JP2004219752A

JP2004219752A - 映像投射装置及び映像投射装置の冷却方法

Info

Publication number: JP2004219752A
Application number: JP2003007449A
Authority: JP
Inventors: Mikio Shindo; 幹雄新藤; Kimihide Takeda; 公秀武田; Haruo Yamazaki; 春男山崎
Original assignee: Tamron Co Ltd
Current assignee: Tamron Co Ltd
Priority date: 2003-01-15
Filing date: 2003-01-15
Publication date: 2004-08-05

Abstract

【課題】光源装置の過冷却の防止と、光源装置と同時に発熱部も冷却することにより装置の小型化を図る。
【解決手段】プロジェクタ１により映像を投射すると、ランプバルブ２２と装置電源部１４とランプ用電源部１５とが発熱する。シロッコファン３２が回転駆動すると、筐体２の外部から常温の冷却空気Ｃ_０が吸気される。この冷却空気Ｃ_０は、両電源部１４，１５の電子部品１６，１８からの発生熱を吸収する。発生熱を吸収した冷却空気Ｃ_１は、シロッコファン３２の吸入口３９に吸入され、回転多翼部３４の回転により送風口３８から送風される。送風された冷却空気Ｃ_１は、ダクト４０を通過してリフレクタ２３の開口２５に送られる。これにより、発生熱を吸収した冷却空気Ｃ_１を、ランプバルブ２２に対し直接吹き付けることができる。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光源装置から照射される光を制御して映像を拡大投射するプロジェクタ等の映像投射装置及び映像投射装置の冷却方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プロジェクタ等の映像投射装置は、光源装置から出射された光を変調して、その後拡大投射することで投射画像を外部に投影する装置である。この映像投射装置における光源装置のランプバルブは、約８００℃〜１０００℃程度の規定温度で使用しなければならない。ところが、長時間使用したり、ランプバルブの出力を増加させたりすると、ランプバルブの温度が更に上昇して１０００℃以上の温度となってしまう場合があり、明るさの不安定化、ランプバルブの短命化及び破裂の原因となる。このため、映像投射装置には、一般に、映像投射装置内部に軸流ファンなどの送風機を設け、この送風機により光源装置に対して冷却風を当てることで、光源装置のランプバルブを冷却して、ランプバルブの温度を上記規定温度の範囲内に維持している。
【０００３】
このような冷却をおこなう映像投射装置には、従来から、光源装置に直接冷却風を吹き付けることで光源装置を冷却するタイプの装置（例えば、特許文献１参照）や、送風機と光源装置との間に遮蔽板を設けて冷却風を直接当てずに光源装置を冷却するタイプの装置がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２０６６１９号公報
【特許文献２】
特開２００２−２６８１４４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１では、直接光源装置に冷却風を当てているため、部分的に過冷却となって、光源装置の温度分布にばらつきが発生する。これにより、上記規定温度からはずれることとなり、明るさの不安定化、ランプバルブの短命化及び破裂を招く原因となることとなる。
【０００６】
一方、上記特許文献２では、部分的な過冷却を防止するために、遮風板を設けて冷却風を拡散させて光源装置全体を満遍なく冷却する構造となっている。しかしながら、遮蔽により拡散された冷却風は、少なからず乱流や渦巻き流を発生するため、冷却風の一部が無駄となる。したがって、上記特許文献２では、充分な冷却風量を得るためには軸流ファンのような大型のファンが必要となり、装置自体が大型化し、高価なものとなる。また、遮蔽板に冷却風を吹き付けているため、騒音が発生することとなる。
