(57)【要約】【課題】光源周辺の異常温度上昇を検知する温度検知器の作動速度が速い光源装置を提供する。【解決手段】照射方向が横方向の高輝度放電灯１１と、照射面を露出させて高輝度放電灯１１を囲むように収容する外壁部１２、内部壁２０及び前壁２２からなる筐体とを備え、高輝度放電灯１１が加熱する周囲の熱を集める集熱部２８と、集熱部２８に接触させて集熱部２８の温度を検知するバイメタル５０とを有しており、集熱部２８が筐体よりも熱伝導率の高い材質を用いてなり、高輝度放電灯１１を囲むように内部壁２０の内側に内部壁２０と空隙３０を有して設けられている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源の照射経路を除いて該光源を囲んで収容する筐体を備える光源装置において、
前記光源が加熱する周囲の熱を集める集熱部と、
該集熱部に接触して該集熱部の温度を検知する温度検知部と、
を有し、
前記集熱部が、前記筐体よりも熱伝導率の高い材質を用いてなり、前記光源を囲むように前記筐体の内側に該筐体と空隙を有して設けてあることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
光源を収容する筐体を備える光源装置において、
前記筐体は、前記光源の照射方向前側及び後側が開口しており、
前記後側に嵌合して前記筐体の一部を構成するとともに、前記光源が加熱する周囲の熱を集める集熱部と、
該集熱部に接触して該集熱部の温度を検知する温度検知部と、
を有し、
前記集熱部が、前記筐体よりも熱伝導率の高い材質を用いてなり、前記光源を囲むように設けてあることを特徴とする光源装置。
【請求項３】
前記集熱部は、前記光源の照射方向側面視が略コの字形であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記集熱部は、前記光源の照射方向側面視及び横方向断面が略コの字形であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光源装置。
【請求項５】
前記集熱部は、前記筐体よりも熱拡散率が高い材質を用いてなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の光源装置。
【請求項６】
前記集熱部は、前記筐体の内壁よりも高い放射率を持つように表面処理されてあることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載の光源装置。
【請求項７】
前記集熱部は、１００℃における熱伝導率が５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一つに記載の光源装置。
【請求項８】
前記集熱部は、材料がアルミニウム、銅又はアルミニウム若しくは銅を主材料とした合金であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一つに記載の光源装置。
【請求項９】
前記集熱部は、グラファイトシートで形成されてあることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一つに記載の光源装置。
【請求項１０】
前記集熱部は、蒸発潜熱を利用するヒートプレートであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一つに記載の光源装置。
【請求項１１】
前記光源は横方向に照射するように前記筐体に収容されており、
前記集熱部は、前記筐体の天地両面にそれぞれ対向する上部及び下部を有し、該上部及び下部が同一形態であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一つに記載の光源装置。
【請求項１２】
前記請求項１乃至１１のいずれか一つに記載の光源装置を備える投射型映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源の周囲を熱的に保護する熱保護装置を備える光源装置及び該光源装置を備える投射型映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プロジェクターの光源には、色再現性の優れる精細な画像表示のために高輝度であることが要求されており、メタルハライドランプ及び高圧水銀ランプ等の高輝度放電灯を凹状のリフレクタ（反射鏡）に取り付けた構造のものが用いられている。
【０００３】
高輝度放電灯は、電極を収める発光管内に水銀、ハロゲンガス等を封入し、点灯時には、発光に伴い高温（最も高温になる部分で約１０００℃）になるので、光源装置内に空気を通過させて光源を冷却するようにした光源装置が知られている（例えば特許文献１及び２）。
【０００４】
この種のプロジェクターにおける高輝度放電灯（ランプ）の異常加熱に対して以下の提案がある。
特許文献３に示す例では、ランプをプロジェクターのケース内で支持するランプハウジングの外側にサーマルスイッチを配置し、このサーマルスイッチをランプ点灯回路内のランプコントロール部に接続し、ランプ加熱時にはソフトウエアでコントロールするランプコントロール部の動作を停止させ、サーマルスイッチを動作させて、ソフトウエアを介さずにランプを消灯するようにしている。
【０００５】
