JP3855955B2 - 光源装置及びプロジェクタ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電極間で放電発光が行われる発光部、及びこの発光部の両側に設けられる封止部を有する発光管を備えた光源装置及びプロジェクタに関する。
【０００２】
【背景技術】
従来から、光源装置の発光管から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成し、この光学像を拡大投写するプロジェクタが使用されている。近年、プロジェクタでは、投写される光学像を鮮明に表示させるために光源ランプ（発光管）の高輝度化が要求されてきている。
この高輝度化に伴って発光管の発光部からは大きな熱が発生するため、冷却ファン等で冷却空気を吹き付け、これにより発光管の温度にコントロールしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１０７８２３号公報（図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように、冷却空気のみで発光管を冷却する方法では、風量や風向の変化に伴って温度変化が生じてしまうため、発光管の温度を所定温度にコントロールすることは困難である。
また、特許文献１では、発光管の温度が高い場合に、発光管を冷却して発光管の温度をコントロールすることは開示されているものの、発光管の温度が低い場合、例えば、点灯スイッチを入れた直後等に発光管を暖めて、発光管を所定の温度にコントロールすることについては全く考慮されていない。
【０００５】
本発明の目的は、発光管を所定温度にコントロールすることができる光源装置及びこの光源装置を備えたプロジェクタを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の光源装置は、電極間で放電発光が行われる発光部、及びこの発光部の両側に設けられる封止部を有する発光管を備えた光源装置であって、前記発光管の発光部から放射された光束を反射するリフレクタを有し、前記発光管の封止部のうち、一方の封止部である第１封止部には、端部が前記発光部近傍まで延びた筒状の熱伝導性部材が前記第１封止部の外面に沿って取り付けられ、前記第１封止部に取り付けられた熱伝導性部材には電圧が印加される電熱線が巻きつけられ、他方の封止部である第２封止部には、端部が前記発光部近傍まで延びた筒状の熱伝導性部材が前記第２封止部の外面に沿って取り付けられ、前記第２封止部に取り付けられた熱伝導性部材の外面には、熱伝導性の透明部材が設けられ、この透明部材には、その周縁に沿って電圧が印加される電熱線が巻きつけられていることを特徴とする。
ここで、熱伝導性部材としては、発光管の熱伝導率よりも熱伝導率が高いものであればよく、例えば、サファイア、水晶、蛍石、アルミナ、窒化アルミ等の部材があげられる。
【０００７】
本発明では、発光管の封止部に熱伝導性部材が取り付けられているため、この熱伝導性部材と発光管の封止部との間で熱伝導が起きる。このように熱伝導により発光管の温度をコントロールしているため、冷却ファン等の冷却空気で冷却する場合に比べ、正確に温度を調整することができる。
例えば、発光管の温度が高い場合には、この熱伝導性部材を介して発光管の熱を放出することができる。また、発光管の温度が低い場合には、熱伝導性部材を介して封止部さらには、発光部に熱を伝達させることができる。例えば、点灯時に熱伝導性部材を介して熱を封止部さらには、発光部に伝導させ、発光管を暖めることで、定常時の光束が射出されるようになるまでの時間を短縮することができる。また、規定のワット数よりも低いワット数で放電させる場合、熱伝導性部材を介して発光管の封止部、さらには発光部に熱を伝達させることで、一対の電極間で放電を起こすことができる。
また、熱伝導性部材は、発光部近傍に向かって延びており、発光部に近いところから、熱を熱伝導により移動させる構成であるため、効率よく発光管を冷却または加熱することができる。
【０００８】
本発明では、熱伝導性部材を筒状とすることで、熱伝導性部材を発光管の封止部に取り付ける際には、発光管の封止部を熱伝導性部材に挿入すればよく、熱伝導性部材の装着が行いやすくなる。
ここで、熱伝導性の透明部材の材料としては、例えば、サファイア等があげられる。
本発明では、第２封止部に取り付けられた熱伝導性部材に熱伝導性の透明部材を取り付けることで、放熱面積を大きくすることができ、放熱効率を向上させて、発光管の温度を所定温度に設定することができる。また、発光管の温度が低い場合には、透明部材を加熱することで、発光管の温度を所定温度に設定することができる。このように、熱伝導により発光管の温度を調整できるため、冷却ファン等で冷却する場合に比べ、正確に温度をコントロールすることができる。
また、透明部材を熱伝導性部材に取り付けているので、発光管の発光部から放射される光を遮ることがない。
また、発光管の両封止部に熱伝導性部材を取り付けることで、発光部の両側近傍から放熱及び加熱を行うことができる。これにより、効率よく発光管を冷却及び加熱することができ、発光管の温度を所定温度にコントロールすることができる。
すなわち、発光管を冷却する場合には、両熱伝導性部材、さらには、この熱伝導性部材に取り付けられた透明部材から放熱させることができる。
また、発光管の温度が低い場合には、電熱線の熱を熱伝導性部材を介して発光管に伝達させたり、電熱線の熱を透明部材の周縁から熱伝導性部材および発光管に向かって熱伝達させることができる。これによれば、例えば、点灯時に発光管を暖めることで、定常時の光束が射出されるようになるまでの時間を短縮することができる。
さらに、本発明では、前記第１封止部は、この第１封止部に取り付けられた筒状の熱伝導性部材を介して、前記リフレクタに固定されており、前記熱伝導性部材の一方の端部は、前記発光部近傍まで延びており、他方の端部は、前記リフレクタの外側まで延出し、この他方の端部には、放熱フィンが取り付けられていることが好ましい。
熱伝導性部材の他方の端部に放熱フィンを取り付けることで、熱伝導性部材に伝達された熱を放熱フィンから効率よく放熱することができる。
また、この放熱フィンは、リフレクタ外側まで延出された熱伝導性部材の他方の端部に取り付けられているため、熱伝導性部材の熱をリフレクタの外部に伝達することができ、発光管の熱がリフレクタ側に溜まってしまうことがない。
【０００９】
本発明では、この光源装置の光束射出側には、照明対象となる光学系が配置されており、前記発光管の発光部から放射された光束を反射するリフレクタを有し、前記発光管の封止部のうち、前記リフレクタ側に配置された一方の封止部である第１封止部は、この第１封止部に取り付けられた筒状の前記熱伝導性部材を介して、前記リフレクタに固定されており、前記第１封止部に取り付けられた熱伝導性部材の径をｄ１、前記発光管の発光部の径をＤ１、前記第１封止部の径をＴ１、前記発光部から放射される光束のうち、前記リフレクタで反射されて前記光学系で利用される光束と、前記光学系の照明光軸を前記発光管側に延長させた延長線とがなす最小角度をθ１とした場合、以下の関係が成立することが好ましい。
【００１０】
【数３】
【００１１】
この式（１）は、以下のようにして求められる。発光部の中心から熱伝導性部材の発光部側の端部までの距離をＬ１とした場合、熱伝導性部材の径ｄ1は、次のようになる。
【００１２】
【数４】
【００１３】
ここで、Ｌ１は、以下の範囲に規定される。
【００１４】
【数５】
【００１５】
以上の式（２）及び式（３）により式（１）を得ることができる。
ここで、リフレクタで反射されて光学系で利用される光束と、光学系の照明光軸を発光管側に延長させた延長線とがなす最小角度θ１とは、リフレクタ側の第１封止部の影響により光が当然遮断されてしまう範囲との境界光と、照明光軸との延長線とがなす角度のことである。
本発明によれば、発光管の第１封止部に取り付けられる熱伝導性部材の径を以上のような範囲に規定することで、発光部からリフレクタ側に向かって放射された光束が熱伝導性部材により遮られてしまうことがない。従って、熱伝導性部材を設けない場合と同等の光量を確保することができる。
【００１６】
さらに、本発明では、前記発光管の封止部のうち、他方の封止部である第２封止部には、前記リフレクタと対向配置される熱伝導性の副反射鏡が取り付けられており、この副反射鏡の外面に、熱伝導性の透明部材が取り付けられていることが好ましい。
ここで、熱伝導性の透明部材の材料としては、例えば、サファイア等があげられる。
第２封止部に熱伝導性の副反射鏡を取り付け、さらに、この副反射鏡に熱伝導性の透明部材を取り付けることで、第２封止部側の放熱面積を大きく確保することができるので、発光管の温度が高い場合に発光部からの熱を効率的に放射させることができ、これにより発光管を所定の温度にコントロールすることができる。また、発光管の温度が低い場合には、透明部材を加熱し、この熱を副反射鏡を介して第２封止部に伝達させることで、発光管を所定の温度にコントロールすることができる。
さらに、第２封止部に副反射鏡を取り付けることで、発光管から放射された光のうち、迷光となってしまうような光を第１リフレクタに反射することができ、これにより光の利用率を高めることができる。
【００１７】
また、本発明の光源装置は、この光源装置の光束射出側には、照明対象となる光学系が配置されており、前記発光管の発光部から放射された光束を反射するリフレクタを有し、前記発光管の封止部のうち、一方の封止部である第１封止部は、前記リフレクタに固定されており、他方の封止部である第２封止部には、筒状の前記熱伝導性部材が取り付けられ、この第２封止部に取り付けられた前記熱伝導性部材の径をｄ２、前記発光管の発光部の径をＤ１、前記第２封止部の径をＴ２、前記発光部から放射される光束のうち、前記光学系で利用される光束と、前記光学系の照明光軸を前記発光管側に延長させた延長線とがなす最大角度をθ２とした場合、以下の関係が成立することが好ましい。
【数６】
【００１８】
この式（４）は、以下のようにして導かれる。発光部の中心から熱伝導性部材の発光部側の端部までの距離をＬ２とした場合、熱伝導性部材の径ｄ２は、次のようになる。
【００１９】
【数７】
【００２０】
ここで、Ｌ２は以下の範囲に規定される。
【００２１】
【数８】
【００２２】
以上の式（５）に式（６）により、式（４）を得ることができる。
ここで、発光部から放射される光束のうち、光学系で利用される光束と、光学系の照明光軸を発光管側に延長させた延長線とがなす最大角度θ２とは、発光部から第２封止部側に放射された光束が、第２封止部により当然遮られてしまう範囲との境界光と、照明光軸との延長線とがなす角度のことをいう。
このような本発明によれば、熱伝導性部材の径を以上のような範囲内とすることで、発光管の発光部から放射される光束が発光管の第２封止部に取り付けた熱伝導性部材により遮られることはない。従って、熱伝導性部材を設けない場合と同等の光量を確保することができる。
【００２３】
この際、本発明は、前記発光管の第２封止部に取り付けられた筒状の熱伝導性部材の外面に、熱伝導性の透明部材が取り付けられているものであることが好ましい。
ここで、熱伝導性の透明部材としては、例えば、サファイア製等の部材があげられる。
本発明では、第２封止部に取り付けられた熱伝導性部材に熱伝導性の透明部材を取り付けることで、放熱面積を大きくすることができ、放熱効率を向上させて、発光管の温度を所定温度に設定することができる。また、発光管の温度が低い場合には、透明部材を加熱することで、発光管の温度を所定温度に設定することができる。
また、透明部材を熱伝導性部材に取り付けているので、発光管の発光部から放射される光を遮ることがない。
【００２４】
本発明の光源装置は、電極間で放電発光が行われる発光部、及びこの発光部の両側に設けられる封止部を有する発光管と、この発光管から放射された光束を反射する第１リフレクタとを備えた光源装置であって、前記発光管の封止部のうち、一方の封止部である第１封止部は前記第１リフレクタに固定され、他方の封止部である第２封止部には、前記第１リフレクタと対向配置される熱伝導性の副反射鏡が取り付けられており、この副反射鏡の外面には、熱伝導性の透明部材が取り付けられていることを特徴とする。
【００２５】
本発明によれば、第２封止部に、熱伝導性の副反射鏡及び透明部材が取り付けられているため、この副反射鏡及び透明部材と第２封止部との間で熱を伝達させることができる。冷却時には、発光管の熱を第２封止部から副反射鏡及び透明部材に放熱することができる。副反射鏡には、透明部材が設けられているため、放熱面積を大きく確保することができ、放熱効率を向上させることができる。
また、加熱時には透明部材に熱を加えることで、発光管に熱を伝達させることができ、これによっても発光管の温度をコントロールすることができる。このように、熱伝導により発光管の温度を調整できるため、冷却ファン等で冷却する場合に比べ、正確に温度をコントロールすることができる。
【００２６】
本発明のプロジェクタは、上述した何れかの光源装置と、この光源装置の光束射出側に配置される光学系とを備え、前記光学系は、前記光源装置から射出された光束を入力された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と、この光変調装置からの各色光を合成する色合成光学装置とを備えていることを特徴とする。
