JP6362396B2 - ランプ冷却装置および投射型表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、光源であるランプの冷却に関する。

近年、投射型表示装置の設置状態は机に置かれる据置や天井に吊り下げられる天吊だけでなく、上向き投射や下向き投射等が求められている。投射型表示装置においては、超高圧水銀ランプなどの光源を空冷などによって冷却する冷却手段が設けられている。ランプを安定して使用するためにはランプ発光部であるバルブの上下の温度差をある範囲に制御しなければならない。バルブの温度が高すぎるとバルブを構成する材料であるガラスが結晶化して光の利用効率が低下し、バルブの温度が低すぎるとバルブに封入された水銀の蒸発量が不足して黒化現象を引き起こし、いずれの場合も短寿命となる。バルブ内では定常状態では自然対流により、重力方向上側の部分が最も高温となることから、ランプを効率良く冷却するためにはどの設置姿勢でもこの部分に冷却風を当てることが求められる。

特許文献１は、ランプユニットに冷却ファンによる冷却風を誘導する冷却風導風管を備え、冷却風導風管に、自重により可動する可動式整流板を設け、バルブの上部に空気が流れるようにした投射型表示装置を提案している。

特開２０１１−０４８２１０号公報

しかしながら、特許文献１の構成では、上向き投射や下向き投射の場合に整流板の位置が定まらないため、ランプを高精度で温度制御することができない。また、バルブの上部に空気を流す考慮がなされていないため、上向き投射や下向き投射で短寿命となる。

本発明は、上向きまたは下向きに傾斜した姿勢でもランプを安定して冷却することが可能なランプ冷却装置および投射型表示装置を提供することを例示的な目的とする。

本発明のランプ冷却装置は、送風手段から送風された冷却風をランプの発光管に導風する導風路を有するダクトと、前記ダクトに設けられ、前記冷却風を受けて導風路内の風向を変更する風向変更部材と、前記ダクトに設けられ、前記風向変更部材の自重による移動を案内する案内部材と、を有し、前記案内部材は、前記導風路の吸気口の中心と排気口の中心を結ぶ中心軸の方向と前記発光管の中心軸の方向が共に重力方向と垂直の場合と、前記発光管の中心軸の方向が前記重力方向と垂直で、かつ、前記導風路の前記中心軸の方向が前記重力方向の成分を有する場合のそれぞれにおいて、自重により移動した前記風向変更部材と接触して位置決めする位置決め部を有し、前記ダクトは、前記風向変更部材に流入する前記冷却風が外側に広がるように前記導風路を広げる拡散導風部と、前記風向変更部材から流出する前記冷却風が中央部に集まるように前記導風路を狭める集中導風部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、上向きまたは下向きに傾斜した姿勢でもランプを安定して冷却することが可能なランプ冷却装置および投射型表示装置を提供することができる。

本発明の投射型表示装置の上面図である。（実施例１） 図１に示す投射型表示装置の光学構成図である。（実施例１） 図１に示す投射型表示装置における冷却構成を示す上面図である。（実施例１） 図２に示すランプ冷却手段の斜視図と断面図である。（実施例１） 図４（ａ）に示すランプ冷却ダクトの拡大斜視図とその部分拡大斜視図である。 図１に示す投射型表示装置を卓上に据え置いた時と天吊設置した時のランプ冷却手段の断面図である。（実施例１） 図１に示す投射型表示装置を上向きに設置した時のランプ冷却手段の断面図である。（実施例１） 図１に示す投射型表示装置を下向きに設置した時のランプ冷却手段の断面図である。（実施例１） 本発明のランプ冷却ユニットの断面図である。（実施例２）

以下、本発明の好ましい実施例を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、液晶プロジェクタ等の実施例１の投射型表示装置の上面図である。同図に示すように、投射型表示装置は、照明光学系α、色分離合成光学系β、投射レンズユニット５、冷却手段（ランプ冷却装置）を有する。

