JP2008257173A - 光源ランプ冷却機構及びそれを用いた投写型映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光源ランプの冷却と排気温度低減を両立できる光源ランプ冷却機構及びそれを用いた投写型映像表示装置を提供する。
【解決手段】 光源ランプ１９の内部に連通する内部用吹出口及び外表面に連通する外部用吹出口１６２，１６３に送風する第１のファン１６と、光源ランプ１９周りの排気を外部に排出する第２のファン１７とを備え、外部用吹出口１６２，１６３を光源ランプ１９の外表面中央部から逸らして形成すると共に、第２のファン１７をその吸込方向が外部用吹出口１６２，１６３側を向くように傾斜して配置した。
【選択図】 図８

Description

本願発明は、光源ランプ冷却機構及びそれを用いた投写型映像表示装置に関するものである。

液晶プロジェクタ等の投写型映像表示装置は、光源ランプのリフレクタ内の発光管に高温で高輝度発光する高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等が使用されており、最高温部が１０００℃付近まで達するので、光源ランプをファンからの送風によって冷却している。

特許文献１には、光源ランプを冷却するためのファンを備え、このファンから光源ランプに延ばされたダクトには、光源ランプに対面する部分に開口部（吹出口）が形成されたものが開示されている。
特開平９−９０５１１号公報

しかしながら、上記特許文献１に示されたような従来の光源ランプ冷却機構では、光源ランプの冷却のみを考慮してファンやその吹出口が配置されているため、光源ランプの冷却はできても、その分だけ排気温度が高くなってしまう。排気温度が高くなり過ぎると、利用者からのクレームが多くなる。

液晶プロジェクタ等の投写型映像表示装置は、光源ランプの高出力化と装置の小型化が同時に求められるようになってきており、上述したような従来技術では、高出力の光源ランプの冷却はできても、排気温度が利用者の許容範囲を超えて高くなり過ぎてしまうので、光源ランプの冷却と排気温度低減を両立することが困難になってきている。その対策としてファンの出力（回転数）を上げるとファンの騒音が高くなる。

そこで、本願発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、光源ランプの冷却と排気温度低減を両立できる光源ランプ冷却機構及びそれを用いた投写型映像表示装置を提供することを目的とするものである。

上記のような目的を達成するために、本願の請求項１に係る発明は、リフレクタ内に発光管を有する光源ランプをファンによる送風によって冷却する光源ランプ冷却機構において、前記ファンとして、前記光源ランプの内部に連通する内部用吹出口及び外表面に連通する外部用吹出口に送風する第１のファンと、前記光源ランプ周りの排気を外部に排出する第２のファンとを備え、前記外部用吹出口を前記光源ランプの外表面中央部から逸らして形成すると共に、前記第２のファンをその吸込方向が前記外部用吹出口側を向くように傾斜して配置したことを特徴とするものである。

請求項２に係る発明は、前記外部用吹出口を前記光源ランプの外表面中央部から逸らして上下に２つ形成したことを特徴とするものである。

請求項３に係る発明は、前記外部用吹出口を前記光源ランプの外表面中央部から逸らす度合と、前記第２のファンをその吸込方向が前記外部用吹出口側を向くように傾斜する度合は、前記光源ランプの冷却とその排気温度を考慮して設定したことを特徴とするものである。

請求項４に係る発明は、前記内部用吹出口及び外部用吹出口を、前記第１のファンから前記光源ランプに延ばしたダクトに形成したことを特徴とするものである。

請求項５に係る発明は、前記請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の光源ランプ冷却機構を備えて、光源ランプから照射された光を映像信号に基づき変調し、変調された映像光を拡大投写することを特徴とする投写型映像表示装置である。

本願の請求項１記載の光源ランプ冷却機構によれば、最も高温になる発光管がある光源ランプの内部は内部用吹出口を用いて効率良く冷却することができる。また、光源ランプ内部ほど高温にならない光源ランプ外表面は、外表面中央部から逸らして形成した外部用吹出口を用いて適度に冷却できる。さらに、第２のファンはその吸込方向が外部用吹出口側を向くように傾斜して配置されているので、光源ランプ外表面中央部から逸らして形成した外部用吹出口からの送風は、光源ランプ外表面を冷却すると共に一部が第２のファンに直接吸い込まれ、光源ランプ内部を冷却して高温になった排気と混ぜ合わされて外部に排出されることで、排気温度低減を図ることができる。従って、ファンの出力をそれほど上げることなく光源ランプの冷却と排気温度低減を両立でき、騒音も低く抑えることができる。

