JP4090272B2 - 光源装置 - Google Patents

Description

【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射するプロジェクタ用の光源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）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、小型軽量化等、多くの性能向上が図られている。
【０００３】
その中でも従来より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に対する高輝度化への要望は強く、近年では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て、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が搭載されたプロジェクタが一般的である。
【０００４】
超高圧水銀ランプは、発光効率を高くするために、点灯時の発光管内部は１５０気圧以上と、メタルハライドランプに比べ数倍以上の高圧になっており、発光管がこの内部圧力に耐え得るようにメタルハライドランプに比べて厚肉に形成されている。このことから、超高圧水銀ランプは、発光管内部の温度が上昇しやすい構造になっている。また、超高圧水銀ランプは、ランプが寿命等の理由で破損した場合に備え、ランプの破片が外部へ飛散するのを防止するための防爆ガラスが反射鏡の開口部に設けられた防爆構造になっている。このため、発光管の熱がランプユニットの外部に放熱されにくい構造になっている。
【０００５】
しかしさらなる高輝度化のため、ランプ電力を１５０Ｗ以上の高ワットにした場合、あるいはプロジェクタの小型化のため、反射鏡の大きさをさらに小さくした場合では、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の温度が高くなることから、発光管の黒化や失透現象が生じていた。このような問題を解決するために、特開平１１−３９９３４号公報及び特開２０００−８２３２２号公報に開示されているようなランプユニットが実用化されている。
【０００６】
これらの公報には、プロジェクタ内におけるランプユニット近傍の底部に送風用のファンを設け、このファンとランプユニットにおける反射鏡の開口部近傍の底部に設けた送風孔とを導風管で連結し、ファンによってプロジェクタの下部から吸い込んだ冷却風を送風孔からランプユニットの内部に送り込み、反射鏡の首部と発光管との隙間である排出孔からランプユニット外部へ排出することで、ランプユニットを冷却可能な構成等が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平１１−３９９３４号公報及び特開２０００−８２３２２号公報に開示されている構成では、ランプユニット内に注入されている冷却風が、発光管において最も高温となる管球部に直接的に、かつ定量的に当たらないため、この最も冷却されるべき部分である管球部が充分に冷却されないという課題を有していた。
【０００８】
また、反射鏡の首部と発光管との隙間が狭いため、冷却風の流動抵抗が大きくなり、ランプユニット内に充分な量の冷却風を供給することができず、冷却能率が悪くなるという課題を有していた。
【０００９】
そこで本発明はこのような課題を解決し、光源装置の薄型化及び小型化を阻害することなく、ランプユニットを効果的に冷却可能な優れた構成を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１記載の発明は、発光管と、前記発光管を取り囲んで配置され前記発光管からの光を凹面部で前方へと反射する反射鏡と、前記反射鏡の前方開口部に配置されている透明隔壁とを有するランプユニットが筐体内に配置され、前記筐体内における、前記ランプユニットよりも前方で、かつ前記反射鏡により反射された光の有効光束よりも外側となる位置に冷却風送風用の第１のファンが配置され、前記透明隔壁における、前記有効光束よりも外側となる位置に第１の通風孔が形成され、前記有効光束よりも外側となる位置に配置されている導風管により前記第１のファンと前記第１の通風孔とが接続されて前記ランプユニットの前方から前記ランプユニット内に冷却風を送風可能に構成され、前記第１のファンから前記ランプユニット内に送風された冷却風を前記ランプユニットの外部に流出可能な第２の通風孔が前記ランプユニットに形成されているものである。
【００１１】
このような構成によれば、ランプユニットよりも前方で、かつ反射鏡により反射された光の有効光束よりも外側となる位置に冷却風送風用の第１のファンが配置され、かつ透明隔壁における、有効光束よりも外側となる位置に第１の通風孔が形成され、この第１のファンと第１の通風孔とが、有効光束よりも外側となる位置に配置されている導風管により接続されていることにより、第１のファンにて冷却風を、第１の通風孔を経てランプユニットの前方からランプユニット内に送り込むことができる。これにより、ランプユニット内に送り込まれた冷却風は、反射鏡の凹面部に沿って円滑に流れて発光管に直接に当たるので、この熱源となる発光管を直接的かつ効果的に冷却することができる。さらに、第１のファンを、ランプユニットよりも前方で、かつ有効光束よりも外側となる位置に配置したことで筐体内のスペースを有効に活用することができ、また第１のファンをランプユニットよりも下方となる位置に設けないので光源装置の薄型化、小型化を妨げることがない。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、第２の通風孔が、透明隔壁における、第１の通風孔が形成されている位置から径方向にほぼ向かい合う位置で、かつ有効光束よりも外側となる位置に形成されているものである。
