JP2006162776A

JP2006162776A - 投射型表示装置

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Publication number: JP2006162776A
Application number: JP2004351398A
Authority: JP
Inventors: Toshinori Hirobe; 俊典廣部
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-12-03
Filing date: 2004-12-03
Publication date: 2006-06-22

Abstract

【課題】投射ランプユニットから投射された投射光が、略水平方向に出光する投射型表示装置において、投射ランプユニットを構成する放電ランプの発光部の一部が長時間高温状態になることで発生する問題を解消する。
【解決手段】投射ランプユニットの上下方向を変えて投射型表示装置内に取付を可能とする、前記投射ランプユニットの保持手段および投射ランプユニット取付機構を備え、前記投射ランプユニットの取付方向を変えることで、放電ランプの発光部の一部が長時間高温状態にならないようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、投射ランプユニットおよびライトバルブを備え、前記投射ランプユニットからの投射光を前記ライトバルブによって変調し、変調光を投射する投射型表示装置に関する。

従来より、投射ランプユニットおよびライトバルブを備え、前記投射ランプユニットからの投射光を前記ライトバルブによって変調し、変調光を拡大投射する投射型表示装置において、前記投射ランプユニットを構成する放電ランプとして、ショートアークタイプのメタルハライドランプやキセノンランプ、超高圧水銀ランプ等が使用されている。

中でも高圧水銀ランプは、発光効率が高く、さらに長寿命であることから、現在、投射型表示装置に使用される放電ランプの主流となっている。

図７は、従来の投射型表示装置Ｄ４の構成を示した概略図である。

図７において、１０は、内面が凹面状に湾曲している反射ミラー１および、前記反射ミラー１と中心軸を一致させて前記反射ミラー１の内面側に固定された放電ランプ２、透光性材料で形成された前面板３、前記放電ランプ２を前記反射ミラーに固定する為のランプ保持部材４によって構成された投射ランプユニットであり、１４はライトバルブ、１５は投射レンズ、２５０は装置筐体である。

従来の投射型表示装置Ｄ４において、前記投射ランプユニット１０から出射された出射光Ｌ１はライトバルブ１４に入射し、映像信号に応じて変調され変調光Ｌ２となり、投射レンズ１５によって出射光Ｌ３として拡大投射される。

ここで、前記投射ランプユニット１０は、該投射型表示装置Ｄ４を略水平方向に設置したときに、投射された投射光Ｌ１の中心が０°以上±１０°未満の範囲で略水平方向に出光するように、配置されている。

前記投射ランプユニット１０は、保持手段であるランプホルダ１１０によって、保持固定されている。

前記装置筐体２５０には、前記投射ランプユニット１０を着脱するための開口部２５１が形成され、さらに前記開口部２５１に面して前記装置筐体２５０内部に、投射ランプ取付機構部２５２が構成されている。

前記ランプホルダ１１０によって保持された前記投射ランプユニット１０は、前記開口部２５１より、前記装置筐体２５０内へと挿入され、前記ランプホルダ１１０を前記投射ランプ取付機構部２５２へ固定する事で、前記装置筐体２５０内で保持固定されることとなる。

また、前記投射ランプ取付機構部２５２の近傍には、前記投射ランプユニット１０を冷却する為の冷却ファン６１および同６２が設置され、さらに前記冷却ファン６１および同６２のために前記装置筐体２５０には開口部２５３、同２５４が設置されている。

前記冷却ファン６１は前記開口部２５３から外気を吸気し、前記投射ランプユニット１０に対して送風し冷却を行い、前記冷却ファン６２が前記開口部２５４から、排熱を前記装置筐体２５０内部から排気する。
特開平５−２５１０５４号公報特開平１１−３９９３４号公報特開２０００−８２３２２号公報特開平５−６２５０１号公報

しかし、このような投射型表示装置に使用される、前述のショートアークタイプの放電ランプは、点灯中の発光管の内圧が非常に高いため、点灯中に破裂するケースがある。

ここで近年では、投射ランプユニットの構造として、特許文献１に開示されているように、放電ランプが破裂した場合に、その破片が飛散しないよう投射ランプユニットを構成する反射ミラーの開口部に防爆部材として光透過部材で形成した前面板を固着させる構造が一般的に使用されている。

