WO2007083552A1

WO2007083552A1 - 光源用ランプおよびプロジェクター

Info

Publication number: WO2007083552A1
Application number: PCT/JP2007/050199
Authority: WO
Inventors: Atsushi Kawachi; Hideaki Emoto; Katsuhiko Toda
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.
Priority date: 2006-01-17
Filing date: 2007-01-11
Publication date: 2007-07-26
Also published as: CA2636786C; CA2636786A1; US20100149494A1; TWI333118B; US7942548B2; TW200741324A

Abstract

　この発明は、一定の輝度を確保しつつランプの消費電力を低減できる光源用ランプおよび前記光源用ランプを用いたプロジェクターを提供することを目的とする。この光源用ランプ１は、光源からの光をレンズにて集光して出射する。そして、光源３、６が配列された複数の発光ダイオード３２、６２から成り、発光ダイオード３２、６２がパルス幅変調制御されることにより光源３、６が駆動される。これにより、光源３、６がアナログ制御される構成と比較して、一定の輝度ｌｍを確保しつつランプの消費電力を低減できる。

Description

明細書

光源用ランプおよびプロジェクター

技術分野

[0001] この発明は、光源用ランプおよびプロジェクターに関し、さらに詳しくは、一定の輝度を確保しつつランプの消費電力を低減できる光源用ランプおよび前記光源用ランプを用いたプロジェクターに関する。

背景技術

[0002] 近年では、プロジェクターなどの光源として LED (light-emitting diode)を用いた光源用ランプが採用されている。かかる従来の光源用ランプには、特許文献 1に記載される技術が知られている。従来の光源用ランプ (プロジェクター用光源）は、所定の大きさの光源の面を形成するように配置された複数の発光ダイオードと、このそれぞれの発光ダイオードからの出射光が平行光となるようにこのそれぞれの発光ダイオードの先端にそれぞれ設けられたレンズとを具備したことを特徴とする。

[0003] 特許文献 1 :特開 2005— 17576号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] この発明は、一定の輝度を確保しつつランプの消費電力を低減できる光源用ランプおよび前記光源用ランプを用いたプロジェクターを提供することを目的とする。課題を解決するための手段

[0005] 上記目的を達成するため、この発明にかかる光源用ランプは、光源からの光をレンズにて集光して出射する光源用ランプであって、前記光源が配列された複数の発光ダイオードから成り、前記発光ダイオードがパルス幅変調制御されることにより前記光源が駆動されることを特徴とする。

[0006] この光源用ランプでは、メイン光源がパルス幅変調制御されて駆動されるので、光源がアナログ制御される構成と比較して、一定の輝度 lmを確保しつつランプの消費電力を低減できる利点がある。また、併せてメイン光源 (発光ダイオード)の発熱が低減される利点がある。 [0007] また、この発明に力かる光源用ランプは、前記光源がメイン光源およびサブ光源を有すると共に前記サブ光源が前記メイン光源の光の出射方向に対して縦列かつ後方に配置されており、且つ、前記サブ光源からの光を前記メイン光源の前方に導く導光手段が設けられている。

[0008] この光源用ランプでは、メイン光源の光と、導光手段によりメイン光源の前方に導かれたサブ光源の光と力レンズにて集光されて外部に出射される。これにより、ランプの光源がメイン光源のみ力も成る構成と比較して、ランプの光度が増加する利点がある。また、上記のように、メイン光源およびサブ光源がパルス幅変調制御される構成では、一定の輝度 lmを確保しつつランプの消費電力を低減するための最適化が可能となる利点がある。特に、メイン光源およびサブ光源では、多数の発光ダイオードが用いられるので、消費電力を効率的に低減できる点で有益である。

[0009] また、この発明に力かる光源用ランプは、前記光源がメイン光源およびサブ光源を有すると共に前記サブ光源が前記メイン光源の光の出射方向に対して縦列かつ後方に配置されており、且つ、前記メイン光源および前記サブ光源を冷却する冷却手段が設けられている。

[0010] この光源用ランプは、冷却手段によりメイン光源およびサブ光源が冷却されるので

、ランプ点灯時の発熱による弊害が低減される利点がある。

[0011] また、この発明にかかる光源用ランプは、前記メイン光源の光の出射方向と前記サブ光源の光の出射方向とが略同軸上かつ略同一方向に向くように前記メイン光源および前記サブ光源が配列される。