また特許文献４に示す例では、ランプハウスの近傍にランプ電源を配置することで、ランプの冷却とランプ電源の冷却とを共通の冷却ファンで行うようにし、ランプ電源の内部にはサーマルスイッチを備えて、万一、冷却ファンが停止した場合、ランプが加熱することによってランプ電源も加熱され、ランプ電源内部のサーマルスイッチが動作し、ランプ電源を遮断し、ランプを消灯することで、ランプによる異常加熱を防止するようにしている。
【特許文献１】特開２０００−３６２１４号公報
【特許文献２】特開２０００−３６２１５号公報
【特許文献３】特開２００２−１４８７１５号公報
【特許文献４】特開２００２−１５０８３２号公報
【０００６】
ところで、従来のプロジェクター光源部のランプハウスには、光源部の周囲に設けられた冷却ファンが故障停止し、かつ、光源が点灯しているような異常事態において、二重三重の安全装置として、ランプハウスに温度検知型保護部品（以下、「加熱保護部品」という）のバイメタル及び温度ヒューズ等が取り付けられている。
プロジェクターは設置方向によって、据置設置又は天井設置（天吊り）があり、天井設置時には、プロジェクターが天地逆の向きに設置されることが多い。
【０００７】
図１２は加熱保護部品が１個だけ配設された従来のプロジェクターの光源装置を示す概略一部断面図である。
従来の高輝度放電灯８は高耐熱性の筐体２に設けられてあり、ランプバルブ１を凹状の反射鏡３に取り付け、反射鏡３の前面を円盤状の防爆ガラス５で封止し、ランプブロック７からランプバルブ１に給電されるようになっている。
図１２に示す加熱保護部品の取付方式は、筐体２の背面にバイメタル４が取り付けられたものである。
【０００８】
このような従来の加熱保護部品の取付方式では、据置設置又は天井設置ともに、高輝度放電灯８の周囲に設けられた冷却ファンの停止及び高輝度放電灯８の点灯状態において、バイメタル４（加熱保護部品）の時間的温度上昇変化が小さい。
したがって、図１２に示す従来の例では、高輝度放電灯８の周辺の他の部品の温度上昇が大きくなってしまい、バイメタル４が作動するときには他の部品の温度ダメージが大きくなる。
【０００９】
高輝度放電灯８は、元々通常点灯時でもランプバルブ１の下側よりも上側の方が高温であるため、ランプバルブ１からの熱放射量として、底面に対して筐体２内の鉛直方向上面への熱放射量が多く、このため筐体２の上方が下方よりも高温となっている。
高輝度放電灯８の可視光は、反射鏡３によって高輝度放電灯８の前方に反射されるが、紫外線及び赤外線は（図１２、図１３及び図１４の点線の矢印を参照）反射鏡３を透過する。また、反射鏡３自体の温度も高くなるので、反射鏡３からの熱放射も発生する。
【００１０】
この熱放射に加えて、高輝度放電灯８の周囲に設けられた冷却ファンが停止しても高輝度放電灯８が消灯しないで点灯しているようなときでは、高輝度放電灯８の周囲の空気の自然対流により、筐体２上方に温度が高い空気が溜まり、筐体２下方では上方よりも温度の低い空気が溜まる。このようにして、高輝度放電灯８の周囲の冷却ファン停止状態では、筐体２の上方と下方の温度差はかなり大きくなる。
したがって、図１３及び図１４に示す加熱保護部品の取付方式が利用されている。
【００１１】
図１３及び図１４は加熱保護部品が２個配設された従来のプロジェクターの光源装置を示す概略一部断面図であり、図１３はプロジェクターの設置方向が据置設置の場合であり、図１４はプロジェクターの設置方向が天井設置（天吊り）の場合である。
図１３に示す例は、筐体２の上面にバイメタル４を取り付け、下面に温度ヒューズ６を取り付けたものであり、図１４に示す例は、天井設置した場合であり、スペースの都合上、筐体２の上面に温度ヒューズ６が取り付けられ、下面にバイメタル４が取り付けられている。
【００１２】
図１３及び図１４の加熱保護部品の取付方式は、プロジェクターの設置方向が据置時や天吊り時でも、ある程度速く加熱保護部品を作動させるために使われている方式であるが、バイメタル４を２個使用する方式はスペースの関係で限られ、実際には図１３及び図１４のようにバイメタル１個と温度ヒューズ１個とを使用する場合が多い。
【００１３】
図１３に示す従来の加熱保護部品の取付方式では、上述したように、高輝度放電灯８の周囲の冷却ファンが停止し、高輝度放電灯８が点灯状態の異常事態では、高輝度放電灯８の放射熱によって筐体２内の上方が急激に温度上昇し、下方が上方と比較してゆっくり温度上昇する。
したがって、温度上昇に伴い速く加熱保護部品を作動させるために、図１３に示す据置設置時はバイメタル４を作動させ、図１４に示す天吊り時は温度ヒューズ６を作動させるようにしている。
【００１４】
なお、図１３ではバイメタル４は筐体２の上面に配設され、温度ヒューズ６が下面に配設されているが、高輝度放電灯８の交換方法及び大きさ制限等により、バイメタル４は筐体２側面の上方近くに配設され、温度ヒューズ６は筐体２側面の下方近くに配設される場合もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら図１２乃至図１４に示す従来の例では、筐体２の材質が一般的に高耐熱プラスチックで、熱伝導率が１Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度と低い材質で作製されており、加熱保護部品への熱伝達が遅い。
また、図１２に示す例では、バイメタル４（加熱保護部品）が高輝度放電灯８に対して背面近くに配置されているため、高輝度放電灯８の周囲に設けられた冷却ファン停止時に、高輝度放電灯８の上方の温度上昇が速く、高輝度放電灯８の下方で温度上昇が遅くなり、高輝度放電灯８の異常加熱に対応して加熱保護部品が速く応答できるようになっておらず、改善の余地がある。
