JP5197117B2 - 画像投射装置および画像表示システム - Google Patents

Description

本発明は、ランプを用いて画像をスクリーン等の被投射面に投射する画像投射装置に関する。

液晶プロジェクタ等の画像投射装置の光源には、超高圧水銀ランプ等のランプが用いられる場合が多い。

このようなランプを使用する画像投射装置では、該ランプの発光管の温度を適正な範囲に維持する必要があるために、冷却ファンを用いたランプの空気による強制冷却が行われる。ランプは、一般に、リフレクタと、該リフレクタの内側に配置された発光管とにより構成されており、リフレクタの内側（発光管）とリフレクタの外面（ランプの外周）のそれぞれが空気によって冷却される。

通常、ランプは画像投射装置の筐体に形成された排気口の付近に配置され、ランプを冷却して高温となった空気は、ランプと排気口との間に設けられた排気ファンによって速やかに筐体外へと排出される。

ただし、排気口からランプを冷却した高温の空気がそのまま排気されると、排気口付近に位置するユーザに熱風が吹き付けられ、不快感を与えてしまう。このため、ランプを冷却した空気の温度をできるだけ下げて排気口から排気する必要がある。

特許文献１には、ファンからの空気によってランプを冷却するとともに、筐体内に外気を取り込んでランプを冷却した空気と混合した後、排気口から排気する画像投射装置が開示されている。また、特許文献２には、ランプのリフレクタの内側を冷却する風路と、リフレクタの外側を冷却する風路の２つの風路を備えた画像投射装置が開示されている。この画像投射装置では、上記２つの風路を通った空気がランプを冷却した後に排気ダクトによって排気ファンの吸気面まで導かれ、排気ファンの吸気面で別部品を冷却した空気と混合されて排気ファンによって筐体外へと排気される。
特開平９−８３９１４号公報 特開２００５−４３６０２号公報

しかしながら、特許文献１，２にて開示された画像投射装置では、排気ファンの吸気面の直前で、ランプを冷却した空気の流れに対して外気又は別部品を冷却した空気の流れが合流する構成を有する。この構成では、ランプを冷却した高温の空気と外気又は別部品を冷却した空気とが十分に混合されず、筐体外への排気の一部に、ランプを冷却して高温となったままの空気が残存してしまう。

本発明は、ランプを冷却した高温の空気に対して低温の空気を十分に混合することにより、排気全体の温度を低下させることができるようにした画像投射装置を提供する。

本発明の一側面としての画像投射装置は、リフレクタと、該リフレクタの内側に配置された発光管とを有するランプを用いる画像投射装置であって、冷却ファンからの空気を前記リフレクタの内側に導く導風路と、前記ランプからの空気を排気する排気ダクトを有し、前記排気ダクトには第１の吸気口が形成されており、前記排気ダクトは、前記リフレクタの内側を通った第１の空気、該画像投射装置の筐体に形成された第２の吸気口から取り込まれて前記リフレクタの外面に面する領域を通った第２の空気、及び前記第１の吸気口から取り込まれた第３の空気を前記筐体に形成された排気口に導き、前記排気ダクトの内部に、前記第１の空気と前記第３の空気とを混合させる第１の領域と、該第１の領域からの混合空気と前記第２の空気とを混合させて前記排気口に導く第２の領域とが形成されており、前記第１の領域と前記第２の領域との間に第１の壁部が設けられていることを特徴とする。

また、上記画像投射装置と、これに画像情報を供給する画像供給装置も、本発明の他の一側面を構成する。

本発明によれば、排気ダクト内の第１の領域において、まずリフレクタの内側（発光管）を冷却した高温の第１の空気に対して、第２の吸気口から取り込まれた低温（又は比較的低温）の第３の空気が混合されることで、該混合空気の温度が低下する。そして、その混合空気に対して、第２の領域において、第１の吸気口から取り込まれてリフレクタの外面に面する領域を通った比較的低温の第２の空気が混合されて、より温度が低い排気となって排気口から筐体外へと排出される。これにより、排気口に到達するまでに第１、第２及び第３の空気が十分に混合され、排気口から排出される空気全体の温度を低下させることができる。

以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。

図１には、本発明の実施例１である液晶プロジェクタ（画像投射装置）の構成を示している。

なお、以下の説明において、「下」とはプロジェクタの底面（後述する下部外装ケース）側を、「上」とはプロジェクタの上面（後述する上部外装ケース）側を意味する。このことは、プロジェクタが上下逆さまに向けられて天吊り設置される場合でも同じとする。また、「前」とは、後述する投射レンズ鏡筒が露出する側を意味し、「後」とはその反対側をいう。

