(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源ランプと、
光源ランプからの光を装置外に投じる光源投光光学機構と、
装置外より吸引され前記光源ランプを冷却する空気を排気口に排気する排気ファンとを備える投光装置において、
前記光源ランプの破損時に生じる破片や有害な水銀を含むガスを阻止するフィルタ部材を前記排気ファンと前記光源ランプとの間に挿入するフィルタ挿入手段を有し、
前記フィルタ部材は、開口部と開口部の無い部分をもつ帯状部材であり、
前記フィルタ挿入手段は、前記帯状部材を巻き取るリ−ルと、
ばね部材の反発力で前記帯状部材を引っ張る力を阻止する係止部材とを備え、
前記光源ランプの破損時に発生する信号により前記係止部材を外し、前記ばね部材の反発力により前記帯状部材の前記開口部から開口のない部分に移動させることを特徴とする投光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロジェクタ、リア型投影機および顕微鏡などの光を投光する投光装置に関し、特に、光源ランプの破損時に生ずる破壊片や有害なガスを装置外に飛散させない手段をもつ投光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０（ａ）および（ｂ）は従来の投光装置の一例を示す平面図およびＣＣ線矢視断面図である。従来、この種の投光装置は、例えば、図１０に示すように、光源ランプである超高圧水銀ランプ２と、超高圧水銀ランプ２からの光を反射するミラ−や光を投光するレンズ５などで構成される光源投光光学機構６と、装置外から空気を吸引し超高圧水銀ランプ２に送風する吸気ファン１と、超高圧水銀ランプを冷却した空気を装置外に排気する排気ファン３とを備えている。
【０００３】
そして、矢印に示すように、空気の流れにより超高圧水銀ランプ２の冷却を行っていた。また、超高圧水銀ランプ２からの光が漏れないように、超高圧水銀ランプ２の出光部と光源投光光学機構６は、遮光する障壁に囲まれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、投影映像の明るさを追求した超高圧水銀ランプなどは、防爆型の構造ができないのが実状である。また、割れないように構造を改良を図っても、ランプ破裂を皆無にすることができず。万が一割れた場合には、そのまま封入ガスや水銀が空気中に放出されていた。
【０００５】
このように室内に放出された封入ガスや水銀から人体を守る手段は無く、素早く室内を換気しその部屋から退出し、排気ガスを吸い込まない様に注意勧告でしか方策がなかった。
【０００６】
この問題を解消する露光装置が、特開平６−６９０９５号公報に開示されている。この露光装置では、水銀ランプを光源とする照明光学系に独立した排気系を設け、この排気系の経路途中に水銀および水銀蒸気を回収する回収部を備えている。そして、ランプが破損したとき、有害な水銀および水銀蒸気を回収部に収納して処置される。
【０００７】
しかしながら、水銀フィルタである回収部を介して排気しているので、排気抵抗が高く冷却効率が悪くなる。このため冷却するのに大容量の排気ポンプが必要になってくる。大型な設備である露光装置では問題がないものの、小型でハンディなプロジェクタのような投光装置には適用できない。
【０００８】
従って、本発明の目的は、冷却効率を維持し、ランプが破損しても、有害な封入ガスや水銀を装置外に放出することなく回収部に蓄え処置できる投光装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の特徴は、光源ランプと、光源ランプからの光を装置外に投じる光源投光光学機構と、装置外から吸引され前記光源ランプを冷却する空気を排気する排気ファンとを備える投光装置において、前記排気ファンによる排気された前記空気を排気口に導出する排気ダクトと、前記光源ランプの破損時に生じる破片や有害な水銀を含むガスを前記排気ダクトに閉じこめるために前記排気口を閉じるシャッタ機構を備える投光装置である。
