JP2005275301A - 投射表示装置用の光源ユニット、投射表示装置および画像投射システム - Google Patents

Abstract

【課題】 投射表示装置用の光源ユニットにおいて、装置コストの軽減を図りつつ、低騒音でかつ高効率な冷却を実現することができる。
【解決手段】 投射表示装置用の光源ユニットにおいて、放電ランプと、前記放電ランプの周囲に設けられ、前記放電ランプからの光を反射するリフレクタと、前記放電ランプおよび前記リフレクタに冷却風を送る軸流ファンと、前記軸流ファンからの前記冷却風の一部を前記放電ランプに導く導風手段とを備え、前記導風手段の流出口の開口面積は前記導風手段の流入口の開口面積より小さいことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、透過型液晶パネルや反射型液晶パネル等の画像表示素子上に形成された画像を被投射面（スクリーン）に投射する投射表示装置に関する。特に、放電ランプ等を含む投射表示装置用の光源ユニットの冷却に関するものである。

近年、映像投影装置（投射表示装置）においては、投影映像の高輝度化および装置の小型化、更には家庭での使用用途から低騒音化が促進されている。そのため、映像の高輝度化に伴うランプ出力の増大、つまり放電ランプから発生する熱量が大きくなると同時に、装置全体の小型化が進み、装置体積に対する熱密度は更に増大するにも関わらず、ファン冷却音が騒音問題を招くなどのファン冷却の必要性とそのことによる弊害であるファン騒音とのギャップが生じてきており、低騒音でかつ高効率な冷却技術が求められている。

一般に、放電ランプは図１７（ａ）の１０１に示すような形状をしており、放電ランプ１０１から発せられた光を反射するリフレクタ１０２と接合されている。また、光射出方向ではリフレクタ１０２に防爆ガラス１０３が取り付けられている。ここで、放電ランプ１０１およびリフレクタ１０２および防爆ガラス１０３からなる構成を光源１０４と呼ぶことにする。

このような構成をとる放電ランプ１０１は、球体部１０１ａ、先端部１０１ｂ、ネック部１０１ｃの３ヶ所に区分けされ、例えば球体部上は９００℃以上１０００℃以下、球体部下は７００℃以上、先端部およびネック部は４００℃以下というように、それぞれの冷却条件（推奨温度）が存在し、これらの冷却条件を満たすように温度管理されている。その中でも、発光部である球体部１０１ａは発熱源であり、もっとも高温となる。そのため、近年で広く使われている高出力ランプでは、リフレクタ１０２の側面に放電ランプ１０１への冷却風を送り込むための切欠き部１０５が設けられ、かつ放電ランプが破裂した場合の安全性を確保するために、前記切欠き部１０５に網状のフィルター（不図示）が設けられている。

また、上述した箇所以外にも、リフレクタ１０２を冷却することで、リフレクタ自身の熱変形や、その輻射熱および熱伝達などによる熱の移動を抑制し、外装キャビネットや装置内部の温度上昇を抑制することが必要であり、放電ランプ１０１およびリフレクタ１０２の冷却が重要となっている。

このように、光源１０４の冷却には大きく分けて放電ランプ１０１とリフレクタ１０２の冷却が必要となっている。前記放電ランプは発光時には１０００℃を超える高温となり、このためリフレクタ１０２内部は放電ランプ１０１から発せられる熱により装置下から上方へ向かう自然対流が盛んになる。このような状況の中、放電ランプ１０１を冷却するために、切欠き部１０５から網状フィルターを通過して、冷却風を放電ランプ近傍に吹き付けるにはある程度の風圧が必要となる。また、前記リフレクタ１０２は例えば高さ方向に６００ｍｍ程度の大きさを持つため、該リフレクタを冷却するには広範囲を冷却する風量が必要となる。そこで、従来では風圧が必要な放電ランプ冷却には風圧が得られる遠心ファンからの風を、また風量が必要なリフレクタ冷却には風量が得られる軸流ファンの風を用いて冷却している。

例えば、光源ユニットの冷却構成として、特許文献１に示されている方法が挙げられる。

まず、図１８に特許文献１の光源冷却構造を示す。

図１８において、１０１は放電ランプ、１０２は放電ランプ１０１から発せられた光を反射するリフレクタ、１０４は放電ランプ１０１およびリフレクタ１０２から構成される光源、１０６は照明光学系および色分離合成光学系、１０７は投射光学系、１０８は外装キャビネット、１０９は冷却ファン１１０ａから送られた風を導風および分配するダクト、１１０ａは遠心ファン、１１０ｂは軸流ファン、１１１は光源ケースを示す。

遠心ファン１１０ａは前記遠心ファンから送風される風を導く送風ダクト１０９に取り付けられ、前記ダクト１０９は吸気口を設けた外装キャビネット１０８に固定される。前記ダクト上部には光分解合成光学系を有する光学系１０６が配置される。また、前記光源１０４は光源を保持する部材（不図示）を介して、前記光源ケース１１１内に収納され、固定される。ここで光源ケース１１１は、配置された光源１０４の後方に開口を設けた構成となっている。また、軸流ファン１１０ｂは、前記光源ケース１１１に設けられた開口部近傍に冷却ファン保持台（不図示）を介して固定される。

