JP2007227206A - Light source device and projector - Google Patents

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Koichi Akiyama
光一 秋山
Toshiaki Hashizume
俊明 橋爪
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Abstract

【課題】管球部からの光の利用効率を向上することが可能な光源装置を提供する。
【解決手段】一対の電極42,52を内蔵する管球部30及び管球部30の両側に延びる一対の封止部40,50を有し、管球部30と一対の封止部40,50とが滑らかに接続された形状を有する発光管20と、封止部40側に配設され、管球部30からの光を被照明領域側に向けて反射するリフレクタ10と、封止部50側に配設され、管球部30からの光を管球部30に向けて反射する副鏡60とを備える光源装置110。副鏡60の内面の形状は、楕円面の形状である。そして、発光管20の外面における管球部30及び封止部50の間に存在する変曲点Qと一対の電極42,52の中間点Pとを通る直線Aと、照明光軸100axとのなす角度をθとし、楕円面の円錐定数をKとしたとき、θ≧50度の場合には、0<K<0.5であり、θ<50度の場合には、−0.5<K<0である。
【選択図】図3
A light source device capable of improving the utilization efficiency of light from a tube portion is provided.
A tube bulb 30 containing a pair of electrodes 42, 52 and a pair of sealing portions 40, 50 extending on both sides of the tube bulb 30 are provided, and the tube bulb 30 and the pair of sealing portions 40, 50, the arc tube 20 having a smoothly connected shape, the reflector 10 disposed on the sealing portion 40 side and reflecting the light from the bulb portion 30 toward the illuminated region, and the sealing portion A light source device 110 including a secondary mirror 60 that is disposed on the side of 50 and reflects light from the tube portion 30 toward the tube portion 30. The shape of the inner surface of the secondary mirror 60 is an elliptical shape. The straight line A passing through the inflection point Q existing between the bulb portion 30 and the sealing portion 50 on the outer surface of the arc tube 20 and the intermediate point P between the pair of electrodes 42 and 52, and the illumination optical axis 100ax Assuming that the angle formed is θ and the conic constant of the ellipsoid is K, if θ ≧ 50 degrees, 0 <K <0.5, and if θ <50 degrees, −0.5 < K <0.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、光源装置及びプロジェクタに関する。   The present invention relates to a light source device and a projector.

従来、プロジェクタに用いる光源装置として、副鏡を備える光源装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。従来の光源装置によれば、発光管(管球部)から被照明領域側に放射される光が反射手段としての副鏡によってリフレクタに向けて反射されるため、発光管から被照明領域側に放射され本来有効に利用されていなかった光をも有効に利用することが可能となる。このため、プロジェクタのさらなる高輝度化を図ることが可能となる。また、発光管の被照明領域側端部まで覆うような大きさにリフレクタの大きさを設定することを必要とせず、リフレクタの小型化を図ることができ、プロジェクタの小型化を図ることができる。
特開平8−31382号公報(図1)
Conventionally, a light source device including a secondary mirror is known as a light source device used for a projector (see, for example, Patent Document 1). According to the conventional light source device, the light emitted from the arc tube (tube part) to the illuminated area side is reflected toward the reflector by the secondary mirror as the reflecting means. It is possible to effectively use the light that has been emitted and was not used effectively. For this reason, it is possible to further increase the brightness of the projector. Further, it is not necessary to set the size of the reflector so as to cover the end of the arc tube on the illuminated area side, the reflector can be reduced in size, and the projector can be reduced in size. .
JP-A-8-31382 (FIG. 1)

ところで、近年、プロジェクタの高輝度化に伴い、高圧水銀ランプなどからなる発光管における管球部の内部はかなりの高圧力(例えば、200気圧以上)となってきている。このため、発光管においては、この気圧に耐えられるように、管球部の肉厚を厚くするとともに、シュリンクシールと呼ばれるシール方式を採用することが行われている。その結果、発光管の高出力化を図ることが可能である。   By the way, in recent years, with the increase in brightness of projectors, the inside of the bulb portion of the arc tube composed of a high-pressure mercury lamp or the like has become a considerably high pressure (for example, 200 atmospheres or more). For this reason, in the arc tube, in order to withstand this atmospheric pressure, the thickness of the tube portion is increased and a seal method called a shrink seal is employed. As a result, it is possible to increase the output of the arc tube.

しかしながら、従来の光源装置においては、管球部からの光の利用効率が低下するという問題があった。   However, the conventional light source device has a problem that the utilization efficiency of light from the bulb portion is reduced.

そこで、本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、管球部からの光の利用効率を向上することが可能な光源装置を提供することを目的とする。また、そのような光源装置を備える高輝度なプロジェクタを提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to provide a light source device capable of improving the utilization efficiency of light from a tube portion. It is another object of the present invention to provide a projector with high brightness provided with such a light source device.

本発明の発明者は、上記目的を達成するため、従来の光源装置において、管球部からの光の利用効率が低下する原因を究明すべく鋭意努力を重ねた結果、この原因は、管球部の中心位置(一対の電極の中間点)から被照明領域側に向けて射出され副鏡の内面で反射されて再び管球部内に入射した光が、管球部の中心位置に向かわず例えばリフレクタ側にずれてしまうことにあるという知見を得た。   In order to achieve the above object, the inventor of the present invention has made extensive efforts to find out the cause of the decrease in the light use efficiency from the tube portion in the conventional light source device. The light that is emitted from the center position (intermediate point of the pair of electrodes) toward the illuminated area, reflected by the inner surface of the secondary mirror, and re-entered the tube section does not go to the center position of the tube section. I got the knowledge that there is a shift to the reflector side.

図5は、従来の光源装置における問題点を説明するために示す図である。図5(a)は従来の光源装置900を説明するために示す図であり、図5(b)は管球部930から被照明領域側に向けて射出される光Lの軌跡を模式的に示す図である。   FIG. 5 is a diagram for explaining a problem in the conventional light source device. FIG. 5A is a view for explaining a conventional light source device 900, and FIG. 5B schematically shows a locus of light L emitted from the tube portion 930 toward the illuminated area. FIG.

従来の光源装置900は、図5(a)に示すように、照明光軸900axに沿って配置された一対の電極942,952を内蔵する管球部930及び管球部930の両側に延びる一対の封止部940,950を有する発光管920と、一方の封止部940側に配設され、管球部930からの光を被照明領域側に向けて反射するリフレクタ910と、他方の封止部950側に配設され、管球部930からの光を管球部930に向けて反射する副鏡960とを備える光源装置である。   As shown in FIG. 5A, a conventional light source device 900 includes a tube portion 930 containing a pair of electrodes 942 and 952 arranged along an illumination optical axis 900ax and a pair extending on both sides of the tube portion 930. The arc tube 920 having the sealing portions 940 and 950, the reflector 910 which is disposed on the one sealing portion 940 side and reflects the light from the bulb portion 930 toward the illuminated area, and the other sealing portion. The light source device includes a secondary mirror 960 that is disposed on the stop portion 950 side and reflects light from the bulb portion 930 toward the bulb portion 930.

管球部930は、電極942,952の取付部位から遠い部分の肉厚が近い部分の肉厚よりも大きくなるように構成されている。また、管球部930の中心位置(一対の電極942,952の中間点P)とリフレクタ910の焦点位置(リフレクタ910が楕円面リフレクタである場合には楕円面リフレクタの第1焦点位置、放物面リフレクタである場合には放物面リフレクタの焦点位置)とが略一致するように、リフレクタ910及び発光管920が配置されている。また、副鏡960は、その内面が球面となるように構成されている。   The tube portion 930 is configured such that the thickness of the portion far from the attachment site of the electrodes 942 and 952 is larger than the thickness of the portion that is close. In addition, the center position of the tube portion 930 (the intermediate point P between the pair of electrodes 942 and 952) and the focal position of the reflector 910 (if the reflector 910 is an ellipsoidal reflector, the first focal position of the ellipsoidal reflector, the parabola In the case of a surface reflector, the reflector 910 and the arc tube 920 are arranged so that the focal position of the paraboloidal reflector substantially coincides. The sub mirror 960 is configured such that the inner surface thereof is a spherical surface.

