JP2010212170A - 光源装置およびプロジェクター - Google Patents

Abstract

【課題】冷却風を管球部に流動し易くし、管球部を効率的に冷却できる光源装置およびプロジェクターを提供すること。
【解決手段】光源装置６０は、照明光軸Ｌに沿って配置された一対の電極８４，８５を内蔵する管球部８１と、管球部８１の両側に伸びる一対の封止部８２，８３とを有する発光管８０と、発光管８０の一方の封止部８２側に設置されて発光管８０から射出された光束を被照明領域側に向けて反射するリフレクター７０と、管球部８１の被照明領域側の外面を覆うように他方の封止部８３側に設置され、発光管８０からの光束を発光管８０に向けて反射する副鏡１００と、を備え、副鏡１００は、開口端面１４０の全周に、隅切り部としてのテーパー部１４１を有している。
【選択図】図３

Description

本発明は、光源装置、および光源装置を備えるプロジェクターに関する。

従来、光源装置には、特許文献１に開示されるように、発光管から射出される光束の利用効率を高めることを目的として、発光管に副鏡が設置されているものがある。この副鏡は、接着部剤を用いて発光管に固定する構造となっている。そして、リフレクターに相対する側となる副鏡の開口端面は、通常、照明光軸に略垂直な平面となるように形成され、設置されている。なお、管球部が発光した場合、熱対流により管球部の上部が下部に比べて高温となる。この管球部の上部の温度を下げる（上部を冷却する）ために、一般的に、管球部より被照明領域側（副鏡より被照明領域側）の上方から冷却風を吹き付けている。言い換えると、冷却風は、管球部に対して被照明領域側の上方から斜めに吹き付ける。

特開２００８−２２６５７０号公報

しかし、副鏡が発光管に固定される光源装置の場合、管球部より被照明領域側の上方から冷却風を吹き付けても、構造上、冷却風は、副鏡の外面に当り外面を流動する。しかし、副鏡外面と開口端面との稜線近くでは、冷却風は、副鏡外面に跳ね返されたように流動するため、副鏡から露出した形態の管球部には、冷却風が当り難くなってしまう。特に、副鏡の開口端面近傍となる管球部の領域には、冷却風が当り難くなる。そのため、管球部の前記領域となる、発熱量の多い管球部の上部などを効率的に冷却できないという課題がある。

また、管球部の上部を適正な温度とするように冷却風の風量や風速を上げて送風した場合、管球部の下部の温度が必要以上に低下して黒化が生じる場合がある。また、逆に、管球部の下部を適正な温度となるように送風した場合、管球部の上部の温度が必要以上に高くなり、白化が生じる場合がある。このような現象が生じた場合、現象が生じた管球部の領域が失透し、いずれも発光管の光量が低下する要因となる。なお、白化とは、管球部を構成する基材が高温による再結晶化の際に白濁する現象のことである。また、黒化とは、電極を構成する基材（例えばタングステン）が、低温によりハロゲンサイクルが正常に行われない場合、蒸発したタングステン原子が電極に戻れずに管球部の内壁に付着する現象のことである。
従って、冷却風を管球部に流動し易くし、管球部を効率的に冷却できる光源装置およ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、（ａ）照明光軸に沿って配置された一対の電極を内蔵する管球部と、管球部の両側に伸びる一対の封止部とを有する発光管と、（ｂ）発光管の一方の封止部側に設置されて発光管から射出された光束を被照明領域側に向けて反射するリフレクターと、（ｃ）管球部の被照明領域側の外面を覆うように他方の封止部側に設置され、発光管からの光束を発光管に向けて反射する副鏡と、を備え、副鏡は、開口端面の一部若しくは全周に、隅切り部を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、冷却風が、副鏡の開口端面の一部若しくは全周に有する隅切り部により、副鏡から露出した管球部に冷却風が当り易く（流動し易く）なるため、管球部の熱を効率的に冷却できる。特に、副鏡の開口端面近傍となる管球部の領域などに、冷却風が流動し易くなることにより、発熱量の多い管球部の上部の熱を効率的に冷却することができる。
なお、発光管や管球部に関して上下とは、これらの設置が予定される環境において、重力を基準とした方向を意味する。

