(57)【要約】【課題】長寿命化が図れる光源装置、およびプロジェクタを提供する。【解決手段】光源装置１０は、放電空間を有する発光管、および発光管の放電空間に配置される一対の電極を有する光源ランプ１１と、断面略凹状に拡がり光源ランプ１１から放射された光束を反射する主反射鏡１２と、主反射鏡１２の光射出前方側に設けられ光束を透過する平行化凹レンズ１４と、主反射鏡１２の光射出前方側端部、および平行化凹レンズ１４の外周端部に接続し、主反射鏡１２および平行化凹レンズ１４を一体化する支持部材１５とを備える。支持部材１５は、光源ランプ１１から射出された光束のうち主反射鏡１２を外れた非利用光Ｒ３に含まれる赤外領域の光束を透過する材料で構成されている。【選択図】図５
2007213860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電空間を有する発光管、および前記発光管の放電空間に配置される一対の電極を有する光源ランプと、断面略凹状に拡がり前記光源ランプから放射された光束を反射するリフレクタと、前記リフレクタの光射出前方側に設けられ光束を透過する透光性部材とを備えた光源装置であって、
前記リフレクタの光射出前方側端部、および前記透光性部材の外周端部に接続し、前記リフレクタおよび前記透光性部材を一体化する支持部材を備え、
前記支持部材は、前記光源ランプから射出された光束のうち前記リフレクタから外れた非利用光に含まれる赤外領域の光束を透過する材料で構成されていることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光源装置において、
反射面が前記リフレクタの反射面と対向配置され、前記光源ランプから放射された光束の一部を前記放電空間に向けて反射する副反射鏡を備えていることを特徴とする光源装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の光源装置において、
前記支持部材は、筒形状を有し、筒形状一端側の開口部分が前記リフレクタの光射出前方側端部に接続し、筒形状他端側の開口部分が前記透光性部材の外周端部に接続することを特徴とする光源装置。
【請求項４】
光源装置と、前記光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置にて変調された光束を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、
前記光源装置は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の光源装置であることを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置、およびプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調し光学像を拡大投射するプロジェクタが利用されている。
このようなプロジェクタの光源装置としては、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ等の放電型の光源ランプと、光源ランプから射出された光束を反射するリフレクタと、これら光源ランプおよびリフレクタを内部に収納するランプハウジングとを備えた構成が多用される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１４８２９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載の光源装置では、光源ランプから射出された光束のうちリフレクタ側に向う光束は、リフレクタにて反射され、照明対象に対して照射可能な利用光となる。また、光源ランプから射出された光束のうちリフレクタから外れた光束は、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る。そして、この非利用光は、ランプハウジングに照射され、ランプハウジング内壁にて吸収されて熱に変換される。このため、光源装置内部の温度が上昇し、光源装置の冷却が困難なものとなり、光源装置の長寿命化が図れない、という問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、長寿命化が図れる光源装置、およびプロジェクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の光源装置は、放電空間を有する発光管、および前記発光管の放電空間に配置される一対の電極を有する光源ランプと、断面略凹状に拡がり前記光源ランプから放射された光束を反射するリフレクタと、前記リフレクタの光射出前方側に設けられ光束を透過する透光性部材とを備えた光源装置であって、前記リフレクタの光射出前方側端部、および前記透光性部材の外周端部に接続し、前記リフレクタおよび前記透光性部材を一体化する支持部材を備え、前記支持部材は、前記光源ランプから射出された光束のうち前記リフレクタから外れた非利用光に含まれる赤外領域の光束を透過する材料で構成されていることを特徴とする。
