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JP4090282B2 - Cooling device for light source device - Google Patents

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JP4090282B2
JP4090282B2 JP2002163654A JP2002163654A JP4090282B2 JP 4090282 B2 JP4090282 B2 JP 4090282B2 JP 2002163654 A JP2002163654 A JP 2002163654A JP 2002163654 A JP2002163654 A JP 2002163654A JP 4090282 B2 JP4090282 B2 JP 4090282B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air
reflector
lamp
light source
discharge lamp
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2002163654A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2004014204A (en
Inventor
敏彰 田渕
和宣 堀川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2002163654A priority Critical patent/JP4090282B2/en
Publication of JP2004014204A publication Critical patent/JP2004014204A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4090282B2 publication Critical patent/JP4090282B2/en
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  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ライトバルブ上で映像信号に変調された画像を照明光により投写レンズを通してスクリーン上に拡大投写する投写型映像装置において、前記照明光を照射する光源装置を効率よく冷却するための光源装置の冷却装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
投写型映像装置は基本的には、ランプ光源ユニットと、画像情報に応じて光を変調する液晶パネル等のライトバルブと、光源からの白色光を赤、青、緑に色分解して前記ライトバルブに照射し、このライトバルブからの出射光を色合成する光学ユニットと、色合成された光を拡大投影する投影光学ユニットとを備えて構成されている。
【0003】
図7は従来の投写型映像装置の一例を示す。この投写型映像装置は、反射型映像素子を使用した映像装置であり、光源としてのランプ光源ユニット1と、ランプ光源ユニット1からの光を集光するリレーレンズユニット2と、リレーレンズユニット2で集光された光を所望方向に導くための光導入ミラー3およびTIR(Total Inner Reflecting )プリズム4と、光を色分離・色合成するための色分離・色合成プリズム5と、光学的に画像情報を生成するための反射型映像素子6(6a,6b,6c)と、色分離・色合成プリズム5で合成された画像情報を拡大投射する投写レンズユニット7とを備えている。説明を簡単にするために2次元的に示しているが、実際は反射型映像素子6までの入射光路と同じく反射型映像素子6からの出射光路とは直交している。
【0004】
詳細には、ランプ光源ユニット1は、高輝度映像装置では、放電ランプ101と効率よく集光するための凹面鏡102とで構成されている。TIRプリズム4は2つのプリズムにより構成され、互いの境界面に非常に薄い空気層が形成されている。これにより、放電ランプ101の光は凹面鏡102である程度集光され、さらにリレーレンズユニット2で集光された後、上記した光導入ミラー3によりTIRプリズム4へプリズム境界面に対して臨界角より大きな角度で入射し、全反射して、色分離・色合成プリズム5に導かれる。
【0005】
色分離・色合成プリズム5はプリズム端面にダイクロイック膜が施されていて、前記TIRプリズム4からの光は、その入射角度とダイクロイック膜特性とにより赤・緑・青の3原色光に分解され、それぞれの原色光に対応する反射型映像素子6a,6b,6cに導かれる。これら各色の光が、反射型映像素子6a,6b,6cにおいてそれぞれの映像信号で変調されて反射し、再び色分離・色合成プリズム5に入射し色合成されて出射し、TIRプリズム4を透過し、投写レンズユニット7によりスクリーン(図示せず)に拡大投影される。
【0006】
最近の投射型映像装置では、画像情報をより鮮明に投影するために高解像力表示素子(映像素子)が用いられるとともに、投影画面を明るくする高輝度化、小型化が促進されている。表示素子としては、液晶デバイスを用いたものの他、微少マイクロミラーで構成されたDMD(Digital Mirror Device)素子や、TMA(Thin_Film Micromirror Array)素子が商品化または公表されている。光源としては、水銀等が密封された放電ランプが用いられている。
【0007】
ここで、放電ランプは、発光効率や電極寿命の関係から、例えばランプ管球温度850℃〜1000℃程度の適正な温度が必要である。一方、放電ランプの光を集光反射する上記した凹面鏡などのリフレクターは、反射膜より放電ランプの光の内の赤外線が透過するように構成されるので、リフレクターの背面及びリフレクターを固定したランプハウスは高温となり、周囲の空気も高温となる。このため、放電ランプを冷却するために、ランプ部分へ送風する送風ファンと、ランプ部分で昇温した空気を排気するための排気ファンとを備える構成が一般的である。
【0008】
図8は、小型の投写型映像装置のランプ光源ユニットを示す。放電ランプ10の光を集光反射するためのリフレクター11と、放電ランプ10をリフレクター11に固定するためのランプホルダー12と、リフレクター11からの反射方向における放電ランプ10の前方に配される透光性ガラス13と、リフレクター11および透光性ガラス13を固定するためのランプハウス14とを備えている。
