(57)【要約】透光性密閉部材１８は、楕円面鏡１１の出射側開口部に設けられ、楕円面鏡１１内部に密閉空間を形成するともに、透光性密閉部材１８の放電ランプ１０側の表面に遮光部材１２ａが形成され、楕円面鏡１１は、放電ランプ１０から放射される光を集光して外部へ出射し、遮光部材１２ａは、楕円面鏡１１から外部へ出射された光のうち反射されて放電ランプ１０側へ戻る光を遮光し、放電ランプ１０の各部の温度上昇を抑えて光源装置１７ａの信頼性を向上する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源となる発光手段と、
前記発光手段から放射される光を反射して外部へ出射する反射手段と、
前記反射手段から外部へ出射された光のうち反射されて前記発光手段側へ戻る光の少なくとも一部を遮光する遮光手段とを備えることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記発光手段は、放電ランプを含み、
前記反射手段は、前記放電ランプから放射された光が所定の位置に集光するように前記放電ランプから放射される光を反射して外部へ出射する集光手段を含み、
前記遮光手段は、前記集光手段により集光されて外部へ出射された光のうち反射されて前記放電ランプ側へ戻る光の少なくとも一部を遮光することを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項３】
前記遮光手段は、前記集光手段の開口部近傍に設けられることを特徴とする請求項２記載の光源装置。
【請求項４】
前記遮光手段は、前記集光手段の開口部と前記放電ランプとの間に配置されることを特徴とする請求項２記載の光源装置。
【請求項５】
前記遮光手段は、前記集光手段の開口部側に位置する前記放電ランプのリード線に固定されることを特徴とする請求項２記載の光源装置。
【請求項６】
前記遮光手段は、前記集光手段の開口部側に位置する前記放電ランプの端部に設けられることを特徴とする請求項２記載の光源装置。
【請求項７】
前記遮光手段は、前記集光手段の開口部側に位置する前記放電ランプの封止部を覆うことを特徴とする請求項２記載の光源装置。
【請求項８】
前記遮光手段と前記放電ランプとの間に配置され、前記放電ランプから放射される光を吸収する吸収手段をさらに備えることを特徴とする請求項２〜７のいずれかに記載の光源装置。
【請求項９】
前記集光手段の開口部に配置され、前記集光手段の内部に略密閉空間を形成する透光性密閉手段をさらに備え、
前記遮光手段は、前記透光性密閉手段上に設けられることを特徴とする請求項２記載の光源装置。
【請求項１０】
前記遮光手段は、前記放電ランプ側に位置する前記透光性密閉手段の表面に設けられることを特徴とする請求項９記載の光源装置。
【請求項１１】
前記遮光手段は、前記放電ランプと反対側に位置する前記透光性密閉手段の表面に設けられることを特徴とする請求項９記載の光源装置。
【請求項１２】
前記放電ランプ側に位置する前記遮光手段の表面に設けられ、前記放電ランプから放射される光を吸収する吸収手段をさらに備えることを特徴とする請求項１１記載の光源装置。
【請求項１３】
前記透光性密閉手段は、平面ガラスであることを特徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載の光源装置。
【請求項１４】
前記集光手段は、楕円面鏡であることを特徴とする請求項２〜１３のいずれかに記載の光源装置。
【請求項１５】
前記集光手段は、放物面鏡であることを特徴とする請求項２〜１３のいずれかに記載の光源装置。
【請求項１６】
前記発光手段は、放電ランプを含み、
前記反射手段は、
前記放電ランプから放射される光を所定の方向に反射する第１の集光手段と、
前記第１の集光手段から出射する光を所定の位置に集光する第２の集光手段とを備え、
前記遮光手段は、前記第２の集光手段により集光されて外部へ出射された光のうち反射されて前記放電ランプ側へ戻る光の少なくとも一部を遮光することを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項１７】
前記遮光手段は、前記第２の集光手段の近傍に設けられることを特徴とする請求項１６記載の光源装置。
【請求項１８】
前記遮光手段は、前記第２の集光手段上に設けられることを特徴とする請求項１６記載の光源装置。
【請求項１９】
前記遮光手段は、前記第２の集光手段と前記放電ランプとの間に配置されることを特徴とする請求項１６記載の光源装置。
【請求項２０】
前記第１の集光手段は、放物面鏡であることを特徴とする請求項１６〜１９のいずれかに記載の光源装置。
【請求項２１】
前記第１の集光手段は、楕円面鏡であることを特徴とする請求項１６〜１９のいずれかに記載の光源装置。
【請求項２２】
前記第２の集光手段は、平凸レンズであり、
前記遮光手段は、前記放電ランプ側に位置する前記平凸レンズの表面に設けられることを特徴とする請求項１６〜２１のいずれかに記載の光源装置。
【請求項２３】
前記遮光手段は、赤外線及び紫外線のうち少なくとも一方を反射する多層膜から構成されることを特徴とする請求項１〜２２のいずれかに記載の光源装置。
【請求項２４】
前記遮光手段は、可視光を反射することを特徴とする請求項１〜２３のいずれかに記載の光源装置。
【請求項２５】
前記遮光手段は、前記反射手段により反射された光が存在しない領域内に配置されることを特徴とする請求項１〜２４のいずれかに記載の光源装置。
【請求項２６】
請求項２〜２５のいずれかに記載の光源装置と、
前記光源装置から出射される光の集光位置近傍に配置され、前記光源装置から出射される光のうち所定波長の光を選択的に透過させる光選択手段とを備えることを特徴とする照明光学装置。
【請求項２７】
請求項１〜２５のいずれかに記載の光源装置と、
前記光源装置から出射される光を用いて映像信号に応じた光学像を形成する形成手段と、
前記形成手段により形成された光学像をスクリーンに投写する投写手段とを備えることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、光源から放射される光を反射して光を出射する光源装置、該光源装置を用いた照明光学装置及び表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来、各種の空間光変調素子を用いた投写型表示装置が知られている。これらは、例えば透過型や反射型の液晶パネルを空間光変調素子とし、光源により液晶パネルを照明すると共に、外部から供給される映像信号に応じた光学像を液晶パネル上に形成し、投写レンズにより光学像をスクリーン上に拡大投影するものである。【０００３】  また、近年、高輝度化に対するニーズが高まる中、液晶パネル等の空間光変調素子を３枚使用した３板式の投写型表示装置が主流となっている。しかしながら、このような投写型表示装置では、液晶パネル等を３枚使用する必要があるため、装置全体のコストが高くなるという問題があった。【０００４】  一方、液晶パネルを１枚だけ使用して低コスト化を図った単板式の投写型表示装置が知られている（例えば、特許文献１）。しかしながら、このような投写型表示装置では、液晶パネル上の各画素に三原色のカラーフィルタを設ける必要があるため、実質的に解像度が低下するという問題があった。また、カラーフィルタで照明光の約２／３を損失するため画面輝度が低下するという問題があった。【０００５】  これに対して、例えば、特許文献２に記載されているような、円盤状のカラーホイルを用いた色順次方式の投写型表示装置が知られている。この方式は、一つの空間光変調素子に赤、緑、青の三原色光を順次照射してフルカラー表示を行うものである。【０００６】  図１５は、上記の従来の投写型表示装置の構成を示す概略図であり、図１６は、図１５に示すカラーホイルの構成を示す概略図である。【０００７】  図１５に示すように、放電ランプ２００から放射される白色光は、楕円面鏡２０１を用いてカラーホイル２０３上に集光される。ＵＶ−ＩＲカットフィルタ２０２は、放電ランプ２００の放射光から紫外線と赤外線とを取り除くために用いられる。カラーホイル２０３は、図１６に示すような赤、緑、青の扇形のカラーフィルタ２０３Ｒ、２０３Ｇ、２０３Ｂを円盤状に組み合わせたものであり、モータ２０３ａを回転させることによって赤、緑、青の帯域の光を順次、選択的に透過させることができる。【０００８】  放電ランプ２００の放射光をカラーホイル２０３、照明用の集光レンズ２０４及びフィールドレンズ２０５を介して液晶パネル２０６に照射し、液晶パネル２０６の画像表示に同期させてカラーホイル２０３を回転することにより、液晶パネル２０６上には赤、緑、青の映像信号に対応した光学像が時分割で形成される。【０００９】  このとき、フィールドレンズ２０５は、液晶パネル２０６を透過する光を投写レンズ２０７に効率よく集光するために用いられる。投写レンズ２０７は、液晶パネル２０６上の光学像をスクリーン（図示省略）上に拡大投影し、フルカラー表示の大画面映像が得られる。この方式によれば、１枚の液晶パネルを用いて３板式と同等の高解像度なカラー画像が得られる。また、液晶パネル２０６上の各画素に微細なカラーフィルタを設ける必要がなくなるので、液晶パネル２０６の歩留まりが向上し、投写型表示装置の低コスト化が可能になる。
【特許文献１】特開昭５９−２３０３８３号公報
【特許文献２】特開２０００−９８２７２号公報
【発明の開示】
【００１０】  上記のような投写型表示装置の光源装置には、信頼性が高いこと（長寿命）が要望されるが、図１５に示した従来の投写型表示装置の光源装置には、以下のような問題があった。図１７は、図１５に示す光源装置の構成を示す一部断面概略図であり、図１８は、図１７に示すＡ−Ａ部の拡大断面図である。
【００１１】  第１に、放電ランプに設けられた金属箔や外部導線の酸化により断線を招き、光源装置の信頼性が低下するという問題がある。図１７に示す放電ランプ２００の場合、図１８に示すように、外部導線２１０と封止部２１１との間には、封止の際、熱応力による歪みが発生し、隙間が形成される。それ故、外部導線２１０や金属箔２１２の外部導線２１０側端部は空気と接触し、ランプ点灯中の極めて高温な条件化では、これらの部分の酸化が促進される。酸化によって断線に至るまでの時間は温度によって変化するが、例えば、金属箔２１２にモリブデンを用いた場合、空気中３５０℃の条件化でおよそ２０００時間程度である。
【００１２】  一般に、投写型表示装置に使用される放電ランプ２００は、点灯中の温度が極めて高く、発光管２１３は最大１０００℃近い温度になる。それ故、発光管２１３からの熱伝導や、電極２１４からの熱伝導により、金属箔２１２と外部導線２１０との接続部付近の温度は、数百度に達する。この場合、ファン等により強制的に空冷すれば温度を低下できるが、発光管２１３の温度まで低下させてしまうと、発光金属の蒸発が抑制され、発光効率が低下する。それ故、極めて局部的な冷却が必要であり、そのような冷却は困難である。また、密閉状態での使用が要求される場合には、ファンでの強制空冷ができない。
【００１３】  この問題を解決するために、従来の光源装置では、放電ランプの酸化し易い部分を発光管からできるだけ遠ざけるために、金属箔を十分に長くした構造になっている。これによって、熱伝導による温度上昇を小さくして、酸化による断線を抑制している。
【００１４】  しかしながら、放電ランプ２００から放射される白色光は、楕円面鏡２０１を用いてカラーホイル２０３上に集光されるので、例えばカラーホイル２０３上の赤のカラーフィルタ２０３Ｒに白色光が集光されている場合には赤色成分は透過するが、緑色成分及び青色成分は反射され、戻り光となって放電ランプ２００の封止部２１１を照射し、さらに温度を上昇させる。
【００１５】  このように、光源装置への戻り光がある使用環境下では、この戻り光が放電ランプ２００の封止部２１１を照射し、この部分の温度を上昇させる要因になる。このため、従来の光源装置を戻り光のある環境下で使用する場合、長寿命化が極めて困難である、という課題があった。
【００１６】  本発明の目的は、光源装置への戻り光がある環境下であっても、信頼性を低下することなく、長寿命な光源装置、照明光学装置及び表示装置を提供することである。
【００１７】  本発明の一局面に従う光源装置は、光源となる発光手段と、発光手段から放射される光を反射して外部へ出射する反射手段と、反射手段から外部へ出射された光のうち反射されて発光手段側へ戻る光の少なくとも一部を遮光する遮光手段とを備えるものである。
【００１８】  この光源装置においては、反射手段から外部へ出射された光のうち反射されて発光手段側へ戻る光の少なくとも一部が遮光されるので、光源装置への戻り光がある使用条件下であっても、戻り光による発光手段の寿命の低下を防ぎ、信頼性の高い光源装置を実現することができる。
【００１９】  本発明の他の局面に従う照明光学装置は、上記の光源装置と、光源装置から出射される光の集光位置近傍に配置され、光源装置から出射される光のうち所定波長の光を選択的に透過させる光選択手段とを備えるものである。
【００２０】  この照明光学装置においては、反射手段から外部へ出射された光のうち光選択手段により反射されて発光手段側へ戻る光の少なくとも一部が遮光されるので、光源装置への戻り光がある使用条件下であっても、戻り光による光源装置の寿命の低下を防ぎ、信頼性の高い照明光学装置を実現することができる。
【００２１】  本発明のさらに他の局面に従う表示装置は、上記の光源装置と、光源装置から出射される光を用いて映像信号に応じた光学像を形成する形成手段と、形成手段により形成された光学像をスクリーンに投写する投写手段とを備えるものである。
【００２２】  この表示装置においては、反射手段から外部へ出射された光のうち反射されて発光手段側へ戻る光の少なくとも一部が遮光されるので、光源装置への戻り光がある使用条件下であっても、戻り光による光源装置の寿命の低下を防ぎ、信頼性の高い表示装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施の形態による光源装置の構成を示す一部断面概略図である。
【図２】図１に示す光源装置における遮光作用を説明するための光路図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態による光源装置の構成を示す一部断面概略図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態による光源装置の構成を示す一部断面概略図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態による光源装置の構成を示す一部断面概略図である。
【図６】本発明の第５の実施の形態による光源装置の構成を示す一部断面概略図である。
【図７】本発明の第６の実施の形態による光源装置の構成を示す一部断面概略図である。
【図８】図７に示す光源装置における遮光作用を説明するための光路図である。
【図９】本発明の第７の実施の形態による照明光学装置の構成を示す一部断面概略図である。
【図１０】図９に示す色選択部材の構成を示す概略図である。
【図１１】本発明の第８の実施の形態による表示装置の構成を示す概略図である。
【図１２】本発明の第９の実施の形態による表示装置の構成を示す概略図である。
