(57)【要約】【課題】  画像投影装置において、ランプ交換は筺体内が十分に冷却されてから交換することが望ましいが、たとえば、プレゼンテーション中のランプ故障など素早い対応が求められるケースも考えられる。そこで十分に冷却しないままランプを交換するとランプユニットが高温のため不快感をユーザーに与えてしまうという問題があった。【解決手段】  ランプ排気風はランプ消灯後に温度低下する。そのランプ排気風をランプ交換時の取っ手部に吹き付けることで、取っ手部の温度を下げ、無風の取っ手部より温度が低下し、製品取り扱いの品位が向上する。【選択図】  図３
2012189838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
該筐体内に設けられた光源としてのランプと、
該ランプを固定するために筐体内に設けられた着脱可能なランプ収納部と、
該ランプ近傍の空気を筐体外に排気するファンと、
を備えた画像投影装置において
該ランプ収納部は着脱用の取っ手と、
該取っ手近傍に該ファンの風路と、
を備え、該ファンの駆動によって作用する気流が該風路を通過することを特徴とする
画像投影装置。
【請求項２】
上記風路は遮光性を兼ねて、ランプから排気口まで流路が複数に分岐した形状を特徴とする
請求項１に記載の画像投影装置。
【請求項３】
上記風路は遮光性を兼ねて、一回以上の曲がり部を有することを特徴とする
請求項１に記載の画像投影装置。
【請求項４】
上記風路は遮光性を兼ねて、くの字形状を有することを特徴とする
請求項２又は請求項３に記載の画像投影装置。
【請求項５】
上記風路は遮光性を兼ねて、波線形状を有することを特徴とする
請求項２又は請求項３に記載の画像投影装置。
【請求項６】
ランプ消灯後、一定時間ファンを駆動させる機能を有することを特徴とする
請求項１に記載の画像投影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶プロジェクタ等の画像投影装置の光源であるランプに関し、特にランプ交換時の作業性を向上し、製品の品位の向上に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶プロジェクタに代表される画像投影装置は急速に需要拡大している。また、需要の拡大に伴い、例えばプレゼンテーションやホームシアター、プラネタリウム等、用途も多種に渡る。これらの用途において長時間の連続投影は、予想されるひとつの需要である。
【０００３】
また、液晶プロジェクタの光源としてはランプが用いられており、このランプは通常の光源として使用される白熱灯と同様に寿命がある。寿命を迎えたランプは新品と交換されるが、点灯時にランプは高温となるため冷却する必要がある。さらに、消灯後もランプから発せられた熱は筐体内に篭り、短時間では冷めないため、消灯後十分な時間をおいて十分に冷却されてから交換することが望ましい。
【０００４】
例えば、下記特許文献１に記載の画像投影装置では所定温度以上では係止材が引っ掛かりランプユニットの開閉が不可となる構成をとっている。
【０００５】
また、例えば、下記特許文献２に記載の画像投影装置ではランプを冷却するファンとランプ周囲の温度を検出する温度センサを用いて基準温度に達しない場合は再度冷却する構成をとっている。
【０００６】
上記の課題を解決する方法として従来は下記に記した特許文献に開示されているような構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３３３６６８号公報
【特許文献２】特開２００６−１４５５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に示すように、所定温度以上では係止材が引っ掛かりランプユニットの開閉が不可となる構成では、十分な冷却が完了しないとランプユニットの開閉が行えない。その間、熱の篭った筐体内からランプユニットを取り出せないため、交換時間の短縮にはならない。そのため長時間の待ち時間が必要となり、例えばプレゼンテーション時にはその作業が中断されてしまい、ユーザーに不快感を与えてしまう。
【０００９】
特許文献２に示すように、ランプを冷却するファンとランプ周囲の温度を検出する温度センサを用いて基準温度に達しない場合は再度冷却する構成では、直接、ユーザーがランプ交換時に掴む取っ手部を冷やしてない。ランプ周辺温度が下がっても、取っ手部が冷めてない場合、ランプ交換に時間がかかり、ユーザーに不快感を与えてしまう。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、特にランプ交換時の作業性を向上し、製品の品位の向上に関するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そこで上記課題を達成するために、本発明は、
筐体と、該筐体内に設けられた光源としてのランプと、該ランプを固定するために筐体内に設けられた着脱可能なランプ収納部と、該ランプ近傍の空気を外部に排気するファンと、を備えた画像投影装置において、該ランプ収納部は着脱用の取っ手と、該取っ手近傍に該ファンの風路と、を備え、該ファンの駆動によって作用する気流が該風路を通過することを特徴とする画像投影装置。