この図において、１は光源ランプ（以下、単にランプという）であり、本実施例では、高圧水銀放電ランプが用いられている。ただし、光源ランプ１として、高圧水銀放電ランプ以外の放電型ランプ（例えば、ハロゲンランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプ）を用いてもよい。

２はランプ１を保持するランプホルダ、３は防爆ガラス、４はガラス押さえである。

αはランプ１からの光束を均一な明るさ分布を有する平行光束に変換する照明光学系である。βは照明光学系αからの光を色分解して、ＲＧＢの３色用の反射型液晶パネル（図示せず）に導き、さらに該液晶パネルからの光を色合成する色分解合成光学系である。

５は色分解合成光学系βからの光（画像）を図示しないスクリーン（被投射面）に投射する投射レンズ鏡筒である。投射レンズ鏡筒５内には、投射光学系が収納されている。

６はランプ１、照明光学系α及び色分解合成光学系βを収納するとともに、投射レンズ鏡筒５が固定される光学ボックスである。該光学ボックス６のうち、光源ランプ１を収容するランプボックス部６ｂには、吸気口６ａ（図４〜図６参照）が形成されている。

７は光学ボックス６内に照明光学系α及び色分解合成光学系βを収納した状態で蓋をする光学ボックス蓋である。

８は商用電源から各基板へのＤＣ電源を作り出すＰＦＣ電源基板、９は電源フィルタである。１０はＰＦＣ電源基板８とともに動作してランプ１を点灯駆動するバラスト電源ユニットである。

１１は制御基板であり、後述するＲＧＢ基板を介して液晶パネルを制御したり、ランプ１の点灯制御を行ったりする。

１２Ａ，１２Ｂはそれぞれ、後述する下部外装ケース２１の吸気口２１ａから空気を吸い込むことで、色分解合成光学系β内の液晶パネルや偏光板等の光学素子を冷却するための第１及び第２光学系冷却ファンである。１３は両光学系冷却ファン１２Ａ，１２Ｂからの風を、色分解合成光学系β内の光学素子に導く第１ＲＧＢダクトである。

１４はランプ１に対して吹き付け風を送り、ランプ１を冷却するランプ冷却ファンである。１５はランプ冷却ファン１４を保持しつつ、冷却風をランプ１に導く第１ランプダクトである。１６はランプ冷却ファン１４を保持して、第１ランプダクト１５とともに導風路であるダクトを形成する第２ランプダクトである。

１７は下部外装ケース２１に設けられた吸気口２１ｂから空気を吸い込み、ＰＦＣ電源基板８とバラスト電源ユニット１０内に風を流通させることで、これらを冷却するための電源冷却ファンである。１８は排気ファンであり、ランプ冷却ファン１４からランプ１に送られてこれを冷却した後の空気を、後述する第２側板Ｂ２４に形成された排気口２４ａから排出する。

下部外装ケース２１は、ランプ１、光学ボックス６、ＰＦＣ電源基板８、バラスト電源ユニット１０及び制御基板１１等を収納する。

２２は下部外装ケース２１に光学ボックス６等を収納した状態で蓋をするための上部外装ケースである。

２３は第１側板であり、第２側板２４とともに外装ケース２１，２２により形成される側面開口を閉じる。下部外装ケース２１には、上述した吸気口２１ａ，２１ｂが形成されており、第２側板２４には上述した排気口２４ａが形成されている。下部外装ケース２１、上部外装ケース２２、第１側板２３及び第２側板２４によって、該プロジェクタの筐体が構成される。

２５は各種信号を取り込むコネクタが搭載されるインターフェース（ＩＦ）基板である。

２７はランプ１からの排気を排気ファン１８まで導き、筐体内に排気を拡散させないようにするための排気ボックスである。

２８はランプ蓋である。ランプ蓋２８は、下部外装ケース２１の底面に着脱可能に配置され、不図示のビスにより固定される。また、２９はセット調整脚である。セット調整脚２９は、下部外装ケース２１に固定されており、その脚部２９ａの高さを調整可能となっている。脚部２９ａの高さ調整により、プロジェクタの傾斜角度を調整できる。

３０は下部外装ケース２１の吸気口２１ａの外側に取り付けられた不図示のゴミ除去フィルタを保持するＲＧＢ吸気プレートである。

３１は色分解合成光学系βを保持するプリズムベースである。３２は色分解合成光学系β内の光学素子と液晶パネルを冷却するために、第１及び第２光学系冷却ファン１２Ａ，１２Ｂからの冷却風を導くダクト形状部を有するボックスサイドカバーである。３３はボックスサイドカバー３２と合わさってダクトを形成する第２ＲＧＢダクトである。

