光源装置、光源装置の製造方法、およびプロジェクタ
【課題】明るさを良好に確保できかつ、照度ムラを低減できる光源装置の製造方法を提供する。
【解決手段】製造方法は、リフレクタを所定位置に設置するリフレクタ設置工程Ｓ１と、リフレクタにおける凹状内側に光源ランプを設置する光源ランプ設置工程Ｓ２と、一対の電極における各突起部を撮像する突起部撮像工程Ｓ３と、突起部撮像工程にて撮像した画像に基づいて、光源ランプまたはリフレクタの位置を調整して、光源装置から射出される光束の中心軸に対して発光管の中心軸を傾斜した際に光源ランプから射出されリフレクタの利用光反射領域にて反射される利用光が光源ランプにて遮光されない角度範囲内において、一対の電極の各突起部先端を結ぶ直線と光源装置から射出される光束の中心軸とのなす角度を最小にする第１の位置調整工程Ｓ４とを備えている。
【解決手段】製造方法は、リフレクタを所定位置に設置するリフレクタ設置工程Ｓ１と、リフレクタにおける凹状内側に光源ランプを設置する光源ランプ設置工程Ｓ２と、一対の電極における各突起部を撮像する突起部撮像工程Ｓ３と、突起部撮像工程にて撮像した画像に基づいて、光源ランプまたはリフレクタの位置を調整して、光源装置から射出される光束の中心軸に対して発光管の中心軸を傾斜した際に光源ランプから射出されリフレクタの利用光反射領域にて反射される利用光が光源ランプにて遮光されない角度範囲内において、一対の電極の各突起部先端を結ぶ直線と光源装置から射出される光束の中心軸とのなす角度を最小にする第１の位置調整工程Ｓ４とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置、光源装置の製造方法、およびプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調し光学像を拡大投射するプロジェクタが利用されている。
このようなプロジェクタの光源装置としては、高圧放電ランプ（光源ランプ）と、光源ランプから射出された光束を反射する反射ミラー（リフレクタ）とを備えた構成が多用される（例えば、特許文献１参照）。
そして、このような光源ランプは、発光管内部において、先端部同士が互いに所定間隔、離間するように一対の電極が配置された構成を有し、一対の電極間に電圧を印加することで一対の電極間にアーク放電が生じ発光する。
また、特許文献１に記載の光源装置では、アーク起点を固定し放電状態を安定させる、すなわち、アークジャンプを防止することを目的として、電極先端部の中心付近に突起部を形成している。
以上のような光源装置を製造する際には、一般的に、発光管の断面の略中心位置を通り発光管の延出方向に沿う発光管の中心軸と、リフレクタの中心軸（楕円面リフレクタでは回転楕円面の回転軸、パラボラリフレクタでは回転放物面の回転軸）とを一致させた状態で、リフレクタおよび光源ランプを一体化している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３１２９９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、一対の電極の各突起部は、発光管に対して一対の電極を設置する際の製造誤差や、突起部を形成する際の製造誤差等により、発光管の中心軸上からずれた位置に位置付けられる場合がある。
このような場合において、上述したように発光管の中心軸とリフレクタの中心軸とを一致させた状態でリフレクタおよび光源ランプを一体化すると、以下の問題がある。
すなわち、アーク起点となる各突起部が発光管やリフレクタの中心軸（光源装置から射出される光束の中心軸）上からずれた位置に位置付けられることとなり、各突起部間で前記中心軸に沿うことなく傾斜した状態でアークが生じてしまう。そして、このような状態では、光源装置から射出される光の明るさが低減するとともに、照度ムラの原因となる。
【０００５】
本発明の目的は、明るさを良好に確保できかつ、照度ムラを低減できる光源装置、光源装置の製造方法、およびプロジェクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の光源装置は、放電空間を有する発光管、および前記発光管の放電空間に配置される一対の電極を有する光源ランプと、断面略凹状に拡がり前記光源ランプから放射された光束を反射するリフレクタとを備えた光源装置であって、前記発光管は、内部に前記放電空間を有する発光部と、前記発光部の両側に設けられる封止部とを有し、前記一対の電極は、電極部と、前記電極部先端に形成され前記電極部の断面積よりも小さい断面積を有し他方の電極に向けて突出する突起部とをそれぞれ備え、前記光源ランプは、当該光源装置から射出される光束の中心軸に対して前記発光管の中心軸を傾斜した際に前記光源ランプから射出され前記リフレクタの利用光反射領域にて反射される利用光が前記光源ランプにて遮光されない角度範囲内において、前記一対の電極の各突起部先端を結ぶ直線と当該光源装置から射出される光束の中心軸とのなす角度θが最小となるように前記リフレクタに取り付けられていることを特徴とする。
【０００７】
ここで、リフレクタとしては、パラボラリフレクタおよび楕円面リフレクタのいずれを採用してもよい。
また、利用光反射領域とは、発光管の外形寸法、およびリフレクタの焦点距離等により設定される設計上の領域である。より具体的に、利用光反射領域は、発光部から放射された光束を照明対象に対して照射可能な利用光として反射する領域であり、すなわち、発光部から放射された光束をリフレクタにて反射した場合でも、発光管により遮光されずに照明対象に対して照射可能な利用光として反射する領域である。
【０００８】
本発明では、光源ランプは、光源装置から射出される光束の中心軸に対して発光管の中心軸を傾斜した際に利用光が光源ランプにて遮光されない角度範囲内において、角度θが最小となるようにリフレクタに取り付けられている。このことにより、例えば、発光管に対して一対の電極を設置する際の製造誤差や、突起部を形成する際の製造誤差等により、一対の電極の各突起部が発光管の中心軸上からずれた位置に位置付けられている場合であっても、前記角度範囲内において、発光管の中心軸を光源装置から射出される光束の中心軸に対して傾斜させて、アーク起点となる各突起部先端を結ぶ直線を光源装置から射出される光束の中心軸に略平行にすることができる。このため、各突起部間において、アークは、光源装置から射出される光束の中心軸に略沿う方向に生じることとなる。また、光源ランプは、前記角度範囲内において、発光管の中心軸を光源装置から射出される光束の中心軸に対して傾斜させて、角度θが最小となるようにリフレクタに対して位置付けられているので、利用光が光源ランプにて遮光されることがない。したがって、上述した場合において、従来のように光源ランプおよびリフレクタが一体化される構成と比較して、光源装置から射出される光の明るさを良好に確保できかつ、照度ムラを低減できる。
【０００９】
本発明の光源装置では、当該光源装置から射出される光束の中心軸に対して前記発光管の中心軸を傾斜した際に前記光源ランプから射出され前記リフレクタの利用光反射領域にて反射される利用光が前記光源ランプにて遮光される前記発光管の傾斜角度範囲と遮光されない前記発光管の傾斜角度範囲との臨界の傾斜臨界角度をαとし、前記発光管の中心軸および前記一対の電極の各突起部先端を結ぶ直線のなす角度をβとした場合に、α≧βの関係を有し、前記光源ランプは、θ＝０°の関係を有するように前記リフレクタに取り付けられていることが好ましい。
本発明によれば、傾斜臨界角度をα、発光管の中心軸および一対の電極の各突起部先端を結ぶ直線のなす角度をβとした場合に、α≧βの関係を有している時には、発光管の中心軸を光源装置から射出される光束の中心軸に対して角度βだけ傾斜させることができ、θ＝０°の関係を有するように光源ランプをリフレクタに取り付けることができる。このように光源ランプおよびリフレクタを一体化することで、利用光が光源ランプにて遮光されることがない状態で、アーク起点となる各突起部先端を結ぶ直線を光源装置から射出される光束の中心軸に平行にすることができ、上述した光源装置から射出される光の明るさを良好に確保できかつ、照度ムラを低減できるという効果を好適に図れる。
【００１０】
本発明の光源装置では、当該光源装置から射出される光束の中心軸に対して前記発光管の中心軸を傾斜した際に前記光源ランプから射出され前記リフレクタの利用光反射領域にて反射される利用光が前記光源ランプにて遮光される前記発光管の傾斜角度範囲と遮光されない前記発光管の傾斜角度範囲との臨界の傾斜臨界角度をαとし、前記発光管の中心軸および前記一対の電極の各突起部先端を結ぶ直線のなす角度をβとした場合に、α＜βの関係を有し、前記光源ランプは、θ＝β−αの関係を有するように前記リフレクタに取り付けられていることが好ましい。
本発明では、傾斜臨界角度をα、発光管の中心軸および一対の電極の各突起部先端を結ぶ直線のなす角度をβとした場合に、α＜βの関係を有している時には、傾斜臨界角度αにより光源装置から射出される光束の中心軸に対する発光管の中心軸の傾斜角度が制限され、最大で傾斜臨界角度αだけ傾斜させることができる。すなわち、θ＝β−αの関係を有するように光源ランプをリフレクタに取り付けることができる。このように光源ランプおよびリフレクタを一体化することで、上述した製造誤差により、一対の電極の各突起部が発光管の中心軸上からかなりずれた位置に位置付けられている場合であっても、利用光が光源ランプにて遮光されない傾斜臨界角度αまで発光管の中心軸を光源装置から射出される光束の中心軸に対して傾斜させ、角度θを最小の角度（β−α）とすることができ、上述した光源装置から射出される光の明るさを良好に確保できかつ、照度ムラを低減できるという効果を好適に図れる。
【００１１】
本発明の光源装置の製造方法は、放電空間を有する発光管、および前記発光管の放電空間に配置される一対の電極を有する光源ランプと、断面略凹状に拡がり前記光源ランプから放射された光束を反射するリフレクタとを備えた光源装置の製造方法であって、前記発光管は、内部に前記放電空間を有する発光部と、前記発光部の両側に設けられる封止部とを有し、前記一対の電極は、電極部と、前記電極部先端に形成され前記電極部の断面積よりも小さい断面積を有し他方の電極に向けて突出する突起部とをそれぞれ備え、当該光源装置の製造方法は、前記リフレクタを所定位置に設置するリフレクタ設置工程と、前記リフレクタにおける凹状内側に前記光源ランプを設置する光源ランプ設置工程と、前記一対の電極における各突起部を撮像する突起部撮像工程と、前記突起部撮像工程にて撮像した画像に基づいて、前記光源ランプまたは前記リフレクタの位置を調整して、前記光源装置から射出される光束の中心軸に対して前記発光管の中心軸を傾斜した際に前記光源ランプから射出され前記リフレクタの利用光反射領域にて反射される利用光が前記光源ランプにて遮光されない角度範囲内において、前記一対の電極の各突起部先端を結ぶ直線と前記光源装置から射出される光束の中心軸とのなす角度θを最小にする第１の位置調整工程とを備えていることを特徴とする。
本発明の光源装置の製造方法は、リフレクタ設置工程と、光源ランプ設置工程と、突起部撮像工程と、第１の位置調整工程とを備えているので、上述した光源装置を良好に製造でき、上述した光源装置と略同様の作用・効果を享受できる。
【００１２】
本発明の光源装置の製造方法では、前記第１の位置調整工程は、前記光源装置から射出される光束の中心軸に対して前記発光管の中心軸を傾斜した際に前記光源ランプから射出され前記リフレクタの利用光反射領域にて反射される利用光が前記光源ランプにて遮光される前記発光管の傾斜角度範囲と遮光されない前記発光管の傾斜角度範囲との臨界の傾斜臨界角度をαとし、前記発光管の中心軸および前記一対の電極の各突起部先端を結ぶ直線のなす角度をβとし、α≧βの関係を有している場合には、θ＝０°の関係を有するように前記光源ランプまたは前記リフレクタの位置を調整することが好ましい。
本発明では、第１の位置調整工程は、傾斜臨界角度をα、発光管の中心軸および一対の電極の各突起部先端を結ぶ直線のなす角度をβとし、α≧βの関係を有している場合には、θ＝０°の関係を有するように光源ランプまたはリフレクタの位置を調整する。このことにより、光源ランプおよびリフレクタの相対位置を最適位置に位置付けることができ、上述した光源装置と略同様の作用・効果を享受できる。
【００１３】
本発明の光源装置の製造方法では、前記第１の位置調整工程は、前記光源装置から射出される光束の中心軸に対して前記発光管の中心軸を傾斜した際に前記光源ランプから射出され前記リフレクタの利用光反射領域にて反射される利用光が前記光源ランプにて遮光される前記発光管の傾斜角度範囲と遮光されない前記発光管の傾斜角度範囲との臨界の傾斜臨界角度をαとし、前記発光管の中心軸および前記一対の電極の各突起部先端を結ぶ直線のなす角度をβとし、α＜βの関係を有している場合には、θ＝β−αの関係を有するように前記光源ランプまたは前記リフレクタの位置を調整することが好ましい。
本発明では、第１の位置調整工程は、傾斜臨界角度をα、発光管の中心軸および一対の電極の各突起部先端を結ぶ直線のなす角度をβとし、α＜βの関係を有している場合には、θ＝β−αの関係を有するように光源ランプまたはリフレクタの位置を調整する。このことにより、上述した製造誤差により、一対の電極の各突起部が発光管の中心軸上からかなりずれた位置に位置付けられている場合であっても、光源ランプおよびリフレクタの相対位置を最適位置に位置付けることができ、上述した光源装置と略同様の作用・効果を享受できる。
【００１４】
本発明の光源装置の製造方法では、前記第１の位置調整工程の後、前記光源ランプを点灯させる点灯工程と、前記光源ランプから射出され前記リフレクタにて反射される光束を検出して前記光束の強度を測定する光強度測定工程と、前記光強度測定工程にて前記光束の強度を測定しながら、前記光源装置から射出される光束の中心軸をＺ軸、前記Ｚ軸に直交する２軸をＸ軸およびＹ軸とした場合に、前記光源ランプまたは前記リフレクタの位置をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の少なくともいずれかの軸方向に調整して前記光束の強度を最大にする第２の位置調整工程とを備えていることが好ましい。
本発明では、光源装置の製造方法は、第１の位置調整工程の後に実施される工程として、点灯工程、光強度測定工程、および第２の位置調整工程を備える。このことにより、第１の位置調整工程によりアーク起点となる各突起部先端を結ぶ直線を光源装置から射出される光束の中心軸に略平行にした状態から、各突起部先端を光源装置から射出される光束の中心軸に近付けることができる。このため、各突起部間において、アークは、光源装置から射出される光束の中心軸上に生じることとなる。したがって、上述した光源装置から射出される光の明るさを良好に確保できかつ、照度ムラを低減できるという効果をより好適に図れる。
【００１５】
本発明のプロジェクタは、光源装置と、前記光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置にて変調された光束を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、前記光源装置は、上述した光源装置、もしくは、上述した光源装置の製造方法により製造された光源装置であることを特徴とする。
本発明によれば、プロジェクタは、上述した光源装置、もしくは、上述した光源装置の製造方法により製造された光源装置を備えているので、上述した光源装置、もしくは、上述した光源装置の製造方法と同様の作用・効果を享受できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔プロジェクタの構成〕
図１は、本実施形態におけるプロジェクタ１の概略構成を示す平面図である。
プロジェクタ１は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して画像光を形成し、該画像光をスクリーン等の投射面上に拡大投射する光学機器である。このプロジェクタ１は、図１に示すように、略直方体状の外装筺体２と、この外装筺体２内部に収納配置される光学ユニット３とで大略構成される。
なお、具体的な図示は省略するが、外装筺体２内部には、光学ユニット３の他、プロジェクタ１の構成部材に外部からの電力を供給する電源ユニット、プロジェクタ１内部を冷却する冷却ユニット、プロジェクタ１全体を制御する制御装置等が配置されるものとする。
【００１７】
外装筺体２は、射出成型等による合成樹脂製品であり、プロジェクタ１の天面、前面、背面、および側面をそれぞれ構成するアッパーケース、およびプロジェクタ１の底面、前面、背面、および側面をそれぞれ構成するロアーケース等で構成される。そして、各ケースは、互いにねじ等で固定されている。
なお、外装筺体２は、合成樹脂製に限らず、その他の材料にて形成してもよく、例えば、金属等により構成してもよい。
【００１８】
光学ユニット３は、外装筺体２内部に配置され、画像光を形成して拡大投射する。この光学ユニット３は、図１に示すように、光源装置１０、均一照明光学系２０、色分離光学系３０、リレー光学系３５、光学装置４０、および投射光学装置としての投射光学系５０を備えて構成され、これらの光学系２０〜３５を構成する光学素子および光学装置４０は、所定の照明光軸Ａが設定された光学部品用筐体３Ａ内に位置決め調整されて収納されている。
【００１９】
