JP2009021139A - 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】光源装置の外部へ漏洩する電磁波を遮蔽する効果を高め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は、無電極放電ランプ２と、集光レンズ３と、筐体部５と、コリメートレンズ４とを備えている。無電極放電ランプ２は、高周波によって放電発光する。集光レンズ３は、無電極放電ランプ２から射出される光を集光する。筐体部５は、導電性の部材であって、集光レンズ３の集光位置近傍に１つの開口部５ａを有しており、無電極放電ランプ２と集光レンズ３とを内包し、無電極放電ランプ２から放出される電磁波を遮蔽する。コリメートレンズ４は、開口部５ａの光出射方向下流側に配置されており、開口部５ａから出射される光を略平行光にする。
【選択図】図１

Description

本発明は、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。そして、投射表示装置は高輝度が望まれるため、光源にメタルハライド、キセノンランプ等の高輝度な放電ランプが適用されている。

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、高周波電力で放電点灯することにより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は、液晶等の空間光変調素子に対して略平行光を供給する光源装置であって、電磁波遮蔽手段によって無電極放電ランプを覆っている。そして、光インテグレータを構成する上流側のレンズの焦点部近傍、すなわち、光源から出射される光が集束する位置近傍にそれぞれ電磁波遮蔽手段の開口部を設けることによってその開口大きさを小さくする光源装置が開示されている。
特開２００２−３４３１０３号公報

しかしながら、上記従来の照明装置では、以下に示すような問題点を有している。
すなわち、略平行光に処理された光に対して開口部を設けていることから、複数の開口部を設ける必要があり、その開口部を極力小さくしたとしても電磁波の遮蔽効果には問題がある。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、光源装置の外部へ漏洩する電磁波を遮蔽する効果を高め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、無電極放電ランプと、集光レンズと、筐体部と、コリメートレンズとを備えている。無電極放電ランプは、高周波によって放電発光する。集光レンズは、無電極放電ランプから射出される光を集光する。筐体部は、導電性の部材であって、集光レンズの集光位置近傍に１つの開口部を有しており、無電極放電ランプと集光レンズを内包し、無電極放電ランプから放出される電磁波を遮蔽する。コリメートレンズは、開口部の光出射方向下流側に配置されており、開口部から出射される光を略平行光にする。

ここでは、無電極放電ランプから出射される光を筐体部の外部へ出射する開口部に対して集束させるために、集光レンズを設けている。そして、開口部から出射された光を略平行光に調整するコリメートレンズを備えている。

なお、集光レンズは、筐体部に取り付けられて、無電極放電ランプと集光レンズとコリメートレンズとを一体に構成し、一つのユニットとして形成してもよいし、着脱可能な別ユニットとしてコリメートレンズを配置してもよい。

ここで、電極が消耗することからランプの寿命が短い、例えば、メタルハライド、キセノンランプ等の高輝度ランプに代わって、電極を有さない無電極放電ランプを用いた光源装置が、近年提供されている。ところが、無電極放電ランプは、高周波電力で放電点灯することによって強い電磁波が発生する。そして、この電磁波は、不要輻射という問題を発生することから、これらの問題を防止するために電磁波の漏洩量には様々な規定が存在する。

従来、液晶等の空間光変調素子に光を供給する無電極放電ランプを用いた光源装置においては、漏洩する電磁波の量を抑えるために光源装置を導電性部材で覆い、略平行光に調整された光に対して外部に出射するための開口部を設けていた。ところが、焦点等の位置に合わせて一つ一つの開口部を小さくすることは可能であっても、開口部を複数有することから、漏洩する電磁波を所定の規制値以下になるように維持することは困難であった。

そこで、本発明の光源装置においては、無電極放電ランプから出射される光を集光レンズによって一点に集光している。すなわち、集光レンズによって光が集束される位置に一つの開口部を設け、その開口部から出射される光をコリメートレンズによって略平行光に調整している。

これにより、開口部は、集光レンズが光を集束する１箇所にのみ設ければよいこととなり、開口部と集光レンズとを互いに所定の位置関係に配置することによって、その開口部の大きさを極力小さくすることが可能となる。また、開口部から出射された光をコリメートレンズによって略平行光に調整しているので、液晶等の空間光変調素子に光を供給することも可能となる。
この結果、光源装置から外部へ漏洩する電磁波を遮蔽する効果を高めることが可能となる。

