JP2006260865A - 光源装置及び投写型画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光源装置における放電ランプ及び反射鏡の全体を効率良く冷却すること。
【解決手段】 光源装置１００は、放電ランプ１と、反射鏡２と、透光板３と、これらを収容するケース７とを有している。反射鏡２の前端近傍には、吸気口４ａ，４ｂと排気口５ａ，５ｂとが形成されている。ケース７には、反射鏡２の前方に位置する排気口７ａ，７ｂと、反射鏡２と後方に位置する吸気口７ｃとが形成されている。送風ファン８によりケース７の吸気口７ｃからケース７の内部に送られた空気は、反射鏡２の背面２ｂ側を通過し、反射鏡２の吸気口４ａ，４ｂを介して反射鏡２の内側に送られ、さらに反射鏡２の排気口５ａ，５ｂ及びケース７の排気口７ａ，７ｂを介してケース７の外部に排気される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、投写型画像表示装置などに用いられる放電ランプを備えた光源装置、及びこの光源装置を備えた投写型画像表示装置に関する。

投写型画像表示装置の光源装置は、放電ランプと反射鏡と透光板とをケース内に収容したユニットとして構成されている。近年、明るい室内でも鮮明な画像を写し出せるよう、放電ランプの高出力化が進んでおり、これに伴い、放電ランプの冷却効率の向上が求められている。そこで、反射鏡に切り欠き部を設け、この切り欠き部から反射鏡の内側に空気を導いて放電ランプの冷却を行うことが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平８−３１４０１１号公報（第２頁、図７参照）

図７は、上記文献に開示された光源装置を示す断面図である。この光源装置では、ランプ１０１と反射鏡１０２とを収容するケース１０７の後方に、排気ファン１０９を設けている。排気ファン１０９を作動させると、空気が、ケース１０７の吸気口１０７ａから内部に導入され、反射鏡１０２の内側を通過し、さらにケース１０７の底部を通過して外部に排気される。しかしながら、このような冷却方法では、反射板１０２の後方を空気がほとんど通らないため、例えば、反射鏡１０２の背面や、その後方に突出したランプ１０１の後端部１０１ｂを十分に冷却することができない。ランプ１０１の後端部１０１ｂは放電ランプ１０１の寿命に大きく影響する部分であるため、改善が求められている。また、反射鏡１０２の反射面と背面との温度差が大きくなると、反射鏡１０２の割れを生じる場合もある。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、その目的は、放電ランプ及び反射鏡の全体を効率良く冷却することにある。

本発明に係る光源装置は、放電ランプと、前記放電ランプから出射された光を反射して出射する反射鏡であって、反射面とその背面とを有する反射鏡と、前記反射鏡の出射側に配置された透光板と、前記放電ランプ、前記反射鏡及び前記透光板を収容するケースとを備えて構成される。前記反射鏡と前記透光板とは、一定の領域を囲んでいる。前記ケースは、吸気口と排気口とを有している。前記反射鏡は、その透光板側の端部近傍に吸気口と排気口とを有している。本発明に係る光源装置は、さらに、前記ケースの前記吸気口から導入した空気を、前記反射鏡の前記背面側を通過させて、前記反射鏡の前記吸気口から前記領域に導き、さらに前記反射鏡の前記排気口及び前記ケースの前記排気口を介して前記ケースの外部に排気するよう構成されている。

本発明によれば、光源装置のケースの内部に導入された空気が反射鏡の背面側を通過することで、反射鏡の背面と、放電ランプの突出部分（当該背面から突出した部分）とが冷却される。また、空気が反射鏡の吸気口を介して反射鏡の内側の領域に導かれ、さらに反射鏡の排気口及びケースの排気口を介してケースの外部に排気されることにより、放電ランプ及び反射鏡の反射面が冷却される。このように、放電ランプ及び反射鏡の全体が効率良く冷却されるため、放電ランプの長寿命化を図ることができる。また、反射鏡の反射面と背面との温度差を小さくできるため、（反射面と背面との温度差が大きい場合に生じる）反射鏡の割れを防止することができる。

また、本発明の一態様として、ケースの吸気口及び排気口に、空気を通過させて放電ランプの破片を通過させない部材（例えば網部材）を設けることにより、放電ランプが破裂した場合であっても、その破片がケースの外部に飛散することを防止できる。また、放電ランプをケースごと交換する際など、ケースを傾けてしまった場合であっても、吸気口や排気口を介して破片が外部にこぼれ出ることを防止できる。

