JP2007256899A - プロジェクタ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】プロジェクタは、光源と、光源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光変調装置と、形成された光学像を投射する投射光学系と、これら前記光源、前記光変調装置および前記投射光学系を内部に収納する外装筺体とを備える。外装筺体には、当該外装筺体外部の空気を内部に導入する開口部が形成され、外装筺体内には、冷却対象と、冷却対象および開口部を接続するダクト613と、開口部から導入された空気を清浄化するフィルタとが設けられている。ダクト613には、フィルタを介して清浄化された空気を吸気して、当該空気を冷却対象に送風する冷却ファン614,615が設けられ、冷却ファン614,615とダクト613との間には、隙間を埋める第1封止部材73,74が介装されている。
【選択図】図7
Description
このようなプロジェクタの駆動時には、当該プロジェクタを構成する電子部品および光学部品等が発熱する一方で、これら電子部品および光学部品の中には熱に弱いものがあり、このような部品の温度が許容温度を越えた場合には、画像形成が適切に行われなくなるという問題がある。このような問題に対し、プロジェクタ外部から導入した空気を送風して、発熱部品を冷却する構成が提案されている。
本発明によれば、ダクトと冷却ファンとの間に第1封止部材が介装されていることにより、ダクトと冷却ファンとの間に隙間が形成されることが防がれ、当該冷却ファンにより吸気され、冷却対象に送風される空気は、外装筐体に形成された開口部から導入され、ダクト内を流通した空気とされる。これによれば、ダクトと冷却ファンとの間の隙間から流入した空気が、冷却ファンから送出される空気に混入することを防ぐことができるので、フィルタを介して清浄化された空気を冷却対象に送風することができる。従って、冷却対象に塵埃が含まれた空気を送風することがなくなるので、冷却対象を清浄に保つことができるとともに、当該冷却対象を確実に冷却することができる。また、本発明では、外装筐体内部に密閉空間を形成する必要がなくなるので、特許文献1に記載のプロジェクタに比べて構成を簡略化することができる。
ここで、ファン本体が第1封止部材を直接押圧する構成であると、第1封止部材がファン本体とダクトとの間に介装されることにより、当該ファン本体の筐体に圧力が加わり、当該筐体が歪んでしまう場合がある。このような場合、歪んだ筐体に、回転駆動源の回転軸に設けられた羽根部材が当たるなどして、当該回転軸の回転が制限され、ファン本体による吸気および排気が適切に行われなくなることが考えられる。
これに対し、本発明では、ファンカバーに第1封止部材を押圧するリブが形成されていることにより、ファン本体が第1封止部材を直接押圧することなく、当該ファン本体による吸気および排気を適切に行うことができる。従って、冷却ファンによる冷却対象の冷却効率の低下を防ぐことができる。
ここで、第1封止部材がゴム等で構成されている場合には、第1封止部材と冷却ファンおよびダクトとが面で接触する領域では、当該第1封止部材と、冷却ファンおよびダクトとは密着する。しかしながら、面で接触しない領域においては、第1封止部材がこれらの形状に応じて変形する程度がクッション材に比べて低いため、隙間が生じてしまう可能性がある。これに対し、クッション材は、変形の程度が大きいため、本発明における第1封止部材をクッション材で構成することにより、第1封止部材が冷却ファンまたはダクトの形状に応じて変形することにより、冷却ファンとダクトとの間に隙間が生じることを確実に防ぐことができる。従って、第1封止部材により、冷却ファンとダクトとの間に隙間が生じることを確実に防ぐことができ、冷却ファンにより塵埃を含んだ空気が吸気および排気されることを確実に防ぐことができる。
本発明によれば、外装筐体に形成された開口部を介して当該外装筐体内部に導入される空気を清浄化するフィルタと、当該開口部を形成する外装筐体の側壁との間には、これらフィルタおよび側壁との間の隙間を埋める第2封止部材が介装されている。
これによれば、第2封止部材により、開口部を形成する側壁とフィルタとの間の隙間から空気が流入することを抑制することができるので、外装筐体の外部から内部に塵埃が侵入することを確実に防ぐことができる。従って、外装筐体内部に導入される空気を、確実にフィルタを通過した空気とすることができ、プロジェクタ内に塵埃等が侵入することを防ぐことができる。また、これにより、プロジェクタを構成する光学部品や電子部品等に塵埃が付着することを防ぐことができる。