このような本発明によれば、前述した何れかの光源装置を備えているため、発光管の温度を所定温度にコントロールすることができる。
【００２７】
さらに、前記光源装置は、前記熱伝導性部材又は透明部材を冷却する冷却手段、及び、前記熱伝導性部材又は透明部材を加熱する加熱手段を備え、前記光源装置の発光管の温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段により検出された温度が所定温度以下である場合に、前記加熱手段を駆動し、前記温度検出手段により検出された温度が所定温度以上である場合に、前記冷却手段を駆動する駆動制御手段とを備えていることが好ましい。
ここで、冷却手段としては、熱伝導性部材や透明部材を強制冷却する冷却ファン、熱電変換素子等があげられる。
また、加熱手段としては、電熱線を備えたヒータ等があげられる。
本発明によれば、温度検出手段により検出された発光管の温度に基づいて、加熱手段、冷却手段を駆動する駆動制御手段を備えているため、発光管の温度を正確にコントロールすることができ、最も適した温度範囲で発光管を駆動することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
[第１実施形態]
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
[光源装置の構成]
図１及び図２には第１実施形態の光源装置１０Aが示されている。
光源装置１０Ａは、放射光源としての発光管１１と、リフレクタ１２Ａとを有しており、発光管１１から放射される光束をリフレクタ１２Ａで反射し、射出するものである。
リフレクタ１２Ａは、本実施形態では、楕円リフレクタであり、発光管１１が挿入固定される首状部１２１Ａと、この首状部１２１Ａから広がる楕円曲面状の反射部１２２Ａとを備えたガラス製の一体成形品である。
首状部１２１Ａには、中央に孔１２３Ａが形成されており、この孔１２３Aの中心に発光管１１が挿入される。
【００２９】
発光管１１は、超高圧水銀ランプであり、中央部が球状に膨出した石英ガラス管から構成され、中央部分が発光部１１３、この発光部１１３の両側に延びる部分が封止部１１４とされる。
発光管１１の石英ガラス管は、例えば、熱伝導率が１Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度であり、発光部１１３には、図示しない一対の電極と、他に発光物質としての水銀、点灯始動ガスとしてのアルゴン、キセノン等の希ガス及び少量のハロゲンが封入されている。一対の電極間に電圧を印加すると、発光管１１の発光部１１３内でアーク放電が起こり、蒸発した水銀が励起されて光を発する。これにより、発光管１１が点灯する。
【００３０】
封止部１１４は、円筒状であり、内部にモリブデン等の金属箔が密封されており、これにより、発光部１１３が封止されることとなる。封止部１１４内の金属箔の一端は、電極に接続されており、他端は、封止部１１４から外部へ延びるリード線１１５に接続されている。
また、封止部１１４の外面には、温度検出手段２１（図７参照）、例えば熱電対２１１等から構成される温度センサが取り付けられている。
【００３１】
このような発光管１１の封止部１１４のうち、リフレクタ１２Ａの首状部１２１Ａ側の第１封止部１１４Ａの外面には、円筒状の熱伝導性部材１４Ａが取り付けられており、この熱伝導性部材１４Ａを介して、第１封止部１１４Ａがリフレクタ１２Ａの首状部１２１Ａの孔１２３Ａ内に挿入され、固定されている。図示しないが、熱伝導性部材１４Ａには、その長手方向に沿ってスリットが切り込まれており、このスリットにより、第１封止部１１４Ａの熱による膨張を許容できるようになっている。
なお、発光管１１の第１封止部１１４Aをリフレクタ１２Ａに固定した際、発光管１１の発光部１１３の発光中心は、リフレクタ１２Ａの反射部１２２Ａの楕円曲面の第１焦点と略一致することとなる。
【００３２】
ここで、熱伝導性部材１４Ａとしては、発光管１１の熱伝導率よりも高い熱伝導率を備えた部材で構成されていれば任意であるが、熱伝導率が５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の部材が好ましく、例えば、サファイア、水晶、蛍石、アルミナ、窒化アルミ等の部材により構成されていることが好ましい。
なお、リード線１１５のうち、第２封止部１１４Ｂから外部に向かって延びるリード線１１５は、第１封止部１１４Ａ側に折り曲げられており、第１封止部１１４Ａとともに、リフレクタ１２Ａの首状部１２１Ａの孔１２３Ａ内に挿入されている。
【００３３】
熱伝導性部材１４Ａは、第１封止部１１４Ａの外面に沿って取り付けられており、その一方の端部は、発光部１１３近傍まで延びている。この熱伝導性部材１４Ａと第１封止部１１４Ａとは熱伝導性の高い無機系接着剤（図示略）、例えば、シリカ・アルミナ系又は窒化アルミニウム系の接着剤を介して接着されている。
図３に示すように、このような熱伝導性部材１４Ａの径をｄ１、発光管１１の発光部１１３の径をＤ１、第１封止部１１４Ａの径をＴ１、発光部１１３の中心から熱伝導性部材１４Ａの発光部１１３側の端部までの距離をＬ１、発光部１１３から放射される光束のうち、リフレクタ１２Ａで反射されて光源装置１０Ａの光束射出側に設置された光学系（後述）で利用される光束と、光学系の照明光軸を発光管１１側に延長させた延長線ａとがなす最小角度をθ１とした場合、L１は以下の式（７）の範囲に規定される。また、d１は式（８）で示される。
【００３４】
【数９】
【００３５】
【数１０】
【００３６】
従って、d１は式（９）で示される範囲に規定される。
【００３７】
【数１１】
【００３８】
なお、ここで、リフレクタ１２Ａで反射されて光学系で利用される光束と、光学系の照明光軸を発光管１１側に延長させた延長線ａとがなす最小角度θ１とは、第１封止部１１４Ａの影響により発光部１１３からの光が当然遮断されてしまう範囲との境界光Ｈ１と、照明光軸との延長線ａとがなす角度のことである。
【００３９】
また、図２に示すように、熱伝導性部材１４Ａの他方の端部は、リフレクタ１２Ａの首状部１２１Ａからリフレクタ１２Ａ外部まで延出してリフレクタ１２Ａから露出しており、この他方の端部外面には、第１加熱手段２２Ａ（図７参照）を構成するニクロム線等の電熱線２２１Aが巻きつけられている。
また、この他の端部には、放熱フィン１５Ａが一体成形されている。
この放熱フィン１５Ａは、図１及び図２に示すように、対向配置された平面矩形形状の側部１５１とこの側部１５１の一端間を連結する平面矩形形状の底部１５２とを備えた平面略コ字形であり、底部１５２と対向する面に形成される開口がリフレクタ１２Ａと反対側に向くように配置されたものである。側部１５１間には、底部１５２から開口に向かって延びる３つの片１５３が側部１５１と略平行に配置されている。
【００４０】
この放熱フィン１５Ａは、冷却手段２３（図７参照）である冷却ファンにより冷却されることとなる。この冷却ファンは、後述するプロジェクタ１内部に配置されるものであり、冷却ファンによりプロジェクタ１内部に導入される冷却空気は、他の光学部品、例えば、後述する光学装置４４を冷却した後に、光源装置１０Ａを冷却する。
なお、放熱フィンの形状は、放熱フィン１５Ａのような形状には限られない。例えば、図４及び図５に示すような放熱フィン１５Ｂとしてもよい。
この放熱フィン１５Ｂは、平面略円形形状の底部１５４と、この底部１５４の周縁から立設した円筒状の側面１５５とを備えたものであり、底部１５４と対向する開口がリフレクタ１２Ａ側に向くように配置されたものである。
【００４１】
一方、発光管１１の第２封止部１１４Ｂには、スタート点灯時のトリガー線１１６が巻き付けられている。このトリガー線１１６は、スタート点灯時において一対の電極間での放電を誘発させるものである。
なお、本実施形態では、発光管１１を超高圧水銀としたが、これに限らず、例えば、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、ハロゲンランプ等としてもよい。
【００４２】
[プロジェクタの光学系の構成]
以上のような光源装置１０Ａは、プロジェクタ１に適用される。図６には、プロジェクタ１の光学系の模式図を示す。
このプロジェクタ１は、インテグレータ照明光学系４１、色分離光学系４２、リレー光学系４３、光学装置４４、および投写光学系である投写レンズ４６を備えている。
インテグレータ照明光学系４１は、光学装置４４を構成する３枚の液晶パネル４４１（赤、緑、青の色光毎にそれぞれ液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂとする）の画像形成領域をほぼ均一に照明するための光学系であり、前述した光源装置１０Ａと、この光源装置１０Ａの後段に配置される平行化レンズ１３と、第１レンズアレイ４１２と、第２レンズアレイ４１３と、偏光変換素子４１４と、重畳レンズ４１５とを備える。
【００４３】
平行化レンズ１３は、光源装置１０Aから射出された光束を平行化するものであり、本実施形態では、凹レンズとなっている。
第１レンズアレイ４１２は、光軸方向から見てほぼ矩形状の輪郭を有する小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。各小レンズは、発光管１１から射出される光束を、複数の部分光束に分割している。各小レンズの輪郭形状は、液晶パネル４４１の画像形成領域の形状とほぼ相似形をなすように設定されている。
【００４４】
第２レンズアレイ４１３は、第１レンズアレイ４１２と略同様な構成を有しており、小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。この第２レンズアレイ４１３は、重畳レンズ４１５とともに、第１レンズアレイ４１２の各小レンズの像を液晶パネル４４１上に結像させる機能を有する。
【００４５】
偏光変換素子４１４は、第２レンズアレイ４１３と重畳レンズ４１５との間に配置される。このような偏光変換素子４１４は、第２レンズアレイ４１３からの光を１種類の偏光光に変換するものであり、これにより、光学装置４４での光の利用効率が高められている。
【００４６】
具体的に、偏光変換素子４１４によって１種類の偏光光に変換された各部分光は、重畳レンズ４１５によって最終的に光学装置４４の液晶パネル４４１上にほぼ重畳される。偏光光を変調するタイプの液晶パネル４４１を用いたプロジェクタ１では、１種類の偏光光しか利用できないため、他種類のランダムな偏光光を発する発光管１１からの光束の略半分が利用されない。このため、偏光変換素子４１４を用いることにより、発光管１１から射出された光束を全て１種類の偏光光に変換し、光学装置４４での光の利用効率を高めている。なお、このような偏光変換素子４１４は、たとえば特開平８−３０４７３９号公報に紹介されている。
【００４７】
色分離光学系４２は、２枚のダイクロイックミラー４２１，４２２と、反射ミラー４２３とを備え、ダイクロイックミラー４２１、４２２によりインテグレータ照明光学系４１から射出された複数の部分光束を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色光に分離する機能を有している。
ダイクロイックミラー４２１，４２２は、基板上に所定の波長領域の光束を反射し、他の波長の光束を透過する波長選択膜が形成された光学素子であり、光路前段に配置されるダイクロイックミラー４２１は、赤色光を透過し、その他の色光を反射するミラーである。光路後段に配置されるダイクロイックミラー４２２は、緑色光を反射し、青色光を透過するミラーである。
【００４８】
リレー光学系４３は、入射側レンズ４３１と、リレーレンズ４３３と、反射ミラー４３２，４３４とを備え、色分離光学系４２を構成するダイクロイックミラー４２２を透過した青色光を光学装置４４まで導く機能を有している。尚、青色光の光路にこのようなリレー光学系４３が設けられているのは、青色光の光路長が他の色光の光路長よりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。本例においては青色光の光路長が長いのでこのような構成とされているが赤色光の光路長を長くする構成も考えられる。
【００４９】
前述したダイクロイックミラー４２１により分離された赤色光は、反射ミラー４２３により曲折された後、フィールドレンズ４１８を介して光学装置４４に供給される。また、ダイクロイックミラー４２２により分離された緑色光は、そのままフィールドレンズ４１８を介して光学装置４４に供給される。さらに、青色光は、リレー光学系４３を構成するレンズ４３１，４３３及び反射ミラー４３２，４３４により集光、曲折されてフィールドレンズ４１８を介して光学装置４４に供給される。尚、光学装置４４の各色光の光路前段に設けられるフィールドレンズ４１８は、第２レンズアレイ４１３から射出された各部分光束を、照明光軸に対して並行な光束に変換するために設けられている。
【００５０】