以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る光源装置１００の縦断面図である。図２は、図１に示した線分Ａ−Ａにおける光源装置１００の断面図である。図３は、図１に示した光源装置１００の斜視図である。この光源装置１００は、例えば、後述する投写型画像表示装置（図６）に用いられるものである。

図１に示すように、光源装置１００は、一方向に長い放電ランプ１を有している。この放電ランプ１は、例えばメタルハライドランプやキセノンランプなどである。光源装置１００は、さらに、放電ランプ１から出射された発散状態の光を反射して図中左方向に出射する反射鏡２を有している。この反射鏡２は、放電ランプ１の中心軸線を中心とした回転体形状を有しており、その出射側（図中左側）が開口部分となっている。反射鏡２の出射側の端部（開口部分）には、光を透過する透光板３が取り付けられている。

以下の説明では、図１における左側（すなわち、放電ランプ１及び反射鏡２からの光の出射側）を「前方」とし、図１における右側を「後方」とする。また、図１における上方及び下方を、それぞれ「上方」及び「下方」とする。さらに、図１の紙面に直交する方向に「左側」及び「右側」を定義する。

反射鏡２は、放電ランプ１から発せられた光を反射する反射面２ａと、その反対面である背面２ｂとを有している。反射鏡２と透光板３とにより囲まれた領域は、ほぼ閉じた空間をなしており、その内部に放電ランプ１の発光管部１ａが位置している。放電ランプ１の後端部１ｂは、反射鏡２の背面２ｂよりも後方に突出している。

反射鏡２の前端部には、左右一対の吸気口４ａ，４ｂ（吸気口４ａは図２に示す）と、上下一対の排気口５ａ，５ｂとが形成されている。図２に示すように、吸気口４ａ，４ｂは、透光板３の左側及び右側にそれぞれ位置している。図１に示すように、排気口５ａ，５ｂは、透光板３の上方及び下方にそれぞれ位置している。これら吸気口４ａ，４ｂ及び排気口５ａ，５ｂは、例えば反射鏡２の前端部を切り欠いて形成したものである。

光源装置１００は、さらに、放電ランプ１、反射鏡２及び透光板３を収容するケース７を有している。ケース７の前面部７０には、放電ランプ１の透光板３に対応する開口部７１が形成されている。また、ケース７の上方には、光源装置１００を持ち運ぶ際に使用する取っ手部７２が形成されている。

ケース７の前面部７０には、上下一対の排気口７ａ，７ｂが形成されている。これら排気口７ａ，７ｂは、開口部７１の上方及び下方にそれぞれ位置している。ケース７の排気口７ａ，７ｂは、反射鏡２の排気口５ａ，５ｂのそれぞれ近傍に形成されている。ケース７の排気口７ａと反射鏡５の排気口５ａとの間には、排気口５ａから排気された空気を排気口７ａに導く導風路６ａが設けられている。同様に、ケース７の排気口７ｂと反射鏡５の排気口５ｂとの間には、排気口５ｂから排気された空気を排気口７ｂに導く導風路６ｂが設けられている。

ケース７の後方側の上面には、水平面に対して傾斜した傾斜部７３が形成されており、この傾斜部７３に吸気口７ｃが形成されている。この吸気口７ｃは、後述する送風ファン８により送られた空気をケース７の内部に導入するためのものである。

ケース７の吸気口７ｃ及び排気口７ａ，７ｂは、例えば金属で構成された網部材１１ａ，１１ｂ，１１ｃにより覆われている。網部材１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、放電ランプ１が破裂した場合に、そのガラスの破片をケース７の外部に飛散させないためのものである。網部材１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、空気を通過させ、且つ放電ランプ１の破片を通過させない大きさの網目間隔を有している。

後述する投写型画像表示装置（図６）には、光源装置１００のケース７の周囲を囲む筐体１０が設けられている。この筐体１０には、上述した送風ファン８が取り付けられている。送風ファン８は、その送風口８ａが、光源装置１００のケース７の吸気口７ｃに対向するように配置されている。この送風ファン８による送風方向は、ケース７の後方側の上面（吸気口７ｃ）から反射鏡２の背面２ｂ及び放電ランプ１の後端部１ｂに向かう方向である。