【0009】
そして、冷却手段として、リフレクター11の背面側に排気用の冷却ファン15を配置するとともに、リフレクター11よりも前方に送風用の第2の冷却ファン(図示せず)を配置しており、例えば実開平05−004147号公報に開示された技術では、第2の冷却ファンによって液晶パネル沿いに流れるように空気を吸い込んでリフレクター11の背面側に送り、この背面側の高温空気を冷却ファン15により排気するようにしている。
【0010】
特開2001−125195号公報には、リフレクターと透光性ガラスとの間に送風吹き出し口を設け、ランプ封止部に排風穴を設け、ランプハウスに取り付けた冷却用ファンからの冷風を前記送風吹き出し口に導くための導風路を設けて、これらにより構成される流路に冷風を通すことで放電ランプを冷却するようにした技術も開示されている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した前者の冷却構造では、放電ランプ10の冷却に少なくとも2台の冷却ファンが必要であり、小型化には適さないだけでなく、冷却ファン15はリフレクター11の近くに配置されるため、リフレクター11からの熱を直に受けることになる。ところが、より高輝度化に対応するために放電ランプ10の出力は増大する傾向にあり、それに伴ってリフレクター11の背面の熱量は増大するので、冷却ファン15への熱負荷は増大している。そのため、冷却ファン15の吸入側にスリット状のブラインドを設けたり、冷却ファン15の材質を耐熱仕様とするなどの対応が必要となり、ブラインドで騒音発生したり、コストアップの要因ともなっている。
【0012】
後者の冷却構造では、冷却ファンはリフレクターの近くに配置されないので熱負荷の問題はないが、さらなる高輝度化、放電ランプの出力増大に対応できる冷却構造が課題となっている。
【0013】
本発明は上記問題を解決するもので、簡易な構造でありながら高輝度に対応可能かつ高信頼性な光源装置の冷却装置を提供することを目的とするものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項1記載の発明は、放電ランプと、前記放電ランプからの光を反射するリフレクターと、前記放電ランプをリフレクターに固定したランプホルダーと、前記リフレクターからの反射方向における放電ランプの前方に配置された透光性ガラスと、前記リフレクターと透光性ガラスとを固定したランプハウスとを少なくとも備えた光源装置の冷却装置であって、前記ランプハウスはリフレクターを境界に2室に分離され、前記リフレクターの反射面側の1室に開口した第1の送風口と、前記ランプホルダーに前記2室を連通して開口した通風口と、前記リフレクターの背面側の1室に互いに対向して開口した第2の送風口および排気口と、前記リフレクターの反射面側の1室に前記第1の送風口に対向して開口した第3の送風口とを有し、冷却ファンからの送風を前記第1および第2および第3の送風口を通じてランプハウス内に導入し、排気口を通じて排気するように構成されたことを特徴とする。この構成によれば、放電ランプとリフレクターとランプハウスとを効率よく冷却することができ、また冷却ファンも送風側に配置するため高温に曝されることがなく、耐熱仕様とする必要はなく、軸受け寿命も大幅に改善され、したがって高信頼性の冷却装置を実現できる。また、一台の冷却ファンによって、第1および第2および第3の送風口を通じてランプハウス内に導入し排気口を通じて排気することができ、光源装置全体の小型化を図ることができる。また、放電ランプの冷却を上下両方向から行なうことができ、投射型映像装置の設置状態(床置き又は天吊)に関わらず放電ランプの上下温度分布を均一とすることが可能となる。
【0015】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の光源装置の冷却装置において、冷却ファンからの送風を第1および第2および第3の送風口に同時に導入するための送風ダクトを有し、第1の送風口と第2の送風口と第3の送風口と排気口はそれぞれ、開口面積が第1の送風口=第3の送風口<第2の送風口<排気口の関係を満たすよう形成されたことを特徴とするもので、一台の冷却ファンによって、第1および第2および第3の送風口を通じてランプハウス内に送風し排気口を通じて排気するスムーズな空気流を実現することができ、これにより光源装置全体の小型化を図ることができるとともに、第1の送風口,第3の送風口のそれぞれからの送風量を同等にすることができ、ランプ冷却の制御が容易になる
【0018】
請求項記載の発明は、請求項1または請求項のいずれかに記載の光源装置の冷却装置において、第1の送風口と第3の送風口の少なくとも一方に、放電ランプの管球部に向けて送風を案内する送風ガイドが設けられたことを特徴とするもので、送風ガイドによって送風方向を制御することで、放電ランプの微妙な温度調整が可能となる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1に係る冷却装置を備えたランプ光源ユニットを示す。この光源ユニットは、先に図7を用いて説明したような小型の投射型映像装置に設けられるものであり、図8を用いて説明した従来のランプ光源ユニットとほぼ同様の構成を有しているので、同様の作用を有する部材に図8と同じ符号を付して説明する。
【0020】
図1において、光源ユニットは、放電ランプ10と、放電ランプ10の光を集光反射するリフレクター11と、放電ランプ10をリフレクター11に固定するランプホルダー12と、リフレクター11からの反射方向における放電ランプの前方に配される透光性ガラス13と、リフレクター11と透光性ガラス13とを固定するためのランプハウス14とを備えている。
【0021】
詳細には、放電ランプ10は、水銀等が密封された陰極、陽極を有する放電型のランプ光源であり、管球部10aと電極封止部10bとを有し、図示しない高圧電源で放電点灯可能である。リフレクター11は、概ねコーン状をなし、光照射側に配置される凹面に金属材料等の蒸着により反射膜11aが施されており、光反射機能と赤外線を後方に透過させる透過機能とを有している。
【0022】