光源装置１０は、光源ランプ１１から放射された光束を一定方向に揃えて射出し、光学装置４０を照明するものである。この光源装置１０は、詳しくは後述するが、図１に示すように、光源ランプ１１、リフレクタとしての主反射鏡１２、副反射鏡１３、および平行化凹レンズ１４を備えて構成されている。この光源装置１０は、光学部品用筐体３Ａに接続するランプハウジング１０Ｂに収納配置される。光源装置１０は、ランプハウジング１０Ｂに収納配置されることで、光学部品用筐体３Ａに対する所定位置（光源装置１０から射出される光束の中心軸と光学部品用筐体３Ａ内に設定された照明光軸Ａとが一致する位置）に位置決めされる。
そして、光源ランプ１１から放射された光束は、主反射鏡１２により光源装置１０の前方側に射出方向を揃えて集束光として射出され、平行化凹レンズ１４によって平行化され、均一照明光学系２０に射出される。
なお、図１では主反射鏡１２が楕円面リフレクタとして構成されている場合を示しており、主反射鏡１２がパラボラリフレクタとして構成されている場合には平行化凹レンズ１４を省略する。
【００２０】
均一照明光学系２０は、光源装置１０から射出された光束を複数の部分光束に分割し、照明領域の面内照度を均一化する光学系である。この均一照明光学系２０は、第１レンズアレイ２１、第２レンズアレイ２２、偏光変換素子２３、および重畳レンズ２４を備えている。
第１レンズアレイ２１は、光源装置１０から射出された光束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、照明光軸Ａと直交する面内にマトリクス状に配列される複数の小レンズを備えて構成される。
第２レンズアレイ２２は、上述した第１レンズアレイ２１により分割された複数の部分光束を集光する光学素子であり、第１レンズアレイ２１と同様に照明光軸Ａに直交する面内にマトリクス状に配列される複数の小レンズを備えた構成を有している。
【００２１】
偏光変換素子２３は、第１レンズアレイ２１により分割された各部分光束の偏光方向を略一方向の直線偏光に揃える偏光変換素子である。
この偏光変換素子２３は、図示を略したが、照明光軸Ａに対して傾斜配置される偏光分離膜および反射膜を交互に配列した構成を具備する。偏光分離膜は、各部分光束に含まれるＰ偏光光束およびＳ偏光光束のうち、一方の偏光光束を透過し、他方の偏光光束を反射する。反射された他方の偏光光束は、反射膜によって曲折され、一方の偏光光束の射出方向、すなわち照明光軸Ａに沿った方向に射出される。射出された偏光光束のいずれかは、偏光変換素子２３の光束射出面に設けられる位相差板によって偏光変換され、略全ての偏光光束の偏光方向が揃えられる。このような偏光変換素子２３を用いることにより、光源ランプ１１から射出される光束を、略一方向の偏光光束に揃えることができるため、光学装置４０で利用する光源光の利用率を向上することができる。
【００２２】
重畳レンズ２４は、第１レンズアレイ２１、第２レンズアレイ２２、および偏光変換素子２３を経た複数の部分光束を集光して光学装置４０の後述する３つの液晶パネルの画像形成領域上に重畳させる光学素子である。
【００２３】
色分離光学系３０は、２枚のダイクロイックミラー３１，３２と、反射ミラー３３とを備え、ダイクロイックミラー３１，３２により均一照明光学系２０から射出された複数の部分光束を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色光に分離する機能を具備する。
ダイクロイックミラー３１，３２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。そして、光路前段に配置されるダイクロイックミラー３１は、青色光を反射し、その他の色光を透過するミラーである。また、光路後段に配置されるダイクロイックミラー３２は、緑色光を反射し、赤色光を透過するミラーである。
【００２４】
リレー光学系３５は、入射側レンズ３６と、リレーレンズ３８と、反射ミラー３７，３９とを備え、色分離光学系３０を構成するダイクロイックミラー３１，３２を透過した赤色光を光学装置４０まで導く機能を有している。なお、赤色光の光路にこのようなリレー光学系３５が設けられているのは、赤色光の光路の長さが他の色光の光路の長さよりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。本実施形態においては赤色光の光路の長さが長いのでこのような構成とされているが、青色光の光路の長さを長くしてリレー光学系３５を青色光の光路に用いる構成も考えられる。
【００２５】
上述したダイクロイックミラー３１により分離された青色光は、反射ミラー３３により曲折された後、フィールドレンズ４１を介して光学装置４０に供給される。また、ダイクロイックミラー３２により分離された緑色光は、そのままフィールドレンズ４１を介して光学装置４０に供給される。さらに、赤色光は、リレー光学系３５を構成するレンズ３６，３８および反射ミラー３７，３９により集光、曲折されてフィールドレンズ４１を介して光学装置４０に供給される。なお、光学装置４０の各色光の光路前段に設けられるフィールドレンズ４１は、第２レンズアレイ２２から射出された各部分光束を、各部分光束の主光線に対して平行な光束に変換するために設けられている。
【００２６】
光学装置４０は、入射した光束を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものである。この光学装置４０は、照明対象となる光変調装置としての液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ（赤色光側の液晶パネルを４２Ｒ、緑色光側の液晶パネルを４２Ｇ、青色光側の液晶パネルを４２Ｂとする）と、クロスダイクロイックプリズム４３とを備えて構成される。なお、フィールドレンズ４１および各液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂの間には、入射側偏光板４４が介在配置され、各液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂおよびクロスダイクロイックプリズム４３の間には、射出側偏光板４５が介在配置され、入射側偏光板４４、液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ、および射出側偏光板４５によって入射する各色光の光変調が行なわれる。
【００２７】
液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ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(Thin Film Transistor)をスイッチング素子として、与えられた画像信号にしたがって、入射側偏光板４４から射出された偏光光束の偏光方向を変調する。
クロスダイクロイックプリズム４３は、射出側偏光板４５から射出された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４３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字状の一方の誘電体多層膜は、赤色光を反射するものであり、他方の誘電体多層膜は、青色光を反射するものであり、これらの誘電体多層膜によって赤色光およ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。
そして、クロスダイクロイックプリズム４３から射出されたカラー画像は、投射光学系５０によって拡大投射され、図示を略したスクリーン上で大画面画像を形成する。
【００２８】
〔光源装置の構成〕
光源装置１０は、上述したように、光源ランプ１１と、主反射鏡１２と、副反射鏡１３と、平行化凹レンズ１４とを備える。そして、これら各部材のうち、光源ランプ１１、主反射鏡１２、および副反射鏡１３が一体化されて光源装置本体１０Ａ（図２参照）を構成する。また、光源装置本体１０Ａおよび平行化凹レンズ１４は、ランプハウジング１０Ｂにより一体化されて光学部品用筐体３Ａに対する所定位置に配置される。
【００２９】
図２は、光源装置本体１０Ａの概略構成を示す断面図である。
光源ランプ１１は、図２に示すように、石英ガラス管から構成される発光管１１１と、この発光管１１１内に配置される一対の電極１１２および図示しない封入物とを備える。
ここで、光源ランプ１１としては、高輝度発光する種々の光源ランプを採用でき、例えば、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ等を採用できる。
【００３０】
発光管１１１は、図２に示すように、中央部分に位置し略球状に膨出する発光部１１１１と、この発光部１１１１の両側に延びる一対の封止部１１１２，１１１３とで構成される。
発光部１１１１には、略球状の放電空間が形成され、この放電空間内に、一対の電極１１２と、水銀、希ガス、および少量のハロゲンが封入される。
一対の封止部１１１２，１１１３の内部には、図２に示すように、一対の電極１１２と電気的に接続されるモリブデン製の金属箔１１２Ａが挿入され、ガラス材料等で封止されている。各金属箔１１２Ａには、さらに電極引出線としてのリード線１１３が接続され、このリード線１１３は、光源ランプ１１の外部まで延出している。
【００３１】
図３は、一対の電極１１２の概略構成の一例を示す図である。
一対の電極１１２は、図３に示すように、電極軸１１２１と、コイル１１２２とを備える。
電極軸１１２１は、タングステン等の棒状部材で構成され、図３に示すように、一端側が金属箔１１２Ａと電気的に接続する。
この電極軸１１２１において、他端側には、図３に示すように、該電極軸１１２１の断面積よりも大きい断面積を有し先端に向けて略半球形状を有する電極部１１２１Ａが形成されている。また、電極部１１２１Ａの先端には、図３に示すように、一対の電極１１２を発光管１１１に設置した状態で他方の電極１１２に向けて突出する突起部１１２１Ｂが形成されている。
コイル１１２２は、点灯始動性を良好にし、定常点灯時における電極部１１２１Ａおよび突起部１１２１Ｂを含む電極軸１１２１の過熱を防止するために電極軸１１２１に付着されたものであり、図３に示すように、電極部１１２１Ａの後方側において電極軸１１２１に巻回されている。
以上説明した一対の電極１１２は、発光管１１１に設置する際の製造誤差や、各突起部１１２１Ｂの形成位置の製造誤差等により、例えば、図３に示すように、各突起部１１２１Ｂが発光管１１１の中心軸Ａｘ上からずれた位置に位置付けられる場合がある。
【００３２】
そして、リード線１１３に電圧を印加すると、図３に示すように、金属箔１１２Ａを介して一対の電極１１２における各突起部１１２１Ｂ間に電位差が生じて放電が生じ、各突起部１１２１Ｂをアーク起点としてアーク像Ｄが生成して発光部１１１１内部が発光する。なお、以下では、発光中心を各突起部１１２１Ｂ間に生成されるアーク像Ｄの中心位置Ｏとして説明する。また、アーク像Ｄの中心位置Ｏは、各突起部１１２１Ｂ先端間の略中央に位置する。
【００３３】
主反射鏡１２は、図２に示すように、光源ランプ１１の基端側の一方の封止部１１１２が挿通される筒状の首状部１２１、およびこの首状部１２１から拡がる凹曲面状の反射部１２２を備えた透光性を有するガラス製の一体成形品である。
首状部１２１には、図２に示すように、略円筒状となるように中央に挿入孔１２３が成形加工により形成されており、この挿入孔１２３の中心に封止部１１１２が配置される。
反射部１２２は、回転曲線形状のガラス面に金属薄膜を蒸着形成して構成された反射面１２２Ａを備える。そして、この反射面１２２Ａは、可視光を反射して赤外線および紫外線を透過するコールドミラーとなっている。
【００３４】
このような主反射鏡１２の反射部１２２内部に配置される光源ランプ１１は、後述する製造装置により、アーク像Ｄの中心位置Ｏが反射部１２２の反射面１２２Ａの回転曲線形状の第１焦点位置Ｆ１の近傍となりかつ、光源装置１０から射出される光束の中心軸（照明光軸Ａ）に対して発光管１１１の中心軸Ａｘを傾斜した際に光源ランプ１１から射出され主反射鏡１２の利用光反射領域Ａｒ（図７参照）にて反射される利用光Ｒ３（図７参照）が光源ランプ１１にて遮光されない角度範囲内（後述する傾斜臨界角度αの範囲内）において、一対の電極１１２の各突起部１１２１Ｂ先端を結ぶ直線と光源装置１０から射出される光束の中心軸とのなす角度θ（図１０、図１１参照）が最小となるように配置される。
そして、光源ランプ１１を点灯すると、図２に示すように、発光部１１１１から放射された光束のうち主反射鏡１２に向った光束Ｒ１は、主反射鏡１２の反射部１２２の反射面１２２Ａで反射して、回転曲線形状の第２焦点位置Ｆ２に集束する集束光となる。
また、反射部１２２における光射出前方側端部は、図２に示すように、主反射鏡１２の中心軸（図２では照明光軸Ａに一致）に略直交して外側に延出し、平面視矩形枠形状を有する。そして、反射部１２２における光射出前方側端部は、ランプハウジング１０Ｂに対する所定位置に位置決めする位置決め面として機能する。
【００３５】
副反射鏡１３は、図２に示すように、光源ランプ１１の発光管１１１を構成する他方の封止部１１１３が挿通される略筒状の首状部１３１、およびこの首状部１３１から拡がる略球面状の反射部１３２を備え、これら首状部１３１および反射部１３２が一体的に形成されたものである。
首状部１３１は、光源ランプ１１に対して副反射鏡１３を固着する部分であり、筒状の挿通孔１３１Ａに光源ランプ１１の封止部１１１３を挿通することで、図２に示すように、光源ランプ１１に対して副反射鏡１３が設置される。そして、この挿通孔１３１Ａの内周面は、封止部１１１３との固定用接着剤が充填される接着面とされる。このように、副反射鏡１３に首状部１３１を設けることで、首状部１３１を設けない構成と比較して、光源ランプ１１に対する副反射鏡１３の固着領域を大きくとることができ、光源ランプ１１に対する副反射鏡１３の固着状態を良好に維持できる。
【００３６】
反射部１３２は、図２に示すように、光源ランプ１１に対して副反射鏡１３を設置した状態で、光源ランプ１１の発光部１１１１の前側略半分を覆う反射部材であり、椀形状に構成されている。
この反射部１３２は、その内面が光源ランプ１１の発光部１１１１の球面に倣う球面状に形成された反射面１３２Ａとなる。なお、この反射面１３２Ａは、主反射鏡１２の反射面１２２Ａと同様に、可視光を反射して赤外線および紫外線を透過するコールドミラーとなっている。
上述した副反射鏡１３は、低熱膨張材および／または高熱伝導材である、例えば石英、アルミナセラミックス等の無機系材料から構成される。
【００３７】
そして、上述した副反射鏡１３を発光管１１１に装着することにより、図２に示すように、発光部１１１１から放射された光束のうち主反射鏡１２とは反対側（前方側）に放射される光束Ｒ２は、光源ランプ１１から主反射鏡１２の反射面１２２Ａに直接入射した光束Ｒ１と同様に、第２焦点位置Ｆ２に集束する。
【００３８】
以上のように、副反射鏡１３を設けることで、光源ランプ１１から主反射鏡１２とは反対側に放射される光束を副反射鏡１３にて主反射鏡１２の反射面１２２Ａに入射するよう後方側に反射させることができる。このため、主反射鏡１２の光軸方向寸法および開口径を例えば副反射鏡１３を設けない場合と比較して小さくすることができる。すなわち、光源装置１０やプロジェクタ１を小型化でき、光源装置１０をプロジェクタ１に組み込むレイアウトも容易になる。
【００３９】
〔光源装置本体の製造装置の構成〕
図４は、光源装置本体１０Ａを製造するための製造装置６０の概略構成を示す図である。なお、図４では、光源装置本体１０Ａを構成する部材のうち、副反射鏡１３を省略している。
製造装置６０は、図４に示すように、保持枠６１、光束検出部６２、位置調整機構６３、２つの突起位置認識部６４（図４では１つのみ図示）、および情報処理装置としてのパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと記載する）６５を備える。
保持枠６１は、主反射鏡１２を保持する部分であり、主反射鏡１２の光射出前方側開口部分に応じた開口部を有する枠状部材として構成され、枠状端部で主反射鏡１２の光射出前方側開口部分を係合保持する。
【００４０】
光束検出部６２は、位置調整機構６３に保持された光源ランプ１１を点灯させた際、主反射鏡１２から射出される光束を検出する部分であり、上述したプロジェクタ１を構成する光学素子１４，２１〜２４，４１，４３，５０と同様の光学素子と枠部材４２１とが照明光軸Ａに沿って直線状に配置されている。なお、光学素子１４，２１〜２４，４１，４３，５０の配置は、プロジェクタ１の緑色光の光路の長さに合わせてある。枠部材４２１は、上述したプロジェクタ１の各液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂの画像形成領域と同形状の開口部を有し、フィールドレンズ４１の光束射出側に配置される。
また、最後段に配置される投射光学系５０の光路後段には、積分球６２１が設けられており、これらの光学素子１４，２１〜２４，４１を経て枠部材４２１の開口部を通過し光学素子４３，５０を経た光束は、この積分球６２１で光強度（照度）測定される。
【００４１】
