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【発明の名称】 光源装置
【発明者】 【氏名】冠城 行男

【氏名】鈴木 敏男

【氏名】新田 啓一

【氏名】森 洋一
【要約】 【課題】冷却能力の改善された、外部の影響を受けにくい光源装置を提供する。

【解決手段】密閉もしくは略密閉空間Ｃと、非密閉空間Ｄとを有するユニット１と、ユニット１内に設けられたランプ２と、密閉もしくは略密閉空間Ｃへ空気を流入する空気流入手段９とを有し、密閉もしくは略密閉空間Ｃと非密閉空間Ｄとの圧力差による空気流によりランプ２を冷却する光源装置であって、空気流入手段９がシロッコファンであることを特徴とする。
【特許請求の範囲】
【請求項１】密閉もしくは略密閉空間と、非密閉空間とを有するユニットと、前記ユニット内に設けられたランプと、前記密閉もしくは略密閉空間へ空気を流入する空気流入手段とを有し、前記密閉もしくは略密閉空間と前記非密閉空間との圧力差による空気流により前記ランプを冷却する光源装置であって、前記空気流入手段がシロッコファンであることを特徴とする光源装置。
【請求項２】請求項１に記載の光源装置であって、前記非密閉空間に空気を流入する吸入ファンを設けたことを特徴とする光源装置。
【請求項３】請求項１に記載の光源装置であって、前記非密閉空間より空気を排気する排気ファンを設けたことを特徴とする光源装置。
【請求項４】請求項１に記載の光源装置であって、前記非密閉空間に空気を流入する吸入ファンを設け、かつ、前記非密閉空間より空気を排気する排気ファンを設けたことを特徴とする光源装置。
【請求項５】請求項１または請求項２または請求項３または請求項４に記載の光源装置であって、温度検出手段を設け、その温度検出手段の出力により、前記密閉もしくは略密閉空間の空気圧を変更可能とすることを特徴とする光源装置。
【請求項６】請求項１または請求項２または請求項３または請求項４に記載の光源装置であって、温度検出手段を設け、その温度検出手段の出力により、前記非密閉空間の空気圧を変更可能とすることを特徴とする光源装置。
【請求項７】請求項１または請求項２または請求項３または請求項４に記載の光源装置であって、温度検出手段を設け、その温度検出手段の出力により、前記密閉もしくは略密閉空間、及び前記非密閉空間の空気圧を変更可能とすることを特徴とする光源装置。
【請求項８】請求項１または請求項２または請求項３または請求項４に記載の光源装置であって、前記密閉もしくは略密閉空間及び前記非密閉空間の各々に圧力センサを設け、前記圧力センサの出力により、前記密閉もしくは略密閉空間の空気圧を変更可能とすることを特徴とする光源装置。
【請求項９】請求項１または請求項２または請求項３または請求項４に記載の光源装置であって、前記密閉もしくは略密閉空間及び前記非密閉空間の各々に圧力センサを設け、前記圧力センサの出力により、前記非密閉空間の空気圧を変更可能とすることを特徴とする光源装置。
【請求項１０】請求項１または請求項２または請求項３または請求項４に記載の光源装置であって、前記密閉もしくは略密閉空間及び前記非密閉空間の各々に圧力センサを設け、前記圧力センサの出力により、前記密閉もしくは略密閉空間、及び前記非密閉空間の空気圧を変更可能とすることを特徴とする光源装置。
【請求項１１】請求項２に記載の光源装置であって、前記密閉もしくは略密閉空間及び前記非密閉空間の各々に圧力センサを設け、前記圧力センサの出力により、前記非密閉空間の空気圧を変更可能とし、前記ランプへの点灯指示から所定時間は、各々の前記圧力センサの出力が等しくなるように前記吸入ファンを制御することを特徴とする光源装置。
【請求項１２】請求項３に記載の光源装置であって、前記密閉もしくは略密閉空間及び前記非密閉空間の各々に圧力センサを設け、前記圧力センサの出力により、前記非密閉空間の空気圧を変更可能とし、前記ランプへの点灯指示から所定時間は、各々の前記圧力センサの出力が等しくなるように前記排気ファンを制御することを特徴とする光源装置。
【請求項１３】請求項４に記載の光源装置であって、前記密閉もしくは略密閉空間及び前記非密閉空間の各々に圧力センサを設け、前記圧力センサの出力により、前記非密閉空間の空気圧を変更可能とし、前記ランプへの点灯指示から所定時間は、各々の前記圧力センサの出力が等しくなるように前記排気ファン及び前記吸入ファンを制御することを特徴とする光源装置。
