JP2006228622A - ランプユニット及びランプユニットを備えるプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 放電ランプの破片の飛散を防止しつつランプユニットの放熱を良好とする放熱カバーを備えたランプユニットを提供する。
【解決手段】 略半球形状のリフレクタ（11）の中央後方にランプ口金（33）を突出させてリフレクタ（11）に固定された放電ランプ（30）を有し、リフレクタ（11）の後方に円筒状の円筒部（51）と該円筒部（51）の後端を閉鎖する円板状の後端部（53）を有する放熱カバー（50）を備え、後端部（53）の中央に穴部（55）を備えて前方を開口した放熱カバー（50）の前端をリフレクタ（11）の外面に接触させ、前記穴部（55）をランプ電極であるランプ口金（33）の位置に合わせてカバー係止具（71）により放熱カバー（50）をリフレクタ（11）に固定したランプユニット（10）とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、高輝度の光源装置に関し、特に、液晶プロジェクタやＤＬＰなどの光源に適したランプユニットに関するものである。

今日、液晶やＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）を用いた小型のプロジェクタが多用されるようになってきた。
このプロジェクタは、高輝度の光源が用いられ、メタルハイランドランプや高圧水銀ランプなどの小型高輝度の放電ランプに凹面反射鏡を取り付けたランプユニットをプロジェクタに組み込むことが多い。

このプロジェクタなどの光源に使用されるメタルハイランドランプや高圧水銀ランプ、更には近年ではより小型高輝度の超高圧水銀ランプなどは、ランプ点灯時の発光管内圧が数十気圧乃至二百気圧近くとなるため、長期間の使用などにより放電ランプが疲労し又は老化すると点灯時に破裂を生じる危険性があった。

このため、高圧水銀ランプなどを用いた光源装置は、リフレクタの剛性を高めると共に防爆ガラスをリフレクタの前方に設けて放電ランプの周囲を閉鎖すると共に放電ランプの光は防爆ガラスを通して外部に照射可能とし、放電ランプの破損時には防爆ガラスによりランプの破片が飛散しないように工夫されたランプユニットとされる。

即ち、高圧水銀ランプなどの放電ランプを用いた光源装置は、図８に示すように、内面に反射コート処理などを施した略半球形状のリフレクタ11の内部に放電ランプ30を配置固定するものであり、円筒状のリフレクタ基部25を貫通させるように放電ランプ30を配置し、電極であるランプ口金33をリフレクタ基部25から後方に突出させて固定充填材21により放電ランプ30をリフレクタ基部25の透孔19に固定し、発光部となる放電電極31の位置をリフレクタ11の湾曲形状に合わせてリフレクタ11内の所定位置とするものである。

そして、リフレクタ11の内部に位置する陰極端子35には端子引き出し線37を接続し、この端子引き出し線37の他端はリフレクタ11の側壁を貫通させてリフレクタ11の外表面に形成した電極39に接続するものであって、この陰極としての電極39と陽極としてのランプ口金33との間に電圧を印加して放電ランプ30を点灯させ、放電ランプ30の光をリフレクタ11の内面で反射させて前方に効果的に照射できるようにしているものである。

また、このリフレクタ11の前面は防爆ガラス17で閉鎖し、放電ランプ30が破裂したときの破片の飛散を防止し、放電ランプ30の点灯時はランプが高温となるため、リフレクタ11の前端又は前端近傍に切り欠き23やスリットを設けて破片の飛散を防止すると共に通気性を持たせ、放電ランプ30及びランプユニット10の冷却を行うようにしている。

なお、この放電ランプ30及びランプユニット10の冷却に際しては、ランプユニット10の近傍に図示しない送風ファンを配置してリフレクタ11やリフレクタ11の周辺又はリフレクタ11に設けた切り欠き23やスリットなどに送風を行って放電ランプ30の冷却を効果的に行っているものである。

また、図８に示したランプユニット10は、ランプユニット10内の通気性を確保するための切り欠き23をリフレクタ11の前端に設けているも、切り欠き23又はスリットなどの間隙をリフレクタ11の前端近傍とリフレクタ基部25の近傍とに設けるもの（例えば特許文献１）や、リフレクタ11を熱伝導性の高い材料を用いて形成すると共にリフレクタ11の外表面に凹凸を設けて放熱性を高め、リフレクタ11に間隙を設けることなく放電ランプ30の周囲を密閉し、リフレクタ11の外表面からの放電ランプ30やランプユニット10の放熱効率を高めるようにするものも提案（例えば特許文献２）されている。
特開２００１−３０７５３５号公報 特開２００２−２１６５３１号公報

