JP4776888B2 - 投射表示装置用の光源ユニット、投射表示装置および画像投射システム - Google Patents

Description

本発明は、透過型液晶パネルや反射型液晶パネル等の画像表示素子上に形成された画像を被投射面（スクリーン）に投射する投射表示装置に関する。特に、放電ランプ等を含む投射表示装置用の光源ユニットの冷却に関するものである。

近年、映像投影装置（投射表示装置）においては、投影映像の高輝度化および装置の小型化、更には家庭での使用用途から低騒音化が促進されている。そのため、映像の高輝度化に伴うランプ出力の増大、つまり放電ランプから発生する熱量が大きくなると同時に、装置全体の小型化が進み、装置体積に対する熱密度は更に増大するにも関わらず、ファン冷却音が騒音問題を招くなどのファン冷却の必要性とそのことによる弊害であるファン騒音とのギャップが生じてきており、低騒音でかつ高効率な冷却技術が求められている。

一般に、放電ランプは図１７の１０１に示すような形状をしており、放電ランプ１０１から発せられた光を反射するリフレクタ１０２と接合されている。また、光射出方向ではリフレクタ１０２に防爆ガラス１０３が取り付けられている。ここで、放電ランプ１０１およびリフレクタ１０２および防爆ガラス１０３からなる構成を光源１０４と呼ぶことにする。

放電ランプ１０１は、球体部１０１ａ、先端部１０１ｂ、ネック部１０１ｃの３ヶ所に区分けされ、球体部上は９００℃以上１０００℃以下、球体部下は７００℃以上、先端部およびネック部は４００℃以下というように、それぞれの冷却条件（推奨温度）が存在し、これらの冷却条件を満たすように温度管理されている。その中でも、発光部である球体部１０１ａは発熱源であり、最も高温となる。そのため、高出力ランプでは、リフレクタ１０２の側面に放電ランプ１０１への冷却風を送り込むための切欠き部１０５が設けられ、かつ放電ランプが破裂した場合の安全性を確保するために、切欠き部１０５に網状のフィルター（不図示）が設けられている。

また、リフレクタ１０２を冷却することで、リフレクタ自身の熱変形や、その輻射熱および熱伝達などによる熱の移動を抑制し、外装キャビネットや装置内部の温度上昇を抑制することが必要であり、放電ランプ１０１およびリフレクタ１０２の冷却が重要となっている。

このように、光源１０４の冷却には大きく分けて放電ランプ１０１とリフレクタ１０２の冷却が必要となっている。放電ランプ１０１は、発光時には１０００℃を超える高温となるため、リフレクタ１０２内部は放電ランプ１０１から発せられる熱により装置下から上方へ向かう自然対流が盛んになる。したがって、放電ランプ１０１を冷却するために、切欠き部１０５から網状フィルターを通過して、冷却風を放電ランプ近傍に吹き付けるにはある程度の風圧が必要となる。また、リフレクタ１０２は例えば高さ方向に６００ｍｍ程度の大きさを持つため、リフレクタ１０２を冷却するには広範囲を冷却する風量が必要となる。そこで、従来では風圧が必要な放電ランプ１０１の冷却には、風圧が得られる遠心ファンからの風を、また風量が必要なリフレクタ１０２の冷却には風量が得られる軸流ファンの風を用いて冷却している。

図１８は、特許文献１の光源冷却構造を示している。

図１８において、１０１は放電ランプ、１０２は放電ランプ１０１から発せられた光を反射するリフレクタ、１０４は放電ランプ１０１およびリフレクタ１０２から構成される光源、１０６は照明光学系および色分離合成光学系、１０７は投射光学系、１０８は外装キャビネット、１０９は遠心ファン１１０ａから送られた風を導風および分配するダクト、１１０ｂは軸流ファン、１１１は光源ケースを示す。

