JPH10106307A - 光源装置、プロジェクタおよび光照射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ランプハウジングの取付姿勢が変化しても、
メタルハライドランプの高熱部分を有効に冷却し、照度
特性の向上及び寿命の延長を図る。 【解決手段】 取付姿勢が天地方向で選択されるランプ
ハウジング２内に、メタルハライドランプ４を設け、冷
却ファン６からランプハウジング２内に向かう風を常に
上方に導く導風方向変更部２３を設ける。したがって、
ランプハウジング２の取付姿勢が天地方向で逆になった
場合でも、導風方向変更部２３により冷却ファン６から
の風をランプハウジング２の上部に向けて導くことがで
きる。したがって、メタルハライドランプ４の温度が最
も高くなる上部を効果的に冷却し、メタルハライドラン
プ４の温度が最も低くなる下部の過剰冷却を防止するこ
とで、照度特性の向上及び寿命の延長を図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光源装置、プロジ
ェクタおよび光照射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近来、点光源、高輝度、高効率、高演色
性等の特性を活かしたショートアークタイプの放電灯、
特にメタルハライドランプが液晶プロジェクタの光源と
して普及している。ランプが上述したような高い性能を
有する場合、ランプは非常に高負荷で点灯されるため高
温となり寿命特性の面で信頼性が低下する。したがっ
て、冷却ファンにより冷却することが行われている。

【０００３】以下、その従来例を図９及び図１０に基づ
いて説明する。図９は側面図、図１０は正面図である。

【０００４】図中、１０１はランプハウジングである。
このランプハウジング１０１の内部には半球状の反射鏡
１０２とこの反射鏡１０２の中心部に保持されたメタル
ハライドランプ１０３とが設けられている。ランプハウ
ジング１０１の側面には冷却ファン１０４に対向する開
口部１０５が形成されている。

【０００５】前述したように、メタルハライドランプ１
０３が高熱を発するため、冷却ファン１０４からの風を
開口部１０５からランプハウジング１０１内に送り込ん
でメタルハライドランプ１０３を冷却している。この場
合、図９、図１０（ａ）に示すように、ランプハウジン
グ１０１及び冷却ファン１０４は、一般には床面１０６
に設置されるため、この状態で開口部１０５がランプハ
ウジング１０１の上面寄りに位置するように形成されて
いる。これは、ランプハウジング１０１の温度が対流に
より上部で高くなるためである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図１０（ｂ）
に示すように、ランプハウジング１０１及び冷却ファン
１０４を天井１０７等に取り付けて使用する場合があ
る。この場合、ランプハウジング１０１及び冷却ファン
１０４は取付面１０８が逆になるため取付姿勢が天地方
向で逆になり、開口部１０５が下方に位置することにな
る。この状態では、ランプハウジング１０１の内部の温
度が対流により上部で高く下部で低くなる状態であるに
も拘らず、高温となるメタルハライドランプ１０３の上
部を有効に冷却することができず、温度が上昇しにくい
下部の方が冷却されてしまう。メタルハライドランプ１
０３は温度が高過ぎも低過ぎても照度に影響を及ぼし、
また、寿命も劣化する問題がある。

【０００７】そこで、本発明は、ランプハウジングの取
付姿勢の如何に拘らず、ランプハウジング内の上部にお
ける高温部を有効に冷却することにより、照度特性の向
上及び寿命の延長を図り得る光源装置、プロジェクタ、
光照射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】請求項１の発明の光源装
置は、一面に開口された投光面を有し内部でランプを支
持するとともに、取付姿勢が天地方向で選択されるラン
プハウジングと；前記ランプハウジングの側面に対向配
置された冷却ファンと；前記ランプハウジングの取付姿
勢の選択に拘らず前記冷却ファンから前記ランプハウジ
ング内に向かう風を常に上方に導く導風方向変更部と；
を備えている。したがって、ランプハウジングの取付姿
勢が天地方向で逆になった場合でも、導風方向変更部に
より冷却ファンからの風がランプハウジングの上部に向
けて導かれる。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１の記載の光源
装置であって、導風方向変更部は、ランプハウジングの
側面の上部と下部とに形成された開口部と、この開口部
の開口領域を選択するシャッタとにより形成されてい
る。したがって、ランプハウジングの取付姿勢が天地方
向で逆になった場合でも、シャッタによりランプハウジ
ングの側面の上方でのみ開口部が開放状態に維持され
る。これにより、冷却ファンからの風がランプハウジン
グの上部に向けて導かれる。

