JP5435119B2 - 光源装置及びプロジェクタ - Google Patents

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、当該発光管から射出された光を反射する反射鏡とを備えた構成である場合が多く、当該発光管は、発光時に高温状態となる。
具体的に、プロジェクタに用いられる発光管は、略球状を有する発光部と、当該発光部の両端から互いに離間する方向に延出する一対の封止部とを有し、当該発光部の内部には、水銀等の発光物質が封入されている。このような発光管の点灯時には、発光部における上部が最も高い温度となり、下部が最も低い温度となる。このような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。このため、当該発光管上部を効率よく冷却する必要がある。

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ことがあるが、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、プロジェクタ内の構成を冷却する冷却空気の流路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という問題がある。このような問題に対して、自重によって回動する風向変更板を設け、当該風向変更板により、正置き姿勢でも天吊り姿勢でも、発光部の上部に冷却空気を送風する光源装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−１８９２４７号公報（図８）

しかしながら、特許文献１に記載の光源装置では、発光部を冷却する冷却空気は、ダクト内を流通した後、風向変更板により、流通方向が緩やかな下向きに変更され、吸気口及び送風孔を介して、反射鏡（リフレクタ）内に導入される。このため、発光管に対して、角度を付けて冷却空気を送風することができず、発光管上部に適切に冷却空気を送風することができないという問題がある。

本発明の目的は、発光管を適切に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。

本発明の光源装置は、光を射出する発光部、並びに、当該発光部の両端からそれぞれ反対方向に延出する第１封止部及び第２封止部を備える発光管と、前記第１封止部に取り付けられ、前記発光部から射出された光を反射する略凹曲面状の反射面を有する第１反射鏡と、前記発光管及び前記第１反射鏡を収納する収納体とを備え、前記収納体は、内部を流通する冷却空気の一部を分岐させて、前記発光管に導風する開口部を有する分岐部と、前記分岐部にそれぞれ接続され、前記反射面により反射される光束の中心軸に沿って延出して、前記分岐部から流入される前記冷却空気を、前記反射面により反射された光の進行方向とは反対方向に向かって流通させて前記発光管に導く第１ダクト部及び第２ダクト部と、前記分岐部に設けられ、自重によって移動して、前記第１ダクト部及び前記第２ダクト部のうち、前記発光管の上方に位置するダクト部に向かって前記冷却空気を流通させる整流部材と、を備えることを特徴とする。
本発明では、前記第１ダクト部及び前記第２ダクト部は、前記発光管を上下で挟む位置にそれぞれ配置されることが好ましい。更に、前記第１ダクト部及び前記第２ダクト部は、前記発光管の中央を中心として、互いに対向するように配置されることが好ましい。
本発明では、前記第１ダクト部及び前記第２ダクト部は、それぞれ、前記発光管に向かって開口し、前記第１反射鏡の開口端より前記進行方向先端側に位置する他の開口部と、前記他の開口部における前記進行方向基端側の端縁を形成し、当該ダクト部の終端となる壁部と、前記他の開口部における前記進行方向先端側の端縁近傍に設けられ、前記冷却空気を、前記他の開口部が形成された面とは反対側の面に向かって傾斜させる傾斜部とを有することが好ましい。
本発明では、前記壁部における前記進行方向基端側の端面には、前記第１反射鏡の開口端が当接することが好ましい。
本発明では、前記発光管は、前記発光部における前記進行方向先端側を覆い、入射した光を前記第１反射鏡に向かって反射する第２反射鏡を備えることが好ましい。
また、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。

本発明の関連技術としての光源装置は、光を射出する発光部、及び、当該発光部の一端から延出する第１封止部を備える発光管と、前記第１封止部に取り付けられ、前記発光部から射出された光を反射する略凹曲面状の反射面を有する第１反射鏡と、前記発光管及び前記第１反射鏡を収納する収納体とを備え、前記収納体は、前記発光管の上方に位置し、前記反射面により反射される光束の中心軸に沿って延出して、冷却空気が、前記反射面により反射された光の進行方向とは反対方向に向かって流通するダクト部を備え、前記ダクト部は、前記発光管に向かって開口し、前記第１反射鏡の開口端より前記進行方向先端側に位置する第１開口部と、前記第１開口部における前記進行方向基端側の端縁を形成し、当該ダクト部の終端となる壁部と、前記第１開口部における前記進行方向先端側の端縁近傍に設けられ、前記冷却空気を、前記第１開口部が形成された面とは反対側の面に向かって傾斜させる傾斜部とを有することを特徴とする。
上記関連技術によれば、ダクト部内を流通する冷却空気は、第１開口部近傍に設けられた傾斜部により、当該第１開口部が形成された面とは反対側の面に向かって傾斜される。このため、当該冷却空気は、発光管に向かって開口した第１開口部を通過する際に、当該反対側の面及び壁部により、ダクト部内の流通方向に対して角度を変えて流通する。このような冷却空気の流通方向上に発光部を位置させることにより、当該発光部にダクト部内を流通した冷却空気を直線的に送風することができる。
また、ダクト部が発光管の上方に位置していることから、当該ダクト部内を流通した冷却空気は、発光部における上部に送風される。これによれば、冷却空気により発光部上部を積極的に冷却することができるほか、当該上部と下部との温度差を小さくすることができるので、発光管の劣化を抑制することができる。
従って、発光管上部を適切に冷却することができ、当該発光管の長寿命化を図ることができる。

