JP2007212981A - プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】リフレクタを透過した非可視領域の光束の照射により生じる熱を効果的に放熱し、内部を効率的に冷却できるプロジェクタを提供する。
【解決手段】プロジェクタ１は、リフレクタ１２の光射出後方側に配設され光源ランプ１１から射出された光束のうちリフレクタ１２を透過した非可視光Ｒ３を反射して所定位置に集光させる非可視光反射面８２１を有する非可視光反射部材８２と、冷却可能な位置に配設され非可視光反射部材８２にて反射された非可視光Ｒ３を吸収する非可視光吸収部材８３とを備える。
【選択図】図７

Description

本発明は、プロジェクタに関する。

従来、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調し光学像を拡大投射するプロジェクタが利用されている。
このようなプロジェクタの光源装置としては、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ等の放電型の光源ランプと、光源ランプから射出された光束を反射するリフレクタと、これら光源ランプおよびリフレクタを内部に収納するランプハウジングとを備えた構成が多用される（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−１４８２９３号公報

ところで、特許文献１に記載の光源装置では、リフレクタとして、可視領域の光束を反射し、非可視領域の光束を透過するコールドミラーで構成している。このため、光源ランプから射出された光束のうちリフレクタを透過した非可視領域の光束は、リフレクタの光射出後方側に配置される部材、例えば、ランプハウジングや外装筺体等に照射され、ランプハウジング内壁や外装筺体内壁にて吸収されて熱に変換される。近年では、プロジェクタの小型化が図られ、光学部品が密集した状態で配設されるため、リフレクタの光射出後方側に形成されるスペースも小さく、リフレクタの光射出後方側を良好に冷却できない。このため、リフレクタの光射出後方側に配置される部材に生じる熱によりプロジェクタ内部の温度が上昇し、内部の構成部材に不具合が生じやすい、という問題がある。
したがって、リフレクタを透過した非可視領域の光束の照射により生じる熱を効果的に放熱し、プロジェクタ内部を効率的に冷却できる技術が要求されている。

本発明の目的は、リフレクタを透過した非可視領域の光束の照射により生じる熱を効果的に放熱し、内部を効率的に冷却できるプロジェクタを提供することにある。

本発明のプロジェクタは、光源装置と、前記光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置にて変調された光束を拡大投射する投射光学装置と、前記光源装置、前記光変調装置、および前記投射光学装置を内部に収納配置する外装筺体とを備えたプロジェクタであって、前記光源装置は、放電空間を有する発光管、および前記発光管の放電空間に配置される一対の電極を有する光源ランプと、断面略凹状に拡がり前記光源ランプから放射された光束を反射するリフレクタとを備え、前記リフレクタは、可視領域の光束を反射させ、非可視領域の光束を透過し、前記リフレクタの光射出後方側に配設され前記光源ランプから射出された光束のうち前記リフレクタを透過した非可視領域の光束を反射して所定位置に集光させる非可視光反射面を有する非可視光反射部材と、冷却可能な位置に配設され前記非可視光反射部材にて反射された非可視領域の光束を吸収する非可視光吸収部材とを備えていることを特徴とする。

ここで、リフレクタとしては、パラボラリフレクタおよび楕円面リフレクタのいずれを採用してもよい。
また、非可視光反射部材としては、リフレクタ等を支持する支持部材（ランプハウジング）の内壁や、外装筺体の内壁に一体的に形成する、すなわち、支持部材や外装筺体の内壁に非可視光反射面を形成する構成としてもよいし、支持部材や外装筺体とは別体として設ける構成としても構わない。

本発明によれば、プロジェクタは、非可視光反射部材を備えているので、光源ランプから射出された光束のうちリフレクタを透過した非可視領域の光束（以下、非可視光と記載する）を反射させて所定位置に集光させることができる。また、プロジェクタは、非可視光吸収部材を備えているので、非可視光反射部材にて反射された非可視光を非可視光吸収部材に吸収させることができる。このため、リフレクタの光射出後方側のスペースが小さい場合であっても、リフレクタの光射出後方側に非可視光反射部材を配設することで、非可視光がリフレクタの光射出後方側に配置される部材、例えば、ランプハウジングや外装筺体の内壁に照射されることを抑制できる。すなわち、ランプハウジングや外装筺体の内壁への非可視光の照射により生じる温度上昇を抑制できる。また、空気が流通する流路中等の冷却可能な位置に非可視光吸収部材が配置されているので、非可視光吸収部材に生じる熱を効果的に放熱させることができる。したがって、プロジェクタ内部を効率的に冷却できる。

本発明のプロジェクタでは、前記非可視光反射面は、第１焦点位置が前記光源ランプの発光中心となり、前記非可視領域の光束を反射して第２焦点位置に集光させる回転楕円面で構成されていることが好ましい。
本発明によれば、非可視光反射面が回転楕円面で構成されているので、非可視光を簡単な形状で所定位置（第２焦点位置）に集光させることができる。

本発明のプロジェクタでは、前記非可視光吸収部材は、前記第２焦点位置近傍に配設されていることが好ましい。
本発明によれば、非可視光吸収部材を第２焦点位置近傍に配設することで、非可視光吸収部材には、非可視光反射面により集光されたスポット径の小さい光束が照射されることとなり、非可視光吸収部材を不要に大型化することがなく非可視光吸収部材の小型化が図れる。

