JP4774762B2 - 光源装置及びそれを備えたプロジェクタ - Google Patents

Description

この発明は、光源装置及びそれを備えたプロジェクタに関する。

画像表示素子の表示画像を投影するプロジェクタは、プロジェクタケース内に、入射光の出射を制御して画像を表示する画像表示素子と、前記画像表示素子の表示画像を外部の投影面に投影する投影レンズと、光源装置と、前記光源装置からの投射光を前記画像表示素子に入射させる光源側光学系とを設けた構成となっている。

この種のプロジェクタには、光源ランプと、前面が開放する凹面反射体からなり、内部に配置された前記光源ランプからの放射光を反射して前方に出射するリフレクタと、前記リフレクタの外部に配置された空冷用ファンと、前記ファンからの冷却風を導いて前記リフレクタ内に流入させる導風手段とを備えた光源装置が利用されている（特許文献１、２参照）。
特開平１０― ２３３５５号公報 特開平１０―１０６３０７号公報

しかし、従来の光源装置は、空冷用ファンからの冷却風によりリフレクタ内を全体的に空冷するものであるため、光源ランプの高発熱部の空冷効果が充分でなく、そのために、
前記光源ランプが部分的に異常発熱し、ランプ寿命やランプ性能が低下するという問題をもっている。

この発明は、光源ランプの部分的な異常発熱を無くし、ランプ寿命やランプ性能を長期間維持することができる光源装置を提供するとともに、その光源装置を備えたプロジェクタを提供することを目的としたものである。

この発明の光源装置は、光源ランプと、前面が開放する凹面反射体からなり、内部に配置された前記光源ランプからの放射光を反射して前方に出射するリフレクタと、前面に防爆ガラスを備えた光投射部を有し、前記リフレクタの前側にその開放部を覆って設けられた防爆カバーと、前記防爆カバーの周面に設けられた冷却風流入口及び流出口と、前記リフレクタ及び防爆カバーの外部に配置された空冷用ファンと、前記ファンからの冷却風を主冷却風と副冷却風とに分流して前記防爆カバーの冷却風流入口に導き、前記主冷却風を前記リフレクタ及び防爆カバー内の空間に流入させ、前記副冷却風を前記光源ランプの高発熱部に向けて流入させる導風手段とからなり、前記導風手段は、主風路と、前記主風路よりも断面積の小さい副風路とを有し、一端を前記空冷用ファンの送風口に接続され、他端を防爆カバーの冷却風流入口に接続された導風ダクトからなり、前記防爆カバーの冷却風流入口は、前記防爆カバーの周面の一側部に防爆カバー周方向に沿わせて形成されており、前記導風ダクトの主風路は、その前後面が前記主風路の上流側から下流側に向かって前記防爆カバーの冷却風流入口と略同じ幅に広がる扇状路に形成されるとともに、前記主風路内に、この主風路内を流れる主冷却風の向きを、前記冷却風流入口の中央部よりも一端側の領域から前記リフレクタ及び前記防爆カバー内の空間に流入する第１の方向と、前記冷却風流入口の他端側の領域から前記リフレクタ及び前記防爆カバー内の空間に流入する第２の方向とに切換える風向切換え板が設けられていることを特徴とする。

この光源装置において、前記導風手段は、前記副冷却風を、前記光源ランプの電極端子突出部に向けて流入させるように構成するのが好ましい。

また、この光源装置においては、前記防爆カバー内に、その周面の冷却風流入口から流入した主冷却風を前記リフレクタ方向に案内する冷却風ガイドを設けるのが望ましい。

この発明のプロジェクタは、
外気を取込む吸気部と内部の空気を排出する排気部とが設けられたプロジェクタケース内に、
入射光の出射を制御して画像を表示する画像表示素子と、
前記画像表示素子の表示画像を外部の投影面に投影する投影レンズと、
光源ランプと、前面が開放する凹面反射体からなり、内部に配置された前記光源ランプからの放射光を反射して前方に出射するリフレクタと、前面に防爆ガラスを備えた光投射部を有し、前記リフレクタの前側にその開放部を覆って設けられた防爆カバーと、前記防爆カバーの周面に設けられた冷却風流入口及び流出口と、前記リフレクタ及び前記防爆カバーの外部に配置された空冷用ファンと、前記ファンからの冷却風を主冷却風と副冷却風とに分流して前記防爆カバーの冷却風流入口に導き、前記主冷却風を前記リフレクタ及び前記防爆カバー内の空間に流入させ、前記副冷却風を前記光源ランプの高発熱部に向けて流入させる導風手段とからなる光源装置と、
前記光源装置からの出射光を前記画像表示素子に入射させる光源側光学系とを設け、
光源装置の前記防爆カバーの冷却風流入口は、前記防爆カバーの周面の一側部に前記防爆カバー周方向に沿わせて形成され、前記導風手段は、主風路と、前記主風路よりも断面積の小さい副風路とを有し、一端を前記空冷用ファンの送風口に接続され、他端を前記防爆カバーの冷却風流入口に接続された導風ダクトからなっており、前記導風ダクトの主風路は、その前後面が前記主風路の上流側から下流側に向かって前記防爆カバーの冷却風流入口と略同じ幅に広がる扇状路に形成されるとともに、前記主風路内に、この主風路内を流れる主冷却風の向きを、前記冷却風流入口の中央部よりも一端側の領域から前記リフレクタ及び前記防爆カバー内の空間に流入する第１の方向と、前記冷却風流入口の他端側の領域から前記リフレクタ及び前記防爆カバー内の空間に流入する第２の方向とに切換える風向切換え板が設けられていることを特徴とする。

また、プロジェクタケースの底面を下向きにした状態と、前記プロジェクタケースの底面を上向きにした状態のいずれでも使用可能な天地両用型のプロジェクタにおいては、前記光源装置を、前記防爆カバーの冷却風流入口の一端側をプロジェクタケースの上面方向に向け、前記冷却風流入口の他端側を前記プロジェクタケースの底面方向に向けて配置するのが好ましい。

