JP2005024735A - 光源装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】投影機を上下を逆にして設置した場合でも、放電ランプの発光部を適正温度に保持することができ、光源の長寿命化を実現する。
【解決手段】ランプユニット4を構成する反射鏡21の上下面に冷却風導入用開口部25を設け、各冷却風導入用開口部25にケース側に固設した一対の冷却風通路27,28の冷却風吐出口27a,28aを連通する。冷却風導入口27b,28bには自重により上下動するシャッタ30が設けられており、プロジェクタ装置を机上に設置した場合は、上面側の冷却風導入用開口部25に連通する冷却風通路27の冷却風吐出口27bがシャッタ30により遮蔽されるため、冷却風は冷却風通路28を通り反射鏡21の下側に供給される。一方プロジェクタ装置の上下を逆にして天井に吊下げた場合、冷却風通路28の冷却風吐出口28aがシャッタ30により遮蔽されるため、冷却風は冷却風通路27を通り反射鏡21の下側に供給される。
【選択図】図4
【解決手段】ランプユニット4を構成する反射鏡21の上下面に冷却風導入用開口部25を設け、各冷却風導入用開口部25にケース側に固設した一対の冷却風通路27,28の冷却風吐出口27a,28aを連通する。冷却風導入口27b,28bには自重により上下動するシャッタ30が設けられており、プロジェクタ装置を机上に設置した場合は、上面側の冷却風導入用開口部25に連通する冷却風通路27の冷却風吐出口27bがシャッタ30により遮蔽されるため、冷却風は冷却風通路28を通り反射鏡21の下側に供給される。一方プロジェクタ装置の上下を逆にして天井に吊下げた場合、冷却風通路28の冷却風吐出口28aがシャッタ30により遮蔽されるため、冷却風は冷却風通路27を通り反射鏡21の下側に供給される。
【選択図】図4
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電ランプを光源として映像を投射表示するプロジェクタ装置等に採用される光源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、投影機等で採用する光源としては超高圧水銀ランプ等の放電ランプが多く採用されている。投影機の代表であるプロジェクタ装置に採用される放電ランプは、よりスクリーン照度の明るいものが開発される傾向にあるが、同時に、より小型化の要求も高い。例えば液晶プロジェクタ装置の光源として用いられる放電ランプの多くは超高圧水銀ランプであるが、プロジェクタ装置の小型化、高輝度化の要求に伴い、放電ランプ自体が高消費電力化、及び小型化される傾向にある。
【0003】
しかし、放電ランプは、点灯時に非常に高温になり、万一適正温度を超えた状態で使用し続けると、放電ランプの寿命が極端に低下してしまう問題がある。そのため、ランプ寿命を延ばす手段として強制空冷方式が多く採用されている。この場合、例えば、消費電力150W以上で、反射鏡の前面開口部が50mm角等といった小型ランプでは、放電ランプの発光部(発光管球体部)に直接冷却風を吹きつけて冷却する方式が一般的である。
【0004】
一方、従来のプロジェクタ装置は、机上に水平に設置する、いわゆる据置き設置タイプが一般的であったが、最近のプロジェクタ装置の高輝度化に伴い、天井に吊り下げて使用する、いわゆる天吊り設置タイプも増えて来ている。従って、最近のプロジェクタ装置は、据置き設置と天吊り設置とを切換えて使用できるような構造となっているものが多い。
【0005】
プロジェクタ装置を、机上に対して水平に設置する据置き設置では、投影画像が机上より上向きに投影されるように、いわゆるあおりを付けた状態に設定されている場合が多い。あおりを付けた状態のプロジェクタ装置を天吊り設置とする場合、そのまま天井に設置すると投影画像が天井に照射されるため、上下を逆にして設置する必要がある。
【0006】
従来、発光部を強制空冷する技術として、放電ランプの周囲に配置した冷却ファンと、反射鏡に設けた冷却風導入用開口部との間を冷却風通路で接続し、冷却風通路を介して発光部に冷却風を導き、所定に冷却した後の冷却風を排気用開口部から排出するものが知られている。
【0007】
この発光部を強制空冷するための構造としては、図9、図10に示すようなものがある。図9に示すランプユニット51は、反射鏡52の上下に開口部43a,43bを設けるとと共に、下側の開口部43bに、図示しない冷却ファンからの冷却風を導く冷却風通路44を接続したものであり、冷却風通路44から下側に設けた開口部43bを経て反射鏡52内に導かれた冷却風にて、放電ランプ45の発光部(発光管球体部)45aの高温となる上部側を主に冷却し、その冷却風を上側に設けた開口部43aから排出するものである。
【0008】
図10に示すランプユニット61は、反射鏡62の下側に設けた開口部43bに、図示しない冷却ファンからの冷却風を導く冷却風通路44を接続し、反射鏡62の中心の発光管固着部46に排出用開口部63を穿設したものであり、冷却風通路44から開口部43aを経て反射鏡62内に導かれた冷却風にて、放電ランプ45の発光部(発光管球体部)45aの高温となる上部側を主に冷却し、その冷却風を排出用開口部63から排出するものである。
【0009】
図9、図10に示すランプユニット51,61は、冷却風の導入側と排出側とが予め固定されている。従って、例えば据置き設置を標準としているプロジェクタ装置を天吊り設置とすべく上下を逆にして設置した場合、冷却風通路44に接続されている開口部43aが反射鏡52の上側となる。
【0010】
このように、プロジェクタ装置を天吊り設置とした場合、冷却風を導入する開口部43aが反射鏡52の上側となるため、本来の冷却性能を得ることができなくなる。すなわち、放電ランプ45の発光部45aは、その内部の対流により、プロジェクタ装置の設置状態に拘らず、必ず、上部が下部に比し熱くなる。
【0011】