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、コリメートレンズは、筐体部に取り付けられている。

ここでは、コリメートレンズが、筐体部の一部に取り付けられており、無電極放電ランプ、集光レンズ、コリメートレンズとで、一つのユニットを形成している。
これにより、略平行光を供給できる光源装置を一つのユニットとして形成することが可能となる。この結果、空間光変調素子として液晶表示バルブ等を用いた投射型表示装置の光源装置として適用することが可能となる。

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、コリメートレンズの光出射方向下流側に配置されており、格子状に配置された第１レンズ群により形成される第１レンズアレイと、第１レンズアレイの焦点位置の近傍に配置されており、第１レンズ群に対応するように格子状に配置された第２レンズ群により形成される第２レンズアレイと、を有する光インテグレータをさらに備えている。

ここでは、第１レンズと第２レンズとによって形成される光インテグレータが、コリメートレンズの光出射方向下流側に配置されている。
ここで、空間光変調素子等に照射される光には、照度の均一性が求められている。
これにより、光源装置の下流側に配置される、例えば、空間光変調素子等に対して、照度が均一化された光を供給することが可能となる。

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、光インテグレータの光出射方向下流側に配置されており、光を直線偏光光に変換する偏光変換部をさらに備えている。

ここでは、光を直線偏光光に変換する、例えば、ＰＳコンバータ等が、光インテグレータの光出射方向下流側に配置されている。
ここで、光を供給する空間光変調素子が液晶表示バルブ等である場合には、その供給する光を直線偏光光に変換する必要がある。
これにより、光源装置の下流側に配置される液晶表示バルブ等の空間光変調素子に対して、直線偏光光を供給することが可能となる。

第５の発明に係る光源装置は、第１から第４の発明のいずれか１つに係る光源装置であって、開口部の光出射方向下流側に接続して配置されている筒状の筒状部をさらに備えており、光インテグレータおよび偏光変換部は、筒状部の内面に支持されている。

ここでは、少なくとも光インテグレータと偏光変換部とが内面に支持された筒状部が開口部の光出射方向下流側に接続されている。
これにより、光インテグレータ、偏光変換部等の光学系を開口部から出射される光の光路上に容易に配置することが可能となる。
また、コリメートレンズが筐体部に取り付けられていない場合には、筒状部の内面にコリメートレンズを固定することも可能である。

第６の発明に係る光源装置は、第５の発明に係る光源装置であって、筒状部は、導電性部材によって形成されている。

ここでは、筒状部が、例えば、銅やアルミニウム等の導電性部材によって形成されている。
これにより、筒状部においても電磁波を遮蔽することができるので、より遮蔽効果を高めることが可能となる。

第７の発明に係る光源装置は、第５または第６の発明に係る光源装置であって、筒状部は、筐体部に対して着脱可能である。

ここでは、筒状部が筐体部に対して自由に着脱することができる。
これにより、光源装置が内蔵された筐体部に対して、例えば、光インテグレータとＰＳコンバータ等が内蔵された筒状部を自由に交換することが可能となる。

第８の発明に係る光源装置は、光源装置と、空間光変調素子と、を備えている。光源装置は、第１から第７の発明のいずれか１つに係る光源装置である。空間光変調素子は、光源装置から出射される光の光学特性を制御する。

ここでは、空間光変調素子、投影レンズ等を備えた、例えば、プロジェクタ等の投射型表示装置が、上述の光源装置を備えている。なお、空間光変調素子とは、２次元面内の各空間位置における光学特性（例えば、透過、反射、位相、散乱、回折、屈折、吸収等）を制御できる素子であり、例えば、透過型液晶表示素子や反射型液晶表示素子（ＬＣＯＳ）等がある。
これにより、ランプの寿命が長く、光源装置から外部へ漏洩する電磁波の遮蔽効果が高い投射型表示装置を提供することが可能となる。

