JP2005283841A

JP2005283841A - 光源装置、投射表示装置、および、画像投射システム

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Publication number: JP2005283841A
Application number: JP2004095827A
Authority: JP
Inventors: Takashi Suzuki; 隆司鈴木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-03-29
Filing date: 2004-03-29
Publication date: 2005-10-13

Abstract

【課題】光源ランプおよびランプケースの高熱化を防ぎ、装置内に熱がこもらないようにする光源装置、投射表示装置、さらには、画像投射システムを提供できる。
【解決手段】光源装置は、光源ランプと、前記光源ランプを内部に配置するランプケースと、前記光源ランプへ冷却風を送る冷却ファンと、前記ランプケースからの排気流路を形成するダクトと、前記光源ランプと前記ランプケースの間に設けられた熱シールド板を備え、前記熱シールド板は前記ダクトの排気流路内まで伸びていることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、投射表示装置（透過型液晶プロジェクタや反射型液晶プロジェクタ等の投射型画像表示装置）に用いられる光源に関する。特に、光源ランプの冷却に関するものである。

従来、投射型画像表示装置等での光源ランプとしてメタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ等の放電ランプが使用されているが、いずれも装置に搭載する際にはランプ自体の冷却が必要である。この冷却方法については一般的には空冷式を採用しており、即ち、軸流ファン、シロッコファン等による風の流れを利用し、その風を装置外に放出することでランプ冷却を行なっている。

一方、冷却ファンによりランプ自体を冷却しても、ランプからはランプ輻射熱が発生する為、ランプ周辺部材（ランプケース、ランプカバー等）が高熱化するのは周知の事実である。そこでランプ周辺部材はこのランプ輻射熱に耐え得るようなＰＰＳ樹脂、不飽和ポリエステル等のプラスチック材料を使用しているのが一般的である。ところが、このプラスチック材料は熱伝導率が低くかつ熱輻射率が高い為、ランプ周辺部材が一度高熱化すると、熱伝導率が低いことによりランプ周辺部材を冷却するには非常に困難であるばかりでなく、熱輻射率が高いことも影響して装置内に熱がこもることになり、装置内での他に冷却が必要な部分における冷却効率が低下してしまうという問題点が発生する。

そこで、このランプ周辺部材を極力高熱化させないようにする為にランプを冷却するファンの風量、風速を設定しているのが一般的であるが、冷却ファンによる風の流れを調整するのみではランプ輻射熱によるランプ周辺部材の高熱化は十分に避けられない為、特許文献１で示すようにランプとランプ周辺部材（ランプカバー）の間隙に遮熱板を設けることでランプの輻射熱によるランプ周辺部材（ランプカバー）の高熱化を防止する方法が開示されている。

さらに、特許文献２では、ランプのリフレクタ部を包むように放熱板（ランプシェード）を配置する方法が開示されている。
特開２００２−２４４２１０号公報特開２００３−２９３４２号公報

しかしながら、近年、投射型画像表示装置としての明るさアップ対応のひとつとしてランプ出力をアップさせる方法があるが、この際、ランプ発熱量としては予想以上に大きくなり、即ちランプ輻射熱量が非常に大きくなることから、特許文献１におけるランプとランプ周辺部材（ランプカバー）の間隙に遮熱板を設けるのみでの構成だけでは遮熱板自体の放熱が追いつかずに遮熱板自体が熱的に飽和してしまうことが想定される。

その結果、今度は遮熱板自体の輻射熱によりランプ周辺部材（ランプカバー）が高温化する為、従来と同様、装置内に熱がこもることになり、従って、装置内での他に冷却が必要な部分における冷却効率が低下してしまうという問題点が発生するばかりでなく、最悪の場合、ランプ周辺部材（ランプカバー）が熱的に耐えられなくなり、材料破損が起きる可能性があった。

一方、特許文献１においては、遮熱板を複数枚使用することでランプ周辺部材（ランプカバー）の高温化を防ぐような構成となり得るが、遮熱板を複数枚設けることはコスト的、スペース的に満足できない製品となってしまう問題点があった。

また、ランプ周辺部材が高温化するということは、ランプ周辺部材の輻射熱によりランプ周辺部材をさらに覆う外装ケース自体も高温化される為、投射型画像表示装置の使用者が操作中での外装ケースの熱さにより不快感を示すばかりでなく、製品安全上においてもあまり好ましいものではない製品と成りがちであった。

また、ランプ周辺部材を冷却する為に冷却ファンの風量、風速をアップさせて冷却する方法も考えられるが、ファン回転数アップによる騒音アップ、冷却ファンの大きさ増大につながる為、近年の投射型画像表示装置としてのサイレント化、小型化に反してしまうことから、やはり好ましいものではなかった。

