(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹反射面を備えた反射鏡の焦点位置近傍に発光管を固定した２つのランプと、前記ランプの温度上昇及び本体内部の温度上昇を押さえる２つの冷却手段と、前記複数のランプからの光を所定の方向に反射する反射手段と、前記反射手段により光を略平行光にするコリメート手段と、前記２つのランプを赤青緑に分離する色分離手段と、前記赤青緑光の各々を変調する液晶パネルと、前記液晶パネルに変調された光を合成する合成光学手段と、合成される光を投影する投写レンズと、前記ランプ、前記冷却手段、前記コリメート手段、前記液晶パネル、前記色分離手段、前記合成光学手段、前記投写レンズなどを保持する光学ケースと、前記光学ケースを上部で保持し、前記冷却手段により前記２つのランプから出る各々の熱風を各々下部に導き前記投写レンズ側に所定の２つのガイド溝にそって独立して流す２つの風路を設けたベース部材と、前記光学ケース、前記冷却手段、前記ベース部材を内包する本体ケースで構成する液晶プロジェクション装置。
【請求項２】
冷却手段の吐出口から本体ケースの外に排気するための風路及びその風向きを決めるルーバーは投写レンズと同一方向に左右に設けてあり、前記ルーバーは投写レンズから各々離れる斜め前方向に傾けた請求項１項記載の液晶プロジェクション装置。
【請求項３】
左右の吐出口は投写レンズと略同一高さに設けた請求項１項記載の液晶プロジェクション装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶パネル類の映像を拡大投写する液晶プロジェクション装置に関するもので特に２つのランプを用いて投写する冷却機構を有する液晶プロジェクション装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来からメタルハライドや超高圧水銀ランプ等の光源を使用して液晶パネルの映像を拡大投影する装置が発売されている。これは光源から発する光がミラ−等を経由して液晶パネルに集光され、投写レンズを通してスクリ−ンに写し出されるものである。 最近では明るい部屋でも大画面で投写映像が見られるように高輝度なものが登場し、ランプも高出力化及び点光源化されて光学系の光利用率が向上してきた。これらランプを用いた光学系としては一般に図１１のような構成を用いることが多い。３板式液晶プロジェクター光学系の主な構成は、ランプ（光源）１２０からの光を複数のミラー１２２を使い赤、緑、青に色分解し、液晶パネル（ユニット）１２６に入射させ、Ｘプリズム１２８などで合成し、投写レンズ１２７により拡大投影する方式である。
【０００３】
液晶パネルユニットは前後入射側偏光板と出射側偏光板が各３枚ずつ設けられ、各画素の電位ｏｎ，ｏｆｆをコントロールすることで、全白、全黒、中間調の光量制御を行い、各画素ごと色合成されている。それ以上に明るさを追求したプロジェクターとしてランプを２灯以上にする光学系を持つプロジェクターも登場している。これら２灯照明を示す投写光学系の基本構成としては例えば図７（ａ）（ｂ）の特開Ｈ５−２９３２０や図８特開Ｈ５−４９５６９の構成がある。一般に発光管２０は楕円または放物面の反射鏡１２１の焦点近傍でアライニング固着され、発光管からの光束はフィールドレンズ１２３や画面を均一照明するためのインテグレーター機能を有する集光系部品１２４を経て、液晶パネル１２６に照明され、クロスプリズム１２８により色合成された後投写レンズ１２７によりスクリーンに拡大投影される。
【０００４】