その場合、前記光源装置の導風ダクトの主風路内の風向切換え板は、前記主風路の長さ方向に沿う帯板状をなし、その長さ方向の中間部を前記主風路の幅方向の中央部に回動自在に枢支されるとともに、前記主風路の上流方向の端部に重錘が設けられた回動板からなり、前記重錘の重量により、プロジェクタケースの底面を下向きにしたときに前記上流方向の端部が前記主風路の下側壁に当接し、下流方向の端部が前記主風路の上側壁に対して通風間隔を存して対向する傾き状態に回動し、前記プロジェクタケースの底面を上向きにしたときに、前記上流方向の端部が前記主風路の上側壁に当接し、前記下流方向の端部が前記主風路の下側壁に対して通風間隔を存して対向する傾き状態に回動するものが好ましい。

この発明の光源装置は、光源ランプと、前面が開放する凹面反射体からなり、内部に配置された前記光源ランプからの放射光を反射して前方に出射するリフレクタと、前面に防爆ガラスを備えた光投射部を有し、前記リフレクタの前側にその開放部を覆って設けられた防爆カバーと、前記防爆カバーの周面に設けられた冷却風流入口及び流出口と、前記リフレクタ及び防爆カバーの外部に配置された空冷用ファンと、前記ファンからの冷却風を主冷却風と副冷却風とに分流して前記防爆カバーの冷却風流入口に導き、前記主冷却風を前記リフレクタ及び防爆カバー内の空間に流入させ、前記副冷却風を前記光源ランプの高発熱部に向けて流入させる導風手段とからなるものであるため、前記光源ランプの高発熱部を、前記リフレクタ及び防爆カバー内の空間に流入した前記主冷却風と、前記高発熱部に向かって流入した前記副冷却風とにより二重に空冷することができ、したがって、前記光源ランプの部分的な異常発熱を無くし、ランプ寿命やランプ性能を長期間維持することができる。また、前記導風手段は、主風路と、前記主風路よりも小さい断面積の副風路とを有し、一端を空冷用ファンの送風口に接続され、他端を前記防爆カバーの冷却風流入口に接続された導風ダクトであり、このような導風ダクトを用いることにより、前記空冷用ファンからの冷却風を、前記主風路内を流れる主冷却風と前記副風路内を流れる副冷却風とに分流して前記防爆カバーの冷却風流入口に導くことができる。さらに、前記防爆カバーの冷却風流入口を、前記防爆カバーの周面の一側部に防爆カバー周方向に沿わせて形成し、前記導風ダクトの主風路を、その前後面が前記主風路の上流側から下流側に向かって前記防爆カバーの冷却風流入口と略同じ幅に広がる扇状路に形成するとともに、前記主風路内に、この主風路内を流れる主冷却風の向きを、前記冷却風流入口の中央部よりも一端側の領域から前記リフレクタ及び防爆カバー内の空間に流入する第１の方向と、前記冷却風流入口の他端側の領域から前記リフレクタ及び防爆カバー内の空間に流入する第２の方向とに切換える風向切換え板を設け、このようにすることにより、前記導風ダクトの主風路からの主冷却風を、前記リフレクタ及び防爆カバー内の空間に、その空間の径方向の温度勾配に応じて、前記光源ランプとリフレクタ及び防爆カバーを効率良く空冷することができる側から流入させることができる。

この光源装置において、前記導風手段は、前記副冷却風を、前記光源ランプの電極端子突出部に向けて流入させるように構成するのが好ましく、このようにすることにより、光源ランプの最も高い発熱部である前記電極端子突出部の異常発熱を無くし、ランプ寿命やランプ性能をより長く維持することができる。

また、この光源装置においては、前記防爆カバー内に、その周面の冷却風流入口から流入した主冷却風を前記リフレクタ方向に案内する冷却風ガイドを設けるのが望ましく、このようにすることにより、前記冷却風流入口から流入した主冷却風をリフレクタ内方向に向けて流し、発熱源である光源ランプが配置されたリフレクタ内をより重点的に空冷することができる。

この発明のプロジェクタは、外気を取込む吸気部と内部の空気を排出する排気部とが設けられたプロジェクタケース内に、入射光の出射を制御して画像を表示する画像表示素子と、前記画像表示素子の表示画像を外部の投影面に投影する投影レンズと、前記この発明の光源装置と、前記光源装置からの投射光を前記画像表示素子に入射させる光源側光学系とを設けたものであり、このプロジェクタによれば、前記光源装置の光源ランプの寿命やランプ性能を長期間維持することができるため、維持費を低減することができる。また、前記光源装置は、前記防爆カバーの冷却風流入口を、前記防爆カバーの周面の一側部に防爆カバー周方向に沿わせて形成し、前記導風手段を、主風路と、前記主風路よりも断面積の小さい副風路とを有し、一端を空冷用ファンの送風口に接続され、他端を前記防爆カバーの冷却風流入口に接続された導風ダクトとし、前記導風ダクトの主風路を、その前後面が前記主風路の上流側から下流側に向かって前記防爆カバーの冷却風流入口と略同じ幅に広がる扇状路に形成するとともに、前記主風路内に、この主風路内を流れる主冷却風の向きを、前記冷却風流入口の中央部よりも一端側の領域から前記リフレクタ及び防爆カバー内の空間に流入する第１の方向と、前記冷却風流入口の他端側の領域から前記リフレクタ及び防爆カバー内の空間に流入する第２の方向とに切換える風向切換え板を設けた構成としているため、前記導風ダクトの主風路からの主冷却風を、前記リフレクタ及び防爆カバー内の空間に、その空間の径方向の温度勾配に応じて、前記光源ランプとリフレクタ及び防爆カバーを効率良く空冷することができる側から流入させ、前記リフレクタ及び防爆カバーの外面からの輻射熱の温度を低くし、プロジェクタケース内に配置された電子部品等への熱影響を無くすとともに、前記プロジェクタケースの昇温も低くすることができる。

