专利名称：光源装置和投影机的制作方法
技术领域：
本发明涉及产生照明光的光源装置和装入了该光源装置的投影机。
背景技术：
以往，已有根据图像信息调制从光源射出的光束并放大投影光学像的投影机，这样的投影机用于演示或家庭影院。作为投影机用的光源装置，具有高压水银灯的发光管、将来自该发光管的光束调整为一定方向的反射器、以及使来自发光管的光束返回到发光管内的副反射镜的光源装置已为人们所知(参见专利文献1)。另外，在以上的光源装置中，由于副反射镜的存在而能够实现光束的有效利用。
专利文献1特开2005-5183号公报。
然而，在上述的光源装置中，由于从发光部射出的光束中的透过发光部和密封部的边界部分的光束因该边界部分的管材的形状而发生折射，所以不容易准确地控制由副反射镜的特别是根基侧反射的光束使之返回到电极间的发光部。因此，往往有时由于被副反射镜反射的光束的一部分入射到电极或其周边，致使发光管的温度上升到所需要的温度以上，给电极造成损害，或者导致发光管的寿命降低。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供防止由于来自副反射镜的返回光而导致发光管的寿命降低的光源装置。
另外，本发明的目的在于提供装入了上述光源装置的高性能的投影机。
为了解决上述问题，本发明的第1光源装置，具有发光管，其包括利用一对电极能够进行放电发光的发光部、以及设置在该发光部的两侧的第1和第2密封部；主反射镜，其设置在发光管的第1密封部侧并包括将从该发光管发射的光束调整为指定方向而射出的主反射部；以及副反射镜，其设置在发光管的第2密封部侧并包括使从发光管向主反射镜的相反侧发射的光束返回到发光管的发光部的副反射部、以及设置在该副反射部的第2密封部侧的相对于该副反射部形成台阶状的根基部。
在上述光源装置中，用于使来自发光部的光束返回原处的副反射镜具有根基部，通过将该根基部相对于副反射部形成台阶状，防止从发光管入射到根基部的光束向发光部和该发光部附近逆行。虽然存在由于根基部设置在副反射部的第2密封部侧而不易使光束返回到电极间的发光部的情况，但由于根基部能够积极地防止光束向发光部逆行，从而能够防止光束向电极或其周边入射，所以能够抑制发光管的温度上升或电极的损伤，从而能够实现发光管的长寿命化。
此外，本发明的第2光源装置，具有发光管，其包括利用一对电极能够进行放电发光的发光部、以及设置在该发光部的两侧的第1和第2密封部；主反射镜，其设置在发光管的第1密封部侧并包括将从该发光管发射的光束调整为指定方向而射出的主反射部；以及副反射镜，其设置在发光管的第2密封部侧并包括使从发光管向主反射镜的相反侧发射的光束返回到发光管的发光部的副反射部、以及设置在该副反射部的第2密封部侧的形成与该副反射部不同曲率的曲面的根基部。这时，由于根基部反射来自发光管的光束使之偏离发光部和该发光部附近，所以能够有效地将入射到根基部的光束向副反射镜的前方等排出。
此外，本发明的第3光源装置，具有发光管，其包括利用一对电极能够进行放电发光的发光部、以及设置在该发光部的两侧的第1和第2密封部；主反射镜，其设置在发光管的上述第1密封部侧并包括将从该发光管发射的光束调整为指定方向而射出的主反射部；以及副反射镜，其设置在发光管的第2密封部侧并包括使从发光管向主反射镜的相反侧发射的光束返回到发光管的发光部的副反射部、以及设置在该副反射部的第2密封部侧的形成中心与副反射部不同的曲面的根基部。这时，由于根基部反射来自发光管的光束使之偏离发光部和该发光部附近，所以能够有效地将入射到根基部的光束向副反射镜的前方等排出。
此外，本发明的第4光源装置，具有发光管，其包括利用一对电极能够进行放电发光的发光部、以及设置在该发光部的两侧的第1和第2密封部；主反射镜，其设置在发光管的第1密封部侧并包括将从该发光管发射的光束调整为指定方向而射出的主反射部；以及副反射镜，其设置在发光管的第2密封部侧并包括使从发光管向主反射镜的相反侧发射的光束返回到发光管的发光部的副反射部、以及设置在该副反射部的第2密封部侧的透过光的根基部。这时，能够有效地将入射到根基部的光束向副反射镜的后方排出。
此外，本发明的第5光源装置，具有发光管，其包括利用一对电极能够进行放电发光的发光部、以及设置在该发光部的两侧的第1和第2密封部；主反射镜，其设置在发光管的第1密封部侧并包括将从该发光管发射的光束调整为指定方向而射出的主反射部；以及副反射镜，其设置在发光管的第2密封部侧并包括使从发光管向主反射镜的相反侧发射的光束返回到发光管的发光部的副反射部、以及设置在该副反射部的第2密封部侧的使光散射的根基部。这时，能够使入射到根基部的光束随机地散射，从而使从光源装置射出的光束不易发生不均匀或偏斜。
此外，本发明的第6光源装置，具有发光管，其包括利用一对电极能够进行放电发光的发光部、以及设置在该发光部的两侧的第1和第2密封部；主反射镜，其设置在发光管的第1密封部侧并包括将从该发光管发射的光束调整为指定方向而射出的主反射部；以及副反射镜，其设置在发光管的第2密封部侧并包括使从发光管向主反射镜的相反侧发射的光束返回到发光管的发光部的副反射部、以及设置在该副反射部的第2密封部侧的防止来自发光管的光束向上述发光部和该发光部附近逆行的根基部。这时，由于能够防止入射到根基部的光束向发光部和该发光部附近逆行，所以能够抑制发光管的温度上升或电极的损伤，从而能够实现发光管的长寿命化。
