JP6183433B2 - 光源装置及びプロジェクター - Google Patents

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、発光管と主反射鏡を内部に収納するハウジングを備え、ハウジングは主反射鏡の光射出前方側に設けられて発光管を囲む筒体と、筒体外面に設けられ、筒体の周方向に空気を流通させるダクト部材を備え、筒体の上面部には、ダクト部材を介した空気を筒体に導入するための上側導入口が形成され、上側導入口は、筒体を上方向から見た場合に上側導入口の中心位置が発光管の中心軸に対してダクト部材における空気の上流側にずれた位置に形成されることが開示されている。この構成により、ダクト部材の流路を短くすることができることにより、空気がダクト部材を流通する際の抵抗を小さくでき、上側導入口を介して発光部に送風する際の空気の流速や流量を十分に確保できるとしている。

特開２０１０−２１２１８６号公報

特許文献１によると、１つの上側導入口を用いて発光管の冷却を行っていた。なお、発光管（発光部）の発光効率が近年高くなってきたため、発光管を更に効率的に冷却できる光源装置の構成が課題となっていた。従って、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を有する発光管と、発光管を固定し、発光管からの光束を反射させるリフレクターと、リフレクターを収容し、発光管を冷却する冷却風を流動させる空間領域を有するハウジングと、を備え、ハウジングは、固定枠体と、固定枠体に固定されて冷却風の流路を構成するダクトと、を備え、固定枠体には、空間領域内に冷却風を分岐して吐出する第１の吐出口、第２の吐出口、第３の吐出口を含む３つの吐出口が形成され、鉛直方向から見た場合、第１の吐出口の中心は、発光管の光軸と略一致する位置に設置され、第２吐出口および第３の吐出口は、第１の吐出口に対して略対称の位置に配置され、固定枠体は、３つの吐出口に対して光軸を通る水平面に対して略対称となる位置に配置される別の３つの吐出口をさらに有していることを特徴とする。

このような光源装置によれば、発光管の光軸と略一致するように設置された第１の吐出口に対して略対称の位置に配置された第２、第３の吐出口から吐出された冷却風が、第１の吐出口から吐出された冷却風を、両側から挟むように流動することにより、冷却風の吐出方向（流動方向）を一定とさせることができる。これにより、第１の吐出口を発光管の光軸と略一致するように設置すれば冷却風を発光管の上部に流すことができ、発光管を効率的に冷却することができる。また、３つの吐出口に対して光軸を通る水平面に対して略対称となる位置に配置される別の３つの吐出口をさらに有することにより、当該光源装置が上下逆の設置姿勢になっても、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、鉛直方向から見た場合、前記第２、第３の吐出口は、前記冷却風の流動方向に対し前記第１の吐出口側に傾斜していることが好ましい。

このような光源装置によれば、第２、第３の吐出口が、第１の吐出口の方向に傾斜して形成されていることにより、第２、第３の吐出口から吐出された冷却風を、第１の吐出口から吐出された冷却風に衝突させて混合させることができる。これにより、冷却に有効な乱流を含む冷却風とすることができる。従って、更に、発光管の冷却効率を向上させることができる。

［適用例３］上記適用例に係る光源装置において、第２、第３の吐出口は、光軸を中心としてそれぞれ同一の角度を有して傾斜していることが好ましい。

このような光源装置によれば、第２の吐出口、第３の吐出口から吐出された冷却風を、第１の吐出口から吐出された冷却風に略同じ位置で衝突させて混合させることができる。従って、更に、発光管の冷却効率を向上させることができる。

［適用例４］上記適用例に係る光源装置において、ダクトは、鉛直方向に延出する第１ダクト部と、第１ダクト部と接続し、３つの吐出口へ冷却風を導く第２ダクト部と、第１ダクト部と接続し、別の３つの吐出口へ冷却風を導く第３ダクト部と、を有し、水平面に対して略対称に、概Ｕ字状に構成され、第１ダクトには、自重により重力方向に回動する流動切替部が設置されることが好ましい。

このような光源装置によれば、３つの吐出口へ冷却風を導く第２ダクト部と、別の３つの吐出口へ冷却風を導く第３ダクト部とが光軸を通る水平面に対して略対称に構成され、さらに第１ダクト部に自重により回動する流動切替部が設置されることにより、当該光源装置が上下逆の設置姿勢になっても、発光管を効率的に冷却することができる。

