(57)【要約】【課題】  画像投影装置の排気面を塞いだ場合、装置内部で発生する熱を装置外部へ排熱できなくなる為、例えば光源ランプ周囲の空気温度が上昇する。【解決手段】  複数の熱源と、該複数の熱源から生じた熱を排気する排気風路と、該排気風路にて排熱した空気を筐体外へ排出する排気口と、該筐体内の温度を検知する温度センサと、を有する画像投影装置において、該排気風路は少なくとも一面が熱伝導部材によって構成され、該温度センサは該排気口の近傍且つ該熱伝導部材に近接して配置する。【選択図】  図４
2009271363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の熱源と、
該複数の熱源から生じた熱を排気する排気風路と、
該排気風路にて排熱した空気を筐体外へ排出する排気口と、
該筐体内の温度を検知する温度センサと、
を有する画像投影装置において、
該排気風路は少なくとも一面が熱伝導部材によって構成され、
該温度センサは該排気口の近傍且つ該熱伝導部材に近接して配置されていることを、
特徴とする画像投影装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像投影装置において、
前記排気風路を複数備え、
少なくとも1つの排気風路に前記温度センサを設けたことを、
特徴とする画像投影装置。
【請求項３】
請求項１あるいは請求項２に記載の画像投影装置において、
前記熱伝導部材はアルミニウム合金であることを、
特徴とする画像投影装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の画像投影装置において、
前記熱伝導部材は遮光性能を備えたことを、
特徴とする画像投影装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の画像投影装置において、
前記温度センサは前記排気風路の外側に備えたことを、
特徴とする画像投影装置。
【請求項６】
請求項1から請求項５のいずれかに記載の画像投影装置において、
前記温度センサを複数備え、
該複数の温度センサは同一の基板に実装されることを、
特徴とする画像投影装置。
【請求項７】
請求項１にから請求項６のいずれかに記載の画像投影装置において、
前記温度センサは前記筐体設置時に上部に配置されることを、
特徴とする画像投影装置。
【請求項８】
請求項１にから請求項７のいずれかに記載の画像投影装置において、
前記画像投影装置内部には前記熱源を冷却するファンを有し、
前記温度センサで検出された結果に基づいて少なくともファン或いは前記熱源を制御する制御部を有した基板を配し、
該基板は前記温度センサで検出した温度に応じて、
少なくとも警告或いは前記熱源の電源を切るかもしくは該ファン駆動電圧の増加を行うことを、特徴とする画像投影装置。
【請求項９】
請求項８に記載の画像投影装置において、
前記基板は記録部も有し、
前記温度センサの温度上昇の時間変化量に応じて、
少なくとも警告或いは熱源の電源を切るかもしくは冷却ファンの駆動電圧の増加を行うことを特徴とする投影装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の画像投影装置において、
前記温度センサは複数であって、
メカニカルに温度を検知するメカ温度センサと、
電気信号にて温度を検知する電気温度センサと、
を備え、
該メカ温度センサは前記熱源近傍に配されると共に
該電気温度センサは排気風路に近接して備えたことを、
特徴とする画像投影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光源からの光を液晶パネル等の表示部を通してスクリーンに拡大投射するプロジェクタ装置の如く画像投影装置において、温度センサを備え画像投影装置が異常に加熱することを防止する過熱保護装置である。
【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、需要の拡大に伴い設置環境も多様化している。例えば明るい環境でも良好にプロジェクタの投射画像を視聴できるようにプロジェクタの需要は明るさに対する要求が高まっている。プロジェクタは光源としてランプを用いており、高輝度な投射画像を実現するためにランプの出力は増加傾向にある。尚、ランプは光を発する際に熱も発生する。発生した熱は冷却および排熱を行わないとプロジェクタ筐体内に熱が篭り内部部品の信頼性を著しく低下させる。そのためプロジェクタは冷却及び排熱構造が必須である。尚、プロジェクタの一般的な排熱方法としてはファンを用いて筐体内の熱源の熱を筐体外へ排熱する方法がとられている。しかしながら、例えば限られたスペースにプロジェクタ本体を設置する状況では、プロジェクタの排気口が壁面のような障害物と近くなってしまう場合がある。また、ユーザー自身がより遮光性を求めたりファンの騒音を抑制するために排気口を覆った状態で使用したりと、装置として良くない循環で利用されるケースが存在する。
