(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光部と、前記発光部から出射された光を反射する曲面反射鏡と、前記曲面反射鏡の開口側を覆うように設けられた透明保護板とを備えた光源装置において、
前記曲面反射鏡の前縁近傍に切欠が形成され、複数の通気貫通孔を有して前記切欠を覆うように設けられた平板部材と、
Ｌ字状板の一方の板面に前記曲面反射鏡からの出射光を透過させるための開口を有した支持台と、
前記支持台の他方の板面に設けられた一対の係止穴部と、
前記支持台の一方の板面に設けられた係止爪部と、
前記一対の係止穴部に係合し且つ前記係止爪部にて係止されることで前記曲面反射鏡を支持台に固定すると共に前記平板部材を前記曲面反射鏡に圧接する線状弾性部材と、
を備えたことを特徴とする光源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光源装置と、該光源装置から出射された光をライトバルブに導く光学系と、前記ライトバルブを経た光を投写する投写レンズと、前記光源装置の近傍に設けられた冷却ファン装置と、を備えたことを特徴とする投写型映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、光源装置および投写型映像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶プロジェクタなどの投写型映像表示装置には、高輝度の光源装置が設けられている。この光源装置は発光部と曲面反射鏡（放物面反射鏡や楕円反射鏡）とから成り、前記発光部には、発光効率の観点などからメタルハライドランプに代表される放電管が使用されている。放電管は、その構造上、点灯中に破裂する可能性があるため、その対策として、図５に示すように、放物面反射鏡５０の前縁に当接して固定されることによって放電管５１の前方を覆う透明な保護板５２を設けた構造が採用されており、点灯中に放電管５１が破裂しても、その破片が周囲に飛び散らないようにしている。また、図６に示すように、放電管５１を透明ガラス管５３で覆った２重管構造も知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の光源装置は、放電管５１を完全に覆う構造であるため、放電管５１から発せられた熱がこもり、温度が上昇して高温になり易い。また、特に図６に示した２重管構造の光源装置は割高であり、製作歩留りも悪いといった欠点を有している。
【０００４】
この発明は、上記の事情に鑑み、発光部の破裂による破片飛び散りを防止しつつ過度な温度上昇を防止できる光源装置及びこれを用いた投写型映像表示装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明の光源装置は、上記の課題を解決するために、発光部と、前記発光部から出射された光を反射する曲面反射鏡と、前記曲面反射鏡の開口側を覆うように設けられた透明保護板とを備えた光源装置において、前記曲面反射鏡の前縁近傍に切欠が形成され、複数の通気貫通孔を有して前記切欠を覆うように設けられた平板部材と、Ｌ字状板の一方の板面に前記曲面反射鏡からの出射光を透過させるための開口を有した支持台と、前記支持台の他方の板面に設けられた一対の係止穴部と、前記支持台の一方の板面に設けられた係止爪部と、前記一対の係止穴部に係合し且つ前記係止爪部にて係止されることで前記曲面反射鏡を支持台に固定すると共に前記平板部材を前記曲面反射鏡に圧接する線状弾性部材と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
上記の構成によれば、通気貫通孔によって光源装置内の高温空気は光源装置外の低温空気と入れ替わることが可能となり、光源装置の過度な温度上昇を抑えることができる。また通気貫通孔の大きさや個数などを違えた複数種類の平板部材を用意することが容易であり、曲面反射鏡としては共通品を用いつつ、冷却ファンの能力等を考慮して適宜平板部材を選択することで、発光部における最良の発光状態を簡単に実現させることが可能となる。また、ねじや接着剤などを用いずに曲面反射鏡を支持台に固定できると共に平板部材を曲面反射鏡に圧接できるので、特に平板部材が曲面反射鏡に係合装着される形態においては平板部材の離脱を確実に防止することが可能である。