第９の発明に係る投射型表示装置は、第８の発明に係る投射型表示装置であって、空間光変調素子は、透過型液晶表示素子である。

第１０の発明に係る投射型表示装置は、第８の発明に係る投射型表示装置であって、空間光変調素子は、反射型液晶表示素子である。

本発明に係る光源装置によれば、光源装置から外部へ漏洩する電磁波を遮蔽する効果を高めることが可能となる。

本発明の一実施形態に係る光源装置１について、図１〜図６を用いて説明すれば以下の通りである。
なお、光出射方向とは、バルブ２ａで発光した光が反射鏡２ｃやレンズ２ｄ，２ｅ等によって調整された略平行光の進行方向をいい、本実施形態においては、バルブ２ａから開口部５ａに向かう方向（図１：一点鎖線矢印）を示すものとして、以下の説明を行う。

［光源装置１の構成］
本発明の一実施形態に係る光源装置１は、無電極放電ランプ２と、集光レンズ３と、コリメートレンズ４と、筐体部５と、光インテグレータ１２と、金属マスク１５と、ＰＳコンバータ（偏光変換部）１６と、コンデンサレンズ１９とを備えている。

無電極放電ランプ２は、図１に示すように、放電発光するバルブ２ａと、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高周波電源回路２ｂと、このバルブ２ａを覆って配設した反射鏡２ｃと、バルブ２ａから照射された光を略平行光に調整するレンズ２ｄ，２ｅとを有している。

集光レンズ３は、無電極放電ランプ２から出射される光を集光するためのレンズであって、無電極放電ランプ２の光出射方向下流側に配置されている。集光レンズ３を通過する光は、光出射方向下流側において１点に集束させられる。

コリメートレンズ４は、集光レンズ３の光出射方向下流側に配置されており、後述する開口部５ａよりもさらに光出射方向下流側に配置されている。コリメートレンズ４は、非平行光を略平行光にするためのレンズであって、集光レンズ３によって一度集束させられた光を略平行光として光出射方向下流側に出射する。

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シールド手段であって、図１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と、集光レンズ３とを覆うように配置されている。また、筐体部５の光出射方向における最下流側には、コリメートレンズ４が取り付けられている。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、集光レンズ３と、コリメートレンズ４と、筐体部５とによって、略平行光を出射可能な光源ユニット２１を構成している。

集光レンズ３とコリメートレンズ４との間には、光を筐体部５の外部へ出射するための開口部５ａが設けられている。そして、開口部５ａは、集光レンズ３によって無電極放電ランプ２から出射される光が集束される位置に形成されている。このため、光を筐体部５の外部へ出射するための開口部は、小さく形成することが可能となる。この結果、開口部５ａから漏洩する電磁波の遮蔽効果を高めることが可能となる。また、開口部５ａは、光出射方向と光出射方向と直交する方向において集光レンズ３の焦点位置に精度良く配置することによって、その開口大きさを小さくすることが可能となる。

また、無電極放電ランプ２と、集光レンズ３と、コリメートレンズ４と、筐体部５とによって構成される光源ユニット２１は、略平行光を出射する１つのユニットとして構成されていることから、その光源ユニット２１の下流側に配置される光学部品（例えば、光インテグレータ１２等）との光出射方向における位置関係、すなわち、焦点等に対する位置決め関係等を気にする必要がない。これにより、光源装置１を設計するにあたって、光出射方向における自由度を高めることが可能となる。

そして、筐体部５は、コリメートレンズ４の近傍に後述するインテグレータホルダ（筒状部）１７を取り付けるための接合部５ｂを有している。無電極放電ランプ２から照射された光は、コリメートレンズ４を介してインテグレータホルダ１７内の光インテグレータ１２に向けて出射される。

光インテグレータ１２は、無電極放電ランプ２から照射される光の照度を均一化するための光学系であって、第１レンズアレイ１３と、第２レンズアレイ１４と、を有している。

第１レンズアレイ１３は、コリメートレンズ４の光出射方向下流側に配設されており、図２に示すように、複数の矩形状の微小レンズ（第１レンズ群）１３ａが、アレイ状に配列されている。

第２レンズアレイ１４は、図１に示すように、第１レンズアレイ１３の焦点位置近傍に配置されており、図３に示すように、微小レンズ１３ａに対応して複数の微小レンズ（第２レンズ群）１４ａが、アレイ状に配列されている。

