JP4254853B2 - ランプ、発光装置及びプロジェクタ - Google Patents

Description

本発明は、ランプ、発光装置及びプロジェクタに関する。

従来、マイクロ波の電磁界で発光する放電灯に金属線からなる放電始動補助体を設けて、金属線の端部で発生する電磁界の集中によって放電灯内の電磁界強度を高めるようにした光源装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開昭５７−５５０５７号公報（第２頁、第２図）

上記特許文献１に記載された光源装置では、金属線の端部で発生する電磁界の集中を利用している。しかしながら、金属線の端部で発生する電磁界の集中には限界があるため、この特許文献１に記載された光源装置では、電磁界の集中を一層高めることが困難であり、放電灯の輝度を向上させることが困難であるという課題がある。

そこで、本出願人は、特願２００６−３２３１１２において、コイル部を有するランプ及び発光装置を提案している。コイル部を有するランプや発光装置では、マイクロ波の電界成分がコイル部によって集められるため、集められた電界成分をランプの発光部に集中させやすくすることができる。コイル部は、コイル部の材質、断面積、巻き数などの設定の変更が容易であるため、集中させる電界成分の密度を変化させやすい。従って、コイル部を有するランプや発光装置では、発光部における電界の強度を高めやすくすることができ、輝度を向上させやすくすることができる。

ここで、コイル部によって集められる電界成分は、コイル部から遠ざかるほど密度が低くなる。従って、コイル部によって集められた電界成分を、電界成分の密度が高い状態で効率よくランプの発光部に集中させるには、コイル部をランプの発光部に近づけることが望ましい。一方で、ランプの発光部は、発光にともなって熱を発する。このため、コイル部は、ランプの点灯及び消灯により、反復して熱を受けることになり、劣化が促進されやすくなることが考えられる。つまり、コイル部を有するランプや発光装置では、耐久性を向上させることが困難であるという未解決の課題がある。

本発明は、この未解決の課題に着目してなされたものであり、耐久性を向上させやすくすることができるランプ、発光装置及びプロジェクタを提供することを目的とする。

本発明のランプは、マイクロ波の照射を受けて光を発する物質が封入された発光部と、前記発光部の外側に設けられるコイル部とを有し、前記発光部に対する前記コイル部の位置が、温度に応じて変化することを特徴とする。

このランプでは、照射されるマイクロ波の電界成分がコイル部によって集められるため、集められた電界成分を発光部に集中させやすくすることができる。コイル部は、コイル部の材質、断面積、巻き数などの設定の変更が容易であるため、集中させる電界成分の密度を変化させやすい。従って、このランプでは、発光部における電界の強度を高めやすくすることができ、輝度を向上させやすくすることが可能となる。

また、この構成によれば、発光部に対するコイル部の位置が温度に応じて変化するので、例えば温度が高くなったときに、コイル部を発光部から遠ざけることが可能となる。コイル部が発光部から遠ざかれば、コイル部は、発光部からの熱を受けにくくなる。従って、コイル部の温度上昇量を低減することができ、コイル部の劣化の促進を軽減することができる。その結果、ランプの耐久性を向上させやすくすることが可能となる。

上記のランプでは、前記温度に応じて前記コイル部が変形することによって、前記位置が変化してもよい。

この構成によれば、発光部に対するコイル部の位置を変化させるための駆動源や駆動機構などを必要とせず、ランプを簡易な構成とすることができる。

上記のランプでは、前記コイル部が形状記憶合金で構成されていてもよい。

この構成によれば、温度に応じてコイル部が変形し、発光部に対するコイル部の位置を変化させることが可能となる。

上記のランプでは、前記形状記憶合金は、二方向性を有していてもよい。ここで、二方向性とは、温度が所定温度よりも低いときの形状と、温度が所定温度よりも高いときの形状との２つの形態を示す性質をいう。

この構成によれば、例えば、温度が所定温度よりも高くなったときに、コイル部が発光部から遠ざかるようにコイル部を変形させ、温度が所定温度よりも低くなったときに、コイル部が発光部に近づくようにコイル部を復元させることができる。これにより、発光部が発光して温度が上昇した場合には、コイル部をランプから遠ざけることができ、発光が停止して温度が下がった場合には、コイル部が発光部に近接した状態を復元することが可能となる。

上記のランプでは、前記コイル部の内側に嵌入され、前記コイル部を前記内側で支持する支持部を有していてもよい。

この構成によれば、コイル部の内側の領域を利用してコイル部を支持することができ、ランプの小型化が図られる。

上記のランプでは、前記発光部は、前記マイクロ波及び前記光を透過可能な材料で構成された封入部内に前記物質が封入された構成を有し、前記支持部は、前記封入部から前記封入部の外側に向かって延びるように形成されていてもよい。

