JP4289409B2 - 発光管及びプロジェクタ - Google Patents

Description

本発明は、発光管及びプロジェクタに関する。

従来、プロジェクタの光源装置用の発光管として、一対の電極を内蔵する管球部と、管球部の両側に延びる一対の封止部とを備える発光管が知られている（例えば、特許文献１参照。）。このような発光管における電極は、タングステン等の高融点金属からなる軸部と、軸部にタングステンなどのコイルを巻き回すことにより形成されたコイル巻線部とを有する（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００５−５１８３号公報 特開平８−２７３５９９号公報

ところで、近年、プロジェクタの高輝度化にともない、発光管の高輝度化を図りたいという要望が高まってきている。

従来の発光管においては、発光管の高輝度化を図るための手段として、管球部内の放電空間における最冷部（例えば電極の根元部分（後述する図２（ａ）の符号Ａの位置近傍。））の温度を高くすることが考えられる。最冷部の温度が低いと、管球部内に封入された金属物質の蒸発性能が低くなるため、ハロゲンサイクルの効率が低下してしまい、管壁が黒化する結果、発光管の透過率が低下するからである。

従来の発光管において、最冷部の温度を高くするためには、例えばコイル巻線部の長さを長くして、電極の根元近傍までコイルを巻き回すことが考えられる。しかしながら、この場合には、コイル巻線部における最も封止部側に近い部分から管球部に向かってアークの経路が導かれることにより、管球部の内壁に高温のアークが接触・衝突する結果、発光管の基材である石英ガラス（ＳｉＯ_２）が蒸発する。蒸発したＳｉＯ_２が放電プラズマによってＳｉとＯとに分離して、電極を構成するタングステンを酸化させる結果、タングステンの酸化物が蒸発して電極の根元部分近傍の管球部の内面に付着しやすくなる。このような付着物により、発光管の透過率が低下しやすくなるため、発光管の高輝度化を図ることは容易ではない。
つまり、従来の発光管の場合、コイル巻線部の長さを長くして電極の根元近傍までコイルを巻き回すことによっては、管球部内の放電空間における最冷部の温度を高くすることが可能となるものの、発光管の高輝度化を図ることは容易ではない。

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、高輝度化を図ることが可能な発光管を提供することを目的とする。また、そのような発光管を備える高輝度なプロジェクタを提供することを目的とする。

本発明の発光管は、軸部と前記軸部にコイルを巻き回すことにより形成されたコイル巻線部とを有する一対の電極を内蔵する管球部と、前記管球部の両側に延びる一対の封止部とを備え、前記一対の電極のうち少なくとも一方の電極における前記コイル巻線部は、前記軸部の長手方向に少なくとも１巻き以上のコイルが巻かれたコイル部と、前記コイル部の先端側に配置される先端部と、前記コイル部の基端側に配置され、前記電極の表面側に位置するコイルが熔融処理された基端部とを有し、前記基端部を構成するコイルは、前記軸部とは熔融・一体化されていないことを特徴とする。

この明細書において、先端側とは、電極の長手方向におけるアーク側（封止部とは反対側）のことをいい、基端側とは、電極の長手方向における封止部側のことをいう。

本発明の発光管によれば、コイル巻線部は、先端部とコイル部と基端部とから構成されているため、基端部を最冷部に近づけることによって、最冷部の温度を高くすることが可能となる。
また、本発明の発光管によれば、熔融処理された基端部の表面からは電子が放出されにくくコイル部から電子が放出されやすいことから、アーク放電の際の放電起点はコイル部となり、さらに、コイル部を最冷部に近づけることなく基端部のみを最冷部に近づけることができるため、基端部を電極の根元近傍まで延ばしたとしても、放電起点が電極の根元近傍に移動することはない。このため、アークが管球部の内壁に接触・衝突するという問題の発生を抑制することができ、電極構成物質が管球部の内面に付着するのを抑制することが可能となる結果、発光管の透過率が低下するのを抑制することが可能となる。
したがって、本発明の発光管は、高輝度化を図ることが可能な発光管となる。