【０００７】
また、映像投射装置は、光源装置の他に、装置全体のＤＣ電源や光源装置の電源も備えている。したがって、これら電源を冷却するために別途ファンを備えなければならず、装置自体が大型化し、また、高価なものとなる。
【０００８】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、光源装置の過冷却を防止して、光源装置の冷却効率の向上を図ることを目的とする。また、光源装置と同時に発熱部も冷却することにより装置の小型化を図ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明にかかる映像投射装置は、投射映像を生成するための光を照射する光源装置と発熱部とを有し、外部から冷却空気を吸入して前記光源装置及び前記発熱部を冷却する映像投射装置であって、前記映像投射装置内に形成される前記冷却空気の冷却流路において、前記発熱部が前記光源装置よりも上流側に配置されていることを特徴とする。
【００１０】
この請求項１の発明によれば、冷却流路の上流側に配置される発熱部を通過した冷却空気は、発熱部からの発生熱を吸収し、光源装置の冷却に適した温度となって下流側に配置される光源装置に吹き付けることができる。
【００１１】
また、請求項２の発明にかかる映像投射装置は、請求項１に記載の発明において、更に、前記発熱部と前記光源装置との間の冷却流路に設けられる送風機を具備し、該送風機は、前記発熱部を通過するようにして前記映像投射装置の外部から前記冷却空気を吸入し、前記発熱部からの発生熱を吸収した前記冷却空気を前記光源装置へ送風することを特徴とする。
【００１２】
この請求項２の発明によれば、送風機により映像投射装置の外部から吸気される冷却空気は、冷却流路の上流側に配置される発熱部を通過することにより発熱部からの発生熱を吸収することができる。そして、この冷却空気が発生熱を吸収したことにより、光源装置の冷却に適した温度となって、送風機により下流側の光源装置へ直接吹き付けることができる。
【００１３】
また、請求項３の発明にかかる映像投射装置は、請求項２に記載の発明において、外部から冷却空気を吸気する吸気孔を有し、前記光源装置，前記発熱部及び前記送風機を収納する筐体を具備し、前記吸気孔と前記送風機との間の冷却流路に、前記吸気孔から吸気された前記冷却空気を前記送風機へ導くガイド板を設けたことを特徴とする。
【００１４】
この請求項３の発明によれば、吸気孔から吸気された冷却空気を効率よく発熱部に送風して送風機３２に吸入することができる。
【００１５】
また、請求項４の発明にかかる映像投射装置は、請求項３に記載の発明において、前記発熱部は発熱素子を有し、前記ガイド板は、前記発熱素子を搭載する搭載基板であることを特徴とする。
【００１６】
この請求項４の発明によれば、発熱素子を搭載する搭載基板を、吸気孔から吸気された冷却空気を送風機へ導くガイド板として用いることができる。
【００１７】
また、請求項５の発明にかかる映像投射装置は、請求項２〜４のいずれか一つに記載の発明において、前記光源装置は、ランプバルブとリフレクタとを備え、前記送風機は、前記吸入された前記冷却空気を送風する送風口を有し、前記送風口が前記リフレクタに連通していることを特徴とする。
【００１８】
この請求項５の発明によれば、発熱部からの発生熱を吸収した冷却空気は送風口からリフレクタ内へ送風され、冷却空気を直接バルブに吹き付けることができる。また、冷却空気をリフレクタの内周面に沿うようにしてリフレクタに吹き付けることができる。
【００１９】
また、請求項６の発明にかかる映像投射装置の冷却方法は、投射映像を生成するための光を照射する光源装置と発熱部とを有する映像投射装置の冷却方法であって、前記映像投射装置の外部から冷却空気を吸気し、前記発熱部を通過させ、前記光源装置へ送風することを特徴とする。
【００２０】