３４はＲＧＢ基板であり、フレキシブル基板を介して、色分解合成光学系β内に配置されている３つの液晶パネルと接続され、制御基板１１からの制御信号に応じて各液晶パネルを駆動する。３５はＲＧＢ基板３４に電気ノイズが入り込まないようにするためのＲＧＢ基板カバーである。

次に、前述したランプ１、照明光学系α、色分解合成光学系β及び投射レンズ鏡筒５により構成される光学系について、図２を用いて説明する。

図２において、（Ａ）は光学系の水平断面を、（Ｂ）は垂直断面をそれぞれ示す。

同図において、４１は連続スペクトルで白色光を発光する放電発光管（以下、単に発光管という）である。４２は発光管４１からの光を所定の方向に集光する凹面鏡を有するリフレクタである。発光管４１とリフレクタ４２により光源ランプ１が構成される。

４３ａは図２（Ａ）に示す水平方向において屈折力を有するシリンドリカルレンズセルを複数配列した第１シリンダアレイである。４３ｂは第１シリンダアレイ４３ａの個々のレンズセルに対応したシリンドリカルレンズセルを複数有する第２シリンダアレイである。４４は紫外線吸収フィルタ、４５は無偏光光を所定の偏光光に変換する偏光変換素子である。

４６は図２（Ｂ）に示す垂直方向において屈折力を有するシリンドリカルレンズで構成されたフロントコンプレッサである。４７はランプ１からの光軸を、ほぼ９０度（より詳しくは８８度）折り曲げるための反射ミラーである。

４３ｃは垂直方向において屈折力を有するシリンドリカルレンズセルを複数配列した第３シリンダアレイである。４３ｄは第３シリンダアレイ４３ｃの個々のレンズセルに対応したシリンドリカルレンズアレイを複数有する第４シリンダアレイである。

５０は色座標を所定値に調整するために特定波長域の色をランプ１に戻すためのカラーフィルタである。４８はコンデンサーレンズである。４９は垂直方向において屈折力を有するシリンドリカルレンズで構成されたリアコンプレッサである。以上により、照明光学系αが構成される。

５８は青（Ｂ：例えば４３０〜４９５ｎｍ）と赤（Ｒ：例えば５９０〜６５０ｎｍ）の波長領域の光を反射し、緑（Ｇ：例えば５０５〜５８０ｎｍ）の波長領域の光を透過するダイクロイックミラーである。５９は透明基板に偏光素子を貼り付けたＧ用の入射側偏光板であり、Ｐ偏光光のみを透過する。６０は多層膜により構成された偏光分離面においてＰ偏光光を透過し、Ｓ偏光光を反射する第１偏光ビームスプリッタである。

６１Ｒ，６１Ｇ，６１Ｂはそれぞれ、入射した光を反射するとともに画像変調する光変調素子（若しくは画像形成素子）としての赤用反射型液晶パネル、緑用反射型液晶パネル及び青用反射型液晶パネルである。６２Ｒ，６２Ｇ，６２Ｂはそれぞれ、赤用１／４波長板、緑用１／４波長板及び青用１／４波長板である。

６４ａはＲ光の色純度を高めるためにオレンジ光をランプ１に戻すトリミングフィルタである。６４ｂは透明基板に偏光素子を貼り付けたＲＢ用入射側偏光板であり、Ｐ偏光のみを透過する。

６５はＲ光の偏光方向を９０度変換し、Ｂ光の偏光方向は変換しない色選択性位相差板である。６６は偏光分離面においてＰ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する第２偏光ビームスプリッタである。

６８ＢはＢ用射出側偏光板（偏光素子）であり、Ｂ光のうちＳ偏光成分のみを整流する。６８ＧはＧ光のうちＳ偏光成分のみを透過させるＧ用出側偏光板である。６９はＲ光及びＢ光を透過し、Ｇ光を反射するダイクロイックプリズムである。

以上のダイクロイックミラー５８〜ダイクロイックプリズム６９により、色分解合成光学系βが構成される。

本実施例において、偏光変換素子４５はＰ偏光をＳ偏光に変換するが、ここでいうＰ偏光とＳ偏光は、偏光変換素子４５における光の偏光方向を基準として述べている。一方、ダイクロイックミラー５８に入射する光は、第１及び第２偏光ビームスプリッタ６０，６６での偏光方向を基準として考え、Ｐ偏光光であるとする。すなわち、本実施例では、偏光変換素子４５から射出された光をＳ偏光光とするが、同じＳ偏光光をダイクロイックミラー５８に入射する場合はＰ偏光光として定義する。

