JP2007094037A - 電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電源の供給が絶たれた状態でも発熱部材の冷却を確実に継続して実行する。
【解決手段】装置の使用によって発熱する光源装置17と、この光源装置17を冷却するべく設けられた冷却ファン81と、装置内の発熱の影響を受けない部位に配置され、周囲に放熱する放熱フィン74と、光源装置17の発熱を受けてこれを吸熱する吸熱フィン71と、ヒートパイプ72及び75を介して吸熱フィン71と放熱フィン74に挟装され、その温度差により発電する熱電変換素子73と、熱電変換素子73で得られた電力を冷却ファン81に供給する回路（52）とを備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、特に高圧水銀灯などのような非常に高温となる光源ランプを使用する投影装置等に好適な電子装置に関する。

従来よりプロジェクタ装置では、非常に高温となる高圧水銀灯等の光源ランプの劣化を避けるために、アフタークーリングと称される、投影を完了し、ランプを消灯した後にも冷却ファンを継続して駆動させ、光源ランプを十分冷却する期間が必要であった。

しかしながら、このアフタークーリング中に誤って電源プラグを抜いてしまった場合には、冷却ファンが停止してされてしまうためにランプの冷却を十分に行なうことができず、結果として高価な光源ランプの寿命を縮めてしまうことになる。

このようなアフタークーリングが完了するまでの時間を短縮し、且つアフタークーリング完了前にユーザ等によって電源プラグが引き抜かれた場合でも確実にアフタークーリングを行なう装置として、投影動作中に蓄電する蓄電池を設け、電源プラグが引き抜かれた場合、または電源スイッチがオフ状態に設定された場合には、冷却ファン駆動制御回路は冷却ファンに蓄電池から給電されるように電力供給経路の切替を行ない、冷却ファンの駆動源である直流モータの回転方向を排気ファンとして動作するような方向にする技術が考えられている。（例えば、特許文献１）
特開２００４−０１２７２４号公報

しかしながら、アフタークーリングの電源として蓄電池を用いる場合、当然ながらその蓄電池はアフタークーリングを行なう時間、冷却ファンを駆動し続ける電力が充電されていることが必要であり、蓄電池の種類や容量、さらには充放電の回数に制限がある蓄電池の消耗度によっては、アフタークーリングが完了する以前に供給すべき電力がなくなってしまう可能性は十分にある。

本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、電源の供給が絶たれた状態でも発熱部材の冷却を確実に継続して実行することが可能な電子装置を提供することにある。

請求項１記載の発明は、装置の使用によって発熱する発熱部材と、この発熱部材を冷却するべく設けられた冷却手段と、装置内の上記発熱部材による発熱の影響を受けない部位に配置され、周囲に放熱する放熱部材と、上記発熱部材での発熱を受けてこれを吸熱する吸熱部材と、上記放熱部材と吸熱部材とに挟装され、それらの温度差により発電する発電素子と、この発電素子で得られた電力を上記冷却手段に供給する供給手段とを具備したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、上記放熱部材及び受熱部材の少なくとも一方と上記発電素子との間に配置された伝熱部材をさらに具備したことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、上記発電素子は、上記発熱部材を覆う装置内筐体の上面側に形成されることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、上記冷却素子は、冷却風を発生して上記発熱部材を空冷する冷却ファンで構成され、上記吸熱部材は、上記発熱風の流れ中で上記発熱部材の下流側に配置されることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、上記放熱部材と上記発電素子との間に、該発熱部材からの発熱を蓄えて上記熱電変換素子に伝達し続ける蓄熱部材をさらに具備したことを特徴とする。

請求項６記載の発明は、上記請求項５記載の発明において、上記蓄熱部材と上記発熱部材の一部を被覆する断熱部材をさらに具備したことを特徴とする。

請求項７記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、冷却手段は、上記発熱部材に密着して取付けられ、上記供給手段から供給される電力により部位間に温度差を生じる電熱変換素子により構成されることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、冷却が必要な発熱部材の発する熱との温度差を電力に変換して冷却手段に供給するため、発電効率に優れた発電素子を使用することで、電源の供給が絶たれた状態でも発熱部材の冷却を確実に継続して実行することが可能となる。

請求項２記載の発明によれば、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、吸熱部材、放熱部材及び発電素子を装置内の適切な位置に配置してそれらを機能させることができ、より発電効率を上げて発熱部材を確実に冷却することができる。

請求項３記載の発明によれば、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、上記吸熱部材から発電素子に至る構成をよりコンパクトで熱損失の少ない構成とすることができ、発電効率を上げて発熱部材を確実に冷却することができる。

請求項４記載の発明によれば、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、きわめて一般的な冷却方式である冷却ファンを有する各種電子装置に容易に適用可能となる。

請求項５記載の発明によれば、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、発熱部材で得られる熱を蓄えて発電素子に伝達することで、より発電効率を上げて発熱部材を確実に冷却することができる。

請求項６記載の発明によれば、上記請求項５記載の発明の効果に加えて、蓄熱部材での蓄熱効果をより上げるための断熱部材を設けることで、発電素子での発電効率をより向上し、発熱部材をさらに確実に冷却することができる。

請求項７記載の発明によれば、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、ペルチェ素子のような電熱変換素子を冷却素子として使用し、発熱素子を直接冷却することで、装置全体の構成を小型化できる。