此外，按照本发明的另一具体的方式，则副反射镜还具有固定在第2密封部的周围的支持部，根基部是在副反射部与支持部之间形成的环状的部分。这时，能够将第2密封部作为轴而由第2密封部简单地支持副反射镜整体。
此外，本发明的投影机，具有上述的光源装置中的任意一种光源装置；根据输入的图像信息调制从光源装置射出的光束而形成调制光的光调制装置；以及将来自光调制装置的调制光作为像光进行投影的投影光学系统。
在上述投影机中，能够将由光调制装置形成的调制光作为像光投影到屏幕等上。这时，由于作为光源装置使用亮度减退小的长寿命的光源装置，所以能够长时间地投影明亮而鲜明的图像。
此外，按照本发明的另一具体的方式或观点，在上述投影机中，光调制装置，具有分别调制各色光的各色用的光调制部，其还具有将从光源装置射出的光束分离为各色光并导向各色用的光调制部的色分离光学系统、以及将由各色用的光调制部调制的各色的调制光合成的色合成光学系统；投影光学系统，投影由该色合成光学系统合成的像光。这时，能够投影通过合成由多个光调制部形成的各色的调制光而得到的彩色图像。
图1是说明实施例1的投影机的光学系统的图。
图2是图1所示的投影机中的光源灯单元的立体图。
图3是说明光源灯单元的光学结构的概念图。
图4是说明光源灯单元的副反射镜的制造方法的图。
图5是说明实施例2的光源灯单元的图。
图6是说明实施例3的光源灯单元的图。
标记说明1-投影机，10、210、310-光源灯单元，11-光源灯，12-主反射镜，13、213、313-副反射镜，14-平行化凹透镜，15-灯架，16-保持部件，20-均匀照明光学系统，21、22-透镜阵列，23-PBS阵列，30-色分离光学系统，31、32-分色镜，35-中继光学系统，40-光学装置，42、42R、42G、42B-液晶面板，43-十字分色棱镜，50-投影光学系统，71-发光部，73-第1密封部，74-第2密封部，75、76-电极，81-副反射部，82、282、382-根基部，83-支持部，85-反射面，122-主反射部，124-反射面。
具体实施例方式
实施例1.
下面，根据
本发明的实施例1的投影机。
图1是表示本发明的实施例1的投影机1的光学系统的模式图。该投影机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放大投影到屏幕上的光学设备，其构成为具有作为光源装置的光源灯单元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和投影光学系统50，其中，构成光学系统20、30、35的各光学元件被定位调整并收纳在设定了指定的照明光轴IX的光学部件用框体2内。
另外，投影机1具有多个风扇(图中未示出)，由这些风扇构成以光源灯单元10和光学系统20～35为对象的冷却机构。
光源灯单元10是将从光源灯11向周围发射的光束聚集而射出并用于通过光学系统20～35照明光学装置40的装置，详细情况后面说明，其具有作为发光管的光源灯11、作为椭圆反射器的主反射镜12、作为球面状反射器的副反射镜13和平行化凹透镜14。
并且，从光源灯11发射的光束利用主反射镜12而作为向装置前方侧、即光束射出前方侧汇聚的汇聚光射出，并利用平行化凹透镜14实现平行化后向均匀照明光学系统20射出。
均匀照明光学系统20是将从光源灯单元10射出的光束分割为多个部分光束并使作为对象的照明区域的面内照度均匀化的光学系统，其具备第1透镜阵列21、第2透镜阵列22、PBS阵列23、聚光透镜24和反射镜25。
第1透镜阵列21具有作为将从光源灯11射出的光束分割为多个部分光束的光束分割光学元件的功能，其构成为具有在与照明光轴IX正交的面内排列成矩阵状的多个小透镜，各小透镜的轮廓形状被设定为与构成后面所述的光学装置40的液晶面板42R、42G、42B的图像形成区域的形状大致相似的形状。
第2透镜阵列22是将由上述第1透镜阵列21分割的多个部分光束聚光的光学元件，与第1透镜阵列21一样，是具有在与照明光轴IX正交的面内排列成矩阵状的多个小透镜的结构，但由于以聚光为目的，所以各小透镜的轮廓形状不需要与液晶面板42R、42G、42B的图像形成区域的形状对应。
PBS阵列23是将由第1透镜阵列分割的各部分光束的偏振方向调整为一个方向的线偏振的偏振变换元件。
虽然图示省略了，该PBS阵列23具有将相对于照明光轴IX倾斜配置的偏振光分离膜和反射镜交替地排列的结构。偏振光分离膜，使各部分光束中所包含的P偏振光束和S偏振光束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被反射镜折弯而向一方的偏振光束的射出方向、即沿照明光轴IX的方向射出。射出的偏振光束中的任意的光束都利用设置在PBS阵列23的光束射出面上的相位差板进行了偏振变换，从而使所有的偏振光束的偏振方向一致。由于通过使用这样的PBS阵列23而能够将从光源灯11射出的光束调整为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。