【図１３】本発明の第１０の実施の形態による表示装置の構成を示す概略図である。
【図１４】本発明の第１１の実施の形態による表示装置の構成を示す概略図である。
【図１５】従来の投写型表示装置の構成を示す概略図である。
【図１６】図１５に示すカラーホイルの構成を示す概略図である。
【図１７】図１５に示す光源装置の構成を示す一部断面概略図である。
【図１８】図１７に示すＡ−Ａ部の拡大断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】  以下、本発明の各実施の形態による光源装置、及び、これを照明光学装置や表示装置に応用した場合の具体的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。【００２５】  （第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態による光源装置の構成を示す一部断面概略図であり、図２は、図１に示す光源装置における遮光作用を説明するための光路図である。図１に示す光源装置１７は、発光手段の一例である放電ランプ１０、反射手段及び集光手段の一例である楕円面鏡１１、及び遮光手段の一例である遮光部材１２を備える。【００２６】  放電ランプ１０としては、例えば、超高圧水銀ランプが用いられる。超高圧水銀ランプは、極めて輝度が高く、集光性に優れているので、楕円面鏡１１によって効率よく集光することができる。放電ランプ１０の発光管の両端には、封止部１４、１５が設けられ、内部に金属箔１４ａ、１５ａとリード線１４ｂ、１５ｂとが封着されている。【００２７】  金属箔１４ａ、１５ａは、モリブデン等の金属材料から構成され、リード線１４ｂ、１５ｂは、タングステン等の金属材料から構成される。いずれの金属も、高融点材料であり、この種の用途に適している。外部リード線１６の一端は、リード線１５ｂに接続され、他端は、楕円面鏡１１の外部に引き出されている。外部リード線１６とリード線１４ｂとに高電圧を加えることにより、電極１０ａ、１０ｂ間に放電が発生し、その結果、発光が得られる。なお、発光手段としては、上記の超高圧水銀ランプに特に限定されず、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等の種々の光源を用いることができる。【００２８】  楕円面鏡１１の第１焦点（短焦点）距離Ｆ１（図２参照）は１０ｍｍであり、第２焦点（長焦点）距離Ｆ２（図２参照）は１２０ｍｍである。楕円面鏡１１の反射面１１ａには、例えば、可視光を効率よく反射し、赤外光を透過する誘電体多層膜が形成されており、放電ランプ１０から放射される光のうち、可視光成分を効率よく反射する。【００２９】  放電ランプ１０は、電極１０ａ、１０ｂ間に形成される発光部の重心が、およそ楕円面鏡１１の第１焦点Ｆ１（図２参照）と一致するように配置され、固着材１３によって楕円面鏡１１に固定される。これにより、発光部の大きさに比例した集光スポットが楕円面鏡１１の第２焦点Ｆ２（図２参照）近傍に形成され、放電ランプ１０の放射光を効率よく集光することができる。固着材１３としては、耐熱性に優れた材料が好ましく、例えば、スミセラム（Ｒ）（朝日化学工業社製）等の無機質耐熱性接着剤が用いられる。遮光部材１２は、楕円面鏡１１の出射側開口部の近傍に配置される。【００３０】  ここで、図２を用いて遮光部材１２による遮光作用を詳細に説明する。まず、放電ランプ１０から放射される光は、楕円面鏡１１の反射面１１ａにより所定の方向に反射される。具体的に、光線２０、２１は、楕円面鏡１１の第２焦点Ｆ２に向かう光線２０ａ、２１ａとしてそれぞれ反射される。また、光線２２、２３は、同様に、光線２２ａ、２３ａとしてそれぞれ反射される。このとき、楕円面鏡１１の反射面１１ａで反射される光は、光線２０ａから光線２２ａまでの間、及び、光線２１ａから光線２３ａまでの間の領域に分布する。したがって、楕円面鏡１１を用いて集光する場合には、反射光の存在しない領域ＲＡが存在し、領域ＲＡは略円錐形状を有する。【００３１】  遮光部材１２は、円板形状を有し、上記の反射光の存在しない領域ＲＡの部分に配置される。これによって、遮光部材１２は、楕円面鏡１１から出射される直接の反射光を遮光することなく、この反射光が光源装置１７の外部で反射されて再び楕円面鏡１１に戻ってくる光の一部を反射することができる。【００３２】  例えば、楕円面鏡１１の第２焦点Ｆ２近傍に拡散性の反射面２４が配置されているような場合、この反射面２４に入射した光の一部は、楕円面鏡１１（放電ランプ１０）の方向に反射される。遮光部材１２は、この反射光、すなわち、楕円面鏡１１に再び戻ってくる光のうち、放電ランプ１０の封止部１５に入射する光を遮光する。これによって、戻り光による封止部１５の温度上昇を抑え、光源装置１７の信頼性を向上できる。【００３３】  遮光部材１２としては、透光性の平面ガラスの表面に可視光を反射する誘電体多層膜を形成したものを用いることができる。楕円面鏡１１から第２焦点Ｆ２に向かう光は、収束光なので、楕円面鏡１１からの直接の反射光が存在しない領域ＲＡは、楕円面鏡１１に近いほど大きい。それ故、誘電体多層膜を形成する場合には、楕円面鏡１１に近い側の面ＩＳに形成した方が遮光部分の領域を広くするので、より大きな効果が得られる。【００３４】  また、遮光部材１２としては、戻り光の波長に応じて、赤外線を反射する誘電体多層膜、紫外光を反射する誘電体多層膜、赤外線及び紫外光を反射する誘電体多層膜、又は赤外線、紫外光及び可視光を反射する誘電体多層膜を形成したものや、ガラス自体が特定の波長の光を吸収するもの等を用いてもよいし、光を反射する媒体、例えば、アルミ箔や上述の無機質耐熱性接着剤（スミセラム（Ｒ））等を用いてもよい。なお、遮光部材は、上記の例に特に限定されず、楕円面鏡１１からの直接光を遮光せず、戻り光のみを遮光するものであれば、本発明の意図する効果を得ることができる。【００３５】  遮光部材１２は、楕円面鏡１１の出射側開口部の端部から封止部１５の端部までの間に配置されることが好ましいが、楕円面鏡１１の出射側開口部の端部から反射面２４までの間に配置してもよく、この場合、当該間隔を３等分した３つの領域のうち最も楕円面鏡１１に近い領域内に配置されることが好ましく、当該間隔を４等分した４つの領域のうち最も楕円面鏡１１に近い領域内に配置されることがより好ましい。【００３６】  また、遮光部材１２の大きさは、遮光部材１２の配置位置における反射光の存在しない領域ＲＡの断面の大きさより小さいこと、すなわち、遮光部材１２の直径が領域ＲＡの円形断面の直径より小さいことが好ましい。この場合、遮光部材１２の直径と領域ＲＡの円形断面の直径との差を、遮光部材１２の配置マージンとして用いることができ、遮光部材１２の取り付け又は形成を容易に行うことができる。【００３７】  なお、遮光部材１２の直径を領域ＲＡの円形断面の直径より大きくしてもよく、この場合も、遮光部材１２の直径と領域ＲＡの円形断面の直径との差を、遮光部材１２の配置マージンとして用いることができる。また、楕円面鏡１１から反射される光の光量が充分にある場合は、遮光部材１２の直径を領域ＲＡの円形断面の直径より大きくしても充分な光量を得ることができる。【００３８】  また、本実施の���態では、円板形状を有する遮光部材１２の中心が楕円面鏡１１の光軸２５と交わる位置に遮光部材１２を配置した例を示したが、遮光部材１２の位置は、この例に特に限定されず、戻り光の分布によっては、その中心が光軸２５からずれた位置に配置してもよい。例えば、反射面２４が光軸２５に対して傾いているため、戻り光が光軸２５からずれた位置から入射される場合は、このずれに合わせて光軸２５から偏心した位置に配置してもよい。このように、遮光部材１２を配置する位置は、用途に応じて適切に設定すればよい。【００３９】  以上のように、本実施の形態では、楕円面鏡１１への戻り光が存在する使用条件下であっても、楕円面鏡１１の出射側開口部の近傍に配置した遮光部材１２により戻り光が遮光されるので、封止部１５の温度上昇を抑制することができ、信頼性が高く且つ長寿命な光源装置１７を提供することができる。【００４０】  なお、上記の説明では、遮光部材１２の固定方法について特に言及していないが、遮光部材１２の固定方法としては、種々の方法を用いることができる。例えば、楕円面鏡１１の出射側開口部の縁部の一点から光軸２５まで延出する支持部材を設け、この支持部材に遮光部材１２を固定するようにしてもよい。この場合、楕円面鏡１１から出射される反射光を不要に遮光しないようにするため、外部リード線１６と重なるように支持部材を配置することが好ましい。また、楕円面鏡１１の出射側開口部の縁部の一点から光軸２５を通って反対側の縁部の一点まで延出する支持部材を用いる場合は、少なくとも支持部材の半分が外部リード線１６と重なるように配置することが好ましい。【００４１】  （第２の実施の形態）
図３は、本発明の第２の実施の形態による光源装置の構成を示す一部断面概略図である。図３に示す光源装置１７ａは、放電ランプ１０、楕円面鏡１１、遮光手段の一例である遮光部材１２ａ、及び透光性密閉手段の一例である透光性密閉部材１８を備え、第１の実施の形態と同一部分については同一符号を付してその説明を省略する。【００４２】  図３に示す光源装置１７ａと図１に示す光源装置１７とで異なる点は、楕円面鏡１１の出射側開口部に透光性密閉部材１８が配置され、楕円面鏡１１の内部に略密閉空間を形成していることである。これによって、万が一、放電ランプ１０が破裂した場合に、光源装置１７ａの外部にガラス片などが飛散することを防止できる。一方、このような構成の光源装置１７ａは、楕円面鏡１１の内部に密閉空間が形成されるので、放電ランプ１０の各部の温度がより上昇し易くなる。【００４３】  これに対して、本実施の形態においては、図３に示すように、透光性密閉部材１８の中心部に遮光部材１２ａが形成されている。遮光部材１２ａは、反射光の存在しない領域の部分に配置され、第１の実施の形態と同様な作用により、楕円面鏡１１に再入射する戻り光のうち、放電ランプ１０の封止部１５に入射する光を遮光し、この部分の温度上昇を抑制する。これにより、光源装置１７ａの信頼性を向上することができる。【００４４】  遮光部材１２ａは、円板形状を有し、透光性密閉部材１８の楕円面鏡１１（放電ランプ１０）側の表面に形成された、可視光を反射する誘電体多層膜から構成される。楕円面鏡１１から第２焦点Ｆ２（図示省略）に向かう光は、収束光なので、楕円面鏡１１からの直接の反射光が存在しない領域は、楕円面鏡１１に近いほど大きい。それ故、誘電体多層膜を形成する場合には、楕円面鏡１１に近い側の面に形成した方が遮光部分の領域を広くすることができるので、より大きな効果が得られる。ただし、図３とは異なる平面側の透光性密閉部材１８の表面、すなわち、放電ランプ１０と反対側に位置する表面に遮光部材１２ａを配置してもよく、この遮光部材も上記と同様の誘電体多層膜を用いて形成することができ、この場合も、ほぼ所望の効果が得られる。【００４５】  また、遮光部材１２ａとしては、赤外線及び紫外光の少なくとも一方を反射する誘電体多層膜を形成したものや、ガラス自体が特定の波長の光を吸収するもの等を用いてもよいし、光を反射する媒体、例えば、アルミ箔や上述の無機質耐熱性接着剤（スミセラム（Ｒ））等を用いてもよい。なお、遮光部材１２ａとしては、上記の例に特に限定されず、楕円面鏡１１からの直接光を遮光せず、戻り光のみを遮光するものであれば、本発明の意図する効果を得ることができる。【００４６】  また、本実施の形態では、円板形状を有する遮光部材１２ａの中心が楕円面鏡１１の光軸２５と交わる位置に遮光部材１２ａを配置した例を示したが、遮光部材１２ａの位置は、この例に特に限定されず、戻り光の分布によっては、その中心が光軸２５からずれた位置に配置してもよい。このように、遮光部材１２ａを配置する位置は、用途に応じて適切に設定すればよい。また、透光性密閉部材は、平行平面ガラスに特に限定されず、任意のパワーを有するレンズ等を用い、このレンズ��に遮光部材１２ａを形成するようにしてもよく、また、平行平板ガラスの中心部に形成した孔に遮光部材を取り付けたり、透光性密閉部材の中心部に遮光部材が配置されるように透光性密閉部と遮光部材とを一体に形成するようにしてもよい。【００４７】  以上のように、本実施の形態では、楕円面鏡１１への戻り光が存在する使用条件下であっても、楕円面鏡１１の出射側開口部に設けられた透光性密閉部材１８の内側の表面に配置された遮光部材１２ａにより戻り光が遮光されるので、封止部１５の温度上昇を抑制することができ、信頼性が高く且つ長寿命な光源装置１７ａを提供することができる。【００４８】  なお、本実施の形態では、楕円面鏡１１の内部に略密閉空間を形成する場合を示したが、特に必要とされない限り、密閉空間を形成する必要は無く、通風口などが設けられた構成であってもよい。【００４９】  （第３の実施の形態）
図４は、本発明の第３の実施の形態による光源装置の構成を示す一部断面概略図である。図４に示す光源装置１７ｂは、放電ランプ１０、楕円面鏡１１、及び遮光手段の一例である遮光部材１２ｂを備え、第１の実施の形態と同一部分については同一符号を付してその説明を省略する。【００５０】  図４に示す光源装置１７ｂと図１に示す光源装置１７とで異なる点は、リード線１５ｂ及び外部リード線１６に遮光部材１２ｂが固定されている点である。遮光部材１２ｂは、円板形状を有し、透光性の平面ガラス、耐熱性プラスチック又はセラミック等からなる基板上に可視光を反射する誘電体多層膜を形成したものであり、耐熱性の高い接着材等を用いてリード線１５ｂ及び外部リード線１６に固着されている。遮光部材１２ｂは、反射光の存在しない領域の部分に配置され、第１の実施の形態と同様な作用により、楕円面鏡１１に再入射する戻り光のうち、放電ランプ１０の封止部１５に入射する光を遮光し、この部分の温度上昇を抑制する。【００５１】  この場合、図３に示す透光性密閉部材１８を有しない光源装置でも、遮光部材１２ｂを安定的に固定することができるとともに、放電ランプ１０の封止部１５により近い位置に遮光部材１２ｂを配置することができるので、遮光部材１２ｂの遮光部分をより広くすることができ、断熱効果をより向上することができる。【００５２】  以上のように、本実施の形態では、楕円面鏡１１への戻り光が存在する使用条件下であっても、リード線１５ｂ及び外部リード線１６に固定された遮光部材１２ｂにより戻り光が遮光されるので、封止部１５の温度上昇を抑制することができ、信頼性が高く且つ長寿命な光源装置１７ｂを提供することができる。【００５３】  なお、本実施の形態では、図３に示す透光性密閉部材１８を省略しているが、第２の実施の形態と同様に透光性密閉部材１８を取り付け、密閉空間を形成するようにしてもよい。また、遮光部材１２ｂは、上記の例に特に限定されず、第１の実施の形態と同様のものを用いてもよい。また、遮光部材１２ｂの取り付け位置も、上記の例に特に限定されず、封止部１５の端部に固定したり、リード線１５ｂ及び外部リード線１６の一方に固定してもよい。【００５４】  （第４の実施の形態）