ランプホルダー12は、有底筒状をなし、放電ランプ10の電極封止部10bを軸心位置に嵌合等により保持するとともに、リフレクター11の内周部を開口端部に接着剤等により固定していて、リフレクター11による光反射を最適とするように位置規制されている。透光性ガラス13は、放電ランプ10の破裂時に各ランプ部材が飛散するのを防止するためのものであり、数mmの厚みを有し、防爆に耐えうる強度を持っており、リフレクター11とともに放電ランプ10全体を囲うように配置され、ランプハウス14にネジ等で固定されている。
【0023】
ランプハウス14はリフレクター11を境界に2室に分離されており、リフレクター11の反射面側の1室(以下、前室という)、かつリフレクター11の上部の位置に、ランプ冷却用の第1の送風口16が開口している。また、リフレクタ11ーの背面側の1室(以下、後室という)、かつランプホルダー12の上部に、リフレクター後部冷却用の第2の送風口17が開口し、この第2の送風口17にほぼ対向した位置に排気口18が開口している。ランプホルダー12には、2室を連通する通風口19が開口している。
【0024】
上記構成によれば、冷却ファン(図示せず)によって冷却用空気を送風口16,17に送風すると、送風口16への冷却用空気は前室内に流入し、それに伴って放電ランプ10の周囲などの前室内空気が放電ランプ10の電極封止部10bとリフレクター11との隙間に流れ、通風口19を通って後室内に送られ、それにより、放電ランプ10(管球部10a,電極封止部10b)が冷却されるとともに、リフレクター11なども冷却される。また送風口17への冷却用空気は後室内に流入し、それに伴ってリフレクター11の周囲などの後室内空気が排気口18に向かって流れ、排気口18から排気され、それにより、リフレクター11などが冷却される。
【0025】
このようにして、放電ランプ10とリフレクター11、及びランプハウス14を冷却して、規定内の温度に調整することができる。
(実施の形態2)
図2は本発明の実施の形態2に係る冷却装置を備えたランプ光源ユニットを示す。
【0026】
この光源ユニットは上記した実施の形態1のものと同様の構成を有しているが、ランプハウス14の上部に、送風口16,17に連通する送風ダクト20が設けられている点が相違している。このため、この光源ユニットでは、1台の冷却ファン(図示なし)によって、送風ダクト20を通じて送風口16,17に同時に送風可能である。送風口16と送風口17と排気口18はそれぞれ、開口面積が送風口16<送風口17<排気口18の関係を満たすよう形成されている。
【0027】
ここで、放電ランプ10の電極封止部10aとリフレクター11の内周部との隙間は小さく、したがって圧力損失は大きく、ここを通る空気の流量は送風口16が小さいこともあって少ない。一方、排気口18の開口面積は上記したように大きく取ってあり、送風口17と排気口18との間にはランプホルダー12が位置するだけで大きな圧力損失はないので、送風口16<送風口17ということもあって、送風ダクト20に送風された空気はほとんど、送風口17から流入し排気口18へと流れる。
【0028】
したがって、リフレクター11を境界とする前室と後室とでは、前室の方が後室よりも圧力が高くなり、放電ランプ10の電極封止部10bとリフレクター11の内周部との隙間において矢印に示すような通風が可能であり、放電ランプ10の近傍で空気が滞留することはない。
【0029】
よって、1台の冷却ファンによって、放電ランプ10とリフレクター11、及びランプハウス14を冷却して規定内の温度に調整することができ、光源ユニットの小型化が可能である。
(実施の形態3)
図3は本発明の実施の形態3に係る冷却装置を備えたランプ光源ユニットを示す。
【0030】
この光源ユニットは上記した実施の形態2のものと同様の構成を有しているが、ランプハウス14におけるリフレクター11の反射面側の1室(前室)であって、リフレクター11の下部、かつ送風口16にほぼ対向する位置に、ランプ冷却用の第3の送風口21が開口し、この送風口21と送風ダクト20とに連通する送風ダクト22が設けられている点が相違している。送風口16,21は同等の開口面積である。
【0031】
このため、この光源ユニットでも、1台の冷却ファン(図示なし)によって、送風ダクト20,22を通じて、送風口16,17,21に同時に送風可能であり、しかも送風口16,21からの送風によって放電ランプ10の冷却を上下両方向から行なうことができ、投射型映像装置の設置状態(床置き又は天吊)に関わらず放電ランプ10の上下温度分布を均一とすることが可能となる。
【0032】
なお、リフレクター11を境界とする前室と後室とでは、上記した実施の形態2と同様に前室の方が後室よりも圧力が高くなるので、放電ランプ10の電極封止部10bとリフレクター11の内周部との隙間で矢印に示すような通風が可能である。
(実施の形態4)
図4は本発明の実施の形態4に係る冷却装置を備えたランプ光源ユニットを示す。
【0033】
この光源ユニットは上記した実施の形態2のものとほぼ同様の構成を有しているが、リフレクター11を境界とする前室であって、リフレクター11の上部に開口する第1の送風口16に、放電ランプ10の管球部10aに向けて送風を案内する送風ガイド23が設けられている点で相違している。
【0034】
この送風ガイド23により、送風ダクト20からの冷却用空気は管球部10a方向に強制送風され、管球部10aは効率よく冷却される。
ここで、放電ランプ10の管球部10aの温度は光源ランプ性能に大きく寄与するものであり、規定温度以下であれば水銀蒸発圧が低く十分な輝度が得られず、反対に温度が高ければ電極寿命が短くなるだけでなく、極端な場合には破裂の恐れもある。一般的な放電ランプ10の管球部10aでは上部温度950℃〜1000℃、下部温度800〜850℃程度が最適とされている。このように微妙な温度調整をするために、送風口16からの流量だけでなく、送風ガイド23で送風方向を制御することも重要である。
【0035】
図5は送風ガイド23の一例を示す。この送風ガイド23は、適当大きさのメッシュ体24と一体に形成されていて、メッシュ体24を、送風口16を覆うように配置しランプハウス14に接着或いはかしめ等で固定した時に、この送風ガイド23が管球部10aに向かって斜め方向に配置されるようになっている。メッシュ体24は、放電ランプ10が破裂した時に破片がランプハウス14外に飛散するのを防止する。
【0036】
図6に、送風ガイド23及びメッシュ体24の有無の状態におけるランプ管球部10aの上部および下部の温度を示す。この図6から、送風ガイド23を設けることで、メッシュ体24の有無に関わらず、ランプ管球温度を最適化できることがわかる。
【0037】
