JP2016122093A - 光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放電ランプと反射鏡とを備え、放電ランプを冷却する冷却機構を備えてなるプロジェクタ用の光源装置において、プロジェクタの投影姿勢に応じて放電ランプが水平点灯状態や垂直点灯状態のいずれの点灯状態にあっても、発光部を適正に冷却することができる冷却機構を備えた光源装置を提供する。【解決手段】冷却機構６の一対の冷却ダクト７，８の吹出し口１１，１２が、水平点灯状態における放電ランプ３の発光部５の上側と下側にそれぞれ向けて設けられ、吹出し口１１，１２には、重力方向に可動で、その開口面積を変化させる遮風部材１３，１４が取り付けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、ショートアーク型の放電ランプと反射鏡を組み合わせたプロジェクタ用の光源装置に関するものであり、特に、放電ランプを適切に冷却する冷却機構を有する光源装置に係わるものである。

従来、プロジェクタ用の光源装置として、ショートアーク型の放電ランプと凹面反射鏡を組み合わせたものが使用される。そのプロジェクタ用の光源には、演色性のよい光源が要求されていて、高い水銀蒸気圧を持った超高圧水銀ランプが多用されている。そして、このような超高圧水銀ランプは、点灯時に、アークによって発光部（バルブ）が高温となるので、この放電ランプを適正温度に維持するために、冷却ファンによる強制冷却が行われている。

このようなプロジェクタにおいては、通常は、放電ランプは、管軸が地面に対して略水平な状態で点灯（水平点灯）される。この様な水平点灯方式を採用すると、放電ランプの発光部は熱対流によってその上部が高温となりやすく、下部との間で温度差が生じて、発光部の上下部を適正な温度に保つことが難しくなる。そこで、高温となる発光部の上部を集中的に冷却するための冷却機構が設けられている。
他方で、プロジェクタ装置の設置形態は、同じ水平点灯方式ではあっても、机上に水平に設置する据置設置と、天井に吊り下げて設置する天吊設置がある。これらの設置形態では、プロジェクタ装置は上下反転させた姿勢で取り付けられるので、必然的に放電ランプも上下反転する。そのため、放電ランプを適正温度に保つためには、据置設置と天吊設置のいずれの状態であっても、設置形態に応じて上方となる放電ランプの発光部の上部側を常に冷却することができる冷却機構が必要となる。例えば、特開平１０−１０６３０７号公報（特許文献１）では、プロジェクタ装置の設置形態に応じて、上下方向にスライドするシャッタ機構を設けることで、放電ランプを冷却する領域を選択することが可能な光源装置の冷却機構が開示されている。

また、近年においては、プロジェクタ装置の設置形態は、用途によっては、上記した据置設置と天吊設置以外の点灯姿勢が要求されることもある。例えば、プロジェクタ装置の筐体を垂直方向に起立させ、これに伴い装置内の放電ランプも垂直方向の姿勢で使用する縦置型の設置形態である。これらの各種姿勢に適応可能な冷却機構が必要とされている。例えば、特開２０１１−２５３１５６号公報（特許文献２）では、プロジェクタ装置の設置形態として、据置きや天吊りだけでなく縦置きにも対応して、放電ランプの温度差をなくして適正な温度に保つようにした冷却機構を備えたプロジェクタ装置が開示されている。

ここで、前述のプロジェクタ装置に用いられる放電ランプの発光部について図８に基づいて説明する。放電ランプの発光部は、特に、その内壁面の形状は、厳密な球形状ではなく、電極軸方向に長尺な形状となっている。そのため、図８（Ａ）に示す水平点灯する場合と、図８（Ｂ）に示す垂直点灯する場合とでは、発光部内の熱対流によって発光部自身が受ける影響が異なり、その加熱度合いが異なってくる。
具体的には、発光部内での熱対流による影響を最も強く受ける部位が異なってきて、図８（Ａ）の水平点灯の場合においては、電極間のアークにもっとも近い上方の膨出部Ｘが強く影響を受けて高温になるが、図８（Ｂ）の垂直点灯の場合には、発光部の膨出部Ｘが必ずしも最も高温になるわけではなく、上方の封止部側に位置する部位Ｙが高温となる。
しかも、垂直点灯の場合でのアークから高温になる部位Ｙまでの距離（Ｌｂ）は、水平点灯の場合の膨出部Ｘまでの距離（Ｌａ）よりも長くなるので、水平点灯の場合の加熱状態に比べて加熱度合が低くなる。つまり、垂直点灯の場合に最も高温となる部位Ｙの温度は、水平点灯の場合の高温な膨出部Ｘの温度よりも低くなる。

