JP2004294986A

JP2004294986A - 投射表示装置

Info

Publication number: JP2004294986A
Application number: JP2003090299A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Oguri; 克彦小栗
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2004-10-21

Abstract

【課題】ランプ冷却用ファンが高温の空気にさらされることがなくなりファンの信頼性低下を防止し、また装置外部への排気の温度を下げることができる投射表示装置を提供する。
【解決手段】ランプ１と冷却ファン２６との間にヒートシンク２０，２１設けることにより、ランプ１を冷却して高温になった空気は、ヒートシンク２０，２１で熱を奪われ温度が下がった状態で冷却ファン２６に吸入されるため、ランプ冷却用ファン２６が高温の空気にさらされることがなく、排気ダクト２７からの排気の温度も下げることができる。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ランプとランプを冷却するファンとの間隙にヒートシンクを設け、ランプを冷却するファンの負荷を低減するこのできる投射表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、投影型画像表示装置として、液晶プロジェクタが一般的に用いられている。液晶プロジェクタは、光源が発する光を、ミラー等を経由して空間光変調素子である液晶パネルに集光し、液晶パネルにより変調した光を、レンズを通してスクリーンに映し出すものである。その構成要素として、光源としてのランプ、ランプを点灯させるランプ用回路、液晶パネルまたは装置全体を駆動する電源を含む電気回路、ランプの光を偏向させる光偏向部、画像を表示する液晶パネル部などがあり、これらはすべて発熱体である。このような複数の発熱体を効率よく冷却する必要がある。通常このような液晶プロジェクタ内の発熱体を冷却するために軸流ファンが用いられている。
【０００３】
また近年、液晶プロジェクタの小型化および高輝度化が進み、ランプも、小型で高輝度なランプ、たとえば高圧水銀ランプが用いられる。このように、ランプの小型化および高輝度化が進むと、ランプの発熱量が増加して、ランプを冷却した気体の温度が大きく上昇して高温の気体となる。この高温の気体をすぐに排気すると、排気が高温となり、さらに筐体の排気口付近が高温に加熱される。そのため、排気口近傍に他の機器が置かれると他の機器が高温となり故障するという問題があった。また、樹脂製の機器が高温の排気または排気口に触れると、機器が変質または故障するという問題があった。
【０００４】
上述の問題を解決するために、光源の近傍に設置された排気ファンの下流側に筒状部材を設け、この筒状部材の領域で筐体内部から排気ファンによって排出される高温と低温の気体を混合し、あるいは外気も混合し排気温度を下げる構成が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２４４２１５公報（第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、遠心ファンあるいは軸流ファンにおける使用耐熱温度は、一般的に６０度程度であり、特に高温用としているファンであっても８５度程度である。液晶プロジェクタの光源として用いられる超高圧水銀ランプなどのＨＩＤランプ（高輝度放電ランプ）は大量の熱を発生し発光管表面の高温部は９００度以上になっている。このランプを冷却して高温になった空気をファンにより吸い込むため、ファンが高温となり信頼性が低下して短寿命になるという問題があった。
【０００７】
また、液晶プロジェクタの排気口近傍に他の機器が置かれると他の機器が高温となり故障するという問題についても、上述の特許文献１の方法では排気ファンの吸入口において、排気空気の温度が充分低温になっているとはいえず、充分に解決されていない。
【０００８】
本発明は、以上の点に鑑みなされたもので、高温となる光源ランプを使用する投射表示装置において、ランプと冷却ファンとの間にヒートシンクを設け、ランプを冷却して高温になった空気は、第１のヒートシンクに衝突して熱を奪われ温度が下がり、第２のヒートシンクで更に温度が下がった状態で冷却ファンに吸入されるため、ランプ冷却用ファンが高温の空気にさらされることがなくなりファンの信頼性低下を防止し、また装置外部への排気の温度を下げることができる投射表示装置を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、以下に記載の手段よりなる。
