(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に放電空間を有する発光部と、光軸に沿って前記発光部の両側に設けられる第１封止部と第２封止部とを有する発光管と、
前記光軸が通る中心が前記発光部よりも前記第１封止部側となるように配置されて、前記発光部から射出された光束を反射するリフレクターと、
前記発光部と前記第１封止部との接続部における変曲点よりも光軸方向に関して前記リフレクター側に配置され、前記光軸を含み、互いに非平行で所定の角度をなす少なくとも２つの面を有する整流部と、
を備え、
前記整流部の前記少なくとも２つの面のうち、前記光軸から重力方向の反対方向に向けて互いに拡がるように延びている２つの面は、前記光軸を含み重力方向に平行な面について対称である光源装置。
【請求項２】
内部に放電空間を有する発光部と、光軸に沿って前記発光部の両側に設けられる第１封止部と第２封止部とを有する発光管と、
前記光軸が通る中心が前記発光部よりも前記第１封止部側となるように配置されて、前記発光部から射出された光束を反射するリフレクターと、
前記発光部と前記第１封止部との接続部における変曲点よりも光軸方向に関して前記リフレクター側に配置され、光軸を含む面内に沿ってそれぞれ延びるとともに互いに非平行で所定の角度をなす４つの板状部を有する整流部と、
を備え、
前記４つの板状部は、光軸のまわりに略均等に空間を仕切るように配置されている光源装置。
【請求項３】
前記整流部は、前記発光管の発光中心と前記変曲点とをつないで画定される領域内に配置される、請求項１及び請求項２のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項４】
前記リフレクターと対向して前記第２封止部側に配置され、前記発光管から射出された光束の一部を前記放電空間に向けて反射する副鏡をさらに備える、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の光源装置を備え、当該光源装置から射出される光を画像情報に応じて変調して像光を形成して画像投射を行うプロジェクター。
【請求項６】
前記リフレクターに向けて冷却用空気を送風する冷却装置をさらに備える、請求項５に記載のプロジェクター。
【請求項７】
前記整流部は、前記画像投射の際に、前記発光管の前記発光部のうち重力方向の反対側に配置される上側部分に向けて冷却用空気を流通させる、請求項５及び請求項６のいずれか一項に記載のプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光部を冷却するための整流部を有する光源装置及び当該光源装置を用いたプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の光源装置として、その内部空間であるリフレクターの内側を略２分割する仕切板を有することで、発光管の上部といった局所的な箇所の冷却を行い、発光部に失透や黒化が発生することを防止するものが知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２１８１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の場合、光源装置から射出される光束のうち良好な状態の照明光として利用可能な主要な成分の一部が仕切板を通過することになるため、通過の際に光量ロス等が発生する可能性がある。
【０００５】
そこで、本発明は、光源装置から射出される光束に与える影響を比較的抑制して、発光管の発光部のうち目的とする箇所の冷却を的確に行うことのできる光源装置及びこれを用いたプロジェクター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】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る光源装置は、（ａ）内部に放電空間を有する発光部と、光軸に沿って発光部の両側に設けられる第１封止部と第２封止部とを有する発光管と、（ｂ）光軸が通る中心が発光部よりも第１封止部側となるように配置されて、発光部から射出された光束を反射するリフレクターと、（ｃ）発光部と第１封止部との接続部における変曲点よりも光軸方向に関してリフレクター側に配置され、光軸を含む面内に沿ってそれぞれ延びるとともに互いに非平行で所定の角度をなす少なくとも２つの板状部を有する整流部と、を備える。