前述のように、プロジェクタなどの光源に使用される放電ランプは、点灯時に高温となるためにランプの冷却放熱の配慮が必要であると共に、経時的劣化などによる破裂の可能性を有し、破損した場合にガラス片などが飛散することを防止する手段を合わせて講じなければならず、放熱のための通気性と破片の飛散防止のための密閉性を調和しつつランプユニットの小型化を図らなければならない。

このため、本発明は、放電ランプの破片の飛散を防止しつつランプユニットの放熱を良好とする放熱カバーを備えたランプユニットを提供するものである。

本発明は、略半球形状のリフレクタ（11）の中央後方にランプ電極を突出させて前記リフレクタ（11）に固定された放電ランプ（30）を有し、前記リフレクタ（11）の後方に熱伝導性を有する放熱カバー（50）を備え、この放熱カバー（50）の前端を前記リフレクタ（11）の外表面に接触させ、前記放熱カバー（50）の後端部における穴部（55）を前記リフレクタ（11）に固定したランプユニット（10）とするものである。
なお、この放熱カバー（50）は、熱伝導性と共に通気性を有するものとすることが好ましい。

また、この放熱カバー（50）は金属製の金属板により形成することが好ましく、金属製の放熱カバー（50）には、多数の小孔を設けることが好ましい。
なお、放熱カバー（50）は金網を用いて形成することもある。

そして、放熱カバー（50）に小孔を設ける場合、又は金網を用いて放熱カバー（50）を形成する場合は、リフレクタ基部（25）の近辺に透孔（19）を設けることが好ましく、リフレクタ基部（25）の近辺に透孔（19）を設けると共に合わせてリフレクタ（11）の前端近傍にスリット（13）を設けることがより好ましい。

また、側面部と側面部の前端及び後端に取り付けられる平面状の前面ネット（61）及び後部ネットで形成される放熱カバー（60）とし、略半球形状のリフレクタ（11）の中央後方にランプ電極であるランプ口金（33）を突出させてリフレクタ（11）に固定された放電ランプ（30）をリフレクタ（11）と共に放熱カバー（60）に収納するものとし、前面ネット（61）にはその中央に防爆ガラス（17）を設け、後部ネットはその中央に穴部（55）を設け、側面部の内側をリフレクタ（11）の前端外周に接触させて防爆ガラス（17）を放電ランプ（30）の前方に配置し、後部ネットの穴部（55）をランプ口金（33）の位置に合わせてカバー係止具（71）によりランプ口金（33）の位置に係止したランプユニット（10）とすることもある。

なお、側面部は円筒状又は角柱状の網により形成することが好ましく、リフレクタ（11）の基部近傍には透孔（19）や開口部を設けることがある。

そして、本発明は、ランプユニット（10）、光源側光学系（120）、表示素子（140）、投影系レンズ（150）、更に、電源回路やプロジェクタ制御回路を備えたプロジェクタ（100）であって、前記ランプユニット（10）が、略半球形状のリフレクタ（11）の中央後方にランプ電極を突出させて前記リフレクタ（11）に固定された放電ランプ（30）を有し、前記リフレクタ（11）の後方に熱伝導性と通気性を有する放熱カバー（50）を備えたランプユニット（10）とされているプロジェクタ（100）とするものである。

なお、前記ランプユニット（10）の放熱カバー（50）の前端を前記リフレクタ（11）の外表面に接触させ、前記放熱カバー（50）の後端部における穴部（55）を前記リフレクタ（11）に固定したランプユニット（10）を備えたプロジェクタ（100）とすることが好ましい。

本発明は、前方を開口した円筒状の円筒部とこの円筒部の後端を塞ぐ後端部とを備えた放熱カバーをリフレクタの後方に設けたランプユニットであるから、熱伝導性を有する放熱カバーによりリフレクタの熱を発散させることができる。

そして、放熱カバーを金網や金属板の熱良導体により構成すれば、リフレクタの熱を放熱カバーに伝達してリフレクタの放熱を効果的に行うことができ、通気性のある放熱カバーとすることにより、一層効果的な放熱を行うことができる。
さらに、金属板の放熱カバーに多数の小孔を有する構造とすれば、放熱カバーの表面積を増加させて放熱をより効果的に行うことができる。

また、放熱カバーに多数の小孔を設けるか金網による放熱カバーとしたとき、リフレクタ基部の近辺や周辺に透孔や開口部を形成したランプユニットは、リフレクタ内の通気性を高めて放熱効果をより高くすることができる。
そしてリフレクタの前端近傍にスリットを設ける場合は、リフレクタ内の通気性をより高めて放熱を効果的に行うことができる。

さらに、側面部と前面ネット及び後部ネットで構成する放熱カバーでリフレクタを覆うランプユニットは、リフレクタの前方に防爆ガラスを固定するネットを配置するゆえ、ネットによる通気性を確保して放電ランプの放熱冷却を効率良く行うことができる。

