JP2008016394A - 光源装置、照明装置及びプロジェクタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】金属製の反射ミラーを用いながら、赤外光及び紫外光が及ぼす悪影響を有効に防止すること。
【解決手段】光源装置１０において、発光放電管１から放射された光は、金属製の反射ミラー２に反射され、当該反射光Ｂ１は、外面に赤外光及び紫外光を反射する反射膜が形成されたコーン型のフィルター板３に入射する。当該フィルター板３により反射光Ｂ１のうち可視光Ｂ３のみがフィルター板３を透過してプロジェクタ装置１００内部の光学系へ導かれ、赤外光及び紫外光Ｂ２は反射ミラー２に接続された放熱筒４の内面に設けられた吸収膜１５に吸収され、その熱は、放熱筒４の外面に設けられた放熱フィン９により放熱される。これにより、ガラス製の反射ミラーを用いる場合に比べて安全性、生産性、放熱性及び静音性を高めながら、プロジェクタ装置１００の内部の光学部材に対して赤外光及び紫外光が照射され悪影響を及ぼすことを防ぐことができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えばプロジェクタ装置に搭載される光源装置、当該光源装置を用いた照明装置、当該光源装置を搭載したプロジェクタ装置に関する。

従来から、プロジェクタに用いられる光源装置において、光源からの光を反射する反射ミラーとしては、ガラス製のものが用いられている。当該ガラス製の反射ミラーは、光源としての発光放電管（バルブ）に対して十分な耐熱性が確保でき、砂型により比較的廉価に大量に生産できるというメリットを持っている。

しかしながら、近年では例えば１５０Ｗ以上の高出力のバルブが出現し、それを特にフロントプロジェクタと組み合わせて用いるケースが増えている。このように高出力のバルブを用いた場合、バルブが非常に高温になるため、反射ミラーがガラス製であると破裂してしまう危険性が高くなっている。また、一般的なホウケイ酸ガラスでは耐熱性が十分に確保できないため、結晶化ガラスを用いることになるが、当該結晶化ガラスはホウケイ酸ガラスに比べてコストも２倍以上かかってしまう。

また、高出力のバルブを用いる場合、反射ミラーやバルブを冷却することが重要となるが、ガラス製の反射ミラーは金属に比べて熱伝導率が低いため、十分な冷却を行うためにはファンを強力に駆動する必要がある。このため、ファンの径を大きくしたり回転数を増やしたりすることが考えられるが、前者だと大型化してしまうという問題があり、後者だと動作音が大きくなり騒音上の問題が発生してしまう。

また、ガラス製の反射ミラーはアルミ等の金属に比べて重いという欠点もあり、また破裂の危険性を避けるために数ミリ以上の厚みが必要になるため、光源装置の小型化・薄型化にも不利である。

また、ガラス製の反射ミラーは、ガラスのままでは反射効果が殆どないため、ガラスの表面に蒸着等による製膜工程が必要となる。当該膜は金属薄膜でもよいが、通常は赤外光及び紫外光を透過するような誘電体多層膜を施す。しかし、反射ミラーの凹面形状が深いため、製膜後の膜厚の精度に関しては、反射ミラー内面部と周辺部とで大きなばらつきが発生しているのが現状である。このため、反射特性に大きな影響を及ぼすほか、光学分光特性の大きなばらつきにも繋がっている。このことは、光源装置を搭載したプロジェクタ製品自体の光量や色ばらつきの原因にも繋がる。

また、ガラス製の反射ミラーは、ガラス自体の切削加工が困難であり、例えば放熱用のフィンを設ける等の工夫を施すことが難しい。そのため、形状においては非常にシンプルなもののみが成形可能である。

更に、ガラス製の反射ミラーは、環境上大きな問題がある。すなわち、ガラス内部には多くの金属が混合しており、中には人体に非常に有害な鉛等を有するものさえある。したがって、金属製のミラーに比較してその廃棄コストは割高となる。

以上のようにガラス製の反射ミラーには問題点が多いため、ガラス製に代わって金属製の反射ミラーを用いることが渇望されている。金属製の反射ミラーを用いた光源装置としては、例えば下記特許文献１に記載のものが開示されており、また反射ミラー等に適用可能な金属製の光学素子として、例えば下記特許文献２に記載のものが開示されている。
特開２００４−３３５３６３号公報（段落[００５０]等） 特開２００５−３２６８２２号公報（段落[００１０]等）

