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【発明の名称】 光源装置及びこれを用いたプロジェクタ
【発明者】 【氏名】中尾 克

【氏名】和田 充弘

【氏名】井ノ上 裕人

【氏名】小倉 敏明
【要約】 【課題】超高圧水銀ランプを用いた光源装置の内部の温度を上げることなく、また、破損後の光源装置の取扱いにおいても、上記ランプのガラス破片が外部に流出することを防止し得る光源装置を提供する。

【解決手段】放電によって発光する発光体と、該発光体を取り囲むようにして配置され、該発光体の光を反射して前方開口部から外部へ照射するための凹面形状の湾曲領域を備えた反射鏡と、該反射鏡の前方開口部を覆い、発光体からの直接光及び反射鏡の湾曲領域で反射された光を透過する透明隔壁とを備えた光源装置において、上記反射鏡及び透明隔壁のいずれか一方における所定の部位に、上記発光体を冷却すべく反射鏡内部に冷却風を通過させるように、少なくとも吸気及び排気用の通気口を形成し、上記通気口を必要に応じて開閉する遮蔽手段を設ける。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 放電によって発光する発光体と、該発光体を取り囲むようにして配置され、該発光体の光を反射して前方開口部から外部へ照射するための凹面形状の湾曲領域を備えた反射鏡と、該反射鏡の前方開口部を覆い、発光体からの直接光及び反射鏡の湾曲領域で反射された光を透過する透明隔壁とを備えた光源装置において、上記反射鏡及び透明隔壁のいずれか一方における所定の部位に、上記発光体を冷却すべく反射鏡内部に冷却風を通過させるように、少なくとも吸気及び排気用の通気口が形成されており、上記通気口を必要に応じて開閉する遮蔽手段が設けられていることを特徴とする光源装置。
【請求項２】 更に、上記光源装置が、反射鏡を保持するランプホルダを有しており、上記反射鏡が、上記湾曲領域とともに、上記吸気及び排気用の通気口がそれぞれ形成された、互いに対向する一対の平面領域を備える一方、上記ランプホルダは、上記反射鏡の平面領域に対向する部位に、上記吸気及び排気用の通気口にそれぞれ密着して接続する吸気及び排気用の孔部を備えており、上記遮蔽手段が、上記ランプホルダに形成された孔部に対して取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項３】 更に、上記光電装置が、反射鏡を取り囲むようにして保持する密閉箱状のランプホルダを有しており、上記ランプホルダは、上記反射鏡に形成された吸気及び排気用の通気口にそれぞれ対応する吸気及び排気用の孔部を備え、上記遮蔽手段が、上記ランプホルダに形成された孔部に対して取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項４】 上記ランプホルダに形成される排気用の孔部と、上記反射鏡に形成される排気用の通気口とが、各中心軸から互いに外れて位置するように設けられていることを特徴とする請求項３記載の光源装置。
【請求項５】 上記遮蔽手段が、上記ランプホルダに設けられたガイド手段と、該ガイド手段に沿って摺動する遮蔽板とを有していることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一に記載の光源装置。
【請求項６】 上記遮蔽手段が、上記ランプホルダに設けられた回転軸と、該回転軸を支点として上記孔部が形成された面に平行に回動自在である遮蔽板とを有していることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一に記載の光源装置。
【請求項７】 上記遮蔽板には、上記ランプホルダに形成された孔部を遮蔽し得る遮蔽部分と、所定の径以下の孔が複数形成されてなる通気部分とが隣接して一体的に設けられており、上記遮蔽板の遮蔽部分が、上記ランプホルダに形成された孔部に対向する場合に、上記孔部が遮蔽される一方、上記遮蔽板の通気部分が、上記孔部に対向する場合には、上記孔部が開放されることを特徴とする請求項５又は６に記載の光源装置。
【請求項８】 更に、上記遮蔽板をそれが上記ランプホルダに形成された孔部を遮蔽する遮蔽方向に付勢させるために、所定以上の弾性を有する付勢手段が設けられていることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一に記載の光源装置。
【請求項９】 上記発光体として、超高圧水銀ランプが用いられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一に記載の光源装置。
【請求項１０】 上記請求項１〜８のいずれか一に記載の光源装置を用いたプロジェクタであって、上記光源装置を収納する収納部を有し、該収納部には、プロジェクタ本体に対する光源装置の装着及び引出しに伴ない、該光源装置の遮蔽手段に作用してその開閉動作を行なわせる開閉実行手段が設けられており、上記開閉実行手段が、上記光源装置の装着に際して、上記遮蔽手段を開放方向に動作させる一方、上記光源装置の引出しに際して、上記遮蔽手段を遮蔽方向に動作させるように構成されていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１１】 更に、上記発光体における電流の通電を検知するセンサが設けられており、上記開閉実行手段が、上記センサの出力信号に応じて、発光体に電流が通電しない場合に、上記遮蔽手段によりを遮蔽方向に動作させることを特徴とする請求項１０記載のプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、映像や文字データをスクリーンに投写するプロジェクタ用の光源装置及びこれを用いたプロジェクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、液晶方式をはじめとするプロジェクタの技術の進歩は目覚ましく、高輝度化や小型軽量化等の多くの性能の向上が図られている。なかでも、従来からデータプロジェクタやプロジェクションＴＶ等の投射型映像機器の光源部であるランプの高輝度化への要望は強く、最近では、プロジェクタに搭載されるランプとして、これまで主流であった従来のメタルハライドランプに比べ、アーク領域が小さく点光源に近いことから、光利用効率が高い超高圧水銀ランプを用いることが一般的になりつつある。
