JP2001318428A - ランプカートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ランプカートリッジから洩れ出る洩れ可視光線
を確実に低減させ、かつ赤外線によるランプカートリッ
ジの温度上昇も低減させることで、小型化・静音化をと
もに実現するランプカートリッジを提供する。 【解決手段】反射鏡付き高輝度ランプ１０の反射鏡の外
側表面に熱伝導率の高い耐熱材からなる可視光遮光層を
設ける。照明時に可視光遮光層は洩れ可視光線を遮光す
るとともに赤外線を吸収するが、冷却ファン３０が稼働
し、反射鏡の前にあるケース２０の孔２０ｂから吸気さ
れる冷却風４０が可視光遮光層を冷却しつつ排気される
ようにする。これにより、洩れ可視光線を低減させ、か
つ赤外線によるランプカートリッジの温度上昇も抑制す
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、プロジェクターの
光源として用いられるランプカートリッジに関する。

【０００２】

【従来の技術】プロジェクターは、会社の会議室や家庭
などで使用されている。プロジェクターにより発せられ
る騒音は大きいものであり、主な騒音は、ランプ、電源
装置、電子基板、または、熱に弱い液晶表示板を冷却す
るために用いられている複数個の冷却ファンである。特
にランプが高熱を発するため、高速回転する強力な冷却
ファンが用いられている。この冷却ファンは騒音が大き
いものであり、静音設計が困難であった。

【０００３】プロジェクターで使用するランプは、一般
的に、反射鏡付き高輝度ランプをランプカートリッジに
収容して使用している。図５，図６は従来のランプカー
トリッジを説明する説明図であり、図５（ａ）は従来の
反射鏡付き高輝度ランプの構成図、図５（ｂ），図６
（ａ）および図６（ｂ）は従来のランプカートリッジの
構成図である。

【０００４】図５（ａ）を用いて従来の反射鏡付き高輝
度ランプの構成を説明する。反射鏡付き高輝度ランプ１
００は、光源としての高輝度ランプ１１０と、高輝度ラ
ンプ１１０からの放射光を集光する反射鏡１２０とを備
えている。さらに、この反射鏡１２０は、光透過材料に
より形成される反射鏡本体１２０ａと、反射鏡本体１２
０ａのランプ側に設けられるダイクロイックコーティン
グまたはコールドミラー等の可視光反射層１２０ｂとを
備えている。

【０００５】プロジェクターの理想的な光源は、通常は
可視光線のみであり、熱となる赤外線は不要である。こ
のため、反射鏡１２０の高輝度ランプ１１０側に設けら
れている可視光反射層１２０ｂは、可視光線１３０のみ
を反射させ、赤外線１４０は反射鏡１２０の裏側へ透過
させる機能を有している。しかしながら、実際には、数
パーセント以内の洩れ可視光線１５０が、赤外線１４０
と共に可視光反射層１２０ｂから洩れて出てくるもので
あり、この洩れ可視光線１５０が問題を引き起こしてい
た。

【０００６】この問題点について例示する。高輝度ラン
プは高温になるため、プロジェクターに光源として高輝
度ランプを組み込む場合に冷却ファンを必要とし、高輝
度ランプにより熱せられた高熱の内気を外部に排気して
冷却し、高輝度ランプおよびプロジェクターの性能を確
保している。

【０００７】しかしながら、先に説明したように、数パ
ーセント以内の洩れ可視光線は、冷却ファンの隙間から
プロジェクターの外部へ洩れるため、暗室で使用するプ
ロジェクターにとって不要な光となり、不具合となって
いた。そこで、これら洩れ可視光線が外部に洩れないよ
うにするため、反射鏡付き高輝度ランプをケースで覆う
とともに冷却ファンの前段または後段に遮光板を備える
ランプカートリッジとしていた。

【０００８】具体的には、図５（ｂ）で示すように反射
鏡付き高輝度ランプ１００と冷却用ファン２００との間
に、冷却風３００を誘導する機能も有する遮光板４００
を設けたランプカートリッジとしたり、図６（ａ）で示
すように冷却用ファン２００を覆うようにプロジェクタ
ー側面に遮光板４００を設けたランプカートリッジとし
たり、または、図６（ｂ）で示すようにプロジェクター
上下面に２つの遮光板４００を設けたランプカートリッ
ジとしていた。洩れ可視光線１５０がプロジェクターの
外部から漏れでることが防止され、従来では所定の成果
が得られるものであった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】プロジェクターは、よ
り一層の小型化・静音化が要請されている。プロジェク
ターの小型化を実現するためにはランプカートリッジの
小型化は不可避である。しかし、遮光板と一体になった
従来のランプカートリッジの小型化では、遮光板の存在
が以下のような問題を引き起こしていた。 （１）遮光板自体が場所を必要とし、ランプカートリッ
ジの小型化の支障となる。 （２）遮光板の存在により冷却風の流れが妨げられ、冷
却効果が悪化する。 （３）上記（２）の冷却効果を改善するためには、強力
な冷却ファン、つまり高速回転および寸法が大きい冷却
ファンが必要となって小型化の支障となり、さらに冷却
ファン自身の騒音も増加する。 （４）冷却ファンと遮光板とが接近することにより発生
する風切り音が騒音となる。

