JP2008275697A - 光源装置およびこれを備えた投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光の利用効率を確保しつつ、光源装置から外部へ漏洩する電磁波の量をより確実に所定の規制値以下になるように低減することが可能な光源装置およびこれを備えた投射型表示装置を提供する。
【解決手段】光源装置１では、高周波電流を流すことで放電発光する無電極放電ランプ２を備えているとともに、液晶ライトバルブ６３ｂ，６５ｂ，７１ｂ等の光変調素子まで光を導く各種光学部品（レンズアレイ２１，２２、ＰＳコンバータ８、コンデンサレンズ９、ミラー６１等、レンズ６３ａ等）を、導電性のケース部１１によって覆っている。ケース部１１は、光が入射する第１開口１１ａと、光を出射する第２開口１１ｂとを有している。
【選択図】図６

Description

本発明は、高周波の電磁界を外部から印加することで発光する無電極放電ランプを用いた光源装置およびこれを備えた投射型表示装置に関する。

空間光変調素子を用いた投射表示装置は、空間光変調素子を照明する光に映像信号に応じた光変調を与え、変調された変調光を拡大投影するものである。このような投射表示装置では、高輝度が望まれるため、光源としてメタルハライド、キセノンランプ等の高輝度な放電ランプが採用されている。

また、上記メタルハライド、キセノンランプ等の有電極放電ランプは、放電によって電極が消耗しランプの寿命が短いことから、近年、電極を有さない長寿命の無電極放電ランプを用いた光源装置が提供されている。ところが、無電極放電ランプは、高周波で放電点灯するという発光原理を有するため発光時に強い電磁波が発生する。このため、周辺電子機器への影響（いわゆる、不要輻射）等を防止するために、電磁波を遮蔽するための電磁波遮蔽手段が必要となる。

なお、このような不要輻射を防止するための漏洩した電磁波の量を規定した規格として、ＩＥＣ（The International Electrotechnical Commission）や、ＦＣＣ（Federal Communications Commission）、ＥＭＣ（Electromagnetic Compatibility）等がある。よって、光源装置を製品化していくためには、光源装置からの電磁波の漏洩量を、このような規格において定められた所定値以下にすることが重要である。

例えば、特許文献１には、無電極放電ランプを用いた場合でも、電磁波の漏洩を低減し外部取り出し効率の高い発光が得られるようにするために、焦点位置に接地用導体ケースの孔を配置した光源装置が開示されている。
特開２００３−１７８６０５号公報（平成１５年６月２７日公開）

しかしながら、上記従来の装置では、以下に示すような問題点を有している。
すなわち、上記公報に開示された装置では、ランプから出射された光が集光された位置に小さな開口を設けることにより、光の利用効率をできるだけ落とすことなく、漏洩電磁波の量を所定値以上低減する構成を採用している。しかし、無電極放電ランプに印加される高周波は一般的に基本波８８０ＭＨｚ〜２ＧＨｚとされているが、ランプの出力波形の歪みによって３．０〜６．０ＧＨｚの高調波が発生するおそれがある。この場合、上記従来の構成では、電磁波の低減量が必ずしも十分ではなく、外部へ電磁波の漏洩を確実に防止できるとは言い難い。

本発明の課題は、光の利用効率を確保しつつ、光源装置から外部へ漏洩する電磁波の量をより確実に所定の規制値以下になるように低減することが可能な光源装置およびこれを備えた投射型表示装置を提供することにある。

第１の発明に係る光源装置は、高周波によって放電発光する無電極放電ランプと、集光レンズと、筐体部と、筒状部材と、を備えている。集光レンズは、無電極放電ランプから出射された光を集光させる。導電性の筐体部は、無電極放電ランプの光出射方向に開口部を有しており、無電極放電ランプおよび集光レンズを内包して無電極放電ランプから放出される電磁波を遮蔽する。導電性の筒状部材は、筐体部の開口部側に取り付けられており、光の進行方向に沿って配置され光を光変調素子まで導く複数の光学部品までの構成を覆う。さらに、筒状部材は、少なくとも筐体部と接続される一方の端部と反対側の端部とにそれぞれ光が通過する開口を有する。

ここでは、誘導コイルに対して高周波電流を流すことによって、水銀蒸気が封入されたバルブ内に高周波電磁界を発生させ、この高周波電磁界により発生する誘導電界が水銀蒸気を励起させて生じた紫外線をバルブ内面の蛍光体に当てて発光させる無電極放電ランプを搭載した光源装置において、発光過程において発生する電磁波が外部に漏れて不要輻射となることを防止しつつ、高い光利用効率を得られるように、以下のような構成を採用している。

具体的には、無電極放電ランプを光源として用いた光源装置において、無電極放電ランプと集光レンズとを収納した導電性の筐体部に形成された開口部に対して導電性の筒状部材を取り付けている。そして、この筒状部材は、光源から照射された光を光変調素子まで導く複数の光学部品までを覆うように形成されている。
ここで、上記光学部品には、光変調素子として液晶パネルを用いる場合には、色分解・合成系のミラーやレンズ等、光変調素子としてＤＭＤ（Digital Micromirror Device）を用いる場合には、カラーホイールやリレーレンズ等が含まれる。