【０００７】
上記光源装置によれば、整流部は、光軸を含む面内に沿って互いに非平行な板状部を有する。この場合、例えばリフレクターの内側に導入される冷却用空気を、所定の角度をなす少なくとも２つの板状部の内角側に向けて送風することで、発光部のうち比較的冷却効果を高めたい箇所に集めるように的確に導くことができる。また、整流部は、発光部と第１封止部との接続部における変曲点を基準として当該変曲点よりもリフレクター側に配置されている。これにより、光源装置から射出される光束のうち、少なくとも良好な状態の照明光等として利用される主要な成分が整流部を通過することを極力回避し、整流部による光量ロス等の発生を抑制できる。
【０００８】
本発明の具体的な側面では、整流部が、発光管の発光中心と変曲点とをつないで画定される領域内に配置される。この場合、良好な状態の照明光として利用される光束の主要な成分の通過領域外の領域に整流部を配置させることができる。
【０００９】
本発明のさらに別の側面では、光源装置が、リフレクターと対向して第２封止部側に配置され、発光管から射出された光束の一部を放電空間に向けて反射する副鏡をさらに備える。この場合、副鏡により光の利用効率を高めることができる。
【００１０】
本発明のさらに別の側面では、整流部の少なくとも２つの板状部が、４つの平板であり、当該４つの平板が、光軸のまわりに略均等に空間を仕切るように配置されている。これにより、発光部の周囲の４箇所のうち冷却を必要とする箇所を選択してここに冷却用空気を集約させることができる。また、例えば光源装置を上下反転させたり９０°傾けたりすることで、冷却を必要とする箇所が変わっても、４つの平板で仕切られた空間のうち冷却のための送風を集約する箇所を変更することで対応可能となる。
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明に係るプロジェクターは、上記いずれかに記載の光源装置を備え、当該光源装置から射出される光を画像情報に応じて変調して像光を形成して画像投射を行う。この場合、プロジェクターは、上記いずれかの光源装置を備えることにより、光源装置内において的確な冷却がなされ、良好な状態の光束が射出されるため、良好な画像の投射が可能となる。
【００１２】
本発明の具体的な側面では、プロジェクターが、リフレクターに向けて冷却用空気を送風する冷却装置をさらに備える。この場合、冷却装置により発光部の冷却に必要となる冷却用空気を発生させることができる。
【００１３】
本発明のさらに別の側面では、整流部が、画像投射の際に、発光管の発光部のうち重力方向の反対側に配置される上側部分に向けて冷却用空気を流通させる。この場合、発光管のうち発熱による失透等の生じやすい箇所である重力方向の反対側に配置される上側部分について、効果的に冷却を行うことができる。
【００１４】
本発明のさらに別の側面では、整流部の板状部のうち、隣り合う２つの平板が、光軸を含み重力方向に平行な面について対称で、光軸から重力方向の反対方向に向けて互いに拡がるように延びている。この場合、供給された冷却用空気を、２つの平板によって、発光管のうち重力方向と反対側にある部分に集中的に送風することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係る光源装置について説明するための断面図である。
【図２】（Ａ）は、光源装置内の整流部の様子について説明するための正面図であり、（Ｂ）は、光源装置内における整流部の構成について説明するための断面図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）は、光源装置の変形例について説明するための図である。
