| 【発明の名称】 |
照明装置およびプロジェクタ装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】大谷 哲夫
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| 【要約】 |
【課題】放電ランプによる反射鏡内の温度上昇を抑制でき、放電ランプの寿命の低減が防止できる照明装置およびプロジェクタ装置を提供する。
【解決手段】放電ランプ２のアウターリード８が口金９の底部12および口金ピン16を貫通するように放電ランプ２の封止部６を口金９の開口縁11から嵌挿する。反射鏡18の中央支持孔21に口金９の口金本体13が貫通するように口金９を反射鏡18に固定する。放電ランプ２を点灯すると発熱し反射鏡18内が温度上昇する。反射鏡18内に露出している屈曲部15から口金本体13を介して外部に反射鏡18内の熱が熱伝導して外部に放熱する。放電ランプ２による反射鏡18内の温度上昇が抑制でき、放電ランプ２の寿命の低減を防止できる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 バルブ、このバルブから延設された略円柱状の封止部、およびこの封止部から導出されたアウターリードを備えた放電ランプと；先端に形成された開口縁、および基端が閉塞されアウターリードが貫通する底部を有する有底略円筒状に成形され封止部が内部に嵌挿される口金本体、この口金本体の開口縁から少なくとも軸方向成分を有する方向に向けて切り込まれた複数の切込部、これら切込部間のそれぞれの開口縁が外方に向けて屈曲された屈曲部、および口金本体の底部に突設されアウターリードが貫通する口金ピンを備えた口金と；放電ランプが取り付けられた口金を取り付けた際に放電ランプに光学的に対向して位置する凹面状の鏡本体、この鏡本体の先端側に開口された開口部、および鏡本体の基端側に形成され口金の口金本体が貫通した状態で固定される中央支持孔を備えた反射鏡と；を具備したことを特徴とする照明装置。
【請求項２】 反射鏡の開口部に取り付けられ、この開口部を閉塞し放電ランプからの光を透過する透光板を具備したことを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】 口金の口金ピンに取り付けられ、放電ランプによる発熱を外部に放熱する放熱板を具備したことを特徴とする請求項１または２記載の照明装置。
【請求項４】 請求項１ないし３いずれかに記載の照明装置と；この請求項１ないし３いずれかに記載の照明装置からの照明を透光する透光性を有し画像を形成する表示装置と；この表示装置を介した照明装置からの光を投射する投影装置と；を具備したことを特徴とするプロジェクタ装置。
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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、放電ランプからの光を照射する照明装置およびプロジェクタ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、放電ランプからの光を照射する照明装置としては、例えば、実開平２−３１０１０号公報に記載されている。そして、この実開平２−３１０１０号公報に記載の照明装置は、放電ランプの封止部が嵌挿される口金が、大径部およびこの大径部より小径の小径部を有する段部を備えた形状に成形されている。また、この口金は、凹面状に成形された反射鏡の基端側の中央支持孔に取り付けられた円環板に対して反射鏡の内側から挿入されている。さらに、口金を反射鏡の中央支持孔に取り付ける際には、反射鏡の中央支持孔を上方に向けて配設し、この反射鏡の中央支持孔に接着材などを流し込むと、反射鏡の中央支持孔、円環板、および口金の大径部により接着材が下方に向けて垂れ流れず、反射鏡に対する放電ランプの適正位置における取り付け作業が容易になるように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実開平２−３１０１０号公報に記載の照明装置は、反射鏡に対する口金の取り付け作業を容易にするために、口金が大径部を有する段状に成形されているにすぎない。
【０００４】特に、反射鏡の開口部が透光板にて閉塞されている場合には、放電ランプにて発熱される熱が外部に放熱されにくい。このため、この熱が反射鏡内に遮熱されてしまい、放電ランプの寿命を低減させてしまう。
【０００５】また、放電ランプを点灯させると、この放電ランプの表面温度が９５０℃〜１０５０℃程度となり、さらに、反射鏡内の温度が３００℃〜５００℃程度となる。よって、反射鏡の開口部が開口されている場合よりも反射鏡の開口部が透光板にて閉塞されている場合には、約５０℃〜２００℃程度反射鏡内の温度が上昇してしまう。このため、反射鏡内の温度を低下させるために、反射鏡の外面に冷風を当てることが考えられるが、効率良く反射鏡内の温度を低下させることが困難であるという問題を有している。
