(57)【要約】【課題】光源部や表示デバイスを効率よく冷却することができる投射型画像表示装置を提供する。【解決手段】本発明にかかる投射型画像表示装置は、吸気口と排気口とを有するとともに、発熱体が収容された本体と、光源ランプと、この光源ランプを収容するとともに、空気取入口と排気口に連通する空気吐出口とを備えたハウジングとを有するランプユニットと、吸気口に隣接する一端と、空気取入口と隣接する他端と、これら一端と他端とを連結する空気流路とを有するダクトと、発熱体に熱的に接続されるとともに、少なくとも一部がダクトの空気流路内に位置する放熱部と、ダクトの一端を介して吸気口から空気を吸い込み、ダクトの他端を介して空気取込口へ空気を送り込むとともに、空気流路に位置する放熱部材と他端との間に位置するファンと、を具備したことを特徴とする。【選択図】  図１１
2005345569.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気口と排気口とを有するとともに、発熱体が収容された本体と、
光源ランプと、この光源ランプを収容するとともに、空気取入口と前記排気口に連通する空気吐出口とを備えたハウジングとを有するランプユニットと、
前記吸気口に隣接する一端と、前記空気取入口と隣接する他端と、これら一端と他端とを連結する空気流路とを有するダクトと、
前記発熱体に熱的に接続されるとともに、少なくとも一部が前記ダクトの空気流路内に位置する放熱部と、
前記ダクトの一端を介して前記吸気口から空気を吸い込み、前記ダクトの他端を介して前記空気取込口へ空気を送り込むとともに、前記空気流路に位置する放熱部材と前記他端との間に位置するファンと、
を具備したことを特徴とする投射型画像表示装置。
【請求項２】
前記ランプユニットは、複数の開口部と複数の冷却フィンを備えた格子機構を前記ハウジングの空気吐出口側に備えたことを特徴とする請求項１に記載の投射型画像表示装置。
【請求項３】
前記ランプユニットは、複数の開口部と複数の冷却フィンを備えた二重の格子板を有した格子機構が前記ハウジングの空気吐出口側に形成され、前記冷却フィンは空気吐き出し方向に対して所定の傾斜角を有したことを特徴とする請求項１に記載の投射型画像表示装置。
【請求項４】
前記ランプユニットに収納される光源ランプは、光を発生する光源管とこの光源管で発生した光を反射させる略放物面形状のリフレクタとを備え、
前記リフレクタの開口部側を覆うように防護網を設けたことを特徴とする請求項１に記載の投射型画像表示装置。
【請求項５】
前記ランプユニットは、ハウジングの側面に内部の温度を検出する温度センサを取り付ける取付口が設けられ、
前記取付口は、前記温度センサが取付状態で密閉されることを特徴とする請求項１に記載の投射型画像表示装置。
【請求項６】
前記ランプユニットは、ハウジングの側面に空気取入開口が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の投射型画像表示装置。
【請求項７】
前記本体の排気口と前記ハウジングの空気吐出口との間に排気ファンが配設されたことを特徴とする請求項１に記載の投射型画像表示装置。
【請求項８】
前記本体の排気口と前記ハウジングの空気吐出口との間に排気ファンが配設され、
前記排気ファンのファン吸込口の一部は前記ハウジングの空気吐出口と連通し、前記ファン吸込口の残りの部分は前記本体の内部に開放されていることを特徴とする請求項１に記載の投射型画像表示装置。
【請求項９】
前記ファンは、回転軸方向から吸気し回転軸と直交する方向に排気することを特徴とする請求項１に記載の投射型画像表示装置。
【請求項１０】
前記ファンは、遠心多翼型のファンであることを特徴とする請求項１に記載の投射型画像表示装置。
【請求項１１】
前記ダクトは、前記ファンを挟んだ吸気側ダクトと排気側ダクトとから構成され、
前記排気側ダクトは、前記ファンのファン吐出口と前記ハウジングの空気取入口とを密に連接することを特徴とする請求項１に記載の投射型画像表示装置。
【請求項１２】
前記ダクトは、前記ファンを挟んだ吸気側ダクトと排気側ダクトとから構成され、
前記排気側ダクトは、前記ファンのファン吐出口と前記ハウジングの空気取入口とを連通させるとともに前記ファンによって吐き出される空気の一部を前記本体の内部へ逃がす空気逃がし穴を設けたことを特徴とする請求項１に記載の投射型画像表示装置。
【請求項１３】
前記ダクトは、前記ファンを挟んだ吸気側ダクトと排気側ダクトとから構成され、
前記排気側ダクトは、前記ファンによって吐き出される空気の流れの方向を前記ハウジングの空気取入口の面と直交する方向に変更するベンドを形成することを特徴とする請求項１に記載の投射型画像表示装置。
【請求項１４】
前記ダクトは、前記ファンを挟んだ吸気側ダクトと排気側ダクトとから構成され、
前記放熱部の一部は前記吸気側ダクト内に収納されることを特徴とする請求項１に記載の投射型画像表示装置。
【請求項１５】
前記放熱部は、前記発熱体に熱的に接続される基部と前記基部の熱が放熱される複数の板状フィンとが一体的に形成され、
前記複数の板状フィンが前記ダクトに収容されたことを特徴とする請求項１に記載の投射型画像表示装置。
【請求項１６】
前記複数の板状フィンは、前記ダクトの軸方向と垂直な断面を略充満するように収納されたことを特徴とする請求項１５に記載の投射型画像表示装置。
【請求項１７】
前記発熱体は、前記ランプユニットから入射される光の強度を画素毎に変調するとともに反射させ、前記本体に収納される投射レンズを介して外部のスクリーン上に画像を投射させる反射型表示デバイスであることを特徴とする請求項１に記載の投射型画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示デバイスに表現された画像をスクリーン上に拡大して投射する投射型画像表示装置に係り、特に表示デバイスや光源ランプ等を冷却する冷却構造を備えた投射型画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