【０００３】
その為、安全装置として光源ランプ近傍に例えばバイメタルを用いたメカニカルな温度センサも設置し、場合によると、電気制御の誤作動などがあってもユーザーの安全を確保できるように供給電力をメカ的に遮断する構成がとられている。しかし、このメカニカルセンサが働いてしまった場合、ユーザー自身がシステムを復帰させることはできず、サービス対応となってしまうことから、このシステムが頻繁に作動してしまう事は、使い勝手を低下させてしまうということを伴う。そこで、従来から、上述したようなメカニカル温度センサの他に、温度センサＩＣを利用して、メカニカルセンサ動作前に例えば電気制御上でランプ消灯させるなどの構成をとるのが一般的になっている。そうすることで、温度異常時も自動復帰可能となるため、ユーザーがプロジェクタ設置方法を改善するなどして、引き続きプロジェクタを利用することが可能になる。
【０００４】
一方、前述のとおりプロジェクタ内には代表的な熱源としてのランプや、プロジェクタ内部には有機材料を利用した光学部品を備える。また、電気素子など熱に弱い部品を備え、ランプなどの高発熱部品が一緒に配置されていることが一般的である。これらの素子は各部品の推奨温度範囲内で駆動するように、冷却ファンで装置外部に排熱することで冷却している。
【０００５】
しかし、最初に述べたような良くない環境での使用では、装置内部の排熱効率が低下することから、装置内部の温度上昇を招き、熱に弱い部品に対して、熱的ダメージが加えられてしまい、装置としての寿命や性能の劣化に繋がってしまう。
【０００６】
上記の課題を解決する方法として従来は特開２００２−２５８２３８号公報や特開２００３−０４３５７７号公報に開示されているような構成が提案されている。
【特許文献１】特開２００２−２５８２３８号公報
【特許文献２】特開２００３−０４３５７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に示すように、装置内部に複数の温度センサを配置することで各温度センサ同士の差から装置内部の温度上昇を細かく把握することができる。また、特許文献２に示すように外気温度を検出するセンサと例えば光源ランプ近傍の温度を検出し、これらの温度差が大きくなったときにランプを消灯させることで、プロジェクタ本体の排気口を塞がれた場合に、迅速に消灯処理を行うことを可能にしている。これらのような対策を講じることで、装置内部の異常な温度上昇を迅速に把握し、プロジェクタ内部の部品に熱的ダメージが加わる前に例えばランプ消灯などを行うことで寿命や製品品質を保つことが可能になる。
【０００８】
しかしながら、上述した特許文献１、特許文献２の対策では、例えば、プロジェクタの排気面を塞いだ場合、装置内部で発生する熱を装置外部へ排熱できなくなる為、例えば光源ランプ周囲の空気温度が上昇する。その後、光源ランプ周囲を構成するランプハウジング部材が熱せられ、この熱がハウジング部材内を熱伝導し、ハウジング外部の熱へと伝わる。そして、更に外部空気を介してランプ近傍に設けられた温度センサへと伝達される。以上のように、ランプから発せられた熱が温度センサに検知されるには、複数の部材を介する必要があるため、装置排気面が塞がれるという異常があっても迅速にセンサ検知することができない。特にランプハウジングはモールドで成型されることが一般的で、モールド部品の熱伝導率は金属にくらべると著しく低い。また、ハウジング部材とそれぞれの部材の間を仲介する空気層も大きな断熱部材になっているのが実際である。ここで、異常に対して敏感に温度変化を捉えるためにランプハウジング内部にセンサを設ける手段がある。しかし、ランプハウジング内部は通常時でも高温になるため、メカニカルセンサが一般的である。前述したようにメカニカルセンサを作動させてしまうと、ユーザーの使い勝手を低下させてしまうことが知られている。また、複数の熱源それぞれにセンサを配置することは配置構成が複雑であり、またセンサの数が増えることによってコストアップが懸念される。また、ランプなど熱源の近くにセンサを設けるとメカニカルセンサであることの懸念以外にも温度センサを持たない素子に異常があった場合に熱源の近くにあるセンサと離れていると異常を検知することが難しくなる。本発明は、電気制御可能な温度センサを用いて、異常時の装置内温度上昇を敏感に検知することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで上記課題を達成するための発明は、複数の熱源と、該複数の熱源から生じた熱を排気する排気風路と、該排気風路にて排熱した空気を筐体外へ排出する排気口と、該筐体内の温度を検知する温度センサと、を有する画像投影装置において、該排気風路は少なくとも一面が熱伝導部材によって構成され、該温度センサは該排気口の近傍且つ該熱伝導部材に近接して配置されていることを特徴とする。