そして、側面部をリフレクタの前端外周形状に合わせて円筒状又は角柱状とすれば、放熱カバーをリフレクタに固定することが容易に行えるものである。
また、リフレクタ基部の近辺又は周辺に透孔や開口部を形成すれば、リフレクタ前方の開放とあわせて通気性ひいては放電ランプの放熱冷却を容易とし、リフレクタ基部の近辺又は周辺に透孔や開口部を設けないときはリフレクタの製造及び放電ランプとの組み立てを容易とすることができる。

さらに、本発明は、ランプユニットが、略半球形状のリフレクタの中央後方にランプ電極を突出させてリフレクタに固定された放電ランプを有するリフレクタの後方に熱伝導性と通気性を有する放熱カバーを備えたランプユニットとされているプロジェクタとであるから、ランプユニットの放熱を効果的に行うことができるプロジェクタである。

なお、ランプユニットの放熱カバーの前端をリフレクタの外表面に接触させて、放熱カバーをリフレクタに固定したランプユニットを備えたプロジェクタは、放熱カバーの取付けが容易にしてランプユニットの放熱を効果的に行うことができるプロジェクタである。

本発明の最良の実施形態は、略半球形状のリフレクタ11の中央後方にランプ電極であるランプ口金33を突出させてリフレクタ11に固定された放電ランプ30を有し、リフレクタ11の後方に放熱カバー50を備え、放熱カバー50は金網による円筒状の円筒部51と該円筒部51の後端を閉鎖する金網による円板状の後端部53を有し、後端部53の中央に穴部55を備えて前方を開口した円筒状の放熱カバー50の前端をリフレクタ11の外表面に接触させ、リフレクタ11の前端近傍には複数のスリット13を有し、リフレクタ11におけるリフレクタ基部25の近辺には透孔19や開口部を有してこの透孔19や開口部をリフレクタ基部25と共に放熱カバー50で覆い、前記放熱カバー50の穴部55をランプ電極であるランプ口金33の位置に合わせてカバー係止具71により放熱カバー50の穴部55をランプ電極位置でリフレクタ11に固定したランプユニット10とするものである。

本発明に係るランプユニットは、図１に示すように、ランプ電極であるランプ口金33をリフレクタ基部25から後方に突出させた放電ランプ30が固定される半球形状のリフレクタ11と、このリフレクタ11のリフレクタ基部25を覆う基部カバー41と、この基部カバー41を覆う網状の放熱カバー50を有し、放熱カバー50をリフレクタ11に固定するカバー係止具71を有するランプユニット10である。

このリフレクタ11は、内部に放電ランプ30を備え、リフレクタ基部25の後方に陽極であるランプ口金33を突出させるものであることは従来と同様である。
また、このリフレクタ11は、前端にリフレクタリング15を備え、当該ランプユニット10をプロジェクタなどの内部に取り付ける際にリフレクタ11の固定を容易としている。

そして、円筒状のリフレクタ基部25を貫通させた放電ランプ30のランプ口金33をリフレクタ基部25の後方に突出させるようにして口金取付け部29により放電ランプ30をリフレクタ11に固定し、リフレクタ11の後端には放電ランプ30の周辺に空間を設けるように透孔19を形成すると共にリフレクタ基部25の一部に基部開口部43を設けてリフレクタ11の内部とリフレクタ11の外部とを連通している。

なお、リフレクタ11の前端近傍においてもリフレクタリング15に沿ってスリット13を設け、このスリット13と透孔19によりリフレクタ11内の空気と外部の空気との通気を良好に行えるようにしている。

さらに、リフレクタ11の基部には基部カバー41を被せ、基部カバー41のカバー固定部45にリフレクタ基部25の先端を嵌合させて基部カバー41をリフレクタ11に固定するものであり、基部カバー41はリフレクタ基部25よりも大きな内径とした側壁を有すると共にカバー開口部43をこの側壁に有し、このカバー開口部43の位置をリフレクタ基部25の基部開口部27の位置とずらせてリフレクタ基部25に固定することにより、リフレクタ11の内部と外部との通気を図りつつランプ破損時の破片が透孔19及び基部開口部27やカバー開口部43を通過しないようにしている。

そして、放熱カバー50は、金網を円筒状に形成した円筒部51と金網を円形に切断した後端部53とで形成し、円筒部51の前端及び後端を針金による環状の心材で補強して端部の形状を保つと共に、円筒部51の後端に円形の後端部53を取り付けるものである。

