光源装置及びそれを備えたプロジェクタ
【課題】装置の小型化を図るとともに光の利用効率の向上を図ることのできる光源装置およびそれを備えたプロジェクタを提供する。
【解決手段】本発明の光源装置は、マイクロ波を出力するマイクロ波電源と、マイクロ波の照射を受けて発光する発光物質が封入される発光空間Ｋを有する発光管１０と、発光管１０の発光空間Ｋ内において互いの端部が所定間隔をおいて対向する一対のアンテナ１１ａ，１１ｂとを有するマイクロ波励起ランプ３２と、マイクロ波励起ランプ３２に対して半椀形状の光束反射面３４ｂが対向するように配置された楕円リフレクタ３４と、マイクロ波励起ランプ３２を挟んで光束反射面３４ｂと対向する反射面３６ａを有した副反射器３６とを備え、発光空間Ｋをマイクロ波励起ランプ３２の光軸周りに取り囲む発光管１０の壁部の少なくとも一部に凸レンズが形成されている。
【解決手段】本発明の光源装置は、マイクロ波を出力するマイクロ波電源と、マイクロ波の照射を受けて発光する発光物質が封入される発光空間Ｋを有する発光管１０と、発光管１０の発光空間Ｋ内において互いの端部が所定間隔をおいて対向する一対のアンテナ１１ａ，１１ｂとを有するマイクロ波励起ランプ３２と、マイクロ波励起ランプ３２に対して半椀形状の光束反射面３４ｂが対向するように配置された楕円リフレクタ３４と、マイクロ波励起ランプ３２を挟んで光束反射面３４ｂと対向する反射面３６ａを有した副反射器３６とを備え、発光空間Ｋをマイクロ波励起ランプ３２の光軸周りに取り囲む発光管１０の壁部の少なくとも一部に凸レンズが形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置及びそれを備えたプロジェクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、プロジェクタに用いられる光源装置として、マイクロ波放電方式を用いた無電極光源が提案されてきている。無電極光源は、従来の白熱灯や高圧水銀ランプに代表される電極放電式ランプとは異なり発光管内部に放電用の電極を有しないので、電極の消耗やそれに伴う発光管の白濁や黒化等に起因する発光管の劣化が抑制される。また、発光管内に封入される発光物質の選択肢が広がり、必ずしも水銀を使用する必要がないので不必要な紫外線を放出せずに済み、プロジェクタ向けの長寿命光源として期待されている。
光源装置には、ランプから放射される光を反射して一方向に射出するリフレクタが設けられている。リフレクタは椀形状とされており、光学機器の内部への取り付けに手間が掛かったり配置に十分なスペースを確保する必要がある。
【０００３】
光源装置の小型化を目的とした構成として、ランプ容器の発光管の半球面に全反射膜を設けた構造が特許文献１に開示されている。これにより、光学機器の内部にリフレクタを取り付けるスペースを確保する必要がなくなるので装置全体を小型化することができる。
【特許文献１】特開２００６−９２９１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の全反射膜ではランプから放射された光を所望の方向に屈折することが困難なため、別途形成されたレンズなどを新たに設置する必要があった。そのため、装置小型化の実現が必ずしも成し遂げられるとは言い切れない。
【０００５】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、装置全体の小型化を図るとともに光の利用効率を向上できる光源装置及びそれを備えたプロジェクタを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の光源装置は、上記課題を解決するために、マイクロ波を出力するマイクロ波電源と、前記マイクロ波の照射を受けて発光する発光物質が封入される発光空間を有する発光管と、該発光管の前記発光空間内において互いの端部が所定間隔をおいて対向する一対のアンテナとを有するマイクロ波励起ランプと、前記マイクロ波励起ランプに対して半椀形状の第１反射面が対向するように配置された楕円リフレクタと、前記マイクロ波励起ランプを挟んで前記第１反射面と対向する第２反射面を有した副反射器と、を備え、前記発光空間を前記マイクロ波励起ランプの光軸周りに取り囲む前記発光管の壁部の少なくとも一部に凸レンズが形成されていることを特徴とする。
【０００７】
半椀形状の第１反射面を有する本発明のリフレクタは、従来のリフレクタの半分程度の大きさであることからリフレクタの小型化を実現することができる。また、発光空間をマイクロ波励起ランプの光軸周りに取り囲む発光管の壁部の少なくとも一部が凸レンズとされており、これによって発光空間から放射される光の一部が屈折して、マイクロ波励起ランプから放射される放射光の放射角を狭くすることができる。特に、壁部の第１反射面に対向する側を凸レンズとすることで、マイクロ波励起ランプの放射光が第１反射面に局所的に入射することになるためリフレクタの形状をより小型化することが可能となる。さらに本発明においては、マイクロ波励起ランプから放射される光のうち第１反射面に入射しない方向（副反射器側）へ放射された光を第２反射面によって反射させてリフレクタへ入射させているため、マイクロ波励起ランプからの放射光の利用効率が維持される。なお、マイクロ波励起ランプはアンテナ（電極）に直接電流が流れないためアンテナにジュール熱が発生せず、アンテナの寿命が延命できるという効果を有する。
【０００８】
また、壁部が、前記発光空間を前記マイクロ波励起ランプの光軸周りに取り囲む環状の凸レンズであることが好ましい。
本発明によれば、発光空間から放射される光が壁部によって屈折されるため、マイクロ波励起ランプを挟むようにして対向する第１反射面と第２反射面に対してマイクロ波励起ランプからの放射光が局所的に入射することになり、マイクロ波励起ランプの放射光の放射角を光軸方向において狭くすることができる。これに伴って、リフレクタを光軸方向に小型化することができる。
【０００９】
また、凸レンズの凸面が、前記壁部の外面の少なくとも一部を構成することが好ましい。
本発明によれば、マイクロ波励起ランプの放射光の放射角を光軸方向において狭くすることができるので、リフレクタの光軸方向の長さを小型化することができる。
【００１０】
また、凸レンズの凸面が、前記壁部の外面及び内面の少なくとも一部を構成することが好ましい。
本発明によれば、マイクロ波励起ランプからの放射光の放射角をより一層狭くすることができるので、リフレクタの光軸方向の長さをより小型化することができる。
【００１１】
また、前記マイクロ波励起ランプの前記一対のアンテナに、前記マイクロ波電源から延在する伝送線路がそれぞれ接続されていることが好ましい。
従来、マイクロ波励起ランプの一対のアンテナのそれぞれに伝送線路が接続されると、マイクロ波励起ランプの軸周りを取り囲むリフレクタ（反射面）の開口側に位置する伝送線路によって影ができてしまい、これによって光の利用効率が低下してしまうことがあった。本発明において、半椀形状を呈するリフレクタは、従来の半分程度の大きさしかないため、リフレクタのない側へ伝送線路を引き廻せばよい。そのため、マイクロ波励起ランプに給電を行う伝送線路によってリフレクタ（第１反射面）から射出される光が遮られることなく任意の焦点位置で集束することになる。よって、マイクロ波励起ランプの両側から給電する構造であっても伝送線路による影響を受けないため、光の利用効率を向上させることが可能となる。
【００１２】
また、前記壁部の一部に、赤外線あるいは紫外線を吸収する機能膜が設けられていることが好ましい。
発光管内に封入されている発光物質の蒸気圧は発光管内面の最冷点（最も温度の低い箇所）で決定される。発光管の発光物質が封入されている箇所は管壁が厚く温度が低くなり易いため、特にこの部分を保温することによって発光物質の蒸発温度を効率よく上昇させることが可能となる。本発明では、発光管の壁部の一部に機能膜が設けられている。機能膜は、マイクロ波励起ランプからの放射光の一部（赤外線あるいは紫外線）を吸収することによって熱エネルギーに変換し、発光管の壁部を効果的に保温することができる。このように、機能膜によってマイクロ波励起ランプの壁部が保温されて発光空間内の温度が上昇し、発光物質の蒸気圧が高められる。その結果、発光効率が向上する。
【００１３】
また、前記第２反射面が、非球面形状であることが好ましい。
本発明によれば、マイクロ波励起ランプからの放射光を発光空間内、すなわちリフレクタへと確実に反射させることが可能になる。
【００１４】
また、前記マイクロ波励起ランプが複数設けられていることが好ましい。
本発明によれば、マイクロ波励起ランプを複数設けることにより必然的に光量が増加することになるため、プロジェクタに用いる光源装置として好適なものとなる。
【００１５】
本発明のプロジェクタは、上記した光源装置と、前記光源装置から射出された光束を、入力された画像情報に応じて変調し光学像を形成する光変調部と、前記光変調部により形成された前記光学像を投射する投射部と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、光の利用効率の高い光源装置を備えているので、コントラスト及び明るさに優れたプロジェクタを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１７】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の光源装置の概略を示す模式図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は正面図である。また、図２はマイクロ波電源部の概略構成を示すブロック図、図３はマイクロ波励起ランプの概略構成を示すとともに同軸ケーブルとの接続状態を示す模式図、図４は副反射器の概略構成を示す模式図、図５はマイクロ波励起ランプに副反射器を取り付けるときの説明図、図６はリフレクタの概略構成を示す模式図である。
【００１８】
一般にマイクロ波帯としての慣用的周波数は、３ＧＨｚ〜３０ＧＨｚを言うが、本案件では、ＵＨＦ帯からＳＨＦ帯に相当する３００ＭＨｚ〜３０ＧＨｚ帯と定義する。
【００１９】
図１（ａ）及び図２に示すように、本実施形態の光源装置２は、マイクロ波電源部２００と光源部３００とを有して構成されている。ここで、マイクロ波電源部２００はマイクロ波を発振する機能を有し、光源部３００はマイクロ波電源部２００から発振されたマイクロ波により光束を出射する機能を有し、これらマイクロ波電源部２００と光源部３００とが複数の同軸ケーブル４２（伝送線路）を介して接続されている。
【００２０】
マイクロ波電源部２００は、固体高周波発振部２０、分配器１１３、伝送路４００Ａ，４００Ｂを有する。伝送路４００Ａ，４００Ｂは、それぞれ制御回路２１、パワーモニタ２２、サーキュレータ２３、及びマッチング回路２４を備えており、分配器１１３から延在する各同軸ケーブル４２（伝送線路）上にサーキュレータ２３とマッチング回路２４が接続されている。
【００２１】
光源部３００は、マイクロ波励起ランプ３２を備え、固体高周波発振部２０から伝送路４００Ａ，４００Ｂを介して導入されるマイクロ波によって発光する。
このように、本実施形態は両側給電方式の光源装置である。
【００２２】
［光源部］
以下、光源部の構成について詳述する。
図１（ａ）及び図２に示すように、光源部３００は、マイクロ波励起ランプ３２と、副反射器３６と、楕円リフレクタ３４と備えている。楕円リフレクタ３４の挿入部３４Ａにはその略中央に挿入孔３４ａが形成されており、この挿入孔３４ａ内にマイクロ波励起ランプ３２の一端側が支持された状態で固定されている。一方、副反射器３６は楕円リフレクタ３４よりも小型の反射部材であって、反射面３６ａがマイクロ波励起ランプ３２を挟んで楕円リフレクタ３４の光束反射面３４ｂと対向するようにマイクロ波励起ランプ３２に取り付けられている。
本実施形態において、マイクロ波励起ランプ３２の放射光のうち、楕円リフレクタ３４とは反対側へ放射された光を副反射器３６によってマイクロ波励起ランプ３２へと反射させ、マイクロ波励起ランプ３２からの放射光（副反射器３６からの反射光も含む）を楕円リフレクタ３４で集束する。
【００２３】
（マイクロ波励起ランプ）
図１（ａ），（ｂ）に示すマイクロ波励起ランプ３２は、表面の一部に保温膜７５，７５（機能膜）が設けられた発光管１０と、この発光管１０内に配置される一対のアンテナ１１ａ，１１ｂとを備えている。発光管１０は、例えば石英ガラス等の非導電性材料から形成され、中央部分が略球状に膨出した発光部１０Ａと、発光部１０Ａの両側に延在する細管部１０Ｂ，１０Ｃとを有して構成されている。発光管１０の形成材料としては透明セラミックスや透明サファイヤなどを用いても良く、これにより発光管１０の光透過率や耐熱性を向上させることができる。
【００２４】
発光部１０Ａはその中央部に発光空間Ｋを有しており、このような発光空間Ｋを光軸Ｌの周りに取り囲む壁部が環状の凸レンズ１０１（図３参照）として機能する構成とされている。発光空間Ｋは、光軸Ｌに沿って延在するとともに光軸Ｌに沿う断面形状が矩形を呈する。また、その内径（光軸Ｌに交差する方向の長さ）が例えば１〜５ｍｍ程度となっている。発光部１０Ａは、その外形が略球状とされていることから、発光部１０Ａの外面１０１ｂの一部がレンズの凸面となる。
【００２５】
