたランプ装置１００は、放電灯１０から出射された光を有効に利用することが可能となる。
【００２１】
以下、上記（Ａ）〜（Ｃ）のバルブ形状を採用した場合と、それ以外のバルブ形状を採用した場合の管壁の屈折作用に起因した第二焦点Ｆ２における集光径の大きさの違いについて説明する。上記の図３及び図４には、第一焦点Ｆ１から出射された光線に着目した光路図を示したが、実際には電極１２間に距離があるため、１点に集光されず、次の図のようにある程度の幅に集光される。
【００２２】
図５は、電極間距離がＬの場合の第二焦点での集光径の説明図である。なお、この図は、Ｋ＝０のとき（上記（Ａ）の形状のとき）の場合である。
図５に示すように、第二焦点Ｆ２で得られる集光径Ｌ’は、Ｌ’＝Ｌ×ｆ２／ｆ１となる。なお、ｆ１は楕円長軸上の図示左方側の頂点から第一焦点Ｆ１までの距離、ｆ２は楕円長軸上の図示左方側の頂点から第二焦点Ｆ２までの距離である。
【００２３】
図６は、バルブ部の内表面の形状を変更しながら、第二焦点での集光径を繰り返し測定して得られたシミュレーション結果を示す図で、円錐係数Ｋを横軸にとり、縦軸に第二焦点Ｆ２で得られる集光径をとって示したものである。なお、バルブ部１１の外表面１１ｂは球面状としている。                                        
図６によれば、Ｋ＝０の場合（上記（Ａ）の形状の場合）、第二焦点Ｆ２での集光径が最小であり、これを境に集光径が次第に大きくなっているが、実用上では、−１≦Ｋ≦１のときの集光径の範囲内であれば、光を有効に利用できる範囲とすることが可能である。なお、図５においてＫ＝２の場合は、Ｋ＝−１とした場合よりも小さい集光径となっているが、Ｋ＝１以上の場合の形状は現実的に製作が困難であるため、本例では、Ｋの範囲の上限側はＫ≦１としている。
【００２４】
図７は、円錐係数と、その円錐係数の内面のときに被照射面（本例では後述のスクリーンに相当）で得られる明るさの関係を示した図である。
図７より、円錐係数を−１≦Ｋ≦１の範囲とすることは、被照射面における明るさ向上に有効であることが確認できる。
【００２５】
以上説明したように、本実施の形態１によれば、バルブ部１１を上記（Ａ）〜（Ｃ）の形状とすることにより、バルブ部１１の管壁での屈折作用の少ない放電灯１０を構成することができる。従って、この放電灯１０を備えたランプ装置１００においては、バルブ部１１内部から放射された光が、第二焦点Ｆ２近傍に良好に集光する光となり、高い光利用効率を得ることができる。
【００２６】
なお、上記実施の形態１では、反射鏡２０の凹面が回転楕円面である例を図示して説明してきたが、回転放物面で構成されたものでも良い。この場合も、本発明の放電灯１０を備えることにより、反射鏡２０で反射された反射光の平行度を高めることができ、光利用効率の高いランプ装置とすることができる。
【００２７】
また、上記実施の形態１では、本発明の放電灯１０を、１つの反射鏡（第一反射鏡）を備えたランプ装置に適用した例を説明したが、バルブ部１１の第一反射鏡とは反対側の部分を包囲してバルブ部１１からの光を第一反射鏡側へ反射する第二反射鏡を備えたタイプのランプ装置に適用してもよい。
【００２８】
図８及び図９は、第二反射鏡を備えたタイプのランプ装置の一例を示したものである。なお、図８及び図９において、図２と同一部分には同一符号を付している。
図８のランプ装置は、本発明の放電灯１０に加え、内面が回転楕円面鏡からなり、その内面の深さが浅い、いわゆる浅型の第一反射鏡５０と、バルブ部１１の外表面１１ｂに直接蒸着により例えばＴａ2Ｏ5とＳｉＯ2 とを積層してなる耐熱性の誘電体多層反射膜で構成された第二反射鏡５１とを備えたものである。また、図９は、内面が回転放物面鏡からなり、その内面の深さが浅い、いわゆる浅型の第一反射鏡６０と、透光性アルミナで構成された本体の内面に反射面が形成された構成の第二反射鏡６１とを備えたものである。なお、透光性アルミナは高い熱伝導率を有しており、透光性アルミナで構成された第二反射鏡６０を用いた場合には、バルブ部１１の熱が透光性アルミナの熱伝導によって除去されるクーリングシステムとなっている。
【００２９】
このように第二反射鏡を備えたタイプのランプ装置に本発明の放電灯を備えることにより、第二反射鏡で反射された光は、バルブ部１１に戻り、第一反射鏡で反射して前方に集光される。バルブ部１１内部での全反射が起こらず、明るさの損失を防止できる。このように第二反射鏡を設けたランプ装置に本発明の放電灯を適用した場合、第二反射鏡５１で反射された反射光がバルブ部にほぼ正確に戻るようになり、確実にバルブ部１１からの放射角を減らすことが可能になると共に、迷光による損失が少なく明るい照明が可能となる。
【００３０】
実施の形態２．