通常、液晶パネルやＤＭＤを用いた投射型表示装置では、無電極放電ランプを光源として用いた場合には、電磁波の遮蔽とともに、下流側に入射される光の利用効率を向上させる必要がある。このため、光路を妨げることのないように光束に比べて大きな開口を設ける一方で、この開口からの電磁波の漏洩を低減する必要がある。
本発明の光源装置では、光源だけでなく、光の進行方向における下流側に配置された集光レンズや光変調素子まで光を導く各種光学部品までの構成を、導電性の筐体や筒状部材によって覆っている。

これにより、光源装置内において発生した電磁波の漏洩をより効果的に抑制しつつ、光の利用効率の低下を防止することができる。この結果、無電極放電ランプにおいて出力波形の歪みによって高調波（例えば、３〜６ＧＨｚ）が発生して通常よりも大きな電磁波が発生した場合でも、電磁波を筒状部材の内部において確実に低減することで、電磁波の外部への漏洩をより確実に防止することができる。

第２の発明に係る光源装置は、第１の発明に係る光源装置であって、筒状部材は、光が集光する位置に開口を有している。
ここでは、例えば、集光レンズ等によって集光された光束の径が最も小さくなる位置に開口を設けている。
ここで、上記開口は、筒状部材の上下流側における両端の開口であってもよいし、その途中に形成された開口であってもよい。

これにより、最小に形成された開口によって、光路が妨げられることなく、電磁波については効果的に低減することができる。そして、光の集束部分を筒状部内において複数箇所設けて開口の数を増やした場合には、光が開口を通過するたびに段階的に電磁波の量を低減させることができる。よって、光源装置内で高調波が発生した場合でも、より効果的に電磁波の漏洩量を抑制することができる。

第３の発明に係る光源装置は、第１または第２の発明に係る光源装置であって、筒状部材は、光変調素子において変調された光を表示画面上に投射する投射レンズまで覆うように形成されている。
ここでは、筒状部材が、スクリーン等の表示画面上に光を拡大して投射する投射レンズの配置された部分まで覆うように構成されている。

これにより、光の進行方向におけるさらに下流側までの部分を導電性の筒状部材によって覆うことができる。この結果、高調波が発生した場合でも、さらに効果的に電磁波の漏洩量を低減することができる。

第４の発明に係る光源装置は、第１から第３の発明のいずれか１つに係る光源装置であって、光学部品は、カラーホイールあるいはリレーレンズを含んでいる。
ここでは、光源装置が、光変調素子としてＤＭＤを用いた光源装置に含まれるカラーホイールやリレーレンズを光学部品として備えている。

これにより、光変調素子としてＤＭＤを用いた光源装置であっても、ＤＭＤに対してＲＧＢ３原色のカラー光を供給するカラーホイール等まで導電性の光学部品によって覆うことで、高調波発生時における外部への電磁波の漏洩を効果的に防止することができる。

第５の発明に係る光源装置は、第１から第３の発明のいずれか１つに係る光源装置であって、光学部品は、色分解・合成用のミラー、レンズを含んでいる。
ここでは、光源装置が、光変調素子として液晶パネルを用いた光源装置に含まれる色分解・合成用のミラー、レンズを光学部品として備えている。

これにより、光変調素子として液晶パネルを用いた光源装置であっても、ＲＧＢ３原色のカラー光を生成する分解・合成ミラー、レンズ等まで導電性の光学部品によって覆うことで、高調波発生時における外部への電磁波の漏洩を効果的に防止することができる。

第６の発明に係る光源装置は、第１から第５の発明のいずれか１つに係る光源装置であって、開口の付近に配置された光学部品は、少なくとも光の通過する領域に透明導電性膜を含んでいる。
ここでは、開口部の付近にセットされたレンズ等の光学部品が、その光が通過する部分の表面あるいは内部に、透明な導電性膜を含むように構成されている。

これにより、光の通過を妨げることなく、開口から漏れ出そうとする電磁波を透明導電性膜によって捕獲して、外部への漏洩量をさらに効果的に低減することができる。この結果、装置内において高調波が発生しても、外部への電磁波の漏洩を効率よく防止することができる。

第７の発明に係る光源装置は、第１から第６の発明のいずれか１つに係る光源装置であって、筒状部材は、金属製、あるいは金属製のメッキによって形成されている。
ここでは、例えば、部品全体をアルミや銅等の金属製とするか、樹脂製の部品をアルミ等の金属製のメッキ処理することによって、筒状部材に導電性を付与している。
これにより、比較的安価かつ容易に筒状部材に対して導電性を付与することができる。

第８の発明に係る投射型表示装置は、第１から第７の発明のいずれか１つに係る光源装置を備えている。
これにより、高調波が発生した場合でも、電磁波を筒状部材の内部において確実に低減することで、電磁波の外部への漏洩をより確実に防止することができる、という上記と同様の効果を得ることが可能な投射型表示装置を提供することができる。

本発明に係る光源装置によれば、高調波が発生した場合でも、電磁波を筒状部材の内部において確実に低減することで、電磁波の外部への漏洩をより確実に防止することができる。

本発明の一実施形態に係る光源装置を搭載した三板式液晶プロジェクタ（投射型表示装置）６０について、図１〜図８を用いて説明すれば以下の通りである。
［液晶プロジェクタ６０全体の構成］
本実施形態に係る液晶プロジェクタ６０は、いわゆる三板式液晶プロジェクタ６０であって、光源装置１と、ダイクロイックミラー６１，６４と、反射ミラー６２，６７，６９と、液晶ライトバルブ６３ｂ，６５ｂ，７１ｂと、入射側レンズ６６と、リレーレンズ６８と、出射側レンズ６３ａ，６５ａ，７１ａと、ダイクロイックプリズム７３と、投射レンズ７４と、を含むように構成されている。