（適用例２）上記適用例に係る光源装置において、隅切り部は、テーパー形状および曲面形状の少なくとも一方の形状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、副鏡の開口端面に有する隅切り部は、テーパー形状や曲面形状という簡易な形状で構成でき、上述した効果を奏することができる。

（適用例３）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信号に基づき変調して光学像を形成する光学変調装置と、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、冷却風を管球部に流動し易くして管球部を効率的に冷却できる光源装置を備えるため、管球部の白化や黒化の発生を抑制でき、光源装置の長寿命化が図れるプロジェクターを実現できる。

第１実施形態に係るプロジェクターの光学系を示す図。 光源装置を示す側面側の断面図。 光源装置の発光管および副鏡を示す要部拡大図。 第２実施形態に係る光源装置の発光管および副鏡を示す要部拡大図。

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）

図１は、第１実施形態に係るプロジェクターの光学系を示す図である。
図１を参照して、プロジェクター１の光学系の構成および動作を説明する。

なお、本実施形態を説明する図面（図１、および以降で説明する図２、図３）において、光源装置６０から被照明領域側に向けて射出される光束の照明光軸Ｌの方向をＸ軸方向、Ｘ軸方向に直交して図１における紙面に平行な方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向に直交して図１における紙面に垂直な方向をＺ軸方向、としたＸＹＺ直交座標系で示す。また、光束の進む方向を＋Ｘ方向、＋Ｘ方向からみて左方向を＋Ｙ方向、＋Ｘ方向からみて上方向を＋Ｚ方向とする。

本実施形態に係るプロジェクター１は、光学系を有しており、光学系は、光源装置６０から射出された光束を画像信号に基づき変調して光学像を形成し、投写光学系５０を介してスクリーンＳなどの投写対象面に投写画像を形成するものである。

プロジェクター１の光学系は、インテグレーター照明光学系１０と、色分離導光光学系２０と、光学変調装置と、色合成光学系と、投写光学系５０と、を有して構成されている。インテグレーター照明光学系１０は、光源装置６０から射出された光束に対し、照明光軸Ｌに直交する面内での照度を均一化するための光学系である。色分離導光光学系２０は、インテグレーター照明光学系１０からの照明光束を赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、および青色（Ｂ）の３つの色光に分離して被照明領域に導光する光学系である。

光学変調装置は、色分離導光光学系２０で分離された３つの色光のそれぞれを、画像信号に基づき変調する光学系であり、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、および青色（Ｂ）の３つの色光に対応させて３つの液晶装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを用いている。色合成光学系は、光学変調装置（３つの液晶装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ）によって変調された光学像を合成する光学系であり、クロスダイクロイックプリズム４０を用いている。投写光学系５０は、色合成光学系（クロスダイクロイックプリズム４０）によって合成された光学像をスクリーンＳなどの投写対象面に投写する光学系である。

インテグレーター照明光学系１０は、被照明領域側に照明光束を射出する光源装置６０と、光源装置６０からの集束光を略平行光として射出する凹レンズ１１と、凹レンズ１１から射出される照明光束を複数の部分光束に分割するための複数の第１小レンズ１２ａを有する第１レンズアレイ１２と、を有する。

また、インテグレーター照明光学系１０は、第１レンズアレイ１２の複数の第１小レンズ１２ａに対応する複数の第２小レンズ１３ａを有する第２レンズアレイ１３と、第２レンズアレイ１３からの各部分光束を偏光方向の揃った略１種類の直線偏光に変換して射出する偏光変換素子１４と、を有する。また、インテグレーター照明光学系１０は、偏光変換素子１４から射出される各部分光束を被照明領域で重畳させるための重畳レンズ１５を有する。

