JP2008003263A - 投射型表示装置の電源ユニット及びこれを備えた投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】主電源ユニット、ランプ電源ユニット等のいずれにも適用可能であり、ユニット内の発熱部位を効率よく冷却してファンの負担を軽減し、ファンの小型化並びに騒音及び消費電力の低減を図る。
【解決手段】発熱素子９２ｂが搭載された基板９２を収容する箱体９１と、箱体９１内へ空気を流入させるランプ電源用ファン９４と、箱体９１の内部を仕切る仕切り部９５ｂと、仕切り部９５ｂに形成され発熱素子９２ｂに空気を吹き付けさせる吐出孔９５ｄと、を備えた。
【選択図】図５

Description

本発明は、投射型表示装置の主電源用、ランプ電源用等の電源ユニットと、これを備えた投射型表示装置に関する。

従来から投射型表示装置として、ランプから出射された光を液晶パネル等に照射し、液晶パネルにて画素毎に光の濃淡に変える光強度変調を行って光学像を形成し、この光学像をスクリーン等に拡大投影する投射型表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この種の投射型表示装置では、主電源用、ランプ電源用等の電源ユニットが備えられる。

特許文献１に記載の投射型表示装置では、１つのシロッコファンにより、主電源ユニットと光源ランプユニットを冷却している。主電源ユニット及びランプ電源ユニットは、基板が収容される箱体を有し、基板に発熱素子が搭載される。この投射型表示装置は、シロッコファンの下流側に二股に分かれるエアーデリバリパイプを設け、シロッコファンから送出される空気を、主電源ユニットと光源ランプユニットに分配導風させている。
特開平１１−１１９１８１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の投射型表示装置では、主電源ユニット内及びランプ電源ユニット内を冷却するために、十分な送出性能を有するファンをそれぞれ設ける必要があり、ファンが大型となって投射型表示装置内のスペース効率が低下するという問題点がある。また、ファンの送出性能を高めることで、ファン駆動時の騒音及び消費電力が大きくなるという問題点もある。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、主電源ユニット、ランプ電源ユニット等のいずれにも適用可能であり、ユニット内の発熱部位を効率よく冷却してファンの負担を軽減し、ファンの小型化並びに騒音及び消費電力の低減を図ることのできる電源ユニット及びこれを備えた投射型表示装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明では、
発熱素子が搭載された基板を収容する箱体と、
前記箱体内へ空気を流入させるファンと、
前記箱体の内部を仕切る仕切り部と、
前記仕切り部に形成され、前記発熱素子へ向けて前記空気を吐出させる吐出孔と、を備えたことを特徴とする投射型表示装置の電源ユニットが提供される。

また、前記目的を達成するため、本発明では、
発熱素子が搭載された基板を収容し一面が開口される箱体と、
前記箱体内へ空気を流入させるファンと、
前記箱体の前記開口を閉塞する閉塞部材と、
前記閉塞部材に形成され前記箱体の内部を仕切る仕切り部と、
前記仕切り部に形成され、前記発熱素子に前記空気を吹き付けさせる吐出孔と、を備えたことを特徴とする投射型表示装置の電源ユニットが提供される。

本発明の電源ユニットによれば、ファンが駆動すると箱体内に空気が流入する。そして、流入した空気は仕切り部に形成された吐出孔を通じて発熱素子に向けて吐出されることから、冷却する必要のない箇所に空気が吐出されることはなく、電源ユニットにおける発熱部位を効率よく冷却することができる。このとき、吐出孔により空気の流通経路が絞られるため、吐出時に大きな流速を得ることができる。

さらに、前記目的を達成するため、本発明では、
請求項１から４のいずれか１項に記載の電源ユニットと、
前記電源ユニットと隣接して配置されるランプユニットと、
前記電源ユニットに形成され、前記箱体内の空気を前記ランプユニット内へ流出させる連通孔と、を備えたことを特徴とする投射型表示装置が提供される。

本発明の投射型表示装置によれば、電源ユニットを効率よく冷却することができることに加え、連通孔を通じてランプユニット内へ流出した空気によりランプユニットをも冷却することができる。