以下本発明をプロジェクタに適用した場合の実施の一形態について図面を参照して説明する。

図１はこのプロジェクタ装置１の使用状態での外観斜視図、図２は上記プロジェクタ装置１の横断平面図、図３は図２のIII−III線に沿った縦断面図である。

このプロジェクタ装置１は、平面形状が矩形状をなすプロジェクタケース１内に、光源装置１７と、複数の画素が行方向及び列方向にマトリックス状に配列した表示エリアを有し、上記複数の画素に入射した光の出射を制御して画像を表示する表示素子２８と、上記光源装置１７からの出射光を上記表示素子２８に入射させる光源側光学系２９と、上記表示素子２８からの出射光を図示しないスクリーン等の投影面に投影する投影レンズ４５とを配置したものである。

上記プロジェクタケース１は、その両側面及び後面と底面とを構成するケース本体１ａと、上面パネル１ｂと、前面パネル１ｃとからなっており、その後面に、パソコン用のＵＳＢ端子及びカラー画像信号と音声信号の入力端子と、ビデオ信号入力端子と、電源コネクタ（いずれも図示せず）が設けられ、上面に、電源キー２と、上記光源装置１７の点灯を表示するランプインジケータ３及び上記光源装置１７の過熱を表示する過熱インジケータ４と、自動画質調整キー５及び手動画質調整キー６と、上記電源コネクタを商用電源に接続したスタンバイ状態と上記電源キー２をオンさせたときとで表示色が変化するパワー／スタンバイインジケータ７と、開閉蓋８を開いて操作される各種調整キー（図示せず）と、スピーカ用放音部９が設けられ、前面に、図示しないリモコン器からの赤外線信号を受けるリモコン受信部１０が設けられている。

また、上記プロジェクタケース１の前面の一側部には投影口１１が設けられている。

さらに、上記プロジェクタケース１の底面には、その後側領域の両側部に配置された左右一対の後足部材１４ａと、前側領域の中央部付近にケース前縁部よりもある程度後方にずらして配置された１つの前足部材１４ｂが設けられている。

この後足部材１４ａ及び前足部材１４ｂは、プロジェクタの使用時（投影時）に、上記プロジェクタケース１を、その前側を高くした斜め上向き状態に支持するものであり、一対の後足部材１４ａは、プロジェクタケース１の底部に螺合された図示しないねじ脚の下端に固定されており、前足部材１４ｂは、上記プロジェクタケース１内に設けられた図示しない脚ロック機構に上下方向にスライド可能に保持されたロッド脚１５の下端に固定され、ケース底面からの突出高さを調整可能に設けられている。

次に、光源装置１７について説明する。この光源装置１７は、図２及び図３に示すように、光源ランプ１８と、光を出射させる開放面を有し、内部に配置された上記光源ランプ１８からの放射光を反射して上記開放面から出射するリフレクタ２１とを備えている。

上記光源ランプ１８は、中間部に球状の膨らみ部を有するガラスバルブ内に、一対の棒状電極がそれぞれの先端を上記膨らみ部内において近接対向させ、それぞれの後端部を上記ガラスバルブの両端からガラスバルブ外に露出させて設けられ、上記ガラスバルブ内に上記電極の先端間に発生するアークにより発光する物質が封入された高圧水銀ランプ等のショートアークランプである。

また、上記リフレクタ２１は、その軸線上のリフレクタ内の点と上記開放面の前方の点とにそれぞれ焦点を有する楕円面リフレクタであり、中空の楕円球体をその長軸に対して垂直に切断した形状を有する耐熱ガラス製リフレクタ本体の内面全体に紫外線透過性反射膜を設けた構成となっている。

そして、上記光源ランプ１８は、その一端側を上記リフレクタ２１内に位置させ、他端側を上記リフレクタ２１の内奥面の中心に設けられた開口部からリフレクタ２１の後側に突出させるとともに、上記ガラスバルブの軸線をリフレクタ２１の軸線に一致させ、且つ上記一対の電極の先端間の発光点を上記リフレクタ２１のリフレクタ内側の焦点に一致させて設けられている。

さらに、この光源装置１７は、上記リフレクタ２１の開放面の前側に配置された金属筒または耐熱性樹脂筒からなる筒状の防爆カバー２５を備えている。

この防爆カバー２５は、両端が開放し、且つ一端側から他端側に向かって大径となるテーパー付き円筒体の内周面全体に非反射処理を施したものであり、その一端、つまり大径側端の開放縁は防爆カバー２５の軸線に対して垂直に形成され、他端、つまり小径側端の開放縁は上記軸線に垂直な面に対して一方向に所定角度傾いた傾斜面に形成されている。

そして、この防爆カバー２５は、その一端（大径側端）の周縁部を上記リフレクタ２１の開放面の周縁部にビス止め等の手段により接続して設けられており、この防爆カバー２５の他端部（小径側端部）の内周に、防爆ガラスが上記リフレクタ２１からの出射光の光軸、つまりリフレクタ２１の軸線に垂直な面に対して一方向に所定角度斜めに傾けて嵌合されている。

一方、上記表示素子２８（図２参照）は、カラーフィルタのような入射光を着色する手段を備えない表示素子であり、この実施の形態では、一般にＤＭＤと略称されるマイクロミラー表示素子（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）（登録商標）を用いている。以下、この表示素子２８をマイクロミラー表示素子と言う。