請求項２記載の光源ランプ冷却機構によれば、外部用吹出口を光源ランプの外表面中央部から逸らして上下に２つ形成したことにより、光源ランプの外表面をほぼ均等に冷却できる。

請求項３記載の光源ランプ冷却機構によれば、外部用吹出口を光源ランプの外表面中央部から逸らす度合と、第２のファンをその吸込方向が外部用吹出口側を向くように傾斜する度合は、光源ランプの冷却とその排気温度を考慮して設定したことにより、光源ランプの高出力化や装置の小型化等に合わせて光源ランプの冷却と排気温度低減を柔軟に両立できる。

請求項４記載の光源ランプ冷却機構によれば、内部用吹出口及び外部用吹出口を第１のファンから光源ランプに延ばしたダクトに形成したことにより、第１のファンの配置位置の自由度が向上する。

請求項４記載の投写型映像表示装置によれば、上述したような光源ランプ冷却機構を備えたので、ファンの出力をそれほど上げることなく光源ランプの冷却と排気温度低減を両立でき、騒音も低く抑えることができる投写型映像表示装置が得られる。

以下、本願発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本願発明に係る投写型映像表示装置の一実施形態としての液晶プロジェクタを前面側斜め上方から見た斜視図、図２は同じく背面側斜め上方から見た斜視図、図３は図１の上ケースを取り外して示した斜視図、図４は更にメイン制御基板を取り外して示した斜視図、図５は更に光学系を取り外して示した斜視図、図６は図５の平面図である。

図１，図２に示すように、この液晶プロジェクタ１の外郭を成す筐体２は、小型で横長の薄型直方体形状で、上ケース２ａと下ケース２ｂとから成り、上ケース２ａ及びメイン制御基板３を取り外すと図４に示すように内部が現れる。

上ケース２ａ前壁の前面側から見て左側には、投写レンズ４が露出する投写窓５が形成されている。また、上ケース２ａの上面の左側前部には、上記投写窓５に対応して、投写レンズ４のズームやフォーカスを調整する調整ダイヤル４ａが露出する操作窓６が形成されている。また、上ケース２ａの上面の左側後部には操作表示部７が設けられている。

一方、前面側から見て下ケース２ｂの右側壁には、スリット状の多数の排気孔８が形成されている。また、下ケース２ｂの底面前部の両側角部には、高さ調整可能な脚部９が設けられている。さらに、下ケース２ｂの背面側壁には、電源プラグを接続する電源インレット１０と、各種入出力ケーブルを接続するための入出力端子群１１が露出している。

筐体２の内部には、図３，図４に示すように、前面側から見て右側奥部に光源ユニット１２が配置されると共に、この光源ユニット１２から上記投写レンズ４に至る光学系１３が略Ｌ字状に配置されている。光源ユニット１２の前方には、装置の各部に電源を供給する回路部品が搭載された電源回路基板と、光源ランプ専用に電源を供給する回路部品が搭載されたバラスト回路基板が収納された電源ユニット本体１４が配置され、光源ユニット１２の後方には、前述した電源インレット１０を介して侵入するノイズを除去するノイズ除去フィルタ部１５が配置されている。

本実施形態では、上記ノイズ除去フィルタ部１５を電源ユニット本体１４から分離すると共に、分離されたノイズ除去フィルタ部１５を電源インレット１０が設けられる筐体背面側壁及び電源ユニット本体１４のそれぞれの近傍に出来るだけ位置するように配置している。具体的には、横長筐体２の前面側壁に沿って電源ユニット本体１４を配置し、背面側壁における前記電源ユニット本体１４と対向する位置に、基板上にコア（コイル）１５ａ等が搭載されたノイズ除去フィルタ部１５を背面側壁に沿って配置している。

一方、上記光源ユニット１２の照射方向背面側には、光源ランプ冷却機構を構成する第１のファンとしてシロッコファンから成る吸気ファン１６が配置され、側面側には光源ランプ冷却機構を構成する第２のファンとして軸流ファンから成る排気ファン１７が配置されている。

また、上記電源ユニット本体１４の側面側には、上記排気ファン１７と横並びに並設されて排気機構を構成する第２の排気ファンとして軸流ファンから成る排気ファン１８が配置されている。なお、前述した光源ランプ冷却機構を構成する第２のファンとしての排気ファン１７は、上記排気機構を構成する第１の排気ファンを兼ねている。

図７は、前述した光学系１３の構成例を示す図である。なお、光学系１３は図７に示したものに限定されるものではなく、本願発明は各種の光学系を備えたものに適用できる。

図７において、光源ランプ１９からの白色光は、コンデンサレンズ２０、第１インテグレータレンズ２１、第２インテグレータレンズ２２、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）２３及びコンデンサレンズ２４等を経て、第１ダイクロイックミラー２５に照射される。