【００１３】
このような構成によれば、発光管を冷却した後の冷却風が、その流れに大きな乱れが生じることなく、そのまま反射鏡の凹面部に沿って流れることで、冷却風の流動抵抗を低減することができる。したがって、ランプユニット内に送り込まれた冷却風を第２の通風孔を経て効率良くランプユニットの外部に放出することができ、ランプユニット内への冷却風の供給量を増やすことができるので、光源装置の薄型化及び小型化を阻害することなく、冷却効率をより一層向上させることができる。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、第１のファンが筐体の外部からの冷却風をランプユニット内に送り込み可能とされ、前記筐体内における有効光束よりも外側となる位置に排気ダクトが配置され、前記排気ダクトの一端部が第２の通風孔に取り付けられて前記ランプユニット内の冷却風を前記ランプユニットの外部に排出可能とされ、前記筐体内における有効光束よりも外側となる位置に、前記筐体内の冷却風を前記筐体外に排出可能な第２のファンが配置され、前記排気ダクトの他端部が、前記排気ダクトの他端部から排出される冷却風が前記第２のファンによって発生する気流に合流可能な位置に配設されている。
【００１５】
このような構成によれば、排気ダクトの他端部が、この排気ダクトの他端部から排出される冷却風が第２のファンによって発生する気流に合流可能な位置に配設され、この第２のファンが筐体内の冷却風を筐体外に排出可能とされていることにより、排気ダクトの他端部から排出された冷却風を、第２のファンによって筐体の外部に効率良く排出することができる。したがって、ランプユニット内への冷却風の供給量を増やすことができ、光源装置の薄型化及び小型化を阻害することなく、冷却効率をより一層向上させることができる。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項１から３までのいずれか１項記載の発明において、導風管が透光性を有する材料で形成されているものである。
このような構成によれば、導風管が発光管から発せられた光を吸収しないことから、導風管の熱による劣化を防止し、耐久性の向上を図ることができる。またこれにより、導風管の温度及びこの導風管内を通過する冷却風の温度の上昇を防止することができるので、より効果的に発光管を冷却することができる。
【００１７】
請求項５記載の発明は、請求項３または４記載の発明において、排気ダクトが透光性を有する材料で形成されているものである。
このような構成によれば、排気ダクトが発光管から発せられた光を吸収しないことから、排気ダクトの熱による劣化を防止し、耐久性の向上を図ることができる。
【００１８】
請求項６記載の発明は、請求項１から５までのいずれか１項記載の発明において、導風管の第１の通風孔側の端部に、流路面積が先端側に近づくに従って大きくなるような傾斜面が形成されているものである。
【００１９】
このような構成によれば、冷却風の流動抵抗を小さくすることができ、冷却風をランプユニット内に円滑に送り込むことができる。
請求項７記載の発明は、請求項３から６までのいずれか１項記載の発明において、排気ダクトの第２の通風孔側の端部に、流路面積が先端側に近づくに従って大きくなるような傾斜面が形成されているものである。
【００２０】
このような構成によれば、傾斜面を形成しない場合に比べて、第２の通風孔から排気ダクトへ流出する冷却風の流動抵抗を小さくすることができ、冷却風をより円滑に排気ダクトへと流出させることができる。
【００２１】
請求項８記載の発明は、請求項１から７までのいずれか１項記載の発明において、第１の通風孔が第２の通風孔よりも下側に配置されているものである。
このような構成によれば、ランプユニット内に送り込まれる冷却風の流れの方向と、発光管を冷却し温度が上昇した冷却風の自然対流の方向とが一致することにより、冷却風の流れに一層乱れが生じにくくなり、冷却風をより円滑に排気ダクトに流出させることができる。
【００２２】
請求項９記載の発明は、請求項３から８までのいずれか１項記載の発明において、第１のファンをシロッコファンとし、前記シロッコファンが筐体の底面から冷却風を吸気可能なものである。
【００２３】
請求項１０記載の発明は、請求項１から９までのいずれか１項記載の発明において、反射鏡の凹面部が楕円面で形成されているものである。
このような構成によれば、冷却風は、発光管を冷却しながら楕円面で形成されている反射鏡の凹面部に沿って、発光管を包むようにＵ字状に流れることができるので、発光管を効果的に冷却することができる。
【００２４】
請求項１１記載の発明は、請求項１から１０までのいずれか１項記載の発明において、ＤＭＤ反射型表示素子を電気信号から画像への変換手段としたＤＬＰ方式により画像を投射するものである。
【００２５】
請求項１２記載の発明は、請求項１から１１までのいずれか１項記載の発明において、導風管と排気ダクトとの少なくともいずれか一方の流路に、前記流路に冷却風が流れている時には前記流路を開き、前記流路に冷却風が流れていないときには前記流路を閉じる蓋体が配置されているものである。
【００２６】
このような構成によれば、流路に冷却風が流れていないときには、蓋体がこの流路を閉じることができるので、ランプユニット内にゴミ等の異物が入ることを防止することができ、防塵性に優れた信頼性の高い光源装置を実現することができる。
【００２７】