本発明によれば、ユニット内の発熱部位を効率よく冷却してファンの負担を軽減し、ファンの小型化並びに騒音及び消費電力の低減を図ることができる。

図１から図９は本発明の一実施形態を示すもので、図１は投射型表示装置の装置本体内の概略上面配置説明図である。

図１に示すように、投射型表示装置１は、筐体状の装置本体２と、装置本体２の内側に配置される主電源ユニット３及びランプユニット４と、を備えている。主電源ユニット３は、各所の内部装置に電力を供給し、箱体３１に基板（図示せず）が収容されている。ランプユニット４は、発光管４１（図５参照）及びリフレクタ４２（図５参照）からなるランプ４３と、このランプ４３を支持するランプホルダ４４と、を有している。

発光管４１から出射された光は、リフレクタ４２により集光され、赤外線や紫外光等の不要光をフィルタで除去した後、コンデンサレンズ、反射ミラー、ダイクロイックミラー等により、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光に分光される。そして、分光された光がＲ用の液晶パネル、Ｇ用の液晶パネル及びＢ用の液晶パネルを透過した後、ダイクロイックプリズム等により合成されて、合成された映像光が投射レンズ５によってスクリーン等に投射されるようになっている。

図２は、投射型表示装置の一部斜視図である。
図２に示すように、投射型表示装置１は、主電源ユニット３を冷却する主電源用ファン６と、主電源用ファン６に接続され空気をランプユニット４等へ案内する案内部材７と、を有している。そして、案内部材７のダクト形成部７ａとランプホルダ４４の上面４４ａとで、主電源用ファン６の駆動時に流通する空気が案内されるダクト８が画成される。すなわち、ランプホルダ４４の外面上にダクト８が形成されている。また、主電源用ファン６は、主電源ユニット３とランプユニット４とに冷却媒体としての空気を供給する。

図１に示すように、本実施形態においては、主電源ユニット３は装置本体２の角部に設置され、主電源用ファン６は主電源ユニット３よりも装置本体２の内側へ配置される。主電源用ファン６は、シロッコファンであり、主電源ユニット３とダクト８との間に配される。

また、図１に示すように、ランプユニット４の後方には、ランプユニット４と隣接してランプ電源ユニット９が配置されている。ランプ電源ユニット９は、ランプ４３に電力を供給し、箱体９１に基板９２が収容されている。本実施形態においては、ランプ電源ユニット９は、装置本体２の右後方角部に配置される。

図３はランプ電源ユニットの外観斜視図、図４はランプ電源ユニットの分解斜視図である。

図３に示すように、ランプ電源ユニット９の箱体９１には、ランプ電源用ファン９４が接続される接続部９１ａが左側に接続され、箱体９１内部の基板９２に搭載される素子が冷却されるようになっている。また、図４に示すように、基板９２は、箱体９１の後面にビス等により固定され、実装面に複数の発熱素子９２ｂが搭載されている。本実施形態においては、発熱素子９２ｂのうち１つはフィン形状を有する放熱部材９２ａとなっている。

図４に示すように、箱体９１はランプユニット４側（前側）を開口しており、この開口が閉塞部材９５により閉塞される。ランプ電源用ファン９４はシロッコファンであり、箱体９１内の下側へ空気を送出する。閉塞部材９５は、箱体９１の前面を閉塞する閉塞部９５ａと、箱体９１の内部を上下に仕切る板状の仕切り部９５ｂと、を有している。仕切り部９５ｂは、ランプ電源用ファン９４により空気が流入される流入空間１０１と、基板９２が収容されている基板収容空間１０２と、に箱体９１内を仕切っている。閉塞部９５ａには、上方へ突出する突出板部９５ｃが形成される。本実施形態においては、箱体９１はダクト８よりも低い高さであり、突出板部９５ｃによりダクト８の後端が塞がれるようになっている。

仕切り部９５ｂには円形を呈する複数の吐出孔９５ｄが形成され、各吐出孔９５ｄが放熱部材９２ａ及び発熱素子９２ｂに沿って前後及び左右方向に並べられている。各吐出孔９５ｄは、放熱部材９２ａ及び発熱素子９２ｂに空気を吹き付けさせる。ここで、放熱部材９２ａは、各発熱素子９２ｂの中で最も基板９２から突出し、基板９２から突出する一対の脚部と、両脚部９２の突出端を接続する板部と、を有している。各脚部にフィン形状が形成され、このフィン形状と上面視にて重なるように複数の吐出孔９５ｄが並設されている。