光学装置４４は、入射された光束を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものであり、色分離光学系４２で分離された各色光が入射される３つの入射側偏光板４４２と、各入射側偏光板４４２の後段に配置される光変調装置としての液晶パネル４４１（４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ）と、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの後段に配置される射出側偏光板（図示略）と、色合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム４４４とを備える。
【００５１】
液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂは、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として用いたものである。
光学装置４４において、色分離光学系４２で分離された各色光は、これら３枚の液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ、入射側偏光板４４２、および射出側偏光板によって画像情報に応じて変調されて光学像を形成する。
【００５２】
入射側偏光板４４２は、色分離光学系４２で分離された各色光のうち、一定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものであり、サファイアガラス等の基板に偏光膜が貼付されたものである。また、基板を用いずに、偏光膜をフィールドレンズ４１８に貼り付けてもよい。
射出側偏光板も、入射側偏光板４４２と略同様に構成され、液晶パネル４４１から射出された光束のうち、所定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものである。また、基板を用いずに、偏光膜をクロスダイクロイックプリズム４４４に貼り付けてもよい。
これらの入射側偏光板４４２および射出側偏光板は、互いの偏光軸の方向が直交するように設定されている。
【００５３】
クロスダイクロイックプリズム４４４は、射出側偏光板から射出され、各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ものである。
クロスダイクロイックプリズム４４４には、赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが、４つの直角プリズムの界面に沿って略Ｘ字状に設けられ、これらの誘電体多層膜により３つの色光が合成される。
そして、クロスダイクロイックプリズム４４４から射出されたカラー画像は、投写光学系４６によって拡大投写され、図示を略したスクリーン上で大画面画像を形成する。
【００５４】
[プロジェクタ１の詳細な構成]
以上のような光学系を備えたプロジェクタ１は、図７に示すように、発光管１１の封止部１１４に取り付けられる温度検出手段２１と、この温度検出手段２１により検出された温度に基づいて加熱手段２２Ａ又は冷却手段２３を駆動制御する駆動制御手段２４とを備えている。
温度検出手段２１は、熱電対２１１等（図２参照）から構成される温度センサである。
第１加熱手段２２Ａは、熱伝導性部材１４Ａに巻きつけられた電熱線２２１Ａと、この電熱線２２１Ａに電圧を印加する電圧印加装置（図示略）とを備えている。
【００５５】
駆動制御手段２４は、プロジェクタ１全体を駆動制御するメインボード上に形成されたものであり、第１加熱手段２２Ａを駆動制御する加熱制御部２４１と、冷却手段２３を駆動制御する冷却制御部２４２とを備えている。
また、プロジェクタ１は、発光管１１の駆動するために必要な温度範囲（ｔ１〜ｔ２、例えばｔ１＝６００℃、ｔ２＝７００℃）及び発光管１１の限界温度ｔ３（例えば９５０℃）が記憶されたＲＯＭ等の記憶手段２５も備えている。
【００５６】
このようなプロジェクタ１では、図８のフローチャートに示すように作動する。
（1）プロジェクタ１の電源スイッチが押され、電源が投入されると、冷却手段２３である冷却ファンが低回転数で回転する。また、第１加熱手段２２Ａが駆動される（Ｓ１）。
この際、第１加熱手段２２Ａの電圧印加装置により電熱線２２１Ａに電圧が印加されると、電熱線２２１Ａから熱が発生し、この熱は、熱伝導性部材１４Ａに伝達される。さらに、この熱伝導性部材１４Ａに伝達された熱が封止部１１４Ａに伝達される。
そして、封止部１１４Ａから発光部１１３へ熱が伝達されて、発光部１１３内部の水銀が蒸発することとなる。
（2）次に、温度検出手段２１により、発光管１１の温度が検出され、（Ｓ２）検出された発光管１１の温度がｔ１以下かどうか判断される（Ｓ３）。発光管１１の温度がｔ１以下である場合には、第１加熱手段２２Ａが駆動しつづける。
【００５７】
（3）発光管１１の温度がｔ１を超えるものである場合には、再度温度検出手段２１により発光管１１の温度が検出され（Ｓ４）、温度がｔ２以上かどうか判別される（Ｓ５）。発光管１１の温度がｔ２以上と判別された場合には、第１加熱手段２２Ａの駆動が停止される（Ｓ６）。
なお、発光管１１の温度がｔ２未満と判別された場合には、第１加熱手段２２Ａにより、加熱が続けられる。
（4）第１加熱手段２２Ａの駆動が停止された後、温度検出手段２１により発光管１１の温度が検出され（Ｓ７）、発光管１１の温度がｔ３以上かどうか判別される（Ｓ８）。ｔ３以上と判別された場合には、冷却手段２３である冷却ファンの回転数が上昇する（Ｓ９）。
なお、ｔ３未満と判断された場合には、温度検出手段２１による温度検出が続けられる。
（5）冷却手段２３である冷却ファンの回転数が上昇したのち、再び温度検出手段２１により発光管１１の温度が検出され（Ｓ１０）、発光管１１の温度がｔ３未満であるかどうか判別される（Ｓ１１）。ｔ３未満と判別された場合には冷却手段２３である冷却ファンの回転数が低下する（Ｓ１２）。
なお、発光管１１の温度がｔ３以上である場合には、高回転数での冷却手段２３の駆動が続けられる。
（6）冷却ファンの回転数が低下した後、温度検出手段２１により、発光管１１の温度が検出され（Ｓ７）、発光管１１の温度がｔ３以上かどうか判別される（Ｓ８）。ｔ３以上と判別された場合には、冷却手段２３である冷却ファンの回転数が上昇することとなり（Ｓ９）、さらにＳ１０〜Ｓ１２の処理が行われる。
（7）そして、最後に、ユーザが電源を落とすことで処理が終了する。
【００５８】
このような本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（1-1）発光管１１の第１封止部１１４Ａに熱伝導性部材１４Ａが取り付けられているため、この熱伝導性部材１４Ａと発光管１１の第１封止部１１４Ａとの間で熱伝導が起きる。このように熱伝導により発光管１１の温度をコントロールしているため、冷却ファン等のみで強制冷却する場合に比べ、正確に温度を調整することができる。
例えば、発光管１１の温度が高い場合には、この熱伝導性部材１４Ａを介して発光管１１の熱を放出することができる。また、発光管１１の温度が低い場合には、電熱線２２１Ａの熱を熱伝導性部材１４Ａを介して発光管１１に伝達させることができる。例えば、本実施形態のように、点灯時に発光管１１を暖めることで、定常時の光束が射出されるようになるまでの時間を短縮することができる。また、規定のワット数よりも低いワット数で発光管１１を放電させる場合、点灯時に熱伝導性部材１４Ａを介して発光管１１の第１封止部１１４さらには発光部１１３に熱を伝達させることで、一対の電極間で放電を起こすことができる。
また、熱伝導性部材１４Ａは、発光部１１３近傍に向かって延びており、発光部１１３に近いところから、熱を熱伝導により移動させる構成であるため、効率よく発光管１１を冷却または加熱することができる。
【００５９】
（1-2）熱伝導性部材１４Ａを円筒状としているため、熱伝導性部材１４Ａを発光管１１の封止部１１４Ａに装着する際には、熱伝導性部材１４Ａに封止部１１４Ａを挿入すればよく、容易に装着することができる。
（1-3）さらに、熱伝導性部材１４Ａの径ｄ１を式（９）で示すような範囲で規定しているため、発光部１１３からリフレクタ１２Ａ側に向かって放射された光束が熱伝導性部材１４Ａにより遮られてしまうことがない。従って、熱伝導性部材１４Ａを設けない場合と同等の光量を確保することができる。
【００６０】
（1-4）発光管１１に取り付けられた熱伝導性部材１４Ａの端部に放熱フィン１５Ａを設けているため、放熱面積を大きく確保することができ、放熱効率を向上させることができる。これに加え、プロジェクタ１では、冷却手段２３である冷却ファンとを備えているため、より効率よく冷却を行うことができ、これにより、発光管１１の温度を所定温度に設定することができる。
また、放熱フィン１５Ａは、リフレクタ１２Ａの外部に露出した熱伝導性部材１４Ａの端部に取り付けられているため、リフレクタ１２Ａ側に熱がこもってしまうことがない。
【００６１】
（1-5）さらに、本実施形態では、発光管１１の第１封止部１１４Ａと、熱伝導性部材１４Ａとを熱伝導性の接着剤を介して接着しているため、第１封止部１１４Ａと熱伝導性部材１４Ａとの間の熱伝導が接着剤により妨げられることはない。
（1-6）また、冷却手段２３、第１加熱手段２２Ａは、駆動制御手段２４により制御されているため、発光管１１の温度をより正確に設定することができる。これにより、最も適した温度範囲で発光管１１を発光させることができる。
【００６２】
[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態について図９を参照して説明する。尚、以下の説明では、既に説明した部分と同一の部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
本実施形態の光源装置１０Ｂは、第１封止部１１４Ａが固定される第１リフレクタ１２Ｂと、第２封止部１１４Ｂに固定される副反射鏡１２Ｃとを備えたものであり、前記実施形態と同様にプロジェクタの光源として使用される。
なお、本実施形態では、第２封止部１１４Ｂの外面には、トリガー線１１６は取り付けられていない。
第１リフレクタ１２Ｂは、第１実施形態のリフレクタ１２Ａと略同様に、首状部１２１Ａ及び反射部１２２Ｂとを備えている。この反射部１２２Ｂは、リフレクタ１２Ａの反射部１２２Ａよりも小さな径となっている。
【００６３】
副反射鏡１２Ｃは、熱伝導性の材料により構成されており、例えば、サファイア、透光性アルミナ、水晶、蛍石、ヤグ（ＹＡＧ）等の材料により構成されていることが好ましい。
第２封止部１１４Ｂへの副反射鏡１２Ｃの取り付けは、副反射鏡１２Ｃの底面に形成された孔１２３Ｃに第２封止部１１４Ｂを挿入することにより行われる。この際、孔１２３Ｃと第２封止部１１４Ｂとは、熱伝導性の接着剤Ｓ１、例えばシリカ・アルミナ系又は窒化アルミニウム系の接着剤を介して接着される。
【００６４】
この副反射鏡１２Ｃは、第１リフレクタ１２Ｂと対向配置されており、さらに、この副反射鏡１２Ｃは、その反射面が発光部１１３の第２封止部１１４Ｂ側略半分を包囲し、かつ、発光部１１３の中心から射出されてこの副反射鏡１２Ｃに入る入射光と、副反射鏡１２Ｃの法線とが略一致するように配置されている。
【００６５】
副反射鏡１２Ｃを発光部１１３の第２封止部１１４Ｂ側略半分を包囲するものとすることで、第１リフレクタ１２Ｂの反射部１２２Ｂは、発光部１１３の第１封止部１１４Ａ側の略半分を包囲する大きさとすることができる。これにより、前記実施形態のリフレクタ１２Ａに比べ、第１リフレクタ１２Ｂの反射部１２２Ｂの径を小さなものとすることができる。
さらに、副反射鏡１２Ｃの外形Ｐ１は、光源装置１０Ｂの光束射出側の光学系で利用可能な限界光Ｈ２に対応する第１リフレクタ１２Ｂの反射部１１２Ｂの反射面での直径Ｐ２よりも小さいものであることが好ましい。このようにすることで、発光部１１３から射出される光のうち、光源装置１０Ｂの光束射出側の光学系で利用可能な範囲にある光については、第１リフレクタ１２Ｂで反射された後、副反射鏡１２Ｃで遮断されてしまうことがない。ここで、限界光Ｈ２とは、発光部１１３から発光された光束が封止部１１４Ａにより当然遮断される範囲との境界光である。
【００６６】
以上のような副反射鏡１２Ｃの外面には、前述したような熱伝導性の接着剤を介して熱伝導性の透明部材１６が取り付けられている。
この透明部材１６は、例えば、サファイア製の板状の部材であり、第１リフレクタ１２Ｂの反射部１２２Ｂの開口部を覆うように配置されている。
また、この透明部材１６には、その周縁に沿って第２加熱手段（図示略）を構成するニクロム線等の電熱線２２１Ｃが巻きつけられている。この第２加熱手段は、電熱線２２１Ｃと、この電熱線２２１Ｃに電圧を印加する電圧印加装置（図示略）とを備えたものとなる。加熱時には、電熱線２２１Ｃの熱が透明部材１６の周縁から副反射鏡１２Ｃに向かって加熱される。
【００６７】
そして、本実施形態では、冷却手段２３、第１加熱手段２２Ａ及び第２加熱手段が前記実施形態と略同様に駆動制御手段２４により制御されている。
なお、本実施形態では、透明部材１６は副反射鏡１２Ｃの外面に接して取り付けられているが、これに限らず、副反射鏡１２Ｃと第２封止部１１４Ｂとの両方に接するようにとりつけてもよい。このようにすることで、透明部材１６と第２封止部１１４Ｂとの間の熱の伝達を直接行うことができる。
【００６８】
このような第２実施形態によれば、第１実施形態の（1-1）〜（1-6）と同様の効果を奏することができるほか、以下の効果を奏することができる。
