KR101080538B1 - 투사형 표시 장치 및 램프 냉각 장치 - Google Patents

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Abstract

크세논 램프 등의 램프를 광원으로서 이용하는 액정 프로젝터나 그 밖의 투사형 표시 장치에 있어서, 소음의 증대나 장치 전체의 대형화를 초래하는 일 없이 램프를 효율적으로 냉각하는 동시에, 램프를 냉각하는 팬의 수명이나 신뢰성을 향상시킨다.
히트 싱크(1)를 장착한 램프의 전방에 배치된 팬(3, 4)이 회전되면 외부 상온의 공기가 흡기구로부터 도입되고, 덕트(5, 6) 내에서 유도되어 팬(3, 4)으로부터 램프의 전면에 송풍된다. 그리고, 램프에 송풍됨으로써 따뜻해진 고온의 공기가 배기구로부터 외부로 배출된다.
Figure R1020040053238
팬, 덕트, 히트 싱크, 회로 기판, 크세논 램프

Description

투사형 표시 장치 및 램프 냉각 장치{PROJECTION TYPE DISPLAY APPARATUS AND COOLING APPARATUS OF LAMP}
도1은 종래의 액정 프로젝터의 크세논 램프의 냉각 방식을 도시하는 도면.
도2는 본 발명에 의한 크세논 램프의 냉각 기구의 사시도.
도3은 본 발명에 의한 크세논 램프의 냉각 기구의 정면도.
도4는 본 발명에 의한 크세논 램프의 냉각 기구의 평면도.
도5는 본 발명에 의한 크세논 램프의 냉각 기구의 주요부의 사시도.
도6은 도2 내지 도5의 냉각 기구의 히트 싱크의 부분의 사시도.
도7은 크세논 램프의 사시도.
도8은 도2 내지 도5의 다이캐스트의 역할을 도시하는 도면.
도9는 본 발명을 적용한 액정 프로젝터의 평면도.
도10은 본 발명을 적용한 액정 프로젝터의 사시도.
도11은 본 발명을 적용한 액정 프로젝터의 사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 히트 싱크
1a : 핀
2 : 봉입물
3 : 팬
5 : 덕트
7 : 복귀광 흡수체
8 : 회로 기판
11 : 크세논 램프
11a : 사파이어 유리
21 : 렌즈
22 : UV/IR 반사판
31 : 액정 프로젝터의 하우징 부재
33 : 투사 렌즈
34 : 프레임
본 발명은, 크세논 램프 등의 램프를 광원으로서 이용하는 투사형 표시 장치 및 이들의 램프를 냉각하는 장치에 관한 것이다.
대화면의 영상 표시 장치로서 액정 프로젝터가 보급되어 있다. 액정 프로젝터는, 주지하는 바와 같이 광원으로부터의 사출광을 집광하여 액정 패널에 조사하고, 영상 신호에 따라서 액정 패널로 변조한 광을 스크린에 투사하도록 한 것이다.
액정 프로젝터의 광원으로서는 방전 램프가 널리 이용되고 있다. 그 중에서 도, 크세논 램프는 다른 방전 램프(초고압 수은 램프 등)와 비교하여 적색의 스펙트럼 성분이 강하기 때문에, 청색이나 녹색이 지나치게 강조되는 일 없이 자연스러운 황색성을 실현할 수 있다는 이점이 있다.
그러나, 반면 크세논 램프는 다른 방전 램프와 동일 휘도를 실현하기 위해 필요한 와트수가 높기 때문에, 발열량이 많게 되어 버린다. 그로 인해, 크세논 램프를 광원으로서 이용한 액정 프로젝터에서는 크세논 램프를 어떻게 하여 냉각하는지가 매우 중요해진다.
종래, 크세논 램프를 광원으로서 이용한 액정 프로젝터에는 크세논 램프의 후방에 팬을 배치하고, 이 팬으로 흡기를 행함으로써 크세논 램프의 전방으로부터 냉각용의 공기를 도입하도록 한 것이 존재하고 있었다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).
도1은 이러한 종래의 냉각 방식의 개요를 도시하는 도면이다. 크세논 램프(51)에 히트 싱크(52)가 장착되고, 이 크세논 램프(51) 및 히트 싱크(52)가 램프 덕트(53)에 수납된다. 램프 덕트(53)의 후방(도면의 우측 방향)에는 팬(54)이 배치된다. 이 팬(54)으로 흡기를 행함으로써, 램프 덕트(53)의 전방(도면의 좌측 방향)으로부터 냉각용의 공기가 램프 덕트(53)로 도입된다. 이 공기는 크세논 램프(51) 및 히트 싱크(52)를 통한 후, 팬(54)을 통해 후방으로 배기된다.
[특허 문헌 1]
일본 특허 제3348653호 공보(단락 번호 0004, 0017, 도1, 도6)
그러나 이러한 종래의 냉각 방식에는 다음 (a)나 (b)와 같은 문제점이 있었다.
