JP4886309B2 - 画像投射装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷却ファンを備えた液晶プロジェクタ等の画像投射装置に関する。

液晶プロジェクタでは、光源（ランプ）からの光を液晶パネルを介して投射レンズによりスクリーン等の被投射面に拡大投射する。このようなプロジェクタにおいて、特に高熱を発する光源は、冷却風によって強制冷却される。また、光源を冷却した空気は、光源と排気口との間に設けられた排気ファンによって筐体外へ強制排気される。さらに、光源から発生した熱がその周囲の電気回路基板等に悪影響を及ぼさないように、光源を排気口付近に配置する場合もある。

但し、光源を排気口付近に配置すると、光源から漏れた光が排気口を通じて筐体外へ出てしまう。この問題を解決する方法として、特許文献１および特許文献２には、いわゆるルーバーを構成する複数の遮光片若しくは遮光板を設け、冷却風の通過を許容しつつ、光源から漏れ光が筐体の外部に出てしまうことを防止する構成が開示されている。
特開平１１−１６７１６６号公報（段落０００９〜００１４、図２等） 特開２００２−３５２６２２号公報（段落００２２〜００２３、図１等）

しかしながら、特許文献１，２に開示された遮光構造は、光源からの漏れ光を効果的に遮ることができるように、複数の遮光板を流路（流出口）の全体にわたって間隔を空けて配置し、さらに遮光板の面積を大きくしたり遮光板の形状を複雑にしたりしている。この場合、遮光板間の通気開口面積が、遮光板間を通過する前の流路面積に比べて非常に小さくなってしまうため、遮光板間を通過する際の空気の圧力損失が大きくなり、ファンによる吸気効率、つまりはランプの冷却効率が低下する。筐体外へ排気するための風圧を上げるため、ファンの回転数を増やすことも可能であるが、これでは騒音が大きくなってしまう。

さらに、特許文献２に開示された遮光構造では、ランプの光軸に平行な方向に延びる複数の第１の遮光板が、光軸方向および光軸に直交する方向にずれて形成されている。そして、第１の遮光板の幅は、ランプからの光のうち第１の遮光板間の隙間に斜めに入射する光が到達する位置まで延びる幅に設定されている。また、第１の遮光板間の隙間に対向し、該第１の遮光板に対して直交する方向に延びる第２の遮光板をランプハウジングの内壁面に設けている。さらに、特許文献２には、第２の遮光板上に垂直に立てられた第３の遮光板を有する構造も開示されている。

しかしながら、特許文献２に開示された遮光構造は、前述したように、複数の第１の遮光板を流路の開口方向の全体に間隔を空けて配置したことを前提とするものである。このため、流路の開口方向に遮光板が配置されていない領域が存在する場合に、該領域を通過する光をどのように遮るかが問題となる。

本発明は、ファンを用いた光源の冷却構造において、高い冷却効率を確保しつつ、光源からの光の装置外への漏れを確実に減少させることができるようにした画像投射装置を提供することを目的の１つとしている。

本発明の一側面である画像投射装置は、光源を冷却した空気を該装置の外部に排出するファンと、光源からファンへの空気流路を形成する導風壁と、該空気流路における開口方向の一部の領域に設けられ、光源からの光を遮るとともに空気を通過させる遮光部材とを有する。該空気流路内には、遮光部材を通過して空気が流れる第１の領域と該遮光部材を通過せずに空気が流れる第２の領域とが形成される。そして、導風壁における第２の領域に面した部分に、光源からの光のファンの方向への反射を低減させるための処理が施されていることを特徴とする。

なお、上記画像投射装置と、これに画像情報を供給する画像供給装置とを有する画像表示システムも本発明の他の側面を構成する。

本発明によれば、空気流路内に、遮光部材を通過して空気が流れる第１の領域とは別に、遮光部材を通過せずに空気が流れる第２の領域を設けたため、遮光部材を設けながらもファンの吸気効率、つまりは光源の冷却効率を高くすることができる。この結果、画像投射装置の静音化や小型化に有利である。しかも、光源から第２の領域に入射した光に関しては、導風壁に施した「処理」により確実にファン方向への反射が低減される。このため、光源からの光の装置外への漏れがほとんどない画像投射装置を実現することができる。

以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。

（プロジェクタの全体構成）
図１には、本発明の実施例１である液晶プロジェクタ（画像投射装置）の構成を示している。

これらの図において、１は光源ランプ、２はランプ１を保持するランプホルダー、３は防爆ガラス、４はガラス押さえである。αはランプ１からの光を均一な平行光に変換する照明光学系、βは照明光学系αからの光を色分解して、後述するＲＧＢの３色用の液晶パネルに導き、さらに該液晶パネルからの光を色合成する色分解合成光学系である。

