JP2009076289A - 発光管の製造方法、光源装置及びプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】熱ＣＶＤ法によって管球部の外面に光学薄膜を形成する場合においても、エネルギーの省力化を図ることが可能な発光管の製造方法を提供する。
【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を有する発光管２０を準備する発光管準備工程と、熱ＣＶＤ法により管球部３０の外面に光学薄膜としての反射防止膜６０を形成する光学薄膜形成工程とをこの順序で含む発光管の製造方法。光学薄膜形成工程においては、発光管２０に電流を流すことにより管球部３０を所定温度まで昇温させることとしている。
【選択図】図２

Description

本発明は、発光管の製造方法、光源装置及びプロジェクタに関する。

従来、プロジェクタに用いる光源装置として、管球部の外面に保温膜などの光学薄膜が形成された発光管を備える光源装置が知られている（例えば、特許文献１及び２参照。）。また、このような発光管を製造する方法として、熱ＣＶＤ法によって管球部の外面に光学薄膜を形成する方法が知られている（例えば、特許文献１及び２参照。）。従来の発光管の製造方法によれば、熱ＣＶＤ法によって光学薄膜を形成することとしているため、管球部の外面に比較的均一な膜を形成することができる。

特開平４−３６８７６８号公報 特開２００３−２４２９３０号公報

ところで、エネルギー問題が声高に叫ばれている昨今、上述のように熱ＣＶＤ法によって管球部の外面に光学薄膜を形成する場合においても、エネルギーの省力化を図りたいという要望がある。

そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、熱ＣＶＤ法によって管球部の外面に光学薄膜を形成する場合においても、エネルギーの省力化を図ることが可能な発光管の製造方法を提供することを目的とする。また、そのような優れた方法によって製造された発光管を備える光源装置及びプロジェクタを提供することを目的とする。

本発明者らは、上記目的を達成するため、エネルギーの省力化を図るための手段を探るべく鋭意研究を重ねた結果、従来の発光管の製造方法においては、外部熱源（発光管を外部から加熱するための加熱装置）を用いて発光管を昇温させている、という点に着目し、外部熱源を用いるのではなく、発光管自身を熱源として発光管（管球部）を昇温させれば、外部熱源を用いる場合よりもエネルギーの省力化を図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。

本発明の発光管の製造方法は、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する発光管を準備する発光管準備工程と、熱ＣＶＤ法により前記管球部の外面に光学薄膜を形成する光学薄膜形成工程とをこの順序で含み、前記光学薄膜形成工程においては、前記発光管に電流を流すことにより前記管球部を所定温度まで昇温させることを特徴とする。

このため、本発明の発光管の製造方法によれば、発光管に電流を流すことにより（発光管を点灯させることにより）管球部の温度を所定温度まで昇温させることとしているため、発光管自身を熱源とすることが可能となる。その結果、従来よりもエネルギーの省力化を図ることが可能となる。

また、本発明の発光管の製造方法によれば、外部熱源（発光管を外部から加熱するための加熱装置）が不要となるため、光学薄膜を形成するための装置の簡素化を図ることができるとともに、発光管の製造コストの低廉化を図ることが可能となる。

また、本発明の発光管の製造方法によれば、発光管自身を熱源として管球部の温度を所定温度まで昇温させているため、外部熱源を用いた場合（従来の発光管の製造方法）に比べて、管球部の温度管理が容易となる。その結果、管球部の外面に従来よりも均一な膜を形成することが可能となる。

ところで、光学薄膜の原料ガスとしては、光学薄膜の用途（保温用、反射用など）等に応じて種々の原料ガスが使い分けられているが、膜付けに最適な温度範囲は原料ガスによってそれぞれ違いがある。
本発明の発光管の製造方法によれば、発光管に流す電流を調整することによって管球部の温度を容易に調整することが可能となるため、用いる原料ガスにとっての最適な温度範囲となるように、管球部の温度を調整することが可能となる。つまり、本発明の発光管の製造方法は、種々の原料ガスに対応可能な発光管の製造方法であるといえる。

本発明の発光管の製造方法において、前記光学薄膜形成工程においては、前記発光管は、前記一対の封止部が略水平となるように配置され、前記管球部における前記一対の封止部の中心軸に対して下側の頂点部分の温度が、前記光学薄膜の原料ガスの分解温度以上となるように、前記管球部を昇温させることが好ましい。

