JP2000057825A - 光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光源ランプの発光管の上部とランプ封止部、お
よび凹面反射鏡の上側の反射鏡面は十分に冷却できる
が、発光管の下部はあまり冷却することがなく、かつ奥
行寸法が大型化することのない光源装置を提供する。 【解決手段】前面開口２３が光透過性ガラス４０で覆わ
れた凹面反射鏡２０内に放電ランプ１０が水平姿勢で配
置され、冷却風送風孔５１を有する通風部材５０が凹面
反射鏡の前面開口に取り付けられた光源装置において、
凹面反射鏡の前面開口の下側の周縁に切欠き部２５を形
成し、通風部材の冷却風送風孔をこの切欠き部に位置さ
せる。

Description

【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
ーなどの投影機器に使用される光源装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】液晶プロジェクターなどの投影機器に使
用される光源装置には、光源ランプとして、メタルハラ
イドランプや超高圧水銀ランプなどの放電ランプが使用
される。そして、この放電ランプの光は凹面反射鏡によ
り集光され、さらにインテグレータレンズなどの各種光
学レンズでスクリーンにおける照度が均一になるように
工夫され、液晶面に照射される。

【０００３】例えば、光源ランプとして使用されるショ
ートアーク型の放電ランプは、点灯時には、発光管内の
動作圧力が２０〜１５０ａｔｍ程度のものがあるが、通
常使用されるランプ寿命の期間内において、発光管が劣
化して放電ランプが破損する恐れがある。放電ランプが
破損すると破片が外部に飛散して危険であり、また非常
に大きな破裂音が発生する。

【０００４】この破裂対策として、凹面反射鏡の前面開
口を光透過性ガラスで覆い、万一放電ランプが点灯中に
破損しても、その破片が外部に飛散しないようにし、ま
た、光透過性ガラスで覆うことによって破裂音を消音し
て大きな破裂音が聞こえないようにした光源装置が知ら
れている。かかる光源装置は、例えば特開平５−２５１
０５４号公報に開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、凹面反射
鏡の前面開口を光透過性ガラスで覆うと凹面反射鏡内が
ほぼ完全な密封空間になるので、点灯時に放電ランプや
凹面反射鏡が極めて高温になる。このため、冷却風送風
孔を有する通風部材を凹面反射鏡の前面開口に取り付
け、この冷却風送風孔から凹面反射鏡内に送風された冷
却風で凹面反射鏡や放電ランプを冷却することが考えら
れる。

【０００６】光源ランプであるショートアーク型の放電
ランプは水平姿勢で点灯されるので、発光管の上部が最
も高温になり、例えば１５０Ｗの放電ランプを点灯した
場合、冷却風を送風しない状態では１０６０℃程度にな
る。このため、発光管の上部の石英ガラスが失透現象を
起し易い。同じく水平姿勢に配置される凹面反射鏡は、
上側の反射鏡面が高温になる。また、凹面反射鏡の反射
鏡面側に位置するランプ封止部も高温になるが、ランプ
封止部に埋設された金属箔の温度が３５０℃以上になる
と、金属箔が酸化して膨張し、ランプ封止部にクラック
が発生する恐れがある。一方、光源ランプの発光管の下
部の温度は８８０℃程度であり、発光管の下部の石英ガ
ラスが失透現象を起すことはないために、発光管の下部
を冷却する必要性は低く、逆に、発光管の下部をあまり
冷却すると、発光管に封入された水銀の蒸気圧が低下し
て発光効率が低下する。従って、光源ランプの発光管の
上部とランプ封止部、および凹面反射鏡の上側の反射鏡
面は十分に冷却するが、発光管の下部はあまり冷却しな
いようにする必要がある。

【０００７】このため、冷却風送風孔から送風された冷
却風で放電ランプや凹面反射鏡を冷却するとき、冷却風
は、凹面反射鏡の前面開口近傍の下側に位置する冷却風
送風孔から斜め上向きに凹面反射鏡内に送風され、先
ず、下側からランプ封止部に当ってランプ封止部を冷却
し、次に、凹面反射鏡の上側の反射鏡面に当って上側の
反射鏡面を冷却し、そして、凹面反射鏡の上側の反射鏡
面で折り返した下向きの冷却風が凹面反射鏡の奥底部近
傍に位置する発光管の上部を冷却するのが好ましい。ま
た、全ての冷却風をランプ封止部に当てる必要はなく、
他の冷却風送風孔から送風された冷却風は、ランプ封止
部の周辺を通って最初に凹面反射鏡の上側の反射鏡面に
当り、ここで折り返した下向きの冷却風が発光管の上部
を冷却するのもよい。

