JP2010135211A - 光源装置およびプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成により光源の効率的な冷却を達成することが可能な光源装置および当該光源装置を備えたプロジェクタを提供する。
【解決手段】光源装置を構成するランプユニット７は、光源７１と、光源７１を冷却するための冷却風を吐出する複数の吐風口７７，７８とを備えている。複数の吐風口７７，７８は、第１の向き９３に冷却風を吐出する第１の吐風口７７と、第２の向き９４に冷却風を吐出する第２の吐風口７８とを含んでいる。そして、第１の吐風口７７から吐出される冷却風の風量と第２の吐風口７８から吐出される冷却風の風量とは異なっているとともに、光源７１の光軸方向から見て第１の向き９３と第２の向き９４とは異なっている。
【選択図】図３

Description

本発明は光源装置およびプロジェクタに関し、より特定的には、効率的な冷却が可能な光源装置および当該光源装置を備えたプロジェクタに関するものである。

近年、構成部品として光源装置を含むプロジェクタなどの装置の高性能化に伴い、光源装置には高輝度化が求められている。そして、この高輝度化の要求に応えるため、光源装置には、光量の大きな光源が用いられる傾向にある。このような光量の大きな光源は、発熱量が大きい場合が多く、効率的な冷却が求められる。

これに対し、たとえば冷却流体の流入路と流出路とを、発光素子が固着される発光素子基台の面に対して略平行に配置した光源装置が提案されている。これにより、冷却効果を高めた光源装置が提供できるとされている（たとえば、特許文献１参照）。
特開２００５−７９１５０号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示されている構成では、流入路と流出路とが発光素子に対して略平行となるように設ける必要があるため、構成が複雑化する問題があった。

そこで、本発明の目的は、簡単な構成により光源の効率的な冷却を達成することが可能な光源装置および当該光源装置を備えたプロジェクタを提供することである。

本発明に従った光源装置は、光源と、光源を冷却するための冷却風を吐出する複数の吐風口とを備えている。この複数の吐風口は、第１の向きに冷却風を吐出する第１の吐風口と、第２の向きに冷却風を吐出する第２の吐風口とを含んでいる。そして、第１の吐風口から吐出される冷却風の風量と第２の吐風口から吐出される冷却風の風量とは異なっているとともに、光源の光軸方向から見て上記第１の向きと第２の向きとは異なっている。

本発明者は、光源の効率的な冷却を可能とする冷却風の向きおよび風量について詳細な検討を行なった。その結果、少なくとも２つの吐風口を配置して、互いに異なった向きに冷却風を吐出させるとともに、当該２つの冷却風の風量に差をつけることにより、冷却風が対流して光源の周りに一様な冷却風が流れ、光源を効率的に冷却できることを見出した。本発明の光源装置においては、光源の光軸方向から見て冷却風の吐出の向きが異なる少なくとも２つの吐風口を備えており、当該２つの吐風口から吐出される冷却風の風量は異なっている。そのため、本発明の光源装置によれば、光源の効率的な冷却を達成することが可能な光源装置を提供することができる。

上記光源装置において好ましくは、第１の吐風口から吐出される冷却風の風量と第２の吐風口から吐出される冷却風の風量とを独立に調整可能な風量調整部をさらに備えている。

光源装置に含まれる光源においては、光源装置の設置方向に応じて確保すべき温度範囲が変化するものが採用される場合がある。より具体的には、たとえば光源の鉛直方向上側の領域に対して確保すべき温度と、下側の領域に対して確保すべき温度とが異なる場合がある。一方、プロジェクタなどの装置は、その使用に際して様々な設置方向が採用される場合がある。そのため、一の設置方向において設置された場合の光源の鉛直上側の領域が、他の設置方向において設置された場合の光源の鉛直下側の領域となるような状況が生じうる。このような場合、設置方向に応じて光源の冷却の状態を変化させることが好ましい。

これに対し、上述のような風量調整部を備えることにより、設置方向に応じて光源の冷却の状態を変化させることが可能となる。その結果、設置方向を自由に選択することが可能な装置（３６０度設置方向に対応した装置）に好適な光源装置を提供することができる。

