JP2008218127A - 光源装置及びプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、発光管の上部等である対象部分のみを局所的に冷却でき、失透や黒化の発生を有効に防止できる光源装置を提供すること。
【解決手段】仕切板５は、発光管１と接触することなく、水平状態に支持されて確実に固定される。また、仕切板５と発光管１との接触を避けることで、発光管１や仕切板５の機械的或いは熱的な劣化や損傷を防止でき、発光管１や仕切板５の寿命を長くすることができる。この際、仕切板５は、発光管１の本体部分１１近傍を含む周辺空間を上下側空間ＵＳ，ＬＳに仕切るように延在しており、冷却風が本体部分１１の裏側に回り込む現象を確実に抑えることができ、本体部分１１の上半分のみを適度に空冷することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光源である発光管と発光管からの光を集める反射鏡とを有する光源装置及びこれを用いたプロジェクタに関する。

例えば、プロジェクタに用いる照明装置として、発光管、反射鏡等を備えるランプ装置と、このランプ装置を内蔵するランプハウスとを備えるものが存在する（特許文献１）。この照明装置では、光束射出方向を垂直方向としており、反射鏡の内面側において発光管の上側封止部を通過するように冷却風を通過させている。

また、プロジェクタに用いる別の照明装置として、発光管や反射鏡を収納するランプ筐体に一対の流通路を設けたものが存在する（特許文献２）。この照明装置では、通気路の切替により、プロジェクタを上下反転した場合にも、いずれかの流通路からの下降気流によって発光管を上側から冷却できるようにしている。
特開２００５−７０２１６号公報 特開２００５−１０５０５号公報

しかし、上記のような照明装置では、発光管の上部だけでなく、空気の巻き込みによって発光管の下部も付随的に冷却される。これにより、発光管の上部を適切な温度に維持した場合、発光管の下部の温度が必要以上に低下し、管内のハロゲンサイクルが妨げられて、下部において黒化現象が生じやすくなる。

そこで、本発明は、発光管の上部等である対象部分のみを局所的に冷却でき、失透や黒化の発生を有効に防止できる光源装置及びこれを組み込んだプロジェクタを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る光源装置は、（ａ）光源光を発生する発光管と、（ｂ）発光管から射出された光源光を反射する反射鏡と、（ｃ）発光管及び反射鏡に共通する光軸を含む面内に沿って設けられ、反射鏡の内側を略２分割する仕切板とを備える。ここで、略２分割とは、仕切板によって反射鏡の内側を隙間なく分割する場合に限らず、仕切板による仕切り効果を減殺しない程度の隙間や開口を設けて反射鏡の内側を分割する場合を含む。

上記光源装置では、仕切板が光軸を含む面内に沿って設けられて反射鏡の内側を略２分割するので、発光管のうち仕切板の一方側のみに冷却風を優先して供給することができ、加熱しやすい部分を局所的に冷却できる。これにより、発光管のうち失透が生じやすい部分のみを選択して効率的に冷却できるとともに、発光管のうち黒化が生じやすい部分が過剰に冷却されてしまうことを有効に防止できる。

また、本発明の具体的な態様又は観点では、上記光源装置において、仕切板が、発光管の近傍を含む周辺空間を仕切るように延在する。この場合、発光管（特にその本体部分）の周辺空間が仕切られるので、冷却風が発光管（特にその本体部分）の裏側に回り込む現象を確実に抑えることができる。つまり、発光管の冷却効率を高めつつ冷却風の回り込みによる過冷却を確実に防止できる。

本発明の別の態様では、仕切板が、発光管から射出される光源光を透過させる光透過性材料で形成されている。この場合、仕切板による光源光の遮断を低減できるので、光源光の無駄を抑えてより高輝度の照明光を取り出すことができる。

本発明のさらに別の態様では、仕切板の表面に反射防止コートが設けられている。この場合、仕切板での反射による光路の変化を防止して、光源光の外部への取り出し効率を高めることができる。

本発明のさらに別の態様では、仕切板が、発光管から延びる配線と略同一面内に配置される。この場合、配線によって遮断される光束の方向に仕切板が配置されることになり、仕切板の追加による減光をより抑えることができる。

本発明のさらに別の態様では、仕切板が、発光管の両端に設けられる一対の封止部と、反射鏡の不使用部分と、反射鏡を保持するハウジングとの少なくとも１箇所に固定される。この場合、仕切板を発光管の本体部分で支持する必要がなく、発光管や仕切板の機械的或いは熱的な劣化や損傷を防止でき、発光管や仕切板の寿命を長くすることができる。