このランプでは、コイル部の内側の領域と発光部とが、平面視で重なりやすくなるため、電界成分を発光部に一層集中させやすくすることが可能となる。また、支持部が封入部から延びるように形成されているため、コイル部と発光部とを近接させやすくすることができ、電界成分を効率よく発光部に集中させやすくすることが可能となる。

上記のランプでは、前記支持部は、前記封入部を挟んで対峙するそれぞれの位置に形成されており、前記コイル部は、一方の前記支持部から前記封入部をまたいで他方の前記支持部にわたって、それぞれの前記支持部に巻かれていてもよい。

このランプでは、封入部を挟んで対峙する各支持部に封入部をまたいでコイル部が巻かれているため、コイル部の内側に発光部が位置することになる。従って、電界成分を一層効率よく発光部に集中させやすくすることが可能となる。

本発明の発光装置は、上記のランプと、前記マイクロ波を発生するマイクロ波発生装置とを有することを特徴とする。

この発光装置は、発光部における電界の強度を高めやすく、且つ耐久性を向上させやすいランプと、マイクロ波発生装置とを備えている。このため、この発光装置では、高い輝度でランプを発光させやすくすることができるとともに、発光装置の耐久性を向上させやすくすることができる。

本発明の発光装置は、マイクロ波の照射を受けて光を発する物質が封入されたランプを保持するランプ保持部と、前記ランプが前記ランプ保持部に保持された状態で前記ランプの外側に位置するコイル部と、前記マイクロ波を発生するマイクロ波発生装置とを有し、前記ランプに対する前記コイル部の位置が、温度に応じて変化することを特徴とする。

この発光装置では、マイクロ波発生装置からのマイクロ波の電界成分がコイル部によって集められるため、集められた電界成分をランプに集中させやすくすることができる。コイル部は、コイル部の材質、断面積、巻き数などの設定の変更が容易であるため、集中させる電界成分の密度を変化させやすい。従って、この発光装置では、ランプにおける電界の強度を高めやすくすることができ、ランプの輝度を向上させやすくすることが可能となる。

また、この構成によれば、ランプに対するコイル部の位置が温度に応じて変化するので、例えば温度が高くなったときに、コイル部をランプから遠ざけることが可能となる。コイル部がランプから遠ざかれば、コイル部は、ランプからの熱を受けにくくなる。従って、コイル部の温度上昇量を低減することができ、コイル部の劣化の促進を軽減することができる。その結果、発光装置の耐久性を向上させやすくすることが可能となる。

上記の発光装置では、前記温度に応じて前記コイル部が変形することによって、前記位置が変化してもよい。

この構成によれば、ランプに対するコイル部の位置を変化させるための駆動源や駆動機構などを必要とせず、発光装置を簡易な構成とすることができる。

上記の発光装置では、前記コイル部が形状記憶合金で構成されていてもよい。

この構成によれば、温度に応じてコイル部が変形し、ランプに対するコイル部の位置を変化させることが可能となる。

上記の発光装置では、前記形状記憶合金は、二方向性を有していてもよい。ここで、二方向性とは、温度が所定温度よりも低いときの形状と、温度が所定温度よりも高いときの形状との２つの形態を示す性質をいう。

この構成によれば、例えば、温度が所定温度よりも高くなったときに、コイル部がランプから遠ざかるようにコイル部を変形させ、温度が所定温度よりも低くなったときに、コイル部がランプに近づくようにコイル部を復元させることができる。これにより、ランプが点灯した状態で温度が上昇した場合には、コイル部がランプから遠ざかり、ランプが消灯して温度が下がった場合には、コイル部がランプに近接した状態になる。つまり、この構成によれば、コイル部が発光部に近接した状態でランプを点灯させることができ、ランプが点灯して温度が上昇した場合には、コイル部をランプから遠ざけることが可能となる。

上記の発光装置では、前記コイル部の内側に嵌入され、前記コイル部を前記内側で支持する支持部を有していてもよい。

この構成によれば、コイル部の内側の領域を利用してコイル部を支持することができ、発光装置の小型化が図られる。

本発明のプロジェクタは、マイクロ波の照射を受けて光を発する物質が封入されたランプを保持するランプ保持部と、前記ランプが前記ランプ保持部に保持された状態で前記ランプの外側に位置するように設けられ、前記ランプに対する位置が温度に応じて変化するコイル部と、前記マイクロ波を発生するマイクロ波発生装置と、前記ランプからの前記光を画像データに応じて変調して光学像を形成する光変調部と、前記光変調部によって形成された前記光学像を投写する投写部とを有することを特徴とする。