ところで、発光管を点灯させたときの管球部の温度は、管球部における一対の封止部の中心軸に対して下側の頂点部分を含む領域（以下、「管球部の下半球」ということもある。）の方が、管球部における一対の封止部の中心軸に対して上側の頂点部分を含む領域（以下、「管球部の上半球」ということもある。）に比べて低温となる。このため、管球部の全面（上半球及び下半球）に光学薄膜を形成する場合において、仮に管球部の下半球の温度が光学薄膜の原料ガスの分解温度よりも低いと、管球部の下半球に光学薄膜がうまく形成されない。

これに対し、本発明の発光管の製造方法によれば、管球部の下半球の温度が光学薄膜の原料ガスの分解温度以上となるように、管球部の温度を所定温度まで昇温させることとしているため、管球部の下半球に光学薄膜を形成することが可能となる。なお、管球部の上半球の温度については、管球部の下半球の温度よりも高温であることから、必然的に光学薄膜の原料ガスの分解温度以上となり、管球部の上半球にも光学薄膜を形成することが可能となる。すなわち、本発明の発光管の製造方法によれば、管球部の全面に光学薄膜を形成することが可能となる。

本発明の発光管の製造方法において、前記光学薄膜形成工程においては、前記発光管は、前記一対の封止部が略水平となるように配置され、前記管球部における一対の封止部の中心軸に対して下側の頂点部分の温度が、前記光学薄膜の原料ガスの分解温度よりも低く、かつ、前記管球部における一対の封止部の中心軸に対して上側の頂点部分の温度が、前記光学薄膜の原料ガスの分解温度以上となるように、前記管球部を昇温させることが好ましい。

ところで、発光管を点灯させたときには、一般に管球部における上側の頂点部分の温度が特に高くなり易く、管球部を構成する基材の許容温度を超えてしまった場合には、管球部における上側の頂点部分において局所的な膨れが発生したり白化したりする場合がある。白化とは、管球部を構成する基材が白濁して失透する現象のことである。管球部に局所的な膨れが発生すると、強度低下によって発光管が破裂する場合がある。また、管球部が白化すると、白化した箇所において光の透過が妨げられてしまい、これに起因して熱が発生して発光管の温度がさらに上昇する結果、発光管が破裂する場合がある。

なお、管球部における上側の頂点部分の温度上昇を抑制するためには、プロジェクタの使用時に発光管を冷却ファンで冷却することが考えられる。しかしながら、管球部における上側の頂点部分の温度と管球部における下側の頂点部分の温度との温度差が大きいため、管球部における上側の頂点部分の温度を所定温度以下まで冷却した場合に、管球部における下側の頂点部分が必要以上に冷却されてしまい、管球部における下側の頂点部分が黒化するおそれがある。黒化とは、管球部内において温度が低くなりすぎることにより、ハロゲンサイクルが円滑に行われず、電極から蒸発したタングステンが管球部の内壁に付着する現象のことである。このように管球部が黒化すると、黒化した箇所において光が吸収されるため、発光管の光量が低下したり発光管が破損したりする場合がある。

このように、従来の発光管においては、管球部における上側の頂点部分の温度が高くなり易いこと及び管球部における上側の頂点部分の温度と管球部における下側の頂点部分の温度との温度差が大きいことに起因して、発光管の長寿命化を図ることが容易ではないという問題があるが、本発明の発光管の製造方法によれば、光学薄膜を形成する際に上記のようにして管球部を昇温させることにより、管球部の上半球に光学薄膜を形成することが可能となる。このとき、原料ガスとして保温膜の原料ガスを用いれば、管球部の上半球に保温膜を形成することが可能となる。このようにして管球部の上半球に保温膜を形成した後で発光管の上下を反転させることにより、管球部の下半球に保温膜が形成された発光管を製造することが可能となる。管球部の下半球に保温膜が形成された発光管を用いることにより、管球部における上側の頂点部分の温度と管球部における下側の頂点部分の温度との温度差を小さくすることが可能となるため、管球部における上側の頂点部分の温度を所定温度以下まで冷却した場合であっても、管球部における下側の頂点部分が必要以上に冷却されてしまうのを抑制することが可能となる。その結果、黒化による発光管の光量低下や発光管の破損の発生を抑制することが可能となる。
すなわち、本発明の発光管の製造方法は、長寿命化を図ることが可能な発光管を、比較的容易に製造することが可能な発光管の製造方法であるといえる。