図７の２灯合成の場合はランプ光を合成するミラー１２８により合成して１灯式と同じような照明構造となっている。ランプを２本にした場合の一般的な冷却構造について概要を示す。ランプは発光管１２０の上部を約９５０℃以下、シール部を３５０℃以下に保つために図のランプ後方より複数のファン１３０により強制冷却する場合が多い。一般に１つのランプに対し１つのファンにて冷却してすぐに外へ排気させる構造の場合が多い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように２点灯方式の場合、後方からランプ１本につき１つずつファンを用いる冷却構造が一般に採用されており、２灯時のランプ冷却及びセット全体の冷却構造でコンパクトにしようとすればするほど内部温度が上昇し、またファンは一般に排気口近くに設けてランプを冷やすため静音化に問題があった。そこで筆者らは特開Ｈ１１−００８７７５号公報に２灯ランプ方式の冷却構造を提案してきた（図９、１０）が、この方式の場合、軸流ファンといった汎用の安い部品を使用するスペースがとれず、またファン音が直ぐに排気口にある為、外部にファン音が大きく漏れ、ファンの回転数を減らすだけでは静音化することが困難であった。よってファンの回転数を押さえ、セット内部に熱のこもらない、また本体内部で消音する構造が望まれていた。
【０００６】
本発明は上記課題を解決し、複数例えば２灯方式の光学システムを持つ液晶プロジェクターのランプ冷却構造において、ランプ排熱に一定の通風経路を持ち、さらに熱源からの通風経路が光学部品、回路基板と分離されかつ熱源からの熱を効率よくファンから一定の距離を持った外部に排気する構造とすることで、ファン回転音の聞こえにくい静かな液晶プロジェクション装置を提供することを目的とする。また静かにするため排気をプロジェクターの前面に設けたことで投写した時に画面に生じる熱風によるゆらぎ（陽炎現象）が発生し易いが、それを押さえるため投写レンズ側にその熱風がいかない構成とした液晶プロジェクション装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の液晶プロジェクション装置は、凹反射面を備えた反射鏡の焦点位置近傍に発光管を固定した２つのランプと、前記ランプの温度上昇及び本体内部の温度上昇を押さえる２つの冷却手段と、前記２つのランプからの光を所定の方向に反射する反射手段と、前記反射手段により光を略平行光にするコリメート手段と、前記２つのランプを赤青緑に分離する色分離手段と、前記赤青緑光の各々を変調する液晶パネルと、前記液晶パネルに変調された光を合成する合成光学手段と、合成される光を投影する投写レンズと、前記ランプ、前記冷却手段、前記コリメート手段、前記液晶パネル、前記色分離手段、前記合成光学手段、前記投写レンズなどを保持する光学ケースと、前記光学ケースを上部で保持し、前記冷却手段により前記２つのランプから出る各々の熱風を各々下部に導き前記投写レンズ側に所定の２つのガイド溝にそって独立して流す２つの風路を設けたベース部材と、前記光学ケース、前記冷却手段、前記ベース部材を内包する本体ケースで構成することを特徴とした。また冷却手段の吐出口から本体ケースの外に排気するための風路及びその風向きを決めるルーバーは投写レンズと同一方向に左右に設けてあり、前記ルーバーは投写レンズから各々離れる斜め前方向に傾けた構成を特徴とした。さらに左右の吐出口は投写レンズと略同一高さに設けたことを特徴とした。
【０００８】
これらの構成により、２灯方式の光学システムを持つ液晶プロジェクターのランプ冷却構造において、ランプ排熱に一定の通風経路を持ち、さらに熱源からの通風経路が光学部品、回路基板と分離されかつ熱源からの熱を、効率よくファンから一定の距離を持った外部に排気する構造とすることで、ファン回転音の聞こえにくい静かな液晶プロジェクション装置を提供できる。また静かにするため排気をプロジェクターの前面に設けたことで投写した時に画面に生じる熱風によるゆらぎ（陽炎現象）が発生しやすいが、左右に排気風がガイドされるためそれを押さえることができる。
【０００９】