【０００６】本発明は、このような点に鑑みなされたもので、放電ランプ点灯時における反射鏡内の温度上昇を抑制でき、放電ランプの寿命を低減させにくい照明装置およびプロジェクタ装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の照明装置は、バルブ、このバルブから延設された略円柱状の封止部、およびこの封止部から導出されたアウターリードを備えた放電ランプと；先端に形成された開口縁、および基端が閉塞されアウターリードが貫通する底部を有する有底略円筒状に成形され封止部が内部に嵌挿される口金本体、この口金本体の開口縁から少なくとも軸方向成分を有する方向に向けて切り込まれた複数の切込部、これら切込部間のそれぞれの開口縁が外方に向けて屈曲された屈曲部、および口金本体の底部に突設されアウターリードが貫通する口金ピンを備えた口金と；放電ランプが取り付けられた口金を取り付けた際に放電ランプに光学的に対向して位置する凹面状の鏡本体、この鏡本体の先端側に開口された開口部、および鏡本体の基端側に形成され口金の口金本体が貫通した状態で固定される中央支持孔を備えた反射鏡と；を具備したものである。
【０００８】そして、放電ランプのアウターリードを口金の口金本体の底部に貫通するとともに、この放電ランプの封止部を口金本体の内部に嵌挿し、この口金の口金本体を反射鏡の中央支持孔に貫通した状態で固定する。このとき、放電ランプは反射鏡内に配設されており、さらに、口金の屈曲部は反射鏡の中央支持孔側に内設されている。そして、口金を介して放電ランプに電力を供給すると、放電ランプが発光するとともに、この放電ランプの発光によりこの放電ランプが発熱し、反射鏡内の温度が急激に上昇する。このとき、口金の屈曲部で集熱することにより屈曲部が温度上昇し、この屈曲部で集熱した熱が口金の口金ピンへと熱伝導する。よって、反射鏡内の温度が口金を介して外部に放熱する。このため、放電ランプによる反射鏡内の過度の温度上昇が抑制されて、放電ランプの寿命の低減が防止される。
【０００９】請求項２記載の照明装置は、請求項１記載の照明装置において、反射鏡の開口部に取り付けられ、この開口部を閉塞し放電ランプからの光を透過する透光板を具備したものである。
【００１０】そして、反射鏡の開口部に透光板を取り付けてこの開口部を閉塞すると、放電ランプによる発熱にて反射鏡内の温度がさらに上昇し易くなる。またこの際には、反射鏡内の発熱が口金の屈曲部からこの口金の口金ピンへと熱伝導して外部に放熱される。よって、放電ランプ点灯時におけるこの放電ランプからの発熱による反射鏡内の温度上昇が抑制される。このため、反射鏡が透光板にて閉塞されている場合にあっても、放電ランプの寿命の低減が防止される。
【００１１】請求項３記載の照明装置は、請求項１または２記載の照明装置において、口金の口金ピンに取り付けられ、放電ランプによる発熱を外部に放熱する放熱板を具備したものである。
【００１２】そして、放電ランプのアウターリードが底部を貫通する状態でこの放電ランプの封止部が内部に嵌挿され、さらに反射鏡の中央支持孔に口金本体が貫通した状態で固定されている口金の口金ピンに、放熱板を取り付ける。さらに、口金を介して放電ランプに電力を供給すると、放電ランプの点灯時における発熱が口金の屈曲部に集熱され、さらにこの熱が屈曲部から口金の口金ピンを介して放熱板へと伝わる。よって、口金の口金ピンに放熱板を取り付けたことにより、放電ランプによる反射鏡内での温度上昇がさらに効率良く抑制される。このため、放電ランプの寿命の低減がさらに効率良く防止される。
【００１３】請求項４記載のプロジェクタ装置は、請求項１ないし３いずれかに記載の照明装置と；この請求項１ないし３いずれかに記載の照明装置からの照明を透光する透光性を有し画像を形成する表示装置と；この表示装置を介した照明装置からの光を投射する投影装置と；を具備したものである。
【００１４】そして、請求項１ないし３いずれかに記載の照明装置からの照明を透光する位置に表示装置を配設し、この表示装置を介した照明装置からの光を投射する位置に投射手段を配設した際に、照明装置の反射鏡内に配設されている放電ランプを点灯すると、放電ランプ点灯時における発熱が、照明装置の口金の屈曲部から口金の接続部へと熱伝導する。このため、放電ランプを点灯することにより発生する発熱が照明装置の外部に放熱する。よって、照明装置の放電ランプによる反射鏡内の温度上昇が抑制される。このため、放電ランプの寿命の低減が防止されるので、この照明装置が取り付けられているプロジェクタ装置の信頼性が向上される。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１６】図１は照明装置の一部を切り欠いた側面図、図２は図１におけるII−II断面図、図３は照明装置が取り付けられたプロジェクタ装置の説明図である。