【図４】光源装置を組み込んだ本発明の一実施形態に係るプロジェクターの光学系の構成を説明する概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
〔光源装置〕
図１（Ａ）に示すように、本発明の一実施形態に係る光源装置１００は、放電発光型の発光管１と、楕円面型の主反射鏡であるリフレクター２と、コリメート用の凹レンズ３と、球面型の副反射鏡である副鏡２１と、収納用のハウジング４と、発光管１の周辺に流路を形成する整流部５とを備える。
【００１７】
光源装置１００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発光部１１と、この発光部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。
【００１８】
発光管１において、発光部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の先端部とが光軸ＯＡに沿って所定距離で離間配置されており、水銀、希ガス、ハロゲン等を含むガスとが封入されている。光軸ＯＡに沿って発光部１１の両端から延びる各封止部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に適当な電圧を印加すると、一対の電極１５，１６間でアーク放電が生じ、発光部１１が高輝度で発光する。
【００１９】
リフレクター２は、発光管１から射出された光を反射して集める主反射鏡である。リフレクター２は、発光管１に対して同軸に配置されている。つまり、リフレクター２の回転対称軸は、同一の光軸ＯＡ上即ち発光管１の軸線上に配置されている。リフレクター２は、発光管１の後方側即ち第１封止部１３側に配置されている。つまり、リフレクター２において、光軸ＯＡが通る中心は、第１封止部１３側に配置されている。リフレクター２の中心は、主反射部２ｂの凹曲面に囲まれた空間内の当該凹曲面の回転対称軸上に存在する。リフレクター２は、発光管１の発光部１１から放射される光のうち主に発光部１１から第１封止部１３側に放射される光を第２封止部側に集光するように反射する。リフレクター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＋Ｚ側に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を発光部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。また、リフレクター２の＋Ｚ側に設けた開口部ＯＰは、後述するハウジング４の給気口４ａからの冷却用空気Ａを発光部１１の周辺に導くための送風口となっている。
【００２０】
凹レンズ３は、リフレクター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、リフレクター２の回転対称軸と一致する光軸ＯＡ上に配置されている。凹レンズ３は、リフレクター２で反射された光を平行化して射出させるコリメータレンズである。
【００２１】
副鏡２１は、発光部１１から前方に放射された光束を発光部１１に戻す副反射鏡である。副鏡２１は、第２封止部１４の周囲に固定される支持部２１ａと、この支持部２１ａにより根元部を支持されて発光部１１のうち光射出方側即ち前方側の略半分を覆う副反射部２１ｂとを備える。副鏡２１により、照明光の利用効率を高めることができる。
【００２２】
ハウジング４は、樹脂等によって形成され、リフレクター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、リフレクター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。また、図１（Ｂ）に示すように、ハウジング４の側面のうち＋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、冷却用空気Ａ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ＸＺ面に平行な面よりも＋Ｙ側即ち重力方向の反対側である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。