図８は、従来の投射型表示装置Ｄ４における、投射ランプユニット１０の概略および取付状態の概略を示した断面図である。

投射ランプユニット１０を構成する放電ランプ２は、石英ガラスによって形成された管状形状であり、高圧水銀ランプの場合、一対の電極２０ａ、２０ｂが配置され、水銀、キセノン等の希ガス、ハロゲン化物が封入された略楕円空間となっている発光部２０ｃが形成されている。

発光部２０ｃ両端には封止部２１ａ、２１ｂが形成され、前記封止部２１ａ、２１ｂにはモリブデンで形成された導電箔２２ａ、２２ｂを介して、リード棒２３ａ、２３ｂがそれぞれ接続されている。

さらに、前記リード棒２３ａ、２３ｂにはリード線２４ａ、２４ｂが接続され、前記リード線２４ａ、２４ｂに接続された電源部（不図示）から供給された電力によって、前記電極２０ａ、２０ｂ間にアークによって前記発光部２０ｃに封入された希ガス、ハロゲン化物が反応して発光する。

ところで、前記放電ランプ２は点灯時に非常に高温となるが、該投射ランプユニット１０においては、前記前面板３によって前記放電ランプ２は前記反射ミラー１内に密閉された構成となっているため、前記放電ランプ２は点灯時にさらに高温となる。

Ｄ４において、投射ランプユニット１０は、略水平状態で使用されるため、前記放電ランプ２においては、前記発光部２０ｃの上側２０ｄ部が最も高温となり、１５０Ｗの高圧水銀タイプで１０００℃前後、密閉状態ではそれ以上に達することがある。

この高温状態で点灯を長時間続けると、石英ガラスによって形成された発光部２０ｃの上側２０ｄが高温の影響により次第に結晶化し白濁する場合がある。

この白濁現象による失透部は点灯時間と共に拡大し、失透部の光の透過率が低下することにより、投射ランプユニット１０は点灯時間に応じて投射光量を低下させることとなる。

また、前記白濁現象が発生した部位においては放電ランプを形成するガラス部材の強度が低下し、放電ランプの破損、発光部の動作圧力の低下による点灯不安定、輝度低下等も発生する場合があり、これらは投射ランプの寿命を短くする要因となっている。

そこで、前記発光部２０ｃを冷却させる方法として、反射ミラー１の周縁部および反射ミラー頸部に冷却用開口孔を形成し、前記開口孔を使用して冷却風を通過させることで前記発光部２０ｃを冷却する方法として、特許文献２や特許文献３等が知られている。

図８においても、冷却ファン６１によって、前記装置筐体２５０に形成した前記開口部２５３から外気を吸気し、前記反射ミラー１に形成した冷却用開口孔１ａより冷却風Ｗ１を送風し、前記放電ランプ２周辺を通過させ冷却し、前記反射ミラー１頸部およびランプ保持部材４によって形成した開口孔４ａから排気し、さらに前記開口孔４ａから排気された排熱Ｗ２を、冷却ファン６２によって、前記装置筐体２５０に形成した開口部２５４から、該装置筐体２５０外へと排気されるようになっている。

しかしながら、図８に示す様に、従来の投射型表示装置Ｄ４において、投射ランプユニット１０は、ランプホルダ１１０によって保持されている為、該投射型表示装置Ｄ４の設置状態が上下方向において同一方向であれば、前記投射ランプユニット１０の上下方向も常に同一方向であり、前記発光部２０ｃにおいて、点灯中に最も高温となる部位は常に２０ｄ部で一定となる。

また、近年は投射型表示装置に使用される投射ランプにおいては、高輝度化への要望から、放電ランプ内発光部の動作圧力をより増大させ発光効率を高めたものが好ましく使用されている。

その為、前記発光部２０ｃにおいて最も高温となる２０ｄ部を冷却するために、前記発光部を通過させる冷却風Ｗ１を増大させると、同時に前記発光部２０ｃにおいて逆に最も低温となる下側２０ｅ部の温度も低下する。

この最冷部となる下側２０ｅ部の温度が低下した場合、例えば高圧水銀ランプでは、封入された水銀等が発光部内の最冷部において未蒸発状態となり前記発光部２０ｃの動作圧力が低下し、輝度の低下、点灯状態が不安定になる等の問題が生じる可能性があり好ましくない。

