(57)【要約】【課題】送風ファンからのダクトとランプへの空気導入口の接続方向に制約されることなく、ランプ交換軸方向を自由に設定可能とする。【解決手段】光源ランプ５が装着されランプ交換軸方向に移動可能なランプケース２と、送風ファン１１が載置され、送風ファンをランプケースに近接させた送風配置と、離間させた退避配置の間で変位可能なファンベース３と、ファンベースに設けられ、送風ファンからの空気を導風し、ランプケース側に空気吐出口１２ａを有するファン側ダクト１２と、ランプケースに設けられ、空気吐出口と接続可能な空気導入口９ａを有し、ランプの発光部に向けて導風するランプ側ダクト９とを備える。空気吐出口と空気導入口の接続方向が、ランプ交換軸方向に直交する。送風配置では空気吐出口と空気導入口が接続され、退避配置ではランプ交換軸方向におけるランプケースの移動が妨げられない。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筺体構造を形成するランプファンベースと、
光源ランプが装着されるランプホルダを有し、一定の直線方向であるランプ交換軸方向に移動可能なように前記ランプファンベースに支持されたランプケースと、
送風ファンが載置され、前記送風ファンを前記ランプケースに近接させた送風配置と、離間させた退避配置を取ることが可能なように前記ランプファンベースに変位可能に支持されたファンベースと、
前記ファンベースに設けられ、前記送風ファンからの空気を導風し、前記ランプケース側に空気吐出口を有するファン側ダクトと、
前記ランプケースに設けられ、前記空気吐出口と接続可能な空気導入口を有し、前記空気導入口から導入した空気を前記ランプの発光部に向けて導風するランプ側ダクトとを備え、
前記空気吐出口と前記空気導入口の接続方向が前記ランプ交換軸方向に直交し、
前記ファンベースが前記送風配置にあるときは、前記空気吐出口と前記空気導入口が接続されて前記ファン側ダクトと前記ランプ側ダクト間が連通し、
前記ファンベースが前記退避配置にあるときは、前記ランプ交換軸方向における前記ランプケースの移動が妨げられない状態となることを特徴とするランプユニット。
【請求項２】
前記空気吐出口の端縁部と前記空気導入口の端縁部は、前記ファンベースが前記送風配置にあるときに、相互に嵌合してオーバーラップ部分を有することにより気密構造を形成する請求項１に記載のランプユニット。
【請求項３】
前記ランプファンベースは前記ファンベースを回動可能に支持する支軸部を備え、
前記ファンベースは、前記支軸部を中心として回動することにより前記送風配置と前記退避配置とを取るように構成され、
前記ファンベースが前記退避配置を取ったときに、前記空気吐出口の端縁部と前記空気導入口の端縁部のオーバーラップが開放される請求項２に記載のランプユニット。
【請求項４】
前記ランプケースには２連の前記ランプホルダが前記ランプ交換軸方向に並んで配列されて、前記２連のランプホルダが一体となって前記ランプ交換軸方向に移動するように構成されている請求項１に記載のランプユニット。
【請求項５】
一対の前記ランプケースが、前記ランプ交換軸方向に直交する水平方向に並んで配置され、かつ、前記２連のランプホルダに装着された前記ランプの出射側を互いに対向させるように配置されている請求項４に記載のランプユニット。
【請求項６】
光源装置と、
光を空間変調して光学画像を形成する画像表示デバイスと、
前記光源装置からの光を前記画像表示デバイスへ導光する照明光学系と、
前記画像表示デバイスから射出された光学画像をスクリーンに投写する投写光学系とを備え、
前記光源装置が請求項１〜５のいずれか１項に記載のランプユニットを用いて構成されていることを特徴とする投写型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクタ等の投写型表示装置の光源として用いられるランプユニットに関し、特に、ランプに対する送風冷却構造を有するランプユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
投写型表示装置は、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）や液晶などの画像表示デバイスを使って光源ランプからの光を映像信号で変調し、形成された光学像を投写レンズによりスクリーン上に拡大投写するように構成されている。
【０００３】
