JP2012068596A - 光源装置及びプロジェクター - Google Patents

Abstract

【課題】発光部を効率よく冷却できる光源装置及びプロジェクターを提供すること。
【解決手段】光源装置であって、光を出射する発光部を有する発光管と、前記発光部から出射された光を反射する第１反射部材と、前記発光部及び前記第１反射部材の間に配置され、前記発光管を冷却する冷却流体を整流する整流部材５６Ａと、を備え、前記整流部材５６Ａは、当該整流部材５６Ａに向かって流通する前記冷却流体を前記発光部に導く整流面５６４と、前記整流面５６４の両端から起立する一対の起立面５６５と、を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、光源装置及びプロジェクターに関する。

従来、光源装置と、当該光源装置から出射された光束を変調して画像光を形成する光変調装置と、当該画像光をスクリーン等の被投射面上に拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクターが知られている。このうち、光源装置としては、超高圧水銀ランプ等の放電型の発光管と、当該発光管から入射される光を反射する反射部材（リフレクター）とを備える構成が広く採用されている。

放電型の発光管は、略球状を有する発光部と、当該発光部の両端から互いに逆方向に延出する一対の封止部とを有し、当該発光部内の放電空間には、一対の電極と、水銀等の発光物質とが封入される。このような発光管の点灯時に、発光部においては上部が最も温度が高い位置となり、下部が最も低い位置となる。この発光部上部の高温状態が継続すると失透が生じやすくなる一方で、当該上部と下部との温度差が大きくなると黒化が生じやすくなり、発光管が劣化しやすくなる。

このような問題に対し、発光部と反射部材との間に配置され、当該反射部材の内面に沿って流通する冷却空気を発光部に向けて流通させる整流装置を備えた光源装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１に記載の整流装置は、冷却空気の向きを変更する一対の整流板を備え、当該一対の整流板の一方により、反射部材の内面に沿って流通する冷却空気を発光部の上側に巻き込むように導いている。

特開２００８−２１６７２７号公報

しかしながら、前述の特許文献１に記載の整流装置では、当該整流装置に到達した冷却空気の一部は、当該整流板に沿って側方に流れてしまい、発光部に導かれないという問題がある。このため、発光部（特に、発光部上部）をより効率よく冷却できる構成が要望されていた。

本発明の目的は、発光部を効率よく冷却できる光源装置及びプロジェクター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、光を出射する発光部を有する発光管と、前記発光部から出射された光を反射する第１反射部材と、前記発光部及び前記第１反射部材の間に配置され、前記発光管を冷却する冷却流体を整流する整流部材と、を備え、前記整流部材は、当該整流部材に向かって流通する前記冷却流体を前記発光部に導く整流面と、前記整流面の両端から起立する一対の起立面と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、整流部材の整流面に向かって流通する冷却流体を、当該整流面により発光部に導くことができる。このほか、一対の起立面により、当該起立面に向かって流通する冷却流体を直接、或いは、整流面を介して、発光部に導くことができる。これによれば、整流部材に向かって流通した冷却流体が、当該整流部材に沿って流通してしまって発光部に流通しなくなることを抑制でき、発光部に流通する冷却流体の流量を増加させることができる。従って、発光部を効率よく冷却できる。

本発明では、それぞれの前記起立面のなす角は、６０°以上１８０°以下であることが好ましい。また、当該なす角は、９０°以上１５０°以下がより好ましく、更には１２０°であることが最も好ましい。
ここで、当該なす角が６０°未満である場合には、整流面の面積が小さくなり、発光部側に導かれる冷却流体が少なくなるため、発光部の冷却効率はあまり高くない。一方、当該なす角が１８０°を超える場合には、一対の起立面による冷却流体の流通規制が効果的に行われず、発光部側に導かれる冷却流体の流量が低下して、当該発光部の冷却効率が低下する。

これに対し、当該なす角が６０°以上１８０°以下であることにより、整流面の面積を確保できるとともに、一対の起立面による冷却流体の流通規制を効果的に行うことができるので、冷却流体を確実に発光部に導くことができる。また、当該なす角を９０°以上１５０°以下とすることにより、発光部に導かれる冷却流体の流量を一層増加させることができ、当該発光部を一層効率よく冷却できる。更に、当該なす角が１２０°である場合には、最も効果的に冷却流体を発光部側に流通させることができ、当該発光部をより一層効率よく冷却できる。

本発明では、前記発光部を覆い、当該発光部から入射される光を反射させる第２反射部材を備え、前記発光管は、前記発光部の両端から互いに離間する方向に延出する第１封止部及び第２封止部を備え、前記第１反射部材は、前記第１封止部側に配置され、前記第２反射部材は、前記発光部における前記第２封止部側を所定の間隔を隔てて覆うことが好ましい。

ここで、第２封止部側に第２反射部材が設けられていると、当該第２反射部材により覆われた発光部の位置（特に発光部上部）には、冷却流体が流通しにくい。
これに対し、本発明によれば、第２封止部とは反対側の第１封止部側に位置する整流部材により、当該第１封止部側から発光部に向けて冷却流体を流通させることができる。これによれば、第２反射部材と、当該第２反射部材により覆われた発光部との隙間に冷却流体を流通させやすくすることができる。従って、発光部を一層効率よく冷却できる。

