(57)【要約】  光学部品への粉塵の付着を確実に防止でき、かつ、光学部品の温度上昇も抑制する。  本発明の投写型表示装置は、複数の光学部品（２０，２１，２４，３０等）と、中空の構造体（４５，５０等）と、送風源（１９，４６等）と、を備えたものである。複数の光学部品は、光源から発した光の光軸方向に沿って配置されており、中空の構造体は、複数の光学部品のうちの、粉塵付着を防止すべき光学部品（２０，２４）を内部に有し、かつ、周囲と分離した密閉空間を形成するものである。そして、送風源が密閉空間に配置されていて、内部空気を循環して対象を冷却するようになっている。
2010116444.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光学部品と、
前記複数の光学部品のうちの一部を密閉収容する構造体と、
前記構造体の内部の気体を循環させる送風源と、
を備えた投写型表示装置。
【請求項２】
前記複数の光学部品が順に配置されており、
前記光学部品の配置方向にある前記構造体の壁の一部分が、光を透過する部材で構成されていることを特徴とする請求範囲第１項に記載の投写型表示装置。
【請求項３】
少なくとも第１の開口と第２の開口を有する仕切り板であって、前記構造体で形成される密閉空間を複数の空間に仕切る仕切り板を、さらに備え、
前記一部の光学部品は、ロッドインテグレータ、および、回転駆動軸に支持されたカラーホイールであり、
前記回転駆動軸に支持されたカラーホイールは前記複数の空間の一つに配置され、前記ロッドインテグレータは、前記仕切り板の前記第１の開口を貫通して前記複数の空間に跨って配置されていることを特徴とする請求範囲第１項または第２項に記載の投写型表示装置。
【請求項４】
前記ロッドインテグレータの外面と前記第１の開口の周縁面との間に、通気可能な隙間を有することを特徴とする請求範囲第３項に記載の投写型表示装置。
【請求項５】
前記送風源が前記仕切り板に取り付けられており、
前記送風源の吸気口と、前記仕切り板の前記第２の開口とが連通していることを特徴とする請求範囲第３項または第４項に記載の投写型表示装置。
【請求項６】
前記送風源の吹出し口が前記ロッドインテグレータの外面に向けて配置されていることを特徴とする請求範囲第５項に記載の投写型表示装置。
【請求項７】
前記送風源が前記仕切り板に取り付けられており、
前記送風源の吹出し口と、前記仕切り板の前記第２の開口とが連通していることを特徴とする請求範囲第３項または第４項に記載の投写型表示装置。
【請求項８】
前記送風源の吹出し口が前記カラーホイールの前記回転駆動軸に向けて配置されていることを特徴とする請求範囲第７項に記載の投写型表示装置。
【請求項９】
前記仕切り板は、前記第１の開口を挟んで前記第２の開口とは反対側の位置に第３の開口をさらに有することを特徴とする請求範囲第３項から第８項のいずれかに記載の投写型表示装置。
【請求項１０】
前記ロッドインテグレータがライトトンネルであることを特徴とする請求範囲第３項から第９項のいずれかに記載の投写型表示装置。
【請求項１１】
前記構造体の壁に熱交換器を有することを特徴とする請求範囲第１項から第１０項のいずれかに記載の投写型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学部品への粉塵の付着を防止する防塵構造を備えた投写型表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の投写型表示装置には装置全体を保護ケースで覆って防塵効果を得るものがある（例えば、特許文献１参照。）。また、装置全体ではなく実装している特定の部品に絞ったものとして、ライトトンネルやカラーホイールへの粉塵付着を軽減するもの(特許文献２）や、粉塵付着により汚濁したロッドインテグレータをクリーニングするもの(特許文献３）がある。【０００３】
以下、これらの従来例の防塵技術について説明する。【０００４】
特許文献１に開示される技術は、エアフィルタと吸気ファンとが実装された保護キャビネットによって装置全体を囲い防塵するものである。外気は吸気ファンによりエアフィルタを介して吸入され、空気に含まれる粉塵を除去した後、装置全体に送られる。吸入される全ての空気がエアフィルタを通過するので装置全体を防塵できる。【０００５】
特許文献２に開示される技術は、ライトトンネルやカラーホイールへ光が入射するときの不要光を遮光板で遮光し、遮光板が受けた光による蓄熱を鏡室外へ移動させ放熱するものである。ライトトンネル、カラーホイール、および鏡室内空気の温度上昇が抑制できるので内部気流が減り、結果、浮遊する粉塵の付着が防止される。【０００６】
特許文献３に開示される技術は、機構的手段によりクリーニングパッドを稼動させ、該パッドによりロッドインテグレータの出射面を物理的に清掃するものである。【０００７】
