JP2013015654A - 光源装置及びプロジェクター - Google Patents

Abstract

【課題】発光管の冷却効率を向上できる光源装置及びプロジェクターを提供する。
【解決手段】光源装置は、発光部５１１と封止部５１２，５１３を有する発光管５１と、封止部５１２側を保持して発光管５１を固定し、光束を被照明領域側に向けて反射させるリフレクター（主反射鏡５５）と、発光管５１を冷却する冷却風Ａｒを流動させる空間領域Ｓを主反射鏡５５と共に形成し、主反射鏡５５を固定する固定枠（ハウジング５７）と、を備え、ハウジング５７（第１固定枠体６Ａ）は、冷却風Ａｒを主反射鏡５５に向けて空間領域Ｓ内に吐出する第１、第２、第３の吐出口を有し、第１、第２の吐出口６６１，６６２は、空間領域Ｓを形成する第１固定枠体６Ａの内面において、発光管５１より上方で、略最大に離間した部位にそれぞれ設置され、第３の吐出口６６３は、内面において、発光管５１より上方で、照明光軸Ａを通る垂直面（ＹＺ平面）上の部位に設置されている。
【選択図】図６

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、この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する光変調装置と、この画像光をスクリーン等に拡大投写する投写レンズとを備えたプロジェクターが知られている。このうち、光源装置には、超高圧水銀ランプ等の放電型の発光管が採用される場合が多く、発光管は発光時に高温状態となる。

なお、発光管は上部が高温となり易く、高温状態が続くと白化が生じ、また、発光部の下部が低温になり過ぎた場合には、黒化が生じる。いずれの場合にも、失透の原因となるため、発光管の上部を冷却すると共に下部も低温になり過ぎないように冷却することが必要となる。

特許文献１では、リフレクター及び電源バルブ（発光管）を有する放電ランプと、放電ランプが取り付けられるランプホルダーとを備える。ランプホルダーは、吸気口が形成された底面支持部を有し、底面支持部には、風向変更板が回転自在に支持されることが開示されている。そして、特許文献１では、風向変更板によって冷却空気の風向が規制され、冷却空気が吸気口を介して、電源バルブのバルブ中心部の上側の高温となる部位に送風され、当該部位を冷却する。なお、特許文献１では、例えば、机等の設置面に載置される正置き姿勢、及び正置き姿勢とは上下が逆となるように天井等に固定される天吊り姿勢のいずれの姿勢であっても、風向変更板が回動することで、発光部の上部に冷却空気を送風する構成となっている。

特開２００２−１８９２４７号公報

発光管の発光効率が向上し、発光管の温度を更に低下させる必要が生じた場合、特許文献１では、冷却空気を送風するファンの静圧能力を向上させることが考えられる。ファンの静圧能力を向上させるには、一般的に、ファンを大型化することや、ファンの回転速度を上げることが考えられる。しかしながら、前者の場合には、プロジェクターの小型化が阻害されるという課題がある。後者の場合には、ファンの駆動音及び風切音等の騒音が大きくなるという課題がある。
従って、ファンの静圧能力に依存せずに、発光管の冷却効率を向上できる光源装置及びプロジェクターが要望されていた。

本発明は、上述した課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例に係る光源装置は、光束を射出する発光部と発光部の両側に伸びる一対の封止部とを有する発光管と、一方の封止部側を保持して発光管を固定し、光束を被照明領域側に向けて反射させるリフレクターと、発光管を冷却する冷却風を流動させる空間領域をリフレクターと共に形成し、リフレクターを収容する固定枠と、を備え、固定枠は、空間領域内に吐出する第１、第２、第３の吐出口を有し、第１、第２の吐出口は、空間領域を形成する固定枠の内面において、発光管より上方で、略最大に離間した部位にそれぞれ設置され、第３の吐出口は、内面において、発光管より上方で、光軸を通る垂直面上の部位に設置されていることを特徴とする。

このような光源装置によれば、発光管より上方で、空間領域を形成する固定枠の内面の略最大に離間した部位に設置される２つの吐出口から、冷却風を空間領域内に吐出することに加えて、発光管より上方で、光軸を通る垂直面上で、内面の部位に設置される１つの（第３の）吐出口からも冷却風を空間領域内に吐出する。これにより、第３の吐出口から吐出された冷却風を、両側の２つの吐出口から吐出された冷却風が両側から挟むように流動することにより、発光管を効率的に冷却することができる。

［適用例２］上記適用例に係る光源装置において、第１、第２の吐出口は、光軸を通る垂直面に対して略対称に設置されていることが好ましい。

このような光源装置によれば、第１、第２の吐出口が、光軸を通る垂直面に対して略対称に設置されることにより、２つの吐出口から吐出する冷却風の空間領域での流れ方も垂直面に対して略対称になるため、発光管の冷却が偏らずに安定して行える。

［適用例３］上記適用例に係る光源装置において、第１、第２、第３の吐出口は、冷却風をリフレクターに向けて吐出することが好ましい。

このような光源装置によれば、３つの吐出口から吐出された冷却風が、リフレクターの壁面（反射面）に当たって乱流となった冷却風により、発光管を効率的に冷却することができる。

［適用例４］上記適用例に係る光源装置において、固定枠は、第１、第２、第３の吐出口に対して光軸を通る水平面に略対称となるように設置される別の３つの吐出口を有していることが好ましい。

このような光源装置によれば、机等の設置面に載置される正置き姿勢と、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のいずれの姿勢であっても、発光管より上方となる３つの吐出口を使用して発光管を冷却することができる。従って、光源装置の姿勢差（正置き姿勢及び天吊り姿勢）によらずに、発光管を効率的に冷却することができる。

