JP2010009909A - 放電ランプ、光源装置、及びプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】ランプ点灯時における光束を低下させること無く失透の抑制を可能にした、放電ランプ、光源装置、及びプロジェクタを提供する。
【解決手段】透光性容器１１１と、この透光性容器１１１内に対向配置されるタングステン電極１１２，１１２と、を備えた放電ランプ１０１である。透光性容器１１１の発光部１１１Ａにおける外表面の少なくとも一部に発光部１１１Ａの発光時に正の電圧が印加される透明導電膜１１６が設けられる。また、透明導電膜１１６への印加電圧は、発光部１１１Ａの発光時におけるタングステン電極１１２，１１２への駆動電圧と独立して制御される。
【選択図】図１

Description

本発明は、放電ランプ、光源装置、及びプロジェクタに関するものである。

放電ランプは、内部に一対の電極が配置された発光部と、この発光部の両端から延在する一対の封止部とを備え、この封止部には電極に接続された例えばモリブデンからなる金属箔が封止されている。この金属箔等の封止部内に設けられる部材にはその性質上不純物（例えば、アルカリ金属）が含まれているため、ランプの製造過程や点灯中に不純物が発光部の放電空間内に混入してしまう。

ところで、このような放電ランプにおいては、シリカガラスからなる放電管の一部が結晶化することで透明性を失う現象、いわゆる失透（白濁）現象が発生し、これにより光束の低下や失透による膨張に起因した変形等の問題が生じていた。この失透現象は上述のような放電空間内に含まれる不純物（アルカリ金属）や、ランプ発光中に生成された金属陽イオンに起因するものと考えられる。

そこで、放電ランプの製造時において、発光部の外面にリード等の導電部材を巻き付けて導電部材に負の電圧を印加する。そして、この導電部材と発光部内の電極との間に生じさせた電界によって、上記不純物を発光部の外部に放出させてしまうことで、ランプの使用中において不純物の影響によって発光部が失透するのを抑制した技術がある（例えば、特許文献１参照）。
国際公開第０４／８４２５３号パンフレット

ところで、上記導電部材の巻き付け構造を利用し、ランプ点灯時に導電部材に正の電圧を印加することで発光部の外面側を負、内面側を正に帯電させることで発光中に生成される上記金属陽イオンを発光部の内壁に付着させ難くすることで失透の抑制を図ることも考えられる。

しかしながら、この場合、発光部の光出射領域上に上記導電部材が存在するため、ランプ点灯時に導電部材が影となり光束を低下させるといった問題が生じてしまう。また、例えば発光部の根元部分（封止部との接続部分）に導電部材が巻き付けられていると、放電ランプに反射鏡或いは副反射鏡を取付ける場合、出射光部分と反射鏡或いは副反射鏡との位置関係に狂いが生じるおそれもある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、ランプ点灯時における光束を低下させること無く失透の抑制を可能にした、放電ランプ、光源装置、及びプロジェクタを提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の放電ランプは、透光性容器と、該透光性容器内に対向配置されるタングステン電極と、を備え、前記透光性容器の発光部における外表面の少なくとも一部に前記発光部の発光時に正の電圧が印加される透明導電膜が設けられることを特徴とする。

本発明の放電ランプによれば、ランプの発光時において発光部の外表面に設けられた透明導電膜に正の電圧が印加されるので、透明導電膜が設けられた外表面は負に帯電する。また、負に帯電した外表面に対応する発光部の内壁面は正に帯電するようになる。これにより、ランプの発光時に発生した金属陽イオンを発光部の内壁面に付着させ難くすることができる。また、透明導電膜は発光部から射出される光を遮ることがない。また、発光部を構成する透光性容器中の不純物（例えば、アルカリ金属）は電界の影響により内壁より外表面付近へと移動する事により、内壁部の失透を抑制することができる。
したがって、ランプの光束を低下させること無く且つ失透の発生を抑制することができる。