上記第１インテグレータレンズ２１及び第２インテグレータレンズ２２は、それぞれ複数のレンズセルをマトリクス状に配列して成るフライアイレンズから構成され、光源ランプ１９から発せられる白色光の照度分布を均一化する機能を有している。

また、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）２３は、偏光分離膜と位相差板（１／２波長板）とを備えている。偏光分離膜は、第２インテグレータレンズ２２からの光のうち例えばＰ偏光を透過させ、Ｓ偏光を僅かに光路変更して出射する。偏光分離膜を透過したＰ偏光はその前側（光出射側）に設けてある位相差板によってＳ偏光に変換されて出射される。すなわち、ほぼ全ての光がＳ偏光に揃えられるようになっている。

上記偏光ビームスプリッタ２３を通過した光は、コンデンサレンズ２４を経て、第１ダイクロイックミラー２５に至る。第１ダイクロイックミラー２５は、光の青色成分のみを反射すると共に、赤色及び緑色成分を通過させる機能を有し、通過した赤色及び緑色成分の光は第２ダイクロイックミラー２６に至る。第２ダイクロイックミラー２６は、光の緑色成分を反射すると共に、赤色成分を通過させる機能を有している。従って、光源ランプ１９から発せられた白色光は、第１及び第２ダイクロイックミラー２５，２６によって、青色光，緑色光及び赤色光に分光される。

第１ダイクロイックミラー２５で反射された青色光は全反射ミラー２７によって反射され、第２ダイクロイックミラー２６で反射された緑色光はそのまま、第２ダイクロイックミラー２６を通過した赤色光はリレーレンズ２８，３０を介して全反射ミラー２９，３１で反射されて、それぞれ映像生成光学系３２に導かれることになる。

映像生成光学系３２には、立方体形状の色合成プリズム３３の３つの側面に、それぞれ赤色用液晶パネル３４ｒ、緑色用液晶パネル３４ｇ及び青色用液晶パネル３４ｂ等が取り付けられたプリズム組み立て部品３５（図４参照）が着脱可能に配置されている。色合成プリズム３３と赤色用液晶パネル３４ｒの間には出射側偏光板３６ｒが配置され、色合成プリズム３３と緑色用液晶パネル３４ｇの間には出射側偏光板３６ｇと前置偏光板３７ｇが配置され、色合成プリズム３３と青色用液晶パネル３４ｂの間には出射側偏光板３６ｂと前置偏光板３７ｂが配置されている。また、３枚の液晶パネル３４ｒ，３４ｇ，３４ｂの入射側にはそれぞれ入射側偏光板３８ｒ，３８ｇ，３８ｂとコンデンサレンズ３９ｒ，３９ｇ，３９ｂが配置されている。

従って、第１ダイクロイックミラー２５及び全反射ミラー２７によって反射された青色光は、青色用のコンデンサレンズ３９ｂに導かれ、入射側偏光板３８ｂ、青色用液晶パネル３４ｂ及び前置偏光板３７ｂ，出射側偏光板３６ｂを経て、色合成プリズム３３へ至る。また、第２ダイクロイックミラー２６によって反射された緑色光は、緑色用のコンデンサレンズ３９ｇに導かれ、入射側偏光板３８ｇ、緑色用液晶パネル３４ｇ及び前置偏光板３７ｇ，出射側偏光板３６ｇを経て、色合成プリズム３３へ至る。同様に、第１ダイクロイックミラー２５及び第２ダイクロイックミラー２６を透過し、２枚の全反射ミラー２９，３１によって反射された赤色光は、赤色用のコンデンサレンズ３９ｒに導かれ、入射側偏光板３８ｒ、赤色用液晶パネル３４ｒ及び出射側偏光板３６ｒを経て、色合成プリズム３３へ至る。

色合成プリズム３３に導かれた３色の映像光は、この色合成プリズム３３により合成され、これによって得られるカラー映像光が、投写レンズ４を経て前方のスクリーンへ拡大投写されることになる。

図８〜図１１は、本実施形態における光源ランプ冷却機構を示す要部拡大図であり、図８は前面側斜め上方から見た斜視図、図９は背面側斜め上方から見た斜視図で、ダクトの上半分を取り外して示している。また、図１０は上記図９から光源ランプのホルダーを取り外した斜視図、図１１は裏面側から見た要部断面図である。

本実施形態の光源ランプ１９は、高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等から成る発光管１９１と、この発光管１９１を覆うように配置され、内面に放物面状の反射面が形成されて前面が開口するリフレクタ１９２とを有している。このリフレクタ１９２には、図１０に示すように、前面開口縁に吸気口１９３と排気口１９４が対向して形成されている。