ここで、リフレクタとしては、パラボラリフレクタおよび楕円面リフレクタのいずれを採用してもよい。
また、支持部材の材料としては、赤外領域の光束を透過する材料であればいずれの材料でもよく、例えば、ガラス材料が例示できる。
本発明によれば、光源装置は、支持部材を備えているので、光源ランプおよびリフレクタが一体化されたユニットと、透光性部材とを一体化でき、光源装置が搭載される光学機器へ光源装置を組み込むレイアウトを容易とする。
また、リフレクタと透光性部材との間の空間を支持部材にて略密閉空間にすることが可能となり、光源ランプが破裂した場合であっても、破片が光源装置外部に飛散することを抑制できる。
さらに、支持部材が赤外領域を透過する材料で構成されているので、光源ランプから射出された光束のうちリフレクタから外れた非利用光に含まれる赤外領域の光束を透過させて光源装置外部に排出できる。このため、例えば、支持部材をランプハウジングとして構成すれば、従来のように非利用光がランプハウジング等の内壁にて吸収されて熱に変換されることがなく、光源装置内部の温度を低く維持することができ、支持部材（ランプハウジング）の劣化や光源ランプの劣化を抑制し光源装置の長寿命化が図れる。
【０００７】
本発明の光源装置では、反射面が前記リフレクタの反射面と対向配置され、前記光源ランプから放射された光束の一部を前記放電空間に向けて反射する副反射鏡を備えていることが好ましい。
本発明によれば、光源装置は、副反射鏡を備えているので、光源ランプからリフレクタとは反対側に放射される光束を副反射鏡にて放電空間に向けて反射させ、再度、リフレクタにて反射させることができる。このため、光源ランプから射出される光の利用効率を向上できる。また、光源ランプからリフレクタとは反対側に放射される光束を副反射鏡にて放電空間に向けて反射させることができるため、例えば副反射鏡を設けない場合と比較して、リフレクタの光軸方向寸法および開口径を小さくすることができる。すなわち、光源装置の小型化が図れる。
ところで、副反射鏡としては、照射される光束による副反射鏡の過熱を防止するために、赤外線や紫外線を透過させるコールドミラーで構成することが好ましい。このような構成では、支持部材には、副反射鏡を透過した赤外線や紫外線の非利用光が照射される。また、上述したように、副反射鏡を設けた場合には、光源装置の小型化を目的としてリフレクタの光軸方向寸法および開口径を小さくするため、副反射鏡を透過した非利用光が多くなる。したがって、光源装置に副反射鏡を設けた構成において、赤外領域の光束を透過する支持部材を設けることで、上述した光源装置内部の温度を低く維持することができる効果をより好適に図れる。
【０００８】
本発明の光源装置では、前記支持部材は、筒形状を有し、筒形状一端側の開口部分が前記リフレクタの光射出前方側端部に接続し、筒形状他端側の開口部分が前記透光性部材の外周端部に接続することが好ましい。
本発明によれば、支持部材が筒形状を有しているので、支持部材の筒形状一端側の開口部分にリフレクタの光射出前方側端部を接続し、筒形状他端側の開口部分に透光性部材の外周端部を接続することで、リフレクタと透光性部材との間の空間を支持部材にて略密閉空間にすることができる。このため、支持部材を介して非利用光に含まれる赤外領域の光束を透過させ光源装置内部の温度を低く維持しつつ、光源ランプが破裂した場合であっても破片が光源装置外部に飛散することを効果的に抑制できる。
【０００９】
本発明のプロジェクタは、光源装置と、前記光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置にて変調された光束を拡大投射する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、前記光源装置は、上述した光源装置であることを特徴とする。
本発明によれば、プロジェクタは、上述した光源装置を備えているので、上述した光源装置と同様の作用・効果を享受できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
[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。
〔プロジェクタの構成〕
図１は、第１実施形態におけるプロジェクタ１の概略構成を示す平面図である。