【００１０】
また、前記排気ダクトは、後方に位置する前記排気ファンの開口から前方に伸びるとともに前方に前記排気口を配置されることが望ましい。さらに、前記シャッタ機構は、一端に回転軸を有し前記排気ダクトの前記排気口を開閉する板部材と、反発力により前記板部材を回転させ前記排気口を閉じるばね部材と、前記ばね部材の反発力に抗して前記板部材を回転させ前記排気口を強制的に開け前記ばね部材を係止する係止機構とを備え、前記光源ランプの破損時に発生する信号により前記係止機構を解放し前記板部材を回転させ前記排気口を閉じることが望ましい。
【００１１】
本発明の他の特徴は、光源ランプと、光源ランプからの光を装置外に投じる光源投光光学機構と、装置外より吸引され前記光源ランプを冷却する空気を排気口に排気する排気ファンとを備える投光装置において、前記光源ランプの破損時に生じる破片や有害な水銀を含むガスを阻止するフィルタ部材を前記排気ファンと前記光源ランプとの間に挿入するフィルタ挿入手段を備える投光装置である。
【００１２】
また、前記フィルタ部材は一つの開口部と開口部の無い部分をもつ帯状部材であることが望ましい。さらに、前記フィルタ挿入手段は、前記帯状部材を巻き取るリ−ルと、ばね部材の反発力で前記帯状部材を引っ張る力を阻止する係止部材とを備え、前記光源ランプの破損時に発生する信号により前記係止部材を外し前記ばね部材の反発力により前記帯状部材の前記開口部から開口のない部分に移動させることが望ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１（ａ）および（ｂ）は本発明の一実施の形態における投光装置を示す平面図およびＡＡ断面矢視図である。この投光装置は、図１に示すように、光源投光光学機構６、吸気ファン１、超高圧水銀ランプ２および排気ファン３を内蔵する箱体４の排気ファン３の開口７と接続しレンズ５側まで伸びる排気ダクト２０と、排気ダクト２０の排気口８を開閉する板状のシャッタ２２と、シャッタ２２の開閉を行うシャッタ開閉機構２１を設けている。それ以外は従来例と同じである。
【００１５】
図２は図１のシャッタおよびシャッタ開閉機構を抽出して示す断面図である。この図２の図面に示すシャッタ開閉機構は、図１に示すシャッタ開閉機構とはその向きが逆に示している。上述したシャッタ開閉機構は、図２に示すように、シャッタ２２の一端に回転自在に取付けられた回転軸９と、一端側の片がシャッタ２２の裏面を押し他端の片が排気ダクト２０の内壁に取付けられた板ばね１０と、板ばね１０の反発力に抗してシャッタ２２を上に押し上げシャッタ２２の先端に取付けられた係止板１２の穴にスピンドル１３を挿入するソレノイド１１とを備えている。
【００１６】
図３は図１の投光装置のランプへの電源供給系統および冷却制御系統を示すブロック図である。この投光装置のランプへの電源供給系統は、図３に示すように、商用電源を入力し交流から直流に変換するＡＣ−ＤＣ電源５０と、直流電圧を安定化しランプ５２に電流を供給するランプ安定器５１とを備えている。
【００１７】
一方、冷却制御系統は、マイクロコンピュ−タである基板５３に搭載されたマイコン５４で制御されている。まず、ランプ安定器５１への電源供給および停止を行い。冷却ファン５８によりランプが適温になるように冷却ファン制御５５に指令を出している。
【００１８】
また、ランプ破損等により異常状態になった時には、ランプ安定器５１で異常状態（放電電圧の異常等）を検知し、その信号を基板５３のマイコン５４伝達している。その信号を受けて、マイコン５４は冷却ファン制御５５に停止命令を下し、冷却ファン５８を即座に停止させると同時に排気ダクトシャッタ制御回路５６へは排気シャッタ５９を動作させる命令を下している。
【００１９】