この後端部53とする金網の中心にはランプ口金33よりも僅かに大きな直径の穴を形成して穴部55とし、この穴部55の周辺にも環状の針金による補強芯を設けている。

また、カバー係止具71は、透通孔75を有する円筒状の本体部73と本体部73の後端に本体部73よりも大きな外径とした膨出リング部77を有し、本体部73の外径は放熱カバー50の穴部55の直径よりも僅かに小さく、膨出リング部77の外径は放熱カバー50の穴部55の直径よりも僅かに大きくし、透通孔75の直径はランプ口金33の外径と略一致させ、カバー係止具71の透通孔75にランプ口金33を挿入してカバー係止具71をランプ口金33に固定できるようにしている。

従って、カバー係止具71の本体部73を放熱カバー50の穴部55に挿入して放熱カバー50の後端部53を膨出リング部77により前方に押圧し、放熱カバー50の円筒部51における開口前端をリフレクタ11の外表面に接触させるようにして放熱カバー50をカバー係止具71によりリフレクタ11に固定することができるものである。

このため、図２に示すように、リフレクタ11の後部に基部カバー41を取り付け、この基部カバー41に放熱カバー50を被せてカバー係止具71の透通孔75にランプ口金33を嵌合させて放熱カバー50の前端をリフレクタ11の外表面に圧接するように放熱カバー50及びカバー係止具71を固定すれば、リフレクタ11の熱を放熱カバー50を介して放熱することができる。

なお、放熱カバー50の直径を基部カバー41の外径と略一致させれば、基部カバー41の熱も直接に放熱カバー50を介して放熱することができる。
また、カバー係止具71は、ランプ電極であるランプ口金33に固定する場合のみでなく、カバー係止具71をリフレクタ基部25の口金取付け部29に固定するようにして穴部55をランプ電極の位置に合わせることもある。

さらに、図面には放熱カバー50の網目を大きく描いているも、放熱カバー50とする金網の網目を細かくし、放電ランプ30の破片を通さない細かさとすることにより、リフレクタ11の後端に設ける透孔19やリフレクタ基部25の基部開口部27及び基部カバー41の開口部を大きくし、リフレクタ11の内部と外部との通気性を高めることもある。

また、カバー係止具71の透通孔75の内壁に雌ネジを形成し、ランプ口金33又は口金取付け部29と螺合させてカバー係止具71及び放熱カバー50の穴部55をランプ口金33の位置に固定するようにすることもある。
そして、この放熱カバー50は、金網に限ることなく、図３に示すように、円筒状に形成した金属板に多数の小孔を設けた円筒部51とし、後端部53も円形の金属板に多数の小孔を設けた後端部53とすることもある。

このように、金網や多数の小孔を設けた金属板による放熱カバー50の前端をリフレクタ11の外表面に接触させるように取り付けるゆえ、リフレクタ11の熱を金網や金属板に伝えて発散させることにより、リフレクタ11の放熱を効果的に行うことができ、放熱カバー50を金網や小孔を有する金属板として通気性を持たせれば、リフレクタ基部25にリフレクタ11の内部と外部との換気を行う間隙を大きくしつつ放電ランプ30の破片の飛散を防止することができる。

また、放熱カバー50は金網や金属板に限ることなく、熱伝導樹脂などの熱良導体を用いれば足りるものであり、熱良導体の円筒部51と後端部53とによる放熱カバー50として通気性を有しない放熱カバー50とすることもある。

さらに、ランプユニット10の他の実施例としては、図４に示すように、放熱カバー60によりリフレクタ11の全体を覆う場合がある。
このランプユニット10は、上部側壁ネット63や右側壁ネット65などの四角柱の側面部を金網で形成し、側面部の内面にリフレクタリング15の外周を接触させるようにして側面部内にリフレクタ11を配置し、側面部の後端は側面部の形状に合わせた四角形の後端部53を金網で形成し、この後端部53の中央に穴部55を形成してカバー係止具71によりランプ口金33の位置に穴部55を合わせて放熱カバー60を固定して筒上部の内側をリフレクタ11の前端外周にリフレクタリング15を介して間接的に接触させるものである。

そして、側面部の前端には前面ネット61を設けるものであり、この前面ネット61には円板状の防爆ガラス17を有するものである。
この防爆ガラス17の前面ネット61への取り付けは、図５に示すように、防爆ガラス17の周囲を前後から挟むホルダーリング69を用いるものであり、前後のホルダーリング69により前面ネット61を挟み込むようにして前面ネット61にホルダーリング69を固定してホルダーリング69により防爆ガラス17の周囲を支持して放電ランプ30の前方にこの防爆ガラス17を位置させている。

このように、側面部や前面ネット61によってリフレクタ11を囲むため、リフレクタ11の前方を大きく開口して通気性を確保してランプユニット10を冷却することができる。
また、図４に示す側面部はリフレクタリング15の外形に合わせて四角柱形状としているも、リフレクタ11の前端を直接側面部の内面に接触させるように側面部を円筒形状とすることもある。

