JP2003207849A - ランプ装置及びそれを備えたプロジェクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安全性及び信頼性を確保するための放熱性能
の向上と装置の小型化とを併せて達成するランプ装置及
びそれを利用したプロジェクタを提供する。 【解決手段】 ランプ１１０、ランプ１１０から放射し
た光を所定方向に反射させる曲面状で一端が開口したリ
フレクタ１２０、リフレクタ１２０をその開口端部で支
持固定するハウジング取付枠体１４０を有するランプユ
ニット１００と、ランプ及びリフレクタの反射面を保護
するガラス板３００と、ランプユニット１００及びガラ
ス板３００を保持するハウジング２００とを備え、ハウ
ジング取付枠体１４０とガラス板３００との間にリフレ
クタ内面冷却用の第１の風路２１３を配し、ハウジング
取付枠体１４０とハウジング２００の背面壁との間にリ
フレクタ背面冷却用の第２の風路２１５を配置したラン
プ装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ランプ装置及びそ
れを備えたプロジェクタに関し、特にそれらの冷却性能
の向上に関する。

【０００２】

【従来の技術】ランプ及びそれを保持するハウジングま
たはケース等からなるランプ装置は、ランプが使用によ
り発熱して高温になり易い。特に、プロジェクタで使用
する照明用ランプ装置は、プロジェクタの高輝度化及び
小型化にともなって、より高温になる傾向がある。この
ため、ランプ装置及びそれを使用している機器は、安全
性や信頼性の観点から、ランプ装置の放熱対策が重要に
なっている。そして、このランプ装置の放熱対策は、従
来、主としてファンを利用した放射放熱により行なわれ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、放射放
熱に依存したランプ装置の放熱では、ランプの高輝度化
に伴い、ファンの数を増す、ファンの容量を大きくす
る、あるいはファンの回転数を増大させる等の必要があ
り、それらはランプ装置及びそれを使用している機器の
小型化の要請に反することになる。また、従来は、ラン
プを支持するハウジングやケースの局部、あるいはラン
プ装置を収納した機器の外装ケースの対応部分が、その
他の場所に比べて特に高温となる場合もあった。本発明
は、上記問題に鑑みてなされたもので、安全性及び信頼
性を確保するための放熱性能の向上と装置の小型化とを
併せて達成する、ランプ装置及びそれを利用した機器、
特にプロジェクタ、を提供することを課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に対処
するため、以下のような構成を採用する。

【０００５】（１）本発明のランプ装置は、ランプ及び
該ランプから放射した光を所定方向に反射させる曲面状
で一端が開口したリフレクタを有するランプユニット
と、前記ランプ及び前記リフレクタの反射面を保護する
光透過性板材と、前記ランプユニット及び前記光透過性
板材を保持するハウジングとを備え、前記リフレクタの
開口端と前記光透過性板材との間に前記ハウジングの外
部と連通する第１の風路を配し、該風路を介して前記ラ
ンプユニットと前記光透過性板材とを対向配置したもの
である。この構成によれば、熱源であるランプを直接空
冷することができるので、その冷却能力が大きく向上す
る。 （２）また、上記装置において、前記ランプユニット
は、前記リフレクタの開口側外周部に前記ハウジングと
の固定に供するためのハウジング取付部を有し、前記ハ
ウジングは、前記ハウジング取付部を受け入れて前記ラ
ンプユニットを保持するランプユニット保持部と、前記
光透過性板材を受け入れて保持する板材保持部とを有す
る構成とすることができる。 （３）また、上記装置において、前記ハウジング取付部
は、前記リフレクタの開口側外周端部を受け入れて支持
固定するリブを備えるようにすることができる。 （４）なお、上記装置において、前記リブが、前記リフ
レクタの開口側外周の半周以上を支持するようにする
と、リフレクタを安定して前記ハウジング取付部に固定
できる。 （５）また、上記装置において、前記リフレクタの開口
側外周部に該外周部の一部を切り落とした形状の平坦部
を設け、該平坦部を前記リブの内面に対向させる。これ
により、ランプユニットの外形を小さくできると共に、
その平坦面がリフレクタの背面に沿う流れを形成させ
る。 （６）また、上記装置において、前記ハウジング取付部
と前記ハウジングの後壁との間に前記ハウジングの外部
と連通する第２の風路を配したものである。この第２の
風路により、リフレクタを背面から空冷することが可能
になる。 （７）また、上記装置において、前記第１の風路及び第
２の風路が、それぞれ前記ハウジングの側壁に形成され
た吸排気口を備えるようにしてもよい。 （８）なお、（７）において、第１の風路を構成する吸
排気口を、第２の風路を構成する吸排気口より小さくす
ると、第１の風路の空気速度が第２の風路のそれより早
くなり、ランプの冷却効率をリフレクタの冷却効率より
高くすることができる。