[0012] この光源用ランプでは、メイン光源およびサブ光源が同一方向を向いているので、サブ光源からの光がメイン光源の前方に導かれるときの光の損失が少な、。これにより、例えば、メイン光源およびサブ光源が反対方向を向いている構成と比較して、ランプの発光効率が向上する利点があり、また、導光手段の構成が簡素化される利点がある。

[0013] また、この発明にかかる光源用ランプは、前記導光手段が前記サブ光源からの光を前記メイン光源の周囲から前記メイン光源の前方に導く。

[0014] 通常、ランプ力の出射光は、レンズによってランプの中央部に集約される。このため、ランプの出射光は、中央部ほどの輝度 lmが高ぐ端部に向力に連れて輝度 lm が低くなる。この点において、この光源用ランプでは、サブ光源からの光がメイン光源の周囲力も前方に出射されるので、ランプの輝度 lmが中央部と端部とで均一化される（平行度が高い照射光を得られる)利点がある。また、かかる構成は、例えば、光源用ランプがプロジェクターに用いられる場合に投影画像の全体（中央部および端部）の輝度が均一化されて画像が見易くなる点で、特に有益である。

[0015] また、この発明にかかる光源用ランプは、前記導光手段が、前記サブ光源からの光の入射面となる第一導光部と、前記メイン光源の外周を囲む略環状構造を有すると共に前記第一導光部により導かれた光を前記メイン光源の前方に導く第二導光部とを有する。

[0016] この光源用ランプでは、導光手段 (第二導光部）が略環状構造を有するので、サブ光源からの光がメイン光源の周囲力も環状に出射される。これにより、ランプの輝度が中央部と端部とで均一化される利点がある。

[0017] また、この発明にかかる光源用ランプは、前記冷却手段が送風ファンと前記メイン光源および前記サブ光源を収容するランプハウジングに形成された複数の通気孔と力成り、且つ、前記送風ファンからの空気が複数の前記通気孔を介して前記メイン光源および前記サブ光源に供給されることにより、前記メイン光源および前記サブ光源が冷却される。

[0018] この光源用ランプは、簡素かつ効果的にメイン光源およびサブ光源が冷却される点で好ましい。

[0019] また、この発明にかかる光源用ランプは、前記メイン光源および前記サブ光源が隙間を隔てつつ隣接して配置されると共に、前記メイン光源と前記サブ光源との隙間に前記送風ファンからの空気の通路が形成される。

[0020] この光源用ランプでは、メイン光源とサブ光源との隙間を通過する空気によりメイン光源およびサブ光源の双方が同時に冷却される。これにより、単一の空気通路によつてメイン光源およびサブ光源が冷却されるので、ランプノヽウジング内における空気通路の構成が簡素化される利点がある。

[0021] また、この発明に力かるプロジェクタ一は、上記の光源用ランプを光源として有することを特徴とする。

[0022] 上記の光源用ランプを用いたプロジェクターでは、上記のように光源用ランプ 1の光源が PWM制御により駆動されるので、光源がアナログ制御により駆動される構成と比較して、ランプの消費電力および発熱が低減される。これにより、適用製品の低電力性および低発熱性が向上する利点がある。

発明の効果

[0023] この発明にかかる光源用ランプでは、メイン光源がパルス幅変調制御されて駆動されるので、光源がアナログ制御される構成と比較して、一定の輝度 lmを確保しつつランプの消費電力を低減できる利点がある。また、併せてメイン光源 (発光ダイオード）の発熱が低減される利点がある。