上記のように構成された光源ランプ１９は、図８，図９に示すようなアルミ製ランプホルダー１９５に装着される。このアルミ製ランプホルダー１９５には、リフレクタ１９２の前面開口を閉塞する耐熱性のガラス板１９６が備えられていると共に、リフレクタ１９２の吸気口１９３と排気口１９４に対応して、多数の小孔から成る通風網１９７が形成されて、発光管１９１の破裂時にその破片が外部に飛散しないように構成されている。

前述したように、従来の光源ランプ冷却機構は、光源ランプの冷却のみを考慮してファンやその吹出口が配置されているため、光源ランプの冷却はできても、その分だけ排気温度が高くなってしまう。液晶プロジェクタ等の投写型映像表示装置は、光源ランプの高出力化と装置の小型化が同時に求められるようになってきており、上述したような従来技術では、高出力の光源ランプの冷却はできても、排気温度が利用者の許容範囲を超えて高くなり過ぎてしまうので、光源ランプの冷却と排気温度低減を両立することが困難になってきている。その対策としてファンの出力（回転数）を上げるとファンの騒音が高くなる。

そこで、本実施形態では、光源ランプ１９を冷却するファンとして、光源ランプ１９の内部に上記リフレクタ１９２に形成された吸気口１９３を介して送風する内部用吹出口１６１及びリフレクタ１９２の外表面に送風する外部用吹出口１６２，１６３を有する吸気ファン（第１のファン）１６と、光源ランプ１９周りの排気を筐体２の側壁に形成された排気孔８を介して外部に排出する排気ファン（第２のファン）１７とを備えている。吸気ファン１６はシロッコファンから成り、排気ファン１７は軸流ファンから成っている。

そして、上記吸気ファン１６の外部用吹出口１６２，１６３を光源ランプ１９のリフレクタ１９２の外表面中央部から逸らして形成すると共に、排気ファン１７をその吸込方向が上記吸気ファン１６の外部用吹出口１６２，１６３側を向くように傾斜して配置している。

上記各吹出口１６１，１６２，１６３は、光源ランプ１９の照射方向側方に配置された吸気ファン１６から光源ランプ１９の側方に延びるダクト１６４の先端側を円弧状に光源ランプ１９側に折曲して、その先端面に形成されている。内部用吹出口１６１は、光源ランプ１９のリフレクタ１９２に形成された吸気口１９３に対応して形成されているが、外部用吹出口１６２，１６３は、光源ランプ１９のリフレクタ１９２の外表面中央部から上下方向に逸らして上下に２つ形成されている。

また、上記のように吸気ファン１６の外部用吹出口１６２，１６３を光源ランプ１９の外表面中央部から逸らす度合と、排気ファン１７をその吸込方向が吸気ファン１９の外部用吹出口１６２，１６３側を向くように傾斜する度合は、光源ランプ１９の冷却とその排気温度を考慮して設定されている。

上記のように構成することにより、最も高温になる発光管１９１がある光源ランプ１９の内部は吸気ファン１６の内部用吹出口１６１を用いて効率良く冷却することができる。また、光源ランプ１９内部ほどは高温にならない光源ランプ１９のリフレクタ１９２の外表面（その後端から突出するネック部１９８を含む）は、外表面中央部から逸らして形成した吸気ファン１６の外部用吹出口１６２，１６３を用いて適度に冷却できる。

さらに、排気ファン１７はその吸込方向が吸気ファン１６の外部用吹出口１６２，１６３側を向くように傾斜して配置されているので、光源ランプ１９外表面中央部から逸らして形成した吸気ファン１６の外部用吹出口１６２，１６３からの送風は、光源ランプ１９外表面を冷却すると共に一部が排気ファン１７に直接吸い込まれ、光源ランプ１９内部を冷却して高温になった排気と混ぜ合わされて外部に排出されることで、排気温度低減を図ることができる。

従って、吸気ファン１６や排気ファン１７の出力をそれほど上げることなく光源ランプ１９の冷却と排気温度低減を両立でき、騒音も低く抑えることができる。

また、吸気ファン１６の外部用吹出口１６２，１６３を光源ランプ１９の外表面中央部から逸らして上下に２つ形成したことにより、光源ランプ１９の外表面をほぼ均等に冷却できる。

さらに、吸気ファン１６の外部用吹出口１６２，１６３を光源ランプ１９の外表面中央部から逸らす度合と、排気ファン１７をその吸込方向が吸気ファン１６の外部用吹出口１６２，１６３側を向くように傾斜する度合は、光源ランプ１９の冷却とその排気温度を考慮して設定したことにより、光源ランプ１９の高出力化や装置の小型化等に合わせて光源ランプ１９の冷却と排気温度低減を柔軟に両立できる。