上記マイクロミラー表示素子２８は、その構成は図示しないが、１つ１つの画素をそれぞれ、ＣＭＯＳをベースとするミラー駆動素子によって一方の傾き方向と他方の傾き方向とに傾動されるアレイ状に配列されたマイクロミラーにより形成したものであり、これらのマイクロミラーは、縦横の幅が１０［μｍ］〜２０［μｍ］の極薄金属片（例えばアルミニウム片）からなっている。

このマイクロミラー表示素子２８は、その正面方向に対して一方向に傾いた入射方向から所定の角度範囲の入射角で入射した光を、上記複数のマイクロミラーの傾き方向の切換えにより上記正面方向と斜め方向とに反射して画像を表示するものであり、一方の傾き方向に傾動されたマイクロミラーに入射した光をこのマイクロミラーにより正面方向に反射し、他方の傾き方向に傾動されたマイクロミラーに入射した光をこのマイクロミラーにより斜め方向に反射し、正面方向への反射による明表示と、斜め方向への反射による暗表示とにより画像を表示する。

なお、上記明表示の明るさは、上記マイクロミラーを上記一方の傾き方向（入射光を正面方向に反射させる傾き方向）に傾けておく時間幅を制御することによって任意に変化させることができ、したがって、上記マイクロミラー表示素子２８に、明るさに階調をもたせた画像を表示させることができる。

上記マイクロミラー表示素子２８は、上記プロジェクタケース１内の後部領域の一側部に、その正面方向を上記プロジェクタケース１の前面の一側部に設けられた投影口１１に対向させて配置されている。

また、上記光源装置１７からの出射光を上記マイクロミラー表示素子２８に入射させる光源側光学系２９は、図２及び図３に示すように上記光源装置１７からの出射光を赤、緑、青の３色に順次着色するためのカラーホイール３０と、上記光源装置１７からの出射光の強度分布を均一にするための導光ロッド３３と、上記カラーホイール３０により着色され、上記導光ロッド３３により強度分布を均一にされた光を上記マイクロミラー表示素子２８の前面に向けて投射する光源側レンズを封入したレンズ支持筒３６及びミラー３７とからなっている。

上記カラーホイール３０は、扇状の赤、緑、青の３色のカラーフィルタが周方向に並べて設けられた回転板からなっており、その中心を上記光源装置１７からの出射光の光路の側方に配置されたカラーホイール回転モータ３２の回転軸に固定され、ホイール周方向の一部を上記光源装置１７からの出射光の光路に介在させて配置されている。

このカラーホイール３０は、上記モータ３２により、上記３色のカラーフィルタが上記光源装置１７からの出射光の光路を順次横切るように高速で回転駆動される。

また、上記導光ロッド３３は、上記マイクロミラー表示素子２８の複数の画素がマトリックス状に配列している表示エリアの外形と相似な断面形状を有し、内周面全体に反射膜（図示せず）が設けられた角筒状体からなっており、その一端に光を入射させる入射面が形成され、他端に上記入射面から入射した光の出射面が形成されている。

この導光ロッド３３は、上記入射面から入射した光をロッド内周面の反射膜により反射しながら導いて上記出射面から均一な強度分布の光を出射するものであり、この導光ロッド３３は、上記カラーホイール３０の出射側に、上記入射面を上記カラーホイール３０を介して上記光源装置１７に対向させるとともに、上記光源装置１７のリフレクタ２１の開放面から出射し、上記リフレクタの前側に斜めに傾けて配置された上記防爆ガラスを屈折して透過した光を上記入射面から入射させるために、上記防爆ガラスを透過した光の光軸、つまり上記リフレクタ２１の開放面からの出射光の光軸（リフレクタ２１の軸線）に対して一方向（防爆ガラスでの屈折方向）に平行にシフトした光軸にロッド中心軸を一致させて配置されている。

また、光源側レンズを封入した上記レンズ支持筒３６は、上記導光ロッド３３の出射側に配置され、内部のレンズ中心を上記導光ロッド３３の中心軸の延長線、つまり上記光源装置１７からの出射光の光軸に一致させて配置されている。

そして、この実施の形態では、上記レンズ支持筒３６の入射側に、上記カラーホイール回転モータ３２の配置部に対応する側部が切欠された筒状の導光ロッド支持部を形成し、この導光ロッド支持部内に上記導光ロッド３３を嵌装している。

なお、上記導光ロッド３３は、上記マイクロミラー表示素子２８の表示エリアと相似な断面形状を有する透明な角棒状体からなり、一端の入射面から入射した光を、ロッド外周面と外気である空気層との界面で全反射しながら導いて他端の出射面から均一な強度分布の光を出射するものでもよく、その場合は、上記レンズ支持筒３６の導光ロッド支持部の内径を大きくし、上記角棒状体からなる導光ロッドを、上記導光ロッド支持部内に、その内周面との間に空間を介在させて配置すればよい。

上記光源装置１７のリフレクタ２１と、上記光源側光学系２９のカラーホイール回転モータ３２と、上記導光ロッド３３と光源側レンズ３４，３５を支持したレンズ支持筒３６は、両端が開放する光源側ハウジング３８内に所定の位置関係で固定されている。

そして、光源側ハウジング３８は、図２及び図３に示すように、上記プロジェクタケース１内の前後方向における中央部から後側の領域に、上記プロジェクタケース１の両側面のうち、上記マイクロミラー表示素子２８の配置側とは反対側の側面に上記光源装置１７の配置側を向け、上記レンズ支持筒３６の出射端を上記マイクロミラー表示素子２８の正面方向の領域に対向させるとともに、上記光源装置１７からの出射光の光軸を上記マイクロミラー表示素子２８の正面方向に対して略直交させて設置されている。