また、上記放電ランプにおいては、前記透明導電膜への印加電圧は、前記発光部の発光時における前記タングステン電極への駆動電圧と独立して制御されるのが好ましい。
この構成によれば、発光時の駆動電圧とは独立して透明電極への電圧印加が行われるので、透光性容器の内面の帯電具合を調整することができ、透光性容器における失透を効果的に抑制することができる。

また、上記放電ランプにおいては、前記透光性容器は、石英から構成されるのが好ましい。
本発明によれば、上述のように放電管の失透を抑制できるので、放電管の構成材料として失透が生じやすい石英を好適に採用することができる。

また、上記放電ランプにおいては、前記透明導電膜が、前記発光部の鉛直上方における外表面に選択的に設けられるのが好ましい。
ランプ点灯時においては、アーク時の上昇気流によって発光部の鉛直上方の内面に金属陽イオンが優先的に付着する。本発明によれば、鉛直上方の外表面に透明導電膜が形成されることで、透光性容器における失透の生じやすい領域を効率的に帯電させることができる。

また、上記放電ランプにおいては、前記透明導電膜が、前記透光性容器の外表面の全面に形成されているのが好ましい。
この構成によれば、透明導電膜が透光性容器の外表面の全面に形成されているので、透光性容器の内面全体を正に帯電させることができ、透光性容器の内面の全域に亘って失透を抑制することができる。

また、上記放電ランプにおいては、前記透明導電膜は、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、及び酸化カドミウムのいずれかを主体として構成されるのが好ましい。
このような材料からなる透明導電膜を備えることで良好に透光性容器の内面を正に帯電させることができる。

また、上記放電ランプにおいては、前記透明導電膜は、その膜厚が１０００Å以上３０００Å以下に設定されるのが好ましい。
透明導電膜の膜厚を１０００〜３０００Åに設定することで透光性容器の透過率、すなわち放電ランプの発光特性を低下させるといった不具合を防止できる。

本発明の光源装置は、上記放電ランプと、主反射鏡と、副反射鏡と、を備えたことを特徴とする。

本発明の光源装置によれば、透光性容器の失透が抑制された放電ランプを備えているので、高い輝度性能を長期的に確保可能とした光源装置を得ることができる。

本発明のプロジェクタは、上記の光源装置を備えることを特徴とする。
本発明のプロジェクタによれば、高い輝度性能を長期的に確保できる光源装置を備えるので、表示品位が高く信頼性の高いプロジェクタを得ることができる。

以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。

（光源装置）
図１は、本発明の光源装置に係る一実施形態の概略構成を示す断面図である。図２は光源装置を駆動するための駆動回路部の構成を示す図である。図３は、放電ランプの動作を説明するための断面構成図である。
図１に示されるように、光源装置１００は、本発明の一実施形態に係る放電ランプ１０１と、リフレクタ１０２（主反射鏡）と、副反射鏡１０３を備えており、不図示のランプハウジング内に収納されている。そして、放電ランプ１０１から放射した光束を、リフレクタ１０２により装置前方（図１中に示されるＸ軸方向）側に射出方向を揃えて収束光として射出する。

放電ランプ１０１は、石英ガラス（主な組成はＳｉＯ_２である）から構成される透光性容器１１１と、この透光性容器１１１内に配置される一対のタングステン電極１１２，１１２とを備えている。透光性容器１１１は、中央部分が球状に膨出した発光部１１１Ａと、発光部１１１Ａの両側に延在する封止部１１１Ｂとからなり、発光部１１１Ａの内部に略球状の放電空間Ｋが形成されている。そして、この放電空間Ｋ内に、一対のタングステン電極１１２，１１２と封入物が封入されている。

封入物としては、水銀、希ガス、ハロゲン化合物などが挙げられる。希ガスは、発光を促すために用いられるものであり、特に限定されないが、常用されるアルゴン、キセノンなどを用いることができる。さらに、ハロゲン化合物は、塩素、臭素、およびヨウ素のうちのいずれかのハロゲンを用いることができ、特に臭素を用いることが好ましい。

