JP2006189486A - Rear-projection apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、点灯により高温となる光源をダクト内に配置すると共にダクト内に生じる気流により光源を冷却することで、冷却ファンなしでも光源が過度に高温になるのを防止して画像表示中の静粛性を実現したリアプロジェクション装置に関する。 The present invention arranges a light source that becomes high temperature by lighting in the duct and cools the light source by an air flow generated in the duct, thereby preventing the light source from becoming excessively high temperature even without a cooling fan. The present invention relates to a rear projection device that realizes quietness.
従来、スクリーンに画像表示を行うプロジェクタ(投影型画像表示装置)が存在し、スクリーンへの投影方向によりフロントプロジェクション方式の装置と、リアプロジェクション方式の装置とに分かれる。リアプロジェクション方式の装置(リアプロジェクション装置)は、筐体にスクリーンを取り付けた構成のリアプロジェクション・テレビジョン装置として普及している。 Conventionally, there is a projector (projection-type image display device) that displays an image on a screen, which is divided into a front projection type device and a rear projection type device depending on the projection direction onto the screen. A rear projection apparatus (rear projection apparatus) is widely used as a rear projection television apparatus having a configuration in which a screen is attached to a casing.
リアプロジェクション装置は一般に下部筐体と上部筐体とに分かれており、下部筐体の内部には光源、光学ユニット、制御ユニット及び給電ユニット等が配置され、上部筐体には反射ミラー及びスクリーンが取り付けられている。なお、上部筐体はスクリーンに埃などが投影されないように密閉構造になっていることが多い。 The rear projection apparatus is generally divided into a lower casing and an upper casing. A light source, an optical unit, a control unit, a power feeding unit, and the like are arranged inside the lower casing, and a reflection mirror and a screen are arranged in the upper casing. It is attached. In many cases, the upper housing has a sealed structure so that dust or the like is not projected onto the screen.
下部筐体内に収められる光学ユニットは、光源から発せられた光に基づき画像に係る変調光を形成するライトバルブ、及び形成された変調光を上部筐体内の反射ミラーへ投射する投射レンズ等を有する。また、制御ユニットは、外部から入力される投影対象の画像信号を光学ユニットのライトバルブに最適な信号に変換する回路、及び放送電波の受信処理を行うチューナ部等を含むユニットである。さらに、光源は、光学ユニットに対する光軸の位置決めが必要なので、ランプキャビネットに収められて下部筐体内の所要箇所に固定されている。なお、光源自体は、メタルハライドランプ及び高圧水銀ランプ等のランプ(放電式の発光管)をリフレクタで覆う構成になっている。 An optical unit housed in the lower housing includes a light valve that forms modulated light according to an image based on light emitted from a light source, a projection lens that projects the formed modulated light to a reflecting mirror in the upper housing, and the like. . The control unit is a unit including a circuit that converts an image signal to be projected input from the outside into a signal that is optimal for the light valve of the optical unit, a tuner unit that performs reception processing of broadcast radio waves, and the like. Further, since the light source needs to be positioned with respect to the optical unit, the light source is housed in a lamp cabinet and fixed at a required position in the lower housing. The light source itself is configured to cover a lamp (discharge type arc tube) such as a metal halide lamp and a high-pressure mercury lamp with a reflector.
下部筐体内の光源、光学ユニット(特にライトバルブ)、制御ユニット及び給電ユニット等は、スクリーンでの画像表示に伴い発熱し、特に光源の発光管は非常に高温に達すると共にリフレクタ自体も発光管の照射により高温になるので、下部筐体内には通常、冷却用のファン及び冷却風を案内するダクトが設けられている(特許文献1、2参照)。また、冷却性を高めるために光源及びライトバルブを覆う冷却容器を設け、冷却容器内に冷却媒体を循環させるようにした装置も開示されている(特許文献3参照)。
The light source, optical unit (especially light valve), control unit, power supply unit, etc. in the lower housing generate heat when the image is displayed on the screen. In particular, the luminous tube of the light source reaches a very high temperature and the reflector itself is Since it becomes high temperature by irradiation, a cooling fan and a duct for guiding cooling air are usually provided in the lower housing (see
なお、光源の発光管は、両端が封止された筒状のガラス体の内部に有害な水銀及びハロゲンガス等が封入された構造になっており、点灯時には内部圧力が150気圧を越えるため、何らかの要因によりガラス体が破裂すると大音量の破裂音が発生すると共に有害物及びガラス等が飛散する。そのため、リフレクタの開口側をガラス板又は光学レンズ等で閉鎖した略密閉式の防爆仕様にされた光源が存在し、リアプロジェクション装置に用いられる光源の多くは防爆仕様になっている。なお、防爆仕様の光源は、開放型のものに比べて放熱性が劣るため、光源への投入電力が約150W(ワット)以下に制限される。
従来のリアプロジェクション装置では冷却用のファン及びダクトが設けられているため、画像の表示中もファンの強制冷却によるダクト内の送風音、ファンの回転に伴う振動音、及びファン自体の回転音等の様々な騒音が発生し、これらの騒音によりユーザの視聴が妨げられると云う問題がある。特に、リアプロジェクション装置で多く用いられる防爆仕様の光源は、開放型の光源に比べて冷却性が劣るため、ファンによる強制冷却の依存度が大きいので上述した問題が顕著になる。 Since the conventional rear projection apparatus is provided with a cooling fan and a duct, the blowing sound in the duct due to the forced cooling of the fan, the vibration sound accompanying the rotation of the fan, and the rotating sound of the fan itself, etc. even during image display There is a problem that various kinds of noises are generated and the user's viewing is disturbed by these noises. In particular, an explosion-proof light source often used in a rear projection apparatus has a lower cooling performance than an open light source, and thus has a large dependency on forced cooling by a fan, so that the above-described problem becomes significant.
また、特許文献3に係る装置では、冷却媒体を循環させることで冷却を行うため、冷却用のファンによる騒音の問題は生じない。しかし、光源の発光管は寿命が短いと云う特性から一定の期間が経過すると光源の交換が必要になるので、冷却媒体の循環に係る複雑な構成が存在するため、光源の交換等を含む様々なメンテナンスが困難になると云う別の問題が生じる。さらに、冷却媒体の循環のためにポンプ及び熱交換器等が新たに必要になることから装置コストが上昇するので、冷却媒体を循環させる構成は、実際の製品への採用は困難となっている。
Further, in the apparatus according to
本発明は、斯かる問題に鑑みてなされたものであり、冷却用のファンを廃止しても光源の所要の冷却性を確保することで、視聴時の騒音低下を実現したリアプロジェクション装置を提供することを目的とする。
また、冷却用のファンを廃止しても筐体内に収められる各種ユニットに対して所要の冷却性を確保できるようにしたリアプロジェクション装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such a problem, and provides a rear projection device that realizes noise reduction during viewing by ensuring the required cooling performance of the light source even if the cooling fan is eliminated. The purpose is to do.
It is another object of the present invention to provide a rear projection apparatus that can ensure required cooling performance for various units housed in a housing even if the cooling fan is eliminated.
上記課題を解決するために本発明に係るリアプロジェクション装置は、凹状のリフレクタ内に発光管が配置された光源と、該光源から発せられる光に基づき画像に係る変調光を形成する光学ユニットと、該光学ユニットから発せられる変調光が投影されるスクリーンと、気流を案内するダクトとを備えるリアプロジェクション装置において、前記ダクトの内部に前記光源が配置してあり、前記ダクトの周壁には、前記光源から発せられる光を通す通光部が形成してあることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a rear projection apparatus according to the present invention includes a light source in which an arc tube is arranged in a concave reflector, an optical unit that forms modulated light according to an image based on light emitted from the light source, In a rear projection apparatus comprising a screen on which modulated light emitted from the optical unit is projected and a duct for guiding an air flow, the light source is disposed inside the duct, and the light source is disposed on a peripheral wall of the duct. A light-transmitting portion that allows light emitted from the light to pass therethrough is formed.
