JP4137729B2

JP4137729B2 - ランプユニット及びプロジェクタ装置

Info

Publication number: JP4137729B2
Application number: JP2003196891A
Authority: JP
Inventors: 和博菊地
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-07-15
Filing date: 2003-07-15
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2023-07-15
Also published as: JP2005037424A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ランプユニット及び該ランプユニットを用いたプロジェクタ装置に関し、より詳細には、画像を投映するためのランプを筒状のランプケースで覆い、さらに該ランプケースの筒状部を真空断熱層とすることにより、前記ランプからプロジェクタ装置の筐体への輻射熱を遮断し、さらに、排気ファンを前記ランプケース内の空気のみを排気するように配設して、つまり、ランプの冷却に寄与しない空気が前記ランプケース内に流入することを防ぐことにより排気する空気の量を少なくして、なおかつ、効率的にランプを冷却できるようにしたランプユニット及び該ランプユニットを用いたプロジェクタ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
昨今の液晶技術の発展に伴い、映像を拡大してスクリーン等に投映して表示する液晶プロジェクタ装置が広く用いられている。液晶プロジェクタ装置は、映像機器からの映像信号を液晶パネルもしくはＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）に出力し、光源からの光を当該液晶パネルもしくはＤＭＤに照射し、映像を投映レンズを介してスクリーン等に投映する。プロジェクタ装置の光源用のランプとして、一般的には、比較的小型で大出力であり、寿命も長いメタルハライドランプと呼ばれる放電ランプが用いられている。
【０００３】
上述したようなプロジェクタ装置は、使用するランプが高熱を発生するので、当該ランプと当該ランプが収納されているプロジェクタ装置の筐体との間に、該ランプからの輻射熱を遮断するための部材（遮熱板）を配設して、該ランプからの輻射熱がプロジェクタ装置の筐体へ到達することを防いでいるが、該ランプからの輻射熱で熱せられた遮熱板からプロジェクタ装置の筐体への輻射熱を減衰させるためには、遮熱板とプロジェクタ装置の筐体との距離をある程度以上確保する必要があり、プロジェクタ装置本体の小型化を図ることが困難であった。また、プロジェクタ装置の温度上昇を抑制するために、プロジェクタ装置にファンを搭載し、当該ファンによって外部からの空気をランプ周辺に供給してランプ自体を冷却し、ランプ周辺部への熱伝達を抑えているが、ランプを冷却するにはある程度以上の空気の流量が必要で、プロジェクタ装置を小さくするために小型のファンを用いた場合、ある程度以上の空気の流量を確保するにはファンを高速回転させる必要があり、オフィス環境では、ファンの音が無視できない騒音となっていた。
【０００４】
プロジェクタ装置の温度上昇を抑制する従来技術として、特開２００２−２４４２１０号公報（プロジェクタ用ランプとプロジェクタ）に記載されているように、ランプ本体の外周輪郭線に沿うような曲面を持つ複数枚の遮熱板を隙間を空けて重ねて配設し、ランプ本体に最も近い位置に配設された遮熱板とランプ本体との間隔を狭くして空気の流路を形成し、ファンにより供給される空気の大部分を該流路に送り、送られた空気がランプ本体外周面に接して流れるようにして、熱せられたランプと送られた空気との熱交換率を向上することにより、冷却効率を高め、プロジェクタ装置の筐体の温度上昇を抑制している。また、ファンにより供給される空気の大部分を前記流路に送ることにより、ランプの冷却に寄与する空気の量を増やし、さらに、前述したように、冷却効率も高めているので、ファンが供給する空気の量を少なくすることが可能になり、ファンの回転数を下げて、ファンの騒音を低減できるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２４４２１０号公報（第２−４頁、第２図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術によるプロジェクタ装置では、ランプ本体の外周輪郭線に沿うような曲面を持つ複数枚の遮熱板を隙間を空けて重ねて配設するといったような遮熱構造を採っているが、プロジェクタ装置の筐体の温度が一定の温度以上に上がらないようにするためには、ランプと筐体との距離を、前記遮熱構造におけるランプと筐体との距離より小さくできないという課題があった。また、ランプ本体に最も近い位置に配設された前述の遮熱板とランプ本体との間隔を狭くして空気の流路を形成するといったようなランプの冷却構造を採っているため、ランプを冷却するための空気を流す流路での圧力損失が大きく、また、横方向からの空気によりランプを冷却しているために、冷却ムラがあり、冷却効率が悪いといった課題があった。