無電極放電ランプ２より照射された光は、まず赤反射ダイクロイックミラー６１において赤色光が反射し、青、緑色光は透過される。
赤色光は、反射ミラー６２で反射され、出射側レンズ６３ａを経て第１液晶ライトバルブ６３ｂに達する。一方、赤反射ダイクロイックミラー６１において透過された青色光および緑色光のうち緑色光は、緑反射ダイクロイックミラー６４において反射され、出射側レンズ６５ａを経て第２液晶ライトバルブ６５ｂに達する。青色光は、緑反射ダイクロイックミラー６４を透過した後、入射側レンズ６６、リレーレンズ６８、出射側レンズ７１ａから形成されるリレーレンズ系に反射ミラー６７，６９を加えて構成された導光手段により第３液晶ライトバルブ７１に導かれる。第１・第２・第３液晶ライトバルブ６３ｂ，６５ｂ，７１ｂにおいて各色に対応した映像信号にあわせて変調された光は、ダイクロイックプリズム７３に入射する。ダイクロイックプリズム７３は、赤反射の誘電体多層膜と青反射の誘電体多層膜とを十字状に交差させて有しており、それぞれの変調光束を合成する。ここで合成された光は、投射レンズ７４を透過して、図示しないスクリーン上に映像を形成する。なお、ダイクロイックミラー６１とダイクロイックミラー６４、ダイクロイックプリズム７３のそれぞれの分光特性を変更することで、赤色、青色、緑色のルートを変更することができる。

［光源装置１の構成］
光源装置１は、主として、液晶プロジェクタやリアプロジェクションテレビ等の投射型表示装置に搭載される光源であって、図２に示すように、無電極放電ランプ２と、光インテグレータ３と、金属マスク４、筐体部５と、ＰＳコンバータ８と、コンデンサレンズ９と、を備えている。

（無電極放電ランプ２）
無電極放電ランプ２は、６００ＭＨｚ〜１ＧＨｚの高周波電力を印加することにより発光する光源であって、図２に示すように、放電発光するバルブ２ａと、高周波電源回路２ｂと、反射鏡２ｃと、レンズ２ｄ，２ｅを有している。
バルブ２ａは、上記高周波電源回路２ｂから高周波電力が付与されることで、水銀蒸気が封入されたバルブ２ａ内に高周波電磁界が発生し、この高周波電磁界により発生する誘導電界が水銀蒸気を励起させて生じた紫外線がバルブ２ａの内面の蛍光体に当たって発光する。

高周波電源回路２ｂは、上記バルブ２ａの内部に電磁界を発生させる誘導コイル（図示せず）に高周波電力を供給する。
反射鏡２ｃは、バルブ２ａにおいて発光した光を所定の方向（出射方向）に送り出すために、バルブ２ａの周りを覆うように配設されている。
レンズ２ｄ，２ｅは、バルブ２ａから照射された光を平行光に調整するために、バルブ２ａからみて光の出射方向に配置されている。

（光インテグレータ３）
光インテグレータ３は、無電極放電ランプ２から照射される光の照度を照射面方向において均一化するための光学系の部品であって、第１レンズアレイ２１と、第２レンズアレイ２２と、を有している。

第１レンズアレイ２１は、無電極放電ランプ２の光出射側に配設されており、複数の矩形状の微小レンズ（レンズ群）２１ａが、アレイ状に配列されている。
第２レンズアレイ２２は、図２に示すように、第１レンズアレイ２１の焦点位置近傍に配置されており、第１レンズアレイ２１と同様に、微小レンズ２１ａに対応して複数の微小レンズ２２ａが、アレイ状に配列されている。

（金属マスク４）
金属マスク４は、図２に示すように、光インテグレータ３を構成する第２レンズアレイ２２とＰＳコンバータ８との間に、光出射方向と略直交する方向に沿って配置されている。そして、金属マスク４は、第２レンズアレイ２２側からＰＳコンバータ８における所定の領域にのみ光を入射させて、ＰＳコンバータ８に入射する有効光のクオリティを高めている。

（筐体部５）
筐体部５は、無電極放電ランプ２から放射される電磁波を遮蔽するための電磁波シールド部材であって、光源シールド部６と、光出射方向に突出したインテグレータシールド部７と、を有している。具体的には、筐体部５は、図２に示すように、グランドに接地されており、筐体部５で遮蔽した電磁波を電気的にグランドに放電させている。

光源シールド部６は、図２に示すように、無電極放電ランプ２を形成するバルブ２ａ、高周波電源回路２ｂ、反射鏡２ｃおよびレンズ２ｄ，２ｅを覆うように配置されている。そして、光源シールド部６は、無電極放電ランプ２の光出射方向側にインテグレータシールド部７を取り付けるための開口部（開口部）６ａを有している。無電極放電ランプ２から照射された光は、この開口部６ａを介してインテグレータシールド部７内に出射される。なお、本実施形態の光源装置１においては、無電極放電ランプ２と、光源シールド部６とで、光源ユニット１８を構成している。