【請求項１４】請求項１１または請求項１２または請求項１３に記載の光源装置であって、温度検出手段を設け、前記所定時間は、前記点灯指示から前記温度検出手段の出力が所定温度を示すまでの時間であることを特徴とする光源装置。
【請求項１５】請求項１または請求項２または請求項３または請求項４に記載の光源装置であって、前記ランプの消灯指示がなされてから所定時間、前記空気流入手段の送風量が最大となるように制御することを特徴とする光源装置。
【請求項１６】請求項２に記載の光源装置であって、前記ランプの消灯指示がなされてから所定時間、前記吸入ファンの送風量が最大となるように制御することを特徴とする光源装置。
【請求項１７】請求項３に記載の光源装置であって、前記ランプの消灯指示がなされてから所定時間、前記排気ファンの送風量が最大となるように制御することを特徴とする光源装置。
【請求項１８】請求項４に記載の光源装置であって、前記ランプの消灯指示がなされてから所定時間、前記吸入ファンおよび前記排気ファンの送風量が最大となるように制御することを特徴とする光源装置。
【請求項１９】請求項１５または請求項１６または請求項１７または請求項１８に記載の光源装置であって、温度検出手段を設け、前記所定時間は、前記消灯指示から前記温度検出手段の出力が所定温度を示すまでの時間であることを特徴とする光源装置。
【請求項２０】請求項１に記載の光源装置であって、前記ランプからの光を所定の方向に放射するリフレクタを有し、前記密閉もしくは略密閉空間は、前記リフレクタが光を放射する方向と反対方向に形成されていることを特徴とする光源装置。
【請求項２１】請求項２０に記載の光源装置であって、前記非密閉空間に排気口を設け、その排気口は、外部からの光が入射しない形状とすることを特徴とする光源装置。
【請求項２２】請求項２０に記載の光源装置であって、前記ユニットを挿入可能なケースを有し、前記ユニットは、前記非密閉空間から空気を排気する第１の排気口を有し、前記ケースは、前記第１の排気口から排気される空気を排気するための第２の排気口を有し、前記第１の排気口と前記第２の排気口の開口部が、互いに重なり合わないことを特徴とする光源装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】液晶プロジェクタなどに使用される光源装置には、メタルハライドランプや超高圧水銀ランプといった放電ランプが使用される。この放電ランプの光は、凹面リフレクタにより集光され、各種の光学系を通過し、例えば、液晶素子に照射される。
【０００３】しかし、これら放電ランプの光学特性を安定させるためには、発光管周辺を冷却する必要がある。
【０００４】従来、この種の装置として、例えば、国際公開ＷＯ９２／１５０４１号公報に開示されるようなユニット化された光源装置が用いられていた。図７、図８にこの構成図を示す。
【０００５】メタルハライドランプ１５６とランプリフレクタ１５７により構成されるランプ１００は、ランプ固定板１５８によってランプハウス２０７内に収納される。メタルハライドランプ１５６の後封止部は、ランプリフレクタ１５７の固定部２０９に挿入し、セメント等で固定する。
【０００６】メタルハライドランプ１５６の前電極板２１０と後電極板１６３を外部に設けた不図示のランプ安定器と接続することにより、メタルハライドランプ１５６が点灯可能となる。
【０００７】冷却手段としては、ランプリフレクタ１５７の開口部径と同等、もしくはそれ以上の羽根外形を有した軸流ファンである排気ファン２１３をランプハウス２０７に近接して配置し、ランプハウス２０７の内部を通して吸気する。
【０００８】ランプハウス２０７の側面には、ランプ１００を冷却するために、吸、排気孔を設け、ランプ２０７内に、図７に示した矢印の方向に空気が流れるようにする。
【０００９】ランプハウス２０７に隣接させ、ランプリフレクタ開口部２１４に近接した位置に、ランプリフレクタ２１４の径より小さいランプファン１４７を設置する。
【００１０】ランプファン１４７に軸流ファンを用いると、その吐出側での風向きは、吐出方向に向かって広がりをもっていると同時に、ファンの回転方向にねじれているために、ランプリフレクタ１５７に囲まれた領域内にも向かう。