図５は、電源ユニット冷却ファンにより生ずる空気の流れを示す投射型装置の一部横断面説明図である。

図５に示すように、ランプ電源用ファン９４から送出された空気は、仕切り部９５ｂの下側を右方向へ流通する。仕切り部９５ｂには、前述の各吐出孔９５ｄが形成されており、各吐出孔９５ｄを通じて仕切り部９５ｂの上側へ空気が進入する。ここで、各吐出孔９５ｄは、上面視にて各発熱素子９２ｂと重なるよう形成されており、仕切り部９５ｂの上側へ進入した空気は各発熱素子９２ｂへ吹き付けられる。

箱体９１の上面には、箱体９１内における仕切り部９５ｂの上側の空気を排出するための複数の排出口９１ｂが形成されている。各排出口９１ｂは、上面視にて円形に形成される。さらに、閉塞部９５ａには、箱体９１内における基板収容空間１０２と、ランプユニット４側とを連通させる連通孔９５ｅが形成される。各発熱素子９２ａから熱を奪った空気は、各排出口９１ｂ及び連通孔９５ｅからランプ電源ユニット９の外部へ排出される。そして、各連通孔９５ｅにより、箱体９１内の空気がランプユニット４内へ流出される。

各連通孔９５ｅは、左右に２つ並設され、ランプ４３の発光管４１と正面視にて重なるよう形成されている。これにより、各連通孔９５ｅから流出した空気は、発光管４１と熱交換を行うようになっている。本実施形態においては、各連通孔９５ｅは、正面視にて四角形状に形成される。

ここで、電源冷却ファンにより生じる空気の流れについても説明する。図６は、電源冷却ファンにより生ずる空気の流れを示す投射型装置の一部横断面説明図である。

図６に示すように、電源冷却ファン６が駆動すると、装置本体２の主電源ユニット３の近傍に形成された吸気口２ａを通じて主電源ユニット３の箱体３１内に空気が流入する。この後、箱体３１内の発熱素子等と熱交換された空気の一部は、主電源用ファン６を通じてダクト８を後方へ流通した後、ランプホルダ４４内を前方へ移動する。ランプホルダ４４内から流出した空気は、箱体３１内の発熱素子等と熱交換された空気の残りと合流した後、後述する排気ファン１０を通じて装置本体２の排気口２ｂから装置外部へと排出される。

具体的に、主電源用ファン６は、主電源ユニット３から空気の流入方向（図１中、前後方向）を軸として回転し、主電源ユニット３内の空気を軸方向へ吸引するとともに径方向へ空気を送出する。本実施形態においては、主電源ユニット３の箱体３１に沿う方向（図１中、右方向）へ空気を送出する。

図７は、ダクト形成部を有する案内部材及び電源用冷却ファンの外観斜視図である。

図７に示すように、案内部材７は、主電源用ファン６の外殻部材に取り付けられ、主電源用ファン６の外郭部材とともに、ダクト８へ空気を流出させる第１流出口７１と、装置本体２に形成された排気口２ｂへ空気を流出させる第２流出口７２を形成する。具体的に、案内部材７は外殻部材に形成された空気の流出口を上下に分割している。本実施形態においては、第１流出口７１と第２流出口７２への分流割合は、ほぼ１：１となっている。

図８は、案内部材の外観斜視図である。案内部材は、ガラスを含有するプラスチック材であり、耐熱性及び熱伝導性に優れたものとなっている。

案内部材７のダクト形成部７ａは、第１流出口７１と連続的に形成され、右後方へ曲折する曲折区間７ｂと、曲折区間７ｂから後方へ真っ直ぐに延びる延在区間７ｃと、を有している。ダクト形成部７ａは、ダクト８の上壁８ａ、左壁８ｂ、右壁８ｃをなすよう、下面を開放して形成される。本実施形態においては、ダクト形成部７ａは、ランプホルダ４４の上面４４ａと僅かに離隔しており、ダクト８から僅かに空気が流出するようになっている。ここで、延在区間７ｃにおける曲折区間７ｂ側の下側は、側面視にて段状に形成されており、この段状部７ｅがランプホルダ４４の角部と当接することにより、案内部材７とランプホルダ４４とが位置決めされる。また、案内部材７は、延在区間７ｃの右壁８ｃと連続的に形成され第１流出口７２から流出する空気を排気口２ｂへ案内する板部７ｄを有している。

