JP2005135748A

JP2005135748A - 光源装置、光源装置の製造方法、画像表示装置、プロジェクタ

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Publication number: JP2005135748A
Application number: JP2003370636A
Authority: JP
Inventors: Hideki Kojima; 英揮小島
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-10-30
Filing date: 2003-10-30
Publication date: 2005-05-26
Anticipated expiration: 2023-10-30
Also published as: JP4211570B2

Abstract

【課題】高い点光源性で照明効率の良い光源装置、その製造方法、この光源装置を用いる画像表示装置及びプロジェクタを提供すること。
【解決手段】対向して設けられている一対の放電端部１０１と芯線１０２とからなる電極１０９と、電極１０９を囲むように形成されている例えば石英ガラスで構成される発光管１０３とからなる放電ランプ１１０と、放電ランプ１１０からの光を被照射面の所定方向へ反射する主反射鏡１０７と、発光管１０３内に設けられ、電極１０９間の発光部からの光を発光部の方向へ反射して戻すための補助反射鏡１０４と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光源装置、特に放電ランプを用いた光源装置とその製造方法、そして、この光源装置を備える画像表示装置とプロジェクタに関するものである。

従来、光源装置、例えば、ショートアーク型放電ランプを用いる光源装置が知られている。ショートアーク型放電ランプを用いる光源装置は、高輝度で平行性の高い照明光を供給できる。平行度の高い照明光を得るためには点光源性が高いことが必要である。また、高輝度で平行性の高い照明光を供給できる光源装置は、画像表示装置やプロジェクタに好適である。

放電ランプを用いる光源装置では、照明光を被照射方向へ導くための主反射鏡と、光の利用効率を上げるための補助反射鏡とを備えた構成が提案されている。補助反射鏡は、放電ランプの発光部から射出し、主反射鏡を経由せずに損失してしまう光を、再度発光部の方向へ反射する機能を有する。これにより、照明効率を向上できる。補助反射鏡を用いて光の利用効率を高める技術は、例えば、以下の特許文献１、２に提案されている。

特開平１０−３１１９６２号公報特開２０００−３５３４９３号公報

特開平１０−３１１９６２号公報に開示された構成では、補助反射鏡として補助球面鏡を発光管の外側に設けている。ショートアーク型の放電ランプは、一対の電極間である発光部の放電により発光する。このため、点光源性を高めるため電極間の間隔を非常に小さくしている。しかしながら、現実的には、電極間の間隔をゼロにすることはできないので、有限な大きさのアーク状の発光部となってしまう。

発光部からの光は、発光管を透過して補助反射鏡である補助球面鏡に入射する。発光管は、所定の肉厚の光学的に透明なガラス部材などで構成され、発光部を内部に有している。補助球面鏡は、補助球面鏡の曲率中心位置と発光部の位置とが一致するように設けられている。このとき、発光管の管壁では屈折作用があるため、理想的には、光の通過する発光管の一部は、球状であると良い。しかし、一般的に発光管は、ガラス部材などから構成され、更に全体が複雑な形状をしているため、発光管の一部を正確な球形に成形することは容易ではない。このため、発光部からの光は、補助球面鏡に入射する前に発光管を透過する時と、補助反射鏡で反射した後に発光管を透過する時とにおいて、発光管の管壁で屈折してしまう。屈折作用が生ずると、補助反射鏡で反射した光は、発光部の位置へ正確に戻らない場合がある。この場合、発光部以外の部分へ戻った光は損失するため照明効率の低下を招いてしまう。さらに、上述した放電ランプの点光源性も損なわれてしまう。このような発光管による屈折を考慮した上で、補助球面鏡を適正な位置に高精度に配置することは困難である。また、仮に、光の通過する発光管の一部を完全な球状で形成できたとしても、発光部は完全な点ではなく、有限な大きさのアーク状であるため、発光管を通過する際には、前述の問題が必ず発生する。加えて、発光管を透過する時には、光の吸収や散乱によっても光量が低下してしまう。従って、特開平１０−３１１９６２号に開示された構成では、光の損失や、光源装置の点光源性が損なわれてしまうので問題である。

