KR100636438B1

KR100636438B1 - 광원 장치 및 프로젝터

Info

Publication number: KR100636438B1
Application number: KR1020040043967A
Authority: KR
Inventors: 후지모리모토유키; 다케자와다케시; 메구로히로유키; 기타무라마사카즈
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 2003-06-16
Filing date: 2004-06-15
Publication date: 2006-10-18
Also published as: US7063423B2; CN100380228C; JP2005004131A; KR20040111059A; US20050001989A1; CN1573512A; USRE43777E1; TWI235278B; TW200500780A

Abstract

광원 램프 유닛(10)은 광원 램프(11), 타원 리플렉터(12), 판 형상체(19)를 구비한다. 이 판 형상체(19)는 리플렉터(12)의 후방에 간극을 두고 설치되어 있고, 리플렉터(12)의 반사부(122)의 외형 형상에 따른 형상으로 되어 있다. 판 형상체(19)와 리플렉터(12) 사이에는 냉각 공기를 통과시키는 냉각 유로가 형성되어 있다. 이 냉각 유로의 광원 램프(11)의 광축에 따른 방향의 폭 치수는, 반사부(122)의 넥 형상부(121) 근방 부분이 가장 작고, 리플렉터(12)의 반사부(122) 외주연을 향해 확장되어 있다.

Description

광원 장치 및 프로젝터{LIGHT SOURCE DEVICE AND PROJECTOR}

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프로젝터의 광학계 구조를 나타내는 모식도,

도 2는 상기 실시예에 있어서의 광원 장치의 구조를 나타내는 개요 사시도,

도 3은 상기 실시예에 있어서의 광원 장치의 구조를 나타내는 단면도,

도 4는 제 1 실시예의 시뮬레이션의 결과를 도시한 도면,

도 5는 제 1 비교예의 시뮬레이션의 결과를 도시한 도면,

도 6은 제 2 비교예의 시뮬레이션의 결과를 도시한 도면,

도 7은 제 3 비교예의 시뮬레이션의 결과를 도시한 도면.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 프로젝터 10 : 광원 램프 유닛(광원 장치)

11 : 광원 램프(발광관) 12 : 타원 리플렉터

17 : 열전도성 부재 19 : 판 형상체

111 : 발광부 112, 112A, 112B : 봉지부

121 : 넥 형상부 122 : 반사부

본 발명은 광원 장치 및 프로젝터에 관한 것이다.

종래부터, 광원으로부터 사출된 광속을 화상 정보에 따라 변조하고 확대 투사하는 프로젝터가 프레젠테이션이나 홈시어터 분야에서 이용되고 있다.

이러한 프로젝터에는, 광원 램프(발광관)와, 이 광원 램프로부터의 광속을 반사시키는 리플렉터와, 이것들을 수용하는 램프 하우징을 구비한 광원 장치가 사용되고 있다.

최근, 프로젝터에서는, 투사되는 광학상을 선명하게 표시하기 위해서 광원 램프의 고휘도화가 요구되고 있다. 이 고휘도화에 따라 램프 하우징 내부가 고온으로 되므로, 프로젝터 내의 공기를 광원 장치의 램프 하우징 상방측으로부터 도입하고, 하방측으로 흘려서 램프 하우징 내부를 냉각하고 있다(예컨대, 일본 특허 공개 제 1996-186784 호 공보, 제 9 페이지, 도 7 참조).

그러나, 이러한 냉각 방법에서는, 단순히 램프 하우징의 상방으로부터 하방으로 냉각 공기를 흘리고 있을 뿐이어서, 리플렉터를 균일하게 냉각하기 어렵다. 그 때문에, 리플렉터가 부분적으로 고온으로 되는 경우가 있다. 통상, 리플렉터의 반사부에는, 광원 램프로부터의 광속 중 가시 광선을 반사시키고 적외선, 자외선을 투과시키는 반사막이 부착되어 있지만, 리플렉터가 부분적으로 고온으로 됨으로써, 이 반사막이 벗겨진다는 문제가 있다.

또한, 전술한 공보에도 개시되어 있는 바와 같이, 종래부터 리플렉터 및 광원 램프는, 램프 하우징 내에 수용되어 있기 때문에, 리플렉터를 투과한 적외선이나 자외선은, 리플렉터 후방에 위치하는 램프 하우징의 벽에 접촉하게 된다. 이로써, 램프 하우징의 벽이 고온으로 되고, 열변형된다는 문제도 발생하고 있다. 또한, 리플렉터를 투과한 자외선에 의해, 램프 하우징이 열분해, 화학 분해되어, 램프 하우징의 벽 표면에 열화 및 표백이 생기는 경우가 있다. 또한, 화학 분해에 의해 발생한 실록산이 광학 부품에 부착되어 성능을 손상시킬 우려가 있을 뿐더러, 미량이기는 하지만 환경 호르몬 물질이 발생하여 이상한 냄새를 느끼는 등, 신뢰성에 관한 과제를 안고 있다.

또한, 이러한 과제는, 리플렉터를 투과한 적외선이나 자외선이, 램프 하우징의 벽에 닿는 경우뿐만 아니라, 광학 부품을 수용하는 라이트 가이드의 벽에 직접 닿는 경우에도 동일하다.

본 발명의 주목적은, 리플렉터를 효율적으로 냉각할 수 있고, 램프 하우징이나 라이트 가이드의 열변형, 열화, 표백을 방지할 수 있으며, 또한 실록산이나 환경 호르몬 물질의 발생을 방지 할 수 있는 광원 장치 및 이 광원 장치를 구비한 프로젝터를 제공하는 것이다.

본 발명의 광원 장치는, 전극 사이에서 방전 발광이 실행되는 발광부 및 이 발광부의 양측에 설치되는 봉지부(sealing portion)를 갖는 발광관과, 이 발광관의 발광부의 후방에 설치되어, 발광관으로부터 방사된 광속을 일정 방향으로 정렬하여 출사하는 반사부를 갖는 리플렉터를 구비한 광원 장치로서, 상기 리플렉터의 반사부는, 상기 발광관의 발광부로부터 사출된 광속 중, 가시 광선을 반사하는 동시에, 적외선 및 자외선을 투과하고, 상기 리플렉터의 후방에는, 상기 리플렉터의 반사부의 외형에 따른 형상이며, 상기 반사부를 투과한 적외선 및 자외선을 흡수하는 판 형상체가, 상기 리플렉터의 반사부와 소정의 간격을 두고 설치되며, 상기 리플렉터의 반사부와 상기 판 형상체 사이에는 냉각 유체를 통과시키는 냉각 유로가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

여기서, 판 형상체는, 적외선 및 자외선을 흡수하는 것이면 좋고, 예컨대 그 표면에 흑알루마이트 처리를 실시한 것을 들 수 있다.

이러한 본 발명에 의하면, 리플렉터의 후방에 리플렉터의 반사부의 외형에 따른 형상의 판 형상체가 배치되어 있고, 이 판 형상체와 리플렉터의 반사부 사이에는 냉각 유로가 형성되어 있기 때문에, 리플렉터 전체를 균일하게 효율적으로 냉각할 수 있다. 이로써, 리플렉터의 반사부에 부착되는 반사막의 열에 의한 박리를 방지할 수 있다.

또한, 리플렉터의 후방에 판 형상체가 배치되어 있고, 이 판 형상체는 리플렉터의 반사부를 투과한 적외선 및 자외선을 흡수하는 것이기 때문에, 발광관, 리플렉터, 판 형상체를 램프 하우징이나 라이트 가이드에 수용한 경우, 램프 하우징이나 라이트 가이드의 리플렉터 후방에 위치하는 벽 등에 적외선, 자외선 등이 닿지 않고, 벽의 열변형을 방지할 수 있다.