装置外装キャビネット１０８に設けられた吸気口（不図示）から外気を取り込んだ遠心ファン１１０ａによって、冷却風は送風ダクト１０９に送風され、ダクト内部の風圧は高められる。前記送風ダクト１０９にはダクト内部に導風壁（不図示）が設けられており、遠心ファンから送られた風は前記導風壁によって分配され、例えば光分解合成光学系に用いられている偏光板や光変換素子などの各発熱体まで延びたダクトによって導かれ、開放された吹出し口より吹出される。このとき、ダクト１０９内で分配された風の一部はランプ付近まで前記ダクト１０９によって導かれ、リフレクタ１０２に設けられた切り欠き部１０５から送風されることによって、高められた風圧を利用して放電ランプ１０１を冷却する。そして、冷却に使われ熱せられた空気は、前記軸流ファン１１０ｂよってリフレクタ１０２をも冷却した風と共に装置外部へ排気される。

しかしながら、上記特許文献１の光源冷却構造では、ダクトを延ばして冷却を行うため、それぞれの配置における自由度が制限されるだけでなく、装置の大型化を招いてしまう。更に、前記光分解合成光学系に用いられる光学部品の冷却だけでなく、放電ランプまで冷却するための風が必要となるなど、冷却必要箇所が複数かつ広範囲に散らばってしまっていることから、ダクト距離が長くなるためにダクト内での圧力損失をも招き、余計にファン駆動する必要が生じてしまう。その結果、ファン回転数を過剰に上げる必要が生じ、騒音問題を招いてしまう。

また、図１９に他の従来例の光源冷却構造を示す。

特許文献１では、放電ランプ１０１の冷却に、光源１０４から距離のある位置に設けられた遠心ファンからダクトで導いて風圧の高い風で放電ランプの冷却を行い、軸流ファンを用いて大風量の風でリフレクタを冷却する構成に対して、本従来例では、光分解合成光学系を冷却する冷却ファンとは別に、放電ランプ冷却に専用の遠心ファン１１０ｃを用いて冷却を行う。

しかしながら、上記他の従来例の光源冷却構造では、冷却ファンの個数が増えるためにコストがかかるなどの問題を生じている。

そこで最近では、図２０に示すように、装置コストの軽減を図るために、１つの軸流ファン１１０ｄを用いて風を吹付けることで、放電ランプおよび光源全体の冷却を行う構成がとられるようになってきている。
特開２００１−１３５８９号公報

しかしながら、前述したように光源は大きく分けて、放電ランプとリフレクタの２ヶ所を冷却する必要があり、それぞれを冷却するには、放電ランプ冷却には高風圧、リフレクタを冷却するには大風量と２つの特性を持った冷却風が必要となってくる。

図２０に示す従来例では、光源の推奨温度が前述したように放電ランプ各場所で定められているため、放電ランプ冷却に重点を置き、必要な風圧が得られるファン回転数で光源冷却を行う軸流ファンの駆動を決定してきた。この場合、リフレクタ部は必要以上の風量が供給されてしまうという現象が生ずるなど、過冷却になってしまっている。そのため、光源冷却に必要とされる風以上の駆動を軸流ファンに強いり、大きな騒音を生じてしまうという問題となっている。

そこで、本発明は上記の問題を解決するためのもので、投射表示装置用の光源ユニットにおいて、装置コストの軽減を図りつつ、低騒音でかつ高効率な冷却を実現することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の第１の側面に係る投射表示装置用の光源ユニットは、放電ランプと、前記放電ランプの周囲に設けられ、前記放電ランプからの光を反射するリフレクタと、前記放電ランプおよび前記リフレクタに冷却風を送る軸流ファンと、前記軸流ファンからの前記冷却風の一部を前記放電ランプに導く導風手段とを備え、前記導風手段の流出口の開口面積は前記導風手段の流入口の開口面積より小さいことを特徴とする。

また、本発明の第２の側面に係る投射表示装置用の光源ユニットは、放電ランプと、前記放電ランプの周囲に設けられ、前記放電ランプからの光を反射するリフレクタと、前記放電ランプおよび前記リフレクタに冷却風を送る軸流ファンと、前記軸流ファンからの前記冷却風の一部を前記放電ランプに導く導風手段とを備え、前記導風手段は、前記冷却風の一部が流れる方向での長さが異なる少なくとも２つの整流板を略平行に配置して構成されることを特徴とする。

さらに、本発明の第３の側面に係る投射表示装置は、光源ユニットからの光を用いて、画像表示素子上に形成された画像を被投射面に投射する投射表示装置であって、前記光源ユニットは、放電ランプと、前記放電ランプの周囲に設けられ、前記放電ランプからの光を反射するリフレクタと、前記放電ランプおよび前記リフレクタに冷却風を送る軸流ファンと、前記軸流ファンからの前記冷却風の一部を前記放電ランプに導く導風手段とを備え、前記導風手段の流出口の開口面積は前記導風手段の流入口の開口面積より小さいことを特徴とする。