【００１０】ランプハウジングの上部と下部とに形成さ
れる開口部は、複数に分割して形成し、或いは、ランプ
ハウジングの側面における上部の領域と下部の領域とが
連続する一つの開口部であってもよい。開口部を複数に
分割して形成した場合には、開口部のそれぞれを独立的
に開閉するシャッタを用いてもよい。

【００１１】請求項３の発明は、請求項２記載の光装置
であって、ランプハウジングの側面には上下方向に長い
開口部が形成され、シャッタは前記開口部の長手方向に
沿ってスライド自在に支持されている。したがって、シ
ャッタを変位すると開口部の上下方向の任意の領域が開
閉される。

【００１２】請求項４の発明は、請求項１記載の光源装
置であって、導風方向変更部は、ランプハウジングの側
面に円周方向に沿って開口された開口部と、この開口部
の一部の領域にのみ対向する窓を外周の一部に有する回
転自在の円板シャッタとにより形成されている。したが
って、円板シャッタは、窓以外の部分でランプハウジン
グの側面の開口部を遮断し、窓の部分でランプハウジン
グの開口部の一部を開放する。これにより、ランプハウ
ジングの取付姿勢が天地方向で逆になった場合でも、円
板シャッタによりランプハウジングの側面の上方でのみ
開口部が開放状態に維持される。これにより、冷却ファ
ンからの風がランプハウジングの上部に向けて導かれ
る。

【００１３】ランプハウジングの側面に形成される円周
方向に沿う開口部とは、複数に分割してもよく、或いは
円形に連続する一つの開口部であってもよい。ランプハ
ウジングの側面に円形の開口部を形成した場合には、こ
の円形の開口部に対向する円形シャッタを、ランプハウ
ジングの内面に沿設した支持部材によって支持すること
ができる。

【００１４】請求項５記載の発明は、請求項４記載の光
源装置であって、円板シャッタは、窓に対して１８０°
の間隔を隔てて配置された錘を備えている。したがっ
て、回転自在の円板シャッタは錘が常に鉛直方向の下方
位置で安定するため、ランプハウジングの取付姿勢が変
わったとしても、円板シャッタはランプハウジングに対
して相対的に回転するため窓が常に上方位置に安定す
る。

【００１５】請求項６の発明は、請求項１記載の光源装
置であって、導風方向変更部は、ランプハウジングの側
面に形成された開口部と、この開口部に上下回動自在に
支持された導風板とにより形成されている。したがっ
て、ランプハウジングの取付姿勢が天地方向で逆になっ
た場合でも、導風板を上下方向に変位させることによ
り、冷却ファンからの風がランプハウジングの上部に向
けて導かれる。

【００１６】請求項７の発明のプロジェクタは、請求項
１ないし６の何れか一記載の光源装置を備えている。し
たがって、ランプハウジングの取付姿勢が天地方向で逆
になった場合でも、導風方向変更部により冷却ファンか
らの風がランプハウジングの上部に向けて導かれる。

【００１７】請求項８の発明の光照射装置は、請求項１
ないし６の何れか一記載の光源装置を備えている。した
がって、ランプハウジングの取付姿勢が天地方向で逆に
なった場合でも、導風方向変更部により冷却ファンから
の風がランプハウジングの上部に向けて導かれる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の第一の実施の形態を図１
ないし図５に基づいて説明する。図１は光源装置の取付
姿勢を示す縦断正面図、図２は光源装置の側面図、図３
はランプ及び反射鏡を示す縦断側面図、図４は点灯時間
と平均照度維持率との関係を実験により示すグラフ、図
５は点灯時間とランプ電圧上昇との関係を実験により示
すグラフである。