位置調整機構６３は、光源ランプ１１を保持し、保持枠６１に装着された主反射鏡１２に対して光源ランプ１１を三次元的に位置調整する部分であり、主反射鏡１２から射出される光束の中心軸の光束射出方向をＺ軸とした時に、Ｚ軸方向と、このＺ軸に直交するＸ軸およびＹ軸方向と、ＸＹ平面内に対する光源ランプ１１の倒れを調整できるようになっている。この位置調整機構６３は、基台６３１、Ｙ軸方向調整部６３２、Ｘ軸方向調整部６３３、Ｚ軸方向調整部６３４、Ｙ軸回り調整部６３５、Ｘ軸回り調整部６３６、および光源ランプホルダ６４０を備えて構成される。
【００４２】
基台６３１には、Ｙ軸方向に延びる軸部材６３１Ａが設けられており、この軸部材６３１Ａには、Ｙ軸方向調整部６３２が軸部材６３１Ａの延出方向に沿って摺動自在に支持されている。
Ｙ軸方向調整部６３２は、図示を略したが、軸部材６３１Ａに形成されるラックと噛合するピニオンを有し、マイクロメータヘッド６３２Ａを回転させると、軸部材６３１Ａに沿ってＹ軸方向調整部６３２はＹ軸方向に昇降する。
【００４３】
また、このＹ軸方向調整部６３２の上面はテーブル６３２Ｂとされ、このテーブル６３２Ｂ上には、Ｘ軸方向に延びるレール６３２Ｃが設けられている。
このレール６３２Ｃには、Ｘ軸方向調整部６３３が摺動自在に取り付けられており、このＸ軸方向調整部６３３は、テーブル６３３Ａおよびマイクロメータヘッド６３３Ｂを備えている。そして、マイクロメータヘッド６３３Ｂを回転させると、テーブル６３３ＡがＸ軸方向に沿って移動する。
【００４４】
テーブル６３３Ａ上には、図示を略したが、Ｚ軸方向に延びるレールが設けられていて、このレールには、Ｚ軸方向調整部６３４が摺動自在に支持されている。
このＺ軸方向調整部６３４は、Ｚ軸方向に延びる腕部６３４Ａおよびマイクロメータヘッド６３４Ｂを備え、マイクロメータヘッド６３４Ｂを回転させると、腕部６３４ＡがＺ軸方向に移動する。
腕部６３４Ａの先端面は、図示を略したが、Ｙ軸回りに円弧状に形成された凸曲面とされており、この凸曲面上には、Ｙ軸回り調整部６３５が設けられている。
【００４５】
Ｙ軸回り調整部６３５は本体６３５Ａおよびマイクロメータヘッド６３５Ｂを備え、マイクロメータヘッド６３５Ｂを回転すると、本体６３５Ａが凸曲面に沿ってＹ軸回りに回転する。
そして、本体６３５Ａの先端面はＸ軸回りに円弧状に形成された凸曲面とされ、この凸曲面上には、Ｘ軸回り調整部６３６が設けられている。
Ｘ軸回り調整部６３６は、本体６３６Ａおよびマイクロメータヘッド６３６Ｂを備え、マイクロメータヘッド６３６Ｂを回転すると、本体６３６ＡがＸ軸回りに回転する。
この本体６３６Ａの先端には、腕部６３６Ｃを介して光源ランプホルダ６４０が設けられている。
【００４６】
図５は、光源ランプホルダ６４０の概略構成を示す図である。
光源ランプホルダ６４０は、図５に示すように、光源ランプ１１を保持する部分であり、基部６４１、一対の把持部６４２（図５では１つのみ図示）を備えている。
基部６４１は、Ｘ軸回り調整部６３６の腕部６３６Ｃに取付けられる本体部６４１Ａを備え、この本体部６４１Ａの上面にはＸ軸方向に延びる溝状のレール６４１Ｂが形成されている。本体部６４１Ａの下面には、エアー供給用の継ぎ手６４１Ｄが設けられている。
レール６４１Ｂには、図５中Ｘ軸方向にスライド自在に支持されるスライド駒６４１Ｃが２つ設けられ、各スライド駒６４１Ｃ（図５では１つのみ図示）は、図５中Ｘ軸方向に互いに接近、離間するようにスライドする。
一対の把持部６４２は、一対のスライド駒６４１Ｃ上にそれぞれ立設される柱状部材であり、本体部６４１Ａのスライド駒６４１Ｃを互いに接近させることでＸ軸方向に移動して、Ｙ軸方向先端部分にて光源ランプ１１の封止部１１１３の外面部分を挟持する。
【００４７】
２つの突起位置認識部６４は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）を撮像素子としたエリアセンサを備えたＣＣＤカメラで構成され、ＰＣ６５による制御の下、位置調整機構６３にて保持された光源ランプ１１における発光部１１１１（各突起部１１２１Ｂ）を撮像し、撮像した画像に応じた信号をＰＣ６５に出力する。これら突起位置認識部６４は、互いに直交する方向から発光部１１１１を撮像可能とするように、製造装置６０の所定位置に位置決めされて固定されている。すなわち、一方の突起位置認識部６４は、図４に示すように、ＹＺ平面に沿う方向から発光部１１１１を撮像可能とするように製造装置６０の所定位置に位置決めされて固定されている。また、他方の突起位置認識部６４は、図示を略したが、ＸＺ平面に沿う方向から発光部１１１１を撮像可能とするように製造装置６０の所定位置に位置決めされて固定されている。
【００４８】
図６は、ＰＣ６５にて処理され２つのモニタ６５１に表示される各画像の一例を示す図である。なお、図６では、上述したような製造誤差により各突起部１１２１Ｂが発光管１１１の中心軸Ａｘからずれた位置に位置付けられている状態を示している。
ＰＣ６５は、所定のプログラムを実行することで、２つの突起位置認識部６４にて撮像された各画像を取り込み、取り込んだ各画像に所定の画像処理を施して、画像処理後の各画像を２つのモニタ６５１にそれぞれ表示する処理を実施する。具体的に、２つのモニタ６５１に表示される各画像としては、図６（Ａ），（Ｂ）に示す各画像が例示できる。すなわち、製造装置６０を操作する作業者は、２つのモニタ６５１に表示される例えば図６（Ａ），（Ｂ）に示す各画像を確認することで、互いに直交する方向に配置された２つの突起位置認識部６４にて撮像された発光部１１１１内部に位置する一対の電極１１２の各突起部１１２１Ｂ先端の各位置を認識できる。
【００４９】
また、ＰＣ６５は、内部の記憶部に記憶された情報に基づいて、図６の例に示すように、光束検出部６２の照明光軸Ａに平行する直線Ｌ１を、２つの突起位置認識部６４にて撮像された各画像に重畳させる処理を実施する。
さらに、ＰＣ６５は、内部の記憶部に記憶された情報に基づいて傾斜臨界角度αを演算処理により算出し、図６の例に示すように、傾斜臨界角度αを示す直線Ｌ２を、２つの突起位置認識部６４にて撮像された各画像に重畳させる処理を実施する。
【００５０】
図７は、傾斜臨界角度αを説明するための図である。
傾斜臨界角度αは、図７に示すように、アーク像Ｄの中心位置Ｏ（各突起部１１２１Ｂ間の中心位置）が主反射鏡１２の第１焦点位置Ｆ１の近傍に配置された状態で、中心位置Ｏを中心として、光源装置１０から射出される光束の中心軸（照明光軸Ａ）に対して発光管１１１の中心軸Ａｘを傾斜した際に、光源ランプ１１から射出され主反射鏡１２の利用光反射領域Ａｒにて反射される利用光Ｒ３が光源ランプ１１や副反射鏡１３（図７では図示略）にて遮光される発光管１１１の傾斜角度範囲と、遮光されない発光管１１１の傾斜角度範囲との臨界の照明光軸Ａに対する発光管１１１の中心軸Ａｘの角度である。
なお、利用光反射領域Ａｒとは、副反射鏡１３や発光管１１１の外形寸法、および主反射鏡１２の第１焦点距離、第２焦点距離等により設定される設計上の領域である。より具体的に、利用光反射領域Ａｒは、発光部１１１１から放射された光束を照明対象（液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ）に対して照射可能な利用光として反射する設計上の領域である。すなわち、主反射鏡１２の反射領域において、発光部１１１１から放射された光束を主反射鏡１２にて反射した場合でも、発光管１１１や副反射鏡１３により遮光されたり照明対象に対して照射可能に利用されなかったりする光を反射する非利用光反射領域以外の部分が、上述した利用光反射領域Ａｒである。また、図７では、説明の便宜上、副反射鏡１３の図示を省略し、傾斜臨界角度αとして、発光管１１１の外形寸法、すなわち封止部１１１３の外形寸法により規定される角度としているが、副反射鏡１３の外形寸法により規定される場合もある。
【００５１】
ＰＣ６５による傾斜臨界角度αの演算処理としては、例えば、以下の処理方法を採用できる。
すなわち、ＰＣ６５は、例えば、副反射鏡１３や発光管１１１の外形寸法、主反射鏡１２の第１焦点距離、第２焦点距離、利用光反射領域Ａｒ、発光管１１１の中心軸（発光管１１１の断面略中心を通る直線）等の設計情報から傾斜臨界角度αを演算処理により算出し内部の記憶部に記憶しておく。
また、ＰＣ６５は、例えば、作業者による図示しない操作部の操作により、作業者が各画像を確認しながら画像毎に各突起部１１２１Ｂ先端部分の各位置を指定することで、画像毎に各突起部１１２１Ｂ先端部分を認識し、画像毎に各突起部１１２１Ｂ先端間の中心位置を演算処理により算出する。次に、ＰＣ６５は、上述したように画像毎に各突起部１１２１Ｂ先端部分を認識した後、各突起部１１２１Ｂ先端を結ぶ直線Ｌ３と、内部の記憶部に記憶された情報に基づく発光管１１１の中心軸Ａｘ（図６中では直線Ｌ１に一致）とのなす突起部傾き角度βを画像毎に演算処理する。
【００５２】
さらにまた、ＰＣ６５は、傾斜臨界角度αと突起部傾き角度βとを比較し「α＜β」であった場合、作業者により図示しない操作部が操作され、「α＜βである」旨の設定入力がされ、以下の処理を実施する。
ＰＣ６５は、上述したように算出した傾斜臨界角度αおよび前記突起部傾き角度βをそれぞれ画像毎に比較し、β−αを示す直線Ｌ４（図１１参照）を、２つの突起位置認識部６４にて撮像された各画像に重畳させる処理を実施する。
つまり、「α＜β」であった場合、突起部１１２１Ｂ先端を結ぶ直線Ｌ３が照明光軸Ａと一致するように発光管１１１を傾けると、照明光軸Ａに対する発光管１１１の中心軸Ａｘの角度は傾斜臨界角度α以上となり、利用光反射領域Ａｒで反射された光を発光管１１１が遮光してしまい、かえって照明対象を照明する光を減少させる結果となる。したがって、「α＜β」であった場合、突起部１１２１Ｂ先端を結ぶ直線Ｌ３が「β−α」を示す直線Ｌ４と一致するように発光管１１１を傾けると、照明光軸Ａに対する発光管１１１の中心軸Ａｘの角度は傾斜臨界角度αとなり、利用光反射領域Ａｒで反射された光を発光管１１１が遮光することなく、照明対象を照明する光を減少させない範囲で、突起部１１２１Ｂ先端を結ぶ直線Ｌ３が照明光軸Ａに対して最小の角度となる。
なお、傾斜臨界角度αと突起部傾き角度βとを比較し「α≧βである」旨の結果であった場合は、突起部１１２１Ｂ先端を結ぶ直線Ｌ３が照明光軸Ａと一致するように発光管１１１を傾けたとしても、照明光軸Ａに対する発光管１１１の中心軸Ａｘの角度は傾斜臨界角度α以下となり、利用光反射領域Ａｒで反射された光を発光管１１１が遮光することがない。
【００５３】
〔光源装置の製造方法〕
次に、上述した製造装置６０を用いた光源装置本体１０Ａの製造方法を説明する。
図８は、上述した製造装置６０を用いた光源装置本体１０Ａの製造方法を説明するフローチャートである。なお、以下では、光源装置本体１０Ａにおいて、光源ランプ１１および主反射鏡１２を一体化する方法を主に説明し、光源ランプ１１への副反射鏡１３の取り付け方法については説明を省略する。
先ず、作業者は、製造装置６０を構成する保持枠６１に主反射鏡１２を保持させる（処理Ｓ１：リフレクタ設置工程）。この状態では、主反射鏡１２は、外形基準により保持枠６１に対して位置決めされ、主反射鏡１２の中心軸（回転楕円面の回転軸）が光束検出部６２の照明光軸Ａに一致した状態に設置される。
【００５４】
処理Ｓ１の後、作業者は、製造装置６０を構成する位置調整機構６３の光源ランプホルダ６４０に光源ランプ１１を保持させる（処理Ｓ２：光源ランプ設置工程）。この状態では、光源ランプ１１は、外形基準により光源ランプホルダ６４０に対して位置決めされ、発光管１１１の中心軸Ａｘが光束検出部６２の照明光軸Ａに一致した状態に設置される。
処理Ｓ２の後、作業者は、２つの突起位置認識部６４およびＰＣ６５の電源をＯＮし、ＰＣ６５の図示しない操作部を操作することで、ＰＣ６５に２つの突起位置認識部６４を駆動制御させ、処理Ｓ２において設置した光源ランプ１１の発光部１１１１を２つの突起位置認識部６４に互いに直交する方向から撮像させる（処理Ｓ３：突起部撮像工程）。そして、２つの突起位置認識部６４にて撮像された画像は、ＰＣ６５に取り込まれ、所定の画像処理が実施された後、２つのモニタ６５１に表示される。
【００５５】
処理Ｓ３の後、作業者は、２つのモニタ６５１に表示された画像を確認しながら、位置調整機構６３のＹ軸回り調整部６３５およびＸ軸回り調整部６３６を操作して、傾斜臨界角度αの範囲内において直線Ｌ１（光源装置１０から射出される光束の中心軸）に対して発光管１１１の中心軸Ａｘを傾斜させて、一対の電極１１２の各突起部１１２１Ｂ先端を結ぶ直線Ｌ３と直線Ｌ１とのなす角度θを最小にする（処理Ｓ４：第１の位置調整工程）。
【００５６】
具体的に、図９は、第１の位置調整工程Ｓ４を示すフローチャートである。
また、図１０および図１１は、第１の位置調整工程を説明するための図である。具体的に、図１０（Ａ），図１１（Ａ）は、ＹＺ平面に沿う方向から突起位置認識部６４にて撮像されモニタ６５１に表示される画像の一部を拡大した図である。図１０（Ｂ），図１１（Ｂ）は、ＸＺ平面に沿う方向から突起位置認識部６４にて撮像されモニタ６５１に表示される画像の一部を拡大した図である。また、図１０は、α≧βの関係を有する場合での第１の位置調整工程を説明するための図である。図１１は、α＜βの関係を有する場合での第１の位置調整工程を説明するための図である。さらに、図１０，１１において、実線は第１の位置調整工程を実施する前の状態を示し、破線は第１の位置調整工程を実施した後の状態を示している。なお、図１０，１１では、上述したような製造誤差により各突起部１１２１Ｂが発光管１１１の中心軸Ａｘ上からずれた位置に位置付けられている状態を示している。
【００５７】
先ず、作業者は、２つのモニタ６５１に表示される各画像を確認し、目視にて各突起部１１２１Ｂ先端を結ぶ直線Ｌ３と発光管１１１の中心軸Ａｘ（図１０，１１では、直線Ｌ１に一致）とのなす突起部傾き角度βと、傾斜臨界角度αとを比較し、α≧βであるか否かを判定する（処理Ｓ４Ａ）。
処理Ｓ４Ａにおいて、作業者は、「Ｙ」と判定した場合、すなわち、α≧βであると判定した場合には、一方のモニタ６５１に表示される画像（図１０（Ａ））を確認しながら、Ｙ軸回り調整部６３５を操作して、光源ランプ１１をＹ軸回り（図１０（Ａ）中、矢印Ａ１方向）に回転させ、直線Ｌ３を直線Ｌ１に平行にする（図１０（Ａ）に示す例では、直線Ｌ３が直線Ｌ１に一致可能な状態となっている）。すなわち、各突起部１１２１Ｂ先端を結ぶ直線Ｌ３と光源装置１０から射出される光束の中心軸（直線Ｌ１）とのなす角度θを０°にする（処理Ｓ４Ｂ）。
また、作業者は、上記同様に、他方のモニタ６５１に表示される画像（図１０（Ｂ））を確認しながら、Ｘ軸回り調整部６３５を操作して、光源ランプ１１をＸ軸回り（図１０（Ｂ）中、矢印Ａ２方向）に回転させ、直線Ｌ３を直線Ｌ１に平行にする（図１０（Ｂ）に示す例では、直線Ｌ３が直線Ｌ１に一致可能な状態となっている）。すなわち、各突起部１１２１Ｂ先端を結ぶ直線Ｌ３と光源装置１０から射出される光束の中心軸（直線Ｌ１）とのなす角度θを０°にする（処理Ｓ４Ｂ）。
【００５８】
一方、処理Ｓ４Ａにおいて、作業者は、「Ｎ」と判定した場合、すなわち、α＜βであると判定した場合には、ＰＣ６５の図示しない操作部を操作し、「α＜βである」旨の設定入力を実施する。そして、ＰＣ６５は、図１１に示すように、β−αを示す直線Ｌ４を各画像に重畳させる。
この後、作業者は、一方のモニタ６５１に表示される画像（図１１（Ａ））を確認しながら、Ｙ軸回り調整部６３５を操作して、光源ランプ１１をＹ軸回り（図１１（Ａ）中、矢印Ａ１方向）に回転させ、直線Ｌ３を直線Ｌ４に平行にする（図１１（Ａ）に示す例では、直線Ｌ３が直線Ｌ４に一致可能な状態となっている）。すなわち、各突起部１１２１Ｂ先端を結ぶ直線Ｌ３と光源装置１０から射出される光束の中心軸（直線Ｌ１）とのなす角度θをβ−αにする（処理Ｓ４Ｃ）。
また、作業者は、上記同様に、他方のモニタ６５１に表示される画像（図１１（Ｂ））を確認しながら、Ｘ軸回り調整部６３５を操作して、光源ランプ１１をＸ軸回り（図１１（Ｂ）中、矢印Ａ２方向）に回転させ、直線Ｌ３を直線Ｌ４に平行にする（図１１（Ｂ）に示す例では、直線Ｌ３が直線Ｌ４に一致可能な状態となっている）。すなわち、各突起部１１２１Ｂ先端を結ぶ直線Ｌ３と光源装置１０から射出される光束の中心軸（直線Ｌ１）とのなす角度θをβ−αにする（処理Ｓ４Ｃ）。
【００５９】
処理Ｓ４の後、作業者は、光源ランプ１１を点灯させ、光源ランプ１１から射出された光束を主反射鏡１２にて反射させる（処理Ｓ５：点灯工程）。
処理Ｓ５の後、作業者は、光束検出部６２の積分球６２１による照度（光強度）測定を開始させる（処理Ｓ６：光強度測定工程）。
【００６０】
処理Ｓ６の後、作業者は、積分球６２１で検出された照度が最大となるか否かを判定する（処理Ｓ７）。
処理Ｓ７の後、作業者は、照度が最大ではない、すなわち、主反射鏡１２に対する最適位置に光源ランプ１１が位置付けられていないと判定した場合には、処理Ｓ６において照度を測定しながら、位置調整機構６３のＹ軸方向調整部６３２、Ｘ軸方向調整部６３３、およびＺ軸方向調整部６３４の少なくともいずれかを操作して、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の少なくともいずれかの軸方向に光源ランプ１１の位置を調整し、照度を最大にする（処理Ｓ８：第２の位置調整工程）。
【００６１】
処理Ｓ７において、作業者は、照度が最大である、すなわち、主反射鏡１２に対する最適位置に光源ランプ１１が位置付けられていると判定した場合には、主反射鏡１２の光射出後方側から、挿入孔１２３の内周面と封止部１１１２の外周面との間に接着剤を注入し、主反射鏡１２に対して光源ランプ１１を固定する（処理Ｓ９）。
