JP3987366B2 - 光源装置及び投写型表示装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、放電ランプを用いた光源装置の構造及び、該光源装置が搭載された投写型表示装置の構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
液晶プロジェクタ等の投写型表示装置に搭載される光源装置の発光源としては、高圧水銀ランプやメタルハライドランプといった放電ランプが多く使用されている。この種の放電ランプは点灯中の内圧が非常に高いため、点灯中に稀に破裂することがある。放電ランプが破裂した時にその破片が光源装置の外部や投写型表示装置の外部にまで飛散すると危険であるため、光源装置には、破片飛散防止構造が従来から導入されている。
【0003】
図19は、従来の光源装置の外観構造を示す斜視図であり、図20は、図19中の仮想平面Aで切断した場合の断面構造を示す断面図であり、図21は、図19中の仮想平面Bで切断した場合の断面構造を示す断面図である(特開平10−223023号公報参照)。図19〜図21において、符号1は放電ランプ、符号2は口金、符号3は給電線、符号4は凹面反射鏡、符号5は透光性材料から成る前面板、符号6はスリーブ、符号7は接着剤、符号8は金網、符号9は頸部、符号100〜102は通気口、符号10は光源装置全体、ラインC1−C2は光軸中心である。
【0004】
次に、光源装置10の構造及び動作について説明する。口金2に固定された放電ランプ1は、凹面反射鏡4の頸部9に挿入されている。口金2は、接着剤7によってスリーブ6に固定されている。スリーブ6は、光軸C1−C2が調整された後、接着剤7によって凹面反射鏡4に固定されている。光出射面である前面板5は、凹面反射鏡4の光出射側開口部に接着固定されている。凹面反射鏡4と前面板5とにより、放電ランプ1を取り囲む容器が構成されている。凹面反射鏡4の光出射側開口部の周縁には通気口100が形成されており(図20参照)、通気口100には金網8が設置されている。なお、特開平10−223023号公報には、凹面反射鏡の4ヶ所に通気口が設置されているが、図面の簡略化のため、通気口は1ヶ所のみ示した。
【0005】
スリーブ6には一部切り欠きが設けられており、これによって通気口101,102が形成されている。通気口100〜102を介して、光源装置10の内部空間(凹面反射鏡4と前面板5とによって構成される上記容器の内部空間)と外部空間との間で冷却風の導入及び排気を行うことにより、放電ランプ1が冷却される。
【0006】
点灯中に放電ランプ1が破裂した場合、その破片は、前面板5と、通気口100に設置された金網8とによって、光源装置10の内部に封じ込める構造となっている。この構造は、現在の主要な投写型表示装置等の光源装置に、広く適用されている。
【0007】
図22は、従来の投写型表示装置の外観構造を示す斜視図であり、図23は、従来の投写型表示装置に搭載されている軸流ファンの構造を示す正面図であり、図24は、従来の投写型表示装置の内部構造を示す斜視図である。図22において、符号501は投写レンズ、符号502は操作パネル、符号504は軸流ファン、符号510は投写光束、符号500は投写型表示装置全体を示す。また、図23において、符号506はファンケース、符号507は翼の回転軸、符号504a,504bは互いに隣り合うファン翼、符号504は軸流ファン全体である。さらに、図24において、符号519は光合成プリズム、符号520は電源装置、符号521は冷却ファン、符号522は電子回路基板、符号523は光学系、符号524はライトバルブ、符号525は光源装置収納容器である。図24において、図22と同一の符号を付したものは同一又はこれに相当するものである。
【0008】
次に、動作について図22及び図24を参照して説明する。操作パネル502に設置された電源スイッチを投入すると、光源装置収納容器525内に設置されている光源装置の放電ランプが点灯する。放電ランプから出射された光は光学系523によって制御されて、表示される画像が表されたライトバルブ524を照明する。ライトバルブ524により形成された映像は光合成プリズム519により合成され、投写レンズ501により投写光束510となって、スクリーン等の表示面に映写される。放電ランプが点灯すると、その冷却のために軸流ファン504が運転される。図23に示すように、軸流ファン504は、翼の回転軸507の方向(紙面に垂直な方向)から正投影したとき(翼の回転軸507に平行な光線で回転軸507に垂直な投影面に翼を投影したとき)、正投影像において、互いに隣接する翼504a,504b同士の間に、大きな隙間504abを有する翼構造を有している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
従来の光源装置10は以上説明したような構造であるため、金網8の網目の寸法よりも小さい破片や、放電ランプ1と頸部9の内面との隙間よりも小さい破片は、破裂時の風圧で光源装置10の外部に飛散してしまい、光源装置10の内部に完全に閉じ込めることができないという問題があった。
【0010】
また、従来の投写型表示装置500は以上説明したような構造であるため、点灯中に何らかの原因で放電ランプが破裂したとき、光源装置から漏れ出た破片が容易にファン504の翼間の隙間504abを通過して外部に漏れ出てしまうという問題があった。
【0011】
本発明は、上記のような問題点を解決するために成されたものであり、点灯中に放電ランプの破裂が生じた場合であっても、その破片が内部に完全に封じ込められるような光源装置及び投写型表示装置を得ることを目的とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
