JP2006220708A - 投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 投射ランプからの投射光をライトバルブによって変調し、変調光を投射する投射型表示装置において、前記投射ランプを冷却後の熱気が、該装置外部へと排出される際の温度を低下させる。
【解決手段】 投射型表示装置を構成する外壁部材に、材質を金属とし、かつ前記ダクトまたはダクト形状の一部を形成し、投射ランプを冷却後、温度が上昇した熱気Ａ２を、前記ダクト形状部に通過させ、前記外壁部材を、前記熱気Ａ２が通過する際に、その熱伝導効果によって、前記ダクト形状６１１内部を受熱面とし、前記外気に面している面を放熱面とした放熱部材として作用させ、前記熱気Ａ２が該装置外部へと排出される前に、その温度を低下させる投射型表示装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は、投射ランプおよびライトバルブおよび、前記ライトバルブを冷却する冷却手段を備え、前記投射ランプからの投射光を前記ライトバルブによって変調し、変調光を投射する投射型表示装置に関する。

従来より、投射ランプおよびライトバルブおよび、前記投射ランプを冷却する冷却手段を備え、前記投射ランプからの投射光を前記ライトバルブによって変調し、変調光を投射する投射型表示装置において、前記投射ランプとしてメタルハライドランプやキセノンランプ、超高圧水銀ランプ等が使用されている。

図１２および図１３は、従来の投射型表示装置Ｄ５の構成を示した概略図である。

ここでは、投射ランプからの投射光を透過型液晶パネルで変調し、投射レンズで装置筐体に取り付けられたスクリーンに変調光を拡大投射する、背面投射型液晶プロジェクタ装置の例を示す。

図１２において、２０は、投射ランプからの投射光をライトバルブで変調し、投射レンズで拡大投射を行う投射ユニットであり、５は前記投射ユニット２０からの投射光Ｌ２を反射する全反射ミラー、６はスクリーン、５０は該表示装置Ｄ５の装置筐体である。

図１３は、前記投射ユニット２０の構成を示した概略図であり、前記投射ユニット２０は、投射ランプ１、冷却ファン２、透過型液晶パネルであるライトバルブ３および投射レンズ４を含み、光源である前記投射ランプ１からの投射光を前記ライトバルブ３で変調し、前記投射レンズ４によってスクリーン６に対して拡大投射を行う。

ここで、前記光学ユニット２０は、前記冷却ファン２の為の吸気口２０１および前記冷却ファン２への開口部を除き、密閉構造としている。

尚、図１３においては、説明の為、前記投射ユニット２０は、上面を開口した図を示している。

ところで、近年、投射ランプとして、ショートアーク型の超高圧水銀ランプが多く使用されるが、超高圧水銀ランプは、稼動中、投射ランプを構成する発光管、リフレクタ共に非常に高温になる。

一般的に、超高圧水銀ランプでは、発光管は７５０℃から９００℃以下、リフレクタ外面で３５０℃以下に冷却し、その温度を維持する必要があり、その冷却方法として、冷却ファンを用いた特許文献１や特許文献２等が開示されている。

図１３に示すように、投射ユニット２０においても、前記投射ランプ１の近傍に前記冷却ファン２を配置し、さらに吸気口２０１を形成することで、前記冷却ファン２によって、前記投射ランプ１を冷却し、温度が上昇した熱気を前記光学ユニット２０の外部へと排気する構成となっている。
特開平１１−３９９３４号公報 特開２０００−８２３２１号公報

図１３に示すように、前記光学ユニット２０において、前記投射ランプ１に、前記冷却ファン２を用いて、前記吸気口２０１から吸気することで発生させた冷却風Ａ１により、投射ランプの冷却を行った場合、前記冷却風Ａ１は前記投射ランプ１を冷却した後、温度が上昇した熱気Ａ２となる。

ここで、前記熱気Ａ２は、非常に高温状態である前記投射ランプ１の冷却を行った後であるため、高温の熱気となる場合があり、装置筐体５０内に排出すると、筐体内の温度が上昇し、該装置筐体５０内に配置されているライトバルブ３等、他の部品の性能に影響を及ぼす可能性が有り望ましくない。

その為、従来より、投射ランプ１を冷却した熱気Ａ２は、前記投射ユニット２０から直接、該装置筐体５０に設置した排気口（不図示）を経由して装置外へと排出されるのが一般的である。

また、この際、該装置筐体５０内の温度を上昇させず、装置筐体５０の排気口の位置を任意に設定する為に、図１３に示す様に、排気ダクト２２を用いて、前記熱気Ａ２を該装置外へと排気する構成とした装置もある。

