专利名称：投影仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对从光源射出的光束根据图象信息进行调制、投影放大而形成投影图象的投影仪。
这种光学元件之一的偏振光变换元件，是利用偏振光光束分离器(PBS)，将从光源灯射出的光束分离为水平方向与垂直方向两种直线偏振光，使其中的水平方向直线偏振光通过移相薄膜变换为垂直方向的直线偏振光的。这样，从光源装置射出的光束成为射向既定方向的直线偏振光，因而光束的利用率得以提高。
这种偏振光变换元件是将偏振光光束分离器与树脂制造的移相薄膜二者用粘接剂粘接而制成的。因此，若偏振光变换元件长期承受过高的温度，将导致树脂制造的移相薄膜变形，或者因粘接剂固化而导致偏振光薄膜分离器与移相薄膜的相对位置发生变化，因而无法正确进行光学处理。
而作为光源装置，因光源灯发光而产生高温，成为位于周边的偏振光变换元件等照明光学元件受热的原因。从这些观点来说，如何高效率地冷却偏振光变换元件及光源装置是一个重要任务。
因此，为了对包含有偏振光变换元件和光源装置的光学系统进行冷却，采用了在容纳光学系统的外壳上设置吸排气口的同时，在其内部配设风扇这样一种冷却结构。
但是，这种冷却结构存在着这样的问题，即，尽管能够对位于外壳内的整个光学系统毫无遗漏地进行冷却，但尤其需要冷却的偏振光变换元件和光源装置未必能够得到充分的冷却。
这种问题不仅对于偏振光变换元件，而且对于包含有诸如透镜阵列等的其它光学元件来说也同样存在。
本发明的目的在于，提供一种能够对光学元件以及光源装置充分进行冷却的投影仪。
根据本发明，在风扇的驱动下，空气将如下流动。即，光学部件用盒体外部的冷却用空气经由形成于光学部件用盒体上的一对光学元件冷却用开口部处的另一方开口部流入光学部件用盒体的内部，该流入内部的冷却空气从另一方开口部一侧朝向一方开口部一侧沿光学元件流动。
于是，流到光学元件的一方开口部一侧的冷却空气在从与一方开口部相向的风扇的进气口被吸入风扇内部之后，从风扇的排气口向与该排气口相连接的光源冷却流体路径排出。
随着冷却空气在这样的流通路径中流动，集中地对光学元件以及光源灯进行冷却，因此，能够对光源灯进而光源装置、以及光学元件充分进行冷却。
此外，最先进入光学部件用盒体的内部的冷却空气是该流通路径中的空气之中温度最低的空气，因此，对于容易发生变形等的光学元件，能够以更高的效率进行冷却，使光学元件的寿命得以延长。
这里所说的风扇例如可以采用西洛克风扇。西洛克风扇由于其排气口的开口部面积小于进气口的开口部面积，因此，空气排出压力比其它风扇要大。因此，与其它风扇相比，即使以较低的转速工作也能够保证同等程度的输出，在降低噪音方面具有优越性。
在这里，所说投影仪最好是具有对从所说光源装置射出的光束根据图象信息进行调制的电光装置，在所说另一方光学元件冷却用开口部处，对该电光装置进行控制的控制电路板与之相向配置。
控制电路板是用来对电光装置进行控制的，而在该电路板上安装着耐热性差的电路元器件。
由于将这样的控制电路板与另一方光学元件冷却用开口部相向配置，因此，当光学部件用盒体外部的冷却用空气经由另一方光学元件冷却用开口部流入光学部件用盒体的内部时，将沿着控制电路板流动，因而也对控制电路板上的电路元器件进行冷却。由于如上所述，能够对耐热性差的电路元器件进行冷却，因而可使电光装置、进而投影仪可靠地工作。
此外，所说光源装置最好是具有使从所说光源灯辐射的光束的射出方向指向同一方向的反光镜、以及将该反光镜的光射出面封闭起来的透明板，在所说反光镜与该透明板的接合部位，形成有以所说反光镜的光轴为中心对称配置的一对灯冷却用开口部，所说排气口与该一对灯冷却用开口部中的某一个开口部之间通过通道部件相连接。
按照这样的结构，风扇的排气口与一方灯冷却用开口部二者通过通道部件相连接，因此，从风扇中排出的冷却空气向其它部分泄漏的可能性减小。因此，能够可靠地将从风扇中排出的空气送入光源冷却流体路径，对反光镜的内部、即光源灯高效率地进行冷却，使光源灯的寿命得以延长。
此外，通过使一对灯冷却用开口部形成于以反光镜的光轴为中心的对称位置上，可使得空气在反光镜的内部的较大范围内流通，因此，能够以更高的效率对光源灯进行冷却。
而且，由于以具有将反光镜的光射出面封闭起来的透明板而构成，因此，在光源灯破碎时，能够防止光源灯的玻璃碎片等飞溅。
另外，作为以上所述的通道部件，既可以是将风扇的排气口与一方光源灯冷却用开口部二者连接起来的通道，也可以是处于通道部件的端部配置在排气口以及一方光源灯冷却用开口部的附近，通道部件的端部未完全连接在排气口以及一方光源灯冷却用开口部上，这样一种状态的通道。
此外，最好是，在所说通道部件上形成有对从所说排气口排出的冷却空气进行整流的整流片。
这样一来，例如，在风扇使用西洛克风扇的场合，对于随着该西洛克风扇的旋转而从排气口偏心地排出的冷却空气，能够以整流片限制其排出方向。因此，在通道部件内流动的冷却空气可得到整流片的整流，空气将流畅地流入光源冷却流体路径，因而能够以更高的效率对光源灯进行冷却。
在这里，在如下构成投影仪的场合，即，在所说光源灯处设置反光镜以及透明板，在该反光镜与透明板的接合部位上形成有一对灯冷却用开口部，并设置有将排气口与一对灯冷却用开口部的一方开口部连接起来的通道部件的场合，最好是，设置有在从所说光学部件用盒体中拆下光源装置时，将所说灯冷却用开口部封闭起来的开闭机构。
作为这种结构，例如，即使在光源灯破碎需要进行更换的场合，从光学部件用盒体中拆下光源装置时，可通过开闭机构将灯冷却用开口部封闭，因此，光源灯的碎片等也不会经由灯冷却用开口部飞溅到光学部件用盒体内。由于如上所述，能够防止碎片飞溅到光学部件用盒体内，因此，能够消除投影仪使用者触及碎片等而被该碎片等划伤的可能性。
