(57)【要約】【課題】リフレクタの構造をあまり複雑にすることなく発光管の冷却効率を高めることができる光源装置等を提供すること。【解決手段】一対の封止部８３，８４を通る発光管１１の管軸ＴＡとリフレクタ１２の光軸ＯＡとが鉛直面内において互いに交差し、リフレクタ１２が光軸ＯＡを挟んで上下に関して非対称な形状を有するので、リフレクタ１２を発光管１１を基準として上下に関して傾けて配置することができる。これにより、リフレクタ１２と発光管１１との位置関係の対称性が崩れ、リフレクタ１２の開口１２ａ側において余剰の空間を比較的容易に生み出すことができ、このような余剰の空間を通気手段として活用することができる。つまり、単一の反射曲面からなるリフレクタ１２を用いながらも、リフレクタ１２と発光管１１との非対称な位置関係を利用してリフレクタ１２に通気手段を簡易に確保することができ、発光管１１の冷却効率を高めることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光束を射出する本体部分と、前記本体部分を挟んで対向して設けられる一対の封止部とを有する放電発光型の発光管と、
前記発光管から射出された光束を凹型の反射面で反射することによって前方に射出するリフレクタとを備え、
前記一対の封止部を通る前記発光管の管軸と前記リフレクタの光軸とは、鉛直面内において互いに交差し、
前記リフレクタは、光軸を挟んで上下に関して非対称な形状を有する、
光源装置。
【請求項２】
前記リフレクタは、当該リフレクタの開口の下端を通って前記光軸に垂直な前端基準面よりも後方側に反射面が存在しない開放された部分を有する、請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記発光管の管軸は、前記本体部分よりも前方で前記リフレクタの光軸よりも上に配置され、
前記リフレクタは、開口端側の上部に前記開放された部分として通気部を有する、請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記発光管の管軸は、前記本体部分よりも前方で前記リフレクタの光軸よりも下に配置され、
前記リフレクタは、根元部側の上部に前記開放された部分として通気部を有する、請求項２に記載の光源装置。
【請求項５】
前記通気部を介して前記リフレクタの内側に冷却風を供給し又は前記リフレクタの外側に冷却風を排出するファンを備える、請求項３及び請求項４のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項６】
前記リフレクタの光軸は、水平に配置される、請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項７】
前記発光管の管軸は、水平に配置される、請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項８】
前記リフレクタの開口端は、前記発光管の管軸が前記リフレクタの光軸に対して前方側で離れるように傾く傾斜方向の反対側において、前記傾斜方向側よりも相対的に長く延びている、請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項９】
前記発光管の管軸が前記リフレクタの光軸に対して前方側で離れるように傾く傾斜方向の反対側において、前記本体部分からの光束を前記本体部分に戻すための副鏡を有する、請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載の光源装置と、
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装置と
を備えるプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光源である発光管とこの発光管からの光を集めるリフレクタとを有する光源装置及びこれを組み込んだプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶プロジェクタの照明系に用いられる光源装置として、例えば球面反射鏡と楕円反射鏡とを連接した反射鏡であって、２つの反射鏡部分が連接される境界に通風等に用いられる穴部を設けたものが存在する（特許文献１参照）。
【０００３】
また、別の光源装置として、幾何形状が異なる内側リフレクタと外側リフレクタとで構成され、両リフレクタの間にスリットを設けて通気を可能にしたものが存在する（特許文献２参照）。