また、本発明の発光管によれば、基端部の表面側に位置するコイルは熔融処理されたものであり、熔融処理されていないコイルに比べると熱伝導率が高いため、電極の根元近傍にまでコイル部を延ばした場合と比較して、管球部内の放電空間における最冷部の温度をより高くすることが可能となる。

ところで、基端部の表面側に位置するコイルを熔融処理するための手段としては、例えば、コイル巻線部の一部にレーザ光を照射することが考えられる。このとき、コイル巻線部の基端側からコイルにレーザ光を照射して当該コイルと軸部とを熔融・一体化させると、軸部の精度や強度が低下する場合がある。軸部の精度や強度が低下すると、発光管の発光効率が低下したり、発光管の寿命が低下したりする場合がある。
これに対し、本発明の発光管によれば、基端部を構成するコイルは軸部とは熔融・一体化されていないため、レーザ光を照射するなどの手段を用いて基端部に位置するコイルを熔融処理した場合であっても、軸部の精度や強度が低下することもない。その結果、発光管の発光効率の低下及び発光管の寿命の低下を抑制することが可能となる。

本発明の発光管においては、前記発光管は、交流駆動方式の発光管であり、前記一対の電極における前記コイル巻線部はそれぞれ、前記コイル部と、前記先端部と、前記基端部とを有し、前記基端部を構成するコイルは、前記軸部とは熔融・一体化されていないことが好ましい。

本発明は、交流駆動方式の発光管に適用することも可能であり、上記のように構成することにより、交流駆動方式の発光管の高輝度化を図ることが可能となる。

本発明の発光管においては、前記一対の封止部のうち一方の封止部には、前記管球部から射出された光を前記管球部に向けて反射する副鏡が配設され、前記一対の電極のうち前記一方の封止部とは反対側の電極における前記コイル巻線部は、前記コイル部と、前記先端部と、前記基端部とを有し、前記基端部を構成するコイルは、前記軸部とは熔融・一体化されていないことが好ましい。

このように構成することにより、他方の封止部側（副鏡が配設されていない側）の電極におけるコイル巻線部は、先端部とコイル部と基端部とから構成されているため、基端部を他方の封止部側の最冷部に近づけることによって、他方の封止部側の最冷部の温度を高くすることが可能となる。また、熔融処理された基端部の表面からは電子が放出されにくくコイル部から電子が放出されやすいことから、コイル部を最冷部に近づけることなく基端部のみを最冷部に近づけることができ、上述した理由と同様に、電極構成物質が管球部の内面に付着するのを抑制することが可能となる結果、発光管の透過率が低下するのを抑制することが可能となる。
また、上記した副鏡によって、管球部における一方の封止部側の外面と一方の封止部の一部とが覆われることとなるため、一方の封止部側の最冷部を保温することができ、一方の封止部側の最冷部の温度をある程度高くすることが可能となる。その結果、管壁が黒化するのを抑制することが可能となり、発光管の透過率が低下するのを抑制することが可能となる。
したがって、副鏡が配設された発光管についても、高輝度化を図ることが可能となる。

本発明の発光管においては、前記コイル巻線部は、前記軸部の径方向に少なくとも２段以上コイルが巻き回されていることが好ましい。

このように構成することにより、コイル巻線部のサイズを比較的大きくすることができるため、管球部内の放電空間における最冷部の温度をより高くすることが可能となる。また、軸部の径方向に少なくとも２段以上コイルを巻き回すことにより、基端部に位置するコイルを熔融処理した場合に、軸部と基端部とがより一層熔融・一体化されにくくなるため、軸部の精度や強度が低下するのをさらに抑制でき、発光管の発光効率の低下及び発光管の寿命の低下をさらに抑制することが可能となる。

