(57)【要約】【課題】点灯始動性を良好にできる発光管、光源装置及びプロジェクタを提供すること。【解決手段】内部に一対の電極Ｅが配置された発光部を有し、電極Ｅ間で放電発光する発光管であって、一対の電極Ｅのうち少なくともいずれか一方の電極Ｅ（ＥＲ）は、他方の電極に近接する側である先端側に、径寸法の大きな大径部Ｅ１１を有する軸部Ｅ１と、線材を複数巻回して形成され、かつ、大径部Ｅ１１に取り付けられるコイル部Ｅ２とを備える。大径部Ｅ１１は、少なくともコイル部Ｅ２における先端側の端部（先端）Ｅ２１が嵌まり込む溝部Ｅ１６を有する。これによれば、コイル部Ｅ２の先端側の端部Ｅ２１と、大径部Ｅ１１との接触面積が大きくなるので、コイル部Ｅ２のいずれの箇所が放電起点となった場合でも、放電により生じた熱を効率よく大径部Ｅ１１に伝導することができるほか、コイル部Ｅ２の大径部Ｅ１１からの脱落を防ぐことができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に一対の電極が配置された発光部を有し、当該電極間で放電発光する発光管であって、
前記一対の電極のうち少なくともいずれか一方の電極は、
他方の電極に近接する側である先端側に、径寸法の大きな大径部を有する軸部と、
線材を複数巻回して形成され、かつ、前記大径部に取り付けられるコイル部とを備え、
前記大径部は、
少なくとも前記コイル部における前記先端側の端部が嵌まり込む溝部を有することを特徴とする発光管。
【請求項２】
請求項１に記載の発光管において、
前記大径部は、前記コイル部が取り付けられる範囲における前記先端側の径寸法が、当該範囲における前記他方の電極から離間する側である後端側の径寸法より大きくなるように形成され、
前記後端側における前記コイル部の内径寸法は、前記範囲における前記大径部の前記後端側の径寸法より大きいことを特徴とする発光管。
【請求項３】
請求項２に記載の発光管において、
前記先端側における前記コイル部の内径寸法は、前記範囲における前記大径部の前記先端側の径寸法より小さいことを特徴とする発光管。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の発光管において、
前記大径部は、
前記範囲における前記先端側から前記後端側に向かうに従って径寸法が小さくなるように、当該大径部の軸方向に対して傾斜する傾斜部を有することを特徴とする発光管。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の発光管と、当該発光管から射出された光を反射して、一方向に射出する反射鏡とを備えることを特徴とする光源装置。
【請求項６】
請求項５に記載の光源装置と、当該光源装置から射出された光束を変調して、画像情報に応じた画像光を形成する光変調装置と、形成された前記画像光を投射する投射光学装置とを備え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、発光管、当該発光管を備える光源装置及びプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一対の電極が配置され、かつ、水銀及び希ガス等の発光物質が封入される放電空間が内部に形成された発光部と、当該発光部を挟んで互いに離間する方向に延出し、かつ、内部に各電極に接続される電極引出線が設けられた一対の封止部とを有する発光管が知られている。このような発光管では、電極に電圧を印加すると、当該電極の所定の箇所で放電が生じる。この放電によって生じた熱が各電極の先端（互いに近接する側の端部）に移動して、当該先端の温度が所定の温度域まで上昇すると、各先端間でのアーク放電が開始され、電極間の発光物質が反応して光を射出する。
【０００３】
このような発光管の電極として、軸部（芯棒）と、当該軸部に巻回されたコイル部とを備えた構成が知られている。このようなコイル部の段差部分では、電場が集中するため、放電が生じやすくすることができる。また、電極が高温になり過ぎた場合には、当該電極の消耗及び変形が顕著となるが、コイルによって熱容量が大きくなるため、電極を適正温度に保持しやすくすることができる。更に、コイルの巻き数を調整することにより、放電ランプのワット数に応じた電極の径寸法を調整しやすくすることができる。
【０００４】
しかしながら、前述の段差部分が封止部に近接する側に位置する場合には、当該段差部分での放電によって生じたアークが、石英ガラス等により形成された発光管の内壁に衝突してしまう場合がある。このような場合、当該内壁が損傷して発光部が白濁したり、ハロゲンサイクルの不良に伴って電極構成物質であるタングステンが付着して黒化したりする等の不具合が生じ、放電ランプの寿命を短縮させてしまうという問題がある。特に、このような放電ランプでは、発光管の発光部内壁面は、電極間の中央を中心とした略球状に形成されていることが一般的であるため、このような発光部内壁と放電起点とが近接している場合には、上記のような不具合が顕著となる。
このような問題に対し、放電起点を電極の先端側に位置付けるように構成した放電ランプが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