この発明のうち請求項1に記載の光源装置は、放電ランプと、前記放電ランプを取り囲んで配設され、透光性の光出射面を一部に有する容器と、前記容器に設けられた第1の通気口と、前記容器の内部空間からの圧力波によって押圧されることにより、前記第1の通気口を介した前記内部空間と外部空間との空間的接続を遮断する可動弁を有する、前記第1の通気口の近傍に配設された遮断弁機構とを備え、前記光出射面を除き前記容器を取り囲んで配設され、前記第1の通気口に整合する開口を有する光源装置収納容器をさらに備え、前記遮断弁機構は、前記開口が形成されている部分の前記光源装置収納容器上に配設されていることを特徴とするものである。
【0013】
また、この発明のうち請求項2に記載の光源装置は、請求項1に記載の光源装置であって、前記遮断弁機構は、前記外部空間と前記第1の通気口とを空間的に繋ぐ第2の通気口を有する弁収納容器と、前記弁収納容器の内面に形成された固定爪とをさらに有し、前記圧力波によって押圧されることにより前記可動弁は前記第2の通気口を塞ぎ、前記固定爪は、前記可動弁が前記第2の通気口を塞いだ状態で前記可動弁を固定することを特徴とするものである。
【0015】
また、この発明のうち請求項3に記載の光源装置は、請求項1に記載の光源装置であって、前記遮断弁機構は、前記外部空間と前記第1の通気口とを空間的に繋ぐ第2の通気口を有する弁収納容器をさらに有し、前記圧力波によって押圧されることにより前記可動弁の主面が前記第2の通気口を塞ぎ、前記圧力波によって押圧されるよりも前の状態において、前記可動弁は、前記主面の外周が前記弁収納容器に接することなく、前記主面が前記第2の通気口と対面して前記弁収納容器内に配置されていることを特徴とするものである。
【0016】
また、この発明のうち請求項4に記載の光源装置は、請求項1〜3のいずれか一つに記載の光源装置であって、前記容器には、前記第1の通気口が複数設けられており、前記遮断弁機構は、複数の前記第1の通気口の各々に対応して配設されていることを特徴とするものである。
【0017】
また、この発明のうち請求項5に記載の光源装置は、放電ランプと、前記放電ランプを内設して配置された凹面反射鏡と、前記凹面反射鏡の内部空間に空間的に繋がる第1の通気口を有し、前記放電ランプと前記凹面反射鏡とを位置決めして互いに固定するためのランプベースと、前記第1の通気口に空間的に繋がる第2の通気口を有し、前記ランプベースを内設して配置された遮断弁機構と、前記第2の通気口の近傍において前記遮断弁機構内に配設され、前記内部空間からの圧力波によって押圧されることにより、前記第1及び第2の通気口を介した前記内部空間と前記遮断弁機構の外部空間との空間的接続を遮断する可動弁とを備えるものである。
【0018】
また、この発明のうち請求項6に記載の光源装置は、請求項5に記載の光源装置であって、前記遮断弁機構の内面に形成された固定爪をさらに備え、前記圧力波によって押圧されることによって、前記可動弁は前記第2の通気口を塞ぎ、前記固定爪は、前記可動弁が前記第2の通気口を塞いだ状態で前記可動弁を固定することを特徴とするものである。
【0019】
また、この発明のうち請求項7に記載の光源装置は、請求項5又は6に記載の光源装置であって、前記遮断弁機構は、互いに対向する第1及び第2面がそれぞれ開口した筒状部材と、平板の曲げ加工によって形成され、前記第1及び第2面に対応する2つの面に前記第2の通気口及び前記可動弁がそれぞれ形成された、前記筒状部材に嵌合する枠状部材とを有し、前記第1又は第2面から前記筒状部材内に前記枠状部材が差し込まれることによって、前記遮断弁機構が構成されていることを特徴とするものである。
【0020】
また、この発明のうち請求項8に記載の光源装置は、請求項5又は6に記載の光源装置であって、前記遮断弁機構は、平板の曲げ加工によって形成され、互いに対向する第1及び第2面に前記第2の通気口及び前記可動弁がそれぞれ形成された枠状部材と、前記枠状部材の枠形状に嵌合する蓋部材とを有し、前記枠形状によって規定される前記枠状部材の開口面に前記蓋部材が被せられることによって、前記遮断弁機構が構成されていることを特徴とするものである。
【0021】
また、この発明のうち請求項9に記載の光源装置は、請求項5〜8のいずれか一つに記載の光源装置であって、前記凹面反射鏡と前記遮断弁機構とを互いに固定するための台座をさらに備え、前記遮断弁機構及び前記台座の少なくとも一方は、金属によって構成されていることを特徴とするものである。
【0022】
また、この発明のうち請求項10に記載の光源装置は、請求項5〜8のいずれか一つに記載の光源装置であって、前記凹面反射鏡と前記遮断弁機構との間に配設された台座をさらに備え、前記台座は、熱膨張係数が前記凹面反射鏡の材質と前記遮断弁機構の材質との間の材質によって構成されていることを特徴とするものである。
【0023】
また、この発明のうち請求項11に記載の光源装置は、請求項10に記載の光源装置であって、前記凹面反射鏡の材質はガラスであり、前記遮断弁機構の材質は金属であり、前記台座の材質はセラミックであることを特徴とするものである。
【0024】
また、この発明のうち請求項12に記載の光源装置は、請求項9〜11のいずれか一つに記載の光源装置であって、前記ランプベースと前記台座とは一体構造として形成されていることを特徴とするものである。
【0025】
また、この発明のうち請求項13に記載の投写型表示装置は、請求項1〜12のいずれか一つに記載の光源装置と、表示される画像が表されたライトバルブと、前記光源装置から出射された光を前記ライトバルブに照射する光学系と、前記光が照射された前記ライトバルブの前記画像を表示面に投写する投写レンズとを備えるものである。
【0026】
