JP2006072010A - 電子機器用冷却装置、およびプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】冷却性能を保ちながら騒音を低減できる電子機器用冷却装置、およびプロジェクタを提供する。
【解決手段】電子機器用冷却装置（パネル冷却系）５は、外装ケースに形成された冷却空気導入口から一対のシロッコファン５１Ａ、５１Ｂに連絡される吸気ダクト５２Ａと、前記一対のファン５１Ａ、５１Ｂから冷却空気を導く送風ダクト５２Ｂとを備え、前記一対のファン５１Ａ、５１Ｂは、回転軸方向から吸気する吸気孔と、回転接線方向に送風する排気孔を有するとともに、前記吸気孔が互いに対向するように配置され、前記排気孔は、前記一対のファン５１Ａ、５１Ｂのケース外周面で、かつ、前記外装ケースへの設置面近傍に形成され、各ファン５１Ａ、５１Ｂの送風方向が同一方向である。
【選択図】図９

Description

本発明は、電子機器用冷却装置、およびプロジェクタに関する。

従来より、画像情報に応じて液晶パネルなどの電気光学装置で変調された三色の光をプリズムなどにて合成し、投射レンズを介してカラー画像を拡大投射する、いわゆる三板式のプロジェクタが知られている。このような三板式のプロジェクタでは、照明光学系の光源から出射された光束は、ダイクロイックミラーを含む色分離光学系によって赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の三原色の色光に分離され、電気光学装置である三枚の液晶パネルにより各色光毎に画像情報に応じて変調される。変調後の光束はクロスダイクロイックプリズムで合成され、投射光学系の投射レンズを介して投射される。

このようにプロジェクタでは、熱に対して比較的弱い液晶パネルを利用して色光を変調する電気光学装置を備えている。このため、従来のプロジェクタでは、光源から発生する熱などにて損傷することを防止するために、特に電気光学装置の液晶パネル近傍に送風して冷却する冷却ファンを備えている。

例えば、特許文献１に記載のプロジェクタは、小型送風手段を複数個設け、この送風手段に対応する開口部の小さな導風路を用いて、液晶パネルあるいは、液晶パネル周辺から、光学手段／偏光手段ないし偏光変換素子の冷却を行っている。

特開２００１−２２８８０３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の従来のプロジェクタでは、吸気口が複数となり、騒音が問題となる。これに対して、冷却ファンとして単一のファンを用いて、複数の冷却部位に冷却風を分配導入させたのでは性能が十分でなく、ファンの回転数を上げれば、やはり騒音が問題となる。

本発明の目的は、上記問題点に鑑みて、冷却性能を保ちながら騒音を低減できる電子機器用冷却装置、およびプロジェクタを提供することにある。

本発明の電子機器用冷却装置は、一対のファンと、外装ケースに形成された冷却空気導入口から前記一対のファンに連絡される吸気ダクトと、前記一対のファンから冷却空気を導く送風ダクトとを備えた電子機器用冷却装置であって、前記一対のファンは、回転軸方向から吸気する吸気孔と、回転接線方向に送風する排気孔を有するとともに、前記吸気ダクトの側方にそれぞれの吸気孔が互いに対向するように配置され、前記排気孔は、前記一対のファンのケース外周面で、かつ、前記外装ケースへの設置面近傍に形成され、各ファンの送風方向が同一方向であることを特徴とする。

この本発明によれば、冷却装置は一対のファンを有しているため、各ファンを低回転数で回転させても風量を確保することができる。従って、騒音の低減を図ることができる。
また、各ファンの吸気孔が対向しているため、吸気ダクトの構造を簡略化でき、それ故、各ファンの負荷を低減することができ、騒音の低減を図ることができる。さらに、各ファンの排気孔がファンのケース外周面で、かつ、前記外装ケースへの設置面近傍に形成されているとともに、送風方向も同一方向であるため、排気孔側に接続される送風ダクト（送風路）を簡略化された構造とできる。それ故、各ファンの負荷を低減することができ、騒音の低減を図ることができる。
また、吸気ダクトと送風ダクトが上述のような簡略化された構造をしているため、冷却装置全体を小型化できる。
送風ダクトとしては、一対のファン双方からの送風（冷却風）が混合しないように風路が独立していることが好ましい。風路が独立していることにより、電気光学装置の冷却を独立に制御できる。

本発明の電子機器用冷却装置では、前記吸気ダクトに接続される前記冷却空気導入口は一つであることが好ましい。
この本発明によれば、冷却空気導入口を一つとすることで、外気を吸入する際の風切り音を低減でき、結果として騒音をより低減することができる。

本発明のプロジェクタは、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調する電気光学装置と、この電気光学装置を冷却する冷却装置とを備えたプロジェクタであって、前記冷却装置は、一対のファンと、外装ケースに形成された冷却空気導入口から前記一対のファンに連絡される吸気ダクトと、前記一対のファンから冷却空気を導く送風ダクトとを備え、前記一対のファンは、回転軸方向から吸気する吸気孔と、回転接線方向に送風する排気孔を有するとともに、前記吸気ダクトの側方にそれぞれの吸気孔が互いに対向するように配置され、前記排気孔は、前記一対のファンのケース外周面で、かつ、前記外装ケースへの設置面近傍に形成され、各ファンの送風方向が同一方向であることを特徴とする。

この本発明によれば、プロジェクタは上述した構成を有するため、ファンの負荷の低減による騒音の低減が図れるとともに、冷却装置の小型化が図れる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について詳述する。
（１）外観構成
図１は、本実施形態に係るプロジェクタ１を上方前面側から見た斜視図である。図２は、プロジェクタ１を下方背面側から見た斜視図である。