本発明の発光管においては、前記電極における、前記発光管の基材に埋設される部分と前記管球部内の放電空間に露出する部分との境界点を点Ａとし、前記電極の先端位置を点Ｂとし、前記コイル巻線部における最も基端側の位置を点Ｃとし、点Ａから点Ｂまでの距離をＬ_ＡＢとし、点Ａから点Ｃまでの距離をＬ_ＡＣとしたとき、「Ｌ_ＡＣ≦０．３×Ｌ_ＡＢ」の関係を満たすことが好ましい。

「Ｌ_ＡＣ＞０．３×Ｌ_ＡＢ」である場合、基端部の位置が最冷部から比較的遠くなってしまうため、最冷部の温度を高くすることが容易ではなくなる。
これに対し、本発明の発光管によれば、「Ｌ_ＡＣ≦０．３×Ｌ_ＡＢ」の関係を満たすため、管球部内の放電空間における最冷部の温度を効果的に高くすることが可能となる。

本発明のプロジェクタは、本発明の発光管を有する光源装置と、前記光源装置からの光を画像情報に応じて変調する電気光学変調装置と、前記電気光学変調装置で変調された光を投写する投写光学系と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によれば、上述の本発明の発光管を備えるため、高輝度なプロジェクタとなる。

以下、本発明の発光管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に係る発光管１の構成について、図１及び図２を用いて説明する。
図１は、実施形態１に係る発光管１を説明するために示す図である。図１（ａ）は発光管１を示す図であり、図１（ｂ）は管球部１０を拡大して示す図である。図２は、電極３０を説明するために示す図である。図２（ａ）は管球部１０内に配置される電極３０を示す図であり、図２（ｂ）は電極３０の断面図である。

実施形態１に係る発光管１は、図１に示すように、一対の電極３０，５０を内蔵する管球部１０と、管球部１０の両側に延びる一対の封止部１２，２２と、一対の封止部１２，２２内にそれぞれ封止された一対の金属箔１４，２４と、一対の金属箔１４，２４にそれぞれ電気的に接続された一対のリード線１６，２６とを備える、交流駆動方式の発光管である。

なお、発光管１の基材の条件等を例示的に示すと、管球部１０及び封止部１２，２２は、例えば石英ガラス製であり、管球部１０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３０，５０は、例えばタングステン電極であり、金属箔１４，２４は、例えばモリブデン箔である。リード線１６，２６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１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。

封止部１２側の電極３０は、軸部３２と、コイル巻線部４０とを有する。軸部３２はタングステンからなる。コイル巻線部４０は、例えば、線状のタングステンをコイル状にして軸部３２に巻き回すことにより形成されている。

コイル巻線部４０は、図１及び図２に示すように、軸部３２の長手方向に少なくとも１巻き以上（例えば３巻き）のコイルが巻かれたコイル部４４と、コイル部４４の先端側（電極３０の長手方向におけるアーク側）に配置される先端部４２と、コイル部４４の基端側（電極３０の長手方向における封止部１２側）に配置され、電極３０の表面側に位置するコイルが熔融処理された基端部４６とを有する。コイル巻線部４０は、軸部３２の径方向に２段、コイルが巻き回されている（図２（ｂ）参照。）。コイル部４４の表面側に位置するコイルは、管球部１０内の放電空間に露出している。

先端部４２を構成するコイルは、図２（ｂ）に示すように、軸部３２と熔融・一体化されているが、基端部４６を構成するコイルは、軸部３２とは熔融・一体化されていない。

ここで、「コイルが軸部と熔融・一体化されている」とは、コイルが熔融されることによりコイルと軸部とが一体化されていることをいう。また、「コイルが軸部と熔融・一体化されていない」とは、コイルの表面は熔融されているが、軸部に近い部分のコイルは熔融されておらず、コイルと軸部とが一体化されていないことをいう。