また、この発明のうち請求項14に記載の投写型表示装置は、請求項13に記載の投写型表示装置であって、少なくとも前記光源装置が収納された収納容器と、前記収納容器に配設された、回転軸を中心に複数の翼が並設された軸流ファンとをさらに備え、前記軸流ファンは、前記回転軸の方向から正投影して得られる正投影像において、互いに隣接する前記翼同士の間に隙間がない翼形状を有していることを特徴とするものである。
【0027】
また、この発明のうち請求項15に記載の投写型表示装置は、放電ランプを有する光源装置と、表示される画像が表されたライトバルブと、前記光源装置から出射された光を前記ライトバルブに照射する光学系と、前記光が照射された前記ライトバルブの前記画像を表示面に投写する投写レンズと、少なくとも前記光源装置が収納された収納容器と、前記収納容器に配設された、回転軸を中心に複数の翼が並設された軸流ファンとを備え、前記軸流ファンは、前記回転軸の方向から正投影して得られる正投影像において、互いに隣接する前記翼同士の間に隙間がない翼形状を有していることを特徴とするものである。
【0028】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る光源装置の構造を示す断面図であり、図2は、遮断弁機構35の構造を示す斜視図であり、図3は、遮断弁機構45の構造を示す斜視図である。図1〜図3において、符号30,40は弁収納容器、符号31a,31b,41は可動弁、符号32a,32b,42は固定爪、符号33a,33b,43は通気口、符号35,45は、上記の弁収納容器、可動弁、及び固定爪より成る遮断弁機構である。なお、図1において図19〜図21と同一の符号を付したものは同一又はこれに相当するものである。
【0029】
次に、動作について説明する。放電ランプ1の正常点灯中は、遮断弁機構45に形成された通気口43と、凹面反射鏡4に形成された通気口100とを介して、光源装置10の内部空間(凹面反射鏡4と前面板5とによって構成される容器の内部空間)と外部空間とが、空間的に接続されている。また、遮断弁機構35に形成された通気口33a,33bと、スリーブ6に形成された通気口101,102とを介して、光源装置10の内部空間と外部空間とが空間的に接続されている。そして、上記内部空間と外部空間との間で冷却風の導入及び排気を行うことにより、放電ランプ1が冷却されている。
【0030】
ここで、点灯中に放電ランプ1が何らかの原因で破裂したとする。点灯中の放電ランプ1内部の圧力は100〜200気圧にもおよぶ非常に高い状態となっているため、破裂の瞬間には極めて強い衝撃的な圧力波が発生する。この圧力波は通気口100〜102を経由して、遮断弁機構35,45に設置された可動弁31a,31b,41を押圧する。圧力波による押圧によって、可動弁31a,31b,41は、それぞれ図1の矢印K2,K3,K1の方向に押し上げられ、通気口33a,33b,43を塞ぐ。即ち、光源装置10の内部空間と外部空間との空間的接続を遮断する。可動弁31a,31b,41の先端にはそれぞれ突起部31aa,31bb,41aaが設けられており、これらの突起部31aa,31bb,41aaが、弁収納容器30,40の内面に形成されている固定爪32a,32b,42に嵌合する。これにより可動弁31a,31b,41は、通気口33a,33b,43を塞いだ状態で固定される。
【0031】
図4は、放電ランプ1が破裂した状況を示す断面図である。放電ランプ1の破片150は、圧力波に時間的に僅かに遅れて飛行し、通気口33a,33b,43に到着する。このとき可動弁31a,31b,41は既に閉じた状態となっているため、破片150は光源装置20の内部に完全に封じ込められる。
【0032】
このように実施の形態1に係る光源装置20によれば、破裂により発生した放電ランプ1の破片150を、光源装置20内に完全に閉じ込めることができる。従って、放電ランプ1の破片150が光源装置20の外部空間に飛散することを防止でき、光源装置20の信頼性及び安全性を著しく向上することができる。
【0033】
実施の形態2.
図5は、本発明の実施の形態2に係る光源装置の構造を示す断面図である。図5において、符号25は光源装置、符号46は弁収納容器、符号47は可動弁、符号48は固定爪、符号49は通気口、符号45aは、上記の弁収納容器、可動弁、及び固定爪より成る遮断弁機構、符号103は通気口、符号110は光源装置収納容器、符号111は通気用スリットである。図5において図1〜図4と同一の符号を付したものは同一又はこれに相当するものである。
【0034】
本実施の形態2においては、光源装置25は光源装置収納容器110の内部に設置されており、光源装置収納容器110は、光出射面である前面板5を除き、光源装置25を取り囲んで配設されている。光源装置収納容器110には、通気口100に整合する通気口103が形成されている。また、本実施の形態2に係る遮断弁機構45aは、光源装置20上に直接設置されていた上記実施の形態1に係る遮断弁機構45を、光源装置収納容器110上に設置したものである。
【0035】
放電ランプ1の正常点灯中は、遮断弁機構45aに形成された通気口49と光源装置収納容器110に形成された通気口103と凹面反射鏡4に形成された通気口100とを介して、及び、スリーブ6に設置された通気口101,102と遮断弁機構35に設置された通気口33a,33bと光源装置収納容器110に設置された通気用スリット111とを介して、冷却風が凹面反射鏡4の内部に導入及び排気され、放電ランプ1が冷却されるような構成となっている。
【0036】
なお遮断弁機構45aの動作は実施の形態1で説明した遮断弁機構45と基本的に同じであるので、説明を省略する。
【0037】
このように本実施の形態2に係る光源装置25によれば、遮断弁機構45aを光源装置25上ではなく光源装置収納容器110上に設置したことにより、光源装置25に直接付加する部品点数を削減でき、光源装置25を簡素な構造で安価に製造することができる。
【0038】
実施の形態3.