本発明では、ダクト内には、フィルタに対向するように整流部が設けられている。このことにより、フィルタを介してダクト内を流通する空気は、一度、整流部に衝突した後、ダクト内を流通することとなる。このため、フィルタにて捕捉できなかった塵埃等を整流部に付着させることが可能となる。すなわち、整流部を第2のフィルタとして機能させ、フィルタを通過した微小な塵埃等を整流部にて捕捉することが可能となる。また、フィルタに破損等が生じ、塵埃等が破損箇所を介してフィルタを通過した場合であっても、整流部にて捕捉することが可能となる。したがって、整流部を設けることで、冷却対象をより確実に清浄に保つことができる。
(1)プロジェクタ1の外観構成
図1は、本実施形態のプロジェクタ1の外観を示す斜視図である。
本実施形態のプロジェクタ1は、内部に設けられた光源から射出された光束を画像情報に応じた光学像を形成し、当該光学像をスクリーン等に拡大投射するものである。
このプロジェクタ1は、図1に示すように、略立方体形状の外装筐体2を備えている。この外装筐体2は、プロジェクタ1の上面および側面を構成するアッパーケース21と、底面を構成するロアーケース22と、光学像の投射方向に沿った側面を構成するサイドケース23とから構成されており、これらは、互いにねじ等で固定されている。
なお、外装筐体2は、合成樹脂等に限らず、その他の材料にて形成してもよく、例えば、金属等により構成してもよい。
図2は、プロジェクタ1の内部構成を示す斜視図である。具体的に、図2は、アッパーケース21を取り外したプロジェクタ1を示す斜視図である。
外装筐体2の内部には、図2に示すように、投射レンズ3と、光学像を形成する光学ユニット4と、プロジェクタ1を構成する各電子部品に電力を供給する電源ユニット5と、プロジェクタ1全体を制御する制御ユニット(図示省略)と、発熱する光学部品および電子部品を冷却する冷却ユニット6とが配置されている。
このうち、投射レンズ3は、光学ユニット4で形成された光学像(カラー画像)を図示しないスクリーン上に拡大投射する投射光学系としての機能を有するものである。この投射レンズ3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ており、アッパーケース21の図示しない開口部から投射口が露出している。
図3は、光学ユニット4の光学系を模式的に示す図である。
光学ユニット4は、制御ユニットによる制御の下、光源から射出された光束を、光学的に処理して画像情報に対応した光学像(カラー画像)を形成するユニットである。この光学ユニット4は、図2に示すように、外装筐体2の背面に沿って延出するとともに、当該外装筐体2の側面(前述の開口部232が形成された面)に沿って延出する平面視略L字形状を有している。
光学ユニット4は、図3に示すように、照明光学装置41と、色分離光学装置42と、リレー光学装置43と、電気光学装置44と、これら光学部品41〜44を内部に収納配置する光学部品用筐体45とを備えている。
第2レンズアレイ413は、第1レンズアレイ412と同様な構成を有しており、小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。この第2レンズアレイ413は、当該第2レンズアレイ413の光路後段に配置された重畳レンズ415とともに、第1レンズアレイ412の各小レンズから射出された像を、電気光学装置44の後述する液晶パネル441の画像形成領域に結像させる機能を有している。
具体的に、偏光変換素子414によって略1種類の直線偏光に変換された各部分光は、重畳レンズ415によって最終的に後述する液晶パネル441の画像形成領域にほぼ重畳される。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装置411からの光の略半分を利用できない。このため、偏光変換素子414を用いることで、光源装置411からの射出光を略1種類の直線偏光に変換し、電気光学装置44での光の利用効率を高めている。
リレー光学装置43は、入射側レンズ431、リレーレンズ433、および反射ミラー432,434を備え、色分離光学装置42で分離された赤色光を赤色光用の液晶パネル441(441R)まで導く機能を有している。
液晶パネル441は、一対の透明ガラス基板に電気光学物質である液晶が密閉封入された構成を有し、後述する制御ユニットから入力する駆動信号に応じて、画像形成領域内にある液晶の配向状態が制御され、入射側偏光板442から射出された偏光光束の偏光方向を変調して、入射する色光に応じた色画像を形成する。
この視野角補償板443としては、例えば、トリアセチルセルロース(TAC)等の透明支持体上に配向膜を介してディスコティック(円盤状)化合物層を形成したもので構成することができ、WVフィルム(富士写真フィルム社製)を採用できる。