投射型画像表示装置とは、表示デバイス例えば小型のＣＲＴやライトバルブ（実時間で画像の記録・消去ができる小型の表示デバイス）に表示された画像を、投射レンズによってスクリーンに拡大投射する装置をいう。
【０００３】
表示デバイスとしては、小型のＣＲＴの他、液晶デバイスを用いたものが普及しており、表示デバイスに液晶デバイスを用いた投射型画像表示装置は液晶プロジェクタの名称で呼ばれることもある。
【０００４】
表示デバイスは、反射型表示デバイスと透過型表示デバイスに分類できる。反射型表示デバイスを用いた投射型画像表示装置では、光源からの光を表示デバイスの表面側から照射し、表示デバイスからの反射光をレンズ等の光学系を介してスクリーンに拡大投射するものである。
【０００５】
これに対して、透過型表示デバイスを用いた投射型画像表示装置は、光源からの光を表示デバイスの裏面側から照射し、表示デバイスを透過した透過光をレンズ等の光学系を介してスクリーンに拡大投射するものである。
【０００６】
液晶デバイスを用いた表示デバイスは、反射型或いは透過型のいずれのタイプのものも実現化されている。
【０００７】
この他、ＤＭＤ（登録商標）（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏ  Ｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）と呼ばれる表示デバイスも開発・実現化され、投射型画像表示装置に用いられている。ＤＭＤは、微小なミラーを画素数に対応した数だけ表示デバイスの表面に形成し、個々のミラーの角度を電子・機械的に変えることによってＤＭＤ表面から入射された光を変調・反射するものである。即ちＤＭＤは反射型表示デバイスに分類される。
【０００８】
光源からの光をＤＭＤの表面に照射し、ＤＭＤ表面からの変調された反射光をレンズ等の光学系を介してスクリーンに投射する投射型画像表示装置をＤＬＰ（登録商標）（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）方式プロジェクタと呼ぶことがある。なお、ＤＭＤ（登録商標）、ＤＬＰ（登録商標）はいずれも米国テキサス・インスツルメンツ社の商標である。
【０００９】
近年、液晶デバイス或いはＤＭＤを用いた投射型画像表示装置においては、高解像度化技術の他、高輝度化に関する技術進展が著しい。従来、投射型画像表示装置を用いる場合は、例えばカーテン等を閉める等によって室内の明るさを下げる必要があったが、投射型画像表示装置の高輝度化によって通常の室内の明るさでもほぼ支障のないレベルに達している。
【００１０】
高輝度化技術は、光伝搬系の損失低減に関する技術の他、光源そのものの発光量の増加を伴うものである。
【００１１】
光源の発光量増大によって投射型画像表示装置の内部の発熱量は増大する。その一方で、投射型画像表示装置の小型化に対するユーザの要求も高く高密度の実装形態とならざるを得ない。
【００１２】
そこで、部品の高密度実装を確保しつつ増大する発熱量を効率よく冷却できる冷却技術の開発が極めて重要となってきている。
【００１３】
特許文献１ないし３には、表示デバイスとして透過型の液晶デバイスを用いた投射型画像表示装置の冷却技術が開示されている。
【００１４】
特許文献１および２が開示する投射型画像表示装置は、装置筐体の前部左右に配設された２つの吸気ファンから外部の空気を取り入れ、後部に配設された２つの排気ファンで吐き出すものである。空気取入口は３つ設けられており、前方の２つの吸気ファンの前面に設けられる２つ空気取入口の他、中央部底面にも設けられている。
【００１５】
これらのファンと空気取入口によって、投射型画像表示装置の筐体の左右の側面内部に沿って前方から後方へ流れる第１、第２の２つの通風経路が形成される他、中央部底面から後方に流れる第３の通風経路が形成される。
【００１６】
また、本投射型画像表示装置では、電源部が２つに分割されて筐体の左右に配設されており、これら２つの電源部は第１、第２の通風経路によって冷却される。
【００１７】
最も発熱量が多い光源部は排気ファンの近傍の筐体後部に配置され、第１、第２の通風経路の他、第３の通風経路によっても冷却される形態となっている。
【００１８】
また、特許文献３には、上記の投射型画像表示装置が備える赤、緑、青（ＲＧＢ）に対応する３つの透過型液晶デバイス部分の冷却構造が開示されている。透過型液晶デバイスでは透過する光エネルギの一部が透過損失として熱エネルギに変換されることに起因して発熱する。このため、透過型液晶デバイスの冷却用にさらに吸気ファンを設け、透過型液晶デバイスが収容される密閉空間の内部の空気を強制循環させて冷却する方式としている。
【００１９】
特許文献４は、反射型液晶デバイスを備えた投射型画像表示装置の冷却技術について開示したものである。
【００２０】
特許文献４が開示する投射型画像表示装置の実施形態のひとつは、大型の排気ファン１つと比較的小型の吸気ファン２つを備えている。また独立した３つの反射型液晶デバイスが異なる位置に配置されている。
【００２１】
吸気ファンの１つは、３つの反射型液晶デバイスのうちの１つの近傍に配置され、この反射型液晶デバイスをほぼ専用に冷却している。
【００２２】
吸気ファンの他の１つと大型の排気ファンによって残りの２つの反射型液晶デバイスと、最も発熱量の多い光源部を冷却している。
【００２３】
光源部は、発光部とこの発光部を覆う略放物面状の金属製リフレクタから構成されるが、冷却風は金属製リフレクタの背面を流れることによってリフレクタおよびこのリフレクタに伝熱された発光部を冷却する形態となっている。
【００２４】