照明光学系αは、光源からの光で、光変調素子としての液晶パネルを照明し、ランプユニット４を有する。ランプユニット４は、光源としてのランプ１、ランプホルダ２、防爆凸レンズ３および不図示の複数の部材によって構成される。ランプホルダ２は、不図示の複数のバネ部材にてランプ１および防爆凸レンズ３を保持する。防爆凸レンズ３はランプ１からの光を集光する。

色分離合成光学系βは、Ｒ・Ｇ・Ｂの３色用の液晶パネルを備えている。

投射レンズユニット５は、色分離合成光学系βからの出射光を入射して不図示のスクリーン（被投射面）に画像を投射し、投射レンズユニット５内には後述する投射レンズ光学系を収納している。

６はランプユニット４、照明光学系α、色分離合成光学系βを収納するとともに投射レンズユニット５が固定される光学ボックスであり、不図示の蓋が取り付けられる。８は電源であり、不図示のＡＣインレットを有し、後述する外装キャビネット１８に組み込まれる。９はバラストであり、ランプ１を点灯するための点灯電源装置。バラスト９は電源８およびランプ１と電気的に接続される。

冷却手段は、光学冷却ファンＡ１０、光学冷却ファンＢ１１、光学冷却ファン吸気ダクト１２、光学冷却ファン排気ダクト１３、排気ファン１４、排気ファンホルダ１５、ランプ冷却ファン１６、ランプ冷却ダクト１７を有する。光学冷却ファンＡ１０、光学冷却ファンＢ１１およびランプ冷却ファン１６は冷却風を送風する送風手段である。

光学冷却ファンＡ１０は、後述する外装キャビネット１８に設けられた吸気口１８ａから外気を吸入した空気の排気にて色分離合成系βの光学素子を冷却する。光学冷却ファンＢ１１は、後述する外装キャビネット１８に設けられた吸気口１８ａから外気を吸入した空気の排気にて色分離合成系βの光学素子を冷却する。光学冷却ファン吸気ダクト１２は、光学冷却ファンＡ１０と光学冷却ファンＢ１１を保持し、後述する吸気口１８ａから外気を吸入し、光学冷却ファンＡ１０と光学冷却ファンＢ１１の吸気口に導風する。光学冷却ファン排気ダクト１３は、後述する不図示の外装キャビネット蓋１９に保持され光学冷却ファンＡ１０と光学冷却ファンＢ１１から排気された空気を色分離合成系βに導風する。

排気ファン１４は、排気ファン１４の吸気する空気によって電源８、バラスト９を冷却し、排気によってランプ１およびその周辺を冷却し、後述する排気口１８ｂより筐体外へ排熱する。排気ファンホルダ１５は、排気ファン１４を保持する。ランプ冷却ファン１６は、色分離合成系βの光学素子を冷却した空気を吸気し、排気によってランプ１を冷却する。ランプ冷却ダクト１７は、ランプ冷却ファン１６から排気された空気（冷却風）をランプ１に導風する導風路を有する。

外装キャビネット（外装ケース下部）１８は、筐体内に外気を取り込む前面吸気口Ａ１８ａと側面吸気口１８ｃおよび筐体外に排熱する排気口１８ｂを備え、光学冷却ファン排気ダクト１３を保持する不図示の蓋が取り付けられる。

２０は吸気口１８ａに近接して取り付き筐体内へ外気を吸入する際に筐体内に塵埃が入ることを抑制するエアフィルタである。

２１は画像・制御等の各種信号を取り込むコネクタ（インターフェース）が搭載され、電源８からの電力により液晶パネルの駆動、及びランプ１への点灯指令、複数のファンへの駆動指令を送ることを主とする駆動・制御基板ユニットである。駆動・制御基板ユニット２１は、不図示の板金部材によって保持され、外装キャビネット１８に固定される。駆動・制御基板ユニット２１には、色分離合成光学系βに配置される液晶パネルから出るＦＰＣが接続される。

２２は側面吸気口１８ｃから吸気し、排気によって後述する偏光変換素子４５を冷却する偏光変換素子冷却ファン（シロッコファン）である。２３は偏光変換素子冷却ファン２２から排気された空気を導風する偏光変換素子冷却ダクトである。