本発明のさらに別の態様では、仕切板が、反射鏡の射出側に配置されて光源光を複数の光束に分割するフライアイレンズに形成される境界線と略同一面内に配置される。この場合、フライアイレンズに入射する際にロスすることになる光束の方向に仕切板が配置されることになり、仕切板の追加による減光をより抑えることができる。

本発明のさらに別の態様では、仕切板が、反射鏡の射出側に配置されて光源光の発散角を調節するレンズに近接する位置まで延在する。ここで、光源光の発散角を調節するレンズには、平行光束を射出させるためのコリメータレンズが含まれる。この場合、反射鏡の内側からレンズに至るまでの空間が全体的に分割され、仕切板による仕切り効果を確実なものとすることができる。

本発明のさらに別の態様では、仕切板が、発光管と反射鏡とが設置される環境における上下方向を基準として、反射鏡の内側空間を上下に分割する。この場合、仕切板の上側空間に冷却風を供給すれば、発光管の上側、すなわち対流等によって加熱されやすい上部が優先的に冷却され、発光管の上部に形成されやすい失透を予防することができるとともに、発光管の下部が過剰な冷却から保護される。なお、反射鏡や発光管に関して上下とは、これらの設置が予定される環境で重力を基準とした方向を意味する。

本発明のさらに別の態様では、発光菅を冷却する冷却風を受け入れる給気口と、空冷装置からの冷却風を外部に排出する排気口とを有するハウジングと、排気口が仕切板によって分割された上側の空間に臨むように排気口を移動させる移動部材とをさらに備える。この場合、発光管と反射鏡とが通常の状態に対して上下逆に使用されるいわゆる天吊り状態においても、発光管の上部を強制冷却して失透の発生を確実に防止できるとともに、発光管の下部が強制冷却によって過剰に冷却されることを防止できる。

本発明のさらに別の態様では、仕切板によって分割された上側の空間を少なくとも強制的に空冷する空冷装置をさらに備える。この場合、発光管の上部を強制冷却して失透の発生を確実に防止できる。

また、上記課題を解決するために、本発明に係るプロジェクタは、（ａ）上述の光源装置と、（ｂ）光源装置からの照明光によって照明される光変調装置と、（ｃ）光変調装置を経た像光を投射する投射光学系とを備える。

上記プロジェクタによれば、上述の光源装置を備えており、発光管のうち失透が生じやすい部分のみを効率的に冷却できるとともに、発光管のうち黒化が生じやすい部分が過剰に冷却されてしまうことを有効に防止できるので、光源装置の長寿命の確保によって、高品位の画像を長期に亘って投射することができる。

〔第１実施形態〕
（１）光源ユニット
図１（Ａ）及び１（Ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る光源装置を示す平面断面図及び側方断面図である。本実施形態の光源装置１００は、光源ユニット１０と、電源装置７０とを備える。光源ユニット１０は、放電発光型の発光管１と、楕円型の主反射鏡であるリフレクタ２と、コリメート用の凹レンズ３と、収納用のハウジング４と、内部空間を分割するための仕切板５と、冷却用の送風装置６とを備える。電源装置７０は、光源ユニット１０に交流電流を供給して所望の状態に発光させるための電気回路である。

光源ユニット１０において、発光管１は、例えば高圧水銀ランプやメタルハライドランプといった放電発光型のランプである。この発光管１は、中央部が球状に膨出した透光性の石英ガラス管から構成され、照明用の光を放射する本体部分１１と、この本体部分１１の両端側に延びる第１及び第２封止部１３，１４とを備える。

発光管１において、本体部分１１内に形成される放電空間１２には、タングステン製の第１の電極１５の先端部と、同様にタングステン製の第２の電極１６の先端部とが所定距離で離間配置されており、希ガス、金属ハロゲン化合物等を含む放電媒体であるガスが封入されている。この本体部分１１の両端に延びる各封止部１３，１４の内部には、第１及び第２の電極１５，１６の根元部分に電気的に接続されるモリブデン製の金属箔１７ａ，１７ｂが挿入され、気密に封止されている。これらの金属箔１７ａ，１７ｂに接続されたリード線１８ａ，１８ｂに対して電源装置７０により交流電圧を印加すると、一対の電極１５，１６間でアーク放電が生じ、本体部分１１が高輝度で発光する。

