JP2004219753A

JP2004219753A - 映像投射装置

Info

Publication number: JP2004219753A
Application number: JP2003007450A
Authority: JP
Inventors: Mikio Shindo; 幹雄新藤; Hirohiko Otsu; 裕彦大津
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】ランプバルブ及び発熱部に対して冷却空気を別個に送風して冷却効率の向上を図る。
【解決手段】プロジェクタ１は、ランプバルブ２７とリフレクタ２８とを備える光源装置１６と、発熱部１５と、を有する。送風機２０は、外部から冷却空気Ｃ_０を吸入し、該吸入した冷却空気Ｃ_０をランプバルブ２７と発熱部１５とへ分流する。ランプバルブ２７へ分流される冷却空気Ｃ_１を発熱部１５からの発生熱を吸収せずにランプバルブ２７に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生成した映像を外部に投影する装置である。近年、このような映像投射装置は、持ち運びや部品点数増加によるコスト高などの観点から小型化、軽量化の要請が高まっている。
【０００３】
ところで、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。しかし、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吹き付けることで、光源装置のランプバルブを冷却して、冷却効率の向上を図ることとしている。
【０００４】
また、このような冷却をおこなう映像投射装置には、従来から、冷却用ファンの使用数よりも排気口の数を少なくした液晶プロジェクタがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
この液晶プロジェクタは、本体ケース内において光源室と液晶表示室との間に第２の冷却用ファンを設けている。そして、第２の冷却用ファンの駆動により吸気口から液晶表示室内に吸い込まれた空気が３つの液晶表示パネルの各近傍を通過してこれらを冷却した後、第２の冷却用ファンからダクト内に送出される。この送出された空気が第１の冷却用ファンの駆動により光源室内に吸い込まれ、この吸い込まれた空気が電源および光源の各近傍を通過してこれらを冷却した後、排気口から排出されるようにしている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−８１６７３号公報
【０００７】
【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、冷却用ファンを複数配置して冷却効率の向上を図ろうとしているが、冷却用ファンを筐体内部に複数配置することは、部品点数が増加することとなり、上述した小型化、軽量化の要請に反することとなる。
【０００８】
また、上記特許文献１では、外部から取り入れた空気が、光源の背後に吹き付けられる前に液晶パネルを通過するため、液晶パネルからの発生熱を吸収してしまうこととなる。したがって、光源に対しては、外気よりも温度の高い空気を吹き付けることとなり、外気をそのまま吹き付けた場合と比較して、冷却効率の向上を図ることができなかった。
【０００９】
更に、上記特許文献１では、内部を流れる空気の流路が冗長的に形成されているため、流路が長くなるだけでなく、部品の配置位置が制限されて、結果的に無駄なスペースが生じることとなり、プロジェクタの小型化を図ることができないこととなる。
【００１０】
また、外部から空気を取り入れる吸気孔や、冷却後の空気を排気する排気孔は、通常、空気の流れを考慮して、プロジェクタの筐体の側周面に形成されている。しかしながら、筐体の周面に吸気孔や排気孔が形成されていると、吸排気の妨げとなるために、筐体内で吸気孔や排気孔の近傍に部品を配置することができない。したがって、やはりその分のスペースが無駄となって、プロジェクタが大型化することとなり、上述した小型化の要請に反することとなる。更に、筐体の側周面に吸気孔や排気孔が形成されていると、筐体の強度が低下することによりプロジェクタの破損の原因となったり、塵埃の侵入により故障の原因にもなる。
【００１１】
このように、上記特許文献１などのような従来のプロジェクタでは、プロジェクタの小型化と冷却効率の向上の双方を同時に満足することは困難であった。
【００１２】
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、映像投射装置の小型化を図りつつ、冷却効率の向上を図ることを目的とする。