この請求項６の発明によれば、発熱部を通過した冷却空気は発熱部からの発生熱を吸収し、光源装置の冷却に適した温度となって光源装置に送風することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる映像投射装置及び映像投射装置の冷却方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００２２】
図１は映像投射装置１としてのプロジェクタを示す全体斜視図、図２はその平面図、図３はその左側面図、図４はその底面図である。図１〜図４に示すように、プロジェクタ１は、筐体２を有する。筐体２は、箱型形状の下ケース３と、下ケース３の開口を閉鎖する上カバー４とで構成される。筐体２の前面５の一端には、排気孔６が形成されており、他端には映像を投射するための略円形のレンズ開口７が形成されている。また、筐体２の左側面８の前面５側の端部と、筐体２の背面９の左側面８側の端部には、外部からの冷却空気Ｃ_０を吸気するための吸気孔１０が形成されている。なお、この吸気孔１０は後述する冷却流路Ｒの上流端となる。更に、下ケース３の底面の略中央には、やや凹んだ凹陥部１２が形成されており、送風機３２が収納されるようになっている。なお、この排気孔６は後述する冷却流路Ｒの下流端となる。
【００２３】
また、筐体２内部には、発熱部１３と、光源装置２１と、光制御部２６と、投射レンズ部２８と、軸流ファン３１と、送風機３２と、が収納されている。
【００２４】
発熱部１３は、プロジェクタ１を駆動することにより熱を発生する熱源であり、具体的には、装置電源部１４と、ランプ用電源部１５と、で構成されている。両電源部１４，１５は、筐体２の左側面８の内側近傍に配置されている。両電源部１４，１５は、ともに発熱素子となる各種電子部品１６，１８と、この電子部品１６，１８が搭載される搭載基板１７，２０と、で構成されている。各搭載基板１７，２０は筐体２の左側面８と平行となっており、電子部品１６，１８が搭載されている搭載面が対向して配置されている。これにより、吸気孔１０からの冷却空気Ｃ_０を遮ることなく案内することができる。各搭載基板１７，２０は、筐体２の吸気孔１０を塞がないように配置されており、吸気孔１０は、両搭載基板１７，２０の搭載面と下ケース３の底面と上カバー４の裏面とで、冷却空気Ｃ_０，Ｃ_１の冷却流路Ｒの一部を形成しており、筐体２の内部で吸気孔１０と連通するようになっている。
【００２５】
図５に示すように、光源装置２１は、筐体２の前面５の内側近傍に配置されている。この光源装置２１はランプバルブ２２とリフレクタ２３とで略構成されている。ランプバルブ２２は、ハロゲンランプ，メタルハライドランプ，キセノンランプ，高圧水銀ランプなど各種のランプバルブ２２が採用される。ランプバルブ２２は、発光管２４を備えており、投射映像を生成するための光を発光する。リフレクタ２３は、ランプバルブ２２を回転軸とした略回転放物面形状又は回転楕円面形状のガラス体であり、ランプバルブ２２から発光された光をその内周面３７で反射させて、リフレクタ２３の開口２５から光制御部２６へ光束を出射する。
【００２６】
光制御部２６は、図示しないカラーホイール，ミラー系，表示素子と、これらを収納するケース２７と、で略構成されている。光源装置２１から出射された光束は、カラーホイールで色変換され、ミラー系により屈折されて、表示素子に照射される。表示素子は、例えば透過型ＬＣＤ素子，反射型ＬＣＤ素子，ＤＭＤ素子が用いられる。
【００２７】
投射レンズ部２８は、図示しない光学レンズ系とこの光学レンズ系を保持する筒体３０とで構成され、表示素子から出射される映像を拡大して、筐体２の前面５に形成されているレンズ開口７から拡大映像を投射する。
【００２８】
軸流ファン３１は、排気孔６の近傍に配置され、光源装置２１を冷却した冷却空気Ｃ_２を排気孔６から吸い出す。
【００２９】