【００１０】
また、前記排気風路を複数備え、少なくとも1つの排気風路に前記温度センサを設けたことを特徴とする。
【００１１】
また、前記熱伝導部材はアルミニウム合金であることを特徴とする。
【００１２】
また、前記熱伝導部材は遮光性能を備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、前記温度センサは前記排気風路の外側に備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、前記温度センサを複数備え、該複数の温度センサは同一の基板に実装されることを特徴とする。
【００１５】
また、前記温度センサは前記筐体設置時に上部に配置されることを特徴とする。
【００１６】
また、前記画像投影装置内部には前記熱源を冷却するファンを有し前記温度センサで検出された結果に基づいて少なくともファン或いは前記熱源を制御する制御部を有した基板を配し、該基板は前記温度センサで検出した温度に応じて、少なくとも警告或いは前記熱源の電源を切るかもしくは該ファン駆動電圧の増加を行うことを特徴とする。
【００１７】
また、前記基板は記録部も有し、前記温度センサの温度上昇の時間変化量に応じて、少なくとも警告或いは熱源の電源を切るかもしくは冷却ファンの駆動電圧の増加を行うことを特徴とする。
【００１８】
また、前記温度センサは複数であって、メカニカルに温度を検知するメカ温度センサと、電気信号にて温度を検知する電気温度センサとを備え、該メカ温度センサは前記熱源近傍に配されると共に該電気温度センサは排気風路に近接して備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、複数の熱源から発生した熱を排熱する排気風路に温度センサを設けたことにより温度センサを複数持たなくても装置の異常を検知することが可能である。また、排気口付近に温度センサを設けたことにより排気口付近に障害物がある場合に迅速に検知することが可能である。また、排気風路に温度センサを設けることにより装置内の温度異常による検知漏れを抑制することが可能である。また、排気風路の一面を熱伝導部材によって構成していることから排気風路が長くなっても異常検知機能の劣化を抑えることが可能である。また、熱伝導部材をアルミニウム合金で構成したことからモールドから金属材料に変更しても装置の重量アップを極力抑えることが可能である。また、熱伝導部材に遮光性能を備えたことから光源に近接する排気風路に光が当たっても反射される量を抑えることができ漏れ光を抑制することが可能である。また、温度センサが排気風路の外側にあることからユーザーから内部部品の温度センサが見えてしまうことで品位を下げることが無い。また、排気風路が複数あって温度センサが複数あっても同一の基板に実装されるため基板コストを抑えることが可能である。また、筐体設置時の上部方向に温度センサを配置することにより排気口を塞がれて筐体内の対流によって温度の高い空気が筐体上部に堆積する際に迅速に検知が可能である。また、温度センサの検出値および経時変化によって、装置内の制御を変更することによって、温度異常時に装置が危ない状態に陥る前に保護することが可能である。また、メカニカル温度センサと電気温度センサを備えることで回路に問題が生じて電気温度センサが働かなくなった場合でもメカニカル温度センサを備えることで装置の故障を保護することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【００２１】
以下に、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００２２】
（全体構成）
図１は、本発明の投射型画像表示装置（投射表示装置）を示している。
【００２３】
図１において、１は光源であるランプ。２はランプ１を保持するランプホルダ。３はランプ１からの光を集光する機能を備えた防爆凸レンズ。４は防爆凸レンズ押え。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。５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であり、投射レンズユニット５内には後述する投射レンズ光学系を収納している。６はランプ１、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５が固定される光学ボックス。７は光学ボックス６内に照明光学系α、色分離合成光学系βを収納した状態で蓋をする光学ボックス蓋。