【００１１】図８は、図７の光源装置を側面方向から見たもので、ランプファン１４７の吐出側前面に整流板２１６が設けられている。整流板２１６は、図８の矢印に示すように、風向きを、整流板２１６がない場合よりも、的確に、ランプ１００周辺に向け、冷気を直接ランプ１５６、及び前封止部１５６ａの表面に送ることができる。
【００１２】さらに、別の光源装置としては、特開平１１−３９９３４号公報に開示されるようなものがあった。この光源装置の断面図を図９に示す。図１０は、図９のＡ−Ａ’矢視図である。光源ユニット３００は、ユニット枠１９０に反射鏡保持台１８０を介して保持されている。反射鏡保持台１８０内部には、光源ユニット３００内部を冷却する空気を送風するための通風口１２０が作り込まれており、通風口１２０の吹き出し口１２０Ａは、放電ランプの封止部端部を向いている。
【００１３】通風口１２０から流れ込んだ空気は、吹き出し口１２０Ａから、放電ランプの封止部端部に向かって流れ込み、放電ランプの封止部端部を冷却して、反射鏡７０の表面に沿っておりて、発光管上部を冷却し、反射鏡７０の凹部の排気穴１５０からユニット外部に排気される。図中の１０２は、前面ガラスであり、固定枠に接着剤等により固定される。
【００１４】一方、従来、光学装置を冷却する方法として、例えば、特開平８−２２０７５に開示されるようなものがあった。図１1は同発明を液晶プロジェクタに適用したもので、同公報に記載される第１の実施例である。
【００１５】光源であるメタルハライドランプ１０００は、凹面鏡１１０と、この凹面鏡１１０の凹部内部に光軸に沿って配設された石英管などの発光部１２１と、電極１３０からなり、高温低圧領域Ｂとなるランプハウス２２０内に収容されている。一方、低温高圧領域Ａを形成する光学ユニット２１０内には、単一の液晶パネル２３０と、集光レンズ２４０、投射レンズ２５０、吸気ファン２６０が、配設されている。
【００１６】メタルハライドランプ１０００の発光部１２１から発せられた光は、その一部が凹面鏡１１０で反射し、光学ユニット２１０とランプハウス２２０との間の透明体９０を通じて集光レンズ２４０で集光されて略平行となり、液晶パネル２３０の裏面から照射されて、投射レンズ２５０にて拡大され、拡大された投射画像が不図示のスクリーンに投影される。
【００１７】また、吸気ファン２６０により、液晶パネル２３０の表面に対し略平行の空気流が流れ、この空気流は、液晶パネル２３０を冷却した後、光学ユニット２１０とランプハウス２２０との間の壁の下端部の通気孔７５０を通って、ランプハウス２２０内に流入し、光源部を冷却する。
【００１８】ここで、通気孔７５０を通っての、光学ユニット２１０（低温高圧領域Ａ）からランプハウス２２０（高温低圧領域Ｂ）への空気流の流れは、両領域の空気圧の差によるものであり、低温高圧領域Ａの空気圧は、吸気ファン２６０により発生している。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、国際公開ＷＯ９２／１５０４１号公報に開示される装置においては、発光管周辺を冷却するために整流板が必要となりコストアップの一因となるとともに、整流板が、光源光の照射領域への照射特性に影響を与えないように、その配置について、細心の注意を払う必要があった。
【００２０】さらには、上記理由により、整流板をランプリフレクタから離間して配置せざるを得ず、その冷却効率は、最適とは言えなかった。
【００２１】さらには、図７の光源装置では、ランプファンとして軸流ファンを用いているため、その送風能力の他、その開口により、光源光の照射領域への照射特性に悪影響を与える可能性がある、という問題点があった。
【００２２】また、特開平１１−３９９３４号公報に開示される装置においては、空気流が送風チューブで伝送され、排気側の空気圧が考慮されていないため、装置の設置状態によっては、ランプの動作状態が一定に保たれない可能性がある、という問題点があった。
【００２３】また、一方、特開平８−２２０７５号公報に開示される装置においては、光源部の発熱部を直接的に冷却するものではないため、実験等により、その空気流の流れについて予め把握した上で、低温高圧領域と高温低圧領域の間に設ける通風口の位置、開口の大きさ、個数を決定せざるを得ず、試行錯誤的な側面が多く、装置の様々な設置条件に対応して、上記のパラメータを決定するのに、非常に多くの時間を必要とする、という問題点があった。さらには、その設置状態によって、適応的に冷却する手段を具備していないために、その動作状態が一定に保たれない可能性がある、という問題点があった。