聚光透镜24是将经由第1透镜阵列21、第2透镜阵列22和PBS阵列23的多个部分光束聚光而在液晶面板42R、42G、42B的图像形成区域上重叠的光学元件。该聚光透镜24，在本例中是光束透过区域的入射侧端面为平面而射出侧端面为球面的球面透镜，但也可以使用射出侧端面为双曲面状的非球面透镜。
从该聚光透镜24射出的光束被反射镜25折弯后向色分离光学系统30射出。
色分离光学系统30具有2个分色镜31、32和反射镜33，其具有利用分色镜31、32将从均匀照明光学系统20射出的多个部分光束分离为红(R)、绿(G)、蓝(B)的3色的色光的功能。
各分色镜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的光束的波长选择膜的光学元件。两分色镜31和32中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具有入射侧透镜36、中继透镜38和反射镜37及39，其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中设置这样的中继光学系统35，是因为蓝色光的光路比其它色光的光路长而为了防止由于光的发散等引起光的利用效率降低。在本例中，由于蓝色光的光路长，所以采用了这样的结构，但也可以考虑使红色光或绿色光的光路变长的结构。
由上述分色镜31分离的红色光，在被反射镜33折弯后经由场透镜41而被供给光学装置40。此外，由分色镜32分离的绿色光原样地经由场透镜41被供给光学装置40。进而，蓝色光利用构成中继光学系统35的透镜36、38和反射镜37、39被适当地聚光、发散、折弯后经由场透镜41被供给光学装置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，是为了将从第2透镜阵列22射出的各部分光束变换为与照明光轴IX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，其构成为具有成为照明对象的作为光调制装置的液晶面板42(42R、42G、42B)和作为色合成光学系统的十字分色棱镜43。另外，图中虽然省略了，在场透镜41和各液晶面板42R、42G、42B之间介在配置了入射侧偏振板，在各液晶面板42R、42G、42B和十字分色棱镜43之间介在配置了射出侧偏振板，从而利用由入射侧偏振板、液晶面板42R、42G、42B和射出侧偏振板构成的液晶光阀(光调制部)进行入射到它们上的各色光的光调制。
各液晶面板42R、42G、42B是将作为电光物质的液晶密闭封入一对透明的玻璃基板之间而形成的，例如将多晶硅TFT作为开关元件，按照供给的图像信号调制分别入射的偏振光束的偏振方向。进行该液晶面板42R、42G、42B的调制的图像形成区域是矩形，其对角线尺寸为例如0.7英寸。
十字分色棱镜43是将以从射出侧偏振板射出的每种色光的方式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，呈现将4个直角棱镜粘合而成的平面看大致正方形，在将直角棱镜彼此粘合的界面形成有交叉成X状的一对电介质多层膜。一方的电介质多层膜反射红色光，而另一方的电介质多层膜反射蓝色光，通过利用这些电介质多层膜使红色光和蓝色光折弯后与绿色光的行进方向一致而合成3种色光。
从十字分色棱镜43射出的彩色图像被投影光学系统50放大投影后在图中省略示出的屏幕上形成大画面图像。
图2是组装到图1的投影机1中的光源灯单元10的立体图。
光源灯单元10构成为，除了上述光源灯11、主反射镜12、副反射镜13和平行化凹透镜14外，还具有保持平行化透镜14的保持部件16以及保持主反射镜12的灯架15。
作为发光管的光源灯11由中央部球状地鼓出的石英玻璃管构成，中央部分为发光部71，向该发光部71的两侧延伸的部分为第1和第2密封部73、74。
该光源灯11可以采用金属卤化物灯、高压水银灯、超高压水银灯中的某一种，该灯发出高辉度并且包含强的紫外线的光。
如图3所示，在发光部71的内部封入了在内部以指定距离间隔配置的一对钨制的电极75及76、以及水银、稀有气体和少量的卤素。
与设置在发光部71中的电极75及76电连接的钼制的金属箔77a、77b插入各密封部73及74的内部，两密封部73及74的前端部用玻璃材料等密封。于是，当将电压施加到与该金属箔77a、77b连接的引线78a、78b上时，在一对电极75、76间产生弧光放电，从而发光部71发光。
主反射镜12是具有插进光源灯11的第1密封部73的首状部121和从该首状部121扩展的椭圆曲面状的主反射部122的石英玻璃制的一体成形件。
