JP2005148505A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 補助ミラーが高温に晒されて破損してしまうことを防止できる照明装置を提案すること。
【解決手段】 照明装置１は、アークランプ２と、放物面反射鏡３と、アークランプ２の発光部１２から放射された光の一部を放物反射鏡３に導く補助ミラー４とを有している。補助ミラー４の外周面は熱伝導性の良い放熱部材２６で覆われており、放熱部材２６の外周面には複数本の放熱フィン２５が一体形成されている。補助ミラー４の熱は放熱部材２６を介して放熱フィン２５から外部に効率良く放出される。よって、補助ミラー４が過熱状態に陥って破損してしまうことを防止できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、特定の偏光成分のみを用いるように構成されている液晶プロジェクタ等の投射型表示装置に組み込むのに適した補助ミラーを備えた照明装置に関し、特に、補助ミラーが熱により破損することを防止可能な照明装置に関するものである。

スクリーン上に画像を拡大投射する投射型表示装置に用いられている照明装置は、一般に、ランプと、このランプからの光を平行光として出射可能な放物面反射鏡とを有している。また、より明るい出射光を得るために、ランプから出射された光を漏れなく放物面反射鏡に導くための補助ミラーが、ランプ発光部の出射側に近接配置されている。補助ミラーを備えた照明装置は、例えば、本願人による下記の特許文献１に開示されている。
特開平１１−１４３３７８号公報

ここで、かかる照明装置のランプとしては、一般に、キセノンランプ、メタルハライドランプ、超高圧水銀ランプ等のアークランプが用いられている。アークランプでは、発光部がアーク放電により発生した熱により高温となり、石英ガラスなどからなるランプ発光管の表面温度が数１００℃にもなる。それ故、発光部に近接配置されている補助ミラーは、ランプが点灯中は常に高温に晒されることになる。補助ミラーを構成するほうけい酸ガラスや結晶化ガラスは、耐熱温度が４００℃〜５００℃と低いので、高温状態が長時間続くと熱歪みによるクラックが発生し、破損の原因になる。

以上の問題を鑑みて、本発明の課題は、補助ミラーが高温に晒されて破損することを防止可能な照明装置を提案することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の照明装置は、
アークランプと、
前記アークランプが取り付けられている放物面反射鏡と、
前記アークランプの発光部から放射された光の一部を前記放物反射鏡に導く補助ミラーと、
前記補助ミラーの外周面に形成した放熱部とを有していることを特徴としている。

ここで、放熱部を複数の放熱フィンとすることができる。この場合、前記放熱フィンを、前記外周面において周方向に所定の角度間隔で配置されていると共に前記補助ミラーの軸線方向に延びる状態に形成することができる。この代わりに、前記外周面において前記補助ミラーの中心軸線方向に所定の間隔で配置された円環状のものとすることもできる。

また、前記放熱部は、アルミニウム系合金、シリカアルミナ系などによるセラミック材、無酸素銅などの熱伝導性素材から形成することができる。この代わりに、石英ガラスなどの耐熱ガラスと、当該耐熱ガラスの表面に形成した放熱性塗膜とから構成される複合熱伝導性素材から形成することもできる。

本発明の照明装置では、補助ミラーの外周面に放熱部が形成されているので、補助ミラーから効率良く放熱することができる。よって、ランプ発光部からの発熱によって補助ミラーが過熱状態に陥り、破損するなどの弊害を防止できる。

以下に、図面を参照して、本発明を適用した照明装置の一例を説明する。

図１は本発明を適用した照明装置の概略断面図であり、図２は図１に示す照明装置のアークランプの発光部および補助ミラーを拡大して示す概略斜視図である。これらの図に示すように、照明装置１は、アークランプ２と、このアークランプ２が取り付けられている放物面反射鏡３と、アークランプ２から放射された光の一部を反射して放物面反射鏡３に導く補助ミラー４とを有している。

アークランプ２は、例えば、キセノンランプ、メタルハライドランプ、超高圧水銀ランプ等である。アークランプ２の発光管１１は、その中央に球状の発光部１２が形成されており、この発光部１２の両側からは細長い封止部１３、１４が延びている。それぞれの封止部１３、１４には電極心棒１５、１６が封入されている。各電極心棒１５、１６の内端は発光部１２の内部に突入しており、外端は封止部１３、１４の先端から外部に突出している。発光部１２の内部に突入している電極心棒１５、１６の内端部分には、タングステン線等を巻きつけることにより電極１７、１８が形成されている。これらの電極１７、１８は、発光管１１の軸線（ランプ光軸）Ｌの方向において一定の間隔を開けて対峙している。外部に突出している電極心棒１５、１６の外端部分はそれぞれ口金（図示せず）に電気的に接続されている。このようなアークランプ２では、発光部１２の内部においてそれぞれの電極１７、１８の近傍で発光が生じる。すなわち、電極１７、１８の近傍にはアーク放電による第１および第２の発光点ＬＡ、ＬＢが形成される。

放物面反射鏡３は、ほうけい酸ガラスや結晶化ガラスなどからなる母材の表面にシリカとチタニアを多層に蒸着することによって形成された反射面３１と、射出側の前端に形成された円形の射出開口３２とを有している。また、底部中央には、アークランプ２の封止部１３を挿入可能な取付け孔３３が形成されている。この取付け孔３３にアークランプ２の封止部１３が挿入され、発光管１１の軸線Ｌと放物面反射鏡３から出射される平行光の光軸が一致するように、アークランプ２が固定されている。この放物面反射鏡３の焦点位置は第１の発光点ＬＡに一致している。