さらに、側面部は金網に限ることなく、金属板などの熱良導体を用いる場合があり、前面ネット61を用いて大きく前方を開口してリフレクタ11の放熱を可能としているため、熱伝導性を有しない材質を用いて側面部とする場合もある。
また、リフレクタ11の前方を大きく開口しているため、リフレクタ基部25に基部開口部27を形成することなく、リフレクタ11の前方からの通気により放熱を行い、リフレクタ基部25近傍の形状を単純とすることもある。

このランプユニット10を組み込むプロジェクタ100としては、図６及び図７に示すように、平面形状が矩形状をなすプロジェクタケース内に、ランプユニット10と、複数の画素が行方向及び列方向にマトリックス状に配列された複数の画素に入射した光の出射を制御して画像を表示する表示素子140と、前記ランプユニット10からの出射光を前記表示素子140に入射させる光源側光学系120と、前記表示素子140からの出射光を図示しないスクリーン等の投影面に投影する投影系レンズ群150とを配置するものである。

このプロジェクタケースは、その両側面及び後面と底面とを構成するケース本体と、上面パネルと、前面パネルとからなっており、その後面に、パソコン用のＵＳＢ端子及びカラー画像信号と音声信号の入力端子と、ビデオ信号入力端子と、電源コネクタ（いずれも図示せず）が設けられ、上面に、電源キーと、前記ランプユニット10の点灯を表示するランプインジケータ及びランプユニット10の過熱を表示する過熱インジケータと、自動画質調整キー及び手動画質調整キーと、電源コネクタを商用電源に接続したスタンバイ状態と電源キーをオンさせたときとで表示色が変化するパワー／スタンバイインジケータと、開閉蓋を開いて操作される各種調整キー（図示せず）と、スピーカ用放音部が設けられ、前面に、図示しないリモコン器からの赤外線信号を受けるリモコン受信部などが設けられている。

そして、このランプユニット10のリフレクタ11は、その軸線上のリフレクタ内の点と前記開放面の前方の点とにそれぞれ焦点を有する楕円面リフレクタであり、中空の楕円球体をその長軸に対して垂直に切断した形状を有する耐熱ガラス製リフレクタ本体の内面全体に紫外線透過性反射膜を設けた構成としている。

また、防爆ガラス17は、紫外線フィルタ機能を有するものであり、この実施例では、一方の面に紫外線反射膜が設けられ、他方の面に低反射膜が設けられている。
さらに、このランプユニット10は、前記リフレクタ11の開放面の前側に配置された金属筒または耐熱性樹脂筒からなる筒状の防爆カバー18を備えている。

この実施例では、防爆ガラス17を、リフレクタ11からの出射光の光軸（リフレクタ11の軸線）Ｏ_１に垂直な面に対して、リフレクタ11の開放面から出射し、防爆ガラス17により反射されてリフレクタ11内に戻った光が放電ランプ30上に集光しない傾斜角で配置している。

また、防爆カバー18には、リフレクタ11への接続端側の周面の一側部と他側部とに、リフレクタ11の内部空間及び放電ランプ30を空冷するためのスリットに変わる通風孔13を設けている。

一方、図６に示した表示素子140は、カラーフィルターのような入射光を着色する手段を備えない表示素子であり、この実施例では、一般にＤＭＤと略称されるマイクロミラー表示素子（Digital Micromirror Device）を用いている。

このマイクロミラー表示素子140は、その正面方向に対して一方向に傾いた入射方向から所定の角度範囲の入射角で入射した光を、前記複数のマイクロミラーの傾き方向の切換えにより正面方向と斜め方向とに反射して画像を表示するものであり、一方の傾き方向に傾動されたマイクロミラーに入射した光をこのマイクロミラーにより正面方向に反射し、他方の傾き方向に傾動されたマイクロミラーに入射した光をこのマイクロミラーにより斜め方向に反射し、正面方向への反射による明表示と、斜め方向への反射による暗表示とにより画像を表示する。

なお、明表示の明るさは、マイクロミラーを一方の傾き方向（入射光を正面方向に反射させる傾き方向）に傾けておく時間を制御することによって任意に変化させることができ、したがって、このマイクロミラー表示素子140により、明るさに階調を持たせた画像を表示させることができる。

また、ランプユニット10からの出射光をマイクロミラー表示素子140に入射させる光源側光学系120は、図６及び図７に示したように、ランプユニット10からの出射光を赤、緑、青の３色に順次着色するためのカラーホイール121と、ランプユニット10からの出射光の強度分布を均一にするための導光ロッド125と、カラーホイール121により着色され、導光ロッド125により強度分布を均一にされた光をマイクロミラー表示素子140の前面に向けて投射する複数枚の光源側レンズ127及び１つのミラー131とからなっている。

