JP2008286915A - 冷却装置及びそれを有する画像投射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】筐体内から排出される冷却が終った風の排出方向を適切に制御することによって、周囲の者に不快感を極力与えないようにした冷却装置及びそれを有する画像投射装置を得る。
【解決手段】筐体内に設けられたランプ及び部材を冷却するための冷却装置であって、筐体には、ランプ冷却ファン１４と、ランプを流通させた風を排気するランプ排気ファン１８と、筐体に設けた吸気口から空気を吸い込み、部材を冷却するための部材冷却ファンと、部材を流通させた風を排気する筐体内排気ファン１７と、ランプ排気ファン１８から排気される風と筐体内排気ファン１７から排気される風が通過するスリットと、ランプ排気ファン１８から排出される風の方向と筐体内排気ファン１７から排気される風の方向が互いに交わるようにする風向き変更壁２４ｃとが設けられている。
【選択図】図６

Description

本発明は画像表示素子に表示される画像を投射光学系で被照射面に拡大投射する画像投射装置（液晶プロジェクタ）において、液晶プロジェクタを構成する筐体内の内部構成部品を冷却する際に好適な冷却装置に関する。

画像投射装置においては、被投射画像を照明するためのランプ、該ランプからの光束で照明された画像表示素子、そしてランプを駆動させる電源等が１つの筐体内に設けられている。

筐体内に収納されているこれらの部材は、動作すると発熱するため、これらの部材を冷却するための冷却装置が筐体内に設けられている。

例えばランプを冷却する冷却装置では、冷却ファンからの風の吹き付け力、または吸気力にてランプに風を流すこと（流通させること）でランプを冷却している。そして、このとき生ずる高温の風を画像投射装置外（筐体外）に排出する冷却装置が知られている（特許文献１）。

ランプ、及びそれを駆動させるための電源からの発熱に対する冷却装置として、画像投射方向に対して側面に並列させた複数の排気ファンを用いて、ランプ、及び電源等の周囲に風を流し、その風を装置外部に排気する構成が知られている（特許文献２）。

また、画像投射方向に対して同方向に並列させた複数の排気ファンを用いて、ランプ等の周囲に風を流し、その風を装置外部に排気する構成が知られている（特許文献３）。

また、ランプ等の部材を冷却した排気風の方向がダクトを用いて筐体外へ変更可能となるように構成した冷却装置が知られている（特許文献４）。
特開２０００−２２１５９９号公報 特開２００６−２３５３１７号公報 特開２００６−２０８４５４号公報 特開平９−３１９００７号公報

液晶プロジェクタ等の画像投射装置には、投射画像が明るいことが要望されている。

この要件を満たすために画像表示素子（液晶パネル）を高出力のランプからの光束で照明することが行われている。

筐体内に収納した高出力のランプは発熱量が多く、ランプ及びその周囲の部材が高温になってくる。

高温のランプ及び周囲の部材を冷却する為に送られてくる風はランプを流通した後に、比較的高温の排気風となって筐体外へ排出される。

一方、ランプからの光束で照明される画像表示素子やランプ駆動用の電源等は、発熱するが、発熱量は少なくランプ程高温にならない。

このためこれらの部材を流通した風はあまり高温にならずに低温の状態で筐体外へ排出される。

一般に画像投射装置を用いてプレゼンテーションを行う場合、ランプを流通した高温の風が画像投射装置の周囲にいる説明者や傍聴者に当たる場合がある。

低温の風なら良いが高温の風が説明者や傍聴者に当たると説明者や傍聴者に不快感を与えることになる。

このため画像投射装置には筐体内から排出される冷却が終った風を筐体外へ排出させる場合には、高温の風や低温の風の排出方向を適切に制御することが重要になってくる。

一般的に、画像投射装置を用いてのプレゼンテーション時は、画像投射方向に対して側面方向に傍聴者が着席している場合が多い。このため特許文献２に開示されている投影装置では、画像投射方向に対して側面に配置した排気ファンにより高温の風が傍聴者に当たる場合がある。

また、特許文献３に開示されているプロジェクタでは、プレゼンテーション時、画像投射方向に対して側面方向に着席している傍聴者には直接に高温の風が当たることは無い。しかしながら、画像投射方向に対して同方向に高温の風が排気されることで、投影光の通過する領域に高温の風が入り、投影画像のゆらぎを発生させることがあった。

特許文献４の投射型プロジェクタでは筐体内から排出した高温の風が直接説明者、または傍聴者に当たらないように、排気風の方向を変更可能としている。

しかしながら特許文献４の投射型プロジェクタは、排気風の方向を変更するダクトを新規に設ける必要があり、構成が大型化となり、またデザイン的に外観も損なってしまう傾向があった。