【０００３】しかし、超高圧水銀ランプは、発光効率を高くするため、点灯時の発光管内部の圧力は１５０気圧以上とメタルハライドランプと比べ数倍以上の高圧になっており、この内部圧力により発光管が破壊する惧れがある。これを防止すべく、超高圧水銀ランプでは、通常、発光管が内部圧力に耐え得るように、メタルハライドランプと比べて厚肉に形成されている。また、一般的には、寿命末期等の理由でランプが破損した場合、ランプの破片が外部へ飛散するのを防止するために、反射鏡の前方開口部に防爆ガラスを設けた密閉式の防爆構造が採用されている。
【０００４】しかしながら、更なる高輝度化を実現すべく、ランプ電力を２００Ｗ以上の高ワットにした場合、若しくは、プロジェクタの小型化を向上させるべく、反射鏡の大きさを更に小さくした場合には、発光管から放射される熱がランプユニット内部にこもり、ランプユニット内部全体の温度が高くなることから、発光管の黒化，失透現象あるいはモリブデン箔の酸化現象が発生するという問題があった。
【０００５】かかる問題を解消し得るランプユニットが、例えば特開平１０−２５４０６１号公報や特開平１０−２２３０２３号公報に開示されている。これらのランプユニットは、反射鏡に少なくとも１つ以上の通気孔を設けるとともに、この通気孔に金網や金属板が打ち抜かれてなる多孔板を設け、ランプのガラス破片が外部に飛散するのを阻害可能な構造を有するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平１０−２５４０６１号公報や特開平１０−２２３０２３号公報に開示されているようなランプユニットでは、ガラス破片の一部が粉状の微細な粒子になるため、完全にガラス破片を遮断することが難しく、ランプ破損時のガラス破片の外部への飛散を、一時的に防止することは可能であるが、プロジェクタを移動させた場合、若しくは、横向きや逆さまに姿勢を変えた場合等のランプ破損後の取扱いにおいて、反射鏡の外部にガラス破片が流出することにより、プロジェクタの性能劣化を生じるだけでなく、人体に対する安全および衛生上の問題を生じることがある。
【０００７】また、大部分のガラス破片を遮断するために、金網の網目を細かくする、若しくは、多孔板の孔径を小さくする構造を有する場合には、通風抵抗が増加し、冷却効率が悪くなることから、ランプ温度が上昇するという問題が生じ、更に、プロジェクタの内部に進入した埃が付着し、反射鏡内部に冷却風が流れなくなるという問題が生じる。
【０００８】本発明は、上記技術的課題に鑑みてなされたもので、超高圧水銀ランプを用いた非密閉構造のランプユニット内部の温度を上げることなく、破損後のランプユニットの取り扱いにおいても、発光管のガラス破片が、外部に流出することを防止する、信頼性及び安全性に優れた構成を有するランプユニット（光源装置）及びこれを用いるプロジェクタを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決する手段】本発明の請求項１に係る発明は、放電によって発光する発光体と、該発光体を取り囲むようにして配置され、該発光体の光を反射して前方開口部から外部へ照射するための凹面形状の湾曲領域を備えた反射鏡と、該反射鏡の前方開口部を覆い、発光体からの直接光及び反射鏡の湾曲領域で反射された光を透過する透明隔壁とを備えた光源装置において、上記反射鏡及び透明隔壁のいずれか一方における所定の部位に、上記発光体を冷却すべく反射鏡内部に冷却風を通過させるように、少なくとも吸気及び排気用の通気口が形成されており、上記通気口を必要に応じて開閉する遮蔽手段が設けられていることを特徴としたものである。
【００１０】また、本発明の請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、上記光源装置が、反射鏡を保持するランプホルダを有しており、上記反射鏡が、上記湾曲領域とともに、上記吸気及び排気用の通気口がそれぞれ形成された、互いに対向する一対の平面領域を備える一方、上記ランプホルダは、上記反射鏡の平面領域に対向する部位に、上記吸気及び排気用の通気口にそれぞれ密着して接続する吸気及び排気用の孔部を備えており、上記遮蔽手段が、上記ランプホルダに形成された孔部に対して取り付けられていることを特徴としたものである。
【００１１】更に、本発明の請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明において、上記光電装置が、反射鏡を取り囲むようにして保持する密閉箱状のランプホルダを有しており、上記ランプホルダは、上記反射鏡に形成された吸気及び排気用の通気口にそれぞれ対応する吸気及び排気用の孔部を備え、上記遮蔽手段が、上記ランプホルダに形成された孔部に対して取り付けられていることを特徴としたものである。
【００１２】また、更に、本発明の請求項４に係る発明は、請求項３に係る発明において、上記ランプホルダに形成される排気用の孔部と、上記反射鏡に形成される排気用の通気口とが、各中心軸から互いに外れて位置するように設けられていることを特徴としたものである。
【００１３】また、更に、本発明の請求項５に係る発明は、請求項２〜４のいずれか一に係る発明において、上記遮蔽手段が、上記ランプホルダに設けられたガイド手段と、該ガイド手段に沿って摺動する遮蔽板とを有していることを特徴としたものである。