５は色分解合成光学系βからの光（画像）を図示しないスクリーン（被投射面）に投射する投射レンズ鏡筒である。投射レンズ鏡筒５内には、後述する投射光学系が収納されている。

６はランプ１、照明光学系αおよび色分解合成光学系βを収納するとともに、投射レンズ鏡筒５が固定される光学ボックスである。該光学ボックス６には、ランプ１の周囲を囲むランプケース部材６ａが形成されている。

７は光学ボックス６内に照明光学系αおよび色分解合成光学系βを収納した状態で蓋をする光学ボックス蓋である。８は商用１００Ｖ電源から各基板へのＤＣ電源を作り出すＰＦＣ電源基板、９は電源フィルタ基板、１０はＰＦＣ電源基板８とともに動作してランプ１を点灯駆動するバラスト電源基板である。

１１はＰＦＣ電源基板８からの電力により、液晶パネルの駆動とランプ１の点灯制御を行う制御基板である。１２Ａ，１２Ｂはそれぞれ、後述する下部外装ケース２１の吸気口２１ａから空気を吸い込むことで、色分解合成光学系β内の液晶パネルや偏光板等の光学素子を冷却するための第１および第２光学系冷却ファンである。１３は両光学系冷却ファン１２Ａ，１２Ｂからの風を、色分解合成光学系β内の光学素子に導く第１ＲＧＢダクトである。

１４はランプ１に対して吹き付け風を送り、ランプ１を冷却するランプ冷却ファンである。１５はランプ冷却ファン１４を保持しつつ、冷却風をランプ１に導く第１ランプダクトである。１６はランプ冷却ファン１４を保持して、第１ランプダクト１５とともにダクトを構成する第２ランプダクトである。

１７は下部外装ケース２１に設けられた吸気口２１ｂから空気を吸い込み、ＰＦＣ電源基板８とバラスト電源基板１０内に風を流通させることで、これらを冷却するための電源冷却ファンである。１８は排気ファンであり、ランプ冷却ファン１４からランプ１に送られてこれを冷却した後の熱風を、後述する第２側板Ｂ２４に形成された排気口２４ａから排出する。

１９は第１排気ルーバー、２０は第２排気ルーバーであり、排気を通過させるとともに、それぞれランプ１からの光がプロジェクタ外部に漏れ出ないようにするための遮光機能を有している。

下部外装ケース２１は、ランプ１、光学ボックス６および電源系基板８〜１０および制御基板１１等を収納する。２２は下部外装ケース２１に光学ボックス６等を収納した状態で蓋をするための上部外装ケースである。２３は第１側板であり、第２側板２４とともに外装ケース２１，２２により形成される側面開口を閉じる。下部外装ケース２１には、上述した吸気口２１ａ，２１ｂが形成されており、第２側板２４には上述した排気口２４ａが形成されている。下部外装ケース２１、上部外装ケース２２、第１側板２３および第２側板２４によって、該プロジェクタの筐体が構成される。

２５は各種信号を取り込むためのコネクタが搭載されたＩＦ基板であり、２６は第１側板２３の内側に取り付けられたＩＦ補強板である。

２７はランプ１からの排気熱を排気ファン１８まで導き、筐体内に排気風を拡散させないようにするための排気ボックスである。排気ボックス２７は、第１および第２排気ルーバー１９，２０を保持する。

２８はランプ蓋である。ランプ蓋２８は、下部外装ケース２１の底面に着脱可能に配置され、不図示のビスにより固定される。また、２９はセット調整脚である。セット調整脚２９は、下部外装ケース２１に固定されており、その脚部２９ａの高さを調整可能となっている。脚部２９ａの高さ調整により、プロジェクタの傾斜角度を調整できる。

３０は下部外装ケース２１の吸気口２１ａの外側に取り付けられる不図示のフィルタを保持するＲＧＢ吸気プレートである。

３１は色分解合成光学系βを保持するプリズムベースである。３２は色分解合成光学系β内の光学素子と液晶パネルを冷却するために、第１および第２光学系冷却ファン１２Ａ，１２Ｂからの冷却風を導くダクト形状部を有するボックスサイドカバーである。３３はボックスサイドカバー３２と合わさってダクトを形成する第２ＲＧＢダクトである。