また、プロジェクタケースの底面を下向きにした状態と、前記プロジェクタケースの底面を上向きにした状態のいずれでも使用可能な天地両用型のプロジェクタにおいては、前記光源装置を、前記防爆カバーの冷却風流入口の一端側をプロジェクタケースの上面方向に向け、前記冷却風流入口の他端側を前記プロジェクタケースの底面方向に向けて配置するのが好ましく、このようにすることにより、前記導風ダクトの主風路からの主冷却風を、前記リフレクタ及び防爆カバー内の空間に、光源ランプの上側の温度の高い領域側から流入させ、その主冷却風により前記光源ランプとリフレクタ及び防爆カバーを効率良く空冷することができる。

その場合、前記光源装置の導風ダクトの主風路内の風向切換え板は、前記主風路の長さ方向に沿う帯板状をなし、その長さ方向の中間部を前記主風路の幅方向の中央部に回動自在に枢支されるとともに、前記主風路の上流方向の端部に重錘が設けられた回動板からなり、前記重錘の重量により、プロジェクタケースの底面を下向きにしたときに前記上流方向の端部が前記主風路の下側壁に当接し、下流方向の端部が前記主風路の上側壁に対して通風間隔を存して対向する傾き状態に回動し、前記プロジェクタケースの底面を上向きにしたときに、前記上流方向の端部が前記主風路の上側壁に当接し、前記下流方向の端部が前記主風路の下側壁に対して通風間隔を存して対向する傾き状態に回動するものが好ましく、このようにすることにより、プロジェクタケースの天地反転に連動させて、前記風向切換え板を、前記リフレクタ及び防爆カバー内の空間に光源ランプの上側の温度の高い領域側から主冷却風を流入させる向きに自動回動させることができる。

図１〜図７はこの発明の一実施例を示しており、図１及び図２はプロジェクタの斜視図及び水平面に沿う断面図、図３は前記プロジェクタの光源装置の平面図、図４及び図５は前記光源装置の側面図及び背面図、図６は図４のVI−VI線に沿う拡大断面図、図７は図３のVII−VII線に沿う拡大断面図である。

まず、図１及び図２に示したプロジェクタについて説明すると、このプロジェクタは、プロジェクタケース１の底面を下向きにした状態と、前記プロジェクタケース１の底面を上向きにした状態のいずれでも使用可能な天地両用型プロジェクタであり、前記プロジェクタケース１内に、入射光の出射を制御して画像を表示する画像表示素子１１と、前記画像表示素子１１の表示画像を図示しない外部の投影面に投影する投影レンズ１２と、前記画像表示素子１１に入射させる光を投射する光源装置１４と、前記光源装置１４からの投射光を前記画像表示素子１１に入射させる光源側光学系３２とを設けたものである。

前記投影レンズ１２はズーミングレンズであり、プロジェクタケース１の左右いずれか一方の側面の近傍に、レンズ光軸をプロジェクタケース１の前後方向に向けるとともに、出射端をプロジェクタケース１の前面に設けられた投影窓２に対向させ、ズーミング操作部１３を前記プロジェクタケース１の側面に設けられたズーミング用開口３に対応させて配置されている。

前記画像表示素子１１は、その表示面から入射した光を反射して前記表示面から出射する反射型表示素子であり、この実施例では、複数のマイクロミラー（図示せず）が行方向及び列方向にマトリックス状に配列した表示エリアを有するマイクロミラー表示素子を用いている。以下、この反射型画像表示素子１１をマイクロミラー表示素子という。

このマイクロミラー表示素子１１は、その正面方向に対して一方の方向に傾いた入射方向から所定の入射角で入射した光の反射方向を、前記複数のマイクロミラーの傾き方向の切換えにより前記正面方向と斜め方向とに制御して画像を表示するものであり、前記投影レンズ１２の後方に、正面方向に反射される画像光の出射方向を投影レンズ１２の入射端に向けて配置されている。

そして、前記光源装置１４は、前記プロジェクタケース１内のマイクロミラー表示素子１１及び投影レンズ１２の配置側とは反対側、つまり前記マイクロミラー表示素子１１から出射して投影レンズ１２に入射する画像光の光路の側方に配置されており、この光源装置１４と前記マイクロミラー表示素子１１との間に、前記光源装置１４からの投射光をマイクロミラー表示素子１１にその表示面から入射させる光源側光学系３２が設けられている。

また、前記プロジェクタケース１のマイクロミラー表示素子１１及び投影レンズ１２が配置された側の側面には外気を取込む吸気部５が設けられ、その反対側、つまり光源装置１４が配置された側の側面には内部の空気を排出する排気部６が設けられており、プロジェクタケース１内には、前記排気部６に対応させて、プロジェクタケース１内の空気を強制排気するための複数台の空冷ファン７ａ，７ｂ，７ｃが配置されている。

さらに、前記プロジェクタケース１の上面には放音部８とキーボード９が設けられており、プロジェクタケース１内には、前記放音部８に対応させて図示しないスピーカが配置されるとともに、前記マイクロミラー表示素子１１、投影レンズ１２、光源装置１４及び光源側光学系３２の配置部を避けて、電源部、表示素子駆動回路、光源駆動回路、スピーカ駆動回路、ファン駆動回路等を備えた制御ユニット１０が配置されている。