【００１４】また、更に、本発明の請求項６に係る発明は、請求項２〜４のいずれか一に係る発明において、上記遮蔽手段が、上記ランプホルダに設けられた回転軸と、該回転軸を支点として上記孔部が形成された面に平行に回動自在である遮蔽板とを有していることを特徴としたものである。
【００１５】また、更に、本発明の請求項７に係る発明は、請求項５又は６係る発明において、上記遮蔽板には、上記ランプホルダに形成された孔部を遮蔽し得る遮蔽部分と、所定の径以下の孔が複数形成されてなる通気部分とが隣接して一体的に設けられており、上記遮蔽板の遮蔽部分が、上記ランプホルダに形成された孔部に対向する場合に、上記孔部が遮蔽される一方、上記遮蔽板の通気部分が、上記孔部に対向する場合には、上記孔部が開放されることを特徴としたものである。
【００１６】また、更に、本発明の請求項８に係る発明は、請求項５〜７のいずれか一に係る発明において、上記遮蔽板をそれが上記ランプホルダに形成された孔部を遮蔽する遮蔽方向に付勢させるために、所定以上の弾性を有する付勢手段が設けられていることを特徴としたものである。
【００１７】また、更に、本発明の請求項９に係る発明は、請求項１〜８のいずれか一に係る発明において、上記発光体として、超高圧水銀ランプが用いられていることを特徴としたものである。
【００１８】また、本発明の請求項１０に係る発明は、上記請求項１〜８のいずれか一に記載の光源装置を用いたプロジェクタであって、上記光源装置を収納する収納部を有し、該収納部には、プロジェクタ本体に対する光源装置の装着及び引出しに伴ない、該光源装置の遮蔽手段に作用してその開閉動作を行なわせる開閉実行手段が設けられており、上記開閉実行手段が、上記光源装置の装着に際して、上記遮蔽手段を開放方向に動作させる一方、上記光源装置の引出しに際して、上記遮蔽手段を遮蔽方向に動作させるように構成されていることを特徴としたものである。
【００１９】また、更に、本発明の請求項１１に係る発明は、請求項１０に係る発明において、上記発光体における電流の通電を検知するセンサが設けられており、上記開閉実行手段が、上記センサの出力信号に応じて、発光体に電流が通電しない場合に、上記遮蔽手段によりを遮蔽方向に動作させることを特徴としたものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら説明する。
実施の形態１．図１，２及び３は、それぞれ、プロジェクタに用いられる光源装置（以下、ランプユニットという）の外観を示す斜視図，図１中のＣ−Ｃ線に沿った縦断面説明図及び横断面説明図である。ランプユニット１０は、その基本的な構成として、超高圧水銀ランプ２０と、超高圧水銀ランプ２０の光をその前方開口部側に反射する凹面状の回転放物面を備えた反射鏡１と、反射鏡１の前方開口部側を塞ぐように設けられた透明隔壁としての防爆ガラス２と、反射鏡１を保持しつつ、ランプユニット本体がプロジェクタ３０（図７参照）に装着固定されるためのランプホルダ３とを有している。
【００２１】反射鏡１は、一般的に光学レンズに用いられる材料（例えば結晶化ガラス，パイレックス（登録商標）ガラス等）で作製され、その内側壁面１ｄには、超高圧水銀ランプ２０の光を前方開口部側に効率的に反射するために、例えば五酸化タンタルや二酸化珪素からなる反射膜（図示せず）が蒸着コーティングされている。また、図２からよく分かるように、反射鏡１は、一端側で開口し、他端側で超高圧水銀ランプ２０を挿通させる挿通孔１ｅ（図２及び３参照）を有しており、超高圧水銀ランプ２０は、挿通孔１ｅに挿通させられ、反射鏡１の光軸中心位置に調整された状態で、挿通孔１ｅ内に充填されるセメント等の充填接着剤１９により固定される。これによって、反射鏡１の回転放物面により形成される空間が、挿通孔１ｅが形成される側で、十分に密閉される。
【００２２】更に、図２及び３から分かるように、反射鏡１の前方開口部側の左右には、互いに対向する一対の平面部１６Ａ，１６Ｂが設けられている。そして、これら左右の平面部１６Ａ，１６Ｂの縁部には、それぞれ、切欠き部１ａ，１ｂが設けられている。なお、これら切欠き部１ａ，１ｂは、特許請求の範囲における「通気口」に該当する。
【００２３】超高圧水銀ランプ２０は、放電によって発光するＡＣ型の放電ランプであり、図２及び３からよく分かるように、透明な石英ガラスで作製され、その両端を封止することで内部に形成された楕円球状の閉空間２１ｄを備えた発光管２１と、その閉空間２１ｄ内で所定の距離を隔てて対向するタングステンの芯線及びコイルから形成された一対の電極２２Ｆ，２２Ｒと、発光管２１の封止部分に設けられた薄いモリブデン箔２３Ｆ，２３Ｒ（例えば厚み約２０ミクロン程度のもの）と、モリブデン箔２３Ｆ，２３Ｒとそれぞれ溶接された電極取出し線２４Ｆ，２４Ｒと、後方側の電極取出し線２４Ｒと接続され、超高圧水銀ランプの一端部をなす口金２５とから構成されている。発光管２１の閉空間２１ｄ内には、水銀及びハロゲンガス等の発光媒体が所定の量だけ封入される。更に、電極取出し線２４Ｆは、電極引出し線２６（図２参照）によって、反射鏡１の外壁面に設けられた電極端子（不図示）と接続されており、電極端子及び口金２５は、それぞれ、電源ケーブル２７Ｆ，２７Ｒを介して、ランプ電源端子２８と接続される。
【００２４】図３からよく分かるように、ランプホルダ３は、例えばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の耐熱性樹脂で作製され、基本的には、その上方において超高圧水銀ランプ２０が保持される矩形状のベース部４と、ベース部４の前方（図３の左側）及び左右（図の上下側）の周縁部に沿って形成された周囲壁部５，６，７と、各周縁部から外方に延びるように形成された補強用のフランジ５ｆ，６ｆ，７ｆとから構成される。反射鏡１は、その開口部が前方の周囲壁部５と対向するように配置される。前方の周囲壁部５には、反射鏡１と対向する部位に開口部５ａが形成されている。反射鏡１は、各周囲壁部５，６，７の内側に配置された上で、ランプ付け金具２９Ａ，２９Ｂを介し、ランプホルダ３に対して保持される。