【０００４】
さらに別の光源装置として、発光管とリフレクタと防爆ガラスとを備え、ケース内で全体が傾斜配置されるとともに、防爆ガラスを傾斜した光軸に対して傾斜させたものが存在する（特許文献３参照）。この光源装置の場合、防爆ガラスを支持する防爆カバーに通風孔が設けられている。
【特許文献１】特開２００８−１０３８４号公報
【特許文献２】特開２００５−３０９１２１号公報
【特許文献３】特開２００７−２７９７６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、複数の反射鏡を組み合わせるリフレクタは、光学的構造や支持構造が複雑になり、両反射鏡の製造やアライメントが容易でなくなる。
【０００６】
また、防爆カバーに通風孔を設けた場合、リフレクタ内に冷却風を吹き込みにくくなり、発光管の効率的な冷却が困難になる。
【０００７】
そこで、本発明は、リフレクタの構造をあまり複雑にすることなく発光管の冷却効率を高めることができる光源装置と、このような光源装置を用いたプロジェクタとを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明に係る光源装置は、（ａ）光束を射出する本体部分と、本体部分を挟んで対向して設けられる一対の封止部とを有する放電発光型の発光管と、（ｂ）発光管から射出された光束を凹型の反射面で反射することによって前方に射出するリフレクタとを備え、（ｃ）一対の封止部を通る発光管の管軸とリフレクタの光軸とが、鉛直面内において互いに交差し、（ｄ）リフレクタが、光軸を挟んで上下に関して非対称な形状を有する。なお、鉛直面とは、光源装置の通常の使用における設置状態を基準として、重力の方向を含んで延びる平面を意味する。この際、上とは重力に抗する上流側に相当し、下とは重力に従う下流側に相当する。また、前方とは、光路下流を意味するが、特にリフレクタの部分では、発光管のあるリフレクタの奥側又は根元部を基準としてリフレクタの開口端側に向かう方向を意味するものとする。
【０００９】
上記光源装置では、一対の封止部を通る発光管の管軸とリフレクタの光軸とが鉛直面内において互いに交差し、リフレクタが光軸を挟んで上下に関して非対称な形状を有するので、リフレクタを発光管を基準として上下に関して傾けて配置することができる。これにより、リフレクタと発光管との位置関係の対称性が崩れ、リフレクタの開口側や根元側において余剰の部分又は空間を比較的容易に生み出すことができ、このような余剰の部分又は空間を通気手段として活用することができる。つまり、リフレクタと発光管との非対称な位置関係を利用して、単一の反射曲面からなるリフレクタに通気手段を簡易に確保することができ、発光管の冷却効率を高めることができる。
【００１０】
本発明の具体的な態様又は側面では、上記光源装置において、リフレクタが、当該リフレクタの開口の下端を通って光軸に垂直な前端基準面よりも後方側に反射面が存在しない開放された部分を有する。この開放された部分は、リフレクタの上方に開放する通気手段として機能させることができ、リフレクタの部分的な開放によって発光管を効果的に冷却することができる。
【００１１】
本発明の別の側面では、発光管の管軸が、本体部分よりも前方でリフレクタの光軸よりも上に配置され、リフレクタが、開口端側の上部に開放された部分として通気部を有する。この場合、リフレクタの開口端の上部からリフレクタ内部に冷却風を送り込むことができ、或いはリフレクタの開口端の上部からリフレクタ内部の熱気を排出できる。
【００１２】
本発明のさらに別の側面では、発光管の管軸が、本体部分よりも前方でリフレクタの光軸よりも下に配置され、リフレクタが、根元部側の上部に開放された部分として通気部を有する。この場合、リフレクタの根元上部に開口された通気部からリフレクタ内部に冷却風を送り込むことができ、或いはリフレクタの根元上部に開口された通気部からリフレクタ内部の熱気を排出できる。
【００１３】
本発明のさらに別の側面では、通気部を介してリフレクタの内側に冷却風を供給し又はリフレクタの外側に冷却風を排出するファンを備える。この場合、リフレクタ内部の発光管を効率的に冷却することができる。
【００１４】
本発明のさらに別の側面では、リフレクタの光軸が水平に配置される。この場合、光源装置の光軸を水平に保つことができ、光学設計を比較的簡易でケース内への収納も容易になる。
【００１５】
本発明のさらに別の側面では、発光管の管軸が水平に配置される。この場合、発光管を安定した状態に保ち易くなる。