（2-1）本実施形態では、第２封止部１１４Ｂに熱伝導性の副反射鏡１２Ｃ及び透明部材１６を設けているため、第２封止部１１４Ｂ側からも熱を伝導させることができる。例えば、発光管１１を冷却する場合には、第２封止部１１４Ｂの熱を副反射鏡１２Ｃ及び透明部材１６に伝達させて放熱することができる。また、発光管１１を加熱する場合には、透明部材１６の周縁から副反射鏡１２Ｃ、さらには第２封止部１１４Ｂへ向かって熱を伝導させることができる。これにより、第１封止部１１４Ａ側からのみ熱伝導を行う場合に比べ、より効率よく発光管１１を冷却及び加熱することができ、より正確に発光管１１の温度をコントロールすることができる。
【００６９】
（2-2）透明部材１６は板状の部材であり表面積が大きいものであるため、冷却時には効率よく放熱することができ、発光管１１を所定温度に設定することができる。
（2-3）また、副反射鏡１２Ｃに取り付けられたものは透明部材１６であるため、発光管１１の発光部１１３から射出される光束を遮ることがない。
（2-4）さらに、第２封止部１１４Ｂに副反射鏡１２Ｃを取り付けることで、発光管１１から放射された光のうち、迷光となってしまうような光を第１リフレクタ１２Ｂに反射することができ、これにより光の利用率を高めることができる。（2-5）副反射鏡１２Ｃに取り付けられた透明部材１６は、第１リフレクタ１２Ｂの開口部を覆うように取り付けられているため、防爆ガラスとしての役割を果たすこともできる。図９では、第１リフレクタ１２Ｂの開口部と、透明部材１６との間に隙間が形成されているが、この隙間を接合することで発光部１１３が破裂したときの破片が光源装置１０Ｂの外部に飛散することを防止できる。
（2-6）副反射鏡１２Ｃと透明部材１６との間には熱伝導性の接着剤が塗布され、また、副反射鏡１２Ｃと第２封止部１１４Ｂとの間には熱伝導性の接着剤Ｓ１が塗布されているので、第２封止部１１４Ｂと副反射鏡１２Ｃとの間、及び副反射鏡１２Ｃと透明部材１６との間の熱伝導が接着剤により妨げられてしまう虞がない。
【００７０】
次に、図１０を参照して本発明の第３実施形態について説明する。
図１０には本実施形態の光源装置１０Ｃが示されている。
第１，２実施形態では、光源装置１０Ａの発光管１１の第１封止部１１４Ａにのみ熱伝導性部材１４Ａが取り付けられていたが、本実施形態では、発光管１１の第２封止部１１４Ｂにも、この第２封止部１１４Ｂの外面に沿って熱伝導性部材１４Ｂが取り付けられている。なお、本実施形態では、第２実施形態と同様に、第２封止部１１４Ｂの外面にトリガー線１１６が取り付けられていない。
【００７１】
熱伝導性部材１４Ｂは、熱伝導性部材１４Ａと同様の円筒状に形成されており、一方の端部は、発光部１１３近傍まで延びている。この熱伝導性部材１４Ｂとしては、熱伝導率が５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の部材が好ましく、例えば、サファイア、水晶、蛍石、アルミナ、窒化アルミ等の部材であることが好ましい。また、熱伝導性部材１４Ａと同様に、その長手方向に沿ってスリットが切り込まれており、このスリットにより第２封止部１１４Ｂの熱膨張を許容できるようになっている。
【００７２】
さらに、図１１に示すように、この熱伝導性部材１４Ｂの径をｄ２、発光管１１の発光部１１３の径をＤ１、第２封止部１１４Ｂの径をＴ２、発光部１１３の中心から熱伝導性部材１４Ｂの発光部１１３側の端部までの距離をＬ２、発光部１１３から放射される光束のうち、光源装置１０Ｃの光束射出側に配置される光学系で利用される光束と、この光学系の照明光軸を発光管１１側に延長させた延長線ａとがなす最大角度をθ２とした場合、L２は以下の式（１０）で示され、また、ｄ2は、以下の式（１１）で示される。
【００７３】
【数１２】
【００７４】
【数１３】
【００７５】
従って、ｄ２は、式（１２）のようになる。
【００７６】
【数１４】
【００７７】
ここで、発光部１１３から放射される光束のうち、光学系で利用される光束と、光学系の照明光軸を発光管１１側に延長させた延長線ａとがなす最大角度θ２とは、発光部１１３から第２封止部１１４Ｂ側に放射された光束が、第２封止部１１４Ｂにより当然遮られてしまう範囲との境界光Ｈ３と、照明光軸との延長線ａとがなす角度のことをいう。
【００７８】
以上のような熱伝導性部材１４Ｂは、熱伝導性部材１４Ａと同様に、熱伝導性の高い無機系接着剤、例えば、シリカ・アルミナ系又は窒化アルミニウム系の接着剤を介して接着されている。
さらに、図１０に示すように、この熱伝導性部材１４Ｂの外面には、第２実施形態と同様に、熱伝導性の接着剤を介して熱伝導性の透明部材１６が取り付けられており、この透明部材１６には、その周縁に沿って第２加熱手段（図示略）を構成するニクロム線等の電熱線２２１Ｃが巻きつけられている。すなわち、本実施形態の第２加熱手段は、第２実施形態と同様に、電熱線２２１Ｃと、この電熱線２２１Ｃに電圧を印加する電圧印加装置とを備えたものとなる。加熱時には、電熱線２２１Ｃの熱が透明部材１６の周縁から熱伝導性部材１４Ｂに向かって加熱される。そして、本実施形態では、第２実施形態と同様に、冷却手段２３、第１加熱手段２２Ａ及び第２加熱手段が駆動制御手段２４により制御されている。
【００７９】
このような第３実施形態によれば、第１実施形態の（1-1）〜（1-6）、第２実施形態の（2-2）、（2-3）、（2-5）と略同様の効果を奏することができる上、以下の効果を奏することができる。
（3-1）本実施形態では、発光管１１の両封止部１１４Ａ，１１４Ｂに熱伝導性部材１４Ａ，１４Ｂを取り付けることで、発光部１１３の両側近傍から放熱及び加熱を行うことができる。これにより、第１封止部１１４Ａにのみ熱伝導性部材１４Ａを取り付ける場合に比べ、より効率よく発光管１１を冷却及び加熱することができ、発光管１１の温度を所定温度にコントロールすることができる。
すなわち、発光管１１を冷却する場合には、熱伝導性部材１４Ｂ、さらには、この熱伝導性部材１４Ｂに取り付けられた透明部材１６から放熱させることができる。
また、発光管１１を加熱する場合には、第２実施形態と同様に、第２加熱手段により透明部材１６の周縁から熱伝導性部材１４Ｂに向かって熱伝導させることができる。
【００８０】
（3-2）また、第２封止部１１４に取り付けられた熱伝導性部材１４Ｂの径ｄ2は、式（１２）で示される範囲内に設定されているので、発光部１１３から放射される光束を遮ることがなく、熱伝導性部材１４Ｂを設けない場合と同様の光量を確保することができる。
（3-3）さらに、熱伝導性部材１４Ｂは、円筒状に形成されているため、熱伝導性部材１４Ｂを発光管１１の封止部１１４Ｂに装着する際には、熱伝導性部材１４Ｂに封止部１１４Ｂを挿入すればよく、容易に装着することができる。
（3-4）熱伝導性部材１４Ｂと透明部材１６との間には熱伝導性の接着剤が塗布され、また、熱伝導性部材１４Ｂと第２封止部１１４Ｂとの間には熱伝導性の接着剤が塗布されているので、第２封止部１１４Ｂと熱伝導性部材１４Ｂとの間、及び熱伝導性部材１４Ｂと透明部材１６との間の熱伝導が接着剤により妨げられてしまう虞がない。
【００８１】
なお、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。
例えば、前記実施形態では、冷却手段２３である冷却ファンによりプロジェクタ内部に導入された冷却空気は、他の光学部品を冷却した後、光源装置１０Ａ〜１０Ｃを冷却するとしたが、これに限らず、冷却ファンにより導入された冷却空気により光源装置１０Ａ〜１０Ｃを直接冷却してもよい。
この場合には、発光管１１の温度が所定温度以上（温度ｔ３以上）になった場合、冷却ファンを回転させるように制御すればよい。
【００８２】
前記実施形態では、冷却手段２３として冷却ファンを採用したが、これに限らず、例えば、ペルチェ効果を利用した熱電変換素子を備えた冷却装置を採用してもよい。
さらに、前記実施形態では、放熱フィン１５Ａにより熱伝導性部材１４Ａに伝達された熱を放熱し、さらに冷却手段２３である冷却ファンにより強制冷却するものとしたが、いずれか一方のみで熱伝導性部材１４Ａに伝達された熱を放熱させてもよい。
また、前記実施形態では、プロジェクタ１は、加熱手段及び冷却手段の双方を備えるものとしたが、何れか一方のみであってもよく、また、両手段がないものとしてもよい。このようにすることで、プロジェクタ１の構成を簡略化することができる。
【００８３】
前記実施形態では、熱伝導性部材１４Ａ、１４Ｂを円筒状としたが、第１封止部１１４Ａ又は第２封止部１１４Ｂに沿っており、その端部が発光部１１３近傍まで延びているような形状であれば任意である。例えば、熱伝導性部材を板状の部材としてもよい。ただし、前記実施形態のように熱伝導性部材１４Ａ，１４Ｂを円筒状とすることで、封止部１１４Ａ，１１４Ｂを一体的に覆うことができるため、これにより熱伝導効率を高めることができる。
さらに前記実施形態では、第１封止部１１４Ａに取り付けられた熱伝導性部材１４Ａの径ｄ1を式（９）で示される範囲に規定したが、この範囲外のものであってもよい。同様に、第３実施形態の第２封止部１１４Ｂに取り付けられる熱伝導性部材１４Ｂの径ｄ２も式（１２）で示される範囲外としてもよい。
【００８４】
さらに、第２，３実施形態では、第１封止部１１４Ａに熱伝導性部材１４Ａが取り付けられていたが、この熱伝導性部材１４Ａは取り付けられていなくてもよい。第２封止部１１４Ｂにのみ副反射鏡１２Ｃ、透明部材１６、熱伝導性部材１４Ｂを取り付け、第２封止部１１４Ｂ側からのみ放熱・加熱する構成を採用した場合であっても発光管１１を所定の温度にコントロールすることができる。また、このように、第１封止部１１４Ａに熱伝導性部材１４Ａを取り付けない構成とすることで、部材点数の削減を図ることができる。
【００８５】
また、第２，３実施形態では、熱伝導性部材１４Ｂの外面に透明部材１６を取り付けたが、透明部材１６はなくてもよい。このようにすれば、部材点数の削減を図ることができる。
さらに、第２実施形態では、反射部１２２Ｂの径が第１実施形態のリフレクタ１２Ａの反射部１２２Ａの径よりも小さな第１リフレクタ１２Ｂを使用したが、第１実施形態と同様に径の大きな反射部１２２Ａを備えたリフレクタ１２Ａを使用してもよい。この場合には、リフレクタ１２Ａの反射部１２２Ａの径が大きいので、発光管１１の発光部１１３の位置をリフレクタ１２Ａの開口部側に移動させることができる。このように発光管１１をリフレクタ１２Ａの開口部側に配置することで、リフレクタ１２Ａの反射による集光スポットを小さく絞ることができるようになる。
【００８６】
さらに、前記実施形態では、光変調装置としての液晶パネル４４１を備えたプロジェクタに本発明の光源装置１０Ａ〜１０Ｃを適用していたが、これに限らず、マイクロミラーを用いた光変調装置を備えたプロジェクタについて本発明の光源装置１０Ａ〜１０Ｃを採用してもよい。
また、前記実施形態では、光源装置１０Ａ〜１０Ｃはプロジェクタ１に組み込まれていたが、これに限らず、他の光学機器に組み込んでもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の光源装置を示す斜視図。
【図２】図１のII-II方向の断面図。
【図３】前記光源装置の発光管及び熱伝導性部材の大きさの関係を示す模式図。
【図４】光源装置の発光管に取り付けられる放熱フィンの変形例を示す斜視図。
【図５】図４のV-V方向の断面図。
【図６】プロジェクタの光学系を示す模式図。
【図７】プロジェクタの構成を示すブロック図。
【図８】発光管の温度調整を示すフローチャート。
【図９】本発明の第２実施形態にかかる光源装置を示す断面図。
【図１０】本発明の第３実施形態にかかる光源装置を示す断面図。
【図１１】前記第３実施形態の光源装置の発光管及び熱伝導性部材の大きさの関係を示す模式図。
【符号の説明】
１…プロジェクタ、１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…光源装置、１１…発光管、１２Ａ，１２Ｂ…リフレクタ、１２Ｃ…副反射鏡、１４Ａ，１４Ｂ…熱伝導性部材、１５Ａ，１５Ｂ…放熱フィン、１６…透明部材、２１…温度検出手段、２２Ａ，２Ｃ…加熱手段、２３…冷却手段、２４…駆動制御手段、１１３…発光部、１１４，１１４Ａ，１１４Ｂ…封止部
【発明の属する技術分野】
本発明は、電極間で放電発光が行われる発光部、及びこの発光部の両側に設けられる封止部を有する発光管を備えた光源装置及びプロジェクタに関する。
【０００２】
【背景技術】
従来から、光源装置の発光管から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成し、この光学像を拡大投写するプロジェクタが使用されている。近年、プロジェクタでは、投写される光学像を鮮明に表示させるために光源ランプ（発光管）の高輝度化が要求されてきている。
この高輝度化に伴って発光管の発光部からは大きな熱が発生するため、冷却ファン等で冷却空気を吹き付け、これにより発光管の温度にコントロールしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１０７８２３号公報（図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように、冷却空気のみで発光管を冷却する方法では、風量や風向の変化に伴って温度変化が生じてしまうため、発光管の温度を所定温度にコントロールすることは困難である。