【０００６】（９）上記装置において、前記ハウジング
は金属からなるものとする。この場合、好ましいのは、
マグネシウム、アルミニウム、チタン、あるいはこれら
を一部含んだ合金である。金属、特にここに列記したよ
うな金属は、他の物に比べて軽量で熱伝導性が良いこと
に加え、堅固で耐熱性に優れ、樹脂のような紫外線によ
る劣化も無く、変形もしにくいという利点を有する。こ
の理由により、ハウジンクに局所的な高温部が発生して
もその高温部の温度はすぐに均熱化されて低減される。
また、ランプユニットで発生した熱がハウジングに良好
に熱伝導されるため、ランプユニットの放熱も促進され
る。 （１０）また、上記装置において、前記ハウジングの内
側表面の熱吸収率を前記金属自体の熱吸収率より高める
表面加工を、該ハウジングの内側表面に施すことができ
る。これにより、ランプユニットからハウジングへの放
射による熱伝達量を増大させることができる。 （１１）また、上記装置において、前記ハウジングの外
側表面の熱放射率を前記金属自体の熱放射率より高める
表面加工を、該ハウジングの外側表面に施すことができ
る。これにより、ハウジングからその外部への放射によ
る熱伝達量を増大させることができる。 （１２）さらに、上記装置において、前記ランプのイグ
ニッション電圧は１０ＫＶ以下とするのが好ましい。こ
れにより、絶縁性を保つための絶縁距離が低減できると
ともに、ランプユニットやハウジングに用いる材料の種
類を広げることができる。

【０００７】（１３）本発明のプロジェクタは、上記
（１）乃至（１２）のいずれかに記載のランプ装置を、
照明用光源として外装ケースの内部に備えたものであ
る。これによれば、ランプ装置の冷却能力の向上に対応
して、プロジェクタの小型化、高輝度化が図れる。 （１４）また、上記プロジェクタが、光学系を構成する
光学素子を保持する金属筐体を備えたものにあっては、
前記ランプ装置をそのハウジングを利用して該金属筐体
に熱伝導可能に固定するのがよい。こうすることで、ラ
ンプユニットの熱をハウジングを介して金属筐体へ熱伝
導させて放熱することも可能となる。 （１５）また、上記プロジェクタにおいて、前記ランプ
装置と前記外装ケースとの間に風路を配したものであ
る。これにより、ランプ装置の熱が直接外装ケースに伝
わることがなくなり、プロジェクタ利用者の安全が確保
される。 （１６）なお、（１５）において、前記ランプ装置と前
記外装ケースとの対向部のランプ装置側に該ランプ装置
のハウジングより熱放射率の低い熱緩衝材を配置するこ
とができる。 （１７）また、（１５）において、前記ランプ装置と前
記外装ケースとの対向部の外装ケース側に該外装ケース
より熱反射率の高い熱緩衝材を配置することができる。
これら（１６）、（１７）の構成により、ランプ装置か
ら外装ケースへの熱伝達量を低減することができ、プロ
ジェクタ利用者の安全が図れる。 （１８）さらに、上記プロジェクタにおいて、前記ラン
プ装置からの出射光の光路に該出射光を横切って流れる
空気を導入することもできる。これにより、前記ランプ
装置からの他の光学素子に向かう熱の流れが抑制される
ので、ランプ装置の後に配置される光学素子に対してラ
ンプ装置の発熱の影響を小さくすることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【０００９】実施形態１（ランプ装置） 図１は本発明の実施形態に係るランプ装置を構成するラ
ンプユニットの構成を示す説明図である。図示するよう
に、ランプユニット１００は、各種のランプ（ここでは
高圧水銀ランプ１１０とする）と、一端が開口したリフ
レク１２０とを備える。高圧水銀ランプ１１０は、中央
部の発光管１１１と、発光管１１１の両側のシール部１
１２、１１３からなる。また、リフレクタ１２０は、内
面が回転楕円面鏡あるいは放物面鏡等からなり、ランプ
１１０の光を有効に反射する有効反射面１２１を有する
部分と、有効反射面１２１より先端側で開口部を構成
し、リフレクタ１２０を後述するハウジングに取付ける
ハウジング取付枠体１４０が設けられたリフレクタ支持
部１２２とを備える。なお、リフレクタ支持部１２２の
内面は有効反射面となっていなくてもよい。ランプ１１
０は、光軸上で、リフレクタ１２０からシール部１１２
の端部を外側に貫通させ、この貫通部によりリフレクタ
１２０の中心底部に固着されている。

【００１０】それらのシール部１１２，１１３からは電
源リード線１３１、１３２が出ている。電源リード線の
一方１３１は、ランプ１１０のシール部１１２からコネ
クタ１５０に接続されている。そして、電源リード線の
他方１３２は、後述の点灯補助線１３３の巻き線のある
シール部１１３からリフレクタ１２０に設けられた細孔
１２３を貫通して、リフレクタ１２０の外面に取付けら
れた端子台１２４を経由してコネクタ１５０に接続され
ている。そして、コネクタ１５０はさらに電源装置１６
０に接続されている。なお、点灯補助線１３３は、ラン
プ１１０の始動時の絶縁破壊を行い易くし、点灯性を向
上する作用を果たすもので、ランプ１１０のシール部１
１３に巻き付けられ、その一端はランプ１１０の発光管
１１１及び巻き線のない側のシール部１１２に沿って配
線されて、さらに電源リード線１３１に接続されてい
る。

【００１１】次に、上記ランプユニット１００を採用し
たランプ装置について説明する。本実施形態のランプ装
置は、基本的に、ランプユニットとそれを保持するハウ
ジングとからなる。図２〜図４は本発明の実施形態に係
るランプ装置を表したもので、図２はランプユニットと
ハウジングとの組付方法を示す斜視図、図３はランプ装
置を背面方向から示した斜視図、図４はランプ装置を正
面から見た正面図である。なお、これらの図では、図１
で説明した電源リード線１３１，１３２やコネクタ１５
０は省略している。