次に、光学的な作用について説明する。発光管４１から発した光はリフレクタ４２により所定の方向に集光される。リフレクタ４２は放物面形状の凹面鏡を有し、放物面の焦点位置からの光は該放物面の対称軸に平行な光束となる。但し、発光管４１からの光源は理想的な点光源ではなく、有限の大きさを有しているので、集光する光束には放物面の対称軸に平行でない光の成分も多く含まれている。これらの光束は、第１シリンダアレイ４３ａに入射する。第１シリンダアレイ４３ａに入射した光束は、シリンダレンズセルの数に応じた複数の光束に分割されて集光され、垂直方向に並ぶ帯状の複数の光束となる。そして、これら複数の分割光束は、紫外線吸収フィルタ４４及び第２シリンダアレイ４３ｂを経て、複数の光源像を偏光変換素子４５の近傍に形成する。

偏光変換素子４５は、偏光分離面と反射面と１／２波長板とを有する。複数の光束は、それぞれの列に対応した偏光分離面に入射し、これを透過するＰ偏光成分とここで反射するＳ偏光成分とに分割される。反射されたＳ偏光成分は反射面で反射し、Ｐ偏光成分と同じ方向に射出する。一方、偏光分離面を透過したＰ偏光成分は、１／２波長板を透過してＳ偏光成分と同じ偏光成分に変換される。こうして、同じ偏光方向を有する複数の光束が射出する。

偏光変換された複数の光束は、偏光変換素子４５から射出した後、フロントコンプレッサ４６で圧縮され、反射ミラー４７によって８８度反射され、第３シリンダアレイ４３ｃに入射する。

第３シリンダアレイ４３ｃに入射した光束は、シリンダレンズセルの数に応じた複数の光束に分割されて集光され、水平方向に並ぶ帯状の複数の光束となる。該複数の分割光束は、第４シリンダアレイ４３ｄ及びコンデンサーレンズ４８を介してリアコンプレッサ４９に入射する。

フロントコンプレッサ４６、コンデンサーレンズ４８及びリアコンプレッサ４９の光学作用によって、複数の光束によって形成される矩形像は互いに重なり合い、矩形の均一な明るさの照明エリアを形成する。この照明エリアに、反射型液晶パネル６１Ｒ，６１Ｇ，６１Ｂが配置される。

偏光変換素子４５によってＳ偏光とされた光は、ダイクロイックミラー５８に入射する。以下、ダイクロイックミラー５８を透過したＧ光の光路について説明する。

ダイクロイックミラー５８を透過したＧ光は、入射側偏光板５９に入射する。Ｇ光はダイクロイックミラー５８によって分解された後もＰ偏光（偏光変換素子４５を基準とする場合はＳ偏光）となっている。そして、Ｇ光は入射側偏光板５９から射出した後、第１偏光ビームスプリッタ６０に対してＰ偏光として入射し、その偏光分離面を透過してＧ用反射型液晶パネル６１Ｇへと至る。

ここで、該プロジェクタのＩＦ基板２５には、パーソナルコンピュータ、ＤＶＤプレーヤ、テレビチューナ等の画像供給装置８０が接続されている。制御基板１１は、画像供給装置８０から入力された画像情報に基づいて反射型液晶パネル６１Ｒ，６１Ｇ，６１Ｂを駆動し、これらに各色用の原画を形成させる。これにより、各反射型液晶パネルに入射した光は、反射されるとともに原画に応じて変調（画像変調）される。画像供給装置８０とプロジェクタとにより画像表示システムが構成される。

Ｇ用反射型液晶パネル６１Ｇにおいては、Ｇ光が画像変調されて反射される。画像変調されたＧ光のうちＰ偏光成分は、再び第１偏光ビームスプリッタ６０の偏光分離面を透過して光源側に戻され、投射光から除去される。一方、画像変調されたＧ光のうちＳ偏光成分は、第１偏光ビームスプリッタ６０の偏光分離面で反射され、投射光としてダイクロイックプリズム６９に向かう。

このとき、すべての偏光成分をＰ偏光に変換した状態（黒を表示した状態）において、第１偏光ビームスプリッタ６０とＧ用反射型液晶パネル６１Ｇとの間に設けられた１／４波長板６２Ｇの遅相軸を所定の方向に調整する。これにより、第１偏光ビームスプリッタ６０とＧ用反射型液晶パネル６１Ｇで発生する偏光状態の乱れの影響を小さく抑えることができる。

第１偏光ビームスプリッタ６０から射出したＧ光は、ダイクロイックプリズム６９に対してＳ偏光として入射し、該ダイクロイックプリズム６９のダイクロイック膜面で反射して投射レンズ鏡筒５へと至る。