【００２４】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、冷却能力の改善された、外部の影響を受けにくい光源装置を提供することを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】上記課題の解決のため、請求項１の発明は、密閉もしくは略密閉空間と、非密閉空間とを有するユニットと、前記ユニット内に設けられたランプと、前記密閉もしくは略密閉空間へ空気を流入する空気流入手段とを有し、前記密閉もしくは略密閉空間と前記非密閉空間との圧力差による空気流により前記ランプを冷却する光源装置であって、前記空気流入手段がシロッコファンであることを特徴とする。
【００２６】また、請求項２の発明は、請求項１の光源装置であって、前記非密閉空間に空気を流入する吸入ファンを設けたことを特徴とする。
【００２７】また、請求項３の発明は、請求項１の光源装置であって、前記非密閉空間より空気を排気する排気ファンを設けたことを特徴とする。
【００２８】また、請求項４の発明は、請求項１の光源装置であって、前記非密閉空間に空気を流入する吸入ファンを設け、かつ、前記非密閉空間より空気を排気する排気ファンを設けたことを特徴とする。
【００２９】また、請求項５の発明は、請求項１または請求項２または請求項３または請求項４の光源装置であって、温度検出手段を設け、その温度検出手段の出力により、前記密閉もしくは略密閉空間の空気圧を変更可能とすることを特徴とする。
【００３０】また、請求項６の発明は、請求項１または請求項２または請求項３または請求項４の光源装置であって、温度検出手段を設け、その温度検出手段の出力により、前記非密閉空間の空気圧を変更可能とすることを特徴とする。
【００３１】また、請求項７の発明は、請求項１または請求項２または請求項３または請求項４の光源装置であって、温度検出手段を設け、その温度検出手段の出力により、前記密閉もしくは略密閉空間、及び前記非密閉空間の空気圧を変更可能とすることを特徴とする。
【００３２】また、請求項８の発明は、請求項１または請求項２または請求項３または請求項４の光源装置であって、前記密閉もしくは略密閉空間及び前記非密閉空間の各々に圧力センサを設け、前記圧力センサの出力により、前記密閉もしくは略密閉空間の空気圧を変更可能とすることを特徴とする。
【００３３】また、請求項９の発明は、請求項１または請求項２または請求項３または請求項４の光源装置であって、前記密閉もしくは略密閉空間及び前記非密閉空間の各々に圧力センサを設け、前記圧力センサの出力により、前記非密閉空間の空気圧を変更可能とすることを特徴とする。
【００３４】また、請求項１０の発明は、請求項１または請求項２または請求項３または請求項４の光源装置であって、前記密閉もしくは略密閉空間及び前記非密閉空間の各々に圧力センサを設け、前記圧力センサの出力により、前記密閉もしくは略密閉空間、及び前記非密閉空間の空気圧を変更可能とすることを特徴とする。
【００３５】また、請求項１１の発明は、請求項２の光源装置であって、前記密閉もしくは略密閉空間及び前記非密閉空間の各々に圧力センサを設け、前記圧力センサの出力により、前記非密閉空間の空気圧を変更可能とし、前記ランプへの点灯指示から所定時間は、各々の前記圧力センサの出力が等しくなるように前記吸入ファンを制御することを特徴とする。
【００３６】また、請求項１２の発明は、請求項３の光源装置であって、前記密閉もしくは略密閉空間及び前記非密閉空間の各々に圧力センサを設け、前記圧力センサの出力により、前記非密閉空間の空気圧を変更可能とし、前記ランプへの点灯指示から所定時間は、各々の前記圧力センサの出力が等しくなるように前記排気ファンを制御することを特徴とする。
【００３７】また、請求項１３の発明は、請求項４の光源装置であって、前記密閉もしくは略密閉空間及び前記非密閉空間の各々に圧力センサを設け、前記圧力センサの出力により、前記非密閉空間の空気圧を変更可能とし、前記ランプへの点灯指示から所定時間は、各々の前記圧力センサの出力が等しくなるように前記排気ファン及び前記吸入ファンを制御することを特徴とする。
