JP2005071854A - 光源装置、およびプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 第１焦点位置を長く設定した場合でも、光の利用効率の向上を図れる光源装置、およびプロジェクタを提供する。
【解決手段】楕円リフレクタ１２は、光源ランプ１１の封止部１１２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１２３にて封止部１１２の一端側を固定する首状部１２１と、首状部１２１の基端側から楕円面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とを備える。光源ランプ１１は、楕円リフレクタ１２に固定された際に、放電発光する発光中心が反射部１２２の第１焦点位置Ｌ１に配置され、反射部１２２の反射面１２２Ａと、該反射面１２２Ａの第２焦点位置Ｌ２とを結ぶ領域Ａに干渉しない長さ寸法を有する。また、封止部１１２の一端側端部位置は、首状部１２１先端位置と一致するように配置される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、光源装置、およびプロジェクタに関する。

従来、光源から射出された光束を、画像情報に応じて光変調装置で変調して光学像を形成し、該光学像を拡大投写するプロジェクタが知られている。
このようなプロジェクタでは、発光部を有する発光管、および発光管から放射された光束を所定方向に揃えて反射する楕円リフレクタを備えた光源装置が利用されている（例えば、特許文献１参照）。
この光源装置において、楕円リフレクタは、成形により形成されるガラス製の部材であり、内部に楕円曲面を有する略四角錐状に形成されている。また、この楕円リフレクタは、四角錐状頂部にて発光管の発光中心が該楕円リフレクタの第1焦点位置となるように発光管を固定し、内面の楕円曲面には高反射率を有するＳｉＯ２、ＴｉＯ２が蒸着され、反射面として機能する。そして、発光管から放射状に射出される光束は、楕円リフレクタの反射面にて反射されることで、反射面の第２焦点位置に集光される。

米国特許６３００７１７号

しかしながら、特許文献１に記載の光源装置では、発光管の発光部は放電発光にて光束を射出するため、放電により形成される断面視略楕円形状のアーク像が発光中心となり、このアーク像から光束が放射されることとなる。このため、第１焦点位置が比較的短く設定されている場合には、発光中心が近似的に点光源とならず、光源装置から射出される光束の照度分布を均一にすることができないなどの問題となる。
ここで、第１焦点位置を比較的長く設定すれば、発光中心を近似的に点光源とすることができる。しかしながら、第１焦点位置を長く設定したことにより発光管が光束射出側に突出することとなり、反射面から第２焦点位置に集光される光束の一部が発光管により遮光されることとなる。このため、光源装置から射出される光束の利用効率の向上を図れない。

本発明の目的は、このような点に鑑みて、第１焦点位置を長く設定した場合でも、光の利用効率の向上を図れる光源装置、およびプロジェクタを提供することにある。

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、およびこの発光部の両側に設けられる封止部を有する発光管と、この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楕円リフレクタとを備えた光源装置であって、前記楕円リフレクタは、前記発光管の封止部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て前記封止部の一端側を固定する首状部と、前記首状部の基端側から楕円面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を備え、前記発光管は、前記楕円リフレクタに固定された際に、放電発光する発光中心が前記反射部の第１焦点位置に配置され、前記反射部の反射面と、前記反射部の第２焦点位置とを結ぶ領域に干渉しない長さ寸法を有し、前記封止部の一端側端部位置は、前記首状部先端位置と一致、または前記首状部先端の内側に配置されていることを特徴とする。
本発明では、発光管は、楕円リフレクタに固定された際に、放電発光する発光中心が楕円リフレクタにおける反射部の第１焦点位置に配置され、反射部の反射面と、反射部の第２焦点位置とを結ぶ領域に干渉しない長さ寸法を有している。例えば、楕円リフレクタにおける反射部の第１焦点位置を長く設定することで、該第１焦点位置に配置される発光部の発光中心を近似的に点光源とすることができる。また、第１焦点位置を長く設定した場合でも、発光管の長さ寸法が反射部の反射面と該反射部の第２焦点位置とを結ぶ領域に干渉しない寸法であるので、楕円リフレクタにより第２焦点位置に集光される光束が発光管にて遮光されることを回避できる。したがって、第１焦点位置を長く設定した場合でも、発光管によるケラレのない良好な光束を射出でき、光束の利用効率の向上を図れる。
また、発光管は、通常、両側の封止部の長さが同一となるように設けられる。本発明では、発光管の長さ寸法を上述の寸法とすることで、両側の封止部の長さ寸法が短くなり、封止部の一端側端部位置は、首状部先端位置と一致、または首状部先端の内側に配置される。このことにより、楕円リフレクタから封止部の一端側が突出することがなく、光源装置の小型化を図れる。