上記関連技術では、前記壁部における前記進行方向基端側の端面には、前記第１反射鏡の開口端が当接することが好ましい。
当該構成によれば、第１開口部と第１反射鏡の開口端とは、互いに近接する。これによれば、それぞれが互いに離間している場合に比べ、短い距離で直線的に冷却空気を発光部上部に送風することができる。従って、発光管上部に確実に冷却空気を送風することができる。

上記関連技術では、前記発光管は、前記発光部における前記第１封止部とは反対側の端部から延出する第２封止部を備え、前記ダクト部は、当該ダクト部内を流通する前記冷却空気の一部を分岐させて、前記第２封止部に導風する第２開口部を有する分岐部を備えることが好ましい。
当該構成によれば、第１開口部を介して流通する冷却空気により、発光管の第１封止部側を冷却することができ、また、第２開口部を介して流通する冷却空気により、発光管の第２封止部側を冷却することができる。従って、発光管全体を冷却することができるので、当該発光管の更なる長寿命化を図ることができる。

上記関連技術では、前記発光管は、前記発光部における前記進行方向先端側を覆い、入射した光を前記第１反射鏡に向かって反射する第２反射鏡を備えることが好ましい。
当該構成によれば、発光部から射出され、第１反射鏡に直接入射しない光の一部を、第２反射鏡により反射させて、当該第１反射鏡に入射させることができる。従って、発光部から射出された光の利用効率を向上することができる。
また、このような第２反射鏡により発光部が覆われている場合でも、第１開口部を介して流通する冷却空気は前述のように直線的に降下するので、第２反射鏡を避けて、当該冷却空気を発光部上部に送風することができる。従って、第２反射鏡を設けた場合でも、発光部上部を適切に冷却することができる。

上記関連技術では、前記ダクト部は、前記発光管の中央を中心として、対向するように配置され、それぞれ前記第１開口部、前記壁部及び前記傾斜部を有する第１ダクト部及び第２ダクト部と、自重によって移動して、前記第１ダクト部及び前記第２ダクト部のうち、前記発光管の上方に位置するダクト部に向かって前記冷却空気を流通させる整流部材とが設けられていることが好ましい。
当該構成によれば、収納体の上下を反転させた場合でも、自重によって移動する整流部材により、第１ダクト部及び第２ダクト部のうち、発光管の上方に位置するダクト部に冷却空気を流通させることができるので、前述のように、発光部上部に冷却空気を直接送風することができる。従って、第１ダクト部及び第２ダクト部のうちのいずれかが発光管の上方に位置するように、収納体が配置された場合でも、当該発光管を適切に冷却することができる。

また、本発明の関連技術としてのプロジェクタは、上記関連技術の光源装置と、当該光源装置から射出された光を変調して画像光を形成する光変調装置と、当該画像光を投射する投射光学装置とを備えることを特徴とする。
当該構成によれば、上記関連技術の光源装置と同様の効果を奏することができるほか、発光管、ひいては、光源装置の長寿命化を図ることができるので、光源装置の交換を頻繁に行う必要がなく、メンテナンスの手間を省くことができる。

本発明の一実施形態に係るプロジェクタの構成を示す模式図。 前記実施形態における光源ランプを示す断面図。 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収納体本体を示す斜視図。 前記実施形態におけるダクト部材を示す斜視図。 前記実施形態における光源装置を冷却する冷却空気の流路を示す斜視図。 前記実施形態における光源装置を冷却する冷却空気の流路を示す斜視図。 前記実施形態における光源装置を冷却する冷却空気の流路を示す断面図。 前記実施形態に対する比較例としての光源装置を示す断面図。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
〔プロジェクタの構成〕
図１は、本実施形態に係るプロジェクタ１の構成を示す模式図である。
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、外装を構成する平面視略矩形状の外装筐体２と、当該外装筐体２内に収納配置される装置本体３とを備えている。
このうち、外装筐体２は、プロジェクタ１の天面（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）を形成し、当該底面には、図示を省略したが、複数の脚部が設けられている。これら脚部が設置面に接するように配置されることで、プロジェクタ１は正置き姿勢となり、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、プロジェクタ１は、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、当該冷却空気を後述する光学装置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９３，９４のうち、プロジェクタ１の背面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、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、光源装置５を冷却した空気を吸引して、プロジェクタ１の正面２Ｂに向かって排出し、ひいては、当該空気を正面２Ｂに形成された排気口２Ｂ１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。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。

図２は、光源ランプ５０を示す断面図である。
光源装置５は、石英ガラスにより形成された発光管５１と、当該発光管５１に取り付けられる主反射鏡５２と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。なお、収納体６の構成については、後に詳述する。
発光管５１は、図２に示すように、略球状に膨出する発光部５１１と、発光部５１１を挟み、当該発光部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（図２における主反射鏡５２側の封止部を５１２、当該主反射鏡５２側とは反対側の封止部を５１３とする）とを有している。これらのうち、封止部５１２は、本発明の第１封止部に相当し、封止部５１３は、本発明の第２封止部に相当する。