本発明では、前記第１反射部材は、前記第１封止部が挿入される開口部を有し、前記整流部材は、前記開口部を閉塞する筒状に形成されていることが好ましい。
ここで、開口部の内径は、第１封止部の外径よりも大きく形成する必要があるため、当該開口部に第１封止部を挿入した場合には、開口部の内側端面と第１封止部との間に隙間が生じる。
これに対し、本発明では、整流部材が当該開口部を閉塞する筒状に形成されていることにより、冷却流体を当該隙間に流入させることなく、発光部側に流通させることができる。従って、発光部をより一層効率よく冷却できる。

本発明では、前記整流部材は、前記第１反射部材に取り付けられることが好ましい。
ここで、例えば、第１反射部材が略凹曲面状の反射面を有する場合、当該第１反射部材により、発光管から出射された光を効率よく反射させるためには、第１反射部材に対して発光部を適切な位置に配置する必要がある。この際、発光管に前述の整流部材が取り付けられている場合、整流部材と第１反射部材との隙間が小さいと、発光管の位置調整の際に整流部材が第１反射部材に当たってしまい、当該位置調整が適切に行えない可能性がある。一方、整流部材と第１反射部材との隙間が大きいと、当該隙間に冷却流体が流入してしまい、整流部材による冷却流体の整流が適切に行えない可能性がある。
これに対し、本発明では、整流部材が第１反射部材に取り付けられていることにより、整流部材に流入する冷却流体を確実に発光部側に流通させることができるほか、第１反射部材と発光管との位置調整を適切に行うことができる。

本発明では、前記発光管、前記第１反射部材及び前記整流部材を内部に収納する収納体を備え、前記収納体は、外部から導入された前記冷却流体を当該収納体内部に流通させる複数の送出口を有し、前記複数の送出口は、当該送出口を通過する前記冷却流体をそれぞれ前記発光部上方の衝突位置にて衝突させる位置に形成されていることが好ましい。

本発明によれば、各送出口から送出された冷却流体が、発光部上方の衝突位置にて衝突することで、当該衝突位置から離散的に拡散される乱流及び旋回流を含む衝突噴流が生じる。これによれば、当該衝突噴流が発光部に送風されることで、当該発光部に向かって冷却流体を直接送出する場合に比べ、発光部（特に、点灯時に高温となりやすい発光部上部）と冷却流体との熱伝達を向上させることができる。従って、発光管の冷却効率を向上でき、ひいては、当該発光管の点灯安定性の向上及び長寿命化を図ることができる。

ここで、前述の衝突位置にて冷却流体を衝突させて、発生した衝突噴流を発光部に適切に流通させるためには、各送出口からの冷却流体の送出方向及び流量を適切に設定する必要があるが、このような調整は難しい。
これに対し、本発明では、整流部材が第１反射部材と発光部との間に位置することにより、発生した衝突噴流を整流部材がより効果的に発光部に向けて流通させることができる。従って、冷却流体の送出方向及び流量の調整を簡略化することができる。

また、本発明のプロジェクターは、前述の光源装置と、前記光源装置から出射された光束を変調する光変調装置と、変調された前記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、発光部を効率よく冷却できることから、発光管の長寿命化を図ることができるので、光源装置の交換周期を延長することができ、プロジェクターのメンテナンスの手間を省略できる。

本発明の第１実施形態に係るプロジェクターの構成を示す模式図。 前記実施形態における光源装置の一部の構成を示す断面図。 前記実施形態における整流部材を示す斜視図。 前記実施形態における整流部材を示す三面図。 前記実施形態における冷却空気の流通方向を示す模式図。 前記実施形態における一対の起立面の開き角と、発光部上部の温度降下との関係を示す図。 本発明の第２実施形態に係るプロジェクターの光源装置を示す横断面図。 前記実施形態における光源装置を示す縦断面図。 前記実施形態における衝突位置にて発生した衝突噴流を示す図。 本発明の第３実施形態に係るプロジェクターが備える光源装置を示す縦断面図。 前記実施形態における整流部材を示す斜視図。 前記実施形態における整流部材を示す三面図。

〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態について、図面に基づいて説明する。
〔プロジェクターの構成〕
図１は、本実施形態に係るプロジェクター１Ａの構成を示す模式図である。
本実施形態に係るプロジェクター１Ａは、内部に設けられた光源から出射された光束を変調して画像光を形成し、当該画像光をスクリーン等の被投射面上に拡大投射するものである。このプロジェクター１Ａは、図１に示すように、外装を構成する外装筐体２と、当該外装筐体２内に収納配置される装置本体３とを備える。

外装筐体２は、天面（図示省略）、正面２Ｂ、背面２Ｃ、左側面２Ｄ、右側面２Ｅ及び底面（図示省略）を有する全体略直方体形状に形成され、底面には、複数の脚部（図示省略）が設けられている。そして、プロジェクター１Ａは、これら脚部がテーブル等の設置面に接するように配置されることで正置き姿勢となり、また、正置き姿勢とは上下を逆にして底面を天井等に向けた状態で取り付けられることで天吊り姿勢となる。