本発明のプロジェクタでは、前記非可視光反射面は、前記第２焦点位置と該非可視光反射面とを結ぶ空間内に前記光源ランプおよび前記リフレクタが入らないように設定されていることが好ましい。
ところで、非可視光反射面にて非可視光を反射させ第２焦点位置に集光させる際、非可視光反射面にて反射された非可視光の一部が光源ランプやリフレクタに照射される場合には、非可視光の一部の照射により光源ランプやリフレクタの温度上昇を引き起こし、光源装置の温度上昇、ひいては、プロジェクタ内部の温度上昇を引き起こす恐れがある。
本発明では、非可視光反射面は、第２焦点位置と該非可視光反射面とを結ぶ空間内に光源ランプおよびリフレクタが入らないように設定されているので、非可視光反射面にて反射された非可視光は、光源ランプやリフレクタに照射されることなく、第２焦点位置に集光されることとなる。このため、非可視光の一部の照射により光源ランプやリフレクタの温度上昇が引き起こされることがなく、プロジェクタ内部の温度を低く維持することができる。

本発明のプロジェクタでは、前記非可視光反射面は、複数形成されていることが好ましい。
ところで、非可視光反射面を回転楕円面で構成し、非可視光反射部材において、非可視光反射面を単体で構成した場合には、より多くの非可視光を反射させて第２焦点位置に集光させるためには、非可視光反射部材が大型化してしまう。
本発明によれば、非可視光反射面が複数形成されているので、複数の非可視光反射面にてより多くの非可視光を反射させて各第２焦点位置にそれぞれ集光させつつ、非可視光反射部材の小型化が図れる。また、種々の形状で非可視光反射部材を形成でき、非可視光反射部材の設計の自由度が向上する。

また、非可視光反射面を回転楕円面で構成しかつ、第２焦点位置と該非可視光反射面とを結ぶ空間内に光源ランプおよびリフレクタが入らないように設定する場合には、非可視光反射部材において非可視光反射面を単体で構成すると、非可視光反射面が非常に小さい形状となってしまう。このため、非可視光反射面にてより多くの非可視光を反射させて第２焦点位置に集光させることができない。
本発明によれば、非可視光反射面が複数形成されているので、各非可視光反射面にて反射された非可視光を光源ランプやリフレクタに照射させることなくより多くの非可視光を各第２焦点位置にそれぞれ集光させることができる。

本発明のプロジェクタでは、前記非可視光反射部材は、前記外装筺体に取付けられていることが好ましい。
本発明によれば、非可視光反射部材が外装筺体とは別に設けられているので、例えば、外装筺体の内壁に非可視光反射部材を一体的に形成する、すなわち、外装筺体の内壁に非可視光反射面を形成する構成と比較して、外装筺体を簡素な形状で構成でき、プロジェクタを容易に製造できる。

本発明のプロジェクタでは、当該プロジェクタ内部の空気を外部に排出する排気ファンを備え、前記非可視光吸収部材は、前記排気ファン近傍に配設されていることが好ましい。
本発明によれば、非可視光吸収部材が排気ファン近傍に配設されているので、非可視光吸収部材にて生じた熱により温められた空気を排気ファンにより迅速にプロジェクタ外部に排出させることができる。このため、プロジェクタ内部の温度上昇を効果的に抑制できる。

以下、本発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。
〔プロジェクタの構成〕
図１は、本実施形態におけるプロジェクタ１の概略構成を示す平面図である。
図２は、プロジェクタ１の内部構成を示す斜視図である。
プロジェクタ１は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して画像光を形成し、該画像光をスクリーン等の投射面上に拡大投射する光学機器である。このプロジェクタ１は、図１または図２に示すように、略直方体状の外装筺体２と、画像光を形成し拡大投射する光学ユニット３と、プロジェクタ１の構成部材に外部からの電力を供給する電源ユニット７と、プロジェクタ１内部を冷却する冷却装置８（図２）とで大略構成される。
なお、具体的な図示は省略するが、外装筺体２内部には、光学ユニット３、電源ユニット７、および冷却装置８の他、プロジェクタ１全体を制御する制御装置等が配置されるものとする。

〔外装筺体の構成〕
外装筺体２は、射出成型等による合成樹脂製品であり、プロジェクタ１の天面、前面、背面、および側面をそれぞれ構成するアッパーケース、およびプロジェクタ１の底面、前面、背面、および側面をそれぞれ構成するロアーケース２Ａ（図２）等で構成される。そして、各ケースは、互いにねじ等で固定されている。
なお、外装筺体２は、合成樹脂製に限らず、その他の材料にて形成してもよく、例えば、金属等により構成してもよい。

〔光学ユニットの構成〕
光学ユニット３は、図１または図２に示すように、外装筺体２の一方の側面側から背面に沿って延出し、さらに、外装筺体２の他方の側面に沿って前面側に延出する平面視略Ｌ字形状を有する。この光学ユニット３は、図１に示すように、光源装置１０、均一照明光学系２０、色分離光学系３０、リレー光学系３５、光学装置４０、および投射光学装置としての投射光学系５０を備えて構成され、これらの光学系２０〜３５を構成する光学素子および光学装置４０は、所定の照明光軸Ａが設定された光学部品用筐体６０内に位置決め調整されて収納されている。

光源装置１０は、光源ランプ１１から放射された光束を一定方向に揃えて射出し、光学装置４０を照明するものである。この光源装置１０は、図１に示すように、光源ランプ１１、リフレクタとしての主反射鏡１２、副反射鏡１３、平行化凹レンズ１４、およびこれらを保持するランプハウジング１０Ｂ（図１、図２）を備えて構成されている。