また、特開２０００−３５３４９３号公報に開示された構成では、発光管の外側表面に反射膜を設けている。反射膜により、発光部へ光を戻す構成である。このとき、反射膜の形状は、発光管の形状に依存する。したがって、理想的には、反射膜が設けられた発光管の一部は球状であると良いが、実際には、ガラス部材からなる複雑な形状をした発光管の一部を正確な球形に成形することは容易ではない。このため、正確に球状の反射膜を形成することは困難である。加えて、発光管の外側表面に反射膜を形成する場合、発光管を透過する際に上述した屈折作用も生じてしまう。このため、反射膜で反射した光は、発光部の位置へ正確に戻らない場合がある。この場合、発光部以外の部分へ戻った光は損失するため照明効率の低下を招いてしまう。さらに、上述した放電ランプの点光源性も損なわれてしまう。加えて、発光管を透過する時には、光の吸収や散乱によっても光量が低下してしまう。従って、特開２０００−３５３４９３号公報に開示された構成では、光の損失や、光源装置の点光源性が損なわれてしまうので問題である。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高い点光源性で照明効率の良い光源装置、その製造方法、この光源装置を用いる画像表示装置及びプロジェクタを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、第１の発明によれば、対向して設けられている一対の電極と、電極を囲むように形成されている発光管を備える放電ランプと、放電ランプからの光を所定方向へ反射する主反射鏡と、発光管内に設けられ、電極間の発光部からの光を前記発光部の方向へ反射する補助反射鏡とを有することを特徴とする光源装置を提供できる。

このような構成によれば、一対の電極間の放電による発光部から発生した光は、空間内の様々な方向へ放射される。電極間の放電により発生した光のうち、主反射鏡の方向へ放射される光は、発光管を透過して主反射鏡へ入射する。主反射鏡は、入射光を被照射面がある所定方向へ反射する。これに対して、電極間の放電により発生した光のうち、主反射鏡とは略反対側の空間に放射される光は、発光管の内部に設けられている補助反射鏡に入射する。補助反射鏡は、電極間の発光部からの光をそのまま発光部の方向へ戻すように構成されている。このため、補助反射鏡への入射光は、発光管による屈折作用や光の損失を受けずに入射光を発光部の方向へ戻すことができる。発光部の方向へ戻った光は、発光管を透過して、主反射鏡により所定方向へ反射される。このため、高い点光源性で照明効率の良い光源装置を得ることができる。また、従来技術では、上述のように発光管に反射膜を形成する場合がある。これに対して、本発明では、発光管とは別体に補助反射鏡を設けている。このため、電極に対する補助反射鏡の位置決めが容易である。さらに、発光管の形状精度や材質に依存せずに、高精度に所望の形状の反射鏡を容易に形成できる。

また、第１の発明の好ましい態様によれば、補助反射鏡は、一対の電極の何れか一方に保持されていることが望ましい。このような構成によれば、補助反射鏡を取り付けるための部材を新たに設置する必要がないため、その分だけ部品点数を減らすことができる。また、電極に補助反射鏡が取り付けられるため、電極と補助反射鏡との高精度な位置決めが容易にできる。よって、高い点光源性で照明効率の良い光源装置を得ることができる。

また、第２の発明によれば、電極間の発光部からの光を発光部の方向へ反射する補助反射鏡を電極の何れか一方に取り付ける補助反射鏡取り付け工程と、補助反射手段を取り付けられた電極を含む一対の電極を囲むように発光管を設置する発光管形成工程と、発光部からの光を所定方向へ反射する主反射鏡を補助反射鏡に対向するように発光管に取り付ける主反射鏡取り付け工程を含むことを特徴とする光源装置の製造方法を提供できる。