そこで、本発明は、上記の問題を解決するためのもので、光源ランプを冷却すると同時にランプ周辺部材（ランプケース）の高熱化を防ぎ、装置内に熱がこもらないようにする光源装置、投射表示装置、さらには、画像投射システムを提供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の側面に係る光源装置は、光源ランプと、前記光源ランプを内部に配置するランプケースと、前記光源ランプへ冷却風を送る冷却ファンと、前記ランプケースからの排気流路を形成するダクトと、前記光源ランプと前記ランプケースの間に設けられた熱シールド板を備え、前記熱シールド板は前記ダクトの排気流路内まで伸びていることを特徴とする。

また、本発明の第２の側面に係る光源装置は、光源ランプと、前記光源ランプを内部に配置するランプケースと、前記光源ランプへ電力を供給するバラスト電源と、前記光源ランプへ冷却風を送る第１の冷却ファンと、前記バラスト電源へ冷却風を送る第２の冷却ファンと、前記ランプと前記ランプケースの間に設けられた熱シールド板を備え、前記熱シールド板は前記第１の冷却ファンによる冷却風の排気流路内および前記第２の冷却ファンによる冷却風の排気流路内まで伸びてい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、光源部からの光を用いて、被投射面上に画像を表示する投射表示装置であって、前記光源部は、光源ランプと、前記光源ランプを内部に配置するランプケースと、前記光源ランプへ冷却風を送る冷却ファンと、前記ランプケースからの排気流路を形成するダクトと、前記光源ランプと前記ランプケースの間に設けられた熱シールド板を備え、前記熱シールド板は前記ダクトの排気流路内まで伸びていることを特徴とする。

また、本発明の第４の側面に係る投射表示装置は、光源部からの光を用いて、被投射面上に画像を表示する投射表示装置であって、前記光源部は、光源ランプと、前記光源ランプを内部に配置するランプケースと、前記光源ランプへ電力を供給するバラスト電源と、前記光源ランプへ冷却風を送る第１の冷却ファンと、前記バラスト電源へ冷却風を送る第２の冷却ファンと、前記ランプと前記ランプケースの間に設けられた熱シールド板を備え、前記熱シールド板は前記第１の冷却ファンによる冷却風の排気流路内および前記第２の冷却ファンによる冷却風の排気流路内まで伸びていることを特徴とする。

本発明によれば、光源ランプおよびランプケースの高熱化を防ぎ、装置内に熱がこもらないようにする光源装置、投射表示装置、さらには、画像投射システムを提供できる。

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。

図１は、本発明の光源装置を搭載した投射型画像表示装置（投射表示装置）を示している。

図１において、１は光源ランプ、２はランプ１を保持するランプホルダー、αはランプ１からの光を入射する照明光学系、βは照明光学系からの出射光を入射するＲＧＢの３色用の液晶パネルを備えた色分解合成光学系、３は色分解合成光学系からの出射光を入射して図示せぬスクリーン（被投射面）に画像を投射する投射レンズ鏡筒であり、投射レンズ鏡筒３内には後述する投射レンズ光学系７０を収納している。４はランプ１、照明光学系α、色分解合成光学系βを収納するとともに投射レンズ３が固定される光学ボックスであり、該光学ボックス４にはランプ１の周囲を囲むランプ周辺部材としてのランプケース部材４ａが形成されている。

５は光学ボックス４内に照明光学系α、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、６は電源、７はランプ１を点灯する為のバラスト電源、８は電源６からの電力により液晶パネル駆動、及びランプ１の点灯指令を送る為の回路基板、９は後述する外装キャビネット１７の吸気口１７ａから空気を吸い込むことで色分解合成光学系β内の液晶パネル等の光学素子を冷却する為の光学系用の冷却ファン、１０は光学冷却ファン９による風を色分解合成光学系β内の液晶パネル等の光学素子に送る為のファンダクトである。

１１はランプ１に対して吹き付け風を送り、ランプ１を冷却する為の光源ランプ用の冷却ファンであり、ランプ１と投射レンズ鏡筒３との間隙に所定間隔を持って配置されている。１２はランプ冷却ファン１１を保持するファン保持台、１３は後述する外装キャビネット１７に設けた吸気口１７ｂから空気を吸い込むことで電源６内に風を流通させ、かつバラスト電源７に吹き付け力による風を流通させることで電源６、及びバラスト電源７を同時に冷却する為の電源用の冷却ファンであり、電源冷却ファン１３にてバラスト電源７に吹き付けた後の風はバラスト電源７を通過し、後述する外装キャビネット１７に設けた排気口１７ｃにより投射型画像表示装置外に排出される。