プロジェクタ１は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調し、スクリーン等の投射面上に拡大投射する。このプロジェクタ１は、図１および図２に示すように、略直方体状の外装ケース２、およびこの外装ケース２から露出する投射レンズ４６を備えている。
投射レンズ４６は、プロジェクタ１の本体部分により画像情報に応じて変調された光学像を拡大投射する。この投射レンズ４６は、筒状の鏡筒内に複数のレンズが収納された組レンズとして構成され、複数のレンズの相対位置を変更するレバー４６１、４６２（図１）を備え、投射像のフォーカス調整、および倍率調整可能に構成されている。

外装ケース２は、合成樹脂製の筐体であり、プロジェクタ１の本体部分を収納する。この外装ケース２は、図１および図２に示すように、プロジェクタ１の上部分を覆うアッパーケース１１と、プロジェクタ１の下部分を覆うロアーケース１２と、プロジェクタ１の背面部分を覆うリアケース１３とを備えている。これらアッパーケース１１、ロアーケース１２およびリアケース１３は、ネジ等により固定され、適宜着脱可能に構成されている。

アッパーケース１１は、図１および図２に示すように、プロジェクタ１の上面、前面、側面、および背面をそれぞれ構成する上面部１１Ａ、前面部１１Ｂ、側面部１１Ｃ、１１Ｄおよび背面部１１Eを含んで構成される。
このうち、上面部１１Ａおよび前面部１１Ｂは、図１に示すように、プロジェクタ１の上面から前面にかけて、連続して形成されている。

この上面部１１Ａにおいて、後方側右より部分には、図１に示すように、プロジェクタ１の起動・調整操作を実施する操作パネル１４が左右方向に延びるように設けられている。この操作パネル１４は、押釦スイッチで構成され、複数の操作ボタン１４１を適宜押下することにより、操作パネル１４内部に配置される図示しない回路基板に実装されたタクトスイッチと接触し、所望の操作が可能となる。
なお、このプロジェクタ１は、内部にプロジェクタ全体を制御する制御基板を有し、前述した操作パネル１４の回路基板と電気的に接続されているため、操作ボタン１４１の押下に伴う操作信号は、制御基板に出力される。
さらに、この上面部１１Ａにおいて、前方から見て右側部分には、図２に示すように、前述した投射レンズ４６のレバー４６１、４６２を露出させ、該レバー４６１、４６２の操作を可能にする開口１６が形成されている。

アッパーケース１１の前面部１１Ｂにおいて、前方から見て左側部分には、図１に示すように、排気口１７が形成され、内部に配置される冷却ファンから排気される空気が該排気口１７を介して排出される。
また、排気口１７の上部にはカードスロット１１１が設けられており、ＬＡＮカードやメモリーカード等を利用できるようになっている。
さらに、この前面部１１Ｂにおいて、前方から見て右側部分には、略円形状の開口１８が形成されている。そして、この開口１８は、投射レンズ４６の先端部分を露出させている。
さらにまた、この前面部１１Ｂにおいて、前方から見て上方側右端部分には、リモコン受光窓１９が形成されている。そして、このリモコン受光窓１９の内側には、後述するリモートコントローラからの操作信号を受信する図示しないリモコン受光モジュールが配置されている。
なお、図示しないリモコン受光モジュールは、制御基板と電気的に接続され、該リモコン受光モジュールにて受信した操作信号は、制御基板に出力される。また、後述するが、これらリモコン受光窓およびリモコン受光モジュールは、プロジェクタ１の背面側にも設けられている。そして、プロジェクタ１の前方および後方の双方からリモートコントローラを用いてプロジェクタ１の遠隔操作を実施できるように構成されている。

側面部１１Ｃ、１１Ｄには、図１および図２に示すように、プロジェクタの後方から前方に向かって水平方向に延びる複数のリブを有する凹凸部が形成されている。なお、図示を略したが、この凹凸部の一部には、外部空気を導入する空気流通孔が形成されている。

ロアーケース１２は、図２に示すように、プロジェクタ１の底面および側面の一部をそれぞれ構成する底面部１２Ａ、側面部１２Ｃ、１２Ｄおよび背面部１２Ｅを含んで構成される。

この底面部１２Ａには、図２に示すように、アッパーケース１１の側面部１１Ｃと背面部１１Eに近接する隅部に、矩形状の開口２１が形成されている。この開口２１には、該開口２１を覆うランプカバー２２が着脱自在に設けられている。
また、この底面部１２Ａにおいて、プロジェクタ１の投射方向前方の投射レンズ４６に応じた位置は、段差状に凹部が形成されており、この凹部には、外部からの冷却空気を導入するための冷却空気導入口２３が形成されている。この冷却空気導入口２３には、該冷却空気導入口２３を覆う吸気口カバー２３Ａが設けられている。この吸気口カバー２３Ａには、複数の吸気孔２３Ｂが形成されている。そして、これら吸気孔２３Ｂ内側には、図示しない防塵フィルタが設けられており、内部への塵埃の侵入を防止している。

さらに、この底面部１２Ａにおいて、プロジェクタ１の投射方向後端右側にはプロジェクタ１の筐体の脚部を構成する固定脚部２４が設けられ、一方、下方から見て後方側の左角隅部分には同じくプロジェクタ１の筐体の脚部を構成する調整脚部２５が設けられている。この調整脚部２５は、ロアーケース１２に形成された雌ねじ部に螺合するねじ軸状部材を含んで構成され、ねじの螺合位置を変更することにより、プロジェクタ１の左右方向の傾きを調整することができる。
また、底面部１２Ａの投射方向前方略中央には、調整脚部２６が設けられている。この調整脚部２６は、フットおよび軸部を備え、底面部１２Ａの面外方向に進退自在に装着されている。投射位置を変更する場合、この調整脚部２６の進退量を変更することにより、スクリーン上の投射画像形成位置を上下に調整することができる。
なお、この底面部１２Ａの略中央には、プロジェクタ１の筐体内部に配設された電源ユニットに冷却空気を導入するための吸気口２７が形成されている。