［適用例５］上記適用例に係る光源装置において、固定枠は、発光管を冷却した冷却風を空間領域から外部に排気する排気口を備え、排気口は、光軸を通る水平面上で、内面の部位に設置されていることが好ましい。

このような光源装置によれば、排気口が、光軸を通る水平面上で、固定枠の内面の部位に設置されることにより、光源装置の姿勢差による排気効率を一定とさせることができ、安定した排気が行えることで、安定した冷却を行なうことができる。

［適用例６］上記適用例に係る光源装置において、吐出口に冷却風を導くダクトを備え、ダクトは、冷却風を重力方向に対して逆側となる方向に切り替えて流動させる流動切替部を備えていることが好ましい。

このような光源装置によれば、ダクトに流動切替部を備えることにより、光源装置の姿勢差によらず、冷却風を常に重力に対して逆側となる方向に切り替えて流動させることができる。従って、光源装置の姿勢差（正置き姿勢及び天吊り姿勢）に対応させて、発光管より上方となる３つの吐出口に冷却風を流動させることができる。

［適用例７］本適用例に係るプロジェクターは、上述したいずれかの光源装置と、光源装置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する光変調装置と、を備えることを特徴とする。

このようなプロジェクターによれば、発光管の冷却効率を向上できる光源装置を備えることにより、発光管の発光効率が向上した場合には、プロジェクターの大型化を抑制でき、騒音も抑制できる。また、発光管の発光効率が従来と同様の場合には、プロジェクターの小型化が図れ、低騒音化も図ることができる。また、この効果は、プロジェクターの姿勢差（正置き姿勢及び天吊り姿勢）に関係なく奏することができる。

本実施形態に係るプロジェクターの概略構成を模式的に示す図。 光源装置の光源ランプを示す縦断面図。 光源装置を示す斜視図。 光源装置の概分解図。 第１固定枠体を示す斜視図。 第１固定枠体を示す平面図。 第１固定枠体を示す平面図。 光源装置における上方向から見た場合の冷却風の流動を示す図。 光源装置における横方向から見た場合の冷却風の流動を示す図。

〔実施形態〕
以下、実施形態を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１の概略構成を模式的に示す図である。
本実施形態に係るプロジェクター１は、内部に設けられた光源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、画像光をスクリーン等の投写面上に拡大投写するものである。

プロジェクター１は、図１に示すように、外装を構成する外装筺体２と、外装筺体２内に収容配置される装置本体３とを備える。外装筺体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）を有する平面視略矩形状に形成され、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１は、これら脚部が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、光学ユニット４及び冷却装置ＣＵを備える。また、装置本体３は、図示省略するが、プロジェクター１の各構成部に電力を供給する電源装置、及びプロジェクター１の各構成部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及びダクト（図示省略）により構成され、外装筺体２の外部から外気を導入し、光学ユニット４、電源装置、及び制御装置等に外気を冷却風として送風（流動）し、これら各装置を冷却する。これらファンＦ１〜Ｆ４及びダクトのうち、後述する投写光学装置４５を挟むように配置された一対のファンＦ１，Ｆ２及びダクトは、外装筺体２に形成された吸気口（図示省略）から外気を導入し、後述する電気光学装置４４に送風する。

また、後述する光源装置５近傍に配置されたファンＦ３，Ｆ４及びダクトのうち、プロジェクター１の背面２Ｃ側に位置するファンＦ３及びダクトは、外装筺体２内の空気を吸気して光源装置５に送風する。プロジェクター１の正面２Ｂ側に位置するファンＦ４及びダクトは、光源装置５を冷却した空気を吸気して、プロジェクター１の正面２Ｂに向かって流動させ、正面２Ｂの排気口２Ｂ１を介して外装筺体２外に排気する。なお、ファンＦ１〜Ｆ４は遠心ファン（シロッコファン）や軸流ファンを適宜使用できる。また、排気口２Ｂ１は、外装筺体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に基づき、画像情報に応じた画像光を形成して投写する。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、電気光学装置４４、及び投写光学装置４５と、これら各装置５，４１〜４４を内部に設定された照明光軸Ａ上の所定位置に収容配置するほか、投写光学装置４５を支持する光学部品用筺体４６とを備える。

光源装置５は、光束を射出する。この光源装置５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を備える。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、透過型の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とを備える。投写光学装置４５は、電気光学装置４４で変調された光束を拡大投写する。投写光学装置４５は、図示省略するが、筒状の鏡筒内に複数のレンズが収容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５から射出された光束の照明領域内の照度が略均一化され、光束は、色分離光学装置４２により、赤色光（Ｒ光），緑色光（Ｇ光），青色光（Ｂ光）の３つの色光に分離される。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、各色光は、クロスダイクロイックプリズム４４６で合成され、投写光学装置４５により投写面上に拡大投写される。

〔光源装置の構成〕
図２は、光源装置５の光源ランプ５０を示す縦断面図である。
なお、本実施形態を説明する以降の図面は、説明の便宜上、ＸＹＺ直交座標系を用いて示す。詳細には、プロジェクター１を正置き姿勢とした場合に、光源装置５から水平方向に沿って射出される光束の進行方向をＹ方向（＋Ｙ方向）とする。また、Ｙ方向に直交して、水平方向に沿い、かつ、＋Ｙ方向側から見て左方向をＸ方向（＋Ｘ方向）とし、更に、Ｙ方向及びＸ方向に直交する上方向（重力方向に対して逆方向）をＺ方向（＋Ｚ方向）とする。なお、＋Ｙ方向を前方向（−Ｙ方向を後方向）、＋Ｘ方向を左方向（−Ｘ方向を右方向）、＋Ｚ方向を上方向（−Ｚ方向を下方向）として、適宜使用する。