補助ミラー４は、アークランプ２の発光部１２の一部を覆う半楕円反射面４１と、この半楕円反射面４１で反射した光を放物面反射鏡３に向けて出射する円形の射出開口４２とを備えている。また、底部中央には、アークランプ２の発光管１１の封止部１４を挿入可能な円筒状の保持部４３が形成されている。この保持部４３にアークランプ２の封止部１４を挿入することによって、補助ミラー４は、その中心軸線４ａが発光管１１の中心軸線方向、従って、アークランプの出射光の光軸Ｌの方向に一致した状態で保持されている。

半楕円反射面４１は、ほうけい酸ガラスや結晶化ガラスなどからなる母材の表面にシリカとチタニアを多層に蒸着することによって形成されており、アークランプ２の球状発光部１２における出射側の半分を覆う状態で、当該球状発光部１２に近接配置されている。半楕円反射面４１の縁部分は、第１の発光部ＬＡと放物面反射鏡３の射出開口３２の縁部分とを結ぶ線上にある。このため、第１の発光点ＬＡから放射された光は、直接、放物面反射鏡３の反射面３１に導かれ、第２の発光点ＬＢから放射された光は補助ミラー４の半楕円反射面４１に導かれる。また、半楕円反射面４１は、第２の発光点ＬＢと第１の発光点ＬＡの近傍との間に共役関係が成立している。このため、第２の発光点ＬＢから放射された光は半楕円反射面４１で反射されて発光点ＬＡの近傍に集光される。

補助ミラー４の外周面には放熱部が形成されている。本例の放熱部は、補助ミラー４の外周面を覆う熱伝導性の高い放熱部材２６と、この放熱部材２６の外周面に一体形成した複数本の放熱フィン２５から構成されている。

放熱部材２６および放熱フィン２５は、ジュラルミンなどのアルミニウム系合金、シリカアルミナ系などによるセラミック材、無酸素銅などの熱伝導性素材などによって形成されている。この代わりに、放熱部材２６および放熱フィン２５を、石英ガラスなどの耐熱ガラスと、当該耐熱ガラスの表面に形成した放熱性塗膜とから構成される複合熱伝導性素材から形成することもできる。

この放熱部材２６の外周面に形成されている放熱フィン２５は、補助ミラー４の射出開口４２から保持部４３に到る矩形断面形状のものであり、放熱部材２６の外周面においてその周方向に一定の角度間隔で複数本形成されている。

このように構成した照明装置１では、アークランプ２の第１の発光点ＬＡから放出された光は、放物面反射鏡３の反射面３１により光路変更を受けほぼ平行な光束として射出開口３２から出射される。また、アークランプ２の第２の発光点ＬＢから放出された光は、補助ミラー４の半楕円反射面４１により反射されて第１の発光点ＬＡの近傍に集光する。この結果、第２の発光部ＬＢが第１の発光点ＬＡの近傍に移動したことになる。このため、第１の発光点ＬＡと第２の発光点ＬＢの反射像点は極めて近接した２個の発光点に置き換えることができる。従って、第１の発光点ＬＡに焦点位置を一致させてある放物面反射鏡３によって高い精度の平行光が形成される。

補助ミラー４は、発光部１２の出射側の半分を覆った状態で発光部１２に近接配置されているので高温に晒される。しかし、補助ミラー４の外周面が熱伝導性の良い放熱部材２６で覆われ、この放熱部材２６の外周面には複数本の放熱フィン２５が一体形成されている。従って、補助ミラー４の熱は放熱部材２６の放熱フィン２５から効率良く外部に放出される。それ故、補助ミラー４が過熱状態に陥ることがないので、補助ミラー４が高熱に晒されて破損することがない。

（その他の実施の形態）
図３に示すように、放熱フィン２５は、放熱部材２６の外周面において補助ミラー４の中心軸線に沿って一定の間隔で形成された円環状のものとすることもできる。勿論、補助ミラー４の外周面に形成した放熱部として、放熱フィン以外の形態のものを採用してもよい。例えば、放熱部材２６の外周面を凹凸面としてその放熱面積を増加させるようにしてもよい。

本発明を適用した照明装置の概略断面図である。 図１に示す照明装置のアークランプの発光部および補助ミラーを拡大して示す概略斜視図である。 放熱フィンの別の例を示す説明図である。

符号の説明

１ 照明装置
２ アークランプ
３ 放物面反射鏡
４ 補助ミラー
４ａ 補助ミラーの中心軸線
１１ 発光管
１２ 発光部
１３、１４ 封止部
２５ 放熱フィン
２６ 放熱部材
４１ 半楕円反射面
４２ 射出開口
４３ 保持部

Claims (5)

1. アークランプと、
   前記アークランプが取り付けられている放物面反射鏡と、
   前記アークランプの発光部から放射された光の一部を前記放物反射鏡に導く補助ミラーと、
   前記補助ミラーの外周面に形成した放熱部とを有している照明装置。
2. 請求項１において、
   前記放熱部は複数本の放熱フィンである照明装置。
3. 請求項２において、
   前記放熱フィンは、前記外周面において周方向に所定の角度間隔で配置されていると共に前記補助ミラーの軸線方向に延びている照明装置。
4. 請求項２において、
   前記放熱フィンは、前記外周面において前記補助ミラーの中心軸線方向に所定の間隔で配置された円環状のものである照明装置。
5. 請求項１ないし４のうちのいずれかの項において、
   前記放熱部は、
   アルミニウム系合金、シリカアルミナ系などのセラミック材、無酸素銅などの熱伝導性素材、または
   石英ガラスなどの耐熱ガラスと、当該耐熱ガラスの表面に形成した放熱性塗膜とから構成される複合熱伝導性素材からなる照明装置。

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