【００２４】
８は電源・バラストユニット。電源・バラストユニット８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と、後述する複数のファンの接続を電気的にまとめるためのファン基板を備える。また、電源には後述する外装キャビネット１７に組み込まれたＡＣインレット９と電気的に接続され筐体内に電源が供給される。
【００２５】
１０は後述する外装キャビネット１７に設けられた吸気口Ａ１７ａから外気を吸入することで色分離合成光学系βの液晶パネル・光学素子を冷却する光学冷却ファン。光学冷却ファン１０は前述の通りファンの吸気にて色分離合成光学系βを冷却するとともにファンの排気にて電源・バラストユニット８を冷却する。１１は吸気口Ａ１７ａから流入した外気を色分離合成光学系にスムーズに送るためのＲＧＢダクト。
【００２６】
１２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であり。ランプ冷却ファン１２の吸気する空気は、後述する外装キャビネット１７に設けられた吸気口Ｂ１７ｂから外気を吸入し、後述するインターフェース基板２１、回路駆動・制御基板２３、ＲＧＢ基板２４を冷却する。１３はランプ冷却ファン１２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Ａ。１４はランプ冷却ファン１２を保持しつつランプダクトＡ１３と組付いてダクトを構築するためのランプダクトＢ。
【００２７】
１５は電源・バラストユニット８に保持されるとともに、後述する側板吸気口１９ａより外気を吸い込み電源・バラストユニット８の内部の電気素子を冷却する電源冷却ファン。また、電源冷却ファン１５は光学冷却ファン１０の排気した空気も吸気する。尚、電源冷却ファン１５の排気風は後述する側板排気口２０ａから筐体外へ排気される。
【００２８】
１６はランプ冷却ファン１２にてランプ１を冷却した空気を排気するランプ排気ファン。また、ランプ排気ファン１６は側板吸気口１９ａより外気を吸い込み、光学ボックス６にてランプ１を冷却した空気と攪拌され空気の温度を下げた後に側板排気口１９ａより筐体外へ排気される。
【００２９】
１７は光学ボックス６等を収納する為の外装キャビネット（外装ケース下部）。１８は外装キャビネット１７に光学ボックス６等を収納した状態で蓋をする為の外装キャビネット蓋（外装ケース上部）。１９は側板Ａ。２０は側板Ｂ。尚、外装キャビネット１７には色分離合成光学系βに外気を送る吸気口Ａ１７ａと、インターフェース基板２１と回路駆動・制御基板２３およびＲＧＢ基板２４に外気を送る吸気口Ｂ１７ｂを備える。側板Ａ１９はインターフェース素子が並び且つ、外気を筐体内に送るための側板吸気口１９ａを備える。側板Ｂ２０は筐体内の空気を筐体外へ排気するための側板排気口２０ａを備える。
【００３０】
２１は画像・制御等の各種信号を取り込むコネクタが搭載されるインターフェース基板。２２はインターフェース基板が取り付くインターフェース補強板。２３は前述した電源からの電力により液晶パネルの駆動、及びランプ１への点灯指令、複数のファンへの駆動指令を送ることを主とする回路駆動・制御基板。２４は色分離合成光学系βに配置される液晶パネルから出るＦＰＣが接続され、回路駆動・制御基板２３に接続されるＲＧＢ基板。２５はＲＧＢ基板２４を電気ノイズから保護するためのＲＧＢ基板カバー。２６は駆動・制御回路基板２３上の素子の発熱を放熱するとともに電気ノイズから保護するためのフロント基板カバー。２７は筐体上部方向の電気ノイズから保護するためのトップ基板カバー。尚、インターフェース基板２１と、回路駆動・制御基板２３と、ＲＧＢ基板２４はインターフェース補強板２２と、ＲＧＢ基板カバー２５と、フロント基板カバー２６と、トップ基板カバー２７にて内包されユニット化される。ユニット化された基板およびカバー類は基板ユニットγ。また、インターフェース基板２１と、回路駆動・制御基板２３と、ＲＧＢ基板２４は側板Ａ１９と略並行に積層して配置する。
【００３１】