[特許文献１]特開２００３−２４１３１０（第６頁、図１、第７頁、図５）
[特許文献２]特開２００２−３１８４２３号公報（第１１頁、図２）
[特許文献３]特開２００５−２９２６８０号公報（第６頁、図１、図２）
しかしながら、特許文献１に開示された技術ではエアフィルタを用いるが、小粒径の粉塵まで除去するためには目の細かいエアフィルタが必要となる。しかし、目の細かいエアフィルタは中粒径や大粒径のものまで捕集してしまうため、目が詰まり易く通風抵抗が高い。通風抵抗を軽減するにはフィルタの面積を拡大すれば良いため、大型のエアフィルタが必要となる。また、この技術は装置全体を防塵するため吸気風量を大きくする必要があり、大風量を確保できる大型のファンもしくは中型ファンを複数用いる必要もある。【０００８】
さらに、大型のエアフィルタを用いても劣悪な粉塵環境に設置されるとエアフィルタの目が詰まることもある。エアフィルタの目が詰まると装置内の部品に十分な冷却風が送り込めなくなり、部品温度が上昇して部品の寿命が短くなる。特に光学部品は温度に敏感なものが多く、温度上昇により著しく劣化し投写映像に色むらや明るさ低下が発生する。【０００９】
すなわち、装置全体を囲む保護キャビネットは大型で重量が大きく、エアフィルタ以外からの吸い込みを防止するため高い密閉性も要求される。また、劣悪な粉塵環境ではエアフィルタの目が詰まるリスクもある。【００１０】
一方、特許文献２に開示された構造は、ライトトンネルやカラーホイールの近傍に粉塵がない場合は機能せず、また粉塵が存在したときには付着を軽減できるが完全に防止することはできない。また、不要光以外の光はライトトンネルやカラーホイールなどの光学部品に入射するため、この光による部品の温度上昇は低減できない。実際、これら光学部品の温度上昇は不要光よりも不要光以外の必要光が大きく寄与するので、内部気流が減ってしまうと大きな温度上昇が起こり、光学部品の劣化や破壊に至る場合もある。【００１１】
また特許文献３に開示された技術は、ロッドインテグレータの出射面にクリーングパッドを接触させて清掃するものなので、クリーニングパッドが粉塵を拭き取るときに出射面が傷つくことがある。特に粉塵が砂塵系の場合に起こり易く、傷がついた場合は光が拡散するため明るさが大きく低下する問題がある。また、クリーニングパッドを稼動する機構的手段の実装スペースが必要であり、複数の稼動部を有するため故障の確率が高い。
【発明の開示】
【００１２】
本発明の目的の一例は、上記背景技術の課題を解決することができる投写型表示装置を提供しようとすることである。
【００１３】
本発明の一態様は、複数の光学部品と、構造体と、送風源と、を備えた投写型表示装置である。
【００１４】
複数の光学部品のうちの一部が構造体内に密閉収容されており、送風源は構造体の内部の気体を循環させるものとなっている。
【００１５】
このような態様によれば、光学部品への粉塵の付着を確実に防止でき、かつ、光学部品の温度上昇も抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施例の投写型表示装置を分解状態で示した斜視図。
【図２】本発明の一実施例の投写型表示装置の、光学エンジンおよびその周辺部を拡大した斜視図である。
【図３】図２の構成において、熱交換器、ダクトおよび光学エンジンカバーが取り外された状態を示し、かつ、光学エンジンベースが図示されていないものである。
【図４】本発明の一実施例の光学エンジン内に実装されている、ガラス板からコンデンサーレンズまでの光学部品を、ガラス板側から示した斜視図。
【図５】本発明の一実施例の光学エンジン内に実装されている、ガラス板からコンデンサーレンズまでの光学部品を、コンデンサーレンズ側から示した斜視図。
【図６】本発明の一実施例において、ランプユニットから出射した光が最初に入射するガラス板から、コンデンサーレンズまでの光学部品を拡大表示した斜視図。
【図７】本発明の一実施例において、ランプユニットから出射した光が最初に入射するガラス板から、コンデンサーレンズまでの光学部品を拡大表示した上面図。
【図８】図７のＣ−Ｃ'断面で切断された光学エンジンの斜視図。
【図９】図８の斜視図を簡略化した図であり、ランプユニットから出射した光が最初に入射するガラス板から、コンデンサーレンズまでの光学部品を模式的に示した図。
【図１０】本発明の第２の実施例の模式図。
【図１１】本発明の第３の実施例の模式図。
【図１２】本発明の第４の実施例の模式図。
【図１３】本発明の第５の実施例の模式図。
【図１４】本発明の第６の実施例の模式図。
【図１５】本発明の第７の実施例の模式図。
【図１６】本発明の第８の実施例の模式図。
【図１７】本発明の第９の実施例の模式図。
【図１８】本発明の第１０の実施例の模式図。
【図１９】本発明の第１１の実施例の模式図。
【図２０】本発明の第１２の実施例の模式図。
【図２１】本発明の第１３の実施例の模式図。