プロジェクタ１は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して画像光を形成し、該画像光をスクリーン等の投射面上に拡大投射する光学機器である。このプロジェクタ１は、図１に示すように、略直方体状の外装筺体２と、この外装筺体２内部に収納配置される光学ユニット３とで大略構成される。
なお、具体的な図示は省略するが、外装筺体２内部には、光学ユニット３の他、プロジェクタ１の構成部材に外部からの電力を供給する電源ユニット、プロジェクタ１内部を冷却する冷却ユニット、プロジェクタ１全体を制御する制御装置等が配置されるものとする。
【００１１】
外装筺体２は、射出成型等による合成樹脂製品であり、プロジェクタ１の天面、前面、背面、および側面をそれぞれ構成するアッパーケース、およびプロジェクタ１の底面、前面、背面、および側面をそれぞれ構成するロアーケース等で構成される。そして、各ケースは、互いにねじ等で固定されている。
なお、外装筺体２は、合成樹脂製に限らず、その他の材料にて形成してもよく、例えば、金属等により構成してもよい。
【００１２】
光学ユニット３は、外装筺体２内部に配置され、画像光を形成して拡大投射する。この光学ユニット３は、図１に示すように、光源装置１０、均一照明光学系２０、色分離光学系３０、リレー光学系３５、光学装置４０、および投射光学装置としての投射光学系５０を備えて構成され、これらの光学系２０〜３５を構成する光学素子および光学装置４０は、所定の照明光軸Ａが設定された光学部品用筐体６０内に位置決め調整されて収納されている。
【００１３】
光源装置１０は、光源ランプ１１から放射された光束を一定方向に揃えて射出し、光学装置４０を照明するものである。この光源装置１０は、詳しくは後述するが、図１に示すように、光源ランプ１１、リフレクタとしての主反射鏡１２、副反射鏡１３、透光性部材としての平行化凹レンズ１４、およびこれらを保持する支持部材１５（図２または図３参照）を備えて構成されている。この光源装置１０は、光学部品用筐体６０に接続するアウターハウジング１０Ｃ（図１）に収納配置される。光源装置１０は、アウターハウジング１０Ｃに収納配置されることで、光学部品用筐体６０に対する所定位置（光源装置１０から射出される光束の中心軸と光学部品用筐体６０内に設定された照明光軸Ａとが一致する位置）に位置決めされる。
そして、光源ランプ１１から放射された光束は、主反射鏡１２により光源装置１０の前方側に射出方向を揃えて集束光として射出され、平行化凹レンズ１４によって平行化され、均一照明光学系２０に射出される。
なお、図１では主反射鏡１２が楕円面リフレクタとして構成されている場合を示しており、主反射鏡１２がパラボラリフレクタとして構成されている場合には平行化凹レンズ１４を省略する。
【００１４】
均一照明光学系２０は、光源装置１０から射出された光束を複数の部分光束に分割し、照明領域の面内照度を均一化する光学系である。この均一照明光学系２０は、第１レンズアレイ２１、第２レンズアレイ２２、偏光変換素子２３、および重畳レンズ２４を備えている。
第１レンズアレイ２１は、光源装置１０から射出された光束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、照明光軸Ａと直交する面内にマトリクス状に配列される複数の小レンズを備えて構成される。
第２レンズアレイ２２は、上述した第１レンズアレイ２１により分割された複数の部分光束を集光する光学素子であり、第１レンズアレイ２１と同様に照明光軸Ａに直交する面内にマトリクス状に配列される複数の小レンズを備えた構成を有している。
【００１５】
偏光変換素子２３は、第１レンズアレイ２１により分割された各部分光束の偏光方向を略一方向の直線偏光に揃える偏光変換素子である。
この偏光変換素子２３は、図示を略したが、照明光軸Ａに対して傾斜配置される偏光分離膜および反射膜を交互に配列した構成を具備する。偏光分離膜は、各部分光束に含まれるＰ偏光光束およびＳ偏光光束のうち、一方の偏光光束を透過し、他方の偏光光束を反射する。反射された他方の偏光光束は、反射膜によって曲折され、一方の偏光光束の射出方向、すなわち照明光軸Ａに沿った方向に射出される。射出された偏光光束のいずれかは、偏光変換素子２３の光束射出面に設けられる位相差板によって偏光変換され、略全ての偏光光束の偏光方向が揃えられる。このような偏光変換素子２３を用いることにより、光源ランプ１１から射出される光束を、略一方向の偏光光束に揃えることができるため、光学装置４０で利用する光源光の利用率を向上することができる。
【００１６】
重畳レンズ２４は、第１レンズアレイ２１、第２レンズアレイ２２、および偏光変換素子２３を経た複数の部分光束を集光して光学装置４０の後述する３つの液晶パネルの画像形成領域上に重畳させる光学素子である。
【００１７】