上記光源装置において好ましくは、光源の光軸方向から見て、上記第１の向きは、第１の吐風口から光源の中心に向かう向きとは異なっている。また、光源の光軸方向から見て、上記第２の向きは、第２の吐風口から光源の中心に向かう向きとは異なっている。

これにより、冷却風を光源の周りにおいて容易に対流させることが可能となり、光源を一層効率的に冷却することが可能となる。

上記光源装置において好ましくは、第１の吐風口と第２の吐風口とは、光源を挟むように相対向して配置されている。これにより、光源の周囲の全域において冷却風をスムーズに対流させることが容易となり、光源を一層効率的に冷却することが可能となる。

上記光源装置において好ましくは、第１の吐風口から第１の向きに沿って延びる第１の仮想線と、第２の吐風口から第２の向きに沿って延びる第２の仮想線とを設定した場合、第１の仮想線と第２の仮想線とは交差しない。

これにより、冷却風を光源の周りにおいて容易に対流させることが可能となり、光源を一層効率的に冷却することができる。

本発明に従ったプロジェクタは、上記本発明の光源装置を備えている。光源の効率的な冷却を達成することが可能な光源装置を備えていることにより、本発明のプロジェクタによれば、光源の寿命が長いプロジェクタを提供することができる。

以上の説明から明らかなように、本発明の光源装置およびプロジェクタによれば、光源の効率的な冷却を達成することが可能な光源装置および当該光源装置を備えたプロジェクタを提供することができる。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。

図１は本発明の一実施の形態におけるプロジェクタの構成を示す概略図である。また、図２は、図１のプロジェクタに含まれるランプユニットの構成を示す概略斜視図である。また、図３は、ランプユニットを正面から見た状態を示す概略平面図である。また、図４は、図３の線分ＩＶ−ＩＶに沿う概略断面図である。

図１を参照して、本実施の形態におけるプロジェクタ１のケーシング２内には、映像を投射する投射レンズ１１と、投射レンズ１１を挟むように配置され、音声を出力する１対のスピーカ１２と、投射レンズ１１の後方側に配置され、映像光を生成する光学系ユニット５と、投射レンズ１１の後方側に配置され、プロジェクタ１の動作を制御する制御回路基板ユニット６と、光学系ユニット５および制御回路基板ユニット６の後方側に配置され、光学系ユニット５に光を供給する１対のランプユニット７とが設置されている。なお、プロジェクタ１の動作時においては、１対のランプユニット７のうち一方のみが動作し、他方は予備のランプユニットとされる。これにより、プロジェクタ１の動作中にランプユニット７に含まれる光源が破損等した場合でも、予備のランプユニット７を使用することにより、プロジェクタ１の動作の中断時間を最小限に抑制することができる。

さらに、プロジェクタ１のケーシング２内には、フィルタ３を備え、外部の空気をケーシング２の内部へと導入する吸気部材４と、１対のランプユニット７のそれぞれの後方側に配置され、ケーシング２内部の空気を外部へと排出する１対の排気ファン８と、１対のランプユニット７の間に配置され、ランプユニット７に供給されるべき冷却風をガイドするダクト１０と、ダクト１０の後方側に配置され、ダクト１０を介して冷却風をランプユニット７に供給する送風ファン９とが設置されている。

次に、プロジェクタ１の冷却動作について説明する。図１を参照して、まず、排気ファン８が動作するとケーシング２の内部が外部に対して負圧となる。そのため、フィルタ３を通して外部から空気が吸気部材４へと導入され、ケーシング２の内部に流入する。この空気は、光学系ユニット５および制御回路基板ユニット６を冷却し、後方へと流れる。次に、光学系ユニット５および制御回路基板ユニット６を冷却した空気の一部は、送風ファン９によりダクト１０を通してランプユニット７の内部に送られ、ランプユニットの内部を冷却する。また、光学系ユニット５および制御回路基板ユニット６を冷却した空気の他の一部は、ランプユニット７の外側を冷却する。そして、ランプユニット７を冷却した空気は、排気ファン８によりケーシング２の外部へと排出される。以上のようにして、ケーシング２の内部に配置された各部品は冷却される。そして、プロジェクタ１が備える光源装置を構成する上記ランプユニット７は、以下に説明する本発明の一実施の形態におけるランプユニットであることにより、効率的な冷却が可能となっている。