また、上記光源側光学系２９のミラー３７は、平面鏡からなっており、このミラー３７は、一側面と後面及び前面に開口４０，４１，４２を有し、上記一側面の開口４０内に上記レンズ支持筒３６の出射端を挿入するとともに後面の開口４１を上記マイクロミラー表示素子２８に対向させて上記プロジェクタケース１内に設置されたミラーハウジング３９内に、上記マイクロミラー表示素子２８の正面方向領域を挟んで上記レンズ支持筒３６の出射端と対向させるとともに、上記光源装置１７から出射し、上記カラーホイール３０と導光ロッド３３とレンズ支持筒３６内の光源側レンズとを透過した光を上記マイクロミラー表示素子２８に向けて反射し、その反射光を上記マイクロミラー表示素子２８にその正面方向に対して一方の方向に傾いた方向から投射するように配置されている。

一方、上記マイクロミラー表示素子２８の前面には、このマイクロミラー表示素子２８を保護するカバーガラス４３が配置されており、その前面側に、上記ミラーハウジング３９の後面の開口に設けられ、上記光源装置１７から出射し、上記光源側光学系２９によりマイクロミラー表示素子２８にその正面方向に対して一方の方向に傾いた方向から投射された光を上記マイクロミラー表示素子２８の正面方向に対して所定角度傾いた方向に沿う平行光に補正して上記マイクロミラー表示素子２８に入射させ、上記マイクロミラー表示素子２８から出射した画像光を集光させて投影レンズ４５に入射させる中継レンズ４４が配置されている。

上記中継レンズ４４は、一方の面が凸面に形成され、他方の面が凹面に形成されたメニスカスレンズからなっており、その凸面を上記マイクロミラー表示素子２８に対向させ、凹面を上記光源側光学系２９及び投影レンズ４５に対向させるとともに、レンズ中心を、上記マイクロミラー表示素子２８の表示エリアの周縁のうち、上記光源側光学系２９からの投射光が入射する方向とは反対側の縁部の中心付近に対向させて配置されている。

そして、この中継レンズ４４の光源側光学系２９及び投影レンズ４５に対向する凹面は、上記光源側光学系２９からの投射光のうち、上記凹面で表面反射した光を、投影レンズ４５による投影方向以外の方向に出射する曲率をもった面に形成され、マイクロミラー表示素子２８に対向する凸面は、上記凹面の曲率に基いて、上記光源側光学系２９からの投射光を上記凹面と凸面とによりマイクロミラー表示素子２８の正面方向に対して所定角度傾いた方向に屈折させて上記マイクロミラー表示素子２８に入射させ、上記マイクロミラー表示素子２８からその正面方向に出射した光を上記凸面と凹面とにより集光方向に屈折させて上記投影レンズ４５に入射させる曲率をもった面に形成されている。

なお、この中継レンズ４４の有効領域は、円形レンズのうちの上記マイクロミラー表示素子２８の表示エリアに対応する部分であり、他の部分は非有効領域であるため、この実施の形態では、円形レンズから上記非有効領域を切り落とした形状の中継レンズ４４を用いている。

また、上記投影レンズ４５は、入射側固定鏡筒４６と、この固定鏡筒４６に係合され、回転操作により軸方向に進退移動される出射側可動鏡筒４７とを備え、これらの鏡筒４６，４７内にそれぞれ複数枚のレンズ素子を組合わせて構成されたレンズ群を設けた可変焦点レンズであり、この投影レンズ４５は、その固定鏡筒４６の基端を上記ミラーハウジング３９の前面の開口４２内に挿入し、この固定鏡筒４６の入射端を上記中継レンズ４４を介して上記マイクロミラー表示素子２８に対向させ、上記可動鏡筒４７の出射端をプロジェクタケース１の前面の一側部に設けられた投影口１１に移動可能に嵌装して上記プロジェクタケース１内に配置されている。

なお、上記プロジェクタケース１の投影レンズ配置側の側面には、上記投影レンズ４５の可動鏡筒４７を手動により回転させて軸方向に移動させ、上記投影レンズ４５の焦点調整を行なうための開口５０が設けられる。

また、上記プロジェクタケース１内には、プロジェクタケース１の後面に設けられた図示しないＵＳＢ端子、カラー画像信号及び音声信号の入力端子、ビデオ信号入力端子に接続された表示／音声系回路基板５１が、プロジェクタケース１の後面部と上記光源側ハウジング３８との間に立設状態で配置されており、この回路基板５１に、上記マイクロミラー表示素子２８と、上記プロジェクタケース１内の上面部にスピーカ用放音部９に対向させて配置されたスピーカ（図示せず）が接続される。

さらに、上記プロジェクタケース１内の上記光源側ハウジング３８の前側のスペースには、プロジェクタケース１の後面に設けられた図示しない電源コネクタに接続された電源系回路基板５２が水平に配置されており、この回路基板５２に、上記光源装置１７の光源ランプ１８が図示しないリード線を介して接続される一方で、上記カラーホイール回転モータ３２も図示しないリード線を介して接続される。