インテグレータシールド部７は、図２、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、両端部（取付開口（開口）７ａ，端部開口（開口）７ｂ）が開放された略円筒状の部材であって、図２および図４に示すように、光インテグレータ３を形成する第１レンズアレイ２１および第２レンズアレイ２２と、金属マスク４と、ＰＳコンバータ８と、を支持している。また、インテグレータシールド部７は、一方の端部である取付開口７ａ側が光源シールド部６の開口部６ａ側に、他方の端部開口７ｂが後述するケース部（筒状部材）１１の第１開口１１ａ側に、それぞれ連結される。これにより、光源シールド部６に内包されている無電極放電ランプ２から照射された光は、開口部６ａおよび取付開口７ａを通過し、光インテグレータ３等が配置されたインテグレータシールド部７内を通過して、もう一方の端部（端部開口（開口）７ｂ）から出射される。そして、出射された光は、上述した液晶ライトバルブ６３ｂ，６５ｂ，７１ｂ等を収納したケース部１１の第１開口１１ａから進入し、ダイクロイックミラー６１等を経由してＲＧＢ３原色に分離されて各色に対応する液晶ライトバルブ６３ｂ，６５ｂ，７１ｂを通過し、合成された後で第２開口１１ｂから出射される。なお、本実施形態の光源装置１では、第１レンズアレイ２１、第２レンズアレイ２２、金属マスク４、ＰＳコンバータ８およびコンデンサレンズ９が、この順番で取付開口７ａ側からインテグレータシールド部７の内面側において支持された状態で取り付けられてインテグレータユニット１９を構成している。そして、このインテグレータユニット１９は、光源ユニット１８に対して着脱可能な状態で取り付けられている。また、インテグレータシールド部７には、図４および図５（ａ）に示すように、取付開口７ａ側から第１レンズアレイ２１が、図４および図５（ｂ）に示すように、端部開口７ｂ側から金属マスク４とＰＳコンバータ８とが、それぞれ取り付けられる。

筐体部５を構成する光源シールド部６およびインテグレータシールド部７は、導電性の良好なアルミニウムや銅等の金属によって形成されており、無電極放電ランプ２から放射される電磁波を遮蔽することが可能である。具体的には、光源シールド部６およびインテグレータシールド部７の少なくとも一方がグランドに接地されており、遮蔽した電磁波を電気的にグランドに導通させている。これにより、筐体部５から外部へ漏洩する電磁波の量を所定の規制値以下になるように維持することが可能となり、外部機器への不要輻射の影響を低減することができる。

（ＰＳコンバータ８）
ＰＳコンバータ８は、図２に示すように、光出射方向における金属マスク４の直下流側に隣接して配置されており、入射する光の偏光成分（Ｐ偏光、Ｓ偏光）を揃えて一方向の直線偏光成分、例えば、Ｓ偏光成分をＰ偏光成分に変換する。
ＰＳコンバータ８では、上述した金属マスク４によって、プリズムにのみ光が入射するように設定されている。このため、ＰＳコンバータ８に入射した光は、プリズム内を通過して偏光分離膜において偏光分離される。このとき、Ｐ偏光成分は、偏光分離膜をそのまま通過して出射される一方、Ｓ偏光成分については偏光分離膜において反射されて反射膜の方へ導かれたのち、半波長板を通過して出射されることで、ＰＳコンバータ８に入射したランダムな偏光成分を全てＰ偏光成分へと変換して出力することで、光の利用効率の向上が図れる。

（コンデンサレンズ９）
コンデンサレンズ９は、ＰＳコンバータ８によって偏光面が統一された直線偏光成分（ここでは、Ｐ偏光成分）を液晶ライトバルブ６３ｂ，６５ｂ，７１ｂ等の空間光変調素子に導くレンズであって、ＰＳコンバータ８の光出射方向における直下流側に配置されている。

（ケース部１１）
ケース部１１は、図１および図６に示すように、上述したダイクロイックミラー６１，６４や反射ミラー６２，６７，６９、投射レンズ７４を含むレンズ類６６，６８，６３ａ，６５ａ，７１ａ、液晶ライトバルブ６３ｂ，６５ｂ，７１ｂおよびダイクロイックプリズム７３を収納する導電性の筐体である。また、ケース部１１は、上流側に配置されたインテグレータシールド部７側から出射された光の光路として、光路上における上流側の端部に第１開口１１ａ、下流側の端部に第２開口１１ｂを有している。さらに、ケース部１１は、図７に示すように、第１部材１１ｃと第２部材１１ｄとによって構成されている。

第１開口１１ａは、コンデンサレンズ９の取付位置近傍に形成された略四角形の開口であって、ＰＳコンバータ８から出射された光をケース部１１内へと取り込んでいる。
第２開口１１ｂは、投射レンズ７４の取付位置近傍に形成された略四角形の開口であって、ＲＧＢ３原色に対応する各液晶ライトバルブ６３ｂ，６５ｂ，７１ｂを経由してダイクロイックプリズム７３において合成されたカラー光を出射する。

第１部材１１ｃは、ケース部１１の蓋として機能する部材であって、第２部材１１ｄに対して着脱可能な状態で取り付けられている。
第２部材１１ｄは、図８に示すように、蓋として機能する第１部材１１ｃが取り外されると、上述したダイクロイックミラー６１，６４や反射ミラー６２，６７，６９、投射レンズ７４を含むレンズ類６６，６８，６３ａ，６５ａ，７１ａ、液晶ライトバルブ６３ｂ，６５ｂ，７１ｂおよびダイクロイックプリズム７３の取付部分が露出される。

