JP2010218795A - 光源装置およびプロジェクター - Google Patents

Abstract

【課題】管球部と封止部との接続領域の過冷却を抑制し、管球部の上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反射部（反射層７３）を有するリフレクター７０と、略照明光軸Ｌに沿った方向で突出して形成されて冷却風Ｗの流動方向を規制する複数の突出部１２０（１２１，１２２，１２３，１２４）と、複数の突出部１２０を管球部８１の近傍で封止部８３に固定する固定部１１０と、を有する流動規制部１００と、を備える。
【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、光源装置から射出された光束を変調して光画像を形成し、形成した光画像をスクリーンなどに投写するプロジェクターが知られている。プロジェクターに用いられる光源装置は、発光管と、発光管から射出された光束を反射するリフレクターとを備えている。発光管は、内部に一対の電極を有する管球部と、管球部の両側に延びる封止部とを備えている。

このような光源装置では、発光管の温度が適正な温度となるように、発光による熱を冷却することが必要となる。特に、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、一般に、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。

被照明領域側の上方から斜めに冷却風を管球部に吹き付けた場合、管球部と一対の封止部との接続領域が冷却され易くなり、冷却風の流動の仕方にもよるが、特に、管球部と被照明領域側となる封止部との接続領域が冷却され易くなる。また、逆に、管球部の上部は冷却され難くなる。そのため、管球部の上部の温度が適正な温度となるように冷却風を送風した場合、前記接続領域の温度が必要以上に下がり過ぎて過冷却となる。

なお、特許文献１では、管球部およびリフレクター側の封止部のうち少なくとも一部に保温部材を設けることにより、管球部と封止部との接続領域が過冷却となることを抑制している。

特開２００７−２２０４３５号公報

しかし、特許文献１では、接続領域近傍の封止部の過冷却を防止しても、発熱量の多い管球部の上部の効率的な冷却に関しては対応できないため、管球部の上部の効率的な冷却に関して課題がある。また、接続領域の温度が過冷却による低温を維持した場合、管球部に黒化が生じる場合がある。また、逆に、管球部の上部の温度が必要以上の高温を維持した場合、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、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。また、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。

従って、管球部と封止部との接続領域の過冷却を抑制し、管球部の上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反射部を有するリフレクターと、（ｃ）略照明光軸に沿った方向に突出して形成され、冷却風の流動方向を規制する複数の突出部と、複数の突出部を管球部の近傍で封止部に固定する固定部と、を有する流動規制部と、を備えることを特徴とする。

このような光源装置によれば、冷却風を、流動規制部の複数の突出部に沿って流動させ、管球部の上部に当たり易くさせることができる。これにより、管球部の上部の熱を効率的に冷却することができる。また、複数の突出部が固定部により、管球部の近傍で封止部に固定されるため、管球部と流動規制部の設置される封止部との接続領域の温度は保温されることにより、過冷却を抑制することができる。
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、突出部は、照明光軸を通り重力方向に沿って設定される仮想平面を挟むように形成されていることが好ましい。

このような光源装置によれば、仮想平面を挟むように複数の突出部が形成されることにより、仮想平面上の領域となる管球部の上部または下部は、突出部に挟まれる状態（または、突出部の間に位置する状態）となるため、流動規制部に対して例えば被照明領域側の上方から斜めに流入した冷却風を、突出部の間を流動させて確実に管球部の上部に当てることができ、確実に管球部の上部を冷却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、複数の突出部は、仮想平面に対して略対称に形成されていることが好ましい。

このような光源装置によれば、通常状態と、上下逆転する天吊状態との２つの使用状態において、姿勢差の違いによる発光管冷却への影響を低減させることができる。そして、通常状態と天吊状態とにおいて、上記適用例１または２の効果を奏することができる。