送風機３２は、たとえば図６に示すようなシロッコファン３２が用いられ、光制御部２６のケースの下方に位置する筐体２の凹陥部１２に配置されている。シロッコファン３２は、ファンケース３３と、回転多翼部３４と、を備えている。ファンケース３３は、略円盤形状の収納部３５と、収納部３５の周面３７から突出形成されている吸入部３６と、で構成されている。吸入部３６の上部は開口されて吸入口３９が形成されている。吸入口３９は、図１及び図２に示すように、両電源部１４，１５の電子部品１６，１８の下方に位置するように設けられている。また、収納部３５の周面３７には、送風口３８が形成されている。送風口３８は、図５に示すように、ダクト４０の一端の開口４１と連通しており、このダクト４０の他端の開口４２が光源装置２１のリフレクタ２３の開口２５に連通するようになっている。回転多翼部３４は収納部３５内に収納されており、回転することにより、吸入口３９から冷却空気Ｃ_１をファンケース３３内部に吸入し、吸入した冷却空気Ｃ_１を送風口３８から送風するようになっている。
【００３０】
このように構成されたプロジェクタ１の冷却流路Ｒは、上流側から、吸気孔１０と、両電源部１４，１５の搭載基板１７，２０と上カバー４の裏面と下ケース３の底面１１とで仕切られている空間と、この空間の下方において連通するシロッコファン３２の吸入口３９と、シロッコファン３２のファンケース３３と、シロッコファン３２のファンケース３３に形成されている送風口３８と、この送風口３８に連通しているダクト４０と、ダクト４０に連通しているリフレクタ２３と、光源装置２１の任意の間隙から漏れ出る冷却空気Ｃ_２を軸流ファン３１を介して排気する排気孔６と、で形成される。
【００３１】
次に、このプロジェクタ１の冷却方法について説明する。プロジェクタ１により映像を投射すると、ランプバルブ２２と装置電源部１４とランプ用電源部１５とが発熱する。この状態で、シロッコファン３２の回転多翼部３４が回転駆動すると、筐体２の外部から常温（たとえば約２０度程度）の冷却空気Ｃ_０が吸気される。この冷却空気Ｃ_０は、吸気孔１０から、両電源部１４，１５の搭載基板１７，２０に案内されつつ、この搭載基板１７，２０の搭載面と上カバー４の裏面と下ケース３の底面１１とで仕切られている空間を通過することにより、両電源部１４，１５の電子部品１６，１８からの発生熱を吸収する。発生熱を吸収した冷却空気Ｃ_１の温度は、約７０度〜９０度程度にまで上昇し、ランプバルブ２２を冷却するのに適した温度となる。そして、この冷却空気Ｃ_１は、シロッコファン３２の吸入口３９に吸入され、回転多翼部３４の回転により送風口３８から送風される。送風された冷却空気Ｃ_１は、ダクト４０を通過してリフレクタ２３の開口２５に送られる。
【００３２】
これにより、発生熱を吸収した冷却空気Ｃ_１を、ランプバルブ２２に対し直接吹き付けることができる。ランプバルブ２２に吹き付けられた冷却空気Ｃ_１は、ランプバルブ２２からの発生熱をも吸収する。そして、このランプバルブ２２からの発生熱をも吸収した冷却空気Ｃ_２は、軸流ファン３１の回転駆動により、光源装置２１の任意の間隙から排出され、筐体２の排気孔６から吸い出される。
【００３３】
以上説明したように、本実施の形態にかかるプロジェクタ１では、外部からの冷却空気Ｃ_０の温度が両電源部１４，１５からの発生熱を吸収して、常温よりも高い冷却空気Ｃ_１となるため、この冷却空気Ｃ_１をランプバルブ２２に直接吹き付けても過冷却とならず、光源装置２１の明るさを安定駆動でき、光源装置２１の長寿命化を図ることができる。また、ランプバルブ２２の温度分布も発生しにくくなるため、光源装置２１の破裂を防止することもできる。更には、ランプバルブ２２に直接冷却空気Ｃ_１を吹き付けているので、冷却空気Ｃ_１の乱流が発生せず、送り込んだ冷却空気Ｃ_１により、無駄のない効率的な冷却をすることができる。また、遮蔽部材を設けずに直接ランプバルブ２２に冷却空気Ｃ_１を吹き付けているため、遮蔽部材に吹き付けたときのような騒音が発生せず、静音化を図ることができる。更に、送風機３２としてシロッコファン３２を設けることにより、シロッコファン３２の径方向を冷却流路Ｒに合わせることができ、プロジェクタ１の省スペース化を図ることができる。また、ランプバルブ２２の冷却と電源部の冷却とを単一のシロッコファン３２で共有することにより、電源部用のファンを別途設ける必要がなく、プロジェクタ１内部の省スペース化やプロジェクタ１の小型化及び低廉化を図ることができる。更に、シロッコファン３２は下ケース３の凹陥部１２に収納され、その上に光制御部２６を設けているので、光源装置２１と光制御部２６との水平な配置関係を崩すことなく配置することができる。