リフレクタ２は、発光管１から射出された光源光を反射して集める反射鏡である。リフレクタ２は、発光管１に対して同軸に配置されており、リフレクタ２の回転対象軸と、発光管１の軸線とは、同一の光軸ＯＡ上に配置されている。リフレクタ２は、発光管１の第１封止部１３が挿通される首状部２ａと、この首状部２ａから拡がる楕円曲面状の主反射部２ｂとを備えた石英ガラス製の一体成形品である。首状部２ａは、第１封止部１３を挿通させるとともに、第１封止部１３との隙間に無機系接着剤ＭＢを充填することによって主反射部２ｂを本体部分１１に対してアライメントした状態で固定可能にしている。また、主反射部２ｂの内側ガラス面は、楕円曲面状に加工され、その表面上に反射面が形成されている。

凹レンズ３は、リフレクタ２に対向して同軸に配置されている。つまり、凹レンズ３の光軸は、リフレクタ２の回転対象軸と一致する光軸ＯＡ上に配置されている。凹レンズ３は、リフレクタ２で反射された光源光を平行化して射出させるコリメータレンズであり、凹レンズ３から射出された平行光束は、後述する第１フライアイレンズ２３ａに入射する。

ハウジング４は、樹脂等の加工によって形成され、リフレクタ２と凹レンズ３とをアライメントした状態で固定する。ハウジング４は、リフレクタ２と凹レンズ３との間に形成される内部空間を周囲から遮蔽しており、発光管１からの不要な光束が迷光として外部に漏れ出すことを防止している。ハウジング４の側面すなわち±Ｙ方向の壁面には、一対の開口である給気口４ａと排気口４ｂとが形成されている。一方の給気口４ａは、冷却用の空気を外部から取り込むためのもので、他方の排気口４ｂは、冷却後の空気を外部に排出するためのものである。なお、給気口４ａ及び排気口４ｂは、光軸ＯＡを含んでＸＹ面に平行な２分割水平面よりも＋Ｚ側すなわち上側に配置されている。つまり、給気口４ａ及び排気口４ｂは、ハウジング４の内部空間のうち主に上側半分の冷却を目的とする。

仕切板５は、例えば石英やネオセラム（商標名）等の低熱膨張ガラス（α≦１０^−７／℃）で形成された薄板であり、発光管１から射出される光源光に対して光透過性を有する。また、仕切板５の上下面及び側面（加工端面）を含む表面には、光学研磨が施され、その上に反射防止コートが形成されており、仕切板５での反射によって光路が変化して光源光の利用効率が下がることを防止している。つまり、仕切板５による光源光の遮断を低減することで、光源光の無駄を抑えてより高輝度の照明光を取り出せるようにしている。仕切板５は、ハウジング４内に延在して内部空間を２分割する２分割水平面としての役割を有する。すなわち、仕切板５を設けたことによって、ハウジング４の内部空間すなわちリフレクタ２から凹レンズ３に至る空間が光軸ＯＡよりも上側の上側空間ＵＳと光軸ＯＡよりも下側の下側空間ＬＳとに分割される。ただし、仕切板５の縁部５ａは、発光管１、リフレクタ２、凹レンズ３、ハウジング４等の周囲部品との間に隙間を有しており、上側空間ＵＳと下側空間ＬＳとは連通している。仕切板５の左右の両端からは、支持用の一対の突起５ｂが延びている。各突起５ｂは、ハウジング４の内面に形成された一対の支持溝４ｃにはめ込まれている。これにより、仕切板５を発光管１と接触させることなく、図示の水平状態に支持して確実に固定することができる。また、仕切板５と発光管１との接触を避けることで、発光管１や仕切板５の機械的或いは熱的な劣化や損傷を防止でき、発光管１や仕切板５の寿命を長くすることができる。

以上のような仕切板５を設け、発光管１の本体部分１１近傍を含む周辺空間を上下側空間ＵＳ，ＬＳに仕切るように延在させることにより、冷却風が本体部分１１の表側のみに到達するようにでき、冷却風が本体部分１１の裏側に回り込む現象を確実に抑えることができる。

