JP2011053445A - 光源装置およびプロジェクター - Google Patents

Abstract

【課題】より明るい光を射出可能であるとともに、冷却構造の簡素化、装置のコンパクト化、および騒音の抑制に寄与することのできる光源装置を提供すること。
【解決手段】本発明の光源装置２は、光を射出する第１発光管１１と、第１発光管の周囲のうちの一部を覆い、第１発光管から射出した光を反射させる第１副反射鏡１４と、第１発光管から射出した光と第１副反射鏡で反射した光を第１の方向に反射させ、第１の方向と略垂直な第２の方向に開口が形成された第１主反射鏡１２と、を備える複数の光射出ユニット３を有し、複数の光射出ユニットは、第１の方向および第２の方向に垂直な第３の方向に並列され、並列された光射出ユニットの、第１副反射鏡に対する第１発光管の反対側に連続して冷却風を通過可能とする通風路２０が形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、光源装置およびプロジェクター、特にリフレクターを有する光源装置の技術に関する。

プロジェクターの光源として使用されるランプ、例えば超高圧水銀ランプ等の放電ランプには、発光管から射出した光を反射させるリフレクター（反射鏡）が用いられている。また、より明るい画像を得るために、このようなランプを複数備えて構成した光源装置が提案されている。例えば、複数のランプから射出された光をミラーで反射させて、１つのロッドインテグレータに入射させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−２０５３７号公報

プロジェクターに用いられるランプは、供給された電気エネルギーの多くが熱となり高温となることから、冷却風などによってランプを冷却する冷却装置が必要となる。上記従来の技術によれば、複数のランプそれぞれに対して冷却装置を設ける必要があり、光源装置の大型化や、製造コストの増大を招くという問題が生じる。また、それぞれの冷却装置から駆動音が発生すれば、騒音が大きくなってしまうという問題も生じる。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、より明るい光を射出可能であるとともに、冷却構造の簡素化、装置のコンパクト化、および騒音の抑制に寄与することのできる光源装置、およびその光源装置を有するプロジェクターを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の光源装置は、光を射出する第１発光管と、第１発光管の周囲のうちの一部を覆い、第１発光管から射出した光を反射させる第１副反射鏡と、第１発光管から射出した光と第１副反射鏡で反射した光を第１の方向に反射させ、第１の方向と略垂直な第２の方向に開口が形成された第１主反射鏡と、を備える複数の光射出ユニットを有し、複数の光射出ユニットは、第１の方向および第２の方向に垂直な第３の方向に並列され、並列された光射出ユニットの、第１副反射鏡に対する第１発光管の反対側に連続して冷却風を通過可能とする通風路が形成される。

複数の光反射ユニットを備えるので、より明るい光を射出する光源装置を得ることができる。また、第１副反射鏡に対する第１発光管の反対側に連続して冷却風を通過可能とする通風路が形成されるので、冷却風を通風路に通過させれば、複数の第１副反射鏡を同時に冷却することができる。第１副反射を冷却することで、対流や輻射によって、複数の第１発光管を同時に冷却することができる。これにより、第１発光管の適切な温度管理が可能となる。

また、通風路に冷却風を送り込めば、複数の第１発光管を同時に冷却することができるので、冷却風を送り込むための送風機の数を減らすことができ、騒音の抑制を図ることができる。また、冷却構造の簡素化を図ることができるので、光源装置のコンパクト化を図ることができる。また、部品点数の削減によるコスト抑制も図ることができる。

また、本発明の好ましい態様としては、光射出ユニットを収容可能な複数の筐体をさらに有し、複数の光射出ユニットは、光射出ユニットごとに筐体に収容され、筐体を並列させることで通風路が形成され、筐体の内壁面が通風路の一部を構成することが望ましい。

筐体の壁面の一部で通風路の一部を構成するので、部品点数の削減を図ることができる。また、光射出ユニットが筐体に収容されることで、高温になりやすい第１発光管に直接触れずに光源装置を取り扱うことができるので、光源装置の取り扱い性を向上させることができる。また、光射出ユニットを収容する筐体に防爆カバーとしての機能を発揮させることができる。

また、本発明の好ましい態様としては、光射出ユニットは、第１発光管に対して照明光軸を挟んで配置された第２発光管と、第１発光管と第２発光管との間に配置されて、第２発光管の周囲のうちの一部を覆い、第２発光管から射出した光を反射させる第２副反射鏡と、第２発光管から射出した光と第２副反射鏡で反射した光とを第１の方向に向けて反射させ、第２の方向と反対の方向に開口が形成された第２主反射鏡と、をさらに備え、第１副反射鏡と第２副反射鏡との間に通風路が形成されることが望ましい。

１つの光射出ユニットが２つの発光管を備え、その光射出ユニットが複数用いられて並列されるので、より一層明るい光を射出する光源装置を得ることができる。また、第１副反射鏡と第２副反射鏡との間に通風路が形成されるので、冷却風を通風路に通過させることで、複数の第１副反射鏡と複数の第２副反射鏡とを同時に冷却することができる。これらの副反射鏡を冷却することで、対流や輻射によって、複数の第１発光管と複数の第２発光管とを同時に冷却することができる。これにより、第１発光管と第２発光管の適切な温度管理が可能となる。