従って、発光部45cの上部を主に冷却する必要があるが、放電ランプ45の発光部45aの上面を冷却する場合、下側から冷却風を供給した方が効率が良いことが実験などから解明されており、冷却風を反射鏡52の上部から内部に導入した場合、冷却効率が低下する。
【0012】
例えば、据置き設置によるプロジェクタ装置の発光部45aの適正温度が、上側が約950℃、下側が約900℃であるとした場合、プロジェクタ装置を天吊り設置とした場合、放電ランプ45は水平点灯であるため発光部45aの上下が逆となり、更に冷却風の当たり方が変化するので、上側の温度が適正温度よりも高くなり、一方、下側の温度が適正温度よりも低くなってしまう。
【0013】
又、例えば特許文献1には、反射鏡の上下方向に冷却ファンを配設し、各冷却ファンからの冷却風を、反射鏡の上下に設けた開口部を介して反射鏡の内部に各々導く技術が開示されている。
【0014】
【特許文献1】
特開2002−352604号公報
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
このように、反射鏡に対する冷却風の導入側と排出側とが予め固定されている場合、据置き設置を基準とするプロジェクタ装置を天吊り設置とした場合には、発光部45aの温度が本来の適正温度よりも高くなってしまい、放電ランプ45が短命化してしまう不都合がある。又、同じタイプのプロジェクタ装置であっても設置状態によって、放電ランプ45の寿命が異なるため、製品に対するイメージダウンとなる。
【0016】
これに対処するに、天吊り設置の場合は、冷却ファンの回転数を高め、冷却性能を向上させることで、発光部45aを適正温度に保持することも考えられるが、
風量増加による騒音対策を施す必要があり、その分製品コストが高くなる問題がある。
【0017】
また、特許文献1によれば、プロジェクタ装置を上下を逆にして設置した場合であっても、冷却風路は殆ど変化しないため、発光部を適正温度に保持することができる。しかし、冷却ファンを対向一対装備しなければならないため、製品コストがアップする。更に、冷却ファンが増加した分、騒音対策を別途、施す必要がある。
【0018】
本発明は、上記事情に鑑み、簡単な構造で、投影機を上下を逆にして設置した場合であっても、光源の発光部を適正温度に保持することができ、光源の長寿命化を実現することのできる光源装置を提供することを目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】
本発明による光源装置は、反射鏡と、上記反射鏡の前面を覆う光透過性ガラスと、上記反射鏡の内部に水平方向に配置した放電ランプと、上記反射鏡の上記放電ランプを挟んで対向する位置に開口する冷却風導入用開口部と、上記反射鏡の上記冷却風導入用開口部よりも後方に開口する排出用開口部とを有し、上記各冷却風導入用開口部に一対の冷却風通路の吐出側を各々接続し、上記各冷却風通路の冷却風導入口側を一体化すると共に、上記冷却風導入口に、上記各冷却風通路の一方を選択的に閉塞する可動式遮蔽部材を配設したことを特徴とする。
【0020】
この場合、好ましくは、上記可動式遮蔽部材は自重、或いは伝導、或いは手動により上記各冷却風通路の一方を選択的に閉塞すると良い。
【0021】
本発明では、光透過性ガラスで前面を覆われた反射鏡を有し、反射鏡の内部に放電ランプを水平方向に配置し、反射鏡の、放電ランプを挟んで対向する位置に冷却風導入用開口部を各々設け、両冷却風導入用開口部に、一対の冷却風通路の吐出側を各々接続し、反対側の冷却風導入口を一体化し、冷却風導入口に、常にいずれか一方の冷却風通路を遮蔽できるような可動式遮蔽部材を設置し、可動式遮蔽部材により反射鏡の他方の冷却風導入用開口部に連通する冷却風通路にのみ冷却風を供給することで、放電ランプを効率よく冷却して、適正温度を保持できるようにする。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。図1〜図6に本発明の第1実施の形態を示す。図1は液晶プロジェクタ装置の構成を示す概略平面図であり、図においては、液晶プロジェクタ装置を机上に水平に設置する据置き設置の状態が示されている。
【0023】
図中の符号1はケースで、その内部に、液晶パネル2を有する光学装置3が配置されている。尚、図示しないが光学装置3には色フィルタ等が配置されている。
【0024】
又、光学装置3の入射側にランプユニット4が配設されている。このランプユニット4には高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等からなる光源としての放電ランプ4aが設けられ、この放電ランプ4aにランプ電源5が接続されており、放電ランプ4aからの出射光が、液晶パネル2の入射面に照射される。又、光学装置3の出射側に投射レンズ6が対設されており、この投射レンズ6を保持するレンズ保持体7がケース1に固設されている。更に、投射レンズ6の投射方向にスクリーン8が対設されている。
【0025】
液晶パネル2は、液晶駆動回路9からの駆動信号で駆動される。又、ケース1の一側に、外部の空気をケース1内に取り込む吸引用冷却ファン10が配設され、又、ケース1の背面に、ケース1内の空気を外部へ排出する排出用冷却ファン11が配設されている。尚、機種によっては、排出用冷却ファン11が省略されているものもあるが、本実施の形態では、排出用冷却ファン11が装備されている液晶プロジェクタ装置について説明する。本実施の形態は排出用冷却ファン11が省略された機種に適用できることは云うまでもない。
【0026】
図3に示すように、ランプユニット4は、放電ランプ4aと、この放電ランプ4aが取り付けられる反射鏡21と、反射鏡21の前面開口部を覆う光透過性ガラス22とを備えている。又、図2に示すように、このランプユニット4が樹脂製のランプホルダ23に固設されており、このランプホルダ23をケース1に固設することで、光学装置3とランプユニット4との位置関係が固定される。尚、反射鏡21は、耐熱温度の高いホウケイ酸ガラスやアルミノシリケートガラス等のガラス材の内面に反射膜を蒸着して形成されている。
