光源装置和投影机的制作方法

专利名称：光源装置和投影机的制作方法
技术领域：
本发明涉及光源装置和投影机。
背景技术：
以往一直利用根据图像信息调整从光源射出的光束并放大投影光学像的投影机。
作为这样的投影机的光源装置一直使用金属卤化物灯、高压水银灯等的放电型的光源装置(例如，参看文献特开平8-31382号公报)。
这种光源装置由具有在电极间进行放电发光的发光部和设置在发光部的两端的密封部的放电型发光管、以及具有将从该放电型发光管发出的光调整成固定方向而射出的反射面的主反射镜构成。
主反射镜具有能够插进放电型发光管的一方的密封部并沿着该一方的密封部延伸的颈状部。
并且，在将放电型发光管的一方的密封部插进主反射镜的颈状部的状态下，通过使放电型发光管的发光部的发光中心定位到主反射镜的焦点位置上并在颈状部的内周面与一方的密封部的外周面之间填充粘接剂而将放电型发光管相对于主反射镜固定。
然而，上述的放电型发光管通常用以下所示的吹塑加工来形成。
首先，加热软化未加工的玻璃管的成为发光部的指定位置。接着，在上述指定位置设置规定从玻璃管的外周部分胀出的发光部的外形形状的模具，并边向玻璃管内吹入空气边使上述指定位置膨胀。然后，直到膨胀的玻璃管的外周与模具的内周面接触为止向玻璃管内吹入空气。
于是，在这样的放电型发光管中，由于发光管具有上述的那样地膨胀的形状，所以在密封部与发光部的界面附近存在着从发光部的外形形状向密封部的外形形状连接的曲面。在从该发光部的外形形状向密封部的外形形状连接的曲面中存在着拐点。该拐点是从发光部的发光中心射出的光通过玻璃管从发光部的外周面射出时进行折射的折射方向发生变化的位置。
具体地说，在从发光部的发光中心射出的光束之中从与拐点相比位于发光部侧的外周面射出的光束(以下称为第1光束)易于向与从光源装置射出的光束的照明光轴正交的方向侧折射。另一方面，从发光部的发光中心射出的光束之中从与拐点相比位于密封部侧的外周面射出的光束(以下称为第2光束)易于向接近照明光轴的方向侧折射。
然而，在上述的主反射镜中，存在着将从发光部射出的光束反射成对于照明对象能够进行照射的利用光的利用光反射区域、以及无法将从发光部射出的光束反射成对于照明对象作为利用光的以下所示的2个非利用光反射区域。
例如，第1非利用光反射区域是颈状部的开口内。即，从发光部射出的光束之中朝向颈状部的开口的光束不能被主反射镜的反射面反射而不能对于照明对象进行照射。
此外，第2非利用光反射区域是主反射镜的反射面之中接近一方的密封部侧、即颈状部的开口附近的区域。具体地说，第2非利用光反射区域是反射即使在由主反射镜反射从发光部射出的光束的情况下也会被发光管遮挡而不能对于照明对象进行照射的非利用光的区域。
并且，当发光部与密封部的连接部上的拐点的位置接近发光部时，从发光部射出光的外周面之中密封部侧的范围变得比射出上述第2光束的拐点大。由于第2光束易于向接近照明光轴的方向折射，所以在不考虑在发光部的外周面上的折射的情况下，则存在从发光部的发光中心射出的朝向主反射镜的利用光反射区域的光束之中朝向主反射镜的上述非利用光反射区域的光束的量增多的可能性。在这样的状态下，从发光部射出的光束的光利用效率就会降低。因此，人们期望规定拐点的位置而实现从发光部射出的光束的光利用效率的提高的光源装置。

发明内容
本发明的主要目的在于提供实现从发光部射出的光束的光利用效率的提高的光源装置和投影机。
本发明的光源装置，是包括具备具有放电空间的发光管和配置在上述发光管的放电空间内的一对电极的光源灯、以及反射从上述光源灯射出的光束的反射器的光源装置，其特征在于上述发光管，具备在内部具有上述放电空间的发光部、以及设置在上述发光部的两侧的密封部；上述反射器，用由沿着上述发光管的上述密封部之中的一方的密封部延伸的筒状体构成的颈状部、以及从上述颈状部的延伸方向基端侧剖面大致凹状地扩展的将从上述光源灯射出的光束调整在固定方向进行反射的反射部构成；上述光源灯，按照使上述发光部的发光中心位于上述反射器的反射部的焦点位置上的方式配置；上述发光部的外形形状与上述密封部的外形形状由具有拐点的连接部连接；当设表示上述反射器的反射部的利用光反射区域的上述颈状部侧端的大致圆的直径为Hd，设上述反射器的反射部的利用光反射区域的上述颈状部侧端与上述发光部的发光中心的从该光源装置射出的光束的中心轴方向的距离为F，设上述颈状部的延伸方向基端侧的开口直径为H，设上述密封部的直径为T1，设连接上述发光部和上述一方的密封部之间的拐点与上述发光部的发光中心的直线与从该光源装置射出的光束的中心轴所成的角度为θ1时，则设定成以下的式1和式2的关系，(式1)θ1≤Tan-1(Hd/(2F))(式2)T1＜H≤Hd。
此外，在本发明的光源装置中，优选地按照连接上述发光部和上述一方的密封部之间的拐点与上述发光部的发光中心的直线与上述反射器的反射部的利用光反射区域的上述颈状部侧端进行交叉的方式设定上述拐点的位置。
进而，在本发明的光源装置中，优选地上述反射器的反射部的利用光反射区域的颈状部侧端，是上述反射器的反射部之中反射作为该光源装置的照明光射出的光的区域与反射由上述发光管遮挡的光的区域的交界端。
进而，此外在本发明的光源装置中，优选地上述发光中心，是沿着上述密封部的延伸方向的上述发光管的中心轴与沿着与上述中心轴正交的平面的上述发光部的最大直径部的剖面的交点。
其中，作为反射器可以采用抛物面反射器和椭圆面反射器中的任何一方。
抛物面反射器，具有由旋转抛物面构成的反射面，其通过用旋转抛物面反射从配置在焦点位置上的光源射出的光束使其成为平行于照明光轴的光束而射出。因此，即使在抛物面反射器中反射的情况下也会被发光管遮挡的第2非利用光反射区域，成为位于由通过构成光源灯的发光管的发光部的顶部而且与照明光轴平行的直线围成的圆柱形状的内部的区域。即，表示抛物面反射器的利用光反射区域的颈状部侧端的大致圆的直径Hd与发光部的顶部的外径T2相等。
因此，当设表示抛物面反射器的反射部的利用光反射区域的颈状部侧端的大致圆的直径为Hd，设抛物面反射器的反射部的利用光反射区域的颈状部侧端与发光部的发光中心的从该光源装置射出的光束的中心轴方向的距离为F，并将光源灯配置成使发光部的发光中心位于抛物面反射器的焦点位置上的情况下，通过发光中心并相对于照明光轴具有用以下的式3规定的角度θ的光束成为向利用光反射区域入射的光束之中以最小角度入射的光束。
(式3)θ＝Tan-1(Hd/(2F))此外，椭圆面反射器，具有由旋转椭圆面构成的反射面，其通过反射从配置在旋转椭圆面的第1焦点位置上的光源射出的光束而将其聚焦到旋转椭圆面的第2焦点位置上。因此，即使在椭圆面反射器中反射的情况下也会被发光管遮挡的第2非利用光反射区域，成为位于由连接构成光源灯的发光管的发光部的顶部或离开椭圆面反射器一侧的密封部的端部与第2焦点位置的直线围成的圆锥形状的内部的区域。
所说的由连接构成光源灯的发光管的发光部的顶部与第2焦点位置的直线围成的圆锥形状，当设发光部的顶部处的外径为T2，设从光源装置射出的光束的中心轴方向上的椭圆面反射器的第2焦点到发光部的顶部的距离为Fa时，是连接构成光源灯的发光管的发光部的顶部与第2焦点位置的直线相对于从光源装置射出的光束的中心轴具有用以下的式4规定的角度θa的圆锥形状。
(式4)θa＝Tan-1(T2/(2Fa))另一方面，所谓由连接离开椭圆面反射器一侧的密封部的端部与第焦点位置的直线围成的圆锥形状，当设离开椭圆面反射器一侧的密封部的外径为T1，设从光源装置射出的光束的中心轴方向的椭圆面反射器的第2焦点到另一方的密封部的端部的距离为Fb时，是连接另一方的密封部的端部与第2焦点位置的直线相对于从光源装置射出的光束的中心轴具有用以下的式5规定的角度θb的圆锥形状。
(式5)θb＝Tan-1(T1/(2Fb))因此，椭圆面反射器的第2非利用光反射区域，成为位于由具有用上述的式4规定的角度θa和用式5表示的角度θb之中的大的一方的角度的直线围成的圆锥形状的内部的区域，表示椭圆面反射器的反射部的利用光反射区域的颈状部侧端的大致圆的直径Hd，是表示由具有用上述的式4规定的角度θa和用式5规定的角度θb之中的大的一方的角度的直线围成的圆锥与反射部的交叉位置的大致圆的直径。
即，当设椭圆面反射器的反射部的利用光反射区域的颈状部侧端和第2焦点的从光源装置射出的光束的中心轴方向的距离为Fc时，则表示在角度θa＞角度θb的情况下的椭圆面反射器的反射部的利用光反射区域的颈状部侧端的大致圆的直径Hd成为用以下的式6规定的长度。
(式6)Hd＝(Fc·Tanθa)·2另一方面，当设椭圆面反射器的反射部的利用光反射区域的颈状部侧端与第2焦点的从光源装置射出的光束的中心轴方向的距离为Fc时，则表示在角度θa＜角度θb的情况下的椭圆面反射器的反射部的利用光反射区域的颈状部侧端的大致圆的直径Hd成为用以下的式7规定的长度。
(式7)Hd＝(Fc·Tanθb)·2因此，当设表示椭圆面反射器的反射部的利用光反射区域的颈状部侧端的大致圆的直径为Hd，设椭圆面反射器的反射部的利用光反射区域的颈状部侧端与发光部的发光中心的从光源装置射出的光束的中心轴方向的距离为F，并在将光源灯配置成使发光部的发光中心位于椭圆面反射器的第1焦点位置上的情况下，通过发光中心并相对于从光源装置射出的光束的中心轴具有用以下的式8规定的角度θ的光束成为向利用光反射区域入射的光束之中以最小角度入射的光束。
(式8)θ＝Tan-1(Hd/(2F))在本发明中，如上述式2所示，由于将颈状部的延伸方向基端侧的开口直径H设定为小于等于表示反射器的反射部的利用光反射区域的颈状部侧端的大致圆的直径Hd，所以能够可靠地将颈状部的开口、即第1非利用光反射区域配置在用上述式3和上述式8规定的第2非利用光反射区域内部，从而能够仅用第2非利用光反射区域规定反射器的非利用光反射区域。
进而，如上述式2所示，通过将颈状部的延伸方向基端侧的开口直径H设定得比密封部的直径T1大，能够将密封部插进到颈状部内而用颈状部良好地支持光源灯。