装置本体３は、冷却装置ＣＵ及び光学ユニット４の他、図示を省略したが、プロジェクター１Ａの各構成部材に電力を供給する電源装置、及び、プロジェクター１Ａの各構成部材の動作を制御する制御装置等を備える。
冷却装置ＣＵは、複数のファンＦ１〜Ｆ４により構成され、外装筐体２外から冷却流体である冷却空気を導入し、光学ユニット４、電源装置及び制御装置に当該冷却空気を送風して、これら各装置を冷却する。
これらファンＦ１〜Ｆ４のうち、プロジェクター１Ａの背面２Ｃ側に位置するファンＦ３はシロッコファンで構成され、外装筐体２内に導入された冷却空気を吸引して、光源装置５Ａに送風する。また、ファンＦ４は軸流ファンで構成され、光源装置５Ａを冷却した空気を吸引して、正面２Ｂの排気口２Ｂ１を介して外装筐体２外に排出する。なお、ファンＦ３は軸流ファンであってもよく、ファンＦ４はシロッコファンであってもよい。また、排気口２Ｂ１は、外装筐体２のどの面に形成されていてもよい。

〔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、画像情報に応じた画像光を形成し、当該画像光を被投射面上に投射する。この光学ユニット４は、光源装置５Ａ、照明光学装置４１、色分離光学装置４２、リレー光学装置４３、電気光学装置４４及び投射光学装置４５と、各装置５Ａ，４１〜４４を内部に設定された照明光軸Ａ上の所定位置に収納配置するほか、投射光学装置４５を支持する光学部品用筐体４６とを備える。
なお、光源装置５Ａ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を備える。
電気光学装置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、緑色光用及び青色光用の液晶パネルを、それぞれ４４２Ｒ，４４２Ｇ，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及び出射側偏光板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とを備える。
投射光学装置４５は、電気光学装置４４で変調された光束を拡大投射する。この投射光学装置４５は、図示を省略するが、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ている。

このような光学ユニット４では、照明光学装置４１により、光源装置５Ａから出射された光束の照明領域内の照度が略均一化され、当該光束は、色分離光学装置４２により、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）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る。そして、当該各色光は、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２は、光源装置５Ａの一部の構成を示す断面図である。なお、以降の図及び説明では、プロジェクター１Ａを正置き姿勢とした場合に、光源装置５Ａから水平方向に沿って出射される光束の進行方向を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方向先端側から見て左方向をＸ方向とし、更に、これらＺ方向及びＸ方向に直交する上方向（鉛直方向に対する反対方向）をＹ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。このため、図２は、ＹＺ平面に沿う光源装置５Ａの断面図である。
光源装置５Ａは、図２に示すように、光を出射する発光管５１と、副反射鏡５２と、トリガー線５３と、接続部材５４と、主反射鏡５５と、整流部材５６Ａと、平行化凹レンズ５７（図１）と、これらを収納する収納体５８（図１）とを備える。

これらのうち、トリガー線５３は、発光管５１の点灯始動性を向上するための始動補助線である。また、接続部材５４は、発光管５１から延出するリード線５１７と前述の電源装置とを接続する。更に、平行化凹レンズ５７は、後述する主反射鏡５５により収束される光束を照明光軸Ａに対して平行化する。

〔発光管の構成〕
発光管５１は、電圧印加によって発光する光源である。この発光管５１は、略球状に膨出する発光部５１１と、発光部５１１の両端から互いに離間する方向に延出する封止部５１２，５１３とを有する。このような発光管５１において、発光部５１１の外径は略１０ｍｍに設定されており、封止部５１２，５１３の外径は、略５ｍｍに設定されている。
発光部５１１の内部には、一対の電極Ｅ（Ｚ方向基端側及び先端側の電極を、それぞれＥ１，Ｅ２とする）と、水銀、希ガス及び少量のハロゲンを含む発光物質とが封入された放電空間Ｓが形成されている。

Ｚ方向基端側の封止部５１２は、本発明の第１封止部に相当し、Ｚ方向先端側の封止部５１３は、本発明の第２封止部に相当する。これら封止部５１２，５１３の内部には、電極Ｅ１，Ｅ２にそれぞれ電気的に接続されるモリブデン製の金属箔５１２１，５１３１が挿入され、当該封止部５１２，５１３における発光部５１１とは反対側の端部は、ガラス材料等で封止されている。これら各金属箔５１２１，５１３１には、更にリード線５１４，５１５がそれぞれ接続され、当該リード線５１４，５１５は、発光管５１の外部まで延出している。これらリード線５１４，５１５に電圧が印加されると、金属箔５１２１，５１３１を介して電極Ｅ１，Ｅ２間に電位差が生じて放電が発生し、アーク像Ｄが形成されて発光部５１１内部が発光する。なお、リード線５１５及びトリガー線５３は、接続部５１６を介してリード線５１７に接続される。
このような発光管５１としては、高輝度発光する種々の放電光源ランプを採用することができ、例えば、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ及び超高圧水銀ランプ等を採用することができる。

〔副反射鏡の構成〕
副反射鏡５２は、本発明の第２反射部材に相当する。
この副反射鏡５２は、発光部５１１における封止部５１３側の外面を所定の間隔を隔てて覆うガラス製の成形品であり、当該封止部５１３に装着される。この副反射鏡５２は、封止部５１３に沿って延出する略円筒状の首状部５２１と、当該首状部５２１における封止部５１２側の端部から凹曲面状に拡がる反射部５２２とを有する。
首状部５２１は、封止部５１３が挿通される開口部５２１１を有する。
反射部５２２における発光部５１１と対向する面は、可視光を主反射鏡５５に向かって反射し、かつ、赤外線及び紫外線を透過する反射面５２２１として形成されている。