(a) 크세논 램프의 온도를 적정하게 유지하기 위해서는, 크세논 램프의 전면(前面)에서 광의 사출면으로 되어 있는 유리(통상 사파이어 유리가 이용되고 있음)의 온도 상승을 억제하는 것이 중요하다. 그러나 크세논 램프 후방의 팬으로 흡기를 행하는 경우에는 이 유리에 공기가 직접 닿기 어렵고, 닿더라도 기세가 약하기 때문에, 이 유리의 온도 상승을 충분히 억제하기 어렵다.
또한 반대로, 이 유리의 온도 상승을 충분히 억제하고자 하면, 팬의 회전 속도를 상당히 높게 하거나 상당히 대형의 팬을 이용해야만 하므로, 소음의 증대를 초래하거나 액정 프로젝터 전체의 대형화를 초래해 버린다.
(b) 크세논 램프나 히트 싱크로 따뜻해진 고온의 공기가 팬에 닿게 됨으로써, 팬의 온도가 상승되어 버린다. 그 결과, 팬 모터의 회전축으로 도포되어 있는 윤활유가 증발됨으로써 회전 저항이 증대되는 동시에 이음(異音)이 발생되거나 팬에 눌어붙음이 생기는 등으로 인해, 팬의 수명이나 신뢰성의 저하를 초래해 버린다.
본 발명은, 상술한 점에 비추어 크세논 램프 등의 램프를 광원으로서 이용하는 액정 프로젝터나 그 밖의 투사형 표시 장치에 있어서, 소음의 증대나 장치 전체의 대형화를 초래하는 일 없이 램프를 효율적으로 냉각하는 동시에, 램프를 냉각하는 팬의 수명이나 신뢰성을 향상시키는 것을 과제로 하여 이루어진 것이다.
이 과제를 해결하기 위해, 본 출원인은 램프로부터의 출사광을 변조하여 영상광으로서 투사하는 투사형 표시 장치로서, 상기 램프의 경사 좌측 전방 및 경사 우측 전방에 배치되고, 상기 램프의 전면에 각각 경사 방향으로부터 공기를 송풍하는 2개의 팬과; 상기 투사형 표시 장치의 전방 부분에 설치되고, 외부의 공기를 도입하기 위한 흡기구와; 상기 팬에 각각 접속되고, 상기 램프의 광축과 평행하게 서로 이격된 상태에서 상기 투사형 표시 장치의 전방 부분까지 연장되고, 상기 흡기구로부터 상기 투사형 표시 장치 내로 들어간 공기를 상기 팬으로 유도하기 위한 2개의 덕트와; 상기 투사형 표시 장치의 후방 부분에 설치되고, 상기 2개의 팬에 의해 상기 램프에 송풍된 공기를 외부로 배출하기 위한 배기구를 구비하고, 상기 램프에, 열방사 특성을 갖는 재료로 도장된 히트 싱크가 장착되어 있고, 상기 히트 싱크가 투명한 부재로 덮여져 있고, 상기 투명한 부재가 상기 투사형 표시 장치의 외측으로 노출되어 있는 투사형 표시 장치를 제안한다.
이 투사형 표시 장치에서는, 팬이 회전되면 외부 상온의 공기가 흡기구로부터 도입되고, 덕트 내에서 유도되어 광원인 램프의 전방에 배치된 팬으로부터 램프의 전면(광이 사출되는 면)에 송풍된다. 그리고, 램프에 송풍됨으로써 따뜻해진 고온의 공기가 배기구로부터 외부로 배출된다. 이와 같이, 램프의 전면에 직접 공기를 송풍함으로써, 종래와 같이 램프 후방의 팬으로 흡기를 행하는 경우와 달리, 팬의 회전 속도를 낮게 하거나 소형의 팬을 이용한다 해도, 램프의 전면의 온도 상승을 충분히 억제할 수 있다. 따라서, 소음의 증대나 장치 전체의 대형화를 초래하는 일 없이, 광원인 램프를 효율적으로 냉각할 수 있다.
또한, 팬에는 외부로부터의 상온의 공기(램프로 따뜻해지기 전의 공기)가 닿기 때문에, 종래와 같이 램프 후방의 팬으로 흡기를 행하는 경우와 달리, 팬의 온도가 상승되는 일이 없다. 이에 의해, 팬의 수명이나 신뢰성이 향상된다.
또, 광원으로서 크세논 램프를 이용하는 경우에는, 일예로서 팬이 크세논 램프 전면의 유리에 공기를 송풍하도록 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 이 유리의 온도 상승을 충분히 억제할 수 있으므로, 크세논 램프를 효율적으로 냉각할 수 있게 된다.
또한, 이 투사형 표시 장치에 있어서, 일예로서 램프의 경사 좌측 전방 및 경사 우측 전방에 2개의 팬을 배치하는 것이 바람직하다.
그에 의해, 램프로부터 사출되는 광의 광로를 방해하는 일 없이(램프의 전방 정면에 광학계를 배치한 상태로), 램프의 전면에 공기를 송풍하여 램프의 전면의 온도 상승을 충분히 억제할 수 있게 된다. 또한, 이와 같이 2개의 팬을 이용함으로써, 각각의 팬의 회전 속도를 더 낮게 할 수 있으므로, 소음을 한층 더 억제할 수 있게 된다.