また、上記プロジェクタケース１内には、その上面部と光源側ハウジング３８及びミラーハウジング３９との間に、プロジェクタ制御回路基板５４が水平に配置されており、この制御回路基板５４に、上記表示／音声系回路基板５１及び電源系回路基板５２と、プロジェクタケース１の上面に設けられたランプインジケータ３及び過熱インジケータ４と、自動画質調整キー５及び手動画質調整キー６と、パワー／スタンバイインジケータ７と、開閉蓋８を開いて操作される各種調整キーと、プロジェクタケース１内にその前面のリモコン受信部１０に対向させて設けられた図示しない受信素子と、上記光源側ハウジング３８内にリフレクタ２１の近傍に位置させて配置された図示しない光源温度測定センサが接続されている。

さらに、上記プロジェクタケース１の底面と、上記投影レンズ４５が配置された側の側面と、後面には、それぞれ、プロジェクタケース１内を空冷するための複数の長孔状吸気孔５５，５６，５７が設けられている。

なお、上記光源側ハウジング３８と電源系回路基板５２は、プロジェクタケース１の底面部との間に通風空間を確保して配置されており、ケース底面の複数の吸気孔５５は、上記光源側ハウジング３８及び電源系回路基板５２の下側に設けられている。

また、上記投影レンズ４５は、プロジェクタケース１の側面部との間に通風空間を確保して配置されており、ケース側面の複数の吸気孔５６は、上記ケース側面の投影レンズ焦点調整用開口５０よりも後側の部分の略全域にわたって設けられている。

さらに、上記表示／音声系回路基板５１は、プロジェクタケース１の上面部との間に通風空間を確保して配置されており、ケース後面の複数の吸気孔５７は、上記マイクロミラー表示素子２８の配置部に対応する部分に設けられている。

上記ケース底面の複数の長孔状吸気孔５５，５６，５７のうち、上記電源系回路基板５２の下側に設けられた吸気孔（図示せず）と、ケース右側面の吸気孔５６は自然吸気孔、上記ケース底面の光源側ハウジング３８の下側の部分に設けられた吸気孔５５と、ケース後面のマイクロミラー表示素子２８の配置部に対応する部分に設けられた吸気孔５７は強制吸気孔であり、上記プロジェクタケース１内には、上記強制吸気孔５５，５７にそれぞれ対向させて吸気ファン５８，５９が配置されている。

また、上記プロジェクタケース１の光源装置１７が配置された左側の側面には、嵌め込みパネル６０により構成されており、この嵌め込みパネル６０の略全域に複数の排気孔６１が設けられている。

これらの排気孔６１はいずれも強制排気孔であり、上記プロジェクタケース１内には、上記排気孔６１の形成領域、つまり上記嵌め込みパネル６０の略全域に対応させて、複数台、例えば３台の大風力排気ファン６２，６３，６４が配置されている。

そして、上記吸気ファン５８，５９及び排気ファン６２，６３，６４は、上記電源系回路基板５２に接続されている。

また、上記複数の排気孔６１の孔縁はそれぞれ、排気効率を向上させるとともに、上記大風力排気ファン６２，６３，６３による強制排気流の風切り音を低減するために、排気流方向に対して垂直またはそれに近い角度の面の無い形状、つまり排気流に渦を生じさせにくい形状に形成されている。

この実施の形態では、隣り合う排気孔間の部分の断面形状を略菱形形状にすることにより、複数の排気孔６１の孔縁をそれぞれ、その縁幅（嵌め込みパネル６０の板厚）の中央部からケース内面及び外面に向かって孔幅が大きくなる方向に傾斜させた形状にしている。

加えて、上記プロジェクタケース１の上面パネル１ｂ下面には、上記プロジェクタ制御回路基板５４と平行にして水平に延在した複数の放熱フィン６６が直接配設される。これら放熱フィン６６は、上記上記吸気ファン５８，５９及び排気ファン６２，６３，６４の回転駆動に伴う冷却風Ｗの流れに沿って、図３中では左右の方向に延在するように複数が同一間隔で並列配置され、上面パネル１ｂを介して（特にプロジェクタ直上部の）外気とプロジェクタ内を流れる冷却風Ｗとの間での熱交換を促進し、該冷却風Ｗを冷却する。

なお、光源側ハウジング３８内の光源装置１７に対して冷却風Ｗの下流側（図２、図３の左側）には複数の吸熱フィン７１が配設される。これら吸熱フィン７１は、光源側ハウジング３８上面の一部に一体に形成された板状のヒートパイプ７２に懸装され、熱的に接続されるもので、上記上記吸気ファン５８，５９及び排気ファン６２，６３，６４の回転駆動に伴う光源側ハウジング３８内の冷却風Ｗの流れに沿って、図２及び図３中では左右の方向に延在するように複数が同一間隔で並列配置され、光源装置１７での発熱を受けてこれを吸熱する。

しかるに、ヒートパイプ７２の上面の一部には板状の熱電変換素子７３の下面が密着して配設される。

一方、上記表示／音声系回路基板５１とケース本体１ａの後面との間に確保された通風空間中にも、複数の放熱フィン７４が配設される。これら放熱フィン７４は、ケース本体１ａの底面上に立設され、特に上記吸気ファン５７と排気ファン６２の回転駆動に伴う通風空間内での冷却風Ｗの流れに沿って、図２及び図３中では左右の方向に延在するように複数が同一間隔で並列配置され、上記放熱フィン６６と一部相対向して平行配置される。