従来の冷却機構においては、これらの点が考慮されておらず、水平点灯の場合と垂直点灯の場合とで一様な冷却がなされるために、水平点灯時に十分とされる冷却風量を垂直点灯時に流すと、結果的には垂直点灯時には発光部を過度に冷却することになり、黒化等の不具合が比較的早期に発生してしまうという不具合が生じる。
例えば、放電ランプの発光部内には、発光物質としての水銀が含まれる他、電極の構成材料であるタングステン（Ｗ）が蒸発して発光管の内壁に付着することを防止するために、臭素（Ｂｒ）などのハロゲンガスが封入されているが、発光部が過度に冷却されてしまうと、発光管内のハロゲンサイクルを鈍化させてしまい、早期の黒化を招きやすい。

特開平１０−１０６３０７号公報 特開２０１１−２５３１５６号公報

この発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて、発光部内に一対の電極が対向配置されてなる放電ランプと、該放電ランプを取囲む反射鏡とを備えるとともに、前記放電ランプを冷却するための冷却機構を備えてなるプロジェクタ用の光源装置において、プロジェクタの投影姿勢に応じて放電ランプが水平点灯状態や垂直点灯状態のいずれの点灯状態にあっても、発光部を適正に冷却することができる冷却機構を備えた光源装置を提供するものである。

上記課題を解決するために、この発明に係る光源装置は、前記冷却機構は、前記放電ランプに冷却風を導く一対の冷却ダクトを備え、前記冷却ダクトの吹出し口は、水平点灯状態における前記放電ランプの発光部の上側と下側にそれぞれ向けて設けられ、前記吹出し口には、重力方向に可動であって、前記吹出し口の開口面積を変化させる遮風部材がそれぞれ取り付けられていて、前記放電ランプが水平点灯状態にあるときには、前記遮風部材が前記放電ランプの下側に向けられた吹出し口の開口面積を狭めて、前記放電ランプの上側に向けられた吹出し口の開口面積よりも小さくし、前記放電ランプが垂直点灯状態にあるときには、前記遮風部材によって両方の前記吹出し口の開口面積を狭めて等しくなるようにしたことを特徴とする。
また、前記遮風部材は、前記放電ランプの水平点灯状態における前記放電ランプの電極軸を含む垂直面において、電極軸を含む水平面に対して傾斜して設けられた板状部材であることを特徴とする。
また、前記遮蔽部材が、前記吹出し口に対して摺動自在であることを特徴とする。
また、前記遮蔽部材が、前記吹出し口に対して搖動自在であることを特徴とする。

本発明の光源装置によれば、プロジェクタの投影姿勢に応じて、放電ランプが水平点灯状態にあるときは、高温になる発光部の上側に向かう冷却風量を多くして効率的に冷却し、垂直点灯状態にあるときは、一対の吹出し口からの冷却風量を少なくするとともにほぼ等しくなるようにして、放電ランプの発光部が過冷却になることを防止するとともに、発光部全体を均一に冷却することができるという効果を奏するものである。
そして、重力方向に可動な遮風部材を設けたので、放電ランプの点灯姿勢に対して自動的に追随して冷却風量の調整ができ、煩雑な流量調整作業が必要ないという効果もある。

本発明の光源装置の水平点灯状態における断面図（Ａ）、Ｂ−Ｂ断面図（Ｂ）。 図１の吹出し口の拡大図、（Ａ）上部吹出し口の断面図、（Ｂ）その正面図、（Ｃ）下部吹出し口の断面図、（Ｄ）その正面図。 本発明の光源装置の垂直点灯状態における断面図。 第２の実施例であり、（Ａ）上部吹出し口の断面図、（Ｂ）その正面図、（Ｃ）下部吹出し口の断面図、（Ｄ）その正面図。 第３の実施例であり、（Ａ）上部吹出し口の断面図、（Ｂ）その正面図、（Ｃ）下部吹出し口の断面図、（Ｄ）その正面図。 第４の実施例であり、（Ａ）上部吹出し口の断面図、（Ｂ）その正面図、（Ｃ）下部吹出し口の断面図、（Ｄ）その正面図。 第５の実施例であり、上部吹出し口の正面図（Ａ）、下部吹出し口の正面図（Ｂ）。 プロジェクタ用の光源装置に用いられる放電ランプの要部断面図。