光源ランプとして通常用いられる放電ランプでは、ランプ内に放電ガスが封入され、電極間に電圧が印加されると放電アークが発生して、強い光を放射するとともに光源ランプの温度が上昇する。光源ランプの温度が過度に上昇すると、白化、寿命の低下等が発生する。したがって、光源ランプを冷却するための冷却構造が、投写型表示装置の品質および信頼性を確保するためには不可欠である。
【０００４】
従来例の投写型表示装置における光源ランプの冷却構造が、例えば、特許文献１に開示されている。同冷却構造は、光源ランプを少ない風量で効果的に冷却するために、ランプのハウジングに送風ファンが接続されたランプユニットの構造を有する。
【０００５】
すなわち、ランプが装着されたリフレクターの前面に透光プレートが配置され、リフレクターの前面周縁部と透光プレートの間は、ランプホルダを形成するハウジングにより封鎖されている。ハウジングには、ランプの外側から発光部へ向けて空気を導入するための空気導入口と、導入された空気をランプの外側へ導出するための空気導出口とが開設されている。空気導入口はランプの前面周縁部に設けられ、ダクトを介して送風ファンが接続される。送風ファンの運転によってランプの前面側から空気が導入され、発光部に向けて送風される。これにより、発光部を効果的に冷却することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−５２９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
光源ランプは、長期間の使用によって劣化するため、投写型表示装置の耐用期間中にランプの交換が必要である。ランプ交換を容易にするために、ランプを保持するハウジングを移動させて、ランプの着脱が可能な配置が取れるように構成される。
【０００８】
従って、特許文献１に開示されたような、送風ファンがハウジングに接続される構造のランプユニットの場合、送風ファンからのダクトとハウジングの空気導入口の接続部では、その接続方向は、ランプ交換軸方向、すなわちランプ交換時にハウジングを移動させることが可能な方向に一致させる必要がある。
【０００９】
このように、ランプ交換作業性と空冷性能を両立させるためには、空気導入口とダクトの接続方向が限定されることになるが、ランプユニットの構成としては、より自由度の高い構成が求められる。例えばランプ交換軸方向を水平方向とし、送風ファンはランプの上部に配置する場合、送風ファンからのダクトとランプへの空気導入口の接続方向は、ランプ交換軸方向に直交せざるを得ない。
【００１０】
そこで、本発明は、送風ファンからのダクトとランプへの空気導入口の接続方向に制約されることなく、ランプ交換軸方向を自由に設定して、ランプ交換作業性と空冷性能を両立させることが可能なランプユニットを提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明は、そのようなランプユニットを用いて構成された投写型画像表示装置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】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明のランプユニットは、筺体構造を形成するランプファンベースと、光源ランプが装着されるランプホルダを有し、一定の直線方向であるランプ交換軸方向に移動可能なように前記ランプファンベースに支持されたランプケースと、送風ファンが載置され、前記送風ファンを前記ランプケースに近接させた送風配置と、離間させた退避配置を取ることが可能なように前記ランプファンベースに変位可能に支持されたファンベースと、前記ファンベースに設けられ、前記送風ファンからの空気を導風し、前記ランプケース側に空気吐出口を有するファン側ダクトと、前記ランプケースに設けられ、前記空気吐出口と接続可能な空気導入口を有し、前記空気導入口から導入した空気を前記ランプの発光部に向けて導風するランプ側ダクトとを備え、前記空気吐出口と前記空気導入口の接続方向が前記ランプ交換軸方向に直交し、前記ファンベースが前記送風配置にあるときは、前記空気吐出口と前記空気導入口が接続されて前記ファン側ダクトと前記ランプ側ダクト間が連通し、前記ファンベースが前記退避配置にあるときは、前記ランプ交換軸方向における前記ランプケースの移動が妨げられない状態となることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ファンベースが送風配置と退避配置の間で変位可能であることにより、空気吐出口と空気導入口の接続方向がランプ交換軸方向に直交する設定でありながら、ランプ交換作業性と空冷性能を両立させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施の形態におけるランプユニットを示す斜視図