３４は色分解合成光学系β内に配置される液晶パネルから延びたフレキシブル基板が接続され、制御基板１１に接続されるＲＧＢ基板である。

（光学構成）
次に、前述したランプ１、照明光学系α、色分解合成光学系βおよび投射レンズ鏡筒（投射光学系）５により構成される光学系の構成について図５を用いて説明する。図５において、（Ａ）は光学系の水平断面を、（Ｂ）は垂直断面をそれぞれ示す。

同図において、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る。発光管４１とリフレクタ４２により光源ランプ１が構成される。

４３ａは図５（Ａ）に示す水平方向において屈折力を有するシリンドリカルレンズセルを複数配列した第１シリンダアレイである。４３ｂは第１シリンダアレイ４３ａの個々のレンズセルに対応したシリンドリカルレンズセルを複数有する第２シリンダアレイである。４４は紫外線吸収フィルタ、４５は無偏光光を所定の偏光光に揃える偏光変換素子である。

４６は図５（Ｂ）に示す垂直方向において屈折力を有するシリンドリカルレンズで構成されたフロントコンプレッサである。４７はランプ１からの光軸を、ほぼ９０度（より詳しくは８８度）折り曲げるための反射ミラーである。

４３ｃは垂直方向において屈折力を有するシリンドリカルレンズセルを複数配列した第３シリンダアレイである。４３ｄは第３シリンダアレイ４３ｃの個々のレンズセルに対応したシリンドリカルレンズアレイを複数有する第４シリンダアレイである。

５０は色座標を所定値に調整するために特定波長域の色をランプ１に戻すためのカラーフィルタである。４８はコンデンサーレンズである。４９は垂直方向において屈折力を有するシリンドリカルレンズで構成されたリアコンプレッサである。以上により、照明光学系αが構成される。

５８は青（Ｂ：４３０〜４９５ｎｍ）と赤（Ｒ：５９０〜６５０ｎｍ）の波長領域の光を反射し、緑（Ｇ：５０５〜５８０ｎｍ）の波長領域の光を透過するダイクロイックミラーである。５９は透明基板に偏光素子を貼り付けたＧ用の入射側偏光板であり、Ｐ偏光光のみを透過する。６０は多層膜により構成された偏光分離面においてＰ偏光光を透過し、Ｓ偏光光を反射する第１偏光ビームスプリッタである。

６１Ｒ，６１Ｇ，６１Ｂ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光変調素子（若しくは画像形成素子）としての赤用反射型液晶パネル、緑用反射型液晶パネルおよび青用反射型液晶パネルである。６２Ｒ，６２Ｇ，６２Ｂはそれぞれ、赤用１／４波長板、緑用１／４波長板および青用１／４波長板である。

６４ａはＲ光の色純度を高めるためにオレンジ光をランプ１に戻すトリミングフィルタである。６４ｂは透明基板に偏光素子を貼り付けたＲＢ用入射側偏光板であり、Ｐ偏光のみを透過する。

６５はＲ光の偏光方向を９０度変換し、Ｂ光の偏光方向は変換しない色選択性位相差板である。６６は偏光分離面においてＰ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する第２偏光ビームスプリッタである。

６８ＢはＢ用射出側偏光板（偏光素子）であり、Ｂ光のうちＳ偏光成分のみを整流する。６８ＧはＧ光のうちＳ偏光成分のみを透過させるＧ用出側偏光板である。６９はＲ光およびＢ光を透過し、Ｇ光を反射するダイクロイックプリズムである。

以上のダイクロイックミラー５８〜ダイクロイックプリズム６９により、色分解合成光学系βが構成される。

本実施例において、偏光変換素子４５はＰ偏光をＳ偏光に変換するが、ここでいうＰ偏光とＳ偏光は、偏光変換素子４５における光の偏光方向を基準として述べている。一方、ダイクロイックミラー５８に入射する光は、第１および第２偏光ビームスプリッタ６０，６６での偏光方向を基準として考え、Ｐ偏光光であるとする。すなわち、本実施例では、偏光変換素子４５から射出された光をＳ偏光とするが、同じＳ偏光光をダイクロイックミラー５８に入射する場合は偏光光として定義する。

次に、光学的な作用を説明する。

発光管４１から発した光はリフレクタ４２により所定の方向に集光される。リフレクタ４２は放物面形状を有しており、放物面の焦点位置からの光は該放物面の対称軸に平行な光束となる。但し、発光管４１からの光源は理想的な点光源ではなく、有限の大きさを有しているので、集光する光束には放物面の対称軸に平行でない光の成分も多く含まれている。これらの光束は、第１シリンダアレイ４３ａに入射する。第１シリンダアレイ４３ａに入射した光束は、シリンダレンズセルの数に応じた複数の光束に分割されて集光され、垂直方向に並ぶ帯状の複数の光束となる。そして、これら複数の分割光束は、紫外線吸収フィルタ４４および第２シリンダアレイ４３ｂを経て、複数の光源像を偏光変換素子４５の近傍に形成する。