図6は、本発明の実施の形態3に係る遮断弁機構の構造を示す斜視図である。図6において、符号50は弁収納容器、符号51a,51bは通気口、符号52a,52bは可動弁、符号53a1,53b1は固定爪、符号55は、上記の弁収納容器、可動弁、固定爪より成る遮断弁機構である。また、図7は、図6に示した構造の、図6中のXZ平面に関する断面図であり、図8は、図6に示した構造の上面図であり、図9は、可動弁52aの構造を示す斜視図である。可動弁52bは可動弁52aを上下反転して設置したものであり、構造的には可動弁52aと同様である。
【0039】
遮断弁機構55の弁収納容器50には、光源装置20の外部空間と通気口101,102とを空間的に繋ぐ通気口51a,51bが形成されている。可動弁52a,52bは、長方形状の主面の外周が弁収納容器50に接することなく、上記主面が通気口51a,51bに対面するように、弁収納容器50内に配置されている。圧力波によって可動弁52a,52bが押圧されると、可動弁52a,52bの上記主面によって、通気口51a,51bが塞がれる。そして、可動弁52a,52bはその状態で固定爪53a2,53b2によって固定される。
【0040】
このように本実施の形態3に係る遮断弁機構55によれば、可動弁52a,52bの4方向の周囲を通気路として使用することができ、通気断面積を大きくとれるため、冷却効率が向上する。なお同様な構造で遮断弁機構45を置き換えてもよいことは言うまでもない。
【0041】
実施の形態4.
図10は、本発明の実施の形態4に係る遮断弁機構の構造を示す斜視図である。図10において、符号60は弁収納容器、符号63a,63bは通気口、符号61a,61bは可動弁、符号62a,62bは固定爪、符号65は、上記の弁収納容器、可動弁、固定爪より成る遮断弁機構である。本実施の形態4に係る遮断弁機構65の動作は、上記実施の形態1に係る遮断弁機構35の動作と基本的に同じであるため、説明を省略する。
【0042】
このように本実施の形態4に係る遮断弁機構65によると、上記実施の形態1に係る遮断弁機構35と比較して簡素な構造であるため、製造コストを低減できるとともに、設置に必要な容積を小さくできて装置全体の小型化を図ることができる。
【0043】
なお、上記実施の形態1〜4では、遮断弁機構は全ての通気口(3ヶ所)に設置された構成となっているが、数量や設置箇所はこの限りではなく、光源装置の周囲構造との関係から必ずしも全ての通気口に設置されている必要はない。但し、全ての通気口に対応して設置することにより、放電ランプの破片が光源装置の外部空間に飛散することを適切に防止することができる。
【0044】
また遮断弁機構は、上記実施の形態1〜4で説明した形状に限定されず、弁収納容器、可動弁、可動弁固定用の部品から構成され、破裂時の圧力波により可動弁が駆動され、通気口を密閉した状態で保持できるような構造であれば、どのようなものであってもよい。
【0045】
実施の形態5.
図22及び図24に示した従来の投写型表示装置において、光源装置として、上記実施の形態1〜4及び後述の実施の形態8〜10に係るいずれかの遮断弁機構を備える光源装置を搭載した構成とする。
【0046】
本実施の形態5に係る投写型表示装置によれば、放電ランプが破裂がしても光源装置から破片が漏れ出ることがないので、投写型表示装置の信頼性及び安全性が著しく向上する。
【0047】
実施の形態6.
図11は、本発明の実施の形態6に係る投写型表示装置の外観構造を示す斜視図であり、図12は、投写型表示装置に搭載された軸流ファンの構造を示す正面図である。図12において、符号5051a,5051bは互いに隣接するファン翼であり、符号505は軸流ファン全体である。図11及び図12において図22及び図23と同一の符号を付したものは同一又はこれに相当するものである。また本実施の形態6に係る投写型表示装置600の内部構造は、図24に示した従来のものと基本的に同じであるため、説明を省略する。
【0048】
次に動作について図11、図12及び図24を参照して説明する。操作パネル502に設置された電源スイッチを投入すると、光源装置収納容器525内に設置された光源装置内部の放電ランプが点灯する。放電ランプから出射された光は光学系523によって制御されて、表示される画像が表されたライトバルブ524を照明する。ライトバルブ524により形成された映像は光合成プリズム519により合成され、投写レンズ501により投写光束510となり、スクリーン等の表示面に映写される。放電ランプが点灯するとその冷却のため軸流ファン505が運転される。前記軸流ファン505は、翼の回転軸507の方向から正投影したときの正投影像において、互いに隣接する翼5051a,5051b同士が互いに重なり合い、翼間に隙間がないような翼形状を有している。点灯中に何らかの原因で放電ランプが破裂して光源装置からその破片が漏れ出た場合であっても、放電ランプの破片は、軸流ファン505の翼によって必ず遮断される。
【0049】
このように本実施の形態6に係る投写型表示装置によれば、翼の回転軸方向から正投影したときの正投影像において、互いに隣接する翼同士が互いに重なり合い、翼間に隙間がない軸流ファンを搭載することとしたので、破裂により発生した放電ランプの破片が光源装置から漏れ出た場合であっても、その破片は投写型表示装置外部に漏れ出ることはなく、投写型表示装置の信頼性及び安全性が著しく向上する。
【0050】
なお、以上の説明では、投写型表示装置としてライトバルブ524を3個搭載した構成を例示したが、特に数量が限定されることはなくその他の数量でもよい。またライトバルブ524としては、透過型デバイス及び反射型デバイスのどちらであってもよい。
【0051】
実施の形態7.