光源装置５は、図１、図２に示すように、光束を射出して照明光学装置４１に向けて反射する光源ランプ５０と、凹レンズ５６と、これらを収容配置するハウジング５７（図１、図３）とを備える。凹レンズ５６は、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。

光源ランプ５０は、図２に示すように、石英ガラス等により形成された発光管５１と、発光管５１に取り付けられる副反射鏡５２とを備える。なお、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型の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。

〔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り、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一対の封止部５１２，５１３（−Ｙ方向側及び＋Ｙ方向側の封止部を、それぞれ５１２，５１３とする）とを備える。発光部５１１の内部には、一対の電極Ｅ（−Ｙ方向側及び＋Ｙ方向側の電極を、それぞれＥ１，Ｅ２とする）が配置され、一対の電極Ｅ間には、水銀、希ガス、及び少量のハロゲンを含む発光物質が封入されている。

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、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。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、リード線５１４，５１５は、発光管５１の外部まで延出している。そして、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。

〔主反射鏡の構成〕
光源ランプ５０は、図２に示すように、主反射鏡５５を備える。主反射鏡５５は、本発明のリフレクターに相当し、入射した光束を反射させて、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。主反射鏡５５は、封止部５１２にセメント等の接着剤Ｂにより固定されている。主反射鏡５５には、封止部５１２に沿って延出する略円筒状の首状部５５１と、首状部５５１から拡がる凹曲面状の反射部５５２とが形成されている。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、金属薄膜が蒸着された反射面５５２１が形成されている。

首状部５５１は、封止部５１２が挿通される略円形状の挿通孔５５１１を有する。この挿通孔５５１１内に封止部５１２が挿通された状態で、挿通孔５５１１の端縁と封止部５１２との間に接着剤Ｂが注入され、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焦点近傍とな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、凹レンズ５６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。

〔副反射鏡の構成〕
光源ランプ５０は、図２に示すように、副反射鏡５２を備える。副反射鏡５２は、発光部５１１における封止部５１３側を所定の隙間を空けて覆うように、封止部５１３に装着されるガラス製の成形品である。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、首状部５２１における封止部５１３側の端部から拡がる反射部５２２とを備える。首状部５２１は、封止部５１３が挿通される開口５２１１を有する。反射部５２２は、発光部５１１に沿う略椀状に形成されている。反射部５２２における発光部５１１と対向する側には、可視光を反射し、かつ、赤外線及び紫外線を透過する略凹曲面状の反射面５２２１が形成されている。

反射面５２２１により、発光部５１１から射出された光のうち、電極Ｅ２側に射出された光（＋Ｙ方向に射出された光）は、反射されて主反射鏡５５の反射面５５２１に入射する。そして、発光部５１１から反射面５５２１に直接入射する光束と同様に、反射面５５２１で反射されて第２焦点に集束する。これにより、光源装置５の光路後段に位置するレンズアレイ４１１に入射されない光の発生を抑制できる。

〔ハウジングの構成〕
図３は、光源装置５を示す斜視図である。
ハウジング５７は、本発明の固定枠に相当し、前述したように、光源ランプ５０を内部に収容して固定するほか、凹レンズ５６を支持する。ハウジング５７は、図３に示すように、大略、固定枠体６と、前述のファンＦ３及びダクト（図示省略）と接続するダクト７とを備える。

固定枠体６は、第１固定枠体６Ａと第２固定枠体６Ｂとを備える。第１固定枠体６Ａは、ダクト７を固定することで冷却風の流路を構成する。また、第１固定枠体６Ａは、凹レンズ５６を支持固定する。第２固定枠体６Ｂは、主反射鏡５５の背面側を覆うことで、封止部５１２から延出するリード線５１４を使用者が直接触れないように保護する。なお、第２固定枠体６Ｂは、第１固定枠体６Ａにネジ固定されて一体となる。

〔ダクトの構成〕
図４は、光源装置５の概分解図であり、図４（ａ）は、光源装置５を前方（＋Ｙ方向）の斜め上方から見た分解図であり、図４（ｂ）は、光源装置５を後方（−Ｙ方向）の斜め下方から見た分解図である。なお、図４は、第２固定枠体６Ｂと、光源ランプ５０を第１固定枠体６Ａに挿嵌して固定するランプ固定枠とを省略している。

ダクト７は、図３、図４に示すように、固定枠体６（詳しくは、後述する第１固定枠体６Ａの天面部６１、底面部６２、及び右側面部６３）に取り付けられる。ダクト７は、第１固定枠体６Ａの内部に、ファンＦ３及びダクト（図示省略）から吐出された冷却風を流動させるものである。

ダクト７は、ダクト本体７１と、ダクト本体７１の外形に沿って形成される板体７２とを備え、ダクト本体７１に板体７２を合わせてネジ固定することにより一体となる。なお、ダクト７には、開口部７１１が形成され、ファンＦ３及びダクト（図示省略）から吐出された冷却風が流入する。なお、詳細は後述するが、本実施形態のダクト７は、第１固定枠体６Ａと組み合わせられることによりダクトとして機能する。

ダクト７は、照明光軸Ａを通るＸＹ平面に対して略対称に、概Ｕ字状に構成されている。ダクト７は、図４に示すように、内部が開放された中空の状態に構成され、第１固定枠体６Ａに固定されることにより、流路を構成する。