本発明の光源装置は、本発明の発光管の製造方法によって製造された発光管を備えることを特徴とする。

このため、本発明の光源装置は、従来よりも製造コストが安価で、管球部の外面に従来よりも均一な膜が形成された発光管を備える優れた光源装置となる。

本発明のプロジェクタは、本発明の光源装置を備えることを特徴とする。

このため、本発明のプロジェクタは、従来よりも製造コストが安価で、管球部の外面に従来よりも均一な膜が形成された発光管を備える優れたプロジェクタとなる。

以下、本発明の発光管の製造方法、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。

［実施形態１］
まず、実施形態１に係るプロジェクタ１０００の構成について、図１を用いて説明する。

図１は、実施形態１に係るプロジェクタ１０００を説明するために示す図である。図１（ａ）はプロジェクタ１０００の光学系を示す図であり、図１（ｂ）は光源装置１１０を側面から見たときの断面図である。

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（ａ）における照明光軸１００ａｘ方向）、ｘ軸方向（図１（ａ）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（ａ）における紙面に垂直かつｚ軸に直交する方向）とする。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００は、図１（ａ）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３つの液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂと、３つの液晶光変調装置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。

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、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とを有する。

光源装置１１０は、図１（ｂ）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１と、発光管１の管球部３０の外面に形成された光学薄膜としての反射防止膜６０とを有する。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。

楕円面リフレクタ１０は、発光管１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１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とを有する。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によって発光管１の封止部４０に固着されている。

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_２Ｏ_３）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_２）と酸化シリコン（ＳｉＯ_２）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。

光学薄膜としての反射防止膜６０は、例えば、酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）と酸化シリコン（ＳｉＯ_２）との多層膜で構成されている。管球部３０の外面に反射防止膜６０が形成されていることにより、管球部３０の外面を通過する際の可視光の反射損を抑制することができ、光利用効率を向上することが可能となる。

なお、発光管１の構成及び製造方法については詳細に後述する。

凹レンズ９０は、図１（ａ）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。

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、複数の第１小レンズ１２２が照明光軸１００ａｘと直交する面内に複数行・複数列のマトリクス状に配列された構成を有する。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、後述する液晶パネルの画像形成領域の外形形状に関して相似形である。

第２レンズアレイ１３０は、重畳レンズ１５０とともに、第１レンズアレイ１２０の各第１小レンズ１２２の像を液晶パネルの画像形成領域近傍に結像させる機能を有する。第２レンズアレイ１３０は、第１レンズアレイ１２０と略同様な構成を有し、複数の第２小レンズ１３２が照明光軸１００ａｘに直交する面内に複数行・複数列のマトリクス状に配列された構成を有する。

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からの照明光束のうち一方の偏光成分（例えばＰ偏光成分）を有する光を透過し他方の偏光成分（例えばＳ偏光成分）を有する光を照明光軸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偏光成分を有する光を照明光軸１００ａｘに平行な方向に反射する反射層と、偏光分離層を透過した一方の偏光成分を有する光を他方の偏光成分を有する光に変換する位相差板とを有する。

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パネル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。重畳レンズ１５０の光軸と照明装置１００の照明光軸１００ａｘとが略一致するように、重畳レンズ１５０が配置されている。なお、重畳レンズ１５０は、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。

色分離光学系２００は、ダイクロイックミラー２１０，２２０と、反射ミラー２３０，２４０，２５０と、入射側レンズ２６０と、リレーレンズ２７０とを有する。色分離光学系２００は、重畳レンズ１５０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３つの液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂに導く機能を有する。

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させるミラーである。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、青色光成分を透過させるミラーである。

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光変調装置４００Ｒに入射する。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。なお、他の集光レンズ３００Ｇ，３００Ｂも、集光レンズ３００Ｒと同様に構成されている。

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で反射され、集光レンズ３００Ｇを通過して緑色光用の液晶光変調装置４００Ｇ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光変調装置４００Ｂ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光変調装置４００Ｂまで導く機能を有する。