【０００８】いずれにしても、光源ランプの発光管の上
部とランプ封止部、および凹面反射鏡の上側の反射鏡面
は十分に冷却するが、発光管の下部はあまり冷却しない
ようにするためには、冷却風は、凹面反射鏡の前面開口
近傍の下側から凹面反射鏡の奥底部近傍の上側に向け
て、つまり凹面反射鏡の光軸に対して斜め方向に送風す
る必要があるので、通風部材の冷却風送風孔も凹面反射
鏡の光軸に対して斜め方向に形成する必要がある。

【０００９】しかしながら、通風部材に冷却風送風孔を
凹面反射鏡の光軸に対して斜め方向に形成すると、通風
部材の水平方向の寸法（奥行寸法）が大きくなる。この
ため、奥行寸法の大きい通風部材を、水平姿勢で配置さ
れた凹面反射鏡の前面開口に取り付けると、光源装置の
奥行寸法が大きくなって、装置の小型化の要請に反する
ことになる。

【００１０】そこで本発明は、凹面反射鏡の前面開口が
光透過性ガラスで覆われた光源装置において、光源ラン
プの発光管の上部とランプ封止部、および凹面反射鏡の
上側の反射鏡面は十分に冷却できるが、発光管の下部は
あまり冷却することがなく、かつ奥行寸法が大型化する
ことのない光源装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は、前面開口が光透過性ガラスで覆われた
凹面反射鏡内に放電ランプが水平姿勢で配置され、冷却
風送風孔を有する通風部材が凹面反射鏡の前面開口に取
り付けられ、通風部材の冷却風送風孔から凹面反射鏡内
に送風された冷却風が凹面反射鏡および放電ランプを冷
却して凹面反射鏡の中心孔から排風される光源装置にお
いて、凹面反射鏡の前面開口の下側の周縁に切欠き部を
形成し、通風部材の冷却風送風孔をこの切欠き部に位置
させる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、図面に基づいて本発明の
実施の形態を具体的に説明する。図１は、液晶プロジェ
クター用の光源装置の断面図を示す。図１において、凹
面反射鏡２０で取り囲むように配置された光源ランプ１
０は、例えば、定格消費電力が１５０Ｗの放電ランプで
あり、石英ガラス製の発光管１１の両端にランプ封止部
１２，１２が一体に連設された両端封止型の放電ランプ
である。発光管１１内には陽極１３と陰極１４が対向配
置され、また、所定量の水銀、アルゴン、希土類ハロゲ
ン化物が封入されており、水平姿勢で点灯される。ラン
プ封止部１２，１２内には図示しない金属箔が埋設され
ており、ランプ封止部１２，１２の端面から、陽極１３
ないし陰極１４に金属箔を介して電気的に接続されたリ
ード棒１５，１５が延び出し、リード棒１５，１５にリ
ード線１６，１６がそれぞれ接続されている。

【００１３】凹面反射鏡２０は、例えば、肉厚が４ｍｍ
の硼珪酸ガラス製であり、前面開口２３の内径は７０ｍ
ｍφであるが、開口部は、上下が５５ｍｍ、左右が６０
ｍｍの角形形状である。そして、反射面２４にはＴｉＯ
₂ とＳｉＯ₂ の多層膜が蒸着されており、光源ランプ１
０から放射する可視光は反射するが赤外線は透過するコ
ールドミラーである。また、凹面反射鏡２０の頚部２１
には中心孔２２が形成されているが、図３に示すよう
に、前面開口２３の一部に切欠き部２５が形成されてい
る。この切欠き部２５は、略４角形状の前面開口周縁の
下側の一辺を例えば７ｍｍの深さで切り欠いたものであ
る。切欠き部２５は、かかる形状に限られるものではな
く、後に説明する通風部材５０を填め込むことができる
ものであればよい。つまり、切欠き部２５の形状は通風
部材５０の形状により定まる。また、切欠き部２５の形
状は、金型によるプレス成形の都合上、丸形にしたり、
傾斜をつけた形にすることも可能である。