１４はランプ冷却ファン１１によるランプ１を通過した後の熱風を投射型画像表示装置外に排出する為の排気ルーバー（このとき、排気ルーバーは、風は装置外部へ通すが、光は装置外部へ漏れないような構造になっている）、１５は排気ルーバー１４を保持するとともにランプ１を通過した後の熱風を通過させる為の通風ダクト、１６はランプ１とランプケース部材４ａとの間隙に配置される本体部１６ａを有するとともにこの本体部１６ａがランプケース部材４ａに対しても間隙を持って該ランプケース４ａに固定されている熱シールド部材（熱シールド板）である。また熱シールド部材１６には排気ルーバー１４が通風ダクト１５に収納された状態にて通風ダクト１５に蓋をするような延出部１６ｂを有している。即ち、この熱シールド部材１６の延出部１６ｂは通風ダクト１５まで侵入した形にて形成され通風ダクト１５と延出部１６ｂとの間でランプの熱風が通過する通風路を形成している。さらに熱シールド部材１６はランプ周辺部材としてのランプケース部材４ａよりも熱伝導率が高く熱輻射率が低い材料、例えばアルミニウム板にて形成されている。

１７は光学ボックス４等を収納する為の外装キャビネット、１８は外装キャビネット１７に光学ボックス４等を収納した状態で蓋をする為の外装キャビネット蓋である。

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、投射レンズ鏡筒３内の投射レンズ光学系７０（図２参照）にて構成される反射型液晶表示素子（反射型液晶パネル）を搭載した投射型画像表示装置の光学構成について図２にて説明する。

図２において、５１は連続スペクトルで白色光を発光する発光管、５２は発光管５１からの光を所定の方向に集光するリフレクターであり、発光管５１とリフレクター５２によりランプ１を形成する。５３ａは矩形のレンズをマトリックス状に配置した第１のフライアイレンズ、５３ｂは第１のフライアイレンズの個々のレンズに対応したレンズアレイからなる第２のフライアイレンズ、５４は無偏光光を所定の偏光光に揃える偏光変換素子である。５５は紫外線カットフィルターであり、５６は光軸を９０度変換する為の反射ミラーであり、５７はコンデンサーレンズである。以上により照明光学系αが構成される。

５８は青（Ｂ）と赤（Ｒ）の波長領域の光を反射し、緑（Ｇ）の波長領域の光を透過するダイクロイックミラーであり、５９は透明基板５９ａに偏光素子５９ｂを貼着したＧ用の入射側偏光板であり、Ｓ偏光のみを透過する。６０はＰ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する第１の偏光ビームスプリッターであり、偏光分離面を有する。

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赤用の反射型液晶表示素子、緑用の反射型液晶表示素子、青用の反射型液晶表示素子である。６２Ｒ，６２Ｇ，６２Ｂはそれぞれ、赤用の１／４波長板、緑用の１／４波長板、青用の１／４波長板である。６３は透明基板６３ａに偏光素子６３ｂを貼着したＧ用の出射側偏光板であり、Ｐ偏光のみを透過する。６４は透明基板６４ａに偏光素子６４ｂを貼着したＲＢ用の入射側偏光板であり、Ｓ偏光のみを透過する。６５はＢの光の偏光方向を９０度変換し、Ｒの光の偏光方向は変換しない第１の色選択性位相差板である。６６はＰ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する第２の偏光ビームスプリッターであり、偏光分離面を有する。６７はＲの光の偏光方向を９０度変換し、Ｂの光の偏光方向は変換しない第２の色選択性位相差板である。尚、第２の偏光ビームスプリッター６６には第１の色選択性位相差板６５と第２の色選択性位相差板６７が貼着されている。６８は透明基板６８ａに偏光素子６８ｂを貼着したＲＢ用の出射側偏光板であり、Ｓ偏光のみを透過する。６９はＰ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する第３の偏光ビームスプリッター（色合成手段）であり、偏光分離面を有する。

以上のダイクロイックミラー５８から第３の偏光ビームスプリッター６９により、色分解合成光学系が構成される。

７０は投射レンズ光学系であり、上記照明光学系，色分解合成光学系および投射レンズ光学系により画像表示光学系が構成される。

次に光学的な作用を説明する。

発光管５１から発した光はリフレクター５２により所定の方向に集光される。リフレクター５２は放物面形状を有しており、放物面の焦点位置からの光は放物面の対称軸に平行な光束となる。但し、発光管５１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。これらの集光光束は、第１のフライアイレンズ５３ａに入射する。第１のフライアイレンズ５３ａは、外形が矩形である正の屈折力を有するレンズをマトリックス状に組み合わせて構成されており、入射した光束はそれぞれのレンズに応じた複数の光束に分割、集光され、第２のフライアイレンズ５３ｂを経て、マトリックス状に複数の光源像を偏光変換素子５４の近傍に形成する。

偏光変換素子５４は、偏光分離面と反射面と１／２波長板とからなり、マトリックス状に集光される複数の光束は、その列に対応した偏光分離面に入射し、透過するＰ偏光成分の光と反射するＳ偏光成分の光に分割される。反射されたＳ偏光成分の光は反射面で反射し、Ｐ偏光成分と同じ方向に出射する。一方、透過したＰ偏光成分の光は、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、偏光方向が揃った光として出射する。偏光変換された複数の光束は、偏光変換素子５４を出射した後、紫外線カットフィルター５５を透過し、反射ミラー５６にて９０度反射することで、発散光束としてコンデンサーレンズ５７に至る。