遠心ファン１１０ａは送風ダクト１０９に取り付けられ、ダクト１０９は吸気口を設けた外装キャビネット１０８に固定される。ダクト上部には光分解合成光学系を有する光学系１０６が配置される。また、光源１０４は、光源１０４を保持する部材（不図示）を介して、光源ケース１１１内に収納され、固定される。ここで光源ケース１１１は、光源１０４の後方に開口を設けた構成となっている。また、軸流ファン１１０ｂは、光源ケース１１１に設けられた開口部近傍に冷却ファン保持台（不図示）を介して固定される。

外装キャビネット１０８に設けられた吸気口（不図示）から外気を取り込んだ遠心ファン１１０ａによって、冷却風は送風ダクト１０９に送風され、ダクト内部の風圧は高められる。送風ダクト１０９にはダクト内部に導風壁（不図示）が設けられており、遠心ファンから送られた風は導風壁によって分配され、例えば光分解合成光学系に用いられている偏光板や光変換素子などの各発熱体まで延びたダクトによって導かれ、開放された吹出し口より吹出される。このとき、ダクト１０９内で分配された風の一部は放電ランプ１０１付近までダクト１０９によって導かれ、リフレクタ１０２に設けられた切欠き部１０５から送風されることによって、高められた風圧を利用して放電ランプ１０１を冷却する。そして、冷却に使われ熱せられた空気は、軸流ファン１１０ｂよってリフレクタ１０２を冷却した風と共に装置外部へ排気される。

しかしながら、特許文献１の光源冷却構造では、ダクト１０９を延ばして冷却を行うため、それぞれの配置における自由度が制限されるだけでなく、装置の大型化を招いてしまう。更に、光分解合成光学系に用いられる光学部品の冷却だけでなく、放電ランプまで冷却するための風が必要となるなど、冷却が必要な箇所が複数かつ広範囲に散らばってしまっていることから、ダクト距離が長くなるためにダクト内での圧力損失をも招き、余計にファン駆動する必要が生じてしまう。その結果、ファン回転数を過剰に上げる必要が生じ、騒音が大きくなってしまう。

図１９は、他の従来例の光源冷却構造を示している。

図１９の従来例では、光分解合成光学系を冷却する冷却ファンとは別に、放電ランプ冷却に専用の遠心ファン１１０ｃを用いて冷却を行っている。

しかしながら、冷却ファンの個数が増えるためにコストがかかるなどの問題を生じている。

そこで、図２０に示すように、装置コストの軽減を図るために、１つの軸流ファン１１０ｄを用いて風を吹付けることで、放電ランプおよび光源全体の冷却を行う構成がとられるようになってきている。
特開２００１−１３５８９号公報

放電ランプとリフレクタのそれぞれを冷却するためには、放電ランプ冷却には高風圧、リフレクタを冷却するには大風量と２つの特性を持った冷却風が必要である。

放電ランプの各部には推奨温度があるため、図２０に示す従来例では、放電ランプ冷却に重点を置き、必要な風圧が得られるファン回転数で軸流ファンを駆動していた。この場合、リフレクタ部は必要以上の風量が供給されてしまうため、大きな騒音を生じさせていた。

そこで、本発明は、投射表示装置用の光源ユニットにおいて、装置コストの軽減を図りつつ、低騒音でかつ高効率な冷却を実現することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の光源ユニットは、放電ランプと、該放電ランプの光を反射するリフレクタと、前記放電ランプおよび前記リフレクタに冷却風を送る軸流ファンと、該軸流ファンから前記リフレクタに設けられた切欠き部を介して前記放電ランプに前記冷却風を導く導風手段とを有し、前記導風手段は、前記軸流ファンの回転方向に対して略直交する方向に延びる複数の整流板を備えており、前記複数の整流板は、前記軸流ファンの回転軸の方向における長さが、前記軸流ファンの回転方向に順に、前記軸流ファン側に長くなるように、互いに異なることを特徴としている。