２８はランプ蓋で、ランプ蓋２８は外装キャビネット１７の底面に着脱自在に設けられており、ランプ蓋２８に設けられた不図示の爪部によって引掛け係合にて固定される。２９はセット調整脚。セット調整脚２９は外装キャビネット１７に固定されており、脚部の高さは調整可能な構成にしてある。尚、セット調整脚２９は脚部の高さ調整により、筐体本体の傾斜角度を調整可能に構成されている。３０は外装キャビネット１７の吸気口Ａ１７ａと、吸気口Ｂ１７ｂの外側に取り付くＲＧＢ吸気プレート。３１ａはＲＧＢ吸気プレート３０と吸気口Ａ１７ａの間に取り付き色分離合成光学系βへ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フィルタＡ。３１ｂはＲＧＢ吸気プレート３０と吸気口Ｂ１７ｂの間に取り付きインターフェース基板２１、回路駆動・制御基板２３、ＲＧＢ基板２４に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フィルタＢ。
【００３２】
３２は色分離合成光学系β及び投射レンズユニット５を保持するプリズムベース。
【００３３】
３３は光学ボックス６に取り付きランプ１を冷却した空気と側板吸気口１９ａから吸気した空気を攪拌する排気風路の一部を形成する排気放熱ユニット。
【００３４】
３４は筐体外へ排熱する風路に近接して設けられた排気温度センサ基板。
【００３５】
３５はＡＣインレット９のグランドと、電源・バラストユニット８と、インターフェース補強板２２等の電気ノイズ保護部材とを電気的に接続するグランド接続板。
【００３６】
３６は光源ランプ１の輻射熱による光学ボックス６への伝熱を抑制するランプ放熱板。
【００３７】
（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。
【００３８】
図２において４１は連続スペクトルで白色光を発光する発光管。４２は発光管４１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４１とリフレクタ４２により光源ランプ１を形成する。
【００３９】
３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。
【００４０】
４３ａはフライアイレンズＡ、４３ｂ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。
【００４１】
４４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）を排除するための色選択性フィルタ。
【００４２】
４５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。
【００４３】
４６は光軸を変換するための全反射ミラー。
【００４４】
４７ａはコンデンサーレンズＡ、４７ｂはコンデンサーレンズＢで前述のフライアイレンズＡ４３ａと、フライアイレンズＢ４３ｂ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。
【００４５】
以上により照明光学系αが構成される。
【００４６】
４８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。
【００４７】
４９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。
【００４８】
５０はワイヤーグリッド偏光板で反射型の偏光選択手段。
【００４９】
５１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。
【００５０】
５２は偏光分離面を有する第1の偏光ビームスプリッタ。５３は偏光分離面を有する第２の偏光ビームスプリッタ。５４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。５５は青色（Ｂ）用の偏光選択手段である青色用偏光板。５６は緑色（Ｇ）用の偏光選択手段である緑色用偏光板。
【００５１】
５７Ｒ、５７Ｇ、５７Ｂ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。
【００５２】
５８Ｒ、５８Ｇ、５８Ｂ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。
【００５３】
以上のダイクロイックミラー４８から５８Ｒ、５８Ｇ、５８Ｂ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。
【００５４】
（冷却構成）
次に本実施例の投射表示装置における冷却構成について図３を用いて説明する。本投表示装置は前述の通り、冷却および排熱用のファンを４つ備える。４つの冷却および排熱用ファンにて３つの風路を構成し図３に風路Ａ、風路Ｂ、風路Ｃとして矢印にて表している。
【００５５】