次に、前記プロジェクタの光源装置１４について説明すると、この光源装置１４は、図３〜図７に示したように、光源ランプ１５と、前面が開放する凹面反射体からなり、内部に配置された前記光源ランプ１５からの放射光を反射して前方に出射するリフレクタ１６と、前面に防爆ガラス２０を備えた光投射部１９を有し、前記リフレクタ１６の前側にその開放部を覆って設けられた防爆カバー１８と、前記防爆カバー１８の周面に設けられた冷却風流入口２１及び流出口２２と、前記リフレクタ１６及び防爆カバー１８の外部に配置された空冷用ファン２３と、前記ファン２３からの冷却風を主冷却風と副冷却風とに分流して前記防爆カバー１８の冷却風流入口２１に導き、前記主冷却風を前記リフレクタ１６及び防爆カバー１８内の空間に流入させ、前記副冷却風を前記光源ランプ１５の高発熱部に向けて流入させる導風手段２４とからなっている。

前記光源ランプ１５は、中間部に球状の膨らみ部を有する細長ガラスバルブ内に、一対の棒状電極が、それぞれの先端を前記膨らみ部内において近接対向させ、それぞれの電極端子１５ａ，１５ｂを前記ガラスバルブの両端から外部に突出させて設けられ、前記ガラスバルブ内に前記電極の先端間に発生するアークにより発光する物質が封入されたアークランプ、例えば超高圧水銀ランプである。

この光源ランプ１５は、その軸線を前記リフレクタ１６の中心線に一致させるとともに、一方の電極端子突出部をリフレクタ１６の開放端付近に位置させて前記リフレクタ１６内に配置され、他端部を、リフレクタ後端の中心に設けられたランプ挿通孔に挿通されて、前記リフレクタ１６の後端の中心部の外側に設けられた円筒状のランプ支持部１７に支持されている。なお、この実施例では、前記ランプ支持部１７をリフレクタ１６とは別体の部材としているが、前記リフレクタ１６の後端の中心に一体に円筒状のネック部を形成し、そのネック部をランプ支持部としてもよい。

前記リフレクタ１６は、耐熱性ガラスからなるリフレクタ本体の内周面または外周面に反射膜（図示せず）を設けたガラスリフレクタであり、その周面は、前記光源ランプ１５からの放射光をリフレクタ中心線上の一点に集光する方向に反射してリフレクタ前面の開放部から出射する楕円球面に形成されている。

なお、図では省略しているが、前記光源ランプ１５の両端に突出された電極端子１５ａ，１５ｂにはそれぞれ、これらの電極端子１５ａ，１５ｂを前記制御ユニット１０の光源駆動回路に接続するためのリード線が接続されており、そのうち、リフレクタ１６内側の電極端子１５ａに接続されたリード線は、リフレクタ１６の一部に設けられたリード通し穴からリフレクタ１６外に導出されている。

また、前記防爆カバー１８は、前記リフレクタ１６の開放端の直径と略同じ幅を有する正方形状の角筒部と、この角筒部の後端に形成され、前記リフレクタ１６の開放端と略同じ径の円形開口が設けられた後面部と、前記角筒部の前端に形成され、中心部に防爆ガラス２０が嵌着された円形開口からなる光投射部１９が設けられた前面部とからなっており、この防爆カバー１８の周面の一側部、つまり前記角筒部の一側面に、防爆カバー１８の周方向に沿わせて前記側面の略全幅にわたる長さの冷却風流入口２１が形成され、前記角筒部の反対側の側面の中央部に冷却風流出口２２が形成されている。

そして、この防爆カバー１８は、その後面部の円形開口を前記リフレクタ１６の開放部に対向させ、その開口の周縁部を前記リフレクタ１６の開放端に当接させて前記リフレクタ１６に取付けられている。

一方、前記空冷用ファン２３は例えばシロッコファンであり、外部に開放する吸気口２３ａと、前記導風手段２４に接続される送風口２３ｂとを有している。

また、前記空冷用ファン２３からの冷却風を主冷却風と副冷却風とに分流して前記防爆カバー１８の冷却風流入口２１に導く導風手段２４は、主風路２５と、前記主風路２５よりも断面積の小さい副風路２６とを有し、一端を前記空冷用ファン２３の送風口２３ｂに接続され、他端を前記防爆カバーの冷却風流入口２１に接続された導風ダクトからなっている。以下、この導風手段２４を導風ダクトという。

この導風ダクト２４は、前記防爆カバー１８の冷却風流入口２１が形成された側面に対して略直角な方向に沿うダクト本体部２４ａと、このダクト本体部２４ａの上流側（空冷用ファン２３からの冷却風の流入側）の端部に形成され、ダクト本体部２４ａの前方に向かって開口するファン接続部２４ｂとからなっており、前記主風路２５は、前記ダクト本体部２４ａの略全長にわたって、その上流側端を前記ファン接続部２４ｂに連通させて形成され、前記副風路２６は、前記主風路２５の後面側、つまりファン接続部２４ｂとは反対側の面の外側に、前記ダクト本体部２４ａの略全長にわたって、その上流側端を前記主風路２５に連通させて形成されている。

つまり、前記主風路２５と副風路２６はそれぞれ、その上流側端において前記ファン接続部２４ｂに連通しており、前記ファン接続部２４ｂから導風ダクト２４内に流入した冷却風を、図６に矢線で示したように、前記主風路２５に流入した主冷却風と前記副風路２６に流入した副冷却風とに分流して前記防爆カバー１８の冷却風流入口２１に導く。

そして、前記導風ダクト２４の主風路２５は、その前後面が前記主風路２５の上流側から下流側に向かって前記防爆カバー１８の冷却風流入口２１と略同じ幅に広がる扇状路に形成されており、副風路２６は、前記主風路２５の中心線Ｏに沿う直線路に形成されている。

すなわち、前記主風路２５は、その上流側から下流側に向かって扇状に広がる形状に形成された互いに平行な前面及び後面と、この扇状の前後面の一方の側縁間及び他方の側縁間に形成された一対の側面とにより形成されており、前記副風路２６は、前記主風路２５の扇状後面の前記中心線Ｏに沿う中央部と、その部分の外面に対して所定の間隔で平行に対向する細長面と、この細長面の両側縁と前記主風路２５の扇状後面との間に形成された一対の側面とにより形成されている。