本発明によれば、投射表示装置用の光源ユニットにおいて、装置コストの軽減を図りつつ、低騒音でかつ高効率な冷却を実現することができる。

以下に、本発明の実施例および参考例について図面を参照しながら説明する。

（参考例１）
参考例１は、少なくとも２つの整流板で構成された導風手段により、軸流ファンから送られる風の一部を高風圧で流速の速い風に変換して、放電ランプに対し適切な冷却風を吹付ける投射表示装置（主に、天吊り対応型）に関するものである。

図１は参考例１の光源ユニットを備える投射表示装置の全体図を示している。図１中、Ｋ０６は照明光学系および色分解合成光学系、Ｋ０７は投射光学系、Ｋ０８は外装キャビネット、Ｋ０９は光学系Ｋ０６下まで風を導くダクト、１は放電ランプ、２は放電ランプから発せられた光を反射するリフレクタ、３はリフレクタ２の側面４ヶ所に設けられている網状フィルター付き切欠き部、４は放電ランプ１およびリフレクタ２から構成される光源、５は光源４が収納される光源ケース、５ａおよび５ｂは光源ケース５に設けられた開口、６は放電ランプ１およびリフレクタ２を冷却するための軸流ファン、６ｐは色分解合成光学系および照明光学系Ｋ０６を構成する要素（例えば偏光板など）を冷却するための遠心ファン、７は軸流ファン６からの風を放電ランプ１に導く導風手段であり、複数の整流板で構成されている。８は軸流ファン６から送られた風を光源ケース５に導く送風ダクト、９は光源４を冷却した風を排気するための排気ダクトを表す。

遠心ファン６ｐは送風ダクトＫ０９に取り付けられ、ダクトＫ０９は吸気口を設けた外装キャビネットＫ０８に固定される。送風ダクトＫ０９の上部には、色分解合成光学系を有する光学系Ｋ０６が配置される。また、光源４は、光源４を保持する部材（不図示）を介して、光源ケース５内に収納され、固定される。

軸流ファン６は、光源ケース５の開口５ａの近傍に冷却ファン保持台（不図示）を介して固定される。

外装キャビネットＫ０８に設けられた吸気口（不図示）から外気を取り込んだ遠心ファン６ｐによって、冷却風は送風ダクトＫ０９に送風され、送風ダクトＫ０９の内部の風圧は高められる。送風ダクトＫ０９の内部には導風壁（不図示）が設けられており、遠心ファン６ｐから送られた風は前記導風壁によって分配され、例えば光分解合成光学系に用いられている偏光板や光変換素子などの各発熱体まで延びたダクトによって導かれ、開放された吹出し口より吹出される。そして、吹出された空気は前記発熱体を冷却し外装キャビネットＫ０８の内部に放出され、軸流ファン６に吸い込まれる。軸流ファン６から送風された空気は光源４を冷却し、排気ダクト９を介して外装キャビネット８の外部に排気される。

参考例１の光源ユニットの冷却について説明する。

図２（ａ）の導風手段７は、２種類の整流板７ａと７ｂから構成されている。

なお、図２（ｂ）で示すような、切欠部３が、リフレクタ２側ではなく、光源保持部材側に設けられた光源ユニットも参考例１に含まれる。

参考例１における整流壁を７１とする。

光源４は、光源４を保持する部材（不図示）を介して、光源ケース５内に収納され、固定される。ここで光源ケース５の側面には、軸流ファン６から送風される風が光源４に直接当たるように大きく第１の開口５ａが設けられている。更に、光源４を冷却した後の空気が排気されるための第２の開口５ｂが第１の開口５ａと反対側の側面に設けられている。（不図示であるが、もしくは光源４の後方に設けられた構成でも良い。）また、軸流ファン６は、光源ケース５に設けられた第１の開口５ａの近傍に冷却ファン保持台（不図示）を介して固定され、光源ケース５と軸流ファン６との間に送風ダクト８が配置されている。

