(57)【要約】【課題】発光管内に水銀が封入され、一対の電極が対向配置されてなる高圧水銀ランプと、該高圧水銀ランプを取囲む凹面反射鏡とを備え、前記高圧水銀ランプの管軸と前記凹面反射鏡の光軸が一致するように配置されてなるプロジェクタ用光源装置において、ランプからの光が、投影先で揺らぎとして視認されることがなく、しかも、据置型・天吊型の両用に対応することができるプロジェクタ用光源装置を提供するものである。【解決手段】光透過窓もしくは凹面反射鏡における、高圧水銀ランプの発光管の下方部に対応する投影領域に拡散面を形成したことを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光管内に水銀が封入され、一対の電極が対向配置されてなる高圧水銀ランプと、該高圧水銀ランプを取囲む凹面反射鏡とを備え、前記高圧水銀ランプの管軸と前記凹面反射鏡の光軸が一致するように配置されてなるプロジェクタ用光源装置において、
前記凹面反射鏡の光軸上の出射側に光透過窓が配置され、
該光透過窓には、前記発光管の下方部に対応する投影領域に拡散面が形成されていることを特徴とするプロジェクタ用光源装置。
【請求項２】
前記プロジェクタ用光源装置は、据置及び天吊のいずれの状態でも使用されるものであって、
前記光透過窓には、据置状態における前記発光管の上方部に対応する投影領域にも拡散面が形成されていることを特徴とする請求項１のプロジェクタ用光源装置。
【請求項３】
前記拡散面は微小な球状凸形状が表面に多数形成されたレンズ拡散面であることを特徴とする請求項１または２に記載のプロジェクタ用光源装置。
【請求項４】
発光管内に水銀が封入され、一対の電極が対向配置されてなる高圧水銀ランプと、該高圧水銀ランプを取囲む凹面反射鏡とを備え、前記高圧水銀ランプの管軸と前記反射鏡の光軸が一致するように配置されてなるプロジェクタ用光源装置において、
前記凹面反射鏡には、前記発光管の下方部に対応する反射領域に拡散面が形成されていることを特徴とするプロジェクタ用光源装置。
【請求項５】
前記プロジェクタ用光源装置は、据置及び天吊のいずれの状態でも使用されるものであって、
前記凹面反射鏡には、据置状態における前記発光管の上方部に対応する反射領域にも拡散面が形成されていることを特徴とする請求項４に記載のプロジェクタ用光源装置。
【請求項６】
前記拡散面は微小な球状凸形状若しくは凹形状が表面に多数形成されたものであることを特徴とする請求項４または５に記載のプロジェクタ用光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ショートアーク型高圧水銀ランプと反射鏡を組み合わせた光源装置に関するものであり、特に、プロジェクタの光源として使用される光源装置に係わるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、プロジェクタ用光源装置として、ショートアーク型放電ランプと凹面反射鏡を組み合わせたものが使用される。プロジェクタには演色性のよい光源が要求されることから、従来、放電ランプとしては高い水銀蒸気圧を持った高圧水銀ランプが好適に使用されている。
このようなプロジェクタ用光源装置の一般的構造は、特開２００４−３４２４４６号公報（特許文献１）や特開２００８−０１０３８４号公報（特許文献２）などに開示されている。
【０００３】
図７にその構造が示されていて、光源装置３１は、ショートアーク型高圧水銀ランプ３２と、このランプ３２からの光を集光する凹面反射鏡３３とからなる。高圧水銀ランプ３２は、内部に一対の電極が対向配置された発光管３４と、その両端の後方封止管３５と前方封止管３６とを備えている。
この高圧水銀ランプ３２は、その管軸方向が反射鏡３３の光軸と一致するように水平配置されている。つまり、その後方封止管３６が、前記反射鏡３３の後方首部３３ａに挿入された状態で固定されて、前方封止管３５が反射鏡３３の前面開口３３ｂ側に位置している。
そして、前記反射鏡３３の光出射側の光軸上の前方には光透過窓が配置され、特許文献２においては、この光透過窓３７が、反射鏡３３の前面開口３３ｂに設けられる構造が示されている。光透過窓を取り付ける別の構造としては、反射鏡に取り付けずに、プロジェクタの筐体に取り付けるものも知られている。
【０００４】
ところで、高圧水銀ランプを用いたプロジェクタでは、ランプの発光管内での水銀蒸気の対流が、投影先のスクリーンに像の揺らぎとして投影されてしまうことがある。
図８（Ａ）に示すように、水平点灯されるランプの発光管３４内では、アークを起点としてアークの下方から上方に向けて水銀蒸気が対流しており、このため、アーク周囲の水銀濃度が、温度勾配に応じて、上部で低濃度となり、下部で高濃度となる。
そのため、図８（Ｂ）に示すように、発光管内で発生する光は、この水銀蒸気に影響され、水銀濃度の高い下方から出射する光Ｌ２が、水銀濃度の低い上方から出射する光Ｌ１よりも影響を大きく受けて、これが、投影先で揺らぎとして視認されてしまうものである。