そして、前記防爆カバー１８の冷却風流入口２１は、前記主風路２５の上流側の開口端に対応する主冷却風流入部の後縁側の中央部に、前記副風路２６の上流側の開口端に対応する副冷却風流入部を前記主冷却風流入部と連続させて形成した形状に形成されており、前記導風ダクト２４の上流側端は、前記冷却風流入口２１に、前記主風路２５からの主冷却風を前記冷却風流入口２１の主冷却風流入部から前記リフレクタ１６及び防爆カバー１８内の空間に流入させ、前記副風路２６からの副冷却風を前記冷却風流入口２１の副冷却風流入部から前記光源ランプ１５のリフレクタ１６内側の電極端子１５ａの突出部に向けて流入させるように接続されている。

また、前記防爆カバー１８内には、前記冷却風流入口２１の前縁側からリフレクタ１６方向に張出し、前記冷却風流入口２１から流入した前記主冷却風をリフレクタ１６方向に案内する冷却風ガイド２７が設けられている。

さらに、前記導風ダクト２４の主風路２５内には、この主風路２５内を流れる主冷却風の向きを、前記防爆カバー１８の冷却風流入口２１の中央部よりも一端側の領域から前記リフレクタ１６及び防爆カバー１８内の空間に流入する第１の方向と、前記冷却風流入口２１の他端側の領域から前記リフレクタ１６及び防爆カバー１８内の空間に流入する第２の方向とに切換える風向切換え板２８が設けられている。

前記風向切換え板２８は、前記主風路２５の長さ方向に沿う帯板状をなし、その長さ方向の中間部を前記主風路２５の幅方向の中央部に回動自在に枢支されるとともに、前記主風路２５の上流方向の端部に重錘２９が設けられた回動板からなっている。

なお、この風向切換え板２８は、その両側縁が前記主風路２５の扇状の前後面の内面にそれぞれ略気密状態で摺接する幅と、前記主風路２５の略全長にわたる長さとを有していおり、その長さ方向の中間部を、前記主風路２５の中心線Ｏ上に前記扇状の前後面に対して垂直に設けられた支軸３０により枢支されている。

この風向切換え板２８は、前記重錘２９の重量により、光源装置１４を前記防爆カバー１８の冷却風流入口２１の一端側を上方に向けて配置したときに、図７に実線で示したように、前記重錘２９を有する上流方向の端部が前記主風路２５の下側壁に当接し、下流方向の端部が前記主風路２５の上側壁に対して通風間隔を存して対向する傾き状態に回動し、前記光源装置１４を前記防爆カバー１８の冷却風流入口２１の他端側を上方に向けて配置したときに、図７に鎖線で示したように、前記上流方向の端部が前記主風路２５の上側壁に当接し、前記下流方向の端部が前記主風路２５の下側壁に対して通風間隔を存して対向する傾き状態に回動する。

なお、前記重錘２９は、前記風向切換え板２８の板幅と同じ長さを有し、一側を前記風向切換え板２８の上流方向の端縁に固定された丸棒からなっており、前記主風路２５の風向切換え板当接部は、その部分を主風路２５の外面方向に凹入させた前記重錘２９を受入れる形状に形成されている。

また、前記防爆カバー１８のリフレクタ１６側の開口部の中央部には、前記風向切換え板２８の下流方向端部の回動範囲に対応させて、前記風向切換え板２８の下流方向端部に摺接する仕切り部材が設けられている。

前記光源装置１４は、前記光源ランプ１５からの放射光を、楕円球面に形成された凹面反射体からなるリフレクタ１６によりその中心軸線上に集光する方向に反射して前方に出射し、その光を、前記リフレクタ１６の前側にその開放部を覆って設けられた防爆カバー１８の前面の防爆ガラス２０を備えた光投射部１９から前方に投射するものであり、前記光源ランプ１５とリフレクタ１６及び防爆カバー１８は、前記リフレクタ１６及び防爆カバー１８の外部に配置された空冷用ファン２３からの冷却風により空冷される。

この光源装置１４は、前記光源ランプ１５と、前面が開放する凹面反射体からなり、内部に配置された前記光源ランプ１５からの放射光を反射して前方に出射するリフレクタ１６と、前面に防爆ガラス２０を備えた光投射部１９を有し、前記リフレクタ１６の前側にその開放部を覆って設けられた防爆カバー１８と、前記防爆カバー１８の周面に設けられた冷却風流入口２１及び流出口２２と、前記リフレクタ１６及び防爆カバー１８の外部に配置された空冷用ファン２３と、前記ファン２３からの冷却風を主冷却風と副冷却風とに分流して前記防爆カバー１８の冷却風流入口２１に導き、前記主冷却風を前記リフレクタ１６及び防爆カバー１８内の空間に流入させ、前記副冷却風を前記光源ランプ１５の高発熱部に向けて流入させる導風ダクト２４とからなるものであるため、前記光源ランプ１５の高発熱部を、前記リフレクタ１６及び防爆カバー１８内の空間に流入した前記主冷却風と、前記高発熱部に向かって流入した前記副冷却風とにより二重に空冷することができ、したがって、前記光源ランプ１５の部分的な異常発熱を無くし、ランプ寿命やランプ性能を長期間維持することができる。

この実施例の光源装置１４は、上述したように、前記導風ダクト２４からの副冷却風を、前記光源ランプ１５の電極端子突出部に向けて流入させるようにしているため、光源ランプ１５の最も高い発熱部である前記電極端子突出部の異常発熱を無くし、ランプ寿命やランプ性能をより長く維持することができる。

また、この光源装置１４は、前記防爆カバー１８内に、その周面の冷却風流入口２１から流入した主冷却風をリフレクタ１６方向に案内する冷却風ガイド２７を設けているため、前記冷却風流入口２１から流入した主冷却風をリフレクタ内方向に向けて流し、発熱源である光源ランプ１５が配置されたリフレクタ１６内をより重点的に空冷することができる。