また、本発明の第４の側面に係る投射表示装置は、光源ユニットからの光を用いて、画像表示素子上に形成された画像を被投射面に投射する投射表示装置であって、前記光源ユニットは、放電ランプと、前記放電ランプの周囲に設けられ、前記放電ランプからの光を反射するリフレクタと、前記放電ランプおよび前記リフレクタに冷却風を送る軸流ファンと、前記軸流ファンからの前記冷却風の一部を前記放電ランプに導く導風手段とを備え、前記導風手段は、前記冷却風の一部が流れる方向での長さが異なる少なくとも２つの整流板を略平行に配置して構成されることを特徴とする。

本発明によれば、投射表示装置用の光源ユニットにおいて、装置コストの軽減を図りつつ、低騒音でかつ高効率な冷却を実現することができる。

以下に、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

本実施例は、少なくとも２つの整流板で構成された導風手段により、軸流ファンから送られる風の一部を高風圧で流速の速い風に変換して、放電ランプに対し適切な冷却風を吹付ける投射表示装置（主に、天吊り対応型）に関するものである。

図１は本実施例の光源ユニット近傍を示す。図１中、Ｋ０６は照明光学系および色分解合成光学系、Ｋ０７は投射光学系、Ｋ０８は外装キャビネット、Ｋ０９は前記光学系Ｋ０６下まで風を導くダクト、１は放電ランプ、２は放電ランプから発せられた光を反射するリフレクタ、３はリフレクタ２の側面４ヶ所に設けられている網状フィルター付き切欠き部、４は前記放電ランプ１およびリフレクタ２から構成される光源、５は前記光源４が収納される光源ケース、５ａおよび５ｂは光源ケース５に設けられた開口、６は前記放電ランプ１および前記リフレクタ２を冷却するための冷却用軸流ファン、６ｐは色分解合成光学系および照明光学系Ｋ０６を構成する要素（例えば偏光板など）を冷却するための遠心ファン、７は前記軸流ファン６からの風を放電ランプに導く導風手段であり、複数の整流壁（整流板）で構成されている。８は軸流ファン６から送られた風を光源ケースに導く送風ダクト、９は光源４を冷却した風を排気するための排気ダクトを表す。

遠心ファン６ｐは前記遠心ファンから送風される風を導く送風ダクトＫ０９を構成する少なくとも１部品に取り付けられ、前記ダクトＫ０９部品は吸気口を設けた外装キャビネットＫ０８に固定される。前記ダクト上部には色分解合成光学系を有する光学系Ｋ０６が配置される。また、前記光源４は光源を保持する部材（不図示）を介して、前記光源ケース５内に収納され、固定される。

軸流ファン６は、前記光源ケース５に設けられた開口部５ａ近傍に冷却ファン保持台（不図示）を介して固定される。

装置外装キャビネットＫ０８に設けられた吸気口（不図示）から外気を取り込んだ遠心ファン６ｐによって、冷却風は送風ダクトＫ０９に送風され、ダクト内部の風圧は高められる。前記送風ダクトＫ０９にはダクト内部に導風壁（不図示）が設けられており、遠心ファンから送られた風は前記導風壁によって分配され、例えば光分解合成光学系に用いられている偏光板や光変換素子などの各発熱体まで延びたダクトによって導かれ、開放された吹出し口より吹出される。そして、吹出された空気は前記発熱体を冷却しキャビネット内部に放出され、軸流ファン６に吸い込まれる。前記軸流ファン６から送風された空気は光源４を冷却し、排気ダクト９を介してキャビネット外部に排気される。

本実施例における光源ユニットの冷却について以下に詳細説明を行う。

図２（ａ）中、１は放電ランプ、２は放電ランプから発せられた光を反射するリフレクタ、３はリフレクタ２の側面４ヶ所に設けられている網状フィルター付き切欠き部、４は前記放電ランプ１およびリフレクタ２から構成される光源、５は前記光源４が収納される光源ケース、５ａおよび５ｂは光源ケース５に設けられた開口、６は前記放電ランプ１および前記リフレクタ２を冷却するための冷却用軸流ファン、７は２種類の整流板７ａと７ｂから構成され前記軸流ファン６から風を整流する整流壁（導風手段）、８は軸流ファン６から送られた風を光源ケース内に導く送風ダクトを表す。

なお、上記の光源ユニットの他にも、図２（ｂ）で示すような、網状フィルター付き切欠き部３が、リフレクタ側ではなく、光源保持部材側に設けられた光源ユニットも本実施例に含まれる。

以後、本実施例における整流壁を７１とする。

光源４は光源を保持する部材（不図示）を介して、前記光源ケース５内に収納され、固定される。ここで光源ケース５の側面には、軸流ファンから送風される風が光源に直接当たるように大きく第一の開口５ａが設けられている。更に、光源を冷却した後の空気が排気されるための第二の開口５ｂが前記第一の開口と反対側の側面に設けられた構成をとる。（不図示であるが、もしくは前記光源４の後方に設けられた構成でも良い。）また、前記軸流ファン６は、前記光源ケース５に設けられた第一の開口部５ａ近傍に冷却ファン保持台（不図示）を介して固定され、前記光源ケースと前記軸流ファンとの間を送風ダクト８が介する。

