JP2010038976A - 光源装置及びプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で光源ランプを安定して冷却できる光源装置及びプロジェクタを提供すること。
【解決手段】光源装置５は、光源ランプ５０と、内部に光源ランプ５０が収納される収納体６とを備える。収納体６は、光源装置５の光束射出方向（Ｚ方向）、及び、当該光束射出方向に直交する第１方向（Ｘ方向）に対してそれぞれ直交する第２方向（Ｙ方向）に沿って形成された一対の開口部６１Ｃ３，６１Ｃ４と、これら一対の開口部を覆い、当該一対の開口部とは反対側に導入口６４１Ａを有するダクト部（ダクト本体）６４１と、自重によって回動して、導入口６４１Ａから導入された空気を、ダクト部６４１を介して一対の開口部のうちのいずれか一方に流通させる第１の整流部材（整流板）６４２５とを有する。
【選択図】図１２

Description

本発明は、光源装置及びプロジェクタに関する。

従来、光源装置と、当該光源装置から射出された光束を変調して、画像情報に応じた画像光を形成し、当該画像光をスクリーン等の投射面上に拡大投射するプロジェクタが知られている。このような光源装置には、超高圧水銀ランプ等の放電光源ランプが採用される場合が多く、当該光源ランプは、発光時に高温状態となる。このような高温状態が続くと、光源ランプが劣化しやすくなってしまうため、当該光源ランプを冷却する必要がある。このような必要性から、光源ランプに冷却空気を送風して、当該光源装置を冷却するプロジェクタが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に記載のプロジェクタでは、外部から冷却空気を吸入するための吸気口が形成された外装ケース内に、複数の冷却ファンが配置されている。これら冷却ファンにより、プロジェクタ内には、画像光を形成する液晶パネル等を主に冷却するパネル冷却系、光源装置を主に冷却する光源冷却系、及び、各電子部品に電力を供給する電源装置を主に冷却する電源冷却系が形成されている。このうち、光源冷却系では、電源装置の下側に配置されたファンにより吸気口から吸引された冷却空気は、外装ケース内に設けられたガイドによって案内されて光源装置内に入り込み、光源ランプを冷却する。そして、この冷却空気は、他のファンによって吸引されて光源装置外に吸引され、外装ケースに形成された排気口から排出される。このような構成により、光源ランプを冷却することができ、当該光源ランプの劣化を抑制することができる。

特開２００３−２１５７１１号公報

ところで、このようなプロジェクタは、例えば机等の設置面に載置される正置き姿勢と、当該正置き姿勢とは上下が逆になるように天井等に固定される天吊り姿勢とで利用されるが、正置き姿勢と天吊り姿勢とでは、プロジェクタ内部で熱を帯びた空気が滞留する箇所が異なる。このため、前述の特許文献１に記載のプロジェクタのように、冷却空気の流れが予め設定されていると、正置き姿勢及び天吊り姿勢のいずれかで、光源装置を適切に冷却できない場合がある。このような場合に対して、正置き姿勢と天吊り姿勢とでファンの回転速度（単位時間当たりの回転数）を上げることが考えられるが、プロジェクタの姿勢を検出する検出手段が必要となるなど、プロジェクタの構成及びファンの駆動制御が複雑になるという問題がある。このため、簡易な構成で、光源ランプを安定して冷却することができる構造が要望されてきた。

本発明の目的は、簡易な構成で光源ランプを安定して冷却することができる光源装置及びプロジェクタを提供することである。

前記した目的を達成するために、本発明の光源装置は、光源装置であって、光を射出する光源ランプと、内部に前記光源ランプが収納される収納体とを備え、前記収納体は、当該光源装置の光束射出方向、及び、当該光束射出方向に直交する第１方向に対してそれぞれ直交する第２方向に沿って形成された一対の開口部と、前記一対の開口部を覆うように設けられ、当該一対の開口部とは反対側に外部の空気を導入する導入口を有するダクト部と、前記ダクト部内に設けられ、自重によって回動して、前記導入口から導入された空気を、前記ダクト部を介して前記一対の開口部のうちのいずれか一方に流通させる第１の整流部材とを有することを特徴とする。

このような光源ランプとしては、内部に一対の電極が配置され、発光物質が封入された放電空間が形成された略球状の発光部、及び、当該発光部の両端から互いに離間する方向に延出する一対の封止部を有する発光管と、一対の封止部のうちの一方が挿通する開口が反射面の略中央に形成された反射鏡とを備えた放電型の光源ランプを例示することができる。

本発明によれば、一対の開口部を覆うように設けられたダクト部内の第１の整流部材は、自重によって回動して、当該一対の開口部のうちの一方の開口部に、光源ランプを冷却するための空気（冷却空気）を流通させるように、当該空気の流路を切り替える。これによれば、第２方向に沿って形成された一対の開口部のうち、一方の開口部が上側に位置し、他方の開口部が下側に位置するように光源装置を設置した場合、及び、他方の開口部が上側に位置し、一方の開口部が下側に位置するように光源装置を設置した場合のどちらの場合でも、上側に位置する開口部、或いは、下側に位置する開口部に、冷却空気を流通させることができる。また、このような第１の整流部材は、自重によって冷却空気の流路を切り替えるので、光源装置の設置姿勢を検出する検出手段、及び、検出された姿勢に応じて整流部材を回動させるモータ等の回動手段を設ける必要がない。従って、光源装置がどちらの設置姿勢であっても、常に上側又は下側の開口部に空気を流通させて、上側又は下側から光源ランプに冷却空気を送風することができるので、簡易な構成で、光源ランプを効率よく冷却することができる。

本発明では、前記第１の整流部材は、前記導入口から導入された空気を、前記一対の開口部のうちの上側に位置する開口部に導くことが好ましい。
ここで、光源ランプの上側は、下側に比べて発光により熱を帯びやすく、上下で温度差が生じる。このような局所的な温度差は、光源ランプを構成するガラスの白濁や変形等の劣化を生じさせ、当該光源ランプの寿命を短くする要因となる。これに対し、本発明では、第１の整流部材が、上側に位置する開口部に空気を導くので、光源ランプに上側から冷却空気を送風することができる。従って、光源ランプの上側を効率よく冷却することができ、光源ランプの劣化を抑制することができる。