リアケース１３は、図２に示すように、ロアーケース１２の背面部１２Ｅの内側に形成された図示しない溝部に嵌め込み式で固定され、アッパーケース１１とロアーケース１２とが接続された状態で背面に形成される開口部分を塞ぐ。このリアケース１３は、図２に示すように、略矩形状の板体１３１と、この板体１３１の下端縁から該板体１３１に略直交して突出する突出部１３２とを備える。
このうち、突出部１３２は、図４に示すように、後方側に凸となるように形成されている。突出部１３２にはインレット端子３３及びスピーカ孔３４が設けられている。

アッパーケース１１、ロアーケース１２、およびリアケース１３を組み立てた状態では、突出部１３２の先端は、ロアーケース１２の背面部１２Ｅの上端と接続する。すなわち、リアケース１３の板体１３１は、プロジェクタ１の背面から内側に離隔配置されている。

このリアケース１３において、板体１３１には、外部の電子機器からの画像信号、音声信号等を入力するための複数の接続端子３５が外部に露出している。この領域に位置する板体１３１の内側には、接続端子３５から入力される信号を処理する図示しないインターフェース基板が配置されている。接続端子３５の左側にはリモコン受光窓（図示せず）が形成されている。
なお、このインターフェース基板は、前述の制御基板と電気的に接続され、インターフェース基板にて処理された信号は、制御基板に出力される。

（２）内部構成
外装ケース２の内部には、プロジェクタ１の本体部分が収納されており、この本体部分は、投射方向略中央部分で左右方向に延び、一方の端部が前方に延びる平面視略Ｌ字状の光学系４（図３〜図７）を備えている。光学系４の上方には、投射レンズ４６側に配置される制御基板（図示せず）と、背面部分および一方の側面部分に沿って平面視略Ｌ字状に配置される電源ユニット（図示せず）と、冷却空気導入口および排気口１７に応じた位置に配置される冷却ファンを含む電子機器用冷却装置（パネル冷却系）５（図８〜図１２）、および電源ユニットの角隅部分に配置される冷却ファンを含む冷却ユニット（図示せず）とを備える。

〔１．光学系４の詳細な構造〕
図３は、光学系４を模式的に示した図である。図４は、プロジェクタの内部を示す斜視図であり、具体的には、ロアーケース１２、光源ランプユニット３２、光学部品用筐体（ライトガイド）４７およびパネル冷却系５を示している。図５は、互いに一体とされた液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂおよびクロスダイクロイックプリズム４５からなる光学部品を下方側から見た斜視図である。図６は投射レンズ４６の筐体およびクロスダイクロイックプリズム４５を垂直に切断した場合の断面図である。図７は図６のＶＩ部分の拡大図である。

光学系４は、光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成するユニットである。この光学系４は、図４に示すように、インテグレータ照明光学系４１と、色分離光学系４２と、リレー光学系４３と、光変調装置および色合成光学装置を一体化した電気光学装置４４と、色合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム４５と、投射光学系としての投射レンズ４６と、これら光学部品４１、４２、４３、４４、４５、４６を収納配置する光学部品用筐体４７とに機能的に大別される。

インテグレータ照明光学系４１は、光源から射出された光束を照明光軸直交面内における照度を均一にするための光学系である。このインテグレータ照明光学系４１は、図３に示すように、光源装置４１１、第１レンズアレイ４１２、第２レンズアレイ４１３、偏光変換素子４１４、および重畳レンズ４１５を備えて構成される。

光源装置４１１は、放射光源としての光源ランプ４１６、リフレクタ４１７、およびリフレクタ４１７の光束射出面を覆う防爆ガラス４１８を備える。そして、光源ランプ４１６から射出された放射状の光束は、リフレクタ４１７で反射されて略平行光束とされ、外部へと射出される。本実施形態では、光源ランプ４１６として、高圧水銀ランプを採用し、リフレクタ４１７として、放物面鏡を採用している。なお、光源ランプ４１６としては、高圧水銀ランプに限らず、例えばメタルハライドランプやハロゲンランプ等を採用してもよい。また、リフレクタ４１７として放物面鏡を採用しているが、これに限らず、楕円面鏡からなるリフレクタの射出面に平行化凹レンズを配置した構成を採用してもよい。

第１レンズアレイ４１２は、照明光軸方向から見てほぼ矩形状の輪郭を有する小レンズがマトリクス状に配列された構成を具備している。各小レンズは、光源ランプ４１６から射出された光束を部分光束に分割し、照明光軸方向に射出する。
第２レンズアレイ４１３は、第１レンズアレイ４１２と略同様の構成であり、小レンズがマトリクス状に配列された構成を具備する。この第２レンズアレイ４１３は、重畳レンズ４１５とともに、第１レンズアレイ４１２の各小レンズの像を電気光学装置４４の後述する液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂ上に結像させる機能を有する。

偏光変換素子４１４は、第２レンズアレイ４１３からの光を略１種類の偏光光に変換するものであり、これにより、電気光学装置４４での光の利用効率が高められている。
具体的に、偏光変換素子４１４によって略１種類の偏光光に変換された各部分光束は、重畳レンズ４１５によって最終的に電気光学装置４４の後述する液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂ上にほぼ重畳される。偏光光を変調するタイプの液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂを用いたプロジェクタでは、１種類の偏光光しか利用できないため、ランダムな偏光光を発する光源ランプ４１６からの光束の略半分が利用されない。このため、偏光変換素子４１４を用いることにより、光源ランプ４１６から射出された光束を略１種類の偏光光に変換し、電気光学装置４４における光の利用効率を高めている。なお、このような偏光変換素子４１４は、例えば、特開平８−３０４７３９号公報に紹介されている。

色分離光学系４２は、２枚のダイクロイックミラー４２１、４２２と、反射ミラー４２３とを備える。インテグレータ照明光学系４１から射出された複数の部分光束は、２枚のダイクロイックミラー４２１、４２２により赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色光に分離される。
リレー光学系４３は、入射側レンズ４３１と、リレーレンズ４３３と、ＵＶカットフィルタ４３４と、反射ミラー４３２、４３５とを備えている。このリレー光学系４３は、色分離光学系４２で分離された色光である青色光を電気光学装置４４の後述する液晶パネル４４１Ｂまで導く機能を有している。