一方、ダイクロイックミラー５８で反射したＲ光とＢ光は、トリミングフィルタ６４aに入射する。Ｒ光とＢ光はダイクロイックミラー５８によって分解された後もＰ偏光となっている。そして、Ｒ光とＢ光は、トリミングフィルタ６４aでオレンジ光成分がカットされた後、入射側偏光板６４ｂを透過し、色選択性位相差板６５に入射する。

色選択性位相差板６５は、Ｒ光の偏光方向のみを９０度回転させる作用を有し、これによりＲ光はＳ偏光として、Ｂ光はＰ偏光として第２偏光ビームスプリッタ６６に入射する。

Ｓ偏光として第２偏光ビームスプリッタ６６に入射したＲ光は、該第２偏光ビームスプリッタ６６の偏光分離面で反射され、Ｒ用反射型液晶パネル６１Ｒへと至る。また、Ｐ偏光として第２偏光ビームスプリッタ６６に入射したＢ光は、該第２偏光ビームスプリッタ６６の偏光分離面を透過してＢ用反射型液晶パネル６１Ｂへと至る。

Ｒ用反射型液晶パネル６１Ｒに入射したＲ光は、画像変調されて反射される。画像変調されたＲ光のうちＳ偏光成分は、再び第２偏光ビームスプリッタ６６の偏光分離面で反射されて光源側に戻され、投射光から除去される。一方、画像変調されたＲ光のうちＰ偏光成分は、第２偏光ビームスプリッタ６６の偏光分離面を透過して、投射光としてダイクロイックプリズム６９に向かう。

また、Ｂ用反射型液晶パネル６１Ｂに入射したＢ光は、画像変調されて反射される。画像変調されたＢ光のうちＰ偏光成分は、再び第２偏光ビームスプリッタ６６の偏光分離面を透過して光源側に戻され、投射光から除去される。一方、画像変調されたＢ光のうちＳ偏光成分は、第２偏光ビームスプリッタ６６の偏光分離面で反射して、投射光としてダイクロイックプリズム６９に向かう。

このとき、第２偏光ビームスプリッタ６６とＲ用，Ｂ用反射型液晶パネル６１Ｒ，６１Ｂとの間に設けられた１／４波長板６２Ｒ，６２Ｂの遅相軸を調整することにより、Ｇ光の場合と同じように、Ｒ，Ｂ光それぞれの黒表示状態での調整を行うことができる。

こうして１つの光束に合成されて第２偏光ビームスプリッタ６６から射出したＲ光とＢ光は、射出側偏光板６８Ｂで検光されてダイクロイックプリズム６９に入射する。また、Ｒ光はＰ偏光のまま射出側偏光板６８Ｂを透過して、ダイクロイックプリズム６９に入射する。

射出側偏光板６８Ｂで検光されることにより、Ｂ光は、該Ｂ光が第２偏光ビームスプリッタ６６、Ｂ用反射型液晶パネル６１Ｂ及び１／４波長板６２Ｂを通ることによって生じた無効な成分がカットされた光となる。

そして、ダイクロイックプリズム６９に入射したＲ光とＢ光は、ダイクロイック膜面を透過して、該ダイクロイック膜面にて反射したＧ光と合成されて投射レンズ鏡筒５に至る。

そして、合成されたＲ，Ｇ，Ｂ光は、投射レンズ鏡筒５によってスクリーンなどの被投射面に拡大投影される。

次に、本実施例におけるランプ冷却構造について図３及び図４を用いて説明する。図３は、ランプホルダ２及びランプ１を拡大して示す。図４には、光学ボックス６のうちランプボックス部６ｂの周辺を示す。

図３において、ランプホルダ２は、ランプ１を不図示のランプ保持部材を介して保持する。ランプホルダ２の前面には、防爆ガラス３が設置され、防爆ガラス３とランプホルダ２は、ガラス押さえ４によって保持される。

また、ランプホルダ２と該ランプホルダ２によって保持されたランプ１は、前述したランプボックス部６ｂの内側に収容される。

プロジェクタの電源が投入されてランプ１の発光管４１から光が発せられると、ランプ１の温度が上昇するとともに、ランプ１からの熱によってランプボックス部６ｂ内の温度も上昇する。

ランプホルダ２の側面には、流入口２ａが形成されている。流入口２ａには、第１及び第２ランプダクト１５，１６によって形成されたダクト（導風路）の流出口が対向している。