従来の光源装置900においては、管球部930の中心位置から被照明領域側(他方の封止部950側)に向けて射出された光Lは、副鏡960の内面で反射されて再び管球部930内に入射する際、いわゆる管球部930のレンズ効果や球面収差などに起因して、図5(b)に示すように、管球部930の中心位置に向かわず一方の封止部940側にずれてしまう。このため、上記した光Lがリフレクタ910の焦点近傍(リフレクタ910が楕円面リフレクタである場合には楕円面リフレクタの第1焦点近傍、放物面リフレクタである場合には放物面リフレクタの焦点近傍)を通らなくなるため、リフレクタ910から射出される光の品質が低下してしまう(リフレクタ910が楕円面リフレクタである場合には集光性が低下し、放物面リフレクタである場合には平行度が低下する。)。その結果、被照明領域側で利用可能な照明光量が減少し、管球部930からの光の利用効率が低下してしまうのである。   In the conventional light source device 900, the light L emitted from the center position of the bulb portion 930 toward the illuminated region side (the other sealing portion 950 side) is reflected by the inner surface of the secondary mirror 960 and is again a tube. When entering into the sphere 930, due to the lens effect or spherical aberration of the so-called tube portion 930, as shown in FIG. It will shift to the part 940 side. Therefore, the light L described above is in the vicinity of the focal point of the reflector 910 (in the case where the reflector 910 is an elliptical reflector, in the vicinity of the first focal point of the elliptical reflector, in the case of the parabolic reflector, in the vicinity of the focal point of the parabolic reflector). ), The quality of light emitted from the reflector 910 is deteriorated (condensation is reduced when the reflector 910 is an ellipsoidal reflector, and parallelism when the reflector 910 is a parabolic reflector). Decreases.) As a result, the amount of illumination light that can be used on the illuminated area side is reduced, and the utilization efficiency of light from the tube portion 930 is reduced.

ところで、発光管における管球部の外面形状は多様であるため、副鏡の内面で反射されて再び管球部内に入射する光の辿る道筋も様々であり、副鏡の内面の形状をどのようにすれば、副鏡の内面で反射されて再び管球部内に入射する光が管球部の中心位置に向かうようになるかを決定するのは容易ではないと考えられる。   By the way, since the outer surface shape of the bulb portion in the arc tube is various, there are various paths along which the light reflected by the inner surface of the secondary mirror and incident again into the bulb portion can be changed. In this case, it is considered that it is not easy to determine whether the light reflected by the inner surface of the secondary mirror and incident again into the tube portion is directed to the center position of the tube portion.

しかしながら、本発明者の調査によれば、副鏡の内面の形状を楕円面の形状とするとともに、管球部の外面に存在する変曲点及び一対の電極の中間点(すなわち、管球部の中心位置)を通る直線と照明光軸とのなす角度θが50度以上の場合と、当該角度θが50度未満の場合とで、当該楕円面の円錐係数を各々適切な範囲に設定することにより、副鏡の内面で反射されて再び管球部内に入射する光が管球部の中心位置に向かうようになることを見出した。   However, according to the present inventors' investigation, the shape of the inner surface of the secondary mirror is an elliptical shape, and the inflection point existing on the outer surface of the bulb portion and the intermediate point between the pair of electrodes (that is, the bulb portion) The cone coefficient of the ellipsoid is set to an appropriate range when the angle θ formed by the straight line passing through the center position of the light source and the illumination optical axis is 50 degrees or more and when the angle θ is less than 50 degrees. As a result, it has been found that the light reflected by the inner surface of the secondary mirror and incident again into the tube portion is directed toward the center position of the tube portion.

そこで、本発明の発明者は、以上の知見に基づき、副鏡の内面の形状を楕円面の形状とするとともに、管球部の外面に存在する変曲点及び一対の電極の中間点を通る直線と照明光軸とのなす角度θが50度以上の場合と、当該角度θが50度未満の場合とで、当該楕円面の円錐定数を各々適切な範囲に設定するようにすれば、副鏡の内面で反射されて再び管球部内に入射した光が、管球部の中心位置に向かうようになり、結果として、管球部からの光の利用効率を向上することが可能となることに想到し、本発明を完成させるに至った。   Therefore, the inventor of the present invention makes the shape of the inner surface of the secondary mirror an elliptical shape based on the above knowledge, and passes through the inflection point existing on the outer surface of the tube portion and the intermediate point of the pair of electrodes. When the angle θ between the straight line and the illumination optical axis is 50 degrees or more and when the angle θ is less than 50 degrees, the conic constant of the ellipsoid is set to an appropriate range, respectively. The light reflected from the inner surface of the mirror and incident on the tube part again comes to the center of the tube part, and as a result, the light use efficiency from the tube part can be improved. The present invention has been completed.

本発明の光源装置は、照明光軸に沿って配置された一対の電極を内蔵する管球部及び前記管球部の両側に延びる一対の封止部を有し、前記管球部と前記一対の封止部とが滑らかに接続された形状を有する発光管と、前記発光管における一方の封止部側に配設され、前記管球部からの光を被照明領域側に向けて反射するリフレクタと、前記発光管における他方の封止部側に配設され、前記管球部からの光を前記管球部に向けて反射する副鏡とを備える光源装置において、前記副鏡の内面の形状は、楕円面の形状であり、前記発光管の外面における前記管球部及び前記他方の封止部の間に存在する変曲点と前記一対の電極の中間点とを通る直線と、前記照明光軸とのなす角度をθとし、前記楕円面の円錐定数をKとしたとき、θ≧50度の場合には、0<K<0.5であり、θ<50度の場合には、−0.5<K<0であることを特徴とする。   The light source device according to the present invention includes a tube bulb portion including a pair of electrodes arranged along an illumination optical axis, and a pair of sealing portions extending on both sides of the tube bulb portion. An arc tube having a shape in which the sealing portion of the arc tube is smoothly connected to one of the sealing portions of the arc tube, and reflects light from the bulb portion toward the illuminated area. In a light source device comprising a reflector and a secondary mirror disposed on the other sealing portion side of the arc tube and reflecting light from the bulb portion toward the bulb portion, an inner surface of the secondary mirror is provided. The shape is an elliptical shape, a straight line passing through an inflection point existing between the bulb portion and the other sealing portion on the outer surface of the arc tube, and an intermediate point between the pair of electrodes, When θ is the angle between the illumination optical axis and K is the conic constant of the ellipsoid, , 0 <K <0.5, and when θ <50 degrees, −0.5 <K <0.

