JP3700571B2

JP3700571B2 - Projection display

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Publication number: JP3700571B2
Application number: JP2000319613A
Authority: JP
Inventors: 信行原; 琢二大久保
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1999-10-15
Filing date: 2000-10-16
Publication date: 2005-09-28
Anticipated expiration: 2020-10-16
Also published as: JP2001183746A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源からの光をライトバルブに照射することによって映像をスクリーン等に投射する投射型表示装置に関する。特に、冷却用ファンを用いた強制空冷装置の技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、投射型表示装置の一例である液晶プロジェクター装置として、図９及び図１０に示すものがある。この液晶プロジェクター装置１の外筐２は板金等にて扁平な直方体形状に構成されていて、その外筐２の底部の四隅には机上等へ載置するためのスタンド３が取り付けられている。そして、その外筐２の内部の上下中間位置に板金等にて扁平に構成され、かつ、平面形状がほぼＬ型に折曲された光学ユニットケース４が水平状に設置されている。そして、その光学ユニットケース４の内部にカラー映像をスクリーン等に投射するための光学ユニット５が水平状に収納されている。
【０００３】
そして、この光学ユニット５は、光源である放電ランプ６の光軸Ｐ１上に照明光学手段であるフライアイレンズ７群及びＰＳ変換素子８を直列状に配置し、その光軸Ｐ１をミラー９によって９０°に屈曲して、その屈曲された光軸Ｐ２上に光分割手段であるＲ、Ｇ用の２枚のダイクロイックミラー１０Ｒ、１０Ｇを４５°に傾斜し、かつ、間隔を隔てて直列状に配置し、これら２枚のダイクロイックミラー１０Ｒ、１０Ｇ及び反射鏡１０３によってそれぞれ直角に屈曲された３つの光反射経路Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５上に３枚のコンデンサレンズ１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂ及び光変調手段である透過型液晶パネル等のＲ、Ｇ、Ｂ用の３枚の空間光変調素子１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂを配置し、これら３枚の空間光素変調素子１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの出射経路Ｐ６に光合成手段である正方形状のクロスプリズム１３を配置したものである。更にそのクロスプリズム１３の出射側に投射レンズ１４を配置され、光変調手段である透過型液晶パネル等のＲ、Ｇ、Ｂ用の３枚の空間光変調素子１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂから出射する映像光をスクリーン等に投射する。
【０００４】
フライアイレンズ群７は、強度分布を持つ放電ランプ６からの光Ｌ１を多数の光スポットに分割した後、その多数の光スポットを空間光変調素子において重ね合わせることによって、３枚の空間光変調素子１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの画面全体の輝度分布を均一にするものである。ＰＳ変換素子８は、短冊状に並べられた偏光ビームスプリッタとそれに対応して間欠的に設けられた位相差板から構成され、入射した放電ランプ６からの光Ｌ１の、例えばＰ波成分の偏光方向をＳ波に変換し、全体としてＳ波成分を含む光を出力するものである。
【０００５】
なお、３枚のコンデンサレンズ１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂ及び空間光変調素子１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂは正方形状のクロスプリズム１３の３面に近接した３方向位置に配置されている。また、３枚の空間光変調素子１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの入射側と、出射側に３枚の偏光板１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ及び１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂがそれぞれ平行に配置されている。この際、３枚の偏光板１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂは３枚のコンデンサレンズ１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂの出射側に接着されていて、３枚の偏光板１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂはクロスプリズム１３の入射側の３面に接着されている。そして、放電ランプ６からの光は、フライアイレンズ群７により均一化され、ＰＳ変換素子８によってその偏光方向が揃えられる。偏光方向の揃えられた光Ｌ２は、ダイクロイックミラー１０Ｒにより、赤色の波長域の光が反射され、経路Ｐ３を通って空間光変調素子１２Ｒを照射する。次に、ダイクロイックミラー１０Ｇにより、緑色の波長域の光が反射され、経路Ｐ４を通って空間光変調素子１２Ｇを照射する。最後にダイクロイックミラー１０Ｒ、１０Ｇを透過した青色の波長域の光が反射鏡１０３で反射され、経路Ｐ５を通って空間光変調素子１２Ｂを照射する。
【０００６】
そして、この液晶プロジェクター装置１は以上のように構成されていて、３枚の空間光変調素子１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂは、印加された赤色、緑色、青色の三原色に対応する映像信号によって、３つの色光ＬＲ１、ＬＧ１、ＬＢ１を変調する。即ち、偏光板１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂを透過した所定の偏光方向の光は、空間光変調素子１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂによって印加された信号に基づき、その偏光面が回転する。偏光面の回転を受けた光の所定の偏光成分が偏光板１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂを透過し、映像光ＬＲ２、ＬＧ２、ＬＢ２としてクロスプリズム１３に入射される。そして、これらの３つの映像光ＬＲ２、ＬＧ２、ＬＢ２がクロスプリズム１３で合成され、その合成されたＲ、Ｇ、Ｂの映像光Ｌ２が投射レンズ１４によって光軸Ｐ６に沿って出射されてスクリーン（図示せず）等に投射されて、フルカラーの映像をそのスクリーン等に映し出すようにしたものである。
【０００７】
この際、特に、３枚の空間光変調素子１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの入射側と出射側に平行に配置されているそれぞれ３枚の偏光板１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ及び１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂは３つの色光ＬＲ１、ＬＧ１、ＬＢ１及び３つの映像光ＬＲ２、ＬＧ２、ＬＢ２の偏光方向を揃える目的で組み込まれている。そして、これらそれぞれ３枚の偏光板１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ及び１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂはそれぞれ薄いガラス板に偏光フィルムを接着剤で接着したものであり、これらの偏光板１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ及び１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂは偏光作用によって温度上昇が発生する。このために、これらの偏光板１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ及び１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂには長期信頼性のための限界保証温度（通常、約７０°とされている）が設定されていて、これらの偏光板１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ及び１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂが７０°以上の高温に晒された場合、焼き付きや光透過率の低下が発生してしまう。従って、これらの偏光板１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ及び１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂの周辺部分を常時冷却する必要がある。
【０００８】
また、ＰＳ変換素子８は誘電体膜がコーティングされたガラス板を短冊状に接着剤で接着して貼り合わせたものであり、その接着剤の耐熱使用保証温度に限界があり、その接着剤の温度領域が保証温度を超えることがあると、光Ｌ１の透過率が低下してしまうことから、温度領域が保証温度を超えないように、このＰＳ変換素子８部分も冷却する必要がある。更に、放電ランプ６として最も多く使用されている超高圧水銀ランプは出力が１５０Ｗ以上の超高圧のランプバルブをリフレクター内部に組み込んだものであり、そのランプバルブ周辺及びリフレクター内部が限界温度以上に温度上昇することがあると、ランプバルブの失透現象（光透過率の低下）が発生するために、この放電ランプ６部分のランプバルブ周辺及びリフレクター内部もやはり冷却する必要がある。
【０００９】
そこで、従来から、この種液晶プロジェクター装置１では、まず、３枚の空間光変調素子１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの入射側及び出射側に組み込まれているそれぞれ３枚の偏光板１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ及び１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂ部分を冷却するために、外筐２内の光学ユニットケース４の下部で、クロスプリズム１３の真下位置に薄型の軸流ファンである送風用ファン２１を上向きで水平状に組み込み、その送風用ファン２１から垂直上方に送風される冷却空気を光学ユニットケース４の下部４ａで３枚の空間光変調素子１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの下部位置に形成した３つの冷却空気送出口２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂから光学ユニットケース４内に垂直上方に送風し、かつ、その冷却空気を光学ユニットケース４の上部４ｂで３つの空間光変調素子１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの上部位置に形成した３つの冷却空気排出口２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂから光学ユニットケース４外へ排気するようにして、３枚の偏光板１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ及び１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂ部分を強制空冷している。また、光学ユニットケース４の下部４ａでＰＳ変換素子８部分の真下位置にも小型の送風用ファン２４を配置して同様の冷却空気の垂直上方への送風によってそのＰＳ変換素子８部分を強制空冷している。また、放電ランプ６で光学ユニットケース４の外部であって、外筐２の内部の背面には排気用ファン２５を配置して、その排気用ファン２５の作動により光学ユニットケース４の下部に開口した冷却空気取入口から冷却空気を光学ユニットケース４内に吸引して放電ランプ６のリフター内部及びランプバルブ周辺を通して光学ユニットケース４外へ排出して外筐２外へ排出する排気方式によって放電ランプ６部分を強制空冷していた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、３枚の偏光板１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ及び１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂ部分、ＰＳ変換素子８及び放電ランプ６をそれぞれ独立した３つのファン２１、２４、２５によってそれぞれ独立して強制空冷する構造は、ファンの使用数が多く、高価につく上に、液晶プロジェクター装置１全体の大型化及び大重量化につながっている上に、これら３つのファン２１、２４、２５が同時に作動する際のノイズも高くなっている。また、従来の放電ランプ６は前面に防護ガラスを貼り付けてはいるものの、この放電ランプ６は光学ユニットケース４内に収納されているために、ランプバルブの万が一の破損時にはガラス破片等が光学ユニットケース４内に広範囲に飛散して、光学ユニット５の７〜１８の光学素子に悪影響を及ぼし易い。また、排気ファン２５による排気方式の強制空冷に必要な冷却空気取入口が放電ランプ６の下部位置で、光学ユニットケース４の下部に開放されたままになっているために、ランプバルブの破損時にその交換を行う時、ガラス破片等がその下部の冷却空気取入口から液晶プロジェクター装置１の外筐２の内部にも飛散してしまう可能性があった。