２つの反射型液晶デバイスと光源部のリフレクタの配置は直線状をなすものではないが、筐体を構成する部材や冷却風ガイド板を適宜配設することによって、一種のダクト構造を形成させ、ダクト構造の入口と出口に配置された吸気ファンと排気ファンによって２つの反射型液晶デバイスと光源部を冷却する構成としている。
【特許文献１】米国特許第６６４４８１７号明細書
【特許文献２】米国特許第６４０２３２４号明細書
【特許文献３】米国特許第６３５００３３号明細書
【特許文献４】米国特許第６６８２１９７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
投射型画像表示装置において発熱量が最も多い部分は光源部であり、高輝度の投射型画像表示装置では特に高い冷却能力が要求される。
【００２６】
またＤＭＤ或いは液晶デバイスといった表示デバイスも、各画素を駆動する半導体素子自体の発熱に加えて、反射型表示デバイスにおいては光の反射損に起因して、また透過型表示デバイスにおいては光の透過損に起因して発熱する。
【００２７】
光の反射損或いは透過損に起因する熱は、光源の発光量の増大に比例して増加するものであり、投射型画像表示装置の輝度が高く成る程、光源部の冷却と併せて表示デバイスの冷却も重要となってくる。
【００２８】
一方、今日の投射型画像表示装置は高解像化が進んできており、従来のようにスライドや静止画の表示だけではなく、映画や音楽ビデオの鑑賞に対するニーズも高まって来ている。このため、冷却技術だけでなく、ファン等から発生する騒音を抑制する技術も併せて求められてきている。
【００２９】
特許文献１ないし３が開示する冷却技術は、光源部や透過型の表示デバイス等の光学系部品だけでなく電源部や制御回路基板の位置も含めて冷却に適した配置とするものであるが、回路構成や方式の異なる投射型画像表示装置にまで適用できるものではない。
【００３０】
また冷却用の吸気・排気ファンの数も４ないし５必要であり、騒音の観点からも改善の余地がある。
【００３１】
また、特許文献４が開示する冷却技術は、筐体の構造部材や風向ガイド板を用いて一種のダクト構造を形成し、このダクト構造を通過する冷却風によって内部に配設される光源部と反射型表示デバイスとを効率よく冷却しようとするものである。
【００３２】
しかしながら、特許文献４が開示する投射型画像表示装置は、吸気ファンと排気ファンとが投射型画像表示装置の前面の左右に配設される構造となっているため、吸気ファンと排気ファンを連通するダクト構造は直線的にはならず、投射型画像表示装置内部を複数の曲部を持って構成される他、ダクト構造内の適宜の場所に風向ガイドが配設されている。
【００３３】
このため、このダクト構造の圧力損失は直線的なダクト構造に比べて大きな値となることが予測される。したがって、高輝度化にともなって光源部や表示デバイスの発熱量が増加した場合には、ファンの数を増やすかファンの出力を増大させない限り十分な風量が得られず冷却能力の不足が生じるおそれがある。またファンの数やファンの出力を増大させると騒音が増大する。
【００３４】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、光源部や表示デバイスを効率よく冷却することができる投射型画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３５】
本発明にかかる投射型画像表示装置は、上記目的を達成するため、請求項１に記載ように、吸気口と排気口とを有するとともに、発熱体が収容された本体と、光源ランプと、この光源ランプを収容するとともに、空気取入口と排気口に連通する空気吐出口とを備えたハウジングとを有するランプユニットと、吸気口に隣接する一端と、空気取入口と隣接する他端と、これら一端と他端とを連結する空気流路とを有するダクトと、発熱体に熱的に接続されるとともに、少なくとも一部がダクトの空気流路内に位置する放熱部と、ダクトの一端を介して吸気口から空気を吸い込み、ダクトの他端を介して空気取込口へ空気を送り込むとともに、空気流路に位置する放熱部材と他端との間に位置するファンと、を具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３６】
本発明にかかる投射型画像表示装置によれば、光源部や表示デバイスを効率よく冷却することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
本発明に係る投射型画像表示装置１の第１の実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００３８】
（１）装置の全体構成
投射型画像表示装置１は、例えば超高圧水銀ランプを光源として、この光源からの光を赤、緑、青（ＲＧＢ）の回転するフィルム（カラーホイール）を介してＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）と呼ばれる表示デバイスに入射させ、ＤＭＤで画素毎に変調された反射光を投射レンズ部６を介してスクリーン上に拡大投射させるものである。
【００３９】
図１は、投射型画像表示装置１の外観の一例を示す図である。図１（ａ）は投射型画像表示装置１を上から見た斜視図であり、また図１（ｂ）は下から見た斜視図である。
【００４０】
図１に示したように、投射型画像表示装置１は、上下に２分割可能に一体化された本体ケース２を有し、この本体ケース２の前面に投射レンズ部６の一部が露出している。投射型画像表示装置１の各構成品は、本体ケース２の内部に収納される。
【００４１】
本体ケース２は、上部ケース３と下部ケース４とから構成される。
【００４２】
上部ケース３および下部ケース４の背面側から見て左側面には、冷却用の空気を吸い込む多数の吸気口８が設けられている。
【００４３】
上部ケース３の上面には、投射型画像表示装置１の各種操作を行うための複数の操作ボタン７が配設されている。
【００４４】