なお、ここで用いる接着剤としては、例えば、シリカ・アルミナを主成分とする無機系接着剤等を採用できる。
【００６２】
以上のような工程により、光源ランプ１１は、アーク像Ｄの中心位置Ｏが主反射鏡１２の第１焦点位置Ｆ１の近傍となりかつ、一対の電極１１２の各突起部１１２１Ｂ先端が光源装置１０から射出される光束の中心軸（照明光軸Ａ）近傍に配置された状態となる。
【００６３】
上述した本実施形態においては、以下の効果がある。
本実施形態では、上述した製造誤差により一対の電極１１２の各突起部１１２１Ｂが発光管１１１の中心軸Ａｘ上からずれた位置に位置付けられている場合であっても、第１の位置調整工程Ｓ４により、傾斜臨界角度αの範囲内において、発光管１１１の中心軸Ａｘを光源装置１０から射出される光束の中心軸（照明光軸Ａ）に対して傾斜させて、アーク起点となる各突起部１１２１Ｂ先端を結ぶ直線Ｌ３を光源装置１０から射出される光束の中心軸に略平行にすることができる。このため、各突起部１１２１Ｂ間において、アークは、光源装置１０から射出される光束の中心軸に略沿う方向に生じることとなる。また、光源ランプ１１は、傾斜臨界角度αの範囲内において、発光管１１１の中心軸Ａｘを光源装置１０から射出される光束の中心軸に対して傾斜させて、角度θが最小となるように主反射鏡１２に対して位置付けられているので、利用光Ｒ３が光源ランプ１１や副反射鏡１３にて遮光されることがない。したがって、上述した場合において、従来のように光源ランプ１１および主反射鏡１２が一体化される構成と比較して、光源装置１０から射出される光の明るさを良好に確保できかつ、照度ムラを低減できる。
【００６４】
ここで、第１の位置調整工程Ｓ４では、傾斜臨界角度をα、発光管１１１の中心軸Ａｘおよび一対の電極１１２の各突起部１１２１Ｂ先端を結ぶ直線Ｌ１のなす突起部傾き角度をβとし、α≧βの関係を有している場合には、発光管１１１の中心軸Ａｘを直線Ｌ１に対して突起部傾き角度βだけ傾斜させることができるため、θ＝０°の関係を有するように主反射鏡１２に対して光源ランプ１１を位置付ける。このように主反射鏡１２に対して光源ランプ１１を位置付けることで、利用光Ｒ３が光源ランプ１１や副反射鏡１３にて遮光されることがない状態で、アーク起点となる各突起部１１２１Ｂ先端を結ぶ直線Ｌ３を光源装置１０から射出される光束の中心軸に平行にすることができ、上述した光源装置１０から射出される光の明るさを良好に確保できかつ、照度ムラを低減できるという効果を好適に図れる。
また、第１の位置調整工程Ｓ４では、α＜βの関係を有している場合には、傾斜臨界角度αにより直線Ｌ１（照明光軸Ａ）に対する発光管１１１の中心軸Ａｘの傾斜角度が制限され、最大で傾斜臨界角度αだけ傾斜させることができるため、θ＝β−αの関係を有するように主反射鏡１２に対して光源ランプ１１を位置付ける。このように主反射鏡１２に対して光源ランプ１１を位置付けることで、上述した製造誤差により、一対の電極１１２の各突起部１１２１Ｂが発光管１１１の中心軸Ａｘからかなりずれた位置に位置付けられている場合であっても、利用光Ｒ３が光源ランプ１１にて遮光されない傾斜臨界角度αまで発光管１１１の中心軸Ａｘを光源装置１０から射出される光束の中心軸（直線Ｌ１，照明光軸Ａ）に対して傾斜させ、角度θを最小の角度（β−α）とすることができ、上述した光源装置１０から射出される光の明るさを良好に確保できかつ、照度ムラを低減できるという効果を好適に図れる。
以上のように、第１の位置調整工程Ｓ４では、上述した製造誤差により発光管１１１の中心軸Ａｘに対して種々の位置に各突起部１１２１Ｂが位置付けられている場合であっても、発光管１１１の中心軸Ａｘおよび一対の電極１１２の各突起部１１２１Ｂ先端を結ぶ直線Ｌ３のなす突起部傾き角度βに応じて、傾斜臨界角度αの範囲内で角度θが最小の角度となるように主反射鏡１２に対して光源ランプ１１を位置付けるので、突起部傾き角度βに応じた最適な光源装置本体１０Ａを製造できる。
【００６５】
また、第１の位置調整工程Ｓ４では、２つの突起位置認識部６４およびＰＣ６５を用い、２つの突起位置認識部６４にて撮像した画像をＰＣ６５にて画像処理を施し、画像処理を施した画像をモニタ６５１に表示している。すなわち、ＰＣ６５による画像処理により、２つの突起位置認識部６４にて撮像された画像に、光束検出部６２の照明光軸Ａに平行する直線Ｌ１および傾斜臨界角度αを示す直線Ｌ２や、β−αを示す直線Ｌ４を重畳させて表示している。このことにより、例えば、ＰＣ６５による画像処理機能を用いずに２つの突起位置認識部６４にて撮像された画像を単に表示し該表示された画像を確認しながら、第１の位置調整工程Ｓ４を実施する場合と比較して、傾斜臨界角度αの範囲内において、光源ランプ１１における発光管１１１の中心軸Ａｘを光源装置１０から射出される光束の中心軸に対して傾斜させて角度θを最小とする調整を容易にかつ高精度に実施できる。
【００６６】
そして、光源装置本体１０Ａの製造時には、第１の位置調整工程Ｓ４の後に、点灯工程Ｓ５、光強度測定工程Ｓ６、および第２の位置調整工程Ｓ８が実施される。このことにより、第１の位置調整工程Ｓ４によりアーク起点となる各突起部１１２１Ｂ先端を結ぶ直線Ｌ３を光源装置１０から射出される光束の中心軸に略平行にした状態から、各突起部１１２１Ｂ先端を光源装置１０から射出される光束の中心軸に近付けることができる。このため、各突起部１１２１Ｂ間において、アークは、光源装置１０から射出される光束の中心軸上に生じることとなる。したがって、上述した光源装置１０から射出される光の明るさを良好に確保できかつ、照度ムラを低減できるという効果をより好適に図れる。
【００６７】
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計の変更が可能である。
前記実施形態では、主反射鏡１２が楕円面リフレクタとして構成されていたが、これに限らず、光源ランプ１１から射出された光束を略平行光として反射するパラボラリフレクタとして構成しても構わない。
【００６８】
前記実施形態では、ＰＣ６５を用いて２つの突起位置認識部６４にて撮像された画像に画像処理を施していたが、これに限らず、２つの突起位置認識部６４にて撮像された画像を、画像処理を施さずにモニタ６５１に表示する構成としても構わない。
前記実施形態では、位置調整機構６３を作業者が手動で操作して第１の位置調整工程Ｓ４および第２の位置調整工程Ｓ８を実施していたが、ＰＣ６５に位置調整機構６３を駆動制御させ、第１の位置調整工程Ｓ４および第２の位置調整工程Ｓ８をＰＣ６５による位置調整機構６３の自動制御により実施する構成としても構わない。
【００６９】
前記実施形態において、光源装置本体１０Ａを製造するフロー（図８、図９）は、前記実施形態で説明したフローに限らない。例えば、前記実施形態では、第１の位置調整工程Ｓ４および第２の位置調整工程Ｓ８において、主反射鏡１２に対して光源ランプ１１の位置を調整していたが、これに限らず、光源ランプ１１を固定しておき、光源ランプ１１に対して主反射鏡１２の位置を調整する工程としても構わない。また、例えば、前記実施形態では、リフレクタ設置工程Ｓ１を実施した後、光源ランプ設置工程Ｓ２を実施していたが、これに限らず、光源ランプ設置工程Ｓ２を実施した後、リフレクタ設置工程Ｓ１を実施しても構わない。
【００７０】
前記実施形態では、突起位置認識部６４は、ＣＣＤカメラで構成していたが、これに限らず、各突起部１１２１Ｂを撮像可能とするものであればいずれのものでもよく、例えば、ＭＯＳ(Metal Oxide Semiconductor)センサ等を撮像素子として構成しても構わない。
【００７１】
前記実施形態では、光源装置１０は、副反射鏡１３を設けた構成を説明したが、これに限らず、副反射鏡１３を省略した構成でも構わない。
【００７２】
前記実施形態では、３つの液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂを用いたプロジェクタ１の例のみを挙げたが、本発明は、１つの液晶パネルのみを用いたプロジェクタ、２つの液晶パネルを用いたプロジェクタ、あるいは、４つ以上の液晶パネルを用いたプロジェクタにも適用可能である。
前記実施形態では、光入射面と光射出面とが異なる透過型の液晶パネルを用いていたが、光入射面と光射出面とが同一となる反射型の液晶パネルを用いてもよい。
前記実施形態では、光変調装置として液晶パネルを用いていたが、マイクロミラーを用いたデバイスなど、液晶以外の光変調装置を用いてもよい。この場合は、光束入射側および光束射出側の偏光板は省略できる。
前記実施形態では、スクリーンを観察する方向から投射を行なうフロントタイプのプロジェクタの例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを観察する方向とは反対側から投射を行なうリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。
前記実施形態では、プロジェクタに本発明の光源装置を採用していたが、本発明はこれに限らず、他の光学機器に本発明の光源装置を採用してもよい。
【００７３】
本発明を実施するための最良の構成などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明の光源装置は、明るさを良好に確保できかつ、照度ムラを低減できるため、ホームシアタやプレゼンテーションで利用されるプロジェクタの光源装置として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本実施形態におけるプロジェクタの概略構成を示す平面図。
【図２】前記実施形態における光源装置本体の概略構成を示す断面図。
【図３】前記実施形態における一対の電極の概略構成の一例を示す図。
【図４】前記実施形態における光源装置本体を製造するための製造装置の概略構成を示す図。
【図５】前記実施形態における光源ランプホルダの概略構成を示す図。
【図６】前記実施形態におけるＰＣにて処理され２つのモニタに表示される各画像の一例を示す図。
【図７】前記実施形態における傾斜臨界角度を説明するための図。
【図８】前記実施形態における製造装置を用いた光源装置本体の製造方法を説明するフローチャート。
【図９】前記実施形態における第１の位置調整工程を示すフローチャート。
【図１０】前記実施形態における第１の位置調整工程を説明するための図。
【図１１】前記実施形態における第１の位置調整工程を説明するための図。
【符号の説明】
【００７６】
１０・・・光源装置、１１・・・光源ランプ、１２・・・主反射鏡（リフレクタ）、４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ・・・液晶パネル（光変調装置）、５０・・・投射光学系（投射光学装置）、１１１・・・発光管、１１２・・・電極、１１１１・・・発光部、１１１２，１１１３・・・封止部、１１２１Ａ・・・電極部、１１２１Ｂ・・・突起部、Ａ，Ａｘ・・・中心軸、Ａｒ・・・利用光反射領域、Ｌ３・・・直線、Ｒ３・・・利用光、Ｓ１・・・リフレクタ設置工程、Ｓ２・・・光源ランプ設置工程、Ｓ３・・・突起部撮像工程、Ｓ４・・・第１の位置調整工程、Ｓ５・・・点灯工程、Ｓ６・・・光強度測定工程、Ｓ８・・・第２の位置調整工程。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置、光源装置の製造方法、およびプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調し光学像を拡大投射するプロジェクタが利用されている。
このようなプロジェクタの光源装置としては、高圧放電ランプ（光源ランプ）と、光源ランプから射出された光束を反射する反射ミラー（リフレクタ）とを備えた構成が多用される（例えば、特許文献１参照）。
そして、このような光源ランプは、発光管内部において、先端部同士が互いに所定間隔、離間するように一対の電極が配置された構成を有し、一対の電極間に電圧を印加することで一対の電極間にアーク放電が生じ発光する。
また、特許文献１に記載の光源装置では、アーク起点を固定し放電状態を安定させる、すなわち、アークジャンプを防止することを目的として、電極先端部の中心付近に突起部を形成している。
以上のような光源装置を製造する際には、一般的に、発光管の断面の略中心位置を通り発光管の延出方向に沿う発光管の中心軸と、リフレクタの中心軸（楕円面リフレクタでは回転楕円面の回転軸、パラボラリフレクタでは回転放物面の回転軸）とを一致させた状態で、リフレクタおよび光源ランプを一体化している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３１２９９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、一対の電極の各突起部は、発光管に対して一対の電極を設置する際の製造誤差や、突起部を形成する際の製造誤差等により、発光管の中心軸上からずれた位置に位置付けられる場合がある。
このような場合において、上述したように発光管の中心軸とリフレクタの中心軸とを一致させた状態でリフレクタおよび光源ランプを一体化すると、以下の問題がある。
すなわち、アーク起点となる各突起部が発光管やリフレクタの中心軸（光源装置から射出される光束の中心軸）上からずれた位置に位置付けられることとなり、各突起部間で前記中心軸に沿うことなく傾斜した状態でアークが生じてしまう。そして、このような状態では、光源装置から射出される光の明るさが低減するとともに、照度ムラの原因となる。
【０００５】
本発明の目的は、明るさを良好に確保できかつ、照度ムラを低減できる光源装置、光源装置の製造方法、およびプロジェクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の光源装置は、放電空間を有する発光管、および前記発光管の放電空間に配置される一対の電極を有する光源ランプと、断面略凹状に拡がり前記光源ランプから放射された光束を反射するリフレクタとを備えた光源装置であって、前記発光管は、内部に前記放電空間を有する発光部と、前記発光部の両側に設けられる封止部とを有し、前記一対の電極は、電極部と、前記電極部先端に形成され前記電極部の断面積よりも小さい断面積を有し他方の電極に向けて突出する突起部とをそれぞれ備え、前記光源ランプは、当該光源装置から射出される光束の中心軸に対して前記発光管の中心軸を傾斜した際に前記光源ランプから射出され前記リフレクタの利用光反射領域にて反射される利用光が前記光源ランプにて遮光されない角度範囲内において、前記一対の電極の各突起部先端を結ぶ直線と当該光源装置から射出される光束の中心軸とのなす角度θが最小となるように前記リフレクタに取り付けられていることを特徴とする。
【０００７】
ここで、リフレクタとしては、パラボラリフレクタおよび楕円面リフレクタのいずれを採用してもよい。
また、利用光反射領域とは、発光管の外形寸法、およびリフレクタの焦点距離等により設定される設計上の領域である。より具体的に、利用光反射領域は、発光部から放射された光束を照明対象に対して照射可能な利用光として反射する領域であり、すなわち、発光部から放射された光束をリフレクタにて反射した場合でも、発光管により遮光されずに照明対象に対して照射可能な利用光として反射する領域である。
【０００８】
本発明では、光源ランプは、光源装置から射出される光束の中心軸に対して発光管の中心軸を傾斜した際に利用光が光源ランプにて遮光されない角度範囲内において、角度θが最小となるようにリフレクタに取り付けられている。このことにより、例えば、発光管に対して一対の電極を設置する際の製造誤差や、突起部を形成する際の製造誤差等により、一対の電極の各突起部が発光管の中心軸上からずれた位置に位置付けられている場合であっても、前記角度範囲内において、発光管の中心軸を光源装置から射出される光束の中心軸に対して傾斜させて、アーク起点となる各突起部先端を結ぶ直線を光源装置から射出される光束の中心軸に略平行にすることができる。このため、各突起部間において、アークは、光源装置から射出される光束の中心軸に略沿う方向に生じることとなる。また、光源ランプは、前記角度範囲内において、発光管の中心軸を光源装置から射出される光束の中心軸に対して傾斜させて、角度θが最小となるようにリフレクタに対して位置付けられているので、利用光が光源ランプにて遮光されることがない。したがって、上述した場合において、従来のように光源ランプおよびリフレクタが一体化される構成と比較して、光源装置から射出される光の明るさを良好に確保できかつ、照度ムラを低減できる。
【０００９】
本発明の光源装置では、当該光源装置から射出される光束の中心軸に対して前記発光管の中心軸を傾斜した際に前記光源ランプから射出され前記リフレクタの利用光反射領域にて反射される利用光が前記光源ランプにて遮光される前記発光管の傾斜角度範囲と遮光されない前記発光管の傾斜角度範囲との臨界の傾斜臨界角度をαとし、前記発光管の中心軸および前記一対の電極の各突起部先端を結ぶ直線のなす角度をβとした場合に、α≧βの関係を有し、前記光源ランプは、θ＝０°の関係を有するように前記リフレクタに取り付けられていることが好ましい。