しかしながら、上記特許文献１及び２に記載のように、反射ミラーとして金属製のものを用いた場合、当該反射ミラーに反射する光には紫外光及び赤外光が含まれているため、当該反射ミラーを有する光源装置をプロジェクタ装置に適用すると、赤外光の熱により機器内部の光学部材が変形したり、紫外光により当該光学部材が黄変化したりする等、光学部材に対して悪影響を及ぼすおそれがある。特に高出力のバルブを用いた場合にはこの問題は顕著になる。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、金属製の反射ミラーを用いながら、赤外光及び紫外光が及ぼす悪影響を有効に防止することが可能な光源装置、照明装置及びプロジェクタ装置を提供することにある。

上述の課題を解決するため、本発明の主たる観点に係る光源装置は、光源と、開口を有し、前記光源からの光を前記開口側へ反射する凹面状かつ金属製の反射ミラーと、前記反射ミラーに反射した光のうち可視光を透過し赤外光及び紫外光を反射する反射膜を有し、前記可視光の透過方向に所定の開き角度を有するコーン型のフィルター板とを具備する。

ここで光源とは例えばキセノンランプ、超高圧水銀（ＵＨＰ；Ultra-High Pressure）ランプ、メタルハライドランプ等の発光放電管（バルブ）等である。凹面状とは例えば楕円面、放物面、ドーム面等をいう。また金属とは例えばアルミニウム、ステンレス、銅等であるが、これらに限られるものではない。所定の開き角度とは例えば３５度〜４５度程度であるが、この範囲に限られるものではない。上記フィルター板としては、例えばホウケイ酸ガラス等の比較的耐熱性の高いガラスを用いることができるが、樹脂や水晶等の他の材料を用いても構わない。

この構成により、金属製の反射ミラーを用いることで、ガラスを用いる場合に比べて軽量化及び薄型化を実現し、組立性を向上させ、光源からの熱の放熱効率を向上させ、破裂等の危険性をなくすことができる。その一方で、上記コーン型のフィルター板により、当該金属製の反射ミラーに反射する光のうち赤外光及び紫外光を有効にカットすることができる。したがって、当該光源装置を例えばプロジェクタ装置に搭載した場合には、プロジェクタ装置内部の光学部品が赤外光及び紫外光により損傷するのを防ぐことができる。また当該光源装置をスポットライトやランプ等に適用した場合には、上記赤外光及び紫外光の人体に対する悪影響を防ぐことができる。

また、フィルター板をコーン型にすることで、当該フィルター板に入射する光の入射角がほぼ一定となるため、入射角度依存性を極力なくして赤外光及び紫外光のカット効率を高めることができる。更に、光源として発光放電管を用いた場合には、当該フィルター板が、当該放電管の容器が熱等により万が一破裂した場合の防爆部材としても機能させることができる。

上記光源装置において、前記フィルター板は、前記反射ミラーに反射した光が入射する側の第１の面と、前記第１の面の裏側の第２の面と、前記第１の面に設けられ、前記可視光を透過し前記赤外光及び紫外光を反射することが可能な第１の反射膜と、前記第２の面に設けられ、前記可視光を透過し前記赤外光を反射することが可能な第２の反射膜とを有していてもよい。

これにより、仮に第１の面から上記紫外光が漏れた場合でも、当該紫外光を第２の反射膜により確実に反射させ、紫外光のカット効率を更に高めることができる。

上記光源装置は、前記フィルター板に反射した赤外光及び紫外光を吸収する吸収部を更に具備していてもよい。

これにより、上記フィルター板に反射した赤外光及び紫外光が光源装置の他の部材に反射して悪影響を及ぼすことを防ぐことができる。

上記光源装置において、前記吸収部は、前記反射ミラーの前記開口側端部に、前記フィルター板から所定の距離を置いて当該フィルター板を囲うように接続され、前記赤外光及び紫外光を吸収する吸収膜を内面に有する筒部と、前記筒部の外面に設けられた放熱フィンとを有していても構わない。

これにより、上記赤外光及び紫外光から発する熱や、光源から反射ミラーを介して筒部へ伝導された熱を効率よく放熱することができる。また、フィルター板と筒部及び反射ミラーとの間のスペースが空気の流路となるため、フィルター板のコーン形状と反射ミラーの凹面形状とが相まって整流効果を奏し、光源及び反射ミラーを効率よく冷却することができる。

この場合、光源装置は、前記筒部の、前記反射ミラーとの接続端とは反対側の端部と、前記フィルター板の、前記透過方向の端部との間を塞ぐように設けられた網部材を更に具備していてもよい。

これにより、上記光源が熱等により万が一破裂した場合でも、その破片が光源装置外部へ飛散することを防ぐことができる。

またこの場合、前記光源は前記反射ミラーに着脱自在に支持され、前記筒部は、前記反射ミラーに着脱自在に接続されていても構わない。

これにより、筒部を反射ミラーから取り外すことで、筒部のみを交換したり、反射ミラーまたは光源のみを交換したりすることができ、メンテナンス時の低コスト化を実現することができる。

