JP2008243640A - 光源装置、プロジェクタ及び光源ランプ - Google Patents

Abstract

【課題】光源ランプの黒化現象の発生を抑制することのできる光源装置、プロジェクタ及び光源ランプを提供すること。
【解決手段】内部に一対の電極が配置される放電空間Ｓが形成された発光部５１１、及び、当該発光部５１１を挟み、かつ、互いに離間する方向に延出した一対の封止部５１２，５１３を有する発光管５１を備える光源ランプ５と、封止部５１２側に取り付けられ、かつ、入射した光を一方向に反射する主反射鏡６とを備えた光源装置４１１であって、発光管５１は、発光部５１１における封止部５１３側を覆うように設けられ、主反射鏡６に対向し、かつ、入射した光を発光部５１１に向かって反射する反射面を有する副反射鏡５２と、封止部５１２における発光部５１１と主反射鏡６との間に巻き付けられ、かつ、発光管５１を保温するコイル部材５３とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、光源装置、プロジェクタ及び光源ランプに関する。

従来、光源装置と、当該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、変調された光束をスクリーン等に投射して、当該光束に係る画像を結像させる投射光学装置とを備えたプロジェクタが知られている。このような光源装置としては、超高圧水銀ランプ等の放電型の光源ランプと、当該光源ランプから入射した光を一方向に反射するリフレクタ（主反射鏡）とを備えた光源装置が採用される場合がある。

このような光源ランプは、光を射出する発光部と、当該発光部の両端から互いに離間する方向に延出した一対の封止部とを有する発光管を備えている。このうち、発光部の内部には、一対の電極と、アルゴン及びキセノン等の希ガス並びにハロゲンを含む発光物質とが封入された放電空間が形成され、当該一対の電極には、封止部内に配置されたモリブデン箔を介してリード線が接続され、当該リード線は封止部外に延出している。このような光源ランプは、各リード線を介して電極に所定の電圧を印加すると、放電空間内に放電が生じ、発光物質が反応して発光する構成となっている。

ところで、近年、プロジェクタには、投射画像の高輝度化が求められている。このような要望に対して、光源ランプから射出された光のうち、光変調装置に入射する光の光量を増加させ、当該光変調装置による画像形成に供される光の利用効率を高める構成が数多く提案されている。このような構成として、光源ランプの発光管に、リフレクタとは異なる反射鏡（副反射鏡）を設けた光源装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１に記載の光源装置は、光源ランプのリフレクタから離間する側の封止部に、当該リフレクタに対向し、かつ、発光部における当該封止部側を覆うように設けられた略椀状の副反射鏡を備えている。そして、副反射鏡は、光源ランプの発光部から射出された光のうち、発光部から当該封止部側（光源装置の前方側）に射出された光を、リフレクタに向かって反射する。このような副反射鏡により、発光部から射出され、かつ、光源装置の光路後段に配置された光学部品に入射しない光が生じることを抑えることができ、光変調装置に入射する光量を増加させることができる。

特開２００５−１４８２９３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の光源装置では、光源ランプの発光時に、発光部における副反射鏡が設けられた一方の封止部側と、他方の封止部側とで温度差が生じやすいという問題がある。
具体的に、光が照射されることによる副反射鏡に生じる熱により、当該副反射鏡が設けられた側の封止部は、温度が上昇しやすい一方で、放熱による温度降下が生じにくいため、当該封止部側の温度は、他方の封止部側の温度に比べて高くなる。このため、発光管内に温度差が生じ、蒸発した電極材料が発光管の内壁に付着する黒化現象が生じる可能性が高くなる。このような黒化現象が生じた場合、光源ランプの照度低下及び寿命の短期化を生じさせてしまうという問題がある。

本発明の目的は、光源ランプの黒化現象の発生を抑制することのできる光源装置、プロジェクタ及び光源ランプを提供することである。

前記した目的を達成するために、本発明の光源装置は、内部に一対の電極が配置される放電空間が形成された発光部、及び、当該発光部を挟み、かつ、互いに離間する方向に延出した一対の封止部を有する発光管を備える光源ランプと、前記一対の封止部のうちの一方の封止部側に取り付けられ、かつ、入射した光を一方向に反射する主反射鏡とを備えた光源装置であって、前記発光管は、前記発光部における他方の封止部側を覆うように設けられ、前記主反射鏡に対向し、かつ、入射した光を前記発光部に向かって反射する反射面を有する副反射鏡と、前記一方の封止部における前記発光部と前記主反射鏡との間に巻き付けられ、かつ、前記発光管を保温するコイル部材とを備えることを特徴とする。