図１は、机上などに据置設置されて水平点灯状態にある本発明の光源装置を表し、（Ａ）は断面図で、（Ｂ）はそのＢ−Ｂ断面図である。図において、「上」が設置状態において上方を表し、「下」が下方を表す。
光源装置１は、筐体２内に放電ランプ３と、これを取り囲む反射鏡４とを備えていて、前記放電ランプ３の発光部５内には一対の電極が対向配置されている。
そして、この放電ランプ３を冷却するための冷却機構６が設けられていて、この冷却機構６は一対の冷却ダクト７，８および冷却ファン１０を備えている。前記冷却ダクト７，８の先端の吹出し口１１，１２は、図示した水平点灯状態において、反射鏡４の前面開口側からそれぞれ前記放電ランプ３の発光部５の上側５ａと下側５ｂに向けて設けられている。
つまり、この設置態様においては、上方の冷却ダクト７の吹出し口１１からの冷却風は、放電ランプ３の発光部５の上側部分５ａに向かって吹きつけられ、下方の冷却ダクト８の吹出し口１２からの冷却風は、発光部５の下側部分５ｂに向かって吹きつけられる。

前記冷却ダクト７，８の吹出し口１１，１２にはそれぞれ板状部材からなる遮風部材１３，１４が設けられている。
図２にその詳細が示されていて、（Ａ）は、上方の冷却ダクト７の吹出し口１１の部分の拡大図であり、（Ｂ）はその正面図である。また、（Ｃ）は、下方の冷却ダクト８の吹出し口１２の部分の拡大図であり、（Ｄ）はその正面図である。
吹出し口１１，１２には枠部材１５，１６内において重力方向に上下に摺動自在に遮風部材１３，１４が設けられている。
即ち、この遮風部材１３，１４は、前記放電ランプ３の水平点灯状態における前記放電ランプ３の電極軸を含む垂直面において、電極軸を含む水平面に対して傾斜して設けられている。

図１の設置態様、即ち、放電ランプ３が水平点灯状態にあるときは、図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、上方吹出し口１１の遮風部材１３は重力によって枠部材１５内で下方に移動していて、上方吹出し口１１の開口面積を大きく開放している。
一方、図２（Ｃ）（Ｄ）に示すように、下方吹出し口１２の遮風部材１４は同様に重力によって枠部材１６内で下方に移動していて、下方吹出し口１２の開口面積を小さく狭めている。
遮風部材１３，１４にはストッパー１７，１８が設けられていて、図２（Ｃ）（Ｄ）に示すように、下方の冷却ダクト８の吹出し口１２において、遮風部材１３が下方に移動した際に、このストッパー１８が枠部材１６に当接して、下方吹出し口１２を全閉することなく、開口面積を小さくして開口するようにしている。

この水平点灯状態においては、前記したように、放電ランプ３の発光部５は、内部の熱対流の影響で、その上側部分５ａのほうが、下側部分５ｂよりも高温になっているが、冷却風は、その高温になっている上側部分５ａに風量が多く吹き付けられることで、より効果的に冷却される。一方で、温度の低い下側部分５ｂには冷却風の風量が少なく吹き付けられるので、過冷却になることがない。

ところで、前記したように、プロジェクタが天吊設置においては、放電ランプは同じ水平点灯状態であっても、据置設置の場合と天地が逆の状態で点灯されることになり、その発光部も逆転する。つまり、机上等での据置設置では上側部分となっていた部分５ａが、天吊設置では下側部分になる。
この場合にあっても、冷却ダクト７，８の吹出し口１１，１２に設けられた遮風部材１３，１４はそれぞれ下方に移動するので、上方に位置することになる吹出し口１２の開口面積が大きく、下方に位置することになる吹出し口１１の開口面積はそれより小さくなる。そのため、発光部５の上側になり、高温となる部分５ｂに大流量の冷却風が吹き付けられて効果的に冷却されることになる。

一方、縦長画面などのために、プロジェクタを縦置き設置する場合には、内部の光源装置の放電ランプ３は垂直点灯となる。その例が図３に示されている。
このとき、冷却ダクト７，８の吹出し口１１，１２に設けられた遮風部材１３，１４は共に重力方向、つまり下方に摺動移動する。これにより、吹出し口１１，１２の開口面積はともに狭められ、冷却ファン１０からの冷却風は、等しくその風量が抑えられて噴出する。このため、水平点灯状態時の発光部５の上側部分ほどは高温になることがない放電ランプ３の発光部５に対して、等しく風量を抑えられた冷却風が当たることになるので、過冷却となることがなく、均一で適正な冷却がなされる。

図４には、板状の遮風部材１１，１２の他の実施例が示されていて、図１〜３に示した実施例におけるストッパー１７，１８を設けずに、遮風部材１３，１４に小開口２１，２２を形成したものである。
図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、上方の冷却ダクト７の吹出し口１１においては、全面開口され、また、図４（Ｃ）（Ｄ）に示すように、下方の冷却ダクト８の吹出し口１２においては、遮風部材１４に設けた小開口２２が冷却風の吹出し面積となり、その吹出し風量を少なくする。