因此，通过如上述式2那样地设定颈状部的延伸方向基端侧的开口直径H，能够有效地利用从发光中心射出的光束而不会没有必要地扩大非利用光反射区域。
此外，通过将光源灯配置成使发光部的发光中心位于反射器的焦点位置上，并按照将连接发光部和一方的密封部的连接部的拐点与发光部的发光中心的直线与该光源装置的照明光束的中心轴所成的角度如上述式1那样地设定为θ1，在不考虑在发光部的外周面上的折射的情况下，能够按照将从发光中心射出的朝向反射器中的利用光反射区域的光束之中与照明光束的中心轴所成的角度为最小角度的光束作为第1光束从发光部射出的方式，设定发光部与一方的密封部的连接部的拐点的位置。
然而，在将θ1设定在上述式1的范围以外的情况下，例如，当θ1比Tan-1(Hd/(2F))大时，当作为反射器采用抛物面反射器时，则按照使连接发光部和反射器侧的一方的密封部的连接部的拐点与发光中心的直线位于用上述式3规定的抛物面反射器的第2非利用光反射区域之外、即位于利用光反射区域内的方式，设定发光部与反射器侧的一方的密封部的连接部的拐点的位置。此外，当作为反射器采用椭圆面反射器的情况下也同样，也按照使连接发光部和反射器侧的一方的密封部的连接部的拐点与发光中心的直线位于用上述式8规定的椭圆面反射器的第2非利用光反射区域之外、即位于利用光反射区域内的方式，设定反射器侧的拐点的位置。当将反射器侧的拐点定位到这样的位置上时，在不考虑在发光部的外周面上的折射的情况下，从发光中心射出的朝向反射器的利用光反射区域的光束的一部分通过发光管在发光部的外周面上进行折射而成为第2光束，并朝向反射器中的第2非利用光反射区域。因此，通过发光管在发光部的外周面上进行折射而从发光部射出的光束之中朝向反射器的利用光反射区域的光束的量将减少，即从发光部射出的光束的光利用效率将降低。
在本发明中，如上述式1所示，通过将θ1设定为小于等于Tan-1(Hd/(2F))，按照使由上述式3和上述式8规定的向利用光反射区域入射的光束之中以最小角度入射的光束入射到利用光反射区域的颈状部侧端部的方式，设定发光部与反射器侧的一方的密封部的连接部的拐点的位置。因此，在不考虑在发光部的外周面上的折射的情况下，从发光中心射出的朝向反射器中的利用光反射区域的全部光束通过发光管在发光部的外周面上进行折射而成为第1光束，从而可靠地朝向反射器中的利用光反射区域而不会朝向反射器中的第2非利用光反射区域。此外，在不考虑在发光部的外周面上的折射的情况下，能够设定为从发光中心射出的朝向反射器中的非利用光反射区域的光束也通过发光管在发光部的外周面上进行折射而成为第1光束的一部分朝向反射器中的利用光反射区域。因此，能够设定为使通过发光管在发光部的外周面上进行折射而从发光部射出的光束之中朝向反射器的利用光反射区域的光束的量增多，即，实现了从发光部射出的光束的光利用效率的提高。
本发明的另一种光源装置，是包括具备具有放电空间的发光管和配置在上述发光管的放电空间内的一对电极的光源灯、反射从上述光源灯射出的光束的反射器、以及反射面与上述反射器的反射面相对配置的将从上述光源灯射出的光束的一部分朝向上述放电空间反射的副反射镜的光源装置，其特征在于上述发光管，具备在内部具有上述放电空间的发光部、以及设置在上述发光部的两侧的密封部；上述反射器，用由沿着上述发光管的上述密封部之中的一方的密封部延伸的筒状体构成的颈状部、以及从上述颈状部的延伸方向基端侧剖面大致凹状地扩展的将从上述光源灯射出的光束调整在固定方向进行反射的反射部构成；上述光源灯，按照使上述发光部的发光中心位于上述反射器的反射部的焦点位置上的方式配置；上述副反射镜，形成为将上述发光管的发光部覆盖的碗状，具有使上述发光管的另一方的密封部能够插进的用于将上述副反射镜安装在上述发光管上的开口部；上述发光部的外形形状与上述密封部的外形形状由具有拐点的连接部连接；当设表示上述反射器的反射部的利用光反射区域的上述颈状部侧端的大致圆的直径为Hd，设上述反射器的反射部的利用光反射区域的上述颈状部侧端与上述发光部的发光中心的从该光源装置射出的光束的中心轴方向的距离为F，设上述颈状部的延伸方向基端侧的开口直径为H，设上述密封部的直径为T1，设连接上述发光部和上述一方的密封部之间的拐点与上述发光部的发光中心的直线与从该光源装置射出的光束的中心轴所成的角度为θ1时，则设定为以下的式9和式10的关系，
(式9)θ1≤Tan-1(Hd/(2F))(式10)T1＜H≤Hd。
此外，在本发明的另一种光源装置中，优选地按照连接上述发光部和上述一方的密封部之间的拐点与上述发光部的发光中心的直线，与上述反射器的反射部的利用光反射区域的上述颈状部侧端进行交叉的方式设定上述拐点的位置。
进而，在本发明的另一种光源装置中，优选地上述反射器的反射部的利用光反射区域的颈状部侧端，是上述反射器的反射部之中反射作为该光源装置的照明光射出的光的区域与反射由上述发光管遮挡的光的区域的交界端。
此外，在本发明的另一种光源装置中，优选地上述反射器的反射部的利用光反射区域的颈状部侧端，是上述反射器的反射部之中反射作为该光源装置的照明光射出的光的区域与反射由上述副反射镜遮挡的光的区域的交界端。
此外，在本发明的另一种光源装置中，优选地上述发光中心是沿着上述密封部的延伸方向的上述发光管的中心轴与沿着与上述中心轴正交的平面的上述发光部的最大直径部的剖面的交点。
其中，作为反射器，与上述光源装置同样，可以采用抛物面反射器和椭圆面反射器中的任何一方。
在本发明中，由于光源装置具备覆盖发光部的碗状的副反射镜，所以与上述光源装置的情况不同，作为反射器的第2非利用光反射区域，成为即使在由反射器反射的情况下也会被发光管的另一方的密封部或副反射镜遮挡的区域。
具体地说，当作为反射器采用抛物面反射器时，即使在由抛物面反射器反射的情况下也会被发光管和副反射镜遮挡的第2非利用光反射区域，成为位于由通过副反射镜的顶部而且与从光源装置射出的光束的中心轴平行的直线围成的圆柱形状的内部的区域。即，表示抛物面反射器的利用光反射区域的颈状部侧端的大致圆的直径Hd与作为副反射镜的顶部的外形的最大直径S1相等。
因此，当设表示抛物面反射器的反射部的利用光反射区域的颈状部侧端的大致圆的直径为Hd，设抛物面反射器的反射部的利用光反射区域的颈状部侧端与发光部的发光中心的从该光源装置射出的光束的中心轴方向的距离为F，并在将光源灯配置成使发光部的发光中心位于抛物面反射器的焦点位置上的情况下，通过发光中心并相对于从该光源装置射出的光束的中心轴具有用以下的式11规定的角度θ的光束成为向利用光反射区域入射的光束之中以最小角度入射的光束。
(式11)θ＝Tan-1(Hd/(2F))此外，在作为反射器采用椭圆面反射器的情况下，在椭圆面反射器中，即使在反射从发光部射出的光的情况下也会被发光管和副反射镜遮挡的第2非利用光反射区域，成为位于由连接副反射镜的顶部或离开椭圆面反射器一侧的另一方的密封部的端部与第2焦点位置的直线围成的圆锥形状的内部的区域。
所谓由连接副反射镜的顶部、第2焦点位置的直线围成的圆锥形状，当设副反射镜的顶部的外径、即副反射镜的最大外径为S1，设从光源装置射出的光束的中心轴方向的椭圆面反射器的第2焦点到副反射镜的顶部的距离为Fd时，是连接副反射镜的顶部与第2焦点位置的直线相对于从光源装置射出的光束的中心轴具有用以下的式12规定的角度θd的圆锥形状。
(式12)θd＝Tan-1(S1/(2Fd))另一方面，所谓由连接离开椭圆面反射器一侧的另一方的密封部的端部与第2焦点位置的直线围成的圆锥形状，当设离开椭圆面反射器一侧的另一方的密封部的外径为T1，设从光源装置射出的光束的中心轴方向的椭圆面反射器的第2焦点到离开椭圆面反射器一侧的另一方的密封部的端部的距离为Fe时，是连接离开椭圆面反射器一侧的另一方的密封部的端部与第2焦点位置的直线相对于从光源装置射出的光束的中心轴具有用以下的式13规定的角度θe的圆锥形状。
(式13)θe＝Tan-1(T1/(2Fe))因此，椭圆面反射器的第2非利用光反射区域，成为位于由具有用上述的式12规定的角度θd和用式13表示的角度θe之中的大的一方的角度的直线围成的圆锥形状的内部的区域，表示椭圆面反射器的反射部的利用光反射区域的颈状部侧端的大致圆的直径Hd，是表示由具有用上述的式12规定的角度θd和用式13表示的角度θe之中的大的一方的角度的直线围成的圆锥与反射部的交叉位置的大致圆的直径。
即，当设椭圆面反射器的反射部的利用光反射区域的颈状部侧端与第2焦点的从光源装置射出的光束的中心轴方向的距离为Ff，则表示在角度θd＞角度θe的情况下的椭圆面反射器的反射部的利用光反射区域的颈状部侧端的大致圆的直径Hd成为用以下的式14规定的长度。
(式14)Hd＝(Ff·Tanθd)·2另一方面，当设椭圆面反射器的反射部的利用光反射区域的颈状部侧端与第2焦点的从光源装置射出的光束的中心轴方向的距离为Ff，则表示在角度θd＜角度θe的情况下的椭圆面反射器的反射部的利用光反射区域的颈状部侧端的大致圆的直径Hd成为用以下的式15规定的长度。
(式15)Hd＝(Ff·Tanθe)·2因此，当设表示椭圆面反射器的反射部的利用光反射区域的颈状部侧端的大致圆的直径为Hd，设椭圆面反射器的反射部的利用光反射区域的颈状部侧端与发光部的发光中心的从光源装置射出的光束的中心轴方向的距离为F，并在将光源灯配置为使发光部的发光中心位于椭圆面反射器的第1焦点位置上的情况下，通过发光中心并相对于从光源装置射出的光束的中心轴具有用以下的式16规定的角度θ的光束成为向利用光反射区域入射的光束之中以最小角度入射的光束。
(式16)θ＝Tan-1(Hd/(2F))在本发明中，如上述式10所示，由于将颈状部的延伸方向基端侧的开口直径H设定为小于等于表示反射器的反射部的利用光反射区域的颈状部侧端的大致圆的直径Hd，所以能够将颈状部的开口、即反射器中的第1非利用光反射区域可靠地配置在由上述式11和上述式16规定的第2非利用光反射区域内部，从而能够仅用第2非利用光反射区域规定反射器的非利用光反射区域。