このコンデンサーレンズ５７のレンズ屈折率の関係で、複数の光束は矩形形状の像が重なった形で矩形の均一な照明エリアが形成されることになる。この照明エリアに後述の反射型液晶表示素子６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂを配置する。次に、偏光変換素子５４により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。尚、ダイクロイックミラー５８は、Ｂ（４３０〜４９５ｎｍ）とＲ（５９０〜６５０ｎｍ）の光は反射し、Ｇ（５０５〜５８０ｎｍ）の光は透過する。

次に、Ｇ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の光は入射側偏光板５９に入射する。尚、Ｇの光はダイクロイックミラー５８によって分解された後もＳ偏光となっている。そしてＧの光は、入射側偏光板５９から出射した後、第１の偏光ビームスプリッター６０に対してＳ偏光として入射して偏光分離面で反射され、Ｇ用の反射型液晶表示素子６１Ｇへと至る。Ｇ用の反射型液晶表示素子６１Ｇにおいては、Ｇの光が画像変調されて反射される。画像変調されたＧの反射光のうちＳ偏光成分は、再び第１の偏光ビームスプリッター６０の偏光分離面で反射し、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の反射光のうちＰ偏光成分は、第１の偏光ビームスプリッター６０の偏光分離面を透過し、投射光として第３の偏光ビームスプリッター６９に向かう。このとき、すべての偏光成分をＳ偏光に変換した状態（黒を表示した状態）において、第１の偏光ビームスプリッター６０とＧ用の反射型液晶表示素子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とにより、第１の偏光ビームスプリッター６０とＧ用の反射型液晶表示素子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の偏光ビームスプリッター６０から出射したＧの光は、Ｐ偏光のみを透過する出射側偏光板６３で検光される。これにより、第１の偏光ビームスプリッター６０とＧ用の反射型液晶表示素子６１Ｇ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、Ｇの光は、第３の偏光ビームスプリッター６９に対してＰ偏光として入射し、第３の偏光ビームスプリッター６９の偏光分離面を透過して投射レンズ７０へと至る。

一方、ダイクロイックミラー５８を反射したＲとＢの光は、入射側偏光板６４に入射する。尚、ＲとＢの光はダイクロイックミラー５８によって分解された後もＳ偏光となっている。そしてＲとＢの光は、入射側偏光板６４から出射した後、第１の色選択性位相差板６５に入射する。第１の色選択性位相差板６５は、Ｂの光のみ偏光方向を９０度回転する作用を持っており、これによりＢの光はＰ偏光として、Ｒの光はＳ偏光として第２の偏光ビームスプリッター６６に入射する。Ｓ偏光として第２の偏光ビームスプリッター６６に入射したＲの光は、第２の偏光ビームスプリッター６６の偏光分離面で反射され、Ｒ用の反射型液晶表示素子６１Ｒへと至る。また、Ｐ偏光として第２の偏光ビームスプリッター６６に入射したＢの光は、第２の偏光ビームスプリッター６６の偏光分離面を透過してＢ用の反射型液晶表示素子６１Ｂへと至る。

Ｒ用の反射型液晶表示素子６１Ｒに入射したＲの光は画像変調されて反射される。画像変調されたＲの反射光のうちＳ偏光成分は、再び第２の偏光ビームスプリッター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の反射光のうちＰ偏光成分は第２の偏光ビームスプリッター６６の偏光分離面を透過して投射光として第２の色選択性位相板６７に向かう。

また、Ｂ用の反射型液晶表示素子６１Ｂに入射したＢの光は画像変調されて反射される。画像変調されたＢの反射光のうちＰ偏光成分は、再び第２の偏光ビームスプリッター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の反射光のうちＳ偏光成分は第２の偏光ビームスプリッター６６の偏光分離面で反射して投射光として第２の色選択性位相板６７に向かう。

このとき、第２の偏光ビームスプリッター６６とＲ用，Ｂ用の反射型液晶表示素子６１Ｒ，６１Ｂ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の場合と同じようにＲ，Ｂそれぞれの黒の表示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、第２の偏光ビームスプリッター６６から出射したＲとＢの投射光のうちＲの光は、第２の色選択性位相板６７によって偏光方向が９０度回転されてＳ偏光成分となり、さらに出射側偏光板６８で検光されて第３の偏光ビームスプリッター６９に入射する。また、Ｂの光はＳ偏光のまま第２の色選択性位相板６７をそのまま透過し、さらに出射側偏光板６８で検光されて第３の偏光ビームスプリッター６９に入射する。尚、出射側偏光板６８で検光されることにより、ＲとＢの投射光は第２の偏光ビームスプリッター６６とＲ用，Ｂ用の反射型液晶表示素子６１Ｒ，６１Ｂ、１／４波長板６２Ｒ、６２Ｂを通ることによって生じた無効な成分をカットされた光となる。