또한, 이 투사형 표시 장치에 있어서, 일예로서 열방사 특성을 갖는 재료로 도장된 히트 싱크를 램프에 장착하고, 이 히트 싱크를 투명한 부재로 덮는 동시에 이 투명 부재를 투사형 표시 장치의 외측으로 노출시키는 것이 바람직하다.
열방사 특성을 갖는 재료로 도장된 히트 싱크를 램프에 장착하면, 열방사에 의해 램프를 냉각할 수 있다. 그러나 이 히트 싱크를 외력 등으로부터 보호하는 덮개로서 불투명한 부재(일반적인 수지재 등)를 이용하거나 이 히트 싱크가 투사형 표시 장치의 하우징 부재 그 자체에 의해 덮여져 있거나 하면, 히트 싱크로부터의 복사열이 그 덮개나 하우징 부재로 흡수 또는 반사되기 때문에, 다시 램프 쪽으로 열이 전해져 버린다.
이에 대해, 투명한 부재로 이 히트 싱크를 덮는 동시에 이 투명 부재를 투사형 표시 장치의 외측으로 노출시킴으로써, 히트 싱크로부터의 복사열이 이 투명 부재를 통과하여 투사형 표시 장치의 외부로 방열된다. 이에 의해, 열방사에 의한 냉각 효과를 이용하여 램프를 한층 효율적으로 냉각할 수 있게 된다.
또한, 이 투사형 표시 장치에 있어서 램프로부터의 사출광 중 가시광 영역 밖의 광을 일정한 각도를 두고 램프측으로 반사시키는 반사판이 설치되는 경우에는, 일예로서 램프의 전면에 램프로부터의 사출광을 통과시키는 동시에 이 반사판으로부터의 반사광을 차광하는 부재를 배치하는 것이 바람직하다.
공간 광변조 소자에 가시광만을 조사하기 위해서는, 이와 같이 가시광 영역 밖의 광을 램프에 직접 반사광이 입사되지 않도록 일정한 각도를 두고 램프측으로 반사시키는 경우가 있다. 그러나 그 경우에도, 이 반사광이 램프의 하우징 부재나 램프에 장착한 히트 싱크를 조사하고, 그것이 램프의 온도 상승의 하나의 원인이나 램프의 수명이나 신뢰성의 저하의 하나의 원인이 되는 경우가 있다.
이에 대해, 램프의 전방에 램프로부터의 사출광을 통과시키는 동시에 이 반사판으로부터의 반사광을 차광하는 부재를 배치하면, 램프로부터의 사출광은 이 부재에 의해 차단되는 일 없이 이 반사판에 입사하는 동시에, 이 반사판으로 반사된 가시광 영역 밖의 광은 이 부재로 차단되어 램프의 하우징 부재나 램프에 장착한 히트 싱크를 조사하지 않게 된다. 이에 의해, 이 반사광에 의한 램프의 온도 상승이 방지되기 때문에 램프의 냉각 효율이 한층 높아지는 동시에, 램프의 수명이나 신뢰성도 향상되게 된다.
또한, 이 투사형 표시 장치에 있어서, 일예로서 이 덕트 내에 전원 회로를 배치하는 것이 바람직하다.
그에 의해, 덕트 내를 통하는 외부로부터의 상온의 공기에 전원 회로가 접촉하게 되기 때문에, 램프를 냉각하는 동시에 전원 회로도 냉각할 수 있게 된다.
다음에, 본 출원인은 램프와, 이 램프의 전방에 배치되어 이 램프의 전면에 공기를 송풍하는 팬과, 외부의 공기를 이 팬으로 유도하기 위한 덕트를 구비한 램프 냉각 장치를 제안한다.
이 램프 냉각 장치에서는 팬이 회전되면, 외부 상온의 공기가 덕트 내에서 유도되어 램프의 전방에 배치된 팬으로부터 램프의 전면에 송풍된다. 이와 같이, 램프의 전면에 직접 공기를 송풍함으로써, 종래와 같이 램프 후방의 팬으로 흡기를 행하는 경우와 달리, 팬의 회전 속도를 낮게 하거나 소형의 팬을 이용하거나 해도, 램프의 전면의 온도 상승을 충분히 억제할 수 있다. 따라서, 소음의 증대나 장치 전체의 대형화를 초래하는 일 없이, 효율적으로 램프를 냉각할 수 있다.
또한, 팬에는 외부로부터의 상온의 공기(램프로 따뜻해지기 전의 공기)가 닿기 때문에, 종래와 같이 램프 후방의 팬으로 흡기를 행하는 경우와 달리, 팬의 온도가 상승되는 일이 없다. 이에 의해, 팬의 수명이나 신뢰성이 향상된다.
또, 크세논 램프를 냉각하는 경우에는, 일예로서 팬이 크세논 램프 전면의 유리에 공기를 송풍하도록 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 이 유리의 온도 상승을 충분히 억제할 수 있으므로, 크세논 램프를 효율적으로 냉각할 수 있게 된다.