【００１２】ランプユニット１００を構成するリフレク
タ１２０が、その開口側外周部にハウジング取付枠体１
４０を備えることは既に説明したが、そのハウジング取
付枠体１４０は、リフレクタ１２０で反射した平行光を
全て通過させることができるように、少なくともリフレ
クタ１２０の有効反射面先端の径以上の大きさの開口を
有する。また、ハウジング取付枠体１４０の形状は特に
限定されるものではないが、ここでは製造が容易な正方
形枠体としている。ハウジング取付枠体１４０は、リフ
レクタ１２０の開口側外周端部と嵌合する壁面を有し、
その壁面を利用してリフレクタ１２０を支持固定してい
る。なお、その壁面はハウジング取付枠体１４０の周囲
に突設させたリブ１４１で形成することができる。リブ
１４１とリフレクタの開口側外周端部とは、できるだけ
多くの領域（直線領域及び曲線領域を含む）で嵌合させ
るのが良く、リブ１４１をリフレクタ１２０の開口側外
周の半周以上と嵌合させると、安定した固定が実現され
る。また、その嵌合の際に接着剤等を併用してもよい。
さらに、ここでは、ハウジング取付枠体１４０の底面辺
をその他の辺より前方に長く突出させて台座１４２を形
成し、その台座１４２をハウジング２００との位置決
め、及び／または、ハウジング２００との熱伝導に利用
している。

【００１３】また、ハウジング取付枠体１４０の形状に
対応させて、リフレクタ１２０は、本来円形の断面形状
となる開口側外周部の膨出部の一部をカットした状態の
平坦部１２５を四箇所に備え、この平坦部１２５をハウ
ジング取付枠体１４０の各辺の内側に位置させている。
なお、平坦部１２５をリブ１４１に対向配置して嵌合さ
せてもよい。リフレクタ１２０のこの平坦部１２５は、
ランプユニット１００の形状を小さくする他に、リフレ
クタ１２０とハウジング取付枠体１４０とを取付ける際
の位置決めにも利用できる。また、この平坦部１２５
は、リフレクタ１２０背面を流れる空気をリフレクタに
沿って流す作用も果たす。

【００１４】一方、ランプユニット１００を保持するハ
ウジング２００は、ランプユニットを収納する一端が開
口した略箱状のもので、ここでのハウジング２００は、
図２、図３に示すように、底面２０１、前面壁２０２、
側面壁２０３，２０４、背面壁２０５を備えてなる。ま
た、ハウジング２００の中央部には、ランプユニット１
００を勘合保持（又は係合保持）するランプユニット保
持部２０６を備える。さらに、前面壁２０２はリフレク
タ１２０の開口径に対応した大きさの開口２０２Ａを有
し、前面壁２０２の内側には、ランプ１１０及びリフレ
クタ１２０を保護するための光透過性板材であるガラス
板３００を収納保持するガラス板収納溝２０７を備えて
いる。ハウジング２００は、また、底面２０１に通気口
２０８を、そして後側部にコネクタ（図１のコネクタ１
５０に相当）を取付けるためのコネクタ設置部２０９を
備える。ハウジング２００はまた、それを他の部品や筐
体に固定するためのネジ固定部２１０，２１１を有す
る。

【００１５】このランプ装置１では、ハウジング取付枠
体１４０とガラス板３００との間に第１の風路２１３
が、そして、ハウジング取付枠体１４０とハウジングの
背面壁２０５との間に第２の風路２１５がそれぞれ形成
されるように、ハウジング取付枠体１４０がハウジング
２００に固定される。これら第１の風路２１３と第２の
風路２１５の吸排気口は、ハウジング２００の側面壁２
０３，２０４を切欠いて形成される。その場合、ランプ
１１０の放熱効率をリフレクタ１２０の放熱効率より高
めるべく、第１の風路２１３の吸排気口２１４の面積を
第２の風路２１５の吸排気口２１６の面積より小さくし
て、第１の風路２１３を流れる空気の速度を第２の風路
２１５を流れる空気の速度より高くするようにしてもよ
い。

【００１６】ところで、ハウジングは、図２、図３に示
した形状に限定されることなく、ランプユニット１００
及びガラス板３００が収納保持可能な形状を有し、その
前面壁がリフレクタの開口部に対応して開口しており、
さらに、外部と連通する前述した第１及び第２の風路に
相当するものが備わっているものであればよい。そし
て、天面の有無、底面や周囲壁の切欠き等は適宜に設計
できる。

【００１７】また、ハウジング２００は樹脂製としても
よいが、その熱伝導性、耐熱性、剛性等の観点から、金
属、特に Ｍｇ、Ａｌ、Ｔｉ等の金属、あるいは少なく
ともそれらの一部を含有する合金製のものを使用するの
がよい。なお、金属製のハウジングの場合には、それら
の金属がランプ１１０に対して露出する表面を、絶縁性
を有する物質の塗装や、陽極酸化処理等により絶縁処理
するのが好ましい。

【００１８】金属製ハウジング２００には、その内側表
面の熱吸収率を該金属自体の熱吸収率より高める表面加
工を、該ハウジングの内側表面に施すのが好ましい。さ
らにそれら金属製ハウジング２００には、その外側表面
の熱放射率を該金属自体の熱放射率より高める表面加工
を、該ハウジングの外側表面に施すのが好ましい。これ
らの処理は、塗装、シートの貼付け、あるいは陽極酸化
処理等の化学処理により行うことができる。このような
加工又は処理により、ランプユニット１００からハウジ
ング２００への熱伝達を促進させることが可能となる。
さらに、ランプユニット１００のランプ１１０には、絶
縁性の観点からイグニッション電圧が１０ＫＶ以下のラ
ンプを用いるのが好ましく、特に、５ＫＶ以下のランプ
が好ましい。