このカラーホイール121は、扇状の赤、緑、青の３色のカラーフィルター123Ｒ，123Ｇ，123Ｂが周方向に並べて設けられた回転板からなっており、その中心をランプユニット10からの出射光の光路の側方に配置されたカラーホイール回転モータ124の回転軸に固定され、ホィール周方向の一部をランプユニット10からの出射光の光路に介在させて配置している。

そして、導光ロッド125は、入射面から入射した光をロッド内周面の反射膜により反射しながら導いて出射面から均一な強度分布の光として出射するものであり、この導光ロッド125は、カラーホイール121の出射側に入射面を対向させるとともに、ランプユニット10のリフレクタ11の開放面から出射し、防爆ガラス17を屈折して透過した光をこの入射面から入射させるために、防爆ガラス17を透過した光の光軸、つまりリフレクタ11の開放面からの出射光の光軸（リフレクタ11の軸線）Ｏ_１に対して一方向（防爆ガラス17での屈折方向）に平行にシフトした光軸Ｏ_２にロッド中心軸を一致させて配置されている。

また、光源側レンズ127は、導光ロッド125の出射側に配置されたレンズ支持筒内に、レンズ中心を導光ロッド125の中心軸の延長線、つまりランプユニット10からの出射光（防爆ガラス17を透過して出射した光）の光軸Ｏ_２に一致させて配置されている。

そして、光源側光学系120のミラー131は、ランプユニット10からの出射光の光軸Ｏ_２に対して所定角度斜めに傾けて、ランプユニット10から出射し、カラーホイール121と導光ロッド125と光源側レンズ127とを透過した光をマイクロミラー表示素子140に向けて反射し、その反射光をマイクロミラー表示素子140にその正面方向に対して一方の方向に傾いた方向から投射するようにしている。

一方、マイクロミラー表示素子140の前面には、このマイクロミラー表示素子140を保護するカバーガラスが配置されており、更に、マイクロミラー表示素子140の正面方向に対して一方の方向に傾いた方向から投射された光をマイクロミラー表示素子140の正面方向に対して所定角度傾いた方向に沿う平行光に補正してマイクロミラー表示素子140に入射させ、マイクロミラー表示素子140から出射した画像光を集光させて投影系レンズ群150に入射させる中継レンズ135が配置されている。

また、投影系レンズ群150は、入射側固定鏡筒151と、この固定鏡筒151に係合され、回転操作により軸方向に進退移動される出射側可動鏡筒155とを備え、これらの鏡筒151、154内にそれぞれ複数枚のレンズ素子を組み合わせて構成されたレンズ群を設けた可変焦点レンズである。

なお、プロジェクタケースの投影レンズ配置側の側面には、投影系レンズ群150の可動鏡筒155を手動により回転させて投影系レンズ群150の焦点調整を行なうための開口157が設けられている。

また、このプロジェクタケース内には、プロジェクタケースの後面に設けられた図示しないＵＳＢ端子、カラー画像信号及び音声信号の入力端子、ビデオ信号入力端子に接続された表示／音声系回路基板149が、プロジェクタケースの後面部とランプユニット10などのハウジングである光源側ハウジング110との間に立設状態で配置されており、この回路基板149に、マイクロミラー表示素子140と、前記プロジェクタケース内の上面部にスピーカ用放音部に対向させて配置されたスピーカ（図示せず）が接続されている。

また、このプロジェクタケース内には、その上面部と光源側ハウジング110及びミラー131や中継レンズ135などのハウジング130との間に、プロジェクタ制御回路基板147が水平に配置されており、この制御回路基板147に、表示／音声系回路基板149及び電源系回路基板145と、プロジェクタケースの上面に設けられたランプインジケータ及び過熱インジケータと、自動画質調整キー及び手動画質調整キーなどの各種調整キーと、プロジェクタケース内にリモコン受信部に対向させて設けられた受信素子と、リフレクタ11の近傍に位置させて配置された光源温度測定センサなどが接続されている。

さらに、プロジェクタケースの底面と、投影系レンズ群150が配置された側の側面と、後面には、それぞれ、プロジェクタケース内を空冷するための複数の長孔状吸気孔161が設けられている。

なお、光源側ハウジング110と電源系回路基板145は、プロジェクタケースの底面部との間に通風空間を確保して配置されており、ケース底面の複数の吸気孔161は、光源側ハウジング110及び電源系回路基板145の下側に設けられている。

また、投影系レンズ群150は、プロジェクタケースの側面部との間に通風空間を確保して配置されており、ケース側面の複数の吸気孔161は、ケース側面の投影レンズ焦点調整用開口157よりも後側の部分の略全域にわたって設けられている。

