| 【発明の名称】 |
光源ランプ装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】木村 栄
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| 【要約】 |
【課題】高輝度放電ランプを使用した光源ランプ装置の放熱効率を向上する。
【解決手段】交換ランプユニットに常時は閉じている通気窓を設け、筐体内に設置されたランプ取付け函に交換ランプユニットを挿入したときのみ通気窓が開いて、凹面反射鏡の内部に空冷ファンの気流を流入させる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 高輝度放電ランプと、反射面が放物面または、楕円面からなる凹面反射鏡とから構成される光源ランプ部と、該光源ランプ部を内蔵した、交換ランプユニットと、上記交換ランプユニットを取付けるために装置内に設けられた、ランプ取り付け函と、空冷ファンからなる、ランプ取り付け部を備え、上記交換ランプユニットに光源ランプから射出される光線を透過する前面ガラスと、発光管壁面温度制御用送風孔及び送風孔開閉部を設け、ランプ取り付け部には空冷用ファン及び開閉部制御機構部を設けたことを特徴とする光源ランプ装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶プロジェクタ等に使用される、高輝度放電ランプを使用した光源ランプ装置に係り、特にこのような光源ランプ装置において安全で、且つ、ランプの長寿命化を期待できる、有効な取り付け装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】液晶プロジェクタ装置等の光源用ランプとして、高輝度放電ランプ（ＨＩＤランプ、high intensity discharge lamp)に属する超高圧水銀ランプやメタルハライドランプが使用される。メタルハライドランプは水銀ランプと似ているが、発光管の中に水銀、アルゴンの他に蛍光物質として金属ハロゲン物質が封入されたもので、水銀ランプより効率、演色性にすぐれている。また、発光管の壁面温度が、或る一定温度以上で点灯する。
【０００３】これらの高輝度放電ランプは発光管内部が高圧であり、寿命になると石英ガラスで作られた発光管が破裂し破片が飛び散る恐れがある。この対策として図５に示すように、光源ランプ２を凹面反射鏡３のほぼ中央の所定の位置に固定し、前面ガラス４１を凹面反射鏡開口部８に密着させて接合し、光源ランプ２を凹面反射鏡３と前面ガラス４１で密閉するようにしてある。この光源ランプ２、凹面反射鏡３、及び、前面ガラス４１の結合体で光源ランプ部４０を構成する。更に、光源ランプ部４０を交換ランプケース５１に納めて交換ランプユニット５０を構成する。交換時の取扱に便利なように、交換ランプケース５１には取っ手５２がついている。
【０００４】前記液晶プロジェクタ装置の筐体内には、図６に示すように、ランプ取付け函６１が設置され、交換ランプユニット５０をランプ取付け函６１内に挿入したとき、光源ランプがプロジェクタ装置の光源としての所定位置を占めるよう配置されている。また、ランプ点灯時の発熱に対して空冷ファン６３がランプ取付け函６１に近接して設置されている。空冷ファン６３による冷却効果を高めるために、交換ランプケース５１には通気孔５３が、ランプ取付け函６１には、通気孔６２が多数穿たれている。
【０００５】このようなプロジェクタ装置は、広く一般消費者向けにも販売されている。そして、光源ランプとして使用される高輝度放電ランプの寿命は、一般にプロジェクタ装置自体の寿命ほど長くないのでランプ交換が必要となる。一般消費者向けのプロジェクタ装置では、交換時期になるとランプ交換を促す表示が出るようになっており、一般ユーザー自身でランプ交換を行うのが前提となっている。
【０００６】万一のランプの破損時にも怪我や周囲の装置の故障のないように、一般ユーザーには、光源ランプ２と凹面反射鏡３及び前面ガラス４１で構成される光源ランプ部４０を交換ランプケース５１に納めて一体としたものが、交換ランプユニット５０として提供される。光源ランプ部４０は、前述のように光源ランプ２を凹面反射鏡３と前面ガラス４１で密閉してあるので、たとえ、光源ランプ２が破損したときでもガラスの破片が光源ランプ部４０の外にでることはなく安全である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような構成の光源ランプ部４０においては、凹面反射鏡開口部８を保護用の前面ガラス４１で塞いでしまうため、発光管４から発生した熱が凹面反射鏡３の内部にこもりやすく、前面ガラスのない場合に比べ、発光管壁面の温度が異常に高くなり、結果として発光管の寿命を縮めてしまっていた。