加えてこれら放熱フィン７４は、それらの上部が共に板状のヒートパイプ７５に熱的に接続され、該ヒートパイプ７５の下面の一部には上記熱電変換素子７３の上面が密着して配設される。

熱電変換素子７３は、ヒートパイプ７２，７５を介在して吸熱フィン７１と放熱フィン７４との温度差により発電する発電素子であり、発電により得られた電力は電源系回路基板５２に送られる。

このプロジェクタは、光源装置１７から光を出射させ、光源側光学系２９のカラーホイール３０を高速で回転駆動させることにより、上記光源装置１７から出射して上記光源側光学系２９に入射した光を、上記カラーホイール３０により赤、緑、青の３色に順次着色し、さらに上記導光ロッド３３により強度分布を均一にして、上記光源側レンズ３４，３５及びミラー３７によりマイクロミラー表示素子２８に向けて投射するとともに、上記赤、緑、青の光の投射周期に同期させて上記マイクロミラー表示素子２８に赤、緑、青の単色画像データを順次書込むことにより、上記マイクロミラー表示素子２８に赤、緑、青の単色画像を順次表示させ、上記マイクロミラー表示素子２８から順次出射する赤、緑、青の単色画像光を、投影レンズ４５により拡大して投影面に投影するものであり、上記投影面に、赤、緑、青の３色の単色画像が重なって見えるフルカラー画像を表示する。

なお、このプロジェクタは、投影レンズ４５の出射端を露出させ、電源キー２の操作により電源をオンさせて使用される。すなわち、上記電源キー２をオン操作すると、上記光源装置１７の光源ランプ１８が点灯し、上記カラーホイール３０が回転駆動されてマイクロミラー表示素子２８に赤、緑、青の光が順次投射され、上記マイクロミラー表示素子２８から順次出射する赤、緑、青の光が投影レンズ４５により投影されるとともに、上記吸気ファン５８，５９及び排気ファン６２，６３，６４が駆動され、プロジェクタケース１内の空冷が開始される。

また、上記投影レンズ４５による投影方向を投影面に合わせるプロジェクタケース１の姿勢調整は、上記赤、緑、青の光を投影レンズ４５により投影させた状態で前足部材１４の突出高さを調整することにより行なわれる。

なお、パソコンからの画像信号またはビデオ信号が入力されないときは、上記マイクロミラー表示素子２８の表示エリア全体からフル階調で赤、緑、青の光が順次出射し、その光が投影レンズ４５により投影される。そのため、このときの投影面の投影領域はその全体にわたって視覚上は白となる。

そして、上記画像信号またはビデオ信号が入力されると、上記マイクロミラー表示素子２８に赤、緑、青の単色画像データが順次書込まれ、上記投影面に赤、緑、青の３色の単色画像が順次投影されて視覚上はフルカラー画像が表示される。

また、画像投影の終了後は、上記画像信号またはビデオ信号の入力を停止し、電源キー２をオフさせて、上記投影レンズカバー１２を手動で閉じればよく、電源キー２をオフさせると、光源装置１７の光源ランプ１８が消灯し、上記カラーホイール３０の回転駆動が停止されるとともに、それからアフタークーリングが完了する一定時間後、または光源温度が一定温度以下になったときに吸気ファン５８，５９及び排気ファン６２，６３，６４の駆動が停止される。

上記のようなプロジェクタ装置１の具体的な構成にあって、発熱部材である光源装置１７と、吸熱フィン７１、放熱フィン７４及び熱電変換素子７３の関係を簡略して示したのが図４である。

この図４において、上記吸気ファン５８，５９及び大風力排気ファン６２，６３，６４を一つにまとめて模したのが冷却ファン８１であり、この冷却ファン８１の駆動によりプロジェクタ装置１内を所定の方向に流れる冷却風Ｗが発生される。

この冷却風Ｗの上流側で、実際には光源装置１７と通風経路が異なるために光源装置１７の発熱の影響を受けない位置に放熱フィン７４が配置されるため、放熱フィン７４では常にプロジェクタ装置１の外気温度に近い温度の冷却風Ｗによって比較的低い温度が維持され、これがヒートパイプ７５を介在して熱電変換素子７３の上面側に伝達される。

一方、ここでは図示しない光源側ハウジング３８内を通過した冷却風Ｗは、光源装置１７においてアーク放電を行なう光源ランプ１８との熱交換により高い温度に加熱され、その直後に吸熱フィン７１を通過する。

そのため、吸熱フィン７１は冷却風Ｗと熱交換を行なうことで非常に多くの熱エネルギーを吸収するもので、その熱エネルギーはヒートパイプ７２を介して熱電変換素子７３の下面側に伝達される。

しかして、熱電変換素子７３は、ヒートパイプ７２，７５を介在して吸熱フィン７１と放熱フィン７４との温度差が大きければ大きい程、多くの電力を発電することとなる。

次いで上記電源系回路基板５２に実装される、熱電変換素子７３からの電力を上記吸気ファン５８，５９、排気ファン６２，６３，６４で構成される冷却ファン８１に供給する回路の具体的な構成について説明する。

図５は、その回路構成例であり、ここでは熱電変換素子７３で発生した電力を電源系回路基板５２上で電圧安定化回路８２に供給する。

この電圧安定化回路８２は、例えばＤＣ−ＤＣコンバータで構成され、きわめて不安定な直流電源である熱電変換素子７３からの電力を所定の直流電圧値に変換して電力加算回路８３に送出する。