本発明では、前記収納体は、前記一対の開口部とは前記光源ランプを挟んで反対側に形成され、前記光源ランプを冷却した空気を排出する排気口を有し、前記排気口は、前記一対の開口部の中心を結ぶ仮想の直線の略中央を通り、前記第１方向に沿う仮想の直線上に中心を有することが好ましい。
本発明によれば、排気口が、光源ランプを挟んで一対の開口部とは反対側に形成されているので、光源ランプを冷却する冷却空気は、当該光源ランプに送風された後、開口部とは反対側に流通して、排気口から排出される。従って、光源ランプに冷却空気を確実に送風することができる。また、排気口は、一対の開口部の中心を結ぶ仮想の直線の略中央を通り、第１方向に沿う仮想の直線上に中心を有するので、開口部から排気口までの冷却空気の流路長は、どちらの開口部を利用した場合でも略同じとなる。従って、一対の開口部のうち、どちらの開口部が上側に位置していても、それぞれ同じように光源ランプに冷却空気を送風することができる。

本発明では、前記収納部内の前記開口部に応じた位置に設けられ、前記開口部から導入された空気を前記光源ランプに向かって流通させる第２の整流部材を備えることが好ましい。
ここで、各開口部の開口面と光源ランプとが対向していない場合には、開口部から導入された冷却空気は、光源ランプに適切に送風されない可能性がある。
これに対し、本発明では、収納部内に設けられた第２の整流部材により、開口部から導入された冷却空気は、光源ランプに向かって流通するので、当該光源ランプに確実かつ適切に冷却空気を送風することができる。従って、光源ランプを一層効率よく冷却することができる。

本発明では、前記収納部の内面に沿って設けられ、前記光源ランプから射出された光のうち、前記内面に入射する光を遮蔽する金属製の遮光部材を備え、前記遮光部材は、前記第２の整流部材を有することが好ましい。
ここで、ガラスフィラーが含まれる合成樹脂により収納体が形成されている場合には、光源ランプから射出された紫外線を含む光が収納体に照射されると、合成樹脂が分解し、分離したガラスフィラーが光源ランプに付着する場合がある。この場合、光源ランプから射出された光の利用効率が低下してしまう。
これに対し、本発明では、収納部の内面に沿う金属製の遮光部材が設けられていることにより、収納体の劣化を抑制することができる。従って、光源ランプからの光の利用効率の低下を抑制することができるほか、収納体の素材の選択自由度を向上することができる。また、このような遮光部材に第２の整流部材が設けられていることにより、当該第２の整流部材と遮光部材とを一体的に形成することができる。従って、光源装置の部品点数が不要に増加することを抑えることができる。

本発明のプロジェクタは、前述の光源装置と、当該光源装置から射出された光束を変調する光変調装置と、変調された光束を投射する投射光学装置とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、前述の光源装置と同様の効果を奏することができる。また、光源ランプを効率よく冷却することができるので、光源装置の寿命が短縮されることを抑制することができる。従って、光源装置の交換頻度を低減させることができ、プロジェクタのメンテナンスの手間を省くことができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
〔プロジェクタの外観構成〕
図１は、本実施形態に係るプロジェクタ１を前面側から見た斜視図である。
本実施形態に係るプロジェクタ１は、光源装置から射出された光束を変調して、画像情報に応じた画像光を形成し、当該画像光をスクリーン等の投射面（図示省略）上に拡大投射するものである。このプロジェクタ１は、図１に示すように、外装を構成する外装筐体２を備えている。

外装筐体２は、プロジェクタ１の装置本体３（図２参照）を内部に収納する合成樹脂製の筐体である。この外装筐体２は、プロジェクタ１の天面部２Ａ、前面部２Ｂ、背面部２Ｃ及び左右の両側面部２Ｄ，２Ｅをそれぞれ構成するアッパーケース２１と、プロジェクタ１の底面部２Ｆ、前面部２Ｂ、背面部２Ｃ及び両側面部２Ｄ，２Ｅをそれぞれ構成するロアーケース２２とが組み合わされて構成されている。
天面部２Ａにおける背面側略中央には、プロジェクタ１を操作するための複数のキーが配設された操作パネル２Ａ１が設けられ、また、当該操作パネル２Ａ１の左側（図１における左側）には、後述する光源装置５を交換するための開口部２Ａ２が形成されている。この開口部２Ａ２は、天面部２Ａに着脱自在に設けられたカバー２Ａ３により、閉塞されている。

前面部２Ｂにおける右側（図１における右側）には、後述する投射光学装置４５が露出する略矩形の開口２Ｂ１が形成されており、当該開口２Ｂ１を介して、投射光学装置４５から画像光が投射される。
前面部２Ｂにおける左側には、装置本体３を冷却した冷却空気が排出される排気口２Ｂ２が形成され、当該排気口２Ｂ２には、格子状のルーバ２Ｂ３が設けられている。

〔プロジェクタの内部構成〕
図２は、装置本体３の構成を示す模式図である。
装置本体３は、図２に示すように、光学ユニット４及び冷却装置９を備えている。また、装置本体３は、図示を省略したが、プロジェクタ１の各構成部材に電力を供給する電源装置、及び、プロジェクタ１の各構成部材の動作を制御する制御装置等を備えている。
このうち、冷却装置９は、複数のファン９１〜９４により構成され、光学ユニット４、電源装置及び制御装置に、外装筐体２外から導入した空気を送風して、これら各装置を冷却する。これらファン９１〜９４のうち、後述する投射光学装置４５を挟むように配置された一対のファン９１，９２は、シロッコファンで構成され、外装筐体２に形成された吸気口（図示省略）から外部の冷却空気を導入し、当該冷却空気を光学ユニット４の後述する液晶パネル４４２及び偏光板４４３，４４５に送風する。