光源装置６０は、図１に示すように、リフレクター７０と、リフレクター７０の第１焦点近傍に発光中心を有する発光管８０と、管球部８１で射出した光束を反射する副鏡１００とを有する。そして、光源装置６０は、照明光軸Ｌを中心軸とする光束を射出する。
なお、光源装置６０の構成および動作の詳細な説明は、プロジェクター１の光学系を説明した後に行う。

凹レンズ１１は、リフレクター７０の被照明領域に配置されている。そして、リフレクター７０からの光を第１レンズアレイ１２に向けて射出するように構成されている。

第１レンズアレイ１２は、凹レンズ１１からの光を、複数の部分光束に分割する光束分割光学素子としての機能を有し、複数の第１小レンズ１２ａが照明光軸Ｌと直交する面内に複数行、複数列のマトリクス状に配列された構成を有する。第１小レンズ１２ａの外形形状は、液晶装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの画像形成領域の外形形状に対して相似形となる。

第２レンズアレイ１３は、重畳レンズ１５と共に、第１レンズアレイ１２の各第１小レンズ１２ａの像を液晶装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの画像形成領域近傍に結像させる機能を有する。第２レンズアレイ１３は、第１レンズアレイ１２と略同様の構成を有し、複数の第２小レンズ１３ａが照明光軸Ｌと直交する面内に複数行、複数列のマトリクス状に配列された構成を有する。

偏光変換素子１４は、第１レンズアレイ１２により分割された各部分光束の偏光方向を、偏光方向の揃った略１種類の直線偏光として射出する偏光素子である。偏光変換素子１４は、偏光分離層と反射層と位相差板とを有する。そして、偏光分離層は、光源装置６０から射出された光束に含まれる偏光成分のうち、一方の直線偏光成分を透過し、他方の直線偏光成分を照明光軸Ｌに垂直な方向に反射する。また、反射層は、偏光分離層で反射された他方の直線偏光成分を照明光軸Ｌに平行な方向に反射する。また、位相差板は、偏光分離層を透過した一方の直線偏光成分を他方の直線偏光成分に変換する。

重畳レンズ１５は、第１レンズアレイ１２、第２レンズアレイ１３、および偏光変換素子１４を通過した複数の部分光束を集光して液晶装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの画像形成領域近傍に重畳させるための光学素子である。重畳レンズ１５は、重畳レンズ１５の光軸とインテグレーター照明光学系１０の照明光軸Ｌとが略一致するように配置されている。なお、重畳レンズ１５は、複数のレンズを組み合わせた複合レンズで構成されていてもよい。

色分離導光光学系２０は、ダイクロイックミラー２１，２２と、反射ミラー２３，２４，２５と、入射側レンズ２６と、リレーレンズ２７と、集光レンズ２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂとを有する。色分離導光光学系２０は、重畳レンズ１５から射出される照明光束を、赤色光、緑色光、青色光の３つの色光に分離して、それぞれの色光を照明対象となる３つの液晶装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂに導く機能を有する。

液晶装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂは、画像信号に基づき照明光束を変調するものであり、インテグレーター照明光学系１０の照明対象となる。液晶装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂは、一対の透明なガラス基材に電気光学物質である液晶を密閉封入したものであり、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として、入力された画像信号に従い、後述する入射側偏光板から射出された１種類の直線偏光の偏光方向を変調する。

液晶装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの光路前段には、入射角度を調節するための集光レンズ２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂが配置されている。なお、図示省略しているが、集光レンズ２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂと、各液晶装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂとの間には、それぞれ入射側偏光板が介在配置され、各液晶装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂと、クロスダイクロイックプリズム４０との間には、それぞれ射出側偏光板が介在配置されている。これらの入射側偏光板、液晶装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ、および射出側偏光板によって入射する各色光の光変調が行われる。