請求項１３記載の発明は、請求項１２記載の発明において、流路に冷却風が流れていないときには、蓋体が付勢手段により付勢されて前記流路を閉じ、前記流路に冷却風が流れているときには、冷却風の風圧が前記付勢手段の付勢力を上回ることによって、前記蓋体が前記流路を開くものである。
【００２８】
請求項１４記載の発明は、請求項１２または１３記載の発明において、蓋体が、冷却風が通過可能なフィルター部と流路を閉じる蓋部とを有し、流路に冷却風が流れているときには前記フィルター部が前記流路に配置され、前記流路に冷却風が流れていないときには前記蓋部が前記流路に配置されるものである。
【００２９】
このような構成によれば、流路に冷却風が流れているときにはフィルター部が配置され、流路に冷却風が流れていないときには蓋部が配置されることにより、冷却風の流れに関係なく、常に、ランプユニット内にゴミ等の異物が入りにくい防塵性に優れた信頼性の高い光源装置を実現することができる。
【００３０】
請求項１５記載の発明は、請求項１から１４までのいずれか１項記載の発明において、発光管への電流の通電状態を検知する通電センサーと、前記通電センサーからの出力信号によって、前記発光管に電流が通電していない場合に、第１のファンの動作を停止させる駆動回路とを有するものである。
【００３１】
このような構成によれば、発光管が破裂した場合には、発光管に通電していないことを通電センサーが検知して駆動回路に信号を送り、瞬時に第１のファンを確実に停止させて冷却風の流れを止めることができるので、発光管の破片がランプユニットの外部に飛散することを防止することができる。
【００３２】
請求項１６記載の発明は、請求項１から１５までのいずれか１項記載の発明において、発光管として超高圧水銀ランプを使用するものである。
【００３３】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
本発明の光源装置であるプロジェクタの実施の形態１を、図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態１のプロジェクタの側面断面図で、図２は、その平面断面図である。
【００３４】
図１及び図２に示すプロジェクタ２０は、一辺の長さが十数ミクロンという微小な大きさで、画素数の分だけ格子状に敷き詰められたＤＭＤ（ＤｉｇｉｔａｌＭｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）反射型表示素子を用いるＤＬＰ方式のプロジェクタである。
【００３５】
プロジェクタ２０は、図１及び図２に示すように、筐体であるハウジング２０ａの内部に、ランプホルダー１５によってハウジング２０ａに取り付けられているランプユニット１０と、このランプユニット１０と導風管６にて接続されている第１のファンであるシロッコファン７と、ランプユニット１０の光照射側、すなわち前方側に配置され、ランプユニット１０から発せられて反射鏡１の凹面部１ｄにより一点に集光された光をカラー化するカラーホイールユニット１８と、カラーホイールユニット１８を透過した光を平行光にするコリメートレンズ２２と、このコリメートレンズ２２の後方に配置されているインテグレータ２７と、このインテグレータ２７よりもさらに後方に配置されている多数のＤＭＤ反射型表示素子（図示は省略）とを有する。また、ハウジング２０ａの一方の側面には、ランプユニット１０、電源装置及び電気回路基板（図示は省略）などの熱をプロジェクタ２０の外部に排出するための第２のファンであるメインファン２３が取り付けられている。２４はメインファン２３用の排出孔であり、複数形成されている。
【００３６】
ランプユニット１０は、発光管９の中央に管球部８を有する超高圧水銀ランプ３と、超高圧水銀ランプ３から発せられる光を、図１及び図２の一点鎖線にて示す有効光束４のように一点に集光可能な楕円形状の凹面部１ｄを有する反射鏡１と、反射鏡１の前方の開口側端部１ａにはめ込まれている透明隔壁である防爆ガラス２と、ランプユニット１０をハウジング２０ａに取り付け可能なランプホルダー１５とを有する。なお、超高圧水銀ランプ３における口金１１と反射鏡１における首部１ｂとが取り付けアダプター１４を介して取り付けられていることで、反射鏡１の首部１ｂと発光管９との間に隙間が形成されており、取り付けアダプター１４には、前記隙間を経て反射鏡１の内側と反射鏡１の外側とを連通させる流出孔２８が形成されている。また、この防爆ガラス２における下部で、かつ有効光束４よりも外側となる位置には冷却風の流入孔５が形成されている。また、図中の４ａにて示す一点鎖線は、超高圧水銀ランプ３の光軸である。
【００３７】
有効光束４よりも外側となる位置に配置されている導風管６は、透光性を有するポリカーボネード等の耐熱性樹脂材料で形成されており、その一方の端部は流入孔５に接続され、他方の端部はシロッコファン７の送風口に接続されている。したがって、導風管６は、流入孔５が防爆ガラス２における下部で、かつ有効光束４よりも外側となる位置に形成されていることから、ランプユニット１０の光照射側、すなわち前方側から超高圧水銀ランプ３の光軸４ａと平行な方向にランプユニット１０内に冷却風を供給可能とされている。なお、導風管６の一方の端部には、流路面積がランプユニット１０に近づくに従って大きくなるような傾斜面が２５ａが形成されている。また、反射鏡１の下部における、流入孔５の近傍で、かつ有効光束４よりも外側には、流入孔５から流入する冷却風の流れが妨げられないように、滑らかな傾斜面１ｃを形成しても良い。
【００３８】