発光部１０Ａ内に形成された発光空間Ｋには、マイクロ波によって発光する発光物質が充填されている。発光物質としては、点灯中の水銀蒸気圧が１〜２００気圧程度（超高圧水銀ランプ）になるように水銀を封じ込めたものや、キセノンガスにヨウ化ナトリウムやヨウ化スカンジウムを用いたものを用いてもよい。発光物質を超高圧に封入することで、マイクロ波の励起によって十分な輝度を得ることができる。
【００２６】
アンテナ１１ａ，１１ｂは、例えば熱膨張係数が小さく耐熱性が高い導電性材料、具体的にはタングステンからなることが好適である。そして、各細管部１０Ｂ内にそれぞれに挿入され、発光部１０Ａの発光空間Ｋ内において互いの先端部同士を対向させ且つ互いに所定間隔（以下、ギャップｇと呼ぶこともある）をおいて配置されている。なお、ギャップｇはなるべく小さいほうが好ましく、これによって点光源に近い高輝度発光を得ることができる。
【００２７】
アンテナ１１ａ，１１ｂのうち細管部１０Ｂ，１０Ｃ内に配置される部分にはモリブデン製の金属箔が接続されている。これによって、石英ガラスとの熱膨張率差を打ち消すことができ発光空間Ｋ内の気密性を維持することが可能となる。
【００２８】
図３に示すように、アンテナ１１ａ，１１ｂのそれぞれの長さａとギャップｇとを含めた長さＬ１は、マイクロ波の波長の１／２の長さとなっている。マイクロ波の波長をλとすると、Ｌ１が「Ｌ＝ｎλ／２、ここでｎは奇数」を満たすようにする。その結果、ギャップｇにおいてマイクロ波の電界強度が大きく振幅し、発光管１０の発光空間Ｋ内にマイクロ波が効率よく放射されるので、効率よくプラズマを点灯および維持することができる。
【００２９】
ここで、保温膜の構成及び配置領域について述べる。
図３に示すように、本実施形態の発光管１０には、紫外線あるいは赤外線を吸収可能な保温膜７５，７５が設けられている。具体的には、発光部１０Ａにおける各細管部１０Ｂ，１０Ｃとの接続側の外周面を覆うようにして設けられ、各細管部１０Ｂ，１０Ｃとの接続部分から発光空間Ｋの端部位置までの領域Ａｒを被覆している。領域Ａｒは発光部１０Ａの中心部分と比べて肉厚が比較的薄いため熱を通しやすい。保温膜７５，７５は、比較的小さい（例えば、発光管１０の熱伝導率よりも小さい）熱伝導率を有し、可視光以外の帯域の光を吸収可能とする材料が用いられ、例えばシリカアルミナ系などの塗布膜から構成されている。発光空間Ｋから放射される光束を保温膜７５，７５が吸収して熱に変換する。保温膜７５，７５の温度が上昇することによって、マイクロ波励起ランプ３２における発光管１０の発光部１０Ａが保温（加熱）され、発光空間Ｋ内に充填されている発光物質の封入（蒸発）圧力が高められる。
【００３０】
保温膜７５，７５を設ける領域Ａｒは、副反射器３６や発光管１０の外形寸法、及び楕円リフレクタ３４の第１焦点位置Ｐ、第２焦点位置Ｑ（図１参照）などにより適宜設定される領域である。より具体的に、図１に示したマイクロ波励起ランプ３２から放射される光束のうち、発光部１０Ａの凸レンズ１０１の作用によって屈折される光束Ｒ１、Ｒ２が、保温膜７５，７５によって吸収されずに照明対象に対して照明可能な利用光として取り出せる領域である。実際には、マイクロ波励起ランプ３２は点光源とされていても迷光が発生するため、これらが副反射器３６で反射されるなどして保温膜７５，７５に吸収され、熱に変換されることになる。
なお、保温膜７５，７５は、発光部１０Ａの一部だけでなく、細管部１０Ｂ，１０Ｃとの接続部分を含むようにして細管部１０Ｂ，１０Ｃの端部を覆うように設けてもよい。
【００３１】
このような構成のマイクロ波励起ランプ３２には、アンテナ１１ａ，１１ｂに接続する図２の同軸ケーブル４２（１４２）を介して給電される。
【００３２】
図２に示した伝送路４００Ａ，４００Ｂを構成する各同軸ケーブル４２は、図３に示す内部導体４２Ａと、これを覆う外部導体４２Ｂと、さらに内部導体４２Ａと外部導体４２Ｂとの間に介在する誘電体４２Ｃ（絶縁体）とから構成されている。また、伝送路４００Ａ，４００Ｂ（各同軸ケーブル４２）の特性インピーダンスを５０Ωに保持しておくことで、信号伝達において損失を生じさせることなく高周波信号（マイクロ波）を効率よくマイクロ波励起ランプ３２へと供給することができる。
【００３３】
そして、各伝送路４００Ａ，４００Ｂにおける終端側の同軸ケーブル４２（１４２），４２（１４２）の内部導体４２Ａ，４２Ａがマイクロ波励起ランプ３２のアンテナ１１ａ，１１ｂに接続される。
【００３４】
（副反射器）
図４（ａ）に示すように、副反射器３６は、例えば石英ガラスから構成され、反射面３６ａを有する反射部３６Ａと、該反射部３６Ａの両側に延在する一対の係止部３６Ｂ，３６Ｃとを有し、これら一対の係止部３６Ｂ，３６Ｃのそれぞれがマイクロ波励起ランプ３２の発光管１０の各細管部１０Ｂ，１０Ｃにそれぞれ係止することによってマイクロ波励起ランプ３２に取り付けられる（図１（ａ）参照）。
【００３５】
図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、反射部３６Ａは全体的に略半球状を呈し、その内面が反射面３６ａとされている。反射面３６ａは、反射部３６Ａの内面に金属酸化多層薄膜からなる反射膜５５を蒸着形成して楕円凹曲面状に構成されている。反射面３６ａは、発光管１０の発光部１０Ａにおける凸レンズ１０１の作用を補正して反射光を発光空間Ｋへ確実に反射可能とすべく、楕円凹曲面状を呈する。反射面３６ａの曲率は、発光部１０Ａのレンズ形状あるいは屈折率に応じて設定される。
【００３６】
反射部３６Ａは、発光管１０の発光部１０Ａの半球面（下半分）を被覆可能な形状となっている。反射部３６Ａの断面形状は軸周り角度約１８０度とする略円弧状であることが好ましい。これ以上の角度になると、反射面３６ａによって反射された光が開口側から出られずに反射部３６Ａ内で反射を繰り返すことになってしまう。そのため、マイクロ波励起ランプ３２からの放射光が反射面３６ａによって楕円リフレクタ３４の光束反射面３４ｂへと確実に反射されるように反射面３６ａの開口幅や曲率を決定することが望ましい。
【００３７】
このような反射部３６Ａの両側に設けられる係止部３６Ｂ，３６Ｃは、発光管１０の細管部１０Ｂ，１０Ｃの外周を取り囲むような筒形状を呈したものであるがその周方向における一部が開口している。係止部３６Ｂ，３６Ｃそれぞれに設けられた開口３６ｅ，３６ｆは副反射器３６を平面視したときに対角位置となるように形成されており、これによって全体が左右非対称な形状とされている。図４（ｂ）に示すように係止部３６Ｂ，３６Ｃの各端部は反射部３６Ａの開口側に延出し、発光管１０の細管部１０Ｂ，１０Ｃを挿入可能な大きさで開口３６ｅ，３６ｆが形成されている。本実施形態では、図４（ｃ）中の開口幅Ｓで示すように周方向における１／４以上が開口している。
【００３８】
副反射器３６は、反射面３６ａが発光管１０における発光部１０Ａの光軸周りの半球面（楕円リフレクタ３４の光束反射面３４ｂとは反対側の面）を覆うとともに、組立時において反射面３６ａの焦点位置と一対のアンテナ１１ａ，１１ｂの中心位置（ギャップｇの位置）とが一致するようにしてマイクロ波励起ランプ３２に設けられている。これにより、マイクロ波励起ランプ３２から放射される光のうち光束反射面３４ｂ側とは反対側に放射される光をその反射面３６ａによって発光管１０の発光空間Ｋ内、ひいては光束反射面３４ｂへと反射させるよう機能する。
【００３９】
上記した構成の副反射器３６をマイクロ波励起ランプ３２に取り付ける際には、図５（ａ）に示すように、まず、マイクロ波励起ランプ３２を副反射器３６に対して斜めに傾けて発光管１０の細管部１０Ｂを副反射器３６の開口３６ｅ、細管部１０Ｃを開口３６ｆにそれぞれ対向配置させたのち、各開口３６ｅ，３６ｆから各細管部１０Ｂ，１０Ｃを挿入させて図中矢印で示す方向に回転させながら図５（ｂ）に示すような姿勢で配置する。その後、係止部３６Ｂ，３６Ｃの内面に配置される無機接着剤３７（図１（ａ）参照）を介して副反射器３６とマイクロ波励起ランプ３２とを接着固定する。無機接着剤３７にはシリカ、アルミナを主成分とした接着剤が用いられる。
【００４０】
図１（ａ）に示すように、副反射器３６は、その取り付け状態において反射面３６ａと発光管１０の発光部１０Ａとが接しないようこれら反射面３６ａと発光部１０Ａとの間に隙間が確保されるように構成されている。この隙間があることで、マイクロ波励起ランプ３２に対する副反射器３６の位置決めを精度良く行うことができる。つまり、発光管１０と反射面３６ａとの間に形成される隙間によってマイクロ波励起ランプ３２に対する副反射器３６の取り付け位置の調整を行うことが可能になるので、発光管１０の発光部１０Ａの形状に関わらず反射面３６ａの焦点位置と一対のアンテナ１１ａ，１１ｂの中心位置（ギャップｇの位置）とを確実に一致させることができる。反射面３６ａの焦点位置は、楕円リフレクタ３４の第１焦点位置Ｐと一致する。
【００４１】
また、図１（ｂ）に示すように、副反射器３６はその開口側端部１３６ａがマイクロ波励起ランプ３２や楕円リフレクタ３４の中心線Ｏと一致する高さに配置され、副反射器３６の端部と楕円リフレクタ３４の端部とがオーバーラップしている。こうすることで、マイクロ波励起ランプ３２の周方向が副反射器３６の反射面３６ａと楕円リフレクタ３４の光束反射面３４ｂとによって囲まれることになり、反射面３６ａによって反射されるすべての光を光束反射面３４ｂへと確実に入射させることが可能になる。
【００４２】
なお、本実施形態の副反射器３６は係止部３６Ｂ，３６Ｃを有した両側支持構成とされているがこれに限ったものではなく、発光管１０のいずれか一方の細管部に支持可能とされる片側支持構成とされていてもよい。
【００４３】
（楕円リフレクタ）
図１（ａ），（ｂ）に示すように、楕円リフレクタ３４は、挿入孔３４ａを有する挿入部３４Ａと、挿入孔３４ａから拡がる方物曲面状の光束反射面３４ｂ（第１反射面）を有した反射部３４Ｂと、該反射部３４Ｂを支持する支持部３４Ｃとを備え、例えばホウ珪酸ガラス、石英ガラスから構成されている。
【００４４】
挿入部３４Ａにはその略中央に挿入孔３４ａが形成されており、この挿入孔３４ａに無機接着剤３７を介してマイクロ波励起ランプ３２の一端側が支持された状態で固定されている。より具体的には、マイクロ波励起ランプ３２が挿入部３４Ａの挿入孔３４ａや反射部３４Ｂの光束反射面３４ｂと同軸をなすように保持されている（図６（ａ）も適宜参照）。
【００４５】
反射部３４Ｂは、全体的に略半椀形状（半ドーム形状）とされ、光射出方向前方（図１（ａ）中の矢印Ａ’で示す方向）から見ると図１（ｂ）で示すような円弧形状を呈している。半椀形状を呈する光束反射面３４ｂは、マイクロ波を透過するとともに発光管１０から入射する光束を反射する誘電体多層膜によって構成され、可視光を反射して赤外線を透過するコールドミラーとなっている。
【００４６】
ここで、図１（ａ）に示すように、光束反射面３４ｂの二つの焦点位置の一方（第１焦点位置Ｐ）と一対のアンテナ１１ａ，１１ｂの中心位置（ギャップｇの位置）とが略一致するように構成されている。そのため、マイクロ波励起ランプ３２を固定する際には、ギャップｇと光束反射面３４ｂの第１焦点位置Ｐ（図１（ａ））とが一致するように光軸方向の位置調整も同時に行うとともに、挿入部３４Ａに対するマイクロ波励起ランプ３２の径方向における位置調整も同時に行うようにすることで、楕円リフレクタ３４からの光束が第１焦点位置Ｐに集光する。
【００４７】
また図６（ｂ）に示すように、楕円リフレクタ３４の光軸方向長さＬ２は、マイクロ波励起ランプ３２におけるアンテナの全長Ｌ１（ギャップｇを含む長さ）よりも短く、アンテナ１１ａ，１１ｂと同軸ケーブル１４２，１４２との接続点が楕円リフレクタ３４の外部に配置される構成となっている。本実施形態では、副反射器３６の係止部３６Ｃの端部が楕円リフレクタ３４から露出している。そして、マイクロ波励起ランプ３２に接続される同軸ケーブル１４２，１４２（図３参照）のうち少なくともアンテナ１１ｂに接続される同軸ケーブル１４２が楕円リフレクタ３４の支持部３４Ｃ側に引き廻されるものとし、楕円リフレクタ３４からの射出光が同軸ケーブル１４２によって遮られることがないようにする。これにより、光束反射面３４ｂによってマイクロ波励起ランプ３２からの放射光のほとんどが第２焦点位置Ｑ（図１（ａ）参照）で集束するようになる。
【００４８】
図６（ｃ）に示すように、楕円リフレクタ３４における反射部３４Ｂはその端部１３４ａを支持部３４Ｃの嵌合溝１３５ｃ内に嵌合させるだけで該支持部３４Ｃに対する位置決めが容易になされる。嵌合溝１３５ｃは反射部３４Ｂとの嵌合状態を確実に維持可能とする深さで形成されている。
【００４９】
［マイクロ波電源部］
次に、マイクロ波電源部について図２を用いて説明する。
本実施形態では、固体高周波発振部２０から発振されるマイクロ波を２系統に分配し、マイクロ波励起ランプ３２の各アンテナ１１ａ，１１ｂに接続する各伝送路４００Ａ，４００Ｂから各アンテナ１１ａ，１１ｂにマイクロ波をそれぞれ供給する構成となっている。これは、例えば固体高周波発振部２０にダイヤモンドＳＡＷ発振器２８から発振されたマイクロ波を２系統に分配する分配器１１３などをアンプ２９の後段に設けることにより可能となる。
【００５０】
図２に示すようにマイクロ波電源部２００は、各伝送路４００Ａ，４００Ｂ上に高周波信号を出力する固体高周波発振部２０（マイクロ波電源）と、反射波強度を検出するパワーモニタ２２と、反射波強度から反射率を求めてアンプ２９を制御する制御回路２１と、信号の流れる方向に制限をつけるサーキュレータ２３と、固体高周波発振部２０とマイクロ波励起ランプ３２との特性インピーダンスのマッチングを行うマッチング回路２４とをそれぞれ有して構成されている。