偏光変換素子４５は、偏光分離面と反射面と１／２波長板とを有する。複数の光束は、それぞれの列に対応した偏光分離面に入射し、これを透過するＰ偏光成分とここで反射するＳ偏光成分とに分割される。反射されたＳ偏光成分は反射面で反射し、Ｐ偏光成分と同じ方向に射出する。一方、偏光分離面を透過したＰ偏光成分は、１／２波長板を透過してＳ偏光成分と同じ偏光成分に変換される。こうして、偏光方向が揃った光が射出する。

偏光変換された複数の光束は、偏光変換素子４５から射出した後、フロントコンプレッサ４６で圧縮され、反射ミラー４７によって８８度反射され、第３シリンダアレイ４３ｃに入射する。

第３シリンダアレイ４３ｃに入射した光束は、シリンダレンズセルの数に応じた複数の光束に分割されて集光され、水平方向に並ぶ帯状の複数の光束となる。該複数の分割光束は、第４シリンダアレイ４３ｄおよびコンデンサーレンズ４８を介してリアコンプレッサ４９に入射する。

フロントコンプレッサ４６、コンデンサーレンズ４８およびリアコンプレッサ４９の光学作用によって、複数の光束によって形成される矩形像は互いに重なり合い、矩形の均一な明るさの照明エリアを形成する。この照明エリアに、反射型液晶パネル６１Ｒ，６１Ｇ，６１Ｂが配置される。

偏光変換素子４５によってＳ偏光とされた光は、ダイクロイックミラー５８に入射する。以下、ダイクロイックミラー５８を透過したＧ光の光路について説明する。

ダイクロイックミラー５８を透過したＧ光は、入射側偏光板５９に入射する。Ｇ光はダイクロイックミラー５８によって分解された後もＰ偏光（偏光変換素子４５を基準とする場合はＳ偏光）となっている。そして、Ｇ光は入射側偏光板５９から射出した後、第１偏光ビームスプリッタ６０に対してＰ偏光として入射し、その偏光分離面を透過してＧ用反射型液晶パネル６１Ｇへと至る。

ここで、該プロジェクタのＩＦ基板２５には、パーソナルコンピュータ、ＤＶＤプレーヤ、テレビチューナ等の画像供給装置８０が接続されている。制御基板１１は、画像供給装置８０から入力された画像（映像）情報に基づいて反射型液晶パネル６１Ｒ，６１Ｇ，６１Ｂを駆動し、これらに各色用の原画を形成させる。これにより、各反射型液晶パネルに入射した光は、反射されるとともに原画に応じて変調（画像変調）される。

Ｇ用反射型液晶パネル６１Ｇにおいては、Ｇ光が画像変調されて反射される。画像変調されたＧ光のうちＰ偏光成分は、再び第１偏光ビームスプリッタ６０の偏光分離面を透過して光源側に戻され、投射光から除去される。一方、画像変調されたＧ光のうちＳ偏光成分は、第１偏光ビームスプリッタ６０の偏光分離面で反射され、投射光としてダイクロイックプリズム６９に向かう。

このとき、すべての偏光成分をＰ偏光に変換した状態（黒を表示した状態）において、第１偏光ビームスプリッタ６０とＧ用反射型液晶パネル６１Ｇとの間に設けられた１／４波長板６２Ｇの遅相軸を所定の方向に調整する。これにより、第１偏光ビームスプリッタ６０とＧ用反射型液晶パネル６１Ｇで発生する偏光状態の乱れの影響を小さく抑えることができる。

第１偏光ビームスプリッタ６０から射出したＧ光は、ダイクロイックプリズム６９に対してＳ偏光として入射し、該ダイクロイックプリズム６９のダイクロイック膜面で反射して投射レンズ鏡筒５へと至る。

一方、ダイクロイックミラー５８で反射したＲ光とＢ光は、トリミングフィルタ６４aに入射する。Ｒ光とＢ光はダイクロイックミラー５８によって分解された後もＰ偏光となっている。そして、Ｒ光とＢ光は、トリミングフィルタ６４aでオレンジ光成分がカットされた後、入射側偏光板６４ｂを透過し、色選択性位相差板６５に入射する。