よって、発光部内の最冷部となる下側２０ｅ部を前述の理由で過冷却しない為に、前記点灯中に最も高温となる前記２０ｄ部の冷却は必要最低限とせざるを得ず、前記２０ｄ部から、高温状態を原因とする石英ガラスの結晶化による白濁が発生し、点灯時間の経過によってさらに白濁部位が拡大する場合があり、前述の投射ランプの寿命を短くする原因となる場合がある。

そこで、前記発光部２０ｃにおける最も高温となる部位が可変するように、放電ランプを、中心軸を回転中心として、回動装置を使用してランプの点灯中、常時回転させ、前記発光部の温度を一定にする方法として、特許文献４が提案されている。

しかしながら、回動装置は構成が複雑となる上に、放電ランプに電源を供給するリード線が常時可動することになり、耐久性の面でも問題があった。

本発明は、以上の点に着目して成されたもので、投射ランプユニットから投射された投射光が、略水平方向に出光する投射型表示装置において、投射ランプユニットを構成する放電ランプの発光部の一部が長時間高温状態になることで発生する問題を解消する投射型表示装置を提供することを目的とする。

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、
内面が凹面状に湾曲している反射ミラーおよび、前記反射ミラーと中心軸を一致させて前記反射ミラーの内面側に固定された放電ランプによって構成される投射ランプユニットを保持する保持手段を有し、
前記投射ランプユニットから投射された投射光は、その中心が０°以上±１０°未満の範囲で水平方向に出光する投射型表示装置において、
前記投射ランプユニットの上下方向を変えて該投射型表示装置内に取付を可能とする、前記保持手段および投射ランプユニット取付機構を備えた。

本発明によれば、投射ランプユニットの取付方向を変更することで、放電ランプの発光部において点灯中最も高温となっている部位を変えることができ、放電ランプを形成するガラス部材が長期間高温状態にさらされる事によりガラス部材が結晶化し白濁現象が発生する前もしくは、前記白濁部位が拡大する前に、前記取付方向を変更させることが可能となる。

その結果、前記放電ランプにおける白濁現象の防止または白濁部位の拡大を遅延させることが可能となり、これらの働きにより、回動装置を用いて放電ランプを回転させる方法に較べ、簡易な構成で、投射ランプの寿命を長くする事が可能となる。

以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。

以下図１乃至図３を参照して、本発明の第一の実施例について説明する。

図１は、本発明に係る投射型表示装置Ｄ１の構成を示した概略図である。

図１において、１０は、内面が凹面状に湾曲している反射ミラー１および、前記反射ミラー１と中心軸を一致させて前記反射ミラー１の内面側に固定された放電ランプ２、透光性材料で形成された前面板３、前記放電ランプ２を前記反射ミラーに固定する為のランプ保持部材４によって構成された投射ランプユニット１０であり、１４はライトバルブ、１５は投射レンズ、５０は装置筐体である。
投射型表示装置Ｄ１において、前記投射ランプユニット１０から出射された出射光Ｌ１はライトバルブ１４に入射し、映像信号に応じて変調され変調光Ｌ２となり、投射レンズ１５によって投射光Ｌ３として拡大投射される。

ここで、前記投射ランプユニット１０は、該投射型表示装置Ｄ１を略水平方向に設置したときに、投射された投射光Ｌ１の中心が０°以上±１０°未満の範囲で略水平方向に出光するように、配置されている。

前記投射ランプユニット１０は、保持手段であるランプホルダ１１によって、保持固定されている。

前記装置筐体５０には、前記投射ランプユニット１０を着脱するための開口部５１が形成され、さらに前記開口部５１に面して前記装置筐体５０内部に、投射ランプ取付機構部５２が構成されている。

前記ランプホルダ１１によって保持された前記投射ランプユニット１０は、前記開口部５１より、前記装置筐体５０内へと挿入され、前記ランプホルダ１１を前記投射ランプ取付機構部５２へ固定する事で、該装置筐体５０内で保持固定されることとなる。

また、前記投射ランプ取付機構部５２の近傍には、前記投射ランプユニット１０を冷却する為の冷却ファン６１および同６２が設置され、さらに前記冷却ファン６１および同６２のために前記装置筐体５０には開口部５３、同５４が設置されている。