【００１０】また、反射鏡裏面から出射する赤外線１４
０についても以下のような問題を引き起こしていた。 （５） 図５（ｂ），図６（ａ），図６（ｂ）でも示す
ように、反射鏡付き高輝度ランプ１００から漏れ出る赤
外線１４０がランプカートリッジの壁面まで到達してラ
ンプカートリッジが温度上昇するため、反射鏡付き高輝
度ランプ１００とランプカートリッジ壁面は十分な空間
を取る必要があり、小型化の支障となっていた。また、
ランプカートリッジを耐熱性の高い部材にする必要もあ
って設計の自由度を制限していた。

【００１１】本発明は上記のような諸課題を解決するた
めになされたものであり、その目的は、ランプカートリ
ッジ内の遮光板がなくてもランプカートリッジから洩れ
出る洩れ可視光線を確実に低減させ、かつ赤外線による
ランプカートリッジの温度上昇も低減させることで、小
型化・静音化をともに実現するランプカートリッジを提
供することにある。

【００１２】

【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記載のランプカートリッジによれば、光源
としてのランプと、ランプからの放射光を集光する反射
鏡と、ランプ及び反射鏡を覆い、かつ、反射鏡の前のケ
ース面に孔を有するケースと、反射鏡の背後にあるケー
ス面の窓に設けられ、かつ、ケース内の熱を排気するフ
ァンとを備えたランプカートリッジであって、前記反射
鏡は、光透過部材により形成される反射鏡本体と、前記
反射鏡本体のランプ側の内側表面に設けられる可視光反
射層と、前記反射鏡本体のファン側の外側表面に設けら
れる、熱伝導率の高い耐熱材からなる可視光遮光層とを
備え、前記ファン稼働時に前記反射鏡の前にあるケース
面の孔から吸気される冷却風は前記可視光遮光層を冷却
しつつ排気されることを特徴とする。

【００１３】また、請求項２記載のランプカートリッジ
によれば、請求項１に記載のランプカートリッジにおい
て、前記可視光遮光層は、前記反射鏡本体のファン側の
外側表面に填め込まれるように形成された可視光遮光部
材であることを特徴とする。

【００１４】また、請求項３記載のランプカートリッジ
によれば、請求項１に記載のランプカートリッジにおい
て、前記可視光遮光層は、前記反射鏡本体のファン側の
外側表面に塗布されて形成された可視光遮光塗膜である
ことを特徴とする。

【００１５】また、請求項４記載のランプカートリッジ
によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のラ
ンプカートリッジにおいて、前記可視光遮光層はケース
側に向けて突設される突部を備え、前記冷却風が前記突
部に吹き当てられて冷却効果を高めることを特徴とす
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、添付した図面にしたがって
本発明のランプカートリッジについて説明する。まず、
第１実施形態について説明する。図１は本実施形態のラ
ンプカートリッジ内に取り付けられる反射鏡付き高輝度
ランプの構成図である。

【００１７】反射鏡付き高輝度ランプ１０は、光源とし
ての高輝度ランプ１と、高輝度ランプ１からの放射光を
集光する反射鏡２とを備えている。さらに、この反射鏡
２は、光透過材料により形成される反射鏡本体２ａと、
反射鏡本体２ａのランプ側であって凹曲面形状をなす内
側表面に設けられる可視光反射層２ｂと、反射鏡本体２
ａのファン側であって凸曲面形状を成す外側表面に設け
られる可視光遮光層２ｃとを備えている。

【００１８】反射鏡本体２ａは、ガラス硝材などで回転
体形状に形成されており、高輝度ランプ１からの放射光
を集光して可視光線３を出射するような湾曲面が形成さ
れている。可視光反射層２ｂは、具体的には、屈折率の
互いに異なる２種の誘電体を交互に積層形成したダイク
ロイックコーティングや、または、赤外線は透過するが
可視光線は反射するコールドミラーなどである。