［適用例５］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る光束を画像情報に応じて変調する光変調装置と、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、所定の輝度の画像光を長期間投写することができる。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。 光源装置本体を模式的に示す縦断面図。 光源装置の外観構成を示す斜視図。 光源装置を上方から見た平面図。 第１固定枠体を示す斜視図。 第１固定枠体を示す斜視図。 光源装置を上方から見た場合の冷却風の流動を模式的に示す図。 光源装置を側方から見た場合の冷却風の流動を模式的に示す図。

〔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。プロジェクター１は、画像情報に応じた画像光を形成してスクリーン（図示省略）上に投写する。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筐体２、外装筐体２内部に配設される光学ユニット３、及び冷却ファン４等で大略構成されている。

〔光学ユニットの構成〕
光学ユニット３は、制御装置（図示省略）による制御に基づき、画像情報（画像信号）に応じて画像光を形成して投写する。光学ユニット３は、図１に示すように、光源装置５と、レンズアレイ３１１，３１２、偏光変換素子３１３、重畳レンズ３１４、及び平行化レンズ３１５を有する照明光学装置３１とを備える。また、光学ユニット３は、ダイクロイックミラー３２１，３２２、及び反射ミラー３２３を有する色分離光学装置３２と、入射側レンズ３３１、リレーレンズ３３３、及び反射ミラー３３２，３３４を有するリレー光学装置３３を備える。

また、光学ユニット３は、光変調装置としての３つの液晶パネル３４１、３つの入射側偏光板３４２、３つの射出側偏光板３４３、及び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３４４を有する光学装置３４と、光学装置３４で形成された画像光を投写する投写光学装置としての投写レンズ３５とを備える。そして、光学ユニット３は、内部に設定された照明光軸Ａ上の所定位置に各光学部品３１〜３４を収容する光学部品用筐体３６を備える。

光学ユニット３は、上述した構成により、光源装置５から射出され照明光学装置３１を介した光束は、色分離光学装置３２でＲ光、Ｇ光、Ｂ光の３つの色光に分離される。また、分離された各色光は、各液晶パネル３４１で画像情報に応じてそれぞれ変調される。変調された各色光は、クロスダイクロイックプリズム３４４で画像光として合成され、投写レンズ３５を介してスクリーンに投写される。なお、光学部品３１〜３５については、種々の一般的なプロジェクターの光学系として利用されているため、具体的な説明を省略し、以下では、光源装置５の構成のみを説明する。

〔光源装置の構成〕
図２は、光源装置本体５Ａを模式的に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から射出される光束に沿う方向、すなわち光源装置５の光軸Ａに沿う方向をＹ方向とし、光束の進行方向を＋Ｙ方向とする。また、プロジェクター１から射出される光束に沿う方向をＸ方向とし、プロジェクター１からの光束の射出方向を＋Ｘ方向とする。更に、Ｙ方向及びＸ方向に直交する鉛直方向をＺ方向とし、上方向（重力方向に対して逆方向）を＋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に示すように、発光管５１とリフレクター５２とを有する光源装置本体５Ａと、平行化レンズ５４とを備えるほか、これらを内部に収容するハウジング５７とを備える。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、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とを有する。なお、以下では、説明の便宜上、一対の封止部５１２，５１３のうち、前方側の封止部５１２を前側封止部５１２と記載し、後方側の封止部５１３を後側封止部５１３と記載する。

発光部５１１の内部には、一対の電極Ｅ１，Ｅ２が配置され、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が形成されている。各封止部５１２，５１３内部には、電極Ｅ１，Ｅ２とそれぞれ電気的に接続されたモリブデン製の金属箔５１２１，５１３１が挿入され、各封止部５１２，５１３における発光部５１１側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、電圧が印加されると、発光部５１１内部が発光する。なお、前側封止部５１２に設けられた電極引出線５１４には、光源装置５外部に配設されるコネクター（図示省略）に接続するリード線５１６の一端が接続されている。

リフレクター５２は、入射した光束を反射して、所定の焦点位置に収束させる。そして、発光管５１は、発光部５１１の発光中心がリフレクター５２の焦点位置に位置するように、後側封止部５１３が接着剤（図示省略）によりリフレクター５２の円筒状の開口部５２１に部分的に固定される。

図３は、光源装置５の外観構成を示す斜視図であり、図３（ａ）は、光源装置５を前方の上方から見た斜視図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す光源装置５からダクト８を取り外した状態の斜視図である。なお、光源装置５は、プロジェクター１が正置き姿勢で設置された場合での光源装置５の姿勢状態を示している。

光源装置５は、上述したように、光源装置本体５Ａと平行化レンズ５４とハウジング５７とを備える。ハウジング５７は、光源装置本体５Ａを内部に収容して固定するほか、平行化レンズ５４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７とダクト８とを備える。