또한, 판 형상체는 적외선, 자외선을 흡수하기 때문에 발열하지만, 냉각 유로를 통과하는 공기에 의해 판 형상체를 냉각할 수도 있다.

또한, 램프 하우징이나 라이트 가이드의 리플렉터 후방에 위치하는 벽 등에 자외선 등이 닿지 않기 때문에, 램프 하우징이나 라이트 가이드가 열분해, 화학 분해되지 않고, 램프 하우징이나 라이트 가이드에 열화, 표백이 생기지 않는다. 또한, 이와 같이, 램프 하우징이나 라이트 가이드가 화학 분해되지 않기 때문에, 실록산의 발생, 환경 호르몬 물질의 발생을 방지할 수 있다. 이로써, 실록산의 광학 부품으로의 부착에 의한 광학 부품의 성능의 저하나, 환경 호르몬 물질의 발생에 따른 이상한 냄새의 발생 등의 신뢰성에 관한 과제를 해결할 수 있다.

또한, 통상 광원 장치 등을 수용하는 프로젝터의 외장 케이스 내부에는, 외장 케이스 내부의 공기를 광원 장치에 도입하여 광원 장치를 냉각하기 위한 배기팬이 설치되어 있고, 이 배기팬에 의해 흡입된 공기는 외장 케이스에 형성된 배기구로부터 배출된다. 종래부터 이 배기구에는, 광원 장치로부터의 광 누출을 방지하기 위해서 빽빽한 간격으로 복수의 루버부가 장착되어 있다. 배기구로부터 공기를 배출할 때에, 이 루버부에 의해 큰 공기 저항이 발생하기 때문에, 충분히 광원 장치를 냉각하고자 하는 경우에는, 배기팬의 회전수를 높이지 않으면 안되고, 저소음화를 도모할 수 없다는 문제가 있다.

이에 대하여, 본 발명에서는, 리플렉터의 후방에 반사부의 외형에 따른 형상의 판 형상체가 설치되어 있기 때문에, 발광관의 발광부로 발광한 광속이 리플렉터 후방으로 누출되는 것을 방지할 수 있다. 그 때문에, 외장 케이스의 배기구에 장 착하는 루버부를 친밀하게 배치할 필요가 없고, 루버부에 의한 공기 저항을 작게 할 수 있다. 이로써, 배기팬의 회전수를 낮게 설정할 수 있고, 저소음화를 도모할 수 있다.

또한, 종래, 발광관으로부터의 광이 리플렉터의 후방으로 누출되는 것을 방지하기 위해서, 램프 하우징으로 리플렉터 및 발광관 전체를 덮을 필요가 있었지만, 본 발명에서는, 판 형상체를 설치함으로써, 발광관으로부터의 광속이 리플렉터 후방으로 누출되는 것을 방지할 수 있으며, 램프 하우징으로 리플렉터 후방을 덮을 필요가 없기 때문에, 램프 하우징을 소형화할 수 있다.

또한, 리플렉터의 후방에 판 형상체가 설치되어 있기 때문에, 발광관이 파열된 경우에도, 발광관의 파편이 리플렉터 후방으로 비산하는 것을 방지할 수 있다. 이로써, 보다 안정성이 높은 광원 장치로 할 수 있다.

본 발명에서는, 상기 리플렉터의 반사부에는 상기 발광관의 봉지부를 지지하는 넥(neck) 형상부가 설치되고, 상기 리플렉터의 반사부와 상기 판 형상체 사이에 형성되는 냉각 유로의 상기 발광관의 광축 방향에 따른 폭 치수는, 상기 반사부의 넥 형상부 근방 부분이 가장 작고, 리플렉터의 외주연에 대향하여 커지는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 냉각 유로의 폭은 리플렉터의 외주연에 대향하여 커져 있기 때문에, 리플렉터의 외주연측으로부터의 냉각 공기의 도입, 냉각 공기의 배출을 실행하기 용이하게 할 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 상기 냉각 유로의 최소 폭 치수는, 5㎜ 이상, 15㎜ 이 하인 것이 바람직하다.

냉각 유로의 최소 폭 치수가 5㎜ 미만인 경우에는, 냉각 유로가 지나치게 좁아서, 통풍 저항이 커지기 때문에 냉각 유체가 통과하기 어렵고, 리플렉터 및 판 형상체를 충분히 냉각할 수 없을 가능성이 있다.

또한, 최소 폭 치수가 15㎜를 초과하는 경우에는, 냉각 유로가 지나치게 광폭으로 되어, 난류가 발생하기 용이해지고, 리플렉터 및 판 형상체에 따라 유체가 흐르기 어려워져서 냉각 효율이 저하하는 가능성이 있다.

본 발명에서는, 최소 폭 치수를 5㎜ 이상, 15㎜ 이하로 하고 있기 때문에, 상술한 바와 같은 문제가 발생하지 않고, 리플렉터 및 판 형상체를 효율적으로 냉각할 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 상기 판 형상체의 상기 리플렉터측의 표면에 요철이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

자외선 및 적외선을 흡수한 판 형상체의 열은 냉각 유로를 통과하는 냉각 유체에 의해 냉각된다. 본 발명에서는, 판 형상체의 리플렉터측의 표면에 요철을 형성함으로써, 판 형상체의 방열 면적을 널리 확보할 수 있고, 흡수한 열을 효율적으로 방열할 수 있다.

또한, 본 발명에서, 상기 판 형상체의 상기 리플렉터측의 표면의 표면 방사율은 0.8 이상인 것이 바람직하다.

판 형상체의 표면 방사율을 0.8 이상으로 함으로써, 판 형상체가 흡수한 열을 효율적으로 방사할 수 있다.

본 발명에서, 상기 리플렉터의 반사부에는 상기 발광관의 봉지부를 지지하는 넥 형상부가 설치되고, 상기 판 형상체는 열전도성의 재료로 구성되고, 상기 리플렉터의 넥 형상부에 고정되어 있는 것이 바람직하다.

이러한 본 발명에 의하면, 열전도성의 재료로 구성된 판 형상체를 리플렉터의 넥 형상부에 장착함으로써, 리플렉터의 열을 판 형상체로 전도시켜서, 리플렉터를 냉각할 수 있다.

또한, 상기 발광관의 봉지부 중, 상기 리플렉터측에 배치된 한쪽의 봉지부는, 한쪽 단부가 리플렉터 후방까지 연장된 통 형상의 열전도성 부재를 거쳐, 상기 리플렉터에 고정되고, 상기 판 형상체는 열전도성의 재료로 구성되고, 상기 열전도성 부재의 한쪽 단부에 접촉하고 있는 것이어도 무방하다.

이러한 본 발명에 의하면, 발광관의 봉지부에 통 형상의 열전도성 부재를 장착하고 있기 때문에, 발광관의 발광부의 열을 봉지부로부터 열전도성 부재로 전달시켜서, 발광부를 냉각할 수 있다.

그리고, 이 열전도성 부재에 열전도성의 재료로 구성된 판 형상체를 접촉시킴으로써, 열전도성 부재에 전달된 열을 판 형상체를 거쳐 방열시킬 수 있다. 이로써, 열전도성 부재, 판 형상체를 거쳐 보다 효율적으로 발광관의 발광부를 냉각시킬 수 있다.

본 발명의 프로젝터는, 광원으로부터 사출된 광속을 화상 정보에 따라 변조해서 광학상을 형성하고 확대 투사하는 프로젝터이며, 상술한 어느 하나의 발명에 기재된 광원 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 프로젝터는 상술한 어느 광원 장치를 구비하고 있기 때문에, 광원 장치와 동일한 작용 효과를 나타낼 수 있다. 즉, 리플렉터를 효율적으로 냉각할 수 있고, 램프 하우징이나 라이트 가이드의 열 변형을 방지할 수 있다는 효과를 이룰 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 기초하여 설명한다.