【００２３】
整流部５は、図２（Ａ）に示す４つの薄い平板５ａ〜５ｄで構成され、第１封止部１３の周囲に配置されている。平板５ａ〜５ｄは、隣り合うもの同士が垂直となっており、等間隔でリフレクター２の中心側において光軸ＯＡのまわりの空間を４つに仕切っている。なお、各平板５ａ〜５ｄ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から射出される光に対して光透過性を有する。整流部５は、光透過性を有することで、各平板５ａ〜５ｄを通過する光がある場合に、これを遮断することを極力回避できる。なお、光源装置１００の作製において、整流部５を構成する各平板５ａ〜５ｄは、例えばリフレクター２と第１封止部１３との隙間に入り込む不図示の突出部をそれぞれ有することで所定位置に仮留めされ、首状部２ａに無機系接着剤ＭＢを充填する際に発光管１及びリフレクター２とともにその位置で固定される。
【００２４】
ここで、図１（Ｂ）等において、光源装置１００は、−Ｙ方向を重力方向として配置されているため、発光管１の発光部１１のうち重力方向の反対側即ち＋Ｙ側に配置される上側部分ＴＰが最も発熱量が多くなり失透が生じるおそれがある。従って、発光部１１の上側部分ＴＰを集中的に冷却するように冷却用空気Ａを整流することが望ましい。
【００２５】
光源装置１００は、上記のような構成により、図１（Ａ）及び１（Ｂ）に示すように、ハウジング４の＋Ｙ側に設けた給気口４ａにより外部から冷却用空気Ａを取り込む。取り込まれた冷却用空気Ａは、リフレクター２の開口部ＯＰからリフレクター２の内側に導入される。整流部５は、リフレクター２の内面と協働して、リフレクター２の内側において導入された冷却用空気Ａを折り返し、発光管１の発光部１１のうち＋Ｙ側に位置する上側部分ＴＰ上に向かわせる。これにより、光を発する発光部１１のうち、最も熱の生じやすい上側部分ＴＰが優先的に冷却される。
【００２６】
以下、図２（Ａ）及び２（Ｂ）等により、冷却用空気Ａを折り返すための整流部５の構成について詳しく説明する。まず、図２（Ａ）に示すように、整流部５を構成する４つの薄い平板５ａ〜５ｄのうち、平板５ａと平板５ｃとは、面Ｓ１に沿って光軸ＯＡを挟んで対向して配置される。また、平板５ｂと平板５ｄとは、面Ｓ２に沿って光軸ＯＡを挟んで対向して配置される。面Ｓ１と面Ｓ２とは、光軸ＯＡをそれぞれ含んで互いに垂直で、かつ、ＸＹ面に対して４５°でそれぞれ交差している。この結果、平板５ａ〜５ｄのうち、隣り合うもの同士は、光軸ＯＡを交線として互いに垂直に交差する。このうち、特に、＋Ｘ側かつ＋Ｙ側に配置される平板５ａと、−Ｘ側かつ＋Ｙ側に配置される平板５ｂとは、光軸ＯＡを含み重力方向（−Ｙ方向）に平行な面即ち光軸ＯＡを含みＹＺ面に平行な面Ｓ３について対称で、光軸ＯＡから重力方向の反対方向である＋Ｙ方向に向けて互いに拡がるようにＶ字状に延びている。
【００２７】
以下、冷却用空気Ａの流れについて詳しく説明する。図１（Ａ）等に示すように、冷却用空気Ａは、リフレクター２の開口部ＯＰ側から導入され、整流部５の上側即ち＋Ｙ側から流れ込む。この際、整流部５が図２（Ａ）に示すような構造を有していることにより、冷却用空気Ａのうち主となる冷却用空気Ａ１が、平板５ａと平板５ｂとの間即ちこれらの内角側に流れ込む。整流部５において、冷却用空気Ａ１が平板５ａと平板５ｂとに沿うように流れることで、中央側即ち光軸ＯＡ側に集約される。これにより、平板５ａ、平板５ｂ及びリフレクター２の内面によって折り返された冷却用空気Ａ１は、集約された状態で図２（Ｂ）等に示す最も熱の生じやすい上側部分ＴＰ上に送風される。また、冷却用空気Ａのうち若干量の側方にまわり込む冷却用空気Ａ２は、平板５ａと平板５ｄとの間や平板５ｂと平板５ｃとの間において、これらに沿うように流れる。これにより、冷却用空気Ａ２も、ある程度集約された状態で折り返されて発光部１１の側方部分を冷却する。一方、下方即ち−Ｙ側である平板５ｃと平板５ｄとの間においては、冷却用空気Ａが平板５ｃ，５ｄによって遮られ、あまり流れ込まない。このため、発光部１１の下側部分が過度に冷却されないようにしている。これにより、発光部１１の下部が黒化することを抑制できる。