なお、仕切板５は、光軸ＯＡを含んでＸＹ面に平行な水平面に沿って配置されており、第１フライアイレンズ２３ａの中心を通る水平方向の境界線ＨＬと略同一面内に配置されている。ここで、境界線ＨＬは、第１フライアイレンズ２３ａを構成するセルレンズ間の境界部分であり、ここに入射した光束は通常有効に利用されない。本実施形態では、仕切板５が延在する水平面と境界線ＨＬとを一致させているので、フライアイレンズ２３ａに入射する際にロスすることになる光束に対応して仕切板５が配置されることになり、仕切板５の追加による光源光のロスを抑えることができる。

送風装置６は、給気口４ａ及び排気口４ｂと協働して本体部分１１の冷却を行う冷却装置である。送風装置６は、ハウジング４に形成された給気口４ａに対向して配置されており、給気口４ａからハウジング４の上側空間ＵＳに冷却用の空気を強制的に送り込む。これにより、ハウジング４内の上側空間ＵＳ内の冷却後の空気が排気口４ｂを介して外部に押し出される。送風装置６は、不図示の制御駆動装置に駆動されて動作し、発光管１の本体部分１１の周囲に所望の気流ＡＣを形成し本体部分１１のうち上半分を適度に空冷する。なお、ハウジング４内を略全体に亘って仕切る仕切板５の存在によって冷却風の回り込みがある程度防止され、ハウジング４内の下側空間ＬＳ内には十分な気流ＡＣが殆ど形成されないので、発光管１の本体部分１１の過剰な空冷が防止される。

以上説明した光源装置１００によれば、仕切板５が光軸ＯＡを含む面内に沿って設けられてハウジング４の内部空間であるリフレクタ２の内側を略２分割するので、発光管１の本体部分１１うち仕切板５の上側のみに冷却風を優先的に供給することができ、加熱しやすい本体部分１１の上半分を局所的に冷却できる。これにより、失透が生じやすい本体部分１１の上半分のみを効率的に冷却できるとともに、黒化が生じやすい本体部分１１の下半分が過剰に冷却されてしまうことを防止できる。つまり、本体部分１１の上失透が防止され、かつ、本体部分１１の下半分の黒化が防止され、結果的に発光管１ひいては光源装置１００の長寿化を達成することができる。

なお、以上の説明では、ハウジング４の上側空間ＵＳのみを強制的に空冷するものとしたが、ハウジング４の側方壁面のうち下側空間ＬＳに臨む部分に開口を設けて空冷を行うこともでき、この場合、上側空間ＵＳよりも下側空間ＬＳの空冷が弱くなるように風量等の設定を行う。これにより、本体部分１１の上半分を十分に冷却しつつ、本体部分１１の下半分を過剰にならない程度に適度に冷却できる。

また、以上の説明では、給気口４ａに面して送風装置６を設けているが、排気口４ｂに面してファンやモータ等からなる吸気装置を冷却装置として設けることができ、この場合も、ハウジング４の上側空間ＵＳに冷却風を循環させることができる。

（２）プロジェクタ
図２は、図１（Ａ）及び１（Ｂ）に示す光源装置１００を組み込んだプロジェクタを説明するための概念図である。本実施形態におけるプロジェクタ２００は、光源装置１００と、照明光学系２０と、色分離光学系３０と、光変調装置である液晶ライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃと、クロスダイクロイックプリズム５０と、投射光学系である投射レンズ６０とを備える。なお、光源装置１００は、第１実施形態のものと同一であるので説明を省略する。

照明光学系２０は、光を分割して重畳するためのインテグレータ光学系を構成する一対のフライアイレンズである第１及び第２フライアイレンズ２３ａ，２３ｂと、光の偏光方向を揃える偏光変換素子２４と、両フライアイレンズ２３ａ，２３ｂを経た光を重畳させる重畳レンズ２５と、光の光路を折り曲げるミラー２６とを備え、これらにより均一化された照明光を形成する。照明光学系２０において、第１及び第２フライアイレンズ２３ａ，２３ｂは、それぞれマトリクス状に配置された複数の要素レンズからなり、これらの要素レンズによって平行化レンズ２２を経た光を分割して個別に集光・発散させる。偏光変換素子２４は、ＰＢＳアレイで形成されており、第１フライアイレンズ２３ａにより分割された各部分光束の偏光方向を一方向の直線偏光に揃える役割を有する。重畳レンズ２５は、偏光変換素子２４を経た照明光を全体として適宜収束させて、後段の各色の光変調装置である液晶ライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃの被照明領域に対する重畳照明を可能にする。