本発明は、筐体内から排出される冷却が終った風の排出方向を適切に制御することによって、周囲の者に不快感を極力与えないようにした冷却装置及びそれを有する画像投射装置の提供を目的とする。

本発明の冷却装置は、
◎筐体内に設けられたランプ及び該ランプからの光束が照射される部材を冷却するための冷却装置であって、
該筐体には、該ランプを冷却するためのランプ冷却ファンと、
該ランプ冷却ファンからの風であって、該ランプを流通させた風を排気するランプ排気ファンと、
該筐体に設けた吸気口から空気を吸い込み、該部材を冷却するための部材冷却ファンと、
該部材冷却ファンからの風であって、該部材を流通させた風を排気する筐体内排気ファンと、
該ランプ排気ファンと該筐体内排気ファンは該筐体内で並列配置されており、該ランプ排気ファンから排気される風と該筐体内排気ファンから排気される風が通過するスリットと、該スリットを介して該筐体外へ風が排出されるとき、該ランプ排気ファンから排出される風の方向と該筐体内排気ファンから排気される風の方向が互いに交わるようにする風向き変更壁と、が設けられていることを特徴としている。

◎筐体内に設けられたランプ及び該ランプからの光束が照射される部材を冷却するための冷却装置であって、
該筐体には、該ランプを冷却するためのランプ冷却ファンと、
該ランプ冷却ファンからの風であって、該ランプを流通させた風を排気するランプ排気ファンと、
該筐体に設けた吸気口から空気を吸い込み、該部材を冷却するための部材冷却ファンと、
該部材冷却ファンからの風であって、該部材を流通させた風を排気する筐体内排気ファンと、が設けられており、
該ランプ排気ファンと該筐体内排気ファンは、該筐体外へ風が排出されるとき、該ランプ排気ファンから排出される風の方向と該筐体内排気ファンから排気される風の方向が互いに交わるように角度をもって配置されていることを特徴としている。

◎筐体内に設けられたランプ及び該ランプからの光束が照射される部材を冷却するための冷却装置であって、
該筐体には、該ランプを冷却するためのランプ冷却ファンと、
該ランプ冷却ファンからの風であって、該ランプを流通させた風を排気する排気部を有するランプ排気ファンと、
該筐体に設けた吸気口から空気を吸い込み、該部材を冷却するための部材冷却ファンと、
該部材冷却ファンからの風であって、該部材を流通させた風を排気する排気部を有する筐体内排気ファンと、
該ランプ排気ファンの排気部と該筐体内排気ファンの排気部が繋がるスリットとが設けられており、該スリットを介して該ランプ排気ファンから排出される風と、該筐体内排気ファンから排気される風が該筐体外へ排出されることを特徴としている。

◎筐体内に設けられた少なくとも２つの発熱する部材を冷却するための冷却装置であって、
該筐体には、該２つの部材を流通した風のうち温度が高い方の風を排気するランプ排気ファンと、
温度が低い方の風を排気する筐体内排気ファンと、
該ランプ排気ファンから排気される風と該筐体内排気ファンから排気される風が通過する排気口と、該排気口を介して該筐体外へ風が排出されるとき、
該ランプ排気ファンから排出される風の方向と該筐体内排気ファンから排出される風の方向が互いに交わるようにする風向き変更壁と、が設けられていることを特徴としている。

本発明によれば、筐体内から排出される冷却が終った風の排出方向を適切に制御することによって、周囲の者に不快感を極力与えないようにした冷却装置及びそれを有する画像投射装置が得られる。

以下に、本発明の冷却装置及びそれを有する画像投射装置の実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。

本発明の冷却装置は、筐体内に設けたランプ及び該ランプからの光束が照射される画像表示素子（液晶パネル）、電源等の部材を冷却する冷却ファンを筐体内に有している。

画像投射装置（液晶プロジェクタ）は、冷却装置内のランプからの光束で照明された画像表示素子を被照射面に投射する投射光学系を有している。

図１は、本発明の冷却装置を有する画像投射装置（投射表示装置）の実施例１の要部概略図を示している。

図１において、１は光源ランプ（ランプ）、２はランプ１を保持するランプホルダー、３はランプ１の前方（光出射側）に配置する防爆ガラス、４は防爆ガラス３用のガラス押さえである。

αはランプ１からの光を画像表示用の液晶表示素子（画像形成素子）側へ入射する照明光学系である。βは照明光学系αからの出射光を入射するＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の３色用の画像表示素子（ライトバルブ）を備えた色分解合成光学系である。