도 1에는, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프로젝터(1)의 광학계를 나타내는 모식도가 도시되어 있다. 이 프로젝터(1)는, 광원으로부터 사출된 광속을, 화상 정보에 따라 변조하여 광학상을 형성하고, 스크린상에 확대 투사하는 광학 기기이고, 광원 장치로서의 광원 램프 유닛(10), 균일 조명 광학계(20), 색 분리 광학계(30), 릴레이 광학계(35), 광학 장치(40) 및 투사 광학계(50)를 구비하여 구성하고, 광학계(20 내지 35)를 구성하는 광학 소자는, 소정의 조명 광축(P)이 설정된 라이트 가이드(2) 내에 위치 결정 조정되어 수납되어 있다. 이 라이트 가이드(2)는 도시하지 않지만 상면이 개구된 박스형 하측 라이트 가이드와, 이 하측 라이트 가이드의 개구를 폐쇄하는 커버 형상의 상측 라이트 가이드를 구비한 것으로 되어 있다.

광원 램프 유닛(10)은 광원 램프(11)로부터 방사된 광속을 일정 방향으로 정렬하여 사출하고, 광학 장치(40)를 조명하는 것이며, 상세하게는 후술하지만, 광원 램프(발광관)(11), 타원 리플렉터(12) 및 평행화 오목 렌즈(14)를 구비하고 있다.

그리고, 광원 램프(11)로부터 방사된 광속은, 타원 리플렉터(12)에 의해 장치 전방측에 사출 방향을 정렬하여 수속광(收束光)으로 하여 사출되고, 평행화 오목 렌즈(14)에 의해 평행화되며, 균일 조명 광학계(20)에 사출된다.

균일 조명 광학계(20)는 광원 램프 유닛(10)으로부터 사출된 광속을 복수의 부분 광속으로 분할하고, 조명 영역의 면내 조도를 균일화하는 광학계이며, 제 1 렌즈 어레이(21), 제 2 렌즈 어레이(22), 편광 변환 소자(23) 및 중첩 렌즈(24) 및 반사 미러(25)를 구비하고 있다.

제 1 렌즈 어레이(21)는 광원 램프(11)로부터 사출된 광속을 복수의 부분 광속으로 분할하는 광속 분할 광학 소자로서의 기능을 갖고, 조명 광축(P)과 직교하는 면내에 매트릭스 형상으로 배열되는 복수의 소형 렌즈를 구비하여 구성되고, 각 소형 렌즈의 윤곽 형상은, 후술하는 광학 장치(40)를 구성하는 액정 패널(42R, 42G, 42B)의 화상 형성 영역의 형상과 거의 상사형을 이루도록 설정되어 있다.

제 2 렌즈 어레이(22)는, 전술한 제 1 렌즈 어레이(21)에 의해 분할된 복수의 부분 광속을 집광하는 광학 소자이고, 제 1 렌즈 어레이(21)와 동일하게 조명 광축(P)에 직교하는 면내에 매트릭스 형상으로 배열되는 복수의 소형 렌즈를 구비한 구성이지만, 집광을 목적으로 하고 있기 때문에, 각 소형 렌즈의 윤곽형상이 액정 패널(42R, 42G, 42B)의 화상 형성 영역의 형상과 대응하고 있을 필요는 없다.

편광 변환 소자(23)는 제 1 렌즈 어레이(21)에 의해 분할된 각 부분 광속의 편광 방향을 한 방향의 직선 편광으로 정렬하는 것이다.

이 편광 변환 소자(23)는 도시를 생략했지만, 조명 광축(P)에 대하여 경사 배치되는 편광 분리막 및 반사 미러를 교대로 배열한 구성을 구비한다. 편광 분리막은 각 부분 광속에 포함되는 P 편광 광속 및 S 편광 광속 중, 한쪽의 편광 광속을 투과하고, 다른 쪽의 편광 광속을 반사한다. 반사된 다른 쪽의 편광 광속은, 반사 미러에 의해 곡절되고, 한쪽의 편광 광속의 사출 방향, 즉 조명 광축(P)에 따른 방향으로 사출된다. 사출된 편광 광속 중 어느 것은 편광 변환 소자(23)의 광속 사출면에 설치되는 위상차판에 의해 편광 변환되고, 모든 편광 광속의 편광 방향이 정렬된다. 이러한 편광 변환 소자(23)를 채용함으로써, 광원 램프(11)로부터 사출되는 광속을, 한 방향의 편광 광속으로 정렬할 수 있기 때문에, 광학 장치(40)로 이용하는 광원광의 이용률을 향상시킬 수 있다.

중첩 렌즈(24)는 제 1 렌즈 어레이(21), 제 2 렌즈 어레이(22) 및 편광 변환 소자(23)를 거친 복수의 부분 광속을 집광하여 액정 패널(42R, 42G, 42B)의 화상 형성 영역상에 중첩시키는 광학 소자이다.

이 중첩 렌즈(24)는 본 예에서는 광속 투과 영역의 입사측 단면이 평면이고 사출측 단면이 구면인 구면 렌즈이지만, 비구면 렌즈를 이용하는 것도 가능하다.

이 중첩 렌즈(24)로부터 사출된 광속은, 반사 미러(25)로 곡절되어서 색 분리 광학계(30)로 사출된다.

색 분리 광학계(30)는 2개의 다이크로익 미러(31, 32)와 반사 미러(33)를 구비하고, 다이크로익 미러(31, 32)에서 균일 조명 광학계(20)로부터 사출된 복수의 부분 광속을 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 3색의 색광으로 분리하는 기능을 구비한다.

다이크로익 미러(31, 32)는, 기판상에 소정 파장 영역의 광속을 반사하고 다른 파장의 광속을 투과시키는 파장 선택막이 형성된 광학 소자이며, 광로 전단에 배치되는 다이크로익 미러(31)는 적색광을 투과시키고 그 밖의 색광을 반사하는 미러이다. 광로 후단에 배치되는 다이크로익 미러(32)는 녹색광을 반사하고 청색광을 투과시키는 미러다.

릴레이 광학계(35)는 입사측 렌즈(36)와 릴레이 렌즈(38)와 반사 미러(37, 39)를 구비하고, 색 분리 광학계(30)를 구성하는 다이크로익 미러(32)를 투과한 청색광을 광학 장치(40)까지 유도하는 기능을 갖고 있다. 또한, 청색광의 광로에 이러한 릴레이 광학계(35)가 설치되어 있는 것은, 청색광의 광로 길이가 다른 색광의 광로 길이보다도 길기 때문에, 광의 발산 등에 의한 광의 이용 효율의 저하를 방지하기 위해서이다. 본 예에 있어서는 청색광의 광로 길이가 길기 때문에 이러한 구성으로 되어 있지만 적색광의 광로 길이를 길게 하는 구성도 고려된다.

전술한 다이크로익 미러(31)에 의해 분리된 적색광은, 반사 미러(33)에 의해 곡절된 후, 필드 렌즈(41)를 통해 광학 장치(40)에 공급된다. 또한, 다이크로익 미러(32)에 의해 분리된 녹색광은 그대로 필드 렌즈(41)를 통해 광학 장치(40)에 공급된다. 또한, 청색광은 릴레이 광학계(35)를 구성하는 렌즈(36, 38) 및 반사 미러(37, 39)에 의해 집광, 곡절되어서 필드 렌즈(41)를 통해 광학 장치(40)에 공급된다. 또한, 광학 장치(40)의 각 색광의 광로 전단에 설치되는 필드 렌즈(41)는 제 2 렌즈 어레이(22)로부터 사출된 각 부분 광속을, 조명 광축에 대하여 병행한 광속으로 변환하기 위해서 설치되어 있다.