【００２８】
また、図２（Ｂ）に示すように、整流部５は、リフレクター２の内部のうち、第１封止部１３近傍の限られた領域内に配置されている。これにより、発光部１１で発生した光のうち主要な成分が整流部５によって遮られることのないようになっている。
【００２９】
以下、図２（Ｂ）等により、整流部５の設置箇所についてより具体的に説明する。まず、整流部５は、発光管１の変曲点ＣＣを含む基準面ＳＳよりも光軸ＯＡの方向即ちＺ方向についてリフレクター２に近い−Ｚ側に位置している。ここで、変曲点ＣＣとは、発光部１１の外形形状と第１封止部１３の外形形状とを接続する接続部１３ａの曲面において存在する点である。この変曲点ＣＣは、発光部１１の発光中心ＥＰから射出された光がガラス管を通り発光部１１の外周面から射出される際に屈折する屈折方向が変化する位置である。変曲点ＣＣよりも第１封止部１３側から射出される光は、リフレクター２にて反射しても、ガラス管での屈折により光路が変わり、発光管１により遮光され、照明対象に対して照射することができない非利用光となりやすい。一方、変曲点ＣＣよりも発光部１１側から射出される光は、照明光として有効に利用される成分となるものが多い。図示のように、整流部５は、変曲点ＣＣを結んで得られる基準面ＳＳよりも−Ｚ側即ち発光部１１から離れる側に配置されている。これにより、照明光等として有効な成分となりうる光のロスを生じさせにくいものとなっている。上記に加え、整流部５は、発光中心ＥＰと変曲点ＣＣとをつないで画定される領域ＤＤ内に配置されている。つまり、各平板５ａ〜５ｄは、発光中心ＥＰを頂点とし光軸ＯＡとのなす角を所定角度θとする母線Ｌ１で形成される円錐によって画定される円錐領域ＤＤ内に配置されている。発光部１１において発生する光は、発光中心ＥＰから放射状に拡がるため、上記のように照明光として有効に利用されるものの殆どは、円錐領域ＤＤよりも＋Ｚ側から射出される。以上のように、整流部５は、照明光として利用される成分の通過領域外の領域に配置されているので、このような光を遮断することを極力回避できる。
【００３０】
以上において、整流部５は、４つの平板５ａ〜５ｄによって整流を行っているが、整流部５は、４つでなく、平板５ａ，５ｂの２つで構成されていてもよい。つまり、平板５ａ，５ｂのように、互いに非平行な少なくとも２つの板状部を有することで、上記のように上部側に集中的な整流を行うことが可能となる。なお、互いに非平行な２つの板状部の形状は、平板５ａと平板５ｂとのように垂直に配置されるものに限らず、非平行な種々の角度で配置可能である。
【００３１】
また、上記では、整流部５を構成する平板５ａ〜５ｄは、変曲点ＣＣを含む基準面ＳＳよりも−Ｚ側で、かつ、発光中心ＥＰと変曲点ＣＣとを結んで確定される円錐領域ＤＤ内に整流部５を配置されるものとしている。しかし、整流部５は、リフレクター２内で基準面ＳＳよりも−Ｚ側に配置されていれば、照明光として有効な成分の遮断を抑制でき、構成要素の整流板は、冷却用空気の気流等に応じて、図２（Ｂ）等に示す場合以外の位置に配置したり形状を変えたりすることができる。
【００３２】
また、以上において、ハウジング４の給気口４ａと排気口４ｂとは、側面のうち＋Ｙ方向の壁面にのみ設けられているが、例えば、給気口４ａと排気口４ｂと−Ｙ方向の壁面にも設け、さらに、冷却用空気Ａを＋Ｙ側から送風する場合と、−Ｙ側から送風する場合とに切替可能としてもよい。この場合、光源装置１００を上下反転させて使用する際にも、的確な冷却が可能となる。つまり、光源装置１００を上下反転させた場合、ハウジング４において、−Ｙ側から冷却用空気Ａを送風すると、４つに空間を仕切った平板５ａ〜５ｄのうち、−Ｙ側に位置する平板５ｃ，５ｄが冷却用空気Ａを集約して折り返す。これにより、発光部１１を的確に冷却できる。なお、同様に、光源装置１００を９０°傾けて使用をする場合にも対応可能である。また、例えばハウジング４の給気口４ａと排気口４ｂとが、ハウジング４の側面上において回転可能に取り付けられているものとしてもよい。この場合、光源装置１００の姿勢が変わったときに、これに応じて給気口４ａ及び排気口４ｂの位置を変更させることができる。