クロスダイクロイックプリズム４０は、射出側偏光板から射出された色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学装置である。このクロスダイクロイックプリズム４０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略Ｘ字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。略Ｘ字状の一方の界面に形成された誘電体多層膜は、赤色光を反射するものであり、他方の界面に形成された誘電体多層膜は、青色光を反射するものである。これらの誘電体多層膜によって赤色光、青色光は曲折され、緑色光の進行方向と揃えられることにより、３つの色光が合成される。

クロスダイクロイックプリズム４０から射出されたカラー画像は、投写光学系５０によって拡大投写され、投写対象面としてのスクリーンＳに投写画像を形成する。

図２は、光源装置を示す側面側の断面図である。図３は、光源装置の発光管および副鏡を示す要部拡大図である。なお、図２は、光源装置６０を収容して構成される光源ユニット６００として図示している。図３は、光源装置６０（発光管８０、副鏡１００）を、側面側から見た断面図で示し、副鏡１００部分は透視図で示している。
図２、図３を参照して、光源装置６０の構成および動作を説明する。

本実施形態では、図２に示すように、光源装置６０と、凹レンズ１１と、この光源装置６０と凹レンズ１１とを収容する収容筐体９０とにより、光源ユニット６００を構成している。そして、プロジェクター１には、光源ユニット６００をプロジェクター１内部の所定の位置に収容した場合、光源装置６０で発生する熱を冷却するための冷却機構５００が光源ユニット６００に臨むように設置されている。

光源装置６０は、図２に示すように、リフレクター７０と、リフレクター７０の第１焦点近傍に発光中心を有する発光管８０と、管球部８１から射出された光束を反射する副鏡１００とを有する。そして、光源装置６０は照明光軸Ｌを中心軸とする光束を射出する。

リフレクター７０は、図２に示すように、楕円面状の凹面７１１を有するリフレクター本体７１と、後述する発光管８０の封止部（一方の封止部）８２の端部を挿通して固着するための筒部７２とを備えて一体に形成されている。また、リフレクター本体７１の凹面７１１上には、高反射率の反射部としての反射層７３が形成されている。

また、筒部７２は、反射層７３およびリフレクター本体７１の中心部から反射層７３の反対側の面に延設された筒状体である。その筒部７２の内側には、後述する発光管８０の封止部８２の端部を挿通して固着するための開口部７２１が形成されている。なお、後述する発光管８０は、封止部８２の端部を開口部７２１に挿通し、開口部７２１と封止部８２との隙間にセメントなどの無機系接着剤Ｃを充填することにより、リフレクター７０の筒部７２に固着されている。

リフレクター７０（リフレクター本体７１、筒部７２）を構成する基材の材料としては、例えば結晶化ガラスやアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）などを好適に用いることができる。反射層７３は、例えば酸化チタン（ＴｉＯ₂）と酸化シリコン（ＳｉＯ₂）との誘電体多層膜で形成されている。

発光管８０は、図２に示すように、照明光軸Ｌに沿って、球状の管球部８１と、管球部８１の両側に延びる一対の円柱状の封止部８２，８３とを有する。また、発光管８０は、管球部８１に内蔵され照明光軸Ｌに沿って近接対向して配置された一対の電極８４，８５と、一対の封止部８２，８３内にそれぞれ封止された一対の金属箔８６，８７と、一対の金属箔８６，８７にそれぞれ電気的に接続された一対のリード線８８，８９とを有する。

なお、発光管８０の構成要素の条件などを例示的に示すと、管球部８１および封止部８２，８３は、例えば石英ガラス製であり、管球部８１内には、水銀、希ガス、および少量の金属ハロゲン化物が封入されている。電極８４，８５は、例えばタングステン電極であり、金属箔８６，８７は、例えばモリブデン箔である。リード線８８，８９は、例えばモリブデンまたはタングステンから構成されている。また、発光管８０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などを採用できる。