色選択性位相差板６５は、Ｒ光の偏光方向のみを９０度回転させる作用を有し、これによりＲ光はＳ偏光として、Ｂ光はＰ偏光として第２偏光ビームスプリッタ６６に入射する。

Ｓ偏光として第２偏光ビームスプリッタ６６に入射したＲ光は、該第２偏光ビームスプリッタ６６の偏光分離面で反射され、Ｒ用反射型液晶パネル６１Ｒへと至る。また、Ｐ偏光として第２偏光ビームスプリッタ６６に入射したＢ光は、該第２偏光ビームスプリッタ６６の偏光分離面を透過してＢ用反射型液晶パネル６１Ｂへと至る。

Ｒ用反射型液晶パネル６１Ｒに入射したＲ光は、画像変調されて反射される。画像変調されたＲ光のうちＳ偏光成分は、再び第２偏光ビームスプリッタ６６の偏光分離面で反射されて光源側に戻され、投射光から除去される。一方、画像変調されたＲ光のうちＰ偏光成分は、第２偏光ビームスプリッタ６６の偏光分離面を透過して、投射光としてダイクロイックプリズム６９に向かう。

また、Ｂ用反射型液晶パネル６１Ｂに入射したＢ光は、画像変調されて反射される。画像変調されたＢ光のうちＰ偏光成分は、再び第２偏光ビームスプリッタ６６の偏光分離面を透過して光源側に戻され、投射光から除去される。一方、画像変調されたＢ光のうちＳ偏光成分は、第２偏光ビームスプリッタ６６の偏光分離面で反射して、投射光としてダイクロイックプリズム６９に向かう。

このとき、第２偏光ビームスプリッタ６６とＲ用，Ｂ用反射型液晶パネル６１Ｒ，６１Ｂとの間に設けられた１／４波長板６２Ｒ，６２Ｂの遅相軸を調整することにより、Ｇ光の場合と同じように、Ｒ，Ｂ光それぞれの黒表示状態での調整を行うことができる。

こうして１つの光束に合成されて第２偏光ビームスプリッタ６６から射出したＲ光とＢ光は、射出側偏光板６８Ｂで検光されてダイクロイックプリズム６９に入射する。また、Ｒ光はＰ偏光のまま射出側偏光板６８Ｂを透過して、ダイクロイックプリズム６９に入射する。

射出側偏光板６８Ｂで検光されることにより、Ｂ光は、該Ｂ光が第２偏光ビームスプリッタ６６、Ｂ用反射型液晶パネル６１Ｂおよび１／４波長板６２Ｂを通ることによって生じた無効な成分がカットされた光となる。

そして、ダイクロイックプリズム６９に入射したＲ光とＢ光は、ダイクロイック膜面を透過して、該ダイクロイック膜面にて反射したＧ光と合成されて投射レンズ５に至る。

そして、合成されたＲ，Ｇ，Ｂ光は、投射レンズ５によってスクリーンなどの被投射面に拡大投影される。

以上説明した光路は、反射型液晶パネルが白表示状態の場合である。以下では、反射型液晶パネルが黒表示状態の場合での光路について説明する。

まず、Ｇ光の光路について説明する。ダイクロイックミラー５８を透過したＧ光のＰ偏光光は、入射側偏光板５９に入射し、その後第１偏光ビームスプリッタ６０に入射してその偏光分離面で透過され、Ｇ用反射型液晶パネル６１Ｇへと至る。しかし、反射型液晶パネル６１Ｇが黒表示状態であるため、Ｇ光は画像変調されずに反射される。このため、Ｇ用反射型液晶パネル６１Ｇで反射された後も、Ｇ光はＰ偏光光のままである。したがって、Ｇ光は再び第１偏光ビームスプリッタ６０の偏光分離面を透過し、入射側偏光板５９を透過して光源側に戻され、投射光から除去される。

次に、Ｒ光とＢ光の光路について説明する。ダイクロイックミラー５８で反射したＲ光とＢ光のＰ偏光光は、入射側偏光板６４ｂに入射する。そして、入射側偏光板６４ｂから射出した後、色選択性位相差板６５に入射する。色選択性位相差板６５は、Ｒ光の偏光方向のみを９０度回転する作用を持つため、Ｒ光はＳ偏光として、Ｂ光はＰ偏光として第２偏光ビームスプリッタ６６に入射する。

Ｓ偏光として第２偏光ビームスプリッタ６６に入射したＲ光は、その偏光分離面で反射され、Ｒ用反射型液晶パネル６１Ｒへと至る。また、Ｐ偏光として第２偏光ビームスプリッタ６６に入射したＢ光は、その偏光分離面を透過してＢ用反射型液晶パネル６１Ｂへと至る。