電源投入に応じて回転を始めたランプ冷却ファン１４から送られてきた冷却風（空気）は、図４に矢印で示すように上記ダクト１５，１６と流入口２ａとを通じて、ランプボックス部６ｂ内に配置されたランプ１のリフレクタ４２の内側に流れ込む（導かれる）。リフレクタ４２の内側に流れ込んだ冷却風は、発光管４１の球形状の発光部４１ａやリフレクタ４２の内面に吹き付けられ、これらを冷却する。

こうしてリフレクタ４２の内側を冷却した空気（以下、第１の空気という）は、ランプホルダ２に形成された流出口２ｃ及びランプボックス部６ｂに形成された流出口６ｃを通ってランプボックス部６ｂから排出される。ランプボックス部６ｂから排出された空気は、排気ファン１８の回転により、排気ダクトとしての排気ボックス２７内に形成された第１の風洞室（第１の領域）７１に流入する。排気ファン１８は、排気ボックス２７と排気口２４ａとの間に配置されている。

ここで、排気ボックス２７の内部には、第１の壁部としての導風壁部２７ａが、排気ボックス２７との一体成型によって設けられている。排気ボックス２７の内部は、この導風壁部２７ａによって、上記第１の風洞室７１と、これよりも排気口側（下流）の第２の風洞室７２とに分けられる。ただし、ここにいう「分ける」とは、第１の風洞室７１から第２の風洞室７２への空気の流れが可能なように分けることを意味する。

また、排気ボックス２７における第１の風洞室７１に面した壁面には、吸気口２７ｂが形成されている。下部外装キャビネット２１における該吸気口２７ｂに近接した位置には、前述した吸気口２１ｂが形成されている。このため、排気ファン１８の回転によって、吸気口２１ｂ及び吸気口２７ｂを通じて、筐体外の空気、すなわち外気（以下、第３の空気という）が第１の風洞室７１に流入する。

そして、第１の風洞室７１に流出口２ｃ，６ｃを通って流れ込んだ第１の空気と吸気口２１ｂ，２７ｂを通って流れ込んだ第３の空気とが、第１の風洞室７１にて攪拌（混合）される。このとき、導風壁部２７ａが空気流に対する抵抗となるため、攪拌がより促進される。こうして第１の風洞室７１にて攪拌されて、リフレクタ４２の内側を冷却した直後の第１の空気よりも温度が下げられた混合空気は、次に第２の風洞室７２に流れる。

一方、下部外装ケース２１の後側の壁面には、吸気口（第２の吸気口）２１ｃが形成されている。さらに、ランプボックス部６ｂにおける吸気口２１ｃに対向する位置には、吸気口（開口）６ａが形成されている。吸気口２１ｃと吸気口６ａにはそれぞれ、遮光部（遮光手段）２１０ｃ，７０ａが設けられている。これら遮光部２１０ｃ，７０ａは、ランプ１から吸気口６ａ，２１ｃに向かった光が筐体の外部に漏れ出ないように該光を遮る。

また、図示はしていないが、ランプ１から排気ボックス２７内に進んだ光を遮る遮光ルーバーを排気ボックス２７内に設けてもよい。これにより、ランプ１から排気ボックス２７に進んだ光が遮られ、該光は排気口２４ａから筐体の外部に漏れ出ない。

電源投入に応じて排気ファン１８が回転を始めると、図４に矢印で示すように、排気ファン１８の吸い込み力によって、吸気口２１ｃを通じて筐体の外部の空気（外気）が筐体内に吸い込まれる。該吸い込まれた外気は、さらに吸気口６ａを通じてランプボックス部６ｂ内におけるリフレクタ４２の外面に面する領域に取り込まれ、リフレクタ４２の外面と、発光管４１のうちリフレクタ４２の外側に突出した電極部４１ｂ及びその周囲を冷却する。

そして、リフレクタ４２の外面と発光管４１の電極部４１ｂ等を冷却した空気（以下、第２の空気という）は、ランプボックス部６ｂの流出口６ｃを通じて排気ボックス２７内の第２の領域７２に流入し、ここで第１の風洞室７１からの混合空気と攪拌（混合）される。こうして第２の風洞室７２にて攪拌された空気は、排気ファン１８の回転により排気口２４ａから筐体の外部に排気される。

以上のように、リフレクタ４２の内側（発光部４１ａ）を冷却した高温の第１の空気は、まず第１の風洞室７１において、吸気口２１ｂを通じて筐体外部から取り込まれた第３の空気と混合されて温度が下げられる。そして、該混合空気は、第２の風洞室７２において、吸気口２１ｃを通じて筐体外部から取り込まれてリフレクタ４２の外面等を冷却した比較的温度が低い第２の空気と混合されることによって、さらに温度が下げられる。