（適用例４）上記適用例に係る光源装置において、固定部は、筒状に形成されて封止部を挿通させることが好ましい。

このような光源装置によれば、封止部を筒状の固定部に挿通し、また、その隙間に例えば接着部材などを充填させることなどにより、流動規制部を封止部に簡単で確実に固定することができる。

（適用例５）上記適用例に係る光源装置において、固定部は、照明光軸に沿って管球部側に盛り上がる傾斜部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、冷却風を傾斜部に沿って流動させ、冷却風を管球部の上部に更に確実に当てることができる。従って、更に効率的に管球部の上部を冷却することができる。

（適用例６）上記適用例に係る光源装置において、流動規制部は、有効光路外に設置されていることが好ましい。

このような光源装置によれば、流動規制部を有効光路外に設置することで、光源装置から被照明領域に向けて射出される光量を低下させることがない。ここで、有効光路とは、発光管の管球部から射出された光束がリフレクターで反射され、発光管に遮られることなく光源装置外に取り出されるような光路を意味する。

（適用例７）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、管球部と封止部との接続領域の過冷却を抑制し、管球部の上部を効率的に冷却する光源装置を備えるため、管球部の黒化や白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。

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流動規制部を示す要部拡大図であり、（ａ）は発光管および流動規制部の側面側の断面図であり、（ｂ）は被照明領域側の封止部を照明光軸に直交する面で切った状態で流動規制部側を見た場合の正面図。 光源装置の発光管および流動規制部を示す要部外観図であり、（ａ）は発光管および流動規制部の側面図であり、（ｂ）は流動規制部の被照明領域側上方から見た場合の斜視図。

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。
（実施形態）

図１は、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４）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、冷却風の流動方向を規制する流動規制部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流動規制部を示す要部拡大図であり、図３（ａ）は、発光管および流動規制部の側面側の断面図であり、図３（ｂ）は、被照明領域側の封止部を照明光軸に直交する面で切った状態で流動規制部側を見た場合の正面図である。図４は、光源装置の発光管および流動規制部を示す要部外観図であり、図４（ａ）は、発光管および流動規制部の側面図であり、図４（ｂ）は、流動規制部の被照明領域側上方から見た場合の斜視図である。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２〜図４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、冷却風Ｗの流動方向を規制する流動規制部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、反射層７３に対してアライメントした状態で、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Ｅ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。

流動規制部１００は、本実施形態では、管球部８１の近傍で、封止部（他方の封止部）８３側に設置され、冷却風Ｗの流動方向を規制する部材である。流動規制部１００は、固定部１１０と突出部１２０と傾斜部１３０とで構成されている。

固定部１１０は、筒状に形成され、発光管８０の封止部８３を挿通して固定するための開口部１１１を有する。

傾斜部１３０は、固定部１１０の管球部８１側の端部に形成され、照明光軸Ｌに沿って管球部８１側に盛り上がる形状に形成されている。詳細には、傾斜部１３０の形状は、管球部８１に向け、固定部１１０の径に対し、略椀形状に径を拡大させた状態で形成されている。流動規制部１００を封止部８３に固定した場合、傾斜部１３０の内面は、管球部８１と封止部８３との接続領域Ｂを覆う状態となる。

突出部１２０は、固定部１１０の外面から略照明光軸Ｌに沿った方向に突出した形態で複数形成されている。突出部１２０は、図３（ｂ）に示すように、照明光軸Ｌを通り重力方向に設定される仮想平面Ｐを挟むように形成されている。また、複数の突出部１２０は、仮想平面Ｐに対して略対称に形成されている。なお、仮想平面Ｐは、図２〜図４において、照明光軸Ｌを通るＸ−Ｚ平面に対応する。そして、管球部８１の上部の領域Ａまたは下部の領域Ｃは、仮想平面Ｐ上の領域となる。