此外，如上述式10所示，通过将颈状部的延伸方向基端侧的开口直径H设定得比密封部的直径T1大，能够将密封部插进到颈状部内，从而能够用颈状部良好地支持光源灯。
因此，通过如上述式10那样地设定颈状部的延伸方向基端侧的开口直径H，能够有效地利用从发光中心射出的光束而不会没有必要地扩大非利用光反射区域。
此外，通过将光源灯配置成使发光部的发光中心位于反射器的焦点位置上，并将连接发光部和反射器测的一方的密封部的连接部的拐点与发光部的发光中心的直线与从该光源装置射出的光束的中心轴所成的角度θ1如上述式9那样地进行设定，在不考虑在发光部的外周面上的折射的情况下，能够按照将从发光中心射出的朝向反射器中的利用光反射区域的光束之中与从光源装置射出的光束的中心轴所成的角度为最小角度的光束作为第1光束从发光部射出的方式，设定发光部中的反射器侧的拐点的位置。
然而，当将θ1设定在上述式9的范围以外时，例如，当θ1比Tan-1(Hd/(2F))大时，当作为反射器采用抛物面反射器时，则按照连接发光部和反射器侧的一方的密封部的连接部的拐点与发光中心的直线位于用上述式11规定的抛物面反射器的第2非利用光反射区域之外、即位于利用光反射区域内的方式，设定发光部与反射器侧的一方的密封部的连接部的拐点的位置。此外，当作为反射器采用椭圆面反射器时也同样，按照使连接发光部和反射器侧的一方的密封部的连接部的拐点与发光中心的直线位于用上述式16规定的抛物面反射器的第2非利用光反射区域之外、即位于利用光反射区域内的方式，设定发光部与反射器侧的一方的密封部的连接部的拐点的位置。当将反射器侧的拐点定位到这样的位置上时，在不考虑在发光部的外周面上的折射的情况下，从发光中心射出的朝向反射器的利用光反射区域的光束的一部分通过发光管在发光部的外周面上进行折射而成为第2光束，并朝向反射器中的第2非利用光反射区域。因此，通过发光管在发光部的外周面上进行折射而从发光部射出的光束之中朝向反射器的利用光反射区域的光束的量将减少，即，从发光部射出的光束的光利用效率将降低。
在本发明中，如上述式9所示，通过将θ1设定为小于等于Tan-1(Hd/(2F))，按照使向用上述式11和上述式16规定的利用光反射区域入射的光束之中以最小角度入射的光束入射到利用光反射区域的端部的方式，设定发光部中的反射器侧的拐点的位置。因此，在不考虑在发光部的外周面上的折射的情况下，从发光中心射出的朝向反射器中的利用光反射区域的全部光束通过发光管在发光部的外周面上进行折射而成为第1光束，从而可靠地朝向反射器中的利用光反射区域而不会朝向反射器中的第2非利用光反射区域。此外，在不考虑在发光部的外周面上的折射的情况下，能够设定为从发光中心射出的朝向反射器中的非利用光反射区域的光束也通过发光管在发光部的外周面上进行折射而成为第1光束的一部分朝向反射器中的利用光反射区域。因此，能够设定为通过发光管在发光部的外周面上进行反射而从发光部反射的光束之中朝向反射器的利用光反射区域的光束的量增多，即，实现了从发光部射出的光束的光利用效率的提高。
在本发明的另一种光源装置中，优选地当设上述发光部的直径为T2，设上述副反射镜的上述开口部的直径为S2，设上述副反射镜的开口部与上述发光部的发光中心的从该光源装置射出的光束的中心轴方向的距离为C，设连接上述发光部和上述另一方的密封部之间的拐点与上述发光部的发光中心的直线与从该光源装置射出的光束的中心轴所成的角度为θ2时，则设定成以下的式17和式18的关系，(式17)θ2≤Tan-1(S2/(2C))(式18)T1＜S2≤T2。
此外，在本发明的另一种光源装置中，优选地按照连接上述发光部和上述另一方的密封部之间的拐点与上述发光部的发光中心的直线，与上述副反射镜的上述开口部进行交叉的方式设定上述拐点的位置。
其中，副反射镜的非利用光反射区域是插进另一方的密封部的开口部。即，由于在从发光部射出的光束之中朝向副反射镜的开口部的光束不会在副反射镜的反射面被反射，所以不会朝向发光部反射。
进而，如上述式18所示，通过将副反射镜的开口部的直径S2设定得比密封部的直径T1大，能够将密封部插进到副反射镜的开口部内，从而能够相对于密封部良好地安装副反射镜。因此，当设上述副反射镜的开口部的直径为S2，设上述副反射镜的开口部与上述发光部的发光中心的从该光源装置射出的光束的中心轴的距离为C时，通过发光中心并相对于从光源装置射出的光束的中心轴具有用以下的式19规定的角度θ的光束成为向副反射镜的反射面(利用光反射区域)入射的光束之中以最小角度入射的光束。
(式19)θ＝Tan-1(S2/(2C))在本发明中，通过将光源灯配置成使副反射镜的焦点位置位于发光部的发光中心，并如上述式17那样地设定连接发光部和副反射镜侧的密封部的连接部的拐点以及发光部的发光中心的直线与从该光源装置射出的光束的中心轴所成的角度θ2，在不考虑在发光部的外周面上的折射的情况下，能够按照将从发光中心射出的朝向副反射镜中的利用光反射区域的光束之中与从光源装置射出的光束的中心轴所成的角度为最小角度的光束作为第1光束而从发光部射出的方式，设定发光部与副反射镜侧的另一方的密封部的连接部的拐点的位置。
然而，在将θ2设定在上述式17的范围以外的情况下，例如，当θ2比Tan-1(S2/(2C))大时，则按照使连接发光部和副反射镜侧的另一方的密封部的连接部的拐点与发光中心的直线位于副反射镜的开口部(非利用光反射区域)之外、即位于反射面(利用光反射区域)内的方式，设定发光部与副反射镜侧的密封部的连接部的拐点的位置。当将发光部与副反射镜侧的另一方的密封部的连接部的拐点定位到这样的位置上时，在不考虑在发光部的外周面上的折射的情况下，从发光中心射出的朝向副反射镜的反射面(利用光反射区域)的光束的一部分通过发光管在发光部的外周面上进行折射而成为第2光束，并朝向副反射镜的开口部(非利用光反射区域)。因此，通过发光管在发光部的外周面上进行折射而从发光部射出的光束之中朝向副反射镜的反射面(利用光反射区域)的光束的量将减少，即，从发光部射出的光束的光利用效率将降低。
在本发明中，如上述式17所示，通过将θ2设定为小于等于Tan-1(S2/(2C))，能够按照使向用上述式19规定的利用光反射区域入射的光束之中以最小角度入射的光束入射到利用光反射区域的端部的方式，设定发光部与副反射镜侧的密封部的连接部的拐点的位置。通过这样地进行设定，在不考虑在发光部的外周面上的折射的情况下，从发光中射出的朝向副反射镜的反射面(利用光反射区域)的全部光束通过发光管在发光部的外周面上进行折射而成为第1光束，从而可靠地朝向副反射镜的反射面(利用光反射区域)而不会朝向副反射镜的开口部(非利用光反射区域)。此外，在不考虑在发光部的外周面上的折射的情况下，能够设定成从发光中心射出的朝向副反射镜的开口部(非利用光反射区域)的光束也通过发光管在发光部的外周面上进行折射而成为第1光束的一部分朝向副反射镜的反射面(利用光反射区域)。因此，能够设定为使通过发光管在发光部的外周面上进行折射而从发光部射出的光束之中朝向副反射镜的反射面(利用光反射区域)的光束的量增多，即，能够进一步实现从发光部射出的光束的光利用效率的提高。
此外，本发明的另一种光源装置，优选地上述θ1与上述θ2是相等的角度。
按照本发明，通过将发光部与反射器侧的一方的密封部的连接部的拐点的位置在发光部中设置到对称的位置上，容易形成发光管的外形形状。
在本发明的光源装置中，优选地上述发光管是通过对上述发光部的外形实施研削加工和/或研磨加工而将上述拐点的位置变更为满足上述关系的位置的发光管。
按照本发明，由于通过对发光部的外形实施研削加工和/或研磨加工等的机械加工能够变更发光部中的拐点的位置，从而能够容易地实现从发光部射出的光束的光利用效率的提高。
在本发明的光源装置中，优选地上述发光管是使用能够在满足上述关系的位置上形成上述拐点的成形模具吹塑成形的成型件。
按照本发明，通过使用预先设定了拐点的位置的成型模具进行吹塑成形能够在发光部上形成所期望的拐点，从而能够容易地实现从发光部射出的光束的光利用效率的提高。此外，由于不需要实施机械加工等的后处理加工，所以能够容易地进行实现光利用效率提高的光源装置的制造。
本发明的投影机，其特征在于，具备上述的本发明的光源装置；根据图像信息调制从上述光源装置射出的光束的光调制装置；以及放大投影由上述光调制装置调制的光束的投影光学装置。
按照本发明，由于投影机具备上述的光源装置、光调制装置、以及投影光学装置，所以能够具备与上述的光源装置同样的作用·效果。
此外，由于投影机具备实现光利用效率提高的光源装置，所以能够形成亮度良好的投影图像。此外，在采用不变更亮度的结构的情况下，能够使光源装置的辉度降低，从而实现低耗电化。


图1是表示实施例1的投影机的光学系统的模式图。
图2是表示上述实施例的光源装置的概要结构的剖面图。
图3是表示上述实施例的光源装置的概要结构的剖面图。
图4是表示从上述实施例的光源灯的电弧像的中心位置射出的光束的轨迹的图。
图5是表示在变更图4的角度θ的同时从角度θ看到发光部时，由于发光管的折射作用使电弧像的中心位置在图4的X轴上在表观上移动的状态的一例的图。
图6A和图6B是用于说明上述实施例的发光管的制造方法的图。
图7是表示通过变更拐点的位置使从光源灯射出的光束的光量变化的状态的一例的图。
图8是用于说明上述实施例的利用光反射区域和非利用光反射区域的图。
图9是用于说明上述实施例的利用光反射区域和非利用光反射区域的图。
图10是表示实施例2的光源装置的概要结构的剖面图。
图11是表示上述实施例的光源装置的概要结构的剖面图。
图12是用于说明上述实施例的利用光反射区域和非利用光反射区域的图。
图13是用于说明上述实施例的利用光反射区域和非利用光反射区域的图。
图14是用于说明上述实施例的利用光反射区域和非利用光反射区域的图。
图15是表示利用实施例3的制造方法制造的发光管的一例的剖面图。
具体实施例方式
实施例1.
下面，根据

本发明的实施例1。
投影机的结构.