【図２２】本発明の第１４の実施例の模式図。
【符号の説明】
【００１７】
１    上部筐体
２    底部筐体
３    吸気開口部
４    電源ユニット
５    メイン基板
６    ランプユニット
７    光学エンジン
８    投写レンズ
１０  シロッコファン
１１  ダクト
１２  熱交換器
１３  光学エンジンベース
１４  光学エンジンカバー
１９  シロッコファン
２０  ライトトンネル
２１，２２  コンデンサーレンズ
２３  ミラー
２４  カラーホイール
３０  ガラス板
３１  ライトトンネル調整台
３２  仕切り板
３３  コンデンサーレンズ取り付け板
３４  通風口
３５  カラーホイールモータ
３６  カラーホイールモータ軸
３７  ダクトカバー
３７  光軸
５０，５１，５２，５３，５４，５５  壁面
４１，４２    通風口
４３    開口（通風隙間）
４４  仕切り板
４５  ケーシング
４６  軸流ファン
６０，６１  熱交換器Ａ
６２，６３，６５  ヒートシンク（放熱フィン）
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。下記の説明において「上」「下」の文言は、投写型表示装置の通常の設置姿勢（例えば机などの台面への設置姿勢）での「上」や「下」を意味する。また、「左」「右」の文言は、上記の「上」や「下」の方向に対しての「左」や「右」を意味する。【００１９】
（実施例１）
図１は本発明の一実施例の投写型表示装置を分解状態で示した斜視図である。本実施例の表示装置は、凹形状を有する上部筐体１および下部筐体２を備え、上部筐体１と下部筐体２を組み合わせてできる空間内に、電源ユニット４、メイン基板５、ランプユニット６、光学エンジン７、投写レンズ８、DMDユニット９、シロッコファン１０、ダクト１１などを収めている。なお、図１では上部筐体１とメイン基板５が上部方向に取り外された表示装置が示されている。【００２０】
電源ユニット４に表示装置外部から電力が供給されると、電源ユニット４内の電源部からバラスト（不図示）とメイン基板５に電力が供給される。装置の使用者が上部筐体１の右側面後方に設けられたボタンスイッチ（不図示）を押すと、装置が起動し、電源ユニット４内に設けられたバラストが、ランプユニット６内に実装されたランプを安定的に発光する。【００２１】
発光した光は光学エンジン７内へ出射し、光学エンジン内部に実装された複数の光学部品を介して、DMDユニット９内の画像生成素子DMDに照射される。一方、DMDは、装置外部から入力された映像信号に応じて駆動され、照射された光を反射して映像を生成する。最後に、生成された映像は投写レンズ８によって拡大され、スクリーンへ投写される。【００２２】
本実施例の表示装置は画像生成手段としてDMD(Digital  Micromirror  Device)を用いているが、これに限るものではなく、液晶ライトバルブを用いてもよい。【００２３】
また、上記のような投写に関する一連の動作において、電子部品や光学部品には自己発熱や吸熱により温度上昇が発生する。これらの部品温度が上昇すると部品の劣化が早まり性能の低下や破壊をもたらす。よって部品の温度上昇を抑制する必要があり、本実施例の表示装置は冷却ファンにより空冷を行っている。【００２４】
そのため表示装置の内部には、ランプ冷却用のシロッコファン１０と、排気ファン（不図示）が実装されている。シロッコファン１０が発生する冷却風は、ダクト１１を介してランプユニット６に供給される。排気ファンは装置の左側面後方に実装され、実装部品を冷却した後の空気を装置の外部へと排気する。図１に示すように、上部筐体１には外部から冷却空気を取り入れる吸気開口部３が設けられている。【００２５】
図２は、本実施例の表示装置の光学エンジン７およびその周辺部を拡大した斜視図である。同図において、ダクト１１の上部カバーが取り外された状態が示され、シロッコファン１０からランプユニット６へ送られる冷却風の流れが点線で示されている。【００２６】
光学エンジン７では、ランプユニット６の光が通過する複数の光学部品が光学エンジンベース１３に取り付けられ、光学エンジンカバー１４により上部から蓋がされている。さらに、熱交換器１２が、光学エンジン７内で温度上昇を起こした空気から熱を奪い、その熱は、ダクト１１内を通過する冷却風により放熱される。この冷却風はそのままランプユニット６へ流れ、ランプの冷却に使用される。【００２７】
図３は、熱交換器１２、ダクト１１および光学エンジンカバー１４が取り外された状態を示し、かつ、光学エンジンベース１３が図示されていないものである。【００２８】
この図３を用いて、光学エンジン７内に実装されている複数の光学部品について説明する。【００２９】