ランプハウジング１０Ｂは、図２に示すように、光学部品用筐体６０に接続し、光源ランプ１１、主反射鏡１２、および副反射鏡１３が一体化された光源装置本体１０Ａと、平行化凹レンズ１４（図１）とを一体化して、光学部品用筐体６０に対する所定位置（光源装置１０から射出される光束の中心軸と光学部品用筐体６０内に設定された照明光軸Ａとが一致する位置）に位置決めする。また、このランプハウジング１０Ｂは、具体的な図示は省略するが、略筒形状を有し、筒形状一端側の開口部分にて光源装置本体１０Ａを支持し、筒形状他端側の開口部分にて平行化凹レンズ１４を支持する。そして、ランプハウジング１０Ｂは、筒形状一端側の開口部分が光源装置本体１０Ａにて閉塞され、筒形状他端側の開口部分が平行化凹レンズ１４にて閉塞され、内部が略密閉空間となる。
また、このランプハウジング１０Ｂにおいて、光学ユニット３の投射方向両端面には、図２に示すように、内部の空間に冷却空気を導入する導入ダクト１５と、内部の空間の空気を外部に排出する排出ダクト１６とが形成されている。

図３は、光源装置本体１０Ａの概略構成を示す断面図である。
光源装置本体１０Ａは、図３に示すように、光源ランプ１１、主反射鏡１２、および副反射鏡１３が一体化された構成である。
光源ランプ１１は、図３に示すように、石英ガラス管から構成される発光管１１１と、この発光管１１１内に配置される一対の電極１１２および図示しない封入物とを備える。
ここで、光源ランプ１１としては、高輝度発光する種々の光源ランプを採用でき、例えば、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ等を採用できる。

発光管１１１は、中央部分に位置し略球状に膨出する発光部１１１１と、この発光部１１１１の両側に延びる一対の封止部１１１２，１１１３とで構成される。
発光部１１１１には、略球状の放電空間が形成され、この放電空間内に、一対の電極１１２と、水銀、希ガス、および少量のハロゲンが封入される。
一対の封止部１１１２，１１１３の内部には、一対の電極１１２と電気的に接続されるモリブデン製の金属箔１１２Ａが挿入され、ガラス材料等で封止されている。各金属箔１１２Ａには、さらに電極引出線としてのリード線１１３が接続され、このリード線１１３は、光源ランプ１１の外部まで延出している。
そして、リード線１１３に電圧を印加すると、図３に示すように、金属箔１１２Ａを介して電極１１２間に電位差が生じて放電が生じ、アーク像Ｄが生成して発光部１１１１内部が発光する。なお、以下では、発光中心を電極１１２間に生成されるアーク像Ｄの中心位置Ｏとして説明する。また、アーク像Ｄの中心位置Ｏは、一対の電極１１２間の略中央に位置する。さらに、アーク像Ｄの中心位置Ｏは、封止部１１１２，１１１３の延出方向に沿った発光管１１１の中心軸（図３では照明光軸Ａと一致）と、発光部１１１１が最も膨出している部位の照明光軸Ａに直交する平面に沿った断面との交点（発光管１１１の中心）に略一致するものとする。

主反射鏡１２は、図２または図３に示すように、光源ランプ１１の基端側の一方の封止部１１１２が挿通される筒状の首状部１２１、およびこの首状部１２１から拡がる凹曲面状の反射部１２２を備えた透光性を有するガラス製の一体成形品である。
首状部１２１には、図３に示すように、略円筒状となるように中央に挿入孔１２３が成形加工により形成されており、この挿入孔１２３の中心に封止部１１１２が配置される。
反射部１２２は、回転曲線形状のガラス面に金属薄膜を蒸着形成して構成された反射面１２２Ａを備える。そして、この反射面１２２Ａは、可視光を反射して、例えば、４３０ｎｍ以下、および７８０ｎｍ以上の波長領域である赤外線および紫外線等の非可視光を透過するコールドミラーとなっている。

このような主反射鏡１２の反射部１２２内部に配置される光源ランプ１１は、アーク像Ｄの中心位置Ｏが反射部１２２の反射面１２２Ａの回転曲線形状の第１焦点位置Ｆ１の近傍となるように配置される。
そして、光源ランプ１１を点灯すると、図３に示すように、発光部１１１１から放射された光束のうち主反射鏡１２に向った光束Ｒ１は、主反射鏡１２の反射部１２２の反射面１２２Ａで反射して、回転曲線形状の第２焦点位置Ｆ２に集束する集束光となる。
また、反射部１２２における光射出前方側端部は、図３に示すように、発光管１１１の中心軸（図３では照明光軸Ａに一致）に略直交して外側に延出し、平面視矩形枠形状を有する。そして、反射部１２２における光射出前方側端部が、光源装置本体１０Ａをランプハウジング１０Ｂに位置決めするための位置決め部１２２Ｂとして機能する。

副反射鏡１３は、図３に示すように、光源ランプ１１の発光管１１１を構成する他方の封止部１１１３が挿通される略筒状の首状部１３１、およびこの首状部１３１から拡がる略球面状の反射部１３２を備え、これら首状部１３１および反射部１３２が一体的に形成されたものである。
首状部１３１は、光源ランプ１１に対して副反射鏡１３を固着する部分であり、筒状の挿通孔１３１Ａに光源ランプ１１の封止部１１１３を挿通することで、図３に示すように、光源ランプ１１に対して副反射鏡１３が設置される。そして、この挿通孔１３１Ａの内周面は、封止部１１１３との固定用接着剤が充填される接着面とされる。このように、副反射鏡１３に首状部１３１を設けることで、首状部１３１を設けない構成と比較して、光源ランプ１１に対する副反射鏡１３の固着領域を大きくとることができ、光源ランプ１１に対する副反射鏡１３の固着状態を良好に維持できる。

反射部１３２は、図３に示すように、光源ランプ１１に対して副反射鏡１３を設置した状態で、光源ランプ１１の発光部１１１１の前側略半分を覆う反射部材であり、椀形状に構成されている。
この反射部１３２は、その内面が光源ランプ１１の発光部１１１１の球面に倣う球面状に形成された反射面１３２Ａとなる。なお、この反射面１３２Ａは、主反射鏡１２の反射面１２２Ａと同様に、可視光を反射して赤外線および紫外線を透過するコールドミラーとなっている。
上述した副反射鏡１３は、低熱膨張材および／または高熱伝導材である。例えば石英、アルミナセラミックス等の無機系材料から構成される。