【００１９】可視光遮光層２ｃは、熱伝導率の高い耐熱
材を用いて形成される層である。具体的には、セラミッ
ク材（耐熱絶縁部材）に黒色無機質顔料（赤外線吸収お
よび遮光）を添加して焼結させ、反射鏡本体２ａのファ
ン側の裏側表面に填め込まれるように予め形成される可
視光遮光部材である。

【００２０】また、可視光遮光層２ｃは、シリコーン樹
脂を（耐熱絶縁材）を基材にし、着色無機顔料（赤外線
吸収および遮光）、添加剤および溶剤を加えて塗布し易
いようにした塗料を、反射鏡本体２ａのファン側の外側
表面に塗布して形成される可視光遮光塗膜としてもよ
い。具体的には、耐熱顔料として着色無機顔料または体
質無機顔料を重量比３５．０パーセント、樹脂としてシ
リコーン樹脂を重量比４５．０パーセント、沈降防止剤
を重量比１．５パーセント、溶剤として芳香族系溶剤を
重量比１８．５パーセントの含有成分を有する艶消し黒
塗料などである。要するに、洩れ可視光線を遮光し、か
つ赤外線を吸収するような可視光遮光層２ｃとすれば良
い。反射鏡付き高輝度ランプ１０はこのような構成を少
なくとも備えるものである。

【００２１】この反射鏡付き高輝度ランプ１０はランプ
カートリッジ内に組み込まれる。図２は、本実施形態の
ランプカートリッジを説明する説明図であり、図２
（ａ）はランプカートリッジの構成図、図２（ｂ）は冷
却動作の説明図である。図２（ａ）で示すように、第１
実施形態となるランプカートリッジ５０は、反射鏡付き
高輝度ランプ１０、反射鏡支持部、ケース２０、冷却フ
ァン３０を備えているが、図２においては、図面を明瞭
にするため反射鏡支持部の図示を省略してある。

【００２２】第１実施形態では、ケース２０の後背面に
ある窓２０ａに冷却ファン３０を配置し、反射鏡付き高
輝度ランプ１０から可視光線３を出射するためケース２
０の前面に孔２０ｂを設ける。この孔２０ｂは外部の空
気を導入する機能も有している。なお、ケース２０は耐
熱性を有する樹脂または金属で構成され、内部はランプ
や外部からの光線の乱反射を防止するための処理（例え
ば艶消し黒色塗装）が施される。

【００２３】続いて、プロジェクター使用時における作
用・動作について説明する。まず、照明について説明す
る。図１で示すように、高輝度ランプ１により放射され
た光は、反射鏡２の可視光反射層２ｂにより、可視光線
の殆どを反射させて集光し、可視光線３を放射する。

【００２４】一方、図示しない赤外線および洩れ可視光
線は可視光反射層２ｂ、反射鏡本体２ａを通過して可視
光遮光層２ｃへ到達する。しかしながら、洩れ可視光線
は可視光遮光層２ｃによりケース側へ漏れ出ることはな
い。したがって、冷却ファン３０の隙間からプロジェク
ター外部へ洩れ可視光線が漏れ出るような事態は防止さ
れる。

【００２５】続いて冷却について説明する。赤外線によ
り熱せられる可視光遮光層２ｃは、熱伝導率が高いため
全体の温度が上昇する。しかしながら、冷却ファン３０
の動作により、図２（ｂ）で示すようにケース２０の孔
２０ｂから冷却風４０が吸気され、反射鏡２内部に滞留
する熱空気を吹き出して除去するとともに、可視光遮光
層２ｃの表面を冷却しながら冷却風４０が移動するた
め、可視光遮光層２ｃの温度上昇は抑制される。また、
赤外線がケース２０まで到達しないため、ケース２０の
温度も低く抑えることができる。

【００２６】続いて、第２実施形態について説明する。
図３は第２実施形態のランプカートリッジ内に取り付け
られる反射鏡付き高輝度ランプの構成図である。本実施
形態の反射鏡付き高輝度ランプ１０’は、第１実施形態
と比較して反射鏡２’の可視光遮光層２ｃに、突部２ｄ
が形成されている点のみが相違するものであり、その他
は形状・材料とも同じである。高輝度ランプ１、反射鏡
２’の反射鏡本体２ａ、可視光反射層２ｂについては第
１実施形態と同様とし、その説明を省略する。