本発明の光源装置では、反射面が前記楕円リフレクタの前記反射部と対向配置され、前記発光管の光束射出方向前側を覆い、前記発光管から放射された光束を前記楕円リフレクタに反射する副反射鏡を備えていることが好ましい。
発光管の発光部の放電により形成されるアーク像から放射され副反射鏡により反射された光束は、該アーク像の近傍に第２アーク像を形成する。このため、第２アーク像も第２の発光中心となり、第２アーク像からも光束が放射されることとなる。
本発明では、上述したように、第１焦点位置を長く設定した場合に対応できる構成としており、第１焦点位置を長く設定することで副反射鏡により形成される第２アーク像も近似的に点光源とすることができ、光源装置から射出される光束の利用効率をさらに向上できる。

本発明の光源装置では、前記封止部の一端側端部には、前記楕円リフレクタに対して前記発光管を固定する際に治具により前記発光管を保持させるための口金が取り付けられ、前記口金の先端側端部位置は、前記首状部先端位置と一致、または前記首状部先端から突出していることが好ましい。
本発明では、封止部の一端側端部に口金が取り付けられ、この口金の先端側端部位置が、首状部先端位置と一致、または首状部先端から突出している。このことにより、封止部の一端側端部位置が首状部先端位置と一致、または首状部先端の内側に配置されている場合であっても、例えば治具等により口金を介して発光管を保持することができ、楕円リフレクタに対する発光管の位置決め固定を容易に実施できる。

本発明の光源装置では、前記首状部の筒状内周面は、先端に向かうにしたがって縮径するテーパ状に形成されていることが好ましい。
本発明によれば、楕円リフレクタに対して発光管を固定する際に、楕円リフレクタにおける反射部の光束射出側開口から例えば接着剤等を筒状内周面および発光管の封止部の間に充填しやすい構造となる。したがって、封止部の一端側端部位置が首状部先端位置と一致、または首状部先端の内側に配置されている場合であっても、楕円リフレクタに対する発光管の固定を容易に実施できるとともに、発光管を楕円リフレクタに対して確実に固定できる。

本発明の光源装置では、前記首状部の筒状内周面先端側は、段差を有して縮径する段付状に形成されていることが好ましい。
本発明によれば、例えば、楕円リフレクタにおける反射部の光束射出側開口から接着剤等を筒状内周面および発光管の封止部の間に充填する場合に、筒状内周面先端側の段差により、充填される接着剤を外部に漏洩させることを回避できる。したがって、例えば封止部から突出するリード線等に接着剤等が付着することなく、筒状内周面および封止部の間にのみ接着剤等を確実に充填できる。

本発明の光源装置では、前記首状部は、前記反射部と接続する筒状体から構成される第１首状部と、前記第１首状部よりも大きい径寸法を有し前記第１首状部と接続する筒状体から構成される第２首状部とを備え、前記第１首状部および前記第２首状部で形成される筒状内周面には、前記第１首状部の先端側端部により段差が形成されていることが好ましい。
本発明では、首状部は、第１首状部および第２首状部を備える。そして、第２首状部は、第１首状部よりも大きい径寸法を有する。このことにより、楕円リフレクタに対して発光管を固定する際に、首状部の先端側から例えば接着剤等を筒状内周面および発光管の封止部の間に充填しやすい構造となる。したがって、封止部の一端側端部位置が首状部先端位置と一致、または首状部先端の内側に配置されている場合であっても、楕円リフレクタに対する発光管の固定を容易に実施できるとともに、発光管を楕円リフレクタに対して確実に固定できる。また、第１首状部および第２首状部で形成される筒状内周面は、第１首状部の先端側端部により段差を有するので、例えば首状部の先端側から接着剤等を筒状内周面および封止部の間に充填する場合に、第１首状部の先端側端部により、充填される接着剤を発光部側に漏洩させることを回避でき、筒状内周面および封止部の間にのみ接着剤等を確実に充填できる。