色分離光学系３０は、第１及び第２ダイクロイックミラー３１ａ，３１ｂと、反射ミラー３２ａ，３２ｂ，３２ｃと、３つのフィールドレンズ３３ａ，３３ｂ，３３ｃとを備え、照明光学系２０により形成された照明光を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の３色に分離するとともに、各色光を後段の液晶ライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃへ導く。より詳しく説明すると、まず、第１ダイクロイックミラー３１ａは、ＲＧＢの３色のうちＲ光を透過させＧ光及びＢ光を反射する。また、第２ダイクロイックミラー３１ｂは、ＧＢの２色のうちＧ光を反射しＢ光を透過させる。次に、この色分離光学系３０において、第１ダイクロイックミラー３１ａを透過したＲ光は、反射ミラー３２ａを経て入射角度を調節するためのフィールドレンズ３３ａに入射する。また、第１ダイクロイックミラー３１ａで反射され、さらに、第２ダイクロイックミラー３１ｂでも反射されたＧ光は、入射角度を調節するためのフィールドレンズ３３ｂに入射する。さらに、第２ダイクロイックミラー３１ｂを通過したＢ光は、リレーレンズＬＬ１，ＬＬ２及び反射ミラー３２ｂ，３３ｃを経て入射角度を調節するためのフィールドレンズ３３ｃに入射する。

液晶ライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、入射した照明光の空間的強度分布を変調する非発光型の光変調装置であり、色分離光学系３０から射出された各色光に対応してそれぞれ照明される３つの液晶パネル４１ａ，４１ｂ，４１ｃと、各液晶パネル４１ａ，４１ｂ，４１ｃの入射側にそれぞれ配置される３つの第１偏光フィルタ４２ａ，４２ｃ，４２ｃと、各液晶パネル４１ａ，４１ｂ，４１ｃの射出側にそれぞれ配置される３つの第２偏光フィルタ４３ａ，４３ｂ，４３ｃとを備える。第１ダイクロイックミラー３１ａを透過したＲ光は、フィールドレンズ３３ａ等を介して液晶ライトバルブ４０ａに入射し、液晶ライトバルブ４０ａの液晶パネル４１ａを照明する。第１及び第２ダイクロイックミラー３１ａ，３１ｂの双方で反射されたＧ光は、フィールドレンズ３３ｂ等を介して液晶ライトバルブ４０ｂに入射し、液晶ライトバルブ４０ｂの液晶パネル４１ｂを照明する。第１ダイクロイックミラー３１ａで反射され、第２ダイクロイックミラー３１ｂを透過したＢ光は、フィールドレンズ３３ｃ等を介して液晶ライトバルブ４０ｃに入射し、液晶ライトバルブ４０ｃの液晶パネル４１ｃを照明する。各液晶パネル４１ａ〜４１ｃは、入射した照明光の空間的強度分布を変調し、各液晶パネル４１ａ〜４１ｃにそれぞれ入射した３色の光は、各液晶パネル４１ａ〜４１ｃに電気的信号として入力された駆動信号或いは画像信号に応じて変調される。この際、第１偏光フィルタ４２ａ〜４２ｃによって、各液晶パネル４１ａ〜４１ｃに入射する照明光の偏光方向が調整されるとともに、第２偏光フィルタ４３ａ〜４３ｃによって、各液晶パネル４１ａ〜４１ｃから射出される変調光から所定の偏光方向の変調光が取り出される。以上により、各液晶ライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、それぞれに対応する各色の像光を形成する。

クロスダイクロイックプリズム５０は、各液晶ライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃからの各色の像光を合成する。より詳しく説明すると、クロスダイクロイックプリズム５０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、Ｘ字状に交差する一対の誘電体多層膜５１ａ，５１ｂが形成されている。一方の第１誘電体多層膜５１ａは、Ｒ光を反射し、他方の第２誘電体多層膜５１ｂは、Ｂ光を反射する。クロスダイクロイックプリズム５０は、液晶ライトバルブ４０ａからのＲ光を誘電体多層膜５１ａで反射して進行方向右側に射出させ、液晶ライトバルブ４０ｂからのＧ光を誘電体多層膜５１ａ，５１ｂを介して直進・射出させ、液晶ライトバルブ４０ｃからのＢ光を誘電体多層膜５１ｂで反射して進行方向左側に射出させる。このようにして、クロスダイクロイックプリズム５０によりＲ光、Ｇ光及びＢ光が合成され、カラー画像による画像光である合成光が形成される。