副鏡１００は、図２、図３に示すように、管球部８１の略半分を覆い、リフレクター７０の凹面７１１と対向して配置され、発光管８０から被照明領域に向けて射出された光束を発光管８０に向けて反射する部材である。副鏡１００は、凹面１１１を有する副鏡本体１１０と、発光管８０の封止部（他方の封止部）８３を挿通して固定するための開口部１２１を有する筒部１２０とを備えて一体に形成されている。また、副鏡本体１１０の凹面１１１上には、高反射率の反射部としての反射層１３０が形成されている。なお、反射層１３０によって、発光管８０からの光束を反射して発光管８０に向けられた光は、発光管８０を透過してリフレクター７０に入射する。

また、副鏡１００は、リフレクター７０の凹面７１１に相対して副鏡本体１１０の端部に形成される開口端面１４０を有している。従来の開口端面は、通常、面全体が照明光軸Ｌに略垂直な平面となるように形成されていたが、本実施形態の開口端面１４０は、図３に示すように、隅切り部としてのテーパー部１４１を有して形成されている。

なお、テーパー部１４１は、従来の、副鏡本体外面と開口端面との稜線となる領域に形成されている。そして、テーパー部１４１は、断面形状が直線となるテーパー形状を有している。また、テーパー部１４１は、開口端面１４０の全周に渡って形成されている。
このように、開口端面１４０は、隅切り部（テーパー部１４１）で形成される面と、従来のように照明光軸Ｌに略垂直な平面とで構成されている。

なお、副鏡１００（副鏡本体１１０、筒部１２０）を構成する材料としては、例えば石英ガラスを用いている。反射層１３０は、例えば酸化タンタル（Ｔａ₂Ｏ₃）と酸化シリコン（ＳｉＯ₂）との誘電体多層膜で形成されている。

このように構成される副鏡１００は、発光管８０の封止部８３を筒部１２０の開口部１２１に挿通し、筒部１２０の開口部１２１と封止部８３との隙間にセメントなどの無機系接着剤Ｃを充填することで、発光管８０の封止部８３に固着されている。

収容筐体９０は、高耐熱性樹脂などにより形成され、リフレクター７０と凹レンズ１１とを固定する。収容筐体９０は、リフレクター７０と凹レンズ１１との間に形成される空間領域を周囲から遮蔽しており、発光管８０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。また、収容筐体９０の側面となる＋Ｚ方向の上壁面には、吸気口９１が形成され、−Ｚ方向の下壁面には、排気口９２が形成されている。吸気口９１は、冷却用の空気（冷却風Ｗ）を外部から取り込むためのもので、排気口９２は、冷却後の空気を外部に排出するためのものである。

冷却機構５００は、吸気口９１および排気口９２などと協働し、発光管８０の管球部８１での発光により発生した熱の冷却を行う冷却装置である。冷却機構５００は、冷却風Ｗを吐出する冷却ファン５１０と、その冷却風Ｗを収容筐体９０の吸気口９１に導くダクト５２０、冷却風Ｗが吸気口９１から収容筐体９０の空間領域（光源ユニット６００の空間領域）に流入するときの流入方向を調節するルーバー５３０などが設置されている。また、排気口９２に臨んで、プロジェクター１の内部には、排気用のダクト（図示省略）が設置されている。最終的に、排気口９２から排気される温まった冷却風Ｗは、排気用のダクトを介してプロジェクター１の外部に排気される。

なお、図２に示すように、冷却風Ｗは、冷却機構５００のルーバー５３０により、流動方向を規制されることにより、吸気口９１を介して収容筐体９０の空間領域に流入し、発光管８０（管球部８１）に向けて吹き付けられる。従って、管球部８１は、被照明領域側の上方（＋Ｚ方向）から斜めに冷却風Ｗが吹き付けられる。

図３を参照して、冷却機構５００が動作して冷却風Ｗ１（破線矢印で示す）が吸気口９１から光源ユニット６００の空間領域に流入した場合の、冷却風Ｗ１の流動に関して説明する。