図４はランプ異常時の動作を説明するためのフロ−チャ−ト、図５はランプ異常時の動作を説明するためのタイムチャ−トである。次に、図１〜図５を参照して投光装置のランプ破損時の図１の投光装置の動作について説明する。
【００２０】
まず、はじめに、図３のマイコン５４の動作を示している。次に、図４のステップＡで、ランプ異常信号の入力待ちを行う。そして、図４のステップＢで、図３のランプ安定器５１からのランプ破損信号がＨレベルからＬレベルに切り替わり、図３のマイコン５４は、冷却ファン制御５５に冷却ファン５８（図１では吸気ファン１および排気ファン３）の停止を命令すると同時に図３の排気ダクトシャッタ制御５６に排気シャッタ（図２のシャッタ２２）の閉を指令する。
【００２１】
このことにより図１の吸気ファン１および排気ファン３は停止し、図２のソレノイド１１のスピンドル１３が後退し、係止板１２から解放されたシャッタ２２は、排気ダクト２０の排気口８を閉じる。図５で完全に冷却ファンの動力がオフになっているが、破損した破片や水銀あるいは水銀蒸気は、慣性で回転する吸気ファン１の冷却風に押し出され図１の開口７を通って排気ダクト２０に排出される。
【００２２】
ここで、図５を参照すると、シャッタ２２がマイコンからの信号伝達から機械的な動作が冷却ファンの停止動作より遅れているが、破損した破片や水銀あるいは水銀蒸気が排気ダクト２０内に押し込まれたときは、既にシャッタ２２が排気口８を閉じているので、破片や水銀は排気ダクト２０内に閉じ込まれる。蒸気状の水銀ガスも時間の経過に伴って冷却され、排気ダクト２０内に凝固し顆粒状の流動体となる。
【００２３】
このように排気ダクト２０内に収納された有害物の処理は、投光装置から排気ダクト２０を外し、廃棄専門業者に排気ダクト２０の廃棄あるいは排気ダクト２０の洗浄を委ねる。
【００２４】
図６（ａ）および（ｂ）は本発明の他の実施の形態における投光装置を示す平面図およびＢＢ断面矢視図である。この投光装置は、図６に示すように、超高圧水銀ランプ２の破損時に生じる破片や有害な水銀を含むガスを阻止するフィルタ３０とこのフィルタ３０を排気ファン３と超高圧水銀ランプ２との間に挿入するフィルタ挿入機構３１を備えている。それ以外のレンズ５を含む光源投光光学機構６、吸引ファン１、排気ファン３および箱体４は、図１の投光装置と同じである。
【００２５】
図７は図６のフィルタ挿入機構を示す斜視図である。図６のフィルタ挿入機構は、図７に示すように、両端を支持棒３９で保持されるとともに一部に開口３４をもつ帯状のフィルタ３０と、このフィルタ３０をロ−ル３２を介して超高圧水銀ランプと排気ファンとの間に挿入し張り渡し一端の支持棒を引っ張るスプリング３６と、スプリング３６の反発力による支持棒３９の移動阻止するためにフック３８をフィルタ３０の穴に入れるソレノイド３７と、フィルタ３０の走行を案内するガイドレ−ル３５とを備えている。
【００２６】
また、投光装置が正常に稼働していれば、図７に示すように、超高圧水銀ランプの冷却空気が流れの抵抗にならないように、排気ファンの前にフィルタ３０の開口３４が位置している。
【００２７】
図８は図６の投光装置のランプへの電源供給系統および冷却制御系統を示すブロック図である。この投光装置のランプへの電源供給系統は、前述の図３で説明したのと同じであるから割愛する。一方、冷却制御系統は、冷却ファン５８によりランプが適温になるように冷却ファン制御５５に指令を出している。
【００２８】
また、ランプ破損等により異常状態になった時には、ランプ安定器５１で異常状態（放電電圧異常等）を検知し、その信号を基板５３のマイコン５４伝達している。その信号を受けて、マイコン５４は冷却ファン制御５５に停止命令を下し、冷却ファン５８を即座に停止させると同時にフィルタ挿入制御５６ａへはフィルタ５９ａを挿入動作させる命令を下している。また、この投光装置では、冷却ファン５８を停止した後、水銀および水銀蒸気がフィルタ５９ｂへの吸着性を向上させるために、時間差を設けて一端停止させた冷却ファン５８を再び動作させる。
