(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源用のランプと、少なくとも該ランプの発光部を囲む空間を形成するリフレクタ及び防爆ガラスからなるランプユニットと、
該ランプユニットを収容するランプボックスと、
送風ファンと、
該送風ファンによって送り込まれる外気を導く導風手段と、
該導風手段と前記ランプユニットの内部空間とを空間的に連結する密着導風管と
を有し、
前記密着導風管は、前記内部空間が所定値以上の気圧になったときに破れる肉薄部を有する耐熱性の弾性部材で形成されたことを特徴とするランプ用光学装置。
【請求項２】
光源用のランプと、少なくとも該ランプの発光部を囲む空間を形成するリフレクタ及び防爆ガラスからなるランプユニットと、
該ランプユニットを収容するランプボックスと、
送風ファンと、
該送風ファンによって送り込まれる外気を導く導風手段と、
該導風手段と前記ランプユニットの内部空間とを空間的に連結する密着導風管と
を有し、
前記密着導風管は、前記内部空間が所定値以上の気圧になったときに内部空間を開放する開閉弁を有する耐熱性の弾性部材で形成されたことを特徴とするランプ用光学装置。
【請求項３】
光源用のランプと、少なくとも該ランプの発光部を囲む空間を形成するリフレクタ及び防爆ガラスからなるランプユニットと、
該ランプユニットを収容するランプボックスと、
送風ファンと、
該送風ファンによって送り込まれる外気を導く導風手段と、
該導風手段と前記ランプユニットの内部空間とを空間的に連結する密着導風管と
を有し、
前記密着導風管は、開口を有する耐熱性のプラスチック材で形成され、前記内部空間が所定値以上の気圧になったときにスライド移動して前記開口を開けて内部空間を開放するシャッターを有することを特徴とするランプ用光学装置。
【請求項４】
前記シャッターは、シャッターボールと、シャッターボールを載置するボール載置台と、該シャッターボールが移動可能な内空部を有するボール退避筒とからなることを特徴とする請求項３記載のランプ用光学装置。
【請求項５】
前記導風手段は、一端が前記送風ファンに空間的につながる導風管と、該導風管の他端部が固定される前記ランプボックスに形成された流通開口部とからなることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のランプ用光学装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクリーンに画像を投写する投写表示装置のランプ用光学装置に関し、特にその空気冷却システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１２は、例えば特開平１−１１１０４６号公報に開示された従来のランプ用光学装置の空気冷却機構の要部構成を示す構成図である。
【０００３】
同図中、発光管５１は、反射鏡５２の底部に、口金５３を介してセメントで固定され、ランプ装置５４を構成している。このランプ装置５４は、ランプボックス５５内の所定の位置の配設され、発光した光が反射鏡５２で反射した後、前面ガラス５６を透過して前方に出力されるように構成されている。
【０００４】
反射鏡５２の縁部につながるランプボックス５５の側壁部には、外気の流通経路を形成するための通気孔５７，５８が形成され、この通気孔５７の外側には冷却ファン５９が設置されている。そして、この冷却ファン５９の稼働時には、同図の矢印の方向に外気が流れ、発光して発熱する発光管５１を外気によって冷却するように構成されている。この場合、空気の流通経路は、ランプボックス５５とランプ装置５４との位置合わせによって決められる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上の構成によれば、空気の流通経路の密閉性が保たれていない為、通気孔５８から流れ込んできた空気をもれなく発光管５１に当てることは困難である。また、この低効率を補うべく、冷却に十分な空気を送り込むと、ランプボックス５５内と空気の流通経路との隙間によって流通経路内の騒音が外部に漏れ、或いはこの隙間自体による空気の乱れが騒音の発生源となって騒音が大きくなるという問題があった。
【０００６】
また、発光管が破裂した場合、発光管の破片や破裂時の衝撃で流通経路下流の冷却ファン５９が破壊される恐れがあった。
【０００７】