【００１４】図１に示すように、光源ランプ１０の一方
のランプ封止部１２が凹面反射鏡２０の中心孔２２に、
光源ランプ１０と凹面反射鏡２０の光軸が一致した状態
で挿入されている。このランプ封止部１２には、ランプ
封止部１２及びリード棒１５の補強、及び光源ランプ１
０と凹面反射鏡２０の光軸を一致させる光学調整時のラ
ンプ保持用にベース３６が接着剤３９で固着されてい
る。そして、ランプ封止部１２には、接着剤漏れ止め用
の外側キャップ３８が被せられ、ランプ封止部１２がセ
ラミック製のスリーブ３０に接着剤３９で固定されてい
る。一方、スリーブ３０は排風孔３１を有し、このスリ
ーブ３０には、凹面反射鏡２０にスリーブ３０を固着す
るための接着剤３９の漏れ止め、及びスリーブ３０の排
風孔通路形成用の内側キャップ３７が組み込まれ、接着
剤３９により凹面反射鏡２０の頚部２１に固定されてい
る。つまり、光源ランプ１０と凹面反射鏡２０は、両者
の水平方向の光軸が一致した状態でスリーブ３０を介し
て固定されている。

【００１５】凹面反射鏡２０の前面開口２３には、通風
部材５０と一体になった枠体４１が固定されている。そ
して、この枠体４１に光透過性ガラス４０が取り付けら
れており、凹面反射鏡２０の前面開口２３は光透過性ガ
ラス４０で覆われている。光透過性ガラス４０は、例え
ば硼珪酸ガラスからなり、発光管１１が破裂した時の瞬
発的な力で外れないように、専用の取付具や耐熱性の接
着剤などにより強固に取り付けられている。

【００１６】通風部材５０の奥行寸法は枠体４１の奥行
寸法より大きく、一体に形成された枠体４１の後端面か
ら突出した形状をしており、この突出した部分が凹面反
射鏡２０の切欠き部２５に填め込まれている。そして、
通風部材５０には冷却風送風孔５１が形成されており、
冷却風送風孔５１の吹き出し口５１ａが凹面反射鏡２０
の内部に向けて開口している。すなわち、通風部材５０
の冷却風送風孔５１は切欠き部２５に位置している。冷
却風送風孔５１の外部開口には図示しない送風パイプが
接続されており、送風パイプから送られた冷却風が、吹
き出し口５１ａから凹面反射鏡２０の内部に吹き出し、
光源ランプ１０や凹面反射鏡２０を冷却するようになっ
ている。

【００１７】ここで、冷却風送風孔５１は、凹面反射鏡
２０の光軸に直交するものではなく、例えば２４゜傾い
ている。冷却風送風孔５１の最適の傾斜角度は、光源ラ
ンプ１０の大きさなどによって異なるが、光源ランプ１
０と凹面反射鏡２０の全長が長いほど傾斜角度を大きく
する必要がある。つまり、通風部材５０の奥行寸法を大
きくする必要がある。

【００１８】冷却風送風孔５１は、例えば図２に示すよ
うに、中央寄りの２本の冷却風送風孔５１Ｂ，５１Ｂと
端部側の２本の冷却風送風孔５１Ａ，５１Ａの４本が形
成されている。そして、冷却風送風孔５１Ｂから吹き出
した冷却風は光源ランプ１０のランプ封止部１２に当つ
てから凹面反射鏡２０の上側の反射面２４に当り、冷却
風送風孔５１Ａから吹き出した冷却風は光源ランプ１０
のランプ封止部１２に当らずに、その周辺を通って、凹
面反射鏡２０の上側の反射面２４に直接当るようになっ
ている。

【００１９】図１に示す実施例では、冷却風送風孔５１
が形成された通風部材５０と枠体４１が一体になった例
を示したが、図４に示すように、枠体４１を使用せず、
光透過性ガラス４０を凹面反射鏡２０の前面開口２３に
直接取り付けても良い。この場合は、通風部材５０は光
透過性ガラス４０と凹面反射鏡２０の切欠き部２５の間
に填め込んだ状態で固定される。

【００２０】また、かかる光源装置は、図５に示すよう
に、ケーシング６０内に配置されるが、冷却風送風孔５
１が形成された通風部材５０をケーシング６０と一体に
成形するとともに、光透過性ガラス４０もケーシング６
０に固定し、光源装置をケーシング６０に設置したとき
に、凹面反射鏡２０の前面開口２３が光透過性ガラス４
０で覆われるとともに、通風部材５０が凹面反射鏡２０
の切欠き部２５に填め込まれるようにすることもでき
る。かかる構造にすると、凹面反射鏡２０の内部を保守
点検する際に、光透過性ガラス４０を凹面反射鏡２０の
前面開口２３から取り外す作業が不要になる。