このため、本発明の光源装置によれば、副鏡の内面の形状を楕円面の形状とするとともに、管球部の外面に存在する変曲点及び一対の電極の中間点を通る直線と照明光軸とのなす角度θが50度以上の場合と、当該角度が50度未満の場合とで、当該楕円面の円錐係数を各々上記範囲に設定するようにすることにより、副鏡の内面で反射されて再び管球部内に入射した光が、管球部の中心位置に向かうようになる。その結果、リフレクタから射出される光の品質が低下するのを抑制することが可能となり、被照明領域側で利用可能な照明光量が減少するのを抑制することが可能となる。
したがって、本発明の光源装置は、管球部からの光の利用効率を向上することが可能な光源装置となる。
For this reason, according to the light source device of the present invention, the shape of the inner surface of the secondary mirror is an ellipsoidal shape, and an inflection point existing on the outer surface of the bulb portion and a straight line passing through the intermediate point of the pair of electrodes and illumination By setting the cone coefficient of the ellipsoid to be in the above range when the angle θ formed with the optical axis is 50 degrees or more and when the angle is less than 50 degrees, The light that has been reflected and entered the tube portion again travels toward the center of the tube portion. As a result, it is possible to suppress a decrease in the quality of light emitted from the reflector, and it is possible to suppress a decrease in the amount of illumination light that can be used on the illuminated area side.
Therefore, the light source device of the present invention is a light source device capable of improving the utilization efficiency of light from the bulb portion.

本発明の光源装置においては、θ≧50度の場合には、0.1<K<0.3であり、θ<50度の場合には、−0.3<K<−0.1であることが好ましい。   In the light source device of the present invention, when θ ≧ 50 degrees, 0.1 <K <0.3, and when θ <50 degrees, −0.3 <K <−0.1. Preferably there is.

このように構成することにより、副鏡の内面の形状を管球部の外面の形状にさらに適したものにすることが可能となるため、管球部からの光の利用効率をさらに向上することが可能となる。   By configuring in this way, it becomes possible to make the shape of the inner surface of the secondary mirror more suitable for the shape of the outer surface of the tube portion, thereby further improving the utilization efficiency of light from the tube portion. Is possible.

本発明の光源装置においては、前記リフレクタは、楕円面リフレクタ又は放物面リフレクタであることが可能である。   In the light source device of the present invention, the reflector can be an ellipsoidal reflector or a parabolic reflector.

本発明の光源装置によれば、いずれのタイプのリフレクタを用いた場合においても管球部からの光の利用効率を向上することが可能である。   According to the light source device of the present invention, it is possible to improve the utilization efficiency of the light from the tube portion even when any type of reflector is used.

本発明のプロジェクタは、被照明領域側に照明光束を射出する光源装置を有する照明装置と、前記照明装置からの照明光束を画像情報に応じて変調する電気光学変調装置と、前記電気光学変調装置で変調された光を投写する投写光学系とを備えるプロジェクタにおいて、前記光源装置は、本発明の光源装置であることを特徴とする。   The projector of the present invention includes an illuminating device having a light source device that emits an illuminating light beam toward the illuminated region, an electro-optic modulator that modulates the illuminating light beam from the illuminating device according to image information, and the electro-optic modulator. And a projection optical system that projects the light modulated by the light source device, wherein the light source device is the light source device of the present invention.

このため、本発明のプロジェクタは、上述したように、管球部からの光の利用効率を向上することが可能な優れた光源装置を備えているため、従来より高輝度なプロジェクタとなる。   For this reason, as described above, the projector according to the present invention includes an excellent light source device capable of improving the utilization efficiency of light from the bulb portion, and thus becomes a projector with higher brightness than in the past.

以下、本発明の光源装置及びプロジェクタについて、図に示す実施の形態に基づいて説明する。   Hereinafter, a light source device and a projector according to the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.

[実施形態1]
図1は、実施形態1に係るプロジェクタ1000の光学系を示す図である。図2及び図3は、実施形態1に係る光源装置110を説明するために示す図である。図3(a)は光源装置110の要部拡大図であり、図3(b)は管球部30の中心位置から被照明領域側に向けて射出される光の軌跡を模式的に示す図である。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram illustrating an optical system of a projector 1000 according to the first embodiment. 2 and 3 are views for explaining the light source device 110 according to the first embodiment. 3A is an enlarged view of a main part of the light source device 110, and FIG. 3B is a diagram schematically showing a trajectory of light emitted from the center position of the tube portion 30 toward the illuminated area. It is.

なお、以下の説明においては、互いに直交する3つの方向をそれぞれz軸方向(図1における照明光軸100ax方向)、x軸方向(図1における紙面に平行かつz軸に直交する方向)及びy軸方向(図1における紙面に垂直かつz軸に直交する方向)とする。   In the following description, three directions orthogonal to each other are defined as a z-axis direction (illumination optical axis 100ax direction in FIG. 1), an x-axis direction (a direction parallel to the paper surface in FIG. 1 and perpendicular to the z-axis), and y. An axial direction (a direction perpendicular to the paper surface in FIG. 1 and perpendicular to the z-axis).

実施形態1に係るプロジェクタ1000は、図1に示すように、照明装置100と、照明装置100からの照明光束を赤色光、緑色光及び青色光の3つの色光に分離して被照明領域に導光する色分離導光光学系200と、色分離導光光学系200で分離された3つの色光のそれぞれを画像情報に応じて変調する電気光学変調装置としての3つの液晶装置400R,400G,400Bと、これら3つの液晶装置400R,400G,400Bによって変調された色光を合成するクロスダイクロイックプリズム500と、クロスダイクロイックプリズム500によって合成された光をスクリーンSCR等の投写面に投写する投写光学系600とを備えたプロジェクタである。   As shown in FIG. 1, the projector 1000 according to the first embodiment separates the illumination device 100 and the illumination light flux from the illumination device 100 into three color lights of red light, green light, and blue light and guides them to the illumination area. The three color liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B as electro-optic modulation devices that modulate the light-separated color separation light guide optical system 200 and the three color lights separated by the color separation light guide optical system 200 according to image information. A cross dichroic prism 500 that combines the color lights modulated by the three liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B, and a projection optical system 600 that projects the light combined by the cross dichroic prism 500 onto a projection surface such as a screen SCR. It is a projector provided with.

照明装置100は、被照明領域側に照明光束を射出する光源装置110と、光源装置110からの集束光を略平行光として射出する凹レンズ90と、凹レンズ90から射出される照明光束を複数の部分光束に分割するための複数の第1小レンズ122を有する第1レンズアレイ120と、第1レンズアレイ120の複数の第1小レンズ122に対応する複数の第2小レンズ132を有する第2レンズアレイ130と、第2レンズアレイ130からの各部分光束を偏光方向の揃った略1種類の直線偏光光に変換して射出する偏光変換素子140と、偏光変換素子140から射出される各部分光束を被照明領域で重畳させるための重畳レンズ150とを有している。   The illuminating device 100 includes a light source device 110 that emits an illumination light beam toward the illuminated region, a concave lens 90 that emits the focused light from the light source device 110 as substantially parallel light, and a plurality of portions of the illumination light beam emitted from the concave lens 90. A first lens array 120 having a plurality of first small lenses 122 for dividing the light beam, and a second lens having a plurality of second small lenses 132 corresponding to the plurality of first small lenses 122 of the first lens array 120. Array 130, polarization conversion element 140 that converts each partial light beam from second lens array 130 into substantially one type of linearly polarized light having the same polarization direction and emits the light, and each partial light beam emitted from polarization conversion element 140 And a superimposing lens 150 for superimposing the image on the illuminated area.

実施形態1に係る光源装置110は、図1及び図2に示すように、リフレクタとしての楕円面リフレクタ10と、楕円面リフレクタ10の第1焦点近傍に発光中心を有する発光管20と、反射手段としての副鏡60とを有している。光源装置110は、照明光軸100axを中心軸とする光束を射出する。   As shown in FIGS. 1 and 2, the light source device 110 according to the first embodiment includes an ellipsoidal reflector 10 as a reflector, an arc tube 20 having a light emission center near the first focal point of the ellipsoidal reflector 10, and reflecting means. As a secondary mirror 60. The light source device 110 emits a light beam having the illumination optical axis 100ax as a central axis.

