JP5874763B2

JP5874763B2 - 光源装置およびプロジェクター

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Publication number: JP5874763B2
Application number: JP2014031446A
Authority: JP
Inventors: 理流川; 清高中野
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2014-02-21
Filing date: 2014-02-21
Publication date: 2016-03-02
Anticipated expiration: 2030-07-22
Also published as: JP2014112254A

Description

本発明は、光源装置およびプロジェクターに関する。

プロジェクターに用いる光源装置は、光束を射出する管球部と管球部の両端に延出する一対の封止部とを有する発光管を備えている。発光管の管球部は、発光する際の熱対流等の影響により、下部よりも上部における温度上昇が大きく、上部と下部とで温度差が生じ易い。また、光束が射出される側の封止部も温度上昇し易い。そのため、管球部の上部と下部との温度差を抑えるとともに封止部等も適切に冷却することが望ましい。

ところで、プロジェクターは、机上等に載置する据置き姿勢で使用する場合と、上下反転させた状態で天井等から吊り下げる天吊り姿勢で使用する場合とがある。姿勢によって冷却風の流れ方が異なると、いずれかの姿勢で発光管を適切に冷却できなくなり、発光管の寿命を低下させてしまう場合がある。そこで、いずれの姿勢においても同じように、発光管の管球部と封止部とを冷却するように構成されたプロジェクターが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載のプロジェクターでは、冷却風を、光束が射出される側に位置する導入口から光軸に沿って流通させるとともに、発光管の上方と下方とに分岐して第１開口部から発光管に向けて流通可能なダクト部を有している。ダクト部の分岐部には、導入口に対向するように、光軸と略直交する回動軸を有する整流板（シャッター）が設けられている。そして、いずれの姿勢においても、整流板が下方に位置するダクトを塞ぐので、冷却風は分岐部から上方に位置するダクトに導かれ第１開口部から発光部（管球部）に向けて流れるようになっている。また、ダクト部の発光管側の側面に第２開口部が設けられており、ダクト部を流通する冷却風の一部が、第２開口部から光束が射出される側の封止部に向けて光軸と略直交する方向に流れるようになっている。

特開２０１０−１０７５７４号公報

しかしながら、特許文献１に記載のプロジェクターでは、ダクト部の側面に設けられた第２開口部から封止部に向けて冷却風が流れる方向は、導入口からダクト部を流通する冷却風の方向と略直交する方向であるため、第２開口部から封止部に冷却風が導かれ難い。そのため、光束が射出される側の封止部の冷却が不足して発光管の破損や劣化を招くおそれがあるという課題があった。

本発明は、上述の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、以下の形態または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、冷却風を送出する冷却装置を備えたプロジェクターに組み込んで使用される光源装置であって、光束を射出する管球部、および前記管球部から前記光束が射出される側に延出する封止部を有する発光管と、前記発光管が固定され、前記光束を反射するリフレクターと、前記リフレクターを保持する保持部と、を備え、前記保持部は、前記発光管の側方に設けられ、前記光束の光軸に対して略直交する方向に冷却風を前記保持部内に導入する吸気口と、前記吸気口から導入された前記冷却風を前記発光管に向けて流通させる一対の流路と、前記一対の流路を分岐させる隔壁と、前記隔壁に設けられ、前記冷却風の一部が通過する第１の開口部と、前記第１の開口部の前記吸気口側に設けられ、前記光束の光軸に略平行な回動軸を有し、前記複数の流路のうち下方側の流路を閉塞するシャッターと、を備え、前記シャッターは、第２の開口部を有し、前記第２の開口部は、前記吸気口側から前記第１の開口部へ向かう前記冷却風の一部を遮らない位置に配置されることを特徴とする。

この構成によれば、発光管の側方に設けられた吸気口から導入された冷却風は、一対の流路のうちシャッターに閉塞されない上方側の流路を流通して、発光管に向けて流れる。また、吸気口から導入された冷却風の一部が、隔壁に設けられた第１の開口部から発光管の側方に向けて流れる。このため、据置き姿勢および天吊り姿勢のいずれの姿勢においても、発光管を上方と側方とから並行して冷却することができる。
ここで、第１の開口部は吸気口と発光管との間に位置しているので、第１の開口部から発光管に向けて冷却風が流れる方向は、吸気口から冷却風が導入される方向に沿った方向である。このため、第１の開口部から発光管に向けて冷却風が導かれ易い。また、側壁の吸気口側にシャッターが設けられているが、シャッターの回動軸側に第１の開口部に重なるように第２の開口部が設けられている。そのため、下方側の流路がシャッターで閉塞された状態においても、吸気口から第１の開口部に向かう冷却風の流れはシャッターにより妨げられ難い。これらにより、第１の開口部から発光管に向けて冷却風を良好に導入することができる。この結果、発光管の上部と下部との温度差を抑えてより効率的に冷却できるので、発光管の破損や劣化を抑制することができる。

