(57)【要約】【課題】    接着剤にてリフレクタに対して発光管を良好に固定できる光源装置、およびプロジェクタを提供する。【解決手段】主反射鏡１２は、光源ランプ１１を構成する封止部１１２１の一端に沿って延出する筒状体から構成され該筒状内周面に封止部１１２１の一端が挿通された状態で内周面および封止部１１２１の外周面の間に接着剤が注入されることで封止部１１２１の一端側を固定する首状部１２１と、首状部１２１の延出方向基端側から断面略凹状に拡がり光源ランプ１１から放射された光束を一定方向に揃えて反射する反射部１２２とで構成される。このうち、首状部１２１は、透光性部材から構成され、接着剤を注入する際に接着剤の終端位置の目安となる終端位置目安部１２１Ａを有している。【選択図】  図４
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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、および前記発光部の両端に設けられる封止部を有する発光管と、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リフレクタとを備えた光源装置であって、
前記リフレクタは、前記発光管の前記封止部のうち一方の封止部に沿って延出する筒状体から構成される首状部と、前記首状部の延出方向基端側から断面略凹状に拡がり前記発光管から放射された光束を一定方向に揃えて反射する反射部とで構成され、
前記首状部と前記首状部に挿通された前記一方の封止部とは、前記首状部の内周面と前記一方の封止部の外周面との間に注入された接着剤で固定されており、
前記首状部は、透光性部材から構成され、前記接着剤の終端位置の目安となる終端位置目安部を有し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、
前記終端位置目安部は、前記首状部の外周面に形成された段差部を有していることを特徴とする光源装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の光源装置において、
前記終端位置目安部は、前記首状部の筒状の軸を中心として周方向に連続して形成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から請求項３のいずれかに記載の光源装置において、
前記首状部の内周面は、成形加工により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から請求項４のいずれかに記載の光源装置と、前記光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置にて変調された光束を拡大投射する投射光学装置と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、光源装置、およびプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、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射するプロジェクタが利用されている。そして、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る。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る。
このようなプロジェクタの光源装置としては、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ等の放電型の光源装置が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
この光源装置は、電極間で放電発光が行われる発光部、および発光部の両端に設けられる封止部を有する放電型発光管と、この放電型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反射面を有する主反射鏡とで構成される。
主反射鏡は、放電発光管の一方の封止部を挿通可能とし、該一方の封止部に沿って延出する首状部を有している。
そして、主反射鏡に対する放電型発光管の固定は、主反射鏡の首状部に放電型発光管の一方の封止部を挿通した状態で、首状部の内周面と一方の封止部の外周面との間にセメント等の接着剤を充填させることで固着している。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−３１３８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の光源装置では、主反射鏡に対して放電型発光管を固定する際、例えば、光源装置の後方側から、首状部の内周面と一方の封止部の外周面との間にセメントを注入させると、該セメントが主反射鏡の反射面に付着するおそれがある。セメント等の接着剤が反射面に付着した場合には、反射面の金属膜が腐食しやすく、主反射鏡の反射性能を低下させてしまう。