또한, 이 램프 냉각 장치에 있어서, 일예로서 램프의 경사 좌측 전방 및 경사 우측 전방에 2개의 팬을 배치하는 것이 바람직하다.
그에 의해, 램프로부터 사출되는 광의 광로를 방해하는 일 없이(램프의 전방 정면에 광학계를 배치한 상태로), 램프의 전면에 공기를 송풍하여 램프의 전면의 온도 상승을 충분히 억제할 수 있게 된다. 또한, 이와 같이 2개의 팬을 이용함으로써, 각각의 팬의 회전 속도를 더 낮게 할 수 있으므로, 소음을 한층 더 억제할 수 있게 된다.
또한, 이 램프 냉각 장치에 있어서, 일예로서 열방사 특성을 갖는 재료로 도장된 히트 싱크를 램프에 장착하고, 이 히트 싱크를 투명한 부재로 덮는 것이 바람직하다.
열방사 특성을 갖는 재료로 도장된 히트 싱크를 램프에 장착하면, 열방사에 의해 램프를 냉각할 수 있다. 그러나 이 히트 싱크를 보호하는 덮개로서 불투명한 부재(일반적인 수지재 등)를 이용하면, 히트 싱크로부터의 복사열이 그 덮개로 흡수 또는 반사되기 때문에, 다시 램프 쪽으로 열이 전해져 버린다.
이에 대해, 투명한 부재로 이 히트 싱크를 덮음으로써, 히트 싱크로부터의 복사열이 이 투명 부재를 통과하여 외부로 방열된다. 이에 의해, 열방사에 의한 냉각 효과를 이용하여 램프를 한층 효율적으로 냉각할 수 있게 된다.
또한, 이 램프 냉각 장치에 있어서, 램프의 전방에 램프로부터의 사출광을 통과시키는 동시에, 일정한 각도를 두고 램프측으로 반사되는 반사광을 차광하는 부재를 배치하는 것이 바람직하다.
예를 들어 투사형 표시 장치에서는, 공간 광변조 소자에 가시광만을 조사하기 위해, 가시광 영역 밖의 광을 램프에 직접 반사광이 입사되지 않도록 일정한 각도를 두고 램프측으로 반사시키는 경우가 있다. 그러나 그 경우에도, 이 반사광이 램프의 광체나 램프에 장착한 히트 싱크를 조사하고, 그 점이 램프의 온도 상승의 한가지 원인이나 램프의 수명이나 신뢰성의 저하의 한가지 원인이 되는 경우가 있 다.
이에 대해, 램프의 전방에 램프로부터의 사출광을 통과시키는 동시에, 일정한 각도를 두고 램프측으로 반사되는 반사광을 차광하는 부재를 배치하면, 램프로부터의 사출광은 이 부재에 의해 차단되는 일이 없는 동시에, 반사된 가시광 영역 밖의 광은 이 부재로 차단되어 램프의 하우징 부재나 램프에 장착한 히트 싱크를 조사하지 않게 된다. 이에 의해, 이 반사광에 의한 램프의 온도 상승이 방지되기 때문에 램프의 냉각 효율이 한층 높아지는 동시에, 램프의 수명이나 신뢰성도 향상되게 된다.
이하, 크세논 램프를 광원으로서 이용한 액정 프로젝터에 본 발명을 적용한 예에 대해, 도면을 이용하여 구체적으로 설명한다.
도2는 본 발명을 적용한 액정 프로젝터 내의 크세논 램프의 냉각 기구의 구조를 도시하는 사시도이다. 또한, 도3, 도4는 각각 이 냉각 기구의 정면도 및 평면도이며, 도5는 이 냉각 기구의 주요 부분의 사시도이다. 이러한 도면에 있어서, 한 쌍의 히트 싱크(1)는 광원인 크세논 램프에 장착되어 있어 크세논 램프의 전극을 겸하고 있다.
도6은 이 냉각 기구 중 히트 싱크(1)의 부분의 사시도이다. 또한, 도7은 히트 싱크(1)가 장착되는 크세논 램프를 단일 부재로 도시하는 사시도이다. 도7에 도시한 바와 같이, 크세논 램프(11)는 전면에 사파이어 유리(11a)를 갖고 있고, 이 사파이어 유리(11a)를 통해 외부로 광이 사출된다.
도6에 도시한 바와 같이, 히트 싱크(1)는 크세논 램프(11)의 하우징 부재의 측면의 전방부 및 후방부에 장착되어 있고, 방사형으로 형성된 다수의 얇은 판 형태의 핀(1a)을 갖고 있다. 히트 싱크(1)는 알루미늄으로 이루어지는 동시에, 그 표면이 열방사 특성을 갖는 재료인 세라믹재로 도장되어 있다. 이러한 도장에 적합한 세라믹재로서는, 예를 들어 오끼쯔모 가부시끼가이샤가 제조하는「오끼쯔모 쿨텍」이 존재한다.
도2 내지 도5에서는 도시를 생략하고 있지만, 도6에 도시한 바와 같이 히트 싱크(1)는 외력 등으로부터 보호하기 위해 봉입물(2)로 덮여진다. 봉입물(2)은 무색 투명한 폴리카보네이트로 이루어져 있다.