この構成によれば、マイクロ波発生装置からのマイクロ波の電界成分がコイル部によって集められるため、集められた電界成分をランプに集中させやすくすることができる。コイル部は、コイル部の材質、断面積、巻き数などの設定の変更が容易であるため、集中させる電界成分の密度を変化させやすい。従って、この発光装置では、ランプにおける電界の強度を高めやすくすることができ、ランプの輝度を向上させやすくすることが可能となる。従って、このプロジェクタでは、投写部を介して投写される光学像の明るさを向上させやすくすることができる。

また、この構成によれば、ランプに対するコイル部の位置が温度に応じて変化するので、例えば温度が高くなったときに、コイル部をランプから遠ざけることが可能となる。コイル部がランプから遠ざかれば、コイル部は、ランプからの熱を受けにくくなる。従って、コイル部の温度上昇量を低減することができ、コイル部の劣化の促進を軽減することができる。その結果、プロジェクタの耐久性を向上させやすくすることが可能となる。

本発明の実施形態におけるプロジェクタ１は、ブロック図である図１に示すように、光学系３と、制御回路５と、電源部７とを備えている。このプロジェクタ１は、外部から入力される画像信号に応じた画像を、光学系３を介してスクリーンＳなどに投写するものである。なお、プロジェクタ１では、外部電源９からの交流電力が電源部７によって直流電力に変換され、直流電力が電源部７から光学系３や制御回路５などに供給される。

光学系３は、図２に示すように、光源装置１１と、照明光学系１３と、光変調部１５と、色合成光学系１７と、投写部１９とを備えている。また、光源装置１１は、マイクロ波発生部２１とランプ２３とを有している。ここで、マイクロ波とは、一般的に周波数が３ＧＨｚ〜３０ＧＨｚの電磁波を指すが、本明細書では、ＵＨＦ帯からＳＨＦ帯に相当する３００ＭＨｚ〜３０ＧＨｚの帯域の電磁波を指す。

マイクロ波発生部２１は、マイクロ波を放射する。ランプ２３は、マイクロ波発生部２１からマイクロ波の照射を受けて発光する。照明光学系１３は、光源装置１１から射出された光束の照度を均一化し、均一化された光束を、ダイクロイックミラーや反射ミラーなどを介して赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の各色の光に分離する。

光変調部１５は、Ｒ、Ｇ及びＢの各色の光に対応して設けられる各色一対の偏光板の間に液晶パネルを配置した構成を有し、照明光学系１３で分離された各色の光束を画像データに応じて変調して光学像を形成する。色合成光学系１７は、光変調部１５で変調された各色の光学像を、クロスダイクロイックプリズムなどを介して合成し、カラー画像を形成する。投写部１９は、色合成光学系１７で各色の光学像が合成されて形成されたカラー画像を、レンズなどを介してスクリーンＳに投写する。

光源装置１１は、図３に示すように、上述したマイクロ波発生部２１及びランプ２３の他に、リフレクタ３１と、反射器３２と、ケース３３とを備えている。なお、図３では、構成をわかりやすく示すため、リフレクタ３１と反射器３２とケース３３とを概略の断面図で図示した。

ここで、ランプ２３及びリフレクタ３１の構成について説明する。
ランプ２３は、構成を説明する図である図４（ａ）に示すように、マイクロ波の照射を受けて発光する発光部３５と、支持腕３９ａ及び３９ｂと、２つのコイル４１ａ及び４１ｂと、被保持部４３とを有している。

発光部３５は、例えば石英ガラスなどで形成された封入部３７内に、マイクロ波の照射を受けて発光する物質が封入された構成を有している。なお、図４では、発光部３５の構成をわかりやすく示すため、発光部３５を断面図で図示した。
封入部３７内に封入される物質としては、例えば、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン等の希ガス、水銀、金属ハロゲン化合物などが採用され得る。

支持腕３９ａ及び３９ｂは、例えば石英ガラスなどで封入部３７と一体的に形成されており、それぞれ封入部３７から封入部３７の外側に向かって延びている。これらの支持腕３９ａ及び３９ｂは、封入部３７を挟んで互いに対峙する位置に形成されている。
被保持部４３は、支持腕３９ａが延びる方向に沿って、支持腕３９ａの端部に形成されている。この被保持部４３は、リフレクタ３１の後述する保持部に保持される部位である。