광학 장치(40)는 입사한 광속을 화상 정보에 따라 변조하여 칼라 화상을 형성하는 것이며, 조명 대상이 되는 광 변조 장치로서의 액정 패널(42)과, 색 합성 광학계로서의 크로스 다이크로익 프리즘(43)을 구비하여 구성된다. 또한, 필드 렌즈(41) 및 각 액정 패널(42R, 42G, 42B)의 사이에는 입사측 편광판(44)이 개재 배치되고, 도시를 생략했지만, 각 액정 패널(42R, 42G, 42B) 및 크로스 다이크로익 프리즘(43)의 사이에는 사출측 편광판이 개재 배치되며, 입사측 편광판(44), 액정 패널(42R, 42G, 42B) 및 사출 측 편광판에 의해 입사하는 각 색광의 광 변조가 실행된다.

액정 패널(42R, 42G, 42B)은 한 쌍의 투명한 유리 기판에 전기 광학 물질인 액정을 밀폐 봉입한 것이고, 예컨대 폴리실리콘 TFT를 스위칭 소자로 하여, 주어진 화상 신호에 따라, 입사측 편광판(44)으로부터 사출된 편광 광속의 편광 방향을 변조한다. 이 액정 패널(42R, 42G, 42B)의 변조를 실행하는 화상 형성 영역은 직사각형 형상이며, 그 대각 치수는 예컨대 0.7 인치이다.

크로스 다이크로익 프리즘(43)은, 사출측 편광판으로부터 사출된 각 색광마다에 변조된 광학상을 합성하여 칼라 화상을 형성하는 광학 소자이다. 이 크로스 다이크로익 프리즘(43)은 4개의 직각 프리즘을 서로 부착한 평면에서 보아 대략 정방 형상을 이루고, 직각 프리즘끼리를 서로 부착한 계면에는 유전체 다층막이 형성되어 있다. 대략 X자 형상인 한쪽의 유전체 다층막은 적색광을 반사하는 것이고, 다른 쪽의 유전체 다층막은 청색광을 반사하는 것이며, 이러한 유전체 다층막에 의해 적색광 및 청색광은 곡절되고, 녹색광의 진행 방향과 정렬됨으로써, 3개의 색광 이 합성된다.

그리고, 크로스 다이크로익 프리즘(43)으로부터 사출된 컬러 화상은, 투사 광학계(50)에 의해 확대 투사되고, 도시를 생략한 스크린상에 대(大)화면 화상을 형성한다.

전술한 광원 장치로서의 광원 램프 유닛(10)은, 라이트 가이드(2)에 대하여 착탈 가능하고, 광원 램프(11)가 파열하거나, 수명에 의해 휘도가 저하한 경우에 교환할 수도 있도록 되어 있다.

보다 상세하게 설명하면, 이 광원 램프 유닛(10)은, 전술한 광원 램프(11), 타원 리플렉터(12) 및 평행화 오목 렌즈(14) 외에, 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 램프 하우징(15), 커버 부재(16), 열전도성 부재(17), 방열 핀(18), 판 형상체(19)를 구비하여 구성된다.

발광관으로서의 광원 램프(11)는 중앙부가 구 형상으로 팽출(膨出)한 석영 유리관으로 구성되고, 중앙 부분이 발광부(111), 이 발광부(111)의 양측으로 연장되는 부분이 봉지부(112)로 된다. 또한, 본 실시예에서는, 봉지부(112) 중, 타원 리플렉터(12)측의 한쪽의 봉지부(112)를 제 1 봉지부(112A), 다른 쪽의 봉지부(112)를 제 2 봉지부(112B)로 한다.

발광부(111)의 내부에는, 도 3에는 도시를 생략했지만, 내부에 소정 거리 이간 배치되는 한 쌍의 텅스텐제의 전극과 수은, 희 가스 및 소량의 할로겐이 봉입되어 있다.

봉지부(112)의 내부에는, 발광부(111)의 전극과 전기적으로 접속되는 몰리브 덴제의 금속박이 삽입되고, 유리 재료 등으로 봉지되어 있다. 이 금속박에는, 또한 전극 인출선으로서의 리드선(113)이 접속되고, 이 리드선(113)은 광원 램프(11)의 외부까지 연장되어 있다.

그리고, 리드선(113)에 전압을 인가하면, 전극 사이에서 방전이 생기고, 발광부(111)가 발광한다.

타원 리플렉터(12)는 광원 램프(11)로부터의 광속을 일정 방향으로 정렬하여 사출하는 타원 곡면 형상의 반사부(122)와, 이 반사부(122)에 설치되어, 광원 램프(11)의 제 1 봉지부(112A)가 삽입 통과되는 넥 형상부(121)를 구비한 유리제의 일체 성형품이다.

넥 형상부(121)에는 중앙에 삽입 구멍(123)이 형성되어 있고, 이 삽입 구멍(123)의 중심에 제 1 봉지 부(112A)가 배치된다. 또한, 제 1 봉지부(112A)는 후술하는 열전도성 부재(17)를 거쳐 넥 형상부(121)에 지지 고정되게 된다.

반사부(122)는 타원 곡면 형상의 유리면에 금속 박막을 증착 형성하여 구성되고, 이 반사부(122)의 반사면은, 도시하지 않지만, 가시광을 반사하여 적외선을 투과하는 반사막(콜드 미러)이 부착되어 있다.

상기 광원 램프(11)는 이 반사부(122)의 내부에 배치되고, 발광부(111) 내의 전극 사이의 발광 중심이 반사부(122)의 타원 곡면의 제 1 초점 위치로 되도록 배치된다.

그리고, 광원 램프(11)를 점등하면 발광부(111)로부터 방사된 광속은, 반사부(122)의 반사면으로 반사하고, 타원 곡면의 제 2 초점 위치로 수속(수렴)하는 수 속광으로 된다.

이와 같은 타원 리플렉터(12)에 광원 램프(11)를 고정할 때에는, 후술하는 열전도성 부재(17)가 장착된 제 1 봉지부(112A)를 타원 리플렉터(12)의 삽입 구멍(123)에 삽입하고, 발광부(111) 내의 전극 사이의 발광 중심이 반사부(122)의 타원 곡면의 초점으로 되도록 배치하며, 삽입 구멍(123) 내부에 실리카·알루미나를 주성분으로 하는 무기계 접착제를 충전한다. 또한, 본 예에서는 제 2 봉지부(112B)로부터 나온 리드선(113)도 삽입 구멍(123)을 통과시켜서 외부로 노출하고 있다.

또한, 반사부(122)의 광축 방향 치수는 광원 램프(11)의 길이 치수보다도 짧게 되어 있고, 이와 같이 타원 리플렉터(12)에 광원 램프(11)를 고정하면, 광원 램프(11)의 제 2 봉지부(112B)가 타원 리플렉터(12)의 광속 사출 개구로부터 돌출한다.

열전도성 부재(17)는 원통형이고, 광원 램프(11)의 제 1 봉지부(112A)의 외면에 장착되어 있으며, 열전도성 부재(17)는 제 1 봉지부(112A)와 함께 타원 리플렉터(12)의 넥 형상부(121)에 삽입 통과되어 지지 고정되어 있다.

이 열전도성 부재(17)와 제 1 봉지부(112A)는 열전도성이 높은 무기계 접착제(도시 생략), 예컨대 실리카·알루미나계 또는 질화알루미늄계의 접착제를 거쳐 접착되어 있다. 도시하지 않지만, 열전도성 부재(17)에는, 그 길이 방향을 따라 슬릿이 절결되어 있고, 이 슬릿에 의해, 제 1 봉지부(112A)의 열에 의한 팽창을 허용할 수 있도록 되어 있다.