突出部１２０は、詳細には、図３（ｂ）に示すように、４つの突出部１２１，１２２，１２３，１２４で形成されている。そして、２つの突出部１２１，１２２が仮想平面Ｐを挟むように、また、仮想平面Ｐに対称に形成される。同様に、２つの突出部１２３，１２４が仮想平面Ｐを挟むように、また、仮想平面Ｐに対称に形成される。従って、管球部８１の上部の領域Ａは、２つの突出部１２１，１２２により挟まれた（突出部１２１，１２２の間に位置する）形態となる。また、管球部８１の下部の領域Ｃは、２つの突出部１２３，１２４により挟まれた（突出部１２３，１２４の間に位置する）形態となる。

また、突出部１２０は、図３、図４に示すように、板状で、固定部１１０の外面側に広がる略三角形に形成され、頂点部が管球部８１側に寄っている。そして、２つの突出部１２１，１２２は、仮想平面Ｐに対してそれぞれ略平行に形成されている。同様に、２つの突出部１２３，１２４も、仮想平面Ｐにそれぞれ略平行に形成されている。また、突出部１２１，１２２，１２３，１２４から仮想平面Ｐまでの距離はそれぞれ略同一に形成されている。言い換えれば、流動規制部１００は、照明光軸Ｌを回転軸として回転対称（１８０度と３６０度の回転で対称となる）に形成されている。以上により、光源装置６０を通常状態から上下逆転した天吊状態に切り替えても、発光管８０に対する流動規制部１００の突出部１２０の姿勢には殆ど変化がない状態となる。

なお、通常状態とは、光源装置６０を備えたプロジェクター１を机上などに載置して使用する状態である。天吊状態とは、プロジェクター１を上下逆転させて、天井などに備えた治具に設置して吊り下げて使用する状態である。これにより、プロジェクター１の内部の光源装置６０も通常状態から天吊状態に切り替えた場合には上下逆転した状態になる。

このように形成される流動規制部１００は、固定部１１０の開口部１１１に封止部８３を挿通し、開口部１１１と封止部８３との隙間にセメントなどの無機系接着剤Ｅを充填することにより、封止部８３に固着される。

なお、流動規制部１００は、図２に示すように、発光管８０から射出される光束の有効光路外に設置されており、発光管８０から射出された光束が流動規制部１００によって遮られることを回避している。詳細には、管球部８１の中心（電極８４，８５の中心であり、いわゆるリフレクター７０の第１焦点位置ｆ１）から射出され、リフレクター７０の反射層７３で反射された利用可能限界光Ｌ１およびＬ２が、流動規制部１００の突出部１２０の外側を通過して凹レンズ１１に入射するように設定されている。

このような利用可能限界光Ｌ１およびＬ２は、詳細には、リフレクター７０の第２焦点位置ｆ２と封止部８３の光束射出方向側の先端の端部とを結ぶ境界線で示される。Ｌ１およびＬ２で示される円錐の内側部分は、リフレクター７０で反射した光束が封止部８３によって遮られて第２焦点位置ｆ２に光束を届けることができない、光束利用不可能領域（有効光路外）となる。言い換えれば、リフレクター７０の第２焦点位置ｆ２と光束射出方向先端側の封止部８３の先端の端部とを結ぶ境界線Ｌ１およびＬ２とは、リフレクター７０で反射されて第２焦点位置ｆ２へ到達する光束のうち、封止部８３によって遮られる光線との境界の境界光線である。流動規制部１００の突出部１２０は利用可能限界光Ｌ１，Ｌ２で囲まれた領域の内部（有効光路外）に配置されるので、発光管８０から射出された光束が流動規制部１００によって遮られること無く有効利用できる。

流動規制部１００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。また、石英ガラスの他、ネオセラム（登録商標）などの低熱膨張ガラスや、金属材料、セラミック材料なども使用できる。

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、図４を参照して、冷却機構５００が動作し、冷却風Ｗ１，Ｗ２（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，Ｗ２の流動に関して説明する。