在首状部121上，在中央形成有插入孔123，将第1密封部73配置到该插入孔123中。
在主反射部122的椭圆曲面状的内侧玻璃面上构成有利用金属薄膜蒸镀形成了作为增反射膜的电介质多层膜的反射面124。另外，从耐热性的角度考虑，优选地该反射面124由例如钽化合物与SiO2的交替叠层或铪化合物与SiO2的交替叠层等构成。
此外，该反射面124具有形成了反射可见光而透过红外线和紫外线的冷反射镜的形式。
光源灯11沿主反射部122的光轴SX配置，并且，配置成使发光部71内的电极75、76间的发光中心O成为反射面124的椭圆曲面的第1焦点F1位置。当将光源灯11点亮时，从发光部71发射的光束被反射面124反射而成为汇聚到椭圆曲面的第2焦点F2位置的汇聚光。
在将光源灯11固定在该主反射镜12上时，将光源灯11的第1密封部73插入到主反射镜12的插入孔123中，配置成使发光部71内的电极75、76间的发光中心O与反射面124的椭圆曲面的第1焦点F1一致，并将以二氧化硅和氧化铝为主要成分的无机类粘接剂MB填充到插入孔123内部。其中，主反射部122的光轴方向尺寸比光源灯11的长度尺寸短，当将光源灯11固定在主反射镜12上时，光源灯11的光束射出前方侧的第2密封部74从主反射镜12的光束射出开口突出。
副反射镜13是覆盖光源灯11的发光部71中的光束射出前方侧的大致一半的反射部件，利用例如作为低热膨胀材料的石英或玻璃陶瓷(Neoceram)、或者作为高热传导材料的透光性氧化铝、蓝宝石、水晶、萤石、YAG等制造。该副反射镜13具有使从光源灯11的发光部71向前方发射的光束返回发光部71的副反射部81、阻止或防止来自发光部71的光束向发光部71的内部及其附近逆行的根基部82、以及在支持根基部82的状态固定在第2密封部74的周围的支持部83。
副反射部81的内侧玻璃面被加工成与发光部71的表面相仿的大致球面的凹曲面状，在其表面上形成有反射面85。该反射面85与主反射镜12的反射面124一样，可以通过形成作为增反射膜的电介质多层膜而得到。该反射面85也成为仅反射可见光而透过红外线和紫外线的冷反射镜。
副反射镜13的根基部82是在副反射部81的第2密封部74侧形成的相对于副反射部81形成台阶状的环状部分，其反射特性与副反射部81不同。即，虽然在该根基部82的内表面也与副反射部81一起形成了电介质多层膜，但相对于副反射部81的反射面85具有成为台阶的形状的内表面。具体而言，虽然该根基部82的内表面是被加工成圆锥面、球面等的带状的反射面，但在从副反射部81的反射面85的凹曲面状的延长面偏离的位置上具有与反射面85的曲率不同的曲率。或者说，虽然根基部82的内表面具有与副反射部81的反射面85的凹曲面状的延长面相同的曲率，但在与反射面85或延长面的曲率中心不同的位置上具有曲率中心。这样，根基部82反射入射到该根基部82上的光束而使之偏离发光部71的内部及其附近。即，入射到根基部82的来自发光部71的光束不返回到发光部71的内部而是传播到例如支持部83侧而向外部射出。或者，即使在来自发光部71的光束由于根基部82而返回到发光部71的内部时，这样的光束中的主要的部分也只是稍微偏离发光部71的内部而通过，所以几乎不存在入射到电极75、76上的返回光。其结果，由于能够防止发光部71的温度上升从而防止对电极75、76的损伤，所以能够使光源灯11长寿命化。
当在副反射镜13上不设置上述那样的根基部82而形成延长副反射部81的球面反射镜时，则会存在由该球面反射镜反射的来自发光部71的光束照明发光部71内的电极75、76的可能性。虽然从发光部71向光束射出前方侧射出的光束中的向相对于光轴SX小于等于40°的角度方向行进的光束，经过发光部71的一端、即与第2密封部74相邻的端部分向外部射出，但在这样的端部分上，由于发光部71的表面非常偏离球面以及发光部71的厚度也逐渐地变厚，所以会出现使反射光返回发光部71的中心的光线的控制变得不容易的倾向。而且，当从上述发光部71的端部分看发光部71的中心时，由于两电极75、76的间隔非常窄，所以对返回发光部71的中心的光线控制的容许误差也变得非常严格。因此，在本实施例中，放弃使从发光部71射出的光束中的向相对于光轴SX小于等于40°的角度方向行进的光束积极地返回发光部71侧。并且，针对这样地相对于光轴SX以比较小的角度(20°～40°的角度方向)射出的光束，利用设置在副反射镜13上的根基部82使其几乎不返回到发光部71内。由此，能够防止发光部71的温度上升和对电极75、76的损伤，从而能够实现光源灯11的长寿命化。
副反射镜13的支持部83是具有比第2密封部74的外径大的内径的筒状的部件，在将副反射镜13固定在光源灯11上时，将光源灯11的第2密封部74插入到支持部83内，配置成使发光部71内的电极75、76间的发光中心O成为反射面85的球面的焦点，在支持部83内部填充了以二氧化硅和氧化铝为主要成分的无机类粘接剂MB。
在此，当仔细观察从光源灯11发射的光束时，从发光部71的发光中心O发射的光束中的朝向主反射镜12的光束L1被主反射镜12的反射面124反射而朝向第2焦点F2位置射出。