発光管20は、図2に示すように、照明光軸100axに沿って配置された一対の電極42,52を内蔵する管球部30と、管球部30の両側に延びる一対の封止部40,50と、一対の封止部40,50内にそれぞれ封止された一対の金属箔44,54と、一対の金属箔44,54にそれぞれ電気的に接続された一対のリード線46,56とを有している。そして、管球部30の外面と一対の封止部40,50の外面とは、滑らかに接続されている。   As shown in FIG. 2, the arc tube 20 includes a tube bulb 30 containing a pair of electrodes 42 and 52 arranged along the illumination optical axis 100ax, and a pair of sealing portions extending on both sides of the tube bulb 30. 40, 50, a pair of metal foils 44, 54 sealed in the pair of sealing portions 40, 50, respectively, and a pair of lead wires 46, electrically connected to the pair of metal foils 44, 54, respectively. 56. And the outer surface of the tube part 30 and the outer surface of a pair of sealing parts 40 and 50 are connected smoothly.

管球部30の外面と一対の封止部40,50の外面とは、滑らかに接続されている。そして、図3(a)に示すように、発光管20の外面における管球部30と封止部50との間には、変曲点Qが存在する。この変曲点Qと一対の電極42,52の中間点Pとを通る直線Aと、照明光軸100axとのなす角度をθとしたとき、実施形態1に係る光源装置110に用いる発光管20においては、θ=55度である。   The outer surface of the tube portion 30 and the outer surfaces of the pair of sealing portions 40 and 50 are smoothly connected. As shown in FIG. 3A, an inflection point Q exists between the bulb portion 30 and the sealing portion 50 on the outer surface of the arc tube 20. The arc tube 20 used in the light source device 110 according to the first embodiment, where θ is an angle formed by the straight line A passing through the inflection point Q and the intermediate point P between the pair of electrodes 42 and 52 and the illumination optical axis 100ax. In this case, θ = 55 degrees.

なお、発光管20の構成要素の条件等を例示的に示すと、管球部30及び封止部40,50は、例えば石英ガラス製であり、管球部30内には、水銀、希ガス及び少量のハロゲンが封入されている。電極42,52は、例えばタングステン電極であり、金属箔44,54は、例えばモリブデン箔である。リード線46,56は、例えばモリブデン又はタングステンから構成されている。
また、発光管20としては、高輝度発光する種々の発光管を採用でき、例えば高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等を採用できる。
In addition, if the conditions of the components of the arc tube 20 are exemplarily shown, the tube portion 30 and the sealing portions 40 and 50 are made of, for example, quartz glass, and the tube portion 30 has mercury or a rare gas. And a small amount of halogen is enclosed. The electrodes 42 and 52 are, for example, tungsten electrodes, and the metal foils 44, 54 are, for example, molybdenum foils. The lead wires 46 and 56 are made of, for example, molybdenum or tungsten.
Further, as the arc tube 20, various arc tubes that emit light with high luminance can be employed, for example, a high pressure mercury lamp, an ultra high pressure mercury lamp, a metal halide lamp, or the like.

楕円面リフレクタ10は、図2に示すように、発光管20の封止部(一方の封止部)40を挿通・固定するための開口部12と、発光管20から放射された光を第2焦点位置に向けて反射する反射凹面14とを有している。楕円面リフレクタ10は、楕円面リフレクタ10の開口部12に充填されたセメントなどの無機系接着剤Cによって発光管20の封止部40に固着されている。   As shown in FIG. 2, the ellipsoidal reflector 10 includes an opening 12 for inserting and fixing the sealing portion (one sealing portion) 40 of the arc tube 20, and light emitted from the arc tube 20 in the first position. And a reflective concave surface 14 that reflects toward the two focal positions. The ellipsoidal reflector 10 is fixed to the sealing portion 40 of the arc tube 20 with an inorganic adhesive C such as cement filled in the opening 12 of the ellipsoidal reflector 10.

反射凹面14を構成する基材の材料としては、例えば、結晶化ガラスやアルミナ(Al)などを好適に用いることができる。反射凹面14の内面には、例えば、酸化チタン(TiO)と酸化シリコン(SiO)との誘電体多層膜からなる可視光反射層が形成されている。 For example, crystallized glass, alumina (Al 2 O 3 ), or the like can be suitably used as the material for the base material constituting the reflective concave surface 14. On the inner surface of the reflective concave surface 14, for example, a visible light reflecting layer made of a dielectric multilayer film of titanium oxide (TiO 2 ) and silicon oxide (SiO 2 ) is formed.

副鏡60は、図2及び図3に示すように、発光管20の封止部(他方の封止部)50に挿通・固定するための開口部62と、発光管20から被照明領域側に向けて放射された光を発光管20に向けて反射する反射凹面64とを有している。副鏡60によって反射された光は、発光管20を透過して楕円面リフレクタ10に入射する。副鏡60は、副鏡60の開口部62に充填されたセメントなどの無機系接着剤Cによって発光管20の封止部50に固着されている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the secondary mirror 60 includes an opening 62 for inserting and fixing to the sealing portion (the other sealing portion) 50 of the arc tube 20, and the illuminated region side from the arc tube 20. And a reflecting concave surface 64 that reflects the light emitted toward the arc tube 20 toward the arc tube 20. The light reflected by the secondary mirror 60 passes through the arc tube 20 and enters the ellipsoidal reflector 10. The secondary mirror 60 is fixed to the sealing portion 50 of the arc tube 20 with an inorganic adhesive C such as cement filled in the opening 62 of the secondary mirror 60.

反射凹面64を構成する材料としては、例えば、透光性のアルミナを用いている。これにより、副鏡60における放熱性を高めることができる。なお、アルミナ以外でも、石英ガラス、サファイア、ルビーなどの材料を用いてもよい。
反射凹面64の内面には、例えば、酸化タンタル(Ta)と酸化シリコン(SiO)との誘電体多層膜からなる反射層が形成されている。
As a material constituting the reflective concave surface 64, for example, translucent alumina is used. Thereby, the heat dissipation in the secondary mirror 60 can be improved. In addition to alumina, materials such as quartz glass, sapphire, and ruby may be used.
On the inner surface of the reflective concave surface 64, for example, a reflective layer made of a dielectric multilayer film of tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) and silicon oxide (SiO 2 ) is formed.

副鏡60の内面の形状は、楕円面の形状である。楕円面の円錐定数をKとしたとき、実施形態1に係る光源装置110に用いる副鏡60においては、K=0.2に設定されている。   The shape of the inner surface of the secondary mirror 60 is an elliptical shape. When the conical constant of the ellipsoid is K, in the secondary mirror 60 used in the light source device 110 according to Embodiment 1, K = 0.2 is set.

凹レンズ90は、図1に示すように、楕円面リフレクタ10の被照明領域側に配置されている。そして、楕円面リフレクタ10からの光を第1レンズアレイ120に向けて射出するように構成されている。   As shown in FIG. 1, the concave lens 90 is disposed on the illuminated area side of the ellipsoidal reflector 10. The light from the ellipsoidal reflector 10 is emitted toward the first lens array 120.

第1レンズアレイ120は、凹レンズ90からの光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100axと直交する面内にマトリクス状に配列される複数の第1小レンズ122を備えた構成を有している。図示による説明は省略するが、第1小レンズ122の外形形状は、液晶装置400R,400G,400Bの画像形成領域の外形形状に関して相似形である。   The first lens array 120 has a function as a light beam splitting optical element that splits light from the concave lens 90 into a plurality of partial light beams, and a plurality of first lens arrays 120 arranged in a matrix in a plane orthogonal to the illumination optical axis 100ax. It has a configuration provided with one small lens 122. Although not illustrated, the outer shape of the first small lens 122 is similar to the outer shape of the image forming area of the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B.