したがって、適量なセメント等の接着剤にて主反射鏡に対して放電型発光管を良好に固定できる構造が要望されている。
【０００５】
本発明の目的は、接着剤によりリフレクタに対して発光管を良好に固定できる光源装置、および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】
【０００６】
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、および前記発光部の両端に設けられる封止部を有する発光管と、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リフレクタとを備えた光源装置であって、前記リフレクタは、前記発光管の前記封止部のうち一方の封止部に沿って延出する筒状体から構成される首状部と、前記首状部の延出方向基端側から断面略凹状に拡がり前記発光管から放射された光束を一定方向に揃えて反射する反射部とで構成され、前記首状部と前記首状部に挿通された前記一方の封止部とは、前記首状部の内周面と前記一方の封止部の外周面との間に注入された接着剤で固定されており、前記首状部は、透光性部材から構成され、前記接着剤の終端位置の目安となる終端位置目安部を有していることを特徴とする。
ここで、リフレクタとしては、例えば、パラボラリフレクタ、楕円リフレクタ等を採用できる。
また、終端位置目安部としては、接着剤を注入する際に接着剤の終端位置の目安となればよく、その形状および形成位置は特に限定されない。すなわち、首状部の外周面に形成してもよく、内周面に形成してもよい。
さらにまた、首状部および反射部は、別部材で構成し一体化する構成を採用してもよく、一部材で一体的に形成する構成を採用してもよい。
【０００７】
本発明によれば、リフレクタを構成する首状部は、透光性部材から構成されているので、首状部を介して内部が視認可能となり、リフレクタに対して発光管を固定するために、首状部の内周面と一方の封止部の外周面との間に接着剤を注入する際、首状部を介して接着剤の終端位置を視認可能となる。また、首状部は終端位置目安部を有しているので、首状部を介して接着剤の終端位置を確認しつつ、該終端位置が終端位置目安部近傍に位置した時点で、接着剤の注入作業を終えることができる。
例えば、接着剤を光源装置の後方側から注入した場合には、上述したように接着剤の終端位置を管理することで、首状部の延出方向基端部分から反射部側に接着剤が漏れることを回避でき、接着剤の付着により反射部の反射性能を低下させることを回避できる。
また、例えば、接着剤を光源装置の前方側、すなわち、リフレクタの反射部側から注入した場合にも、上述したように接着剤の終端位置を管理することで、首状部の延出方向先端側から光源装置の外部へと接着剤が漏れることを回避でき、不要な部分に接着剤が付着することがない。
さらに、上述したように接着剤の終端位置を管理することで、接着剤の注入量が不足し、リフレクタに対する発光管の接着強度が不足することを回避できる。
したがって、接着剤によりリフレクタに対して発光管を良好に固定でき、本発明の目的を達成できる。
【０００８】
本発明の光源装置では、前記終端位置目安部は、前記首状部の外周面に形成された段差部を有していることが好ましい。
本発明によれば、例えば、首状部および反射部を一体成形により形成する場合には、終端位置目安部を反射部から離間するにしたがって外径寸法が小さくなる段付形状とすればよいので、終端位置目安部を容易に形成できる。このため、リフレクタの製造の容易化を図れ、リフレクタの製造コストの低減を図れる。
【０００９】
本発明の光源装置では、前記終端位置目安部は、前記首状部の筒状の軸を中心として周方向に連続して形成されていることが好ましい。
本発明によれば、終端位置目安部が首状部の筒状の軸を中心として周方向に連続して形成されているので、首状部を介していずれの方向からでも接着剤の終端位置を管理でき、リフレクタに対して発光管をさらに良好に固定できる。
【００１０】
本発明の光源装置では、前記首状部の内周面は、成形加工により形成されていることが好ましい。
ところで、首状部の内周面を例えば切削加工、研磨加工により形成した場合には、首状部の視認性が劣化するおそれがある。したがって、首状部を介して接着剤の終端位置を良好に管理できないおそれがある。
本発明によれば、首状の内周面が成形加工により形成されているので、首状部の視認性を良好に維持でき、首状部を介して接着剤の終端位置を良好に管理できる。
【００１１】
本発明のプロジェクタは、上述した光源装置と、前記光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置にて変調された光束を拡大投射する投射光学装置とを備えていることを特徴とする。
本発明によれば、プロジェクタは、上述した光源装置、光変調装置、および投射光学装置を備えているので、上述した光源装置と同様の作用・効果を享受できる。