此外，从发光部71的发光中心O向主反射镜12的相反侧发射的光束L2被副反射镜13的反射面85反射而通过发光管71的发光中心O朝向主反射镜12侧，进而由主反射镜12的反射面124反射而从主反射镜12向第2焦点F2位置汇聚地射出。即，通过设置副反射镜13，能够使从发光部71向主反射镜12的相反侧(光束射出前方侧)发射的光束与从光源灯11直接入射到主反射镜12的反射面124上的光束一样地汇聚到主反射镜12的第2焦点F2位置上。
这时，在副反射镜13中，由于入射到根基部82的光束被反射而偏离发光部71的内部及其附近而几乎没有入射到电极75、76上的，所以能够防止发光部71的温度上升和对电极75、76的损伤，从而如已说明的那样，能够实现光源灯11的长寿命化。
另外，通过设置以上那样的副反射镜13，由于不论设置在主反射镜12上的主反射部122的尺寸如何，都能够使从发光部71射出的光束的大半部分汇聚到第2焦点F2而射出，所以能够减小主反射镜12的光轴方向尺寸和开口直径。因此，能够实现光源灯单元10或投影机1的小型化，从而能够容易地将光源灯单元10组装到投影机1内。
此外，通过设置副反射镜13，即使为了减小第2焦点F2的聚光点直径而使主反射镜12的第1焦点F1与第2焦点F2接近，从发光部71发射的光的几乎全部也能够利用主反射镜12和副反射镜13汇聚到第2焦点F2，从而能够大幅度地提高光利用效率。
因此，能够采用比较低的输出的光源灯11，从而能够实现光源灯11和光源灯单元10的低温化。
平行化凹透镜14是使从光源灯11发射并由主反射镜12聚焦的光束平行化的透镜，光束入射面141为非球面、例如是双曲面的凹面，光束射出面142为平面。
在这样的平行化凹透镜14的光束入射面141上形成了防反射膜(AR涂层，Anti Reflection Coating)。通过这样设计，能够提高光的利用效率。进而，在平行化凹透镜14的光束射出面142上形成有紫外线阻挡膜。该紫外线阻挡膜是通过反射紫外线而防止紫外线透过的膜，由此，能够防止从光源灯单元10射出紫外线。
图4是说明制造光源灯单元10所使用的副反射镜13的最佳的方法的图。
副反射镜13利用气压成形法制造，其包括图4(a)所示的将由副反射镜13的材料构成的管T80的一部分加热的第1工序；图4(b)所示的将由第1工序加热的管T80送入成形模具M80中并利用惰性气体施加内压使管T80的中央部膨胀从而使膨胀的内表面的一部分成形为具有所期望的形状(具体而言，与副反射镜13的根基部82、副反射部81等的反射面85对应的形状)的第2工序；图4(c)所示的将管T80在中央部和两端部切断而形成2个副反射镜部件P80的第3工序；以及通过在各副反射镜部件P80的内表面利用蒸镀、溅射、CVD等形成TiO2或SiO2等的电介质多层膜而形成反射层从而完成副反射镜13的第4工序(图中未示出)。另外，在本制造方法中，作为管T80的材料应用了硬质玻璃或石英玻璃。其中，石英玻璃特别适合。由于热膨胀率低且几乎没有内部应力，所以不需要退火处理。
利用以上的工序制造的副反射镜134在副反射部81与支持部83之间具有环状的根基部82，副反射部81与根基部82具有不同的反射角特性。如前所述，该根基部82将来自光源灯11的发光部71的光束反射而使其偏离发光部71及其附近。
按照图4(a)～(c)所示的副反射镜13的制造方法，则能够在副反射镜13上简单地形成反射角特性不同的特殊的内表面形状的根基部82。此外，由于不需要用于形成副反射镜13的内侧的反射面的成形模具，所以成形模具M80的表面状态变得不易劣化，而制造的副反射镜13的反射面的特性变得不易劣化。此外，按照上述制造方法，由于副反射镜部件P80内表面仅与惰性气体接触，所以作为副反射镜13能够得到表面粗糙度非常小的光滑的反射面。此外，按照上述制造方法，能够形成厚度非常薄的副反射镜13，从而能够使副反射镜13的外侧面遮挡主反射镜12的反射光的比例减小到最小限度。
再回到图2，在光源灯单元10中，灯架15是剖面呈L形的合成树脂制的一体成形件，具有水平部151和垂直部152。
水平部151是与光学部件用框体2(参见图1)的壁部接合而使光源灯单元10隐蔽到光学部件用框体2内而不会发生光泄漏的部分。此外，图中虽然省略了，但在该水平部151上设置了用于将光源灯11与外部电源电连接的端子台，与光源灯11连接的引线78a、78b与该端子台连接。
垂直部152是进行主反射镜12的光轴方向的定位的部分，主反射镜12的光束射出开口侧的前端部分利用机械的挤压或粘接剂等相对于该垂直部152固定。在该垂直部152上，沿主反射镜12的光束射出开口端缘形成有开口部153。
此外，在这样的水平部151和垂直部152的适当位置形成有突起和凹部，利用这些突起和凹部分别与在光学部件用框体2内形成的凹部和突起接合，而使主反射部122的光轴SX与光学部件用框体2的照明光轴IX对准，从而使光源灯11的发光中心O配置到光学部件用框体2的照明光轴IX上。