５は色分解合成光学系β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る。投射レンズ鏡筒５内には後述する投射レンズ光学系（投射光学系）を収納している。６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鏡筒５が固定される光学ボックスである。

光学ボックス６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が形成されている。

７は光学ボックス６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である。８は電源、９は電源フィルタである。１０は電源８と合体しランプ１を点灯する為のバラスト電源である。１１は電源８からの電力によりライトバルブの駆動、及びランプ１の点灯指令を送る為の回路基板である。１２（１２Ａ・１２Ｂ）は後述する外装キャビネット２１の吸気口２１ａから空気を吸い込むことで色分解合成光学系β内のライトバルブ等の光学素子（部材）を冷却する為の光学系用の冷却ファン（部材冷却ファン）（冷却ファンＡ・冷却ファンＢ）である。

１３は冷却ファン１２による風を色分解合成光学系β内のライトバルブ等の光学素子に送る為のＲＧＢダクト（ファンダクト）である。

１４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（ランプ冷却ファン）である。

１５はランプ冷却ファン１４を保持しつつ冷却風をランプ１に送るためのランプダクトである。１６は冷却ファン１４を押さえてランプダクト１５と合わせてダクトを構築するためのランプダクトである。

１７は後述する外装キャビネット（外装ケース）２１に設けた吸気口２１ｂから空気を吸い込むことで電源８とバラスト電源１０内に風を流通させて電源８及びバラスト電源１０を同時に冷却する為の電源用の冷却ファン（筐体内排気ファン）である。

１８は排気ファン（ランプ排気ファン）である。排気ファン１８は冷却ファン１４からの風であってランプ１を通過した後の風を排出する。

ランプ排気ファン１８と筐体内排気ファン１７は大風量が得られる軸流ファンから成っている。

１９はランプ排気ルーバー、２０はランプ排気ルーバーであり、ランプ１からの光が装置外部に漏れないような遮光機能を有している。

２１は光学ボックス６等を収納する為の外装キャビネット（外装ケースの下部）、２２は外装キャビネット２１に光学ボックス６等を収納した状態で蓋をする為の外装キャビネット蓋（外装ケースの上部）である。

２３は側板、２４は側板である。外装キャビネット２１には上述した吸気口２１ａ、２１ｂが形成されており、側板２４には排気口が形成されている。

２５は各種信号を取り込むコネクターが搭載されるインターフェース基板である。２６は側板２３の内側に取り付けられたインターフェース補強板である。

２７はランプ１からの排気熱を排気ファン１８まで導き、装置内部に排気風を放散させないためのランプ排気ボックスで、ランプ排気ルーバー１９とランプ排気ルーバー２０を保持する。

２８はランプ蓋である。ランプ蓋２８は外装キャビネット２１の底面に着脱自在に設けられており、図示を省略したビスにより固定されている。２９はセット調整脚で、セット調整脚２９は外装キャビネット２１に固定されており、その脚部２９ａの高さを調整可能となっている。脚部２９ａの高さ調整により、装置本体の傾斜角度を調整できるように構成されている。

３０は外装キャビネット２１の吸気口２１ａ外側に取り付く不図示のフィルタを押さえるＲＧＢ吸気プレートである。

３１は色分解合成光学系βを保持するプリズムベースである。３２は、色分解合成光学系βを構成する各光学素子とライトバルブを冷却するために冷却ファン１２Ａ・冷却ファン１２Ｂからの冷却風を導くためのダクト形状部を有するボックスサイドカバーである。

３３はボックスサイドカバー３２と合わせることでダクトを形成するためのＲＧＢダクトである。

３４は色分解合成光学系β内に配置されるところの、ライトバルブから出ているＦＰＣが接続され、回路基板１１に接続されるＲＧＢ基板（駆動回路基板）である。３５はＲＧＢ基板３４に電気ノイズが入り込まないようにするためのＲＧＢ基板カバーである。

図２（Ａ）、（Ｂ）は図１の投射型画像表示装置の光学構成の平面図と側面図である。

図２（Ａ）、（Ｂ）は、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５にて構成されるライトバルブ（反射型液晶表示素子）を搭載した投射型画像表示装置の光学構成を示している。

図２（Ａ）、（Ｂ）において、図１で示した部材と同一部材には同符番を付している。

図２（Ｂ）において、４１は連続スペクトルで白色光を発光する発光管である。４２は発光管４１からの光を所定の方向に集光するリフレクターである。発光管４１とリフレクター４２によりランプ（光源手段）１を形成する。