［適用例２］上記適用例に係る光源装置であって、前記回動軸は、前記吸気口側から見て前記第１の開口部の上下方向における略中央の高さに配置されていることが好ましい。

この構成によれば、シャッターの回動軸が第１の開口部の上下方向における略中央に配置されているので、光源装置の上下が反転した姿勢においても、第２の開口部と第１の開口部とが重なる領域を略同一の大きさとすることができる。これにより、据置き姿勢および天吊り姿勢のいずれの姿勢においても同様に、第１の開口部から発光管に向けて冷却風を良好に導入することができる。

［適用例３］上記適用例に係る光源装置であって、前記回動軸は、前記吸気口側から見て前記光軸と略同一の高さに配置されていることが好ましい。

この構成によれば、シャッターの回動軸が光軸と略同一の高さに配置されているので、光源装置の上下が反転した姿勢においても、発光管に対する第２の開口部と第１の開口部とが重なる領域の相対的な位置を略同一にできる。これにより、据置き姿勢および天吊り姿勢のいずれの姿勢においても同様に、発光管の先端部に向けて冷却風を良好に導入することができる。

［適用例４］上記適用例に係る光源装置であって、前記第１の開口部を通って前記封止部に向けて流れる冷却風の方向と、前記吸気口から導入される冷却風の方向とが、略同一であることが好ましい。

この構成によれば、封止部に向けて冷却風が流れる方向と吸気口から導入される冷却風の方向とが略直交する構成に比べ、第１の開口部を介して冷却風が流れ易く、封止部をより効果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であって、前記第２の開口部は、前記回動軸側から前記シャッターを切り欠くように設けられることが好ましい。

この構成によれば、第２の開口部が回動軸側からシャッターを切り欠くように設けられているので、光源装置の姿勢が上下反転しても同様に、封止部の鉛直方向における中心部に向けて冷却風が流れるようにすることができる。

［適用例６］上記適用例に係る光源装置であって、前記保持部は、前記発光管を間に挟んで前記吸気口とは反対側に配置された排気口を備え、前記排気口および前記吸気口は、前記光軸に対して略上下対称に配置されていることが好ましい。

この構成によれば、据置き姿勢および天吊り姿勢のいずれの姿勢においても、冷却風の導入および排出を略同一条件で行うことができる。

［適用例７］本適用例に係るプロジェクターは、上記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変調する光変調装置と、前記光変調装置からの変調光を投写する投写光学装置と、を備えていることを特徴とする。

この構成によれば、発光管の破損や劣化が抑えられた光源装置を備えたプロジェクターを提供できる。

本実施形態に係るプロジェクターの概略構成を示す模式図。本実施形態に係る光源装置の概略構成を示す図。本実施形態に係る光源装置の概略構成を示す図。本実施形態に係るシャッターの構成を説明する図。

以下に、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。なお、参照する各図面において、構成をわかりやすく示すため、各構成要素の寸法の比率、角度等は適宜異ならせてある。

＜プロジェクター＞
まず、本実施形態に係るプロジェクターについて、図１を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るプロジェクターの概略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１は、光源から射出される光束を画像情報に応じて変調してスクリーン等の投写面に拡大投写する。

図１に示すように、プロジェクター１は、ケース２と、光源装置１００と、照明光学装置２００と、色分離光学装置３００と、リレー光学装置４００と、電気光学装置５００と、投写光学装置６００と、冷却ファン７００とを備えている。各構成要素は、ケース２内に、略水平方向に配置され固定されている。

なお、図示を省略するが、プロジェクター１は、ケース２内における空間に、プロジェクター１内部の各構成部材に電力を供給する電源装置と、プロジェクター１内部の各構成部材を制御する制御装置とを、さらに備えている。

光源装置１００は、光束を射出する発光管１０と、リフレクター２０と、平行化凹レンズ２２と、保持部３０とを備えている。照明光軸ＯＣは、光源装置１００から被照明領域側に射出される光束の中心軸である。平行化凹レンズ２２は、発光管１０からの集束光を略平行光として、照明光学装置２００に向けて射出する。なお、光源装置１００の詳細構成については後述する。

照明光学装置２００は、第１のレンズアレイ２１０と、第２のレンズアレイ２２０と、偏光変換素子２３０と、重畳レンズ２４０とを備えている。照明光学装置２００は、光源装置１００から射出された光束を複数の部分光束に分割し、各部分光束を略１種類の偏光光に揃えて、照明対象である３つの液晶装置５２０Ｒ，５２０Ｇ，５２０Ｂの光入射面上に重畳させる。