保持部件16是与主反射镜12的光束射出开口对应的圆筒形状的从主反射镜12的相反侧与垂直部152粘接固定而保持平行化凹透镜14的外周端部的部件。
该保持部件16形成设置在外侧的保持部件本体163和设置在内侧的吸收部件164的双重结构。
该外侧的保持部件本体163是聚苯硫醚(PPS，polyphenylene sulfide)或芳香族聚酯(LCP，Vectra)等的合成树脂注入成形件，由一体成形的筒部161和保持部162构成。筒部161在内部将光源灯11覆盖。保持部162设置成将该筒部161的光束射出侧端面堵塞，其具有嵌入平行化凹透镜14的开口169。
内侧的吸收部件164可以由遮挡对于保持部件本体163的来自光源灯11的光并且反射率低的能够吸收光的各种部件构成。为了具有遮光特性并降低反射率，可以将例如铝、镁、钛、铁、铜以及这些金属的合金等的金属板作为基板，并对内侧的表面实施涂黑防腐处理或者利用腐蚀加工、蚀刻等使表面粗糙。
另外，虽然铝的无垢基板的反射率约为80％，但通过该涂黑防腐处理而能够将反射率抑制到小于等于约20％，从而能够可靠地吸收和遮挡入射到吸收部件164上的光束。
利用基于这样的吸收部件164的涂黑防腐处理的耐腐蚀性和光吸收作用，能够保护保持部件本体163，并能够防止热劣化或硅氧烷(siloxane)等有害气体的产生。
此外，由于利用吸收部件164能够确保保持部件16整体的耐热性，所以保持部件本体163的材料的选择范围宽，从而能够应对轻量化或低成本化和成形的容易化。
如上所述，由主反射镜12和副反射镜13反射而汇聚到第2焦点F2位置的是光源灯11的光源光中的可见光，而光源光中所包含的红外线和紫外线则与可见光的情况不同。
即，从光源灯11向主反射镜12射出的红外线和紫外线将穿过主反射镜12的基材而向光源灯单元10的外部射出。由此，热将传到主反射镜12的背侧，从而能够保护光源灯11免受作为热线的红外线和紫外线的影响。另外，穿过主反射镜12的红外线和紫外线被覆盖光源灯单元的光学部件用框体2遮挡而不会泄漏到外部。
另一方面，虽然从光源灯11向副反射镜13侧射出的红外线穿过副反射镜13，但由于该射出方向由保持部件16所覆盖，所以不会泄漏到光源灯单元10的外部。这样，被保持部件16遮挡的红外线大部分被设置在保持部件16内侧的吸收部件164吸收，从而充分地降低了向光源灯11回照的光，所以能够防止光源灯11过热，从而低温化的效果高。另外，从光源灯11向副反射镜13侧射出的紫外线也与上述的红外线一样，被吸收部件164所吸收。
在保持部件16上，分别地矩形地切口而在保持部件16的筒部161的一方的侧面形成吸气口91，而在另一方的侧面形成排气口95。由此，能够确保通过保持部件16和主反射镜12内的空间的冷却流路。在这些吸气口91和排气口95上具有网眼(图中未示出)以使在光源灯11破裂时灯的碎片不会飞散。
实施例2.
图5是说明实施例2的光源灯单元210的图。该光源灯单元210是在图1所示的实施例1的投影机1中取代光源灯单元10而装入的单元，没有特别说明的部分具有与实施例1的光源灯单元10相同的结构，此外，对于共同的部分标以相同的符号并省略重复说明。
在本实施例的光源灯单元210中，副反射镜213具有由光透过性的材料形成的根基部282。虽然该根基部282的内表面成为将副反射部81延长的球面，但形成反射面85的只有副反射部81的内面。即，虽然从发光部71射出而入射到副反射部81上的光束作为返回光而入射到发光部71的发光中心O及其附近，但从发光部71射出而入射到根基部282的光束，通过根基部282而入射到保持部件16内表面的吸收部件164(参见实施例1的图2)上。即，由于入射到靠近第2密封部74的根基部282上的来自发光部71的光束并不会通过该根基部282而返回，所以能够避免返回光入射到发光部71内的电极75、76上。由此，由于能够防止发光部71的温度上升，从而能够防止对电极75、76的损伤，所以能够实现光源灯11的长寿命化。
另外，由于根基部282并没有形成电介质多层膜而透过入射光束，所以不必将根基部282的内表面形成球面。根基部282的内表面可以采用例如圆锥面及其它旋转对象的曲面等，从而可以如实施例1的情况那样采用台阶形状。此外，根基部282的材料，如果是光透过性的材料，可以使用与实施例1相同的材料(例如石英玻璃等)。另外，本实施例的根基部282，可以是副反射镜213的基材为透光性的材料而在根基部282的内表面不形成电介质多层膜的结构，也可以是将由光透过性的材料形成的根基部282的部分连接在副反射部81和支持部83之间的结构。
下面，说明本例的副反射镜213的制造方法的一例。本副反射镜213的制造工序与在实施例1的说明中图4所示的副反射镜13的制造方法类似。即，虽然本例的副反射镜213也可以利用气压成形法合适地进行制造，但在图4(c)的工序中使用的成形模具M80的模具面是光滑的，不具有与根基部282对应的凹凸。此外，当在副反射镜部件P80的内表面形成电介质多层膜时，在与根基部282对应的部分设置掩模以防止在根基部282的内表面形成反射面。
实施例3.