【００１１】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであって、プロジェクター装置内部でのランプバルブの破損時やその交換を行う時、ガラス破片等が冷却空気取入口からプロジェクター装置の外筐の内部に飛散することを防止すると共に、冷却用ファンの使用数を削減して、投射型表示装置全体の小型、軽量化を図りながら、光変調手段部分及び光源部分等をこの高効率に強制冷却することができるようにした投射型表示装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明の投射型表示装置は、リフレクター及び該リフレクターの内部に配置された光源を有するランプと、上記光源から出射された光を入力された映像信号に基づき変調する光変調手段を有する光学ユニットと、送風用ファンと上記送風用ファンから送風される冷却空気を送風用ダクトによって少なくとも上記光源部分へ送風してこれらを冷却する冷却手段と、上記光学ユニットと上記冷却手段とが組み込まれた外筐と、上記ランプが収納され、上記外筐に対して脱着可能に構成されたランプボックスとを備えた投射型表示装置において、上記ランプボックスは、上記ランプの光の出射口に配置された透明な保護部材と、上記ランプボックスの下部に設けられた冷却空気取入用ダクトと、上記冷却空気取入用ダクトの先端に設けられた冷却空気取入口であって、上記光源からその軸方向へ上記保護部材に対して離された位置に形成されて、上記送風用ダクトの冷却空気送出口から上記冷却空気を取り入れる冷却空気取入口と、上記冷却空気取入口に設けられ、このランプボックスを上記外筐内に装着することにより上記冷却空気取入口を自動開放して、該冷却空気取入口を上記送風用ダクトの上記冷却空気送出口に接続し、このランプボックスを上記外筐外へ取り外すことにより上記冷却空気送出口から離脱された上記冷却空気取入口を自動閉塞する自動開閉手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
上記のように構成された本発明の投射型表示装置は、内部に、リフレクター、光源を有するランプ、ランプの光の出射口に透明な保護部材が備えられたランプボックスが外筐に対して脱着可能に構成されている投射型表示装置にあって、
冷却手段が、送風用ファンから送風される冷却空気を少なくともランプボックス内の光源へ送風してこれらを冷却する送風用ダクトを備えていること、
ランプボックスの下部に設けられた冷却空気取入用ダクトの先端の冷却空気取入用口が光源からその軸方向へ保護部材に対して離されていて、ランプボックスが外筐に対して脱着されることによって冷却用空気取入用ダクトの先端の冷却空気取入口が送風用ダクトに脱着可能に接続されるように構成されていること、
ランプボックスが外筐内に装着されることにより、冷却空気取入用ダクトの先端の冷却空気取入口を自動開放して送風用ダクトに接続し、ランプボックスが外筐外へ取り外されることにより、送風用ダクトから離脱された冷却空気取入用ダクトの先端の冷却空気取入口を自動閉塞する自動開閉手段を備えていること、
を特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の投射型表示装置を液晶プロジェクター装置に適用した実施の形態を図１〜図８を参照して説明する。なお、図９及び図１０に示した液晶プロジェクター装置と同一構造部には同一の符号を付して説明の重複を省く。
【００１５】
まず、図１〜図５に示すように、本発明の液晶プロジェクター装置１は、光変調手段である３枚の空間光変調素子１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの入射側及び出射側に組み込まれているそれぞれ３枚の偏光板１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ及び１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂと、照明光学手段であるフライアイレンズ７群中に組み込まれているＰＳ変換素子８と、光源である放電ランプ６とを最少数の冷却用ファンによって高効率に強制空冷することができるようにした強制空冷装置３１を備えたものである。
【００１６】
そして、この強制空冷装置３１は、まず、光学ユニット５中の７〜１８の光学素子を光学ユニットケース４内に収納し、光源である放電ランプ６は光学ユニットケース４から切り離された後述するランプボックス４１内に収納させている。
そして、冷却用フアンとして新たに開発された１つの送風用ファン３２と、従来既存の排気用ファン２５の２つの冷却用ファンが使用されている。特に、送風用ファン３２には、冷却風量の増加を目的として静圧が高い多翼構造のシロッコファンが採用されている。そして、この送風用ファン３２が外筐２内の光学ユニットケース４の下部で投射レンズ１４のほぼ真下位置に横向きで水平状に組み込まれていて、その送風用ファン３２の冷却空気取入口３２ａが外筐２の下部２ａに開口され、冷却空気送出口３２ｂがクロスプリズム１３の真下位置に横向きに開口されている。
【００１７】
そして、光学ユニットケース４の下部４ａに送風用ダクト３３が水平状に取り付けられていて、この送風用ダクト３３はその一端側にほぼ正方形状等に形成されている送風始端部３３ａと、その送風始端部３３ａから一側方に延出されたやや小口径の送風中間部３３ｂと、その送風中間部３３ｂの遊端部から水平方向にほぼ直角状等に屈曲された他端側の送風終端部３３ｃとによって全体として平面形状がほぼコ字状に形成されている。なお、これら送風始端部３３ａは上面側が開放されたほぼコ字状に構成されて、送風中間部３３ｂ及び送風終端部３３ｃは扁平な角筒型に構成されている。そして、この送風用ダクト３３の送風中間部３３ｂが光学ユニットケース４内の光学ユニット５の３枚のダイクロイックミラー１０Ｒ、１０Ｇが配置されている光軸Ｐ２とほぼ平行状に配置されていて、一端側の送風始端部３３ａがクロスプリズム１３の真下位置に配置され、他端側の送風終端部３３ｃが光学ユニットケース４内の放電ランプ６及びフライアイレンズ７群が配置されている光軸Ｐ１とほぼ平行状に配置されている。そして、送風始端部３３ａの厚さが厚く、送風中間部３３ｂ及び送風終端部３３ｃの厚さが薄く構成されていて、これら送風中間部３３ｂ及び送風終端部３３ｃが送風始端部３３ａに対して上側に偏位されて接続されている。なお、送風用ダクト３３は送風始端部３３ａ、送風中間部３３ｂ及び送風終端部３３ｃの３つの構造部を一体に形成して光学ユニットケース４の下部４ａに取り付けても良いが、例えば、送風終端部３３ｃを送風中間部３３ｂから切り離して光学ユニットケース４の下部４ａに一体に形成してもよい。
【００１８】
そして、この送風用ダクト３３の送風始端部３３ａの一側面が送風用ファン３２の冷却空気送出口３２ｂに接続されていて、この送風始端部３３ａの上面開放部が光学ユニットケース４の下部４ａで３枚の空間光変調素子１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの下部位置にそれぞれ形成されている３つの冷却空気送出口２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂに接続されている。そして、この送風始端部３３ａ内で上部側へ偏位された位置には風量調整板３４が垂直状に配置されていて、この風量調整板３４は送風用フアン３２の冷却空気送出口３２ｂに対してほぼ４５°に傾斜された状態で、送風中間部３３ｂの開口端とほぼ同一高さ位置に配置されている。そして、この風量調整板３４は垂直状の回転軸３５によって水平方向である矢印ａ方向に角度調整可能に取り付けられていて、その風量調整板３４の下端と送風始端部３３ａの下端との間には隙間３６が形成されている。そして、この送風始端部３３ａの冷却空気送出口３２ｂ側とは反対側の側面にほぼ４５°に傾斜された傾斜部３７が形成されている。
【００１９】
そして、装置全体として最適の送風制御を行うために、この送風用ダクト３３の送風中間部３３ｂには放電ランプ６側へ送風する冷却空気の送風量を制御する風量制御板３３ｄが取り付けられていて、この風量制御板３３ｄがスライドスイッチ（図示せず）と連動して送風方向に対する直角方向である矢印ｂ方向にスライド調整可能に構成されている。
【００２０】
このような構成により、１つの送風用ファンから送風されれる冷却空気を送風用ダクトによって光変調手段部分及び光源部分との少なくとも２箇所に送風するようにして、１つの送風用ファンで光変調手段部分及び光源部分の少なくとも２箇所を同時に高効率に強制空冷することができるようにしたので、投射型表示装置全体の小型、軽量化及び低コスト化を図りながら、少なくとも光変調手段部分及び光源部分を高効率に強制空冷することができる。従って、投射型表示装置の小型、軽量化し、長期信頼性の向上とを両立させた高品質の投射型表示装置を実現できる。そして、送風用ダクト３３の送風終端部３３ｃの上面に開口された冷却空気送出口３８が光学ユニットケース４の下部４ａでフライアイレンズ群中に組み込まれているＰＳ変換素子８の下部位置に開口されていて、その送風終端部３３ｃの最終端に開口された冷却空気送出口３９が放電ランプ６に後述するように接続されている。なお、送風用ファン３２の冷却空気取入口３２ａには防塵用フィルター４０が脱着可能に取り付けられている。
【００２１】
こうして、１つの送風用ファンから送風される冷却空気を送風用ダクトによって偏光板部分、光源部分及びＰＳ変換素子部分の３箇所に送風するようにして、１つの送風用ファンで偏光板部分、ＰＳ変換素子及び光源部分の３箇所を同時に高効率に強制空冷することができるようにしたので、投射型表示装置全体の小型、軽量化及び低コスト化を図りながら、これら偏光板部分、ＰＳ変換素子及び光源部分の３箇所を高効率に強制空冷することができる。従って、投射型表示装置の小型、軽量化と、長期信頼性の向上とを両立させた高品質の投射型表示装置を実現できる。
【００２２】
次に、図６〜図８に示すように、光源である放電ランプ６には超高圧水銀ランプ等が使用されていて、発光部であるランプバルブ６ａを反射鏡であるリフレクター６ｂの中心部分に口金６ｃによって取り付けたものであり、この放電ランプ６はランプボックス４１内に収納されている。そして、光学ユニットケース４の放電ランプ６側の開口端４ｃにランプボックス４１を位置決めするためのランプカバー４２が取り付けられていて、そのランプカバー４２の下部に下部開口部４３が形成され、外筐２の下部２ａでランプカバー４２の真下位置にも下部開口部４４が形成されている。なお、外筐２の下部開口部４４には脱着可能な裏蓋４５が取り付けられている。
そして、図６に示すように、外筐２の裏蓋４５を取り外した状態で、ランプボックス４１を下部開口部４４、４３を通してランプカバー４２内に下方から上下方向である矢印ｃ、ｄ方向に脱着可能に挿入して、図７に示すように、このランプボックス４１をランプカバー４２内に脱着可能に取り付けることができるように構成されている。なお、このランプボックス４１の取り付け後は裏蓋４５で外筐２の下部開口部４４を閉塞する。また、ランプボックス４１をランプカバー４２内に矢印ｃ、ｄ方向から脱着する際に、放電ランプ６のランプバルブ６ａの電源接続用端子がランプカバー４２内の電源接続端子（何れも図示せず）に脱着されるように構成されている。
【００２３】
そして、外筐２内におけるランプカバー４２の背面位置に前述した排気用ファン２５が垂直状に配置されていて、ランプボックス４１の下部で送風用ダクト３３側の端部にその送風用ダクト３３側に向うほぼエルボ形状の冷却空気取入用ダクト４６が取り付けられている。そして、その冷却空気取入用ダクト４６の先端部に冷却空気取入口４７が横向きに開口されていて、その冷却空気取入口４７が送風用ダクト３３の終端の冷却空気送出口３９に接続用ダクト４８を介して脱着可能に接続されている。そして、その冷却空気取入口４７はリフレクター６ｂの外周端の下部に形成された開口部４９からリフレクター６ｂ内に連通され、ランプバルブ６ａの口金６ｃの外周部分に形成された複数個の開口部５０及びランプカバー４２に形成された複数個の開口部５１を通して排気用ファン２５の吸気側に連通されている。そして、この排気用ファン２５の排気側に面する外筐２の側面２ｃには排気口５２が開口されている。
【００２４】
ところで、ランプボックス４１の前面には放電ランプ６の前面を覆う保護部材である保護ガラス５３が光軸Ｐ１に対して直角な垂直状に取り付けられている。保護ガラス５３は、光の透過性があり、放電ランプ６が破損した時に、その破片の飛散を保護するものであれば、その形状や材質、及びその位置や保持方法等は何でも良く、例えば集光作用を持つ凸レンズ等の光学素子であっても構わない。また、放電ランプ６の上部、左右両側部及び背面部は開放部４１ａによって開放されている。そして、図７に示すように、ランプボックス４１をランプカバー４１内に矢印ｃ方向から挿入して取り付けると、そのランプボックス４１の開放部４１ａがランプカバー４２で閉塞されるように構成されている。また、このランプボックス４１の下部の冷却空気取入用ダクト４６にはその先端の冷却空気取入口４７を自動的に開閉する自動開閉機構５４が取り付けられている。そして、この自動開閉機構５４は、縦断面形状がほぼＬ型に構成されたシャッター５５を冷却空気取入用ダクト４６の下部に水平な支点ピン５６を介して上下方向である矢印ｅ、ｆ方向に回転自在に取り付け、このシャッター５５を捩りコイルバネ等の回転付勢手段であるシャッターバネ５７によって閉蓋方向である矢印ｄ方向に回転付勢したものである。
【００２５】
そして、この自動開閉機構５４によれば、図７に示したように、ランプボックス４１をランプカバー４２内に矢印ｃ方向から取り付けると、シャッター５５の先端が接続用ダクト４８の下部に矢印ｃ方向から当接されて、このシャッター５５が支点ピン５６を中心にシャッターバネ５７に抗して矢印ｆ方向に回転して逃げ、冷却空気取入口４７が自動開放されるように構成されている。また、図６に示すように、ランプボックス４１をランプカバー４２内から矢印ｃ方向に取り外す際には、シャッター５５が支点ピン５６を中心にシャッターバネ５７によって矢印ｅ方向に回転されて、このシャッター５５が冷却空気取入口４７を自動閉塞するように構成されている。なお、この自動開閉機構５４は、必ずしも図６及び図７に示すようにシャッター５５を矢印ｅ、ｆ方向に回転させる方式である必要はなく、例えば、シャッター５５を上下方向である矢印ｃ、ｄ方向にスライドさせる方式等を採用することもできる。また、ここでは、送風用ダクト３３の送風終端部３３ｃに別部品で構成された接続用ダクト４８を接続する構造を採用したが、この接続用ダクト４８相当部分を送風用ダクト３３の送風終端部３３ｃに一体に形成して、部品点数及び組立工数の削減を図ることも可能である。