最好是，在所说光学部件用盒体的外表面上，形成有将所说一方光学元件冷却用开口部围起来，并将所说风扇的进气口围起来的凸缘状的突起。
由于如上所述，形成有将一方光学元件冷却用开口部以及进气口围起来的凸缘状突起，使得能够在一方光学元件冷却用开口部与风扇之间形成该突起的突起尺寸大小的空间。
在这里，若不设置这样的空间而进气口与一方光学元件冷却用开口部二者的距离减小，则由于风扇自身的性能，风扇只能吸入位于特定部位的空气，对光学元件的特定部位进行冷却，因而光学元件中将存在有不能被充分冷却的部分。因此，通过形成突起以设置既定的空间，使得风扇能够将光学元件附近的空气毫无遗漏地吸入，能够对整个光学元件进行冷却。
此外，由于突起将进气口及一方光学元件冷却用开口部围起来，因而可使得从突起与风扇之间的间隙流入进气口的空气减少。因此，风扇可切实将光学部件用盒体内的空气吸入，因而能够对光学元件充分地进行冷却。此时，最好是这样构成，即，将突起的前端做成平坦面形状，风扇的进气口的周围做成平坦面形状，使得突起与进气口的周围完全接触。这样，能够更为可靠地吸入冷却空气，对光学元件进行冷却。
而且，最好是，在所说一方光学元件冷却用开口部附近的内表面上，形成有由凹状台阶部构成的空气滞留部。
通过如上所述形成由凹状台阶部构成的空气滞留部，即便是在光学元件冷却用开口部与被冷却的光学元件相比较小的场合，风扇也能够将光学元件附近的空气毫无遗漏地吸入，对整个光学元件进行冷却。
图2是该实施方式中的投影仪从下方看过去时的整体立体图。
图3是在
图1状态下将上壳体拆卸后的立体图。
图4是在图3状态下将屏蔽板、驱动板、以及上内部盒体拆卸后从后方看过去时的立体图。
图5是在图4状态下将光学单元拆卸后的立体图。
图6是该实施方式中的光学单元的示意性俯视图。
图7是该实施方式中的光源装置的分解立体图。
图8是该实施方式中的通道构件从上方和正面看过去时的附图。
图9是该实施方式中的通道盖从下方看过去时的附图。
图10是该实施方式中的通道盖的纵向剖视图。
图11是该实施方式中的光学元件单元的立体图。
图12是该实施方式中的光学单元从下方看过去时的立体图。
图13是该实施方式中的下内部盒体的局部放大立体图。
图14是该实施方式中的光学单元的主要部分的示意性附图。
图15是该实施方式中的通道盖的变型例的纵向剖视图。
(1.投影仪的主要结构)图1是本实施方式所涉及的投影仪1从上方看过去时的整体立体图，图2是投影仪1从下方看过去时的整体立体图，图3～图5是展示投影仪1的内部的立体图。
具体地说，图3是在图1状态下将投影仪1的上壳体21拆卸后的附图，图4是在图3状态下将屏蔽板80、驱动板90、以及上内部盒体472拆卸后从后方看过去时的附图，图5是在图4状态下将光学单元4拆卸后的附图。
在图1～图3中，投影仪1具有外壳2、收容在外壳2内的电源单元3、以及同样配置在外壳2内的俯视时呈U字形的光学单元4，整体大体呈长方体形状。
外壳2由分别以树脂制造的上壳体21、下壳体23构成。这些壳体21、23彼此间通过螺钉固定。
上壳体21由上面部211、设置于其周围的侧面部212、背面部213、以及正面部214形成。
在上面部211的前方一侧安装有以嵌入方式安装的可自由装拆的灯罩24。此外，在上面部211上，在灯罩24的侧方，设置有投影透镜46的上面部分从中露出的缺口部211A，便于通过手动操作操作杆而对投影透镜46进行变焦和对焦操作。在该缺口部211A的后方侧，设置有操作面板25。
正面部214具有与前述上壳体21的缺口部211A相连续的圆形开口212A，对应于该圆形开口212A配置投影透镜46。在该正面部214上，在与圆形开口212A相反的一侧，设置有位于内部电源单元3的前方的排气口212B，该排气口212B上，设置有使冷却空气向从图象投影区域离去的方向、即图1中的左侧排出并兼起遮光作用的排气用百叶板26(排气用百叶板26实际上安装在下壳体23上)。
下壳体23由底面部231、设置在其周围的侧面部232、以及背面部233形成。
在底面部231的前方一侧，设置有调整投影仪1的整体倾斜程度以调节投影图象的位置的位置调整机构27。此外，在底面部231后方一侧的一个角上，设置有对投影仪1在另一个方向上的倾斜程度进行调整的位置调整机构28，在另一个角上设置有底脚231A。但是，底脚231A不能进行位置的调整。而且，在底面部231上，设置有吸入冷却空气用的进气口231B。
在另一个侧面部232上，设置有用来将“コ”字形提手29使之可自由转动地进行安装的安装部232A。
在如上所述的外壳2的一个侧面，在上壳体21及下壳体23的各自的侧面部212、232上，设置有将投影仪1以手柄29朝上地立起时成为底脚的侧支脚2A(图2)。
此外，在外壳2的背面一侧，设置有横跨外壳2的背面部213与下壳体23的背面部233二者而开口的接口部2B，该接口部2B内设有接口挡板215，以便在接口挡板215的内部一侧进一步配置安装有各种插座的未图示的接口电路板。此外，在接口部2B的左右两侧，横跨各背面部213、233设置有扩音器孔2C以及进气口2D。其中的进气口2D位于内部电源单元3的后方一侧。
电源单元3如图4所示，由电源31、以及配置在电源31的侧方的灯驱动电路32(镇流器)构成。
电源31用来将经电源电缆供给的电能供给灯驱动电路32和安装有电路元器件的作为控制电路板的驱动板90(图3)等，具有供所说电源插入的电源插座33(图2)。
灯驱动电路32用来将电能供给光学单元4的光源灯411。