図１（ｂ）に示したように、上部ケース３および下部ケース４の背面側から見て右側面には、冷却用の空気を吐き出す多数の排気口９が設けられている。
【００４５】
本体ケース２の背面下部には多数の連通孔１０が設けられている。これらの連通孔１０は本体ケース２の内部に配設されたスピーカの音声を外部に出力するためのものである。
【００４６】
また、本体ケース２の背面には、テレビジョン受信機やパーソナルコンピュータ等の外部機器と接続される各種コネクタが配置されるコネクタパネル１１が設けられている。
【００４７】
下部ケース４の底面には、光源ランプを交換するための扉１２が設けられている。また下部ケース４の底面には、投射型画像表示装置１を３点で支持するためのフット１３ａ、１３ｂおよび１３ｃが設けられている。
【００４８】
（２）装置構成品のレイアウト
図２は、本体ケース２を構成する上部ケース３を取り外した状態で投射型画像表示装置１を上から見た図であり、投射型画像表示装置１の各構成品の部品配置を示している。
【００４９】
本体ケース２の図２において左前側に投射レンズ部６が配置される。投射レンズ部６から放射される光によって、投射レンズ部６の前方に設けたれたスクリーン（図示せず）上に画像が拡大投射される。
【００５０】
本体ケース２の中央付近には、光源ランプ２０１（図１０参照）を内蔵するランプユニット２０が配置されている。ランプユニット２０の図２において左方には光学ユニット２４が投射レンズ部６の後部に接して配設されている。光学ユニット２４は、ランプユニット２０から入射される光束方向を光学的に変更させるためのものである。
【００５１】
ランプユニット２０と光学ユニット２４の間にはカラーホイール２５が配置されている。カラーホイール２５は、赤・緑・青の３原色の透明フィルムを備えた回転円盤であり、光源からの白色光をカラー化するために用いられるものである。
【００５２】
また、光学ユニット２４と放熱部４０との間には、反射型表示デバイス２６が光学ユニット２４に接して配置されている。反射型表示デバイス２６は、例えばＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）といった電子デバイスで構成される。ＤＭＤは、微小なミラーを画素数に対応した数だけ表示デバイスの表面に形成している。個々の微小なミラーの角度を電子・機械的に高速に変えることによってＤＭＤ表面から入射された光が変調・反射され画像を形成するものである。
【００５３】
ランプユニット２０と本体ケース２の前側面との間には、光源ランプ２０１に電力を供給するための光源電源部２２が配置される。
【００５４】
また、ランプユニット２０と排気口９の間には、冷却風を本体ケース２の外部に排気するための排気ファン３０が配置される。
【００５５】
本体ケース２の約半分を占める後半部空間には、メイン回路ブロック２８が配置される。
【００５６】
メイン回路ブロック２８は、本体ケース２の底面に平行に配設されるプリント基板や、プリント基板に実装される電子部品や排気・吸気ファン等に電力を供給する回路電源部（図示せず）等から構成されるものである。
【００５７】
また、メイン回路ブロック２８と本体ケース２の右側面との間にはメイン回路ブロック用排気ファン３１が配置される。
【００５８】
本体ケース２の中央部から左側面にわたってダクト３２（以下空気ダクト３２という。）が配置される。空気ダクト３２の一端は本体ケース２の左側面に設けられる吸気口８に隣接して対向している。空気ダクト３２の他端は、ランプユニット２０に連接している。
【００５９】
空気ダクト３２は、吸気側ダクト３４と図２において扇形形状に見える排気側ダクト３６とから構成される。吸気側ダクト３４と排気側ダクト３６との間にはファン３８（以下吸気ファン３８という。）がそれぞれのダクトに密に連接されて設けられる。
【００６０】
吸気側ダクト３４には、放熱部４０の放熱フィン（図示せず）が収納されている。放熱部４０の基部４０２は、反射型表示デバイス２６の反射面の裏面に設けられている放熱面と熱的に接続されている。
【００６１】
次に、投射型画像表示装置１における光学系の機能について概略説明する。
【００６２】
ランプユニット２０に内蔵される光源ランプによって発生する白色光は、ランプユニット２０の図２において左側の側面から放射される。この白色光はカラーホイール２５を透過した後、赤・緑・青の３原色光となって光学ユニット２４に入射される。
【００６３】
光学ユニット２４に入射された光束は、光学ユニット２４の内部で方向を変えて反射型表示デバイス２６に向かう。反射型表示デバイス２６の反射面は前方即ち投射レンズ部６の方向を向いている。反射面で反射された光束は光学ユニット２４の内部を直進し、投射レンズ部６に入射される。
【００６４】
投射レンズ部６では、フォーカス調整機構等を備えたレンズ群によって光束の放射角が拡大されて外部に設けられるスクリーン上に拡大画像が投射される。このようにして反射型表示デバイス２６上に表現された画像がスクリーン上に拡大表示される。
【００６５】
（３）装置全体の冷却風の流れ
次に投射型画像表示装置１の本体ケース２を流れる冷却風の基本的な流路について説明する。
【００６６】
第１の流路５０は、本体ケース２の前部側を左側面に設けられた吸気口８から右側面に設けられた排気口９に向かって流れる略直線上の流路である。
【００６７】
第１の流路５０では、排気ファン３０が発生する圧力（負圧）によって吸気口８から外部の空気が本体ケース２に吸い込まれ、図２において左側から、投射レンズ部６，光学ユニット２４，光源電源部２２等の各構成品の表面或いは内部の隙間を流れる。この冷却空気の流れによって各構成品を冷却した後、排気ファン３０によって排気口９から外部に強制的に吐き出される。また、第１の流路５０を流れる空気の一部はランプユニット２０の表面を流れ、ランプユニット２０に内蔵された光源ランプ２０１（図１０参照）で発生する熱の一部を熱交換する。