여기서, 열전도성 부재(17)로는, 광원 램프(11)의 열전도율보다도 높은 열전도율을 구비한 재료로 구성되어 있으면 임의이지만, 열전도율이 5W/(m·K) 이상인 재료가 바람직하고, 예컨대 사파이어, 수정, 형석, 알루미나, 질화 알루미늄 등의 재료에 의해 구성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 열전도성 부재(17)의 한쪽 단부는 리플렉터(12)의 넥 형상부(121)로부터 리플렉터(12) 후방까지 연장되고, 리플렉터(12)로부터 노출되어 있다. 또한, 다른 쪽의 단부는 광원 램프(11)의 발광부(111) 근방까지 연장되어 있다.

또한, 열전도성 부재(17)의 한쪽 단부에는 방열 핀(18)이 일체 성형되어 있다.

이 방열 핀(18)은 대향 배치된 평면 직사각형 형상의 제 1 벽부(181)와, 이 제 1 벽부(181)의 일단 사이를 연결하는 평면 직사각형 형상의 제 2 벽부(182)를 구비한 평면 대략 U자형이고, 제 2 벽부(182)와 대향하는 면에 형성되는 개구가 리플렉터(12)와 반대측으로 대향하도록 배치된 것이다. 제 1 벽부(181) 사이에는, 제 2 벽부(182)로부터 개구를 향해 연장되는 3개의 조각(183)이 제 1 벽부(181)와 대략 평행하게 배치되어 있다.

또한, 본 실시예에서는, 열전도성 부재(17)에 방열 핀(18)을 설치했지만, 이 방열 핀은 없어도 무방하다.

판 형상체(19)는 리플렉터(12)의 후방(광속 반사측과 반대측)에 간극을 비워 설치되어 있고, 리플렉터(12)의 반사부(122)의 외형 형상에 따른 형상, 예컨대 4각뿔대 형상으로 되어 있다. 즉, 본 실시예의 판 형상체(19)는 열전도성 부재(17)를 통과시키는 구멍(191A)이 형성되고, 광원 램프(11)의 길이 방향과 대략 직교하는 평면 사각 형상의 제 1 면부(191)와, 이 제 1 면부(191)의 각 변으로부터 리플렉터(12)의 개구측을 향해 연장되는 4개의 제 2 면부(192)를 구비하고 있다.

또한, 본 실시예에서는, 판 형상체를 4각뿔대 형상으로 했지만, 이에 한정하지 않고, 6각뿔대 형상으로 할 수도 있고, 또한 리플렉터(12)의 반사부(122)와 대략 동일한 타원면 형상으로 할 수도 있다.

제 1 면부(191)의 구멍(191A)에 열전도성 부재(17)를 통과시킴으로써, 이 판 형상체(19)가 열전도성 부재(17)에 접촉하게 된다.

4개의 제 2 면부(192) 중, 리플렉터(12)의 상방에 위치하는 제 2 면부(192)에는, 이 판 형상체(19)를 후술하는 램프 하우징(15)의 수직부(152)에 고정하기 위한 고정 조각(193)이 일체 성형되어 있다. 이 고정 조각(193)에는 구멍(193A)이 형성되어 있고, 이 구멍(193A)에 수직부(152)의 돌기(155)를 삽입함으로써 판 형상체(19)가 램프 하우징(15)에 고정된다.

이와 같은 판 형상체(19)와 리플렉터(12) 사이에는 냉각 공기를 통과시키는 냉각 유로가 형성되어 있다. 이 냉각 유로의 광원 램프(11)의 광축에 따른 방향의 폭 치수는, 반사부(122)의 넥 형상부(121) 근방 부분이 가장 작고, 리플렉터(12)의 반사부(122) 바깥 둘레를 향해 확장되어 있다. 즉, 제 1 면부(191)와 반사부(122)의 넥 형상부(121) 근방 부분 사이가 가장 작고(도 3에 도시하는 T1), 제 2 면부(192)의 외주연과 반사부(122)의 외주연 사이의 치수(도 3에 도시하는 T2)가 가장 넓게 되어 있다. 또한, 제 1 면부(191)와 반사부(122)의 넥 형상부(121) 근방 부분 사이의 치수(도 3에 도시하는 T1)는 5㎜ 이상, 15㎜ 이하이고, 그 중에서도 10㎜ 정도인 것이 바람직하다.

이상과 같은 판 형상체(19)는 자외선 및 적외선을 흡수하고, 또한 열전도성의 재료로 구성되어 있으며, 예컨대 표면에 흑알루마이트 처리가 실시된 알루미늄 합금 재료로 되어 있다. 또한, 제 1 면부(191), 제 2 면부(192)의 리플렉터(12)측의 표면에는 요철이 형성되어 있고, 이 표면의 표면 방사율은 0.8 이상으로 되어 있다.

램프 하우징(15)은, 도 3에 도시하는 바와 같이, 단면 L자 형상의 합성 수지제의 일체 성형품이고, 수평부(151) 및 수직부(152)를 구비하고 있다.

수평부(151)는 라이트 가이드(2)의 벽부와 계합하고, 광원 램프 유닛(10)을 라이트 가이드(2) 내에 은폐하여 광 누출이 생기지 않도록 하는 부분이다. 또한, 도시를 생략했지만, 이 수평부(151)에는, 광원 램프(11)를 외부 전원과 전기적으로 접속하기 위한 단자대가 설치되어 있고, 이 단자대에는 광원 램프(11)의 리드 선(113)이 접속된다.

수직부(152)는 타원 리플렉터(12)의 광축 방향의 위치 결정을 실행하는 부분이고, 본 예에서는 이 수직부(152)에 대하여 타원 리플렉터(12)의 광속 사출 개구측 선단 부분이 접착제 등으로 고정된다. 이 수직부(152)에는, 타원 리플렉터(12)의 사출 광속을 투과시키는 개구부(153)가 형성되어 있다.

또한, 이와 같은 수평부(151) 및 수직부(152)에는 돌기(154)가 형성되어 있다. 이 돌기(154)는 라이트 가이드(2)내에 형성된 오목부와 결합하고, 결합하면 광원 램프(11)의 발광 중심이 라이트 가이드(2)의 조명 광축(P)상에 배치된다.

또한, 수직부(152)의 상면에는, 판 형상체(19)의 고정 조각(193)의 구멍(193A)을 통과시키기 위한 돌기(155)가 형성되어 있다.

커버 부재(16)는 램프 하우징(15)의 수직부(152)의 개구부(153)에 장착되는 대략 원추 형상의 통체로 이루어지는 열 흡수부(161)와, 이 열 흡수부(161)의 외측으로 돌출 설치되는 복수의 방열 핀(162)과, 열 흡수부(161)의 선단에 형성되는 렌즈 장착부(163)를 구비하고, 금속제의 일체 성형품으로서 구성된다.

열 흡수부(161)는 광원 램프(11)로부터 방사된 복사열이나, 타원 리플렉터(12) 및 커버 부재(16) 내의 밀봉 공간에서 대류하는 공기의 열을 흡수하는 부분이고, 그 내면에는 흑알루마이트 처리가 실시되어 있다. 이 열 흡수부(161)의 대략 원추형의 경사면은, 타원 리플렉터(12)에 의한 수속광의 경사와 병행하도록 되어 있고, 타원 리플렉터(12)로부터 사출된 광속이 열 흡수부(161)의 내면에 가능한 한 닿지 않게 되어 있다.