発光部５１１の内部には、タングステンにより形成された一対の電極Ｅ（Ｅ１，Ｅ２）が配置され、当該一対の電極Ｅ１，Ｅ２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た放電空間Ｓが形成されている。
一対の封止部５１２，５１３の内部には、電極Ｅ１，Ｅ２と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、当該一対の封止部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、発光管５１の外部まで延出する電極引出線５１４，５１５がそれぞれ接続され、これら電極引出線５１４，５１５に対して、電圧を印加すると、発光部５１１内部が発光する。

このような発光管５１には、発光部５１１から封止部５１３側に射出された光を主反射鏡５２側に反射する第２反射鏡としての副反射鏡５４が固定されている。この副反射鏡５４は、封止部５１３が挿通される開口５４１１を有する略円筒状の首状部５４１と、当該首状部５４１から拡がる反射部５４２とを有している。
反射部５４２は、発光部５１１における封止部５１３側を覆うように配置され、発光部５１１における封止部５１３側の外形に沿うように断面視略凹状に形成されている。この反射部５４２における発光部５１１と対向する面には反射面５４２１が形成されており、当該反射面５４２１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。

主反射鏡５２は、本発明の第１反射鏡に相当し、入射した光を反射して、照明光軸Ａ上の焦点位置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５２は、封止部５１２に接着剤Ｂにより固定される。このような主反射鏡５２には、封止部５１２が挿通される開口５２１１を有する略円筒状の首状部５２１と、当該首状部５２１から拡がる凹曲面状の反射部５２２とが形成されている。

このうち、反射部５２２において発光部５１１に対向する面には、金属薄膜が蒸着された反射面５２２１が形成されている。この反射面５２２１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、本実施形態では、主反射鏡５２は、回転楕円面を有する楕円面リフレクタ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で構成してもよい。この場合には、平行化凹レンズ５３を省略した構成とすることができる。さらに、主反射鏡５２は、自由曲面リフレクタで構成してもよい。

そして、前述の副反射鏡５４を発光管５１に取り付けることにより、発光部５１１から射出された光のうち、主反射鏡５２側とは反対側（すなわち、封止部５１３側）に射出された光は、反射面５４２１により、反射面５２２１に入射する。このため、当該光は、発光部５１１から反射面５２２１に直接入射する光と同様に、当該反射面５２２１にて反射されて集束される。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（図１参照）に入射しない光を低減することができる。

トリガー線５５は、発光管５１の点灯性を向上するための始動補助線であり、一端が封止部５１２にコイル状に巻回され、中央が発光部５１１、副反射鏡５４及び封止部５１３に沿ってこれらの外側に配置され、他端が接続部５１６を介して電極引出線５１５に接続される。この接続部５１６には、反射部５２２における端縁近傍に形成された挿通孔５２２２を介して、当該主反射鏡５２の外部に延出するリード線５１７の一端が接続され、当該リード線５１７の他端は、電極引出線５１５及びトリガー線５３に電圧を印加するための端子５６に接続されている。
このようなトリガー線５５を設け、当該トリガー線５５に高圧パルス電圧を印加することにより、発光管５１の点灯性を向上することができる。

図１に戻り、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。

光学部品用筐体４６は、前述の各光学装置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。この光学部品用筐体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、光学部品用筐体４６の一端に接続され、内部に光源装置５を収納する。

このような光学ユニット４では、前述の構成により、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、対応する各液晶パネル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。

〔収納体の構成〕
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を水平面上に正置き姿勢で載置した際に、水平方向に沿う方向である光源装置５（詳しくは、後述する主反射鏡５２）の光束射出方向をＺ方向とし、当該Ｚ方向先端側を正面側、基端側を背面側とする。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（正面側）から見て左方向をＸ方向とし、当該Ｘ方向基端側を右側面側、先端側を左側面側とする。更に、これらＺ方向及びＸ方向に直交する上方向をＹ方向とし、当該Ｙ方向先端側を上面側、基端側を底面側する。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、光源ランプ５０及び平行化凹レンズ５３（ともに図１参照）と、これらを内部に収納する収納体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、ガラスフィラーが含まれる合成樹脂により形成され、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方向先端側で、かつ、Ｘ方向基端側を覆うダクト部材６２と、当該ダクト部材６２内に設けられ、自重によって回動する整流板６３（図３）と、当該整流板６３を軸支する支持部材６４（図７参照）とを備えている。そして、詳しくは後述するが、収納体本体６１の外面と、ダクト部材６２の内面とにより、光源装置５の外部から導入した冷却空気を分岐させる分岐部７Ａ，並びに、プロジェクタ１が正置き姿勢及び天吊り姿勢にある場合に、分岐された冷却空気をそれぞれ発光部５１１に導く第１ダクト部７Ｂ及び第２ダクト部７Ｃにより構成されるダクト部７が形成される。

〔収納体本体の構成〕
図６は、収納体本体６１を示す斜視図である。換言すると、図６は、図３に示した状態からダクト部材６２を取り外した状態を示す斜視図である。
収納体本体６１は、図６に示すように、正面部６１１、右側面部６１２、上面部６１３、下面部６１４及び左側面部６１５を有する筒状体様をなしており、これら各面部６１１〜６１５により、光源ランプ５０を収納するランプ収納部６１６（図８参照）が内部に形成される。そして、当該ランプ収納部６１６には、図５に示したように、発光管５１が固定された主反射鏡５２が、Ｚ方向基端側から収納される。
このうち、正面部６１１には、光源ランプ５０から射出された光が透過する略円形状の開口部６１１１が形成され、当該開口部６１１１には、平行化凹レンズ５３が嵌め込まれる。