４３ａは水平方向（ランプ１からの光の進行方向における水平方向（図２（Ｂ）の紙面垂直方向））ＹＺ面内において屈折力を有するレンズアレイで構成された第１のシリンダアレイである。

４３ｂは第１のシリンダアレイ４３ａの個々のレンズに対応したレンズアレイを有する第２のシリンダアレイである。４４は紫外線吸収フィルタである。４５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。

４６は垂直方向（Ｙ方向）において屈折力を有するシリンドリカルレンズで構成されたフロントコンプレッサである。４７は光軸を８８度変換する為の全反射ミラーである。４３ｃは垂直方向（ランプ１からの光の進行方向における垂直方向（図２（Ｂ）の紙面垂直方向））において屈折力を有するレンズアレイで構成された第３のシリンダアレイである。

４３ｄは第３のシリンダアレイ４３ｃの個々のレンズに対応したレンズアレイを有する第４のシリンダアレイである。

５０は色座標を、ある値に調整するために特定波長域の色光を透過させるためのカラーフィルターである。４８はコンデンサーレンズである。４９は垂直方向において屈折力を有するシリンドリカルレンズで構成されたリアコンプレッサである。

以上の各部材は照明光学系αの一要素を構成している。

図２（Ａ）において、５８は青色光（Ｂ）と赤色光（Ｒ）の波長領域の光を反射し、緑色光（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る。５９は透明基板に偏光素子を貼着したＧ用の入射側偏光板であり、Ｐ偏光光のみを透過する。６０はＰ偏光光を透過し、Ｓ偏光光を反射する第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色用の反射型液晶表示素子（ライトバルブ）、緑色用の反射型液晶表示素子（ライトバルブ）、青色用の反射型液晶表示素子（ライトバルブ）である。

６２Ｒ，６２Ｇ，６２Ｂはそれぞれ、赤色用の１／４波長板、緑色用の１／４波長板、青色用の１／４波長板である。６４ａはＲの色純度を高めるためにオレンジ光をランプ１側に戻すトリミングフィルターである。６４ｂは透明基板に偏光素子を貼着したＲ、Ｂ光用の入射側偏光板であり、Ｐ偏光のみを透過する。６５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。

６８ＢはＢ用の出射側偏光板（偏光素子）であり、ＢのＳ偏光のみを整流する。６８ＧはＳ偏光のみを透過させるＧ用出側偏光板である。６９はＲＢ光を透過し、Ｇ光を反射するダイクロイックプリズムである。

以上のダイクロイックミラー５８からダイクロイックプリズム６９に至る各部材により、色分解合成光学系βが構成される。

ここでＰ偏光とＳ偏光の定義を明確にすると、偏光変換素子４５では、Ｐ偏光をＳ偏光に変換するが、ここで定義するＰ偏光とＳ偏光は４５の偏光変換素子を基準として述べている。

一方ダイクロイックミラー５８に入射する光は偏光ビームスプリッター６０、６６基準で考えるのでＰ偏光光が入射するものとする。偏光変換素子４５から射出された光はＳ偏光だが、同じＳ偏光光をダイクロイックミラーに入射する光をＰ偏光光として本実施例では定義するものである。

次に光学的な作用を説明する。

発光管４１から発した光はリフレクター４２により所定の方向に集光される。リフレクター４２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４１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。

これらの光束は、第１のシリンダアレイ４３ａに入射する。第１のシリンダアレイ４３ａに入射した光束はそれぞれのシリンダレンズに応じた複数の光束に分割、集光され（垂直方向に帯状の複数の光束）、紫外線吸収フィルタ４４を介して、第２のシリンダアレイ４３ｂに入射する。そして、第２のシリンダアレイ４３ｂを経て、複数の光束（垂直方向に帯状の複数の光束）を偏光変換素子４５の近傍に形成する。

偏光変換素子４５は、偏光分離面と反射面と１／２波長板とからなり、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（垂直方向に帯状の複数の光束）は、偏光変換素子４５を出射した後、フロントコンプレッサ４６を介して、反射ミラー４７にて８８度反射し、第３のシリンダアレイ４３ｃに入射する。第３のシリンダアレイ４３ｃに入射した光束はそれぞれのシリンダレンズに応じた複数の光束に分割、集光される（水平方向に帯状の複数の光束）。そして、その後、カラーフィルター５０、第４のシリンダアレイ４３ｄを経て、複数の光束（水平方向に帯状の複数の光束）となり、コンデンサーレンズ４８、リアコンプレッサ４９に至る。