この際、色分離光学系４２のダイクロイックミラー４２１では、インテグレータ照明光学系４１から射出された光束のうち、緑色光成分と青色光成分とは透過し、赤色光成分は反射する。ダイクロイックミラー４２１によって反射した赤色光は、反射ミラー４２３で反射し、フィールドレンズ４２４を通って、赤色用の液晶パネル４４１Ｒに到達する。このフィールドレンズ４２４は、第２レンズアレイ４１３から射出された各部分光束をその中心軸（主光線）に対して平行な光束に変換する。他の液晶パネル４４１Ｇ、４４１Ｂの光入射側に設けられたフィールドレンズ４２４も同様である。

また、ダイクロイックミラー４２１を透過した青色光と緑色光のうちで、緑色光は、ダイクロイックミラー４２２によって反射し、フィールドレンズ４２４を通って、緑色光用の液晶パネル４４１Ｇに到達する。一方、青色光は、ダイクロイックミラー４２２を透過してリレー光学系４３を通り、さらにフィールドレンズ４２４を通って、青色光用の液晶パネル４４１Ｂに到達する。
なお、青色光にリレー光学系４３が用いられているのは、青色光の光路の長さが他の色光の光路長さよりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。すなわち、入射側レンズ４３１に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ４２４に伝えるためである。なお、リレー光学系４３には、３つの色光のうちの青色光を通す構成としたが、これに限らず、例えば、赤色光を通す構成としてもよい。

電気光学装置４４は、入射された光束を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成する。この電気光学装置４４は、色分離光学系４２で分離された各色光が入射される３つの入射側偏光板４４２と、各入射側偏光板４４２の後段に配置される３つの視野角補正板４４８と、各視野角補正板４４８の後段に配置される光変調装置としての液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂおよび射出側偏光板４４４とを備える。

液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂは、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として用いたものであり、対向配置される一対の透明基板内に液晶が密封封入されている。そして、この液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂは、入射側偏光板４４２および視野角補正板４４８を介して入射する光束を画像情報に応じて変調して射出する。なお、この液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂは、図示しない保持枠により収納保持されている。

入射側偏光板４４２は、色分離光学系４２で分離された各色光のうち、一定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものであり、サファイアガラス等の基板に偏光膜が貼付されたものである。
また、射出側偏光板４４４も、入射側偏光板４４２と略同様に構成され、液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂから射出された光束のうち、所定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものであり、透過させる偏光光の偏光軸は、入射側偏光板４４２における透過させる偏光光の偏光軸に対して直交するように設定されている。

視野角補正板４４８は、基板上に液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂで形成された光学像の視野角を補正する機能を有する光学変換膜が形成されたものである。この視野角補正板４４８は、液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂで生じる複屈折を補償する。そして、この視野角補正板４４８により、投射画像の視野角が拡大され、かつ投射画像のコントラストが向上する。

クロスダイクロイックプリズム４５は、射出側偏光板４４４から射出され、各色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成するものである。このクロスダイクロイックプリズム４５には、赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが、４つの直角プリズムの界面に沿って略Ｘ字状に設けられ、これらの誘電体多層膜により３つの色光が合成される。そして、クロスダイクロイックプリズム４５で合成されたカラー画像は、投射レンズ４６から射出されスクリーン上に拡大投射される。

以上説明した液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂ、射出側偏光板４４４およびクロスダイクロイックプリズム４５は、一体的にユニット化されている。

〔２．光学部品の取付構造〕
以下に、図３ないし図７を参照し、液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂならびにクロスダイクロイックプリズム４５の取付構造に付いて詳説する。

先ず、図３、図５に示すように、各液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂは、保持枠４４３内に収納され、この保持枠４４３の四隅部分に形成される孔４４３Ａに透明樹脂製のピン４４５を紫外線硬化型接着剤とともに挿入することにより、クロスダイクロイックプリズム４５の側面である光束入射面側に金属製の固定用プレート４４６を介して接着されている（いわゆるＰＯＰ（Panel On Prism）構造によるクロスダイクロイックプリズム４５への固定）。

ここで、保持枠４４３には矩形状の開口部４４３Ｂが形成され、各液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂは、この開口部４４３Ｂで露出し、この部分が画像形成領域となる。すなわち、各液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂのこの部分に各色光Ｒ、Ｇ、Ｂが導入され、画像情報に応じて光学像が形成される。

固定用プレート４４６は、クロスダイクロイックプリズム４５の光束入射面に接着剤等で直付けされており、外周形状が当該光束入射面よりも若干大きい。そして、固定用プレート４４６において、クロスダイクロイックプリズム４５の光束入射面からはみ出した部分に前記ピン４４５が接着されている。このことにより、クロスダイクロイックプリズム４５自身を必要以上に大きくしなくとも、保持枠４４３をクロスダイクロイックプリズム４５側に固定することが可能である。この固定用プレート４４６には、液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂ側からの光束がクロスダイクロイックプリズム４５に入射するように、保持枠４４３の開口部４４３Ｂに対応した開口部４４６Ａ（図７）が設けられている。

ＰＯＰ構造で一体とされた液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂおよびクロスダイクロイックプリズム４５からなるプリズムユニットは、図５にも示すように、クロスダイクロイックプリズム４５の上面（光束入射面に対して直交する面）に接着等された取付部材４４７を介して部品収納部材４７１（図６）の取付部４７３に固定されている。

この取付部材４４７は、平面視において、四方に延出した四つの腕部４４７Ａを備えており、各腕部４４７Ａに設けられた丸孔４４７Ｂのうち、ほぼ対角線上にある二つの丸孔４４７Ｂは、対応した取付部４７３に設けられた位置出しようの突部４７４に嵌合され、残る二つの丸孔４４７Ｂには、対応した取付部４７３に螺合されるネジ４７５が挿通される。また、取付部材４４７の中央の四角形部分には、着脱時に作業者が把持し易いように、適宜な把持部が設けられている。
なお、クロスダイクロイックプリズム４５への液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂの三次元的な位置調整は、クロスダイクロイックプリズム４５に取付部材４４７が固定された状態で予め行われる。