上記光源装置において、前記吸収部は、前記反射ミラーの前記開口側端部に、前記フィルター板から所定の距離を置いて当該フィルター板を囲うように接続された筒部と、前記筒部と前記フィルター板との間に、前記透過方向に向かって複数設けられ、前記赤外光及び紫外光を吸収する吸収膜を表面に有する放熱フィンとを有していてもよい。

これにより、上記吸収膜を有する放熱フィンが筒部とフィルター板との間に設けられているため、上記反射ミラーの径方向において光源装置を小型化することができるとともに、上記赤外光及び紫外光から発する熱や、光源から反射ミラーを介して筒部へ伝導された熱を効率よく放熱することができる。また、各放熱フィンが上記透過方向に向かって設けられており、筒部とフィルター板と各フィンとに囲まれたスペースが空気の流路となるため、フィルター板のコーン形状と反射ミラーの凹面形状とが相まって整流効果を奏し、光源及び反射ミラーを効率よく冷却することができる。

この場合、光源装置は、前記筒部の、前記反射ミラーとの接続端とは反対側の端部と、前記フィルター板の、前記透過方向の端部との間であって、かつ、前記各放熱フィンの間を塞ぐように設けられた網部材を更に具備していてもよい。これにより、光源が万が一破裂した場合に備えることができる。

またこの場合、前記光源は前記反射ミラーに着脱自在に支持され、前記筒部は、前記反射ミラーに着脱自在に接続されていても構わない。これにより、メンテナンス時の低コスト化を実現できる。

上記光源装置において、前記反射ミラーは前記フィルター板から所定の距離を置いて当該フィルター板を囲うように設けられ、前記吸収部は、前記反射ミラーの凹面上の前記開口側端部に、前記赤外光及び紫外光を吸収する吸収膜が設けられることにより、前記反射ミラーと一体的に形成されていても構わない。

これにより、吸収部を反射ミラーと一体的に形成することで、赤外光及び紫外光を吸収するための部材を新たに設ける必要がないため、部品点数を削減することによる低コスト化が可能となる。また、反射ミラーとフィルター板との間のスペースが空気の流路となり、フィルター板のコーン形状と反射ミラーの凹面形状とが相まって整流効果を奏し、光源及び反射ミラーを効率よく冷却することができる。

この場合、光源装置は、前記反射ミラーの開口側端部と、前記フィルター板の、前記透過方向の端部と間を塞ぐように設けられた網部材を更に具備していてもよい。これにより、光源が万が一破裂した場合に備えることができる。

またこの場合、前記光源は前記反射ミラーに着脱自在に支持され、前記筒部は、前記反射ミラーに着脱自在に接続されていてもよい。これにより、メンテナンス時の低コスト化を実現できる。

上記光源装置において、前記フィルター板は、前記透過方向とは反対側の端部に、前記光源を介挿するための孔部を有していても構わない。

これにより、フィルター板の開き角度を狭角としてフィルター板の上記透過方向における長さが大きくなった場合でも、光源をフィルター板の孔部に介挿することで、当該光源装置の上記透過方向における大型化を防ぐことができるばかりか、逆に当該光源装置を上記透過方向において小型化することも可能となる。

本発明の他の観点に係る照明装置は、光源と、開口を有し、前記光源からの光を前記開口側へ反射する凹面状かつ金属製の反射ミラーと、前記反射ミラーに反射した光のうち可視光を透過し赤外光及び紫外光を反射する反射膜を有し、前記可視光の透過方向に所定の開き角度を有するコーン型のフィルター板とを具備する。

ここで照明装置とは例えばスポットライト装置や、車輌用のヘッドライト装置等である。この構成により、上記光に照らされる人体や物体に及ぼす上記赤外光及び紫外光の悪影響を防ぎながら高出力の光源による照明が可能となる。

本発明のまた別の観点に係るプロジェクタ装置は、光源と、開口を有し前記光源からの光を前記開口側へ反射する凹面状かつ金属製の反射ミラーと、前記反射ミラーに反射した光のうち可視光を透過し赤外光及び紫外光を反射する反射膜を有し、前記可視光の透過方向に所定の開き角度を有するコーン型のフィルター板とを有する光源装置と、光変調素子と、前記光源装置から出射された光を前記光変調素子へ導く光学系とを具備する。

この構成により、赤外光や紫外光がプロジェクタ装置内部の光学系の各光学部材に及ぼす悪影響を防ぐことができる。

以上のように、本発明によれば、金属製の反射ミラーを用いながら、赤外光及び紫外光が及ぼす悪影響を有効に防止することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本実施形態におけるプロジェクタ装置１００の構成を示したブロック図である。