【００５１】
固体高周波発振部２０は、電源（不図示）と、固体高周波発振器である弾性表面波（Surface Acoustic Wave：SAW）発振器としてのダイヤモンドＳＡＷ発振器２８と、アンプ２９とを有して構成される。
【００５２】
電源（不図示）は、駆動信号に基づいて、ダイヤモンドＳＡＷ発振器２８と、アンプ２９とに電力を供給する。ダイヤモンドＳＡＷ発振器２８は、アンプ２９の前段に接続されており、ＧＨｚ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アンプ２９に出力する。アンプ２９は、入力された高周波信号を増幅した後、光源部３００へ出力する。
【００５３】
ダイヤモンドＳＡＷ発振器２８は、移相回路（不図示）によって高周波信号に周波数変調をかけることが可能な周波数可変発振器であり、発光管１０に対してマイクロ波周波数を可変及び調整することができる。
【００５４】
アンプ２９は、ダイヤモンドＳＡＷ発振器２８から出力された信号を、発光管１０内に封入される発光物質を励起して発光させることができる高周波出力レベルに増幅させて、２．４５ＧＨｚ帯の高周波信号を出力することができる。
【００５５】
制御回路２１は、パワーモニタ２２、サーキュレータ２３、マッチング回路２４を制御することができる。
【００５６】
サーキュレータ２３は、アンプ２９で増幅された高周波信号を光源部３００に供給するとともに、信号の流れる方向に制限をつける機能を有している。アンプ２９によって高周波出力レベルに増幅された高周波信号（マイクロ波）は、発光管１０内に封入されている発光物質を励起して発光管１０を発光させることができる。また、高周波信号を光源部３００に供給した結果として、光源部３００から反射された反射波（消費されなかった余剰電力）が固体高周波発振部２０に戻ることを阻止するアイソレータの機能も有しており、アンプ２９などの故障を防止している。
【００５７】
マッチング回路２４は、サーキュレータ２３の後段に設けられ、固体高周波発振部２０側の特性インピーダンスと光源部３００側の特性インピーダンスとの整合を行う。このマッチング回路２４により、一定の特性インピーダンス、具体的には５０Ωとされている。
【００５８】
パワーモニタ２２は、サーキュレータ２３の電力強度をモニタリングすることによって、光源部３００から反射された反射波の反射強度を検出する機能を有している。そして、このパワーモニタ２２と制御回路２１とが電気的に接続されている。これにより、パワーモニタ２２でモニタリングした結果を制御回路２１にフィードバックすることができる。このフィードバックされたデータに基づいて、マッチング回路２４を制御することによって、反射波の強度が常に最小になるようにマッチング回路２４を調整するフィードバック制御が行われる。
【００５９】
これにより、マイクロ波励起ランプ３２からの反射波による伝送損失を低減させ、光源装置全体としてのエネルギー効率を向上させることができる。
【００６０】
そして、アンプ２９、分配器１１３、サーキュレータ２３、マッチング回路２４及びマイクロ波励起ランプ３２のアンテナ１１ａの各々は同軸ケーブル４２によって接続されている。
【００６１】
なお、固体高周波発振部２０に適用される発振器としては、ダイヤモンドＳＡＷ共振子を用いたダイヤモンドＳＡＷ発振器に限定されず、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。また、パワーモニタ２２におけるモニタリングの方法は、例えば図示しないショットキーダイオード（ＳＢＤ）を利用することによって、マイクロ波の電流の大きさを測定して、検出することで可能である。
【００６２】
なお、固体高周波発振部２０に適用される発振器としては、ダイヤモンドＳＡＷ共振子を用いたダイヤモンドＳＡＷ発振器に限定されず、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。
【００６３】
ダイヤモンドＳＡＷ発振器２８から発振されたマイクロ波の高周波信号は、アンプ２９で増幅された後に分配器１１３において２系統に分配され各伝送路４００Ａ，４００Ｂに供給される。そして、固体高周波発振部２０から延在する各伝送路４００Ａ，４００Ｂ上に設けられたマッチング回路２４によってこれら各伝送路４００Ａ，４００Ｂとマイクロ波励起ランプ３２とのインピーダンスの整合を取る。
【００６４】
また、２系統の伝送ラインのうち片側のみに位相制御回路１１４を設けておくことが好ましい。この位相制御回路１１４は、各伝送路４００Ａ，４００Ｂからマイクロ波励起ランプ３２に入力されるマイクロ波の位相差を検出し、その検出した位相差に基づいてマイクロ波励起ランプ３２の中心（ギャップｇの中央）において、マイクロ波電力の強度が最大となるように位相制御を行う。これにより、各伝送路４００Ａ，４００Ｂからマイクロ波励起ランプ３２の両アンテナ１１ａ，１１ｂに給電されるマイクロ波の位相差を最適な値に調整することができるので、発光の際のエネルギー効率が高められ発光輝度を容易に調整可能となる。
【００６５】
次に、光源装置の作用について述べる。
上述したような構成の光源装置２を駆動させると、固体高周波発振部２０から発振されたマイクロ波が各伝送路４００Ａ，４００Ｂを介してマイクロ波励起ランプ３２へと供給され、発光管１０内に封入されている発光物質がマイクロ波によって励起されてプラズマ発光する。そして、マイクロ波励起ランプ３２から放射された光のうちの一部（すなわち、楕円リフレクタ３４の光束反射面３４ｂとは反対側に放射された光）が副反射器３６の反射面３６ａによって発光管１０の発光空間Ｋへと反射され、これによってマイクロ波励起ランプ３２からの放射光（副反射器３６からの反射光も含む）のほとんどが楕円リフレクタ３４へ入射して光束反射面３４ｂにより集束される。
【００６６】
上述したように、本実施形態のマイクロ波励起ランプ３２は、発光空間Ｋを光軸Ｌの周りに取り囲む壁部が環状の凸レンズ１０１とされており、発光管１０の発光部１０Ａにレンズ作用が付与されている。そのため、発光部１０Ａから放射される光束のうち副反射器３６側に放射された光束Ｒ１，Ｒ２は、凸レンズ１０１の内面１０１ａ（図３）によって角度θ１で１次屈折され、凸レンズ１０１（壁部）の外面１０１ｂによって角度θ２で２次屈折されて副反射器３６へと入射する。（ここで、角度θ１は初期放射線Ｕ０に対する屈折角、角度θ２は１次屈折線Ｕ１に対する屈折角である。）そして、副反射器３６に入射した光束Ｒ１，Ｒ２は、楕円曲面を呈する反射面３６ａによって再び発光空間Ｋ内へと反射される。反射面３６ａが楕円曲面とされていることによって、光束Ｒ１，Ｒ２が発光空間Ｋへと確実に反射される。
【００６７】
一方、発光部１０Ａから楕円リフレクタ３４へ向かって放射される光束Ｒ１，Ｒ２（副反射器３６からの反射光も含む）においても同様に、凸レンズ１０１（壁部）の内面１０１ａによって角度θ１で１次屈折されたのち、外面１０１ｂによって角度θ２で２次屈折されて楕円リフレクタ３４へと入射する。そして、楕円リフレクタ３４に入射した光束Ｒ１，Ｒ２は、光束反射面３４ｂによって第２焦点位置Ｑに集束される。
このように、発光部１０Ａのレンズ作用によって光束Ｒ１，Ｒ２が光軸方向における第１焦点位置Ｐ側に向かって屈曲が繰り返されるため、マイクロ波励起ランプ３２からの放射光の略すべてが光束反射面３４ｂに対して局所的に入射することになる。
【００６８】
光束Ｒ１，Ｒ２の反射光路について詳述する。
図７（ａ）に示すように、本実施形態の構成によれば、副反射器３６の楕円凹曲面状を呈する反射面３６ａによって反射された光束Ｒ１，Ｒ２の焦点が焦点位置Ｐとなる。光束Ｒ１，Ｒ２の入射光路と反射光路がそれぞれ一致することによってマイクロ波励起ランプ３２からの放射光（反射光を含む）が効率よく楕円リフレクタ３４へと入射することになる。
【００６９】
図７（ｂ）に示すように、副反射器２３６の反射面２３６ａが光軸Ｌに対して平行をなす平面であった場合、光束Ｒ１，Ｒ２は反射面２３６ａで反射されて図中の破線で示す光路で反射されることになる。反射面２３６ａによって反射された光束Ｒ１’，Ｒ２’は、焦点位置Ｐよりも楕円リフレクタ３４に近い焦点位置Ｐ１で集光してより狭い放射角で楕円リフレクタ３４へ入射することになる。このような光軸Ｌに対して平行をなす平板状の反射面２３６ａを有した副反射器２３６を設けてもよい。
【００７０】
以下に、本実施形態における効果を述べる。
本実施形態の光源装置２によれば、マクロ波励起ランプ３２から放射される光の放射角を光軸方向において狭くすることができるため、楕円リフレクタ３４の光軸方向長さＬ２（図６）を短くすることができる。また、本実施形態においては、光束反射面３４ｂが半椀形状とされていることから楕円リフレクタ３４の高さ（光軸Ｌに交差する（半径）方向の高さ）が従来の半分程度に薄型化されていることもあり、光源装置２全体を大幅に小型化することができる。
【００７１】
また、発光管１０内に封入されている発光物質の蒸気圧は発光管内面の最冷点（最も温度の低い箇所）で決定される。発光管１０の発光物質が封入されている箇所、すなわち発光部１０Ａは管壁が厚く温度が低くなり易いため、特にこの部分を保温する必要があることから、本実施形態では、発光管１０の外面に保温膜７５，５７を設ける構成とした。保温膜７５，７５は、可視光以外の帯域（紫外線、赤外腺）の光を吸収して熱エネルギーに変える特性を有していることから、マイクロ波励起ランプ３２を効果的に保温することが可能になる。また、保温膜７５，７５が発光管１０の熱伝送率よりも小さい熱伝導率であるので、発光管１０のうち保温膜７５，７５が設けられた部位の温度を効率よく上昇させて高い温度で維持することができる。保温膜７５，７５によって保温することで管壁を介して発光空間Ｋ内が温められ、発光物質の蒸発温度を効率よく上昇させることが可能となる。
このように、マイクロ波励起方式でアンテナ１１ａ，１１ｂ（電極）の温度を下げつつ、保温膜７５，７５によって発光管１０内部のガス圧を高めることによって発光効率を向上させることが可能になる。
【００７２】
また、両側給電方式のマイクロ波励起ランプの場合、マイクロ波励起ランプの発光部の周方向を取り囲むような光束反射面を有した半椀形状のリフレクタを用いると、光束反射面から射出される光の一部が、マイクロ波励起ランプに接続された同軸ケーブルによって遮られてしまう。しかも、マイクロ波を伝送する同軸ケーブル４２（１４２）はアーク放電ランプで用いられる同軸ケーブルよりも径が大きいため影も大きく出てしまっていた。
【００７３】
これに対して本実施形態では、楕円リフレクタ３４の光束反射面３４ｂがマイクロ波励起ランプ３２の発光部１０Ａの周方向全体を取り囲むのではなくその半周側（半球面）のみを囲むようにして構成されているので、楕円リフレクタ３４から射出された光は同軸ケーブル１４２によって遮られることなく第２焦点位置Ｑに全て集束される。そのため、楕円リフレクタ３４の支持部３４Ｃ側を同軸ケーブル４２の引き回し領域とすることが可能となる。すなわち、同軸ケーブル１４２をアンテナ１１ｂとの接続位置から第２焦点位置Ｑまでの間で楕円リフレクタ３４の支持部３４Ｃ側に引き廻すようにすることで、同軸ケーブル１４２によって影が生じてしまうことを防止できる。
【００７４】
このように同軸ケーブル１４２による遮光の影響を回避することができるので、楕円リフレクタ３４から射出される光の利用効率を向上させることができる。また、マイクロ波励起ランプ３２の放射光のうち副反射器３６側に放射された光を副反射器３６の反射面３６ａによって発光管１０の発光空間Ｋへと反射させることによって、マイクロ波励起ランプ３２の放射光の略全てを楕円リフレクタ３４の光束反射面３４ｂへと入射させることが可能になる。そのため、楕円リフレクタ３４が従来よりも大幅に小型化されてもマイクロ波励起ランプ３２の放射光を有効利用できる。
【００７５】
なお、発光管の形状は上記実施形態に限ったものではなく、図８に示すように発光管１１０内の発光空間Ｋが糸巻き状となるように壁部１０２の内面１０２ａが内側に突出していてもよい。このような形状とすることによって、発光部１０Ａの壁部１０２の屈折角度をさらに大きくすることができる。そのため、マイクロ波励起ランプ３２から放射される光の放射角をより狭くすることができる。すると、楕円リフレクタ３４の光軸方向における長さを短くすることが可能となり、さらなる小型化を図ることが可能となる。
また、発光管１０の発光部１０Ａの外周面に別途形成された環状の凸レンズ部材を設ける構成としてもよい。この場合、例えば凸レンズ部材の頂部をマイクロ波励起ランプ３２のギャップｇ（楕円リフレクタ３４の第１焦点位置Ｐ）と一致させるようにして組み立てる。
【００７６】
以上述べた光源装置２によれば、照度の低下を回避できるので、プロジェクタ等の光学機器として有効に利用することができる。
【００７７】
また、光束反射面３４ｂを有する反射部３４Ｂは平板状の底部１３５ａを有する支持部３４Ｃと一体に形成されているため、プロジェクタ等の光学機器へ取り付ける際には支持部３４Ｃを下にして配置すればよいことになり、リフレクタ固定部材を別途用意する必要もなくなるのでプロジェクタ等の光学機器への取り付けが簡単になる。
【００７８】
（第２の実施形態）