【００６８】
第２の流路５１は、吸気口８から吸気された空気が、吸気側ダクト３４、吸気ファン３８，排気側ダクト３６を通ってランプユニット２０の内部に入り、排気ファン３０を介して排気口９から外部に向かって流れる流路である。
【００６９】
第２の流路５１では、吸気ダクト３４の内部に収納された放熱フィン４０１と熱交換することによって、放熱フィン４０１と熱的に接続された反射型表示デバイス２６を冷却している。また、第２の流路５１では、吸気ファン３８によって加圧された冷却空気がランプユニット２０の内部を流れることによって、光源ランプ２０１が冷却される。
【００７０】
このように、第２の流路５１は、反射型表示デバイス２６と光源ランプ２０１との冷却に特化した冷却流路である。
【００７１】
第３の流路５２は、本体ケース２の後部側を左側面に設けられた吸気口８から右側面に設けられた排気口９に向かって流れる略直線上の流路である。
【００７２】
第３の流路５２では、主としてメイン回路ブロック用排気ファン３２が発生させる圧力（負圧）で吸気口８から外部の空気が流れ込み、メイン回路ブロック２８を構成するプリント基板やプリント基板に実装された電子部品、或いは回路電源部の表面を冷却空気が流れる。この冷却空気の流れによってこれらの構成品が冷却された後、排気口９から外部に空気が吐き出される。
【００７３】
ところで、投射型画像表示装置１においては、発光源である光源ランプ２０１および反射型表示デバイス２６の冷却が特に重要となる。
【００７４】
光源ランプ２０１は、投射型画像表示装置１の構成品のなかでも最も発熱量が多い構成品であり、冷却が不十分な場合は光源ランプ２０１の寿命の低下を招く。
【００７５】
また、反射型表示デバイス２６には光源ランプ２０１からの光エネルギーが入射されるが、全エネルギーが反射されるわけではなく一部は反射損として熱エネルギーに変換される。この熱エネルギーと、内蔵する半導体素子の自己発熱によって反射型表示デバイス２６は高温となる。
【００７６】
反射型表示デバイス２６は基本的には半導体デバイスであり、所定の温度以下に保持されない場合は寿命の低下を招く他、場合によっては破損に至る。
【００７７】
反射型表示デバイス２６は投射型画像表示装置１においてキーデバイスであり、反射型表示デバイス２６の冷却は光源ランプ２０１と同様に極めて重要である。
【００７８】
第２の流路５１は、反射型表示デバイス２６と光源ランプ２０１の冷却に特化した空気の強制的な冷却流路である。
【００７９】
そこで、以下に第２の流路５１の構造や冷却効果について重点的に説明する。
【００８０】
（４）第２の流路５１の構成
図３は、第２の流路５１に関連する構造を示す斜視図である。なお、図３の矢印Ａの示す方向が投射型画像表示装置１の前方方向に対応する。
【００８１】
図３において左端の吸気開口３４２は、本体ケース２の左側面に設けられる吸気口８に対向して設置される。また右端の排気ファン３０は、本体ケース２の右側面に設けられる排気口９に対向して設置される。
【００８２】
空気ダクト３２は図３に示したように、吸気側ダクト３４と排気側ダクト３６から構成され、その中間部に吸気ファン３８が配設される。
【００８３】
吸気側ダクト３４は空気ダクト３２の一端に吸気開口３４２を有する他、放熱部開口３４１を有するが、放熱部開口３４１には後述する放熱部４０が放熱部開口３４１を塞ぐように密に嵌合される。このため、吸気開口３４２から吸い込まれた空気は吸気側ダクト３４内を漏れることなく流れる。
【００８４】
排気側ダクト３６は、ランプユニット２０のハウジング２０２に設けられる空気取入口２０５（図８参照）に接続される。
【００８５】
ハウジング２０２の図３において左側面には、光学開口２０６が設けられており、この光学開口２０６から光源ランプ２０１の光が放射される。光学開口２０６はガラス板が嵌め込まれており、ハウジング２０２に流れ込んだ冷却空気が光学開口２０６から漏れない構造となっている。
【００８６】
ハウジング２０２の図３において下方（実装状態では上方）には、釣り鐘形状の温度センサ用開口２０４が設けられている。温度センサ（図示せず）はハウジング２０２の内部温度を検出するためのものである。実装状態では温度センサが温度センサ用開口２０４を塞ぐように密に嵌合されてハウジング２０２の気密性を確保している。
【００８７】
ハウジング２０２と排気ファン３０の間には、排気空気の温度を下げる冷却機構としての金属格子２０３がハウジング２０２と一体的に形成されている。ハウジング２０２の内部を流れた空気はこの金属格子２０３に設けられた冷却フィンによって温度が下げられ排気ファン３０に向かって流れる。
【００８８】
排気ファン３０は、金属格子２０３に隣接して配置され、ハウジング２０２から排出される空気を外部に排気する。
【００８９】
図３に示すように、排気ファン３０の開口部３０１は、金属格子２０３に対向する面以外の部分は本体ケース２の内部に対して開放された状態となっている。この構造によって、排気ファン３０は、第２の流路５１の空気の他、図２に示した第１の流路の空気も外部に排気している。
【００９０】
（５）ダクト部の構造
図４は、第２の流路５１を形成する構成品のうち、空気ダクト３２および吸気ファン３８の部分を取り出して示したものである。
【００９１】
吸気ファン３８に連なる排気側ダクト３６は、図４に示したように空気ダクト３２の他端に排気開口３６１が設けられており、この排気開口３６１と空気取入口２０５とが接続される。
【００９２】
排気側ダクト３６によって、吸気ファン３８から吐き出された空気は流路方向を例えば約７５度変更してハウジング２０２に流れ込む。排気側ダクト３６はこのようにベンドとして機能し、排気側ダクト３６の有する円弧状の面によって、流路抵抗の低減化が図られている。
【００９３】
図５は、吸気側ダクト３４、吸気ファン３８および排気側ダクト３６の構成品の実装状態を投射型画像表示装置１の上側から見た断面図を示したものである。