ランプユニット６から発した光は、表面にＡＲコート（Anti  Reflection  Coating：反射防止コート）が施されたガラス板３０に入射する。それから、光は複数の色に分割された光学フィルタとしてのカラーホイール２４を通過した後に、ロッドインテグレータであるライトトンネル２０へ入射する。ライトトンネル２０内では一端から入った光が内部壁面で複数回の反射を繰り返して他端から出射する。ライトトンネル２０を出た光は、コンデンサーレンズ２１、２２を通過してミラー２３で反射され、DMDユニット９内のDMDに照射される。このとき、カラーホイール２４の回転とDMDの動作とはともに連動して制御され、時分割された映像が生成される。これら光学部品の中で、本発明が防塵の主対象としたのはカラーホイール２４とライトトンネル２０である。【００３０】
次に、防塵を実現するための具体的な構造について説明する。【００３１】
図４および図５は、光学エンジン７内に実装されている、ガラス板３０からコンデンサーレンズ２１までの光学部品を、ガラス板３０側から示した斜視図、および、その光学部品をコンデンサーレンズ１２側から示した斜視図である。【００３２】
ガラス板３０、カラーホイール２４、ライトトンネル２０、およびコンデンサーレンズ２１が、この順番で光の入射側から連続して配置されている。【００３３】
ガラス板３０は光学エンジンベース１３に固着され保持されている。コンデンサーレンズ２１は、コンデンサーレンズ取り付け板３３に固着されているが、コンデンサーレンズ取り付け板３３は、コンデンサーレンズ２１を左右に調整可能なよう光学エンジンベース１３に取り付けられている。【００３４】
コンデンサーレンズ取り付け板３３と光学エンジンベース１３との隙間は、光学エンジンベース１３の側面から延長したリブ（不図示）により互い違いに補間することで、ほぼ隙間のないよう構成した。もっとも、このようなリブ替えて、耐熱性の高いスポンジなどで完全に隙間を埋めることも可能である。【００３５】
カラーホイール２４側の密閉空間とコンデンサーレンズ２１側の密閉領域とを仕切る仕切り板３２が、光学エンジンベース１３に取り付けられている。【００３６】
ライトトンネル２０は、ライトトンネル調整台３１に取り付けられ上下左右の位置調整が可能なように保持されている。仕切り板３２は、板内をライトトンネル２０が貫通するように開口されている。また仕切り板３２はシロッコファン１９が保持している。仕切り板３２には、シロッコファン１９がカラーホイール２４側の密閉空間内の空気を吸気するための吸気口４２と、排気した後の空気がコンデンサーレンズ２１側の密閉領域から、カラーホイール２４側の密閉空間内に移動するための通風穴３４と、が設けられている。【００３７】
なお、カラーホイール２４はカラーホイールモータ３５に取り付けられ、カラーホイールモータ軸３６を中心にDMDと連動して高速に回転する。シロッコファン１９は、吸気した空気をライトトンネル２０に向けて吹き付けている。【００３８】
図６と図７は、図２に示した光学エンジン７において、ランプユニット６から出射した光が最初に入射するガラス板３０から、コンデンサーレンズ２１までの光学部品を拡大表示した斜視図と上面図である。【００３９】
ガラス板３０を保持する板状構造体（図５と図６中の、Ａの右端部）からコンデンサーレンズ取り付け板３３（図５と図６中の、Ｂの左端部）までの領域が密閉空間を構成し、ライトトンネル２０を貫通した仕切り板３２により内部が区切られている。（図７の点線で囲まれた領域に区切られている。）
すなわち、カラーホイール２４とライトトンネル２０の両方と、ガラス板３０の出射側表面とコンデンサーレンズ２１の入射側表面が防塵される。【００４０】
目的はカラーホイール２４とライトトンネル２０の全体を防塵することであるが、それらを構造体で遮蔽すると光が遮られてしまう。よって、遮断壁の一部にガラス板３０とコンデンサーレンズ２１を利用することで光を通過させながら、カラーホイール２４とライトトンネル２０を丸ごと遮蔽している。仕切り板３２には、密閉空間内の空気を循環するためのシロッコファン１９が取り付けられている。【００４１】
図８は、図７のＣ−Ｃ'断面で切断された光学エンジン７を示す斜視図である。光軸３７（図９参照）を中心にガラス板３０に入射した光は、DMDと連動してカラーホイールモータ３５により高速回転駆動されるカラーホイール２４を通過した後、ライトトンネル２０に入射する。【００４２】
ライトトンネル２０は、ライトトンネル調整台３１により保持され、左右方向に調整可能に光学エンジンベース１３の底部に固定される。ライトトンネル２０では入射した光が複数回の内部反射を繰り返して均一化される。均一化された光はコンデンサーレンズ２１に入射し、出射した後にコンデンサーレンズ２２に至る。【００４３】
本発明ではカラーホイール２４の全体とライトトンネル２０の全体を防塵するため、板状の遮蔽構造体でこれらの周囲を取り囲み、箱状となった空間の上から蓋（上部カバー）をするようにケーシングしてほぼ完全な密閉空間を作り出して防塵している。【００４４】