【0027】
又、放電ランプ4aは、中央の発光部4bと両端の封止部4cとで構成された水平点灯方式であり、放電ランプ4aが高圧水銀ランプの場合は、発光部4bに水銀と希ガスとが封入されている。更に、後端側の封止部4cが、反射鏡21の後部中央に穿設されている孔部21aに耐熱性の接着剤によって形成された接着部24を介して固定されている。
【0028】
又、反射鏡21の前面開口部側で、光透過性ガラス22の近傍の上下に冷却風導入用開口部25が設けられている。更に、放電ランプ4aの後端側の封止部4cを固着する接着部24に、複数の排出用開口部26が穿設されている。又、反射鏡21の開口端側の上下に設けた冷却風導入用開口部25に流入ポート25aが各々突設されている。
【0029】
図1、図4に示すように、各流入ポート25aの端面に、一対の冷却風通路27,28の一端に設けた冷却風吐出口27a,28aが各々当接される。冷却風通路27,28は樹脂製の一体成型品であり、ケース1内に予め組付けられている。又、各冷却風通路27,28は、各流入ポート25aに当接する冷却風吐出口27a,28aから上下方向へ各々延出され、続いて反射鏡21の上下面に沿って側方へ延出され、次いでランプユニット4の出射光を妨げない位置で屈曲された後、他端の各冷却風導入口27b,28bが交差された状態で一体化されている。更に、この各冷却風導入口27b,28bの端部に1つの開口部29が形成され、この開口部29が吸引用冷却ファン10に対設されている。
【0030】
図4、図5に示すように、交差された冷却風導入口27b,28bは、吸引用冷却ファン10に対し、反射鏡21の下側に突出する流入ポート25aに接続する冷却風通路28の冷却風導入口28bが上部に配設され、その下方に冷却風通路27の冷却風導入口27bが配設されている。尚、各冷却風通路27,28は形状を自由に設定することができるが、上下を逆にした場合に、放電ランプ4aの発光部4bに当たる冷却風の特性が同一になるように設定することが望ましい。
【0031】
又、開口部29に可動式遮蔽部材の一例であるシャッタ30が配設されている。図4〜図6に示すように、シャッタ30は、冷却風導入口27b,28bの一方を閉塞する大きさに形成されており、開口部29の両側に上下方向沿って平行に形成されたガイドレール31に沿って、自重により移動される。シャッタ30は自重により上下動させるために、ある程度の質量を有する必要があり、例えば薄い鉄板をインサートした樹脂材、アルミの平板、鉄板等で形成されている。
【0032】
液晶プロジェクタ装置を机上に据置いた状態では、冷却風導入口27bが閉塞され、又、液晶プロジェクタ装置を天井に吊下げた状態では、冷却風導入口27b,28bの上下方向が逆になるため、シャッタ30がガイドレール31に沿って移動して、冷却風導入口28bが閉塞される。
【0033】
次に、本実施の形態の作用について説明する。
冷却風通路27,28は樹脂成型品であり、予め決められた形状に一体形成されている。従って、冷却風通路27,28をケース1に取付けると、冷却風導入口27b,28bの開口部29が吸引用冷却ファン10に対設され、一方、各冷却風通路27,28の冷却風吐出口27a,28aが、後述するランプユニット4を構成する反射鏡21の上下面に突設された流入ポート25aが臨まれる位置に配設される。
【0034】
尚、開口部29にはガイドレール31が一体形成されており、このガイドレール31にシャッタ30が取付けられている。
【0035】
次いで、ランプユニット4を保持するランプホルダ23をケース1内に臨ませ、ランプホルダ23を所定に位置決めした状態で固定すると、反射鏡21の上下面に突設されている流入ポート25aが冷却風通路27,28の冷却風吐出口27a,28aの端面に当接し、或いは僅少な間隙を開けて対設される。
【0036】
このように、ランプホルダ23に固設されているランプユニット4をケース1に組付け、所定に位置決め固定すると、反射鏡21の上下面に設けた流入ポート25aの端面が、冷却風通路27,28の冷却風吐出口27a,28aの端面に対設されるため、互いの位置調整を行う必要が無く、組付け性がよい。
【0037】
そして、所定に組付けが完了した液晶プロジェクタ装置を机上等に水平状態に設置すると、冷却風通路27,28の開口部29に一体形成されているガイドレール31に両側が支持されているシャッタ30は、図5、図6に示すように、自重により下側に移動した状態が保持され、反射鏡21の上面から突出する流入ポート25aに接続されている冷却風通路27の冷却風導入口27bが閉塞される。
【0038】
その後、図示しないメインスイッチをONし、吸引用冷却ファン10、及び、排出用冷却ファン11を駆動させると、吸引用冷却ファン10にて冷却風がケース1内に取入れられ、光学装置3等の要冷却部位を所定に冷却する。一方、ケース1内を冷却した冷却風は排出用冷却ファン11にて外部に排出される。
【0039】
その際、吸引用冷却ファン10で発生する冷却風の一部は、冷却風通路28の冷却風導入口28bから内部に取入れられ、図4に矢印で示すように、冷却風通路28に沿って反射鏡21の下面に突出する流入ポート25a側へ導かれる。
【0040】
そして、図3に矢印で示すように、反射鏡21の下面に突出する流入ポート25aから反射鏡21の内部に導かれた冷却風は、放電ランプ4aの発光部4b、及びその周辺部位を所定に冷却した後、放電ランプ4aの後端側の封止部4cを反射鏡21に固着する接着部24に穿設されている排出用開口部26を通り、外部に排出される。
【0041】
一方、液晶プロジェクタ装置を天井に吊下げる天吊り設置では、ケース1の上下が逆となるため、冷却風導入通路27,28の冷却風導入口27b,28bは、冷却風導入口27bが上側で冷却風導入口28bが下側になる。すると、シャッタ30は自重により、ガイドレール31に支持されて下側へ移動し、冷却風導入口28bを閉塞する。
【0042】