ここで、前記の光源を構成するリフレクタ２には、光源内部に配置された放電ランプへ冷却風が送り込みやすいようにリフレクタ２の上下左右の四面に切り欠き部３が設けられており、該切欠きには放電ランプ破裂時に、破片がリフレクタ外部へ飛び出す事を防止した網状フィルターが設けられている。更に、前記４つの切り欠き部のうち前記軸流ファン６側の切り欠き部近傍には、軸流ファンから送風された風を整流するための整流壁７１が設けられており、該整流壁は前記送風ダクト８に取り付けられている。このような構成をとることで、軸流ファンから送風された冷却風の一部は、該導風壁７１を介して前記リフレクタ部切欠き３からリフレクタ内へ進入し、放電ランプ１近傍へと送風され、放電ランプ１を冷却する。そして、それ以外の冷却風は前記送風ダクト８で光源ケース５内まで運ばれ、リフレクタ２の冷却を行う。その後、放電ランプ１およびリフレクタ２を冷却した風は、光源ケース５に設けられた第二の開口５ｂから排気ダクト（不図示）を介して装置外部に排気される。

次に本実施例における整流壁７１の詳細形状について説明する。

図２（ａ）のＡ−Ａ断面を図３に示す。

ここで、整流壁７１は４つの整流壁、例えば７１ａおよび７１ｂによって四方を囲まれた、所謂ダクト形状をなす。図３に示すように、整流壁７１は、前記軸流ファン側（流入口）の断面積よりも、前記リフレクタ部切欠き部側（流出口）の断面積が小さくなるように、ダクト形状をした前記整流壁が傾斜した整流壁によって構成されている。このとき、図３の右方向から見て、前記軸流ファン６の回転する羽根が通過する位置に前記ダクト状整流壁７１の流入口が開口されている位置にくるように配置する。（図２（ａ）参照）
このようにすることで、前記軸流ファン６の羽根が回転することによって生ずる風を、大きく開口させたダクト状整流壁内に大量の風を取り込むことができる。また、前記ダクト状整流壁を風下方向（リフレクタ部切欠き方向）に向かって断面積を小さくすることで、前記ダクト状整流壁７１内に大量に取り込んだ風を圧縮し、風圧を高め、更に風速をも高めることが可能となる。その結果、前記リフレクタ部切欠き３に設けられた網状フィルターが冷却風の流れに対して致命的障害にならず、放電ランプ１が発光と共に伴う高熱によって生じる自然対流の流れを打破して、リフレクタ２内部へ冷却風を送風することができ、更には放電ランプを推奨温度範囲内に冷却することが可能となる。

また、前記ダクト状整流壁７１内に取り込まれなかった冷却風はほぼ、圧縮されることなく大風量のまま、前記リフレクタ２表面へ到達し、リフレクタ２および光源ケース５を広く冷却することが可能となる。そして、放電ランプを冷却し、他部切欠き３から放出された熱風と一緒になって開口５ｂを通過して、装置外部へ排気される。

このように構成することで、放電ランプ１には放電ランプ冷却にふさわしい高風圧かつ風速の速い冷却風を、リフレクタ２にはリフレクタ冷却にふさわしい大風量の風を提供することができ、無駄のない風を送ることが可能になった為に、片方の条件を満たすためだけの過剰なファン駆動は不要となり、より静かな低騒音映像投影装置を実現することができる。

次に、軸流ファンから送られる風について言及する。

一般に軸流ファンでは傾斜して取り付けられた複数枚の羽が回転軸中心を軸に回転することで送風している。その結果、回転する羽から空気に与えられる力は、図１３および図１４に示すように、羽から押し出されることで及ぼされる回転軸方向の力Ｆ１と、羽が回転することで及ぼされる回転面上で加えられる力Ｆ２と、羽が回転することで及ぼされる遠心方向の力Ｆ３の合成力である。ファンから送風された空気は一旦送風されると、ほぼその慣性力で空気は送風されることとなる。そのため、軸流ファンから送風される空気は前述した力の影響によって、ファンの回転軸を中心に略渦状の流れを形成するように回転軸３６０°全周において、回転軸から離れる方向に回転軸中心に回転しながら送風されていく。つまり回転軸横から見た図１５ではＷｊ１の方向に、回転軸方向から見た図１６ではＷｊ２方向に流れ出ることとなる。

そのため、放電ランプ１の冷却を行う場合、前記リフレクタ２に設けられた切り欠き３から放電ランプ部へ送風される冷却風は、何も介さずにリフレクタ内部へ送風した場合、ファン回転方向に依存した風向きを持ってしまう。