タングステン電極１１２は、電極軸１１２ａ、放熱用コイル１１２ｂ、及び放電端部Ｃ１（Ｃ２）からなる。放熱用コイル１１２ｂは、導通線である芯線を電極軸１１２ａに巻回することによって作製され、放電端部Ｃ１，Ｃ２は、電極軸１１２ａの一端部をレーザーによって熱溶融することによって熱容量の大きい球状もしくはドーム形状としたものである。電極軸１１２ａと該電極軸１１２ａに巻装された放熱用コイル１１２ｂは、溶融一体化されていてもよいし、放熱用コイル１１２ｂの巻き占め力によって固定されていてもよい。このようなタングステン電極１１２，１１２は、放電空間Ｋ内において、放電端部Ｃ１、Ｃ２同士を対向させ且つ互いに所定間隔をおいて配置されている。

透光性容器１１１の各封止部１１１Ｂの内部には、タングステン電極１１２と電気的に接続されるモリブデンからなる金属箔１１３が挿入され、ガラス材料等で封止されている。この金属箔１１３には、さらに電極引出線としてのニッケル製のリード線１１４が接続され、このリード線１１４は、透光性容器１１１の外部まで延出している。

本実施形態に係る放電ランプ１０１は、透光性容器１１１の外表面を覆った状態に透明導電膜１１６が形成されている。本実施形態では、透明導電膜１１６は、発光部１１１Ａおよび封止部１１１Ｂのいずれも覆った状態に形成されている。また、封止部１１１Ｂの一端部（発光部１１１Ａと反対側）には金属帯１１８，１１８がそれぞれ形成されている。この金属帯１１８，１１８には後述するように外部電極から正の電圧が印加されるようになっている。

透明導電膜１１６は、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、及び酸化カドミウム等のいずれかを主体として構成されている。透明導電膜１１６の構成材料として、上記材料を用いることで放電ランプ１０１の発光特性の低下を防止するとともに、詳細については後述するように発光部１１１Ａを良好に帯電可能となっている。なお、本実施形態においては、透明導電膜１１６がＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：酸化インジウムスズ）から構成されている。

上記透明導電膜１１６の膜厚は、１０００Å以上３０００Å以下に設定することが好ましい。透明導電膜１１６は、例えば、膜厚が１０００〜１５００Åの場合、透過率（波長５５０ｎｍの場合）が８５％以上とされ、膜厚が２０００〜３０００Åの場合、透過率（波長５５０ｎｍの場合）が８０％以上とされる。
このように、透明導電膜１１６の膜厚を１０００〜３０００Åに設定することで透光性容器１１１の透過率、すなわち放電ランプ１０１の発光特性を低下させるといった不具合を防止できる。

リフレクタ１０２は、放電ランプ１０１の封止部１１１Ｂが挿通される挿入部１２１およびこの挿入部１２１から拡がる楕円曲面状の反射部１２２を備えたガラス製の一体成形品である。挿入部１２１には、中央に挿入孔１２３が形成されており、この挿入孔１２３の中心に透光性容器１１１の封止部１１１Ｂが配置される。反射部１２２は、楕円曲面状の反射面１２２Ａに金属薄膜を蒸着形成して構成され、可視光を反射して赤外線を透過するコールドミラーとされている。そして、この反射面１２２Ａの焦点位置と一対のタングステン電極１１２の中心位置とが略一致するように構成されていることが好ましい。なお、リフレクタ１０２の形状は、これに限られず、変更が可能である。

副反射鏡１０３は、反射面１３３Ａを発光部１１１Ａ側に向けてリフレクタ１０２と対向配置されている。この副反射鏡１０３は、放電ランプ１０１の封止部１１１Ｂが挿通される挿入部１３１と、該挿入部１３１から拡がる楕円曲面状の反射部１３２とを備えたガラス製の一体成形品であって、リフレクタ１０２よりも小型の反射部材である。挿入部１３１には、中央に挿入孔１３３が形成されており、この挿入孔１３３の中心に透光性容器１１１の封止部１１１Ｂが配置される。反射部１３２は、放電空間Ｋの球面に倣う凹曲面状の反射面１３３Ａに金属薄膜を蒸着形成して構成され、リフレクタ１０２と同様にコールドミラーとされている。そして、反射面１３３Ａの２つの焦点位置と、一対のタングステン電極１１２の放電端部Ｃ１、Ｃ２の位置とがそれぞれ略一致するように構成されていることが好ましい。