图1是表示实施例1的投影机1的光学系统的模式图。
投影机1是根据图像信息调制从光源射出的光束而形成光学像，并将其放大投影到屏幕上的光学设备。
如图1所示，该投影机1，其构成为具备光源装置10、均匀照明光学系统20、色分离光学系统30、中继光学系统35、光学装置40和作为投影光学装置的投影光学系统50，构成这些光学系统20～35的光学元件和光学装置40被定位调整并收纳在设定了指定的照明光轴A的光学部件用箱体2内。
光源装置10是将从光源灯11射出的光束调整成固定方向而射出以照明光学装置40的装置。该光源装置10，将在后边详细地叙述，其构成为具备光源灯11、主反射镜12以及图示省略的保持它们的灯罩，在主反射镜12的光束射出方向后级设置有平行化凹透镜14。另外，该平行化凹透镜14既可以与光源装置10一体化，也可以作为单独个体。
并且，从光源灯11射出的光束利用主反射镜12将射出方向调整到光源装置10的前方侧而作为聚焦光输出，并被平行化凹透镜14平行化而向均匀照明光学系统20射出。
另外，从光源装置10射出的光束的中心轴与照明光轴A一致。
此外，在图1中是表示将主反射镜12构成为椭圆面反射器的情况，在将主反射镜12构成为抛物面反射器的情况下省略平行化凹透镜14。
均匀照明光学系统20，是将从光源装置10射出的光束分割成多个部分光束而使照明区域的面内照度均匀化的光学系统。该均匀照明光学系统20，具备第1透镜阵列21、第2透镜阵列22、偏振变换元件23、重叠透镜24和反射镜25。
第1透镜阵列21，具有作为将从光源装置10射出的光束分割成多个部分光束的光束分割光学元件的功能，其构成为具备在与照明光轴A正交的面内矩阵状地排列的多个小透镜。
第2透镜阵列22是对由上述的第1透镜阵列21分割的多个部分光束进行聚光的光学元件，与第1透镜阵列21同样具有在与照明光轴A正交的面内矩阵状地排列的多个小透镜的结构。
偏振变换元件23是将由第1透镜阵列21分割的各个部分光束的偏振方向调整为大致一个方向的线偏振光的偏振变换元件。
该偏振变换元件23，虽然省略了未图示，其具备交替地排列相对于照明光轴A倾斜配置的偏振分离膜和反射膜的结构。偏振分离膜使包含于各个部分光束内的P偏振光束和S偏振光束之中的一方的偏振光束透过而反射另一方的偏振光束。被反射的另一方的偏振光束由反射膜折转而向一方的偏振光束的射出方向、即沿着照明光轴A的方向射出。射出的偏振光束中的任何一者通过设置在偏振变换元件23的光束射出面上的相位差板进行偏振变换，大致所有的偏振光束的偏振方向被一致化。由于通过使用这样的偏振变换元件23能够将从光源灯11射出的光束调整为大致一个方向的偏振光束，所以能够提高在光学装置40中利用的光源光的利用率。
重叠透镜24，是对经过了第1透镜阵列21、第2透镜阵列22和偏振变换元件23的多个部分光束进行聚光并使之重叠到光学装置40的后述的3个液晶面板的图像形成区域上的光学元件。
从该重叠透镜24射出的光束在反射镜25被折转后向色分离光学系统30射出。
色分离光学系统30，具备2块分色镜31、32和反射镜33，具备利用分色镜31、32将从均匀照明光学系统20射出的多个部分光束分离成红(R)、绿(G)、蓝(B)这3色的色光的功能。
分色镜31、32是在基板上形成了反射指定的波长范围的光束而透过其它波长范围的光束的波长选择膜的光学元件。并且，配置在光路前级的分色镜31是透过红色光而反射其它色光的反射镜。此外，配置在光路后级的分色镜32是反射绿色光而透过蓝色光的反射镜。
中继光学系统35，具备入射侧透镜36、中继透镜38、反射镜37和39，具有将透过构成色分离光学系统30的分色镜32的蓝色光引导到光学装置40的功能。另外，之所以在蓝色光的光路上设置中继光学系统35是因为蓝色光的光路的长度比别的色光的光路长度更长，从而防止由于光的发散等引起的利用效率的降低的缘故。在本实施例中虽然由于蓝色光的光路的长度长而采用这样的结构，但也可以考虑加长红色光的光路的长度在红色光的光路中使用中继光学系统的结构。
由上述的分色镜31分离的红色光在被反射镜33折转后经由场透镜41供给光学装置40。此外，由分色镜32分离的绿色光则原样地经由场透镜41供给光学装置40。此外，蓝色光由构成中继光学系统35的透镜36、38和反射镜37、39聚光、折转后经由场透镜41供给光学装置40。另外，设置在光学装置40的各色光的光路前级的场透镜41是为了使从第2透镜阵列22射出的各个部分光束变换成相对于各个部分光束的主光线平行的光束而设置的。
光学装置40是根据图像信息调制入射的光束而形成彩色图像的装置。该光学装置40构成为具备作为成为照明对象的光调制装置的液晶面板42R、42G、42B(设红色光侧的液晶面板为42R、设绿色光侧的液晶面板为42G，设蓝色光侧的液晶面板为42B)和十字分色棱镜43。另外，在场透镜41与各个液晶面板42R、42G、42B之间介在配置了入射侧偏振片44，虽然省略了图示，在各个液晶面板42R、42G、42B与十字分色棱镜43之间介在配置了射出侧偏振片，由入射侧偏振片44和液晶面板42R、42G、42B和上述射出侧偏振片进行入射的各色光的光调制。
液晶面板42R、42G、42B是将作为电光物质的液晶密闭封入到一对透明的玻璃基板内的液晶面板，例如，将多晶硅TFT当作开关元件，按照所给予的图像信号调制从入射侧偏振片44射出的偏振光束的偏振方向。
十字分色棱镜43是将以从上述射出侧偏振片射出的每种色光的方式进行了调制的光学像合成而形成彩色图像的光学元件。该十字分色棱镜43，将4个直角棱镜粘合而平面看呈大致正方形并在将直角棱镜彼此粘合的界面上形成有电介质多层膜。大致X形的一方的电介质多层膜反射红色光，另一方的电介质多层膜则反射蓝色光，通过利用这些电介质多层膜使红色光和蓝色光折转而调整为与绿色光的行进方向一致来合成3种色光。
然后，从十字分色棱镜43射出的彩色图像由投影光学系统50进行放大投影，从而在图示省略的屏幕上形成大画面图像。
光源装置的结构.
图2和图3是表示光源装置10的概要结构的剖面图。具体地说，图2是表示将主反射镜12构成为抛物面反射器时的图。图3是表示将主反射镜12构成为椭圆面反射器时的图。
如图2或图3所示，光源装置10具有光源灯11配置在作为反射器的主反射镜12的内部的结构。
光源灯的结构.
如图2或图3所示，光源灯11具备由石英玻璃管构成的发光管111、配置在该发光管111内的一对电极112和未图示的封入物。
其中，作为光源灯11可以采用高辉度发光的各种光源灯，例如，可以采用金属卤化物灯、高压水银灯、超高压水银灯等。
发光管111由位于中央部分的大致球状地膨胀出的发光部1111和向该发光部1111的两侧延伸的一对密封部1112、1113构成。
在发光部1111内形成了大致球状的放电空间，在该放电空间内封入了一对电极112和水银、稀有气体和少量的卤素。
在一对密封部1112、1113的内部插入了与一对电极112电连接的钼制的金属箔112A，并用玻璃材料等密封。进而在各个金属箔112A上连接了作为电极引出线的引线113，该引线113一直延伸到光源灯11的外部。
于是，当给引线113施加电压时，如图2或图3所示，通过金属箔112A在电极112间产生电位差而产生放电，从而生成电弧像D而使发光部1111内部发光。另外，下面将发光中心作为在电极112间生成的电弧像D的中心位置O进行说明。此外，电弧像D的中心位置O位于一对电极112间的大致中央。进而，设电弧像D的中心位置O与沿密封部1112、1113的延伸方向的发光管111的中心轴(在图2和图3中与照明光轴A一致)和沿着与发光部1111膨胀得最大的部位的照明光轴A正交的平面的剖面的交点(发光管111的中心)大致一致。
图4是表示从光源灯11的电弧像D的中心位置射出的光束的轨迹的图。另外，在图4中，为了便于说明，设照明光轴为X轴，设通过电弧像D的中心位置O与上述X轴正交的轴为Y轴。此外，在X轴上，将图4中左方向设为+X方向，将图4中右方向设为-X方向。进而，设距+X方向的X轴的角度为θ。此外，虽然在图4中仅表示角度θ为90°～180°的范围的光线，但角度θ为0°～90°的范围、180°～270°的范围、以及270°～360°的范围的情况与角度θ为90°～180°的范围的情况大致是同样的。
图5是表示在变更图4的角度θ的同时从角度θ看到发光部1111的情况下，由于发光管111的折射作用使电弧像D的中心位置O在图4的X轴上在表观上移动的状态的一例的图。具体地说，图5是表示以每5°的方式变更图4所示的角度θ，并画出在各个角度θ的电弧像D的中心位置O的表观上的位置的图。另外，在图5中，横轴表示图4中的角度θ，纵轴表示电弧像D的中心位置O在图4的X轴上的表观上的位置。
由于发光管111具备如上所述的具有膨胀的形状的发光部1111，所以在密封部1112、1113与发光部1111的交界位置附近存在从发光部1111的外形形状向密封部1112、1113的外形形状连接的曲面。在从该发光部1111的外形形状向密封部1112、1113的外形形状连接的曲面中，存在从电弧像D的中心位置O射出的通过发光管111从发光部1111的外周面射出时折射的折射方向变化的位置。另外，以下将上述位置称为拐点。
具体地说，在图4中，由于角度θ为90°时在发光管111中不发生折射作用，所以如图5所示，表观上的电弧像D的中心位置O不会从实际的电弧像D的中心位置O移动。
并且，在图4中，当角度θ变得比90°大时，如下所示，相对于实际的电弧像D的中心位置O表观上的位置进行移动。
即，当角度θ变得比90°大时在发光管111中就发生折射作用，如图5所示，电弧像D的中心位置O在表观上就以大致一定的比率向图4中的-X方向移动。
其中，当角度θ变得比120°附近大时，如图5所示，电弧像D的中心位置O的表观上的位置向上述的相反方向、即朝向图4中的+X方向移动。
此外，在图4中，当角度θ变得比90°小时，与上述的情况大致同样，如以下所示，电弧像D的中心位置O的表观上的位置进行移动。
即，当角度θ变得比90°小时，在发光管111中就发生折射作用，如图5所示，电弧像D的中心位置O在表观上就以大致一定的比率向图4中的+X方向移动。
其中，当角度θ变得比60°附近小时，如图5所示，电弧像D的中心位置O的表观上的位置就向上述的相反方向、即朝向图4中的-X方向移动。
在上述的2种情况下，当角度θ在120°附近、60°附近电弧像D的中心位置O的表观上的位置的移动方向发生变化的现象，如以下那样地来解释。
在角度θ为90°～120°附近的范围内，由于电弧像D的中心位置O的表观上的位置向-X方向移动，所以从电弧像D的中心位置O射出的光束通过发光管111在发光部1111的外周面上向与X轴正交的方向折射。
此外同样，在角度θ为60°附近～90°附近的范围内，由于电弧像D的中心位置O的表观上的位置向+X方向移动，所以从电弧像D的中心位置O射出的光束也通过发光管111在发光部1111的外周面上向与X轴正交的方向侧折射。
以下，为便于说明，将从电弧像D的中心位置O射出的通过发光管111在发光部1111的外周面上向与X轴正交的方向侧折射的光束称为第1光束。
即，在图5所示的例子中，在角度θ为60°附近～120°附近的范围内，从电弧像D的中心位置O射出的光束在发光部1111的外周面上作为第1光束射出。
对此，在角度θ比120°附近大的范围内，由于电弧像D的中心位置O的表观上的位置向+X方向移动，所以从电弧像D的中心位置O射出的光束通过发光管111在发光部1111的外周面上向与X轴接近的方向侧折射。
此外同样，在角度θ比60°附近小的范围内，由于电弧像D的中心位置O的表观上的位置向-X方向移动，所以从电弧像D的中心位置O射出的光束也通过发光管111在发光部1111的外周面上向与X轴接近的方向侧折射。
以下，为便于说明，将从电弧像D的中心位置O射出的通过发光管111在发光部1111的外周面上向X轴接近的方向折射的光束称为第2光束。
即，在图5所示的例子中，当角度θ在比120°附近大的范围内以及在比60°附近小的范围内时，从电弧像D的中心位置O射出的光束在发光部1111的外周面上作为第2光束后射出。
由此，在图5所示的例子中，当角度θ在60°附近以及120°附近时，就成为在发光部1111的外周面上射出的光束(第1光束、第2光束)的折射方向不同的交界位置，该位置相当于上述的拐点。即，在发光部1111的外周面上，以拐点为界从发光部1111侧射出的光束成为第1光束，而从密封部1112、1113侧射出的光束成为第2光束。
本实施例的发光管111按照使拐点满足后述的关系的方式利用以下所示的制造方法进行制造。
图6A和图6B是用于说明发光管111的制造方法的图。
首先，加热软化未加工的石英玻璃管的成为发光部的指定位置。接着，在上述指定位置设置规定从石英玻璃管的外周部分胀出的发光部的外形形状的未图示的模具，并边向石英玻璃管内吹入空气边使上述指定位置膨胀。然后，直到膨胀的石英玻璃管的外周接触到上述模具的内周面为止向石英玻璃管内吹入空气。然后，通过使上述指定位置冷却而使上述指定位置硬化。利用以上那样的工序、即利用所谓的吹塑成形，如图6所示，形成发光管111的坯管111’。
然后，通过对坯管111’的发光部1111和密封部1112、1113的交界位置附近实施研磨加工或研削加工，使在坯管111’的状态下的发光部1111上的拐点IP’(图6A)的位置向接近密封部1112、1113的方向移动，从而形成拐点IP(图6B)。通过对于坯管111’实施以上那样的机械加工而制造发光管111。
此外，在制造发光管111时，以减少由于通过发光部1111的光的反射所造成的光损耗为目的，也可以对发光部1111的外周面施以包括钽氧化膜、铪氧化膜、钛氧化膜等的多层膜的防反射涂层。
另外，在上述的图5中，用实线表示使用具有拐点IP’的坯管111’时的电弧像D的中心位置O表观上进行移动的结果，用虚线表示使用通过对坯管111’实施上述机械加工而形成拐点IP的发光管111时的电弧像D的中心位置表观上进行移动的结果。
通过使拐点从拐点IP’变更为拐点IP，即，通过使拐点的位置向接近密封部1112、1113的方向移动，如图5所示，使与角度θ对应的电弧像D的中心位置O的移动方向的变化位置从原来的60°附近、120°附近的电弧像D的中心位置O的移动方向的变化位置变更到比60°附近小的角度45°附近以及比120°附近大的角度135°附近。
图7是表示通过变更拐点的位置使从光源灯11射出的光束的光量变化的状态的一例的图。具体地说，图7是在用照度计测定了从光源灯11向图4所示的角度θ方向射出的光束的照度后，将所测定的照度换算成光量，并与角度θ对应地画出换算的光量的图。即，在图7中，横轴表示图4中的角度θ，纵轴表示换算后的光量。另外，在图7中，实线是与角度θ对应地画出从使用具有拐点IP’的坯管111’的光源灯11射出的光束的光量的结果，虚线则是与角度θ对应地画出从使用通过对坯管111’实施上述机械加工而形成拐点IP的发光管111的光源灯11射出的光束的光量的结果。
通过使拐点从观点IP’变更为拐点IP，即，通过使拐点的位置向接近密封部1112、1113的方向移动，在图7的例子中，向作为接近X轴(图4)方向的角度θ为20°～40°左右、140°～165°左右的低的角度射出的光束的光量将减少。此外，向比角度θ为40°～60°左右、120°～140°左右的上述低的角度高的角度射出的光束的光量将增加。
如上所述，通过使拐点的位置向接近密封部1112、1113的方向移动，使得以低的角度射出的光束的光量减少，反之使得向比上述低的角度高的角度射出的光束的光量增加的现象可以如以下那样地进行解释。
通过使拐点的位置向接近密封部1112、1113的方向移动，使在发光部1111的外周面上进行折射的折射方向发生变化的交界位置向密封部1112、1113侧移动。即，扩大了在发光部1111的外周面上向与X轴(图4)正交的方向侧折射的第1光束的射出范围，缩小了在发光部1111的外周面上向与X轴(图4)接近的方向侧折射的第2光束的射出范围。因此，与第2光束的射出范围缩小相应地以向接近X轴(图4)的低的角度射出的光束的光量将减少，反之，与第1光束的射出范围扩大相应地向比上述低的角度高的角度射出的光束的光量将增加。
主反射镜的结构.