このような構成によれば、電極に補助反射鏡を取り付ける補助反射鏡取り付け工程の後に、補助反射手段を取り付けられた電極を含む一対の電極を囲むように発光管を設置する発光管形成工程を行っている。従って、電極と補助反射鏡との高精度な位置決めが容易にできる。つまり、従来技術の構成では、一般に、発光管に電極を取り付ける。次に、電極の位置に合わせて発光管の外側で補助反射鏡の位置合わせを行う。このように、電極と補助反射鏡との位置決め手順の間に発光管を取り付けるという手順が存在しているため、発光管を考慮して補助球面鏡を適正な位置に高精度に配置することは困難であった。しかし、本発明では、このような問題がなくなり、光源装置が容易に製造できる。さらに、本発明では、補助反射鏡取り付け工程において、発光管とは別体に補助反射鏡を電極に取り付けている。このため、発光管の形状精度や材質に依存せずに、高精度に所望の形状の反射鏡を形成でき、高い点光源性で照明効率の良い光源装置を容易に製造することができる。また、発光管形成工程の後に、補助反射手段を付ける必要がなくなるので、主反射鏡取り付け工程において補助反射手段の取り付けを考慮しなくても良くなり、主反射鏡取り付けが容易になる。なお、本発明の発光管形成工程において、補助反射手段を取り付けられた電極を含む一対の電極を囲むように発光管を設置することと、補助反射手段を取り付けられた電極を含む一対の電極が発光管に囲まれるように設置されることは同じ意味である。

また、第３の発明によれば、上述の光源装置と、光源装置からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置とを有することを特徴とする画像表示装置を提供できる。補助反射鏡を発光管内に設けることにより発光部からの光の放射範囲を抑えることができるので、主反射鏡の直径を小さくできる。これにより、光源装置から射出する照明光の光束の断面積を小さくできる。このため、光源装置と空間光変調装置との間の光路内に設けられる光学系、例えば、照明光の照射強度を均一化するためのインテグレータ光学系を構成する光学部品などを小型化できる。また、主反射鏡を小さくできる上、補助反射鏡も発光管の内部に小型なもので良い。この結果、全体として軽量、小型な画像表示装置を得られる。さらに、上述したように、点光源性が高いので、高輝度で高い平行度の照明光により空間光変調装置を照明できる。従って、空間光変調装置による照明光の変調が容易となり、高画質な画像を表示できる。

また、第４の発明によれば、上述の画像表示装置と、画像表示装置で表示された光を投写する投写レンズとを有することを特徴とするプロジェクタを提供できる。このような構成によれば、本発明では、上述の画像表示装置を用いているため、小型、軽量なプロジェクタで高画質な明るい投写像を得られる。特に、大画面で明るい画像を表示するプロジェクタでは、点光源性の高い光源装置により効率よく光を利用することが可能となり、高画質な画像を表示できる。

以下に、実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。

図１は、実施例１に係る光源装置１００の概略構成を示す。図１において、電極１０９は、放電端部１０１と芯線１０２とで構成される。具体的には、導通線である芯線１０２の先端部にタングステンからなる放電端部１０１が形成されている。そして、一対の電極１０９が対向して設けられている。つまり、一対の放電端部１０１が対向して設けられている。そして、電極１０９を囲むようにして、石英ガラスからなる発光管１０３が設けられている。そして、主として発光管１０３と一対の電極１０９とで放電ランプ１１０が構成されている。また、発光管１０３の２つの端部には口金１０５が固着され、口金１０５の一方には、リード線１０６が取り付けられ電極１０９と電気的に導通されている。また、発光管内部には、放電ランプ１１０の発光を促すためのガスや微量の金属が封入されている。そして、発光管１０３の片側の空間には、放電端部１０１の方向に凹面を向けた主反射鏡１０７が固着されている。

主反射鏡１０７は、回転放物面の反射面を有している。そして、放物面の焦点位置と一対の放電端部１０１の中心位置（アーク状の発光部）とが略一致するように構成されている。なお、主反射鏡１０７の形状は、これに限られず、変更が可能である。例えば、回転楕円面の場合、２つの放電端部１０１の中心位置と、楕円面における２つの焦点の一方とが略一致するよう構成すればよい。さらに、主反射鏡１０７は、回転楕円面、回転放物面、球面が複数段組み合わさった形状でも良い。主反射鏡１０７は、放電ランプ１１０からの光Ｌ１を被照射面（不図示）の所定方向へ反射する。主反射鏡１０７で反射された光Ｌ１は略コリメート光として射出される。