投射レンズ６０は、クロスダイクロイックプリズム５０を経て形成された合成光による画像光を所望の拡大率で拡大してスクリーン（不図示）上にカラーの画像を投射する。

本実施形態のプロジェクタ２００は、図１に示す説明した光源装置１００を用いているので、光源装置１００の早期の劣化が防がれ、寿命が長くなり、したがって、光源の取替え回数を減らすことが可能である。

〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態に係る光源装置を説明する。第２実施形態に係る光源装置は、第１実施形態に係る光源装置を変更したものであり、特に説明しない部分については、第１実施形態の装置と同様であるものとする。

図３は、第２実施形態に係る光源装置を構成する光源ユニットを示す平面断面図である。この光源ユニット１１０では、発光管１の一方の封止部１４から延びる配線としてのリード線１８ｂが発光管１と仕切板５との隙間に沿って配置されている。つまり、発光管１から延びるリード線１８ｂと、発光管１の周辺領域を上下に分割する仕切板５とが、略同一面内に配置される。この場合、リード線１８ｂによって遮断される光束の方向に仕切板５が配置されることになり、仕切板５を設けたことによる減光をより抑えることができる。

〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態に係る光源装置を説明する。第３実施形態に係る光源装置は、第１実施形態に係る光源装置を変更したものであり、特に説明しない部分については、第１実施形態の装置と同様であるものとする。

図４は、第２実施形態に係る光源装置を構成する光源ユニットを示す平面断面図である。この光源ユニット２１０の場合、仕切板２０５の支持方法が第１実施形態と異なる。つまり、仕切板２０５のうち根元側には固定用の突起２０５ｃが形成されている。この突起２０５ｃをリフレクタ２の首状部２ａに充填された無機系接着剤ＭＢを利用して固定することにより、仕切板２０５が一端側で固定される。また、仕切板２０５のうち先端側には固定部２０５ｄが形成されており、リード線１８ｂを利用して封止部１４の先端に仕切板２０５の他端側が固定される。なお、リフレクタ２の首状部２ａは、光学的な意味でリフレクタ２の不使用部分となっている。

〔第４実施形態〕
以下、第４実施形態に係る光源装置を説明する。第４実施形態に係る光源装置は、第１実施形態に係る光源装置を変更したものであり、特に説明しない部分については、第１実施形態の装置と同様であるものとする。

図５（Ａ）及び５（Ｂ）は、本実施形態の光源装置を示す平面断面図及び側方断面図である。この光源ユニット３１０の場合、ハウジング３０４内における冷却風の循環方法が第１実施形態と異なる。このハウジング３０４の上部には、給気口３０４ａと排気口３０４ｂとが並んで形成されている。給気口３０４ａからハウジング４の上側空間ＵＳに導入された冷却風は、発光管１の本体部分１１の周囲に気流ＡＣを形成し、本体部分１１の上半分を空冷する。冷却後の空気は、リフレクタ２の内側面に沿って上昇し、排気口３０４ｂから外部に排出される。

〔第５実施形態〕
以下、第５実施形態に係る光源装置を説明する。第５実施形態に係る光源装置は、第１実施形態に係る光源装置を変更したものであり、特に説明しない部分については、第１実施形態の装置と同様であるものとする。

図６（Ａ）及び６（Ｂ）は、本実施形態の光源装置を示す側方断面図及び平面断面図である。この光源ユニット４１０の場合、ハウジング４０４内における冷却風の循環方法が第１実施形態と異なる。ハウジング４０４の左右側面には、縦長で、上側空間ＵＳから下側空間ＬＳに延びる給気口４０４ａと排気口４０４ｂとが対向して形成されている。給気口４０４ａの一対の側辺には、並行して延びる一対のスライドガイド４０４ｆ，４０４ｆが形成されており、 スライドガイド４０４ｆ，４０４ｆに案内された移動部材としての遮蔽板４０４ｇを昇降可能としている。排気口４０４ｂの一対の側辺にも、並行して延びる一対のスライドガイド４０４ｊ，４０４ｊが形成されており、 スライドガイド４０４ｊ，４０４ｊに案内された移動部材としての遮蔽板４０４ｋを昇降可能としている。図６（Ａ）等に示すように、両遮蔽板４０４ｇ，４０４ｋは、−Ｚ方向の下端にあって、上側空間ＵＳへの吸気と上側空間ＵＳからの排気とを可能にしている。つまり、ハウジング４の上側空間ＵＳに送風装置６からの冷却風を送り込んで気流ＡＣを形成することができ、本体部分１１の上半分を空冷することができる。