図面の簡単な説明

[0024] [図 1]図 1は、この発明の実施例に力かる光源用ランプを示す断面図である。

[図 2]図 2は、この発明の実施例に力かる光源用ランプを示す断面図である。

[図 3]図 3は、この発明の実施例に力かる光源用ランプを示すブロック図である。

[図 4]図 4は、図 1に記載した光源用ランプの作用を示す説明図である。

[図 5]図 5は、図 1に記載した光源用ランプの作用を示す説明図である。

[図 6]図 6は、図 1に記載した光源用ランプの作用を示す説明図である。

[図 7]図 7は、図 1に記載した光源用ランプの導光手段を示す平面図である。

[図 8]図 8は、図 1に記載した光源用ランプの導光手段を示す断面図である。

[図 9]図 9は、図 1に記載した光源用ランプの作用を示す説明図である。

[図 10]図 10は、図 1に記載した光源用ランプの作用を示す説明図である。

[図 11]図 11は、図 1に記載した光源用ランプの変形例を示す説明図である。

[図 12]図 12は、図 1に記載した光源用ランプの変形例を示す説明図である。

[図 13]図 13は、図 1に記載した光源用ランプの冷却手段の作用を示す説明図である

[図 14]図 14は、図 1に記載した光源用ランプの冷却手段の変形例を示す説明図である。

[図 15]図 15は、図 1に記載した光源用ランプの冷却手段の変形例を示す説明図である。

[図 16]図 16は、図 1に記載した光源用ランプの冷却手段の変形例を示す説明図である。

[図 17]図 17は、図 1に記載した光源用ランプの冷却手段の変形例を示す説明図である。

[図 18]図 18は、図 1に記載した光源用ランプの冷却手段の変形例を示す説明図である。

[図 19]図 19は、図 1に記載した光源用ランプの適用例を示す説明図である。

[図 20]図 20は、図 1に記載した光源用ランプの適用例を示す説明図である。

符号の説明

1 光源用ランプ

2 ランプハウジング

3 メイン光源

31 回路基板

32 発光ダイオード

4 レンズ

5 制御部

6 サブ光源

61 回路基板

62 発光ダイオード

7 導光手段

71 第一導光部

72 第二導光部

73 光ファイバ一

8 冷却手段

81 送風ファン

82 通気孔

83 送風ガイド発明を実施するための最良の形態

[0026] 以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施例の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的同一のものが含まれる。また、この実施例に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。

実施例

[0027] 図 1〜図 3は、この発明の実施例に力かる光源用ランプを示す断面図（図 1および図 2)ならびにブロック図（図 3)である。図 4〜図 6は、図 1に記載した光源用ランプの作用を示す説明図である。図 7および図 8は、図 1に記載した光源用ランプの導光手段を示す平面図（図 7)および断面図（図 8)である。図 9および図 10は、図 1に記載した光源用ランプの作用を示す説明図である。図 11および図 12は、図 1に記載した光源用ランプの変形例を示す説明図である。図 13は、図 1に記載した光源用ランプの冷却手段の作用を示す説明図である。図 14〜図 18は、図 1に記載した光源用ランプの冷却手段の変形例を示す説明図である。図 19および図 20は、図 1に記載した光源用ランプの適用例を示す説明図である。

[0028] [光源用ランプ]

この光源用ランプ 1は、ランプノヽウジング 2と、メイン光源 3と、レンズ 4と、制御部 5とを有する（図 1〜図 3参照)。ランプハウジング 2は、筒状部材から成り、内部にメイン光源 3、レンズ 4および制御部 5を収容する。メイン光源 3は、複数の発光ダイオード 3 2とこれらの発光ダイオード 32の回路基板 31とを有し、各発光ダイオード 32が回路基板 31上に格子状に配列されて構成される。また、メイン光源 3は、発光ダイオード 3 2の配列面をランプノヽウジング 2の軸方向に向けてランプノヽウジング 2内に固定設置される。また、このメイン光源 3では、放熱性を高めるためにアルミニウム製あるいはマグネシゥム製の回路基板 31が採用されている。レンズ 4は、メイン光源 3 (発光ダイォード 32の配列面）の前方に配置され、メイン光源 3からの光を集光する機能を有する。制御部 5は、メイン光源 3の駆動を制御する機能を有し、外部の電源（図示省略）に接続されている。なお、光源用ランプ 1の電源は、例えば、家庭用電源や車両用バッテリにより構成される。この光源用ランプ 1では、稼働時にてメイン光源 3が駆動されて点灯し、その光がレンズ 4を介して集光されて前方に出射される。

[0029] この光源用ランプ 1では、メイン光源 3が発光ダイオード 32から成るので、（1)光源力 Sキセノンランプや超高圧水銀ランプ力も成る構成と比較して、ランプ寿命、発光効率および始動性が向上する利点がある（図 6参照)。なお、図 6の図表中に示すランプ寿命および発光効率は、 500 [W]運転時での測定値である。また、（2)メイン光源 3の発熱量が小さいので、ランプの冷却システムを簡素化できる利点がある。例えば、キセノンランプでは稼働時にてランプ温度が約 500 [°C]となる力この光源用ランプ 1では、同等の出力条件下にてランプ温度が約 100[°C]程度に低減される。また、 (3)メイン光源 3の消費電力が小さいので、ランプの低電力化が可能となる利点があり、また、ランプの安全性や駆動回路が簡素化される利点がある。例えば、キセノンランプは約 200[V]の直流電源により駆動される力この光源用ランプ 1は約 10[V]の直流電圧により同等の出力条件下での駆動が可能である。