【００３３】
なお、光源装置１００は、副鏡２１を有するものとしているが、副鏡を有しない光源装置についても、同様の整流部５を設けることができる。
【００３４】
以上のように、本実施形態に係る光源装置１００において、整流部５は、光軸ＯＡを含む面Ｓ１，Ｓ２に沿って互いに垂直な板状部である平板５ａ，５ｂを有する。この場合、例えばリフレクター２を経て導入される冷却用空気Ａを、平板５ａと平板５ｂとの内角側に向けて送風することで、発光部１１のうち比較的冷却効果を高めたい上側部分ＴＰに集めるように的確に導くことができる。また、整流部５は、発光部１１と第１封止部１３との接続部１３ａにおける変曲点ＣＣを基準として変曲点ＣＣよりもリフレクター２側に配置されている。これにより、光源装置１００から射出される光のうち、少なくとも良好な状態の照明光等として利用される主要な成分が整流部５を通過することを極力回避し、整流部５による光量ロス等の発生を抑制できる。
【００３５】
図３（Ａ）は、光源装置の一変形例を説明するための整流部についての図である。なお、整流部以外については、図１等の光源装置１００と同様である。図３（Ａ）に示す整流部１０５は、各平板１０５ａ〜１０５ｄの配置位置が図２（Ａ）の平板５ａ〜５ｄと異なる。つまり、平板１０５ａ及び平板１０５ｃが光軸ＯＡを含みＹＺ面に平行な面Ｓ１に沿って配置され、平板１０５ｂ及び平板１０５ｄが光軸ＯＡを含みＸＺ面に平行な面Ｓ２に沿って配置されている。この場合においても、各平板１０５ａ〜１０５ｄによって、冷却用空気Ａを整流することができる。例えば、図示のように、上側に位置する平板１０５ａと、平板１０５ａの両側に配置される平板１０５ｂ及び平板１０５ｄとによって、冷却用空気Ａを発光部１１のうち必要な上部側に集約された状態で集中的に送風させることができる。
【００３６】
図３（Ｂ）は、光源装置の別の一変形例を説明するための整流部についての図である。お、整流部以外については、図１等の光源装置１００と同様である。図３（Ｂ）に示す整流部２０５は、第１封止部１３の周囲に光軸ＯＡを中心軸として回転可能に支持されたリング部ＲＧに、各平板２０５ａ〜２０５ｄが取り付けられており、さらに、リング部ＲＧのうち平板２０５ｃと平板２０５ｄとの中間位置に重りＷＧが取り付けられている。この場合、整流部２０５は、リング部ＲＧにより回転可能な状態となっているため、重りＷＧは、常に重力方向ＧＶ側となる状態に保たれる。従って、図示のように整流部２０５において、平板２０５ａ及び平板２０５ｂが常に重力方向ＧＶの反対側に位置するものとなる。この場合、常に平板２０５ａと平板２０５ｂとにより、発光部１１のうち重力方向ＧＶの反対側に位置する最も発熱しやすい部分を的確に冷却することができる。なお、この場合、平板２０５ｃ及び平板２０５ｄを設けず、平板２０５ａ及び平板２０５ｂの２つのみで整流部２０５の板状部を構成してもよい。
【００３７】
なお、以上で説明した光源装置１００において、リフレクター２は、放物面とすることができ、この場合、凹レンズ３を省略することができる。
【００３８】
〔プロジェクター〕
図４は、本発明の一実施形態に係るプロジェクターの光学系の構成を説明する概念図である。プロジェクター２００は、図１（Ａ）等に示す光源装置１００を組み込んでいる。プロジェクター２００は、光源装置１００と、光源光を均一化して射出する均一化光学系２０と、均一化光学系２０を経た光源光を赤緑青の３色に分割する色分離導光部３０と、色分離導光部３０から射出された各色の光源光によって照明される光変調部４０と、光変調部４０からの各色の像光を合成する色合成部５０と、色合成部５０を経た像光を不図示のスクリーンに投射するための投射光学系である投射レンズ６０とを備え、これらを光軸ＯＡに沿って順に配置して構成されている。