すなわち、
少なくとも光源と、前記光源を冷却する空気流を吸気により発生させる冷却ファンとを筐体構造に備えた投射表示装置であって、
前記光源と冷却ファンとの空気流通経路上にヒートシンクを設け、
前記冷却ファン作動時に前記光源方向から吸気される空気をその直進する方向に位置して冷却するための第１のヒートシンクと、
この第１のヒートシンクに衝突して冷却された空気の流通路上に第２のヒートシンクと、
を有することを特徴とする投射表示装置。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の投射表示装置の発明の実施の形態につき、好ましい実施例により説明する。
まず、図１を用いて各実施例に適用されるの投射表示装置の全体構成の一例について説明する。ここでは、反射型空間光変調素子を用いた投射表示装置の構成と、その動作を説明する。
【００１１】
同図において、例えば超高圧水銀ランプであるランプ１より発せられた光は、ミラー２に入射される。コールドミラー２で反射され光はダイクロイックミラー３に入射される。ダイクロイックミラー３に入射された光の内、赤色（Ｒ）光はダイクロイックミラー３を透過してミラー５に入射される。このＲ光はミラー５で反射されて偏光ビームスプリッタ（以下、ＰＢＳと記す）９に入射される。
【００１２】
青色（Ｂ）／緑色（Ｇ）光はダイクロイックミラー３で反射されてダイクロイックミラー４に入射される。ダイクロイックミラー４に入射された光の内、Ｇ光はダイクロイックミラー４で反射してＰＢＳ１０に入射される。ダイクロイックミラー４に入射された光の内、Ｂ光はダイクロイックミラー４を透過してＰＢＳ１１に入射される。
【００１３】
ＰＢＳ９に入射されたＲ光はその接合面でＳ波成分のみが反射し、空間光変調素子６に入射される。空間光変調素子６に入射されたＳ波成分は空間光変調素子６で反射してＰ波成分となり、ＰＢＳ９の接合面を透過して合成プリズム１２に入射される。ＰＢＳ１０に入射されたＧ光はその接合面でＳ波成分のみが反射し、空間光変調素子７に入射される。空間光変調素子７に入射されたＳ波成分は空間光変調素子７で反射してＰ波成分となり、ＰＢＳ１０の接合面を透過して合成プリズム１２に入射される。
【００１４】
ＰＢＳ１１に入射されたＢ光はその接合面でＳ波成分のみが反射し、空間光変調素子８に入射される。空間光変調素子８に入射されたＳ波成分は空間光変調素子８で反射してＰ波成分となり、ＰＢＳ１１の接合面を透過して合成プリズム１２に入射される。なお、空間光変調素子６〜８には、周知のように、映像に応じた電圧がかけられ、入射されたＲ，Ｇ，Ｂ光がそれぞれ変調される。
【００１５】
合成プリズム１２に入射されたＲ，Ｇ，Ｂ光は合成プリズム１２によって合成され、投射レンズ１３によってスクリーン１４に投射される。このようにして、スクリーン１４には映像が表示される。
【００１６】
次に、本発明の要部であるランプ１の周辺部分について詳細に説明する。図２は本実施例に適用されるランプの周辺部分の概略構成図を示す。同図（ａ）は上面図、（ｂ）は上面図におけるＡ−Ａ断面である。なお実施例の説明に必要な光源およびその冷却機構部分のみを図示し、投射表示装置として機能させるのに必要な他の部分である光分解合成光学系、空間光変調素子、投写レンズ等は省略してある。
【００１７】
１はランプ、１ｂは放物面鏡や楕円面鏡などの凹面反射鏡で、ランプ１はその発光部１ｃが凹面反射鏡１ｂの焦点に略一致するように位置調整され図示しない支持部材を用いて凹面反射鏡１ｂに固定されている。この凹面反射鏡１ｂの働きによりランプ発光部１ｃが発する光が有効に前方に照射される。凹面反射鏡１ｂの開口部には光透過性の前面板２３が設置され、万が一ランプが動作中に破裂してもランプの構成材料である石英ガラスの破片などが飛散しないようになっている。ランプ発光部１ｃ、凹面反射鏡１ｂ、前面板２３がランプハウス２４に組みつけられ一体化されており、それぞれに通風孔１ａ，２３ａ，２４ａが設けられており、冷却風を流すことができるようになっている。
【００１８】
ランプハウス２４の後部にはヒートシンク２０および２１が配置され周囲はカバー２５により略密閉されている。カバー２５のランプハウス２４取付側には通風孔２５ａ、反対側には通風孔２５ｂが設けられ遠心ファン２６が吸気側をカバー２５内部に向けて取り付けられている。遠心ファン２６の排気側には排気ダクト２７が設けられ、その出口は投射表示装置外へ開口している。