ここで、Ｒ用反射型液晶パネル６１Ｒは黒表示状態であるため、Ｒ用反射型液晶パネル６１Ｒに入射したＲ光は画像変調されないまま反射される。このため、Ｒ用反射型液晶パネル６１Ｒで反射された後も、Ｒ光はＳ偏光光のままである。したがって、Ｒ光は再び第１偏光ビームスプリッタ６０の偏光分離面で反射し、入射側偏光板６４ｂを通過して光源側に戻され、投射光から除去される。これにより、黒表示がなされる。

一方、Ｂ用反射型液晶パネル６１Ｂに入射したＢ光は、Ｂ用反射型液晶パネル６１Ｂが黒表示状態であるため、画像変調されないまま反射される。このため、Ｂ用反射型液晶パネル６１Ｂで反射された後も、Ｂ光はＰ偏光光のままである。したがって、Ｂ光は再び第１偏光ビームスプリッタ６０の偏光分離面を透過し、色選択性位相差板６５によりＰ偏光に変換され、入射側偏光板６４ｂを透過して、光源側に戻され、投射光から除去される。

（冷却構造）
次に、本実施例のプロジェクタにおける冷却構成について、図３を用いて説明する。前述したように、本プロジェクタ内には、５つのファン１２Ａ，１２Ｂ，１４，１７，１８が収納されており、以下に示す複数の流路に空気流を流してそれぞれの冷却対象を冷却する。

流路Ｂでは、ランプ冷却ファン１４によって吸い込まれた筐体内の空気が、ダクト１５，１６を介して冷却風として偏光変換素子４５およびランプ１まで送られる。偏光変換素子４５およびランプ１を冷却した空気流は、排気ボックス２７に導かれ、排気ファン１８によって筐体外部に排気される。

流路Ａでは、投射レンズ鏡筒５の下側の吸気口２１ａから第１および第２冷却ファン１２Ａ，１２Ｂ（１２Ｂは投射レンズ鏡筒５の下側に配置されている）によって筐体外部から吸い込まれた空気が流入する。該空気流による冷却風は、光学ボックス６内に配置された色分解合成系βの光学素子および反射型液晶表示素子６１を冷却する。そして、その冷却風の多くは、光学ボックス９に隣接するＰＦＣ電基板８およびバラスト電源基板１０に向かって流れ、該基板９，１０に実装された電気部品を冷却した後、排気ファン１８および電源冷却ファン１７によって筐体外部に排出される。

さらに、流路Ｃでは、下部外装ケース２１の吸気口２１ｂ（図３中には示していない）から吸い込まれた空気が流入する。該空気流による冷却風は、筐体内の空気とともに電源冷却ファン１７もしくは排気ファン１８による吸い込み力によってバラスト電源基板１０およびＰＦＣ電源基板８に導かれる。そして、これら基板８，１０を冷却した後、電源冷却ファン１７および排気ファン１８によって筐体外部に排出される。

次に、本実施例におけるランプ１の冷却構造およびランプ１からの漏れ光の遮光構造について、図４〜図７を用いて説明する。

まず、ランプ１の冷却構造について説明する。図４に示すように、ランプホルダー２は、ランプ１を不図示の中間部材を介して保持する。ランプホルダー２の前面には、ガラス押さえ４を用いて防爆ガラス３が固定される。また、ランプホルダー２は、光学ボックス６に収納される。

プロジェクタの電源が投入されると、発光管４１が発光し、ランプ１の温度が上昇し、さらにランプ１からの伝熱によって光学ボックス６とランプ１間の空間の温度が上昇する。

ランプホルダー２の前部側面には、冷却風の流入口２ａ，２ｂが形成されている。該流入口２ａ，２ｂには、電源投入と同時に回転を始めたランプ冷却ファン１４から送られる冷却風が、ランプダクト１５，１６によって構成されるダクトを通って供給される。

図５は、ランプホルダー２を収容した光学ボックス６および排気ダクト２７を、第２側板２４側から見た図を示している。図６には、図５中のＶＩ−ＶＩ線に沿って光学ボックス６および排気ダクト２７を切断した図を示している。

図６に矢印で示すように、流入口２ｂからランプホルダー２内に流入した冷却風は、リフレクタ４２の外側を通って該リフレクタ４２を冷却した後、ランプホルダー２に設けられた流出口２ｄから排気ボックス２７内に流れ込む。さらに、この冷却風は、排気ルーバー１９，２０によって構成される遮光部材に形成された通気路を抜け、排気ファン１８によって筐体外部へ排出される。このように排気ルーバー１９，２０内を通過して冷却風が流れる領域を、以下、第１の領域Ｅという。