金属マスク１５は、図１に示すように、光インテグレータ１２を構成する第２レンズアレイ１４とＰＳコンバータ１６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おり、導電性が良好な銅、アルミニウム等によって形成されている。そして、金属マスク１５は、第２レンズアレイ１４側からＰＳコンバータ１６における無効領域に光が入射することを防止して、ＰＳコンバータ１６に入射する光のクオリティを高めている。具体的には、金属マスク１５は、図４に示すように、スリット状に形成されており、ＰＳコンバータ１６の無効領域に入射する光の光路を遮断することによって、ＰＳコンバータ１６に不要光が入射することを排除している。

ＰＳコンバータ１６は、図１に示すように、光出射方向において金属マスク１５の下流側に隣接して配置されており、入射する光を、一方向の直線偏光成分、例えば、Ｐ偏光成分に変換する。そして、ＰＳコンバータ１６は、図５，図６に示すように、微小な偏光ビームスプリッタ１６ａ，１６ｂの集合体である。各偏光ビームスプリッタ（以下プリズムと示す）は、プリズム１６ａと１６ｂとの間は、偏光分離膜を備えることで偏光分離面１６ｃが設けられている。また、プリズム１６ｂとプリズム１６ａとの間には、偏光分離膜を備えることで偏光分離面１６ｄが設けられている。なお、プリズム１６ｂとプリズム１６ａとの間は、反射ミラー処理が施された反射ミラー面１６ｄであってもよい。また、偏光分離面１６ｄに反射した光がＰＳコンバータ１６から出射する表面には、半波長板１６ｅが配置されている。

インテグレータホルダ１７は、図１に示すように、両端が開放された略円筒状の部材であって、光インテグレータ１２を形成する第１レンズアレイ１３および第２レンズアレイ１４と、金属マスク１５と、ＰＳコンバータ１６とを内周面側において支持している。なお、本実施形態の光源装置１では、第１レンズアレイ１３、第２レンズアレイ１４、金属マスク１５、ＰＳコンバータ１６が、この順番でコリメートレンズ４側から配置され、インテグレータユニット２２を構成している。そして、このインテグレータユニット２２は、光源ユニット２１に対して着脱可能に構成されている。

筐体部５およびインテグレータホルダ１７は、導電性の良好な銅、アルミニウム等から形成されており、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、筐体部５およびインテグレータホルダ１７の少なくとも一方がグランドに接地されており、筐体部５あるいはインテグレータホルダ１７で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、光源装置１における遮蔽効果をさらに高めることが可能となり、不要輻射を防止することができる。

コンデンサレンズ１９は、ＰＳコンバータ１６によって偏光面が統一された直線偏光成分（例えば、Ｐ偏光成分）を液晶表示バルブ（空間光変調素子）２０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１６の光出射方向下流側に配置されている。そして、第１レンズアレイ１３に形成されている微小レンズ１３ａの矩形状の像を照明対象である、例えば、液晶表示バルブ２０に重畳して結像させる。

上記に示したように、本実施形態の光源装置１は、偏光変換光学系を備えた光源装置１であって、例えば、液晶表示バルブ２０を光シャッターとして用いて画像を投影する装置に、均一化、高輝度化された光を供給する。

［光源装置１における光路の詳細］
次に、本実施形態の光源装置１における光路について、図１を用いて説明する。
高周波電力によってバルブ２ａで放電発光した光は、反射鏡２ｃと、無電極放電ランプ２の光出射方向側に配置されたレンズ２ｄ，２ｅとによって略平行光に調整される。

集光レンズ３は、レンズ２ｄ，２ｅから出射されてくる光を集束させる。具体的には、集光レンズ３を通過した光は、開口部５ａ付近で集束され、光出射方向下流側に配置されたコリメートレンズ４に入射する。本実施形態の光源装置１においては、開口部５ａを集光レンズ３の集光位置に精度良く配置することによって、開口部５ａの開口大きさを最小にすることを可能としている。そして、開口部５ａを通過した光は、コリメートレンズ４に入射し、再び略平行光へと調整される。そして、コリメートレンズ４によって略平行光へと調整された光は、光出射方向下流側に配置された第１レンズアレイ１３へと入射する。