図５は、本発明の第４の実施の形態による光源装置の構成を示す一部断面概略図である。図５に示す光源装置１７ｃは、放電ランプ１０、楕円面鏡１１、遮光手段の一例である遮光部材１２ｃ、透光性密閉部材１８、及び吸収手段の一例である吸収部材１９を備え、第２の実施の形態と同一部分については同一符号を付してその説明を省略する。【００５５】  図５に示す光源装置１７ｃと図３に示す光源装置１７ａとで異なる点は、透光性密閉部材１８の表面（放電ランプ１０と反対側の表面）に遮光部材１２ｃが形成され、透光性密閉部材１８の裏面（放電ランプ１０側の表面）に吸収部材１９が形成されている点である。遮光部材１２ｃは、第２の実施の形態の遮光部材１２ａと同様に、円板形状を有し、透光性密閉部材１８の表面に形成された、可視光を反射する誘電体多層膜から構成される。【００５６】  遮光部材１２ｃは、反射光の存在しない領域の部分に配置され、第２の実施の形態と同様な作用により、楕円面鏡１１に再入射する戻り光のうち、放電ランプ１０の封止部１５に入射する光を遮光し、この部分の温度上昇を抑制する。この場合、透光性密閉部材１８の厚さだけ遮光部材１２ｃが楕円面鏡１１から離れるが、透光性密閉部材１８の厚さが薄いので、第２の実施の形態とほぼ同等の遮光効果を奏することができる。【００５７】  吸収部材１９は、円板形状を有し、透光性密閉部材１８の裏面に可視光を吸収する黒色膜を形成したものである。吸収部材１９は、反射光の存在しない領域の部分に配置され、当該部分を通過する不要光を吸収する。この不要光は、吸収部材１９がない場合、透光性密閉部材１８を通過して外部の反射部材により反射されるが、遮光部材１２ｃはこの反射光を反射することができず、封止部１５の温度を上昇させる。このため、本実施の形態は、不要光を吸収部材１９により吸収しているので、不要光に基づく反射光による封止部１５の温度上昇を抑制することができる。【００５８】  また、遮光部材１２ｃの一部が反射光の存在しない領域外に位置する場合、楕円面鏡１１により反射された光は、遮光部材１２ｃの裏面（反射光の存在しない領域外に位置する部分）により反射されて放電ランプ１０の封止部１５を照射する。この場合、吸収部材１９を遮光部材１２ｃの裏面を覆う位置に配置することにより、楕円面鏡１１により反射された光は、吸収部材１９の裏面に反射されることなく、吸収部材１９により吸収されるので、封止部１５の温度上昇を抑制することができる。【００５９】  以上のように、本実施の形態では、楕円面鏡１１への戻り光が存在する使用条件下であっても、楕円面鏡１１の出射側開口部に設けられた透光性密閉部材１８の外側の表面に配置された遮光部材１２ｃにより戻り光が遮光され、さらに、透光性密閉部材１８の内側の表面に配置された吸収部材１９により不要光等が吸収されるので、封止部１５の温度上昇を抑制することができ、信頼性が高く且つ長寿命な光源装置１７ｃを提供することができる。【００６０】  なお、吸収部材１９は、上記の例に特に限定されず、不要光等を吸収できるものであれば、種々のものを用いることができ、その配置等も、上記の例に特に限定されず、遮光部材１２ｃの裏面（透光性密閉部材１８側の面）に形成して遮光部材１２ｃと一体になるようにしてもよい。【００６１】  （第５の実施の形態）
図６は、本発明の第５の実施の形態による光源装置の構成を示す一部断面概略図である。図６に示す光源装置１７ｄは、放電ランプ１０、楕円面鏡１１、及び遮光手段の一例である遮光部材１２ｄを備え、第１の実施の形態と同一部分については同一符号を付してその説明を省略する。【００６２】  図６に示す光源装置１７ｄと図１に示す光源装置１７とで異なる点は、遮光部材１２に代えて、封止部１５を覆う遮光部材１２ｄが用いられる点である。遮光部材１２ｄは、底面を有する円筒形状を有し、耐熱性プラスチック又はセラミックス等からなる有底円筒の外表面に可視光を反射する誘電体多層膜を形成したものであり、耐熱性の高い接着材等を用いて封止部１５に固着されている。遮光部材１２ｄは、反射光の存在しない領域の部分に配置され、第１の実施の形態と同様な作用により、楕円面鏡１１に再入射する戻り光のうち、放電ランプ１０の封止部１５に入射する光をほぼ完全に遮光し、この部分の温度上昇を抑制する。【００６３】  この場合、図３に示す透光性密閉部材１８を有しない光源装置でも、遮光部材１２ｄを安定的に固定することができるとともに、封止部１５のほぼ全面を覆っているので、封止部１５へ入射される光をほぼ完全に遮光することができ、断熱効果をより向上することができる。【００６４】  以上のように、本実施の形態では、楕円面鏡１１への戻り光が存在する使用条件下であっても、封止部１５を覆う遮光部材１２ｄにより戻り光がほぼ完全に遮光されるので、封止部１５の温度上昇を抑制することができ、信頼性が高く且つ長寿命な光源装置１７ｄを提供することができる。【００６５】  なお、遮光部材は、上記の例に特に限定されず、封止部１５上に遮光部材を直接形成したり、封止部１５の一部、例えば、封止部１５の端部側の一部を覆うものであってもよい。【００６６】  （第６の実施の形態）
図７は、本発明の第６の実施の形態による光源装置の構成を示す一部断面概略図であり、図８は、図７に示す光源装置における遮光作用を説明するための光路図である。図７に示す光源装置４７は、発光手段の一例である放電ランプ４０、第１の集光手段の一例である放物面鏡４１、第２の集光手段の一例である平凸レンズ４２、及び遮光手段の一例である遮光部材４３を備える。【００６７】  放物面鏡４１の焦点距離Ｆは１０ｍｍである。放物面鏡４１の反射面４１ａには、例えば、可視光を効率よく反射し、赤外光を透過する誘電体多層膜が形成されており、放電ランプ４０から放射される光のうち、可視光成分を効率よく反射する。【００６８】  放電ランプ４０は、図１に示す放電ランプ１０と同様の構成であり、電極４０ａ、４０ｂ間に形成される発光部の重心が、およそ放物面鏡４１の焦点Ｆと一致するように配置され、固着材４４によって放物面鏡４１に固定される。これにより、反射面４１ａで反射した光は、光軸５４に対しておよそ平行に進行する光となって放物面鏡４１から出射する。固着材４４としては、第１の実施の形態と同様に、耐熱性に優れた材料が好ましく、例えば、スミセラム（Ｒ）等の無機質耐熱性接着剤が用いられる。【００６９】  平凸レンズ４２は、放物面鏡４１の出射側開口部に配置され、放物面鏡４１の内部に略密閉空間を形成する。本実施の形態では、第２の集光手段として平凸レンズ４２を用いているが、放物面鏡４１の出射光に対して集光作用を有するものであれば特に限定されず、両凸レンズや複数のレンズを組み合わせたものを用いたり、放物面鏡４１に近い側の面を凸面にしたりする等の種々の変更が可能である。また、本実施の形態では、放物面鏡４１の内部に略密閉空間を形成する場合を示したが、特に必要とされない限り、密閉空間を形成する必要は無く、通風口などが設けられた構成であってもよい。【００７０】  次に、図８を用いて遮光手段４３による遮光作用を詳細に説明する。まず、放電ランプ４０から出射する光は、放物面鏡４１の反射面４１ａにより所定の方向に反射される。具体的に、光線５０、５１は、光軸５４に対しておよそ平行に進行する光線５０ａ、５１ａとして反射される。また、光線５２、５３は、光軸５４に対しておよそ平行に進行する光線５２ａ、５３ａとして反射される。このとき、放物面鏡４１の反射面４１ａで反射される光は、光線５０ａから光線５２ａまでの間、及び、光線５１ａから光線５３ａまでの間の領域に分布する。したがって、放物面鏡４１で集光する場合には、反射光の存在しない領域ＲＢが存在し、領域ＲＢは略円筒形状と略円錐形状とを結合した形状を有する。【００７１】  遮光部材４３は、円板形状を有し、上記の反射光の存在しない領域ＲＢの部分に配置される。これによって、遮光部材４３は、放物面鏡４１から出射される直接の反射光を遮光することなく、この反射光が光源装置４７の外部で反射されて再び放物面鏡４１に戻ってくる光の一部を反射することができる。【００７２】  例えば、図８に示すように、平凸レンズ４２の焦点近傍に拡散性の反射面５５が配置されているような場合、この反射面５５に入射した光の一部は、放物面鏡４１の方向に反射される。遮光部材４３は、この反射光、すなわち、放物面鏡４１に再び戻ってくる光のうち、特に、放電ランプ４１の封止部４５に入射する光を遮光する。これによって、戻り光による封止部４５の温度上昇を抑え、光源装置４７の信頼性を向上できる。【００７３】  遮光部材４３としては、透光性の平面ガラスの表面に可視光を反射する誘電体多層膜を形成したものを用いることができる。また、遮光部材４３としては、紫外光を反射する誘電体多層膜を形成したもの、ガラス自体が特定の波長の光を吸収するもの等を用いてもよいし、光を反射する媒体、例えば、アルミ箔や上述の無機質耐熱性接着剤（スミセラム（Ｒ））等を用いてもよい。なお、遮光部材４３としては、上記の例に特に限定されず、放物面鏡４１からの直接光を遮光せず、戻り光のみを遮光するものであれば、本発明の意図する効果を得ることができる。【００７４】  遮光部材４３は、放物面鏡４１の出射側開口部の端部から封止部１５の端部までの間に配置されることが好ましいが、放物面鏡４１の出射側開口部の端部から反射面５５までの間に配置してもよく、この場合、当該間隔を３等分した３つの領域のうち最も放物面鏡４１に近い領域内に配置されることが好ましく、当該間隔を４等分した４つの領域のうち最も放物面鏡４１に近い領域内に配置されることがより好ましい。【００７５】  また、遮光部材４３の大きさは、遮光部材１２の配置位置における反射光の存在しない領域ＲＢの断面の大きさより小さいこと、すなわち、遮光部材４３の直径が領域ＲＢの円形断面の直径より小さいことが好ましい。この場合、遮光部材４３の直径と領域ＲＢの円形断面の直径との差を、遮光部材４３の配置マージンとして用いることができ、遮光部材４３の取り付け又は形成を容易に行うことができる。なお、放物面鏡４１から反射される光の光量が充分にある場合は、遮光部材４３の直径を領域ＲＢの円形断面の直径より大きくしてもよく、この場合、遮光部材４３の直径と領域ＲＢの円形断面の直径との差を、遮光部材４３の配置マージンとして用いることができる。【００７６】  また、本実施の形態では、円板形状を有する遮光部材４３の中心が放物面鏡４１の光軸５４と交わる位置に遮光部材４３を配置した例を示したが、遮光部材４３の位置は、この例に特に限定されず、戻り光の分布によっては、その中心が光軸５４からずれた位置に配置してもよく、例えば、反射面５５が光軸５４に対して傾いているため、戻り光が光軸５４からずれている場合に、このずれに合わせて光軸５４から偏心した位置に配置してもよい。このように、遮光部材４３を配置する位置は、用途に応じて適切に設定すればよい。【００７７】  以上のように、本実施の形態では、放物面鏡４１への戻り光が存在する使用条件下であっても、放物面鏡４１の出射側開口部に配置した平凸レンズ４２上に遮光部材４３を備え、これが戻り光を遮光するので、封止部４５の温度上昇を抑制することができ、信頼性が高く且つ長寿命な光源装置４７を提供することができる。【００７８】  なお、上記各実施の形態においては、集光手段及び第１の集光手段として楕円面鏡や放物面鏡を用いたが、これらの例に特に限定されず、集光手段として放物面鏡を用いたり、第１の集光手段として楕円面鏡を用いたり、楕円面鏡や放物面鏡以外の非球面形状を有する反射鏡等を用いたり、放電ランプが放射する光を所定の方向に反射して集光せしめるものであれば、種々のものを用いることができる。【００７９】  （第７の実施の形態）
図９は、本発明の第７の実施の形態による照明光学装置の構成を示す一部断面概略図であり、図１０は、図９に示す色選択部材の構成を示す概略図である。図９に示す照明光学装置６４は、光源装置１７ｃ’、ＵＶ−ＩＲカットフィルタ６１、色選択手段の一例である色選択部材６２及びモータ６３を備える。光源装置１７ｃ’は、図５に示す光源装置１７ｃに筐体６４を付加したものであり、その他の構成は光源装置１７ｃと同様であるため、同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。なお、照明光学装置６４に用いられる光源装置は、この例に特に限定されず、上記各実施の形態のいずれの光源装置を用いてもよい。【００８０】  光源装置１７ｃ’の出射光は、ＵＶ−ＩＲカットフィルタ６１により紫外光と赤外光とが除去される。色選択部材６２は、光源装置１７ｃ’の出射光が集光される位置の近傍に配置され、図９に示すような赤、緑、青の帯域の光を選択的に透過することのできる赤色フィルタ６２Ｒ、緑色フィルタ６２Ｇ、青色フィルタ６２Ｂを組み合わせて構成したものである。色選択部材６２の回転軸上に設けたモータ６３を回転させることにより、赤、緑、青の帯域の光を時間的に切り替えて、順次透過させることができる。なお、色選択部材６２は、上記の例に特に限定されず、特定の波長帯の光のみを透過させる単色フィルタや、減光フィルタ等の種々のものを用いることができ、その特性、形状及び使用形態に応じて種々のものを本発明の色選択手段として使用することができる。【００８１】  一方、色選択部材６２に入射する光のうち、各色フィルタ６２Ｒ、６２Ｇ、６２Ｂの透過帯域以外の光は、再び光源装置１７ｃ’の方向に反射される。この反射光が、光源装置１７ｃ’に入射すると、上述の如く、戻り光によって放電ランプ１０の封止部１５の温度が上昇し、光源装置１７ｃ’の信頼性を低下させる要因となる。【００８２】  このため、本実施の形態では、光源装置１７ｃ’が遮光部材１２ｃを備えている。遮光部材１２ｃは、光源装置１７ｃ’から出射する有効な光は遮光せず、再入射する反射光のうち、特に放電ランプの封止部１５に入射する光を効率よく遮光するので、封止部１５の温度上昇を抑制することができる。この結果、光源装置１７ｃ’の信頼性を向上することができるので、信頼性の高い照明光源装置６４を実現することができる。【００８３】  また、ＵＶ−ＩＲカットフィルタ６１で反射される紫外光や赤外光も戻り光となって光源装置６０に再入射するので、光源装置１７ｃ’の信頼性を低下させる要因となる。このため、遮光部材１２ｃとして、可視光のみならず、紫外光及び赤外光を反射するものを用いてもよい。【００８４】  また、本実施の形態では、図５に示す光源装置１７ｃが筐体６４に取り付けられ、筐体６４が照明光源装置６４に対して着脱可能に構成されている。筐体６４は、プラスチック等から構成され、略直方体形状を有し、その先端部６４ａは、光源装置１７ｃ’の前面、すなわち遮光部材１２ｃの表面より所定長さだけ延出しており、遮光部材１２ｃは、先端部６４ａの表面より所定距離だけ内側に配置される。したがって、ユーザは、筐体６４を把持して光源装置１７ｃ’を着脱することができるとともに、ユーザが遮��部材１２ｃに直接触れて遮光部材１２ｃを損傷させることを防止することができるので、遮光部材１２ｃを確実に保護することができる。【００８５】  （第８の実施の形態）