【００３８】また、請求項１４の発明は、請求項１１または請求項１２または請求項１３の光源装置であって、温度検出手段を設け、前記所定時間は、前記点灯指示から前記温度検出手段の出力が所定温度を示すまでの時間であることを特徴とする。
【００３９】また、請求項１５の発明は、請求項１または請求項２または請求項３または請求項４の光源装置であって、前記ランプの消灯指示がなされてから所定時間、前記空気流入手段の送風量が最大となるように制御することを特徴とする。
【００４０】また、請求項１６の発明は、請求項２の光源装置であって、前記ランプの消灯指示がなされてから所定時間、前記吸入ファンの送風量が最大となるように制御することを特徴とする。
【００４１】また、請求項１７の発明は、請求項３の光源装置であって、前記ランプの消灯指示がなされてから所定時間、前記排気ファンの送風量が最大となるように制御することを特徴とする。
【００４２】また、請求項１８の発明は、請求項４の光源装置であって、前記ランプの消灯指示がなされてから所定時間、前記吸入ファンおよび前記排気ファンの送風量が最大となるように制御することを特徴とする。
【００４３】また、請求項１９の発明は、請求項１５または請求項１６または請求項１７または請求項１８の光源装置であって、温度検出手段を設け、前記所定時間は、前記消灯指示から前記温度検出手段の出力が所定温度を示すまでの時間であることを特徴とする。
【００４４】また、請求項２０の発明は、請求項１の光源装置であって、前記ランプからの光を所定の方向に放射するリフレクタを有し、前記密閉もしくは略密閉空間は、前記リフレクタが光を放射する方向と反対方向に形成されていることを特徴とする。
【００４５】また、請求項２１の発明は、請求項２０の光源装置であって、前記非密閉空間に排気口を設け、その排気口は、外部からの光が入射しない形状とすることを特徴とする。
【００４６】また、請求項２２の発明は、請求項２０の光源装置であって、前記ユニットを挿入可能なケースを有し、前記ユニットは、前記非密閉空間から空気を排気する第１の排気口を有し、前記ケースは、前記第１の排気口から排気される空気を排気するための第２の排気口を有し、前記第１の排気口と前記第２の排気口の開口部が、互いに重なり合わないことを特徴とする。
【００４７】
【発明の実施の形態】以下、本発明による第１の実施形態について、図面をもとに説明する。
【００４８】図１、図２は、本発明の第１の実施形態の光源装置の構成を示す図であり、図１は側面図、図２は上面図である。
【００４９】ランプユニット１は、ランプ２の交換のために、ランプケースに着脱可能な構成となっている。ここでは、簡単のため、本来はランプユニット１に具備されている、ランプユニット１の着脱の際に使用される引き出し金具等の部材は省略して記載している。
【００５０】また、本発明は、上記の着脱可能なランプユニットには限定されないことは言うまでもない。
【００５１】ランプ２は、リフレクタ３の凹部に固定されており、リフレクタの凹部に通風口５を有する。ランプユニット１は、壁９９を境に、通風口８を有する密閉もしくは略密閉空間の室Ｃと、排気口６、および必要に応じて設けられた通風口７を有する室Ｄを有する。
【００５２】密閉もしくは略密閉空間の室Ｃの通風口８は、室Ｃの空気圧を高めるための空気の流入口であり、空気流入手段９により、室Ｃの空気圧は高められる。空気流入手段９の吐き出し口１２は、部材１１と隙間なく接続され、空気流入手段９より流入された空気は、部材１１より通風口８を通って、室Ｃに流入され、室Ｃの空気圧が高められる。
【００５３】室Ｃの圧縮された空気は、ランプ２、およびリフレクタ３を冷却し、通風口５を通過して、室Ｄに流入される。室Ｄは、室Ｃより空気圧が低くなるように、排気口６を有し、排気口６の近傍には、必要に応じて排気ファン１０が配置される。さらに、室Ｄには、必要に応じて、通風口７が設けられる。
【００５４】室Ｃと室Ｄの空気圧の差によって、通風口５を空気流が通過する。したがって、室Ｄにおける排気ファン１０、通風口７は、必要に応じて設ければよく、これらがなくても、ランプ２の動作状態を適切に保つことが可能であれば、設けなくてもよい。