また、後述する光源収納部材４７を挟むように配置された一対のファン９３，９４のうち、プロジェクタ１の背面部２Ｃ側に位置するファン９３はシロッコファンで構成され、外装筐体２内の空気を吸引して、後述する光源収納部材４７内に収納された光源装置５に送風する。また、ファン９４は軸流ファンで構成され、吸気面を光源収納部材４７に対向させるように配置される。そして、当該ファン９４は、光源収納部材４７内の光源装置５を冷却した空気を吸引して、プロジェクタ１の前面部２Ｂに向かって排出し、ひいては、当該空気を前述の排気口２Ｂ２を介して外装筐体２外に排出する。なお、ファン９３は、軸流ファンであってもよく、ファン９４は、シロッコファンであってもよい。

〔光学ユニットの構成〕
光学ユニット４は、前述の制御装置による制御の下、画像情報に応じて画像光を形成する。この光学ユニット４は、光源装置５、照明光学装置４１、色分離光学装置４２、リレー光学装置４３、光学装置４４、投射光学装置４５、光学部品用筐体４６及び光源収納部材４７を備えている。

光源装置５は、発光管５１及び反射鏡５２を有する光源ランプ５０と、平行化凹レンズ５３とを備えるほか、これらを内部に収納する収納体６とを備えている。このうち、反射鏡５２は、断面略凹状に形成された反射面５２１（図１４参照）を有し、当該反射面５２１の略中央に配置された発光管５１から射出された光の一部を反射面５２１により反射して光束として射出する。このような反射鏡５２は、可視光を反射し、かつ、赤外線及び紫外線を透過するコールドミラーとして形成されている。なお、光源ランプ５０及び収納体６の構成については、後に詳述する。

照明光学装置４１は、一対のレンズアレイ４１１，４１２、偏光変換素子４１３及び重畳レンズ４１４を備えている。
色分離光学装置４２は、ダイクロイックミラー４２１，４２２及び反射ミラー４２３を備え、リレー光学装置４３は、入射側レンズ４３１、リレーレンズ４３３及び反射ミラー４３２，４３４を備えている。

光学装置４４は、フィールドレンズ４４１と、光変調装置としての３つの液晶パネル４４２（赤色光用の液晶パネルを４４２Ｒ、緑色光用の液晶パネルを４４２Ｇ、青色光用の液晶パネルを４４２Ｂとする）と、それぞれ３つの入射側偏光板４４３、視野角補償板４４４及び射出側偏光板４４５と、色合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズム４４６とを備えている。
投射光学装置４５は、筒状の鏡筒内に複数のレンズが収納された組レンズとして構成され、光学装置４４により形成された画像光を投射面上に拡大投射する。

部品収納部材４６は、上記各光学装置４１〜４４を内部に収納する平面視略Ｌ字形状に形成された箱状筐体である。この部品収納部材４６には、内部に設定された照明光軸Ａに対する所定位置に、当該各光学装置４１〜４４を配置及び収納する。
光源収納部材４７は、部品収納部材４６の一端に接続され、内部に光源装置５を収納する。この光源収納部材４７の外装筐体２内での配置位置は、前述の開口２Ｂ１に対応する位置である。

このような光学ユニット４では、上記した構成により、光源装置５から射出された光束は、照明光学装置４１により照明領域内の照度が均一化された後、色分離光学装置４２にてＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３つの色光に分離される。これら分離された各色光は、各液晶パネル４４２にて画像情報に応じてそれぞれ変調され、色光毎の画像光が形成される。そして、色光毎の画像光は、クロスダイクロイックプリズム４４６にて合成され、投射光学装置４５により投射面上に拡大投射される。

〔光源装置の構成〕
図３〜図５は、光源装置５を示す斜視図である。具体的に、図３及び図４は、光源装置５を光束射出方向先端側で、かつ、当該光源装置５に向かって右側及び左側から見た斜視図であり、図５は、光束射出方向基端側で、かつ、下側から見た斜視図である。なお、以下の図及び説明では、プロジェクタ１を水平面上に載置した際に、水平方向に沿う方向である光源装置５（詳しくは、後述する反射鏡５２）の光束射出方向をＺ方向とする。また、当該Ｚ方向に直交する方向のうち、水平方向に沿い、かつ、Ｚ方向基端側から見て当該Ｚ方向に対する右方向をＸ方向（本発明の第１方向）とし、これらＺ方向及びＸ方向に直交する上方向をＹ方向（本発明の第２方向）とする。すなわち、Ｘ，Ｙ，Ｚで示される各方向は、それぞれ互いに直交する。

光源装置５は、前述のように、発光管５１及び反射鏡５２を有する光源ランプ５０と、平行化凹レンズ５３（ともに図２参照）と、これらを収納する収納体６とを備えたユニットとして構成されている。
このうち、収納体６は、図３〜図５に示すように、収納体本体６１と、当該収納体本体６１のＺ方向先端側を覆う第１カバー６２と、Ｚ方向基端側を覆う第２カバー６３と、収納体本体６１内に冷却空気を導入するダクト部材６４と、光源収納部材４７内に設けられた本体側コネクタ（図示省略）に接続される装置側コネクタ６５とを備えている。

〔第１カバーの構成〕
第１カバー６２は、図３及び図４に示すように、側面視略Ｃ字状を有する金属製部材であり、収納体本体６１のＺ方向先端側に形成された凹部６１１を閉塞する。この凹部６１１の略中央には、収納体本体６１の内部に収納された光源ランプ５０からの光束が透過する略円形状の光透過口６１１１（図１０及び図１１参照）が形成されており、当該光透過口６１１１は、第１カバー６２に保持された平行化凹レンズ５３により閉塞される。この第１カバー６２における互いに対向する一対の面には、略矩形の孔部６２１が形成されている。これら孔部６２１に、収納体本体６１のＹ方向先端側及び基端側の端面（上面及び下面）６１Ａ，６１ＢにおけるＺ方向先端側端部に形成された係止爪６１Ａ１，６１Ｂ１（係止爪６１Ｂ１については、図５参照）が嵌合することにより、第１カバー６２は、収納体本体６１により係止される。また、これら一対の面を接続する端面（Ｚ方向先端側の端面）の略中央には、平行化凹レンズ５３を露出させる開口部６２２が形成されている。