図２は、投射型表示装置の光学構成を示す。

ランプ１は、発光管４１とリフレクタ４２により構成される。発光管４１は連続スペクトルで白色光を発光し、リフレクタ４２は発光管４１からの光を所定の方向に集光する。

照明光学系αは、光束分割手段、偏光変換素子４５、全反射ミラー４６、集光手段を有する。光束分割手段は、ランプ１からの光を複数の光束に分割するフライアイレンズＡ４３、Ｂ４４から構成される。偏光変換素子４５は、ランプ１からの方向性の無い光（無偏光光）を所定の偏光光に変換する偏光変換機能を備える。全反射ミラー４６は、光軸を変換する偏向手段である。集光手段は、コンデンサーレンズＡ４７ａ、Ｂ４７ｂを有し、光束分割手段にて分割された複数の光束を反射型表示素子に重ねて照明する。

色分離合成光学系βは、ダイクロイックミラー４８、トリミングフィルタ４９、ワイヤーグリッド偏光板５０、波長選択性位相板５１、第１の偏光ビームスプリッタ５２、第２の偏光ビームスプリッタ５３、合成プリズム５４、その他の部材を有する。

ダイクロイックミラー４８は、青色（Ｂ）と赤色（Ｒ）の波長領域の光を反射し、緑色（Ｇ）の波長領域の光を透過する。トリミングフィルタ４９はＲの色純度を高めるためにＲ帯域の光の使用する波長域を制限する。ワイヤーグリッド偏光板５０は反射型の偏光選択手段である。波長選択性位相板５１はカラーセレクトで所定の波長域の光の偏光方向を変換する。第１の偏光ビームスプリッタ５２は偏光分離面を有する。第２の偏光ビームスプリッタ５３は偏光分離面を有する。合成プリズム５４は、ＢとＧに対してはダイクロイック作用し、Ｒについては偏光ビームスプリッタと同等に作用する。

その他の部材は、Ｂ用の偏光選択手段である青色用偏光板５５、Ｇ用の偏光選択手段である緑色用偏光板５６、Ｒ用１／４波長板５７Ｒ、Ｇ用１／４波長板５７Ｇ、Ｂ用１／４波長板５７Ｂ、液晶パネルを有する。

液晶パネルは、それぞれ、入射した光を反射するとともに画像変調する、Ｒ用反射型液晶表示素子５８Ｒ、Ｇ用反射型液晶表示素子５８Ｇ、Ｂ用反射型液晶表示素子５８Ｂからなる。

図３は、実施例１の投射型表示装置における冷却構成を示す上面図である。投射型表示装置は、冷却および排熱用のファンを５つ備える。５つの冷却および排熱用ファンにて３つの風路を構成し、図３に風路Ａ、風路Ｂ、風路Ｃとして矢印にて表している。

図３に実線の矢印で示す風路Ａについて説明する。光学冷却ファンＡ１０、Ｂ１１およびランプ冷却ファン１６の回転によって筐体外の空気が吸気口１８ａからエアフィルタ２０を通って筐体内へ流入する。

まず、光学冷却ファンＡ１０、Ｂ１１の回転による空気の流れについて説明する。エアフィルタ２０を通って筐体内に流入した空気は光学冷却ファン吸気ダクト１２を通って光学冷却ファンＡ１０、ファンＢ１１に吸気される。光学冷却ファンＡ１０、Ｂ１１からそれぞれ排気された空気は光学冷却ファン排気ダクト１３にて合流し、色分離合成系βに向かって流れ、色分離合成系βの各部光学素子や各色の反射型液晶表示素子を冷却し、ランプ冷却ファン１６へ流れる。

次に、ランプ冷却ファン１６の回転による空気の流れについて説明する。ランプ冷却ファン１６は、光学冷却ファンＡ１０、Ｂ１１から排気され、色分離合成系βの光学素子を冷却した空気を吸気する。ランプ冷却ファン１６が排出した空気はランプ冷却ダクト１７を通り、ランプ１に向かって流れる。ランプ１に向かって流れた空気はランプホルダ２に設けられた不図示の開口により、ランプ１およびランプホルダ２および防爆凸レンズ３にて形成された空間に流入し、ランプ１の発光管４１を冷却する。発光管４１を冷却した空気はランプホルダ２に設けられた不図示の開口にてランプユニット４から排出される。ランプユニット４から排出された空気は後述する排気ファン１４の風路に流れ込む。