液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、画像情報に応じて照明光束を変調するものであり、照明装置１００の照明対象となる。
液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、ここでは図示による説明を省略するが、液晶パネルと、液晶パネルの光入射側に配置される入射側偏光板と、液晶パネルの光射出側に配置される射出側偏光板とを有する。

液晶パネルは、一対の透明なガラス基板（対向基板とＴＦＴ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、ＴＮ型の液晶パネルである。例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として、与えられた画像情報に従って、入射側偏光板から射出される１種類の直線偏光の偏光方向を変調する。

入射側偏光板、液晶パネル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。

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各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、青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、赤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青色光及び赤色光は曲折され、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。

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。

次に、実施形態１に係る発光管の製造方法について、図２及び図３を用いて説明する。
図２は、実施形態１に係る発光管の製造方法を説明するために示す図である。図２（ａ）〜図２（ｄ）は各工程を模式的に示す図であって、図２（ａ）は発光管準備工程における発光管２０の側面図であり、図２（ｂ）は発光管準備工程における発光管２０の断面図であり、図２（ｃ）は光学薄膜形成工程において発光管２０に電流を流した様子を示す図であり、図２（ｄ）は光学薄膜形成工程終了後の発光管１を示す側面図である。
図３は、成膜装置７００を説明するために示す図である。

実施形態１に係る発光管の製造方法は、上述の発光管１を製造するための方法であって、「発光管準備工程」及び「光学薄膜形成工程」が順次実施される。以下、これら各工程を順次説明する。

１．発光管準備工程
まず、管球部３０の外面に光学薄膜が形成される前の発光管２０を準備する。発光管２０は、図２（ｂ）に示すように、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とを有する。

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。

２．光学薄膜形成工程
次に、成膜装置７００内に発光管２０をセットして、熱ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により管球部３０の外面に光学薄膜としての反射防止膜６０を形成する。

成膜装置７００は、発光管２０における管球部３０の外面に光学薄膜を形成するための装置であって、図３に示すように、チャンバ７１０と、ガス供給口７１２と、ガス排出口７１４と、チャンバ７１０内において発光管２０を保持する保持部７１６（図示せず。）と、チャンバ７１０内に配置された発光管２０に電流を流すための電源部７２０とを備える。電源部７２０は、発光管２０に流す電流を調整する機能も有する。

光学薄膜形成工程を具体的に説明すると、まず、保持部７１６によってチャンバ７１０内に発光管２０を一対の封止部４０，５０が略水平となるようにを配置し、電源部７２０と発光管２０とを接続した後、電源部７２０から発光管２０に電流を流して発光管２０を点灯させ、管球部３０を所定温度（管球部３０の外面に反射防止膜６０が形成される温度）まで昇温させる。このとき、管球部３０における一対の封止部４０，５０の中心軸７０に対して下側の頂点部分３４の温度が、反射防止膜６０の原料ガスの分解温度以上となるように、管球部３０を昇温させている。

次に、原料ガス及び酸化性ガスをガス供給口７１２からチャンバ７１０内に供給する。このとき、窒素やアルゴンなどのキャリアガスを用いてもよい。酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）と酸化シリコン（ＳｉＯ_２）との多層膜で構成された反射防止膜６０を形成するための原料ガスとしては、Ｔａを含むアルコキシド及びＳｉを含むアルコキシドを用いることができる。酸化性ガスとしては、例えば、酸素やオゾンなどを用いることができる。

これらのガスを所定のタイミングで切り替えながらチャンバ７１０内に供給することによって、管球部３０の外面を覆うように反射防止膜６０が形成される（図２（ｄ）参照。）。なお、電源部７２０は、原料ガスの種類にあわせて発光管２０に流す電流を調整してもよい。

以上の工程を実施することにより、図１に示す発光管１（管球部３０の外面に反射防止膜６０が形成された発光管１）を製造することができる。

このように、実施形態１に係る発光管の製造方法によれば、発光管２０に電流を流すことにより（発光管２０を点灯させることにより）管球部３０の温度を所定温度まで昇温させることとしているため、発光管自身を熱源とすることが可能となる。その結果、従来よりもエネルギーの省力化を図ることが可能となる。

また、実施形態１に係る発光管の製造方法によれば、外部熱源（発光管を外部から加熱するための加熱装置）が不要となるため、光学薄膜（反射防止膜６０）を形成するための装置の簡素化を図ることができるとともに、発光管の製造コストの低廉化を図ることが可能となる。