また、この光源装置１４は、空冷用ファン２３からの冷却風を、主風路２５と、前記主風路２５よりも小さい断面積の副風路２６とを有し、一端を前記空冷用ファン２３の送風口２３ｂに接続され、他端を前記防爆カバー１８の冷却風流入口２１に接続された導風ダクト２４により前記防爆カバー１８の冷却風流入口２１に導くようにしているため、前記空冷用ファン２３からの冷却風を、前記主風路２５内を流れる主冷却風と前記副風路２６内を流れる副冷却風とに分流して前記防爆カバー１８の冷却風流入口２１に導くことができる。

さらに、この光源装置１４は、前記防爆カバー１８の冷却風流入口２１を、前記防爆カバー１８の周面の一側部に防爆カバー周方向に沿わせて形成し、前記導風ダクト２４の主風路２５を、その前後面が前記主風路２５の上流側から下流側に向かって前記防爆カバー１８の冷却風流入口２１と略同じ幅に広がる扇状路に形成するとともに、前記主風路２５内に、この主風路２５内を流れる主冷却風の向きを、前記冷却風流入口２１の中央部よりも一端側の領域から前記リフレクタ１６及び防爆カバー１８内の空間に流入する第１の方向と、前記冷却風流入口２１の他端側の領域から前記リフレクタ１６及び防爆カバー１８内の空間に流入する第２の方向とに切換える風向切換え板２８を設けているため、前記導風ダクト２４の主風路２５からの主冷却風を、前記リフレクタ１６及び防爆カバー１８内の空間に、その空間の径方向の温度勾配に応じて、前記光源ランプ１５とリフレクタ１６及び防爆カバー１８を効率良く空冷することができる側から流入させることができる。

前記光源装置１４は、図２に示したように、前記プロジェクタケース１内に、前記防爆カバー１８の導風ダクト２４が接続された側を横方向に向けるとともに、前記防爆カバー１８の冷却風流入口２１の一端側をプロジェクタケース１の上面方向に向け、前記冷却風流入口２１の他端側を前記プロジェクタケース１の底面方向に向けた状態で、この光源装置１４からの光の投射方向を、前記マイクロミラー表示素子１１から出射して投影レンズ１２に入射する画像光の光路に向けて配置されている。

また、前記光源装置１４からの投射光を前記マイクロミラー表示素子１１に入射させる光源側光学系３２は、前記光源装置１４からの投射光を一端面から入射させ、その光の強度分布を均一化させて他端面から出射する導光ロッド３３と、前記導光ロッド３３からの出射光を平行光に補正するコンデンサレンズ３４と、前記コンデンサレンズ３４からの出射光を反射して前記マイクロミラー表示素子１１にその表示面から所定の入射角（マイクロミラー表示素子１１の正面方向に対して一方の方向に傾いた入射角）で入射させる反射板３５とにより構成されている。

なお、前記導光ロッド３３は、前記マイクロミラー表示素子１１の表示エリアに対応する断面形状を有する角棒体または角筒体からなっており、その一端面から入射した光をロッド外周面と外気（空気）との界面またはロッド外周面に形成された反射膜により反射して屈折させながら導き、強度分布を均一化した光を他端面から出射する。

そして、前記導光ロッド３３とコンデンサレンズ３４は、前記マイクロミラー表示素子１１から出射して投影レンズ１２に入射する画像光の光路と前記光源装置１４との間に配置されており、前記反射板３５は、前記画像光の光路を挟んで前記光源装置１４の配置側とは反対側に配置されている。

また、このプロジェクタでは、図２に示したように、前記光源装置１４からの光の投射側に、扇形状の赤、緑、青の３色のカラーフィルタを周方向に交互に並べて設けた円板状の回転板からなり、モータ３７により高速で回転駆動されるカラーホィール３６を配置し、前記光源装置１４からの投射光を前記カラーホィール３６により赤、緑、青の３色の単位色に順次着色してマイクロミラー表示素子１１に入射させるとともに、前記マイクロミラー表示素子１１の各画素に、前記赤、緑、青の３色の単位色光の入射期間に対応させて赤、緑、青の３色の単位色画像データを順次書込むことにより、前記マイクロミラー表示素子１１に赤、緑、青の３色の単位色画像を順次表示させ、その単位色画像を順次外部の投影面に投影して赤、緑、青の３色の単位色画像が重なって見えるフルカラー画像を投影面に表示するようにしている。

なお、前記カラーホィール３６は、光源装置１４の投射側に限らず、前記光源側光学系３２の光路内または前記マイクロミラー表示素子１１から出射して投影レンズ１２に入射する画像光の光路に配置してもよい。

このプロジェクタは、外気を取込む吸気部５と内部の空気を排出する排気部６とが設けられたプロジェクタケース１内に、入射光の出射を制御して画像を表示するマイクロミラー表示素子１１と、前記マイクロミラー表示素子１１の表示画像を外部の投影面に投影する投影レンズ１２と、前記光源装置１４と、この光源装置１４からの投射光を前記マイクロミラー表示素子１１に入射させる光源側光学系３２とを設けたものであり、このプロジェクタによれば、前記光源装置１４の光源ランプ１５の寿命やランプ性能を長期間維持することができるため、維持費を低減することができる。