色分離光学装置３００は、第１のダイクロイックミラー３１０と、第２のダイクロイックミラー３２０と、反射ミラー３３０とを備えている。色分離光学装置３００は、照明光学装置２００から射出された光束を、赤色（Ｒ）光、緑色（Ｇ）光、青色（Ｂ）光の３色の色光に分離する。

リレー光学装置４００は、入射側レンズ４１０と、リレーレンズ４２０と、反射ミラー４３０，４４０とを備えている。リレー光学装置４００は、色分離光学装置３００で分離されたＢ光をＢ光用の液晶装置５２０Ｂまで導く。なお、本実施形態では、リレー光学装置４００がＢ光を導く構成としているが、これに限定されず、例えば、Ｒ光を導く構成としてもよい。

電気光学装置５００は、フィールドレンズ５１０Ｒ，５１０Ｇ，５１０Ｂと、入射側偏光板（図示省略）と、光変調装置としての液晶装置５２０Ｒ，５２０Ｇ，５２０Ｂと、射出側偏光板（図示省略）と、クロスダイクロイックプリズム５３０とを備えている。入射側偏光板および射出側偏光板は、液晶装置５２０Ｒ，５２０Ｇ，５２０Ｂ毎に設けられている。

液晶装置５２０Ｒ，５２０Ｇ，５２０Ｂは、色分離光学装置３００で分離された各色光を画像情報に応じて変調する。クロスダイクロイックプリズム５３０は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、２つの誘電体多層膜が形成されている。クロスダイクロイックプリズム５３０は、液晶装置５２０Ｒ，５２０Ｇ，５２０Ｂにて変調された各色光を合成し、投写光学装置６００側に射出する。

投写光学装置６００は、複数のレンズを組み合わせた組レンズで構成され、電気光学装置５００で変調され合成された光束をスクリーン等の投写面上に拡大投写する。

冷却ファン７００は、光源装置１００の吸気口３２（図２（ａ）参照）に対向するように配置されている。冷却ファン７００は、光源装置１００の発光管１０を冷却するための空気（以下では冷却風という）を送風する。冷却ファン７００は、例えば、シロッコファンで構成される。

プロジェクター１は、据置き姿勢と、据置き姿勢から上下反転させた天吊り姿勢との双方において使用可能なプロジェクターである。

＜光源装置＞
次に、本実施形態に係る光源装置について、図２、図３、および図４を参照して説明する。以下の図および説明では、照明光軸ＯＣに沿う光束の進行方向をＸ方向とし、Ｘ方向に直交する方向のうち水平方向に沿い、かつ、Ｘ方向先端側から見て右方向をＹ方向とする。さらに、Ｘ方向およびＹ方向に直交し、かつ、据置き姿勢での上方向をＺ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。

図２および図３は、本実施形態に係る光源装置の概略構成を示す図である。詳しくは、図２（ａ）は光源装置をＹ方向基端側から見た側面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）において照明光軸ＯＣを含みＺ方向に沿う平面で切断したときの断面図である。図３（ａ）は据置き姿勢においてＸ方向先端側から見た図であり、図３（ｂ）は天吊り姿勢においてＸ方向先端側から見た図である。なお、図３（ａ）および（ｂ）では、Ｙ方向およびＺ方向で構成されシャッター４０の開口部４２を通る平面で切断したときの断面を示している。

また、図４は、本実施形態に係るシャッターの構成を説明する図である。詳しくは、図４（ａ）はシャッターの斜視図であり、図４（ｂ）は図２（ａ）のＡ部の拡大図であり、図４（ｃ）は本実施形態との比較例を示す図である。なお、図４（ｂ）および（ｃ）では、吸気口を透視している。

本実施形態に係る光源装置１００は、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、発光管１０と、リフレクター２０と、平行化凹レンズ２２と、保持部３０とを備えている。

発光管１０は、光を射出する管球部１１と、一対の封止部１２ａ，１２ｂと、一対の電極１３ａ，１３ｂと、一対の金属箔１４ａ，１４ｂと、一対のリード線１５ａ，１５ｂとを有している。発光管１０としては、高輝度発光する種々の発光管を採用でき、例えば、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等を採用できる。

封止部１２ａ，１２ｂは、管球部１１から両側に照明光軸ＯＣに沿って延出している。封止部１２ａは管球部１１の被照明領域側（光束が射出される側）に配置されており、封止部１２ｂは管球部１１の背面側（被照明領域側とは反対側）に配置されている。管球部１１および封止部１２ａ，１２ｂは、例えば石英ガラスからなり、一体に形成されている。管球部１１内には、例えば、水銀、希ガスおよび少量のハロゲンが封入されている。