一般に映像投影装置は、通常、机上においてスクリーンに投影して使用する他、天井から上下反転させて吊るして使用する方法も世間では用いられている。そのため、放電ランプ球体部の温度も上部が高温となり、設置状態によって高温となる場所が変化する。それに伴い、放電ランプ１冷却には光軸を中心として上下対称の冷却が必要となっている。しかしながら、前述したように軸流ファンには回転方向に依存し、例えばリフレクタ部切欠き３において、軸流ファン６の羽根が例えば下から上へ移動する回転を行っている場合、ファンから送風される風は、図３に示すＷ１のベクトル成分を持った風が送風されることになる。その結果、放電ランプ球体部の例えば上部を冷却することは可能だが、天吊り状態で駆動した場合は球体下部（通常使用時の上部）を冷却してしまい、必要冷却ヶ所以外を冷却してしまうことで、放電ランプの推奨温度範囲内での使用が不可能となり、発光状態が不安定となるばかりでなく、最悪の場合放電ランプが破裂する事態を招く可能性もある。そこで、本実施例の整流壁７１を光軸を中心に略上下対称に構成することで、斜め成分を持って軸流ファンから送風された、例えば図３のＷ１を整流壁７１内で整流され、上下方向の成分を略取り除いた風に変換し、放電ランプ１を側面方向から光軸を中心に上下対称に冷却することが可能となり、上下が逆転する天吊り状態での映像投影装置の使用を可能なものとする。

更に、前述したように、軸流ファンから送られる風は、遠心方向成分を含むため、軸流ファン回転方向から離れる方向へ風が流れ出る。しかしながら、光源において特に高温となり、冷却が必要となるのは、前述したように放電ランプ球体である。放電ランプ球体は図１７に示すように、リフレクタ内部の凹部近傍に位置するため、冷却を容易にするには該球体部近傍への送風が必要となる。そこで、軸流ファン回転方向に平行で、かつ、光出射側のダクト壁面を形成する整流板７ａを前記軸流ファン回転方向に傾斜させることで、放電ランプ球体近傍への送風が可能となり、更なる放電ランプ冷却の効率を高めることが可能となる。その結果、さらにファン回転数を下げることが可能となり、更なる低騒音映像投影装置の実現が可能となる。

また、整流壁７１は高温となる光源近傍に配置されることから、該整流壁７１は高耐熱性の材質、例えば耐熱性プラスチックもしくはマグネシウムなどで作られていることが望ましい。

更に、整流板７１は上述したように冷却用軸流ファンから風を導くダクト８に持たせるのではなく、光源保持部材側にその機能を持たせるような構成でも良い。

また網状フィルター付切欠き３がリフレクタに設けられている構成でも、光源保持部材に持たせた構成においても、前記切欠き３が上下左右の４ヶ所に限らず、例えば左右の２ヶ所に設けられた構成においても本発明は適用可能である。この場合、冷却用軸流ファンが配置されている側の網状フィルターはその役目を省略し、切欠きのみとする場合もある。

図４は本実施例の光源ユニット近傍を示す。以後、本実施例における整流壁（導風手段）を７２とする。

整流壁７２は実施例１の整流壁７１と同様、四方を整流板で囲まれており、ダクト形状をなす。整流壁７２は図４に示すように光源４の上下に位置するダクトで、光軸を中心に上下対称形状をしている。よって、以下に上部に設けられた整流壁についてのみ説明する。

前記整流壁７２は前記軸流ファン６側に冷却風の取り入れ口として開口を設け、前記リフレクタ２の上面に設けられた切欠き３近傍に整流壁７２の吹出し口を設けた構成となっている。このとき、実施例１のダクト状整流壁７１と同様に、前記ダクト状整流壁７２は吹出し口（流出口）近傍で、ダクト断面積が縮小するように、すぼめられた形状をとる。

このように構成することで、前記ダクト状整流壁７２内に取り込んだ風を圧縮し、風圧を高め、更に流速をも高めることが可能となる。その結果、前記リフレクタ部切欠き３に設けられた網状フィルターが冷却風の流れに対して致命的障害にならず、放電ランプ１が発光と共に伴う高熱によって生じる自然対流の流れを打破して、リフレクタ２内部へ冷却風を送風することができ、更には放電ランプを推奨温度範囲内に冷却することが可能となる。

また、前記ダクト状整流壁７２内に取り込まれなかった冷却風はほぼ、圧縮されることなく大風量のまま、前記リフレクタ２表面へ到達し、リフレクタ２および光源ケース５を広く冷却することが可能となる。そして、放電ランプを冷却し、他部切欠き３から放出された熱風と一緒になって開口５ｂを通過して、装置外部へ排気される。

このように構成することで、放電ランプ１には放電ランプ冷却にふさわしい高風圧かつ風速の速い冷却風を、リフレクタ２にはリフレクタ冷却にふさわしい大風量の風を提供することができ、無駄のない風を送ることが可能になった為に、片方の条件を満たすためだけの過剰なファン駆動は不要となり、より静かな低騒音映像投影装置を実現することができる。

また、実施例１同様、天吊り状態での使用をも可能にする為に、前記ダクト状整流壁７２は、通常状態で使用するときは、光源４下に設けられたダクト状整流壁の入り口をシャッター部材（不図示）で閉じる機構をも有する。また、該シャッター部材は、反対側のダクト状整流壁の入り口にも設けられ、天吊り状態で使用するときには、天吊り状態での下側（通常使用時の上側）が塞がれる機構を有する。このようにすることで、常に放電ランプ１の球体部上を上方から冷却することが可能となり、天吊り状態での使用を可能とすることができる。

さらに、前記ダクト状整流壁の吹出し口は、前記放電ランプ球体部近傍に向けて開口していることで、より球体部の冷却を効率良く行うことができるようになり、軸流ファン６のファン回転数を低減することができる。