図２〜図４を参照して、本実施の形態における光源装置を構成するランプユニット７は、光源７１と、光源７１のバルブ７１Ａを取り囲むように配置されるリフレクタ７２と、リフレクタ７２を支持するフレーム７３と、リフレクタ７２の開口部を閉じるように配置されるカバー７４とを備えている。さらに、フレーム７３には、ランプユニット７の内部に空気（冷却風）を導入するための第１の吸気口７５および第２の吸気口７６が形成されている。ランプユニット７は、この第１の吸気口７５および第２の吸気口７６が送風ファン９に対向するようにプロジェクタ１に取り付けられる（図１参照）。また、リフレクタ７２とフレーム７３との間には、第１の吸気口７５に接続され、第１の吸気口７５から導入された冷却風をランプユニット７の内部に吐出する開口である第１の吐風口７７と、第２の吸気口７６に接続され、第２の吸気口７６から導入された冷却風をランプユニット７の内部に吐出する開口である第２の吐風口７８とが形成されている。ここで、図３を参照して、第１の吐風口７７は第１の向き９３に冷却風を吐出する。また、第２の吐風口７８は第２の向き９４に冷却風を吐出する。この第１の向き９３と第２の向き９４とは、図３に示すように、光源７１の光軸方向から見て異なる向きとなっている。さらに、第１の吐風口７７から吐出される冷却風の風量と第２の吐風口７８から吐出される冷却風の風量とは異なっている。

次に、ランプユニット７における冷却風の流れについて説明する。図１を参照して、送風ファン９によりダクト１０を通してランプユニット７に送られた冷却風は、図２に示すように矢印９１および矢印９２に沿った向きに送られ、第１の吸気口７５および第２の吸気口７６からランプユニット７の内部に供給される。この冷却風は、図３に示すように、第１の吐風口７７から第１の向き９３に、第２の吐風口７８から第２の向き９４に、それぞれ吐出される。このとき、上述のように、第１の吐風口７７から吐出される冷却風の風量と第２の吐風口７８から吐出される冷却風の風量とは異なっている。そのため、ランプユニット７の内部に導入された冷却風は、矢印９５に沿った向きに対流して光源７１の周りに一様な旋回流として流れるため、光源７１を効率的に冷却することができる。なお、上述のように吐出される冷却風の風量を第１の吐風口７７と第２の吐風口７８とで異なるものとするためには、たとえば図１を参照して、送風ファン９として第１の吸気口７５に冷却風を送る第１のファンと第２の吸気口７６に冷却風を送る第２のファンとを含むものを採用することができる。そして、第１のファンと第２のファンとの回転数を異なるものとすることにより、上記冷却風の風量の状態を達成することができる。

ここで、図４を参照して、本実施の形態におけるランプユニット７の内部においては、光源７１のバルブ７１Ａ、フランジ７１Ｂ、シール部フランジ側７１Ｃおよびシール部ホール側７１Ｄ、ならびにリフレクタ７２のホール上部７２Ａおよびホール下部７２Ｂなどの各部位を、所定の温度に維持する必要がある。そして、たとえばバルブ７１Ａの鉛直上側である上部７１Ａ１と鉛直下側である下部７１Ａ２とは維持すべき温度範囲が異なっている。しかし、プロジェクタ１の設置方向によっては、バルブ７１Ａにおける上部７１Ａ１および下部７１Ａ２の位置は変化する。しかしながら、本実施の形態においては、第１の吐風口７７および第２の吐風口７８から吐出される冷却風により、光源７１の周りに一様な旋回流を発生させているため、プロジェクタ１の設置方向に関係なく光源７１の各部位の温度を適切な温度に維持させることができる。

さらに、本実施の形態においては、図３に示すように、光源７１の光軸方向から見て、第１の向き９３は、第１の吐風口７７から光源７１の中心に向かう向き８１とは異なっており、第２の向き９４は、第２の吐風口７８から光源７１の中心に向かう向き８２とは異なっていることが好ましい。これにより、冷却風を光源７１の周りにおいて矢印９５に沿って対流させることが容易となり、光源７１を一層効率的に冷却することができる。

