本発明の光源装置は上記構成を基本とし� ��、以下のような態様をとることができる。

 すなわち、前記第1および第2凹面鏡は、� �円面鏡により構成することができる。ある� �は、前記第1および第2凹面鏡は、放物面鏡に より構成することができる。また、前記第1� �よび第2凹面鏡は、その反射面が非球面形状� ��あることが好ましい。

 また、前記第1および第2ランプは放電ラ� �プである場合に、前記放電ランプを構成す� �発光管の外表面形状が非球面形状である構� �とすることが好ましい。

 また、前記第1および第2ランプは放電ラ� �プである場合に、前記第3及び第4凹面鏡は、 前記放電ランプを構成する発光管の外表面上 に蒸着された反射膜により構成することがで きる。

 また、前記第3および第4凹面鏡は、球面� �により構成することができる。また、前記� �3および第4凹面鏡は、その反射面が非球面形 状である構成とすることができる。

 また、前記第1ランプの発光中心と、前記 第1凹面鏡の第1焦点と、前記第3凹面鏡の中心 、および前記第2ランプの発光中心と、前記� �2凹面鏡の第1焦点と、前記第4凹面鏡の中心� �は、それぞれ一致していることが好ましい� �

 また、前記第1および第2凹面鏡の第2焦点� ��一致している構成とすることができる。

 また、上記いずれかの光源装置の構成を� ��する光源部を複数備え、前記複数の光源部� ��出射光を同一方向に進行する光となるよう� ��合成する光合成部をさらに備えた構成とす� ��ことができる。その場合、前記光合成部を� ��リズムにより構成することができる。

 本発明の投写型表示装置は、上記いずれ� ��の構成の光源装置と、前記光源装置の出射� ��を集光して照明光を形成する照明装置と、� ��記照明光が入射され、映像信号に応じた前� ��入射光の変調を行う空間光変調素子と、前� ��空間光変調素子で変調された光をスクリー� ��上に投写する投写レンズとを備える。それ� ��より、空間光変調素子を比較的強い光で照� ��し、投写画像の輝度を高めることができる� ��また、万一、1個のランプが不点灯となった 場合でも、色むら、明るさむらの少ない投写 型表示装置を実現することができる。

 以下、本発明の光源装置及び投写型表示� ��置の実施の形態について、図面を参照しな� ��ら具体的に説明する。

 (実施の形態1)
 図1は、実施の形態1における光源装置の構� �を示す断面図である。この光源装置は、第1� ��び第2ランプ1、2、第1及び第2楕円面鏡3、4(� �1及び第2凹面鏡)、第1及び第2球面鏡5、6(第3� �び第4凹面鏡)、及び平面ミラー7から構成さ� �ている。

 第1ランプ1、第1楕円面鏡3、第1球面鏡5で� ��組を成し、第1ランプ1の放射光を集光する� �第1ランプ1としては、超高圧水銀ランプを用 いることができる。超高圧水銀ランプは、極 めて輝度が高く、集光性に優れているので、 効率よく集光することができる。

 第1楕円面鏡3は、例えば、第1焦点(短焦点 )3aの距離F1=10mm、第2焦点(長焦点)3bの距離F2=100 mmである。第1楕円面鏡3の反射面には、例え� �、可視光を効率よく反射し、赤外光を透過� �る誘電体多層膜が形成されており、第1ラン� ��1から放射される光のうち、可視光成分を効 率よく所望の方向に反射する。

 第1ランプ1は、発光中心1aが、およそ第1� �円面鏡3の第1焦点3aと一致するように配置さ� ��る。これにより、光源の大きさに比例した� ��光スポットが第1楕円面鏡3の第2焦点3b近傍� �形成され、第1ランプ1の放射光を効率よく集 光することができる。

 第1球面鏡5は、第1ランプ1の発光中心1aに� ��して、第1楕円面鏡3と同じ側に設けられて� �る。第1球面鏡5の中心5aは、発光中心1aとお� �そ一致するように配置され、第1ランプ1の放 射光のうち放射角90度の範囲の光を反射する� ��これにより、第1ランプ1の放射光のうち、� �1球面鏡5に入射した光は反射されて第1楕円� �鏡3に入射する。

 同様に、第2ランプ2、第2楕円面鏡4、第2� �面鏡6で一組を成し、第2ランプ2の放射光を� �光する。第2ランプ2としては、第1ランプ1と� ��じ超高圧水銀ランプを使用することができ� ��。第2楕円面鏡4、第2球面鏡6は、いずれも、 第1楕円面鏡3、第1球面鏡5と同じものを使用� �ることができる。