そして、上述した副反射鏡１３を発光管１１１に装着することにより、図３に示すように、発光部１１１１から放射された光束のうち主反射鏡１２とは反対側（前方側）に放射される光束Ｒ２は、光源ランプ１１から主反射鏡１２の反射面１２２Ａに直接入射した光束Ｒ１と同様に、第２焦点位置Ｆ２に集束する。

以上のように、副反射鏡１３を設けることで、光源ランプ１１から主反射鏡１２とは反対側に放射される光束を副反射鏡１３にて主反射鏡１２の反射面１２２Ａに入射するよう後方側に反射させることができる。このため、主反射鏡１２の光軸方向寸法および開口径を例えば副反射鏡１３を設けない場合と比較して小さくすることができる。すなわち、光源装置１０やプロジェクタ１を光の利用効率を低下せずに小型化でき、光源装置１０をプロジェクタ１に組み込むレイアウトも容易になる。

平行化凹レンズ１４は、光源装置本体１０Ａの光射出前方側（主反射鏡１２の第１焦点位置Ｆ１と第２焦点位置Ｆ２との間）に配設され、主反射鏡１２にて反射され第２焦点位置Ｆ２に集束する集束光を略平行化する部材である。
そして、光源ランプ１１から放射された光束は、主反射鏡１２により光源装置１０の前方側に射出方向を揃えて集束光として射出され、平行化凹レンズ１４によって平行化され、均一照明光学系２０に射出される。

均一照明光学系２０は、光源装置１０から射出された光束を複数の部分光束に分割し、照明領域の面内照度を均一化する光学系である。この均一照明光学系２０は、第１レンズアレイ２１、第２レンズアレイ２２、偏光変換素子２３、および重畳レンズ２４を備えている。
第１レンズアレイ２１は、光源装置１０から射出された光束を複数の部分光束に分割する光束分割光学素子としての機能を有し、照明光軸Ａと直交する面内にマトリクス状に配列される複数の小レンズを備えて構成される。
第２レンズアレイ２２は、上述した第１レンズアレイ２１により分割された複数の部分光束を集光する光学素子であり、第１レンズアレイ２１と同様に照明光軸Ａに直交する面内にマトリクス状に配列される複数の小レンズを備えた構成を有している。

偏光変換素子２３は、第１レンズアレイ２１により分割された各部分光束の偏光方向を略一方向の直線偏光に揃える偏光変換素子である。
この偏光変換素子２３は、図示を略したが、照明光軸Ａに対して傾斜配置される偏光分離膜および反射膜を交互に配列した構成を具備する。偏光分離膜は、各部分光束に含まれるＰ偏光光束およびＳ偏光光束のうち、一方の偏光光束を透過し、他方の偏光光束を反射する。反射された他方の偏光光束は、反射膜によって曲折され、一方の偏光光束の射出方向、すなわち照明光軸Ａに沿った方向に射出される。射出された偏光光束のいずれかは、偏光変換素子２３の光束射出面に設けられる位相差板によって偏光変換され、略全ての偏光光束の偏光方向が揃えられる。このような偏光変換素子２３を用いることにより、光源ランプ１１から射出される光束を、略一方向の偏光光束に揃えることができるため、光学装置４０で利用する光源光の利用率を向上することができる。

重畳レンズ２４は、第１レンズアレイ２１、第２レンズアレイ２２、および偏光変換素子２３を経た複数の部分光束を集光して光学装置４０の後述する３つの液晶パネルの画像形成領域上に重畳させる光学素子である。

色分離光学系３０は、２枚のダイクロイックミラー３１，３２と、反射ミラー３３とを備え、ダイクロイックミラー３１，３２により均一照明光学系２０から射出された複数の部分光束を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色光に分離する機能を具備する。
ダイクロイックミラー３１，３２は、基板上に所定の波長領域の光束を反射し、他の波長領域の光束を透過する波長選択膜が形成された光学素子である。そして、光路前段に配置されるダイクロイックミラー３１は、青色光を反射し、その他の色光を透過するミラーである。また、光路後段に配置されるダイクロイックミラー３２は、緑色光を反射し、赤色光を透過するミラーである。

リレー光学系３５は、入射側レンズ３６と、リレーレンズ３８と、反射ミラー３７，３９とを備え、色分離光学系３０を構成するダイクロイックミラー３１，３２を透過した赤色光を光学装置４０まで導く機能を有している。なお、赤色光の光路にこのようなリレー光学系３５が設けられているのは、赤色光の光路の長さが他の色光の光路の長さよりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。本実施形態においては赤色光の光路の長さが長いのでこのような構成とされているが、青色光の光路の長さを長くしてリレー光学系３５を青色光の光路に用いる構成も考えられる。

上述したダイクロイックミラー３１により分離された青色光は、反射ミラー３３により曲折された後、フィールドレンズ４１を介して光学装置４０に供給される。また、ダイクロイックミラー３２により分離された緑色光は、そのままフィールドレンズ４１を介して光学装置４０に供給される。さらに、赤色光は、リレー光学系３５を構成するレンズ３６，３８および反射ミラー３７，３９により集光、曲折されてフィールドレンズ４１を介して光学装置４０に供給される。なお、光学装置４０の各色光の光路前段に設けられるフィールドレンズ４１は、第２レンズアレイ２２から射出された各部分光束を、各部分光束の主光線に対して平行な光束に変換するために設けられている。