如图2或图3所示，主反射镜12，是具有透光性的玻璃制的一体成型件，其具备插进光源灯11的基端侧的一方的密封部1112的筒状的颈状部121、以及从该颈状部121扩展的凹曲面状的反射部122。
如图2或图3所示，在颈状部121利用成型加工以成为大致圆筒状的方式在中央形成了插入孔123，在该插入孔123的中心配置了密封部1112。
反射部122具备在旋转曲线形状的玻璃面上蒸镀形成金属薄膜而构成的反射面122A。并且，该反射面122A成为反射可见光而透过红外线和紫外线的冷反射镜。
在将主反射镜12构成为抛物面反射器的情况下，图2所示的F1是主反射镜12的反射面122A的旋转曲线的焦点位置。
配置在这样的主反射镜12的反射部122内部的光源灯11配置成使电弧像D的中心位置O成为反射部122的反射面122A的旋转曲线形状的焦点位置F1的附近。
于是，当点亮光源灯11后，从发光部1111射出的光束之中朝向主反射镜12的光束R1，如图2所示，在主反射镜12的反射部122的反射面122A处进行反射而成为与照明光轴A平行的平行光。
图8是用于说明在将主反射镜12构成为抛物面反射器时的利用光反射区域和非利用光反射区域的图。
在上述那样的主反射镜12内，存在从发光部1111向该主反射镜12侧射出的光束之中能够作为照明光利用的利用光反射区域和不能作为照明光利用的非利用光反射区域。
在这些反射区域之中，非利用光反射区域在以下2处规定。另外，主反射镜12中的利用光反射区域在反射部122中相当于在以下的2处规定的除了非利用光反射区域之外的区域。
首先，如图8所示，第1非利用光反射区域，是主反射镜12中的颈状部121的插入孔123。即，从发光部1111射出的光束之中朝向颈状部121的插入孔123的光束不会在主反射镜12的反射面122A处被反射而不能作为照明光利用。
此外，第2非利用光反射区域，是即使在主反射镜12中的反射面122A处反射也被发光管111遮挡的区域。
如图8所示，在用抛物面反射器构成的主反射镜12中，位于通过构成光源灯11的发光管111的发光部1111的顶部而且由与照明光轴A平行的直线LP1围成的圆柱形状的内部的区域是第2非利用光反射区域。即，如图8所示，表示由抛物面反射器构成的主反射镜12的第2非利用光反射区域的圆柱与反射面122A的交叉位置成为表示主反射镜12的利用光反射区域的颈状部121侧端的具有直径Hd的大致的圆。当由抛物面反射器构成主反射镜12时，如图8所示，该直径Hd与发光部1111的顶部的外径T2相等。当设电弧像D的中心位置O与主反射镜12的利用光反射区域的颈状部121侧端的照明光轴A方向的距离为f1时，则连接电弧像D的中心位置O与主反射镜12的利用光反射区域的颈状部121侧端的直线LP2与照明光轴A所成的角度θ由以下的式20规定。
(式20)θ＝Tan-1(Hd/(2f1))此外，如图3所示，当主反射镜12构成为用椭圆面反射器时，F1、F2表示主反射镜12的反射面122A的旋转曲线的第1焦点位置和第2焦点位置。
配置在这样的主反射镜12的反射部122内部的光源灯11配置成使电弧像D的中心位置O成为反射部122的反射面122A的旋转曲线形状的第1焦点位置F1的附近。
然后，当点亮光源灯11后，如图9所示，从发光部1111射出的光束之中朝向主反射镜12的光束R1在主反射镜12的反射部122的反射面122A处进行反射而成为聚光到旋转曲线形状的第2焦点位置F2上的聚焦光。
图9是用于说明将主反射镜12构成为椭圆面反射器时的利用光反射区域和非利用光反射区域的图。
在主反射镜12是椭圆面反射器的情况下，在主反射镜12内也存在从发光部1111向该主反射镜12侧射出的光束之中能够作为照明光利用的利用光反射区域和不能作为照明光利用的非利用光反射区域。
这些反射区域之中的非利用光反射区域由以下的2处规定。
首先，如图9所示，第1非利用光反射区域是主反射镜12中的颈状部121的插入孔123。即，从发光部1111射出的光束之中朝向颈状部121的插入孔123的光束不会在主反射镜12的反射面122A处被反射而不能作为照明光利用。
其中，由于作为椭圆面反射器的主反射镜12使在反射面122A处反射的光束聚焦到第2焦点位置F2，所以如图9所示，主反射镜12中的第2非利用光反射区域成为位于由连接发光管111的发光部1111的顶部或密封部1113的端部和第2焦点位置F2的直线L1围成的圆锥形状的内部的区域。即，如图9所示，直线L1相对于照明光轴A倾斜。
因此，如图9所示，即使在由椭圆面反射器构成的主反射镜12中进行反射的情况下也会被发光管111遮挡的第2非利用光反射区域，成为位于由连接发光管111的发光部1111的顶部或离开主反射镜12的一侧的另一方的密封部1113的端部和第2焦点F2的直线围成的圆锥形状的内部的区域。
如图9所示，所谓的由连接发光管111的发光部1111的顶部和第2焦点F2的直线L1围成的圆锥形状，当设发光部1111的顶部的外径为T2，设从光源装置10射出的光束的中心轴、即照明光轴A方向的主反射镜12的第2焦点F2到发光部1111的顶部的距离为Fa时，是连接发光管111的发光部1111的顶部和第2焦点F2的直线L1相对于照明光轴A具有用以下的式21规定的角度θa的圆锥形状。
(式21)θa＝Tan-1(T2/(2Fa))另一方面，如图9所示，所谓的由连接离开主反射镜12的一侧的密封部1113的端部和第2焦点F2的直线围成的圆锥形状，当设离开主反射镜12的一侧的密封部1113的外径为T1，设从照明光轴A方向上的主反射镜12的第2焦点F2到密封部1113的端部的距离为Fb时，是连接密封部1113的端部和第2焦点F2的直线相对于照明光轴A具有用以下的式22规定的角度θb的圆锥形状。
(式22)θb＝Tan-1(T1/(2Fb))因此，如图9所示，由椭圆面反射器构成的主反射镜12的第2非利用光反射区域，成为位于由具有用上述的式21规定的角度θa和用式22表示的角度θb之中的大的一方的角度的直线围成的圆锥形状的内部的区域，表示主反射镜12的反射面122A的利用光反射区域的颈状部121侧端的大致圆的直径Hd，是表示由具有用上述的式21规定的角度θa和用式22规定的角度θb之中的大的一方的角度的直线围成的圆锥与反射部的交叉位置的大致圆的直径。
即，当设主反射镜12的反射面122A的利用光反射区域的颈状部121侧端与第2焦点F2的照明光轴A方向的距离为Fc时，则表示在角度θa＞角度θb的情况下的主反射镜12的反射面122A的利用光反射区域的颈状部121侧端的大致圆的直径Hd，成为用以下的式23规定的长度。
(式23)
Hd＝(Fc·Tanθa)·2另一方面，当设主反射镜12的反射面122A的利用光反射区域的颈状部121侧端与第2焦点F2的照明光轴A方向的距离为Fc时，则表示在角度θa＜角度θb的情况下的主反射镜12的反射面122A的利用光反射区域的颈状部121侧端的大致圆的直径Hd，成为用以下的式24规定的长度。
(式24)Hd＝(Fc·Tanθb)·2在图9所示的光源装置10的情况下，由于相对于照明光轴A连接发光管111的发光部1111的顶部和第2焦点F2的直线所成的角度θa比连接密封部1113的端部和第2焦点F2的直线所成的角度θb大，所以表示主反射镜12的第2非利用光反射区域的圆锥由连接发光管111的发光部1111的顶部和第2焦点F2的直线规定。表示主反射镜12的第2非利用光反射区域的圆锥与反射面122A的交叉位置成为表示主反射镜12的利用光反射区域的颈状部121侧端的具有直径Hd的大致的圆。当设电弧像D的中心位置O与主反射镜12的利用光反射区域的颈状部121侧端的照明光轴A方向的距离为f1时，则连接电弧像D的中心位置O与主反射镜12的利用光反射区域的颈状部121侧端的直线L2与照明光轴A所成的角度θ用以下的式25规定。
(式25)θ＝Tan-1(Hd/(2f1))在本实施例中，如图8或图9所示，当设连接发光管111的主反射镜12侧的拐点IP1和电弧像D的中心位置O的直线L3与照明光轴A所成的角度为θ1时，以满足以下的式26的方式利用上述的发光管111的制造方法来制造发光管111。
(式26)θ1≤Tan-1(Hd/(2f1))此外，在本实施例中，如图8或图9所示，当设连接发光管111的另一方的密封部1113侧的拐点IP2和电弧像D的中心位置O的直线L4与照明光轴A所成的最小角度为θ2时，以使θ1与θ2成为相同角度的方式利用上述的发光管111的制造方法来制造发光管111。
进而，在本实施例中，如图8或图9所示，当设密封部1112、1113的直径为T1，设主反射镜12的插入孔123的直径为H时，以满足以下的式27的关系的方式制造上述的主反射镜12。
(式27)T1＜H≤Hd进而，在本实施例中，如图8或图9所示，按照主反射镜12的反射部122的照明光束射出侧的开口端部，比与连接发光管111的密封部1113侧的拐点IP2和电弧像D的中心位置O的直线L4交叉的位置P1更向光路前级侧(前方侧)延伸的方式制造上述的主反射镜12。
在上述的实施例1中，由于如上述式27所示，将主反射镜12的插入孔123直径H设定为小于等于表示主反射镜12的利用光反射区域的颈状部121侧端的大致圆的直径Hd，所以能够可靠地将插入孔123、即将第1非利用光反射区域配置在上述第2非利用光反射区域内部，从而能够仅用第2非利用光反射区域规定主反射镜12的非利用光反射区域。因此，通过上述式27那样地设定插入孔123，能够有效地利用从电弧像D的中心位置O射出的光束而不会没有必要地扩大非利用光反射区域。
进而，如上述式27所示，通过将插入孔123的直径H设定得比密封部1112、1113的直径T1大，能够在插入孔123内插进密封部1112而用颈状部121良好地支持光源灯11。
此外，通过使光源灯11配置成使电弧像D的中心位置O位于主反射镜12的第1焦点位置F1，并将直线L3与照明光轴A所成的角度θ1如上述式26那样地设定，在不考虑在发光部1111的外周面上的折射的情况下，能够按照能够将从电弧像D的中心位置O射出的朝向主反射镜12的利用光反射区域的光束之中与照明光轴A所成的角度为最小角度的光束作为第1光束从发光部射出的方式设定发光部1111与主反射镜12侧的一方的密封部1112之间的拐点IP1的位置。