도2 내지 도5에 도시한 바와 같이, 히트 싱크(1)의 경사 좌측 전방(전방 정면으로부터 약 45°기운 방향)에는 크세논 램프(11)의 전면의 사파이어 유리(11a)(도6, 도7)에 공기를 송풍하기 위한 팬(3)이 배치되어 있다. 또한, 히트 싱크(1)의 경사 우측 전방(전방 정면으로부터 약 45°기운 방향)에도, 이 사파이어 유리(11a)에 공기를 송풍하기 위한 팬(4)이 배치되어 있다.
덕트(5)는 팬(3)으로 공기를 유도하기 위한 것이다. 덕트(6)는 팬(4)으로 공기를 유도하기 위한 것이다. 팬(3) 및 덕트(5)와, 팬(4) 및 덕트(6) 사이에는 히트 싱크(1)를 장착한 크세논 램프(11)의 전방 정면에 광학계[크세논 램프(11)로부터의 사출광을 액정 패널로 유도하는 조명 광학계나 액정 패널로 변조된 광을 외부로 투사하는 투사 광학계]를 설치하기 위한 공간이 확보되어 있다.
히트 싱크(1)의 전방 정면에는 크세논 램프(11)나 히트 싱크(1)로부터 약간 격리시켜 복귀광 흡수체(7)가 배치되어 있다. 복귀광 흡수체(7)는 다이캐스트에 의해 제조된 알루미늄제의 주조물이며, 히트 싱크(1)와 마찬가지로 방사형으로 형성된 다수의 얇은 판 형태의 핀을 갖고 있다. 팬(3, 4)으로부터 송풍되는 공기는 이 복귀광 흡수체(7)의 핀에도 닿게 되어 있다.
도8은 이 복귀광 흡수체(7)의 단면 구조 및 역할을 도시하는 도면이다. 이 액정 프로젝터의 조명 광학계[전술한 팬(3) 및 덕트(5)와 팬(4) 및 덕트(6) 사이의 공간에 설치되는 조명 광학계) 내에는, 크세논 램프(11)로부터의 사출광을 평행 광속화하는 렌즈(21)의 후단부에 가시광만을 액정 패널에 조사하기 위해 가시광 영역의 광(자외선 및 적외선)을 크세논 램프(11) 측으로 반사시키는 UV/IR 반사판(22)이 설치된다. 이 UV/IR 반사판(22)은 크세논 램프(11)의 광사출면[도6, 도7의 사파이어 유리(11a)]에 직접 반사광이 입사되지 않도록, 광축에 수직인 면에 대해 일정한 각도 예를 들어 4°만큼 기울어진다. 그러나 그 경우에도, 이 반사광이 크세논 램프(11)의 하우징 부재나 크세논 램프(11)에 장착한 히트 싱크(1)를 조사하는 것이 있다.
복귀광 흡수체(7)는 크세논 램프(11)로부터의 사출광을 차단하는 일 없이 렌즈(21)에 입사되는 동시에, UV/IR 반사판(22)으로부터의 반사광을 흡수할 수 있는 화분형(鉢狀)의 중공 구조를 이루고 있다. 복귀광 흡수체(7)는 크세논 램프(11)와 이 렌즈(21) 사이에 배치되고, 크세논 램프(11)로부터의 사출광을 차단하는 일 없이 렌즈(21)를 통해 UV/IR 반사판(22)에 입사되는 동시에, UV/IR 반사판(22)으로부터의 반사광은 차광하여 크세논 램프(11)의 하우징 부재나 히트 싱크(1)를 조사시키지 않는 역할을 하고 있다.
도2 및 도4에 도시한 바와 같이, 덕트(5) 내에 있어서 팬(3)의 바람이 불어오는 측에는 액정 프로젝터의 신호 처리계의 회로(영상 신호 처리 회로나 액정 패널 구동 회로)나 팬(3, 4)용의 전원 회로를 탑재한 회로 기판(8)이 배치되어 있다. 또한, 덕트(6) 내에 있어서 팬(4)의 바람이 불어오는 측에는 크세논 램프(11)용의 전원 회로를 탑재한 회로 기판(9)이 배치되어 있다.
도2에 도시한 바와 같이, 덕트(5, 6)의 선단부[팬(3, 4)과는 반대측의 단부] 부근에는 공기를 도입하기 위한 다수의 구멍(5a, 6a)이 각각 마련되어 있다.
이 냉각 기구 중, 덕트(5, 6)의 선단부는 액정 프로젝터의 전면(투사 렌즈가 있는 면)의 각각 좌측 및 우측 부근에 위치한다. 한편, 히트 싱크(1)를 장착한 크세논 램프(11)는 액정 프로젝터의 후방면의 근처에 위치한다.
도9는 이 액정 프로젝터의 외관을 도시하는 평면도이다. 이 액정 프로젝터의 하우징 부재(31)는 액정 프로젝터의 후방부 부근에 벤트부(32)를 갖는[상측으로부터 보았을 때 벤트부(32)의 부분은 바닥이 보임] 구조로 되어 있다. 히트 싱크(1)를 덮는 봉입물(2)(도6)은 이 벤트부(32)의 부분을 통함으로써, 액정 프로젝터의 외측으로 노출되어 있다.