シロッコファン７は、プロジェクタ２０を図２のように平面視したときに、例えば、有効光束４よりも外側で、かつランプユニット１０とほぼ相対する位置におけるハウジング２０ａの底部に取り付けられており、図１に示すように、このハウジング２０ａの底部に形成されている複数の吸入孔２１からプロジェクタ２０の外部の空気を導風管６及び流入孔５を経てランプユニット１０内に送り込み可能とされている。
【００３９】
また、図１に示すように、ランプユニット１０の光照射側に配置されているカラーホイールユニット１８は、その内部に、周方向に赤、緑、青、白の四つの部分に色分けされたカラーホイール１７を有しており、このカラーホイール１７は、カラーホイールユニット１８に備えられたモータ２９により高速回転される。なお、超高圧水銀ランプ３及び反射鏡１は、管球部８及び発光管９から発せられた光がカラーホイール１７上で一点に集光するような位置に配置されている。
【００４０】
このような構成において、プロジェクタ２０を作動させると、プロジェクタ２０はＤＬＰ方式で映像や文字データをスクリーンに投射する。プロジェクタ２０の内部では、ランプの点灯と同時に、管球部８及び発光管９から光が発せられ、超高圧水銀ランプ３、反射鏡１及び防爆ガラス２の温度が上昇し、かつハウジング２０ａの底部に取り付けられているシロッコファン７及びハウジング２０ａの側面に取り付けられているメインファン２３が作動する。
【００４１】
シロッコファン７によりハウジング２０ａの底部に形成されている複数の吸入孔２１からプロジェクタ２０の内部に吸い込まれた空気は、ランプユニット１０を冷却するための冷却風として、図中の矢印にて示すように、導風管６及び防爆ガラス２の下部に形成された流入孔５を経て、ランプユニット１０の前方側から光軸４ａと平行な方向にランプユニット１０内に送り込まれる。このとき、導風管６に傾斜面２５ａが形成され、かつ反射鏡１の下部に傾斜面１ｃが形成されていることにより、冷却風の流動抵抗を小さくすることができ、冷却風をランプユニット１０内に円滑に送り込むことができる。
【００４２】
流入孔５からランプユニット１０内に送り込まれた冷却風は、図中の矢印にて示すように、反射鏡１の凹面部１ｄに沿って管球部８に向かって円滑に流れ、最も高温となる管球部８に定量的かつ直接に当たり、この管球部８を効果的に冷却することができる。
【００４３】
そして、管球部８及び発光管９を冷却した後の冷却風は、ランプユニット１０の前方側から光軸４ａと平行な方向にランプユニット１０内に送り込まれたことにより、反射鏡１の首部１ｂと発光管９との隙間をスムーズに通過し、取り付けアダプター１４に形成された流出孔２８からランプユニット１０の外側に放出され、メインファン２３によって複数の排出孔２４からプロジェクタ２０の外部に排出される。
【００４４】
このとき、流入孔５から流出孔２８に到るまでの冷却風の流れの方向が急変しないことから、管球部８などの高温部を冷却した後の冷却風が発光管９と反射鏡１の首部１ｂとの隙間にスムーズに入り込み、取り付けアダプター１４における流出孔２８を経てランプユニット１０の外側に放出することができるので、冷却効果を一層高めることができる。
【００４５】
また、導風管６を、透光性を有するポリカーボネード等の耐熱性樹脂材料で構成したことにより、導風管６が、発光管９から発せられた光を吸収しないことから、熱による導風管６の劣化を防止し、導風管６の耐久性を向上させることができる。またこれにより、導風管６の温度及びこの導風管６内を通過する冷却風の温度の上昇を防止することができるので、より効果的に超高圧水銀ランプ３を冷却することができる。
【００４６】
さらに、上記の実施の形態１の構成では、シロッコファン７を、例えばランプユニット１０の前方側の位置で、かつ有効光束４よりも外側となる位置に設置することで、プロジェクタ２０内のスペースを有効に活用することができ、またシロッコファン７をランプユニット１０よりも下方に設けないのでプロジェクタ２０の薄型化、小型化を妨げることがない。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２のプロジェクタにおいて、上述した実施の形態１のプロジェクタと相違する箇所を、図３及び図４を参照しながら説明する。
【００４７】
図３及び図４に示すように、実施の形態２のプロジェクタにおいて、反射鏡１と超高圧水銀ランプ３とは、反射鏡１の軸心と超高圧水銀ランプ３の光軸４ａとの位置を合わせた後、セメント等の充填接着剤１９により首部１ｂと口金１１との隙間を埋めることで互いに固定される構造となっている。
【００４８】
また、例えば、防爆ガラス２における、流入孔５が形成されている位置から径方向に向かい合う位置で、かつ反射鏡１によって反射される光の有効光束４よりも外側となる位置には、ランプユニット１０を冷却した後の冷却風をランプユニット１０の外側に流出させるための流出孔１３が形成されている。また、この流出孔１３には、このランプユニット１０を冷却した後の冷却風をランプユニット１０の外側に導くための排気ダクト１２の一端部１２ａが取り付けられている。
【００４９】
排気ダクト１２の一端部１２ａには、ランプユニット１０側に近づくに従って流路面積が大きくなるような傾斜面２５ｂが形成されている。排気ダクト１２の他端部１２ｂは、図４に示すように、ランプユニット１０の内部から排出される冷却風の方向がメインファン２３によって発生する気流の方向、すなわち吸気方向とほぼ平行となるように配設されている。なお、冷却風がランプユニット１０内から排気ダクト１２に円滑に流れ込むように、排気ダクト１２の一端部１２ａがこの流れの方向に沿って徐々に流路が広くなるように形成されている。また、排気ダクト１２は、導風管６と同様に、透光性を有するポリカーボネード等の耐熱性樹脂材料で形成されている。
【００５０】
