JP2009540497A - 反射器と金属筐体とを備える照明装置 - Google Patents

Abstract

照明装置（１）は、光を放射するランプ（１０）と、ランプを収容する凹状の反射器（２０）とを含む。反射器は、ネック部分（２１）と、反射部分（２２）と、光放射窓（２３）とを有する。反射部分は、外表面（２４）を有する。横断的な透明の前方プレート（２５）が、光放射窓の側部に設けられる。壁（３１）を有する金属筐体（３０）が、反射器の周りに設けられる。反射部分の外表面の少なくとも５０％、好ましくは、７０％が、金属筐体の壁によってクラッドされる。透明な前方プレートは、筐体の延長部分（３５）内に配置され得るし、２°〜２５°の範囲内、好ましくは、４°〜１０°の範囲内の角度αで、光放射窓に対して傾斜され得る。

Description

本発明は、請求項１の特徴部分以前に定められる照明装置に関する。

そのような照明装置は、ＷＯ２００５／１０１４５７から既知である。ビデオプロジェクタ又はプロジェクションテレビにおいて使用される高圧放電ランプは破裂し易く、周りに散乱される熱いガラス破片をもたらし得る。もしそのような破裂がガラス反射器又は透明な前方プレートの破損を引き起こすならば、熱いガラス破片がプロジェクタ又はテレビの外側に落ちるとき、これらの破片は火災を引き起こし或いは人々を害し得る。既知の照明装置では、これはランプ及び反射器を金属筐体内に密封することによって対処されている。しかしながら、前記筐体は、ランプ及び照明装置の熱管理の問題を増大する。動作中、ランプは熱を生成し、熱くなる。照明装置が（局所的に）過熱されると、ランプの寿命は減少する。既知の照明装置において、金属筐体は、その外表面に冷却フィンを備え、照明装置及びランプの熱管理の問題に対処するためにランプから熱を奪うことを許容するよう、熱ブリッジを介して反射器に接続される。この問題の故に、既知の照明装置は、複雑な構造を有し、且つ、比較的広々としていなければならず、それは欠点である。

例えば、ＵＳ２００６／０１０９６５６に開示されるような、他の既知の照明装置は、通気孔及び冷却ファンを備える筐体を提供することによって、熱管理問題に対処している。ランプを冷却するためにファンが使用されるときには、迷光が照明装置から発し得ること、並びに、最終使用者とランプ自体との間に直接的な視線があることの問題が生じる。これらの開放空気通路及び光遮断という両立しない要求は、ルーバ状構造を使用することによって頻繁に解決されている。そのような構造は、複雑な構造、大きな空間、及び、高い費用という不利点を有する。時折、特殊な重なり合う光遮断ブレードを備えるファンが必要である。そのようなファンは、標準的なものよりも一層高価である。

既知の照明装置の不利点が是正された、冒頭段落中に記載された種類の照明装置を提供することが本発明の目的である。

この目的を達成するために、冒頭段落中に述べられた照明装置は、請求項１の特徴部分内で定められる。

ガラスは、不十分な熱伝導体であるので、ランプ及び反射器の双方は、均一な温度を有さない、即ち、それらは局所的な高温スポットを有する。ランプは、電極間のその壁内に高温スポットを有し、反射器は、光放射窓に向かって数ミリメートル、例えば、５ｍｍ〜７ｍｍ変位されるネックに隣接して、即ち、ランプの放電経路が配置される反射器の焦点の近傍に高温スポットを有する。前記高温スポットは材料中に過剰な応力を引き起こし、それはランプ故障をもたらし得る。前記高温スポットの発生は、反射器の反射部分のガラス表面の少なくとも５０％の金属筐体クラッディングによって是正される、即ち、それは、外側反射部分と金属筐体との間の実質的な（絶縁）（空気）ガス層なしに、反射部分の外表面から近い距離に存在する。放射が主要な熱移転機構であるので、この結果、高温スポットがより低い温度を有するよう、即ち、照明装置の熱管理が改良されるよう、熱は反射器に亘ってより均一に拡散される。実験は、約７０％のクラッディングの場合に、高温スポットの温度が約１１０℃だけ減少される、即ち、反射器上の（最）高温スポットの温度が３０８℃〜２００℃に減少されることを実証した。反射部分の７０％よりも多くが筐体の金属壁によってクラッドされるとき、照明装置の熱管理は一層さらに改良される。さらに、本発明の照明装置は、反射器の外側輪郭に少なくとも部分的に従う筐体を有し、その結果、比較的小さい筐体がもたらされる、即ち、既知の照明装置の筐体よりも一層少ない広さである。加えて、筐体は、簡単な方法で、ランプによって生成される迷光及び／又はＵＶ放射線に対する人間の望ましくない露出を是正する。