固定枠体７は、第１固定枠体７Ａと第２固定枠体７Ｂとを備える。第１固定枠体７Ａは、ダクト８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７Ａは、平行化レンズ５４を支持固定する。第２固定枠体７Ｂは、リフレクター５２の背面側（後側）を覆うことで、後側封止部５１３から延出する電極引出線５１５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７Ｂは、第１固定枠体７Ａにネジ固定されて固定枠体７として一体となる。

また、第２固定枠体７Ｂには、リフレクター５２の外面側に空気を流して冷却するための開口７Ｂ１が設置されている。そして、第２固定枠体７Ｂには、光源装置５を脱着する際に把持する把持部７Ｂ２が設置される。

〔ダクトの構成〕
ダクト８は、図３に示すように、固定枠体７（詳しくは、後述する第１固定枠体７Ａの上面部７１、底面部７２、及び右側面部７３）に取り付けられる。ダクト８は、冷却ファン４（図１参照）から吐出された冷却風を、第１固定枠体７Ａの内部に流動させるものである。

ダクト８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８は、図３（ｂ）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７Ａに固定されることにより、流路を構成する。

なお、ダクト８において、上側で、左側（＋Ｘ方向）に延びる部分を第２ダクト部８２と称し、下側で、左側（＋Ｘ方向）に延びる部分を第３ダクト部８３と称し、開口部８１１が形成され、第２ダクト部８２と第３ダクト部８３とを接続させて上下方向（Ｚ方向）に延びる部分を第１ダクト部８１と称して、以降、適宜使用する。

ダクト８内部には、回動自在に支持される板状の流動切替部８５が開口部８１１に臨んで設置されている。流動切替部８５は、一対の支軸（図示省略）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８５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、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８１１から流入した冷却風は、流動切替部８５に衝突し、重力方向に対して逆となる方向（上方向）に流動する。

ダクト８は、図３（ｂ）に示すように、第１固定枠体７Ａの右側面部７３の方向（−Ｘ方向）から左側面部７４の方向（＋Ｘ方向）にスライドさせ、ネジ固定することで、固定枠体７（第１固定枠体７Ａ）と一体となる。詳細には、後述する第１固定枠体７Ａの上面部７１の開口部７１Ａに、ダクト８の第２ダクト部８２を沿わせ、第１固定枠体７Ａの底面部７２の開口部（図示省略）に、ダクト８の第３ダクト部８３を沿わせ、右方向（−Ｘ方向）から左方向（＋Ｘ方向）にスライドさせる。その後、ネジ固定する。

この組み立てにより、図３（ａ）に示すように、第１固定枠体７Ａの上面部７１と底面部７２と右側面部７３とがダクト８により覆われる。詳細には、第１固定枠体７Ａの右側面部７３が第１ダクト部８１により覆われ、第１固定枠体７Ａの上面部７１が第２ダクト部８２により覆われ、第１固定枠体７Ａの底面部７２が第３ダクト部８３により覆われる。その結果、右側面部７３と第１ダクト部８１により流路が構成され、上面部７１と第２ダクト部８２により流路が構成され、底面部７２と第３ダクト部８３により流路が構成される。これにより、開口部８１１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〕
図４は、光源装置５を上方から見た平面図である。なお、第２固定枠体７Ｂとダクト８は外してある。図５、図６は、第１固定枠体７Ａを示す斜視図である。なお、図５は、第１固定枠体７Ａを前方（＋Ｙ方向）の上方（＋Ｚ方向）から見た斜視図であり、図６は、第１固定枠体７Ａを後方（−Ｙ方向）の下方（−Ｚ方向）から見た斜視図である。

第１固定枠体７Ａは、光源装置本体５Ａ及び平行化レンズ５４を保持固定する。第１固定枠体７Ａは、図５に示すように、概４角柱状の箱型形状を有して構成される。詳細には、第１固定枠体７Ａは、上下方向に位置する上面部７１及び底面部７２と、左右方向に位置する右側面部７３及び左側面部７４とを有する。そして、前後方向に位置する前面部７５及び後面部７６を有する。また、第１固定枠体７Ａは、後面部７６にリフレクター５２を固定し、前面部７５に平行化レンズ５４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（図７参照）を形成する。

第１固定枠体７Ａの上面部７１には、右方向及び上方向に開放される開口部７１Ａが形成される。開口部７１Ａは、前述のダクト８（第２ダクト部８２）により閉塞される。従って、ダクト８（第１ダクト部８１と第２ダクト部８２）内を流動した冷却風が、第１固定枠体７Ａ内に導入される。