[0030] [PWM制御]

ここで、この光源用ランプ 1では、メイン光源 3がパルス幅変調制御（PWM制御）により駆動される。具体的には、制御部 5がパルス信号を発生し、これにより、メイン光源 3にパルス電圧が印加されてメイン光源 3が点灯する（図 4参照)。また、このパルス信号のデューティー値 TZNが調整されることによりランプの調光制御が行われる。また、メイン光源 3の輝度 lmのサチレーシヨン値に基づ、てパルス信号の周波数 fが選択され、ランプの駆動周波数の最適化が行われる（図 5参照)。

[0031] かかる構成では、メイン光源 3がパルス幅変調制御されて駆動されるので、光源がアナログ制御される構成と比較して、一定の輝度 lmを確保しつつランプの消費電力を低減できる利点がある。また、併せてメイン光源 3 (発光ダイオード 32)の発熱が低減される利点がある。

[0032] [導光手段]

一般に発光ダイオードから成る光源は、キセノンランプ等と比較して光度が小さ、。このため、発光ダイオードから成る光源を採用する従来の光源用ランプ (特許文献 1 参照)では、十分な光度を確保するために多数の発光ダイオードを平面上に配置列する必要がある。このため、ランプが幅方向に大型化するため、既存のプロジェクタ一や車両用ヘッドランプに適用できないという課題がある。

[0033] 上記の点に鑑み、この光源用ランプ 1では、以下の構成が採用される（図 1参照)。

まず、メイン光源 3にカ卩えてサブ光源 6が配置される。サブ光源 6は、メイン光源 3と同様に、アルミニウム製あるいはマグネシウム製の回路基板 61上に複数の発光ダイォード 62が格子状に配列されて成る。また、サブ光源 6は、メイン光源 3の光の出射方向に対して縦列かつ後方に配置される。また、サブ光源 6は、その発光ダイオード 62 の配列面と、メイン光源 3の発光ダイオード 32の配列面とが略平行となるように配置されている。なお、サブ光源 6は、制御部 5によりパルス幅変調制御されて駆動される。

[0034] また、ランプノ、ウジング 2内には、導光手段 7が配置される（図 1、図 7および図 8参照)。この導光手段 7は、サブ光源 6からの光をメイン光源 3の前方に導く機能を有する。導光手段 7は、例えば、アクリル榭脂から成る複数の導光部 (第一導光部 71および第二導光部 72)が組み合わされて構成される。また、導光手段 7は、メイン光源 3とサブ光源 6との間に挟み込まれて配置される。また、導光手段 7は、その第一導光部 71の平面がサブ光源 6の前方 (発光ダイオード 62の配列面側）に位置し、第二導光部 72が第一導光部 71の周囲力も前方を臨むように、配置される。なお、導光手段 7 には、光の漏れを低減すると共に光を内部にて乱反射させるために、シボ加工や反射膜の蒸着が要所に施されてヽる。

[0035] かかる構成では、メイン光源 3の光と、導光手段 7によりメイン光源 3の前方に導かれたサブ光源 6の光とが、レンズ 4にて集光されて外部に出射される（図 9参照)。具体的には、サブ光源 6からの光が第一導光部 71の底面力も導光手段 7に入射し、第一導光部 71内にて放射状に乱反射して周囲の第二導光部 72に導かれ、第二導光部 72内を通って端部力もメイン光源 3の前方に出射される。これにより、ランプの光源がメイン光源 3のみ力も成る構成と比較して、ランプの光度が増加する利点がある。また、かかる構成では、メイン光源 3およびサブ光源 6が縦列に配置されているので（図 1 および図 7参照）、ランプの光源が単一の平面上に配置された多数の発光ダイオード力も成る構成と比較して、ランプが幅方向に小型化される利点がある。