然而，当将θ1设定在上述式26的范围以外时，例如，当θ1比Tan-1(Hd/(2f1))大时，按照使连接发光部1111和主反射镜12侧的一方的密封部1112之间的拐点IP1与电弧像D的中心位置O的直线L3位于上述主反射镜12的第2非利用光反射区域之外、即位于利用光反射区域内的方式设定拐点IP1的位置。当将拐点IP1定位到这样的位置上时，在不考虑在发光部1111的外周面上的折射的情况下，从电弧像D的中心位置O射出的朝向主反射镜12的利用光反射区域的光束的一部分通过发光管111在发光部1111的外周面上进行折射而成为第2光束，从而朝向主反射镜12的第2非利用光反射区域。因此，通过发光管111在发光部1111的外周面上进行折射而从发光部1111射出的朝向主反射镜12的利用光反射区域的光束的量减少，即从发光部1111射出的光束的光利用效率降低。
其中，在本实施例中，如上述式26所示，通过将θ1设定为小于等于Tan-1(Hd/(2f1))，能够设定成连接发光部1111和主反射镜12侧的一方的密封部1112之间的拐点IP1与电弧像D的中心位置O的直线L3位于主反射镜12的利用光反射区域的颈状部121侧端或非利用光反射区域内。即，在不考虑在发光部1111外周面上的折射的情况下，能够按照使从电弧像D的中心位置O射出的向主反射镜12的利用光反射区域入射的光束之中相对于照明光轴A以最小角度入射的光束可靠地入射到利用光反射区域的方式设定拐点IP1的位置。因此，在不考虑在发光部1111的外周面上的折射的情况下，从电弧像D的中心位置射出的朝向主反射镜12的利用光反射区域的全部光束通过发光管111在发光部1111的外周面上进行折射而成为第1光束，可靠地朝向主反射镜12的利用光反射区域而不会朝向主反射镜12的第2非利用光反射区域。此外，在不考虑在发光部的外周面上的折射的情况下，能够设定成使从电弧像D的中心位置O射出的朝向主反射镜12的非利用光反射区域的光束也通过发光管111在发光部1111的外周面上进行折射而成为第1光束的一部分朝向主反射镜12的利用光反射区域。因此，能够设定成使通过发光管111在发光部1111的外周面上进行折射而从发光部1111射出的光束之中朝向主反射镜12的利用光反射区域的光束的量增多，即实现从发光部1111射出的光束的利用效率的提高。
并且，由于在利用吹塑成形形成了坯管111’后，通过对发光部1111的外形实施研削加工或研磨加工等的机械加工来制造发光管111，所以能够容易地变更发光部1111的拐点的位置，从而能够容易地实现从发光部1111射出的光束的光利用效率的提高。
此外，在制造发光管111时，通过对坯管111’实施机械加工，与对于作为成品的光源灯11实施机械加工时相比能够抑制加工不良时等的损失。此外，由于对坯管111’进行机械加工而产生的剩余应力或加工变质层，通过将一对电极112、金属箔112A和引线113遮蔽到密封部1112、1113内时的加热而除去。
此外，由于投影机1具备实现光利用效率提高的光源装置10，所以能够形成亮度良好的投影图像。此外，在采用不变更亮度的结构的情况下，能够降低光源装置10的辉度，从而实现低耗电化。
实施例2.
下面，根据

本发明的实施例2。
在以下的说明中，对于与上述实施例1同样的结构和相同的部件赋予相同的标号并省略或简化其详细的说明。
在上述实施例1中，光源装置10由光源灯11和主反射镜12构成。
对此，在实施例2中，光源装置10A，除了在上述实施例1中所说明的光源灯11之外，还具备反射部的形状与在上述实施例1中所说明的主反射镜12不同的主反射镜12A和副反射镜13。除此之外的结构与上述实施例1是同样的。
图10和图11是表示实施例2的光源装置10A的概要结构的剖面图。具体地说，图10是表示主反射镜12A为抛物面反射器的情况的图。图11是表示主反射镜12A为椭圆面反射器的情况的图。
另外，主反射镜12A只是形状与在上述实施例1中所说明的主反射镜12不同，如图10或图11所示，与主反射镜12同样地具备颈状部121(包括插入孔123)、反射部122(包括反射面122A)。
如图10或图11所示，副反射镜13具备插进构成光源灯11的发光管111的另一方的密封部1113的大致筒状的颈状部121、以及从该颈状部121扩展的大致球面状的反射部132，这些颈状部131和反射部132形成为一体。
颈状部131是相对于光源灯11固定副反射镜13的部分，通过向作为筒状的开口部的插进孔131A内插进光源灯11的密封部1113，如图10或图11所示，能够相对于光源灯11设置副反射镜13。并且，将该插进孔131A的内周面作为填充与密封部1113固定用粘接剂的粘接面。这样，通过在副反射镜13上设置颈状部131，与不设置颈状部131的结构相比能够相对于光源灯11使副反射镜13的固定区域形成得大，从而能够良好地维持副反射镜13相对于光源灯11的固定状态。
如图10或图11所示，在相对于光源灯11设置副反射镜13的状态下，反射部132是覆盖光源灯11的发光部1111的前侧大致一半的反射部件，构成为碗状。
该反射部132，其内面为形成跟随光源灯11的发光部1111的球面的球面状的反射面132A。另外，该反射面132A与主反射镜12A的反射面122A同样，成为反射可见光而透过红外线和紫外线的冷反射镜。
上述的副反射镜13，由作为低热膨胀材料和/或高热传导材料的例如石英、氧化铝陶瓷等的无机类材料构成。
并且，通过将上述的副反射镜13安装到发光管111上，当用抛物面反射器构成主反射镜12A时，如图10所示，从发光部1111射出的光束之中向主反射镜12A的相反侧(前方侧)射出的光束R2与照明光轴A平行地射出。此外，如图11所示，当用椭圆面反射器构成主反射镜12A时，从发光部1111射出的光束之中向主反射镜12A的相反侧(前方侧)射出的光束R2，与从光源灯11直接入射到主反射镜12A的反射面122A上的光束R1同样地聚焦到第2焦点位置F2上。
由于上述实施例1中所说明的光源装置10是没有设置副反射镜13的结构，所以必须只由主反射镜12使从光源灯11射出的光束聚焦成与照明光轴A平行或者聚焦到第2焦点位置F2。
对此，在本实施例中，由于通过设置副反射镜13能够使从光源灯11向主反射镜12A的相反侧(前方侧)射出的光束在副反射镜13向后方侧反射而入射到主反射镜12A的反射面122A上，所以能够使主反射镜12A的光轴方向尺寸和开口直径相对于上述实施例1中所说明的主反射镜12减小。即，能够使光源装置10A或投影机1小型化，从而能够使将光源装置10A装入投影机1内的布局也变得容易。
此外，在用椭圆面反射器构成主反射镜12A的情况下，通过设置副反射镜13，即使为了减小在第2焦点位置F2处的聚焦光点直径而使主反射镜12A的第1F1与第2焦点位置F2接近，也能够利用主反射镜12A和副反射镜13将从发光部1111射出的光的几乎全部都聚光到第2焦点位置F2上而能够利用，从而能够大幅度地提高光的利用效率。由此可见，能够采用输出比较低的光源灯11，也能够实现光源灯11和光源装置10A的低温化。
图12到图14是用于说明利用光反射区域和非利用光反射区域的图。具体地说，图12是用于说明主反射镜12A构成为抛物面反射器时的主反射镜12A的利用光反射区域和非利用光反射区域的图。图13是用于说明主反射镜12A构成为椭圆面反射器时的主反射镜12A的利用光反射区域和非利用光反射区域的图。图14是表示副反射镜13的利用光反射区域和非利用光反射区域的图。
在本实施例的光源装置10A中，由于具备副反射镜13，所以作为主反射镜12A的第2非利用光反射区域，与上述实施例1中所说明的光源装置10不同，成为即使在由反射面122A反射的情况下也会被发光管111和副反射镜13遮挡的区域。
然而，如图12所示，在用抛物面反射器构成主反射镜12A的情况下，位于由通过副反射镜13的顶部而且与照明光轴A平行的直线LP1’围成的圆柱状的内部的区域是第2非利用光反射区域。即，表示用抛物面反射器构成的主反射镜12A的第2非利用光反射区域的圆柱与反射面122A的交叉位置成为表示主反射镜12A的利用光反射区域的颈状部121侧端的具有直径Hd的大致的圆。在用抛物面反射器构成主反射镜12A的情况下，该直径Hd与作为副反射镜13的顶部的外径的副反射镜13的最大直径S1相等。当设电弧像D的中心位置O与主反射镜12的利用光反射区域的颈状部121侧端的照明光轴A方向的距离为f1时，则连接电弧像D的中心位置O与主反射镜12的利用光反射区域的颈状部121侧端的直线LP2’与照明光轴A所成的角度θ用以下的式28规定。
(式28)θ＝Tan-1(Hd/(2f1))另一方面，在用椭圆面反射器构成主反射镜12A的情况下，由于使在反射面122A处反射的光束聚焦到第2焦点位置F2上，所以如图13所示，主反射镜12A中的第2非利用光反射区域成为位于由连接副反射镜13的顶部或密封部1113的端部和第2焦点位置F2的直线L1’围成的圆锥形状的内部的区域。即，如图13所示，直线L1’相对于照明光轴A倾斜。
所说的由连接副反射镜13的顶部、第2焦点F2的直线围成的圆锥形状，当设副反射镜13的顶部的外径、即副反射镜的最大外径为S1，设从照明光轴A方向的主反射镜12A的第2焦点F2到副反射镜13的顶部的距离为Fd时，是连接副反射镜13的顶部和第2焦点位置F2的直线L1’相对于照明光轴A具有用以下的式29规定的角度θd的圆锥形状。
(式29)θd＝Tan-1(S1/(2Fd))另一方面，所谓由连接离开主反射镜12A侧的另一方的密封部1113的端部、第2焦点位置F2的直线围成的圆锥形状，当设另一方的密封部1113的外径为T1，设从照明光轴A方向的主反射镜12A的第2焦点F2到另一方的密封部1113的端部的距离为Fe时，是连接密封部1113的端部和第2焦点位置F2的直线相对于照明光轴A具有用以下的式30规定的角度θe的圆锥形状。
(式30)
θe＝Tan-1(T1/(2Fe))因此，如图13所示，用椭圆面反射器构成的主反射镜12A的第2非利用光反射区域，成为位于由具有用上述的式29规定的角度θd和用式30规定的角度θe之中的大的一方的角度的直线围成的圆锥形状的内部的区域。因此，表示主反射镜12A的反射面122A的利用光反射区域的颈状部侧端的大致圆的直径Hd，是表示由具有用上述的式29规定的角度θd和用式30表示的角度θe之中的大的一方的角度的直线围成的圆锥与反射面122A的交叉位置的大致圆的直径。
即，当设用椭圆面反射器构成的主反射镜12A的反射面122A的利用光反射区域的颈状部121侧端与第2焦点F2的照明光轴A方向的距离为Ff时，则表示在角度θd＞角度θe的情况下的主反射镜12A的反射面122A的利用光反射区域的颈状部121侧端的大致圆的直径Hd成为用以下的式31规定的长度。