また、整流壁７２は高温となる光源近傍に配置されることから、該整流壁７２は高耐熱性の材質、例えば耐熱性プラスチックもしくはマグネシウムなどで作られていることが望ましい。

なお、上記の光源ユニットの他にも、図２（ｂ）で示すような、網状フィルター付切欠き部３が、リフレクタ側ではなく、光源保持部材側に設けられた光源ユニットも本実施例に含まれる。

図５は本実施例の光源ユニット近傍を示す。以後、本実施例における本発明の整流壁（導風手段）を７３、整流壁７３を構成する整流板を整流板７３ａおよび整流板７３ｂと示す。

整流壁７３は図６に示すように、前記軸流ファン６回転方向に対して略直行方向に例えば略矩形をした４枚の整流板７３ｂが略平行に設けられている構成をとる。このとき、該整流板７３ｂにおける光軸と垂直方向の長さを変化させる（軸流ファン６からの冷却風の一部が流れる方向での長さを異ならせる）こと（図７参照）で、回転方向手前の整流板よりも回転方向奥の整流板面積が大きくなるように構成されている（図６を紙面左方向から見た形状を図７に示す）。このように構成することで、該整流板７３ｂは斜め下方向に開口が大きくなる。図７中、Ｃ部の拡大図を図８に示す。前述したように、軸流ファンから送られてくる風は、図８のＷ２に示すように、軸流ファンの羽から押し出されることで及ぼされる回転軸方向の力と、羽が回転することで及ぼされる回転面上で加えられる力と、羽が回転することで及ぼされる遠心方向の力の合成ベクトル方向に送風される。そのため、上述したような斜め下方向に開口を大きくすることで、結果として従来から一般的に知られる整流板形状を示す図１２および図中Ｄの拡大図である図９に書かれた風Ｗｊ３に対する開口１１２ｓよりも、図８に示すように軸流ファンから送られる風の向きＷ２に対して開口７２ｓの大きい整流壁となり、より多くの風が整流板７３ｂの間を流れることになる。その結果、整流板間で風圧が高められ、風速も速くなり、前記リフレクタ部切欠きまで送風される。

このような構成をとることで、前記リフレクタ部切欠き３に設けられた網状フィルターが冷却風の流れに対して致命的障害にならず、放電ランプ１が発光と共に伴う高熱によって生じる自然対流の流れを打破して、リフレクタ２内部へ冷却風を送風することができ、更には放電ランプを推奨温度範囲内に冷却することが可能となる。

また、前記整流壁７３内に取り込まれなかった冷却風はほぼ、圧縮されることなく大風量のまま、前記リフレクタ２表面へ到達し、リフレクタ２および光源ケース５を広く冷却することが可能となる。そして、放電ランプを冷却し、他部切欠き３から放出された熱風と一緒になって開口５ｂを通過して、装置外部へ排気される。

このように構成することで、放電ランプ１には放電ランプ冷却にふさわしい高風圧かつ風速の速い冷却風を、リフレクタ２にはリフレクタ冷却にふさわしい大風量の風を提供することができ、無駄のない風を送ることが可能になった為に、片方の条件を満たすためだけの過剰なファン駆動は不要となり、より静かな低騒音映像投影装置を実現することができる。

また、実施例１と同様に、軸流ファン回転方向に平行で、かつ、光出射側の整流板７３ａを前記軸流ファン回転方向に傾斜させることで、放電ランプ球体近傍への送風が可能となり、更なる放電ランプ冷却の効率を高めることが可能となる。その結果、更に軸流ファン回転数を低減できる可能性がうまれ、更なる低騒音映像投影装置の実現が可能になる。

更に、前記整流壁７３の前記リフレクタ部切欠き３側（整流壁吹出し側）を光軸を中心に略上下対称に構成することで、放電ランプ１を略真横から略上下対称に冷却することが可能となり、第一実施例同様、天吊り状態での使用にも対応することができる。

なお、上記の光源ユニットの他にも、図２（ｂ）で示すような、網状フィルター付切欠き部３が、リフレクタ側ではなく、光源保持部材側に設けられた光源ユニットも本実施例に含まれる。

また更に、整流板７３は上述したように冷却用軸流ファンから風を導くダクト８に持たせるのではなく、光源保持部材側にその機能を持たせるような構成でも良い。

また網状フィルター付切欠き３がリフレクタに設けられている構成でも、光源保持部材に持たせた構成においても、前記切欠き３が上下左右の４ヶ所に限らず、例えば左右の２ヶ所に設けられた構成においても本発明は適用可能である。この場合、冷却用軸流ファンが配置されている側の網状フィルターはその役目を省略し、切欠きのみとする場合もある。

また、実施例１と同様に、整流壁７２は高温となる光源近傍に配置されることから、該整流壁７２は高耐熱性の材質、例えば耐熱性プラスチックもしくはマグネシウムなどで作られていることが望ましい。

さらに、図１０に示すように、実施例２で説明した導風板７３ｂを、それぞれ軸流ファン６側（風取り入れ側）で口が開き、光源４側（風吹き出し側）ですぼまるような傾斜を持たせた整流壁７３ｂ´を形成することで、更に導風壁７３ｂ´内を通過する冷却風の圧力を高め、風速を速くすることで、前述した効果を高めることができる。