また、本発明の好ましい態様としては、光射出ユニットを収容可能な複数の筐体をさらに有し、複数の光射出ユニットは、光射出ユニットごとに筐体に収容され、筐体を並列させることで通風路が形成されることが望ましい。光射出ユニットが筐体に収容されることで、高温になりやすい第１発光管や第２発光管に直接触れずに光源装置を取り扱うことができるので、光源装置の取り扱い性を向上させることができる。また、光射出ユニットを収容する筐体に防爆カバーとしての機能を発揮させることができる。

また、本発明の好ましい態様としては、筐体には、筐体の内部空間同士を連通させるための連通口が形成されており、連通口は、筐体を並列させた際に一致する位置に形成されていることが望ましい。連通口が、筐体を並列させた際に一致する位置に形成されているので、筐体を並列させる順番を入れ替えても連通口同士を連結させることができる。

また、本発明の好ましい態様としては、連通口の縁部には、筐体の外側に向けて突出する突出部が設けられ、筐体同士を並列させた際に、突出部同士が嵌まり合うことが望ましい。突出部同士が嵌まり合うので、筐体の連結部分からの冷却風の漏れを抑えることができる。

また、本発明の好ましい態様としては、並列させた筐体の間に配置されて、連通口同士の隙間を塞ぐ、閉塞部をさらに有することが望ましい。連通口同士の隙間を塞ぐ閉塞部を有しているので、筐体の連結部分からの冷却風の漏れを抑えることができる。

また、本発明の好ましい態様としては、筐体には、筐体の内壁面と主反射鏡との隙間を塞いで、筐体の内部空間を仕切る仕切り部が形成されていることが望ましい。仕切り部を形成することで、主反射の外側に冷却風が回りこむのを防ぐことができる。これにより、冷却風を確実に副反射鏡や発光管に吹き付けることができるので、冷却効率を高めることができる。

また、本発明のプロジェクターは、上記光源装置と、通風路に空気を通過させる送風機と、光源装置から射出した光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、を有する。上記光源装置を有することで、複数の発光管を用いて画像の高輝度化を図ることができる。また、発光管の適切な温度管理が可能となり、プロジェクターの信頼性を高めることができる。また、必要とされる送風機の数を抑えることで、騒音の抑制を図ることや、プロジェクターのコンパクト化に寄与することができる。

また、本発明のプロジェクターは、光を射出する第１発光管と、第１発光管の周囲のうちの一部を覆い、第１発光管から射出した光を反射させる第１副反射鏡と、第１発光管から射出した光と、第１副反射鏡で反射した光を第１の方向に反射させ、第１の方向と略垂直な第２の方向に開口が形成された第１主反射鏡と、を備える複数の光射出ユニットと、複数の光射出ユニットを第１の方向および第２の方向に垂直な第３の方向に並列して収容する光源収容部が形成され、収容部に並列して収容された光射出ユニットの第１副反射鏡と光源収容部の内壁面との間に連続して冷却風を通過可能とする通風路が形成される本体ケーシングと、通風路に空気を通過させる送風機と、光射出ユニットから射出した光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、を有する。

通風路に空気を通過させるだけで、複数の第１発光管を同時に冷却することができるので、必要となる送風機の数を減らすことができ、騒音の抑制を図ることができる。また、光源収容部の内壁面が通風路の一部を構成するので、冷却構造の簡素化を図ることができ、プロジェクターのコンパクト化に寄与することができる。また、部品点数の削減によるコスト抑制も図ることができる。

図１は、本発明の実施例１に係る光源装置の概略構成を示す断面図。 図２は、図１に示す光源装置が備える光射出ユニットの外観斜視図。 図３は、図１に示す光源装置が備える筐体の分解斜視図であって、箱部の一部を破断した状態で示す図。 図４は、実施例１の変形例１に係る光源装置の部分拡大断面図。 図５は、実施例１の変形例２に係る光源装置の部分拡大断面図。 図６は、実施例１の変形例３に係る光源装置の部分拡大断面図。 図７は、本発明の実施例２に係る光源装置の概略構成を示す断面図。 図８は、図７に示す光源装置が備える光射出ユニットの外観斜視図。 図９は、本発明の実施例３に係るプロジェクターの概略構成を示す平面図。 図１０は、図９に示すプロジェクターの概略構成を示す斜視図。 図１１は、図９に示すプロジェクターの展開側面図。 図１２は、本発明の実施例４に係るプロジェクターの概略構成を示す展開側面図。 図１３は、光射出ユニットが光源収容部に収容された状態を示す正面断面図。

以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例１に係る光源装置の概略構成を示す断面図である。光源装置２は、赤色（Ｒ）光、緑色（Ｇ）光、青色（Ｂ）光を含む光を射出する。光源装置２は、複数の筐体５を並列させて構成される。筐体５はそれぞれ内部に光射出ユニット３を収容する。本願の実施例の説明において、光源装置２からの光の射出方向に平行な軸をＺ軸とする。Ｚ軸と直交し互いに垂直に交わる軸をＸ軸及びＹ軸とする。また、Ｚ軸の矢印方向側を前側とし、その逆方向側を後側という。また、Ｙ軸の矢印方向側を上側または上方といい、その逆方向側を下側または下方という。また、Ｘ軸の矢印方向側を右側または右方といい、その逆方向側を左側または左方という。なお、前側方向を第１の方向、右側方向を第２の方向、上側方向を第３の方向とする。

