JP2005322425A - 投射型表示装置用の光源装置及び投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光源装置のバルブ電極とリード線の溶接部の温度上昇を抑制する手段を備えた低騒音の投射型表示装置を実現する。
【解決手段】 ランプバルブ１００と該ランプバルブが発した光を集光して開口部から出射させる反射鏡１０６とを含み、ランプバルブの反射鏡の開口部側に位置する端部に設けられたバルブ電極１０２に給電用のリード線１０４が溶接されている投射型表示装置用の光源装置において、バルブ電極とリード線の溶接部分を保護材１１３で被覆する。保護材は例えば白色セメントである。
【選択図】 図３

Description

本発明は、投射型表示装置の光源装置に関する。

投射型表示装置に用いられる光源装置は、高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等のランプバルブと、ランプバルブが発した光を集光する回転楕円曲面または回転放物曲面を有する反射鏡とから構成される。ランプバルブに給電するため、ランプバルブ先端のバルブ電極はリード線によりランプ電源装置に電気的に接続される。反射鏡により集光された光は、例えば前面ガラス、ＵＶフィルタ、カラーホイールを通過し、光学素子に入射する。反射鏡によりランプの光を所望の領域に効率良く集光するため、ランプバルブを光軸の周りに回転可能にしたものもある（例えば特許文献１参照）。
前面ガラス、ＵＶフィルタ、カラーホイールのそれぞれにおいて光の一部が反射され、光源装置に戻る戻り光となる。この戻り光の一部がバルブ電極とリード線の溶接部に当たるので溶接部の温度が上昇する。溶接部の温度が過度に上昇すると溶断の恐れがあることから、従来、冷却ファンを高速回転させ、溶接部の温度上昇を抑えている。

特開平１１−２０４０８５号公報（第１頁、図１）

しかしながら、冷却ファンの高速回転によりバルブ電極とリード線の溶接部の温度上昇を抑える方法では、騒音が大きくなるという問題がある。溶接部に放熱板として金属板を設け、溶接部の熱を放熱することも可能であるが、金属板の径がランプバルブの径を超えると、ランプバルブの発する光が金属板に当たり、金属板が加熱されるので、大きな金属板を設けることはできず、従って十分な放熱効果を得ることは困難である。
本発明は上記の問題に鑑みなされたものであり、光源装置のバルブ電極とリード線の溶接部の温度上昇を抑制する手段を備えた低騒音の投射型表示装置を実現することを目的とする。

上記目的を達成すべく、ランプバルブとランプバルブが発した光を集光して開口部から出射させる反射鏡とを含み、ランプバルブの端部に設けられたバルブ電極に給電用のリード線が溶接されている本発明の投射型表示装置用の光源装置は、バルブ電極とリード線の溶接部を保護材で被覆したことを特徴とする。

本発明によれば、バルブ電極とリード線の溶接部が保護材で被覆され、溶接部の温度上昇が抑制されるので光源装置冷却用のファンを高速回転させる必要がなく、従って低騒音の投射型表示装置が実現される。

図１に本発明の光源装置を有する投射型表示装置の構成を示す。同図に示すようにこの投射型表示装置は、光源装置１、モータ２ａ（図２参照）に回転駆動されるカラーホイール２、カラーホイール２から順次出射する赤色、緑色、青色の原色光を選択的に反射する小形ミラー付きスイッチングデバイス（光学素子）４に導くライトパイプ３、光学素子４で選択的に反射された原色光をスクリーン６に投射する投射レンズ５、入力されるビデオ信号に応じて光学素子４の選択的反射を制御する制御部７を含む。尚、図１には示していないが、カラーホイール２の前段には保護用の前面ガラス１０７及び紫外線吸収用のＵＶフィルタ１０８（図２参照）が配置されている。

この投射型表示装置はまた、制御部７と光学素子部４とを冷却するための冷却ファン９及び装置内の温度を検出する温度センサ8を含む。制御部７は温度センサ８の検出結果に基づき冷却ファン９の回転を制御する。