ここで、フロントコンプレッサ４６、コンデンサーレンズ４８、リアコンプレッサ４９の光学的作用の関係で、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４５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（波長４３０ｎｍ〜４９５ｎｍ）とＲ（波長５９０ｎｍ〜６５０ｎｍ）の光は反射し、Ｇ（波長５０５ｎｍ〜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Ｐ偏光（４５の偏光変換素子基準の場合は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Ｐ偏光として入射して偏光分離面で透過して、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Ｐ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Ｇの反射光のうちＳ偏光成分は、第１の偏光ビームスプリッター６０の偏光分離面で反射され、投射光としてダイクロイックプリズム６９に向かう。

このとき、すべての偏光成分をＰ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している。

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、ダイクロイックプリズム６９に対してＳ偏光として入射し、ダイクロイックプリズム６９のダイクロイック膜面でＧ光を反射して投射レンズ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６４a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Ｐ偏光となっている。そしてＲとＢの光は、トリミングフィルター６４aでオレンジ光をカットされた後、６４ｂの入射側偏光板から出射し、色選択性位相差板６５に入射する。

色選択性位相差板６５は、Ｒ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Ｒの光はＳ偏光として、Ｂの光はＰ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ダイクロイックプリズム６９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１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ダイクロイックプリズム６９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Ｂの光は、出射側偏光板６８Ｂで検光されてダイクロイックプリズム６９に入射する。

また、Ｒの光はＰ偏光のまま偏光板６８Ｂをそのまま透過し、ダイクロイックプリズム６９に入射する。

尚、出射側偏光板６８Ｂで検光されることにより、Ｂの投射光は第２の偏光ビームスプリッター６６とＢ用の反射型液晶表示素子６１Ｂ、１／４波長板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、ダイクロイックプリズム６９に入射したＲ（Ｐ偏光）とＢ（Ｓ偏光）の投射光はダイクロイックプリズム６９のダイクロイック膜面を透過し、前述した該ダイクロイック膜面にて反射したＧ（Ｓ偏光）の光と合成されて投射レンズ５に至る。

そして、合成されたＲ，Ｇ，Ｂの投射光は、投射レンズ５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Ｐ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透過され、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の偏光分離面で透過し、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Ｐ偏光光は、入射側偏光板６４ｂに入射する。そしてＲとＢの光は、入射側偏光板６４ｂから出射した後、色選択性位相差板６５に入射する。

色選択性位相差板６５は、Ｒ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Ｒの光はＳ偏光として、Ｂの光はＰ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２の偏光ビームスプリッター６６の偏光分離面で反射し、入射側偏光板６４ｂを通過して光源１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Ｐ偏光光の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２の偏光ビームスプリッター６６の偏光分離面を透過し、色選択性位相差板６５により、Ｐ偏光に変換される。

そして、その後、入射側偏光板６４ｂ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。

尚、反射型液晶表示素子の変わりに透過型液晶表示素子を用いても良い。

次に、本構成の冷却装置の構成の各部材の配置、及び風（冷却風）の流れについて図２、図３、図４にて説明する。

本実施例の冷却装置の一要素を構成する。筐体２１には、ランプ１を冷却するためのランプ冷却ファン１４と、ランプ冷却ファン１４からの風であって、ランプ１を流通させた風（温度が高い方の風）を排気するランプ排気ファン１８とが設けられている。

また筐体２１には、筐体２１に設けた吸気口２１ａから空気を吸い込み、画像表示素子等の部材を冷却するための部材冷却ファン１２が設けられている。更に、部材冷却ファン１２からの風であって、部材を流通させた風（温度の低い方の風）を排気する筐体内排気ファン１７が設けられている。

このように本実施例では発熱する少なくとも２つの部材が筐体２１内に収納されている。

ランプ排気ファン１８と筐体内排気ファン１８は筐体２１内で並列配置されている。また筐体２１には、ランプ排気ファンから排気される風と筐体内排気ファン１７から排気される風が通過するスリット２４ｂが設けられている。

また筐体２１には、スリット２４ｂを介して筐体外へ風が排出されるとき、ランプ排気ファン１８から排出される風の風向き方向と筐体内排気ファン１７から排気される風の風向き方向が互いに交わるようにする風向き変更壁２４ｃが設けられている。

図３、図４において、冷却ファン１２Ａ・１２Ｂ（不図示、図１参照）は色分解合成光学系β内のライトバルブ６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂに冷却風を吹き付けて冷却する為の冷却ファンである。

この冷却ファン１２Ａ・冷却ファン１２Ｂから吹き出される風は、ＲＧＢダクト１３を介してボックスサイドカバー３２に流れ、ボックスサイドカバー３２のダクト形状部を介して、送風口３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂに分岐することになる。