光学装置４０は、入射した光束を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものである。この光学装置４０は、照明対象となる光変調装置としての液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ（赤色光側の液晶パネルを４２Ｒ、緑色光側の液晶パネルを４２Ｇ、青色光側の液晶パネルを４２Ｂとする）と、クロスダイクロイックプリズム４３とを備えて構成される。なお、フィールドレンズ４１および各液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂの間には、入射側偏光板４４が介在配置され、各液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂおよびクロスダイクロイックプリズム４３の間には、射出側偏光板４５が介在配置され、入射側偏光板４４、液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ、および射出側偏光板４５によって入射する各色光の光変調が行なわれる。

液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂは、一対の透明なガラス基板に電気光学物質である液晶を密閉封入したものであり、例えば、ポリシリコンＴＦＴ（Thin Film Transistor）をスイッチング素子として、与えられた画像信号にしたがって、入射側偏光板４４から射出された偏光光束の偏光方向を変調する。
クロスダイクロイックプリズム４３は、射出側偏光板４５から射出された色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム４３は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、誘電体多層膜が形成されている。略Ｘ字状の一方の誘電体多層膜は、赤色光を反射するものであり、他方の誘電体多層膜は、青色光を反射するものであり、これらの誘電体多層膜によって赤色光および青色光は曲折され、緑色光の進行方向と揃えられることにより、３つの色光が合成される。
そして、クロスダイクロイックプリズム４３から射出されたカラー画像は、投射光学系５０によって拡大投射され、図示を略したスクリーン上で大画面画像を形成する。

〔電源ユニットの構成〕
電源ユニット７は、インレットコネクタ（図示略）を介して外部から供給された電力を各構成部材に供給するものであり、図２に示すように、光学ユニット３における平面視Ｌ字形状の内側に配設される。この電源ユニット７は、具体的な図示は省略するが、電源ブロックと、ランプ駆動ブロックとを備える。
前記電源ブロックは、インレットコネクタを介して外部から供給された電力を前記ランプ駆動ブロックおよび前記制御装置等に供給する。この電源ブロックは、入力される交流を所定の電圧に変換するトランスや該トランスからの出力を所定の電圧の直流に変換する変換回路等が片面に実装された回路基板を備えている。
前記ランプ駆動ブロックは、光源ランプ１１に安定した電圧で電力を供給するための変換回路等が片面に実装された回路基板を備え、前記電源ブロックから入力した商用交流電流は、このランプ駆動ブロックによって整流、変換されて、直流電流や交流矩形波電流となって光源ランプ１１に供給される。

そして、上述した電源ユニット７は、図２に示すように、箱状部材７１にて前記回路基板が覆われている。この箱状部材７１には、内部に空気を導入する導入口（図示略）が形成されている。また、この箱状部材７１において、冷却装置８を構成する後述する排気ファン側には、図２に示すように、内部の空気を外部に排出する排出口７１１が形成されている。そして、電源ユニット７は、前記導入口および排出口７１１を介して箱状部材７１内部に空気を流通可能に構成されている。

〔冷却装置の構成〕
冷却装置８は、図２に示すように、複数の冷却ファン８１と、非可視光反射部材８２と、非可視光吸収部材８３（図７参照）とを備える。
複数の冷却ファン８１は、図２に示すように、吸入した空気をプロジェクタ１の各構成部材、例えば、液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ、光源装置１０、および電源ユニット７等に送風する複数の冷却ファン８１１と、外装筺体２内部の空気を外部に排出する排気ファン８１２とで構成されている。
排気ファン８１２は、図２に示すように、吸入口（図示略）および吐出口８１２Ａが外装筺体２の一方の側面に沿って配設される。
そして、複数の冷却ファン８１が駆動することで、外装筺体２内部に以下の流路が形成される。なお、以下では、排気ファン８１２を介した流路を主に説明し、その他の流路については説明を省略する。

図４は、複数の冷却ファン８１により形成される流路を示す斜視図である。
排気ファン８１２を介した流路としては、図４に示すように、第１の流路ｆ１と、第２の流路ｆ２と、第３の流路ｆ３とに大きく分けられる。
第１の流路ｆ１は、図４に示すように、主反射鏡１２の光射出後方側の空間の空気が排気ファン８１２により吸入され、外装筺体２外部に向けて排出される流路である。この第１の流路ｆ１を流通する空気により、主反射鏡１２の光射出後方側端面が冷却されるとともに、非可視光吸収部材８３が冷却される。

第２の流路ｆ２は、図４に示すように、ランプハウジング１０Ｂの導入ダクト１５を介してランプハウジング１０Ｂ内部の空間に導入され、ランプハウジング１０Ｂ内部の空間の空気が排出ダクト１６を介して排気ファン８１２により吸入され、外装筺体２外部に向けて排出される流路である。この第２の流路ｆ２を流通する空気により、ランプハウジング１０Ｂおよびその内部（例えば、光源ランプ１１、主反射鏡１２の反射面１２２Ａ、平行化凹レンズ１４等）が冷却される。

第３の流路ｆ３は、図４に示すように、電源ユニット７の箱状部材７１内部の空気が排出口７１１を介して排気ファン８１２により吸入され、外装筺体２外部に向けて排出される流路である。この第３の流路ｆ３を流通する空気により、箱状部材７１内部（例えば、回路基板に実装される回路素子等）が冷却される。