２つのコイル４１ａ及び４１ｂは、コイル４１ａが支持腕３９ａに、コイル４１ｂが支持腕３９ｂに、コイル４１ａ及び４１ｂの各内側で支持されている。つまり、コイル４１ａ及び４１ｂは、それぞれの内側が各支持腕３９ａ及び３９ｂに嵌入された状態となっている。コイル４１ａ及び４１ｂは、導電性を有する線材が各支持腕３９ａ及び３９ｂに巻かれた構成を有し、それぞれ、発光部３５から遠い側の端部４２ａ及び４４ａが、各支持腕３９ａ及び３９ｂの外周面に固定されている。また、各コイル４１ａ及び４１ｂにおいて、発光部３５に近い側の端部４２ｂ及び４４ｂのそれぞれは、各支持腕３９ａ及び３９ｂの外周面に固定されておらず、変位が規制されていない。

これらのコイル４１ａ及び４１ｂは、それぞれ、二方向性を有する形状記憶合金で構成されている。各コイル４１ａ及び４１ｂは、熱を受けて温度が所定温度よりも高い状態になると、高温側での状態を示す図である図４（ｂ）に示すように、端部４２ｂ及び４４ｂのそれぞれが発光部３５から遠ざかるように変形する。これにより、各コイル４１ａ及び４１ｂは、発光部３５と各コイル４１ａ及び４１ｂとの間の間隔が広がるように、発光部３５に対する位置が変化する。

また、各コイル４１ａ及び４１ｂは、温度が低下して所定温度よりも低い状態になると、図４（ｂ）に示す状態から図４（ａ）に示す状態に形状が復元して、発光部３５に近接した状態になる。つまり、各コイル４１ａ及び４１ｂは、発光部３５と各コイル４１ａ及び４１ｂとの間の間隔が狭まるように、発光部３５に対する位置が変化する。なお、形状記憶合金としては、例えば、Ｔｉ−Ｎｉ系合金、Ｔｉ−Ｎｉ−Ｃｕ系合金、Ｃｕ−Ａｌ系合金、Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ系合金などが採用され得る。

リフレクタ３１は、例えば石英ガラスで形成され、図５に示すように、内面側に、放物面形状の曲面を有する光束反射面４５が形成されている。光束反射面４５は、マイクロ波を透過し、光束を反射する誘電体多層膜により構成されている。光束反射面４５の放物面形状の頂部には、光束反射面４５とは反対側、すなわちリフレクタ３１の外側に、マイクロ波発生部２１に結合される部位である結合部４７が形成されている。結合部４７の光束反射面４５側には、図４（ａ）に示すランプ２３の被保持部４３が嵌入されて、ランプ２３を保持する保持部４９が形成されている。

上記の構成を有するリフレクタ３１は、図３に示すように、ランプ２３を保持した状態で、結合部４７がマイクロ波発生部２１に固定されている。光束反射面４５の放物面形状は、リフレクタ３１の内側に位置する発光部３５に焦点が合うように形成されている。これにより、マイクロ波２５の照射を受けた発光部３５からの光束５１ａは、光束反射面４５で反射して、光軸Ｌに略平行な光束５１ｂとなる。なお、この図３では、構成をわかりやすく示すため、コイル４１ａ及び４１ｂを省略して図示した。

反射器３２は、導電性材料である金属材料で形成され、図３に示すように、球面形状の曲面を有するマイクロ波反射面５３を有している。そして、反射器３２には、マイクロ波２５の１／４波長以下の口径を有する孔部５４が複数形成されている（図示は簡略化している）。また、マイクロ波反射面５３の球面形状は、ランプ２３の発光部３５に焦点が合うように構成されている。このマイクロ波反射面５３はマイクロ波２５を反射させる。また、複数の孔部５４は、リフレクタ３１の光束反射面４５で反射した光束５１ｂを通過させる。

ケース３３は、導電性材料でメッシュ状に形成されており、図３に示すように、マイクロ波発生部２１と、リフレクタ３１と、ランプ２３とを覆っている。このケース３３は、マイクロ波２５を遮蔽している。ケース３３において、反射器３２に相対する面側には、略円形状の孔部５５が形成されており、孔部５５の縁辺は、反射器３２の開放端部外面と同様の曲面を有する内面となるように形成されている。

ケース３３は、孔部５５に反射器３２の開放端部が係合されて、反射器３２が固定される。従って、光源装置１１は、反射器３２がケース３３から突出した状態となる。反射器３２は、ケース３３とともに、マイクロ波発生部２１と、リフレクタ３１と、ランプ２３とを覆って、マイクロ波２５を遮蔽している。

マイクロ波発生部２１は、図６に示すように、固体高周波発振部６１と、導波部６３とを備えている。固体高周波発振部６１は、ダイヤモンドＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）発振器６５と、電源６７と、増幅器６９とを備えている。導波部６３は、アンテナ７１と、安全器としてのアイソレータ７３とを備えている。ダイヤモンドＳＡＷ発振器６５は、移相回路７５と、ダイヤモンドＳＡＷ共振子７７と、増幅器７９と、電力分配器８１と、バッファ回路８３とを備えている。