冷却風Ｗ１は、図３に示すように、管球部８１に対して被照明領域側の上方（＋Ｚ方向）から斜めに吹き付ける（流動する）。その冷却風Ｗ１は、副鏡１００の開口端面１４０（テーパー部１４１）に沿って流動することにより、副鏡１００の開口端面１４０近傍となる管球部８１の領域に、冷却風Ｗ１が当り易く（流動し易く）なる。それにより、開口端面１４０近傍となる、発熱量の多い管球部８１の上部に冷却風Ｗ１が当り易くなる。そして、冷却風Ｗ１は、管球部８１の外面を下方に向かって流動する。

なお、詳細には、発光管８０（管球部８１）に向けて吹き付けられた冷却風Ｗ１は、管球部８１の被照明領域側を覆う副鏡１００（副鏡本体１１０）の外面にも吹き付けられることになる。しかし、そのような冷却風Ｗ１も、副鏡本体１１０の外面に沿って流動した後、開口端面１４０（テーパー部１４１）に沿って流動する。これにより、副鏡１００の開口端面１４０近傍となる管球部８１の領域に、冷却風Ｗ１が流動し、上述したように、管球部８１の上部に冷却風Ｗ１が当り易く（流動し易く）なる。また、冷却風Ｗ１は、管球部８１の上部から下部に沿って流動する。

この冷却風Ｗ１の流動により、管球部８１の上部をはじめ、管球部８１全体、また、光源装置６０全体の熱が冷却風Ｗ１に伝達され、温まった冷却風Ｗ１は、排気口９２から排気される。この冷却風Ｗ１の流動動作により、管球部８１において、管球部８１の上部（＋Ｚ方向）の温度を効率的に下げ、併せて、管球部８１の側面部や、管球部８１の下部（−Ｚ方向）の温度も適切に下げる。

上述した実施形態によれば以下の効果が得られる。
（１）従来は、副鏡本体外面と開口端面との稜線近くでは、冷却風は、副鏡本体外面に跳ね返されたように流動するため、副鏡から露出した形態の管球部には、冷却風が当り難くなってしまっていた。しかし、本実施形態の光源装置６０によれば、冷却風Ｗ１が、副鏡１００の開口端面１４０の全周に有する隅切り部としてのテーパー部１４１により、副鏡１００から露出した管球部８１に冷却風Ｗ１が当り易く（流動し易く）なるため、管球部８１の熱を効率的に冷却できる。特に、副鏡１００の開口端面１４０近傍となる管球部８１の領域などに、冷却風Ｗ１が流動し易くなることにより、発熱量の多い管球部８１の上部の熱を効率的に冷却することができる。また、冷却風Ｗ１を管球部８１に流動し易くして管球部８１の熱を効率的に冷却できることにより、管球部８１の上部から下部の温度を適正な温度に抑制することができる。

（２）本実施形態の光源装置６０によれば、副鏡１００の開口端面１４０に有する隅切り部は、テーパー形状を有するテーパー部１４１で形成されている。これにより、テーパー形状という簡易な形状で隅切り部が構成でき、副鏡１００の製造コストを上げることなく、管球部８１に冷却風Ｗ１を流動し易くし、効率的な冷却を行うことができる。

（３）本実施形態の光源装置６０によれば、副鏡１００の開口端面１４０に隅切り部（テーパー部１４１）を有することにより、管球部８１の上部から下部の温度を適正な温度とするように冷却できるため、白化や黒化の発生を抑えることができる。従って、管球部８１の失透による光量の低下の抑制や、白化や黒化の進行による管球部８１の破損などを防止し、光源装置６０の長寿命化を図ることができる。

（４）本実施形態の光源装置６０によれば、上述した効果を奏するため、従来の冷却ファンに比べて、冷却ファンの回転数を低くすることもできるため、プロジェクター１の低騒音化を図ることができる。また、駆動における冷却ファンの低消費電力化も図ることができる。

（５）本実施形態のプロジェクター１によれば、上述した効果を奏する光源装置６０を備えているため、光源装置６０の長寿命化が図れることにより、投写画像の明るさの品質を長期間維持することができる。また、光源装置６０の交換回数を減らせることにより、産業廃棄物の削減が可能となる。
（第２実施形態）