【００１６】
さらに、図１３及び図１４に示す例では、加熱保護部品（バイメタル４及び温度ヒューズ６）が二種類になるため、取付構造又は基板構造等の総合的コストが高くなり、また、温度ヒューズ６は、ある程度低い温度で使用しなければ、熱的な繰り返し負荷が蓄積されて、所定の作動温度よりも低い温度で作動してしまうという動作異常のリスクがあるため、改善の余地がある。
【００１７】
なお、特許文献１及び２では、高輝度放電灯（ランプ）の冷却をする構成が開示され、また特許文献３及び４では高輝度放電灯（ランプ）の異常加熱に対してサーマルスイッチで温度検知することは開示されているが、これら特許文献には、加熱保護部品（サーマルスイッチを含む）の動作異常及びコスト等を考慮して、加熱保護部品を速く作動させる構成について開示されていない。
【００１８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、筐体から独立する集熱部の熱伝導率を筐体よりも高くしてある構成を備えることにより、光源の周辺が異常温度上昇しても、異常温度上昇を検知する温度検知器の作動速度が速い光源装置を提供することにある。
【００１９】
また本発明の他の目的とするところは、筐体後側に嵌合させて筐体の一部にしてある集熱部の熱伝導率を筐体よりも高くしてある構成を備えることにより、光源の周辺が異常温度上昇しても、集熱部に熱伝達し易く、異常温度上昇を検知する温度検知器の作動速度が速い光源装置を提供することにある。
【００２０】
さらに本発明の他の目的とするところは、照射方向側面視が略コの字形の集熱部を備えることにより、特に自然対流による熱を効率よく集めて、温度検知器の作動速度が速い光源装置を提供することにある。
【００２１】
本発明の他の目的とするところは、照射方向側面視及び横方向断面が略コの字形の集熱部を備えることにより、自然対流により伝わる熱だけでなく、放射熱を効率よく集熱し、温度検知器の作動速度が速い光源装置を提供することにある。
【００２２】
本発明の他の目的とするところは、筐体よりも熱拡散率が高い材質の集熱部を備えることにより、光源周辺の筐体の温度上昇よりも集熱部の温度上昇を速くすることができて温度検知器の作動が速い光源装置を提供することにある。
【００２３】
本発明の他の目的とするところは、筐体の内壁よりも高い放射率を持つように表面処理された集熱部を備えることにより、光源周辺筐体の温度上昇よりも集熱部の温度上昇を速くすることができて温度検知器の作動が速い光源装置を提供することにある。
【００２４】
本発明の他の目的とするところは、１００℃における熱伝導率が、５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である集熱部を備えることにより、光源の異常温度上昇による熱伝導を速くすることができて温度検知器の作動速度が速い光源装置を提供することにある。
【００２５】
本発明の他の目的とするところは、材料がアルミニウム、銅又はアルミニウム若しくは銅を主材料とした合金の集熱部を備えることにより、熱伝導がよく、温度検知器に熱を速く伝えることができる光源装置を提供することにある。
【００２６】
本発明の他の目的とするところは、グラファイトシートで形成されている集熱部を備えることにより、集熱部の面方向の自然対流による熱をより効果的に集めることができる光源装置を提供することにある。
【００２７】
本発明の他の目的とするところは、蒸発潜熱を利用するヒートプレートの集熱部を備えることにより、熱移動が速く、温度検知器に熱を速く伝えることができると光源装置を提供することにある。
【００２８】
本発明の他の目的とするところは、筐体の天地両面にそれぞれ対向する上部及び下部が同一形態の集熱部を備えることにより、例えば光源装置の設置方法により天地が逆になっても集熱部の集熱効率に変化がなく、効率よく集熱し、かつ、速く熱を伝導することができる光源装置を提供することにある。
【００２９】
本発明の目的とするところは、投射型映像表示装置が本発明の光源装置を備えることにより、光源装置の温度検知部が異常温度上昇を速く検知して、光源を早く消灯させることができる投射型映像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明の光源装置は、光源の照射経路を除いて該光源を囲んで収容する筐体を備える光源装置において、前記光源が加熱する周囲の熱を集める集熱部と、該集熱部に接触して該集熱部の温度を検知する温度検知部と、を有し、前記集熱部が、前記筐体よりも熱伝導率の高い材質を用いてなり、前記光源を囲むように前記筐体の内側に該筐体と空隙を有して設けてあることを特徴とする。
【００３１】
このような構成の本発明の光源装置では、高温となって発熱し熱放射する光源により、例えば光源を冷却する冷却ファンが故障して筐体が異常温度上昇したような場合、温度検知器を接触させている集熱部が熱伝導率の高い材質であるので、異常温度上昇による熱移動速度が速く、温度検知器への熱移動が速くなり、温度検知器が速く作動する。
【００３２】
本発明の光源装置は、光源を収容する筐体を備える光源装置において、前記筐体は、前記光源の照射方向前側及び後側が開口しており、前記後側に嵌合して前記筐体の一部を構成するとともに、前記光源が加熱する周囲の熱を集める集熱部と、該集熱部に接触して該集熱部の温度を検知する温度検知部と、を有し、前記集熱部が、前記筐体よりも熱伝導率の高い材質を用いてなり、前記光源を囲むように設けてあることを特徴とする。