また、実施形態１に係る発光管の製造方法によれば、発光管自身を熱源として管球部３０の温度を所定温度まで昇温させているため、外部熱源を用いた場合（従来の発光管の製造方法）に比べて、管球部の温度管理が容易となる。その結果、管球部の外面に従来よりも均一な膜を形成することが可能となる。

ところで、光学薄膜の原料ガスとしては、光学薄膜の用途（保温用、反射用など）等に応じて種々の原料ガスが使い分けられているが、膜付けに最適な温度範囲は原料ガスによってそれぞれ違いがある。
実施形態１に係る発光管の製造方法によれば、発光管２０に流す電流を調整することによって管球部３０の温度を容易に調整することが可能となるため、用いる原料ガスにとっての最適な温度範囲となるように、管球部３０の温度を調整することが可能となる。つまり、実施形態１に係る発光管の製造方法は、種々の原料ガスに対応可能な発光管の製造方法であるといえる。

実施形態１に係る発光管の製造方法によれば、管球部３０における一対の封止部４０，５０の中心軸７０に対して下側の頂点部分３４を含む領域（管球部３０の下半球）の温度が、反射防止膜６０の原料ガスの分解温度以上となるように、管球部３０の温度を所定温度まで昇温させることとしているため、管球部３０の下半球に反射防止膜６０を形成することが可能となる。なお、管球部３０における一対の封止部４０，５０の中心軸７０に対して上側の頂点部分３２を含む領域（管球部３０の上半球）の温度については、管球部３０の下半球の温度よりも高温であることから、必然的に反射防止膜６０の原料ガスの分解温度以上となり、管球部３０の上半球にも反射防止膜６０を形成することが可能となる。すなわち、実施形態１に係る発光管の製造方法によれば、管球部３０の全面に反射防止膜６０を形成することが可能となる。

実施形態１に係る光源装置１１０は、実施形態１に係る発光管の製造方法によって製造された発光管１を備えるため、従来よりも製造コストが安価で、管球部の外面に従来よりも均一な膜が形成された発光管を備える優れた光源装置となる。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００は、実施形態１に係る光源装置１１０を備えるため、従来よりも製造コストが安価で、管球部の外面に従来よりも均一な膜が形成された発光管を備える優れたプロジェクタとなる。

［実施形態２］
図４は、実施形態２に係るプロジェクタ１００２を説明するために示す図である。図４（ａ）はプロジェクタ１００２の光学系を示す図であり、図４（ｂ）は光源装置１１２を側面から見たときの断面図である。
なお、図４において、図１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。

実施形態２に係る光源装置１１２及びプロジェクタ１００２は、基本的には実施形態１に係る光源装置１１０及びプロジェクタ１０００と同様の構成を有するが、発光管の構成が、実施形態１に係る光源装置１１０及びプロジェクタ１０００とは異なる。

実施形態２に係るプロジェクタ１００２においては、図４に示すように、発光管２は、光学薄膜として、反射防止膜に代えて、保温膜６２を有する。保温膜６２は、可視光を透過し、紫外光を吸収する機能を有する。保温膜６２は、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）からなる。

ところで、上述したように、従来の発光管においては、管球部における上側の頂点部分の温度が高くなり易いこと及び管球部における上側の頂点部分の温度と管球部における下側の頂点部分の温度との温度差が大きいことに起因して、発光管の長寿命化を図ることが容易ではないという問題があるが、実施形態２における発光管２においては、管球部３０の下半球に保温膜６２が形成されているため、管球部３０における上側の頂点部分３２の温度と管球部３０における下側の頂点部分３４の温度との温度差を小さくすることが可能となる。このため、管球部３０における上側の頂点部分３２の温度を所定温度以下まで冷却した場合であっても、管球部３０における下側の頂点部分３４が必要以上に冷却されてしまうのを抑制することが可能となる。その結果、黒化による発光管の光量低下や発光管の破損の発生を抑制することが可能となる。

次に、実施形態２に係る発光管の製造方法について、図５を用いて説明する。
図５は、実施形態２に係る発光管の製造方法を説明するために示す図である。図５（ａ）〜図５（ｅ）は各工程を模式的に示す図であって、図５（ａ）は発光管準備工程における発光管２０の側面図であり、図５（ｂ）は発光管準備工程における発光管２０の断面図であり、図５（ｃ）は光学薄膜形成工程において発光管２０に電流を流した様子を示す図であり、図５（ｄ）は光学薄膜形成工程終了後の発光管２を示す側面図であり、図５（ｅ）は発光管２の上下を反転させた様子を示す図である。