本発明にあっては、ダクト内に高温となる光源を配置するので、光源自体が発する熱により光源の周囲のダクト内の気体が暖められ、この暖められた気体がダクト外の気体と混ざりあうことなしに、固まりとなりダクトに沿って移動するので、ダクト内には気体の流れが生じる。その結果、ダクト内を流れる気体により光源を冷却でき、従来のリアプロジェクション装置に存在していた冷却用のファンを廃止し、ファンの回転に伴う騒音を解消できる。また、ダクトの周壁には通光部が形成してあるので、光源から発せられる光を通光部よりダクトの外に位置する光源ユニットへ進行させられるので、スクリーンでの画像表示は従来と同様に行うことができる。なお、通光部としては、ダクト周壁に穴を形成すること、又は通光させる周壁箇所を透明にすること等が適用できる。 In the present invention, since the light source having a high temperature is disposed in the duct, the gas in the duct around the light source is warmed by the heat generated by the light source itself, and this warmed gas is mixed with the gas outside the duct. Instead, it becomes a mass and moves along the duct, so that a gas flow occurs in the duct. As a result, the light source can be cooled by the gas flowing in the duct, the cooling fan existing in the conventional rear projection apparatus can be eliminated, and the noise accompanying the rotation of the fan can be eliminated. In addition, since a light-transmitting part is formed on the peripheral wall of the duct, light emitted from the light source is transmitted from the light-transmitting part to the light source unit located outside the duct, so that the image display on the screen is the same as in the past. Can be done. In addition, as a light transmission part, forming a hole in a duct surrounding wall, or making the surrounding wall location to transmit light transparent is applicable.
本発明に係るリアプロジェクション装置は、前記ダクトは、内部に配置された前記光源を支持する支持部を備えることを特徴とする。
本発明にあっては、内部に配置する光源を支持する支持部をダクトが備えるので、光源の位置決め固定に用いていたランプキャビネットを廃止して、ダクトがランプキャビネットの替わりに用いることができ、装置の内部構成の簡易化を図れる。なお、光源の交換を容易にするために、光源の支持部を設けている箇所付近でダクトを分割できる構成にすることが好ましい。
In the rear projection device according to the present invention, the duct includes a support portion that supports the light source disposed therein.
In the present invention, the duct is provided with a support portion that supports the light source disposed therein, so that the lamp cabinet used for positioning and fixing the light source can be eliminated, and the duct can be used instead of the lamp cabinet. The internal configuration of the apparatus can be simplified. In order to facilitate replacement of the light source, it is preferable that the duct can be divided in the vicinity of the portion where the light source support portion is provided.
本発明に係るリアプロジェクション装置は、前記ダクトは、装置下部から装置上部へ延出してあることを特徴とする。
本発明にあっては、ダクトが装置下部から装置上部へと延出してあるので、光源が発する熱により暖められた比重の軽い気体の固まりがダクト内に充満すると、ダクト内外の気体の質量差によりダクト内部に煙突効果として浮力が発生する。この浮力がダクト内の通風抵抗を上回ると、冷却ファンがなくても、軽い気体の固まりがダクト内を自然と上昇すると云う気体の流れを形成でき、光源を一段と効率的に冷却できるようになる。なお、冷却効率を考慮すると、ダクトは鉛直方向で直線状に形成することが通風抵抗を少なくする上で最適であるが、装置内部のレイアウトの関係からダクトを鉛直方向から傾けること、曲線的な形状にすることも可能である。
The rear projection apparatus according to the present invention is characterized in that the duct extends from the lower part of the apparatus to the upper part of the apparatus.
In the present invention, since the duct extends from the lower part of the apparatus to the upper part of the apparatus, the mass difference between the gas inside and outside the duct is filled with a light mass of light gas having a specific gravity heated by the heat generated by the light source. As a result, buoyancy is generated inside the duct as a chimney effect. If this buoyancy exceeds the ventilation resistance in the duct, even if there is no cooling fan, it is possible to form a gas flow that a light gas mass naturally rises in the duct, and the light source can be cooled more efficiently. . In consideration of cooling efficiency, it is optimal to form the duct in a straight line in the vertical direction in order to reduce the draft resistance. It can also be shaped.
本発明に係るリアプロジェクション装置は、前記ダクトの上端は、ダクト内部が装置外方と連通するように開口してあることを特徴とする。
本発明にあっては、ダクトの上端が開口して装置外方へ連通するので、ダクト内の暖められた気体をスムーズに外方へ排出でき、ダクト内の流れを妨げないようにして光源の冷却効率を高めることができる。
The rear projection apparatus according to the present invention is characterized in that the upper end of the duct is opened so that the inside of the duct communicates with the outside of the apparatus.
In the present invention, since the upper end of the duct opens and communicates to the outside of the apparatus, the warmed gas in the duct can be smoothly discharged to the outside, and the flow of the light source can be prevented so as not to disturb the flow in the duct. Cooling efficiency can be increased.
本発明に係るリアプロジェクション装置は、前記ダクトの下端は、ダクト内部が装置内部と連通するように開口してあることを特徴とする。
本発明にあっては、ダクトの下端が開口して装置内部と連通するので、装置内部の気体をダクト内に吸い込んで上昇させると云う気流を生成できる。即ち、ダクト内に配置される光源が発熱することで暖められた気体が上昇するので、ダクトの下部付近では負圧が発生する。そのため、ダクトの下端を開口することで、ダクトの下端付近に存在する装置内部の気体がダクト内へ吸い込まれてダクト内へ気体を連続して送り込めるようになり、ダクト内で生成される光源冷却用の気流を維持できる。
In the rear projection apparatus according to the present invention, the lower end of the duct is opened so that the inside of the duct communicates with the inside of the apparatus.
In the present invention, since the lower end of the duct opens and communicates with the inside of the apparatus, it is possible to generate an air flow that sucks and raises the gas inside the apparatus into the duct. That is, the warmed gas rises as the light source disposed in the duct generates heat, and a negative pressure is generated near the lower portion of the duct. Therefore, by opening the lower end of the duct, the gas inside the device existing near the lower end of the duct is sucked into the duct and can be continuously sent into the duct, and the light source generated in the duct A cooling airflow can be maintained.
本発明に係るリアプロジェクション装置は、前記ダクトの延出方向に直交する向きの断面形状は、四角形以上の多角形又は略円形であることを特徴とする。
本発明にあっては、ダクトの断面形状を四角形以上の多角形又は略円形にしているので、ダクト内の気体の流れを良好にできる。通常、気体は粘性流体であるため、ダクト内を気体が流れる場合、ダクト内壁との接触箇所に粘性抵抗が生じる。また、ダクト内に角部分があると、特に角部分での粘性抵抗が大きくなり気体が流れにくくなる。そのため、本発明ではダクトの断面形状を四角形以上の多角形にした場合、角部分の挟み角を粘性抵抗が大きくならない角度範囲に収めることができ、また、ダクトの断面形状を略円形にした場合、角部分自体を消滅させて粘性抵抗を抑えてスムーズな気流を確保できる。なお、ダクトの断面形状が多角形である場合、必ずしも正多角形にする必要はなく、装置内部の構成に応じた多角形状にすることが可能である。
The rear projection apparatus according to the present invention is characterized in that a cross-sectional shape in a direction perpendicular to the extending direction of the duct is a quadrilateral or more polygon or a substantially circular shape.
In the present invention, since the cross-sectional shape of the duct is a quadrilateral or more polygon or substantially circular, the flow of gas in the duct can be improved. Usually, since gas is a viscous fluid, when gas flows in a duct, viscous resistance will arise in a contact location with the duct inner wall. In addition, if there is a corner portion in the duct, the viscous resistance particularly at the corner portion increases, and the gas does not flow easily. Therefore, in the present invention, when the cross-sectional shape of the duct is a quadrilateral or more polygonal, the sandwiching angle of the corner portion can be within an angular range where the viscous resistance does not increase, and when the cross-sectional shape of the duct is substantially circular The corner part itself disappears and the viscous resistance is suppressed to ensure a smooth air flow. In addition, when the cross-sectional shape of a duct is a polygon, it does not necessarily need to be a regular polygon, and can be made into the polygon according to the structure inside an apparatus.
本発明に係るリアプロジェクション装置は、前記光源は、前記リフレクタ内の空間を横切ってリフレクタと前記発光管とを繋ぐ熱伝導部材を備えることを特徴とする。
本発明にあっては、発光管とリフレクタとが熱伝導部材で繋げてあるので、点灯により発光管に生じる熱を熱伝導部材を通じてリフレクタへ伝導させることが可能となる。さらに、リフレクタへ伝導させた熱はダクト内を流れる気体へと移るので、発光管及びリフレクタの温度を冷却ファン無しでも適正な温度範囲内に抑えて、リアプロジェクション装置の安定した使用を確保できる。
The rear projection device according to the present invention is characterized in that the light source includes a heat conducting member that connects the reflector and the arc tube across the space in the reflector.