【００１２】
また、上記風路は遮光性を兼ねて、ランプから排気口まで流路が複数に分岐した形状を特徴とする。
【００１３】
また、上記風路は遮光性を兼ねて、一回以上の曲がり部を有することを特徴とする。
【００１４】
また、上記風路は遮光性を兼ねて、たとえば、くの字形状などが挙げられる。
【００１５】
また、上記風路は遮光性を兼ねて、たとえば、波線形状などが挙げられる。
【００１６】
また、上記画像投影装置はランプ消灯後、一定時間ファンを駆動させる機能を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、
筐体駆動時に低温のランプ冷却風はランプに吹き付けられることで温度上昇し、排気風はランプ点灯時には高温になる。しかし、ランプ排気風はランプ消灯後に温度は低下するため、その排気風をランプ交換時の取っ手部に吹き付けることで、取っ手部の温度低下を促す効果が得られる。そのため、ランプ交換時の熱による不快感を低減することができる。
【００１８】
さらに本発明によれば、
先に述べたとおり、ランプから発せられた熱が篭った筐体内は高温になっている。その筐体内からランプユニットの取っ手部に当たらないものより、ランプユニットを速やかに筐体外へ取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態１における画像投影装置の上面図
【図２】本発明の実施形態１における画像投影装置の光学構成図
【図３】本発明の実施形態１における画像投影装置の冷却構成図
【図４】本発明の実施形態１における冷却構成時の冷却効果データ
【図５】本発明の実施形態１におけるランプユニット冷却構成斜視図
【図６】本発明の実施形態２におけるランプユニット冷却構成斜視図
【図７】本発明の実施形態１における矢印Ａ方向から見たランプユニット側面図
【図８】本発明の実施形態２における矢印Ｂ方向から見たランプユニット側面図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
［実施例１］
以下、図１から図５を参照して、本発明の第1の実施例による、画像投影装置について説明する。
【００２２】
（全体構成）
図１において、１は光源であるランプ。２は不図示の複数のバネ部材にてランプ1を保持するランプホルダー。２aはランプ交換時の取っ手。２bはランプ排気風風路。αはランプ１からの光を入射する照明光学系。βは照明光学系からの出射光を入射するＲ・Ｇ・Ｂの３色用の液晶パネルを備えた色分離合成光学系。
【００２３】
３は色分離合成光学系βからの出射光を入射して図示せぬスクリーン（被投射面）に画像を投射する投射レンズユニット。
【００２４】
４は後述するランプユニット２０、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３が固定される光学ボックス。
【００２５】
５はバラストユニット。バラストユニット５の内部には不図示の電源および、電源と電気的に接続されランプ１を点灯制御するためのバラスト電源を備える。
【００２６】
６は電源であり、後述する外装キャビネット１３に組み込まれ電源・バラストユニット５に電気的に接続され筺体内に電源が供給される。
【００２７】
７aは外装キャビネット１３に設けられた後述する吸気口１７から外気を吸入した空気にて、色分離合成光学系βの後述するＧ用反射型液晶表示素子４８Ｇを冷却する光学冷却ファン７a。
【００２８】
７bは外装キャビネット１３に設けられた後述する吸気口１７から外気を吸入した空気にて、色分離合成光学系βの後述するＲ用反射型液晶表示素子４８Ｒ及び、Ｂ用反射型液晶表示素子４８Ｒを冷却する光学冷却ファン７ｂ。
【００２９】
８は吸気口１７から流入した外気を光学冷却ファン７a及び７bを用いて色分離合成系βにスムーズに送るためのＲＧＢダクト。
【００３０】
９はランプ１に対して吹き付け風を送りランプ１を冷却するためのランプ冷却ファン。１０はランプ冷却ファン９を押さえ且つ冷却風をランプ１に送るためのランプダクト。
【００３１】
１１は後述する光学冷却ダクト１５から排気された空気を筐体外へ排気すると共に、後述するＲＧＢ基板１８周辺の空気を排気する電気排気ファン。
【００３２】
１２は後述する吸気口１７から外気を吸入しランプ１を冷却するランプ冷却ファン。１３は光学ボックス６等を収納する為の外装キャビネット。
【００３３】
１４は後述する偏光変換素子に筐体内の空気を吹き付けて偏光変換素子を冷却する光学冷却ファン。１５は光学冷却ファン１４を押さえ且つ、冷却風を偏光変換素子に送るための光学冷却ダクト。
【００３４】
１６は排気蓋で、筺体内の空気の排気をする排気口を有し外装キャビネットから開閉可能に構成されている。１７は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不図示のエアフィルタを含んだ吸気口。
【００３５】
１８は色分離合成光学系を制御するＲＧＢ基板。２０はランプホルダー２や後述する防爆ガラス３０を含むランプホルダー。
【００３６】
（光学構成）