【００２６】
この強制空冷装置３１は以上のように構成されていて、前述したように液晶プロジェクター装置１の放電ランプ６の発光及び光学ユニット５による光学制御動作によってフルカラーの映像をスクリーン等に投射している動作中において、送風用ファン３２及び排気用ファン２５を共に作動させて、光学ユニットケース４内の光学ユニット５及び放電ランプ６部分を同時に強制空冷する。
【００２７】
この際、まず、静圧が高いシロッコファンで構成されている送風用ファン３２の作動により、冷却空気が冷却空気送出口３２ｂから送風用ダクト３２の送風始端部３２ａ内に横向き水平状に吐出される。そして、その吐出された冷却空気はこの送風始端部３２ａ内の風量調整板３４の側面に衝突され、その冷却空気の一部がこの風量調整板３４の下側の隙間から傾斜部３７側へ流入して、その冷却空気の一部が傾斜部３４で上方に９０°反射されて光学ユニットケース４の３つの冷却空気送出口２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂからその光学ユニットケース４内に垂直上方に送風される。そして、風量調整板３７の側面に衝突された冷却空気の他の一部が水平横方向にほぼ４５°に反射されて送風用ダクト３３の送風中間部３３ｂ内を通って送風終端部３３ｃ側へ送風される。
【００２８】
そして、３つの冷却空気送出口２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂから光学ユニットケース４内に垂直上方に送風された冷却空気は３枚の空間光変調素子１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの入射側及び出射側の近傍部を上方へ垂直状に高速で通過して光学ユニットケース４の３つの冷却空気排出口２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂから光学ユニットケース４外で外筐２の上部２ｂ側の内部に排出される。そして、その冷却空気によって２枚のダイクロイックミラー１０Ｒ、１０Ｇ及び反射鏡１０３、３枚の空間光変調素子１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ、クロスプリズム１３の３面、それぞれ３枚の偏光板１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ及び１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂ部分が強制空冷されて、これらが限界保証温度以下の安全温度に保証され、これらの焼き付きや光透過率の低下等が未然に防止される。
【００２９】
この際、風量調整板３４は３つの冷却空気送出口２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂから光学ユニットケース４内に上向きで垂直状に送風する冷却空気の風量比をこれらの冷却空気送出口２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂに対して好ましい値である例えば１：２：３等の割合に調整することができる。なお、風量調整板３４の設置角度を回転軸３５によって矢印ａ方向に微調整することにより、その１：２：３等の風量比を自由に調整することができると共に、３つの冷却空気送出口２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂへの送風量と送風用ダクト３３の中間送風部３３ｂ側への送風量との比率も自由に調整することができる。
【００３０】
このように、風量調整板を送風用ダクト内に設けたので、送風用ファンから送風される冷却空気の複数の光変調手段に対する送風量の比率の調整や、冷却空気の光変調手段側への送風量と光源部分側への送風量の比率の調整等を行えて、これらをそれぞれ最適な風量の冷却空気によって無駄なく、高効率に強制空冷することができる。
【００３１】
そして、送風用ファン３２から送風され、送風用ダクト３３の送風始端部３３ａ内で風量調整板３４によって分岐されて水平横方向へ送風される冷却空気は送風中間部３３ｂ内を通って送風終端部３３ｃ側へ送風され、その冷却空気の一部が光学ユニットケース４の冷却空気送出口３８から光学ユニットケース４内へ上向きに吹き込まれて、フライアイレンズ７群及びそこに組み込まれているＰＳ変換素子８部分が強制空冷されて、これらが耐熱使用保証温度以下の安全な温度に保証され、これらの焼き付きや光透過率の低下等が未然に防止される。
【００３２】
そして、送風用ダクト３３の送風中間部３３ｂを通って送風終端部３３ｃ側へ送風された冷却空気の他の一部が冷却空気送出口３９及び冷却空気取入口４７を通してランプボックス４１内の放電ランプ６部分に送風される。一方、排気用ファン２５の作動によって、ランプボックス４１、ランプカバー４２及び放電ランプ６のランプバルブ６ａ周辺部分及びリフレクター６ｂ内部の高温に加熱された熱空気が開口部５０、５１を通してランプカバー４２外へ吸引されて外筐２外へ強制排気される。
【００３３】
従って、送風用ファン３２から送風される冷却空気の一部を送風用ダクト３３を通して冷却空気取入口４７からランプボックス４１内の放電ランプ６のリフレクター６ｂの内部へ取り込みつつ、排気用ファン２５の排気作用によって、そのランプバルブ６ａの周辺及びリフレクター６ｂの内部、ランプボックス４１及びランプカバー４２の内部の高温に加熱された熱空気を外筐２外へ強制排気することができるので、これら放電ランプ６部分のランプバルブ６ａ周辺及びリフレクター６ｂ内部を高効率に強制冷却することができる。これにより、放電ランプ６が限界温度まで温度上昇してランプバルブ６ａの失透現象（光透過率低下）が発生することを未然に防止することができる。
【００３４】
以上述べたように、この強制空冷装置３１は、送風用ファン３２と排気用ファン２５の２つの冷却用ファンを用い、これらを同時に作動させる。そして、送風用ファン３２から送風される静圧の高い冷却空気を送風用ダクト３３の送風分岐部である送風始端部３３ａ内で垂直上方と水平横方向との２方向に分岐させて、垂直上方に送風される冷却空気により光変調手段である３枚の空間光変調素子１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ部分及びそれぞれ３枚の偏光板１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ及び１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂ部分を強制空冷すると共に、水平横方向に送風される冷却空気を送風用ダクト３３の送風中間部３３ｂ及び送風終端部３３ｃ内に沿って風量低下（圧力損失）が殆んど発生しない状態でＰＳ変換素子８部分及び放電ランプ６部分まで高効率に送風して、その送風途中でＰＳ変換素子部分を強制空冷する。そして、放電ランプ６部分では送風用フアン３２から送風用ダクト３３によって送風される冷却空気を冷却空気取入口４７から取り込みながら、排気用フアン２５の排気作用による熱排気によって放電ランプ６部分を強制空冷するようにしたものである。
【００３５】
この際、３枚の空間光変調素子１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ部分及びそれぞれ３枚の偏光板１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ及び１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂ部分では、送風用ファン３２から送風される静圧の高い冷却空気を光学ユニットケース４の３つの冷却空気送出口２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂからその光学ユニットケース４内に垂直上方に送風し、その冷却空気をそのまま光学ユニットケース４の３つの冷却空気排出口２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂから外筐２の内部へ垂直上方に高効率に排出するようにして、３枚の空間光変調素子１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ部分及びそれぞれ３枚の偏光板１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ及び１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂを強制空冷しているので、冷却空気の風量及び風速を高レベルに設定することができて、これらの強制空冷作用を高効率に行うことができる。しかも、その際、光学ユニットケース４の３つの冷却空気排出口２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂから外筐２の上部２ｂ側の内部へ排出された冷却空気を放電ランプ６側へ回し込み、熱排気に使用することができる。
【００３６】
また、放電ランプ６部分では、送風用ファン３２から送風されて送風用ダクト３３内を高効率に送風されてきた冷却空気を冷却空気取入口４７から取り込むことによる冷却作用と、排気用ファン２５の熱排気による冷却作用との相乗効果によって高効率に強制空冷することができる。従って、排気用ファン２５の使用回転数を落とし、騒音（ノイズ）及び消費電力の低減が可能となる上に、放電ランプ６の長期信頼性の向上を図ることができる。
【００３７】
つまり、超高圧水銀ランプ等が使用されている放電ランプ６は、１５０Ｗ以上の高出力を出す場合、ランプバルブ６ａ周辺及びリフレクター６ｂ内部が限界温度以上に温度上昇することがあると、ランプバルブ６ａの失透現象（光透過率の低下）が発生するために、ランプバルブ６ａ周辺及びリフレクター６ｂ内部を強制空冷する必要がある。この際、従来のような排気ファン２５の排気作用のみによる強制空冷方法では、熱排気の内部抵抗が高いために、その排気用ファン２５の使用回転数を高くして、静圧の高い排気が必要になる。
【００３８】
ここで、放電ランプ６の出力が例えば２００Ｗの場合には、強制空冷に必要な送風量として静圧２ｍｍＨ₂ Ｏ、約２０リッター／毎分が必要となる。しかし、本発明の強制空冷装置３１によれば、送風用ファン３２から送風用ダクト３３を通して送風される冷却空気を冷却空気取入口４７からランプボックス４１内の放電ランプ６部分に取り込みながら、排気用ファン２５の排気作用によってこの放電ランプ６部分の熱空気を外筐２外へ排出するので、その放電ランプ６部分の強制空冷に必要な送風量として静圧４〜６ｍｍＨ₂ Ｏ、３５〜５０リッター／毎分を容易に達成することができて、排気用ファン２５の使用回転数を十分に落としても、ランプバルブ６ａ部分の温度を８５０℃以上で、１０００℃以下の長期保証温度内に安定して保つことが可能になった。
【００３９】
しかも、この強制空冷装置３１では、図７に示すように、放電ランプ６をランプボックス４１内に収納してランプカバー４２内に下方から矢印ｃ方向に挿入して取り付け、その放電ランプ６の前面側を保護ガラス５３で覆い、その放電ランプ６の外周及び背面側（保護ガラス５３の反対側）をランプボックス４１及びランプカバー４２で覆う構造を採用したことにより、放電ランプ６のランプバルブ６ａが破損することがあっても、その破損により飛散するガラス破片をランプボックス４１内に封じ込めることができる。
また、ランプバルブの破損時にその破片は保護ガラス５３により内部に保持され、ランプボックス下部に落下するが、自動開閉機構５４のシャッター５５は、放電ランプ６の光の出射口（垂直面）におかれた保護ガラス５３により、その光の出射方向（水平方向）に沿って見た時に、放電ランプ６から保護ガラス５３より遠く離れた位置にある冷却空気取入口４７を開閉するため、その破片の飛散を光源の出射口に配置された保護ガラス５３までの範囲に抑え、落下した破片の殆んどがランプボックス内に残る。また、万が一自動開閉機構５４のシャッター５５より外にその破片が飛散しても、送風用ダクト３３の内部に留めることができる。
従って、そのガラス破片が光学ユニットケース４内に広範囲に飛散して、光学ユニット５の７〜１８の光学素子に悪影響を及ぼすことを未然に防止することができ、高い安全性を確保できる。また、図６に示すように、その破損したランプバルブ６ａの交換時に、ランプボックス４１をランプカバー４２から下方である矢印ｄ方向に取り外す際には、自動開閉機構５４のシャッター５５で冷却空気取入口４７を自動閉塞することができるので、そのランプボックス４１内に飛散しているガラス破片がそのランプボックス４１の取り外し工程中に、冷却空気取入口４７から外部へ落下し、飛散されてしまうこともなく、そのランプ交換作業を安全、かつ、容易に行える。
【００４０】
更に、放電ランプ６をランプボックス４１内に収納して、このランプボックス４１を光学ユニットケース４と一体のランプカバー４２内に脱着可能に取り付けられるようにして、光学ユニットケース４及びランプボックス４１の両方を外筐２に対して脱着可能なユニットに構成したことにより、ランプ交換時には、ランプボックス４１を外筐２の下部開口部４４から下方へ簡単に取り外すことができると同時に、光学ユニット５も光学ユニットケース４毎、反対側等へ簡単に取り外すことが可能となる。従って、外筐２内に対する光学ユニット５及び放電ランプ６等の組立て及び分解等を容易に行え、液晶プロジェクター装置１の製造性及びメンテナンス性を著しく向上させることができる。
なお、特に、ランプボックス４１内に収納した放電ランプ６の前面側を保護ガラス５３で覆ってはいるものの、そのランプボックス４１の放電ランプ６の上部、左右両側部及び背面部を開放部４１ａによって開放しておき、図７に示すように、このランプボックス４１をランプカバー４２内に下方から矢印ｂ方向に挿入して取り付けた時に、そのランプボックス４１の開放部４１ａをランプカバー４２で覆う構造を採用したことにより、ランプ交換時に、図６に示すように、ランプボックス４１を外筐２の下部開口部４４から下方である矢印ｃ方向に抜き取った時に、そのランプボックス４１の開放部４１ａを自動開放することができ、そのランプ交換作業を迅速、かつ、容易に行える。なお、外筐２に対するランプボックス４１の脱着方向は下部開口部４４を挿通する下側方向以外にも、外筐２の上部や側部に開口部を形成して、外筐２の上方側や横側方から脱着するようにしても良い。