本発明によれば、傾斜臨界角度をα、発光管の中心軸および一対の電極の各突起部先端を結ぶ直線のなす角度をβとした場合に、α≧βの関係を有している時には、発光管の中心軸を光源装置から射出される光束の中心軸に対して角度βだけ傾斜させることができ、θ＝０°の関係を有するように光源ランプをリフレクタに取り付けることができる。このように光源ランプおよびリフレクタを一体化することで、利用光が光源ランプにて遮光されることがない状態で、アーク起点となる各突起部先端を結ぶ直線を光源装置から射出される光束の中心軸に平行にすることができ、上述した光源装置から射出される光の明るさを良好に確保できかつ、照度ムラを低減できるという効果を好適に図れる。
【００１０】
本発明の光源装置では、当該光源装置から射出される光束の中心軸に対して前記発光管の中心軸を傾斜した際に前記光源ランプから射出され前記リフレクタの利用光反射領域にて反射される利用光が前記光源ランプにて遮光される前記発光管の傾斜角度範囲と遮光されない前記発光管の傾斜角度範囲との臨界の傾斜臨界角度をαとし、前記発光管の中心軸および前記一対の電極の各突起部先端を結ぶ直線のなす角度をβとした場合に、α＜βの関係を有し、前記光源ランプは、θ＝β−αの関係を有するように前記リフレクタに取り付けられていることが好ましい。
本発明では、傾斜臨界角度をα、発光管の中心軸および一対の電極の各突起部先端を結ぶ直線のなす角度をβとした場合に、α＜βの関係を有している時には、傾斜臨界角度αにより光源装置から射出される光束の中心軸に対する発光管の中心軸の傾斜角度が制限され、最大で傾斜臨界角度αだけ傾斜させることができる。すなわち、θ＝β−αの関係を有するように光源ランプをリフレクタに取り付けることができる。このように光源ランプおよびリフレクタを一体化することで、上述した製造誤差により、一対の電極の各突起部が発光管の中心軸上からかなりずれた位置に位置付けられている場合であっても、利用光が光源ランプにて遮光されない傾斜臨界角度αまで発光管の中心軸を光源装置から射出される光束の中心軸に対して傾斜させ、角度θを最小の角度（β−α）とすることができ、上述した光源装置から射出される光の明るさを良好に確保できかつ、照度ムラを低減できるという効果を好適に図れる。
【００１１】
本発明の光源装置の製造方法は、放電空間を有する発光管、および前記発光管の放電空間に配置される一対の電極を有する光源ランプと、断面略凹状に拡がり前記光源ランプから放射された光束を反射するリフレクタとを備えた光源装置の製造方法であって、前記発光管は、内部に前記放電空間を有する発光部と、前記発光部の両側に設けられる封止部とを有し、前記一対の電極は、電極部と、前記電極部先端に形成され前記電極部の断面積よりも小さい断面積を有し他方の電極に向けて突出する突起部とをそれぞれ備え、当該光源装置の製造方法は、前記リフレクタを所定位置に設置するリフレクタ設置工程と、前記リフレクタにおける凹状内側に前記光源ランプを設置する光源ランプ設置工程と、前記一対の電極における各突起部を撮像する突起部撮像工程と、前記突起部撮像工程にて撮像した画像に基づいて、前記光源ランプまたは前記リフレクタの位置を調整して、前記光源装置から射出される光束の中心軸に対して前記発光管の中心軸を傾斜した際に前記光源ランプから射出され前記リフレクタの利用光反射領域にて反射される利用光が前記光源ランプにて遮光されない角度範囲内において、前記一対の電極の各突起部先端を結ぶ直線と前記光源装置から射出される光束の中心軸とのなす角度θを最小にする第１の位置調整工程とを備えていることを特徴とする。
本発明の光源装置の製造方法は、リフレクタ設置工程と、光源ランプ設置工程と、突起部撮像工程と、第１の位置調整工程とを備えているので、上述した光源装置を良好に製造でき、上述した光源装置と略同様の作用・効果を享受できる。
【００１２】
本発明の光源装置の製造方法では、前記第１の位置調整工程は、前記光源装置から射出される光束の中心軸に対して前記発光管の中心軸を傾斜した際に前記光源ランプから射出され前記リフレクタの利用光反射領域にて反射される利用光が前記光源ランプにて遮光される前記発光管の傾斜角度範囲と遮光されない前記発光管の傾斜角度範囲との臨界の傾斜臨界角度をαとし、前記発光管の中心軸および前記一対の電極の各突起部先端を結ぶ直線のなす角度をβとし、α≧βの関係を有している場合には、θ＝０°の関係を有するように前記光源ランプまたは前記リフレクタの位置を調整することが好ましい。
本発明では、第１の位置調整工程は、傾斜臨界角度をα、発光管の中心軸および一対の電極の各突起部先端を結ぶ直線のなす角度をβとし、α≧βの関係を有している場合には、θ＝０°の関係を有するように光源ランプまたはリフレクタの位置を調整する。このことにより、光源ランプおよびリフレクタの相対位置を最適位置に位置付けることができ、上述した光源装置と略同様の作用・効果を享受できる。
【００１３】
本発明の光源装置の製造方法では、前記第１の位置調整工程は、前記光源装置から射出される光束の中心軸に対して前記発光管の中心軸を傾斜した際に前記光源ランプから射出され前記リフレクタの利用光反射領域にて反射される利用光が前記光源ランプにて遮光される前記発光管の傾斜角度範囲と遮光されない前記発光管の傾斜角度範囲との臨界の傾斜臨界角度をαとし、前記発光管の中心軸および前記一対の電極の各突起部先端を結ぶ直線のなす角度をβとし、α＜βの関係を有している場合には、θ＝β−αの関係を有するように前記光源ランプまたは前記リフレクタの位置を調整することが好ましい。
本発明では、第１の位置調整工程は、傾斜臨界角度をα、発光管の中心軸および一対の電極の各突起部先端を結ぶ直線のなす角度をβとし、α＜βの関係を有している場合には、θ＝β−αの関係を有するように光源ランプまたはリフレクタの位置を調整する。このことにより、上述した製造誤差により、一対の電極の各突起部が発光管の中心軸上からかなりずれた位置に位置付けられている場合であっても、光源ランプおよびリフレクタの相対位置を最適位置に位置付けることができ、上述した光源装置と略同様の作用・効果を享受できる。
【００１４】
本発明の光源装置の製造方法では、前記第１の位置調整工程の後、前記光源ランプを点灯させる点灯工程と、前記光源ランプから射出され前記リフレクタにて反射される光束を検出して前記光束の強度を測定する光強度測定工程と、前記光強度測定工程にて前記光束の強度を測定しながら、前記光源装置から射出される光束の中心軸をＺ軸、前記Ｚ軸に直交する２軸をＸ軸およびＹ軸とした場合に、前記光源ランプまたは前記リフレクタの位置をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の少なくともいずれかの軸方向に調整して前記光束の強度を最大にする第２の位置調整工程とを備えていることが好ましい。
本発明では、光源装置の製造方法は、第１の位置調整工程の後に実施される工程として、点灯工程、光強度測定工程、および第２の位置調整工程を備える。このことにより、第１の位置調整工程によりアーク起点となる各突起部先端を結ぶ直線を光源装置から射出される光束の中心軸に略平行にした状態から、各突起部先端を光源装置から射出される光束の中心軸に近付けることができる。このため、各突起部間において、アークは、光源装置から射出される光束の中心軸上に生じることとなる。したがって、上述した光源装置から射出される光の明るさを良好に確保できかつ、照度ムラを低減できるという効果をより好適に図れる。
【００１５】
本発明のプロジェクタは、光源装置と、前記光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置にて変調された光束を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、前記光源装置は、上述した光源装置、もしくは、上述した光源装置の製造方法により製造された光源装置であることを特徴とする。
本発明によれば、プロジェクタは、上述した光源装置、もしくは、上述した光源装置の製造方法により製造された光源装置を備えているので、上述した光源装置、もしくは、上述した光源装置の製造方法と同様の作用・効果を享受できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔プロジェクタの構成〕
図１は、本実施形態におけるプロジェクタ１の概略構成を示す平面図である。
プロジェクタ１は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して画像光を形成し、該画像光をスクリーン等の投射面上に拡大投射する光学機器である。このプロジェクタ１は、図１に示すように、略直方体状の外装筺体２と、この外装筺体２内部に収納配置される光学ユニット３とで大略構成される。
なお、具体的な図示は省略するが、外装筺体２内部には、光学ユニット３の他、プロジェクタ１の構成部材に外部からの電力を供給する電源ユニット、プロジェクタ１内部を冷却する冷却ユニット、プロジェクタ１全体を制御する制御装置等が配置されるものとする。
【００１７】
外装筺体２は、射出成型等による合成樹脂製品であり、プロジェクタ１の天面、前面、背面、および側面をそれぞれ構成するアッパーケース、およびプロジェクタ１の底面、前面、背面、および側面をそれぞれ構成するロアーケース等で構成される。そして、各ケースは、互いにねじ等で固定されている。
なお、外装筺体２は、合成樹脂製に限らず、その他の材料にて形成してもよく、例えば、金属等により構成してもよい。
【００１８】
光学ユニット３は、外装筺体２内部に配置され、画像光を形成して拡大投射する。この光学ユニット３は、図１に示すように、光源装置１０、均一照明光学系２０、色分離光学系３０、リレー光学系３５、光学装置４０、および投射光学装置としての投射光学系５０を備えて構成され、これらの光学系２０〜３５を構成する光学素子および光学装置４０は、所定の照明光軸Ａが設定された光学部品用筐体３Ａ内に位置決め調整されて収納されている。
【００１９】
光源装置１０は、光源ランプ１１から放射された光束を一定方向に揃えて射出し、光学装置４０を照明するものである。この光源装置１０は、詳しくは後述するが、図１に示すように、光源ランプ１１、リフレクタとしての主反射鏡１２、副反射鏡１３、および平行化凹レンズ１４を備えて構成されている。この光源装置１０は、光学部品用筐体３Ａに接続するランプハウジング１０Ｂに収納配置される。光源装置１０は、ランプハウジング１０Ｂに収納配置されることで、光学部品用筐体３Ａに対する所定位置（光源装置１０から射出される光束の中心軸と光学部品用筐体３Ａ内に設定された照明光軸Ａとが一致する位置）に位置決めされる。
そして、光源ランプ１１から放射された光束は、主反射鏡１２により光源装置１０の前方側に射出方向を揃えて集束光として射出され、平行化凹レンズ１４によって平行化され、均一照明光学系２０に射出される。
なお、図１では主反射鏡１２が楕円面リフレクタとして構成されている場合を示しており、主反射鏡１２がパラボラリフレクタとして構成されている場合には平行化凹レンズ１４を省略する。
【００２０】
均一照明光学系２０は、光源装置１０から射出された光束を複数の部分光束に分割し、照明領域の面内照度を均一化する光学系である。この均一照明光学系２０は、第１レンズアレイ２１、第２レンズアレイ２２、偏光変換素子２３、および重畳レンズ２４を備えている。
第１レンズアレイ２１は、光源装置１０から射出された光束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、照明光軸Ａと直交する面内にマトリクス状に配列される複数の小レンズを備えて構成される。
第２レンズアレイ２２は、上述した第１レンズアレイ２１により分割された複数の部分光束を集光する光学素子であり、第１レンズアレイ２１と同様に照明光軸Ａに直交する面内にマトリクス状に配列される複数の小レンズを備えた構成を有している。
【００２１】
偏光変換素子２３は、第１レンズアレイ２１により分割された各部分光束の偏光方向を略一方向の直線偏光に揃える偏光変換素子である。
この偏光変換素子２３は、図示を略したが、照明光軸Ａに対して傾斜配置される偏光分離膜および反射膜を交互に配列した構成を具備する。偏光分離膜は、各部分光束に含まれるＰ偏光光束およびＳ偏光光束のうち、一方の偏光光束を透過し、他方の偏光光束を反射する。反射された他方の偏光光束は、反射膜によって曲折され、一方の偏光光束の射出方向、すなわち照明光軸Ａに沿った方向に射出される。射出された偏光光束のいずれかは、偏光変換素子２３の光束射出面に設けられる位相差板によって偏光変換され、略全ての偏光光束の偏光方向が揃えられる。このような偏光変換素子２３を用いることにより、光源ランプ１１から射出される光束を、略一方向の偏光光束に揃えることができるため、光学装置４０で利用する光源光の利用率を向上することができる。
【００２２】
重畳レンズ２４は、第１レンズアレイ２１、第２レンズアレイ２２、および偏光変換素子２３を経た複数の部分光束を集光して光学装置４０の後述する３つの液晶パネルの画像形成領域上に重畳させる光学素子である。
【００２３】
色分離光学系３０は、２枚のダイクロイックミラー３１，３２と、反射ミラー３３とを備え、ダイクロイックミラー３１，３２により均一照明光学系２０から射出された複数の部分光束を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色光に分離する機能を具備する。
ダイクロイックミラー３１，３２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。そして、光路前段に配置されるダイクロイックミラー３１は、青色光を反射し、その他の色光を透過するミラーである。また、光路後段に配置されるダイクロイックミラー３２は、緑色光を反射し、赤色光を透過するミラーである。
【００２４】
リレー光学系３５は、入射側レンズ３６と、リレーレンズ３８と、反射ミラー３７，３９とを備え、色分離光学系３０を構成するダイクロイックミラー３１，３２を透過した赤色光を光学装置４０まで導く機能を有している。なお、赤色光の光路にこのようなリレー光学系３５が設けられているのは、赤色光の光路の長さが他の色光の光路の長さよりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。本実施形態においては赤色光の光路の長さが長いのでこのような構成とされているが、青色光の光路の長さを長くしてリレー光学系３５を青色光の光路に用いる構成も考えられる。
【００２５】
上述したダイクロイックミラー３１により分離された青色光は、反射ミラー３３により曲折された後、フィールドレンズ４１を介して光学装置４０に供給される。また、ダイクロイックミラー３２により分離された緑色光は、そのままフィールドレンズ４１を介して光学装置４０に供給される。さらに、赤色光は、リレー光学系３５を構成するレンズ３６，３８および反射ミラー３７，３９により集光、曲折されてフィールドレンズ４１を介して光学装置４０に供給される。なお、光学装置４０の各色光の光路前段に設けられるフィールドレンズ４１は、第２レンズアレイ２２から射出された各部分光束を、各部分光束の主光線に対して平行な光束に変換するために設けられている。
【００２６】
光学装置４０は、入射した光束を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものである。この光学装置４０は、照明対象となる光変調装置としての液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ（赤色光側の液晶パネルを４２Ｒ、緑色光側の液晶パネルを４２Ｇ、青色光側の液晶パネルを４２Ｂとする）と、クロスダイクロイックプリズム４３とを備えて構成される。なお、フィールドレンズ４１および各液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂの間には、入射側偏光板４４が介在配置され、各液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂおよびクロスダイクロイックプリズム４３の間には、射出側偏光板４５が介在配置され、入射側偏光板４４、液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ、および射出側偏光板４５によって入射する各色光の光変調が行なわれる。
【００２７】
液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ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(Thin Film Transistor)をスイッチング素子として、与えられた画像信号にしたがって、入射側偏光板４４から射出された偏光光束の偏光方向を変調する。
クロスダイクロイックプリズム４３は、射出側偏光板４５から射出された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４３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字状の一方の誘電体多層膜は、赤色光を反射するものであり、他方の誘電体多層膜は、青色光を反射するものであり、これらの誘電体多層膜によって赤色光およ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。
そして、クロスダイクロイックプリズム４３から射出されたカラー画像は、投射光学系５０によって拡大投射され、図示を略したスクリーン上で大画面画像を形成する。
【００２８】
〔光源装置の構成〕