 第2ランプ2は、発光中心2aが、およそ第2� �円面鏡4の第1焦点4aと一致するように配置さ� ��る。これにより、光源の大きさに比例した� ��光スポットが第2楕円面鏡4の第2焦点4b近傍� �形成され、第1ランプ1の放射光を効率よく集 光することができる。

 第2球面鏡6は、第2ランプ2の発光中心2aに� ��して、第2楕円面鏡4と反対側、すなわち第2� ��円面鏡4の開口側に設けられている。第2球� �鏡6の中心6aは、発光中心2aとおよそ一致する ように配置され、第2ランプ2の放射光のうち� ��射角90度の範囲の光を反射する。これによ� �、第2ランプ2の放射光のうち、第2球面鏡6に� ��射した光は反射されて第2楕円面鏡4に入射� �る。

 以上の構成により、第1楕円面鏡3は、第1� ��ンプ1の放射光及び第1球面鏡5の反射光を集� ��する。同様に、第2楕円面鏡4は、第2ランプ2 の放射光及び第2球面鏡6の反射光を集光する� ��なお、第1球面鏡5と第2球面鏡6の構成の相違 により、図示されるように、第1楕円面鏡3に� ��り集光される光は、第2楕円面鏡4により集� �される光と比べて、光軸に対して大きな角� �を持った領域に分布する。

 第1楕円面鏡3と第2楕円面鏡4は、反射光の 光軸が互いに所定の角度で交わるように配置 される。図1の例では、第1ランプ1の光軸1bと� ��2ランプ2の光軸2bは略直交している。光軸1b� ��2bの交わる位置(交点)は、第1及び第2ランプ1 、2のそれぞれからほぼ等距離に位置する。� �軸1b、2bの交点には、平面ミラー7が、光軸1b� ��2bに対し略45度方向に傾けられて配置されて いる。

 平面ミラー7には、反射膜7aが蒸着されて� ��り、第1楕円面鏡3の出射光は平面ミラー7で� ��射され、光軸1bが略90度方向に曲げられる。

 一方、平面ミラー7の一部には、反射膜7a� ��蒸着されていない透光部7bが設けられてお� �、第2楕円面鏡4からの出射光は透光部7bを透� ��する。

 上記構成により、第1楕円面鏡3と第2楕円� ��鏡4の出射光が略共軸かつ略同一方向に進行 する光となるように合成され、それぞれの第 2焦点3bと4bを一致させることができる。した� ��って、合成による光損失が低減され、第1及 び第2ランプ1、2の放射光を極めて効率よく合 成して集光できる。

 なお、第1及び第2球面鏡5、6の反射領域は 、第1及び第2ランプ1、2の放射光に対して放� �角90度以下であることが好ましい。

 また、第1球面鏡5を配置する代わりに、� �2に示すようにランプ1の発光管1cの外表面に� ��接、反射膜1dを蒸着して球面鏡を設けた構� �とすることもできる。第2ランプ2についても 同様である。

 また、第1楕円面鏡3と第2楕円面鏡4の反射 面を非球面形状とすれば、さらに効率よく光 を反射することができる。

 また、第1ランプ1の光軸1bと第2ランプ2の� ��軸2bを上記構成のように略直交させること� �必須ではない。交わる角度は限定されるこ� �はなく、交わる角度に応じて、第1及び第2ラ ンプ1、2間に配置される平面ミラー7の傾きを 調整すれば、交わる角度を適宜設定すること が可能である。すなわち、平面ミラー7は、� �1ランプ1の光軸1bと第2ランプ2の光軸2bの対称 面に配置されればよい。

 また、第1ランプ1と第2ランプ2、第1楕円� �鏡3と第2楕円面鏡4、第1球面鏡5と第2球面鏡6� ��それぞれ同じものにすることも必須ではな� ��。第2焦点位置が合致するように設定しさえ すれば、同じものでなくてもよい。

 また、平面ミラー7を、第1楕円面鏡3の出� ��光を反射し、第2楕円面鏡4の出射光を透過� �せるように構成することも必須ではない。� �1楕円面鏡3の出射光を透過させ、第2楕円面� �4の出射光を反射するように、反射膜7aの蒸� �範囲を変えてもよい。

 また、平面ミラー7における反射膜7aの蒸� ��されない透光部7bは、平面ミラー7に開口を� ��けた構成にしてもよい。あるいは、上述の� ��うに、第1楕円面鏡3の出射光と第2楕円面鏡4 の出射光の反射と透過を逆転させた場合は、 平面ミラー7のサイズを小さくすることで置� �換えてもよい。要するに、出射光を反射さ� �ず、通過(=透過)させることができればよい� �

 以上のように、本実施の形態によれば、� ��数のランプの放射光を効率よく合成して集� ��することで、光出力の大きな光源装置を実� ��することができる。

 (実施の形態2)
 図3は、実施の形態2における光源装置を示� �構成図である。この光源装置は、第1及び第2 ランプ11、12、第1及び第2放物面鏡13、14(第1及 び第2凹面鏡)、第1及び第2非球面鏡15、16(第3� �び第4凹面鏡)、及び平面ミラー17から構成さ� ��ている。

 第1ランプ11、第1放物面鏡13、第1非球面鏡 15で一組を成し、第1ランプ11の放射光を集光� ��る。第1ランプ11としては、超高圧水銀ラン� ��を用いることができる。

 第1ランプ11は、発光中心11aが、およそ放� ��面鏡13の第1焦点13aと一致するように配置さ� ��る。非球面鏡15は第1ランプ11の発光中心11a� �対して、放物面鏡13と同じ側に設けられてい る。非球面鏡15の中心15aは、発光中心11aとお� ��そ一致するように配置され、第1ランプ11の� ��射光のうち放射角がおよそ90度までの範囲� �光を反射する。これにより、第1ランプ11の� �射光のうち、非球面鏡15に入射した光は反射 されて放物面鏡13に入射する。

 同様に、第2ランプ12、第2放物面鏡14、第4 凹面鏡16で一組を成し、第2ランプ12の放射光� ��集光する。

 第2ランプ12としては、第1ランプ11と同様� ��超高圧水銀ランプを用いることができる。� ��2放物面鏡14、第2非球面鏡16はそれぞれ、第1 放物面鏡13、第1非球面鏡15と同じものを使用� ��ることができる。

 第2ランプ12は、発光中心12aが、およそ第2 放物面鏡14の第1焦点14aと一致するように配置 される。第2非球面鏡16は、第2ランプ12の発光 中心12aに対して、第2放物面鏡14と反対側の開 口側に設けられている。第2非球面鏡16の中心 16aは、発光中心12aとおよそ一致するように配 置され、第2ランプ12の放射光のうち放射角が およそ90度までの範囲の光を反射する。これ� ��より、第2ランプ12の放射光のうち、第2非球 面鏡16に入射した光は反射されて第2放物面鏡 14に入射する。

 以上の構成により、第1放物面鏡13は、第1 ランプ11の放射光及び非球面鏡15の反射光を� �光して平行光とする。同様に、第2放物面鏡1 4は、第2ランプ12の放射光及び第2非球面鏡16� �反射光を集光して平行光とする。

 第1ランプ11の光軸11bと、第2ランプ12の光� ��12bは略直交しており、光軸11b、12bの交わる� ��置に、平面ミラー17が、光軸11b、12bに対し� �45度方向に傾けられて配置される。

 平面ミラー17には、反射膜17aが蒸着され� �おり、第1放物面鏡13の出射光は平面ミラー17 で反射され、光軸1bが略90度方向に曲げられ� �。

 一方、平面ミラー17の一部に反射膜17aが� �着されていない透光部17bが設けられており� �その透光部17bを第2放物面鏡14の出射光が透� �する。

 上記構成により、第1放物面鏡13と第2放物 面鏡14の出射光を、略共軸かつ略同一方向に� ��行する光となるように合成することができ� ��。

 したがって、合成による光損失が低減さ� ��、第1及び第2ランプ11、12の放射光を極めて� ��率よく合成して集光できる。

 また、第1及び第2非球面鏡15、16を用いる� ��とで、第1及び第2ランプ11、12の発光管で屈� ��した光の光路を最適に制御して反射させる� ��とができる。

 なお、第1及び第2非球面鏡15、16の反射領� ��は、第1及び第2ランプ11、12の放射光に対し� ��放射角90度以下であることが好ましい。

 また、第1放物面鏡13と第2放物面鏡14の反� ��面を非球面形状とすれば、さらに効率よく� ��を反射することができる。

 また、第1ランプ11の光軸11bと第2ランプ12� ��光軸12bを上記構成のように略直交させるこ� ��は必須ではない。交わる角度は限定される� ��とはなく、交わる角度に応じて、第1及び第 2ランプ11、12間に配置される平面ミラー17の� �きを調整すれば、交わる角度を適宜設定す� �ことが可能である。

 また、第1ランプ11と第2ランプ12、第1放物 面鏡13と第2放物面鏡14、第1非球面鏡15と第2非 球面鏡16をそれぞれ同じものとすることも必� ��ではない。