【００５５】また、室Ｄ自体がなくとも、ランプ２の動作状態を適切に保つことが可能であれば、室Ｄ自体を設けなくてもよい。また、排気ファン１０の代わりに、または追加して、通風口７近傍に不図示の吸気ファンを設けてもよい。
【００５６】本実施形態においては、空気流入手段９として、従来用いられていた軸流ファンに変えて、シロッコファンを用いる。
【００５７】図３に、軸流ファンとシロッコファンの風量、静圧特性を示す。
【００５８】室Ｃから室Ｄへの空気の排出は、通気口５を介して行われる。すなわち、室Ｃの流路抵抗は高いので、空気流入手段９としては、軸流ファンより、シロッコファンを用いることが望ましい。
【００５９】また、排気ファン１０の代わりに、通風口７近傍に不図示の吸気ファンを設ける場合には、室Ｄの空気圧は低いので、吸気ファン、および排気ファン１０は、軸流ファンであることが望ましい。
【００６０】また、軸流ファンは、空気流発生方向に対して、羽の回転を略垂直にしなければならないのに対して、シロッコファンは、羽の回転半径に垂直に空気流を発生する。すなわち、装置の小型化が実現できる。
【００６１】ここで、シロッコファンの吐き出し口１２から通風口８の間には、短いダクトで接続されており、光学的な開口部がないように構成される。このため、外部の光の影響を受けない。
【００６２】なお、シロッコファンを吸い込みで使用しても、吐き出しと同様の特性を得られないため、通気口５の空気流の流れの向きを変えないという前提のもとで、図１、図２とは逆に、室Ｄを密閉空間にして、排気ファン１０としてシロッコファンを用いても、図１、図２の場合と同様の効果を得ることはできない。
【００６３】図１、図２の装置に、さらに、温度検出手段１３を設ける。温度検出手段１３は、ランプ２の近傍に取り付けることが望ましく、たとえばリフレクタ３に固定される。
【００６４】予め、温度検出手段１３とランプ２の温度の相関関係を測定しておき、温度検出手段１３で検出された温度から、ランプ２の温度を類推し、ランプ２の温度が所定の温度となるように、空気流入手段９による空気流入量を変化させる。これにより、室Ｃの空気圧が変化するが、室Ｄの空気圧は変わらないため、通風口５を流れる空気量が変化し、ランプ２の動作温度を安定させることができる。この場合、空気流入手段９は、空気圧変換手段として動作する。
【００６５】図４に本実施の形態のブロックダイアグラムを示す。
【００６６】温度検出手段１３で検出された温度は、アナログ信号の形でＡ／Ｄ変換器１４に送られ、デジタル信号に変換され、ＣＰＵ１５に取り込まれる。たとえば、温度検出手段で検出された温度が、ランプ２の動作温度範囲外時の温度であった場合には、ＣＰＵ１５は、ランプ２の動作温度を下げるよう、コントローラ１６に信号を発生する。コントローラ１６は、空気流入手段９を制御し、室Ｃ内に空気を流入する制御を行う。その結果、室Ｃの空気圧が上がるため、通気口５を流れる空気流の速度が上がり、ランプ２が冷却される。
【００６７】上記説明では、コントローラ１６が制御するのは、空気流入手段９としたが、これを室Ｄに配置される、排気ファン、もしくは吸入ファンとしてもかまわない。さらには、空気流入手段９と室Ｄに配置される排気ファンもしくは吸入ファンの両方としてもかまわない。
【００６８】コントローラ１６による制御としては、たとえば、ファンに供給する電源電圧を、ファンの仕様電圧範囲で変化させることによる方法、または、ファンに供給する電源電圧をパルス状として、パルス幅により制御する方法が考えられる。
【００６９】図５、図６は、各々、本発明による第２の実施形態の光源装置の構成を示す側面図、上面図である。
【００７０】第１の実施形態（図１、図２）では、室Ｃが室Ｄより空気圧が高い場合を説明したが、図５、図６の光源装置の場合は、室Ｄが室Ｃより、空気圧が高い。図５、図６において、第１の実施の形態と同じ構成要素については、同じ番号を示す。
【００７１】本実施形態においては、シロッコファン９、部材１１、通風口８は、室Ｄ側に設けられる。一方、排気ファン１０、排気口６、通風口７は、室Ｃ側に設けられる。室Ｄは、密閉、もしくは略密閉空間であり、室Ｃは、非密閉空間である。
【００７２】室Ｃは、室Ｄより空気圧が低くなるように、排気口６を有し、排気口６の近傍には、必要に応じて排気ファン１０が配置される。さらに、室Ｃには、必要に応じて、通風口７が設けられる。室Ｄにおける排気ファン１０、通風口７は、必要に応じて設ければよく、これらがなくても、ランプ２の動作状態を適切に保つことが可能であれば、設けなくてもよい。