【００３３】
このような構成の光源装置では、高温となって発熱し熱放射する光源により、例えば光源を冷却する冷却ファンが故障して筐体が異常温度上昇したような場合、温度検知器を接触させている集熱部が熱伝導率の高い材質であり、筐体に嵌合しているので、筐体の異常温度上昇による熱が集熱部に伝達し易く、集熱部の熱移動速度が速く、温度検知器への熱移動が速くなり、温度検知器が速く作動する。
【００３４】
本発明の光源装置は、前記集熱部は、前記光源の照射方向側面視が略コの字形であることを特徴とする。
【００３５】
このような構成の本発明の光源装置では、自然対流により伝わる熱を効率よく集熱する。
【００３６】
本発明の光源装置は、前記集熱部は、前記光源の照射方向側面視及び横方向断面が略コの字形であることを特徴とする。
【００３７】
このような構成の本発明の光源装置では、自然対流により伝わる熱だけでなく、放射熱を効率よく集熱する。
【００３８】
本発明の光源装置は、前記集熱部は、前記筐体よりも熱拡散率が高い材質を用いてなることを特徴とする。
【００３９】
このような構成の本発明の光源装置では、光源周辺の筐体の温度上昇よりも速く集熱部の温度上昇が速くなり、集熱部に接触している温度検知器の作動が速くなる。
【００４０】
本発明の光源装置は、前記集熱部は、前記筐体の内壁よりも高い放射率を持つように表面処理されてあることを特徴とする。
【００４１】
このような構成の本発明の光源装置では、光源周辺筐体の温度上昇よりも速く集熱部の温度上昇が速くなり、集熱部に接触している温度検知器の作動が速くなる。
【００４２】
本発明の光源装置は、前記集熱部は、１００℃における熱伝導率が５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることを特徴とする。
【００４３】
このような構成の本発明の光源装置では、高温となって発熱し熱放射する光源により、例えば光源を冷却する循環ファンが故障して筐体が異常温度上昇したような場合、温度検知器を接触させている集熱部が熱伝導率の高い材質であるので、異常温度上昇による熱移動速度が速く、温度検知器への熱移動が速くなり、温度検知器が速く作動する。
【００４４】
本発明の光源装置は、前記集熱部は、材料がアルミニウム、銅又はアルミニウム若しくは銅を主材料とした合金であることを特徴とする。
【００４５】
このような構成の本発明の光源装置では、光源周辺が異常温度上昇した場合、集熱部が熱を収集して速く熱を温度検知器に伝導する。
【００４６】
本発明の光源装置は、前記集熱部は、グラファイトシートで形成されてあることを特徴とする。
【００４７】
このような構成の本発明の光源装置では、グラファイトシートは、面方向に熱伝導率が高く、厚み方向はさほど熱伝導率が高くないという熱伝導異方性があるので、自然対流による熱をより効果的に集める。
【００４８】
本発明の光源装置は、前記集熱部は、蒸発潜熱を利用するヒートプレートであることを特徴とする。
【００４９】
このような構成の本発明の光源装置では、光源周辺の温度上昇により、ヒートプレート内に例えば蛇行して配設されているヒートパイプの作動液が入熱して蒸発して（潜熱吸収）、蒸気が低温部へ移動し、低温部で凝縮して（潜熱放出）、プレート壁から放熱し、作動液が蒸発部に戻るので、熱移動が速く、温度検知器に熱を速く伝える。
【００５０】
本発明の光源装置は、前記光源は横方向に照射するように前記筐体に収容されており、前記集熱部は、前記筐体の天地両面にそれぞれ対向する上部及び下部を有し、該上部及び下部が同一形態であることを特徴とする。
【００５１】
このような構成の本発明の光源装置では、例えば光源装置の設置方法により天地が逆になっても集熱部の集熱効率に変化がなく、効率よく集熱し、かつ、速く熱を伝導する。
【００５２】
本発明の投射型映像表示装置は、前述の光源装置を備えることを特徴とする。
【００５３】
このような構成の投射型映像表示装置では、光源装置の温度検知部が異常温度上昇を速く検知して、光源が消灯する。
【発明の効果】
【００５４】
本発明の光源装置は、集熱部を筐体から独立させて集熱部の熱伝導率を筐体よりも高くしているので、例えば光源を冷却する冷却ファンが故障してファン回転停止した場合で、なおかつ温度検知機能の何れかの問題で光源が消灯しないような状況において、最後の安全装置として温度検知器が作動して消灯させるが、その温度検知器の作動速度を向上させることができるという効果を有する。
したがって、光源の例えば高輝度放電灯の周囲部品の熱的なダメージを最小限に抑え、故障部品交換の部品点数を減らせることができるようになる。
【００５５】
本発明の光源装置は、筐体の後側に嵌合する集熱部を筐体の一部とし、集熱部の熱伝導率を筐体よりも高くしているので、筐体の異常温度上昇による熱を集熱部に熱伝達し易くできるとともに、効率よく集熱し、集熱部の熱伝導を速くして、温度検知器の作動速度を向上させることができるという効果を有する。
したがって、光源の例えば高輝度放電灯の周囲部品の熱的なダメージを最小限に抑え、故障部品交換の部品点数を減らせることができるようになる。
【００５６】
本発明の光源装置は、集熱部の照射方向側面視が略コの字形であるので、自然対流による熱を効率よく集めることができるという効果を有する。
【００５７】