また、このプロジェクタは、前記光源装置１４を、前記防爆カバー１８の冷却風流入口２１を、前記防爆カバー１８の周面の一側部に防爆カバー周方向に沿わせて形成し、空冷用ファン２３からの冷却風を主冷却風と副冷却風とに分流して前記防爆カバー１８の冷却風流入口２１に導く導風手段を、主風路２５と、前記主風路２５よりも断面積の小さい副風路２６とを有し、一端を前記空冷用ファン２３の送風口２３ｂに接続され、他端を前記防爆カバー１８の冷却風流入口に接続された導風ダクト２４とし、前記導風ダクト２４の主風路２５を、その前後面が前記主風路２５の上流側から下流側に向かって前記防爆カバー１８の冷却風流入口２１と略同じ幅に広がる扇状路に形成するとともに、前記主風路２５内に、この主風路２５内を流れる主冷却風の向きを、前記冷却風流入口２１の中央部よりも一端側の領域から前記リフレクタ１６及び防爆カバー１８内の空間に流入する第１の方向と、前記冷却風流入口２１の他端側の領域から前記リフレクタ１６及び防爆カバー１８内の空間に流入する第２の方向とに切換える風向切換え板２８を設けた構成としているため、前記導風ダクト２４の主風路２５からの主冷却風を、前記リフレクタ１６及び防爆カバー１８内の空間に、その空間の径方向の温度勾配に応じて、前記光源ランプ１５とリフレクタ１６及び防爆カバー１８を効率良く空冷することができる側から流入させ、前記リフレクタ１６及び防爆カバー１８の外面からの輻射熱の温度を低くし、プロジェクタケース１内に配置された電子部品等への熱影響を無くすとともに、前記プロジェクタケース１の昇温も低くすることができる。

この実施例のプロジェクタは、プロジェクタケース１の底面を下向きにした状態と、前記プロジェクタケース１の底面を上向きにした状態のいずれでも使用可能な天地両用型プロジェクタであり、前記光源装置１４を上述したように、前記防爆カバー１８の冷却風流入口２１の一端側をプロジェクタケース１の上面方向に向け、前記冷却風流入口２１の他端側を前記プロジェクタケース１の底面方向に向けて配置しているため、前記導風ダクト２４の主風路２５からの主冷却風を、前記リフレクタ１６及び防爆カバー１８内の空間に、光源ランプ１５の上側の温度の高い領域側から流入させ、その主冷却風により前記光源ランプ１５とリフレクタ１６及び防爆カバー１８を効率良く空冷することができる。

そして、この実施例のプロジェクタは、前記光源装置１４の導風ダクト２４の主風路２５内の風向切換え板２８を、前記主風路２５の長さ方向に沿う帯板状をなし、その長さ方向の中間部を前記主風路２５の幅方向の中央部に回動自在に枢支されるとともに、前記主風路２５の上流方向の端部に重錘２９が設けられた回動板からなり、前記重錘２９の重量により、プロジェクタケース１の底面を下向きにしたときに前記上流方向の端部が前記主風路２５の下側壁に当接し、下流方向の端部が前記主風路２５の上側壁に対して通風間隔を存して対向する傾き状態に回動し、前記プロジェクタケース１の底面を上向きにしたときに、前記上流方向の端部が前記主風路２５の上側壁に当接し、前記下流方向の端部が前記主風路２５の下側壁に対して通風間隔を存して対向する傾き状態に回動するものとしているため、プロジェクタケース１の天地反転に連動させて、前記風向切換え板２８を、前記リフレクタ１６及び防爆カバー１８内の空間に光源ランプ１５の上側の温度の高い領域側から主冷却風を流入させる向きに自動回動させることができる。

なお、上記実施例の光源装置１４では、導風ダクト２４により防爆カバー１８の冷却風流入口２１に導かれた主冷却風と副冷却風のうち、前記副冷却風を、光源ランプ１５の電極端子突出部に向けて流入させるようにしているが、前記副冷却風は、前記光源ランプ１５の他の高発熱部に向けて流入させるようにしてもよく、また、導風ダクト２４に主風路と複数の副風路を設け、その各副風路からの副冷却風を前記光源ランプ１５の複数の高発熱部に向けて流入させるようにしてもよい。

また、前記導風ダクト２４の主風路及び副風路を流れる主冷却風と副冷却風の一方または両方は、その風路の断面積を変化させる絞り機構を設けることにより、風量及び風圧を微調整できるようにしてもよい。

さらに、上記実施例の光源装置１４は、導風ダクト２４の主風路２５内の風向切換え板２８を、その上流方向の端部に設けた重錘２９の重量により、プロジェクタケース１の天地反転に連動させて自動回動させるようにしているが、前記風向切換え板２８は、他の回動機構や手動操作により回動させるようにしてもよい。

また、前記光源装置１４は、上記実施例の天地両用型プロジェクタに限らず、プロジェクタケースの底面を下向きにした状態でのみ使用されるプロジェクタにも適用することができ、その場合は、前記導風ダクト２４の主風路２５内の風向切換え板２８を省略してもよい。

前記風向切換え板２８を省略する場合、前記導風ダクト２４の主風路２５は、リフレクタ１６及び防爆カバー１８内の空間に、プロジェクタケースの上面方向の領域（温度の高い領域）側から常に主冷却風を流入させるように形成するのが望ましい。

また、上記実施例のプロジェクタは、入射光の出射を制御して画像を表示する画像表示素子１１としてマイクロミラー表示素子を用いたものであるが、前記画像表示素子は反射型液晶表示素子でもよく、その場合は、前記液晶表示素子にその各画素にそれぞれ対応する赤，緑，青のカラーフィルタを設け、光源装置１４からの投射光を赤、緑、青の３色の単位色に順次着色するカラーホィール３６を省略してもよい。

さらに、上記実施例のプロジェクタは、表示面から入射した光を反射して前記表示面から出射する反射型液晶表示素子を備えたものであるが、前記画像表示素子を透過型液晶表示素子とし、その後側に前記光源装置１４を配置してもよい。

この発明の一実施例を示すプロジェクタの斜視図。 前記プロジェクタの水平面に沿う断面図。 前記プロジェクタの光源装置の断面図。 前記光源装置の側面図。 前記光源装置の背面図。 図４のVI−VI線に沿う拡大断面図。 図３のVII−VII線に沿う拡大断面図。