また、プロジェクタは、リフレクタに対して発光管を良好に固定できる光源装置を備えているので、リフレクタの反射性能が劣化したり、リフレクタに対して発光管が位置ずれ等を起こしたりすることがなく、光変調装置および投射光学装置を介して良好な光学像を投射することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。
〔プロジェクタの構成〕
図１には、本発明に係る光源装置を搭載したプロジェクタ１の光学系を示す模式図である。
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射する光学機器である。
このプロジェクタ１は、図１に示すように、光源装置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、および投射光学装置としての投射光学系５０を備えて構成され、これらの光学系２０〜３５を構成する光学素子および光学装置４０は、所定の照明光軸Ａが設定された光学部品用筐体２内に位置決め調整されて収納されている。
【００１３】
光源装置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る。この光源装置１０は、詳しくは後述するが、光源ランプ１１、主反射鏡１２、副反射鏡１３、および図示を略したが、これらを保持するランプハウジングを備えて構成され、主反射鏡１２の光束射出方向後段には、平行化凹レンズ１４が設けられている。なお、この平行化凹レンズ１４は、光源装置１０と一体化してもよいし、別体としてもよい。
そして、光源ランプ１１から放射された光束は、主反射鏡１２により光源装置１０の前方側に射出方向を揃えて収束光として射出され、平行化凹レンズ１４によって平行化され、均一照明光学系２０に射出される。
【００１４】
均一照明光学系２０は、光源装置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る。この均一照明光学系２０は、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、重畳レンズ２４、および反射ミラー２５を備えている。
第１レンズアレイ２１は、光源装置１０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る。
第２レンズアレイ２２は、上述した第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を有している。
【００１５】
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略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および反射膜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偏光光束および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、反射膜によって曲折され、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、略全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、略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。
【００１６】
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、および偏光変換素子２３を経た複数の部分光束を集光して光学装置４０の後述する３つの液晶パネル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。
【００１７】
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に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、他の波長領域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る。そして、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。また、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。
【００１８】
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。本実施形態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してリレー光学系３５を赤色光の光路に用いる構成も考えられる。
【００１９】