この特許文献１に記載の発光管の電極では、軸部に、先端側の径寸法が小さく、後端側の径寸法が大きくなるような段部が形成され、当該段部の外表面には、螺旋形の溝が形成されている。そして、当該溝に一部（コイル部の全長の２０〜６０％）が嵌まり込み、かつ、径寸法が小さい軸部の領域と、径寸法が大きい軸部の領域とに跨るように、コイル部が設けられている。このようなコイル部の先端側は、後端側に比べて熱抵抗が高く熱せられやすいので、当該先端側に放電起点が位置しやすくなる。このため、発光管内壁と、放電起点とを離間させることができ、当該発光管内壁へのアークの衝突確率を下げることができる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２６９１６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の発光管では、コイル部における先端側（他方の電極に近接する側）の端部と、軸部との接触面積が小さいため、当該先端側の端部での放電により生じた熱は、直接軸部に伝達される割合に対して、コイル部を伝わって、軸部との接触面積が大きい後端側から当該軸部に伝達される割合の方が高い。このため、軸部先端への熱の伝導経路が長くなり、各電極の先端間での放電に移行しづらいという問題がある。このような問題から、発光管の点灯始動性を良好にできる構成が要望されてきた。
【０００８】
本発明の目的は、点灯始動性を良好にすることができる発光管、光源装置及びプロジェクタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記した目的を達成するために、本発明の発光管は、内部に一対の電極が配置された発光部を有し、当該電極間で放電発光する発光管であって、前記一対の電極のうち少なくともいずれか一方の電極は、他方の電極に近接する側である先端側に、径寸法の大きな大径部を有する軸部と、線材を複数巻回して形成され、かつ、前記大径部に取り付けられるコイル部とを備え、前記大径部は、少なくとも前記コイル部における前記先端側の端部が嵌まり込む溝部を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、少なくとも一方の電極の軸部には、他方の電極に近接する側（先端側）に、当該軸部より径寸法の大きな大径部が形成され、当該大径部には、コイル部が設けられている。そして、当該大径部は、少なくともコイル部の先端部が嵌まり込む溝部を有している。
ここで、発光管の点灯始動時に、各電極に電圧が印加されると、コイル部のいずれかの箇所が放電起点となり、当該放電起点にて放電が開始され、当該放電によって生じた熱は、大径部に伝導される。この際、コイル部の先端は溝部に嵌まり込んでおり、コイル部の先端と大径部との接触面積は大きいので、当該コイル部の先端が放電起点となった場合には、放電により生じた熱は速やかに大径部に伝導される。これによれば、熱の伝導経路の長さは、コイル部の先端から大径部の先端部までの距離となるので、前述の特許文献１に記載の発光管に比べて、当該伝導経路の長さを短縮することができる。
【００１１】
また、溝部がコイル部の寸法に応じて形成されている場合には、当該溝部の全域にコイル部が嵌り込む。この際、コイル部の先端が放電起点となった場合には、大径部との接触面積の大きいコイル部の先端にて、放電により生じた熱は大径部へと伝導されるので、前述の場合と同様に、大径部の先端部への熱の伝導経路を短縮することができる。
一方、コイル部の後端（他方の電極から離間する側の端部）が放電起点となった場合では、放電により生じた熱は、当該コイル部の後端から先端に向かい、かつ、当該先端にて大径部に伝導される伝導経路と、コイル部の後端から大径部に直接伝導される伝導経路を経て、当該大径部の先端部に伝導される。この時の熱の伝導経路の長さは、コイル部の後端から大径部の先端部までの距離となるので、この場合においても、前述の特許文献１に記載の発光管に比べて、当該熱の伝導経路を短縮することができる。
【００１２】
更に、溝部がコイル部の先端のみに応じて形成されている場合、すなわち、大径部との接触面積がコイル部の先端で大きく、後端で小さい場合で、コイル部の後端が放電起点となった場合では、放電により生じた熱は、コイル部の後端から先端に向かって伝導され、接触面積の大きい先端にて大径部に伝導された後、当該大径部の先端部に伝達される。このときの熱の伝導経路の長さは、前述の場合と同様に、コイル部の後端から大径部の先端部までの距離となるので、前述の特許文献１に記載の発光管に比べて、当該熱の伝導経路を短縮することができる。
【００１３】
従って、コイル部のどの位置が放電起点となった場合でも、放電によって生じた熱の大径部の先端部への伝導経路を短縮することができるので、当該熱を先端部に速やかに伝導することができ、各電極の先端部間でのアーク放電に移行しやすくすることができる。そして、これにより、発光管の点灯始動性を向上することができる。
また、このように大径部に溝部が形成され、当該溝部にコイル部が嵌まり込むので、大径部からのコイル部の脱落を防止することができる。
【００１４】
本発明では、前記大径部は、前記コイル部が取り付けられる範囲における前記先端側の径寸法が、当該範囲における前記他方の電極から離間する側である後端側の径寸法より大きくなるように形成され、前記後端側における前記コイル部の内径寸法は、前記範囲における前記大径部の前記後端側の径寸法より大きいことが好ましい。
【００１５】