【図２】同ランプユニットの正面図
【図３】同ランプユニットを上面から見た平面図
【図４】同ランプユニットを図３におけるＡ−Ａ線に沿って示した断面図
【図５】同ランプユニットの正面から見た一部の断面図
【図６】同ランプユニットの右側面図
【図７】同ランプユニットにおけるランプの配置を示す模式平面図
【図８】同ランプユニットにおいて、ファンベース３がランプケース２から離間した退避配置にある状態を示す斜視図
【図９】同状態にある同ランプユニットの正面図
【図１０】同状態にある同ランプユニットの正面から見た一部の断面図
【図１１】同状態にある同ランプユニットの右側面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明のランプユニットは、上記構成を基本として以下のような態様をとることができる。
【００１６】
すなわち、前記空気吐出口の端縁部と前記空気導入口の端縁部は、前記ファンベースが前記送風配置にあるときに、相互に嵌合してオーバーラップ部分を有することにより気密構造を形成する構成とすることができる。これにより、接続時の送風路全体の気密性が確保され、風量の損失を回避して十分な空冷性能を確保することができる。
【００１７】
また、前記ランプファンベースは前記ファンベースを回動可能に支持する支軸部を備え、前記ファンベースは、前記支軸部を中心として回動することにより前記送風配置と前記退避配置とを取るように構成され、前記ファンベースが前記退避配置を取ったときに、前記空気吐出口の端縁部と前記空気導入口の端縁部のオーバーラップが開放される構成とすることができる。これにより、簡単な構成でファンベースの変位を可能とすることができる。
【００１８】
また、前記ランプケースには２連の前記ランプホルダが前記ランプ交換軸方向に並んで配列されて、前記２連のランプホルダが一体となって前記ランプ交換軸方向に移動するように構成することができる。本発明の構成は、このように２個のランプの出射光を１本の光束に合成して取り出すために、特に好適である。何故ならば、２連のランプホルダがランプ交換軸Ｘ方向に配列されて一体として移動する構成は、ファンベース３が退避配置を取ることができる場合には容易に採用可能だからである。
【００１９】
また、一対の前記ランプケースが、前記ランプ交換軸方向に直交する水平方向に並んで配置され、かつ、前記２連のランプホルダに装着された前記ランプの出射側を互いに対向させるように配置されている構成とすることができる。これにより、４個のランプの出射光を１本の光束に合成して取り出す構成に、本発明を適用することが可能となる。
【００２０】
本発明の投写型表示装置は、光源装置と、光を空間変調して光学画像を形成する画像表示デバイスと、前記光源装置からの光を前記画像表示デバイスへ導光する照明光学系と、前記画像表示デバイスから射出された光学画像をスクリーンに投写する投写光学系とを備え、前記光源装置が上記いずれかの構成のランプユニットを用いた構成とすることができる。
【００２１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２２】
（実施の形態）
図１は、本発明の一実施の形態におけるランプユニットを示す斜視図であり、図２に正面図を、図３に上面から見た図を、図４に図３におけるＡ−Ａ線に沿った断面を矢印方向を見た図を、図５に正面から見た一部の断面図を、図６に右側面図を示す。このランプユニットは、筺体を形成するランプファンベース１により、ランプケース２及びファンベース３を支持し、相互に連結させて構成されている。
【００２３】
ランプケース２は、ランプファンベース１の筺体構造内に収容され、一対設けられている。図１におけるランプケース２が露出した面、すなわち、図２の正面図における正面から見て、一対のランプケース２は左右（水平方向）に並んで配置されている。図２に示すように、ランプファンベース１の中央部には、図１に矢印Ｘで示す方向が長手方向となる略直方体状の本体部を有するランプベース１３が設けられており、該ランプベース１３はランプファンベース１の一部を構成する。
【００２４】