【００９４】
また、図５には放熱部４０、放熱部４０に熱的に接続される反射型表示デバイス２６およびこれらの取り付け部材等が吸気側ダクト３４に装着された状態も併せて示している。
【００９５】
吸気側ダクト３４と排気側ダクト３６との中間に設けられるモータ駆動の吸気ファン３８は、ファン回転軸３８１を中心に回転する。吸気側ダクト３４は、ファン吸込口３８２に対応する部分が開口しており、この開口から空気が吸い込まれる。また排気側ダクト３６は、ファン吐出口３８３に対応する部分が開口しており、この開口から空気が吐き出される。
【００９６】
吸気ファン３８は、遠心多翼型ファン（シロッコファンと呼ばれることもある。）を用いた構成としている。即ち、ファン回転軸３８１の方向から吸気し、径方向に多数のファンを有した多翼ファンで回転軸３８１に直交する方向に遠心力で排気するものである。
【００９７】
遠心多翼型ファンは一般的に軸流型のファンに比べて静圧が高く、特に圧力損失の大きな流路に有利とされている。
【００９８】
図６は、投射型画像表示装置１の吸気側ダクト３４に取り付けられる放熱部４０側の構造を詳細に示したものである。
【００９９】
放熱部４０は、その基部４０２に多数の板状の放熱フィン４０１を一体的に備え、これらは熱伝導率の高い金属、例えばアルミニウム等で形成される。放熱フィン４０１の部分が吸気側ダクト３４の内部に収納される。
【０１００】
一方、発熱体である反射型表示デバイス２６は、プリント基板２６１と電気的に接続される他、反射型表示デバイス２６の背面（放熱面）と放熱部４０の基部４０２が熱的に接続される。
【０１０１】
また、放熱部４０と反射型表示デバイス２６とは、取付板４１１と補強板４１２とからなる取り付け部材４１、プリント基板２６１およびＤＭＤケース２６２を介して、固定部材２４１に設けられたボス部２４１ａに締め付けねじ２４１ｂをねじ込むことによって機械的に組み付けられ一体的に組み立てられる。
【０１０２】
締め付けねじ２４１ｂは、補強板４１２およびプリント基板２６１の案内孔を通して固定部材２４１のボス部２４１ａのねじ孔にねじ結合されて固定される。
【０１０３】
なお、固定部材２４１は、図２に示した光学ユニット２４と一体的に形成されているものである。
【０１０４】
図７は、図６に示した投射型画像表示装置１の吸気側ダクト３４付近に配置される各構成品を角度を変えて示したものである。放熱部４０と熱的に接続される反射型表示デバイス２６は図７に示したように中央に固定部材２４１側に窪む凹部を形成し、この凹部に反射面２６ａが形成される。ＤＭＤは、この反射面２６ａに画素数に対応した多数のマイクロミラーが形成されており、この反射面２６ａによって光源ランプ２０１からの光を投射レンズ部６の方向に反射するものである。
【０１０５】
反射型表示デバイス２６は裏面が放熱面となっている。この放熱面の熱を放熱部４０に伝熱し、放熱部４０の放熱フィン４０１によって吸気側ダクト３４を流れる空気と熱交換することによって反射型表示デバイス２６は冷却される。
【０１０６】
（６）ランプユニットの構造
図８および図９はランプユニット２０の外観図である。図８は、ランプユニット２０を上側から見た斜視図であり、図９は下側から見た斜視図である。
【０１０７】
図８に示したようにランプユニット２０は略直方体の箱形形状をなし、ランプユニット２０は実装状態においては空気が流入する空気取入口２０５と空気が吐き出される金属格子２０３の開口を除き密閉構造となっている。
【０１０８】
ハウジング２０２の上部に設けられた温度センサ用開口２０４は、実装時には温度センサが挿入されるため気密構造となり密閉性は確保される。
【０１０９】
また、図８において正面側の光学開口２０６にはガラス板が取り付けられており、この部分も空気に対する密閉性が確保されている。
【０１１０】
このようにハウジング２０２は、冷却空気の入口と出口以外は気密構造となり密閉性が確保されているため、風量の損失が無く、内蔵される光源ランプ２０１を効率よく冷却することが可能である。
【０１１１】
図９に示したように、ハウジング２０２の空気吐き出し面には金属格子２０３がハウジング２０２と一定的に固定されている。
【０１１２】
ハウジング２０２に内蔵される光源ランプ２０１の温度は通電時には相当の高温になるため排気される空気の温度も高まる。金属格子２０３は、ハウジング２０２から吐き出される空気を冷却する効果をもつ。
【０１１３】
図１０は、ランプユニット２０の水平断面図である。
【０１１４】
ランプユニット２０を構成するハウジング２０２は、光源ランプ２０１を内蔵する。光源ランプ２０１は中央に光を発生する光源管２０１ａを有する他、光源管２０１ａからの光を集光するための放物面形状をなす椀状のリフレクタ２０１ｂを備える。
【０１１５】
光源管２０１ａで発生する熱は、リフレクタ２０１ｂに伝熱する。このランプユニット２０では、光源管２０１ａのみならずリフレクタ２０１ｂにも冷却風を吹き付けることによって冷却効率の向上が図られている。
【０１１６】
リフレクタ２０１ｂの円状の開口端部にはメッシュ状の防護網２０８が開口側を覆うように円周方向に形成されている。防護網２０８は、光源管２０１ａが万一破裂したような場合でも破裂片が光源ランプ２０１の外部に飛散することを防止するためのものである。
【０１１７】
防護網２０８は、冷却空気が通過可能なようにメッシュで形成されている。空気取入口２０５を通ってハウジング２０２に流れ込んだ空気は、防護網２０８を通過してリフレクタ２０１ｂの内面に沿った流れを形成し、リフレクタ２０１ｂを内面から冷却する。一方、リフレクタ２０１ｂを内面から冷却した空気は防護網２０８を通ってリフレクタ２０１ｂの背面に回り込み、リフレクタ２０１ｂを背面からも冷却する。
【０１１８】