光学单元4如图4、图6、图12所示，用来对从光源灯411射出的光束进行光学处理从而形成与图象信息相应的光学像的单元，具有积分照明光学系统41、色分离光学系统42、中继光学系统43、电光装置44、作为色合成光学系统的交叉分色棱镜45(图6)、以及作为投影光学系统的投影透镜46。
该电源单元3及光学单元4，被包括上下在内的周围的铝制屏蔽板80(图3、图5)遮盖，以防止电源单元3等向外泄漏干扰电磁波。
(2.光学系统的详细结构)在图4、图6中，积分照明光学系统41用来对构成电光装置44的3片液晶板441(相对于红、绿、蓝各色光分别标作液晶板441R、441G、441B)的图象形成区域大体均匀地进行照明的光学系统，具有光源装置413、第1透镜阵列418、包含有UV滤镜的第2透镜阵列414、偏振光变换元件415、第1聚光透镜416、反射镜424、以及第2聚光透镜419。
光源装置413具有作为射出辐射状光线的辐射光源的光源灯411、以及使从该光源灯411射出的辐射光向同一方向射出的反光镜412。光源灯411多采用卤素灯、金属卤化物灯或者高压水银灯。反光镜412使用的是抛物面镜。除了抛物面镜，也可以与平行化透镜(凹透镜)一起使用椭圆面镜。
对于光源装置413，在后面作详细说明。
第1透镜阵列418具有这样的结构，即，沿光轴方向看过去大体呈矩形轮廓的小透镜呈矩阵状排列。各小透镜将从光源灯411射出的光束分割成多个局部光束。各小透镜的轮廓形状设计成与液晶板441的图象形成区域的形状大体相似。例如，假设液晶板441的图象形成区域的宽高比(横向与纵向尺寸之比)为4∶3，则各小透镜的宽高比也设计成4∶3。
第2透镜阵列414具有与第1透镜阵列418大体相同的结构，具有小透镜呈矩阵状排列的结构。该第2透镜阵列414与第1聚光透镜416以及第2聚光透镜419一起具有使第1透镜阵列418的各小透镜的像在液晶板441上成像的功能。
偏振光变换元件415配置在第2透镜阵列414与第1聚光透镜416之间，并且构成与第2透镜阵列414成一体而单元化的光学元件单元600。
这种偏振光变换元件415用来将来自第2透镜阵列414的光变换为某一种偏振光，以提高电光装置44中光的利用率。
具体地说，经偏振光变换元件415变换为某一种偏振光的各个局部光，通过第1聚光透镜416以及第2聚光透镜419面最终在电光装置44的液晶板441R、441G、441B上大致重叠。对于采用偏振光调制型液晶板441的本实施方式的投影仪1(电光装置44)来说，由于只能利用某一种偏振光，因而发出其它种类随机偏振光的光源灯411的光大约有一半不能得到利用。
为此，通过使用偏振光变换元件415将来自光源灯411的射出光全部变换为某一种偏振光，以提高电光装置4 4中光的利用率。这种偏振光变换元件415例如在特开平8-304739号公报中有所介绍。
另外，与前述光源装置413同样，包含有偏振光变换元件415以及第2透镜阵列414的光学元件单元600也在后面作详细说明。
色分离光学系统42具有两片分色镜421、422以及反射镜423，具有通过分色镜421、422将从积分照明光学系统41射出的多个局部光束分离为红、绿、蓝3种色光的功能。
中继光学系统43具有入射侧透镜431、中继透镜433、以及反射镜432，具有将经过色分离光学系统42分离后的色光、蓝色光引向液晶板441B的功能。
此时，在色分离光学系统42的分色镜421处，从积分照明光学系统41射出的光束的蓝色成分与绿色成分透过的同时，红色成分被反射。分色镜421所反射的红色光被反射镜423反射，从场透镜417中通过而到达红色用液晶板441R。该场透镜417将从第2透镜阵列414射出的各局部光束变换成与其中心线(主光线)平行的光束。设置在其它液晶板441G、441B的光入射侧的场透镜417也起着同样的作用。
透过分色镜421的蓝色光与绿色光中的绿色光被分色镜422反射，从场透镜417中通过而到达绿色用液晶板441G。而蓝色光透过分色镜422并从中继光学系统43中通过，进而从场透镜417中通过而到达蓝色光用液晶板441B。对蓝色光之所以使用中继光学系统43，是由于蓝色光的光路长度比其它色光的光路要长，故而为了防止因光离散等原因导致光的利用率降低而使用的。即，为了使入射到入射侧透镜431上的局部光束能够原样到达场透镜417上而使用。
电光装置44具有3片作为光调制装置的液晶板441R、441G、441B，它们例如采用多晶硅TFT作为开关元件，经色分离光学系统42分离的各色光，由该3片液晶板441R、441G、441B根据图象信息进行调制而形成光学像。
交叉分色棱镜45用来对从3片液晶板441R、441G、441B射出的各色光经过调制的图象进行合成从而形成彩色图象。在交叉分色棱镜45上，反射红色光的电介质多层膜和反射蓝色光的电介质多层膜沿4个直角棱镜的界面大体呈X字形形成，通过这些电介质多层膜实现3种色光的合成。并且，经交叉分色棱镜45合成后的图象从投影透镜46射出，投影放大在银幕上。
以上说明的各光学系统41～45如图4、图12所示，被收容在作为光学部件用盒体的合成树脂制造的内部盒体47内。
该内部盒体47由下内部盒体471和上内部盒体472构成；在所说下内部盒体471上，设有可分别将前述各光学部件414～419、421～423、431～434从上方以滑动方式插入的槽部，而所说上内部盒体472呈可将下内部盒体471的上部开口封闭起来的盖状形成。
此外，在内部盒体47的光射出处形成有头部49。在头部49的前方一侧固定投影透镜46，在后方一侧固定安装有液晶板441R、441G、441B的交叉分色棱镜45。
接下来，对构成本发明的主要部分的光源装置413、光学元件单元600及其附近的内部盒体47的结构进行详细说明，继而，对冷却结构、特别是光学元件光源冷却系统B进行详细说明。