本発明によれば、溝部に嵌め込むように、コイル部を大径部に取り付ける際に、当該大径部におけるコイル部が取り付けられる範囲での後端側の径寸法は、コイル部の後端側の内径寸法より小さいので、軸部の後端側から大径部にコイル部を捻じ込みやすくすることができる。従って、コイル部の大径部への取付けを容易に行うことができる。
また、コイル部を大径部に取り付けた場合では、コイル部の後端に応じた位置の大径部の直径寸法は、当該コイル部の後端の内径寸法に対して小さいので、大径部とコイル部との間に隙間が生じることとなる。これによれば、コイル部の後端の熱抵抗を大きくすることができ、当該後端に放電起点を位置付けることができる。従って、前述のように、発光管の点灯始動時の熱の伝導経路を短縮することができるほか、放電起点の位置を予め把握することができるので、当該放電起点での放電により発生したアークが、発光部の内壁に衝突しにくくなるように、コイル部の後端と発光部の内壁との距離を大きくするように、発光部の形状等を設計することができる。
【００１６】
本発明では、前記先端側における前記コイル部の内径寸法は、前記範囲における前記大径部の前記先端側の径寸法より小さいことが好ましい。
本発明によれば、先端側のコイル部の内径寸法が、溝部先端側における大径部の径寸法より小さいので、大径部にコイル部を取り付けた際には、当該コイル部は、溝部に強固に嵌まり込ませることができる。具体的に、コイル部を溝部に捻じ込む際に、コイル部の先端は、溝部の先端側における大径部の径寸法に応じて外側に広がるが、溝部へのコイル部の捻じ込み力（押し込み力）を弱めると、当該先端は、元の内径寸法に戻ろうとするため、内側に収縮し、大径部に対して締め付け力を作用させる。このため、コイル部と大径部とが強固に係合するので、コイル部が大径部から脱落することを確実に防ぐことができる。また、このような構成により、コイル部と大径部との接触面積を確実に大きくすることができ、コイル部から大径部への熱伝導効率の向上を図ることができるほか、コイル部の後端に確実に放電起点を位置付けることができる。
【００１７】
本発明では、前記大径部は、前記範囲における前記先端側から前記後端側に向かうに従って径寸法が小さくなるように、当該大径部の軸方向に対して傾斜する傾斜部を有することが好ましい。
本発明によれば、傾斜部により、大径部へのコイル部の取付けを一層容易に行うことができる。また、このように取り付けられたコイル部の後端と大径部との間に隙間を確実に形成することができるので、当該コイル部の後端と大径部との接触面積を確実に小さくすることができ、発光管の点灯始動時に、コイル部の後端に放電起点を確実に位置付けることができる。
【００１８】
また、本発明の光源装置は、前述の発光管と、当該発光管から射出された光を反射して、一方向に射出する反射鏡とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、前述の発光管と同様の効果を奏することができ、点灯に際して、迅速に光束を射出可能な光源装置を構成することができる。
【００１９】
また、本発明のプロジェクタは、前述の光源装置と、当該光源装置から射出された光束を変調して、画像情報に応じた画像光を形成する光変調装置と、形成された前記画像光を投射する投射光学装置とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、前述の光源装置と同様の効果を奏することができ、迅速に画像光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】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態に係るプロジェクタを、図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態に係るプロジェクタ１の概略構成を示す模式図である。
プロジェクタ１は、内部に設けられた光源装置４１１から射出される光束を変調して画像情報に応じた画像光を形成し、当該画像光をスクリーン（図示省略）等の投射面上に拡大投射するものである。このプロジェクタ１は、図１に示すように、外装筐体２と、投射レンズ３と、光学ユニット４等を備えている。
また、これらの他に、プロジェクタ１は、当該プロジェクタ１内部を冷却する冷却ファン等で構成される冷却ユニット９１、プロジェクタ１内部の各構成部材に電力を供給する電源ユニット９２、及び、プロジェクタ１全体を制御する制御ユニット９３等を備え、これらは、外装筐体２内に配置されている。
【００２１】
〔外装筐体及び投射レンズの構成〕
外装筐体２は、投射レンズ３及び光学ユニット４等を内部に収納配置するものであり、全体略直方体状に形成されている。なお、本実施形態では、外装筐体２を合成樹脂により形成したが、これに限らず、金属等の他の材料により形成してもよい。
投射レンズ３は、光学ユニット４にて形成された画像光を、スクリーン（図示省略）等の投射面上に結像させるとともに、当該画像光に係る画像を拡大投射する投射光学装置である。この投射レンズ３は、筒状の鏡筒内に複数のレンズが収納された組レンズとして構成されている。
【００２２】
〔光学ユニットの構成〕
光学ユニット４は、前述の制御ユニット９３による制御の下、光源から射出された光束を、光学的に処理して画像情報に対応した画像光を形成するユニットである。この光学ユニット４は、図１に示すように、外装筐体２の背面に沿って延出するとともに、外装筐体２の側面に沿って延出する平面視略Ｌ字形状を有している。