特に近年においては、より高輝度な放電ランプが要望されており、ランプ電力や封入水銀量が増加傾向にある。これに伴って水銀蒸気による揺らぎが視認されてしまうケースがしばしば発生し問題となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３４２４４６号公報
【特許文献２】特開２００８−０１０３８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて、発光管内に水銀が封入され、一対の電極が対向配置されてなる高圧水銀ランプと、該高圧水銀ランプを取囲む凹面反射鏡とを備え、前記高圧水銀ランプの管軸と前記反射鏡の光軸が一致するように配置されてなるプロジェクタ用光源装置において、ランプからの光が、投影先で揺らぎとして視認されることがなく、しかも、据置型・天吊型の両用に対応することができるプロジェクタ用光源装置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、この発明に係るプロジェクタ用光源装置は、前記凹面反射鏡の光軸上の出射側に配置された光透過窓に、前記発光管の下方部に対応する投影領域に拡散面が形成されていることを特徴とする。
また、前記プロジェクタ用光源装置は、据置及び天吊のいずれの状態でも使用されるものであって、前記光透過窓には、据置状態における前記発光管の上方部に対応する投影領域にも拡散面が形成されていることを特徴とする。
また、前記拡散面は微小な球状凸形状が表面に多数形成されたレンズ拡散面であることを特徴とする。
【０００８】
また、前記凹面反射鏡に、前記発光管の下方部に対応する反射領域に拡散面が形成されていることを特徴とする。
また、前記プロジェクタ用光源装置は、据置及び天吊のいずれの状態でも使用されるものであって、前記反射鏡には、据置状態における前記発光管の上方部に対応する反射領域にも拡散面が形成されていることを特徴とする。
また、前記拡散面は微小な球状凸形状若しくは凹形状が表面に多数形成されたものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のプロジェクタ用光源装置によれば、凹面反射鏡の光軸上の出射側に配置された光透過窓もしくは、前記反射鏡に、発光管の下方部に対応する投影領域に拡散面が形成されているので、ランプの発光管内での水銀蒸気の対流の影響を強く受ける、発光管下方部からの出射光が、前記拡散面によって拡散されるので、揺らぎ自身がぼかされて強く視認されることがなくなる。
また、据置した場合と天吊した場合とでは、ランプの上下関係が逆になるが、据置・天吊の両用としたプロジェクタにおいては、据置状態における発光管の上方部および下方部に対応した投影領域に拡散面を形成することで、いずれの方式で点灯しても、当該点灯方式における発光管の下方部に対応した投影領域に拡散面が存在することになり、ランプの揺らぎがぼかされて、視認されることがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のプロジェクタ用光源装置の断面図（Ａ）、正面図（Ｂ）、（Ｃ）。
【図２】本発明における拡散面の拡大断面図。
【図３】本発明の他の実施例の断面図（Ａ）、正面図（Ｂ）。
【図４】据置型（Ａ）および天吊型（Ｂ）と、図３の光源装置の関係説明図。
【図５】本発明の更に他の実施例の断面図（Ａ）、正面図（Ｂ）。
【図６】本発明の更に他の実施例の断面図（Ａ）、正面図（Ｂ）。
【図７】従来技術の光源装置の断面図。
【図８】従来技術の不具合を説明する断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１（Ａ）は、本発明のプロジェクタ用光源装置の断面図で、図１（Ｂ）はその正面図であり、図１（Ｃ）は他の実施例の正面図である。
放電ランプと凹面反射鏡の構造については、図７の従来技術と同様であって、光源装置１は、発光管３内に水銀が封入された高圧水銀ランプ２と、これを取り囲む凹面反射鏡４とを備えていて、ランプ２は水平状態で点灯される。
そして、反射鏡４の光軸上の前方、即ち、出射側には、光透過窓５が設けられている。この光透過窓５は、図１（Ａ）に示すように、反射鏡４の前面開口部に取り付けられる場合と、光源装置１が組み込まれるプロジェクタの筐体側に取り付けられる場合（不図示）とがある。
【００１２】
そして、この光透過窓４には、ランプ２の発光管３の下方部に対応した投影領域、すなわち、ランプ２の発光管３の下方部から出射した光が投影される領域、に拡散面６が形成されている。
この拡散面６の面形状は任意であり、たとえば、図１（Ｂ）に示すように、４角形状であったり、図１（Ｃ）に示すように、半円形状であったりしてよい。
この拡散面６は、例えば凹凸加工面であり、図２（Ａ）に示すように、微小な球状の凹凸形状が表面に多数形成されたレンズ拡散面であることが好ましい。
すなわち、拡散面６に形成される突起６ａが鋭角でなく、丸みを帯びた凹凸形状であることが好ましい。さらにはその曲率が一様な大きさに揃えられていることが好ましい。これにより、透過光Ｘが拡散光となり、その拡散範囲がある程度の範囲に絞られるため、著しい光量落ち込みを防ぐことができる。