なお、リフレクタ１０２の反射面１２２Ａ及び副反射鏡１０３の反射面１３３Ａは、楕円曲面だけでなく球面で構成することもできる。

上記リフレクタ１０２及び副反射鏡１０３に放電ランプ１０１を固定する際には、挿入孔１２３及び挿入孔１３３内に無機系接着剤を充填し、リフレクタ１０２及び副反射鏡１０３に放電ランプ１０１の一対の封止部１１１Ｂが水平となるように固定する。

そして、光源装置１００を駆動させると、放電ランプ１０１のタングステン電極１１２間の放電により発生した光が、放電空間Ｋ内の様々な方向へ放射される。発光部１１１Ａから射出された光束の一部は、透光性容器１１１を透過して副反射鏡１０３へ入射し、その反射面１３３Ａにて反射されて発光部１１１Ａに再度戻される。この戻り光の一部は、リフレクタ１０２側に向けて進み、リフレクタ１０２へ入射した光は、反射部１２２の反射面１２２Ａで反射して所定の方向に射出する。放電ランプ１０１を点灯すると、発光部１１１Ａから放射された光束は、リフレクタ１０２及び副反射鏡１０３により、略コリメート光として所定の方向へ射出される。

図２に示されるように、放電ランプ１０１は駆動回路部１６０を備えている。この駆動回路部１６０は、第１の回路系１６０Ａと第２の回路系１６０Ｂとを含んでいる。第１の回路系１６０Ａは、放電ランプ１０１を駆動するためのものである。第２の駆動回路系１６０Ｂは、発光部１１１Ａの発光時に上記透明導電膜１１６に正の電圧を印加するためのものである。

第１の回路系１６０Ａは、直流電源１６１とバラスト１６２とからなり、バラスト１６２から出力される交流電圧が放電ランプ１０１の一対のリード線１１４，１１４に接続される。

図３は、バラスト１６２の構成を詳しく示すブロック図である。直流電源１６１は、不図示の交流電源に接続され、所定の直流電圧をバラスト１６２に供給する。バラスト１６２は、放電ランプ１０１が点灯に必要とする電力を供給するためのＤＣ／ＤＣコンバータ１６３と、このＤＣ／ＤＣコンバータ１６３の出力を所定の周波数の交流電流に変換するＤＣ／ＡＣインバータ１６４と、始動時に放電ランプ１０１に高圧パルスを重畳するための高圧発生器１６５と、放電ランプ１０１のランプ電流を検知するための電流検出部１６６と、放電ランプ１０１のランプ電圧を検知するための電圧検出部１６７と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１６３およびＤＣ／ＡＣコンバータ１６４の出力を制御する制御部１６８とを備えている。

制御部１６８は、電流検出部１６６および電圧検出部１６７の検出信号を受けて、放電ランプ１０１へ供給する電力が所定の一定の値になるように上記ＤＣ／ＤＣコンバータ１６３およびＤＣ／ＡＣコンバータ１６４を制御するようになっている。

また、第２の回路系１６０Ｂは、直流電源１７０から構成されている。この直流電源１７０は、透光性容器１１１の外周面に形成された透明導電膜１１６に電気的に接続される。具体的には、上記各封止部１１１Ｂ、１１１Ｂの端部には上記透明導電膜１１６を覆った状態に金属帯１１８，１１８がそれぞれ形成されており、直流電源１７０は金属帯１１８を介して透明導電膜１１６に接続される。