色分離光学系３０は、２枚のダイクロイックミラー３１，３２と、反射ミラー３３とを備え、ダイクロイックミラー３１，３２により均一照明光学系２０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具備する。
ダイクロイックミラー３１，３２は、基板上に所定の波長領域の光束を反射し、他の波長領域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る。そして、光路前段に配置されるダイクロイックミラー３１は、青色光を反射し、その他の色光を透過するミラーである。また、光路後段に配置されるダイクロイックミラー３２は、緑色光を反射し、赤色光を透過するミラーである。
【００１８】
リレー光学系３５は、入射側レンズ３６と、リレーレンズ３８と、反射ミラー３７，３９とを備え、色分離光学系３０を構成するダイクロイックミラー３１，３２を透過した赤色光を光学装置４０まで導く機能を有している。なお、赤色光の光路にこのようなリレー光学系３５が設けられているのは、赤色光の光路の長さが他の色光の光路の長さよりも長いため、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。本実施形態においては赤色光の光路の長さが長いのでこのような構成とされているが、青色光の光路の長さを長くしてリレー光学系３５を青色光の光路に用いる構成も考えられる。
【００１９】
上述したダイクロイックミラー３１により分離された青色光は、反射ミラー３３により曲折された後、フィールドレンズ４１を介して光学装置４０に供給される。また、ダイクロイックミラー３２により分離された緑色光は、そのままフィールドレンズ４１を介して光学装置４０に供給される。さらに、赤色光は、リレー光学系３５を構成するレンズ３６，３８および反射ミラー３７，３９により集光、曲折されてフィールドレンズ４１を介して光学装置４０に供給される。なお、光学装置４０の各色光の光路前段に設けられるフィールドレンズ４１は、第２レンズアレイ２２から射出された各部分光束を、各部分光束の主光線に対して平行な光束に変換するために設けられている。
【００２０】
光学装置４０は、入射し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る。この光学装置４０は、照明対象となる光変調装置としての液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ（赤色光側の液晶パネルを４２Ｒ、緑色光側の液晶パネルを４２Ｇ、青色光側の液晶パネルを４２Ｂとする）と、クロスダイクロイックプリズム４３とを備えて構成される。なお、フィールドレンズ４１および各液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂの間には、入射側偏光板４４が介在配置され、各液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂおよびクロスダイクロイックプリズム４３の間には、射出側偏光板４５が介在配置され、入射側偏光板４４、液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ、および射出側偏光板４５によって入射する各色光の光変調が行なわれる。
【００２１】
液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂは、一対の透明なガラス基板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（Thin Film Transistor）をスイッチング素子として、与えられた画像信号にしたがって、入射側偏光板４４から射出された偏光光束の偏光方向を変調する。
クロスダイクロイックプリズム４３は、射出側偏光板４５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素子である。このクロスダイクロイックプリズム４３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、誘電体多層膜が形成されている。略Ｘ字状の一方の誘電体多層膜は、赤色光を反射するものであり、他方の誘電体多層膜は、青色光を反射するものであり、これらの誘電体多層膜によって赤色光および青色光は曲折され、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。
そして、クロスダイクロイックプリズム４３から射出されたカラー画像は、投射光学系５０によって拡大投射され、図示を略したスクリーン上で大画面画像を形成する。
【００２２】
〔光源装置の構成〕