右側面部６１２のＺ方向先端側の領域は、ダクト部材６２と組み合わさることで、分岐部７Ａを形成する。この右側面部６１２には、図６に示すように、後述する整流板６３の回動を規制する一対の回動規制部６１２１，６１２２（Ｙ方向基端側の回動規制部を６１２１とし、先端側の回動規制部を６１２２とする）が、当該右側面部６１２の面外方向に突出するように形成されている。これら回動規制部６１２１，６１２２は、Ｚ方向基端側が互いに近接し、Ｚ方向先端側が互いに離間した形状を有しており、それぞれＺ方向に対して、同角度傾斜している。
また、これら回動規制部６１２１，６１２２に挟まれるように、Ｙ方向に沿うスリット状の開口部６１２３が形成されている。この開口部６１２３は、本発明の第２開口部に相当し、右側面部６１２を貫通するように形成されている。このため、ダクト部材６２内に導入された冷却空気の一部は、ランプ収納部６１６（図８参照）内に導入され、当該ランプ収納部６１６内に収納された発光管５１の封止部５１３側を冷却する。

更に、右側面部６１２のＺ方向基端側には、面外方向に突出する一対のボス６１２４，６１２５が突設されている。これらのうち、Ｙ方向基端側のボス６１２４は、ダクト部材６２を位置決めするための位置決め部であり、また、Ｙ方向先端側のボス６１２５は、ダクト部材６２を固定するねじが螺合する固定部である。

上面部６１３のＺ方向先端側の領域は、ダクト部材６２と組み合わさることで、第１ダクト部７Ｂを形成する。この領域において、Ｘ方向基端側には、当該上面部６１３の略中央より低い段差部６１３１が形成されている。また、当該領域において、Ｘ方向略中央には、Ｚ方向基端側に向かうに従って、Ｙ方向先端側に向かって傾斜した傾斜部６１３２が形成されている。この傾斜部６１３２のＺ方向基端側の端部には、当該Ｚ方向基端側に向かうに従って、Ｙ方向先端側に反るように湾曲した湾曲部６１３２１が形成されている。

また、傾斜部６１３２のＸ方向先端側には、上面部６１３から面外方向に起立する起立部６１３３が形成され、傾斜部６１３２のＺ方向基端側には、第１開口部としての略矩形の開口部６１３４が形成されている。更に、この開口部６１３４のＺ方向基端側には、Ｘ方向及びＹ方向に沿う壁部６１３５が形成されている。このうち、開口部６１３４のＺ方向先端側及び基端側、並びに、Ｘ方向先端側の端縁は、傾斜部６１３２、起立部６１３３及び壁部６１３５により形成されている。

また、起立部６１３３のＸ方向先端側には、Ｚ方向に沿い、かつ、Ｙ方向先端側に向かって起立する起立部６１３６が形成され、当該起立部６１３６は、後述するダクト部材６２の起立部６２４３と当接する。
更に、壁部６１３５のＺ方向基端側には、Ｘ方向に沿って配置された一対の開口部６１３７が形成されており、当該開口部６１３７を介して、主反射鏡５２の外周を冷却する冷却空気が導入される。

なお、上面部６１３とは反対側の下面部６１４においても、段差部６１３１、傾斜部６１３２、起立部６１３３、開口部６１３４、壁部６１３５と同様の段差部６１４１、傾斜部６１４２、起立部６１４３、開口部６１４４、壁部６１４５（図８参照）が形成されており、収納体本体６１とダクト部材６２とが組み合わさった際には、これらにより、第２ダクト部７Ｃが形成される。

左側面部６１５には、図４に示すように、ランプ収納部６１６内の光源ランプ５０を冷却した冷却空気を排出するための略矩形の開口部６１５１が、Ｚ方向先端側に形成されている。この開口部６１５１の形成位置は、主反射鏡５２よりＺ方向先端側に位置している。そして、当該開口部６１５１内には、メッシュが貼付された枠体６１５２が取り付けられ、当該枠体６１５２により、発光管５１が破損した場合に、当該発光管５１の破片が飛散することを防ぐ。
また、左側面部６１５のＺ方向基端側には、内側に凹んだコネクタ収納部６１５３が形成され、当該コネクタ収納部６１５３内に、前述の端子５６及び電極引出線５１４に接続されるコネクタＣＮが取り付けられる。

〔ダクト部材の構成〕
図７は、ダクト部材６２を示す斜視図である。
ダクト部材６２は、収納体本体６１にねじ等により取り付けられ、当該収納体本体６１の右側面部６１２、上面部６１３及び下面部６１４（図６参照）とダクト部材６２の内面とにより、前述のダクト部７を形成する。このダクト部材６２は、図７に示すように、Ｚ方向基端側から見て、Ｘ方向先端側が開口した略逆Ｃ字状に形成されている。このようなダクト部材６２は、正面部６２１、背面部６２２、右側面部６２３、天面部６２４及び底面部６２５を備えている。そして、ダクト部材６２が収納体本体６１に取り付けられた際には、右側面部６２３、天面部６２４及び底面部６２５は、それぞれ、右側面部６１２、上面部６１３及び下面部６１４に対向する。

