JP2001092012A

JP2001092012A - プロジェクタ装置

Info

Publication number: JP2001092012A
Application number: JP26377199A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Takatsuka; 央高塚; Susumu Yamada; 進山田; Hiroyuki Ono; 裕之小野; Masato Shinoda; 真人篠田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1999-09-17
Filing date: 1999-09-17
Publication date: 2001-04-06

Abstract

(57)【要約】【課題】光源部を効率よく冷却しながら小型化を図る
ことができるプロジェクタ装置を提供すること。【解決手段】筐体１０１内に収容された光源２の光を
用いて映像を投写するプロジェクタ装置において、筐体
１０１内の光源２に送風するファン４７と、ファン４７
が発生する空気を光源２へ導く案内用ダクト１４９と、
光源２を冷却した後の空気を筐体１０１の外部に導く排
気用ダクト４８と、を備え、排気用ダクト４８の途中に
は筐体１０１内の空気を取り入れるための開口部４８ａ
が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、筐体内に収容され
た光源の光を用いて映像を投写するプロジェクタ装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プロジェクタ装置は、たとえば赤、緑、
青の色をそれぞれ制御する３枚の液晶ライトバルブを用
いてこれら３成分の光を合成し、その合成された光をレ
ンズを通して拡大投写するものである。この種の液晶プ
ロジェクタは、映像を投写して表示するために光源部を
備えている。この光源部は発熱量が大きく冷却を必要と
する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来は、光源部の上部
に配置したファンで空気を吸引することで、光源部の熱
せられた空気を排出し、光源部に冷たい空気が入り込む
ようにすることで、光源部を冷却していた。しかし、光
源部で熱せられた空気は、筐体の内部に排出されていた
ため、筐体の内部の温度が上がる傾向にある。このた
め、電気基板の仕様温度と筐体の内部温度との間にマー
ジンが少なかった。また、直接外部に排出するためには
排出空気が高温であるため、少しでも冷却するため、排
気ダクトを長くする必要があり、プロジェクタ装置の小
型化の弊害となっていた。そこで本発明は上記課題を解
消し、光源部を効率よく冷却しながら小型化を図ること
ができるプロジェクタ装置を提供することを目的として
いる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、筐体
内に収容された光源の光を用いて映像を投写するプロジ
ェクタ装置において、前記筐体内の前記光源に送風する
ファンと、前記ファンが発生する空気を前記光源へ導く
案内用ダクトと、前記光源を冷却した後の空気を前記筐
体の外部に導く排気用ダクトと、を備え、前記排気用ダ
クトの途中には前記筐体内の空気を取り入れるための開
口部が設けられていることを特徴とするプロジェクタ装
置である。

【０００５】請求項１では、ファンが筐体内の光源に送
風する。ダクトは、ファンが発生する空気を光源に導
く。排気用ダクトは、光源を冷却した後の空気を筐体の
外部に導く。開口部は、排気用ダクトの途中に設けられ
ており、筐体内の空気を取り入れるようになっている。
これにより、排気用ダクト内部の排気流の温度よりも低
い温度の空気を取り入れることにより、排気流温度を下
げることができ、排気用のダクトの小型化によりプロジ
ェクタ装置の小型化を図ることができる。

【０００６】請求項２の発明は、請求項１に記載のプロ
ジェクタ装置において、前記排気用ダクトの途中には前
記排気用ダクトの空気流路の断面積を小さくする空気絞
り部分を有し、前記空気絞り部分の途中には前記開口部
が形成されている。請求項２では、排気用ダクトの空気
流路の断面積を小さくするような空気絞り部分を有し、
この空気絞り部分の途中に開口部が形成されている。こ
れにより、効率よく排気用ダクトの中に開口部を通じて
排気用ダクト内部の排気流の温度よりも低い温度の空気
を取り入れて、筐体の外部へは温度を下げた空気を排出
することができる。

【０００７】請求項３の発明は、請求項２に記載のプロ
ジェクタ装置において、前記排気用ダクトの途中には、
冷却対象物が配置されている。請求項３では、排気用ダ
クトの途中に冷却対象物を配置することにより、冷却対
象物を効率よく冷却することができる。