[0036] また、上記のように、メイン光源 3およびサブ光源 6がパルス幅変調制御される構成では、一定の輝度 lmを確保しつつランプの消費電力を低減するための最適化が可能となる利点がある。特に、メイン光源 3およびサブ光源 6では、多数の発光ダイォード 32, 62が用いられるので、消費電力を効率的に低減できる点で有益である。

[0037] [導光手段の変形例 1]

なお、この光源用ランプ 1では、導光手段 7がサブ光源 6からの光をメイン光源 3の周囲からメイン光源 3の前方に導く構成が好ましい（図 9参照)。通常、ランプからの出射光は、レンズ 4によってランプの中央部に集約される。このため、ランプの出射光は、中央部ほどの輝度 lmが高ぐ端部に向かうに連れて輝度 lmが低くなる（図 10参照）。この点において、上記の構成では、サブ光源 6からの光がメイン光源 3の周囲から前方に出射されるので、ランプの輝度 lmが中央部と端部とで均一化される（平行度が高い照射光を得られる)利点がある。また、かかる構成は、例えば、光源用ランプ 1 がプロジェクターに用いられる場合に投影画像の全体（中央部および端部）の輝度が均一化されて画像が見易くなる点で、特に有益である。

[0038] また、かかる構成では、導光手段 7が、サブ光源 6からの光の入射面となる第一導光部 71と、メイン光源 3の外周を囲む略環状構造を有すると共に第一導光部 71により導かれた光をメイン光源 3の前方に導く第二導光部 72とを有することが好ましい（図 7〜図 9参照)。かかる構成では、導光手段 7が略環状構造 (第二導光部 72)を有するので、サブ光源 6からの光がメイン光源 3の周囲力も環状に出射される。これにより、簡素な構成にて、ランプの輝度が中央部と端部とで均一化される利点がある（図 10 参照)。

[0039] また、上記の構成では、導光手段 7の第二導光部 72が略環状に組み合わされた複数の導光板力成ることが好ましい（図 7および図 8参照)。例えば、導光手段 7が、正八角形の平板形状を有する第一導光部 71と、台形断面を有する八枚の導光板から成る。そして、第二導光部 72が第一導光部 71の外周を囲むように環状に組み合わされて配置される。かかる構成では、導光手段 7が単一部材から成る構成と比較して、導光手段 7の加工が容易という利点がある。

[0040] しかし、これに限らず、導光手段 7の第二導光部 72が略円環形状を有する単一の導光部材から成ることが好ましい（図示省略)。かかる構成では、第二導光部 72の円環形状の内側にメイン光源 3が配置され、メイン光源 3の周囲（円環形状の第二導光部 72)からサブ光源 6の光が出射される。すると、第二導光部 72の円環形状により、ランプ全体の出射光が円形となる。これにより、ランプの配光パターンのガタツキが低減される利点がある。

[0041] また、導光手段 7は、導光板に限定されない。例えば、導光手段 7が光ファイバ一により構成されても良い（図 11参照)。例えば、導光手段 7が環状に束ねられた複数本の光ファイバ一 73により構成され、各光ファイバ一 73の一方の端部がサブ光源 6の前方に配置されると共に、他方の端部がメイン光源 3の側方から前方を臨むように配置される。かかる構成では、サブ光源 6からの光が各光ファイバ一 73を介してメイン光源 3の前方に導かれる。カゝかる構成としても、メイン光源 3の光とサブ光源 6の光とが同一方向に出射されて、ランプの光度が十分に確保される利点がある。また、光フアイバー 73が可撓性を有するので、サブ光源 6からメイン光源 3の前方への導光路の形成が容易となる (導光手段 7の構成が簡素となる)利点がある。

[0042] [導光手段の変形例 2]

また、この光源用ランプ 1では、メイン光源 3の光の出射方向とサブ光源 6の光の出射方向とが略同軸上かつ略同一方向に向くようにメイン光源 3およびサブ光源 6が配列されることが好ましい（図 1および図 9参照)。かかる構成では、メイン光源 3およびサブ光源 6が同一方向を向いているので、サブ光源 6からの光がメイン光源 3の前方に導かれるときの光の損失が少ない。これにより、例えば、メイン光源 3およびサブ光源 6が反対方向を向いている構成と比較して、ランプの発光効率が向上する利点があり、また、導光手段 7の構成が簡素化される利点がある。