복수의 방열 핀(162)은, 광원 램프 유닛(10)의 광축에 직교하는 방향으로 연장되는 판 형상체로서 구성되고, 각 방열 핀(162)의 사이는, 냉각 공기를 충분히 통과시킬 수 있는 간극이 형성되어 있다.

렌즈 장착부(163)는 열 흡수부(161)의 선단으로 돌출 설치되는 원통 형상체로 구성되고, 이 원통 형상 부분에는 타원 리플렉터(12)의 수속광을 평행화하는 평행화 오목 렌즈(14)가 장착된다. 또한, 렌즈 장착부(163)로의 평행화 오목 렌즈(14)의 고정은, 도시를 생략했지만, 접착제 등으로 실행된다. 그리고, 렌즈 장착부(163)에 평행화 오목 렌즈(14)를 장착하면, 광원 램프 유닛(10) 내부의 공간은 완전히 밀봉되고, 광원 램프(11)가 파열해도, 파편이 외부로 비산하지 않는다.

이러한 광원 램프 유닛(10)은, 상기 프로젝터(1)의 라이트 가이드(2)에 수납된다.

또한, 도 1에는 도시를 생략했지만, 프로젝터(1)는 광원 램프 유닛(10)에 인접 배치되는 배기팬을 구비하고, 이 배기팬은 프로젝터(1) 내의 냉각 공기를 흡입하여, 커버 부재(16)의 방열 핀(162)의 연장 방향을 따라서 냉각 공기를 분출하고, 또한 판 형상체(19)와 리플렉터(12) 사이의 냉각 유로에 냉각 공기를 통과시키며, 또한 열전도성 부재(17)나 방열 핀(18)에도 냉각 공기를 분출하도록 되어 있다. 또한, 프로젝터(1)의 도시하지 않은 외장 케이스에는 배기팬으로부터의 공기를 배기하기 위한 배기구가 형성되어 있고, 이 배기구에는 차광용의 루버부가 장착되어 있다.

다음에, 이러한 프로젝터(1)에 따른 광원 램프 유닛(10)의 냉각 작용을 설명한다.

우선, 프로젝터(1)의 전원을 넣고, 광원 램프(11)를 발광시키면, 백색광이 사출된다. 이 때, 프로젝터(1) 내부의 배기팬을 기동한다.

광원 램프(11)의 발광부(111)에서 발생된 열은, 제 1 봉지부(112A)를 거쳐 열전도성 부재(17)로 전달된다. 이 열전도성 부재(17)에 전달된 열의 일부와, 배기팬에 의해 흡입된 외장 케이스 내의 냉각 공기의 사이에서 열 교환이 실행되어, 열전도성 부재(17)는 냉각된다.

또한, 열전도성 부재(17)에 전달된 열의 일부는 방열 핀(18)으로 전달되어, 이 방열 핀(18)과 냉각 공기 사이에서 열 교환이 실행되고, 방열 핀(18)으로부터 열이 방열된다.

또한, 열전도성 부재(17)에 전달된 열의 일부는, 이 열전도성 부재(17)에 고정된 판 형상체(19)로 전달되고, 이 판 형상체(19)와 판 형상체(19) 및 리플렉터(12) 사이에 형성된 냉각 유로를 통과하는 공기의 사이에서 열 교환이 실행된다.

또한, 발광부(111)로부터의 광속을 반사하는 리플렉터(12)에서도 열이 발생한다. 이 리플렉터(12)의 열은 리플렉터(12)와 판 형상체(19) 사이에 형성된 냉각 유로를 통과하는 냉각 공기와 열 교환되어, 리플렉터(12)가 냉각된다.

또한, 광원 램프 유닛(10)에서는, 발광부(111)로부터 방사된 적외선 및 자외선이 흡수됨에 따라서도 열이 발생한다. 이하에 이 열의 냉각 방법에 대해서 설명한다.

발광부(111)로부터 후방에 방사된 적외선 및 자외선은 리플렉터(12)를 투과하고, 판 형상체(19)로 흡수되어서 판 형상체(19)로 열이 발생한다. 이 열은 리플렉터(12)와의 사이에 형성되는 냉각 유로를 통과하는 냉각 공기와 열 교환되어, 판 형상체(19)가 냉각된다.

또한, 발광부(111)로부터 방사되는 자외선, 적외선 중 3할 정도의 자외선, 적외선이 리플렉터(12)를 투과한다.

한편, 발광부(111)의 전방에 방사된 적외선, 자외선은 커버 부재(16)의 열 흡수부(161)로 흡수된다. 또한, 광원 램프(11)로부터의 복사열에 의해 가열된 공기는 내부에서 대류를 생성시키고, 가열 공기가 커버 부재(16)의 열 흡수부(161)의 내면측에서 열 교환을 실행하며, 열이 흡수되어 냉각된다. 열 흡수부(161)로 흡수된 열은 방열 핀(162)까지 전도되고, 냉각 팬으로의 냉각풍과의 사이에서 열 교환을 실행하여 방열 핀이 냉각된다.

따라서, 본 실시예에 의하면, 이하의 효과를 이룰 수 있다.

(1) 리플렉터(12)의 후방에 리플렉터(12)의 반사부(122)의 외형에 따른 형상의 판 형상체(19)가 배치되어 있고, 이 판 형상체(19)와 반사부(122) 사이에는 냉각 유로가 형성되어 있기 때문에, 리플렉터(12) 전체를 균일하게 효율적으로 냉각할 수 있다. 이와 같이 균일하게 냉각할 수 있기 때문에, 리플렉터(12)의 반사부(122)에 부착된 반사막의 열에 의한 박리를 방지할 수 있다.

(2) 리플렉터(12)의 후방에 배치된 판 형상체(19)는 리플렉터(12)의 반사부(122)를 투과한 적외선 및 자외선을 흡수하는 것이기 때문에, 광원 램프 유닛(10)을 라이트 가이드(2)에 수용한 경우에도, 라이트 가이드(2)의 리플렉터(12) 후방의 벽에 자외선, 적외선이 닿지 않는다. 따라서, 라이트 가이드(2)의 벽의 열 변형을 방지할 수 있다.

또한, 자외선 및 적외선을 흡수함으로써 판 형상체(19)에는 열이 발생하지만, 냉각 유로를 통과하는 공기에 의해 판 형상체(19)를 냉각할 수 있다.

(3) 또한, 라이트 가이드(2)의 리플렉터(12) 후방의 벽에 자외선 등이 닿지 않기 때문에, 라이트 가이드(2)가 열 분해, 화학 분해되지 않고, 라이트 가이드(2) 에 열화, 표백이 생기지 않는다. 또한, 이와 같이, 라이트 가이드(2)가 화학 분해되지 않기 때문에, 실록산의 발생, 환경 호르몬 물질의 발생을 방지할 수 있다. 이로써, 실록산의 광학 부품으로의 부착에 의한 광학 부품의 성능 저하나, 환경 호르몬 물질의 발생에 따른 이상한 냄새의 발생 등의 신뢰성에 관한 과제를 해결할 수 있다.

(4) 또한, 리플렉터(12)의 후방에 반사부(122)의 외형에 따른 형상의 판 형상체(19)가 설치되어 있기 때문에, 광원 램프(11)의 발광부(111)에서 발생된 광속이 리플렉터(12) 후방으로 새는 것을 방지할 수 있다. 그 때문에, 외장 케이스의 배기구에 장착하는 광 누출 방지용의 루버부를 기밀하게 배치할 필요가 없고, 루버부에 의한 공기 저항을 작게 할 수 있으며, 배기팬으로부터의 공기를 용이하게 배출할 수 있다. 이로써, 광원 램프(11)를 냉각하기 위한 배기팬의 회전수를 낮게 설정할 수 있고, 저소음화를 도모할 수 있다.