図１１は、本発明の第８の実施の形態による表示装置の構成を示す概略図である。図１１に示す表示装置８４は、投写型表示装置であり、照明光学装置８０、集光光学系８１、形成手段の一例である透過型の液晶パネル８２、及び投写手段の一例である投写レンズ８３を備える。【００８６】  照明光学装置８０は、図９に示す照明光学装置６４の光源装置を図３に光源装置１７ａに変更したものであり、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。照明光学装置８０から出射する赤、緑、青の透過光は、集光光学系８１に入射する。集光光学系８１は、コンデンサレンズ８１ａとフィールドレンズ８１ｂとで構成される。コンデンサレンズ８１ａは、照明光学装置８０から出射される発散光を、光軸８５に対しておよそ平行に進行する光に変換する。フィールドレンズ８１ｂは、液晶パネル８２を透過する光を投写レンズ８３に効率よく集光するために用いられる。【００８７】  照明光学装置８０の出射光は、集光光学系８１により集光されて液晶パネル８２を照明し、時間的に変化する赤、緑、青の照明光と液晶パネル８２の画像表示とを同期させることにより、液晶パネル８２上には赤、緑、青の映像信号に対応した光学像が時間的に順次切り替えられて形成される。液晶パネル８２上の光学像を投写レンズ８３でスクリーン８６上に拡大投影することにより、フルカラー表示の大画面映像が得られる。【００８８】  上記構成によれば、１枚の液晶パネル８２で３板式と同等の高解像度なカラー画像が得られる。また、液晶パネル８２上の各画素に微細なカラーフィルタを設ける必要がなくなるので、液晶パネル８２の歩留まりが向上し、表示装置の低コスト化が可能になる。【００８９】  また、本実施の形態では、照明光学装置８０の光源装置１７ａが遮光部材１２ａを備えているので、遮光部材１２ａにより、光源装置１７ｃ’から出射する有効な光を遮光することなく、再入射する反射光のうち、特に放電ランプ１０の封止部１５に入射する光を効率よく遮光することができる。この結果、封止部１５の温度上昇を抑制することができるので、光源装置１７ａを用いた照明光学装置８０の信頼性を向上することができ、小型で信頼性の高い表示装置８４を実現することができる。【００９０】  なお、上記の説明では、空間光変調素子として透過型の液晶パネルを用いたが、この例に特に限定されず、反射型の液晶パネル、ＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）等の空間的に照明光を変調して光学像を形成するものであれば、種々のものを用いることができる。また、本発明が適用される表示装置は、上記の例に特に限定されず、例えば、後述するように、上記投写型表示装置をキャビネット内に収め、キャビネットに取り付けられた透過型のスクリーンを介して表示画像を観察できる背面投写型表示装置等の種々の表示装置に適用可能である。【００９１】  （第９の実施の形態）
図１２は、本発明の第９の実施の形態による表示装置の構成を示す概略図である。図１２に示す表示装置は、背面投写型表示装置であり、光源装置４１’、フィールドレンズ１０１、形成手段の一例である透過型の液晶パネル１０２、投写手段の一例である投写レンズ１０３、反射鏡１０４、及びスクリーン１０５を備える。【００９２】  光源装置４１’は、図８に示す光源装置４１において遮光部材４３が形成された平凸レンズ４２を遮光部材４３が形成された透光性密閉部材１８に変更したものであり、その他の構成は図８に示す光源装置４１と同一であり、図８に示す遮光部材４３と同様の効果を奏するものである。【００９３】  光源装置４１’から放射された光束は、フィールドレンズ１０１を経て液晶パネル１０２全面に入射して変調され、映像情報が付加される。液晶パネル１０２で変調された出力光束は、投写レンズ１０３によって光学像が拡大される。投写レンズ１０３からの出力光束は、筐体１００に取り付けられた反射鏡１０４によって任意の角度で折り曲げられ、スクリーン１０５に投写される。なお、光源装置４１’の数等は、上記の例に特に限定されず、２個以上の光源装置を用いてもよく、また、単板式の光学構成だけでなく、３板式光学構成等の他の光学構成を用いてもよい。【００９４】  上記の構成により、本実施の形態では、光源装置４１’が遮光部材４３を備えているので、遮光部材４３により、光源装置４１’から出射する有効な光を遮光することなく、フィールドレンズ１０１により反射されて再入射する反射光のうち、特に放電ランプの封止部４５に入射する光を効率よく遮光することができる。この結果、封止部４５の温度上昇を抑制することができるので、光源装置４１’の信頼性を向上することができ、信頼性の高い背面投写型表示装置を実現することができる。【００９５】  （第１０の実施の形態）
図１３は、本発明の第１０の実施の形態による表示装置の構成を示す概略図である。図１３に示す表示装置は、ミラー順次方式の３板式投写型表示装置であり、光源装置４１’、色分解光学系１１１、コンデンサレンズ１１５〜１１７、形成手段の一例であるライトバルブ部１１８、色合成光学系１２２、投写手段の一例である投写光学系１２６を備える。なお、表示装置における色合成方式は、ミラー順次方式に特に限定されず、クロスプリブム方式等の他の方式を用いてもよい。【００９６】  色分解光学系１１１は、青反射ダイクロイックミラー１１２、反射ミラー１１３及び緑反射ダイクロイックミラー１１４から構成される。ライトバルブ部１１８は、赤用ライトバルブユニット１１９、緑用ライトバルブユニット１２０及び青用ライトバルブユニット１２１から構成される。色合成光学系１２２は、緑反射ダイクロイックミラー１２３、赤反射ダイクロイックミラー１２４及び全反射ミラー１２５から構成される。【００９７】  光源装置４１’は、図１２に示す光源装置４１’と同一であり、図８に示す遮光部材４３と同様の効果を奏するものである。光源装置４１’からの光は、色分解光学系１１１へ入射される。入射した光のうち青光は、青反射ダイクロイックミラー１１２により反射され、さらに反射ミラー１１３により反射され、コンデンサレンズ１１７を経て青用ライトバルブユニット１２１に至る。【００９８】  青反射ダイクロイックミラー１１２を透過した緑光及び赤光は、緑反射ダイクロイックミラー１１４へ入射され、緑光は、緑反射ダイクロイックミラー１１４により反射され、コンデンサレンズ１１６を経て緑用ライトバルブユニット１２０に至る。一方、赤光は、緑反射ダイクロイックミラー１１４を透過し、コンデンサレンズ１１５を経て赤用ライトバルブユニット１１９に至る。【００９９】  青用ライトバルブユニット１２１、緑用ライトバルブユニット１２０及び赤用ライトバルブユニット１１９の各々は、入射側偏光板、液晶パネル及び出射側偏光板から構成される。入射側偏光板は、外形形状の短手方向の偏光方向の光を透過し、これに直交する偏光方向の光を吸収するように設定され、入射側偏光板を透過した光は液晶パネルに入射する。液晶パネルは、外部信号により多数の各画素開口毎に透過光の偏光方向を変え、各画素を駆動しない場合には偏光方向が９０度回転せしめられ、駆動した場合には偏光方向が変化せずに透過する。出射側偏光板は、入射側偏光板と直交した方向の偏光特性を有する。【０１００】  したがって、液晶パネルが偏光方向を９０度変えて透過した画素部の光の偏光方向は、出射側偏光板の透過軸と一致するため、液晶パネルが偏光方向を９０度変えて透過した画素部の光は、出射側偏光板を透過する。一方、液晶パネルが偏光方向を変えずに透過した画素部の光の偏光方向は、出射側偏光板の透過軸と直交するため、液晶パネルが偏光方向を変えずに透過した画素部の光は、出射側偏光板により吸収される。【０１０１】  このようにして、ライトバルブ部１１８を透過した光は、色合成光学系１２２へ入射される。このとき、青用ライトバルブユニット１２１から出射された光は、緑反射ダイクロイックミラー１２３、赤反射ダイクロイックミラー１２４を透過して投写光学系１２６へ入射される。緑用ライトバルブユニット１２０から出射された光は、緑反射ダイクロイックミラー１２３により反射された後、赤反射ダイクロイックミラー１２４を透過して投写光学系１２６へ入射される。赤用ライトバルブユニット１１９から出射された光は、全反射ミラー１２５及び赤反射ダイクロイックミラー１２４により反射され、投写光学系１２６へ入射される。投写光学系１２６は、各ライトバルブ上の画像をスクリーン１２７上に拡大投写する。【０１０２】  上記の構成により、本実施の形態では、光源装置４１’が遮光部材４３を備えているので、遮光部材４３により、光源装置４１’から出射される有効な光を遮光することなく、コンデンサレンズ１１５〜１１７により反射されて再入射する反射光のうち、特に放電ランプの封止部４５に入射する光を効率よく遮光することができる。この結果、封止部４５の温度上昇を抑制することができるので、光源装置４１’の信頼性を向上することができ、信頼性の高い３板式投写型表示装置を実現することができる。【０１０３】  （第１１の実施の形態）
図１４は、本発明の第１１の実施の形態による表示装置の構成を示す概略図である。図１４に示す表示装置は、複数の光源を用いた投写型表示装置であり、２個の光源装置１７ａ、色選択部材１３１、コンデンサレンズ１３２、１３３、ＵＶ−ＩＲカットフィルタ１３４、第１レンズアレイ１３５、第２レンズアレイ１３６、偏光子１３８、形成手段の一例である透過型の液晶パネル１３９、検光子１４０、及び投写手段の一例である投写光学系１４１を備える。なお、光源の数は、上記の例に特に限定されず、３個以上の光源を用いてもよい。【０１０４】  光源装置１７ａの各々は、図３に示す光源装置１７ａと同一であり、図３に示す遮光部材１２ａと同様の効果を奏するものである。２個の光源装置１７ａは、それぞれ第２焦点位置でそれぞれの光軸が交わるように配置されている。両者の光軸の交点には色選択部材１３１が図示のように配置され、色選択部材１３１は、図１０に示す色選択部材６２と同様に構成されている。【０１０５】  色選択部材１３１を透過した光は、コンデンサレンズ１３２、１３３を経ておよそ平行光となった後、ＵＶ−ＩＲカットフィルタ１３４を透過し、多数のマイクロレンズが形成された第１レンズアレイ１３５へ入射される。【０１０６】  第１レンズアレイ１３５のマイクロレンズ毎に形成された第２光源位置に第２レンズアレイ１３６が配置されており、各光源像の位置に配置されたマイクロレンズが第２レンズアレイ１３６に多数集合して構成されている。このマイクロレンズは第１レンズアレイ１３５の各マイクロレンズの開口形状を拡大して液晶パネル１３９に投影するよう構成されており、第１レンズアレイ１３５のマイクロレンズの像が重畳されて均一照明を行う。【０１０７】  第１レンズアレイ１３５及び第２レンズアレイ１３６を透過した光は、集光レンズ１３７へ入射され、集光レンズ１３７を透過した光は、偏光子１３８へ入射される。偏光子１３８において吸収軸方向の偏光成分は吸収され、これに直交する方向の偏光成分の光だけが透過され、液晶パネル１３９へ入射される。【０１０８】  液晶パネル１３９は、外部からの入力信号により独立して変調可能な多数の画素からなっており、ここに入射した光のうち黒表示されるべき画素部に入射した光は、液晶パネル１３９において透過されて出射された際に偏光方向が９０度変わるため、検光子１４０に吸収されてしまうよう設定されている。一方、白表示されるべき画素部に入射した光は、透過型液晶パネル１３９において透過されて出射された際に、偏光方向が変わらないため、検光子１４０を透過して投写光学系１４１へ入射され、透過型液晶パネル１３９の画像がスクリーン１４２上に拡大投写される。【０１０９】  上記の構成により、本実施の形態では、各光源装置１７ａが遮光部材１２ａを備えているので、遮光部材１２ａにより、各光源装置１７ａから出射する有効な光を遮光することなく、色選択部材１３１により反射されて再入射する反射光のうち、特に放電ランプの封止部１５（図３参照）に入射する光を効率よく遮光することができる。この結果、封止部１５の温度上昇を抑制することができるので、全ての光源装置１７ａの信頼性を向上することができ、信頼性の高い投写型表示装置を実現することができる。【０１１０】  なお、本発明が適用される装置は、上記の表示装置に特に限定されず、半導体の製造に用いられる露光装置等、光源を用いる種々の装置に適用可能である。また、上記の各実施の形態の各要素は、必要に応じて任意に組み合わせることができ、この場合も、各要素が奏する効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】  本発明に係る光源装置は、光源装置への戻り光がある使用条件下であっても、戻り光による発光手段の寿命の低下を防ぎ、信頼性の高い光源装置を実現でき、発光手段として放電ランプ等を用いた光源装置等に有用である。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年9月12日(2005.9.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】請求の範囲
【請求項１】（補正後）光源となる発光手段と、
前記発光手段から放射される光を反射して外部へ出射する第１の反射手段と、
前記第１の反射手段から外部へ出射された光のうち少なくとも一部を反射する第２の反射手段と、
前記第２の反射手段により反射されて前記発光手段側へ戻る光の少なくとも一部を遮光する遮光手段とを備えることを特徴とする光源装置。
【請求項２】（補正後）前記発光手段は、放電ランプを含み、
前記第１の反射手段は、前記放電ランプから放射された光が所定の位置に集光するように前記放電ランプから放射される光を反射して外部へ出射する集光手段を含み、
前記遮光手段は、前記集光手段により集光されて外部へ出射された光のうち前記第２の反射手段に反射されて前記放電ランプ側へ戻る光の少なくとも一部を遮光することを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項３】前記遮光手段は、前記集光手段の開口部近傍に設けられることを特徴とする請求項２記載の光源装置。
【請求項４】前記遮光手段は、前記集光手段の開口部と前記放電ランプとの間に配置されることを特徴とする請求項２記載の光源装置。
【請求項５】前記遮光手段は、前記集光手段の開口部側に位置する前記放電ランプのリード線に固定されることを特徴とする請求項２記載の光源装置。
【請求項６】前記遮光手段は、前記集光手段の開口部側に位置する前記放電ランプの端部に設けられることを特徴とする請求項２記載の光源装置。
【請求項７】前記遮光手段は、前記集光手段の開口部側に位置する前記放電ランプの封止部を覆うことを特徴とする請求項２記載の光源装置。
【請求項８】前記遮光手段と前記放電ランプとの間に配置され、前記放電ランプから放射される光を吸収する吸収手段をさらに備えることを特徴とする請求項２〜７のいずれかに記載の光源装置。
【請求項９】前記集光手段の開口部に配置され、前記集光手段の内部に略密閉空間を形成する透光性密閉手段をさらに備え、
前記遮光手段は、前記透光性密閉手段上に設けられることを特徴とする請求項２記載の光源装置。
【請求項１０】前記遮光手段は、前記放電ランプ側に位置する前記透光性密閉手段の表面に設けられることを特徴とする請求項９記載の光源装置。
【請求項１１】前記遮光手段は、前記放電ランプと反対側に位置する前記透光性密閉手段の表面に設けられることを特徴とする請求項９記載の光源装置。
【請求項１２】前記放電ランプ側に位置する前記遮光手段の表面に設けられ、前記放電ランプから放射される光を吸収する吸収手段をさらに備えることを特徴とする請求項１１記載の光源装置。
【請求項１３】前記透光性密閉手段は、平面ガラスであることを特徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載の光源装置。
【請求項１４】前記集光手段は、楕円面鏡であることを特徴とする請求項２〜１３のいずれかに記載の光源装置。
【請求項１５】前記集光手段は、放物面鏡であることを特徴とする請求項２〜１３のいずれかに記載の光源装置。