〔第２カバーの構成〕
第２カバー６３は、図３〜図５に示すように、収納体本体６１のＺ方向基端側を覆うように、当該収納体本体６１にねじにより取り付けられる。この第２カバー６３は、収納体本体６１の各端面６１Ａ（図３），６１Ｂ（図５）に沿う延出部６３１（図３），６３２（図５）と、これら延出部６３１，６３２のＺ方向基端側の端部間を接続する接続部６３３とを備えた側面視略Ｃ字状を有している。このような第２カバー６３により、反射鏡５２を透過した紫外線及び赤外線が遮光される。
このうち、延出部６３２には、図５に示すように、端面６１Ｂに形成された後述するケーブル収納部６１Ｂ３（図６参照）を覆うカバー部６３２１が形成されている。このカバー部６３２１は、ケーブル収納部６１Ｂ３に応じて、Ｚ方向に沿って形成されている。なお、当該ケーブル収納部６１Ｂ３については、後に詳述する。

〔収納体本体の構成〕
収納体本体６１は、ガラスフィラーが含まれる合成樹脂製の筒状体であり、光源ランプ５０のＺ方向先端側が内部に収納配置されるランプ収納部６１３（図１０及び図１１参照）が形成されている。この収納体本体６１のＺ方向先端側には、前述の凹部６１１が形成されている。更に、収納体本体６１のＺ方向基端側には、開口部６１２が形成され、当該開口部６１２は、反射鏡５２により閉塞される。
この収納体本体６１のＹ方向先端側の端面６１ＡにおけるＺ方向先端側には、前述の係止爪６１Ａ１が形成され、また略中央には、光源収納部材４７に対して光源装置５を挿抜する際に利用される略Ｕ字状の把手６１Ａ２が形成されている。

図６は、第２カバー６３を取り外した状態の収納体本体６１をＹ方向基端側、すなわち、下側から見た図である。
収納体本体６１のＹ方向基端側の端面６１ＢのＺ方向先端側には、前述のように、当該端面６１Ｂから面外方向に突出する一対の係止爪６１Ｂ１が形成されている。また、当該端面６１Ｂには、光源収納部材４７に光源装置５を載置した際に、当該光源収納部材４７の底面に当接される脚部６１Ｂ２が適所に突設されている。

更に、端面６１Ｂには、発光管５１のＺ方向先端側から延出するリード線Ｌ１及び当該リード線Ｌ１に接続されるケーブルＣが収納されるケーブル収納部６１Ｂ３が形成されている。このケーブル収納部６１Ｂ３は、断面視略凹状に形成され、端面６１ＢのＺ方向略中央から基端側に向かって延出しており、当該ケーブル収納部６１Ｂ３におけるＺ方向基端側の端部近傍には、リード線Ｌ１及びケーブルＣをかしめて固定する固定部６１Ｂ４が設けられている。そして、これらリード線Ｌ１及びケーブルＣは、ケーブル収納部６１Ｂ３に沿ってＺ方向基端側に延出した後、Ｙ方向先端側に向かって屈曲され、装置側コネクタ６５に接続される。また、発光管５１のＺ方向基端側に接続されるリード線Ｌ２は、同様に、Ｙ方向先端側に延出した後、装置側コネクタ６５に接続される。

このように、リード線Ｌ１及びケーブルＣをケーブル収納部６１Ｂ３内に引き回すことで、当該リード線Ｌ１及びケーブルＣを固定することができる。また、これらをＺ方向基端側に延出させることにより、リード線Ｌ１及びケーブルＣを光源ランプ５０（より詳しくは、後述する発光管５１の発光部５１１）から離間させることができ、反射鏡５２から透過する紫外線及び赤外線による影響を低下させ、熱のリード線Ｌ１及びケーブルＣへの伝達を抑制することができる。更に、このようなケーブル収納部６１Ｂ３が第２カバー６３のカバー部６３２１により覆われることで、リード線Ｌ１及びケーブルＣを保護することができる。

図３に示すように、収納体本体６１のＸ方向基端側の端面６１ＣにおけるＺ方向基端側には、当該端面６１Ｃから面外方向に起立する一対の起立部６１Ｃ２により囲まれた側面視略逆Ｕ字状のコネクタ収納部６１Ｃ１が形成されている。このコネクタ収納部６１Ｃ１内に、本体側コネクタ（図示省略）との接続面をＹ方向基端側に向けて、装置側コネクタ６５が配置される。

図７は、ダクト部材６４を取り外した状態の収納体本体６１をＺ方向先端側から見た斜視図である。
端面６１ＣにおけるＺ方向先端側には、図７に示すように、Ｙ方向先端側及び基端側に、略矩形の開口部６１Ｃ３，６１Ｃ４が形成されている。これら開口部６１Ｃ３，６１Ｃ４は、収納体本体６１内のランプ収納部６１３（図１０及び図１１参照）と、当該開口部６１Ｃ３，６１Ｃ４の開口端縁からそれぞれ独立してＸ方向に沿って延出するダクト部６１４，６１５を介して接続され、当該ランプ収納部６１３内に、光源ランプ５０を冷却する冷却空気を導入する。また、これら２つの開口部６１Ｃ３，６１Ｃ４の端縁を囲むように、内側に凹んだ凹部６１Ｃ５が形成されており、当該凹部６１Ｃ５には、ダクト部材６４が嵌め込まれる。この凹部６１Ｃ５のＹ方向略中央には、Ｚ方向先端側及び基端側に広がった拡幅部６１Ｃ６が形成されており、当該拡幅部６１Ｃ６には、後述するダクト部材６４を構成する整流板６４２５の回動軸が位置する。

一方、図４に示すように、収納体本体６１のＸ方向先端側の端面６１Ｄの略中央には、内部にメッシュＭが設けられた略矩形の排気口６１Ｄ１が形成されている。この排気口６１Ｄ１を介して、収納体本体６１内を流通した冷却空気が排出される。なお、排気口６１Ｄ１の形成位置、及び、冷却空気の流路については、後に詳述する。

〔ダクト部材の構成〕
図８及び図９は、ダクト部材６４を示す分解斜視図及び断面図である。
ダクト部材６４は、図８及び図９に示すように、Ｙ方向の中央を中心として略対称に形成されている。このダクト部材６４は、端面６１Ｃの開口部６１Ｃ３，６１Ｃ４（図７参照）を覆い、かつ、凹部６１Ｃ５（図７参照）に嵌め込まれるように取り付けられる。このダクト部材６４は、図３にて示したように、ファン９３の吐出口と接続され、当該ファン９３の駆動により送風される冷却空気を内部に導入し、当該冷却空気を開口部６１Ｃ３，６１Ｃ４のいずれかに流通させる。このようなダクト部材６４は、ダクト本体６４１と、ダクト本体６４１の内部に配置される流路切替部材６４２とを備えて構成されている。