正面部６２１は、各面部６１２，６１３，６１４の外形に応じた切欠６２２１を有し、これにより、正面部６２１と正面部６１１とは面一となる。
また、正面部６２１におけるＸ方向基端側には、Ｙ方向に長手方向を有する略矩形の導入口６２１２が形成されている。導入口６２１２は、前述の冷却ファン９３（図１参照）の吐出口に接続され、当該冷却ファン９３から吐出された冷却空気をダクト部材６２内部に導入する。この導入口６２１２の内側には、メッシュが貼付された枠体６２１３が嵌め込まれており、前述の枠体６１５２と同様に、発光管５１の破片が飛散することを防ぐ。
更に、正面部６２１におけるＺ方向基端側の面には、導入口６２１２のＹ方向基端側及び先端側の端縁から、面外方向に突出する突出部６２１４がそれぞれ形成されている。これら突出部６２１４のうちの一方には、自重によって回動した整流板６３の端部が当接する。

背面部６２２は、収納体本体６１の外側で、正面部６２１と対向し、ダクト部材６２が収納体本体６１に取り付けられた際に、当該正面部６２１及び右側面部６２３とともに、分岐部７Ａ及び各ダクト部７Ｂ，７Ｃの一部を構成する。
この背面部６２２のＸ方向先端側の端縁には、整流板６３を軸支する支持部材６４が取り付けられる凹部６２１１が形成されている。

右側面部６２３の内面（Ｘ方向先端側の面）には、前述の一対の回動規制部６１２１，６１２２に対応する位置に、同様の形状を有する一対の回動規制部６２３１，６２３２（Ｙ方向基端側の回動規制部を６２３１とし、先端側の回動規制部を６２３２とする）が、突設されている。また、これら回動規制部６２３１，６２３２に挟まれ、かつ、当該回動規制部６２３１，６２３２が最も近接する位置に、略円形状の凹部６２３３が形成され、当該凹部６２３３には、後述する整流板６３の回動軸となる延出部６３２が挿入される。また、右側面部６２３の内面におけるＺ方向基端側には、支持部材６４を固定するねじ６５が螺合するねじ孔（図示省略）が形成されている。

天面部６２４は、上面部６１３に形成された段差部６１３１、傾斜部６１３２、起立部６１３３、開口部６１３４及び壁部６１３５を被覆する。この際、天面部６２４のＹ方向基端側の面と、起立部６１３３のＹ方向先端側の端縁、及び、壁部６１３５のＺ方向先端側の端縁とは、互いに当接し、これら天面部６２４、上面部６１３、正面部６２１及び背面部６２２により、内部に第１ダクト部７Ｂが形成される。

また、天面部６２４には、Ｙ方向先端側に向かって突出する突出部６２４１が形成され、当該突出部６２４１には、開口部６１３７を介して、ランプ収納部６１６に収納された主反射鏡５２の外周に冷却空気を流通させるための開口部６２４２が形成されている。しかしながら、当該開口部６２４２は、第１ダクト部７Ｂとは連通せず、開口部６２４２を流通する冷却空気の流路と、第１ダクト部７Ｂ内を流通する冷却空気の流路とは、それぞれ独立している。

天面部６２４のＸ方向先端側には、Ｙ方向先端側に向かって起立する起立部６２４３が形成され、当該起立部６２４３は、上面部６１３に形成された起立部６１３６に当接し、収納体本体６１に対するダクト部材６２の位置決めを行っている。
また、天面部６２４の内面（Ｙ方向基端側の面）６２４Ａには、ダクト部材６２が収納体本体６１に取り付けられた際の開口部６１３４に応じた位置に、金属製の板状体６２４Ａ１（図１０参照）が取り付けられている。この板状体６２４Ａ１は、開口部６１３４を介して発光部５１１から射出された光が天面部６２４に直接入射し、当該光の入射位置が劣化することを防ぐ。

底面部６２５は、略平坦に形成され、ダクト部材６２が収納体本体６１に取り付けられた際に、天面部６２４と同様に、下面部６１４に形成された段差部６１４１、傾斜部６１４２、起立部６１４３、開口部６１４４及び壁部６１４５を被覆する。そして、これら底面部６２５、下面部６１４、正面部６２１及び背面部６２２により、内部に第２ダクト部７Ｃが形成される。なお、底面部６２５の内面６２５Ａにおいても、開口部６１４４に応じた位置に、金属製の板状体６２５Ａ１（図１０参照）が取り付けられている。

〔整流板の構成〕
整流板６３は、本発明の整流部材に相当し、前述のように、分岐部７Ａ内に配置され、回動規制部６１２１，６２３１から回動規制部６１２２，６２３２までの範囲内で自重によって回動して、導入口６２１２から導入された冷却空気のうち、一部の冷却空気の流通方向を第１ダクト部７Ｂ又は第２ダクト部７Ｃに変更する。この整流板６３は、板状体として形成され、中央に位置する整流部６３１と、当該整流部６３１の一端側に形成され、互いに離間する方向に延出する延出部６３２とを備えている。