すると、吸引用冷却ファン10で発生した冷却風は、開口部26の上部側で開口する冷却風導入通路27の冷却風導入口27bから冷却風導入通路27に沿って、天吊り状態にある反射鏡21の下面から突出する流入ポート25aに導かれる。そして、反射鏡21の下面に突出する流入ポート25aから反射鏡21の内部に導かれた冷却風は、液晶プロジェクト装置を机上に設置した据置き設置の場合と同様の風路を経て放電ランプ4aの発光部4b、及びその周辺部位を所定に冷却する。そして、冷却後の冷却風は、放電ランプ4aの後端側の封止部4cを固着する接着部24に穿設されている排出用開口部26を経て外部に排出される。
【0043】
このように、本実施の形態では、液晶プロジェクタ装置を据置き設置で使用する場合は、シャッタ30が反射鏡21の上面に設けた流入ポート25aに連通する冷却風導入通路27の冷却風導入口27bを自動的に閉塞する。一方、液晶プロジェクタ装置の上下を逆にして天吊り設置で使用する場合は、シャッタ30が、天吊り状態にある反射鏡21の上面に設けた流入ポート25aに連通する冷却風導入通路28の冷却風導入口28bを自動的に閉塞する。
【0044】
その結果、液晶プロジェクタ装置を机上に設置する据置き設置と、上下を逆にして天井に吊り下げる天吊り設置との何れの場合でも、冷却風は必ず反射鏡21の下側から内部に導入されるため、放電ランプ4aに対する冷却風の風路が常に同一となり、放電ランプ4aを効率よく冷却し、常に適正温度に保持することができ、放電ランプ4aの超寿命化を実現することができる。
【0045】
又、冷却風導入通路27,28の切換えがシャッタ30の自重により自動的に行われるので、シャッタ30を駆動する動力が不要で、手間が掛からず、使い勝手がよい。
【0046】
図7に本発明の第2実施の形態による図4相当の概略正面図を示す。
本実施の形態では、シャッタ30を動力手段を用いて動作させるようにしたものである。シャッタ30を動力手段を用いて動作させることで、第1実施の形態のように冷却風導入通路27,28の冷却風導入口27b,28bを交差させる必要がなくなり、冷却風を効率よく導入することができる。又、シャッタ30を動力手段を用いて積極的に動作させることで、冷却風導入口27b,28bの一方を確実に閉塞させることができる。
【0047】
詳細には、シャッタ30の上端にソレノイド36をリンク37を介して連接し、ソレノイド36のON/OFFにより、液晶プロジェクタ装置を据置き設置の場合は、図7に示すように冷却風導入口27bをシャッタ30で閉塞し、冷却風導入口28bを開口させる。又、天吊り設置の場合は、冷却風導入口28bをシャッタ30で閉塞し、冷却風導入口27bを開口させる。
【0048】
尚、電動手段は、ソレノイド36に限らず、モータであっても良く、更に、放電ランプ4aの発光部4bの熱い方を検知して動作するバイメタル、形状記憶合金であっても良い。又、反射鏡21内への冷却風の導入経路については、第1実施の形態と同様であるため説明を省略する。
【0049】
ところで、据置き設置と天吊り設置とでは、液晶パネル2の上下が逆になるため、液晶パネル2の表示を切換える必要がある。従って、液晶プロジェクタ装置には、設置状態に合わせて液晶パネル2の表示方向を切換える表示切換スイッチが併設されている。この表示切換スイッチにソレノイド36のON/OFFを連動させることで、ソレノイド36の切換え動作が自動化され、取扱性が良くなる。
【0050】
又、図8に本発明の第3実施の形態による冷却風導入口27b,28bの概略側面断面図を示す。
本実施の形態では、シャッタ30をヒンジ41を中心に回転させることで、冷却風導入口27b,28bの一方を閉塞するようにしたものである。シャッタ30の回転は、自重、手動、動力利用の何れであっても良いが、自重の場合は、第1実施の形態と同様、冷却風導入口27b,28bを交差させた状態で一体化させる必要がある。又、手動式の場合も冷却風導入口27b,28bを交差させて一体化することで、設置状態に拘らず下側に開口する冷却風導入口27b(或いは28b)を閉塞すれば良いので、風路の切換え方向を簡単に認識することができ、切換え作業が容易になる。
【0051】
尚、本発明は上述した各実施の形態に限るものではなく、例えば、シャッタ30を動力手段を用いて動作させる場合、液晶プロジェクタ装置の設置状態をセンサにより検知して、動力手段を動作させるようにしても良い。
【0052】
又、放電ランプ4aの特性によっては反射鏡21の上側に設けた冷却風導入用開口部25から冷却風を導入した方が効率よく冷却できる場合もあり、このような場合は、シャッタ30にて、反射鏡21の下面に設けた流入ポート25aに連通する冷却風導入通路28(或いは27)の冷却風導入口27b(或いは28b)を閉塞する。
【0053】
又、可動式遮蔽部材は、シャッタ30等のような平板状に限らず、球状等、立体的形状であっても良い。更には、開口部29に回転板を風路に直交する方向に配設し、この回転板の一部に風穴を穿設し、回転板を回転させて風穴を一方の冷却風導入口27b(或いは28b)に対向させて開口し、他方の冷却風導入口28b(或いは27b)を回転板で閉塞させるようにして、風路を切換えるようにしても良い。
【0054】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、簡単な構造で、投影機を上下を逆にして設置した場合であっても、光源の発光部を適正温度に保持することができ、光源の長寿命化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施の形態による液晶プロジェクタ装置の構成を示す概略平面図
【図2】同、ランプユニットをランプホルダに固定した状態の斜視図
【図3】同、ランプユニットの側面断面図
【図4】同、光透過性ガラスを省略したランプユニットと一対の冷却風導入通路との概略正面図
【図5】同、図4のV矢視正面図
【図6】同、図5のVI−VI断面図
【図7】第2実施の形態による図4相当の概略正面図
【図8】第3実施の形態による冷却風導入通路に設けた冷却風導入口の概略側面断面図