このうち、流路切替部材６４２は、Ｙ方向に沿って延出し、かつ、互いに対向する側面視略三角形状の一対の側面部６４２１，６４２２と、当該一対の側面部６４２１，６４２２のＹ方向両端を架橋する一対の架橋部６４２３，６４２４と、当該一対の側面部６４２１，６４２２におけるＸ方向先端側の頂点に軸支される整流板６４２５とを備えている。この整流板６４２５は、本発明の第１の整流部材に相当する。また、流路切替部材６４２には、一対の側面部６４２１，６４２２と、一対の架橋部６４２３，６４２４とにより囲まれる略矩形の開口部６４２Ａが、Ｘ方向基端側に形成され、当該開口部６４２Ａの内側には、メッシュＭが設けられている。

これら一対の側面部６４２１，６４２２におけるＹ方向先端側及び基端側で、かつ、Ｘ方向略中央には、回動した整流板６４２５が当接して当該整流板６４２５の規定以上の回動を規制する回動規制部６４２１１，６４２２１が、当該側面部６４２１，６４２２における互いに対向する方向に向かって延出するように、それぞれ形成されている。また、一対の側面部６４２１，６４２２におけるＸ方向先端側には、折曲加工により形成された側面視略逆Ｕ字状の挟持部６４２１２，６４２２２が形成されている。これら挟持部６４２１２，６４２２２は、流路切替部材６４２がダクト本体６４１内に収納された際に、当該ダクト本体６４１に形成された後述する突出部６４１１２，６４１２２を挟持して、流路切替部材６４２をダクト本体６４１内で安定化させる。

ダクト本体６４１は、本発明のダクト部に相当し、Ｙ方向に沿って延出する側面視略台形状を有する一対の側面部６４１１，６４１２と、当該一対の側面部６４１１，６４１２におけるＸ方向基端側を接続する一対の接続部６４１３，６４１４とを備え、これらにより、Ｘ方向基端側及び先端側に、導入口６４１Ａ及び開口部６４１Ｂが形成されている。
一対の側面部６４１１，６４１２におけるＸ方向先端部の略中央には、前述の拡幅部６１Ｃ６に応じて、それぞれＺ方向基端側及び先端側に膨出した膨出部６４１１１，６４１２１が形成され、当該膨出部６４１１１，６４１２１におけるダクト本体６４１の内面側には、Ｘ方向先端側に向かって（流路切替部材６４２に向かって）突出した突出部６４１１２，６４１２２が形成されている。

一対の接続部６４１３，６４１４は、Ｘ方向先端側から基端側に向かって延出し、その先端部分にて互いに近接する方向に傾斜する傾斜部６４１３１，６４１４１と、当該傾斜部６４１３１，６４１４１のＸ方向先端から互いに近接する方向であるＹ方向に沿って延出した後、Ｘ方向基端側に延出する延出部６４１３２，６４１４２とを有している。これら延出部６４１３２，６４１４２と、一対の側面部６４１１，６４１２とにより囲まれる空間内に、前述の流路切替部材６４２がＸ方向先端側から収納される。すなわち、当該一対の延出部６４１３２，６４１４２は、内部で流路切替部材６４２の一対の架橋部６４２３，６４２４と当接する。そして、この際、導入口６４１Ａと、当該流路切替部材６４２の開口部６４２Ａとが接続される。

〔ランプ収納部の構成〕
図１０及び図１１は、光源装置５を示す断面図である。具体的に、図１０は、導入口６４１Ａの中央を通り、かつ、Ｘ方向に沿った光源装置５の断面図であり、図１１は、光源ランプ５０の中央を通り、かつ、Ｚ方向に沿った光源装置５の断面図である。
前述のように、収納体本体６１内には、光源ランプ５０のＺ方向先端側を収納するランプ収納部６１３が形成されている。このランプ収納部６１３は、図１０及び図１１に示すように、収納体本体６１の各端面６１Ａ〜６１Ｄにより囲まれて形成された中空の空間である。そして、当該ランプ収納部６１３と、開口部６１Ｃ３，６１Ｃ４とは、前述のようにダクト部６１４，６１５を介して接続される。
このランプ収納部６１３内には、光源ランプ５０のほか、発光管５１及び反射鏡５２から射出され、かつ、液晶パネル４４２の画像形成領域に入射する光路から外れた位置に、ランプ収納部６１３を形成する収納体本体６１の内面に沿って配置される遮光部材６６が設けられている。

遮光部材６６は、Ｚ方向先端側におけるＸ方向及びＹ方向に沿ったＸＹ平面の断面が略八角形状を有し、かつ、Ｚ方向基端側におけるＸＹ平面の断面がＺ方向先端側の断面よりＸ方向に幅広な略八角形状を有する金属製の筒状部材である。この遮光部材６６は、発光管５１及び反射鏡５２から射出された光のうち、液晶パネル４４２の画像形成領域に入射しない光が収納体本体６１に入射して、当該収納体本体６１が劣化することを防ぐ。
このような遮光部材６６は、図１１に示すように、Ｚ方向先端側で、かつ、光透過口６１１１に応じた位置に、略円形状の開口部６６１が形成されている。この開口部６６１は、前述のように、光透過口６１１１とともに、平行化凹レンズ５３により閉塞される。また、遮光部材６６におけるＺ方向基端側には、収納体本体６１の開口部６１２に応じた開口部６６２が形成され、当該開口部６６２は、反射鏡５２により閉塞される。