電極１３ａ，１３ｂは、管球部１１内に封入された一端部同士が互いに対向するように配置されている。電極１３ａ，１３ｂは、例えば、タングステン等の金属からなる。金属箔１４ａ，１４ｂは、封止部１２ａ，１２ｂ内に封止されており、電極１３ａ，１３ｂとリード線１５ａ，１５ｂとに溶接等により電気的に接続されている。金属箔１４ａ，１４ｂは、例えば、モリブデン等の金属からなる。リード線１５ａ，１５ｂは、例えば、モリブデン、タングステン等の金属からなる。リード線１５ａ，１５ｂに電圧が印加されると、電極１３ａ，１３ｂ間に電位差が発生し、管球部１１内で放電が生じてアーク像が生成される。

発光管１０は発光することで発熱するが、熱対流等の影響により上部（Ｚ方向先端側）の方が下部よりも温度上昇が大きく、特に管球部１１の上部表面付近の温度が上昇し易い。冷却が不足して管球部１１の上部において温度が上がり過ぎると、管球部１１の基材が再結晶化することにより白濁が起きてしまう。

一方、冷却が過剰になって管球部１１の下部において温度が下がり過ぎると、電極１３ａ，１３ｂの基材のハロゲンサイクルが正常に行われず管球部１１の内壁に付着することにより黒化が起きてしまう。白濁や黒化が起きるとその部分が失透し、管球部１１から射出される光量が低下するとともに、管球部１１の温度が上昇して発光管１０の破損や劣化を招くこととなる。そのため、発光管１０を冷却する際は、管球部１１の上部側から冷却し、上部と下部とで温度差が生じないようにすることが望ましい。

また、被照明領域側に位置する封止部１２ａも温度上昇し易く、例えば、金属箔１４ａとリード線１５ａとの接続部等は温度上昇が大きい。これらの部分の冷却が不足すると、金属箔１４ａが酸化して黒化し、光束をより吸収し易くなってさらに温度が上昇して発光管１０の破損や劣化を招くおそれがある。そのため、発光管１０を冷却する際は、管球部１１だけでなく、封止部１２ａも効果的に冷却することが望ましい。

リフレクター２０は、発光管１０に対向する内面側に反射面を有する反射部を有している。リフレクター２０の材料としては、例えば、結晶化ガラスやアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）等を好適に用いることができる。反射面には、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ_２）と酸化シリコン（ＳｉＯ_２）との誘電体多層膜からなる可視光反射層が形成されている。

リフレクター２０の反射部は、例えば、楕円面を照明光軸ＯＣを回転中心軸として回転させた楕円球の略１／２の形状を有している。反射部は、発光管１０に対して第１焦点近傍に管球部１１が位置するように配置されており、管球部１１から射出された光を被照明領域側の第２焦点位置に向けて反射する。リフレクター２０の背面側には挿入孔が形成されており、この挿入孔に封止部１２ｂが挿通され、接着剤等によって固着されている。これにより、発光管１０がリフレクター２０に固定されている。

保持部３０は、リフレクター２０の周囲を囲むように設けられており、リフレクター２０を保持している。保持部３０は、例えば、耐熱性の合成樹脂材料等により略筒状に形成されている。なお、保持部３０は、後述する隔壁３６や外壁等の各部分が一体で形成されていてもよいし、複数の個別部材を組み合わせて構成されていてもよい。

保持部３０は、冷却風の流れの上流に位置する吸気口３２と、その冷却風を流通可能な一対の流路３４，３５と、流路３４，３５を分岐させる隔壁３６と、流路３４，３５の一方を選択的に閉塞するシャッター４０と、冷却風の流れの下流に位置する排気口３３（図３参照）と、開口部３１と、第１の開口部としての開口部３８と、第２の開口部としての開口部４２とを備えている。

開口部３１は、保持部３０の被照明領域側先端の中央部に設けられている。開口部３１内には、平行化凹レンズ２２が保持されている。

吸気口３２は、リフレクター２０の被照明領域側、かつ、発光管１０の側方、すなわちＹ方向基端側に設けられている（図３（ａ）参照）。吸気口３２は冷却ファン７００（図１参照）に対向するように配置されており、冷却ファン７００から送風された冷却風は吸気口３２からＹ方向に沿って保持部３０内に導入される。