クロスダイクロイックプリズム445は、射出側偏光板444から射出された色画像としての各色光を合成して光学像(カラー画像)を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム445は、4つの直角プリズムを貼り合わせた平面視正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、2つの誘電体多層膜が形成されている。これら誘電体多層膜は、投射レンズ3と対向する側(G色光側)に配置された射出側偏光板444を介した色光を透過し、残り2つの射出側偏光板444(R色光側およびB色光側)を介した色光を反射する。このようにして、各入射側偏光板442、各液晶パネル441、各視野角補償板443、および各射出側偏光板444にて変調された各色光が合成されてカラー画像が形成される。
この光学部品用筐体45は、図2に示すように、光源装置411を収納する光源収納部材451と、光源装置411を除いた各光学部品41〜44を内部に収納する部品収納部材452と、当該部品収納部材452の部品収納用の開口を閉塞する蓋状部材453を備えて構成されている。
また、部品収納部材452は、上方に部品収納用開口が形成された縦断面視略U字状の箱状部材である。この部品収納部材452は、光源収納部材451と接続されており、詳しい図示を省略するが、当該光源収納部材451と接続される部品収納部材452の側壁には、光源収納部材451に収納された光源装置411から射出された光束が透過する開口が形成されている。また、部品収納部材452の内部には、図示を省略するが、光源装置411を除いた各光学部品41〜44を位置決め固定するための複数の溝が形成されている。
図2に戻り、電源ユニット5は、プロジェクタ1を構成する各電子部品に電力を供給する。この電源ユニット5は、プロジェクタ1の長手方向に沿って、光学ユニット4と略平行に配置されており、EMI(ElectroMagnetic Interference、電磁干渉)対策のため、電磁シールド材51によって覆われている。このような電源ユニット5は、詳しい図示を省略するが、電源ブロックと、光源駆動ブロックとを備えている。
光源駆動ブロックは、電源ブロックから供給される直流電流を整流、変圧して、交流矩形波電流を発生させ、この交流矩形波電流を光源装置411の光源ランプ416に供給して、当該光源ランプ416を点灯させる。この光源駆動ブロックは、制御ユニットに電気的に接続され、当該制御ユニットにより、光源駆動ブロックを介して光源ランプ416の点灯制御がなされている。
制御ユニットは、詳しい図示を省略したが、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)およびRAM(Random Access Memory)等を実装した回路基板として構成されており、プロジェクタ1全体の駆動制御を行う。例えば、制御ユニットは、外装筐体2の外面に露出する接続端子から入力した画像情報を処理して、光学ユニット4の液晶パネル441の駆動を制御するとともに、光源装置411の光源ランプ416の点灯制御を行う。また、この制御ユニットは、各冷却対象が効率よく冷却されるように、冷却ユニット6を構成する各冷却ファンの駆動を制御する。
冷却ユニット6は、プロジェクタ1外部から冷却空気を導入して、プロジェクタ1を構成する電子部品や光学部品等の発熱部品である冷却対象を冷却する。この冷却ユニット6は、液晶パネル441等を冷却する第1冷却系61と、電源ユニット5を冷却する第2冷却系62と、光源ランプ416を冷却する第3冷却系63と、これら第1〜第3冷却系61〜63での冷却に供された冷却空気をプロジェクタ1外部に排出する排気系64とを備えて構成されている。
第3冷却系63は、外装筐体2内の空気を、図示しないダクトを介して光源装置411に送風するシロッコファン631を備えて構成され、光源装置411に吐出された冷却空気は、光学部品用筐体45の光源収納部材451内を流通して、当該光源収納部材451内に収納された光源装置411の光源ランプ416を冷却する。
第1冷却系61は、前述のように、サイドケース23に形成された開口232を介してプロジェクタ1外部から冷却空気を導入し、冷却対象としての液晶パネル441および偏光変換素子414等を冷却する。
この第1冷却系61は、図2および図4に示すように、フィルタ611、第1ダクト612、ベースダクト613、2つの冷却ファン614,615および第2ダクト616(図7)を備えて構成されている。これらのうち、2つの冷却ファン614,615は、本発明の冷却ファンに相当し、第1ダクト612、ベースダクト613および第2ダクト616により、本発明のダクトが構成されている。
詳述すると、第1クッション71は弾力性を有する合成樹脂製のクッションで構成され、フィルタ611とサイドケース23との間の隙間を埋めるように、フィルタ611およびサイドケース23に対して密着して取り付けられている。このため、後述する冷却ファン614,615を駆動させて、開口部232から冷却空気が外装筐体2内部に導入する際には、当該冷却空気のほぼ全てがフィルタ611を介して内部に導入されることとなり、外装筐体2内部には、当該フィルタ611によって清浄化された空気が導入されることとなる。