本発明の光源装置は、集熱部の照射方向側面視及び横方向断面が略コの字形であるので、自然対流により伝わる熱だけでなく、放射熱を効率よく集熱することができるという効果を有する。
【００５８】
本発明の光源装置は、集熱部が筐体よりも熱拡散率が高い材質であるので、光源周辺の筐体の温度上昇よりも集熱部の温度上昇を速くすることができ、その結果、温度検知器の作動を速くすることができるという効果を有する。
【００５９】
本発明の光源装置は、集熱部が筐体の内壁よりも高い放射率を持つように表面処理されているので、光源周辺筐体の温度上昇よりも集熱部の温度上昇を速くすることができ、その結果、温度検知器の作動を速くすることができるという効果を有する。
【００６０】
本発明の光源装置は、集熱部の１００℃における熱伝導率が、５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であるので、光源の異常温度上昇による熱伝導を速くすることができるという効果を有する。
【００６１】
本発明の光源装置は、集熱部の材料がアルミニウム、銅又はアルミニウム若しくは銅を主材料とした合金であるので、熱伝導がきわめてよく、温度検知器に熱を速く伝えることができるという効果を有する。
【００６２】
本発明の光源装置は、集熱部がグラファイトシートで形成されているので、グラファイトの面方向の熱伝導率が高いという伝導異方性により、集熱部の面方向の自然対流による熱をより効果的に集めることができるという効果を有する。
【００６３】
本発明の光源装置は、集熱部が蒸発潜熱を利用するヒートプレートであるので、熱移動が速く、温度検知器に熱を速く伝えることができるという効果を有する。
【００６４】
本発明の光源装置は、筐体の天地両面にそれぞれ対向する集熱部の上部及び下部が同一形態であるので、例えば光源装置の設置方法により天地が逆になっても集熱部の集熱効率に変化がなく、効率よく集熱し、かつ、速く熱を伝導することができるという効果を有する。
【００６５】
本発明の投射型映像表示装置は、本発明の光源装置を備えているので、温度検知部が異常温度上昇を速く検知して、光源を早く消灯させることができるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６６】
以下、図面に基づき、本発明の光源装置による好適な実施の形態を説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の光源装置に係る実施の形態１を示す外観図である。図２は実施の形態１に係る光源装置を示す分解斜視図である。図３は図１で示すＡ−Ａ断面図である。図４は実施の形態１に係る集熱部を示す外観斜視図である。
実施の形態１に係る光源装置１０は、外壁部１２、内壁部２０及び前壁２２からなる矩形状の筐体１９内に高輝度放電灯１１が収容されており、筐体１９の一方の側面を覆う内側冷却フィン１３及び外側冷却フィン１４を有する側壁１５と、筐体１９の背面を覆う内側冷却フィン１６及び外側冷却フィン１７を有する背壁１８と、内壁部２０とにより空気の循環路が形成されている（図２及び図３を参照）。筐体１９の他方の側面には、空気の循環路へ空気を循環させる循環ファン２１と、循環ファン２１の排気口２４と接続するダクト２６とが設けられており、ダクト２６は、反射鏡４２の外周部で対向する箇所に設けられた通気部４１、４３の一方の通気部４１に接続されている（図３を参照）。
なお、高輝度放電灯１１は前壁２２の筐体１９内側にビスにより固定されている（図４参照）。
【００６７】
このように実施の形態１に係る光源装置１０は、循環ファン２１により通気部４１から導入された空気が、高輝度放電灯１１内を通ってランプバルブ３８を冷却して、通気部４３から出て行き、外壁部１２、内壁部２０及び前壁２２からなる筐体１９の側部を通って循環する循環路を設けたものである。
【００６８】
実施の形態１に係る光源装置１０は、図２に示すように、バイメタル及び温度ヒューズ等の温度検知部である加熱保護部品及び加熱保護部品を取り付けて熱を集める集熱部２８を備え、内壁部２０の背部２９と集熱部２８との間に形成される空隙３０に加熱保護部品のバイメタル５０が設置されている。空隙３０は集熱部２８に取り付けられる加熱保護部品の大きさ程度であればよく、例えば、バイメタルの厚さ程度であればよい。
なお、図２中、符号２３は外側冷却フィンを示し、符号２５は内壁部２０を外壁部１２にビスで固定する取付孔を示し、符号２７はダクトフィンを示す。取付孔２５は集熱部２８を内壁部２０とともに外壁部１２にビスで固定する取付孔でもある。
【００６９】
集熱部２８は内壁部２０に固定されるが、集熱部２８を熱的に独立させるため、つまり熱的に絶縁させるため、熱伝導率の低い断熱材（図示せず）を介して固定するのが望ましい。
したがって、集熱部２８は熱伝導率の低い断熱材を介して筐体１９に固定されることになり、筐体１９と熱的に独立したものになるので、集熱部２８の熱が筐体１９に伝導することによる筐体１９の加熱を抑えることができる。
【００７０】
図３の矢印で示すように、実施の形態１は、側壁１５及び背壁１８の内側冷却フィン１３、１６と内壁部２０とにより形成される空気の循環路を、循環ファン２１により空気が循環するようになっており、高輝度放電灯１１を冷却する構造になっている。
高輝度放電灯１１は、放電を発生させるための電極３１、３３が埋設された封止部３２、３４と、水銀及びアルゴンガスが封入されたチャンバー部３６とを有するランプバルブ３８と、凹状の反射鏡４２と、反射鏡４２の前面を円盤状の防爆ガラス４４で封止された構造を備え、ブロック部４６から電極３１、３３に給電されるようになっている。