また、遮光部材６６のＺ方向先端側で、かつ、開口部６１Ｃ３，６１Ｃ４に対応する位置には、図１０及び図１１に示すように、当該開口部６１Ｃ３，６１Ｃ４をＸ方向先端側から覆うように、本発明の第２の整流部材としての整流部６６３，６６４が形成されている。また、これら整流部６６３，６６４のＺ方向基端側には、Ｚ方向先端側から見て略台形状を有する開口部６６５，６６６が形成されている。このため、詳しくは後述するが、ダクト部材６４の導入口６４１Ａから導入された冷却空気は、当該ダクト部材６４内部を流通した後、収納体本体６１の開口部６１Ｃ３，６１Ｃ４のいずれかを流通してランプ収納部６１３内に進入する。この際、冷却空気が流通する開口部に応じた整流部により、当該冷却空気の流通方向は、Ｚ方向基端側に変更され、当該整流部のＺ方向基端側に形成された開口部を介して、ランプ収納部６１３内に進入する。

ランプ収納部６１３内に収納された遮光部材６６において、整流部６６３，６６４及び開口部６６５，６６６に対して発光管５１を挟んだ反対側には、排気口６１Ｄ１に応じた位置に、開口部６６７が形成されている。この開口部６６７端縁と、排気口６１Ｄ１端縁との間に、前述のメッシュＭが設けられている。そして、この開口部６６７及び排気口６１Ｄ１を介して、発光管５１及び反射鏡５２、更には、遮光部材６６を冷却した冷却空気が、光源装置５外に排出される。

ここで、開口部６６７及び排気口６１Ｄ１の形成位置について説明する。
排気口６１Ｄ１は、収納体本体６１における開口部６１Ｃ３，６１Ｃ４の中心間を結ぶ仮想の直線の略中央を通り、かつ、Ｘ方向に沿った仮想の直線が、端面６１Ｄと交差する位置に中心を有するように略矩形に形成されている。また、遮光部材６６の開口部６６７は、当該排気口６１Ｄ１に応じた位置に形成されている。このため、開口部６１Ｃ３，６１Ｃ４のうち、上側に位置する一方の開口部を介して導入された冷却空気が、排気口６１Ｄ１を介して排出されるまでの流路長と、光源装置５の上下が逆に配置されることで上側に位置する他方の開口部を介して導入された冷却空気が、排気口６１Ｄ１を介して排出されるまでの流路長とは、略同じ長さとなる。

〔正置き姿勢での冷却空気の流路〕
図１２〜図１４は、プロジェクタ１が正置き姿勢にある場合の光源ランプ５０を冷却する冷却空気の流路を示す図である。具体的に、図１２は、図１０と同じ位置から見た際の冷却空気の流路を示し、図１３は、Ｚ方向基端側から見た際の冷却空気の流路を示し、また、図１４は、光源装置５の内部をＸ方向先端側から見た際の冷却空気の流路を示している。なお、図１３においては、反射鏡５２及び第２カバー６３の図示を省略し、また、図１４においては、第２カバー６３の図示を省略している。
以下、Ｙ方向先端側を上側とした場合、すなわち、プロジェクタ１が正置き姿勢にある場合の光源装置５内を流通する冷却空気の流路について説明する。

光源装置５内には、図１２及び図１３に示すように、ファン９３によって吐出された冷却空気が光源装置５内に導入される流路Ｓ１と、当該光源ランプ５０を冷却した冷却空気が排出される流路Ｓ２とが形成されている。
具体的に、流路Ｓ１では、ファン９３により吐出された冷却空気は、当該ファン９３の吐出口に対向配置されるダクト部材６４の導入口６４１Ａ，メッシュＭ及び開口部６４２Ａを介して、ダクト本体６４１内に導入される。

ここで、自重によって下方向に回動した整流板６４２５により、開口部６１Ｃ４に向かう流路が閉塞されているので、ダクト本体６４１内に導入された冷却空気は、傾斜部６４１３１に沿い、かつ、開口部６１Ｃ３に向かって流通した後、当該開口部６１Ｃ３、ダクト部６１４、及び、遮光部材６６の開口部６６５を介して、ランプ収納部６１３内に進入する。
この際、前述のように、ランプ収納部６１３内には、開口部６１Ｃ３に対向するように、遮光部材６６の整流部６６３が位置しているので、当該整流部６６３により冷却空気の流通方向が変更され、当該整流部６６３のＺ方向先基端側に形成された開口部６６５を介して、当該冷却空気は、ランプ収納部６１３内に進入する。

ランプ収納部６１３内に進入した冷却空気の一部は、図１４に示すように、断面略凹状に形成された反射鏡５２の反射面５２１に沿って下側に流通し、反射鏡５２と、反射面５２１の略中央に接着剤Ｂにより固定された発光管５１（主に発光部５１１及びＺ方向基端側の封止部５１２）とを冷却する。また、整流部６６３，６６４は、Ｘ方向側から見て、開口部６１Ｃ３，６１Ｃ４全体を覆ってはいないので、開口部６１Ｃ３を介して流入した冷却空気の一部は、開口部６６５から下側に流通し、Ｚ方向先端側の封止部５１２を冷却する。

ここで、発光管５１は、内部に一対の電極が配置され、かつ、内封された発光物質により、当該各電極間で放電発光する略球状の発光部５１１と、当該発光部５１１から互いに離間する方向（Ｚ方向先端側及び基端側）に延出し、かつ、各電極に接続されるリード線Ｌ１，Ｌ２が内部を挿通する一対の封止部５１２とを備えている。また、この発光管５１には、発光部５１１のＺ方向先端側を覆う略椀状の副反射鏡５１３が設けられている。この副反射鏡５１３は、コールドミラーで構成され、発光部５１１から射出された光のうち、Ｚ方向先端側に射出された光を反射鏡５２側に反射する。このような副反射鏡５１３により、当該副反射鏡５１３がない場合には、平行化凹レンズ５３に入射せずに、液晶パネル４４２の画像形成領域に重畳されない光を、反射鏡５２に向かって反射させて利用することで、発光管５１から射出された光の利用効率を高めている。

一方、このような副反射鏡５１３は、発光部５１１のＺ方向先端側を覆っているので、Ｚ方向先端側から直接冷却空気を発光部５１１に当てて冷却しようしても、当該副反射鏡５１３で冷却空気が遮られてしまい、発光部５１１の冷却効率が下がってしまう。これに対し、整流部６６３により整流された冷却空気の一部が、反射鏡５２の反射面５２１に沿って流れ、発光部５１１の後方側から下側に流通することにより、発光部５１１が冷却される。従って、副反射鏡５１３が取り付けられていても、発光部５１１を効率よく冷却することができる。