吸気口３２は、照明光軸ＯＣが吸気口３２の上下方向（Ｚ方向）における略中央に相対的に位置するように配置されている。つまり、吸気口３２は、照明光軸ＯＣに対して略上下対称に配置されている。吸気口３２をこのように配置することで、据置き姿勢および天吊り姿勢のいずれの姿勢においても、冷却風を略同一の高さ（Ｚ方向における位置）に導入することができる。

図３（ａ）に示すように、排気口３３は、Ｙ方向先端側、すなわち発光管１０を間に挟んで吸気口３２とは反対側に配置されている。発光管１０を冷却した冷却風は、排気口３３から保持部３０外へ排出される。排気口３３も、吸気口３２と同様に、照明光軸ＯＣに対して略上下対称に配置されている。このような吸気口３２および排気口３３により、据置き姿勢および天吊り姿勢のいずれの姿勢においても、冷却風の導入および排出を略同一条件で行うことができる。なお、図示を省略するが、吸気口３２および排気口３３には、防塵用に金属製のメッシュが配置されている。

隔壁３６は、吸気口３２と発光管１０との間にＺ方向に沿って設けられた隔壁部３６ａと、その上方側および下方側にＹ方向に沿って延出する隔壁部３６ｂ，３６ｃとを有している。隔壁部３６ｂ，３６ｃの端部は、照明光軸ＯＣよりもＹ方向先端側で保持部３０の外壁に接している。隔壁部３６ａには、開口部３８と、一対の支持部３９とが設けられている。

開口部３８は、吸気口３２側、すなわちＹ方向基端側から見て、封止部１２ａに重なるとともに、照明光軸ＯＣに対して略上下対称に配置されている（図２（ａ）参照）。開口部３８は、吸気口３２から導入される冷却風の一部を分岐させて封止部１２ａに導く。

なお、本実施形態では、封止部１２ａの先端部が効果的に冷却されるように、開口部３８が吸気口３２側から見て封止部１２ａの先端部に重なるように配置された例を示しているが、開口部３８の配置はこの形態に限定されない。開口部３８は、金属箔１４ａとリード線１５ａとの接続部等、封止部１２ａにおける所望の部分に重なるように配置されていてもよい。

一対の支持部３９は、開口部３８のＸ方向における両側に配置されており、シャッター４０の回動軸４１を軸支する（図４（ｂ）参照）。

流路３４，３５は、リフレクター２０の被照明領域側に、吸気口３２から隔壁部３６ａで発光管１０の上方側と下方側とに分岐して設けられている。流路３４，３５は、Ｘ方向から見て略Ｌ字状に設けられており、照明光軸ＯＣに対して互いに略上下対称に配置されている。流路３４，３５は、それぞれＺ方向に沿って延在する上流側の部分と、Ｙ方向に沿って延在する下流側の部分とを有しており、それぞれの下流側終端部は照明光軸ＯＣよりもＹ方向先端側に位置している。

隔壁部３６ｂ，３６ｃには、開口部３４ａ，３５ａがそれぞれ設けられている。開口部３４ａ，３５ａは、Ｘ方向先端側から見て発光管１０を間に挟んで対向するように配置されている。開口部３４ａ，３５ａは、流路３４，３５の下流側終端部に位置している。また、図２（ｂ）に示すように、開口部３４ａ，３５ａは、Ｙ方向基端側から見て開口部３８（図２（ｂ）に破線で示す）よりも管球部１１側に配置されている。そのため、吸気口３２から導入され流路３４，３５のうち上方側の流路を流通する冷却風は、開口部３４ａ，３５ａのうち上方側の開口部から管球部１１に向けて導かれる。

図３（ａ）に示すように、シャッター４０は、隔壁部３６ａの吸気口３２側に設けられている。つまり、シャッター４０は、吸気口３２からの冷却風の流れにおいて開口部３８よりも上流側に配置されている。図４（ａ）に示すように、シャッター４０は、略矩形の板状部材であり、一端側に回動軸４１と開口部４２とを有している。

図４（ｂ）に示すように、回動軸４１の軸方向における両端は、一対の支持部３９により回動可能に軸支されている。回動軸４１は照明光軸ＯＣに略平行であり、その軸中心は吸気口３２側（Ｙ方向基端側）から見て、上下方向（Ｚ方向）において照明光軸ＯＣと略同一の高さに配置されている。つまり、回動軸４１は、開口部３８のＺ方向における略中央の高さに配置されている。

シャッター４０は、プロジェクター１を据置き姿勢から天吊り姿勢に上下反転させる際、およびその逆に上下反転させる際のいずれにおいても、回動軸４１を中心として重力作用によって自重で回動し、シャッター４０の先端部（回動軸４１とは反対側）が吸気口３２の内壁に接する位置で静止する。これにより、流路３４，３５のうち、下方に位置する流路が閉塞され、上方に位置する流路に吸気口３２から導入された冷却風が流通する（図３（ａ）および（ｂ）参照）。