また、発光管１０３の内部の空間には、補助反射鏡１０４が形成されている。補助反射鏡１０４は、放電端部１０１の方向に凹部を向け、主反射鏡１０７に対向する位置に設けられている。補助反射鏡１０４は、球面又は回転楕円面で構成することができる。補助反射鏡１０４が球面１０４ａの場合、図２に示すように、球面１０４ａの曲率中心位置と、一対の放電端部１０１の中心位置Ｃ１とが略一致している。なお、図２、３において、簡単のため発光管１０３の記載は省略する。また、補助反射鏡１０４が回転楕円面１０４ｂの場合、図３に示すように、楕円面１０４ｂの２つの焦点位置と、一対の放電端部１０１先端部Ｃ１、Ｃ２とがそれぞれ略一致している。

図１に戻って、電極を構成する放電端部１０１間の放電により発生した光は、空間内の様々な方向へ放射される。放電端部１０１間の放電により発生した光のうち、主反射鏡１０７の方向へ放射される光Ｌ１は、発光管１０３を透過して主反射鏡１０７へ入射する。主反射鏡１０７は、入射光を被照射面がある所定方向へ反射する。これに対して、放電端部１０１間の放電により発生した光のうち、主反射鏡１０７とは略反対側の空間に放射される光Ｌ２は、発光管１０３の内部に設けられている補助反射鏡１０４に入射する。補助反射鏡１０４は、上述のように構成されているため、放電端部１０１間の発光部からの光をそのまま発光部の方向へ反射して戻す。このため、補助反射鏡１０４への入射光は、発光管１０３による屈折作用を受けずに発光部の方向へ戻される。発光部の方向へ戻った光は、発光管１０３を透過して、主反射鏡１０７により所定方向へ反射される。このため、高い点光源性で照明効率の良い光源装置を得ることができる。

また、本実施例では、発光管１０３とは別体に補助反射鏡１０４を設けている。このため、電極１０９を構成する放電端部１０１や芯線１０２に対する補助反射鏡１０４の位置決めが容易である。さらに、発光管１０３とは別体であるため、発光管１０３の形状精度や材質に依存せずに、高精度に所望の形状の補助反射鏡１０４を容易に形成できる。

補助反射鏡１０４は、タングステンのような耐熱性が高く、熱膨張係数が比較的小さい金属を主成分として構成できる。また、反射面は鏡面研磨して反射率を高くしてある。そして、電極１０９の芯線１０２も通常タングステンで構成されているため、補助反射鏡１０４を同一部材のタングステンで構成すれば、発光による熱応力の影響を低減できる。また、補助反射鏡１０４は、これに限られず、例えば、石英ガラスで構成して、反射面に誘電体多層膜や金属からなる反射膜を形成する構成でも良い。ここで、石英ガラスからなる補助反射鏡１０４と、タングステンからなる放電端部１０１や芯線１０２との熱応力差を小さくすることが望ましい。このため、放電端部１０１や芯線１０２をＴｈＯ₂等の添加剤で被覆する。この被覆は伸縮自在であり、石英ガラスで構成された補助反射鏡１０４との熱応力差を低減できる。

また、補助反射鏡１０４は、一対の電極１０９の何れか一方に保持されている。例えば、図４に示すように、一対の電極１０９を構成する放電端部１０１の先端部側の径が小さく、芯線１０２側の径が大きいようなテーパ形状に形成する。補助反射鏡１０４は、図４に示すように、放電端部１０１の先端部側から嵌め込んで固定する方法でもよい。このとき、テーパは芯線１０２の部分にあってもよく、テーパの形状や嵌め込む方向などは適宜変更が可能である。他にも、補助反射鏡１０４の中央開口部１０４ｃを放電端部１０１もしくは芯線１０２に溶接により固定してもよい。この際、放電端部１０１や補助反射鏡１０４に切れ込みや突起部を形成しておくことが望ましい。切れ込みや突起部により補助反射鏡１０４の位置決めを容易にすることができる。なお、補助反射鏡を電極１０９に取り付ける方法は、これらの方法に限らない。

図５は、本実施例の変形例を示す。本変形例では、照明光の射出側に保護ガラス１０８を設けている。なお、放電ランプ１１０は、保護ガラス１０８と主反射鏡１０７とで囲まれているが、必ずしも密閉されている必要はない。また、図６に従来から知られている主反射鏡のみ設けている光源装置２０１の概略構成を示す。図５と図６とを比較して明らかなように、本実施例及び変形例では、光源装置の射出側の直径を小さくできる。この結果、光源装置自体を小型できると共に、小さな光束径のコリメートされた照明光を得ることができる。後述するように、このような照明光は空間光変調装置を照明するのに好適である。