さらに、表示／音声系回路基板149は、プロジェクタケースの上面部との間に通風空間を確保して配置されており、ケース後面の複数の吸気孔は、マイクロミラー表示素子140の配置部に対応する部分に設けられている。

このプロジェクタケースに設けられる複数の吸気孔161のうち、ケース側面の吸気孔161は自然吸気孔、ケース底面の光源側ハウジング110の下側の部分に設けられた吸気孔161と、ケース後面のマイクロミラー表示素子140の配置部に対応する部分に設けられた吸気孔161は強制吸気孔であり、プロジェクタケース内には、強制吸気孔161にそれぞれ対向させて吸気ファン175、176が配置されている。

また、ランプユニット10が配置された側のプロジェクタケースの側面には、その略全体にわたって複数の長孔状排気孔163が設けられている。
これらの排気孔163はいずれも強制排気孔であり、プロジェクタケース内には、排気孔の形成領域、つまり嵌め込みパネルの略全域に対応させて、複数台、例えば３台の大風力排気ファン171、172、173が配置されている。

そして、吸気ファン175、176及び排気ファン171、172、173は、電源系回路基板145に接続されている。
この実施例では、隣り合う排気孔間の部分の断面形状を略菱形形状にすることにより、複数の排気孔163の孔縁をそれぞれ、その中央部からケース内面及び外面に向かって孔幅が大きくなる方向に傾斜させた形状にしている。

このプロジェクタ100は、ランプユニット10から光を出射させ、光源側光学系120のカラーホイール121を高速で回転駆動させることにより、ランプユニット10から出射して光源側光学系120に入射した光を、カラーホイール121により赤、緑、青の３色に順次着色し、さらに導光ロッド125により強度分布を均一にして、光源側レンズ127及びミラー131によりマイクロミラー表示素子140に向けて投射するとともに、赤、緑、青の光の投射周期に同期させてマイクロミラー表示素子140に赤、緑、青の単色画像データを順次書込むことにより、マイクロミラー表示素子140に赤、緑、青の単色画像を順次表示させ、マイクロミラー表示素子140から順次出射する赤、緑、青の単色画像光を、投影系レンズ群150により拡大して投影面に投影するものであり、投影面に、赤、緑、青の３色の単色画像が重なって見えるフルカラー画像を表示するものである。

なお、このプロジェクタ100は、投影レンズカバー159を開いて投影系レンズ群150の出射端を露出させ、電源キーをオンさせて使用されるものであり、電源キーをオンさせると、ランプユニット10の放電ランプ30が点灯し、カラーホイール121が回転駆動されてマイクロミラー表示素子140に赤、緑、青の光が順次投射され、マイクロミラー表示素子140から順次出射する赤、緑、青の光が投影系レンズ群150により投影されるとともに、吸気ファン175、176及び排気ファン171、172、173が駆動され、プロジェクタケース内の空冷が開始される。

また、投影系レンズ群150による投影方向を投影面に合わせるプロジェクタケースの姿勢調整は、前記赤、緑、青の光を投影系レンズ群150により投影させた状態で前足部材の突出高さを調整することにより行なわれる。

なお、パソコンからの画像信号またはビデオ信号が入力されないときは、マイクロミラー表示素子140の表示エリア全体から赤、緑、青の光が順次出射し、その光が投影系レンズ群150により投影される。そのため、このときの投影面の投影領域はその全体にわたって白である。

そして、画像信号またはビデオ信号が入力されると、マイクロミラー表示素子140に赤、緑、青の単色画像データが順次書込まれ、投影面に赤、緑、青の３色の単色画像が順次投影されてフルカラー画像が表示される。
また、画像投影の終了後は、画像信号またはビデオ信号の入力を停止し、電源キーをオフさせて、投影レンズカバー159を閉じればよく、電源キーをオフさせると、ランプユニット10の放電ランプ30が消灯し、カラーホイール121の回転駆動が停止されるとともに、それから一定時間後、または光源温度が一定温度以下になったときに吸気ファン175、176及び排気ファン171、172、173の駆動が停止される。

そして、このプロジェクタ100では、投影レンズカバー159の中央部に開口を形成し、その開口に半透明板を設けているため、電源キーをオフさせずに投影レンズカバー159を閉じてしまったときは、半透明板が投影系レンズ群150からの出射光を受けて光って見える。そのため、使用者に電源の切り忘れを気付かせることができる。

本発明に係るランプユニットは、放熱カバーによりリフレクタや放電ランプの放熱効率を高め、放電ランプの破損時における破片の飛散を防ぎつつ高輝度の放電ランプを冷却することができるプロジェクタなどに適した光源とすることができるものである。