In the present invention, since the arc tube and the reflector are connected by the heat conducting member, the heat generated in the arc tube by lighting can be conducted to the reflector through the heat conducting member. Furthermore, since the heat conducted to the reflector is transferred to the gas flowing in the duct, the temperature of the arc tube and the reflector can be suppressed to an appropriate temperature range without a cooling fan, and stable use of the rear projection apparatus can be ensured.
なお、熱伝導部材は、熱伝導率が良好な銅、アルミニウム等の金属、及び窒化アルミニウムからなるセラミックス等を材質にすることが好ましく、また、リフレクタからの光の照射により熱伝導部材自体が熱せられるのを防止するため、酸化防止膜により熱伝導部材の表面を被覆して熱伝導部材の表面の反射性を維持することが好適である。さらに、熱伝導部材を設けた場合のリフレクタは、材質として熱伝導性の観点から金属材料を適用する必要があり、10W/m・K以上の熱伝導率を有するアルミニウム、銅等が好適である。 The heat conducting member is preferably made of a metal such as copper or aluminum having a good thermal conductivity, ceramics made of aluminum nitride, or the like, and the heat conducting member itself is heated by irradiation of light from the reflector. In order to prevent this, it is preferable to maintain the reflectivity of the surface of the heat conductive member by covering the surface of the heat conductive member with an antioxidant film. Furthermore, the reflector in the case where the heat conducting member is provided needs to apply a metal material as a material from the viewpoint of heat conductivity, and aluminum, copper or the like having a heat conductivity of 10 W / m · K or more is preferable. .
本発明に係るリアプロジェクション装置は、前記光源は、リフレクタの内周側の反射面を被覆する被覆膜を備えることを特徴とする。
本発明にあっては、リフレクタの反射面が被覆膜で被覆してあるので、発光管から発せられる光を反射することで生じる熱影響を低減可能になる。なお、被覆膜には赤外波長域の光を選択的に熱に変換してリフレクタへ放熱させる特性を持たせることが好適であり、このような特性により反射面の放熱性が良好となり、リフレクタから発する熱をダクト内の気体へ容易に移動可能となりリフレクタの温度を冷却ファン無しでも適正な温度範囲内に維持できる。また、放熱性が良好になることで、反射面の温度が過度に上昇することがなくなり、反射面の劣化も防止できる。
In the rear projection apparatus according to the present invention, the light source includes a coating film that covers the reflection surface on the inner peripheral side of the reflector.
In the present invention, since the reflecting surface of the reflector is covered with the coating film, it is possible to reduce the thermal effect caused by reflecting the light emitted from the arc tube. In addition, it is preferable that the coating film has a characteristic of selectively converting light in the infrared wavelength region into heat and dissipating heat to the reflector, and such characteristics improve the heat dissipation of the reflecting surface, Heat generated from the reflector can be easily transferred to the gas in the duct, and the temperature of the reflector can be maintained within an appropriate temperature range without a cooling fan. Moreover, since heat dissipation becomes favorable, the temperature of a reflective surface does not rise excessively, and deterioration of a reflective surface can also be prevented.
本発明に係るリアプロジェクション装置は、前記光源は、リフレクタの外周面に放熱フィンを備えることを特徴とする。
本発明にあっては、リフレクタの外周面に放熱フィンを設けるので、リフレクタの外周面の周囲に存在する気体とリフレクタとの接触面積が増大し、リフレクタが有する熱を周囲の気体へ効率的に移動できるようになり、一段とリフレクタの放熱性を向上して光源の冷却性を高められる。
In the rear projection device according to the present invention, the light source includes a heat radiating fin on an outer peripheral surface of the reflector.
In the present invention, since the heat dissipating fins are provided on the outer peripheral surface of the reflector, the contact area between the gas existing around the outer peripheral surface of the reflector and the reflector increases, and the heat of the reflector is efficiently transferred to the surrounding gas. It becomes possible to move, further improving the heat dissipation of the reflector and improving the cooling performance of the light source.
本発明に係るリアプロジェクション装置は、前記光源は、リフレクタの反射側の開口を閉鎖する透光性部材を備えることを特徴とする。
本発明にあっては、リフレクタの開口を閉鎖する透光性部材を備えるので光源を防爆仕様にでき、破裂音及び有害物の漏洩を防止できる。なお、光源はリフレクタの開口を閉鎖する透光性部材からも放熱が行われるので、透光性部材の周囲も気体が流れるように光源全体がダクト内に収まるようにダクト内の光源の位置を考慮することが好ましい。
The rear projection device according to the present invention is characterized in that the light source includes a translucent member that closes the reflection-side opening of the reflector.
In this invention, since the translucent member which closes the opening of a reflector is provided, a light source can be made into an explosion-proof specification and the leakage of a plosive sound and a harmful substance can be prevented. Since the light source also dissipates heat from the translucent member that closes the opening of the reflector, the position of the light source in the duct is adjusted so that the entire light source is contained in the duct so that gas flows around the translucent member. It is preferable to consider.
本発明に係るリアプロジェクション装置は、前記光学ユニットを収める筐体を備えており、該筐体の前記光源より下方となる箇所に吸気口が形成してあることを特徴とする。
本発明にあっては、筐体の光源より下方となる箇所に吸気口を形成するので、光源の放熱により光源の周囲の気体は上昇するという自然対流が発生しているので、光源より下方に吸気口を形成すると、装置外部の冷たい気体が吸気口より装置内部へ流れ込みやすくなる。その結果、装置外部から吸気口を通じて装置内部へ向かう気流を形成でき、筐体内の光学ユニット及び他の各種ユニットを気流により冷却可能になる。
The rear projection apparatus according to the present invention includes a housing that houses the optical unit, and an air inlet is formed at a position below the light source of the housing.
In the present invention, since the intake port is formed at a position below the light source of the housing, natural convection occurs in which the gas around the light source rises due to heat dissipation of the light source. When the air inlet is formed, cold gas outside the apparatus can easily flow into the apparatus from the air inlet. As a result, an air flow from the outside of the apparatus to the inside of the apparatus through the air inlet can be formed, and the optical unit and other various units in the housing can be cooled by the air flow.
本発明に係るリアプロジェクション装置は、前記筐体は、前記光源及び光学ユニットへ給電を行う給電ユニットを収めており、該給電ユニットは、高さ方向で前記光源と前記吸気口との間に配置してあることを特徴とする。
本発明にあっては、給電ユニットを光源と吸気口との間に配置するので、熱源となる給電ユニットに対する吸気口と、給電ユニットに比べて発熱量が大きい光源との位置関係により、吸気口から装置内部へ気体が流れやすくなると共に、流れ込んだ気体が上昇しやすくなり、給電ユニットの冷却に好適な気流を形成できる。
In the rear projection apparatus according to the present invention, the housing stores a power supply unit that supplies power to the light source and the optical unit, and the power supply unit is disposed between the light source and the air inlet in the height direction. It is characterized by being.
In the present invention, since the power supply unit is disposed between the light source and the air intake port, the air intake port with respect to the power supply unit serving as a heat source and the light source that generates a large amount of heat compared to the power supply unit are As a result, gas can easily flow from the inside to the inside of the apparatus, and the gas that has flowed in can easily rise, and an airflow suitable for cooling the power supply unit can be formed.
即ち、給電ユニットの発熱により給電ユニット周辺の気体も暖められて、上昇気流が発生し、この上昇気流が光源により形成される気流と繋がることで、自然対流による気体の流れを一層強くして冷却効率を向上できる。特に、ダクトが装置下部から装置上部へ延出すると共にダクトの下端が装置内部と連通して開口している場合は、給電ユニットの発熱による自然対流をダクト内の気体の流れにスムーズに繋げることが可能になり、吸気口からダクトへ向かう流れにより給電ユニット及び光源の冷却性を高められる。なお、光源と吸気口との間に給電ユニットを配置することは、吸気口の最下部となる周縁の高さ以上で光源の最上部となる箇所の高さ以下の範囲と重なるように給電ユニットを配置することを意味する(以下、同様)。 In other words, the gas around the power supply unit is also warmed by the heat generated by the power supply unit, and an upward airflow is generated. This upward airflow is connected to the airflow formed by the light source, so that the gas flow by natural convection is further strengthened and cooled. Efficiency can be improved. In particular, when the duct extends from the lower part of the device to the upper part of the device and the lower end of the duct is open to communicate with the inside of the device, the natural convection due to heat generated by the power supply unit can be smoothly connected to the gas flow in the duct. The cooling performance of the power supply unit and the light source can be improved by the flow from the air inlet to the duct. It should be noted that the power supply unit is arranged between the light source and the air inlet so that the power supply unit overlaps with a range not less than the height of the peripheral edge that is the lowest part of the air inlet and not more than the height of the upper part of the light source. Means the same (hereinafter the same).