そして、第３の偏光ビームスプリッター６９に入射したＲとＢの投射光は第３の偏光ビームスプリッター６９の偏光分離面を反射し、前述した該偏光分離面にて反射したＧの光と合成されて投射レンズ７０に至る。

そして、合成されたＲ，Ｇ，Ｂの投射光は、投射レンズ７０によってスクリーンなどの被投射面に拡大投影される。

以上説明した光路は反射型液晶表示素子が白表示の場合である為、以下に反射型液晶表示素子が黒表示の場合での光路を説明する。

まず、Ｇ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の光のＳ偏光光は入射側偏光板５９に入射し、その後、第１の偏光ビームスプリッター６０に入射して偏光分離面で反射され、Ｇ用の反射型液晶表示素子６１Ｇへと至る。しかし、反射型液晶表示素子６１Ｇが黒表示の為、Ｇの光は画像変調されないまま反射される。従って、反射型液晶表示素子６１Ｇで反射された後もＧの光はＳ偏光光のままである為、再び第１の偏光ビームスプリッター６０の偏光分離面で反射し、入射側偏光板５９を透過して光源側に戻され、投射光から除去される。

次に、ＲとＢの光路について説明する。

ダイクロイックミラー５８を反射したＲとＢの光のＳ偏光光は、入射側偏光板６４に入射する。そしてＲとＢの光は、入射側偏光板６４から出射した後、第１の色選択性位相差板６５に入射する。第１の色選択性位相差板６５は、Ｂの光のみ偏光方向を９０度回転する作用を持っており、これによりＢの光はＰ偏光として、Ｒの光はＳ偏光として第２の偏光ビームスプリッター６６に入射する。Ｓ偏光として第２の偏光ビームスプリッター６６に入射したＲの光は、第２の偏光ビームスプリッター６６の偏光分離面で反射され、Ｒ用の反射型液晶表示素子６１Ｒへと至る。また、Ｐ偏光として第２の偏光ビームスプリッター６６に入射したＢの光は、第２の偏光ビームスプリッター６６の偏光分離面を透過してＢ用の反射型液晶表示素子６１Ｂへと至る。ここでＲ用の反射型液晶表示素子６１Ｒは黒表示の為、Ｒ用の反射型液晶表示素子６１Ｒに入射したＲの光は画像変調されないまま反射される。従って、Ｒ用の反射型液晶表示素子６１Ｒで反射された後もＲの光はＳ偏光光のままである為、再び第１の偏光ビームスプリッター６０の偏光分離面で反射し、入射側偏光板６４を通過して光源側に戻され、投射光から除去される為、黒表示となる。一方、Ｂ用の反射型液晶表示素子６１Ｂに入射したＢの光はＢ用の反射型液晶表示素子６１Ｂが黒表示の為、画像変調されないまま反射される。従って、Ｂ用の反射型液晶表示素子６１Ｂで反射された後もＢの光はＰ偏光光のままである為、再び第１の偏光ビームスプリッター６０の偏光分離面を透過し、第１の色選択性位相差板６５により、Ｓ偏光に変換され、入射側偏光板６４を透過して光源側に戻されて投射光から除去される。

以上が、反射型液晶表示素子（反射型液晶パネル）を使用した投射型画像表示装置での光学構成である。

次に、投射表示装置内の光源装置のメカ構成について図３、及び図４で詳細に説明する。

図３、図４において、ランプ１とランプ周辺部材であるランプケース部材４ａとの間隙には熱シールド部材１６が配置されていることは前述した通りであるが、この熱シールド部材１６の構成としては、図３にて示すようにランプリフレクタ５２を本体部１６ａにより平面的に覆うような形にてランプ１とランプケース部材４ａに間隙を持って配置されている。一方、この熱シールド部材１６は通風ダクト１５の排気ルーバー１４近傍まで侵入した延出部１６ｂにて通風ダクト１５との間でランプの熱風が通過する通風路を形成している。また、図４にて示すように熱シールド部材１６の本体部１６ａはランプケース部材４ａに対しても間隙を持って該ランプケース４ａに固定されており、この本体部１６ａとランプケース部材４ａの間隙は、ランプ冷却ファン１１からの冷却風の一部流れ込んで通過するような導風路となるように形成している。尚、熱シールド部材１６はランプケース部材４ａよりも熱伝導率が高く熱輻射率が低い材料、例えばアルミニウム板にて形成されている。