上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および反射ミラー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、照明光軸に対して並行な光束に変換するために設けられている。
【００２０】
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る。この光学装置４０は、照明対象となる光変調装置としての液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ（赤色光側の液晶パネルを４２Ｒ、緑色光側の液晶パネルを４２Ｇ、青色光側の液晶パネルを４２Ｂとする）と、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および各液晶パネル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およ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、および前記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。
【００２１】
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したがって、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。
クロスダイクロイックプリズム４３は、前記射出側偏光板から射出された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およ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、投射光学系５０によって拡大投射され、図示を略したスクリーン上で大画面画像を形成する。
【００２２】
〔光源装置の構成〕
図２は、光源装置１０の概略構成を示す断面図である。
光源装置１０は、図２に示すように、発光管としての光源ランプ１１に副反射鏡１３が取り付けられ、これら光源ランプ１１および副反射鏡１３がリフレクタとしての主反射鏡１２の内部に配置される構成を具備している。
光源ランプ１１は、図２に示すように、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と、この発光部１１１の両側に延びる一方の封止部１１２１と他方の封止部１１２２とを備える。
ここで、光源ランプ１１としては、高輝度発光する種々の発光管を採用でき、例えば、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ等を採用できる。
【００２３】
発光部１１１の内部には、所定距離離間配置される一対のタングステン製の電極１１１Ａと、水銀、希ガス、および少量のハロゲンが封入されている。
発光部１１１の両側に延出する封止部１１２１および封止部１１２２の内部には、発光部１１１の電極１１１Ａと電気的に接続されるモリブデン製の金属箔１１２Ａがそれぞれ送入され、ガラス材料等で封止されている。各金属箔１１２Ａ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、図２に示すように、金属箔１１２Ａを介して電極１１１Ａ間に電位差が生じて放電が生じ、アーク像Ｄが生成して発光部１１１が発光する。
なお、発光部１１１の外周面には、タンタル酸化膜、ハフニウム酸化膜、チタン酸化膜等を含む多層膜の反射防止コートを施しておくと、そこを通過する光の反射による光損出を低減することができる。
【００２４】
図３は、副反射鏡１３の概略構成を示す図である。具体的に、図３（Ａ）は、光源ランプ１１および副反射鏡１３を側方から見た断面図である。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＢ−Ｂ線の断面図である。
副反射鏡１３は、図２または図３に示すように、光源ランプ１１の光源装置１０の光射出方向の先端側の封止部１１２２が挿通される略筒状の首状部１３１、およびこの首状部１３１から拡がる略球面状の反射部１３２を備え、これら首状部１３１および反射部１３２が一体的に形成されたものである。
首状部１３１は、光源ランプ１１に対して副反射鏡１３を固着する部分であり、筒状の挿通孔１３１Ａに光源ランプ１１の先端側の封止部１１２２を挿通することで、図２に示すように、光源ランプ１１に対して副反射鏡１３が設置される。そして、この挿通孔１３１Ａの内周面は、封止部１１２２との固定用接着剤が充填される接着面１３１Ｂとされる。このように、副反射鏡１３に首状部１３１を設けることで、首状部１３１を設けない構成と比較して、光源ランプ１１に対する副反射鏡１３の固着領域を大きくとることができ、光源ランプ１１に対する副反射鏡１３の固着状態を良好に維持できる。
【００２５】
反射部１３２は、図２に示すように、光源ランプ１１に対して副反射鏡１３を設置した状態で、光源ランプ１１の発光部１１１の前側略半分を覆う反射部材であり、椀形状に構成されている。