【００４１】
また、この強制空冷装置３１では、送風用ファン３２の冷却空気取入口３２ａに防塵用フィルター４０を脱着可能に取り付けているので、送風用ファン３２の作用によって冷却空気取入口３２ａから取り込む冷却空気中の塵埃等をこの防塵用フィルター４０に吸着させて除去することができる。従って、冷却空気取入口３２ａから取り込まれる冷却空気と一緒に塵埃等が光学ユニットケース４内の光学ユニット５へ送り込まれて、その光学ユニット５内の７〜１８の光学素子に付着し、光透過率や光反射率の減少等を招くことがない。
【００４２】
即ち、送風用ファンの冷却空気取入口に防塵用フィルターを設けることで、塵埃等が冷却空気と一緒に光学ユニット内に侵入して、光学素子に付着し、これらの光透過率や光反射率を低減してしまうような不都合を未然に防止することができる上に、送風用ファンのノイズも低減できる。
なお、前述した従来の送風用ファン２１は軸流ファンで構成されていたので、冷却空気取入口３２ａに防塵用フィルター４０を取り付ければ、冷却空気の吸引抵抗が増大して送風量が約３０％低下すると同時に、ノイズも悪化するが、本発明の送風用ファン３２は静圧が高い多翼構造のシロッコファンで構成されているので、冷却空気取入口３２ａに防塵用フィルター４０を取り付けても、吸引抵抗の増大による冷却空気の送風量の減少による悪影響は殆んど発生しない上に、冷却空気取入口３２ａの密閉効果によりノイズはむしろ軽減されることになる。
【００４３】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は液晶プロジェクター装置に限定されることなく、各種の投射型表示装置に適用可能である。
【００４４】
【発明の効果】
本発明の投射型表示装置は、ランプボックス内のランプの光の出射口に透明な保護部材が配置されていて、ランプボックスの下部の冷却空気取入用ダクトの先端に設けられた冷却空気取入口が、光源からその光軸方向に保護部材より離れた位置に設けられているので、プロジェクター装置内部でのランプバルプの破損時には、ランプバルブのガラス片等の破片は保護部材によって受け止められて、リフレクターの下部の冷却空気取入用ダクト内に落下して収容される。従って、ランプバルブのガラス片等の破片がプロジェクター装置内の光学ユニットケースの内部に広範囲に飛散して、光学素子に悪影響を及ぼすことを未然に防止することができ、高い安全性を確保することができる。
【００４５】
本発明の投射型表示装置は、プロジェクター装置内部でのランプバルブの破損後に、ランプボックスを外筐の外部へ取り出す時には、ランプボックスの下部の冷却空気取入用ダクトの先端にあって、光源からその光軸方向に保護部材より離れた位置に設けられている冷却空気取入口が自動開閉手段によって自動閉塞されるので、そのランプボックスの交換を行う時、リフレクターの内部及び冷却空気取入用ダクトの内部に保持されたランプバルブのガラス片等の破片が、その冷却空気取入用ダクトの先端の冷却空気取入口からプロジェクター装置の外部に広範囲に飛散されてしまうことも確実に防止することができるので、ランプボックスの交換を安全、かつ、容易に行うことができる。
【００４６】
本発明の投射型表示装置は、ランプボックスが外筐内に装着されることにより、自動開閉手段がランプボックスの下部の冷却空気取入用ダクトの先端の冷却空気取入口を自動開放して冷却手段の送風用ダクトに接続するので、冷却手段の送風用ファンから送風される冷却空気を少なくとも送風用ダクト及び冷却空気取入用ダクト内を通してランプボックスのリフレクター内部へ効率良く送風することができ、リフレクター内部の光源を効率よく冷却することができる。しかも、ランプボックスの下部に設けられて、送風用ダクトに接続されている冷却空気取入用ダクトの先端の冷却空気取入用口が光源からその軸方向へ保護部材に対して離されているので、ランプボックスが外筐内に装着されている状態でリフレクター内部のランプが破損した場合には、そのガラス片等の破片をランプボックスの下部の冷却空気取入用ダクト内に安全に保留させることができて、そのガラス片等の破片が冷却空気取入用ダクトからプロジェクター内に広範囲に飛散されて、光学ユニットの光学素子等に悪影響を及ぼすことがなく、安全性が非常に高い。その上、ランプの破損後に、ランプボックスを外筐の外部へ取り出す際には、送風用ダクトから離脱された冷却空気取入用ダクトの先端の冷却空気取入口が自動閉塞手段によって自動閉塞されることから、その冷却空気取入口からガラス片等の破片がプロジェクターの外部へ不用意に撒き散らかされることもない。
【００４７】
本発明の投射型表示装置は、送風用ダクトが更に光変調手段に冷却空気を送風するので、１つの送風用ファンから送風される冷却空気を送風用ダクトによって光変調手段部分及び光源部分との少なくとも２箇所に送風することができ、１つの送風用ファンで光変調手段及び光源部分の少なくとも２箇所を同時に高効率に強制空冷することができる。
【００４８】
本発明の投射型表示装置は、光学ユニットが、光源から出射された光を異なる波長帯域の色光に分離する光分離手段と、光分離手段で分離された色光が照射される複数の光変調手段と、複数の光変調手段により変調された映像光を合成する光合成手段とを備え、送風用ダクトは、複数の光変調手段への送風量を制御する風量制御手段を備えているので、複数の光変調手段を適切に冷却する送風量の制御ができる。
【００４９】
本発明の投射型表示装置は、光学ユニットが上記光源から出射された光を所定の偏光方向の光に変換する偏光変換手段を備え、送風用ダクトが、更に偏光変換手段に冷却空気を送風するので、光源部分と併せて少なくとも偏光変換手段の２箇所を同時に高効率に強制空冷することができる。
【００５０】
本発明の投射型表示装置は、送風用ファンから送風される冷却空気を少なくとも上記光源へ送風してこれらを冷却する送風用ダクトを備えると共に、その送風用ファンにシロックファンが用いられているので、静圧の高いシロックファンを使用することで、送風ダクトを介して離れて位置する複数の冷却対象を効果的に冷却できる。しかも、ランプボックスの冷却空気取入口が自動開閉手段を介して送風用ダクトに対して脱着可能に構成されているので、ランプバルブ破損時に、その破片の飛散を少なくとも送風用ダクト内に抑え、ランプボックスを交換する時、殆んどの破片をランプボックスの中に安全に取り外すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した液晶プロジェクター装置の強制空冷装置の概要を示した下側から見た状態の斜視図である。
【図２】同上の液晶プロジェクター装置の概略平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ矢視状態の概略側面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ矢視状態の概略側面図である。
【図５】図２のＣ−Ｃ矢視状態の概略側面図である。
【図６】同上の液晶プロジェクター装置のランプボックス部分を説明するランプボックスの脱着時の縦断面側面図である。
【図７】同上の液晶プロジェクター装置のランプボックス部分を説明するランプボックス装着状態の縦断面側面図である。
【図８】同上の液晶プロジェクター装置の光学ユニットのランプカバー、送風用ダクトの送風終端部及びランプボックスの分解斜視図である。
【図９】従来の液晶プロジェクター装置を説明する概略平面図である。
【図１０】従来の液晶プロジェクター装置を説明する概略側面図である。
【符号の説明】
１は投射型表示装置である液晶プロジェクター装置、２は外筐、４は光学ユニットケース、５は光学ユニット、６は光源である放電ランプ、７は照明光学手段であるフライアイレンズ、８はＰＳ変換素子、１０Ｒ、１０Ｇは光分割手段であるダイクロイックミラー、１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂは光変調手段である空間光変調素子、１３は光合成手段であるクロスプリズム、１４は投射手段である投射レンズ、１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂ及び１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂは偏光板、２５は排気用ファン、３１は強制空冷装置、３２は送風用ファン、３２ａは送風用ファンの冷却空気取入口、３２ｂは送風用フアンの冷却空気送出口、３３は送風用ダクト、３４は風量調整板、３８、３９は送風用ダクトの冷却空気送出口、４０は防塵用フィルター、４１はランプボックス、４２はランプカバー、４７はランプボックスの冷却空気取入口、５３は保護部材である保護ガラス、５４は自動開閉機構、５５はシャッターである。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a projection display device that projects an image on a screen or the like by irradiating a light valve with light from a light source. In particular, it belongs to the technical field of forced air cooling devices using a cooling fan.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, there is a liquid crystal projector device shown in FIGS. 9 and 10 as an example of a projection display device. The outer casing 2 of the liquid crystal projector apparatus 1 is formed in a flat rectangular parallelepiped shape with a sheet metal or the like, and stands 3 for mounting on a desk or the like are attached to the four corners of the bottom of the outer casing 2. Then, an optical unit case 4 that is flattened with sheet metal or the like in the middle of the upper and lower positions inside the outer casing 2 and that has a planar shape bent into an approximately L shape is horizontally installed. An optical unit 5 for projecting a color image onto a screen or the like is accommodated horizontally in the optical unit case 4.
[0003]
The optical unit 5 includes a group of fly-eye lenses 7 serving as illumination optical means and a PS conversion element 8 arranged in series on an optical axis P1 of a discharge lamp 6 serving as a light source. Bent at 90 °, the two dichroic mirrors 10R and 10G for R and G, which are the light splitting means, are inclined at 45 ° on the bent optical axis P2, and in series with an interval. The three condenser lenses 11R, 11G, and 11B and the light modulation means are disposed on the three light reflection paths P3, P4, and P5 arranged and bent at right angles by the two dichroic mirrors 10R and 10G and the reflecting mirror 103, respectively. Three spatial light modulators 12R, 12G, and 12B for R, G, and B, such as a certain transmissive liquid crystal panel, are arranged and emitted from these three spatial light modulators 12R, 12G, and 12B. A square cross prism 13 which is a light combining means is arranged on the path P6. Further, a projection lens 14 is arranged on the exit side of the cross prism 13, and images emitted from three spatial light modulation elements 12R, 12G, and 12B for R, G, and B such as a transmissive liquid crystal panel that is a light modulation means Project light onto a screen or the like.