ハウジング２０２の排気側には金属格子２０３が一体的に形成されている。図１０に示したように、金属格子２０３は、第１の格子板２１０と第２の格子板２１１との二重構造となっている。
【０１１９】
第１および第２に格子板２１０、２１１はそれぞれ多数のスリット状の開口２１０ａ、２１１ａと、多数の冷却フィン２１０ｂ、２１１ｂとを備える。冷却フィン２１０ｂ、２１１ｂは、冷却風の流れる方向（図１０においては左から右）に対して所定の傾斜角をもって形成される。また第１の格子板２１０の冷却フィン２１０ｂと第２の格子板２１１の冷却フィン２１１ｂの傾斜角はそれぞれ異なって形成される。図１０に示したような金属格子２０３の構造によって、金属格子２０３を通過する空気が各冷却フィン２１０ｂ、２１１ｂによって効率よく冷却される他、光源ランプ２０１が発生する強力な光がハウジング２０２の外部に漏れることを防止することが可能となる。
【０１２０】
この結果、投射型画像表示装置１の近傍にいる視聴者等に対して不快な熱や光を与えることを防止できる。
【０１２１】
（７）第２の流路５１を流れる冷却風の流れ
図１１は第２の流路５１を流れる冷却風の流れを示した図である。
【０１２２】
第２の流路５１は、流路内に吸気ファン３８と排気ファン３０の２つのファンを設けて強制的な吸排気構造が形成されている。この２つのファンで本体ケース２の左側面に設けられた吸気口８から外部の空気を吸いこみ、本体ケース２の右側面に設けられた排気口９から空気を吐き出す構成としている。
【０１２３】
吸気口８から吸気側ダクト３４の吸気開口３４２に吸い込まれた空気は、吸気側ダクト３４を吸気ファン３８に向かって流れる間に、吸気側ダクト３４に収納されている放熱部４０の放熱フィン４０１を冷却する。放熱フィン４０１は、吸気側ダクト３４の内部の空間をほぼ埋め尽くすように収納され、ファンの熱交換面積を大きくとっている。
【０１２４】
放熱フィン４０１を冷却した空気は、吸気ファン３８のファン吸込口３８２から吸い込まれ、吸気ファン３８で加圧された後、ファン吐出口３８３から排気側ダクト３６に吐き出される。
【０１２５】
図１２は、図１１のＺ−Ｚ線断面図である。図１２に示したように、放熱部４０に設けられる多数の冷却フィン４０１は、吸気側ダクト３４の内部の空間をほぼ埋め尽くすように収納されている。このような構成によって、熱交換面積を増大させ、吸気側ダクト３４を流れる冷却空気のほぼ全体が冷却フィン４０１の表面と接触することが可能となり、効率よく冷却フィン４０１を冷却することができる。
【０１２６】
この結果、放熱部４０の基部４０２と熱的に接続されている反射型表示デバイス２６の発熱面を効率良く冷却することができる。
【０１２７】
吸気ファン３８から吐き出された空気は、図１１に示したように排気側ダクト３６によって風向が変更されハウジング２０２に流入する。
【０１２８】
ハウジング２０２に流入した空気は、光源ランプ２０１のリフレクタ２０１ｂの内面に沿って流れリフレクタ２０１ｂを冷却する。リフレクタ２０１ｂには光源管２０１ａの熱が伝熱されており、リフレクタ２０１ｂを冷却することにより、光源管２０１ａが冷却される。
【０１２９】
また、ハウジング２０２に流入した空気は直接光源管２０１ａに接触して光源管２０１ａを冷却する。
【０１３０】
リフレクタ２０１ｂの内側に沿って流れた空気は、メッシュ状の防護網２０８を通過した後、リフレクタ２０１ｂの円状の開口端とハウジング２０２との間の空間を通ってリフレクタ２０１ｂの背面側に流れ込み、リフレクタ２０１ｂを背面側からも冷却する。
【０１３１】
このように、ハウジング２０２内の空気流は、光源管２０１ａに直接接触する他、リフレクタ２０１ｂの内面と背面を沿うように流れてリフレクタ２０１ｂを冷却することによって、発熱体である光源管２０１ａを効率よく冷却することができる。
【０１３２】
光源ランプ２０１を冷却した空気は金属格子２０３を通った後、排気ファン３０によって加圧され、本体ケース２の右側面に設けられた排気口９から本体ケース２の外部に吐き出される。
【０１３３】
この投射型画像表示装置１によれば、投射型画像表示装置１において最も重点的に冷却が必要となる光源ランプ２０１と反射型表示デバイス２６とを吸排気用の専用の冷却流路（第２の流路５１）によって強制的かつ積極的に冷却することができるため、高い冷却効率を確保できる。
【０１３４】
また、第２の流路５１は、密閉された空気ダクト３２と同じく密閉されたハウジング２０２で構成されるため、吸気側ダクト３４の吸気開口３４２から吸い込まれた空気は他へ漏れることなく流れるため、光源ランプ２０１と反射型表示デバイス２６とを効率よく積極的に冷却することができる。
【０１３５】
また、第２の流路５１には、吸気ファン３８と排気ファン３０が直列に配置されていることによって高い静圧を発生することができる。このため、複雑な内部構造を有したランプユニット２０や、放熱フィン４０１を密に配置した吸気側ダクト３４等の圧力損失が大きな流路であっても十分な風量（単位時間あたりの空気流量）を確保することができる。この結果、高い冷却能力を確保できる。
【０１３６】
さらに、第２の流路５１の上流側に比較的発熱量の少ない反射型表示デバイス２６と熱的に接続される放熱フィン４０１を配置し、第２の流路５１の下流側に発熱量の多い光源ランプ２０１を配置することによって、反射型表示デバイス２６と光源ランプ２０１の双方を効率よく冷却することが可能となる。
【０１３７】
逆に上流側に光源ランプ２０１を配置すると、光源ランプ２０１を冷却した空気の温度が上昇するため反射型表示デバイス２６の冷却性能は本実施形態に比べて劣ったものとなる。
【０１３８】
さらに、吸気ファン３８をランプユニット２０と吸気側ダクト３４の中間部に配置したことにより、吸気ファン３８を吸気側ダクト３４の吸気開口３４２付近に配置した場合に比べて、より加速された冷却空気をランプユニット２０に流入させることが可能となり、冷却効率が高まる。
【０１３９】
