JP2007080796A

JP2007080796A - 光源ランプ

Info

Publication number: JP2007080796A
Application number: JP2005270892A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Kubo; 良生久保
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2005-09-16
Filing date: 2005-09-16
Publication date: 2007-03-29
Also published as: US20070064432A1

Abstract

【課題】簡易な構成で、放熱効果と、防爆効果を有する光源ランプを提供することを目的とする。
【解決手段】ほぼ半球形の凹状に形成された光反射面を有し、中央部分に筒状部１８ａが形成されたリフレクタ１８と、前記リフレクタ１８の中央部分に設置され、一端部に設けられた口金２２が前記リフレクタ１８の筒状部１８ａを遊挿して前記リフレクタ１８の背面側に突出する発光管１９と、前記発光管１９の口金２２に取着される底面部と、前記リフレクタ１８の筒状部１８ａに取着される側面部とを有し、前記発光管１９と前記リフレクタ１８とを連結するもので、前記側面部の所定位置に空気排気口２４が形成された支持部材２３と、前記発光管１９の口金２２に取着され、前記支持部材２３の空気排気口２４を、該空気排気口２４から排出される空気が前記空気排気口２４よりも狭い空間を介して外部に排出可能となるように覆う放熱部材２５とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、特にデジタルライトプロセッシング（ＤＬＰ）方式のカラープロジェクタに用いて有効な光源ランプに関する。

周知のように、ＤＬＰ方式のカラープロジェクタでは、光源ランプから出射された白色光を、回転するカラーホイルに設けられたＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各色セグメントを順次透過させて、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）のパネル面に照射させている。

ＤＭＤでは、そのパネル面において、時分割で順次与えられるＲ，Ｇ，Ｂセグメントからの各光に同期してＲ，Ｇ，Ｂ光にそれぞれ対応する光学像を多数のマイクロミラーの反射により形成する。そして、ＤＭＤで形成されたＲ，Ｇ，Ｂの各光学像が、投射レンズにより拡大されてスクリーンに投影され、ここにカラー映像表示が行なわれることになる。
特開２００３−２９３４２公報特開２００４−２４１２５８公報

ところで、上記のような光源ランプにあっては、その発光管が発光時に２００から１２００度近い高温となり、これに伴って、発光管を覆うリフレクタも高温となるため、冷却手段を設ける必要がある。

このような光源ランプにおける冷却手段としては、一般に、空気吸入口と空気排気口とを設け、空気流によって光源ランプの内部の放熱を行なう構造が採用されている。この場合、空気排気口の面積を広くすることにより、冷却効果を向上することが可能となる。

一方、この種の光源ランプに使用されている発光管は、その内部におよそ２００気圧の高圧で発光ガスが封入されている。これにより、例えば外部振動や寿命等によって発光管が破裂すると、この破裂した発光管の破片が空気排気口から飛び出して危険である。このため、空気排気口に対して発光管の破片が外部に飛び出さないように防爆対策を施す必要がある。

そして、この防爆対策は、空気排気口の面積を狭くする構成や、空気排気口を塞ぐ構成を採るため、上記した冷却効果を向上させる点からみると相反する構成となっている。

特許文献１には、リフレクタの後方に、リフレクタ背面への漏光を遮蔽する遮光板を設置し、リフレクタと遮光板との間にできた空間を空気が通り抜けて冷却を行なう構成が開示されている。しかしながら、この特許文献１では、発熱する光源自体を冷却する構成ではないため、実用上十分な冷却効果が得られないという不都合がある。また、遮光板をリフレクタの後方に空気流通路を形成するように設置する構成であるため、装置の小型化が困難となっている。

特許文献２には、リフレクタの前面から取り入れた空気を、空気排気口を介してリフレクタの背面に排出することにより、リフレクタと光源とを同時に冷却することができるようにした構成が開示されている。しかしながら、特許文献２では、空気排気口に対しての防爆対策に関しては何らの記載もなされていないものである。