【００１６】
本発明のさらに別の側面では、リフレクタの開口端が、発光管の管軸がリフレクタの光軸に対して前方側で離れるように傾く傾斜方向の反対側において、傾斜方向側よりも相対的に長く延びている。この場合、発光管の前方の封止部に比較的近い角度で射出する光束をリフレクタの長く延びた開口端で受けて照明光として利用することができる。
【００１７】
本発明のさらに別の側面では、発光管の管軸がリフレクタの光軸に対して前方側で離れるように傾く方向の反対側において、本体部分からの光束を本体部分に戻すための副鏡を有する。この場合、発光管の前方の封止部に比較的近い角度で射出する光束を副鏡で受けて照明光として利用することができる。
【００１８】
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装置とを備える。
【００１９】
本プロジェクタは、十分な光量を有し効率的な冷却によって長期間安定して動作する上述の光源装置を備えており、十分な性能を有し信頼性を有するものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係るプロジェクタの光学系の構造を説明する概念図である。
【００２１】
このプロジェクタ１００は、光源から得た照明光を画像情報に応じて変調して光学像を形成し、この光学像をスクリーン上に拡大投射するための光学機器である。プロジェクタ１００は、光源装置１０と、均一化光学系２０と、色分離導光光学系３０と、光変調部４０と、クロスダイクロイックプリズム５０と、投射レンズ６０とを備える。ここで、光源装置１０及び均一化光学系２０は、照明装置を構成する。また、光変調部４０は、３つのライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃを含む。各ライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、異なる色光をそれぞれ変調して画像表示を行う液晶表示装置である。
【００２２】
上記プロジェクタ１００において、光源装置１０は、発光源としての発光管１１と、集光用のリフレクタ１２と、平行化用の凹レンズ１４とを備える。ここで、発光管１１は、高圧水銀ランプ等の放電発光管であり、そのガラス管内に封入された水銀蒸気中でアーク放電を生じさせることによって高輝度で発光する。リフレクタ１２は、例えば楕円型の反射鏡であり、発散光を集光する機能を有する。詳細は後述するが、発光管１１は、システム光軸ＳＡに対してその管軸が前方上向きに所定角度だけ傾いた状態で配置されている。一方、リフレクタ１２は、システム光軸ＳＡに対してその光軸が一致した状態で配置されているが、システム光軸ＳＡに垂直な鉛直面に対して前方上向きに適宜傾けた傾斜面で斜めに切り出したような長円形の開口１２ａを有する。発光管１１の光源点から周囲に放射された光束は、リフレクタ１２で反射され、全体として前方に向かう収束光束となる。この収束光束は、凹レンズ１４によって収束状態から平行状態とされて、前方側すなわち均一化光学系２０の第１レンズアレイ２３に入射する。
【００２３】
図２に示すように、発光管１１は、中央部が球状に膨出した透光性の石英ガラス管で構成され、照明用の光を放射する封体である本体部分８１と、この本体部分８１の中心及び両端を通る軸線（以下、管軸ＴＡ）に沿って延びる第１及び第２封止部８３，８４とを備える。発光管１１の管軸ＴＡは、光軸ＯＡの光路下流側である前方側でシステム光軸ＳＡから離れるように傾いている。つまり、管軸ＴＡは、開口１２ａ側すなわち本体部分８１よりも前方でリフレクタ１２の光軸ＯＡよりも上に配置され、本体部分８１よりも後方でリフレクタ１２の光軸ＯＡよりも下に配置される。結果的に、後方の第１封止部８３は、光軸ＯＡよりも下に配置され、前方の第２封止部８４は、光軸ＯＡよりも上に配置されることになる。
【００２４】
発光管１１において、本体部分８１内に形成される放電空間８１ａには、タングステン製の第１電極８５の先端部分と、同様にタングステン製の第２電極８６の先端部分とが所定距離で離間配置されており、水銀のほか、希ガス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８１の両端に延びる各封止部８３，８４の内部には、本体部分８１に設けた第１及び第２電極８５，８６の根元部分に対し電気的に接続されるモリブデン製の金属箔８７ａ，８７ｂが挿入され、両封止部８３，８４は、それ自体で外部に対する気密封止を可能にする。これらの金属箔８７ａ，８７ｂに接続されたリード線８８ａ，８８ｂにより交流電流を供給すると、一対の電極８５，８６間でアーク放電が生じ、本体部分８１の中心及びその周辺に形成されたアークが高輝度で発光する。