本発明のプロジェクタは、上述した光源装置と、この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、この光変調装置にて変調された光束を拡大投写する投写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、光の利用効率の向上を図れる光源装置を備えているので、より鮮明な光学像を投写できる。

以下、本発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。
〔１〕第1実施形態
（プロジェクタの構成）
図１は、本発明の第1実施形態に係る光源装置が搭載されたプロジェクタ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写する。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、および投写光学装置としての投写光学系５０を備え、これらの光学系２０〜３５を構成する光学素子は、所定の照明光軸Ａｘが設定されたライトガイド２内に位置決め調整されて収納されている。

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り、詳しくは後述するが、光源ランプ１１、楕円リフレクタ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、楕円リフレクタ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、楕円リフレクタ１２により装置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。

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り、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、光源ランプ１１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Ａｘ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、各小レンズの輪郭形状は、後述する光学装置４０を構成する液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂの画像形成領域の形状とほぼ相似形をなすように設定されている。
第２レンズアレイ２２は、前述した第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Ａｘ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であるが、集光を目的としているため、各小レンズの輪郭形状が液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂの画像形成領域の形状と対応している必要はない。

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Ａｘに対して傾斜配置される偏光分離膜および反射ミラー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、反射ミラーによって曲折され、一方の偏光光束の射出方向、すなわち照明光軸Ａｘ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、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、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できる。

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液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ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は、本実施形態では光束透過領域の入射側端面が平面で射出側端面が球面の球面レンズであるが、射出側端面が双曲面状の非球面レンズを用いることも可能である。
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。

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り、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。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。

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する構成も考えられる。

前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、照明光軸に対して平行な光束に変換するために設けられている。

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り、照明対象となる光変調装置としての液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂと、色合成光学系としての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。

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従って、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。この液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂの変調を行う画像形成領域は、矩形状であり、その対角寸法は、例えば０．７インチである。

クロスダイクロイックプリズム４３は、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、投写光学系５０によって拡大投写され、図示を略したスクリーン上で大画面画像を形成する。

（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、楕円リフレクタ１２の内部に発光管としての光源ランプ１１を配置した構成を具備している。
発光管としての光源ランプ１１は、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、この発光部１１１の両側に延びる部分が封止部１１２とされる。

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１１２の内部には、発光部１１１の電極と電気的に接続されるモリブデン製の金属箔１１２Ａがそれぞれ挿入され、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、アーク像Ｄが生成し発光部１１１が発光する。

楕円リフレクタ１２は、光源ランプ１１の基端側の封止部１１２が挿通される首状部１２１、およびこの首状部１２１から拡がる楕円面状の反射部１２２を備えたガラス製の一体成形品である。
首状部１２１は、光源ランプ１１の封止部１１２に沿って延出する筒状体から構成され、筒状内周面１２３にて封止部１１２を固定する。
筒状内周面１２３は、反射部１２２から離間するにしたがって、縮径するテーパ状に形成されるとともに、先端部分に形成された段差部１２４により段差を有して縮径する段付状に形成されている。
反射部１２２は、楕円面状のガラス面に金属薄膜を蒸着形成して構成され、この反射部１２２の反射面１２２Ａは、可視光を反射して赤外線を透過するコールドミラーとされる。なお、反射面１２２Ａは、反射部１２２の楕円面状内側全体に亘って形成する構成としてもよく、光の利用効率を考慮して楕円面状内側の一部にのみ形成する構成としてもよい。

このような楕円リフレクタ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の楕円面の第１焦点位置Ｌ１の近傍となるように配置される。
ここで、第１焦点位置Ｌ１は、光源ランプ１１の発光部１１１に生成されるアーク像Ｄが反射部１２２に対して近似的に略点光源となるように比較的長く設定されている。
また、光源ランプ１１は、発光部１１１内の電極１１１Ａ間の発光中心が楕円リフレクタ１２の第１焦点位置Ｌ１に位置付けられた際に、楕円リフレクタ１２における反射部１２２の反射面１２２Ａと該反射面１２２Ａの第２焦点位置Ｌ２とを結ぶ領域Ａに干渉しない長さ寸法を有している。このため、発光部１１１の両側の封止部１１２の長さ寸法が短く設定され、光源ランプ１１の基端側の封止部１１２の先端位置は、首状部１２１の先端位置と略一致するように配置される。
また、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て、このように楕円リフレクタ１２に光源ランプ１１を固定すると、光源ランプ１１の前方側の封止部１１２が楕円リフレクタ１２の光束射出開口から突出する。