このような構成において、プロジェクタ２０を作動させると、ランプの点灯と同時に、管球部８及び発光管９から光が発せられ、超高圧水銀ランプ３、反射鏡１及び防爆ガラス２の温度が上昇し、かつハウジング２０ａの底部に取り付けられているシロッコファン７及びハウジング２０ａの側面に取り付けられているメインファン２３が作動する。シロッコファン７により吸入された冷却風は、実施の形態１の場合と同様に、ランプユニット１０内に送り込まれる。
【００５１】
ランプユニット１０内に送り込まれた冷却風は、反射鏡１の凹面部１ｄに沿って発光管９における高温の管球部８に定量的かつ直接に当たり、管球部８を直接的かつ効果的に冷却する。
【００５２】
このとき、流出孔１３が、防爆ガラス２における、流入孔５が形成されている位置から径方向に向かい合う位置で、反射鏡１によって反射される光の有効光束４よりも外側の位置で、かつ図３のように見たときに流入孔５の真上となる位置に形成されていることにより、管球部８及び発光管９を冷却した後の冷却風が、その流れに大きな乱れが生じることなく、そのまま反射鏡１の凹面部１ｄに沿って管球部８を包むようにＵ字状に流れることで、冷却風の流動抵抗を低減することができ、この冷却風を流出孔１３から排気ダクト１２に円滑に流出させることができる。したがって、ランプユニット１０内に送り込まれた冷却風を効率良くランプユニット１０の外部に放出することができ、ランプユニット１０内への冷却風の供給量を増やすことができるので、プロジェクタ２０の薄型化及び小型化を阻害することなく、冷却効率をより一層向上させることができる。
【００５３】
そして、この冷却後の冷却風は、メインファン２３の吸気方向とほぼ平行となるように配設されている排気ダクト１２の他端部１２ｂから、メインファン２３によって発生する気流に合流し、ハウジング２０ａの外部に効率良く排出される。
【００５４】
これにより、本発明の実施の形態１に示した場合よりも、冷却風の流動抵抗をさらに低減するができ、ランプユニット１０内に送り込まれた冷却風を効率良くランプユニット１０の外側に放出することができる。したがって、実施の形態１の場合に比べて、ランプユニット１０内への冷却風の供給量を増やすことができ、プロジェクタ２０の薄型化及び小型化を阻害することなく、冷却効率をより一層向上させることができる。
【００５５】
また、排気ダクト１２を、透光性を有するポリカーボネード等の耐熱性樹脂材料で構成したことにより、排気ダクト１２が、発光管９から発せられた光を吸収しないことから、熱による排気ダクト１２の劣化を防止し、排気ダクト１２の耐久性を向上させることができる。また、排気ダクト１２の一端部に、傾斜面２５ｂを形成したことにより、傾斜面２５ｂを形成しない場合に比べて、流出孔１３から排気ダクト１２へ流出する冷却風の流動抵抗を小さくすることができ、冷却風をより円滑に排気ダクト１２へと流出させることができる。
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３のプロジェクタにおいて、上述した実施の形態２のプロジェクタと相違する箇所を、図５〜図８を参照しながら説明する。
【００５６】
図５〜図８に示すように、実施の形態３におけるプロジェクタの導風管６内には、導風管６の流路を開閉するための蓋体である遮蔽板３０ａが、排気ダクト１２内には、遮蔽板３０ａと同様の構成とされ、排気ダクト１２の流路を開閉するための蓋体である遮蔽板３０ｂが設けられている。
【００５７】
遮蔽板３０ａは、例えば、金属の薄板で形成されており、図８に示すように、付勢手段であるねじりバネ３１ａの一端部が導風管６に取り付けられ、他端部が遮蔽板３０ａに取り付けられ、このねじりバネ３１ａの輪状部分の内側及び遮蔽板３０ａの端部に形成されている貫通孔３０ｃに支持ピン２６ａが通され、この支持ピン２６ａの両端が導風管６の両側面に形成されている丸孔６ａにはめ合わされて支持されることで、遮蔽板３０ａは支持ピン２６ａを中心に回動可能とされ、かつ冷却風の流れと逆方向に回動するように弾性的に付勢されている。
【００５８】
なお、図７及び図８では図示は省略しているが、導風管６内には径方向に、流路面積が広くなるような段部６ｂが形成されており、図５に示すように、シロッコファン７が停止しているときには、ねじりバネ３１ａによって弾性的に付勢された遮蔽板３０ａがこの段部６ｂに接触することで、導風管６の流路が閉鎖される。また、シロッコファン７が作動して冷却風が導風管６内に送り込まれたときには、図６に示すように、送り込まれた冷却風の風圧によって遮蔽板３０ａが、ねじりバネ３１ａによる付勢方向に抗してこの冷却風の流れの方向に回動し、導風管６の流路が開かれるように、ねじりバネ３１ａの剛性が設定されている。
【００５９】
排気ダクト１２における遮蔽板３０ｂも、遮蔽板３０ａと同様の機構で支持ピン２６ｂを中心に回動可能に構成され、かつねじりバネ３１ｂにより排気ダクト１２の流路を開閉可能に構成されている。なお、冷却風がランプユニット１０内から排気ダクト１２に円滑に流れ込むように、排気ダクト１２の一端部１２ａがこの流れの方向に沿って徐々に流路が広くなるように形成されていることから、冷却風の流れの方向と逆方向に付勢された遮蔽板３０ｂは排気ダクト１２の内面に接触することができるので、排気ダクト１２内には、導風管６のような段部６ｂは形成されていない。
【００６０】
排気ダクト１２は、図５〜図７に示すように、その他端部１２ｂがメインファン２３の吸気口に位置するように配設されている。
このような構成において、プロジェクタ２０の非作動時には、シロッコファン７が作動していないため、図５に示すように、導風管６はねじりバネ３１ａによって付勢された遮蔽板３０ａにより、排気ダクト１２はねじりバネ３１ｂにより付勢された遮蔽板３０ｂにより閉鎖されている。