【００１３】
【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、ランプバルブとリフレクタとを備える光源装置と、発熱部と、を有する映像投射装置であって、外部から冷却空気を吸入し、該吸入した冷却空気を前記ランプバルブと前記発熱部とへ分流する送風機を具備することを特徴とする。
【００１４】
この請求項１の発明によれば、ランプバルブへ分流される冷却空気を発熱部からの発生熱を吸収せずにランプバルブに吹き付けることができる。
【００１５】
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、前記送風機は、前記リフレクタの開口と連通する第一の送風口と前記発熱部に対向する第二の送風口とを有するファンケースと、該ファンケース内に収納される回転翼部と、で構成されていることを特徴とする。
【００１６】
この請求項２の発明によれば、ランプバルブ及び発熱部に最短流路で冷却空気を送風することができる。
【００１７】
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、前記第一の送風口と前記リフレクタの開口との間に、前記ランプバルブに分流する冷却空気を拡散させる拡散部材を設けたことを特徴とする。
【００１８】
この請求項３の発明によれば、拡散された冷却空気をランプバルブへ送風して、ランプバルブ全面に満遍なく冷却空気を吹き付けることができる。
【００１９】
また、請求項４の発明にかかる映像投射装置は、請求項１〜３のいずれか一つに記載の発明において、底部に吸気孔を有し、前記送風機の吸入口が前記吸気孔と対向するように前記送風機が収納される筐体を具備することを特徴とする。
【００２０】
この請求項４の発明によれば、外部からの冷却空気を筐体の底部から吸気することができる。
【００２１】
また、請求項５の発明にかかる映像投射装置は、請求項４に記載の発明において、前記筐体は、前記ランプバルブ及び前記発熱部からの発生熱を吸収した前記冷却空気を、前記筐体に形成されている映像投射口から排気するように構成したことを特徴とする。
【００２２】
この請求項５の発明によれば、映像投射口を、冷却空気の排気孔としても用いることができる。
【００２３】
また、請求項６の発明にかかる映像投射装置は、請求項５に記載の発明において、更に、前記筐体は、前記ランプバルブ及び前記発熱部からの発生熱を吸収した前記冷却空気を、前記吸気孔又は前記映像投射口以外の空隙から排気するように構成されることを特徴とする。
【００２４】
この請求項６の発明によれば、吸気孔及び前記映像投射口以外の空隙を、冷却空気の排気孔として用いることができる。
【００２５】
【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の好適な実施の形態を詳細に説明する。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、図５はその側断面図である。
【００２６】
図１〜図５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の上部開口を閉鎖する上カバー４とで構成される。下ケース３は、底面板部５とその周縁に立設された側周板部６とで構成される。下ケース３の底面板部５の略中央には、外部からの冷却空気Ｃ_０を吸気する吸気孔７が形成されている。また、この底面板部５は、下方にやや凹んだ凹陥部８が形成されており、送風機２０が収納されるようになっている。また、底面板部５には脚部１０が設けられており、プロジェクタ１を載置する載置面から吸気孔７を浮き上がらせて、閉塞されないようになっている。
【００２７】
下ケース３の側周板部６は、前面板部１１と側面板部１２ａ、１２ｂと背面板部１３とで構成される。この前面板部１１の一側には、映像を投射するための略円形の映像投射口１４が形成されている。この映像投射口１４から、筐体２内部に取り込まれた冷却空気Ｃ_３，Ｃ_４が排気されるようになっている。なお、この筐体２の上カバー４と側周板部６には、外部からの冷却空気Ｃ_０を吸気するための孔や、内部の熱を吸収した冷却空気Ｃ_３，Ｃ_４を排気するための孔は形成されていない。したがって、筐体２の強度が、側周板部６に吸気するための孔や排気するための孔を形成したプロジェクタよりも強度が高くなっている。また、これにより、光漏れや塵埃の侵入が生じないようになっている。
【００２８】
また、筐体２の内部には、発熱部１５と、光源装置１６と、光制御部１７と、投射レンズ部１８と、送風機２０と、が収納されている。
【００２９】