図２は、図１に示す光源装置２が備える光射出ユニット３の外観斜視図である。光射出ユニット３は、発光管（第１発光管）１１、主反射鏡（第１主反射鏡）１２、副反射鏡（第２主反射鏡）１４を備える。発光管１１は、例えば、超高圧水銀ランプである。発光管１１の内部は、例えば石英部材を用いて封止されている。発光部１５は、発光管１１のうち第１封止部１６および第２封止部１７に挟まれた球状部分であって、光を射出する。発光部１５の内部には、一対の電極が配置される放電空間が形成されている。第１封止部１６は、発光管１１のうち、発光部１５に対して前側に設けられた円筒形状の部分である。第２封止部１７は、発光管１１のうち、発光部１５に対して後側に設けられた円筒形状の部分である。

主反射鏡１２は、発光部１５から射出された光を前側方向（第１の方向）に反射させ、前側へ進行させる。主反射鏡１２は、中心軸ＡＸを中心として楕円を回転させることにより得られる回転楕円面を、中心軸ＡＸを含む平面で切断することにより得られる曲面と略同じ形状をなしている。これにより、主反射鏡１２は、右側方向（第２の方向）に開口が形成される。また、主反射鏡１２は、反射した光を射出するために前側方向にも開口が形成される。

主反射鏡１２は、発光管１１の光軸Ｌと中心軸ＡＸが一致するように配置される。なお、発光管の光軸とは、発光管が備える電極間の略中心を通る軸であり、発光管の強度分布における略対象軸である。このように、主反射鏡１２が、所定の平面で切断された形状をなすので、切断されていない反射鏡を用いる場合に比べて、光源装置２の薄型化を図ることができ、プロジェクター１の薄型化にも寄与することができる。

主反射鏡１２は、所望の形状に成形された基材の表面に高反射性部材、例えば誘電体多層膜や金属部材を蒸着させることにより構成されている。高反射性部材は、可視領域の波長の光について高い反射率である部材を用いる。

なお、主反射鏡１２は、回転楕円面を切断することにより得られる曲面と略同じ形状に限られない。例えば、放物線などの所定の曲線を回転させることにより得られる回転曲面を切断することにより得られる曲面と略同じ形状や、自由曲面形状などとしても良い。また、回転楕円面等の回転面を切断する平面の位置は、中心軸ＡＸを含む位置でもよいし、中心軸ＡＸよりも右側となる位置であってもよい。

副反射鏡１４は、発光部１５から射出された光を発光部１５へ向けて反射させる。副反射鏡１４は、発光部１５の周囲のうち、発光部１５に対して主反射鏡１２が設けられた側とは反対側となる部分を覆う。副反射鏡１４と発光部１５との間には、隙間が設けられている。副反射鏡１４の基材には、例えば石英部材が用いられる。副反射鏡１４は、所望の形状に成形された基材の表面に高反射性部材、例えば誘電体多層膜や金属部材を蒸着させることにより構成されている。高反射性部材は、可視領域の波長の光について高い反射率である部材を用いる。

副反射鏡１４で反射された光は、発光部１５を通過して主反射鏡１２に入射し、前側に向けて反射される。主反射鏡１２と副反射鏡１４とを設けることにより、発光部１５から射出した光を、発光部１５からの光を利用する光学系へと効率良く進行させることが可能となる。

図３は、筐体５の分解斜視図であって、箱部５ａの一部を破断した状態で示す図である。筐体５は、内部空間に光射出ユニット３を収容する。筐体５は、箱部５ａ、蓋部５ｂを備えて構成される。箱部５ａに、光射出ユニット３を収容可能な内部空間が形成されており、蓋部５ｂによってその内部空間を閉鎖する。筐体５は、光射出ユニット３からの光を進行させるために、前側部分が透光性の透明部材で構成される。光の進行に影響の少ない筐体５の前側以外の部分は、不透光性の不透明部材で構成されてもよいし、透明部材で構成されてもよい。

箱部５ａの底面には、筐体５の内部空間と外部とを連通するための連通口７が形成されている。また、蓋部５ｂにも、筐体５の内部空間と外部とを連通するための連通口７が形成されている。箱部５ａの連通口７と蓋部５ｂの連通口７は、光射出ユニット３を挟んだ上下の壁面に形成されることとなる。箱部５ａの連通口７と蓋部５ｂの連通口７とは、筐体５を並列させた場合に一致する位置、すなわち、光射出ユニット３を挟んで上下に対称となる位置に形成されている。

箱部５ａには、その内壁面と主反射鏡１２との隙間を塞いで内部空間を仕切る仕切り部９が形成されている。また、箱部５ａの連通口７の縁部には、外側に突出する突出部７ａが形成されている。突出部７ａは、箱部５ａの連通口７を囲むように形成されている。また、蓋部５ｂの連通口７の縁部にも、外側に突出する突出部７ｂが形成されている。突出部７ｂは、蓋部５ｂの連通口７を囲むように形成されている。蓋部５ｂに形成された突出部７ｂは、箱部５ａに形成された突出部７ａの内側に嵌まり込むように、箱部５ａに形成された突出部７ａよりもひと回り小さく形成されている（図１も参照）。突出部７ａ，７ｂは、箱部５ａ、蓋部５ｂに一体に形成されてもよいし、別部材を箱部５ａ、蓋部５ｂに貼り付けて構成してもよい。