本発明に係るリアプロジェクション装置は、前記筐体は、前記光学ユニットの変調光の形成に係る制御処理を行う制御ユニットを収めており、該制御ユニットは、高さ方向で前記光源と前記吸気口との間に配置してあることを特徴とする。
本発明にあっては、光学ユニットの変調光の形成に係る制御処理を行う制御ユニットを光源と吸気口との間に配置するので、冷却フィン無しでも所要の冷却性を確保でき、投射画像の視聴の妨げとなる冷却ファンに起因する騒音を解消できる。なお、制御ユニットは光源より発熱量は劣るが熱源になるので、制御ユニット周辺の気体が暖められ、上昇気流が発生することから、筐体に形成した吸気口から制御ユニットを経て上昇する気流により装置内部を冷却できる。
In the rear projection apparatus according to the present invention, the housing houses a control unit that performs control processing related to formation of modulated light of the optical unit, and the control unit includes the light source and the air inlet in the height direction. It is arrange | positioned between.
In the present invention, since the control unit for performing the control process related to the formation of the modulated light of the optical unit is disposed between the light source and the air inlet, the required cooling performance can be ensured without the cooling fin, and the projected image can be obtained. Noise caused by cooling fans that hinder viewing can be eliminated. Since the control unit is a heat source, although the calorific value is inferior to that of the light source, the gas around the control unit is warmed and an upward air flow is generated, so the air flow rising through the control unit from the intake port formed in the housing The inside of the device can be cooled.
本発明に係るリアプロジェクション装置は、前記光学ユニットは、高さ方向で前記光源と前記吸気口との間に配置してあり、前記光源から発せられる光を前記光学ユニットへ導く反射部材を備えることを特徴とする。
本発明にあっては、光源に比べて発熱量は劣るが、熱源になる光学ユニットを光源と吸気口との間に配置するので、光学ユニット周辺の気体が暖められ、上昇気流が発生することから、筐体に形成した吸気口から光学ユニットを経て上昇する気流により装置内部を効率的に冷却できる。
In the rear projection apparatus according to the present invention, the optical unit includes a reflecting member that is disposed between the light source and the air inlet in a height direction and guides light emitted from the light source to the optical unit. It is characterized by.
In the present invention, the calorific value is inferior to that of the light source, but since the optical unit serving as the heat source is disposed between the light source and the air inlet, the gas around the optical unit is warmed and an upward air flow is generated. Therefore, the inside of the apparatus can be efficiently cooled by the airflow rising through the optical unit from the air inlet formed in the housing.
本発明に係るリアプロジェクション装置は、前記筐体は、前記光源及び光学ユニットへ給電を行う給電ユニット、並びに前記光学ユニットの変調光の形成に係る制御処理を行う制御ユニットを収めており、前記給電ユニットは、高さ方向で前記光源と前記吸気口との間に配置してあり、前記制御ユニットは、高さ方向で前記給電ユニットと前記吸気口との間に配置してあり、前記光学ユニットは、高さ方向で前記制御ユニットと前記吸気口との間に配置してあり、前記光源から発せられる光を前記光学ユニットへ導く反射部材を備えることを特徴とする。 In the rear projection apparatus according to the present invention, the housing includes a power supply unit that supplies power to the light source and the optical unit, and a control unit that performs control processing related to formation of modulated light of the optical unit, The unit is arranged between the light source and the air inlet in the height direction, and the control unit is arranged between the power supply unit and the air inlet in the height direction, and the optical unit Is disposed between the control unit and the air inlet in the height direction, and includes a reflecting member that guides light emitted from the light source to the optical unit.
本発明にあっては、高さ方向で装置下部から装置上部へ光学ユニット、制御ユニット、給電ユニット、光源を順に配置するので、発熱量の低いものから高いものへと装置下部から装置上部へ配置されることになり、自然対流の発生に最も適した配置構成になり、各ユニットで生じる上昇気流を繋ぎ合わせて上方へ向かう強い気流を冷却ファン無しで形成でき、装置内部の冷却性を高められる。 In the present invention, an optical unit, a control unit, a power supply unit, and a light source are arranged in order from the lower part of the apparatus to the upper part of the apparatus in the height direction. As a result, the arrangement is most suitable for the generation of natural convection, and the upward airflow generated by each unit can be connected to form a strong upward airflow without a cooling fan, improving the cooling performance inside the device. .
また、ダクトが装置下部から装置上部へ延出し、ダクトの上端が装置外方へ開口すると共にダクトの下端が装置内部で給電ユニットと同等以上の高さで開口している場合は、吸気口から光学ユニット、制御ユニット、及び給電ユニットへと上昇する気流をダクト内へ導くことができ、ダクト内の光源による上向きの気流と合流して上端の開口より装置外方へスムーズに排気される一連の大きな流れが形成され、各ユニット及び光源の冷却性を一層向上できる。 In addition, if the duct extends from the lower part of the device to the upper part of the device, the upper end of the duct opens to the outside of the device and the lower end of the duct opens at a height equal to or higher than the power supply unit inside the device, A series of airflows that rise to the optical unit, control unit, and power supply unit can be guided into the duct, and merged with the upward airflow generated by the light source in the duct and smoothly exhausted outward from the opening at the upper end. A large flow is formed, and the cooling performance of each unit and the light source can be further improved.
本発明にあっては、ダクトの内部に高温となる光源を配置するので、光源自体が発する熱でダクト内の気体が暖められて気流が生じるため、この気流により光源を冷却でき、冷却用のファンを不要にして、ファンの回転に伴い発生した各種騒音を解消できる。
本発明にあっては、ダクトは、内部に配置する光源を支持する支持部を備えるので、光源の位置決め固定に用いていたランプキャビネットを廃止して、ダクト自体をランプキャビネットとして用いることができ、装置構成の簡易化を図れる。
In the present invention, since the light source having a high temperature is arranged inside the duct, the gas in the duct is warmed by the heat generated by the light source itself, and an air flow is generated. Various types of noise caused by the rotation of the fan can be eliminated by eliminating the need for a fan.
In the present invention, the duct is provided with a support portion that supports the light source disposed therein, so that the lamp cabinet used for positioning and fixing the light source can be eliminated, and the duct itself can be used as the lamp cabinet. The device configuration can be simplified.
本発明にあっては、ダクトが装置下部から装置上部へと延出してあるので、光源が発する熱により暖められた比重の軽い気体の固まりが上昇すると云う気流を形成でき、光源の冷却性を一段と向上できる。
本発明にあっては、ダクトの上端を装置外方へ開口するので、ダクト内の暖められた気体をスムーズに外方へ排出できる。
本発明にあっては、ダクトの下端が開口して装置内部と連通するので、装置内部の気体をダクト内に送り込んで、連続した流れの気流を形成できる。
本発明にあっては、ダクトの断面形状を四角形以上の多角形又は略円形にしているので、ダクト内の抵抗を抑えてスムーズな流れの気流を形成できる。
In the present invention, since the duct extends from the lower part of the apparatus to the upper part of the apparatus, it is possible to form an air flow in which a mass of light gas having a specific gravity heated by the heat generated by the light source rises, thereby improving the cooling performance of the light source. It can be further improved.
In the present invention, since the upper end of the duct is opened to the outside of the apparatus, the warmed gas in the duct can be smoothly discharged to the outside.
In the present invention, since the lower end of the duct opens and communicates with the inside of the apparatus, the gas inside the apparatus can be sent into the duct to form a continuous flow airflow.
In the present invention, since the cross-sectional shape of the duct is a quadrilateral or more polygonal or substantially circular shape, it is possible to suppress the resistance in the duct and form a smooth air flow.
本発明にあっては、発光管とリフレクタとが熱伝導部材で繋げてあるので、点灯により発光管に生じる熱を熱伝導部材を通じてリフレクタへ伝導させることが可能となり、発光管の冷却性を向上できる。
本発明にあっては、リフレクタの反射面は被覆膜で被覆してあるので、反射面の放熱性が向上でき、光源の冷却性を高められる。
In the present invention, since the arc tube and the reflector are connected by the heat conducting member, the heat generated in the arc tube by lighting can be conducted to the reflector through the heat conducting member, and the cooling performance of the arc tube is improved. it can.