本発明の実施例２に係る光源装置１００の製造方法を図７に基づいて説明する。ステップＳ３０１の電極形成工程において、まず機械加工により放電端部１０１を所定の寸法形状に加工する。つぎに、加工された放電端部１０１に芯線１０２を取り付けて電極１０９を形成する。ステップＳ３０２の補助反射鏡取り付け工程において、電極１０９の所定位置に補助反射鏡１０４を取り付ける。ステップＳ３０３の発光管形成工程において、石英ガラス管を所定の形状に加工した発光管１０３を、電極１０９と補助反射鏡１０４とを囲むように設置する。ステップＳ３０４のシール工程において、電極１０９と発光管１０３とを一体的にシールする。ステップＳ３０５のガス封入工程においてシールされた発光管１０３内の空気を排気し、発光管１０３内に所定のガスを封入する。そして、芯線１０２の放電端部１０１とは反対側の端部に電気的導通をとるための口金１０５を形成する。ステップＳ３０６の主反射鏡取り付け工程において、主反射鏡１０７を補助反射鏡１０４に対向するように取り付ける。最後に、口金１０５にリード線１０６を取り付ける。なお、上述の工程において、例えば、芯線１０２に補助反射鏡１０４を取り付けた後に、放電端部１０１に芯線１０２を取り付けても良い。つまり、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、作業工程の詳細や手順の変更が適宜可能である。

本実施例では、電極１０９に補助反射鏡１０４を取り付ける補助反射鏡取り付け工程の後に、電極１０９に発光管１０３を設置する発光管形成工程を行う。このため、補助反射鏡１０４が位置決めされた状態の電極１０９に発光管１０３を取り付ければ良い。従って、電極１０９と補助反射鏡１０４との位置決めを高精度にでき、かつ光源装置の組み立てが容易になる。さらに、補助反射鏡取り付け工程において、発光管１０３とは別体に補助反射鏡１０４を電極１０９に取り付けている。このため、発光管１０３の形状精度や材質に依存せずに、高精度に所望の形状の補助反射鏡１０４を形成できる。

図８は、本発明の実施例３に係る画像表示装置４００の概略構成を示す。光源装置１００は、上記実施例１で説明したものと同一であるため重複する説明は省略する。光源装置１００からのコリメートされた照明光は、フライアイレンズ４０１、４０２に入射する。フライアイレンズ４０１、４０２は、矩形状の輪郭を有する微小レンズをマトリックス状に配列したレンズアレイである。各微小レンズの外形形状は、光軸方向から見た場合には、照明光を電気的な画像信号に基づいて変調して画像光を形成する空間光変調装置である液晶ライトバルブ４０５の画像形成領域の外形形状と同じ比率で成形してある。

フライアイレンズ４０１は、光源装置１００から放射された照明光を複数の部分光に分割して、部分光毎にフライアイレンズ４０２の各微小レンズに集光させる。フライアイレンズ４０２は、複数に分割された部分光を各部分光毎に射出して、重畳レンズ４０３に入射させる。そして、重畳レンズ４０３は、平行化レンズ４０４を介し、複数に分割された部分光を重畳させて、液晶ライトバルブ４０５に照射する。液晶ライトバルブ４０５は、液晶パネルと液晶パネルの前後に配置された偏光板により構成される。そして、液晶パネルには、不図示のＲ光透過フィルタ、Ｇ光透過フィルタ、Ｂ光透過フィルタが複数設けられている。これにより、フルカラー像を表示することができる。

上述したように、光源装置１００から射出する照明光の光束の断面積は小さい。このため、例えば、光源装置１００と液晶ライトバルブ４０５との間の光路内に設けられるフライアイレンズ４０１、４０２、重畳レンズ４０３、平行化レンズ４０４を小型化できる。この結果、全体として軽量、小型な画像表示装置を得られる。さらに、上述したように、光源装置１００は、点光源性が高いので、高い平行度の照明光で液晶ライトバルブ４０５を照明できる。従って、液晶ライトバルブ４０５による照明光の正確な変調が容易となり、高画質な直視画像を表示できる。なお、表示装置の光学系の構成に関しては、本実施例の構成に限定されない。