【０００７】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、画像を投映するためのランプからプロジェクタ装置の筐体への輻射熱を効果的に遮断し、かつ、当該ランプを効率的に冷却できるランプユニット及び該ランプユニットを用いるプロジェクタ装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、画像を投映するためのランプと、該ランプを覆う筒状のランプケースと、前記ランプ及びランプケースを保持するランプユニット台と、前記ランプケース内の空気を該ランプケースの外部に排気するための排気ファンとを有するランプユニットであって、前記ランプケースは、筒状部が真空断熱層を有する二層構成であることを特徴とするもので、例えば、画像を投映するためのランプユニットであって、該ランプユニットは、画像を投映するためのランプと、該ランプを覆うランプケースと、該ランプからの熱を外部に放出する排気ファンとを備え、前記ランプケースを不燃性の材質を用いて真空断熱層を有する二層構成としたものである。
【０００９】
更には、前記排気ファンを前記筒状のランプケースの一端に配設して、前記ランプケースの他端から吸気された空気のみを前記排気ファンにより排気するようにしたことを特徴とするもので、例えば、画像を投映するためのランプユニットであって、該ランプユニットは、画像を投映するためのランプと、該ランプを覆うランプケースと、該ランプからの熱を外部に放出する排気ファンとを備え、前記ランプケースを不燃性の材質を用いて真空断熱層を有する二層構成とし、さらに、前記排気ファンを保持するファンホルダと前記ランプケースとを直付けした構造としたものである。
【００１０】
更には、前記排気ファンは、前記筒状のランプケースから取り外し可能であることを特徴とする。
【００１１】
更には、前記ランプユニットを搭載し、該ランプユニットからの光により画像を投映するプロジェクタ装置であることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明によるプロジェクタ装置の一実施例の内部構造図であり、プロジェクタ装置１の上側の筐体４１（２点鎖線で示した部分）を取り外し、下側の筐体４０の中にランプユニット１０、光学系ユニット２０、投映レンズ３０等を収納した状態を示している。ランプユニット１０を構成するガラス１１は、ランプケース１５内にあるランプ（図示していない）が破損した時の飛散防止の役目を担っているガラスであり、ランプからの光は、ガラス１１を通過して、光学系ユニット２０に入力される。光学系ユニット２０に入力された光は、光学系ユニット２０内の液晶パネルもしくはＤＭＤに照射され、投映レンズ３０を通ってスクリーン等に投映される。
【００１３】
吸気用パンチングメタル１２は、円筒部に吸気用の多数の孔を設けた形状であり、ランプを冷却するための空気を取り込み、取り込まれた空気は、ランプを冷却した後、ファンホルダ１８に保持された排気ファン１６により排気される。ランプケース１５は、真空断熱構造であるステンレス等で形成された筒状のランプケースであり、固定バンド１７によりランプユニット台１３へ固定され、ランプからの輻射熱を遮断する。ランプユニット台１３は、プロジェクタ装置１の筐体の一部を兼ねた耐熱樹脂で成形された台であり、ガラス１１、吸気用パンチングメタル１２、ランプケース１５等を保持する。
【００１４】
図２は、本発明によるランプユニットの一実施例の分解図であり、光の照射方向に並べて示したものである。ガラス１１の枠をネジ等でランプユニット台１３に固定すると、吸気用パンチングメタル１２は、ガラス１１との間に固定される。ランプ１４の外枠は、四隅がネジ等でランプユニット台１３に固定され、ランプ１４を覆う筒状のランプケース１５は、ランプ１４を覆った状態で、かつ、ランプユニット台１３に設けられた支えによって決まる位置で、固定バンド１７により、ランプユニット台１３に固定される。
【００１５】
排気ファン１６は、ファンホルダ１８により保持され、ファンホルダ１８は、プロジェクタ装置１の下側の筐体４０に固定される。さらに、ファンホルダ１８は、ランプユニット台１３に保持されたランプケース１５の一端と結合される。この場合、排気ファン１６を保持するファンホルダ１８の開口部分を、ランプケース１５と密着させることで、ランプケース１５内の空気のみが排気されるようにして、高い排気効率を得る事が可能となり、従来技術よりも少ない排気容量のファンで効果的な冷却能力を得る事が可能となる。尚、上述したランプケース１５は、不燃材質からなる金属パイプのようなものでもよい。
【００１６】
ランプユニットランプ部１０ａは、ランプユニット台１３とそれに保持されるガラス１１、吸気用パンチングメタル１２、ランプ１４、ランプケース１５及び固定バンド１７とから構成され、ランプユニットファン部１０ｂは、排気ファン１６とファンホルダ１８とから構成される。
【００１７】
図３は、本発明によるランプユニットの一実施例の断面図であり、ランプユニットを横方向から見た切断面の図である。ランプ１４からの光は、ガラス１１を通過して、光学系ユニット２０（図示していない）に入力される。ランプ１４で発生する輻射熱は、ランプケース１５で遮断され、ランプユニット１０外への輻射熱の拡散を抑制している。さらに、ランプケース１５の筒状部を真空断熱層１５ａとすることにより、ランプケース１５の外側の温度上昇を抑制し、ランプケース１５の外側から筐体への輻射熱を低減している。