光源装置２は、光射出ユニット３を収容した複数の筐体５を、所定方向に並列させて構成される。本実施例１では、２個の筐体５を並列させた場合を例示して説明するが、３個以上の筐体５を並列させて光源装置２を構成しても構わない。筐体５は、内部に収容された光射出ユニット３の光の射出方向が平行になるように、上下方向に並列される。並列された筐体５同士に形成された突出部７ａ，７ｂが嵌まり合う。これにより、並列された筐体５の内部空間に、副反射鏡１４の右側に連続して冷却風を通過可能とする通風路２０が形成される。連通口７は、並列する筐体５の内部空間同士を連通させる。ここで、筐体５の内壁面の一部は、副反射鏡１４と対向して、通風路２０の一部を構成する。また、仕切り部９も通風路２０の一部を構成する。

以上説明したように、光源装置２は、筐体５を並列させることで、２つの光射出ユニット３を備えることができ、高輝度化を図ることができる。また、並列された光射出ユニット３の副反射鏡１４に対する右側に連続して冷却風を通過可能とする通風路２０が形成されるので、例えば、送風ファン等の送風手段により、通風路２０の一方側から冷却風を送り込むことで、副反射鏡１４を冷却することができる。副反射鏡１４を冷却することで、対流、輻射により発光管１１を間接的に冷却することができる。これにより、発光管１１の適切な温度管理が可能となる。

また、通風路２０の一方側から冷却風を送り込めば、２つの発光管１１を同時に冷却することができるので、必要となる送風手段の数を減らすことができ（本実施例では１つ）、騒音の抑制を図ることができる。また、冷却構造の簡素化を図ることができるので、光源装置２のコンパクト化を図ることができる。また、部品点数の削減によるコスト抑制も図ることができる。

また、通風路２０を通過する冷却風の一部は、副反射鏡１４と主反射鏡１２との間に回りこんで、発光管１１に直接吹き付けられる。したがって、副反射鏡１４の冷却による間接的な発光管１１の冷却に加えて、冷却風を吹き付けることによる発光管１１の直接的な冷却もできるので、より効果的に発光管１１を冷却することができる。また、筐体５を並列させた状態で、突出部７ａ，７ｂが嵌まり合うので、筐体５の連結部分からの冷却風の漏れを抑えて、より効果的に発光管１１を冷却することができる。

また、通風路２０の一部を構成する仕切り部９で、連通口７と主反射鏡１２との隙間を塞ぎ、主反射鏡１２の内側と外側とを仕切るので、連通口７から吹き込まれた冷却風が、主反射鏡１２の外側に回り込んでしまうのを防ぐことができる。したがって、主反射鏡１２の右側に冷却風を確実に案内して、冷却効率の向上を図ることができる。なお、本実施例では、筐体５の内部空間を仕切り部９で仕切って冷却風の回り込みを防いでいるが、これに限られない。例えば、連通口７の縁部から内側に向けて突出するダクト部を形成し、主反射鏡１２の縁部の近傍まで冷却風を案内することでも、冷却風の回り込みを抑えることができる。

また、箱部５ａの連通口７と蓋部５ｂの連通口７とが、光射出ユニット３を挟んで上下に対称となる位置に形成されているので、筐体５の配置を上下に並べ替えても、連通口７同士を連通させることができる。したがって、筐体５を並列させれば、その順番に関わらず、通風路２０を形成することができる。

また、筐体５の壁面の一部で通風路２０の一部を構成するので、部品点数の削減を図ることができる。また、光射出ユニット３が筐体５に収容されることで、高温になりやすい発光管１１に直接触れずに光源装置２を取り扱うことができるので、光源装置２の取り扱い性を向上させることができる。また、光射出ユニット３を収容する筐体５に防爆カバーとしての機能を発揮させることができる。

図４は、本実施例１の変形例１に係る光源装置２における筐体５の連結部分を拡大した部分拡大断面図である。図４に示すように、箱部５ａに形成された連通口７の周囲には、突出部の代わりに凹み部７ｃが形成されている。凹み部７ｃは、筐体５を並列させた際に、蓋部５ｂに形成された突出部７ｂが嵌まり込む寸法で形成されている。突出部７ｂが凹み部７ｃに嵌まり込むことで、筐体５の連結部分からの冷却風の漏れを抑えて、効果的に発光管１１を冷却することができる。

図５は、本実施例１の変形例２に係る光源装置２における筐体５の連結部分を拡大した部分拡大断面図である。図５に示すように、変形例２では光源装置２が、並列させた状態の筐体５の突出部７ａ，７ｂを周りから囲んで連通口７同士の隙間を塞ぐ閉塞部１０をさらに備える。閉塞部１０で突出部７ａ，７ｂを囲むことで、筐体５の連結部分からの冷却風の漏れを抑えて、効果的に発光管１１を冷却することができる。なお、閉塞部１０は、光源装置２を用いる機器側に設けられていてもよい。例えば、プロジェクターの光源装置を収容する部分に形成されていてもよい。