図９は、本発明の実施例４に係るプロジェクタ５００の概略構成を示す。光源装置１００は、上記実施例１で説明したものと同一であるため重複する説明は省略する。光源装置１００は、第１色光である赤色光（以下、「Ｒ光」という。）、第２色光である緑色光（以下、「Ｇ光」という。）、及び第３色光である青色光（以下、「Ｂ光」という。）を含む光を供給する。インテグレータ５０４は、光源装置１００からの光の照度分布を均一化する。照度分布を均一化された光は、偏光変換素子５０５にて特定の振動方向を有する偏光光、例えばｓ偏光光に変換される。ｓ偏光光に変換された光は、色分離光学系を構成するＲ光透過ダイクロイックミラー５０６Ｒに入射する。以下、Ｒ光について説明する。Ｒ光透過ダイクロイックミラー５０６Ｒは、Ｒ光を透過し、Ｇ光、Ｂ光を反射する。Ｒ光透過ダイクロイックミラー５０６Ｒを透過したＲ光は、反射ミラー５０７に入射する。反射ミラー５０７は、Ｒ光の光路を９０度折り曲げる。光路を折り曲げられたＲ光は、第１色光であるＲ光を画像信号に応じて変調する第１色光用空間光変調装置５１０Ｒに入射する。第１色光用空間光変調装置５１０Ｒは、Ｒ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶ライトバルブである。なお、ダイクロイックミラーを透過しても、光の偏光方向は変化しないため、第１色光用空間光変調装置５１０Ｒに入射するＲ光は、ｓ偏光光のままの状態である。

第１色光用空間光変調装置５１０Ｒは、λ/２位相差板５２３Ｒ、ガラス板５２４Ｒ、第１偏光板５２１Ｒ、液晶パネル５２０Ｒ、及び第２偏光板５２２Ｒを有する。液晶パネル５２０Ｒの詳細な構成については後述する。λ/２位相差板５２３Ｒ及び第１偏光板５２１Ｒは、偏光方向を変換させない透光性のガラス板５２４Ｒに接する状態で配置される。ガラス板５２４Ｒに接することにより、第１偏光板５２１Ｒ及びλ/２位相差板５２３Ｒが、発熱により歪んでしまうという問題を回避できる。なお、図９において、第２偏光板５２２Ｒは独立して設けられているが、液晶パネル５２０Ｒの射出面や、クロスダイクロイックプリズム５１２の入射面に接する状態で配置しても良い。

第１色光用空間光変調装置５１０Ｒに入射したｓ偏光光は、λ/２位相差板５２３Ｒによりｐ偏光光に変換される。ｐ偏光光に変換されたＲ光は、ガラス板５２４Ｒ及び第１偏光板５２１Ｒをそのまま透過し、液晶パネル５２０Ｒに入射する。液晶パネル５２０Ｒに入射したｐ偏光光は、画像信号に応じた変調により、Ｒ光がｓ偏光光に変換される。液晶パネル５２０Ｒの変調により、ｓ偏光光に変換されたＲ光が、第２偏光板５２２Ｒから射出される。このようにして、第１色光用空間光変調装置５１０Ｒで変調されたＲ光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム５１２に入射する。

次に、Ｇ光について説明する。Ｒ光透過ダイクロイックミラー５０６Ｒで反射された、Ｇ光とＢ光とは光路を９０度折り曲げられる。光路を折り曲げられたＧ光とＢ光とは、Ｂ光透過ダイクロイックミラー５０６Ｇに入射する。Ｂ光透過ダイクロイックミラー５０６Ｇは、Ｇ光を反射し、Ｂ光を透過する。Ｂ光透過ダイクロイックミラー５０６Ｇで反射されたＧ光は、第２色光であるＧ光を画像信号に応じて変調する第２色光用空間光変調装置５１０Ｇに入射する。第２色光用空間光変調装置５１０ＧはＧ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶ライトバルブである。第２色光用空間光変調装置５１０Ｇは、液晶パネル５２０Ｇ、第１偏光板５２１Ｇ及び第２偏光板５２２Ｇを有する。