好適な実施態様において、照明装置は、光放射窓を越えて軸方向に延びる延長部分を備え、透明な前方プレートは、延長部分に配置されることを特徴とする。延長部分並びに筐体は、アルミニウム、スズプ板、ステンレス鋼、又は、他の任意の適切な材料で作成され得る。延長部分は、好ましくは、透明な前方プレートを好適な位置に維持するための手段を備え、該手段は、例えば、延長部分内部への透明なプレートの容易な固定を可能にするクリック脚である。冷却を向上するために、例えば、延長部分が、追加的に陽極化され得るアルミニウム、或いは、高い放出／吸収係数を有する耐熱塗料で塗装され得る他の材料から成る点において、延長部分の熱吸収／放出係数は増大される。代替的に或いは追加的に、延長部分は、冷却空気がランプを通じて進むことを許容するよう、通気開口、例えば、孔又はスリットを備える。さらなる実施態様では、金属格子及びクリック脚の機能を組み合わせる別個の金属部分が使用され得る。ランプの破損の場合に、例えば、１０ｍｍ^３より大きい、好ましくは、５ｍｍ^３未満のガラス破片が、筐体内に閉じ込められるよう、通気開口は、限定的なサイズを有さなければならない。

実施態様において、照明装置は、筐体、延長部分、及び、透明な前方プレートが設置された後に、延長部分が、溶接、クリンピング、又は、折曲げを用いて筐体に接続されることによって特徴付けられる。その場合には、筐体上にクリック(click)される延長部分に比べて比較的頑丈な拡張された筐体が得られる。ランプの破損の場合には、拡張された筐体は、比較的十分に前記破損に耐え得るので、ガラス破片が比較的広い限度で筐体内に閉じ込められる。

さらなる好適実施態様において、照明装置は、透明な前方プレートが、２°〜２５°の範囲、好ましくは、４°〜１０°の範囲内の角度αだけ光軸に対して傾斜される点で特徴付けられる。ランプの（比較的高温）部分、例えば、ランプの温度上昇を引き起こし得るランプの前方シールに対する背面反射の効果は、よって、減少される。この背面反射をさらに減少するために、透明な前方プレートは、好ましくは、ランプに面する透明な前方プレートの側に反射防止塗膜を備える。好ましくは、反射防止塗膜は、ＵＶ放射線への人体の付随的露出を妨げるため、追加的に前記ＵＶ放射線を反射或いは吸収する。より好ましくは、ランプ部分への背面反射を減少し、よって、ランプのより低い温度を得るために、塗膜はＵＶ放射線を吸収する。

さらなる実施態様において、ネックは、軸方向において筐体の外部に延在する突出部分を有し、突出部分は基部を備えることによって特徴付けられる。前記基部は、標準的なランプホルダ、例えば、差込み状取付金具又はエジソン状取付金具内でのその使用を可能にする手段を備え得る。既知のビデオプロジェクタ及びプロジェクションテレビの製造業者は、今まで、専用のランプホルダ及びランプ区画（コンパートメント）を使用することによって、プロジェクタシステム内部での照明装置の電気接続を解決してきた。投射ランプは、プロジェクタ又はテレビシステムのランプ区画内に配置されるユニットを形成するために、ランプホルダ内に組み込まれる。既知の照明装置は、各照明装置が、異なるビデオプロジェクタ及びプロジェクションテレビの間での照明装置の交換を妨げる特殊なランプホルダを必要とするという不利点を有する。標準的な基部は、この不利点を是正する。基部は、好ましくは、反射部分に面する環状端部を有し、環状端部は、金属筐体に当接する。基部は、普通、セメント付けを用いてネックに固定される。ランプの破損の場合に最も破砕し易い反射器の部分は、基部、筐体、及び、透明な前方プレートによって十分に取り囲まれる。