このようなコイル部材としては、銅等の熱伝導性のよい金属により形成することができる。また、主反射鏡としては、楕円面リフレクタ、放物面リフレクタ、及び、自由曲面リフレクタ等を例示することができる。
本発明によれば、発光管を構成する一対の封止部のうち、副反射鏡が設けられた一方の封止部とは反対側に位置する他方の封止部に、当該発光管を保温するコイル部材が設けられている。これによれば、当該コイル部材が設けられた他方の封止部を保温することができるので、光源ランプを点灯させた際に、当該他方の封止部と、発光部から射出された光が入射することにより温度が上昇する副反射鏡が設けられた側の封止部との温度差を小さくすることができる。従って、発光管内に黒化現象が生じることを抑制することができ、当該光源ランプの長寿命化を図ることができる。

本発明では、前記コイル部材は、前記発光部と前記一方の封止部との接続部近傍に位置するように付勢されたコイルばねで構成されていることが好ましい。
本発明によれば、発光管を保温するコイル部材が、コイルばねで構成され、当該コイルばねは、当該コイルばねが設けられた一方の封止部と発光部との接続部近傍に位置するように付勢されている。これによれば、光源装置の姿勢に依らずに、当該接続部近傍にコイルばねを位置させておくことができる。このため、一方の封止部において、他方の封止部における副反射鏡が設けられた位置と同様の位置をコイル部材により保温することができるので、発光管内における温度分布の偏りの発生を一層抑制することができる。従って、当該発光管内での黒化現象の発生を一層抑制することができ、光源ランプを確実に長寿命化することができる。

本発明では、前記コイル部材は、略隙間無く連続して巻き付けられていることが好ましい。
ここで、コイル部材の巻き数が少ないと、コイル部材を介して発光管が露出する面積が大きくなり、当該コイル部材による保温効率が低下してしまう。さらに、冷却空気を送風して光源ランプを冷却するファン等が設けられている場合には、当該コイル部材による発光管の保温効果が一層低下してしまう。
これに対し、本発明では、コイル部材は、封止部に略隙間無く連続して巻き付けられていることにより、当該コイル部材を介して発光管が露出する面積を小さくすることができる。従って、コイル部材による保温効果を確実に発揮することができ、発光管内での黒化現象の発生を一層確実に抑制することができる。

本発明では、前記コイル部材のコイル径は、前記発光部から射出され、かつ、前記主反射鏡の有効反射領域に入射する光を遮らないように設定されていることが好ましい。
ここで、主反射鏡の有効反射領域とは、発光管、主反射鏡及び副反射鏡の外形寸法等により設定される主反射鏡の反射面における領域であり、主反射鏡が、例えば、回転曲線形状を有する楕円面リフレクタで構成されている場合には、反射面に入射した光のうち、当該反射面の第２焦点に集束する光が入射する反射面の領域を示す。
本発明によれば、コイル部材により、主反射鏡の有効反射領域に入射する光が遮られないようにすることができるので、発光部から射出され、かつ、光源装置外に射出される光が減光されることを防ぐことができる。従って、コイル部材による発光部からの光の損失を防ぐことができる。

また、本発明のプロジェクタは、光源装置と、当該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、当該光変調装置により変調された光束を投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、前記光源装置は、前述の光源装置であることを特徴とする。

本発明によれば、前述の光源装置と同様の効果を奏することができる。
すなわち、光源ランプにおける副反射鏡が設けられた封止部とは反対側の封止部に、コイル部材が巻き付けられていることにより、光源ランプ内に温度分布の偏りが生じることを抑えることができる。従って、光源ランプ内に黒化現象が生じることを抑制することができ、当該光源ランプの長寿命化を図ることができる。