図11に示した上記実施の形態6の投写型表示装置に搭載される光源装置として、上記実施の形態1〜4に示した遮断弁機構及び後述の実施の形態8〜10に示す遮断弁機構のいずれかを具備した光源装置を採用した構成とする。
【0052】
本実施の形態7に係る投写型表示装置によれば、光源装置と投写型表示装置の双方で破片の飛散防止対策が施されているので、光源装置に具備された遮断弁機構が万が一動作不良を起こしても、破片が漏れることはなく、投写型表示装置の信頼性、安全性が極めて高度に向上する。
【0053】
実施の形態8.
図13は、本発明の実施の形態8に係る光源装置の構造を示す断面図である。但し図13では、図1に示した遮断弁機構45及び給電線3の記載は省略してある。放電ランプ1は、凹面反射鏡4の内部空間内に配設されている。放電ランプ1と凹面反射鏡4とは、ランプベース70によって互いに位置決めされて固定されている。具体的にランプベース70は、接着剤80によって放電ランプ1に固定されるとともに、接着剤81によって凹面反射鏡4の外面に固定されている。ランプベース70には、凹面反射鏡4の内部空間に空間的に繋がる通気口70a,70bが形成されている。
【0054】
凹面反射鏡4の外面には、接着剤83によって台座75が固定されている。また、台座75には、箱状の遮断弁機構90が接着剤82によって固定されている。ランプベース70は、遮断弁機構90の内部空間内に配設されている。
【0055】
図14は、本実施の形態8に係る光源装置の組み立て工程を示す斜視図である。但し図14でも、図1に示した遮断弁機構45及び給電線3の記載は省略してある。遮断弁機構90は、上面及び底面がそれぞれ開口した筒状の部材72と、部材72に嵌合するよう平板の曲げ加工によって形成された枠状の部材71とを有している。部材72の前面及び背面には、開口72A,72Bがそれぞれ形成されている。部材72の底面から部材71を差し込むことによって、箱状の遮断弁機構90が構成される。部材72の上面には突起状のストッパ77が形成されており、このストッパ77によって部材71の挿入が停止されることにより、部材72と部材71との相対的な位置が規定される。また、部材71,72の側面には穴76a及び突起76bが形成されており、部材72内に部材71を差し込んだ際に穴76aと突起76bとが嵌合することにより、部材71と部材72とが互いに係止される。突起76bは、スプリング等を用いて部材71の側面内に出し入れ可能としてもよい。
【0056】
台座75には開口75Aが形成されており、開口72Aと開口75Aとが互いに合わさるように、遮断弁機構90が台座75に接着される。その後、開口75A内にランプベース70を挿通させて、台座75が凹面反射鏡4の外面に接着される。
【0057】
図13,14を参照して、部材71の上面及び底面には、通気口70a,70bに空間的に繋がる通気口71a,71bがそれぞれ形成されている。また、部材71の上面及び底面には、通気口70a,70bの近傍に、可動弁73a,73b及び固定爪74a,74bがそれぞれ形成されている。放電ランプ1の正常点灯時には、通気口70a,71a,70b,71bを介して、凹面反射鏡4の内部空間と、遮断弁機構90の外部空間とが空間的に接続されている。放電ランプ1が破裂すると、凹面反射鏡4の内部空間からの圧力波によって可動弁73a,73bが押圧されることにより、上記空間的接続が遮断される。しかも、固定爪74a,74bによって、可動弁73a,73bは通気口71a,71bをそれぞれ塞いだ状態で固定される。
【0058】
このように本実施の形態8に係る光源装置によれば、上記実施の形態1と同様に、破裂により発生した放電ランプ1の破片を、光源装置内に完全に閉じ込めることができる。従って、放電ランプ1の破片が光源装置の外部空間に飛散することを防止でき、光源装置の信頼性及び安全性を著しく向上することができる。
【0059】
また、互いに嵌合する枠状部材71及び筒状部材72を組み合わせることによって、ほぼ隙間なく箱状の遮断弁機構90を構成することができる。従って、隙間を埋めるために溶接加工やかしめ加工によって箱状の遮断弁機構を製作する場合(例えば上記実施の形態1における遮断弁機構35を製作する場合がこれに相当する。)と比較すると、光源装置の製造工程数を削減することができる。
【0060】
なお、放電ランプ1が点灯すると、放電ランプ1自体が熱源となって、放電ランプ1やその周囲の構造物(例えば凹面反射鏡4等)が高温となる。本実施の形態8に係る遮断弁機構90では、冷却用の通気口71a,71bの近傍に可動弁73a,73bが配設されているため、通気口71a,71bを介して装置内外を通風する風量が減少し、その結果、光源装置の冷却効率が低下する。
【0061】
そこで、部材71,72及び台座75のうちの少なくとも一つを、アルミニウム等の金属材料によって構成することが望ましい。これにより、部材71,72や台座75が放熱板として作用するため、光源装置の冷却効果を改善することができる。この場合、部材71,72や台座75の板厚を厚くしたり表面積を増大させることによって、冷却効率をさらに高めることが可能となる。上記実施の形態1に係る遮断弁機構35,45、上記実施の形態3に係る遮断弁機構55、上記実施の形態4に係る遮断弁機構65を金属材料で構成することによっても、同様の効果を得ることができる。
【0062】
一方で、凹面反射鏡4はガラスによって構成されている。そのため、放電ランプ1からの発熱量が大きい場合に、部材71,72及び台座75をともに金属材料によって構成したのでは、熱膨張率の相違に起因して金属とガラスとの接合面に熱変形が生じ、接着剤81,83が剥離する可能性がある。そこで、部材71,72の少なくとも一方を金属材料によって構成するとともに、台座75をセラミックによって構成してもよい。セラミックの熱膨張係数(代表的にステアタイト:8.0×10-6/℃)は、ガラスの熱膨張係数(結晶化ガラス:1.1×10-6/℃)よりも大きく、金属の熱膨張係数(ステンレスSUS304:13.6×10-6/℃,アルミニウムA1100:13.6×10-6/℃)よりも小さい。従って、このような構成とすることにより、台座75が緩衝となって金属とガラスとの熱膨張率の相違に起因する接着剤81,83の剥離を防止又は抑制できるため、光源装置の信頼性を高めることができる。
【0063】
実施の形態9.