この反射部１３２において、図３に示すように、その内面が光源ランプ１１の発光部１１１の球面に倣う球面状に形成された反射面１３２Ａとされ、その外周面１３２Ｂが反射面１３２Ａの曲率に倣うように曲面状に構成されている。なお、図３では図示を略したが、この反射面１３２Ａには、金属を蒸着することにより反射膜が形成され、可視光を反射して赤外線および紫外線を透過するコールドミラーとなっている。
また、この反射部１３２において、首状部１３１から拡がる先端側の端面は、図３（Ａ）に示すように、反射面１３２Ａの端縁（図３（Ａ）中、左端）から外周面１３２Ｂの端縁に向かって次第に椀形の高さが小さくなる傾斜面１３２Ｃとされている。傾斜面１３２Ｃは、図３（Ａ）に示すように、主反射鏡１２の照明光軸Ａと、発光部１１１から主反射鏡１２の反射面１２２Ａへと放射される光束とがなす角度θに沿って形成されている。
なお、角度θは、主反射鏡１２の光軸Ａ方向の長さを短くするために、１０５°以下とするのが好ましい。また、本実施形態では、傾斜面１３２Ｃは角度θに沿った傾斜面としているが、傾斜面１３２Ｃを光軸Ａと直交する面として構成してもよい。
上述した副反射鏡１３は、低熱膨張材および／または高熱伝導材である、例えば石英、アルミナセラミックス等の無機系材料から構成される。
【００２６】
主反射鏡１２は、副反射鏡１３と略同様の形状を有し、図２に示すように、光源ランプ１１の基端側の封止部１１２１が挿通される筒状の首状部１２１、およびこの首状部１２１から拡がる凹曲面状の反射部１２２を備えた透光性を有するガラス製の一体成形品である。
首状部１２１には、図２に示すように、略円筒状となるように中央に挿入孔１２３が成形加工により形成されており、この挿入孔１２３の中心に封止部１１２１が配置される。
また、この首状部１２１の外周面には、図２または図４に示すように、後述する接着剤を注入する際に該接着剤の注入方向終端位置の目安となる終端位置目安部１２１Ａが形成されている。
【００２７】
この終端位置目安部１２１Ａは、図２または図４に示すように、反射部１２２から離間する方向に首状部１２１の径寸法を小さくする段付状に形成されたものである。また、この終端位置目安部１２１Ａは、図４に示すように、挿入孔１２３の中心位置を通る軸を中心として周方向に連続して形成され、首状部１２１の全周に形成されている。このように、終端位置目安部１２１Ａを段付状で全周に亘る形状とすることで、終端位置目安部１２１Ａを成形により容易に形成できる。
反射部１２２は、回転曲線形状のガラス面に金属薄膜を蒸着形成して構成された反射面１２２Ａを備え、この反射部１２２の反射面１２２Ａは、副反射鏡１３の反射面１３２Ａと同様に可視光を反射して赤外線および紫外線を透過するコールドミラーとなっている。
図２に示すように、Ｆ１，Ｆ２は主反射鏡１２の反射面１２２Ａの回転曲線の第１焦点と第２焦点を示し、ｆ１，ｆ２は主反射鏡１２の反射面１２２Ａの回転曲線の頂点から第１焦点Ｆ１と第２焦点Ｆ２までの距離を表している。なお、主反射鏡１２の反射面１２２Ａは回転楕円面形状または回転放物面形状などを採用できる。
【００２８】
このような主反射鏡１２の反射部１２２内部に配置される光源ランプ１１は、発光部１１１内の電極１１１Ａ間の発光中心が反射部１２２の反射面１２２Ａの回転曲線形状の第１焦点位置Ｆ１の近傍となるように配置される。
そして、光源ランプ１１を点灯すると、図２に示されるように、発光部１１１から放射された光束のうち主反射鏡１２に向かった光束Ｌ１は、主反射鏡１２の反射部１２２の反射面１２２Ａで反射して、回転曲線形状の第２焦点位置Ｆ２に収束する収束光となる。
また、副反射鏡１３を発光部１１１に装着することにより、図２に示すように発光部１１１から放射された光束のうち主反射鏡１２とは反対側（前方側）に放射される光束Ｌ２は、この副反射鏡１３の反射面１３２Ａによって主反射鏡１２側に反射され、さらに主反射鏡１２の反射面１２２Ａで反射されて主反射鏡１２の反射部１２２から射出されて第２焦点Ｆ２位置に向かって収束するように射出される。
前述のようにこのような副反射鏡１３を用いることにより、発光部１１１から主反射鏡１２とは反対側（前方側）に放射される光束が、光源ランプ１１から主反射鏡１２の反射面１２２Ａに直接入射した光束と同様に、主反射鏡１２の第２焦点Ｆ２位置に収束させることができる。
従来の副反射鏡１３が設けない光源装置は、光源ランプ１１から射出された光束を主反射鏡のみで第２焦点Ｆ２位置に収束しなければならず、主反射鏡の開口部を広げなければならなかった。
【００２９】
しかし副反射鏡１３を設けることにより、光源ランプ１１から主反射鏡１２とは反対側（前方側）に放射される光束を副反射鏡１３にて主反射鏡１２の反射面１２２Ａに入射するよう後方側に反射させることができるため、反射部１２２が小さくても、発光部１１１から射出された光束をほとんどすべてを一定位置に収束させるように射出でき、主反射鏡１２の光軸方向寸法および開口径を小さくすることができる。すなわち、光源装置１０やプロジェクタ１を小型化でき、光源装置１０をプロジェクタ１内に組込むレイアウトも容易になる。