また、不図示とするが、実施例１で述べたダクト状導風壁７１を構成する導風板７１ｂの軸流ファン回転方向手前の壁を形成する導風板を回転方向奥の壁を形成する導風板の面積よりも小さくすることで、これと同様の効果が得られる。

実施例３で述べた整流壁形状以外にも、図１１に示すように、導風壁を湾曲させ、軸流ファンから送風される方向に開口させることでも同様の効果が得られる。

以後、本実施例における整流壁形状を７４、整流壁７４を構成する整流板を７４ａおよび整流板７４ｂと示す。

整流壁７４は実施例３と同様に、前記リフレクタに設けられている４つの切り欠き部のうち前記軸流ファン６側の切り欠き部近傍に、軸流ファンから送風された風を整流するための整流壁７４が設けられており、該整流壁は前記送風ダクトに取り付けられている構成をとる（図５）。

次に本実施例における整流壁７４の詳細形状について説明する。

導風壁７４ａは図１１に示すように、軸流ファン６側の一方の端が前記軸流ファン回転方向に対して略直行方向に、例えば４枚の導風壁が設けられている構成をとる。また、光源側のもう一方の端は第二実施例と同様に、放電ランプ１に対して水平方向を保ち、整流壁を通過してきた風は、放電ランプ側面から上下略対称に送風できる構成をとる。

このとき、軸流ファン側の整流壁端の開口を斜め下方向に開口させるよう下方向に湾曲させた構成する。そのため、４枚の各整流板７４ｂは湾曲内側の壁ほど長さが短く、湾曲外側の壁ほど長さが長いように該整流板の長さを変えて構成される。

前述したように、軸流ファンから送られてくる風は、図１１中のＷ３に示すベクトルを持つため、第四実施例の導風壁７４ａは軸流ファンから送られる風の向きＷ３に対して開口の大きい導風壁となり、より多くの風が導風壁の間を流れることになるため、整流壁７４で風圧が高められ、かつ風速も速くなる。その結果、前記リフレクタ部切欠き３に設けられた網状フィルターが冷却風の流れに対して致命的障害にならず、放電ランプ１が発光と共に伴う高熱によって生じる自然対流の流れを打破して、リフレクタ２内部へ冷却風を送風することができ、更には放電ランプを推奨温度範囲内に冷却することが可能となる。

また、前記整流壁７４内に取り込まれなかった冷却風はほぼ、圧縮されることなく大風量のまま、前記リフレクタ２表面へ到達し、リフレクタ２および光源ケース５を広く冷却することが可能となる。そして、放電ランプを冷却し、他部切欠き３から放出された熱風と一緒になって開口５ｂを通過して、装置外部へ排気される。

また、前記整流壁７４内に取り込まれなかった冷却風はほぼ、圧縮されることなく大風量のまま、前記リフレクタ２表面へ到達し、リフレクタ２および光源ケース５を広く冷却することが可能となる。そして、放電ランプを冷却し、他部切欠き３から放出された熱風と一緒になって開口５ｂを通過して、装置外部へ排気される。

このように構成することで、放電ランプ１には放電ランプ冷却にふさわしい高風圧かつ風速の速い冷却風を、リフレクタ２にはリフレクタ冷却にふさわしい大風量の風を提供することができ、無駄のない風を送ることが可能になった為に、片方の条件を満たすためだけの過剰なファン駆動は不要となり、より静かな低騒音映像投影装置を実現することができる。

また、前述したように軸流ファンから送られる風は、軸流ファン回転方向から離れる方向へ風が流れ出る。そこで、実施例３と同様に、軸流ファン回転方向に平行で、かつ、前記軸流ファン回転方向に傾斜させた導風壁７４ｂをも設けることで、放電ランプ球体近傍への送風が可能となり、更なる放電ランプ冷却の効率を高めることが可能となる。

また、導風壁７４ｂは高温となる光源近傍に配置されることから、該導風壁７４ｂは高耐熱性の材質、例えば耐熱性プラスチックもしくはマグネシウムなどで作られていることが望ましい。

実施例３および実施例４では、軸流ファンの回転方向が吸気方向からみて、右回り方向についての例を示したが、軸流ファンの種類や型式によっては前記ファンと反対方向の回転駆動されるファンも存在する。この場合でも、回転方向手前側に傾斜し、開口した導風壁を設けること（本実施例で用いた図とは上下反転した形状）でも同様の効果が得られる。

以上の実施例において、リフレクタ２に設けられた切欠きに網状フィルターが設けられた構成について本発明の説明を行ったが、前記切欠き部に網状フィルターは設けられてなく、前記網状フィルターは別部品として前記切欠き近傍に設けられている場合でも同様の効果が得られる。

なお、実施例１〜４に係る投射表示装置と、これに画像信号を供給する画像信号供給装置（例えば、パーソナルコンピュータ、ビデオカメラ、デジタルカメラ等）と、を組合せれば、会議や説明会や上映会等で好適な画像投射システムを提供することができる。このとき、反射型液晶表示装置と画像信号入力装置の間の通信は、通信ケーブルを介したものでも、無線ＬＡＮシステムを利用したものでも構わない。