【００１７】図１および図２において、１は照明装置で、この照明装置１には、ショートアークランプ、または、稀土類金属ハロゲン化物を封入した演色性に優れ、かつ発光効率の高いショートアークメタルハライドランプなどの外管を用いることなく発光管のみで構成された放電ランプ２が内設されている。
【００１８】この放電ランプ２は、バルブ３を有し、このバルブ３内には、気密な放電空間４が形成されている。この放電空間４内における互いに対向する位置には、一対の陽極5aおよび陰極5bを有する電極５が内設されている。また、バルブ３の互いに対向する位置、すなわち陽極5aおよび陰極5bが内設されている位置には、略円柱状の封止部６がそれぞれ延設されている。これら封止部６には、陽極5aおよび陰極5bにそれぞれ接続されたインナーリード７が同軸状に封止されている。
【００１９】これら封止部６には、それぞれのインナーリード７から連続してアウターリード８がそれぞれ導出されている。また、放電ランプ２の陰極5b側の封止部６には、この封止部６から導出されるアウターリード８を電気的に導通させるとともに、放電ランプ２を位置決め固定させる口金９が取り付けられている。さらに、放電ランプ２の陽極5a側の封止部６から導出されるアウターリード８には、この放電ランプ２に電力を供給する電源線10が固着されている。
【００２０】口金９は、金属などの導電性および熱伝導性に優れた素材にて、例えば高さ寸法１６ｍｍ、内径寸法６．２ｍｍを有する有底円筒状に成形されており、また、この口金９は、先端に開口縁11が形成され、基端が閉塞された底部12が形成された口金本体13を備えている。この口金本体13は、放電ランプ２の陰極5b側の封止部６が開口縁11から内部に向けて嵌挿されて、例えばアルミナセメントなどの接着材にて接着固定されるとともに、この陰極5b側の封止部６に導出されるアウターリード８が底部12の略中央部を貫通するように構成されている。
【００２１】この口金本体13の開口縁11には、この開口縁11から軸方向に向けて、例えば１３ｍｍ程度切り込まれた複数の切込部14が、例えば互いに等間隔をおいた位置に８本形成されている。切込部14間のそれぞれの開口縁11には、これら開口縁11、すなわち、例えばこの開口縁11から３ｍｍの位置までが外方、すなわち径方向に向けて９０度屈曲された集熱板としての複数の屈曲部15が、例えば８枚形成されている。
【００２２】さらに、口金本体13の底部12の略中央部には、放電ランプ２の陰極5b側のアウターリード８が貫通される口金ピン16が一体に突設されている。この口金ピン16の先端部には、この口金ピン16の内部を貫通する放電ランプ２の陰極5b側のアウターリード８を強固に抵抗溶接するための切欠部17が切り欠き形成されている。口金本体13は、放電ランプ２による光を一定方向に反射させるための反射鏡18に取り付けられている。
【００２３】反射鏡18は、ガラスを基体として成形されており、この基体の内面の略全域には、金属蒸着多層膜が反射材として取り付けられている。また、反射鏡18は、放電ランプ２の陰極5b側の封止部６が開口縁11から挿入され内部に嵌挿固定された口金９が取り付けられた際に、放電ランプ２に光学的に対向して位置する凹面状の鏡本体19を有する。
【００２４】この鏡本体19は、球面、放物面、楕円面などの多次元関数面、またはそれらを組み合わせた反射面を有するように形成されている。この鏡本体19の先端側には、この先端側が拡径された開口部20が開口されている。この鏡本体19の基端側には、口金９の口金本体13が貫通した状態で、例えばアルミナセメントなどの接着材にて固定される中央支持孔21が開口形成されている。
【００２５】ここで、放電ランプ２の陰極5b側の封止部６に口金９を取り付け、この口金９を反射鏡18の中央支持孔21に取り付けた際には、放電ランプ２のバルブ３が反射鏡18の鏡本体19における焦点位置に配設されるように構成されている。さらに、口金９を介して放電ランプ２を反射鏡18の中央支持孔21に固定させた際には、反射鏡18における光軸方向と、放電ランプ２の陽光柱における中心とが一致するように光軸配置されている。
【００２６】また、口金９の屈曲部15における表面積（Ａ）が、反射鏡18の中央支持孔21における断面積（Ｂ）の１．５倍よりも小さくなる、すなわち（Ａ）＜（Ｂ×１．５）の関係が成り立つように構成されている。さらに、口金９を反射鏡18の中央支持孔21に取り付けた際には、この口金９の屈曲部15が反射鏡18の鏡本体19の内部に露出するように構成されているとともに、放電ランプ２に電力を供給する電源線10が口金９の口金ピン16にねじ止め固定されている。