前記冷却ファン６１は前記開口部５３から外気を吸気し、前記投射ランプユニット１０に対して送風し冷却を行い、前記冷却ファン６２が前記開口部５４から、排熱を該装置筐体５０から排気する。

図２は、投射型表示装置Ｄ１における、投射ランプユニット１０の概略および取付状態の概略を示した断面図である。

図３は、投射ランプユニット１０の概略を示した斜視図である。

本実施例においては投射ランプユニット１０を構成する放電ランプの例として超高圧水銀ランプを使って説明する。

放電ランプ２は、石英ガラスによって形成された管状形状であり、高圧水銀ランプの場合、一対の電極２０ａ、２０ｂが配置され、水銀、キセノン等の希ガス、ハロゲン化物が封入された略楕円空間となっている発光部２０ｃが形成されている。

発光部２０ｃ両端には封止部２１ａ、２１ｂが形成され、前記封止部２１ａ、２１ｂにはモリブデンで形成された導電箔２２ａ、２２ｂを介して、リード棒２４ａ、２４ｂがそれぞれ接続されている。

また、前記投射ランプユニット１０は、保持手段であるランプホルダ１１に保持固定されている。

前記ランプホルダ１１によって固定された前記投射ランプユニット１０は、前記開口部５１より、前記装置筐体５０内へと挿入され、前記ランプホルダ１１を介して、前記ランプ取付機構部５２によって前記装置筐体５０内に保持されるが、前記ランプホルダ１１および前記ランプ取付機構部５２部は、前記投射ランプユニット１０が１０ａ側、１０ｂ側どちらの方向を上にしても、該装置筐体５０内で保持、固定が可能となる構造となっている。

前記投射ランプユニット１０が図２に示す様に、１０ａ側を上側にして、前記装置筐体５０内で保持固定された場合は、前記放電ランプ２の発光部２０ｃにおいて、点灯中最も高温となるのは、２０ｄ部となる。

逆に、前記投射ランプユニット１０が上下方向を逆にして、つまり１０ｂ側を上にして、前記装置筐体２０内で保持固定された場合は、前記放電ランプ２の発光部２０ｃにおいて、点灯中最も高温となるのは、２０ｅ部となり、前記投射ランプユニット１０の取付方向を変えることで、前記放電ランプ２の発光部２０ｃにおける、最も高温となる部位を２０ｄまたは２０ｅに変更することを可能とする構造となっている。

これにより、該投射ランプユニット１０の取付方向を変更することで、前記発光部２０ｃにおいて点灯中最も高温となっていた部位を変えることができ、放電ランプを形成するガラス部材が長期間高温状態にさらされる事によりガラス部材が結晶化し白濁現象が発生する前もしくは、前記白濁部位が拡大する前に、前記取付方向を変更させることが可能となる。

以下図４乃至図５を参照して、本発明の第二の実施例について説明する。

尚、本実施例の構成は、第一の実施例とほぼ同等であり、共通の構成要素については、第一の実施例と同符号を付与し説明は省略する。

本実施例における、投射型表示装置Ｄ２には、投射ランプユニット１０の取付方向を検出する検出スイッチ８０および、前記検出スイッチ８０で検出した前記投射ランプ１０の取付方向および累積使用時間を測定する測定装置（不図示）および、前記測定装置で測定された前記取付方向と前記累積使用時間の情報によって、前記投射ランプユニット１０の上下方向を変えるようにメッセージを発するかどうかを判断する処理装置（不図示）が備えられている。

図４および図５において、前記投射ランプユニット１０は、保持手段であるランプホルダ７０によって、保持固定されている。

該装置筐体１５０には、前記投射ランプユニット１０を着脱するための開口部１５１が形成され、さらに前記開口部１５１に面して前記装置筐体１５０内部に、投射ランプ取付機構部１５２が構成されている。

前記ランプホルダ７０によって保持された前記投射ランプユニット１０は、前記開口部１５１より、前記装置筐体１５０内へと挿入され、前記ランプホルダ１１を前記投射ランプ取付機構部１５２へ固定する事で、該装置筐体１５０内で保持固定されることとなる。