この電力加算回路８３にはまた、このプロジェクタ装置１の電源回路８４から電源オン時にＡＣ電源より生成された所定の電圧値が印加されており、電力加算回路８３はこれらの２入力を加算して冷却ファン８１に供給し、これを回転駆動させる。

このような回路構成にあっては、プロジェクタ装置１の電源オン時に、熱電変換素子７３の発生する電力を電源回路８４からの電力と電力加算回路８３で加算して冷却ファン８１の駆動に用いることで、結果的にプロジェクタの消費電力を低減することができる。

また、アフタークーリング中に誤ってＡＣ電源の電源プラグが抜かれてしまった場合でも、光源装置１７がまだ充分に熱く、アフタークーリングが引き続き必要である場合には、放熱フィン７４と吸熱フィン７１との温度差によりヒートパイプ７５，７２を介して熱電変換素子７３が電力を発生し、その発生された電力より上記電圧安定化回路８２、電力加算回路８３を介して冷却ファン８１が回転駆動され続ける。

すなわち、光源装置１７の光源ランプ１８がアフタークーリングが必要である程度にまだ充分熱い状態では、光源ランプ１８として変換効率の充分高い素子を予め選定しおくことにより、熱電変換素子７３による発電により冷却ファン８１を引き続き回転駆動させ、冷却風Ｗを発生させて光源ランプ１８を冷却することができる。

しかして、アフタークーリングが必要ない程度に光源装置１７の光源ランプ１８が充分冷えた状態となると、放熱フィン７４と吸熱フィン７１との温度差も非常に小さなものとなり、熱電変換素子７３での電力の発生が途絶えて、冷却ファン８１の回転駆動が停止される。

このように、冷却が必要な光源装置１７の発する熱とこの光源装置１７による熱の影響を受けない部分との温度差を熱電変換素子７３で電力に変換して冷却ファン８１に供給するため、発電効率に優れた熱電変換素子７３を予め選定して使用することで、電源の供給が絶たれた状態でも光源装置１７の冷却を確実に継続して実行することが可能となる。

加えて、吸熱フィン７１及び放熱フィン７４を直接熱電変換素子７３と熱的に接続するのではなく、それぞれヒートパイプ７２，７３を介在させて接続するものとしたので、吸熱フィン７１及び放熱フィン７４と熱電変換素子７３をそれぞれプロジェクタ装置１内の適切な位置に配置してそれらを機能させることができ、装置設計の自由度を上げながら、且つ、より発電効率を上げて光源装置１７を確実に冷却することができる。

この場合、特に、吸熱フィン７１に対してヒートパイプ７２とこれを介在して接続される熱電変換素子７３とを、発熱部材である光源装置１７を収納する光源側ハウジング３８の上部に一体に設けるものとしたため、吸熱フィン７１から熱電変換素子７３に至る構成をよりコンパクトで熱損失の少ない構成とすることができ、発電効率を上げて光源装置１７を確実に冷却することができる。

さらに、本実施の形態では、冷却素子として冷却ファン８１（吸気ファン５８，５９及び大風力排気ファン６２，６３，６４）を用いるものとしたので、本願実施の形態のようなプロジェクタ装置に限らず、きわめて一般的な冷却方式である冷却ファンを有する他の各種電子装置にも容易に適用可能となる。

また、図６は、上記図４に代わる他の構成例を示すものである。同図では、板状のヒートパイプ７２上面全面に同じく板状の熱電変換素子７３を配置し、さらにこの熱電変換素子７３上に放熱フィン７４をヒートパイプを介さずに直接配設したものである。

この場合、冷却風Ｗによって冷却され、放熱により低温となる放熱フィン７４により、熱電変換素子７３の上面が直接冷却される。そのため、放熱フィン７４を光源装置１７での発熱の影響をなるべく受けないような配置と構造とを選定して構成することにより、構造を簡易化することができるばかりでなく、熱電変換素子７３での発電効率をより向上させ、光源装置１７を確実に冷却することができる。

さらに、図７は、上記図４及び図６に代わる他の構成例を示すものである。同図では、吸熱フィン７１の構成を簡略化し、発熱部材である光源装置１７に直接ヒートパイプ７２の一端を密着させることで、ヒートパイプ７２を吸熱部材及び伝熱部材として用いており、ヒートパイプ７２の他端は熱電変換素子７３の上面に当接され、また熱電変換素子７３の下面はヒートパイプ７５を介さずに放熱フィン７４の上面に直接当接される構造を採っている。

このような構成とすることにより、熱伝導率の高い（換言すれば熱しやすく冷めやすい）ヒートパイプ７２を、吸熱部材兼伝熱部材として使用することで、構造を簡易化することができるばかりでなく、光源装置１７での発熱をより迅速に熱電変換素子７３に伝達して冷却ファン８１の駆動電力として活用することができる。

また、上記図面では示さなかったが、特に高温側となる吸熱フィン７１とヒートパイプ７２に関しては、熱電変換素子７３との間にさらに蓄熱部材を挟装するものとしてもよい。

ここで述べた如く吸熱フィン７１と熱電変換素子７３との間、あるいはヒートパイプ７２と熱電変換素子７３との間に蓄熱部材を挟装配置し、光源装置１７からの発熱を蓄えて熱電変換素子７３に伝達し続けるものとすれば、光源装置１７で得られる熱をより有効に発電素子に与えることで、さらに発電効率を上げて光源装置１７を確実に冷却することができる。