開口部４２は、シャッター４０の回動軸４１側から切り欠くように設けられている。開口部４２は、吸気口３２側、すなわちＹ方向基端側から見て、開口部３８に重なる位置に配置されている。開口部４２は、吸気口３２から開口部３８へ向かう冷却風の一部がシャッター４０で遮られないように設けられている。

仮に、図４（ｃ）に比較例を示すように、シャッター４０Ａに開口部４２が設けられていない場合、開口部３８のうち吸気口３２側から見てシャッター４０Ａと重なる領域がシャッター４０Ａにより覆われてしまう。また、回動軸４１の中心が照明光軸ＯＣと略同一の高さにあるので、封止部１２ａのＺ方向における中心部（照明光軸ＯＣを中心とし金属箔１４ａやリード線１５ａが配置されている位置）から下方側が、吸気口３２側から見てシャッター４０Ａにより覆われてしまうこととなる。そのため、吸気口３２から開口部３８へ向かう冷却風がシャッター４０Ａに遮られて、その流量が減少するとともに、封止部１２ａの中心部に向けて冷却風が流れ難くなってしまう。

これに対して、図４（ｂ）に示す本実施形態では、シャッター４０に開口部４２が設けられていることにより、吸気口３２から開口部３８へ向かう冷却風が妨げられ難いので、冷却風の流量の減少が抑えられる。また、開口部４２が回動軸４１側からシャッター４０を切り欠くように設けられているので、上下反転しても同様に、封止部１２ａのＺ方向における中心部（金属箔１４ａやリード線１５ａが配置されている位置）に向けて冷却風が流れるようにすることができる。

＜冷却風の流れ＞
次に、本実施形態に係る冷却風の流れについて、図２および図３を参照して説明する。据置き姿勢においては、図３（ａ）に示すように、Ｚ方向先端側が鉛直方向上方となり、Ｘ方向先端側から見てＹ方向先端側が右方向となる。したがって、流路３４および開口部３４ａが発光管１０の上方側に配置され、流路３５および開口部３５ａが発光管１０の下方側に配置される。発光管１０の下方側に位置する流路３５は、シャッター４０により閉塞される。

冷却ファン７００（図１参照）から送風された冷却風は、矢印Ｗで示すように、吸気口３２からＹ方向に沿って流路３４，３５の分岐部に導入される。シャッター４０により流路３５が閉塞されているため、冷却風は、矢印Ｗ１で示すように、発光管１０の上方側に位置する流路３４を流通し、開口部３４ａから発光管１０に向けて導かれる。

このとき、図２（ｂ）に矢印Ｗ１で示すように、流路３４を流通して開口部３４ａから導かれた冷却風により、管球部１１に向けた下降気流が形成される。この下降気流により、管球部１１が上方から冷却される。このため、管球部１１の上部における過度の温度上昇および下部における過度の温度低下が抑えられるので、管球部１１の上部と下部との温度差を抑えて効果的に冷却することができる。

また、図３（ａ）に矢印Ｗ２で示すように、吸気口３２から導入された冷却風の一部が、Ｙ方向に沿って開口部３８から発光管１０に向けて導かれる。開口部３８は吸気口３２側から見て封止部１２ａの先端部に重なる位置に配置されているので、矢印Ｗ２で示すように、封止部１２ａの先端部に向かう冷却風の流れが形成される（図２（ａ参照））。

ここで、開口部３８を通って封止部１２ａの先端部に向けて冷却風が流れる方向は、吸気口３２から導入される冷却風の方向と略同一である。そのため、特許文献１に記載のプロジェクターのように、封止部の先端部に向けて冷却風が流れる方向と吸気口から導入される冷却風の方向とが略直交する構成に比べて、本実施形態の光源装置１００では、開口部３８を介して冷却風が流れ易い。また、開口部３８よりも上流側に位置するシャッター４０に、吸気口３２側から見て開口部３８に重なる位置に開口部４２が設けられているので、開口部３８に向かう冷却風の流れがシャッター４０により妨げられ難い。これらにより、封止部１２ａの先端部をより効果的に冷却することができる。

なお、本実施形態では、開口部３８が封止部１２ａの先端部に重なるように配置されているので、封止部１２ａの先端部に向けて冷却風が導かれるようになっているが、開口部３８を、例えば、金属箔１４ａとリード線１５ａとの接続部等、他の部分に重なるように配置することで、所望の部分に冷却風を導いて効果的に冷却することができる。