板状の遮蔽構造体とは、光軸３７と略垂直な面をなす光学エンジンベース１３の壁面５０と、光学エンジンベース１３の底部である壁面５１と、光軸３７と略垂直な面をなすコンデンサーレンズ取り付け板３３の壁面５２と、光学エンジンベース１３の互いに対向する二つの壁面５３，５４（断面のため不図示）と、ダクト１１を構成しカラーホイール２４の上部カバーでもある（光学エンジンカバー１４の一部である）壁面５５である。【００４５】
これら六つの壁面により、カラーホイール２４とライトトンネル２０を内部に含む密閉空間を作り出している。これらの壁面のうち、ガラス板３０は壁面５０の一部を構成し、コンデンサーレンズ２１は壁面５２の一部を構成している。ガラス板３０とコンデンサーレンズ２１が壁面の一部を構成するのは、光軸３７を中心とする光を損失なく通過させるためである。【００４６】
結果として、ガラス板３０の光の出射側表面と、コンデンサーレンズ２１の光の入射側表面とが密閉空間の内側となり防塵される。この密閉された空間は、シロッコファン１９が取り付けられた仕切り板３２により、大きく二つの領域に分割している。【００４７】
ダクト１１を構成する壁面５５には、上下がフィン形状のヒートシンクでアルミ製の熱交換器１２が設けられている。この熱交換器１２は、密閉空間内で温度が上昇した空気の熱を下側のフィン形状部で吸熱し、伝熱により上部のフィン形状部で放熱する。上部のフィン形状部はダクト１１とダクトカバー３８とで囲まれた流路内にあり、シロッコファン１９からランプユニット６へと送られる送風で冷却されて放熱される。【００４８】
図９は、図８の斜視図を簡略化した図である。この図を用いて密閉構造内の冷却風の流れについて説明する。図９では冷却と直接関係のないライトトンネル調整台３１のような部品を省略した。すなわち、発熱部品と、防塵と冷却に直接関係する構造部材のみを示している。【００４９】
防塵の対象は、カラーホイール２４、カラーホイールモータ３５およびそのモータ軸であるカラーホイールモータ軸３６と、ライトトンネル２０の全体と、ガラス板３０の光の出射側およびコンデンサーレンズ２１の光の入射側である。また、内部の密閉空間を二つの領域に分割する仕切り板３２に取り付けられたシロッコファン１９の全体も防塵される。これらの部品は全て自己発熱や光の吸収で温度上昇が起こるが、その温度上昇はライトトンネル２０、カラーホイール２４、カラーホイールモータ３５およびカラーホイールモータ軸３６で大きい。本実施例ではライトトンネル２０の冷却を最優先としつつ、これら全ての部品を冷却するため冷却風の効率的な循環を行っている。【００５０】
すなわち、シロッコファン１９からの排気風を直接ライトトンネル２０に吹き付け、密閉空間Ｂ内の全体の空気を攪拌している。内部空気の攪拌による温度の均一化により、遮蔽壁面５１，５２，５３，５４，５５からの放熱や、熱交換器１２の下部のフィン形状への熱移動を促進している。熱交換器１２は下部のフィン形状から吸熱した熱を上部のフィン形状に熱移動させ、ダクト１１とダクトカバー３７とから構成される流路を流れる送風で、冷却され放熱される。【００５１】
密閉空間Ｂ内で攪拌された空気は、ライトトンネル２０の内部を通過して密閉空間Ａ内へと移動する。このとき、ライトトンネル２０の内壁が冷却され、風速が高まった風がカラーホイール２０に向かって噴出し、カラーホイール２０の光の集光部分に吹き当たって冷却される。吹き当たって向きを変更した冷却風は周囲に向かって分散し密閉空間Ｂ内の空気を攪拌する。この拡散風によって、カラーホイールモータ３５とカラーホイールモータ軸３６が冷却される。【００５２】
最終的に、密閉空間内Ａ内の冷却風は仕切り板３２に設けられた吸気口４２を通過してシロッコファン１９に吸い込まれ、再びライトトンネル２０に吹きつけられる。【００５３】
これら一連の動作により、ライトトンネル２０の冷却を最優先とした、全部品の冷却が効果的に行われる。また、シロッコファン１９を高速に回転させ冷却性能を高めた場合であっても、シロッコファン１９は密閉された空間内にあるため騒音は極めて小さい。【００５４】
以上の構成が第１の実施例である。なお本実施例において、熱交換器１２の上部フィン形状での放熱はダクト１１とダクトカバー３７とからなる流路内を流れる送風を利用したが、上部フィン形状をダクト外に設けて装置内で放熱させても良い。また、熱交換器１２の下部フィン形状を密閉空間Ｂ内にのみ設けたが、右方向へと延長させ密閉空間Ａ内に設けても良い。下部フィン形状を密閉空間Ａ内とＢ内の双方に設けた場合は更に熱交換の能力が上昇する。一方、熱交換器１２を設けず、密閉空間を形成している遮蔽壁面（例えば壁面５４，５４，５５など）のみで放熱を実施しても良い。【００５５】
（実施例２）
図１０は、本発明の第２の実施例の模式図である。これは、第１の実施例（特に図９の断面図）に対し、内部構造を変更した例である。【００５６】