なお、排気ファン８１２は、各流路ｆ１，ｆ２，ｆ３の他、具体的な図示は省略するが、外装筺体２内部の空気を吸入して外部に排出するものである。

図５は、非可視光反射部材８２の概略構成を示す斜視図である。具体的に、図５（Ａ）は、非可視光反射部材８２を非可視光反射面側から見た斜視図である。図５（Ｂ）は、非可視光反射部材８２を非可視光反射面とは反対側から見た斜視図である。
非可視光反射部材８２は、図２または図４に示すように、光源装置１０における主反射鏡１２の光射出後方側に配置され、光源ランプ１１から射出された光束のうち主反射鏡１２を透過した非可視領域の光束Ｒ３（図６、図７参照。以下、非可視光と記載する）を反射して所定位置に集光する部材である。そして、この非可視光反射部材８２は、図２、図４、または図５に示すように、鉛直方向（図５中、上下方向）に並列形成された２つの非可視光反射面８２１が外装筺体２内部側に向き、２つの非可視光反射面８２１とは反対側の端面が外装筺体２の背面に沿うようにロアーケース２Ａの底面に取り付けられる。

図６および図７は、非可視光反射面８２１により反射される非可視光Ｒ３の軌跡を示す図である。具体的に、図６（Ａ）は、光源装置本体１０Ａおよび非可視光反射部材８２を上方側から見た模式図である。図６（Ｂ）は、光源装置本体１０Ａおよび非可視光反射部材８２を側方から見た模式図である。図７は、非可視光反射面８２１により反射される非可視光Ｒ３の軌跡を示す斜視図である。なお、図６および図７では、説明の便宜上、一部の部材を省略している。また、図６（Ａ）および図６（Ｂ）において、第１焦点位置Ｆ３と第２焦点位置Ｆ４とは図６の紙面に平行な同一平面上に存在せず、また、回転楕円面の回転軸Ａｘは図６の紙面に平行ではない。すなわち、図６（Ａ）および図６（Ｂ）は、第１焦点位置Ｆ３と第２焦点位置Ｆ４と回転軸Ａｘとは図６の紙面に平行な平面に投影した場合の図である。

各非可視光反射面８２１は、図６または図７に示すように、非可視光反射部材８２が外装筺体２に取り付けられた状態で、第１焦点位置Ｆ３が光源ランプ１１のアーク像Ｄの中心位置Ｏに位置し、反射した非可視光Ｒ３を第２焦点位置Ｆ４に集光する回転楕円面でそれぞれ構成されている。本実施形態では、各非可視光反射面８２１は、図７に示すように、各第２焦点位置Ｆ４がプロジェクタ１の前面側、すなわち、排気ファン８１２近傍に位置するように設定され、入射した非可視光Ｒ３を主反射鏡１２から離間するようにプロジェクタ１の前面側に向けて各第２焦点位置Ｆ４にそれぞれ集光する。
また、２つの各非可視光反射面８２１は、各回転楕円面の各回転軸Ａｘ（図６（Ｂ））が空間的に一致しないように設定されている。また、２つの各非可視光反射面８２１は、各第２焦点位置Ｆ４、および第１焦点位置Ｆ３がそれぞれ異なる高さ位置となるように設定されている。
さらに、各非可視光反射面８２１は、図７に示すように、該非可視光反射面８２１と第２焦点位置Ｆ４とを結ぶ空間Ｓ内に光源ランプ１１および主反射鏡１２が入らないように設定されている。
そして、光源ランプ１１（第１焦点位置Ｆ３）から射出された光束のうち主反射鏡１２を透過した非可視光Ｒ３（赤外線や紫外線）は、図６または図７に示すように、各非可視光反射面８２１にてそれぞれ反射され、光源ランプ１１や主反射鏡１２にて遮光されずに、第２焦点位置Ｆ４にそれぞれ集光する。

なお、上述した非可視光反射部材８２としては、例えば、成形または板金加工により形成できる。そして、非可視光反射面８２１としては、非可視光反射部材８２を例えばアルミニウム等の金属材料で構成した場合には、該非可視光反射面８２１を上述した形状とした後、鏡面加工等を施せば、高反射率の非可視光反射面８２１を形成できる。また、鏡面加工等により非可視光反射面８２１を形成する他、該非可視光反射面８２１を上述した形状とした後、銀合金等の高い反射率を有する材料を一様に蒸着することで高反射率の非可視光反射面８２１を形成しても構わない。

非可視光吸収部材８３は、図７に示すように、非可視光反射部材８２の各非可視光反射面８２１の数に応じた数だけ設けられ（本実施形態では２つ）、柱状の支持部材８３１を介して外装筺体２に取り付けられ、排気ファン８１２近傍（第１の流路ｆ１中）に配設される。より具体的に、各非可視光吸収部材８３は、各非可視光反射面８２１の各第２焦点位置Ｆ４近傍に配設される。そして、各非可視光吸収部材８３は、各非可視光反射面８２１にて反射され集光される非可視光Ｒ３を吸収して熱に変換する。そして、各非可視光吸収部材８３に生じる熱は、上述した第１の流路ｆ１を流通する空気により放熱される。
この非可視光吸収部材８３の材料としては、例えば、セラミックスや、アルマイト処理が施されたアルミニウム等の部材を採用できる。なお、非可視光吸収部材８３としては、セラミックスや、アルマイト処理が施されたアルミニウム等の部材の他、入射した光束を吸収して熱に変換する材料であればいずれの材料で構成しても構わない。