一方、部品収納部材４７１の取付部４７３は、部品収納部材４７１のほぼ上下方向にわたって連続した円柱状または角柱状の四つのボス部４７６の上部に設けられている。従って、取付部材４４７が取付部４７３に取り付けられた状態では、液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂおよびクロスダイクロイックプリズム４５は、取付部材４４７の下面側に吊り下げられた状態に配置され、部品収納部材４７１の底面から僅かに浮いた状態で光学部品用筐体内に収容される。

このような部品収納部材４７１において、投射レンズ４６側の二つのボス部４７６には、投射レンズ４６固定用のヘッド部４９が一体に設けられており、重量の大きい投射レンズ４６がヘッド部４９に固定されても、ヘッド部４９が傾かないようにボス部４７６で補強している。

また、図６に示すように、部品収納部材４７１の底面には、液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂに対応した三箇所に吸気側開口４７１Ｃが設けられ、これらの吸気側開口４７１Ｃから光学部品用筐体４７（部品収納部材４７１、蓋状部材４７２）内に流入するパネル冷却系５での冷却空気で液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂが冷却される。

他方、蓋状部材４７２には、液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂおよびクロスダイクロイックプリズム４５に対応した部分に切欠開口４７２Ａが設けられ、部品収納部材４７１の取付部４７３もこの切欠開口４７２Ａから露出している。すなわち、液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂおよびクロスダイクロイックプリズム４５は、予め取付部材４４７に固定されていることにより、部品収納部材４７１に蓋状部材４７２が取り付けられた状態でも、取付部４７３に対して取付部材４４７ごと着脱することが可能である。

〔３．冷却構造〕
本実施の形態のプロジェクタ１では、液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂを主に冷却する本発明に係る冷却装置であるパネル冷却系５のほかに、図示しないが、光源ランプユニット３２を主に冷却するランプ冷却系と、電源を主に冷却する電源冷却系とを備えている。

パネル冷却系５では、投射レンズ４６の両側に隣接して配置された一対のファンとしてのシロッコファン５１Ａ、５１Ｂが用いられている。シロッコファン５１Ａ、５１Ｂによって外装ケース底面の冷却空気導入口２３から吸引された冷却空気は、液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂを下方から上方に向けて冷却した後、前面側の排気口１７から排気される。

すなわち、冷却装置としてのパネル冷却系５は、図４、図８ないし図１２に示すように、一対のブロワ型のシロッコファン５１Ａ、５１Ｂと、これら一対のシロッコファン５１Ａ、５１Ｂが一体的に取り付けられるダクト５２とを備えている。ダクト５２は、吸気ダクト５２Ａと送風ダクト５２Ｂとから構成されている。吸気ダクト５２Ａには冷却空気導入口２３に対向した開口が一つ形成されている。

そして、図１０、図１１に示されるように、シロッコファン５１Ａは、軸方向の一端面に、冷却空気導入口２３に対して垂直な吸気孔５１Ａ１を開口し、外周面に接線方向に向けて排気孔５１Ａ２を開口する中空略円筒状のファンケース５１Ａ３を有している。排気孔５１Ａ２はファンケース５１Ａ３の外周面で、外装ケースへの設置面近傍（ファンケース５１Ａ３の下部）に開口している。さらに、ファンケース５１Ａ３内には、電動部５１Ａ４と、この電動部５１Ａ４の図示しない出力軸に一体的に取り付けられこの出力軸の回転駆動により回転するファン翼５１Ａ５とが配設されている。なお、シロッコファン５１Ｂも全く同様に、吸気孔５１Ｂ１および排気孔５１Ｂ２を開口するファンケース５１Ｂ３と、このファンケース５１Ｂ３内に配設される電動部５１Ｂ４およびファン翼５１Ｂ５とを備えている。ここで、シロッコファン５１Ａと５１Ｂは、性能も大きさも同一であるが、互いに、いわば鏡面対称の構造を持っている。
つまり、シロッコファン５１Ａとシロッコファン５１Ｂは、吸気孔５１Ａ１と吸気孔５１Ｂ１が互いに対向するように配置されており、これらのファンの回転軸も同一直線上にある。また、各ファンを各吸気孔側から見た場合に、回転翼は互いに反対側に回っているとともに送風方向は同じである。

ダクト５２は、吸気ダクト５２Ａと送風ダクト５２Ｂとを一体に有している。そして、吸気ダクト５２Ａには、略上方に向けて円弧状に湾曲し投射レンズ４６を保持するレンズ保持部５２Ａ１が設けられている。また、レンズ保持部５２Ａ１の外周面には、軸方向が略上下方向に沿った略四角筒状の連通筒部５２Ａ２が設けられている。この連通筒部５２Ａ２は、先端縁がロアーケース１２の底面部１２Ａに設けられた冷却空気導入口２３の開口縁近傍に係合される。この連通筒部５２Ａ２の冷却空気導入口への係合により、レンズ保持部５２Ａ１の外周側と連通筒部５２Ａ２の内周側とで冷却空気導入口に連通する吸気室５２Ａ３が区画形成される。

さらに、連通筒部５２Ａ２には、レンズ保持部５２Ａ１に保持される投射レンズ４６の径方向、すなわち投射レンズ４６の両側に位置する面に吸気室５２Ａ３に連通するダクト連通孔５２Ａ４がそれぞれ設けられている。そして、一対のシロッコファン５１Ａ、５１Ｂは、各吸気孔５１Ａ１、５１Ｂ１が連通する状態で、ダクト連通孔５２Ａ４の連通筒部５２Ａ２に例えばねじ５２Ａ５などにて取り付けられる。すなわち、一対のシロッコファン５１Ａ、５１Ｂが投射レンズ４６の径方向に位置して一対取り付けられる。