図９は、ランプホルダの外観斜視図である。ランプホルダは、ガラスを含有するプラスチック材であり、耐熱性及び熱伝導性に優れたものとなっている。

図９に示すように、ランプホルダ４４は、平面視にて略四角形状に形成される上面４４ａと、上面４４ａの角部から下方へ延びる４つの脚部４４ｂと、を有している。本実施形態においては、ランプホルダ４４には右面４４ｂが形成され、ランプ４３の組み付け時に当該ランプ４３により左側がほぼ閉塞されることから、ランプホルダ４４の内部に前後方向の空気の流通経路が画成される。ランプホルダ４４の前後には空気が流通する冷却空気孔４４ｄが形成され、後方の冷却空気孔４４ｄは、ダクト８を流通した空気をランプホルダ４４の内側へ案内する冷却用開口である。

図１０は、電源冷却ファンより送出された空気の流れを示す投射型表示装置の一部縦断面説明図である。

図１０に示すように、ランプホルダ４４とランプ電源ユニット９とは離隔して配置され、案内部材７のダクト形成部７ａがランプホルダ４４よりも後方へ突出して形成されている。これにより、ダクト８を流通してきた空気は、ランプ電源ユニット９の突出板部９５ｃの表面で下方へと流れを変え、ランプホルダ４４とランプ電源ユニット９との間隙及び空気冷却孔４４ｄを通じてランプホルダ４４内へ流れ込む。

ランプホルダ４４内へ流入した空気は、ランプホルダ４４内のリフレクタ４２の表面を経由してランプホルダ４４の前方へ流出した後、前述の第２流出口７２から流出した空気と合流し、装置本体２の右壁に形成された排気口２ｂから装置外部へと流出する。本実施形態においては、排気口２ｂの手前に排気ファン１０が設けられており、排気ファン１０の助力を得て装置外部へ排出される。

以上のように構成された投射型表示装置１では、ランプ電源用ファン９４が駆動すると箱体９１の流入空間１０１に空気が流入する。流入した空気は仕切り部９５ｂに形成された吐出孔９５ｄを通じて基板収容空間１０２へ向けて吐出される。このとき、吐出孔９５ｄにより空気の流通経路が絞られるため、吐出時に大きな流速を得ることができる。そして、基板収容空間１０２へ吐出される空気は、放熱部材９２ａ及び発熱素子９２ｂに向けて吐出されることから、冷却する必要のない箇所に空気が吐出されることはなく、ランプ電源ユニット９における発熱部位を効率よく冷却することができる。特に、熱交換効率の良好な放熱部材９２ａに空気を吐出するようにしているので、ランプ電源ユニット９の冷却効率が極めて高い。

従って、ランプ電源ユニット９内の発熱部位を効率よく冷却してランプ電源用ファン９４の負担を軽減し、ランプ電源用ファン９４の小型化並びに騒音及び消費電力の低減を図ることができる。

また、各連通孔９５ｅを通じて箱体９１から空気を流出させ、ランプユニット４を冷却するようにしたので、ランプ電源用ファン９４を用い、ランプ電源ユニット９に加えてランプユニット４をも冷却することができる。本実施形態においては、主電源用ファン６によってもランプユニット４が冷却されることから、ランプユニット４に専用のファンを設ける必要がなく、部品点数の低減を図ることができる。

また、主電源用ファン６により送出される空気についてみると、ダクト８の下面がランプホルダ４４により形成されていることから、流通空気とランプホルダ４４とにより熱交換が行われてランプホルダ４４から熱が奪われる。これにより、ランプホルダ４４が冷却されることは勿論、ランプホルダ４４に支持されているランプ４３、ランプホルダ４４の雰囲気等の冷却作用を得ることができる。

また、主電源用ファン６によりランプユニット４を流通する空気を折り返すようにし、ランプホルダ４４を冷却するとともにランプ４３のリフレクタ４２をも冷却するようにしたので、熱交換の効率が極めて良好である。そして、ランプ電源用ファン９４でランプ４３の発光管４１を冷却し、主電源用ファン６によりランプ４３のリフレクタ４２を冷却するようにして、ランプユニット４における冷却箇所を各ファン６，９４で分担するようにしたので、ランプユニット４の的確な冷却が実現される。

尚、前記実施形態においては、ランプ電源ユニット９に吐出口９５ｄが形成された仕切り部９５ｂを設けたものを示したが、主電源ユニット３にも仕切り部を設けてもよいことは勿論である。すなわち、基板を有する電源ユニットであれば本発明を適用可能である。