また、副反射鏡１３を設けることにより、第２焦点Ｆ２での集光スポット径を小さくするために主反射鏡１２の第１焦点Ｆ１と第二焦点Ｆ２を近づけたとしても、発光部１１１から放射された光のほとんど全てが主反射鏡１２および副反射鏡１３により第２焦点に集光されて利用可能となり、光の利用効率を大幅に向上させることができる。このことから、比較的低出力の光源ランプ１１が採用可能となり、光源ランプ１１および光源装置１０の低温化を図ることも可能である。
【００３０】
また、利用可能領域と利用不可能領域との境界線となる利用可能限界光Ｌ３およびＬ４（図３）とは、発光部１１１からこの主反射鏡１２側に出射される光のうち、照明光として実際に利用できる範囲の内側境界に対応する光をいい、光源ランプ１１の構造によって定まる場合と、主反射鏡１２の構造によって定まる場合とがある。光源ランプ１１の構造によって定まる利用可能限界光とは、発光部１１１から主反射鏡１２側すなわち光源装置１０の後側に射出される光のうち、封止部１１２１等の影響により光が遮断される光との境界の有効光である。また、主反射鏡１２の構造によって定まる利用可能限界光とは、発光部１１１から主反射鏡１２側すなわち照明装置１０の後側に射出し封止部１１２１等の影響により遮断されず有効光とし出射された光のうち、主反射鏡１２の挿入孔１２３の存在等による主反射鏡１２に起因して反射面１２２Ａで反射することができず照明光として利用し得なくなる光との境界の有効光である。従って、利用可能限界光Ｌ３およびＬ４によって形成される円錐の内側部分は、光束利用不可能領域となる。なお、上記利用可能限界光を、光源ランプ１１の構造によって定まる限界光とした場合、本実施形態によれば、発光部１１１から照明装置１０の後側に出射される光のほぼ全てが利用できることになる。
なお、副反射鏡１３の外周面１３２Ｂが利用可能限界光Ｌ３およびＬ４によって形成された円錐からはみ出ると、主反射鏡１２により反射された後に、前方に進行する光を遮断するため光の利用率が低下する。従って、光の利用率低下を回避するために、副反射鏡１３の外周面１３２Ｂはできるだけ小さくするべきである。
【００３１】
次に、副反射鏡１３および主反射鏡１２と光源ランプ１１との固定方法を以下に説明する。
上述した副反射鏡１３を光源ランプ１１に取り付ける場合は、以下のように実施する。
先ず、図２に示すように、副反射鏡１３を、発光部１１１の一対の電極１１１Ａ間から射出されて副反射鏡１３に入射する入射光と副反射鏡１３の反射面１３２Ａの法線とが一致するように光源ランプ１１に対して配置する。
そしてまた、副反射鏡１３は、図３（Ａ）に示すように、主反射鏡１２の照明光軸Ａの光束射出方向基端部分と、発光部１１１から放射される光束がなす角度θに沿って傾斜面１３２Ｃが配置されかつ、光束利用可能領域および光束利用不可能領域の境界線となる前述した利用可能限界光Ｌ３，Ｌ４で形成される円錐から副反射鏡１３の外周面１３２Ｂがはみ出さないように配置される。
光源ランプ１１に対する所定位置に副反射鏡１３を位置付けた後、図３に示すように、首状部１３１の接着面１３１Ｂ、および光源ランプ１１の封止部１１２２の外周面の間において封止部１１２２の周囲全体に接着剤１３３を充填させ、副反射鏡１３を光源ランプ１１に対して接着固定する。
なお、接着剤１３３の材質としては、シリカ／アルミナ系の無機系接着剤等を採用できる。またはガラス融着にて副反射鏡１３と光源ランプ１１との接着を行なうことも可能である。
また、接着剤１３３の充填位置は、封止部１１２２の周囲全体に充填させる構成に限らず、封止部１１２２の周囲に間欠的に充填させる構成を採用してもよい。
【００３２】
次に、図５を参照して、主反射鏡１２に対する光源ランプ１１の固定方法を説明する。具体的に、図５（Ａ）は、接着剤１２４を注入する初期状態を示す図であり、図５（Ｂ）は、接着剤１２４の注入が完了した状態を示す図である。
上述した主反射鏡１２に光源ランプ１１を固定する際には、以下のように実施する。
先ず、光源ランプ１１の封止部１１２１を主反射鏡１２の挿入孔１２３に挿入し、発光部１１１内の電極１１１Ａ間の発光中心が主反射鏡１２の反射面１２２Ａの第１焦点位置Ｆ１となるように配置する。
主反射鏡１２に対する所定位置に光源ランプ１１を配置した後、図５（Ａ）に示すように、光源装置１０の後方側から、挿入孔１２３の内周面と封止部１１２１の外周面との間に接着剤１２４を注入する。
なお、ここで用いる接着剤１２４としては、光源ランプ１１に対して副反射鏡１３を固定する際に用いた接着剤１３３と同様に、シリカ・アルミナを主成分とする無機系接着剤等を採用できる。
また、接着剤１２４の注入位置は、光源ランプ１１に対する副反射鏡１３の固定と同様に封止部１１２１の周囲全体にかけて注入してもよいし、封止部１１２１の周囲に間欠的に注入してもよい。
【００３３】