このうち、一方の延出部６３２は、凹部６２３３に挿入され、また、他方の延出部６３２は、支持部材６４に形成された孔部６４１に挿入される。そして、この支持部材６４が右側面部６２３に形成された前述のねじ孔に固定されることにより、整流板６３は、当該延出部６３２を回動軸として軸支される。
整流部６３１は、冷却空気の流通方向を上方向に変更する部位である。この整流部６３１は、整流板６３が自重によって回動した際に、鉛直方向先端側に位置する回動規制部（プロジェクタ１が正置き姿勢の場合では回動規制部６１２１，６２３１、天吊り姿勢の場合では回動規制部６１２２，６２３２）に当接するとともに、鉛直方向先端側に位置する突出部６２１４に当接する。これにより、導入口６２１２を介して導入された一部の冷却空気は、その流通方向を上方に変更される。なお、他の冷却空気は、前述の開口部６１２３（図６参照）を介して、ランプ収納部６１６内に導入される。

〔冷却空気の流路〕
以下、光源ランプ５０を冷却する冷却空気の流路について説明する。なお、以下の説明では、プロジェクタ１が正置き姿勢である場合について述べる。
図８から図１０は、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８及び図１０は、光源ランプ５０の中心軸を含む水平面及び鉛直面での光源装置５を示す横断面図及び縦断面図である。また、図９は、想像線でダクト部材６２を示した光源装置５を示す斜視図である。
図８に示すように、ファン９３から吐出された冷却空気はＤ１方向に進行し、導入口６２１２を介して、分岐部７Ａ内に導入される。この冷却空気のうち、一部の冷却空気は、Ｄ２方向（Ｘ方向先端側に向かう方向）に分岐し、スリット状の開口部６１２３を介して、ランプ収納部６１６内に導入される。そして、当該冷却空気は、発光管５１の封止部５１３側を冷却する。
一方、他の冷却空気は、回動規制部６１２１，６２３１に当接するまで自重によって鉛直方向に回動した整流板６３により、Ｄ３方向（Ｙ方向先端側に向かう方向）に分岐し、分岐部７Ａ内を第１ダクト部７Ｂに向かって流通する。

Ｄ３方向に流通した冷却空気は、図９に示すように、収納体本体６１の上面部６１３、並びに、ダクト部材６２の正面部６２１、背面部６２２及び天面部６２４により囲まれた第１ダクト部７Ｂ内に進入する。そして、当該冷却空気は、第１ダクト部７Ｂ内をＤ４方向（Ｘ方向先端側に向かう方向）に沿って流通する。

Ｄ４方向に流通した冷却空気の流通方向は、図１０に示すように、起立部６１３３により、Ｄ５方向（Ｚ方向基端側に向かう方向）に変更される。
この後、冷却空気は、天面部６２４、傾斜部６１３２及び起立部６１３３に沿って流通した後、第１ダクト部７Ｂの終端となる壁部６１３５に当たることで、開口部６１３４を介して、ランプ収納部６１６内に進入する。この際、傾斜部６１３２は、Ｚ方向基端側に向かうに従ってＹ方向先端側に向かって傾斜しており、また、当該傾斜部６１３２のＺ方向基端側の端部には、Ｙ方向先端側に向かって反る湾曲部６１３２１が形成されている。更に、開口部６１３４の端縁を形成する壁部６１３５は、天面部６２４の内面６２４Ａ（収納体本体６１の上面部６１３に対向する面６２４Ａ）に対して垂直な壁となっている。このため、傾斜部６１３２に沿って流通した冷却空気は、傾斜部６１３２、湾曲部６１３２１、内面６２４Ａ、壁部６１３５によって、Ｄ６方向、すなわち、発光部５１１の上部に向かう方向に直線的に流通方向が変更する。

そして、Ｄ６方向に流通した冷却空気は、当該Ｄ６方向と同方向であるＤ７方向に流通し、当該Ｄ７方向上に位置する発光部５１１の上部に送風される。この際、壁部６１３５のＺ方向基端側の端面には、主反射鏡５２の開口端（反射部５２２のＺ方向先端側の端縁）が当接されているので、開口部６１３４からランプ収納部６１６内に導入された冷却空気の進行方向が変わることなく、発光部５１１上部に、当該冷却空気を送風することができる。これにより、第１ダクト部７Ｂを流通した冷却空気は、主反射鏡５２の反射面５２２１に沿って流通するのではなく、発光部５１１の上部に直接送風され、当該発光部５１１の上部を効果的に冷却することができる。
このような発光部５１１を冷却した冷却空気、及び、分岐部７Ａにて開口部６１２３を介して導入され、かつ、封止部５１３を冷却した冷却空気は、当該開口部６１２３とは反対側の左側面部６１５に形成された開口部６１５１を介して、ファン９４により吸引され、収納体６の外部に排出される。

なお、光源装置５の上下が反転された場合、すなわち、プロジェクタ１が天吊り姿勢とされた場合には、整流板６３の回動方向が反転し、分岐部７Ａにて分岐された冷却空気は、第２ダクト部７Ｃ内を流通する。この際、第２ダクト部７Ｃは、第１ダクト部７Ｂと同様の構成を備えているので、当該天吊り姿勢でも、第２ダクト部７Ｃ内を流通した冷却空気は、発光部５１１上部に送風され、当該上部が効果的に冷却される。