(式31)Hd＝(Ff·Tanθd)·2另一方面，当设用椭圆面反射器构成的主反射镜12A的反射面122A的利用光反射区域的颈状部121侧端与第2焦点F2的照明光轴A方向的距离为Ff时，则表示在角度θd＜角度θe的情况下的主反射镜12A的反射面122A的利用光反射区域的颈状部121侧端的大致圆的直径Hd成为用以下的式32规定的长度。
(式32)Hd＝(Ff·Tanθe)·2在图13所示的光源装置10A的情况下，相对于照明光轴A，连接副反射镜13的顶部和第2焦点F2的直线所成的角度θd比连接密封部1113的端部和第2焦点F2的直线所成的角度θe大。因此，表示由连接副反射镜13的顶部和第2焦点F2的直线规定的主反射镜12的第2非利用光反射区域的圆锥与反射面122A的交叉位置成为表示主反射镜12的利用光反射区域的颈状部121侧端的具有直径Hd的大致的圆。当设电弧像D的中心位置O与主反射镜12的利用光反射区域的颈状部121侧端的照明光轴A方向的距离为f1时，则连接电弧像D的中心位置O与主反射镜12的利用光反射区域的颈状部121侧端的直线L2’与照明光轴A所成的角度θ用以下的式33规定。
(式33)θ＝Tan-1(Hd/(2f1))在本实施例中，如图12或图13所示，在设连接发光管111的主反射镜12A侧的拐点IP1和电弧像D的中心位置O的直线L3’与照明光轴A所成的角度为θ1的情况下，以满足以下的式34的关系的方式，利用上述实施例1中所说明的发光管111的制造方法来制造发光管111。
(式34)θ1≤Tan-1(Hd/(2f1))此外，在本实施例中，如图12或图13所示，当设主反射镜12A的插入孔123的直径为H时，以满足以下的式35的关系的方式制造上述的主反射镜12A。
(式35)T1＜H≤Hd其中，副反射镜13的非利用光反射区域，如图14所示，是插进另一方的密封部1113的插进孔131A的开口部。即，从发光部1111射出的光束之中朝向副反射镜13的开口部的光束不会在副反射镜13的反射面132A处被反射而不能作为照明光利用。
因此，如图14所示，当设副反射镜13的开口部的直径为S2，设副反射镜13的开口部与发光部1111的电弧像D的中心位置O的照明光轴A方向的距离为C时，通过电弧像D的中心位置O相对于照明光轴A具有用以下的式36规定的角度θ的光束(图14所示的直线L5)成为向副反射镜13的反射面132A(利用光反射区域)入射的光束之中以最小角度入射的光束(在不考虑在发光部1111的外周面上的折射的情况下)。
(式36)
θ＝Tan-1(S2/(2C))此外，在本实施例中，如图14所示，当设副反射镜13的插进孔131A的开口部的直径为S2，设副反射镜13的开口部与电弧像D的中心位置O的照明光轴A方向的距离为C，设连接发光管111和副反射镜13侧的另一方的密封部1113之间的拐点IP2与电弧像D的中心位置O的直线L4’与照明光轴A所成的角度为θ2时，以满足以下的式37的关系的方式，利用上述实施例1中所说明的发光管111的制造方法来制造发光管111。
(式37)θ2≤Tan-1(S2/(2C))进而，在本实施例中，以满足以下的式38的关系的方式制造上述的副反射镜13。
(式38)T1＜S2≤T2在上述的实施例2中，由于将主反射镜12A的插入孔123的直径H如上述式35那样地设定为小于等于表示主反射镜12A的利用光反射区域的颈状部121侧端的大致圆的直径Hd，所以能够可靠地将插入孔123、即主反射镜12A的第1非利用光反射区域配置到上述第2非利用光反射区域内部，从而能够仅由第2非利用光反射区域规定主反射镜12A的非利用光反射区域。因此，通过如上述式35那样地设定插入孔123的直径H，能够有效地利用从电弧像D的中心位置O射出的光束而无须不必要地扩大主反射镜12A的非利用光反射区域。
进而，通过如上述式35那样地将插入孔123的直径H设定得比密封部1112、1113的直径T1大，能够将密封部1112插进到插入孔123内，从而能够用颈状部121良好地支持光源灯11。
进而，通过如上述式38那样地将副反射镜13的插进孔131A的开口部的直径S2设定得比密封部1113的直径T1大，能够将密封部1113插进到副反射镜13的插进孔131A内，从而能够相对于密封部1113良好地安装副反射镜13。此外，如上述式38所示，将副反射镜13的插进孔131A的开口部的直径S2设定为小于等于发光部1111的外径T2。
此外，通过将光源灯11配置成使电弧像D的中心位置O位于主反射镜12A的第1焦点位置F1，并将直线L3’与照明光轴A所成的角度θ1如上述式34那样地进行设定，在不考虑在发光部的外周面上的折射的情况下，能够按照将从电弧像D的中心位置O射出的朝向主反射镜12A的利用光反射区域的光束之中与照明光轴A所成的角度为最小角度的光束作为第1光束从发光部射出的方式，设定发光部1111与主反射镜12A侧的密封部1112之间的拐点IP1的位置。
然而，当将θ1设定在上述式34的范围以外时，例如，在θ1比Tan-1(Hd/(2f1))大时，按照使连接发光部1111和主反射镜12A侧的密封部1112之间的拐点IP1与电弧像D的中心位置O的直线L3’位于上述主反射镜12A的第2非利用光反射区域之外、即位于利用光反射区域内的方式，设定拐点IP1的位置。当将拐点IP1定位到这样的位置上时，在不考虑在发光部1111的外周面上的折射的情况下，从电弧像D的中心位置O射出的朝向主反射镜12A的利用光反射区域的光束的一部分通过发光管111在发光部1111的外周面处进行折射而成为第2光束，并朝向主反射镜12A的第2非利用光反射区域。因此，通过发光管111在发光部1111的外周面上进行折射而从发光部1111射出的朝向主反射镜12A的利用光反射区域的光束的量减少、即从发光部1111射出的光束的光利用效率将降低。
其中，在本实施例中，通过如上述式34那样地将θ1设定为小于等于Tan-1(Hd/(2f1))，能够设定为使连接发光部1111和主反射镜12A侧的密封部1112之间的拐点IP1与电弧像D的中心位置O的直线L3’位于主反射镜12A的利用光反射区域的颈状部侧端或非利用光反射区域内。即，在不考虑在发光部1111外周面上的折射的情况下，按照使从电弧像D的中心位置O射出的向主反射镜12A的利用光反射区域入射的光束之中相对于照明光轴A以最小角度入射的光束可靠地入射到利用光反射区域的方式设定拐点IP1的位置。因此，在不考虑在发光部1111的外周面上的折射的情况下，从电弧像D的中心位置射出的朝向主反射镜12A的利用光反射区域的全部光束通过发光管111在发光部1111的外周面上进行折射而成为第1光束，从而可靠地朝向主反射镜12A的利用光反射区域而不会朝向主反射镜12A的第2非利用光反射区域。此外，在不考虑在发光部的外周面上的折射的情况下，能够设定为从电弧像D的中心位置O射出的朝向主反射镜12A的非利用光反射区域的光束通过发光管111在发光部1111的外周面上进行折射而成为第1光束的一部分朝向主反射镜12A的利用光反射区域。因此，能够设定为使通过发光管111在发光部1111的外周面上进行折射而从发光部1111射出的光束之中朝向主反射镜12A的利用光反射区域的光束的量增多，即，能够实现从发光部1111射出的光束的光利用效率的提高。
此外，通过将光源灯11配置成使电弧像D的中心位置O位于副反射镜13的焦点位置上，并如上述式27那样地设定直线L4’与照明光轴A所成的角度θ2，在不考虑在发光部1111的外周面上的折射的情况下，能够按照将从电弧像D的中心位置O射出的朝向副反射镜13的利用光反射区域的光束之中与照明光轴A所成的角度为最小角度的光束作为第1光束从发光部1111射出的方式，设定发光部1111的副反射镜13侧的拐点IP2的位置。
然而，在将θ2设定在上述式37的范围以外的情况下，例如，当θ2比Tan-1(S2/(2C))大时，则按照使连接发光部1111和副反射镜13侧的密封部1113之间的拐点IP2与电弧像D的中心位置O的直线L4’位于上述副反射镜13的插进孔131A的开口部(非利用光反射区域)外、即位于反射面132A(利用光反射区域)内的方式，设定拐点IP2的位置。当将拐点IP2定位到这样的位置上时，在不考虑在发光部1111的外周面上的折射的情况下，从电弧像D的中心位置O射出的朝向副反射镜13的反射面132A(利用光反射区域)的光束的一部分通过发光管111在发光部1111的外周面上进行折射而成为第2光束，并朝向副反射镜13的插进孔131A(非利用光反射区域)。因此，通过发光管111在发光部1111的外周面上进行折射而从发光部1111射出的朝向副反射镜13的反射面132A(利用光反射区域)的光束的量将减少，即，从发光部1111射出的光束的光利用效率将降低。
其中，在本实施例中，如上述式37所示，通过将θ2设定为小于等于Tan-1(S2/(2C))，能够按照使连接发光部1111和副反射镜13侧的密封部1113之间的拐点IP2与电弧像D的中心位置O的直线L4’位于副反射镜13的利用光反射区域的颈状部侧端或插进孔131A内的方式，设定拐点IP2的位置。即，在不考虑在发光部1111的外周面上的折射的情况下，能够按照使从电弧像D的中心位置O射出的向副反射镜13的反射面132A(利用光反射区域)入射的光束之中以最小角度入射的光束可靠地入射到利用光反射区域的方式，设定拐点IP2的位置。因此，在不考虑在发光部1111的外周面上的折射的情况下，从电弧像D的中心位置O射出的朝向副反射镜13的反射面132A(利用光反射区域)的全部光束通过发光管111在发光部1111的外周面上进行折射而成为第1光束，从而可靠地朝向副反射镜13的反射面132A(利用光反射区域)而不会朝向副反射镜13的插进孔131A(非利用光反射区域)。此外，在不考虑在发光部的外周面上的折射的情况下，能够设定为使从电弧像D的中心位置O射出的朝向副反射镜13的插进孔131A(非利用光反射区域)的光束通过发光管111在发光部1111的外周面上进行折射而成为第1光束的一部分朝向副反射镜13的反射面132A(利用光反射区域)。因此，能够设定为使通过发光管111在发光部1111的外周面上进行折射而从发光部1111射出的光束之中朝向副反射镜13的反射面132A(利用光反射区域)的光束的量增多，即，能够实现从发光部1111射出的光束的光利用效率的提高。
实施例3.