カラーホイール２、ライトパイプ３、光学素子４が光変調手段を構成し、投射レンズ５が投射手段を構成する。尚、図には示していないが、光源装置１は冷却用のファンを含む。

図２は、光源装置1、カラーホイール２及びライトパイプ３の光軸に沿った断面を示す図である。同図に示すように、光源装置１は高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等のランプバルブ１００、ランプバルブ１００が発した光を集光して開口部から出射させる反射鏡としての回転楕円面鏡（以下、楕円面鏡という）１０６、及びリード線１０４を含む。楕円面鏡１０６の開口部側に位置する端部１１１及び楕円面鏡側１０６の背面側、即ち外側に位置する端部にはそれぞれ給電用のバルブ電極１０２、１０３（以下、バルブ先端電極１０２、バルブ後端電極１０３という）が設けられ、バルブ先端電極１０２にはリード線１０４の一端が溶接されている。リード線１０４の他端及びバルブ後端電極１０３は、不図示のランプ電源装置にそれぞれ電気的に接続されている。

バルブ後端電極１０３は楕円面鏡１０６の外部にあり、投射型表示装置の動作中もそれほど温度は上昇しない。しかし、バルブ先端電極１０２は楕円面鏡１０６により光が集光される側にあり、投射型表示装置の動作中は温度が非常に高くなる。更に、ランプバルブ１００の中心１０５から発した光は楕円面鏡１０６で反射され、前面ガラス１０７、ＵＶフィルタ１０８、カラーホイール２を透過し、ライトパイプ３に入射するが、このとき、前面ガラス１０７、ＵＶフィルタ１０８、カラーホイール２の入射面及び出射面で光の一部がそれぞれ反射されて光源装置１側に戻る戻り光となり、その一部がバルブ先端電極１０２とリード線１０４の溶接部を照射する。従って、バルブ先端電極１０２とリード線１０４の溶接部の温度は一層上昇し、そのままでは溶接部が溶断する恐れがある。

そのため本実施形態では、図３に示すようにバルブ先端電極１０２とリード線１０４の溶接部をセメント等の耐熱性に優れた保護材１１３で被覆する。溶接部に向かう戻り光を反射するようにセメントは白色とし、保護材１１３は光の出射方向、即ち、前面ガラス１０７に向かって先細の形状（言い換えると、端部１１１から遠ざかるにつれて次第に細くなる形状）、例えば、頂点がランプバルブ１００の光軸（長手軸）上にあり、底面が端部１１１に接する円錐形状とする。こうすることにより保護材１１３の表面で反射した光が再度楕円面鏡１０６で反射され、ライトパイプ３側に進むので光の利用効率が高まる。尚、反射鏡としては、回転楕円面鏡以外に、回転方物面鏡等の凹面鏡を用いることができる。

本実施形態では、戻り光は保護材１１３で反射され、バルブ先端電極１０２とリード線１０４の溶接部の温度上昇が抑制されるので、溶接部の溶断を防ぐことができる。また、従来のように冷却ファンを高速回転させて光源装置を冷却する必要がないので従来に比べ騒音が小さくなる。

実施の形態２．
実施の形態１では、バルブ先端電極１０２とリード線１０４の溶接部をセメント等の保護材１１３で被覆しているが、図４に示すようにバルブ先端電極１０２とリード線１０４の溶接部に、溶接部に向かう光が溶接部から遠ざかる方向に反射するミラー１１４を溶接により設けてもよい。図４（ａ）に示すようにミラー１１４は安価に製造できる光軸に垂直な平面の形状のミラーであってもよい。あるいは、図４（ｂ）、図４（ｃ）に示すように、光軸上に頂点が位置し、底面が光軸に垂直な円錐または四角錐の形状のミラーとしてもよい。この場合は、ミラーで反射された光が再度楕円面鏡１０６で反射され、ライトパイプ３側に進むので光の利用効率が高くなる。また、図４（ｄ）に示すように、２枚の矩形のミラーを、稜線が光軸に垂直な山形の形状に組み合わせてもよい。