また、特許文献１では、発光管の温度が高い場合に、発光管を冷却して発光管の温度をコントロールすることは開示されているものの、発光管の温度が低い場合、例えば、点灯スイッチを入れた直後等に発光管を暖めて、発光管を所定の温度にコントロールすることについては全く考慮されていない。
【０００５】
本発明の目的は、発光管を所定温度にコントロールすることができる光源装置及びこの光源装置を備えたプロジェクタを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の光源装置は、電極間で放電発光が行われる発光部、及びこの発光部の両側に設けられる封止部を有する発光管を備えた光源装置であって、前記発光管の発光部から放射された光束を反射するリフレクタを有し、前記発光管の封止部のうち、一方の封止部である第１封止部には、端部が前記発光部近傍まで延びた筒状の熱伝導性部材が前記第１封止部の外面に沿って取り付けられ、前記第１封止部に取り付けられた熱伝導性部材には電圧が印加される電熱線が巻きつけられ、他方の封止部である第２封止部には、端部が前記発光部近傍まで延びた筒状の熱伝導性部材が前記第２封止部の外面に沿って取り付けられ、前記第２封止部に取り付けられた熱伝導性部材の外面には、熱伝導性の透明部材が設けられ、この透明部材には、その周縁に沿って電圧が印加される電熱線が巻きつけられていることを特徴とする。
ここで、熱伝導性部材としては、発光管の熱伝導率よりも熱伝導率が高いものであればよく、例えば、サファイア、水晶、蛍石、アルミナ、窒化アルミ等の部材があげられる。
【０００７】
本発明では、発光管の封止部に熱伝導性部材が取り付けられているため、この熱伝導性部材と発光管の封止部との間で熱伝導が起きる。このように熱伝導により発光管の温度をコントロールしているため、冷却ファン等の冷却空気で冷却する場合に比べ、正確に温度を調整することができる。
例えば、発光管の温度が高い場合には、この熱伝導性部材を介して発光管の熱を放出することができる。また、発光管の温度が低い場合には、熱伝導性部材を介して封止部さらには、発光部に熱を伝達させることができる。例えば、点灯時に熱伝導性部材を介して熱を封止部さらには、発光部に伝導させ、発光管を暖めることで、定常時の光束が射出されるようになるまでの時間を短縮することができる。また、規定のワット数よりも低いワット数で放電させる場合、熱伝導性部材を介して発光管の封止部、さらには発光部に熱を伝達させることで、一対の電極間で放電を起こすことができる。
また、熱伝導性部材は、発光部近傍に向かって延びており、発光部に近いところから、熱を熱伝導により移動させる構成であるため、効率よく発光管を冷却または加熱することができる。
【０００８】
本発明では、熱伝導性部材を筒状とすることで、熱伝導性部材を発光管の封止部に取り付ける際には、発光管の封止部を熱伝導性部材に挿入すればよく、熱伝導性部材の装着が行いやすくなる。
ここで、熱伝導性の透明部材の材料としては、例えば、サファイア等があげられる。
本発明では、第２封止部に取り付けられた熱伝導性部材に熱伝導性の透明部材を取り付けることで、放熱面積を大きくすることができ、放熱効率を向上させて、発光管の温度を所定温度に設定することができる。また、発光管の温度が低い場合には、透明部材を加熱することで、発光管の温度を所定温度に設定することができる。このように、熱伝導により発光管の温度を調整できるため、冷却ファン等で冷却する場合に比べ、正確に温度をコントロールすることができる。
また、透明部材を熱伝導性部材に取り付けているので、発光管の発光部から放射される光を遮ることがない。
また、発光管の両封止部に熱伝導性部材を取り付けることで、発光部の両側近傍から放熱及び加熱を行うことができる。これにより、効率よく発光管を冷却及び加熱することができ、発光管の温度を所定温度にコントロールすることができる。
すなわち、発光管を冷却する場合には、両熱伝導性部材、さらには、この熱伝導性部材に取り付けられた透明部材から放熱させることができる。
また、発光管の温度が低い場合には、電熱線の熱を熱伝導性部材を介して発光管に伝達させたり、電熱線の熱を透明部材の周縁から熱伝導性部材および発光管に向かって熱伝達させることができる。これによれば、例えば、点灯時に発光管を暖めることで、定常時の光束が射出されるようになるまでの時間を短縮することができる。
さらに、本発明では、前記第１封止部は、この第１封止部に取り付けられた筒状の熱伝導性部材を介して、前記リフレクタに固定されており、前記熱伝導性部材の一方の端部は、前記発光部近傍まで延びており、他方の端部は、前記リフレクタの外側まで延出し、この他方の端部には、放熱フィンが取り付けられていることが好ましい。
熱伝導性部材の他方の端部に放熱フィンを取り付けることで、熱伝導性部材に伝達された熱を放熱フィンから効率よく放熱することができる。
また、この放熱フィンは、リフレクタ外側まで延出された熱伝導性部材の他方の端部に取り付けられているため、熱伝導性部材の熱をリフレクタの外部に伝達することができ、発光管の熱がリフレクタ側に溜まってしまうことがない。
【０００９】
本発明では、この光源装置の光束射出側には、照明対象となる光学系が配置されており、前記発光管の発光部から放射された光束を反射するリフレクタを有し、前記発光管の封止部のうち、前記リフレクタ側に配置された一方の封止部である第１封止部は、この第１封止部に取り付けられた筒状の前記熱伝導性部材を介して、前記リフレクタに固定されており、前記第１封止部に取り付けられた熱伝導性部材の径をｄ１、前記発光管の発光部の径をＤ１、前記第１封止部の径をＴ１、前記発光部から放射される光束のうち、前記リフレクタで反射されて前記光学系で利用される光束と、前記光学系の照明光軸を前記発光管側に延長させた延長線とがなす最小角度をθ１とした場合、以下の関係が成立することが好ましい。
【００１０】
【数３】
この式（１）は、以下のようにして求められる。発光部の中心から熱伝導性部材の発光部側の端部までの距離をＬ１とした場合、熱伝導性部材の径ｄ1は、次のようになる。
【００１２】
【数４】
ここで、Ｌ１は、以下の範囲に規定される。
【００１４】
【数５】
以上の式（２）及び式（３）により式（１）を得ることができる。
ここで、リフレクタで反射されて光学系で利用される光束と、光学系の照明光軸を発光管側に延長させた延長線とがなす最小角度θ１とは、リフレクタ側の第１封止部の影響により光が当然遮断されてしまう範囲との境界光と、照明光軸との延長線とがなす角度のことである。
本発明によれば、発光管の第１封止部に取り付けられる熱伝導性部材の径を以上のような範囲に規定することで、発光部からリフレクタ側に向かって放射された光束が熱伝導性部材により遮られてしまうことがない。従って、熱伝導性部材を設けない場合と同等の光量を確保することができる。
【００１６】
さらに、本発明では、前記発光管の封止部のうち、他方の封止部である第２封止部には、前記リフレクタと対向配置される熱伝導性の副反射鏡が取り付けられており、この副反射鏡の外面に、熱伝導性の透明部材が取り付けられていることが好ましい。
ここで、熱伝導性の透明部材の材料としては、例えば、サファイア等があげられる。
第２封止部に熱伝導性の副反射鏡を取り付け、さらに、この副反射鏡に熱伝導性の透明部材を取り付けることで、第２封止部側の放熱面積を大きく確保することができるので、発光管の温度が高い場合に発光部からの熱を効率的に放射させることができ、これにより発光管を所定の温度にコントロールすることができる。また、発光管の温度が低い場合には、透明部材を加熱し、この熱を副反射鏡を介して第２封止部に伝達させることで、発光管を所定の温度にコントロールすることができる。
さらに、第２封止部に副反射鏡を取り付けることで、発光管から放射された光のうち、迷光となってしまうような光を第１リフレクタに反射することができ、これにより光の利用率を高めることができる。
【００１７】
また、本発明の光源装置は、この光源装置の光束射出側には、照明対象となる光学系が配置されており、前記発光管の発光部から放射された光束を反射するリフレクタを有し、前記発光管の封止部のうち、一方の封止部である第１封止部は、前記リフレクタに固定されており、他方の封止部である第２封止部には、筒状の前記熱伝導性部材が取り付けられ、この第２封止部に取り付けられた前記熱伝導性部材の径をｄ２、前記発光管の発光部の径をＤ１、前記第２封止部の径をＴ２、前記発光部から放射される光束のうち、前記光学系で利用される光束と、前記光学系の照明光軸を前記発光管側に延長させた延長線とがなす最大角度をθ２とした場合、以下の関係が成立することが好ましい。
【数６】
この式（４）は、以下のようにして導かれる。発光部の中心から熱伝導性部材の発光部側の端部までの距離をＬ２とした場合、熱伝導性部材の径ｄ２は、次のようになる。
【００１９】
【数７】
ここで、Ｌ２は以下の範囲に規定される。
【００２１】
【数８】
以上の式（５）に式（６）により、式（４）を得ることができる。
ここで、発光部から放射される光束のうち、光学系で利用される光束と、光学系の照明光軸を発光管側に延長させた延長線とがなす最大角度θ２とは、発光部から第２封止部側に放射された光束が、第２封止部により当然遮られてしまう範囲との境界光と、照明光軸との延長線とがなす角度のことをいう。
このような本発明によれば、熱伝導性部材の径を以上のような範囲内とすることで、発光管の発光部から放射される光束が発光管の第２封止部に取り付けた熱伝導性部材により遮られることはない。従って、熱伝導性部材を設けない場合と同等の光量を確保することができる。
【００２３】
この際、本発明は、前記発光管の第２封止部に取り付けられた筒状の熱伝導性部材の外面に、熱伝導性の透明部材が取り付けられているものであることが好ましい。
ここで、熱伝導性の透明部材としては、例えば、サファイア製等の部材があげられる。
本発明では、第２封止部に取り付けられた熱伝導性部材に熱伝導性の透明部材を取り付けることで、放熱面積を大きくすることができ、放熱効率を向上させて、発光管の温度を所定温度に設定することができる。また、発光管の温度が低い場合には、透明部材を加熱することで、発光管の温度を所定温度に設定することができる。
また、透明部材を熱伝導性部材に取り付けているので、発光管の発光部から放射される光を遮ることがない。
【００２４】
本発明の光源装置は、電極間で放電発光が行われる発光部、及びこの発光部の両側に設けられる封止部を有する発光管と、この発光管から放射された光束を反射する第１リフレクタとを備えた光源装置であって、前記発光管の封止部のうち、一方の封止部である第１封止部は前記第１リフレクタに固定され、他方の封止部である第２封止部には、前記第１リフレクタと対向配置される熱伝導性の副反射鏡が取り付けられており、この副反射鏡の外面には、熱伝導性の透明部材が取り付けられていることを特徴とする。
【００２５】
本発明によれば、第２封止部に、熱伝導性の副反射鏡及び透明部材が取り付けられているため、この副反射鏡及び透明部材と第２封止部との間で熱を伝達させることができる。冷却時には、発光管の熱を第２封止部から副反射鏡及び透明部材に放熱することができる。副反射鏡には、透明部材が設けられているため、放熱面積を大きく確保することができ、放熱効率を向上させることができる。
また、加熱時には透明部材に熱を加えることで、発光管に熱を伝達させることができ、これによっても発光管の温度をコントロールすることができる。このように、熱伝導により発光管の温度を調整できるため、冷却ファン等で冷却する場合に比べ、正確に温度をコントロールすることができる。
【００２６】
本発明のプロジェクタは、上述した何れかの光源装置と、この光源装置の光束射出側に配置される光学系とを備え、前記光学系は、前記光源装置から射出された光束を入力された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と、この光変調装置からの各色光を合成する色合成光学装置とを備えていることを特徴とする。
このような本発明によれば、前述した何れかの光源装置を備えているため、発光管の温度を所定温度にコントロールすることができる。
【００２７】
さらに、前記光源装置は、前記熱伝導性部材又は透明部材を冷却する冷却手段、及び、前記熱伝導性部材又は透明部材を加熱する加熱手段を備え、前記光源装置の発光管の温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段により検出された温度が所定温度以下である場合に、前記加熱手段を駆動し、前記温度検出手段により検出された温度が所定温度以上である場合に、前記冷却手段を駆動する駆動制御手段とを備えていることが好ましい。
ここで、冷却手段としては、熱伝導性部材や透明部材を強制冷却する冷却ファン、熱電変換素子等があげられる。
また、加熱手段としては、電熱線を備えたヒータ等があげられる。
本発明によれば、温度検出手段により検出された発光管の温度に基づいて、加熱手段、冷却手段を駆動する駆動制御手段を備えているため、発光管の温度を正確にコントロールすることができ、最も適した温度範囲で発光管を駆動することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