尚、送風ガイド23は、実施の形態3に示したようなリフレクター11の下部に開口する第3の送風口21に設けても同様の効果があることは自明である。実施の形態1,実施の形態3の構成に適用することも可能である。
【0038】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ランプハウスをリフレクターを境界に2室に分離し、リフレクターの反射面側の1室に第1の送風口および第1の送風口に対向して開口した第3の送風口を設け、ランプホルダーに2室を連通する通風口を設け、リフレクターの背面側の1室に第2の送風口および排気口を形成して、冷却ファンからの冷却用空気を第1および第2および第3の送風口を通じてランプハウス内に送風し、排気口を通じて排気するようにしたため、簡易な構造でありながら、放電ランプとリフレクターとランプハウスとを一台の冷却ファンによって効率よく冷却することが可能となり、冷却ファンも耐熱仕様とすることなくその軸受け寿命を大幅に改善できる。よって高信頼性の冷却装置を実現することができ、光源装置全体の小型化、低価格化も図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係る光源装置の冷却装置の構成を示す断面図
【図2】本発明の実施の形態2に係る光源装置の冷却装置の構成を示す断面図
【図3】本発明の実施の形態3に係る光源装置の冷却装置の構成を示す断面図
【図4】本発明の実施の形態4に係る光源装置の冷却装置の構成を示す断面図
【図5】図4の冷却装置を構成する送風ガイドを示す斜視図
【図6】図4の冷却装置における送風ガイドの効果を示すグラフ
【図7】反射型素子を利用した従来よりある投写型映像装置の構成図
【図8】従来の光源装置の冷却装置の構成を示す断面図
【符号の説明】
10 放電ランプ
10a 管球部
11 リフレクター
12 ランプホルダー
13 透光性ガラス
14 ランプハウス
16 第1の送風口
17 第2の送風口
18 排気口
19 通風口
20 送風ダクト
21 第3の送風口
22 送風ダクト
23 送風ガイド
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a light source for efficiently cooling a light source device that irradiates the illumination light in a projection video apparatus that enlarges and projects an image modulated into a video signal on a light valve onto a screen through a projection lens with illumination light. The present invention relates to a cooling device for the apparatus.
[0002]
[Prior art]
Basically, the projection type video apparatus is composed of a lamp light source unit, a light valve such as a liquid crystal panel that modulates light according to image information, and white light from the light source is separated into red, blue, and green to produce the light. An optical unit that irradiates the bulb and color-synthesizes the light emitted from the light bulb, and a projection optical unit that enlarges and projects the color-synthesized light are provided.
[0003]
FIG. 7 shows an example of a conventional projection type video apparatus. This projection-type image device is an image device using a reflection-type image element, and includes a lamp light source unit 1 as a light source, a relay lens unit 2 for condensing light from the lamp light source unit 1, and a relay lens unit 2. A light introduction mirror 3 and a TIR (Total Inner Reflecting) prism 4 for guiding the condensed light in a desired direction, a color separation / color synthesis prism 5 for color separation and color synthesis of light, and an optical image A reflection type image element 6 (6a, 6b, 6c) for generating information and a projection lens unit 7 for enlarging and projecting image information synthesized by the color separation / color synthesis prism 5 are provided. In order to simplify the explanation, it is shown two-dimensionally, but actually, the incident optical path to the reflective image element 6 is orthogonal to the outgoing optical path from the reflective image element 6.