次に、ランプ冷却ファン１１による風の流れを説明する。

図３、図４にてわかるように、ランプ１を冷却する為の方法としてランプ冷却ファン１１の吹き付け力を利用する冷却方法を採用している。このランプ冷却ファン１１の風の流れとしては、ランプ冷却ファン１１の回転によりランプ冷却ファン１１からの風がそのままランプ１の方向に流れ、リフレクター５２に当たることになる。この風のうちの一部はリフレクター５２に設けられた切り欠き部５２ａを通って発光管５１に当たり発光管５１を冷却することになる。この発光管５１の冷却の目的は発光管５１の温度を一定に保ち、適正なランプ明るさを保つことにある。そしてその風は、リフレクター５２に設けた別の切り欠き部５２ｂを通り、排気ルーバー１４を介して投射型画像表示装置外に風を排出するように構成される。一方、リフレクター５２に当たった風の大部分はリフレクター５２自体を冷却しつつ、リフレクター５２の周囲を流れて排気ルーバー１４まで到達し、その後、投射型画像表示装置外に風を排出するように構成されている。

しかしながら、ランプ１による輻射熱は予想以上に大きい為、ランプ１の周辺には熱がこもりやすく、この熱がランプケース部材４ａに伝達すると、ランプケース部材４ａがプラスチック材料の場合には、熱伝導率が低く、かつ熱輻射率が高いことから、ランプ周辺部材が一度高熱化すると熱伝導率が低いことによりランプ周辺部材を冷却するには非常に困難であるばかりでなく、熱輻射率が高いことも影響して装置内に熱がこもることになる為、投射型画像表示装置内全体が高温化することは容易に想像できる。

そこで、本発明の構成では、図３にて示すように熱シールド部材１６の本体部１６ａにてリフレクター５２を平面的に覆って、ランプケース部材４ａに熱が伝達しにくくするばかりでなく、ランプ１とランプケース部材４ａの間隙に設けた熱シールド部材１６の延出部１６ｂを通風ダクト１５まで侵入させるように伸ばして構成したことで、ランプ１の周辺にこもった熱を熱シールド部材１６自体の熱伝導と、ランプ冷却ファン１１の風の流れの２つの手段ですばやく投射型画像表示装置外に熱を排出することに成功した。

また、熱シールド部材１６の本体部１６ａとランプケース部材４ａとの間隙をランプ冷却ファン１１の導風路として形成した為、この間隙に流れる風にてランプケース部材４ａ、及び熱シールド部材１６の両方の熱を投射型画像表示装置外に運ぶように構成したことも投射型画像表示装置内の熱のこもり低減に寄与した。

この結果、ランプ周辺部材としてのランプケース部材４ａの高温化が抑えられる為、投射型画像表示装置内に熱がこもりにくくなり、他に冷却が必要な部分における冷却効率の低下が発生しなくなった。また、ランプケース部材４ａの熱による材料破損、外装ケースの熱さによる不快感も防止でき、製品安全上においても十分に満足できる製品の提供が可能となった。

次に、光源装置の別なメカ構成について図５にて説明する。

尚、実施例１に対して熱シールド部材１６（図１参照）の形状のみが熱シールド部材１１６に変更している為、その他の構成の説明は省略する。

図５において、１１６はランプ１とランプケース部材４ａとの間隙に配置される本体部１１６ａを有するとともにこの本体部１１６ａがランプケース部材４ａに対しても間隙を持って該ランプケース４ａに固定されている熱シールド部材である。また熱シールド部材１１６には排気ルーバー１４が通風ダクト１５に収納された状態にて通風ダクト１５に蓋をするような延出部１１６ｂを有している。即ち、この熱シールド部材１１６の延出部１１６ｂは通風ダクト１５まで侵入した形にて形成され通風ダクト１５と延出部１１６ｂとの間でランプの熱風が通過する通風路を形成している。さらに熱シールド部材１１６はランプ周辺部材としてのランプケース部材４ａよりも熱伝導率が高く熱輻射率が低い材料、例えばアルミニウム板にて形成されている。

一方、電源冷却ファン１３は、実施例１と同様、外装キャビネット１７に設けた吸気口１７ｂから空気を吸い込むことで電源６内に風を流通させ、かつバラスト電源７に吹き付け力による風を流通させることで電源６、及びバラスト電源７を同時に冷却するように構成しており、バラスト電源７に吹き付けた後の風はバラスト電源７を通過し、外装キャビネット１７に設けた排気口１７ｃにより投射型画像表示装置外に排出されるように構成されている。即ち、電源冷却ファン１３により、吸気口１７ａから電源６、バラスト電源７を介して、排気口１７ｃに通じる流路を形成している。この排気口１７ｃは、ランプ冷却ファンによる冷却風が排気される排気口でもある。

そして、この電源冷却ファン１３による風の流路内に熱シールド部材１１６の腕部１１６ｃを侵入させるように伸ばして構成している。尚、電源冷却ファン１３での流路内の風の温度はランプ冷却ファン１１の流路内の風の温度に比べて低い為、電源冷却ファン１３による風の流路内に熱シールド部材１１６の突出部１１６ｃを侵入させることは、腕部１１６ｃに低い温度の風を当てることになり、熱シールド部材１１６の熱伝導の促進、即ち、吸熱作用、熱伝導作用、放熱作用の循環が良くなることにつながり、より冷却効果がアップすることが可能になる。