しかしながら、この熱気Ａ２によって、該装置筐体５０の排気口近傍に設置された該装置以外の構造物の温度が上昇し、損傷を与える可能性や、該装置を操作する為に、前記排気口近傍にいるユーザーに、不快感を与える可能性や、火傷等を負わせる危険性等の問題点があった。

本発明は、以上の点に着目して成されたもので、前記問題点を低減する事を可能とする投射型表示装置を提供することを目的とする。

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、投射ランプおよびライトバルブおよび、前記投射ランプを冷却する冷却手段および前記冷却手段が前記投射ランプを冷却した際に生じる熱気を該装置外部へと排出する為のダクトを備え、前記投射ランプからの投射光を前記ライトバルブによって変調し、変調光を投射する投射型表示装置であって、該投射型表示装置を構成する外壁部材の少なくとも一つは、材質が金属であり、かつ前記ダクトまたはダクト形状の一部を形成する。

本発明によれば、装置筐体を構成する外壁部材である押出型材を、熱伝導率が高い金属の一つであるアルミニウム合金で形成し、投射ランプを冷却し温度が上昇した熱気を通過させるダクト形状を形成する。

前記押出型材は、前記熱気に対して温度が低い外気に面しているので、前記熱気が前記ダクト形状内部を通過する際に、放熱部材として作用する。

これにより、前記熱気が、装置筐体外へと排出される際の排気温度は、投射ランプを冷却した時点での温度と比較して低くなる為、該装置の排気口近傍に設置された、他の構造物の温度を上昇させ損傷させる可能性や、該装置の前記排気口近傍にいるユーザーに、不快感を与える可能性や火傷等を負わせる危険性等の問題点を低減する事が可能となる。

以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。

以下図１乃至図７を参照して、本発明の第一の実施例について説明する。

本実施例においては、投射ランプからの投射光を透過型液晶パネルで変調し、投射レンズでスクリーンに変調光を拡大投射する、背面投射型液晶プロジェクタ装置の例を示す。

図１は、本発明の第一の実施例における投射型表示装置Ｄ１の構成を示した概略図である。

図１において、２０は、投射ランプからの投射光をライトバルブで変調し、投射レンズで拡大投射を行う投射ユニットであり、５は前記投射ユニット２０からの投射光Ｌ２を反射する全反射ミラー、６はスクリーン、５０は該表示装置Ｄ１の装置筐体である。

図２は、前記投射ユニット２０の構成を示した概略図であり、前記投射ユニット２０は、発光管１０１およびリフレクタ１０２で構成された投射ランプ１、冷却ファン２、透過型液晶パネルであるライトバルブ３および、投射レンズ４を含み、光源である前記投射ランプ１からの投射光Ｌ１を前記ライトバルブ３で変調し、前記投射レンズ４によってスクリーン６に対して拡大投射（Ｌ２）を行う。

前記光学ユニット２０には、前記冷却ファン２によって前記投射ランプ１を冷却する為の吸気口２０１が設置される共に、前記冷却ファン２が前記投射ランプ１の近傍に配置され、前記吸気口２０１から吸気した冷却風が、前記投射ランプ１を通過し、前記冷却ファン２によって光学ユニット２０から排出されるようにそれぞれ配置されている。

ここで、冷却ファン２は、吸気方向と排気方向が直交するシロッコファンを使用している。

また、前記光学ユニット２０は、前記冷却ファン２の為の吸気口２０１および前記冷却ファン２の開口部を除き、密閉構造としている。

但し、図２においては、説明の為、前記投射ユニット２０は、上面を開口した図を示している。

前記光学ユニット２０において、前記冷却ファン２によって前記吸気口２０１から吸気した冷却風Ａ１は、前記投射ランプ１を冷却し、温度が上昇した熱気Ａ２となる。

前記装置筐体６０の装置前面側には、その材質が熱伝導に優れた金属であるアルミニウム合金で、その断面形状がダクト形状６１１を含むように形成された押出型材６１が、外壁部材として使用されている。

図３および図４、図５は、前記投射ユニット２０と前記押出型材６１の構成を示した概略図であり、図４は装置上面側から見た断面図、図５は装置側面から見た断面図を示している。

図３および図４、図５において、前記ダクト形状６１１には、該装置内部側に開口部６１２が形成され、さらに該装置外部側には排気口６１３が形成されている。

さらに、前記冷却ファン２の排気側と前記ダクト形状６１１の間は、前記開口部６１２を介して前記冷却ファン２の排気側と前記ダクト形状６１１を連通させるよう、導風ダクト２１が設置されている。

