(57)【要約】【課題】放電ランプと凹面反射鏡とからなり、該反射鏡の前面側に放電ランプ放射から放射された光を後方に反射して、これを再度反射鏡の前方焦点に戻すようにした光源装置において、前方からの反射光が発光管を通過することによって減衰されたり、発散されたりすることのないようにした構造を提供することである。【解決手段】前記反射鏡を、主反射部と、前方反射部と、後方反射部戸により構成して、前方反射部からの反射光を直接後方反射部に向け、該後方反射部によって前記回転楕円面からなる主反射部の前方第二焦点に集光反射す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】
放電ランプと、当該放電ランプを取り囲む凹面反射鏡とよりなる光源装置において、
前記凹面反射鏡は、主反射部と前方反射部と後方反射部とよりなり、
前記主反射部は、第一焦点が放電ランプの電極間に位置するとともに、第二焦点が当該凹面反射鏡の放射方向前方に位置する回転楕円面よりなり、
前記前方反射部は、前記放電ランプから直射される放射光を、後方反射部に反射させるものであり、
前記後方反射部は、前記前方反射部からの反射光を前記主反射部の第二焦点に集光するよう反射させるものである
ことを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記前方反射部は、第一焦点が前記放電ランプの電極間に位置するとともに、第二焦点が前記凹面反射鏡の放射方向後方に位置し、主反射部の光軸を主軸とする回転楕円面であり、
前記後方反射部は、平面である、
ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記前方反射部は、第一焦点が前記放電ランプの電極間に位置するとともに、第二焦点が当該凹面反射鏡の放射方向後方に位置し、主反射部の光軸を主軸とする回転楕円面であり、
前記後方反射部は、第一焦点が前記前方反射部の第二焦点に位置するとともに、第二焦点が前記主反射部の第二焦点に位置する回転双曲面である、
ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項４】
前記前方反射部は、その主軸が前記主反射部の光軸と交差し、焦点が前記放電ランプの電極間に位置する放物線を、前記主反射部の光軸周りに回転させてなる変則回転放物面であり、
前記後方反射部は、その主軸が前記前方反射部を形成する放物線の主軸と平行であり、焦点が前記主反射部の第二焦点に位置する放物線を、前記主反射部の光軸周りに回転させてなる変則回転放物面である、
ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクターの光源等に利用される光源装置に関し、特に、放電ランプの光出射側に補助鏡が配置された光源装置に係わるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、プロジェクターの光源として利用されている光源装置は、放電ランプと、その放電ランプを囲むように配置された反射鏡とよりなる光源装置が知られており、このような光源装置では、楕円鏡である反射鏡の第一焦点に放電ランプの電極間を位置させ、第二焦点近傍に液晶パネルを配置した構造である。
このような光源装置においては、その小型化に伴って、楕円鏡は、光を出射する開口径も小さくなってきており、放電ランプから放射された光の捕捉率が低下する傾向にある。
このため、楕円鏡の前方に補助鏡として球面鏡を配置して、放電ランプから放射された光のうち楕円鏡の前面開口方向に放射されて該楕円鏡で捕捉できない光を前記球面鏡で捕捉し、この球面鏡で捕捉した光を放電ランプの電極間に反射して戻し、戻された光を再び楕円鏡で反射して第二焦点に進行させることにより、光の有効利用を図ってその利用効率を向上させる技術が知られている。
このような技術は、特開平１１−６４７９５号公報（特許文献１）や特開２００５−１９５５９２号公報（特許文献２）に開示されている。
【０００３】
図６にその概略構造が示されており、一対の電極（不図示）が対向配置された放電ランプ２０を取り囲むように第１反射鏡２１が設けられており、該反射鏡２１は回転楕円面状の反射面２２を有している。
この第１反射鏡２１に対向するように第２反射鏡２３が配設されており、当該反射鏡２３は球面状の反射面２４を有していて、その焦点が前記放電ランプ２０の電極間に一致するように配置されている。
放電ランプ２０から第１反射鏡２１の前方に直接放射された光は、第２反射鏡２３の反射面２４によって反射されて、その反射光Ｘは前記放電ランプ２０の電極間に戻される。そして、前記第１反射鏡２１により再び反射されて反射光Ｙとして前方に放射され有効利用が図られるものである。
【０００４】
しかしながら、上記従来技術においては、補助鏡である球面鏡で反射されて放電ランプの電極間に戻される光は、ランプの発光管を２回通過することになり、該発光管通過時に光が発光管（ガラス）に吸収されて減衰してしまうという問題があった。