ここで、リフレクタ２には、放電ランプ１へ冷却風が送り込みやすいようにリフレクタ２の上下左右の四面に切欠き部３が設けられており、切欠き部３には放電ランプ破裂時に、破片がリフレクタ外部へ飛び出す事を防止するために網状フィルターが設けられている。更に、前記４つの切欠き部３のうち軸流ファン６側の切欠き部３の近傍には、軸流ファン６から送風された風を整流するための整流壁７１が設けられており、整流壁７１は送風ダクト８に取り付けられている。このような構成をとることで、軸流ファン６から送風された冷却風の一部は、整流壁７１を介して切欠き部３からリフレクタ２の内部へ進入し、放電ランプ１近傍へと送風され、放電ランプ１を冷却する。そして、それ以外の冷却風は送風ダクト８で光源ケース５内まで運ばれ、リフレクタ２の冷却を行う。その後、放電ランプ１およびリフレクタ２を冷却した風は、光源ケース５に設けられた第２の開口５ｂから排気ダクト（不図示）を介して装置外部に排気される。

次に参考例１における整流壁７１の詳細形状について説明する。

図２（ａ）のＡ−Ａ断面を図３に示す。

ここで、整流壁７１は４つの整流壁によって四方を囲まれた、所謂ダクト形状をなす。図３に示すように、整流壁７１は、軸流ファン６側（流入口）の断面積よりも、切欠き部３側（流出口）の断面積が小さくなるように傾斜している。このとき、図３の右方向から見て、軸流ファン６の回転する羽根が通過する位置に整流壁７１の流入口が配置されている。（図２（ａ）参照）
このようにすることで、軸流ファン６の羽根が回転することによって生ずる風を、大きく開口させたダクト状の整流壁７１の内部に大量に取り込むことができる。また、リフレクタ２の切欠き部３の方向に向かって、ダクト状の整流壁７１の断面積を小さくすることで、ダクト状の整流壁７１の内部に大量に取り込んだ風を圧縮し、風圧を高め、更に風速をも高めることが可能となる。その結果、リフレクタ２の切欠き部３に設けられた網状フィルターが冷却風の流れに対して大きな障害にならず、放電ランプ１の発光に伴う発熱によって生じる自然対流を打破して、リフレクタ２内部へ冷却風を送風することができ、放電ランプ１を推奨温度範囲内に冷却することが可能となる。

また、ダクト状の整流壁７１の内部に取り込まれなかった冷却風は、ほとんど圧縮されることなく、大風量のまま、リフレクタ２の表面へ到達し、リフレクタ２および光源ケース５を広く冷却することが可能となる。そして、放電ランプ１を冷却し、切欠き部３から放出された熱風と一緒になって第２の開口５ｂを通過して、装置外部へ排気される。

このように構成することで、放電ランプ１には、高風圧かつ風速の速い冷却風を供給することができ、リフレクタ２には、大風量の風を供給することができるため、一方の条件を満たすための過剰なファン駆動は不要となり、低騒音の映像投影装置を実現することができる。

次に、軸流ファンから送られる風について説明する。

一般に軸流ファンでは傾斜して取り付けられた複数枚の羽が回転軸を中心に回転することで送風している。その結果、回転する羽から空気に与えられる力は、図１３および図１４に示すように、羽から押し出されることで及ぼされる回転軸方向の力Ｆ１と、羽が回転することで及ぼされる回転面上で加えられる力Ｆ２と、羽が回転することで及ぼされる遠心方向の力Ｆ３の合成力である。ファンから送風された空気は一旦送風されると、ほぼその慣性力で空気は送風されることとなる。そのため、軸流ファンから送風される空気は前述した力の影響によって、ファンの回転軸を中心に略渦状の流れを形成するように回転軸３６０°全周において、回転軸から離れる方向（遠心方向）に回転軸を中心に回転しながら送風されていく。つまり回転軸の横から見た図１５ではＷｊ１の方向に、回転軸の方向から見た図１６ではＷｊ２の方向に流れ出ることとなる。

そのため、放電ランプ１の冷却を行う場合、前記リフレクタ２に設けられた切欠き部３から放電ランプ１へ送風される冷却風は、整流壁７１を介さずにリフレクタ２の内部へ送風した場合、ファン回転方向に依存した風向きを持ってしまう。