また、吸気ファン３８をランプユニット２０と吸気側ダクト３４の中間部に配置したことにより、吸気ファン３８を吸気側ダクト３４の吸気開口付近に配置した場合に比べて、吸気ファン３８が発生する騒音が本体ケース２の外部に漏れにくくなる。この結果、視聴者等に与える騒音による不快感が低減できる。
【０１４０】
（８）第２の実施形態
第１の実施形態ではハウジング２０２が略密閉状態となっており、この結果第２の流路５１を通る冷却空気の風量を損失することなく光源ランプ２０１の冷却に用いることが可能である。
【０１４１】
しかしながら、光源ランプ２０１を冷却した後の空気は相当程度温度が上昇しており、本体ケース２に設けられる排気口９の近傍にいる視聴者等に対して熱による不快感を与える場合も考えられる。
【０１４２】
第２の実施形態は、図１３に示したようにランプユニット２０Ａのハウジング２０２の側面の一部に空気取入開口２０９を設けた形態とするのものである。
【０１４３】
空気取入開口２０９からは、本体ケース２内部の空気がハウジング２０２の内部に取り込まれる。ハウジング２０２内部の高温の空気が本体ケース２内部の低温の空気と混合されることによって排気口９から吐き出される空気の温度は下げられ、視聴者等に対して不快感を与えることがなくなる。
【０１４４】
空気取入開口２０９の位置は限定されるものではないが、ハウジング２０２を構成する６つの面のうち、光学開口２０６を構成する面および金属格子２０３を構成する面を除いた４つの面であれば適宜の位置に空気取入開口２０９を設けることができる。
【０１４５】
さらに、図１３に示したように、排気側ダクト３６の排気開口３６１の一部を空気逃がし開口３６２として本体ケース２に露出させる形態とすることができる。
【０１４６】
この場合、吸気ファン３８から吐き出された空気の一部を空気逃がし開口３６２から本体ケース２の内部に漏洩させるものである。
【０１４７】
吸気側ダクト３６から吸い込まれた空気の一部が空気逃がし開口３６２から本体ケース２に漏れることによって、第２の流路５１全体としては、等価的に流路抵抗すなわち圧力損失が低減する。
【０１４８】
この結果、吸気側ダクト３６を流れる空気の風量の動作点は空気逃がし開口３６２が無い場合に比べて風量が増加する方向にシフトする。このため吸気側ダクト３４に収納された放熱フィン４０１と熱的に接続されている反射型表示デバイス２６に対する冷却能力は向上する。
【０１４９】
一方、空気逃がし開口３６２からは一定の風量が第２の流路５１から本体ケース２へ漏れるためハウジング２０２へ流入する風量は低減する。この結果光源ランプ２０１に対する冷却能力は空気逃がし開口３６２が無い場合に比べて低減する。
【０１５０】
このように、空気逃がし開口３６２によって、反射型表示デバイス２６に対する冷却能力と光源ランプ２０１に対する冷却能力の配分の比率を変更することが可能となる。
【０１５１】
また、空気逃がし開口３６２の開口面積を適宜調整するることによって、反射型表示デバイス２６に対する冷却能力と光源ランプ２０１に対する冷却能力の配分の比率を最適値に設定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１５２】
【図１】本発明に係る投射型画像表示装置の一実施形態を示す外観図。
【図２】本発明に係る投射型画像表示装置が備える各構成品の配置を示す図。
【図３】本発明に係る投射型画像表示装置が備える表示デバイスと光源ランプを冷却する冷却流路（第２の流路）に係る構造を示す図。
【図４】本発明に係る投射型画像表示装置が備えるダクトの構造を示す斜視図。
【図５】本発明に係る投射型画像表示装置が備えるダクトの水平断面図。
【図６】反射型表示デバイスとこれを放熱する放熱部の細部構造を示すための前面から見た斜視図。
【図７】反射型表示デバイスとこれを放熱する放熱部の細部構造を示すための背面から見た斜視図。
【図８】ランプユニットを上方から見た斜視図。
【図９】ランプユニットを下方から見た斜視図。
【図１０】ランプユニットの水平断面図。
【図１１】第２の流路における空気の流れを示す図。
【図１２】放熱部が実装された状態のダクトの断面図。
【図１３】本発明に係る投射型画像表示装置の第２の実施形態における空気取り入れ開口および空気逃がし開口を説明する図。
【符号の説明】
【０１５３】
１  投射型画像表示装置
２  本体ケース
６  投射レンズ部
８  吸気口
９  排気口
２０  ランプユニット
２０１  光源ランプ
２０２  ハウジング
２０３  金属格子
２０４  温度センサ用開口
２０５  空気取入口
２０６  光学開口
２０８  防護網
２０９  空気取入開口
２２  光源電源
２４  光学ユニット
２６  反射型表示デバイス
３０  排気ブロア
３２  ダクト
３４  吸気側ダクト
３４１  放熱部用開口
３４２  吸気開口
３６  排気側ダクト
３６１  排気開口
３６２  空気逃がし開口
３８  吸気ファン（ファン）
３８２  ファン吸込口
３８３  ファン吐出口
４０  放熱部
４０１  放熱フィン
４０２  基部
５０  第１の流路
５１  第２の流路
５２  第３の流路
【図１】
2005345569.tif 000003
【図２】
2005345569.tif 000004
【図３】
2005345569.tif 000005
【図４】
2005345569.tif 000006
【図５】
2005345569.tif 000007
【図６】
2005345569.tif 000008
【図７】
2005345569.tif 000009
【図８】
2005345569.tif 000010
【図９】
2005345569.tif 000011
【図１０】
2005345569.tif 000012
【図１１】
2005345569.tif 000013
【図１２】
2005345569.tif 000014
【図１３】
2005345569.tif 000015