本発明の目的は、上記のような問題点を解消すべく、冷却効率を高めて騒音を低減させると共に、例え発光管が破裂した場合にも、空気流通経路の冷却ファンに災いが及ばないようにしたランプ用光学装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１のランプ用光学装置は、光源用のランプと、少なくとも該ランプの発光部を囲む空間を形成するリフレクタ及び防爆ガラスからなるランプユニットと、該ランプユニットを収容するランプボックスと、送風ファンと、該送風ファンによって送り込まれる外気を導く導風手段と、該導風手段と前記ランプユニットの内部空間とを空間的に連結する密着導風管とを有し、
前記密着導風管は、前記内部空間が所定値以上の気圧になったときに破れる肉薄部を有する耐熱性の弾性部材で形成されたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２のランプ用光学装置は、光源用のランプと、少なくとも該ランプの発光部を囲む空間を形成するリフレクタ及び防爆ガラスからなるランプユニットと、該ランプユニットを収容するランプボックスと、送風ファンと、該送風ファンによって送り込まれる外気を導く導風手段と、該導風手段と前記ランプユニットの内部空間とを空間的に連結する密着導風管とを有し、
前記密着導風管は、前記内部空間が所定値以上の気圧になったときに内部空間を開放する開閉弁を有する耐熱性の弾性部材で形成されたことを特徴とする。
また、請求項３のランプ用光学装置は、光源用のランプと、少なくとも該ランプの発光部を囲む空間を形成するリフレクタ及び防爆ガラスからなるランプユニットと、該ランプユニットを収容するランプボックスと、送風ファンと、該送風ファンによって送り込まれる外気を導く導風手段と、該導風手段と前記ランプユニットの内部空間とを空間的に連結する密着導風管とを有し、
前記密着導風管は、開口を有する耐熱性のプラスチック材で形成され、前記内部空間が所定値以上の気圧になったときにスライド移動して前記開口を開けて内部空間を開放するシャッターを有することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４のランプ用光学装置は、請求項３記載のランプ用光学装置において、前記シャッターが、シャッターボールと、シャッターボールを載置するボール載置台と、該シャッターボールが移動可能な内空部を有するボール退避筒とからなることを特徴とする。
更に、請求項５のランプ用光学装置は、請求項１乃至４の何れかに記載のランプ用光学装置であって、前記導風手段が、一端が前記送風ファンに空間的につながる導風管と、該導風管の他端部が固定される前記ランプボックスに形成された流通開口部とからなることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明による実施の形態１のランプ用光学装置２０の構成を示す構成図である。
【００１２】
同図中、ランプユニット３は、球状の発光部１ａとこの発光部１ａから前後に延びる棒状部からなるランプ１と、この棒状部の一端側１ｂをその中心部で保持するリフレクタ２と、このリフレクタ２の開口を塞ぐ防爆ガラス５とで構成されいてる。リフレクタ２は、その外形が略碗状をなし、内曲面である反射面２ａが発光部１ａから出射される光を受けて前方に反射するように構成され、更にその開口が、開口縁部２ｂに嵌着する防爆ガラス５によって塞がれている。
【００１３】
従ってランプユニット３は、防爆ガラス５とリフレクタ２とによって、ランプ１の発光部１ａを含む内部空間３ａを形成している。また、この内部空間３ａは、ランプユニット３に形成された後述する空気流入開口３ｂによって外部に通じている。
【００１４】
ランプボックス４は、図１に示すように、その開口部４ａをランプユニット３の反射面３ａが外向きになって塞ぐようランプユニット３を収納し、図示しない保持手段によって保持する。更にこのランプボックス４には、ランプユニット３に形成された空気流入開口３ｂに対向する位置において、導風管７によって送風ファン６に空間的に連続する流通開口部４ｂが形成されている。
【００１５】
これらのランプボックス４に形成された流通開口部４ｂとランプユニット３に形成された空気流入開口３ｂとの間には、連続した流通空間を形成するための中空の密着導風管８が配設されている。尚、導風管７とランプボックス４に形成された流通開口部４ｂとは、送風ファンによって送り込まれる外気を導く導風手段に相当する。
【００１６】
図３は、この密着導風管８の構成を示す外形斜視図である。
【００１７】
この中空の密着導風管８は、例えばシリコンゴム等の耐熱性の弾性部材で形成された中空流路部８ｃを有する管状部材であり、ランプボックス４の流通開口部４ｂ周辺の内部壁に圧接して密着する上対面部８ａ、同様にランプユニット３の空気流入開口３ｂ周辺の外部壁に圧接して密着する下対面部８ｂ、そして更にこれらの各対面部間にあって肉薄の側壁を形成する肉薄部８ｄを有する。この肉薄部８ｄは、所定値以上の圧力が中空流路部８ｃに生じた場合に破れるように考慮されている。