発熱部１５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２１と、ランプ用電源部２２と、で構成されている。両電源部２１，２２は、筐体２の左側面板部１２ａの内面側近傍に配置されている。両電源部２１，２２は、ともに発熱素子となる各種電子部品２３，２４と、この電子部品２３，２４が搭載される搭載基板２５，２６と、で構成されている。各搭載基板２５，２６は筐体２の左側面板部１２ａと平行となっており、電子部品２３，２４が搭載されている搭載面が対向して配置されている。
【００３０】
図５に示すように、光源装置１６は、筐体２の前面板部１１の内面側近傍に配置されている。この光源装置１６はランプバルブ２７とリフレクタ２８とで略構成されている。ランプバルブ２７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が採用される。ランプバルブ２７は、発光管３０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２８は、ランプバルブ２７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２７から発光された光をその内周面３１で反射させて、リフレクタ開口３２から光制御部１７へ光束を出射する。
【００３１】
光制御部１７は、図示しないカラーホイール，ミラー系，表示素子と、これらを収納する収納ケース３３と、で略構成されている。光源装置１６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。
【００３２】
投射レンズ部１８は、下ケース３の右側面板部１２ｂの内面側近傍に配置されている。この投射レンズ部１８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３４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の前面板部１１に形成されている映像投射口１４から拡大映像を投射する。
【００３３】
送風機２０は、たとえば図５に示すように、光制御部１７の収納ケース３３の下方に位置する凹陥部８に配置されている。図６に示すように、送風機２０は、ファンケース３５と、このファンケース３５に収納されて回転駆動する回転翼部としてのシロッコファン３６と、を備えている。
【００３４】
ファンケース３５は、略円盤形状の収納部３７と、収納部３７の周面３８から突出形成されている突出部４０と、で構成されている。収納部３７の周面３８には、第一の送風口４１が形成されている。第一の送風口４１は、図５及び図６に示すように、メッシュ４２で覆われており、第一の送風口４１から冷却空気Ｃ_１を拡散して排出する。また、光源装置１６の一部に形成されているダクト４３の一端開口４４と連通しており、このダクト４３の他端開口４５が光源装置１６のリフレクタ開口３２に連通するようになっている。これにより、第一の送風口４１から拡散された冷却空気は、リフレクタ開口３２に直接送られるようになっている。
【００３５】
また、突出部４０の上部は開口されて第二の送風口４６が形成されている。第二の送風口４６は、図１及び図２に示すように、両電源部２１，２２の電子部品２３，２４の直下に位置するように設けられている。また、図６に示すように、第二の送風口４６からは冷却空気Ｃ_２が排出される。
【００３６】
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２７と装置電源部２１とランプ用電源部２２とが発熱する。この状態で、シロッコファン３６が回転駆動すると、筐体２の底面板部５に形成されている吸気孔７から送風機２０の内部へ、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、第一の送風口４１と第二の送風口４６から並列に分流される。
【００３７】
第一の送風口４１から排出される冷却空気Ｃ_１はメッシュ４２により拡散され、ダクト４３を通過して、リフレクタ開口３２へ送られる。この拡散された冷却空気Ｃ_１は、リフレクタ２８の内周面３１で反射されるため、ランプバルブ２７の全面に亘って満遍なく吹き付けることができる。これにより、ランプバルブ２７の温度分布にばらつきが発生せず、過冷却を防止でき、ランプバルブ２７の明るさの安定化、長寿命化及び破裂を防止することができる。また、メッシュ４２により風量が抑制されているため、乱流による騒音を抑えることができる。
【００３８】