図３にて実線の矢印で表す風路Ａについて説明する。ランプ冷却ファン１２の回転によって吸気口Ｂ１７ｂから筐体内へ流入した空気は、基板ユニットγに流れ込む。基板ユニットγの複数の基板は筐体設置時に側面と平行して積層配置されている。複数の基板間に流れた空気は複数の基板上の素子を冷却して、ランプ冷却ファン１２の吸気口に流入する。ランプ冷却ファン１２はシロッコファンであり、ランプ冷却ファン１２の吹出し口にはランプダクトＡ１３とランプダクトＢ１４によってダクトを構成し、ダクトは光源ランプ１付近までの長さを備える。ランプ冷却ファン１２の吹出し口から排出された空気はランプダクトＡ１３とランプダクトＢ１４にて構成されるダクトにて光源ランプ１に導かれる。尚、不図示であるがランプ冷却ファン１２から排出された空気を偏光変換素子４５の冷却風として一部用いても良い。ランプ冷却ファン１２から光源ランプ１までダクトによって導風された空気は光源ランプ１のランプ発光管４１に向かって流れ込む。ランプ発光管４１を冷却した空気はランプ排気部６ａに向かって流れる。尚、ランプ排気部６ａにはランプ排気ファン１６が組み付けられており、ランプ排気ファン１６は軸流ファンである。ランプ排気ファン１６の回転により吸気口Ｃ１７ｃから筐体内に空気が流入する。筐体内に流入した空気は光源ランプ１の外側に流れ、ランプ付近に堆積した高温空気をランプ排気部６ａに向かって導風する。また、ランプ周辺は点灯時に数１００℃の高温になる。ランプ排気部６ａに導風された空気はランプ排気ファン１６にて吸気され側板Ｂ２０に設けられた側板排気口２０ａにて筐体外へ排気される。尚、ランプ排気部６ａは後述の風路Ｃの空気も流入する構成としている。
【００５６】
次に図３にて破線の矢印で表す風路Ｂについて説明する。光学冷却ファン１０の回転によって吸気口Ａ１７ａから筐体内に流入した空気はＲＧＢダクト１１を通って光学ボックス６と光学ボックス蓋７によって内包された色分離合成光学系βに向かって流れる。色分離合成光学系βの素子を冷却した空気は光学冷却ファン１０の吸気口に向かって流れ込む。光学ファン１０はシロッコファンであり、吸気した空気を吹出し口より排出する。排出した空気は電源・バラストユニットに向かって流れる。尚、このとき電源・バラストユニット８を保持するのは板金によって構成されたバラストケース８ａとグランド接続板３５である。電源・バラストユニット８内の素子を冷却した空気はバラストケース８ａに保持された電源冷却ファン１５に向かって流れる。また、電源冷却ファン１５は軸流ファンである。電源冷却ファン１５の回転より電源・バラストユニット８を冷却した空気は電源冷却ファン１５の吸気口に流れ込み側板Ｂ２０に設けられた側板排気口２０ａにて筐体外へ排気される。尚、電源冷却ファン１５には後述の風路Ｃの空気も流入する構成としている。
【００５７】
次に図３にて一点鎖線の矢印で表す風路Ｃについて説明する。先ず第１の流路としてランプ排気ファン１６の回転によって発生する風路を説明する。ランプ排気ファン１６の回転により側板Ａ１９に設けられた側板吸気口１９ａより筐体外から空気が流入する。筐体外から流入した空気は光学ボックス６および光学ボックス蓋７によって内包された照明光学系αや色分離合成光学系β周辺に堆積した高温空気を冷却しランプ排気部６ａに設けられた開口によってランプ排気部６ａに流入する。ランプ排気部６ａに流れ込んだ空気は風路Ａにて説明した通り筐体外へ排気される。
【００５８】
次に第２の流路として電源冷却ファン１５の回転によって発生する風路を説明する。電源冷却ファン１５の回転により側板Ａ１９に設けられた側板吸気口１９ａより筐体外から空気が流入する。筐体外から流入した空気は投射レンズユニット５の周辺に堆積した空気を冷却し、電源・バラストユニット８に流入する。電源・バラストユニット８に流れ込んだ空気は風路Ｂにて説明した通り筐体外へ排出される。
【００５９】
以上のような構成において次に本発明について図4、図５に沿って特に筐体外への排熱について具体的に説明していく。
【００６０】