[0004]
Specifically, the lamp light source unit 1 includes a discharge lamp 101 and a concave mirror 102 for efficiently condensing in a high-luminance video apparatus. The TIR prism 4 is composed of two prisms, and a very thin air layer is formed on the boundary surface between them. As a result, the light from the discharge lamp 101 is collected to some extent by the concave mirror 102 and further collected by the relay lens unit 2, and then to the TIR prism 4 by the light introduction mirror 3, which is larger than the critical angle with respect to the prism boundary surface. The light is incident at an angle, totally reflected, and guided to the color separation / color synthesis prism 5.
[0005]
The color separation / color combining prism 5 has a dichroic film on the prism end face, and the light from the TIR prism 4 is decomposed into three primary colors of red, green, and blue by the incident angle and dichroic film characteristics. The light is guided to the reflection type image elements 6a, 6b, 6c corresponding to the respective primary color lights. The light of each color is modulated and reflected by the respective video signals in the reflection type image elements 6 a, 6 b, 6 c, is incident again on the color separation / color synthesis prism 5, is color-combined and emitted, and passes through the TIR prism 4. Then, the projection lens unit 7 enlarges and projects it onto a screen (not shown).
[0006]
In recent projection-type video apparatuses, a high-resolution display element (video element) is used to project image information more clearly, and at the same time, high brightness and miniaturization for brightening a projection screen are promoted. As a display element, a liquid crystal device, a DMD (Digital Mirror Device) element constituted by a micro-mirror, and a TMA (Thin_Film Micromirror Array) element have been commercialized or announced. As the light source, a discharge lamp sealed with mercury or the like is used.
[0007]
Here, the discharge lamp needs an appropriate temperature of, for example, a lamp tube temperature of about 850 ° C. to 1000 ° C. from the relationship of luminous efficiency and electrode life. On the other hand, the reflector such as the concave mirror that condenses and reflects the light of the discharge lamp is configured so that the infrared rays in the light of the discharge lamp are transmitted from the reflection film. Therefore, the back surface of the reflector and the lamp house in which the reflector is fixed. Becomes hot and the surrounding air becomes hot. For this reason, in order to cool a discharge lamp, the structure provided with the ventilation fan which ventilates to a lamp | ramp part, and the exhaust fan for exhausting the air heated up by the lamp | ramp part is common.
[0008]
FIG. 8 shows a lamp light source unit of a small projection type video apparatus. A reflector 11 for condensing and reflecting the light from the discharge lamp 10, a lamp holder 12 for fixing the discharge lamp 10 to the reflector 11, and a translucent light disposed in front of the discharge lamp 10 in the reflection direction from the reflector 11. The glass 11 and the lamp house 14 for fixing the reflector 11 and the translucent glass 13 are provided.
[0009]
As a cooling means, an exhaust cooling fan 15 is arranged on the back side of the reflector 11, and a second cooling fan (not shown) for blowing is arranged in front of the reflector 11, for example, In the technology disclosed in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 05-004147, air is sucked so as to flow along the liquid crystal panel by the second cooling fan and is sent to the back side of the reflector 11, and the high-temperature air on the back side is exhausted by the cooling fan 15. Like to do.
[0010]
In Japanese Patent Laid-Open No. 2001-125195, an air blowing outlet is provided between a reflector and a light-transmitting glass, an air exhaust hole is provided in a lamp sealing portion, and the cold air from a cooling fan attached to a lamp house is supplied by the air blowing. There is also disclosed a technique in which a discharge lamp is cooled by providing a wind guide path for leading to a blowout port and passing cool air through a flow path constituted by these.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, the former cooling structure described above requires at least two cooling fans for cooling the discharge lamp 10 and is not suitable for downsizing, and the cooling fan 15 is disposed near the reflector 11. The heat from the reflector 11 is received directly. However, the output of the discharge lamp 10 tends to increase in order to cope with higher brightness, and the amount of heat on the back surface of the reflector 11 increases accordingly, so the heat load on the cooling fan 15 increases. For this reason, it is necessary to provide a slit-like blind on the suction side of the cooling fan 15 or to make the material of the cooling fan 15 heat resistant, which causes noise in the blind and increases costs.
[0012]
In the latter cooling structure, since the cooling fan is not disposed near the reflector, there is no problem of heat load, but a cooling structure that can cope with further increase in brightness and increase in output of the discharge lamp is a problem.