同図に示すように、プロジェクタ装置１００は、筐体３１内に、光源装置１０、ＲＧＢ（赤、青、緑）の３色光分離用のダイクロイックミラー２４（２４ａ及び２４ｂ）、当該３色光に対応した液晶パネル２５（２５ａ〜２５ｃ）、ダイクロイックプリズム２６及び投射レンズ部２７等を内蔵した、いわゆる３ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）方式の液晶プロジェクタ装置である。なお、光源装置１０の詳細については後述する。

光源装置１０から出射された光は、ライトトンネル２１の一端側開口へ入射し、当該ライトトンネル２１内部で反射を繰り返すことで凝縮及び均一化され、他端側開口から出射する。ライトトンネル２１から出射された光は、光束調整用のレンズ２２ａを通過した後、全反射ミラー２３ａで光路変更され、照度むらを除去するためのフライアイレンズ（図示せず）を通過した上で、偏光変換素子２９に入射する。偏光変換素子２９に入射した光は、Ｐ偏光からＳ偏光へ変換された後、光束調整用のレンズ２２ｂを通過し、全反射ミラー２３ｂで光路変更され、さらに光束調整用のレンズ２２ｃを通過した後、ダイクロイックミラー２４ａに入射する。

そして、ダイクロイックミラー２４ａにおいては、特定の色の光成分、例えば青色光のみが透過され、残りの色の光成分は反射される。ダイクロイックミラー２４ａを透過した青色光は、全反射ミラー２３ｃで光路変更された後、青色光対応の液晶パネル２５ａへ入射する。

一方、ダイクロイックミラー２４ａで反射された光は、ダイクロイックミラー２４ｂに入射し、その光のうち例えば緑色光が当該ダイクロイックミラー２４ｂに反射されるとともに、赤色光が当該ダイクロイックミラー２４ｂを透過する。ダイクロイックミラー２４ｂで反射された緑色光は、緑色光対応の液晶パネル２５ｂへ入射する。

また、ダイクロイックミラー２４ａを透過した赤色光は、光束調整用のレンズ２２ｄを通過した後、全反射ミラー２３ｄで光路変更され、さらに全反射ミラー２３ｅで光路変更され、赤色光対応の液晶パネル２５ｃへ入射する。

液晶パネル２５ａ、２５ｂ及び２５ｃへ入射された緑、青及び赤の各色光は、映像信号に応じて各液晶パネルにより光変調され、当該光変調された各色光がダイクロイックプリズム２６に入射して合成される。そして、当該ダイクロイックプリズム２６で合成された光は、投射レンズ部２７の投射レンズ（図示せず）へ入射し、当該投射レンズによってスクリーン（図示せず）上に投射（拡大投影）される。

プロジェクタ装置１００の筐体３１の、光源装置１０の近傍には吸気口３２ａ及び３２ｂが設けられており、吸気口３２ａ及び３２ｂの各近傍には光源装置１０を冷却するための冷却用ファン３４ａ及び３４ｂが設けられている。冷却用ファン３４ａは、特に光源装置１０の金属製の反射ミラー２を放熱させ、冷却用ファン３４ｂは、光源装置１０の内部へ空気を送り込み、内部で流通させた後、光源装置１０の外部へ排出させる。

また、筐体３１の、上記吸気口３２ａ及び３２ｂに略対向する位置には、排気口３３が設けられており、当該排気口３３近傍には、排気用ファン３５が設けられている。当該排気用ファン３５により、筐体３１内の空気、特に上記光源装置１０から排出された空気や、上記液晶パネル２５近傍の温められた空気が排気口３３を介して排気される。

光源装置電源ユニット２８は、図示しないイグナイタ等を有し、光源装置１０へ電力を供給する。

次に、上記光源装置１０の詳細について説明する。図２は、上記光源装置１０の構成を示した断面図であり、図３は、当該光源装置１０の正面図である。また図４は、図２の光源装置１０のうちフィルター板３の拡大図である。

これらの図に示すように、光源装置１０は、発光放電管１、反射ミラー２、フィルター板３及び放熱筒４等を有している。

発光放電管１は、例えばキセノンランプ、ＵＨＰランプ、メタルハライドランプ等からなり、例えば１５０Ｗ以上の高出力の発光放電管である。当該発光放電管１は、球体状に形成された中央の発光部６と、その両端に設けられた封止部１７ａ及び１７ｂとで構成されている。当該発光部６及び封止部７は、例えばシリカガラス等のガラスでなる。発光放電管１が例えばＵＨＰランプである場合、発光部６に発光物質として水銀と希ガスとが封入されている。また、図示しないが、発光放電管１内には、陽極と陰極とが配置され、図示しないリード棒等を介して上記光源装置電源ユニット２８から電力が供給されると、両極間において上記水銀及び希ガスが放電作用により発光し、当該光が反射ミラー２へ放射される。発光放電管１は、反射ミラー２に対して、その発光部６の中心が第１焦点Ｆ１となる。なお、当該発光放電管１の封止部７ａは、反射ミラー２の後部に接続されたカバー部材８によって覆われている。