【００１１】
また、この発明の投写型映像表示装置は、上述した光源装置と、該光源装置から出射された光をライトバルブに導く光学系と、前記ライトバルブを経た光を投写する投写レンズと、前記光源装置の近傍に設けられた冷却ファン装置と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態の液晶プロジェクタを図１乃至図３に基づいて説明する。
【００１３】
図１はこの実施形態の液晶プロジェクタ１における内部構造の概略を示した断面図である。図では一つの液晶パネル２を備える一板式として示しているが、赤色光（Ｒ）用の液晶パネル、緑色光（Ｇ）用の液晶パネル、及び青色光（Ｂ）用の液晶パネルを備えた三板式の構成としてもよい。三板式の構成とする場合にはダイクロイックミラー、リレーレンズ、ダイクロイックプリズム等を用いた光学系を採用することができる。また、光源装置３を一つ備える構成としているが、複数備える構成としてもよい。
【００１４】
液晶プロジェクタ１の筐体１ａの前面側には投写レンズ４が設けられている。光源装置３から出射された光は透過型の液晶パネル２にて光変調され、図示しない光学系を経て前記投写レンズ４に導かれ、この投写レンズ４にて図示しないスクリーンに映像が投影される。また、筐体１ａの背面側には通気穴１ｂが形成されており、この通気穴１ｂに面した位置で且つ光源装置３の近傍位置に冷却ファン５を設けている。
【００１５】
図２は光源装置３を拡大して示した説明図である。光源装置３は、メタルハライドランプ等の放電管から成る発光部１１と、この発光部１１から出射された光が平行光となるように反射する放物面反射鏡１２と、この放物面反射鏡の前縁に接してこれを覆うように設けられた透明保護板１３とを備え成る。そして、前記放物面反射鏡１２は、その名の如く放物線を回転させて得られる形状を有するのであるが、液晶パネル２は方形状に形成されており、必要な光照射面形状は方形状でよいため、放物面反射鏡１２の前縁近傍箇所において、液晶パネル２の方形状に対応させて平坦面部１２ａを４か所形成している。そして、この平坦面部１２ａの一つにおいて複数の通気貫通孔１２ｂを形成している。
【００１６】
上記の通気貫通孔１２ｂによって光源装置３内の高温空気は光源装置３外の低温空気と入れ替わることが可能になり、光源装置３の温度上昇を抑えることができる。また、複数の通気貫通孔１２ｂを備えるので、一つ一つの通気貫通孔を適当な小ささのものとし、万が一発光部１１が破裂した際の破裂片の飛び散りを防止している。実験では、通気と破裂片の飛び散り防止の観点から、通気貫通孔１２ｂの直径を１．５ｍｍ〜２．０ｍｍ程度とするのが適当であった。また、通気貫通孔１２ｂは放物面反射鏡１２における平坦面部１２ａに形成されているので、光反射の主要領域に及んで散在させて設けた場合の光反射効率低下といった不具合も防止できる。
【００１７】
図３及び図４は光源装置の他の例を示した斜視図である。この光源装置６は、メタルハライドランプ等の放電管から成る発光部２１と、この発光部２１から出射された光が平行光となるように反射する放物面反射鏡２２と、この放物面反射鏡の前縁に接してこれを覆うように設けられた透明保護板２３とを備える。放物面反射鏡２２は、その前縁近傍に平坦面部を４か所有し、この平坦面部の一つ（図では右箇所）において切欠２２ａを有している。この切欠２２ａは、複数の通気貫通孔２４ａが形成された飛散防止板（この実施形態では金属製としている）２４によって覆われている。飛散防止板２４を接着剤等によって放物面反射鏡２２に装着してもよいのであるが、この実施形態では以下のようにして飛散防止板２４を放物面反射鏡２２に装着している。
【００１８】
飛散防止板２４は前記通気貫通孔２４ａが形成された本体部と当該本体部から上下方向に各々延びた腕部とを有して成り、各腕部の先端を屈曲させて係止突起２４ｂを形成している。一方、放物面反射鏡２２の前縁上端および前縁下端には係止凹部２２ｂが形成されている。係止凹部２２ｂに係止突起２４ｂが係合することで、飛散防止板２４が放物面反射鏡２２に係合装着される。