(3.光源装置的结构)图7是光源装置413的立体分解图，图8是构成光源装置413的进气侧通道构件550的从上方和正面看过去时的附图。
光源装置413是如前所述射出既定光束的装置，除了图4、图6所示之外，还如图7所示，其结构为包括具有光源灯411及反光镜412的灯本体410、以及用来容纳该灯本体410的光源灯用盒体500，能够相对于内部盒体47(参照图4)进行装拆。
下面，结合图7对光源装置413进行说明。在作为反光镜412前表面的光射出面412A上，在其四个角上分别形成有向前方突出的突出片412A1。并且，在所说4个突出片412A1上，卡合有与光射出面412A相距既定间隔而将该光射出面412A覆盖的、玻璃或塑料等制成的透明板501。由于反光镜412的前表面部分这样构成，因此，在光射出面412A与透明板501之间，在光射出面412A的上下左右形成了4个其一边的尺寸与突出片412A1的突出尺寸大体相同的、大致为长方形的开口部(图中只能看到一部分)。
由这4个开口部中形成于上侧的开口部以及形成于下侧的开口部，形成本发明所涉及的投影仪中的一对灯冷却用开口部，该形成于上侧的开口部是排气侧开口部507，形成于下侧的开口部是进气侧开口部508。
因此，排气侧开口部507和进气侧开口部508位于以从光源灯411射出的光束的光轴为中心的对称位置上。
此外，在排气侧开口部507及进气侧开口部508上，虽未图示，但设置有为了在光源灯411破碎时可防止其碎片飞溅而设置的防尘用过滤板。
当由灯本体410与光源灯用盒体500组装成光源装置413时，4个开口部之中形成于左右侧的开口部与光源灯用盒体500的侧面部512接触，从而被该侧面部512封闭。
由于具有这样的结构，因而在灯本体410中形成有，作为使空气经由进气侧开口部508从灯本体410的外部向内部、进而、经由排气侧开口部507从灯本体410的内部向外部流动的流通路径的光源冷却流体路径X。这样，便能够对包含有光源灯411的灯本体410的内部进行冷却(参照图14)。
另一方面，光源灯用盒体500是这样一种部件，即，在容纳灯本体410以对其进行保护的同时，还在从光源灯411射出的光束的光轴方向以及与该光轴方向相垂直的方向上，对包含有光源灯411以及反光镜412的灯本体410进行定位，并且，对光源灯用盒体500内部的冷却起辅助作用；其结构为具有盒体本体510、排气侧盖组件520、排气侧通道构件530、以及进气侧通道构件550。
盒体本体510是用来对灯本体410进行保护及定位的盒状部件，其结构为具有与灯本体410的左右侧部相接触的两个侧面部512、与4个突出片412A1的前表面相接触的正面部513、以及与灯本体410的上部相接触的上面部514。
为了不对从光源灯411射出的光束造成阻碍，在正面部513上形成有用来使透明板501的前表面从光源灯用盒体500中露出的正面开口部513A。
在上面部514上，在盒体本体510的前侧形成有大约为长方形的前侧开口部503，而且，在该前侧开口部503的后侧且上面部514的大致中央部位形成有其一边的长度小于前侧开口部503的长边的大约为正方形的中央开口部504。在图7中，该中央开口部504被排气侧盖组件520封闭，因此在图中看不到。
此外，在上面部514上，在中央开口部504的后侧形成有用来安装后述的排气侧盖组件520的支持轴523的支持用轴承515，而且，在上面部514上，在将中央开口部504夹在中间的对角位置、即从正面看过去在盒体本体510的左侧纵深部位和右侧靠外部位的位置上，分别形成有螺纹孔516。
前侧开口部503，与灯本体410上所设置的排气侧开口部507相比，其开口面积稍大。而且，在由灯本体410与光源灯用盒体500组装成光源装置413之后，前侧开口部503将位于与排气侧开口部507重合的位置上。
另外，虽未图示，但在前侧开口部503与排气侧开口部507之间，设置有将该开口部503、507连接起来的、由橡胶或树脂等材料构成的弹性部件。由于存在有该弹性部件，即便是在光源灯411破碎的情况下，也能够防止其碎片飞溅。
排气侧盖组件520是设置在盒体本体510的上面部514的上侧，并对形成于上面部514上的前侧开口部503以及中央开口部504进行开闭的部件，其结构为具有用来封闭开口部503、504的平板状盖组件本体521、支持该盖组件本体521的支持轴523、以及对盖组件本体521的转动起辅助作用的辅助片522。
盖组件本体521为短边的长度与前侧开口部503的长边的长度大体相同的大约长方形形状、其大小可将开口部503、504完全遮盖。
辅助片522是从盖组件本体521的长边上的大约中央部位顺沿于盖组件本体521的短边方向向两侧延伸而成，并且其截面形状呈“ヘ”字形。
支持轴523安装在盖组件本体521的后端部521A上，如前所述地得到支持用轴承515的支持。
在这里，当由灯本体410与光源灯用盒体500组装成光源装置413之后，辅助片522与下内部盒体471(参照图4、图14)上所形成的突起接触，由于该突起的接触，盖组件本体521将以支持轴523为支点转动。于是，盖组件本体521的前端部521B被抬起。
因此，当光源装置413安装在下内部盒体471内时，盖组件本体521的前端部521B始终处于被抬起的状态，开口部503、504始终打开。
而当光源装置413从下内部盒体471内拆下后，靠前述突起进行的接触被解除，盖组件本体521的前端部521B下落，开口部503、504处于被封闭状态。
排气侧通道构件530是可将开口部503、504以及排气侧盖组件520遮盖起来以防止内部流动的空气向外泄漏的、盒状罩盖部件。