送風ファン８が回転すると、その送風口８ａから送られた空気が、吸気口７ｃを介してケース７の内部に導かれる。この空気は、反射鏡２の背面２ｂ及び放電ランプ１の後端部１ｂの周囲を前方に向かって流れる（図２参照）。これにより、反射鏡２の背面２ｂ及び放電ランプ１の後端部１ｂが冷却される。さらに、反射鏡２の前方に向かった空気は、反射鏡２の前端近傍の吸気口４ａ，４ｂを介して反射鏡２の内側（すなわち、反射鏡２と透光板３とにより囲まれた領域内）に導かれる。これにより、反射鏡２の反射面２ａ及び放電ランプ１の発光管部１ａが冷却される。このようにして反射鏡２内を冷却した空気は、反射鏡２の排気口５ａ，５ｂを通り、さらに導風路６ａ，６ｂを通って、ケース７の排気口７ａ，７ｂからケース７の外部に排気される。

このように、本実施の形態によれば、ケース７の吸気口７ｃから導入された空気が、放電ランプ１の後端部１ｂ及び反射鏡２の背面２ｂを通過するため、放電ランプ１の発光管部１ａだけでなく、放電ランプ１の後端部１ｂも冷却することができ、これにより放電ランプ１の長寿命化を図ることができる。加えて、反射鏡２の反射面２ａと背面２ｂとの温度差を小さくできるため、温度差が大きい場合に生じ得る反射鏡２の割れを防止することができる。

さらに、反射鏡２の排気口５ａ，５ｂから排気された空気は、導風路６ａ，６ｂを介して直接ケース７の外部に排気されるため、反射鏡２の内側で暖められた空気が再びケース７の内部を循環することがない。その結果、反射鏡２の背面２ｂ側から吸気口４ａ，４ｂを経て反射鏡２内に導かれる空気は、常に、吸気ファン８から取り込まれた外気となり、放電ランプ１及び反射鏡２の冷却を更に効率良く行うことができる。

また、上述した従来の光源装置（図７）では、放電ランプ１０１が破裂した場合にその破片が排気口１０８から外部に飛び出さないよう、ケース１０７の底部にＶ字形障壁１１２が設けられていたが、放電ランプ１０１が破裂した際の勢いで破片が吸気口１０７ａから外部に飛散する可能性があった。また、放電ランプ１０１をケース１０７ごと交換する際などに、ケース１０７を傾けてしまった場合には、吸気口１０７ａから外部に破片がこぼれ出る可能性があった。

これに対し、本実施の形態では、ケース７の吸気口７ｃ及び排気口７ａ，７ｂに網部材１１ａ，１１ｂ，１１ｃが設けられているため、放電ランプ１が破裂した場合であっても、そのガラスの破片がケース７の外部に飛散することを防止できる。また、放電ランプ１をケース７ごとに交換する際など、光源装置１００を筐体１０から取り外して傾けた場合であっても、排気口７ａ，７ｂや吸気口７ｃから外部に破片がこぼれ出ることを防止できる。

加えて、本実施の形態では、排気ファン８を反射鏡２の後方側に配置し、ケース７の吸気口７ｃを反射鏡２の背面２ｂに対向するように配置することにより、反射鏡２の背面２ｂや放電ランプ１の後端部１ｂに十分な空気を送り、これらを確実に冷却することができる。また、ケース７の排気口７ａ，７ｂを反射鏡２の排気口５ａ，５ｂの近傍に形成することにより、反射鏡２内で暖められた空気を速やかにケース７外に排気することができる。

なお、反射鏡２の排気口５ａ，５ｂ及び吸気口４ａ，４ｂの配置は、反射鏡２の内外の空気の円滑な流れが確保される範囲で適宜変更することができる。また、ケース７の排気口７ａ，７ｂの配置は、反射鏡２の排気口５ａ，５ｂから排気された空気をケース７の外部に導くことができる位置であればよい。ケース７の吸気口７ｃの配置は、送風ファン８から送られた空気を、反射鏡２の背面２ｂ及び放電ランプ１の後端部１ｂを経て反射鏡２の前方に送ることができる位置であればよい。

実施の形態２．
図４は、本発明の実施の形態２に係る光源装置１００の縦断面図である。図５は、図４に示した線分Ｂ−Ｂにおける光源装置１００の断面図である。

上述した実施の形態１では、反射鏡２に吸気口４ａ，４ｂ及び排気口５ａ，５ｂをそれぞれ２つずつ設けたのに対し、この実施の形態２では、図４及び図５に示すように、反射鏡２に吸気口４ｂ及び排気口５ａをそれぞれ一つずつ設けている。また、ケース７には、吸気口７ｃと、反射鏡２の排気口５ａに対応する排気口７ａとをそれぞれ一つずつ設けている。