前面部７５は、図５に示すように、第１固定枠体７Ａ内に収容された光源装置本体５Ａから射出された光束を前方向に透過させる概８角形状の開口部７５１が形成される。開口部７５１の前方外面には概８角形状の内面形状を有する案内部７５２が形成される。この案内部７５２に平行化レンズ５４が前方（＋Ｙ方向）から挿入される。

案内部７５２に平行化レンズ５４を挿入した後、図３に示すように、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５４１１を有する平行化レンズ固定枠５４１を、平行化レンズ５４の前方から押し当て、第１固定枠体７Ａの前面部７５の上下方向（上面部７１、底面部７２）に形成される突起に引っ掛ける。これにより、平行化レンズ５４は第１固定枠体７Ａの前面部７５に支持固定される。

第１固定枠体７Ａ（上面部７１）の開口部７１Ａ内には、図４、図５に示すように、上方（鉛直方向）から見て照明光軸Ａに中心が略一致するように設置される第１吐出口７１１および第１吐出口７１１の照明光軸Ａに対する両側に並設される第２吐出口７１２、第３吐出口７１３の３つの吐出口が形成される。詳細には、照明光軸Ａを通る垂直面上に中心が略一致するように第１吐出口７１１が設置され、第２吐出口７１２、第３吐出口７１３は、第１吐出口７１１に対して略対称に形成される。なお、３つの吐出口は、右側（−Ｘ方向）から、第２吐出口７１２、第１吐出口７１１、第３吐出口７１３の順に設置されている。

また、開口部７１Ａ内には、図４、図５に示すように、ダクト８（第２ダクト部８２）内を流動した冷却風を３つの吐出口に分岐してそれぞれ流動させる３つの流路を備えている。詳細には、３つの流路として、第１吐出口７１１に流動させる第１流路７１１Ａ、第２吐出口７１２に流動させる第２流路７１２Ａ、第３吐出口７１３に流動させる第３流路７１３Ａを備える。

第２流路７１２Ａは、壁部７１２１と溝部７１２２とを有している。壁部７１２１は、第２ダクト部８２内を流動してきた冷却風を遮ることで、所定の流量の冷却風を溝部７１２２に流動させて、第２吐出口７１２に導く。

第１流路７１１Ａは、壁部７１１１と溝部７１１２とを有し、また、第２流路７１２Ａを構成する壁部７１２１も有して構成される。壁部７１１１は、第２ダクト部８２内を流動し、壁部７１２１を乗り越えてきた冷却風を遮ることで、所定の流量の冷却風を溝部７１１２に流動させて、第１吐出口７１１に導く。

第３流路７１３Ａは、壁部７１３１と溝部７１３２とを有し、また、第１流路７１１Ａを構成する壁部７１１１も有して構成される。壁部７１３１は、第２ダクト部８２内を流動し、２つの壁部７１２１，７１１１を乗り越えてきた冷却風を遮ることで、所定の流量の冷却風を溝部７１３２に流動させて、第３吐出口７１３に導く。また、壁部７１３１は、ダクト８（第２ダクト部８２）の先端部を封止する壁として機能する。

第２流路７１２Ａの壁部７１２１と溝部７１２２、及び、第３流路７１３Ａの壁部７１１１と溝部７１３２とは、図４に示すように、上方向から見た場合、照明光軸Ａに対称に形成され、第１吐出口７１１の方向に傾斜して形成されている。この構成により、両側の２つの吐出口（第２吐出口７１２、第３吐出口７１３）もまた、第１吐出口７１１に向けて傾斜して形成されている。詳細には、第２吐出口７１２及び第３吐出口７１３は、上面部７１を垂直方向（Ｚ方向）から見た場合、照明光軸Ａを中心としてそれぞれ角度αを有して傾斜して形成されている。

上記構成によって、第１流路７１１Ａは、図４に示すように、壁部７１１１と壁部７１２１とは、第１吐出口７１１の方向に行くに従い狭まる状態となる。これにより、第１吐出口７１１から吐出される冷却風は、両側の第２吐出口７１２、第３吐出口７１３から吐出される冷却風に比べて圧力が高く噴流となって吐出される。

第１固定枠体７Ａの底面部７２にも、開口部７１Ａと略同様に、右方向及び下方向に開放される開口部（図示省略）が形成される。開口部は、ダクト８（第３ダクト部８３）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８の開口部８１１を介して、ダクト８（第１ダクト部８１と第３ダクト部８３）内を流動した冷却風が、第１固定枠体７Ａ内に導入される。