図１１は、本実施形態に対する比較例としての光源装置５Ａを示す断面図であり、換言すると、傾斜部６１３２に代えて平坦部６１３２Ａが形成された光源装置５Ａを示す縦断面図である。
ここで、傾斜部６１３２が形成されていない場合の冷却空気の流路について説明する。なお、以下に示す光源装置５Ａは、傾斜部６１３２に代えて、Ｚ方向及びＸ方向に沿う平坦部６１３２Ａを備えるほかは、光源装置５と同様の構成を備えており、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。

光源装置５Ａにおける第１ダクト部７Ｂ内に流通した冷却空気は、天面部６２４、平坦部６１３２Ａ及び起立部６１３３に沿って、Ｆ５方向（Ｚ方向基端側に向かう方向）に流通する。ここで、平坦部６１３２Ａは、対向する内面６２４Ａとともに、Ｚ方向に沿う平坦面を有しているので、当該冷却空気は、壁部６１３５に沿ってＦ６方向に流通し、開口部６１３４を介してランプ収納部６１６内に進入する。

ランプ収納部６１６内に進入した冷却空気は、当該ランプ収納部６１６内で拡散する。このうち、一部の冷却空気は、主反射鏡５２の反射面５２２１に沿ってＦ７方向に流通する。この冷却空気は、反射面５２２１と発光部５１１との間に向かって流通し、当該冷却空気の更に一部が、発光部５１１上部に送風される。このため、傾斜部６１３２が形成された光源装置５に比べて、発光部５１１上部に送風される冷却空気の流量及び風圧は低く、当該上部の冷却効率は低い。

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。
第１ダクト部７Ｂ内を流通する冷却空気は、傾斜部６１３２により、開口部６１３４が形成された上面部６１３に対向する内面６２４Ａに向かって傾斜して流通する。このため、当該冷却空気は、これら傾斜部６１３２、内面６２４Ａ及び壁部６１３５により、開口部６１３４を介して、発光部５１１に向かって流通方向が変更されて進行する。これにより、副反射鏡５４を避けて、発光部５１１上部に対して開口部６１３４から直線的に冷却空気を送風することができるので、当該発光部５１１上部を効果的に冷却することができる。なお、傾斜部６１３２のＺ方向基端側には、Ｙ方向先端側に向かって反った湾曲部６１３２１が形成されているので、発光部５１１の上部に向かって、一層角度を付けて冷却空気を送風することができる。

更に、光源装置５への冷却空気の送風方向が、当該光源装置５の正面側からとしても、前述の構成により、発光部５１１上部に冷却空気を適切に送風することができ、光源装置５を冷却するファン９３をプロジェクタ１のサイズに影響しない位置に配置することができる。従って、プロジェクタ１のサイズを大きくすることなく、光源装置５の冷却を効率よく行うことができる。

また、第１ダクト部７Ｂ、及び、当該第１ダクト部７Ｂと同様の構成の第２ダクト部７Ｃが、収納体６の上下、すなわち、発光管５１の上下に位置しているので、プロジェクタ１が正置き姿勢及び天吊り姿勢のいずれの場合でも、発光部５１１上部に冷却空気を送風することができる。従って、発光部５１１上部を積極的に冷却することができ、発光部５１１における上部と下部との温度差を小さくすることができるので、発光管５１の劣化を一層抑制することができる。

壁部６１３５のＺ方向基端側の端面には、主反射鏡５２の開口端が当接される。これによれば、当該壁部６１３５により端縁が形成される開口部６１３４と、主反射鏡５２の開口端とは、互いに近接するので、これらが互いに離間している場合に比べ、短い距離で直線的に冷却空気を発光部５１１上部に送風することができる。従って、発光部５１１における上部に確実に冷却空気を送風することができ、当該上部の冷却効率を向上できる。

分岐部７Ａに導入された冷却空気のうち、一部の冷却空気は、開口部６１２３を介して、ランプ収納部６１６内に導入され、発光管５１の封止部５１３側を冷却する。これによれば、第１ダクト部７Ｂ又は第２ダクト部７Ｃを流通する冷却空気とともに、発光管５１全体を冷却することができるので、発光管５１の冷却効率を高め、当該発光管５１の更なる長寿命化を図ることができる。

発光管５１には、発光部５１１における封止部５１３側を覆う副反射鏡５４が設けられているので、主反射鏡５２に直接入射しない光の一部を、副反射鏡５４により主反射鏡５２に入射させることができる。従って、発光部５１１から射出された光の利用効率を向上することができる。
また、前述のように、当該副反射鏡５４が設けられている場合でも、発光部５１１における上部に冷却空気を直線的に送風することができるので、当該副反射鏡５４を避けて、発光部５１１上部を適切に冷却することができる。

分岐部７Ａ内には、自重によって回動する整流板６３が設けられ、当該整流板６３により、第１ダクト部７Ｂ及び第２ダクト部７Ｃのうち、発光管５１の上方に位置するダクト部に冷却空気を流通させることができる。従って、プロジェクタ１が正置き姿勢及び天吊り姿勢のいずれかの姿勢であっても、発光部５１１における上部に冷却空気を送風して、当該上部を適切に冷却することができる。