電源６７は、駆動信号に基づいて、ダイヤモンドＳＡＷ発振器６５と、増幅器６９とに電力を供給する。ダイヤモンドＳＡＷ発振器６５は、増幅器６９の前段に接続されており、２．４５ＧＨｚ帯の高周波信号を生成するとともに、生成した高周波信号を増幅器６９に出力する。増幅器６９は、入力された高周波信号を増幅してから、導波部６３に出力する。このとき、高周波信号は、増幅器６９において、ランプ２３の封入部３７内に封入された物質を励起させ、発光部３５を発光させることができる出力レベルに増幅される。

導波部６３に入力された高周波信号は、アンテナ７１を介してマイクロ波２５として放射される。本実施形態では、アンテナ７１は、パッチアンテナとして構成されており、単一指向性を有するマイクロ波２５を放射する平面アンテナとなっている。このアンテナ７１により、マイクロ波２５は、略平面波として放射される。そして、放射されたマイクロ波２５を受けて、ランプ２３の封入部３７内に封入されている物質が励起され、発光部３５から光が放射される。これにより、ランプ２３が点灯した状態となる。

アイソレータ７３は、固体高周波発振部６１とアンテナ７１との間に設けられており、反射器３２、ランプ２３、ケース３３などからの反射波が固体高周波発振部６１に戻ることを阻止し、増幅器６９などの故障を防止している。

ダイヤモンドＳＡＷ発振器６５は、移相回路７５、ダイヤモンドＳＡＷ共振子７７、増幅器７９及び電力分配器８１が構成するループ回路８５に、バッファ回路８３を接続した構成を有している。バッファ回路８３は、電力分配器８１の一方の出力側に接続されている。移相回路７５は、電源６７から制御電圧が入力され、ループ回路８５の位相を可変させるものである。これら各ブロックは、一定の特性インピーダンス、具体的には５０Ωに全て整合接続されている。なお、ダイヤモンドＳＡＷ共振子７７は、増幅器７９が飽和状態となる入力電圧が供給されるように、増幅器７９の入力側に接続されている。

これにより、ダイヤモンドＳＡＷ共振子７７を用いてＧＨｚ帯での高周波信号をダイレクト発振させることが可能となる。また、整合を保ったまま増幅器７９の出力パワーを電力分配器８１からバッファ回路８３を介して外部に出力することができる。

また、この回路構成により、ダイヤモンドＳＡＷ共振子７７に印加する電力を最小限として連続発振状態を継続することが可能となる。また、移相回路７５により、高周波信号に周波数変調をかけることが可能となり、ランプ２３に対して、マイクロ波２５の周波数を可変したり、調整したりすることが可能になる。なお、固体高周波発振部６１に適用される発振器としては、ダイヤモンドＳＡＷ共振子７７を用いたダイヤモンドＳＡＷ発振器６５に限定されず、誘電体共振子やＬＣ共振子などを用いた発振器であってもよい。

制御回路５は、図７に示すように、制御部９１と、光源駆動部９３と、画像処理部９５と、信号変換部９７と、液晶パネル駆動部９９とを備えている。制御部９１は、例えば、マイクロコンピュータで構成され、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０３と、記憶部１０５とを備えている。

ＣＰＵ１０３は、記憶部１０５に格納されている制御プログラムに従って、プロジェクタ１の動作を統括制御する。記憶部１０５は、フラッシュメモリ等のＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等を含んだ構成を有している。ＲＯＭは、ＣＰＵ１０３が実行する制御プログラムなどが格納されている。ＲＡＭは、ＣＰＵ１０３によって実行される制御プログラムを一時的に展開したり、各種設定値等を一時的に格納したりする。

光源駆動部９３は、制御部９１からの指示に基づいて、マイクロ波発生部２１への駆動信号の出力を制御することにより、ランプ２３の点灯及び消灯を行う。
画像処理部９５は、信号変換部９７、液晶パネル駆動部９９に接続されており、制御部９１からの指示に基づいて、信号変換部９７に入力された画像信号に対する各種処理や、光変調部１５での画像形成の制御を行う。

信号変換部９７は、外部から供給される画像信号を、画像処理部９５が処理可能な形式の画像データに変換してから画像処理部９５に出力する。画像処理部９５は、信号変換部９７から入力された画像データを、この画像データに種々の処理を施してから、液晶パネル駆動部９９に出力する。なお、画像処理部９５が画像データに施す処理としては、各種の画質調整や、メニュー、メッセージ等のＯＳＤ（オンスクリーンディスプレイ）画像を合成する処理などが挙げられる。また、各種の画質調整としては、解像度変換、輝度調整、コントラスト調整、シャープネス調整などが挙げられる。