なお、ランプバルブ２７からの発生熱を吸収した冷却空気Ｃ_３は、リフレクタ開口３２から光源装置１６の図示しない間隙を介して光源装置１６外へ排出される。そして、映像投射口１４や筐体２の側周板部６に形成されている図示しない空隙や底面板部５に形成されている空隙９から排気される。
【００３９】
一方、第二の送風口４６から排出された冷却空気Ｃ_２は、両搭載基板２５，２６に挟まれた空間に送られる。そして、この冷却空気Ｃ_２は、両搭載基板２５，２６に搭載された電子部品２３，２４からの発生熱を吸収しつつ、両搭載基板２５，２６に案内される。そして、そしてこの熱を吸収した冷却空気Ｃ_４は、映像投射口１４や筐体２の側周板部６に形成されている図示しない空隙や底面板部５に形成されている空隙９から排気される。
【００４０】
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、第一の送風口４１から排出された冷却空気は、ランプバルブ２７と各電源部２１，２２とに独立して送風することができ、第一の送風口４１から排出される冷却空気を、各電源部２１，２２を通過させずにランプバルブ２７に送るため、各電源部２１，２２からの発生熱を吸収することなく、第一の送風口４１からの冷却空気Ｃ_１を直接ランプバルブ２７に吹き付けることができる。
【００４１】
また、第一の送風口４１にメッシュ４２を取り付けたことにより、シロッコファン３６の回転量を調整することなく、簡易な構成で冷却対象から発生する熱量に応じた冷却をおこなうことができる。
【００４２】
更に、第一の送風口４１にメッシュ４２を設けてランプバルブ２７に吹き付けるための冷却空気Ｃ_１を拡散させることとしたので、ランプバルブ２７に万遍なく冷却空気を吹き付けることができ、ランプバルブ２７の過冷却を防止することができる。
【００４３】
また、単一の送風機２０でランプバルブ２７と各電源部２１，２２とに冷却空気Ｃ_２を送風することができるため、冷却のために別途送風機２０を設ける必要が無く、筐体２内部の省スペース化や部品点数減少を図ることができ、これによりプロジェクタ１の小型化を実現することができる。
【００４４】
更に、送風機２０のファンケース３５に形成されている第一の送風口４１及び第二の送風口４６の近傍に、冷却対象となる光源装置１６や各電源部２１，２２が配置されているため、最短流路で光源装置１６や各電源部２１，２２に冷却空気Ｃ_２を直接吹き付けることができる。またこれにより、従来のような冗長的な流路を筐体２内に引き回す必要が無いため、設計の自由度が向上し、筐体２内部の省スペース化及びプロジェクタ１の小型化を実現することができる。
【００４５】
また、底面板部５に吸気孔７を形成して、外部からの冷却空気Ｃ_０をこの吸気孔７から吸気することとしたので、筐体２の側周板部６に吸気孔７を形成しなくてもよい。同様に、投射レンズ部１８からの投射映像が投射される映像投射口１４を、冷却空気Ｃ_３，Ｃ_４の排気するための孔と共用することができるため、冷却空気Ｃ_３，Ｃ_４を排気するための孔を、別途、筐体２の側周板部６に形成しなくてもよい。
【００４６】
これにより、側周板部６に吸排気するための孔が形成されている従来のプロジェクタと比べて筐体２の強度が良好であり、プロジェクタ１の耐久性が向上することとなる。また、側周板部６に、冷却空気Ｃ_３，Ｃ_４を吸排気するための孔が形成されていないので、この孔の配置を考慮せずに筐体２の側周板部６に亘って内部部品を配置することができ、筐体２の内部における設計や部品の配置の自由度が向上することとなる。更に、筐体２の側周板部６からの光漏れ、特に紫外光の漏れや塵埃の侵入も生じないこととなり、安全性及び防塵性が向上することとなる。
【００４７】
また、上述した実施の形態では、第一の送風口４１にメッシュ４２を取り付けることとしているが、図７に示すように、第一の送風口４１にはメッシュ４２を貼り付けず、ダクト４３の他端開口４５にメッシュ４２を貼り付けることとしてもよい。また図示はしないが、ダクト４３の中途部にメッシュ４２を設けることとしてもよい。
【００４８】
すなわち、メッシュ４２の配置は、ランプバルブ２７の発熱量に応じて適宜決めることができる。例えば、比較的に発熱量が小さいランプバルブ２７（１００Ｗ程度）の場合は、図５及び図６に示すように、第一の送風口４１にメッシュ４２を貼り付けることとして過冷却とならないようにすることができる。一方、これに比して発熱量が大きい場合は、ダクト４３の中途部、更には図７に示すように、ダクト４３の他端開口４５に貼り付けて、拡散される冷却空気Ｃ_１の風量を強くすることができる。なお、更に発熱量が大きいランプバルブ２７に冷却空気Ｃ_１を吹き付ける場合はメッシュ４２を外して冷却空気の風量を強くすることとしてもよい。
【００４９】