反射ミラー２は、例えばアルミニウム等の金属でなり、反射面２ｂが例えば略楕円面または放物面等の凹面（非球面）形状に形成され、その光軸に対して回転対称形を有している。上記発光放電管１から放射された光は、光源装置１０の前方（図１の左側）へ反射され、当該反射光Ｂ１がフィルター板３へ入射される。当該反射ミラー２は、端部に開口２ａを有し、上述したように、発光放電管１の発光部６の中心に第１焦点Ｆ１を有し、開口２ａよりもさらに光源装置１０の前方に第２焦点Ｆ２を有している。

フィルター板３は、上記発光放電管１の前方へ配置され、上記第２焦点Ｆ２側へ開いたコーン形状を有しており、例えばホウケイ酸ガラス等の耐熱性の高いガラス材でなる。当該フィルター板３は例えば砂型により容易かつ安価に大量生産することが可能である。当該フィルター板３のコーン開き角度θは、例えば４５度に設定されるが、これに限られるものではない。また当該フィルター板３の外面（上記反射光Ｂ１が入射する側の面）には、赤外光及び紫外光を反射する反射膜１１が設けられている。反射ミラー２に反射された反射光Ｂ１は、可視光以外にも赤外光及び紫外光を含んでいるが、当該反射膜１１を設けることで、フィルター板３へ到達した反射光Ｂ１のうち、赤外光及び紫外光がカットされ、可視光Ｂ３のみがフィルター板３を透過し、第２焦点Ｆ２に集光される。なお、当該フィルター板３は、発光放電管１が熱等により万が一破裂した場合の防爆板としても機能することができる。

放熱筒４は、上記フィルター板３を囲うように、上記反射ミラー２の開口２ａに対して例えばバヨネット構造により着脱自在に接続される。放熱筒４の内面には、赤外光及び紫外光を吸収するための吸収膜１５が例えば塗布または表面処理により形成されており、当該吸収膜１５により、上記フィルター板３に反射した赤外光及び紫外光Ｂ２が吸収される。また放熱筒４の外面には、複数の放熱フィン９が例えば放熱筒４の外周に沿って複数設けられており、当該放熱フィン９により、吸収膜１５により吸収された赤外光及び紫外光により発生する熱や、金属製の反射ミラー２を介して伝導された発光放電管１の熱が放熱され、光源装置１０が冷却される。

また、放熱筒４を着脱自在とすることで、反射ミラー２や発光放電管１の交換時に放熱筒４まで交換する必要がなくなり、また放熱筒４を交換する際に反射ミラー２や発光放電管１まで交換する必要がなくなる。すなわち、メンテナンス性を向上させることができる。なお、放熱筒４を反射ミラー２と一体的に設けても構わない。

図２及び図３に示すように、放熱筒４の、反射ミラー２の接続端とは反対側の端部（開口４ａ）と、上記フィルター板３の、可視光Ｂ３の透過方向（上記第２焦点Ｆ２側）の端部との間には、開口１６が形成されており、図１の矢印Ａで示すように、上記冷却用ファン３４ｂから送られる空気が当該開口１６の下部から流入し、フィルター板３と反射ミラー２との間のスペースを流路として流通し、再び開口１６の上部から排出されることで光源装置１０内が冷却される。当該排出された空気は、上記排気用ファン３５により排気口３３を介してプロジェクタ装置１００外へ排出される。上記フィルター板３をコーン形状としたことにより、空気が光源装置１０内で乱流を起こすこともなくなり、反射ミラー２の凹面形状と相まって、上記矢印Ａに示したように整流効果を奏し、非常に高い冷却効果を得ることができる。

なお、図２及び図３に示すように、上記開口１６には、例えば金属や樹脂等からなる網部材５が設けられている。当該網部材５により、上記発光放電管１が仮に熱等によって破裂した場合にも、その破裂片が開口１６を介して光源装置１０の外部へ散乱することを防ぎ、被害を最小限で抑えることができる。

以上の構成により、反射ミラー２を金属製とすることで、従来のガラス製に比べて安全性や生産性を高めることができる。また、その熱伝導率の高さにより放熱性も向上させ、上記冷却用ファン３４の性能も最小限に抑えることができ、静音性も高めることができる。