なお、概Ｕ字状に構成されるダクト７において、上方で、Ｘ方向に延びる部分を第１ダクト部７３と称し、下方で、Ｘ方向に延びる部分を第２ダクト部７４と称し、開口部７１１が形成され、第１ダクト部７３と第２ダクト部７４とを接続させてＺ方向に延びる部分を第３ダクト部７５と称して、以降、適宜使用する。

開口部７１１に臨むダクト７内部には、回動自在に支持される板状の流動切替部７６が設置されている。流動切替部７６は、一対の支軸７６１を中心に回動自在であり、自身の自重により重力方向に回動して傾斜（本実施形態ではＹ方向に対して約４５度傾斜）した状態となる。流動切替部７６が回動することにより、下方向の流路を塞ぐ状態となる。従って、開口部７１１から流入した冷却風は、流動切替部７６に当り、重力方向に対して逆側となる方向（上方向）に流動する。

流動切替部７６が自重によって回動して傾斜し、下方向への流路を塞ぐことにより、プロジェクター１が正置き姿勢及び天吊り姿勢のいずれの姿勢であっても、開口部７１１から流入した冷却風は、流動切替部７６に当り、重力方向に対して逆側となる方向（上方向）に流動する。

また、ダクト７内部には、流動切替部７６を挟んで、上下方向（Ｚ方向）に一対のメッシュ状の金網７７が設置されている。この金網７７は、後述する第１固定枠体６Ａ内に収容された発光管５１が破損する等した場合に、発光管５１の破片がハウジング５７外に飛散することを防止する。また、金網７７は、第１ダクト部７３及び第２ダクト部７４内を流動する冷却風の流動方向に直交する面内の圧力を均一化する機能も有する。

ダクト７は、図４（ａ）に示すように、第１固定枠体６Ａの右側面部６３の方向（−Ｘ方向）から左側面部６４の方向（＋Ｘ方向）にスライドさせ、ネジ固定することで、一体となる。詳細には、後述する第１固定枠体６Ａの天面部６１の開口部６１Ａに、ダクト７の第１ダクト部７３を沿わせ、第１固定枠体６Ａの底面部６２の開口部６２Ａ（図７参照）に、ダクト７の第２ダクト部７４を沿わせ、−Ｘ方向から＋Ｘ方向にスライドさせる。

この組み立てにより、図３に示すように、第１固定枠体６Ａの天面部６１と底面部６２と右側面部６３（図４参照）とがダクト７により覆われる。詳細には、第１固定枠体６Ａの天面部６１が第１ダクト部７３により覆われ、第１固定枠体６Ａの底面部６２が第２ダクト部７４により覆われ、第１固定枠体６Ａの右側面部６３が第３ダクト部７５により覆われる。

更に詳細には、天面部６１と第１ダクト部７３により流路が構成され、底面部６２と第２ダクト部７４により流路が構成され、右側面部６３と第３ダクト部７５により流路が構成される。これにより、開口部７１１から流入する冷却風は流路内を流動可能となる。

〔第１固定枠体の構成〕
第１固定枠体６Ａは、光源ランプ５０及び凹レンズ５６を保持固定する。第１固定枠体６Ａは、図３、図４に示すように、＋Ｚ方向及び−Ｚ方向に位置する天面部６１及び底面部６２と、−Ｘ方向及び＋Ｘ方向に位置する右側面部６３及び左側面部６４とを有する。そして、＋Ｙ方向及び−Ｙ方向に位置する前面部６５及び後面部６６を有する。第１固定枠体６Ａは、概４角柱状の箱型形状を有して構成される。また、第１固定枠体６Ａは、後面部６６に主反射鏡５５を保持することにより、発光管５１を冷却する冷却風を流動させる空間領域Ｓを形成する。

前面部６５は、第１固定枠体６Ａ内に収容された光源ランプ５０から射出された光束を＋Ｙ方向に透過させる円形状の開口部６５１（図４参照）が形成される。開口部６５１の前方外面には概６角形状の内面形状を有する案内部６５２（図４参照）が形成される。この案内部６５２に凹レンズ５６が設置される。詳細には、案内部６５２の内面に、凹レンズ案内枠５６１（図９参照）が嵌合され、この凹レンズ案内枠５６１内に凹レンズ５６が前方（＋Ｙ方向）から挿入される。

そして、概矩形状の板状で弾性を有して形成され、中心部に開口部５６２１（図３参照）を有し、図３、図７、図８に示すように、上下方向の縁部に引っ掛け孔５６２２を有する凹レンズ固定枠５６２を、凹レンズ５６の前方から押し当て、引っ掛け孔５６２２を、第１固定枠体６Ａの前面部６５の上下方向（天面部６１、底面部６２）に形成される突起６１１，６２１（図７参照）に引っ掛ける。これにより、第１固定枠体６Ａは、凹レンズ５６を前面部６５に支持固定する。なお、開口部５６２１は、凹レンズ５６により平行化された光束を＋Ｙ方向に透過させる。

図５は、第１固定枠体６Ａを示す斜視図であり、図５（ａ）は、第１固定枠体６Ａを前方（＋Ｙ方向）の斜め上方から見た斜視図であり、図５（ｂ）は、第１固定枠体６Ａを後方（−Ｙ方向）の斜め下方から見た斜視図である。なお、図５（ａ）では、光源ランプ５０を設置した斜視図としている。