图6是说明实施例3的光源灯单元310的图。该光源灯单元210是在图1所示的实施例1的投影机1中取代光源灯单元10而装入的单元，其中没有特别说明的部分具有与实施例1的光源灯单元10相同的结构。
在本实施例的光源灯单元310中，副反射镜313具有由光散射性的材料形成的根基部382。虽然该根基部382的内表面成为将副反射部81延长的球面，但没有形成反射面而是实施了粗糙处理的散射面。即，从发光部71射出而入射到副反射部81上的光束，虽然作为返回光入射到发光部71的发光中心O及其附近，但从发光部71射出而入射到根基部382的光束在根基部382被散射。即，一部分随机地发散而透过根基部382，而一部分在根基部382随机地被反射而发散。因此，能够避免入射到靠近第2密封部74的根基部382上的来自发光部71的光束成为返回光而该返回光直接入射到发光部71内的电极75、76上。由此，由于能够防止发光部71的温度上升，从而能够防止对电极75、76的损伤，所以能够实现光源灯11的长寿命化。
另外，由于在根基部382上没有形成电介质多层膜而使入射光束散射，所以不需要将根基部382的内表面形成球面。根基部382的内面可以采用例如圆锥面及其它旋转对象的曲面等，从而也可以如实施例1的情况那样采用台阶形状。
此外，也可以不是将根基部382的内面而是将外面作为散射面。即，根基部382可以由使来自发光部71的入射光散射的表面或包含内部区域的材料形成。另外，本实施例的根基部382，是副反射镜313的基材为使光散射的材料而在根基部382的内表面没有形成反射面(电介质多层膜)的结构，也可以是将由使光散射的材料形成的根基部382的部分连接在副反射部81和支持部83之间的结构，或者也可以是不论副反射镜313的基材是什么样的基材而都对根基部382的内表面和外面的至少一方实施使光散射的加工的结构。
下面，说明本例的副反射镜313的制造方法的一例。本副反射镜313的制造工序，与在实施例1的说明中图4所示的副反射镜13的制造方法类似。即，虽然本例的副反射镜313也可以利用气压成形法进行制造，但在图4(c)的工序中使用的成形模具M80是光滑的，并不具有与根基部282对应的凹凸。此外，在副反射镜部件P80的内表面形成电介质多层膜之前，对与根基部382对应的部分的表面通过进行氢氟酸处理、喷沙处理等而使表面成为磨砂玻璃面。进而，当在副反射镜部件P80的内表面形成电介质多层膜时，在与根基部382对应的部分设置掩模以防止在根基部382内表面形成反射面。
虽然通过以上的实施例说明了本发明，但本发明不限定上述实施例。例如，主反射镜12的反射面124或副反射镜13的反射面85分别不限于椭圆曲面或球面，而可以根据光源灯单元10、210、310所要求的精度及其它规格而采用各种各样的曲面。
此外，在上述实施例中，虽然为了将来自光源灯单元10等的光分割为多个部分光束而使用了2个透镜阵列22、23，但本发明也可以应用于不使用这样的透镜阵列22、23的投影机。此外，也可以将透镜阵列22、23置换为棒积分器。
此外，在上述实施例中，虽然使用了使来自光源灯单元10等的光成为特定方向的偏振光的PBS阵列23，但本发明也可以应用于不使用这样的PBS阵列23的投影机。
在上述实施例中，虽然说明了使用3个光调制装置的投影机的例子，但本发明也可以将光调制装置应用于使用1个、2个、或者4个及4个以上的投影机。
此外，在上述实施例中，虽然说明了将本发明应用于透过型的投影机时的例子，但本发明也可以应用于反射型投影机。其中，“透过型”是指包含液晶面板等的光阀是透过光的类型，而“反射型”是指光阀是反射光的类型。在反射型投影机的情况下，光阀可以仅由液晶面板构成而不需要一对偏振板。另外，光调制装置并不限于液晶面板等，也可以是使用例如微型反射镜的光调制装置。
此外，作为投影机有从观看投影面的方向进行图像投影的正面投影机和从观看投影面方向的相反侧进行图像投影的背面投影机，而图1的投影机1的结构可以适用于任何一种。
权利要求
1.一种光源装置，具有发光管，其包括利用一对电极能够进行放电发光的发光部、以及设置在该发光部的两侧的第1和第2密封部；主反射镜，其设置在上述发光管的上述第1密封部侧并包括将从该发光管发射的光束调整为指定方向而射出的主反射部；以及副反射镜，其设置在上述发光管的上述第2密封部侧并包括使从上述发光管向上述主反射镜的相反侧发射的光束返回到上述发光管的发光部的副反射部、以及设置在该副反射部的上述第2密封部侧的相对于该副反射部形成台阶状的根基部。