図６は、本実施例１の変形例３に係る光源装置２における筐体５の連結部分を拡大した部分拡大断面図である。本変形例３では、箱部５ａに形成された連通口７と、蓋部５ｂに形成された連通口７との位置がずれている。しかし、連通口７の位置ずれに合わせて風路を偏心させる偏心部１９を備えているので、連通口７の位置がずれている場合であっても、筐体５を並列させる順番に関わらず、通風路２０を形成することができる。

図７は、本発明の実施例２に係る光源装置１０２の概略構成を示す断面図である。図８は、図７に示す光源装置１０２が備える光射出ユニット１０３の外観斜視図である。上記実施例１と同様の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。本実施例２では、光射出ユニット１０３が、発光管１１、主反射鏡１２、副反射鏡１４をそれぞれ２つずつ備える。ここで、２つの発光管１１のうち、一方の発光管を第１発光管１１ａといい、他方の発光管を第２発光管１１ｂという。また、２つの主反射鏡のうち一方の主反射鏡を第１主反射鏡１２ａといい、他方の主反射鏡を第２主反射鏡１２ｂという。また、２つの副反射鏡のうち、一方の副反射鏡を第１副反射鏡１４ａといい、他方の副反射鏡を第２副反射鏡１４ｂという。

第１発光管１１ａと第２発光管１１ｂは、照明光軸ＯＬを挟んで略対称となるように配置されている。なお、照明光軸ＯＬとは、２つの発光管１１ａ，１１ｂを備える光射出ユニット３全体としての光軸のことである。第１主反射鏡１２ａは、第１発光管１１ａの光軸Ｌ１と中心軸ＡＸが一致するように配置される。また、第２主反射鏡１２ｂは、第２発光管１１ｂの光軸Ｌ２と中心軸ＡＸが一致するように配置される。また、第１主反射鏡１２ａと第２主反射鏡１２ｂとは、反射面同士が向かい合うように配置される。

第１副反射鏡１４ａと第２副反射鏡１４ｂは、両者の間に流体の通過可能な隙間を設けて配置される。第１副反射鏡１４ａは、第１発光管１１ａの発光部１５から射出した光を、その発光部１５へ向けて反射させる。第１副反射鏡１４ａで反射された光は、発光部１５を通過して第１主反射鏡１２ａに入射し、前側に向けて反射される。これにより、発光部１５から射出された光を光学エンジン８に向けて効率良く進行させることが可能となる。

第２副反射鏡１４ｂは、第２発光管１１ｂの発光部１５から射出された光を、その発光部１５へ向けて反射させる。第２副反射鏡１４ｂで反射された光は、発光部１５を通過して第２主反射鏡１２ｂに入射し、前側に向けて反射される。これにより、発光部１５から射出した光を光学エンジン８に向けて効率良く進行させることが可能となる。連通口７は、第１副反射鏡１４ａと第２副反射鏡１４ｂとの間に冷却風を送り込める位置に形成されている。

このように、２つの発光管１１ａ，１１ｂを収容した筐体５を上下に並列させることで、図７に示すように、第１副反射鏡１４ａと第２副反射鏡１４ｂとの間に冷却風を連続して通過させることのできる通風路１２０が形成される。この構成により、本実施例２では、光源装置１０２が４つの発光管１１を備えることになり、より一層の高輝度化を図ることができる。また、通風路１２０に冷却風を通過させることで、４つの副反射鏡１４ａ，１４ｂを同時に冷却することができるので、４つの発光管１１ａ，１１ｂを同時に冷却させることができる。これにより、発光管１１ａ，１１ｂの適切な温度管理が可能となる。また、実施例１でも説明したように、冷却風の一部は主反射鏡１２ａ，１２ｂと副反射鏡１４ａ，１４ｂとの間に回りこむので、より効果的に発光管１１ａ，１１ｂを冷却することができる。

また、通風路１２０の一方側から冷却風を送り込めば、４つの発光管１１を同時に冷却することができるので、必要となる送風ファン６の数を減らすことができ（本実施例では１つ）、騒音の抑制を図ることができる。また、冷却構造の簡素化を図ることができるので、光源装置１０２のコンパクト化を図ることができる。また、部品点数の削減によるコスト抑制も図ることができる。

図９は、本発明の実施例２に係るプロジェクター１の概略構成を示す平面図である。図１０は、図９に示すプロジェクター１の概略構成を示す斜視図である。図１１は、プロジェクター１の展開側面図である。プロジェクター１は、不図示のスクリーンへ光を投写し、スクリーンで反射する光を観察することで画像を鑑賞するフロント投写型のプロジェクターである。プロジェクター１は、上記実施例１に係る光源装置２を有する（図１、図２、図３も参照）。図９では、上下に並列された筐体５のうち上側に配置された筐体５を示し、下側に配置された筐体５は省略する。また、上側に配置された筐体５から射出される光を屈折・反射させる屈折反射ユニット８ａを示し、下側に配置された筐体５から射出された光を屈折・反射させる屈折反射ユニット８ｂの図示は省略する。また、上側に配置された筐体５から射出される光の光路を一点鎖線で表し、下側に配置された筐体５から射出される光の光路を破線で表す。

プロジェクター１は、光源装置２、送風ファン（送風機）６、光学エンジン８を有して大略構成される。送風ファン６は、光源装置２の連通口に接続されて、通風路２０に冷却風を送り込む。送風ファン６から送り込まれた空気は、通風路２０を通過する際に両副反射鏡１４ａ，１４ｂを冷却する。副反射鏡１４ａ，１４ｂが冷却されることで、対流、輻射により発光管１１を間接的に冷却することができる。これにより、発光管１１の適切な温度管理を行うことができる。