また、直流電源１７０には、不図示の制御部が接続されており、これにより上記発光部１１１Ａの発光時に透明導電膜１１６に対して正の電圧を印加できるようになっている。すなわち、本実施形態においては、上記第１の回路系１６０Ａ及び第２の回路系１６０Ｂを含む駆動回路部１６０により透明導電膜１１６への印加電圧を、ランプ点灯時におけるタングステン電極１１２，１１２への駆動電圧とは独立して制御可能に構成されている。なお、上記透明導電膜１１６を発光時のトリガとして利用するようにしてもよい。

上述した放電ランプ１０１において、封止部１１１Ｂから外側に延出するリード線１１４に上記駆動回路部１６０により電圧を印加すると、図４に示されるようにタングステン電極１１２間のアーク発生部１１５にて放電が生じ、発光部１１１Ａが発光する。本実施形態では、放電ランプ１０１を第１の回路系１６０Ａにより交流点灯させるようにしている。例えば、本実施形態では、放電ランプ１０１の始動電圧が約６００Ｖ（電界強度５００ＫＶ／ｍ）に設定され、定常時電圧が約５０Ｖ（電界強度５０ＫＶ／ｍ）に設定されている。

ところで、上記放電ランプ１０１においても、従来の放電ランプと同様、発光部１１１Ａの放電空間Ｋ内に不純物が混入されてしまう。このような不純物のうち、特にアルカリ金属はアーク放電の熱によりイオン化し、金属陽イオンを生成する。このような金属陽イオンは発光部１１１Ａの内壁面に付着し、失透を引き起こす要因となっていた。
また、放電ランプ１０１は、発光時、アーク放電の熱によりタングステン電極１１２，１１２が蒸発し、金属陽イオン化される（タングステンイオン：Ｗ^＋）。さらに、放電室内ではアーク放電の熱によって種々な金属陽イオンが生成される可能性もある。

これに対して、本実施形態に係る放電ランプ１０１においては、上述のように発光部１１１Ａを発光させる際、第２の回路系１６０Ｂの直流電源１７０により透光性容器１１１の外表面に設けられた透明導電膜１１６に正の電圧が印加される。具体的には、透明導電膜１１６に対して＋５０Ｖ以上＋６００Ｖ以下の電圧が印加され、＋３００Ｖ程度の電圧を印加するのがより望ましい。透明導電膜１１６に＋３００Ｖの電圧を印加する場合、例えば透光性容器１１１の厚さを２ｍｍとすると電界強度が１５０ＫＶ／ｍとなる。

上述のように透明導電膜１１６に正（＋）の電圧が印加されると、図５に示されるように透光性容器１１１における透明導電膜１１６との界面側（外面側）は負（−）に帯電する。これに伴って、透光性容器１１１の内壁は正（＋）に帯電する。

この構成によれば、図６に示されるように、透光性容器１１１の内壁を正（＋）に帯電することで、放電空間Ｋ内の金属陽イオンを透光性容器１１１の内壁に付着させ難くすることができる。また、透光性容器１１１は、上述のように外面側が負（−）、内面側が正（＋）に帯電するため、透光性容器１１１内に電界が発生する。これにより、透光性容器１１１を構成する石英ガラス中に含まれている不純物（特にアルカリ金属）は、電界の影響により内壁より外面付近へと移動することとなり、内壁部の失透を防止することができる。また、タングステン電極１１２，１１２が蒸発したタングステンイオンは、透光性容器１１１の内壁部への付着が防止されるため、放電空間Ｋ内に封入されているハロゲン元素と結合して放電空間Ｋ内を浮遊した後、再びタングステン電極１１２，１１２へと戻されることとなる（ハロゲンサイクル）。

また、本実施形態においては、上述のように透明導電膜１１６への印加電圧とタングステン電極１１２，１１２への駆動電圧とが独立に制御されるので、透光性容器１１１の内面の帯電具合を良好に調整することができ、透光性容器１１１における失透を効果的に抑制できる。