第２色光用空間光変調装置５１０Ｇに入射するＧ光は、ｓ偏光光に変換されている。第２色光用空間光変調装置５１０Ｇに入射したｓ偏光光は、第１偏光板５２１Ｇをそのまま透過し、液晶パネル５２０Ｇに入射する。液晶パネル５２０Ｇに入射したｓ偏光光は、画像信号に応じた変調により、Ｇ光がｐ偏光光に変換される。液晶パネル５２０Ｇの変調により、ｐ偏光光に変換されたＧ光が、第２偏光板５２２Ｇから射出される。このようにして、第２色光用空間光変調装置５１０Ｇで変調されたＧ光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム５１２に入射する。

次に、Ｂ光について説明する。Ｂ光透過ダイクロイックミラー５０６Ｇを透過したＢ光は、２枚のリレーレンズ５０８と、２枚の反射ミラー５０７とを経由して、第３色光であるＢ光を画像信号に応じて変調する第３色光用空間光変調装置５１０Ｂに入射する。第３色光用空間光変調装置５１０Ｂは、Ｂ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶ライトバルブである。

なお、Ｂ光にリレーレンズ５０８を経由させるのは、Ｂ光の光路の長さがＲ光及びＧ光の光路の長さよりも長いためである。リレーレンズ５０８を用いることにより、Ｂ光透過ダイクロイックミラー５０６Ｇを透過したＢ光を、そのまま第３色光用空間光変調装置５１０Ｂに導くことができる。第３色光用空間光変調装置５１０Ｂは、λ/２位相差板５２３Ｂ、ガラス板５２４Ｂ、第１偏光板５２１Ｂ、液晶パネル５２０Ｂ、及び第２偏光板５２２Ｂを有する。なお、第３色光用空間光変調装置５１０Ｂの構成は、上述した第１色光用空間光変調装置５１０Ｒの構成と同様なので、詳細な説明は省略する。

第３色光用空間光変調装置５１０Ｂに入射するＢ光は、ｓ偏光光に変換されている。第３色光用空間光変調装置５１０Ｂに入射したｓ偏光光は、λ/２位相差板５２３Ｂによりｐ偏光光に変換される。ｐ偏光光に変換されたＢ光は、ガラス板５２４Ｂ及び第１偏光板５２１Ｂをそのまま透過し、液晶パネル５２０Ｂに入射する。液晶パネル５２０Ｂに入射したｐ偏光光は、画像信号に応じた変調により、Ｂ光がｓ偏光光に変換される。液晶パネル５２０Ｂの変調により、ｓ偏光光に変換されたＢ光が、第２偏光板５２２Ｂから射出される。第３色光用空間光変調装置５１０Ｂで変調されたＢ光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム５１２に入射する。このように、色分離光学系を構成するＲ光透過ダイクロイックミラー５０６ＲとＢ光透過ダイクロイックミラー５０６Ｇとは、光源装置１００から供給される光を、第１色光であるＲ光と、第２色光であるＧ光と、第３色光であるＢ光とに分離する。

色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム５１２は、２つのダイクロイック膜５１２ａ、５１２ｂをＸ字型に直交して配置して構成されている。ダイクロイック膜５１２ａは、Ｂ光を反射し、Ｒ光、Ｇ光を透過する。ダイクロイック膜５１２ｂは、Ｒ光を反射し、Ｂ光、Ｇ光を透過する。このように、クロスダイクロイックプリズム５１２は、第１色光用空間光変調装置５１０Ｒ、第２色光用空間光変調装置５１０Ｇ、及び第３色光用空間光変調装置５１０Ｂでそれぞれ変調されたＲ光、Ｇ光及びＢ光を合成する。投写レンズ５１４は、クロスダイクロイックプリズム５１２で合成された光をスクリーン５１６に投写する。これにより、スクリーン５１６上でフルカラー画像を得ることができる。