第2レンズアレイ130は、上述した第1レンズアレイ120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120と同様に照明光軸100axに直交する面内にマトリクス状に配列される複数の第2小レンズ132を備えた構成を有している。   The second lens array 130 is an optical element that collects a plurality of partial light beams divided by the first lens array 120 described above, and in the same manner as the first lens array 120, a matrix is formed in a plane orthogonal to the illumination optical axis 100ax. And a plurality of second small lenses 132 arranged in a shape.

偏光変換素子140は、第1レンズアレイ120により分割された各部分光束の偏光方向を、偏光方向の揃った略1種類の直線偏光光として射出する偏光変換素子である。
偏光変換素子140は、光源装置110からの照明光束に含まれる偏光成分のうち一方の直線偏光成分をそのまま透過し、他方の直線偏光成分を照明光軸100axに垂直な方向に反射する偏光分離層と、偏光分離層で反射された他方の直線偏光成分を照明光軸100axに平行な方向に反射する反射層と、反射層で反射された他方の直線偏光成分を一方の直線偏光成分に変換する位相差板とを有している。
The polarization conversion element 140 is a polarization conversion element that emits the polarization direction of each partial light beam divided by the first lens array 120 as approximately one type of linearly polarized light having a uniform polarization direction.
The polarization conversion element 140 transmits one linear polarization component of the polarization component included in the illumination light beam from the light source device 110 as it is, and reflects the other linear polarization component in a direction perpendicular to the illumination optical axis 100ax. And the other linearly polarized light component reflected by the polarization separation layer in a direction parallel to the illumination optical axis 100ax, and the other linearly polarized light component reflected by the reflective layer is converted into one linearly polarized light component. And a retardation plate.

重畳レンズ150は、第1レンズアレイ120、第2レンズアレイ130及び偏光変換素子140を経た複数の部分光束を集光して液晶装置400R,400G,400Bの画像形成領域近傍に重畳させるための光学素子である。なお、図1に示す重畳レンズ150は1枚のレンズで構成されているが、複数のレンズを組み合わせた複合レンズで構成されていてもよい。   The superimposing lens 150 condenses a plurality of partial light beams that have passed through the first lens array 120, the second lens array 130, and the polarization conversion element 140, and superimposes them on the vicinity of the image forming regions of the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B. It is an element. The superimposing lens 150 shown in FIG. 1 is composed of a single lens, but may be composed of a compound lens in which a plurality of lenses are combined.

色分離導光光学系200は、図1に示すように、ダイクロイックミラー210,220と、反射ミラー230,240,250と、リレーレンズ260,270とを有している。色分離導光光学系200は、照明装置100から射出される照明光束を赤色光、緑色光及び青色光の3つの色光に分離して、それぞれの色光を照明対象となる液晶装置400R,400G,400Bに導く機能を有している。   As shown in FIG. 1, the color separation light guide optical system 200 includes dichroic mirrors 210 and 220, reflection mirrors 230, 240 and 250, and relay lenses 260 and 270. The color separation light guide optical system 200 separates the illumination light beam emitted from the illumination device 100 into three color lights of red light, green light, and blue light, and the respective color lights are liquid crystal devices 400R, 400G, and 400 to be illuminated. It has a function of leading to 400B.

ダイクロイックミラー210,220は、基板上に所定の波長領域の光束を反射し、他の波長領域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る。光路前段に配置されるダイクロイックミラー210は、赤色光成分を反射し、その他の色光成分を透過するミラーである。光路後段に配置されるダイクロイックミラー220は、緑色光成分を反射し、青色光成分を透過するミラーである。   The dichroic mirrors 210 and 220 are optical elements on which a wavelength selection film that reflects a light beam in a predetermined wavelength region and transmits a light beam in another wavelength region is formed on a substrate. The dichroic mirror 210 disposed in the front stage of the optical path is a mirror that reflects a red light component and transmits other color light components. The dichroic mirror 220 disposed in the latter stage of the optical path is a mirror that reflects the green light component and transmits the blue light component.

ダイクロイックミラー210で反射された赤色光成分は、反射ミラー230により曲折され、集光レンズ300Rを介して赤色光用の液晶装置400Rの画像形成領域に入射する。   The red light component reflected by the dichroic mirror 210 is bent by the reflection mirror 230 and enters the image forming area of the liquid crystal device 400R for red light through the condenser lens 300R.

集光レンズ300Rは、重畳レンズ150からの各部分光束を各主光線に対して略平行な光束に変換するために設けられている。他の液晶装置400G,400Bの光路前段に配設される集光レンズ300G,300Bも、集光レンズ300Rと同様に構成されている。   The condenser lens 300R is provided to convert each partial light beam from the superimposing lens 150 into a light beam substantially parallel to each principal ray. The condensing lenses 300G and 300B disposed in the preceding stage of the optical path of the other liquid crystal devices 400G and 400B are configured in the same manner as the condensing lens 300R.

ダイクロイックミラー210を通過した緑色光成分及び青色光成分のうち緑色光成分は、ダイクロイックミラー220によって反射され、集光レンズ300Gを通過して緑色光用の液晶装置400Gの画像形成領域に入射する。一方、青色光成分は、ダイクロイックミラー220を透過し、入射側レンズ260、入射側の反射ミラー240、リレーレンズ270、射出側の反射ミラー250及び集光レンズ300Bを通過して青色光用の液晶装置400Bの画像形成領域に入射する。入射側レンズ260、リレーレンズ270及び反射ミラー240,250は、ダイクロイックミラー220を透過した青色光成分を液晶装置400Bまで導く機能を有している。   Of the green light component and the blue light component that have passed through the dichroic mirror 210, the green light component is reflected by the dichroic mirror 220, passes through the condenser lens 300G, and enters the image forming region of the green light liquid crystal device 400G. On the other hand, the blue light component is transmitted through the dichroic mirror 220, passes through the incident side lens 260, the incident side reflection mirror 240, the relay lens 270, the emission side reflection mirror 250, and the condensing lens 300B, and is a liquid crystal for blue light. The light enters the image forming area of the apparatus 400B. The incident side lens 260, the relay lens 270, and the reflection mirrors 240 and 250 have a function of guiding the blue light component transmitted through the dichroic mirror 220 to the liquid crystal device 400B.

なお、青色光の光路にこのような入射側レンズ260、リレーレンズ270及び反射ミラー240,250が設けられているのは、青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。実施形態1に係るプロジェクタ1000においては、青色光の光路の長さが長いのでこのような構成とされているが、赤色光の光路の長さを長くして、入射側レンズ260、リレーレンズ270及び反射ミラー240,250を赤色光の光路に用いる構成も考えられる。   The reason that the incident side lens 260, the relay lens 270, and the reflection mirrors 240 and 250 are provided in the optical path of blue light is that the length of the optical path of blue light is longer than the length of the optical paths of other color lights. For this reason, a decrease in light use efficiency due to light divergence or the like is prevented. The projector 1000 according to Embodiment 1 has such a configuration because the length of the optical path of blue light is long. However, the length of the optical path of red light is increased, and the incident side lens 260 and the relay lens 270 are configured. And the structure which uses the reflective mirrors 240 and 250 for the optical path of red light is also considered.