図９は、本発明の第２の実施形態に係る光源装置の構成を示す模式図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）中の矢印Ｄ側から見た正面図である。
以下の説明では、先の実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
本実施形態は、図９に示すようにマイクロ波励起ランプ３２を２つ備えた点において先の実施形態と異なる。
【００７９】
本実施形態の光源装置７０は、一対のマイクロ波励起ランプ３２，３２と、これら一対のマイクロ波励起ランプ３２，３２を収容可能とする楕円リフレクタ２３４と有して構成されている。楕円リフレクタ２３４の挿入部３４Ａには２つの挿入孔３４ａが水平方向に並んで配置されており、各挿入孔３４ａ内にマイクロ波励起ランプ３２がそれぞれ挿入され固定されている。また、各マイクロ波励起ランプ３２，３２に取り付けられている副反射器３６，３６の各反射面３６ａ，３６ａが楕円リフレクタ２３４の光束反射面３４ｂと対向するように配置されている。楕円リフレクタ２３４に対する副反射器３６，３６の配置は、それぞれの反射面３６ａ，３６ａが光束反射面３４ｂと対向していれば図７に示す姿勢以外であってもよい。
【００８０】
本実施形態の光源装置７０によれば、マイクロ波励起ランプ３２を一対設けたことにより必然的にその光量が倍になるため、光源装置７０としての照度をより一層向上させることができる。なお、マイクロ波励起ランプ３２を３つ以上設けるようにしても良い。
【００８１】
［プロジェクタ］
次に、以上のようにして構成された光源装置が組み込まれたプロジェクタについて説明する。図１０は、プロジェクタの光学系における構成部の構造を示す模式図である。
【００８２】
図１０に示すプロジェクタ１００は、光源装置２（７０）を備え、該光源装置２（７０）から出射された出射光の照度分布を均一化して、液晶パネルの画像形成領域を均一に照明するための照明光学系１３０と、この照明光学系１３０から出射される光束Ｗを、赤、緑、青の各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂに分離すると共に赤色光束Ｒおよび緑色光束Ｇをそれぞれ対応する液晶パネル（光変調部）に導く色光分離光学系１４０と、色光分離光学系１４０によって分離された各色光束のうち、光路の長い青色光束Ｂを対応する液晶パネルに導くリレー光学系１５０と、各色光束を与えられた画像情報に従って変調する光変調装置としての液晶パネル１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃ（特に区別しない場合は１６０と符号を付す）と、変調された各色光束を合成するクロスダイクロイックプリズム１７０と、合成された光束を投射面１８０上に拡大投射する投射レンズ１９０とを備えている。
【００８３】
照明光学系１３０は、光源装置２（７０）の他に第一レンズアレイ１３１と、第二レンズアレイ１３２と、偏光変換素子１３３と、重畳レンズ１３４とを備えており、光源装置２（７０）から発せられた光を第一レンズアレイ１３１によって複数の部分光束に分割し、その部分光束のそれぞれを第二レンズアレイ１３２および偏光変換素子１３３を介して重畳レンズ１３４に入射させ、入射された複数の部分光束のそれぞれを、重畳レンズ１３４によって液晶パネル１６０上に重畳して照射するもので、このように重畳照明することにより液晶パネル１６０を均一に照明するようにしている。
【００８４】
色光分離光学系１４０は、青緑反射ダイクロイックミラー１４１と緑反射ダイクロイックミラー１４２と、反射鏡１４３とを備えている。青緑反射ダイクロイックミラー１４１は、照明光学系１３０からの照明光の赤色光成分を透過させるとともに、青色光成分と緑色成分とを反射する。透過した赤色光束Ｒは、反射鏡１４３で反射されて、液晶パネル１６０ａに達する。一方、青緑反射ダイクロイックミラー１４１で反射された青色光束Ｂと緑色光束Ｇのうち、緑色光束Ｇは緑反射ダイクロイックミラー１４２によって反射され、液晶パネル１６０ｂに達する。一方、青色光束Ｂは、緑反射ダイクロイックミラー１４２も透過してリレー光学系１５０へと入射する。
【００８５】
リレー光学系１５０は、青色光束Ｂを対応する液晶パネル１６０ｃに導く光路中に設けられ、青色光束Ｂをその強度を維持したまま液晶パネル１６０ｃまで導くものであり、第二リレーレンズ１５２に集光する第一リレーレンズ１５１と、第二リレーレンズ１５２と、コンデンサーレンズ１５３と、反射鏡１５４、１５５とを備えている。
【００８６】
３枚の液晶パネル１６０は、入射した光を、与えられた画像情報（画像信号）に従ってそれぞれの色光を変調し、それぞれの色成分の画像を形成する光変調手段としての機能を有するもので、いわゆる電気光源装置に相当するものである。なお、これら３つの液晶パネル１６０の入射側と出射側には図示しない偏光板が設けられており、所定の偏光光のみが液晶パネル１６０の入射側の偏光板を透過し、変調される。
【００８７】
変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム１７０に入射して合成され、合成された光は投射レンズ１９０（投射部）によって投射面１８０上に投射される。
【００８８】
このように構成されたプロジェクタ１００においては、本発明による光源装置２（７０）が用いられているので光の利用効率が高く、コントラストと明るさに優れた信頼性の高いプロジェクタとすることができる。
【００８９】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもなく、上記各実施形態を組み合わせても良い。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００９０】
例えば、アンテナ１１ａ，１１ｂが先端に向かって先鋭形状とされていてもよく、これによって、マイクロ波の放射指向性が向上し、発光管１０の中央部にマイクロ波を集中させることができる。また、低エネルギーのマイクロ波であっても発光物質を効率よく励起させることが可能となる。
【００９１】
上記実施形態では、アンテナ１１ａ，１１ｂの先端が僅かに発光空間Ｋ内に侵入しているが、アンテナ１１ａ，１１ｂの先端は発光空間Ｋ内に侵入しなくても構わない。アンテナ１１ａ，１１ｂの先端が発光空間Ｋ内に侵入している場合には、発光空間Ｋ内に充填された発光物質の種類にもよるが、発光物質との反応によってアンテナ１１ａ，１１ｂの金属が腐食することが考えられるので、その場合には、アンテナ１１ａ，１１ｂの先端を保護膜で被覆しておくことが好ましい。
【００９２】
例えば、本実施形態では同軸ケーブルを用いているが、これに限らず、ストリップ線路やマイクロストリップ線路、導波管など様々な伝送線路を用いることができる。
【００９３】
また、上記実施形態でのプロジェクタ１００は、光変調部として液晶パネルを用いている。しかし、これに限らず、一般に、入射光を画像情報に応じて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使用しても良い。なお、マイクロミラー型光変調装置としては、例えば、ＤＭＤ（Digital Micro mirror Device）（登録商標）を用いることができる。なお、マイクロミラー型光変調装置を用いた場合には、入射偏光板や射出偏光板などは不要とすることができ、偏光変換素子も不要とすることができる。
【００９４】
上記実施形態での光源装置２，７０は、透過型液晶方式のプロジェクタ１００に用いられている。しかし、これに限らず、反射型液晶方式であるＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）方式などを採用したプロジェクタに用いられても同様の効果を奏することが可能である。
【００９５】
上記実施形態での光変調部は、液晶パネルを３枚使用する３板方式であっても、液晶パネルを１枚使用する単板方式を用いても良い。なお、単板方式を用いた場合には、照明光学系の色分離光学系や色合成光学系などは不要とすることができる。
【００９６】
上記実施形態での光源装置２，７０は、外部に設置されるスクリーンに光学像の投射を行うフロントタイプのプロジェクタに適用している。しかし、これに限らず、プロジェクタの内部にスクリーンを有して、そのスクリーンに光学像を投射するリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。
【００９７】
上記実施形態でのプロジェクタ１００に電圧調整部を設け、固体高周波発振部２０のアンプ２９の増幅度を可変とすることでも良い。このような構成にすることで、マイクロ波の出力パワーを可変できるため、発光管１０で発光する光束の輝度を可変できる。従って、投射する映像のシーン（例えば、明るいシーンや暗いシーン）に合わせて、増幅度を調整することにより、プロジェクタ１００から投射される映像光の輝度を映像のシーンに合わせて調整を行うことができる。
【００９８】
上記実施形態での光源装置２，７０は、固体高周波発振部２０で２．４５ＧＨｚ帯の高周波信号を出力し、アンテナ１１ａ，１１ｂからマイクロ波として放射している。しかし、これに限らず、弾性表面波共振子の構成を適宜変更することにより、色々な高周波信号を出力し、マイクロ波として放射して、発光管１０を発光させることも可能となる。また、このようにすることで、発光管１０に封入する発光物質の種類や発光具合（発光色の具合）に合わせるマイクロ波を放射させることも可能となる。
【００９９】
上記実施形態での光源装置２，７０は、プロジェクタの光源として適用している。しかし、これに限らず、小型軽量の光源装置は、他の光学機器に適用しても良い。また、航空、船舶、車輌などの照明機器や、屋内照明機器などへも好適に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光源装置の構成を示す模式図。
【図２】マイクロ波電源部の概略構成を示すブロック図。
【図３】マイクロ波励起ランプの概略構成及び同軸ケーブルとの接続状態を示す図。
【図４】副反射器の概略構成を示す模式図。
【図５】マイクロ波励起ランプ対する副反射器の取り付け方を示す説明図。
【図６】楕円リフレクタの概略構成を示す模式図。
【図７】構成の異なる副反射器ごとに反射光路を説明するための模式図。
【図８】発光管の他の実施形態を示す模式図。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る光源装置の構成を示す模式図。
【図１０】プロジェクタの光学系における構成部の構造を示す模式図。
【符号の説明】
【０１０１】
２…光源装置（第１の実施形態）、１０…発光管、１０Ａ…発光部、１０Ｂ，１０Ｃ…細管部、１１ａ，１１ｂ…アンテナ、２０…固体高周波発振部（マイクロ波電源）、３２…マイクロ波励起ランプ、３４…楕円リフレクタ、３４ｂ…光束反射面（第１反射面）、３６…副反射器、３６Ａ…副反射器の反射部、３６ａ…反射面（第２反射面）、３６Ｂ，３６Ｃ…係止部、７５…保温膜（機能膜）、１０１…凸レンズ（壁部）、１０１ａ…内面、１０１ｂ…外面、１１４…位相制御回路、Ｋ…発光空間、２００…マイクロ波電源部、４００Ａ，４００Ｂ…伝送路、３００…光源部、４２（１４２）…同軸ケーブル、７０…光源装置（第２の実施形態）、１００…プロジェクタ、１６０ａ，１６０ｂ，１６０ｃ…液晶パネル（光変調部）、１９０…投射部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置及びそれを備えたプロジェクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、プロジェクタに用いられる光源装置として、マイクロ波放電方式を用いた無電極光源が提案されてきている。無電極光源は、従来の白熱灯や高圧水銀ランプに代表される電極放電式ランプとは異なり発光管内部に放電用の電極を有しないので、電極の消耗やそれに伴う発光管の白濁や黒化等に起因する発光管の劣化が抑制される。また、発光管内に封入される発光物質の選択肢が広がり、必ずしも水銀を使用する必要がないので不必要な紫外線を放出せずに済み、プロジェクタ向けの長寿命光源として期待されている。
光源装置には、ランプから放射される光を反射して一方向に射出するリフレクタが設けられている。リフレクタは椀形状とされており、光学機器の内部への取り付けに手間が掛かったり配置に十分なスペースを確保する必要がある。
【０００３】
光源装置の小型化を目的とした構成として、ランプ容器の発光管の半球面に全反射膜を設けた構造が特許文献１に開示されている。これにより、光学機器の内部にリフレクタを取り付けるスペースを確保する必要がなくなるので装置全体を小型化することができる。
【特許文献１】特開２００６−９２９１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の全反射膜ではランプから放射された光を所望の方向に屈折することが困難なため、別途形成されたレンズなどを新たに設置する必要があった。そのため、装置小型化の実現が必ずしも成し遂げられるとは言い切れない。