【００２５】
以下、発光管１１やリフレクタ１２の配置等について詳細に説明する。まず、発光管１１は、本体部分８１内の第１及び第２電極８５，８６間の発光中心Ｏがリフレクタ１２の反射面９３ａに沿った楕円曲面の第１焦点Ｆ１位置と一致するように配置される。この際、発光管１１の管軸ＴＡは、反射部９３の回転対称軸又は光軸ＯＡに対応するシステム光軸ＳＡに対して角度αだけ前方上向きに傾斜して配置されている。つまり、管軸ＴＡは、システム光軸ＳＡを含むＸＺ面（水平面）内になく、ＹＺ面（すなわち鉛直面）内で適宜傾斜して配置される。
【００２６】
リフレクタ１２は、既に説明したように、システム光軸ＳＡと一致し水平に延びる光軸ＯＡを有しており、リフレクタ１２の光軸ＯＡと、一対の封止部８３，８４を通る発光管１１の管軸ＴＡとは、ＹＺ面（すなわち鉛直面）内において角度αで互いに交差する。このように、発光管１１の管軸ＴＡがＹＺ面内で傾斜して配置されることに対応させて、リフレクタ１２は、システム光軸ＳＡを挟んで上下すなわち±Ｙ方向に関して非対称な形状を有している。具体的には、リフレクタ１２の下部９３ｃの方が上部９３ｂよりも光軸ＯＡに沿った前方に長く延びている。この結果、リフレクタ１２の前方側の先端に設けられた開口１２ａは、システム光軸ＳＡに対して垂直な第１基準面Ｓ１に沿って延びたものとならず、システム光軸ＳＡに対して傾斜した開口端面ＳＯに沿って延びたものとなっている。つまり、リフレクタ１２は、斜め上向きに開口していることになり、開口端１２ｅの上部に開放された部分として通気部９５を有する。リフレクタ１２の開口端１２ｅは、発光管１１の管軸ＴＡが前方側で傾く傾斜方向Ｄ１の反対方向Ｄ２において、傾斜方向Ｄ１よりも相対的に長く延びている。これは、通常のリフレクタ１２の形状に比較して、上側を除去して通気部９５を形成したことに対応し、かつ、下側を延長して拡張部９３ｇを形成したことに対応する。見方を変えれば、リフレクタ１２は、リフレクタ１２の開口１２ａの下端を通って光軸ＯＡに垂直な前端基準面としての第２基準面Ｓ２よりも後方側に、反射面が存在しない開放された部分、例えば通気部９５等を有するといえる。なお、リフレクタ１２の上部は、広い通気部１９５によって開放されていると見ることもできるが、拡張部９３ｇについては省略することができ、狭い通気部９５が実効的な部分と考えることができる。以上のようなリフレクタ１２の形状により、発光管１１の上方に射出される光束Ｌ１を上部９３ｂで無駄なく受け、発光管１１の下方に射出される光束Ｌ２を下部９３ｃで無駄なく受けることができる。
【００２７】
なお、リフレクタ１２の形状すなわち通気部９５のサイズは、発光管１１の傾斜角度αの設定を変更することによって調整することができる。
【００２８】
通気部９５に対向してリフレクタ１２の外側には、給気用のファン７１が設けられている。ファン７１は、通気部９５を介してリフレクタ１２の内側に冷却風ＣＦを供給する。この冷却風ＣＦは、リフレクタ１２の反射面９３ａに沿って上部９３ｂから下部９３ｃに沿って流れる際に、発光管１１の高温に加熱された本体部分８１を直接冷却する。なお、ファン７１は、逆方向に動作させることができる。この場合、リフレクタ１２の下部９３ｃから上部９３ｂに沿って流れる気流を強制的に形成することができ、発光管１１を通過することで加熱された冷却風をリフレクタ１２の外部に排出することができる。
【００２９】
図３は、図２に対応する比較例の図である。図３の光源装置の場合、リフレクタ１１２の光軸ＯＡと発光管１１の管軸ＴＡとは、交差せず一致する。このため、リフレクタ１１２の上部１１２ｂと下部１１２ｃとは同じ長さになっており、リフレクタ１１２の開口１１２ａは、システム光軸ＳＡに対して垂直な第１基準面Ｓ１に沿って延びるものとなっている。比較例のような光源装置の場合、リフレクタ１１２の上部１１２ｂに熱がこもる傾向が高まる。
【００３０】