次に、放電灯１０の製造方法、ここでは主にバルブ部１１の成形方法について図を参照しながら説明する。なお、バルブ部１１以外の製造方法については、従来公知の手順を用いるものとし、説明は省略する。
【００３１】
図１０は、本発明の放電灯の製造方法の説明図である。
まず、（ａ）石英ガラス管７０の中央部を加熱し、（ｂ）必要に応じて石英ガラス管７０の両端部を中心方向に移動させて中央部７１に肉寄せする。そして、（ｃ）肉寄せ後の石英ガラス管７０を円弧状の凹面８０ａ，８１ａを有する上型８０及び下型８１内にセットし、その状態で冷却しながら石英ガラス管７０の両端部からガス（本例ではＡｒガス）を注入することで、肉寄せされた中央部７１を膨出させる。
【００３２】
ここで、バルブ部１１の外表面１１ｂは、円弧状の凹面８０ａ，８１ａによって球体状に成形される。一方、内表面１１ａは、石英ガラス管７０を加熱する際の加熱エネルギー、肉寄せの量、ガス注入量、ガス注入のタイミング等を適宜調整することにより−１≦Ｋ≦１の範囲に対応する形状とすることが可能となっている。
【００３３】
以上のような方法により、上記（Ａ）〜（Ｃ）の形状を有するバルブ部１１を形成することができる。
【００３４】
次に、以上のように構成されたランプ装置１００が組み込まれたプロジェクタの光学系について説明する。
【００３５】
図１１は、プロジェクタの光学系を示す図である。なお、図１１にはロッドインテグレータを用いた照明光学系を図示しているが、本発明の放電灯１０は、２枚のレンズアレイ、偏光変換素子アレイ、重畳レンズを用いた照明光学系を採用したプロジェクタにも適用可能である。
プロジェクタ１０００は、ランプ装置１００を備えた照明光学系３００と、ダイクロイックミラー３８２，３８６、反射ミラー３７２，３８４等を有する色光分離光学系３８０と、入射側レンズ３９２、リレーレンズ３９６、反射ミラー３９４，３９８を有するリレー光学系３９０と、各色光に対応するフィールドレンズ４００，４０２，４０４及び光変調装置としての液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂと、色光合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム４２０と、投写光学系である投写レンズ６００とを備えている。
【００３６】
次に、上記構成のプロジェクタ１０００の作用を説明する。まず、放電灯１０のバルブ部１１から放射された光は、反射鏡２０により反射されて第二焦点に向けて進行する。
【００３７】
第二焦点近傍には、ロッド３１０が配置されており、第二焦点に向けて進行してきた光束は、ロッド３１０の入射端面３１２に焦点を結び、ロッド３１０の側面（内面）で多重反射しながら出射側端面から出射する。これにより、出射側端面の照度分布が均一な状態となる。そして、ロッド３１０の出射側端面に取り付けられたＰＢＳ３２０によって、ロッド３１０より出射される光束を２つの直線偏光光に分離し、一方のｐ偏光光は偏光分離膜３２２を透過し、さらにλ／２位相差板３３０により偏光方向を変換して出射する透過系となり、他方のｓ偏光光は偏光分離膜３２２及び反射面３２４でそれぞれ反射させる反射系となって、ともにレンズ３３１、３４０に入射させる。そして、このレンズ３４０により透過系および反射系の各々分離された直線偏光光の光束を液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂの照明領域に結像させる。
【００３８】
色光分離光学系３８０は、第１及び第２ダイクロイックミラー３８２，３８６を備え、照明光学系３００から射出され、反射ミラー３７２で反射された光を、赤、緑、青の３色の色光に分離する機能を有している。第１ダイクロイックミラー３８２は、重畳レンズ３４０から射出される光のうち赤色光成分を透過させるとともに、青色光成分と緑色光成分とを反射する。第１ダイクロイックミラー３８２を透過した赤色光は、反射ミラー３８４で反射され、フィールドレンズ４００を通って赤色光用の液晶パネル４１０Ｒに達する。このフィールドレンズ４００は、重畳レンズ３４０から射出された各部分光束をその中心軸（主光線）に対して平行な光束に変換する。他の液晶パネル４１０Ｇ，４１０Ｂの前に設けられたフィールドレンズ４０２，４０４も同様に作用する。
【００３９】