さらに、この実施の形態２では、実施の形態１で説明した送風ファン８に加えて、反射鏡２の排気口５ａ及びケース７の排気口７ａからの排気を強制的に行うため、筐体１０の前端側の上方に、排気ファン９を設けている。この排気ファン９は、光源装置１００のケース７よりも前方で且つ上方に位置するように、筐体１０に取り付けられている。ここでは、排気ファン９の送風方向は、下から上に向かう方向となっている。

反射鏡２の吸気口４ｂ及び排気口５ｂ、ケース７の排気口７ａ、並びに排気ファン９以外の構成要素は、実施の形態１と同様である。また、この実施の形態２に係る光源装置１００は、実施の形態１と同様、例えば、後述する投写型画像表示装置（図６）に用いられるものである。

送風ファン８が回転すると、その送風口８ａから送られた空気が、吸気口７ｃを介してケース７の内部に導かれる。この空気は、反射鏡２の背面２ｂ及び放電ランプ１の後端部１ｂの周囲を前方に向かって流れる（図５参照）。これにより、反射鏡２の背面２ｂ及び放電ランプ１の後端部１ｂが冷却される。さらに、反射鏡２の前方に向かった空気は、反射鏡２の前端近傍の吸気口４ｂを介して反射鏡２の内側に導かれる。これにより、反射鏡２の反射面２ａ及び放電ランプ１の発光管部１ａが冷却される。このようにして反射鏡２内を冷却した空気は、反射鏡２の排気口５ａを通り、さらに導風路６ａを通って、ケース７の排気口７ａから外部に排気される。

このように、本実施の形態によれば、送風ファン８と排気ファン９とを用いてケース７の内部の通風を強制的に行っているため、反射鏡２の吸気口４ｂ及び排気口５ａの数を少なくすることができる。反射鏡２の吸気口４ｂ及び排気口５ａの数が少なくなることで、放電ランプ１が破裂した場合に、そのガラスの破片が反射鏡２の外部（すなわちケース７の内部）に出る経路が少なくなる。その結果、放電ランプ１の破片の多くを反射鏡２の内部に留めておくことが可能となる。

さらに、実施の形態１と同様、反射鏡２の内部で暖められた空気がケース７の内部に再び戻ることなく、導風路６ａを介して直接ケース７の外部に排気されるので、ケース７の内部で暖かい空気が再循環することがなく、従って、放電ランプ１及び反射鏡２の冷却を効率良く行うことができる。

また、ケース７の吸気口７ｃ及び排気口７ａに網部材１１ａ，１１ｂが設けられているため、放電ランプ１が破裂した場合であっても、その破片がケース７の外部に飛散することを防止できる。また、放電ランプ１をケース７ごと交換する際など、光源装置１００を筐体１０から取り外して傾けた場合であっても、ガラスの破片が吸気口７ｃ又は排気口７ａから外部にこぼれ出ることを防止できる。

なお、本実施の形態では、反射鏡２に吸気口及び排気口がそれぞれ少なくとも一つずつ設けられていればよく、その数は特に限定されない。また、吸気口及び排気口の位置も適宜変更することができる。但し、反射鏡２の内側への吸気量と反射鏡２の外部への排気量とをほぼ等しくするために、吸気口及び排気口の数は同数であることが好ましい。

最後に、上述した実施の形態１，２に係る光源装置１００を組み込んだ投写型画像表示装置について説明する。図６に、上記の光源装置１００を組み込んだ投写型画像表示装置の一例を示す。なお、図６に示す投写型画像表示装置はあくまで一例であり、本実施の形態に係る光源装置は、他の装置にも組み込むことができるのは言うまでもない。

図６に示す投写型画像表示装置は、上述した光源装置１００と、光源装置１００から出射された白色光を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の光に分離するダイクロイックミラー９１，９２と、各色の光を変調する３枚の液晶ライトバルブ９５Ｒ，９５Ｇ，９５Ｂと、変調された各色の光を合成するプリズムユニット９６と、合成された光をスクリーンＳに拡大投写する投写光学系９８とを備えている。さらに、ダイクロイックミラー９１で反射された赤色光を液晶ライトバルブ９５Ｒに導くミラー９３と、ダイクロイックミラー９１，９２を透過した青色光を液晶ライトバルブ９５Ｂに導くためのミラー９４ａ，９４ｂが設けられている。また、各液晶ライトバルブ９５Ｒ，９５Ｇ，９５Ｂの入射側には、各ライトバルブに入射する光を平行光にするための集光レンズ９７ａ，９７ｂ，９７ｃが配置されている。