作業者は、挿入孔１２３の内周面と封止部１１２１の外周面との間に接着剤１２４を注入している際、首状部１２１の外側から該首状部１２１を介して、注入される接着剤１２４の終端位置１２４Ａを確認する。そして、接着剤１２４を注入し続け、図５（Ｂ）に示すように、接着剤１２４の終端位置１２４Ａが首状部１２１の終端位置目安部１２１Ａ位置近傍になった時点で、接着剤１２４の注入を完了する。
以上のように、主反射鏡１２に対して光源ランプ１１を固定すると、光源ランプ１１の前方側の封止部１１２２が主反射鏡１２の光束射出開口から突出する。すなわち、反射部１２２の光軸方向寸法は、光源ランプ１１の長さ寸法よりも短くなっている。
【００３４】
なお、主反射鏡１２に対する光源ランプ１１の固定は、上述したように、光源ランプ１１に対する副反射鏡１３の固定の後に実施してもよいし、光源ランプ１１に対する副反射鏡１３の固定の前に実施してもよい。
【００３５】
上述した本実施形態においては、光源装置１０を構成する主反射鏡１２は、ガラス製の一体成形品であるので、主反射鏡１２の首状部１２１を介して内部が視認可能となり、主反射鏡１２に対して光源ランプ１１を固定するために、首状部１２１の挿入孔１２３、および光源ランプ１１の封止部１１２１の外周面の間に接着剤１２４を注入する際、首状部１２１を介して接着剤１２４の終端位置１２４Ａを視認可能となる。また、首状部１２１には終端位置目安部１２１Ａが形成されているので、首状部１２１を介して接着剤１２４の終端位置１２４Ａを確認しつつ、終端位置１２４Ａが終端位置目安部１２１Ａ近傍に位置した時点で、接着剤１２４の注入作業を終えることができる。
そして、このように接着剤１２４の終端位置１２４Ａを管理することで、首状部１２１から反射部１２２側に接着剤１２４が漏れることを回避でき、反射面１２２Ａに接着剤１２４が付着することにより主反射鏡１２の反射性能を低下させることを回避できる。また、接着剤１２４の注入量が不足し、主反射鏡１２に対する光源ランプ１１の接着強度が不足することも回避できる。
したがって、接着剤１２４により主反射鏡１２に対して光源ランプ１１を良好に固定できる。
【００３６】
ここで、終端位置目安部１２１Ａは、反射部１２２から離間する方向に首状部１２１の径寸法を小さくする段付状に形成されているので、首状部１２１および反射部１２２を一体成形により容易に形成できる。このため、主反射鏡１２の製造の容易化を図れ、主反射鏡１２の製造コストの低減を図れる。
また、終端位置目安部１２１Ａが挿入孔１２３の中心位置を通る軸を中心として周方向に連続して形成されているので、首状部１２１を介していずれの方向からでも接着剤１２４の終端位置１２４Ａを管理でき、主反射鏡１２に対して光源ランプ１１をさらに良好に固定できる。
【００３７】
ところで、首状部１２１の挿入孔１２３を例えば切削加工、研磨加工により形成した場合には、首状部１２１の視認性が劣化するおそれがある。したがって、首状部１２１を介して接着剤１２４の終端位置１２４Ａを良好に管理できないおそれがある。
本実施形態では、首状部１２１の挿入孔１２３は、成形加工により形成されているので、首状部１２１の視認性を良好に維持でき、首状部１２１を介して接着剤１２４の終端位置１２４Ａを良好に管理できる。
【００３８】
プロジェクタ１は、主反射鏡１２に対して光源ランプ１１を良好に固定できる光源装置１０を備えているので、主反射鏡１２の反射性能が劣化したり、主反射鏡１２に対して光源ランプ１１が位置ずれ等を起こしたりすることがなく、光学系２０，３０，３５、光学装置４０、および投射光学系５０を介して良好な光学像を投射することができる。
【００３９】
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計の変更が可能である。
前記実施形態において、主反射鏡１２は、首状部１２１および反射部１２２を備え、首状部１２１に終端位置目安部１２１Ａが形成されていればよく、その形状は前記実施形態で説明した形状に限らない。
図６は、主反射鏡１２における形状の変形例を示す図である。
前記実施形態では、挿入孔１２３は、略円筒形状を有し、封止部１１２１と平行するように形成されていたが、例えば、挿入孔１２３の形状として、光束射出方向基端から先端に向かうにしたがって、次第に径が大きくなるような形状を採用してもよい。
具体的には、図６（Ａ）に示すように、主反射鏡１２Ａにおける挿入孔１２３Ａを、反射部１２２の反射面１２２Ａに向かうにしたがって、次第に径寸法が大きくなるテーパ状に形成する。なお、図６（Ａ）に示す破線は、前記実施形態で説明した挿入孔１２３の形状を示している。
【００４０】
また、例えば、挿入孔１２３の形状として、上記と逆に、光束射出方向先端から基端に向かうにしたがって、次第に径が大きくなるような形状を採用してもよい。
具体的には、図６（Ｂ）に示すように、主反射鏡１２Ｂにおける挿入孔１２３Ｂを、反射部１２２の反射面１２２Ａから離間するにしたがって、次第に径寸法が大きくなるテーパ状に形成する。なお、図６（Ｂ）に示す破線は、図６（Ａ）に示す破線と同様に、前記実施形態で説明した挿入孔１２３の形状を示している。