これにより、前記冷却ファン２から排出され、前記投射ランプ１を冷却し温度が上昇した熱気Ａ２は、前記ダクト形状６１１へと導風され、前記ダクト形状６１１内部を通過した後、前記排気口６１３から該装置外部へと排出されることとなる。

ここで、前記導風ダクト２１の、前記開口部６１２における前記ダクト形状６１１への接合部においては、前記熱気Ａ２が、前記ダクト形状６１１に形成された前記排気口６１３に向かって流れるように、導風形状を形成すると良い。

また、前記冷却ファン２から、前記排気口６１３までの距離が長くなる為、前記冷却ファン２には、高静圧のシロッコファンを用いると良い。

本実施例の形態によれば、前記押出型材６１は熱伝導率が高い金属の一つであるアルミニウム合金で形成されており、さらに外壁部材であるので、前記熱気Ａ２の温度に対して低い温度の外気に面している。

つまり前記押出型材６１は、前記熱気Ａ２が通過する際に、その熱伝導効果によって、前記ダクト形状６１１内部を受熱面とし、前記外気に面している面を放熱面とした、放熱部材として作用する。

これにより、前記熱気Ａ２が前記排気口６１３から、該装置筐体６０外部へと排出される際の温度は、前記冷却ファン２から排出された時点での温度と比較して低くなる為、該装置筐体６０の前記排気口６１３近傍に設置された、他の構造物の温度を上昇させ損傷させる可能性や、前記排気口６１３近傍にいるユーザーに、不快感を与える可能性や火傷等を負わせる危険性等の問題点を低減する事が可能となる。

尚、本実施例においては前記押出型材の材質としてアルミニウム合金を一例として挙げたが、これに限定されるものではなくマグネシウム合金等他の金属を使用しても良い。

また、本実施例においては、装置前面側の外壁部材である押出型材６１を使用し、前記排気口６１３を装置側面に配置しているが、これに限定されるものではなく、どの外壁面を使用しても良く、また、排気口の位置も任意に設定して良い。

さらに、複数の押出型材にダクト形状を形成して、ダクト形状部を連結しても良く、この場合は、少なくとも一つの押出型材を熱伝導率の高い金属を材料とすれば良い。

また、本発明は、背面投射型表示装置に限定されるものではなく、前面投射型表示装置に使用しても良い。

以下図６および図７を参照して、本発明の第二の実施例について説明する。

尚、本実施例の構成は、第一の実施例とほぼ同等であり、共通の構成要素については、第一の実施例と同符号を付与し説明は省略する。

本実施例においては、装置Ｄ２の筐体前面側には、その材質が熱伝導に優れた金属であるアルミニウム合金で、その断面形状が、補助部材７２と組み合わせる事でダクト形状７１１を構成するように形成された押出型材７１が、外壁部材として使用されている。

図６および図７は、前記投射ユニット２０と前記押出型材７１の構成を示した概略図であり、図７は装置側面から見た断面図である。

装置Ｄ２において、前記補助部材７２は該装置筐体内側に配置され、かつ前記押出型材７１と比較して熱伝導率の低い材料、例えばＡＢＳ等のプラスチック部材を使用する。

これにより、本実施例の形態によれば、前記第一の実施例における効果に加え、前記補助部材７２は、前記押出型材７１と比較して熱伝導率が低い為、放熱部材としての作用が小さくなり、前記熱気Ａ２の熱が装置内部側へ放熱されることを低減でき、該装置内の温度が上昇してライトバルブ３等、該装置内の他部品の性能に及ぼす影響を低減できる。

尚、ここで、前記補助部材７２と前記導風ダクト２２を一体化しても良い。

以下図８乃至図１１を参照して、本発明の第三の実施例について説明する。

尚、本実施例の構成は、第一、第二の実施例とほぼ同等であり、共通の構成要素については、第一、第二の実施例と同符号を付与し説明は省略する。

本実施例においては、装置Ｄ３の装置前面側には、その材質が熱伝導に優れた金属であるアルミニウム合金で、その断面形状がダクト形状８１１を含むように形成された押出型材８１が、外壁部材として使用されている。

図８および図９は、記投射ユニット２０と前記押出型材８１の構成を示した概略図であり、図９は装置側面から見た断面図である。

装置Ｄ３において、前記押出型材８１は、前記熱気Ａ２が通過する前記押出型材８１の筐体外部側、つまり前記押出型材８１が外気と接する放熱面が、フィン形状となるように断面形状８１４を形成した。