従って、本発明の実施例２の構成では、熱シールド部材１１６の本体部１１６ａにてリフレクター５２を平面的に覆って、ランプケース部材４ａに熱が伝達しにくくするばかりでなく、ランプ１とランプケース部材４ａの間隙に設けた熱シールド部材１６の延出部１６ｂを通風ダクト１５まで侵入させるように構成したことに加え、ランプ冷却ファン１１とは別のファン、即ち電源冷却ファン１３の流路内に腕部１１６ｃを侵入させるように構成したことで、ランプ１の周辺にこもった熱を熱シールド部材１１６自体の熱伝導促進と、ランプ冷却ファン１１の風の流れと、電源冷却ファン１３の風の流れの３つの作用ですばやく投射型画像表示装置外に熱を排出することが可能となった。

尚、実施例１の構成と同様に熱シールド部材１１６の本体部１１６ａとランプケース部材４ａとの間隙をランプ冷却ファン１１の導風路として形成した為、この間隙に流れる風にてランプケース部材４ａ、及び熱シールド部材１１６の両方の熱を投射型画像表示装置外に運ぶように構成したことも投射型画像表示装置内の熱のこもり低減に寄与していることはもちろんのことである。

なお、上記では、ランプ冷却ファン１１とは別のファンとして、少なくともバラスト電源を冷却するための電源冷却ファン１３の排気流路内まで、熱シールド部材１１６を伸ばして配置することを説明したが、ランプ冷却ファン１１とは別のファンとして、光学系（照明光学系や色分解合成系）を冷却するための光学ファン９を代用しても構わない。

次に、光源装置の別なメカ構成について図６にて説明する。

尚、実施例１に対して熱シールド部材１６（図１参照）の形状のみが熱シールド部材２１６に変更している為、その他の構成の説明は省略する。

図６において、２１６はランプ１とランプケース部材４ａとの間隙に配置される本体部２１６ａを有するとともにこの本体部２１６ａがランプケース部材４ａに対しても間隙を持って該ランプケース４ａに固定されている熱シールド部材である。また熱シールド部材２１６には排気ルーバー１４が通風ダクト１５に収納された状態にて通風ダクト１５に蓋をするような延出部２１６ｂを有している。即ち、この熱シールド部材２１６の延出部２１６ｂは通風ダクト１５まで侵入した形にて形成され通風ダクト１５と延出部２１６ｂとの間でランプの熱風が通過する通風路を形成している。

また、熱シールド部材２１６には外装キャビネット１７の排気口１７ｃに対向する腕部２１６ｃを有している。すなわち、熱シールド部材２１６は通風ダクト１５の流出口近傍まで伸びており、そこで略直角に折り曲げられている。この腕部２１６ｃが排気口１７ｃに対向していることは外気に腕部２１６ｃが接触していることになる為、腕部２１６ｃは温度が低い状態となる。このことは熱シールド部材１１６の熱伝導の促進、即ち、吸熱作用、熱伝導作用、放熱作用の循環が良くなることにつながり、より冷却効果がアップすることが可能になる。

さらに熱シールド部材２１６はランプ周辺部材としてのランプケース部材４ａよりも熱伝導率が高く熱輻射率が低い材料、例えばアルミニウム板にて形成されている。

従って、本発明の実施例３の構成では、熱シールド部材２１６の本体部２１６ａにてリフレクター５２を平面的に覆って、ランプケース部材４ａに熱が伝達しにくくするばかりでなく、ランプ１とランプケース部材４ａの間隙に設けた熱シールド部材２１６の延出部２１６ｂを通風ダクト１５まで侵入させるように構成したことに加え、熱シールド部材２１６に外装キャビネット１７の排気口１７ｃに対向する腕部２１６ｃを備えたことで、ランプ１の周辺にこもった熱を熱シールド部材２１６自体の熱伝導促進と、ランプ冷却ファン１１の風の流れとの２つの作用ですばやく投射型画像表示装置外に熱を排出することが可能となった。

尚、実施例１の構成と同様に熱シールド部材２１６の本体部２１６ａとランプケース部材４ａとの間隙をランプ冷却ファン１１の導風路として形成した為、この間隙に流れる風にてランプケース部材４ａ、及び熱シールド部材２１６の両方の熱を投射型画像表示装置外に運ぶように構成したことも投射型画像表示装置内の熱のこもり低減に寄与していることはもちろんのことである。

尚、実施例１、実施例２、実施例３のいずれも場合もランプ冷却する為にファンの吹き付け力を利用する構成について説明したが、例えば、排気ルーバー１４側からランプ部の空気を吸い込んで投射型画像表示装置外に熱風を排出するファンを使用した場合であっても本発明が成り立つことはもちろんのことである。