図２および図３は、光源装置１０の概略構成を示す図である。具体的に、図２は、光源装置１０を光射出前方側から見た斜視図である。図３は、光源装置１０を光射出前方側から見た分解斜視図である。
光源装置１０は、図２または図３に示すように、光源装置本体１０Ａと、平行化凹レンズ１４と、支持部材１５とを備える。
【００２３】
図４は、光源装置本体１０Ａの概略構成を示す断面図である。
光源装置本体１０Ａは、図２ないし図４に示すように、光源ランプ１１、主反射鏡１２、および副反射鏡１３が一体化された構成である。
光源ランプ１１は、図４に示すように、石英ガラス管から構成される発光管１１１と、この発光管１１１内に配置される一対の電極１１２および図示しない封入物とを備える。
ここで、光源ランプ１１としては、高輝度発光する種々の光源ランプを採用でき、例えば、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ等を採用できる。
【００２４】
発光管１１１は、中央部分に位置し略球状に膨出する発光部１１１１と、この発光部１１１１の両側に延びる一対の封止部１１１２，１１１３とで構成される。
発光部１１１１には、略球状の放電空間が形成され、この放電空間内に、一対の電極１１２と、水銀、希ガス、および少量のハロゲンが封入される。
一対の封止部１１１２，１１１３の内部には、一対の電極１１２と電気的に接続されるモリブデン製の金属箔１１２Ａが挿入され、ガラス材料等で封止されている。各金属箔１１２Ａには、さらに電極引出線としてのリード線１１３が接続され、このリード線１１３は、光源ランプ１１の外部まで延出している。
そして、リード線１１３に電圧を印加すると、図４に示すように、金属箔１１２Ａを介して電極１１２間に電位差が生じて放電が生じ、アーク像Ｄが生成して発光部１１１１内部が発光する。なお、以下では、発光中心を電極１１２間に生成されるアーク像Ｄの中心位置Ｏとして説明する。また、アーク像Ｄの中心位置Ｏは、一対の電極１１２間の略中央に位置する。さらに、アーク像Ｄの中心位置Ｏは、封止部１１１２，１１１３の延出方向に沿った発光管１１１の中心軸（図４では照明光軸Ａと一致）と、発光部１１１１が最も膨出している部位の照明光軸Ａに直交する平面に沿った断面との交点（発光管１１１の中心）に略一致するものとする。
【００２５】
主反射鏡１２は、図４に示すように、光源ランプ１１の基端側の一方の封止部１１１２が挿通される筒状の首状部１２１、およびこの首状部１２１から拡がる凹曲面状の反射部１２２を備えた透光性を有するガラス製の一体成形品である。
首状部１２１には、図４に示すように、略円筒状となるように中央に挿入孔１２３が成形加工により形成されており、この挿入孔１２３の中心に封止部１１１２が配置される。
反射部１２２は、回転曲線形状のガラス面に金属薄膜を蒸着形成して構成された反射面１２２Ａを備える。そして、この反射面１２２Ａは、可視光を反射して赤外線および紫外線を透過するコールドミラーとなっている。
【００２６】
このような主反射鏡１２の反射部１２２内部に配置される光源ランプ１１は、アーク像Ｄの中心位置Ｏが反射部１２２の反射面１２２Ａの回転曲線形状の第１焦点位置Ｆ１の近傍となるように配置される。
そして、光源ランプ１１を点灯すると、図４に示すように、発光部１１１１から放射された光束のうち主反射鏡１２に向った光束Ｒ１は、主反射鏡１２の反射部１２２の反射面１２２Ａで反射して、回転曲線形状の第２焦点位置Ｆ２に集束する集束光となる。
また、反射部１２２における光射出前方側端部は、図２または図４に示すように、発光管１１１の中心軸（図４では照明光軸Ａに一致）に略直交して外側に延出し、平面視矩形枠形状を有する。
【００２７】
副反射鏡１３は、図４に示すように、光源ランプ１１の発光管１１１を構成する他方の封止部１１１３が挿通される略筒状の首状部１３１、およびこの首状部１３１から拡がる略球面状の反射部１３２を備え、これら首状部１３１および反射部１３２が一体的に形成されたものである。
首状部１３１は、光源ランプ１１に対して副反射鏡１３を固着する部分であり、筒状の挿通孔１３１Ａに光源ランプ１１の封止部１１１３を挿通することで、図４に示すように、光源ランプ１１に対して副反射鏡１３が設置される。そして、この挿通孔１３１Ａの内周面は、封止部１１１３との固定用接着剤が充填される接着面とされる。このように、副反射鏡１３に首状部１３１を設けることで、首状部１３１を設けない構成と比較して、光源ランプ１１に対する副反射鏡１３の固着領域を大きくとることができ、光源ランプ１１に対する副反射鏡１３の固着状態を良好に維持できる。
【００２８】
反射部１３２は、図４に示すように、光源ランプ１１に対して副反射鏡１３を設置した状態で、光源ランプ１１の発光部１１１１の前側略半分を覆う反射部材であり、椀形状に構成されている。
