JP2007080796A - 光源ランプ - Google Patents

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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 (11)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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。
  9. 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。
  10. 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。
  11. 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。
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