本実施形態においても、前面ガラス１０７、ＵＶフィルタ１０８、カラーホイール２の入射面及び出射面でそれぞれ反射し、バルブ先端電極１０２とリード線１０４の溶接部に向かう戻り光はミラー１１４で反射されるのでの溶接部の温度上昇が抑制され、溶接部の溶断を防ぐことができる。また、実施の形態１と同様、従来のように冷却ファンを高速回転させて光源装置を冷却する必要がないので本実施形態においても従来に比べ騒音を小さくすることができる。

本発明の光源装置を有する投射型表示装置の概略構成を示す図である。 図１の投射型表示装置の光源装置、カラーホイール及びライトパイプの光軸に沿った断面を示す図である。 図１の投射型表示装置のバルブ先端電極１０２とリード線１０４の溶接部を被覆する保護材１１３を示す図である。 図１の投射型表示装置のバルブ先端電極１０２とリード線１０４の溶接部に設けられたミラー１１４を示す図である。

符号の説明

１ 光源装置、 ２ カラーホイール、 ２ａ モータ、 ３ ライトパイプ、 ４ 小形ミラー付きスイッチングデバイス（光学素子）、 ５ 投射レンズ、 ６ スクリーン、 ７ 制御部、 ８ 温度センサ、 ９ 冷却ファン、 １００ ランプバルブ、 １０２ バルブ先端電極、 １０３ バルブ後端電極、 １０４ リード線、 １０５ ランプバルブの中心、 １０６ 楕円面鏡、 １０７ 前面ガラス、 １０８ ＵＶフィルタ、 １１１，１１２ ランプバルブの端部、 １１３ 保護材、 １１４ ミラー。

Claims (8)

1. ランプバルブと前記ランプバルブが発した光を集光して開口部から出射させる反射鏡とを含み、前記ランプバルブの前記反射鏡の開口部側に位置する端部に設けられたバルブ電極に給電用のリード線が溶接されている投射型表示装置用の光源装置において、
   前記バルブ電極と前記リード線の溶接部を耐熱性の保護材で被覆したことを特徴とする投射型表示装置用の光源装置。
2. 前記保護材は白色セメントであることを特徴とする請求項１に記載の投射型表示装置用の光源装置。
3. 前記溶接部を被覆する前記保護材が、前記端部から前記光の出射方向に向かって次第に細くなる先細の形状であることを特徴とする請求項１または２に記載の投射型表示装置用の光源装置。
4. 前記溶接部を被覆する前記保護材は、頂点が前記ランプバルブの光軸上に位置し、底面が前記端部に接する円錐の形状であることを特徴とする請求項３に記載の投射型表示装置用の光源装置。
5. ランプバルブと前記ランプバルブが発した光を集光して開口部から出射させる反射鏡とを含み、前記ランプバルブの前記反射鏡の開口部側に位置する端部に設けられたバルブ電極に給電用のリード線が溶接されている投射型表示装置用の光源装置において、
   前記バルブ電極と前記リード線の溶接部に、前記溶接部に向かう光を前記溶接部から遠ざかる方向に反射するミラーを配置したことを特徴とする投射型表示装置用の光源装置。
6. 前記ミラーは前記ランプバルブの光軸に垂直な平面の形状、あるいは頂点が前記光軸上に位置し、底面が前記光軸に垂直な円錐または四角錐の形状であることを特徴とする請求項５に記載の投射型表示装置用の光源装置。
7. 前記ミラーは、２つの矩形の形状のミラーを、稜線が光軸に垂直である山形に組み合わせたものであることを特徴とする請求項５に記載の投射型表示装置用の光源装置。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の光源装置と、前記光源装置が発する光を、供給されるビデオ信号に応じて変調する光変調手段と、前記光変調手段により変調された光を投射する投射手段とを含むことを特徴とする投射型表示装置。

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