図４は、第２実施形態に係る光源装置の発光管および副鏡を示す要部拡大図である。また、図４は、光源装置６１（発光管８０、副鏡１５０）を、側面側から見た断面図で示し、副鏡１５０部分は透視図で示している。なお、図４において、第１実施形態と同様の構成部には、同様の符号を付記し、その詳細な説明は省略する。図４に付記しているＸＹＺ直交座標系は、第１実施形態で使用した図１〜図３におけるＸＹＺ直交座標系と同様としている。また、本実施形態の光源装置６１は、第１実施形態での光学系における光源装置６０と置き換えて備えることで、第１実施形態と同様にプロジェクター１が構成される。
図４を参照して、本実施形態の光源装置６１の構成および動作を説明する。

本実施形態の光源装置６１は、第１実施形態と同様に構成されるリフレクター７０（図４では省略）と発光管８０とを備え、また、副鏡１５０を備えている。そして、光源装置６１と、第１実施形態と同様の凹レンズ１１と収容筐体９０とにより、第１実施形態と同様に、光源ユニット（図示省略）を構成している。

本実施形態では、副鏡１５０を構成する開口端面１４０が有する隅切り部が、第１実施形態に係る副鏡１００の開口端面１４０が有する隅切り部と異なっている。それ以外は、第１実施形態の副鏡１００と同様となる。詳細には、本実施形態では、開口端面１４０の隅切り部として曲面部１４２を有していることが、第１実施形態では隅切り部としてテーパー部１４１を有していたことと異なる点である。

開口端面１４０の隅切り部としての曲面部１４２は、図４に示すように、断面形状が円弧となる曲面形状を有している。また、曲面部１４２は、開口端面１４０の全周に渡って形成されている。

なお、図４に示す冷却風Ｗ２は、第１実施形態の冷却風Ｗ１と同様に、吸気口９１（図２参照）を介して収容筐体９０（図２参照）の空間領域に流入し、発光管８０（管球部８１）に向けて吹き付けられる。従って、管球部８１は、被照明領域側の上方（＋Ｚ方向）から斜めに冷却風Ｗ２が吹き付けられる。冷却風Ｗ２は、副鏡１５０の開口端面１４０（曲面部１４２）に沿って流動することにより、第１実施形態と同様に開口端面１４０近傍となる、発熱量の多い管球部８１の上部に冷却風Ｗ２が当り易くなる。さらに、曲面部１４２が設けられていることにより、冷却風Ｗ２の一部は曲面部１４２に沿って副鏡１５０の内側にも回りこみ、副鏡１５０で覆われた管球部８１の上部にも流動する。よって、この冷却風Ｗ２の流動動作により、管球部８１において、副鏡１５０の内側の管球部８１の上部（＋Ｚ方向）の温度も効率的に下げる。

第２実施形態に係る光源装置６１は、副鏡１５０の開口端面１４０の隅切り部の構成が異なる点以外の点では、第１実施形態に係る光源装置６０と同様の構成を有するため、第１実施形態に係る光源装置６０が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する他、以下の効果が得られる。

（１）本実施形態の光源装置６１によれば、副鏡１５０の開口端面１４０に有する隅切り部は、曲面形状を有する曲面部１４２で形成されている。これにより、曲面形状という簡易な形状で隅切り部が構成でき、副鏡１５０の製造コストを上げることなく、管球部８１に冷却風Ｗ２を流動し易くし、効率的な冷却を行うことができる。また、冷却風Ｗ２の一部は曲面部１４２に沿って副鏡１５０の内側にも回りこみ、副鏡１５０の内側の管球部８１の上部にも冷却風Ｗ２が流動するため、より効率的に管球部８１の熱を冷却できる。

なお、上述した第１、第２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など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。