【図9】従来のランプユニットの側面断面図
【図10】他の態様による従来のランプユニットの側面断面図
【符号の説明】
4a 放電ランプ
21 反射鏡
22 光透過性ガラス
25 冷却風導入用開口部
26 排出用開口部
27,28 冷却風通路
27a,28a 冷却風吐出口
27b,28b 冷却風導入口
30 シャッタ(可動式遮蔽部材)
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電ランプを光源として映像を投射表示するプロジェクタ装置等に採用される光源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、投影機等で採用する光源としては超高圧水銀ランプ等の放電ランプが多く採用されている。投影機の代表であるプロジェクタ装置に採用される放電ランプは、よりスクリーン照度の明るいものが開発される傾向にあるが、同時に、より小型化の要求も高い。例えば液晶プロジェクタ装置の光源として用いられる放電ランプの多くは超高圧水銀ランプであるが、プロジェクタ装置の小型化、高輝度化の要求に伴い、放電ランプ自体が高消費電力化、及び小型化される傾向にある。
【0003】
しかし、放電ランプは、点灯時に非常に高温になり、万一適正温度を超えた状態で使用し続けると、放電ランプの寿命が極端に低下してしまう問題がある。そのため、ランプ寿命を延ばす手段として強制空冷方式が多く採用されている。この場合、例えば、消費電力150W以上で、反射鏡の前面開口部が50mm角等といった小型ランプでは、放電ランプの発光部(発光管球体部)に直接冷却風を吹きつけて冷却する方式が一般的である。
【0004】
一方、従来のプロジェクタ装置は、机上に水平に設置する、いわゆる据置き設置タイプが一般的であったが、最近のプロジェクタ装置の高輝度化に伴い、天井に吊り下げて使用する、いわゆる天吊り設置タイプも増えて来ている。従って、最近のプロジェクタ装置は、据置き設置と天吊り設置とを切換えて使用できるような構造となっているものが多い。
【0005】
プロジェクタ装置を、机上に対して水平に設置する据置き設置では、投影画像が机上より上向きに投影されるように、いわゆるあおりを付けた状態に設定されている場合が多い。あおりを付けた状態のプロジェクタ装置を天吊り設置とする場合、そのまま天井に設置すると投影画像が天井に照射されるため、上下を逆にして設置する必要がある。
【0006】
従来、発光部を強制空冷する技術として、放電ランプの周囲に配置した冷却ファンと、反射鏡に設けた冷却風導入用開口部との間を冷却風通路で接続し、冷却風通路を介して発光部に冷却風を導き、所定に冷却した後の冷却風を排気用開口部から排出するものが知られている。
【0007】
この発光部を強制空冷するための構造としては、図9、図10に示すようなものがある。図9に示すランプユニット51は、反射鏡52の上下に開口部43a,43bを設けるとと共に、下側の開口部43bに、図示しない冷却ファンからの冷却風を導く冷却風通路44を接続したものであり、冷却風通路44から下側に設けた開口部43bを経て反射鏡52内に導かれた冷却風にて、放電ランプ45の発光部(発光管球体部)45aの高温となる上部側を主に冷却し、その冷却風を上側に設けた開口部43aから排出するものである。
【0008】
図10に示すランプユニット61は、反射鏡62の下側に設けた開口部43bに、図示しない冷却ファンからの冷却風を導く冷却風通路44を接続し、反射鏡62の中心の発光管固着部46に排出用開口部63を穿設したものであり、冷却風通路44から開口部43aを経て反射鏡62内に導かれた冷却風にて、放電ランプ45の発光部(発光管球体部)45aの高温となる上部側を主に冷却し、その冷却風を排出用開口部63から排出するものである。
【0009】
図9、図10に示すランプユニット51,61は、冷却風の導入側と排出側とが予め固定されている。従って、例えば据置き設置を標準としているプロジェクタ装置を天吊り設置とすべく上下を逆にして設置した場合、冷却風通路44に接続されている開口部43aが反射鏡52の上側となる。
【0010】
このように、プロジェクタ装置を天吊り設置とした場合、冷却風を導入する開口部43aが反射鏡52の上側となるため、本来の冷却性能を得ることができなくなる。すなわち、放電ランプ45の発光部45aは、その内部の対流により、プロジェクタ装置の設置状態に拘らず、必ず、上部が下部に比し熱くなる。
【0011】
従って、発光部45cの上部を主に冷却する必要があるが、放電ランプ45の発光部45aの上面を冷却する場合、下側から冷却風を供給した方が効率が良いことが実験などから解明されており、冷却風を反射鏡52の上部から内部に導入した場合、冷却効率が低下する。
【0012】
例えば、据置き設置によるプロジェクタ装置の発光部45aの適正温度が、上側が約950℃、下側が約900℃であるとした場合、プロジェクタ装置を天吊り設置とした場合、放電ランプ45は水平点灯であるため発光部45aの上下が逆となり、更に冷却風の当たり方が変化するので、上側の温度が適正温度よりも高くなり、一方、下側の温度が適正温度よりも低くなってしまう。
【0013】
又、例えば特許文献1には、反射鏡の上下方向に冷却ファンを配設し、各冷却ファンからの冷却風を、反射鏡の上下に設けた開口部を介して反射鏡の内部に各々導く技術が開示されている。
【0014】
【特許文献1】
特開2002−352604号公報
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
このように、反射鏡に対する冷却風の導入側と排出側とが予め固定されている場合、据置き設置を基準とするプロジェクタ装置を天吊り設置とした場合には、発光部45aの温度が本来の適正温度よりも高くなってしまい、放電ランプ45が短命化してしまう不都合がある。又、同じタイプのプロジェクタ装置であっても設置状態によって、放電ランプ45の寿命が異なるため、製品に対するイメージダウンとなる。
【0016】