하우징 부재(31)의 주위에는 액정 프로젝터의 전면, 측면 및 후방면을 둘러싸도록 하고, 투사 렌즈(33)를 통과시키는 개구부를 갖는 コ 글자형의 프레임(34)이 부착되어 있다. 액정 프로젝터의 전면에서는 하우징 부재(31)와 프레임(34) 사이에 간격을 두게 됨으로써 벤트부(35)가 설치되어 있다.
도10은 이 액정 프로젝터를 프레임(34)을 제외한 상태에서 경사지기 전에 본 사시도이다. 하우징 부재(31) 중, 액정 프로젝터의 전면의 투사 렌즈(33)의 좌우의 부분[덕트(5, 6)의 선단부 부근의 부분]에는, 각각 흡기구(31a)가 설치되어 있다. 액정 프로젝터의 전면으로부터는, 흡기구(31a)는 프레임(34)에 숨겨져 보이지 않도록 되어 있다. 이는, 흡기구(31a)로부터 외부로 소리가 노출되기 어렵게 하기 위해서이다(청음 설계).
도11은 이 액정 프로젝터를 경사진 후에 본 사시도이다. 하우징 부재(31) 중, 액정 프로젝터의 후방면의 부분[크세논 램프(11)의 근처 부분]에는 배기구(31b)가 설치되어 있다.
다음에, 이 액정 프로젝터에 있어서의 크세논 램프(11)의 냉각 태양에 대해 설명한다.
[팬에 의한 냉각]
팬(3, 4)이 회전되면 액정 프로젝터의 외부 상온의 공기가 하우징 부재(31)의 흡기구(31a)(도10)로부터 액정 프로젝터 내로 도입되고, 구멍(5a, 6a)(도2)으로부터 덕트(5, 6) 내에 들어와 덕트(5, 6) 내에서 유도되어 팬(3, 4)으로부터 크세논 램프(11)의 전면의 사파이어 유리(11a)(도6, 도7)에 송풍된다.
그리고, 크세논 램프(11)로 따뜻해진 고온의 공기가 크세논 램프(11)의 후방에 있는 하우징 부재(31)의 배기구(31b)(도11)로부터 액정 프로젝터의 외부로 배출된다. 도2에는 이 팬(3, 4)에 의한 액정 프로젝터 내에서의 공기의 흐름을 굵은 화살표로 나타내고 있다.
크세논 램프의 온도를 적정하게 유지하기 위해서는, 광의 사출면인 전면의 사파이어 유리의 온도 상승을 억제하는 것이 중요하지만, 이와 같이 크세논 램프(11)의 전방에 배치한 팬으로 사파이어 유리(11a)에 직접 공기를 송풍하고, 게다가 2개의 팬(3, 4)으로 공기를 송풍함으로써, 팬(3, 4)의 회전 속도를 낮게 하거나 팬(3, 4)으로서 소형의 팬을 이용하거나 해도, 사파이어 유리(11a)의 온도 상승을 충분히 억제할 수 있다. 따라서, 소음의 증대나 액정 프로젝터 전체의 대형화를 초래하는 일 없이, 광원인 크세논 램프(11)를 효율적으로 냉각할 수 있다(본 출원인의 계측에 따르면, 종래와 같이 크세논 램프의 후방에 배치한 팬으로 흡기를 행하는 경우보다도, 냉각 효율이 30 ％ 정도 향상되었음).
또한, 팬(3, 4)에는 외부로부터의 상온의 공기[크세논 램프(11)로 따뜻해지기 전의 공기]가 닿기 때문에, 종래와 같이 크세논 램프의 후방에 배치한 팬으로 흡기를 행하는 경우와 달리, 팬(3, 4)의 온도가 상승되는 일이 없다. 이에 의해, 팬(3, 4)의 수명이나 신뢰성이 향상된다.
그리고, 크세논 램프(11)의 경사 좌측 전방 및 경사 우측 전방에 2개의 팬(3, 4)을 배치함으로써, 크세논 램프(11)로부터 사출되는 광의 광로를 방해하는 일 없이(램프의 전방 정면에 광학계를 배치한 상태로), 크세논 램프(11)의 전면의 사파이어 유리(11a)에 공기를 송풍하여 사파이어 유리(11a)의 온도 상승을 충분히 억제할 수 있다.
또한, 신호 처리계의 회로용의 전원 회로 등을 탑재한 회로 기판(8)이 덕트(5) 내에 배치되어 있는 동시에, 크세논 램프(11)용의 전원 회로를 탑재한 회로 기판(9)이 덕트(6) 내에 배치되어 있기 때문에, 덕트(5, 6) 내를 통하는 외부로부터 의 상온의 공기에 이러한 전원 회로가 닿게 된다. 따라서, 크세논 램프(11)를 냉각하는 동시에 이러한 전원 회로도 냉각할 수 있다.