[0004]
The fly-eye lens group 7 divides the light L1 from the discharge lamp 6 having an intensity distribution into a large number of light spots, and then superimposes the large number of light spots on a spatial light modulation element, thereby three spatial light modulations. The brightness distribution of the entire screen of the elements 12R, 12G, and 12B is made uniform. The PS conversion element 8 is composed of a polarizing beam splitter arranged in a strip shape and a phase difference plate provided intermittently corresponding thereto, and polarization of incident light L1 from the discharge lamp 6, for example, P wave component. The direction is converted into an S wave, and light including an S wave component is output as a whole.
[0005]
The three condenser lenses 11R, 11G, and 11B and the spatial light modulators 12R, 12G, and 12B are arranged at three positions close to the three surfaces of the square cross prism 13. Three polarizing plates 17R, 17G, 17B and 18R, 18G, 18B are arranged in parallel on the incident side and the emitting side of the three spatial light modulators 12R, 12G, 12B, respectively. At this time, the three polarizing plates 17R, 17G, and 17B are bonded to the emission side of the three condenser lenses 11R, 11G, and 11B, and the three polarizing plates 18R, 18G, and 18B are the incident side of the cross prism 13 Are adhered to the three surfaces. The light from the discharge lamp 6 is made uniform by the fly-eye lens group 7 and the polarization direction thereof is aligned by the PS conversion element 8. The light L2 whose polarization direction is aligned is reflected by the dichroic mirror 10R, and the light in the red wavelength region is reflected, and irradiates the spatial light modulator 12R through the path P3. Next, the light in the green wavelength region is reflected by the dichroic mirror 10G, and irradiates the spatial light modulator 12G through the path P4. Finally, the light in the blue wavelength band that has passed through the dichroic mirrors 10R and 10G is reflected by the reflecting mirror 103, and irradiates the spatial light modulator 12B through the path P5.
[0006]
The liquid crystal projector device 1 is configured as described above, and the three spatial light modulators 12R, 12G, and 12B have three image signals corresponding to the applied three primary colors of red, green, and blue. The color lights LR1, LG1, and LB1 are modulated. In other words, the polarization plane of the light having a predetermined polarization direction transmitted through the polarizing plates 17R, 17G, and 17B is rotated based on the signals applied by the spatial light modulators 12R, 12G, and 12B. Predetermined polarization components of the light subjected to the rotation of the polarization plane are transmitted through the polarizing plates 18R, 18G, and 18B, and are incident on the cross prism 13 as image lights LR2, LG2, and LB2. The three image lights LR2, LG2, and LB2 are combined by the cross prism 13, and the combined R, G, and B image lights L2 are emitted along the optical axis P6 by the projection lens 14 to be screened ( (Not shown) or the like, and a full-color image is projected on the screen or the like.
[0007]
At this time, in particular, the three polarizing plates 17R, 17G, 17B and 18R, 18G, 18B arranged in parallel to the incident side and the outgoing side of the three spatial light modulators 12R, 12G, 12B each have three The color lights LR1, LG1, LB1 and the three video lights LR2, LG2, LB2 are incorporated for the purpose of aligning the polarization directions. Each of these three polarizing plates 17R, 17G, 17B and 18R, 18G, 18B is obtained by adhering a polarizing film to a thin glass plate with an adhesive, and these polarizing plates 17R, 17G, 17B and 18R, In 18G and 18B, the temperature rises due to the polarization action. For this purpose, these polarizing plates 17R, 17G, 17B and 18R, 18G, 18B are set with a limit guarantee temperature (normally about 70 °) for long-term reliability, and these polarizations When the plates 17R, 17G, 17B and 18R, 18G, 18B are exposed to a high temperature of 70 ° or more, image sticking or a decrease in light transmittance occurs. Therefore, it is necessary to constantly cool the peripheral portions of these polarizing plates 17R, 17G, 17B and 18R, 18G, 18B.
[0008]
Further, the PS conversion element 8 is a glass plate coated with a dielectric film, bonded in a strip shape with an adhesive, and has a limit in the heat-resistant use guarantee temperature of the adhesive. If the temperature region exceeds the guaranteed temperature, the transmittance of the light L1 decreases. Therefore, it is necessary to cool the PS conversion element 8 portion so that the temperature region does not exceed the guaranteed temperature. Furthermore, the ultra-high pressure mercury lamp most frequently used as the discharge lamp 6 has an ultra-high pressure lamp bulb with an output of 150 W or more incorporated in the reflector, and the temperature around the lamp bulb and inside the reflector is higher than the limit temperature. If the temperature rises, a devitrification phenomenon (decrease in light transmittance) of the lamp bulb occurs. Therefore, it is also necessary to cool the periphery of the lamp bulb in the discharge lamp 6 and the inside of the reflector.
[0009]
Therefore, conventionally, in this type of liquid crystal projector device 1, first, three polarizing plates 17R, 17G, and 17B incorporated on the incident side and the outgoing side of the three spatial light modulation elements 12R, 12G, and 12B, respectively. In order to cool the 18R, 18G, and 18B portions, a blower fan 21 that is a thin axial fan is incorporated horizontally upward at the lower portion of the optical unit case 4 in the outer casing 2 and immediately below the cross prism 13. Three cooling air outlets 22R formed by cooling air blown vertically upward from the blower fan 21 at the lower position of the three spatial light modulators 12R, 12G, 12B in the lower part 4a of the optical unit case 4, 22G and 22B are blown vertically upward into the optical unit case 4 and the cooling air is converted into three spatial light changes by the upper part 4b of the optical unit case 4. Three polarizing plates 17R, 17G, 17B and 18R, 18G are exhausted from the three cooling air outlets 23R, 23G, 23B formed in the upper positions of the elements 12R, 12G, 12B to the outside of the optical unit case 4. , 18B portion is forcibly air-cooled. In addition, a small blower fan 24 is arranged at a position directly below the PS conversion element 8 at the lower part 4a of the optical unit case 4, and the PS conversion element 8 is forcibly air-cooled by blowing the same cooling air vertically upward. are doing. Further, an exhaust fan 25 is disposed outside the optical unit case 4 by the discharge lamp 6 on the back surface inside the outer casing 2, and the exhaust fan 25 is operated to open the lower part of the optical unit case 4. The discharge lamp is evacuated by an exhaust system in which cooling air is sucked into the optical unit case 4 from the cooled cooling air inlet and discharged to the outside of the optical unit case 4 through the inside of the lifter of the discharge lamp 6 and the periphery of the lamp bulb. Six parts were forcibly air-cooled.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, the structure in which the three polarizing plates 17R, 17G, 17B and 18R, 18G, 18B, the PS conversion element 8 and the discharge lamp 6 are independently forced-air-cooled by the three independent fans 21, 24, 25, respectively. The number of fans used is high and expensive, leading to an increase in the size and weight of the entire liquid crystal projector apparatus 1, and noise when these three fans 21, 24, and 25 are operated simultaneously. It is high. Further, although the conventional discharge lamp 6 has a protective glass pasted on the front surface, the discharge lamp 6 is housed in the optical unit case 4, so that in the unlikely event that the lamp bulb is damaged, glass fragments etc. are optically damaged. It is scattered over a wide range in the unit case 4 and tends to adversely affect the optical elements 7 to 18 of the optical unit 5. In addition, since the cooling air intake necessary for exhaust air forced cooling by the exhaust fan 25 remains open at the lower part of the discharge lamp 6 at the lower part of the optical unit case 4, the lamp bulb is damaged. When the replacement is performed, glass fragments or the like may be scattered from the cooling air intake port below the inside of the outer casing 2 of the liquid crystal projector apparatus 1.
[0011]
  The present invention has been made to solve the above problems,Inside the projectorWhen the lamp bulb is damaged or replaced, broken glass, etc.ColdWhile preventing scattering from the air intake port to the inside of the outer casing of the projector device, while reducing the number of cooling fans used, the entire projection display device is reduced in size and weight.,lightAn object of the present invention is to provide a projection display device that can forcibly cool the modulation means portion, the light source portion, and the like with high efficiency.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, a projection display apparatus according to the present invention modulates a lamp having a reflector and a light source disposed inside the reflector, and light emitted from the light source based on an input video signal. An optical unit having a light modulation means, a blower fan, and cooling air blown from the blower fanBy air ductA cooling means for blowing air to at least the light source part to cool them, an outer casing in which the optical unit and the cooling means are incorporated, and the lamp are housed and configured to be detachable from the outer casing. In the projection display device including the lamp box, the lamp box includes a transparent protective member disposed at a light exit of the lamp, a cooling air intake duct provided at a lower portion of the lamp box, and A cooling air intake provided at the tip of the cooling air intake duct, which is formed at a position away from the light source in the axial direction from the protective member,From the cooling air outlet of the air ductA cooling air intake port for taking in cooling air and a cooling air intake port provided at the cooling air intake port, and the lamp air inlet is automatically opened by mounting the lamp box in the outer casing.The cooling air inlet is connected to the cooling air outlet of the air duct,By removing this lamp box out of the outer casingRemoved from the cooling air outletAn automatic opening / closing means for automatically closing the cooling air inlet is provided.
[0013]
  The projection type display device of the present invention configured as described above,In the projection type display device in which a reflector, a lamp having a light source, and a lamp box provided with a transparent protective member at the light exit of the lamp are configured to be removable from the outer casing,
  The cooling means includes a blowing duct for blowing cooling air blown from the blowing fan to at least the light source in the lamp box and cooling them;
  The cooling air intake opening at the tip of the cooling air intake duct provided at the lower part of the lamp box is separated from the light source in the axial direction with respect to the protective member, and the lamp box is detached from the outer casing. The cooling air intake at the tip of the cooling air intake duct is configured to be detachably connected to the air duct,
  By installing the lamp box in the outer casing, the cooling air intake port at the tip of the cooling air intake duct is automatically opened and connected to the air duct, and the lamp box is removed outside the outer casing, An automatic opening / closing means for automatically closing the cooling air intake at the tip of the cooling air intake duct separated from the air duct;
It is characterized by.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which a projection display device of the present invention is applied to a liquid crystal projector device will be described with reference to FIGS. It should be noted that the same structural parts as those of the liquid crystal projector apparatus shown in FIGS.
[0015]
  First, as shown in FIGS. 1 to 5, the liquid crystal projector device 1 of the present invention is incorporated on the incident side and the emission side of the three spatial light modulation elements 12R, 12G, and 12B that are light modulation means. Three polarizing plates 17R, 17G, 17B and 18R, 18G, 18B, a PS conversion element 8 incorporated in a group of fly-eye lenses 7 serving as illumination optical means, and a discharge lamp 6 serving as a light sourceSmallThe apparatus is provided with a forced air cooling device 31 that can perform forced air cooling with high efficiency by a number of cooling fans.
[0016]
In the forced air cooling device 31, first, the optical elements 7 to 18 in the optical unit 5 are accommodated in the optical unit case 4, and the discharge lamp 6 that is a light source is a later-described lamp separated from the optical unit case 4. It is stored in the box 41.
Two cooling fans, one fan 32 newly developed as a cooling fan and the conventional exhaust fan 25, are used. In particular, the blower fan 32 employs a multi-blade sirocco fan having a high static pressure for the purpose of increasing the amount of cooling air. The blower fan 32 is horizontally and horizontally incorporated under the optical unit case 4 in the outer casing 2 at a position almost directly below the projection lens 14, and a cooling air inlet 32 a of the blower fan 32 is provided. An opening is formed in the lower portion 2 a of the outer casing 2, and a cooling air outlet 32 b is opened laterally at a position directly below the cross prism 13.