この反射部１３２は、その内面が光源ランプ１１の発光部１１１１の球面に倣う球面状に形成された反射面１３２Ａとなる。なお、この反射面１３２Ａは、主反射鏡１２の反射面１２２Ａと同様に、可視光を反射して赤外線および紫外線を透過するコールドミラーとなっている。
上述した副反射鏡１３は、低熱膨張材および／または高熱伝導材である、例えば石英、アルミナセラミックス等の無機系材料から構成される。
【００２９】
そして、上述した副反射鏡１３を発光管１１１に装着することにより、図４に示すように、発光部１１１１から放射された光束のうち主反射鏡１２とは反対側（前方側）に放射される光束Ｒ２は、光源ランプ１１から主反射鏡１２の反射面１２２Ａに直接入射した光束Ｒ１と同様に、第２焦点位置Ｆ２に集束する。
【００３０】
図５は、光源装置１０を側方から見た断面図である。
支持部材１５は、図２、図３、または図５に示すように、光源装置本体１０Ａおよび平行化凹レンズ１４を一体化する部材である。より具体的に、この支持部材１５は、図２、図３、または図５に示すように、光射出前方側に向うにしたがって内径寸法が縮径する筒形状を有し、筒形状一端側の開口部分１５１が光源装置本体１０Ａを構成する主反射鏡１２の光射出前方側端部に接続し、筒形状他端側の開口部分１５２が平行化凹レンズ１４の外周端部に接続する。
ここで、開口部分１５１は、平面視略矩形形状を有し、主反射鏡１２の光射出前方側端部を嵌合可能に構成されている。すなわち、開口部分１５１に主反射鏡１２の光射出前方側端部を嵌合させることで、支持部材１５と主反射鏡１２とが接続する。
また、開口部分１５２は、平面視円形形状を有し、平行化凹レンズ１４を嵌合可能に構成されている。すなわち、開口部分１５２に平行化凹レンズ１４を嵌合させることで、支持部材１５と平行化凹レンズ１４とが接続する。
なお、上述したように、各開口部分１５１，１５２に対して主反射鏡１２および平行化凹レンズ１４を嵌合した後、例えば、固定用接着剤等で接着固定してもよい。
【００３１】
また、この支持部材１５において、側面には、図２または図３に示すように、左右方向（発光管１１１の延出方向に略直交する水平方向）に対向し、支持部材１５内部に空気を流通可能とする平面視矩形状の開口部１５３，１５４が形成されている。
そして、前記冷却ユニットを構成する冷却ファン等により開口部１５３，１５４のいずれか一方の開口部を介して冷却空気が支持部材１５内部に導入される。支持部材１５内に冷却空気が導入されることで、光源装置本体１０Ａの光源ランプ１１に冷却空気が送風されて冷却される。また、開口部１５３，１５４のいずれか他方の開口部近傍に配設される前記冷却ユニットを構成する排気ファン等により前記開口部を介して支持部材１５内の空気が吸入され、プロジェクタ１外部へと排気される。
【００３２】
以上説明した支持部材１５は、赤外領域の光束を透過する材料で構成されている。支持部材１５の材料としては、耐熱温度が比較的に高く（例えば、３００℃以上）で熱膨張係数が比較的に小さい（例えば、４０×１０−７／℃以下）材料が好ましく、例えば、硼珪酸ガラス、高珪酸ガラス、石英ガラス、結晶化ガラスが例示できる。
硼珪酸ガラスとしては、パイレックス（登録商標）やテンパックス（商品名）が挙げられる。
高珪酸ガラスとしては、硼珪酸ガラス（Na２O-B２O２-SiO２）を６００℃に加熱して分相をおこさせ、Na２O-B２O２とSiO２の２相が分離した上でからみあった状態をつくり出し、その中のNa２O-B２O２を濃塩酸で溶かし出して９６％程度の純度のSiO２からなるガラスをつくり、これを加熱して得たガラスが挙げられ、例えば、バイコール（商品名）が挙げられる。
結晶化ガラスとしては、ネオセラム（商品名）が挙げられる。
なかでも、パイレックス（登録商標）は安価であるため、これを使用することが好ましい。
【００３３】
すなわち、支持部材１５は、図５に示すように、光源装置本体１０Ａおよび平行化凹レンズ１４を一体化しつつ、光源ランプ１１から射出された光束のうち主反射鏡１２から外れた非利用光Ｒ３（本実施形態では、副反射鏡１３を設けているため、副反射鏡１３を透過した赤外線や紫外線の非利用光）に含まれる赤外領域の光束を透過して支持部材１５外部に排出する。
なお、具体的な図示は省略したが、光源装置１０外部に配置される部材、例えば、アウターハウジング１０Ｃや外装筺体２には、適宜、赤外領域の光束を吸収して熱に変換する吸収部材が配設されている。そして、支持部材１５を透過した赤外領域の光束は、前記吸収部材により吸収される。この吸収部材としては、例えば、セラミックスや、アルマイト処理が施されたアルミニウム等の部材を採用できる。
【００３４】
上述した第１実施形態によれば、以下の効果がある。