【００１９】
遠心ファン２６が動作するとランプハウス２４およびカバー２５は略密閉構造となっているため内部が負圧になり、前面板２３の通風孔２３ａから空気が流入しランプ発光部１ｃおよびその周辺を冷却した後、通風孔１ａ，２４ａ，２５ａを通過してヒートシンク２０に衝突する。高温だった冷却風はヒートシンク２０で熱を奪われ温度が下がった状態でヒートシンク２１に向かい、さらに熱を奪われ低温化される。この温度が下がった冷却風が通風孔２５ｂより遠心ファン２６の吸気口に入り排気ダクト２７内を通って投射表示装置外へ排出される。
【００２０】
ヒートシンク２０，２１に伝わった熱は筐体２２の一部を構成する金属部材２２ａに伝達されその表面から筐体２２へ放出される。ヒートシンク２０，２１と金属部材２２ａは熱がスムースに流れるよう熱的な結合を良好にしておく事が望ましい。
このような冷却構造をとる事により遠心ファン２６に流入する空気の温度を低く保ちファンの信頼性を高めるとともに投射表示装置外への排気温度も下げることができる。
【００２１】
次に、第２の実施例を図３を用いて説明する。同図は、冷却ファンに軸流ファンを用いた場合のランプの周辺部分の概略構成図を示す。通風孔２３ａ，２４ａ，２５ａ，２５ｂの面積が広く通風孔での圧力損失が小さい時は同図に示すよう軸流ファン２８を用いてもよい。
【００２２】
次に、第３の実施例を図４を用いて説明する。同図は、ヒートシンクの一面を投射表示装置外に出した場合のランプの周辺部分の概略構成図を示す。同図（ａ）は上面図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面を示す。実施例１におけるヒートシンク２１の一面を投射表示装置外に出す構成とした例で、外気との接触面積が増加するためヒートシンク２１に伝達された熱の放熱が一層良好に行われるようになる。
【００２３】
なお、ランプ冷却部は必要に応じて通風孔を増設し適正な冷却が行われるようにしてもよい。例えば図５に示すように、ランプハウス２４前方の周囲に通風孔２４ｂを複数個設けることにより凹面反射鏡やランプハウス内部の冷却効果を高めることができる。
【００２４】
また、各実施例ではヒートシンクを２個用いているが、２個以上何個であってもよく、その形状もフィン無の板状であってもよい。
【００２５】
さらに、各実施例で用いたヒートシンクを筐体に接続あるいは投射表示装置外に出す構成とはせず、ヒートシンクを別のファンで冷却する構成としてもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、高温となる光源ランプを使用する投射表示装置において、ランプと冷却ファンとの間にヒートシンク設けることにより、光源を冷却して高温になった空気は、第１のヒートシンクに衝突して熱を奪われ温度が下がり、第２のヒートシンクで更に温度が下がった状態で冷却ファンに吸入されるため、冷却ファンの寿命が短くなるなど信頼性を損なうことがなく、装置外への排気温度も低く抑えた投射表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の各実施例に適用される投射表示装置の全体構成の一例を示す図である。。
【図２】本発明の第１の実施例に適用されるランプの周辺部分の概略構成図を示す。
【図３】本発明の第２の実施例に適用されるランプの周辺部分の概略構成図を示す。
【図４】本発明の第３の実施例に適用されるランプの周辺部分の概略構成図を示す。
【図５】本発明の各実施例に適用されるランプハウスに通風孔を追加したで概略構成図を示す。
【符号の説明】
１…ランプ
２…コールドミラー
３，４…ダイクロイックミラー
５…ミラー
６，７，８…空間光変調素子
９，１０，１１…偏光ビームスプリッタ
１２…合成プリズム
１３…投射レンズ
１４…スクリーン
２０，２１…ヒートシンク
２２…筐体
２２ａ…金属部材
２３…前面板
２４…ランプハウス
２５…カバー
２６…遠心ファン２６
２７…排気ダクト
２８…軸流ファン
１ａ，２３ａ，２４ａ，２４ｂ，２５ａ，２５ｂ…通風孔

Claims

少なくとも光源と、前記光源を冷却する空気流を吸気により発生させる冷却ファンとを筐体構造に備えた投射表示装置であって、
前記光源と冷却ファンとの空気流通経路上にヒートシンクを設け、
前記冷却ファン作動時に前記光源方向から吸気される空気をその直進する方向に位置して冷却するための第１のヒートシンクと、
この第１のヒートシンクに衝突して冷却された空気の流通路上に第２のヒートシンクと、
を有することを特徴とする投射表示装置。