図15は、本発明の実施の形態9に係る光源装置の構造を示す断面図であり、図16は、本実施の形態9に係る光源装置の組み立て工程を示す斜視図である。但し図15,16では、図1に示した遮断弁機構45及び給電線3の記載は省略してある。上記実施の形態8では、枠状の部材71を筒状の部材72に挿入することによって箱状の遮断弁機構90が構成された。これに対し、図15,16に示すように本実施の形態9に係る光源装置では、枠状の部材71の開口している背面に蓋部材95が被せられることによって、前面が開口した箱状の遮断弁機構91が構成されている。蓋部材95は、部材71の枠形状に嵌合するよう平板の曲げ加工によって成形されており、主面と、これに繋がる複数の張り出し面96とを有している。図15に示すように、張り出し面96は部材71の端部を覆っている。
【0064】
蓋部材95の主面には、組み立てにより放電ランプ1が挿通される開口95Aが形成されている。部材71の背面に蓋部材95を被せる際、蓋部材95の主面に部材71が突き当たることによって、部材71と蓋部材95との相対的な位置が規定される。また、部材71の側面及び蓋部材95の張り出し面96には、部材71と蓋部材95とを互いに係止するための穴76a及び突起76bが形成されている。
【0065】
このように本実施の形態9に係る光源装置によれば、枠状部材71の背面に蓋部材95を被せて箱状の遮断弁機構91を構成することによっても、上記実施の形態8と同様の効果を得ることができる。
【0066】
しかも、本実施の形態9に係る遮断弁機構91では、蓋部材95の張り出し面96が部材71の端部周囲を覆っている。そのため、部材同士の隙間から放電ランプ1の破片が漏れ出すことを防止する効果は、上記実施の形態8に係る遮断弁機構90よりも高い。
【0067】
なお、上記実施の形態8と同様に、部材71、蓋部材95、及び台座75のうちの少なくとも一つを金属材料によって構成してもよい。また、部材71及び蓋部材95の少なくとも一方を金属材料によって構成するとともに、台座75をセラミックによって構成してもよい。
【0068】
実施の形態10.
図17は、本発明の実施の形態10に係る光源装置の構造を示す断面図であり、図18は、本実施の形態10に係る光源装置の組み立て工程を示す斜視図である。但し図17,18では、図1に示した遮断弁機構45及び給電線3の記載は省略してある。上記実施の形態8に係る光源装置では、台座75とランプベース70とが別個の部材として配設されていた。これに対し、図17に示すように本実施の形態10に係る光源装置では、台座75及びランプベース70の代わりに、これらの部材が一体構造として形成された部材97が配設されている。部材97は、接着剤80によって放電ランプ1に固定されており、また、接着剤85によって凹面反射鏡4の外面に固定されている。遮断弁機構90の部材72は、接着剤86によって部材97に固定されている。
【0069】
このように本実施の形態10に係る光源装置によれば、一体構造の部材97を用いることにより、上記実施の形態8と比較して部品点数を削減でき、その結果、光源装置の組み立て工数も削減することができる。
【0070】
なお、上記実施の形態9に係る光源装置において、台座75及びランプベース70の代わりに一体構造の部材97を用いることによっても、上記と同様の効果を得ることができる。
【0071】
【発明の効果】
この発明のうち請求項1に係るものによれば、放電ランプが破裂すると、破裂の際に発生する圧力波によって遮断弁機構の可動弁が押圧され、容器の内部空間と外部空間との空間的接続が遮断される。従って、放電ランプの破片が容器の外部空間に飛散することを防止することができる。
また、遮断弁機構は容器上ではなく光源装置収納容器上に配設されているため、容器上に直接配設する部品点数を削減することができる。
【0072】
また、この発明のうち請求項2に係るものによれば、放電ランプが破裂した際、可動弁は、第2の通気口を塞いだ状態で固定爪によって固定される。従って、放電ランプの破片を容器内及び弁収納容器内に閉じ込めることができる。
【0074】
また、この発明のうち請求項3に係るものによれば、放電ランプが破裂していない正常状態において、可動弁の主面の外周全てを通気路として使用することができるため、通気効率を高めることができる。
【0075】
また、この発明のうち請求項4に係るものによれば、複数の第1の通気口の各々に対応して遮断弁機構が配設されているため、放電ランプの破片が容器の外部空間に飛散することを適切に防止することができる。
【0076】
また、この発明のうち請求項5に係るものによれば、放電ランプが破裂すると、破裂の際に発生する圧力波により可動弁が押圧されて第2の通気口を塞ぐことによって、凹面反射鏡の内部空間と遮断弁機構の外部空間との空間的接続が遮断される。従って、放電ランプの破片が外部空間に飛散することを防止することができる。
【0077】
また、この発明のうち請求項6に係るものによれば、放電ランプが破裂した際、可動弁は、第2の通気口を塞いだ状態で固定爪によって固定される。従って、放電ランプの破片を凹面反射鏡内及び遮断弁機構内に閉じ込めることができる。
【0078】