冷却風Ｗを構成する冷却風Ｗ１は、図３、図４に示すように、流動規制部１００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）。そして、流動規制部１００において、固定部１１０と突出部１２１，１２２とに囲まれた領域が流路の働きを行い、冷却風Ｗ１は、固定部１１０と突出部１２１，１２２とに囲まれた領域に沿うように流動方向が規制されて管球部８１方向に流動する。そして、更に、傾斜部１３０により、上方（＋Ｚ方向）に規制されて流動する。

このように流動規制部１００により流動方向を規制され、流動規制部１００を流れた冷却風Ｗ１は、管球部８１の上部の領域Ａを流動する。これにより、管球部８１の上部の領域Ａは、領域Ａに直接当たる冷却風以外に、流動規制部１００により流動方向を規制されて流動する上述した冷却風Ｗ１が加わり効率的に冷却される。

一方、冷却風Ｗを構成する冷却風Ｗ２は、図４に示すように、流動規制部１００に対し、冷却風Ｗ１と同様に、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）。そして、流動規制部１００において、固定部１１０と突出部１２２，１２４とに囲まれた領域が流路の働きを行い、冷却風Ｗ２は、固定部１１０と突出部１２２，１２４とに囲まれた領域に沿うように流動方向が規制されて管球部８１方向に流動する。そして、更に、傾斜部１３０により、側方向（−Ｙ方向）に規制されて流動する。

このように流動規制部１００により流動方向を規制され、流動規制部１００を外れた冷却風Ｗ２は、管球部８１の側方向の領域（側面）を流動する。これにより、管球部８１の側面は、側面に直接当たる冷却風以外に、流動規制部１００により流動方向を規制されて流動する上述した冷却風Ｗ２が加わり冷却される。

このような冷却風Ｗの流動は、流動規制部１００の＋Ｙ方向となる固定部１１０と突出部１２１，１２３においても、冷却風Ｗ２の流動と同様に流動方向が規制（図示省略）される。これにより管球部８１の＋Ｙ方向の側面も、−Ｙ方向の側面と同様に冷却される。

また、冷却風Ｗ２を含め他の冷却風（図示省略）は、突出部１２３，１２４により、流動方向を規制されることにより、管球部８１の下方（−Ｚ方向）に回り込んで流動することを抑制される。これにより、突出部１２３，１２４は、管球部８１の下部の領域Ｃが、必要以上に冷却されることを抑制している。

また、流動規制部１００が管球部８１の近傍で封止部８３側に固定されることにより、管球部８１と封止部８３との接続領域Ｂ（図３（ａ）参照）は、冷却風Ｗが当たり難くなり、接続領域Ｂの温度は保温され、過冷却となることが抑制される。本実施形態では、接続領域Ｂは、流動規制部１００の傾斜部１３０が覆う状態となっている。

上述した実施形態によれば以下の効果が得られる。
（１）本実施形態の光源装置６０によれば、冷却風Ｗ１を、流動規制部１００の２つの突出部１２１，１２２に沿って流動させ、管球部８１上部の領域Ａに冷却風Ｗ１を流動し易くさせることができる。これにより、管球部８１上部の領域Ａの熱を効率的に冷却することができる。また、流動規制部１００は、管球部８１の近傍で封止部８３側に固定されるため、管球部８１と封止部８３との接続領域Ｂの温度は流動規制部１００によって保温されることにより、過冷却を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、仮想平面Ｐを挟むように４つの突出部１２０（１２１，１２２，１２３，１２４）が形成されることにより、仮想平面Ｐ上の領域となる管球部８１の上部の領域Ａまたは下部の領域Ｃは、突出部１２０に挟まれた形態となる。そのため、流動規制部１００に対して被照明領域側の上方から斜めに流入した冷却風Ｗ１は、突出部１２１，１２２の間を流動するように規制され、確実に管球部８１上部の領域Ａに当たるようになり、確実に管球部８１上部の領域Ａを冷却することができる。また、冷却風Ｗ２を含め他の冷却風は、突出部１２２，１２４の間や、突出部１２１，１２３の間を流動するように規制され、管球部８１の側面を冷却することができる。また、冷却風Ｗ２を含め他の冷却風は、突出部１２３，１２４により、流動方向を規制されることにより、管球部８１の下方に回り込んで流動することを抑制されるため、管球部８１の下部の領域Ｃが、必要以上に冷却されることを抑制できる。