こうして、排気ボックス２７内で十分に混合（攪拌）されて、リフレクタ４２の内側を冷却した高温の第１の空気に比べて十分に温度が下げられた空気が、排気ファン１８によって排気口２４ａから筐体の外部に排出される。排気口２４ａからの排気は、高温の空気を含まず、全体的に（温度むらなく）温度が低い空気である。

本実施例では、排気ダクト２７に吸気口２７ｂを形成し、排気ダクト２７内における第１及び第２の風洞室７１，７２の間に導風壁部２７ａを設けるだけで、つまりは新たな部品を通過することなく、排気全体に対する良好な低減効果を得ることができる。

図５には、本発明の実施例２であるプロジェクタのランプ冷却構造を示している。なお、本実施例のプロジェクタの基本的な構成は、実施例１において図１及び図２に示した構成と同じであり、実施例１と共通する構成要素には、実施例１と同符号を付す。

本実施例では、図５に示すように、排気ボックス２７の内部を第１の風洞室７１と第２の風洞室７２とに分ける部材として、実施例１にて説明した開口を有さない導風壁部２７ａに代えて、開口を有する導風壁部としての導風ルーバー２７ｄを設けている。導風ルーバー２７ｂには、複数の開口と、ランプ１から排気ボックス２７内に進んだ光を遮る遮光部とを有する。

本実施例においても、リフレクタ４２の内側を冷却した高温の第１の空気が、ランプボックス部６ｂの流出口６ｃを通じて排気ボックス２７内の第１の風洞室７１に流入する。第１の風洞室７１では、上記第１の空気と、下部外装キャビネット２１の吸気口２１ｂ及び排気ボックス２７に形成された吸気口２７ｂを通じて第１の風洞室７１に流入した第３の空気とが混合（攪拌）される。導風ルーバー２７ｄは空気流に対する抵抗となるため、攪拌がより促進される。こうして第１の風洞室７１にて攪拌されて、リフレクタ４２の内側を冷却した直後の第１の空気よりも温度が下げられた混合空気は、導風ルーバー２７ｄの複数の開口を通って第２の風洞室７２に流入する。

第２の風洞室７２では、該混合空気と、吸気口２１ｃを通じて筐体内に取り込まれてリフレクタ４２の外面等を冷却した第２の空気とが攪拌（混合）される。こうして第２の風洞室７２にて攪拌されて、さらに全体的に温度が下げられた空気は、排気ファン１８の回転により排気口２４ａから筐体の外部に排気される。

本実施例では、導風ルーバー２７ｄの複数の開口を通って第１の風洞室７１から第２の風洞室７２にスムーズに空気が流れるため、第１の風洞室７１内の空気の温度上昇を抑制することができる。これにより、排気ボックス２７の壁面における第１の風洞室７１に面した部分の温度上昇を抑えることができる。

図６には、本発明の実施例３であるプロジェクタのランプ冷却構造を示している。なお、本実施例のプロジェクタの基本的な構成は、実施例１において図１及び図２に示した構成と同じであり、実施例１と共通する構成要素には、実施例１と同符号を付す。

本実施例では、図６に示すように、排気ボックス２７に設けられた吸気口２７ｂに近接してＲＧＢ基板３４が設置されている。

排気ファン１８が回転すると、下部外装キャビネット２１に設けられた不図示の吸気口（吸気口２１ｂでもよい）を通じて筐体外部から空気（外気）が吸い込まれ、該空気は、ＲＧＢ基板３４に実装された素子（ランプ以外の部品）に沿うように流れて素子を冷却する。ＲＧＢ基板３４上の素子を冷却した空気（第３の空気）は、排気ボックス２７に設けられた吸気口２７ｂを通じて排気ボックス２７内の第１の風洞室７１に流入し、実施例１と同様に、リフレクタ４２の内側を冷却した空気（第１の空気）と混合（攪拌）される。

そして、混合空気は、実施例１と同様に、第２の風洞室７２で、リフレクタ４２の外面等を冷却した第２の空気と混合（攪拌）されて、排気口２４ａから筐体外へと排気される。

ここで、吸気口２７ｂから第１の風洞室７１に流れ込む空気は、ＲＧＢ基板３４の素子を冷却した後の空気であるが、リフレクタ４２の内側を冷却した空気に比べれば十分に温度が低い。このため、排気口２４ａから排気される空気の温度上昇を招くおそれはほとんどない。

本実施例によれば、排気温を低下させるための第１の風洞室７１への空気流を利用してＲＧＢ基板３４上の素子をも冷却することができるので、ＲＧＢ基板３４上の素子を冷却するための冷却ファンを不要とすることができる。