これに対処するに、天吊り設置の場合は、冷却ファンの回転数を高め、冷却性能を向上させることで、発光部45aを適正温度に保持することも考えられるが、
風量増加による騒音対策を施す必要があり、その分製品コストが高くなる問題がある。
【0017】
また、特許文献1によれば、プロジェクタ装置を上下を逆にして設置した場合であっても、冷却風路は殆ど変化しないため、発光部を適正温度に保持することができる。しかし、冷却ファンを対向一対装備しなければならないため、製品コストがアップする。更に、冷却ファンが増加した分、騒音対策を別途、施す必要がある。
【0018】
本発明は、上記事情に鑑み、簡単な構造で、投影機を上下を逆にして設置した場合であっても、光源の発光部を適正温度に保持することができ、光源の長寿命化を実現することのできる光源装置を提供することを目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】
本発明による光源装置は、反射鏡と、上記反射鏡の前面を覆う光透過性ガラスと、上記反射鏡の内部に水平方向に配置した放電ランプと、上記反射鏡の上記放電ランプを挟んで対向する位置に開口する冷却風導入用開口部と、上記反射鏡の上記冷却風導入用開口部よりも後方に開口する排出用開口部とを有し、上記各冷却風導入用開口部に一対の冷却風通路の吐出側を各々接続し、上記各冷却風通路の冷却風導入口側を一体化すると共に、上記冷却風導入口に、上記各冷却風通路の一方を選択的に閉塞する可動式遮蔽部材を配設したことを特徴とする。
【0020】
この場合、好ましくは、上記可動式遮蔽部材は自重、或いは伝導、或いは手動により上記各冷却風通路の一方を選択的に閉塞すると良い。
【0021】
本発明では、光透過性ガラスで前面を覆われた反射鏡を有し、反射鏡の内部に放電ランプを水平方向に配置し、反射鏡の、放電ランプを挟んで対向する位置に冷却風導入用開口部を各々設け、両冷却風導入用開口部に、一対の冷却風通路の吐出側を各々接続し、反対側の冷却風導入口を一体化し、冷却風導入口に、常にいずれか一方の冷却風通路を遮蔽できるような可動式遮蔽部材を設置し、可動式遮蔽部材により反射鏡の他方の冷却風導入用開口部に連通する冷却風通路にのみ冷却風を供給することで、放電ランプを効率よく冷却して、適正温度を保持できるようにする。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。図1〜図6に本発明の第1実施の形態を示す。図1は液晶プロジェクタ装置の構成を示す概略平面図であり、図においては、液晶プロジェクタ装置を机上に水平に設置する据置き設置の状態が示されている。
【0023】
図中の符号1はケースで、その内部に、液晶パネル2を有する光学装置3が配置されている。尚、図示しないが光学装置3には色フィルタ等が配置されている。
【0024】
又、光学装置3の入射側にランプユニット4が配設されている。このランプユニット4には高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等からなる光源としての放電ランプ4aが設けられ、この放電ランプ4aにランプ電源5が接続されており、放電ランプ4aからの出射光が、液晶パネル2の入射面に照射される。又、光学装置3の出射側に投射レンズ6が対設されており、この投射レンズ6を保持するレンズ保持体7がケース1に固設されている。更に、投射レンズ6の投射方向にスクリーン8が対設されている。
【0025】
液晶パネル2は、液晶駆動回路9からの駆動信号で駆動される。又、ケース1の一側に、外部の空気をケース1内に取り込む吸引用冷却ファン10が配設され、又、ケース1の背面に、ケース1内の空気を外部へ排出する排出用冷却ファン11が配設されている。尚、機種によっては、排出用冷却ファン11が省略されているものもあるが、本実施の形態では、排出用冷却ファン11が装備されている液晶プロジェクタ装置について説明する。本実施の形態は排出用冷却ファン11が省略された機種に適用できることは云うまでもない。
【0026】
図3に示すように、ランプユニット4は、放電ランプ4aと、この放電ランプ4aが取り付けられる反射鏡21と、反射鏡21の前面開口部を覆う光透過性ガラス22とを備えている。又、図2に示すように、このランプユニット4が樹脂製のランプホルダ23に固設されており、このランプホルダ23をケース1に固設することで、光学装置3とランプユニット4との位置関係が固定される。尚、反射鏡21は、耐熱温度の高いホウケイ酸ガラスやアルミノシリケートガラス等のガラス材の内面に反射膜を蒸着して形成されている。
【0027】
又、放電ランプ4aは、中央の発光部4bと両端の封止部4cとで構成された水平点灯方式であり、放電ランプ4aが高圧水銀ランプの場合は、発光部4bに水銀と希ガスとが封入されている。更に、後端側の封止部4cが、反射鏡21の後部中央に穿設されている孔部21aに耐熱性の接着剤によって形成された接着部24を介して固定されている。
【0028】
又、反射鏡21の前面開口部側で、光透過性ガラス22の近傍の上下に冷却風導入用開口部25が設けられている。更に、放電ランプ4aの後端側の封止部4cを固着する接着部24に、複数の排出用開口部26が穿設されている。又、反射鏡21の開口端側の上下に設けた冷却風導入用開口部25に流入ポート25aが各々突設されている。
【0029】
図1、図4に示すように、各流入ポート25aの端面に、一対の冷却風通路27,28の一端に設けた冷却風吐出口27a,28aが各々当接される。冷却風通路27,28は樹脂製の一体成型品であり、ケース1内に予め組付けられている。又、各冷却風通路27,28は、各流入ポート25aに当接する冷却風吐出口27a,28aから上下方向へ各々延出され、続いて反射鏡21の上下面に沿って側方へ延出され、次いでランプユニット4の出射光を妨げない位置で屈曲された後、他端の各冷却風導入口27b,28bが交差された状態で一体化されている。更に、この各冷却風導入口27b,28bの端部に1つの開口部29が形成され、この開口部29が吸引用冷却ファン10に対設されている。