[열방사에 의한 냉각]
이 액정 프로젝터에서는 크세논 램프(11)에 장착된 히트 싱크(1)가 열방사 특성을 갖는 재료(세라믹재)로 도장되어 있기 때문에, 히트 싱크(1)로부터의 열방사에 의해서도 크세논 램프(11)를 냉각할 수 있다.
그러나 히트 싱크(1)를 외력 등으로부터 보호하는 덮개로서 불투명한 부재(일반적인 수지재 등)를 이용하거나 히트 싱크(1)가 액정 프로젝터의 하우징 부재 그 자체에 의해 덮여져 있거나 하면, 히트 싱크(1)로부터의 복사열이 그 덮개나 하우징 부재로 흡수 또는 반사되기 때문에, 다시 크세논 램프(11) 쪽으로 열이 전해 져 버린다.
이에 대해, 이 액정 프로젝터에서는 무색 투명한 봉입물(2)(도6)로 히트 싱크(1)를 덮는 동시에, 봉입물(2)을 액정 프로젝터의 외측으로 노출시킴으로써(도9), 히트 싱크(1)로부터의 복사열이 봉입물(2)을 통과하여 액정 프로젝터의 외부로 방열된다. 이에 의해, 열방사에 의한 냉각 효과를 이용하여 크세논 램프(11)를 한층 효율적으로 냉각할 수 있다.
[반사광의 차광]
이 액정 프로젝터에서는, 도8을 이용하여 설명한 바와 같이 조명 광학계 내의 UV/IR 반사판(22)으로부터 크세논 램프(11) 측으로 일정한 각도를 두고 반사되는 가시광 영역 밖의 광은 복귀광 흡수체(7)로 차광되고, 크세논 램프(11)의 하우 징 부재나 크세논 램프(11)에 장착한 히트 싱크(1)를 조사하지 않는다.
이에 의해, UV/IR 반사판(22)으로부터의 반사광이 크세논 램프(11)의 온도를 상승시키거나 크세논 램프(11)의 수명이나 신뢰성을 저하시키는 일이 없게 되므로, 크세논 램프(11)의 냉각 효율이 한층 높아지는 동시에, 크세논 램프(11)의 수명이나 신뢰성도 향상된다.
또한, 팬(3, 4)으로부터 송풍되는 공기는 복귀광 흡수체(7)의 핀에도 닿기 때문에, 복귀광 흡수체(7) 자체의 온도 상승도 억제된다.
또, 이상의 예로서는 액정 프로젝터에 본 발명을 적용하고 있지만, 이에 한정되지 않으며, 예를 들어 DMD 소자(「DMD」는 등록 상표)와 같은 액정 패널 이외의 공간 광변조 소자를 이용한 투사형 표시 장치나 단일 부재의 장치로서의 램프 냉각 장치에도 본 발명을 적용해도 좋다.
또한, 이상의 예로서는 크세논 램프를 냉각하기 위해 본 발명을 적용하고 있지만, 크세논 램프 이외의 램프를 냉각하기 위해 본 발명을 적용해도 좋다.
본 발명에 관한 투사형 표시 장치에 따르면, 외부로부터의 상온의 공기를 광원인 램프의 전방에 배치된 팬으로부터, 광원인 램프의 전면에 직접 공기를 송풍함으로써, 팬의 회전 속도를 낮게 하거나 소형의 팬을 이용하거나 해도, 램프의 전면의 온도 상승을 충분히 억제할 수 있다. 따라서, 소음의 증대나 투사형 표시 장치 전체의 대형화를 초래하는 일 없이, 광원인 램프를 효율적으로 냉각할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 팬에는 외부로부터의 상온의 공기가 닿아 팬의 온도가 상승되는 일이 없기 때문에, 팬의 수명이나 신뢰성이 향상된다는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 크세논 램프 전면의 유리에 공기를 송풍함으로써, 크세논 램프를 효율적으로 냉각할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 램프의 경사 좌측 전방 및 경사 우측 전방에 2개의 팬을 배치함으로써, 램프로부터 사출되는 광의 광로를 방해하는 일 없이(램프의 전방 정면에 광학계를 배치한 상태로) 램프의 전면에 공기를 송풍하여 램프의 전면의 온도 상승을 충분히 억제할 수 있는 동시에, 각각의 팬의 회전 속도를 더 낮게 할 수 있으므로 소음을 한층 더 억제할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 열방사 특성을 갖는 재료로 도장된 히트 싱크를 램프에 장착하여 이 히트 싱크를 투명한 부재로 덮는 동시에, 이 투명 부재를 투사형 표시 장치의 외측으로 노출시킴으로써, 열방사에 의한 냉각 효과를 이용하여 램프를 한층 효율적으로 냉각할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 램프의 전방에 램프로부터의 사출광을 통과시키는 동시에, 가시광 영역 밖의 광을 램프측으로 반사시키는 반사판으로부터의 반사광을 차광하는 부재를 배치함으로써, 이 반사광에 의한 램프의 온도 상승이 방지되기 때문에 램프의 냉각 효율이 한층 높아지는 동시에, 램프의 수명이나 신뢰성도 향상된다는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 덕트 내에 전원 회로를 배치함으로써, 램프를 냉각하는 동시에, 전원 회로도 냉각할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.