また、吸気ファン１６の各吹出口１６１，１６２，１６３を吸気ファン１６から光源ランプ１９に延ばしたダクト１６４に形成したことにより、吸気ファン１６の配置位置の自由度が向上する。

以上のように、本実施形態によれば、上述したような光源ランプ冷却機構を備えているので、ファン１６，１７の出力をそれほど上げることなく光源ランプ１９の冷却と排気温度低減を両立でき、騒音も低く抑えることが可能な液晶プロジェクタ１が実現できる。

図１２〜図１５は、本実施形態における光学部品冷却機構を示す要部拡大図であり、図１２はその前面側斜め上方から見た斜視図、図１３は平面図、図１４は液晶パネル等の光学部品を取り除いて示した平面図、図１５はダクトの下半分を取り外して示した裏面図である。

従来より、赤色光，緑色光，青色光に対応した３枚の液晶パネルと各液晶パネルの入射側及び出射側に配置される偏光板を、各色毎に１台、計３台のファンで冷却するようにしたものが知られている。

ところで、赤色光，緑色光，青色光に対応した３枚の液晶パネルや各液晶パネルの入射側及び出射側に配置される偏光板等は、各色毎に温度上昇や紫外線劣化の度合が異なるので、必要冷却量も異なってくる。特に、青色光は紫外線領域に近いので、紫外線劣化を防ぐため必要冷却量が大きくなる。

また、液晶プロジェクタ等の投写型映像表示装置は、光源ランプの高出力化による高輝度化と、装置の小型化や低コスト化（液晶パネル等の小型化）が同時に求められるようになってきており、高輝度で且つ単位面積当たりの光量が増えてきている。

しかしながら、上述したような各色毎に１台のファンで冷却するようにした従来技術では、高輝度且つ単位面積当たりの光量が増えた機種では対応できなくなってきている。その対策としてファンの出力（回転数）を上げるとファンの騒音が高くなる。さらに、ＰＢＳの冷却も行わなければならない。

そこで、本実施形態では、前述した各液晶パネル３４ｒ，３４ｇ，３４ｂの入射側と出射側に、３台の吸気ファン４１，４２，４３からの送風をダクト４１１，４２１，４３１を介して吹き出す吹出口ｒ１，ｒ２，ｇ１，ｇ２、ｂ１、ｂ２を形成すると共に、前述したＰＢＳ２３に吸気ファン４３からの送風をダクト４３２を介して吹き出す吹出口ｐ１を形成している。そして、青色光に対応した液晶パネル３４ｂの入射側吹出口ｂ１と出射側吹出口ｂ２には、それぞれ異なる吸気ファン４３，４１からの送風を吹き出すようにダクトを構成したものである。なお、各吸気ファン４１〜４３はシロッコファンから成っている。

すなわち、１台の吸気ファン４３で青色光に対応した液晶パネル３４ｂの入射側吹出口ｂ１とＰＢＳ２３の吹出口ｐ１に送風し、他の２台の吸気ファン４１，４２で、赤色光と緑色光に対応した各液晶パネル３４ｒ，３４ｇの入射側吹出口ｒ１，ｇ１及び出射側吹出口ｒ２，ｇ２と青色光に対応した液晶パネル３４ｂの出射側吹出口ｂ２に送風するようにダクトを構成している。

より具体的に説明すると、２台の吸気ファン４１，４２のうち、１台の吸気ファン４２で緑色光に対応した液晶パネル３４ｇの入射側吹出口ｇ１及び出射側吹出口ｇ２にダクト４２１を介して送風し、もう１台の吸気ファン４１で赤色光に対応した液晶パネル３４ｒの入射側吹出口ｒ１及び出射側吹出口ｒ２と青色光に対応した液晶パネル３４ｂの出射側吹出口ｂ２にダクト４１１を延長して送風するようにダクトを構成している。

上記のように構成したことにより、３台の吸気ファン４１〜４３で各液晶パネル３４ｒ，３４ｇ，３４ｂの入射側と出射側に加えてＰＢＳ２３も冷却できる。さらに、必要冷却量が大きい青色光の入射側と出射側はそれぞれ異なる吸気ファン４３，４１を用いて十分に冷却できる。従って、高輝度且つ単位面積当たりの光量が増えても、吸気ファン４１〜４３の出力（回転数）をそれほど上げることなく、液晶パネル３４ｒ，３４ｇ，３４ｂと偏光板３６ｒ，３６ｇ，３６ｂ，３７ｇ，３７ｂ，３８ｒ，３８ｇ，３８ｂ及びＰＢＳ２３を３台の吸気ファン４１〜４３で冷却でき、低騒音化も図れる。