〔主反射鏡の構成〕
主反射鏡５５は、本発明の第１反射部材に相当する。
この主反射鏡５５は、発光部５１１及び反射面５２２１から入射される光を反射させて、照明光軸Ａ上の第２焦点に収束させるガラス製の一体成形品である。この主反射鏡５５は、略円筒状の首状部５５１と、当該首状部５５１から凹曲面状に拡がる反射部５５２とを有する。
このうち、反射部５５２において発光部５１１に対向する回転曲線形状の面には、反射面５５２１が形成されている。

首状部５５１は、封止部５１２が挿入される略円形状の開口部５５１１を有する。この開口部５５１１内に封止部５１２が挿通された状態で、当該開口部５５１１の内側端面と封止部５１２との間にセメント等の接着剤Ｂが注入され、これにより、封止部５１２と主反射鏡５５とが固定される。この際、発光管５１と主反射鏡５５との相対位置は、電極Ｅの先端間での放電によって生じるアーク像Ｄの中心位置Ｃが、反射面５５２１の第１焦点近傍に位置するように設定される。
なお、本実施形態では、主反射鏡５５は、回転楕円面を有する楕円面リフレクターで構成されているが、回転放物面を有する放物面リフレクターで構成してもよい。この場合には、平行化凹レンズ５７を省略した構成とする。更に、主反射鏡５５は、自由曲面リフレクターで構成してもよい。

〔整流部材の構成〕
図３及び図４は、整流部材５６Ａを示す斜視図及び三面図である。
整流部材５６Ａは、収納体５８の外部から内部に導入された冷却空気を整流して発光部５１１に導く機能を有する。この整流部材５６Ａは、図２に示すように、主反射鏡５５の開口部５５１１に嵌め込まれ、当該開口部５５１１を閉塞するように仮固定される。そして、整流部材５６Ａは、主反射鏡５５に対する発光管５１の位置調整の後、当該主反射鏡５５に固定される。すなわち、整流部材５６Ｃは、発光部５１１と主反射鏡５５との間に位置する。
このような整流部材５６Ａは、図３及び図４に示すように、開口部５６２及び一対の凹部５６３を有する本体部５６１を備える。

本体部５６１は、略円錐台形の筒状を有し、整流部材５６Ａの開口部５６２に発光管５１が挿入された際に、発光部５１１側の端部の外径寸法が主反射鏡５５側の端部の外径寸法より小さくなるように形成されている。このような本体部５６１は、当該本体部５６１の中心軸線に沿って形成され、かつ、封止部５１２が挿通される略円形状の開口部５６２と、一対の凹部５６３とを有する。
これらのうち、開口部５６２の内径は、封止部５１２の外径より大きい。このため、開口部５６２を封止部５１２が挿通した場合には、当該開口部５６２の内側端面と封止部５１２の外表面との間には隙間が形成される。
また、一対の凹部５６３は、図４に示すように、本体部５６１の軸方向に沿って整流部材５６Ａを見た際の中心Ｃ１に対して対称に形成されている。これら各凹部５６３の位置は、プロジェクター１Ａが正置き姿勢及び天吊り姿勢で設置されると、発光管５１に対してそれぞれ上側及び下側となる。
このような凹部５６３は、当該凹部５６３の底面である整流面５６４と、当該整流面５６４の両端（周方向の両端）から起立する一対の起立面５６５とをそれぞれ有する。

整流面５６４は、所定の曲率を有する湾曲面であり、当該整流面５６４に到達した冷却空気を発光部５１１に向かって導く機能を有する。すなわち、詳しくは図５を用いて後述するが、当該整流面５６４は、収納体５８の送出口５８３を介して当該収納体５８内に導入され、主反射鏡５５の反射面５５２１に沿って流通する冷却空気の流通方向をＺ方向先端側に変更させて（発光部５１１側に折り返して）、当該冷却空気を発光部５１１に導く。
なお、この整流面５６４の中心が、後述する送出口５８３により送出される冷却空気の流れの中心に位置するように、整流部材５６Ａは発光管５１に取り付けられる。

一対の起立面５６５は、本体部５６１に向かって流通した冷却空気のうち、当該本体部５６１に沿って流通する冷却空気を発光部５１１側に流通させる機能を有する。この一対の起立面５６５は、図４における右下図（平面図）に示すように、当該各起立面５６５のなす角（θ）が１２０°となるように形成されている。なお、当該なす角（以下「開き角」という場合がある）は、詳しくは後述するが、９０°以上１５０°以下の範囲内であることが好ましい。

〔収納体の構成〕
図５は、光源装置５Ａの断面（ＹＺ平面に沿う断面）を示す模式図であり、収納体本体５８１内に導入された冷却空気の流通方向を示す模式図である。なお、図５は、プロジェクター１Ａが正置き姿勢で設置されている状態での冷却空気の流通方向を示している。
収納体５８は、図５に示すように、収納体本体５８１と、当該収納体本体５８１に取り付けられるダクト５８９とを備える。
このうち、ダクト５８９は、ファンＦ３から吐出された冷却空気を、収納体本体５８１を構成する第１本体部５８２Ａに導く。