そして、送風口３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂからの風は、プリズムベース３１のそれぞれの穴部３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂを通過して、色分解合成光学系β内のライトバルブ６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂに送る。そしてライトバルブ６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂを通る風は、図２で示すように、それぞれ偏光ビームスプリッター６０、６６との間隙を含めた部分を通過し、光学ボックス６をも通過する。

そして、その風はそれぞれＲＧＢ基板カバー３５の穴部３５Ａ、切り欠き部３５Ｇ、穴部３５Ｂを通過し、さらにＲＧＢ基板（駆動回路基板）３４の穴部３４Ａ、切り欠き部３４Ｇ、穴部３４Ｂを通過することになる。

ところが、その風がＲＧＢ基板（駆動回路基板）３４の穴部３４Ａ、切り欠き部３４Ｇ、穴部３４Ｂを通るころには、これらが冷却ファン１２Ａ、１２Ｂから遠く離れて配置されている為、風速が遅くなる。

しかし、ＲＧＢ基板（駆動回路基板）３４の穴部３４Ａ、切り欠き部３４Ｇ、穴部３４Ｂを通過した風は、今度は排気ファン（筐体内排気ファン）１７の吸気力を受ける。これにより、電源８、バラスト電源１０のカバーの穴部を通過して、排気ファン（筐体内排気ファン）１７側に流れることになる。

そしてその結果、冷却の終わった風（温風化された風であるが、比較的、低温の風）は、排気ファン（筐体内排気ファン）１７により、装置外（筐体外）に排出することが可能となる。

一方、ランプ１の冷却、即ち、風の流れについては、ランプ冷却ファン１４によりランプ１の発光管４１を冷却した後、排気ファン１８（ランプ排気ファン）の吸気力により、高温の風（熱いが人体には全く影響がない程度の風）を装置外（筐体外）に排出する。

また、排気ファン１８は、ランプ１のリフレクター４２を冷却する為、リフレクター４２の周囲の高温空気も吸気力により、熱風を装置外に排出するように構成する。

尚、当然のことながら、排気ファン１８（ランプ排気ファン）の排気風温度は、排気ファン（筐体内排気ファン）１７の排気風より高温状態で装置外に排出される。

次に、本実施例による排気ファン１７（筐体内排気ファン）と排気ファン１８（ランプ排気ファン）の排気風（吹き出し風）の方向について図５、図６にて説明する。

ランプ排気ファン１８と筐体内排気ファン１７は外装ケース２１内に並列に配置されている。

まず、側板２４には排気口２４ａが形成されているが、この形状として図５にて示すように、排気ファン１７（筐体内排気ファン）と排気ファン１８（ランプ排気ファン）の両方の排気部に連続して繋がるようにスリット２４ｂを設けている。

このスリット２４ｂから排気ファン１７（筐体内排気ファン）と排気ファン１８（ランプ排気ファン）の排気風が装置（外装ケース）２１内から排出されることになる。

一方、側板２４にはスリット２４ｂをつなぐ縦方向の複数のリブ２４ｃを設けている。このリブ２４ｃは、排気ファン１８（ランプ排気ファン）側に設けられており、このリブ２４ｃにて排気ファン１８（ランプ排気ファン）の排気方向を変更する風向き変更壁として形成する。尚、排気ファン１８（ランプ排気ファン）の排気風は、リブ２４ｃ（風向き変更壁）により、排気ファン１７（筐体内排気ファン）の排気風と合流するように方向が決定される。

従って、排気ファン１８（ランプ排気ファン）から排出された熱風は、排気風の温度が低い排気ファン１７（筐体内排気ファン）の排気風と混ぜ合わさり、排気風の比較的温度が低い状態で風の流れを形成することになる。

その為、排気風が説明者、または傍聴者に当たっても不快感を極力軽減させる構成が可能となる。

尚、本実施例では、排気ファン１８（ランプ排気ファン）側の側板２４のスリット２４ｂにリブ２４ｃ（風向き変更壁）を設けて排気風の向きを変更した。これに限らず、排気ファン１７（筐体内排気ファン）側の側板２４のスリット２４ｂにリブ２４ｃ（風向き変更壁）を設けても良い。また双方に設けても良い。これにより排気ファン１７（筐体内排気ファン）と排気ファン１８（ランプ排気ファン）の排気風を混ぜ合わせるようにしても良い。

また、双方の排気風が互いに交わる場所は筐体２１の内部、または外部、または筐体２１の排気口２４ａのいずれであっても良い。

以上のように本実施例によれば、ランプ排気ファンと、筐体内排気ファンを並列に配置している。そして外装ケース（筐体）には、ランプ排気ファン、及び筐体内排気ファンの排気風が通過するスリットを設け、該スリットには、ランプ排気ファンの風向き方向が、筐体内排気ファンの風向き方向に対して交わるような風向き変更壁を設けている。