符号の説明

１…プロジェクタケース、５…吸気部、６…排気部、７ａ，７ｂ，７ｃ…空冷ファン、１１…マイクロミラー表示素子、１２…投影レンズ、１４…光源装置、１５…光源ランプ、１５ａ…電極端子、１６…リフレクタ、１８…防爆カバー、１９…光投射部、２０…防爆ガラス、２１…冷却風流入口、２２…冷却風流出口、２３…空冷用ファン、２４…導風ダクト、２５…主風路、２６…副風路、２７…冷却風ガイド、２８…風向切換え板、２９…重錘、３０…支軸、３２…光源側光学系。

Claims (6)

1. 光源ランプと、前面が開放する凹面反射体からなり、内部に配置された前記光源ランプからの放射光を反射して前方に出射するリフレクタと、前面に防爆ガラスを備えた光投射部を有し、前記リフレクタの前側にその開放部を覆って設けられた防爆カバーと、前記防爆カバーの周面に設けられた冷却風流入口及び流出口と、前記リフレクタ及び前記防爆カバーの外部に配置された空冷用ファンと、前記ファンからの冷却風を主冷却風と副冷却風とに分流して前記防爆カバーの冷却風流入口に導き、前記主冷却風を前記リフレクタ及び前記防爆カバー内の空間に流入させ、前記副冷却風を前記光源ランプの高発熱部に向けて流入させる導風手段とからなり、
   前記導風手段は、主風路と、前記主風路よりも断面積の小さい副風路とを有し、一端を前記空冷用ファンの送風口に接続され、他端を防爆カバーの冷却風流入口に接続された導風ダクトからなり、
   前記防爆カバーの冷却風流入口は、前記防爆カバーの周面の一側部に防爆カバー周方向に沿わせて形成されており、前記導風ダクトの主風路は、その前後面が前記主風路の上流側から下流側に向かって前記防爆カバーの冷却風流入口と略同じ幅に広がる扇状路に形成されるとともに、前記主風路内に、この主風路内を流れる主冷却風の向きを、前記冷却風流入口の中央部よりも一端側の領域から前記リフレクタ及び前記防爆カバー内の空間に流入する第１の方向と、前記冷却風流入口の他端側の領域から前記リフレクタ及び前記防爆カバー内の空間に流入する第２の方向とに切換える風向切換え板が設けられていることを特徴とする光源装置。
2. 前記導風手段は、前記副冷却風を、前記光源ランプの電極端子突出部に向けて流入させることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 前記防爆カバー内に、その周面の前記冷却風流入口から流入した主冷却風をリフレクタ方向に案内する冷却風ガイドが設けられていることを請求項１に記載の光源装置。
4. 外気を取込む吸気部と内部の空気を排出する排気部とが設けられたプロジェクタケース内に、
   入射光の出射を制御して画像を表示する画像表示素子と、
   前記画像表示素子の表示画像を外部の投影面に投影する投影レンズと、
   光源ランプと、前面が開放する凹面反射体からなり、内部に配置された前記光源ランプからの放射光を反射して前方に出射するリフレクタと、前面に防爆ガラスを備えた光投射部を有し、前記リフレクタの前側にその開放部を覆って設けられた防爆カバーと、前記防爆カバーの周面に設けられた冷却風流入口及び流出口と、前記リフレクタ及び前記防爆カバーの外部に配置された空冷用ファンと、前記ファンからの冷却風を主冷却風と副冷却風とに分流して前記防爆カバーの冷却風流入口に導き、前記主冷却風を前記リフレクタ及び前記防爆カバー内の空間に流入させ、前記副冷却風を前記光源ランプの高発熱部に向けて流入させる導風手段とからなる光源装置と、
   前記光源装置からの出射光を前記画像表示素子に入射させる光源側光学系とを設け、
   光源装置の前記防爆カバーの冷却風流入口は、前記防爆カバーの周面の一側部に前記防爆カバー周方向に沿わせて形成され、前記導風手段は、主風路と、前記主風路よりも断面積の小さい副風路とを有し、一端を前記空冷用ファンの送風口に接続され、他端を前記防爆カバーの冷却風流入口に接続された導風ダクトからなっており、前記導風ダクトの主風路は、その前後面が前記主風路の上流側から下流側に向かって前記防爆カバーの冷却風流入口と略同じ幅に広がる扇状路に形成されるとともに、前記主風路内に、この主風路内を流れる主冷却風の向きを、前記冷却風流入口の中央部よりも一端側の領域から前記リフレクタ及び前記防爆カバー内の空間に流入する第１の方向と、前記冷却風流入口の他端側の領域から前記リフレクタ及び前記防爆カバー内の空間に流入する第２の方向とに切換える風向切換え板が設けられていることを特徴とするプロジェクタ。
5. 前記光源装置は、前記防爆カバーの冷却風流入口の一端側をプロジェクタケースの上面方向に向け、前記冷却風流入口の他端側を前記プロジェクタケースの底面方向に向けて配置されていることを特徴とする請求項４に記載のプロジェクタ。
6. 光源装置の導風ダクトの主風路内の前記風向切換え板は、前記主風路の長さ方向に沿う帯板状をなし、その長さ方向の中間部を前記主風路の幅方向の中央部に回動自在に枢支されるとともに、前記主風路の上流方向の端部に重錘が設けられた回動板からなっており、前記重錘の重量により、プロジェクタケースの底面を下向きにしたときに前記上流方向の端部が前記主風路の下側壁に当接し、下流方向の端部が前記主風路の上側壁に対して通風間隔を存して対向する傾き状態に回動し、前記プロジェクタケースの底面を上向きにしたときに、前記上流方向の端部が前記主風路の上側壁に当接し、前記下流方向の端部が前記主風路の下側壁に対して通風間隔を存して対向する傾き状態に回動することを特徴とする請求項５に記載のプロジェクタ。

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