排气侧通道构件530的内部是中空的，而且，在排气侧通道构件530的两个侧面531上，形成有对应于辅助片522的位置、形状以及动作而被切除的缺口部532(图中只能看到其中之一)，以免阻碍排气侧盖组件520的动作。
此外，在排气侧通道构件530上，在与形成于盒体本体510的上面部514上的两个螺纹孔516分别对应的位置上形成有螺钉孔536。并且，螺钉517穿过螺钉孔536拧入螺纹孔516中，从而将排气侧通道构件530固定在盒体本体510上。
而且，在排气侧通道构件530的两个侧面531上，在缺口部532的后部，形成有具有与手指肚形状相应的凹陷的手捏部533，便于将光源装置413从下内部盒体471内拆下。
虽在图7上看不到，但在排气侧通道构件530与排气侧盖组件520之间设置有与盖组件本体521上所形成的接触部521X接触而对盖组件本体521施加作用力使之趋向盒体本体510侧转动的螺旋弹簧。
其次，进气侧通道构件550是设置在盒体本体510的下侧、从下侧对灯本体410的进气侧开口部508进行遮盖的部件，其结构为具有将从西洛克风扇54排出的空气引向进气侧开口部508的进气侧通道构件本体551、对该进气侧通道构件本体551上所形成的开口部551A进行开闭的滑门552。
进气侧通道构件本体551如图8(A)、(B)中也展示的，其结构为具有与灯本体410的下侧接触的正面呈凹形的片状部件553、以及使该片状部件553的前端正中部分向表面的外方向突出而形成的空气取入部554。
而且，在空气取入部554的中央，形成有对从西洛克风扇54排出的空气进行整流的片状整流片557，该整流片557将空气取入部554分隔为两个空间。经由形成于该空气取入部554的前端的开口部551A，将从西洛克风扇54排出的空气引入灯本体410内。
在这里，从西洛克风扇54排出的空气，是沿风扇旋转的切线方向流动的，因而不是与排气口54B相垂直而是向旋转方向一侧稍偏心地排出的。为此，在空气取入部554的中央设置了整流片557，以使得从排气口54B偏心排出的空气与整流片557相撞而改变方向从而对其进行整流。虽然整流片557在空气取入部554的中央仅形成有一个，但对于形成的数量以及位置并无特别限定。
滑门552的结构为具有可相对于盒体本体510自由滑动地得到支持的滑门本体555、以及对该滑门本体555施加作用力使之趋向滑动方向、即图中的下方移动的两个螺旋弹簧556。
滑门本体555以大约呈长方形的片状、能够将开口部551A封闭的大小形成。
两个螺旋弹簧556，其各自的一端安装在滑门552上，另一端则插入并固定在在盒体本体510的正面部513上形成于正面开口部513A的下侧的下凹部分513B中。
在这里，如图7所示，在构成光源装置413的反光镜412和透明板501同进气侧通道构件550之间配置有通道盖560。
通道盖560如图9、10中也展示的，是用来对灯本体410的下侧进行支持，并使得从西洛克风扇54侧流过来的冷却空气高效率地流入反光镜412内的部件，其上侧与光源装置413的形状相应地弯曲，前后方向上的厚度尺寸与反光镜412的4个突出片412A1的突出尺寸大致相同。
此外，如图9所示，在通道盖560的底面部561上，在其大约中央形成有进气用开口部561A。并且，如图10所示，在底面部561上，进气用开口部561A的周边部分与其它部分相比，厚度尺寸要小(薄)。即，在底面部561上，形成有从该其它部分向进气用开口部561A的中央侧伸出的伸出部561B。该伸出部561B的厚度尺寸在约0.5mm以下，比其它部分薄。
如上所述，由于底面部561的进气用开口部561A的周边部分较薄，可使得从西洛克风扇54侧流过来的冷却空气，沿透明板413圆滑地进入反光镜412内，对光源灯411的前端部分有效地进行冷却(参照图14)。
在这里，当由灯本体410以及光源灯用盒体500组装成光源装置413时，将处于下内部盒体471(参照图4)上所形成的突起(图中省略)与之接触而将滑门本体555抬起的状态。
因此，当光源装置413安装在下内部盒体471内时，滑门本体555始终处于被抬起的状态，开口部551A始终打开。而当光源装置413从下内部盒体471中拆下时，靠该突起进行的接触被解除，滑门本体555下落，开口部551A被封闭。
如上所述，当从下内部盒体471内将光源装置413拆下时，排气侧开口部503、504以及进气侧开口部551A同时被封闭，因此，这些开口部503、504、551A内侧的一对作为冷却用开口部的开口部507、508也被封闭，从而使得构成本发明的开闭机构处于关闭状态。
(4.光学元件单元的结构)在这里，对光学元件单元600的结构进行说明。
图11是光学元件单元600的立体图。
如前所述，光学元件单元600，配置在第1聚光透镜416与第1透镜阵列418之间，并且是由偏振光变换元件415及第2透镜阵列414成为一体而单元化的。
更具体地说，如图11所示，光学元件单元600的结构为具有作为光学元件601的偏振光变换元件415及第2透镜阵列414、以及用来固定这些光学元件601的光学元件固定部件602。
光学元件固定部件602是在保持偏振光变换元件415与第2透镜阵列414之间存在有既定空间的状态下进行固定的部件，在这种状态下，以螺钉610固定在下内部盒体471(参照图4)的既定位置上。另外，在光学元件固定部件602上，供该螺钉610穿过的螺钉孔603在反映出光学元件固定部件602的厚度的部分的左右两个端部的上侧各形成有一个。
此外，为了利用设置在偏振光变换元件415与第2透镜阵列414之间的空间，对偏振光变换元件415及第2透镜阵列414进行冷却，在光学元件固定部件602上形成有沿图中的上下方向贯通的冷却流体路径。于是，在光学元件单元600的上侧，形成两个旨在构成冷却流体路径的大约为长方形的进气侧开口部602A，另一方面，从该图中虽看不到，但在光学元件单元600的下侧，也形成有两个旨在构成冷却流体路径的大约为长方形的排气侧开口部602B(参照图13)。