図６は、第１固定枠体６Ａを示す平面図であり、図６（ａ）は、第１固定枠体６Ａを天面から見た平面図であり、図６（ｂ）は、第１固定枠体６Ａを後面から見た平面図である。図７は、第１固定枠体６Ａを示す平面図である。詳細には、図７は、第１固定枠体６Ａを底面から見た平面図である。なお、図６（ａ）、図７では、光源ランプ５０を設置した平面図としている。

第１固定枠体６Ａの天面部６１には、−Ｘ方向及び＋Ｚ方向に開放される開口部６１Ａが形成される。開口部６１Ａは、前述のダクト７（第１ダクト部７３）により閉塞される。従って、ダクト７の開口部７１１を介して、ダクト７（第３ダクト部７５と第１ダクト部７３）内を流動した冷却風が、第１固定枠体６Ａ内に導入される。

開口部６１Ａ内には、照明光軸Ａより上方に形成される、後述する第３吐出口６６３が露出する。また、開口部６１Ａを介して、後述する第１吐出口６６１と第２吐出口６６２が露出する。

図７に示すように、第１固定枠体６Ａの底面部６２にも、開口部６１Ａと略同様の、−Ｘ方向及び−Ｚ方向に開放される開口部６２Ａが形成される。開口部６２Ａは、前述のダクト７（第２ダクト部７４）により閉塞される。従って、プロジェクター１が天吊り状態において、ダクト７の開口部７１１を介して、ダクト７（第３ダクト部７５と第２ダクト部７４）内を流動した冷却風が、第１固定枠体６Ａ内に導入される。また、開口部６２Ａを介して、後述する第４吐出口６６４と第５吐出口６６５、及び第４吐出口６６４と第５吐出口６６５との間に設置される第６吐出口６６６が露出する。

図５（ｂ）、図６（ｂ）に示すように、第１固定枠体６Ａの後面部６６には、−Ｙ方向に開放される矩形状の開口部６６Ａが形成される。矩形状の開口部６６Ａ内部には、一段窪んで内面側に形成される保持部６６７を有している。保持部６６７は、四隅のコーナー、及びコーナーを接続する均一な面で形成される。この保持部６６７に主反射鏡５５の先端コーナー部を含めた先端部５５２２を当接させて光源ランプ５０を保持する。

なお、四隅のコーナーに主反射鏡５５の先端コーナー部を位置させ、保持部６６７に先端部５５２２を当接させ後、図示省略する概リング状のランプ固定枠を主反射鏡５５の後方から開口部６６Ａの内面側に挿嵌することで、主反射鏡５５を開口部６６Ａ内面に固定できる。換言すると、光源ランプ５０を第１固定枠体６Ａに固定できる。

図５（ｂ）、図６（ｂ）に示すように、開口部６６Ａの上方向（発光管５１より上方）となる保持部６６７のコーナー部に隣接して、概三角形状の、第１吐出口６６１と第２吐出口６６２とが形成される。また、同様に、図５（ｂ）、図６（ｂ）に示すように、開口部６６Ａの下方向（発光管５１の下側）となる保持部６６７のコーナー部に隣接して、概三角形状の、第４吐出口６６４と第５吐出口６６５とが形成される。

なお、第１吐出口６６１と第２吐出口６６２とは、換言すると、第１固定枠体６Ａの開口部６６Ａ内面の略最大に離間した部位に設置される。また、同様に、第４吐出口６６４と第５吐出口６６５とは、換言すると、第１固定枠体６Ａの開口部６６Ａ内面の略最大に離間した部位に設置される。また、第３吐出口６６３は、発光管５１より上方で、照明光軸Ａを通る垂直面（ＹＺ平面）上に設置される。また、同様に、第６吐出口６６６は、換言すると、発光管５１の下側で、照明光軸Ａを通る垂直面（ＹＺ平面）上に設置される。

また、第１吐出口６６１と第２吐出口６６２とは、照明光軸Ａを通る垂直面（ＹＺ平面）に対して、略対称に設置されている。同様に、第４吐出口６６４と第５吐出口６６５とは、照明光軸Ａを通る垂直面（ＹＺ平面）に対して、略対称に設置されている。また、第１吐出口６６１と第２吐出口６６２と第３吐出口６６３と、第４吐出口６６４と第５吐出口６６５と第６吐出口６６６とは、照明光軸Ａを通る水平面（ＸＹ平面）に対して、略対称に設置されている。

また、第１吐出口６６１〜第６吐出口６６６は、光束が透過する開口部６５１の外側に形成されている。換言すると、第１吐出口６６１〜第６吐出口６６６は、主反射鏡５５で反射された光束が透過する領域の外側に形成されている。また、光源ランプ５０の冷却に使用する吐出口は、プロジェクター１が正置き状態では、第１吐出口６６１、第２吐出口６６２、第３吐出口６６３の３つの吐出口を使用し、プロジェクター１が天吊り状態では、第４吐出口６６４、第５吐出口６６５、第６吐出口６６６の３つの吐出口を使用する。

図５（ｂ）に示すように、第１固定枠体６Ａの右側面部６３の壁の略中央部には、矩形状の開口部６３１が形成される。開口部６３１は、ダクト７（第３ダクト部７５）を流動する冷却風を第１固定枠体６Ａ内部（空間領域Ｓ）に吐出し、吐出した冷却風を、発光管５１のリード線５１５と金属箔５１３１との溶接部（図２参照）に主に吹き付けて冷却するための開口である。