ここで、ケース部１１は、ベース部分を樹脂成形した後、アルミニウムメッキ処理が施されて導電性が付与される。そして、ケース部１１は、同じく導電性の筐体部５（インテグレータシールド部７および光源シールド部６）を介して、グランドに接地される。
本実施形態の光源装置１では、以上のように、無電極放電ランプ２から照射された光の光路上に配置されたレンズ２ｄ，２ｅから第１・第２レンズアレイ２１，２２、ＰＳコンバータ８、コンデンサレンズ９だけでなく、その下流側に配置された液晶ライトバルブ６３ｂ，６５ｂ，７１ｂ等を含む光学部品までを、導電性の筐体部５およびケース部１１によって覆っている。

これにより、光路における下流側の光学部品の方までが導電性のケース部１１によって覆われているため、無電極放電ランプ２において発生する電磁波を、下流側に進むにつれて十分に減衰させることができる。この結果、発生する電磁波の量が、通常時の８８０ＭＨｚ〜２．０ＧＨｚから、高調波の発生によって一時的に３．０〜６．０ＧＨｚにまで増加した場合でも、十分な減衰効果によって外部へ漏洩することを回避して、不要輻射の影響を最小限とすることができる。

［本光源装置１の特徴］
（１）
本実施形態の光源装置１では、図１および図６に示すように、高周波電流を流すことで放電発光する無電極放電ランプ２を備えているとともに、液晶ライトバルブ６３ｂ，６５ｂ，７１ｂ等の光変調素子まで光を導く各種光学部品（レンズアレイ２１，２２、ＰＳコンバータ８、コンデンサレンズ９、ミラー６１，６２，６４，６７，６９、レンズ６３ａ，６５ａ，６６，６８，７１ａ等）が、導電性のケース部１１によって覆われている。そして、ケース部１１は、光が入射する第１開口１１ａと、光を出射する第２開口１１ｂとを有している。

これにより、光源であるバルブ２ａから照射されて液晶ライトバルブ６３ｂ，６５ｂ，７１ｂへ至る光路において、下流側の方に配置されたミラー６１，６２，６４，６７，６９等の光学部品を導電性のケース部１１によって覆うことができる。このため、筐体部５だけを導電性として電磁波を遮蔽する構成と比較して、電磁波を遮蔽する効果をさらに向上させることができる。この結果、無電極放電ランプ２において発生する高調波に起因する一時的な発生電磁波の増大に対しても、十分な減衰効果によって外部への漏洩を確実に防止することができる。

（２）
本実施形態の光源装置１では、図６等に示すように、導電性のケース部１１は、光路上において、スクリーン等の表示画面に対して光を拡大して投射する投射レンズ７４までの位置を覆うように形成されている。

これにより、表示画面を投射するために設けられた最後の光学部品である投射レンズ７４までを覆うことで、光路上における最も下流側の位置までを導電性のケース部１１内に収納することができる。この結果、高調波の発生に起因して一時的に電磁波が増大した場合でも、光の進行方向における下流側に進むにつれて電磁波を確実に低減し、外部への電磁波の漏洩を確実に防止することができる。

（３）
本実施形態の光源装置１では、図６等に示すように、導電性のケース部１１が、通過した光をＲＧＢ３原色に分解するダイクロイックミラー６１，６４や、３原色に分解された光を合成するダイクロイックプリズム７３等を内部に収納している。

これにより、液晶ライトバルブ６３ｂ，６５ｂ，７１ｂによって画像表示を行う液晶プロジェクタ６０において、外部へ漏洩する電磁波の量を低減して不要輻射の影響を最小限とすることができる。

（４）
本実施形態の光源装置１では、図７および図８に示すように、ケース部１１は、ベース部分を樹脂によって成形された後、アルミニウムのメッキ処理が施されている。
これにより、比較的安価かつ容易に、ケース部１１に導電性を付与することができる。

（５）
本実施形態の液晶プロジェクタ６０は、図１に示すように、上述した光源装置１を搭載している。
これにより、スクリーン等の表示画面に近い位置までを導電性のケース部１１によって覆うことで、電磁波の減衰効果を向上させて外部への電磁波の漏洩を確実に低減することができる。この結果、高調波の影響により一時的に電磁波が３．０〜６．０ＧＨｚ程度まで増大した場合でも、ケース部１１等による十分な減衰効果によって漏洩電磁波を低減して、不要輻射による悪影響を確実に低減することができる。

［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
（Ａ）
上記実施形態では、投射型の表示素子として、液晶ライトバルブ６３ｂ，６５ｂ，７１ｂを用いた投射型表示装置に搭載された光源装置１に対して、本発明を適用した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、図９に示すように、表示素子としてＤＭＤ（Digital Micromirror Device）１２３を用いた投射型表示装置の光源装置１０１に対して本発明を適用してもよい。なお、ここでは、上記実施形態において説明した部材と同一の機能、形状を有する部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。

この場合には、光源装置１０１の下流側に、カラーホイール１２１やライトトンネル１２６、集光レンズ１２２、ＤＭＤ１２３、投射レンズ系１２４およびスクリーン１２５を配置している。