コイルを熔融処理するための手段として、例えば、レーザ光を照射する手段を用いることができる。この場合、例えば、ＣＯ_２レーザやＹＡＧレーザなどのレーザ光を、コイルに連続的に又はパルス的（断続的）に照射して、先端部４２に位置するコイル又は基端部４６の表面側に位置するコイルを熔融処理することができる。このとき、レーザ光によって基端部４６の表面側に位置するコイルは熔融するが、基端部４６の内部に位置するコイルは熔融されず、コイルの形態を維持している。つまり、基端部４６のコイルと軸部３２とは、熔融・一体化されていない。
なお、レーザ光の照射は、電極が酸化するのを防止する観点から、アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気中で行うことが好ましい。

図２（ａ）に示すように、電極３０における、発光管１（管球部１０）の基材に埋設される部分と管球部１０内の放電空間に露出する部分との境界点を点Ａとし、電極３０の先端位置を点Ｂとし、コイル巻線部４０における最も基端側の位置を点Ｃとし、点Ａから点Ｂまでの距離をＬ_ＡＢとし、点Ａから点Ｃまでの距離をＬ_ＡＣとしたとき、実施形態１に係る発光管１においては、「Ｌ_ＡＣ≦０．３×Ｌ_ＡＢ」の関係を満たすように設計されている。

なお、封止部２２側の電極５０は、電極３０と同様の構成を有するため、詳細な説明は省略する。

以上のように構成された実施形態１に係る発光管１によれば、コイル巻線部４０は、先端部４２とコイル部４４と基端部４６とから構成されているため、基端部４６を最冷部（電極３０の根元部分（図２（ａ）の符号Ａの位置近傍。））に近づけることによって、最冷部の温度を高くすることが可能となる。
また、実施形態１に係る発光管１によれば、熔融処理された基端部４６の表面からは電子が放出されにくくコイル部４４から電子が放出されやすいことから、アーク放電の際の放電起点はコイル部４４となり、さらに、コイル部４４を最冷部に近づけることなく基端部４６のみを最冷部に近づけることができるため、基端部４６を電極３０の根元近傍まで延ばしたとしても、放電起点が電極３０の根元近傍に移動することはない。このため、アークが管球部１０の内壁に接触・衝突するという問題の発生を抑制することができ、電極構成物質が管球部１０の内面に付着するのを抑制することが可能となる結果、発光管１の透過率が低下するのを抑制することが可能となる。
したがって、実施形態１に係る発光管１は、高輝度化を図ることが可能な発光管となる。

また、実施形態１に係る発光管１によれば、基端部４６の表面側に位置するコイルは熔融処理されたものであり、熔融処理されていないコイルに比べると熱伝導率が高いため、電極３０の根元近傍にまでコイル部４４を延ばした場合と比較して、管球部１０内の放電空間における最冷部の温度をより高くすることが可能となる。

また、実施形態１に係る発光管１によれば、基端部４６を構成するコイルは軸部３２とは熔融・一体化されていないため、レーザ光を照射するなどの手段を用いて基端部４６に位置するコイルを熔融処理した場合であっても、軸部３２の精度や強度が低下することもない。その結果、発光管１の発光効率の低下及び発光管１の寿命の低下を抑制することが可能となる。

実施形態１に係る発光管１は、交流駆動方式の発光管であり、一対の電極３０，５０におけるコイル巻線部４０，６０はそれぞれ、コイル部４４，６４と、先端部４２，６２と、基端部４６，６６とを有し、基端部４６，６６を構成するコイルは、軸部３２，５２とは熔融・一体化されていない。これにより、交流駆動方式の発光管の高輝度化を図ることが可能となる。