【請求項１６】（補正後）前記発光手段は、放電ランプを含み、
前記第１の反射手段は、
前記放電ランプから放射される光を所定の方向に反射する第１の集光手段と、
前記第１の集光手段から出射する光を所定の位置に集光する第２の集光手段とを備え、
前記遮光手段は、前記第２の集光手段により集光されて外部へ出射された光のうち前記第２の反射手段に反射されて前記放電ランプ側へ戻る光の少なくとも一部を遮光することを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項１７】前記遮光手段は、前記第２の集光手段の近傍に設けられることを特徴とする請求項１６記載の光源装置。
【請求項１８】前記遮光手段は、前記第２の集光手段上に設けられることを特徴とする請求項１６記載の光源装置。
【請求項１９】前記遮光手段は、前記第２の集光手段と前記放電ランプとの間に配置されることを特徴とする請求項１６記載の光源装置。
【請求項２０】前記第１の集光手段は、放物面鏡であることを特徴とする請求項１６〜１９のいずれかに記載の光源装置。
【請求項２１】前記第１の集光手段は、楕円面鏡であることを特徴とする請求項１６〜１９のいずれかに記載の光源装置。
【請求項２２】前記第２の集光手段は、平凸レンズであり、
前記遮光手段は、前記放電ランプ側に位置する前記平凸レンズの表面に設けられることを特徴とする請求項１６〜２１のいずれかに記載の光源装置。
【請求項２３】前記遮光手段は、赤外線及び紫外線のうち少なくとも一方を反射する多層膜から構成されることを特徴とする請求項１〜２２のいずれかに記載の光源装置。
【請求項２４】前記遮光手段は、可視光を反射することを特徴とする請求項１〜２３のいずれかに記載の光源装置。
【請求項２５】（補正後）前記遮光手段は、前記第１の反射手段により反射された光が存在しない領域内に配置されることを特徴とする請求項１〜２４のいずれかに記載の光源装置。
【請求項２６】（補正後）請求項２〜２５のいずれかに記載の光源装置であって、
前記第２の反射手段は、前記光源装置から出射される光の集光位置近傍に配置され、前記光源装置から出射される光のうち所定波長の光を選択的に透過させる光選択手段であることを特徴とする照明光学装置。
【請求項２７】請求項１〜２５のいずれかに記載の光源装置と、
前記光源装置から出射される光を用いて映像信号に応じた光学像を形成する形成手段と、
前記形成手段により形成された光学像をスクリーンに投写する投写手段とを備えることを特徴とする表示装置。
２９
【手続補正書】
【提出日】平成18年9月28日(2006.9.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源となる発光手段と、
前記発光手段から放射される光を反射して外部へ出射する第１の反射手段と、
前記第１の反射手段から外部へ出射された光のうち少なくとも一部を反射する第２の反射手段と、
前記第２の反射手段により反射されて前記発光手段側へ戻る光の少なくとも一部を遮光する遮光手段とを備えることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記発光手段は、放電ランプを含み、
前記第１の反射手段は、前記放電ランプから放射された光が所定の位置に集光するように前記放電ランプから放射される光を反射して外部へ出射する集光手段を含み、
前記遮光手段は、前記集光手段により集光されて外部へ出射された光のうち前記第２の反射手段に反射されて前記放電ランプ側へ戻る光の少なくとも一部を遮光することを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項３】
前記遮光手段は、前記集光手段の開口部近傍に設けられることを特徴とする請求項２記載の光源装置。
【請求項４】
前記遮光手段は、前記集光手段の開口部と前記放電ランプとの間に配置されることを特徴とする請求項２記載の光源装置。
【請求項５】
前記遮光手段は、前記集光手段の開口部側に位置する前記放電ランプのリード線に固定されることを特徴とする請求項２記載の光源装置。
【請求項６】
前記遮光手段は、前記集光手段の開口部側に位置する前記放電ランプの端部に設けられることを特徴とする請求項２記載の光源装置。
【請求項７】
前記遮光手段は、前記集光手段の開口部側に位置する前記放電ランプの封止部を覆うことを特徴とする請求項２記載の光源装置。
【請求項８】
前記遮光手段と前記放電ランプとの間に配置され、前記放電ランプから放射される光を吸収する吸収手段をさらに備えることを特徴とする請求項２〜７のいずれかに記載の光源装置。
【請求項９】
前記集光手段の開口部に配置され、前記集光手段の内部に略密閉空間を形成する透光性密閉手段をさらに備え、
前記遮光手段は、前記透光性密閉手段上に設けられることを特徴とする請求項２記載の光源装置。
【請求項１０】
前記遮光手段は、前記放電ランプ側に位置する前記透光性密閉手段の表面に設けられることを特徴とする請求項９記載の光源装置。
【請求項１１】
前記遮光手段は、前記放電ランプと反対側に位置する前記透光性密閉手段の表面に設けられることを特徴とする請求項９記載の光源装置。
【請求項１２】
前記放電ランプ側に位置する前記遮光手段の表面に設けられ、前記放電ランプから放射される光を吸収する吸収手段をさらに備えることを特徴とする請求項１１記載の光源装置。
【請求項１３】
前記透光性密閉手段は、平面ガラスであることを特徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載の光源装置。
【請求項１４】
前記集光手段は、楕円面鏡であることを特徴とする請求項２〜１３のいずれかに記載の光源装置。
【請求項１５】
前記集光手段は、放物面鏡であることを特徴とする請求項２〜１３のいずれかに記載の光源装置。
【請求項１６】
前記発光手段は、放電ランプを含み、
前記第１の反射手段は、
前記放電ランプから放射される光を所定の方向に反射する第１の集光手段と、
前記第１の集光手段から出射する光を所定の位置に集光する第２の集光手段とを備え、
前記遮光手段は、前記第２の集光手段により集光されて外部へ出射された光のうち前記第２の反射手段に反射されて前記放電ランプ側へ戻る光の少なくとも一部を遮光することを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項１７】
前記遮光手段は、前記第２の集光手段の近傍に設けられることを特徴とする請求項１６記載の光源装置。
【請求項１８】
前記遮光手段は、前記第２の集光手段上に設けられることを特徴とする請求項１６記載の光源装置。
【請求項１９】
前記遮光手段は、前記第２の集光手段と前記放電ランプとの間に配置されることを特徴とする請求項１６記載の光源装置。
【請求項２０】
前記第１の集光手段は、放物面鏡であることを特徴とする請求項１６〜１９のいずれかに記載の光源装置。
【請求項２１】
前記第１の集光手段は、楕円面鏡であることを特徴とする請求項１６〜１９のいずれかに記載の光源装置。
【請求項２２】
前記第２の集光手段は、平凸レンズであり、
前記遮光手段は、前記放電ランプ側に位置する前記平凸レンズの表面に設けられることを特徴とする請求項１６〜２１のいずれかに記載の光源装置。
【請求項２３】
前記遮光手段は、赤外線及び紫外線のうち少なくとも一方を反射する多層膜から構成されることを特徴とする請求項１〜２２のいずれかに記載の光源装置。
【請求項２４】
前記遮光手段は、可視光を反射することを特徴とする請求項１〜２３のいずれかに記載の光源装置。
【請求項２５】
前記遮光手段は、前記第１の反射手段により反射された光が存在しない領域内に配置されることを特徴とする請求項１〜２４のいずれかに記載の光源装置。
【請求項２６】
請求項２〜２５のいずれかに記載の光源装置であって、
前記第２の反射手段は、前記光源装置から出射される光の集光位置近傍に配置され、前記光源装置から出射される光のうち所定波長の光を選択的に透過させる光選択手段であることを特徴とする照明光学装置。
【請求項２７】
請求項１〜２５のいずれかに記載の光源装置と、
前記光源装置から出射される光を用いて映像信号に応じた光学像を形成する形成手段と、
前記形成手段により形成された光学像をスクリーンに投写する投写手段とを備えることを特徴とする表示装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源から放射される光を反射して光を出射する光源装置、該光源装置を用いた照明光学装置及び表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種の空間光変調素子を用いた投写型表示装置が知られている。これらは、例えば透過型や反射型の液晶パネルを空間光変調素子とし、光源により液晶パネルを照明すると共に、外部から供給される映像信号に応じた光学像を液晶パネル上に形成し、投写レンズにより光学像をスクリーン上に拡大投影するものである。
【０００３】
また、近年、高輝度化に対するニーズが高まる中、液晶パネル等の空間光変調素子を３枚使用した３板式の投写型表示装置が主流となっている。しかしながら、このような投写型表示装置では、液晶パネル等を３枚使用する必要があるため、装置全体のコストが高くなるという問題があった。
【０００４】
一方、液晶パネルを１枚だけ使用して低コスト化を図った単板式の投写型表示装置が知られている（例えば、特許文献１）。しかしながら、このような投写型表示装置では、液晶パネル上の各画素に三原色のカラーフィルタを設ける必要があるため、実質的に解像度が低下するという問題があった。また、カラーフィルタで照明光の約２／３を損失するため画面輝度が低下するという問題があった。
【０００５】
これに対して、例えば、特許文献２に記載されているような、円盤状のカラーホイルを用いた色順次方式の投写型表示装置が知られている。この方式は、一つの空間光変調素子に赤、緑、青の三原色光を順次照射してフルカラー表示を行うものである。
【０００６】
図１５は、上記の従来の投写型表示装置の構成を示す概略図であり、図１６は、図１５に示すカラーホイルの構成を示す概略図である。
【０００７】
図１５に示すように、放電ランプ２００から放射される白色光は、楕円面鏡２０１を用いてカラーホイル２０３上に集光される。ＵＶ−ＩＲカットフィルタ２０２は、放電ランプ２００の放射光から紫外線と赤外線とを取り除くために用いられる。カラーホイル２０３は、図１６に示すような赤、緑、青の扇形のカラーフィルタ２０３Ｒ、２０３Ｇ、２０３Ｂを円盤状に組み合わせたものであり、モータ２０３ａを回転させることによって赤、緑、青の帯域の光を順次、選択的に透過させることができる。
【０００８】
放電ランプ２００の放射光をカラーホイル２０３、照明用の集光レンズ２０４及びフィールドレンズ２０５を介して液晶パネル２０６に照射し、液晶パネル２０６の画像表示に同期させてカラーホイル２０３を回転することにより、液晶パネル２０６上には赤、緑、青の映像信号に対応した光学像が時分割で形成される。
【０００９】
このとき、フィールドレンズ２０５は、液晶パネル２０６を透過する光を投写レンズ２０７に効率よく集光するために用いられる。投写レンズ２０７は、液晶パネル２０６上の光学像をスクリーン（図示省略）上に拡大投影し、フルカラー表示の大画面映像が得られる。この方式によれば、１枚の液晶パネルを用いて３板式と同等の高解像度なカラー画像が得られる。また、液晶パネル２０６上の各画素に微細なカラーフィルタを設ける必要がなくなるので、液晶パネル２０６の歩留まりが向上し、投写型表示装置の低コスト化が可能になる。
【特許文献１】特開昭５９−２３０３８３号公報
【特許文献２】特開２０００−９８２７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記のような投写型表示装置の光源装置には、信頼性が高いこと（長寿命）が要望されるが、図１５に示した従来の投写型表示装置の光源装置には、以下のような問題があった。図１７は、図１５に示す光源装置の構成を示す一部断面概略図であり、図１８は、図１７に示すＡ−Ａ部の拡大断面図である。
【００１１】
第１に、放電ランプに設けられた金属箔や外部導線の酸化により断線を招き、光源装置の信頼性が低下するという問題がある。図１７に示す放電ランプ２００の場合、図１８に示すように、外部導線２１０と封止部２１１との間には、封止の際、熱応力による歪みが発生し、隙間が形成される。それ故、外部導線２１０や金属箔２１２の外部導線２１０側端部は空気と接触し、ランプ点灯中の極めて高温な条件化では、これらの部分の酸化が促進される。酸化によって断線に至るまでの時間は温度によって変化するが、例えば、金属箔２１２にモリブデンを用いた場合、空気中３５０℃の条件化でおよそ２０００時間程度である。
【００１２】
一般に、投写型表示装置に使用される放電ランプ２００は、点灯中の温度が極めて高く、発光管２１３は最大１０００℃近い温度になる。それ故、発光管２１３からの熱伝導や、電極２１４からの熱伝導により、金属箔２１２と外部導線２１０との接続部付近の温度は、数百度に達する。この場合、ファン等により強制的に空冷すれば温度を低下できるが、発光管２１３の温度まで低下させてしまうと、発光金属の蒸発が抑制され、発光効率が低下する。それ故、極めて局部的な冷却が必要であり、そのような冷却は困難である。また、密閉状態での使用が要求される場合には、ファンでの強制空冷ができない。
【００１３】
この問題を解決するために、従来の光源装置では、放電ランプの酸化し易い部分を発光管からできるだけ遠ざけるために、金属箔を十分に長くした構造になっている。これによって、熱伝導による温度上昇を小さくして、酸化による断線を抑制している。
【００１４】
しかしながら、放電ランプ２００から放射される白色光は、楕円面鏡２０１を用いてカラーホイル２０３上に集光されるので、例えばカラーホイル２０３上の赤のカラーフィルタ２０３Ｒに白色光が集光されている場合には赤色成分は透過するが、緑色成分及び青色成分は反射され、戻り光となって放電ランプ２００の封止部２１１を照射し、さらに温度を上昇させる。
【００１５】
このように、光源装置への戻り光がある使用環境下では、この戻り光が放電ランプ２００の封止部２１１を照射し、この部分の温度を上昇させる要因になる。このため、従来の光源装置を戻り光のある環境下で使用する場合、長寿命化が極めて困難である、という課題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の目的は、光源装置への戻り光がある環境下であっても、信頼性を低下することなく、長寿命な光源装置、照明光学装置及び表示装置を提供することである。
【００１７】
本発明の一局面に従う光源装置は、光源となる発光手段と、発光手段から放射される光を反射して外部へ出射する反射手段と、反射手段から外部へ出射された光のうち反射されて発光手段側へ戻る光の少なくとも一部を遮光する遮光手段とを備えるものである。
【００１８】
この光源装置においては、反射手段から外部へ出射された光のうち反射されて発光手段側へ戻る光の少なくとも一部が遮光されるので、光源装置への戻り光がある使用条件下であっても、戻り光による発光手段の寿命の低下を防ぎ、信頼性の高い光源装置を実現することができる。
【００１９】