【００１９】図１及び図２に示すように、光源装置１
は、箱型のランプハウジング２と、半球状の反射鏡３
と、この反射鏡３の中心に支持されたメタルハライドラ
ンプ４と、ランプハウジング２の側面５に対向する冷却
ファン６とにより構成されている。半球状の反射鏡３は
ランプハウジング２の端面に開口された投光面２ａに向
けて拡開状態で開口されている。ランプハウジング２の
側面５と直交する一面には床面７又は天井面８に取り付
けられる取付面９が形成されている。同様に、冷却ファ
ン６の一面にも床面７又は天井面８に取り付けられる取
付面１０が形成されている。

【００２０】ここで、図３を参照してメタルハライドラ
ンプ４について説明する。１１は石英ガラス製のバルブ
である。このバルブ１１は、外径が１４ｍｍで、両端に
筒状の封止部１２，１３が形成されている。これらの封
止部１２，１３には厚さが約３０μｍ、幅が３ｍｍの金
属箔１４，１５が密封されている。一方の金属箔１４の
一端には口金１６に支持されたリード端子１７が接続さ
れ他端には陽極１８が接続されている。他方の金属箔１
５の一端にはリード線１９を接続するためのリード端子
２０が接続され、他端には陰極２１が接続されている。
２２は始動補助銅線で、この始動補助銅線２２は、一端
が封止部１２の基部に巻回され、中央部がバルブ１１の
球面に沿わされるとともに封止部１３に巻回され、他端
がリード端子２０に巻回状態で接続されている。このよ
うなメタルハライドランプ４は、この例では定格電力が
２５０Ｗ、リード端子１７，２０に印加するランプ電圧
が６５Ｖ、ランプ電流が３．８Ａで点灯される。

【００２１】次に、図１を参照し、ランプハウジング２
の取付姿勢の選択に拘らず冷却ファン６からランプハウ
ジング２内に向かう風を常に上方に導く導風方向変更部
２３の構成について説明する。本実施の形態における導
風方向変更部２３は、ランプハウジング２の側面５の上
部から下部にかけて形成された縦長の開口部２４と、こ
の開口部２４の開口領域を選択するように上下方向にス
ライド自在に支持されたシャッタ２５とにより形成さ
れ、このシャッタ２５の外面には指をかける摘み２６が
形成されている。

【００２２】このような構成において、図１（ａ）に示
すように、ランプハウジング２の取付面９と冷却ファン
６の取付面１０とを床面７に取り付けた場合には、シャ
ッタ２５を取付面９の方向にスライドして開口部２４の
上部の領域を開放する。これにより、冷却ファン６から
ランプハウジング２の内部上方に向けて風が流れる。ま
た、図１（ｂ）に示すように、ランプハウジング２の取
付面９と冷却ファン６の取付面１０とを天井面８に取り
付けた場合には、シャッタ２５を取付面９とは反対の方
向にスライドして開口部２４の上部の領域を開放する。
これにより、冷却ファン６からランプハウジング２の内
部上方に向けて風が流れる。

【００２３】このように、ランプハウジング２の取付姿
勢が天地方向に異なる場合でも、ランプハウジング２の
側面５の上部を開放して冷却風を流すことができるた
め、メタルハライドランプ４の上部となる高熱部を有効
に冷却することができ、逆にメタルハライドランプ４の
下部となる低温部を冷却し過ぎることがない。

【００２４】因に、メタルハライドランプ４の最高部温
度の測定結果は９００℃、最低部温度の測定結果は７８
０℃であり、温度の開きが少ないことが確認された。こ
れに対し、従来例では、ランプハウジング２を天井に取
り付けた場合には、冷却風がランプハウジング２の下方
から入り込むため、温度の低いランプの下部が冷却さ
れ、逆に温度が高いランプの上部の冷却効率が悪いため
に、最高部温度の測定結果は１０１０℃、最低部温度の
測定結果は６８０℃であり、温度の開きが多いことが確
認された。