[0017]
  A blower duct 33 is horizontally attached to the lower portion 4a of the optical unit case 4. The blower duct 33 has a blow start end 33a formed in a substantially square shape at one end thereof, and its blower. A slightly small-diameter air blowing intermediate portion 33b that extends from the start end portion 33a to one side, and an air blowing end portion on the other end side that is bent in a substantially right-angled manner in the horizontal direction from the free end portion of the air blowing intermediate portion 33b. As a whole, the planar shape is formed in a substantially U shape. In addition, these ventilation | gas_flowing start end parts 33a are comprised by the substantially U shape by which the upper surface side was open | released, and the ventilation intermediate | middle part 33b and the ventilation termination | terminus terminal part 33c are comprised by the flat square tube shape. And the ventilation intermediate part 33b of this duct 33 for ventilation is arrange | positioned substantially in parallel with the optical axis P2 in which the three dichroic mirrors 10R and 10G of the optical unit 5 in the optical unit case 4 are arrange | positioned, and one end The air blowing start end portion 33a is disposed immediately below the cross prism 13, and the air blowing termination portion 33c on the other end side is an optical axis P1 on which the discharge lamp 6 and the fly-eye lens 7 group in the optical unit case 4 are disposed. They are arranged almost in parallel. And the thickness of the ventilation start part 33a is thick, and the thickness of the ventilation intermediate part 33b and the ventilation termination | terminus part 33c is comprised thinly, These ventilation intermediate part 33b and the ventilation termination | terminus part 33c are upper side with respect to the ventilation start end 33a. It is biased and connected. The blower duct 33 may be integrally formed with three structural parts of the blower start end part 33a, the blower intermediate part 33b, and the blower terminal part 33c and attached to the lower part 4a of the optical unit case 4. Part33cMay be formed integrally with the lower portion 4a of the optical unit case 4 by separating from the air blowing intermediate portion 33b.
[0018]
  One side surface of the air blowing start end portion 33 a of the air blowing duct 33 is connected to the cooling air outlet 32 b of the air blowing fan 32, and the upper surface opening portion of the air blowing start end portion 33 a is the lower portion 4 a of the optical unit case 4. The three spatial light modulators 12R, 12G, and 12B are connected to three cooling air outlets 22R, 22G, and 22B formed at lower positions of the spatial light modulators 12R, 12G, and 12B, respectively. An air volume adjusting plate 34 is vertically arranged at a position displaced upward in the air blowing start end portion 33 a, and the air volume adjusting plate 34 is a cooling air outlet port of the fan 32 for blowing air.32bIs disposed at substantially the same height as the opening end of the blower intermediate portion 33b. The air volume adjusting plate 34 is attached by a vertical rotating shaft 35 so that the angle can be adjusted in the direction of the arrow a which is the horizontal direction, and between the lower end of the air volume adjusting plate 34 and the lower end of the air blowing start end portion 33a. A gap 36 is formed. And the inclination part 37 inclined by about 45 degrees is formed in the side surface on the opposite side to the cooling air delivery port 32b side of this ventilation start part 33a.
[0019]
  And in order to perform optimal ventilation control as the whole apparatus, the air volume control board which controls the ventilation volume of the cooling air which blows to the discharge lamp 6 side in the ventilation middle part 33b of this duct 33 for ventilation33dThis air volume control board is installed33dIs an arrow that is perpendicular to the air flow direction in conjunction with a slide switch (not shown)bThe slide is adjustable in the direction.
[0020]
  With such a configuration, the cooling air blown from one blower fan is blown to at least two places of the light modulation part and the light source part by the blower duct, and the light modulation part is made by one blower fan. Since at least two locations of the portion and the light source portion can be simultaneously forcedly air-cooled with high efficiency, at least the light modulation means portion and the light source portion can be achieved while reducing the overall size, weight and cost of the projection display device. Can be forced air-cooled with high efficiency. Therefore, it is possible to realize a high-quality projection display device that is both compact and light-weighted and capable of improving long-term reliability. The cooling air outlet 38 opened on the upper surface of the blowing terminal portion 33c of the blowing duct 33 opens at the lower portion of the PS conversion element 8 incorporated in the fly-eye lens group at the lower portion 4a of the optical unit case 4. The cooling air outlet 39 opened at the final end of the blowing terminal portion 33c is connected to the discharge lamp 6 as described later. Air blowforA dustproof filter 40 is detachably attached to the cooling air intake port 32a of the fan 32.
[0021]
Thus, the cooling air blown from one blowing fan is blown to the polarizing plate portion, the light source portion, and the PS conversion element portion by the blowing duct so that the polarizing plate portion, PS Since the three places of the conversion element and the light source portion can be simultaneously forcedly air-cooled with high efficiency, the polarizing plate portion and the PS conversion element can be achieved while reducing the size, weight and cost of the entire projection display device. And three places of a light source part can be forced-air-cooled with high efficiency. Therefore, it is possible to realize a high-quality projection display device that achieves both a reduction in size and weight of the projection display device and an improvement in long-term reliability.
[0022]
Next, as shown in FIG. 6 to FIG. 8, an ultra-high pressure mercury lamp or the like is used for the discharge lamp 6 that is a light source, and the lamp bulb 6a that is a light emitting portion is placed at the central portion of the reflector 6b that is a reflecting mirror. The discharge lamp 6 is attached by a base 6 c and is housed in a lamp box 41. A lamp cover 42 for positioning the lamp box 41 is attached to the opening end 4c of the optical unit case 4 on the discharge lamp 6 side, and a lower opening 43 is formed below the lamp cover 42. A lower opening 44 is also formed at a position directly below the lamp cover 42 at the lower portion 2a of the second. A removable cover 45 is attached to the lower opening 44 of the outer casing 2.
Then, as shown in FIG. 6, with the back cover 45 of the outer casing 2 removed, the lamp box 41 is passed through the lower openings 44 and 43 into the lamp cover 42 in the direction of arrows c and d, which are the vertical directions from below. As shown in FIG. 7, the lamp box 41 can be removably attached to the lamp cover 42 by being detachably inserted. After the lamp box 41 is attached, the lower opening 44 of the outer casing 2 is closed with the back cover 45. Further, when the lamp box 41 is detached from the lamp cover 42 in the directions of arrows c and d, the power connection terminal of the lamp bulb 6a of the discharge lamp 6 is a power connection terminal in the lamp cover 42 (both not shown). It is comprised so that it may be attached or detached.
[0023]
The above-described exhaust fan 25 is vertically arranged at the back surface of the lamp cover 42 in the outer casing 2, and the air duct 33 side is provided at the end of the air duct 33 at the lower portion of the lamp box 41. A cooling air intake duct 46 having a substantially elbow shape facing toward is attached. A cooling air inlet 47 is opened laterally at the tip of the cooling air intake duct 46, and the cooling air inlet 47 is connected to the cooling air outlet 39 at the end of the air duct 33. 48 is detachably connected. The cooling air intake 47 communicates with the reflector 6b through an opening 49 formed in the lower portion of the outer peripheral end of the reflector 6b, and a plurality of openings 50 formed in the outer peripheral portion of the cap 6c of the lamp bulb 6a. In addition, the exhaust fan 25 communicates with the intake side through a plurality of openings 51 formed in the lamp cover 42. An exhaust port 52 is opened on the side surface 2 c of the outer casing 2 facing the exhaust side of the exhaust fan 25.
[0024]
  Incidentally, a protective glass 53, which is a protective member that covers the front surface of the discharge lamp 6, is attached to the front surface of the lamp box 41 in a vertical shape perpendicular to the optical axis P1. The protective glass 53 may have any shape, material, position, holding method, etc. as long as it is light transmissive and protects the fragments from being scattered when the discharge lamp 6 is damaged. An optical element such as a convex lens having a light action may be used. Moreover, the upper part of the discharge lamp 6, the left and right side parts, and the rear part are openPart 4Opened by 1a. As shown in FIG. 7, when the lamp box 41 is inserted into the lamp cover 41 from the direction of the arrow c and attached, the open portion 41 a of the lamp box 41 is closed by the lamp cover 42. . An automatic opening / closing mechanism 54 that automatically opens and closes a cooling air intake 47 at the tip of the cooling air intake duct 46 at the bottom of the lamp box 41 is attached. The automatic opening / closing mechanism 54 has a shutter 55 having a substantially L-shaped vertical cross-section in the direction of arrows e and f which are in the vertical direction via a fulcrum pin 56 below the cooling air intake duct 46. The shutter 55 is rotatably urged in the direction of arrow d, which is the closing direction, by a shutter spring 57 which is a rotation urging means such as a torsion coil spring.
[0025]
According to the automatic opening / closing mechanism 54, as shown in FIG. 7, when the lamp box 41 is mounted in the lamp cover 42 from the direction of the arrow c, the front end of the shutter 55 is positioned below the connecting duct 48 in the direction of the arrow c. The shutter 55 rotates in the direction of the arrow f against the shutter spring 57 around the fulcrum pin 56 and escapes, and the cooling air inlet 47 is automatically opened. As shown in FIG. 6, when the lamp box 41 is removed from the lamp cover 42 in the direction of arrow c, the shutter 55 is rotated in the direction of arrow e by the shutter spring 57 around the fulcrum pin 56, and this shutter 55 is configured to automatically close the cooling air inlet 47. The automatic opening / closing mechanism 54 does not necessarily have to be a system in which the shutter 55 is rotated in the directions of arrows e and f as shown in FIGS. 6 and 7, for example, the arrows c and d that indicate the shutter 55 in the vertical direction. A method of sliding in the direction can also be adopted. Further, here, a structure is adopted in which a connection duct 48 constituted by a separate part is connected to the air blowing end portion 33 c of the air blowing duct 33, but a portion corresponding to this connection duct 48 is connected to the air blowing end portion of the air blowing duct 33. It is also possible to reduce the number of parts and the number of assembly steps by forming them integrally with 33c.
[0026]
The forced air cooling device 31 is configured as described above, and as described above, the operation of projecting a full-color image onto a screen or the like by the light emission of the discharge lamp 6 of the liquid crystal projector device 1 and the optical control operation by the optical unit 5. Inside, the fan 32 for ventilation and the fan 25 for exhaust are act | operated together, and the optical unit 5 and the discharge lamp 6 part in the optical unit case 4 are forcedly air-cooled simultaneously.
[0027]
At this time, first, the cooling air is discharged horizontally and horizontally into the blowing start end portion 32a of the blowing duct 32 from the cooling air delivery port 32b by the operation of the blowing fan 32 composed of a sirocco fan having a high static pressure. The Then, the discharged cooling air collides with the side surface of the air volume adjusting plate 34 in the air blowing start end portion 32a, and a part of the cooling air flows into the inclined portion 37 side from the gap below the air volume adjusting plate 34. Then, a part of the cooling air is reflected 90 ° upward at the inclined portion 34 and is blown vertically upward into the optical unit case 4 from the three cooling air outlets 22R, 22G, 22B of the optical unit case 4. The Then, another part of the cooling air collided with the side surface of the air volume adjusting plate 37 is reflected at approximately 45 ° in the horizontal horizontal direction and passes through the air blowing intermediate portion 33b of the air blowing duct 33 toward the air blowing end portion 33c. Be blown.