[0043] しかし、これに限らず、メイン光源 3の光の出射方向とサブ光源 6の光の出射方向とが略同軸上かつ反対方向に向くようにメイン光源 3およびサブ光源 6が配列されても良い（図 12参照)。かかる構成では、導光手段 7の第一導光部 71がメイン光源 3およびサブ光源 6の後段に配置される。そして、サブ光源 6からの光が第一導光部 71から導光手段 7に入射し、第一導光部 71内にて放射状に乱反射して周囲の第二導光部 72に導かれ、第二導光部 72内を通って端部からメイン光源 3の前方に出射される ( 図 9参照)。したがって、サブ光源 6からの光が導光手段 7により Uターンするように導かれてメイン光源 3の前方に至る。カゝかる構成としても、メイン光源 3の光とサブ光源 6 の光とが同一方向に出射されて、ランプの光度が十分に確保される利点がある。

[0044] [導光手段の変形例 3]

また、この光源用ランプ 1では、光源がメイン光源 3およびサブ光源 6から成る二段構造を有する（図 1参照)。しかし、これに限らず、光源がメイン光源 3および複数のサブ光源 6から成る三段構造を有しても良い（図示省略)。これにより、ランプの光度がより好適に確保される利点がある。なお、かかる構成は、図 1に示す構成に準じて当業者自明の範囲内にて適宜設計できる。

[0045] [冷却手段]

一般に高輝度の発光ダイオードは、発光時に高熱を発する性質を有する。また、発光ダイオードを光源とするランプがプロジェクターや車両用ヘッドランプに適用される場合には、十分なランプ光度を確保するために、多数の発光ダイオードがアレイ状に密集するように基板上に配置されて光源が構成される。このため、ランプ点灯時には、発光ダイオードの発熱によって光源が高温となる。すると、発光ダイオードが定格状態で機能せず、また、光源が発火するおそれもある。

[0046] 上記の点に鑑み、この光源用ランプ 1は、メイン光源 3およびサブ光源 6を冷却する冷却手段 8が設けられている（図 1、図 2および図 13参照)。冷却手段 8は、例えば、送風ファン 81と、ランプノヽウジング 2に形成された複数の通気孔 82とにより構成される。そして、送風ファン 81からの空気が通気孔 82を介してメイン光源 3およびサブ光源 6に供給されるように、ランプハウジング 2内に空気通路が形成されている。

[0047] かかる構成では、冷却手段 8によりメイン光源 3およびサブ光源 6が冷却されるので、ランプ点灯時の発熱による弊害が低減される利点がある。また、冷却手段 8が送風ファン 81および複数の通気孔 82から成る構成 (空冷構造)では、簡素かつ効果的にメイン光源 3およびサブ光源 6が冷却される点で好ましい。

[0048] [冷却手段の変形例 1]

なお、この光源用ランプ 1では、通気孔 82の出口がメイン光源 3の発光ダイオード 3 2の配列面あるいはサブ光源 6の発光ダイオード 62の配列面に略対向する位置に配置されることが好ましい（図 1および図 13参照)。例えば、通気孔 82がレンズ 4の側方あるいは導光手段 7の側方に形成され、通気孔 82の出口がメイン光源 3あるいはサブ光源 6の配列面側に向くように構成される。かかる構成では、通気孔 82を通過した空気がメイン光源 3あるいはサブ光源 6の前面 (発光ダイオード 32、 62の配列面）に対して略垂直に吹き付けられる。これにより、メイン光源 3およびサブ光源 6が効果的に冷却される利点がある。

[0049] し力し、これに限らず、通気孔 82の出口カイン光源 3の発光ダイオード 32の配列面あるいはサブ光源 6の発光ダイオード 62の配列面の略側方に形成されても良ヽ（図 14参照)。例えば、通気孔 82がランプハウジング 2の側面（円筒形状の周面）に形成される。かかる構成では、通気孔 82を通過した空気がメイン光源 3あるいはサブ光源 6に対して側方力吹き付けられる。すると、空気が発光ダイオード 32、 62の配列面の前面を側方力撫でるように通過して、メイン光源 3およびサブ光源 6が冷却される。力かる構成とすれば、通気孔 82がメイン光源 3あるいはサブ光源 6に対向する位置に形成される構成と比較して、通気孔 82の形成スペースの分だけランプハウジング 2の外径を小型化できる利点がある（図 13および図 14参照)。