下面，根据

本发明的实施例3。
在以下的说明中，对于与上述实施例1和上述实施例2同样的结构和相同的部件赋予相同的标号而省略或简化其详细的说明。
在上述实施例1和上述实施例2中，在用吹塑成形形成了坯管111’后，通过对坯管111’的发光部1111和密封部1112、1113的交界位置附近实施机械加工来制造发光管111。
对此，在实施例3中，利用吹塑成形，按照满足上述实施例1所说明的式26、或上述实施例2中所说明的式34、式37的关系的方式制造光管111A。即，本实施例只是发光管的制造方法与上述实施例1和上述实施例2不同，除此之外的结构与上述实施例1或上述实施例2是同样的。
具体地说，图15是表示利用实施例3的制造方法制造的发光管111A的一例的剖面图。
发光管111A与上述实施例1和上述实施例2中所说明的发光管111是同样的结构，与发光管111同样，如图15所示，具备发光部1111和密封部1112、1113。
该发光管111A利用以下所示的制造方法进行制造。
首先，加热软化未加工的石英玻璃管的成为发光部的指定位置。接着，在上述指定位置设置规定从玻璃管的外周部分胀出的发光部的外形形状的未图示的模具，并边向玻璃管内吹入空气边使上述指定位置膨胀。
其中，上述模具是在其内周面上设定了满足在上述实施例1或实施例2中所说明的式26、式34、式37的关系的拐点IP1、IP2的位置的模具。
接着，直到膨胀的石英玻璃管的外周接触到上述模具的内周面为止向石英玻璃管内吹入空气。然后，通过使上述指定位置冷却而使上述指定位置硬化。利用以上那样的吹塑成形来制造发光管111。
作为利用上述的制造方法制造的发光管111A，例如，如图15所示，具有在发光部1111与密封部1112、1113的交界位置附近变细的形状。
在上述的实施例3中，通过使用预先设定了拐点的位置的模具进行吹塑成形能够在发光部1111上形成所期望的拐点IP1、IP2，从而能够容易地实现从发光部1111射出的光束的光利用效率的提高。此外，由于不需要实施机械加工等的后处理加工，所以能够容易地进行实现光利用效率的提高的光源装置10A的制造。
以上，虽然举出最佳的实施例对本发明进行了说明，但本发明并不限定于这些实施例，在不脱离本发明的宗旨的范围内能够进行各种的改进和设计变更。
在上述各实施例中，虽然将光源灯11配置成使电弧像D的中心位置O位于主反射镜12或12A的第1焦点位置F1(在用抛物面反射器构成的情况下为焦点位置)上，但也可以将光源灯11配置成使主反射镜12或12A的第1焦点位置F1(焦点位置)位于电弧像D内。
在上述实施例2中，虽然将光源灯11配置成使电弧像D的中心位置O位于副反射镜13的焦点位置上，但也可以将光源灯11配置成使副反射镜13的焦点位置位于电弧像D内。
在上述各实施例中，虽然主反射镜12、12A的颈状部121的插入孔123具有大致圆筒形状，但并不限于此。
例如，作为插入孔123的形状，也可以采用随着从与反射部122连接的基端部分朝向顶端而直径逐渐变大的形状。
此外，例如，作为插入孔123的形状，也可以与上述相反，采用随着从与反射部122连接的基端部分朝向顶端而直径逐渐变小的形状。
进而，例如，作为插入孔123的形状，也可以采用在插入孔123与反射面122A的连接部分上，在反射面122A的后方侧具有凹陷，而在以插入孔123的圆柱轴为中心的圆周方向上具有连续的台阶部的形状。
进而，例如，作为插入孔123的形状，也可以在插入孔123的内周面上形成直径尺寸最小的最窄部。
在作为插入孔123采用上述任何一种形状的情况下，由上述各个实施例中所说明的式15、式20规定的插入孔123的直径H都相当于与反射部122连接的基端侧的开口直径。
在上述实施例2中，虽然副反射镜13具有颈状部131，但即使是将颈状部131省略的结构也可以。此外，颈状部131的插进孔131A的形状也与上述的颈状部121的插入孔123的形状同样，并不限于大致圆筒形状，也可以采用其它的形状。
在上述各实施例中，虽然仅举出了使用3块液晶面板42R、42G、42B的投影机1的例子，但本发明对于仅使用1块液晶面板的投影机、使用2块液晶面板的投影机、或者使用4块或4块以上的液晶面板的投影机也能够应用。
在上述实施例中，虽然使用了光入射面与光射出面不同的透过型的液晶面板，但也可以使用光入射面和光射出面相同的反射型的液晶面板。
在上述实施例中，虽然作为光调制装置使用了液晶面板，但也可以使用采用微型反射镜的器件等的液晶以外的光调制装置。在这种情况下，可以省略光束入射侧和光束射出侧的偏振片。
在上述实施例中，虽然仅举出了从观察屏幕的方向进行投影的正投式的投影机的例子，但本发明对于从观察屏幕的方向的相反侧进行投影的背投式的投影机也可以应用。
在上述实施例中，虽然在投影机中采用了本发明的光源装置，但本发明并不限于此，也可以将本发明的光源装置应用于别的光学设备。
虽然在以上的叙述中公开了用于实施本发明的最佳的结构，但本发明并不限定于此。即，本发明虽然主要对于特定的实施例进行了特别图示而且进行了说明，但本领域的技术人员可以对以上所述的实施例在形状、材质、数量以及其它的详细的结构进行各种各样的变形而不会脱离本发明的技术思想和目的范围。
因此，由于对上述所公开的形状、材质等进行限定的记述都是为了使本发明的理解变得容易的例示性的记述而并不限定本发明，所以，脱离这些形状、材质等的限定的一部分或全部的限定的部件的名称的记述也都包括在本发明的范围内。
权利要求
1.一种光源装置，是包括具备具有放电空间的发光管和配置在上述发光管的放电空间内的一对电极的光源灯、以及反射从上述光源灯射出的光束的反射器的光源装置，其特征在于上述发光管，具备在内部具有上述放电空间的发光部、以及设置在上述发光部的两侧的密封部，上述反射器，用由沿着上述发光管的上述密封部之中的一方的密封部延伸的筒状体构成的颈状部、以及从上述颈状部的延伸方向基端侧剖面大致凹状地扩展的将从上述光源灯射出的光束调整在固定方向进行反射的反射部构成，上述光源灯按照使得上述发光部的发光中心位于上述反射器的反射部的焦点位置上的方式配置，上述发光部的外形形状与上述密封部的外形形状由具有拐点的连接部连接，当设表示上述反射器的反射部的利用光反射区域的上述颈状部侧端的大致圆的直径为Hd，设上述反射器的反射部的利用光反射区域的上述颈状部侧端与上述发光部的发光中心的从该光源装置射出的光束的中心轴方向的距离为F，设上述颈状部的延伸方向基端侧的开口直径为H，设上述密封部的直径为T1，设连接上述发光部和上述一方的密封部之间的拐点与上述发光部的发光中心的直线与从该光源装置射出的光束的中心轴所成的角度为θ1时，则设定成θ1≤Tan-1(Hd/(2F))，并且，T1＜H≤Hd的关系。
2.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于按照连接上述发光部和上述一方的密封部之间的拐点与上述发光部的发光中心的直线与上述反射器的反射部的利用光反射区域的上述颈状部侧端进行交叉的方式设定上述拐点的位置。
3.根据权利要求1或2所述的光源装置，其特征在于上述反射器的反射部的利用光反射区域的颈状部侧端，是上述反射器的反射部之中反射作为该光源装置的照明光射出的光的区域与反射由上述发光管遮挡的光的区域的交界端。
4.一种光源装置，是包括具备具有放电空间的发光管和配置在上述发光管的放电空间内的一对电极的光源灯、反射从上述光源灯射出的光束的反射器、以及反射面与上述反射器的反射面相对配置的将从上述光源灯射出的光束的一部分朝向上述放电空间反射的副反射镜的光源装置，其特征在于上述发光管，具备在内部具有上述放电空间的发光部、以及设置在上述发光部的两侧的密封部，上述反射器，用由沿着上述发光管的上述密封部之中的一方的密封部延伸的筒状体构成的颈状部、以及从上述颈状部的延伸方向基端侧剖面大致凹状地扩展的将从上述光源灯射出的光束调整在固定方向进行反射的反射部构成，上述光源灯按照使得上述发光部的发光中心位于上述反射器的反射部的焦点位置上的方式配置，上述副反射镜，形成为将上述发光管的发光部覆盖的碗状，具有使上述发光管的另一方的密封部能够插进的用于将上述副反射镜安装在上述发光管上的开口部，上述发光部的外形形状与上述密封部的外形形状由具有拐点的连接部连接，当设表示上述反射器的反射部的利用光反射区域的上述颈状部侧端的大致圆的直径为Hd，设上述反射器的反射部的利用光反射区域的上述颈状部侧端与上述发光部的发光中心的从该光源装置射出的光束的中心轴方向的距离为F，设上述颈状部的延伸方向基端侧的开口直径为H，设上述密封部的直径为T1，设连接上述发光部和上述一方的密封部之间的拐点与上述发光部的发光中心的直线与从该光源装置射出的光束的中心轴所成的角度为θ1时，则设定成θ1≤Tan-1(Hd/(2F))，并且，T1＜H≤Hd的关系。
5.根据权利要求4所述的光源装置，其特征在于按照连接上述发光部和上述一方的密封部之间的拐点与上述发光部的发光中心的直线，与上述反射器的反射部的利用光反射区域的上述颈状部侧端进行交叉的方式设定上述拐点的位置。
6.根据权利要求4或5所述的光源装置，其特征在于上述反射器的反射部的利用光反射区域的颈状部侧端，是上述反射器的反射部之中反射作为该光源装置的照明光射出的光的区域与反射由上述发光管遮挡的光的区域的交界端。
7.根据权利要求4或5所述的光源装置，其特征在于上述反射器的反射部的利用光反射区域的颈状部侧端，是上述反射器的反射部之中反射作为该光源装置的照明光射出的光的区域与反射由上述副反射镜遮挡的光的区域的交界端。
8.根据权利要求4～7中的任意一项所述的光源装置，其特征在于当设上述发光部的直径为T2，设上述副反射镜的上述开口部的直径为S2，设上述副反射镜的开口部与上述发光部的发光中心的从该光源装置射出的光束的中心轴方向的距离为C，设连接上述发光部和上述另一方的密封部之间的拐点与上述发光部的发光中心的直线与从该光源装置射出的光束的中心轴所成的角度为θ2时，则设定成θ2≤Tan-1(S2/(2C))，并且，T1＜S2≤T2的关系。
9.根据权利要求8所述的光源装置，其特征在于按照连接上述发光部和上述一方的密封部之间的拐点与上述发光部的发光中心的直线，与上述副反射镜的上述开口部进行交叉的方式设定上述拐点的位置。
10.根据权利要求8或权利要求9所述的光源装置，其特征在于上述θ1与上述θ2是相等的角度。
11.根据权利要求1～10中的任意一项所述的光源装置，其特征在于上述发光管，是通过对上述发光部的外形实施研削加工和/或研磨加工而将上述拐点的位置变更为满足上述关系的位置的发光管。
12.根据权利要求1～10中的任意一项所述的光源装置，其特征在于上述发光管，是使用能够在满足上述关系的位置上形成上述拐点的成形模具吹塑成形的成型件。
13.根据权利要求1～12中的任意一项所述的光源装置，其特征在于上述发光中心，是沿着上述密封部的延伸方向的上述发光管的中心轴与沿着与上述中心轴正交的平面的上述发光部的最大直径部的剖面的交点。
14.一种投影机，其特征在于，具备权利要求1～13中的任意一项所述的光源装置；根据图像信息调制从上述光源装置射出的光束的光调制装置；以及放大投影由上述光调制装置调制的光束的投影光学装置。
全文摘要
光源装置(10)，当设表示主反射镜(12)的反射部(122)的利用光反射区域的颈状部(121)侧端的大致圆的直径为Hd，设主反射镜(12)的反射部(122)的利用光反射区域的颈状部(121)侧端与发光部(1111)的发光中心(O)的从该光源装置(10)射出的光束的中心轴方向的距离为f1，设颈状部(121)的延伸方向基端侧的开口直径为H，设密封部(1112、1113)的直径为T1，设连接发光部(1111)和密封部(1112)之间的拐点(IP1)与发光部(1111)的发光中心的直线与从该光源装置(10)射出的光束的中心轴所成的角度为 θ1时，设定成θ1≤Tan
文档编号F21S8/00GK1763903SQ20051010310
公开日2006年4月26日 申请日期2005年9月14日 优先权日2004年9月14日
发明者竹泽武士, 秋山光一, 桥爪俊明 申请人:精工爱普生株式会社