一対のランプケース２は、互いに独立して、図１に矢印Ｘで示すランプ交換軸の方向に移動（スライド）可能なように構成されている。すなわち、図３のＡ−Ａ線に沿った断面図である図４に示す如く、ランプファンベース１のランプベース１３の両側上下端には、ランプ交換軸Ｘ方向に延びるガイドレール１３ａが設けられている。このガイドレール１３ａに、ランプケース２の係合部２ａが摺動自在に係合されることによって、ランプケース２が支持されている。従って、一対のランプケース２は、ランプ交換軸Ｘ方向に直交する方向に並んで配置されるとともに、ランプ交換軸Ｘ方向に退出自在に配備されている。
【００２５】
図５に示した一部の断面図は、左側のランプケース２に対応するものである。ランプケース２には、図２、図５に示すようにランプホルダ４が設けられ、ランプホルダ４内にランプ５（図５）がその光軸を水平方向に向けて装着されている。ランプファンベース１の筺体構造内における、一対のランプケース２、ランプホルダ４及びランプ５の平面配置を、図７に模式的に示す。一対のランプケース２の各々には、２連のランプホルダ４が設けられている。２連のランプホルダ４はランプ交換軸Ｘ方向に配列されており、ランプケース２の移動により一体となってランプ交換軸Ｘ方向に移動する。
【００２６】
図７に模式的に示すように、２連のランプホルダ４は、装着されたランプ５の出射側が同一の向きになるように配置され、かつ、一対のランプケース２に各々設けられた２連のランプホルダ４は、装着されたランプ５の出射側が互いに対向するように配置されている。図示は省略するが、一対のランプケース２の間には、各ランプホルダ４に装着されたランプ５からの出射光を合成する光学系が配置されており、４つのランプ５からの出射光は１本の光束に合成されてランプユニットから射出される。
【００２７】
ランプケース２をランプ交換軸方向Ｘにスライドさせて、ランプファンベース１の筺体外に引き出した状態で、ランプホルダ４に対してランプ５を着脱することが可能な状態となる。一対のランプケース２を各々別箇に引き出すことができるので、ランプ交換作業の融通性が高い。ランプケース２には、スライドさせる操作を容易にするための把手６が設けられている。
【００２８】
図５に示すように、ランプ５のリフレクター７の前面にはレンズ８が配置されている（図４においては、レンズ８は図示せず）。なお図５のランプ５は、発光部とリフレクター７の外形のみで模式的に描かれている。リフレクター７の前面周縁部とレンズ８の間はランプホルダ４により封鎖されて、ランプ側ダクト９が形成されている。ランプ側ダクト９は、ランプ５の前面部の上部から下部に亘って導風する機能を有し、上端部が空気導入口９ａ、下端部が排気口９ｂとなっている。
【００２９】
ファンベース３は、ランプファンベース１の筺体構造外であって、ランプケース２の上部に配置されている。ランプファンベース１は、支軸部１０（図６）においてファンベース３と結合し、ファンベース３は支軸部１０を中心として回動変位が可能である（後述）。ファンベース３上には、４つの送風ファン１１が載置されており、ファンベース３の回動変位に伴い上下方向に変位する。４つの送風ファン１１の配置は、ランプファンベース１内に収容された４つのランプホルダ４の配置にそれぞれ対応している。また、送風ファン１１の各々に対して、ファン側ダクト１２が設けられている。ファン側ダクト１２は、送風ファン１１からの空気を導風し、ランプケース２側に空気吐出口１２ａを有する（図２、図５）。
【００３０】
ファン側ダクト１２の空気吐出口１２ａは、ランプ側ダクト９の空気導入口９ａと接続、離脱可能である。図５は接続状態を示し、この状態ではファン側ダクト１２とランプ側ダクト９が連通する。それにより、送風ファン１１からの空気が、ランプ側ダクト９を通過してランプ５の発光部を冷却し、排気口９ｂから排出される。空気吐出口１２ａと空気導入口９ａの接続方向、すなわち、空気吐出口１２ａと空気導入口９ａを相互に接続あるいは離脱させるために双方を移動させる方向は、ランプ交換軸Ｘ方向に直交する垂直方向となるように設定されている。
【００３１】
ファンベース３が、ランプファンベース１に対して、図１〜図６示す状態から回動変位した状態を図８〜図１１に示す。図８〜図１１はそれぞれ、図１〜２、図５〜６に対応する斜視図、正面図、正面から見た一部の断面図、及び右側面図である。図１〜図６に示した状態は、ファンベース３がランプケース２に最も近接した位置に有る配置（送風配置）を示し、図８〜図１１に示した状態は、ファンベース３がランプケース２から離間した位置に有る配置（退避配置）を示す。
【００３２】
図８あるいは図１１に明瞭に示されるように、退避配置では、ファンベース３の前端部下面がランプファンベース１の上面１ａから十分に離間している。これに対して、送風配置では、図１あるいは図６に明瞭に示されるように、ファンベース３の前端部がランプファンベース１の上面に密着している。