(5) 종래, 광원 램프(11)로부터의 광이 리플렉터(12)의 후방, 전방으로 새는 것을 방지하기 위해서, 램프 하우징으로 리플렉터(12) 및 광원 램프(11) 전체를 덮을 필요가 있었다. 이에 대하여, 본 실시예에서는, 리플렉터(12)의 후방에 판 형상체(19)를 설치하고, 또한 리플렉터(12)의 전방에 커버 부재(16)를 설치하고 있기 때문에, 광원 램프(11)로부터의 광 누출을 방지할 수 있다. 따라서, 램프 하우징(15)을 리플렉터(12) 및 광원 램프(11) 전체를 덮는 형상으로 할 필요가 없고, 소형화할 수 있다.

(6) 또한, 리플렉터(12)의 전방에 커버 부재(16)가 설치되고, 리플렉터(12) 의 후방에 판 형상체(19)가 설치되어 있기 때문에, 광원 램프(11)가 파열한 경우에도, 광원 램프(11)의 파편이 리플렉터(12)의 전방 및 후방으로 비산하는 것을 방지할 수 있다. 이로써, 안정성이 높은 광원 램프 유닛(10)으로 할 수 있다.

특히, 리플렉터(12)의 전방에 설치된 커버 부재(16)는 완전한 밀봉형의 방폭 구조로 되어 있기 때문에, 안전성이 보다 높은 것으로 된다. 즉, 커버 부재(16)는, 열전도성이 양호한 금속으로 구성되어 있고, 광원 램프(11)에 생긴 복사열을 열 흡수부(161)로 흡수하고, 방열 핀(162)으로부터 방출시킬 수 있기 때문에, 커버 부재(16) 내부를 냉각하기 위한 통풍용의 구멍 등을 형성할 필요가 없고, 이로써 완전한 밀봉형으로 할 수 있는 것이다.

(7) 또한, 리플렉터(12)와 판 형상체(19) 사이에 형성되는 냉각 유로의 폭은 리플렉터(12)의 주연측을 향하여 크게 되어 있기 때문에, 리플렉터(12)의 외주연측으로부터 냉각 공기를 도입하는 것이 용이하고, 또한 냉각 공기를 배출하는 것이 용이하게 할 수 있다. 즉, 리플렉터(12)에 인접하여 배기팬을 설치함으로써, 냉각 유로에 충분한 공기를 통과 및 배출시킬 수 있기 때문에, 효율적으로 리플렉터(12) 및 판 형상체(19)를 냉각할 수 있다.

(8) 냉각 유로의 최소폭 치수가 5㎜ 미만인 경우에는, 냉각 유로가 지나치게 좁아서, 통풍 저항이 발생하기 때문에 냉각 공기가 통과하기 어렵고, 리플렉터나 판 형상체를 충분히 냉각시킬 수 없을 가능성이 있다. 또한, 최소 폭 치수가 15㎜를 초과하는 것인 경우에는, 냉각 유로의 폭이 지나치게 넓어져, 난류가 발생하기 용이해지고, 리플렉터나 판 형상체에 따라 공기가 흐르기 어려워져서 냉각 효율이 저하할 가능성이 있다. 이에 대하여, 본 실시예에서는, 냉각 유로의 폭을 5㎜ 이상, 15㎜ 이하로 하고 있기 때문에, 충분히 냉각 공기를 통과시킬 수 있고, 또한 난류의 발생도 방지할 수 있으므로, 리플렉터(12) 및 판 형상체(19)를 효율적으로 냉각할 수 있다.

(9) 본 실시예에서는, 판 형상체(19)의 리플렉터(12)측의 표면에 요철을 형성함으로써, 판 형상체(19)의 방열 면적을 넓게 확보할 수 있고, 흡수한 열을 효율적으로 방열할 수 있다. 또한, 판 형상체(19)의 표면의 표면 방사율을 0.8 이상으로 하고 있기 때문에, 자외선, 적외선을 흡수함으로써 판 형상체(19)에 발생한 열을 효율적으로 방사할 수 있고, 냉각 유로를 통과하는 공기의 사이에서 효율적으로 열 교환을 실행할 수 있다.

(10) 광원 램프(11)의 봉지부(112A)에 통 형상의 열전도성 부재(17)를 장착함으로서, 광원 램프(11)의 발광부(111)의 열을 봉지부(112A)로부터 열전도성 부재(17)에 전달시켜서 발광부(111)를 냉각할 수 있다.

그리고, 이 열전도성 부재(17)에 열전도성의 판 형상체(19)를 접촉시킴으로써, 열전도성 부재(17)에 전달된 열을 판 형상체(19)를 통해 방열시킬 수 있다. 이로써, 열전도성 부재(17), 판 형상체(19)를 거쳐 보다 효율적으로 광원 램프(11)의 발광부(111)를 냉각할 수 있다.

또한, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서의 변형, 개량 등은 본 발명에 포함되는 것이다.

예컨대, 상기 실시예에서는, 광원 램프(11)의 제 1 봉지부(112A)에 열전도성 부재(17)를 장착했지만, 열전도성 부재(17)는 없어도 무방하다. 이렇게 하면, 부재 개수의 삭감을 도모할 수 있다. 이 경우, 판 형상체(19)는 리플렉터(12)의 넥 형상부(121)에 고정하면 무방하다. 이렇게 함으로써, 리플렉터(12)의 열을 판 형상체(19)에 전달하여 방열시킬 수 있다.

또한, 상기 실시예에서는, 판 형상체(19)의 리플렉터(12)측의 표면 방사율은 0.8 이상인 것으로 했지만, 0.8 미만이어도 무방하다. 또한, 판 형상체(19)의 리플렉터(12)측의 표면에 요철을 형성했지만, 요철을 형성하지 않아도 무방하다. 이와 같이 하면, 판 형상체의 제조가 용이해진다.

또한, 상기 실시예에서는, 냉각 유로의 최소 폭 치수는 5㎜ 이상, 15㎜ 이하로 했지만, 이 범위에 한정되는 것은 아니며, 5㎜ 미만일 수도 있고 15㎜를 초과하는 것일 수도 있다. 또한, 상기 실시예에서는, 냉각 유로의 폭은, 리플렉터(12)의 외주연을 향해 확장되는 것으로 했지만, 냉각 유로의 폭은 균일해도 무방하다.

또한, 광원 램프(11)의 발광부(111)에 광원 램프(11)의 발광부(111)의 광속 사출 방향 전방측 대략 절반을 피복하는 반사 부재인 서브 반사경을 설치할 수도 있다.

이 서브 반사경을 발광부(111)에 장착함으로써, 발광부(111)의 전방측으로 방사되는 광속은, 이 서브 반사경에 의해 타원 리플렉터(12)측으로 반사하고, 타원 리플렉터(12)의 반사부(122)로부터 사출된다.

이와 같이 서브 반사경을 사용함으로써, 발광부(111)의 전방측으로 방사되는 광속이 후방측으로 반사되기 때문에, 반사부(122)의 타원 곡면이 적어도, 발광부(111)로부터 사출된 광속을 전부 일정 방향으로 정렬하여 사출할 수 있고, 타원 리플렉터(12)의 광축 방향 치수를 작게 할 수 있다.

또한, 상기 실시예에서는, 리플렉터(12)의 개구측에 커버 부재(16)를 장착했지만, 커버 부재(16)를 장착하지 않을 수도 있다. 이 경우에는, 광원 램프(11)로부터 광의 누출을 방지하기 위해서, 라이트 가이드를 리플렉터(12)의 전방측까지 피복하는 구성으로 하면 무방하다.