以上説明した楕円リフレクタ１２に光源ランプ１１を固定する際には、光源ランプ１１の基端側の封止部１１２を首状部１２１に挿入する。そして、図示しない治具等により基端側の封止部１１２の先端部分を保持しながら、発光部１１１内の電極１１１Ａ間の発光中心が反射部１２２の楕円面の第１焦点位置Ｌ１となるように位置調整する。この後、反射部１２２の光束射出開口側から首状部１２１の筒状内周面１２３と封止部１１２の外周面との間にシリカ・アルミナを主成分とする無機系接着剤を充填し、楕円リフレクタ１２に対して光源ランプ１１を固定する。

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、副反射鏡１３を光束入射側から見た図である。また、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）におけるＢ−Ｂ線における断面図である。
副反射鏡１３は、石英、アルミナセラミックス等の無機系材料からなり、光源ランプ１１の発光部１１１の光束射出方向前側略半分を覆う反射部材であり、図３に示すように、内面側が球面状の反射面１３１とされ、外周面１３２が反射面１３１の曲率に倣うような曲面状に構成された椀形状に構成されている。なお、この反射面１３１には、金属を蒸着することにより反射膜が形成され、この反射膜は楕円リフレクタ１２の反射面１２２Ａと同様にコールドミラーとなっている。

また、副反射鏡１３の椀形状の底面部分には、図３に示すように、開口部１３３が形成され、この開口部１３３の内周面は、固定用接着剤が充填される接着面１３４とされる。
さらに、副反射鏡１３の椀形状の上端側端面は、図３（Ｂ）に示すように、反射面１３１の端縁（図３（Ｂ）中左端）から外周面１３２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１３５とされている。

図４は、光源ランプ１１の発光部１１１に対する副反射鏡１３の取り付け位置を示す図である。
光源ランプ１１の発光部１１１に対する副反射鏡１３の取り付け位置は、図４に示すように、楕円リフレクタ１２の照明光軸Ａｘ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１３５が配置されるような位置でかつ、前記領域Ａに副反射鏡１３の外周面１３２が干渉しない位置とする。なお、角度θは、楕円リフレクタ１２の光軸Ａｘ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。

（第１実施形態の効果）
（１）楕円リフレクタ１２における反射部１２２の反射面１２２Ａの第１焦点位置Ｌ１は比較的長く設定されている。このため、第１焦点位置Ｌ１に配置される光源ランプ１１における発光部１１１の発光中心であるアーク像Ｄを近似的に点光源とすることができる。また、光源ランプ１１は、反射面１２２Ａと該反射面１２２Ａの第２焦点位置Ｌ２とを結ぶ領域Ａに干渉しない長さ寸法を有しているので、楕円リフレクタ１２により第２焦点位置Ｌ２に集光される光束が光源ランプ１１の封止部１１２にて遮光されることを回避できる。したがって、第１焦点位置Ｌ１を長く設定した場合でも、光源ランプ１１によるケラレのない良好な光束を射出でき、光束の利用効率の向上を図れる。

（２）光源ランプ１１の長さ寸法を領域Ａに干渉しない長さ寸法とすることで、封止部１１２の長さ寸法が短く設定され、封止部１１２の一端側端部位置は、首状部１２１先端位置と一致するように配置される。このことにより、楕円リフレクタ１２から封止部１１２の一端側が突出することがなく、光源装置１０の小型化を図れる。

（３）光源ランプ１１の発光部１１１の放電により形成されるアーク像Ｄから放射され副反射鏡１３により反射された光束は、該アーク像Ｄの近傍に第２アーク像を形成する。このため、第２アーク像も第２の発光中心となり、第２アーク像からも光束が放射されることとなる。本実施形態では、光源ランプ１１の長さ寸法を領域Ａに干渉しない長さ寸法として第１焦点位置Ｌ１を長く設定した場合に対応できる構成としており、第１焦点位置Ｌ１を長く設定することで副反射鏡１３により形成される第２アーク像も近似的に点光源とすることができ、光源装置１０から射出される光束の利用効率をさらに向上できる。