【００２５】また、図３からよく分かるように、ランプホルダ３における左右の周囲壁部６，７には、通気孔８Ａ，８Ｂが、それぞれ、位置決めされた反射鏡１の切欠き部１ａ，１ｂに対応する部位に形成されている。通気孔８Ａ，８Ｂが形成された左右の周囲壁部６，７は、それが切欠き部１ａ，１ｂが形成された平面部１６Ａ，１６Ｂに対してほとんど隙間がない状態で密着して接続するようにに構成されている。なお、通気孔８Ａ，８Ｂは、特許請求の範囲における「孔部」に該当する。更に、このランプホルダ３では、フランジ５ｆ，６ｆに固定ネジ４０が取り付けられており、この固定ネジ４０により、ランプユニット１０がプロジェクタ３０の筐体内部に装着された状態で固定される。
【００２６】図１からよく分かるように、左右の周囲壁部６，７の外面側には、それぞれ、通気孔８Ａ，８Ｂの左右両縁に沿って延びるレール対９Ａ，９Ｂが、ランプホルダ３と一体的に設けられている。更に、各レール対９Ａ，９Ｂの間には、シャッタ１１，１２が、ガイド手段としてのレール対９Ａ，９Ｂに沿って摺動可能であるように保持されている。シャッタ１１，１２は、それぞれ、通気孔８Ａ，８Ｂを完全に遮蔽する遮蔽部分１１ｄ，１２ｄと、孔が複数打ち抜かれ通気可能とする通気部分１１ｅ，１２ｅとが摺動方向に隣接して一体的に設けられた金属板から作られている。ここで、通気部分１１ｅ，１２ｅに形成された孔の径は、それぞれ、超高圧水銀ランプ２０が破損した場合に、そのガラス破片が飛散することを十分に防止し得るように設定されている。両シャッタ１１，１２は、同様に動作し、その開閉は同時に行なわれる。
【００２７】シャッタ１１，１２の一端側（この実施の形態では、遮蔽部分１１ｄ，１２ｄ側）に隣接して、左右の周囲壁部６，７の外面側には、捩りコイルバネ１３Ａ，１３Ｂがバネ保持ピン１４Ａ，１４Ｂにて保持されている。捩りコイルバネ１３Ａ，１３Ｂは、その一端側で、バネ受けピン１５Ａ，１５Ｂに当接して支持されつつ、他端側で、シャッタ１１，１２の遮蔽部分１１ｄ，１２ｄ側の端部の一角が切り欠かれてなる切欠き部１１ｈ，１２ｈに当接して付勢する。これにより、捩りコイルバネ１３Ａ，１３Ｂは、シャッタ１１，１２をレール対９Ａ，９Ｂに沿って遮蔽部分１１ｄ，１２ｄがそれぞれ通気孔８Ａ，８Ｂに対向する位置に進めることになる。
【００２８】また、シャッタ１１，１２では、各通気部分１１ｅ，１２ｅ側の端部がＬ字型を構成するように外方に曲折されて、シャッタ開閉用爪部１１ｇ，１２ｇが形成されている。シャッタ開閉用爪部１１ｇ，１２ｇに対して、捩りコイルバネ１３Ａ，１３Ｂの付勢力とは逆方向の所定以上の作用力が加えられた場合、シャッタ１１，１２はレール対９Ａ，９Ｂに沿って通気部分１１ｅ，１２ｅが通気孔８Ａ，８Ｂと対向する位置に進む。そして、シャッタ開閉用爪部１１ｇ，１２ｇがレール対９Ａ，９Ｂの上端部に当接することで、レール対９Ａ，９Ｂに沿ったシャッタ１１，１２の動作が規制されることになる。
【００２９】このランプユニット１０では、シャッタ１１，１２が捩りコイルバネ１３Ａ，１３ｂにより最大限に付勢された状態で、シャッタ１１，１２の遮蔽部分１１ｄ，１２ｄが通気孔８Ａ，８Ｂに対向し、通気孔８Ａ，８Ｂは完全に遮蔽される（図１参照）。また、一方、シャッタ１１，１２の爪部１１ｇ，１２ｇに対して捩りコイルバネ１３Ａ，１３Ｂの付勢力とは逆方向の力が加えられ、シャッタ開閉用爪部１１ｇ，１２ｇがレール対９Ａ，９Ｂの上端部に当接した状態では、シャッタ１１，１２の通気部分１１ｅ，１２ｅが通気孔８Ａ，８Ｂに対向し、通気孔８Ａ，８Ｂを介して反射鏡１の内部に空気が通過可能となる。図４及び５は、それぞれ、通風状態にあるランプユニット１０の外観を示す斜視図及び図４中のＤ−Ｄ線に沿った横断面説明図である。図５では、外部のファン（図８参照）を用いてシャッタ１２Ａ側から反射鏡１内に送り込まれる冷却風の流れを矢印で示す。
【００３０】次に、図６〜９を参照しながら、ランプユニット１０及びそれが装着されるプロジェクタについて説明する。図６は、プロジェクタの外観を示す斜視図であり、図７は、プロジェクタ本体の裏面側からランプユニット１０が引き出された状態を示す斜視図で、また、図８は、プロジェクタ内部における冷却風の流れを示す斜視図であり、更に、図９は、プロジェクタ内に組み込まれたランプユニットを示す斜視図である。
【００３１】プロジェクタ３０は、上側ケース３１Ｈ及び下側ケース３１Ｌからなる筐体３１で外形をなし、その一側面側から投影レンズ３２ａが組み込まれた鏡筒３２が突出するように保持されている。また、下側ケース３１Ｌには、プロジェクタ３０の裏面をなす面の四隅に、プロジェクタ本体を支持するための接地部４１が取り付けられている。この接地部４１は、特に図示しないが、プロジェクタ本体との間隔を可変とする構造を有しており、この間隔を変えることにより、設置面に対するプロジェクタ本体の傾きを変え、スクリーン上の投影位置を調整することができる。
【００３２】図８からよく分かるように、筐体３１の内部には、前述したランプユニット１０を収納するランプユニット収納部３４と、ランプユニット収納部３４と鏡筒３２との間に配置され、例えば液晶表示素子等の透過型の画像表示素子が組み込まれた光学ユニット３３と、ランプユニット収納部３４及び光学ユニット３３に沿って配置され、電源回路，バラスト，制御回路や駆動回路等の電子回路を構成する各種の電子部品（不図示）が組み込まれた電源ボックス３５とが設けられている。このプロジェクタ３０では、ランプユニット収納部３４の前方開口部側から出射された光が、光学ユニット３３内の照明光学系（不図示）により、例えば液晶パネルやデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）等のライトバルブ（不図示）に集光されるように照射され、該ライトバルブに予め形成された画像データが、鏡筒３２における投影レンズ３２ａを通してスクリーンに拡大投影される構成となっている。