液晶パネル駆動部９９は、入力された画像データに応じて、光変調部１５を構成する図示しない各液晶パネルの駆動を制御する。光変調部１５は、各液晶パネルの駆動が液晶パネル駆動部９９によって制御されることにより、Ｒ、Ｇ及びＢの各色の光を画像データに応じて変調して光学像を形成する。光変調部１５で形成された光学像は、色合成光学系１７でカラー画像に合成されてから、投写部１９を介してスクリーンＳに投写される。

なお、本実施形態において、光源装置１１が発光装置に対応し、マイクロ波発生部２１がマイクロ波発生装置に対応し、支持腕３９ａ及び３９ｂが支持部に対応し、コイル４１ａ及び４１ｂのそれぞれがコイル部に対応し、保持部４９がランプ保持部に対応している。

本実施形態のプロジェクタ１では、発光部３５の外側に設けられるコイル４１ａ及び４１ｂを備えたランプ２３を光源として使用することができる。このランプ２３では、マイクロ波発生部２１から照射されるマイクロ波２５の電界成分を、コイル４１ａ及び４１ｂで発光部３５に集中させやすくすることができる。また、コイル４１ａ及び４１ｂは、材質、断面積、巻き数などの設定の変更が容易である。このため、ランプ２３では、発光部３５に集中させる電界成分の密度を容易に高めることができ、輝度を向上させやすくすることができる。従って、プロジェクタ１では、投写部１９を介して投写される光学像の明るさを向上させやすくすることが可能となる。

ここで、光学像の投写に際して、ランプ２３は、熱を発することがある。これは、ランプ２３の発光部３５が、マイクロ波２５の照射を受けて光を放射するときに、熱の放射もともなうことがあるためである。このような場合に、コイル４１ａ及び４１ｂは、発光部３５からの熱を受けて温度が上昇する。そして、各コイル４１ａ及び４１ｂは、温度の上昇に応じて、前述した図４（ａ）に示す状態から図４（ｂ）に示す状態に変化して、発光部３５と各コイル４１ａ及び４１ｂとの間の間隔が広がる。

つまり、各コイル４１ａ及び４１ｂは、温度の上昇に応じて、熱源である発光部３５から遠ざかるように発光部３５に対する位置が変化する。このように、各コイル４１ａ及び４１ｂは、温度に応じて熱源から遠ざかるように位置が変化するため、温度上昇が緩和される。従って、ランプ２３では、各コイル４１ａ及び４１ｂの劣化の促進が軽減され、耐久性を向上させやすくすることが可能となる。

また、ランプ２３では、各コイル４１ａ及び４１ｂが、二方向性を有する形状記憶合金で構成されている。このため、ランプ２３が消灯して各コイル４１ａ及び４１ｂの温度が低下していけば、各コイル４１ａ及び４１ｂは、温度低下に応じて発光部３５に近づく方向に位置が復元していく。つまり、再びランプ２３を点灯する際には、各コイル４１ａ及び４１ｂが発光部３５に近接した状態を復元することができる。これにより、発光部３５が発光を開始する際に、電界成分を効果的に発光部３５に集中させることができ、速やかに発光部３５を発光させることが可能となる。

また、ランプ２３は、発光部３５が支持腕３９ａ及び被保持部４３を介してリフレクタ３１に保持される構成を有している。また、ランプ２３には、発光部３５を挟んで支持腕３９ａに対峙する位置に支持腕３９ｂが形成されている。そして、コイル４１ａが支持腕３９ａにコイル４１ａの内側で支持され、コイル４１ｂが支持腕３９ｂにコイル４１ｂの内側で支持されている。このランプ２３では、コイル４１ａ及び４１ｂのそれぞれの内側の領域を利用してコイル４１ａ及び４１ｂが支持される構成を有しているため、ランプ２３が大型化してしまうことを避けやすくすることができる。

また、このランプ２３では、コイル４１ａ及び４１ｂのそれぞれの内側の領域と発光部３５とが、平面視で、すなわち支持腕３９ａ及び３９ｂが延びる方向から見て重なっているため、電界成分を発光部３５に一層集中させやすくすることが可能となる。また、各支持腕３９ａ及び３９ｂが封入部３７に対して、封入部３７から外側に向かって延びるように一体的に形成されている。このため、コイル４１ａ及び４１ｂと発光部３５とを近接させやすくすることができ、電界成分を効率よく発光部３５に集中させやすくすることが可能となる。