【００６１】
しかし、プロジェクタ２０を作動させると、ランプの点灯と同時に、シロッコファン７及びハウジング２０ａの側面に取り付けられているメインファン２３が作動し、図６及び図７に示すように、このシロッコファン７によって送り込まれた冷却風の風圧によって遮蔽板３０ａが、ねじりバネ３１ａによる付勢方向に抗してこの冷却風の流れの方向に回動し、導風管の流路が開かれ、ランプユニット１０内に冷却風が送り込まれる。
【００６２】
その後、冷却風は、図中の矢印にて示すように、反射鏡１の凹面部１ｄに沿って流れ、管球部８及び発光管９を直接的かつ効果的に冷却する。冷却後の冷却風は、そのまま反射鏡１の凹面部１ｄに沿って管球部８を包むようにＵ字状に流れ、流出孔１３を経て排気ダクト１２に円滑に流れ込む。排気ダクト１２内に設けられている遮蔽板３０ｂは、排気ダクト１２に流れ込んだ冷却風の風圧によって、ねじりバネ３１ｂによる付勢方向に抗してこの冷却風の流れの方向に回動し、冷却風は排気ダクト１２の他端部１２ｂからランプユニット１０の外側に放出される。
【００６３】
このとき、排気ダクト１２の他端部１２ｂがメインファン２３の吸気口に位置するように配設されていることから、図中の矢印にて示すように、メインファン２３により排気ダクト１２内を流れる冷却風を吸い出し、プロジェクタ２０の外部に効果的に排出することができる。これにより、排気ダクト１２の排気性能が向上するので、ランプユニット１０内により多くの冷却風を送り込むことができ、発光管９などの温度をより効果的に低下させることができる。
【００６４】
また、作動しているプロジェクタ２０を停止し、シロッコファン７が停止すると、冷却風の流れが止まるので、ねじりバネ３１ａ、３１ｂが遮蔽板３０ａ、３０ｂを回動させ、導風管６の流路及び排気ダクト１２の流路を閉鎖する。これにより、プロジェクタの非作動時に、ランプユニット１０内にゴミ等の異物が入ることを防止することができ、防塵性に優れた信頼性の高いプロジェクタを実現することができる。
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４のプロジェクタにおいて、上述した実施の形態３のプロジェクタと相違する箇所を、図９〜図１２を参照しながら説明する。
【００６５】
図９〜図１２に示すように、実施の形態３で使用した遮蔽板３０ａ及び遮蔽板３０ｂにかわって実施の形態４で用いられる蓋体である遮蔽板３２ａ（遮蔽板３２ｂ）は、支持ピン２６ａ（支持ピン２６ｂ）を基準として、Ｌ字形状に形成されており、通気可能な微細な複数の貫通孔３３ａが形成されている側のフィルター部３３ｂと、貫通孔３３ａが形成されていない側の蓋部３３ｃとを有する。
【００６６】
遮蔽板３２ａ（遮蔽板３２ｂ）は、実施の形態３で使用した遮蔽板３０ａ及び遮蔽板３０ｂと同様に、支持ピン２６ａ（支持ピン２６ｂ）を中心に回動可能に構成され、かつねじりバネ３１ａ（ねじりバネ３１ｂ）により導風管６（排気ダクト１２）の流路を開閉可能に構成されている。
【００６７】
シロッコファン７が停止して、導風管６内に冷却風が送り込まれていないときには、図９及び図１１に示すように、ねじりバネ３１ａ（ねじりバネ３１ｂ）が遮蔽板３２ａ（遮蔽板３２ｂ）を回動させ、フィルター部３３ｂが導風管６（排気ダクト１２）の底部に接触することで、蓋部３３ｃにより流路が閉鎖される。
【００６８】
また、シロッコファン７が作動して、導風管６内に冷却風が送り込まれたときには、冷却風が流路を閉鎖している蓋部３３ｃに当たり、遮蔽板３２ａ（遮蔽板３２ｂ）を冷却風の流れの方向に、ねじりバネ３１ａ（ねじりバネ３１ｂ）による付勢方向に抗して回動させる。遮蔽板３２ａ（遮蔽板３２ｂ）の蓋部３３ｃが、導風管６（排気ダクト１２）の流路の底部に接触するまで回動することで、フィルター部３３ｂが流路に対して垂直な位置に起き上がる構成とされている。
【００６９】
また、実施の形態４におけるプロジェクタには、超高圧水銀ランプ３の電流の有無を検知する通電センサー（図示は省略）と、この通電センサーの出力信号によって、プロジェクタ２０の作動時においても、超高圧水銀ランプ３に通電しない場合には、ランプ冷却用ファン７の動作を停止させる駆動回路（図示は省略）とが設けられている。
【００７０】
このような構成において、プロジェクタ２０を作動させると、ランプの点灯と同時に、シロッコファン７及びハウジング２０ａの側面に取り付けられているメインファン２３が作動し、図１０及び図１２に示すように、冷却風が流路を閉鎖している蓋部３３ｃに当たり、遮蔽板３２ａ（遮蔽板３２ｂ）を冷却風の流れの方向に回動させる。遮蔽板３２ａ（遮蔽板３２ｂ）の蓋部３３ｃが、導風管６（排気ダクト１２）の流路の底部に接触するまで回動することで、フィルター部３３ｂが流路に対して垂直な位置に起き上がる。
【００７１】
このとき、フィルター部３３ｂに複数の貫通孔３３ａが形成されていることにより、冷却風がこれら複数の貫通孔３３ａを通過して、図１０の矢印にて示すように、円滑に流れることができるので、プロジェクタ２０の非作動時はもとより、プロジェクタ２０の作動時においても、ランプユニット１０内にゴミ等の異物が入りにくい防塵性に優れた信頼性の高いプロジェクタを実現することができる。
【００７２】
また、プロジェクタ２０の作動時に発光管９が破裂した場合には、超高圧水銀ランプ３に通電していないことを通電センサー（図示せず）が検知して駆動回路（図示せず）に信号を送り、瞬時にシロッコファン７を停止することができるので、発光管９の破片がランプユニット１０の外部に飛散することを防止することができる。
【００７３】