上述した本実施形態においては、以下の効果がある。
本実施形態では、プロジェクタ１は、非可視光反射部材８２を備えているので、光源ランプ１１から射出された光束のうち主反射鏡１２を透過した非可視光Ｒ３を反射させて所定位置に集光させることができる。また、プロジェクタ１は、非可視光吸収部材８３を備えているので、非可視光反射部材８２にて反射された非可視光Ｒ３を非可視光吸収部材８３に吸収させることができる。このため、主反射鏡１２の光射出後方側のスペースが小さい場合であっても、主反射鏡１２の光射出後方側に非可視光反射部材８２を配設することで、非可視光Ｒ３が主反射鏡１２の光射出後方側に配置される部材、例えば、ランプハウジング１０Ｂや外装筺体２の内壁に照射されることを抑制できる。すなわち、ランプハウジング１０Ｂや外装筺体２の内壁への非可視光Ｒ３の照射により生じる温度上昇を抑制できる。また、空気が流通する第１の流路ｆ１中の冷却可能な位置に非可視光吸収部材８３が配置されているので、非可視光吸収部材８３に生じる熱を効果的に放熱させることができる。したがって、プロジェクタ１内部を効率的に冷却できる。
また、プロジェクタ１内部を効率的に冷却できるため、冷却装置８を構成する各ファン８１１，８１２によりプロジェクタ１内部に流通させる空気の量を低減できる。すなわち、各ファン８１１，８１２の回転数を低減でき、プロジェクタ１の低騒音化が図れる。また、各ファン８１１，８１２に印加する電圧を低く設定でき、プロジェクタ１の省電力化が図れる。

ここで、非可視光反射面８２１は回転楕円面で構成されているので、非可視光を簡単な形状で所定位置（第２焦点位置Ｆ４）に集光させることができる。また、非可視光吸収部材８３を第２焦点位置Ｆ４近傍に配設することで、非可視光吸収部材８３には、非可視光反射面８２１により集光されたスポット径の小さい光束が照射されることとなり、非可視光吸収部材８３を不要に大型化することがなく非可視光吸収部材８３の小型化が図れる。

ところで、非可視光反射面にて非可視光Ｒ３を反射させ第２焦点位置に集光させる際、非可視光反射面にて反射された非可視光Ｒ３の一部が光源ランプ１１や主反射鏡１２に照射される場合には、非可視光Ｒ３の一部の照射により光源ランプ１１や主反射鏡１２の温度上昇を引き起こし、光源装置１０の温度上昇、ひいては、プロジェクタ１内部の温度上昇を引き起こす恐れがある。
本実施形態では、非可視光反射面８２１は、第２焦点位置Ｆ４と該非可視光反射面８２１とを結ぶ空間Ｓ内に光源ランプ１１および主反射鏡１２が入らないように設定されているので、非可視光反射面８２１にて反射された非可視光Ｒ３は、光源ランプ１１や主反射鏡１２に照射されることなく、第２焦点位置Ｆ４に集光されることとなる。このため、非可視光Ｒ３の一部の照射により光源ランプ１１や主反射鏡１２の温度上昇が引き起こされることがなく、プロジェクタ１内部の温度を低く維持することができる。

ところで、非可視光反射面を回転楕円面で構成し、非可視光反射部材において、非可視光反射面を単体で構成した場合には、より多くの非可視光Ｒ３を反射させて第２焦点位置に集光させるためには、非可視光反射部材が大型化してしまう。
本実施形態では、非可視光反射面８２１が２つ形成されているので、２つの非可視光反射面８２１にてより多くの非可視光Ｒ３を反射させて各第２焦点位置Ｆ４にそれぞれ集光させつつ、非可視光反射部材８２の小型化が図れる。また、種々の形状で非可視光反射部材８２を形成でき、非可視光反射部材８２の設計の自由度が向上する。

また、非可視光反射面を回転楕円面で構成しかつ、第２焦点位置と該非可視光反射面とを結ぶ空間内に光源ランプ１１および主反射鏡１２が入らないように設定する場合には、非可視光反射部材において非可視光反射面を単体で構成すると、非可視光反射面が非常に小さい形状となってしまう。このため、非可視光反射面にてより多くの非可視光を反射させて第２焦点位置に集光させることができない。
本実施形態では、非可視光反射面８２１が２つ形成されているので、各非可視光反射面８２１にて反射された非可視光Ｒ３を光源ランプ１１や主反射鏡１２に照射させることなくより多くの非可視光Ｒ３を各第２焦点位置Ｆ４にそれぞれ集光させることができる。

さらに、非可視光反射部材８２がランプハウジング１０Ｂや外装筺体２とは別に設けられているので、例えば、ランプハウジング１０Ｂや外装筺体２の内壁に非可視光反射部材を一体的に形成する、すなわち、ランプハウジング１０Ｂや外装筺体２の内壁に非可視光反射面８２１を形成する構成と比較して、ランプハウジング１０Ｂや外装筺体２を簡素な形状で構成でき、プロジェクタ１を容易に製造できる。

さらにまた、非可視光吸収部材８３が排気ファン８１２近傍で第１の流路ｆ１中に配設されているので、非可視光吸収部材８３にて生じた熱により温められた空気を排気ファン８１２により迅速にプロジェクタ１外部に排出させることができる。このため、プロジェクタ１内部の温度上昇を効果的に抑制できる。

以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計の変更が可能である。
前記実施形態では、主反射鏡１２が楕円面リフレクタとして構成されていたが、これに限らず、光源ランプ１１から射出された光束を略平行光として反射するパラボラリフレクタとして構成しても構わない。このように主反射鏡１２をパラボラリフレクタとして構成した場合には、平行化凹レンズ１４を省略する。

前記実施形態では、非可視光反射部材８２を他の部材、例えば、ランプハウジング１０Ｂや外装筺体２とは別に設けた構成を説明したが、ランプハウジングや外装筺体の内壁に非可視光反射部材を一体的に形成する、すなわち、ランプハウジングや外装筺体の内壁に非可視光反射面を形成する構成としても構わない。

前記実施形態では、非可視光反射部材８２は、１つのみ設けられていたが、これに限らず、複数設けた構成を採用してもよい。また、非可視光反射部材８２には、２つの非可視光反射面８２１が形成されていたが、これに限らず、非可視光反射面を１つのみ形成する構成としてもよいし、３つ以上の非可視光反射面を形成する構成としても構わない。このように構成した場合には、非可視光吸収部材８３の数も非可視光反射面の数に応じて設ければよい。