【００２５】また、実験の結果、点灯時間と平均照度維
持率との関係を図４に、点灯時間とランプ電圧上昇との
関係を図５に示すが、平均照度維持率の減少は、本実施
の形態の構成による結果（Ａ）が従来の構成による結果
（Ｂ）よりも少ないことが確認され、ランプ電圧上昇
は、本実施の形態の構成による結果（Ａ）が従来の構成
による結果（Ｂ）よりも少ないことが確認された。これ
らの結果は何れも本実施の構成の方が従来の構成よりも
メタルハライドランプ４の寿命が延長されることを示し
ている。

【００２６】さらに、本実施の形態では、ランプハウジ
ング２の側面５に上下方向に長い一つの開口部２４を形
成し、この開口部２４の上下方向の領域を一つのシャッ
タ２５により選択的に開閉することができるため、構造
を簡略化することができる。

【００２７】次に、本発明の第二の実施の形態を図６及
び図７に基づいて説明する。本実施の形態及びこれに続
く他の実施の形態において、前実施の形態において説明
した部分と同一構造の部分は同一符号を用い説明も省略
する。図６は光源装置を示す側面図、図７（ａ）はシャ
ッタの平面図、図７（ｂ）はシャッタの断面図である。

【００２８】図中、２７は導風方向変更部である。本実
施の形態における導風方向変更部２７は、ランプハウジ
ング２の側面に円周方向に沿って扇状に開口された二つ
の開口部２８，２９と、これらの開口部２８，２９の一
部の領域にのみ対向する窓３０を外周の一部に有する回
転自在の円板シャッタ３１とにより形成されている。さ
らに、円板シャッタ３１は、窓３０に対して１８０°の
間隔を隔てて配置された錘３２を備えている。このよう
な円板シャッタ３１は支軸３３によりランプハウジング
２の側面５に回転自在に支持されている。なお、弧状の
開口部２８，２９の半径の中心は支軸３３に一致する。

【００２９】このような構成において、図６に示す状態
はランプハウジング２の取付面９が下向きの状態（床面
支持状態）である。この状態では、円板シャッタ３１
は、窓３０以外の部分でランプハウジング２の側面５の
開口部２８，２９を遮断し、窓３０の部分でランプハウ
ジング２の開口部２８の中央部を開放する。ランプハウ
ジング２を天井面８（図１（ｂ）参照）に取り付けた場
合には、図６に示すように、ランプハウジング２の取付
面９は下向きではなく上向きとなり、開口部２８が下側
に開口部２９が上側になる。このとき、円板シャッタ３
１は錘３２が真下になるようにランプハウジング２に対
して相対的に１８０°回転するため、今度は上側に位置
する開口部２９の中央部のみを窓３０により開放する。

【００３０】このように、ランプハウジング２の取付姿
勢が天地方向で逆になった場合でも、円板シャッタ３１
によりランプハウジング２の側面５の上方でのみ開口部
２８又は２９を開放状態に維持することができる。これ
により、冷却ファン６からの風をランプハウジング２の
上部に向けて導くことができる。

【００３１】さらに、円板シャッタ３１は、窓３０に対
して１８０°の間隔を隔てて配置された錘３２を備え、
錘３２が常に鉛直方向の下方位置に位置する姿勢を維持
するため、ランプハウジング２の取付姿勢が変わったと
しても、円板シャッタ３１を自動的に回動させることが
でき、且つ、最適な位置で静止させることができる。さ
らに、円板シャッタ３１は窓３０が最上位（時計の位置
にして１２時）に位置するように安定するため、ランプ
ハウジング２を取付姿勢が天地方向に逆になる程ではな
く単に水平方向に傾けて支持した場合でも、冷却ファン
６からの風をランプハウジング２の上部に導き易くする
ことができる。