【００１９】実施形態１のランプ装置によれば、第１の
風路２１３を流れる空気で発光源であるランプ１１０及
びリフレクタ１２０の反射面を直接空冷できると共に、
第２の風路２１５を流れる空気でリフレクタ１２０の背
面も空冷できる。加えて、ランプユニット１００の熱が
そのハウジング取付枠体１４０を介してハウジング２０
０に伝導され、さらにそのハウジング２００が空冷され
ることになるため、ランプ装置１の放熱能力が向上す
る。

【００２０】実施形態２（プロジェクタ） ここでは、上記実施形態１で説明したランプ装置を用い
たプロジェクタを説明する。 （１）プロジェクタの外部構造 図５は本発明の実施形態に係るプロジェクタを上面方向
から見た外観図、図６はそれを底面方向から見た外観図
である。プロジェクタの主要な構成部品は外装ケース２
の内部に収納されている。ここで、外装ケース２は、装
置上部を覆うアッパーケース３と、装置下部を覆うロア
ーケース４と、正面部を覆うフロントケース５とから構
成されている。これらの外装ケース２は金属または樹脂
から製造することができる。ただし、その剛性や放熱性
の観点から、外装ケース２は、マグネシウム、アルミニ
ウム、チタン等の金属、またはそれらの少なくとも一部
を含んだ合金から製造するのが好ましい。

【００２１】図５に示すように、アッパーケース３の天
面右側には、フィルタ交換蓋２１で覆われた天面吸気口
２４が設けられている。このフィルタ交換蓋２１には、
外部から取り入れた空気を装置内部へ冷却空気として導
入するためのスリット状の開口２２が形成され、フィル
タ交換蓋２１の内側には、エアフィルタ（図示せず）が
設けられている。このフィルタ交換蓋２１をアッパーケ
ース３の上面側から着脱することで、内部のエアフィル
タを交換することが可能となっている。

【００２２】また、アッパーケース３の天面において、
フィルタ交換蓋２１の前方には、スピーカ（図示せず）
用の多数の連通孔２３が穿設されている。連通孔２３の
側方には、プロジェクタの画質等を調整するための操作
パネル２５が設けられている。これらのフィルタ交換蓋
２１、連通孔２３、及び操作パネル２５が設けられてい
る部分は、アッパーケース３の一部が上方に膨出した膨
出部３Ａになっており、この膨出部３Ａによって形成さ
れる内部に前述のエアフィルタや、スピーカ、操作パネ
ル２５用の回路基板等が収容されている。

【００２３】一方、図６に示すように、ロアーケース４
の底面には、内部に冷却空気を供給するための底面吸気
口４Ａが形成されて、その近傍に、外装ケース内に固定
されたランプ装置を交換するために開閉されるランプ蓋
４Ｂがネジ３５で装着されている。また、ロアーケース
４の前方角部にはフット３１Ｒ，３１Ｌが設けられ、後
方中央部にはフット３１Ｃが設けられている。フット３
１Ｒ，３１Ｌは、ダイヤル部分を回転させたり、レバー
３２Ｒ，３２Ｌを操作することで突出方向に進退する構
成であり、その進退量を調整することによって表示画面
の高さや傾きを変更することが可能となっている。

【００２４】そして、フロントケース５からは投写レン
ズ６の先端部が突出しており、フロントケース５の右端
部には、別体のリモートコントローラからの光信号を受
信するための受光部３３が、そして、フロントケース５
の中央部には、外装ケース２内部の空気を排出する排気
口３４が設けられている。さらに、外装ケース２の側面
及び背面には、外部電源との接続用のＡＣインレット４
０や、外部に露出する各種の入出力端子群４１が配置さ
れている。

【００２５】（２）プロジェクタの内部構造 図７は本発明の実施形態に係るプロジェクタの内部を上
面方向から見た実装図である。外装ケース２の内部に
は、電源ユニット９（９Ａ，９Ｂ，９Ｃ）、実施形態１
で説明した照明用ランプ装置１、ランプ装置１を除いた
プロジェクタの光学系を構成する後述する光学ユニット
１０、光学ユニット１０から射出された光を投写する投
写レンズ６、主制御回路基板であるメインボード１２、
映像音声回路基板であるＡＶボード１３等が配置されて
いる。また、フロントケース５側には、ランプ装置１に
対応した位置に主排気ファン１５が、その近傍に補助排
気ファン１６がそれぞれ配置されている。さらに、図示
してはいないが、前述した天面吸気口２４及び／または
底面吸気口４Ａの近傍には、吸気ファンが配置されてい
る。なお、図７中、４００は光学ユニット１０を構成す
る各光学素子を収納保持する筐体（この例ではＭｇやＡ
ｌ等の金属からなる。なお、以下では、ライトガイドと
称する）、９１０は色光合成のためのクロスダイクロイ
ックプリズム、９２５ＲＣ，９２５ＧＣ，９２５ＢＣ
は、クロスダイクロイックプリズム９１０に取付けられ
た赤色、緑色、青色の各色光に対応する光変調手段とし
ての液晶パネル（後述）から延びるケーブルを表してい
る。