図４、図５に示すように、第１固定枠体６Ａの左側面部６４の壁の略中央部には、矩形状の排気口６４１が形成される。排気口６４１は、換言すると、照明光軸Ａを通る水平面（ＸＹ平面）上の左側面部６４の壁に形成される。排気口６４１は、空間領域Ｓを流動し、温まった冷却風を第１固定枠体６Ａ（ハウジング５７）から外部に排気するための開口である。

第１固定枠体６Ａの後面部６６には、−Ｙ方向から開口部６６Ａの内面に沿って、遮光部材９０（図９参照）が挿嵌される。遮光部材９０は、第１固定枠体６Ａ（後面部６６）の開口部６６Ａの内面形状と略相似形状に形成されている。

図６（ａ）に示すように、第１吐出口６６１、第２吐出口６６２の天面部６１側の出口部分６６１１，６６２１は、照明光軸Ａを通るＹＺ平面に対して、ＹＺ平面から離れるに従って−Ｙ方向に傾いて形成されている。詳細には、Ｘ方向に対して傾斜角αで傾斜して形成されている。また、図７に示すように、第４吐出口６６４、第５吐出口６６５の底面部６２側の出口部分６６４１，６６５１も、同様に、Ｘ方向に対して傾斜角αで傾斜して形成されている。

これは、第１吐出口６６１、第２吐出口６６２から吐出された冷却風を、主反射鏡５５の所定の部位に衝突させるためである。同様に、第４吐出口６６４、第５吐出口６６５から吐出された冷却風を、主反射鏡５５の所定の部位に衝突させるためである。なお、所定の部位は、主反射鏡５５に衝突した冷却風が、跳ね返り、発光部５１１の上方外周に主に流動する部位として設定される。

〔冷却風の流動〕
図８は、光源装置５における上方向から見た場合の冷却風の流動を示す図である。図９は、光源装置５における横方向から見た場合の冷却風の流動を示す図である。なお、図８では、第１固定枠体６Ａ、光源ランプ５０、ダクト７を上方向から見た図で示し、第１固定枠体６Ａは平面図で示し、光源ランプ５０は概断面図で示し、ダクト７は外形を二点鎖線で示している。また、図９では、光源装置５を上下方向（照明光軸Ａを通るＹＺ平面）で切断した断面図で示している。なお、図８、図９では、冷却風の流動を矢印で模式的に示している。
以降では、プロジェクター１が正置き姿勢で設置されている場合での光源装置５を冷却する冷却風の流動について説明する。

ファンＦ３ダクト（図示省略）から吐出された冷却風（冷却風Ａｒとする）は、図８に示すように、ダクト７の開口部７１１を介してダクト７内に流入する。そして、冷却風Ａｒは、自重によって回動する流動切替部７６（図４参照）によって上方（＋Ｚ方向）に向かって第３ダクト部７５内を流動し、接続する第１ダクト部７３内に流入する。なお、開口部７１１から流入した冷却風Ａｒの一部は、開口部６３１を介して空間領域Ｓ内に吐出される。

詳細には、第１ダクト部７３内に流入した冷却風Ａｒは、図８に示すように、第１吐出口６６１、第２吐出口６６２、第３吐出口６６３にそれぞれ分岐されて吐出する。ここで、出口部分６６１１から流入し、第１吐出口６６１から吐出された冷却風を冷却風Ａｒ１とする。また、出口部分６６２１から流入し、第２吐出口６６２から吐出された冷却風を冷却風Ａｒ２とする。また、第３吐出口６６３から吐出された冷却風を冷却風Ａｒ３とする。

冷却風Ａｒ１，Ａｒ２，Ａｒ３は、それぞれ、第１吐出口６６１、第２吐出口６６２、第３吐出口６６３から空間領域Ｓ内部に吐出される。詳細には、冷却風Ａｒ１，Ａｒ２，Ａｒ３は、第１吐出口６６１、第２吐出口６６２、第３吐出口６６３から主反射鏡５５に向けて吐出される。

なお、第１吐出口６６１と第２吐出口６６２との開口形状は概三角形状を有しているが、それぞれの開口形状は実際には異ならせている。これにより、冷却風Ａｒの流動に対する第１吐出口６６１と第２吐出口６６２との位置の違いによる冷却風Ａｒ１と冷却風Ａｒ２との風速及び風量の違いを補正している。従って、冷却風Ａｒ１と冷却風Ａｒ２とは、風速及び風量が略同等となる。また、冷却風Ａｒ１と冷却風Ａｒ２の光源ランプ５０への流入方向（空間領域Ｓへの流入方向）が照明光軸Ａを通る垂直平面（ＹＺ平面）に略対称となるように流入する。

第１吐出口６６１、第２吐出口６６２から空間領域Ｓ内部に吐出された冷却風Ａｒ１，Ａｒ２は、層流成分が多い冷却風となっている。また、第３吐出口６６３から空間領域Ｓ内部に吐出された冷却風Ａｒ３は、乱流成分が多い冷却風となっている。また、冷却風Ａｒ１，Ａｒ２は、冷却風Ａｒ３を両側から挟むように流動して、冷却風Ａｒ３の方向を規制する。

また、冷却風Ａｒ１，Ａｒ２は、図８に示すように、照明光軸Ａを通るＹＺ平面に対して近づくように流動する。また、冷却風Ａｒ１，Ａｒ２，Ａｒ３は、図９に示すように、下方向に流動する。そして、冷却風Ａｒ１，Ａｒ２，Ａｒ３は、図９に示すように、発光管５１より上方で、主反射鏡５５の反射面５５２１のそれぞれの所定の位置で衝突する。また、衝突することにより、冷却風Ａｒ１，Ａｒ２，Ａｒ３は互いに衝突する。