実施例１の整流壁を装着した装置全体図。 （ａ）（ｂ）実施例１の整流壁を装着した光源周辺図。 実施例１の整流壁を装着した光源周辺側面図。 実施例２の整流壁を装着した光源周辺図。 実施例３の整流壁を装着した光源周辺図。 実施例３の整流壁を装着した光源周辺図。 実施例３の整流壁を装着した光源周辺図。 実施例３の詳細説明図。 従来例における整流壁の詳細図。 実施例３の応用図。 実施例４の整流壁を装着した光源周辺図。 従来例における整流壁を装着した光源周辺図。 軸流ファンから風へ及ぼす力の説明図。 軸流ファンから風へ及ぼす力の説明図。 軸流ファンから流れ出る風の向きを示す図。 軸流ファンから流れ出る風の向きを示す図。 高出力ランプの構成図。 従来例における光源冷却構成を示す図。 従来例における光源冷却構成を示す図。 従来例における光源冷却構成を示す図。

符号の説明

１ 放電ランプ
２ リフレクタ
３ リフレクタ切り欠き部
４ 光源
５ 光源ケース
５ａ、５ｂ 光源ケースに設けられた開口
６ 冷却用軸流ファン
６ｐ 冷却用遠心ファン
７ 導風壁
７１、７２、７３、７４ 整流壁
８ 送風ダクト
９ 排気ダクト
Ｗ、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗｊ１．Ｗｊ２、Ｗｊ３ 風の流れ
Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３ 力
１０１ 放電ランプ
１０２ リフレクタ
１０３ 防爆ガラス
１０４ 光源
１０５ リフレクタ切り欠き部
１０６ 照明光学系および色分解合成光学系
１０７ 投射光学系
１０８ 外装キャビネット
１０９ ダクト
１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ 冷却ファン
１１１ 光源ケース
１１２ 整流壁
１１２ｈ 整流壁における実際の隙間
１１２ｓ 整流壁における開口

Claims (9)

1. 放電ランプと、前記放電ランプの周囲に設けられ、前記放電ランプからの光を反射するリフレクタと、前記放電ランプおよび前記リフレクタに冷却風を送る軸流ファンと、前記軸流ファンからの前記冷却風の一部を前記放電ランプに導く導風手段とを備え、前記導風手段の流出口の開口面積は前記導風手段の流入口の開口面積より小さいことを特徴とする投射表示装置用の光源ユニット。
2. 前記リフレクタは切欠き部を有し、前記冷却風の一部は前記切欠き部を通過して前記放電ランプに導かれることを特徴とする請求項１に記載の投射表示装置用の光源ユニット。
3. 前記導風手段は少なくとも２つの整流板で構成され、前記冷却風の一部は前記少なくとも２つの整流板で挟まれた部分を流れることを特徴とする請求項１または２に記載の投射表示装置用の光源ユニット。
4. 前記導風手段は２つのダクトを有し、前記冷却風の一部は前記２つのダクトにより前記放電ランプの両側に導かれることを特徴とする請求項１または２に記載の投射表示装置用の光源ユニット。
5. 放電ランプと、前記放電ランプの周囲に設けられ、前記放電ランプからの光を反射するリフレクタと、前記放電ランプおよび前記リフレクタに冷却風を送る軸流ファンと、前記軸流ファンからの前記冷却風の一部を前記放電ランプに導く導風手段とを備え、前記導風手段は、前記冷却風の一部が流れる方向での長さが異なる少なくとも２つの整流板を略平行に配置して構成されることを特徴とする投射表示装置用の光源ユニット。
6. 前記少なくとも２つの整流板は湾曲していることを特徴とする請求項５に記載の投射表示装置の光源ユニット。
7. 光源ユニットからの光を用いて、画像表示素子上に形成された画像を被投射面に投射する投射表示装置であって、
   前記光源ユニットは、放電ランプと、前記放電ランプの周囲に設けられ、前記放電ランプからの光を反射するリフレクタと、前記放電ランプおよび前記リフレクタに冷却風を送る軸流ファンと、前記軸流ファンからの前記冷却風の一部を前記放電ランプに導く導風手段とを備え、前記導風手段の流出口の開口面積は前記導風手段の流入口の開口面積より小さいことを特徴とする投射表示装置。
8. 光源ユニットからの光を用いて、画像表示素子上に形成された画像を被投射面に投射する投射表示装置であって、
   前記光源ユニットは、放電ランプと、前記放電ランプの周囲に設けられ、前記放電ランプからの光を反射するリフレクタと、前記放電ランプおよび前記リフレクタに冷却風を送る軸流ファンと、前記軸流ファンからの前記冷却風の一部を前記放電ランプに導く導風手段とを備え、前記導風手段は、前記冷却風の一部が流れる方向での長さが異なる少なくとも２つの整流板を略平行に配置して構成されることを特徴とする投射表示装置。
9. 請求項７または８に記載の投射表示装置と、前記投射表示装置に画像信号を供給する画像信号供給装置とを具備する画像投射システム。

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