因此，由于存在上述冷却流体路径，可使得位于光学元件单元600上方的空气从进气侧开口部602A进入偏振光变换元件415与第2透镜阵列414二者之间，并从排气侧开口部602B排出，从而对偏振光变换元件415和第2透镜阵列414等光学元件601进行冷却。
(5.内部盒体的结构)下面，对光学元件单元600附近、进气侧通道构件550附近的内部盒体47的结构进行说明。
首先，对光学元件单元600附近部位的内部盒体47的结构进行说明。
如图14所示，在上内部盒体472上，在光学元件单元600上方的部位形成有为了使冷却空气能够对应于光学元件单元600的配置而流通的光学元件冷却用进气侧开口部472A。此外，如图12、13所示，在下内部盒体471上，在光学元件单元600下方的部位(在图13中为上方)形成有光学元件冷却用排气侧开口部471A。
而且，如图13所示，在下内部盒体471的外表面(图中上侧)上，形成有具有将光学元件冷却用排气侧开口部471A围起来并且将西洛克风扇54的进气口54A围起来的形状的突起475。该突起475的前端部分475A呈平坦面形状形成，能够与西洛克风扇54准确对接以防止来自外部的空气流入。通过该突起475，在西洛克风扇54的进气口54A与光学元件冷却用排气侧开口部471A之间可形成突起475的突出尺寸大小的空间。
此外，在光学元件冷却用排气侧开口部471A附近，在下内部盒体471的内表面上(图中下侧)，形成有由凹状台阶部476构成的空气滞留部476A。该凹状台阶部476的外表面位于与突起475的前端部分475A同高的位置上，与突起475的前端部分475A同样，能够与西洛克风扇54的面准确对接。
由于光学元件单元600附近的下内部盒体471具有如上所述的结构，因此，如图13所示，从光学元件单元600的内部、经由光学元件单元600的排气侧开口部602B流出的空气如箭头610、611所示流动，并被吸入西洛克风扇54中。
具体地说，在光学元件单元600中，从图13中右侧的排气侧开口部602BR流出的空气如箭头610所示，径直流向西洛克风扇54的进气口54A而被吸入西洛克风扇54中。
而从图13中左侧的排气侧开口部602BL流出的空气如箭头611所示，与凹状台阶部476的内表面接触而暂时滞留于空气滞留部476A中之后，变换方向而向西洛克风扇54的进气口54A流动并被吸入西洛克风扇54内。
另外，在图13、14中，通过改变光学元件冷却用排气侧开口部471A或光源装置侧开口部471B的开口面积，可自由改变光学元件单元600的左右冷却平衡。
下面，对进气侧通道构件550附近的内部盒体47的结构进行说明。
在构成内部盒体47的下内部盒体471上，形成有用来容纳进气侧通道构件550的、从下内部盒体471的外表面突起的突起部477。该突起部477，其前端的光源装置侧开口部471B与西洛克风扇54的排气口54B相连接，并且是按照进气侧通道构件550上的空气取入部554的形状形成的。如上所述，进气侧通道构件550的内部被进气侧通道构件550与下内部盒体471二者双重遮盖，可切实防止流动于内部的冷却空气向内部盒体47外部泄漏。
(6.西洛克风扇)下面，对西洛克风扇54进行说明。
图12是光学单元4从下方看过去的立体图。图13是光学单元4、即下内部盒体471的局部经过放大的立体图。图14是投影仪1中的主要部分的示意图。
如图12所示，西洛克风扇54是配置在下内部盒体471的下侧的风扇，通过螺钉孔541以两根螺钉542固定在下内部盒体471的外表面上。
此外，西洛克风扇54如图5、图12、图13、图14所示，是吸入光学元件单元600附近的内部盒体47内的空气向光源装置413侧排出的风扇，其结构为具有朝向光学元件冷却用排气侧开口部471A的进气口54A、以及与光源冷却流体路径X相连接的排气口54B。
(7.冷却结构)如上构成的本实施方式的投影仪1中，具有主要对液晶板441R、441G、441B进行冷却的液晶板冷却系统A、主要对光学元件单元600及光源装置413进行冷却的光学元件光源冷却系统B、以及主要对电源31进行冷却的电源冷却系统C。
由于光学元件光源冷却系统B是作为本发明的主要部分的冷却系统，故在后面详细说明。首先对液晶板冷却系统A以及电源冷却系统C进行说明。
在图2、图4、图5中，液晶板冷却系统A中使用了配置在投影透镜46的两侧的一对西洛克风扇51、52。被西洛克风扇51、52从下表面上的进气口231B吸入的冷却空气从下向上对液晶板441R、441G、441B进行冷却之后，边对驱动板90(图3)的下表面进行冷却边接近位于前方角落处的轴流排气扇53，并从前表面一侧的排气口212B排出。
图4中，在电源冷却系统C中，使用的是设置在电源31的后方的轴流进气扇55。被轴流进气扇55从背面侧进气口2D吸入的冷却空气在对电源31及驱动电路32进行冷却后，与另一个冷却系统A同样，被轴流排气扇53从排气口212B排出。
(8.光学元件光源冷却系统)下面，对光学元件光源冷却系统B详细进行说明。
与液晶板冷却系统A同样，被西洛克风扇51、52从下表面的进气口231B吸入的冷却空气在从下向上对液晶板441R、441G、441B进行冷却之后，到达驱动板90(图3)的下表面。该冷却空气的一部分流向前述液晶板冷却系统A，剩余的冷却空气在图14中的光学元件光源冷却系统B中，如箭头所示，在西洛克风扇54的吸引下，边对图14中未图示的驱动板90进行冷却，边从与该驱动板90相向配置的、形成于上内部盒体472上的光学元件冷却用进气侧开口部472A进入内部盒体47内。