この光学ユニット４は、照明光学装置４１と、色分離光学装置４２と、リレー光学装置４３と、電気光学装置４４と、これら光学部品４１〜４４を内部に収納配置するとともに、投射レンズ３を所定位置で支持する光学部品用筐体４５とを備えている。
【００２３】
照明光学装置４１は、電気光学装置４４の後述する液晶パネル４４２の画像形成領域をほぼ均一に照明するものである。この照明光学装置４１は、光源装置４１１と、第１レンズアレイ４１２と、第２レンズアレイ４１３と、偏光変換素子４１４と、重畳レンズ４１５とを備えて構成されている。
【００２４】
光源装置４１１は、放射状の光線を射出する放電灯５と、当該放電灯５から射出された放射光を反射して、所定位置に収束させる主反射鏡６と、主反射鏡６にて反射されて収束される光束を照明光軸Ａに対して平行化する平行化凹レンズ７と、放電灯５の点灯を制御する点灯制御装置８と、これらを内部に収納するハウジング（図示省略）とを備えている。なお、放電灯５、主反射鏡６及び点灯制御装置８の構成については、後に詳述する。
【００２５】
第１レンズアレイ４１２は、照明光軸Ａに略直交する面内に複数の小レンズが、マトリクス状に配列された構成を有している。これら小レンズは、照明光軸Ａ方向から見て略矩形状の輪郭を有している。そして、これら各小レンズは、光源装置４１１から射出される光束を、複数の部分光束に分割する。
第２レンズアレイ４１３は、第１レンズアレイ４１２と同様の構成を有しており、第１レンズアレイ４１２の小レンズに対応する小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。この第２レンズアレイ４１３は、重畳レンズ４１５とともに、第１レンズアレイ４１２の各小レンズの像を、電気光学装置４４の後述する液晶パネル４４２の画像形成領域に結像させる機能を有している。
【００２６】
偏光変換素子４１４は、第２レンズアレイ４１３と重畳レンズ４１５との間に配置され、当該第２レンズアレイ４１３からの光を略１種類の直線偏光に変換するものである。
具体的に、偏光変換素子４１４によって略１種類の直線偏光に変換された各部分光は、重畳レンズ４１５によって最終的に後述する液晶パネル４４２の画像形成領域にほぼ重畳される。偏光光を変調するタイプの液晶パネルを用いたプロジェクタでは、１種類の偏光光しか利用できないため、ランダムな偏光光を発する光源装置４１１からの光の略半分を利用できない。このため、偏光変換素子４１４を用いることで、光源装置４１１からの射出光を略１種類の直線偏光に変換し、電気光学装置４４での光の利用効率を高めている。
【００２７】
色分離光学装置４２は、２枚のダイクロイックミラー４２１，４２２と、反射ミラー４２３とを備え、ダイクロイックミラー４２１，４２２により照明光学装置４１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。
リレー光学装置４３は、入射側レンズ４３１、リレーレンズ４３３及び反射ミラー４３２，４３４を備え、色分離光学装置４２で分離された赤色光を赤色光用の液晶パネル４４２Ｒまで導く機能を有している。
【００２８】
この際、色分離光学装置４２のダイクロイックミラー４２１では、照明光学装置４１から射出された光束の赤色光成分と緑色光成分とが透過するとともに、青色光成分が反射する。ダイクロイックミラー４２１によって反射した青色光は、反射ミラー４２３で反射し、フィールドレンズ４４１を通って青色光用の液晶パネル４４２Ｂに達する。このフィールドレンズ４４１は、第２レンズアレイ４１３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。他の緑色光及び赤色光用の液晶パネル４４２Ｇ，４４２Ｒの光入射側に設けられたフィールドレンズ４４１も同様である。
【００２９】
ダイクロイックミラー４２１を透過した赤色光と緑色光のうち、緑色光はダイクロイックミラー４２２によって反射され、フィールドレンズ４４１を通って緑色光用の液晶パネル４４２Ｇに達する。一方、赤色光はダイクロイックミラー４２２を透過してリレー光学装置４３を通り、さらにフィールドレンズ４４１を通って赤色光用の液晶パネル４４２Ｒに達する。なお、赤色光にリレー光学装置４３が用いられているのは、赤色光の光路の長さが他の色光の光路の長さよりも長いため、光の拡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４３１に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ４４１に伝えるためである。なお、リレー光学装置４３には、３つの色光のうち赤色光を通す構成としたが、これに限らず、例えば、青色光を通す構成としてもよい。
【００３０】
電気光学装置４４は、色分離光学装置４２から射出される３つの色光を画像情報に応じてそれぞれ変調し、変調した各色光を合成して光学像（カラー画像）を形成する。
この電気光学装置４４は、図１に示すように、前述のフィールドレンズ４４１と、光変調装置としての液晶パネル４４２（赤色光用の液晶パネルを４４２Ｒ、緑色光用の液晶パネルを４４２Ｇ、及び、青色光用の液晶パネルを４４２Ｂとする）と、これら各液晶パネル４４２の光束入射側にそれぞれ配置される３つの入射側偏光板４４３と、各液晶パネル４４２の光束射出側にそれぞれ配置される３つの視野角補償板４４４と、当該３つの視野角補償板４４４の光束射出側にそれぞれ配置される３つの射出側偏光板４４５と、色合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズム４４６とを備えて構成されている。