図4、図５に示すとおり光学ボックス６のランプ排気部６ａにはダクト形状を備えるため、排気放熱ユニット３３にてランプ排気部６ａに蓋をする。尚、排気放熱ユニット３３は熱伝導率の高いアルミニウム合金にて構成されている。また、排気放熱ユニット３３には少なくともダクトを構成する面にはブラックアルマイト等の表面処理によって遮光性能を備える。遮光性能を備えることにより光源ランプ１から漏れる光が筐体外へ漏れることを極力抑えることができる。また、排気放熱ユニット３３に近接して排気温度センサ基板３４が配置される。また、排気温度センサ基板３４は外装キャビネット蓋１８に組まれる。さらに排気温度センサ基板３４は外装キャビネット蓋１８に組まれた不図示のオペレーションパネル基板と電気的に接続され回路駆動・制御基板２３と電気的に接続される。尚、オペレーションパネル基板は投射型画像表示装置の点灯・消灯および画質調整などユーザーが装置の運転をする際に必要な作業を行うための複数のボタンを備えた基板である。排気温度センサ基板３４は排気放熱ユニット３３に近接しており、ランプ排気部６ａにおいて排気温度センサ基板３４にはランプ排気温度センサ３４ａが実装される。また、バラストケース８ａと電源冷却ファン１５の間にも排気温度センサ基板３４が近接しており、特にバラストケース８に近接して電気排気温度センサ３４ｂが実装される。つまり、本投射型画像表示装置の二つの排気風路に二つの温度センサが備えられる。ここで例えば側板排気口２０ａに障害物が設置され排熱される熱風をユーザーが塞いでしまった場合について説明する。側板排気口２０ａに障害物が設けられると、電源冷却ファン１５とランプ排気ファン１６にかかる圧力が上昇する。ファンは使用環境における圧力が上昇すると流量が低下する。圧力上昇し続けるとファンが流すことができる流量が０になり筐体外へ排熱できなくなる。この状態が続くとまず、側板Ｂ２０の側板排気口２０ａの温度が上昇する。投射型画像表示装置は主に外装はモールド材料によって構成されるため側板Ｂ２０の温度が上昇すると場合によって、側板Ｂ２０はたわんで変形する。
【００６１】
ここで、最も温度の高い熱源であるランプ排気部６ａの方が排熱される温度が高いためランプ排気部６ａにおける変形を抑制するための排気温度センサ基板の働きについて説明する。側板排気口２０ａが塞がれると前述の通りランプ排気ファン１６の効率が低下し排熱可能な流量が減る。流量が減ることは排熱量が減ることと同義であり、ランプ排気部６ａの温度が上昇する。ランプ排気部６ａの温度上昇によりアルミニウム合金によって構成された排気放熱ユニット３３はほぼリアルタイムで同時に温度上昇をする。温度上昇した排気放熱ユニット３３には近接してランプ排気温度センサ３４が備えられていることからランプ排気温度センサ３４ａにてランプ排気部６ａの温度上昇を迅速に検知することが可能である。例えばランプ排気温度センサ３４ａが検知した値がある温度以上になった場合に投射型画像表示装置の光源ランプ１を消灯するという閾値を持たせる。この閾値を側板Ｂ２０の変形温度以下にしておけば、側板Ｂ２０が変形する前に投射型画像表示装置のシステムを安全に停止することができる。また、電気的に検知するセンサであるため温度が閾値以下に戻れば再度ユーザーの手で運転を開始することができる。また、ランプ排気温度センサ３４ａが閾値に到達する前にユーザーに排気口が塞がれている旨を伝え障害物を避けるよう注意喚起すれば運転を停止せず、装置を安全に保つことができる。尚、光源ランプ１に近接して光学ボックス６にはメカニカル温度センサ７０を備える。メカニカル温度センサ７０はバイメタル等によって構築され、ある温度以上になると直ちに装置への電源供給をシャットダウンする。つまりなんらかの電気的問題で光源ランプ１の異常をランプ排気温度センサ３４ａが読み取れなくなってもメカニカルセンサを設けることで壊れる前に装置を安全に保つことができる。またランプ排気温度センサ３４ａのセンサ駆動については図６に示すように、この、この検出結果から、例えば、ランプ排気温度センサ３４ａの検出温度の値から、もしくはランプ排気温度センサ３４ａの単位時間の温度上昇を算出し、利用者に対して装置外装の表示面に排気側に障害壁が設置されていることを報知したり、もしくは投影画面に障害壁を取り除くよう指示する警告を表示したりすることが可能になる。また、同時に排気ファンの電圧を増加させることでも、障害物を設置されたことによる影響を軽減することが可能になる。更には、強制的に光源ランプを消灯させることで、装置自体を守るというように、検出結果を利用し、迅速な対応をすることも可能になる。
【００６２】
上述と同様の構成であるため詳細は割愛するが電源・バラストユニット８の冷却においても電源・バラストユニット内に不図示のメカニカル温度センサを持つことでランプ排気部６ａと同等の効果が得られる。
【００６３】
更に、排気温度センサ基板３４に設けられたランプ排気温度センサ３４ａおよび電気排気温度センサ３４ｂは排気放熱ユニット３３およびバラストケース８ａと触れていても良い。センサが触れることでより迅速に熱源の温度異常を検知でき、且つより迅速に排気口を塞がれることを検知可能である。
【００６４】
尚、複数の熱源を筐体内の広範囲に構成している場合でも最終的に熱源の熱を排熱する排気口付近に温度異常を検知するセンサを備えたことで本実施例以外の熱源の異常に対しても検知可能である。
【００６５】
上記構成により、