【００２７】反射鏡18の開口部20には、この開口部20を閉塞し、放電ランプ２からの光を透過する略平板状の透光板22が、例えば耐熱性シリコン接着材などの接着材にて接着固定されている。この透光板22は、いわゆるガラスなどの光を透過する素材にて成形されている。
【００２８】また、口金９の口金ピン16には、放電ランプ２による発熱を外部に放熱する放熱板23が取り付けられている。この放熱板23は、優れた熱伝導性を有する素材にて扁平円盤状に成形されており、この口金ピン16の中心部には、口金ピン16の基端側に対して螺合可能な螺合孔24が開口されている。
【００２９】さらに、照明装置１は、例えば、映像用装置として高解像度液晶パネルを用い光学系と組み合わせてスクリーンに投影し、会議でのデータ表示やビデオムービなどで画像を楽しむ、いわゆる液晶プロジェクタなどに取り付けられる装置、またはファイバ照明装置などの光源として用いられるショートアークランプ装置である。
【００３０】そして、照明装置１は、図３に示すように、この照明装置１の放電ランプ２からの照明を透光する位置に、例えば高解像度液晶パネルなどの表示装置25が配設されている。また、この表示装置25を介した照明装置１からの光を投射する位置には、例えばスクリーンなどに表示装置25による映像などを投影させる投影装置26が配設されている。そして、照明装置１、表示装置25および投影装置26にてプロジェクタ装置27が構成されている。
【００３１】ここで、照明装置１の組み立て動作について説明する。
【００３２】放電ランプ２の陰極5b側の封止部６から導出されているアウターリード８を、口金９の開口縁11に挿入するとともに、この口金９の口金ピン16を挿通させて、放電ランプ２の陰極5b側の封止部６を口金９の口金本体13内に嵌挿する。
【００３３】そして、口金９のそれぞれの切込部14に外部から均等に応力を加え、放電ランプ２の陰極5b側の封止部６の形状に口金９の口金本体13の形状を合致する。このとき、口金９の口金本体13によるスプリング機能により、放電ランプ２の陰極5b側の封止部６と口金９との軸方向が一致する。
【００３４】次いで、口金９の口金ピン16の切欠部17を抵抗溶接し、この口金ピン16に挿通しているアウターリード８と切欠部17とを電気的に導通する。
【００３５】そして、反射鏡18の開口部20に口金９が取り付けられた放電ランプ２を挿入し、この反射鏡18の中央支持孔21に内方から放電ランプ２に取り付けられている口金９を挿入する。
【００３６】次いで、放電ランプ２を点灯させ、図示しないスクリーン面上で規定の特性値を示すように、反射鏡18に対する放電ランプ２の取り付け位置を決定する。
【００３７】さらに、放電ランプ２を消灯させ、口金９の屈曲部15が反射鏡18の鏡本体19内に露出するように、反射鏡18の中央支持孔21と口金９の口金本体13との間隙にアルミナセメントなどの接着材を一定量注入し、周囲から加熱してこのアルミナセメントを乾燥させて固め、反射鏡18に口金９を固定する。
【００３８】そして、反射鏡18内に取り付けられている放電ランプ２の陽極5a側の封止部６から導出されているアウターリード８に電源線10を固着し、耐熱性シリコン接着材を用いて、反射鏡18の開口部20に透光板22を接着固定し、この透光板22にて反射鏡18内を密閉する。
【００３９】その後、反射鏡18の中央支持孔21から突出している口金９の口金ピン16に放熱板23を螺合させて取り付け、さらにこの口金ピン16の先端側に電源線10を接続する。
【００４０】さらに、上記実施の一形態の照明装置１における放電ランプ２に電力を供給しこの放電ランプ２を点灯させた場合には、放電ランプ２のバルブ３の上部外表面温度が９００℃であるとともに、反射鏡18内の温度が３５０℃であった。またここで、屈曲部15を形成しない比較例について測定したところ、放電ランプ２のバルブ３の上部外表面温度が１０５０℃であるとともに、反射鏡18内の温度が５００℃であった。
【００４１】よって、反射鏡18の中央支持孔21に固定された口金９に取り付けられた放電ランプ２を点灯させると、放電ランプ２の点灯により発生する熱にて反射鏡18内の温度が上昇するが、反射鏡18に取り付けた放熱板23を風冷することにより、放熱板23が冷却されて口金９の口金本体13を介して口金９の屈曲部15が冷却されるので、放電ランプ２の発熱による反射鏡18内の温度上昇が抑制できる。
【００４２】このため、放電ランプ２を点灯させることにより生じる放電ランプ２などの損傷が防止できるので、照明装置１本体の保護が容易にでき、さらには、放電ランプ２の寿命の低減を防止できる。
【００４３】また、放電ランプ２の寿命の低減が防止できるため、従来のものと比べると、放電ランプ２が長期間に亘り使用できるので、照明装置１本体の信頼性を向上できるとともに、使用者の使い勝手を向上できる。