[0050] また、この光源用ランプ 1では、メイン光源 3およびサブ光源 6が隙間を隔てつつ隣接して配置される構成において、メイン光源 3とサブ光源 6との隙間に送風ファン 81 力もの空気の通路が形成されることが好ましい（図 15参照)。例えば、メイン光源 3およびサブ光源 6が対向あるいは背中合わせに配列されており、これらのメイン光源 3 およびサブ光源 6の間を冷却空気が通過するように、空気通路が形成される。かかる構成では、メイン光源 3とサブ光源 6との隙間を通過する空気によりメイン光源 3およびサブ光源 6の双方が同時に冷却される。これにより、単一の空気通路によってメイン光源 3およびサブ光源 6が冷却されるので、ランプノヽウジング 2内における空気通路の構成が簡素化される利点がある。

[0051] また、この光源用ランプ 1では、送風ファン 81からの空気の通路がメイン光源 3あるいはサブ光源 6の表面を横断するように、複数の通気孔 82が配置されることが好ましい（図 14〜図 18参照)。例えば、上流側 (メイン光源 3あるいはサブ光源 6に空気を供給する側）の通気孔 82の出口と下流側 (メイン光源 3あるいはサブ光源 6を冷却した後の空気を排出する側）の通気孔 82の入口とを結ぶ直線がメイン光源 3あるヽはサブ光源 6を横切るように、複数の通気孔 82が配置される。かかる構成では、冷却空気がメイン光源 3ある、はサブ光源 6の表面を横断するので、メイン光源 3およびサブ光源 6が効果的に冷却される利点がある。

[0052] なお、上記の空冷構造に限らず、冷却手段 8として水冷構造が採用されても良い（図示省略)。

[0053] [冷却手段の変形例 2]

なお、この光源用ランプ 1では、通気孔 82からの空気をメイン光源 3あるいはサブ光源 6の表面にガイドする送風ガイド 83が設けられることが好ましい（図 1および図 13参照)。送風ガイド 83は、例えば、フィン状部材から成り、通気孔 82の下流側に配置されて、通気孔 82を通過した空気をメイン光源 3あるいはサブ光源 6にガイドする。かかる構成では、送風ガイド 83によりガイドされた空気がメイン光源 3あるいはサブ光源 6 に効率的に吹き付けられるので、メイン光源 3およびサブ光源 6が効果的に冷却される利点がある。

[0054] [冷却手段の変形例 3]

また、この光源用ランプ 1では、メイン光源 3およびサブ光源 6の発光ダイオード 32、 62力アルミニウム製あるいはマグネシウム製の回路基板 31、 61上に配列されることが好ましい（図 1参照)。かかる構成では、回路基板 31、 61の放熱性により発光ダイオード 32、 62の冷却が促進される。これにより、メイン光源 3およびサブ光源 6がより効果的に冷却される利点がある。

[0055] [適用対象 1]

この光源用ランプ 1は、例えば、プロジェクター用光源に適用されることが好ましい。かかるプロジェクターでは、上記のように光源用ランプ 1の光源 3、 6が PWM制御により駆動されるので（図 1〜図 5参照）、光源がアナログ制御により駆動される構成と比較して、ランプの消費電力および発熱が低減される。これにより、適用製品の低電力性および低発熱性が向上する利点がある。また、この光源用ランプ 1では、光源が縦列に配置されたメイン光源 3およびサブ光源 6から成るので（図 1および図 9参照）、光源が単一の平面上に配置された多数の発光ダイオードから成る構成と比較して、ランプの光度を一定以上に確保しつつランプを幅方向に小型化することができる。これにより、適用製品の小型化およびデザイン性の向上が可能となる利点がある。また、この光源用ランプ 1では、光源 3、 6が冷却手段 8により冷却されるので（図 13参照）、稼働時における適用製品の発熱が低減される利点がある。

[0056] 以下に、光源用ランプ 1が液晶プロジェクター 100および DLP (登録商標）プロジェクタ一 110に適用された例について、それぞれ説明する（図 19および図 20参照)。

[0057] 図 19に示す液晶プロジェクター 100では、まず、光源用ランプ 1から白色光が出射される。そして、この白色光が、第一ダイクロックミラー 101にて赤色光 (透過光）と緑色光および青色光 (反射光）とに分離され、さらに、第二ダイクロックミラー 102にて緑色光 (透過光）と青色光 (反射光）とに分離される。次に、これらの赤色光、緑色光および青色光が各液晶パネル 103〜105を透過することにより各色（赤色、緑色および青色）の映像として投影される。そして、各色の映像がプリズム 106にて合成され、この合成光が投影用レンズ 107を介してスクリーン 108に投影される。これにより、スクリーン 108に映像が映し出される。