また、この発明のうち請求項7に係るものによれば、平板の曲げ加工のみによって遮断弁機構を製作することができる。従って、溶接加工やかしめ加工によって遮断弁機構を製作する場合と比較すると、工程数の削減を図ることができる。
【0079】
また、この発明のうち請求項8に係るものによれば、平板の曲げ加工のみによって遮断弁機構を製作することができる。従って、溶接加工やかしめ加工によって遮断弁機構を製作する場合と比較すると、工程数の削減を図ることができる。
【0080】
また、この発明のうち請求項9に係るものによれば、遮断弁機構及び台座の少なくとも一方を金属によって構成することにより、放熱効果を高めることができる。
【0081】
また、この発明のうち請求項10に係るものによれば、凹面反射鏡の材質と遮断弁機構の材質とで熱膨張係数が大きく異なる場合であっても、熱膨張係数が凹面反射鏡の材質と遮断弁機構の材質との間の材質で構成された台座を介することによって、熱膨張の程度差に起因する変形を緩和することができる。
【0082】
また、この発明のうち請求項11に係るものによれば、台座の熱膨張係数を、凹面反射鏡の熱膨張係数と遮断弁機構の熱膨張係数との間に設定することができる。
【0083】
また、この発明のうち請求項12に係るものによれば、ランプベースと台座とを一体構造として形成することにより、光源装置の部品点数を削減でき、組み立て工数の削減を図ることができる。
【0084】
また、この発明のうち請求項13に係るものによれば、光源装置が備える放電ランプが破裂したときに、放電ランプの破片が投写型表示装置の外部空間に飛散することを防止することができる。
【0085】
また、この発明のうち請求項14に係るものによれば、軸流ファンは、正投影像において互いに隣接する翼同士の間に隙間がない翼形状を有している。そのため、光源装置が備える放電ランプが破裂したときに、たとえ放電ランプの破片が光源装置の外部に漏れ出た場合であっても、その破片が軸流ファンから投写型表示装置の外部空間に飛散することを防止することができる。
【0086】
また、この発明のうち請求項15に係るものによれば、軸流ファンは、正投影像において互いに隣接する翼同士の間に隙間がない翼形状を有している。そのため、光源装置が有する放電ランプが破裂したときに、たとえ放電ランプの破片が光源装置の外部に漏れ出た場合であっても、その破片が軸流ファンから投写型表示装置の外部空間に飛散することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1に係る光源装置の構造を示す断面図である。
【図2】 遮断弁機構の構造を示す斜視図である。
【図3】 他の遮断弁機構の構造を示す斜視図である。
【図4】 放電ランプが破裂した状況を示す断面図である。
【図5】 本発明の実施の形態2に係る光源装置の構造を示す断面図である。
【図6】 本発明の実施の形態3に係る遮断弁機構の構造を示す斜視図である。
【図7】 図6に示した構造の、図6中のXZ平面に関する断面図である。
【図8】 図6に示した構造の上面図である。
【図9】 可動弁の構造を示す斜視図である。
【図10】 本発明の実施の形態4に係る遮断弁機構の構造を示す斜視図である。
【図11】 本発明の実施の形態6に係る投写型表示装置の外観構造を示す斜視図である。
【図12】 投写型表示装置に搭載された軸流ファンの構造を示す正面図である。
【図13】 本発明の実施の形態8に係る光源装置の構造を示す断面図である。
【図14】 本発明の実施の形態8に係る光源装置の組み立て工程を示す斜視図である。
【図15】 本発明の実施の形態9に係る光源装置の構造を示す断面図である。
【図16】 本発明の実施の形態9に係る光源装置の組み立て工程を示す斜視図である。
【図17】 本発明の実施の形態10に係る光源装置の構造を示す断面図である。
【図18】 本発明の実施の形態10に係る光源装置の組み立て工程を示す斜視図である。
【図19】 従来の光源装置の外観構造を示す斜視図である。
【図20】 図19中の仮想平面Aで切断した場合の断面構造を示す断面図である。
【図21】 図19中の仮想平面Bで切断した場合の断面構造を示す断面図である。
【図22】 従来の投写型表示装置の外観構造を示す斜視図である。
【図23】 従来の投写型表示装置に搭載されている軸流ファンの構造を示す正面図である。
【図24】 従来の投写型表示装置の内部構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 放電ランプ、4 凹面反射鏡、5 前面板、35,45,45a,90,91 遮断弁機構、31a,31b,41,47,52a,52b,73a,73b 可動弁、32a,32b,42,74a,74b 固定爪、33a,33b,43,49,51a,51b,70a,70b,71a,71b,100〜102 通気口、71,72,97 部材、95 蓋部材、110 光源装置収納容器、505 軸流ファン。
Claims (15)
- 放電ランプと、
前記放電ランプを取り囲んで配設され、透光性の光出射面を一部に有する容器と、
前記容器に設けられた第1の通気口と、
前記容器の内部空間からの圧力波によって押圧されることにより、前記第1の通気口を介した前記内部空間と外部空間との空間的接続を遮断する可動弁を有する、前記第1の通気口の近傍に配設された遮断弁機構と