[第１実施形態]
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
[光源装置の構成]
図１及び図２には第１実施形態の光源装置１０Aが示されている。
光源装置１０Ａは、放射光源としての発光管１１と、リフレクタ１２Ａとを有しており、発光管１１から放射される光束をリフレクタ１２Ａで反射し、射出するものである。
リフレクタ１２Ａは、本実施形態では、楕円リフレクタであり、発光管１１が挿入固定される首状部１２１Ａと、この首状部１２１Ａから広がる楕円曲面状の反射部１２２Ａとを備えたガラス製の一体成形品である。
首状部１２１Ａには、中央に孔１２３Ａが形成されており、この孔１２３Aの中心に発光管１１が挿入される。
【００２９】
発光管１１は、超高圧水銀ランプであり、中央部が球状に膨出した石英ガラス管から構成され、中央部分が発光部１１３、この発光部１１３の両側に延びる部分が封止部１１４とされる。
発光管１１の石英ガラス管は、例えば、熱伝導率が１Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度であり、発光部１１３には、図示しない一対の電極と、他に発光物質としての水銀、点灯始動ガスとしてのアルゴン、キセノン等の希ガス及び少量のハロゲンが封入されている。一対の電極間に電圧を印加すると、発光管１１の発光部１１３内でアーク放電が起こり、蒸発した水銀が励起されて光を発する。これにより、発光管１１が点灯する。
【００３０】
封止部１１４は、円筒状であり、内部にモリブデン等の金属箔が密封されており、これにより、発光部１１３が封止されることとなる。封止部１１４内の金属箔の一端は、電極に接続されており、他端は、封止部１１４から外部へ延びるリード線１１５に接続されている。
また、封止部１１４の外面には、温度検出手段２１（図７参照）、例えば熱電対２１１等から構成される温度センサが取り付けられている。
【００３１】
このような発光管１１の封止部１１４のうち、リフレクタ１２Ａの首状部１２１Ａ側の第１封止部１１４Ａの外面には、円筒状の熱伝導性部材１４Ａが取り付けられており、この熱伝導性部材１４Ａを介して、第１封止部１１４Ａがリフレクタ１２Ａの首状部１２１Ａの孔１２３Ａ内に挿入され、固定されている。図示しないが、熱伝導性部材１４Ａには、その長手方向に沿ってスリットが切り込まれており、このスリットにより、第１封止部１１４Ａの熱による膨張を許容できるようになっている。
なお、発光管１１の第１封止部１１４Aをリフレクタ１２Ａに固定した際、発光管１１の発光部１１３の発光中心は、リフレクタ１２Ａの反射部１２２Ａの楕円曲面の第１焦点と略一致することとなる。
【００３２】
ここで、熱伝導性部材１４Ａとしては、発光管１１の熱伝導率よりも高い熱伝導率を備えた部材で構成されていれば任意であるが、熱伝導率が５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の部材が好ましく、例えば、サファイア、水晶、蛍石、アルミナ、窒化アルミ等の部材により構成されていることが好ましい。
なお、リード線１１５のうち、第２封止部１１４Ｂから外部に向かって延びるリード線１１５は、第１封止部１１４Ａ側に折り曲げられており、第１封止部１１４Ａとともに、リフレクタ１２Ａの首状部１２１Ａの孔１２３Ａ内に挿入されている。
【００３３】
熱伝導性部材１４Ａは、第１封止部１１４Ａの外面に沿って取り付けられており、その一方の端部は、発光部１１３近傍まで延びている。この熱伝導性部材１４Ａと第１封止部１１４Ａとは熱伝導性の高い無機系接着剤（図示略）、例えば、シリカ・アルミナ系又は窒化アルミニウム系の接着剤を介して接着されている。
図３に示すように、このような熱伝導性部材１４Ａの径をｄ１、発光管１１の発光部１１３の径をＤ１、第１封止部１１４Ａの径をＴ１、発光部１１３の中心から熱伝導性部材１４Ａの発光部１１３側の端部までの距離をＬ１、発光部１１３から放射される光束のうち、リフレクタ１２Ａで反射されて光源装置１０Ａの光束射出側に設置された光学系（後述）で利用される光束と、光学系の照明光軸を発光管１１側に延長させた延長線ａとがなす最小角度をθ１とした場合、L１は以下の式（７）の範囲に規定される。また、d１は式（８）で示される。
【００３４】
【数９】
【数１０】
従って、d１は式（９）で示される範囲に規定される。
【００３７】
【数１１】
なお、ここで、リフレクタ１２Ａで反射されて光学系で利用される光束と、光学系の照明光軸を発光管１１側に延長させた延長線ａとがなす最小角度θ１とは、第１封止部１１４Ａの影響により発光部１１３からの光が当然遮断されてしまう範囲との境界光Ｈ１と、照明光軸との延長線ａとがなす角度のことである。
【００３９】
また、図２に示すように、熱伝導性部材１４Ａの他方の端部は、リフレクタ１２Ａの首状部１２１Ａからリフレクタ１２Ａ外部まで延出してリフレクタ１２Ａから露出しており、この他方の端部外面には、第１加熱手段２２Ａ（図７参照）を構成するニクロム線等の電熱線２２１Aが巻きつけられている。
また、この他の端部には、放熱フィン１５Ａが一体成形されている。
この放熱フィン１５Ａは、図１及び図２に示すように、対向配置された平面矩形形状の側部１５１とこの側部１５１の一端間を連結する平面矩形形状の底部１５２とを備えた平面略コ字形であり、底部１５２と対向する面に形成される開口がリフレクタ１２Ａと反対側に向くように配置されたものである。側部１５１間には、底部１５２から開口に向かって延びる３つの片１５３が側部１５１と略平行に配置されている。
【００４０】
この放熱フィン１５Ａは、冷却手段２３（図７参照）である冷却ファンにより冷却されることとなる。この冷却ファンは、後述するプロジェクタ１内部に配置されるものであり、冷却ファンによりプロジェクタ１内部に導入される冷却空気は、他の光学部品、例えば、後述する光学装置４４を冷却した後に、光源装置１０Ａを冷却する。
なお、放熱フィンの形状は、放熱フィン１５Ａのような形状には限られない。例えば、図４及び図５に示すような放熱フィン１５Ｂとしてもよい。
この放熱フィン１５Ｂは、平面略円形形状の底部１５４と、この底部１５４の周縁から立設した円筒状の側面１５５とを備えたものであり、底部１５４と対向する開口がリフレクタ１２Ａ側に向くように配置されたものである。
【００４１】
一方、発光管１１の第２封止部１１４Ｂには、スタート点灯時のトリガー線１１６が巻き付けられている。このトリガー線１１６は、スタート点灯時において一対の電極間での放電を誘発させるものである。
なお、本実施形態では、発光管１１を超高圧水銀としたが、これに限らず、例えば、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、ハロゲンランプ等としてもよい。
【００４２】
[プロジェクタの光学系の構成]
以上のような光源装置１０Ａは、プロジェクタ１に適用される。図６には、プロジェクタ１の光学系の模式図を示す。
このプロジェクタ１は、インテグレータ照明光学系４１、色分離光学系４２、リレー光学系４３、光学装置４４、および投写光学系である投写レンズ４６を備えている。
インテグレータ照明光学系４１は、光学装置４４を構成する３枚の液晶パネル４４１（赤、緑、青の色光毎にそれぞれ液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂとする）の画像形成領域をほぼ均一に照明するための光学系であり、前述した光源装置１０Ａと、この光源装置１０Ａの後段に配置される平行化レンズ１３と、第１レンズアレイ４１２と、第２レンズアレイ４１３と、偏光変換素子４１４と、重畳レンズ４１５とを備える。
【００４３】
平行化レンズ１３は、光源装置１０Aから射出された光束を平行化するものであり、本実施形態では、凹レンズとなっている。
第１レンズアレイ４１２は、光軸方向から見てほぼ矩形状の輪郭を有する小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。各小レンズは、発光管１１から射出される光束を、複数の部分光束に分割している。各小レンズの輪郭形状は、液晶パネル４４１の画像形成領域の形状とほぼ相似形をなすように設定されている。
【００４４】
第２レンズアレイ４１３は、第１レンズアレイ４１２と略同様な構成を有しており、小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。この第２レンズアレイ４１３は、重畳レンズ４１５とともに、第１レンズアレイ４１２の各小レンズの像を液晶パネル４４１上に結像させる機能を有する。
【００４５】
偏光変換素子４１４は、第２レンズアレイ４１３と重畳レンズ４１５との間に配置される。このような偏光変換素子４１４は、第２レンズアレイ４１３からの光を１種類の偏光光に変換するものであり、これにより、光学装置４４での光の利用効率が高められている。
【００４６】
具体的に、偏光変換素子４１４によって１種類の偏光光に変換された各部分光は、重畳レンズ４１５によって最終的に光学装置４４の液晶パネル４４１上にほぼ重畳される。偏光光を変調するタイプの液晶パネル４４１を用いたプロジェクタ１では、１種類の偏光光しか利用できないため、他種類のランダムな偏光光を発する発光管１１からの光束の略半分が利用されない。このため、偏光変換素子４１４を用いることにより、発光管１１から射出された光束を全て１種類の偏光光に変換し、光学装置４４での光の利用効率を高めている。なお、このような偏光変換素子４１４は、たとえば特開平８−３０４７３９号公報に紹介されている。
【００４７】
色分離光学系４２は、２枚のダイクロイックミラー４２１，４２２と、反射ミラー４２３とを備え、ダイクロイックミラー４２１、４２２によりインテグレータ照明光学系４１から射出された複数の部分光束を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色光に分離する機能を有している。
ダイクロイックミラー４２１，４２２は、基板上に所定の波長領域の光束を反射し、他の波長の光束を透過する波長選択膜が形成された光学素子であり、光路前段に配置されるダイクロイックミラー４２１は、赤色光を透過し、その他の色光を反射するミラーである。光路後段に配置されるダイクロイックミラー４２２は、緑色光を反射し、青色光を透過するミラーである。
【００４８】
リレー光学系４３は、入射側レンズ４３１と、リレーレンズ４３３と、反射ミラー４３２，４３４とを備え、色分離光学系４２を構成するダイクロイックミラー４２２を透過した青色光を光学装置４４まで導く機能を有している。尚、青色光の光路にこのようなリレー光学系４３が設けられているのは、青色光の光路長が他の色光の光路長よりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。本例においては青色光の光路長が長いのでこのような構成とされているが赤色光の光路長を長くする構成も考えられる。
【００４９】
前述したダイクロイックミラー４２１により分離された赤色光は、反射ミラー４２３により曲折された後、フィールドレンズ４１８を介して光学装置４４に供給される。また、ダイクロイックミラー４２２により分離された緑色光は、そのままフィールドレンズ４１８を介して光学装置４４に供給される。さらに、青色光は、リレー光学系４３を構成するレンズ４３１，４３３及び反射ミラー４３２，４３４により集光、曲折されてフィールドレンズ４１８を介して光学装置４４に供給される。尚、光学装置４４の各色光の光路前段に設けられるフィールドレンズ４１８は、第２レンズアレイ４１３から射出された各部分光束を、照明光軸に対して並行な光束に変換するために設けられている。
【００５０】
光学装置４４は、入射された光束を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものであり、色分離光学系４２で分離された各色光が入射される３つの入射側偏光板４４２と、各入射側偏光板４４２の後段に配置される光変調装置としての液晶パネル４４１（４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ）と、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの後段に配置される射出側偏光板（図示略）と、色合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム４４４とを備える。
【００５１】
液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂは、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として用いたものである。
光学装置４４において、色分離光学系４２で分離された各色光は、これら３枚の液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ、入射側偏光板４４２、および射出側偏光板によって画像情報に応じて変調されて光学像を形成する。
【００５２】
入射側偏光板４４２は、色分離光学系４２で分離された各色光のうち、一定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものであり、サファイアガラス等の基板に偏光膜が貼付されたものである。また、基板を用いずに、偏光膜をフィールドレンズ４１８に貼り付けてもよい。