（４）首状部１２１の筒状内周面１２３が先端に向かうにしたがって縮径するテーパ形状を有しているので、楕円リフレクタ１２に対して光源ランプ１１を固定する際に、楕円リフレクタ１２における反射部１２２の光束射出側開口から接着剤を筒状内周面１２３および光源ランプ１１の封止部１１２の間に充填しやすい構造となる。したがって、封止部１１２が短い寸法を有し、封止部１１２の一端側端部位置が首状部１２１の先端位置と一致するように配置されても、楕円リフレクタ１２に対する光源ランプ１１の固定を容易に実施できるとともに、光源ランプ１１を楕円リフレクタ１２に対して確実に固定できる。

（５）首状部１２１の筒状内周面１２３先端側が段付形状を有しているので、反射部１２２の光束射出側開口から接着剤を筒状内周面１２３および封止部１１２の間に充填する場合に、筒状内周面１２３先端側の段差により、充填される接着剤を外部に漏洩させることを回避できる。したがって、封止部１１２から突出するリード線１１３等に接着剤が付着することなく、筒状内周面１２３および封止部１１２の間にのみ接着剤を確実に充填できる。

（６）プロジェクタ１は、光の利用効率の向上を図れる光源装置１０が搭載されているので、液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂにてより鮮明な光学像を形成し、投写光学系５０にて該光学像を投写できる。

〔２〕第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第１実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
第２実施形態では、前記第１実施形態における光源ランプ１１の基端側の封止部１１２に、図示しない治具により光源ランプ１１を保持させるための口金１１４が取り付けられている点が異なるのみである。その他の構成は、前記第１実施形態と同様のものとする。

図５は、第２実施形態における光源装置１０Ａの概略構成を示す断面図である。
口金１１４は、基端側の封止部１１２の先端側端部を覆うように取り付けられ、先端側端部が首状部１２１の先端から突出している。また、この口金１１４には、封止部１１２から延出するリード線１１３を取り出し可能に孔１１４Ａが形成され、この孔１１４Ａの内周には、雌ねじ溝が形成されている。そして、この孔１１４Ａに例えば図示しない雄ねじ溝が形成された突起を有する治具を螺合させ、この治具にて口金１１４を介して封止部１１２の先端部分を保持しながら、楕円リフレクタ１２に対する光源ランプ１１の位置決め固定を実施する。

（第２実施形態の効果）
上述した第２実施形態によれば、前記（１）〜（６）と同様の効果の他、以下のような効果がある。
（７）基端側の封止部１１２の先端側端部に口金１１４が取り付けられ、この口金１１４の先端側端部は、首状部１２１先端から突出している。このことにより、基端側の封止部１１２の端部位置が首状部１２１先端位置と一致するように配置されていても、図示しない治具により口金１１４を介して光源ランプ１１を容易に保持でき、楕円リフレクタ１２に対する光源ランプ１１の位置決め固定を容易に実施できる。

（８）口金１１４には、孔１１４Ａが形成され、この孔１１４Ａの内周には、雌ねじ溝が形成されている。このことにより、図示しない治具に、雄ねじ溝が形成された突起を設ければ、前記治具による口金１１４の保持をさらに容易に実施でき、楕円リフレクタ１２に対する光源ランプ１１の位置決め固定をさらに容易に実施できる。

〔３〕第３実施形態
次に、本発明の第３実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第１実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
第１実施形態では、首状部１２１の筒状内周面１２３は、反射部１２２から離間するにしたがって、縮径するテーパ状に形成されるとともに、先端部分に形成された段差部１２４により段差を有して縮径する段付状に形成されている。そして、光源ランプ１１を楕円リフレクタ１２に固定する際、楕円リフレクタ１２の光束射出開口側から接着剤を充填する。
これに対して第３実施形態では、首状部１２１Ａは、反射部１２２と一体形成される筒状の第１首状部１２１Ａ１と、この第１首状部１２１Ａ１に取り付けられ、第１首状部１２１Ａ１よりも大きい径寸法を有する筒状の第２首状部１２１Ａ２とを備える。そして、光源ランプ１１を楕円リフレクタ１２に固定する際、首状部１２１Ａの先端から接着剤を充填する。