収納体本体５８１は、発光管５１及び主反射鏡５５等を内部に収納し、平行化凹レンズ５７が固定される箱状筐体であり、主反射鏡５５のＺ方向先端側を覆う第１本体部５８２Ａと、Ｚ方向基端側を覆う第２本体部（図示省略）とを備える。
第１本体部５８２Ａは、Ｚ方向先端側から見た際に発光管５１の上方及び下方に位置し、かつ、冷却空気を送出する送出口５８３（５８３Ｕ，５８３Ｄ）が形成されている。
これらのうち、送出口５８３Ｕは、プロジェクター１Ａを正置き姿勢とした場合に発光管５１の上方に位置し、また、送出口５８３Ｄは、プロジェクター１Ａを天吊り姿勢とした場合に発光管５１の上方に位置する。そして、プロジェクター１Ａの姿勢に応じて上側に位置する送出口５８３は、ダクト５８９を介して収納体５８外から導入された冷却空気を、発光部５１１の上方に向けて送出する。

〔冷却空気の流通方向〕
次に、発光管５１を冷却する冷却空気の流路について説明する。
プロジェクター１Ａが正置き姿勢である場合、ファンＦ３から吐出された冷却空気はダクト５８９内を流通して、発光管５１の上側に位置する送出口５８３Ｕに導かれる。この冷却空気は、図５に示すように、送出口５８３Ｕから整流部材５６Ａに向かって送出される。この際、当該冷却空気は、反射面５５２１に沿って流通する。
整流部材５６Ａに到達した冷却空気の流通方向は、整流面５６４によりＺ方向先端側に向けられる。一方、整流面５６４の両端から起立する一対の起立面５６５により、当該整流面５６４のから左右に分岐して、発光管５１の下方に冷却空気が流通することが抑制され、当該冷却空気も合わせてＺ方向先端側に流通方向が変更される。

Ｚ方向先端側に向かって流通する冷却空気は、発光部５１１に沿って流通して、当該発光部５１１上部を冷却し、更に、封止部５１３に向かって流通して当該封止部５１３を冷却する。この際、一部の冷却空気は、発光部５１１と副反射鏡５２の反射部５２２との間に流入し、当該発光部５１１上部を冷却する。
以上では、プロジェクター１Ａが正置き姿勢で設置された場合の冷却空気の流通方向について説明したが、天吊り姿勢で設置された場合も同様である。

〔開き角の範囲〕
図６は、一対の起立面５６５の開き角と、発光部５１１上部の温度降下との関係を示す図である。
上記のように、整流面５６４の両端から起立する一対の起立面５６５により、発光部５１１に向かって折り返され、当該発光部５１１に向かって流通する冷却空気の流量を多くすることができる。これら起立面５６５の開き角（θ）は、前述のように、本実施形態では１２０°に設定したが、これに限定されるものではない。
図６に示すように、当該開き角（θ）が６０°以上１８０°以下の範囲にある場合、発光部５１１の温度降下が見られる。特に、当該開き角（θ）が９０°以上１５０°以下の範囲である時に、発光部５１１の温度降下が略１５℃以上と顕著となる。そして、最も好ましくは、一対の起立面５６５の開き角（θ）が１２０°である場合である。この場合には、略１０ｍｍの発光部５１１上部では、点灯時で略２０℃の温度降下が得られる。

以上説明した本実施形態に係るプロジェクター１Ａによれば、以下の効果がある。
整流部材５６Ａの整流面５６４により、収納体５８の送出口５８３から送出された冷却空気を折り返すようにして、発光部５１１に導くことができる。このほか、一対の起立面５６５により、当該起立面５６５に向かって流通する冷却流体を直接、或いは、整流面５６４を介して、発光部５１１に導くことができる。これによれば、整流部材５６Ａに向かって流通した冷却空気が、当該整流部材５６Ａに沿って下方に流通してしまうことを抑制できるので、発光部５１１に流通する冷却空気の流量を増加させることができる。
従って、発光部５１１上部を効率よく冷却して、当該発光部５１１における上部と下部との温度差を小さくできるので、発光管５１の点灯安定性の向上、及び、長寿命化を図ることができる。

一対の起立面５６５のなす角（θ）が１２０°であるので、整流部材５６Ａに到達した冷却空気を発光部５１１に折り返すのに十分な整流面５６４の面積を確実に確保できるとともに、一対の起立面５６５による冷却空気の流通規制を最も効果的に行うことができる。従って、冷却空気を確実に発光部５１１に導くことができ、当該発光部５１１の温度降下を確実に図ることができる。
なお、前述のように、当該なす角（θ）が６０°以上１８０°以下（より好ましくは９０°以上１５０°以下）であっても、１２０°である場合に比べて効率は下がるものの、冷却空気を発光部５１１に導くことが可能であり、当該発光部５１１を効率よく冷却できる。

発光部５１１の封止部５１３側を覆う副反射鏡５２が設けられている場合には、画像形成に際して光利用効率は向上されるものの、当該発光部５１１の冷却効率が低下する。
これに対し、封止部５１３とは反対側の封止部５１２側に整流部材５６Ａが設けられていることにより、副反射鏡５２と、当該副反射鏡５２により覆われた発光部５１１との隙間に冷却空気を流通させやすくすることができる。従って、発光部５１１を一層効率よく冷却できる。