【０００８】請求項４の発明は、請求項３に記載のプロ
ジェクタ装置において、前記冷却対象物は、電子部品ま
たは回路基板である。請求項４では、冷却対象物が、作
動時に熱を発生する電子部品や回路基板である。これに
より、筐体内の温度を下げて電子部品の仕様温度や回路
基板の仕様温度の筐体内の温度に対するマージンを大き
く取ることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、
技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明
の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨
の記載がない限り、これらの形態に限られるものではな
い。

【００１０】図１は、本発明のプロジェクタ装置の好ま
しい実施の形態の外観を示す斜視図である。図１におい
て、プロジェクタ装置１００は、筐体１０１を有してお
り、筐体１０１の中にはミラー６２と光学ユニット１０
４等が内蔵されている。筐体１０１は上部１０２と下部
１０３を有しており、上部１０２の前側にはスクリーン
６１が設けられている。光学ユニット１０４が投写する
映像は、ミラー６２で反射して、スクリーン６１の背面
側（内面側）に拡大して投写できるものである。このプ
ロジェクタ装置１００は、３枚の液晶ライトバルブを用
いたいわゆる３板式の液晶プロジェクタ装置である。

【００１１】図２は、図１のプロジェクタ装置１００を
Ｅ側から見た図であり、プロジェクタ装置１００の内部
構造例を示している。筐体１０１の上部１０２はスクリ
ーン６１を有している。下部１０３の中には、電気回路
５１、光学ユニット１０４等が内蔵されている。光学ユ
ニット１０４は下部１０３のほぼ中央に位置しており、
その光学ユニット１０４の右側と左側には電気回路５１
が配置されている。光学ユニット１０４の光源２の付近
には、光源等の冷却用のファン５２が設けられている。
この冷却用のファン５２を回転することにより、光源部
２００の光源２等が発する熱を外部に放出する。

【００１２】図３は、図１のプロジェクタ装置１００に
設けられる光学ユニット１０４を示している。光学ユニ
ット１０４の筐体内に設置された基板１上には、光源２
と、光学ブロック３とが配置されている。光学ブロック
３は、光学ブロックケース４と、光学ブロックケース４
との上方を閉鎖する蓋２１と、光学ブロック３の前方に
位置する上カバー２２ａと、上カバー２２ａに対して基
板１の下方に設けられた下カバー２２ｂを有している。
光学ブロック３の中には、図４に示すように光学部品を
収容している。蓋２１の上部には、液晶ライトバルブを
駆動するための駆動回路８が設けられている。上カバー
２２ａは脱着可能であり上カバー２２ａを取り外すと液
晶ライトバルブのレジストレーション調整（画像の重ね
合わせ調整）を行うことができる。

【００１３】光学ブロック３は、例えば図４に示すよう
な光学部品を有している。光源２側にはレンズアレイ２
４ａ，２４ｂが配置され、光源２からの光を赤、緑、青
（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の３色の光に分光して液晶ライトバルブ
６ａ，６ｂ，６ｃに導くためのダイクロイックミラー２
７ａ，２７ｂ、及び反射ミラー２８ａ，２８ｂ，２８ｃ
が光軸ＯＬに沿って配置されている。ダイクロイックミ
ラー２７ａ，２７ｂと反射ミラー２８ａ，２８ｂ，２８
ｃは光源２の光の分離光学手段である。分光された３色
の光が通過する経路には、それぞれ集光レンズ２９ａ，
２９ｂ，２９ｃ、偏光板３０ａ，３０ｂ，３０ｃ、液晶
ライトバルブ６ａ，６ｂ，６ｃが配置されており、後段
の合成光学手段としての合成プリズム５の各面に３色の
光が別々に入射するようにしている。合成プリズム５の
後段には合成した光を拡大投写する投写光学手段である
投写レンズ３２が設けられている。

【００１４】ここで、この光学ブロック３の動作につい
て説明する。メタルハライドランプ等の光源２からの照
明光は、紫外線及び赤外線を遮断するカットフィルター
２３を通過し、光学ブロック３内に入射する。光学ブロ
ック３に入射した照明光は、レンズアレイ２４ａ，２４
ｂを透過し、ダイクロイックミラー２７ａで赤色光Ｒが
分離反射され、分離した赤色光Ｒは反射ミラー２８ａで
反射され、集光レンズ２９ａ及び偏光板３０ａを透過
し、赤色用の液晶ライトバルブ６ａを透過する。ダイク
ロイックミラー２７ａを透過した照明光、即ち緑色光Ｇ
及び青色光Ｂは、ダイクロイックミラー２７ｂで緑色光
Ｇが分離反射され、分離した緑色光Ｇは集光レンズ２９
ｂ及び偏光板３０を透過し、緑色用の液晶ライトバルブ
６ｂを透過する。