本発明の他の局面に従う照明光学装置は、上記の光源装置と、光源装置から出射される光の集光位置近傍に配置され、光源装置から出射される光のうち所定波長の光を選択的に透過させる光選択手段とを備えるものである。
【００２０】
この照明光学装置においては、反射手段から外部へ出射された光のうち光選択手段により反射されて発光手段側へ戻る光の少なくとも一部が遮光されるので、光源装置への戻り光がある使用条件下であっても、戻り光による光源装置の寿命の低下を防ぎ、信頼性の高い照明光学装置を実現することができる。
【００２１】
本発明のさらに他の局面に従う表示装置は、上記の光源装置と、光源装置から出射される光を用いて映像信号に応じた光学像を形成する形成手段と、形成手段により形成された光学像をスクリーンに投写する投写手段とを備えるものである。
【００２２】
この表示装置においては、反射手段から外部へ出射された光のうち反射されて発光手段側へ戻る光の少なくとも一部が遮光されるので、光源装置への戻り光がある使用条件下であっても、戻り光による光源装置の寿命の低下を防ぎ、信頼性の高い表示装置を実現することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、反射手段から外部へ出射された光のうち反射されて発光手段側へ戻る光の少なくとも一部が遮光されるので、光源装置への戻り光がある使用条件下であっても、戻り光による発光手段の寿命の低下を防ぎ、信頼性の高い光源装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の各実施の形態による光源装置、及び、これを照明光学装置や表示装置に応用した場合の具体的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２５】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態による光源装置の構成を示す一部断面概略図であり、図２は、図１に示す光源装置における遮光作用を説明するための光路図である。図１に示す光源装置１７は、発光手段の一例である放電ランプ１０、反射手段及び集光手段の一例である楕円面鏡１１、及び遮光手段の一例である遮光部材１２を備える。
【００２６】
放電ランプ１０としては、例えば、超高圧水銀ランプが用いられる。超高圧水銀ランプは、極めて輝度が高く、集光性に優れているので、楕円面鏡１１によって効率よく集光することができる。放電ランプ１０の発光管の両端には、封止部１４、１５が設けられ、内部に金属箔１４ａ、１５ａとリード線１４ｂ、１５ｂとが封着されている。
【００２７】
金属箔１４ａ、１５ａは、モリブデン等の金属材料から構成され、リード線１４ｂ、１５ｂは、タングステン等の金属材料から構成される。いずれの金属も、高融点材料であり、この種の用途に適している。外部リード線１６の一端は、リード線１５ｂに接続され、他端は、楕円面鏡１１の外部に引き出されている。外部リード線１６とリード線１４ｂとに高電圧を加えることにより、電極１０ａ、１０ｂ間に放電が発生し、その結果、発光が得られる。なお、発光手段としては、上記の超高圧水銀ランプに特に限定されず、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等の種々の光源を用いることができる。
【００２８】
楕円面鏡１１の第１焦点（短焦点）距離Ｆ１（図２参照）は１０ｍｍであり、第２焦点（長焦点）距離Ｆ２（図２参照）は１２０ｍｍである。楕円面鏡１１の反射面１１ａには、例えば、可視光を効率よく反射し、赤外光を透過する誘電体多層膜が形成されており、放電ランプ１０から放射される光のうち、可視光成分を効率よく反射する。
【００２９】
放電ランプ１０は、電極１０ａ、１０ｂ間に形成される発光部の重心が、およそ楕円面鏡１１の第１焦点Ｆ１（図２参照）と一致するように配置され、固着材１３によって楕円面鏡１１に固定される。これにより、発光部の大きさに比例した集光スポットが楕円面鏡１１の第２焦点Ｆ２（図２参照）近傍に形成され、放電ランプ１０の放射光を効率よく集光することができる。固着材１３としては、耐熱性に優れた材料が好ましく、例えば、スミセラム（Ｒ）（朝日化学工業社製）等の無機質耐熱性接着剤が用いられる。遮光部材１２は、楕円面鏡１１の出射側開口部の近傍に配置される。
【００３０】
ここで、図２を用いて遮光部材１２による遮光作用を詳細に説明する。まず、放電ランプ１０から放射される光は、楕円面鏡１１の反射面１１ａにより所定の方向に反射される。具体的に、光線２０、２１は、楕円面鏡１１の第２焦点Ｆ２に向かう光線２０ａ、２１ａとしてそれぞれ反射される。また、光線２２、２３は、同様に、光線２２ａ、２３ａとしてそれぞれ反射される。このとき、楕円面鏡１１の反射面１１ａで反射される光は、光線２０ａから光線２２ａまでの間、及び、光線２１ａから光線２３ａまでの間の領域に分布する。したがって、楕円面鏡１１を用いて集光する場合には、反射光の存在しない領域ＲＡが存在し、領域ＲＡは略円錐形状を有する。
【００３１】
遮光部材１２は、円板形状を有し、上記の反射光の存在しない領域ＲＡの部分に配置される。これによって、遮光部材１２は、楕円面鏡１１から出射される直接の反射光を遮光することなく、この反射光が光源装置１７の外部で反射されて再び楕円面鏡１１に戻ってくる光の一部を反射することができる。
【００３２】
例えば、楕円面鏡１１の第２焦点Ｆ２近傍に拡散性の反射面２４が配置されているような場合、この反射面２４に入射した光の一部は、楕円面鏡１１（放電ランプ１０）の方向に反射される。遮光部材１２は、この反射光、すなわち、楕円面鏡１１に再び戻ってくる光のうち、放電ランプ１０の封止部１５に入射する光を遮光する。これによって、戻り光による封止部１５の温度上昇を抑え、光源装置１７の信頼性を向上できる。
【００３３】
遮光部材１２としては、透光性の平面ガラスの表面に可視光を反射する誘電体多層膜を形成したものを用いることができる。楕円面鏡１１から第２焦点Ｆ２に向かう光は、収束光なので、楕円面鏡１１からの直接の反射光が存在しない領域ＲＡは、楕円面鏡１１に近いほど大きい。それ故、誘電体多層膜を形成する場合には、楕円面鏡１１に近い側の面ＩＳに形成した方が遮光部分の領域を広くするので、より大きな効果が得られる。
【００３４】
また、遮光部材１２としては、戻り光の波長に応じて、赤外線を反射する誘電体多層膜、紫外光を反射する誘電体多層膜、赤外線及び紫外光を反射する誘電体多層膜、又は赤外線、紫外光及び可視光を反射する誘電体多層膜を形成したものや、ガラス自体が特定の波長の光を吸収するもの等を用いてもよいし、光を反射する媒体、例えば、アルミ箔や上述の無機質耐熱性接着剤（スミセラム（Ｒ））等を用いてもよい。なお、遮光部材は、上記の例に特に限定されず、楕円面鏡１１からの直接光を遮光せず、戻り光のみを遮光するものであれば、本発明の意図する効果を得ることができる。
【００３５】
遮光部材１２は、楕円面鏡１１の出射側開口部の端部から封止部１５の端部までの間に配置されることが好ましいが、楕円面鏡１１の出射側開口部の端部から反射面２４までの間に配置してもよく、この場合、当該間隔を３等分した３つの領域のうち最も楕円面鏡１１に近い領域内に配置されることが好ましく、当該間隔を４等分した４つの領域のうち最も楕円面鏡１１に近い領域内に配置されることがより好ましい。
【００３６】
また、遮光部材１２の大きさは、遮光部材１２の配置位置における反射光の存在しない領域ＲＡの断面の大きさより小さいこと、すなわち、遮光部材１２の直径が領域ＲＡの円形断面の直径より小さいことが好ましい。この場合、遮光部材１２の直径と領域ＲＡの円形断面の直径との差を、遮光部材１２の配置マージンとして用いることができ、遮光部材１２の取り付け又は形成を容易に行うことができる。
【００３７】
なお、遮光部材１２の直径を領域ＲＡの円形断面の直径より大きくしてもよく、この場合も、遮光部材１２の直径と領域ＲＡの円形断面の直径との差を、遮光部材１２の配置マージンとして用いることができる。また、楕円面鏡１１から反射される光の光量が充分にある場合は、遮光部材１２の直径を領域ＲＡの円形断面の直径より大きくしても充分な光量を得ることができる。
【００３８】
また、本実施の形態では、円板形状を有する遮光部材１２の中心が楕円面鏡１１の光軸２５と交わる位置に遮光部材１２を配置した例を示したが、遮光部材１２の位置は、この例に特に限定されず、戻り光の分布によっては、その中心が光軸２５からずれた位置に配置してもよい。例えば、反射面２４が光軸２５に対して傾いているため、戻り光が光軸２５からずれた位置から入射される場合は、このずれに合わせて光軸２５から偏心した位置に配置してもよい。このように、遮光部材１２を配置する位置は、用途に応じて適切に設定すればよい。
【００３９】
以上のように、本実施の形態では、楕円面鏡１１への戻り光が存在する使用条件下であっても、楕円面鏡１１の出射側開口部の近傍に配置した遮光部材１２により戻り光が遮光されるので、封止部１５の温度上昇を抑制することができ、信頼性が高く且つ長寿命な光源装置１７を提供することができる。
【００４０】
なお、上記の説明では、遮光部材１２の固定方法について特に言及していないが、遮光部材１２の固定方法としては、種々の方法を用いることができる。例えば、楕円面鏡１１の出射側開口部の縁部の一点から光軸２５まで延出する支持部材を設け、この支持部材に遮光部材１２を固定するようにしてもよい。この場合、楕円面鏡１１から出射される反射光を不要に遮光しないようにするため、外部リード線１６と重なるように支持部材を配置することが好ましい。また、楕円面鏡１１の出射側開口部の縁部の一点から光軸２５を通って反対側の縁部の一点まで延出する支持部材を用いる場合は、少なくとも支持部材の半分が外部リード線１６と重なるように配置することが好ましい。
【００４１】
（第２の実施の形態）
図３は、本発明の第２の実施の形態による光源装置の構成を示す一部断面概略図である。図３に示す光源装置１７ａは、放電ランプ１０、楕円面鏡１１、遮光手段の一例である遮光部材１２ａ、及び透光性密閉手段の一例である透光性密閉部材１８を備え、第１の実施の形態と同一部分については同一符号を付してその説明を省略する。
【００４２】
図３に示す光源装置１７ａと図１に示す光源装置１７とで異なる点は、楕円面鏡１１の出射側開口部に透光性密閉部材１８が配置され、楕円面鏡１１の内部に略密閉空間を形成していることである。これによって、万が一、放電ランプ１０が破裂した場合に、光源装置１７ａの外部にガラス片などが飛散することを防止できる。一方、このような構成の光源装置１７ａは、楕円面鏡１１の内部に密閉空間が形成されるので、放電ランプ１０の各部の温度がより上昇し易くなる。
【００４３】
これに対して、本実施の形態においては、図３に示すように、透光性密閉部材１８の中心部に遮光部材１２ａが形成されている。遮光部材１２ａは、反射光の存在しない領域の部分に配置され、第１の実施の形態と同様な作用により、楕円面鏡１１に再入射する戻り光のうち、放電ランプ１０の封止部１５に入射する光を遮光し、この部分の温度上昇を抑制する。これにより、光源装置１７ａの信頼性を向上することができる。
【００４４】
遮光部材１２ａは、円板形状を有し、透光性密閉部材１８の楕円面鏡１１（放電ランプ１０）側の表面に形成された、可視光を反射する誘電体多層膜から構成される。楕円面鏡１１から第２焦点Ｆ２（図示省略）に向かう光は、収束光なので、楕円面鏡１１からの直接の反射光が存在しない領域は、楕円面鏡１１に近いほど大きい。それ故、誘電体多層膜を形成する場合には、楕円面鏡１１に近い側の面に形成した方が遮光部分の領域を広くすることができるので、より大きな効果が得られる。ただし、図３とは異なる平面側の透光性密閉部材１８の表面、すなわち、放電ランプ１０と反対側に位置する表面に遮光部材１２ａを配置してもよく、この遮光部材も上記と同様の誘電体多層膜を用いて形成することができ、この場合も、ほぼ所望の効果が得られる。
【００４５】
また、遮光部材１２ａとしては、赤外線及び紫外光の少なくとも一方を反射する誘電体多層膜を形成したものや、ガラス自体が特定の波長の光を吸収するもの等を用いてもよいし、光を反射する媒体、例えば、アルミ箔や上述の無機質耐熱性接着剤（スミセラム（Ｒ））等を用いてもよい。なお、遮光部材１２ａとしては、上記の例に特に限定されず、楕円面鏡１１からの直接光を遮光せず、戻り光のみを遮光するものであれば、本発明の意図する効果を得ることができる。
【００４６】
また、本実施の形態では、円板形状を有する遮光部材１２ａの中心が楕円面鏡１１の光軸２５と交わる位置に遮光部材１２ａを配置した例を示したが、遮光部材１２ａの位置は、この例に特に限定されず、戻り光の分布によっては、その中心が光軸２５からずれた位置に配置してもよい。このように、遮光部材１２ａを配置する位置は、用途に応じて適切に設定すればよい。また、透光性密閉部材は、平行平面ガラスに特に限定されず、任意のパワーを有するレンズ等を用い、このレンズ等に遮光部材１２ａを形成するようにしてもよく、また、平行平板ガラスの中心部に形成した孔に遮光部材を取り付けたり、透光性密閉部材の中心部に遮光部材が配置されるように透光性密閉部と遮光部材とを一体に形成するようにしてもよい。
【００４７】
以上のように、本実施の形態では、楕円面鏡１１への戻り光が存在する使用条件下であっても、楕円面鏡１１の出射側開口部に設けられた透光性密閉部材１８の内側の表面に配置された遮光部材１２ａにより戻り光が遮光されるので、封止部１５の温度上昇を抑制することができ、信頼性が高く且つ長寿命な光源装置１７ａを提供することができる。
【００４８】
なお、本実施の形態では、楕円面鏡１１の内部に略密閉空間を形成する場合を示したが、特に必要とされない限り、密閉空間を形成する必要は無く、通風口などが設けられた構成であってもよい。
【００４９】
（第３の実施の形態）
図４は、本発明の第３の実施の形態による光源装置の構成を示す一部断面概略図である。図４に示す光源装置１７ｂは、放電ランプ１０、楕円面鏡１１、及び遮光手段の一例である遮光部材１２ｂを備え、第１の実施の形態と同一部分については同一符号を付してその説明を省略する。
【００５０】
図４に示す光源装置１７ｂと図１に示す光源装置１７とで異なる点は、リード線１５ｂ及び外部リード線１６に遮光部材１２ｂが固定されている点である。遮光部材１２ｂは、円板形状を有し、透光性の平面ガラス、耐熱性プラスチック又はセラミック等からなる基板上に可視光を反射する誘電体多層膜を形成したものであり、耐熱性の高い接着材等を用いてリード線１５ｂ及び外部リード線１６に固着されている。遮光部材１２ｂは、反射光の存在しない領域の部分に配置され、第１の実施の形態と同様な作用により、楕円面鏡１１に再入射する戻り光のうち、放電ランプ１０の封止部１５に入射する光を遮光し、この部分の温度上昇を抑制する。
【００５１】
この場合、図３に示す透光性密閉部材１８を有しない光源装置でも、遮光部材１２ｂを安定的に固定することができるとともに、放電ランプ１０の封止部１５により近い位置に遮光部材１２ｂを配置することができるので、遮光部材１２ｂの遮光部分をより広くすることができ、断熱効果をより向上することができる。
【００５２】
以上のように、本実施の形態では、楕円面鏡１１への戻り光が存在する使用条件下であっても、リード線１５ｂ及び外部リード線１６に固定された遮光部材１２ｂにより戻り光が遮光されるので、封止部１５の温度上昇を抑制することができ、信頼性が高く且つ長寿命な光源装置１７ｂを提供することができる。