なお、本実施例における排気ファン１８は、光源ランプ１の隣に配置されている。また、排気ファン１８の軸は、光源ランプ１の光軸に対して１０度以下の角度だけ傾いている。

一方、流入口２ａからランプホルダー２内に流入した冷却風は、リフレクタ４２の内側に流れ込んで発光管４１に吹き付けられ、該発光管４１を冷却する。発光管４１を冷却した冷却風は、ランプホルダー２に設けられた流出口２ｃから排気ボックス２７内に流れ込む。さらに、この冷却風は、排気ルーバー１９，２０の側面と排気ボックス２７の側壁２７ａとの間の領域（以下、第２の領域という）Ｆを通り抜け、排気ファン１８によって筐体外へと排出される。該第２の領域Ｆは、排気ルーバー１９，２０内を通過せずに冷却風が流れる領域である。

このように、発熱源である発光管４１を冷却した冷却風が、排気ルーバー１９，２０が設けられておらず、圧力損失の低い領域を通ることにより、高温の空気をスムーズに筐体外へ排出することが可能である。これにより、ランプ１の高い冷却効率を確保することができるとともに、ランプ１に近接した部品に悪影響を及ぼすことを防止できる。

また、高温の空気をスムーズに筐体外へ排出することができることにより、ファンを大型化したりファンの回転数を高くしたりしなくても済む。したがって、プロジェクタの小型化と低騒音化（静音化）が可能である。

次に、ランプ１からの漏れ光の遮光構造について図７を用いて説明する。図７に矢印で示すように、ランプ１からの漏れ光のうち、排気口２４ａの外から直接ランプ１が目視可能な範囲（つまりは、第１の領域Ｅ）に向かった光は、排気ルーバー１９，２０によって構成される遮光部材によって遮られる。これにより、使用者にランプ１からの漏れ光が直接目に入ることを防ぐ。

また、ランプ１からの漏れ光のうち、排気口２４ａの外から直接ランプ１を目視できない範囲（つまりは、第２の領域Ｆ）に向かって進み、排気ボックス２７の側壁２７ａに到達した光は、以下のような反射低減処理によって筐体外に反射することを抑制される。

排気ボックス２７のうち第２の領域Ｆに面した側壁２７ａの内面には、ランプ１の光軸（中心軸）に対して傾きを有する斜面を、ランプ１側から排気ファン１８側に向かって複数並べた、いわゆる鋸歯形状を有する光拡散部２７ｂが形成されている。排気ボックス２７の側壁２７ａに到達した光は、この光拡散部２７ｂによって排気ファン１８の方向以外の方向に反射される。

また、光拡散部２７ｂの斜面は、エッチング処理による微細な凹凸形状（梨地形状）を有し、これにより、該斜面に入射して反射した光は、その強度が弱まって拡散される。

したがって、第２の領域Ｆに進んだ漏れ光のうち、排気ファン１８および排気口２４ａから筐体外へ射出する光をほとんどなくすることができる。これにより、使用者に漏れ光による眩しさを感じさせることがなくなり、プロジェクタの品位を高めることができる。

また、本実施例のように、排気ボックス２７の側壁２７ａに光拡散部２７ｂを一体成形することで、第２の領域Ｆを通る冷却風に対して抵抗にならない。このため、前述したように発光管４１を冷却した高温の冷却風の排気効率を低下させることもない。

さらに、光拡散部２７ｂを側壁２７ａに一体成形することで、漏れ光を遮るための部品点数を少なくすることができ、かつ排気ボックス２７、ひいてはプロジェクタの大型化を防ぐことが可能である。

なお、図８には、光拡散部２７ｂにおける斜面のランプ光軸（図中に一点鎖線で示す）に対する傾き角を示している。本実施例では、該傾き角を２°に設定している。該傾き角は、ランプ光軸に対し、排気ファン１８側に向かって狭くなる角度である。このように、光拡散部２７ｂの斜面の傾き角を排気ファン１８側に向かって狭くなる角度とすることにより、該斜面に入射する漏れ光が排気ファン１８側に向かって反射することを確実に防止することができる。

但し、図９に示すように、この傾き角度を０°、すなわちランプ光軸に対して平行に設定しても、ほぼ上記効果を得ることができる。

図１０には、本発明の実施例２である液晶プロジェクタにおけるランプからの漏れ光の遮光構造を示している。この図は、実施例１における図６に対応する断面を示している。なお、図１０において、実施例１と共通する構成要素には、実施例１と同符号を付す。