通風路２０に空気を通過させるだけで、２つの発光管１１を同時に冷却することができるので、必要となる送風ファン６の数を減らすことができ（本実施例では１つ）、騒音の抑制を図ることができる。また、冷却構造の簡素化を図ることができるので、光源装置２のコンパクト化を図ることができる。また、部品点数の削減によるコスト抑制も図ることができる。

次に光学エンジン８について説明する。光学エンジン８は、屈折反射ユニット８ａ，８ｂ、光合成部２３、投写レンズ７７を備える。屈折反射ユニット８ａと屈折反射ユニット８ｂとは、その機能および構成が略同じであるので、屈折反射ユニット８ａについてのみ詳細に説明する。

屈折反射ユニット８ａは、凹レンズ７８、第１インテグレーターレンズ６１、第２インテグレーターレンズ６２、偏光変換素子６３、重畳レンズ６４、第１ダイクロイックミラー６５、反射ミラー６６、Ｒ光用フィールドレンズ６７Ｒ、Ｇ光用フィールドレンズ６７Ｇ、Ｂ光用フィールドレンズ６７Ｂ、Ｒ光用空間光変調装置６８Ｒ、Ｇ光用空間光変調装置６８Ｇ、Ｂ光用空間光変調装置６８Ｂ、クロスダイクロイックプリズム６９、第２ダイクロイックミラー７０、リレーレンズ７１、反射ミラー７２、リレーレンズ７３、反射ミラー７４、第１ダイクロイック膜７５、第２ダイクロイック膜７６を備える。

凹レンズ７８は、光源装置２から射出した光を平行化させる。第１インテグレーターレンズ６１及び第２インテグレーターレンズ６２は、アレイ状に配列された複数のレンズ素子を有する。第１インテグレーターレンズ６１は、凹レンズ７８からの光束を複数に分割する。第１インテグレーターレンズ６１の各レンズ素子は、凹レンズ７８からの光束を第２インテグレーターレンズ６２のレンズ素子近傍にて集光させる。第２インテグレーターレンズ６２のレンズ素子は、第１インテグレーターレンズ６１のレンズ素子の像を空間光変調装置上に形成する。

２つのインテグレーターレンズ６１、６２を経た光は、偏光変換素子６３にて特定の振動方向の直線偏光に変換される。重畳レンズ６４は、第１インテグレーターレンズ６１の各レンズ素子の像を空間光変調装置上で重畳させる。第１インテグレーターレンズ６１、第２インテグレーターレンズ６２及び重畳レンズ６４は、光源装置２からの光の強度分布を空間光変調装置上にて均一化させる。重畳レンズ６４からの光は、第１ダイクロイックミラー６５に入射する。第１ダイクロイックミラー６５は、Ｒ光を反射し、Ｇ光及びＢ光を透過させる。第１ダイクロイックミラー６５へ入射したＲ光は、第１ダイクロイックミラー６５、反射ミラー６６でそれぞれ光路が折り曲げられ、Ｒ光用フィールドレンズ６７Ｒへ入射する。Ｒ光用フィールドレンズ６７Ｒは、反射ミラー６６からのＲ光を平行化し、Ｒ光用空間光変調装置６８Ｒへ入射させる。

Ｒ光用空間光変調装置６８Ｒは、Ｒ光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置であって、透過型液晶表示装置である。Ｒ光用空間光変調装置６８Ｒに設けられた不図示の液晶パネルは、２つの透明基板の間に、光を画像信号に応じて変調するための液晶層を封入している。Ｒ光用空間光変調装置６８Ｒで変調されたＲ光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム６９へ入射する。

第１ダイクロイックミラー６５を透過したＧ光及びＢ光は、第２ダイクロイックミラー７０へ入射する。第２ダイクロイックミラー７０は、Ｇ光を反射し、Ｂ光を透過させる。第２ダイクロイックミラー７０へ入射したＧ光は、第２ダイクロイックミラー７０で光路が折り曲げられ、Ｇ光用フィールドレンズ６７Ｇへ入射する。Ｇ光用フィールドレンズ６７Ｇは、第２ダイクロイックミラー７０からのＧ光を平行化し、Ｇ光用空間光変調装置６８Ｇへ入射させる。Ｇ光用空間光変調装置６８Ｇは、Ｇ光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置であって、透過型液晶表示装置である。Ｇ光用空間光変調装置６８Ｇで変調されたＧ光は、クロスダイクロイックプリズム６９のうちＲ光が入射する面とは異なる面へ入射する。

第２ダイクロイックミラー７０を透過したＢ光は、リレーレンズ７１を透過した後、反射ミラー７２での反射により光路が折り曲げられる。反射ミラー７２からのＢ光は、さらにリレーレンズ７３を透過した後、反射ミラー７４での反射により光路が折り曲げられ、Ｂ光用フィールドレンズ６７Ｂへ入射する。Ｒ光の光路及びＧ光の光路よりもＢ光の光路が長いことから、空間光変調装置における照明倍率を他の色光と等しくするために、Ｂ光の光路には、リレーレンズ７１、７３を用いるリレー光学系が採用されている。