【００３３】また、筐体３１の内部には、電源ボックス３５内に組み込まれた回路，ランプユニット収納部３４内のランプユニット１０を冷却すべく、筐体３１の内部に空気を送り込むため吸気用ファン３６と、送り込まれた空気を外部に排出するための排気用ファン３７とが設けられている。これに対応して、ランプユニット収納部３４及び電源ボックス３５における所定の部位には、それぞれ、吸気孔３４ａ，３５ａ及び排気孔３４ｂ，３５ｂが形成されている。吸気用ファン３６は、電源ボックス３５側の吸気孔３５ａに対向するように配置されており、また、一方、排気用ファン３７は、ランプユニット収納部３４の排気孔３４ｂに対向するように配置されている。更に、ランプユニット収納部３４及び電源ボックス３５は、電源ボックス３５側の排気孔３５ｂが、ランプユニット収納部３４の吸気孔３４ａに対向するように配置されている。
【００３４】吸気及び排気用ファン３６，３７が駆動されると、吸気用ファン３６に対向して筐体３１に形成された吸気孔３１ａから外気が導入される。導入された外気は、図８中の矢印に示すような経路で筐体３１内を通過し、電源ボックス３５内の電源回路，電子回路，ランプユニット収納部３４内のランプユニット１０を冷却した後、排気用ファン３７に対向して筐体３１に形成された排気孔３１ｂから外部に排出される。
【００３５】次に、プロジェクタ３０に装着されたランプユニット１０のシャッタ開閉動作について説明する。ランプユニット１０は、固定ネジ４０を下側ケース３１Ｌに対して固定することにより筐体３１の内部のランプユニット収納部３４に装着される一方、その固定ネジ４０を外すことにより、図７に示すように、プロジェクタ３０の裏面側から引出し可能となる。装着状態では、ランプ電源端子２８がランプ収納部３４に設けられた電源ソケット４２（図１０参照）と接続し、これにより、電源ボックス３５内の電源から電流が供給される。
【００３６】図７に示すように、ランプユニット１０がプロジェクタ３０の裏面側から引き出された状態で、シャッタ１１，１２が捩りコイルバネ１３Ａ，１３Ｂの弾性力によって押し上げられ、ランプホルダ３の通気孔８Ａ，８Ｂがシャッタ１１，１２の遮蔽部分１１ｄ，１２ｄにより遮蔽される。これとは逆に、ランプユニット１０がプロジェクタ３０に装着されると、図９からよく分かるように、ランプユニット収納部３４の側面に設けられた開口用突起部４３Ａ，４３Ｂがシャッタ開閉用爪部１１ｇ，１２ｇと係合し、ランプユニット１０の装着に伴ない、シャッタ１１，１２をレール対９Ａ，９Ｂに沿って進め、ランプユニット１０がプロジェクタ３０に完全に装着されたときには、図４及び５に示すように、ランプホルダ３の通気孔８Ａ，８Ｂがシャッタ１１，１２の通気部分１１ｅ，１２ｅと対向して開口する。
【００３７】このように、プロジェクタ３０にランプユニット１０を装着した場合には、ランプホルダ３に形成された通気孔８Ａ，８Ｂが開口し、この状態では、図５に示すように、ランプユニット収納部３４の吸気孔３４ａから導入された冷却風が、シャッタ１１の通気部分１１ｅ，通気孔８Ａ及び反射鏡１の切欠き部１ａを通って反射鏡１の内部に入り、発光管２１の管球上部、及び、モリブデン箔２３Ｆと電極取出し線２４Ｆとの溶接部を冷却して、反射鏡１の切欠き部１ｂ，通気孔８Ｂ及びシャッタ１２の通気部分１２ｅを通って、ランプユニット収納部３４の排気孔３４ｂから排出される。これにより、反射鏡１の外側からの冷却では、十分に温度が下がらない超高圧水銀ランプ２０の温度を効果的に下げることが可能である。また、超高圧水銀ランプ２０の寿命末期又は何らかの原因で発光管２１が割れた場合においても、シャッタ１１，１２の通気部分１１ｅ，１２ｅによって、発光管２１のガラス破片がランプユニット１０の外部へ飛散することを防止することが可能である。
【００３８】他方、ランプユニット１０がプロジェクタ３０から引き出された場合には、シャッタ１１，１２の遮蔽部分１１ｄ，１２ｄが通気孔８Ａ，８Ｂを遮蔽することにより、未装着時のランプユニット１０の内部に異物が混入し、プロジェクタ３０に装着後のトラブルが発生するのを防止することができる。
【００３９】以上のように、反射鏡１に設けられた切欠き部１ａ，１ｂを必要に応じて開閉し得るシャッタ１１，１２を構成することで、ランプユニット１０の内部温度を上げることなく、また、ランプ破損後の取り扱いにおいて、発光管２１のガラスの破片が外部に流出することを防止する一方、未装着時のランプユニット１０の内部に異物が混入し、プロジェクタ３０に装着後のトラブルが発生するのを防止することができる安全性に優れたランプユニット１０を実現し得る。
【００４０】更に、シャッタ１１，１２に遮蔽部分１１ｄ，１２ｄと通気部分１１ｅ，１２ｅとを隣接させて一体的に設け、通気孔１２Ａ，１２Ｂを閉める場合には、遮蔽部分１１ｄ，１２ｄが通気孔１２Ａ，１２Ｂと対向する位置にくるように、他方、通気孔１２Ａ，１２Ｂを開ける場合には、通気部分１１ｅ，１２ｅが通気孔１２Ａ，１２Ｂと対向する位置にくるように構成したことにより、発光管２１の破損時及び破損後の両方の場合に対応したガラス破片の飛散防止を、簡素な構成で実現し得る。