并且，进入内部盒体47内的冷却空气从光学元件单元600的进气侧开口部602A进入光学元件单元600内部，经由图13中箭头610、611所示路径，对偏振光变换元件415及第2透镜阵列414进行冷却之后，从排气侧开口部602B排出。
其次，从排气侧开口部602B排出的冷却空气，若参照图12，则从形成于下内部盒体471上的光学元件冷却用排气侧开口部471A到达内部盒体47之外，从西洛克风扇54的进气口54A被吸入西洛克风扇54中，从排气口54B排出。
该排出的冷却空气从形成于进气侧通道构件550的空气取入部554的前端的开口部551A进入，边被整流片557整流(参照图7)，边沿着进气侧通道构件550将其方向变换90度，经由灯本体410的进气侧开口部508流畅地进入光源冷却流体路径X中。之后，在从光源冷却流体路径X中通过而对光源灯411进行冷却之后，从排气侧开口部507排出灯本体410之外，与前述冷却系统A、C同样，被轴流排气扇53从排气口212B排出外壳2之外。
(本实施方式的效果)根据以上所述的本实施方式，具有如下效果。
(1)在西洛克风扇54的驱动下，冷却空气沿如图14的箭头所示的光学元件光源冷却系统B流动，从而集中地对光学元件单元600及光源灯411进行冷却，因此，能够对光源灯411进而光源装置413、以及光学元件单元600充分进行冷却。
(2)最先进入内部盒体47内部的冷却空气在光学元件光源冷却系统B中的冷却空气之中是温度最低的，而由于在光学元件单元600的上方形成有光学元件冷却用进气侧开口部472A，使冷却空气最先由此进入，因此，对于容易发生变形等的光学元件单元600能够以更高的效率进行冷却，使光学元件单元600的寿命延长。
(3)由于西洛克风扇54的排气口54B与进气侧开口部508二者经由进气侧通道构件550相连接，因此，能够减少从西洛克风扇54排出的冷却空气向其它地方泄漏的可能性。因此，能够将从西洛克风扇54排出的冷却空气可靠地送入光源冷却流体路径X中，对反光镜412内部、即光源灯411高效率地进行冷却，使光源灯411的寿命得以延长。
(4)作为一对灯冷却用开口部的进气侧开口部508及排气侧开口部507，是形成于以反光镜412的光轴为中心的对称位置上的，因而冷却空气在反光镜412内部是在比较大的范围内流动的，因此，能够以更高的效率对光源灯411进行冷却。
(5)由于设置有将反光镜412的光射出面412A封闭起来的透明板501，因此，在光源灯411破碎时，能够防止其碎片飞溅。
(6)由于进气侧通道构件550中形成有整流片557，因此，在进气侧通道构件550内部流动的冷却空气经过整流片557整流后将流畅地流入光源冷却流体路径X。因此，能够以更高的效率对光源灯411进行冷却。
(7)光源装置413中，具有包含有排气侧盖组件520及进气侧通道构件550的开闭机构，因而，即便需要更换破损的光源灯411而将光源装置413从内部盒体47中拆下时，能够以开闭机构将灯本体410封闭起来，因此，能够防止光源灯411的碎片等飞溅到内部盒体47内。因此，能够消除投影仪1使用者触及光源灯411的碎片而受伤的可能性。而且，由于在光源灯用盒体500中设置了通道构件530、550，因此，还能够防止位于盒体500内部的反光镜412以及光源灯411破碎时碎片飞溅。
(8)由于下内部盒体471上形成有肋状突起475，因此，在光学元件冷却用排气侧开口部471A与西洛克风扇54的进气口54A之间，可形成突起475的突出尺寸大小的空间。因此，风扇54可将光学元件单元600附近的冷却空气毫无遗漏地吸入，因而能够对整个光学元件单元600进行冷却。
(9)由于突起475将西洛克风扇54的进气口54A及光学元件冷却用排气侧开口部471A围起来，因此，可使从突起475与西洛克风扇54之间的间隙流入进气口54A的空气减少。因此，西洛克风扇54能够切实将内部盒体47内的冷却空气吸入，因而能够对光学元件单元600充分进行冷却。
(10)由于将突起475的前端部分475A做成平坦面，可使突起475与西洛克风扇54的进气口54A的周围准确对接，因此，能够更可靠地吸入内部盒体47内的冷却空气，切实地对光学元件单元进行冷却。
(11)由于下内部盒体471上形成有凹状台阶部476，设置了空气滞留部476A，因此，西洛克风扇54能够将光学元件单元600附近的冷却空气毫无遗漏地吸入，能够对整个光学元件单元600进行冷却。
(12)由于驱动板90在光学元件冷却用进气侧开口部472A附近相向配置，因此，在位于内部盒体47的外部的冷却空气经由光学元件冷却用进气侧开口部472A流入内部盒体47的内部侧时，也对驱动板90一起进行冷却。因此，能够对包含有耐热性差的电路器件的驱动板90进行冷却，因而，可使电光装置44、进而投影仪1可靠地工作。
(13)通过设置排气侧盖组件520使得冷却空气向反光镜412侧流动，以此对一般来说位于反光镜412的背面一侧并容易发热的光源灯411的电极进行冷却，因此，光源灯411的寿命得以进一步延长。
(14)由于对进气侧通道构件550的内部空间，以进气侧通道构件550与下内部盒体471二者进行双重遮盖，因此，能够切实防止流动于该内部的冷却空气泄漏到内部盒体47之外。
(15)由于利用螺旋弹簧的作用力实现开口部503、504、551A的开闭，因此，能够以简单的结构设置开闭机构。
(变型例)本发明并不限定于前述实施方式，还包括能够实现本发明的目的的其它结构等，以下所说明的变型等也包括在本发明中。
例如，在前述实施方式中，是将驱动板90与光学元件冷却用进气侧开口部472A相向配置的，但若通过其它冷却系统也能够可靠进行冷却，也不必特地配置在这种位置上。