【００３３】
従って、送風配置では、図５に示したように、空気吐出口１２ａと空気導入口９ａが接続されて、ファン側ダクト１２とランプ側ダクト９が連通し、送風ファン１１からランプ５の発光部に向けて送風可能な状態となる。このとき、空気吐出口１２ａの端縁部と空気導入口９ａの端縁部が相互に嵌合してオーバーラップ部分を有することにより、気密構造を形成する。これにより、接続と離脱が可能な接続部位を有しながら、送風路全体の気密性が確保され、風量の損失を回避して十分な空冷性能を確保することができる。
【００３４】
一方、退避配置にあるときは、図９あるいは図１０に示すように、空気吐出口１２ａと空気導入口９ａの接続、すなわち嵌合が外れて、両者の端縁部のオーバーラップが開放される。これにより、空気吐出口１２ａと空気導入口９ａの端縁部の間に若干の隙間が生じた状態、従って、ランプケース２のランプ交換軸Ｘ方向における移動を妨げない状態となる。
【００３５】
以上のように、本実施の形態のランプユニットによれば、ファンベース３が退避配置を取ることができるので、空気吐出口１２ａと空気導入口９ａの接続方向を、ランプ交換軸方向に直交させることが可能である。しかも、送風配置ではダクトが確実に接続されて、十分な空冷性能を得ることが可能である。
【００３６】
これにより、ランプ交換軸Ｘ方向を水平方向に設定して、ランプ交換の作業性を向上させることができる。すなわち、ランプユニットを内蔵したプロジェクタの上に他の装置を積み重ねて使用する場合があるが、その状態で、ランプケース２を水平方向にスライドさせて引出すことが可能であるため、ランプ交換に際して、プロジェクタ上の他の装置に制約されずに作業を行うことができるからである。
【００３７】
以上の効果は、ランプ５の個数には関わりがない。従って、上記実施の形態では、１つのランプケース２に２連のランプホルダ４が設けられた構成を例として説明したが、１つのランプケース２に１つのランプホルダ４が設けられた構成であっても、上述の効果が同様に得られる。また、ランプケース２が一対ではなく、１つの場合であっても、本発明の構成を適用して同様の効果を得ることができる。
【００３８】
但し、本発明の構成は、複数のランプからの出射光が１本の光束に合成されて取り出される構成のランプユニットに対して、特に効果的である。
【００３９】
例えば、複数のランプからの出射光を１本の光束に合成する場合の本発明の基本的な構成は、ランプケース２に２連のランプホルダ４が設けられ、２連のランプホルダ４が一体となってランプ交換軸Ｘ方向に移動する構成である。そのような構成は、ファンベース３が退避配置を取ることが可能である構成を前提とすることにより、容易に採用可能となる。
【００４０】
また、上記実施の形態のように、２連のランプホルダ４が設けられたランプケース２を一対並べて配置する構成は、４個のランプ５を用いて１本の光束に合成して強力な光束を得るために極めて有効であり、この場合に、本発明の効果は更に顕著である。何故ならば、４個のランプ５に対する冷却性能を十分に維持しながら、しかも、個々のランプ５に対する交換作業を、ランプケース２の水平方向への移動により容易に行うことが可能だからである。
【００４１】
なお、上記実施の形態では、ファンベース３の変位の態様として、回動変位することより送風配置と退避配置の間で切替えられる構成について説明したが、変位の態様は回動に限らず、平行移動、あるいは他の態様であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明のランプユニットは、送風ファンからのダクトとランプへの空気導入口の接続方向に制約されることなく、ランプ交換作業性と空冷性能を両立させることが可能であり、プロジェクタ等の投写型表示装置の光源として有用である。
【符号の説明】
【００４３】
１  ランプファンベース
２  ランプケース
３  ファンベース
４  ランプホルダ
５  ランプ
６  把手
７  リフレクター
８  レンズ
９  ランプ側ダクト
９ａ  空気導入口
９ｂ  排気口
１０  支軸部
１１  送風ファン
１２  ファン側ダクト
１２ａ  空気吐出口
【図１】
2013218101.tif 000003
【図２】
2013218101.tif 000004
【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】
2013218101.tif 000012
【図１１】
2013218101.tif 000013