そして、このような発光管５１には、上側から下側に向かって冷却空気が流通するので、発光部５１１が上側から冷却される。このため、発光部５１１の上側の過度の温度上昇を抑制することができるので、発光部５１１を構成するガラスの白濁や、変形等の発生を防止することができる。また、逆に、発光部５１１の下側の過度の温度低下を抑制することができるので、発光部５１１の内部環境に変化が生じることを抑制することができ、発光管５１の長寿命化を図ることができる。また、発光管５１だけでなく、反射鏡５２にも冷却空気が流れるので、光源ランプ５０全体の長寿命化も図ることができる。

流路Ｓ２では、図１２及び図１３に示すように、ランプ収納部６１３内の冷却空気が、遮光部材６６の開口部６６７、メッシュＭ及び排気口６１Ｄ１を介して、当該排気口６１Ｄ１に対向配置されたファン９４によって吸引され、光源装置５外に排出される。この際、発光管５１を冷却した冷却空気は、図１４に示すように、反射面５２１の下側に沿って流通した後、開口部６６７に向かって流通し、排出される。

〔天吊り姿勢での冷却空気の流路〕
図１５及び図１６は、プロジェクタ１が天吊り姿勢にある場合の光源ランプ５０を冷却する冷却空気の流路を示す図である。換言すると、図１５及び図１６は、光源装置５の内部をＺ方向基端側、及び、Ｘ方向先端側から見た際の冷却空気の流路を示している。なお、図１５においては、第２カバー６３の図示を省略している。
Ｙ方向先端側を下側とした場合、すなわち、プロジェクタ１が天吊り姿勢にある場合の光源装置５においては、上記の場合を上下反転させた流路Ｔ１，Ｔ２に沿って冷却空気は流通して、発光管５１及び反射鏡５２を冷却する。

具体的に、図１５に示すように、プロジェクタ１が天吊り姿勢にある場合には、ダクト部材６４内の整流板６４２５は、自重によって下方向に回動する。このため、冷却空気の導入系の流路Ｔ１では、導入口６４１Ａから導入された冷却空気は、開口部６１Ｃ３側への流通が整流板６４２５により規制されているので、ダクト本体６４１内に進入した後、開口部６１Ｃ４、ダクト部６１５、及び、遮光部材６６の開口部６６６を介してランプ収納部６１３内に流入する。この後、図１６に示すように、ランプ収納部６１３内に流入した冷却空気の一部は、前述のように、反射鏡５２の反射面５２１に沿って上側から下側に流通して、発光管５１（主に発光部５１１及びＺ方向基端側の封止部５１２）を上側から冷却し、また、他の一部は、開口部６６６から下側に流通して、Ｚ方向先端側の封止部５１２を冷却する。
そして、冷却空気の排出系の流路Ｔ２では、発光管５１及び反射鏡５２の冷却に供された冷却空気は、ファン９４により吸引され、図１５に示すように、排気口６１Ｄ１を介して、光源装置５の外部に排出される。

以上説明した本実施形態のプロジェクタ１によれば、以下の効果がある。
（１）一対の開口部６１Ｃ３，６１Ｃ４を覆うように取り付けられたダクト部材６４の整流板６４２５により、上側に位置する開口部側に、光源ランプ５０を冷却する冷却空気の流路は切り替えられる。このような整流板６４２５は、自重によって冷却空気の流路を切り替えるので、プロジェクタ１ひいては光源装置５の姿勢を検出する検出手段、及び、検出された姿勢に応じて整流板６４２５を回動させるモータ等の回動手段を設ける必要がない。従って、プロジェクタ１が正置き姿勢及び天吊り姿勢のどちらの場合でも、上側に位置する開口部に冷却空気を流通させることができるので、簡易な構成で、光源ランプ５０を効率よく冷却することができる。また、これにより、光源ランプ５０の長寿命化を図ることができるので、光源装置５の交換頻度を低減させることができ、プロジェクタ１のメンテナンスの手間を省くことができる。

（２）整流板６４２５は、自重によって回動して、一対の開口部６１Ｃ３，６１Ｃ４のうち上側に位置する開口部に冷却空気を導くので、発光管５１を上側から冷却することができる。従って、発光部５１１の上側を効率よく冷却することができるので、発光管５１を一層効率よく冷却することができ、当該発光管５１の劣化を抑制することができる。

（３）排気口６１Ｄ１は、発光管５１を挟んで一対の開口部６１Ｃ３，６１Ｃ４とは反対側に形成されている。詳述すると、排気口６１Ｄ１は、一対の開口部６１Ｃ３，６１Ｃ４の中心を結ぶ仮想の直線の略中央を通り、かつ、Ｘ方向に沿う仮想の直線上に中心を有するので、開口部６１Ｃ３，６１Ｃ４から排気口６１Ｄ１までの冷却空気の流路長は、どちらの開口部６１Ｃ３，６１Ｃ４が利用される場合でも略同じとなる。従って、発光管５１を挟んで開口部６１Ｃ３，６１Ｃ４とは反対側に排気口６１Ｄ１が形成されているので、発光管５１に冷却空気を確実に送風することができるほか、開口部６１Ｃ３，６１Ｃ４のどちらが上側に位置していても、それぞれ同じように発光管５１に冷却空気を送風することができる。

（４）ランプ収納部６１３内に、開口部６１Ｃ３，６１Ｃ４に対応するように設けられた整流部６６３，６６４により、当該開口部６１Ｃ３，６１Ｃ４から導入された冷却空気は、発光管５１及び反射鏡５２に向かって流通する。これによれば、光源ランプ５０に確実かつ適切に冷却空気を送風することができる。従って、光源ランプ５０を一層効率よく冷却することができる。

（５）ランプ収納部６１３内には、当該ランプ収納部６１３を形成する収納体本体６１の内面に沿って配置され、かつ、当該収納体本体６１に入射する光を遮蔽する金属製の遮光部材６６が設けられている。これによれば、収納体本体６１に光が入射することを防ぐことができるので、当該収納体本体６１の劣化を抑制することができるほか、ガラスフィラーが反射面５２１に付着することを抑制することができる。従って、反射面５２１の光反射効率の低下を抑制することができ、光源ランプ５０からの光の利用効率の低下を抑制することができる。また、収納体本体６１の劣化を抑制することができるので、当該収納体本体６１の素材の選択自由度を向上することができる。更に、このような遮光部材６６に整流部６６３，６６４を形成することにより、光源装置５の部品点数が不要に増加することを抑えることができる。