【００３２】次に、本発明の第三の実施の形態を図８に
基づいて説明する。図８は光源装置１の取付姿勢を示す
縦断側面図である。

【００３３】本実施の形態における導風方向変更部３４
は、ランプハウジング２の側面５に形成された縦長の開
口部２４と、この開口部２４の両側縁に内方端が上下回
動自在に支持された複数の導風板３５とにより形成され
ている。

【００３４】このような構成において、図８（ａ）に示
すように、ランプハウジング２を床面７に取り付けた場
合でも、図８（ｂ）に示すように、ランプハウジング２
を天井面８に取り付けた場合でも、導風板３５を外方の
自由端部に向かうに従い次第に下方に傾斜するように傾
けることにより、冷却ファン６からの風をランプハウジ
ング２の上部に向けて導くことができる。

【００３５】なお、これまで説明した光源装置１は、プ
ロジェクタや光照射装置の電源装置として利用される。
因に、プロジェクタに用いた例では、本発明の構成の光
源装置１を天井面に取り付けてスクリーン上での平均照
度を測定した結果を基準（１００％）とすると、従来構
造の光源装置を天井面に取り付けた場合は、９１％の平
均照度しか得られなかった。このことからも、本発明に
よる構成の優位性が確認された。

【００３６】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、冷却ファンか
らランプハウジング内に向かう風を常に上方に導く導風
方向変更部を備えているので、ランプハウジングの取付
姿勢が天地方向で逆になった場合でも、導風方向変更部
により冷却ファンからの風をランプハウジングの上部に
向けて導くことができる。したがって、メタルハライド
ランプの温度が最も高くなる上部を効果的に冷却し、メ
タルハライドランプの温度が最も低くなる下部の過剰冷
却を防止することができ、これにより、照度特性の向上
及び寿命の延長を図ることができる。

【００３７】請求項２の発明によれば、ランプハウジン
グの側面の上部と下部とに形成された開口部と、この開
口部の開口領域を選択するシャッタとにより導風方向変
更部を形成したので、ランプハウジングの取付姿勢が天
地方向で逆になった場合でも、シャッタによりランプハ
ウジングの側面の上方でのみ開口部を開放状態に維持す
ることができる。これにより、冷却ファンからの風をラ
ンプハウジングの上部に向けて導くことができる。

【００３８】請求項３の発明によれば、ランプハウジン
グの側面には上下方向に長い開口部が形成され、シャッ
タは前記開口部の長手方向に沿ってスライド自在に支持
されているので、上下方向に長い開口部の上下方向の領
域を一つのシャッタにより選択的に開閉することができ
るため、構造を簡略化することができる。

【００３９】請求項４の発明によれば、ランプハウジン
グの側面に円周方向に沿って開口された開口部と、この
開口部の一部の領域にのみ対向する窓を外周の一部に有
する回転自在の円板シャッタとにより導風方向変更部を
形成したので、円板シャッタの窓以外の部分でランプハ
ウジングの側面の開口部を遮断し、窓の部分でランプハ
ウジングの開口部の一部を開放することができる。これ
により、ランプハウジングの取付姿勢が天地方向で逆に
なった場合でも、円板シャッタによりランプハウジング
の側面の上方でのみ開口部を開放状態に維持することが
できる。これにより、冷却ファンからの風をランプハウ
ジングの上部に向けて導くことができる。

【００４０】請求項５の発明によれば、円板シャッタ
は、窓に対して１８０°の間隔を隔てて配置された錘を
備えているので、錘が常に鉛直方向の下方位置で安定す
る。したがって、ランプハウジングの取付姿勢が変わっ
たとしても、円板シャッタをランプハウジングに対して
相対的に且つ自動的に回転させて最適な位置で静止させ
ることができる。