このように本実施形態に係る放電ランプ１０１によれば、ランプの発光時において透光性容器１１１の外表面に設けられた透明導電膜１１６に正の電圧が印加されるので、透明導電膜１１６により発光部１１１Ａの外表面が負に帯電する。そして、負に帯電した発光部１１１Ａの外表面に対応する内壁面を正に帯電させることができる。これにより、ランプの発光時に金属陽イオンを透光性容器１１１の内壁面に付着させ難くすることができる。なお、透明導電膜１１６は発光部１１１Ａから射出される光を遮ることがない。
したがって、ランプの光束を低下させること無く且つ失透の発生を抑制することができる。

また、この放電ランプ１０１を備えた光源装置１００は、上述のように透光性容器１１１の失透を抑制した放電ランプ１０１を備えるので、高い輝度特性を長期的に確保できるものとなる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の放電ランプおよび光源装置に係る一実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。例えば、透明導電膜１１６は、必ずしも透光性容器１１１の外表面の全域を覆っている必要は無く、少なくとも上記発光部１１１Ａの外周面の一部を覆った状態に形成されていれば従来に比べて失透の発生を抑制することができる。

このように発光部１１１Ａの一部に透明導電膜１１６を形成する場合、発光部１１１Ａの鉛直上方における外表面に透明導電膜１１６を選択的に形成することが望ましい。
ランプの点灯時においては、アーク時の上昇気流によって金属陽イオンが透光性容器１１１（発光部１１１Ａ）の鉛直上方の内壁に優先的に付着する。この構成によれば、透光性容器１１１における失透の生じやすい位置に選択的に正に帯電させることが可能となる。

（プロジェクタ）
図７は、本発明に係るプロジェクタ５００の概略構成を示す。光源装置１００は、上記実施形態で説明したものと同一であるため重複する説明は省略する。
光源装置１００は、赤色光（以下、「Ｒ光」という。）、緑色光（以下、「Ｇ光」という。）、及び青色光（以下、「Ｂ光」という。）を含む光を供給する。
インテグレータ５０４は、光源装置１００からの光の照度分布を均一化する。照度分布を均一化された光は、偏光変換素子５０５にて特定の振動方向を有する偏光光、例えばＳ偏光光に変換される。Ｓ偏光光に変換された光は、色分離光学系を構成するＲ光透過ダイクロイックミラー５０６Ｒに入射する。

Ｒ光透過ダイクロイックミラー５０６Ｒは、Ｒ光を透過し、Ｇ光、Ｂ光を反射する。Ｒ光透過ダイクロイックミラー５０６Ｒを透過したＲ光は、反射ミラー５０７に入射する。
反射ミラー５０７は、Ｒ光の光路を９０度折り曲げる。光路を折り曲げられたＲ光は、Ｒ光を画像信号に応じて変調する光変調装置５１０Ｒに入射する。光変調装置５１０Ｒは、Ｒ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶ライトバルブである。なお、ダイクロイックミラーを透過しても、光の偏光方向は変化しないため、光変調装置５１０Ｒに入射するＲ光は、Ｓ偏光光のままの状態である。

光変調装置５１０Ｒは、λ/２位相差板５２３Ｒ、ガラス板５２４Ｒ、第１偏光板５２１Ｒ、液晶パネル５２０Ｒ、及び第２偏光板５２２Ｒを有する。λ/２位相差板５２３Ｒ及び第１偏光板５２１Ｒは、偏光方向を変換させない透光性のガラス板５２４Ｒに接する状態で配置される。ガラス板５２４Ｒに接することにより、第１偏光板５２１Ｒ及びλ/２位相差板５２３Ｒが、発熱により歪んでしまうという問題を回避できる。
なお、図７において、第２偏光板５２２Ｒは独立して設けられているが、液晶パネル５２０Ｒの射出面や、クロスダイクロイックプリズム５１２の入射面に接する状態で配置しても良い。