In the present invention, since the reflecting surface of the reflector is covered with the coating film, the heat dissipation of the reflecting surface can be improved, and the cooling property of the light source can be improved.
本発明にあっては、リフレクタの外周面に放熱フィンを設けるので、周囲の気体とリフレクタとの接触面積を増大でき、リフレクタが有する熱を周囲の気体へ効率的に移動して、光源の冷却性を高められる。
本発明にあっては、リフレクタの開口を閉鎖する透光性部材を備えるので光源を防爆仕様にでき、破裂音及び有害物の漏洩を防止できる。
In the present invention, since the heat dissipating fins are provided on the outer peripheral surface of the reflector, the contact area between the surrounding gas and the reflector can be increased, and the heat of the reflector is efficiently transferred to the surrounding gas to cool the light source. Increases sex.
In this invention, since the translucent member which closes the opening of a reflector is provided, a light source can be made into an explosion-proof specification and the leakage of a plosive sound and a harmful substance can be prevented.
本発明にあっては、光源より下方となる箇所に吸気口を形成するので、光源の放熱に伴う気流の流れにより吸気口より装置内部へ気体を吸入し装置内部の冷却性を高められる。
本発明にあっては、給電ユニットを光源と吸気口との間に配置するので、給電ユニットに対する吸気口と光源との位置関係により吸気口から装置内部へ気体が流れやすくなると共に、流れ込んだ気体を上昇させて装置内部にスムーズな気体の流れを形成できる。
In the present invention, since the air inlet is formed at a position below the light source, the air flow is accompanied by heat flow from the light source, so that the gas can be sucked into the apparatus from the air inlet and the cooling inside the apparatus can be improved.
In the present invention, since the power supply unit is disposed between the light source and the air inlet, the gas flows easily from the air inlet to the inside of the apparatus due to the positional relationship between the air inlet and the light source with respect to the power supply unit. Can be raised to form a smooth gas flow inside the apparatus.
本発明にあっては、熱源となる制御ユニットを光源と吸気口との間に配置するので、吸気口からの気体の吸入を促して冷却に好適な気体の流れを形成できる。
本発明にあっては、熱源になる光学ユニットを光源と吸気口との間に配置するので、吸気口からの気体の吸入を促進できると共に、冷却に好適な気体の流れを形成できる。
本発明にあっては、高さ方向で装置下部から装置上部へ光学ユニット、制御ユニット、給電ユニット、光源を順に配置するので、発熱量の低いものから高いものへと装置下部から装置上部へ配置されることになり、自然対流の発生に最も適した配置構成にして冷却に好適な気流を形成できる。
In the present invention, since the control unit serving as a heat source is disposed between the light source and the intake port, the gas flow suitable for cooling can be formed by promoting the intake of the gas from the intake port.
In the present invention, since the optical unit serving as a heat source is disposed between the light source and the intake port, the suction of gas from the intake port can be promoted and a gas flow suitable for cooling can be formed.
In the present invention, an optical unit, a control unit, a power supply unit, and a light source are arranged in order from the lower part of the apparatus to the upper part of the apparatus in the height direction. As a result, an air flow suitable for cooling can be formed with an arrangement configuration most suitable for the generation of natural convection.
図1〜3は、本発明の実施形態に係るリアプロジェクション装置1の外観を示している。本実施形態のリアプロジェクション装置1は、装置下部の下部筐体2及び装置上部の上部筐体3を組み合わせた構成であり、両筐体2、3の背面側の両角部分を大きく面取りした形状にすると共に、その面取りした一方の箇所(図1では左側)にダクト4を設けている。リアプロジェクション装置1は、ダクト4の内部に光源10を配置して(図2、3参照)、冷却用のファンを設けることなくダクト4内に生成される気流で光源10を冷却することを特徴としている。
1-3 have shown the external appearance of the
リアプロジェクション装置1の下部筐体2は、背板部2aの最下部に横長矩形の吸気口7を形成しており(図1参照)、吸気口7を通じて装置外方と装置内部とを連通させて、下部筐体2の外方周辺の気体を装置内部へ取り込めるようにしている。なお、吸気口7には内部保護のためにルーバ7aが設けられている。
The
図2〜6に示すように下部筐体2は、光学ユニット31、制御ユニット33、及び給電ユニット34を積み重ねた状態で内部に収めている。光学ユニット31は高さ方向で最も下になる位置で且つ吸気口7の最下部となる下辺縁より上方となる箇所に配置されている。また、外部から入力される投影対象の画像信号を光学ユニット31のライトバルブに最適な信号に変換する制御処理を行う回路を含む制御ユニット33は光学ユニット31の上方に配置されている。さらに、光源10、光学ユニット31、及び制御ユニット33等へ給電を行う給電ユニット34は、制御ユニット33の上方に配置されている。なお、各ユニット31、33、34は、下部筐体2の内部に設けられた取付部(図示せず)により固定されて、下部筐体2の内部での位置決めが行われており、また、本実施形態の制御ユニット33は、放送電波の受信処理を行うチューナ部も含んでいる。
2-6, the lower housing | casing 2 is accommodated in the inside in the state which accumulated the
各ユニット31、33、34は、リアプロジェクション装置1の使用に伴い発熱するが、発熱量は給電ユニット34が最も多く、2番目は制御ユニット33であり、3番目は光学ユニット31である。このような発熱量の相異により、各ユニット31、33、34の高さ方向に対する配置は、装置下部から装置上方へ発熱量の小さいものから大きいものへと並ぶ順番になっている。
Each
なお、光学ユニット31は、キャビネット32で覆われた構成になっており、図5、6に示すようにキャビネット32は、ボックス状の本体キャビネット部32cで形成されている。また、本体キャビネット部32cは、光源10に上端部分が対向するように鉛直方向に延出したダクト状の導光キャビネット部32a、及び上端に投射レンズ46が取り付けられて鉛直方向に延出したダクト状の投射キャビネット部32b(図5参照)にそれぞれ接続された構成になっている。
The
図11(a)に示すように、導光キャビネット部32aは内部に光源10から発せられた光Kを反射して光学ユニット31の本体キャビネット部32cの内へ導く反射鏡36、37(反射部材に相当)を取り付けている。なお、導光キャビネット部32aは密閉性が要求されないため、周壁部分には多くのスリット(図示せず)が形成されて、良好な通気性が確保されると共に、後述するダクト4の下開口5aへの空気の流れを妨げないようにしている。
As shown in FIG. 11 (a), the light guide cabinet portion 32a reflects the light K emitted from the
また、図11(b)に示すように、本体キャビネット部32cは内部に反射鏡38、カラーホイール39、ロッドレンズ40、コンデンサレンズ41、TIRプリズム42、反射鏡43、及びDMD(Digital Micromirror Device:登録商標。以下同様)44を導光キャビネット部32aから導かれた光Kの進行方向に合わせて配置しており、このような光学系の各部を制御する回路基板(図示せず)も内部に収めている。DMD44はライトバルブに相当し、ミクロンオーダーで可動するミラーアレイを制御して画像を生成する素子で形成されており、光源10からの光Kに基づき画像の変調光を生成するが、変調光の生成に伴い発熱する。なお、ライトバルブには、DMDの替わりに液晶パネルを用いることも可能である。