【００３９】
光源装置１００は、既述のように、発光管１と、リフレクター２と、凹レンズ３と、副鏡２１と、ハウジング４と、整流部５とを含む。また、本プロジェクター２００において、光源装置１００の冷却用空気を取り込む給気口４ａには、冷却用空気を送風するための冷却装置である冷却ファン８０が取り付けられている。冷却ファン８０は、例えばシロッコファン等により構成され、上記図１（Ａ）及び１（Ｂ）等に示すような気流の冷却用空気Ａを光源装置１００内部に送風する。
【００４０】
均一化光学系２０は、一対の第１レンズアレイ２３ａ及び第２レンズアレイ２３ｂと、偏光変換部材２４と、重畳レンズ２５とを備える。一対の第１レンズアレイ２３ａ及び第２レンズアレイ２３ｂは、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光源装置１００からの光束を分割して個別に集光・発散させる。偏光変換部材２４は、第２レンズアレイ２３ｂから射出した光束の偏光状態を紙面に垂直なＳ偏光に揃えて次段光学系に供給する。重畳レンズ２５は、偏光変換部材２４を経た光束を全体として適宜収束させることにより、光変調装置である光変調部４０に設けられた各色の液晶パネル４１ａ，４１ｂ，４１ｃに対する重畳照明を可能にする。
【００４１】
色分離導光部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３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄと、３つのフィールドレンズ３３ａ，３３ｂ，３３ｃと、リレーレンズＬＬ１，ＬＬ２とを備える。ここで、第１ダイクロイックミラー３１ａは、赤緑青の３色のうち例えば赤光及び緑光を反射し青光を透過させる。また、第２ダイクロイックミラー３１ｂは、入射した赤及び緑のうち例えば緑光を反射し赤光を透過させる。この色分離導光部３０において、光源装置１００からの略白色の光束は、反射ミラー３５ａで光路を折り曲げられて第１ダイクロイックミラー３１ａに入射する。そして、第１ダイクロイックミラー３１ａを通過した青光は、例えばＳ偏光のまま、反射ミラー３５ｂを経てフィールドレンズ３３ａに入射する。また、第１ダイクロイックミラー３１ａで反射されて第２ダイクロイックミラー３１ｂでさらに反射された緑光は、例えばＳ偏光のままフィールドレンズ３３ｂに入射する。さらに、第２ダイクロイックミラー３１ｂを通過した赤光は、例えばＳ偏光のまま、リレーレンズＬＬ１，ＬＬ２及び反射ミラー３５ｃ，３５ｄ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。
【００４２】
光変調部４０は、３つの液晶パネル４１ａ，４１ｂ，４１ｃと、各液晶パネル４１ａ，４１ｂ，４１ｃを挟むように配置される３組の偏光フィルター４３ａ，４３ｂ，４３ｃとを備える。ここで、青光用の液晶パネル４１ａと、これを挟む一対の偏光フィルター４３ａ，４３ａとは、光束のうち青光を画像情報に基づいて２次元的に輝度変調するための青光用の液晶ライトバルブを構成する。同様に、緑光用の液晶パネル４１ｂと、対応する偏光フィルター４３ｂ，４３ｂとは、緑光用の液晶ライトバルブを構成し、赤光用の液晶パネル４１ｃと、偏光フィルター４３ｃ，４３ｃとは、赤光用の液晶ライトバルブを構成する。
【００４３】
青光用の液晶パネル４１ａには、色分離導光部３０の第１ダイクロイックミラー３１ａで反射されることによって分岐された青光が、フィールドレンズ３３ａを介して入射する。緑光用の液晶パネル４１ｂには、色分離導光部３０の第２ダイクロイックミラー３１ｂで反射されることによって分岐された緑光が、フィールドレンズ３３ｂを介して入射する。赤光用の液晶パネル４１ｃには、第２ダイクロイックミラー３１ｂを透過することによって分岐された赤光が、フィールドレンズ３３ｃを介して入射する。各液晶パネル４１ａ，４１ｂ，４１ｃにそれぞれ入射した３色の光は、各液晶パネル４１ａ，４１ｂ，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。その際、偏光フィルター４３ａ，４３ｂ，４３ｃによって、各液晶パネル４１ａ，４１ｂ，４１ｃに入射する光束の偏光方向が正確に調整されるとともに、各液晶パネル４１ａ，４１ｂ，４１ｃから射出される変調光から所定の偏光方向の成分光が像光として取り出される。