この実施例では熱交換器１２を設けず、遮蔽壁面からの放熱のみで密閉空間の空気の熱を密閉空間の外へ放熱している。シロッコファン１９によりライトトンネル２０へ冷却風を吹きつける点は実施例１と同様であるが、吹きつけた後の冷却風は、一部がライトトンネル２０の内部を通過し、その他は、上部に設けた通風穴４１と開口（通風隙間）４３を通って、密閉空間Ａへと移動する。通風穴４１の径や、開口４３の周端面とライトトンネル２０の外面との隙間は小さく、結果、風速が高められた冷却風がカラーホイール２４の表面に吹きあたる。この点も実施例１と同様であるが、密閉空間内を流れる冷却風の全体の流れは、図１０中の時計回りに大きく循環する。このため、遮蔽壁面からこの外側の装置内空間に効率よく放熱される。【００５７】
（実施例３）
図１１は、本発明の第３の実施例の模式図である。これは、第１の実施例（特に図９の断面図）に対し、内部構造を変更した実施例である。【００５８】
この実施例では熱交換器１２を設けず、遮蔽壁面からの放熱のみで密閉空間の空気の熱を密閉空間の外へ放熱している。密閉空間内の冷却風の全体の流れは第１の実施例とほぼ同様であるが、本実施例では図９に示すような通風穴４１と開口４３を設けずに、カラーホイール２４の外周よりも中心のモータ軸の冷却を最優先としている。つまり、シロッコファン１９によりライトトンネル２０へ吹きつけた後の冷却風の全てが、ライトトンネル２０の内部を通過し、密閉空間Ａにおけるカラーホイール２４の中心のモータ軸に最初に吹きあたる。【００５９】
（実施例４）
図１２は、本発明の第４の実施例の模式図である。【００６０】
密閉空間内の冷却風の流れは、第３の実施例とほぼ同様であるが、冷却ファンに軸流ファン４６を用いた点が異なる。つまり本実施例は、軸流ファン４６を使ってライトトンネル２４へ吹きつける風の風速を大きくすることにより、密閉空間ＡとＢとの循環風量を多くしたものである。循環風量を多くすることにより複数の部品全体の温度上昇を抑制することができる。【００６１】
（実施例５）
図１３は、本発明の第５の実施例の模式図である。第１ないし第４の実施例はライトトンネル２４を優先して冷却したものであるが、本実施例は、カラーホイールモータ軸の冷却を最優先したものである。【００６２】
この実施例では、密閉空間Ｂの光軸３７より上側に軸流ファン４６が配置され、軸流ファン４６の排気口と、仕切り板４４に設けられた通風穴４１とがカラーホイール２４のモータ軸３６の近傍に配置される。これにより、軸流ファン４６の送風が直接カラーホイール２４のモータ軸３６およびカラーホイールモータ３５に吹きあたるようになっている。カラーホイールモータは８０００ｒｐｍ前後で高速回転するため軸受けは高温となる。この軸受けを冷却することにより、カラーホイールモータ３５の部品寿命を延ばすことができる。【００６３】
モータ軸３６およびカラーホイールモータ３５に吹きつけた後の冷却風は密閉空間Ａを時計回りに循環し、ライトトンネル２０の内部を通過し、再び軸流ファン４６の吸気口側の密閉空間Ｂに移動する。このようにしてライトトンネル２０も冷却される。【００６４】
（実施例６）
図１４は、本発明の第６の実施例の模式図である。【００６５】
本実施例は、図１１に示す第３の実施例のケーシング４５上部にアルミ製の熱交換器６０を設けたものである。熱交換器６０はケーシング４５の外側と内側の内部空間Ａ，Ｂとにフィン形状を有し、密閉空間Ａ，Ｂ内の空気の熱を外部へと効率よく放熱できる。【００６６】
（実施例７）
図１５は、本発明の第７の実施例の模式図である。【００６７】
本実施例は、図１１に示す第３の実施例のケーシング４５上部にアルミ製の熱交換器６０を設けたものであるが、第６の実施例と比べて、熱交換器の放熱フィンを、密閉空間Ｂ内のみとしたものである。熱交換の性能は第６の実施例の方が優れるが、密閉空間Ａには放熱フィンが配されていないので、カラーホイールを収容するスペースが第６の実施例に比べて広くなる。【００６８】
（実施例８）
図１６は、本発明の第８の実施例の模式図である。【００６９】
本実施例は、図１５に示す第７の実施例の熱交換器６１を二つに分割して、ケーシング４５上部の外側に設けられたヒートシンク６２と、ケーシング４５の密閉領域Ｂ内に設けられたヒートシンク６３とにしたものである。【００７０】
図１５に示した第７の実施例では、ケーシング４５の上部の壁に、熱交換器６１下部側の放熱構造体（放熱フィン）を通す開口が形成されている。これに対し、本実施例のケーシング４５は密閉状態である。【００７１】
すなわち、光学エンジンの製造時において、クリーン度の高い環境で予め内部の部品を組み立て、ケーシング４５により密閉する。その後、この光学エンジンを装置に組み込んだ後、ヒートシンク６２を取り付けられる。ヒートシンク６３とヒートシンク６２との間にはケーシング４５の壁があるため、密閉空間内とその外部との熱交換率は第７の実施例より低くなるが、製造時に粉塵などが進入しにくい長所がある。【００７２】