を備え、
前記光出射面を除き前記容器を取り囲んで配設され、前記第1の通気口に整合する開口を有する光源装置収納容器をさらに備え、
前記遮断弁機構は、前記開口が形成されている部分の前記光源装置収納容器上に配設されている、光源装置。 - 前記遮断弁機構は、
前記外部空間と前記第1の通気口とを空間的に繋ぐ第2の通気口を有する弁収納容器と、
前記弁収納容器の内面に形成された固定爪と
をさらに有し、
前記圧力波によって押圧されることにより前記可動弁は前記第2の通気口を塞ぎ、
前記固定爪は、前記可動弁が前記第2の通気口を塞いだ状態で前記可動弁を固定する、請求項1に記載の光源装置。 - 前記遮断弁機構は、前記外部空間と前記第1の通気口とを空間的に繋ぐ第2の通気口を有する弁収納容器をさらに有し、
前記圧力波によって押圧されることにより前記可動弁の主面が前記第2の通気口を塞ぎ、
前記圧力波によって押圧されるよりも前の状態において、前記可動弁は、前記主面の外周が前記弁収納容器に接することなく、前記主面が前記第2の通気口と対面して前記弁収納容器内に配置されている、請求項1に記載の光源装置。 - 前記容器には、前記第1の通気口が複数設けられており、
前記遮断弁機構は、複数の前記第1の通気口の各々に対応して配設されている、請求項1〜3のいずれか一つに記載の光源装置。 - 放電ランプと、
前記放電ランプを内設して配置された凹面反射鏡と、
前記凹面反射鏡の内部空間に空間的に繋がる第1の通気口を有し、前記放電ランプと前記凹面反射鏡とを位置決めして互いに固定するためのランプベースと、
前記第1の通気口に空間的に繋がる第2の通気口を有し、前記ランプベースを内設して配置された遮断弁機構と、
前記第2の通気口の近傍において前記遮断弁機構内に配設され、前記内部空間からの圧力波によって押圧されることにより、前記第1及び第2の通気口を介した前記内部空間と前記遮断弁機構の外部空間との空間的接続を遮断する可動弁と
を備える光源装置。 - 前記遮断弁機構の内面に形成された固定爪をさらに備え、
前記圧力波によって押圧されることによって、前記可動弁は前記第2の通気口を塞ぎ、
前記固定爪は、前記可動弁が前記第2の通気口を塞いだ状態で前記可動弁を固定する、請求項5に記載の光源装置。 - 前記遮断弁機構は、
互いに対向する第1及び第2面がそれぞれ開口した筒状部材と、
平板の曲げ加工によって形成され、前記第1及び第2面に対応する2つの面に前記第2の通気口及び前記可動弁がそれぞれ形成された、前記筒状部材に嵌合する枠状部材と
を有し、
前記第1又は第2面から前記筒状部材内に前記枠状部材が差し込まれることによって、 前記遮断弁機構が構成されている、請求項5又は6に記載の光源装置。 - 前記遮断弁機構は、
平板の曲げ加工によって形成され、互いに対向する第1及び第2面に前記第2の通気口及び前記可動弁がそれぞれ形成された枠状部材と、
前記枠状部材の枠形状に嵌合する蓋部材と
を有し、
前記枠形状によって規定される前記枠状部材の開口面に前記蓋部材が被せられることによって、前記遮断弁機構が構成されている、請求項5又は6に記載の光源装置。 - 前記凹面反射鏡と前記遮断弁機構とを互いに固定するための台座をさらに備え、
前記遮断弁機構及び前記台座の少なくとも一方は、金属によって構成されている、請求項5〜8のいずれか一つに記載の光源装置。 - 前記凹面反射鏡と前記遮断弁機構との間に配設された台座をさらに備え、
前記台座は、熱膨張係数が前記凹面反射鏡の材質と前記遮断弁機構の材質との間の材質によって構成されている、請求項5〜8のいずれか一つに記載の光源装置。 - 前記凹面反射鏡の材質はガラスであり、前記遮断弁機構の材質は金属であり、前記台座の材質はセラミックである、請求項10に記載の光源装置。
- 前記ランプベースと前記台座とは一体構造として形成されている、請求項9〜11のいずれか一つに記載の光源装置。
- 請求項1〜12のいずれか一つに記載の光源装置と、
表示される画像が表されたライトバルブと、
前記光源装置から出射された光を前記ライトバルブに照射する光学系と、
前記光が照射された前記ライトバルブの前記画像を表示面に投写する投写レンズと
を備える投写型表示装置。 - 少なくとも前記光源装置が収納された収納容器と、
前記収納容器に配設された、回転軸を中心に複数の翼が並設された軸流ファンと
をさらに備え、
前記軸流ファンは、前記回転軸の方向から正投影して得られる正投影像において、互いに隣接する前記翼同士の間に隙間がない翼形状を有していることを特徴とする、請求項13に記載の投写型表示装置。 - 放電ランプを有する光源装置と、
表示される画像が表されたライトバルブと、
前記光源装置から出射された光を前記ライトバルブに照射する光学系と、
前記光が照射された前記ライトバルブの前記画像を表示面に投写する投写レンズと、
少なくとも前記光源装置が収納された収納容器と、
前記収納容器に配設された、回転軸を中心に複数の翼が並設された軸流ファンと
を備え、
前記軸流ファンは、前記回転軸の方向から正投影して得られる正投影像において、互いに隣接する前記翼同士の間に隙間がない翼形状を有していることを特徴とする投写型表示装置。
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