これにより、本実施例の形態によれば、前記第一または第二の実施例における効果に加え、前記フィン形状によって、外気と接する放熱面の表面積が増える為、前記押出型材８１の放熱部材としての効果を向上させることが可能となる。

以下図１０および図１１を参照して、本発明の第四の実施例について説明する。

尚、本実施例の構成は、第一乃至第三の実施例とほぼ同等であり、共通の構成要素については、第一乃至第三の実施例と同符号を付与し説明は省略する。

本実施例においては、装置Ｄ４の装置前面側には、前述の第一の実施例と同じく、その材質が熱伝導に優れた金属であるアルミニウム合金で、その断面形状がダクト形状６１１を含むように形成された押出型材６１が外壁部材として使用され、さらに前記押出型材６１に放熱部材９１を接合している。

図１０および図１１は、前記投射ユニット２０と前記押出型材６１、前記放熱部材９１の構成を示した概略図であり、図１１は装置側面から見た断面図である。

Ｄ４においては、前述の第三の実施例に示したように、ダクト形状部を形成した押出型材にフィン形状を形成するのではなく、前記熱気Ａ２が通過する前記押出型材６１の筐体外部側に、放熱部材としてヒートシンク９１を伝熱部材９０を介して接合させて配置した。

これにより、前記第三の実施例における効果に加え、ヒートシンク９１の形状によって、放熱効果をコントロールすることが可能となる。

また、放熱部材としてペルチェ素子等の冷却効果のある電子部品を採用すると、さらに放熱効果を向上させることが可能となる。

本発明の第一の実施例を示した投射型表示装置Ｄ１の概略図 本発明の第一の実施例を示した投射型表示装置Ｄ１における、投射ユニットの構成を示した概略図 本発明の第一の実施例を示した投射型表示装置Ｄ１における、外壁部材と投射ユニットの構成を示した概略図 本発明の第一の実施例を示した投射型表示装置Ｄ１における、外壁部材と投射ユニットの構成を示した断面図 本発明の第一の実施例を示した投射型表示装置Ｄ１における、外壁部材と投射ユニットの構成を示した断面図 本発明の第二の実施例を示した投射型表示装置Ｄ２における、外壁部材と投射ユニットの構成を示した概略図 本発明の第二の実施例を示した投射型表示装置Ｄ２における、外壁部材と投射ユニットの構成を示した断面図 本発明の第三の実施例を示した投射型表示装置Ｄ３における、外壁部材と投射ユニットの構成を示した概略図 本発明の第三の実施例を示した投射型表示装置Ｄ３における、外壁部材と投射ユニットの構成を示した断面図 本発明の第四の実施例を示した投射型表示装置Ｄ４における、外壁部材と投射ユニットの構成を示した概略図 本発明の第四の実施例を示した投射型表示装置Ｄ４における、外壁部材と投射ユニットの構成を示した断面図 従来の投射型表示装置Ｄ５を示した概略図 従来の投射型表示装置Ｄ５における、投射ユニットの構成を示した概略図

符号の説明

１ 投射ランプ
１０１ 発光管
１０２ リフレクタ
２ 冷却ファン
３ ライトバルブ
４ 投射レンズ
５ 全反射ミラー
６ スクリーン
２０ 投射ユニット
２０１ 吸気口
２１ 導風ダクト
２２ 排気ダクト
５０ 筐体
６０ 筐体
６１ 外壁部材
６１１ 断面形状
６１２ 開口部
６１３ 排気口
７１ 外壁部材
７１１ 断面形状
７２ 補助部材
８１ 外壁部材
８１１ 断面形状
８１４ フィン形状
９０ 伝熱部材
９１ 放熱部材
Ｌ１ 投射光
Ｌ２ 投射光
Ａ１ 冷却風
Ａ２ 熱気

Claims (2)

1. 投射ランプおよびライトバルブおよび、前記投射ランプを冷却する冷却手段および、前記冷却手段が前記投射ランプを冷却した際に生じる熱気を該装置外部へと排出する為のダクトを備え、前記投射ランプからの投射光を前記ライトバルブによって変調し、変調光を投射する投射型表示装置であって、該投射型表示装置を構成する外壁部材の少なくとも一つは、材質が金属であり、かつ前記ダクト形状またはダクト形状の一部が形成されている事を特徴とする投射型表示装置。
2. 前記外壁部材は、中空形状を持つ押出型材であることを特徴とする請求項１に記載の投射型表示装置。

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