【００１９】
Ｌ字状板から成る支持台２５は、一方の板面（立上板面）に放物面反射鏡２２からの出射光を透過させるための開口２５ａを有する。支持台２５の他方の板面には、一対の係止穴部２６が放物面反射鏡２２の横幅に略対応した間隔をおいて設けられている。また、支持台２５の一方の板面（立上板面）の上部位置（開口２５ａよりも上の位置）には、係止爪部２７が設けられている。係止爪部２７は、他方の板面の側へ当該板面と略平行に突出して形成されており、その先端の下面側に爪部を有している。なお、この実施形態では、支持台２５と一対の係止穴部２６と係止爪部２７とは樹脂成形によって一体成形されている。
【００２０】
係止爪部２７は、線状弾性部材２８を係止するように位置しているものであるが、線状弾性部材２８における弾性力を受け止めるのではなく、当該弾性力は放物面反射鏡２２に加わるようにしてある。放物面反射鏡２２は前縁側ほど大径となるものであり、線状弾性部材２８の弾性力が放物面反射鏡２２に加わる状態では線状弾性部材２８は小径側へとずれ動こうとするが、このずれ動きを係止爪部２７が阻止する。線状弾性部材２８は、放物面反射鏡２２の周囲形状に略対応した略Ω字形状を成しており、端部には前記一対の係止穴部２６に係合することになる屈曲部２８ａを有している。この線状弾性部材２８の屈曲部２８ａを係止穴部２６にそれぞれ係合させ、線状弾性部材２８の中央上部を前記係止爪部２７に係止させることにより、放物面反射鏡２２に下方向の弾性力が加わる。放物面反射鏡２２は前縁側ほど大径となるものであるから、上記下方向の弾性力を受けることで、放物面反射鏡２２を支持台２５の一方の板面（立上板面）に圧接する力が生じるとともに、放物面反射鏡２２を支持台２５の他方の板面に圧接する力が生じることになる。これらの力によって放物面反射鏡２２が支持台２５に固定されることになる。
【００２１】
また、放物面反射鏡２２における左右のずれ動きも略Ω字形状を成す線状弾性部材２８によって阻止されることになる。線状弾性部材２８には出っ張り部２８ｂが形成されており、この出っ張り部２８ｂが飛散防止板２４上を通るようにしてある。従って、飛散防止板２４が放物面反射鏡２２の平坦面部に設けられていても、線状弾性部材２８の弾性力が飛散防止板２４に確実に付与され、飛散防止板２４は放物面反射鏡２２に押圧された状態でしっかりと保持されることになる。
【００２２】
このように、図３及び図４に示した構成は、通気貫通孔２４ａを有する飛散防止板２４を用いるから、図２に示した放物面反射鏡１２自体に通気貫通孔１２ｂを形成する場合の技術的困難性を解決しつつ、図２の構成において奏する作用を同様に発揮することが可能となる。
【００２３】
ここで、発光部２１（１１）において最良の発光状態を得るには、発光部２１（１１）が最適な温度に維持されることが必要であり、冷却不足や過剰な冷却は避けるべきであるが、各機種で用いられる発光部２１（１１）や冷却ファン５の能力や部材配置による冷却空気の流路などが相違しており、各機種において最適な通気貫通孔２４ａ（１２ｂ）の大きさや個数や配置なども違ってくることになる。通気貫通孔２４ａを有する飛散防止板２４を用いる構成においては、通気貫通孔２４ａの個数や大きさ（孔の大きさの最大値は破片飛び散り防止の観点から決定するのが望ましい）や配置などを違えた複数種類の飛散防止板２４を用意しておき、放物面反射鏡２２については共通品を用いつつ、前記冷却ファン５の能力等を考慮して、適宜飛散防止板２４を選択することで、発光部２１における最良の発光状態を簡単に実現させることが可能となる。
【００２４】
また、放物面反射鏡２２に係止凹部２２ｂを形成してこれに飛散防止板２４の係止突起２４ｂを係合させるようにしたから、ねじや接着剤などを用いずに飛散防止板２４を放物面反射鏡２２に装着することができる。また、光源装置の交換においては飛散防止板２４を再利用することが可能となる。勿論、係止凹部２２ｂと係止突起２４ｂとによる係合に限らず、係止凹部２２ｂに代えて係止凸部とするなど、他の構成を採用することができる。また、放物面反射鏡２２の切欠２２ａを飛散防止板２４で覆うことを実現することにおいては、飛散防止板２４を放物面反射鏡２２に装着することの他、例えば、飛散防止板２４を支持台２５に取り付け、放物面反射鏡２２を支持台２５に装着することで切欠２２ａが飛散防止板２４で覆われるとする構成も採用し得る。