【００３１】
入射側偏光板４４３には、偏光変換素子４１４で偏光方向が略一方向に揃えられた各色光が入射し、当該入射側偏光板４４３は、入射した光束のうち、偏光変換素子４１４で揃えられた光束の偏光方向と略同一方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収する。このような入射側偏光板４４３は、例えば、サファイアガラスまたは水晶等の透光性基板上に偏光層が貼付された構成を有している。
光変調装置としての液晶パネル４４２は、詳しい図示を省略するが、一対の透明なガラス基板間に電気光学物質である液晶が密閉封入した構成を有している。そして、当該液晶パネル４４２では、前述の制御ユニットから入力する画像情報である駆動信号に応じて、画像形成領域に位置する液晶の配向状態が制御され、入射側偏光板４４３から射出された偏光光束の偏光方向が変調されることで、画像光が形成される。
【００３２】
視野角補償板４４４は、液晶パネル４４２に光束が斜方入射した場合（パネル面の法線方向に対して傾斜して入射した場合）の当該液晶パネル４４２で生じる複屈折による常光と異常光との間に生じる位相差を補償する。
射出側偏光板４４５は、液晶パネル４４２から射出され視野角補償板４４４を介した光束のうち、入射側偏光板４４３における光束の透過軸と直交する偏光方向を有する光束のみ透過させ、その他の光束を吸収するものである。このような射出側偏光板４４５は、前述の入射側偏光板４４３と同様の構成とすることができる。
【００３３】
クロスダイクロイックプリズム４４６は、射出側偏光板４４５から射出された色光毎に変調された変調光を合成して光学像（カラー画像）を形成する。このクロスダイクロイックプリズム４４６は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、２つの誘電体多層層が形成されている。これら誘電体多層層は、投射レンズ３と対向する側（Ｇ色光側）に配置された射出側偏光板４４５を介した色光を透過し、残り２つの射出側偏光板４４５（Ｒ色光側及びＢ色光側）を介した色光を反射する。このようにして、各入射側偏光板４４３、各液晶パネル４４２、各視野角補償板４４４、及び、各射出側偏光板４４５にて変調された各色光が合成されてカラー画像が形成される。
【００３４】
〔放電灯の構成〕
図２は、光源装置４１１の放電灯５及び主反射鏡６を示す縦断面図である。
放電灯５は、図２に示すように、石英ガラスにより形成された発光管５１と、当該発光管５１に取り付けられる副反射鏡５２とを備えて構成されている。なお、このような放電灯５としては、高輝度発光する種々の放電光源ランプを採用することができ、例えば、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ及び超高圧水銀ランプ等を採用することができる。
【００３５】
〔発光管の構成〕
発光管５１は、中央部分が略球状に膨出する発光部５１１と、発光部５１１を挟み、かつ、当該発光部５１１の両端から互いに離間する方向に延出する一対の封止部５１２，５１３（図２における左側の封止部を５１２、右側の封止部を５１３とする）とを有している。
このうち、発光部５１１の内部には、タングステンにより形成された一対の電極Ｅ（封止部５１２側の電極をＥＬとし、封止部５１３側の電極をＥＲとする）が配置され、当該一対の電極ＥＬ，ＥＲ間には、水銀、希ガス及び少量のハロゲンを含む発光物質が封入された放電空間Ｓが形成されている。
【００３６】
一対の封止部５１２，５１３の内部には、電極ＥＬ，ＥＲとそれぞれ電気的に接続されるモリブデン製の金属箔５１２１，５１３１が挿入されている。これら各金属箔５１２１，５１３１には、発光管５１の外部まで延出する電極引出線５１４，５１５がそれぞれ接続され、これら電極引出線５１４，５１５に対して、前述の点灯制御装置８が電力を供給すると、金属箔５１２１，５１３１を介して電極ＥＬ，ＥＲ間に電位差が生じて放電が発生し、アーク像Ｄが形成されて発光部５１１内部が発光する。
【００３７】
〔主反射鏡の構成〕
ここで、主反射鏡６について説明する。
主反射鏡６は、本発明の反射鏡に相当し、入射した光を反射して、照明光軸Ａ上の第２焦点に収束させるガラス製の一体成形品である。この主反射鏡６は、放電灯５の一方の封止部５１２（光源装置４１１における光束射出方向の基端側に位置する封止部５１２）に接着剤Ｂにより固定されている。このような主反射鏡６には、封止部５１２が挿通される略円筒状の首状部６１と、当該首状部６１から拡がる凹曲面状の反射部６２とが形成されている。
このうち、反射部６２において放電灯５（特に発光部５１１）に対向する回転曲線形状の面には、金属薄膜が蒸着された反射面６２１が形成されている。この反射面６２１は、可視光を反射し、赤外線及び紫外線を透過するコールドミラーとして形成されている。
【００３８】