そこで、この発明は上記事情に基づいてなされたもので、簡易な構成で実用上十分な冷却効果と、防爆効果とを奏し得る光源ランプを提供することを目的とする。

この発明は上記の目的を達成するために、ほぼ半球形の凹状に形成された光反射面を有し、中央部分に筒状部が形成されたリフレクタと、前記リフレクタの中央部分に設置され、一端部に設けられた口金が前記リフレクタの筒状部を遊挿して前記リフレクタの背面側に突出する発光管と、前記発光管の口金に取着される底面部と、前記リフレクタの筒状部に取着される側面部とを有し、前記発光管と前記リフレクタとを連結するもので、前記側面部の所定位置に空気排気口が形成された支持部材と、前記発光管の口金に取着され、前記支持部材の空気排気口を、該空気排気口から排出される空気が前記空気排気口よりも狭い空間を介して外部に排出可能となるように覆う放熱部材とを備える。

上記のような構成によれば簡易な構成で冷却効果と、防爆効果を有する光源ランプを提供することができる。

以下この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、この実施の形態で説明するＤＬＰ方式カラープロジェクタの概略を示している。図１において、符号１１はスケーラである。このスケーラ１１は、入力されたデジタルのＲ，Ｇ，Ｂ信号から、後段に設けられるＤＭＤパネル１３の解像度（画素数）に対応したＲ，Ｇ，Ｂ画素信号を生成している。つまり、入力されたＲ，Ｇ，Ｂ信号の画素数を調整してＤＭＤパネル１３の複数のマイクロミラー（複数の画素）に適合するようにしている。

このスケーラ１１から出力されたＲ，Ｇ，Ｂ画素信号は、ＤＭＤ制御回路１２に入力される。ＤＭＤ制御回路１２は、Ｒ，Ｇ，Ｂ画素信号から全画面一定のＷ（白）画素信号を生成し、これらＲ，Ｇ，Ｂ，Ｗ画素信号を、ＤＭＤパネル１３に時分割で与える。

一方、光源ランプ１４から出射された白色光は、回転駆動されるカラーホイル１５を透過して、ＤＭＤパネル１３のマイクロミラーアレイ面に照射される。このカラーホイル１５は、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗに対応した４つのセグメントを有し、回転駆動されることにより、光源ランプ１４からの出射光が各セグメントを順次透過してＤＭＤパネル１３のマイクロミラーアレイ面に照射されるようになっている。

そして、ＤＭＤパネル１３では、入力されるＲ，Ｇ，Ｂ，Ｗ画素信号に応じてマイクロミラー画素の反射方向が時分割で切換られ、カラーホイル１５を透過して入射される光をレンズ１６方向へ着色映像光として反射する。この場合、ＤＭＤパネル１３の各マイクロミラーがＲ，Ｇ，Ｂ，Ｗ画素信号に対応して駆動されるタイミングと、カラーホイル１５のＲ，Ｇ，Ｂ，Ｗセグメントを透過した光がそれぞれＤＭＤパネル１３に照射されるタイミングとは同期するように制御されている。

そして、上記レンズ１６から出射された拡大カラー像が、スクリーン１７に投影されて映像表示がなされる。

図２は、上記光源ランプ１４の構造を示している。すなわち、この光源ランプ１４は、ほぼ半球形の凹状に形成された光反射面をもつリフレクタ１８の中央部分に、発光管１９を配置した構成となっている。

発光管１９は、内部が１気圧以下の低圧で水銀の封入された発光管球体部１９ａの前後に、発光管電極部１９ｂを有する発光管前側封止部１９ｃと発光管後側封止部１９ｄとを取着するように構成されている。これにより、発光管球体部１９ａ内で一対の発光管電極部１９ｂの先端部同士が、所定間隔離間して対向され、発光管電極部１９ｂ相互間に放電を行なうことによって、発光管球体部１９ａを発光させることができる。