【0030】
図4、図5に示すように、交差された冷却風導入口27b,28bは、吸引用冷却ファン10に対し、反射鏡21の下側に突出する流入ポート25aに接続する冷却風通路28の冷却風導入口28bが上部に配設され、その下方に冷却風通路27の冷却風導入口27bが配設されている。尚、各冷却風通路27,28は形状を自由に設定することができるが、上下を逆にした場合に、放電ランプ4aの発光部4bに当たる冷却風の特性が同一になるように設定することが望ましい。
【0031】
又、開口部29に可動式遮蔽部材の一例であるシャッタ30が配設されている。図4〜図6に示すように、シャッタ30は、冷却風導入口27b,28bの一方を閉塞する大きさに形成されており、開口部29の両側に上下方向沿って平行に形成されたガイドレール31に沿って、自重により移動される。シャッタ30は自重により上下動させるために、ある程度の質量を有する必要があり、例えば薄い鉄板をインサートした樹脂材、アルミの平板、鉄板等で形成されている。
【0032】
液晶プロジェクタ装置を机上に据置いた状態では、冷却風導入口27bが閉塞され、又、液晶プロジェクタ装置を天井に吊下げた状態では、冷却風導入口27b,28bの上下方向が逆になるため、シャッタ30がガイドレール31に沿って移動して、冷却風導入口28bが閉塞される。
【0033】
次に、本実施の形態の作用について説明する。
冷却風通路27,28は樹脂成型品であり、予め決められた形状に一体形成されている。従って、冷却風通路27,28をケース1に取付けると、冷却風導入口27b,28bの開口部29が吸引用冷却ファン10に対設され、一方、各冷却風通路27,28の冷却風吐出口27a,28aが、後述するランプユニット4を構成する反射鏡21の上下面に突設された流入ポート25aが臨まれる位置に配設される。
【0034】
尚、開口部29にはガイドレール31が一体形成されており、このガイドレール31にシャッタ30が取付けられている。
【0035】
次いで、ランプユニット4を保持するランプホルダ23をケース1内に臨ませ、ランプホルダ23を所定に位置決めした状態で固定すると、反射鏡21の上下面に突設されている流入ポート25aが冷却風通路27,28の冷却風吐出口27a,28aの端面に当接し、或いは僅少な間隙を開けて対設される。
【0036】
このように、ランプホルダ23に固設されているランプユニット4をケース1に組付け、所定に位置決め固定すると、反射鏡21の上下面に設けた流入ポート25aの端面が、冷却風通路27,28の冷却風吐出口27a,28aの端面に対設されるため、互いの位置調整を行う必要が無く、組付け性がよい。
【0037】
そして、所定に組付けが完了した液晶プロジェクタ装置を机上等に水平状態に設置すると、冷却風通路27,28の開口部29に一体形成されているガイドレール31に両側が支持されているシャッタ30は、図5、図6に示すように、自重により下側に移動した状態が保持され、反射鏡21の上面から突出する流入ポート25aに接続されている冷却風通路27の冷却風導入口27bが閉塞される。
【0038】
その後、図示しないメインスイッチをONし、吸引用冷却ファン10、及び、排出用冷却ファン11を駆動させると、吸引用冷却ファン10にて冷却風がケース1内に取入れられ、光学装置3等の要冷却部位を所定に冷却する。一方、ケース1内を冷却した冷却風は排出用冷却ファン11にて外部に排出される。
【0039】
その際、吸引用冷却ファン10で発生する冷却風の一部は、冷却風通路28の冷却風導入口28bから内部に取入れられ、図4に矢印で示すように、冷却風通路28に沿って反射鏡21の下面に突出する流入ポート25a側へ導かれる。
【0040】
そして、図3に矢印で示すように、反射鏡21の下面に突出する流入ポート25aから反射鏡21の内部に導かれた冷却風は、放電ランプ4aの発光部4b、及びその周辺部位を所定に冷却した後、放電ランプ4aの後端側の封止部4cを反射鏡21に固着する接着部24に穿設されている排出用開口部26を通り、外部に排出される。
【0041】
一方、液晶プロジェクタ装置を天井に吊下げる天吊り設置では、ケース1の上下が逆となるため、冷却風導入通路27,28の冷却風導入口27b,28bは、冷却風導入口27bが上側で冷却風導入口28bが下側になる。すると、シャッタ30は自重により、ガイドレール31に支持されて下側へ移動し、冷却風導入口28bを閉塞する。
【0042】
すると、吸引用冷却ファン10で発生した冷却風は、開口部26の上部側で開口する冷却風導入通路27の冷却風導入口27bから冷却風導入通路27に沿って、天吊り状態にある反射鏡21の下面から突出する流入ポート25aに導かれる。そして、反射鏡21の下面に突出する流入ポート25aから反射鏡21の内部に導かれた冷却風は、液晶プロジェクト装置を机上に設置した据置き設置の場合と同様の風路を経て放電ランプ4aの発光部4b、及びその周辺部位を所定に冷却する。そして、冷却後の冷却風は、放電ランプ4aの後端側の封止部4cを固着する接着部24に穿設されている排出用開口部26を経て外部に排出される。
【0043】
このように、本実施の形態では、液晶プロジェクタ装置を据置き設置で使用する場合は、シャッタ30が反射鏡21の上面に設けた流入ポート25aに連通する冷却風導入通路27の冷却風導入口27bを自動的に閉塞する。一方、液晶プロジェクタ装置の上下を逆にして天吊り設置で使用する場合は、シャッタ30が、天吊り状態にある反射鏡21の上面に設けた流入ポート25aに連通する冷却風導入通路28の冷却風導入口28bを自動的に閉塞する。
【0044】
その結果、液晶プロジェクタ装置を机上に設置する据置き設置と、上下を逆にして天井に吊り下げる天吊り設置との何れの場合でも、冷却風は必ず反射鏡21の下側から内部に導入されるため、放電ランプ4aに対する冷却風の風路が常に同一となり、放電ランプ4aを効率よく冷却し、常に適正温度に保持することができ、放電ランプ4aの超寿命化を実現することができる。
【0045】