首状部６１には、封止部５１２が挿通される平面視略円形状の開口６１１が形成されており、封止部５１２が挿通された状態で接着剤Ｂが当該開口６１１内に注入され、これにより、封止部５１２と主反射鏡６とが接着固定される。この際、放電灯５と主反射鏡６との位置は、当該放電灯５の発光部５１１におけるアーク像Ｄの中心位置Ｃが、当該主反射鏡６の反射面６２１の第１焦点近傍となるように設定されている。
なお、本実施形態では、主反射鏡６は、回転楕円面を有する楕円面リフレクタで構成されているが、回転放物面を有する放物面リフレクタで構成してもよい。この場合には、平行化凹レンズ７を省略した構成とすることができる。さらに、主反射鏡６は、自由曲面リフレクタで構成してもよい。
【００３９】
〔副反射鏡の構成〕
副反射鏡５２は、発光管５１の封止部５１３（主反射鏡６が装着される側とは反対側の封止部５１３）に装着されるガラス製の成形品であり、発光管５１と同様の素材により形成されている。この副反射鏡５２は、封止部５１３が挿通される開口５２１１を有する略円筒状の首状部５２１と、当該首状部５２１から拡がる反射部５２２とを有している。
【００４０】
このうち、反射部５２２は、封止部５１３に副反射鏡５２が取り付けられた際に、発光部５１１における封止部５１３側を覆うように配置され、発光部５１１における封止部５１３側の外形に沿うように略椀状に形成されている。この反射部５２２における発光部５１１と対向する面には反射面５２２１が形成されており、当該反射面５２２１は、反射面６２１と同様に、コールドミラーとして形成されている。
【００４１】
このような副反射鏡５２を発光管５１に取り付けることにより、発光部５１１から射出された光のうち、主反射鏡６側とは反対側に射出された光は、反射面５２２１により、主反射鏡６の反射面６２１に入射する。このため、当該光は、発光部５１１から反射面６２１に直接入射する光と同様に、当該反射面６２１にて反射され、第２焦点に集束する。これにより、発光部５１１から光源装置４１１の光束射出方向の先端側に直接射出され、かつ、当該光源装置４１１の光路後段に位置する第１レンズアレイ４１２に入射しない光の発生を抑えることができる。
【００４２】
〔電極の構成〕
図３は、電極の構成を示す図である。具体的に、図３（Ａ）は、大径部にコイル部が取り付けられる前の状態を示す電極の断面図である。また、図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）は、当該コイル部が取り付けられた状態を示す電極の断面図及び側面図である。
一対の電極Ｅは、前述のように、封止部５１２側に配置される電極ＥＬと、封止部５１３側に配置される電極ＥＲとから構成され、当該電極ＥＬ，ＥＲは、それぞれ同じ構成を有している。このため、以下では、電極ＥＲの構成について説明することとし、電極ＥＬの構成については、説明を省略する。
【００４３】
電極ＥＲは、図３に示すように、他方の電極ＥＬから離間する側である後端側が前述の金属箔５１２１に接続される軸部Ｅ１と、当該軸部Ｅ１の後述する大径部Ｅ１１に取り付けられるコイル部Ｅ２とを備えている。
このうち、コイル部Ｅ２は、タングステン製の線材を複数回巻回して形成された略円筒状を有するコイルであり、本実施形態では、３回巻きのコイルとして構成されている。このコイル部Ｅ２の内径寸法Ｂ１は、当該コイル部Ｅ２の軸方向で一様である。このようなコイル部Ｅ２は、図３（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、大径部Ｅ１１に形成された後述する溝部Ｅ１６に捻じ込まれることで、軸部Ｅ１に取り付けられる。
【００４４】
大径部Ｅ１１は、図３に示すように、軸部Ｅ１における他方の電極ＥＬに近接する側である先端側に、当該軸部Ｅ１より直径寸法が大きくなるように形成されている。具体的に、大径部Ｅ１１は、先端側に形成された略円錐形状の先端部Ｅ１２と、当該先端部Ｅ１２の後端側に連続して形成された本体部Ｅ１３とを備え、これらが一体的に形成された構成を有している。
このうち、先端部Ｅ１２は、発光管５１の点灯状態が安定した際に、他方の電極ＥＬの先端部Ｅ１２との間でアーク放電が行われる部位である。
【００４５】
本体部Ｅ１３は、略円錐台形状に形成されている。具体的に、本体部Ｅ１３における本体部Ｅ１３の軸方向（軸部Ｅ１の軸方向）先端から略中央までの範囲には、当該軸方向に対して平行な外表面を有する略円筒状の平行部Ｅ１４が形成されている。また、当該略中央から後端までの範囲には、軸方向に対して傾斜した傾斜部Ｅ１５が形成されている。
詳述すると、平行部Ｅ１４では、当該平行部Ｅ１４の形成範囲内で直径寸法Ｂ２が一様であり、当該直径寸法Ｂ２は、コイル部Ｅ２の内径寸法Ｂ１に比べて大きく設定されている。また、傾斜部Ｅ１５では、後端側に向かうに従って直径寸法が連続して小さくなるように形成されており、後端での直径寸法Ｂ３は、コイル部Ｅ２の内径寸法Ｂ１に比べて小さく設定されている。
【００４６】
このような傾斜部Ｅ１５の外表面には、コイル部Ｅ２の軸方向の寸法に応じて、当該コイル部Ｅ２が嵌まり込む螺旋状の溝部Ｅ１６が、軸部Ｅ１の軸方向に沿って形成されている。この溝部Ｅ１６が形成された範囲において、溝部Ｅ１６先端の底部における傾斜部Ｅ１５の直径寸法Ｂ４（軸部Ｅ１の軸方向に直交し、かつ、当該溝部Ｅ１６先端の底部を通過する方向の大径部Ｅ１１の寸法Ｂ４）は、コイル部Ｅ２の内径寸法Ｂ１より僅かに大きく設定されている。また、溝部Ｅ１６後端の底部における傾斜部Ｅ１５の直径寸法Ｂ５（軸部Ｅ１の軸方向に直交し、かつ、当該溝部Ｅ１６後端の底部を通過する方向の大径部Ｅ１１の寸法Ｂ５）は、コイル部Ｅ２の内径寸法Ｂ１より小さく設定されている。