また、本実施の形態においては、図３に示すように、第１の吐風口７７と第２の吐風口７８とが光源７１を挟むように相対向して配置されていることが好ましい。これにより、光源７１の周囲の全域において、冷却風をスムーズに対流させることが容易となり、光源７１を一層効率的に冷却することができる。

さらに、本実施の形態においては、第１の吐風口７７から第１の向き９３に沿って延びる第１の仮想線８４と、第２の吐風口７８から第２の向き９４に沿って延びる第２の仮想線８３とを設定した場合、第１の仮想線８４と第２の仮想線８３とは交差しないことが好ましい。これにより、冷却風を光源７１の周りにおいて容易に対流させることが可能となり、光源７１を一層効率的に冷却することができる。なお、光源７１をさらに効率的に冷却するためには、第１の仮想線８４と第２の仮想線８３とは平行であることが好ましい。

なお、本発明における光源としては種々の発光装置を採用することができるが、他の発光装置に比べて厳密な温度管理が求められる超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプなどが採用される場合、本発明の適用が特に有効である。

また、上記実施の形態においては、光源装置が２つの吐風口を備える場合について説明したが、本発明の光源装置はこれに限られず、３つ以上の吐風口を備えていてもよい。この場合、３つ以上の吐風口のうち２つの吐風口が上記本発明に従った構成を有していればよい。

また、上記実施の形態においては、本発明の光源装置がプロジェクタに設置される場合について説明したが、本発明の光源装置は、他の装置に設置されて用いられてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の光源装置およびプロジェクタは、効率的な冷却が求められる光源装置および当該光源装置を備えたプロジェクタに、特に有利に適用され得る。

本発明の一実施の形態におけるプロジェクタの構成を示す概略図である。 図１のプロジェクタに含まれるランプユニットの構成を示す概略斜視図である。 ランプユニットを正面から見た状態を示す概略平面図である。 図３の線分ＩＶ−ＩＶに沿う概略断面図である。

符号の説明

１ プロジェクタ、２ ケーシング、３ フィルタ、４ 吸気部材、５ 光学系ユニット、６ 制御回路基板ユニット、７ ランプユニット、８ 排気ファン、９ 送風ファン、１０ ダクト、１１ 投射レンズ、１２ スピーカ、７１ 光源、７１Ａ バルブ、７１Ａ１ 上部、７１Ａ２ 下部、７１Ｂ フランジ、７１Ｃ シール部フランジ側、７１Ｄ シール部ホール側、７２ リフレクタ、７２Ａ ホール上部、７２Ｂ ホール下部、７３ フレーム、７４ カバー、７５ 第１の吸気口、７６ 第２の吸気口、７７ 第１の吐風口、７８ 第２の吐風口、８３ 第２の仮想線、８４ 第１の仮想線、９３ 第１の向き、９４ 第２の向き。

Claims (6)

1. 光源と、
   前記光源を冷却するための冷却風を吐出する複数の吐風口とを備え、
   前記複数の吐風口は、第１の向きに前記冷却風を吐出する第１の吐風口と、第２の向きに前記冷却風を吐出する第２の吐風口とを含んでおり、
   前記第１の吐風口から吐出される前記冷却風の風量と前記第２の吐風口から吐出される前記冷却風の風量とは異なっているとともに、前記光源の光軸方向から見て前記第１の向きと前記第２の向きとは異なっている、光源装置。
2. 前記第１の吐風口から吐出される前記冷却風の風量と前記第２の吐風口から吐出される前記冷却風の風量とを独立に調整可能な風量調整部をさらに備えた、請求項１に記載の光源装置。
3. 前記光源の光軸方向から見て、前記第１の向きは、前記第１の吐風口から前記光源の中心に向かう向きとは異なっており、
   前記光源の光軸方向から見て、前記第２の向きは、前記第２の吐風口から前記光源の中心に向かう向きとは異なっている、請求項１または２に記載の光源装置。
4. 前記第１の吐風口と前記第２の吐風口とは、前記光源を挟むように相対向して配置されている、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光源装置。
5. 前記第１の吐風口から前記第１の向きに沿って延びる第１の仮想線と、前記第２の吐風口から前記第２の向きに沿って延びる第２の仮想線とを設定した場合、前記第１の仮想線と前記第２の仮想線とは交差しない、請求項４に記載の光源装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の光源装置を備えた、プロジェクタ。

Images