図６は、第３実施形態における光源装置１０Ｂの概略構成を示す図である。
第１首状部１２１Ａ１は、第１実施形態で説明した首状部１２１と略同様の構造を有し、該首状部１２１よりも光軸方向の長さ寸法が短く設定されている。また、第１首状部１２１Ａ１の筒状内周面１２３Ａ１は、反射部１２２から離間するにしたがって、縮径するテーパ状に形成されている。
第２首状部１２１Ａ２は、径寸法の異なる二つの筒状体１２１Ａ３，１２１Ａ４が一体的に接続した形状を有する。
筒状体１２１Ａ３は、その内周が第１首状部１２１Ａ１の外周よりも大きい径寸法を有する。
筒状体１２１Ａ４は、その内周が第１首状部１２１Ａ１の内周よりも大きい径寸法でありかつ、第１首状部１２１Ａ１の外周よりも小さい径寸法を有する。

上述した第２首状部１２１Ａ２を第１首状部１２１Ａ１に取り付ける場合には、筒状体１２１Ａ３の内周面に接着剤を塗布した状態で、筒状体１２１Ａ３にて第１首状部１２１Ａ１の外周部分を覆いかつ、筒状体１２１Ａ４の筒状体１２１Ａ３側の端部が第１首状部１２１Ａ１の先端側端部と当接させて固定する。そして、このように首状部１２１Ａを構成すると、第１首状部１２１Ａ１の筒状内周面１２３Ａ１、および第２首状部１２１Ａ２の筒状内周面１２３Ａ２とで形成される首状部１２１Ａの筒状内周面１２３Ａには、第１首状部１２１Ａ１の先端側端部により段差が形成される。また、首状部１２１Ａの光軸方向の長さ寸法は、第１実施形態で説明した首状部１２１の光軸方向の長さ寸法と略同一となる。

また、上述した首状部１２１Ａに光源ランプ１１を固定する際には、光源ランプ１１の基端側の封止部１１２を首状部１２１Ａに挿入する。そして、図示しない治具等により基端側の封止部１１２の先端部分を保持しながら、発光部１１１内の電極１１１Ａ間の発光中心が反射部１２２の楕円面の第１焦点位置Ｌ１となるように位置調整する。この後、首状部１２１Ａの先端側から首状部１２１Ａの筒状内周面１２３Ａと封止部１１２の外周面との間にシリカ・アルミナを主成分とする無機系接着剤を充填し、光源ランプ１１を首状部１２１Ａに固定する。

（第３実施形態の効果）
上述した第３実施形態によれば、上記（１）〜（３）、（６）と同様の効果の他、以下のような効果がある。
（９）首状部１２１Ａは、第１首状部１２１Ａ１および第２首状部１２１Ａ２を備える。そして、第２首状部１２１Ａ２は、第１首状部１２１Ａ１よりも大きい径寸法を有する。このことにより、楕円リフレクタ１２に対して光源ランプ１１を固定する際に、首状部１２１Ａの先端側から接着剤を筒状内周面１２３Ａおよび封止部１１２の間に充填しやすい構造となる。したがって、基端側の封止部１１２の端部位置が首状部先端位置と一致するように配置されていても、楕円リフレクタ１２に対する光源ランプ１１の固定を容易に実施できるとともに、光源ランプ１１を楕円リフレクタ１２に対して確実に固定できる。また、筒状内周面１２３Ａには、第１首状部１２１Ａ１の先端側端部により段差が形成されるので、首状部１２１Ａの先端側から接着剤を筒状内周面１２３Ａおよび封止部１１２の間に充填する場合に、第１首状部１２１Ａ１の先端側端部により、充填される接着剤を発光部１１１側に漏洩させることを回避でき、筒状内周面１２３Ａおよび封止部１１２の間にのみ接着剤を確実に充填できる。

〔４〕実施形態の変形
なお、本発明は、前記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他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
前記各実施形態では、基端側の封止部１１２の端部位置は、首状部１２１，１２１Ａの先端位置と一致するように配置されていたが、これに限らず、首状部１２１，１２１Ａ先端から内側に配置される構成としてもよい。
また、前記第２実施形態では、口金１１４が首状部１２１の先端から突出した構成を説明したが、基端側の封止部１１２の端部位置が首状部１２１先端から内側に配置される場合には、口金１１４の先端位置が首状部１２１の先端位置と略一致する構成としてもよい。
前記各実施形態において、副反射鏡１３の形状は各実施形態で説明した形状に限らず、その他の形状であってもよい。また、副反射鏡１３を省略した構成でも本発明の目的を達成できる。