次に、図３に破線の矢印で表す風路Ｂについて説明する。排気ファン１４の回転によって筐体外の空気が吸気口１８ａからエアフィルタ２０を通り筐体内へ流入する。エアフィルタ２０を通って筐体内に流入した空気は電源８およびバラスト９を冷却した後に排気ファン１４に吸気される。排気ファン１４から排気された空気はランプユニット４全体を冷却し、ランプ１および後述する偏光変換素子４５を冷却した空気と共に排気口１８ｂより筐体外へ排気される。

次に、図３に１点鎖線の矢印で表す風路Ｃについて説明する。偏光変換素子冷却ファン２２の回転によって筐体外の空気が外装キャビネット１８に設けられた側面吸気口１８ｃを通り筐体内へ流入する。側面吸気口１８ｃから筐体内に流入した空気は偏光変換素子冷却ファン２２に吸気される。偏光変換素子冷却ファン２２から排気された空気は偏光変換素子冷却ダクト２３を通り、偏光変換素子４５を冷却する。偏光変換素子４５を冷却した空気は前述した風路Ａ，Ｂと同じく排気口１８ｂより筐体外へ排気される。

図４（ａ）は、風路Ａのランプ１の冷却構成を示す斜視図であり、ランプ１とランプ冷却ダクト１７とランプ冷却ファン１６の位置関係を示している。矢印の破線はダクト内の空気の流れを示し、実線はランプ１内の空気の流れを示す。図４（ｂ）は、図４（ａ）における後述する風向変更部材５９周辺の断面図である。図５（ａ）はランプ冷却ダクト１７の拡大斜視図である。図５（ｂ）は図５（ａ）の部分拡大斜視図である。

ランプ冷却ファン１６から排出された空気はランプ冷却ダクト１７を通り、ランプ１の発光管４１を冷却する。ランプ冷却ダクト１７は、２つのガイド溝（案内部材）１７ａ、拡散導風路１７ｂ、集中導風部１７ｃ、２つの退避部１７ｄ、整流部１７ｅを有する。

ガイド溝１７ａは、ランプ冷却ダクト１７の側面１７ｆ、ｇに設けられた菱形形状の溝であり、側面１７ｆ、ｇを貫通する貫通孔である。ガイド溝１７ａの菱形の四隅１７ａ_１〜１７ａ_４に、風向変更部材５９の軸部５９ｂが、投射型表示装置の姿勢に応じて配置される。ガイド溝１７ａは、風向変更部材５９が重力方向に自重により移動するのを案内する。また、四隅１７ａ_１〜１７ａ_４は、自重により移動した風向変更部材５９と接触して位置決めする位置決め部として機能する。本実施例では、少なくとも図６〜図８を参照して後述される４つの姿勢においてガイド溝１７ａは風向変更部材５９を位置決めするが、本発明はガイド溝１７ａが更に他の姿勢においても風向変更部材５９を位置決めすることを妨げるものではない。なお、ガイド溝１７ａの形状は菱形に限定されず、円形、正方形、楕円形などでもよい。

ガイド溝１７ａの形成において、側面１７ｆ、１７ｇに菱形形状の穴を設け、その穴と相似形状でそれよりも小さい溝形状部材７０を配置する。また、フォーク形状の固定部材７１を設け、固定部材７１の両側の脚７１ａを側面１７ｆ、１７ｇに固定し、中央の脚７１ｂを溝形状部材７０の中央に固定する。これによって、穴の内部に溝形状部材７０を固定し、穴と溝形状部材７０の間にガイド溝１７ａを形成する。