光源装置１０は、支持部材１５を備えているので、光源装置本体１０Ａと、平行化凹レンズ１４とを一体化でき、光源装置１０をプロジェクタ１に組み込むレイアウトを容易とする。
また、支持部材１５が赤外領域を透過する材料（耐熱性が高く熱膨張係数が低いパイレックス（登録商標）等のガラス材料）で構成されているので、光源ランプ１１から射出された光束のうち主反射鏡１２から外れた非利用光Ｒ３に含まれる赤外領域の光束を透過させて光源装置１０外部に排出できる。このため、従来のように非利用光Ｒ３がランプハウジング等の内壁にて吸収されて熱に変換されることがなく、光源装置１０内部の温度を低く維持することができ、支持部材１５の劣化や光源ランプ１１の劣化を抑制し光源装置１０の長寿命化が図れる。
【００３５】
さらに、支持部材１５には、開口部１５３，１５４が形成されているので、各開口部１５３，１５４を介して支持部材１５内部に空気を流通させることができ、赤外領域の光束を透過させる材料で支持部材１５を構成する効果に加えて、光源装置１０内部の温度をより低く維持することができる。
さらにまた、光源装置１０の長寿命化が図れるため、光源ランプ１１や支持部材１５を短期間で交換する必要がなく、産業廃棄物を低減できる。
また、光源装置１０内部の温度を低く維持できるため、前記冷却ユニットを構成する冷却ファンにより各開口部１５３，１５４を介して支持部材１５内部に流通させる空気の量を低減できる。すなわち、前記冷却ファンの回転数を低減でき、プロジェクタ１の低騒音化が図れる。また、前記冷却ファンに印加する電圧を低く設定でき、プロジェクタ１の省電力化が図れる。
【００３６】
さらに、光源装置１０は、副反射鏡１３を備えているので、光源ランプ１１から主反射鏡１２とは反対側に放射される光束を副反射鏡１３にて主反射鏡１２の反射面１２２Ａに入射するよう後方側に反射させることができる。このため、主反射鏡１２の光軸方向寸法および開口径を例えば副反射鏡１３を設けない場合と比較して小さくすることができる。すなわち、光源装置１０やプロジェクタ１を光の利用効率を低下させずに小型化でき、光源装置１０をプロジェクタ１内に組み込むレイアウトも容易となる。
【００３７】
ところで、上述したように、副反射鏡１３を設けた場合には、光源装置１０の小型化を目的として主反射鏡１２の光軸方向寸法および開口径を小さくするため、副反射鏡１３を透過した非利用光Ｒ３が多くなる。したがって、光源装置１０に副反射鏡１３を設けた構成において、赤外領域の光束を透過する支持部材１５を設けることで、上述した光源装置１０内部の温度を低く維持することができる効果をより好適に図れる。
【００３８】
また、支持部材１５が筒形状を有しているので、支持部材１５の筒形状一端側の開口部分１５１に主反射鏡１２の光射出前方側端部を接続し、筒形状他端側の開口部分１５２を平行化凹レンズ１４の外周端部を接続することで、光源装置本体１０Ａと平行化凹レンズ１４との間の空間を支持部材１５にて略密閉空間にすることができる。このため、支持部材１５を介して非利用光Ｒ３に含まれる赤外領域の光束を透過させ光源装置１０内部の温度を低く維持しつつ、光源ランプ１１が破裂した場合であっても破片が光源装置１０外部に飛散することを効果的に抑制できる。
【００３９】
[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第１実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図６および図７は、第２実施形態における光源装置１００の概略構成を示す図である。具体的に、図６は、光源装置１００を光射出前方側から見た斜視図である。図７は、光源装置１００を光射出前方側から見た分解斜視図である。
前記第１実施形態では、光源装置１０を構成する支持部材１５は、２つの開口部１５３，１５４が形成され、各開口部１５３，１５４を介して内部に空気を流通可能に構成されている。
これに対して第２実施形態では、光源装置１００を構成する支持部材１５０は、図６または図７に示すように、各開口部１５３，１５４が省略された構成である。すなわち、支持部材１５０内部は、筒形状一端側の開口部分１５１が光源装置本体１０Ａにより閉塞され、筒形状他端側の開口部分１５２が平行化凹レンズ１４により閉塞されるため、密閉空間となっている。支持部材１５０において各開口部が省略された点以外の構成は、前記第１実施形態と同様のものである。
【００４０】
上述した第２実施形態によれば、支持部材１５０内部を密閉空間とした場合であっても、前記第１実施形態と略同様の効果を享受できる。また、以下の効果がある。
ところで、支持部材１５内部に空気を導入し、光源ランプ１１に冷却空気を送風した場合には、発光管１１１において、局所的に温度が低い部分が生じる恐れがある。このように、発光管１１１の温度分布に比較的大きい偏りが生じた場合には、発光管１１１の管壁に黒化等が生じやすく、光源装置の明るさの低下や、発光管１１１の破裂を引き起こしてしまう。