また、上記構成によれば、当該金属製の反射ミラー２で反射された赤外光及び紫外光を含む反射光Ｂ１のうち、上記フィルター板３によって赤外光及び紫外光をカットされた可視光Ｂ３のみが上記プロジェクタ装置１００のライトトンネル２１及びその後の光学系へ導かれることとなる。したがって、反射ミラー２を金属性としながらも、赤外光及び紫外光がプロジェクタ装置１００内のレンズ２２、全反射ミラー２３、偏光変換素子２９、ダイクロイックミラー２４、液晶パネル２５等の光学部材に照射され当該光学部材にダメージを与えることを防ぐことができる。特に、発光放電管１が１５０Ｗ、２００Ｗといった高出力のものである場合には、赤外光及び紫外光の影響も大きくなるため、有効である。

また、フィルター板３をコーン形状としたことにより、図２及び図４に示すように、反射ミラー２からフィルター板３へ入射する反射光Ｂ１の入射角が略一定となるため、赤外光及び紫外光のカット効率が非常に高くなる。従来のガラス製の反射ミラーは、内面に誘電多層膜が蒸着され、この部分がコールドミラーになっているが、ミラー形状が深く、蒸着膜厚も一定に成膜することが難しいため、ミラー位置によって入射角の変化が大きくなってしまい、赤外光及び紫外光のカット効率も十分に得られない場合が多いが、本実施形態の構成により、当該カット効率も高めることができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、本実施形態及び以降の実施形態において上記第１の実施形態と同様の構成及び機能となる箇所については同一の符号を付し、説明を省略または簡略化する。

図５は、本実施形態における光源装置２０の構成を示した断面図であり、図６は、当該光源装置２０の正面図である。両図に示すように、本実施形態においては、上記放熱筒４の放熱フィン９を、放熱筒４の内面に設けている点が上記第１の実施形態と異なる。放熱フィン９を放熱筒４の内面に設けることで、光源装置１０をコンパクト化することができる。

放熱フィン９は、可視光Ｂ３の透過方向（反射ミラー２の光軸方向）に沿って複数設けられている。当該放熱フィン９の表面には、上記フィルター板３に反射した赤外光及び紫外光Ｂ２を吸収するための吸収膜１５が設けられている。

また図６に示すように、放熱筒４の下部の、各放熱フィン９の間には上記冷却用ファン３４ｂから送られる空気を吸入するための吸気口１７が設けられ、放熱筒４の上部の、各放熱フィン９の間には、上記吸気口１７から吸入された空気を排出するための排気口１８が設けられている。このように、吸気口１７と排気口１８とを別個に設けることにより、図５の矢印Ａで示した気流の整流効果を高め、冷却効率をさらに高めることができる。

また図６に示すように、上記吸気口１７及び排気口１８には、網部材５ａ及び５ｂがそれぞれ設けられ、また同図において放熱筒４の左右の各放熱フィン９の間にも同様の網部材５ｃ及び５ｄが設けられている。これにより、上記第１の実施形態の場合と同様、発光放電管１が破裂した場合に備えることができる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図７は、本実施形態におけるフィルター板３及び当該フィルター板３の反射光または透過光の光路を示した図である。

同図に示すように、本実施形態においては、フィルター板３の外面（上記反射ミラー２からの反射光Ｂ１が入射する側の面）に赤外光及び紫外光を反射する第１の反射膜１１を設けるとともに、当該外面の裏側の内面に、紫外光を反射する第２の反射膜１２を設けている。反射膜１１に反射した赤外光及び紫外光Ｂ２のみならず、反射膜１２に反射した紫外光Ｂ４も、上記放熱筒４の吸収膜１５により吸収され、その熱は放熱フィン９で放熱される。

このような構成にすることで、反射膜１１から漏れてしまった紫外光を反射膜１２により完全にカットすることができる。特に紫外光は、プロジェクタ装置１００内のあらゆる光学部材に対して黄変化等の重大な問題を与える可能性があるため、特に高出力の発光放電管１を用いる場合には、数パーセントの紫外光の漏れでも問題となるが、この問題も解決することができる。

また、両面を有するフィルター板３を設けたことで、当該両面を赤外光及び紫外光のカットに効率よく利用することができる。なお、フィルター板３の内面と外面の両方に、上記反射膜１１と同様の赤外光及び紫外光を反射する反射膜を設けてももちろん構わない。これにより赤外光及び紫外光の両方を完全にカットすることができる。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。図８は、本実施形態における光源装置３０の構成を示した断面図である。

同図に示すように、本実施形態においては、上述の各実施形態の光源装置に比べて、反射ミラー２の焦点距離を短くしたり、反射ミラー２を大口径にしたりすることで、反射ミラー２の反射角度を大きくしている。そして、これに伴い、フィルター板３の開き角度θも、上記各実施形態のフィルター板に比べて狭角（例えば３５度乃至４０度）に設定している。これにより、フィルター板３に反射する赤外光及び紫外光Ｂ２を、反射ミラー２の光軸に対して略垂直となるように設定でき、放熱筒４の吸収膜１５における赤外光及び紫外光Ｂ２の吸収効率を高めることができる。