第1ダクト612は、図4および図5に示すように、開口部232を覆うように、サイドケース23の内側の面、および、後述するベースダクト613の上面613Aにねじ固定される。この第1ダクト612は、水平方向に開口した縦断面視略U字状の箱状部材として構成されており、開口部232と、ベースダクト613の上面613Aとを接続する。この第1ダクト612の内部には、詳しい図示を省略したが、開口部232の図4における左側から流通する空気を、ベースダクト613に形成された開口部6136(図6参照)に導き、開口部232の図4における右側から流通する空気を、ベースダクト613に形成された開口部6137(図6参照)に導く導風板が設けられている。
ベースダクト613は、第1ダクト612内を流通した空気を冷却ファン614,615の吸気面に導くとともに、ロアーケース22(図1および図2参照)の底面内側に取り付けられ、フィルタ611、第1ダクト612、冷却ファン614,615および第2ダクト616を支持する部材である。
具体的に、ベースダクト613の上面613Aには、フィルタ611および第1ダクト612が取り付けられ、また、下面613Bには、図7に示すように、冷却ファン614,615および第2ダクト616が取り付けられる。
このうち、整流部6131,6132は、各端面(板面)がベースダクト613に取り付けられた第1ダクト612内の空気の流通方向に略直交するように設けられ、前記空気の流れを整流する。
冷却ファン614,615は、前述のように、サイドケース23に形成された開口部232から導入された空気を吸気して、電気光学装置本体440を構成する液晶パネル441等に送風するものであり、ベースダクト613の下面613Bの開口部6136,6137に対応する位置に取り付けられる。
これら冷却ファン614,615は、図8に示すように、それぞれファン本体6141,6151と、ファンカバー6142,6152とを備えて構成されている。
このうち、筐体61411,61511には、モータの回転軸に略直交する面に吸気口61412,61512が形成され、また、モータの回転軸に沿った面に、吸気口61412,61512から吸気した空気を、当該モータの回転によって排出する排気口61413,61513が形成されている。
このファンカバー6142,6152には、ファン本体6141,6151の排気口61413,61513に応じた位置にそれぞれ開口61422,61522(図7参照)が形成されている。また、この開口61422,61522には、後述する第2ダクト616が接続されており、ファン本体6141,6151で吸気した冷却空気は、これら開口61422,61522を介して、第2ダクト616内に送出される。
これらリブ61423,61523は、ファンカバー6142,6152にファン本体6141,6151を収納する開口61421,61521の周囲を囲むように形成されている。そして、これらリブ61423,61523は、ファンカバー6142,6152と、ベースダクト613の下面613Bとの間に介装される第3クッション73および第4クッション74をそれぞれ押圧する。
このうち、延出部61612内に分配された冷却空気は、当該延出部61612に形成された開口61612Aから排出され、液晶パネル441Rと、当該液晶パネル441Rの光束入射側および光束射出側に配置された入射側偏光板442、視野角補償板443および射出側偏光板444とを冷却する。
一方、延出部61613内に分配された冷却空気は、当該延出部61613に形成された開口61613Aから排出され、液晶パネル441Bと、当該液晶パネル441Bの光束入射側および光束射出側に配置された入射側偏光板442、視野角補償板443および射出側偏光板444とを冷却する。
ここで、延出部61622内を流通する空気は、開口61622Aから排出され、液晶パネル441Gと、当該液晶パネル441Gの光束入射側および光束射出側に配置された入射側偏光板442、視野角補償板443および射出側偏光板444とを冷却する。
また、第3導風部6163の流通部61631内を流通する空気は、当該流通部61631に接続された延出部61632内を流通した後、開口61632Aを介して排出され、偏光変換素子414を冷却する。
冷却ファン614と、ベースダクト613の下面613Bとの間には、第3クッション73が介装されている。これによれば、冷却ファン614をベースダクト613の下面613Bに取り付ける際に、第3クッション73が変形することで、冷却ファン614のファンカバー6142とベースダクト613との間に隙間が生じることを防ぐことができる。このため、冷却ファン614のファン本体6141が駆動した際に、当該ファン本体6141の吸気口61412に、冷却ファン614とベースダクト613との間から空気が流入することを防ぐことができる。従って、ファン本体6141の吸気口61412に流入する空気を、サイドケース23に形成された開口部232およびフィルタ611を介して第1ダクト612内に流入した清浄な空気とすることができるので、液晶パネル441R,441B等に塵埃等を含まない清浄な空気を送風することができる。