以上説明した光源装置１０では、一対の封止部８３，８４を通る発光管１１の管軸ＴＡとリフレクタ１２の光軸ＯＡとが鉛直面内において互いに交差し、リフレクタ１２が光軸ＯＡを挟んで上下に関して非対称な形状を有するので、リフレクタ１２を発光管１１を基準として上下に関して傾けて配置することができる。これにより、リフレクタ１２と発光管１１との位置関係の対称性が崩れ、リフレクタ１２の開口１２ａ側において余剰の空間を比較的容易に生み出すことができ、このような余剰の空間を通気手段として活用することができる。つまり、単一の反射曲面からなるリフレクタ１２を用いながらも、リフレクタ１２と発光管１１との非対称な位置関係を利用してリフレクタ１２に通気手段（この場合、通気部９５）を簡易に確保することができ、発光管１１の冷却効率を高めることができる。
【００３１】
図１に戻って、均一化光学系２０は、均一化された照度の照明光を光変調部４０に供給する。この均一化光学系２０は、光源装置１０から射出された光束を適当な状態に分割する第１及び第２レンズアレイ２３，２４と、両レンズアレイ２３，２４を経た複数の光束を重畳させる重畳レンズ２５と、重畳レンズ２５に入射する光束の偏光方向を揃える偏光変換装置２７とを備える。第１及び第２レンズアレイ２３，２４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２３ａ，２４ａからなる。このうち、第１レンズアレイ２３を構成する要素レンズ２３ａによって、凹レンズ１４を経た光束は複数の部分光束に分割される。また、第２レンズアレイ２４を構成する要素レンズ２４ａによって、第１レンズアレイ２３からの各部分光束は適当な発散角で射出される。重畳レンズ２５は、第２レンズアレイ２４から射出され偏光変換装置２７を経た部分光束を全体として適宜収束させて、後段のライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃの被照明領域すなわち表示領域で重畳させる。偏光変換装置２７は、ＰＢＳアレイで形成された偏光変換部であり、第１レンズアレイ２３により分割され第２レンズアレイ２４を経た各部分光束の偏光方向を一方向に揃えて直線偏光にする役割を有する。
【００３２】
色分離導光光学系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、均一化光学系２０から出射した照明光を赤（Ｒ）色、緑（Ｇ）色、及び青（Ｂ）色の３色に分離するとともに、各色光を後段のライトバルブ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Ｂ色光を反射しＧ色光及びＲ色光を透過させる。また、第２ダイクロイックミラー３１ｂは、ＧＲの２色のうちＧ色光を反射しＲ色光を透過させる。この色分離導光光学系３０において、第１ダイクロイックミラー３１ａで反射されたＢ色光は、反射ミラー３２ａを経て入射角調節用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を透過し、第２ダイクロイックミラー３１ｂで反射されたＧ色光は、入射角調節用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Ｒ色光は、リレーレンズＬＬ１，ＬＬ２及び反射ミラー３２ｂ，３２ｃを経て入射角調節用のフィールドレンズ３３ｃに入射する。
【００３３】
光変調部４０において、各ライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、非発光型の光変調装置として、入射した照明光の空間的強度分布を個別に変調する。ライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、色分離導光光学系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つの入射側偏光板４２ａ，４２ｂ，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つの射出側偏光板４３ａ，４３ｂ，４３ｃとを備える。
【００３４】
以上の光変調部４０において、第１ダイクロイックミラー３１ａで反射されたＢ色の光束は、第１光路ＯＰ１上のフィールドレンズ３３ａを介してライトバルブ４０ａに入射し、ライトバルブ４０ａを構成する液晶パネル４１ａ上の表示領域を照明する。第１ダイクロイックミラー３１ａを透過し、第２ダイクロイックミラー３１ｂで反射されたＧ色の光束は、第２光路ＯＰ２上のフィールドレンズ３３ｂを介してライトバルブ４０ｂに入射し、ライトバルブ４０ｂを構成する液晶パネル４１ｂ上の表示領域を照明する。第１及び第２ダイクロイックミラー３１ａ，３１ｂの双方を透過したＲ色の光束は、第３光路ＯＰ３上のフィールドレンズ３３ｃ等を介してライトバルブ４０ｃに入射し、ライトバルブ４０ｃを構成する液晶パネル４１ｃ上の表示領域を照明する。