光変調装置５１０Ｒに入射したＳ偏光光は、λ/２位相差板５２３ＲによりＰ偏光光に変換される。Ｐ偏光光に変換されたＲ光は、ガラス板５２４Ｒ及び第１偏光板５２１Ｒをそのまま透過し、液晶パネル５２０Ｒに入射する。液晶パネル５２０Ｒに入射したＰ偏光光は、画像信号に応じた変調により、Ｒ光がＳ偏光光に変換される。液晶パネル５２０Ｒの変調により、Ｓ偏光光に変換されたＲ光が、第２偏光板５２２Ｒから射出される。このようにして、光変調装置５１０Ｒで変調されたＲ光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム５１２に入射する。

Ｒ光透過ダイクロイックミラー５０６Ｒで反射されたＧ光とＢ光とは、光路を９０度折り曲げられる。光路を折り曲げられたＧ光とＢ光とは、Ｂ光透過ダイクロイックミラー５０６Ｇに入射する。Ｂ光透過ダイクロイックミラー５０６Ｇは、Ｇ光を反射し、Ｂ光を透過する。Ｂ光透過ダイクロイックミラー５０６Ｇで反射されたＧ光は、Ｇ光を画像信号に応じて変調する光変調装置５１０Ｇに入射する。光変調装置５１０ＧはＧ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶ライトバルブである。光変調装置５１０Ｇは、液晶パネル５２０Ｇ、第１偏光板５２１Ｇ及び第２偏光板５２２Ｇを有する。

光変調装置５１０Ｇに入射するＧ光は、Ｓ偏光光に変換されている。光変調装置５１０Ｇに入射したＳ偏光光は、第１偏光板５２１Ｇをそのまま透過し、液晶パネル５２０Ｇに入射する。液晶パネル５２０Ｇに入射したＳ偏光光は、画像信号に応じた変調により、Ｇ光がＰ偏光光に変換される。液晶パネル５２０Ｇの変調により、Ｐ偏光光に変換されたＧ光が、第２偏光板５２２Ｇから射出される。このようにして、光変調装置５１０Ｇで変調されたＧ光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム５１２に入射する。

Ｂ光透過ダイクロイックミラー５０６Ｇを透過したＢ光は、２枚のリレーレンズ５０８と、２枚の反射ミラー５０７とを経由して、Ｂ光を画像信号に応じて変調する光変調装置５１０Ｂに入射する。光変調装置５１０Ｂは、Ｂ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶ライトバルブである。

なお、Ｂ光にリレーレンズ５０８を経由させるのは、Ｂ光の光路の長さがＲ光及びＧ光の光路の長さよりも長いためである。リレーレンズ５０８を用いることにより、Ｂ光透過ダイクロイックミラー５０６Ｇを透過したＢ光を、そのまま光変調装置５１０Ｂに導くことができる。光変調装置５１０Ｂは、λ/２位相差板５２３Ｂ、ガラス板５２４Ｂ、第１偏光板５２１Ｂ、液晶パネル５２０Ｂ、及び第２偏光板５２２Ｂを有する。なお、光変調装置５１０Ｂの構成は、上述した光変調装置５１０Ｒの構成と同様なので、詳細な説明は省略する。

光変調装置５１０Ｂに入射するＢ光は、Ｓ偏光光に変換されている。光変調装置５１０Ｂに入射したＳ偏光光は、λ/２位相差板５２３ＢによりＰ偏光光に変換される。Ｐ偏光光に変換されたＢ光は、ガラス板５２４Ｂ及び第１偏光板５２１Ｂをそのまま透過し、液晶パネル５２０Ｂに入射する。液晶パネル５２０Ｂに入射したＰ偏光光は、画像信号に応じた変調により、Ｂ光がＳ偏光光に変換される。液晶パネル５２０Ｂの変調により、Ｓ偏光光に変換されたＢ光が、第２偏光板５２２Ｂから射出される。光変調装置５１０Ｂで変調されたＢ光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム５１２に入射する。
このように、色分離光学系を構成するＲ光透過ダイクロイックミラー５０６ＲとＢ光透過ダイクロイックミラー５０６Ｇとは、光源装置１００から供給される光を、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光に分離する。