光源装置１０は、上述したように、光源ランプ１１と、主反射鏡１２と、副反射鏡１３と、平行化凹レンズ１４とを備える。そして、これら各部材のうち、光源ランプ１１、主反射鏡１２、および副反射鏡１３が一体化されて光源装置本体１０Ａ（図２参照）を構成する。また、光源装置本体１０Ａおよび平行化凹レンズ１４は、ランプハウジング１０Ｂにより一体化されて光学部品用筐体３Ａに対する所定位置に配置される。
【００２９】
図２は、光源装置本体１０Ａの概略構成を示す断面図である。
光源ランプ１１は、図２に示すように、石英ガラス管から構成される発光管１１１と、この発光管１１１内に配置される一対の電極１１２および図示しない封入物とを備える。
ここで、光源ランプ１１としては、高輝度発光する種々の光源ランプを採用でき、例えば、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ等を採用できる。
【００３０】
発光管１１１は、図２に示すように、中央部分に位置し略球状に膨出する発光部１１１１と、この発光部１１１１の両側に延びる一対の封止部１１１２，１１１３とで構成される。
発光部１１１１には、略球状の放電空間が形成され、この放電空間内に、一対の電極１１２と、水銀、希ガス、および少量のハロゲンが封入される。
一対の封止部１１１２，１１１３の内部には、図２に示すように、一対の電極１１２と電気的に接続されるモリブデン製の金属箔１１２Ａが挿入され、ガラス材料等で封止されている。各金属箔１１２Ａには、さらに電極引出線としてのリード線１１３が接続され、このリード線１１３は、光源ランプ１１の外部まで延出している。
【００３１】
図３は、一対の電極１１２の概略構成の一例を示す図である。
一対の電極１１２は、図３に示すように、電極軸１１２１と、コイル１１２２とを備える。
電極軸１１２１は、タングステン等の棒状部材で構成され、図３に示すように、一端側が金属箔１１２Ａと電気的に接続する。
この電極軸１１２１において、他端側には、図３に示すように、該電極軸１１２１の断面積よりも大きい断面積を有し先端に向けて略半球形状を有する電極部１１２１Ａが形成されている。また、電極部１１２１Ａの先端には、図３に示すように、一対の電極１１２を発光管１１１に設置した状態で他方の電極１１２に向けて突出する突起部１１２１Ｂが形成されている。
コイル１１２２は、点灯始動性を良好にし、定常点灯時における電極部１１２１Ａおよび突起部１１２１Ｂを含む電極軸１１２１の過熱を防止するために電極軸１１２１に付着されたものであり、図３に示すように、電極部１１２１Ａの後方側において電極軸１１２１に巻回されている。
以上説明した一対の電極１１２は、発光管１１１に設置する際の製造誤差や、各突起部１１２１Ｂの形成位置の製造誤差等により、例えば、図３に示すように、各突起部１１２１Ｂが発光管１１１の中心軸Ａｘ上からずれた位置に位置付けられる場合がある。
【００３２】
そして、リード線１１３に電圧を印加すると、図３に示すように、金属箔１１２Ａを介して一対の電極１１２における各突起部１１２１Ｂ間に電位差が生じて放電が生じ、各突起部１１２１Ｂをアーク起点としてアーク像Ｄが生成して発光部１１１１内部が発光する。なお、以下では、発光中心を各突起部１１２１Ｂ間に生成されるアーク像Ｄの中心位置Ｏとして説明する。また、アーク像Ｄの中心位置Ｏは、各突起部１１２１Ｂ先端間の略中央に位置する。
【００３３】
主反射鏡１２は、図２に示すように、光源ランプ１１の基端側の一方の封止部１１１２が挿通される筒状の首状部１２１、およびこの首状部１２１から拡がる凹曲面状の反射部１２２を備えた透光性を有するガラス製の一体成形品である。
首状部１２１には、図２に示すように、略円筒状となるように中央に挿入孔１２３が成形加工により形成されており、この挿入孔１２３の中心に封止部１１１２が配置される。
反射部１２２は、回転曲線形状のガラス面に金属薄膜を蒸着形成して構成された反射面１２２Ａを備える。そして、この反射面１２２Ａは、可視光を反射して赤外線および紫外線を透過するコールドミラーとなっている。
【００３４】
このような主反射鏡１２の反射部１２２内部に配置される光源ランプ１１は、後述する製造装置により、アーク像Ｄの中心位置Ｏが反射部１２２の反射面１２２Ａの回転曲線形状の第１焦点位置Ｆ１の近傍となりかつ、光源装置１０から射出される光束の中心軸（照明光軸Ａ）に対して発光管１１１の中心軸Ａｘを傾斜した際に光源ランプ１１から射出され主反射鏡１２の利用光反射領域Ａｒ（図７参照）にて反射される利用光Ｒ３（図７参照）が光源ランプ１１にて遮光されない角度範囲内（後述する傾斜臨界角度αの範囲内）において、一対の電極１１２の各突起部１１２１Ｂ先端を結ぶ直線と光源装置１０から射出される光束の中心軸とのなす角度θ（図１０、図１１参照）が最小となるように配置される。
そして、光源ランプ１１を点灯すると、図２に示すように、発光部１１１１から放射された光束のうち主反射鏡１２に向った光束Ｒ１は、主反射鏡１２の反射部１２２の反射面１２２Ａで反射して、回転曲線形状の第２焦点位置Ｆ２に集束する集束光となる。
また、反射部１２２における光射出前方側端部は、図２に示すように、主反射鏡１２の中心軸（図２では照明光軸Ａに一致）に略直交して外側に延出し、平面視矩形枠形状を有する。そして、反射部１２２における光射出前方側端部は、ランプハウジング１０Ｂに対する所定位置に位置決めする位置決め面として機能する。
【００３５】
副反射鏡１３は、図２に示すように、光源ランプ１１の発光管１１１を構成する他方の封止部１１１３が挿通される略筒状の首状部１３１、およびこの首状部１３１から拡がる略球面状の反射部１３２を備え、これら首状部１３１および反射部１３２が一体的に形成されたものである。
首状部１３１は、光源ランプ１１に対して副反射鏡１３を固着する部分であり、筒状の挿通孔１３１Ａに光源ランプ１１の封止部１１１３を挿通することで、図２に示すように、光源ランプ１１に対して副反射鏡１３が設置される。そして、この挿通孔１３１Ａの内周面は、封止部１１１３との固定用接着剤が充填される接着面とされる。このように、副反射鏡１３に首状部１３１を設けることで、首状部１３１を設けない構成と比較して、光源ランプ１１に対する副反射鏡１３の固着領域を大きくとることができ、光源ランプ１１に対する副反射鏡１３の固着状態を良好に維持できる。
【００３６】
反射部１３２は、図２に示すように、光源ランプ１１に対して副反射鏡１３を設置した状態で、光源ランプ１１の発光部１１１１の前側略半分を覆う反射部材であり、椀形状に構成されている。
この反射部１３２は、その内面が光源ランプ１１の発光部１１１１の球面に倣う球面状に形成された反射面１３２Ａとなる。なお、この反射面１３２Ａは、主反射鏡１２の反射面１２２Ａと同様に、可視光を反射して赤外線および紫外線を透過するコールドミラーとなっている。
上述した副反射鏡１３は、低熱膨張材および／または高熱伝導材である、例えば石英、アルミナセラミックス等の無機系材料から構成される。
【００３７】
そして、上述した副反射鏡１３を発光管１１１に装着することにより、図２に示すように、発光部１１１１から放射された光束のうち主反射鏡１２とは反対側（前方側）に放射される光束Ｒ２は、光源ランプ１１から主反射鏡１２の反射面１２２Ａに直接入射した光束Ｒ１と同様に、第２焦点位置Ｆ２に集束する。
【００３８】
以上のように、副反射鏡１３を設けることで、光源ランプ１１から主反射鏡１２とは反対側に放射される光束を副反射鏡１３にて主反射鏡１２の反射面１２２Ａに入射するよう後方側に反射させることができる。このため、主反射鏡１２の光軸方向寸法および開口径を例えば副反射鏡１３を設けない場合と比較して小さくすることができる。すなわち、光源装置１０やプロジェクタ１を小型化でき、光源装置１０をプロジェクタ１に組み込むレイアウトも容易になる。
【００３９】
〔光源装置本体の製造装置の構成〕
図４は、光源装置本体１０Ａを製造するための製造装置６０の概略構成を示す図である。なお、図４では、光源装置本体１０Ａを構成する部材のうち、副反射鏡１３を省略している。
製造装置６０は、図４に示すように、保持枠６１、光束検出部６２、位置調整機構６３、２つの突起位置認識部６４（図４では１つのみ図示）、および情報処理装置としてのパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと記載する）６５を備える。
保持枠６１は、主反射鏡１２を保持する部分であり、主反射鏡１２の光射出前方側開口部分に応じた開口部を有する枠状部材として構成され、枠状端部で主反射鏡１２の光射出前方側開口部分を係合保持する。
【００４０】
光束検出部６２は、位置調整機構６３に保持された光源ランプ１１を点灯させた際、主反射鏡１２から射出される光束を検出する部分であり、上述したプロジェクタ１を構成する光学素子１４，２１〜２４，４１，４３，５０と同様の光学素子と枠部材４２１とが照明光軸Ａに沿って直線状に配置されている。なお、光学素子１４，２１〜２４，４１，４３，５０の配置は、プロジェクタ１の緑色光の光路の長さに合わせてある。枠部材４２１は、上述したプロジェクタ１の各液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂの画像形成領域と同形状の開口部を有し、フィールドレンズ４１の光束射出側に配置される。
また、最後段に配置される投射光学系５０の光路後段には、積分球６２１が設けられており、これらの光学素子１４，２１〜２４，４１を経て枠部材４２１の開口部を通過し光学素子４３，５０を経た光束は、この積分球６２１で光強度（照度）測定される。
【００４１】
位置調整機構６３は、光源ランプ１１を保持し、保持枠６１に装着された主反射鏡１２に対して光源ランプ１１を三次元的に位置調整する部分であり、主反射鏡１２から射出される光束の中心軸の光束射出方向をＺ軸とした時に、Ｚ軸方向と、このＺ軸に直交するＸ軸およびＹ軸方向と、ＸＹ平面内に対する光源ランプ１１の倒れを調整できるようになっている。この位置調整機構６３は、基台６３１、Ｙ軸方向調整部６３２、Ｘ軸方向調整部６３３、Ｚ軸方向調整部６３４、Ｙ軸回り調整部６３５、Ｘ軸回り調整部６３６、および光源ランプホルダ６４０を備えて構成される。
【００４２】
基台６３１には、Ｙ軸方向に延びる軸部材６３１Ａが設けられており、この軸部材６３１Ａには、Ｙ軸方向調整部６３２が軸部材６３１Ａの延出方向に沿って摺動自在に支持されている。
Ｙ軸方向調整部６３２は、図示を略したが、軸部材６３１Ａに形成されるラックと噛合するピニオンを有し、マイクロメータヘッド６３２Ａを回転させると、軸部材６３１Ａに沿ってＹ軸方向調整部６３２はＹ軸方向に昇降する。
【００４３】
また、このＹ軸方向調整部６３２の上面はテーブル６３２Ｂとされ、このテーブル６３２Ｂ上には、Ｘ軸方向に延びるレール６３２Ｃが設けられている。
このレール６３２Ｃには、Ｘ軸方向調整部６３３が摺動自在に取り付けられており、このＸ軸方向調整部６３３は、テーブル６３３Ａおよびマイクロメータヘッド６３３Ｂを備えている。そして、マイクロメータヘッド６３３Ｂを回転させると、テーブル６３３ＡがＸ軸方向に沿って移動する。
【００４４】
テーブル６３３Ａ上には、図示を略したが、Ｚ軸方向に延びるレールが設けられていて、このレールには、Ｚ軸方向調整部６３４が摺動自在に支持されている。
このＺ軸方向調整部６３４は、Ｚ軸方向に延びる腕部６３４Ａおよびマイクロメータヘッド６３４Ｂを備え、マイクロメータヘッド６３４Ｂを回転させると、腕部６３４ＡがＺ軸方向に移動する。
腕部６３４Ａの先端面は、図示を略したが、Ｙ軸回りに円弧状に形成された凸曲面とされており、この凸曲面上には、Ｙ軸回り調整部６３５が設けられている。
【００４５】
Ｙ軸回り調整部６３５は本体６３５Ａおよびマイクロメータヘッド６３５Ｂを備え、マイクロメータヘッド６３５Ｂを回転すると、本体６３５Ａが凸曲面に沿ってＹ軸回りに回転する。
そして、本体６３５Ａの先端面はＸ軸回りに円弧状に形成された凸曲面とされ、この凸曲面上には、Ｘ軸回り調整部６３６が設けられている。
Ｘ軸回り調整部６３６は、本体６３６Ａおよびマイクロメータヘッド６３６Ｂを備え、マイクロメータヘッド６３６Ｂを回転すると、本体６３６ＡがＸ軸回りに回転する。
この本体６３６Ａの先端には、腕部６３６Ｃを介して光源ランプホルダ６４０が設けられている。
【００４６】
図５は、光源ランプホルダ６４０の概略構成を示す図である。
光源ランプホルダ６４０は、図５に示すように、光源ランプ１１を保持する部分であり、基部６４１、一対の把持部６４２（図５では１つのみ図示）を備えている。
基部６４１は、Ｘ軸回り調整部６３６の腕部６３６Ｃに取付けられる本体部６４１Ａを備え、この本体部６４１Ａの上面にはＸ軸方向に延びる溝状のレール６４１Ｂが形成されている。本体部６４１Ａの下面には、エアー供給用の継ぎ手６４１Ｄが設けられている。
レール６４１Ｂには、図５中Ｘ軸方向にスライド自在に支持されるスライド駒６４１Ｃが２つ設けられ、各スライド駒６４１Ｃ（図５では１つのみ図示）は、図５中Ｘ軸方向に互いに接近、離間するようにスライドする。
一対の把持部６４２は、一対のスライド駒６４１Ｃ上にそれぞれ立設される柱状部材であり、本体部６４１Ａのスライド駒６４１Ｃを互いに接近させることでＸ軸方向に移動して、Ｙ軸方向先端部分にて光源ランプ１１の封止部１１１３の外面部分を挟持する。
【００４７】
２つの突起位置認識部６４は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）を撮像素子としたエリアセンサを備えたＣＣＤカメラで構成され、ＰＣ６５による制御の下、位置調整機構６３にて保持された光源ランプ１１における発光部１１１１（各突起部１１２１Ｂ）を撮像し、撮像した画像に応じた信号をＰＣ６５に出力する。これら突起位置認識部６４は、互いに直交する方向から発光部１１１１を撮像可能とするように、製造装置６０の所定位置に位置決めされて固定されている。すなわち、一方の突起位置認識部６４は、図４に示すように、ＹＺ平面に沿う方向から発光部１１１１を撮像可能とするように製造装置６０の所定位置に位置決めされて固定されている。また、他方の突起位置認識部６４は、図示を略したが、ＸＺ平面に沿う方向から発光部１１１１を撮像可能とするように製造装置６０の所定位置に位置決めされて固定されている。
【００４８】
図６は、ＰＣ６５にて処理され２つのモニタ６５１に表示される各画像の一例を示す図である。なお、図６では、上述したような製造誤差により各突起部１１２１Ｂが発光管１１１の中心軸Ａｘからずれた位置に位置付けられている状態を示している。
ＰＣ６５は、所定のプログラムを実行することで、２つの突起位置認識部６４にて撮像された各画像を取り込み、取り込んだ各画像に所定の画像処理を施して、画像処理後の各画像を２つのモニタ６５１にそれぞれ表示する処理を実施する。具体的に、２つのモニタ６５１に表示される各画像としては、図６（Ａ），（Ｂ）に示す各画像が例示できる。すなわち、製造装置６０を操作する作業者は、２つのモニタ６５１に表示される例えば図６（Ａ），（Ｂ）に示す各画像を確認することで、互いに直交する方向に配置された２つの突起位置認識部６４にて撮像された発光部１１１１内部に位置する一対の電極１１２の各突起部１１２１Ｂ先端の各位置を認識できる。
【００４９】
また、ＰＣ６５は、内部の記憶部に記憶された情報に基づいて、図６の例に示すように、光束検出部６２の照明光軸Ａに平行する直線Ｌ１を、２つの突起位置認識部６４にて撮像された各画像に重畳させる処理を実施する。
さらに、ＰＣ６５は、内部の記憶部に記憶された情報に基づいて傾斜臨界角度αを演算処理により算出し、図６の例に示すように、傾斜臨界角度αを示す直線Ｌ２を、２つの突起位置認識部６４にて撮像された各画像に重畳させる処理を実施する。
【００５０】
図７は、傾斜臨界角度αを説明するための図である。
傾斜臨界角度αは、図７に示すように、アーク像Ｄの中心位置Ｏ（各突起部１１２１Ｂ間の中心位置）が主反射鏡１２の第１焦点位置Ｆ１の近傍に配置された状態で、中心位置Ｏを中心として、光源装置１０から射出される光束の中心軸（照明光軸Ａ）に対して発光管１１１の中心軸Ａｘを傾斜した際に、光源ランプ１１から射出され主反射鏡１２の利用光反射領域Ａｒにて反射される利用光Ｒ３が光源ランプ１１や副反射鏡１３（図７では図示略）にて遮光される発光管１１１の傾斜角度範囲と、遮光されない発光管１１１の傾斜角度範囲との臨界の照明光軸Ａに対する発光管１１１の中心軸Ａｘの角度である。
なお、利用光反射領域Ａｒとは、副反射鏡１３や発光管１１１の外形寸法、および主反射鏡１２の第１焦点距離、第２焦点距離等により設定される設計上の領域である。より具体的に、利用光反射領域Ａｒは、発光部１１１１から放射された光束を照明対象（液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ）に対して照射可能な利用光として反射する設計上の領域である。すなわち、主反射鏡１２の反射領域において、発光部１１１１から放射された光束を主反射鏡１２にて反射した場合でも、発光管１１１や副反射鏡１３により遮光されたり照明対象に対して照射可能に利用されなかったりする光を反射する非利用光反射領域以外の部分が、上述した利用光反射領域Ａｒである。また、図７では、説明の便宜上、副反射鏡１３の図示を省略し、傾斜臨界角度αとして、発光管１１１の外形寸法、すなわち封止部１１１３の外形寸法により規定される角度としているが、副反射鏡１３の外形寸法により規定される場合もある。
【００５１】
ＰＣ６５による傾斜臨界角度αの演算処理としては、例えば、以下の処理方法を採用できる。