風向変更部材５９は、冷却風を受けて冷却風の風向を変更する。図４（ｂ）に示すように、風向変更部材５９は、本体部５９ａと軸部５９ｂを有する。本体部５９ａは、ランプ冷却ダクト１７の導風路内に設けられ、ランプ冷却ダクト１７の導風路の中心軸の方向Ｌと重力方向に直交する中心軸を有する円筒形状を有する。導風路の中心軸の方向は、導風路の吸気口の中心と排気口の中心を結ぶ中心軸の方向であり、本実施例ではランプ冷却ダクト１７の長手方向となっている。これにより、円周方向に空気が流れることから通気抵抗を抑えることができる。軸部５９ｂは、本体部５９ａの中心軸と同軸の円筒形状を有し、ガイド溝１７ａに沿って移動し、軸部５９ａには歯付き止め輪６０が固定される。ガイド溝１７ａは、風向変更部材５９の自重による移動を案内する。歯付き止め輪６０は、本体部５９ａが中心軸に沿って移動することを制限する。

拡散導風路１７ｂは、風向変更部材５９よりもランプ冷却ファン１６の側に設けられ、風向変更部材５９に流入する冷却風が外側に広がるように導風路を広げる。集中導風部１７ｃは、風向変更部材５９よりもランプ１の側に設けられ、風向変更部材５９から流出し、風向変更部材５９の本体部５９ａによって変更されたから冷却風が中央部に集まるように導風路を狭める。２つの退避部１７ｄは、側面１７ｆ、ｇおよび排気面１７ｈに直交する面において、ランプ冷却ダクト１７から外側に張り出している部分である。整流部１７ｅは、冷却風の流れを整え、板状部材から構成されている。

図６（ａ）は、発光管４１の中心軸に直交する断面図であり、据え置きされたランプ１の冷却構成を示す。据え置き状態では、ランプ冷却ダクト１７の導風路の中心軸の方向Ｌと発光管４１の中心軸の方向（図６（ａ）の紙面に垂直な方向）が共に重力方向と垂直となる。発光管４１の中心軸は図６〜図８に黒点で示されている。矢印の実線は空気の流れを示す。ランプ冷却ファン１６から排出された空気はランプ冷却ダクト１７に送られ、軸部５９ｂが隅１７ａ_３に位置する風向変更部材５９の本体部５９ａの外周に沿ってランプ冷却ダクト１７の上側に流れる。また、下側の退避部１７ｄに風向変更部材５９の一部が入り、ランプ冷却ダクト１７の流路を確保する。このため、導風路は、風向変更部材５９の位置に拘らず、導風路の中心軸の方向Ｌに直交する断面積の半分以上で冷却風を導風する。風向変更部材５９の外周に沿ってランプ冷却ダクト１７内の上側に流れた空気は整流部１７ｅの上側を通り、整流され、ランプ１に向かい発光管４１の上部を冷却する。

図６（ｂ）は、発光管４１の中心軸に直交する断面図であり、天吊されたランプ１の冷却構成を示す。天吊り状態でも、ランプ冷却ダクト１７の導風路の中心軸の方向Ｌと発光管４１の中心軸の方向（図６（ｂ）の紙面に垂直な方向）が共に重力方向と垂直となる。矢印の実線は空気の流れを示す。ランプ冷却ファン１６から排出された空気はランプ冷却ダクト１７に送られ、軸部５９ｂが隅１７ａ_３に位置する風向変更部材５９の本体部５９ａの外周に沿ってランプ冷却ダクト１７の上側に流れる。また、上側の退避部１７ｄに風向変更部材５９の一部が入り、ランプ冷却ダクト１７の流路を確保する。ガイド溝１７ａによって風向変更部材５９が図６（ａ）とは反対側に配置される。以降の空気の流れは図６（ａ）と同様である。

図７は、発光管４１の中心軸に直交する断面図であり、上向き投射設置のランプ１の冷却構成を示す。上向き投射状態では、発光管４１の中心軸の方向が重力方向と垂直で、かつ、ランプ冷却ダクト１７の導風路の中心軸の方向Ｌが重力方向の成分を有する。