Ｂ光用フィールドレンズ６７Ｂは、反射ミラー７４からのＢ光を平行化し、Ｂ光用空間光変調装置６８Ｂへ入射させる。Ｂ光用空間光変調装置６８Ｂは、Ｂ光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置であって、透過型液晶表示装置である。Ｂ光用空間光変調装置６８Ｂで変調されたＢ光は、クロスダイクロイックプリズム６９のうちＲ光が入射する面、Ｇ光が入射する面とは異なる面へ入射する。

クロスダイクロイックプリズム６９は、互いに略直交する２つのダイクロイック膜７５、７６を有する。第１ダイクロイック膜７５は、Ｒ光を反射し、Ｇ光及びＢ光を透過させる。第２ダイクロイック膜７６は、Ｂ光を反射し、Ｒ光及びＧ光を透過させる。クロスダイクロイックプリズム６９は、それぞれ異なる方向から入射したＲ光、Ｇ光及びＢ光を合成し、光合成部２３に入射させる。なお、図１０、図１１に示すように下側に配置された屈折反射ユニット８ｂから射出された光は、反射ミラー２５で反射されて光合成部２３に入射させる。

光合成部２３は、屈折反射ユニット８ａからの光を透過させて投写レンズ７７に向けて進行させる。また、光合成部２３は、屈折反射ユニット８ｂからの光を反射させて投写レンズ７７に向けて進行させる。光合成部２３は、例えば所定の偏光状態の光だけを反射するように構成される。この場合、屈折反射ユニット８ａから射出される光を所定の偏光状態とは異なる偏光状態の光とし、屈折反射ユニット８ｂから射出される光を所定の偏光状態の光とすればよい。投写レンズ７７は、光合成部２３からの光をスクリーンの方向へ投写する。投写レンズ７７が、２つの発光管１１から射出された光を合成してスクリーンの方向へ投写するので、画像の高輝度化を図ることができる。

プロジェクター１は、上記の光源装置２を用いることで、発光管１１の十分な冷却を可能とし、発光管１１の劣化を低減できる。これにより、高い信頼性のプロジェクター１を得られるという効果を奏する。また、通風路２０の一方側から冷却風を送り込めば、２つの発光管１１を同時に冷却することができるので、発光管を冷却するための送風ファン６の数を減らすことができ（本実施例では１つ）、騒音の抑制を図ることができる。また、冷却構造の簡素化を図ることができるので、プロジェクター１のコンパクト化に寄与することができる。また、部品点数の削減によるコスト抑制も図ることができる。

なお、本実施例３では、実施例１で説明した光源装置２を用いてプロジェクター１を構成したが、もちろん実施例２で説明した光源装置１０２を用いてプロジェクター１を構成してもよい。この場合、４つの発光管１１から射出された光によって画像を表示させるので、より一層の画像の高輝度化を図ることができる。

また、プロジェクター１は、空間光変調装置として透過型液晶表示装置を用いる場合に限られない。空間光変調装置としては、反射型液晶表示装置（Liquid Crystal On Silicon；ＬＣＯＳ）、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）、ＧＬＶ（Grating Light Valve）等を用いても良い。プロジェクター１は、色光ごとに空間光変調装置を備える構成に限られない。プロジェクター１は、一の空間光変調装置により２つ又は３つ以上の色光を変調する構成としても良い。プロジェクター１は、空間光変調装置を用いる場合に限られない。プロジェクター１は、画像情報を持たせたスライドを用いるスライドプロジェクターであっても良い。プロジェクター１は、スクリーンの一方の面に光を供給し、スクリーンの他方の面から射出される光を観察することで画像を鑑賞する、いわゆるリアプロジェクターであっても良い。

図１２は、本発明の実施例３に係るプロジェクター１０１の概略構成を示す展開側面図である。上記実施例３と同様の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。本実施例３では、光射出ユニット３が、筐体に収容されずに、プロジェクター１０１の本体ケーシング１０５に形成された光源収容部１０５ａ内に直接収容される。

図１３は、光射出ユニット３が光源収容部１０５ａに収容された状態を示す正面断面図である。光源収容部１０５ａには、光の射出方向が平行になるようにしつつ、上下方向に並列されて２つの光射出ユニット３が収容される。光射出ユニット３は、光源収容部１０５ａの内壁面と副反射鏡１４との間に隙間を設けて配置される。これにより、副反射鏡１４と光源収容部１０５ａの内壁面との間に、冷却風の通過可能な通風路２０が形成される。

したがって、通風路２０に空気を通過させるだけで、２つの発光管１１を同時に冷却することができるので、必要となる送風ファン６の数を減らすことができ（本実施例では１つ）、騒音の抑制を図ることができる。また、光射出ユニット３を収容する筐体を用いずに通風路を形成しているので、冷却構造の簡素化を図ることができ、プロジェクター１０１のコンパクト化に寄与することができる。また、部品点数の削減によるコスト抑制も図ることができる。