また、前記実施形態においては、箱体９２の開口面を閉塞する閉塞部材９５に仕切り部９５ｂが形成されたものを示したが、例えば、開口面のない箱体に板状の仕切り部が挿入されたものや、開口面のない箱体に仕切り部が一体成形されたものであってもよく、仕切り部の形成方法は任意である。
また、前記実施形態においては、仕切り部９５ｂが流入空間１０１と基板収容空間１０２とに箱体９１内を仕切るようにしたものを示したが、仕切り部による仕切り位置も任意であり、例えば、基板９２を跨ぐように仕切り部９５ｂを設け、吐出孔９５ｄを放熱部材９２ａ及び発熱素子９２ｂに接近させるようにしてもよい。

また、各吐出孔９５ｄが円形に形成され、各連通孔９５ｅが四角形に形成されたものを示したが、各吐出孔９５ｄ及び各連通孔９５ｅの形状は任意である。また、ランプユニット４を冷却する必要がなければ、各連通孔９５ｅを省略してもよい。

また、前記実施形態においては、ランプ電源用ファン９４が箱体９１内へ空気を送出するものを示したが、ランプ電源用ファン９４が箱体９１内から空気を吸引するものであってもよい。要は、ランプ電源用ファン９４は、箱体９１内へ空気を流入させるものであればよい。さらに、ランプ電源用ファン９４の型式、箱体９２内の空気の流通方向等についても任意であり、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。

本発明の一実施形態を示す投射型表示装置の装置本体内の概略上面配置説明図である。 投射型表示装置の一部斜視図である。 ランプ電源ユニットの外観斜視図である。 ランプ電源ユニットの分解斜視図である。 電源ユニット冷却ファンにより生ずる空気の流れを示す投射型装置の一部横断面説明図である。 電源冷却ファンにより生ずる空気の流れを示す投射型装置の一部横断面説明図である。 ダクト形成部を有する案内部材及び電源用冷却ファンの外観斜視図である。 案内部材の外観斜視図である。 ランプホルダの外観斜視図である。 電源冷却ファンより送出された空気の流れを示す投射型表示装置の一部縦断面説明図である。

符号の説明

１ 投射型表示装置
２ 装置本体
２ａ 吸気口
２ｂ 排気口
３ 主電源ユニット
３１ 箱体
４ ランプユニット
４１ 発光管
４２ リフレクタ
４３ ランプ
４４ ランプホルダ
４４ａ 上面
４４ｂ 脚部
５ 投射レンズ
６ 主電源用ファン
７ 案内部材
７ａ ダクト形成部
７ｂ 曲折区間
７ｃ 延在区間
７ｄ 板部
７ｅ 段状部
７１ 第１流出口
７２ 第２流出口
８ ダクト
８ａ 上壁
８ｂ 左壁
８ｃ 右壁
９ ランプ電源ユニット
９１ 箱体
９１ａ ファン接続部
９１ｂ 排出口
９２ 基板
９２ａ 放熱部材
９２ｂ 発熱素子
９４ ランプ電源用ファン
９５ 閉塞部材
９５ａ 閉塞部
９５ｂ 仕切り部
９５ｃ 突出板部
９５ｄ 吐出孔
９５ｅ 連通孔
１０１ 流入空間
１０２ 基板収容空間

Claims (5)

1. 発熱素子が搭載された基板を収容する箱体と、
   前記箱体内へ空気を流入させるファンと、
   前記箱体の内部を仕切る仕切り部と、
   前記仕切り部に形成され、前記発熱素子に前記空気を吹き付けさせる吐出孔と、を備えたことを特徴とする投射型表示装置の電源ユニット。
2. 発熱素子が搭載された基板を収容し一面が開口される箱体と、
   前記箱体内へ空気を流入させるファンと、
   前記箱体の前記開口を閉塞する閉塞部材と、
   前記閉塞部材に形成され前記箱体の内部を仕切る仕切り部と、
   前記仕切り部に形成され、前記発熱素子に前記空気を吹き付けさせる吐出孔と、を備えたことを特徴とする投射型表示装置の電源ユニット。
3. 前記仕切り部は、前記箱体の内部を、前記ファンにより空気が流入される流入空間と、前記基板が収容されている基板収容空間と、に仕切ることを特徴とする請求項１または２に記載の投射型表示装置の電源ユニット。
4. 前記発熱素子は、前記基板上に設けられた放熱部材を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の投射型表示装置の電源ユニット。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の電源ユニットと、
   前記電源ユニットと隣接して配置されるランプユニットと、
   前記電源ユニットに形成され、前記箱体内の空気を前記ランプユニット内へ流出させる連通孔と、を備えたことを特徴とする投射型表示装置。