実施形態１に係る発光管１においては、コイル巻線部４０は、軸部３２の径方向に少なくとも２段以上コイルが巻き回されている。これにより、コイル巻線部４０のサイズを比較的大きくすることができるため、管球部１０内の放電空間における最冷部の温度をより高くすることが可能となる。また、軸部３２の径方向に少なくとも２段以上コイルを巻き回すことにより、基端部４６に位置するコイルを熔融処理した場合に、軸部３２と基端部４６とがより一層熔融・一体化されにくくなるため、軸部３２の精度や強度が低下するのをさらに抑制でき、発光管１の発光効率の低下及び発光管の寿命の低下をさらに抑制することが可能となる。

実施形態１に係る発光管１によれば、「Ｌ_ＡＣ≦０．３×Ｌ_ＡＢ」の関係を満たすように設計されているため、基端部４６の位置が最冷部から比較的遠くなることもなくなり、管球部１０内の放電空間における最冷部の温度を効果的に高くすることが可能となる。

［実施形態２］
図３は、実施形態２に係る発光管１Ｂを説明するために示す図である。図３（ａ）は発光管１Ｂを示す図であり、図３（ｂ）は管球部１０Ｂを拡大して示す図である。

実施形態２に係る発光管１Ｂは、基本的には実施形態１に係る発光管１とよく似た構成を有しているが、一方の封止部に副鏡が配設されている点及び副鏡側（一方の封止部側）の電極の構成が、実施形態１に係る発光管１とは異なる。

すなわち、実施形態２に係る発光管１Ｂは、図３に示すように、一対の電極３０Ｂ，５０Ｂを内蔵する管球部１０Ｂと、管球部１０Ｂの両側に延びる一対の封止部１２Ｂ，２２Ｂと、一対の封止部１２Ｂ，２２Ｂ内にそれぞれ封止された一対の金属箔１４Ｂ，２４Ｂと、一対の金属箔１４Ｂ，２４Ｂにそれぞれ電気的に接続された一対のリード線１６Ｂ，２６Ｂと、封止部２２Ｂに配設され、管球部１０Ｂから射出された光を管球部１０Ｂに向けて反射する副鏡７０Ｂとを備える、交流駆動方式の発光管である。

封止部１２Ｂ側の電極３０Ｂは、軸部３２Ｂと、コイル巻線部４０Ｂとを有する。軸部３２Ｂはタングステンからなる。コイル巻線部４０Ｂは、例えば、線状のタングステンをコイル状にして軸部３２Ｂに巻き回すことにより形成されている。

コイル巻線部４０Ｂは、軸部３２Ｂの長手方向に少なくとも１巻き以上（例えば３巻き）のコイルが巻かれたコイル部４４Ｂと、コイル部４４Ｂの先端側（電極３０Ｂの長手方向におけるアーク側）に配置される先端部４２Ｂと、コイル部４４Ｂの基端側（電極３０Ｂの長手方向における封止部１２Ｂ側）に配置され、電極３０Ｂの表面側に位置するコイルが熔融処理された基端部４６Ｂとを有する。コイル巻線部４０Ｂは、ここでは図示による説明を省略するが、軸部３２Ｂの径方向に少なくとも２段以上コイルが巻き回されている。コイル部４４Ｂの表面側に位置するコイルは、管球部１０Ｂ内の放電空間に露出している。また、先端部４２Ｂを構成するコイルは、軸部３２Ｂと熔融・一体化されているが、基端部４６Ｂを構成するコイルは、軸部３２Ｂとは熔融・一体化されていない。

基端部４６Ｂの表面側に位置するコイルを熔融処理するための手段として、実施形態１の場合と同様に、レーザ光を照射する手段を用いることができる。なお、レーザ光を照射する際の条件等については、ここでは説明を省略する。

封止部２２Ｂ側（副鏡７０Ｂ側）の電極５０Ｂは、軸部５２Ｂと、コイル巻線部６０Ｂとを有する。軸部５２Ｂはタングステンからなる。コイル巻線部６０Ｂは、例えば、線状のタングステンをコイル状にして軸部５２Ｂに巻き回すことにより形成されている。