【００２６】電源ユニット９は、投写レンズ６の側部に
配置された第１電源ブロック９Ａと、平面Ｕ字型の光学
系における中央の空間、すなわち投写レンズ６とランプ
装置１との間の空間に配置された第２電源ブロック９
Ｂ、光学系の光源ランプユニット８側の側部に配置され
た第３電源ブロック９Ｃで構成されている。第１電源ブ
ロック９Ａは、ＡＣインレット４０を備えており、この
ＡＣインレット４０を通して得られる外部電源からの電
力を第２電源ブロック９Ｂ及び第３電源ブロック９Ｃに
分配供給している。第２電源ブロック９Ｂは、第１電源
ブロック９Ａから得られる電力を変圧して主に前記制御
系を構成するメインボード１２に供給している。また、
この第２電源ブロック９Ｂは、主排気ファン１５及び補
助排気ファン１６を駆動するのにも利用されている。第
３電源ブロック９Ｃは、第１電源ブロック９Ａから得ら
れる電力を変圧してランプ装置１に供給している。第３
電源ブロック９Ｃは、最も消費電力の大きいランプ装置
１に電力を供給する必要から、第１及び第２電源ブロッ
ク９Ａ，９Ｂよりも大きく、外装ケース２の前後にわた
って配置されている。

【００２７】（３）光学ユニットの構成 図８は本発明の実施形態に係るプロジェクタの光学系を
示す構成図である。以下では、図８を参照しながら光学
ユニット１０の構成を説明する。

【００２８】光学ユニット１０は、照明光学系９２３、
色光分離光学系９２４、リレー光学系９２７、光変調手
段としての液晶パネル９２５Ｒ，９２５Ｇ，９２５Ｂ、
色光合成のためのクロスダイクロイックプリズム９１
０、及び投写レンズ６等から構成されている。

【００２９】照明光学系９２３は、実施形態１で説明し
た照明光源としてのランプ装置１と、液晶パネル９２５
Ｒ，９２５Ｇ，９２５Ｂの画像形成領域をほぼ均一に照
明するインテグレータレンズを構成する第１及び第２の
レンズアレイ９２１，９２２と、反射ミラー９３１（照
明光の進行方向を変えない配置構成の場合には不要）
と、重畳レンズ９３２とを備えている。

【００３０】第１のレンズアレイ９２１は、略矩形状の
輪郭を有する小レンズ９２１１がＭ行Ｎ列のマトリクス
状に配列された構成を有している。各小レンズ９２１１
は、光源から入射された平行な光束を複数の（すなわち
Ｍ×Ｎ個の）部分光束に分割し、各部分光束を第２のレ
ンズアレイ９２２の近傍で結像させる。各小レンズ９２
１１の輪郭の形状は、液晶パネル９２５Ｒ，９２５Ｇ，
９２５Ｂの画像形成領域の形状とほぼ相似形をなすよう
に設定されている。例えば、液晶パネルの画像形成領域
のアスペクト比（横と縦の寸法の比率）が４：３である
ならば、各小レンズのアスぺクト比も４：３に設定され
る。また、第２のレンズアレイ９２２も、第１のレンズ
アレイ９２１の小レンズ９２１１に対応するように、小
レンズ９２２１がＭ行Ｎ列のマトリクス状に配列された
構成を有している。

【００３１】色光分離光学系９２４は、２枚のダイクロ
イックミラー９４１，９４２と反射ミラー９４３とを備
え、照明光学系９２３の重畳レンズ９３２から出射され
る光を、赤、緑、青の３色の色光に分離する機能を有し
ている。リレー光学系９２７は、ダイクロイックミラー
９４２からの透過光に対応する光路で、入射側レンズ９
５４、リレーレンズ９７３、及び反射ミラー９７１，９
７２を備えている。

【００３２】液晶パネル９２５Ｒ，９２５Ｇ，９２５Ｂ
は、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子と
して用いたもので、クロスダイクロイックプリズム９１
０の３側面と対向するように、クロスダイクロイックプ
リズム９１０に固定部材を介して接着固定されている。
また、各液晶パネル９２５Ｒ，９２５Ｇ，９２５Ｂの光
入出射面側には、入射側偏光板９６０Ｒ，９６０Ｇ，９
６０Ｂが、そして光出射面側には出射側偏光板９６１
Ｒ，９６１Ｇ，９６１Ｂがそれぞれ配置されている。

【００３３】クロスダイクロイックプリズム９１０は、
赤、緑，青の３色の色光を合成してカラー画像を形成す
るもので、赤光を反射する誘電体多層膜と、青光を反射
する誘電体多層膜とが、４つの直角プリズムの界面に沿
って略Ｘ字状に形成され、これらの誘電体多層膜によっ
て上記３つの色光が合成される。そして、クロスダイク
ロイックプリズム９１０の出射面側に、投写レンズ６が
配置されている。

【００３４】次に、光学ユニット１０の組付構造を、図
９を参照しながら説明する。光学ユニット１０を組立て
るには、まず、光学素子を位置決めして保持する少なく
とも一面が開口した略箱状のライトガイド４００をその
開口側を上向きにして、即ち最終的に天面となる側を下
にして置く。そして、このライトガイド４００のランプ
装置収容部４０１にランプ装置１を挿入し、そのネジ固
定部２１０，２１１を利用してライトガイド４００にネ
ジ４１１、４１２で熱伝導可能に固定する。なお、ラン
プ装置１をライトガイド４００に固定した位置におい
て、ランプ装置１の第１の風路２１３及び第２の風路２
１５の吸排気口と対向する部分のライトガイド４００の
側壁は切欠かれているか、あるいはそれらの吸排気口と
同程度の大きさの通気口が形成されているものとする。
なお、図７中、符号１Ａは、ランプ装置１のコネクタ部
（図１の符号１５０に対応するもの）である。