投射表示装置は、机上に設置する場合と、天井から上下反転させて吊るして設置する場合がある。放電ランプ球体部の温度は、上部が高温となるため、設置状態によって高温となる場所が変化する。それに伴い、放電ランプ１の冷却には光軸を中心として上下対称の冷却が必要である。しかしながら、前述したように、軸流ファンから送風される風の方向は回転方向に依存する。例えば、切欠き部３において、軸流ファン６の羽根が下から上へ移動するように回転している場合、軸流ファン６から送風される風は、図３に示すＷ１のベクトル成分を持った風が送風されることになる。その結果、放電ランプ１の球体部の上部を冷却することは可能だが、天吊り状態で駆動した場合は球体部の下部（通常使用時の上部）を冷却してしまい、放電ランプ１の推奨温度範囲内での使用が困難になる。そこで、参考例１の整流壁７１を、光軸を中心に略上下対称に構成することで、軸流ファン６から斜め方向に送られる風（例えば、図３のＷ１）を整流壁７１で整流し、上下方向の成分を略取り除いた風に変換している。これにより、放電ランプ１を側面方向から光軸を中心に上下対称に冷却することが可能となり、上下が逆転する天吊り状態での投射表示装置の使用を可能なものとする。

更に、軸流ファン６から送られる風は、遠心方向成分を含むため、軸流ファン６の回転方向から離れる方向へ流れる。しかしながら、光源４において特に高温となり、冷却が必要となるのは、放電ランプ１の球体部である。放電ランプ１の球体部は図１７に示すように、リフレクタ内部の凹部近傍に位置するため、冷却を容易にするには該球体部近傍への送風が必要となる。そこで、光源４の光出射側のダクト壁面を形成する整流板７ａを放電ランプ１の球体部に向けて傾斜させることで、放電ランプ１の球体部への送風が可能となり、放電ランプ１の冷却効率を高めることができる。その結果、ファン回転数を下げることができ、更なる低騒音化を図ることができる。

また、整流壁７１は高温となる光源４の近傍に配置されることから、該整流壁７１は高耐熱性の材質、例えば耐熱性プラスチックもしくはマグネシウムなどで作られていることが望ましい。

更に、整流板７１は上述したように軸流ファン６から風を導く送風ダクト８に持たせるのではなく、光源保持部材側にその機能を持たせるような構成でも良い。

また、切欠き部３がリフレクタ２に設けられている構成でも、光源保持部材に設けられている構成においても、切欠き部３が上下左右の４ヶ所に限らず、例えば左右の２ヶ所に設けられた構成においても本発明は適用可能である。この場合、軸流ファン６が配置されている側の切欠き部３の網状フィルターを省いても良い。

（参考例２）
図４は参考例２の光源ユニット近傍を示す。以後、参考例２における整流壁（導風手段）を７２とする。

整流壁７２は参考例１の整流壁７１と同様にダクト形状をなす。整流壁７２は図４に示すように光源４の上下に位置するダクトで、光軸を中心に上下対称形状をしている。よって、以下に上部に設けられた整流壁についてのみ説明する。
整流壁７２は、軸流ファン６側に冷却風の取り入れ口として開口を設け、リフレクタ２の上面に設けられた切欠き部３近傍に整流壁７２の吹出し口を設けた構成となっている。このとき、参考例１の整流壁７１と同様に、整流壁７２は吹出し口（流出口）近傍で、断面積が縮小するように傾斜している。

このように構成することで、ダクト状の整流壁７２の内部に取り込んだ風を圧縮し、風圧を高め、更に流速を高めることが可能となる。その結果、リフレクタ２の切欠き部３に設けられた網状フィルターが冷却風の流れに対して大きな障害にならず、放電ランプ１の発光に伴う発熱によって生じる自然対流を打破して、リフレクタ２内部へ冷却風を送風することができ、放電ランプを推奨温度範囲内に冷却することが可能となる。