また、実施の形態４において用いた通電センサー及び駆動回路は、実施の形態３においても用いることができ、これにより、実施の形態４の場合と同様に、超高圧水銀ランプ３の非点灯時にシロッコファン７を停止させることができる。
【００７４】
さらに、実施の形態４の場合及び実施の形態３にて上記通電センサー及び駆動回路を用いた場合において、それぞれの場合に用いられる遮蔽板を電動、例えばアクチュエータ等で回動するように構成し、前記遮蔽板による流路の開閉を通電センサー及び他の駆動回路によって超高圧水銀ランプ３の点灯時、非点灯時に連動させることによって、ランプユニット１０内へのゴミ等の異物の侵入をより確実に防止することができる。
【００７５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ランプユニットよりも前方で、かつ反射鏡により反射された光の有効光束よりも外側となる位置に冷却風送風用の第１のファンが配置され、かつ透明隔壁における、有効光束よりも外側となる位置に第１の通風孔が形成され、この第１のファンと第１の通風孔とが、有効光束よりも外側となる位置に配置されている導風管により接続されていることにより、第１のファンにて冷却風を、第１の通風孔を経てランプユニットの前方からランプユニット内に送り込むことができる。これにより、ランプユニット内に送り込まれた冷却風は、反射鏡の凹面部に沿って円滑に流れて発光管に直接に当たるので、この熱源となる発光管を直接的かつ効果的に冷却することができる。さらに、第１のファンを、ランプユニットよりも前方で、かつ有効光束よりも外側となる位置に配置したことで筐体内のスペースを有効に活用することができ、また第１のファンをランプユニットよりも下方となる位置に設けないので光源装置の薄型化、小型化を妨げることがない。
【００７６】
また、発光管を冷却した後の冷却風が、その流れに大きな乱れが生じることなく、そのまま反射鏡の凹面部に沿って流れることで、冷却風の流動抵抗を低減することができる。したがって、ランプユニット内に送り込まれた冷却風を第２の通風孔を経て効率良くランプユニットの外部に放出することができ、ランプユニット内への冷却風の供給量を増やすことができるので、光源装置の薄型化及び小型化を阻害することなく、冷却効率をより一層向上させることができる。
【００７７】
また、排気ダクトの他端部が、この排気ダクトの他端部から排出される冷却風が第２のファンによって発生する気流に合流可能な位置に配設され、この第２のファンが筐体内の冷却風を筐体外に排出可能とされていることにより、排気ダクトの他端部から排出された冷却風を、第２のファンによって筐体の外部に効率良く排出することができる。したがって、ランプユニット内への冷却風の供給量を増やすことができ、光源装置の薄型化及び小型化を阻害することなく、冷却効率をより一層向上させることができる。
【００７８】
また、導風管が発光管から発せられた光を吸収しないことから、導風管の熱による劣化を防止し、耐久性の向上を図ることができる。またこれにより、導風管の温度及びこの導風管内を通過する冷却風の温度の上昇を防止することができるので、より効果的に発光管を冷却することができる。
【００７９】
また、排気ダクトが発光管から発せられた光を吸収しないことから、排気ダクトの熱による劣化を防止し、耐久性の向上を図ることができる。
また、冷却風の流動抵抗を小さくすることができ、冷却風をランプユニット内に円滑に送り込むことができる。
【００８０】
また、傾斜面を形成しない場合に比べて、第２の通風孔から排気ダクトへ流出する冷却風の流動抵抗を小さくすることができ、冷却風をより円滑に排気ダクトへと流出させることができる。
【００８１】
また、ランプユニット内に送り込まれる冷却風の流れの方向と、発光管を冷却し温度が上昇した冷却風の自然対流の方向とが一致することにより、冷却風の流れに一層乱れが生じにくくなり、冷却風をより円滑に排気ダクトに流出させることができる。
【００８２】
また、冷却風は、発光管を冷却しながら楕円面で形成されている反射鏡の凹面部に沿って、発光管を包むようにＵ字状に流れることができるので、発光管を効果的に冷却することができる。
【００８３】
また、流路に冷却風が流れていないときには、蓋体がこの流路を閉じることができるので、ランプユニット内にゴミ等の異物が入ることを防止することができ、防塵性に優れた信頼性の高い光源装置を実現することができる。
【００８４】
また、流路に冷却風が流れているときにはフィルター部が配置され、流路に冷却風が流れていないときには蓋部が配置されることにより、冷却風の流れに関係なく、常に、ランプユニット内にゴミ等の異物が入りにくい防塵性に優れた信頼性の高い光源装置を実現することができる。
【００８５】
さらに、発光管が破裂した場合には、発光管に通電していないことを通電センサーが検知して駆動回路に信号を送り、瞬時に第１のファンを確実に停止させて冷却風の流れを止めることができるので、発光管の破片がランプユニットの外部に飛散することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１のプロジェクタの側面断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１のプロジェクタの平面断面図である。
【図３】本発明の実施の形態２のプロジェクタの側面断面図である。
【図４】本発明の実施の形態２のプロジェクタの平面断面図である。
【図５】本発明の実施の形態３のプロジェクタにおいて、プロジェクタが停止しているときの側面断面図である。
【図６】本発明の実施の形態３のプロジェクタにおいて、プロジェクタが作動しているときの側面断面図である。
【図７】本発明の実施の形態３のプロジェクタにおいて、プロジェクタが作動しているときの平面断面図である。