【００４７】
このように、溝部Ｅ１６における直径寸法が、コイル部Ｅ２の内径寸法Ｂ１に応じて設定されているため、溝部Ｅ１６の後端側からコイル部Ｅ２を捻じ込んで、当該コイル部Ｅ２を溝部Ｅ１６に嵌め込みやすくすることができる。
また、コイル部Ｅ２の溝部Ｅ１６に対する捻じ込み力を弱めると、溝部Ｅ１６の先端側での傾斜部Ｅ１５の直径寸法Ｂ４に応じて広がったコイル部Ｅ２の先端Ｅ２１の内径寸法が元に戻ろうとするため、当該先端Ｅ２１は、大径部Ｅ１１に対して締め付け力を作用させ、溝部Ｅ１６に強固に嵌まり込む。この際、コイル部Ｅ２の後端Ｅ２２に応じた溝部Ｅ１６の後端側での傾斜部Ｅ１５の直径寸法Ｂ５は、コイル部Ｅ２の内径寸法Ｂ１より小さいので、当該後端Ｅ２２は溝部Ｅ１６底部から浮くこととなり、当該後端Ｅ２２と傾斜部Ｅ１５（大径部Ｅ１１）との間には、隙間Ｓ１が形成される。
【００４８】
〔発光管の点灯始動時における放電起点の位置と熱の移動経路〕
前述の電極Ｅに電力を供給すると、当該各電極Ｅの所定の位置が放電起点となり、当該放電起点にてアーク放電が開始される。この際、熱容量が小さく、熱抵抗の高い位置が放電起点となりやすいが、コイル部Ｅ２の後端Ｅ２２は、本体部Ｅ１３との接触面積が大きい先端Ｅ２１に比べて、熱容量が小さく、かつ、熱抵抗が高いので、当該後端Ｅ２２に放電起点が位置付けられる可能性が高くなる。
一方、後端Ｅ２２での放電にて生じた熱は、当該後端Ｅ２２に接触しない本体部Ｅ１３に直接伝導されず、本体部Ｅ１３との接触面積の大きい先端Ｅ２１に向かって伝導され、当該先端Ｅ２１にて本体部Ｅ１３に伝導される。そして、当該熱は、本体部Ｅ１３を介して先端部Ｅ１２に伝導され、当該先端部Ｅ１２が十分に加熱されると、当該先端部Ｅ１２にてアーク放電が開始される。
【００４９】
以上説明した本実施形態に係るプロジェクタ１によれば、以下の効果がある。
（１）発光管５１に設けられた電極Ｅ（ＥＬ，ＥＲ）の軸部Ｅ１には、他方の電極（電極ＥＲに対する電極ＥＬ）に近接する先端側に、当該軸部Ｅ１より直径寸法の大きな大径部Ｅ１１が形成されている。この大径部Ｅ１１には、コイル部Ｅ２の軸方向の寸法に応じて形成され、当該コイル部Ｅ２の先端Ｅ２１が嵌まり込む溝部Ｅ１６が形成されている。
これによれば、当該先端Ｅ２１で、コイル部Ｅ２と大径部Ｅ１１との接触面積を大きくすることができる。このため、発光管５１の点灯始動時に、コイル部Ｅ２のどの部位が放電起点となった場合でも、当該放電起点での放電により生じた熱が、大径部Ｅ１１との接触面積の大きい先端Ｅ２１を介して当該大径部Ｅ１１に伝導されることにより、当該熱の伝導経路を短縮することができる。そして、これにより、大径部Ｅ１１の先端部Ｅ１２の温度上昇を速やかに行うことができるので、各電極Ｅの先端部Ｅ１２間でのアーク放電に移行しやすくすることができる。従って、発光管５１の点灯始動性を向上することができる。また、コイル部Ｅ２は、大径部Ｅ１１に形成された溝部Ｅ１６に嵌まり込むので、当該大径部Ｅ１１からのコイル部Ｅ２の脱落を防止することができる。
【００５０】
（２）溝部Ｅ１６における先端側での大径部Ｅ１１の直径寸法Ｂ４は、後端側での大径部Ｅ１１の直径寸法Ｂ５より大きくなるように設定され、また、当該直径寸法Ｂ５は、コイル部Ｅ２の内径寸法Ｂ１より小さくなるように設定されている。
これによれば、軸部Ｅ１の後端側からコイル部Ｅ２を溝部Ｅ１６に捻じ込みやすくすることができるので、大径部Ｅ１１へのコイル部Ｅ２の取付けを容易に行うことができる。
また、溝部Ｅ１６の後端側では、コイル部Ｅ２と大径部Ｅ１１との間に隙間Ｓ１が形成されるので、当該コイル部Ｅ２の後端Ｅ２２の熱抵抗を大きくすることができる。これによれば、発光管５１の点灯始動時に、当該後端Ｅ２２に放電起点を位置付けることができる。従って、放電起点の位置を予め把握することができるので、当該放電起点で生じたアークが発光部５１１の内壁に衝突しないように、例えば、当該コイル部Ｅ２の後端と発光部５１１の内壁との距離が大きくなるように設計することができる。また、このように設計することにより、発光管５１の劣化を抑えることができ、当該発光管５１の長寿命化を図ることができる。
【００５１】
（３）溝部Ｅ１６における先端側での大径部Ｅ１１の直径寸法Ｂ４は、コイル部Ｅ２の内径寸法Ｂ１より大きくなるように設定されている。これによれば、溝部Ｅ１６に捻じ込むようにコイル部Ｅ２に捻じ込み力（押し込み力）を作用させると、当該コイル部Ｅ２の先端Ｅ２１は、溝部Ｅ１６の先端側における大径部Ｅ１１の直径寸法Ｂ４に応じて広がり、また、当該捻じ込み力を弱めると、先端Ｅ２１は元の内径寸法Ｂ１に戻ろうとするため、当該先端Ｅ２１は、大径部Ｅ１１に対して締め付け力を作用させる。従って、コイル部Ｅ２の先端Ｅ２１を溝部Ｅ１６の先端に強固に嵌め込むことができ、コイル部Ｅ２の大径部Ｅ１１からの脱落を確実に防止することができる。また、これにより、先端Ｅ２１での大径部Ｅ１１との接触面積を確実に大きくすることができ、コイル部Ｅ２から大径部Ｅ１１への熱の伝導効率を向上することができる。
【００５２】
（４）大径部Ｅ１１には、当該大径部Ｅ１１の略中央から後端側に掛けて傾斜部Ｅ１５が形成されており、当該傾斜部Ｅ１５に前述の溝部Ｅ１６が形成されている。これによれば、当該傾斜部Ｅ１５が、溝部Ｅ１６にコイル部Ｅ２を捻じ込む際のガイドとなるので、当該コイル部Ｅ２の大径部Ｅ１１への取付けを一層容易に行うことができる。