【００５３】
なお、本実施の形態では、図３に示す透光性密閉部材１８を省略しているが、第２の実施の形態と同様に透光性密閉部材１８を取り付け、密閉空間を形成するようにしてもよい。また、遮光部材１２ｂは、上記の例に特に限定されず、第１の実施の形態と同様のものを用いてもよい。また、遮光部材１２ｂの取り付け位置も、上記の例に特に限定されず、封止部１５の端部に固定したり、リード線１５ｂ及び外部リード線１６の一方に固定してもよい。
【００５４】
（第４の実施の形態）
図５は、本発明の第４の実施の形態による光源装置の構成を示す一部断面概略図である。図５に示す光源装置１７ｃは、放電ランプ１０、楕円面鏡１１、遮光手段の一例である遮光部材１２ｃ、透光性密閉部材１８、及び吸収手段の一例である吸収部材１９を備え、第２の実施の形態と同一部分については同一符号を付してその説明を省略する。
【００５５】
図５に示す光源装置１７ｃと図３に示す光源装置１７ａとで異なる点は、透光性密閉部材１８の表面（放電ランプ１０と反対側の表面）に遮光部材１２ｃが形成され、透光性密閉部材１８の裏面（放電ランプ１０側の表面）に吸収部材１９が形成されている点である。遮光部材１２ｃは、第２の実施の形態の遮光部材１２ａと同様に、円板形状を有し、透光性密閉部材１８の表面に形成された、可視光を反射する誘電体多層膜から構成される。
【００５６】
遮光部材１２ｃは、反射光の存在しない領域の部分に配置され、第２の実施の形態と同様な作用により、楕円面鏡１１に再入射する戻り光のうち、放電ランプ１０の封止部１５に入射する光を遮光し、この部分の温度上昇を抑制する。この場合、透光性密閉部材１８の厚さだけ遮光部材１２ｃが楕円面鏡１１から離れるが、透光性密閉部材１８の厚さが薄いので、第２の実施の形態とほぼ同等の遮光効果を奏することができる。
【００５７】
吸収部材１９は、円板形状を有し、透光性密閉部材１８の裏面に可視光を吸収する黒色膜を形成したものである。吸収部材１９は、反射光の存在しない領域の部分に配置され、当該部分を通過する不要光を吸収する。この不要光は、吸収部材１９がない場合、透光性密閉部材１８を通過して外部の反射部材により反射されるが、遮光部材１２ｃはこの反射光を反射することができず、封止部１５の温度を上昇させる。このため、本実施の形態は、不要光を吸収部材１９により吸収しているので、不要光に基づく反射光による封止部１５の温度上昇を抑制することができる。
【００５８】
また、遮光部材１２ｃの一部が反射光の存在しない領域外に位置する場合、楕円面鏡１１により反射された光は、遮光部材１２ｃの裏面（反射光の存在しない領域外に位置する部分）により反射されて放電ランプ１０の封止部１５を照射する。この場合、吸収部材１９を遮光部材１２ｃの裏面を覆う位置に配置することにより、楕円面鏡１１により反射された光は、吸収部材１９の裏面に反射されることなく、吸収部材１９により吸収されるので、封止部１５の温度上昇を抑制することができる。
【００５９】
以上のように、本実施の形態では、楕円面鏡１１への戻り光が存在する使用条件下であっても、楕円面鏡１１の出射側開口部に設けられた透光性密閉部材１８の外側の表面に配置された遮光部材１２ｃにより戻り光が遮光され、さらに、透光性密閉部材１８の内側の表面に配置された吸収部材１９により不要光等が吸収されるので、封止部１５の温度上昇を抑制することができ、信頼性が高く且つ長寿命な光源装置１７ｃを提供することができる。
【００６０】
なお、吸収部材１９は、上記の例に特に限定されず、不要光等を吸収できるものであれば、種々のものを用いることができ、その配置等も、上記の例に特に限定されず、遮光部材１２ｃの裏面（透光性密閉部材１８側の面）に形成して遮光部材１２ｃと一体になるようにしてもよい。
【００６１】
（第５の実施の形態）
図６は、本発明の第５の実施の形態による光源装置の構成を示す一部断面概略図である。図６に示す光源装置１７ｄは、放電ランプ１０、楕円面鏡１１、及び遮光手段の一例である遮光部材１２ｄを備え、第１の実施の形態と同一部分については同一符号を付してその説明を省略する。
【００６２】
図６に示す光源装置１７ｄと図１に示す光源装置１７とで異なる点は、遮光部材１２に代えて、封止部１５を覆う遮光部材１２ｄが用いられる点である。遮光部材１２ｄは、底面を有する円筒形状を有し、耐熱性プラスチック又はセラミックス等からなる有底円筒の外表面に可視光を反射する誘電体多層膜を形成したものであり、耐熱性の高い接着材等を用いて封止部１５に固着されている。遮光部材１２ｄは、反射光の存在しない領域の部分に配置され、第１の実施の形態と同様な作用により、楕円面鏡１１に再入射する戻り光のうち、放電ランプ１０の封止部１５に入射する光をほぼ完全に遮光し、この部分の温度上昇を抑制する。
【００６３】
この場合、図３に示す透光性密閉部材１８を有しない光源装置でも、遮光部材１２ｄを安定的に固定することができるとともに、封止部１５のほぼ全面を覆っているので、封止部１５へ入射される光をほぼ完全に遮光することができ、断熱効果をより向上することができる。
【００６４】
以上のように、本実施の形態では、楕円面鏡１１への戻り光が存在する使用条件下であっても、封止部１５を覆う遮光部材１２ｄにより戻り光がほぼ完全に遮光されるので、封止部１５の温度上昇を抑制することができ、信頼性が高く且つ長寿命な光源装置１７ｄを提供することができる。
【００６５】
なお、遮光部材は、上記の例に特に限定されず、封止部１５上に遮光部材を直接形成したり、封止部１５の一部、例えば、封止部１５の端部側の一部を覆うものであってもよい。
【００６６】
（第６の実施の形態）
図７は、本発明の第６の実施の形態による光源装置の構成を示す一部断面概略図であり、図８は、図７に示す光源装置における遮光作用を説明するための光路図である。図７に示す光源装置４７は、発光手段の一例である放電ランプ４０、第１の集光手段の一例である放物面鏡４１、第２の集光手段の一例である平凸レンズ４２、及び遮光手段の一例である遮光部材４３を備える。
【００６７】
放物面鏡４１の焦点距離Ｆは１０ｍｍである。放物面鏡４１の反射面４１ａには、例えば、可視光を効率よく反射し、赤外光を透過する誘電体多層膜が形成されており、放電ランプ４０から放射される光のうち、可視光成分を効率よく反射する。
【００６８】
放電ランプ４０は、図１に示す放電ランプ１０と同様の構成であり、電極４０ａ、４０ｂ間に形成される発光部の重心が、およそ放物面鏡４１の焦点Ｆと一致するように配置され、固着材４４によって放物面鏡４１に固定される。これにより、反射面４１ａで反射した光は、光軸５４に対しておよそ平行に進行する光となって放物面鏡４１から出射する。固着材４４としては、第１の実施の形態と同様に、耐熱性に優れた材料が好ましく、例えば、スミセラム（Ｒ）等の無機質耐熱性接着剤が用いられる。
【００６９】
平凸レンズ４２は、放物面鏡４１の出射側開口部に配置され、放物面鏡４１の内部に略密閉空間を形成する。本実施の形態では、第２の集光手段として平凸レンズ４２を用いているが、放物面鏡４１の出射光に対して集光作用を有するものであれば特に限定されず、両凸レンズや複数のレンズを組み合わせたものを用いたり、放物面鏡４１に近い側の面を凸面にしたりする等の種々の変更が可能である。また、本実施の形態では、放物面鏡４１の内部に略密閉空間を形成する場合を示したが、特に必要とされない限り、密閉空間を形成する必要は無く、通風口などが設けられた構成であってもよい。
【００７０】
次に、図８を用いて遮光手段４３による遮光作用を詳細に説明する。まず、放電ランプ４０から出射する光は、放物面鏡４１の反射面４１ａにより所定の方向に反射される。具体的に、光線５０、５１は、光軸５４に対しておよそ平行に進行する光線５０ａ、５１ａとして反射される。また、光線５２、５３は、光軸５４に対しておよそ平行に進行する光線５２ａ、５３ａとして反射される。このとき、放物面鏡４１の反射面４１ａで反射される光は、光線５０ａから光線５２ａまでの間、及び、光線５１ａから光線５３ａまでの間の領域に分布する。したがって、放物面鏡４１で集光する場合には、反射光の存在しない領域ＲＢが存在し、領域ＲＢは略円筒形状と略円錐形状とを結合した形状を有する。
【００７１】
遮光部材４３は、円板形状を有し、上記の反射光の存在しない領域ＲＢの部分に配置される。これによって、遮光部材４３は、放物面鏡４１から出射される直接の反射光を遮光することなく、この反射光が光源装置４７の外部で反射されて再び放物面鏡４１に戻ってくる光の一部を反射することができる。
【００７２】
例えば、図８に示すように、平凸レンズ４２の焦点近傍に拡散性の反射面５５が配置されているような場合、この反射面５５に入射した光の一部は、放物面鏡４１の方向に反射される。遮光部材４３は、この反射光、すなわち、放物面鏡４１に再び戻ってくる光のうち、特に、放電ランプ４１の封止部４５に入射する光を遮光する。これによって、戻り光による封止部４５の温度上昇を抑え、光源装置４７の信頼性を向上できる。
【００７３】
遮光部材４３としては、透光性の平面ガラスの表面に可視光を反射する誘電体多層膜を形成したものを用いることができる。また、遮光部材４３としては、紫外光を反射する誘電体多層膜を形成したもの、ガラス自体が特定の波長の光を吸収するもの等を用いてもよいし、光を反射する媒体、例えば、アルミ箔や上述の無機質耐熱性接着剤（スミセラム（Ｒ））等を用いてもよい。なお、遮光部材４３としては、上記の例に特に限定されず、放物面鏡４１からの直接光を遮光せず、戻り光のみを遮光するものであれば、本発明の意図する効果を得ることができる。
【００７４】
遮光部材４３は、放物面鏡４１の出射側開口部の端部から封止部４５の端部までの間に配置されることが好ましいが、放物面鏡４１の出射側開口部の端部から反射面５５までの間に配置してもよく、この場合、当該間隔を３等分した３つの領域のうち最も放物面鏡４１に近い領域内に配置されることが好ましく、当該間隔を４等分した４つの領域のうち最も放物面鏡４１に近い領域内に配置されることがより好ましい。
【００７５】
また、遮光部材４３の大きさは、遮光部材４３の配置位置における反射光の存在しない領域ＲＢの断面の大きさより小さいこと、すなわち、遮光部材４３の直径が領域ＲＢの円形断面の直径より小さいことが好ましい。この場合、遮光部材４３の直径と領域ＲＢの円形断面の直径との差を、遮光部材４３の配置マージンとして用いることができ、遮光部材４３の取り付け又は形成を容易に行うことができる。なお、放物面鏡４１から反射される光の光量が充分にある場合は、遮光部材４３の直径を領域ＲＢの円形断面の直径より大きくしてもよく、この場合、遮光部材４３の直径と領域ＲＢの円形断面の直径との差を、遮光部材４３の配置マージンとして用いることができる。
【００７６】
また、本実施の形態では、円板形状を有する遮光部材４３の中心が放物面鏡４１の光軸５４と交わる位置に遮光部材４３を配置した例を示したが、遮光部材４３の位置は、この例に特に限定されず、戻り光の分布によっては、その中心が光軸５４からずれた位置に配置してもよく、例えば、反射面５５が光軸５４に対して傾いているため、戻り光が光軸５４からずれている場合に、このずれに合わせて光軸５４から偏心した位置に配置してもよい。このように、遮光部材４３を配置する位置は、用途に応じて適切に設定すればよい。
【００７７】
以上のように、本実施の形態では、放物面鏡４１への戻り光が存在する使用条件下であっても、放物面鏡４１の出射側開口部に配置した平凸レンズ４２上に遮光部材４３を備え、これが戻り光を遮光するので、封止部４５の温度上昇を抑制することができ、信頼性が高く且つ長寿命な光源装置４７を提供することができる。
【００７８】
なお、上記各実施の形態においては、集光手段及び第１の集光手段として楕円面鏡や放物面鏡を用いたが、これらの例に特に限定されず、集光手段として放物面鏡を用いたり、第１の集光手段として楕円面鏡を用いたり、楕円面鏡や放物面鏡以外の非球面形状を有する反射鏡等を用いたり、放電ランプが放射する光を所定の方向に反射して集光せしめるものであれば、種々のものを用いることができる。
【００７９】
（第７の実施の形態）
図９は、本発明の第７の実施の形態による照明光学装置の構成を示す一部断面概略図であり、図１０は、図９に示す色選択部材の構成を示す概略図である。図９に示す照明光学装置６４は、光源装置１７ｃ’、ＵＶ−ＩＲカットフィルタ６１、色選択手段の一例である色選択部材６２及びモータ６３を備える。光源装置１７ｃ’は、図５に示す光源装置１７ｃに筐体６４を付加したものであり、その他の構成は光源装置１７ｃと同様であるため、同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。なお、照明光学装置６４に用いられる光源装置は、この例に特に限定されず、上記各実施の形態のいずれの光源装置を用いてもよい。
【００８０】
光源装置１７ｃ’の出射光は、ＵＶ−ＩＲカットフィルタ６１により紫外光と赤外光とが除去される。色選択部材６２は、光源装置１７ｃ’の出射光が集光される位置の近傍に配置され、図９に示すような赤、緑、青の帯域の光を選択的に透過することのできる赤色フィルタ６２Ｒ、緑色フィルタ６２Ｇ、青色フィルタ６２Ｂを組み合わせて構成したものである。色選択部材６２の回転軸上に設けたモータ６３を回転させることにより、赤、緑、青の帯域の光を時間的に切り替えて、順次透過させることができる。なお、色選択部材６２は、上記の例に特に限定されず、特定の波長帯の光のみを透過させる単色フィルタや、減光フィルタ等の種々のものを用いることができ、その特性、形状及び使用形態に応じて種々のものを本発明の色選択手段として使用することができる。
【００８１】
一方、色選択部材６２に入射する光のうち、各色フィルタ６２Ｒ、６２Ｇ、６２Ｂの透過帯域以外の光は、再び光源装置１７ｃ’の方向に反射される。この反射光が、光源装置１７ｃ’に入射すると、上述の如く、戻り光によって放電ランプ１０の封止部１５の温度が上昇し、光源装置１７ｃ’の信頼性を低下させる要因となる。
【００８２】
このため、本実施の形態では、光源装置１７ｃ’が遮光部材１２ｃを備えている。遮光部材１２ｃは、光源装置１７ｃ’から出射する有効な光は遮光せず、再入射する反射光のうち、特に放電ランプの封止部１５に入射する光を効率よく遮光するので、封止部１５の温度上昇を抑制することができる。この結果、光源装置１７ｃ’の信頼性を向上することができるので、信頼性の高い照明光源装置６４を実現することができる。
【００８３】
また、ＵＶ−ＩＲカットフィルタ６１で反射される紫外光や赤外光も戻り光となって光源装置６０に再入射するので、光源装置１７ｃ’の信頼性を低下させる要因となる。このため、遮光部材１２ｃとして、可視光のみならず、紫外光及び赤外光を反射するものを用いてもよい。
【００８４】
また、本実施の形態では、図５に示す光源装置１７ｃが筐体６４に取り付けられ、筐体６４が照明光源装置６４に対して着脱可能に構成されている。筐体６４は、プラスチック等から構成され、略直方体形状を有し、その先端部６４ａは、光源装置１７ｃ’の前面、すなわち遮光部材１２ｃの表面より所定長さだけ延出しており、遮光部材１２ｃは、先端部６４ａの表面より所定距離だけ内側に配置される。したがって、ユーザは、筐体６４を把持して光源装置１７ｃ’を着脱することができるとともに、ユーザが遮光部材１２ｃに直接触れて遮光部材１２ｃを損傷させることを防止することができるので、遮光部材１２ｃを確実に保護することができる。