以上２つのランプを用いた場合でも光学ユニットや回路系が温度上昇をまねくことのない高効率で騒音のない液晶プロジェクション装置を得るものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明における第１の発明は、凹反射面を備えた反射鏡の焦点位置近傍に発光管を固定した２つのランプと、前記ランプの温度上昇及び本体内部の温度上昇を押さえる２つの冷却手段と、前記２つのランプからの光を所定の方向に反射する反射手段と、前記反射手段により光を略平行光にするコリメート手段と、前記２つのランプを赤青緑に分離する色分離手段と、前記赤青緑光の各々を変調する液晶パネルと、前記液晶パネルに変調された光を合成する合成光学手段と、合成される光を投影する投写レンズと、前記ランプ、前記冷却手段、前記コリメート手段、前記液晶パネル、前記色分離手段、前記合成光学手段、と前記投写レンズなどを保持する光学ケースと、前記光学ケースを上部で保持し、前記冷却手段により前記２つのランプから出る各々の熱風を各々下部に導き前記投写レンズ側に所定の２つのガイド溝にそって独立して流す２つの風路を設けたベース部材と、前記光学ケース、前記冷却手段、前記ベース部材を内包する本体ケースで構成するため、ランプ排熱に一定の一定の通風経路を得ることができ、光学部品、回路部品の温度上昇をさせることなく熱源からの熱をスムーズに排気する冷却構造の液晶プロジェクション装置を得ることができる。
【００１１】
また第２の発明で、冷却手段の吐出口から本体ケースの外に排気するための風路及びその風向きを決めるルーバーは投写レンズと同一方向に左右に設けてあり、前記ルーバーは投写レンズから各々離れる斜め前方向に傾けたため、本体より後方から映像を見る一般的な見方で、排気口がその逆になるためファン回転音の聞こえにくい２灯方式の静かな液晶プロジェクション装置を得ることができる。
【００１２】
また第３の発明で、左右の吐出口は投写レンズと略同一高さに設けたため左右に排気風がガイドされかつ熱をおびた風は上昇することで投写レンズ前には空気の対流がおこりにくくなり前面排気によるレンズ前の空気のゆらぎ（陽炎現象）をなくすることができる。
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図１から図６を用いて説明する。
【００１４】
（実施の形態）
図１は本発明の実施例における液晶プロジェクション装置全体を示す外観斜視図で、図2は図1の排気口をさらに左右中央部に角度を持たせた形状の外観斜視図である。図3は図１で本発明の基本構造を示し、外装部品、光学ユニット等を外し、ベース部材、ランプ、排気口を示した斜視図で、図４は図３を裏面から見たベース部材、冷却手段、通風路、排気口を示す斜視図である。図５は図４と同様であるが、図２の排気口でさらに左右に風をガイドさせる構造を示す斜視図である。なお図１から図５で本発明に直接関係ない部品も記載されているが、ここでは説明を省略する。また図６は本発明に用いた２灯光学ユニットを示す平面図で、ランプ排気、冷却手段をモデル化した平面図である。
【００１５】
図６のように本発明による２灯合成のレイアウトは、発光管４０を楕円反射鏡４１の略第１の焦点位置近傍にアライメント固定され、前面ガラス４２にて密閉されるランプＡ、ランプＢがあり、２灯合成は2灯合成プリズム３５にて図左側に９０度反射され、コリメーターレンズ５によりほぼ平行光にされレンズアレイＡ７の各セルに入射し、多数の微小光束に分割されレンズアレイＢ８の対応する各セル上に収束する。レンズアレイＡ７、レンズアレイＢ８は同一形状でもよい。
【００１６】
このレンズアレイＢ８にはランプ１、２の発光体像が各セルの左右に形成される。それ以降色分離系であるミラー類２８、フィールドレンズ３２、液晶パネル１２６、合成プリズム３０、投写レンズ３１は従来のプロジェクター光学系とほぼ同等である。このランプ冷却手段のモデル図で左右のランプにはそれぞれファン５０、５１が相対しており、ランプから発生する熱を通風路５２，５３によって投写レンズ側（本体前側）に案内している。（後述するが、実施例ではこの通風路５２，５３をメインベースの裏に形成しこれを以降前面排気と呼ぶ）このファン５０，５１は一般に安価な軸流タイプのファンであり、これらは本体ケース１４に内包される。次にその構成を実施例に図１〜図５にて詳細に説明する。
【００１７】
図１のように本実施例の外観で投写レンズ側には下ケース５４に前面に左右排気口５６，５７があり、本体のケースは下ケース５４に上ケース５５が取付いて外観を形成する。また図２のようにこの排気口５６，５７には風を左右に拡散させるため左ガイド５８、右ガイド５９が投写レンズから離れる方向に向いている。