好適なさらなる実施態様において、基部は、反射器から離れる方向に面する横断的な端面を有し、端面は少なくとも２つの電気端子を備えることによって特徴付けられる。既知の照明装置におけるランプ及び反射器のユニットは、普通、ランプホルダへの電気接続として接点ワイヤ又はネジ接点を有する。これは、ランプ故障の場合に或いはランプ寿命の終わりに、ユニットを分離し且つ新しいものを接続する煩わしい操作であるという欠点を有する。ランプホルダが省略され得るので、発明的なユニットのこの実施態様は、この欠点を是正する。それは、ビデオプロジェクタ及びプロジェクションテレビの製造業者が、より一層容易且つ費用効率的に照明装置を適用することを可能にする。嵩張るランプホルダを省略することは、製造業者が、より小さく、よりコンパクトなビデオプロジェクタを設計することを可能にする。ユニットのみが取り換えられるので、ハロゲン反射器ランプ及びランプ基部の標準化と同様、投射ランプの世界標準化に至るのがより一層容易であろう。ランプ区画内の接点バネがランプを所定位置に押し進め、電気接触を保証する。

基部は、より低いワット数のランプ、即ち、約３０Ｗ〜５０Ｗの公称出力を有するランプのために、セラミック材料、例えば、酸化アルミニウム、又は、適切な熱可塑性材料、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）若しくはＬＣＰ（液晶ポリマ）から作成され得る。様々な筐体及び延長部分のための可能な製造技法は、打抜き、スピニング、深絞り、ダイカスト鋳造、又は、衝撃押出しであり得る。

本発明は今や図面を参照してさらに解明される。

図１は、投射目的のための照明装置１を示している。照明装置は、光を放射するランプ１０（図面中では、短アーク高圧水銀放電ランプである）と、前記ランプを収容する凹状の反射器２０とを含む。反射器は、ネック部分２１と、反射部分２２と、光放射窓２３とを有する。反射部分は、放物線形状であり、焦点１９と光軸２７とを定め、外表面２４を有する。横断的な透明な前方プレート２５が、光放射まで２３内に配置されている。例えば、アルミニウム又はステンレス鋼から成り且つ壁３１を有する金属筐体３０が、前記反射器の周りに配置されている。反射部分２２の外表面２４の少なくとも５０％（図面中では、約９０％）は、金属筐体３０の壁３１によってクラッド（被覆）されている。「クラッド」(“clad”)は、ここでは、例えば、筐体の壁が反射部分の外表面の輪郭に密接に従うこと、並びに、壁が前記壁に局所的に当接することを意味するものと理解される。透明な前方プレート２５及び反射器２０は、ガラス、例えば、硬化ガラス、例えば、アルミノケイ酸ガラス又はホウケイ酸ガラスから成る。前方ガラスは、ネック部分２１／ランプ１０に面する透明なプレートの側部にＵＶ遮断反射防止塗膜２６を備える。図面中、塗膜は、反射防止構成部品、例えば、交互のＳｉＯ２層及びＴｉＯ２層の二色塗膜と、ＵＶ遮断構成部品、例えば、ＰＲＩＮＺによるＵＢ４−４２０／６又はＵＢ４−４２０／１０という名前の塗膜とを含む。透明な前方プレートは、シリコーンセメントを用いて反射器に固定される。ランプ１０は、石英ガラス、即ち、少なくとも９５重量％のＳｉＯ２含有量を有するガラスから成る。ランプは、電流貫通接続を備え、且つ、モリブデン電流導体１３と、モリブデン箔１４と、放電空間からランプ外部に延びるタングステン電極１５とを含む２つの対向するシール１２によって封止された放電空間１１を含む。反射器の焦点１９は、ランプの電極１５の間に配置されている。各シールは、さらに、キャビティ１６をそれぞれ含み、１つのキャビティは、アンテナ１７によって取り囲まれ、アンテナは、電流導体の１つに接続され、キャビティ１６と共に、ランプの（高温再）始動に寄与する。ランプ１０の１つのシールは、例えば、セメント付けを用いて、反射器のネック内に固定されている。反射器のネックは、筐体に隣接するが当接しないよう位置付けられた基部４０を備える突出部分２９を有する。基部４０は、合成樹脂、例えば、ＬＣＰのＰＰＳから成り、金属クランプ４２及び基部突起４３が嵌入する固着溝２８を用いたクリック(click)構造を介して、ネックに固定されている。基部は、さらに、外部電気接続のための電気接点４４を含む。電流導体１３は、これらの電気接点４４に接続されている。照明装置は、２５Ｗ〜５００Ｗの範囲内の公称出力を有するランプに適している。しかしながら、照明装置は、３０Ｗ〜８０Ｗの範囲内の公称出力を有するランプのために意図されている。図面中、照明装置のランプは、４０Ｗの公称出力を有する。