コイル巻線部６０Ｂは、軸部５２Ｂの長手方向に少なくとも１巻き以上（例えば３巻き）のコイルが巻かれたコイル部６４Ｂと、コイル部６４Ｂの先端側（電極５０Ｂの長手方向におけるアーク側）に配置される先端部６２Ｂとを有する。コイル巻線部６０Ｂは、ここでは図示による説明を省略するが、軸部５２Ｂの径方向に少なくとも２段以上コイルが巻き回されている。コイル部６４Ｂの表面側に位置するコイルは、管球部１０Ｂ内の放電空間に露出している。また、先端部６２Ｂを構成するコイルは、軸部５２Ｂと熔融・一体化されている。

副鏡７０Ｂは、管球部１０Ｂの略半分を覆い、発光管１Ｂの封止部２２Ｂに配置される反射手段であり、発光管１Ｂの封止部２２Ｂに挿通・固定するための開口部７２Ｂと、管球部１０Ｂから被照明領域側に向けて放射された光を管球部１０Ｂに向けて反射する反射凹面７４Ｂとを有する。副鏡７０Ｂは、開口部７２Ｂに充填されたセメントなどの無機系接着剤によって封止部２２Ｂに固着されている。

このように、実施形態２に係る発光管１Ｂは、実施形態１に係る発光管１とは、一方の封止部に副鏡が配設されている点及び副鏡側（一方の封止部側）の電極の構成が異なるが、実施形態１に係る発光管１の場合と同様に、封止部１２Ｂ側の電極３０Ｂのコイル巻線部４０Ｂは、先端部４２Ｂとコイル部４４Ｂと基端部４６Ｂとから構成されているため、基端部４６Ｂを最冷部（電極３０Ｂの根元部分）に近づけることによって、最冷部の温度を高くすることが可能となる。また、コイル部４４Ｂを最冷部に近づけることなく基端部４６Ｂのみを最冷部に近づけることができるため、実施形態１に係る発光管１の場合と同様に、発光管１Ｂの透過率が低下するのを抑制することが可能となる。
また、上記した副鏡７０Ｂによって、管球部１０Ｂにおける封止部２２Ｂ側の外面と封止部２２Ｂの一部とが覆われることとなるため、封止部２２Ｂ側の最冷部（電極５０Ｂの根元部分）を保温することができ、封止部２２Ｂ側の最冷部の温度をある程度高くすることが可能となる。その結果、管壁が黒化するのを抑制することが可能となり、発光管１Ｂの透過率が低下するのを抑制す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１Ｂは、実施形態１に係る発光管１の場合と同様に、高輝度化を図ることが可能な発光管となる。

実施形態２に係る発光管１Ｂは、一方の封止部に副鏡が配設されている点及び副鏡側（一方の封止部側）の電極の構成が異なる点以外の点では、実施形態１に係る発光管１と同様の構成を有するため、実施形態１に係る発光管１が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。

［実施形態３］
図４は、実施形態３に係るプロジェクタ１０００の光学系を示す図である。

実施形態３に係るプロジェクタ１０００は、図４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電気光学変調装置としての３つの液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂと、３つの液晶装置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とを備える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、光源装置１１０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、楕円面リフレクタ１１４と、楕円面リフレクタ１１４の第１焦点近傍に発光中心を有する発光管１と、楕円面リフレクタ１１４からの集束光を略平行光として射出する凹レンズ１１８とを有する。光源装置１１０は、照明光軸ＯＣを中心軸とする光束を射出する。

発光管１は、実施形態１で説明した発光管１であり、ここでは詳細な説明は省略する。

楕円面リフレクタ１１４は、発光管１の一方の封止部に挿通・固着される筒状の首状部と、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とを有する。

凹レンズ１１８は、楕円面リフレクタ１１４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１１４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１１８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ＯＣ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、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ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の像を液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ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ＯＣ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ＯＣ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ＯＣ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装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ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ＯＣ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。

色分離導光光学系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。色分離導光光学系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つの液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂに導く機能を有する。