又、冷却風導入通路27,28の切換えがシャッタ30の自重により自動的に行われるので、シャッタ30を駆動する動力が不要で、手間が掛からず、使い勝手がよい。
【0046】
図7に本発明の第2実施の形態による図4相当の概略正面図を示す。
本実施の形態では、シャッタ30を動力手段を用いて動作させるようにしたものである。シャッタ30を動力手段を用いて動作させることで、第1実施の形態のように冷却風導入通路27,28の冷却風導入口27b,28bを交差させる必要がなくなり、冷却風を効率よく導入することができる。又、シャッタ30を動力手段を用いて積極的に動作させることで、冷却風導入口27b,28bの一方を確実に閉塞させることができる。
【0047】
詳細には、シャッタ30の上端にソレノイド36をリンク37を介して連接し、ソレノイド36のON/OFFにより、液晶プロジェクタ装置を据置き設置の場合は、図7に示すように冷却風導入口27bをシャッタ30で閉塞し、冷却風導入口28bを開口させる。又、天吊り設置の場合は、冷却風導入口28bをシャッタ30で閉塞し、冷却風導入口27bを開口させる。
【0048】
尚、電動手段は、ソレノイド36に限らず、モータであっても良く、更に、放電ランプ4aの発光部4bの熱い方を検知して動作するバイメタル、形状記憶合金であっても良い。又、反射鏡21内への冷却風の導入経路については、第1実施の形態と同様であるため説明を省略する。
【0049】
ところで、据置き設置と天吊り設置とでは、液晶パネル2の上下が逆になるため、液晶パネル2の表示を切換える必要がある。従って、液晶プロジェクタ装置には、設置状態に合わせて液晶パネル2の表示方向を切換える表示切換スイッチが併設されている。この表示切換スイッチにソレノイド36のON/OFFを連動させることで、ソレノイド36の切換え動作が自動化され、取扱性が良くなる。
【0050】
又、図8に本発明の第3実施の形態による冷却風導入口27b,28bの概略側面断面図を示す。
本実施の形態では、シャッタ30をヒンジ41を中心に回転させることで、冷却風導入口27b,28bの一方を閉塞するようにしたものである。シャッタ30の回転は、自重、手動、動力利用の何れであっても良いが、自重の場合は、第1実施の形態と同様、冷却風導入口27b,28bを交差させた状態で一体化させる必要がある。又、手動式の場合も冷却風導入口27b,28bを交差させて一体化することで、設置状態に拘らず下側に開口する冷却風導入口27b(或いは28b)を閉塞すれば良いので、風路の切換え方向を簡単に認識することができ、切換え作業が容易になる。
【0051】
尚、本発明は上述した各実施の形態に限るものではなく、例えば、シャッタ30を動力手段を用いて動作させる場合、液晶プロジェクタ装置の設置状態をセンサにより検知して、動力手段を動作させるようにしても良い。
【0052】
又、放電ランプ4aの特性によっては反射鏡21の上側に設けた冷却風導入用開口部25から冷却風を導入した方が効率よく冷却できる場合もあり、このような場合は、シャッタ30にて、反射鏡21の下面に設けた流入ポート25aに連通する冷却風導入通路28(或いは27)の冷却風導入口27b(或いは28b)を閉塞する。
【0053】
又、可動式遮蔽部材は、シャッタ30等のような平板状に限らず、球状等、立体的形状であっても良い。更には、開口部29に回転板を風路に直交する方向に配設し、この回転板の一部に風穴を穿設し、回転板を回転させて風穴を一方の冷却風導入口27b(或いは28b)に対向させて開口し、他方の冷却風導入口28b(或いは27b)を回転板で閉塞させるようにして、風路を切換えるようにしても良い。
【0054】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、簡単な構造で、投影機を上下を逆にして設置した場合であっても、光源の発光部を適正温度に保持することができ、光源の長寿命化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施の形態による液晶プロジェクタ装置の構成を示す概略平面図
【図2】同、ランプユニットをランプホルダに固定した状態の斜視図
【図3】同、ランプユニットの側面断面図
【図4】同、光透過性ガラスを省略したランプユニットと一対の冷却風導入通路との概略正面図
【図5】同、図4のV矢視正面図
【図6】同、図5のVI−VI断面図
【図7】第2実施の形態による図4相当の概略正面図
【図8】第3実施の形態による冷却風導入通路に設けた冷却風導入口の概略側面断面図
【図9】従来のランプユニットの側面断面図
【図10】他の態様による従来のランプユニットの側面断面図
【符号の説明】
4a 放電ランプ
21 反射鏡
22 光透過性ガラス
25 冷却風導入用開口部
26 排出用開口部
27,28 冷却風通路
27a,28a 冷却風吐出口
27b,28b 冷却風導入口
30 シャッタ(可動式遮蔽部材)
Claims (4)
- 反射鏡と、
上記反射鏡の前面を覆う光透過性ガラスと、
上記反射鏡の内部に水平方向に配置した放電ランプと、
上記反射鏡の上記放電ランプを挟んで対向する位置に開口する冷却風導入用開口部と、
上記反射鏡の上記冷却風導入用開口部よりも後方に開口する排出用開口部と
を有し、
上記各冷却風導入用開口部に一対の冷却風通路の吐出側を各々接続し、
上記各冷却風通路の冷却風導入口側を一体化すると共に、
上記冷却風導入口に、上記各冷却風通路の一方を選択的に閉塞する可動式遮蔽部材を配設したことを特徴とする光源装置。 - 上記可動式遮蔽部材は自重により上記各冷却風通路の一方を選択的に閉塞することを特徴とする請求項1記載の光源装置。
- 上記可動式遮蔽部材は電動により上記各冷却風通路の一方を選択的に閉塞することを特徴とする請求項1記載の光源装置。
- 上記可動式遮蔽部材は手動により上記各冷却風通路の一方を選択的に閉塞することを特徴とする請求項1記載の光源装置
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