また、ダクト状の整流壁７２の内部に取り込まれなかった冷却風は、ほとんど圧縮されることなく、大風量のまま、リフレクタ２の表面へ到達し、リフレクタ２および光源ケース５を広く冷却することが可能となる。そして、放電ランプ１を冷却し、切欠き部３から放出された熱風と一緒になって第２の開口５ｂを通過して、装置外部へ排気される。

このように構成することで、放電ランプ１には、高風圧かつ風速の速い冷却風を供給することができ、リフレクタ２には、大風量の風を供給することができるため、一方の条件を満たすための過剰なファン駆動は不要となり、低騒音の投射表示装置を実現することができる。

また、参考例１と同様に、天吊り状態での使用を可能にする為に、整流壁７２は、通常状態で使用するときは、光源４下に設けられた整流壁７２の入り口をシャッター部材（不図示）で閉じる機構を有する。また、該シャッター部材は、反対側の整流壁７２の入り口にも設けられ、天吊り状態で使用するときには、天吊り状態での下側（通常使用時の上側）が塞がれる機構を有する。このようにすることで、常に放電ランプ１の球体部上を上方から冷却することが可能となる。

さらに、整流壁７２の吹出し口は、放電ランプ１の球体部近傍に向けて開口していることで、より球体部の冷却を効率良く行うことができるようになり、軸流ファン６のファン回転数を低減することができる。

また、整流壁７２は高温となる光源４の近傍に配置されることから、整流壁７２は高耐熱性の材質、例えば耐熱性プラスチックもしくはマグネシウムなどで作られていることが望ましい。

なお、上記の光源ユニットの他にも、図２（ｂ）で示すような、切欠き部３が、リフレクタ２側ではなく、光源保持部材側に設けられた光源ユニットも参考例２に含まれる。

図５は実施例１の光源ユニット近傍を示す。以後、実施例１における整流壁（導風手段）を７３、整流壁７３を構成する整流板を整流板７３ａおよび整流板７３ｂと示す。

実施例１では、図６に示すように、リフレクタ２の切欠き部３に対向する位置に、軸流ファン６の回転方向に対して略直交する方向に延びる４枚の整流板７３ｂが略平行に設けられている。このとき、光源４の光軸に垂直な方向（軸流ファン６の回転軸の方向）における整流板７３ｂの長さを、軸流ファン６の回転方向に順に、軸流ファン６側に長くなるように、異ならせている（図７参照）。このように構成することで、整流板７３ｂは斜め下方向に開口が大きくなる。図７は図６を紙面左方向から見た形状を示している。図８は、図７のＣ部の拡大図である。軸流ファン６から送られてくる風は、図８のＷ２に示すように、軸流ファンの羽から押し出されることで及ぼされる回転軸方向の力と、羽が回転することで及ぼされる回転面上で加えられる力と、羽が回転することで及ぼされる遠心方向の力の合成ベクトル方向に送風される。そのため、上述したような斜め下方向に開口７３ｓを大きくすることで、図１２および図中Ｄの拡大図である図９の風Ｗｊ３に対する開口１１２ｓよりも、多くの風が整流板７３ｂの間を流れることになる。その結果、整流板間で風圧が高められ、風速も速くなる。

このような構成をとることで、リフレクタ２の切欠き部３に設けられた網状フィルターが冷却風の流れに対して大きな障害にならず、放電ランプ１の発光に伴う発熱によって生じる自然対流を打破して、リフレクタ２内部へ冷却風を送風することができ、放電ランプを推奨温度範囲内に冷却することが可能となる。

また、整流壁７３の内部に取り込まれなかった冷却風は、ほとんど圧縮されることなく大風量のまま、リフレクタ２の表面へ到達し、リフレクタ２および光源ケース５を広く冷却することが可能となる。そして、放電ランプを冷却し、切欠き部３から放出された熱風と一緒になって開口５ｂを通過して、装置外部へ排気される。