色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム５１２は、２つのダイクロイック膜５１２ａ、５１２ｂをＸ字型に直交して配置して構成されている。ダイクロイック膜５１２ａは、Ｂ光を反射し、Ｒ光、Ｇ光を透過する。ダイクロイック膜５１２ｂは、Ｒ光を反射し、Ｂ光、Ｇ光を透過する。このように、クロスダイクロイックプリズム５１２は、光変調装置５１０Ｒ、光変調装置５１０Ｇ、及び光変調装置５１０Ｂでそれぞれ変調されたＲ光、Ｇ光及びＢ光を合成する。投写レンズ５１４は、クロスダイクロイックプリズム５１２で合成された光をスクリーン５１６に投写する。これにより、スクリーン５１６上でフルカラー画像を得ることができる。

なお、上述のように、光変調装置５１０Ｒ及び光変調装置５１０Ｂからクロスダイクロイックプリズム５１２に入射される光は、Ｓ偏光光となるように設定される。また、光変調装置５１０Ｇからクロスダイクロイックプリズム５１２に入射される光は、Ｐ偏光光となるように設定される。このようにクロスダイクロイックプリズム５１２に入射される光の偏光方向を異ならせることで、クロスダイクロイックプリズム５１２において各色光用光変調装置から射出される光を有効に合成できる。ダイクロイック膜５１２ａ、５１２ｂは、通常、Ｓ偏光光の反射特性に優れる。このため、ダイクロイック膜５１２ａ、５１２ｂで反射されるＲ光及びＢ光をＳ偏光光とし、ダイクロイック膜５１２ａ、５１２ｂを透過するＧ光をＰ偏光光としている。

プロジェクタ５００は、上述した実施形態の光源装置１００を備えている。光源装置１００は失透を抑制することで高輝度な照明光を長期に亘って照射することが可能である。そのため、小型、軽量なプロジェクタ５００は、表示品位が高く信頼性の高い投写像を得ることができる。なお、光変調装置として、反射型の液晶パネルやＤＭＤを用いることもできる。
また、プロジェクタの構成は３板式の構成に限られず、単板式の構成、又は本発明の主旨を逸脱しない範囲の構成であれば適宜変更が可能である。

本実施形態に係る光源装置の全体構成を示す図である。 光源装置を駆動するための駆動回路部の構成を示す図である。 駆動回路部のバラストの詳細構成を示す図である。 放電ランプの駆動時を説明するための概略構成図である。 透明導電膜に電圧を印加した際の透光性部材の帯電状態を示す図である。 透明導電膜に係る作用を説明するための図である。 プロジェクタの一実施形態に係る構成を示す図である。

符号の説明

１００…光源装置、１０１…放電ランプ、１０２…リフレクタ（主反射鏡）、１０３…副反射鏡、１１１…透光性容器、１１１Ａ…発光部、１１２…タングステン電極、１１６…透明導電膜、５００…プロジェクタ

Claims (9)

1. 透光性容器と、該透光性容器内に対向配置されるタングステン電極と、を備え、前記透光性容器の発光部における外表面の少なくとも一部に前記発光部の発光時に正の電圧が印加される透明導電膜が設けられることを特徴とする放電ランプ。
2. 前記透明導電膜への印加電圧は、前記発光部の発光時における前記タングステン電極への駆動電圧と独立して制御されることを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ。
3. 前記透光性容器は、石英から構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の放電ランプ。
4. 前記透明導電膜が、前記発光部の鉛直上方における外表面に選択的に設けられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の放電ランプ。
5. 前記透明導電膜が、前記透光性容器の外表面の全面に形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の放電ランプ。
6. 前記透明導電膜は、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、及び酸化カドミウムのいずれかを主体として構成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の放電ランプ。
7. 前記透明導電膜は、その膜厚が１０００Å以上３０００Å以下に設定されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の放電ランプ。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の放電ランプと、主反射鏡と、副反射鏡と、を備えたことを特徴とする光源装置。
9. 請求項８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。

Images