本実施形態では、支持部材１５０内部は密閉空間となっており、光源ランプ１１に冷却空気が送風されない構成であるので、上述したように発光管１１１の温度分布に比較的大きい偏りが生じにくく、光源装置１００の明るさの低下や、発光管１１１の破裂を抑制できる。また、光源ランプ１１が破裂した場合であっても破片が光源装置１００外部に飛散することを前記第１実施形態よりさらに抑制できる。
【００４１】
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計の変更が可能である。
前記各実施形態では、主反射鏡１２が楕円面リフレクタとして構成されていたが、これに限らず、光源ランプ１１から射出された光束を略平行光として反射するパラボラリフレクタとして構成しても構わない。このように主反射鏡をパラボラリフレクタとして構成した場合には、例えば、平行化凹レンズ１４の代わりに、防爆ガラス等の透光性部材を配置する構成を採用すれば、前記実施形態と同様に、光源ランプ１１が破裂等した場合であっても、光源装置１０外部に破片が飛散することを回避できる。
【００４２】
前記各実施形態では、光源装置１０，１００は、副反射鏡１３を設けた構成を説明したが、これに限らず、副反射鏡１３を省略した構成でも構わない。
前記第１実施形態では、支持部材１５を筒形状で構成していたが、光源装置本体１０Ａおよび平行化凹レンズ１４を一体化できる形状であれば、筒形状の単体に限らず、２体以上で構成しても構わない。
【００４３】
前記各実施形態では、３つの液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂを用いたプロジェクタ１の例のみを挙げたが、本発明は、１つの液晶パネルのみを用いたプロジェクタ、２つの液晶パネルを用いたプロジェクタ、あるいは、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。
前記各実施形態では、光入射面と光射出面とが異なる透過型の液晶パネルを用いていたが、光入射面と光射出面とが同一となる反射型の液晶パネルを用いてもよい。
前記各実施形態では、光変調装置として液晶パネルを用いていたが、マイクロミラーを用いたデバイスなど、液晶以外の光変調装置を用いてもよい。この場合は、光束入射側および光束射出側の偏光板は省略できる。
前記各実施形態では、スクリーンを観察する方向から投射を行なうフロントタイプのプロジェクタの例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを観察する方向とは反対側から投射を行なうリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。
前記各実施形態では、プロジェクタに本発明の光源装置を採用していたが、本発明はこれに限らず、他の光学機器に本発明の光源装置を採用してもよい。
【００４４】
本発明を実施するための最良の構成などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明の光源装置は、長寿命化が図れるため、ホームシアタやプレゼンテーションで利用されるプロジェクタの光源装置として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】第１実施形態におけるプロジェクタの概略構成を示す平面図。
【図２】前記実施形態における光源装置の概略構成を示す図。
【図３】前記実施形態における光源装置の概略構成を示す図。
【図４】前記実施形態における光源装置本体の概略構成を示す断面図。
【図５】前記実施形態における光源装置を側方から見た断面図。
【図６】第２実施形態における光源装置の概略構成を示す図。
【図７】前記実施形態における光源装置の概略構成を示す図。
【符号の説明】
【００４７】
１・・・プロジェクタ、１０，１００・・・光源装置、１１・・・光源ランプ、１２・・・リフレクタ（主反射鏡）、１３・・・副反射鏡、１４・・・平行化凹レンズ（透光性部材）１５，１５０・・・支持部材、４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ・・・液晶パネル（光変調装置）、５０・・・投射光学系（投射光学装置）、１１１・・・発光管、１１２・・・電極、１２２Ａ，１３２Ａ・・・反射面、Ｒ３・・・非利用光。
【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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