整流部材５６Ａが、主反射鏡５５の開口部５５１１を閉塞する筒状に形成されていることにより、開口部５５１１と整流部材５６Ａとの間に隙間が生じることを抑制でき、送出口５８３から送出された冷却空気が当該開口部５５１１に流入することを抑制できる。これによれば、発光部５１１に向かって流通する冷却空気の流量を確実に増加させることができる。従って、発光部５１１をより一層効率よく冷却できる。
また、開口部５５１１を閉塞するように、当該開口部５５１１に整流部材５６Ａが取り付けられることにより、当該整流部材５６Ａが発光管５１に取り付けられている場合に比べて、当該発光管５１の位置調整を簡略化できる。

〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、プロジェクター１Ａと同様の構成を備えるが、当該プロジェクター１Ａでは、発光管５１の上方に位置する１つの送出口５８３から冷却空気を送出したが、本実施形態に係るプロジェクターでは、発光管５１の上方に位置する２つの送出口から送出した冷却空気を発光部５１１の上方で衝突させ、これにより生じた衝突噴流（旋回流及び乱流を含む）により、発光管５１を冷却する。この点で、本実施形態に係るプロジェクターとプロジェクター１Ａとは相違する。
なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一または略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。

図７及び図８は、光源装置５Ｂを示す横断面図（ＸＺ平面に沿う断面図）及び縦断面図（ＹＺ平面に沿う断面図）である。なお、図７及び図８においては、一部の構成の図示を省略する。
本実施形態に係るプロジェクター１Ｂは、光源装置５Ａに代えて光源装置５Ｂを備える他は、プロジェクター１Ａと同様の構成を有する。また、光源装置５Ｂは、第１本体部５８２Ａに代えて第１本体部５８２Ｂを備える他は、光源装置５Ａと同様の構成を有する。

第１本体部５８２Ｂは、前述の第１本体部５８２Ａと同様に、発光管５１及び主反射鏡５５等のＺ方向先端側を閉塞する。この第１本体部５８２Ｂは、図７及び図８に示すように、４つの送出口５８３Ｂ（５８３ＢＵ（図７及び図８），５８３ＢＤ（図８））を有する。
これらのうち、２つの送出口５８３ＢＵ（図８では２つの送出口５８３ＢＵのうち一方の図示を省略）は、プロジェクター１Ｂが正置き姿勢で設置された場合に発光管５１の上側に位置し、当該各送出口５８３ＢＵには、ダクト５８９を介して冷却空気が導かれる。また、２つの送出口５８３ＢＤ（図７では図示を省略、図８では２つの送出口５８３ＢＤのうち一方の図示を省略）は、プロジェクター１Ｂが天吊り姿勢である場合に発光管５１の上側に位置し、当該各送出口５８３ＢＤには、同様に冷却空気が導かれる。

ここで、２つの送出口５８３ＢＵ、及び、２つの送出口５８３ＢＤは、各設置姿勢に応じて発光管５１の上方に設定された衝突位置ＣＰに向かって冷却空気を送出するように、それぞれ形成されている。具体的に、衝突位置ＣＰは、発光管５１の上方で、かつ、発光部５１１の中心から封止部５１２側にずれた位置に設定されており、本実施形態では、更に反射面５５２１上に設定されている。また、２つの送出口５８３ＢＵは、それぞれ、対応する衝突位置ＣＰに対して等距離となる位置に形成されており、２つの送出口５８３ＢＤについても同様である。

図９は、衝突位置ＣＰにて発生した衝突噴流を示す図である。
以下、プロジェクター１Ｂが正置き姿勢で設置された場合の衝突噴流の流通方向について説明する。
プロジェクター１Ｂが正置き姿勢で設置された場合、図７及び図８に示すように、２つの送出口５８３ＢＵのそれぞれから冷却空気が衝突位置ＣＰに向かって送出され、当該衝突位置ＣＰにて衝突する。これにより、図９において矢印で示すように、当該衝突位置ＣＰから離散的に拡散される乱流及び旋回流を含む衝突噴流が生じる。

このように生じた衝突噴流のうち、一部の衝突噴流は、反射面５５２１に沿って封止部５１２に向かって（下方に向かって）流通し、整流部材５６Ａに到達する。
ここで、本実施形態においては、整流面５６４の中心は、Ｚ方向先端側から見て、発光部５１１の中心位置から衝突位置ＣＰに向かう直線上に位置している。このような整流面５６４及び一対の起立面５６５（図９では図示省略）により、冷却空気は発光部５１１側に折り返され、当該発光部５１１上部に導かれる。

他の一部の衝突噴流は、発光部５１１上部に向かって流通する。この際、当該衝突噴流が発光部５１１に直接衝突することにより、当該発光部５１１上部が冷却される。このほか、発光部５１１に衝突して拡散される乱流と、当該他の一部の衝突噴流とが衝突することで、更なる乱流発生が促進される。これにより、発光部５１１の熱伝達が促進され、当該発光部５１１が更に冷却される。

また、発光部５１１に向かって流通する衝突噴流は、コアンダ効果により、発光部５１１に沿ってＺ方向先端側に流通する。この衝突噴流は、発光部５１１上部の温度境界層を薄くして、当該発光部５１１と当該衝突噴流との熱伝達を促進させ、当該発光部５１１上部が冷却される。
この発光部５１１に沿って流通する衝突噴流は、Ｚ方向先端側に更に流通し、当該発光部５１１と副反射鏡５２の反射面５２２１との間の隙間に流入する。これにより、発光部５１１において副反射鏡５２により覆われた領域が効果的に冷却される。
一方、更に他の一部の衝突噴流は、副反射鏡５２に向かって流通した後、当該副反射鏡５２の外表面に沿ってＺ方向先端側に流通し、封止部５１３を冷却する。