加えて、上記吸熱フィン７１から蓄熱部材に至る少なくとも一部を断熱部材により被覆し、吸熱部材である吸熱フィン７１で得られた熱が伝達途中で放熱してしまうことを少しでも防ぐ構造を採ることにより、蓄熱部材での蓄熱効果をより上げることができ、熱電変換素子７３の発電効率をより向上し、光源装置１７をさらに確実に冷却することができる。

なお、上述した各変形例を含む上記実施の形態では、いずれも発熱部材を冷却するための冷却手段として冷却ファン８１（吸気ファン５８，５９及び大風力排気ファン６２，６３，６４）を用いるものとして説明したが、本発明はこれに限ることなく、他にも例えば発熱部材に密着して取付けられ、供給される電力により部位間に温度差を生じる電熱変換素子、より具体的にはペルチェ素子のようなものであってもよい。

このような伝熱変換素子を用いることで、空気層等を媒介することなく発熱部材を直接冷却することができるので、電子機器の種類にもよるが、装置全体の構成をより小型化することができるようになる。

なお、上記実施の形態は、本発明をプロジェクタに適用した場合について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、電源の供給を絶った後も冷却が必要であったり、使用後は冷却したほうが好ましい発熱部材を有するような機器、例えば電気アイロンやガステーブルのように使用後に速やかに冷却したほうが安全な機器に適用したり、またはターボチャージャー付きの内燃式エンジンを動力源とする自動車用の制御装置で、電源（イグニッション）スイッチを切った後もターボチャージャーの排気側タービンの焼き付きを防ぐべく、その発熱により発電して電磁オイルポンプを作動させ、該タービンにオイルを潤滑させるなど、適用例は多々考えることができる。

その他、本発明は上記実施の形態に限らず、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することが可能であるものとする。

さらに、上記実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施の形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題の少なくとも１つが解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果の少なくとも１つが得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

本発明の実施の一形態に係るプロジェクタ装置の外観構成を示す斜視図。 同実施の形態に係るプロジェクタ装置の横断平面図。 同実施の形態に係る図２のIII−III線に沿ったプロジェクタ装置の縦断面図。 同実施の形態に係る発熱部材とそれを冷却するための構成例を簡略して示す図。 同実施の形態に係る電源系回路基板に実装される回路構成例を示すブロック図。 同実施の形態に係る発熱部材とそれを冷却するための他の構成例を簡略して示す図。 同実施の形態に係る発熱部材とそれを冷却するための他の構成例を簡略して示す図。

符号の説明

１…プロジェクタ装置、１１…投影口、１７…光源装置、１８…光源ランプ、２１…リフレクタ、２５…防爆カバー、２８…マイクロミラー表示素子、２９…光源側光学系、３０…カラーホイール、３２…カラーホイール回転モータ、３３…導光ロッド、３６…レンズ支持筒、３７…ミラー、３８…光源側ハウジング、３９…ミラーハウジング、４０〜４２…開口、４３…カバーガラス、４４…中継レンズ、４５…投影レンズ、４６…入射側固定鏡筒、４７…出射側可動鏡筒、５１…表示／音声系回路基板、５２…電源系回路基板、５４…プロジェクタ制御回路基板、５５，５６，５７…長孔状吸気孔、５８，５９…吸気ファン、６１…長孔状排気孔、６２，６３，６４…大風力排気ファン、７１…吸熱フィン、７２…ヒートパイプ、７３…熱電変換素子、７４…放熱フィン、７５…ヒートパイプ、８１…冷却ファン、８２…電圧安定化回路、８３…電力加算回路、８４…電源回路。

Claims (7)

1. 装置の使用によって発熱する発熱部材と、
   この発熱部材を冷却するべく設けられた冷却手段と、
   装置内の上記発熱部材による発熱の影響を受けない部位に配置され、周囲に放熱する放熱部材と、
   上記発熱部材での発熱を受けてこれを吸熱する吸熱部材と、
   上記放熱部材と吸熱部材とに挟装され、それらの温度差により発電する発電素子と、
   この発電素子で得られた電力を上記冷却手段に供給する供給手段と
   を具備したことを特徴とする電子装置。
2. 上記放熱部材及び受熱部材の少なくとも一方と上記発電素子との間に配置された伝熱部材をさらに具備したことを特徴とする請求項１記載の電子装置。
3. 上記熱電変換素子は、上記発熱部材を覆う装置内筐体の上面側に形成されることを特徴とする上記請求項１記載の電子装置。
4. 上記冷却素子は、冷却風を発生して上記発熱部材を空冷する冷却ファンで構成され、
   上記吸熱部材は、上記発熱風の流れ中で上記発熱部材の下流側に配置される
   ことを特徴とする請求項１記載の電子装置。
5. 上記放熱部材と上記発電素子との間に、該発熱部材からの発熱を蓄えて上記熱電変換素子に伝達し続ける蓄熱部材をさらに具備したことを特徴とする請求項１記載の電子装置。
6. 上記蓄熱部材と上記発熱部材の一部を被覆する断熱部材をさらに具備したことを特徴とする請求項５記載の電子装置。
7. 冷却手段は、上記発熱部材に密着して取付けられ、上記供給手段から供給される電力により部位間に温度差を生じる電熱変換素子により構成されることを特徴とする請求項１記載の電子装置。

Images