また、本発明の光源ランプは、内部に一対の電極を有する放電空間が形成された発光部、及び、当該発光部を挟む一対の封止部を有する発光管を備えた光源ランプであって、前記一対の封止部の一方には、前記発光部の少なくとも一部を覆い、かつ、当該発光部から射出された光を一方向に反射する反射鏡が設けられ、前記一対の封止部の他方には、前記発光管を保温するコイル部材が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、前述の光源装置と同様の効果を奏することができる。
すなわち、光源ランプの発光管における反射鏡が設けられた封止部とは反対側の封止部に、当該発光管を保温するコイル部材が設けられていることにより、発光管を点灯させた際の当該発光管内部に温度分布の偏りが生じることを抑制することができる。従って、前述の黒化現象の発生を抑制することができ、光源ランプの長寿命化を図ることができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
〔プロジェクタ１の構成〕
図１は、本実施形態に係るプロジェクタ１の概略構成を示す模式図である。
プロジェクタ１は、内部に設けられた光源装置４１１から射出される光束を画像情報に応じて変調して画像光を形成し、当該画像光に係る画像をスクリーン（図示省略）等の投射面上に拡大投射するものである。このプロジェクタ１は、図１に示すように、外装筺体２と、投射レンズ３と、光学ユニット４等を備えている。
なお、図１において、図示は省略するが、外装筺体２内における投射レンズ３及び光学ユニット４以外の空間には、プロジェクタ１内部を冷却する冷却ファン等で構成される冷却ユニット、プロジェクタ１内部の各構成部材に電力を供給する電源ユニット、及び、プロジェクタ１全体を制御する制御ユニット等が配置されるものとする。

〔外装筐体２及び投射レンズ３の構成〕
外装筺体２は、合成樹脂等から構成され、図１に示すように、投射レンズ３及び光学ユニット４等を内部に収納配置する全体略直方体状に形成されている。この外装筺体２は、詳しい図示を省略するが、プロジェクタ１の天面、前面、背面及び左右両側面をそれぞれ構成するアッパーケースと、プロジェクタ１の底面、前面及び背面をそれぞれ構成するロアーケースとにより構成され、これらアッパーケース及びロアーケースは、互いにねじ等で固定されている。なお、外装筺体２は、合成樹脂等に限らず、その他の材料にて形成してもよく、例えば、金属等により構成してもよい。
投射レンズ３は、光学ユニット４にて形成された画像光を、スクリーン（図示省略）等の投射面上に結像させるとともに、当該画像光に係る画像を拡大投射する投射光学装置である。この投射レンズ３は、筒状の鏡筒内に複数のレンズが収納された組レンズとして構成されている。

〔光学ユニット４の構成〕
光学ユニット４は、前述の制御ユニットによる制御の下、光源から射出された光束を、光学的に処理して画像情報に対応した画像光を形成するユニットである。この光学ユニット４は、図１に示すように、外装筺体２の背面に沿って延出するとともに、外装筺体２の側面に沿って延出する平面視略Ｌ字形状を有している。
この光学ユニット４は、照明光学装置４１と、色分離光学装置４２と、リレー光学装置４３と、電気光学装置４４と、これら光学部品４１〜４４を内部に収納配置するとともに、投射レンズ３を所定位置で支持固定する光学部品用筐体４５とを備えている。

照明光学装置４１は、電気光学装置４４を構成する後述する液晶パネル４４２の画像形成領域をほぼ均一に照明するものである。この照明光学装置４１は、光源装置４１１と、第１レンズアレイ４１２と、第２レンズアレイ４１３と、偏光変換素子４１４と、重畳レンズ４１５とを備えて構成されている。

光源装置４１１は、放射状の光線を射出する光源ランプ５と、当該光源ランプ５から射出された放射光を反射して、所定位置に収束させる主反射鏡６と、平行化凹レンズ７と、これらを内部に収納するハウジング８とを備えている。なお、光源ランプ５及び主反射鏡６の構成については、後に詳述する。
平行化凹レンズ７は、主反射鏡６にて反射されて収束される光束を照明光軸Ａに対して平行化する。
ハウジング８は、合成樹脂により形成された筐体であり、前述のように、光源ランプ５、主反射鏡６及び平行化凹レンズ７を内部に収納して、光源装置４１１をユニットとして構成する。

第１レンズアレイ４１２は、照明光軸Ａに略直交する面内に複数の小レンズが、マトリクス状に配列された構成を有している。これら小レンズは、照明光軸Ａ方向から見て略矩形状の輪郭を有している。そして、これら各小レンズは、光源装置４１１から射出される光束を、複数の部分光束に分割する。
第２レンズアレイ４１３は、第１レンズアレイ４１２と同様の構成を有しており、第１レンズアレイ４１２の小レンズに対応する小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。この第２レンズアレイ４１３は、重畳レンズ４１５とともに、第１レンズアレイ４１２の各小レンズの像を、電気光学装置４４の後述する液晶パネル４４２の画像形成領域に結像させる機能を有している。