また、フィルター板３を狭角としたことで、上述の各実施形態と同様の構成だとフィルター板３が発光放電管１と接触することとなるため、フィルター板３の中心部に孔３ａを設けて、当該孔３ａに発光放電管１を介挿することとしている。これにより、反射ミラー２の光軸方向において、光源装置１０をさらにコンパクト化することが可能となる。

（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。図９は、本実施形態における光源装置４０の構成を示した断面図である。

同図に示すように、本実施形態においては、上記放熱筒４を廃して、反射ミラー２の反射面２ｂの、開口２ａ側に、上記赤外光及び紫外光Ｂ２を吸収する吸収膜１５を設けている。当該吸収膜１５は、反射面２ｂ上に塗布または表面加工により形成される。光源装置４０のその他の構成は、上記第４の実施形態における光源装置３０と同様である。

この構成により、放熱筒４を廃した分、低コスト化が可能となり、生産性を向上させることができる。なお、この場合、反射ミラー２の外面の、上記吸収膜１５が形成された位置に放熱フィン９を設けてもよいし、また、反射面２ｂの上記吸収膜１５を設ける位置に、吸収膜１５を有する放熱フィン９を設けても構わない。

本発明は上述の実施形態にのみ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内において種々変更を加え得ることは勿論である。

上記第３の実施形態から第５の実施形態においては、上記第１の実施形態の光源装置１０を基にフィルター板３等に変更を加えているが、上記第１の実施形態から第５の実施形態における各光源装置の構成をそれぞれ任意に組み合わせて光源装置を構成することももちろん可能である。すなわち、放熱筒４の内面に放熱フィン９を有する構成と、フィルター板３の両面に反射膜１１及び１２を設ける構成とを組み合わせてもよいし、それらの構成の中でフィルター板３を狭角にする構成を採ってもよいし、放熱筒４を廃した構成と、フィルター板３の両面に反射膜１１及び１２を設ける構成を組み合わせてもよい。

上記第１実施形態においては、プロジェクタ装置１００として、いわゆる３ＬＣＤ方式の液晶プロジェクタ装置を示したが、液晶プロジェクタ装置の駆動方式としては、他にもいわゆるＤＬＰ（Digital Micromirror Device）方式、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）方式の各液晶プロジェクタ装置に上述の各光源装置を搭載して本発明を適用することももちろん可能である。また、上記のような液晶フロントプロジェクタ装置ではなく液晶リアプロジェクタ装置にも本発明を適用できる。また、プロジェクタ装置のみならず、例えばリアプロジェクションテレビ装置等の他の電子機器に本発明の光源装置を搭載することも可能である。

上述の各実施形態においては、上記光源装置をプロジェクタ装置に適用していたが、例えば、当該光源装置を野外用・施設用のスポットライトや自動車等の車両用のヘッドライト等の照明装置として適用することも可能である。この場合、人体等に対して赤外光及び紫外光が及ぼす悪影響を排除することができる。

本発明の第１の実施形態におけるプロジェクタ装置の構成を示したブロック図である。 図１のプロジェクタ装置１００に搭載される光源装置１０の構成を示した断面図である。 図２の光源装置１０の正面図である。 図２の光源装置１０のうちフィルター板３及び光路の拡大図である。 本発明の第２の実施形態における光源装置２０の構成を示した断面図である。 図５の光源装置２０の正面図である。 本発明の第３の実施形態における光源装置のフィルター板３を及び光路を示した図である。 本発明の第４の実施形態における光源装置３０の構成を示した断面図である。 本発明の第５の実施形態における光源装置４０の構成を示した断面図である。

符号の説明

１…発光放電管
２…反射ミラー
２ａ…開口
２ｂ…反射面
３…フィルター板
３ａ…孔
４…放熱筒
５（５ａ〜５ｄ）…網部材
９…放熱フィン
１０、２０、３０、４０…光源装置
１１…反射膜（第１の反射膜）
１２…第２の反射膜
１５…吸収膜
１６…開口
１７…吸気口
１８…排気口
２１…ライトトンネル
２２（２２ａ〜２２ｄ）…レンズ
２３（２３ａ〜２３ｅ）…全反射ミラー
２４（２４ａ、２４ｂ）…ダイクロイックミラー
２５（２５ａ、２５ｂ）…液晶パネル
２６…ダイクロイックプリズム
２７…投射レンズ部
２９…偏光変換素子
３４（３４ａ、３４ｂ）…冷却用ファン
１００…プロジェクタ装置