此外，在前述实施方式中，一对灯冷却用开口部507、508是形成于以反光镜412的光轴为中心的对称位置上的，但也可以偏离对称位置，即，只要在包含有反光镜412的光源装置413上形成一对开口部即可。而且，灯冷却用开口部507、508也可以不是各设置一个，例如，还可以是进气侧开口部为一个，排气侧开口部为两个这样的结构。重要的是，只要至少设置有一对开口部即可。
此外，作为进气侧通道构件550，例如，也可以使用软管等管路将西洛克风扇54的排气口54B与光源冷却流体路径X连接起来。
在这里，在前述实施方式中，光源装置413是以具有通道构件530、550以及排气侧盖组件520而构成的，但只要能够切实对光源灯411进行冷却，既可以只设置其中的一部分，也可以全部不设置。但相比之下，前述实施方式具有能够切实对光源装置413进行冷却的优点。
而且，在前述实施方式中，光源装置413具有开闭机构，但若不是特别需要，也可以不予设置。此外，也可以做成仅对位于光源装置413的下侧的进气侧开口部进行开闭的开闭机构。在这种情况下，破碎时的碎片会向下掉落，因此，只要能够仅对下侧进行开闭，便具有能够较为可靠地防止碎片飞溅的优点。但是，无论与上述何种做法相比，前述实施方式均具有光源灯411破碎时的碎片切实不会飞溅的优点。
在前述实施方式中，下内部盒体471上形成有突起475，但只要西洛克风扇54能够可靠且高效率地吸入冷却空气，也可以不特意设置之。但相比之下，前述实施方式具有能够将光学元件单元600附近的冷却空气毫无遗漏地吸入的优点。
在前述实施方式中，下内部盒体471上形成有由凹状台阶部476构成的空气滞留部476A，但只要西洛克风扇54能够可靠且高效率地吸入冷却空气，也可以不特意设置之。但相比之下，前述实施方式具有能够将光学元件单元600附近的冷却空气毫无遗漏地吸入的优点。
此外，在前述实施方式中，为了对光学元件单元600进行冷却，在光学元件固定部件602的上下各形成有两个开口部602A、602B，但对其数量和形状等并无特别限定。此外，光学元件单元600中冷却流体路径的方向也不限于上下方向，也可以设计成倾斜方向等其它方向。
此外，在前述实施方式中，是以能够对偏振光变换元件415及第2透镜阵列414一体化而成的光学元件单元600进行冷却而构成的，但并不限于此，例如，也可以以能够对第1聚光透镜416和第1透镜阵列418等其它光学元件进行冷却而构成。
另外，在前述实施方式中，通道盖560的底面部561上形成有从其它部分向进气用开口部561A的中央侧伸出的薄的伸出部561B，但该伸出部561B也可以如图15所示，是朝向进气用开口部561A其厚度尺寸逐渐减小的锥形。也就是说，只要这样形成即可，即，底面部561的上部的开口面积大于底面部561的下部的开口面积。
产业上利用的可能性本发明可在对从光源射出的光束根据图象信息进行调制、投影放大而形成投影图象的投影仪中得到利用。
权利要求
1.一种投影仪，具有，以包含有光源灯而构成的、形成有用来向内部的所说光源灯引入冷却空气的光源冷却流体路径的光源装置，对从该光源装置射出的光束实施光学处理的照明光学系统，以及用来容纳构成该照明光学系统的光学元件的光学部件用盒体，其特征是，在所说光学部件用盒体上，为了使冷却空气能够对应于所说光学元件的配置而流通，形成有将所说光学元件夹在中间而相向配置的一对光学元件冷却用开口部，具有进气口朝向一对光学元件冷却用开口部中之一方的开口部、排气口与所说光源冷却流体路径相连接的风扇。
2.如权利要求1所说的投影仪，其特征是，具有对从所说光源装置射出的光束根据图象信息进行调制的电光装置，在所说另一方光学元件冷却用开口部处，对该电光装置进行控制的控制电路板与之相向配置。
3.如权利要求1或2所说的投影仪，其特征是，所说光源装置具有，使从所说光源灯辐射的光束的射出方向指向同一方向的反光镜、以及、将该反光镜的光射出面封闭起来的透明板，在所说反光镜与该透明板的接合部位，形成有以所说反光镜的光轴为中心对称配置的一对灯冷却用开口部，所说排气口与该一对灯冷却用开口部中的某一个开口部之间，通过通道部件相连接。
4.如权利要求3所说的投影仪，其特征是，在所说通道部件上，形成有对从所说排气口排出的冷却空气进行整流的整流片。
5.如权利要求3或4所说的投影仪，其特征是，设置有在从所说光学部件用盒体中拆下时，将所说灯冷却用开口部封闭起来的开闭机构。
6.如权利要求1至5之一的权利要求所说的投影仪，其特征是，在所说光学部件用盒体的外表面上，形成有将所说一方光学元件冷却用开口部围起来，并将所说风扇的进气口围起来的凸缘状的突起。
7.如权利要求1至6之一的权利要求所说的投影仪，其特征是，在所说一方光学元件冷却用开口部附近的内表面上，形成有由凹状台阶部构成的空气滞留部。
全文摘要
投影仪具有形成有用来将冷却空气引入内部光源灯411处的光源冷却流体路径X的光源装置413，以及用来容纳对该光源装置413射出的光束实施光学处理的光学元件单元600的内部盒体47。在内部盒体47上，为了使冷却空气能够对应于光学元件单元600的配置而流通，形成有将光学元件单元600夹在中间而彼此相向地配置的一对光学元件冷却用开口部471A、472A。此外，在内部盒体47的下侧，设置有其进气口54A朝向开口部471A、排气口54B与光源冷却流体路径X相连接的风扇54。由于空气沿箭头所示路径流动，因而能够对光学元件单元600以及光源灯411充分进行冷却。
文档编号H04N9/31GK1463387SQ02801873
公开日2003年12月24日 申请日期2002年5月27日 优先权日2001年5月28日
发明者小泽孝明, 松宫俊夫 申请人:精工爱普生株式会社