【００７３】ランプユニット１の外部から光の影響がある場合には、これを除くため、排気口６、通風口７に、鎧状のひさしを設ける、また、ランプユニット１の排気口６から排気される空気を逃がすために、ランプケースには、ランプユニット１の排気口６に対応する位置に、排気口を設けることが好ましい。この場合も、外部からの光の影響を除くため、ランプユニット１の排気口６の開口部と、ランプケースの通風のための排気口の開口部が、重なり合わないようにする。
【００７４】また、排気ファン１０の代わりに、通風口７近傍に不図示の吸気ファンを設けてもよい。また、排気ファンの代わりに、通風口７近傍に不図示の吸気ファンを設ける場合は、室Ｄの空気圧は低いので、吸気ファン、および排気ファン１０は、軸流ファンであることが望ましい。
【００７５】本実施形態では、室Ｄ、室Ｃの空気圧の差により、室Ｄから、通風口５を通って、空気が流れ込むので、室Ｃに流れ込む空気は、指向性を有する。すなわち、光軸上にあるランプ２は、第１の実施の形態に比較して、効率的に空気流によって冷却される。
【００７６】図５、図６の装置に、さらに、温度検出手段１３を設ける。温度検出手段１３は、ランプ２の近傍に取り付けることが望ましく、たとえばリフレクタ３に固定される。
【００７７】予め、温度検出手段１３とランプ２の温度の相関関係を測定しておき、温度検出手段１３で検出された温度から、ランプ２の温度を類推し、ランプ２の温度が所定の温度となるように、空気流入手段９による空気流入量を変化させる。これにより、室Ｄの空気圧が変化するが、室Ｃの空気圧は変わらないため、通風口５を流れる空気量が変化し、ランプ２の動作温度を安定させることができる。この場合、空気流入手段９は、空気圧変換手段として動作する。
【００７８】第１の実施形態と同様に、図４のブロックダイアグラムにより動作を説明する。
【００７９】温度検出手段１３で検出された温度は、アナログ信号の形でＡ／Ｄ変換器１４に送られ、デジタル信号に変換され、ＣＰＵ１５に取り込まれる。たとえば、温度検出手段１３で検出された温度が、ランプ２の動作温度範囲外時の温度であった場合には、ＣＰＵ１５は、ランプ２の動作温度を下げるよう、コントローラ１６に信号を発生する。コントローラ１６は、空気流入手段９を制御し、室Ｃに空気を流入する。その結果、室Ｃの空気圧が上がるため、通気口５を流れる空気流の速度が上がり、ランプ２が冷却される。
【００８０】上記説明では、コントローラ１６が制御するのは、空気流入手段９としたが、これを室Ｃに配置される排気ファンもしくは吸入ファンとしてもかまわない。さらには、空気流入手段９と、室Ｃに配置される排気ファンもしくは吸入ファンの両方としてもかまわない。
【００８１】コントローラ１６による制御としては、たとえば、ファンに供給する電源電圧を、ファンの仕様電圧範囲で変化させることによる方法、または、ファンに供給する電源電圧をパルス状として、パルス幅により制御する方法が考えられる。
【００８２】上記の実施の形態においては、温度検出手段１３により、室Ｃ、室Ｄの空気圧の差分を、間接的に計測している。上記の温度検出手段１３に変えて、たとえば、図１に示すような、圧力センサ１７，１８を用いて、室Ｃ、室Ｄの空気圧を検出してもよい。室Ｃ、室Ｄの空気圧の差が大きいほど、ある時間内に、通風口５を流れる空気流の量は大きくなるので、ランプ２は冷却される。すなわち、各室の圧力による空気圧の検出信号より、両室の空気圧の差を求め、これをもとに空気流入手段９による空気の流入量を制御することで、ランプ２の動作状態を適切に保持することができる。
【００８３】圧力センサ１７，１８は、第１の実施形態、第２の実施形態のいずれに対しても、適用可能である。また、上記圧力センサは、室Ｃ、室Ｄのうちの片方のみに用いてもよい。また、温度検出手段１３と圧力センサを併用してもよい。すなわち、図１、図５において、温度検出手段１３、圧力センサ１７，１８のうち、温度検出手段１３のみを設けてもよいし、温度検出手段１３と圧力センサ１７、１８をすべて設けてもよいし、温度検出手段１３と一方の圧力センサ（図１の場合圧力センサ１７、図５の場合圧力センサ１８）のみを設けてもよいし、圧力センサ１７、１８のみを設けてもよいし、一方の圧力センサ（図１の場合圧力センサ１７、図５の場合圧力センサ１８）のみを設けてもよい。