다음에, 본 발명에 관한 램프 냉각 장치에 따르면, 외부로부터의 상온의 공기를 램프의 전방에 배치된 팬으로부터 램프의 전면에 직접 송풍함으로써, 팬의 회전 속도를 낮게 하거나 소형의 팬을 이용하거나 해도, 램프의 전면의 온도 상승을 충분히 억제할 수 있다. 따라서, 소음의 증대나 장치 전체의 대형화를 초래하는 일 없이, 효율적으로 램프를 냉각할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 팬에는 외부로부터의 상온의 공기가 닿아 팬의 온도가 상승되는 일이 없기 때문에, 팬의 수명이나 신뢰성이 향상된다는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 크세논 램프 전면의 유리에 공기를 송풍함으로써, 크세논 램프를 효율적으로 냉각할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 램프의 경사 좌측 전방 및 경사 우측 전방에 2개의 팬을 배치함으로써, 램프로부터 사출되는 광의 광로를 방해하는 일 없이(램프의 전방 정면에 광학계를 배치한 상태로) 램프의 전면에 공기를 송풍하여 램프의 전면의 온도 상승을 충분히 억제할 수 있는 동시에, 각각의 팬의 회전 속도를 더 낮게 할 수 있으므로 소음을 한층 더 억제할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 열방사 특성을 갖는 재료로 도장된 히트 싱크를 램프에 장착하여 이 히트 싱크를 투명한 부재로 덮음으로써, 열방사에 의한 냉각 효과를 이용하여 램프를 한층 효율적으로 냉각할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 램프의 전방에 램프로부터의 사출광을 통과시키는 동시에, 일정한 각도를 두고 램프측으로 반사되는 반사광을 차광하는 부재를 배치함으로써, 이 반사광에 의한 램프의 온도 상승이 방지되기 때문에 램프의 냉각 효율이 한층 높아지는 동시에, 램프의 수명이나 신뢰성도 향상된다는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (11)

  1. 램프로부터의 출사광을 변조하여 영상광으로서 투사하는 투사형 표시 장치로서,
    상기 램프의 경사 좌측 전방 및 경사 우측 전방에 배치되고, 상기 램프의 전면에 각각 경사 방향으로부터 공기를 송풍하는 2개의 팬과,
    상기 투사형 표시 장치의 전방 부분에 설치되고, 외부의 공기를 도입하기 위한 흡기구와,
    상기 팬에 각각 접속되고, 상기 램프의 광축과 평행하게 서로 이격된 상태에서 상기 투사형 표시 장치의 전방 부분까지 연장되고, 상기 흡기구로부터 상기 투사형 표시 장치 내로 들어간 공기를 상기 팬으로 유도하기 위한 2개의 덕트와,
    상기 투사형 표시 장치의 후방 부분에 설치되고, 상기 2개의 팬에 의해 상기 램프에 송풍된 공기를 외부로 배출하기 위한 배기구를 구비하고,
    상기 램프에, 열방사 특성을 갖는 재료로 도장된 히트 싱크가 장착되어 있고,
    상기 히트 싱크가 투명한 부재로 덮여져 있고,
    상기 투명한 부재가 상기 투사형 표시 장치의 외측으로 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 투사형 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 램프는 크세논 램프이고,
    상기 팬은 상기 크세논 램프의 전면의 유리에 공기를 송풍하는 것을 특징으로 하는 투사형 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 2개의 덕트 사이에, 상기 램프로부터의 출사광을 변조하여 영상광으로서 외부에 투사하는 광학계가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 투사형 표시 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 램프로부터의 출사광 중 가시광 영역 밖의 광을 일정한 각도를 두고 상기 램프측으로 반사시키는 반사판이 설치되어 있고,
    상기 램프의 전방에 배치되어 있고, 상기 램프로부터의 출사광을 통과시킴과 함께, 상기 반사판으로부터의 반사광을 차광하는 부재를 더 구비한 것을 특징으로 하는 투사형 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 덕트 내에 전원 회로가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 투사형 표시 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 램프 냉각 장치로서,
    램프와,
    상기 램프의 전방에 배치되어 상기 램프의 전면에 공기를 송풍하는 팬과,
    외부의 공기를 상기 팬으로 유도하기 위한 덕트를 구비하고,
    상기 램프에, 열방사 특성을 갖는 재료로 도장된 히트 싱크가 장착되어 있고,
    상기 히트 싱크가 투명한 부재로 덮여져 있는 것을 특징으로 하는 램프 냉각 장치.
  11. 램프 냉각 장치로서,
    램프와,
    상기 램프의 전방에 배치되어 상기 램프의 전면에 공기를 송풍하는 팬과,
    외부의 공기를 상기 팬으로 유도하기 위한 덕트와,
    상기 램프의 전방에 배치되어 있고, 상기 램프로부터의 출사광을 통과시킴과 함께, 일정한 각도를 두고 상기 램프측으로 반사되는 반사광을 차광하는 부재를 구비한 것을 특징으로 하는 램프 냉각 장치.
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