【００４４】
色合成部５０は、カラー画像を合成するためのクロスダイクロイックプリズムであり、その内部には、青光反射用の第１ダイクロイック膜５１ａと、赤光反射用の第２ダイクロイック膜５１ｂとが、平面視Ｘ字状に配置されている。この色合成部５０は、液晶パネル４１ａからの青光を第１ダイクロイック膜５１ａで反射して進行方向右側に射出させ、液晶パネル４１ｂからの緑光を第１及び第２ダイクロイック膜５１ａ，５１ｂを介して直進・射出させ、液晶パネル４１ｃからの赤光を第２ダイクロイック膜５１ｂで反射して進行方向左側に射出させる。
【００４５】
投射レンズ６０は、色合成部５０で合成されたカラーの像光を、所望の倍率でスクリーンに投射する。つまり、各液晶パネル４１ａ，４１ｂ，４１ｃに入力された駆動信号或いは画像信号に対応する所望の倍率のカラー動画やカラー静止画がスクリーンに投射される。
【００４６】
上記構成のプロジェクター２００では、光源装置１００を用いているので、整流部５等により光量のロスを抑え良好な光束を得られる。また、重力方向の反対方向に拡がるように配置される平板５ａ，５ｂにより、整流部５が発光部１１の上側部分ＴＰに向けて冷却用空気Ａを流通させる的確な冷却を行うことで、熱の発生を抑制できる。また、結果として、光源装置１００延いてはプロジェクター２００が寿命の長いものとなる。
【００４７】
プロジェクター２００の光源装置１００において、整流部として、図２（Ａ）等に示す整流部５のほか、変形例として示した整流部１０５、２０５の適用も可能である。
【００４８】
また、プロジェクター２００の光源装置１００のハウジング４において、例えば、給気口４ａと排気口４ｂと−Ｙ方向の壁面にも設け、＋Ｙ側からと−Ｙ側から送風を切替可能とすることで、プロジェクター２００を上下反転させる天吊り型のものとして使用する場合にも、整流部５，１０５，２０５での整流により的確な冷却が可能となる。
【００４９】
なお、上記したプロジェクター２００では、均一化光学系２０を、一対の第１レンズアレイ２３ａ及び第２レンズアレイ２３ｂ、偏光変換部材２４、及び重畳レンズ２５で構成したが、第１レンズアレイ２３ａ及び第２レンズアレイ２３ｂ、偏光変換部材２４等については省略することができる。さらに、第１レンズアレイ２３ａ及び第２レンズアレイ２３ｂをロッドインテグレータに置き換えることもできる。
【００５０】
また、色分離導光部３０や光変調部４０に代えて、光源装置１００及び均一化光学系２０によって照明されるカラーホイールと、カラーホイールの透過光が照射されるデジタル・マイクロミラー・デバイスとを組み合わせたものを用いることによって、各色の光変調及び合成を行うこともできる。
【００５１】
また、上記では、透過型のプロジェクター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ー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。
【符号の説明】
【００５２】
１００…光源装置、  １…発光管、  １１…発光部、  １３，１４…封止部、  １３ａ…接続部、  ２…リフレクター、  ５…整流部、  ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ…平板、  ２１…副鏡、  １００…プロジェクター、  ８０…冷却ファン、  ＯＡ…光軸、ＣＣ…変曲点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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