（変形例１）前記第１、第２実施形態では、開口端面１４０の全周に渡って隅切り部（テーパー部１４１、曲面部１４２）を形成している。しかし、これに限られず、開口端面１４０の一部に、隅切り部（テーパー部１４１、曲面部１４２）を形成してもよい。

（変形例２）前記第１、第２実施形態の開口端面１４０は、従来のように、基本的な形状として面全体が照明光軸Ｌに略垂直な平面となるように形成されており、そこに、隅切り部（テーパー部１４１、曲面部１４２）を形成している。しかし、これに限られず、開口端面が、照明光軸Ｌに略垂直な平面とならない面を有している場合でも、その開口端面と副鏡本体外面との稜線の領域に、本実施形態と同様に隅切り部を形成することでも、同様の効果を奏することができる。

（変形例３）前記第１、第２実施形態の開口端面１４０は、詳細には、隅切り部（テーパー部１４１、曲面部１４２）で形成される面と、従来のように照明光軸Ｌに略垂直な平面とで構成されているが、開口端面が全て隅切り部で構成されていてもよい。

（変形例４）前記第１、第２実施形態の開口端面１４０が有する隅切り部（テーパー部１４１、曲面部１４２）は、１つの直線、および１つの曲率の円弧で形成されている。しかし、これに限られず、複数の直線、および複数の曲率の円弧で形成されていてもよい。また、これらの直線と円弧とを組み合わせた隅切り部として形成してもよい。

（変形例５）前記第１、第２実施形態のプロジェクター１は、射出された光束の照度を均一化する光学系として、第１レンズアレイ１２および第２レンズアレイ１３からなるレンズインテグレーター光学系を用いたが、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用いることができる。

（変形例６）前記第１、第２実施形態のプロジェクター１は、フロントタイプのプロジェクターとして適用しているが、投写対象面としてのスクリーンを一体で有するリアタイプのプロジェクターにも適用できる。

（変形例７）前記第１、第２実施形態のプロジェクター１の光学系において、光学変調装置としての液晶装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂは、透過型の液晶装置を用いているが、反射型の液晶装置など、反射型の光学変調装置を用いることも可能である。

（変形例８）前記第１、第２実施形態のプロジェクター１の光学系において、光学変調装置としての液晶装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを用いている。しかし、これに限られず、一般に、入射光束を画像信号に基づいて変調するものであればよく、マイクロミラー型光学変調装置などを用いてもよい。なお、マイクロミラー型光学変調装置としては、例えば、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）を用いることができる。

（変形例９）前記第１、第２実施形態のプロジェクター１の光学系において、光学変調装置は、赤色光、緑色光、および青色光に対応して３つの液晶装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ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液晶装置を追加して採用してもよい。

１…プロジェクター、６０，６１…光源装置、７０…リフレクター、８０…発光管、８１…管球部、８２，８３…封止部、９０…収容筐体、１００，１５０…副鏡、１１０…副鏡本体、１２０…筒部、１３０…反射層、１４０…開口端面、１４１…テーパー部、１４２…曲面部、５００…冷却機構、６００…光源ユニット、Ｌ…照明光軸、Ｗ，Ｗ１，Ｗ２…冷却風。

Claims (3)

1. 照明光軸に沿って配置された一対の電極を内蔵する管球部と、当該管球部の両側に伸びる一対の封止部とを有する発光管と、
   前記発光管の一方の封止部側に設置されて前記発光管から射出された光束を被照明領域側に向けて反射するリフレクターと、
   前記管球部の前記被照明領域側の外面を覆うように他方の封止部側に設置され、前記発光管からの前記光束を前記発光管に向けて反射する副鏡と、を備え、
   前記副鏡は、開口端面の一部若しくは全周に、隅切り部を有していることを特徴とする光源装置。
2. 請求項１に記載の光源装置において、
   前記隅切り部は、テーパー形状および曲面形状の少なくとも一方の形状を有し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に記載の光源装置と、
   前記光源装置から射出された光束を画像信号に基づき変調して光学像を形成する光学変調装置と、を備えることを特徴とするプロジェクター。

Images