[0013]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a cooling device for a light source device that has a simple structure and can cope with high luminance and has high reliability.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is directed to a discharge lamp, a reflector that reflects light from the discharge lamp, a lamp holder that fixes the discharge lamp to the reflector, and a reflection direction from the reflector. A cooling device for a light source device comprising at least a translucent glass disposed in front of a discharge lamp, and a lamp house in which the reflector and the translucent glass are fixed. A first blower opening that is separated into a chamber and opened in one chamber on the reflection surface side of the reflector, a ventilation port that opens the two chambers in communication with the lamp holder, and a rear chamber on the back side of the reflector. a second air duct and exhaust port openings opposite each other, an opening to face the first air duct in one room of the reflecting surface of the reflector And a third blower port, is introduced into the lamp house air blowing from the cooling fan through the first and second and third air duct, characterized in that it is configured to exhaust through the exhaust port . According to this configuration, the discharge lamp, the reflector, and the lamp house can be efficiently cooled, and the cooling fan is also disposed on the air blowing side, so that it is not exposed to high temperatures and does not need to be heat resistant. The bearing life is also greatly improved, so that a highly reliable cooling device can be realized. In addition, a single cooling fan can be introduced into the lamp house through the first, second, and third blower ports and exhausted through the exhaust port, thereby reducing the size of the entire light source device. In addition, the discharge lamp can be cooled from both the upper and lower directions, and the vertical temperature distribution of the discharge lamp can be made uniform regardless of the installation state of the projection type video apparatus (floor mounting or ceiling suspension).
[0015]
The invention according to claim 2 is the cooling device for the light source device according to claim 1, further comprising an air duct for simultaneously introducing the air from the cooling fan to the first, second and third air outlets. The opening area of each of the first air outlet, the second air outlet, the third air outlet, and the air outlet satisfies the relationship of the first air outlet = the third air outlet <the second air outlet <the exhaust outlet. It is characterized by being formed, and a single cooling fan can realize a smooth air flow that blows into the lamp house through the first, second, and third blower ports and exhausts through the exhaust port. This makes it possible to reduce the size of the entire light source device, to equalize the amount of air blown from each of the first air blowing port and the third air blowing port, and to facilitate lamp cooling control. .
[0018]
According to a third aspect of the present invention, there is provided the cooling device for a light source device according to the first or second aspect , wherein at least one of the first air outlet and the third air outlet has a bulb portion of a discharge lamp. It is characterized in that a blower guide for guiding the air flow toward is provided. By controlling the blow direction with the blower guide, it is possible to finely adjust the temperature of the discharge lamp.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a lamp light source unit provided with a cooling device according to Embodiment 1 of the present invention. This light source unit is provided in a small projection-type image device as previously described with reference to FIG. 7, and has substantially the same configuration as the conventional lamp light source unit described with reference to FIG. Therefore, the same reference numerals as those in FIG.
[0020]
In FIG. 1, the light source unit includes a discharge lamp 10, a reflector 11 that collects and reflects light from the discharge lamp 10, a lamp holder 12 that fixes the discharge lamp 10 to the reflector 11, and a discharge lamp in the reflection direction from the reflector 11. The translucent glass 13 distribute | arranged ahead, and the lamp house 14 for fixing the reflector 11 and the translucent glass 13 are provided.
[0021]
Specifically, the discharge lamp 10 is a discharge type lamp light source having a cathode and an anode sealed with mercury or the like, and has a tube portion 10a and an electrode sealing portion 10b, and is ignited by a high-voltage power source (not shown). Is possible. The reflector 11 has a substantially cone shape, and a reflective film 11a is applied to a concave surface arranged on the light irradiation side by vapor deposition of a metal material or the like, and has a light reflection function and a transmission function to transmit infrared rays backward. ing.
[0022]
The lamp holder 12 has a bottomed cylindrical shape, holds the electrode sealing portion 10b of the discharge lamp 10 at the axial center position by fitting or the like, and fixes the inner peripheral portion of the reflector 11 to the opening end portion with an adhesive or the like. In addition, the position is regulated so as to optimize the light reflection by the reflector 11. The translucent glass 13 is for preventing each lamp member from scattering when the discharge lamp 10 is ruptured. The translucent glass 13 has a thickness of several millimeters and is strong enough to withstand explosion-proof, together with the reflector 11. It arrange | positions so that the whole discharge lamp 10 may be enclosed, and is being fixed to the lamp house 14 with the screw | thread etc. FIG.
[0023]
The lamp house 14 is divided into two chambers with the reflector 11 as a boundary, and a first chamber for cooling the lamp is disposed at one chamber on the reflecting surface side of the reflector 11 (hereinafter referred to as the front chamber) and at the upper portion of the reflector 11. The blower opening 16 is opened. In addition, a second air blowing port 17 for cooling the rear of the reflector is opened in one chamber on the back side of the reflector 11 (hereinafter referred to as a rear chamber) and in the upper part of the lamp holder 12. An exhaust port 18 is opened at a substantially opposite position. The lamp holder 12 has a vent 19 that communicates the two chambers.
[0024]
According to the above configuration, when the cooling air is blown to the air blowing ports 16 and 17 by the cooling fan (not shown), the cooling air to the air blowing port 16 flows into the front chamber, and accordingly, around the discharge lamp 10. The front room air such as the above flows into the gap between the electrode sealing part 10b of the discharge lamp 10 and the reflector 11, and is sent to the rear room through the ventilation opening 19, whereby the discharge lamp 10 (tube part 10a, electrode seal) The stop 10b) is cooled, and the reflector 11 and the like are also cooled. Further, the cooling air to the blower port 17 flows into the rear chamber, and accordingly, the rear chamber air such as around the reflector 11 flows toward the exhaust port 18 and is exhausted from the exhaust port 18, thereby the reflector 11 and the like. Is cooled.