送風ダクト５２Ｂは、図９〜図１２に示すように、略Ｕ字状を有しており、シロッコファン５１Ａの下部に形成された排気孔５１Ａ２に接続される送風ダクト５２ＢＲと、シロッコファン５１Ｂの下部に形成された排気孔５１Ｂ２に接続される送風ダクト５２ＢＧとから構成される。

送風ダクト５２ＢＲは、平面視略Ｌ字形の筒状に形成されており、投射レンズ４６の軸方向に延びる案内部５２ＢＲ１と、この案内部５２ＢＲ１から投射レンズ４６の軸方向と直交する方向に延びる排出部５２ＢＲ２とを有する。案内部５２ＢＲ１は、シロッコファン５１Ａの排気孔５１Ａ２と連通している。
送風ダクト５２ＢＧも平面視略Ｌ字形の筒状に形成されており、投射レンズ４６の軸方向に延びる案内部５２ＢＧ１と、この案内部５２ＢＧ１から投射レンズ４６の軸方向と直交する方向に延びる排出部５２ＢＧ２とを有する。案内部５２ＢＧ１は、シロッコファン５１Ｂの排気孔５１Ｂ２と連通している。

排出部５２ＢＲ２は、排出部５２ＢＧ２と平行に隣接して配置されている。排出部５２ＢＲ２の先端上部および略中間部分の上部には、各々吹き出し孔４７８ＡＢと４７８ＡＲが形成されている。また、送風ダクト５２ＢＲからは、途中で排出部５２ＢＲ３が分岐しており、先端上部には吹き出し孔４７８ＡＣが形成されている。排出部５２ＢＧ２の先端上部には吹き出し孔４７８ＡＧが形成されている。
送風ダクト５２ＢＲと５２ＢＧは、図１０からもわかるように内部風路が独立しており、内部で冷却風が混合することはない。

（３）電気光学装置４４の冷却動作
まず、シロッコファン５１Ａ、５１Ｂに電力を供給して駆動させる。すなわち電動部５１Ａ４、５１Ｂ４を駆動させてファン翼５１Ａ５、５１Ｂ５を回転させる。これらシロッコファン５１Ａ、５１Ｂの駆動により、ファンケース５１Ａ３、５１Ｂ３内の空気が排気孔５１Ａ２、５１Ｂ２からそれぞれ送風ダクト５２Ｂに流れる。このため、ファンケース５１Ａ３、５１Ｂ３内の大気圧に対する負圧が増大する。さらに、吸気孔５１Ａ１、５１Ｂ１に連通する吸気ダクト５２Ａの吸気室５２Ａ３内も、大気圧に対する負圧が増大する。

そして、ロアーケース１２の冷却空気導入口２３は、吸気室５２Ａ３に連通しているため、吸気孔２３Ｂを介して外部の空気が吸気される。冷却空気導入口２３から吸気された空気は、一対のシロッコファン５１Ａ、５１Ｂ内にそれぞれ流入する。すなわち、吸気された空気は、略半分ずつダクト連通孔５２Ａ４、５２Ｂ４および吸気孔５１Ａ１、５１Ｂ１を介してファンケース５１Ａ３、５１Ｂ３内に吸気される。

さらに、ファンケース５１Ａ３、５１Ｂ３内に吸気された空気は、それぞれ送風ダクト５２Ｂの第１の排気連通孔５２１Ａおよび第２の排気連通孔５２１Ｂを介して第１の送風ダクト５２ＢＲおよび第２の送風ダクト５２ＢＧにそれぞれ排気される。そして、これら第１の送風ダクト５２ＢＲおよび第２の送風ダクト５２ＢＧ内に排気されて流通する排気風は、排気吹き出し孔４７８ＡＢ、４７８ＡＲからそれぞれ上方に向けて流出する。そして、この排気風の上方への流出により、排気風が上方に位置する液晶パネル４４１Ｂ、４４１Ｒ近傍に吹き付け、特にこれら液晶パネル４４１Ｂ、４４１Ｒ近傍が冷却される。

また、排気風の残部は、送風ダクト５２ＢＲから分岐した５２ＢＲ３を通って、吹き出し孔４７８ＡＣから上方に向けて流出し、筐体内の光学系を冷却する。
一方、送風ダクト５２ＢＧを流通する排気風は吹き出し孔４７８ＡＧから上方に向けて流出し、液晶パネル４４１Ｇ近傍が冷却される。

そして、プリズムユニットを冷却した後の排気風は、プリズムユニットの上方から光学系４内を流通し、最終的に外装ケース２の排気口１７から排気される。

上述した実施形態においては、シロッコファン５１Ａ、５１Ｂは、ともにファンケース５１Ａ３、５１Ｂ３の下部より直線的に排気を行い、そのまま送風ダクト５２ＢＲ、５２ＢＧに冷却風を送り込む構成を取っている。それ故、送風ダクトの構造を単純にすることができ、ファンの負荷は低くなるため、騒音の低減に大きく寄与する（後述の試験例参照）。

電気光学装置４４、投射レンズ４６、一対のシロッコファン５１Ａ、５１Ｂおよびダクト５２が配設される外装ケース２には、一対のシロッコファン５１Ａ、５１Ｂの吸気側にそれぞれ連通する１つの冷却空気導入口２３が設けられている。そのため、複数のシロッコファン５１Ａ、５１Ｂを備えた構成でも、１つの冷却空気導入口を設ける簡単な構造で吸気でき、複数の冷却空気導入口を設ける場合に比して、製造性を向上できるとともに、外装ケース２の強度の低下も防止できる。

また、シロッコファン５１Ａ、５１Ｂは、鏡面対称構造を持つとともに、投射レンズ４６を挟むように径方向に隣接して鏡面対称となるように配置されている。そして、シロッコファン５１Ａ、５１Ｂの吸気孔５１Ａ１、５１Ｂ１は互いに向かい合った位置にあり、ロアーケース１２の下面にある一つの冷却空気導入口２３から吸気する構成を取っている。それ故、投射レンズ４６の周囲の利用しにくい空間を有効活用して小型化を図ることができる。