これにより、外装ケースの排気口に風向き変更壁を設けるだけの簡単な構成で、排気風の温度が低い筐体内排気ファンの排気風を、排気風温度が高温なランプ排気ファンの排気風と混ぜ合わせることが容易となる。

この結果、排気風が説明者、または傍聴者に当たっても不快感を極力軽減させることができる画像投射装置が得られる。

また本実施例では、外装ケースには、ランプ排気ファン、及び筐体内排気ファンの排気風が通過するスリットを設け、該スリットをランプ排気ファンと筐体内排気ファンの両方の排気部に連続してつながるように構成している。

このことで、簡単な構成にて外観を損ねず筐体内排気ファンの排気風を、ランプ排気ファンの排気風と混ぜ合わせることができ、周囲の者に風が当たっても不快感を与えることを少なくすることができる。

また本実施例では、ランプやその他の装置を駆動する為の電源を冷却するのに筐体内排気ファンが、該電源の周囲の空気を排気するように構成している。

一般に電源を冷却した排気風の温度は、ランプを冷却した排気風の温度に比べて非常に低い。この為、ランプを排気した温度が高い風が電源を冷却した低温の排気風と混ぜ合うようにしている。これにより排気風が周囲の者に当たったとしても不快感が極力少なく成るようにしている。

図７は、本発明の実施例２の冷却装置を有する画像投射装置における排気ファン１７（筐体内排気ファン）と排気ファン１８（ランプ排気ファン）の排気風（吹き出し風）の合流方向の平面図である。

図７において、実施例１と異なる点は、排気ファン１８（ランプ排気ファン）が、排気ファン１７（筐体内排気ファン）に対して角度を持って配置されている点である。

この方式であれば、側板２４のスリット２４ｂにリブ２４ｃ（風向き変更壁）を設けずに、排気ファン１７（筐体内排気ファン）と排気ファン１８（ランプ排気ファン）の排気風を混ぜ合わせることが可能である。

この方式により、実施例１と同様、排気ファン１８（ランプ排気ファン）から排出された熱風は、排気風の温度が低い排気ファン１７（筐体内排気ファン）の排気風と混ぜ合わさり、排気風の比較的温度が低い状態で風の流れを形成することになる。その為、排気風が説明者、または傍聴者に当たっても不快感を極力軽減させる構成が可能となる。

尚、排気ファン１８（ランプ排気ファン）を排気ファン１７（筐体内排気ファン）に対して角度を持たせて配置することで排気風を合流（混合）させた。これに限らず、排気ファン１７（筐体内排気ファン）を排気ファン１８（ランプ排気ファン）に対して角度を持たせて配置しても良い。

本実施例では、排気ファン１７（筐体内排気ファン）と排気ファン１８（ランプ排気ファン）からの排気風を混ぜ合わせることができる構成であればどのような構成であっても良い。

本実施例では、ランプ排気ファンと、筐体内排気ファンを並列に配置する一方、ランプ排気ファンの風向き方向が、筐体内排気ファンの風向き方向に対して交わるように角度を持って配置している。

このように、ランプ排気ファンと筐体内排気ファンの配置角度を変更するだけの簡単な構成で、排気風の温度が低い筐体内排気ファンの排気風を、排気風の温度が高温なランプ排気ファンの排気風と混ぜ合わせることができる。

この結果、排気風が説明者、または傍聴者に当たっても不快感を極力軽減させることができる画像投射装置が得られる。

本発明の冷却装置を有する画像投射装置の実施例１の分解斜視図 図１の画像投射装置の光学構成図 本発明の実施例１の一部分の分解斜視図 本発明の実施例１の一部分の斜視図 本発明の実施例１の一部分の詳細斜視図 本発明の実施例１の一部分の平面図 本発明の実施例２の一部分の平面図