【００１８】
従って、通常時、送風ファン６（図１）によって送られる外部空気は、図１に矢印Ａで示す様に、導風管７、及び密着導風管８によって形成される密閉された流通路を介してランプユニット３の内部空間３ａに流入する。内部空間３ａに流入した外部空気は、発光部１ａの発光で加熱するランプ１を冷却した後、ランプ１の一端部１ｂを保持するリフレクタ２の保持部周辺に形成された排気孔２ｃから外部に流出する。
【００１９】
図２は、この実施の形態１のランプ用光学装置２０が、ランプ１が破裂する緊急時にみせる対応動作について説明するための動作説明図であり、図１の密着導風管８の近傍を拡大して示している。
【００２０】
ランプユニット３の内部空間３ａでランプ１が破裂すると、同図に示すように、内部空間３ａの気圧が急激に上昇して、ランプ１の破片とランプ内の空気は流通路を逆流しようとする。このとき、密着導風管８の肉薄部８ｄ（図３）が内部気圧の上昇で破れて内部の破片と空気をここから外部に流出させる。
【００２１】
以上のように、実施の形態１のランプ用光学装置２０によれば、送風ファンによって送られる外部空気が、密閉された流通路を通ってランプユニットの内部空間に至り、ランプを冷却することができるために冷却効率が高く、更に、送風もれによる騒音発生を抑制することができる。また、ランプが破裂する緊急時には、密着導風管８の肉薄部８ｄが破れて密閉状態が解除されるため、破裂したランプの破片が逆流して送風ファンに至って、送風ファンまで破損する事態を防ぐことができる。
【００２２】
更に、ランプ１の急激な温度変化等により、内部気圧が一時的に上昇するような場合は、密着導風管８の肉薄部８ｄが、破損しない程度に外方に膨れて、この気圧上昇を吸収する働きをする。
【００２３】
実施の形態２．
図４は、本発明による実施の形態２のランプ用光学装置２１の構成を示す構成図である。
【００２４】
この実施の形態２のランプ用光学装置２１が、前記した実施の形態１のランプ用光学装置２０と異なる点は、密着導風管１０の構成のみである。従って、図１に示すランプ用光学装置２０に対して同一或いはそれに相当する部分には同符号を付けてそれらの共通する部分の説明を省略し、異なる点について重点的に説明する。
【００２５】
図４において、ランプボックス４に形成された流通開口部４ｂとランプユニット３に形成された空気流入開口３ｂとの間には、連続した流通空間を形成するための中空の密着導風管１０が配設されている。図６は、この密着導風管１０の構成を示す外形斜視図である。
【００２６】
この密着導風管１０は、例えばシリコンゴム等の弾性部材で形成され、開口１０ａの周縁を形成する上接着面１０ｂが、ランプボックス４の流通開口部４ｂとこの開口１０ａとが対向するように、流通開口部４ｂの周辺の内部壁に密着して取り付けられる。この開口１０ａに連設されて空洞部１０ｃを形成する側壁部は、複数の開閉弁１０ｄ〜１０ｋによって構成されている。各開閉弁１０ｄ〜１０ｋは、その下方端部が各々末広がりとなって下方対接面１０ｎを形成している。
【００２７】
通常状態において、各開閉弁１０ｄ〜１０ｋの隣接部はくっ付き合い、密閉した空洞部１０ｃを形成している。またこの状態で、各開閉弁１０ｄ〜１０ｋの下方端部である下方対接面１０ｎが、ランプユニット３の空気流入開口３ｂ周辺の外部壁にそれぞれ密着し、導風管７、及び密着導風管１０によって密閉された流通路を形成している。これ等の各開閉弁１０ｄ〜１０ｋは、所定値以上の圧力が空洞部１０ｃに生じた場合に、図６に点線で示すようにそれぞれ上方に湾曲て空洞部１０ｃを開放した状態とする。
【００２８】
従って、通常時、送風ファン６（図４）によって送られる外部空気は、図４に矢印Ａで示す様に、導風管７、及び密着導風管１０によって形成される密閉された流通路を介してランプユニット３の内部空間３ａに流入する。内部空間３ａに流入した外部空気は、発光部１ａの発光で加熱するランプ１を冷却した後、ランプ１の一端部１ｂを保持するリフレクタ２の保持部周辺に形成された排気孔２ｃから外部に流出する。
【００２９】
図５は、この実施の形態２のランプ用光学装置２１が、ランプ１が破裂する緊急時にみせる対応動作について説明するための動作説明図であり、図４の密着導風管１０の近傍を拡大して示している。
【００３０】
ランプユニット３の内部空間３ａでランプ１が破裂すると、同図に示すように、内部空間３ａの気圧が急激に上昇して、ランプ１の破片とランプ内の空気は流通路を逆流しようとする。このとき、密着導風管１０の各開閉弁１０ｄ〜１０ｋ（図６）が、内部気圧の上昇で図６に点線で示すようにそれぞれ湾曲して空洞部１０ｃを開放し、内部の破片と空気をここから外部に流出させる。
【００３１】