【００３４】
また、上述した実施の形態の発熱部１３は、装置電源部１４とランプ用電源部１５とで構成されているが、光制御部２６の表示素子としてもよい。これにより、この表示素子を冷却することができるとともに、表示素子の発生熱を吸収してランプバルブ２２に吹き付けることで、ランプバルブ２２を効率よく冷却することができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の映像投射装置によれば、光源装置の過冷却を防止して、光源装置の冷却効率の向上を図ることができるという効果を奏する。また、光源装置と同時に発熱部を冷却することができ、映像投射装置の冷却効率の向上を図ることができるという効果を奏する。更に、単一の送風機により光源装置と発熱部とを冷却することができ、映像投射装置の部品点数の減少，映像投射装置の小型化及び低廉化を図ることができるという効果を奏する。また、適切な温度の冷却空気をランプバルブに直接吹き付けることができ、ランプバルブの過冷却を防止し、ランプバルブの明るさの安定化，長寿命化及び破裂防止を図ることができるという効果を奏する。また、本発明の映像投射装置の冷却方法によれば、光源装置の過冷却を防止して、光源装置の冷却効率の向上を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の本実施の形態にかかる映像投射装置の概略斜視図である。
【図２】この発明の本実施の形態にかかる映像投射装置の部分破断平面図である。
【図３】この発明の本実施の形態にかかる映像投射装置の左側面図であり、筐体の凹陥部を一部破断した図である。
【図４】この発明の本実施の形態にかかる映像投射装置の底面図である。
【図５】この発明の本実施の形態にかかる映像投射装置の部分破断右側面図である。
【図６】この発明の本実施の形態にかかる映像投射装置に設けられる送風機の斜視図である。
【符号の説明】
１映像投射装置（プロジェクタ）
２筐体
１０吸気孔
１３発熱部（電源部）
１６，１８発熱素子（電子部品）
１７，２０ガイド板（搭載基板）
２１光源装置
２２ランプバルブ
２３リフレクタ
３２送風機（シロッコファン）
３８送風口
Ｃ_０，Ｃ_１，Ｃ_２冷却空気
Ｒ冷却流路

Claims

投射映像を生成するための光を照射する光源装置と発熱部とを有し、外部から冷却空気を吸入して前記光源装置及び前記発熱部を冷却する映像投射装置であって、
前記冷却空気が流れる前記映像投射装置内の冷却流路において、前記発熱部が前記光源装置よりも上流側に配置されていることを特徴とする映像投射装置。
更に、前記発熱部と前記光源装置との間の冷却流路に設けられる送風機を具備し、
該送風機は、前記発熱部を通過するようにして前記映像投射装置の外部から前記冷却空気を吸入し、前記発熱部からの発生熱を吸収した前記冷却空気を前記光源装置へ送風することを特徴とする請求項１に記載の映像投射装置。
外部から冷却空気を吸気する吸気孔を有し、前記光源装置，前記発熱部及び前記送風機を収納する筐体を具備し、
前記吸気孔と前記送風機との間の冷却流路に、前記吸気孔から吸気された前記冷却空気を前記送風機へ導くガイド板を設けたことを特徴とする請求項２に記載の映像投射装置。
前記発熱部は発熱素子を有し、
前記ガイド板は、前記発熱素子を搭載する搭載基板であることを特徴とする請求項３に記載の映像投射装置。
前記光源装置は、ランプバルブとリフレクタとを備え、
前記送風機は、前記吸入された前記冷却空気を送風する送風口を有し、
前記送風口が前記リフレクタに連通していることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一つに記載の映像投射装置。
投射映像を生成するための光を照射する光源装置と発熱部とを有する映像投射装置の冷却方法であって、
前記映像投射装置の外部から冷却空気を吸気し、前記発熱部を通過させ、前記光源装置へ送風することを特徴とする映像投射装置の冷却方法。