矢印の実線は空気の流れを示す。ランプ冷却ファン１６から排出された空気はランプ冷却ダクト１７に送られる。軸部５９ｂが隅１７ａ_２に位置する風向変更部材５９の本体部５９ａは、集中導風部１７ｃに近接する。ランプ冷却ダクト１７に送られた空気は風向変更部材５９の外周に沿ってランプ冷却ダクト１７の両側を流れ、集中導風部１７ｃと風向変更部材５９の間を通った空気は、その流れる方向がランプ冷却ダクト１７の中央に向かうように変換される。ランプ冷却ダクト１７の中央に向かった空気は整流部１７ｅの中央を通り、整流され、ランプ１に向かい、発光管４１の上部を冷却する。

図８は、発光管４１の中心軸に直交する断面図であり、下向き投射設置のランプ１の冷却構成を示す。下向き投射状態でも、発光管４１の中心軸の方向が重力方向と垂直で、かつ、ランプ冷却ダクト１７の導風路の中心軸の方向Ｌが重力方向の成分を有する。矢印の実戦は空気の流れを示す。ランプ冷却ファン１６から排出された空気はランプ冷却ダクト１７に送られる。軸部５９ｂが隅１７ａ_４に位置する風向変更部材５９の本体部５９ａは、拡散導風部１７ｂに近接する。ランプ冷却ダクト１７に送られた空気は風向変更部材の外周に沿って流れ、拡散導風部１７ｂを通る。拡散導風部１７ｂと風向変更部材５９の間を通った空気は、その流れる方向がランプ冷却ダクト１７の両端に向かうように変換される。ランプ冷却ダクト１７の両端を通る空気は集中導風部１７ｃに沿って流れるが、拡散導風部１７ｂと風向変更部材５９によって導風経路を構築した状態に比べて集中導風部１７ｃで空気の流れる方向を変換する力は弱い。そのため、整流部１７ｅの両端を通り、整流され、ランプ１に向かい、発光管４１を避け、リフレクタ４２に沿って流れ、矢印に示すように、上側から回り込んで発光管４１の上部を冷却する。

このように、ガイド溝１７ａは、導風路よりもランプ１が上方（図８）または下方（図７）に位置するように導風路が傾斜された場合に、風向変更部材５９を、導風路の中心軸の方向Ｌに直交する面（図７、８の紙面に直交する面）の中央に案内する。風向変更部材５９を中央に配置することによって、導風路から見て導風路の中心軸の手前または反対側にある発光管４１の上部に冷却風を導くことができる。この結果、従来はできなかった、上向き投射または下向き投射におけるランプの上部の冷却が可能になり、ランプの寿命を延ばすことができる。このように、図４および図６の場合に、ガイド溝１７ａが風向変更部材５９を位置決めする場所と、図７および図８の場合に、ガイド溝１７ａが風向変更部材５９を位置決めする場所と、は互いに異なる。

投射型表示装置を据え置き、天吊り、上向き投射および下向き投射の少なくとも４種類の姿勢に設置した場合に風向変更部材５９の位置が一義的に決定されることが必要である。投射型表示装置が据え置き設置と天吊り設置される場合は、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、ランプ冷却ダクト１７の導風路の中心軸の方向Ｌと重力方向が垂直の場合である。投射型表示装置が据え置き設置と天吊り設置される場合は、図６（ｃ）および図６（ｄ）に示すように、導風路の中心軸の方向Ｌが重力方向の成分を有する場合である。

本実施例は、ガイド溝１７ａを菱形形状にして、４種類の姿勢の各々において重力方向における最下点を設け、この最下点において風向変更部材５９を位置決めしている。即ち、投射型表示装置が、図６（ａ）に示すように、据え置き設置された場合の隅１７ａ_３が最下点になり、図６（ｂ）に示すように、天吊り設置された場合の隅１７ａ_１が最下点になる。また、投射型表示装置が、図６（ｃ）に示すように、上向き設置された場合の隅１７ａ_２が最下点になり、図６（ｄ）に示すように、下向き設置された場合の隅１７ａ_４が最下点になる。このため、各姿勢において、軸部５９ｂは対応する最下点に自重で移動し、この位置で位置決めされる。ガイド溝１７ａを円形や楕円形にすれば４種類以上の姿勢の各々に対して最下点となる位置を決定することができるが、本実施形態では、少なくとも４種類の姿勢の各々において最下点となる位置を設けられればよい。