 また、平面ミラー17を、第1放物面鏡13の� �射光を反射し、第2放物面鏡14の出射光を透� �させるようにすることも必須ではない。第1� ��物面鏡13の出射光を透過させ、第2放物面鏡1 4の出射光を反射するように、反射膜17aの蒸� �範囲を変えてもよい。

 また、平面ミラー17における反射膜17aの� �着されない透光部17bは、平面ミラー17に開口 を設けた構成にしてもよい。あるいは、上述 のように、第1放物面鏡13の出射光と第2放物� �鏡14の出射光の反射と透過を逆転させた場合 は、平面ミラー17のサイズを小さくすること� ��置き換えてもよい。要するに、出射光を反� ��させず、通過(=透過)させることができれば� ��い。

 以上のように、本発明は、複数のランプ� ��放射光を効率よく合成して集光することで� ��光出力の大きな光源装置を実現することが� ��きる。

 (実施の形態3)
 図4Aは、実施の形態3における光源装置の構� ��を示す平面図である。この光源装置は、第1 光源部18、第2光源部19、及び光合成部20から� �る。図4Bは、光合成部20の側面図である。

 第1光源部18及び第2光源部19はいずれも、� ��1に示した光源装置と基本的に同様の構成で あり、第1及び第2ランプ1、2、第1及び第2楕円 面鏡3、4、第1及び第2球面鏡5、6、及び平面ミ ラー7を有する。図1の装置と異なる点は、第2 楕円面鏡4の光路中に平面ミラー21が配置され 、光路が折り曲げられる点である。

 光合成部20は、石英ガラス製の直角プリ� �ムであり、図4Bに示すように、反射膜20aが蒸 着されている。第1光源部18の出射光18aと第2� �源部の出射光19aは、光合成部20上で集光され 、同一の方向に進行する光として反射される 。

 このように構成すれば、4個のランプを使 用することで更なる高輝度化を図ることがで き、全体の構成もコンパクトにすることがで きる。

 以上のように、本発明は、複数のランプ� ��放射光を効率よく合成して集光することで� ��光出力の大きな光源装置を実現することが� ��きる。

 本実施の形態における光源装置も、前述� ��他の実施の形態と同様、ランプ、楕円面鏡� ��球面鏡等は同じものでなくてもよく、光源� ��配置も限定されるものではない。

 (実施の形態4)
 図5は、実施の形態4における投写型表示装� �を示す断面図である。この投写型表示装置� �、光源装置22、照明装置23、空間光変調素子2 7、及び投写レンズ28からなる。

 光源装置22は、図1に示した実施の形態1の 光源装置と同一であり、複数のランプの放射 光を効率よく合成して集光する。

 照明装置23は、回転型カラーフィルター24 、集光レンズ25、及びフィールドレンズ26で� �成される。

 以上のように構成された投写型表示装置� ��おいて、光源装置22からの出射光は、回転� �カラーフィルター24上に集光される。回転型 カラーフィルター24は、赤、緑、青の各帯域� ��透過する赤透過フィルター、緑透過フィル� ��ー、青透過フィルターを円盤状に張り合わ� ��、モーター(図示せず)によって回転させる� �のである。

 回転型カラーフィルター24により、光源� �置22で集光された光のうち、赤、緑、青の帯 域の光が選択的に時系列で透過され、順次、 集光レンズ25に入射する。集光レンズ25は、� �転型カラーフィルター24を透過した発散光を 略平行光に変換して、照明光を形成する。

 空間光変調素子27は、例えば透過型の液� �パネルで構成することができ、照明光を受� �て、透過率の変化として映像信号に応じた� �学像を形成する。投写レンズ28は、空間光変 調素子27上に形成された光学像をスクリーン� ��に投影する。フィールドレンズ26は、照明� �を効率よく投写レンズ28に入射させるために 用られる。

 以上のように、本実施の形態によれば、� ��数のランプの放射光を効率よく合成できる� ��源装置22を用いることで、非常に明るい投� �型表示装置を実現することができる。

 なお、本実施の形態の投写型表示装置に� ��、実施の形態1の光源装置に限らず、他の実 施の形態の光源装置も適宜用いることができ る。

 また、本実施の形態の投写型表示装置を� ��ャビネット内に収め、キャビネットに取り� ��けられた透過型のスクリーンを介して表示� ��像を観察するための、背面投写型表示装置� ��構成とすることもできる。

 以上の各実施の形態において、空間光変� ��素子は、透過型液晶パネルに限定されるも� ��ではなく、DMD(Digital Micromirror Device)や反射� ��液晶パネルなどを用いてもよい。

 以上の各実施の形態において、ランプは� ��高圧水銀ランプに限定されるものではなく� ��キセノンランプやLED、レーザー光源を用い� ��こともできる。