【００１５】一方、ダイクロイックミラー２７ｂを透過
した青色光Ｂは、レンズ３１ａを通り反射ミラー２８ｂ
で反射して及びレンズ３１ｂを通り反射ミラー２８ｃで
反射され、集光レンズ２９ｃ及び偏光板３０ｃを透過し
青色用の液晶ライトバルブ６ｃを透過する。液晶ライト
バルブ６ａ，６ｂ，６ｃは、各々赤色、緑色、青色の映
像信号に基いて駆動回路８により駆動されて、赤色光、
緑色光、青色光を各々光変調する。その後、３色の液晶
ライトバルブ６ａ，６ｂ，６ｃを透過した光は、合成プ
リズム５で色合成されて、投写レンズ３２によって図２
のスクリーン６１に拡大して投写される。このようにし
て、光学ブロック３によりスクリーンに映像が表示され
る。

【００１６】図５は、図４の光源部２００の構造例を示
している。光源部２００は、光源ホルダー４１、固定バ
ネ４２、光源ケース４３等を有している。光源２は光源
ホルダー４１に対して固定バネ４２により保持されてい
る。光源２が外力により破損したり発熱した光源２に直
接触れることを防止するために光源ケース４３が設けら
れている。光源ケース４３は光源ホルダー４１に対して
ネジ４４により締結することで一体化している。

【００１７】図６は、図５の光源２を含む光源部２００
とケース４５の例を示す斜視図である。図７は、この光
源部２００とケース４５が、図１の筐体１０１の下部に
収容されている例を示す断面図である。この光源部２０
０とケース４５は、光源装着装置３００を構成してい
る。この光源部２００は、光源ホルダー４１、光源ケー
ス４３を有しているが、光源ホルダー４１には、２本の
ピン４１ａ，４１ａと、リブ４１ｂ，４１ｂを有してい
る。ピン４１ａ，４１ａは、光源２の光軸ＯＰに対して
直交する方向（水平方向）に沿って、反対方向に向けて
突出している。リブ４１ｂ，４１ｂは、光軸ＯＰを中心
として左右対称形状を有しており、リブ４１ｂ，４１ｂ
は、Ｚ方向に平行である。

【００１８】ケース４５は、図６に示すように光源部２
００を収容することができるケースであり、長溝４５
ａ，４５ｂを有している。これらの長溝４５ａ，４５ｂ
は垂直方向であるＺ方向に平行に形成されている。長溝
４５ａ，４５ｂは、ケース４５の壁面４５ｆ，４５ｇに
それぞれＺ方向に形成されている。このＺ方向は光軸Ｏ
Ｐとは垂直方向である。長溝４５ａには、それぞれ光源
ホルダー４１のピン４１ａがはまり込む。長溝４５ｂに
は、光源ホルダー４１のリブ４１ｂがはまり込むように
なっている。この光源ホルダー４１は、光源２ととも
に、図示しないたとえばカムを有する部材により、長溝
４５ａ，４５ｂに沿って上方向に移動することにより、
図７に示す光源２の出し入れ口の位置１８０から、正規
の位置１９０（光学ユニット１０４に対する光源の取り
付け位置）まで上昇させて位置決めさせることができ
る。

【００１９】ケース４５はたとえば断面でみてほぼＵ字
形であり、排気用ダクト４８を有している。このケース
４５と排気用ダクト４８は、光源部２００の光源ホルダ
ー４１と光源ケース４３および光源２を冷却するための
排気流路を形成している。排気用ダクト４８は、ケース
４５と一体になっており、排気用ダクト４８は、図６に
示すようにほぼ長方形状の空気流路７７の断面を有して
いる。排気用ダクト４８の空気流路７７の途中には、空
気絞り部分７９と、２つの開口部４８ａ，４８ａが形成
されている。