また、底面部７２の開口部には、照明光軸Ａを通る水平面（ＸＹ平面）に対称に、上面部７１の開口部７１Ａに形成された流路および吐出口と同様の構成が形成されている。従って、３つの吐出口（第１吐出口７１１、第２吐出口７１２、第３吐出口７１３）に対応して、対称に別の３つの吐出口（第４吐出口、第５吐出口、第６吐出口（いずれも図示省略））が形成される。また、それに併せて、それぞれ流路（図示省略）も形成される。

図６に示すように、第１固定枠体７Ａの後面部７６には、後方（−Ｙ方向）に開放される概矩形状の開口部７６Ａが形成される。矩形状の開口部７６Ａ内部には、一段窪んで内面側に形成される保持部７６７を有している。この保持部７６７にリフレクター５２の先端コーナー部を含めた先端部を当接させて光源装置本体５Ａを保持する。

図６に示すように、開口部７６Ａの上方向（発光管５１の上側）で、保持部７６７の下側に並設される３つの吐出口（第１吐出口７１１、第２吐出口７１２、第３吐出口７１３）が露出している。

図６に示すように、３つの吐出口（第１吐出口７１１、第２吐出口７１２、第３吐出口７１３）は、光束が透過する開口部７５１の外側に形成されている。換言すると、３つの吐出口は、リフレクター５２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、第４吐出口、第５吐出口、第６吐出口も同様に形成される。

図５、図６に示すように、開口部７５１から右側面部７３側に向けて延出する壁の鉛直方向における略中央には、矩形状の開口部７３１が形成される。開口部７３１は、ダクト８（第１ダクト部８１）を流動する冷却風の一部を第１固定枠体７Ａ内部（空間領域Ｓ）に吐出し、吐出した冷却風を、図２に示すように、発光管５１（前側封止部５１２）の電極引出線５１４と金属箔５１２１との接続部に主に吹き付けて冷却するための開口である。

図６に示すように、第１固定枠体７Ａの左側面部７４の壁の鉛直方向略中央には、矩形状の排気口７４１が形成される。排気口７４１は、空間領域Ｓを流動し、温まった冷却風を第１固定枠体７Ａ（ハウジング５７）から外部に排気するための開口である。

〔冷却風の流動〕
図７は、光源装置５を上方から見た場合の冷却風Ａｒの流動を模式的に示す図である。図８は、光源装置５を側方（＋Ｘ方向）から見た場合の冷却風Ａｒの流動を模式的に示す図である。なお、図７では、第１固定枠体７Ａと光源装置本体５Ａを上方から見た図で示し、３つの吐出口周辺の第１固定枠体７Ａと光源装置本体５Ａは概断面図で示している。また、図８では、光源装置５を、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７、図８では、冷却風Ａｒ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状態での光源装置５を冷却する冷却風Ａｒの流動について説明する。

冷却ファン４（図１参照）から吐出された冷却風（冷却風Ａｒとする）は、ダクト８の開口部８１１を介してダクト８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８５（図３参照）によって上方（＋Ｚ方向）に向かって第１ダクト部８１内を流動し、接続する第２ダクト部８２内に流入する。

なお、開口部８１１から流入した冷却風Ａｒの一部は、開口部７３１（図５参照）を介して空間領域Ｓ内に吐出される。この冷却風は、上述したように、図２に示す発光管５１（前側封止部５１２）の電極引出線５１４と金属箔５１２１との接続部に主に吹き付けることにより、接続部を冷却し、冷却して温まった冷却風は、排気口７４１からハウジング５７外部に排気される。

第２ダクト部８２内に流入した冷却風Ａｒは、図７に示すように、第１流路７１１Ａ、第２流路７１２Ａ、第３流路７１３Ａにより分岐されて流動し、第１吐出口７１１、第２吐出口７１２、第３吐出口７１３から空間領域Ｓ内に吐出される。ここで、第１吐出口７１１から吐出された冷却風を冷却風Ａｒ１とする。また、第２吐出口７１２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７１３から吐出された冷却風を冷却風Ａｒ３とする。

なお、第２吐出口７１２、第３吐出口７１３および第２流路７１２Ａ、第３流路７１３Ａは、上述したように、第１吐出口７１１の方向に傾斜（照明光軸Ａを中心として角度α傾斜）して形成されているため、図７に示すように、冷却風Ａｒ２，Ａｒ３は、上面部７１を垂直方向（Ｚ方向）から見た場合、角度α（水平面（ＸＹ平面）における角度α）傾斜して吐出される。なお、冷却風Ａｒ１は、上面部７１を垂直方向から見た場合、照明光軸Ａに沿う方向に吐出される。