【００７１】
実施の形態１に係る光源装置１０は、反射鏡４２の背面を内壁部２０とともに覆うように集熱部２８が設けられ（図３を参照）、ランプバルブ３８の後方側のブロック部４６近くに、集熱部２８を介して加熱保護部品のバイメタル５０が設置されている（図３及び図４を参照）。
図４に示す例では、集熱部２８は、光源の照射方向側面視が略コの字形で、筐体１９の天地両面にそれぞれ対向する上部及び下部の形状が同一形態の矩形状であり、背面５６も矩形状になっており、背面５６の略中央にバイメタル５０が設けられている。集熱部２８が金属板の場合は、例えばバイメタル５０の取付つば５３をビス５１、５１で集熱部２８に固定する。
このように筐体１９の天地両面にそれぞれ対向する集熱部２８の形状が対称的であるので、光源装置の設置方式により筐体１９が天地逆になっても、集熱部２８の集熱効果を同じにできる。
なお、図３及び図４中、符号５２はリード線を示すが、以下、同一符号は同一部材を示す。
【００７２】
集熱部２８は、高輝度放電灯１１を空気の自然対流方向に沿って覆うものであり、図２乃至図４に示す例では光源の照射方向側面視が略コの字形であるが、高輝度放電灯１１の反射鏡側を覆う箱形であってもよい。集熱部２８が箱形の場合は、照射方向側面視及び横方向断面がコの字形である。
集熱部２８は、高輝度放電灯１１の放射熱、対流による熱を効果的に集熱する構造であればよく、高輝度放電灯１１の背部形態に合わせて全体を囲う構造であってもよい。
【００７３】
実施の形態１では、通常起こり得る温度異常については、その温度異常を感知し、その後の原因の除去及び温度の冷却とともに機能が復帰するバイメタルのような加熱保護部品を使用するが、最終安全部品として温度ヒューズを設置してもよい。
【００７４】
図５は実施の形態１に係る光源装置における集熱部を示す外観斜視図である。
本実施形態に係る光源装置１０では、集熱部２８を筐体１９から部材として独立した照射方向側面視が略コの字形の構造になっている。即ち、集熱部２８は筐体１９と別部材で、筐体１９よりも熱伝導率の高い材質又は構造体で形成されている。熱伝導率の高い材質は、金属の場合、例えば銀、銅、金及びアルミニウムなど、これらを主材料とした合金であり、特にアルミニウムはコストが廉価であり好ましい。
このような金属材料としては、例えば１００℃における熱伝導率が、５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上で、４５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であればよい。
【００７５】
バイメタル５０は、取付面からの熱伝導で作動することを想定しているため、集熱部２８先端（筐体上方）からバイメタル５０などの加熱保護部品を取り付ける取付部５４に速く熱伝導させることが重要である。
図５に示す例では、集熱部２８の矩形状背面５６の略中央の取付部５４にバイメタル５０を設ける。
【００７６】
バイメタル５０が集熱部２８の矩形状背面５６の略中央に設けられている場合、光源装置１０が天地逆に設置されても、集熱部２８の集熱効果は、同じである。
【００７７】
なお、取付部５４に温度ヒューズを取り付ける場合には、取付部に温度ヒューズが嵌合する凹状の嵌合部を設ける。嵌合部は、温度ヒューズの形状に合わせて嵌合する長穴状にしておけばよい。このように嵌合部は、温度ヒューズに限らず、加熱保護部品の形態に応じて形成して嵌合するようにしておいてもよい。
【００７８】
ところで、非金属材料として黒鉛を原料として開発されているグラファイトシートは、面方向に熱伝導率が高く、厚み方向はさほど熱伝導率が高くないという熱伝導異方性がある。面方向はアルミニウムよりも熱伝導率が高く、しかも比重が低いために、アルミニウム又は銅と比較しても同じサイズで熱容量が半分未満であり、熱移動速度が速い特徴がある。
したがって、加熱保護部品のバイメタル５０を取り付ける集熱部２８をグラファイトシートで形成するのが望ましい。
【００７９】
また、集熱部２８の構造体として蒸発潜熱を利用している板状型ヒートプレートの構造体を使用するのも良い。
ヒートプレートは銀の熱伝導率の５倍以上のものがあり、また５０００Ｗ／（ｍ・Ｋ）の熱伝導率を持つと記載している例もある。
【００８０】
このようなヒートプレートは、金属材料に蛇行したヒートパイプを配し、封入した作動液と相変化により熱輸送を行う。ヒートパイプは、作動液が入熱して蒸発し（潜熱吸収）、蒸気が低温部へ移動して、低温部で凝縮し（潜熱放出）、管壁から放熱して、作動液が蒸発部に戻るようにしたものである。
【００８１】
図６は実施の形態１に係る集熱部の変形例を示す斜視図である。
図５に示した例では、照射方向側面視が略コの字形であり、前面及び側面が開放されているが、図６に示すように照射方向側面視及び横方向断面が略コの字形の箱形にして、前面のみを開放する構造にしてもよい。
このような集熱部２８が箱形の場合、自然対流による熱だけでなく、放射熱をも効率的に集熱することができる。
【００８２】
図７は実施の形態１に係るグラファイト製の集熱部にバイメタルを取り付ける構造を示す斜視図である。図８は実施の形態１に係るヒートプレート型の集熱部にバイメタルを取り付ける構造を示す斜視図である。