또한, 상기 실시예에서는, 램프 하우징(15)을 단면 L자 형상으로 했지만, 이러한 형상에 한정하지 않고, 박스 형상으로 할 수도 있다. 램프 하우징을 박스 형상으로 한 경우에도, 리플렉터(12)의 후방에 판 형상체(19)가 설치되어 있기 때문에, 램프 하우징의 벽에 자외선, 적외선이 닿지 않아 램프 하우징의 열변형, 열분해, 화학 분해를 방지할 수 있다.

또한, 상기 실시예에서는, 액정 패널(42R, 42G, 42B)을 구비한 프로젝터(1)에 광원 램프 유닛(10)을 적용했지만, 이것으로 한정하지 않고, 마이크로 미러를 채용한 광 변조 장치를 갖는 프로젝터에 광원 램프 유닛을 적용할 수도 있다.

[실시예]

이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 의해 구체적으로 설명한다.

<실시예>

리플렉터(12)의 후방에 이 리플렉터(12)의 외형 형상에 따른 판 형상체(19A)를 설치하고, 광원 램프(11), 리플렉터(12), 판 형상체(19A)를 박스형의 램프 하우징(15A) 내에 수용했다. 그리고, 램프 하우징(15A)의 측방에 램프 하우징(15A) 내 의 공기를 흡입하여 배출하는 배기팬(7)을 설치했다. 그 후, 광원 램프(11)를 점등시키고, 배기팬(7)을 회전시켜서, 온도 분포를 관측하는 시뮬레이션을 실행했다.

또한, 판 형상체(19A)는 리플렉터(12)의 외형 형상에 따른 타원면 형상이고, 리플렉터(12)와 판 형상체(19A)의 사이에 형성되는 간극의 치수는 약 9㎜이다.

결과를 도 4에 도시한다.

<비교예 1>

리플렉터(12)의 후방에 판 형상체를 설치하지 않았다. 다른 조건은 실시예와 동일하다.

시뮬레이션의 결과를 도 5에 도시한다.

<비교예 2>

리플렉터(12)의 후방에 판 형상체(19B)를 설치했다. 이 판 형상체(19B)는 리플렉터(12)의 형상에 따른 것이 아니고, 광원 램프(11)의 광축에 직교하여 곧장 연장되어 있다. 또한, 판 형상체(19B)는 리플렉터(12)의 반사부(122)의 넥 형상부(도시 생략) 근방 부분에 접촉하고 있다. 다른 조건은 실시예와 동일하다.

시뮬레이션의 결과를 도 6에 나타낸다.

<비교예 3>

비교예 2와 동일하게, 리플렉터(12)의 후방에 판 형상체(19B)를 설치했다. 판 형상체(19B)와 리플렉터(12)의 반사부(122)의 넥 형상부(도시 생략) 근방 부분의 사이 간극은 약 3.5㎜이다. 다른 조건은 비교예 2와 동일하다.

시뮬레이션의 결과를 도 7에 도시한다.

또한, 도 4 내지 도 7에 있어서 영역(A)은, 180℃ 내지 140℃ 정도인 것을 나타내고, 영역(B)은 139℃ 내지 90℃ 정도인 것을 나타내며, 영역(C)은 89℃ 내지 50℃ 정도인 것을 나타내고, 영역(D)은 49℃ 내지 20℃ 정도인 것을 나타내고 있다.

<실시예와, 비교예 1 내지 3의 비교>

실시예에서는, 판 형상체(19A)를 설치했기 때문에, 램프 하우징(15A)의 리플렉터(12) 후방의 벽의 온도가 상승하고 있지 않다는 것이 확인되었다. 또한, 리플렉터(12)의 외형 형상에 따른 형상의 판 형상체(19A)를 설치했기 때문에, 리플렉터(12)를 효율적으로 냉각할 수 있고, 리플렉터(12)의 온도가 139℃ 내지 90℃ 정도로 되어 있는 것이 확인되었다.

비교예 1에서는, 판 형상체가 설치되어 있지 않기 때문에, 램프 하우징(15A)의 리플렉터(12) 후방의 벽의 온도가 상승했다.

비교예 2, 비교예 3에서는, 판 형상체(19B)를 설치했기 때문에, 램프 하우징(15A)의 리플렉터(12) 후방의 벽의 온도는 상승하지 않았다. 그러나, 판 형상체(19B)의 형상이 리플렉터(12)의 형상에 따른 것이 아니기 때문에, 리플렉터(12)의 냉각 효율이 불량하고, 리플렉터(12)의 온도가 180℃ 내지 140℃ 정도로 고온으로 되었다.

또한, 도 6 및 도 7에서는, 이해하기 어렵지만, 도 7(비교예 3)과 같이 판 형상체(19B)와 리플렉터(12)의 반사부(122) 사이에 간극이 있는 경우에는, 도 6(비교예 2)의 간극이 없는 경우에 비해, 리플렉터(12)의 온도가 다소 낮아져 있었다.

이상으로부터, 리플렉터를 효율적으로 냉각할 수 있고, 램프 하우징이나 라이트 가이드의 열 변형을 방지할 수 있는 본 발명의 효과를 확인할 수 있었다.

Claims

전극 사이에서 방전 발광이 실행되는 발광부 및 이 발광부의 양측에 설치되는 봉지부를 갖는 발광관과, 이 발광관의 발광부의 후방에 설치되어, 발광관으로부터 방사된 광속을 일정 방향으로 정렬하여 사출하는 반사부를 갖는 리플렉터를 구비한 광원 장치에 있어서,

상기 리플렉터의 반사부는, 상기 발광관의 발광부로부터 사출된 광속 중, 가시 광선을 반사하는 동시에, 적외선 및 자외선을 투과시키고,

상기 리플렉터의 후방에는, 상기 리플렉터의 반사부의 외형에 따른 형상이고, 상기 반사부를 투과한 적외선 및 자외선을 흡수하는 판 형상체가, 상기 리플렉터의 반사부와 소정의 간격을 두고 설치되며,

상기 리플렉터의 반사부와 상기 판 형상체 사이에는 냉각 유체를 통과시키는 냉각 유로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는

광원 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 리플렉터의 반사부에는 상기 발광관의 봉지부를 지지하는 넥 형상부가 설치되고,

상기 리플렉터의 반사부와 상기 판 형상체 사이에 형성되는 냉각 유로의 상기 발광관의 광축 방향에 따른 폭 치수는, 상기 반사부의 넥 형상부 근방 부분이 가장 작고, 리플렉터의 외주 가장자리를 향해 커지는 것을 특징으로 하는

광원 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 냉각 유로의 최소폭 치수는 5㎜ 이상, 15㎜ 이하인 것을 특징으로 하는

광원 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 판 형상체의 상기 리플렉터측의 표면에는 요철이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는

광원 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 판 형상체의 상기 리플렉터측 표면의 표면 방사율은 0.8 이상인 것을 특징으로 하는

광원 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 리플렉터의 반사부에는 상기 발광관의 봉지부를 지지하는 넥 형상부가 설치되며,

상기 판 형상체는 열전도성의 재료로 구성되고, 상기 리플렉터의 넥 형상부에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는

광원 장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 발광관의 봉지부 중, 상기 리플렉터측에 배치된 한쪽의 봉지부는, 한쪽의 단부가 리플렉터 후방까지 연장된 통 형상의 열전도성 부재를 거쳐서, 상기 리플렉터에 고정되고,

상기 판 형상체는 열전도성의 재료로 구성되고, 상기 열전도성 부재의 한쪽 단부에 접촉하고 있는 것을 특징으로 하는

광원 장치.
광원으로부터 사출된 광속을, 화상 정보에 따라 변조하여 광학상을 형성하고, 확대 투사하는 프로젝터에 있어서,

제 1 항에 기재된 광원 장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는

프로젝터.