なお、本実施形態では、発光部３５に対する各コイル４１ａ及び４１ｂの位置を変化させるのに、形状記憶合金の形状記憶効果を利用している。各コイル４１ａ及び４１ｂの位置を変化させる方法は、これに限定されず、温度センサで温度を検出した結果に基づいて、各コイル４１ａ及び４１ｂに動力を伝達して位置を変化させるようにしてもよい。しかしながら、形状記憶合金の形状記憶効果を利用することは、センサ、動力源、動力伝達機構などを省略でき、ランプ２３を簡易な構成とすることができる点で好ましい。

また、本実施形態では、コイル４１ａ及び４１ｂを、それぞれの巻き方向が互いに逆になる逆相巻きに構成したが、巻き方向は、ランプ２３の第２の構成例を示す図である図８に示すように、互いに同じ方向である同相巻きでもよい。また、コイル４１ａ及び４１ｂの個数は、２つに限定されず、１つ以上の任意の個数とすることができる。

また、本実施形態では、ランプ２３が２つのコイル４１ａ及び４１ｂを備える構成としたが、これに限定されず、ランプ２３の第３の構成例を示す図である図９（ａ）に示すように、ランプ２３が１つのコイル１１１を備える構成としてもよい。この場合、コイル１１１は、支持腕３９ａから発光部３５をまたいで支持腕３９ｂにわたって、各支持腕３９ａ及び３９ｂに巻かれている。つまり、発光部３５は、コイル１１１の内側に位置していることになる。従って、電界成分を一層効率よく発光部３５に集中させやすくすることが可能となる。なお、この構成では、コイル１１１は、温度が所定温度よりも高い状態になると、高温側での状態を示す図である図９（ｂ）に示すように、各支持腕３９ａ及び３９ｂに巻かれている部位が、それぞれ発光部３５から遠ざかるように変形する。

また、本実施形態では、図４（ａ）に示すように、各コイル４１ａ及び４１ｂを各支持腕３９ａ及び３９ｂに、各端部４２ｂ及び４４ｂが発光部３５にかからないように巻いてランプ２３を構成した。しかし、ランプ２３は、これに限定されず、ランプ２３の第４の構成例を示す図である図１０（ａ）に示すように、各端部４２ｂ及び４４ｂが発光部３５にかかるように巻いた構成としてもよい。この構成によれば、発光部３５が２つのコイル４１ａ及び４１ｂのそれぞれに内包されるため、電界成分を一層効率よく発光部３５に集中させやすくすることが可能となる。

なお、図１０（ａ）に示すランプ２３の構成では、各コイル４１ａ及び４１ｂは、温度が所定温度よりも高い状態になると、高温側での状態を示す図である図１０（ｂ）に示すように、各端部４２ｂ及び４４ｂが、各支持腕３９ａ及び３９ｂの延びる方向に沿って発光部３５から遠ざかるように変形する。従って、この構成では、ランプ２３が点灯すると、発光部３５の外側が各コイル４１ａ及び４１ｂから開放されるため、光の利用効率を高めやすくすることが可能となる。

また、本実施形態では、ランプ２３が支持腕３９ａ及び３９ｂでコイル４１ａ及び４１ｂを支持するようにしたが、これに限定されず、リフレクタ３１がコイル４１ａ及び４１ｂを支持する構成としてもよい。この場合、光源装置１１は、図１１に示すように、リフレクタ３１の光束反射面４５にリフレクタ３１の内側に向かって延びる支持腕１１５ａ及び１１５ｂを形成して、これらの支持腕１１５ａ及び１１５ｂにコイル４１ａ及び４１ｂを嵌入した構成が採用され得る。これにより、ランプ２３の支持腕３９ｂを省略することができるとともに、ランプ２３からコイル４１ａ及び４１ｂを省略することができるため、ランプ２３のコストを低減することが可能となる。

なお、この場合、支持腕１１５ａ及び１１５ｂを誘電体で磁性を有する材料から形成することが、各コイル４１ａ及び４１ｂの短絡を抑制しつつ、電界成分を一層効率よく集中させることができる点で好ましい。絶縁性が高く磁性を有する材料としては、例えば、マンガン亜鉛（ＭｎＺｎ）系フェライトが挙げられる。

なお、本実施形態では、外部に設置されるスクリーンＳに対して投写を行うフロントタイプのプロジェクタ１に光源装置１１を適用した場合を例に説明したが、光源装置１１の適用はこれに限定されない。光源装置１１は、例えば、プロジェクタに内蔵されているスクリーンに対して投写を行うリアタイプのプロジェクタにも適用され得る。