第１レンズアレイ１３の微小レンズ１３ａを透過した光は、第２レンズアレイ１４の対応する微小レンズ１４ａに向かって集束する。この際、微小レンズ１４ａを透過した集束光は、第２レンズアレイ１４の光出射側に設置されている金属マスク１５のスリット１５ａを通過する。このとき、金属マスク１５のスリット１５ａを通過する光のみが、ＰＳコンバータ１６に入射することができる。すなわち、金属マスク１５のスリット１５ａを、光出射方向において、ＰＳコンバータ１６の有効領域に入射することができる領域に形成することによって、ＰＳコンバータ１６の無効領域に入射する光を遮断することができる。これにより、ＰＳコンバータ１６に入射する光のクオリティを高めることが可能となる。

ＰＳコンバータ１６に入射した光は、偏光分離面１６ｃによって透過光（例えば、Ｐ偏光成分、図６においては実線で示す）と反射光（例えば、Ｓ偏光成分、図６においては破線で示す。）とに分離される。透過光は、偏光分離面１６ｃを透過してＰＳコンバータ１６から出射される。このとき、光は半波長板１６ｅが形成されていない領域を通過するので、ここでは特に作用を受けることなくＰ偏光成分として出射される。一方、反射光は、偏光分離面１６ｃに平行に配置された偏光分離面１６ｄで再度反射される。そして、反射光は、ＰＳコンバータ１６の光出射側の表面上に短冊状に配置され、入射光の偏光方向を９０度変換するように設定された半波長板１６ｅに入射する。ここで、偏光方向を９０度変換されて、ＰＳコンバータ１６からＰ偏光成分として出射される。これにより、ＰＳコンバータ１６は、無電極放電ランプ２から出射される光を直線偏光光に効率良く変換することが可能であって、その変換にあたっては、高輝度化を図ることができる。

そして、第２レンズアレイ１４を形成する微小レンズ１４ａを出射した光は、ＰＳコンバータ１６を介して、コンデンサレンズ１９によって照明対象である、例えば、液晶表示バルブ２０上に微小レンズ１４ａに対応する微小レンズ１３ａの矩形状の像を結像する。

本実施形態によれば、無電極放電ランプ２は、導電性の良好な金属製の筐体部５に納められ、かつ、その筐体部５から光を出射するための開口部５ａを極力小さくすることができるので、無電極放電ランプ２を放電発光させる高周波電力によって発生する電磁波の遮蔽効果を高めることが可能となる。この結果、電磁波によって発生する不要輻射等の問題を解消することが可能となる。

［光源装置１の特徴］
（１）
本実施形態の光源装置１は、無電極放電ランプ２から出射される光を筐体部５の外部へ出射する開口部５ａに対して集束させるために、集光レンズ３を設けている。

これにより、光を筐体部５の外部へ出射するための開口部５ａは、集光レンズ３によって光が集束する位置に形成することによって、その開口大きさを小さくすることを可能としている。また、開口部５ａは、光出射方向と光出射方向と直交する方向において集光レンズ３の焦点位置に精度良く配置することによって、その開口大きさを小さくすることが可能となる。
この結果、光源装置１の外部へ漏洩する電磁波を遮蔽する効果を高めることが可能となる。

（２）
本実施形態の光源装置１では、図１に示すように、開口部５ａから出射された光を略平行光に調整するコリメートレンズ４を備えている。

これにより、光出射方向下流側に配置される空間光変調素子が、例えば、液晶表示バルブ２０等であっても、光を供給することを可能としている。
また、略平行光として出射することにより、例えば、焦点位置の問題等、その下流側に配置される光学部品（例えば、光インテグレータ１２等）との位置決め関係を気にする必要がなくなる。これにより、光源装置１を設計するにあたって、光出射方向における自由度を高めることを可能としている。

（３）
本実施形態の光源装置１では、図１に示すように、コリメートレンズ４の光出射方向下流側に第１レンズアレイ１３と、第２レンズアレイ１４とを有している光インテグレータ１２を備えている。