また、図８に示すように、冷却風Ａｒ１，Ａｒ２，Ａｒ３は、側方（Ｘ方向）から見た場合、上下方向における３つの吐出口が設置される位置が略同一であるため、鉛直平面（ＹＺ平面）での吐出される冷却風Ａｒ１，Ａｒ２，Ａｒ３の側方から見た場合の照明光軸Ａに対する角度は略同一となって、発光部５１１に向けた方向に吐出される。

第２吐出口７１２、第３吐出口７１３から、空間領域Ｓ内に吐出された冷却風Ａｒ２，Ａｒ３は、冷却風Ａｒ１に対して角度α傾斜しているため、図７に示すように、第１吐出口７１１と発光部５１１との間で、第１吐出口７１１から吐出された冷却風Ａｒ１に衝突する。衝突する位置は、本実施形態では符号Ｂで示す領域となる。詳細には、図８に示すように、領域Ｂは、第１吐出口７１１と発光部５１１との中間位置を示す線Ｃより第１吐出口７１１側の位置に設定している。

冷却風Ａｒ２，Ａｒ３が冷却風Ａｒ１に対して両側から衝突することにより、３つの冷却風（冷却風Ａｒ１，Ａｒ２，Ａｒ３）は混合された状態となる。そして、混合された冷却風（この冷却風をＡｒ４とする）は、図７、図８に示すように、発光部５１１に向けて流動し、発光部５１１の上部に吹き付けられる。この冷却風Ａｒ４は、３つの冷却風（冷却風Ａｒ１，Ａｒ２，Ａｒ３）が混合されたことにより、冷却に有効となる乱流成分が発生し、発光部５１１の上部に冷却風Ａｒ４が衝突した時の熱交換が促進される。また、冷却風が直線状に流れるようになるため流動方向が安定し、発光部５１１の上部に冷却風が向かうようになる。

なお、領域Ｂを第１吐出口７１１と発光部５１１との中間位置を示す線Ｃより第１吐出口７１１側の位置で衝突させることにより、冷却風Ａｒ１（冷却風Ａｒ４）の流動方向を空間領域Ｓのより上流側で安定させるように制御している。

冷却風Ａｒ４が、発光部５１１の上部に吹き付けることにより、発光部５１１の上部が冷却される。また、冷却風Ａｒ４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。なお、冷却風Ａｒ４により、空間領域Ｓ内部全体も冷却される。そして、各部を冷却して温まった冷却風Ａｒ４は、排気口７４１（図６参照）及びリフレクター５２の開口部５２１（図２参照）からハウジング５７の外部に排気される。

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Ａｒ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Ａｒ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８５により、第１ダクト部８１と第３ダクト部８３内を流動して、第４吐出口、第５吐出口、第６吐出口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、第５吐出口、第６吐出口は、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７１１、第２吐出口７１２、第３吐出口７１３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、冷却動作も略同様となる。従って、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において、ハウジング５７（第１固定枠体７Ａ）は、空間領域Ｓ内に冷却風を吐出する３つの吐出口を有し、３つの吐出口は、発光管５１の上側で、照明光軸Ａと第１吐出口７１１の中心が略一致し、第２吐出口７１２、第３吐出口７１３はそれぞれ第１吐出口７１１の両側に並設されるように形成されている。また、第２吐出口７１２、第３吐出口７１３および第２流路７１２Ａ、第３流路７１３Ａは、第１吐出口７１１に対して対称で、角度α傾斜して形成される。これにより、第２吐出口７１２、第３吐出口７１３から吐出された冷却風Ａｒ２，Ａｒ３を、第１吐出口７１１から吐出された冷却風Ａｒ１に略同じ位置で衝突させて混合させることができる。これにより、冷却に有効な乱流を含む冷却風Ａｒ４とすることができると共に、冷却風Ａｒ４（冷却風Ａｒ１）の流動方向が制御し易くなり、流動方向が安定し、冷却風を直進させることができる。従って、発光管５１（発光部５１１）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において、ハウジング５７（第１固定枠体７Ａ）の第１吐出口７１１は、冷却風Ａｒ１を発光部５１１に向けて吐出しているため、直接、発光部５１１を冷却することができる。また、両側の第２吐出口７１２、第３吐出口７１３からの冷却風Ａｒ２，Ａｒ３が衝突して混合され、その混合された冷却風Ａｒ４が発光部５１１に流動されることにより、効率的に発光部５１１を冷却することができる。