射出側偏光板も、入射側偏光板４４２と略同様に構成され、液晶パネル４４１から射出された光束のうち、所定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものである。また、基板を用いずに、偏光膜をクロスダイクロイックプリズム４４４に貼り付けてもよい。
これらの入射側偏光板４４２および射出側偏光板は、互いの偏光軸の方向が直交するように設定されている。
【００５３】
クロスダイクロイックプリズム４４４は、射出側偏光板から射出され、各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ものである。
クロスダイクロイックプリズム４４４には、赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが、４つの直角プリズムの界面に沿って略Ｘ字状に設けられ、これらの誘電体多層膜により３つの色光が合成される。
そして、クロスダイクロイックプリズム４４４から射出されたカラー画像は、投写光学系４６によって拡大投写され、図示を略したスクリーン上で大画面画像を形成する。
【００５４】
[プロジェクタ１の詳細な構成]
以上のような光学系を備えたプロジェクタ１は、図７に示すように、発光管１１の封止部１１４に取り付けられる温度検出手段２１と、この温度検出手段２１により検出された温度に基づいて加熱手段２２Ａ又は冷却手段２３を駆動制御する駆動制御手段２４とを備えている。
温度検出手段２１は、熱電対２１１等（図２参照）から構成される温度センサである。
第１加熱手段２２Ａは、熱伝導性部材１４Ａに巻きつけられた電熱線２２１Ａと、この電熱線２２１Ａに電圧を印加する電圧印加装置（図示略）とを備えている。
【００５５】
駆動制御手段２４は、プロジェクタ１全体を駆動制御するメインボード上に形成されたものであり、第１加熱手段２２Ａを駆動制御する加熱制御部２４１と、冷却手段２３を駆動制御する冷却制御部２４２とを備えている。
また、プロジェクタ１は、発光管１１の駆動するために必要な温度範囲（ｔ１〜ｔ２、例えばｔ１＝６００℃、ｔ２＝７００℃）及び発光管１１の限界温度ｔ３（例えば９５０℃）が記憶されたＲＯＭ等の記憶手段２５も備えている。
【００５６】
このようなプロジェクタ１では、図８のフローチャートに示すように作動する。
（1）プロジェクタ１の電源スイッチが押され、電源が投入されると、冷却手段２３である冷却ファンが低回転数で回転する。また、第１加熱手段２２Ａが駆動される（Ｓ１）。
この際、第１加熱手段２２Ａの電圧印加装置により電熱線２２１Ａに電圧が印加されると、電熱線２２１Ａから熱が発生し、この熱は、熱伝導性部材１４Ａに伝達される。さらに、この熱伝導性部材１４Ａに伝達された熱が封止部１１４Ａに伝達される。
そして、封止部１１４Ａから発光部１１３へ熱が伝達されて、発光部１１３内部の水銀が蒸発することとなる。
（2）次に、温度検出手段２１により、発光管１１の温度が検出され、（Ｓ２）検出された発光管１１の温度がｔ１以下かどうか判断される（Ｓ３）。発光管１１の温度がｔ１以下である場合には、第１加熱手段２２Ａが駆動しつづける。
【００５７】
（3）発光管１１の温度がｔ１を超えるものである場合には、再度温度検出手段２１により発光管１１の温度が検出され（Ｓ４）、温度がｔ２以上かどうか判別される（Ｓ５）。発光管１１の温度がｔ２以上と判別された場合には、第１加熱手段２２Ａの駆動が停止される（Ｓ６）。
なお、発光管１１の温度がｔ２未満と判別された場合には、第１加熱手段２２Ａにより、加熱が続けられる。
（4）第１加熱手段２２Ａの駆動が停止された後、温度検出手段２１により発光管１１の温度が検出され（Ｓ７）、発光管１１の温度がｔ３以上かどうか判別される（Ｓ８）。ｔ３以上と判別された場合には、冷却手段２３である冷却ファンの回転数が上昇する（Ｓ９）。
なお、ｔ３未満と判断された場合には、温度検出手段２１による温度検出が続けられる。
（5）冷却手段２３である冷却ファンの回転数が上昇したのち、再び温度検出手段２１により発光管１１の温度が検出され（Ｓ１０）、発光管１１の温度がｔ３未満であるかどうか判別される（Ｓ１１）。ｔ３未満と判別された場合には冷却手段２３である冷却ファンの回転数が低下する（Ｓ１２）。
なお、発光管１１の温度がｔ３以上である場合には、高回転数での冷却手段２３の駆動が続けられる。
（6）冷却ファンの回転数が低下した後、温度検出手段２１により、発光管１１の温度が検出され（Ｓ７）、発光管１１の温度がｔ３以上かどうか判別される（Ｓ８）。ｔ３以上と判別された場合には、冷却手段２３である冷却ファンの回転数が上昇することとなり（Ｓ９）、さらにＳ１０〜Ｓ１２の処理が行われる。
（7）そして、最後に、ユーザが電源を落とすことで処理が終了する。
【００５８】
このような本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（1-1）発光管１１の第１封止部１１４Ａに熱伝導性部材１４Ａが取り付けられているため、この熱伝導性部材１４Ａと発光管１１の第１封止部１１４Ａとの間で熱伝導が起きる。このように熱伝導により発光管１１の温度をコントロールしているため、冷却ファン等のみで強制冷却する場合に比べ、正確に温度を調整することができる。
例えば、発光管１１の温度が高い場合には、この熱伝導性部材１４Ａを介して発光管１１の熱を放出することができる。また、発光管１１の温度が低い場合には、電熱線２２１Ａの熱を熱伝導性部材１４Ａを介して発光管１１に伝達させることができる。例えば、本実施形態のように、点灯時に発光管１１を暖めることで、定常時の光束が射出されるようになるまでの時間を短縮することができる。また、規定のワット数よりも低いワット数で発光管１１を放電させる場合、点灯時に熱伝導性部材１４Ａを介して発光管１１の第１封止部１１４さらには発光部１１３に熱を伝達させることで、一対の電極間で放電を起こすことができる。
また、熱伝導性部材１４Ａは、発光部１１３近傍に向かって延びており、発光部１１３に近いところから、熱を熱伝導により移動させる構成であるため、効率よく発光管１１を冷却または加熱することができる。
【００５９】
（1-2）熱伝導性部材１４Ａを円筒状としているため、熱伝導性部材１４Ａを発光管１１の封止部１１４Ａに装着する際には、熱伝導性部材１４Ａに封止部１１４Ａを挿入すればよく、容易に装着することができる。
（1-3）さらに、熱伝導性部材１４Ａの径ｄ１を式（９）で示すような範囲で規定しているため、発光部１１３からリフレクタ１２Ａ側に向かって放射された光束が熱伝導性部材１４Ａにより遮られてしまうことがない。従って、熱伝導性部材１４Ａを設けない場合と同等の光量を確保することができる。
【００６０】
（1-4）発光管１１に取り付けられた熱伝導性部材１４Ａの端部に放熱フィン１５Ａを設けているため、放熱面積を大きく確保することができ、放熱効率を向上させることができる。これに加え、プロジェクタ１では、冷却手段２３である冷却ファンとを備えているため、より効率よく冷却を行うことができ、これにより、発光管１１の温度を所定温度に設定することができる。
また、放熱フィン１５Ａは、リフレクタ１２Ａの外部に露出した熱伝導性部材１４Ａの端部に取り付けられているため、リフレクタ１２Ａ側に熱がこもってしまうことがない。
【００６１】
（1-5）さらに、本実施形態では、発光管１１の第１封止部１１４Ａと、熱伝導性部材１４Ａとを熱伝導性の接着剤を介して接着しているため、第１封止部１１４Ａと熱伝導性部材１４Ａとの間の熱伝導が接着剤により妨げられることはない。
（1-6）また、冷却手段２３、第１加熱手段２２Ａは、駆動制御手段２４により制御されているため、発光管１１の温度をより正確に設定することができる。これにより、最も適した温度範囲で発光管１１を発光させることができる。
【００６２】
[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態について図９を参照して説明する。尚、以下の説明では、既に説明した部分と同一の部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
本実施形態の光源装置１０Ｂは、第１封止部１１４Ａが固定される第１リフレクタ１２Ｂと、第２封止部１１４Ｂに固定される副反射鏡１２Ｃとを備えたものであり、前記実施形態と同様にプロジェクタの光源として使用される。
なお、本実施形態では、第２封止部１１４Ｂの外面には、トリガー線１１６は取り付けられていない。
第１リフレクタ１２Ｂは、第１実施形態のリフレクタ１２Ａと略同様に、首状部１２１Ａ及び反射部１２２Ｂとを備えている。この反射部１２２Ｂは、リフレクタ１２Ａの反射部１２２Ａよりも小さな径となっている。
【００６３】
副反射鏡１２Ｃは、熱伝導性の材料により構成されており、例えば、サファイア、透光性アルミナ、水晶、蛍石、ヤグ（ＹＡＧ）等の材料により構成されていることが好ましい。
第２封止部１１４Ｂへの副反射鏡１２Ｃの取り付けは、副反射鏡１２Ｃの底面に形成された孔１２３Ｃに第２封止部１１４Ｂを挿入することにより行われる。この際、孔１２３Ｃと第２封止部１１４Ｂとは、熱伝導性の接着剤Ｓ１、例えばシリカ・アルミナ系又は窒化アルミニウム系の接着剤を介して接着される。
【００６４】
この副反射鏡１２Ｃは、第１リフレクタ１２Ｂと対向配置されており、さらに、この副反射鏡１２Ｃは、その反射面が発光部１１３の第２封止部１１４Ｂ側略半分を包囲し、かつ、発光部１１３の中心から射出されてこの副反射鏡１２Ｃに入る入射光と、副反射鏡１２Ｃの法線とが略一致するように配置されている。
【００６５】
副反射鏡１２Ｃを発光部１１３の第２封止部１１４Ｂ側略半分を包囲するものとすることで、第１リフレクタ１２Ｂの反射部１２２Ｂは、発光部１１３の第１封止部１１４Ａ側の略半分を包囲する大きさとすることができる。これにより、前記実施形態のリフレクタ１２Ａに比べ、第１リフレクタ１２Ｂの反射部１２２Ｂの径を小さなものとすることができる。
さらに、副反射鏡１２Ｃの外形Ｐ１は、光源装置１０Ｂの光束射出側の光学系で利用可能な限界光Ｈ２に対応する第１リフレクタ１２Ｂの反射部１１２Ｂの反射面での直径Ｐ２よりも小さいものであることが好ましい。このようにすることで、発光部１１３から射出される光のうち、光源装置１０Ｂの光束射出側の光学系で利用可能な範囲にある光については、第１リフレクタ１２Ｂで反射された後、副反射鏡１２Ｃで遮断されてしまうことがない。ここで、限界光Ｈ２とは、発光部１１３から発光された光束が封止部１１４Ａにより当然遮断される範囲との境界光である。
【００６６】
以上のような副反射鏡１２Ｃの外面には、前述したような熱伝導性の接着剤を介して熱伝導性の透明部材１６が取り付けられている。
この透明部材１６は、例えば、サファイア製の板状の部材であり、第１リフレクタ１２Ｂの反射部１２２Ｂの開口部を覆うように配置されている。
また、この透明部材１６には、その周縁に沿って第２加熱手段（図示略）を構成するニクロム線等の電熱線２２１Ｃが巻きつけられている。この第２加熱手段は、電熱線２２１Ｃと、この電熱線２２１Ｃに電圧を印加する電圧印加装置（図示略）とを備えたものとなる。加熱時には、電熱線２２１Ｃの熱が透明部材１６の周縁から副反射鏡１２Ｃに向かって加熱される。
【００６７】
そして、本実施形態では、冷却手段２３、第１加熱手段２２Ａ及び第２加熱手段が前記実施形態と略同様に駆動制御手段２４により制御されている。
なお、本実施形態では、透明部材１６は副反射鏡１２Ｃの外面に接して取り付けられているが、これに限らず、副反射鏡１２Ｃと第２封止部１１４Ｂとの両方に接するようにとりつけてもよい。このようにすることで、透明部材１６と第２封止部１１４Ｂとの間の熱の伝達を直接行うことができる。
【００６８】
このような第２実施形態によれば、第１実施形態の（1-1）〜（1-6）と同様の効果を奏することができるほか、以下の効果を奏することができる。
（2-1）本実施形態では、第２封止部１１４Ｂに熱伝導性の副反射鏡１２Ｃ及び透明部材１６を設けているため、第２封止部１１４Ｂ側からも熱を伝導させることができる。例えば、発光管１１を冷却する場合には、第２封止部１１４Ｂの熱を副反射鏡１２Ｃ及び透明部材１６に伝達させて放熱することができる。また、発光管１１を加熱する場合には、透明部材１６の周縁から副反射鏡１２Ｃ、さらには第２封止部１１４Ｂへ向かって熱を伝導させることができる。これにより、第１封止部１１４Ａ側からのみ熱伝導を行う場合に比べ、より効率よく発光管１１を冷却及び加熱することができ、より正確に発光管１１の温度をコントロールすることができる。
【００６９】
（2-2）透明部材１６は板状の部材であり表面積が大きいものであるため、冷却時には効率よく放熱することができ、発光管１１を所定温度に設定することができる。
（2-3）また、副反射鏡１２Ｃに取り付けられたものは透明部材１６であるため、発光管１１の発光部１１３から射出される光束を遮ることがない。