〔実施形態の変形〕
本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記実施形態では、プロジェクタ１の正置き状態では、整流部材としての整流板６４２５は、上側に位置する開口部６１Ｃ３に冷却空気を流通させ、また、天吊り状態では、上側に位置する開口部６１Ｃ４に冷却空気を流通させるとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、整流板６４２５は、プロジェクタ１がどちらの設置姿勢であっても、下側に位置する開口部に冷却空気を流通させるように構成してもよい。

前記実施形態では、ランプ収納部６１３内の空気を排出する排気口６１Ｄ１は、収納体本体６１における一対の開口部６１Ｃ３，６１Ｃ４とは発光管５１を挟んで反対側に形成されるとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、発光管５１を冷却した冷却空気を適切に排出することができれば、排気口６１Ｄ１の位置は問わない。

前記実施形態では、ランプ収納部６１３内に遮光部材６６を設け、当該遮光部材６６における開口部６１Ｃ３，６１Ｃ４に対応する位置に、当該開口部６１Ｃ３，６１Ｃ４から導入された冷却空気をＺ方向基端側に流通させる整流部６６３，６６４を形成し、また、当該冷却空気を発光管５１に送風する開口部６６５，６６６を形成するとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、遮光部材６６とは別体として、整流部６６３，６６４として機能する整流部材を設ける構成としてもよい。また、開口部６１Ｃ３，６１Ｃ４に対向するように、発光管５１が配置されていれば、このような整流部６６３，６６４がなくてもよい。更に、収納体６が金属により形成されている場合には、遮光部材６６を設けなくてもよい。

前記実施形態では、プロジェクタ１は、３つの液晶パネル４４２Ｒ，４４２Ｇ，４４２Ｂを備えるとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、２つ以下、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、本発明を適用可能である。
前記実施形態では、光学ユニット４は平面視略Ｌ字形状を有した構成を説明したが、これに限らず、例えば、平面視略Ｕ字形状を有した構成を採用してもよい。
前記実施形態では、光束入射面と光束射出面とが異なる透過型の液晶パネル４４２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く、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採用してもよい。
前記実施形態では、光源装置５をプロジェクタ１に採用したが、本発明はこれに限らず、照明装置等の他の電子機器に採用してもよい。

本発明は、光源装置に利用することができ、特にプロジェクタに採用される光源装置に好適に利用することができる。

本発明の一実施形態に係るプロジェクタを前面側から見た斜視図。 前記実施形態における装置本体の構成を示す模式図。 前記実施形態における光源装置を示す斜視図。 前記実施形態における光源装置を示す斜視図。 前記実施形態における光源装置を示す斜視図。 前記実施形態における第２カバーを取り外した状態の収納体本体を示す図。 前記実施形態におけるダクト部材を取り外した状態の収納体本体を示す図。 前記実施形態におけるダクト部材を示す分解斜視図。 前記実施形態におけるダクト部材を示す断面図。 前記実施形態における光源装置を示す断面図。 前記実施形態における光源装置を示す断面図。 前記実施形態における正置き姿勢での光源装置の冷却流路を示す図。 前記実施形態における正置き姿勢での光源装置の冷却流路を示す図。 前記実施形態における正置き姿勢での光源装置の冷却流路を示す図。 前記実施形態における天吊り姿勢での光源装置の冷却流路を示す図。 前記実施形態における天吊り姿勢での光源装置の冷却流路を示す図。

符号の説明

１…プロジェクタ、５…光源装置、６…収納体、４５…投射光学装置、５０…光源ランプ、６６…遮光部材、４４２（４４２Ｒ，４４２Ｇ，４４２Ｂ）…液晶パネル（光変調装置）、６４１…ダクト本体（ダクト部）、６６３，６６４…整流部（第２の整流部材）、６４１Ａ…導入口、６１Ｃ３，６１Ｃ４…開口部、６１Ｄ１…排気口、６４２５…整流板（第１の整流部材）。

Claims (6)

1. 光源装置であって、
   光を射出する光源ランプと、
   内部に前記光源ランプが収納される収納体とを備え、
   前記収納体は、
   当該光源装置の光束射出方向、及び、当該光束射出方向に直交する第１方向に対してそれぞれ直交する第２方向に沿って形成された一対の開口部と、
   前記一対の開口部を覆うように設けられ、当該一対の開口部とは反対側に外部の空気を導入する導入口を有するダクト部と、
   前記ダクト部内に設けられ、自重によって回動して、前記導入口から導入された空気を、前記ダクト部を介して前記一対の開口部のうちのいずれか一方に流通させる第１の整流部材とを有することを特徴とする光源装置。
2. 請求項１に記載の光源装置において、
   前記第１の整流部材は、前記導入口から導入された空気を、前記一対の開口部のうちの上側に位置する開口部に導くことを特徴とする光源装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の光源装置において、
   前記収納体は、前記一対の開口部とは前記光源ランプを挟んで反対側に形成され、前記光源ランプを冷却した空気を排出する排気口を有し、
   前記排気口は、前記一対の開口部の中心を結ぶ仮想の直線の略中央を通り、前記第１方向に沿う仮想の直線上に中心を有することを特徴とする光源装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の光源装置において、
   前記収納部内の前記開口部に応じた位置に設けられ、前記開口部から導入された空気を前記光源ランプに向かって流通させる第２の整流部材を備えることを特徴とする光源装置。
5. 請求項４に記載の光源装置において、
   前記収納部の内面に沿って設けられ、前記光源ランプから射出された光のうち、前記内面に入射する光を遮蔽する金属製の遮光部材を備え、
   前記遮光部材は、前記第２の整流部材を有することを特徴とする光源装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の光源装置と、当該光源装置から射出された光束を変調する光変調装置と、変調された光束を投射する投射光学装置とを備えることを特徴とするプロジェクタ。
   

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