【０００５】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、装置全体の小型化を図るとともに光の利用効率を向上できる光源装置及びそれを備えたプロジェクタを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の光源装置は、上記課題を解決するために、マイクロ波を出力するマイクロ波電源と、前記マイクロ波の照射を受けて発光する発光物質が封入される発光空間を有する発光管と、該発光管の前記発光空間内において互いの端部が所定間隔をおいて対向する一対のアンテナとを有するマイクロ波励起ランプと、前記マイクロ波励起ランプに対して半椀形状の第１反射面が対向するように配置された楕円リフレクタと、前記マイクロ波励起ランプを挟んで前記第１反射面と対向する第２反射面を有した副反射器と、を備え、前記発光空間を前記マイクロ波励起ランプの光軸周りに取り囲む前記発光管の壁部の少なくとも一部に凸レンズが形成されていることを特徴とする。
【０００７】
半椀形状の第１反射面を有する本発明のリフレクタは、従来のリフレクタの半分程度の大きさであることからリフレクタの小型化を実現することができる。また、発光空間をマイクロ波励起ランプの光軸周りに取り囲む発光管の壁部の少なくとも一部が凸レンズとされており、これによって発光空間から放射される光の一部が屈折して、マイクロ波励起ランプから放射される放射光の放射角を狭くすることができる。特に、壁部の第１反射面に対向する側を凸レンズとすることで、マイクロ波励起ランプの放射光が第１反射面に局所的に入射することになるためリフレクタの形状をより小型化することが可能となる。さらに本発明においては、マイクロ波励起ランプから放射される光のうち第１反射面に入射しない方向（副反射器側）へ放射された光を第２反射面によって反射させてリフレクタへ入射させているため、マイクロ波励起ランプからの放射光の利用効率が維持される。なお、マイクロ波励起ランプはアンテナ（電極）に直接電流が流れないためアンテナにジュール熱が発生せず、アンテナの寿命が延命できるという効果を有する。
【０００８】
また、壁部が、前記発光空間を前記マイクロ波励起ランプの光軸周りに取り囲む環状の凸レンズであることが好ましい。
本発明によれば、発光空間から放射される光が壁部によって屈折されるため、マイクロ波励起ランプを挟むようにして対向する第１反射面と第２反射面に対してマイクロ波励起ランプからの放射光が局所的に入射することになり、マイクロ波励起ランプの放射光の放射角を光軸方向において狭くすることができる。これに伴って、リフレクタを光軸方向に小型化することができる。
【０００９】
また、凸レンズの凸面が、前記壁部の外面の少なくとも一部を構成することが好ましい。
本発明によれば、マイクロ波励起ランプの放射光の放射角を光軸方向において狭くすることができるので、リフレクタの光軸方向の長さを小型化することができる。
【００１０】
また、凸レンズの凸面が、前記壁部の外面及び内面の少なくとも一部を構成することが好ましい。
本発明によれば、マイクロ波励起ランプからの放射光の放射角をより一層狭くすることができるので、リフレクタの光軸方向の長さをより小型化することができる。
【００１１】
また、前記マイクロ波励起ランプの前記一対のアンテナに、前記マイクロ波電源から延在する伝送線路がそれぞれ接続されていることが好ましい。
従来、マイクロ波励起ランプの一対のアンテナのそれぞれに伝送線路が接続されると、マイクロ波励起ランプの軸周りを取り囲むリフレクタ（反射面）の開口側に位置する伝送線路によって影ができてしまい、これによって光の利用効率が低下してしまうことがあった。本発明において、半椀形状を呈するリフレクタは、従来の半分程度の大きさしかないため、リフレクタのない側へ伝送線路を引き廻せばよい。そのため、マイクロ波励起ランプに給電を行う伝送線路によってリフレクタ（第１反射面）から射出される光が遮られることなく任意の焦点位置で集束することになる。よって、マイクロ波励起ランプの両側から給電する構造であっても伝送線路による影響を受けないため、光の利用効率を向上させることが可能となる。
【００１２】
また、前記壁部の一部に、赤外線あるいは紫外線を吸収する機能膜が設けられていることが好ましい。
発光管内に封入されている発光物質の蒸気圧は発光管内面の最冷点（最も温度の低い箇所）で決定される。発光管の発光物質が封入されている箇所は管壁が厚く温度が低くなり易いため、特にこの部分を保温することによって発光物質の蒸発温度を効率よく上昇させることが可能となる。本発明では、発光管の壁部の一部に機能膜が設けられている。機能膜は、マイクロ波励起ランプからの放射光の一部（赤外線あるいは紫外線）を吸収することによって熱エネルギーに変換し、発光管の壁部を効果的に保温することができる。このように、機能膜によってマイクロ波励起ランプの壁部が保温されて発光空間内の温度が上昇し、発光物質の蒸気圧が高められる。その結果、発光効率が向上する。
【００１３】
また、前記第２反射面が、非球面形状であることが好ましい。
本発明によれば、マイクロ波励起ランプからの放射光を発光空間内、すなわちリフレクタへと確実に反射させることが可能になる。
【００１４】
また、前記マイクロ波励起ランプが複数設けられていることが好ましい。
本発明によれば、マイクロ波励起ランプを複数設けることにより必然的に光量が増加することになるため、プロジェクタに用いる光源装置として好適なものとなる。
【００１５】
本発明のプロジェクタは、上記した光源装置と、前記光源装置から射出された光束を、入力された画像情報に応じて変調し光学像を形成する光変調部と、前記光変調部により形成された前記光学像を投射する投射部と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、光の利用効率の高い光源装置を備えているので、コントラスト及び明るさに優れたプロジェクタを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１７】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の光源装置の概略を示す模式図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は正面図である。また、図２はマイクロ波電源部の概略構成を示すブロック図、図３はマイクロ波励起ランプの概略構成を示すとともに同軸ケーブルとの接続状態を示す模式図、図４は副反射器の概略構成を示す模式図、図５はマイクロ波励起ランプに副反射器を取り付けるときの説明図、図６はリフレクタの概略構成を示す模式図である。
【００１８】
一般にマイクロ波帯としての慣用的周波数は、３ＧＨｚ〜３０ＧＨｚを言うが、本案件では、ＵＨＦ帯からＳＨＦ帯に相当する３００ＭＨｚ〜３０ＧＨｚ帯と定義する。
【００１９】
図１（ａ）及び図２に示すように、本実施形態の光源装置２は、マイクロ波電源部２００と光源部３００とを有して構成されている。ここで、マイクロ波電源部２００はマイクロ波を発振する機能を有し、光源部３００はマイクロ波電源部２００から発振されたマイクロ波により光束を出射する機能を有し、これらマイクロ波電源部２００と光源部３００とが複数の同軸ケーブル４２（伝送線路）を介して接続されている。
【００２０】
マイクロ波電源部２００は、固体高周波発振部２０、分配器１１３、伝送路４００Ａ，４００Ｂを有する。伝送路４００Ａ，４００Ｂは、それぞれ制御回路２１、パワーモニタ２２、サーキュレータ２３、及びマッチング回路２４を備えており、分配器１１３から延在する各同軸ケーブル４２（伝送線路）上にサーキュレータ２３とマッチング回路２４が接続されている。
【００２１】
光源部３００は、マイクロ波励起ランプ３２を備え、固体高周波発振部２０から伝送路４００Ａ，４００Ｂを介して導入されるマイクロ波によって発光する。
このように、本実施形態は両側給電方式の光源装置である。
【００２２】
［光源部］
以下、光源部の構成について詳述する。
図１（ａ）及び図２に示すように、光源部３００は、マイクロ波励起ランプ３２と、副反射器３６と、楕円リフレクタ３４と備えている。楕円リフレクタ３４の挿入部３４Ａにはその略中央に挿入孔３４ａが形成されており、この挿入孔３４ａ内にマイクロ波励起ランプ３２の一端側が支持された状態で固定されている。一方、副反射器３６は楕円リフレクタ３４よりも小型の反射部材であって、反射面３６ａがマイクロ波励起ランプ３２を挟んで楕円リフレクタ３４の光束反射面３４ｂと対向するようにマイクロ波励起ランプ３２に取り付けられている。
本実施形態において、マイクロ波励起ランプ３２の放射光のうち、楕円リフレクタ３４とは反対側へ放射された光を副反射器３６によってマイクロ波励起ランプ３２へと反射させ、マイクロ波励起ランプ３２からの放射光（副反射器３６からの反射光も含む）を楕円リフレクタ３４で集束する。
【００２３】
（マイクロ波励起ランプ）
図１（ａ），（ｂ）に示すマイクロ波励起ランプ３２は、表面の一部に保温膜７５，７５（機能膜）が設けられた発光管１０と、この発光管１０内に配置される一対のアンテナ１１ａ，１１ｂとを備えている。発光管１０は、例えば石英ガラス等の非導電性材料から形成され、中央部分が略球状に膨出した発光部１０Ａと、発光部１０Ａの両側に延在する細管部１０Ｂ，１０Ｃとを有して構成されている。発光管１０の形成材料としては透明セラミックスや透明サファイヤなどを用いても良く、これにより発光管１０の光透過率や耐熱性を向上させることができる。
【００２４】
発光部１０Ａはその中央部に発光空間Ｋを有しており、このような発光空間Ｋを光軸Ｌの周りに取り囲む壁部が環状の凸レンズ１０１（図３参照）として機能する構成とされている。発光空間Ｋは、光軸Ｌに沿って延在するとともに光軸Ｌに沿う断面形状が矩形を呈する。また、その内径（光軸Ｌに交差する方向の長さ）が例えば１〜５ｍｍ程度となっている。発光部１０Ａは、その外形が略球状とされていることから、発光部１０Ａの外面１０１ｂの一部がレンズの凸面となる。
【００２５】
発光部１０Ａ内に形成された発光空間Ｋには、マイクロ波によって発光する発光物質が充填されている。発光物質としては、点灯中の水銀蒸気圧が１〜２００気圧程度（超高圧水銀ランプ）になるように水銀を封じ込めたものや、キセノンガスにヨウ化ナトリウムやヨウ化スカンジウムを用いたものを用いてもよい。発光物質を超高圧に封入することで、マイクロ波の励起によって十分な輝度を得ることができる。
【００２６】
アンテナ１１ａ，１１ｂは、例えば熱膨張係数が小さく耐熱性が高い導電性材料、具体的にはタングステンからなることが好適である。そして、各細管部１０Ｂ内にそれぞれに挿入され、発光部１０Ａの発光空間Ｋ内において互いの先端部同士を対向させ且つ互いに所定間隔（以下、ギャップｇと呼ぶこともある）をおいて配置されている。なお、ギャップｇはなるべく小さいほうが好ましく、これによって点光源に近い高輝度発光を得ることができる。
【００２７】
アンテナ１１ａ，１１ｂのうち細管部１０Ｂ，１０Ｃ内に配置される部分にはモリブデン製の金属箔が接続されている。これによって、石英ガラスとの熱膨張率差を打ち消すことができ発光空間Ｋ内の気密性を維持することが可能となる。
【００２８】
図３に示すように、アンテナ１１ａ，１１ｂのそれぞれの長さａとギャップｇとを含めた長さＬ１は、マイクロ波の波長の１／２の長さとなっている。マイクロ波の波長をλとすると、Ｌ１が「Ｌ＝ｎλ／２、ここでｎは奇数」を満たすようにする。その結果、ギャップｇにおいてマイクロ波の電界強度が大きく振幅し、発光管１０の発光空間Ｋ内にマイクロ波が効率よく放射されるので、効率よくプラズマを点灯および維持することができる。
【００２９】
ここで、保温膜の構成及び配置領域について述べる。
図３に示すように、本実施形態の発光管１０には、紫外線あるいは赤外線を吸収可能な保温膜７５，７５が設けられている。具体的には、発光部１０Ａにおける各細管部１０Ｂ，１０Ｃとの接続側の外周面を覆うようにして設けられ、各細管部１０Ｂ，１０Ｃとの接続部分から発光空間Ｋの端部位置までの領域Ａｒを被覆している。領域Ａｒは発光部１０Ａの中心部分と比べて肉厚が比較的薄いため熱を通しやすい。保温膜７５，７５は、比較的小さい（例えば、発光管１０の熱伝導率よりも小さい）熱伝導率を有し、可視光以外の帯域の光を吸収可能とする材料が用いられ、例えばシリカアルミナ系などの塗布膜から構成されている。発光空間Ｋから放射される光束を保温膜７５，７５が吸収して熱に変換する。保温膜７５，７５の温度が上昇することによって、マイクロ波励起ランプ３２における発光管１０の発光部１０Ａが保温（加熱）され、発光空間Ｋ内に充填されている発光物質の封入（蒸発）圧力が高められる。
【００３０】
保温膜７５，７５を設ける領域Ａｒは、副反射器３６や発光管１０の外形寸法、及び楕円リフレクタ３４の第１焦点位置Ｐ、第２焦点位置Ｑ（図１参照）などにより適宜設定される領域である。より具体的に、図１に示したマイクロ波励起ランプ３２から放射される光束のうち、発光部１０Ａの凸レンズ１０１の作用によって屈折される光束Ｒ１、Ｒ２が、保温膜７５，７５によって吸収されずに照明対象に対して照明可能な利用光として取り出せる領域である。実際には、マイクロ波励起ランプ３２は点光源とされていても迷光が発生するため、これらが副反射器３６で反射されるなどして保温膜７５，７５に吸収され、熱に変換されることになる。
なお、保温膜７５，７５は、発光部１０Ａの一部だけでなく、細管部１０Ｂ，１０Ｃとの接続部分を含むようにして細管部１０Ｂ，１０Ｃの端部を覆うように設けてもよい。
【００３１】
このような構成のマイクロ波励起ランプ３２には、アンテナ１１ａ，１１ｂに接続する図２の同軸ケーブル４２（１４２）を介して給電される。
【００３２】