また、この傾斜部Ｅ１５の外表面に溝部Ｅ１６が形成されていることにより、コイル部Ｅ２の後端Ｅ２２と、大径部Ｅ１１との間に確実に隙間Ｓ１を形成することができる。従って、当該後端Ｅ２２と大径部Ｅ１１との接触面積を確実に小さくすることができ、当該後端Ｅ２２に放電起点を確実に位置付けることができる。
【００５３】
〔実施形態の変形〕
本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記実施形態では、溝部Ｅ１６は、大径部Ｅ１１に取り付けられるコイル部Ｅ２の軸方向の寸法に応じて形成されているとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、少なくともコイル部Ｅ２の先端Ｅ２１が嵌まり込む溝部が形成されていればよく、当該溝部の寸法は、適宜設定してよい。
【００５４】
前記実施形態では、大径部Ｅ１１には、当該大径部Ｅ１１の軸方向略中央から後端側に向かうに従って、直径寸法が小さくなる傾斜部Ｅ１５が形成され、当該傾斜部Ｅ１５の外表面に、溝部Ｅ１６が形成されているとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、大径部は、略円筒状に形成され、当該大径部の外表面に溝部が形成されている構成としてもよい。そして、当該溝部に線材を巻き付けるようにしてコイル部を構成してもよい。
また、本体部Ｅ１３における傾斜部Ｅ１５が形成された領域の先端側を、外表面にコイル部Ｅ２の先端Ｅ２１が嵌まり込む溝部を有し、かつ、直径寸法がコイル部Ｅ２の内径寸法Ｂ１より大きい略円筒状に形成し、後端側を、直径寸法がコイル部Ｂ２の内径寸法Ｂ１より小さい略円筒状に形成してもよい。
【００５５】
前記実施形態では、発光管５１の一対の電極Ｅ（ＥＲ．ＥＬ）のそれぞれの軸部Ｅ１に、コイル部Ｅ２が嵌まり込む溝部Ｅ１６を形成したが、本発明はこれに限らない。すなわち、当該各電極ＥＬ，ＥＲの少なくともいずれかの軸部Ｅ１の大径部Ｅ１１に、コイル部Ｅ２の先端Ｅ２１が嵌まり込む溝部が形成されていればよい。
【００５６】
前記実施形態では、プロジェクタ１は、３つの液晶パネル４４２Ｒ，４４２Ｇ，４４２Ｂを備えるとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、２つ以下、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、本発明を適用可能である。
また、前記実施形態では、光学ユニット４は平面視略Ｌ字形状を有した構成を説明したが、これに限らず、例えば、平面視略Ｕ字形状を有した構成を採用してもよい。
さらに、前記実施形態では、光束入射面と光束射出面とが異なる透過型の液晶パネル４４２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。
【００５７】
前記実施形態では、光変調装置として液晶パネル４４２を備えたプロジェクタ１を例示したが、入射光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する光変調装置であれば、他の構成の光変調装置を採用してもよい。例えば、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たプロジェクタにも、本発明を適用することも可能である。このような光変調装置を用いた場合、光束入射側及び光束射出側の偏光板４４３，４４５は省略することができる。
【００５８】
前記実施形態では、発光管５１を備えた光源装置４１１を、プロジェクタ１に採用したが、本発明はこれに限らない。すなわち、このような光源装置４１１は、スタンド等の照明装置に利用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、発光管に利用することができ、特にプロジェクタに採用される光源装置の発光管として好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施形態に係るプロジェクタの構成を示す模式図。
【図２】前記実施形態における光源装置の放電灯及び主反射鏡を示す縦断面図。
【図３】（Ａ）前記実施形態における発光管の電極を構成する大径部にコイル部が取り付けられる前の状態を示す断面図。（Ｂ）前記実施形態における電極の大径部にコイル部が取り付けられた状態を示す断面図。（Ｃ）前記実施形態における電極の大径部にコイル部が取り付けられた状態を示す側面図。
【符号の説明】
【００６１】
１…プロジェクタ、３…投射レンズ（投射光学装置）、６…主反射鏡（反射鏡）、５１…発光管、４１１…光源装置、４４２（４４２Ｒ，４４２Ｇ，４４２Ｂ）…液晶パネル（光変調装置）、５１１…発光部、Ｅ（ＥＬ，ＥＲ）…電極、Ｂ１…内径寸法、Ｂ４…直径寸法（溝部の先端側における大径部の径寸法）、Ｂ５…直径寸法（溝部の後端側における大径部の径寸法）、Ｅ１…軸部、Ｅ２…コイル部、Ｅ１１…大径部、Ｅ１５…傾斜部、Ｅ１６…溝部、Ｅ２１…先端（コイル部の先端側の端部）、Ｅ２２…後端（コイル部の後端側の端部）。
【図１】
2009231132.tif 000003
【図２】
2009231132.tif 000004
【図３】
2009231132.tif 000005