光源装置１００から出射された光は、まずダイクロイックミラー９１に入射する。ダイクロイックミラー９１では赤色光のみが反射され、この赤色光は反射ミラー９３及び集光レンズ９７ａを経て液晶ライトバルブ９５Ｒに入射する。一方、ダイクロイックミラー９１を透過した青色光と緑色光は、ダイクロイックミラー９２に入射する。ダイクロイックミラー９２では緑色光のみが反射され、この緑色光は集光レンズ９７ｂを経て液晶ライトバルブ９５Ｇに入射する。一方、ダイクロイックミラー９２を透過した青色光は、反射ミラー９４ａ，９４ｂ及び集光レンズ９７ｃを経て液晶ライトバルブ９５Ｂに入射する。液晶ライトバルブ９５Ｒ，９５Ｇ，９５Ｂに入射した光は、それぞれの色の画像情報に応じて変調され、変調された各色光はプリズムユニット９６にて合成される。合成された光は、投写光学系９８を経て、スクリーンＳに投写される。

上述したように、光源装置１００内の放電ランプ１が破裂した場合でも、網部材１１ａ〜１１ｃ（図１等）によりケース７外への破片の飛散が防止されるため、投写型画像表示装置の内部にガラスの破片が飛散することはない。

本発明の実施の形態１に係る光源装置の縦断面図である。 図１に示した線分Ａ−Ａにおける光源装置の断面図である。 本発明の実施の形態１に係る光源装置の斜視図である。 本発明の実施の形態２に係る光源装置の断面図である。 図４に示した線分Ｂ−Ｂにおける光源装置の縦断面図である。 本発明の実施の形態１，２に係る光源装置が用いられる投写型画像表示装置の構成例を示す図である。 従来例の光源装置の縦断面図である。

符号の説明

１ 放電ランプ、 １ａ 発光管部、 １ｂ 後端部、 ２ 反射鏡、 ３ 透光板、 ４ａ，４ｂ 吸気口、 ５ａ，５ｂ 排気口、 ６ａ，６ｂ 導風路、 ７ ケース、 ７ａ，７ｂ 排気口、 ７ｃ 吸気口、 ８ 吸気ファン、 ９ 排気ファン、 １０ 筐体、 １１ａ，１１ｂ，１１ｃ 網部材、 １００ 光源装置。

Claims (8)

1. 放電ランプと、
   前記放電ランプから出射された光を反射して出射する反射鏡であって、反射面とその背面とを有する反射鏡と、
   前記反射鏡の出射側に配置された透光板と、
   前記放電ランプ、前記反射鏡及び前記透光板を収容するケースと
   を備え、
   前記反射鏡と前記透光板とが一定の領域を囲み、
   前記ケースが、吸気口と排気口とを有し、
   前記反射鏡が、その透光板側の端部近傍に吸気口と排気口とを有し、
   前記ケースの前記吸気口から導入した空気を、前記反射鏡の前記背面側を通過させて、前記反射鏡の前記吸気口から前記領域に導き、さらに前記反射鏡の前記排気口及び前記ケースの前記排気口を介して前記ケースの外部に排気するよう構成された光源装置。
2. 前記反射鏡の前記排気口と前記ケースの前記排気口とをつなぐ導風路をさらに備え、
   前記反射鏡の前記排気口から排気された空気を、前記導風路を介して前記ケースの前記排気口から外部に排気することを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 前記ケースの前記吸気口及び前記排気口に、空気を通過させ、且つ前記放電ランプの破片を通過させない部材を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の光源装置。
4. 前記吸気口が、前記ケースに、前記反射鏡の前記背面に対向するように形成されていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の光源装置。
5. 前記排気口が、前記ケースにおいて、前記反射鏡の前記排気口の近傍に形成されていることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の光源装置。
6. 請求項１から５までのいずれか１項に記載の光源装置と、
   前記光源装置から出射された光を変調してスクリーン上に投写する投写手段と、
   前記光源装置の前記ケースの前記吸気口から前記ケース内に空気を送り込むための送風ファンと
   を備えたことを特徴とする投写型画像表示装置。
7. 前記送風ファンは、前記光源装置の出射側とは反対の側に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の投写型画像表示装置。
8. 前記光源装置の出射側に、さらにファンを備えたことを特徴とする請求項７に記載の投写型画像表示装置。

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