これにより、冷却風Ａｒ１，Ａｒ２，Ａｒ３は、拡散する乱流及び旋回流を含む噴流が発生する。この噴流が、発光部５１１の上部を流動することにより、発光部５１１の上部が冷却される。また、噴流は、発光部５１１と副反射鏡５２との隙間や、副反射鏡５２の外面にも流動することにより、副反射鏡５２や、副反射鏡５２と封止部５１３との接続部等も冷却される。

なお、噴流は、一部が、発光部５１１の下部側にも流動して発光部５１１の下部も冷却する。これにより、発光部５１１の上部及び下部がバランス良く冷却される。なお、噴流により、空間領域Ｓ内部全体も冷却される。なお、各部を冷却して温まった噴流は、排気口６４１（図５参照）からハウジング５７外部に排気される。

なお、上記では、プロジェクター１が正置き姿勢で設置されている場合での光源装置５を冷却する冷却風の流動について説明したが、プロジェクター１が天吊り姿勢で、天井等に設置されている場合での光源装置５を冷却する冷却風の流動についても、同様の流動となる。異なるのは、光源装置５が上下逆転することにより、冷却風Ａｒが、流動切替部７６により、第３ダクト部７５内を流動して、第４吐出口６６４、第５吐出口６６５、第６吐出口６６６にそれぞれ分岐されて吐出されることである。

なお、第４吐出口６６４、第５吐出口６６５、第６吐出口６６６は、上述した通り、照明光軸Ａを通る水平面（ＸＹ平面）に対して、第１吐出口６６１、第２吐出口６６２、第３吐出口６６３と略対称に形成されているため、空間領域Ｓ内部での冷却風Ａｒの流動も同様となり、冷却関係も略同様となる。従って、詳細な説明は省略する。

上述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
本実施形態の光源装置５は、発光管５１より上方で、空間領域Ｓを形成する第１固定枠体６Ａの内面の略最大に離間した部位に設置される第１吐出口６６１、第２吐出口６６２から、冷却風Ａｒ１，Ａｒ２を本実施形態では、主反射鏡５５に向けて空間領域Ｓ内に吐出する。更に、発光管５１より上方で、照明光軸Ａを通る垂直面（ＹＺ平面）上で、内面の部位に設置される１つの（３つ目の）第３吐出口６６３からも冷却風Ａｒ３を本実施形態では、主反射鏡５５に向けて空間領域内Ｓに吐出する。このように、異なる３方向から空間領域内Ｓに冷却風Ａｒ１，Ａｒ２，Ａｒ３が吐出される。そして、吐出された冷却風Ａｒ１，Ａｒ２，Ａｒ３は、主反射鏡５５の壁面（反射面５５２１）に当たって乱流性の噴流となり、この噴流（冷却風Ａｒ）が発光管５１を冷却する。詳細には、発光部５１１の上部、副反射鏡５２と封止部５１３の接続部分、副反射鏡５２等を冷却する。これにより、発光管５１は効率的に冷却される。

本実施形態の光源装置５は、第１吐出口６６１と第２吐出口６６２が、照明光軸Ａを通る垂直面（ＹＺ平面）に対して略対称に設置されることにより、第１吐出口６６１と第２吐出口６６２から吐出される冷却風Ａｒ１，Ａｒ２の空間領域Ｓでの流れ方も垂直面（ＹＺ平面）に対して略対称になるため、発光管５１の冷却が偏らずに安定して行える。

本実施形態の光源装置５は、３つの吐出口（第１吐出口６６１、第２吐出口６６２、第３吐出口６６３）は、照明光軸Ａを通る水平面（ＸＹ平面）に略対称で、第１固定枠体６Ａ内面の部位に設置されている。詳細には、第１吐出口６６１に対して第４吐出口６６４が設置され、第２吐出口６６２に対して第５吐出口６６５が設置され、第３吐出口６６３に対して第６吐出口６６６が設置されている。これにより、正置き姿勢と天吊り姿勢とのいずれの姿勢であっても、発光管５１より上方となる３つの吐出口を使用して発光管５１を冷却することができる。従って、光源装置５の姿勢差（正置き姿勢及び天吊り姿勢）によらずに、発光管５１を効率的に冷却することができる。

本実施形態の光源装置５は、排気口６４１が、照明光軸Ａを通る水平面（ＸＹ平面）上で、第１固定枠体６Ａ内面の部位に設置されることにより、光源装置５の姿勢差による排気効率を一定とさせることができ、安定した排気が行える。

本実施形態の光源装置５は、ダクト７に流動切替部７６を備えることにより、光源装置５の姿勢差に対応して回動させ、冷却風Ａｒを常に重力に対して逆側となる方向に切り替えて流動させることができる。

本実施形態のプロジェクター１は、発光管５１の冷却効率を向上できる光源装置５を備えることにより、発光管５１の発光効率が向上した光源ランプ５０を使用する場合には、プロジェクター１の大型化を抑制でき、騒音も抑制できる。また、発光管５１の発光効率が従来と同様の光源ランプ５０を使用する場合には、プロジェクター１の小型化が図れ、低騒音化も図ることができる。また、この効果は、プロジェクター１の姿勢差（正置き姿勢及び天吊り姿勢）に関係なく奏することができる。

なお、上述した実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更や改良等を加えて実施することが可能である。変形例を以下に述べる。

前記実施形態の光源装置５では、副反射鏡５２を設置した発光管５１を採用している。しかし、これに限られず、副反射鏡５２を使用しない発光管５１を採用してもよく、同様の効果を奏することができる。