[0025]
In this manner, the discharge lamp 10, the reflector 11, and the lamp house 14 can be cooled and adjusted to a prescribed temperature.
(Embodiment 2)
FIG. 2 shows a lamp light source unit including a cooling device according to Embodiment 2 of the present invention.
[0026]
This light source unit has the same configuration as that of the first embodiment described above, except that a blower duct 20 communicating with the blower ports 16 and 17 is provided in the upper part of the lamp house 14. ing. For this reason, in this light source unit, it is possible to simultaneously blow air to the air outlets 16 and 17 through the air duct 20 by one cooling fan (not shown). Each of the air blowing port 16, the air blowing port 17, and the exhaust port 18 is formed so that the opening area satisfies the relationship of the air blowing port 16 <the air blowing port 17 <the exhaust port 18.
[0027]
Here, the gap between the electrode sealing portion 10a of the discharge lamp 10 and the inner peripheral portion of the reflector 11 is small, so that the pressure loss is large, and the flow rate of air passing therethrough is small because the blower port 16 is small. On the other hand, the opening area of the exhaust port 18 is large as described above, and since the lamp holder 12 is only positioned between the blower port 17 and the exhaust port 18, there is no large pressure loss. The air blown into the blower duct 20 almost flows in from the blower port 17 and flows to the exhaust port 18 because it may be referred to as the port 17.
[0028]
Therefore, in the front chamber and the rear chamber with the reflector 11 as a boundary, the pressure in the front chamber is higher than that in the rear chamber, and in the gap between the electrode sealing portion 10b of the discharge lamp 10 and the inner peripheral portion of the reflector 11. Ventilation as indicated by arrows is possible, and air does not stay in the vicinity of the discharge lamp 10.
[0029]
Therefore, the discharge lamp 10, the reflector 11, and the lamp house 14 can be cooled and adjusted to a prescribed temperature by a single cooling fan, and the light source unit can be downsized.
(Embodiment 3)
FIG. 3 shows a lamp light source unit including a cooling device according to Embodiment 3 of the present invention.
[0030]
This light source unit has the same configuration as that of the second embodiment described above, but is one chamber (front chamber) on the reflecting surface side of the reflector 11 in the lamp house 14, which is below the reflector 11, and A difference is that a third air blowing port 21 for cooling the lamp is opened at a position substantially opposite to the air blowing port 16, and an air duct 22 communicating with the air blowing port 21 and the air blowing duct 20 is provided. . The ventilation openings 16 and 21 have an equivalent opening area.
[0031]
For this reason, even in this light source unit, air can be simultaneously blown to the air blowing ports 16, 17, and 21 through the air ducts 20 and 22 by a single cooling fan (not shown). The discharge lamp 10 can be cooled from both the upper and lower directions, and the vertical temperature distribution of the discharge lamp 10 can be made uniform regardless of the installation state of the projection type video apparatus (floor mounting or ceiling suspension).
[0032]
Note that, in the front chamber and the rear chamber with the reflector 11 as a boundary, the pressure in the front chamber is higher than that in the rear chamber in the same manner as in the above-described second embodiment, so that the electrode sealing portion 10b of the discharge lamp 10 Ventilation as indicated by an arrow is possible in the gap with the inner peripheral portion of the reflector 11.
(Embodiment 4)
FIG. 4 shows a lamp light source unit provided with a cooling device according to Embodiment 4 of the present invention.
[0033]
This light source unit has substantially the same configuration as that of the second embodiment described above, but is a front chamber having the reflector 11 as a boundary, and is provided in the first air outlet 16 that opens to the top of the reflector 11. The difference is that a blowing guide 23 for guiding the blowing toward the tube portion 10a of the discharge lamp 10 is provided.
[0034]
By this air blowing guide 23, the cooling air from the air duct 20 is forcibly blown in the direction of the tube portion 10a, and the tube portion 10a is efficiently cooled.
Here, the temperature of the bulb portion 10a of the discharge lamp 10 greatly contributes to the performance of the light source lamp. If the temperature is lower than the specified temperature, the mercury evaporation pressure is low and sufficient luminance cannot be obtained. In addition to shortening the electrode life, in extreme cases, there is a risk of explosion. In a tube portion 10a of a general discharge lamp 10, an upper temperature of about 950 ° C. to 1000 ° C. and a lower temperature of about 800 to 850 ° C. are optimal. In order to finely adjust the temperature in this way, it is important to control not only the flow rate from the blower opening 16 but also the blowing direction with the blower guide 23.
[0035]
FIG. 5 shows an example of the air blowing guide 23. The air blowing guide 23 is formed integrally with a mesh body 24 of an appropriate size. When the mesh body 24 is disposed so as to cover the air blowing port 16 and fixed to the lamp house 14 by bonding or caulking, the air blowing guide 23 is provided. The guide 23 is arranged in an oblique direction toward the tube portion 10a. The mesh body 24 prevents fragments from being scattered outside the lamp house 14 when the discharge lamp 10 is ruptured.