【００３５】また、照明光学系９２３、色光分離光学系
９２４、及びリレー光学系９２７を構成する各光学素子
（各種ミラー、各種レンズ等）をライトガイド４００の
内側に配置し、それらの光学素子を弾性クリップ７等で
ライトガイド４００に固定する。さらに、ライトガイド
４００の色光合成プリズム収納部４０２に、赤、緑、青
の各色光に対応した液晶パネル９２５Ｒ，９２５Ｇ，９
２５Ｂが固着されたクロスダイクロイックプリズム９１
０を固定する。この場合、まず樹脂製のプリズム固定板
にクロスダイクロイックプリズム９１０を接着固定して
おき、そのプリズム固定板とライトガイド４００とをネ
ジ等で固定することができる。最後に、ライトガイド４
００のヘッド板４０３に投写レンズ６をネジ等で固定す
る。

【００３６】上記のようにして、各光学素子が取付けら
れたライトガイド４００を反転させて、各光学素子がラ
イトガイド４００とロアーケース４との間に収納される
ようにした後、ライトガイド４００に設けられた固定部
４０４、４０５等とロアーケース４に形成されたネジ穴
とを利用して、ライトガイド４００とロアーケース４と
をネジ等で熱伝導可能に固定する。

【００３７】（４）光学ユニットの作用 次に、再度図８を参照しながら光学ユニット１０の作用
を説明する。ランプ装置１から射出された光は、まずイ
ンテグレータレンズ（９２１と９２２から構成される）
に入る。インテグレータレンズは、第１のレンズアレイ
９２１の各レンズセルの像を、第２のレンズアレイ９２
２及び重畳レンズ９３２により液晶表示面に結像させる
ことで、光の利用率を向上させかつ照明むらを改善する
作用を果たす。そして、インテグレータレンズを出た光
は、重畳レンズ９３２を介して色光分離光学系９２４に
入る。

【００３８】色光分離光学系９２４の第１のダイクロイ
ックミラー９４１では、照明光学系９２３から出射され
た光束の赤色光成分を反射するとともに、青色光成分と
緑色光成分とが透過する。第１のダイクロイックミラー
９４１によって反射した赤色光は、反射ミラー９４３を
介して、フィールドレンズ９５１に入り、さらに赤色光
用の液晶パネル９２５Ｒに達する。このフィールドレン
ズ９５１は、第２のレンズアレイ９２２から出射された
各部分光束をその中心軸（主光線）に対して平行な光束
に変換する。他の液晶パネル９２５Ｇ，９２５Ｂの前に
設けられたフィールドレンズ９５２，９５３も同様であ
る。

【００３９】第１のダイクロイックミラー９４１を透過
した青色光と緑色光のうちで、緑色光は第２のダイクロ
イックミラー９４２によって反射し、フィールドレンズ
９５２を通って緑色光用の液晶パネル９２５Ｇに達す
る。一方、青色光は第２のダイクロイックミラー９４２
を透過してリレー光学系９２７を通り、さらにフィール
ドレンズ９５３を通って青色光用の液晶パネル９２５Ｂ
に達する。

【００４０】赤、緑、青の各色光は、液晶パネル９２５
Ｒ，９２５Ｇ，９２５Ｂに入射するにあたり、入射側偏
光板９６０Ｒ，９６０Ｇ，９６０Ｂで特定の偏光光のみ
とされる。この後、各偏光光は、各液晶パネル９２５
Ｒ，９２５Ｇ，９２５Ｂにおいて与えられた画像情報に
従って変調され、変調光として出射側備光板９６１Ｒ，
９６１Ｇ，９６１Ｂに出射される。この出射側偏光板９
６１Ｒ，９６１Ｇ，９６１Ｂにおいては、変調光のうち
の特定の偏光光のみが透過し、クロスダイクロイックプ
リズム９１０に入射する。そして、各色光はクロスダイ
クロイックプリズム９１０で合成されて合成光となり、
投写レンズ６を介して投写スクリーン等にカラー画像と
して投写される。

【００４１】なお、照明光学系９２３の所定位置、例え
ば、第２のレンズアレイ９２２と重畳レンズ９３２との
間に、ランプ装置１からのＰ偏光及びＳ偏光を含む光束
を、そのいずれかの偏光光束に揃える偏光ビームスプリ
ッタを配置すると、ランプ装置１からの光を無駄にする
こと無く、液晶パネル９２５Ｒ，９２５Ｇ，９２５Ｂで
全て利用することが可能となる。

【００４２】（５）プロジェクタの冷却構造 ここでは、プロジェクタの冷却構造について説明する。
実施形態２のプロジェクタにおいて、冷却用空気はクロ
スダイクロイックプリズム９１０付近の天面側に配置さ
れた吸気ファンを利用して天面吸気口２４から外装ケー
ス２の内部及びライトガイド４００の内側に取り込まれ
る。この空気は、液晶パネル９２５Ｒ，９２５Ｇ，９２
５Ｂ及びその周辺を冷却した後、ボード１２，１３を冷
却しながらランプ装置１側に導かれる。さらにその空気
は、ロアーケース４の底面に設けられた底面吸入口４Ａ
から取り込まれた新たな冷却用空気と共に、ランプ装置
１の周囲及びランプ装置１の第１の風路２１３及び第２
の風路２１５に流れ込んでそれを冷却する。また、これ
らの空気の一部は第２電源ブロック９Ｂ側を流れ、他の
一部は第３電源ブロック９Ｃ側を流れ、それぞれの電源
ブロックを冷却する。この後、冷却空気は各排気ファン
１５，１６によって排気口３４から外装ケース２の外側
に排気される。これに加えて、ランプ装置１で発生した
熱は、ランプ装置１とライトガイド４００との固定部を
介してガイド４００に熱伝導され、さらにライトガイド
４００の熱が外装ケース２との固定部を介して外装ケー
ス２に熱伝導されて放熱される。従って、実施形態２の
プロジェクタでは、ランプ装置１の冷却に関して実施形
態１で説明したと同様の冷却性能が得られることに加え
て、ランプ装置１の熱がライトガイド４００に熱伝導さ
れ、さらにライトガイド４００から外装ケース２へ熱伝
導されることにより、ランプ装置１を含むプロジェクタ
全体の放熱能力を向上させることができる。