図７に示すように、集熱部２８がグラファイトシート又はヒートプレートなどで直接にビス止めできない場合には、ビス下穴金具５９の螺子穴６１、６１に取付孔５７、５７を介してバイメタル５０取付つば５３をネジ止めする。
また、図８に示すように、ヒートプレートなどで取付孔をあけられないような集熱部２８の場合には、圧着爪６３を有する圧着ブラケット６５でバイメタル５０を圧着して集熱部２８に固定する。
【００８３】
ところで、自然対流による熱は鉛直方向に生じるため、熱は上方にたまりやすく、集熱部２８の上部の温度が高くなるので、上部近くにバイメタル５０を設置するのが好ましい。
図８に示す例では、バイメタル５０は、圧着ブラケット６５の圧着爪６３を集熱部２８に仮締めし、上下方向に圧着ブラケット６５を滑動可能にして、取付位置を調整可能にされており、所定位置で圧着爪６３を本締めして固定される。
したがって、図８に示す例では、光源装置１０が設置されて筐体１９の天地が逆になるような場合、集熱部２８の上方側にバイメタル５０を滑動させて固定することができ、異常加熱を速く検知することができる。
【００８４】
なお、図９は１００℃における集熱部の主な材料の熱関係物性値を示す図表である。グラファイトシートの物性値はメーカーによって若干異なるが、図９に示す程度の物性値である。
【００８５】
ところで、筐体１９内壁が放射率の高い状態（高耐熱プラスチックスの黒色生地色使用など）では、筐体１９内壁でランプバルブ３８からの放射熱を受熱し易くなるために、集熱部２８の高輝度放電灯１１側の放射率も高くした方が、加熱保護部品の温度上昇速度が高くなる。
したがって、集熱部２８が金属材料の場合には塗装又は染色などの表面処理をして放射率を高くさせるのが好ましい。
塗装表面処理の例としては、金属表面に黒色被膜を形成して熱を加えることにより処理を行う黒色焼き付け塗装された金属を使用することができる。また、染色表面処理の例としては、アルミニウムを陽極酸化被膜処理して黒色染色した黒色アルマイトを使用するのが好ましい。
【００８６】
簡易的に実施の形態１の効果を確認するには、ある材質を発熱量Ｗで発熱開始したときのｔ時間後の温度を求める式があり、下式で表される。
ｔ秒後の温度上昇[℃]＝熱抵抗[℃／Ｗ]×発熱量[Ｗ]×｛１−ｅｘｐ（−ｔ／時定数）｝
ここで、
熱容量[Ｊ／℃]＝体積[ｍ3 ]×比熱[Ｊ／（ｇ・℃）]×比重[ｇ／ｍ3 ]
時定数[ｓ]＝熱抵抗[℃／Ｗ]×熱容量[Ｊ／℃]
熱拡散率[ｍ2 ／ｓ]＝熱伝導率[Ｗ／（ｍ・Ｋ）]／｛比熱[Ｊ／（ｇ・℃）]×密度[ｇ／ｍ3 ]｝
であるので、熱拡散率と熱容量とは反比例することがわかる。
【００８７】
熱拡散率[ｍ2 ／ｓ]∝１／熱容量[Ｊ／℃]
であり、熱拡散率が大きいと、ｔ秒後の温度上昇が大きくなることがわかる。
したがって、集熱部２８は、アルミニウム同等又はそれ以上の熱伝導率又は熱拡散率を持つ材料が好ましい（図９参照）。
【００８８】
このような構成の実施の形態１に係る光源装置１０では、高温となって発熱するランプバルブ３８の熱及び反射鏡４２を透過する熱放射により、循環ファン２１が故障して筐体１９が異常温度上昇したような場合、集熱部２８が熱伝導率の高い材質であるので、熱移動速度が速く、温度検知部である加熱保護部品のバイメタル５０への熱移動が速くなる。
【００８９】
したがって、実施の形態１に係る光源装置１０は、高輝度放電灯１１周辺に設定されている循環ファン２１（冷却ファン、例えば図３を参照）が故障してファン回転停止した場合で、なおかつ高輝度放電灯１１が消灯しないような状況において、最後の安全装置としてバイメタル５０が作動して消灯させるが、バイメタル５０の取付部５４の温度上昇速度を向上させてバイメタル５０を速く作動させることができ、速やかに高輝度放電灯１１を消灯させることができる。
【００９０】
このように加熱保護部品のバイメタル５０が速く作動して高輝度放電灯１１を速やかに消灯させるので、高輝度放電灯１１の周辺部品の熱変形及びプラスチック部品のガス発生など熱的なダメージを最小限に抑えられ、故障部品交換の部品点数を減らせることができるようになる。
【００９１】
以上説明した実施の形態１では、集熱部２８が内壁部２０の内側、つまり筐体１９の内側に設けられているが、高輝度放電灯１１の後部を囲う筐体の一部として設けてもよい。
図１０は集熱部が筐体の一部を構成するようにした光源装置を示す概略要部一部断面図である。
光源装置１０は、高輝度放電灯１１の周囲を囲んで前面を露出させて収容する筐体６２と、高輝度放電灯１１の背部を囲むようにした照射方向側面視が略コの字形の集熱部２８とを備え、集熱部２８は筐体６２の一部（後壁）を構成している。集熱部２８は筐体６２の後部開口部６６を封止して嵌合可能になっている。
なお、高輝度放電灯１１は筐体６２内のブラケット（図示せず）に支持されている。
【００９２】
このような構成の光源装置では、高温となって発熱し熱放射する光源により、例えば光源を冷却する冷却ファンが故障して筐体６４が異常温度上昇したような場合、バイメタル５０を取り付けている集熱部２８が熱伝導率の高い材質であり、筐体６２に嵌合しているので、筐体６２の異常温度上昇による熱が集熱部２８に伝達し易く、集熱部２８の熱移動速度が速く、バイメタル５０への熱移動が速くなり、バイメタル５０が速く作動する。
【００９３】
したがって、このような光源装置は、筐体６２の異常温度上昇による熱を集熱部２８に熱伝達し易くできるとともに、効率よく集熱し、集熱部の熱伝導を速くして、温度検知器の作動速度を向上させることができる。