図５にはまた別の実施例が示されていて、遮風部材１３，１４の縦幅が、各吹出し口１１，１２の縦幅よりも小さくしてある。これにより、図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、上方の冷却ダクト７においては吹出し口１１が全面開口され、一方、図５（Ｃ）（Ｄ）に示すように、下方の冷却ダクト８における吹出し口１２では、遮風部材１４が下方に移動しても開口を全面的に塞がれることがなく、小さな吹出し面積が形成される。

以上の実施例では、冷却ダクト７，８の吹出し口１１，１２が断面の一部に形成されたものを図示したが、図６には、冷却ダクト７，８の全面を吹出し口とした実施例が示されている。
この実施例では、枠部材１５，１６の一方側が吹出し口１１，１２を越えて設けられている。即ち、図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、上方の冷却ダクト７の吹出し口１１では、枠部材１５はこの吹出し口１１を越えて下方にまで延びて設けられ、また、図６（Ｃ）（Ｄ）に示すように、下方の冷却ダクト８の吹出し口１２では、枠部材１６は上方にまで延びて設けられている。
この構成により、上方の冷却ダクト７の吹出し口１１では、遮風部材１３が吹出し口１１から退避するように下方に移動して、吹出し口１１は冷却ダクト７の全面に及んで開口する。
一方、下方の冷却ダクト８の吹出し口１２では、遮風部材１４によりその一部が閉塞されて、開口面積が小さなものとなる。

さらに、図７に遮風部材の他の実施例が示されている。この実施例では、遮風部材１３，１４は搖動自在な構成とされている。
遮風部材１３，１４は略半円状の板状部材からなり、一端部がピン２３，２４によって枢支されていて搖動自在とされている。
図７（Ａ）に示すように、上方の冷却ダクト７においては、遮風部材１３は吹出し口１１から退避位置にあって全面開口しており、図７（Ｂ）に示すように、下方の冷却ダクト８においては、遮風部材１４は吹出し口１２の一部を閉塞してその開口面積を小さなものとしている。

以上説明したように、本発明のプロジェクタ用の光源装置においては、水平点灯状態における前記放電ランプの発光部の上側と下側にそれぞれ向けて一対の冷却ダクトを設け、その吹出し口に重力方向に可動であって、前記吹出し口の開口面積を変化させる遮風部材がそれぞれ取り付けられていて、前記放電ランプが水平点灯状態にあるときには、前記遮風部材が前記放電ランプの下側に向けられた吹出し口の開口面積を狭めて、前記放電ランプの上側に向けられた吹出し口の開口面積よりも小さくなるようにしたので、据置設置と天吊設置のいずれの水平点灯状態にも対応して発光部の高温となる部分に大風量の冷却風を送り、低温側には小風量の冷却風を送ることが自動的にできるものである。
また、前記放電ランプが垂直点灯状態にあるときには、前記遮風部材によって両方の前記吹出し口の開口面積を狭めて等しくなるようにしたので、水平点灯時ほど高温となることがない発光部に小風量の適正風量とした冷却風を送ることができるものである。

１ 光源装置
２ 筐体
３ 放電ランプ
４ 反射鏡
５ 発光部
５ａ 上側部分部
５ｂ 下側部分
６ 冷却機構
７，８ 冷却ダクト
１０ 冷却ファン
１１，１２ 吹出し口
１３，１４ 遮風部材
１５，１６ 枠部材
１７，１８ ストッパー
２１，２２ 小開口
２３，２４ ピン

Claims (4)

1. 発光部内に一対の電極が対向配置されてなる放電ランプと、該放電ランプを取囲む反射鏡とを備えるとともに、前記放電ランプを冷却するための冷却機構を備えてなるプロジェクタ用の光源装置において、
   前記冷却機構は、前記放電ランプに冷却風を導く一対の冷却ダクトを備え、
   前記冷却ダクトの吹出し口は、水平点灯状態における前記放電ランプの発光部の上側と下側にそれぞれ向けて設けられ、
   前記吹出し口には、重力方向に可動であって、前記吹出し口の開口面積を変化させる遮風部材がそれぞれ取り付けられていて、
   前記放電ランプが水平点灯状態にあるときには、前記遮風部材が前記放電ランプの下側に向けられた吹出し口の開口面積を狭めて、前記放電ランプの上側に向けられた吹出し口の開口面積よりも小さくし、
   前記放電ランプが垂直点灯状態にあるときには、前記遮風部材によって両方の前記吹出し口の開口面積を狭めて等しくなるようにした、
   ことを特徴とする光源装置。
2. 前記遮風部材は、前記放電ランプの水平点灯状態における前記放電ランプの電極軸を含む垂直面において、電極軸を含む水平面に対して傾斜して設けられた板状部材であることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 前記遮蔽部材が、前記吹出し口に対して摺動自在であることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
4. 前記遮蔽部材が、前記吹出し口に対して搖動自在であることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
   
   
   

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