発光管１９で放出された可視光は、リフレクタ１８により、リフレクタ１８の開放端前方で焦点を結ぶように反射される。また、リフレクタ１８の開放端の前方には、光透過材料で形成された前面ガラス２０が設けられている。この前面ガラス２０は、発光管１９の破裂に対する防爆を目的としており、リフレクタ１８との間に空気吸入口２１ができる程度のわずかな隙間を開けて設置している。

ここで、上記発光管１９は、発光管１９の発光管後側封止部１９ｄがリフレクタ１８の中央部に形成された筒状部１８ａを遊挿している。この発光管後側封止部１９ｄのリフレクタ１８の背面側に突出した部分には、発光管口金２２が取着されている。

そして、この発光管口金２２には、有底筒状に形成された支持部材２３の底面が嵌着されている。この支持部材２３は、支持部材２３の開口端部が上記リフレクタ１８の筒状部１８ａに嵌着されることにより、発光管１９とリフレクタ１８とを連結している。

また、上記支持部材２３には、支持部材２３の側面の所定位置に空気排気口２４が形成されている。これにより、上記空気吸入口２１から流入された空気が、発光管後側封止部１９ｄとリフレクタ１８の筒状部１８ａとの間を介して、支持部材１７の空気排気口２４から外部に流出される冷却経路が形成され、リフレクタ１８及び発光管１９が効率よく冷却される。

ここで、上記発光管口金２２には、図３に示すように放熱部材２５が取着されている。この放熱部材２５は、放熱効果の高い金属板体をほぼコ字状に折り曲げたもので、放熱部材２５の中央部に形成された透孔２５ａに発光管口金２２を挿通させ、ナット２６を発光管口金２２に螺着することにより固定される。

また、この放熱部材２５の両端部は、それぞれ、支持部材２３に形成された空気排気口２４と対向している。この場合、放熱部材２５の両端部には、空気排気口２４よりも小さく、かつ、放熱のための空気流を阻害しない程度の大きさを有する複数の透孔２５ｂが形成されている。

図４は、上記放熱部材２５を展開した状態で示している。すなわち、この放熱部材２５は、熱伝導性の高い金属板体で構成されており、上記支持部材２３の底面と対向する基部２５ｃと、この基部２５ｃから互いに逆方向に延設された放熱片２５ｄ、２５ｅを有する。そして、上記基部２５ｃには、発光管口金２２が挿通できる上記透孔２５ａが形成されている。

また、各放熱片２５ｄ、２５ｅには、上記したように支持部材２３の空気排出口２４よりも小さく、放熱のための空気流が妨げられない大きさを有する複数の透孔２５ｂが形成されている。そして、上記基部２５ｃに対して放熱片２５ｄ、２５ｅを互いに面対向するように折り曲げることにより、放熱部材２５が形成される。

上記した実施の形態によれば、空気吸入口２１、発光管後側封止部１９ｄとリフレクタ１８の筒状部１８ａとの間の空間、支持部材２３の空気排気口２４、放熱部材２５の複数の透孔２５ｂよりなる空気流路により、発光管１９およびリフレクタ１８に対する放熱効果を得ることができる。

また、発光管口金２２から発生する熱は、放熱部材２５によって外気に放出される。この場合、放熱部材２５自体が空気排気口２４から流出される空気流により放熱されるので、十分な放熱効果を得ることが可能となる。

さらに、支持部材２３の空気排気口２４を、空気排気口２４よりも小さいサイズの複数の透孔２５ｂを有する放熱片２５ｄ、２５ｅで覆うようにしたので、発光管１９が破裂した場合にも、この破裂した発光管１９の破片が外部に飛び出すことが極力防止されるようになり、実用上十分な防爆効果を得ることが可能となる。さらに、空気排気口２４を、空気排気口２４よりも小さいサイズの複数の透孔２５ｂを有する放熱片２５ｄ、２５ｅで覆うことにより、空気排気口２４を介して漏れる光を極力遮光することが可能となる。