これにより、光源装置１の下流側に配置される、例えば、液晶表示バルブ２０等に対して、照度が均一化された光を供給することを可能としている。

（４）
本実施形態の光源装置１では、図１に示すように、光インテグレータ１２の光出射方向下流側にＰＳコンバータ１６を備えている。

これにより、光源装置１の下流側に配置される、例えば、液晶表示バルブ２０等に対して、直線偏光光を供給することを可能としている。

（５）
本実施形態の光源装置１では、両端が開放された略円筒状の部材であって、光インテグレータ１２を形成する第１レンズアレイ１３および第２レンズアレイ１４と、金属マスク１５と、ＰＳコンバータ１６とを内周面側において支持するイングレータホルダ１７を備えている。

これにより、光インテグレータ１２、金属マスク１５、ＰＳコンバータ１６等の光学部品を開口部５ａから出射される光の光路上に容易に配置することを可能としている。

（６）
本実施形態の光源装置１では、筐体部５およびインテグレータホルダ１７は、導電性の良好な銅、アルミニウム等から形成されている。そして、筐体部５およびインテグレータホルダ１７の少なくとも一方がグランドに接地されており、筐体部５あるいはインテグレータホルダ１７で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、光源装置１における遮蔽効果をさらに高めることが可能となる。

［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）
上記実施形態の光源装置１では、コリメートレンズ４が筐体部５に取り付けられてい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。

例えば、図７に示すように、集光レンズ３は、インテグレータホルダ１１７に配置されていてもよい。すなわち、図７に示す光源装置１０１は、無電極放電ランプ２、集光レンズ３および筐体部１０５によって略平行光を出射する光源ユニット１２１と、コリメートレンズ４、第１レンズアレイ１３、第２レンズアレイ１４、金属マスク１５およびＰＳコンバータ１６によって光を光学変換するインテグレータユニット１２２とを備えている。なお、光源ユニット１２１およびインテグレータユニット１２２を構成するそれぞれの光学部品については、上記実施形態の光源装置１と異なるところはないので、ここではその説明を省略する。

筐体部１０５における光出射方向最下流側には、図７に示すように、光を筐体部１０５の外部へ出射するための開口部１０５ａが設けられている。そして、開口部１０５ａは、集光レンズ３によって光が集束される位置に形成されている。このため、光を筐体部１０５の外部へ出射するための開口部１０５ａは、その開口大きさを小さく形成することが可能となる。この結果、上述の光源装置１と同様に、開口部１０５ａから漏洩する電磁波を遮蔽する効果を高めることが可能となる。

また、上述の光源装置１と同様に、開口部１０５ａは、光出射方向と光出射方向と直交する方向において集光レンズ３の焦点位置に精度良く配置することによって、その開口大きさを小さくすることが可能となる。

（Ｂ）
上記実施形態の光源装置１では、インテグレータユニット２２を形成するインテグレータホルダ１７が、導電性の良好な銅、アルミニウム等から形成されてい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。

例えば、光インテグレータ等の光学部品を固定するインテグレータホルダは、樹脂性部材等から形成しても問題なく、所定の規制値を遵守することが可能である。しかし、電磁波の遮蔽効果をより高めるためには、インテグレータホルダを導電性部材で形成することが望ましい。また、樹脂製部材であっても、その表面に金属メッキ処理を施すことによって同様の効果を得ることができる。

（Ｃ）
上記実施形態の光源装置１では、インテグレータホルダ１７が筐体部５に対して着脱可能であ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。

例えば、インテグレータホルダと筐体部とは一体に形成されていてもよい。すなわち、筐体部は、光出射方向に凸部を有する１つの筐体であってもよい。この場合、筐体に内包された集光レンズとコリメートレンズとの間において、集光レンズが光を集束させる位置に極力小さな開口部を設けることによって、上記の実施形態に係る光源装置１と同様の効果を得ることができる。

（Ｄ）
上記実施形態の光源装置１では、ＰＳコンバータ１６から出射される光が全てＰ偏光成分に変換され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。
ＰＳコンバータ１６で偏光変換する光の成分は、全てＳ偏光成分であってもよい。

（Ｅ）
本発明の一実施形態に係る光源装置１は、各種投射型表示装置に適用することが可能である。本発明の一実施形態係る光源装置１を備えた単板式液晶プロジェクタ（投射型表示装置）４０について、図８を用いて説明すれば以下の通りである。