次に、前述した光源ランプ１、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にて構成される反射型液晶表示素子（反射型液晶パネル等の画像形成素子）を搭載した投射型画像表示装置の光学構成について図２にて説明する。
【００３７】
図２において３１は連続スペクトルで白色光を発光する発光管。３２は発光管３１からの光を所定の方向に集光するリフレクタであり、発光管３１とリフレクタ３２により光源ランプ１を形成する。
【００３８】
３２は前述の通り光源ランプ１からの光を集光する機能を備えた防爆凸レンズ。３３ａはフライアイレンズＡ、３３ｂはフライアイレンズＢで光源ランプ１からの光を複数の光束に分割する光束分割手段。
【００３９】
３４は紫外線吸収フィルタで、光源ランプ１からの光の内、短波長側の光（紫外線）を除去するための色選択性フィルタ。
【００４０】
３５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た偏光変換素子。
【００４１】
３６は光軸を変換するための全反射ミラー。３７ａはコンデンサーレンズＡ、３７ｂはコンデンサーレンズＢで前述のフライアイレンズＡ３３ａと、フライアイレンズＢ３３ｂ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ための集光手段。
【００４２】
以上により照明光学系αが構成される。
【００４３】
３８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ダイクロイックミラー。
【００４４】
３９はトリミングフィルタで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手段。
【００４５】
４０はワイヤーグリッド偏光板で反射型の偏光選択手段。４１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波長選択性位相板である。
【００４６】
４２は偏光分離面を有する第1の偏光ビームスプリッタ。４３は偏光分離面を有する第２の偏光ビームスプリッタ。
【００４７】
４４は青色（Ｂ）と緑色（Ｇ）に対してはダイクロイック作用し、赤色（Ｒ）については偏光ビームスプリッタと同等に作用する合成プリズム。４５は青色（Ｂ）用の偏光選択手段である青色用偏光板。
【００４８】
４６は緑色（Ｇ）用の偏光選択手段である緑色用偏光板。４７Ｒ、４７Ｇ、４７Ｂはそれぞれ、Ｒ用１／４波長板、Ｇ用１／４波長板、Ｂ用１／４波長板である。
【００４９】
４８Ｒ、４８Ｇ、４８Ｂ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、Ｇ用反射型液晶表示素子、Ｂ用反射型液晶表示素子である。
【００５０】
以上のダイクロイックミラー３８から４８Ｒ、４８Ｇ、４８Ｂの各色の反射型液晶表示素子によって色分離合成光学系βが構成される。
【００５１】
（冷却構成）
次に本実施例の画像投影装置における冷却構成について図３を用いて説明する。画像投影装置は前述の通り、冷却用ファンを４つ、排気用ファンを２つ備える。計６つの冷却及び排気ファンにて構成される流路を図３に矢印にて表している。
【００５２】
図３にて実線の矢印を吸気、破線の矢印を排気とし、以下風路の詳細を説明する。
【００５３】
光学素子の冷却に関して、光学冷却ファン７aと光学冷却ファン７bの回転により、吸気口１７より外気が流入する。光学冷却ファン７aから流出した空気はＧ用反射型液晶表示素子４８Ｇ及び、カラーセレクト４１を冷却する。光学冷却ファン７bから流出した空気はＲ用反射型液晶表示素子４８Ｒ及び、Ｂ用反射型液晶表示素子４８Ｂを冷却する。各反射型液晶表示素子を冷却した空気は光学冷却ファンＣ１４に吸気される。光学冷却ファンＣ１４から流出した空気は偏光変換素子３５を冷却する。偏光変換素子３５を冷却した空気は電気排気ファン１１により、筐体外に排気される。尚、電気排気ファンはＲＧＢ基板１８より発せられた熱を吸気により冷却し、筐体外に排気する役割も担っている。
【００５４】
次にランプの冷却に関してランプ冷却ファン９及びランプ排気ファン１２の駆動により、吸気口１７より外気が流入する。ランプ冷却ファン９から流出した空気は、ランプ発光管３１を冷却し、排気蓋１６より筐体外へ排気される。ランプ排気ファン１２から流出した空気はランプ１周辺の空気をランプ排気風路２bを通り排気蓋１６より、筐体外へ排気する。尚、ランプ排気ファンの吸気、及び排気は、バラストユニット５及び、電源６より発せられる熱を、筐体外に排気する役割も担っている。
【００５５】
尚、各冷却ファン及び、排気ファンに関してランプ消灯後も一定の時間は駆動し、ランプの温度低減、筐体内の空気の排出を行う機能を備えている。
【００５６】
以上のような構成において次に本発明について図４、及び図５に沿ってランプユニット取っ手部の冷却に関して説明していく。
【００５７】
図４は横軸に時間（sec）、縦軸に温度（℃）をとり、消灯後の排気風の温度Ｘと図５に示した取っ手部２aに冷却風を流した時の有風タイプの温度Ｙ、及び不図示の無風状態の取っ手部２aの無風タイプの温度Ｚを示している。図４より排気風の温度は点灯時には高温だが、消灯後には温度低下が見られる。取っ手部２aに有風タイプでは排気風の温度低下に沿って、取っ手部２aも温度低下しているのが見られる。一方、取っ手部２aが消灯後も無風状態の場合、著しい温度低下は見られない。