本実施例では、排気ボックス２７の側壁２７ａ′の内面を平面形状とした上で、ここに別部材としての反射防止部材２７ｃを設けるという反射低減のための処理を行う。

すなわち、反射防止部材２７ｃとしての反射防止塗料を塗布したり、静電植毛や遮光シートを貼付けたりする。これにより、ランプ１から第２の領域Ｆに進んだ漏れ光のうち排気ファン１８および排気口２４ａから筐体外へ射出する光を削減することができる。また、反射防止部材２７ｃを排気ボックス２７の内壁全体に施すことにより、遮光効果を高めることができる。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、請求項に記載した内容の範囲で種々の変更が可能である。例えば、光変調素子として、透過型液晶パネルやデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を用いてもよい。また、実施例１に示した側壁２７ａの内面形状は例にすぎず、他の形状を形成してもよい。

本発明の実施例１である液晶プロジェクタの構成を示す分解斜視図。 実施例１の液晶プロジェクタの光学構成を示す平面図および側面図。 実施例１の液晶プロジェクタの冷却風の流れを示す平面図。 実施例１の液晶プロジェクタにおけるランプホルダーを示す斜視図。 実施例１の液晶プロジェクタにおけるランプ付近の構造を示した斜視図。 実施例１の液晶プロジェクタにおけるランプ冷却構造を示す断面図。 実施例１の液晶プロジェクタにおけるランプからの漏れ光の遮光構造を示す断面図。 実施例１の遮光構造の詳細を示す断面図。 実施例１の遮光構造の変形例を示す断面図。 本発明の実施例２である液晶プロジェクタランプからの漏れ光の遮光構造を示す断面図。

符号の説明

１ 光源ランプ
２ ランプホルダー
２ａ，２ｂ 流入口
２ｃ，２ｄ 流出口
５ 投射レンズ鏡筒
６ 光学ボックス
１２Ａ，１２Ｂ 光学系冷却ファン
１４ ランプ冷却ファン
１５，１６ ランプダクト
１７ 電源冷却ファン
１８ 排気ファン
１９，２０ 排気ルーバー
２７ 排気ボックス
２７ａ，２７ａ′ 側壁
２７ｂ 光拡散部
２７ｃ 反射防止部材
Ｅ 第１の領域
Ｆ 第２の領域
４１ 発光管
４２ リフレクタ

Claims (9)

1. 光源からの光を用いて画像を投射する画像投射装置であって、
   前記光源を冷却した空気を該装置の外部に排出するファンと、
   前記光源から前記ファンへの空気流路を形成する導風壁と、
   該空気流路における開口方向の一部の領域に設けられ、前記光源からの光を遮るとともに空気を通過させる遮光部材とを有し、
   前記空気流路内に、前記遮光部材を通過して空気が流れる第１の領域と該遮光部材を通過せずに空気が流れる第２の領域とが形成され、
   前記導風壁における前記第２の領域に面した部分に、前記光源からの光の前記ファンの方向への反射を低減させるための処理が施されていることを特徴とする画像投射装置。
2. 前記処理は、少なくとも前記第１の領域を通らずに前記第２の領域を通って該第２の領域に面した部分に到達した光の前記ファンの方向への反射を低減させるための処理であることを特徴とする請求項１に記載の画像投射装置。
3. 前記第１の領域と前記第２の領域には、前記光源内における互いに異なる部分を通過した空気が流れることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像投射装置。
4. 前記光源は、発光管と、該発光管からの光を反射するリフレクタとを有し、
   前記第１の領域を流れる空気は前記リフレクタの外側を流れて該リフレクタを冷却し、前記第２の領域を流れる空気は前記リフレクタの内側を流れて前記発光管を冷却することを特徴とする請求項３に記載の画像投射装置。
5. 前記処理は、前記導風壁を、前記ファンの方向への反射を低減する形状とする処理であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の画像投射装置。
6. 前記形状は、前記光源の中心軸に対して平行又は傾きを有する面を光源側からファン側に向かって複数形成した形状であることを特徴とする請求項５に記載の画像投射装置。
7. 前記処理は、前記導風壁に、前記ファンの方向への反射を低減するための部材を塗布又は貼り付ける処理であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の画像投射装置。
8. 前記導風壁は、前記ファンの吸込み面に対して傾きを有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１に記載の画像投射装置。
9. 請求項１から８のいずれか１つに記載の画像投射装置と、
   該画像投射装置に画像情報を供給する画像供給装置とを有することを特徴とする画像表示システム。