前記実施形態では、非可視光反射部材８２は、外装筺体２の背面側に沿って配置されていたが、その配置位置は特に限定されず、主反射鏡１２を透過した非可視光Ｒ３を所定位置に集光させることができればよい。
前記実施形態では、非可視光反射面８２１は、第１焦点位置Ｆ３がアーク像Ｄの中心位置Ｏに位置するように設定されていたが、これに限らず、アーク像Ｄ内に第１焦点位置Ｆ３が位置するように設定してもよい。
前記実施形態では、非可視光反射面８２１は、回転楕円面で構成されていたが、これに限らず、非可視光Ｒ３を反射させて所定位置に集光可能であればいずれの形状でも構わない。

前記実施形態では、非可視光吸収部材８３は、第１の流路ｆ１を流通する空気により冷却されていたが、これに限らず、その他の冷却構造、例えば、冷却ファンから冷却空気を送風する冷却構造としてもよいし、非可視光吸収部材８３に生じる熱を循環する冷却液体に伝達させる冷却構造（液冷）を採用してもよい。また、非可視光吸収部材８３の配置位置は、冷却可能な位置であれば、前記実施形態で説明した配置位置に限らない。

前記実施形態では、光源装置１０に副反射鏡１３が設けられた構成を説明したが、これに限らず、副反射鏡１３を省略した構成でも構わない。

前記実施形態では、３つの液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂを用いたプロジェクタ１の例のみを挙げたが、本発明は、１つの液晶パネルのみを用いたプロジェクタ、２つの液晶パネルを用いたプロジェクタ、あるいは、４つ以上の液晶パネルを用いたプロジェクタにも適用可能である。
前記実施形態では、光入射面と光射出面とが異なる透過型の液晶パネルを用いていたが、光入射面と光射出面とが同一となる反射型の液晶パネルを用いてもよい。
前記実施形態では、光変調装置として液晶パネルを用いていたが、マイクロミラーを用いたデバイスなど、液晶以外の光変調装置を用いてもよい。この場合は、光束入射側および光束射出側の偏光板は省略できる。
前記実施形態では、スクリーンを観察する方向から投射を行なうフロントタイプのプロジェクタの例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを観察する方向とは反対側から投射を行なうリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。

本発明を実施するための最良の構成などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

本発明は、リフレクタを透過した非可視領域の光束の照射により生じる熱を効果的に放熱し、内部を効率的に冷却できるため、ホームシアタやプレゼンテーションで利用されるプロジェクタに利用できる。

本実施形態におけるプロジェクタの概略構成を示す平面図。 前記実施形態におけるプロジェクタの内部構成を示す斜視図。 前記実施形態における光源装置本体の概略構成を示す断面図。 前記実施形態における複数の冷却ファンにより形成される流路を示す斜視図。 前記実施形態における非可視光反射部材の概略構成を示す斜視図。 前記実施形態における非可視光反射面により反射される非可視光の軌跡を示す図。 前記実施形態における非可視光反射面により反射される非可視光の軌跡を示す図。

符号の説明

１・・・プロジェクタ、１０・・・光源装置、１１・・・光源ランプ、１２・・・リフレクタ（主反射鏡）、４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ・・・液晶パネル（光変調装置）、８２・・・非可視光反射部材、８３・・・非可視光吸収部材、５０・・・投射光学系（投射光学装置）、１１１・・・発光管、１１２・・・電極、８１２・・・排気ファン、８２１・・・非可視光反射面、Ｆ３・・・第１焦点位置、Ｆ４・・・第２焦点位置、Ｓ・・・空間、Ｏ・・・中心位置（発光中心）。

Claims (7)

1. 光源装置と、前記光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置にて変調された光束を拡大投射する投射光学装置と、前記光源装置、前記光変調装置、および前記投射光学装置を内部に収納配置する外装筺体とを備えたプロジェクタであって、
   前記光源装置は、放電空間を有する発光管、および前記発光管の放電空間に配置される一対の電極を有する光源ランプと、断面略凹状に拡がり前記光源ランプから放射された光束を反射するリフレクタとを備え、
   前記リフレクタは、可視領域の光束を反射させ、非可視領域の光束を透過し、
   前記リフレクタの光射出後方側に配設され前記光源ランプから射出された光束のうち前記リフレクタを透過した非可視領域の光束を反射して所定位置に集光させる非可視光反射面を有する非可視光反射部材と、
   冷却可能な位置に配設され前記非可視光反射部材にて反射された非可視領域の光束を吸収する非可視光吸収部材とを備えていることを特徴とするプロジェクタ。
2. 請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
   前記非可視光反射面は、第１焦点位置が前記光源ランプの発光中心となり、前記非可視領域の光束を反射して第２焦点位置に集光させる回転楕円面で構成されていることを特徴とするプロジェクタ。
3. 請求項２に記載のプロジェクタにおいて、
   前記非可視光吸収部材は、前記第２焦点位置近傍に配設されていることを特徴とするプロジェクタ。
4. 請求項２または請求項３に記載のプロジェクタにおいて、
   前記非可視光反射面は、前記第２焦点位置と該非可視光反射面とを結ぶ空間内に前記光源ランプおよび前記リフレクタが入らないように設定されていることを特徴とするプロジェクタ。
5. 請求項２から請求項４のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
   前記非可視光反射面は、複数形成されていることを特徴とするプロジェクタ。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
   前記非可視光反射部材は、前記外装筺体に取付けられていることを特徴とするプロジェクタ。
7. 請求項１から請求項６のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
   当該プロジェクタ内部の空気を外部に排出する排気ファンを備え、
   前記非可視光吸収部材は、前記排気ファン近傍に配設されていることを特徴とするプロジェクタ。

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