【００４１】また、ガラスで形成される反射鏡１は、一般に、内面の形状精度を劣化させないよう均一な肉厚で構成されており、外壁が内面と同様に曲面で形成され、直接遮蔽手段を設けることが困難であることから、この実施の形態１では、反射鏡１の左右に切欠き部１ａ，１ｂを有する平面部１６Ａ，１６Ｂを設けるとともに、この切欠き部１ａ，１ｂと接続するランプホルダ３の通気孔８Ａ，８Ｂに対してシャッタ１１，１２を設ける構成を採用したことにより、通気孔８Ａ，８Ｂと切欠き部１ａ，１ｂの嵌合面の密着性を高め、更に、この嵌合面を反射鏡１をランプホルダ３に取り付ける際の位置決めに使用可能であるとともに、ランプユニット１０の装着に際して、ランプユニット収納部３４の開口用突起部４４Ａ，４４Ｂにより、シャッタ１１，１２の開閉動作を容易化することができる。
【００４２】更に、ランプユニット収納部３４からランプユニット１０を引き出す方向と、シャッタ１１，１２の動作する方向を一致させ、ランプユニット収納部３４の開口用突起部４４Ａ，４４Ｂにより、ランプユニット収納部３４の装着時に、通気孔８Ａ，８Ｂが開き、ランプユニット１０の引出し時に通気孔８Ａ，８Ｂが閉まる方向にシャッタ１１，１２を動作するよう構成したことにより、シャッタ１１，１２の開閉を自動的に行う利便性に優れたランプユニット１０及びプロジェクタ３０を簡素な構成で実現することができる。また、この場合には、ランプ破損時に、プロジェクタ３０の姿勢を変えることなくランプユニット１０を引き出すことができ、反射鏡１の外部へのガラスの破片の飛散を一層確実に防止し得る。
【００４３】続いて、本発明の他の実施の形態について説明する。なお、以下の説明では、上記実施の形態１における場合と同じものについては、同一の符号を付し、それ以上の説明を省略する。
実施の形態２．次に、図１０，１１及び１２を参照しながら、本発明の第２の実施の形態に係るランプユニット１０が装着されるプロジェクタ５０について説明する。図１０及び１１は、それぞれ、ランプユニット１０におけるシャッタ１１，１２の開閉状態を示す斜視図である。また、図１２は、シャッタ１１，１２の開閉機構を駆動させるための構成をあらわすブロック図である。
【００４４】この実施の形態２では、ランプユニット収納部５４に、ランプユニット１０の左右に設けられたシャッタ１１，１２の開閉機構として、開口用ラッチ５１Ａ，５１Ｂが取り付けられている。これら開口用ラッチ５１Ａ，５１Ｂは、ランプユニット収納部５４において、シャッタ１１，１２の上側と対向する部位に形成された開口部５４ａ，５４ｂに取り付けられたラッチ支持軸５３Ａ，５３Ｂによって、シャッタ１１，１２の開閉方向と直角方向に回転するように保持されている。
【００４５】開口用ラッチ５１Ａ，５１Ｂは、それぞれ、一端側にて、シャッタ１１，１２の上端部に形成されたシャッタ開閉用爪部１１ｇ，１２ｇに係合する一方、他端側にて、ランプユニット収納部５４の外側に設けられた電磁式のソレノイド５５Ａ，５５Ｂのシャフト５６Ａ，５６Ｂと当接している。通常、開口用ラッチ５１Ａ，５１Ｂは、バネ（不図示）の弾性力により、シャフト５６Ａ，５６Ｂ側に付勢されている。
【００４６】この実施の形態２では、図１２に示すように、ランプユニット収納部５４内に設けられた電源ソケット４２とバラスト４５との間には、ランプ電流の有無を検知する電流センサ４４が設けられている。この電流センサ４４は、例えば超高圧水銀ランプ２０の破損時に、ランプ電流有りの状態から無しの状態に変化した場合に、ソレノイド５５Ａ，５５Ｂにシャフト５６Ａ，５６Ｂを突き出すように指令する。シャフト５６Ａ，５６Ｂが突き出されると、開口用ラッチ５１Ａ，５１Ｂが回転して、シャッタ開閉用爪部１１ｇ，１２ｇとの係合が外れる。そして、捩りコイルバネ１３Ａ，１３Ｂの弾性力により、シャッタ１１，１２が閉じる方向に付勢され、ランプホルダ３の通気孔８Ａ，８Ｂが、シャッタ１１，１２の遮蔽部分１１ｅ，１２ｅによって遮蔽される。
【００４７】このように、電流センサ４４，この電流センサ４４の出力信号により動作するソレノイド５５Ａ，５５Ｂ、及び、ソレノイド５５Ａ，５５Ｂのシャフト５６Ａ，５６Ｂの移動により回動する開口用ラッチ５１Ａ，５１Ｂを設けることにより、超高圧水銀ランプ２０の破損と同時に通気孔８Ａ，８Ｂを遮蔽することが可能なことから、ランプ破損後にプロジェクタ３０を移動したり、横向きや逆さまに姿勢を変えたりする場合においても、反射鏡１の外部にガラスの破片が飛び出すことを防止し、また、プロジェクタ３０の性能劣化，人体に対する安全および衛生上の問題を生じることがない、高品質で、安全性及び利便性に優れたプロジェクタを実現することができる。
【００４８】実施の形態３．次に、図１３，１４及び１５を参照しながら、本発明の第３の実施の形態に係るランプユニットについて説明する。図１３は、ランプユニットの外観を示す斜視図で、図１４は、ランプユニットの内部構成を示す斜視図で、また、図１５は、ランプユニット内部における冷却風の流れを示す横断面説明図である。
【００４９】このランプユニット６０は、基本的には、反射鏡６１と、防爆ガラス２と、超高圧水銀ランプ２０と、反射鏡６１に対して超高圧水銀ランプ２０を保持するための碍子６３と、反射鏡６１を収納するランプホルダ６４とから構成されている。超高圧水銀ランプ２０は、反射鏡６１を光軸中心位置に調整した後、二段式の中空円筒形状を有する碍子６３に対し、セメント等の充填接着剤１９により固定される。碍子６３の内側の中空部分と超高圧水銀ランプ２０との間には、全周にわたって空間部６５が形成されており、この空間部６５に連通する３つの通気孔６３ａが碍子６３の周方向に配列するように設けられている。
【００５０】ランプホルダ６４は、反射鏡６１を取り囲むように密閉箱状にＰＰＳ等の耐熱樹脂で作られ、その左右側面に、冷却風導入用の通気孔６６Ａ，６６Ｂが形成される構造を有している。ここでは、吸気用の通気孔６６Ａが前方寄りに配置される一方、排気用の通気孔６６Ｂが後方寄りに配置されている。更に、この実施の形態３では、排気用の通気孔６６Ｂが、碍子６３に形成された通気孔６３ａの位置よりも後方寄りに配置され、更に、ランプホルダ６４の内側において、通気孔６６Ｂのランプホルダ前方の縁部に沿って、遮蔽壁６９が形成されている。これにより、ランプ破損時に、碍子６３の通気孔６３ａからガラスの破片が外部に飛散し、通気孔６６Ｂを通過して外部に飛び出すことが防止される。また、反射鏡６１では、ランプホルダ６４の吸気用の通気孔６６Ａに対向する部位において、切欠き部６１ａが形成されている。