実施形態２に係る発光管の製造方法は、上述の発光管２を製造するための方法であって、「発光管準備工程」及び「光学薄膜形成工程」が順次実施される。以下、これら各工程を順次説明する。

１．発光管準備工程
まず、管球部３０の外面に光学薄膜が形成される前の発光管２０を準備する（図５（ａ）及び図５（ｂ）参照。）。発光管２０は、実施形態１で説明したものと同様である。

２．光学薄膜形成工程
次に、図３に示した成膜装置７００内に発光管２０をセットして、熱ＣＶＤ法により管球部３０の外面に光学薄膜としての保温膜６２を形成する。

具体的には、電源部７２０（図３参照。）から発光管２０に電流を流して発光管２０を点灯させ（図５（ｃ）参照。）、管球部３０を所定温度まで昇温させる。このとき、管球部３０における一対の封止部４０，５０の中心軸７０に対して下側の頂点部分３４（管球部３０の下半球）の温度が、保温膜６２の原料ガスの分解温度よりも低く、かつ、管球部３０における一対の封止部４０，５０の中心軸７０に対して上側の頂点部分３２（管球部３０の上半球）の温度が、保温膜６２の原料ガスの分解温度以上となるように、管球部３０を昇温させている。

このように管球部３０を昇温させることにより、図５（ｄ）に示すように、管球部３０の上半球に保温膜６２を形成することが可能となる。このようにして管球部３０の上半球に保温膜を形成した後で発光管２の上下を反転させることにより、図５（ｅ）に示すように、管球部３０の下半球に保温膜６２が形成された発光管２を製造することが可能となる。

以上のように、実施形態２に係る発光管の製造方法によれば、発光管２０に電流を流すことにより（発光管２０を点灯させることにより）管球部３０の温度を所定温度まで昇温させることとしているため、発光管自身を熱源とすることが可能となる。その結果、従来よりもエネルギーの省力化を図ることが可能となる。

したがって、実施形態２に係る発光管の製造方法は、実施形態１に係る発光管の製造方法と同様に、熱ＣＶＤ法によって管球部の外面に光学薄膜を形成する場合においても、エネルギーの省力化を図ることが可能な発光管の製造方法となる。

また、実施形態２に係る発光管の製造方法によれば、外部熱源（発光管を外部から加熱するための加熱装置）が不要となるため、光学薄膜（保温膜６２）を形成するための装置の簡素化を図ることができるとともに、発光管の製造コストの低廉化を図ることが可能となる。

また、実施形態２に係る発光管の製造方法によれば、発光管自身を熱源として管球部３０の温度を所定温度まで昇温させているため、外部熱源を用いた場合（従来の発光管の製造方法）に比べて、管球部の温度管理が容易となる。その結果、管球部の外面に従来よりも均一な膜を形成することが可能となる。

実施形態２に係る発光管の製造方法によれば、保温膜６２を形成する際に上記のようにして管球部３０を昇温させた後、発光管２の上下を反転させることにより、管球部３０の下半球に保温膜６２が形成された発光管２を製造することが可能となる。発光管２をプロジェクタ１００２に用いることにより、黒化による発光管の光量低下や発光管の破損の発生を抑制することが可能となる。
すなわち、実施形態２に係る発光管の製造方法は、長寿命化を図ることが可能な発光管２を、比較的容易に製造することが可能な発光管の製造方法であるといえる。

実施形態２に係る光源装置１１２は、実施形態２に係る発光管の製造方法によって製造された発光管２を備えるため、従来よりも製造コストが安価で、管球部の外面に従来よりも均一な膜が形成された発光管を備える優れた光源装置となる。

実施形態２に係るプロジェクタ１００２は、実施形態２に係る光源装置１１２を備えるため、従来よりも製造コストが安価で、管球部の外面に従来よりも均一な膜が形成された発光管を備える優れたプロジェクタとなる。

以上、本発明の発光管の製造方法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。

（１）上記各実施形態においては、光学薄膜が反射防止膜及び保温膜である場合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、他の光学薄膜（例えば反射膜）を形成する場合にも適用可能である。