（３）本実施形態の光源装置６０によれば、４つの突出部１２０（１２１，１２２，１２３，１２４）は、仮想平面Ｐに対して略対称に形成されていることにより、通常状態と、上下逆転する天吊状態との２つの使用状態において、姿勢差の違いによる発光管８０の冷却への影響を低減させることができる。そして、通常状態と天吊状態とにおいて、上記効果を奏することができる。
なお、この場合、冷却機構５００は、例えば、収容筐体９０の＋Ｚ方向の上壁面に排気口（図示省略）を追加し、また、−Ｚ方向の下壁面に吸気口（図示省略）を追加する。そして、冷却機構５００は、ダクト５２０を２方向に分岐させ、それぞれを＋Ｚ方向、−Ｚ方向の吸気口に接続する。また、冷却機構５００は、姿勢が切り替わった場合に常に重力方向に対して上側となる吸気口側に冷却風Ｗが流動するように切り替える切替部（図示省略）を設ける。以上の変更により、冷却機構５００は、通常状態および天吊状態での使用に対応できる。

（４）本実施形態の光源装置６０によれば、流動規制部１００の固定部１１０は、筒状に形成され、開口部１１１に封止部８３を挿通させて固定することにより、流動規制部１００を封止部８３に簡単で確実に固定することができる。

（５）本実施形態の光源装置６０によれば、流動規制部１００の固定部１１０は、照明光軸Ｌに沿って管球部８１側に盛り上がる傾斜部１３０を有しているため、冷却風Ｗ１を傾斜部１３０に沿って流動させ、冷却風Ｗ１を管球部８１の上部の領域Ａに更に確実に当てることができる。従って、管球部８１の上部の領域Ａを更に効率的に冷却することができる。また、冷却風Ｗ２なども傾斜部１３０に沿って流動させ、冷却風Ｗ２などを管球部８１の側面に更に確実に当てることができ、管球部８１の側面の効率的な冷却が行える。

（６）本実施形態の光源装置６０によれば、流動規制部１００を有効光路外に設置することで、発光管８０から射出された光束が流動規制部１００によって遮られることを回避し、光源装置６０から被照明領域に向けて射出される光量を低下させることがない。

（７）本実施形態の光源装置６０によれば、流動規制部１００により、管球部８１上部の領域Ａを効率的に冷却でき、管球部８１と封止部８３との接続領域Ｂの過冷却を抑制でき、また、管球部８１下部の領域Ｃの過冷却も抑制できるため、局所的に高温や低温となることを抑制し、発光管８０の温度分布を適切な温度分布とすることができる。従って、管球部８１での白化や黒化の発生を抑えることができ、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。

（８）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５１０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５１０の低消費電力化も図ることができる。

（９）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。

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）前記実施形態では、光源装置６０のリフレクター７０は、楕円面状の凹面７１１を有している。しかし、これに限られず、放物面状の凹面を有していてもよい。この場合、本実施形態の凹レンズ１１は必要なくなる。また、放物面状の凹面を有した場合にも、流動規制部は、有効光路外領域に設置することで、発光管から射出された光束が流動規制部によって遮られて無駄になることを回避し、光源装置から被照明領域に向けて射出される光量を低下させることがない。

（変形例２）前記実施形態では、流動規制部１００の固定部１１０は、筒状に形成されているが、筒状に形成されていなくてもよく、突出部１２０を支持して封止部８３に設置できる形状に形成されていればよい。