また、空冷ファンを用いて反射鏡外部から発光管壁面を間接的に冷やす方法は、冷却効率が非常に悪いため、空冷ファンは大型化され、ファンによる騒音が問題となっていた。さらに、光源ランプ部を小型化するために凹面反射鏡を小型にした場合や、発光管への供給電力を増加させて用いる場合には、発光管壁面の温度上昇が顕著となりランプ寿命を著しく低下させる原因となっていた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記したような問題点を鑑み、高輝度放電ランプと、反射面が放物面または、楕円面からなる凹面反射鏡とから構成される光源ランプ部と、該光源ランプ部を内蔵した、交換ランプユニットと、交換ランプユニットを取付けるために装置内に設けられた、ランプ取り付け函と、空冷ファンからなる、ランプ取り付け部を備え、交換ランプユニットに光源ランプから射出される光線を透過する前面ガラスと、発光管壁面温度制御用送風孔及び送風孔開閉部を設け、ランプ取り付け部には空冷用ファン及び開閉部制御機構部を設けたことを特徴とする光源ランプ装置を提供する。
【０００９】
【発明の実施の形態】図４に本発明の光源ランプ装置の使用例を示す。本例は透過型液晶パネルを用いた液晶プロジェクタ装置である。該液晶プロジェクタ装置の筐体内に、ランプ取り付け部が設けられ、光源ランプ装置が収納されている。
【００１０】光源ランプ２と凹面反射鏡３で構成される光源ランプ装置１と液晶パネルの有効開口の間には、光源ランプ２から出射された光を赤、緑、青の各色に分解するダイクロイックミラー１１４、１１９が配置されている。光源ランプ２から出射した光は、図示していないＵＶ−ＩＲカットフィルタによって可視光のみが選択的に透過される。まず、ダイクロイックミラー１１４でＲ光のみが反射して、Ｒ光（光の３原色の赤）及びＢＧ光に分離される。ダイクロイックミラー１１４を透過したＢＧ光は、さらにダイクロイックミラー１１９においてＢ光（光の３原色の青）が透過してＧ光（光の３原色の緑）が反射されることにより各色光に分離される。
【００１１】ダイクロイックミラー１１４で反射されたＲ光は、ミラー１１５により進行方向を９０゜曲げられてコンデンサレンズ１１６で収束されて赤色用液晶パネル１１７に入射する。
【００１２】一方、ダイクロイックミラー１１４を透過したＧ光及びＢ光はダイクロイックミラー１１９により分離されることになる。即ち、Ｇ光は反射されて進行方向を９０゜曲げられてコンデンサレンズ１２０を介して緑色用液晶パネル１２１に導かれる。そしてＢ光はダイクロイックミラー１９を透過して直進し、リレーレンズ１２２、ミラー１２７、リレーレンズ１２３、ミラー１２４を介して青色用液晶パネル２６に導かれる。
【００１３】赤色用液晶パネル１１７はＲ光に対して、図示していない経路から供給される所要の赤色用駆動信号によって駆動素子に対応した位置で、選択的に光変調を行う。同様に緑色用液晶パネル１２１、青色用液晶パネル１２６も選択的に光変調を行う。
【００１４】液晶パネル１１７、１２１、１２６で光変調された各色の光は、光合成手段としてのクロスダイクロイックプリズム１１８によって合成されることになる。このクロスダイクロイックプリズム１１８は、干渉膜を間に挟んだ反射面１１８ａ、１１８ｂを持ち、Ｒ光は反射面１１８ａで、Ｂ光は反射面１１８ｂで投射レンズ１３０が配置されている方向に反射される。そしてＧ光が反射面１１８ａ、１１８ｂを透過することで、Ｒ、Ｇ、Ｂ各光が１つの光軸に合成され、投射レンズ１３０によって図示されていないスクリーンに拡大投影される。
【００１５】このようなプロジェクタ装置は広く一般消費者向けにも販売されており、ランプ交換を一般ユーザー自身で行うのが前提となっていることは、既に述べた通りである。
【００１６】以下、本発明の光源ランプ装置の実施の形態を説明する。図１に示すように、光源ランプ部１はランプ２と凹面反射鏡３で構成される。ランプ２は、石英ガラスからなる球状の発光管４、一対の電極５、モリブデン箔６からなり、発光管４には水銀、希ガス等が封入されている。該電極５はモリブデン箔６を仲介として外部電極７に接続されている。凹面反射鏡３は反射面が放物面、又は、楕円面からなり、前記発光管４は、ランプ２を射出した光線が凹面反射鏡３で反射した後、プロジェクタ装置が必要とする平行または、集光光線となるような所定位置に固定されている。従来技術の例と異なり、凹面反射鏡３の前面の開口部８には前面ガラスを設けず、開放状態になっている。
【００１７】図２は、前記光源ランプ部１を交換ランプケース１１に取り付けた状態を示し、交換ランプケース１１とその付属品に光源ランプ部１を含んで交換ランプユニット１０を構成する。エンドユーザーには、光源ランプは交換ランプユニット１０の形で供給される。