一対のシロッコファン５１Ａ、５１Ｂにより、プリズムユニットを冷却するための風量を十分に確保でき、シロッコファン５１Ａ、５１Ｂの負荷を低減できることから、小型のシロッコファン５１Ａ、５１Ｂを利用でき、小型化を図ることができるとともに回転速度の低減により騒音の低減を図ることができる。

さらに、冷却空気導入口２３が下方に向けて開口する状態であることから、例えば空気中の塵埃が冷却空気導入口からシロッコファン５１Ａ、５１Ｂに吸気されにくく、シロッコファン５１Ａ、５１Ｂやダクト５２内、プリズムユニットなどに塵埃が付着して、冷却効率が低下したり、プリズムユニットの特性が損なわれるなどの塵埃による影響を生じることを防止できる。
ファンとしては、例えば軸流ファンなどに比して風速が早くて静音特性に優れるシロッコファン５１Ａ、５１Ｂを用いている。そのため冷却効率を向上でき、さらに小型のものを利用できることから、プロジェクタ１の小型化を図ることができる。

ここで、本実施形態と従来技術の一例について、次の条件を設定した試験例を以下に示す。
（条件１：本実施形態）
図８〜図１２に係る冷却系を用いて、前述した構成と同じ。
（条件２：従来技術の一例）
図１３に示すように、図９におけるシロッコファン５１Ｂに替えて５１Ａと同じものを用い、吸気孔が互いに対向しても送風方向が同じになるように、すなわち上下逆に配置した。このシロッコファン５１Ｃは排気孔がファンの上部に形成されているため、接続された送風ダクト５２ＣＧの案内部５２ＣＧ１は下向きに急激にカーブしている。他の条件は条件１と同じに設定した。

〔試験例〕
プロジェクタ１を作動させて、条件１および条件２の冷却系に対して同じ印加電圧を与え、一対のシロッコファン（５１Ａ・５１Ｂ、５１Ａ・５１Ｃ）による吸気・送風を行い、風速、および、送風ダクト５２内の静圧を測定した。風速は、条件１、２ともに、送風ダクト５２ＢＧ、５２ＣＧの先端に位置する吹き出し孔４７８ＡＧにて測定した。静圧は、送風ダクト５２ＢＧ、５２ＣＧの入り口付近にて測定した。なお、ダクト５２による電気光学装置４４への送風は、条件１、２の場合とも行われている。
〔結果〕

表1に示されるように、本実施形態におけるプロジェクタ１（条件１）では、同一ファンを上下逆にして対向配置した場合（条件２：従来技術の一例）に比べて、風速も大きく、ダクト内の静圧も低いことが確認された。すなわち、本実施形態におけるシロッコファン５１Ｂでは、ファン出口付近の送風ダクト５２ＢＧ（５２ＢＧ１）の構造が単純であり、ダクト内の空気抵抗が低いためファンの負荷が少なくなっていることがわかる。

その他、本実施形態によれば、以下のような効果も享受できる。
プロジェクタ１では、互いに一体とされた液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂおよびクロスダイクロイックプリズム４５からなるプリズムユニットは、取付部材４４７を介して部品収納部材４７１に対し着脱可能に取り付けられるが、この際、そのプリズムユニットは、取付部材４４７に吊り下げられた状態で固定され、また、取付部材４４７は、そのプリズムユニットよりも着脱方向の手前側となるボス部４７６上部の取付部４７３に取り付けられているので、プリズムユニットを交換する場合には、ネジ４７５を外したり、再度締め付けるためのドライバーを光学部品用筐体４７の内部に差し入れる必要がない。従って、ドライバーで光学部品用筐体４７内に収容されたフィールドレンズ４２４等を傷付ける心配がなく、交換作業を光学部品用筐体４７の上方側から容易にできる。

また、取付部材４４７が手前側にあることにより、交換作業にあたっては、四方に延出した取付部材４４７の腕部４４７Ａが光学部品用筐体４７内のフィールドレンズ４２４等にぶつかることもなく、この点でも交換作業を容易に行える。

取付部材４４７の腕部４４７Ａが光学部品用筐体４７内に収容されないために、液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂ周辺の配置スペースを小さくでき、光学部品用筐体４７を含む光学系４の小型化を実現できる。

投射レンズ４６側のボス部４７６は、ヘッド部４９と一体に形成されているので、ヘッド部４９をボス部４７６で補強でき、その分ヘッド部４９を薄肉化しても投射レンズ４６の固定による倒れ込みを防止でき、かつヘッド部４９の薄肉化によって光学部品用筐体４７、ひいては光学系４の小型化をより促進できる。

さらに、フィールドレンズ４２４、ダイクロイックミラー４２１、４２２、入射側レンズ４３１、リレーレンズ４３３等の別の光学部品を保持するための保持片４７７も、投射レンズ４６から離間した側のボス部４７６に一体に設けられることで補強されるから、保持片４７７やその回りの肉厚を薄くでき、この点でも光学系４の小型化を図ることができる。

ヘッド部４９と一体のボス部４７６上の取付部４７３は、投射レンズ４６の径方向の両側に位置し、かつ投射レンズ４６の中心軸Ｘ−Ｘから離間して上方に（中心軸Ｘ−Ｘよりも着脱方向の手前側に）設けられているので、そのような取付部４７３に取付部材４４７を取り付けた状態では、取付部材４４７の腕部４４７Ａとヘッド部４９を貫通して突出した投射レンズ４６の端部４６Ａとが干渉せず、その各腕部４４７Ａの幅や太さを大きくでき、液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂおよびクロスダイクロイックプリズム４５の支持強度を向上させることができる。 また、投射レンズ４６の端部４６Ａがヘッド部４９から突出してクロスダイクロイックプリズム４５により近接しているため、解像度が同じであれば、投射画像がより明るくでき、反対に同じ明るさであれば、解像度を向上させることができる。また、投射距離をより短くすることもできる。

なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。

シロッコファン５１Ａ、５１Ｂを一対配設したが、プロジェクタ１内には複数のペアを配設することもできる。さらには、投射レンズ４６の径方向で水平方向に沿って対向する状態に配設したが、上下方向など、投射レンズの径方向に配設すればよい。

冷却空気導入口２３は外装ケース２の底面でなくてもよい。すなわち、上面や側面に設けてもよい。なお、上面より側面の方が塵埃の落下が少ないことから好ましい。さらに、塵埃のさらなる侵入を防止するために、フィルタで冷却空気導入口を覆ってもよい。

また、電気光学装置４４としては、３種類の液晶パネル４４１Ｂ、４４１Ｇ、４４１Ｒにて構成したが、３つに限らず、液晶パネルを１つのみあるいは複数備えた構成でもできる。

ボス部４７６には、ヘッド部４９や保持片４７７が一体に設けられていたが、それぞれを個別に設けた場合でも本発明に含まれる。
さらに、本発明に係る取付部は、ボス部４７６上に設けられる必要はなく、部品収納部材４７１の上端面の一部に設けられるなど、設けられる位置や形状等は任意である。
また、取付部材４４７の形状も任意であり、前記実施形態での取付部材４４７の形状に限定されない。

上記の実施の形態では、液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂとクロスダイクロイックプリズム４５とからなるプリズムユニットを、取付部材４４７ごと上下方向に着脱させる構成であったが、本発明では、そのようなプリズムユニットの着脱方向は任意であり、着脱方向の手前側に取付部材４４７が設けられ、奥側にプリズムユニットが設けられる構成であればよい。従って、例えば、取付部材４４７がクロスダイクロイックプリズム４５の下面側に設けられた場合において、液晶パネル４４１Ｒ、４４１Ｇ、４４１Ｂおよびクロスダイクロイックプリズム４５を、取付部材４４７ごと部品収納部材４７１の下面側から着脱できるように構成してもよい。

さらに、上記の実施の形態では、３つの光変調装置を用いたプロジェクタの例のみを挙げたが、本発明は、１つの光変調装置のみを用いたプロジェクタ、２つの光変調装置を用いたプロジェクタ、あるいは、４つ以上の光変調装置を用いたプロジェクタにも適用可能である。

また、上記の実施の形態では、光変調装置として液晶パネルを用いていたが、マイクロミラーを用いたデバイスなど、液晶以外の光変調装置を用いてもよい。
さらに、上記一実施の形態では、光入射面と光出射面とが異なる透過型の光変調装置を用いていたが、光入射面と光出射面とが同一となる反射型の光変調装置を用いてもよい。

さらにまた、上記の実施の形態では、スクリーンを観察する方向から投射を行うフロントタイプのプロジェクタの例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを観察する方向とは反対側から投射を行うリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。

本発明の電子機器用冷却装置は、簡単な構造で容易に小型化でき、また、ファンの負荷を低減して騒音を低減できるため、ホームシアターやプレゼンテーションで利用されるプロジェクタに用いられる冷却装置として有用である。

本発明の実施形態に係るプロジェクタを上方から見た全体斜視図である。 前記プロジェクタを下方から見た全体斜視図である。 前記プロジェクタの光学系を模式的に示す平面図である。 前記プロジェクタの内部を示す斜視図であり、具体的には、図１の状態からアッパーケース、リアケース、投射レンズ、電気光学装置、プリズム、制御ボード、および電源部を外して上方から見た図である。 互いに一体とされた液晶パネルおよびプリズムからなる光学部品を下方側から見た斜視図である。 前記光学部品および投射レンズを垂直に切断した場合の断面図である。 図６のＶＩ部分の拡大図である。 本発明の一実施形態における冷却装置のロアーケースへの取付位置を示す斜視図である。 前記冷却装置を上方から見た斜視図である。 前記冷却装置を下方から見た斜視図である。 前記冷却装置について、一対のファンと吸気ダクト・送風ダクトを分離して上方から見た分解斜視図である。 前記冷却装置について、一対のファンと送風ダクトの構成を示す平面図である。 従来の冷却装置の一例を示した斜視図である。

符号の説明

１・・・プロジェクタ、２・・・筐体である外装ケース、４・・・光学系、５・・・電子機器用冷却装置（パネル冷却系）、１２・・・ロアーケース、２３・・・冷却空気導入口、４４・・・電気光学装置、４６・・・投射レンズ、５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ・・・ファンとしてのシロッコファン、５１Ａ１・・・吸気孔、５１Ａ２・・・排気孔、５２Ａ・・・吸気ダクト、５２Ｂ・・・送風ダクト、４４１Ｂ、４４１Ｇ、４４１Ｒ・・・電気光学装置を構成する液晶パネル

Claims (3)

1. 一対のファンと、外装ケースに形成された冷却空気導入口から前記一対のファンに連絡される吸気ダクトと、前記一対のファンから冷却空気を導く送風ダクトとを備えた電子機器用冷却装置であって、
   前記一対のファンは、回転軸方向から吸気する吸気孔と、回転接線方向に送風する排気孔を有するとともに、前記吸気ダクトの側方にそれぞれの吸気孔が互いに対向するように配置され、
   前記排気孔は、前記一対のファンのケース外周面で、かつ、前記外装ケースへの設置面近傍に形成され、各ファンの送風方向が同一方向であることを特徴とする電子機器用冷却装置。
2. 請求項１に記載の電子機器用冷却装置において、
   前記吸気ダクトに接続される前記冷却空気導入口は一つであることを特徴とする電子機器用冷却装置。
3. 光源装置と、前記光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調する電気光学装置を備えたプロジェクタであって、
   前記電気光学装置を冷却する請求項１または請求項２に記載の冷却装置を備えたことを特徴とするプロジェクタ。

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