[0028]
The cooling air blown vertically upward into the optical unit case 4 from the three cooling air outlets 22R, 22G, and 22B is the vicinity of the incident side and the emission side of the three spatial light modulators 12R, 12G, and 12B. Through the three cooling air outlets 23R, 23G, and 23B of the optical unit case 4 to be discharged outside the optical unit case 4 and into the upper part 2b side of the outer casing 2. Then, by the cooling air, the two dichroic mirrors 10R and 10G, the reflecting mirror 103, the three spatial light modulators 12R, 12G, and 12B, and the three surfaces of the cross prism 13, respectively, the three polarizing plates 17R, 17G, and 17B, respectively. And the 18R, 18G, and 18B portions are forcibly air-cooled, so that they are guaranteed to a safe temperature that is not more than the limit guarantee temperature, and these seizures and a decrease in light transmittance are prevented in advance.
[0029]
At this time, the air volume adjusting plate 34 sets the air volume ratio of the cooling air that is blown upward and vertically into the optical unit case 4 from the three cooling air outlets 22R, 22G, and 22B, and these cooling air outlets 22R, 22G, and 22B. For example, it can be adjusted to a ratio such as 1: 2: 3, which is a preferable value. By finely adjusting the installation angle of the air volume adjusting plate 34 in the direction of the arrow a by the rotation shaft 35, the air volume ratio such as 1: 2: 3 can be freely adjusted and the three cooling air outlets can be adjusted. The ratio of the amount of air blown to 22R, 22G, and 22B and the amount of air blown to the intermediate air blower 33b side of the air duct 33 can also be freely adjusted.
[0030]
As described above, since the air volume adjusting plate is provided in the air duct, adjustment of the ratio of the air flow rate with respect to the plurality of light modulation means of the cooling air blown from the air blowing fan and the cooling air to the light modulation means side are performed. It is possible to adjust the ratio of the air flow rate and the air flow rate to the light source part side, and these can be forcibly air-cooled with high efficiency without any waste by the cooling air of the optimum air flow rate.
[0031]
The cooling air that is blown from the blower fan 32 and is branched by the air volume adjusting plate 34 in the blow start end portion 33a of the blow duct 33 and blown in the horizontal horizontal direction passes through the blow intermediate portion 33b and the blow end portion. The air is blown to the side 33c, and a part of the cooling air is blown upward into the optical unit case 4 from the cooling air outlet 38 of the optical unit case 4, and the fly-eye lens 7 group and the PS conversion incorporated therein The element 8 portion is forcibly air-cooled, and these are guaranteed to be at a safe temperature that is lower than the heat-resistant use guarantee temperature, and these seizures and a decrease in light transmittance are prevented in advance.
[0032]
  Then, the other part of the cooling air blown to the blowing terminal portion 33c side through the blowing intermediate portion 33b of the blowing duct 33 passes through the cooling air delivery port 39 and the cooling air intake port 47 and is discharged in the lamp box 41. 6 parts are blown. On the other hand, by the operation of the exhaust fan 25, hot air heated to a high temperature inside the lamp box 41, the lamp cover 42, the lamp bulb 6a of the discharge lamp 6 and the reflector 6b is opened.50, 51The air is sucked out of the lamp cover 42 and forced out of the outer casing 2.
[0033]
Accordingly, a part of the cooling air blown from the blower fan 32 is taken into the reflector 6 b of the discharge lamp 6 in the lamp box 41 from the cooling air inlet 47 through the blower duct 33 and exhausted by the exhaust fan 25. Due to the action, hot air heated to a high temperature around the lamp bulb 6a and inside the reflector 6b, inside the lamp box 41 and the lamp cover 42 can be forcibly exhausted to the outside of the outer casing 2, so that the discharge lamp 6 The vicinity of the lamp bulb 6a and the inside of the reflector 6b can be forcibly cooled with high efficiency. Thus, it is possible to prevent the discharge lamp 6 from rising in temperature to the limit temperature and causing the devitrification phenomenon (reduction in light transmittance) of the lamp bulb 6a.
[0034]
As described above, the forced air cooling device 31 uses the two cooling fans, the blower fan 32 and the exhaust fan 25, and operates them simultaneously. Then, the cooling air having a high static pressure blown from the blower fan 32 is branched into two directions, a vertical upper direction and a horizontal horizontal direction, in the blow start end portion 33a which is a blow branch portion of the blow duct 33. The three spatial light modulation elements 12R, 12G, 12B, which are light modulation means, and the three polarizing plates 17R, 17G, 17B and 18R, 18G, 18B are forcibly air-cooled by the cooling air blown to The cooling air blown in the horizontal and lateral directions is supplied to the PS conversion element 8 portion and the discharge lamp in a state in which almost no decrease in air volume (pressure loss) occurs along the air blowing intermediate portion 33b and the air blowing end portion 33c of the air blowing duct 33. The air is blown with high efficiency up to 6 parts, and the PS conversion element part is forcibly air-cooled during the air blowing. The discharge lamp 6 portion is forced to air-cool the discharge lamp 6 by thermal exhaustion by the exhaust fan 25 while taking in the cooling air blown from the blower fan 32 through the cooling duct 33 from the cooling air intake port 47. It is what you do.
[0035]
At this time, the three spatial light modulators 12R, 12G, and 12B and the three polarizing plates 17R, 17G, 17B, and 18R, 18G, and 18B are cooled with high static pressure blown from the blower fan 32. Air is blown vertically upward into the optical unit case 4 from the three cooling air outlets 22R, 22G, 22B of the optical unit case 4, and the cooling air is directly supplied to the three cooling air outlets 23R of the optical unit case 4. The three spatial light modulators 12R, 12G, and 12B and the three polarizing plates 17R, 17G, 17B, and 18R, respectively, are efficiently discharged vertically from 23G and 23B to the inside of the outer casing 2. Since 18G and 18B are forcibly air-cooled, the air volume and speed of the cooling air can be set to a high level, and these forced air-cooling actions are highly effective. It can be carried out in. In addition, at that time, the cooling air discharged from the three cooling air discharge ports 23R, 23G, and 23B of the optical unit case 4 to the inside of the upper portion 2b of the outer casing 2 is turned to the discharge lamp 6 side and used for heat exhaust. can do.
[0036]
Further, in the discharge lamp 6 portion, the cooling action by taking in the cooling air that is blown from the blower fan 32 and blown in the blower duct 33 with high efficiency from the cooling air intake 47, and the exhaust fan 25 The forced air cooling can be performed with high efficiency by a synergistic effect with the cooling action by the heat exhaust. Therefore, the rotational speed of the exhaust fan 25 can be reduced to reduce noise and power consumption, and the long-term reliability of the discharge lamp 6 can be improved.
[0037]
That is, when the discharge lamp 6 using an ultra-high pressure mercury lamp or the like outputs a high output of 150 W or more, if the temperature around the lamp bulb 6a and the inside of the reflector 6b may rise above the limit temperature, the lamp bulb 6a Therefore, it is necessary to forcibly cool the periphery of the lamp bulb 6a and the inside of the reflector 6b. At this time, in the conventional forced air cooling method using only the exhaust action of the exhaust fan 25, since the internal resistance of the heat exhaust is high, the use rotational speed of the exhaust fan 25 is increased, and the exhaust having a high static pressure is generated. I need it.
[0038]
Here, when the output of the discharge lamp 6 is 200 W, for example, the static air pressure is 2 mmH as the air blowing amount necessary for forced air cooling.₂ O, about 20 liters / minute is required. However, according to the forced air cooling device 31 of the present invention, the cooling air blown from the blower fan 32 through the blower duct 33 is taken into the discharge lamp 6 portion in the lamp box 41 from the cooling air intake 47 and exhausted. Since the hot air of the discharge lamp 6 is discharged outside the outer casing 2 by the exhaust action of the fan 25, the static pressure is 4 to 6 mmH as the air flow required for forced air cooling of the discharge lamp 6.₂ O, 35-50 liters / minute can be easily achieved, and even if the rotational speed of the exhaust fan 25 is sufficiently reduced, the temperature of the lamp bulb 6a is 850 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower. It became possible to keep it stably within the long-term guaranteed temperature.
[0039]
  Moreover, in this forced air cooling device 31, as shown in FIG. 7, the discharge lamp 6 is housed in the lamp box 41 and is inserted into the lamp cover 42 from below in the direction of the arrow c. The lamp bulb 6a of the discharge lamp 6 is formed by covering the discharge lamp 6 with the protective glass 53 and covering the outer periphery and back side of the discharge lamp 6 (the opposite side of the protective glass 53) with the lamp box 41 and the lamp cover 42. Even if it breaks, glass fragments scattered due to the breakage can be contained in the lamp box 41.
  Further, when the lamp bulb is broken, the fragments are held inside by the protective glass 53 and fall to the lower part of the lamp box, but the shutter 55 of the automatic opening / closing mechanism 54 is at the light exit (vertical surface) of the discharge lamp 6. From the discharge lamp 6 when viewed along the light emitting direction (horizontal direction) by the protective glass 53 that has been placed.From protective glass 53Far awayOpen and close the cooling air intake 47In order to protect the debris from being scattered at the light source outletGlass 53Most of the fallen fragments remain in the lamp box. Further, even if the fragments are scattered outside the shutter 55 of the automatic opening / closing mechanism 54, it can be kept inside the air duct 33.
  Therefore, it is possible to prevent the glass fragments from being scattered in a wide range in the optical unit case 4 and adversely affecting the optical elements 7 to 18 of the optical unit 5, thereby ensuring high safety. As shown in FIG. 6, when the damaged lamp bulb 6a is replaced, when the lamp box 41 is removed from the lamp cover 42 in the arrow d direction below, the cooling air intake is taken by the shutter 55 of the automatic opening / closing mechanism 54. Since the inlet 47 can be automatically closed, glass fragments scattered in the lamp box 41 fall from the cooling air inlet 47 to the outside during the process of removing the lamp box 41 and are scattered. The lamp replacement work can be performed safely and easily.
[0040]
Further, the discharge lamp 6 is accommodated in the lamp box 41, and the lamp box 41 is detachably attached to the lamp cover 42 integral with the optical unit case 4, so that the optical unit case 4 and the lamp box 41 can be attached. Since both units are configured to be detachable from the outer casing 2, the lamp box 41 can be easily removed downward from the lower opening 44 of the outer casing 2 at the time of lamp replacement. Each optical unit case 4 can be easily removed to the opposite side or the like. Therefore, the assembly and disassembly of the optical unit 5 and the discharge lamp 6 with respect to the outer casing 2 can be easily performed, and the manufacturability and maintainability of the liquid crystal projector apparatus 1 can be significantly improved.
In particular, although the front side of the discharge lamp 6 accommodated in the lamp box 41 is covered with the protective glass 53, the upper, left and right side portions, and the rear side of the discharge lamp 6 of the lamp box 41 are opened by the opening 41a. As shown in FIG. 7, when the lamp box 41 is inserted into the lamp cover 42 in the direction of arrow b from below and attached, the opening 41a of the lamp box 41 is covered with the lamp cover 42 as shown in FIG. When the lamp is replaced, as shown in FIG. 6, when the lamp box 41 is extracted from the lower opening 44 of the outer casing 2 in the downward arrow c direction, the opening 41a of the lamp box 41 is removed. The lamp can be automatically opened, and the lamp replacement operation can be performed quickly and easily. Note that the lamp box 41 can be attached to and detached from the outer casing 2 in addition to the lower direction through which the lower opening 44 is inserted. You may make it remove | desorb from the side.