本発明に係るランプユニットの分解斜視図。 本発明に係るランプユニットの後方斜視図。 本発明に係るランプユニットの他の実施例を示す分解斜視図。 本発明に係るランプユニットの更に他の実施例を示す斜視図。 本発明に係るランプユニットの前面ネットに防爆ガラスを取り付ける状態を示す図。 本発明に係るランプユニットを組み込んだプロジェクタの一例を示す水平断面図。 本発明に係るランプユニットを組み込んだプロジェクタの一例を示す垂直断面図。 従来のランプユニットの一例を示す断面図。

符号の説明

１０ ランプユニット
１１ リフレクタ １３ スリット
１５ リフレクタリング １７ 防爆ガラス
１８ 防爆カバー １９ 透孔
２１ 固定充填剤 ２３ 切り欠き
２５ リフレクタ基部 ２７ 基部開口部
２９ 口金取付け部
３０ 放電ランプ
３１ 放電電極 ３３ ランプ口金
３５ 陰極端子 ３７ 端子引き出し線
３９ 電極
４１ 基部カバー
４３ カバー開口部 ４５ カバー固定部
５０ 放熱カバー
５１ 円筒部 ５３ 後端部
５５ 穴部
６０ 放熱カバー
６１ 前面ネット ６３ 上部側壁ネット
６５ 右側壁ネット ６９ ホルダーリング
７１ カバー係止具
７３ 本体部 ７５ 透通孔
７７ リング部
１００ プロジェクタ １１０ 光源側ハウジング
１２０ 光源側光学系 １２１ カラーホイール
１２３ カラーフィルター １２４ カラーホイール回転モータ
１２５ 導光ロッド １２７ 光源側レンズ
１３０ ミラーハウジング １３１ ミラー
１３５ 中継レンズ １４０ 表示素子
１４５ 電源系回路基板 １４７ プロジェクタ制御回路基板
１４９ 表示／音声系回路基板
１５０ 投影系レンズ群 １５１ 固定鏡筒
１５５ 可動鏡筒 １５７ 調整用開口
１５９ レンズカバー
１６１ 吸気孔 １６３ 排気孔
１７１、１７２、１７３ 排気ファン
１７５、１７６ 吸気ファン

Claims (12)

1. 略半球形状のリフレクタの中央後方にランプ電極を突出させて前記リフレクタに固定された放電ランプを有し、前記リフレクタの後方に熱伝導性を有する放熱カバーを備え、この放熱カバーの前端を前記リフレクタの外表面に接触させ、前記放熱カバーの後端部における穴部を前記リフレクタに固定したことを特徴とするランプユニット。
2. 前記放熱カバーは、熱伝導性と共に通気性を有することを特徴とする請求項１に記載したランプユニット。
3. 前記放熱カバーは金網を用いて形成していることを特徴とする請求項２に記載したランプユニット。
4. 前記放熱カバーは金属板により形成されていることを特徴とする請求項１に記載したランプユニット。
5. 前記放熱カバーには、多数の小孔を設けた金属板により形成されていることを特徴とする請求項２に記載したランプユニット。
6. 前記リフレクタにおけるリフレクタ基部の近辺または周辺に透孔や開口部が形成されていることを特徴とする請求項２又は請求項３、請求項５の何れかに記載したランプユニット。
7. 前記リフレクタの前端近傍にスリットが設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載したランプユニット。
8. 略半球形状のリフレクタとその中央後方にランプ電極を突出させて前記リフレクタに固定された放電ランプとを、放熱カバー内に収納し、
   前記放熱カバーの側面部内側を前記リフレクタの前端外周に接触させ、
   前記放熱カバーの前面ネットはその中央に防爆ガラスを備え、
   前記放熱カバーの後部ネットはその中央に穴部を備え、
   前記穴部をランプ電極の位置に合わせて放熱カバーをリフレクタに係止したことを特徴とするランプユニット。
9. 前記放熱カバーの前記前面ネットと後部ネットとの間の前記側面部は、円筒状又は角柱状の網により形成したことを特徴とする請求項８に記載したランプユニット。
10. 前記リフレクタにおけるリフレクタ基部の近辺または周辺に透孔や開口部が形成されていることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載したランプユニット。
11. ランプユニット、光源側光学系、表示素子、投影系レンズ、更に、電源回路やプロジェクタ制御回路を備えたプロジェクタであって、前記ランプユニットが、略半球形状のリフレクタの中央後方にランプ電極を突出させて前記リフレクタに固定された放電ランプを有し、前記リフレクタの後方に熱伝導性と通気性を有する放熱カバーを備えたランプユニットとされていることを特徴とするプロジェクタ。
12. 前記放熱カバーの前端を前記リフレクタの外表面に接触させ、前記放熱カバーの後端部における穴部を前記リフレクタに固定したランプユニットとされていることを特徴とする請求項１１に記載したプロジェクタ。
    

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