なお、図４では、放熱部材２５の透孔２５ｂは円形としたが、形状と数は特に限定しない。また、図５に示すように、複数の透孔２５ｂに代えて、放熱片２５ｄ、２５ｅにメッシュ構造を用いても同様の効果が得られることは、もちろんである。要するに、放熱片２５ｄ、２５ｅは、支持部材２３の空気排気口２４を、該空気排気口２４から排出される空気が前記空気排気口２４よりも狭い空間を介して外部に排出可能となるように覆う構成であればよいものである。

図６から図１０は、それぞれ上記放熱部材２５の変形例を示している。まず、図６において、一対の放熱片２５ｄ、２５ｅには、ほぼ舌状に形成された複数の切り起こし片２５ｆによる開口が形成されている。これら切り起こし片２５ｆは、放熱片２５ｄ、２５ｅで支持部材２３の空気排気口２４を覆ったとき、リフレクタ１８の背面側を開口が向くように形成される。これにより、支持部材２３の空気排気口２４から流出された空気をリフレクタ１８から遠ざける方向に導くことができ、放熱効果を高めることができる。また、切り起こし片２５ｆにより、防爆効果も高めることができる。

図６では、切り起こし片２５ｆを半楕円形状としたが、形状と数は特に限定しない。

図７に示すものは、一対の放熱片２５ｄ、２５ｅに波型のスリット２５ｇを形成するようにしたものである。図７では、スリット２５ｇは波型としたが、形状と本数は特に限定しない。

図８は、一対の放熱片２５ｄ、２５ｅの延出方向先端部をＵ字型に形成したものである。これによって、空気排気口２４全体を覆わない構成となるため、放熱効果が損なわれないようになる。また、図９は、一対の放熱片２５ｄ、２５ｅの延出方向先端部を２つのＵ字型が並設されるように形成したものである。

さらに、図１０は、放熱部材２５の基部２５ｃのうち、放熱片２５ｄ、２５ｅが形成されていない両側に固定片２５ｈ、２５ｉを形成したものである。そして、上記基部２５ｃに対して、放熱片２５ｄ、２５ｅおよび固定片２５ｈ、２５ｉを同方向に９０度折り曲げ、４方から支持部材２３を挟み込む構造として取り付け強度を高めている。

また、発光管１９の発熱によって熱せられたリフレクタ１８の放熱に対処するために、リフレクタ１８の周囲を図示しないランプシェードで覆ってもよい。放熱効果を有する必要があるため、ランプシェードの材質は、熱伝導率の高い銅やアルミニウムを用いた方が高効率である。

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

この発明の実施の形態を示すもので、ＤＬＰ方式カラープロジェクタの概略を説明するために示す図。同実施の形態におけるＤＬＰ方式カラープロジェクタに使用された光源ランプの一例を説明するために示す側断面図。同実施の形態における光源ランプを背面側から見た状態を説明するために示す分解斜視図。同実施の形態における光源ランプに使用された放熱部材の一例を説明するために示す展開図。同実施の形態における放熱部材の他の例を説明するために示す展開図。同実施の形態における放熱部材のさらに他の例を説明するために示す展開図。同実施の形態における放熱部材のさらに他の例を説明するために示す展開図。同実施の形態における放熱部材のさらに他の例を説明するために示す展開図。同実施の形態における放熱部材のさらに他の例を説明するために示す展開図。同実施の形態における放熱部材のさらに他の例を説明するために示す展開図。

符号の説明

１１…スケーラ、１２…ＤＭＤ制御回路、１３…ＤＭＤパネル、１４…光源ランプ、１５…カラーホイル、１６…レンズ、１７…スクリーン、１８…リフレクタ、１８ａ…筒状部、１９…発光管、１９ａ…発光管球体部、１９ｂ…発光管電極部、１９ｃ…発光管前側封止部、１９ｄ…発光管後側封止部、２０…前面ガラス、２１…空気吸入口、２２…発光管口金、２３…支持部材、２４…空気排気口、２５…放熱部材、２５ａ…透孔、２５ｂ…透孔、２５ｃ…基部、２５ｄ…放熱片、２５ｅ…放熱片、２５ｆ…切り起こし片、２５ｇ…スリット、２５ｈ…固定片、２５ｉ…固定片、２６…ナット