【図８】本発明の実施の形態３において用いられる遮蔽板の構造を示す斜視図である。
【図９】本発明の実施の形態４のプロジェクタにおいて、プロジェクタが停止しているときの側面断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態４のプロジェクタにおいて、プロジェクタが作動しているときの側面断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態４において用いられる遮蔽板の、プロジェクタが停止しているときの状態を示す斜視図である。
【図１２】本発明の実施の形態４において用いられる遮蔽板の、プロジェクタが作動しているときの状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 反射鏡
１ｄ 凹面部
２ 防爆ガラス
４ 有効光束
５ 流入孔
６ 導風管
７ シロッコファン
９ 発光管
１０ ランプユニット
２０ａ ハウジング
２３ メインファン
２８ 流出孔

Claims (16)

1. 発光管と、前記発光管を取り囲んで配置され前記発光管からの光を凹面部で前方へと反射する反射鏡と、前記反射鏡の前方開口部に配置されている透明隔壁とを有するランプユニットが筐体内に配置され、前記筐体内における、前記ランプユニットよりも前方で、かつ前記反射鏡により反射された光の有効光束よりも外側となる位置に冷却風送風用の第１のファンが配置され、前記透明隔壁における、前記有効光束よりも外側となる位置に第１の通風孔が形成され、前記有効光束よりも外側となる位置に配置されている導風管により前記第１のファンと前記第１の通風孔とが接続されて前記ランプユニットの前方から前記ランプユニット内に冷却風を送風可能に構成され、前記第１のファンから前記ランプユニット内に送風された冷却風を前記ランプユニットの外部に流出可能な第２の通風孔が前記ランプユニットに形成されていることを特徴とする光源装置。
2. 第２の通風孔が、透明隔壁における、第１の通風孔が形成されている位置から径方向にほぼ向かい合う位置で、かつ有効光束よりも外側となる位置に形成されていることを特徴とする請求項１記載の光源装置。
3. 第１のファンが筐体の外部からの冷却風をランプユニット内に送り込み可能とされ、前記筐体内における有効光束よりも外側となる位置に排気ダクトが配置され、前記排気ダクトの一端部が第２の通風孔に取り付けられて前記ランプユニット内の冷却風を前記ランプユニットの外部に排出可能とされ、前記筐体内における有効光束よりも外側となる位置に、前記筐体内の冷却風を前記筐体外に排出可能な第２のファンが配置され、前記排気ダクトの他端部が、前記排気ダクトの他端部から排出される冷却風が前記第２のファンによって発生する気流に合流可能な位置に配設されていることを特徴とする請求項１または２記載の光源装置。
4. 導風管が透光性を有する材料で形成されていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項記載の光源装置。
5. 排気ダクトが透光性を有する材料で形成されていることを特徴とする請求項３または４記載の光源装置。
6. 導風管の第１の通風孔側の端部に、流路面積が先端側に近づくに従って大きくなるような傾斜面が形成されていることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項記載の光源装置。
7. 排気ダクトの第２の通風孔側の端部に、流路面積が先端側に近づくに従って大きくなるような傾斜面が形成されていることを特徴とする請求項３から６までのいずれか１項記載の光源装置。
8. 第１の通風孔が第２の通風孔よりも下側に配置されていることを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項記載の光源装置。
9. 第１のファンをシロッコファンとし、前記シロッコファンが筐体の底面から冷却風を吸気可能であることを特徴とする請求項３から８までのいずれか１項記載の光源装置。
10. 反射鏡の凹面部が楕円面で形成されていることを特徴とする請求項１から９までのいずれか１項記載の光源装置。
11. ＤＭＤ反射型表示素子を電気信号から画像への変換手段としたＤＬＰ方式により画像を投射することを特徴とする請求項１から１０までのいずれか１項記載の光源装置。
12. 導風管と排気ダクトとの少なくともいずれか一方の流路に、前記流路に冷却風が流れている時には前記流路を開き、前記流路に冷却風が流れていないときには前記流路を閉じる蓋体が配置されていることを特徴とする請求項１から１１までのいずれか１項記載の光源装置。
13. 流路に冷却風が流れていないときには、蓋体が付勢手段により付勢されて前記流路を閉じ、前記流路に冷却風が流れているときには、冷却風の風圧が前記付勢手段の付勢力を上回ることによって、前記蓋体が前記流路を開くことを特徴とする請求項１２記載の光源装置。
14. 蓋体が、冷却風が通過可能なフィルター部と流路を閉じる蓋部とを有し、流路に冷却風が流れているときには前記フィルター部が前記流路に配置され、前記流路に冷却風が流れていないときには前記蓋部が前記流路に配置されることを特徴とする請求項１２または１３記載の光源装置。
15. 発光管への電流の通電状態を検知する通電センサーと、前記通電センサーからの出力信号によって、前記発光管に電流が通電していない場合に、第１のファンの動作を停止させる駆動回路とを有することを特徴とする１から１４までのいずれか１項記載の光源装置。
16. 発光管として超高圧水銀ランプを使用することを特徴とする請求項１から１５までのいずれか１項記載の光源装置。

Images