偏光変換素子４１４は、第２レンズアレイ４１３と重畳レンズ４１５との間に配置され、当該第２レンズアレイ４１３からの光を略１種類の直線偏光に変換するものである。
具体的に、偏光変換素子４１４によって略１種類の直線偏光に変換された各部分光は、重畳レンズ４１５によって最終的に後述する液晶パネル４４２の画像形成領域にほぼ重畳される。偏光光を変調するタイプの液晶パネルを用いたプロジェクタでは、１種類の偏光光しか利用できないため、ランダムな偏光光を発する光源装置４１１からの光の略半分を利用できない。このため、偏光変換素子４１４を用いることで、光源装置４１１からの射出光を略１種類の直線偏光に変換し、電気光学装置４４での光の利用効率を高めている。

色分離光学装置４２は、２枚のダイクロイックミラー４２１，４２２と、反射ミラー４２３とを備え、ダイクロイックミラー４２１，４２２により照明光学装置４１から射出された複数の部分光束を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色光に分離する。
リレー光学装置４３は、入射側レンズ４３１、リレーレンズ４３３及び反射ミラー４３２，４３４を備え、色分離光学装置４２で分離された赤色光を赤色光用の液晶パネル４４２Ｒまで導く機能を有している。

この際、色分離光学装置４２のダイクロイックミラー４２１では、照明光学装置４１から射出された光束の赤色光成分と緑色光成分とが透過するとともに、青色光成分が反射する。ダイクロイックミラー４２１によって反射した青色光は、反射ミラー４２３で反射し、フィールドレンズ４４１を通って青色光用の液晶パネル４４２Ｂに達する。このフィールドレンズ４４１は、第２レンズアレイ４１３から射出された各部分光束をその中心軸（主光線）に対して平行な光束に変換する。他の緑色光及び赤色光用の液晶パネル４４２Ｇ，４４２Ｒの光入射側に設けられたフィールドレンズ４４１も同様である。

ダイクロイックミラー４２１を透過した赤色光と緑色光のうち、緑色光はダイクロイックミラー４２２によって反射され、フィールドレンズ４４１を通って緑色光用の液晶パネル４４２Ｇに達する。一方、赤色光はダイクロイックミラー４２２を透過してリレー光学装置４３を通り、さらにフィールドレンズ４４１を通って赤色光用の液晶パネル４４２Ｒに達する。なお、赤色光にリレー光学装置４３が用いられているのは、赤色光の光路の長さが他の色光の光路の長さよりも長いため、光の拡散等による光の利用効率の低下を防止するためである。すなわち、入射側レンズ４３１に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ４４１に伝えるためである。なお、リレー光学装置４３には、３つの色光のうち赤色光を通す構成としたが、これに限らず、例えば、青色光を通す構成としてもよい。

電気光学装置４４は、色分離光学装置４２から射出される３つの色光を画像情報に応じてそれぞれ変調し、変調した各色光を合成して光学像（カラー画像）を形成する。
この電気光学装置４４は、図１に示すように、前述のフィールドレンズ４４１と、光変調装置としての液晶パネル４４２（赤色光用の液晶パネルを４４２Ｒ、緑色光用の液晶パネルを４４２Ｇ、及び、青色光用の液晶パネルを４４２Ｂとする）と、これら各液晶パネル４４２の光束入射側にそれぞれ配置される３つの入射側偏光板４４３と、各液晶パネル４４２の光束射出側にそれぞれ配置される３つの視野角補償板４４４と、当該３つの視野角補償板４４４の光束射出側にそれぞれ配置される３つの射出側偏光板４４５と、色合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズム４４６とを備えて構成されている。

入射側偏光板４４３には、偏光変換素子４１４で偏光方向が略一方向に揃えられた各色光が入射し、当該入射側偏光板４４３は、入射した光束のうち、偏光変換素子４１４で揃えられた光束の偏光方向と略同一方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収する。このような入射側偏光板４４３は、例えば、サファイアガラスまたは水晶等の透光性基板上に偏光層が貼付された構成を有している。
光変調装置としての液晶パネル４４２は、詳しい図示を省略するが、一対の透明なガラス基板間に電気光学物質である液晶が密閉封入した構成を有している。そして、当該液晶パネル４４２では、前述の制御ユニットから入力する画像情報である駆動信号に応じて、液晶の配向状態が制御され、入射側偏光板４４３から射出された偏光光束の偏光方向が変調されることで、画像光が形成される。

視野角補償板４４４は、フィルム状に形成され、液晶パネル４４２に光束が斜方入射した場合（パネル面の法線方向に対して傾斜して入射した場合）の当該液晶パネル４４２で生じる複屈折による常光と異常光との間に生じる位相差を補償する。この視野角補償板４４４は、負の一軸性を有する光学異方体であり、その光学軸がフィルム面内の所定方向に向きかつ、該フィルム面から面外方向に所定角度傾斜するように配向している。
この視野角補償板４４４としては、例えば、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等の透明支持体上に配向層を介してディスコティック（円盤状）化合物層を形成したもので構成でき、ＷＶフィルム（富士写真フィルム社製）を採用できる。