（実施例９）
図１７は、第９の実施例の模式図である。本実施例は、図１７に示す第３の実施例のケーシング４５の外側のみにアルミ製のヒートシンク６２を設けたものである。熱交換の性能は前述した第６ないし８の実施例のどれよりも低くなるが、本実施例はヒートシンクを後付けで、必要に応じて設けることができる。【００７３】
（実施例１０）
図１８は、本発明の第１０の実施例の模式図である。【００７４】
本実施例は、図１１に示す第３の実施例において、ライトトンネル２０を貫通させるために設けられた仕切り板４４の開口４３を大きく確保したものである。これにより、ライトトンネル２０の外壁に沿って冷却風が内部空間Ｂから内部空間Ａへ通過する。開口４３を通過した冷却風は、ライトトンネル２０の内部を通過した冷却風とともに、その周囲を取り巻くように一緒になって、カラーホイール２４に吹きあたる。第３の実施例では密閉領域Ａ側のライトトンネル２０の外壁には冷却風が積極的に吹き当たらなかったが、本実施例では吹きあたり、かつ、カラーホイール２４の冷却にも寄与している。【００７５】
（実施例１１）
図１９は、本発明の第１１の実施例の模式図である。【００７６】
本実施例は、図１１に示す第３の実施例において、ケーシング４５の内部の仕切り板４４の上部に通風穴４１を設けたものであり、特に通風穴４１はライトトンネル２０を挟んでシロッコファン１９の吸気口４２と対向した位置に設けられている。なお本実施例では、第１０の実施例のような、通風隙間としての開口４３は設けられていない。【００７７】
本実施例はライトトンネル２０の内部に冷却風を積極的に流すものではなく、密閉空間内を広く循環する風の流れを導き、カラーホイール２４とライトトンネル２０の全体を冷却するものである。すなわちシロッコファン１９の排気口から吹き出した冷却風はライトトンネル２０の外壁を冷却した後、密閉空間Ｂの上部から通風穴４１を通じて密閉空間Ａに移動する。密閉空間Ａでは冷却風が密閉空間Ａの上部から下部への流れの中でカラーホイール２０およびカラーホイールモータ３５などを冷却した後に通風口４２を介してシロッコファン１９に吸気され、再びシロッコファン１９の排気口から吹き出される。【００７８】
（実施例１２）
図２０は、本発明の第１２の実施例の模式図である。【００７９】
本実施例は、図１３に示す第５の実施例において、ケーシング４５の内部の仕切り板４４の下部に通風穴４１を設けたものであり、特に通風穴４１はライトトンネル２０を挟んで軸流ファン４６の排気口４２と対向した位置に設けられている。【００８０】
本実施例は、ライトトンネル２０の内部に冷却風を積極的に流すものではなく、図１９に示した第１１の実施例と同じく、密閉空間内を広く循環する風の流れを導き、カラーホイール２４とライトトンネル２０の全体を冷却するものである。【００８１】
すなわち、軸流ファン４６の排気口４２から吹き出された冷却風はカラーホイールモータ軸３６およびカラーホイールモータ３５を冷却した後、密閉空間Ａでは上部から下部への流れの中でカラーホイール２４を冷却する。その後、冷却風は、密閉空間Ａ内の下部に設けられた通風穴４１を介して密閉空間Ａの下部から密閉空間Ｂに移動する。密閉空間Ｂでは下部から上部に向かう冷却風の流れの中でライトトンネル２０が冷却され、軸流ファン４６の吸気口から吸気され、再び軸流ファン４６の排気口から冷却風が吹き出す。【００８２】
（実施例１３）
図２１は、本発明の第１３の実施例の模式図である。【００８３】
本実施例における熱交換器は図１４に示す第６の実施例と同様であるが、密閉空間内の冷却風の流れは第６の実施例とは異なる。密閉空間内の冷却風の流れは、第２の実施例（図１０）および第１０の実施例（図１８）と同様に開口４３を大きくすることでライトトンネル２０の外壁を冷却できる流れである。【００８４】
さらに、仕切り板４４の上部側において、熱交換器６０の下部フィン形状部付近に、冷却風の流れを作り出すための通風穴４１が設けられている。この開口により密閉空間Ｂから密閉空間Ａへの流れが起き、熱交換器６０の下部フィン形状部が冷却されケーシング４５外部への熱移動が促進される。【００８５】
（実施例１４）
図２２は、本発明の第１４の実施例の模式図である。【００８６】
本実施例は、第１３の実施例において熱交換器６０とケーシング４５の上部をアルミダイカストで一体成形したものである。【００８７】
熱交換器６０はケーシング４５の上部と一体化されたので、放熱面積が拡大し、放熱量が増加している。また、密閉空間内の空気の流れが密閉空間内上部で密閉空間Ｂから密閉空間Ａに移動しやすくするために、通風穴４１をより拡大している。【００８８】
以上、本発明を例示した実施例１ないし実施例１４は光源側にカラーホイール、投写レンズ側にライトトンネルが配置されたものであるが、本発明はこの配置に限られない。つまり本発明は、光源側がライトトンネル、投写レンズ側がカラーホイールでもよく、これらの間に他の光学部品が配置されても同様の効果を得ることができる。【００８９】