以上のように、実施の形態２のランプ用光学装置２１によれば、実施の形態１と同様の効果が得られるほか、密着導風管１０自体は壊れることがないので再使用することができる。
【００３２】
実施の形態３．
図７は、本発明による実施の形態３のランプ用光学装置２２の構成を示す構成図である。
【００３３】
この実施の形態３のランプ用光学装置２２が、前記した実施の形態１のランプ用光学装置２０と異なる点は、密着導風管１２の構成のみである。従って、図１に示すランプ用光学装置２０に対して同一或いはそれに相当する部分には同符号を付けてそれらの共通する部分の説明を省略し、異なる点について重点的に説明する。
【００３４】
図７において、ランプボックス４に形成された流通開口部４ｂとランプユニット３に形成された空気流入開口３ｂとの間には、連続した流通空間を形成するための中空の密着導風管１２が配設されている。図９（ａ）は、この密着導風管１２の構成を示す外形斜視図であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）に示す流出開口１２ｄの中心を通る指示線１０１を含む断面を矢印Ｄ方向からみた流出開口１２ｄ近傍の部分断面図である。
【００３５】
この密着導風管１２は、例えば耐熱性のプラスチック部材で形成された中空流路部１２ｃを有する管状部材であり、ランプボックス４の流通開口部４ｂ周辺の内部壁に圧接して密着する上対面部１２ａ、同様にランプユニット３の空気流入開口３ｂ周辺の外部壁に圧接して密着する下対面部１２ｂ、そして更にこれらの各対面部間にあって複数の流出開口１２ｄが形成された側壁部１２ｅを有する。
【００３６】
側壁部１２ｅの各流出開口部１２ｄには、図９（ｂ）の断面図に示すようなボール部材を使用したシャッターター１２ｆがそれぞれ形成されている。このシャッター１２ｆは、シャッターボール１２ｇと、円筒の半部形状の載置面でこのシャッターボール１２ｇを載置するボール載置台１２ｈと、円筒形状でシャッターボール１２ｇが移動可能な内空部を有するボール退避筒１２ｉとで構成されている。
【００３７】
通常状態において、シャッターボール１２ｇは、図９（ｂ）に示すように自重でボール載置台１２ｈの載置面上に位置する。このとき、各流出開口部１２ｄと中空流路部１２ｃとは、シャッターボール１２ｇによって閉ざされるため、導風管７及び密着導風管１２は、密閉された流通路を形成している。
【００３８】
一方、これらのシャッター１２ｆは、中空流路部１２ｃで所定値以上の圧力が生じた場合、シャッターボール１２ｇが、その風圧により自重に抗して上方に押しやられ、同図（ｂ）に点線で示すように、ボール退避筒１２ｉの内空部を上方に移動する。これにより、各流出開口部１２ｄと中空流路部１２ｃとが空間的に繋がり、中空流路部１２ｃを開放した状態とする。ボール退避筒１２ｉには、この時のシャッターボール１２ｇの移動を容易にするための通気孔１２ｊが外部側に形成されている。
【００３９】
従って、通常時、送風ファン６（図７）によって送られる外部空気は、図７に矢印Ａで示す様に、導風管７、及び密着導風管１２によって形成される密閉された流通路を介してランプユニット３の内部空間３ａに流入する。内部空間３ａに流入した外部空気は、発光部１ａの発光で加熱するランプ１を冷却した後、ランプ１の一端部１ｂを保持するリフレクタ２の保持部周辺に形成された排気孔２ｃから外部に流出する。
【００４０】
図８は、この実施の形態３のランプ用光学装置２２が、ランプ１が破裂する緊急時にみせる対応動作について説明するための動作説明図であり、図７の密着導風管１２の近傍を拡大して示している。
【００４１】
ランプユニット３の内部空間３ａでランプ１が破裂すると、同図に示すように、内部空間３ａの気圧が急激に上昇して、ランプ１の破片とランプ内の空気は流通路を逆流しようとする。このとき、密着導風管１２の各流出開口部１２ｄのシャッター１２ｆのシャッターボール１２ｇが、内部気圧の上昇で図９（ｂ）に点線で示すようにそれぞれ上方に移動して中空流路部１２ｃを開放し、内部の破片と空気をここから外部に流出させる。
【００４２】
以上のように、実施の形態３のランプ用光学装置２２によれば、実施の形態２の場合と同様に、実施の形態１と同様の効果が得られるほか、密着導風管１２自体は壊れることがないので再使用することができる。
【００４３】
図１０のグラフは、上記した各実施の形態の密閉導風管を装着しない場合と装着した場合とで、ランプ用光学装置周辺での騒音を比較した結果をグラフにしたものである。同図に示す様に、密閉導風管を装着した場合、送風による騒音が改善されるのが理解される。
【００４４】