【００２５】
また、線状弾性部材２８によって放物面反射鏡２２を支持台２５に固定するようにしたから、固定用のねじや接着剤などを不要にできるとともに、線状弾性部材２８の弾性力によって飛散防止板２４が放物面反射鏡２２から離脱してしまうのを確実に防止することができる。特に、線状弾性部材２８に出っ張り部２８ｂを設けたことで、放物面反射鏡２２の平坦面部に設けた飛散防止板２４を確実に押さえつけることができる。
【００２６】
なお、以上の説明においては、曲面反射鏡として放物面反射鏡１２（２２）を例示したが、楕円反射鏡としてもよい。また、飛散防止板２４は金属に限らず、耐熱性の樹脂等を用いることができる。また、飛散防止板２４を放物面反射鏡２２の右横部に装着したが、切欠２２ａが左横部に存在する場合には当然に左横部に装着してもよく、両横部に切欠２２ａが存在する場合には、右横部或いは左横部の一方のみに装着して他方は完全に塞ぐようにしてもよいし、或いは両方に装着してもよい。また、切欠２２ａが上部に存在する場合には当然に上部に装着してもよい。また、切欠２２ａや通気貫通孔１２ｂは放物面反射鏡２２・１２の平坦面部において形成し、光反射効率の低下を極力防止するようにしたが、必ずしも平坦面部に形成することに限定するものではない。また、通気貫通孔の形状を円形としたが、角形など他の形状としてもよい。また、透明保護板２３を放物面反射鏡２２に装着したが、透明保護板２３を支持台２５に装着する構造も採用し得る。また、当該光源装置を液晶プロジェクタに用いたが、他のライトバルブを用いる投写型映像表示装置にも用いることができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、通気貫通孔によって光源装置内の高温空気を光源装置外の低温空気と入れ替え、光源装置の温度上昇を抑えることができる。また、複数の通気貫通孔を備えるので、一つ一つの通気貫通孔を適当な小ささのものとし、万が一発光部が破裂した際の破裂片の飛び散りを防止することができる。
【００２８】
曲面反射鏡に形成した切欠を複数の通気貫通孔を有する平板部材にて覆う構成であれば、曲面反射鏡自体に複数の通気貫通孔を形成する場合の技術的困難性を解決することができる。また、平板部材に形成する通気貫通孔の数や大きさ等を変えることで発光部に対する冷却能力を調整でき、発光部において最良の温度を確保することが可能となる。
【００２９】
平板部材を曲面反射鏡に係合装着する構成であれば、ねじや接着剤などを用いずに平板部材を曲面反射鏡に装着することができる。また、光源装置の交換においては平板部材を再利用することが可能となる。
【００３０】
線状弾性部材を用いて曲面反射鏡に支持台に装着する構成であれば、ねじや接着剤などを用いずに曲面反射鏡を支持台に固定できると共に平板部材は曲面反射鏡に圧接されるので、特に平板部材が曲面反射鏡に係合装着される形態においては平板部材の離脱を確実に防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態の液晶プロジェクタの概略構成を示した断面図である。
【図２】図１に示した光源装置の拡大図である。
【図３】この発明の実施形態の光源装置の斜視図である。
【図４】この発明の実施形態の光源装置の分解斜視図である。
【図５】従来の光源装置を示した断面図である。
【図６】従来の光源装置（２重管構造）を示した断面図である。
【符号の説明】
１    液晶プロジェクタ
２    液晶パネル
３    光源装置
４    投写レンズ
５    冷却ファン装置
１１，２１  発光部
１２，２２  放物面反射鏡
１３，２３  透明保護板
１２ｂ，２４ａ  通気貫通孔
２４ａ通気貫通孔
２５  支持台
２６  係止穴部
２７  係止爪部
２８  線状弾性部材
【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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