また、一般に発光管の外面形状と内面形状は異なっており、発光管の内部に侵入してくる光は屈折することになり、その一部が電極自体などに照射されてしまい、光の全てが電極間に戻ることないという不具合もある。
このように、補助鏡（球面鏡）で折角反射しても、その反射光を有効に利用することができないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−６４７９５号公報
【特許文献２】特開２００５−１９５５９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明が解決しようとする課題は、放電ランプと反射鏡とからなる光源装置において、放電ランプから反射鏡の前方に直接放射される光を後方に向けて反射して有効利用する際に、該反射光がランプの発光管を通過して光の減衰を受けてしまうことがないようにして、再度反射鏡の前方の第二焦点に直接的に放射されるようにし、真の光の有効利用を実現した構造を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、この発明に係る光源装置は、前記反射鏡が主反射部と前方反射部と後方反射部よりなり、前記主反射部は、第一焦点が放電ランプの電極間に位置するとともに、第二焦点が当該凹面反射鏡の放射方向前方に位置する回転楕円面よりなり、前記前方反射部は、前記放電ランプから直射される放射光を、後方反射部に反射させるものであり、前記後方反射部は、前記前方反射部からの反射光を前記主反射部の第二焦点に集光するよう反射させるものであることを特徴とする。
【０００８】
また、前記前方反射部は、第一焦点が前記放電ランプの電極間に位置するとともに、第二焦点が前記凹面反射鏡の放射方向後方に位置し、主反射部の光軸を主軸とする回転楕円面であり、前記後方反射部は平面であることを特徴とする。
【０００９】
また、前記前方反射部は、第一焦点が前記放電ランプの電極間に位置するとともに、第二焦点が当該凹面反射鏡の放射方向後方に位置し、主反射部の光軸を主軸とする回転楕円面であり、前記後方反射部は、第一焦点が前記前方反射部の第二焦点に位置するとともに、第二焦点が前記主反射部の第二焦点に位置する回転双曲面であることを特徴とする。
【００１０】
また、前記前方反射部は、その主軸が前記主反射部の光軸と交差し、焦点が前記放電ランプの電極間に位置する放物線を、前記主反射部の光軸周りに回転させてなる変則回転放物面であり、前記後方反射部は、その主軸が前記前方反射部を形成する放物線の主軸と平行であり、焦点が前記主反射部の第二焦点に位置する放物線を、前記主反射部の光軸周りに回転させてなる変則回転放物面であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の光源装置によれば、放電ランプから主反射部の前方に直接放射される光は、前方反射部によって後方に反射されるが、その反射光はランプの発光管に戻されることなく、後方反射部に戻され、ここで反射されて主反射部の第二焦点に進行するので、発光管を通過することがなくなって、該発光管による光の減衰がなくなり、更には、発光管を通過することによる光の屈折での損失もなくなり、真に光の有効利用が図られるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の光源装置の第１の実施例の説明図。
【図２】第２の実施例の説明図。
【図３】第３の実施例の説明図。
【図４】第３の実施例の前方反射部の説明図。
【図５】第３の実施例の後方反射部の説明図。
【図６】従来の光源装置の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、第１実施例の説明図であり、図において、放電ランプ１を取り囲む凹面反射鏡２は、主反射部３と、該主反射部３の前方に、これと対向するように設けられた前方反射部４と、前記主反射部３の後方に、前記前方反射部４と対向するように設けられた後方反射部５とからなる。
前記主反射部３は、放電ランプ１の電極間を第一焦点３ａとし、光軸上の前方に第二焦点３ｂを有する回転楕円面からなる。
前記前方反射部４は、前記放電ランプ１の電極間、即ち、主反射部３の第一焦点３ａを第一焦点４ａとし、第二焦点４ｂが前記凹面反射鏡２の放射方向後方に位置し、主反射部３の光軸Ｘを主軸とする回転楕円面である。
また、後方反射部５は平面であって、前記主反射部３の第二焦点３ｂと、前記前方反射部４の第二焦点４ｂの中間位置にある。
【００１４】
上記構成において、放電ランプ１からの光は主反射部３に反射されて、その第二焦点３ｂに集光する。
一方、主反射部３より前方に放射された光は、前方反射部４によって反射され、その第二焦点４ｂ方向に向かい、後方反射部５に至る。ここで反射された光は、前方の主反射部３の第二焦点３ｂに至る。
こうすることによって、前方反射部４からの反射光は放電ランプ１の発光管を通過することなく、直接的に主反射部３の第二焦点３ｂに到達することができる。