各液晶パネル４１ａ〜４１ｃは、入射した照明光の偏光方向の空間的分布を変調し、各液晶パネル４１ａ〜４１ｃにそれぞれ入射した３色の照明光束は、画素単位で偏光状態を調節される。この際、入射側偏光板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、射出側偏光板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、各ライトバルブ４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、それぞれに対応する各色の変調光すなわち像光を形成する。
【００３５】
クロスダイクロイックプリズム５０は、像光用の光合成光学系を具体化したものであり、各ライトバルブ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、Ｂ色光を反射し、他方の第２誘電体多層膜５１ｂは、Ｒ色光を反射する。クロスダイクロイックプリズム５０は、ライトバルブ４０ａからのＢ色光を誘電体多層膜５１ａで反射して進行方向左側に射出させ、ライトバルブ４０ｂからのＧ色光を誘電体多層膜５１ａ，５１ｂを介して直進・射出させ、ライトバルブ４０ｃからのＲ色光を誘電体多層膜５１ｂで反射して進行方向右側に射出させる。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Ｂ色光、Ｇ色光及びＲ色光が合成され、カラー画像による画像光である合成光が形成される。
【００３６】
投射レンズ６０は、投射装置又は投射光学系を具体化したものであり、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。
【００３７】
以上の説明から明らかなように、本実施形態のプロジェクタ１００においては、十分な光量を有し効率的な冷却によって長期間安定して動作する上述の光源装置１０が組み込まれている。よって、本実施形態のプロジェクタ１００は、輝度や寿命の観点で十分な性能及び信頼性を有するものとなる。
【００３８】
〔第２実施形態〕
図４は、本発明の第２実施形態に係る光源装置の構造を説明する図である。本実施形態の光源装置２１０は、図２等に示す第１実施形態の光源装置１０を変形したものであり、特に説明しない部分については第１実施形態の光源装置１０と同一の構造を有する。
【００３９】
図示の光源装置２１０の場合、発光管１１の管軸ＴＡは、システム光軸ＳＡに対して前方下向きに傾斜して配置されている。つまり、管軸ＴＡは、ＹＺ面（すなわち鉛直面）内で角度αだけ傾斜して配置される。
【００４０】
リフレクタ２１２は、システム光軸ＳＡと一致し水平に延びる光軸ＯＡを有するとともに、発光管１１の管軸ＴＡがＹＺ面内で傾斜して配置されることに対応させて、システム光軸ＳＡを挟んで上下すなわち±Ｙ方向に関して非対称な形状を有する。具体的には、リフレクタ２１２の反射部９３は、上部２９３ｂの方が下部２９３ｃよりも光軸ＯＡに沿った前方に長く延びる形状を有する。この結果、リフレクタ２１２の前方側の先端に設けられた開口１２ａは、システム光軸ＳＡに対して垂直な第１基準面Ｓ１に沿って延びたものとならず、システム光軸ＳＡに対して斜め下向きに傾斜した開口端面ＳＯに沿って延びたものとなっている。さらに、リフレクタ２１２は、上部根元側に開放された部分として通気部２９５を有する。つまり、リフレクタ２１２の反射部９３のうち上部２９３ｂにおいて、支持部９２に近接して例えば円形断面の通気部２９５が設けられている。見方を変えれば、リフレクタ２１２は、その開口１２ａの下端を通って光軸ＯＡに垂直な前端基準面としての第２基準面Ｓ２よりも後方側に、反射面が存在しない開放された部分、すなわち通気部２９５を有するといえる。
【００４１】
リフレクタ２１２に設けた通気部２９５からは、ダクト状の通気路７２が延びており、通気路７２の端部には、給気用のファン７１が取り付けられている。ファン７１から通気部２９５を介してリフレクタ２１２内に送り出された冷却風ＣＦは、発光管１１の本体部分８１上部に向けて流れ、発光管１１の高温に加熱された本体部分８１を直接冷却する。なお、ファン７１は、逆方向に動作させることができる。この場合、発光管１１の下から上に向けて流れる気流を強制的に形成することができ、発光管１１を通過することで加熱された冷却風をリフレクタ２１２の外部に直ちに排出することができる。
【００４２】