カラーホイール１２１は、光源装置１０１の直下流側であって光の焦点近傍に配置された色抽出部材であって、ＲＧＢ３原色を含むカラーフィルタ１２１ａを有している。カラーフィルタ１２１ａは、ＲＧＢ３原色の１色ごとに１２０度に均等分割された略扇形の各色のフィルタを組み合わせて構成されている。また、カラーホイール１２１は、このカラーフィルタ１２１ａのＲＧＢ３原色が順番に光の焦点部分を通過するように所定の回転速度によって時計回りに回転することで、カラーホイール１２１に入射した光は、時系列的にＲＧＢ３原色の光に分離される。

集光レンズ１２２は、光源装置１０１から出射された光を、ＤＭＤ１２３へと導くためにカラーホイール１２１の直下流側に設けられており、ＤＭＤ１２３に含まれる複数のマイクロミラーに対してカラーホイール１２１を通過した３色の光を集光する。

ＤＭＤ１２３は、駆動可能な微小な反射鏡を１チップの表面にマトリクス状に多数集積して構成されており、このマイクロミラーの姿勢（傾き）を制御して反射光の反射角度を切り換えることによって光変調を行う。具体的には、ある画素のマイクロミラーがオフ状態の場合には、このマイクロミラーにおける反射光は投射レンズ系１２４には入射されない。一方、マイクロミラーがオン状態の場合には、このマイクロミラーにおける反射光は投射レンズ系１２４に入射される。このように、各マイクロミラーの傾きを、上述したカラーホイール１２１によるＲＧＢ３原色の光の出射タイミングに同期させるように切り換えることで、投射レンズ系１２４を介して拡大されたカラー画像をスクリーン１２５上に投射することができる。

投射レンズ系１２４は、ＤＭＤ１２３において変調された光を、スクリーン１２５上に拡大して投射するためのレンズであって、ＤＭＤ１２３において反射した有効光の進行方向に配置されている。

スクリーン１２５は、ＤＭＤ１２３において光変調された各色の光が、投射レンズ系１２４を介して拡大されて表示される表示部であって、投射レンズ系１２４の下流側であって、光源装置１０１から出射された光の進行方向における最下流側に配置されている。

ライトトンネル１２６は、カラーホイール１２１の直下流側に配置された筒状の部材であって、一方の端部から入射した光を内周面に配置された４枚のミラーによって反射させながら均一化して出射する。

本実施形態では、光源装置１０１に含まれる導電性のインテグレータシールド部１０７内に、レンズ１０３ａ〜１０３ｃを収納している。そして、光源装置１０１に含まれる導電性のケース部１１１内に、上述したカラーホイール１２１や集光レンズ１２２、ＤＭＤ１２３、投射レンズ系１２４を配置している。そして、ケース部１１１は、インテグレータシールド部１０７の端部開口１０７ｂに連結される入射側に第１開口１１１ａ、投射レンズ系１２４が取り付けられる出射側に第２開口１１１ｂを有している。

これにより、光の進行方向における下流側の光学部品までを導電性のケース部１１１によって覆うことができるため、ケース部１１１内において電磁波を確実に減衰させることができる。この結果、上記実施形態と同様に、高調波の発生に起因して一時的に電磁波が３．０〜６．０ＧＨｚにまで増大した場合でも、ケース部１１１内において十分に減衰させることができるため、開口１１１ｂが開放されていても、ここから外部へ漏洩する電磁波の量を大幅に低減することができる。そして、このように光変調素子としてＤＭＤ１２３を用いた投射型表示装置であっても、外部へ漏洩する電磁波の量を低減して不要輻射の影響を最小限とすることができる。

また、本実施形態の光源装置１０１では、図１０に示すように、光が集光して光径が小さくなった位置に開口（第１開口１１１ａ）を設けることにより、光の利用効率を低下させることなく、かつ電磁波を効果的に遮断することができる。

（Ｂ）
上記実施形態では、三板式液晶プロジェクタ６０に搭載された光源装置１に対して、本発明を適用した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、図１１に示すように、単板式液晶プロジェクタ（投射型表示装置）４０に搭載される光源装置として、上述した光源装置１を採用してもよい。

単板式液晶プロジェクタ４０は、光源装置１によって照明される透過型液晶表示素子４２と、変調光を拡大投影する投射レンズ４４と、透過型液晶表示素子４２の光入射側と光出射側に配置された偏光板４１，４３とを備えている。偏光板４１と偏光板４３とは互いに、その透過軸が互いに直交する関係に配置されている。なお、光源装置１については上記実施形態と同様の構成であるので、ここではその説明は省略する。

無電極放電ランプ２より照射され、第１レンズアレイ２１の微小レンズ２１ａを透過した光は、対応する第２レンズアレイ２２の微小レンズ２２ａに入射する。そして、第２レンズアレイ２２の各微小レンズ２２ａを透過した光は、コンデンサレンズ９によって照明対象である透過型液晶表示素子４２上に微小レンズ２２ａの矩形形状の像を結像する。この場合、一般に、微小レンズ２２ａの矩形形状は透過型液晶表示素子４２の表示領域の形状と相似形に形成される。透過型液晶表示素子４２の前後には、透過軸を直交させた偏光板４１，４３が配置されているために、照明光のうち偏光板４１の透過軸と一致した振動面を有する直線偏光のみが、偏光板４１を透過して透過型液晶表示素子４２に達する。透過型液晶表示素子４２に入射した光は、この透過型液晶表示素子４２で映像信号に対応した光変調を受けて出射される。そして、直線偏光の照明光と振動面が９０°ずれた振動面を有する変調光成分のみが偏光板４３を透過することで、投射レンズ４４によって図示しないスクリーン等に映像が拡大表示される。