なお、上述のように、第１色光用空間光変調装置５１０Ｒ及び第３色光用空間光変調装置５１０Ｂからクロスダイクロイックプリズム５１２に入射される光は、ｓ偏光光となるように設定される。また、第２色光用空間光変調装置５１０Ｇからクロスダイクロイックプリズム５１２に入射される光は、ｐ偏光光となるように設定される。このようにクロスダイクロイックプリズム５１２に入射される光の偏光方向を異ならせることで、クロスダイクロイックプリズム５１２において各色光用空間光変調装置から射出される光を有効に合成できる。ダイクロイック膜５１２ａ、５１２ｂは、通常、ｓ偏光光の反射特性に優れる。このため、ダイクロイック膜５１２ａ、５１２ｂで反射されるＲ光及びＢ光をｓ偏光光とし、ダイクロイック膜５１２ａ、５１２ｂを透過するＧ光をｐ偏光光としている。

プロジェクタ５００は、上述した実施例１の光源装置１００を備えている。光源装置１００は高輝度で平行性の高い照明光を照射する。このため、小型、軽量なプロジェクタ５００で高画質な明るい投写像を得られる。なお、空間光変調装置として、反射型の液晶パネルやＤＭＤ（テキサスインスツルメント社製）を用いることもできる。また、プロジェクタの構成は３板式の構成に限られず、単板式の構成、又は本発明の主旨を逸脱しない範囲の構成であれば適宜変更が可能である。

以上のように、本発明に係る光源装置は、画像表示装置やプロジェクタに有用である。

実施例１の光源装置の概略構成を示す図。実施例１の補助反射鏡の構成を示す図。実施例１の補助反射鏡における他の構成を示す図。実施例１の補助反射鏡の構成を示す図。実施例１の変形例の構成を示す図。従来の光源装置の構成を示す図。実施例２の光源装置の製造方法を示す図。実施例３の画像表示装置の概略構成を示す図。実施例４のプロジェクタの概略構成を示す図。

符号の説明

１００光源装置、１０１放電端部、１０２芯線、１０３発光管、１０４ａ球面、１０４ｂ回転楕円面、１０４補助反射鏡、１０５口金、１０６リード線、１０７主反射鏡、１０８保護ガラス、１０９電極、１１０放電ランプ、４００画像表示装置、４０１フライアイレンズ、４０２フライアイレンズ、４０３重畳レンズ、４０４平行化レンズ、４０５液晶ライトバルブ、５００プロジェクタ、５０４インテグレータ、５０５偏光変換素子、５０６ＲＲ光透過ダイクロイックミラー、５０６ＧＢ光透過ダイクロイックミラー、５０７反射ミラー、５０８リレーレンズ、５１０Ｒ、５１０Ｇ、５１０Ｂ各色光用空間光変調装置、５１２クロスダイクロイックプリズム、５１２ａ、５１２ｂダイクロイック膜、５１４投写レンズ、５１６スクリーン、５２０Ｒ、５２０Ｇ、５２０Ｂ液晶パネル、５２１Ｒ、５２１Ｇ、５２１Ｂ第１偏光板、５２２Ｒ、５２２Ｇ、５２２Ｂ第２偏光板、５２３Ｒ、５２３Ｂ λ/２位相差板、５２４Ｒ、５２４Ｂガラス板

Claims

対向して設けられている一対の電極と、前記電極を囲むように形成されている発光管とを備える放電ランプと、
前記放電ランプからの光を所定方向へ反射する主反射鏡と、
前記発光管内に設けられ、前記電極間の発光部からの光を前記発光部の方向へ反射する補助反射鏡とを有することを特徴とする光源装置。
前記補助反射鏡は、一対の前記電極の何れか一方に保持されていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
電極間の発光部からの光を前記発光部の方向へ反射する補助反射鏡を前記電極の何れか一方に取り付ける補助反射鏡取り付け工程と、
前記補助反射手段を取り付けられた電極を含む一対の電極を囲むように発光管を設置する発光管形成工程と、
前記発光部からの光を所定方向へ反射する主反射鏡を前記補助反射鏡に対向するように前記発光管に取り付ける主反射鏡取り付け工程とを含むことを特徴とする光源装置の製造方法。
請求項１〜２の何れか一項に記載の光源装置と、
前記光源装置からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置とを有することを特徴とする画像表示装置。
請求項４に記載の画像表示装置と、
前記画像表示装置で表示された光を投写する投写レンズとを有することを特徴とするプロジェクタ。