【００８５】
（第８の実施の形態）
図１１は、本発明の第８の実施の形態による表示装置の構成を示す概略図である。図１１に示す表示装置８４は、投写型表示装置であり、照明光学装置８０、集光光学系８１、形成手段の一例である透過型の液晶パネル８２、及び投写手段の一例である投写レンズ８３を備える。
【００８６】
照明光学装置８０は、図９に示す照明光学装置６４の光源装置を図３に光源装置１７ａに変更したものであり、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。照明光学装置８０から出射する赤、緑、青の透過光は、集光光学系８１に入射する。集光光学系８１は、コンデンサレンズ８１ａとフィールドレンズ８１ｂとで構成される。コンデンサレンズ８１ａは、照明光学装置８０から出射される発散光を、光軸８５に対しておよそ平行に進行する光に変換する。フィールドレンズ８１ｂは、液晶パネル８２を透過する光を投写レンズ８３に効率よく集光するために用いられる。
【００８７】
照明光学装置８０の出射光は、集光光学系８１により集光されて液晶パネル８２を照明し、時間的に変化する赤、緑、青の照明光と液晶パネル８２の画像表示とを同期させることにより、液晶パネル８２上には赤、緑、青の映像信号に対応した光学像が時間的に順次切り替えられて形成される。液晶パネル８２上の光学像を投写レンズ８３でスクリーン８６上に拡大投影することにより、フルカラー表示の大画面映像が得られる。
【００８８】
上記構成によれば、１枚の液晶パネル８２で３板式と同等の高解像度なカラー画像が得られる。また、液晶パネル８２上の各画素に微細なカラーフィルタを設ける必要がなくなるので、液晶パネル８２の歩留まりが向上し、表示装置の低コスト化が可能になる。
【００８９】
また、本実施の形態では、照明光学装置８０の光源装置１７ａが遮光部材１２ａを備えているので、遮光部材１２ａにより、光源装置１７ａから出射する有効な光を遮光することなく、再入射する反射光のうち、特に放電ランプ１０の封止部１５に入射する光を効率よく遮光することができる。この結果、封止部１５の温度上昇を抑制することができるので、光源装置１７ａを用いた照明光学装置８０の信頼性を向上することができ、小型で信頼性の高い表示装置８４を実現することができる。
【００９０】
なお、上記の説明では、空間光変調素子として透過型の液晶パネルを用いたが、この例に特に限定されず、反射型の液晶パネル、ＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）等の空間的に照明光を変調して光学像を形成するものであれば、種々のものを用いることができる。また、本発明が適用される表示装置は、上記の例に特に限定されず、例えば、後述するように、上記投写型表示装置をキャビネット内に収め、キャビネットに取り付けられた透過型のスクリーンを介して表示画像を観察できる背面投写型表示装置等の種々の表示装置に適用可能である。
【００９１】
（第９の実施の形態）
図１２は、本発明の第９の実施の形態による表示装置の構成を示す概略図である。図１２に示す表示装置は、背面投写型表示装置であり、光源装置４１’、フィールドレンズ１０１、形成手段の一例である透過型の液晶パネル１０２、投写手段の一例である投写レンズ１０３、反射鏡１０４、及びスクリーン１０５を備える。
【００９２】
光源装置４１’は、図８に示す光源装置４１において遮光部材４３が形成された平凸レンズ４２を遮光部材４３が形成された透光性密閉部材１８に変更したものであり、その他の構成は図８に示す光源装置４１と同一であり、図８に示す遮光部材４３と同様の効果を奏するものである。
【００９３】
光源装置４１’から放射された光束は、フィールドレンズ１０１を経て液晶パネル１０２全面に入射して変調され、映像情報が付加される。液晶パネル１０２で変調された出力光束は、投写レンズ１０３によって光学像が拡大される。投写レンズ１０３からの出力光束は、筐体１００に取り付けられた反射鏡１０４によって任意の角度で折り曲げられ、スクリーン１０５に投写される。なお、光源装置４１’の数等は、上記の例に特に限定されず、２個以上の光源装置を用いてもよく、また、単板式の光学構成だけでなく、３板式光学構成等の他の光学構成を用いてもよい。
【００９４】
上記の構成により、本実施の形態では、光源装置４１’が遮光部材４３を備えているので、遮光部材４３により、光源装置４１’から出射する有効な光を遮光することなく、フィールドレンズ１０１により反射されて再入射する反射光のうち、特に放電ランプの封止部４５に入射する光を効率よく遮光することができる。この結果、封止部４５の温度上昇を抑制することができるので、光源装置４１’の信頼性を向上することができ、信頼性の高い背面投写型表示装置を実現することができる。
【００９５】
（第１０の実施の形態）
図１３は、本発明の第１０の実施の形態による表示装置の構成を示す概略図である。図１３に示す表示装置は、ミラー順次方式の３板式投写型表示装置であり、光源装置４１’、色分解光学系１１１、コンデンサレンズ１１５〜１１７、形成手段の一例であるライトバルブ部１１８、色合成光学系１２２、投写手段の一例である投写光学系１２６を備える。なお、表示装置における色合成方式は、ミラー順次方式に特に限定されず、クロスプリブム方式等の他の方式を用いてもよい。
【００９６】
色分解光学系１１１は、青反射ダイクロイックミラー１１２、反射ミラー１１３及び緑反射ダイクロイックミラー１１４から構成される。ライトバルブ部１１８は、赤用ライトバルブユニット１１９、緑用ライトバルブユニット１２０及び青用ライトバルブユニット１２１から構成される。色合成光学系１２２は、緑反射ダイクロイックミラー１２３、赤反射ダイクロイックミラー１２４及び全反射ミラー１２５から構成される。
【００９７】
光源装置４１’は、図１２に示す光源装置４１’と同一であり、図８に示す遮光部材４３と同様の効果を奏するものである。光源装置４１’からの光は、色分解光学系１１１へ入射される。入射した光のうち青光は、青反射ダイクロイックミラー１１２により反射され、さらに反射ミラー１１３により反射され、コンデンサレンズ１１７を経て青用ライトバルブユニット１２１に至る。
【００９８】
青反射ダイクロイックミラー１１２を透過した緑光及び赤光は、緑反射ダイクロイックミラー１１４へ入射され、緑光は、緑反射ダイクロイックミラー１１４により反射され、コンデンサレンズ１１６を経て緑用ライトバルブユニット１２０に至る。一方、赤光は、緑反射ダイクロイックミラー１１４を透過し、コンデンサレンズ１１５を経て赤用ライトバルブユニット１１９に至る。
【００９９】
青用ライトバルブユニット１２１、緑用ライトバルブユニット１２０及び赤用ライトバルブユニット１１９の各々は、入射側偏光板、液晶パネル及び出射側偏光板から構成される。入射側偏光板は、外形形状の短手方向の偏光方向の光を透過し、これに直交する偏光方向の光を吸収するように設定され、入射側偏光板を透過した光は液晶パネルに入射する。液晶パネルは、外部信号により多数の各画素開口毎に透過光の偏光方向を変え、各画素を駆動しない場合には偏光方向が９０度回転せしめられ、駆動した場合には偏光方向が変化せずに透過する。出射側偏光板は、入射側偏光板と直交した方向の偏光特性を有する。
【０１００】
したがって、液晶パネルが偏光方向を９０度変えて透過した画素部の光の偏光方向は、出射側偏光板の透過軸と一致するため、液晶パネルが偏光方向を９０度変えて透過した画素部の光は、出射側偏光板を透過する。一方、液晶パネルが偏光方向を変えずに透過した画素部の光の偏光方向は、出射側偏光板の透過軸と直交するため、液晶パネルが偏光方向を変えずに透過した画素部の光は、出射側偏光板により吸収される。
【０１０１】
このようにして、ライトバルブ部１１８を透過した光は、色合成光学系１２２へ入射される。このとき、青用ライトバルブユニット１２１から出射された光は、緑反射ダイクロイックミラー１２３、赤反射ダイクロイックミラー１２４を透過して投写光学系１２６へ入射される。緑用ライトバルブユニット１２０から出射された光は、緑反射ダイクロイックミラー１２３により反射された後、赤反射ダイクロイックミラー１２４を透過して投写光学系１２６へ入射される。赤用ライトバルブユニット１１９から出射された光は、全反射ミラー１２５及び赤反射ダイクロイックミラー１２４により反射され、投写光学系１２６へ入射される。投写光学系１２６は、各ライトバルブ上の画像をスクリーン１２７上に拡大投写する。
【０１０２】
上記の構成により、本実施の形態では、光源装置４１’が遮光部材４３を備えているので、遮光部材４３により、光源装置４１’から出射される有効な光を遮光することなく、コンデンサレンズ１１５〜１１７により反射されて再入射する反射光のうち、特に放電ランプの封止部４５に入射する光を効率よく遮光することができる。この結果、封止部４５の温度上昇を抑制することができるので、光源装置４１’の信頼性を向上することができ、信頼性の高い３板式投写型表示装置を実現することができる。
【０１０３】
（第１１の実施の形態）
図１４は、本発明の第１１の実施の形態による表示装置の構成を示す概略図である。図１４に示す表示装置は、複数の光源を用いた投写型表示装置であり、２個の光源装置１７ａ、色選択部材１３１、コンデンサレンズ１３２、１３３、ＵＶ−ＩＲカットフィルタ１３４、第１レンズアレイ１３５、第２レンズアレイ１３６、偏光子１３８、形成手段の一例である透過型の液晶パネル１３９、検光子１４０、及び投写手段の一例である投写光学系１４１を備える。なお、光源の数は、上記の例に特に限定されず、３個以上の光源を用いてもよい。
【０１０４】
光源装置１７ａの各々は、図３に示す光源装置１７ａと同一であり、図３に示す遮光部材１２ａと同様の効果を奏するものである。２個の光源装置１７ａは、それぞれ第２焦点位置でそれぞれの光軸が交わるように配置されている。両者の光軸の交点には色選択部材１３１が図示のように配置され、色選択部材１３１は、図１０に示す色選択部材６２と同様に構成されている。
【０１０５】
色選択部材１３１を透過した光は、コンデンサレンズ１３２、１３３を経ておよそ平行光となった後、ＵＶ−ＩＲカットフィルタ１３４を透過し、多数のマイクロレンズが形成された第１レンズアレイ１３５へ入射される。
【０１０６】
第１レンズアレイ１３５のマイクロレンズ毎に形成された第２光源位置に第２レンズアレイ１３６が配置されており、各光源像の位置に配置されたマイクロレンズが第２レンズアレイ１３６に多数集合して構成されている。このマイクロレンズは第１レンズアレイ１３５の各マイクロレンズの開口形状を拡大して液晶パネル１３９に投影するよう構成されており、第１レンズアレイ１３５のマイクロレンズの像が重畳されて均一照明を行う。
【０１０７】
第１レンズアレイ１３５及び第２レンズアレイ１３６を透過した光は、集光レンズ１３７へ入射され、集光レンズ１３７を透過した光は、偏光子１３８へ入射される。偏光子１３８において吸収軸方向の偏光成分は吸収され、これに直交する方向の偏光成分の光だけが透過され、液晶パネル１３９へ入射される。
【０１０８】
液晶パネル１３９は、外部からの入力信号により独立して変調可能な多数の画素からなっており、ここに入射した光のうち黒表示されるべき画素部に入射した光は、液晶パネル１３９において透過されて出射された際に偏光方向が９０度変わるため、検光子１４０に吸収されてしまうよう設定されている。一方、白表示されるべき画素部に入射した光は、透過型液晶パネル１３９において透過されて出射された際に、偏光方向が変わらないため、検光子１４０を透過して投写光学系１４１へ入射され、透過型液晶パネル１３９の画像がスクリーン１４２上に拡大投写される。
【０１０９】
上記の構成により、本実施の形態では、各光源装置１７ａが遮光部材１２ａを備えているので、遮光部材１２ａにより、各光源装置１７ａから出射する有効な光を遮光することなく、色選択部材１３１により反射されて再入射する反射光のうち、特に放電ランプの封止部１５（図３参照）に入射する光を効率よく遮光することができる。この結果、封止部１５の温度上昇を抑制することができるので、全ての光源装置１７ａの信頼性を向上することができ、信頼性の高い投写型表示装置を実現することができる。
【０１１０】
なお、本発明が適用される装置は、上記の表示装置に特に限定されず、半導体の製造に用いられる露光装置等、光源を用いる種々の装置に適用可能である。また、上記の各実施の形態の各要素は、必要に応じて任意に組み合わせることができ、この場合も、各要素が奏する効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
本発明に係る光源装置は、光源装置への戻り光がある使用条件下であっても、戻り光による発光手段の寿命の低下を防ぎ、信頼性の高い光源装置を実現でき、発光手段として放電ランプ等を用いた光源装置等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明の第１の実施の形態による光源装置の構成を示す一部断面概略図である。
【図２】図１に示す光源装置における遮光作用を説明するための光路図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態による光源装置の構成を示す一部断面概略図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態による光源装置の構成を示す一部断面概略図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態による光源装置の構成を示す一部断面概略図である。
【図６】本発明の第５の実施の形態による光源装置の構成を示す一部断面概略図である。
【図７】本発明の第６の実施の形態による光源装置の構成を示す一部断面概略図である。
【図８】図７に示す光源装置における遮光作用を説明するための光路図である。
【図９】本発明の第７の実施の形態による照明光学装置の構成を示す一部断面概略図である。
【図１０】図９に示す色選択部材の構成を示す概略図である。
【図１１】本発明の第８の実施の形態による表示装置の構成を示す概略図である。
【図１２】本発明の第９の実施の形態による表示装置の構成を示す概略図である。
【図１３】本発明の第１０の実施の形態による表示装置の構成を示す概略図である。
【図１４】本発明の第１１の実施の形態による表示装置の構成を示す概略図である。
【図１５】従来の投写型表示装置の構成を示す概略図である。
【図１６】図１５に示すカラーホイルの構成を示す概略図である。
【図１７】図１５に示す光源装置の構成を示す一部断面概略図である。
【図１８】図１７に示すＡ−Ａ部の拡大断面図である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2005108854.tif 000033
【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
2005108854.tif 000037
【国際調査報告】
2005108854.tif 000038
2005108854.tif 000039
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