このように、上記実施形態に係る光源装置１を備えた単板式液晶プロジェクタ４０によれば、無電極放電ランプ２の使用によってランプ寿命を大幅に延長し、かつ光源装置１から外部へ漏洩する電磁波の量を所定の規制値以下になるように維持しつつ、無電極放電ランプ２から照射された光の利用効率を向上させた単板式液晶プロジェクタ４０を提供することができる。そして、光源装置１に含まれる投射レンズ４４等の光学部品を導電性の筒状部材１６１によって覆うことで、高調波が発生した場合でも、電磁波の漏洩量をさらに低減することができるという、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

（Ｃ）
また、上記実施形態係る光源装置１を備えた単板式反射型液晶プロジェクタ（投射型表示装置）５０について、図１２を用いて説明すれば以下の通りである。
単板式反射型液晶プロジェクタ５０は、光源装置１と、不定偏光を直線偏光に変換する偏光ビームスプリッタ５１と、偏光ビームスプリッタ５１の透光面５１ａに面して配置した反射型液晶表示素子５２と、偏光ビームスプリッタ５１を通過した反射型液晶表示素子５２からの変調光を拡大投影する投射レンズ５３と、を備えている。なお、光源装置１については上記実施形態と同様の構成であるので、ここではその説明は省略する。

無電極放電ランプ２より照射された光は、反射型液晶表示素子５２上に第１レンズアレイ２１の各微小レンズ２１ａの矩形形状の像を重畳して結像するように入射する。その際、照明光は偏光ビームスプリッタ５１の偏光分離面５１ｂにおいて、この偏光分離面５１ｂの入射面に平行な振動面を有するＰ偏光成分と、垂直な振動面を有するＳ偏光成分とに分離される。反射型液晶表示素子５２に入射したＰ偏光成分は、この反射型液晶表示素子５２において映像信号に対応した光変調を受け出射する。この場合、反射型液晶表示素子５２を出射する変調光のうちＰ偏光成分のみが偏光ビームスプリッタ５１の偏光分離面５１ｂを透過することで、投射レンズ５３によって図示しないスクリーンに映像が拡大表示される。

このように、上記実施形態に係る光源装置１を備えた単板式反射型液晶プロジェクタ５０によれば、無電極放電ランプ２の使用によってランプ寿命を大幅に延長し、かつ光源装置１から外部へ漏洩する電磁波の量を所定の規制値以下になるように維持しつつ、無電極放電ランプ２から照射された光の利用効率を向上させた単板式反射型液晶プロジェクタ５０を提供することができる。そして、光源装置１に含まれる投射レンズ５３等の光学部品を導電性の筒状部材２１１によって覆うことで、高調波が発生した場合でも、電磁波の漏洩量をさらに低減することができるという、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

（Ｄ）
上記実施形態では、図６等に示すように、光路上に配置された部品のうち、最下流側に配置された投射レンズ７４までの光学部品の大部分を、導電性の筐体部５やケース部１１によって覆うことで、電磁波の漏洩を防止する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
必ずしも投射レンズまでの光学部品を覆ってしまう必要はなく、例えば、その手前の液晶ライトバルブやレンズ、ミラー等までを、導電性のケース部内に収納した構成であってもよい。

（Ｅ）
上記実施形態では、光路上における下流側の光学部品を、導電性のケース部１１によって覆うことにより、電磁波の漏洩を防止した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、光路上に配置された光学部品のうち、少なくとも１つのレンズに対して、透明な導電性膜等を形成してもよい。この場合には、導電性のケース部によって覆われたことによる遮蔽効果とともに、光路に沿って進む電磁波をレンズを通過するたびに減衰させることができる。また、導電性膜を透明とすることで、光を遮ることなく電磁波だけを確実に遮蔽することができる。なお、この導電性膜は、レンズの表面や内部に形成されていればよい。また、透明導電性膜を、ＰＳコンバータの表面や内部等の光の通過領域に設けてもよい。

（Ｆ）
上記実施形態では、ケース部１１に対して導電性を付与するために、アルミニウムのメッキ処理を施した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、メッキ処理の替わりに、アルミや銅等の合金によってケース部を作成することで、導電性を付与するようにしてもよい。あるいは、蒸着によって金属膜を形成することで導電性を付与してもよいし、導電性塗料によってケース部１１を塗装することで導電性を付与してもよい。

本発明の光源装置は、光源として無電極放電ランプを用いた場合でも、部品点数を増加させることなく、光源装置の外部への電磁波の漏洩による不要輻射の問題を低減し、かつ下流側に配置されたカラーフィルタ等に入射する光の利用効率を向上させることが可能な光源装置を得ることができるという効果を奏することから、液晶プロジェクタ、リアプロジェクションテレビ等の各種投射型表示装置に搭載される光源装置として広く適用可能である。