図２に示した伝送路４００Ａ，４００Ｂを構成する各同軸ケーブル４２は、図３に示す内部導体４２Ａと、これを覆う外部導体４２Ｂと、さらに内部導体４２Ａと外部導体４２Ｂとの間に介在する誘電体４２Ｃ（絶縁体）とから構成されている。また、伝送路４００Ａ，４００Ｂ（各同軸ケーブル４２）の特性インピーダンスを５０Ωに保持しておくことで、信号伝達において損失を生じさせることなく高周波信号（マイクロ波）を効率よくマイクロ波励起ランプ３２へと供給することができる。
【００３３】
そして、各伝送路４００Ａ，４００Ｂにおける終端側の同軸ケーブル４２（１４２），４２（１４２）の内部導体４２Ａ，４２Ａがマイクロ波励起ランプ３２のアンテナ１１ａ，１１ｂに接続される。
【００３４】
（副反射器）
図４（ａ）に示すように、副反射器３６は、例えば石英ガラスから構成され、反射面３６ａを有する反射部３６Ａと、該反射部３６Ａの両側に延在する一対の係止部３６Ｂ，３６Ｃとを有し、これら一対の係止部３６Ｂ，３６Ｃのそれぞれがマイクロ波励起ランプ３２の発光管１０の各細管部１０Ｂ，１０Ｃにそれぞれ係止することによってマイクロ波励起ランプ３２に取り付けられる（図１（ａ）参照）。
【００３５】
図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、反射部３６Ａは全体的に略半球状を呈し、その内面が反射面３６ａとされている。反射面３６ａは、反射部３６Ａの内面に金属酸化多層薄膜からなる反射膜５５を蒸着形成して楕円凹曲面状に構成されている。反射面３６ａは、発光管１０の発光部１０Ａにおける凸レンズ１０１の作用を補正して反射光を発光空間Ｋへ確実に反射可能とすべく、楕円凹曲面状を呈する。反射面３６ａの曲率は、発光部１０Ａのレンズ形状あるいは屈折率に応じて設定される。
【００３６】
反射部３６Ａは、発光管１０の発光部１０Ａの半球面（下半分）を被覆可能な形状となっている。反射部３６Ａの断面形状は軸周り角度約１８０度とする略円弧状であることが好ましい。これ以上の角度になると、反射面３６ａによって反射された光が開口側から出られずに反射部３６Ａ内で反射を繰り返すことになってしまう。そのため、マイクロ波励起ランプ３２からの放射光が反射面３６ａによって楕円リフレクタ３４の光束反射面３４ｂへと確実に反射されるように反射面３６ａの開口幅や曲率を決定することが望ましい。
【００３７】
このような反射部３６Ａの両側に設けられる係止部３６Ｂ，３６Ｃは、発光管１０の細管部１０Ｂ，１０Ｃの外周を取り囲むような筒形状を呈したものであるがその周方向における一部が開口している。係止部３６Ｂ，３６Ｃそれぞれに設けられた開口３６ｅ，３６ｆは副反射器３６を平面視したときに対角位置となるように形成されており、これによって全体が左右非対称な形状とされている。図４（ｂ）に示すように係止部３６Ｂ，３６Ｃの各端部は反射部３６Ａの開口側に延出し、発光管１０の細管部１０Ｂ，１０Ｃを挿入可能な大きさで開口３６ｅ，３６ｆが形成されている。本実施形態では、図４（ｃ）中の開口幅Ｓで示すように周方向における１／４以上が開口している。
【００３８】
副反射器３６は、反射面３６ａが発光管１０における発光部１０Ａの光軸周りの半球面（楕円リフレクタ３４の光束反射面３４ｂとは反対側の面）を覆うとともに、組立時において反射面３６ａの焦点位置と一対のアンテナ１１ａ，１１ｂの中心位置（ギャップｇの位置）とが一致するようにしてマイクロ波励起ランプ３２に設けられている。これにより、マイクロ波励起ランプ３２から放射される光のうち光束反射面３４ｂ側とは反対側に放射される光をその反射面３６ａによって発光管１０の発光空間Ｋ内、ひいては光束反射面３４ｂへと反射させるよう機能する。
【００３９】
上記した構成の副反射器３６をマイクロ波励起ランプ３２に取り付ける際には、図５（ａ）に示すように、まず、マイクロ波励起ランプ３２を副反射器３６に対して斜めに傾けて発光管１０の細管部１０Ｂを副反射器３６の開口３６ｅ、細管部１０Ｃを開口３６ｆにそれぞれ対向配置させたのち、各開口３６ｅ，３６ｆから各細管部１０Ｂ，１０Ｃを挿入させて図中矢印で示す方向に回転させながら図５（ｂ）に示すような姿勢で配置する。その後、係止部３６Ｂ，３６Ｃの内面に配置される無機接着剤３７（図１（ａ）参照）を介して副反射器３６とマイクロ波励起ランプ３２とを接着固定する。無機接着剤３７にはシリカ、アルミナを主成分とした接着剤が用いられる。
【００４０】
図１（ａ）に示すように、副反射器３６は、その取り付け状態において反射面３６ａと発光管１０の発光部１０Ａとが接しないようこれら反射面３６ａと発光部１０Ａとの間に隙間が確保されるように構成されている。この隙間があることで、マイクロ波励起ランプ３２に対する副反射器３６の位置決めを精度良く行うことができる。つまり、発光管１０と反射面３６ａとの間に形成される隙間によってマイクロ波励起ランプ３２に対する副反射器３６の取り付け位置の調整を行うことが可能になるので、発光管１０の発光部１０Ａの形状に関わらず反射面３６ａの焦点位置と一対のアンテナ１１ａ，１１ｂの中心位置（ギャップｇの位置）とを確実に一致させることができる。反射面３６ａの焦点位置は、楕円リフレクタ３４の第１焦点位置Ｐと一致する。
【００４１】
また、図１（ｂ）に示すように、副反射器３６はその開口側端部１３６ａがマイクロ波励起ランプ３２や楕円リフレクタ３４の中心線Ｏと一致する高さに配置され、副反射器３６の端部と楕円リフレクタ３４の端部とがオーバーラップしている。こうすることで、マイクロ波励起ランプ３２の周方向が副反射器３６の反射面３６ａと楕円リフレクタ３４の光束反射面３４ｂとによって囲まれることになり、反射面３６ａによって反射されるすべての光を光束反射面３４ｂへと確実に入射させることが可能になる。
【００４２】
なお、本実施形態の副反射器３６は係止部３６Ｂ，３６Ｃを有した両側支持構成とされているがこれに限ったものではなく、発光管１０のいずれか一方の細管部に支持可能とされる片側支持構成とされていてもよい。
【００４３】
（楕円リフレクタ）
図１（ａ），（ｂ）に示すように、楕円リフレクタ３４は、挿入孔３４ａを有する挿入部３４Ａと、挿入孔３４ａから拡がる方物曲面状の光束反射面３４ｂ（第１反射面）を有した反射部３４Ｂと、該反射部３４Ｂを支持する支持部３４Ｃとを備え、例えばホウ珪酸ガラス、石英ガラスから構成されている。
【００４４】
挿入部３４Ａにはその略中央に挿入孔３４ａが形成されており、この挿入孔３４ａに無機接着剤３７を介してマイクロ波励起ランプ３２の一端側が支持された状態で固定されている。より具体的には、マイクロ波励起ランプ３２が挿入部３４Ａの挿入孔３４ａや反射部３４Ｂの光束反射面３４ｂと同軸をなすように保持されている（図６（ａ）も適宜参照）。
【００４５】
反射部３４Ｂは、全体的に略半椀形状（半ドーム形状）とされ、光射出方向前方（図１（ａ）中の矢印Ａ’で示す方向）から見ると図１（ｂ）で示すような円弧形状を呈している。半椀形状を呈する光束反射面３４ｂは、マイクロ波を透過するとともに発光管１０から入射する光束を反射する誘電体多層膜によって構成され、可視光を反射して赤外線を透過するコールドミラーとなっている。
【００４６】
ここで、図１（ａ）に示すように、光束反射面３４ｂの二つの焦点位置の一方（第１焦点位置Ｐ）と一対のアンテナ１１ａ，１１ｂの中心位置（ギャップｇの位置）とが略一致するように構成されている。そのため、マイクロ波励起ランプ３２を固定する際には、ギャップｇと光束反射面３４ｂの第１焦点位置Ｐ（図１（ａ））とが一致するように光軸方向の位置調整も同時に行うとともに、挿入部３４Ａに対するマイクロ波励起ランプ３２の径方向における位置調整も同時に行うようにすることで、楕円リフレクタ３４からの光束が第１焦点位置Ｐに集光する。
【００４７】
また図６（ｂ）に示すように、楕円リフレクタ３４の光軸方向長さＬ２は、マイクロ波励起ランプ３２におけるアンテナの全長Ｌ１（ギャップｇを含む長さ）よりも短く、アンテナ１１ａ，１１ｂと同軸ケーブル１４２，１４２との接続点が楕円リフレクタ３４の外部に配置される構成となっている。本実施形態では、副反射器３６の係止部３６Ｃの端部が楕円リフレクタ３４から露出している。そして、マイクロ波励起ランプ３２に接続される同軸ケーブル１４２，１４２（図３参照）のうち少なくともアンテナ１１ｂに接続される同軸ケーブル１４２が楕円リフレクタ３４の支持部３４Ｃ側に引き廻されるものとし、楕円リフレクタ３４からの射出光が同軸ケーブル１４２によって遮られることがないようにする。これにより、光束反射面３４ｂによってマイクロ波励起ランプ３２からの放射光のほとんどが第２焦点位置Ｑ（図１（ａ）参照）で集束するようになる。
【００４８】
図６（ｃ）に示すように、楕円リフレクタ３４における反射部３４Ｂはその端部１３４ａを支持部３４Ｃの嵌合溝１３５ｃ内に嵌合させるだけで該支持部３４Ｃに対する位置決めが容易になされる。嵌合溝１３５ｃは反射部３４Ｂとの嵌合状態を確実に維持可能とする深さで形成されている。
【００４９】
［マイクロ波電源部］
次に、マイクロ波電源部について図２を用いて説明する。
本実施形態では、固体高周波発振部２０から発振されるマイクロ波を２系統に分配し、マイクロ波励起ランプ３２の各アンテナ１１ａ，１１ｂに接続する各伝送路４００Ａ，４００Ｂから各アンテナ１１ａ，１１ｂにマイクロ波をそれぞれ供給する構成となっている。これは、例えば固体高周波発振部２０にダイヤモンドＳＡＷ発振器２８から発振されたマイクロ波を２系統に分配する分配器１１３などをアンプ２９の後段に設けることにより可能となる。
【００５０】
図２に示すようにマイクロ波電源部２００は、各伝送路４００Ａ，４００Ｂ上に高周波信号を出力する固体高周波発振部２０（マイクロ波電源）と、反射波強度を検出するパワーモニタ２２と、反射波強度から反射率を求めてアンプ２９を制御する制御回路２１と、信号の流れる方向に制限をつけるサーキュレータ２３と、固体高周波発振部２０とマイクロ波励起ランプ３２との特性インピーダンスのマッチングを行うマッチング回路２４とをそれぞれ有して構成されている。
【００５１】
固体高周波発振部２０は、電源（不図示）と、固体高周波発振器である弾性表面波（Surface Acoustic Wave：SAW）発振器としてのダイヤモンドＳＡＷ発振器２８と、アンプ２９とを有して構成される。
【００５２】
電源（不図示）は、駆動信号に基づいて、ダイヤモンドＳＡＷ発振器２８と、アンプ２９とに電力を供給する。ダイヤモンドＳＡＷ発振器２８は、アンプ２９の前段に接続されており、ＧＨｚ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アンプ２９に出力する。アンプ２９は、入力された高周波信号を増幅した後、光源部３００へ出力する。
【００５３】
ダイヤモンドＳＡＷ発振器２８は、移相回路（不図示）によって高周波信号に周波数変調をかけることが可能な周波数可変発振器であり、発光管１０に対してマイクロ波周波数を可変及び調整することができる。
【００５４】
アンプ２９は、ダイヤモンドＳＡＷ発振器２８から出力された信号を、発光管１０内に封入される発光物質を励起して発光させることができる高周波出力レベルに増幅させて、２．４５ＧＨｚ帯の高周波信号を出力することができる。
【００５５】
制御回路２１は、パワーモニタ２２、サーキュレータ２３、マッチング回路２４を制御することができる。
【００５６】
サーキュレータ２３は、アンプ２９で増幅された高周波信号を光源部３００に供給するとともに、信号の流れる方向に制限をつける機能を有している。アンプ２９によって高周波出力レベルに増幅された高周波信号（マイクロ波）は、発光管１０内に封入されている発光物質を励起して発光管１０を発光させることができる。また、高周波信号を光源部３００に供給した結果として、光源部３００から反射された反射波（消費されなかった余剰電力）が固体高周波発振部２０に戻ることを阻止するアイソレータの機能も有しており、アンプ２９などの故障を防止している。
【００５７】
マッチング回路２４は、サーキュレータ２３の後段に設けられ、固体高周波発振部２０側の特性インピーダンスと光源部３００側の特性インピーダンスとの整合を行う。このマッチング回路２４により、一定の特性インピーダンス、具体的には５０Ωとされている。
【００５８】
パワーモニタ２２は、サーキュレータ２３の電力強度をモニタリングすることによって、光源部３００から反射された反射波の反射強度を検出する機能を有している。そして、このパワーモニタ２２と制御回路２１とが電気的に接続されている。これにより、パワーモニタ２２でモニタリングした結果を制御回路２１にフィードバックすることができる。このフィードバックされたデータに基づいて、マッチング回路２４を制御することによって、反射波の強度が常に最小になるようにマッチング回路２４を調整するフィードバック制御が行われる。
【００５９】
これにより、マイクロ波励起ランプ３２からの反射波による伝送損失を低減させ、光源装置全体としてのエネルギー効率を向上させることができる。
【００６０】
そして、アンプ２９、分配器１１３、サーキュレータ２３、マッチング回路２４及びマイクロ波励起ランプ３２のアンテナ１１ａの各々は同軸ケーブル４２によって接続されている。
【００６１】
なお、固体高周波発振部２０に適用される発振器としては、ダイヤモンドＳＡＷ共振子を用いたダイヤモンドＳＡＷ発振器に限定されず、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。また、パワーモニタ２２におけるモニタリングの方法は、例えば図示しないショットキーダイオード（ＳＢＤ）を利用することによって、マイクロ波の電流の大きさを測定して、検出することで可能である。