【００５１】また、この実施の形態３では、上記実施の形態１及び２と同様に、ランプホルダ６４と一体的に設けられたレール対７２Ａ，７２Ｂに沿って摺動し、捩りコイルバネ１３Ａ，１３Ｂでそれぞれ通気孔６６Ａ，６６Ｂを遮蔽する方向に付勢されるシャッタ７１，７２が設けられている。シャッタ７１，７２には、それぞれ、通気孔６６Ａ，６６Ｂを完全に遮蔽する遮蔽部分７１ｄ，７２ｄと、ランプ破損時にガラス破片が飛散することを防止するための通気可能な微細な孔が複数打ち抜かれてなる通気部分７１ｅ，７２ｅとが摺動方向に隣接して設けられている。また、シャッタ７１，７２の遮蔽部分７１ｄ，７２ｄ側の端部の一角が切り欠かれて、捩りコイルバネ１３Ａ，１３Ｂが当接して付勢するための切欠き部７１ｈ，７２ｈが形成されている。また、更に、シャッタ７１，７２では、各通気部分７１ｅ，７２ｅ側の端部がＬ字型を構成するように外方に曲折されて、シャッタ開閉用爪部７１ｇ，７２ｇが形成されている。両シャッタ７１，７２は、同様に動作し、通気孔６６Ａ，６６Ｂの開閉は同時に行なわれる。
【００５２】図１５中の矢印で示すように、シャッタ７１，７２の通気部分７１ｅ，７２ｅが、ランプホルダ６４の通気孔６６Ａ，６６Ｂと対向する位置にある状態で、外部のファンを用いて送り込まれる冷却風は、吸気用の通気孔６６Ａからランプホルダ６４の内側へ入る。そして、冷却風の一部は、反射鏡６１の外側を通過して、排気用の通気孔６６Ｂからランプホルダ６４の外側に出る。また他の一部は、反射鏡６１の切欠き部６１ａから反射鏡６１の内側を通過し、碍子６３に形成された通気孔６３ａから反射鏡６１の外側へ出て、更に、排気用の通気孔６６Ｂからランプホルダ６４の外側に出る。
【００５３】このランプユニット６０では、反射鏡６１側の切欠き部６１ａとランプホルダ６４側の通気孔６６Ａとを互いに密着接続させる必要がなく、ランプホルダ６４の通気孔６６Ａおよび反射鏡６１側の切欠き部６１ａについての配置位置や個数の制約がなくなることから、プロジェクタ３０の内部構成に合わせて自由度の高い放熱構造を取るという効果を上げることができる。
【００５４】また、冷却風の流れは、超高圧水銀ランプ２０のモリブデン箔２３Ｆと電極取出し線２４との溶接部及び発光管２１の管球上部の双方を同時に冷却することができる。特に温度を下げるのが難しい発光管２１の管球上部の冷却効果が大きい。
【００５５】更に、排気用の通気孔６６Ｂが、碍子６３に形成された通気孔６３ａの位置よりも後方寄りに配置され、更に、ランプホルダ６４の内側において、通気孔６６Ｂのランプホルダ前方の縁部に沿って、遮蔽壁６９が形成されることにより、ランプ破損時に、碍子６３の通気孔６３ａを通じて飛散するガラスの破片が、通気孔６６Ｂを通過して外部に飛び出す割合が少なくなることから、ランプ破損時のランプホルダ６４の外部へのガラスの飛散防止性能を向上させることが可能である。
【００５６】実施の形態４．前述した実施の形態１〜３に係るランプユニットでは、シャッタをランプホルダに設けられたレール対に沿って摺動させる構成としたが、図１６に示す本発明の実施の形態４に係るランプユニット８０では、ランプホルダ３に形成された通気孔を完全に遮蔽する遮蔽部分８１ｄ，８２ｄと、ランプ破損時のガラス破片の飛散を防止するための通気可能な微細な孔が複数打ち抜かれてなる通気部分８１ｅ，８２ｅとが回動方向に隣接して一体的に設けられたシャッタ８１，８２が、ランプホルダ３に設けられた回転軸８３Ａ，８３Ｂを支点として回動可能に設けられている。このシャッタ８１は、必要に応じて回動させられ、その遮蔽部分８１ｄ，８２ｄがランプホルダ３に形成された通気孔（不図示）と対向してその通気孔を開閉する。この実施の形態４でも、前述した実施の形態１〜３と同様に、発光管２１の破損時及び破損後の両方の場合に対応したガラス破片の飛散防止を実現することができる。
【００５７】なお、本発明は、例示された実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能であることは言うまでもない。
【００５８】例えば、前述した実施の形態１〜４では、反射鏡に切欠き部を設けているが、これに限定されることなく、防爆ガラスを平板ではなく、その周囲の全て又は一部を曲折して略コップ形状に形成した上で、その周囲の曲折部分に切欠き部を設けても、上記と同様の効果を上げることができる。また、前述した実施の形態１〜４では、シャッタの通気部分は、金属板に複数の微細な孔が形成されてなるものが用いられているが、複数の細い線材を網状に交差させて形成した金網状のもの（不図示）を用いても、上記と同様の効果をあげることができる。
【００５９】更に、前述した実施の形態１では、図７に示すように、ランプユニットをプロジェクタ本体の裏面側から引き出す構造が採用されているが、これに限定されることなく、図１７に示すように、ランプユニット１０をプロジェクタ９０の下面側から取り出す構造を採用してもよい。この場合には、ランプ破損時にプロジェクタ９０の姿勢を変えることなく、ランプユニット１０を取り出すことができ、反射鏡の外部にガラスの破片が生じにくい。
【００６０】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明の請求項１に係る発明によれば、放電によって発光する発光体と、該発光体を取り囲むようにして配置され、該発光体の光を反射して前方開口部から外部へ照射するための凹面形状の湾曲領域を備えた反射鏡と、該反射鏡の前方開口部を覆い、発光体からの直接光及び反射鏡の湾曲領域で反射された光を透過する透明隔壁とを備えた光源装置において、上記反射鏡及び透明隔壁のいずれか一方における所定の部位に、上記発光体を冷却すべく反射鏡内部に冷却風を通過させるように、少なくとも吸気及び排気用の通気口が形成されており、上記通気口を必要に応じて開閉する遮蔽手段が設けられているため、反射鏡内部の温度を上げることなく、また、発光体が破損した場合の取扱いにおいても、発光体のガラスの破片が外部に流出することを防止する安全性に優れた光源装置を実現することができる。