従来は、上向き投射設置と下向き投射設置の場合に風向変更部材５９の位置を一義的に決定することができなかった。例えば、隅１７ａ_１と１７ａ_３を直線のガイド溝で結ぶと上向き投射設置と下向き投射設置の場合の最下点がなくなるため、風向変更部材５９の位置を一義的に決定することができなくなる。本実施形態は、４種類の姿勢の各々において最下点となる位置を設けることによってこの問題を解決している。

風向変更部材５９をガイド溝１７ａに沿って移動することによって、据置や天吊だけでなく上向き投射や下向き投射においてもランプ１の上部を冷却することができ、ランプ１の温度を高精度に制御をすることができる。ランプ１の近傍は高温になるため、センサやモータの耐熱温度を満足するための冷却が必要になることでファンを駆動することによる騒音が増えることもない。下向き投射では集中導風部１７ｃにより、上向き投射では拡散導風部１７ｂとリフレクタ４２により、ランプ１のバルブ上部に冷却風を送って温度を制御する。風向変更部材５９とランプ１の間に設けられた整流部１７ｅによって、設置姿勢ごとに風向変更部材５９によって偏向された空気を確実にランプ１に送ることができ、高精度にランプ１の温度を制御できる。風向変更部材５９は円柱形状を有し、円周方向に空気が流れることから通気抵抗を抑えることができる。また、ランプ冷却ダクト１７の風路内に風向変更部材５９の一部を退避する退避部１７ｄを設けることで、通気抵抗を抑えることができる。

図９は、液晶プロジェクタ等の実施例２の投射型表示装置の風向変更球６１の周辺の断面図である。本実施例では、風向変更部材６１は球形状を有し、ガイド溝１７ａはその一部を覆う。

風向変更部材６１は、ガイド溝１７ａに沿って動くためランプ冷却ダクト１７の反対面にも同様の構造を設け、風向変更部球６１が球導風ガイド６２に沿って重力方向に可動する。

本実施例の冷却構成でも、実施例１と同様な冷却効果を得るとともに、風向変更部材が球形状であって球に沿うように空気が流れることから通気抵抗を抑えることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

本発明は、一般のランプの冷却に適用可能である。例えば、高圧水銀ランプは、ＵＶ硬化装置、光重合反応装置、光酸化水処理・促進酸化水処理装置、殺菌装置などに適用される。本発明は、これらの装置に搭載されるランプ冷却装置としても適用可能である。

この場合、ランプ冷却装置は、冷却風をランプに導風する導風路を有する導風手段と、導風手段の導風路内に設けられ、冷却風を受けて風向を変更する風向変更部材と、風向変更部材の自重による移動を案内する案内部材と、を有する。案内部材は、導風路よりもランプが上方または下方に位置するように導風路が傾斜された場合に、風向変更部材を、導風路の中心軸の方向に直交する面の中央に案内する。

本発明は、投射型表示装置やランプ冷却装置の用途に適用することができる。

１…ランプ、１６…ランプ冷却ファン、１７…ランプ冷却ダクト、１７ａ…ガイド溝（案内部材）、１７ａ_１〜１７ａ_４…隅（位置決め部）、４１…発光管、５９…風向変更部材

Claims (12)