【００４３】なお、図１０のランプ装置配置部の側断面
図に示すように、ライトガイド４００に固定したランプ
装置１の底面と外装ケース２を構成するランプ蓋４Ｂと
の間には、風路６０を形成しておくのが好ましい。こう
することで、ランプ装置１側へ入流してきた空気がその
風路６０をも通過するため、ランプ装置１の空冷面積を
増大させることができるとともに、その風路６０がラン
プ装置１からランプ蓋４Ｂへの熱伝達の緩衝作用を果た
すので、ランプ蓋４Ｂ部が他の部分に比べて特に高温に
なるのを抑制することができる。また、ランプ装置１と
外装ケース２との対向部のランプ装置側にランプ装置１
のハウジング２００の素材より熱放射率の低い熱緩衝材
を配置することや、その対向部の外装ケース２を構成す
るランプ蓋４Ｂに、ランプ蓋の素材より熱反射率の高い
熱緩衝材７０を配置することを併用すると、ランプ蓋４
Ｂ部が他の部分に比べて特に高温になるのを、さらに効
果的に抑制することができる。なお、熱緩衝材７０をラ
ンプ装置１側に配置してもよい。

【００４４】図１１は本発明の実施形態に係るプロジェ
クタにおける冷却構造の他の例を示す説明図である。な
お、図中の矢印は空気の流れる方向を示している。図１
１において、外装ケースの外部から入流してきた空気流
Ａを、ライトガイド４００の内部に色光合成プリズム収
納部４０２付近の各液晶パネル用通気口４０８ａ，４０
８ｂ，４０８ｃから取り込んで、液晶パネル９２５Ｒ，
９２５Ｇ，９２５Ｂ及びその周辺を冷却し、さらにその
空気をランプ装置１側に導いてランプ装置１を冷却した
後、ランプ装置収納部４０１付近の通気口４０６からラ
イトガイド４００の外に空気流Ｃとして排気している。
この点は先に説明した冷却構造と同じである。ここでは
さらに、第２のレンズアレイ付近（偏光ビームスプリッ
タを備える場合には偏光ビームスプリッタ付近）にライ
トガイド４００の通気口４０７を設けている。そして、
色光合成プリズム収納部４０２からランプ装置収納部４
０１に向かう空気流の一部を、ランプ装置１からの出射
光の光路を横切るように、この通気口４０７からライト
ガイド４００の外に空気流Ｂとして排気させている。こ
の空気流Ｂは、ランプ装置１から液晶パネルに向かう熱
の流れを抑制するように作用するため、液晶パネル等に
対するランプ装置１の発熱の影響が低減される。なお、
図１１中、符号４０９は投写レンズに対応する円孔であ
る。

【００４５】なお、本発明は、上記実施形態における、
リフレクタ１２０とハウジング取付枠体１４０との固
定、ハウジング取付枠体１４０とハウジング２００の固
定、ハウジング２００とガラス板３００との固定、ハウ
ジング２００とライトガイド４００との固定、ライトガ
イド４００と外装ケース２との固定、あるいはロアーケ
ース４とランプ蓋４Ｂとの固定は、先に説明した方法に
限定されるものではなく、ネジ、カシメ、係合、嵌合、
接着、あるいはこれらの組み合わせ等、各種の固定方法
によって行うことができる。

【００４６】また、上記実施形態では、液晶パネル３個
を備えたいわゆる３板式のプロジェクタを説明したが、
単板式のプロジェクタであってもよい。また、プロジェ
クタの光変調手段として液晶パネルを用いたが、液晶以
外のプラズマ素子、マイクロミラーを用いたデバイスパ
ネルから構成される光変調装置を備えたプロジェクタと
してもよい。さらに、光変調手段としての液晶パネル
は、赤、緑、青の各光束を透過して変調する透過型のも
のであったが、入射した光を反射しつつ変調して出射す
る反射型のものであってもよい。

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば、ランプ装置あるいはそ
れを利用した機器の放熱能力が改善され、それらの装置
や機器の安全性及び信頼性が向上する。また、放熱能力
の向上により、ランプ装置あるいはそれを利用した機器
の小型化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るランプ装置を構成する
ランプユニットを示す説明図。