【００２７】可視光遮光層２ｃは、熱伝導率の高い耐熱
材を用いて形成した層である。熱伝導率の高い耐熱材
は、具体的には、セラミック材（耐熱絶縁部材）に黒色
無機質顔料（赤外線吸収および遮光）を添加して焼結さ
せ、反射鏡本体２ａのファン側の裏側表面に填め込まれ
るように予め形成される可視光遮光部材である。

【００２８】また、可視光遮光層２ｃは、シリコーン樹
脂を（耐熱絶縁材）を基材にし、着色無機顔料（赤外線
吸収および遮光）、添加剤および溶剤を加えて塗布し易
いようにした塗料を、反射鏡本体２ａのファン側の外側
表面に塗布して形成される可視光遮光塗膜としてもよ
い。具体的には、耐熱顔料として着色無機顔料または体
質無機顔料を重量比３５．０パーセント、樹脂としてシ
リコーン樹脂を重量比４５．０パーセント、沈降防止剤
を重量比１．５パーセント、溶剤として芳香族系溶剤を
重量比１８．５パーセントの含有成分を有する艶消し黒
塗料などである。要するに、洩れ可視光線を遮光し、か
つ赤外線を吸収するような可視光遮光層２ｃとすれば良
い。

【００２９】突部２ｄは、図３で示すように、可視光遮
光層２ｃから突設されて形成されている。図３では、図
面の左右方向に伸びる中心軸を有する環状の突部が反射
鏡２’の球面に沿って４個にわたり突設される放熱フィ
ンとした。可視光遮光層２ｃが可視光遮光部材ならば、
可視光遮光層２ｃと突部２ｄと一体に形成され、図３で
示すような形状となる。また、図示しないものの、可視
光遮光層２ｃが可視光遮光塗膜ならば、反射鏡本体２ａ
に突部や先に説明したような形状の放熱フィンを形成し
ておき、この反射鏡本体２ａのファン側の外側表面に上
記の混合物を塗布してされて形成される。

【００３０】なお、突部は、図３で示した形状に限るも
のでなく、表面積を増大させるものであれば良く、各種
の形態が可能である。例えば、図面の表裏方向に伸びる
中心軸を有する円環状の突部が反射鏡の球面に沿って形
成される放熱フィンとしたり、エンボス加工により表面
を多数の突部を有するように粗面に形成してもよい。反
射鏡付き高輝度ランプ１０’はこのような構成を少なく
とも備えるものである。

【００３１】この反射鏡付き高輝度ランプ１０’はラン
プカートリッジ内に組み込まれる。図４は、ランプカー
トリッジを説明する説明図であり、図４（ａ）はランプ
カートリッジの構成図、図４（ｂ）は冷却動作の説明図
である。図４（ａ）で示すように、第２実施形態となる
ランプカートリッジ５０’は、反射鏡付き高輝度ランプ
１０’、反射鏡支持部、ケース２０、冷却ファン３０を
備えているが、図４においては、図面を明瞭にするため
反射鏡支持部の図示を省略してある。また、ケース２０
および冷却ファン３０については第１実施形態と同様で
ありその説明を省略する。

【００３２】続いて、プロジェクター使用時における動
作について説明する。まず、照明について説明する。図
３でも示すように、高輝度ランプ１により放射された光
は、反射鏡２’の可視光反射層２ｂにより、可視光線の
殆どを反射させて集光し、可視光線３を放射する。

【００３３】一方、図示しない赤外線および洩れ可視光
線は可視光反射層２ｂ、反射鏡本体２ａを通過して可視
光遮光層２ｃへ到達する。しかしながら、洩れ可視光線
は可視光遮光層２ｃによりケース側へ漏れ出ることはな
い。したがって、冷却ファン３０の隙間からプロジェク
ター外部に洩れ可視光線が漏れ出るような事態は防止さ
れる。

【００３４】続いて冷却について説明する。赤外線によ
り熱せられる可視光遮光層２ｃは温度が上昇し、可視光
遮光層２ｃおよび突部２ｄの熱伝導率の高さから全体の
温度が上昇する。しかしながら、冷却ファン３０の稼働
により、図４（ｂ）で示すようにケース２０の孔２０ｂ
から冷却風４０が吸気され、反射鏡２’内部に滞留する
熱空気を吹き出して除去するとともに、可視光遮光層２
ｃおよび突部２ｄの表面を冷却しながら冷却風４０が移
動するため、可視光遮光層２ｃおよび突部２ｄの温度上
昇は抑制される。とくに突部２ｄにより表面積が増大し
ているため、冷却効果が高い。また、赤外線がケース２
０まで到達しないため、ケース２０の温度も低く抑える
ことができる。