また、光源装置１１の適用は、プロジェクタ１のみならず、他の光学機器の光源や、航空、船舶、車両などの照明機器や、屋内照明機器などにも可能である。

本発明の実施形態におけるプロジェクタの主要構成を示すブロック図。 本発明の実施形態におけるプロジェクタの光学系の主要構成を示すブロック図。 本発明の実施形態におけるプロジェクタの光源装置の構成を説明する図。 本発明の実施形態におけるプロジェクタのランプの構成を説明する図。 本発明の実施形態におけるプロジェクタのリフレクタを説明する断面図。 本発明の実施形態におけるプロジェクタのマイクロ波発生部の主要構成を示すブロック図。 本発明の実施形態におけるプロジェクタの制御回路の主要構成を示すブロック図。 本発明の実施形態におけるプロジェクタのランプの第２の構成例を説明する図。 本発明の実施形態におけるプロジェクタのランプの第３の構成例を説明する図。 本発明の実施形態におけるプロジェクタのランプの第４の構成例を説明する図。 本発明の実施形態におけるプロジェクタの光源装置の他の構成例を説明する図。

符号の説明

１…プロジェクタ、１１…光源装置、１５…光変調部、１９…投写部、２１…マイクロ波発生部、２３…ランプ、２５…マイクロ波、３５…発光部、３７…封入部、３９ａ，３９ｂ…支持腕、４１ａ，４１ｂ…コイル、４９…保持部、１１１…コイル、１１５ａ，１１５ｂ…支持腕。

Claims (14)

1. マイクロ波の照射を受けて光を発する物質が封入された発光部と、前記発光部の外側に設けられるコイル部とを有し、
   前記発光部に対する前記コイル部の位置は、高温時における前記コイル部の位置が低温時における前記コイル部の位置よりも前記発光部から遠ざかるように、温度に応じて変化することを特徴とするランプ。
2. 前記温度に応じて前記コイル部が変形することによって、前記位置が変化することを特徴とする請求項１に記載のランプ。
3. 前記コイル部は、形状記憶合金で構成されていることを特徴とする請求項２に記載のランプ。
4. 前記形状記憶合金は、二方向性を有していることを特徴とする請求項３に記載のランプ。
5. 前記コイル部の内側に嵌入され、前記コイル部を前記内側で支持する支持部を有す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ランプ。
6. 前記発光部は、前記マイクロ波及び前記光を透過可能な材料で構成された封入部内に前記物質が封入された構成を有し、
   前記支持部は、前記封入部から前記封入部の外側に向かって延びるように形成されていることを特徴とする請求項５に記載のランプ。
7. 前記支持部は、前記封入部を挟んで対峙するそれぞれの位置に形成されており、
   前記コイル部は、一方の前記支持部から前記封入部をまたいで他方の前記支持部にわたって、それぞれの前記支持部に巻かれていることを特徴とする請求項６に記載のランプ。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載のランプと、前記マイクロ波を発生するマイクロ波発生装置とを有することを特徴とする発光装置。
9. マイクロ波の照射を受けて光を発する物質が封入されたランプを保持するランプ保持部と、前記ランプが前記ランプ保持部に保持された状態で前記ランプの外側に位置するコイル部と、前記マイクロ波を発生するマイクロ波発生装置とを有し、
   前記ランプに対する前記コイル部の位置は、高温時における前記コイル部の位置が低温時における前記コイル部の位置よりも前記ランプから遠ざかるように、温度に応じて変化することを特徴とする発光装置。
10. 前記温度に応じて前記コイル部が変形することによって、前記位置が変化することを特徴とする請求項９に記載の発光装置。
11. 前記コイル部は、形状記憶合金で構成されていることを特徴とする請求項１０に記載の発光装置。
12. 前記形状記憶合金は、二方向性を有していることを特徴とする請求項１１に記載の発光装置。
13. 前記コイル部の内側に嵌入され、前記コイル部を前記内側で支持する支持部を有することを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか一項に記載の発光装置。
14. マイクロ波の照射を受けて光を発する物質が封入されたランプを保持するランプ保持部と、前記ランプが前記ランプ保持部に保持された状態で前記ランプの外側に位置するように設けられ、前記ランプに対する位置が温度に応じて変化するコイル部と、前記マイクロ波を発生するマイクロ波発生装置と、前記ランプからの前記光を画像データに応じて変調して光学像を形成する光変調部と、前記光変調部によって形成された前記光学像を投写する投写部とを有し、
    前記ランプに対する前記コイル部の位置は、高温時における前記コイル部の位置が低温時における前記コイル部の位置よりも前記ランプから遠ざかるように温度に応じて変化することを特徴とするプロジェクタ。

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