【００６２】
なお、固体高周波発振部２０に適用される発振器としては、ダイヤモンドＳＡＷ共振子を用いたダイヤモンドＳＡＷ発振器に限定されず、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。
【００６３】
ダイヤモンドＳＡＷ発振器２８から発振されたマイクロ波の高周波信号は、アンプ２９で増幅された後に分配器１１３において２系統に分配され各伝送路４００Ａ，４００Ｂに供給される。そして、固体高周波発振部２０から延在する各伝送路４００Ａ，４００Ｂ上に設けられたマッチング回路２４によってこれら各伝送路４００Ａ，４００Ｂとマイクロ波励起ランプ３２とのインピーダンスの整合を取る。
【００６４】
また、２系統の伝送ラインのうち片側のみに位相制御回路１１４を設けておくことが好ましい。この位相制御回路１１４は、各伝送路４００Ａ，４００Ｂからマイクロ波励起ランプ３２に入力されるマイクロ波の位相差を検出し、その検出した位相差に基づいてマイクロ波励起ランプ３２の中心（ギャップｇの中央）において、マイクロ波電力の強度が最大となるように位相制御を行う。これにより、各伝送路４００Ａ，４００Ｂからマイクロ波励起ランプ３２の両アンテナ１１ａ，１１ｂに給電されるマイクロ波の位相差を最適な値に調整することができるので、発光の際のエネルギー効率が高められ発光輝度を容易に調整可能となる。
【００６５】
次に、光源装置の作用について述べる。
上述したような構成の光源装置２を駆動させると、固体高周波発振部２０から発振されたマイクロ波が各伝送路４００Ａ，４００Ｂを介してマイクロ波励起ランプ３２へと供給され、発光管１０内に封入されている発光物質がマイクロ波によって励起されてプラズマ発光する。そして、マイクロ波励起ランプ３２から放射された光のうちの一部（すなわち、楕円リフレクタ３４の光束反射面３４ｂとは反対側に放射された光）が副反射器３６の反射面３６ａによって発光管１０の発光空間Ｋへと反射され、これによってマイクロ波励起ランプ３２からの放射光（副反射器３６からの反射光も含む）のほとんどが楕円リフレクタ３４へ入射して光束反射面３４ｂにより集束される。
【００６６】
上述したように、本実施形態のマイクロ波励起ランプ３２は、発光空間Ｋを光軸Ｌの周りに取り囲む壁部が環状の凸レンズ１０１とされており、発光管１０の発光部１０Ａにレンズ作用が付与されている。そのため、発光部１０Ａから放射される光束のうち副反射器３６側に放射された光束Ｒ１，Ｒ２は、凸レンズ１０１の内面１０１ａ（図３）によって角度θ１で１次屈折され、凸レンズ１０１（壁部）の外面１０１ｂによって角度θ２で２次屈折されて副反射器３６へと入射する。（ここで、角度θ１は初期放射線Ｕ０に対する屈折角、角度θ２は１次屈折線Ｕ１に対する屈折角である。）そして、副反射器３６に入射した光束Ｒ１，Ｒ２は、楕円曲面を呈する反射面３６ａによって再び発光空間Ｋ内へと反射される。反射面３６ａが楕円曲面とされていることによって、光束Ｒ１，Ｒ２が発光空間Ｋへと確実に反射される。
【００６７】
一方、発光部１０Ａから楕円リフレクタ３４へ向かって放射される光束Ｒ１，Ｒ２（副反射器３６からの反射光も含む）においても同様に、凸レンズ１０１（壁部）の内面１０１ａによって角度θ１で１次屈折されたのち、外面１０１ｂによって角度θ２で２次屈折されて楕円リフレクタ３４へと入射する。そして、楕円リフレクタ３４に入射した光束Ｒ１，Ｒ２は、光束反射面３４ｂによって第２焦点位置Ｑに集束される。
このように、発光部１０Ａのレンズ作用によって光束Ｒ１，Ｒ２が光軸方向における第１焦点位置Ｐ側に向かって屈曲が繰り返されるため、マイクロ波励起ランプ３２からの放射光の略すべてが光束反射面３４ｂに対して局所的に入射することになる。
【００６８】
光束Ｒ１，Ｒ２の反射光路について詳述する。
図７（ａ）に示すように、本実施形態の構成によれば、副反射器３６の楕円凹曲面状を呈する反射面３６ａによって反射された光束Ｒ１，Ｒ２の焦点が焦点位置Ｐとなる。光束Ｒ１，Ｒ２の入射光路と反射光路がそれぞれ一致することによってマイクロ波励起ランプ３２からの放射光（反射光を含む）が効率よく楕円リフレクタ３４へと入射することになる。
【００６９】
図７（ｂ）に示すように、副反射器２３６の反射面２３６ａが光軸Ｌに対して平行をなす平面であった場合、光束Ｒ１，Ｒ２は反射面２３６ａで反射されて図中の破線で示す光路で反射されることになる。反射面２３６ａによって反射された光束Ｒ１’，Ｒ２’は、焦点位置Ｐよりも楕円リフレクタ３４に近い焦点位置Ｐ１で集光してより狭い放射角で楕円リフレクタ３４へ入射することになる。このような光軸Ｌに対して平行をなす平板状の反射面２３６ａを有した副反射器２３６を設けてもよい。
【００７０】
以下に、本実施形態における効果を述べる。
本実施形態の光源装置２によれば、マクロ波励起ランプ３２から放射される光の放射角を光軸方向において狭くすることができるため、楕円リフレクタ３４の光軸方向長さＬ２（図６）を短くすることができる。また、本実施形態においては、光束反射面３４ｂが半椀形状とされていることから楕円リフレクタ３４の高さ（光軸Ｌに交差する（半径）方向の高さ）が従来の半分程度に薄型化されていることもあり、光源装置２全体を大幅に小型化することができる。
【００７１】
また、発光管１０内に封入されている発光物質の蒸気圧は発光管内面の最冷点（最も温度の低い箇所）で決定される。発光管１０の発光物質が封入されている箇所、すなわち発光部１０Ａは管壁が厚く温度が低くなり易いため、特にこの部分を保温する必要があることから、本実施形態では、発光管１０の外面に保温膜７５，５７を設ける構成とした。保温膜７５，７５は、可視光以外の帯域（紫外線、赤外腺）の光を吸収して熱エネルギーに変える特性を有していることから、マイクロ波励起ランプ３２を効果的に保温することが可能になる。また、保温膜７５，７５が発光管１０の熱伝送率よりも小さい熱伝導率であるので、発光管１０のうち保温膜７５，７５が設けられた部位の温度を効率よく上昇させて高い温度で維持することができる。保温膜７５，７５によって保温することで管壁を介して発光空間Ｋ内が温められ、発光物質の蒸発温度を効率よく上昇させることが可能となる。
このように、マイクロ波励起方式でアンテナ１１ａ，１１ｂ（電極）の温度を下げつつ、保温膜７５，７５によって発光管１０内部のガス圧を高めることによって発光効率を向上させることが可能になる。
【００７２】
また、両側給電方式のマイクロ波励起ランプの場合、マイクロ波励起ランプの発光部の周方向を取り囲むような光束反射面を有した半椀形状のリフレクタを用いると、光束反射面から射出される光の一部が、マイクロ波励起ランプに接続された同軸ケーブルによって遮られてしまう。しかも、マイクロ波を伝送する同軸ケーブル４２（１４２）はアーク放電ランプで用いられる同軸ケーブルよりも径が大きいため影も大きく出てしまっていた。
【００７３】
これに対して本実施形態では、楕円リフレクタ３４の光束反射面３４ｂがマイクロ波励起ランプ３２の発光部１０Ａの周方向全体を取り囲むのではなくその半周側（半球面）のみを囲むようにして構成されているので、楕円リフレクタ３４から射出された光は同軸ケーブル１４２によって遮られることなく第２焦点位置Ｑに全て集束される。そのため、楕円リフレクタ３４の支持部３４Ｃ側を同軸ケーブル４２の引き回し領域とすることが可能となる。すなわち、同軸ケーブル１４２をアンテナ１１ｂとの接続位置から第２焦点位置Ｑまでの間で楕円リフレクタ３４の支持部３４Ｃ側に引き廻すようにすることで、同軸ケーブル１４２によって影が生じてしまうことを防止できる。
【００７４】
このように同軸ケーブル１４２による遮光の影響を回避することができるので、楕円リフレクタ３４から射出される光の利用効率を向上させることができる。また、マイクロ波励起ランプ３２の放射光のうち副反射器３６側に放射された光を副反射器３６の反射面３６ａによって発光管１０の発光空間Ｋへと反射させることによって、マイクロ波励起ランプ３２の放射光の略全てを楕円リフレクタ３４の光束反射面３４ｂへと入射させることが可能になる。そのため、楕円リフレクタ３４が従来よりも大幅に小型化されてもマイクロ波励起ランプ３２の放射光を有効利用できる。
【００７５】
なお、発光管の形状は上記実施形態に限ったものではなく、図８に示すように発光管１１０内の発光空間Ｋが糸巻き状となるように壁部１０２の内面１０２ａが内側に突出していてもよい。このような形状とすることによって、発光部１０Ａの壁部１０２の屈折角度をさらに大きくすることができる。そのため、マイクロ波励起ランプ３２から放射される光の放射角をより狭くすることができる。すると、楕円リフレクタ３４の光軸方向における長さを短くすることが可能となり、さらなる小型化を図ることが可能となる。
また、発光管１０の発光部１０Ａの外周面に別途形成された環状の凸レンズ部材を設ける構成としてもよい。この場合、例えば凸レンズ部材の頂部をマイクロ波励起ランプ３２のギャップｇ（楕円リフレクタ３４の第１焦点位置Ｐ）と一致させるようにして組み立てる。
【００７６】
以上述べた光源装置２によれば、照度の低下を回避できるので、プロジェクタ等の光学機器として有効に利用することができる。
【００７７】
また、光束反射面３４ｂを有する反射部３４Ｂは平板状の底部１３５ａを有する支持部３４Ｃと一体に形成されているため、プロジェクタ等の光学機器へ取り付ける際には支持部３４Ｃを下にして配置すればよいことになり、リフレクタ固定部材を別途用意する必要もなくなるのでプロジェクタ等の光学機器への取り付けが簡単になる。
【００７８】
（第２の実施形態）
図９は、本発明の第２の実施形態に係る光源装置の構成を示す模式図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）中の矢印Ｄ側から見た正面図である。
以下の説明では、先の実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
本実施形態は、図９に示すようにマイクロ波励起ランプ３２を２つ備えた点において先の実施形態と異なる。
【００７９】
本実施形態の光源装置７０は、一対のマイクロ波励起ランプ３２，３２と、これら一対のマイクロ波励起ランプ３２，３２を収容可能とする楕円リフレクタ２３４と有して構成されている。楕円リフレクタ２３４の挿入部３４Ａには２つの挿入孔３４ａが水平方向に並んで配置されており、各挿入孔３４ａ内にマイクロ波励起ランプ３２がそれぞれ挿入され固定されている。また、各マイクロ波励起ランプ３２，３２に取り付けられている副反射器３６，３６の各反射面３６ａ，３６ａが楕円リフレクタ２３４の光束反射面３４ｂと対向するように配置されている。楕円リフレクタ２３４に対する副反射器３６，３６の配置は、それぞれの反射面３６ａ，３６ａが光束反射面３４ｂと対向していれば図７に示す姿勢以外であってもよい。
【００８０】
本実施形態の光源装置７０によれば、マイクロ波励起ランプ３２を一対設けたことにより必然的にその光量が倍になるため、光源装置７０としての照度をより一層向上させることができる。なお、マイクロ波励起ランプ３２を３つ以上設けるようにしても良い。
【００８１】
［プロジェクタ］
次に、以上のようにして構成された光源装置が組み込まれたプロジェクタについて説明する。図１０は、プロジェクタの光学系における構成部の構造を示す模式図である。
【００８２】
図１０に示すプロジェクタ１００は、光源装置２（７０）を備え、該光源装置２（７０）から出射された出射光の照度分布を均一化して、液晶パネルの画像形成領域を均一に照明するための照明光学系１３０と、この照明光学系１３０から出射される光束Ｗを、赤、緑、青の各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂに分離すると共に赤色光束Ｒおよび緑色光束Ｇをそれぞれ対応する液晶パネル（光変調部）に導く色光分離光学系１４０と、色光分離光学系１４０によって分離された各色光束のうち、光路の長い青色光束Ｂを対応する液晶パネルに導くリレー光学系１５０と、各色光束を与えられた画像情報に従って変調する光変調装置としての液晶パネル１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃ（特に区別しない場合は１６０と符号を付す）と、変調された各色光束を合成するクロスダイクロイックプリズム１７０と、合成された光束を投射面１８０上に拡大投射する投射レンズ１９０とを備えている。
【００８３】
照明光学系１３０は、光源装置２（７０）の他に第一レンズアレイ１３１と、第二レンズアレイ１３２と、偏光変換素子１３３と、重畳レンズ１３４とを備えており、光源装置２（７０）から発せられた光を第一レンズアレイ１３１によって複数の部分光束に分割し、その部分光束のそれぞれを第二レンズアレイ１３２および偏光変換素子１３３を介して重畳レンズ１３４に入射させ、入射された複数の部分光束のそれぞれを、重畳レンズ１３４によって液晶パネル１６０上に重畳して照射するもので、このように重畳照明することにより液晶パネル１６０を均一に照明するようにしている。
【００８４】