[0036]
In FIG. 6, the temperature of the upper part of the lamp | ramp tube part 10a in the state with the presence or absence of the ventilation guide 23 and the mesh body 24, and the lower part is shown. It can be seen from FIG. 6 that by providing the air blowing guide 23, the lamp tube temperature can be optimized regardless of the presence or absence of the mesh body 24.
[0037]
It is obvious that the same effect can be obtained even if the air guide 23 is provided in the third air outlet 21 that opens in the lower part of the reflector 11 as shown in the third embodiment. It is also possible to apply to the structure of Embodiment 1 and Embodiment 3.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the lamp house is divided into two chambers with the reflector as a boundary, and the first air outlet and the first air outlet are opened in one chamber on the reflecting surface side of the reflector . 3 vents are provided, a vent hole communicating the two chambers is provided in the lamp holder, a second air vent and an exhaust port are formed in one chamber on the back side of the reflector, and cooling air from the cooling fan is Since air is blown into the lamp house through the first, second, and third air outlets and exhausted through the exhaust port, the discharge lamp, the reflector, and the lamp house are made efficient by a single cooling fan while having a simple structure. Cooling can be performed well, and the life of the bearings can be greatly improved without using a heat-resistant cooling fan. Therefore, a highly reliable cooling device can be realized, and the entire light source device can be reduced in size and price.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a cooling device for a light source device according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of a cooling device for a light source device according to Embodiment 2 of the present invention. 3 is a cross-sectional view showing a configuration of a cooling device for a light source device according to Embodiment 3 of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration of a cooling device for a light source device according to Embodiment 4 of the present invention. FIG. 6 is a perspective view showing an air blowing guide constituting the cooling device of FIG. 4. FIG. 6 is a graph showing the effect of the air blowing guide in the cooling device of FIG. 4. FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view showing the configuration of a cooling device for a conventional light source device.
10 Discharge lamp
10a Tube part
11 Reflector
12 Lamp holder
13 Translucent glass
14 Lamphouse
16 First air vent
17 Second air vent
18 Exhaust vent
19 Ventilation holes
20 Air duct
21 3rd air vent
22 Air duct
23 Air guide

Claims (3)

放電ランプと、前記放電ランプからの光を反射するリフレクターと、前記放電ランプをリフレクターに固定したランプホルダーと、前記リフレクターからの反射方向における放電ランプの前方に配置された透光性ガラスと、前記リフレクターと透光性ガラスとを固定したランプハウスとを少なくとも備えた光源装置の冷却装置であって、
前記ランプハウスはリフレクターを境界に2室に分離され、
前記リフレクターの反射面側の1室に開口した第1の送風口と、前記ランプホルダーに前記2室を連通して開口した通風口と、前記リフレクターの背面側の1室に互いに対向して開口した第2の送風口および排気口と、前記リフレクターの反射面側の1室に前記第1の送風口に対向して開口した第3の送風口とを有し、
冷却ファンからの送風を前記第1および第2および第3の送風口を通じてランプハウス内に導入し、排気口を通じて排気するように構成された
光源装置の冷却装置。
A discharge lamp, a reflector that reflects light from the discharge lamp, a lamp holder that fixes the discharge lamp to the reflector, a translucent glass disposed in front of the discharge lamp in the direction of reflection from the reflector, and the A cooling device for a light source device comprising at least a lamp house in which a reflector and translucent glass are fixed,
The lamp house is separated into two rooms with a reflector as a boundary,
A first blower opening opened in one chamber on the reflection surface side of the reflector, a ventilation opening opened in communication with the two chambers to the lamp holder, and an opening facing one chamber on the back side of the reflector The second air outlet and the exhaust port, and a third air outlet opened in one chamber on the reflecting surface side of the reflector so as to face the first air outlet ,
A cooling device for a light source device configured to introduce air from a cooling fan into the lamp house through the first, second, and third air outlets and exhaust the air through an air outlet.
冷却ファンからの送風を第1および第2および第3の送風口に同時に導入するための送風ダクトを有し、第1の送風口と第2の送風口と第3の送風口と排気口はそれぞれ、開口面積が第1の送風口=第3の送風口<第2の送風口<排気口の関係を満たすよう形成された請求項1記載の光源装置の冷却装置。It has an air duct for introducing air from the cooling fan into the first, second and third air outlets at the same time, and the first air outlet, the second air outlet, the third air outlet and the exhaust outlet are 2. The cooling device for a light source device according to claim 1, wherein each of the opening areas is formed so as to satisfy a relationship of first air outlet = third air outlet <second air outlet <exhaust port. 第1の送風口と第3の送風口の少なくとも一方に、放電ランプの管球部に向けて冷風を案内する送風ガイドが設けられた請求項1または請求項2のいずれかに記載の光源装置の冷却装置。3. The light source device according to claim 1, wherein an air blowing guide that guides cold air toward a tube portion of the discharge lamp is provided in at least one of the first air blowing port and the third air blowing port. Cooling system.
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