また、上述したような実施例の表示装置は、カラーフィルタとロッドインテグレータを周囲空間から板状または箱型構造体で遮蔽し、密閉空間を形成して粉塵の付着を防止できる。また、カラーフィルタとロッドインテグレータとを配置した空間が密閉空間になっているので、外部からの粉塵進入がなく、粉塵の付着を確実に防止できる。【００９０】
一方、この密閉化によりカラーフィルタとロッドインテグレータは温度上昇を起こすが、空間内に設けた仕切り板による内部分割と、冷却ファンによる内部空気の効率的な循環により冷却される。このとき、内部空気は、カラーフィルタやロッドインテグレータなどから奪った熱により温度上昇を起こすが、内部空気の蓄熱は、密閉空間を構成する板状または箱型構造体もしくは熱交換器を介して外部空間へ移動して放熱される。【００９１】
また、板状または箱型構造体で形成される密閉空間は遮音効果を有するので、密閉空間内で冷却ファンを高速に回転させても周囲へ漏洩する騒音はほとんどない。このため内部空気を強く攪拌させてカラーフィルタ、ロッドインテグレータなどを冷却することができる。【００９２】
さらに、上記実施例の表示装置はエアフィルタが不要なため目詰まりのリスクもなく、エアフィルタの清掃や交換もない。【００９３】
すなわち、カラーフィルタやロッドインテグレータなどの発熱部品は冷却されながら、粉塵の付着が確実に防止され、明るさ低下のない低騒音で信頼性の高い投写型表示装置が実現する。【００９４】
また上記実施例では表示装置に使用される光学部品の一つに中空のロッドインテグレータであるライトトンネルを挙げた。しかし、仕切り板のロッドインテグレータを通した仕切板の開口を大きくして通風隙間とする構成には、ライトトンネルだけでなく、中実構造のロッドレンズも使用することができる。【００９５】
以上、各実施形例を示して本願発明を説明したが、本願発明は上記の実施例に限定されるものではない。本願発明の形や細部には、本願発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年8月5日(2011.8.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光学部品と、
前記複数の光学部品のうちの一部を密閉収容する構造体と、
前記構造体の内部の気体を循環させる送風源と、
を備えた投写型表示装置。
【請求項２】
前記複数の光学部品が順に配置されており、
前記光学部品の配置方向にある前記構造体の壁の一部分が、光を透過する部材で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の投写型表示装置。
【請求項３】
少なくとも第１の開口と第２の開口を有する仕切り板であって、前記構造体で形成される密閉空間を複数の空間に仕切る仕切り板を、さらに備え、
前記一部の光学部品は、ロッドインテグレータ、および、回転駆動軸に支持されたカラーホイールであり、
前記回転駆動軸に支持されたカラーホイールは前記複数の空間の一つに配置され、前記ロッドインテグレータはライトトンネルであって、前記仕切り板の前記第１の開口を貫通して前記複数の空間に跨って配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の投写型表示装置。
【請求項４】
前記ロッドインテグレータの外面と前記第１の開口の周縁面との間に、通気可能な隙間を有することを特徴とする請求項３に記載の投写型表示装置。
【請求項５】
前記送風源が前記仕切り板に取り付けられており、
前記送風源の吸気口と、前記仕切り板の前記第２の開口とが連通していることを特徴とする請求項３または４に記載の投写型表示装置。
【請求項６】
前記送風源の吹出し口が前記ロッドインテグレータの外面に向けて配置されていることを特徴とする請求項５に記載の投写型表示装置。
【請求項７】
前記送風源が前記仕切り板に取り付けられており、
前記送風源の吹出し口と、前記仕切り板の前記第２の開口とが連通していることを特徴とする請求項３または４に記載の投写型表示装置。
【請求項８】
前記送風源の吹出し口が前記カラーホイールの前記回転駆動軸に向けて配置されていることを特徴とする請求項７に記載の投写型表示装置。
【請求項９】
前記仕切り板は、前記第１の開口を挟んで前記第２の開口とは反対側の位置に第３の開口をさらに有することを特徴とする請求項３から８のいずれか１項に記載の投写型表示装置。
【請求項１０】
前記構造体の壁に熱交換器を有することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の投写型表示装置。
【国際調査報告】
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