【００５８】
ここで図５のランプユニット取っ手部２aの形状について説明する。図５において、ランプ排気風の流れを矢印で示した。本構成ではランプ排気ファン１２から流出した空気がランプ1周辺の空気を排気し、その空気が取っ手部２aを通過する構成となっている。空気抵抗が少ない形状としては直線形が考えられるが、その場合は本構成では排気蓋１６からランプ１が窺え、製品の品位が問われる。そのため、遮光性を兼ねてくの字形状となっている。図７は図５をＡ方向から見た側面図を示しており、ランプ１が直接見えない形状となっている。また、くの字の角度を緩くしランプユニット２の形状の自由度を増し、且つ熱拡散の表面積を増やすため、図５の取っ手部２aは複数の分岐を備えた形状となっている。
【００５９】
上記構成により、本発明によれば、
ランプ消灯後に温度が低下するランプ排気風をランプ交換時の取っ手部に吹き付けることで、取っ手部の温度低下を促す効果が得られる。そのため、ランプ１交換時に温度による不快感を低減することができる。
【００６０】
［実施例２］
以下、図６を参照して、本発明の第２の実施例による、画像投影装置について説明する。
【００６１】
尚、先述した実施例１に対し、本構成はランプ排気風炉２bの形状を変更したものであり、全体構成、光学構成、冷却構成は実施例１と同様のため割愛する。
【００６２】
図６において、ランプ排気風の流れを矢印で示した。本構成でも実施例１と同様、ランプ排気ファン１２から流出した空気がランプ1周辺の空気を排気し、その空気が取っ手２a部を通過する構成となっている。実施例１との違いとして、本構成では遮光性を兼ねて取っ手部２ｂの形状が波線形状となっている。図８は図６をＢ方向から見た側面図を示しており、ランプ１が直接見えない形状となっている。
【００６３】
尚、実施例１及び、実施例２において、ランプ排気ファン１２の排気風が取っ手部を通過する構成になっているが、ランプ排気ファン１２の吸気風によって、取っ手２a部を冷却する構成でも良い。
【００６４】
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。
【符号の説明】
【００６５】
１            ランプ
２            ランプホルダー
２a             取っ手
２b             ランプ排気風路
３            投射レンズユニット
４            光学ボックス
５            バラストユニット
６            電源
７a           光学冷却ファンＡ
７b             光学冷却ファンＢ
８            RGBダクト
９            ランプ冷却ファン
１０          ランプダクト
１１          電源排気ファン
１２          ランプ排気ファン
１３          外装キャビネット
１４          光学冷却ファンＣ
１５          光学冷却ダクト
１６          排気蓋
１７          吸気口
１８          ＲＧＢ基板
１９            ランプユニット
３０          防爆凸ガラス
３１          ランプ発光管（光源）
３２          リフレクタ
３３ａ        フライアイＡ
３３ｂ        フライアイＢ
３４          紫外線吸収フィルタ
３５          偏光変換素子
３６          全反射ミラー
３７ａ        コンデンサーレンズＡ
３７ｂ        コンデンサーレンズＢ
３８          ダイクロイックミラー
３９          トリミングフィルタ
４０          ワイヤーグリッド偏光板
４１          カラーセレクト
４２          第１の偏光ビームスプリッタ
４３          第２の偏光ビームスプリッタ
４４          合成プリズム
４５          青色用偏光板
４６          緑色用偏光板
４７Ｒ        Ｒ用１／４波長板
４７Ｇ        Ｇ用１／４波長板
４７Ｂ        Ｂ用１／４波長板
４８Ｒ        Ｒ用反射型液晶表示素子
４８Ｇ        Ｇ用反射型液晶表示素子
４８Ｂ        Ｂ用反射型液晶表示素子
α            照明光学系
β            色分離合成光学系
【図１】
2012189838.tif 000003
【図２】
2012189838.tif 000004
【図３】
2012189838.tif 000005
【図４】
2012189838.tif 000006
【図５】
2012189838.tif 000007
【図６】
2012189838.tif 000008
【図７】
2012189838.tif 000009
【図８】
2012189838.tif 000010