【００２０】図８は、図６の排気用ダクト４８の流路断
面を空気の流れに沿って示しており、排気用ダクト４８
の途中には空気絞り部分７９が形成されている。空気絞
り部分７９の途中には、左右の位置に複数の開口部４８
ａが形成されている。図７に示すように、光学ユニット
１０４の上部には、ファン４７が設けられている。この
ファン４７は、筐体１０１と仕切り板１２９で形成され
た案内用ダクト１４９の途中にある。ファン４７は、筐
体１０１の裏側の上部の開口部１０９から取り込んだ空
気を、光源部２００側に供給するための吸気用のファン
である。図７のファン４７、光源部２００、ケース４
５、排気用ダクト４８は、筐体１０１の下部１０３に収
容されている。排気用ダクト４８の端部は、下部１０３
の裏側の下部の開口部１１１に接続されている。

【００２１】次に、図７および図８を参照して、光源部
２００の光源２の冷却動作について説明する。冷却用の
ファン４７より送り込まれた冷却用空気は、Ｒ１方向と
Ｒ２方向に沿って筐体１０１と仕切り板１２９に形成さ
れた案内用ダクト１４９を通り、光源２に供給される。
光源２で発せられた熱を奪い暖められた空気は、光源ホ
ルダー４１の下部を抜け、Ｒ３方向に沿ってケース４５
の内部と排気用ダクト４８を通り、開口部１１１から外
部に導かれる構造となっている。この時、より光源２の
冷却効果を上げるためには、冷却用のファン４７により
取り込まれる空気の温度をさらに低くする必要がある。
そのため、排気用のダクト４８は、筐体１０１の外部ま
で伸ばし光源で熱せられた空気を筐体１０１の内部で排
出しない構造としてある。しかし、排気用ダクト４８よ
り排出される空気の温度は高温となり、使用者に不快感
を与える恐れがある。そのため、排気用ダクト４８に
は、排気温度を下げるための次のような工夫がなされて
いる。

【００２２】図８のように、排気用ダクト４８の側面に
は、適切な大きさの２つの開口部４８ａをあけてあり、
排気用ダクト４８の内部を空気が流れることにより、排
気用ダクト４８の内部は排気用ダクト４８の外部に比べ
て負圧となる。このため、この開口部４８ａからは排気
用ダクト４８の外部の温度の低い空気を排気用ダクト４
８の内部にＲ４方向に沿って引き込むことができる。開
口部４８ａには、筐体の外部に通じるダクト４９に接続
されている。排気用ダクト４８の内部に引き込める空気
の量は、排気用ダクト４８の内部と外部の圧力差が大き
いほど多くなるので、空気絞り部分７９により排気用ダ
クト４８の一部を絞り内部を流れる空気の流速を高めた
後、ダクトを広げる形状とし、このダクトが広がる部分
の側面に適切な大きさの開口部４８ａをあければ、より
多くの排気用ダクト４８の外部の冷たい空気をダクト４
９を通じてもＲ４に沿って引き込むことができる。これ
により、排気用ダクト４８より排出される光源２を冷却
した空気の排気温度をさらに下げることが可能となる。

【００２３】しかしながら、筐体１０１の内部の空気の
温度は、排気用ダクト４８の内部を流れる空気に比べれ
ば低いが、筐体１０１の内部に配置された他の発熱部品
により筐体１０１の外部に比べれば温度は高くなってし
まう。そこで、排気用ダクト４８から排出される空気の
温度をより低くするためには、図６に示すように、排気
用ダクト４８の側面に開けた開口部４８ａに、筐体１０
１の外部と排気用ダクト４８を側面の穴を介して接続す
る吸入ダクト４９が有効となる。この吸入ダクト４９を
通して、セット外部のより冷たい空気を引き込むことに
より、排気用ダクト４８の内部を流れる空気の温度をセ
ット内部の空気を引き込む場合に比べ下げることができ
る。

【００２４】図９は、本発明の別の実施の形態を示して
いる。図９に示す実施の形態が、図７に実施の形態と異
なるのは、排気用ダクトの空気流路７７の途中に、電子
部品１９０や回路基板２２０が配置されている。このよ
うな回路基板２２０や電子部品１９０は、発熱により性
能維持温度より温度上昇するが、その回路基板２２０や
電子部品１９０の性能維持温度（仕様温度）が排気用ダ
クト４８の内部を流れる空気の温度より高い場合には、
回路基板２２０や電子部品１９０を排気用ダクト４８内
に配置することにより、回路基板２２０や電子部品１９
０を冷却することができる。また開口部１１１の付近
に、排気用のファン３３０をもう一つ付けることによ
り、加熱された排気しようとする空気を強制的に筐体１
０１の外部に排出することができる。図９の実施の形態
の他の構成要素については、図７の実施の形態と同じで
あるので、同じ符号を記してその説明を用いる。