射出側偏光板４４５は、液晶パネル４４２から射出され視野角補償板４４４を介した光束のうち、入射側偏光板４４３における光束の透過軸と直交する偏光方向を有する光束のみ透過させ、その他の光束を吸収するものである。このような射出側偏光板４４５は、前述の入射側偏光板４４３と同様の構成とすることができる。
クロスダイクロイックプリズム４４６は、射出側偏光板４４５から射出された色光毎に変調された変調光を合成して光学像（カラー画像）を形成する。このクロスダイクロイックプリズム４４６は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、２つの誘電体多層層が形成されている。これら誘電体多層層は、投射レンズ３と対向する側（Ｇ色光側）に配置された射出側偏光板４４５を介した色光を透過し、残り２つの射出側偏光板４４５（Ｒ色光側及びＢ色光側）を介した色光を反射する。このようにして、各入射側偏光板４４３、各液晶パネル４４２、各視野角補償板４４４、及び、各射出側偏光板４４５にて変調された各色光が合成されてカラー画像が形成される。

〔光源ランプ５の構成〕
図２は、光源装置４１１の光源ランプ５及び主反射鏡６を示す縦断面図である。なお、図２においては、平行化凹レンズ７及びハウジング８の図示を省略している。
光源ランプ５は、前述のように、光源装置４１１を構成し、電圧印加によって発光する光源である。この光源ランプ５は、図２に示すように、石英ガラスにより形成された発光管５１と、当該発光管５１に取り付けられる副反射鏡５２と、コイルばね５３とを備えて構成されている。なお、このような光源ランプ５としては、高輝度発光する種々の光源ランプを採用することができ、例えば、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ及び超高圧水銀ランプ等を採用することができる。

発光管５１には、中央部分が略球状に膨出する発光部５１１と、発光部５１１を挟み、かつ、当該発光部５１１の両端から互いに離間する方向に延出する一対の封止部５１２，５１３（図２における左側の封止部を５１２、右側の封止部を５１３とする）とが形成されている。
このうち、発光部５１１の内部には、一対の電極５１１１，５１１２が配置され、当該一対の電極５１１１，５１１２間には、水銀、希ガス及び少量のハロゲンを含む発光物質が封入された放電空間Ｓが形成されている。

一対の封止部５１２，５１３の内部には、発光部５１１内の一対の電極５１１１，５１１２と電気的に接続されるモリブデン製の金属箔５１２１，５１３１がそれぞれ挿入され、当該一対の封止部５１２，５１３における発光部５１１とは反対側の端部は、ガラス材料等で封止されている。これら各金属箔５１２１，５１３１には、さらに電極引出線としてのリード線５１４，５１５がそれぞれ接続され、当該リード線５１４，５１５は、発光管５１の外部まで延出している。そして、これらリード線５１４，５１５に対して電圧を印加すると、金属箔５１２１，５１３１を介して電極５１１１，５１１２間に電位差が生じて放電が発生し、アーク像Ｄが形成されて発光部５１１内部が発光する。

ここで、主反射鏡６について説明する。
主反射鏡６は、光源ランプ５の一方の封止部５１２（光源装置４１１における光束射出方向の基端側に位置する封止部５１２）に接着剤Ｂにより固定されるガラス製の一体成形品であり、入射した光を反射して、照明光軸Ａ上の第２焦点Ｆ２に収束させる。この主反射鏡６には、封止部５１２が挿通される略円筒状の首状部６１と、当該首状部６１から拡がる凹曲面状の反射部６２とが形成されている。
このうち、反射部６２における光源ランプ５に対向する側の回転曲線形状の面には、金属薄膜が蒸着された反射面６２１が形成されている。この反射面６２１は、可視光を反射し、かつ、赤外線及び紫外線を透過するコールドミラーとして形成されている。