同様に、図１１のグラフは、上記した各実施の形態の密閉導風管を装着しない場合と装着した場合とで、ランプ１の発光部の冷却効果を比較した結果をグラフにしたものである。同図に示す様に、密閉導風管を装着した場合、ランプ１の温度が下がり、冷却効率が向上することが理解される。
【００４５】
尚、前記実施の形態では、導風管がランプボックスに固定され、ランプボックスとランプユニットの間に密着導風管を配設するように構成したが、これに限定されるものではなく、例えば導風管に直接密着導風管を取り付けるように構成してもよい。
【００４６】
また、前記実施の形態３では、シャッターにシャッターボール採用したが、これに限定されるものではなく、同様の作用効果が得られる部材を代りに採用してもよいなど種々の態様をとり得るものである。
【００４７】
また、前記した実施の形態の説明において、「上」、「下」、「前」、「後」といった言葉を使用したが、これらは便宜上であって、ランプ用光学装置を配置する状態における絶対的な位置関係を限定するものではない。
【００４８】
【発明の効果】
請求項１のランプ用光学装置によれば、送風ファンによって送られる外部空気が、密閉された流通路を通ってランプユニットの内部空間に至り、ランプを冷却することができるために冷却効率が高く、送風もれによる騒音発生を抑制することができ、更に、ランプが破裂する緊急時には、破裂したランプの破片が逆流して送風ファンに至って、送風ファンまで破損する事態を防ぐことができる。
【００５０】
請求項２、３のランプ用光学装置によれば、請求項１の効果に加え、ランプが破裂した場合にも、密着導風管自体は壊れることがないので再使用することができる。
【００５１】
請求項４のランプ用光学装置によれば、請求項３の効果を有するランプ用光学装置を簡単な構成によって実現することができる。
【００５２】
請求項５のランプ用光学装置によれば、ランプボックスとランプユニットとの間に密着導風管を取り付けることができるため、密着導風管によるランプユニットと導風手段との空間的な接続が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による実施の形態１のランプ用光学装置２０の構成を示す構成図である。
【図２】  実施の形態１のランプ用光学装置２０が、ランプ１が破裂する緊急時にみせる対応動作について説明するための動作説明図である。
【図３】  密着導風管８の構成を示す外形斜視図である。
【図４】  本発明による実施の形態２のランプ用光学装置２１の構成を示す構成図である。
【図５】  実施の形態２のランプ用光学装置２１が、ランプ１が破裂する緊急時にみせる対応動作について説明するための動作説明図である。
【図６】  密着導風管１０の構成を示す外形斜視図である。
【図７】  本発明による実施の形態３のランプ用光学装置２２の構成を示す構成図である。
【図８】  実施の形態３のランプ用光学装置２２が、ランプ１が破裂する緊急時にみせる対応動作について説明するための動作説明図である。
【図９】  （ａ）は、この密着導風管１２の構成を示す外形斜視図であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）に示す指示線１０１を含む断面を矢印Ｄ方向からみた部分断面図である。
【図１０】  ランプ用光学装置周辺での騒音を比較した結果をグラフにした図である。
【図１１】  ランプ１の発光部の冷却効果を比較した結果をグラフにした図である。
【図１２】  従来のランプ用光学装置の空気冷却機構の要部構成を示す構成図である。
【符号の説明】
１  ランプ、  １ａ  発光部、  １ｂ  一端側、  ２  リフレクタ、  ２ａ  反射面、  ２ｂ  開口縁部、  ２ｃ  排気孔、  ３  ランプユニット、  ３ａ  内部空間、  ３ｂ  空気流入開口、  ４  ランプボックス、  ４ａ  開口部、  ４ｂ  流通開口部、  ５  防爆ガラス、  ６  送風ファン、  ７  導風管、  ８密着導風管、  ８ａ  上対面部、  ８ｂ  下対面部、  ８ｃ  中空流路部、  ８ｄ  肉薄部、  １０  密着導風管、  １０ａ  開口、  １０ｂ  上接着面、  １０ｃ  空洞部、  １０ｄ〜１０ｋ  開閉弁、  １２  密着導風管、  １２ａ  上対面部、  １２ｂ  下対面部、  １２ｃ  中空流路部、  １２ｄ  流出開口、１２ｅ  側壁部、  １２ｆ  シャッター、  １２ｇ  シャッターボール、  １２ｈ  ボール載置台、  １２ｉ  ボール退避筒、  ２０，２１，２２  ランプ用光学装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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