【図２】本発明の実施形態に係るランプ装置を構成する
ランプユニットとハウジングとの組付方法を示す斜視
図。

【図３】本発明の実施形態に係るランプ装置を背面方向
から見た斜視図。

【図４】図３のランプ装置の正面図。

【図５】本発明の実施形態に係るプロジェクタを上面方
向から見た外観図。

【図６】本発明の実施形態に係るプロジェクタを底面方
向から見た外観図。

【図７】本発明の実施形態に係るプロジェクタの内部を
上面方向から見た実装図。

【図８】本発明の実施形態に係るプロジェクタの光学系
を示す構成図。

【図９】本発明の実施形態に係るプロジェクタの光学ユ
ニットを構成する光学素子の組付状態を示す斜視図。

【図１０】本発明の実施形態に係るプロジェクタにおけ
るランプ装置と外装ケースとの配置状態を示す側断面
図。

【図１１】本発明の実施形態に係るプロジェクタにおけ
る他の冷却構造を示す説明図。

【符号の説明】

１…ランプ装置 ２…外装ケース ３…アッパーケース ４…ロアーケース ４Ａ…底面吸気口 ４Ｂ…ランプ蓋 ５…フロントケース １０…光学ユニット ６０…ランプ装置底面とロアーケースの間の風路 ７０…熱緩衝材 １００…ランプユニット １１０…ランプ １２０…リフレクタ １４０…ハウジング取付枠体 ２００…ハウジング ２０６…リフレクタ保持部 ２０７…ガラス板収納溝 ２１３…第１の風路 ２１５…第２の風路 ３００…ガラス板 ４００…ライトガイド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｂ 21/16 Ｆ２１Ｍ 7/00 Ｌ // Ｆ２１Ｙ 101:00 1/00 Ａ (72)発明者 柳沢 佳幸 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 Ｆターム(参考） 3K014 LA01 LB03 LB04 3K042 AA01 AB02 AC06 BB01 BC01 CC04 CC05 CC10

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ランプ及び該ランプから放射した光を所
   定方向に反射させる曲面状で一端が開口したリフレクタ
   を有するランプユニットと、 前記ランプ及び前記リフレクタの反射面を保護する光透
   過性板材と、 前記ランプユニット及び前記光透過性板材を保持するハ
   ウジングとを備え、前記リフレクタの開口端と前記光透
   過性板材との間に前記ハウジングの外部と連通する第１
   の風路を配し、該風路を介して前記ランプユニットと前
   記光透過性板材とを対向配置した、ランプ装置。
2. 【請求項２】 前記ランプユニットは、前記リフレクタ
   の開口側外周部に前記ハウジングとの固定に供するため
   のハウジング取付部を有し、 前記ハウジングは、前記ハウジング取付部を受け入れて
   前記ランプユニットを保持するランプユニット保持部
   と、前記光透過性板材を受け入れて保持する板材保持部
   とを有する、請求項１記載のランプ装置。
3. 【請求項３】 前記ハウジング取付部は、前記リフレク
   タの開口側外周端部を受け入れて支持固定するリブを備
   える、請求項２記載のランプ装置。
4. 【請求項４】 前記リブが、前記リフレクタの開口側外
   周の半周以上を支持する、請求項３記載のランプ装置。
5. 【請求項５】 前記リフレクタの開口側外周部に該外周
   部の一部を切り落とした形状の平坦部を設け、該平坦部
   を前記リブの内面に対向させた、請求項３または４記載
   のランプ装置。
6. 【請求項６】 前記ハウジング取付部と前記ハウジング
   の後壁との間に前記ハウジングの外部と連通する第２の
   風路を配した、請求項１乃至５のいずれかに記載のラン
   プ装置。
7. 【請求項７】 前記第１の風路及び第２の風路が、それ
   ぞれ前記ハウジングの側壁に形成された吸排気口を備え
   る、請求項６記載のランプ装置。
8. 【請求項８】 前記第１の風路を構成する吸排気口が、
   前記第２の風路を構成する吸排気口より小さい、請求項
   ７記載のランプ装置。
9. 【請求項９】 前記ハウジングが金属からなる、請求項
   １乃至８のいずれかに記載のランプ装置。
10. 【請求項１０】 前記ハウジングの内側表面の熱吸収率
    を前記金属自体の熱吸収率より高める表面加工を、該ハ
    ウジングの内側表面に施した、請求項９記載のランプ装
    置。
11. 【請求項１１】 前記ハウジングの外側表面の熱放射率
    を前記金属自体の熱放射率より高める表面加工を、該ハ
    ウジングの外側表面に施した、請求項９または１０記載
    のランプ装置。
12. 【請求項１２】 前記ランプのイグニッション電圧を１
    ０ＫＶ以下とした、請求項１乃至１１のいずれかに記載
    のランプ装置。
13. 【請求項１３】 請求項１乃至１２のいずれかに記載の
    ランプ装置を照明用光源として外装ケースの内部に備え
    た、プロジェクタ。
14. 【請求項１４】 前記プロジェクタが、光学系を構成す
    る光学素子を保持する金属筐体を備えるものにおいて、
    前記ランプ装置をそのハウジングを利用して前記金属筐
    体に熱伝導可能に固定した、請求項１３記載のプロジェ
    クタ。
15. 【請求項１５】 前記ランプ装置と前記外装ケースとの
    間に風路を形成した、請求項１３または１４記載のプロ
    ジェクタ。
16. 【請求項１６】 前記ランプ装置と前記外装ケースとの
    対向部のランプ装置側に該ランプ装置のハウジングより
    熱放射率の低い熱緩衝材を配置した、請求項１５記載の
    プロジェクタ。
17. 【請求項１７】 前記ランプ装置と前記外装ケースとの
    対向部の外装ケース側に該外装ケースより熱反射率の高
    い熱緩衝材を配置した、請求項１５記載のプロジェク
    タ。
18. 【請求項１８】 前記ランプ装置からの出射光の光路に
    該出射光を横切って流れる空気を導入した、請求項１３
    乃至１７のいずれかに記載のプロジェクタ。