本発明によれば、複数の熱源から発生した熱を排熱する排気風路に温度センサを設けたことにより温度センサを複数持たなくても装置の異常を検知することが可能である。また、排気口付近に温度センサを設けたことにより排気口付近に障害物がある場合に迅速に検知することが可能である。また、排気風路に温度センサを設けることにより装置内の温度異常による検知漏れを抑制することが可能である。また、排気風路の一面を熱伝導部材によって構成していることから排気風路が長くなっても異常検知機能の劣化を抑えることが可能である。また、熱伝導部材をアルミニウム合金で構成したことからモールドから金属材料に変更しても装置の重量アップを極力抑えることが可能である。また、熱伝導部材に遮光性能を備えたことから光源に近接する排気風路に光が当たっても反射される量を抑えることができ漏れ光を抑制することが可能である。また、温度センサが排気風路の外側にあることからユーザーから内部部品の温度センサが見えてしまうことで品位を下げることが無い。また、排気風路が複数あって温度センサが複数あっても同一の基板に実装されるため基板コストを抑えることが可能である。また、筐体設置時の上部方向に温度センサを配置することにより排気口を塞がれて筐体内の対流によって温度の高い空気が筐体上部に堆積する際に迅速に検知が可能である。また、温度センサの検出値および経時変化によって、装置内の制御を変更することによって、温度異常時に装置が危ない状態に陥る前に保護することが可能である。また、メカニカル温度センサと電気温度センサを備えることで回路に問題が生じて電気温度センサが働かなくなった場合でもメカニカル温度センサを備えることで装置の故障を保護することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の反射型液晶表示素子を搭載した投射型画像表示装置の分解斜視図
【図２】本発明の反射型液晶表示素子を搭載した投射型画像表示装置の光学構成図
【図３】本発明の実施形態１における冷却構成を示した上面図
【図４】本発明の実施形態１における温度センサの配置構成を示した上面図
【図５】本発明の実施形態１における温度センサの配置構成を示した側面図
【図６】本発明の実施形態１における温度センサの駆動フローチャート
【符号の説明】
【００６７】
１  光源ランプ
２  ランプホルダ
３  防爆凸レンズ
４  防爆凸レンズ押え
５  投射レンズユニット
６  光学ボックス
６ａ  ランプ排気部
７  光学ボックス蓋
８  電源・バラストユニット
８ａ  バラストケース
９  ACインレット
１０  光学冷却ファン
１１  RGBダクト
１２  ランプ冷却ファン
１３  ランプダクトA
１４  ランプダクトB
１５  電源冷却ファン
１６  ランプ排気ファン
１７  外装キャビネット
１７ａ  吸気口Ａ
１７ｂ  吸気口Ｂ
１７ｃ  吸気口Ｃ
１８  外装キャビネット蓋
１９  側板Ａ
１９ａ  側板吸気口
２０  側板Ｂ
２０ａ  側板排気口
２１  インターフェース基板
２２  インターフェース補強板
２３  回路駆動・制御基板
２４  ＲＧＢ基板
２５  ＲＧＢ基板カバー
２６  フロント基板カバー
２７  トップ基板カバー
２８  ランプ蓋
２９  セット調整脚
３０  ＲＧＢ吸気プレート
３１ａ  フィルタＡ
３１ｂ  フィルタＢ
３２  プリズムベース
３３  排気放熱ユニット
３４  排気温度センサ基板
３４ａ  ランプ排気温度センサ
３４ｂ  電気排気温度センサ
３５  グランド接続板
３６  ランプ放熱板
４１  ランプ発光管（光源）
４２  リフレクタ
４３ａ  フライアイレンズＡ
４３ｂ  フライアイレンズＢ
４４  紫外線吸収フィルタ
４５  偏光変換素子
４６  全反射ミラー
４７ａ  コンデンサーレンズＡ
４７ｂ  コンデンサーレンズＢ
４８  ダイクロイックミラー
４９  トリミングフィルタ
５０  ワイヤーグリッド偏光板
５１  カラーセレクト
５２  第１の偏光ビームスプリッタ
５３  第２の偏光ビームスプリッタ
５４  合成プリズム
５５  青色用偏光板
５６  緑色用偏光板
５７Ｒ  Ｒ用１／４波長板
５７Ｇ  Ｇ用１／４波長板
５７Ｂ  Ｂ用１／４波長板
５８Ｒ  Ｒ用反射型液晶表示素子
５８Ｇ  Ｇ用反射型液晶表示素子
５８Ｂ  Ｂ用反射型液晶表示素子
７０  メカニカル温度センサ
α  照明光学系
β  色分離合成光学系
γ  基板ユニット
【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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