すなわち、ＰＣ６５は、例えば、副反射鏡１３や発光管１１１の外形寸法、主反射鏡１２の第１焦点距離、第２焦点距離、利用光反射領域Ａｒ、発光管１１１の中心軸（発光管１１１の断面略中心を通る直線）等の設計情報から傾斜臨界角度αを演算処理により算出し内部の記憶部に記憶しておく。
また、ＰＣ６５は、例えば、作業者による図示しない操作部の操作により、作業者が各画像を確認しながら画像毎に各突起部１１２１Ｂ先端部分の各位置を指定することで、画像毎に各突起部１１２１Ｂ先端部分を認識し、画像毎に各突起部１１２１Ｂ先端間の中心位置を演算処理により算出する。次に、ＰＣ６５は、上述したように画像毎に各突起部１１２１Ｂ先端部分を認識した後、各突起部１１２１Ｂ先端を結ぶ直線Ｌ３と、内部の記憶部に記憶された情報に基づく発光管１１１の中心軸Ａｘ（図６中では直線Ｌ１に一致）とのなす突起部傾き角度βを画像毎に演算処理する。
【００５２】
さらにまた、ＰＣ６５は、傾斜臨界角度αと突起部傾き角度βとを比較し「α＜β」であった場合、作業者により図示しない操作部が操作され、「α＜βである」旨の設定入力がされ、以下の処理を実施する。
ＰＣ６５は、上述したように算出した傾斜臨界角度αおよび前記突起部傾き角度βをそれぞれ画像毎に比較し、β−αを示す直線Ｌ４（図１１参照）を、２つの突起位置認識部６４にて撮像された各画像に重畳させる処理を実施する。
つまり、「α＜β」であった場合、突起部１１２１Ｂ先端を結ぶ直線Ｌ３が照明光軸Ａと一致するように発光管１１１を傾けると、照明光軸Ａに対する発光管１１１の中心軸Ａｘの角度は傾斜臨界角度α以上となり、利用光反射領域Ａｒで反射された光を発光管１１１が遮光してしまい、かえって照明対象を照明する光を減少させる結果となる。したがって、「α＜β」であった場合、突起部１１２１Ｂ先端を結ぶ直線Ｌ３が「β−α」を示す直線Ｌ４と一致するように発光管１１１を傾けると、照明光軸Ａに対する発光管１１１の中心軸Ａｘの角度は傾斜臨界角度αとなり、利用光反射領域Ａｒで反射された光を発光管１１１が遮光することなく、照明対象を照明する光を減少させない範囲で、突起部１１２１Ｂ先端を結ぶ直線Ｌ３が照明光軸Ａに対して最小の角度となる。
なお、傾斜臨界角度αと突起部傾き角度βとを比較し「α≧βである」旨の結果であった場合は、突起部１１２１Ｂ先端を結ぶ直線Ｌ３が照明光軸Ａと一致するように発光管１１１を傾けたとしても、照明光軸Ａに対する発光管１１１の中心軸Ａｘの角度は傾斜臨界角度α以下となり、利用光反射領域Ａｒで反射された光を発光管１１１が遮光することがない。
【００５３】
〔光源装置の製造方法〕
次に、上述した製造装置６０を用いた光源装置本体１０Ａの製造方法を説明する。
図８は、上述した製造装置６０を用いた光源装置本体１０Ａの製造方法を説明するフローチャートである。なお、以下では、光源装置本体１０Ａにおいて、光源ランプ１１および主反射鏡１２を一体化する方法を主に説明し、光源ランプ１１への副反射鏡１３の取り付け方法については説明を省略する。
先ず、作業者は、製造装置６０を構成する保持枠６１に主反射鏡１２を保持させる（処理Ｓ１：リフレクタ設置工程）。この状態では、主反射鏡１２は、外形基準により保持枠６１に対して位置決めされ、主反射鏡１２の中心軸（回転楕円面の回転軸）が光束検出部６２の照明光軸Ａに一致した状態に設置される。
【００５４】
処理Ｓ１の後、作業者は、製造装置６０を構成する位置調整機構６３の光源ランプホルダ６４０に光源ランプ１１を保持させる（処理Ｓ２：光源ランプ設置工程）。この状態では、光源ランプ１１は、外形基準により光源ランプホルダ６４０に対して位置決めされ、発光管１１１の中心軸Ａｘが光束検出部６２の照明光軸Ａに一致した状態に設置される。
処理Ｓ２の後、作業者は、２つの突起位置認識部６４およびＰＣ６５の電源をＯＮし、ＰＣ６５の図示しない操作部を操作することで、ＰＣ６５に２つの突起位置認識部６４を駆動制御させ、処理Ｓ２において設置した光源ランプ１１の発光部１１１１を２つの突起位置認識部６４に互いに直交する方向から撮像させる（処理Ｓ３：突起部撮像工程）。そして、２つの突起位置認識部６４にて撮像された画像は、ＰＣ６５に取り込まれ、所定の画像処理が実施された後、２つのモニタ６５１に表示される。
【００５５】
処理Ｓ３の後、作業者は、２つのモニタ６５１に表示された画像を確認しながら、位置調整機構６３のＹ軸回り調整部６３５およびＸ軸回り調整部６３６を操作して、傾斜臨界角度αの範囲内において直線Ｌ１（光源装置１０から射出される光束の中心軸）に対して発光管１１１の中心軸Ａｘを傾斜させて、一対の電極１１２の各突起部１１２１Ｂ先端を結ぶ直線Ｌ３と直線Ｌ１とのなす角度θを最小にする（処理Ｓ４：第１の位置調整工程）。
【００５６】
具体的に、図９は、第１の位置調整工程Ｓ４を示すフローチャートである。
また、図１０および図１１は、第１の位置調整工程を説明するための図である。具体的に、図１０（Ａ），図１１（Ａ）は、ＹＺ平面に沿う方向から突起位置認識部６４にて撮像されモニタ６５１に表示される画像の一部を拡大した図である。図１０（Ｂ），図１１（Ｂ）は、ＸＺ平面に沿う方向から突起位置認識部６４にて撮像されモニタ６５１に表示される画像の一部を拡大した図である。また、図１０は、α≧βの関係を有する場合での第１の位置調整工程を説明するための図である。図１１は、α＜βの関係を有する場合での第１の位置調整工程を説明するための図である。さらに、図１０，１１において、実線は第１の位置調整工程を実施する前の状態を示し、破線は第１の位置調整工程を実施した後の状態を示している。なお、図１０，１１では、上述したような製造誤差により各突起部１１２１Ｂが発光管１１１の中心軸Ａｘ上からずれた位置に位置付けられている状態を示している。
【００５７】
先ず、作業者は、２つのモニタ６５１に表示される各画像を確認し、目視にて各突起部１１２１Ｂ先端を結ぶ直線Ｌ３と発光管１１１の中心軸Ａｘ（図１０，１１では、直線Ｌ１に一致）とのなす突起部傾き角度βと、傾斜臨界角度αとを比較し、α≧βであるか否かを判定する（処理Ｓ４Ａ）。
処理Ｓ４Ａにおいて、作業者は、「Ｙ」と判定した場合、すなわち、α≧βであると判定した場合には、一方のモニタ６５１に表示される画像（図１０（Ａ））を確認しながら、Ｙ軸回り調整部６３５を操作して、光源ランプ１１をＹ軸回り（図１０（Ａ）中、矢印Ａ１方向）に回転させ、直線Ｌ３を直線Ｌ１に平行にする（図１０（Ａ）に示す例では、直線Ｌ３が直線Ｌ１に一致可能な状態となっている）。すなわち、各突起部１１２１Ｂ先端を結ぶ直線Ｌ３と光源装置１０から射出される光束の中心軸（直線Ｌ１）とのなす角度θを０°にする（処理Ｓ４Ｂ）。
また、作業者は、上記同様に、他方のモニタ６５１に表示される画像（図１０（Ｂ））を確認しながら、Ｘ軸回り調整部６３５を操作して、光源ランプ１１をＸ軸回り（図１０（Ｂ）中、矢印Ａ２方向）に回転させ、直線Ｌ３を直線Ｌ１に平行にする（図１０（Ｂ）に示す例では、直線Ｌ３が直線Ｌ１に一致可能な状態となっている）。すなわち、各突起部１１２１Ｂ先端を結ぶ直線Ｌ３と光源装置１０から射出される光束の中心軸（直線Ｌ１）とのなす角度θを０°にする（処理Ｓ４Ｂ）。
【００５８】
一方、処理Ｓ４Ａにおいて、作業者は、「Ｎ」と判定した場合、すなわち、α＜βであると判定した場合には、ＰＣ６５の図示しない操作部を操作し、「α＜βである」旨の設定入力を実施する。そして、ＰＣ６５は、図１１に示すように、β−αを示す直線Ｌ４を各画像に重畳させる。
この後、作業者は、一方のモニタ６５１に表示される画像（図１１（Ａ））を確認しながら、Ｙ軸回り調整部６３５を操作して、光源ランプ１１をＹ軸回り（図１１（Ａ）中、矢印Ａ１方向）に回転させ、直線Ｌ３を直線Ｌ４に平行にする（図１１（Ａ）に示す例では、直線Ｌ３が直線Ｌ４に一致可能な状態となっている）。すなわち、各突起部１１２１Ｂ先端を結ぶ直線Ｌ３と光源装置１０から射出される光束の中心軸（直線Ｌ１）とのなす角度θをβ−αにする（処理Ｓ４Ｃ）。
また、作業者は、上記同様に、他方のモニタ６５１に表示される画像（図１１（Ｂ））を確認しながら、Ｘ軸回り調整部６３５を操作して、光源ランプ１１をＸ軸回り（図１１（Ｂ）中、矢印Ａ２方向）に回転させ、直線Ｌ３を直線Ｌ４に平行にする（図１１（Ｂ）に示す例では、直線Ｌ３が直線Ｌ４に一致可能な状態となっている）。すなわち、各突起部１１２１Ｂ先端を結ぶ直線Ｌ３と光源装置１０から射出される光束の中心軸（直線Ｌ１）とのなす角度θをβ−αにする（処理Ｓ４Ｃ）。
【００５９】
処理Ｓ４の後、作業者は、光源ランプ１１を点灯させ、光源ランプ１１から射出された光束を主反射鏡１２にて反射させる（処理Ｓ５：点灯工程）。
処理Ｓ５の後、作業者は、光束検出部６２の積分球６２１による照度（光強度）測定を開始させる（処理Ｓ６：光強度測定工程）。
【００６０】
処理Ｓ６の後、作業者は、積分球６２１で検出された照度が最大となるか否かを判定する（処理Ｓ７）。
処理Ｓ７の後、作業者は、照度が最大ではない、すなわち、主反射鏡１２に対する最適位置に光源ランプ１１が位置付けられていないと判定した場合には、処理Ｓ６において照度を測定しながら、位置調整機構６３のＹ軸方向調整部６３２、Ｘ軸方向調整部６３３、およびＺ軸方向調整部６３４の少なくともいずれかを操作して、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の少なくともいずれかの軸方向に光源ランプ１１の位置を調整し、照度を最大にする（処理Ｓ８：第２の位置調整工程）。
【００６１】
処理Ｓ７において、作業者は、照度が最大である、すなわち、主反射鏡１２に対する最適位置に光源ランプ１１が位置付けられていると判定した場合には、主反射鏡１２の光射出後方側から、挿入孔１２３の内周面と封止部１１１２の外周面との間に接着剤を注入し、主反射鏡１２に対して光源ランプ１１を固定する（処理Ｓ９）。
なお、ここで用いる接着剤としては、例えば、シリカ・アルミナを主成分とする無機系接着剤等を採用できる。
【００６２】
以上のような工程により、光源ランプ１１は、アーク像Ｄの中心位置Ｏが主反射鏡１２の第１焦点位置Ｆ１の近傍となりかつ、一対の電極１１２の各突起部１１２１Ｂ先端が光源装置１０から射出される光束の中心軸（照明光軸Ａ）近傍に配置された状態となる。
【００６３】
上述した本実施形態においては、以下の効果がある。
本実施形態では、上述した製造誤差により一対の電極１１２の各突起部１１２１Ｂが発光管１１１の中心軸Ａｘ上からずれた位置に位置付けられている場合であっても、第１の位置調整工程Ｓ４により、傾斜臨界角度αの範囲内において、発光管１１１の中心軸Ａｘを光源装置１０から射出される光束の中心軸（照明光軸Ａ）に対して傾斜させて、アーク起点となる各突起部１１２１Ｂ先端を結ぶ直線Ｌ３を光源装置１０から射出される光束の中心軸に略平行にすることができる。このため、各突起部１１２１Ｂ間において、アークは、光源装置１０から射出される光束の中心軸に略沿う方向に生じることとなる。また、光源ランプ１１は、傾斜臨界角度αの範囲内において、発光管１１１の中心軸Ａｘを光源装置１０から射出される光束の中心軸に対して傾斜させて、角度θが最小となるように主反射鏡１２に対して位置付けられているので、利用光Ｒ３が光源ランプ１１や副反射鏡１３にて遮光されることがない。したがって、上述した場合において、従来のように光源ランプ１１および主反射鏡１２が一体化される構成と比較して、光源装置１０から射出される光の明るさを良好に確保できかつ、照度ムラを低減できる。
【００６４】
ここで、第１の位置調整工程Ｓ４では、傾斜臨界角度をα、発光管１１１の中心軸Ａｘおよび一対の電極１１２の各突起部１１２１Ｂ先端を結ぶ直線Ｌ１のなす突起部傾き角度をβとし、α≧βの関係を有している場合には、発光管１１１の中心軸Ａｘを直線Ｌ１に対して突起部傾き角度βだけ傾斜させることができるため、θ＝０°の関係を有するように主反射鏡１２に対して光源ランプ１１を位置付ける。このように主反射鏡１２に対して光源ランプ１１を位置付けることで、利用光Ｒ３が光源ランプ１１や副反射鏡１３にて遮光されることがない状態で、アーク起点となる各突起部１１２１Ｂ先端を結ぶ直線Ｌ３を光源装置１０から射出される光束の中心軸に平行にすることができ、上述した光源装置１０から射出される光の明るさを良好に確保できかつ、照度ムラを低減できるという効果を好適に図れる。
また、第１の位置調整工程Ｓ４では、α＜βの関係を有している場合には、傾斜臨界角度αにより直線Ｌ１（照明光軸Ａ）に対する発光管１１１の中心軸Ａｘの傾斜角度が制限され、最大で傾斜臨界角度αだけ傾斜させることができるため、θ＝β−αの関係を有するように主反射鏡１２に対して光源ランプ１１を位置付ける。このように主反射鏡１２に対して光源ランプ１１を位置付けることで、上述した製造誤差により、一対の電極１１２の各突起部１１２１Ｂが発光管１１１の中心軸Ａｘからかなりずれた位置に位置付けられている場合であっても、利用光Ｒ３が光源ランプ１１にて遮光されない傾斜臨界角度αまで発光管１１１の中心軸Ａｘを光源装置１０から射出される光束の中心軸（直線Ｌ１，照明光軸Ａ）に対して傾斜させ、角度θを最小の角度（β−α）とすることができ、上述した光源装置１０から射出される光の明るさを良好に確保できかつ、照度ムラを低減できるという効果を好適に図れる。
以上のように、第１の位置調整工程Ｓ４では、上述した製造誤差により発光管１１１の中心軸Ａｘに対して種々の位置に各突起部１１２１Ｂが位置付けられている場合であっても、発光管１１１の中心軸Ａｘおよび一対の電極１１２の各突起部１１２１Ｂ先端を結ぶ直線Ｌ３のなす突起部傾き角度βに応じて、傾斜臨界角度αの範囲内で角度θが最小の角度となるように主反射鏡１２に対して光源ランプ１１を位置付けるので、突起部傾き角度βに応じた最適な光源装置本体１０Ａを製造できる。
【００６５】
また、第１の位置調整工程Ｓ４では、２つの突起位置認識部６４およびＰＣ６５を用い、２つの突起位置認識部６４にて撮像した画像をＰＣ６５にて画像処理を施し、画像処理を施した画像をモニタ６５１に表示している。すなわち、ＰＣ６５による画像処理により、２つの突起位置認識部６４にて撮像された画像に、光束検出部６２の照明光軸Ａに平行する直線Ｌ１および傾斜臨界角度αを示す直線Ｌ２や、β−αを示す直線Ｌ４を重畳させて表示している。このことにより、例えば、ＰＣ６５による画像処理機能を用いずに２つの突起位置認識部６４にて撮像された画像を単に表示し該表示された画像を確認しながら、第１の位置調整工程Ｓ４を実施する場合と比較して、傾斜臨界角度αの範囲内において、光源ランプ１１における発光管１１１の中心軸Ａｘを光源装置１０から射出される光束の中心軸に対して傾斜させて角度θを最小とする調整を容易にかつ高精度に実施できる。
【００６６】
そして、光源装置本体１０Ａの製造時には、第１の位置調整工程Ｓ４の後に、点灯工程Ｓ５、光強度測定工程Ｓ６、および第２の位置調整工程Ｓ８が実施される。このことにより、第１の位置調整工程Ｓ４によりアーク起点となる各突起部１１２１Ｂ先端を結ぶ直線Ｌ３を光源装置１０から射出される光束の中心軸に略平行にした状態から、各突起部１１２１Ｂ先端を光源装置１０から射出される光束の中心軸に近付けることができる。このため、各突起部１１２１Ｂ間において、アークは、光源装置１０から射出される光束の中心軸上に生じることとなる。したがって、上述した光源装置１０から射出される光の明るさを良好に確保できかつ、照度ムラを低減できるという効果をより好適に図れる。
【００６７】
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計の変更が可能である。
前記実施形態では、主反射鏡１２が楕円面リフレクタとして構成されていたが、これに限らず、光源ランプ１１から射出された光束を略平行光として反射するパラボラリフレクタとして構成しても構わない。
【００６８】
前記実施形態では、ＰＣ６５を用いて２つの突起位置認識部６４にて撮像された画像に画像処理を施していたが、これに限らず、２つの突起位置認識部６４にて撮像された画像を、画像処理を施さずにモニタ６５１に表示する構成としても構わない。
前記実施形態では、位置調整機構６３を作業者が手動で操作して第１の位置調整工程Ｓ４および第２の位置調整工程Ｓ８を実施していたが、ＰＣ６５に位置調整機構６３を駆動制御させ、第１の位置調整工程Ｓ４および第２の位置調整工程Ｓ８をＰＣ６５による位置調整機構６３の自動制御により実施する構成としても構わない。
【００６９】
前記実施形態において、光源装置本体１０Ａを製造するフロー（図８、図９）は、前記実施形態で説明したフローに限らない。例えば、前記実施形態では、第１の位置調整工程Ｓ４および第２の位置調整工程Ｓ８において、主反射鏡１２に対して光源ランプ１１の位置を調整していたが、これに限らず、光源ランプ１１を固定しておき、光源ランプ１１に対して主反射鏡１２の位置を調整する工程としても構わない。また、例えば、前記実施形態では、リフレクタ設置工程Ｓ１を実施した後、光源ランプ設置工程Ｓ２を実施していたが、これに限らず、光源ランプ設置工程Ｓ２を実施した後、リフレクタ設置工程Ｓ１を実施しても構わない。
【００７０】
前記実施形態では、突起位置認識部６４は、ＣＣＤカメラで構成していたが、これに限らず、各突起部１１２１Ｂを撮像可能とするものであればいずれのものでもよく、例えば、ＭＯＳ(Metal Oxide Semiconductor)センサ等を撮像素子として構成しても構わない。
【００７１】
前記実施形態では、光源装置１０は、副反射鏡１３を設けた構成を説明したが、これに限らず、副反射鏡１３を省略した構成でも構わない。