符号の説明

１は光源ランプ、２はランプホルダー、３は防爆ガラス、４はガラス押さえ、５は投射レンズ、６は光学ボックス、７は光学ボックス蓋、８は電源、９は電源フィルタ、１０はバラスト電源、１１は回路基板、１２Ａ・１２Ｂは光学冷却ファン（吹き付けファン）、１３はＲＧＢダクト、１４はランプ冷却ファン、１５はランプダクト、１６はランプダクト、１７は排気ファン（筐体内排気ファン、及び電源用冷却ファン）、１８は排気ファン（ランプ排気ファン）、１９はランプ排気ルーバー、２０はランプ排気ルーバー、２１は外装キャビネット、２２は外装キャビネット蓋（外装ケース）、２３は側板、２４は側板、２４ｂはスリット、２４ｃはリブ（風向き変更壁）、２５はインターフェース基板、２６はインターフェース補強板、２７は排気ボックス、２８はランプ蓋、２９はセット調整脚、３０はＲＧＢ吸気プレート、３１はプリズムベース、３２はボックスサイドカバー（吹き付け風の送風口含む）、３３はＲＧＢダクトＢ、３４はＲＧＢ基板（駆動回路基板）、３５はＲＧＢ基板カバー、４１はランプ発光管（光源）、４２はリフレクター、６１Ｒ，６１Ｇ，６１Ｂは反射型液晶表示装置、６０，６６は偏光ビームスプリッター、αは照明光学系、βは色分解合成光学系。

Claims (7)

1. 筐体内に設けられたランプ及び該ランプからの光束が照射される部材を冷却するための冷却装置であって、
   該筐体には、該ランプを冷却するためのランプ冷却ファンと、
   該ランプ冷却ファンからの風であって、該ランプを流通させた風を排気するランプ排気ファンと、
   該筐体に設けた吸気口から空気を吸い込み、該部材を冷却するための部材冷却ファンと、
   該部材冷却ファンからの風であって、該部材を流通させた風を排気する筐体内排気ファンと、
   該ランプ排気ファンと該筐体内排気ファンは該筐体内で並列配置されており、該ランプ排気ファンから排気される風と該筐体内排気ファンから排気される風が通過するスリットと、
   該スリットを介して該筐体外へ風が排出されるとき、該ランプ排気ファンから排出される風の方向と該筐体内排気ファンから排気される風の方向が互いに交わるようにする風向き変更壁と、が設けられていることを特徴とする冷却装置。
2. 筐体内に設けられたランプ及び該ランプからの光束が照射される部材を冷却するための冷却装置であって、
   該筐体には、該ランプを冷却するためのランプ冷却ファンと、
   該ランプ冷却ファンからの風であって、該ランプを流通させた風を排気するランプ排気ファンと、
   該筐体に設けた吸気口から空気を吸い込み、該部材を冷却するための部材冷却ファンと、
   該部材冷却ファンからの風であって、該部材を流通させた風を排気する筐体内排気ファンと、が設けられており、
   該ランプ排気ファンと該筐体内排気ファンは、該筐体外へ風が排出されるとき、該ランプ排気ファンから排出される風の方向と該筐体内排気ファンから排気される風の方向が互いに交わるように角度をもって配置されていることを特徴とする冷却装置。
3. 筐体内に設けられたランプ及び該ランプからの光束が照射される部材を冷却するための冷却装置であって、
   該筐体には、該ランプを冷却するためのランプ冷却ファンと、
   該ランプ冷却ファンからの風であって、該ランプを流通させた風を排気する排気部を有するランプ排気ファンと、
   該筐体に設けた吸気口から空気を吸い込み、該部材を冷却するための部材冷却ファンと、
   該部材冷却ファンからの風であって、該部材を流通させた風を排気する排気部を有する筐体内排気ファンと、
   該ランプ排気ファンの排気部と該筐体内排気ファンの排気部が繋がるスリットとが設けられており、該スリットを介して該ランプ排気ファンから排出される風と、該筐体内排気ファンから排気される風が該筐体外へ排出されることを特徴とする冷却装置。
4. 筐体内に設けられた少なくとも２つの発熱する部材を冷却するための冷却装置であって、
   該筐体には、該２つの部材を流通した風のうち温度が高い方の風を排気するランプ排気ファンと、
   温度が低い方の風を排気する筐体内排気ファンと、
   該ランプ排気ファンから排気される風と該筐体内排気ファンから排気される風が通過する排気口と、該排気口を介して該筐体外へ風が排出されるとき、
   該ランプ排気ファンから排出される風の方向と該筐体内排気ファンから排出される風の方向が互いに交わるようにする風向き変更壁と、が設けられていることを特徴とする冷却装置。
5. 前記ランプ排気ファンと前記筐体内排気ファンは軸流ファンであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の冷却装置。
6. 前記筐体内には、前記ランプを駆動させる電源を有し、前記筐体内排気ファンは、該電源を流通する風を該筐体外へ排出していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の冷却装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の冷却装置と、該冷却装置内のランプからの光束で照明された画像表示素子と、該画像表示素子で形成された画像を被投射面に投射する投射光学系とを有することを特徴とする画像投射装置。

Images