【００２１】しかして、光源ランプ１０を点灯すると、
凹面反射鏡２０で反射した光は光透過性ガラス４０を透
過し、図示しないインテグレータレンズなどの各種光学
レンズを通して液晶面に照射される。このとき、凹面反
射鏡２０内部が密封空間であるために、光源ランプ１０
や凹面反射鏡２０が高温になるが、冷却風送風孔５１か
ら冷却風を凹面反射鏡２０内部に送風すると、前述のと
おり、図２に示す冷却風送風孔５１Ｂから吹き出した冷
却風は光源ランプ１０のランプ封止部１２に当ってラン
プ封止部１２を冷却し、その後、凹面反射鏡２０の上側
の反射面２４に当って上側の反射面２４を冷却する。ま
た、冷却風送風孔５１Ａから吹き出した冷却風は光源ラ
ンプ１０のランプ封止部１２の周辺を通って凹面反射鏡
２０の上側の反射面２４に直接当り、上側の反射面２４
を冷却する。

【００２２】凹面反射鏡２０の上側の反射面２４に当っ
た冷却風は、折り返して下向きの冷却風となるが、冷却
風送風孔５１が傾いているので、図１の矢印で示すよう
に、光源ランプ１０の発光管１１の方向に反射するよう
に移動し、発光管１１の上部を冷却する。そして、発光
管１１の上部を冷却した冷却風は、図１の矢印で示すよ
うに、凹面反射鏡２０の中心孔２２およびスリーブ３０
内を通って排風孔３１から排出される。

【００２３】このように、冷却風送風孔５１が凹面反射
鏡２０の光軸に対して斜め方向に形成されているので、
冷却風送風孔５１から吹き出した冷却風は、光源ランプ
１０の発光管１１の上部とランプ封止部１２、および凹
面反射鏡２０の上側の反射鏡面２４は十分に冷却する
が、発光管１１の下部はあまり冷却せず、極めて好都合
である。

【００２４】しかし、冷却風送風孔５１の軸線が凹面反
射鏡２０の光軸に直交せずに傾いているので、通風部材
５０の奥行寸法を大きくする必要があるが、本発明にお
いては、凹面反射鏡２０の前面開口２３の下側の周縁に
切欠き部２５を形成し、通風部材５０の冷却風送風孔５
１を切欠き部２５に位置させたので、冷却風送風孔５１
を傾けたことによる通風部材５０の奥行寸法の増大分を
切欠き部２５によって吸収することができる。従って、
光源装置の奥行寸法が増大せず、光源装置の小型化の要
請に応えることができる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、前面開
口が光透過性ガラスで覆われた凹面反射鏡内に放電ラン
プが水平姿勢で配置され、冷却風送風孔を有する通風部
材が凹面反射鏡の前面開口に取り付けられ、通風部材の
冷却風送風孔から凹面反射鏡内に送風された冷却風が凹
面反射鏡および放電ランプを冷却して凹面反射鏡の中心
孔から排風される光源装置において、凹面反射鏡の前面
開口の下側の周縁に切欠き部を形成し、通風部材の冷却
風送風孔をこの切欠き部に位置させたので、光源ランプ
の発光管の上部とランプ封止部、および凹面反射鏡の上
側の反射鏡面は十分に冷却できるが、発光管の下部はあ
まり冷却することがなく、かつ奥行寸法が大型化するこ
となく、小型化の要請に応えることができる光源装置と
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の断面図である。

【図２】本発明実施例の平面図である。

【図３】（Ａ）は凹面反射鏡の断面図であり、（Ｂ）は
凹面反射鏡の平面図である。

【図４】他の実施例の説明図である。

【図５】他の実施例の説明図である。

【符号の説明】

１０ 光源ランプ １１ 発光管 １２ ランプ封止部 １３ 陽極 １４ 陰極 １５ リード棒 １６ リード線 ２０ 凹面反射鏡 ２１ 頚部 ２２ 中央孔 ２３ 前面開口 ２４ 反射面 ２５ 切欠き部 ３０ スリーブ ３１ 排風孔 ３６ ベース ３７ 内側キャップ ３８ 外側キャップ ３９ 接着剤 ４０ 光透過性ガラス ４１ 枠体 ５０ 通気部材 ５１ 冷却風送風孔 ５１ａ 吹き出し口 ６０ ケーシング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前面開口が光透過性ガラスで覆われた凹
   面反射鏡内に放電ランプが水平姿勢で配置され、冷却風
   送風孔を有する通風部材が該凹面反射鏡の前面開口に取
   り付けられ、該通風部材の冷却風送風孔から該凹面反射
   鏡内に送風された冷却風が該凹面反射鏡および放電ラン
   プを冷却して該凹面反射鏡の中心孔から排風される光源
   装置において、 前記凹面反射鏡の前面開口の下側の周縁に切欠き部が形
   成され、該通風部材の冷却風送風孔が該切欠き部に位置
   することを特徴とする光源装置。