1. 送風手段から送風された冷却風をランプの発光管に導風する導風路を有するダクトと、
   前記ダクトに設けられ、前記冷却風を受けて導風路内の風向を変更する風向変更部材と、
   前記ダクトに設けられ、前記風向変更部材の自重による移動を案内する案内部材と、
   を有し、
   前記案内部材は、前記導風路の吸気口の中心と排気口の中心を結ぶ中心軸の方向と前記発光管の中心軸の方向が共に重力方向と垂直の場合と、前記発光管の中心軸の方向が前記重力方向と垂直で、かつ、前記導風路の前記中心軸の方向が前記重力方向の成分を有する場合のそれぞれにおいて、自重により移動した前記風向変更部材と接触して位置決めする位置決め部を有し、
   前記ダクトは、前記風向変更部材に流入する前記冷却風が外側に広がるように前記導風路を広げる拡散導風部と、前記風向変更部材から流出する前記冷却風が中央部に集まるように前記導風路を狭める集中導風部と、を有することを特徴とするランプ冷却装置。
2. 前記導風路の吸気口の中心と排気口の中心を結ぶ中心軸の方向と前記発光管の中心軸の方向が共に重力方向と垂直の場合に、前記案内部材が前記風向変更部材を位置決めする場所と、
   前記発光管の中心軸の方向が前記重力方向と垂直で、かつ、前記導風路の前記中心軸の方向が前記重力方向の成分を有する場合に、前記案内部材が前記風向変更部材を位置決めする場所と、
   が互いに異なる、ことを特徴とする請求項１に記載のランプ冷却装置。
3. 前記案内部材は、円形、楕円形、または菱形の溝であることを特徴とする請求項１または２に記載のランプ冷却装置。
4. 前記ダクトは、前記風向変更部材と前記ランプの間に設けられ、前記冷却風の流れを整える整流部を有することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載のランプ冷却装置。
5. 前記風向変更部材は、前記ダクトの前記導風路内に配置され、前記導風路の中心軸の方向に直交する中心軸を有する円柱形状を有する本体部を更に有することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載のランプ冷却装置。
6. 前記案内部材は溝であり、
   前記風向変更部材は、前記本体部に固定されて前記溝に沿って移動する軸部を更に有することを特徴とする請求項５に記載のランプ冷却装置。
7. 前記風向変更部材は、球形状を有することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載のランプ冷却装置。
8. 前記導風路は、前記風向変更部材の位置に拘らず、前記導風路の中心軸の方向に直交する断面積の半分以上で前記冷却風を導風することを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載のランプ冷却装置。
9. 送風手段から送風された冷却風をランプの発光管に導風する導風路を有するダクトと、
   前記ダクトに設けられ、前記冷却風を受けて導風路内の風向を変更する風向変更部材と、
   前記ダクトに設けられ、前記風向変更部材の自重による移動を案内する案内部材と、
   を有し、
   前記案内部材は、前記導風路の吸気口の中心と排気口の中心を結ぶ中心軸の方向と前記発光管の中心軸の方向が共に重力方向と垂直の場合と、前記発光管の中心軸の方向が前記重力方向と垂直で、かつ、前記導風路の前記中心軸の方向が前記重力方向の成分を有する場合のそれぞれにおいて、自重により移動した前記風向変更部材と接触して位置決めする位置決め部を有し、
   前記案内部材は、円形、楕円形、または菱形の溝であることを特徴とするランプ冷却装置。
10. 送風手段から送風された冷却風をランプの発光管に導風する導風路を有するダクトと、
    前記ダクトに設けられ、前記冷却風を受けて導風路内の風向を変更する風向変更部材と、
    前記ダクトに設けられ、前記風向変更部材の自重による移動を案内する案内部材と、
    を有し、
    前記案内部材は、前記導風路の吸気口の中心と排気口の中心を結ぶ中心軸の方向と前記発光管の中心軸の方向が共に重力方向と垂直の場合と、前記発光管の中心軸の方向が前記重力方向と垂直で、かつ、前記導風路の前記中心軸の方向が前記重力方向の成分を有する場合のそれぞれにおいて、自重により移動した前記風向変更部材と接触して位置決めする位置決め部を有し、
    前記風向変更部材は、前記ダクトの前記導風路内に配置され、前記導風路の中心軸の方向に直交する中心軸を有する円柱形状を有する本体部を更に有することを特徴とするランプ冷却装置。
11. 前記案内部材は溝であり、
    前記風向変更部材は、前記本体部に固定されて前記溝に沿って移動する軸部を更に有することを特徴とする請求項１０に記載のランプ冷却装置。
12. 請求項１乃至１１のうちいずれか１項に記載のランプ冷却装置と、
    光変調素子と、
    前記光変調素子を照明するための照明光学系と、
    を有することを特徴とする投射型表示装置。