図２は、本発明の照明装置１の第二実施態様を示す側断面図である。この第二実施態様において、照明装置は、８０Ｗの公称出力を有する。基部４０は、セラミック材料、即ち、高密度に焼結された酸化アルミニウムから成り、反射器２０のネック２１上にセメント付けされている。基部の環状端部４１が金属筐体３０に当接し、光軸２７を横断し且つ反射器から離れる方向に面する端面４５に２つの電子接点４４を有し、電気接点は、位置決め突起４６によって分離されている。反射器は金属筐体内に入れられ、反射器の反射部分２２の約６０％が、前記筐体の壁３１によってクラッドされている。金属筐体３０は、筐体上に溶接された金属延長部分３５を備える。延長部分には、透明プレート２５が、クリック脚（図３及び図４を参照）で固定され、クリック軸は、光軸２７に対して５°の角度αだけ傾斜されている。延長部分は、ランプを冷却するための通気開口３６の格子（グリッド）を備える。開口は、３ｍｍ^２以下のサイズを有し、３ｍｍ^３よりも大きなガラス破片の大部分を筐体内に閉じ込める。

図３及び図４は、それぞれ、光放射窓の側からの並びにランプ基部の側からの図２の照明装置の斜視図である。透明プレートを延長部分内部に固定するクリック脚３７はが示されている。通気開口３６が、延長部分３５の周縁を通じて約３０％だけ延在している。代替的に、例えば１ｍｍの幅を有する２つの小さなスリットが、延長部分の周縁の約５０％に亘って軸の周りに延在する。溶接スポット３８が示されており、延長部分は溶接スポットを介して筐体３０上に溶接される。その形状の故に、位置決め突起４６は、照明装置が取付位置にあるとき、照明装置の望ましくない回転を妨げる。

本発明の照明装置の第一実施態様を示す側断面図である。 本発明の照明装置の第二実施態様を示す側断面図である。 光放射窓の側から図２の照明装置を示す斜視図である。 ランプ基部の側から図２の照明装置を示す斜視図である。

Claims (10)

1. 光を放射するランプと、
   動作中に前記ランプによって放射される光を反射するために前記ランプを収容し、且つ、ネック部分と、反射部分と、光放射窓とを有する凹状の反射器と、
   外表面を有し且つ前記ネック部分と前記光放射窓との間に配置される、光軸と軸方向とを定める反射部分と、
   前記光放射窓の側に設けられる横断的な透明な前方プレートと、
   前記反射器及び前記ランプの周りにあり且つ壁を有する金属筐体とを含む、照明装置であって、
   前記反射部分の前記外表面の少なくとも５０％、好ましくは、少なくとも７０％は、前記金属筐体の前記壁によってクラッドされることを特徴とする、
   照明装置。
2. 前記筐体は、前記光放射窓を越えて軸方向に延びる延長部分を備え、前記透明な前方プレートは、前記延長部分に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の照明装置。
3. 前記延長部分は、通気開口を備えることを特徴とする、請求項２に記載の照明装置。
4. 前記透明な前方プレートは、クリック脚を用いて前記延長部分に嵌入されることを特徴とする、請求項３に記載の照明装置。
5. 前記延長部分は、溶接、クリンピング、又は、折曲げを用いて前記筐体に固定されることを特徴とする、請求項２、３、又は、４に記載の照明装置。
6. 前記透明な前方プレートは、２°〜２５°の範囲、好ましくは、４°〜１０°の範囲内の角度αだけ前記光軸に対して傾斜されることを特徴とする、請求項１、２、３、４、又は、５に記載の照明装置。
7. 前記透明な前方プレートは、ＵＶ遮断反射防止塗膜を備えることを特徴とする、請求項１乃至６のうちのいずれか１項に記載の照明装置。
8. 前記ネックは、軸方向において前記筐体の外部に延在する突出部分を有し、該突出部分は、基部を備えることを特徴とする、請求項１乃至７のうちのいずれか１項に記載の照明装置。
9. 前記基部は、前記反射器から離れる方向に面する横断的な端面を有し、該端面は、少なくとも２つの電気端子を備えることを特徴とする、請求項８に記載の照明装置。
10. 前記基部は、前記金属筐体に当接することを特徴とする、請求項８又は９に記載の照明装置。

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