また、冷却ファン615とベースダクト613との間に介装された第4クッション74についても同様であり、これにより、液晶パネル441Gおよび偏光変換素子414に清浄な空気を送風することができる。
本実施形態では、整流部6131,6132は、図9に示すように、フィルタ611に対向するように設けられている。このことにより、フィルタ611を介して第1ダクト612内に導入された空気は、図9に示すように、一度、整流部6131,6132における空気の流路前段側の端面に衝突した後、第1ダクト612内を流通する。このため、フィルタ611にて捕捉できなかった塵埃等を整流部6131,6132に付着させることが可能となる。すなわち、整流部6131,6132を第2のフィルタとして機能させ、フィルタ611を通過した微小な塵埃等を整流部6131,6132にて捕捉することが可能となる。また、フィルタ611に破損等が生じ、塵埃等が破損箇所を介してフィルタ611を通過した場合であっても、整流部6131,6132にて捕捉することが可能となる。したがって、整流部6131,6132を設けることで、液晶パネル441および偏光変換素子414等の冷却対象をより確実に清浄に保つことができる。
また、整流部6131,6132の端面が空気の流通方向に略直交するように形成されているので、整流部6131,6132への塵埃等の付着を効果的に実施できる。
本発明を実施するための最良の構成などは、以上の記載で開示されているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
また、前記実施形態では、冷却ファン614,615は、シロッコファンで構成することができるファン本体6141,6151を備えるとしたが、軸流ファンにより構成してもよい。
なお、第1〜第4クッション71〜74をクッション材で構成すれば、前述のように、当該第1〜第4クッション71〜74を挟む部材間に隙間が生じないようにすることができるとともに、このような封止部材を安価に構成することができる。
また、前記実施形態では、光学ユニット4は平面視略L字形状を有した構成を説明したが、これに限らず、例えば、平面視略U字形状を有した構成を採用してもよい。
さらに、前記実施形態では、光束入射面と光束射出面とが異なる透過型の液晶パネル441を用いていたが、光入射面と光射出面とが同一となる反射型の液晶パネルを用いてもよい。
Claims (5)
- 光源と、当該光源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光変調装置と、形成された光学像を投射する投射光学系と、これら前記光源、前記光変調装置および前記投射光学系を内部に収納する外装筐体とを備えたプロジェクタであって、
前記外装筐体には、当該外装筐体外部の空気を内部に導入する開口部が形成され、
前記外装筐体内には、冷却対象と、当該冷却対象および前記開口部を接続するダクトと、前記開口部から導入された空気を清浄化するフィルタとが設けられ、
前記ダクトには、前記フィルタを介して清浄化された空気を吸気して、当該空気を前記冷却対象に送風する冷却ファンが設けられ、
前記冷却ファンと前記ダクトとの間には、隙間を埋める第1封止部材が介装されていることを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項1に記載のプロジェクタにおいて、
前記冷却ファンは、回転駆動源の回転軸に軸支される羽根部材、および、前記回転駆動源を内部に収納する筐体を有し、前記筐体に形成された吸気口から吸気した空気を排気口から排出するファン本体と、当該ファン本体を覆い、前記吸気口および前記排気口に対応する位置に開口を有するファンカバーとを備え、
前記ファンカバーには、前記第1封止部材を押圧するリブが形成されていることを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項1または請求項2に記載のプロジェクタにおいて、
前記第1封止部材は、クッション材で構成されていることを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記開口部を形成する前記外装筐体の側壁と前記フィルタとの間には、隙間を埋める第2封止部材が介装されていることを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項1から請求項4のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記ダクト内には、前記フィルタに対して空気の流路後段側に位置し、空気の流通方向に交差して延出する整流部が設けられていることを特徴とするプロジェクタ。
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