また、前記投射ランプ取付機構部１５２の近傍には、前記投射ランプユニット１０を冷却する為の冷却ファン６１および同６２が設置され、さらに前記冷却ファン６１および同６２のために前記装置筐体１５０には開口部１５３、同１５４が設置されている。

前記冷却ファン６１は前記開口部１５３から外気を吸気し、前記投射ランプユニット１０に対して送風し冷却を行い（Ｗ１）、前記冷却ファン６２が前記開口部１５４から、排熱を該装置筐体５０から排気する（Ｗ２）。

さらに、投射ランプユニット１０を保持固定するランプホルダ７０には、前記投射ランプユニット１０の取付状態における上下方向を識別するための標識として、突起形状７１を形成した。

また前記投射ランプ取付機構部１５２には、前記突起形状７１を検出する検出スイッチ８０が備えられている。

これにより、前記ランプホルダ７０が、７０ａ方向を上にして前記投射ランプ取付機構部１５２に挿入、取付された場合には、前記突起形状７１を前記検出スイッチ８０が検出して、前記処理装置によって前記投射ランプユニット７０は、７１ａ方向を上にして挿入されたと判断され、この方向の累積使用時間を計測する。

逆に前記ランプホルダ７０が、７０ｂ方向を上にして前記投射ランプ取付機構部１５２に挿入された場合には前記検出スイッチ８０は前記突起形状７１を検出しないので、前記処理装置によって前記投射ランプユニット１０は７０ｂ方向を上にして挿入されたと判断され、この方向における累積使用時間を計測する。

前記処理装置は、前記投射ランプユニット１０が７０ａ、７０ｂそれぞれの方向での累積点灯時間を測定し、その情報によって、前記投射ランプユニット１０の上下方向を変えるようにメッセージを発するかどうかを判断する。

なお、本実施例においては、前記投射ランプユニット１０の上下方向を検出するのに、前記ランプホルダの突起形状７１と、前記検出スイッチ８０を使用した例を示しているがこれに限定されるものではなく、前記ランプホルダに標識として磁気チップを備え、前記投射ランプ取付機構部１５２に磁気センサ等を用いて、取付方向を検出する等の手段を用いても良い。

さらに、前記累積使用時間の計測に加え、またはその代替として前記放電ランプからの投射光の光学性能を測定するための測定手段を備え、この測定結果を前記処理装置に入力し、その情報によって前記投射ランプユニット１０の上下方向を変えるようにメッセージを発するかどうかを判断しても良い。

これにより、前記第一の実施例における効果に加えて、前記投射ランプユニット１０の上下方向を検出すると共に、それぞれにおける累積使用時間または前記光学性能の測定結果またはその両方の情報から前記処理装置が判断して、ユーザーに前記投射ランプユニット１０の上下方向を変更するようにメッセージを発することで、ユーザーが前記投射ランプユニット１０の上下方向を回転させる際に、誤った方向で取付を行った場合にはメッセージを発することで誤挿入を防ぐ事ができると共に、さらに前記処理装置が判断した適切な時期に、前記投射ランプ１０の取付方向を変えるメッセージを出すことができ、投射ランプの寿命を長くする事が可能である。

以下図６を参照して、本発明の第三の実施例について説明する。

尚、本実施例の構成は、第一、第二の実施例とほぼ同等であり、共通の構成要素については、第一、第二の実施例と同符号を付与し説明は省略する。

本実施例における、投射型表示装置Ｄ３においては、投射ランプユニット１０の保持手段であるランプホルダ９０には、放電ランプ２に電源を供給する為に、前記放電ランプ２を構成するリード線２４ａ、同２４ｂに接続される電源供給コネクタ９１が備えられ、投射ランプユニット取付機構１５５には、前記投射ランプユニット１０の取付方向に応じて前記電源供給コネクタ９１に接続される２箇所のコネクタ接続部９２ａおよび９２ｂが備えられている。

該投射型表示装置Ｄ３においては、前記投射ランプユニット１０の取付方向に応じて、前前記電源供給コネクタ９２と前記コネクタ接続部９２ａ、同９２ｂの接続状態が変化する為、この接続状態から、前記投射ランプユニット１０の上下を判定する。