【００３５】

【発明の効果】赤外線と共に反射鏡から洩れてくる洩れ
可視光線を遮光し、かつ赤外線を吸収する可視光遮光層
を反射鏡の裏の外側表面に密着構成し、そこで発生する
熱を冷却風を用いて冷却することにより、以下の効果を
奏する。 （１）遮光板を省いたため、ランプカートリッジの小型
化が可能となる。 （２）遮光板を省いたため、冷却風の流れが円滑とな
り、冷却効果を高めることができる。 （３）上記（２）の冷却効果が改善されるため、低速回
転および寸法が小さい冷却ファンを使用でき、さらにフ
ァン自身の騒音も低減する。 （４）遮光板を省いたため、風切り音がなくなり騒音が
減少する。

【００３６】また、反射鏡から赤外線が透過しなくなる
ため、以下のような効果を奏する。 （５）ランプカートリッジの壁面が赤外線により温度上
昇するという事態が回避され、反射鏡とランプカートリ
ッジの壁面を近接させても良く、ランプカートリッジの
小型化に寄与する。また、ランプカートリッジを耐熱性
の高い部材にする必然性がなくなり、設計の自由度が増
す。

【００３７】このように、可視光遮光層が、洩れ可視光
線の透過を防ぐと共に赤外線を吸収するため、ランプカ
ートリッジ全体の熱上昇を抑制するとともに冷却効果を
高めることができ、小型・静音の冷却ファンを採用でき
ランプカートリッジの小型化を実現する。

【００３８】以上、本発明によれば、ランプカートリッ
ジ内の遮光板がなくてもランプカートリッジから洩れ出
る洩れ可視光線を確実に低減させ、かつ赤外線によるラ
ンプカートリッジの温度上昇も低減させることで、小型
化・静音化をともに実現するランプカートリッジを提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態のランプカートリッジ内
に取り付けられる反射鏡付き高輝度ランプの構成図であ
る。

【図２】本発明の第１実施形態のランプカートリッジを
説明する説明図である。

【図３】本発明の第２実施形態のランプカートリッジ内
に取り付けられる反射鏡付き高輝度ランプの構成図であ
る。

【図４】本発明の第２実施形態のランプカートリッジを
説明する説明図である。

【図５】従来のランプカートリッジを説明する説明図で
ある。

【図６】従来のランプカートリッジを説明する説明図で
ある。

【符号の説明】

１ 高輝度ランプ ２，２’ 反射鏡 ２ａ 可視光反射層 ２ｂ 反射鏡本体 ２ｃ 可視光遮光層 ２ｄ 突部 ３ 可視光線 １０，１０’ 反射鏡付き高輝度ラン
プ ２０ ケース ２０ａ 窓 ２０ｂ 孔 ３０ 冷却ファン ４０ 冷却風 ５０，５０’ ランプカートリッジ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源としてのランプと、ランプからの放射
   光を集光する反射鏡と、ランプ及び反射鏡を覆い、か
   つ、反射鏡の前のケース面に孔を有するケースと、反射
   鏡の背後にあるケース面の窓に設けられ、かつ、ケース
   内の熱を排気するファンとを備えたランプカートリッジ
   であって、 前記反射鏡は、光透過部材により形成される反射鏡本体
   と、前記反射鏡本体のランプ側の内側表面に設けられる
   可視光反射層と、前記反射鏡本体のファン側の外側表面
   に設けられる、熱伝導率の高い耐熱材からなる可視光遮
   光層とを備え、前記ファン稼働時に前記反射鏡の前にあ
   るケース面の孔から吸気される冷却風は前記可視光遮光
   層を冷却しつつ排気されることを特徴とするランプカー
   トリッジ。
2. 【請求項２】請求項１に記載のランプカートリッジにお
   いて、 前記可視光遮光層は、前記反射鏡本体のファン側の外側
   表面に填め込まれるように形成された可視光遮光部材で
   あることを特徴とするランプカートリッジ。
3. 【請求項３】請求項１に記載のランプカートリッジにお
   いて、 前記可視光遮光層は、前記反射鏡本体のファン側の外側
   表面に塗布されて形成された可視光遮光塗膜であること
   を特徴とするランプカートリッジ。
4. 【請求項４】請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の
   ランプカートリッジにおいて、 前記可視光遮光層はケース側に向けて突設される突部を
   備え、前記冷却風が前記突部に吹き当てられて冷却効果
   を高めることを特徴とするランプカートリッジ。