このように構成することで、放電ランプ１には、高風圧かつ風速の速い冷却風を供給することができ、リフレクタ２には、大風量の風を供給することができるため、一方の条件を満たすための過剰なファン駆動は不要となり、低騒音の投射表示装置を実現することができる。

また、参考例１と同様に、軸流ファン６の回転方向に平行で、かつ、光源４の光出射側に配置されている整流板７３ａを放電ランプ１の球体部に向けて傾斜させることで、放電ランプ１の球体部の冷却効率を高めることができる。その結果、ファン回転数を下げることができ、更なる低騒音化を図ることができる。

更に、整流板７３ｂの切欠き部３側を、放電ランプ１の光軸を中心として略上下対称に構成することで、放電ランプ１を略真横から略上下対称に冷却することができ、天吊り状態での使用にも対応することができる。

なお、上記の光源ユニットの他にも、図２（ｂ）で示すような、網状フィルター付切欠き部３が、リフレクタ２側ではなく、光源保持部材側に設けられた光源ユニットも実施例１に含まれる。

また、整流壁７３は軸流ファン６から風を導く送風ダクト８に持たせるのではなく、光源保持部材側にその機能を持たせるような構成でも良い。

また、切欠き部３がリフレクタ２に設けられている構成でも、光源保持部材に設けられている構成においても、切欠き部３が上下左右の４ヶ所に限らず、例えば左右の２ヶ所に設けられた構成においても本発明は適用可能である。この場合、軸流ファン６が配置されている側の切欠き部３の網状フィルターを省いても良い。

また、整流壁７３は高温となる光源４の近傍に配置されることから、整流壁７３は高耐熱性の材質、例えば耐熱性プラスチックもしくはマグネシウムなどで作られていることが望ましい。

さらに、図１０に示すように、整流板７３ｂについて、軸流ファン６側における断面積が大きく、光源４側における断面積が小さくなるように傾斜させた整流板７３ｂ´へ変更することで、整流板７３ｂ´内を通過する冷却風の圧力を高め、風速を速くすることで、前述した効果を高めることができる。

図１１は実施例２の光源ユニット近傍を示している。

実施例２の整流壁７４は、整流板７４ａおよび整流板７４ｂにより構成されている。

整流壁７４は実施例１と同様に、リフレクタ２に設けられている４つの切欠き部３のうち軸流ファン６側の切欠き部３の近傍に設けられており、整流壁７４は送風ダクト８に取り付けられている。

整流板７４ｂは、軸流ファン６側の端が軸流ファン６の回転方向に対して略直交する方向に、例えば４枚設けられている。また、光源４側の端は放電ランプ１に対して平行であり、整流壁７４を通過してきた風は、放電ランプ１の側面から上下略対称に送風される。

また、整流壁７４の軸流ファン６側の開口が斜め下方向を向くように、整流壁７４を下方向に湾曲させている。そのため、４枚の整流板７４ｂは湾曲内側の壁ほど長さが短く、湾曲外側の壁ほど長さが長いように整流板７４ｂの長さが異なっている。

軸流ファン６から送られてくる風は、図１１中のＷ３に示すベクトルを持つため、導風壁７４ａは軸流ファン６から送られる風の向きＷ３に対して開口の大きい導風壁となり、より多くの風が導風壁の間を流れることになるため、整流壁７４で風圧が高められ、かつ風速も速くなる。その結果、リフレクタ２の切欠き部３に設けられた網状フィルターが冷却風の流れに対して大きな障害にならず、放電ランプ１の発光に伴う発熱によって生じる自然対流を打破して、リフレクタ２内部へ冷却風を送風することができ、放電ランプ１を推奨温度範囲内に冷却することが可能となる。

また、整流壁７４の内部に取り込まれなかった冷却風は、ほとんど圧縮されることなく大風量のまま、リフレクタ２の表面へ到達し、リフレクタ２および光源ケース５を広く冷却する。そして、放電ランプ１を冷却し、切欠き部３から放出された熱風は、第２の開口５ｂを通過して、装置外部へ排気される。