【００４１】
さらに、例えば、主反射鏡１２において、挿入孔１２３先端と反射面１２２Ａとの間に、挿入孔１２３を囲み反射面１２２Ａよりも凹んだ段差部を形成してもよい。
具体的には、図６（Ｃ）に示すように、主反射鏡１２Ｃにおいて、挿入孔１２３と反射面１２２Ａとの接続部分に、反射面１２２Ａよりも光束射出方向基端側に窪み、挿入孔１２３の円柱軸を中心として周方向に連続する段差部１２３Ｃを形成する。
【００４２】
さらにまた、例えば、主反射鏡１２において、挿入孔１２３の内周面に、最も径方向寸法の小さい最狭部を形成してもよい。
具体的には、図６（Ｄ）に示すように、主反射鏡１２Ｄにおいて、挿入孔１２３の光束射出方向先端側に、内周面からリング状に突出する最狭部１２３Ｄが形成されている。なお、この最狭部１２３Ｄは、挿入孔１２３の内周面であれば、いずれの位置に形成されていてもよい。
【００４３】
前記実施形態において、接着剤１２４の注入方向は、前記実施形態で説明した方向に限らず、前記実施形態と逆に、挿入孔１２３の光束射出方向先端側から接着剤１２４を注入してもよい。
【００４４】
前記実施形態において、終端位置目安部１２１Ａの形状は、接着剤１２４の終端位置を確認できる形状であればよく、前記実施形態で説明した形状に限らない。
例えば、終端位置目安部１２１Ａを、首状部１２１における挿入孔１２３の内周面に形成する構成を採用してもよい。
また、例えば、終端位置目安部１２１Ａを、挿入孔１２３の中心位置を通る軸を中心として周方向に間欠的に形成してもよく、周方向の一部にのみ形成してもよい。
さらに、例えば、終端位置目安部１２１Ａを、首状部１２１の外周面から突出する形状、または凹む形状としてもよい。
【００４５】
前記実施形態では、光源装置１０は、副反射鏡１３を含んで構成されていたが、副反射鏡１３を省略した構成でも本発明の目的を十分に達成できる。
【００４６】
前記実施形態では、３つの液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂを用いたプロジェクタ１の例のみを挙げたが、本発明は、１つの液晶パネルのみを用いたプロジェクタ、２つの液晶パネルを用いたプロジェクタ、あるいは、４つ以上の液晶パネルを用いたプロジェクタにも適用可能である。
前記実施形態では、光入射面と光射出面とが異なる透過型の液晶パネルを用いていたが、光入射面と光射出面とが同一となる反射型の液晶パネルを用いてもよい。
前記実施形態では、光変調装置として液晶パネルを用いていたが、マイクロミラーを用いたデバイスなど、液晶以外の光変調装置を用いてもよい。この場合は、光束入射側および光束射出側の偏光板は省略できる。
前記実施形態では、スクリーンを観察する方向から投射を行うフロントタイプのプロジェクタの例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを観察する方向とは反対側から投射を行うリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。
前記実施形態では、プロジェクタに本発明の光源装置を採用していたが、本発明はこれに限らず、他の光学機器に本発明の光源装置を適用してもよい。
【００４７】
本発明を実施するための最良の構成などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明の光源装置は、接着剤にてリフレクタに対して発光管を良好に固定できるため、ホームシアターやプレゼンテーションで利用されるプロジェクタの光源装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本実施形態における光源装置を搭載したプロジェクタの光学系を示す模式図。
【図２】前記実施形態における光源装置の概略構成を示す断面図。
【図３】前記実施形態における光源ランプに対する副反射鏡の固定方法を説明するための図。
【図４】前記実施形態における主反射鏡の外径形状を示す側面図。
【図５】前記実施形態における主反射鏡に対する光源ランプの固定方法を説明するための図。
【図６】前記実施形態の変形例を示す図。
【符号の説明】
【００５０】
１・・・プロジェクタ、１０・・・光源装置、１１・・・光源ランプ（発光管）、１２・・・主反射鏡、４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ・・・液晶パネル（光変調装置）、５０・・・投射光学系（投射光学装置）、１１１・・・発光部、１１１Ａ・・・電極、１１２１，１１２２・・・封止部、１２１・・・首状部、１２１Ａ・・・終端位置目安部、１２２・・・反射部、１２４・・・接着剤、１２４Ａ・・・終端位置。
【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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