2.一种光源装置，具有发光管，其包括利用一对电极能够进行放电发光的发光部、以及设置在该发光部的两侧的第1和第2密封部；主反射镜，其设置在上述发光管的上述第1密封部侧并包括将从该发光管发射的光束调整为指定方向而射出的主反射部；以及副反射镜，其设置在上述发光管的上述第2密封部侧并包括使从上述发光管向上述主反射镜的相反侧发射的光束返回到上述发光管的发光部的副反射部、以及设置在该副反射部的上述第2密封部侧的形成与该副反射部不同曲率的曲面的根基部。
3.一种光源装置，具有发光管，其包括利用一对电极能够进行放电发光的发光部、以及设置在该发光部的两侧的第1和第2密封部；主反射镜，其设置在上述发光管的上述第1密封部侧并包括将从该发光管发射的光束调整为指定方向而射出的主反射部；以及副反射镜，其设置在上述发光管的上述第2密封部侧并包括使从上述发光管向上述主反射镜的相反侧发射的光束返回到上述发光管的发光部的副反射部、以及设置在该副反射部的上述第2密封部侧的形成中心与该副反射部不同的曲面的根基部。
4.一种光源装置，具有发光管，其包括利用一对电极能够进行放电发光的发光部、以及设置在该发光部的两侧的第1和第2密封部；主反射镜，其设置在上述发光管的上述第1密封部侧并包括将从该发光管发射的光束调整为指定方向而射出的主反射部；以及副反射镜，其设置在上述发光管的上述第2密封部侧并包括使从上述发光管向上述主反射镜的相反侧发射的光束返回到上述发光管的发光部的副反射部、以及设置在该副反射部的上述第2密封部侧的透过光的根基部。
5.一种光源装置，具有发光管，其包括利用一对电极能够进行放电发光的发光部、以及设置在该发光部的两侧的第1和第2密封部；主反射镜，其设置在上述发光管的上述第1密封部侧并包括将从该发光管发射的光束调整为指定方向而射出的主反射部；以及副反射镜，其设置在上述发光管的上述第2密封部侧并包括使从上述发光管向上述主反射镜的相反侧发射的光束返回到上述发光管的发光部的副反射部、以及设置在该副反射部的上述第2密封部侧的使光散射的根基部。
6.一种光源装置，具有发光管，其包括利用一对电极能够进行放电发光的发光部、以及设置在该发光部的两侧的第1和第2密封部；主反射镜，其设置在上述发光管的上述第1密封部侧并包括将从该发光管发射的光束调整为指定方向而射出的主反射部；以及副反射镜，其设置在上述发光管的上述第2密封部侧并包括使从上述发光管向上述主反射镜的相反侧发射的光束返回到上述发光管的发光部的副反射部、以及设置在该副反射部的上述第2密封部侧的防止来自上述发光管的光束向上述发光部和该发光部附近逆行的根基部。
7.根据权利要求1～6中的任意一项所述的光源装置，其特征在于上述副反射镜还具有固定在上述第2密封部的周围的支持部，上述根基部是在上述副反射部与上述支持部之间形成的环状的部分。
8.一种投影机，具有权利要求1～7中的任意一项所述的光源装置；根据输入的图像信息调制从上述光源装置射出的光束而形成调制光的光调制装置；以及将来自上述光调制装置的调制光作为像光进行投影的投影光学系统。
9.根据权利要求8所述的投影机，其特征在于上述光调制装置，具有分别调制上述各色光的各色用的光调制部，其还具有将从上述光源装置射出的光束分离为各色光并导向上述各色用的光调制部的色分离光学系统、以及将由上述各色用的光调制部调制的各色的调制光合成的色合成光学系统；上述投影光学系统，投影由该色合成光学系统合成的像光。
全文摘要
提供能够防止由于来自副反射镜的返回光导致发光管的寿命降低的光源装置。副反射镜(13)的根基部(82)是在副反射部(81)的第2密封部(74)侧形成的相对于副反射部(81)形成台阶状的环状部分，其反射角特性与副反射部(81)不同。入射到根基部(82)上的来自发光部(71)的光束不返回发光部(71)而向例如支持部(83)侧传播并向外部射出。其结果，由于能够防止发光部(71)的温度上升，从而能够防止电极(75)、(76)的电压上升，所以能够实现光源灯(11)的长寿命化。
文档编号G03B21/00GK1825199SQ200610008398
公开日2006年8月30日 申请日期2006年2月21日 优先权日2005年2月21日
发明者西田和弘, 竹泽武士 申请人:精工爱普生株式会社