【００７２】
前記実施形態では、３つの液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂを用いたプロジェクタ１の例のみを挙げたが、本発明は、１つの液晶パネルのみを用いたプロジェクタ、２つの液晶パネルを用いたプロジェクタ、あるいは、４つ以上の液晶パネルを用いたプロジェクタにも適用可能である。
前記実施形態では、光入射面と光射出面とが異なる透過型の液晶パネルを用いていたが、光入射面と光射出面とが同一となる反射型の液晶パネルを用いてもよい。
前記実施形態では、光変調装置として液晶パネルを用いていたが、マイクロミラーを用いたデバイスなど、液晶以外の光変調装置を用いてもよい。この場合は、光束入射側および光束射出側の偏光板は省略できる。
前記実施形態では、スクリーンを観察する方向から投射を行なうフロントタイプのプロジェクタの例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを観察する方向とは反対側から投射を行なうリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。
前記実施形態では、プロジェクタに本発明の光源装置を採用していたが、本発明はこれに限らず、他の光学機器に本発明の光源装置を採用してもよい。
【００７３】
本発明を実施するための最良の構成などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明の光源装置は、明るさを良好に確保できかつ、照度ムラを低減できるため、ホームシアタやプレゼンテーションで利用されるプロジェクタの光源装置として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本実施形態におけるプロジェクタの概略構成を示す平面図。
【図２】前記実施形態における光源装置本体の概略構成を示す断面図。
【図３】前記実施形態における一対の電極の概略構成の一例を示す図。
【図４】前記実施形態における光源装置本体を製造するための製造装置の概略構成を示す図。
【図５】前記実施形態における光源ランプホルダの概略構成を示す図。
【図６】前記実施形態におけるＰＣにて処理され２つのモニタに表示される各画像の一例を示す図。
【図７】前記実施形態における傾斜臨界角度を説明するための図。
【図８】前記実施形態における製造装置を用いた光源装置本体の製造方法を説明するフローチャート。
【図９】前記実施形態における第１の位置調整工程を示すフローチャート。
【図１０】前記実施形態における第１の位置調整工程を説明するための図。
【図１１】前記実施形態における第１の位置調整工程を説明するための図。
【符号の説明】
【００７６】
１０・・・光源装置、１１・・・光源ランプ、１２・・・主反射鏡（リフレクタ）、４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ・・・液晶パネル（光変調装置）、５０・・・投射光学系（投射光学装置）、１１１・・・発光管、１１２・・・電極、１１１１・・・発光部、１１１２，１１１３・・・封止部、１１２１Ａ・・・電極部、１１２１Ｂ・・・突起部、Ａ，Ａｘ・・・中心軸、Ａｒ・・・利用光反射領域、Ｌ３・・・直線、Ｒ３・・・利用光、Ｓ１・・・リフレクタ設置工程、Ｓ２・・・光源ランプ設置工程、Ｓ３・・・突起部撮像工程、Ｓ４・・・第１の位置調整工程、Ｓ５・・・点灯工程、Ｓ６・・・光強度測定工程、Ｓ８・・・第２の位置調整工程。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電空間を有する発光管、および前記発光管の放電空間に配置される一対の電極を有する光源ランプと、断面略凹状に拡がり前記光源ランプから放射された光束を反射するリフレクタとを備えた光源装置であって、
前記発光管は、内部に前記放電空間を有する発光部と、前記発光部の両側に設けられる封止部とを有し、
前記一対の電極は、電極部と、前記電極部先端に形成され前記電極部の断面積よりも小さい断面積を有し他方の電極に向けて突出する突起部とをそれぞれ備え、
前記光源ランプは、当該光源装置から射出される光束の中心軸に対して前記発光管の中心軸を傾斜した際に前記光源ランプから射出され前記リフレクタの利用光反射領域にて反射される利用光が前記光源ランプにて遮光されない角度範囲内において、前記一対の電極の各突起部先端を結ぶ直線と当該光源装置から射出される光束の中心軸とのなす角度θが最小となるように前記リフレクタに取り付けられていることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光源装置において、
当該光源装置から射出される光束の中心軸に対して前記発光管の中心軸を傾斜した際に前記光源ランプから射出され前記リフレクタの利用光反射領域にて反射される利用光が前記光源ランプにて遮光される前記発光管の傾斜角度範囲と遮光されない前記発光管の傾斜角度範囲との臨界の傾斜臨界角度をαとし、前記発光管の中心軸および前記一対の電極の各突起部先端を結ぶ直線のなす角度をβとした場合に、α≧βの関係を有し、
前記光源ランプは、θ＝０°の関係を有するように前記リフレクタに取り付けられていることを特徴とする光源装置。
【請求項３】
請求項１に記載の光源装置において、
当該光源装置から射出される光束の中心軸に対して前記発光管の中心軸を傾斜した際に前記光源ランプから射出され前記リフレクタの利用光反射領域にて反射される利用光が前記光源ランプにて遮光される前記発光管の傾斜角度範囲と遮光されない前記発光管の傾斜角度範囲との臨界の傾斜臨界角度をαとし、前記発光管の中心軸および前記一対の電極の各突起部先端を結ぶ直線のなす角度をβとした場合に、α＜βの関係を有し、
前記光源ランプは、θ＝β−αの関係を有するように前記リフレクタに取り付けられていることを特徴とする光源装置。
【請求項４】
放電空間を有する発光管、および前記発光管の放電空間に配置される一対の電極を有する光源ランプと、断面略凹状に拡がり前記光源ランプから放射された光束を反射するリフレクタとを備えた光源装置の製造方法であって、
前記発光管は、内部に前記放電空間を有する発光部と、前記発光部の両側に設けられる封止部とを有し、
前記一対の電極は、電極部と、前記電極部先端に形成され前記電極部の断面積よりも小さい断面積を有し他方の電極に向けて突出する突起部とをそれぞれ備え、
当該光源装置の製造方法は、
前記リフレクタを所定位置に設置するリフレクタ設置工程と、
前記リフレクタにおける凹状内側に前記光源ランプを設置する光源ランプ設置工程と、
前記一対の電極における各突起部を撮像する突起部撮像工程と、
前記突起部撮像工程にて撮像した画像に基づいて、前記光源ランプまたは前記リフレクタの位置を調整して、前記光源装置から射出される光束の中心軸に対して前記発光管の中心軸を傾斜した際に前記光源ランプから射出され前記リフレクタの利用光反射領域にて反射される利用光が前記光源ランプにて遮光されない角度範囲内において、前記一対の電極の各突起部先端を結ぶ直線と前記光源装置から射出される光束の中心軸とのなす角度θを最小にする第１の位置調整工程とを備えていることを特徴とする光源装置の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の光源装置の製造方法において、
前記第１の位置調整工程は、前記光源装置から射出される光束の中心軸に対して前記発光管の中心軸を傾斜した際に前記光源ランプから射出され前記リフレクタの利用光反射領域にて反射される利用光が前記光源ランプにて遮光される前記発光管の傾斜角度範囲と遮光されない前記発光管の傾斜角度範囲との臨界の傾斜臨界角度をαとし、前記発光管の中心軸および前記一対の電極の各突起部先端を結ぶ直線のなす角度をβとし、α≧βの関係を有している場合には、θ＝０°の関係を有するように前記光源ランプまたは前記リフレクタの位置を調整することを特徴とする光源装置の製造方法。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の光源装置の製造方法において、
前記第１の位置調整工程は、前記光源装置から射出される光束の中心軸に対して前記発光管の中心軸を傾斜した際に前記光源ランプから射出され前記リフレクタの利用光反射領域にて反射される利用光が前記光源ランプにて遮光される前記発光管の傾斜角度範囲と遮光されない前記発光管の傾斜角度範囲との臨界の傾斜臨界角度をαとし、前記発光管の中心軸および前記一対の電極の各突起部先端を結ぶ直線のなす角度をβとし、α＜βの関係を有している場合には、θ＝β−αの関係を有するように前記光源ランプまたは前記リフレクタの位置を調整することを特徴とする光源装置の製造方法。
【請求項７】
請求項４から請求項６のいずれかに記載の光源装置の製造方法において、
前記第１の位置調整工程の後、
前記光源ランプを点灯させる点灯工程と、
前記光源ランプから射出され前記リフレクタにて反射される光束を検出して前記光束の強度を測定する光強度測定工程と、
前記光強度測定工程にて前記光束の強度を測定しながら、前記光源装置から射出される光束の中心軸をＺ軸、前記Ｚ軸に直交する２軸をＸ軸およびＹ軸とした場合に、前記光源ランプまたは前記リフレクタの位置をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の少なくともいずれかの軸方向に調整して前記光束の強度を最大にする第２の位置調整工程とを備えていることを特徴とする光源装置の製造方法。
【請求項８】
光源装置と、前記光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置にて変調された光束を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、
前記光源装置は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の光源装置、もしくは、請求項４から請求項７のいずれかに記載の光源装置の製造方法により製造された光源装置であることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１】
放電空間を有する発光管、および前記発光管の放電空間に配置される一対の電極を有する光源ランプと、断面略凹状に拡がり前記光源ランプから放射された光束を反射するリフレクタとを備えた光源装置であって、
前記発光管は、内部に前記放電空間を有する発光部と、前記発光部の両側に設けられる封止部とを有し、
前記一対の電極は、電極部と、前記電極部先端に形成され前記電極部の断面積よりも小さい断面積を有し他方の電極に向けて突出する突起部とをそれぞれ備え、
前記光源ランプは、当該光源装置から射出される光束の中心軸に対して前記発光管の中心軸を傾斜した際に前記光源ランプから射出され前記リフレクタの利用光反射領域にて反射される利用光が前記光源ランプにて遮光されない角度範囲内において、前記一対の電極の各突起部先端を結ぶ直線と当該光源装置から射出される光束の中心軸とのなす角度θが最小となるように前記リフレクタに取り付けられていることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光源装置において、
当該光源装置から射出される光束の中心軸に対して前記発光管の中心軸を傾斜した際に前記光源ランプから射出され前記リフレクタの利用光反射領域にて反射される利用光が前記光源ランプにて遮光される前記発光管の傾斜角度範囲と遮光されない前記発光管の傾斜角度範囲との臨界の傾斜臨界角度をαとし、前記発光管の中心軸および前記一対の電極の各突起部先端を結ぶ直線のなす角度をβとした場合に、α≧βの関係を有し、
前記光源ランプは、θ＝０°の関係を有するように前記リフレクタに取り付けられていることを特徴とする光源装置。
【請求項３】
請求項１に記載の光源装置において、
当該光源装置から射出される光束の中心軸に対して前記発光管の中心軸を傾斜した際に前記光源ランプから射出され前記リフレクタの利用光反射領域にて反射される利用光が前記光源ランプにて遮光される前記発光管の傾斜角度範囲と遮光されない前記発光管の傾斜角度範囲との臨界の傾斜臨界角度をαとし、前記発光管の中心軸および前記一対の電極の各突起部先端を結ぶ直線のなす角度をβとした場合に、α＜βの関係を有し、
前記光源ランプは、θ＝β−αの関係を有するように前記リフレクタに取り付けられていることを特徴とする光源装置。
【請求項４】
放電空間を有する発光管、および前記発光管の放電空間に配置される一対の電極を有する光源ランプと、断面略凹状に拡がり前記光源ランプから放射された光束を反射するリフレクタとを備えた光源装置の製造方法であって、
前記発光管は、内部に前記放電空間を有する発光部と、前記発光部の両側に設けられる封止部とを有し、
前記一対の電極は、電極部と、前記電極部先端に形成され前記電極部の断面積よりも小さい断面積を有し他方の電極に向けて突出する突起部とをそれぞれ備え、
当該光源装置の製造方法は、
前記リフレクタを所定位置に設置するリフレクタ設置工程と、
前記リフレクタにおける凹状内側に前記光源ランプを設置する光源ランプ設置工程と、
前記一対の電極における各突起部を撮像する突起部撮像工程と、
前記突起部撮像工程にて撮像した画像に基づいて、前記光源ランプまたは前記リフレクタの位置を調整して、前記光源装置から射出される光束の中心軸に対して前記発光管の中心軸を傾斜した際に前記光源ランプから射出され前記リフレクタの利用光反射領域にて反射される利用光が前記光源ランプにて遮光されない角度範囲内において、前記一対の電極の各突起部先端を結ぶ直線と前記光源装置から射出される光束の中心軸とのなす角度θを最小にする第１の位置調整工程とを備えていることを特徴とする光源装置の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の光源装置の製造方法において、
前記第１の位置調整工程は、前記光源装置から射出される光束の中心軸に対して前記発光管の中心軸を傾斜した際に前記光源ランプから射出され前記リフレクタの利用光反射領域にて反射される利用光が前記光源ランプにて遮光される前記発光管の傾斜角度範囲と遮光されない前記発光管の傾斜角度範囲との臨界の傾斜臨界角度をαとし、前記発光管の中心軸および前記一対の電極の各突起部先端を結ぶ直線のなす角度をβとし、α≧βの関係を有している場合には、θ＝０°の関係を有するように前記光源ランプまたは前記リフレクタの位置を調整することを特徴とする光源装置の製造方法。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の光源装置の製造方法において、
前記第１の位置調整工程は、前記光源装置から射出される光束の中心軸に対して前記発光管の中心軸を傾斜した際に前記光源ランプから射出され前記リフレクタの利用光反射領域にて反射される利用光が前記光源ランプにて遮光される前記発光管の傾斜角度範囲と遮光されない前記発光管の傾斜角度範囲との臨界の傾斜臨界角度をαとし、前記発光管の中心軸および前記一対の電極の各突起部先端を結ぶ直線のなす角度をβとし、α＜βの関係を有している場合には、θ＝β−αの関係を有するように前記光源ランプまたは前記リフレクタの位置を調整することを特徴とする光源装置の製造方法。
【請求項７】
請求項４から請求項６のいずれかに記載の光源装置の製造方法において、
前記第１の位置調整工程の後、
前記光源ランプを点灯させる点灯工程と、
前記光源ランプから射出され前記リフレクタにて反射される光束を検出して前記光束の強度を測定する光強度測定工程と、
前記光強度測定工程にて前記光束の強度を測定しながら、前記光源装置から射出される光束の中心軸をＺ軸、前記Ｚ軸に直交する２軸をＸ軸およびＹ軸とした場合に、前記光源ランプまたは前記リフレクタの位置をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の少なくともいずれかの軸方向に調整して前記光束の強度を最大にする第２の位置調整工程とを備えていることを特徴とする光源装置の製造方法。
【請求項８】
光源装置と、前記光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置にて変調された光束を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、
前記光源装置は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の光源装置、もしくは、請求項４から請求項７のいずれかに記載の光源装置の製造方法により製造された光源装置であることを特徴とするプロジェクタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００７−２３４３２１（Ｐ２００７−２３４３２１Ａ）
【公開日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５２６３７（Ｐ２００６−５２６３７）
【出願日】平成１８年２月２８日（２００６．２．２８）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月２８日（２００６．２．２８）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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