【００４４】そして、口金９の開口縁11を外方に向けて屈曲させて屈曲部15を形成し、この屈曲部15から口金９を介して放熱板23に熱伝導させ、反射鏡18内における温度上昇が抑制できる構成であるため、構造が簡略になり、照明装置１本体を小型に形成できる。
【００４５】照明装置１をプロジェクタ装置27に用いた場合には、この照明装置１の使い勝手が向上されるため、このプロジェクタ装置27であっても照明装置１と同様な効果を奏することができる。
【００４６】また、放電ランプ２を点灯させた際には、この放電ランプ２の陰極5bが、この放電ランプ２における陽極5aよりも発熱する。このため、放電ランプ２の陰極5bに近接する位置、すなわち放電ランプ２の陰極5b側の封止部６に口金９を取り付けることにより、放電ランプ２点灯時における反射鏡18内の温度上昇が効率良く抑制できる。
【００４７】なお、上記実施の一形態では、プロジェクタ装置27に用いられる照明装置１について説明したが、プロジェクタ装置27のみに用いられる照明装置１に限定されることはなく、照明が必要な装置であれば、どのような装置であっても用いることができる。
【００４８】また、放熱板23は、優れた熱伝導性を有する素材にて扁平円盤状に成形されているが、このような構成に限定されることはなく、この放熱板23を冷却することにより、放電ランプ２を点灯させた際に生じる反射鏡18内の温度上昇が抑制できる構成であればよい。例えば、放熱板23を扁平矩形状に成形することもできる。
【００４９】さらに、放電ランプ２の陰極5b側の封止部６に口金９が取り付けられているが、このような構成に限定されることはなく、放電ランプ２の陽極5a側の封止部６に口金９を取り付けることもできる。
【００５０】
【発明の効果】請求項１記載の照明装置によれば、口金を介して放電ランプに電力を供給すると、放電ランプが発光するとともに、この放電ランプによる発光により放電ランプが発熱し、反射鏡内の温度が急激に上昇するが、このとき、口金の屈曲部にて集熱することにより屈曲部が温度上昇し、この屈曲部から口金の口金ピンへと熱が伝導するため、反射鏡内の温度が口金を介して外部に放熱され、放電ランプによる反射鏡内の過度の温度上昇を抑制でき、放電ランプの寿命の低減を防止でき、さらには、使用者の使い勝手を向上できる。
【００５１】請求項２記載の照明装置によれば、請求項１記載の照明装置の効果に加え、反射鏡が透光板にて閉塞されている場合であっても、反射鏡内の熱が口金の屈曲部から口金の口金ピンへと熱伝導して外部に放熱されるため、放電ランプ点灯時における反射鏡内の温度上昇を抑制できる。
【００５２】請求項３記載の照明装置によれば、請求項１または２記載の照明装置の効果に加え、口金を介して放電ランプに電力を供給すると、放電ランプの点灯時における発熱が口金の屈曲部に集熱され、さらにこの熱が屈曲部から口金の口金ピンを介して放熱板へと熱伝導するので、口金の口金ピンに放熱板を取り付けたことにより、放電ランプによる反射鏡内での温度上昇をさらに効率良く抑制でき、放電ランプの寿命の低減をさらに効率良く防止できる。
【００５３】請求項４記載のプロジェクタ装置によれば、請求項１ないし３いずれかに記載の照明装置からの照明を透光する位置に表示装置を配設し、この表示装置を介した照明装置からの光を投射する位置に投射手段を配設すると、照明装置の反射鏡内に配設されている放電ランプ点灯時における発熱が、照明装置の口金の屈曲部から口金の口金ピンへと熱伝導するため、放電ランプを点灯することにより発生する発熱が照明装置の外部に放熱するので、照明装置の放電ランプによる反射鏡内の温度上昇を抑制でき、放電ランプの寿命の低減を防止でき、さらには、この照明装置が取り付けられているプロジェクタ装置の使い勝手を向上できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３７５７
【氏名又は名称】東芝ライテック株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年８月３０日（１９９９．８．３０） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６２７６４
【弁理士】
【氏名又は名称】樺澤 襄 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−６７９０２（Ｐ２００１−６７９０２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年３月１６日（２００１．３．１６） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２４３７６６ |
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