首状部６１には、封止部５１２が挿通される平面視略円形状の開口６１１が形成されており、封止部５１２が挿通された状態で接着剤Ｂが当該開口６１１内に注入され、これにより、封止部５１２と主反射鏡６とが接着固定される。この際、光源ランプ５の主反射鏡６に対する位置は、当該光源ランプ５の発光部５１１におけるアーク像Ｄの中心位置Ｃと、当該主反射鏡６の反射面６２１の第１焦点Ｆ１近傍となるように設定されている。
このような主反射鏡６では、光源ランプ５の発光部５１１から射出された光のうち、主反射鏡６の反射面６２１に入射した光Ｒ１は、当該反射面６２１にて反射され、照明光軸上に設定された回転曲線形状の第２焦点Ｆ２に集束する。
なお、本実施形態では、主反射鏡６は、回転楕円面を有する楕円面リフレクタで構成されているが、回転放物面を有する放物面リフレクタで構成してもよい。この場合には、平行化凹レンズ７を省略した構成とする。さらに、主反射鏡６は、自由曲面リフレクタで構成してもよい。

〔副反射鏡５２の構成〕
副反射鏡５２は、光源ランプ５の封止部５１３（主反射鏡６が装着される側とは反対側の封止部５１３）に装着されるガラス製の成形品であり、発光管５１と同様の素材により形成されている。この副反射鏡５２には、封止部５１３が挿通される略円筒状の首状部５２１と、当該首状部５２１から拡がる反射部５２２とが形成されている。
首状部５２１には、封止部５１３が挿通される開口５２１１が形成され、当該封止部５１３が挿通された状態で開口５２１１内に接着剤が注入され、副反射鏡５２が封止部５１３に取り付けられる。

反射部５２２は、封止部５１３に副反射鏡５２が取り付けられた際、発光部５１１の封止部５１３側（光源装置４１１の光束射出方向の先端側）を覆うように配置され、当該発光部５１１の外形に沿うように略椀状に形成されている。この反射部５２２における発光部５１１と対向する面には、前述の反射面６２１と同様に、金属薄膜が蒸着された反射面５２２１が形成されており、当該反射面５２２１も、可視光を反射し、かつ、赤外線及び紫外線を透過するコールドミラーとして形成されている。

このような副反射鏡５２を発光管５１に取り付けることにより、発光部５１１から射出された光のうち、主反射鏡６側とは反対側に射出された光Ｒ２、すなわち、副反射鏡５２の反射面５２２１に入射する光Ｒ２は、当該反射面５２２１により発光部５１１に向かって反射され、発光部５１１を通過して主反射鏡６の反射面６２１に入射する。このため、当該光Ｒ２は、発光部５１１から反射面６２１に直接入射する前述の光Ｒ１と同様に、当該反射面６２１にて反射され、第２焦点Ｆ２に集束する。これにより、発光部５１１から光源装置４１１の光束射出方向の先端側に直接射出され、かつ、当該光源装置４１１の光路後段に位置する第１レンズアレイ４１２に入射しない光の発生を抑えることができる。従って、副反射鏡５２を設けない場合に比べ、発光部５１１から射出され、かつ、前述の液晶パネル４４２に入射する光の光量を増加させることができ、当該液晶パネル４４２による画像形成における光の利用効率を向上することができる。

〔コイルばね５３の構成〕
コイルばね５３は、本発明のコイル部材に相当し、封止部５１２における発光部５１１と主反射鏡６との間に設けられている。
詳述すると、コイルばね５３は、銅製の圧縮ばねで構成され、内径が封止部５１２の外径寸法と略同じとなるように構成されている。そして、封止部５１２に主反射鏡６を取り付ける際には、コイルばね５３は、圧縮された状態で維持され、接着剤Ｂにより封止部５１２と主反射鏡６とが固定された後、当該圧縮状態が解除される。このため、コイルばね５３は、接着剤Ｂ方向に付勢力を作用させるとともに発光部５１１側に付勢力を作用させ、当該コイルばね５３の位置が、発光部５１１と主反射鏡６との間（詳しくは、発光部５１１と、主反射鏡６を封止部５１２に固定する接着剤Ｂとの間）に維持される。
また、このコイルばね５３は、発光部５１１と主反射鏡６との間に、コイル部を構成する銅線が略隙間無く連続して配列される。このため、発光管５１の表面から放射される熱を帯びた空気が、封止部５１２とコイルばね５３との間にこもりやすくすることができ、これにより、封止部５１２と発光部５１１との接続部が冷えにくくなっている。

ここで、主反射鏡６の反射面６２１の有効反射領域Ａｒについて説明する。
図３は、コイルばね５３と主反射鏡６の反射面６２１の有効反射領域Ａｒとの位置関係を示す図である。
発光管５１の発光部５１１から射出された光は、全て液晶パネル４４２の画像形成に利用されるのではなく、主反射鏡６の有効反射領域Ａｒに入射し、かつ、当該主反射鏡６により第２焦点Ｆ２に集束される光が、第１レンズアレイ４１２等を介して液晶パネル４４２に入射して画像形成に利用される。
この有効反射領域Ａｒは、発光管５１、副反射鏡５２及び主反射鏡６の外形寸法や、当該主反射鏡６の第１焦点Ｆ１及び第２焦点Ｆ２の各位置に応じて設定される。