（２）上記実施形態１においては、反射防止膜として、酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）と酸化シリコン（ＳｉＯ_２）との多層膜で構成された反射防止膜６０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い。例えば、高屈折率層が酸化チタン（ＴｉＯ_２）又は酸化ジルコニウム（ジルコニア・ＺｒＯ_２）からなり、低屈折率層がフッ化マグネシウム（ＭｇＦ_２）又は酸化アルミニウム（アルミナ・Ａｌ_２Ｏ_３）からなる反射防止膜であってもよいし、他の材料からなる反射防止膜であってもよい。

（３）上記実施形態２においては、保温膜として、酸化亜鉛（ＺｎＯ_２）からなる保温膜６２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い。例えば、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、酸化ジルコニウム（ジルコニア・ＺｒＯ_２）、酸化ニオブ（Ｎｂ_２Ｏ_５）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ_３）からなる保温膜であってもよいし、他の材料からなる保温膜であってもよい。なお、保温膜は、実施形態１に係る発光管の製造方法を用いて、管球部の外面全面に形成してもよい。

（４）上記各実施形態においては、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。

（５）上記各実施形態においては、光均一化光学系として、レンズアレイ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、ロッド部材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。

（６）上記各実施形態に係るプロジェクタ１０００，１００２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。

（７）上記各実施形態においては、３つの液晶光変調装置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つ以上の液晶光変調装置を用いたプロジェクタにも適用可能である。

（８）上記各実施形態においては、電気光学変調装置として液晶光変調装置を用いたが、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。

（９）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。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００を説明するために示す図。 実施形態１に係る発光管の製造方法を説明するために示す図。 成膜装置７００を説明するために示す図。 実施形態２に係るプロジェクタ１００２を説明するために示す図。 実施形態２に係る発光管の製造方法を説明するために示す図。

符号の説明

１，２…発光管（管球部の外面に光学薄膜が形成された後の発光管）、１０…楕円面リフレクタ、１２…開口部、１４…反射凹面、２０…発光管（管球部の外面に光学薄膜が形成される前の発光管）、３０…管球部、３２…管球部における上側の頂点部分、３４…管球部における下側の頂点部分、４０，５０…封止部、４２，５２…電極、４４，５４…金属箔、４６，５６…リード線、６０…反射防止膜、６２…保温膜、７０…一対の封止部の中心軸、９０…凹レンズ、１００，１０２…照明装置、１００ａｘ，１０２ａｘ…照明光軸、１１０，１１２…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…液晶光変調装置、５００…クロスダイクロイックプリズム、６００…投写光学系、７００…成膜装置、７１０…チャンバ、７１２…ガス供給口、７１４…ガス排出口、７２０…電源部、１０００，１００２…プロジェクタ、ＳＣＲ…スクリーン

Claims (5)

1. 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する発光管を準備する発光管準備工程と、
   熱ＣＶＤ法により前記管球部の外面に光学薄膜を形成する光学薄膜形成工程とをこの順序で含み、
   前記光学薄膜形成工程においては、前記発光管に電流を流すことにより前記管球部を所定温度まで昇温させることを特徴とする発光管の製造方法。
2. 請求項１に記載の発光管の製造方法において、
   前記光学薄膜形成工程においては、
   前記発光管は、前記一対の封止部が略水平となるように配置され、
   前記管球部における前記一対の封止部の中心軸に対して下側の頂点部分の温度が、前記光学薄膜の原料ガスの分解温度以上となるように、前記管球部を昇温させることを特徴とする発光管の製造方法。
3. 請求項１に記載の発光管の製造方法において、
   前記光学薄膜形成工程においては、
   前記発光管は、前記一対の封止部が略水平となるように配置され、
   前記管球部における前記一対の封止部の中心軸に対して下側の頂点部分の温度が、前記光学薄膜の原料ガスの分解温度よりも低く、かつ、前記管球部における前記一対の封止部の中心軸に対して上側の頂点部分の温度が、前記光学薄膜の原料ガスの分解温度以上となるように、前記管球部を昇温させることを特徴とする発光管の製造方法。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の発光管の製造方法によって製造された発光管を備えることを特徴とする光源装置。
5. 請求項４に記載の光源装置を備えることを特徴とするプロジェクタ。

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