本実施形態の光源装置５において、第１吐出口７１１から吐出された冷却風Ａｒ１は、両側の第２吐出口７１２、第３吐出口７１３から吐出された冷却風Ａｒ２，Ａｒ３により、第１吐出口７１１と発光部５１１との間の空間領域Ｓで衝突して混合される。そして、混合される位置は、第１吐出口７１１と発光部５１１とを結ぶ中間位置より第１吐出口７１１側の位置（領域Ｂ）である。これにより、第１吐出口７１１から吐出された冷却風Ａｒ１が、両側の第２吐出口７１２、第３吐出口７１３から吐出された冷却風Ａｒ２，Ａｒ３により、直ちに衝突して混合されることで、空間領域Ｓのより上流側で冷却風Ａｒ４（冷却風Ａｒ１）の流動方向を安定させることができる。よって冷却風Ａｒ４の位置の調整がさらに容易になる。従って、更に発光部５１１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において、ハウジング５７（第１固定枠体７Ａ）は、３つの吐出口（第１吐出口７１１、第２吐出口７１２、第３吐出口７１３）に対して、照明光軸Ａを通る水平面（ＸＹ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（第４吐出口、第５吐出口、第６吐出口）を有している。これにより、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５１の上側となる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。これらにより、光源装置５の長寿命化を図ることができる。

本実施形態のプロジェクター１は、上述したように、発光管５１の冷却効率を向上できる光源装置５を備えていることにより、所定の輝度の画像光を長期間投写することができる。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。

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を備えていることにより、光源装置本体５Ａの輝度が向上した場合に、例えば、冷却ファン４の大型化や、冷却ファン４の駆動電圧を上げること等を極力抑えることができるため、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において、第１吐出口７１１から吐出された冷却風Ａｒ１に、両側の第２吐出口７１２、第３吐出口７１３から吐出された冷却風Ａｒ２，Ａｒ３をぶつけて混合させている。しかし、これに限られず、隣り合って設置された３つの吐出口（例えば、第１吐出口７１１、第２吐出口７１２、第３吐出口７１３）は、それぞれ発光部５１１に向けて冷却風を吐出し、途中で衝突しない構成としてもよい。このような構成によっても、両側の吐出口から吐出される冷却風が、中央の吐出口から吐出される冷却風を、両側から挟む形態で流動することにより、冷却風の吐出方向（流動方向）を一定とさせることができる。これにより、冷却風の流動方向を制御でき、冷却風を発光管５１の上部に流して発光管５１（発光部５１１）を効率的に冷却することができる。

前記実施形態の光源装置５において、第１吐出口７１１から吐出される冷却風Ａｒ１は、第１吐出口７１１と発光部５１１とを結ぶ中間位置より第１吐出口７１１側の位置で、両側の第２吐出口７１２、第３吐出口７１３から吐出される冷却風Ａｒ２，Ａｒ３と混合される。しかし、これに限られず、冷却風Ａｒ１は、第１吐出口７１１と発光部５１１との間の空間領域Ｓで、冷却風Ａｒ２，Ａｒ３と混合されることでもよい。

前記実施形態の第１固定枠体７Ａにおいて、第２吐出口７１２と第３吐出口７１３とは、第１吐出口７１１に対して、角度αで傾斜して形成されている。それにより、第２吐出口７１２、第３吐出口７１３から吐出された冷却風Ａｒ２，Ａｒ３は、第１吐出口７１１から吐出された冷却風Ａｒ１に対して略同じ位置（領域Ｂ）で衝突して混合される。しかし、第２吐出口７１２と第３吐出口７１３、第２流路７１２Ａと第３流路７１３Ａとの、第１吐出口７１１に対する形成角度は、同じでなくてもよい。言い換えると、第２吐出口７１２と第３吐出口７１３、第２流路７１２Ａと第３流路７１３Ａとは、第１吐出口７１１の方向に傾斜して形成されていることでよい。例えば、第１吐出口７１１から吐出された冷却風Ａｒ１に対して、両側の第２吐出口７１２と第３吐出口７１３から吐出された冷却風Ａｒ２，Ａｒ３が冷却風Ａｒ１にそれぞれ異なる位置でぶつかり、混合させることでもよく、結果的に、第１吐出口７１１から吐出された冷却風Ａｒ１（混合された冷却風Ａｒ４）が冷却対象物に向かって流動できればよい。