なお、実施例１〜３で説明した光源部を備えた投射表示装置と、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。

本発明の実施例１の投射表示装置の斜視図本発明の反射型液晶表示素子を搭載した投射表示装置の図本発明の実施例１の光源装置のメカ構成の平面図本発明の実施例１の光源装置のメカ構成の断面図本発明の実施例２の光源装置のメカ構成の平面図本発明の実施例３の光源装置のメカ構成の断面図

符号の説明

１ランプ
２ランプホルダー
３投射レンズ鏡筒
４光学ボックス
４ａランプケース部材
５光学ボックス蓋
６電源
７バラスト電源
８回路基板
９光学冷却ファン
１０ファンダクト
１１ランプ冷却ファン
１２ファン保持台
１３電源冷却ファン
１４排気ルーバー
１５通風ダクト
１６熱シールド部材
１６ａ本体部
１６ｂ延出部
１７外装キャビネット
１８外装キャビネット蓋
５１発光管
５２リフレクター
５３ａ第１のフライアイレンズ
５３ｂ第２のフライアイレンズ
５４偏光変換素子
５５紫外線カットフィルター
５６反射ミラー
５７コンデンサーレンズ
５８ダイクロイックミラー
５９入射側偏光板
６０第１の偏光ビームスプリッター
６１Ｒ，６１Ｇ，６１Ｂ反射型液晶表示素子
６２Ｒ，６２Ｇ，６２Ｂ１／４波長板
６３出射側偏光板
６４入射側偏光板
６５第１の色選択性位相差板
６６第２の偏光ビームスプリッター
６７第２の色選択性位相差板
６８出射側偏光板
６９第３の偏光ビームスプリッター
７０投射レンズ光学系
１１６熱シールド部材
１１６ａ本体部
１１６ｂ延出部
１１６ｃ腕部
２１６熱シールド部材
２１６ａ本体部
２１６ｂ延出部
２１６ｃ腕部

Claims

光源ランプと、前記光源ランプを内部に配置するランプケースと、前記光源ランプへ冷却風を送る冷却ファンと、前記ランプケースからの排気流路を形成するダクトと、前記光源ランプと前記ランプケースの間に設けられた熱シールド板を備え、前記熱シールド板は前記ダクトの排気流路内まで伸びていることを特徴とする光源装置。
前記熱シールド板は、前記ダクトの排気流路内に配置された排気ルーバーの近傍まで伸びていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
前記熱シールド板は、前記ダクトの排気流路の流出口近傍まで伸びていることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
前記熱シールド板は、前記ダクトの排気流路の流出口近傍で、略直角に折り曲げられていることを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
前記熱シールド板は、前記ランプケースよりも、熱伝導率が高くかつ熱輻射率が低い材料で形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の光源装置。
前記熱シールド板と前記ランプケースの間には、前記冷却ファンからの冷却風の一部が流れ込むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の光源装置。
光源ランプと、前記光源ランプを内部に配置するランプケースと、前記光源ランプへ電力を供給するバラスト電源と、前記光源ランプへ冷却風を送る第１の冷却ファンと、前記バラスト電源へ冷却風を送る第２の冷却ファンと、前記ランプと前記ランプケースの間に設けられた熱シールド板を備え、前記熱シールド板は前記第１の冷却ファンによる冷却風の排気流路内および前記第２の冷却ファンによる冷却風の排気流路内まで伸びていることを特徴とする光源装置。
前記第１の冷却ファンによる冷却風および前記第２の冷却ファンによる冷却風は、共通の排気口から排出されることを特徴とする請求項７に記載の光源装置。
光源部からの光を用いて、被投射面上に画像を表示する投射表示装置において、
前記光源部は、光源ランプと、前記光源ランプを内部に配置するランプケースと、前記光源ランプへ冷却風を送る冷却ファンと、前記ランプケースからの排気流路を形成するダクトと、前記光源ランプと前記ランプケースの間に設けられた熱シールド板を備え、前記熱シールド板は前記ダクトの排気流路内まで伸びていることを特徴とする投射表示装置。
光源部からの光を用いて、被投射面上に画像を表示する投射表示装置において、
前記光源部は、光源ランプと、前記光源ランプを内部に配置するランプケースと、前記光源ランプへ電力を供給するバラスト電源と、前記光源ランプへ冷却風を送る第１の冷却ファンと、前記バラスト電源へ冷却風を送る第２の冷却ファンと、前記ランプと前記ランプケースの間に設けられた熱シールド板を備え、前記熱シールド板は前記第１の冷却ファンによる冷却風の排気流路内および前記第２の冷却ファンによる冷却風の排気流路内まで伸びていることを特徴とする投射表示装置。
請求項９または１０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を具備する画像投射システム。