【００２５】本発明の実施の形態において、排出空気の
温度を下げるため、排気用ダクトの排気流に平行な側面
に小穴（開口部）を設け、この小穴から排気用ダクト内
部の排気流の温度より低い温度の外部空気を取り入れる
ことにより、排気流の温度を下げることができる。しか
も、より排気用ダクトの外部の空気を取り入れるため、
排気用ダクトの一部を絞り、その後徐々に広がる形状を
なし、この広がり部の排気流に平行な側面に小穴（開口
部）を設け、より排気用ダクト内部の排気流の温度より
低い温度の外部空気を取り入れることができる。

【００２６】光源を冷却した排気空気を排気用ダクトで
筐体の外部に排出するため、筐体内部の温度上昇を防ぐ
ことができ、電機部品等の保証温度に対する筐体内の温
度のマージンが大きくなるので、信頼性が高くなる。排
気用ダクト内に外部空気を吸引することにより、排気用
ダクトの長さを長くすること無く排気温度を下げられる
ため、コストが安価で、プロジェクタ装置の小型化が図
れる。排気用ダクト内に外部空気を吸引することにより
排気温度を下げているため、排気温度より性能保証温度
の高い部品を排気用ダクトの内部に配置することができ
るので、部品の配置の自由度が増し、小型化を図るのに
有利となる。

【００２７】上述した実施の形態は、３枚の液晶ライト
バルブ６ａ，６ｂ，６ｃを有するいわゆる３板式のプロ
ジェクタ装置であるが、これに限らず１枚の液晶ライト
バルブを用いる単板式のプロジェクタ装置であっても勿
論構わない。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光源部を効率よく冷却しながら小型化を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプロジェクタ装置の好ましい実施の形
態の外観を示す斜視図。

【図２】図１のプロジェクタ装置の正面から見た図であ
り、内部構造例を示す図。

【図３】プロジェクタ装置に用いられている光学ユニッ
トの例を示す斜視図。

【図４】光学ユニットの内部構造例を示す図。

【図５】光源部の構成例を示す斜視図。

【図６】光源部と、ケースおよび排気用ダクトの例を示
す斜視図。

【図７】図６の光源部、ケース、排気用ダクトを備える
筐体の構造例を示す断面図。

【図８】排気用ダクトの空気流路の例を示す断面図。

【図９】本発明のプロジェクタ装置の別の実施の形態を
示す断面図。

【符号の説明】

２・・・光源、４１・・・光源ホルダー、４３・・・光
源ケース、４５・・・ケース、４７・・・ファン、４８
・・・排気用ダクト、４８ａ・・・開口部、７７・・・
空気流路、７９・・・空気絞り部分、１０１・・・筐
体、１９０・・・電子部品（冷却対象物）、２２０・・
・回路基板（冷却対象物）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小野裕之東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者篠田真人東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内Ｆターム(参考） 2H088 EA12 EA68 MA20 2H091 FA41Z LA04 LA11 MA07 5G435 AA12 BB12 BB17 CC12 DD02 DD07 EE02 FF05 FF07 GG01 GG02 GG03 GG04 GG08 GG21 GG28 GG44 GG46 LL15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筐体内に収容された光源の光を用いて映
像を投写するプロジェクタ装置において、前記筐体内の前記光源に送風するファンと、前記ファンが発生する空気を前記光源へ導く案内用ダク
トと、前記光源を冷却した後の空気を前記筐体の外部に導く排
気用ダクトと、を備え、前記排気用ダクトの途中には前記筐体内の空気を取り入
れるための開口部が設けられていることを特徴とするプ
ロジェクタ装置。
【請求項２】前記排気用ダクトの途中には前記排気用
ダクトの空気流路の断面積を小さくする空気絞り部分を
有し、前記空気絞り部分の途中には前記開口部が形成さ
れている請求項１に記載のプロジェクタ装置。
【請求項３】前記排気用ダクトの途中には、冷却対象
物が配置されている請求項２に記載のプロジェクタ装
置。
【請求項４】前記冷却対象物は、電子部品または回路
基板である請求項３に記載のプロジェクタ装置。