このように、本実施形態の光源装置１００では、管球部１１と封止部１２ａとをより効果的に冷却することができる。その結果、発光管１０の破損や劣化をより抑制することができる。また、冷却に必要な風量が低減されるので、冷却ファン７００の出力を抑えて省電力化することや低騒音化することが可能となる。さらに、封止部１２ａに向けて冷却風が導かれ易いので、特許文献１に記載のプロジェクターの第２開口部に比べて、開口部３８を小さくすることが可能となる。

矢印Ｗ１で示す流れに沿って発光管１０（管球部１１）を冷却した冷却風と、矢印Ｗ２で示す流れに沿って発光管１０（封止部１２ａ）を冷却した冷却風とは、新たに冷却風が導入されることで保持部３０内の内圧が高まることにより、排気口３３から保持部３０外へ排出される。

一方、天吊り姿勢においては、図３（ｂ）に示すように、Ｚ方向先端側が鉛直方向下方となり、Ｘ方向先端側から見てＹ方向先端側が左方向となる。したがって、天吊り姿勢においては、流路３５および開口部３５ａが発光管１０の上方側に配置され、流路３４および開口部３４ａが発光管１０の下方側に配置される。発光管１０の下方側に位置する流路３４は、シャッター４０により閉塞される。

吸気口３２から導入された冷却風は、矢印Ｗ１で示すように、発光管１０の上方側に位置する流路３５を流通して開口部３５ａから発光管１０に向けて導かれるので、据置き姿勢と同様に、管球部１１に向けた下降気流が形成される。また、矢印Ｗ２で示すように、吸気口３２から導入された冷却風の一部が開口部３８から導かれるので、据置き姿勢と同様に、封止部１２ａに向かう冷却風の流れが形成される。

ここで、シャッター４０の回動軸４１が開口部３８のＺ方向における略中央、すなわち照明光軸ＯＣと略同一の高さに配置されているので、上下反転してシャッター４０が回動しても、吸気口３２側から見て開口部４２と開口部３８とが重なる領域の大きさは略同一である。また、発光管１０（封止部１２ａ）に対するシャッター４０の開口部４２と開口部３８とが重なる領域の相対的な位置を略同一にできる。これらにより、天吊り姿勢においても、据置き姿勢と同様に、管球部１１の上部と封止部１２ａとを効果的に冷却することができる。

発光管１０の管球部１１と封止部１２ａとを冷却した冷却風は、排気口３３から保持部３０外へ排出される。

以上、本実施形態に係る光源装置１００の構成によれば、次の効果が得られる。

（１）据置き姿勢および天吊り姿勢のいずれにおいても、シャッター４０により一対の流路３４，３５のうち発光管１０の上方側に位置する流路に選択的に冷却風が導入されるので、上方側から管球部１１に向かう下降気流が形成される。また、流路３４，３５の分岐部に設けられた開口部３８を通って、封止部１２ａに向けて冷却風が流れる。この冷却風が流れる方向は、吸気口３２から冷却風が導入される方向に沿った方向であるので、封止部に向けて冷却風が流れる方向と吸気口から導入される冷却風の方向とが交差する場合に比べて、開口部３８を介して冷却風がより良好に導入される。これらにより、管球部１１と封止部１２ａとを効果的に冷却することができるので、発光管１０の破損や劣化が抑えられた光源装置１００、およびこのような光源装置１００を備えたプロジェクター１を提供できる。また、冷却ファン７００の出力を抑えて省電力化することや低騒音化することも可能となる。

（２）シャッター４０に開口部３８に重なるように開口部４２が設けられているので、下方側の流路がシャッター４０で閉塞された状態においても、吸気口３２から開口部３８に向かう冷却風の流れはシャッター４０により妨げられ難い。これにより、冷却風が開口部３８に向けて流れ易いので、封止部１２ａをより効果的に冷却することができる。

（３）シャッター４０の回動軸４１が開口部３８の上下方向における略中央に配置されているので、上下が反転した姿勢においても、シャッター４０の開口部４２と開口部３８とが重なる領域を略同一の大きさとすることができる。これにより、据置き姿勢および天吊り姿勢のいずれにおいても同様に、開口部３８を介して封止部１２ａに向けて冷却風を良好に導入することができる。

（４）シャッター４０の回動軸４１が照明光軸ＯＣと略同一の高さに配置されているので、上下が反転した姿勢においても、発光管１０（封止部１２ａ）に対するシャッター４０の開口部４２と開口部３８とが重なる領域の相対的な位置を略同一にできる。これにより、据置き姿勢および天吊り姿勢のいずれの姿勢においても同様に、封止部１２ａに向けて冷却風を良好に導入することができる。

以上、本発明の光源装置およびプロジェクターを上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形を加えることができる。変形例としては、例えば以下のようなものが考えられる。