また、高輝度放電灯１１の周囲部品の熱的なダメージを最小限に抑え、故障部品交換の部品点数を減らせることができるようになる。
【００９４】
図１０に示した例では、集熱部２８を筐体６２に直接嵌合させているが、集熱部２８を筐体６２から熱的に独立させるために、熱伝導率の小さい板状の断熱材（図示せず）を介して嵌合させるようにしてもよい。
また、図６に示したように、照射方向側面視及び横方向断面が略コの字形の構造の集熱部２８を用いても良い。
なお、図１０中、点線矢印は反射鏡４２を透過する放射熱を示し、また矢印は熱伝導の方向を示す。
【００９５】
（実施の形態２）
図１１は本発明の光源装置を備える映像表示装置を示す概略図である。
映像表示装置７０は、本発明の光源装置１０を備え、ランプバルブ３８を反射鏡４２に取り付けた構造の高輝度放電灯１１と、高輝度放電灯１１の光をカラーホイール部７２に集光するコンデンサーレンズ７４と、ＲＧＢの三原色に区分けされたカラーホイール部７２を通過した各単色光の照度分布を均一にするロッドレンズ７６と、実像をそのまま伝達するリレーレンズ部７８と、各単色光と同期して単色の映像を作り出して時分割フルカラー表現をする反射型の映像表示素子８０と、投影レンズ８２とを備えている。
なお、図１１中、符号７１は空気を外部から取り入れる冷却ファンを示し、符号７３はメッシュ状の排気口を示す。
【００９６】
このような映像表示装置７０では、ランプバルブ３８より発光された白色光は、コンデンサーレンズ７４により、カラーホイール部７２上のカラーフィルタを透過して、スクリーン上の品位を向上させる為のロッドレンズ７６に集光する。ロッドレンズ７６及びリレーレンズ部７８を通過した光は、映像表示素子８０によって映像信号に応じて選択的に反射する。この反射光を投影レンズ８２がスクリーンに結像し、映像を表示する。
高輝度放電灯１１点灯時は、冷却ファン７１からの冷却風が、高輝度放電灯１１を冷却し、メッシュ状の排気口７３から出ていく。
【００９７】
このとき、高温となって発熱し熱放射する高輝度放電灯１１により、例えば光源を冷却する冷却ファン７１が故障して筐体１９が異常温度上昇したような場合、温度検知器であるバイメタル５０を取り付けている集熱部２８が熱伝導率の高い材質であるので、異常温度上昇による熱移動速度が速く、バイメタル５０への熱移動が速くなり、バイメタル５０が速く作動する。
そして、バイメタル５０の作動により高輝度放電灯１１が消灯する。
【００９８】
したがって、実施の形態２に係る映像表示装置は、光源が異常温度上昇したとき、集熱部が効率よく熱伝達して、速く温度検知器を作動させることができ、高輝度放電灯周囲部品の熱的なダメージを最小限に抑え、故障部品交換の部品点数を減らせることができる。
【００９９】
なお、実施の形態２では、本発明の光源装置を備える映像表示装置として、カラーホイール部を有する投射型映像表示装置を例に挙げたが、これに限らず、例えば、背後から光を当て、液晶シャッターと三原色フィルタを組み合わせたパネルを透過して拡大投映することにより大画面を得る方式の液晶プロジェクターでもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の光源装置に係る実施の形態１を示す外観図である。
【図２】実施の形態１に係る光源装置を示す分解斜視図である。
【図３】図１で示すＡ−Ａ断面図である。
【図４】実施の形態１に係る集熱部を示す外観斜視図である。
【図５】実施の形態１に係る光源装置における集熱部を示す外観斜視図である。
【図６】実施の形態１に係る集熱部の変形例を示す斜視図である。
【図７】実施の形態１に係るグラファイト製の集熱部にバイメタルを取り付ける構造を示す斜視図である。
【図８】実施の形態１に係るヒートプレート型の集熱部にバイメタルを取り付ける構造を示す斜視図である。
【図９】１００℃における集熱部の主な材料の熱関係物性値を示す図表である。
【図１０】集熱部が筐体の一部を構成するようにした光源装置を示す概略要部一部断面図である。
【図１１】本発明の光源装置を備える映像表示装置を示す概略図である。
【図１２】加熱保護部品が１個だけ配設された従来のプロジェクターの光源装置を示す概略一部断面図である。
【図１３】加熱保護部品が２個配設された従来のプロジェクターの光源装置を示す概略一部断面図である（据置設置）。
【図１４】加熱保護部品が２個配設された従来のプロジェクターの光源装置を示す概略一部断面図である（天井設置）。
【符号の説明】
【０１０１】
１０  光源装置
１１  高輝度放電灯（光源）
１９、６２、６４  筐体
２８  集熱部
３０  空隙
５０  バイメタル（温度検知部）
【図１】
2008108518.tif 000003
【図２】
2008108518.tif 000004
【図３】
2008108518.tif 000005
【図４】
2008108518.tif 000006
【図５】
2008108518.tif 000007
【図６】
2008108518.tif 000008
【図７】
2008108518.tif 000009
【図８】
2008108518.tif 000010
【図９】
2008108518.tif 000011
【図１０】
2008108518.tif 000012
【図１１】
2008108518.tif 000013
【図１２】
2008108518.tif 000014
【図１３】
2008108518.tif 000015
【図１４】
2008108518.tif 000016