【００６１】また、本発明の請求項２に係る発明によれば、請求項１に係る発明において、上記光源装置が、反射鏡を保持するランプホルダを有しており、上記反射鏡が、上記湾曲領域とともに、上記吸気及び排気用の通気口がそれぞれ形成された、互いに対向する一対の平面領域を備える一方、上記ランプホルダは、上記反射鏡の平面領域に対向する部位に、上記吸気及び排気用の通気口にそれぞれ密着して接続する吸気及び排気用の孔部を備えており、上記遮蔽手段が、上記ランプホルダに形成された孔部に対して取り付けられているので、遮蔽手段をランプホルダの外側において容易に開閉動作させることができ、また、簡素な構成で、上記通気口と孔部との嵌合面を反射鏡のランプホルダに取り付けるに際して、容易に位置決めすることができる。
【００６２】更に、本発明の請求項３に係る発明によれば、請求項１に係る発明において、上記光電装置が、反射鏡を取り囲むようにして保持する密閉箱状のランプホルダを有しており、上記ランプホルダは、上記反射鏡に形成された吸気及び排気用の通気口にそれぞれ対応する吸気及び排気用の孔部を備え、上記遮蔽手段が、上記ランプホルダに形成された孔部に対して取り付けられており、通気口と孔部とを密着して接続する必要がなく、ランプ開口孔と通気孔の配置位置や個数の制約がなくなることから、プロジェクタの内部構成に合わせて自由度の高い放熱構造を採用することができる。
【００６３】また、更に、本発明の請求項４に係る発明によれば、請求項３に係る発明において、上記ランプホルダに形成される排気用の孔部と、上記反射鏡に形成される排気用の通気口とが、各中心軸から互いに外れて位置するように設けられているので、発光体が破損した場合にランプ開口孔から直接飛散するガラスの破片が、孔部を通過して外部に飛び出す割合が少なくなることから、光源装置の外部へのガラスの飛散防止の性能を向上させることができる。
【００６４】また、更に、本発明の請求項５に係る発明によれば、請求項２〜４のいずれか一に係る発明において、上記遮蔽手段が、上記ランプホルダに設けられたガイド手段と、該ガイド手段に沿って摺動する遮蔽板とを有しているので、【００６５】また、更に、本発明の請求項６に係る発明によれば、請求項２〜４のいずれか一に係る発明において、上記遮蔽手段が、上記ランプホルダに設けられた回転軸と、該回転軸を支点として上記孔部が形成された面に平行に回動自在である遮蔽板とを有しているので、【００６６】また、更に、本発明の請求項７に係る発明によれば、請求項５又は６係る発明において、上記遮蔽板には、上記ランプホルダに形成された孔部を遮蔽し得る遮蔽部分と、所定の径以下の孔が複数形成されてなる通気部分とが隣接して一体的に設けられており、上記遮蔽板の遮蔽部分が、上記ランプホルダに形成された孔部に対向する場合に、上記孔部が遮蔽される一方、上記遮蔽板の通気部分が、上記孔部に対向する場合には、上記孔部が開放されるので、反射鏡内部の温度を上げることなく、また、外部へのガラス破片の飛散防止を、簡素な構成で実現することができる。
【００６７】また、更に、本発明の請求項８に係る発明によれば、請求項５〜７のいずれか一に係る発明において、上記遮蔽板をそれが上記ランプホルダに形成された孔部を遮蔽する遮蔽方向に付勢させるために、所定以上の弾性を有する付勢手段が設けられているので、光源装置単体での取扱いにおいて、その内部に異物が混入してプロジェクタ装着後にトラブルが発生するのを防止することができる。
【００６８】また、更に、本発明の請求項９に係る発明によれば、請求項１〜８のいずれか一に係る発明において、上記発光体として、超高圧水銀ランプが用いられているので、【００６９】また、本発明の請求項１０に係る発明によれば、上記請求項１〜８のいずれか一に記載の光源装置を用いたプロジェクタであって、上記光源装置を収納する収納部を有し、該収納部には、プロジェクタ本体に対する光源装置の装着及び引出しに伴ない、該光源装置の遮蔽手段に作用してその開閉動作を行なわせる開閉実行手段が設けられており、上記開閉実行手段が、上記光源装置の装着に際して、上記遮蔽手段を開放方向に動作させる一方、上記光源装置の引出しに際して、上記遮蔽手段を遮蔽方向に動作させるように構成されているので、遮蔽手段の開閉を自動的に行う利便性に優れたプロジェクタを実現することができる。
【００７０】また、更に、本発明の請求項１１に係る発明によれば、請求項１０に係る発明において、上記発光体における電流の通電を検知するセンサが設けられており、上記開閉実行手段が、上記センサの出力信号に応じて、発光体に電流が通電しない場合に、上記遮蔽手段を遮蔽方向に動作させるので、プロジェクタを移動したり、横向きや逆さまに姿勢を変えたりする場合においても、反射鏡の外部にガラスの破片が出ず、プロジェクタの性能劣化を生じることや、人体に対する安全及び衛生上の問題を生じることがない、高品質かつ安全性、利便性に優れたプロジェクタを実現することができる。
【出願人】 【識別番号】０００００５８２１
【氏名又は名称】松下電器産業株式会社
【出願日】 平成１３年１月１８日（２００１．１．１８）
【代理人】 【識別番号】１０００６２１４４
【弁理士】
【氏名又は名称】青山 葆 （外１名）
【公開番号】 特開２００２−２１６５３６（Ｐ２００２−２１６５３６Ａ）
【公開日】 平成１４年８月２日（２００２．８．２）
【出願番号】 特願２００１−１００３９（Ｐ２００１−１００３９）