図７及び図８には、本発明の実施例３であるプロジェクタのランプ冷却構造を示している。なお、本実施例のプロジェクタの基本的な構成は、実施例１において図１及び図２に示した構成と同じであり、実施例１と共通する構成要素には、実施例１と同符号を付す。

本実施例では、図７に示すように、排気ボックス２７に実施例１で説明した導風壁部２７ａを有する。さらに、第２の風洞室７２におけるリフレクタ４２の外面を冷却した空気（第２の空気）の流入路を複数に分割する複数の導風壁部（第２の壁部）２７ｅを有する。導風壁部２７ｅを複数設けることで、第２の風洞室７２内での第１の風洞室７１からの混合空気と第２の空気との攪拌度が向上する。

さらに、導風壁部２７ｅを複数設けることで、第２の風洞室７２を通じて排気ファン１８に流れ込む空気の風速を均一に近づけることができる。この結果、排気ファン１８の空力特性を低下させることを回避でき、排気ファン１８から生じる騒音を低く抑えることができる。

また、図８に示すように、複数の導風壁２７ａ，２７ｅは、ランプ１から排気ボックス２７内に進んだ光を遮り、該光が排気口２４ａから漏れ出ないようにするための遮光機能も果たす。したがって、排気ボックス２７内に遮光のための新たな部材を追加する必要がない。

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。

本発明の実施例１であるプロジェクタの分解斜視図。 実施例１のプロジェクタの光学構成を示す図。 実施例１のプロジェクタにおけるランプ及びランプホルダを示す斜視図。 実施例１のプロジェクタにおけるランプ周辺の構成及び空気の流れを示す断面図。 本発明の実施例２であるプロジェクタにおけるランプ周辺の構成及び空気の流れを示す断面図。 本発明の実施例３であるプロジェクタにおけるランプ周辺の構成及び空気の流れを示す断面図。 本発明の実施例４であるプロジェクタにおけるランプ周辺の構成及び空気の流れを示す断面図。 実施例４におけるランプ周辺の構成及びランプからの光が遮光される様子を示す断面図。

符号の説明

１ 光源ランプ
２ ランプホルダ
３ 防爆ガラス
４ ガラス押さえ
５ 投射レンズ鏡筒
６ 光学ボックス
６ａ 吸気口
６ｂ ランプボックス部
１４ ランプ冷却ファン
１５，１６ ランプダクト
１８ 排気ファン
１９，２０ ランプ排気ルーバー
２１ 下部外装ケース
２１ｃ 吸気口
２１０ｃ 遮光部
２４ａ 排気口
２７ 排気ボックス
２７ａ，２７ｅ 導風壁部
２７ｂ 吸気口
２７ｄ 導風ルーバー
４１ 発光管
４２ リフレクタ
７０ａ 遮光部

Claims (6)

1. リフレクタと、該リフレクタの内側に配置された発光管とを有するランプを用いる画像投射装置であって、
   冷却ファンからの空気を前記リフレクタの内側に導く導風路と、
   前記ランプからの空気を排気する排気ダクトを有し、
   前記排気ダクトには第１の吸気口が形成されており、
   前記排気ダクトは、前記リフレクタの内側を通った第１の空気、該画像投射装置の筐体に形成された第２の吸気口から取り込まれて前記リフレクタの外面に面する領域を通った第２の空気、及び前記第１の吸気口から取り込まれた第３の空気を前記筐体に形成された排気口に導き、
   前記排気ダクトの内部に、前記第１の空気と前記第３の空気とを混合させる第１の領域と、該第１の領域からの混合空気と前記第２の空気とを混合させて前記排気口に導く第２の領域とが形成されており、前記第１の領域と前記第２の領域との間に第１の壁部が設けられていることを特徴とする画像投射装置。
2. 前記排気ダクトと前記排気口との間に、前記排気口から空気を排出させる排気ファンを有し、
   該排気ファンの回転によって前記第１及び第２吸気口からそれぞれ空気が吸い込まれることを特徴とする請求項１に記載の画像投射装置。
3. 前記第１の吸気口から取り込まれる空気は、前記第１の吸気口に流入する前に前記筐体の内部に配置された前記ランプ以外の部品を冷却して、前記第３の空気として前記排気ダクトに流入することを特徴とする請求項１または２に記載の画像投射装置。
4. 前記第２の領域に、前記第２の空気の流入路を複数に分割する第２の壁部を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の画像投射装置。
5. 前記第２の吸気口には、前記ランプから該第２の吸気口に向かう光を遮る遮光手段が設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の画像投射装置。
6. 請求項１から５のいずれか１つに記載の画像投射装置と、
   該画像投射装置に画像情報を供給する画像供給装置とを有することを特徴とする画像表示システム。