なお、冷却用の通気部２９５は、発光管１１の管軸ＴＡとリフレクタ２１２の光軸ＯＡとを一定角度以上で交差させることによって形成しやすくなる。旧来型の対称構造の場合、リフレクタ２１２の支持部９２が邪魔して、第１封止部８３側に通気部を形成することは容易でないが、発光管１１の管軸ＴＡを傾けることで、その後方の反射面９３ａにおいて光束が入射しない死角的部分が生じ、この部分に上記のような通気部２９５を形成することができる。
【００４３】
〔第３実施形態〕
図５は、本発明の第３実施形態に係る光源装置の構造を説明する図である。本実施形態の光源装置３１０は、図２等に示す第１実施形態の光源装置１０を変形したものであり、特に説明しない部分については第１実施形態の光源装置１０と同一の構造を有する。
【００４４】
図示の光源装置３１０の場合、集光用の副鏡１３を追加的に設けた構造となっている。この副鏡１３は、発光管１１の本体部分８１から前方に放射された光束を本体部分８１に戻す副反射部１３ａと、この副反射部１３ａの根元部を支持した状態で第２封止部８４に固定される支持部１３ｂとを備える。副鏡１３は、球面型の反射系であるが、発光管１１の管軸ＴＡの傾斜の反対方向である下側のみに設けられており、点線で示す部分ＩＭにミラーは存在せず、上側に開放された状態となっている。発光管１１の発光中心Ｏと一致する第１焦点Ｆ１から周囲に放射された光束は、リフレクタ３１２で直接反射され、或いは副鏡１３で反射された後にリフレクタ３１２でさらに反射されて第２焦点（不図示）に収束する光束となる。
【００４５】
本実施形態の場合、副鏡１３を設けて第２封止部８４に近い角度で本体部分８１から射出する光束を回収するので、リフレクタ３１２において、図２に示すリフレクタ１２のような拡張部９３ｇが不要となり、下部３９３ｃの形状は短くなる。
【００４６】
〔第４実施形態〕
図６は、本発明の第４実施形態に係る光源装置の構造を説明する図である。本実施形態の光源装置４１０は、図４に示す第２実施形態の光源装置２１０を変形したものであり、特に説明しない部分については第２実施形態の光源装置２１０と同一の構造を有する。
【００４７】
図示の光源装置４１０の場合、集光用の副鏡１３を追加的に設けた構造となっている。この副鏡１３は、発光管１１の本体部分８１から前方に放射された光束を本体部分８１に戻す副反射部１３ａと、この副反射部１３ａの根元部を支持した状態で第２封止部８４に固定される支持部１３ｂとを備える。副鏡１３は、球面型の反射系であるが、発光管１１の管軸ＴＡの傾斜の反対方向である上側のみに設けられており、点線で示す部分ＩＭにミラーは存在せず、下側に開放された状態となっている。発光管１１の発光中心Ｏと一致する第１焦点Ｆ１から周囲に放射された光束は、リフレクタ４１２で直接反射され、或いは副鏡１３で反射された後にリフレクタ４１２でさらに反射されて第２焦点（不図示）に収束する光束となる。
【００４８】
本実施形態の場合、副鏡１３を設けて第２封止部８４に近い角度で本体部分８１から射出する光束を回収するので、リフレクタ４１２において、図４に示すリフレクタ２１２のような拡張部９３ｇが不要となり、上部４９３ｂの形状は短くなる。
【００４９】
〔第５実施形態〕
図７は、本発明の第５実施形態に係る光源装置の構造を説明する図である。本実施形態の光源装置５１０は、図２等に示す第１実施形態の光源装置１０を変形したものであり、特に説明しない部分については第１実施形態の光源装置１０と同一の構造を有する。
【００５０】
図示の光源装置５１０の場合、発光管１１の管軸ＴＡが水平方向（Ｚ方向）に延びる。一方、リフレクタ１２は、前方下向きに傾斜しており、リフレクタ１２の光軸ＯＡと、発光管１１の管軸ＴＡとは、ＹＺ面（すなわち鉛直面）内において角度αで互いに交差する。つまり、リフレクタ１２の光軸ＯＡに沿ったシステム光軸ＳＡが水平ではなく斜め下向きに延びている。以上の第５実施形態の場合、発光管１１の管軸ＴＡが水平となるように配置されるので、発光管１１の動作を安定した状態に保つことができる。
【００５１】
なお、第５実施形態の光源装置５１０は、第１実施形態の光源装置１０を変形したものであるが、第２〜第４実施形態の光源装置２１０，３１０，４１０も同様に変形することができる。つまり、図４に示す光源装置２１０において、発光管１１の管軸ＴＡを水平方向に配置し、リフレクタ２１２の光軸ＯＡを斜め上向きに配置することができる。同様に、図５に示す光源装置３１０において、発光管１１の管軸ＴＡを水平方向に配置し、リフレクタ３１２の光軸ＯＡを斜め下向きに配置することができる。さらに、図６に示す光源装置４１０において、発光管１１の管軸ＴＡを水平方向に配置し、リフレクタ４１２の光軸ＯＡを斜め上向きに配置することができる。