その具体例を記載すると、幅１０〜５００μｍで、高さ（もしくは深さ）５〜２５０μｍの凹凸で、形状は半球形状である。
【００１３】
ところで、プロジェクタは、机上などに据置きして使用する場合と、天井に吊り下げて使用する場合があり、予めそのいずれかに特定されて使用される場合には、図１に示すように、光透過窓の拡散面は、その使用状態でのランプの発光管の下方部に対応した投影領域に形成すればよい。
ところで、据置きと天吊りの両方で使用されるプロジェクタでは、通常、プロジェクタ本体を反転して使用されることが行われている。この場合には、当然、ランプも反転することから、ランプの発光管の上下関係が逆になり、据置時に下方部であった領域が、天吊時には上方部になる。
これに対応した実施例が図３に示されていて、光透過窓４には、据置状態におけるランプ２の発光管３の下方部に対応した領域に拡散面６が形成されるとともに、上方部に対応した領域にも拡散面７が形成されている。
【００１４】
このプロジェクタＰと光源装置１の関係が図４に示されている。
図４（Ａ）に机上などに据置きされる態様が示され、図４（Ｂ）に天井に吊下げられる態様が示されていて、天井に吊下げる場合には、プロジェクタＰが反転されて使用される。
このようなプロジェクタに使用される光源装置１における光透過窓５には、据置状態におけるランプ２の発光管３の下方部Ａに対応した投影領域に拡散面６が形成されるとともに、上方部Ｂに対応した投影領域にも拡散面７が形成されている。
図４（Ａ）に示す据置の場合には、ランプ２の発光管３の下方部からの光は、光透過窓５の拡散面６によって拡散されて出射される。
【００１５】
一方、図４（Ｂ）に示すプロジェクタＰを反転させて天吊とした場合、ランプ２の発光管３の上下関係も反転し、据置時に上方部Ｂであったところが、天吊時には下方部になる。
このとき、ランプ２の発光管３の下方部Ｂから出射した光は、据置時の上方部に対応した投影領域に形成された別の拡散面７を透過することになり、拡散されて出射する。
このように、据置・天吊のいずれの場合にも、ランプ２の発光管３の下方部から出射された光は、拡散面６もしくは拡散面７によって拡散されて出射する。
【００１６】
前述した拡散面は、光透過窓５に形成するものを説明したが、図５（Ａ）（Ｂ）には別の実施例が示されていて、拡散面８が、凹面反射鏡４に形成されている例である。
つまり、反射鏡４における、発光管３の下方部から出射した光が投影される領域に拡散面８が形成されている。
また更に、図５（Ａ）（Ｂ）は、図３の実施例と同様に、プロジェクタが据置・天吊の両用型の場合の実施例であって、凹面反射鏡４には、図５の実施例の拡散面８に加えて、据置状態におけるランプ２の発光管３の上方部に対応した投影領域にも拡散面９が形成されている。勿論、この実施例においては、据置の場合と天吊の場合とでは、ランプ２も反転して、発光管３の上下関係も逆転して使用される。
【００１７】
反射鏡４に形成する拡散面８、９は、例えば凹凸加工面であり、図２（Ｂ）に示すように、前述の前面ガラスにおけるレンズ拡散面と同様に、微小な球状の凹凸形状が表面に多数形成された形状であることが好ましい。その具体例を記載すると、幅１０〜５００μｍで、高さ５〜２５０μｍの凹凸で、形状は半球形状である。
このような凹凸形状は、凹面反射鏡を形成する基材（例えばガラス材料）を金型にて成型する際に、金型に凹凸形状を形成しておくことにより形成することができる。
図２（Ｂ）に示すように、拡散面８の凹凸形状により、反射光Ｙは拡散光となり、ランプの揺らぎが低減される。
【００１８】
以上説明したように、本発明のプロジェクタ用光源装置においては、光透過窓もしくは凹面反射鏡における、高圧水銀ランプの発光管の下方部に対応する投影領域に拡散面を形成したことにより、水銀蒸気の対流による影響を強く受ける発光管の下方部からの光が拡散されることで、放射光の揺らぎの影響を低減して、投影先での揺らぎをぼやけさせて、強く視認されることがなくなるという効果を奏するものである。
また、前記拡散面を、据置状態における発光管の下方部のみならず、上方部に対応する投影領域にも形成したことにより、プロジェクタを据置・天吊の両用としたものでも、いずれの使用状態においても、発光管の下方部に対応した投影領域に拡散面が存在して、下方部からの光による揺らぎの影響を低減することができる。
【符号の説明】
【００１９】
１          プロジェクタ用光源装置
２          高圧水銀ランプ
３          発光管
４          凹面反射鏡
５          光透過窓
６，７，８，９    拡散面
Ｘ          拡散光
【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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