Further, as shown in FIG. 11B, the main
さらに、図11(c)に示すように、投射キャビネット部32bは内部に、反射鏡45を取り付けており、DMD44で生成された変調光を投射レンズ46へ導き、投射レンズ46から変調光を投射するようにしている。なお、本体キャビネット部32c及び投射キャビネット部32bの内部は、防塵性が要求されるため、密閉構造になっている。
Further, as shown in FIG. 11C, the
一方、上部筐体3は、図4、5に示すように背面壁部3aに沿った内部に反射ミラー8を取り付けると共に、前面の枠部3eの周囲にスクリーン9を取り付けている。また、上部筐体3は、下板部3cの一部に開口3dを形成しており、上部筐体3を下部筐体2の上部に組み合わせた場合に、開口3d内に投射レンズ46が収まるようにしている。また、上部筐体3は、下部筐体2に組み合わせられると、開口3dが下部筐体2の上板部2cで閉鎖された状態になり、上部筐体3の内部の密閉性が確保される。
On the other hand, as shown in FIGS. 4 and 5, the
なお、図4に示すように、投射レンズ46から投射される変調光が反射ミラー8で反射してスクリーン9へ向かう領域は、最も外側を進行する左右の反射光H1、H2と、反射ミラー8と、スクリーン9とで囲まれた範囲となり、この範囲に障害物が存在するとスクリーン4に表示される画像が欠けるので、前記範囲に入らないように導光キャビネット部32a及びダクト4等の配置が決められている。
As shown in FIG. 4, the regions where the modulated light projected from the
また、本実施形態のリアプロジェクション装置1の特徴となるダクト4は、装置下部から装置上部へ鉛直方向に延出しており、延出方向に直交する断面形状は略円形にされている。ダクト4は、下ダクト部5及び上ダクト部6が組み合わされた構造になっており、下ダクト部5は図6、7に示すように下部筐体2と一体に成形されており、下部筐体2の斜め板部2bより下ダクト部5の周壁の一部が下部筐体2の内方へ入り込んだ形状になっている。
In addition, the
また、下ダクト部5は、下部筐体2の内方側に相当する下端の周壁部分を除去して下開口5aを形成すると共に、下部筐体2の内方側に相当する上端の周壁部分5cに半円状の下穴5bを形成している。下穴5bは、ダクト4の内部に配置される光源10から発せられる光が遮られない径寸法が確保されている。なお、下開口5aの上縁部5eの高さ方向における位置は、図2に示すように下部筐体2の内部に収められる給電ユニット34の上面34aより高くしてあり、高さ方向において下開口5aの開口範囲に給電ユニット34の一部が重なるような位置関係になっている。
The
さらに、図7に示すように下ダクト部5は、下穴5bの上部周縁の両側付近よりダクト内方へ向けて突出するように一組の支持部19を突設している。一組の支持部19は、図10に示す光源10のリフレクタ11のフランジ部11bを挟持するものであり、内方へ向かう突出板部19aの先端にフランジ部11bの外周形状に合わした円弧状の円弧部19bを設け、この円弧部19bにリブ11bを嵌め込む溝部19cを形成している。
Further, as shown in FIG. 7, the
このような支持部19を下ダクト部5の上部付近に設けることで、上ダクト部6を外すことにより光源10へのアクセス性が良好になり、光源10を容易に交換できる。さらに、支持部19により光源10が位置決めされることで、ダクト4の内部に光源10が完全に入り込むことになり、光源10のリフレクタ11の周囲だけでなく、発光側となる前面に対しても気体を流すスペースを確保でき、光源10の周囲全体に気体を流して光源10から放たれる熱を周囲の空気へ効率的に移動させられる。
By providing such a
また、下ダクト部5に組み合わされる上ダクト部6は円筒状に形成されており、下端側の下部筐体2の内方側となる周壁部分6dに半円状の上穴6bを形成している。なお、上穴6bは、下ダクト部5の下穴5bと上下に対象な形状であり、上穴6b及び下穴5bが組み合わされて円状の通光部が形成される。なお、上ダクト部6が取り付けられる箇所に対応する上部筐体3の斜め板部3b(図2参照)には、上ダクト部6との干渉をさけるための窪み(図示せず)が形成されている。
The
さらに、上ダクト部6は上端に上開口6aを設けており、上開口6aを通じて装置外方と上ダクト部6の内部が連通するようにしている。また、上開口6aには、ルーバ6cが設けられて、ダクト内に手を入れられないようにしている。なお、上開口6aの開口面積は、下部筐体2の吸気口7の開口面積に比べて1.2倍以上を確保して、装置内部及びダクト4内で膨張する空気をスムーズに排出可能にしている。
Further, the
図8は、ダクト4の内部に配置される光源10を分解した状態を示している。光源10は防爆仕様であり、内部に発光管12を配置した凹状のリフレクタ11の開口11dを閉鎖する円板状の防爆ガラス29(透光性部材に相当)を有する。なお、防爆ガラス29の替わりに光学レンズを適用することも可能である。また、光源10は、発光管12とリフレクタ11とを繋ぐ羽根車状の熱伝導部材20を有しており、点灯により発光管12に生じた熱を熱伝導部材20によりリフレクタ11へ伝導させる。以下、光源10の各部の構成を説明する。
FIG. 8 shows a state in which the
リフレクタ11は、図9にも示すように、内周面11fが楕円面又は双曲面に形成された凹面鏡部11aの開口11d側の外周縁にフランジ部11bを設けており、また開口11dとは逆側の端部に発光管12を取り付けるための筒部11cを突設している。凹面鏡部11a、フランジ部11b、及び筒部11cはリフレクタ11の基材に相当し、基材には熱伝導率が10W/m・K以上の金属材料を適用しており、本実施形態では熱伝導率が約200W/m・Kのアルミニウムを用いている。
As shown in FIG. 9, the
凹面鏡部11aの凹状の内周面11fは反射面になっており、内周面11fを被覆膜17で被覆して熱拡散性を向上している。被覆膜17は、図10に示すように3層構造であり、内周面11f側より赤外線熱変換層17a、光沢緩衝層17b、及び可視光反射層17cを備える。
The concave inner peripheral surface 11f of the concave mirror part 11a is a reflecting surface, and the inner peripheral surface 11f is covered with a
赤外線熱変換層17aは、内周面11fを陽極酸化することで成膜され、光沢緩衝層17b及び可視光反射層17cを通過する波長領域の光を吸収して効率的に熱変換する。光沢緩衝層17bは赤外線熱変換層17aの上にSi系樹脂又はポリイミド系樹脂を高温で焼成することで成膜され、赤外線変換層17aと可視光反射層17cとが直接的に接しないように両者の緩衝を図るものである。可視光反射層17cは、光沢緩衝層17bの上に形成されて可視光の反射を行うものである。よって、本実施形態のリフレクタ11は、上述した積層構造の被覆膜17を有することで発光管12から放出される光を反射していても、効率的に熱を拡散でき反射面の劣化を防ぐと共に、リフレクタ11からの放熱性も向上させている。
The infrared heat conversion layer 17a is formed by anodizing the inner peripheral surface 11f, and absorbs light in a wavelength region that passes through the
また、図8、9に示すように、リフレクタ11は、内周面11fの中心頂部11iと筒部11cの内部とを連通するように発光管12の取付用の穴部11hを形成し、内周面11fのフランジ部11b側の内周縁に熱伝導部材20を嵌合する嵌合面11gを凹設している。なお、フランジ部11bの端面には防爆ガラス29の取付用の窪部11eが形成されると共に、凹面鏡部11aには、発光管12のリード線d2を引き出すための孔部11jが設けられている。
As shown in FIGS. 8 and 9, the
リフレクタ11の穴部11hに取り付けられる発光管12は超高圧水銀ランプであり、両端側に封止部13dを設けた石英ガラス製のガラス体13と一組のタングステン電極14、15で主に構成されている。タングステン電極14、15はガラス体13の中央箇所で球状に膨出したチャンバー部13c内で対向配置されており、チャンバー部13内には水銀及び希ガスが所定量封入されている。
The
また、チャンバー部13内の各タングステン電極14、15はガラス体13の各端部13a、13bで封止されたモリブデン箔と導通するように接続されており、各モリブデン箔からリード線d1、d2を延出している。なお、各リード線d1、d2は、給電ユニット34に接続されタングステン電極14、15へ電力を投入できるようにしている。
The
また、各タングステン電極14、15は、先端の真ん中が頂点として尖るように周囲に斜面が形成されており、各タングステン電極14、15の斜面間の角度範囲が放電により生じる光の輝度分布を規制する。即ち、対向する斜面の間で形成される角度範囲内で進行する光は斜面に緩衝されず、このような光の進行範囲は高い輝度が得られる一方、上記角度範囲を外れた領域は、進行する光が斜面の緩衝を受けるため相対的に輝度は低くなる。
In addition, each
そのため、図9に示すように、発光管12をリフレクタ11へ取り付けた場合、各タングステン電極14、15の対向する斜面により形成される角度範囲から放射された光がリフレクタ11の内周面11fで反射した部分(図中、二点鎖線で囲まれたハッチング範囲)は光束密度の高い領域Rとなり、領域R以外の箇所は、領域Rに比べて光束密度が低い領域になっている。なお、内周面11fでは、発光管12から発せられる光と内周面11fとが交わる点での接線に対して入射角及び反射角が等しくなるように反射が行われる。
Therefore, as shown in FIG. 9, when the
また、発光管12をリフレクタ11へ取り付ける場合、一方の端部13aをリフレクタ11の穴部11hへ挿入し、発光管12の軸芯をリフレクタ11の中心頂部11iを通過する中心軸Cに合わせると共に、チャンバー部13cの中心付近がリフレクタ11の焦点と一致するように配置し、この状態で発光管12及びリフレクタ11を固着剤16で固着する。