液晶装置400R,400G,400Bは、入射した照明光束を画像情報に応じて変調するものであり、照明装置100の照明対象となる。なお、図示を省略したが、各集光レンズ300R,300G,300Bと各液晶装置400R,400G,400Bとの間には、それぞれ入射側偏光板が配置され、各液晶装置400R,400G,400Bとクロスダイクロイックプリズム500との間には、それぞれ射出側偏光板が配置されている。これら入射側偏光板、液晶装置400R,400G,400B及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。
液晶装置400R,400G,400B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応じて、入射側偏光板から射出された1種類の直線偏光の偏光方向を変調する。
The liquid crystal devices 400 </ b> R, 400 </ b> G, and 400 </ b> B modulate the incident illumination light beam according to image information, and are the illumination target of the illumination device 100. Although not shown, incident side polarizing plates are arranged between the condenser lenses 300R, 300G, and 300B and the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B, respectively, and the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B, Between the cross dichroic prism 500, an exit-side polarizing plate is disposed. The incident-side polarizing plate, the liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B and the exit-side polarizing plate modulate light of each incident color light.
The liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B are a pair of transparent glass substrates in which a liquid crystal that is an electro-optical material is hermetically sealed. For example, a polysilicon TFT is used as a switching element and incident according to a given image signal. Modulates the polarization direction of one type of linearly polarized light emitted from the side polarizing plate.

クロスダイクロイックプリズム500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500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略X字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。略X字状の一方の界面に形成された誘電体多層膜は、赤色光を反射するものであり、他方の界面に形成された誘電体多層膜は、青色光を反射するものである。これらの誘電体多層膜によって赤色光及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。   The cross dichroic prism 500 is an optical element that forms a color image by synthesizing an optical image modulated for each color light emitted from the emission side polarizing plate. The cross dichroic prism 500 has a substantially square shape in plan view in which four right-angle prisms are bonded together, and a dielectric multilayer film is formed on a substantially X-shaped interface in which the right-angle prisms are bonded together. The dielectric multilayer film formed at one of the substantially X-shaped interfaces reflects red light, and the dielectric multilayer film formed at the other interface reflects blue light. By these dielectric multilayer films, the red light and the blue light are bent and aligned with the traveling direction of the green light, so that the three color lights are synthesized.

クロスダイクロイックプリズム500から射出されたカラー画像は、投写光学系600によって拡大投写され、スクリーンSCR上で大画面画像を形成する。   The color image emitted from the cross dichroic prism 500 is enlarged and projected by the projection optical system 600 to form a large screen image on the screen SCR.

このように、実施形態1に係る光源装置110は、上記したように、管球部30及び一対の封止部40,50を有し、管球部30と一対の封止部40,50とが滑らかに接続された形状を有する発光管20と、発光管20における一方の封止部40側に配設され、管球部30からの光を被照明領域側に向けて反射する楕円面リフレクタ10と、発光管20における他方の封止部50側に配設され、管球部30からの光を管球部30に向けて反射する副鏡60とを備える光源装置である。そして、副鏡60の内面の形状は、楕円面の形状である。また、図3(a)に示す直線Aと照明光軸100axとのなす角度θは、θ=55度であり、副鏡60の内面を決定するための楕円面の円錐定数Kは、K=0.2に設定されている。   As described above, the light source device 110 according to the first embodiment includes the tube portion 30 and the pair of sealing portions 40 and 50 as described above, and includes the tube portion 30 and the pair of sealing portions 40 and 50. Arc tube 20 having a smoothly connected shape, and an elliptical reflector that is disposed on one sealing portion 40 side of the arc tube 20 and reflects light from the bulb portion 30 toward the illuminated region. 10 and a secondary mirror 60 that is disposed on the other sealing portion 50 side of the arc tube 20 and reflects light from the tube bulb 30 toward the bulb 30. The shape of the inner surface of the secondary mirror 60 is an elliptical shape. Further, the angle θ formed by the straight line A shown in FIG. 3A and the illumination optical axis 100ax is θ = 55 degrees, and the conical constant K of the elliptical surface for determining the inner surface of the secondary mirror 60 is K = It is set to 0.2.

このため、実施形態1に係る光源装置110によれば、副鏡60の内面の形状を楕円面の形状とするとともに、管球部30の外面に存在する変曲点Q及び一対の電極42,52の中間点Pを通る直線Aと照明光軸100axとのなす角度θが50度以上の場合で、当該楕円面の円錐係数Kを0<K<0.5に設定しているため、図3(b)に示すように、副鏡60の内面で反射されて再び管球部30内に入射した光Lが、管球部30の中心位置に向かうようになる。これにより、光Lが楕円面リフレクタ10の第1焦点近傍を通過するようになるため、楕円面リフレクタ10から射出される光の集光性が低下するのを抑制することが可能となる。その結果、被照明領域側で利用可能な照明光量が減少するのを抑制することが可能となる。なお、上述の角度θが50度以上の場合で、当該楕円面の円錐定数Kを0.1<K<0.3に設定すると、副鏡の内面の形状を管球部30の外面の形状にさらに適したものにすることが可能となるため、管球部30からの光の利用効率をさらに向上することが可能となる。
したがって、実施形態1に係る光源装置110は、管球部30からの光の利用効率を向上することが可能な光源装置となる。
For this reason, according to the light source device 110 according to the first embodiment, the shape of the inner surface of the sub-mirror 60 is an elliptical shape, the inflection point Q existing on the outer surface of the tube portion 30 and the pair of electrodes 42, When the angle θ formed by the straight line A passing through the intermediate point P of 52 and the illumination optical axis 100ax is 50 degrees or more, the conical coefficient K of the ellipsoid is set to 0 <K <0.5. As shown in FIG. 3B, the light L reflected by the inner surface of the secondary mirror 60 and entering the tube portion 30 again is directed toward the center position of the tube portion 30. Thereby, since the light L passes through the vicinity of the first focal point of the ellipsoidal reflector 10, it is possible to suppress a decrease in the condensing property of the light emitted from the ellipsoidal reflector 10. As a result, it is possible to suppress a decrease in the amount of illumination light available on the illuminated area side. When the above-mentioned angle θ is 50 degrees or more and the conic constant K of the elliptical surface is set to 0.1 <K <0.3, the shape of the inner surface of the secondary mirror is changed to the shape of the outer surface of the tube portion 30. Therefore, it is possible to further improve the utilization efficiency of light from the tube portion 30.
Therefore, the light source device 110 according to the first embodiment is a light source device capable of improving the utilization efficiency of light from the tube portion 30.

実施形態1に係るプロジェクタ1000は、上述したように、管球部30からの光の利用効率を向上することが可能な優れた光源装置110を備えているため、従来より高輝度なプロジェクタとなる。   As described above, the projector 1000 according to the first embodiment includes the excellent light source device 110 that can improve the utilization efficiency of the light from the tube section 30, and thus becomes a projector with higher brightness than the conventional one. .

[実施形態2]
図4は、実施形態2に係る光源装置110Aを説明するために示す図である。図4(a)は光源装置110Aの要部拡大図であり、図4(b)は管球部30Aの中心位置から被照明領域側に向けて射出される光の軌跡を模式的に示す図である。なお、図4において、図3と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
[Embodiment 2]
FIG. 4 is a diagram for explaining the light source device 110A according to the second embodiment. 4A is an enlarged view of a main part of the light source device 110A, and FIG. 4B is a diagram schematically showing a locus of light emitted from the central position of the tube portion 30A toward the illuminated area. It is. 4, the same members as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

実施形態2に係る光源装置110Aは、基本的には実施形態1に係る光源装置110とよく似た構成を有しているが、図4に示すように、管球部の外面の形状及び副鏡の内面の形状が異なる点で、実施形態1に係る光源装置110とは異なっている。   The light source device 110A according to the second embodiment basically has a configuration similar to that of the light source device 110 according to the first embodiment. However, as shown in FIG. The light source device 110 is different from the light source device 110 according to the first embodiment in that the shape of the inner surface of the mirror is different.