【００１８】該交換ランプケース１１には、前面ガラス１２、取っ手１３、通気窓１４及び通気孔１５が設けられている。前面ガラス１２は、交換ランプケース１１の前面に固着され、超高圧の水銀ランプ等の発光管４が万一破損した場合でも、発光管４の破片が外部に飛び散らないようにしてある。交換ランプケース１１の後面に取り付けられた取っ手１３は、ランプ交換時に使用する。通気窓１４は、前記凹面反射鏡３の前面の開口部８と前面ガラス１２の間に位置する。該通気窓１４の上部には、通気窓開閉部としての扉１６が、交換ランプケース１１に形成された扉ガイド１７により、図２上で、左右にスライド可能に支持されている。更に、扉ガイド１７の内部に発条１８が納められ、発条１８の伸長力によって扉１６は右方に押され、ランプケース１１に設けられた溝１１ａに嵌入して通気窓１４を塞いでいる。しかして、該扉１６の突起部１６ａが左方に押されたときのみ、発条１８を押し縮めて扉１６は左に移動し、通気窓１４は開くことになる。即ち、図２の交換ランプユニット１０単独の状態では、発光管４は決して露出しない。
【００１９】図３に示すように、前述の液晶プロジェクタ装置の筐体内に、ランプ取り付け部２０が設けられている。ランプ取り付け部２０は、ランプ取付け函２１と空冷用ファン２２からなり、交換ランプユニット１０を、後部の取っ手１３をつまんでランプ取付け函２１の中に挿入又は、引き出せる。交換ランプユニット１０をランプ取付け函２１の中に挿入すると、光源としての所定位置になるように、ランプの位置が固定される。ランプ取付け函２１には通気窓２３が穿たれている。該通気窓２３は交換ランプユニット１０が挿入された状態で、交換ランプケース１１の通気窓１４と相対する処にある。
【００２０】更に、通気窓２３の周縁に、突起部２１ａが設けられている。交換ランプユニット１０をランプ取付け函２１の中に挿入すると、該突起部２１ａは扉１６の突起部１６ａと係合して、発条１８の力に抗して扉１６を図３上で左に押し、交換ランプケース１１の通気窓１４を開く。通気窓１４の開くことによって、凹面反射鏡３の内部と外部の空気は一体となる。即ち、該突起部２１ａは、交換ランプユニット１０の扉１６を開閉する開閉部制御機構部として機能する。
【００２１】空冷用ファン２２で、直接、凹面反射鏡３の内部に空気を流通させられるので発光管４の冷却効果は増大する。従来と同様に凹面反射鏡３の外部を冷却することと合わせて、最適のランプの周辺温度を選択することができる。
【００２２】ランプ交換のために、図示されていない止金を外して、交換ランプユニット１０を交換ランプカバー２１から抜き出すとランプ取付け函２１の突起部２１ａと扉１６の突起部１６ａの係合は解除され、発条１８により、扉１６は図３上で右方に動き、交換ランプケース１１の通気窓１４を即座に閉じる。万一発光管４が破裂した場合でも、破片は凹面反射鏡３の内部に残って交換ランプユニット１０の外部に出ることはない。
【００２３】以上、具体的な説明を行ったが、交換ランプユニット１０の扉１６は通気窓１４の開閉が可能なら別の形状で良く、発条１８等も図で示すようなコイルばねのみならず、各種の弾性部材が使用され得る。通気窓１４の数も２個以上あっても差し支えない。又、液晶プロジェクタ装置を例に挙げたが、高輝度放電ランプを光源ランプとして使用した装置であれば、本光源ランプ装置は適用される。
【００２４】
【発明の効果】以上、説明したように本発明は、交換ランプユニットに開閉可能の通気窓を設けることにより、発光管壁面の温度を最適な温度に維持可能であり、発光管の寿命を延ばすことができる。また、冷却効率が向上するため空冷ファンは小型のもので良く、ファンの騒音も最小に抑えられる。プロジェクタ装置を小型にするために、光源ランプ部の凹面反射鏡を小型にした場合や、発光管への供給電力を増加させて用いる場合でも、発光管壁の温度上昇を簡単に抑えられ、ランプ寿命の極端な低下を防止できる。また、一般ユーザーが光源ランプを交換しても、従来と同様の安全性を確保できる。更に、若干個の簡単な部材の追加で初期の目的を達しており、経済性に優れている。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００２１８５
【氏名又は名称】ソニー株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）５月１３日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】脇 篤夫 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−３２９０１５ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）１１月３０日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−１２９９８９ |
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