Claims (15)

1. 光源と、
   開口を有し、前記光源からの光を前記開口側へ反射する凹面状かつ金属製の反射ミラーと、
   前記反射ミラーに反射した光のうち可視光を透過し赤外光及び紫外光を反射する反射膜を有し、前記可視光の透過方向に所定の開き角度を有するコーン型のフィルター板と
   を具備することを特徴とする光源装置。
2. 請求項１に記載の光源装置であって、
   前記フィルター板は、
   前記反射ミラーに反射した光が入射する側の第１の面と、
   前記第１の面の裏側の第２の面と、
   前記第１の面に設けられ、前記可視光を透過し前記赤外光及び紫外光を反射することが可能な第１の反射膜と、
   前記第２の面に設けられ、前記可視光を透過し前記赤外光を反射することが可能な第２の反射膜と
   を有することを特徴とする光源装置。
3. 請求項１に記載の光源装置であって、
   前記フィルター板に反射した赤外光及び紫外光を吸収する吸収部を更に具備することを特徴とする光源装置。
4. 請求項３に記載の光源装置であって、
   前記吸収部は、
   前記反射ミラーの前記開口側端部に、前記フィルター板から所定の距離を置いて当該フィルター板を囲うように接続され、前記赤外光及び紫外光を吸収する吸収膜を内面に有する筒部と、
   前記筒部の外面に設けられた放熱フィンと
   を有することを特徴とする光源装置。
5. 請求項４に記載の光源装置であって、
   前記筒部の、前記反射ミラーとの接続端とは反対側の端部と、前記フィルター板の、前記透過方向の端部との間を塞ぐように設けられた網部材を更に具備することを特徴とする光源装置。
6. 請求項４に記載の光源装置であって、
   前記光源は前記反射ミラーに着脱自在に支持され、
   前記筒部は、前記反射ミラーに着脱自在に接続されることを特徴とする光源装置。
7. 請求項３に記載の光源装置であって、
   前記吸収部は、
   前記反射ミラーの前記開口側端部に、前記フィルター板から所定の距離を置いて当該フィルター板を囲うように接続された筒部と、
   前記筒部と前記フィルター板との間に、前記透過方向に向かって複数設けられ、前記赤外光及び紫外光を吸収する吸収膜を表面に有する放熱フィンと
   を有することを特徴とする光源装置。
8. 請求項７に記載の光源装置であって、
   前記筒部の、前記反射ミラーとの接続端とは反対側の端部と、前記フィルター板の、前記透過方向の端部との間であって、かつ、前記各放熱フィンの間を塞ぐように設けられた網部材を更に具備することを特徴とする光源装置。
9. 請求項７に記載の光源装置であって、
   前記光源は前記反射ミラーに着脱自在に支持され、
   前記筒部は、前記反射ミラーに着脱自在に接続されることを特徴とする光源装置。
10. 請求項３に記載の光源装置であって、
    前記反射ミラーは前記フィルター板から所定の距離を置いて当該フィルター板を囲うように設けられ、
    前記吸収部は、前記反射ミラーの凹面上の前記開口側端部に、前記赤外光及び紫外光を吸収する吸収膜が設けられることにより、前記反射ミラーと一体的に形成されることを特徴とする光源装置。
11. 請求項１０に記載の光源装置であって、
    前記反射ミラーの開口側端部と、前記フィルター板の、前記透過方向の端部と間を塞ぐように設けられた網部材を更に具備することを特徴とする光源装置。
12. 請求項１０に記載の光源装置であって、
    前記光源は前記反射ミラーに着脱自在に支持され、
    前記筒部は、前記反射ミラーに着脱自在に接続されることを特徴とする光源装置。
13. 請求項１に記載の光源装置であって、
    前記フィルター板は、前記透過方向とは反対側の端部に、前記光源を介挿するための孔部を有することを特徴とする光源装置。
14. 光源と、
    開口を有し、前記光源からの光を前記開口側へ反射する凹面状かつ金属製の反射ミラーと、
    前記反射ミラーに反射した光のうち可視光を透過し赤外光及び紫外光を反射する反射膜を有し、前記可視光の透過方向に所定の開き角度を有するコーン型のフィルター板と
    を具備することを特徴とする照明装置。
15. 光源と、開口を有し前記光源からの光を前記開口側へ反射する凹面状かつ金属製の反射ミラーと、前記反射ミラーに反射した光のうち可視光を透過し赤外光及び紫外光を反射する反射膜を有し、前記可視光の透過方向に所定の開き角度を有するコーン型のフィルター板とを有する光源装置と、
    光変調素子と、
    前記光源装置から出射された光を前記光変調素子へ導く光学系と
    を具備することを特徴とするプロジェクタ装置。

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