【００８４】上記実施の形態においては、リフレクタ３の前面部が開口となっているものについて説明したが、本発明はこれには限定されず、たとえば、特開平１１−３９９３４に開示されるような空気流の流入、排出用のパイプを含んだリフレクタ、ランプに対しても同様に適用できる。
【００８５】上記実施形態によれば、温度検出手段、圧力センサを設け、同圧力により空気圧を制御する構成としたので、上記で説明したランプユニットを内蔵した装置が壁の近傍に配置され、たとえば、装置空気圧の低い室の排気口からの排気量が減少した場合でも、高圧室への空気流入手段による空気流入量が増えるので、装置設置条件に関わらず、ランプの動作を安定化させることができる。
【００８６】ランプは、一般的に、電源を供給してから次第に温度が上昇し、所定時間経過後、所定の明るさとなる。したがって、ランプ点灯前に、前のランプ消灯から長時間経過している場合には、点灯指示から所定の明るさになるまでの時間を短縮させるように、ファンを制御することが望ましい。たとえば、低圧、高圧の両領域に圧力センサを備えている装置で、ランプ消灯後、短い時間内に再度点灯指示がなされた場合には、点灯指示から所定時間の間は、両圧力センサの出力値が等しくなるように吸入および／または排気ファンを制御すればよい。この場合、各領域の空気圧が等しくなるので、通風口５を空気が流れないため、所定の明るさになるまでの時間を短縮することができる。ランプ消灯後、長時間経過後に点灯指示がなされた場合は、両領域の空気圧は等しくなっていると考えられるので、上記のような制御は必要ない。
【００８７】光源装置が、温度検出手段を備えている場合には、所定の明るさとなるときの温度検出手段の出力を予め求めておき、その出力となるまで、上記ファンを制御すればよい。
【００８８】また、ランプの光量低下等により、ランプユニットを交換するような場合に対応するためには、ランプの消灯指示の後、速やかにランプ温度を下げることが望ましい。すなわち、消灯指示後も所定時間の間は、各ファンを動作させておくが望ましい。この場合、ランプ冷却の時間を短縮するために、通風口５を通過する空気流の流れが最大となるようにファンを制御する。
【００８９】すなわち、空気流入手段により、高圧領域の空気圧を可能な限り高め、低圧領域の空気圧を、吸入および／または排気ファンにより可能な限り低めることで、通風口５を流れる空気流が最大となり、ランプが冷却される時間を短縮させることができる。
【００９０】ここで、本光源装置が、温度検出手段を備えている場合には、その温度検出手段の出力が所定温度となるまで、上記動作を行えばよい。
【００９１】本光源装置は、液晶／ＣＲＴのプロジェクタ、スライドプロジェクタの他、オーバーヘッドプロジェクタ、ステージ等の照明装置、露光装置にも適用することができる。
【００９２】
【発明の効果】請求項１〜２２の発明によれば、空気流入手段としてシロッコファンを用いる構成としたので、軸流ファンと比較して、高圧領域の空気圧を高めることができ、冷却能力の向上させることができる。
【００９３】また、請求項５〜１０の発明によれば、温度検出手段あるいは圧力センサを設け、それらの出力により、密閉空間もしくは略密閉空間または非密閉空間の空気圧を変更する構成としたので、装置の様々な設置条件に対応して、装置を動作させることができる。
【００９４】また、請求項１１〜１４の発明によれば、点灯指示から所定時間は、両空間の間で空気が流れにくいため、ランプが所定の明るさになるまでの時間を短縮することができる。
【００９５】また、請求項１５〜１９の発明によれば、ランプの消灯指示後、速やかにランプの温度を下げることができ、ランプユニットを交換するような場合に都合がよい。
【００９６】また、請求項２１、２２の発明によれば、装置外部からの光の影響を除くことができる。
【出願人】 【識別番号】０００００４１１２
【氏名又は名称】株式会社ニコン
【出願日】 平成１２年３月２２日（２０００．３．２２）
【代理人】
【公開番号】 特開２００１−２６６６３７（Ｐ２００１−２６６６３７Ａ）
【公開日】 平成１３年９月２８日（２００１．９．２８）
【出願番号】 特願２０００−８０９２１（Ｐ２０００−８０９２１）