上記以外の一部の噴流は、発光部５１１上部から更に下方に流通して、発光部５１１下部を冷却する。しかしながら、当該一部の噴流は、熱伝達が行われた比較的温度が高い噴流であることや、当該一部の噴流の流速が、発光部５１１下部に到達するまでに弱められていること等から、当該一部の噴流による冷却効率は、発光部５１１上部に沿って流通する噴流の冷却効率に比べて高くない。
このように、発光部５１１において、最も温度が高くなる上部と、当該上部に比べて温度が低い下部との温度差を小さくすることができ、発光管５１の劣化を抑制できるほか、当該発光管５１の点灯安定性の向上及び長寿命化を図ることができる。

このようにして発光管５１を冷却した空気は、第１本体部５８２Ｂに形成された排気口（図示省略）を介して外部に排出される。そして、当該空気は、ファンＦ４（図１参照）により吸引され、排気口２Ｂ１（図１参照）を介して外装筐体２外に排出される。
なお、以上の説明では、プロジェクター１Ｂが正置き姿勢で設置された場合の冷却空気（衝突噴流を含む）の流通方向について述べた。しかしながら、プロジェクター１Ｂが天吊り姿勢で設置された場合に発光管５１の上側に位置する２つの送出口５８３ＢＤから送出される冷却空気の流通方向も同様である。

以上説明した本実施形態に係るプロジェクター１Ｂによれば、前述のプロジェクター１Ａと同様の効果を奏することができるほか、以下の効果がある。
冷却空気が衝突することで生じる衝突噴流を発光部５１１に適切に流通させるためには、当該冷却空気を送出する各送出口５８３Ｂの送出方向及び冷却空気の流量を適切に設定する必要がある。しかしながら、このような調整は難しい。
これに対し、主反射鏡５５と発光部５１１との間に位置する整流部材５６Ａにより、発生した衝突噴流を効果的に発光部５１１に流通させることができる。従って、冷却空気の送出方向及び流量の調整を簡略化できる。

〔第３実施形態〕
以下、本発明の第３実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、前述のプロジェクター１Ｂと同様の構成を備えるが、採用される整流部材が本体部５６１から延出する脚部を備える点で、当該プロジェクターとプロジェクター１Ａ，１Ｂとは相違する。
なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一または略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。

図１０は、本実施形態のプロジェクター１Ｃが備える光源装置５Ｃを示す縦断面図（ＹＺ断面図）である。なお、図１０においては、一部の構成の図示を省略している。
本実施形態に係るプロジェクター１Ｃは、光源装置５Ｂに代えて光源装置５Ｃを備える他は、プロジェクター１Ｂと同様の構成を備える。また、光源装置５Ｃは、整流部材５６Ａに代えて整流部材５６Ｃを備える他は、光源装置５Ｂと同様の構成を備える。
整流部材５６Ｃは、整流部材５６Ａと同様に、冷却空気を整流して発光部５１１に導くものである。

図１１及び図１２は、整流部材５６Ｃを示す斜視図及び三面図である。
このような整流部材５６Ｃは、図１１及び図１２に示すように、開口部５６２及び一対の凹部５６３を有する本体部５６１と、当該本体部５６１の外縁から延出する４つの脚部５６６とを有する。
これらのうち、脚部５６６は、略円錐台形の筒状を有する本体部５６１の底部（大径側の端部）の外縁から、当該本体部５６１の先端部（小径側の端部）とは反対側に向かって延出している。これら脚部５６６は、当該脚部５６６の先端に向かうに従って、本体部５６１の中心軸線に近接するように傾斜している。そして、当該各脚部５６６の先端部には、更に内側に屈曲する屈曲部５６７が形成されている。これら脚部５６６は、整流部材５６Ｃが主反射鏡５５に取り付けられる際に、開口部５５１１内に挿入され、接着剤Ｂにより固定される。

以上説明した本実施形態に係るプロジェクター１Ｃによれば、前述のプロジェクター１Ｂと同様の効果を奏することができるほか、以下の効果がある。
整流部材５６Ｃが、開口部５５１１に挿入される脚部５６６を有することにより、接着剤Ｂを用いずに、当該整流部材５６Ｃを開口部５５１１（主反射鏡５５）に仮固定できる。従って、整流部材５６Ｃを容易に取り付けることができる。

なお、本実施形態に係るプロジェクター１Ｃは、整流部材５６Ａに代えて整流部材５６Ｃを備える他は、光源装置５Ｂと同様の構成を備える光源装置５Ｃを採用した。しかしながら、整流部材５６Ａに代えて整流部材５６Ｃを備える他は、光源装置５Ａと同様の構成を備える光源装置としても、前述と同様の効果を奏することが可能である。

〔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。
前記各実施形態では、プロジェクター１Ａ〜１Ｃが正置き姿勢及び天吊り姿勢のいずれの姿勢でも、発光管５１の上側に位置する送出口を介して、当該発光管５１を冷却する冷却空気を送出するとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、発光管５１の下方に位置する送出口を介して冷却空気を送出するようにしてもよい。このような場合で、発光管５１の下方に位置する２つの送出口から冷却空気を送出する場合には、当該冷却空気の衝突位置は、前述の衝突位置ＣＰとすることができる。
或いは、発光管５１の側面に対向するように送出口を形成してもよい。この場合には、当該送出口に凹部５６３が対向するように、整流部材５６Ａ，５６Ｃを設ければ、当該整流部材５６Ａ，５６Ｃに吹き付けられた冷却空気を発光部５１１に導くことができる。