（2-4）さらに、第２封止部１１４Ｂに副反射鏡１２Ｃを取り付けることで、発光管１１から放射された光のうち、迷光となってしまうような光を第１リフレクタ１２Ｂに反射することができ、これにより光の利用率を高めることができる。（2-5）副反射鏡１２Ｃに取り付けられた透明部材１６は、第１リフレクタ１２Ｂの開口部を覆うように取り付けられているため、防爆ガラスとしての役割を果たすこともできる。図９では、第１リフレクタ１２Ｂの開口部と、透明部材１６との間に隙間が形成されているが、この隙間を接合することで発光部１１３が破裂したときの破片が光源装置１０Ｂの外部に飛散することを防止できる。
（2-6）副反射鏡１２Ｃと透明部材１６との間には熱伝導性の接着剤が塗布され、また、副反射鏡１２Ｃと第２封止部１１４Ｂとの間には熱伝導性の接着剤Ｓ１が塗布されているので、第２封止部１１４Ｂと副反射鏡１２Ｃとの間、及び副反射鏡１２Ｃと透明部材１６との間の熱伝導が接着剤により妨げられてしまう虞がない。
【００７０】
次に、図１０を参照して本発明の第３実施形態について説明する。
図１０には本実施形態の光源装置１０Ｃが示されている。
第１，２実施形態では、光源装置１０Ａの発光管１１の第１封止部１１４Ａにのみ熱伝導性部材１４Ａが取り付けられていたが、本実施形態では、発光管１１の第２封止部１１４Ｂにも、この第２封止部１１４Ｂの外面に沿って熱伝導性部材１４Ｂが取り付けられている。なお、本実施形態では、第２実施形態と同様に、第２封止部１１４Ｂの外面にトリガー線１１６が取り付けられていない。
【００７１】
熱伝導性部材１４Ｂは、熱伝導性部材１４Ａと同様の円筒状に形成されており、一方の端部は、発光部１１３近傍まで延びている。この熱伝導性部材１４Ｂとしては、熱伝導率が５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の部材が好ましく、例えば、サファイア、水晶、蛍石、アルミナ、窒化アルミ等の部材であることが好ましい。また、熱伝導性部材１４Ａと同様に、その長手方向に沿ってスリットが切り込まれており、このスリットにより第２封止部１１４Ｂの熱膨張を許容できるようになっている。
【００７２】
さらに、図１１に示すように、この熱伝導性部材１４Ｂの径をｄ２、発光管１１の発光部１１３の径をＤ１、第２封止部１１４Ｂの径をＴ２、発光部１１３の中心から熱伝導性部材１４Ｂの発光部１１３側の端部までの距離をＬ２、発光部１１３から放射される光束のうち、光源装置１０Ｃの光束射出側に配置される光学系で利用される光束と、この光学系の照明光軸を発光管１１側に延長させた延長線ａとがなす最大角度をθ２とした場合、L２は以下の式（１０）で示され、また、ｄ2は、以下の式（１１）で示される。
【００７３】
【数１２】
【数１３】
従って、ｄ２は、式（１２）のようになる。
【００７６】
【数１４】
ここで、発光部１１３から放射される光束のうち、光学系で利用される光束と、光学系の照明光軸を発光管１１側に延長させた延長線ａとがなす最大角度θ２とは、発光部１１３から第２封止部１１４Ｂ側に放射された光束が、第２封止部１１４Ｂにより当然遮られてしまう範囲との境界光Ｈ３と、照明光軸との延長線ａとがなす角度のことをいう。
【００７８】
以上のような熱伝導性部材１４Ｂは、熱伝導性部材１４Ａと同様に、熱伝導性の高い無機系接着剤、例えば、シリカ・アルミナ系又は窒化アルミニウム系の接着剤を介して接着されている。
さらに、図１０に示すように、この熱伝導性部材１４Ｂの外面には、第２実施形態と同様に、熱伝導性の接着剤を介して熱伝導性の透明部材１６が取り付けられており、この透明部材１６には、その周縁に沿って第２加熱手段（図示略）を構成するニクロム線等の電熱線２２１Ｃが巻きつけられている。すなわち、本実施形態の第２加熱手段は、第２実施形態と同様に、電熱線２２１Ｃと、この電熱線２２１Ｃに電圧を印加する電圧印加装置とを備えたものとなる。加熱時には、電熱線２２１Ｃの熱が透明部材１６の周縁から熱伝導性部材１４Ｂに向かって加熱される。そして、本実施形態では、第２実施形態と同様に、冷却手段２３、第１加熱手段２２Ａ及び第２加熱手段が駆動制御手段２４により制御されている。
【００７９】
このような第３実施形態によれば、第１実施形態の（1-1）〜（1-6）、第２実施形態の（2-2）、（2-3）、（2-5）と略同様の効果を奏することができる上、以下の効果を奏することができる。
（3-1）本実施形態では、発光管１１の両封止部１１４Ａ，１１４Ｂに熱伝導性部材１４Ａ，１４Ｂを取り付けることで、発光部１１３の両側近傍から放熱及び加熱を行うことができる。これにより、第１封止部１１４Ａにのみ熱伝導性部材１４Ａを取り付ける場合に比べ、より効率よく発光管１１を冷却及び加熱することができ、発光管１１の温度を所定温度にコントロールすることができる。
すなわち、発光管１１を冷却する場合には、熱伝導性部材１４Ｂ、さらには、この熱伝導性部材１４Ｂに取り付けられた透明部材１６から放熱させることができる。
また、発光管１１を加熱する場合には、第２実施形態と同様に、第２加熱手段により透明部材１６の周縁から熱伝導性部材１４Ｂに向かって熱伝導させることができる。
【００８０】
（3-2）また、第２封止部１１４に取り付けられた熱伝導性部材１４Ｂの径ｄ2は、式（１２）で示される範囲内に設定されているので、発光部１１３から放射される光束を遮ることがなく、熱伝導性部材１４Ｂを設けない場合と同様の光量を確保することができる。
（3-3）さらに、熱伝導性部材１４Ｂは、円筒状に形成されているため、熱伝導性部材１４Ｂを発光管１１の封止部１１４Ｂに装着する際には、熱伝導性部材１４Ｂに封止部１１４Ｂを挿入すればよく、容易に装着することができる。
（3-4）熱伝導性部材１４Ｂと透明部材１６との間には熱伝導性の接着剤が塗布され、また、熱伝導性部材１４Ｂと第２封止部１１４Ｂとの間には熱伝導性の接着剤が塗布されているので、第２封止部１１４Ｂと熱伝導性部材１４Ｂとの間、及び熱伝導性部材１４Ｂと透明部材１６との間の熱伝導が接着剤により妨げられてしまう虞がない。
【００８１】
なお、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。
例えば、前記実施形態では、冷却手段２３である冷却ファンによりプロジェクタ内部に導入された冷却空気は、他の光学部品を冷却した後、光源装置１０Ａ〜１０Ｃを冷却するとしたが、これに限らず、冷却ファンにより導入された冷却空気により光源装置１０Ａ〜１０Ｃを直接冷却してもよい。
この場合には、発光管１１の温度が所定温度以上（温度ｔ３以上）になった場合、冷却ファンを回転させるように制御すればよい。
【００８２】
前記実施形態では、冷却手段２３として冷却ファンを採用したが、これに限らず、例えば、ペルチェ効果を利用した熱電変換素子を備えた冷却装置を採用してもよい。
さらに、前記実施形態では、放熱フィン１５Ａにより熱伝導性部材１４Ａに伝達された熱を放熱し、さらに冷却手段２３である冷却ファンにより強制冷却するものとしたが、いずれか一方のみで熱伝導性部材１４Ａに伝達された熱を放熱させてもよい。
また、前記実施形態では、プロジェクタ１は、加熱手段及び冷却手段の双方を備えるものとしたが、何れか一方のみであってもよく、また、両手段がないものとしてもよい。このようにすることで、プロジェクタ１の構成を簡略化することができる。
【００８３】
前記実施形態では、熱伝導性部材１４Ａ、１４Ｂを円筒状としたが、第１封止部１１４Ａ又は第２封止部１１４Ｂに沿っており、その端部が発光部１１３近傍まで延びているような形状であれば任意である。例えば、熱伝導性部材を板状の部材としてもよい。ただし、前記実施形態のように熱伝導性部材１４Ａ，１４Ｂを円筒状とすることで、封止部１１４Ａ，１１４Ｂを一体的に覆うことができるため、これにより熱伝導効率を高めることができる。
さらに前記実施形態では、第１封止部１１４Ａに取り付けられた熱伝導性部材１４Ａの径ｄ1を式（９）で示される範囲に規定したが、この範囲外のものであってもよい。同様に、第３実施形態の第２封止部１１４Ｂに取り付けられる熱伝導性部材１４Ｂの径ｄ２も式（１２）で示される範囲外としてもよい。
【００８４】
さらに、第２，３実施形態では、第１封止部１１４Ａに熱伝導性部材１４Ａが取り付けられていたが、この熱伝導性部材１４Ａは取り付けられていなくてもよい。第２封止部１１４Ｂにのみ副反射鏡１２Ｃ、透明部材１６、熱伝導性部材１４Ｂを取り付け、第２封止部１１４Ｂ側からのみ放熱・加熱する構成を採用した場合であっても発光管１１を所定の温度にコントロールすることができる。また、このように、第１封止部１１４Ａに熱伝導性部材１４Ａを取り付けない構成とすることで、部材点数の削減を図ることができる。
【００８５】
また、第２，３実施形態では、熱伝導性部材１４Ｂの外面に透明部材１６を取り付けたが、透明部材１６はなくてもよい。このようにすれば、部材点数の削減を図ることができる。
さらに、第２実施形態では、反射部１２２Ｂの径が第１実施形態のリフレクタ１２Ａの反射部１２２Ａの径よりも小さな第１リフレクタ１２Ｂを使用したが、第１実施形態と同様に径の大きな反射部１２２Ａを備えたリフレクタ１２Ａを使用してもよい。この場合には、リフレクタ１２Ａの反射部１２２Ａの径が大きいので、発光管１１の発光部１１３の位置をリフレクタ１２Ａの開口部側に移動させることができる。このように発光管１１をリフレクタ１２Ａの開口部側に配置することで、リフレクタ１２Ａの反射による集光スポットを小さく絞ることができるようになる。
【００８６】
さらに、前記実施形態では、光変調装置としての液晶パネル４４１を備えたプロジェクタに本発明の光源装置１０Ａ〜１０Ｃを適用していたが、これに限らず、マイクロミラーを用いた光変調装置を備えたプロジェクタについて本発明の光源装置１０Ａ〜１０Ｃを採用してもよい。
また、前記実施形態では、光源装置１０Ａ〜１０Ｃはプロジェクタ１に組み込まれていたが、これに限らず、他の光学機器に組み込んでもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の光源装置を示す斜視図。
【図２】図１のII-II方向の断面図。
【図３】前記光源装置の発光管及び熱伝導性部材の大きさの関係を示す模式図。
【図４】光源装置の発光管に取り付けられる放熱フィンの変形例を示す斜視図。
【図５】図４のV-V方向の断面図。
【図６】プロジェクタの光学系を示す模式図。
【図７】プロジェクタの構成を示すブロック図。
【図８】発光管の温度調整を示すフローチャート。
【図９】本発明の第２実施形態にかかる光源装置を示す断面図。
【図１０】本発明の第３実施形態にかかる光源装置を示す断面図。
【図１１】前記第３実施形態の光源装置の発光管及び熱伝導性部材の大きさの関係を示す模式図。
【符号の説明】
１…プロジェクタ、１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…光源装置、１１…発光管、１２Ａ，１２Ｂ…リフレクタ、１２Ｃ…副反射鏡、１４Ａ，１４Ｂ…熱伝導性部材、１５Ａ，１５Ｂ…放熱フィン、１６…透明部材、２１…温度検出手段、２２Ａ，２Ｃ…加熱手段、２３…冷却手段、２４…駆動制御手段、１１３…発光部、１１４，１１４Ａ，１１４Ｂ…封止部
Claims (4)
- 電極間で放電発光が行われる発光部、及びこの発光部の両側に設けられる封止部を有する発光管を備えた光源装置であって、
前記発光管の発光部から放射された光束を反射するリフレクタを有し、
前記発光管の封止部のうち、一方の封止部である第１封止部には、端部が前記発光部近傍まで延びた筒状の熱伝導性部材が前記第１封止部の外面に沿って取り付けられ、
前記第１封止部に取り付けられた熱伝導性部材には電圧が印加される電熱線が巻きつけられ、
他方の封止部である第２封止部には、端部が前記発光部近傍まで延びた筒状の熱伝導性部材が前記第２封止部の外面に沿って取り付けられ、
前記第２封止部に取り付けられた熱伝導性部材の外面には、熱伝導性の透明部材が設けられ、
この透明部材には、その周縁に沿って電圧が印加される電熱線が巻きつけられていることを特徴とする光源装置。 - 請求項１に記載の光源装置において、
前記第１封止部は、この第１封止部に取り付けられた筒状の熱伝導性部材を介して、前記リフレクタに固定されており、
前記熱伝導性部材の一方の端部は、前記発光部近傍まで延びており、他方の端部は、前記リフレクタの外側まで延出し、この他方の端部には、放熱フィンが取り付けられていることを特徴とする光源装置。 - 請求項１または請求項２に記載の光源装置と、この光源装置の光束射出側に配置される光学系とを備え、
前記光学系は、前記光源装置から射出された光束を入力された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と、この光変調装置からの各色光を合成する色合成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。 - 請求項３に記載のプロジェクタにおいて、
前記光源装置は、前記熱伝導性部材又は透明部材を冷却する冷却手段、及び、前記熱伝導性部材又は透明部材を加熱する加熱手段を備え、
前記光源装置の発光管の温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段により検出された温度が所定温度以下である場合に、前記加熱手段を駆動し、前記温度検出手段により検出された温度が所定温度以上である場合に、前記冷却手段を駆動する駆動制御手段とを備えていることを特徴とするプロジェクタ。
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