【００４１】請求項６の発明によれば、ランプハウジン
グの側面に形成された開口部と、この開口部に上下回動
自在に支持された導風板とにより形成されているので、
ランプハウジングの取付姿勢が天地方向で逆になった場
合でも、導風板を上下方向に変位させることにより、冷
却ファンからの風をランプハウジングの上部に向けて導
くことができる。

【００４２】請求項７の発明によれば、プロジェクタは
請求項１ないし６の何れか一記載の光源装置を備えてい
るので、ランプハウジングの取付姿勢が天地方向で逆に
なった場合でも、導風方向変更部により冷却ファンから
の風をランプハウジングの上部に向けて導くことがで
き、したがって、照度特性の向上及び寿命の延長を図る
ことができる。

【００４３】請求項８の発明によれば、光照射装置は請
求項１ないし６の何れか一記載の光源装置を備えている
ので、ランプハウジングの取付姿勢が天地方向で逆にな
った場合でも、導風方向変更部により冷却ファンからの
風をランプハウジングの上部に向けて導くことができ、
したがって、照度特性の向上及び寿命の延長を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態における光源装置の
取付姿勢を示す縦断正面図

【図２】光源装置の側面図

【図３】メタルハライドランプ及び反射鏡を示す縦断側
面図

【図４】点灯時間と平均照度維持率との関係を実験によ
り示すグラフ

【図５】点灯時間とランプ電圧上昇との関係を実験によ
り示すグラフ

【図６】本発明の第二の実施の形態における光源装置を
示す側面図

【図７】（ａ）はシャッタの平面図、（ｂ）はシャッタ
の断面図

【図８】本発明の第二の実施の形態における光源装置の
取付姿勢を示す縦断正面図

【図９】従来の光源装置を示す側面図

【図１０】光源装置の取付姿勢を示す縦断正面図

【符号の説明】

１：光源装置 ２：ランプハウジング ２ａ：投光面 ４：メタルハライドランプ ５：側面 ６：冷却ファン ２３：導風方向変更部 ２４：開口部 ２５：シャッタ ２７：導風方向変更部 ２８，２９：開口部 ３０：窓 ３１：円板シャッタ ３２：錘

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一面に開口された投光面を有し内部でメ
   タルハライドランプを支持するとともに、取付姿勢が天
   地方向で選択されるランプハウジングと；前記ランプハ
   ウジングの側面に対向配置された冷却ファンと；前記ラ
   ンプハウジングの取付姿勢の選択に拘らず前記冷却ファ
   ンから前記ランプハウジング内に向かう風を常に上方に
   導く導風方向変更部と；を備えていることを特徴とする
   光源装置。
2. 【請求項２】 導風方向変更部は、ランプハウジングの
   側面の上部と下部とに形成された開口部と、この開口部
   の開口領域を選択するシャッタとにより形成されている
   ことを特徴とする請求項１記載の光源装置。
3. 【請求項３】 ランプハウジングの側面には上下方向に
   長い開口部が形成され、シャッタは前記開口部の長手方
   向に沿ってスライド自在に支持されていることを特徴と
   する請求項２記載の光源装置。
4. 【請求項４】 導風方向変更部は、ランプハウジングの
   側面に円周方向に沿って開口された開口部と、この開口
   部の一部の領域にのみ対向する窓を外周の一部に有する
   回転自在の円板シャッタとにより形成されていることを
   特徴とする請求項１記載の光源装置。
5. 【請求項５】 円板シャッタは、窓に対して１８０°の
   間隔を隔てて配置された錘を備えていることを特徴とす
   る請求項４記載の光源装置。
6. 【請求項６】 導風方向変更部は、ランプハウジングの
   側面に形成された開口部と、この開口部に上下回動自在
   に支持された導風板とにより形成されていることを特徴
   とする請求項１記載の光源装置。
7. 【請求項７】 請求項１ないし６の何れか一記載の光源
   装置を備えていることを特徴とするプロジェクタ。
8. 【請求項８】 請求項１ないし６の何れか一記載の光源
   装置を備えていることを特徴とする光照射装置。