【００５２】
以上実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。すなわち、以上の説明において、リフレクタ１２，２１２，３１２，４１２すなわち反射部９３が回転楕円面のミラーであることを前提としているが、これらを放物面又は球面のミラーに置き換えることができる。
【００５３】
また、上記実施形態では、リフレクタ１２，２１２，３１２，４１２の開口１２ａがシステム光軸ＳＡに対して傾斜した開口端面ＳＯに沿って延びるとしたが、開口１２ａの形状は任意であり、例えば反射部９３の一部に切欠きや近傍に孔を形成したものとすることができる。具体的には、例えば図２のリフレクタ１２において、上側に形成された通気部９５は、切欠き状の欠落部分とすることができる。
【００５４】
また、リフレクタ１２，２１２，３１２，４１２や凹レンズ１４は、通気部９５等を維持したままで遮光又は防爆を兼ねる保持用のケース内に収納することができる。
【００５５】
また、図４、６に示すリフレクタ２１２，４１２において、通気部２９５は、円形に限らず、様々な断面形状の孔とすることができる。
【００５６】
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。
【００５７】
また、プロジェクタとしては、投射面を観察する方向から画像投射を行う前面プロジェクタと、投射面を観察する方向とは反対側から画像投射を行う背面プロジェクタとがあるが、図１等に示すプロジェクタ１００の構成は、いずれにも適用可能である。
【００５８】
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１００の例のみを挙げたが、本発明は、１つ又は２つの液晶パネルを用いたプロジェクタ、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。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】第１実施形態のプロジェクタの光学系について説明する平面図である。
【図２】図１のプロジェクタのうち光源装置の要部を説明する側方断面図である。
【図３】図２に対応する比較例を説明する図である。
【図４】第２実施形態の光源装置の要部を説明する側方断面図である。
【図５】第３実施形態の光源装置の要部を説明する側方断面図である。
【図６】第４実施形態の光源装置の要部を説明する側方断面図である。
【図７】第５実施形態の光源装置の要部を説明する側方断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０，２１０，３１０，４１０，５１０…光源装置、  １１…発光管、  １２，２１２，３１２，４１２…リフレクタ、  １２ａ…開口、  １２ｅ…開口端、  １３…副鏡、  １４…凹レンズ、  ２０…均一化光学系、  ２３…第１レンズアレイ、  ２４…第２レンズアレイ、  ２５…重畳レンズ、  ２７…偏光変換装置、  ３０…色分離導光光学系、  ３１ａ…第１ダイクロイックミラー、  ３１ｂ…第２ダイクロイックミラー、  ４０…光変調部、  ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ…ライトバルブ、  ４１ａ，４１ｂ，４１ｃ…液晶パネル、  ４２ａ，４２ｂ，４２ｃ…入射側偏光板、  ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ…射出側偏光板、  ５０…クロスダイクロイックプリズム、  ６０…投射レンズ、  ７１…ファン、  ８１…本体部分、  ８３…第１封止部、  ８４…第２封止部、  ８５，８６…電極、  ９２…支持部、  ９３…反射部、  ９３ａ…反射面、  ９３ｂ…上部、  ９３ｃ…下部、  ９３ｇ…拡張部、  １００…プロジェクタ、  Ｄ１…傾斜方向、  Ｄ２…反対方向、  Ｆ１…第１焦点、  Ｆ２…第２焦点、  Ｏ…発光中心、  ＯＡ…光軸、  Ｓ１…第１基準面、  Ｓ２…第２基準面、  ＳＡ…システム光軸、  ＴＡ…管軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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