前記実施形態の光源装置５では、第１吐出口６６１、第２吐出口６６２、第３吐出口６６３から空間領域Ｓに吐出された冷却風Ａｒ１，Ａｒ２，Ａｒ３は、発光管５１より上方で、主反射鏡５５の反射面５５２１のそれぞれの所定位置に衝突する。しかし、所定位置は、生じた噴流が適切に発光部５１１に吹き付けられる位置が所定位置となり、その位置は光源装置５及びプロジェクター１の設計段階で設定されることでよい。

前記実施形態の光源装置５では、第１吐出口６６１、第２吐出口６６２から空間領域Ｓに吐出された冷却風Ａｒ１，Ａｒ２は、風量、風向が同様となるように設定されている。しかし、これに限られず、冷却風Ａｒ１，Ａｒ２の風量、風向は異なっていてもよい。

前記実施形態の光源装置５では、第１吐出口６６１、第２吐出口６６２、第３吐出口６６３と、第４吐出口６６４、第５吐出口６６５、第６吐出口６６６とは、照明光軸Ａを通る水平面（ＸＹ平面）に対して略対称となるように設置されている。しかし、必ずしも対称に設置されなくてもよい。正置き姿勢と天吊り姿勢における光源装置５の諸条件を考慮して適切に設置されることでよい。

前記実施形態の光源装置５では、第１吐出口６６１、第２吐出口６６２は、照明光軸Ａを通る垂直面（ＹＺ平面）に対して略対称となるように設置されている。しかし、必ずしも対称に設置されなくてもよい。第１固定枠体６Ａ、ダクト７、ファンＦ３等による冷却風Ａｒの流動の仕方等を考慮して適切に設置されることでよい。

前記実施形態の光源装置５では、対称とは、位置と形状を合わせて対称としているが、位置と形状のいずれか１つが対称であってもよい。

前記実施形態のプロジェクター１において、光学ユニット４は、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光に対応する３つの光変調装置（液晶パネル４４２Ｒ，４４２Ｇ，４４２Ｂ）を用いる、いわゆる３板方式を採用している。しかし、これに限られず、単板方式の光変調装置を採用してもよい。また、コントラストを向上させるための光変調装置を追加して採用してもよい。

前記実施形態のプロジェクター１において、光学ユニット４は、透過型の光変調装置（透過型の液晶パネル）を採用している。しかし、これに限られず、反射型の光変調装置を採用してもよい。

前記実施形態のプロジェクター１において、光学ユニット４は、光変調装置として液晶パネル４４２Ｒ，４４２Ｇ，４４２Ｂを採用している。しかし、これに限られず、一般に、入射光束を画像情報に応じて変調するものであればよく、例えば、マイクロミラー型の光変調装置等、他の方式の光変調装置を採用することができる。なお、マイクロミラー型の光変調装置としては、例えば、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）を採用することができる。

前記実施形態のプロジェクター１において、光学ユニット４は、光源装置５から射出された光束の照度を均一化する照明光学装置４１として、レンズアレイ４１１，４１２からなるレンズインテグレーター光学系を採用している。しかし、これに限定されるものではなく、導光ロッドからなるロッドインテグレーター光学系も採用することができる。

１…プロジェクター、５…光源装置、６…固定枠体、６Ａ…第１固定枠体、７…ダクト、５０…光源ランプ、５１…発光管、５２…副反射鏡、５５…主反射鏡、５７…ハウジング、７６…流動切替部、５１１…発光部、６６１…第１吐出口、６６２…第２吐出口、６６３…第３吐出口、Ａｒ…冷却風、Ａ…照明光軸、Ｓ…空間領域。

Claims (7)

1. 光束を射出する発光部と当該発光部の両側に伸びる一対の封止部とを有する発光管と、
   一方の前記封止部側を保持して前記発光管を固定し、前記光束を被照明領域側に向けて反射させるリフレクターと、
   前記発光管を冷却する冷却風を流動させる空間領域を前記リフレクターと共に形成し、前記リフレクターを収容する固定枠と、を備え、
   前記固定枠は、前記空間領域内に吐出する第１、第２、第３の吐出口を有し、
   前記第１および第２の吐出口は、前記空間領域を形成する前記固定枠の内面において、前記発光管より上方で、略最大に離間した部位にそれぞれ設置され、
   前記第３の吐出口は、前記内面において、前記発光管より上方で、光軸を通る垂直面上の部位に設置されてい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、
   前記第１および第２の吐出口は、前記光軸を通る前記垂直面に対して略対称に設置されていることを特徴とする光源装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の光源装置であって、
   前記第１、第２、第３の吐出口は、前記冷却風を前記リフレクターに向けて吐出することを特徴とする光源装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の光源装置であって、
   前記固定枠は、前記第１、第２、第３の吐出口に対して前記光軸を通る水平面に略対称となるように設置される別の３つの吐出口を有していることを特徴とする光源装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の光源装置であって、
   前記固定枠は、前記発光管を冷却した前記冷却風を前記空間領域から外部に排気する排気口を備え、
   前記排気口は、前記光軸を通る水平面上で、前記内面の部位に設置されていることを特徴とする光源装置。
6. 請求項４または請求項５に記載の光源装置であって、
   前記吐出口に前記冷却風を導くダクトを備え、
   前記ダクトは、前記冷却風を重力方向に対して逆側となる方向に切り替えて流動させる流動切替部を備えていることを特徴とする光源装置。
7. 請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の光源装置と、
   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して画像光を形成する光変調装置と、を備えることを特徴とするプロジェクター。

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