【００１８】
また、排気ファン１６が動作すると、吸気用パンチングメタル１２から冷却のための空気が取り込まれ、取り込まれた空気は、発熱しているランプ１４を冷却し、ランプケース１５内を流れ、排気ファン１６からランプユニット１０の外部へ排出される。また、排気ファン１６は、吸気用パンチングメタル１２からランプケース１５内に取り込まれた空気のみを排気するので、つまり、ランプの冷却に寄与しない空気がランプケース１５内へ流入しないので、冷却効率が高く、また、ランプケース１５が、筒状の簡単な構造であるため、空気がランプケース１５内を流れる時の圧力損失も小さい。
【００１９】
吸気用パンチングメタル１２は、空気を吸い込む吸気部であり、吸気用パンチングメタル１２自体も取り込まれる空気により冷却されるため、吸気用パンチングメタル１２からプロジェクタ装置１の筐体、すなわち、上側の筐体４１及び下側の筐体４０への輻射熱の影響は少なく、吸気用パンチングメタル１２を断熱する必要性は少ない。従って、吸気用パンチングメタル１２及びランプケース１５の外側の温度上昇が少ないので、プロジェクタ装置１の筐体、すなわち、上側の筐体４１あるいは下側の筐体４０とランプユニット１０との空間距離を少なくすることが可能になる。
【００２０】
図４は、プロジェクタ装置から本発明によるランプユニットの一部を外した状態を示す斜視図であり、上側の筐体４１を外したプロジェクタ装置１を前方斜め下方向から見た状態を示している。ランプユニット１０は、ランプケース１５とファンホルダ１８とで分離可能になっており、ランプユニット台１３とそれに保持されているランプ１４やランプケース１５等からなるランプユニットランプ部１０ａと、排気ファン１６とファンホルダ１８とからなるランプユニットファン部１０ｂに分離できる。ランプユニットファン部１０ｂは、プロジェクタ装置１の下側の筐体４０に固定されており、他方、ランプユニットランプ部１０ａは、プロジェクタ装置１から取り外し可能である。ランプ１４は、消耗品であるため、交換が必要な時には、ユーザは、図４に示すように、下側の筐体４０からランプユニットランプ部１０ａを引き抜くことにより交換が可能である。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、筒状部を真空断熱層としたランプケース（遮熱板）を用いているので、ランプからプロジェクタ装置の筐体への輻射熱を効果的に遮断でき、さらに、前記ランプケースの構造が筒状なので、圧力損失が少なく効率的にランプの冷却ができるランプユニットを実現できる。また、このランプユニットは、構造が簡単なため、組み立てやすく、製造工程における煩雑さを軽減でき、また、ランプユニットを小さくできるので、このランプユニットを組み込むプロジェクタ装置の小型化を図ることも可能となる。
【００２２】
また、ランプケース内の空気のみを排気するように排気ファンを取り付けているので、ランプで発生した熱を効率的に排出することができ、排気ファンの回転数を下げて騒音を少なくすることが可能となる。また、ランプの前方から空気を吸気し、ランプ後方に排気するので、ランプの冷却ムラを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるプロジェクタ装置の一実施例の内部構造図である。
【図２】本発明によるランプユニットの一実施例の分解図である。
【図３】本発明によるランプユニットの一実施例の断面図である。
【図４】プロジェクタ装置から本発明によるランプユニットの一部を外した状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…プロジェクタ装置、１０…ランプユニット、１０ａ…ランプユニットランプ部、１０ｂ…ランプユニットファン部、１１…ガラス、１２…吸気用パンチングメタル、１３…ランプユニット台、１４…ランプ、１５…ランプケース、１５ａ…真空断熱層、１６…排気ファン、１７…固定バンド、１８…ファンホルダ、２０…光学系ユニット、３０…投映レンズ、４０…下側の筐体、４１…上側の筐体。

Claims

画像を投映するためのランプと、該ランプを覆う筒状のランプケースと、前記ランプ及びランプケースを保持するランプユニット台と、前記ランプケース内の空気を該ランプケースの外部に排気するための排気ファンとを有するランプユニットであって、前記ランプケースは、筒状部が真空断熱層を有する二層構成であることを特徴とするランプユニット。
前記排気ファンを前記筒状のランプケースの一端に配設して、前記ランプケースの他端から吸気された空気のみを前記排気ファンにより排気するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のランプユニット。
前記排気ファンは、前記筒状のランプケースから取り外し可能であることを特徴とする請求項２に記載のランプユニット。
請求項１乃至３のいずれかに記載のランプユニットを搭載し、該ランプユニットからの光により画像を投映することを特徴とするプロジェクタ装置。