さらに、第１ダイクロイックミラー３８２で反射された青色光と緑色光のうち、緑色光は第２ダイクロイックミラー３８６によって反射され、フィールドレンズ４０２を通って緑色光用の液晶パネル４１０Ｇに達する。一方、青色光は、第２ダイクロイックミラー３８６を透過し、リレー光学系３９０、すなわち、入射側レンズ３９２、反射ミラー３９４、リレーレンズ３９６、及び反射ミラー３９８を通り、さらにフィールドレンズ４０４を通って青色光用の液晶パネル４１０Ｂに達する。なお、青色光にリレー光学系３９０が用いられているのは、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。すなわち、入射側レンズ３９２に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ４０４に伝えるためである。なお、リレー光学系３９０は、３つの色光のうちの青色光を通す構成としたが、赤色光等の他の色光を通す構成としてもよい。
【００４０】
３つの液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂは、入射した各色光を、与えられた画像情報に従って変調し、各色光の画像を形成する。なお、３つの液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂの光入射面側、光出射面側には、通常、偏光板が設けられている。
【００４１】
上記の各液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂから射出された３色の変調光は、これらの変調光を合成してカラー画像を形成する色光合成光学系としての機能を有するクロスダイクロイックプリズム４２０に入る。クロスダイクロイックプリズム４２０には、赤色光を反射する誘電体多層膜と、青色光を反射する誘電体多層膜とが、４つの直角プリズムの界面に略Ｘ字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって赤、緑、青の３色の変調光が合成されて、カラー画像を投写するための合成光が形成される。そして、クロスダイクロイックプリズム４２０で合成された合成光は、最後に投写レンズ６００に入り、そこからスクリーン上にカラー画像として投写表示される。
【００４２】
このように構成されたプロジェクタ１０００においては、本発明による放電灯が用いられているため、高い光利用効率で明るい投写画面を得ることが可能となっている。
【００４３】
なお、上記実施形態では、放電灯１０をプロジェクタの光源として用いる場合を例として説明してきたが、野球場の照明や、舞台の照明などの一般照明に用いてもよい。この場合、集光性の良い照明光源とすることができる。
【００４４】
また、上記実施形態では、透過型の液晶パネルを用いたプロジェクタを例に説明したが、本発明は、反射型の液晶パネルを用いた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、液晶パネル等の光変調装置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、それが光を反射するタイプであることを意味している。また、光変調装置は液晶パネルに限られるものではなく、例えば、マイクロミラーを用いた装置であってもよい。さらに、観察する方向から投写を行う前面投写型プロジェクタにも、また、観察する方向とは反対側から投写を行う背面投写型プロジェクタにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施の形態の放電灯を示す図。
【図２】本発明の一実施の形態の放電灯を備えたランプ装置を示す図。
【図３】バルブ部の形状の違いによる光路の違いを説明するための図。
【図４】図３の要部拡大図。
【図５】電極間距離がＬの場合の第二焦点での集光径の説明図。
【図６】バルブ部の内表面形状と、第二焦点での集光径との関係説明図。
【図７】円錐係数と被照射面での明るさとの関係を示す図。
【図８】本発明の放電灯を適用した他のランプ装置を示す図（その１）。
【図９】本発明の放電灯を適用した他のランプ装置を示す図（その２）。
【図１０】本発明の放電灯の製造方法の説明図。
【図１１】プロジェクタの光学系を示す図。
【符号の説明】
【００４６】
１０  放電灯、１１  バルブ部、１２  一対の電極、１３  シール部、２０，５０，６０  反射鏡（第一反射鏡）、５１，６１  第二反射鏡、１００  ランプ装置、４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂ  液晶パネル（光変調装置）、６００  投写レンズ（投写光学系）、１０００  プロジェクタ
【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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【図１０】
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【図１１】
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