これにより、前記第一、第二の実施例における効果に加えて、簡易な構成で投射ランプユニット１０の取付方向を検出することができる。

本発明の第一の実施例を示した投射型表示装置Ｄ１の概略図投射型表示装置Ｄ１における投射ランプユニット及び取付構造の断面図投射型表示装置Ｄ１における投射ランプユニットの概略図本発明の第二の実施例を示した投射型表示装置Ｄ２における投射ランプユニット及び取付構造の断面図投射型表示装置Ｄ２における投射ランプユニット及び取付構造の断面図本発明の第三の実施例を示した投射型表示装置Ｄ３における投射ランプユニット及び取付構造の断面図従来の投射型表示装置Ｄ４の概略図投射型表示装置Ｄ４における投射ランプユニット及び取付構造の断面図

符号の説明

１反射ミラー
１ａ開口孔
２ａ開口孔
２放電ランプ
３前面板
４ランプ保持部材
４ａ開口孔
１０投射ランプユニット
１０ａ取付方向
１０ｂ取付方向
１１ランプホルダ
２０ａ電極
２０ｂ電極
２０ｃ発光部
２０ｄ発光部
２０ｅ発光部
２１ａ封止部
２１ｂ封止部
２２ａ導電箔
２２ｂ導電箔
２３ａリード棒
２３ｂリード棒
２４ａリード線
２４ｂリード線
５０装置筐体
５１開口部
５２投射ランプユニット取付機構部
５３開口部
５４開口部
６１冷却ファン
６２冷却ファン
７０ランプホルダ
７０ａ取付方向
７０ｂ取付方向
７１突起形状
８０検出スイッチ
９０ランプホルダ
９１電源供給コネクタ
９２ａコネクタ接続部
９２ｂコネクタ接続部
１１０ランプホルダ
１５０装置筐体
１５１開口部
１５２投射ランプユニット取付機構部
１５３開口部
１５４開口部
１５５投射ランプユニット取付機構部
２５０装置筐体
２５１開口部
２５２投射ランプユニット取付機構部
２５３開口部
２５４開口部
Ｌ１投射光
Ｌ２変調光
Ｌ３投射光
Ｗ１冷却風
Ｗ２排熱

Claims

内面が凹面状に湾曲している反射ミラーおよび、前記反射ミラーと中心軸を一致させて前記反射ミラーの内面側に固定された放電ランプによって構成される投射ランプユニットを保持する保持手段を有し、
前記投射ランプユニットから投射された投射光は、その中心が０°以上±１０°未満の範囲で水平方向に出光する投射型表示装置において、
前記投射ランプユニットの上下方向を変えて該投射型表示装置内に取付を可能とする、前記保持手段および投射ランプユニット取付機構を備えたことを特徴とする投射型表示装置。
前記放電ランプの累積発光時間を測定する測定手段と前記光源ユニットの取付方向を変えるようにメッセージを発するメッセージ手段を有し、所定の累積発光時間を超えた後に前記メッセージ手段が前記メッセージを発することを特徴とする請求項１に記載の投射型表示装置。
前記放電ランプの光学性能を測定するための測定手段と前記光源ユニットの取付方向を変えるようにメッセージを発するメッセージ手段を有し、前記測定手段による測定結果を基に、前記メッセージ手段が前記メッセージを発することを特徴とする請求項１に記載の投射型表示装置。
前記投射ランプユニットの取付方向を検出する取付方向判定手段を有し、前記メッセージ手段は前記取付方向判定手段の判定結果を基に、前記投射ランプユニットの取付方向を指定するメッセージを発することを特徴とする請求項２又は３に記載の投射型表示装置。
前記取付方向判定手段は、前記投射ランプユニットを保持する保持手段に設けられている標識から前記投射ランプユニットの取付方向を判定する手段であることを特徴とする請求項４に記載の投射型表示装置。
前記保持手段は、前記放電ランプに接続される電源供給コネクタを有し、前記投射ランプユニット取付機構には、前記投射ランプユニットの取付方向に応じて前記電源供給コネクタに接続される２箇所のコネクタ接続部が備えられ、前記取付方向判定手段は、前記電源供給コネクタと前記コネクタ接続部の接続状態から、前記投射ランプユニットの上下を判定する手段であることを特徴とする請求項４に記載の投射型表示装置。