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（空間光変調素子）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じであるので、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１３の微小レンズ１３ａを透過した光は、第２レンズアレイ１４の対応する微小レンズ１４ａに入射する。そして、第２レンズアレイ１４の各微小レンズ１４ａを透過した光は、コンデンサレンズ１９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１４ａの矩形形状の像を結像する。この場合、一般に、微小レンズ１４ａ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を照明する。透過型液晶表示素子４２に入射した上記直線偏光の照明光は、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する。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を透過して、投射レンズ４４によって図示しないスクリーン等に映像を拡大表示させる。

本発明の一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、光源装置１の外部へ漏洩する電磁波を遮蔽する効果を高めた単板式液晶プロジェクタ４０を提供することができる。
なお、詳細な説明は省略するが、単板式液晶プロジェクタ４０は、光源装置１の代わりに上述の光源装置１０１を備えていてもよい。

（Ｆ）
本発明の一実施形態に係る光源装置１は、各種投射型表示装置に適用することが可能である。本発明の一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９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（空間光変調素子）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じであるので、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１３の各微小レンズ１３ａ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偏光成分に分離される。即ち、Ｐ偏光成分が偏光分離面５１ｂを透過し、Ｓ偏光成分が反射されることによってＰ偏光成分、Ｓ偏光成分の分離がなされる。例えば、偏光分離面５１ｂで反射されるＰ偏光成分が、反射型液晶表示素子５２を照明する直線偏光の照明光として用いられている。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を透過して、投射レンズ５３によって図示しないスクリーンに映像を拡大表示させる。

本発明の一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、光源装置１の外部へ漏洩する電磁波を遮蔽する効果を高め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。

なお、詳細な説明は省略するが、単板式反射型液晶プロジェクタ５０は、光源装置１の代わりに上述の光源装置１０１を備えていてもよい。

（Ｇ）
本発明の一実施形態に係る光源装置１は、各種投射型表示装置に適用することが可能である。本発明の一実施形態係る光源装置１を備え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１０を用いて説明すれば以下の通りである。

無電極放電ランプ２より照射された光は、まず赤透過ダイクロイックミラー６１において赤色光が透過し、青、緑色光は反射する。
赤色光は、反射ミラー６２で反射され、第１液晶ライトバルブ（空間光変調素子，透過型液晶表示素子）６３に達する。一方、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において反射し、第２液晶ライトバルブ（空間光変調素子，透過型液晶表示素子）６５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７０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（空間光変調素子，透過型液晶表示素子）７１に導かれる。第１，第２，第３液晶ライトバルブ６３，６５，７１はそれぞれ光を変調する。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偏光することで、赤色、青色、緑色のルートを変更することができる。

本発明の一実施形態に係る光源装置１を備えた三板式液晶プロジェクタ６０によれば、光源装置１から外部へ漏洩する電磁波を遮蔽する効果を高めた三板式液晶プロジェクタ６０を提供することができる。

なお、詳細な説明は省略するが、三板式液晶プロジェクタ６０は、光源装置１の代わりに上述の光源装置１０１を備えていてもよい。

（Ｈ）
上記他の実施形態で述べた、本発明の一実施形態に係る光源装置１（１０１）を備えた各種投射型表示装置（単板式液晶プロジェクタ４０、単板式反射型液晶プロジェクタ５０、三板式液晶プロジェクタ６０）をリアプロジェクションテレビの光学エンジンとして用いることが可能である。

これにより、外部へ漏洩する電磁波を遮蔽する効果を高めた安全なリアプロジェクションテレビを提供することが可能となる。

本発明によれば、光源装置から外部へ漏洩する電磁波を遮蔽する効果を高くすることが可能となることから、液晶プロジェクタ、リアプロジェクションテレビ等に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の平面図。 （ａ）〜（ｃ）は、図１の光源装置に含まれる第１レンズアレイの平面図、右側面図、下面図。 （ａ）〜（ｃ）は、図１の光源装置に含まれる第２レンズアレイの平面図、右側面図、下面図。 図１の光源装置に含まれる金属マスクの斜視図。 （ａ）、（ｂ）は、図１の光源装置に含まれるＰＳコンバータの平面図、下面図。 図１の光源装置に含まれるＰＳコンバータの偏光メカニズムを示した説明図。 本発明の他の実施形態に係る光源装置の平面図。 本発明の一実施形態あるいは他の実施形態に係る光源装置を備えている単板式プロジェクタの平面図。 本発明の一実施形態あるいは他の実施形態に係る光源装置を備えている単板式プロジェクタの平面図。 本発明の一実施形態あるいは他の実施形態に係る光源装置を備えている三板式プロジェクタの平面図。