【００２９】
図９はランプ異常時の動作を説明するためのタイムチャ−トである。次に、図７、図８および図９を参照して、ランプ破断時の動作を説明する。図８のランプ安定器５１からのランプ破損信号がＨレベルからＬレベルに切り替わり、図８のマイコン５４は、冷却ファン制御５５に冷却ファン５８（図６では吸気ファン１および排気ファン３）の停止を命令すると同時に図８のフィルタ挿入制御５６ａにフィルタ５９ｂ（図７のフィルタ３０）の挿入を指令する。
【００３０】
このことにより図６の吸気ファン１および排気ファン３は停止し、図７のソレノイド３７のフック３８が後退し、フック３８から解放された帯状のフィルタ３０は、スプリング３６の反発力で移動し、排気ファンと超高圧水銀ランプとの間にフィルタ３０の盲部３３を位置決めする。冷却ファンの動力がオフになっているが、破損した破片や水銀あるいは水銀蒸気は、慣性で回転する冷却風に押し出されフィルタ３０の盲部３３に付着する。
【００３１】
図９に示すように、一端停止した冷却ファンを再度動作させ、付着した破片や水銀あるいは水銀蒸気がフィルタ３０の内部に入り込むようにする。この帯状のフィルタ３０は、表面にポ−ラスのあるガラス繊維を編み上げた物が望ましく、水銀はフィルタ３０の中に停留し、蒸気状の水銀はフィルタ３０の中にしみ込み冷却され顆粒状になり廃棄やフィルタの洗浄が容易となる。
【００３２】
このフィルタ方式の投光装置は、前述の排気ダクト方式に比べ小型にできるという利点がある。また、ここでは、光源ランプとして超高圧水銀ランプで説明したが、低圧水銀ランプやキセノンランプにも適用できる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、排気抵抗を増大させる部品を配置させることなく稼働できるので、冷却効率の低下なく運転でき、消費電力も少なくて済み小型化が図れるという効果がある。
【００３４】
また、ランプ破損時に発生する破片や有害な分質を回収する手段を装置内に設けることによって、環境に悪影響を起こすことなく安心して使用できるという効果がる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における投光装置を示す平面図およびＡＡ断面矢視図である。
【図２】図１のシャッタおよびシャッタ開閉機構を抽出して示す断面図である。
【図３】図１の投光装置のランプへの電源供給系統および冷却制御系統を示すブロック図である。
【図４】ランプ異常時の動作を説明するためのフロ−チャ−ト図である。
【図５】ランプ異常時の動作を説明するためのタイムチャ−トである。
【図６】本発明の他の実施の形態における投光装置を示す平面図およびＢＢ断面矢視図である。
【図７】図６のフィルタ挿入機構を示す斜視図である。
【図８】図６の投光装置のランプへの電源供給系統および冷却制御系統を示すブロック図である。
【図９】ランプ異常時の動作を説明するためのタイムチャ−トである。
【図１０】従来の投光装置の一例を示す平面図およびＣＣ線矢視断面図である。
【符号の説明】
１    吸気ファン
２    超高圧水銀ランプ
３    排気ファン
４    箱体
５    レンズ
６    光源投光光学機構
７，３４    開口
８    排気口
９    回転軸
１０    板ばね
１１，３７    ソレノイド
１２    係止板
１３    スピンドル
２０    排気ダクト
２１    シャッタ開閉機構
２２    シャッタ
３０    フィルタ
３１    フィルタ挿入機構
３２    ロ−ル
３３    盲部
３５    ガイドレ−ル
３６    スプリング
３８    フック
３９    支持棒
【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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