前記第３実施形態において、例えば、図７に示すように、光源ランプ１１の基端側の封止部１１２に前記第２実施形態と同様の口金１１４を取り付けた構成としてもよい。
前記第３実施形態において、口金１１４の形状は第３実施形態で説明した形状に限らず、例えば、口金１１４に孔１１４Ａを形成せずに、口金１１４の先端部分から雄ねじ溝が形成された突起を設けた構成としてもよい。このような構成では、例えば、雌ねじ孔が形成された図示しない治具を前記雄ねじ溝に螺合させることで、前記治具により口金１１４を介して光源ランプ１１を保持できる。
前記第３実施形態において、首状部１２１Ａの第２首状部１２１Ａ２の形状は、第１首状部１２１Ａ１の径寸法よりも大きい径寸法を有するように構成すればよく、第３実施形態で説明した形状に限らない。

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も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。

本発明の光源装置は、第１焦点位置を長く設定した場合でも、光の利用効率の向上を図れるため、プレゼンテーションやホームシアター等の分野において利用されるプロジェクタに用いられる光源装置として有用である。

本発明の第１実施形態に係る光源装置が搭載されたプロジェクタの光学系を示す模式図。 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。 前記実施形態における副反射鏡の概略構成を示す図。 前記実施形態における光源ランプの発光部に対する副反射鏡の取り付け位置を示す図。 本発明の第２実施形態に係る光源装置の概略構成を示す断面図。 本発明の第３実施形態に係る光源装置の概略構成を示す断面図。 前記実施形態の変形例を示す図。

符号の説明

１・・・プロジェクタ、１０，１０Ａ，１０Ｂ・・・光源装置、１１・・・光源ランプ（発光管）、１２・・・楕円リフレクタ、１３・・・副反射鏡、４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ・・・液晶パネル（光変調装置）、５０・・・投写光学系（投写光学装置）、１１１・・・発光部、１１１Ａ・・・電極、１１２・・・封止部、１１２Ａ・・・口金、１２１，１２１Ａ・・・首状部、１２１Ａ１・・・第１首状部、１２１Ａ２・・・第２首状部、１２２・・・反射部、１２３，１２３Ａ・・・筒状内周面、Ａ・・・領域、Ｌ１・・・第１焦点位置、Ｌ２・・・第２焦点位置。

Claims (7)

1. 電極間で放電発光が行われる発光部、およびこの発光部の両側に設けられる封止部を有する発光管と、この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楕円リフレクタとを備えた光源装置であって、
   前記楕円リフレクタは、前記発光管の封止部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て前記封止部の一端側を固定する首状部と、前記首状部の基端側から楕円面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を備え、
   前記発光管は、前記楕円リフレクタに固定された際に、放電発光する発光中心が前記反射部の第１焦点位置に配置され、前記反射部の反射面と、前記反射部の第２焦点位置とを結ぶ領域に干渉しない長さ寸法を有し、
   前記封止部の一端側端部位置は、前記首状部先端位置と一致、または前記首状部先端の内側に配置されていることを特徴とする光源装置。
2. 請求項１に記載の光源装置において、
   反射面が前記楕円リフレクタの前記反射部と対向配置され、前記発光管の光束射出方向前側を覆い、前記発光管から放射された光束を前記楕円リフレクタに反射する副反射鏡を備えていることを特徴とする光源装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の光源装置において、
   前記封止部の一端側端部には、前記楕円リフレクタに対して前記発光管を固定する際に治具により前記発光管を保持させるための口金が取り付けられ、
   前記口金の先端側端部位置は、前記首状部先端位置と一致、または前記首状部先端から突出していることを特徴とする光源装置。
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、
   前記首状部の筒状内周面は、先端に向かうにしたがって縮径するテーパ状に形成されていることを特徴とする光源装置。
5. 請求項４に記載の光源装置において、
   前記首状部の筒状内周面先端側は、段差を有して縮径する段付状に形成されていることを特徴とする光源装置。
6. 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、
   前記首状部は、前記反射部と接続する筒状の第１首状部と、前記第１首状部よりも大きい径寸法を有し前記第１首状部と接続する筒状の第２首状部とを備え、
   前記第１首状部および前記第２首状部で形成される筒状内周面には、前記第１首状部の先端側端部により段差が形成されていることを特徴とする光源装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれかに記載の光源装置と、この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、この光変調装置にて変調された光束を拡大投写する投写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。

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