また、１台の吸気ファン４３で青色光に対応した液晶パネル３４ｂの入射側吹出口ｂ１とＰＢＳ２３の吹出口ｐ１に送風し、他の２台の吸気ファン４１，４２で、赤色光と緑色光に対応した各液晶パネル３４ｒ，３４ｇの入射側吹出口ｒ１，ｇ１及び出射側吹出口ｒ２，ｇ２と青色光に対応した液晶パネル３４ｂの出射側吹出口ｂ２に送風するようにダクトを構成したことにより、本実施形態の光学系１３のようにＰＢＳ２３側に青色光の液晶パネル３４ｂが配置されるものでは、最短のダクト構成で上述した作用効果を実現できる。また、温度が最も上昇しない赤色光用の吸気ファン４１で、青色光に対応した液晶パネル３４ｂの出射側吹出口ｂ２に送風することができる。なお、温度が最も上昇する緑色光用も１台の吸気ファン４２で足りなくなれば、赤色光用の吸気ファン４１から送風することも可能である。

さらに、本実施形態のように、上記２台の吸気ファン４１，４２のうち、１台の吸気ファン４２で緑色光に対応した液晶パネル３４ｇの入射側吹出口ｇ１及び出射側吹出口ｇ２に送風し、もう１台の吸気ファン４１で赤色光に対応した液晶パネル３４ｒの入射側吹出口ｒ１及び出射側吹出口ｒ２と青色光に対応した液晶パネル３４ｂの出射側吹出口ｂ２に送風するようにダクトを構成したことにより、ダクト構成が複雑化することなく上述した作用効果を実現できる。

以上のように、本実施形態によれば、上述したような光学部品冷却機構を備えているので、高輝度且つ単位面積当たりの光量が増えても、ファンの出力（回転数）をそれほど上げることなく、液晶パネルと偏光板及びＰＢＳを３台のファンで冷却でき、低騒音化も図れる液晶プロジェクタ１を実現できる。

次に、本実施形態の電源ユニットについて説明する。

従来は、電源ユニットの回路基板上にノイズ除去フィルタ部が搭載されたものが一般的である。

前述したように、液晶プロジェクタ等の投写型映像表示装置は、光源ランプの高出力化による高輝度化と、装置の小型化や低コスト化が同時に求められるようになってきており、光源ランプの高出力化により電源ユニットも出力の大きなものが必要となる。

しかしながら、出力の小さい機種では、上述した従来技術のように電源ユニットの回路基板上にノイズ除去フィルタ部を搭載しても問題ないが、出力が大きくなると、小型化できないコア（コイル）を有するノイズ除去フィルタ部が大きくなり、電源ユニットが大型化する。

電源ユニットが大きくなると、この電源ユニットを冷却するファンも大型化したり、出力（回転数）を上げる必要があり、冷却性能が低下し、騒音が大きくなる。その対策として、ノイズ除去フィルタ部を分離して別置きすることが考えられるが、接続線にノイズが入り易くなり、コアの使用増加などによりＥＭＣ（ElectroMagnetic Compatibility：電磁環境両立性）対策が大変になって、コスト高となる。

そこで、本実施形態では、前述したように、ノイズ除去フィルタ部１５を電源ユニット本体１４から分離すると共に、分離されたノイズ除去フィルタ部１５を電源インレット１０が設けられる筐体背面側壁及び電源ユニット本体１４のそれぞれの近傍に出来るだけ位置するように配置したものである。

具体的には、横長筐体２の前面側壁に沿って電源ユニット本体１４を配置し、背面側壁における前記電源ユニット本体１４と対向する位置に、背面側壁に沿ってノイズ除去フィルタ部１５を配置したものである。

このように構成することにより、光源ランプ１９の出力が大きくなっても、電源ユニット本体１４を小型化することができるので、冷却性能改善による低騒音化が可能になる。さらに、接続線を最短化することで、ＥＭＣ対策の効率化（コアの使用削減など）による低コスト化が可能になる。

また、ノイズ除去フィルタ部１５を電源インレット１０が設けられる筐体背面側壁の近傍に配置したことにより、筐体２の側面側に電源コードがこないので、筐体２の側面側の使い勝手を損なうことなく、上述した作用効果が得られる。