すなわち、実施形態2に係る光源装置110Aにおいては、管球部30Aの外面の形状は、変曲点Qと一対の電極42A,52Aの中間点Pとを通る直線Aと、照明光軸100axとのなす角度をθとしたとき、θ=45度となるような外面形状である。そして、副鏡60Aの内面の形状は楕円面の形状であり、楕円面の円錐定数Kは、K=−0.2に設定されている。   That is, in the light source device 110A according to the second embodiment, the shape of the outer surface of the tube portion 30A is such that the straight line A passing through the inflection point Q and the intermediate point P between the pair of electrodes 42A and 52A, and the illumination optical axis 100ax. The outer surface shape is such that θ = 45 degrees, where θ is the angle formed by. The shape of the inner surface of the secondary mirror 60A is an elliptical shape, and the conic constant K of the elliptical surface is set to K = −0.2.

このように、実施形態2に係る光源装置110Aは、実施形態1に係る光源装置110とは、管球部の外面の形状及び副鏡の内面の形状が異なるが、実施形態1に係る光源装置110の場合と同様に、管球部30A及び一対の封止部40A,50Aを有し、管球部30Aと一対の封止部40A,50Aとが滑らかに接続された形状を有する発光管20Aと、封止部40A側に配設され、管球部30Aからの光を被照明領域側に向けて反射する楕円面リフレクタ10A(図示せず。)と、封止部50A側に配設され、管球部30Aからの光を管球部30Aに向けて反射する副鏡60Aとを備える光源装置である。そして、実施形態2に係る光源装置110Aにおいては、図4(a)に示す直線Aと照明光軸100axとのなす角度θは、θ=45度であり、副鏡60Aの内面を決定するための楕円面の円錐定数Kは、K=−0.2に設定されている。   As described above, the light source device 110A according to the second embodiment differs from the light source device 110 according to the first embodiment in the shape of the outer surface of the tube portion and the shape of the inner surface of the secondary mirror, but the light source device according to the first embodiment. As in the case of 110, the arc tube 20A has a tube portion 30A and a pair of sealing portions 40A, 50A, and the tube portion 30A and the pair of sealing portions 40A, 50A are smoothly connected. And an ellipsoidal reflector 10A (not shown) that is disposed on the sealing portion 40A side and reflects light from the tube portion 30A toward the illuminated area, and is disposed on the sealing portion 50A side. The light source device includes a secondary mirror 60A that reflects light from the tube portion 30A toward the tube portion 30A. In the light source device 110A according to the second embodiment, the angle θ formed by the straight line A and the illumination optical axis 100ax shown in FIG. 4A is θ = 45 degrees, and the inner surface of the secondary mirror 60A is determined. The conic constant K of the ellipsoidal surface is set to K = −0.2.

このため、実施形態2に係る光源装置110Aによれば、副鏡60Aの内面の形状を楕円面の形状とするとともに、管球部30Aの外面に存在する変曲点Q及び一対の電極42A,52Aの中間点Pを通る直線Aと照明光軸100axとのなす角度θが50度未満の場合で、当該楕円面の円錐係数Kを−0.5<K<0に設定しているため、図4(b)に示すように、副鏡60Aの内面で反射されて再び管球部30A内に入射した光Lが、管球部30Aの中心位置に向かうようになる。これにより、光Lが楕円面リフレクタ10Aの第1焦点近傍を通過するようになるため、楕円面リフレクタ10Aから射出される光の集光性が低下するのを抑制することが可能となる。その結果、被照明領域側で利用可能な照明光量が減少するのを抑制することが可能となる。なお、上述の角度θが50度未満の場合で、当該楕円面の円錐定数Kを−0.3<K<−0.1に設定すると、副鏡の内面の形状を管球部30Aの外面の形状にさらに適したものにすることが可能となるため、管球部30Aからの光の利用効率をさらに向上することが可能となる。
したがって、実施形態2に係る光源装置110Aは、実施形態1に係る光源装置110の場合と同様に、管球部30Aからの光の利用効率を向上することが可能な光源装置となる。
Therefore, according to the light source device 110A according to the second embodiment, the shape of the inner surface of the secondary mirror 60A is an elliptical shape, the inflection point Q and the pair of electrodes 42A, which are present on the outer surface of the tube portion 30A, When the angle θ formed by the straight line A passing through the intermediate point P of 52A and the illumination optical axis 100ax is less than 50 degrees, the conic coefficient K of the ellipsoid is set to −0.5 <K <0. As shown in FIG. 4B, the light L reflected by the inner surface of the secondary mirror 60A and incident again into the tube portion 30A is directed toward the center position of the tube portion 30A. Thereby, since the light L passes through the vicinity of the first focal point of the ellipsoidal reflector 10A, it is possible to suppress a decrease in the light condensing property of the light emitted from the ellipsoidal reflector 10A. As a result, it is possible to suppress a decrease in the amount of illumination light available on the illuminated area side. When the above-mentioned angle θ is less than 50 degrees and the conic constant K of the elliptical surface is set to −0.3 <K <−0.1, the shape of the inner surface of the secondary mirror is changed to the outer surface of the tube portion 30A. Therefore, it is possible to further improve the utilization efficiency of light from the tube portion 30A.
Accordingly, the light source device 110A according to the second embodiment is a light source device capable of improving the utilization efficiency of light from the tube portion 30A, as in the case of the light source device 110 according to the first embodiment.

以上、本発明の光源装置及びプロジェクタを上記の各実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。   Although the light source device and the projector of the present invention have been described based on the above embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the scope of the invention. For example, the following modifications are possible.

(1)上記各実施形態の光源装置110,110Aは、リフレクタとして、楕円面リフレクタを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、放物面リフレクタも好ましく用いることができる。 (1) Although the light source devices 110 and 110A of the above embodiments use an elliptical reflector as a reflector, the present invention is not limited to this, and a parabolic reflector can also be preferably used.

(2)上記実施形態1に係るプロジェクタ1000においては、光均一化光学系として、第1レンズアレイ120及び第2レンズアレイ130からなるレンズインテグレータ光学系を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、導光ロッドからなるロッドインテグレータ光学系をも好ましく用いることができる。 (2) In the projector 1000 according to the first embodiment, the lens integrator optical system including the first lens array 120 and the second lens array 130 is used as the light uniformizing optical system. However, the present invention is not limited to this. A rod integrator optical system including a light guide rod can also be preferably used.

(3)上記実施形態1に係るプロジェクタ1000は透過型のプロジェクタであるが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は反射型のプロジェクタにも適用することが可能である。ここで、「透過型」とは、透過型の液晶装置等のように光変調手段としての電気光学変調装置が光を透過するタイプであることを意味しており、「反射型」とは、反射型の液晶装置等のように光変調手段としての電気光学変調装置が光を反射するタイプであることを意味している。反射型のプロジェクタにこの発明を適用した場合にも、透過型のプロジェクタと同様の効果を得ることができる。 (3) The projector 1000 according to the first embodiment is a transmissive projector, but the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to a reflection type projector. Here, “transmission type” means that an electro-optic modulation device as a light modulation means, such as a transmission type liquid crystal device, transmits light, and “reflection type” This means that an electro-optic modulation device as a light modulation means, such as a reflective liquid crystal device, is a type that reflects light. Even when the present invention is applied to a reflective projector, the same effect as that of a transmissive projector can be obtained.

(4)上記実施形態において、3つの液晶装置400R,400G,400Bを用いたプロジェクタを例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、1つ、2つ又は4つ以上の液晶装置を用いたプロジェクタにも適用可能である。 (4) In the above embodiment, the projector using the three liquid crystal devices 400R, 400G, and 400B has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and one, two, or four or more projectors are used. The present invention can also be applied to a projector using such a liquid crystal device.