When the
一方、リフレクタ11内の空間を横切って発光管12とリフレクタ11とを繋ぐ熱伝導部材20は銅製であり、中央に設けられた筒状の外嵌環状部21から放射状に延出する3本の延出部23〜25を有すると共に、各延出部23〜25の延出端をリング状の嵌合環状部22に連結している。また、熱伝導部材20は各部21〜25の表面を研磨して光沢性を確保した上で酸化防止膜により被覆しており、本実施形態では、酸化防止膜にクラリアント社製のNL110と云う製品を用いている。なお、酸化防止膜には石英コーティング製のもの、二酸化珪素を成分とするものを適用できる。
On the other hand, the
中央に設けられた外嵌環状部21は、内径を発光管12の突出する端部13b側の封止部13d(チャンバー部13cから端部13bの部分)に外嵌できる寸法にしており、長さは封止部13dより少しだけ短くしている。また、延出部23〜25は、中央から外方へ放射状に延出した外周側に曲部23a〜25aを形成し、曲部23a〜25aの曲始点23b(図9参照)を領域Rと各延出部23〜25が交わる点に一致させている。なお、図9では、延出部23の曲始点23bのみを示しているが、他の延出部24、25も曲始点23bと同様な位置関係になっている。
An outer fitting
また、各延出部23〜25に連結される外側の嵌合環状部22は、リフレクタ11の嵌合面11gに嵌め合わせるできる外径及び幅寸法にしてある。なお、嵌合環状部22の幅寸法は、本実施形態では中央の外嵌環状部21の長さの約5分の1にしており、この幅寸法は各延出部23〜25も同等である。また、熱伝導部材20を形成する外嵌環状部21、嵌合環状部22、及び各延出部23〜25の厚みは、約0.5mm〜約1.0mmの寸法にしている。
Further, the outer fitting
熱伝導部材20の取付は、中央の外嵌環状部21を発光管12の封止部13dに外嵌すると共に外側の嵌合環状部22をリフレクタ11の嵌合面11gに嵌合することで行う。なお、図9では示していないが、外嵌環状部21と発光管12の封止部13dとの間には、発光管12とリフレクタ11との固着に用いている固着剤16を介在させている。
The
このように熱伝導部材20を取り付けた後、発光管12の突出側のリード線d2を孔部11jよりリフレクタ11の外方へ引き出し、それから、リフレクタ11のフランジ部11bの窪部11eに防爆ガラス29を接着し、防爆仕様の光源10が完成する。なお、光源10は、点灯した場合、光束密度(輝度)の高い領域Rを遮るのは、各延出部23〜25のみなので、熱伝導部材20を取り付けても光源10の照射特性を殆ど悪化させることはない。
After attaching the
完成した光源10は、図7に示す下ダクト部5内に一組の支持部19により支持されて下ダクト部5内に配置され、リード線d1、d2に対する所要の接続が行われ、それから、上ダクト部6が下ダクト部5に組み合わされて図1〜3に示すリアプロジェクション装置1が完成する。なお、ダクト4内に配置された光源10は、高さ方向において、下部筐体2内に収められた給電ユニット34より高い場所に位置している(図2、3参照)。
The completed
次に、完成したリアプロジェクション装置1で画像を表示することで、装置内部に発生する熱の状況及び気流の状態を説明する。
先ず、画像を表示するために、給電ユニット34が他のユニット31、33及び光源10等へ給電を開始すると、各ユニット31、33、34及び光源10は熱を発生するので、下部筐体2の内部の空気及びダクト4内の空気が暖められる。
Next, an image is displayed on the completed
First, when the
各ユニット31、33、34が発する熱量は、上述したように光学ユニット31が最も低く、以降、制御ユニット33、給電ユニット34の順に高くなるので、下部筐体2の内部では、下方から上方へ温度が高くなると云う温度分布が生じる。また、下部筐体2の内部で各ユニット31、33、34により暖められた空気は軽くなり上昇するため、下部筐体2の内部の空気が移動する方向と、温度分布が高くなる方向が一致し、下部筐体2の内部では上昇する気流が生じる。また、このように生じた気流と装置内外の温度差により下部筐体2の下方に設けられた吸気口7の周囲外方に存在する冷たい外気が吸気口7から下部筐体2の内部に入り込み、下部筐体2では吸気口7から内部に入り込んだ空気が上昇するという自然対流が生じる。
The amount of heat generated by each
一方、点灯した光源10は、発光管12で発生する熱でガラス体13の温度が上昇する。光源10における放熱形態としては、対流熱伝達、放射、及び熱伝導の3形態があり、この3形態の中で最も熱移動の効率が高いのは熱伝導であり、2番目が放射である。対流熱伝達は、発光管12の周囲に存在するリフレクタ11内に閉じこめられた空気を介在して発光管12からリフレクタ11へ熱が伝達される系統と、発光管12から前面側の防爆ガラス29へ熱が伝達される系統の計2系統で熱の移動が行われる。
On the other hand, the temperature of the
また、放射は発光管12とリフレクタ11との間で行われる。さらに、熱伝導は2系統の熱経路が存在し、1つ目の熱経路は発光管12のリフレクタ11との取付側の端部13aから固着剤16を通じてリフレクタ11へ熱が伝導されるものであり、2つ目の熱経路は、発光管12の突出側の封止部13から熱伝導部材20を通じてリフレクタ11へ熱が伝導されるものである。発光管12はチャンバー部13cが最も高温となり、このチャンバー部13cの熱が突出側の封止部13dへ伝わることで封止部13dの温度は上昇するが、本実施形態の光源10では封止部13dの熱を熱伝導部材20を通じてリフレクタ11へ移動し、封止部13dの温度上昇を抑制し発光管12の長寿命化を図っている。
Radiation is performed between the
また、対流熱伝達、放射、及び熱伝導により熱が移動してくるリフレクタ11は、内周面11fが被覆膜17で被覆されているので、放熱性が向上しており、移動してきた熱はリフレクタ11よりダクト4内の空気へ放熱される。さらに、光源10における放熱はリフレクタ11以外にも前面の防爆ガラス29からダクト4内の空気へ放熱される。このような光源10による放熱により光源10の周囲の空気は暖められる。
In addition, the
暖められた空気は、ダクト4により外方と遮られているので、外方の空気と混じり合うことなしに、暖かい空気のみの固まりとなってダクト4内で充満し、ダクト4の内外の空気の質量差によりダクト4の内部で、いわゆる煙突効果に基づく浮力が生じる。この浮力がダクト4の内部に対する抵抗を上回ったときに、ダクト4の上方へ向かう気流が生じる。また、光源10の点灯中は、光源10からの放熱は続くので、上昇気流も継続して発生し、そのため、ダクト4の光源10より下方となる箇所では負圧が生じる。この負圧によりダクト4の下開口5aが下部筐体2の内部の空気を吸い込んでダクト4の内部へ向かう気流が生じる。
Since the warmed air is blocked from the outside by the
その結果、図2、3中の矢印に示すように、リアプロジェクション装置1の全体では、吸気口7から下部筐体2の内部へ吸い込まれた冷たい空気が各ユニット31、33、34から熱を奪い取ることで暖められながら上昇し、それから、ダクト4の下開口5aよりダクト4の内部へ入り込み、続いてダクト4内へ入り込んだ空気は光源10により更に暖められて上昇し、最終的にダクト4の上端の上開口6aから排気されると云う一連の大きな流れが形成される。
As a result, as indicated by the arrows in FIGS. 2 and 3, in the entire
この大きな空気の流れにより、各ユニット31、33、34は適宜冷却されるので、冷却ファンを設けなくても安定した作動が確保される。また、光源4もダクト4に案内されて上昇する気流によりリフレクタ11及び防爆ガラス29の外面より随時熱が奪われるので、所要の冷却性が確保され、冷却ファンなしでも適用温度範囲に維持されて点灯を継続できる。よって、本実施形態のリアプロジェクション装置1は、冷却ファンなしでも通常通りの使用性を確保できると共に、冷却ファンを廃止することで、冷却ファンの回転により発生していた各種騒音を解消できる。
Since each
なお、光源10の点灯中、発光管12は熱伝導部材20による熱伝導により、チャンバー部13cでの温度は800℃から1000℃以下に抑えられ、突出側の封止部13dの温度は400℃以下に抑えることができる。また、光源10の点灯中、熱伝導部材20(特に延出部23〜25)はリフレクタ11からの反射光で照射されるが、熱伝導部材20の表面は研磨により光沢性が確保されているので、照射された光を表面で反射させて熱伝導部材20が熱を吸収する率を低減させている。しかも、熱伝導部材20の表面は酸化防止膜で被覆されているので、表面が曇って反射特性が低下することを防止している。
During the lighting of the
なお、熱伝導部材20は、表面での反射により温度上昇を抑制しているが、長時間の照射及び熱伝導により銅製の熱伝導部材20自体の温度が上昇して各延出部23〜25に径方向の熱膨張が生じるが、この熱膨張による径方向の延び分は曲部23a〜25aで吸収されて周方向への延びに変換されるため、発光管12へ無用な応力がかかることもない。
In addition, although the heat
また、本発明に係るリアプロジェクション装置1は、上述した形態に限定されるものではなく、種々の変形例の適用が可能である。先ず、ダクト4は、図1〜3に示すような形状以外のものを適用してもよく、例えば、断面形状は略円形ではなく、四角形以上の多角形にすることも可能であり、また、断面形状を変更したときは下部筐体2及び上部筐体3の外周形状内に収まるようなレイアウトにしてもよい。さらに、ダクト4は、鉛直方向に直線状に延出させる以外に、鉛直方向から傾けること、直線状ではなく曲線状にすることなども可能であり、このようにすることで、装置内部の各ユニット31、33、34等の配置自由度も向上できる。
Further, the
図12は、変形例のリアプロジェクション装置1′の外観を示しており、この変形例ではダクト4′を構成する下ダクト部5′を図1に示す下ダクト部5に比べて下方に延長し、外方に表出する下端周壁に開口5a′を形成したものである。このようにすることで、ダクト4′内へ下端の開口5a′から直接的に装置外方の冷たい空気を多量に取り込めるようになり、ダクト4′内の煙突効果により生じる気流を一層強くして光源10の冷却効率を向上できる。なお、ダクト4′は、下部筐体2′の内部と連通しないようにして、ダクト4′内と下部筐体2′内との気流を独立させて他方の流れの影響を受けないようにしてもよい。このように独立させた場合は、下部筐体2′の上方箇所に排気口を形成することが好ましい。