液晶装置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。
液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、一対の透明なガラス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、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、後述する入射側偏光板から射出された１種類の直線偏光の偏光方向を変調する。

液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの光路前段には、集光レンズ３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂが配置されている。

また、ここでは図示を省略したが、集光レンズ３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂと各液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとの間には、それぞれ入射側偏光板が介在配置され、各液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとクロスダイクロイックプリズム５００との間には、それぞれ射出側偏光板が介在配置されている。これら入射側偏光板、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ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、赤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、青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赤色光及び青色光は曲折され、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。

以上のように構成された実施形態３に係るプロジェクタ１０００によれば、上述の実施形態１に係る発光管１を備えるため、高輝度なプロジェクタとなる。

以上、本発明の発光管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）上記実施形態１及び２に係る発光管１，１Ｂにおいては、コイル部の巻き数（軸部の長手方向の巻き数）が３巻き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い。コイル部の巻き数は、少なくとも１巻き以上であればよい。

（２）上記実施形態１及び２に係る発光管１，１Ｂにおいては、コイル巻線部の巻き段数（軸部の径方向の巻き数）が２段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、３段以上巻かれていてもよい。

（３）本発明において、軸部に巻かれたコイルを熔融処理するための手段として、レーザ光を照射する手段を例示的に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、電子ビーム等を照射してもよい。

（４）上記実施形態１及び２に係る発光管１，１Ｂにおいては、交流駆動方式の発光管に本発明を適用した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、直流駆動方式の発光管に本発明を適用することも可能である。この場合、両電極（陽極及び陰極）のコイル巻線部が、先端部、コイル部及び基端部を有し、かつ、基端部を構成するコイルが軸部と熔融・一体化されていないものであってもよいし、片方の電極（例えば陽極）のコイル巻線部のみが上記のように構成されていてもよい。

（５）上記実施形態１に係る発光管１においては、電極３０，５０のそれぞれに本発明を適用した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い。発光管の使用環境により、例えば一方の封止部側の最冷部の温度のみを高くしたい場合は、一方の封止部側の電極にのみ本発明を適用することも可能であるし、他方の封止部側の最冷部の温度のみを高くしたい場合は、他方の封止部側の電極にのみ本発明を適用することも可能である。

（６）上記実施形態２に係る発光管１Ｂにおいては、一対の電極３０Ｂ，５０Ｂのうち封止部１２Ｂ側の電極３０Ｂにのみ本発明を適用した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、一対の電極３０Ｂ，５０Ｂの両方に本発明を適用することも可能である。この場合、両電極３０Ｂ，５０Ｂの根元部分の最冷部の温度が適切な温度となるように、コイル部及び基端部の範囲を調整してもよい。

（７）上記実施形態２に係る発光管１Ｂにおいては、発光管に配設される反射手段として副鏡７０Ｂを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、反射手段として反射膜を用いてもよい。

（８）上記実施形態３に係るプロジェクタ１０００においては、発光管として、実施形態１で説明した交流駆動方式の発光管１を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、実施形態２で説明した副鏡が配設された発光管１Ｂを用いてもよい。

（９）上記実施形態３に係るプロジェクタ１０００においては、光源装置として、楕円面リフレクタからなる光源装置を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、放物面リフレクタからなる光源装置を用いることも好ましい。この場合には、凹レンズは備えていなくともよい。

（１０）上記実施形態３に係るプロジェクタ１０００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。

（１１）上記実施形態３に係るプロジェクタ１０００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。

（１２）上記実施形態３に係るプロジェクタ１０００においては、３つの液晶装置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つ以上の液晶装置を用いたプロジェクタにも適用可能である。

（１３）上記実施形態３に係るプロジェクタ１０００においては、電気光学変調装置として液晶装置を用いたが、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。

（１４）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に係る発光管１を説明するために示す図。 電極３０を説明するために示す図。 実施形態２に係る発光管１Ｂを説明するために示す図。 実施形態３に係るプロジェクタ１０００の光学系を示す図。