色光分離光学系１４０は、青緑反射ダイクロイックミラー１４１と緑反射ダイクロイックミラー１４２と、反射鏡１４３とを備えている。青緑反射ダイクロイックミラー１４１は、照明光学系１３０からの照明光の赤色光成分を透過させるとともに、青色光成分と緑色成分とを反射する。透過した赤色光束Ｒは、反射鏡１４３で反射されて、液晶パネル１６０ａに達する。一方、青緑反射ダイクロイックミラー１４１で反射された青色光束Ｂと緑色光束Ｇのうち、緑色光束Ｇは緑反射ダイクロイックミラー１４２によって反射され、液晶パネル１６０ｂに達する。一方、青色光束Ｂは、緑反射ダイクロイックミラー１４２も透過してリレー光学系１５０へと入射する。
【００８５】
リレー光学系１５０は、青色光束Ｂを対応する液晶パネル１６０ｃに導く光路中に設けられ、青色光束Ｂをその強度を維持したまま液晶パネル１６０ｃまで導くものであり、第二リレーレンズ１５２に集光する第一リレーレンズ１５１と、第二リレーレンズ１５２と、コンデンサーレンズ１５３と、反射鏡１５４、１５５とを備えている。
【００８６】
３枚の液晶パネル１６０は、入射した光を、与えられた画像情報（画像信号）に従ってそれぞれの色光を変調し、それぞれの色成分の画像を形成する光変調手段としての機能を有するもので、いわゆる電気光源装置に相当するものである。なお、これら３つの液晶パネル１６０の入射側と出射側には図示しない偏光板が設けられており、所定の偏光光のみが液晶パネル１６０の入射側の偏光板を透過し、変調される。
【００８７】
変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム１７０に入射して合成され、合成された光は投射レンズ１９０（投射部）によって投射面１８０上に投射される。
【００８８】
このように構成されたプロジェクタ１００においては、本発明による光源装置２（７０）が用いられているので光の利用効率が高く、コントラストと明るさに優れた信頼性の高いプロジェクタとすることができる。
【００８９】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもなく、上記各実施形態を組み合わせても良い。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００９０】
例えば、アンテナ１１ａ，１１ｂが先端に向かって先鋭形状とされていてもよく、これによって、マイクロ波の放射指向性が向上し、発光管１０の中央部にマイクロ波を集中させることができる。また、低エネルギーのマイクロ波であっても発光物質を効率よく励起させることが可能となる。
【００９１】
上記実施形態では、アンテナ１１ａ，１１ｂの先端が僅かに発光空間Ｋ内に侵入しているが、アンテナ１１ａ，１１ｂの先端は発光空間Ｋ内に侵入しなくても構わない。アンテナ１１ａ，１１ｂの先端が発光空間Ｋ内に侵入している場合には、発光空間Ｋ内に充填された発光物質の種類にもよるが、発光物質との反応によってアンテナ１１ａ，１１ｂの金属が腐食することが考えられるので、その場合には、アンテナ１１ａ，１１ｂの先端を保護膜で被覆しておくことが好ましい。
【００９２】
例えば、本実施形態では同軸ケーブルを用いているが、これに限らず、ストリップ線路やマイクロストリップ線路、導波管など様々な伝送線路を用いることができる。
【００９３】
また、上記実施形態でのプロジェクタ１００は、光変調部として液晶パネルを用いている。しかし、これに限らず、一般に、入射光を画像情報に応じて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使用しても良い。なお、マイクロミラー型光変調装置としては、例えば、ＤＭＤ（Digital Micro mirror Device）（登録商標）を用いることができる。なお、マイクロミラー型光変調装置を用いた場合には、入射偏光板や射出偏光板などは不要とすることができ、偏光変換素子も不要とすることができる。
【００９４】
上記実施形態での光源装置２，７０は、透過型液晶方式のプロジェクタ１００に用いられている。しかし、これに限らず、反射型液晶方式であるＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）方式などを採用したプロジェクタに用いられても同様の効果を奏することが可能である。
【００９５】
上記実施形態での光変調部は、液晶パネルを３枚使用する３板方式であっても、液晶パネルを１枚使用する単板方式を用いても良い。なお、単板方式を用いた場合には、照明光学系の色分離光学系や色合成光学系などは不要とすることができる。
【００９６】
上記実施形態での光源装置２，７０は、外部に設置されるスクリーンに光学像の投射を行うフロントタイプのプロジェクタに適用している。しかし、これに限らず、プロジェクタの内部にスクリーンを有して、そのスクリーンに光学像を投射するリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。
【００９７】
上記実施形態でのプロジェクタ１００に電圧調整部を設け、固体高周波発振部２０のアンプ２９の増幅度を可変とすることでも良い。このような構成にすることで、マイクロ波の出力パワーを可変できるため、発光管１０で発光する光束の輝度を可変できる。従って、投射する映像のシーン（例えば、明るいシーンや暗いシーン）に合わせて、増幅度を調整することにより、プロジェクタ１００から投射される映像光の輝度を映像のシーンに合わせて調整を行うことができる。
【００９８】
上記実施形態での光源装置２，７０は、固体高周波発振部２０で２．４５ＧＨｚ帯の高周波信号を出力し、アンテナ１１ａ，１１ｂからマイクロ波として放射している。しかし、これに限らず、弾性表面波共振子の構成を適宜変更することにより、色々な高周波信号を出力し、マイクロ波として放射して、発光管１０を発光させることも可能となる。また、このようにすることで、発光管１０に封入する発光物質の種類や発光具合（発光色の具合）に合わせるマイクロ波を放射させることも可能となる。
【００９９】
上記実施形態での光源装置２，７０は、プロジェクタの光源として適用している。しかし、これに限らず、小型軽量の光源装置は、他の光学機器に適用しても良い。また、航空、船舶、車輌などの照明機器や、屋内照明機器などへも好適に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光源装置の構成を示す模式図。
【図２】マイクロ波電源部の概略構成を示すブロック図。
【図３】マイクロ波励起ランプの概略構成及び同軸ケーブルとの接続状態を示す図。
【図４】副反射器の概略構成を示す模式図。
【図５】マイクロ波励起ランプ対する副反射器の取り付け方を示す説明図。
【図６】楕円リフレクタの概略構成を示す模式図。
【図７】構成の異なる副反射器ごとに反射光路を説明するための模式図。
【図８】発光管の他の実施形態を示す模式図。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る光源装置の構成を示す模式図。
【図１０】プロジェクタの光学系における構成部の構造を示す模式図。
【符号の説明】
【０１０１】
２…光源装置（第１の実施形態）、１０…発光管、１０Ａ…発光部、１０Ｂ，１０Ｃ…細管部、１１ａ，１１ｂ…アンテナ、２０…固体高周波発振部（マイクロ波電源）、３２…マイクロ波励起ランプ、３４…楕円リフレクタ、３４ｂ…光束反射面（第１反射面）、３６…副反射器、３６Ａ…副反射器の反射部、３６ａ…反射面（第２反射面）、３６Ｂ，３６Ｃ…係止部、７５…保温膜（機能膜）、１０１…凸レンズ（壁部）、１０１ａ…内面、１０１ｂ…外面、１１４…位相制御回路、Ｋ…発光空間、２００…マイクロ波電源部、４００Ａ，４００Ｂ…伝送路、３００…光源部、４２（１４２）…同軸ケーブル、７０…光源装置（第２の実施形態）、１００…プロジェクタ、１６０ａ，１６０ｂ，１６０ｃ…液晶パネル（光変調部）、１９０…投射部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波を出力するマイクロ波電源と、
前記マイクロ波の照射を受けて発光する発光物質が封入される発光空間を有する発光管と、該発光管の前記発光空間内において互いの端部が所定間隔をおいて対向する一対のアンテナとを有するマイクロ波励起ランプと、
前記マイクロ波励起ランプに対して半椀形状の第１反射面が対向するように配置された楕円リフレクタと、
前記マイクロ波励起ランプを挟んで前記第１反射面と対向する第２反射面を有した副反射器と、を備え、
前記発光空間を前記マイクロ波励起ランプの光軸周りに取り囲む前記発光管の壁部の少なくとも一部に凸レンズが形成されていることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記壁部が、前記発光空間を前記マイクロ波励起ランプの光軸周りに取り囲む環状の凸レンズであることを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項３】
前記凸レンズの凸面が、前記壁部の外面の少なくとも一部を構成することを特徴とする請求項１または２記載の光源装置。
【請求項４】
前記凸レンズの凸面が、前記壁部の外面及び内面の少なくとも一部を構成することを特徴とする請求項１または２記載の光源装置。
【請求項５】
前記マイクロ波励起ランプの前記一対のアンテナに、前記マイクロ波電源から延在する伝送線路がそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項６】
前記壁部の一部に、赤外線あるいは紫外線を吸収する機能膜が設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項７】
前記第２反射面が、非球面形状であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項８】
前記マイクロ波励起ランプが複数設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の光源装置と、
前記光源装置から射出された光束を、入力された画像情報に応じて変調し光学像を形成する光変調部と、
前記光変調部により形成された前記光学像を投射する投射部と、を備えることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１】
マイクロ波を出力するマイクロ波電源と、
前記マイクロ波の照射を受けて発光する発光物質が封入される発光空間を有する発光管と、該発光管の前記発光空間内において互いの端部が所定間隔をおいて対向する一対のアンテナとを有するマイクロ波励起ランプと、
前記マイクロ波励起ランプに対して半椀形状の第１反射面が対向するように配置された楕円リフレクタと、
前記マイクロ波励起ランプを挟んで前記第１反射面と対向する第２反射面を有した副反射器と、を備え、
前記発光空間を前記マイクロ波励起ランプの光軸周りに取り囲む前記発光管の壁部の少なくとも一部に凸レンズが形成されていることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記壁部が、前記発光空間を前記マイクロ波励起ランプの光軸周りに取り囲む環状の凸レンズであることを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項３】
前記凸レンズの凸面が、前記壁部の外面の少なくとも一部を構成することを特徴とする請求項１または２記載の光源装置。
【請求項４】
前記凸レンズの凸面が、前記壁部の外面及び内面の少なくとも一部を構成することを特徴とする請求項１または２記載の光源装置。
【請求項５】
前記マイクロ波励起ランプの前記一対のアンテナに、前記マイクロ波電源から延在する伝送線路がそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項６】
前記壁部の一部に、赤外線あるいは紫外線を吸収する機能膜が設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項７】
前記第２反射面が、非球面形状であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項８】
前記マイクロ波励起ランプが複数設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の光源装置と、
前記光源装置から射出された光束を、入力された画像情報に応じて変調し光学像を形成する光変調部と、
前記光変調部により形成された前記光学像を投射する投射部と、を備え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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−２２４１７７（Ｐ２００９−２２４１７７Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−６７１９９（Ｐ２００８−６７１９９）
【出願日】平成２０年３月１７日（２００８．３．１７）
【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２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１７日（２００８．３．１７）
【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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