FIG. 12 shows the appearance of a
また、図6等に示す下穴5b及び上穴6bで構成される光源10の通光部にはガラスのような透光性部材を嵌め込むようにしてもよい。このようにすることで、光源10の前面側の気流が下穴5b及び上穴6bによる開口の影響を受けて乱されることが無くなり、一層スムーズに上昇するようになり、光源10の前面に対する放熱性を向上できる。
Further, a light-transmitting member such as glass may be fitted into the light-transmitting portion of the
図13は、光源10に適用される変形例のリフレクタ51を示しており、リフレクタ51は、凹面鏡部51aの外周面51kより多数の放熱フィン53a〜53iを突出させていることが特徴である。なお、凹面鏡部51aの内周面51fには、赤外線熱変換層57a、光沢緩衝層57b、及び可視光反射層57cを設けているが、各層の省略は可能である。このように放熱フィン53a〜53iを設けることで、リフレクタ51は周囲に存在する空気との接触面積を大幅に拡大でき放熱特性を向上できる。
FIG. 13 shows a
上述した放熱フィン53a〜53i又は被覆膜を形成する各層57a〜57cで十分な放熱性を確保できる場合は、光源10から熱伝導部材20を省略してもよい。また、放熱フィン53a〜53i又は熱伝導部材20で十分な放熱性を確保できる場合は被覆膜を形成する各層57a〜57cの省略も可能である。なお、被覆膜を形成した場合、リフレクタ11、51の内周面11f、51f自体を鏡面研磨すること、SiO2 等の低屈折材料とTiO2 等の高屈折材料とを交互に蒸着した誘電体多層膜で内周面11f、51fを成膜すること、又はアルミニウム又は銀などの金属を内周面11f、51fに蒸着して反射効率を高めることが重要である。さらに、光源10は防爆ガラス29を省略してもよく、この場合、リフレクタ内にも空気が流れ込むため、更に光源10に対する冷却性を向上できる。
When the heat radiation fins 53a to 53i or the layers 57a to 57c forming the coating film can secure sufficient heat radiation, the
また、図2、3に示す吸気口7からダクト4の下開口5aへ気流をスムーズに導くだめに、吸気口7と下開口5aとを繋ぐような案内ダクトを設けるようにしてもよい。この場合、案内ダクト内に光学ユニット31、制御ユニット33、給電ユニット34のいずれか又は全てを配置して、自然対流により吸気口7から案内ダクト内へ外気が入り込むようにすることが好適である。
2 and 3 may be provided with a guide duct connecting the
なお、リアプロジェクション装置1の寸法、形状等により各ユニット31、33、34を図2、3等のように配置できない場合は、適宜配置を変更することも可能であるが、その場合、各ユニット31、33、34の少なくとも一つは、光源10と吸気口7との間に配置して下部筐体2内に上昇する自然対流を生じさせて、ダクト4内へ空気を案内することが好適である。さらに、下部筐体2の内部のスペース、形状等の関係で、好適な自然対流の形成が弱く、各ユニット31、33、34、光源10を十分に冷却できないときは、騒音の発生が少ない小型のファンを補助的に下部筐体2の内部、ダクト4の内部等に設けてもよい。
In addition, when each
1 リアプロジェクション装置
2 下部筐体
3 上部筐体
4 ダクト
5 下ダクト部
5a 下開口
5b 下穴
6 上ダクト部
6a 上開口
6b 上穴
7 吸気口
10 光源
11 リフレクタ
12 発光管
17 被覆膜
20 熱伝導部材
31 光学ユニット
33 制御ユニット
34 給電ユニット
53a〜53i 放熱フィン
DESCRIPTION OF
Claims (15)
前記ダクトの内部に前記光源が配置してあり、
前記ダクトの周壁には、前記光源から発せられる光を通す通光部が形成してあることを特徴とするリアプロジェクション装置。 A light source in which an arc tube is arranged in a concave reflector, an optical unit that forms modulated light according to an image based on light emitted from the light source, a screen on which modulated light emitted from the optical unit is projected, and an air flow In a rear projection device comprising a duct for guiding
The light source is disposed inside the duct;
The rear projection apparatus according to claim 1, wherein a light passing portion through which light emitted from the light source passes is formed on a peripheral wall of the duct.
該筐体の前記光源より下方となる箇所に吸気口が形成してあることを特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれか1つに記載のリアプロジェクション装置。 A housing for housing the optical unit;
The rear projection apparatus according to claim 1, wherein an air inlet is formed at a position below the light source of the housing.
該給電ユニットは、高さ方向で前記光源と前記吸気口との間に配置してあることを特徴とする請求項11に記載のリアプロジェクション装置。 The housing contains a power supply unit that supplies power to the light source and the optical unit,
The rear projection apparatus according to claim 11, wherein the power supply unit is disposed between the light source and the air inlet in a height direction.
該制御ユニットは、高さ方向で前記光源と前記吸気口との間に配置してあることを特徴とする請求項11に記載のリアプロジェクション装置。 The housing contains a control unit that performs control processing related to formation of modulated light of the optical unit,
The rear projection apparatus according to claim 11, wherein the control unit is disposed between the light source and the air inlet in a height direction.
前記光源から発せられる光を前記光学ユニットへ導く反射部材を備えることを特徴とする請求項11に記載のリアプロジェクション装置。 The optical unit is disposed between the light source and the air inlet in the height direction,
The rear projection apparatus according to claim 11, further comprising a reflecting member that guides light emitted from the light source to the optical unit.
前記給電ユニットは、高さ方向で前記光源と前記吸気口との間に配置してあり、
前記制御ユニットは、高さ方向で前記給電ユニットと前記吸気口との間に配置してあり、
前記光学ユニットは、高さ方向で前記制御ユニットと前記吸気口との間に配置してあり、
前記光源から発せられる光を前記光学ユニットへ導く反射部材を備えることを特徴とする請求項11に記載のリアプロジェクション装置。 The housing contains a power supply unit that supplies power to the light source and the optical unit, and a control unit that performs control processing related to formation of modulated light of the optical unit,
The power supply unit is disposed between the light source and the air inlet in a height direction,
The control unit is disposed between the power supply unit and the air inlet in the height direction,
The optical unit is disposed between the control unit and the air inlet in the height direction,
The rear projection apparatus according to claim 11, further comprising a reflecting member that guides light emitted from the light source to the optical unit.
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-
2004
- 2004-12-28 JP JP2004381838A patent/JP2006189486A/en active Pending
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