また、放電ランプ１から主反射部３の前方に放射される光を、図１に点線で示した、主反射部３を延長して反射しようとした場合の光軸方向の突出長さＬ０、突出直径Ｄ０との比較で、前方反射部４のそれらＬ１、Ｄ１は、いずれも小さなものですむ。
【００１５】
図２に第２の実施例が示されている。
図において、主反射部３および前方反射部４は、上記第１の実施例と同様な構造である。
後方反射部６は回転双曲面からなり、その第一焦点６ａが前記前方反射部４の第二焦点４ｂに位置するとともに、第二焦点６ｂが前記主反射部３の第二焦点３ｂに位置するものである。
上記構成において、放電ランプ１から主反射部３よりも前方に直接放射された光は、前方反射部４に反射されてその第二焦点４ｂに向けて後方反射部６に進行する。その光は該後方反射部６によって反射され、その反射光はその第二焦点６ｂ、即ち、主反射部３の第二焦点３ｂに至るものである。
【００１６】
この第２実施例の場合、第１実施例と比べて、前方反射部３の第二焦点３ｂ、即ち、後方反射部６の第一焦点６ａを放電ランプ１に近い位置に設定できるので、前方反射部４の曲率を小さなものとすることができて、前方への突出量を更に小さなものとすることができる。
【００１７】
図３〜５に第３の実施例が示されている。
この実施例においては、前方反射部７は、後述するように、放電ランプ１からの光を後方に平行光として反射する変則回転放物面から構成される。
そして、同様に後述するように、この平行光は後方反射部８によって反射されて、主反射部３の第二焦点３ｂに集光する変則回転放物面から構成される。
【００１８】
上記構成における前方反射部７の構造が図４に示されている。
図において、前方反射部７を構成する放物線Ｍは、その主軸Ａが前記主反射部３（ここには図示しない）の光軸Ｘに対して所定角度αだけ傾斜して交差している。そして、その焦点７ａは放電ランプ１の電極間位置、即ち、主反射部３の第一焦点３ａと一致している。
この放物線Ｍを前記光軸Ｘ周りに回転させて形成される変則回転放物面によって前方反射部７が構成される。
これによれば、放電ランプ１からの光Ｒは、該前方反射部７によって主軸Ａに平行な平行光Ｓとなって後方に反射される。
【００１９】
また、後方反射部８の構造が図５に示されている。
図において、後方反射部８を構成する放物線Ｎは、その主軸Ｂが、前記主反射部３の光軸Ｘに対して所定角度αだけ傾斜して交差している。即ち、その主軸Ｂは、前記前方反射部７の主軸Ａと平行であり、また該前方反射部７からの平行反射光Ｓと平行でもある。そして、その焦点８ａは主反射部３の第二焦点３ｂと一致している。
この放物線Ｎを前記光軸Ｘ周りに回転させて形成される変則回転放物面によって後方反射部８が構成される。そして、この後方反射部８は前記前方反射部７に対向するように配置されている。
この構成によって、前方反射部７からの平行反射光Ｓは、後方反射部８によって反射され、その反射光Ｔはその焦点８ａ、即ち、前記主反射部３の第二焦点３ｂに集光される。
【００２０】
即ち、この第３実施例では、図３に示すように、放電ランプ１からの放射光Ｒは前方反射部７によって平行光Ｓとなって反射され、該平行反射光Ｓは、後方反射部８によって集光反射光Ｔとなって主反射部３の第二焦点３ｂに至るものである。
この第３実施例においても、先の第１、第２実施例と同様に、軸方向への突出量と径方向への突出量が小さく抑えられる。
なお、上記第１〜３の実施例において、凹面反射鏡２を構成する主反射部３と、前方反射部４、７と、後方反射部５、６、８とは一体構造のものを示したが、それぞれが別体構造であってもよいし、前方反射部か後方反射部の何れかが主反射部と別体構造であってもよいことは勿論である。
【００２１】
以上説明したように、本発明に係る光源装置は、放電ランプが取り付けられた反射鏡を、主反射部と、この前方に設けられた前方反射部と、後方に設けられた後方反射部とから構成し、放電ランプからの前方への直射光を前方反射部で後方反射部に向けて反射し、該後方反射部から前記主反射部の第二焦点に向けて集光反射するようにしたので、前方反射部からの反射光が放電ランプの発光管を通過することがなく、該発光管による光の減衰を受けず、かつその屈折による光の発散もなく、効率的な光の利用が可能となるものである。
【符号の説明】
【００２２】
１          放電ランプ
２          凹面反射鏡
３          主反射部
３ａ、３ｂ  主反射部３の第一、第二焦点
４          前方反射部
４ａ、４ｂ  前方反射部４の第一、第二焦点
５          後方反射部
６          後方反射部
６ａ、６ｂ  後方反射部６の第一、第二焦点
７          前方反射部
７ａ        前方反射部７の焦点
８          後方反射部
８ａ        後方反射部８の焦点
【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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