前記各実施形態では、第１反射部材としての主反射鏡５５は、凹曲面状に拡がる反射部５５２を備えるとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、発光部５１１から入射される光を反射することが可能であれば、平板上の反射部材を採用してもよい。また、発光管５１を構成する封止部５１２が挿入される開口部が無くてもよく、発光管と第１反射部材とは別体であってもよい。

前記各実施形態では、一対の起立面５６５のなす角は、６０°以上１８０°以下としたが、本発明はこれに限らない。すなわち、整流部材に向かって流通した冷却空気を、発光部に導くことができれば、当該なす角は６０°未満であってもよく、１８０°を超えてもよい。
前記各実施形態では、発光管５１には、第２反射部材としての副反射鏡５２が取り付けられるとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、第２反射部材は無くてもよい。

前記各実施形態では、整流部材５６Ａ，５６Ｃを構成する本体部５６１は、略円錐台形の筒状に形成されているとしたが、本発明はこれに限らない。例えば、本体部は、多角形の底面を有する角錐台形の筒状であってもよい。また、当該本体部は、筒状でなくてもよく、発光部と第１反射部材との間に配置可能な構成を有していればよい。

前記各実施形態では、冷却流体として冷却空気を採用したが、本発明はこれに限らない。例えば、光源装置５Ａ〜５Ｃ全体の絶縁処理が施されていれば、水やエチレングリコール等の液体を冷却流体として採用してもよい。

前記各実施形態では、プロジェクター１Ａ〜１Ｃは、３つの液晶パネル４４２（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ーにも、本発明を適用可能である。
前記各実施形態では、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。
前記各実施形態では、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い。

前記各実施形態では、光変調装置として液晶パネル４４２を備えたプロジェクター１Ａ〜１Ｃを例示したが、入射される光束を画像情報に応じて変調した画像光を形成する光変調装置であれば、他の構成の光変調装置を採用してもよい。例えば、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たプロジェクターにも、本発明を適用することも可能である。このような光変調装置を用いた場合、光束入射側及び光束射出側の偏光板４４３，４４５は省略できる。

前記各実施形態では、被投射面に対する画像光の投射方向と、当該画像光に係る画像の観察方向とが略同じであるフロントタイプのプロジェクター１Ａ〜１Ｃを例示したが、本発明はこれに限らない。例えば、投射方向と観察方向とがそれぞれ反対方向となるリアタイプのプロジェクターにも適用できる。
また、前記各実施形態では、光源装置５Ａ〜５Ｃを、プロジェクター１Ａ〜１Ｃに採用したが、本発明はこれに限らない。すなわち、このような光源装置５Ａ〜５Ｃは、スタンド等の照明装置に利用することも可能である。

本発明は、発光管を有する光源装置に利用でき、例えば、プロジェクターに採用される光源装置に好適に利用できる。

１Ａ〜１Ｃ…プロジェクター、５Ａ〜５Ｃ…光源装置、５１…発光管、５２…副反射鏡（第２反射部材）、５５…主反射鏡（第１反射部材）、５６Ａ，５６Ｃ…整流部材、５８…収納体、５１１…発光部、５１２…封止部（第１封止部）、５１３…封止部（第２封止部）、５６４…整流面、５６５…起立面、５５１１…開口部、５８３Ｂ（５８３ＢＵ，５８３ＢＤ）…送出口、ＣＰ…衝突位置。

Claims (7)

1. 光源装置であって、
   光を出射する発光部を有する発光管と、
   前記発光部から出射された光を反射する第１反射部材と、
   前記発光部及び前記第１反射部材の間に配置され、前記発光管を冷却する冷却流体を整流する整流部材と、を備え、
   前記整流部材は、
   当該整流部材に向かって流通する前記冷却流体を前記発光部に導く整流面と、
   前記整流面の両端から起立する一対の起立面と、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、
   それぞれの前記起立面のなす角は、６０°以上１８０°以下である
   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、
   前記発光部を覆い、当該発光部から入射される光を反射させる第２反射部材を備え、
   前記発光管は、
   前記発光部の両端から互いに離間する方向に延出する第１封止部及び第２封止部を備え、
   前記第１反射部材は、前記第１封止部側に配置され、
   前記第２反射部材は、前記発光部における前記第２封止部側を所定の間隔を隔てて覆う
   ことを特徴とする光源装置。
4. 請求項３に記載の光源装置において、
   前記第１反射部材は、前記第１封止部が挿入される開口部を有し、
   前記整流部材は、前記開口部を閉塞する筒状に形成されている
   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、
   前記整流部材は、前記第１反射部材に取り付けられる
   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において、
   前記発光管、前記第１反射部材及び前記整流部材を内部に収納する収納体を備え、
   前記収納体は、外部から導入された前記冷却流体を当該収納体内部に流通させる複数の送出口を有し、
   前記複数の送出口は、当該送出口を通過する前記冷却流体をそれぞれ前記発光部上方の衝突位置にて衝突させる位置に形成されている
   ことを特徴とする光源装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれかに記載の光源装置と、
   前記光源装置から出射された光束を変調する光変調装置と、
   変調された前記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ー。

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