以上のように、本発明に係る光源装置は、プロジェクターに用いる場合に適している。

１，１０１ プロジェクター、２，１０２ 光源装置、３，１０３ 光射出ユニット、５ 筐体、５ａ 箱部、５ｂ 蓋部、６ 送風ファン（送風機）、７ 連通口、７ａ，７ｂ 突出部、７ｃ 凹み部、８ 光学エンジン、８ａ，８ｂ 屈折反射ユニット、９ 仕切り部、１０ 閉塞部、１１ 発光管、１１ａ 第１発光管、１１ｂ 第２発光管、１２ 主反射鏡、１２ａ 第１主反射鏡、１２ｂ 第２主反射鏡、１４ 副反射鏡、１４ａ 第１副反射鏡、１４ｂ 第２副反射鏡、１５ 発光部、１６ 封止部、１７ 封止部、２０ 通風路、２３ 光合成部、２５ 反射ミラー、６１ 第１インテグレーターレンズ、６２ 第２インテグレーターレンズ、６３ 偏光変換素子、６４ 重畳レンズ、６５ 第１ダイクロイックミラー、６６ 反射ミラー、６７Ｒ Ｒ光用フィールドレンズ、６７Ｇ Ｇ光用フィールドレンズ、６７Ｂ Ｂ光用フィールドレンズ、６８Ｒ Ｒ光用空間光変調装置、６８Ｇ Ｇ光用空間光変調装置、６８Ｂ Ｂ光用空間光変調装置、６９ クロスダイクロイックプリズム、７０ 第２ダイクロイックミラー、７１ リレーレンズ、７２ 反射ミラー、７３ リレーレンズ、７４ 反射ミラー、７５ 第１ダイクロイック膜、７６ 第２ダイクロイック膜、７７ 投写レンズ、７８ 凹レンズ、１０５ 本体ケーシング、１０５ａ 光源収容部、１２０ 通風路、Ｌ，Ｌ１，Ｌ２ 発光管の光軸、ＯＬ 照明光軸

Claims (10)

1. 光を射出する第１発光管と、
   前記第１発光管の周囲のうちの一部を覆い、前記第１発光管から射出した光を反射させる第１副反射鏡と、
   前記第１発光管から射出した光と前記第１副反射鏡で反射した光を第１の方向に反射させ、前記第１の方向と略垂直な第２の方向に開口が形成された第１主反射鏡と、を備える光射出ユニットを複数有し、
   前記複数の光射出ユニットは、前記第１の方向および前記第２の方向に垂直な第３の方向に並列され、
   前記並列された光射出ユニットの、前記第１副反射鏡に対する前記第１発光管の反対側に連続して冷却風を通過可能とする通風路が形成されることを特徴とする光源装置。
2. 前記光射出ユニットを収容可能な複数の筐体をさらに有し、
   前記複数の光射出ユニットは、前記光射出ユニットごとに前記筐体に収容され、
   前記筐体を並列させることで前記通風路が形成され、
   前記筐体の内壁面が前記通風路の一部を構成することを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 前記光射出ユニットは、前記第１発光管に対して照明光軸を挟んで配置された第２発光管と、
   前記第１発光管と前記第２発光管との間に配置されて、前記第２発光管の周囲のうちの一部を覆い、前記第２発光管から射出した光を反射させる第２副反射鏡と、
   前記第２発光管から射出した光と前記第２副反射鏡で反射した光とを前記第１の方向に向けて反射させ、前記第２の方向と反対の方向に開口が形成された第２主反射鏡と、をさらに備え、
   前記第１副反射鏡と前記第２副反射鏡との間に前記通風路が形成されることを特徴とする光源装置。
4. 前記光射出ユニットを収容可能な複数の筐体をさらに有し、
   前記複数の光射出ユニットは、前記光射出ユニットごとに前記筐体に収容され、
   前記筐体を並列させることで前記通風路が形成されることを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
5. 前記筐体には、前記筐体の内部空間同士を連通させるための連通口が形成され、
   前記連通口は、前記筐体を並列させた際に一致する位置に形成されていることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の光源装置。
6. 前記連通口の縁部には、前記筐体の外側に向けて突出する突出部が設けられ、
   前記筐体同士を並列させた際に、前記突出部同士が嵌まり合うことを特徴とする請求項５に記載の光源装置。
7. 前記並列させた筐体の間に配置されて、前記連通口同士の隙間を塞ぐ閉塞部をさらに有することを特徴とする請求項５または６に記載の光源装置。
8. 前記筐体には、前記筐体の内壁面と前記主反射鏡との隙間を塞いで、前記筐体の内部空間を仕切る仕切り部が形成されていることを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の光源装置。
9. 請求項１から８のいずれか１項に記載の光源装置と、
   前記通風路に空気を通過させる送風機と、
   前記光源装置から射出した光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、を有することを特徴とするプロジェクター。
10. 光を射出する発光管と、
    前記発光管の周囲のうちの一部を覆い、前記発光管から射出した光を反射させる副反射鏡と、
    前記発光管から射出した光と、前記副反射鏡で反射した光を第１の方向に反射させ、前記第１の方向と略垂直な第２の方向に開口が形成された主反射鏡と、を備える複数の光射出ユニットと、
    前記複数の光射出ユニットを前記第１の方向および前記第２の方向に垂直な第３の方向に並列して収容する光源収容部が形成され、前記収容部に並列して収容された前記光射出ユニットの前記副反射鏡と前記光源収容部の内壁面との間に連続して冷却風を通過可能とする通風路が形成される本体ケーシングと、
    前記通風路に空気を通過させる送風機と、
    前記光射出ユニットから射出した光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、を有することを特徴とするプロジェクター。

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