本発明の一実施形態に係る光源装置を搭載した三板式の液晶プロジェクタの構成を示す全体断面図。 図１の液晶プロジェクタに含まれる光源装置の上流側の構成を示す断面図。 （ａ），（ｂ）は、図１の液晶プロジェクタに含まれるインテグレータシールド部の構成を示す斜視図。 図３（ａ）等のインテグレータシールド部の構成を示す断面図。 （ａ），（ｂ）は、図４等のインテグレータシールド部の正面図および背面図。 図１の液晶プロジェクタに含まれる光源装置の下流側の構成を示す断面図。 図６の光源装置の下流側に配置された光学部品を収納するケース部の外観構成を示す平面図。 図７のケース部を構成する一方の部品の内部構成を示す斜視図。 本発明の他の実施形態に係る光源装置を搭載した投射型表示装置の概念的な構成を示す斜視図。 図９の光源装置の内部構成を示す断面図。 本発明のさらに他の実施形態に係る光源装置を搭載した単板式液晶プロジェクタの内部構成を示す断面図。 本発明のさらに他の実施形態に係る光源装置を搭載した他の単板式液晶プロジェクタの内部構成を示す断面図。

符号の説明

１ 光源装置
２ 無電極放電ランプ
２ａ バルブ
２ｂ 高周波電源回路
２ｃ 反射鏡
２ｄ，２ｅ レンズ
３ 光インテグレータ
４ 金属マスク
５ 筐体部
６ 光源シールド部
６ａ 開口部
７ インテグレータシールド部
７ａ 取付開口（開口）
７ｂ 端部開口（開口）
８ ＰＳコンバータ（光学部品）
９ コンデンサレンズ（光学部品）
１０ 光源装置
１１ ケース部（筒状部材）
１１ａ 第１開口（開口）
１１ｂ 第２開口（開口）
１１ｃ 第１部材
１１ｄ 第２部材
１８ 光源ユニット
１９ 先端ユニット
２１ 第１レンズアレイ（光学部品）
２１ａ 微小レンズ
２２ 第２レンズアレイ（光学部品）
２２ａ 微小レンズ
４０ 単板式液晶プロジェクタ（投射型表示装置）
４１ 偏光板（光学部品）
４２ 透過型液晶表示素子（光学部品）
４３ 偏光板（光学部品）
４４ 投射レンズ（光学部品）
５０ 単板式反射型液晶プロジェクタ（投射型表示装置）
５１ 偏光ビームスプリッタ（光学部品）
５１ａ 透光面
５１ｂ 偏光分離面
５２ 反射型液晶表示素子（光学部品）
５３ 投射レンズ（光学部品）
６０ 液晶プロジェクタ（投射型表示装置）
６１，６４ ダイクロイックミラー（光学部品）
６２，６７，６９ 反射ミラー（光学部品）
６３ａ 出射側レンズ（光学部品）
６３ｂ 第１液晶ライトバルブ（光学部品）
６５ａ 出射側レンズ（光学部品）
６５ｂ 第２液晶ライトバルブ（光学部品）
６６ 入射側レンズ（光学部品）
６８ リレーレンズ（光学部品）
７１ａ 出射側レンズ（光学部品）
７１ｂ 第３液晶ライトバルブ（光学部品）
７３ ダイクロイックプリズム（光学部品）
７４ 投射レンズ（光学部品）
１０１ 光源装置
１０３ 光学部品
１０３ａ 第１レンズ
１０３ｂ 第２レンズ
１０３ｃ 集光レンズ
１０５ 筐体部
１０７ インテグレータシールド部
１１１ ケース部（筒状部材）
１２０ 投射型表示装置
１２１ カラーホイール
１２１ａ カラーフィルタ
１２２ 集光レンズ
１２３ ＤＭＤ
１２３ａ マイクロミラー
１２４ 投射レンズ系
１２５ スクリーン
１２６ ライトトンネル
１６１ 筒状部材
２１１ 筒状部材

Claims (8)

1. 高周波によって放電発光する無電極放電ランプと、
   前記無電極放電ランプから出射された光を集光させる集光レンズと、
   前記無電極放電ランプの光出射方向に開口部を有しており、前記無電極放電ランプおよび前記集光レンズを内包して前記無電極放電ランプから放出される電磁波を遮蔽する導電性の筐体部と、
   前記筐体部の前記開口部側に取り付けられており、前記光の進行方向に沿って配置され前記光を光変調素子まで導く複数の光学部品までの構成を覆うとともに、少なくとも前記筐体部と接続される一方の端部と反対側の端部とにそれぞれ光が通過する開口を有する導電性の筒状部材と、
   を備えている光源装置。
2. 前記筒状部材は、前記光が集光する位置に開口を有している、
   請求項１に記載の光源装置。
3. 前記筒状部材は、前記光変調素子において変調された光を表示画面上に投射する投射レンズまで覆うように形成されている、
   請求項１または２に記載の光源装置。
4. 前記光学部品は、カラーホイールあるいはリレーレンズを含んでいる、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の光源装置。
5. 前記光学部品は、色分解・合成用のミラー、レンズを含んでいる、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の光源装置。
6. 前記開口の付近に配置された前記光学部品は、少なくとも前記光の通過する領域に透明導電性膜を含んでいる、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の光源装置。
7. 前記筒状部材は、金属製、あるいは金属製のメッキによって形成されている、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の光源装置。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の光源装置を備えている投射型表示装置。
   

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