Claims

ほぼ半球形の凹状に形成された光反射面を有し、中央部分に筒状部が形成されたリフレクタと、
前記リフレクタの中央部分に設置され、一端部に設けられた口金が前記リフレクタの筒状部を遊挿して前記リフレクタの背面側に突出する発光管と、
前記発光管の口金に取着される底面部と、前記リフレクタの筒状部に取着される側面部とを有し、前記発光管と前記リフレクタとを連結するもので、前記側面部の所定位置に空気排気口が形成された支持部材と、
前記発光管の口金に取着され、該空気排気口から排出される空気が前記空気排気口よりも狭い空間を介して外部に排出可能となるように前記支持部材の空気排気口を覆う放熱部材とを具備することを特徴とする光源ランプ。
前記放熱部材は、
前記発光管の口金が嵌着される透孔が形成された基部と、
前記基部と一体的に形成され、前記支持部材の空気排気口を、該空気排気口から排出される空気が前記空気排気口よりも狭い空間を介して外部に排出可能となるように覆う放熱片とを具備することを特徴とする請求項１記載の光源ランプ。
前記放熱片は、前記基部に対して折り曲げることにより、前記支持部材の空気排気口を覆うことを特徴とする請求項２記載の光源ランプ。
前記放熱片には、前記支持部材の空気排気口よりも小さい複数の透孔が形成されることを特徴とする請求項２記載の光源ランプ。
前記放熱片は、前記支持部材の空気排気口に対応する部分がメッシュ構造を有していることを特徴とする請求項２記載の光源ランプ。
前記放熱片には、前記支持部材の空気排気口よりも小さい複数の切り起こし片による開口が形成されることを特徴とする請求項２記載の光源ランプ。
前記切り起こし片は、前記支持部材の空気排気口から排出される空気が、前記リフレクタの背面側に導かれる向きに形成されることを特徴とする請求項６記載の光源ランプ。
前記放熱片には、複数のスリットが形成されることを特徴とする請求項２記載の光源ランプ。
前記放熱片は、前記支持部材の空気排出口よりも小さく形成されることを特徴とする請求項２記載の光源ランプ。
前記放熱片には、前記基部と一体的に、折り曲げられることにより前記支持部材を挟み込む固定片が形成されることを特徴とする請求項２記載の光源ランプ。
ほぼ半球形の凹状に形成された光反射面を有し、中央部分に筒状部が形成されたリフレクタと；前記リフレクタの中央部分に設置され、一端部に設けられた口金が前記リフレクタの筒状部を遊挿して前記リフレクタの背面側に突出する発光管と；前記発光管の口金に取着される底面部と、前記リフレクタの筒状部に取着される側面部とを有し、前記発光管と前記リフレクタとを連結するもので、前記側面部の所定位置に空気排気口が形成された支持部材と；前記発光管の口金に取着され、該空気排気口から排出される空気が前記空気排気口よりも狭い空間を介して外部に排出可能となるように前記支持部材の空気排気口を覆う放熱部材とを有する光源ランプと、
複数の色セグメントが回転軸の周りに沿って配置され、回転駆動されることにより、前記光源からの出射光が、前記複数の色セグメントを順次透過されるようになるカラーホイルと、
前記カラーホイルの各色セグメントを通過した光を、複数のマイクロミラーによって前記カラーホイルの各色セグメントに対応した光学像を形成するように反射させるマイクロミラーデバイスと、
前記マイクロミラーデバイスで反射された光を投射するためのレンズとを具備することを特徴とする映像投射装置。