【００１８】
その他の構成部品の説明は省略する。図３は図１から下ケース５４、上ケース５５及び光学ユニットを取り除いているが、上下ケースの保持及び光学ユニット、ファンなどの保持は全てアルミダイカストでできたメインベース６０に取付いている。左右のランプユニット６１，６２が光っている場合、その熱源はファンによりメインベース６０に一体化された風筒６３，６４を通りメインベースの下側に案内される。図４、図５はそのメインベースを下側（反対）から示した図であるが、そのファン５０，５１により案内された熱流は通風路５２，５３によって前述の本体前側に案内され、排気口５６，５７から外部に排出される。
【００１９】
下ケース、上ケースを締め付けるとこの通風路が密閉され、本体内部に熱がこもることなく吐き出されるため本体の温度上昇を押さえることができる。なお、排気口５６，５７にさらに左ガイド５８、右ガイド５９を設ければさらにこの排気が左右に離散されるため、レンズ前で起こりやすい陽炎現象をなくすことができる。さらにこのレンズと略同じ高さの位置に左ガイド５８、右ガイド５９で形成される排気口を持ってくれば、本体を天つりにして上下逆にしても、また据え置き状態で使用しても温度の高い排気風は上方向に流れるためレンズ前で起こる陽炎現象をなくすことができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、２つのランプを用いた液晶プロジェクターのランプ冷却構造で、ランプ排熱に一定の通風経路を持ち、さらに熱源からの通風経路が光学部品、回路基板と分離されかつ熱源からの熱を、ファンから排気口まで放して効率よく外部に排気する構造とすることで、ファン回転音の聞こえにくい静かな液晶プロジェクション装置を提供できる。
【００２１】
また前方向にルーバーを傾け、遠心ファンの向きを合わせたことで、本体を使用する場合は本体の横あるいは後部より見るために前部に出る騒音を気にすることなく使用でき、かつその騒音を静かにすることができる。熱源からの熱をスムーズに排気する冷却構造の液晶プロジェクション装置を得ることができる。
【００２２】
また風向きを決めるルーバーを投写レンズから各々離れる斜め前方向に傾けたため、さらに左右の吐出口を投写レンズと略同一高さに設けたため左右に排気風がガイドされかつ熱をおびた風は上昇することで投写レンズ前には空気の対流がおこりにくくなり前面排気によるレンズ前の空気のゆらぎ（陽炎現象）をなくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における液晶プロジェクション装置を示す図
【図２】図1にガイドを左右に設けた液晶プロジェクション装置を示す図
【図３】外装部品、光学ユニット等を外し、ベース部材、ランプ、排気口を示した斜視図
【図４】図３を裏面から見たベース部材、冷却手段、通風路、排気口を示す斜視図
【図５】図４で左右に風をガイドさせる構造を付加した斜視図
【図６】２灯光学ユニットを示す平面図で、ランプ排気、冷却手段をモデル化した平面図
【図７】従来からの２灯光学レイアウトを示す平面図
【図８】従来からの別の２灯光学レイアウトを示す平面図
【図９】筆者らが従来提案した２灯光学を用いた本体の冷却構造を示す平面図
【図１０】筆者らが従来提案した２灯光学レイアウトを示す平面図
【図１１】従来からの１灯光学レイアウトを示す平面図
【符号の説明】
１，２  ランプ
７  第１レンズアレイ
８  第２レンズアレイ
２８  ミラー類
５０，５１  ファン
５２，５３  通風路
５４  下ケース
５５  上ケース
５６，５７  排気口
５８  左ガイド
５９  右ガイド
６０  メインベース
６１，６２  ランプユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0003705138.tif 000010
【図１０】
0003705138.tif 000011
【図１１】
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