また、図示しないが、メッシュ４２の網目の大きさを適宜変えることにより冷却空気Ｃ_１の拡散を調整することとしてもよく、この場合も上記と同様の効果を奏することとなる。
【００５０】
なお、上述した実施の形態では、発熱部１５を装置電源部２１とランプ用電源部２２としたが、これらに限定はされず、光制御部１７の表示素子であってもよい。これにより、表示素子の冷却にも寄与することができることとなる。
【００５１】
また、上述した実施の形態では、筐体２の側周板部６に、冷却空気Ｃを吸排気するための孔を形成しない構成としたが、筐体２の強度低下とならない程度であれば、筐体２の側周板部６に、冷却空気Ｃ_４を排気するための微細な孔を適宜形成することとしてもよい。これにより、筐体２の強度を排気する孔が側周板部６に形成されていない筐体と同等の強度に維持することができ、装置１を小型化することができる。またこれにより、冷却空気Ｃ_４の排気効率も向上させることができる。
【００５２】
【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、冷却空気をランプバルブと発熱部とへ分流することにより、最短流路で冷却することができ、映像投射装置を小型化することができるという効果を奏する。また、ランプバルブへ分流される冷却空気を発熱部からの発生熱を吸収せずにランプバルブに吹き付けることができるため、小型化された映像投射装置において、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。特に、ランプバルブへの冷却空気を拡散させることにより、ランプバルブの冷却ムラを抑制し、部分的な過冷却を防止することができるという効果を奏する。
【００５３】
また、ランプバルブ及び発熱部に対する冷却空気の流路を簡素化することにより、映像投射装置内における設計や配置の自由度の向上を図ることができ、これにより更に映像投射装置の小型化を図ることができるという効果を奏する。また、筐体の側周部及び上部に排気孔を形成していないので、更に設計や配置の自由度の向上を図ることができ、これにより更に映像投射装置の小型化を図ることができるという効果を奏する。またこれにより、筐体の強度の向上及び塵埃の侵入の防止も図ることができ、プロジェクタの破損や故障を防止することができるという効果も奏する。
【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上カバーの一部を破断した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。
【図７】この発明の本実施の形態にかかる映像投射装置の変形例を示す部分破断右側面図である。
【符号の説明】
１映像投射装置（プロジェクタ）
２筐体
５底部（底面板部）
７吸気孔
１４映像投影口
１５発熱部（電源部）
１６光源装置
２０送風機
２３，２４発熱素子（電子部品）
２５，２６搭載基板
２７ランプバルブ
２８リフレクタ
３２リフレクタ開口
３５ファンケース
３６回転翼部（シロッコファン）
４１第一の送風口
４６第二の送風口
Ｃ_０，Ｃ_１，Ｃ_２，Ｃ_３，Ｃ_４冷却空気

Claims

ランプバルブとリフレクタとを備える光源装置と、発熱部と、を具備する映像投射装置であって、
外部から冷却空気を吸入し、該吸入した冷却空気を前記ランプバルブと前記発熱部とへ分流する送風機を具備することを特徴とする映像投射装置。
前記送風機は、前記リフレクタの開口と連通する第一の送風口と前記発熱部に対向する第二の送風口とを有するファンケースと、該ファンケース内に収納される回転翼部と、で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の映像投射装置。
前記第一の送風口と前記リフレクタの開口との間に、前記ランプバルブに分流する冷却空気を拡散させる拡散部材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。
更に、底部に吸気孔を有し、前記送風機の吸入口が前記吸気孔と対向するように前記送風機が収納される筐体を具備することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の映像投射装置。
前記筐体は、前記ランプバルブ及び前記発熱部からの発生熱を吸収した前記冷却空気を、前記筐体に形成されている映像投射口から排気するように構成したことを特徴とする請求項４に記載の映像投射装置。
更に、前記筐体は、前記ランプバルブ及び前記発熱部からの発生熱を吸収した前記冷却空気を、前記吸気孔又は前記映像投射口以外の空隙から排気するように構成されることを特徴とする請求項５に記載の映像投射装置。