[0058] 図 20に示す DLPプロジェクター 110では、まず、光源用ランプ 1から白色光が出射される。そして、この白色光がカラーホイール 111にて赤色光、緑色光および青色光に分離される。具体的には、カラーホイール 111が赤色、緑色および青色を有しており、高速回転することにより各色のフィルタ一にて白色光を透過させて分離する。そして、カラーホイール 111を透過した赤色光、緑色光および青色光が DMD (Digital M icro mirror Device) 112にて順番に反射され、投影用レンズ 113を介してスクリーン 114に投影される。これにより、スクリーン 114に映像が映し出される。

[0059] [適用対象 2]

また、この光源用ランプ 1は、発電所などに設置される照明用ランプとして用いられることが好ましい。例えば、発電所では構内を監視する必要性から、監視用ランプが長時間かつ連続的に稼働される。この点において、この光源用ランプ 1は、ランプ寿命および発光効率に優れる点で好ましい（図 6参照)。また、光源用ランプ 1は、縦列に配置された複数の光源 3、 6により大光量および省スペース化が実現されているので、監視に必要な十分な光量を出力できると共に狭いスペースに設置できる点で好ましい（図 7参照)。また、光源用ランプ 1は、冷却手段 8により光源 3、 6を冷却できるので、長時間かつ連続的な稼働時におけるランプの過熱が防止される点で好まヽ (図 13参照)。

[0060] [適用対象 3]

また、この光源用ランプ 1は、例えば、車両用ヘッドランプなどに適用され得る（図示省略)。

産業上の利用可能性

[0061] 以上のように、本発明にかかる光源用ランプは、一定の輝度を確保しつつランプの消費電力を低減できる点で有用である。

Claims

請求の範囲

[1] 光源力もの光をレンズにて集光して出射する光源用ランプであって、

前記光源が配列された複数の発光ダイオードから成り、前記発光ダイオードがパルス幅変調制御されることにより前記光源が駆動されることを特徴とする光源用ランプ。

[2] 前記光源がメイン光源およびサブ光源を有すると共に前記サブ光源が前記メイン光源の光の出射方向に対して縦列かつ後方に配置されており、且つ、前記サブ光源力の光を前記メイン光源の前方に導く導光手段が設けられて、る請求項 1に記載の光源用ランプ。

[3] 前記光源がメイン光源およびサブ光源を有すると共に前記サブ光源が前記メイン光源の光の出射方向に対して縦列かつ後方に配置されており、且つ、前記メイン光源および前記サブ光源を冷却する冷却手段が設けられている請求項 1または 2に記載の光源用ランプ。

[4] 前記メイン光源の光の出射方向と前記サブ光源の光の出射方向とが略同軸上かつ略同一方向に向くように前記メイン光源および前記サブ光源が配列される請求項 2または 3に記載の光源用ランプ。

[5] 前記導光手段が、前記サブ光源からの光を前記メイン光源の周囲から前記メイン光源の前方に導く請求項 2に記載の光源用ランプ。

[6] 前記導光手段が、前記サブ光源力の光の入射面となる第一導光部と、前記メイン光源の外周を囲む略環状構造を有すると共に前記第一導光部により導かれた光を前記メイン光源の前方に導く第二導光部とを有する請求項 2に記載の光源用ランプ

[7] 前記冷却手段が送風ファンと前記メイン光源および前記サブ光源を収容するランプハウジングに形成された複数の通気孔と力成り、且つ、前記送風ファンからの空気が複数の前記通気孔を介して前記メイン光源および前記サブ光源に供給されることにより、前記メイン光源および前記サブ光源が冷却される請求項 3に記載の光源用ランプ。

[8] 前記メイン光源および前記サブ光源が隙間を隔てつつ隣接して配置されると共に、前記メイン光源と前記サブ光源との隙間に前記送風ファンからの空気の通路が形成される請求項 6に記載の光源用ランプ。

請求項 1〜8のいずれか一つに記載の光源用ランプを光源として有することを特徴とするプロジェクター。