前記実施形態の第１固定枠体７Ａにおいて、第２吐出口７１２と第３吐出口７１３、および第２流路７１２Ａと第３流路７１３Ａの両方が、第１吐出口７１１に対して、角度αで傾斜して形成されている。しかし、これに限られず、第２吐出口７１２と第３吐出口７１３のみを第１吐出口７１１に対して、角度αで傾斜して形成しても良いし、第２流路７１２Ａと第３流路７１３Ａのみを角度αで傾斜して形成しても良い。冷却風Ａｒ２，Ａｒ３が冷却風Ａｒ１と衝突するように設定すれば同様の効果を得ることができる。

前記実施形態の光源装置５では、第２吐出口７１２、第３吐出口７１３から空間領域Ｓに吐出される冷却風Ａｒ２，Ａｒ３の風量、風圧が略同様となるように、第２吐出口７１２、第３吐出口７１３が形成されている。しかし、これに限られず、冷却風Ａｒ２，Ａｒ３の風量、風圧は異なっていてもよい。

前記実施形態の光源装置本体５Ａは、発光管５１とリフレクター５２とを有して構成されている。しかし、これに限られず、発光部５１１の前側封止部５１２側の略半分を覆うように発光管５１に固定され、発光部５１１から前側封止部５１２側に射出された光束をリフレクター５２側に反射させるいわゆる副反射鏡を有していてもよく、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は、平行化レンズ５４を備えているが、備えていなくてもよい。

前記実施形態の発光管５１としては、高輝度発光する種々の放電型の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。

前記実施形態の光学ユニット３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３４１）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。

前記実施形態の光学ユニット３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。

前記実施形態の光学ユニット３は、光変調装置として液晶パネル３４１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。

前記実施形態の光学ユニット３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３１として、レンズアレイ３１１，３１２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、５Ａ…光源装置本体、７…固定枠体、７Ａ…第１固定枠体、８…ダクト、５１…発光管、５２…リフレクター、５７…ハウジング、３４１…液晶パネル、５１１…発光部、７１１…第１吐出口、７１２…第２吐出口、７１３…第３吐出口、Ａ…照明光軸、Ａｒ，Ａｒ１，Ａｒ２，Ａｒ３，Ａｒ４…冷却風、Ｓ…空間領域。

Claims (4)

1. 光束を射出する発光部を有する発光管と、
   前記発光管を固定し、前記発光管からの光束を反射させるリフレクターと、
   前記リフレクターを収容し、前記発光管を冷却する冷却風を流動させる空間領域を有するハウジングと、
   前記ハウジングには、固定枠体と、前記固定枠体に固定されて前記冷却風の流路を構成するダクトと、を備え、
   前記固定枠体の上面側および底面側には、前記空間領域内に前記冷却風を分岐して吐出する吐出口を備え、
   前記上面側に設けられた前記吐出口には、前記ダクトに接続された第１の吐出口、第２の吐出口、第３の吐出口が設けられ、前記底面側に設けられた前記吐出口には、前記ダクトに接続された第４の吐出口、第５の吐出口、第６の吐出口が設けられ、
   前記吐出口を鉛直方向から見た場合、前記第１の吐出口および前記第４の吐出口の中心は、前記発光管の光軸と略一致する位置に設置され、前記第２吐出口および前記第３の吐出口は、前記第１の吐出口に対して略対称の位置に配置され、前記第５吐出口および前記第６の吐出口は、前記第４の吐出口に対して略対称の位置に配置され、
   前記ダクトには、自重により重力方向に設けられた前記吐出口への前記冷却風の流動を抑制し、他方向に設けられた前記吐出口へ前記冷却風を流動させる流量切替部が設けられ、前記流量切替部が設けられた第１ダクト部と、前記第１ダクト部と接続し、前記上面側に設けられた前記吐出口へ前記冷却風を導く第２ダクト部と、前記第１ダクト部と接続し、前記底面側に設けられた前記吐出口へ前記冷却風を導く第３ダクト部と、を有し、
   前記冷却風は、重力方向とは他方向に設けられた前記吐出口または前記底面側に設けられた前記吐出口から前記発光管に向かって流出することを特徴とする光源装置。
2. 請求項１に記載の光源装置であって、
   鉛直方向から見た場合、前記第２、第３の吐出口は、前記冷却風の流動方向に対し前記第１の吐出口側に傾斜していることを特徴とする光源装置。
3. 請求項２に記載の光源装置であって、
   前記第２、第３の吐出口は、前記光軸を中心としてそれぞれ同一の角度を有して傾斜していることを特徴とする光源装置。
4. 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と、
   前記光源装置から射出される光束を画像情報に応じて変調する光変調装置と、を備えることを特徴とするプロジェクター。

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