図６（Ｃ）は、光源装置を上下逆にした使用状態、例えば光源ユニット４１０を組み込んだプロジェクタ２００を天吊り状態とした場合の使用状態を説明する図である。この場合、両遮蔽板４０４ｇ，４０４ｋは、＋Ｚ方向の下端にあって、上側空間ＵＳへの吸気と上側空間ＵＳからの排気とを可能にしている。なお、図６（Ｃ）の光源ユニット４１０において、上側空間ＵＳは、図６（Ａ）の光源ユニット４１０において下側空間ＬＳに相当し、下側空間ＬＳは、図６（Ａ）の光源ユニット４１０において上側空間ＵＳに相当する。以上から明らかなように、本実施形態の光源ユニット４１０の使用状態が上下逆になっても、常に上側空間ＵＳを直接強制空冷することができるので、発光管１の本体部分１１の周囲に気流ＡＣを形成し、本体部分１１の上半分を空冷することができる。

なお、この発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

上記実施形態の光源ユニット１０〜４１０では、仕切板５がハウジング４内においてリフレクタ２から凹レンズ３にかけての空間を全体的に分割する形状を有しているが、仕切板５を小型にして発光管１の本体部分１１の周辺領域のみを仕切るものとすることもできる。

上記実施形態の光源ユニット１０〜４１０では、仕切板５が透明材料製であったが、仕切板５をＳＵＳ等の金属のほか、各種セラミックスで形成することもできる。

上記実施形態の光源ユニット１０〜４１０では、仕切板５が単なる板状であったが、仕切板５の適所に１以上の開口を形成して、上側空間ＵＳと下側空間ＬＳとの通気を確保することもできる。

上記実施形態の光源ユニット１０〜４１０では、仕切板５がハウジング４側に固定されているが、例えば仕切板５を光軸ＯＡのまわりに回転可能にすることもできる。この場合、光源ユニット１０〜４１０を左右に傾斜した状態で使用することができ、発光管１の本体部分１１の上部だけを冷却することができる。

上記実施形態の光源装置１００では、光源ユニット１０と、電源装置７０を備えているが、電源装置７０は別体としてプロジェクタ２００に備えるようにしても良い。また、上記実施形態の光源ユニット１０〜４１０では、冷却用の送風装置６を備えているが、送風装置６についても別体としてプロジェクタ２００に備えるようにして、冷却装置６と給気口４ａ，３０４ａ，４０４ａの間をダクトで接続するようにしても良い。

上記実施形態のプロジェクタ２００では、光源装置１００からの光を複数の部分光束に分割するため、一対のフライアイレンズ２３ａ，２３ｂを用いていたが、この発明は、このようなフライアイレンズすなわちレンズアレイを用いないプロジェクタにも適用可能である。さらに、フライアイレンズ２３ａ，２３ｂをロッドインテグレータに置き換えることもできる。

また、上記プロジェクタ２００において、光源装置１００からの光を特定方向の偏光とする偏光変換素子２４を用いていたが、この発明は、このような偏光変換素子２４を用いないプロジェクタにも適用可能である。

また、上記実施形態では、透過型のプロジェクタに本発明を適用した場合の例について説明したが、本発明は、反射型プロジェクタにも適用することが可能である。ここで、「透過型」とは、液晶パネル等を含む液晶ライトバルブが光を透過するタイプであることを意味しており、「反射型」とは、液晶ライトバルブが光を反射するタイプであることを意味している。反射型プロジェクタの場合、液晶ライトバルブは液晶パネルのみによって構成することが可能であり、一対の偏光フィルタは不要である。なお、光変調装置は液晶パネル等に限られず、例えばマイクロミラーを用いた光変調装置であってもよい。

また、プロジェクタとしては、投写面を観察する方向から画像投写を行う前面プロジェクタと、投写面を観察する方向とは反対側から画像投写を行う背面プロジェクタとがあるが、図２に示すプロジェクタの構成は、いずれにも適用可能である。

また、上記実施形態では、３つの液晶パネル４１ａ〜４１ｃを用いたプロジェクタ２００の例のみを挙げたが、本発明は、１つの液晶パネルのみを用いたプロジェクタ、２つの液晶パネルを用いたプロジェクタ、或いは、４つ以上の液晶パネルを用いたプロジェクタにも適用可能である。