具体的に、有効反射領域Ａｒは、図３に示すように、発光部５１１から射出され、かつ、反射面６２１により反射されて第２焦点Ｆ２に集束される光のうち、反射面６２１における開口６１１から最も離れた位置に入射する光Ｒ３の入射位置Ｐ３から、開口６１１に最も近接する位置に入射する光Ｒ４の入射位置Ｐ４までの範囲とされる。なお、光Ｒ４は、反射面６２１に入射し、かつ、副反射鏡５２に入射せずに、第２焦点Ｆ２に集束する光である。そして、コイルばね５３のコイル径及び線径は、当該有効反射領域Ａｒに入射する光を遮らない寸法に設定されている。

以上説明した本実施形態のプロジェクタ１によれば、以下の効果を奏することができる。
すなわち、光源ランプ５の発光管５１を構成する一対の封止部５１２，５１３のうち、副反射鏡５２が取り付けられた封止部５１３とは反対側に位置し、かつ、主反射鏡６が取り付けられる封止部５１３には、当該発光管５１を保温するコイルばね５３が取り付けられている。これによれば、コイルばね５３が設けられた封止部５１２を保温することができる。このため、光源ランプ５の発光時に、当該光源ランプ５の発光部５１１から射出された光及び輻射熱等により温度が上昇する副反射鏡５２が設けられた位置の発光管５１内の温度と、コイルばね５３が設けられた位置の発光管５１内の温度との温度差を小さくすることができる。従って、発光管５１内に黒化現象が生じることを抑制することができ、光源ランプ５の長寿命化を図ることができる。

ここで、発光管５１の黒化現象は、発光部５１１と各封止部５１２，５１３との接続部近傍で生じることが確認されている。
これに対し、コイルばね５３は、圧縮ばねで構成され、発光部５１１、及び、主反射鏡６の開口６１１内の接着剤Ｂに付勢力を作用させるように、封止部５１２に取り付けられている。すなわち、コイルばね５３の位置は、当該付勢力により、封止部５１２と発光部５１１との接続部近傍に維持されている。これによれば、当該接続部と、副反射鏡５２が設けられた側の封止部５１３及び発光部５１１の接続部との温度差を小さくすることができる。従って、発光管５１内での黒化現象の発生を一層効果的に抑制することができ、光源ランプ５の長寿命化を一層確実に図ることができる。

また、コイルばね５３は、封止部５１２における発光部５１１と、主反射鏡６を固定する接着剤Ｂとの間に、略隙間無く巻き付けられており、当該コイルばね５３が設けられた封止部５１２の位置では、発光管５１がほぼ露出しない。これによれば、コイルばね５３による発光管５１の保温性を向上することができる。
また、図３に示すように、光源ランプ５を冷却するファン（図示省略）からの冷却空気Ｗが、主反射鏡６の反射面６２１に沿って流通している場合でも、当該冷却空気Ｗによって、コイルばね５３が設けられた側の封止部５１２が急激に冷却されることを防ぐことができる。従って、発光管５１内での温度分布の偏りの発生を確実に抑制することができ、発光管５１内で黒化現象が生じることを一層確実に抑制することができる。

また、コイルばね５３のコイル径は、発光部５１１から主反射鏡６の反射面６２１における有効反射領域Ａｒに入射する光を遮らないように設定されている。これによれば、コイルばね５３により、当該有効反射領域Ａｒに入射する光の光量が減少することを防ぐことができる。従って、当該有効反射領域Ａｒに入射し、各光学部品を介して液晶パネル４４２に入射する光の光量が減少することを防ぐことができるので、画像形成に係る光の利用効率が低下することを防ぐことができる。

〔実施形態の変形〕
本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記実施形態では、コイルばね５３は、発光管５１の封止部５１２において発光部５１１側に付勢されているとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、コイルばね５３の位置が、封止部５１２における発光部５１１側に位置していればよく、当該位置に固定されていてもよい。
また、前記実施形態では、コイル部材を、コイルばね５３で構成したが、本発明はこれに限らない。すなわち、線材が幾重にも巻かれたコイル部を有する部材であれば、圧縮ばねでなくてもよい。