(5)上記実施形態1に係るプロジェクタ1000は、電気光学変調装置として液晶装置を用いているが、本発明はこれに限定されるものではない。電気光学変調装置としては、一般に、画像情報に応じて入射光を変調するものであればよく、マイクロミラー型光変調装置などを利用してもよい。マイクロミラー型光変調装置としては、例えば、DMD(デジタルマイクロミラーデバイス)(TI社の商標)を用いることができる。 (5) Although the projector 1000 according to the first embodiment uses a liquid crystal device as an electro-optic modulation device, the present invention is not limited to this. In general, the electro-optic modulation device may be any device that modulates incident light in accordance with image information, and a micromirror light modulation device or the like may be used. For example, a DMD (digital micromirror device) (trademark of TI) can be used as the micromirror light modulator.

(6)本発明は、投写画像を観察する側から投写するフロント投写型プロジェクタに適用する場合にも、投写画像を観察する側とは反対の側から投写するリア投写型プロジェクタに適用する場合にも可能である。 (6) The present invention can be applied to a front projection type projector that projects from the side that observes the projected image, and also to a rear projection type projector that projects from the side opposite to the side that observes the projected image. Is also possible.

実施形態1に係るプロジェクタ1000の光学系を示す図。FIG. 3 shows an optical system of the projector 1000 according to the first embodiment. 実施形態1に係る光源装置110を説明するために示す図。The figure shown in order to demonstrate the light source device 110 which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係る光源装置110を説明するために示す図。The figure shown in order to demonstrate the light source device 110 which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施形態2に係る光源装置110Aを説明するために示す図。The figure shown in order to demonstrate 110 A of light source devices which concern on Embodiment 2. FIG. 従来の光源装置900における問題点を説明するために示す図。The figure shown in order to demonstrate the problem in the conventional light source device 900. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10…楕円面リフレクタ、12,912…開口部、14,914…反射凹面、20,20A,920…発光管、30,30A,930…管球部、40,40A,50,50A,940,950…封止部、42,42A,52,52A,942,952…電極、44,44A,54,54A,944,954…金属箔、46,56,946,956…リード線、60,60A,960…副鏡、62,62A,962…開口部、64,64A,964…反射凹面、90…凹レンズ、100…照明装置、100ax,900ax…照明光軸、110,110A,900…光源装置、120…第1レンズアレイ、122…第1小レンズ、130…第2レンズアレイ、132…第2小レンズ、140…偏光変換素子、150…重畳レンズ、200…色分離導光光学系、210,220…ダイクロイックミラー、230,240,250…反射ミラー、260…入射側レンズ、270…リレーレンズ、300R,300G,300B…集光レンズ、400R,400G,400B…液晶装置、500…クロスダイクロイックプリズム、600…投写光学系、910…リフレクタ、1000…プロジェクタ、A…変曲点Qと一対の電極の中間点Pとを通る直線、C…無機系接着剤、L…光、P…一対の電極の中間点、Q…変曲点、θ…直線Aと照明光軸とのなす角度、SCR…スクリーン DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Ellipsoidal reflector, 12,912 ... Opening part, 14,914 ... Reflection concave surface, 20, 20A, 920 ... Arc tube, 30, 30A, 930 ... Tube part, 40, 40A, 50, 50A, 940, 950 ... Sealing part, 42, 42A, 52, 52A, 942, 952 ... Electrode, 44, 44A, 54, 54A, 944, 954 ... Metal foil, 46, 56, 946, 956 ... Lead wire, 60, 60A, 960 ... secondary mirror, 62, 62A, 962 ... opening, 64, 64A, 964 ... reflective concave surface, 90 ... concave lens, 100 ... illumination device, 100ax, 900ax ... illumination optical axis, 110, 110A, 900 ... light source device, 120 ... 1st lens array 122 ... 1st small lens 130 ... 2nd lens array 132 ... 2nd small lens 140 ... Polarization conversion element 150 ... Superposition lens 200 ... Color Light guiding optical system, 210, 220 ... Dichroic mirror, 230, 240, 250 ... Reflecting mirror, 260 ... Incident side lens, 270 ... Relay lens, 300R, 300G, 300B ... Condensing lens, 400R, 400G, 400B ... Liquid crystal device , 500 ... Cross dichroic prism, 600 ... Projection optical system, 910 ... Reflector, 1000 ... Projector, A ... Straight line passing through the inflection point Q and the intermediate point P between the pair of electrodes, C ... Inorganic adhesive, L ... Light , P: intermediate point of the pair of electrodes, Q: inflection point, θ: angle formed by the straight line A and the illumination optical axis, SCR: screen

Claims (4)

照明光軸に沿って配置された一対の電極を内蔵する管球部及び前記管球部の両側に延びる一対の封止部を有し、前記管球部と前記一対の封止部とが滑らかに接続された形状を有する発光管と、
前記発光管における一方の封止部側に配設され、前記管球部からの光を被照明領域側に向けて反射するリフレクタと、
前記発光管における他方の封止部側に配設され、前記管球部からの光を前記管球部に向けて反射する副鏡とを備える光源装置において、
前記副鏡の内面の形状は、楕円面の形状であり、
前記発光管の外面における前記管球部及び前記他方の封止部の間に存在する変曲点と前記一対の電極の中間点とを通る直線と、前記照明光軸とのなす角度をθとし、
前記楕円面の円錐定数をKとしたとき、
θ≧50度の場合には、0<K<0.5であり、
θ<50度の場合には、−0.5<K<0であることを特徴とする光源装置。
A tube bulb portion including a pair of electrodes disposed along the illumination optical axis, and a pair of sealing portions extending on both sides of the tube bulb portion, and the tube bulb portion and the pair of seal portions are smooth An arc tube having a shape connected to,
A reflector that is disposed on one sealing portion side of the arc tube and reflects light from the bulb portion toward the illuminated region; and
In the light source device provided with a secondary mirror disposed on the other sealing portion side of the arc tube and reflecting light from the bulb portion toward the bulb portion,
The shape of the inner surface of the secondary mirror is an elliptical shape,
The angle between the illumination optical axis and a straight line passing through an inflection point existing between the bulb portion and the other sealing portion on the outer surface of the arc tube and the intermediate point of the pair of electrodes is defined as θ. ,
When the elliptical cone constant is K,
When θ ≧ 50 degrees, 0 <K <0.5,
In the case of θ <50 degrees, the light source device is characterized in that −0.5 <K <0.
請求項1に記載の光源装置において、
θ≧50度の場合には、0.1<K<0.3であり、
θ<50度の場合には、−0.3<K<−0.1であることを特徴とする光源装置。
The light source device according to claim 1,
In the case of θ ≧ 50 degrees, 0.1 <K <0.3,
In the case of θ <50 degrees, the light source device is characterized in that −0.3 <K <−0.1.
請求項1又は2に記載の光源装置において、
前記リフレクタは、楕円面リフレクタ又は放物面リフレクタであることを特徴とする光源装置。
The light source device according to claim 1 or 2,
The light source device, wherein the reflector is an ellipsoidal reflector or a parabolic reflector.
被照明領域側に照明光束を射出する光源装置を有する照明装置と、
前記照明装置からの照明光束を画像情報に応じて変調する電気光学変調装置と、
前記電気光学変調装置で変調された光を投写する投写光学系とを備えるプロジェクタにおいて、
前記光源装置は、請求項1〜3のいずれかに記載の光源装置であることを特徴とするプロジェクタ。
An illuminating device having a light source device that emits an illuminating light beam toward the illuminated region;
An electro-optic modulation device that modulates illumination light flux from the illumination device according to image information;
In a projector including a projection optical system that projects light modulated by the electro-optic modulation device,
The projector according to claim 1, wherein the light source device is the light source device according to claim 1.
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