さらに、横長筐体２の前面側壁に沿って電源ユニット本体１４を配置し、背面側壁における前記電源ユニット本体１４と対向する位置にノイズ除去フィルタ部１５を配置したことにより、ノイズ除去フィルタ部１５を背面側壁に沿って配置しても接続線を最短化することができるので、筐体２内の各部品の配置構成が複雑化することなく、上述した作用効果が得られる。

以上のように、本実施形態によれば、上述したような電源ユニットを備えたことにより、光源ランプ１９の出力が大きくなっても、冷却性能改善による低騒音化やＥＭＣ対策の効率化等による低コスト化が可能な液晶プロジェクタ１を実現できる。

なお、本実施形態では、筐体２が横長であるため、電源ユニット本体１４とノイズ除去フィルタ部１５をそれぞれ前面側壁と背面側壁に沿って平行に配置しても接続線を最短化できたが、前後方向に縦長の筐体の場合は上記のような配置では接続線を最短化できないので、このような場合には、例えばノイズ除去フィルタ部を前後方向に配置すれば、ノイズ除去フィルタ部を筐体背面側壁及び電源ユニット本体のそれぞれの近傍に配置することができる。

次に、本実施形態における排気機構について説明する。

従来より、光源ランプの近傍に光源ランプや電源ユニット等からの排気を外部に排出する排気ファンを２台並設したものが知られている。

前述したように、液晶プロジェクタ等の投写型映像表示装置は、光源ランプの高出力化と装置の小型化が同時に求められるようになってきており、高出力の光源ランプからは高温の排気が排出されるが、その排気温度低減と、排気ファンの低騒音化が課題になっている。

しかしながら、上述したような従来技術で、並設した排気ファンを低騒音化するには、筐体側壁との間隔をとる必要があり、小型化の妨げになる。また、排気温度低減のために、光源ランプからの高温の排気と電源ユニット等からの比較的低温の排気が混じり合うように、並設した各排気ファンを互いの排気方向にハの字状に傾斜して配置することが考えられるが、この場合にも、そのためのスペースが必要となるので、小型化の妨げになる。

そこで、本実施形態では、前述した図３，図４等に示したように、主に光源ランプ１９（光源ランプユニット１２）からの排気を外部に排出する第１の排気ファン１７と、主に電源ユニット本体１４からの排気を外部に排出する第２の排気ファン１８とを横並びに並設すると共に、第１の排気ファン１７における第２の排気ファン１８側端部を内側に移動して、第１の排気ファン１７をその排気方向が第２の排気ファン１８の排気側に向くように傾斜して配置したものである。

また、上記第１の排気ファン１７は、筐体側壁に形成されたスリット状の多数の排気孔８に対して傾斜して配置され、さらに、当該排気孔８から排気を斜め前方に向けて排出するように傾斜して配置されている。

上記第１の排気ファン１７及び第２の排気ファン１８は、図１６，図１７に示す如く、上述したような配置構成となるように枠体５０に予め固定されてユニット化されており、この排気ファンユニット５１を筐体２の下ケース２ｂの所定位置に取り付ければ、上述した配置構成が容易に実現するようになっている。なお、第１の排気ファン１７には、光源ランプ１９からの高温の排気が吸い込まれるので、図１７に示すように、背面側は真ん中のモータ部が塞がれたカバー５２で覆われており、光源ランプ１９からの高温の排気に対してモータ部を保護するように構成されている。

以上のように構成したことにより、第１の排気ファン１７を内側に傾斜させることで小型化を妨げることなく、さらに筐体側壁と第１の排気ファン１７との間に間隔を形成できて低騒音化を図ることができる。また、光源ランプ１９からの高温の排気と電源ユニット本体１４からの比較的低温の排気が混じり合うようになって排気温度低減を図ることができる。

また、光源ランプは高温になり、従来より排気ファンとは間隔をおいて配置されるので、上述した構成、効果を容易に実現できる。

さらに、第２の排気ファン１８が主に電源ユニット本体１４からの排気を外部に排出するものであるから、光源ランプ１９ほど高温ではないが重要な電源ユニット本体１４の排気も同時に行うことができる。

また、光源ランプ１９からの排気を外部に排出する第１の排気ファン１７を筐体側壁に形成されたスリット状の多数の排気孔８に対して傾斜して配置したことにより、光源ランプ１９からの高温の排気がスリット状の多数の排気孔８に斜めから排出されるので、その分だけ排出され難くなって第２の排気ファン１８からの比較的低温の排気と混じり易くなって、より一層、排気温度低減を図ることができる。

また、光源ランプ１９からの排気を外部に排出する第１の排気ファン１７を筐体側壁に形成された排気孔８から排気を斜め前方に向けて排出するように傾斜して配置したことにより、温度の高い排気が操作者等がいる横方向に吹き出されるのを防ぐことができる。