[0041]
Further, in the forced air cooling device 31, since the dustproof filter 40 is detachably attached to the cooling air intake port 32a of the blower fan 32, the cooling air taken in from the cooling air intake port 32a by the action of the blower fan 32 is included. The dust or the like can be removed by adsorbing to the dustproof filter 40. Accordingly, dust or the like is sent to the optical unit 5 in the optical unit case 4 together with the cooling air taken in from the cooling air inlet 32a, and adheres to the optical elements 7 to 18 in the optical unit 5 to transmit light. The reduction of the rate and the light reflectance is not caused.
[0042]
That is, by providing a dustproof filter at the cooling air intake port of the blower fan, dust or the like enters the optical unit together with the cooling air and adheres to the optical element, and the light transmittance and light reflectance thereof. In addition to preventing inconveniences that reduce the noise, noise of the blower fan can also be reduced.
Since the above-described conventional blower fan 21 is composed of an axial fan, if a dustproof filter 40 is attached to the cooling air intake 32a, the suction resistance of the cooling air is increased and the blown amount is about 30%. At the same time, the noise also deteriorates. However, since the blower fan 32 of the present invention is composed of a multi-blade sirocco fan having a high static pressure, even if the dustproof filter 40 is attached to the cooling air inlet 32a, Almost no adverse effects are caused by the decrease in the air flow rate of the cooling air due to the increase in the suction resistance, and the noise is rather reduced by the sealing effect of the cooling air intake port 32a.
[0043]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the liquid crystal projector device, and can be applied to various projection display devices.
[0044]
【The invention's effect】
  The projection display device of the present invention is a lamp box.A transparent protective member is arranged at the light exit of the lamp inside, and provided at the tip of the cooling air intake duct at the bottom of the lamp boxCooling air inletIs provided at a position away from the protective member in the optical axis direction from the light source.When the lamp valve is damagedThe lamp bulbGlass pieces, etc.The debris is received by the protective member and the reflectorCooling air intake at the bottomDropped into the duct for storage. Therefore, the lamp bulbGlassOne pieceDebrisWill spread over a wide area inside the optical unit case in the projector device and adversely affect the optical elements.Can be prevented, Ensure high safetycan do.
[0045]
  The projection display device of the present invention isWhen taking the lamp box out of the outer casing after the lamp bulb is damaged inside the projector,The bottom of the lamp boxAt the end of the cooling air intake ductThe optical axis direction from the light sourceKeepIt is provided at a position away from the protective memberThe cooling air intake is automatically closed by automatic opening and closing means.Lamp boxWhen replacing the lamp, glass lamp fragments etc. held inside the reflector and inside the cooling air intake duct are removed from the cooling air inlet at the tip of the cooling air intake duct. Since it can be reliably prevented from being scattered widely outside,Replace the lamp boxIt can be done safely and easily.
[0046]
  The projection display device of the present invention isSince the lamp box is mounted in the outer casing, the automatic opening / closing means automatically opens the cooling air inlet at the tip of the cooling air intake duct at the bottom of the lamp box and connects it to the ventilation duct of the cooling means. ,Cooling meansAt least the cooling air blown from the blower fanAir ductAnd through the cooling air intake ductLamp boxThe air can be efficiently blown into the reflector, and the light source inside the reflector can be efficiently cooled. Moreover, it is provided at the bottom of the lamp box,Air ductThe cooling air intake port at the end of the cooling air intake duct connected to the lamp is separated from the protective member in the axial direction from the light source, so that the lamp box is mounted in the outer casing. Inside the reflectorlampButCorruptionIf this happens, the glass fragments can be safely held in the cooling air intake duct at the bottom of the lamp box, and the glass fragments can be removed from the cooling air intake duct into the projector. Scattered widelyOptical element of optical unitetcAdversely affectThe safety is very high. In addition, when the lamp box is taken out of the outer casing after the lamp is damaged, the cooling air intake at the tip of the cooling air intake duct separated from the air duct is automatically closed by the automatic closing means. Therefore, fragments such as glass pieces are not inadvertently scattered outside the projector from the cooling air intake port.
[0047]
In the projection type display device of the present invention, since the blowing duct further blows the cooling air to the light modulation means, the cooling air blown from one blowing fan is sent to the light modulation means portion and the light source portion by the blowing duct. The air can be blown to at least two places, and at least two places of the light modulation means and the light source portion can be simultaneously forcedly air-cooled with high efficiency by one blower fan.
[0048]
In the projection type display device of the present invention, the optical unit separates light emitted from the light source into colored light of different wavelength bands, and a plurality of light modulating means irradiated with the colored light separated by the light separating means And a light combining unit that combines the image light modulated by the plurality of light modulation units, and the air duct includes an air volume control unit that controls the amount of air blown to the plurality of light modulation units. It is possible to control the amount of air blown to appropriately cool the light modulation means.
[0049]
In the projection type display device of the present invention, the optical unit includes polarization conversion means for converting the light emitted from the light source into light having a predetermined polarization direction, and the air duct further blows cooling air to the polarization conversion means. Therefore, at least two portions of the polarization conversion means can be simultaneously forcedly air-cooled with high efficiency together with the light source portion.
[0050]
Since the projection type display apparatus of the present invention includes a duct for blowing at least cooling air blown from the blowing fan to the light source and cools them, a siroc fan is used as the blowing fan. By using a sirocco fan with a high static pressure, a plurality of cooling objects located away via the air duct can be effectively cooled. Moreover, since the cooling air intake of the lamp box is configured to be detachable from the blower duct via the automatic opening / closing means, when the lamp bulb is broken, the scattering of the fragments is suppressed at least in the blower duct, When replacing the box, most of the debris can be safely removed into the lamp box.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing the outline of a forced air cooling device of a liquid crystal projector device to which the present invention is applied, as viewed from below.
FIG. 2 is a schematic plan view of the above liquid crystal projector apparatus.
FIG. 3 is a schematic side view of the state of FIG.
4 is a schematic side view in the state of arrows BB in FIG. 2;
5 is a schematic side view of the state taken along the line CC in FIG. 2;
FIG. 6 is a longitudinal sectional side view illustrating the lamp box portion of the liquid crystal projector apparatus according to the embodiment when the lamp box is attached and detached.
FIG. 7 is a longitudinal sectional side view of a lamp box mounting state for explaining a lamp box portion of the liquid crystal projector device according to the embodiment;
FIG. 8 is an exploded perspective view of the lamp cover of the optical unit of the liquid crystal projector apparatus, the air blowing end portion of the air blowing duct, and the lamp box.
FIG. 9 is a schematic plan view illustrating a conventional liquid crystal projector device.
FIG. 10 is a schematic side view illustrating a conventional liquid crystal projector device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 is a liquid crystal projector device which is a projection type display device, 2 is an outer casing, 4 is an optical unit case, 5 is an optical unit, 6 is a discharge lamp as a light source, 7 is a fly-eye lens as illumination optical means, and 8 is PS Conversion elements, 10R and 10G are dichroic mirrors which are light splitting means, 12R, 12G and 12B are spatial light modulation elements which are light modulation means, 13 is a cross prism which is light synthesis means, 14 is a projection lens which is projection means, and 17R , 17G, 17B and 18R, 18G, and 18B are polarizing plates, 25 is an exhaust fan, 31 is a forced air cooling device, 32 is a blower fan, 32a is a cooling air intake port of the blower fan, and 32b is a cooling fan. Air outlet, 33 is an air duct, 34 is an air volume adjusting plate, 38 and 39 are cooling air outlets of the air duct, 40 is a dustproof filter, 41 Lamp box, 42 lamp cover 47 inlet cooling air of the lamp box 53 protective glass is a protective member, an automatic opening and closing mechanism 54, 55 is a shutter.

Claims

リフレクター及び該リフレクターの内部に配置された光源を有するランプと、
上記光源から出射された光を入力された映像信号に基づき変調する光変調手段を有する光学ユニットと、
送風用ファンと上記送風用ファンから送風される冷却空気を送風用ダクトによって少なくとも上記光源部分へ送風してこれらを冷却する冷却手段と、
上記光学ユニットと上記冷却手段とが組み込まれた外筐と、
上記ランプが収納され、上記外筐に対して脱着可能に構成されたランプボックスとを備えた投射型表示装置において、
上記ランプボックスは、
上記ランプの光の出射口に配置された透明な保護部材と、
上記ランプボックスの下部に設けられた冷却空気取入用ダクトと、
上記冷却空気取入用ダクトの先端に設けられた冷却空気取入口であって、上記光源からその軸方向へ上記保護部材に対して離された位置に形成されて、上記送風用ダクトの冷却空気送出口から上記冷却空気を取り入れる冷却空気取入口と、
上記冷却空気取入口に設けられ、このランプボックスを上記外筐内に装着することにより上記冷却空気取入口を自動開放して、該冷却空気取入口を上記送風用ダクトの上記冷却空気送出口に接続し、このランプボックスを上記外筐外へ取り外すことにより上記冷却空気送出口から離脱された上記冷却空気取入口を自動閉塞する自動開閉手段とを
備えた、
ことを特徴とする投射型表示装置。A lamp having a reflector and a light source disposed inside the reflector;
An optical unit having a light modulation means for modulating light emitted from the light source based on an input video signal;
A cooling unit that blows cooling air blown from the blower fan and the blower fan to at least the light source part by a blower duct and cools them;
An outer housing in which the optical unit and the cooling means are incorporated;
In the projection type display device comprising the lamp box that is housed and configured to be detachable from the outer casing,
The lamp box
A transparent protective member disposed at the light exit of the lamp;
A cooling air intake duct provided at the bottom of the lamp box;
A inlet cooling air provided at the end of the cooling air intake necessity duct, is formed at a position spaced with respect to the protective member from the light source to the axial direction, the cooling air of the blower duct A cooling air inlet for taking in the cooling air from the outlet ;
The cooling air inlet is provided in the cooling air inlet, and the lamp box is mounted in the outer casing to automatically open the cooling air inlet, and the cooling air inlet is used as the cooling air outlet of the air duct. And an automatic opening / closing means for automatically closing the cooling air intake port detached from the cooling air outlet port by removing the lamp box from the outer casing.
A projection type display device characterized by that.

上記送風用ダクトは、更に上記光変調手段に冷却空気を送風する
ことを特徴とする請求項１に記載の投射型表示装置。 The projection display device according to claim 1, wherein the air duct further blows cooling air to the light modulation means .

上記光学ユニットは、上記光源から出射された光を異なる波長帯域の色光に分離する光分離手段と、上記光分離手段で分離された色光が照射される複数の上記光変調手段と、複数の上記光変調手段により変調された映像光を合成する光合成手段とを備え、
上記送風用ダクトは、複数の上記光変調手段への送風量を制御する風量制御手段を備えている
ことを特徴とする請求項２に記載の投射型表示装置。 The optical unit includes: a light separating unit that separates light emitted from the light source into colored light of different wavelength bands; a plurality of the light modulating units that are irradiated with the color light separated by the light separating unit; A light combining means for combining the image light modulated by the light modulation means,
The projection display device according to claim 2 , wherein the air duct includes air volume control means for controlling air flow to the plurality of light modulation means .

上記光学ユニットは、上記光源から出射された光を所定の偏光方向の光に変換する偏光変換手段を備え、
上記送風用ダクトは、更に上記偏光変換手段に冷却空気を送風する
ことを特徴とする請求項２に記載の投射型表示装置。The optical unit includes polarization conversion means for converting light emitted from the light source into light having a predetermined polarization direction ,
The projection display device according to claim 2 , wherein the blowing duct further blows cooling air to the polarization conversion means .

上記送風用ファンはシロッコファンで構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の投射型表示装置。 The projection display device according to claim 1 , wherein the blower fan is formed of a sirocco fan .