符号の説明

１，１Ｂ…発光管、１０，１０Ｂ…管球部、１２，１２Ｂ，２２，２２Ｂ…封止部、１４，１４Ｂ，２４，２４Ｂ…金属箔、１６，１６Ｂ，２６，２６Ｂ…リード線、３０，３０Ｂ，５０，５０Ｂ…電極、３２，３２Ｂ，５２，５２Ｂ…軸部、４０，４０Ｂ，６０，６０Ｂ…コイル巻線部、４２，４２Ｂ，６２，６２Ｂ…先端部、４４，４４Ｂ，６４，６４Ｂ…コイル部、４６，４６Ｂ，６６…基端部、７０Ｂ…副鏡、７２Ｂ…開口部、７４Ｂ…反射凹面、１００…照明装置、１１０…光源装置、１１４…楕円面リフレクタ、１１８…凹レンズ、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…液晶装置、５００…クロスダイクロイックプリズム、６００…投写光学系、１０００…プロジェクタ、Ａ…電極における発光管の基材に埋設される部分と管球部内の放電空間に露出する部分との境界点、Ｂ…電極の先端位置、Ｃ…コイル巻線部における最も基端側の位置、Ｌ_ＡＢ…点Ａから点Ｂまでの距離、Ｌ_ＡＣ…点Ａから点Ｃまでの距離、ＯＣ…照明光軸、ＳＣＲ…スクリーン

Claims (6)

1. 軸部と前記軸部にコイルを巻き回すことにより形成されたコイル巻線部とを有する一対の電極を内蔵する管球部と、
   前記管球部の両側に延びる一対の封止部とを備え、
   前記一対の電極のうち少なくとも一方の電極における前記コイル巻線部は、前記軸部の長手方向に少なくとも１巻き以上のコイルが巻かれたコイル部と、前記コイル部の先端側に配置される先端部と、前記コイル部の基端側に配置され、前記電極の表面側に位置するコイルが熔融処理された基端部とを有し、
   前記基端部を構成するコイルは、前記軸部とは熔融・一体化されていないことを特徴とする発光管。
2. 請求項１に記載の発光管において、
   前記発光管は、交流駆動方式の発光管であり、
   前記一対の電極における前記コイル巻線部はそれぞれ、前記コイル部と、前記先端部と、前記基端部とを有し、前記基端部を構成するコイルは、前記軸部とは熔融・一体化されていないことを特徴とする発光管。
3. 請求項１に記載の発光管において、
   前記一対の封止部のうち一方の封止部には、前記管球部から射出された光を前記管球部に向けて反射する副鏡が配設され、
   前記一対の電極のうち前記一方の封止部とは反対側の電極における前記コイル巻線部は、前記コイル部と、前記先端部と、前記基端部とを有し、前記基端部を構成するコイルは、前記軸部とは熔融・一体化されていないことを特徴とする発光管。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の発光管において、
   前記コイル巻線部は、前記軸部の径方向に少なくとも２段以上コイルが巻き回されていることを特徴とする発光管。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の発光管において、
   前記電極における、前記発光管の基材に埋設される部分と前記管球部内の放電空間に露出する部分との境界点を点Ａとし、
   前記電極の先端位置を点Ｂとし、
   前記コイル巻線部における最も基端側の位置を点Ｃとし、
   点Ａから点Ｂまでの距離をＬ_ＡＢとし、
   点Ａから点Ｃまでの距離をＬ_ＡＣとしたとき、
   「Ｌ_ＡＣ≦０．３×Ｌ_ＡＢ」の関係を満たすことを特徴とする発光管。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の発光管を有する光源装置と、
   前記光源装置からの光を画像情報に応じて変調する電気光学変調装置と、
   前記電気光学変調装置で変調された光を投写する投写光学系とを備えることを特徴とするプロジェクタ。

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