以上のように、本実施形態によれば、上述したような排気機構を備えているので、排気ファン１７，１８の低騒音化と排気温度低減を図りながら小型化が可能な液晶プロジェクタ１を実現できる。

なお、本実施形態では、第１の排気ファン１７を傾斜されたが、スペース的に内側に余裕が有れば、逆に第２の排気ファン１８を上記と同様に傾斜させても、一定の効果が期待できる。

また、上記実施形態では、投写型映像表示装置として光変調素子に液晶パネルを用いた液晶プロジェクタを示したが、他の映像光生成系を備える投写型映像表示装置においても本願発明を適用することができる。例えば、ＤＬＰ（Digital Light Processing；テキサス・インスツルメンツ（TI）社の登録商標）方式のプロジェクタにおいても本願発明を適用することができる。

本願発明に係る投写型映像表示装置の一実施形態としての液晶プロジェクタを前面側斜め上方から見た斜視図。 同じく、背面側斜め上方から見た斜視図。 図１の上ケースを取り外して示した斜視図。 更にメイン制御基板を取り外して示した斜視図。 更に光学系を取り外して示した斜視図。 図５の平面図。 光学系の構成例を示す図。 本実施形態における光源ランプ冷却機構を示す要部拡大図で、前面側斜め上方から見た斜視図。 同じく、ダクトの上半分を取り外して背面側斜め上方から見た斜視図。 図９から光源ランプのホルダーを取り外した斜視図。 裏面側から見た要部断面図。 本実施形態における光学部品冷却機構を示す要部拡大図で、前面側斜め上方から見た斜視図。 同じく、平面図。 同じく、光学部品を取り除いて示した平面図。 同じく、ダクトの下半分を取り外して示した裏面図。 本実施形態における排気機構を構成する排気ファンユニットを示す斜視図。 同じく、その背面側を示す斜視図。

符号の説明

１ 液晶プロジェクタ
２ 筐体
４ 投写レンズ
８ 排気孔
１０ 電源インレット
１２ 光源ユニット
１３ 光学系
１４ 電源ユニット本体
１５ ノイズ除去フィルタ部
１５ａ コア（コイル）
１６ 吸気ファン
１６１ 内部用吹出口
１６２，１６３ 外部用吹出口
１６４ ダクト
１７，１８ 排気ファン
１９ 光源ランプ
１９１ 発光管
１９２ リフレクタ
１９３ 吸気口
１９４ 排気口
１９８ ネック部
２０，２４，３９ｒ，３９ｇ，３９ｂ コンデンサレンズ
２１，２２ 第１，第２インテグレータレンズ
２３ 偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）
２５，２６ 第１，第２ダイクロイックミラー
２７，２９，３１ 全反射ミラー
２８，３０ リレーレンズ
３２ 映像生成光学系
３３ 色合成プリズム
３４ｒ，３４ｇ，３４ｂ 液晶パネル
３５ プリズム組み立て部品
３６ｒ，３６ｇ，３６ｂ 出射側偏光板
３７ｇ，３７ｂ 前置偏光板
３８ｒ，３８ｇ，３８ｂ 入射側偏光板
４１，４２，４３ 吸気ファン
５０ 枠体
５１ 排気ファンユニット
５２ カバー

Claims (5)

1. リフレクタ内に発光管を有する光源ランプをファンによる送風によって冷却する光源ランプ冷却機構において、
   前記ファンとして、前記光源ランプの内部に連通する内部用吹出口及び外表面に連通する外部用吹出口に送風する第１のファンと、前記光源ランプ周りの排気を外部に排出する第２のファンとを備え、
   前記外部用吹出口を前記光源ランプの外表面中央部から逸らして形成すると共に、前記第２のファンをその吸込方向が前記外部用吹出口側を向くように傾斜して配置したことを特徴とする光源ランプ冷却機構。
2. 前記外部用吹出口を前記光源ランプの外表面中央部から逸らして上下に２つ形成したことを特徴とする請求項１記載の光源ランプ冷却機構。
3. 前記外部用吹出口を前記光源ランプの外表面中央部から逸らす度合と、前記第２のファンをその吸込方向が前記外部用吹出口側を向くように傾斜する度合は、前記光源ランプの冷却とその排気温度を考慮して設定したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の光源ランプ冷却機構。
4. 前記内部用吹出口及び外部用吹出口は、前記第１のファンから前記光源ランプに延ばしたダクトに形成したことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の光源ランプ冷却機構。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の光源ランプ冷却機構を備えて、光源ランプから照射された光を映像信号に基づき変調し、変調された映像光を拡大投写することを特徴とする投写型映像表示装置。

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