前記実施形態では、コイルばね５３は、封止部５１２に取り付けられた際に、略隙間無く連続して巻き付けられているとしたが、本発明はこれに限らず、コイル部において線材間に所定の間隔が空いていてもよい。すなわち、発光管５１を保温することが可能であれば、本発明のコイル部材の形状は問わない。
また、前記実施形態では、コイルばね５３のコイル径は、発光部５１１から射出され、かつ、主反射鏡６の反射面６２１の有効反射領域Ａｒに入射する光を遮らないように設定されているとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、コイルばね５３によって、有効反射領域Ａｒに入射する光の一部が遮光されてもよい。

前記実施形態では、プロジェクタ１は、３つの液晶パネル４４２Ｒ，４４２Ｇ，４４２Ｂを備えるとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、２つ以下、あるいは、４つ以上の液晶パネルを用いたプロジェクタにも、本発明を適用可能である。
また、前記実施形態では、光学ユニット４は平面視略Ｌ字形状を有した構成を説明したが、これに限らず、例えば、平面視略Ｕ字形状を有した構成を採用してもよい。
さらに、前記実施形態では、光束入射面と光束射出面とが異なる透過型の液晶パネル４４２を用いていたが、光入射面と光射出面とが同一となる反射型の液晶パネルを用いてもよい。

前記実施形態では、光変調装置として液晶パネル４４２を備えたプロジェクタ１を例示したが、入射光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する光変調装置であれば、他の構成の光変調装置を採用してもよい。例えば、マイクロミラーを用いたデバイスなど、液晶以外の光変調装置を用いたプロジェクタにも、本発明を適用することも可能である。このような光変調装置を用いた場合、光束入射側及び光束射出側の偏光板４４３，４４５は省略することができる。

前記実施形態では、光源ランプ５を備えた光源装置４１１を、プロジェクタ１に採用したが、本発明はこれに限らない。すなわち、光源ランプ５及び光源装置４１１を単体で利用することも可能である。このような光源ランプ５は、スタンド等の照明装置に利用することができ、また、光源装置４１１は、スポットライト等の照明装置に利用することができる。

本発明は、光源装置に利用でき、特にプロジェクタに採用される光源装置に好適に利用することができる。

本発明の一実施形態に係るプロジェクタの構成を示す模式図。 前記実施形態における光源ランプ及び主反射鏡を示す縦断面図。 前記実施形態におけるコイルばね及び有効反射領域の位置関係を示す図。

符号の説明

１…プロジェクタ、３…投射レンズ（投射光学装置）、５…光源ランプ、６…主反射鏡、５１…発光管、５２…副反射鏡、５３…コイルばね（コイル部材）、４１１…光源装置、４４２…液晶パネル（光変調装置）、５１１…発光部、５１２…封止部（一方の封止部）、５１３…封止部（他方の封止部）、５１１１，５１１２…電極、５２２１…反射面、Ａｒ…有効反射領域、Ｓ…放電空間。

Claims (6)

1. 内部に一対の電極が配置される放電空間が形成された発光部、及び、当該発光部を挟み、かつ、互いに離間する方向に延出した一対の封止部を有する発光管を備える光源ランプと、前記一対の封止部のうちの一方の封止部側に取り付けられ、かつ、入射した光を一方向に反射する主反射鏡とを備えた光源装置であって、
   前記発光管は、
   前記発光部における他方の封止部側を覆うように設けられ、前記主反射鏡に対向し、かつ、入射した光を前記発光部に向かって反射する反射面を有する副反射鏡と、
   前記一方の封止部における前記発光部と前記主反射鏡との間に巻き付けられ、かつ、前記発光管を保温するコイル部材とを備え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、
   前記コイル部材は、前記発光部と前記一方の封止部との接続部近傍に位置するように付勢されたコイルばねで構成され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、
   前記コイル部材は、略隙間無く連続して巻き付けられ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、
   前記コイル部材のコイル径は、
   前記発光部から射出され、かつ、前記主反射鏡の有効反射領域に入射する光を遮らないように設定されていることを特徴とする光源装置。
5. 光源装置と、当該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、当該光変調装置により変調された光束を投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、
   前記光源装置は、請求項１から請求項４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。
6. 内部に一対の電極を有する放電空間が形成された発光部、及び、当該発光部を挟む一対の封止部を有する発光管を備えた光源ランプであって、
   前記一対の封止部の一方には、
   前記発光部の少なくとも一部を覆い、かつ、当該発光部から射出された光を一方向に反射する反射鏡が設けられ、
   前記一対の封止部の他方には、
   前記発光管を保温するコイル部材が設けられていることを特徴とする光源ランプ。

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