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 集光レンズ
４ コリメートレンズ
５ 筐体部
５ａ 開口部
５ｂ 接合部
１２ 光インテグレータ
１３ 第１レンズアレイ
１３ａ 微小レンズ（第１レンズ群）
１４ 第２レンズアレイ
１４ａ 微小レンズ（第２レンズ群）
１５ 金属マスク
１５ａ スリット
１６ ＰＳコンバータ（偏光変換部）
１６ａ，１６ｂ 偏光ビームスプリッタ（プリズム）
１６ｃ 偏光分離面
１６ｄ 偏光分離面（偏光反射面）
１６ｅ 半波長板
１７ インテグレータホルダ（筒状部）
１９ コンデンサレンズ
２０ 液晶表示バルブ
２１ 光源ユニット
２２ インテグレータユニット
４０ 単板式液晶プロジェクタ（投射型表示装置）
４１ 偏光板
４２ 透過型液晶表示素子（空間光変調素子）
４３ 偏光板
４４ 投射レンズ
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
５１ａ 透光面
５１ｂ 偏光分離面
５２ 反射型液晶表示素子（空間光変調素子）
５３ 投射レンズ
６０ 三板式液晶プロジェクタ（投射型表示装置）
６１，６４ ダイクロイックミラー
６２，６７，６９ 反射ミラー
６３ 第１液晶ライトバルブ（空間光変調素子，透過型液晶表示素子）
６５ 第２液晶ライトバルブ（空間光変調素子，透過型液晶表示素子）
６６ 入射側レンズ
６８ リレーレンズ
７０ 出射側レンズ
７１ 第３液晶ライトバルブ（空間光変調素子，透過型液晶表示素子）
７３ ダイクロイックプリズム
７４ 投射レンズ
１０１ 光源装置
１０５ 筐体部
１０５ａ 開口部
１１７ インテグレータホルダ
１２１ 光源ユニット
１２２ インテグレータユニット

Claims (10)

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射出される光を集光する集光レンズと、
   前記集光レンズの集光位置近傍に１つの開口部を有しており、前記無電極放電ランプと前記集光レンズを内包し、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、
   前記開口部の光出射方向下流側に配置されており、前記開口部から出射される前記光を略平行光にするコリメートレンズと、
   を備えている光源装置。
2. 前記コリメートレンズは、前記筐体部に取り付けられている、
   請求項１に記載の光源装置。
3. 前記コリメートレンズの前記光出射方向下流側に配置されており、格子状に配置された第１レンズ群により形成される第１レンズアレイと、前記第１レンズアレイの焦点位置の近傍に配置されており、前記第１レンズ群に対応するように格子状に配置された第２レンズ群により形成される第２レンズアレイと、を有する光インテグレータを、さらに備えている、
   請求項１または２に記載の光源装置。
4. 前記光インテグレータの前記光出射方向下流側に配置されており、前記光を直線偏光光に変換する偏光変換部を、さらに備えている、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の光源装置。
5. 前記開口部の前記光出射方向下流側に接続して配置されている筒状の筒状部をさらに備えており、
   前記光インテグレータおよび前記偏光変換部は、前記筒状部の内面に支持されている、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の光源装置。
6. 前記筒状部は、導電性部材によって形成されている、
   請求項５に記載の光源装置。
7. 前記筒状部は、前記筐体部に対して着脱可能である、
   請求項５または６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と、
   前記光源装置から出射される前記光の光学特性を制御する空間光変調素子と、
   を備えている、投射型表示装置。
9. 前記空間光変調素子は、透過型液晶表示素子である、
   請求項８に記載の投射型表示装置。
10. 前記空間光変調素子は、反射型液晶表示素子である、
    請求項８に記載の投射型表示装置。
    

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