（変形例３）前記実施形態では、流動規制部１００は、管球部８１の近傍で、他方の封止部８３側に設置されている。しかし、これに限られず、流動規制部は、管球部８１の近傍で、一方の封止部８２側に設置されていてもよく、同様の効果を奏する。この場合、流動規制部は、発光管８０から射出される光束の光路として有効に利用されない、第１焦点位置ｆ１から反射層７３に向かって射出される場合の利用可能限界光となる円錐角で形成される円錐状の内部の領域（有効光路外の領域）に設置することで、発光管８０から射出される光束を有効に利用できる。

（変形例４）前記実施形態では、流動規制部１００は、管球部８１の近傍で、他方の封止部８３側に設置されている。しかし、これに限られず、流動規制部は、管球部８１の近傍で、２つの封止部８２，８３側にそれぞれ設置されていてもよい。

（変形例５）前記実施形態では、流動規制部１００は、固定部１１０に傾斜部１３０を有しているが、有していなくてもよい。

（変形例６）前記実施形態では、流動規制部１００の突出部１２０は、仮想平面Ｐに対して略対称に形成されている。しかし、これに限られず、上下逆転した場合の姿勢差の影響は若干でるが、対称に形成されていなくてもよい。

（変形例７）前記実施形態では、流動規制部１００の突出部１２０は、４つの突出部１２１，１２２，１２３，１２４で形成されている。しかし、これに限られず、突出部の数量は適宜決めることができる。

（変形例８）前記実施形態では、流動規制部１００の突出部１２０は、板状で、固定部１１０の外面側に広がる略三角形に形成されている。しかし、これに限られず、突出部の形状は適宜決めることができる。

（変形例９）前記実施形態では、流動規制部１００の突出部１２０において、２つの突出部１２１，１２２、および２つの突出部１２３，１２４は、仮想平面Ｐに略平行にそれぞれ形成されている。しかし、これに限られず、突出部は、例えば、それぞれ平行ではなく、照明光軸Ｌや封止部８２，８３などに対して放射状に形成されていてもよい。

（変形例１０）前記実施形態では、流動規制部１００は、有効光路外領域に設置されている。しかし、これに限られず、流動規制部は、有効光路領域に設置されていてもよい。この場合、流動規制部は、発光管８０から射出された光束を透過する透明な石英ガラスなどを用い、また、表面に反射防止処理などを施すことにより、発光管８０から射出された光束の光量低下を抑制することができる。

（変形例１１）前記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１２）前記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１３）前記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１４）前記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１５）前記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…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…流動規制部、１１０…固定部、１２０…突出部、１３０…傾斜部、５００…冷却機構、６００…光源ユニット、Ｌ…照明光軸、Ｌ１，Ｌ２…利用可能限界光、Ｐ…仮想平面、Ｗ，Ｗ１，Ｗ２…冷却風。

Claims (7)

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反射部を有するリフレクターと、
   略照明光軸に沿った方向に突出して形成され、冷却風の流動方向を規制する複数の突出部と、当該複数の突出部を前記管球部の近傍で前記封止部に固定する固定部と、を有する流動規制部と、
   を備え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、
   前記突出部は、前記照明光軸を通り重力方向に沿って設定される仮想平面を挟むように形成されていることを特徴とする光源装置。
3. 請求項２に記載の光源装置において、
   前記複数の突出部は、前記仮想平面に対して略対称に形成されていることを特徴とする光源装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の光源装置において、
   前記固定部は、筒状に形成されて前記封止部を挿通させることを特徴とする光源装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の光源装置において、
   前記固定部は、前記照明光軸に沿って前記管球部側に盛り上がる傾斜部を有していることを特徴とする光源装置。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の光源装置において、
   前記流動規制部は、有効光路外に設置されていることを特徴とする光源装置。
7. 請求項１〜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。