このように構成することで、放電ランプ１には、高風圧かつ風速の速い冷却風を供給することができ、リフレクタ２には、大風量の風を供給することができるため、一方の条件を満たすための過剰なファン駆動は不要となり、低騒音の映像投影装置を実現することができる。

また、実施例１と同様に、軸流ファン６の回転方向に平行で、かつ、光源４の光出射側の整流板７４ａを放電ランプ１の球体部に向けて傾斜させることで、放電ランプ１の球体部への送風が可能となり、放電ランプの冷却効率を高めることができる。

また、導風壁７４は高温となる光源近傍に配置されることから、導風壁７４は高耐熱性の材質、例えば耐熱性プラスチックもしくはマグネシウムなどで作られていることが望ましい。

実施例１および実施例２では、軸流ファン６の回転方向が吸気方向からみて、時計回り方向である例を示したが、反時計回りの回転方向のファンであっても、本発明を適用することができる。

また、リフレクタ２の切欠き部３に網状フィルターが設けられた構成を説明したが、網状フィルターが切欠き部３の近傍に設けられている場合でも同様の効果が得られる。

なお、参考例１、２および実施例１、２係る投射表示装置と、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。

参考例１の整流壁を装着した装置全体図。 （ａ）（ｂ）参考例１の整流壁を装着した光源周辺図。 参考例１の整流壁を装着した光源周辺側面図。 参考例２の整流壁を装着した光源周辺図。 実施例１の整流壁を装着した光源周辺図。 実施例１の整流壁を装着した光源周辺図。 実施例１の整流壁を装着した光源周辺図。 実施例１の詳細説明図。 従来例における整流壁の詳細図。 実施例１の応用図。 実施例２の整流壁を装着した光源周辺図。 従来例における整流壁を装着した光源周辺図。 軸流ファンから風へ及ぼす力の説明図。 軸流ファンから風へ及ぼす力の説明図。 軸流ファンから流れ出る風の向きを示す図。 軸流ファンから流れ出る風の向きを示す図。 高出力ランプの構成図。 従来例における光源冷却構成を示す図。 従来例における光源冷却構成を示す図。 従来例における光源冷却構成を示す図。

１ 放電ランプ
２ リフレクタ
３ 切欠き部
４ 光源
５ 光源ケース
５ａ、５ｂ 光源ケースに設けられた開口
６ 軸流ファン
６ｐ 遠心ファン
７ 導風壁
７１、７２、７３、７４ 整流壁
８ 送風ダクト
９ 排気ダクト
Ｗ、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｗｊ１．Ｗｊ２、Ｗｊ３ 風の流れ
Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３ 力
１０１ 放電ランプ
１０２ リフレクタ
１０３ 防爆ガラス
１０４ 光源
１０５ 切欠き部
１０６ 照明光学系および色分解合成光学系
１０７ 投射光学系
１０８ 外装キャビネット
１０９ ダクト
１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ 冷却ファン
１１１ 光源ケース
１１２ 整流壁
１１２ｈ 整流壁における実際の隙間
１１２ｓ 整流壁における開口

Claims (3)

1. 放電ランプと、該放電ランプの光を反射するリフレクタと、前記放電ランプおよび前記リフレクタに冷却風を送る軸流ファンと、該軸流ファンから前記リフレクタに設けられた切欠き部を介して前記放電ランプに前記冷却風を導く導風手段とを有し、
   前記導風手段は、前記軸流ファンの回転方向に対して略直交する方向に延びる複数の整流板を備えており、
   前記複数の整流板は、前記軸流ファンの回転軸の方向における長さが、前記軸流ファンの回転方向に順に、前記軸流ファン側に長くなるように、互いに異なることを特徴とする光源ユニット。
2. 請求項１に記載の光源ユニットからの光を用いて、画像表示素子上に形成された画像を被投射面に投射する投射表示装置。
3. 請求項２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とを備える画像投射システム。

Images