（Ａ），（Ｂ）は、第１実施形態の光源装置について説明する平面及び側面の断面図である。 図１の光源装置を備えるプロジェクタを説明する概念図である。 第２実施形態に係る光源装置について説明する平面断面図である。 第３実施形態に係る光源装置について説明する平面断面図である。 （Ａ），（Ｂ）は、第４実施形態の光源装置について説明する平面及び側面の断面図である。 （Ａ），（Ｂ）は、第５実施形態の光源装置について説明する側面及び平面の断面図であり、（Ｃ）は、天吊り状態を説明する側面図である。

符号の説明

１…発光管、 ２…リフレクタ、 ２ａ…首状部、 ２ｂ…主反射部、 ３…凹レンズ、 ４…ハウジング、 ４ａ…給気口、 ４ｂ…排気口、 ４ｃ…支持溝、 ５…仕切板、 ５ａ…縁部、 ５ｂ…突起、 ６…送風装置、 １０…光源ユニット、 １１…本体部分、 １２…放電空間、 １３，１４…封止部、 １５，１６…電極、 １８ａ，１８ｂ…リード線、 ２０…照明光学系、 ２２…平行化レンズ、 ２３ａ，２３ｂ…フライアイレンズ、 ２４…偏光変換素子、 ２５…重畳レンズ、 ３０…色分離光学系、 ３１ａ，３１ｂ…ダイクロイックミラー、 ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ…フィールドレンズ、 ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ…液晶ライトバルブ、 ４１ａ，４１ｂ，４１ｃ…液晶パネル、 ５０…クロスダイクロイックプリズム、 ６０…投射レンズ、 ７０…電源装置、 １００…光源装置、 ２００…プロジェクタ、 ＬＳ…下側空間、 ＵＳ…上側空間、 ＯＡ…光軸

Claims (12)

1. 光源光を発生する発光管と、
   前記発光管から射出された光源光を反射する反射鏡と、
   前記発光管及び前記反射鏡に共通する光軸を含む面内に沿って設けられ、前記反射鏡の内側を略２分割する仕切板と
   を備える光源装置。
2. 前記仕切板は、前記発光管の近傍を含む周辺空間を仕切るように延在する請求項１記載の光源装置。
3. 前記仕切板は、前記発光管から射出される光源光を透過させる光透過性材料で形成されている請求項１及び請求項２のいずれか一項記載の光源装置。
4. 前記仕切板の表面には、反射防止コートが設けられている請求項１から請求項３のいずれか一項記載の光源装置。
5. 前記仕切板は、前記発光管から延びる配線と略同一面内に配置される請求項１から請求項４のいずれか一項記載の光源装置。
6. 前記仕切板は、前記発光管の両端に設けられる一対の封止部と、前記反射鏡の不使用部分と、前記反射鏡を保持するハウジングとの少なくとも１箇所に固定される請求項１から請求項５のいずれか一項記載の光源装置。
7. 前記仕切板は、反射鏡の射出側に配置されて光源光を複数の光束に分割するフライアイレンズに形成される境界線と略同一面内に配置される請求項１から請求項６のいずれか一項記載の光源装置。
8. 前記仕切板は、反射鏡の射出側に配置されて光源光の発散角を調節するレンズに近接する位置まで延在する請求項１から請求項７のいずれか一項記載の光源装置。
9. 前記仕切板は、前記発光管と前記反射鏡とが設置される環境における上下方向を基準として、前記反射鏡の内側空間を上下に分割する請求項１から請求項８のいずれか一項記載の光源装置。
10. 前記発光菅を冷却する冷却風を受け入れる給気口と、前記空冷装置からの冷却風を外部に排出する排気口とを有するハウジングと、
    前記排気口が前記仕切板によって分割された上側の空間に臨むように前記排気口を移動させる移動部材とをさらに備える請求項９記載の光源装置。
11. 前記仕切板によって分割された上側の空間を少なくとも強制的に空冷する空冷装置をさらに備える請求項９または請求項１０記載の光源装置。
12. 請求項１から請求項１１のいずれか一項記載の光源装置と、
    前記光源装置からの照明光によって照明される光変調装置と、
    前記光変調装置を経た像光を投射する投射光学系と
    を備えるプロジェクタ。

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