〔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、傾斜部６１３２には、Ｚ方向基端側に、Ｙ方向先端側に向かって反った湾曲部６１３２１が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、湾曲部６１３２１が形成されていなくてもよい。また、前述の平坦部６１３２Ａが、Ｚ方向基端側の開口部６１３４近傍に、Ｙ方向先端側に反った傾斜部を有する構成としてもよい。この場合、当該傾斜部が、本発明の傾斜部に相当する。なお、傾斜部６１４２においても同様である。

前記実施形態では、壁部６１３５は、天面部６２４の内面６２４Ａに対する垂直な壁となるとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、当該壁部の内面６２４Ａに対する角度は、第１ダクト部７Ｂ内を流通する冷却空気が、発光部５１１における上部に送風されるような角度であればよく、適宜設定してよい。なお、壁部６１４５においても同様である。

前記実施形態では、壁部６１３５のＺ方向基端側には、主反射鏡５２の開口端が当接されるとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、当該壁部６１３５により端縁が形成される開口部６１３４と、主反射鏡５２の開口端とが離間していてもよい。なお、開口部６１４４及び壁部６１４５においても同様である。

前記実施形態では、発光管５１は、略球状の発光部５１１と、当該発光部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とを備えるとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、発光部と、当該発光部の一端から延出する封止部とがあればよい。また、副反射鏡５４は、無くても良い。

前記実施形態では、整流板６３は、延出部６３２を回動軸とし、自重によって回動することで、分岐部７Ａ内に導入された冷却空気の一部を、第１ダクト部７Ｂ又は第２ダクト部７Ｃに導風するとしたが、本発明はこれに限らない。例えば、自重によって移動して、第１ダクト部及び第２ダクト部のうちの下方に位置するダクト部への流路を遮蔽し、上方に位置するダクト部に冷却空気を導風する整流部材を採用してもよい。

前記実施形態では、光源装置５は、内部に整流板６３が配置される分岐部７Ａ、第１ダクト部７Ｂ及び第２ダクト部７Ｃを備える構成としたが、本発明はこれに限らない。例えば、プロジェクタ１を天吊り姿勢としない場合は、第２ダクト部７Ｃ及び整流板６３を設けない構成としてもよい。

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。
また、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。
さらに、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い。

前記実施形態では、光変調装置として液晶パネル４４２を備えたプロジェクタ１を例示したが、入射光束を画像情報に応じて変調して光学像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は省略することができる。

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ない。すなわち、このような光源装置５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、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。

１…プロジェクタ、５…光源装置、６…収納体、７…ダクト部、５１…発光管、５２…主反射鏡（第１反射鏡）、５４…副反射鏡（第２反射鏡）、６３…整流板（整流部材）、７Ａ…分岐部、７Ｂ…第１ダクト部、７Ｃ…第２ダクト部、５１１…発光部、５１２…封止部（第１封止部）、５１３…封止部（第２封止部）、５２２１…反射面、６１２３…開口部（第２開口部）、６１３２，６１４２…傾斜部、６１３４，６１４４…開口部（第１開口部）、６１３５，６１４５…壁部。

Claims (6)

1. 光を射出する発光部、並びに、当該発光部の両端からそれぞれ反対方向に延出する第１封止部及び第２封止部を備える発光管と、
   前記第１封止部に取り付けられ、前記発光部から射出された光を反射する略凹曲面状の反射面を有する第１反射鏡と、
   前記発光管及び前記第１反射鏡を収納する収納体とを備え、
   前記収納体は、
   内部を流通する冷却空気の一部を分岐させて、前記発光管に導風する開口部を有する分岐部と、
   前記分岐部にそれぞれ接続され、前記反射面により反射される光束の中心軸に沿って延出して、前記分岐部から流入される前記冷却空気を、前記反射面により反射された光の進行方向とは反対方向に向かって流通させて前記発光管に導く第１ダクト部及び第２ダクト部と、
   前記分岐部に設けられ、自重によって移動して、前記第１ダクト部及び前記第２ダクト部のうち、前記発光管の上方に位置するダクト部に向かって前記冷却空気を流通させる整流部材と、を備え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ダクト部及び前記第２ダクト部は、前記発光管を上下で挟む位置にそれぞれ配置され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、
   前記第１ダクト部及び前記第２ダクト部は、それぞれ、
   前記発光管に向かって開口し、前記第１反射鏡の開口端より前記進行方向先端側に位置する他の開口部と、
   前記他の開口部における前記進行方向基端側の端縁を形成し、当該ダクト部の終端となる壁部と、
   前記他の開口部における前記進行方向先端側の端縁近傍に設けられ、前記冷却空気を、前記他の開口部が形成された面とは反対側の面に向かって傾斜させる傾斜部とを有することを特徴とする光源装置。
4. 請求項３に記載の光源装置において、
   前記壁部における前記進行方向基端側の端面には、前記第１反射鏡の開口端が当接することを特徴とする光源装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の光源装置において、
   前記発光管は、前記発光部における前記進行方向先端側を覆い、入射した光を前記第１反射鏡に向かって反射する第２反射鏡を備え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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