（変形例１）
上記実施形態の光源装置１００の構成では、発光管１０が副鏡を備えていないが、本発明はこれに限定されるものではない。発光管１０が、管球部１１の被照明領域側に配置され、管球部１１から射出される光を管球部１１（リフレクター２０の反射面）へ向けて反射する副鏡を備えていてもよい。発光管１０が副鏡を備えている場合でも、本実施形態と同様の効果を得ることができる。

（変形例２）
上記実施形態におけるプロジェクター１は、光変調装置として光を透過し光束入射面と光束射出面とが異なる透過型の液晶装置５２０を備えた透過型のプロジェクターであるが、本発明はこれに限定されるものではない。プロジェクターは、光を反射し光束入射面と光束射出面とが同一となる反射型の液晶装置を備えた反射型のプロジェクターであってもよい。反射型のプロジェクターに本発明を適用した場合にも、透過型のプロジェクターと同様の効果を得ることができる。

（変形例３）
上記実施形態におけるプロジェクターは光変調装置として３つの液晶装置を用いたプロジェクターであるが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、例えば、１つ、２つまたは４つ以上の液晶装置を用いたプロジェクターにも適用することができる。

（変形例４）
上記実施形態のプロジェクターの構成では、光変調装置として液晶装置を用いているが、本発明はこれに限定されるものではない。光変調装置としては、一般に、画像情報に応じて入射光を変調するものであればよく、マイクロミラー型光変調装置等を利用してもよい。

（変形例５）
本発明は、投写画像を観察する側から投写するフロント投写型プロジェクター、および、投写画像を観察する側とは反対の側から投写するリア投写型プロジェクターに適用することが可能である。

（変形例６）
上記実施形態においては、本発明の光源装置をプロジェクターに適用した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の光源装置を、例えば、光ディスク装置等他の光学機器に適用することもできる。

１…プロジェクター、１０…発光管、１１…管球部、１２ａ，１２ｂ…封止部、２０…リフレクター、３０…保持部、３２…吸気口、３４，３５…一対の流路、３６…隔壁、３６ａ，３６ｂ，３６ｃ…隔壁部、３８…第１の開口部としての開口部、４０…シャッター、４１…回動軸、４２…第２の開口部としての開口部、１００…光源装置、５２０Ｒ，５２０Ｇ，５２０Ｂ…光変調装置としての液晶装置、６００…投写光学装置、ＯＣ…照明光軸。

Claims

冷却風を送出する冷却装置を備えたプロジェクターに組み込んで使用される光源装置であって、
光束を射出する管球部、および前記管球部から前記光束が射出される側に延出する封止部を有する発光管と、
前記発光管が固定され、前記光束を反射するリフレクターと、
前記リフレクターを保持する保持部と、を備え、
前記保持部は、
前記発光管の側方に設けられ、前記光束の光軸に対して略直交する方向に前記冷却風を前記保持部内に導入する吸気口と、
前記吸気口から導入された前記冷却風を前記発光管に向けて流通させる一対の流路と、
前記一対の流路を分岐させる隔壁と、
前記隔壁に設けられ、前記冷却風の一部が通過する第１の開口部と、
前記第１の開口部の前記吸気口側に設けられ、前記光束の光軸に略平行な回動軸を有し、前記一対の流路のうち重力方向側の流路を閉塞するシャッターと、を備え、
前記シャッターは、第２の開口部を有し、
前記第２の開口部は、前記吸気口側から前記第１の開口部へ向かう前記冷却風の一部を遮らない位置に配置されることを特徴とする光源装置。
請求項１に記載の光源装置であって、
前記回動軸は、前記吸気口側から見て前記第１の開口部の上下方向における略中央の高さに配置されていることを特徴とする光源装置。
請求項２に記載の光源装置であって、
前記回動軸は、前記吸気口側から見て前記光軸と略同一の高さに配置されていることを特徴とする光源装置。
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光源装置であって、
前記第１の開口部を通って前記封止部に向けて流れる冷却風の方向と、前記吸気口から導入される冷却風の方向とが、略同一であることを特徴とする光源装置。
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光源装置であって、
前記第２の開口部は、前記回動軸側から前記シャッターを切り欠くように設けられることを特徴とする光源装置。
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の光源装置であって、
前記保持部は、前記発光管を間に挟んで前記吸気口とは反対側に配置された排気口を備え、
前記排気口および前記吸気口は、前記光軸に対して略上下対称に配置されていることを特徴とする光源装置。
請求項１から請求項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変調する光変調装置と、
前記光変調装置により変調された光束を投写する投写光学装置と、を備えていることを特徴とするプロジェクター。