JP2008058661A - 光学系ユニット及びプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 投影側光学系の冷却効率が高い光学系ユニットと、当該光学系ユニットを備えたプロジェクタを提供する。
【解決手段】 プロジェクタ10は、略直方体形状の筐体と、光源装置63と、光学系や表示素子51等を備える光学系ユニット77と、冷却ファンと、プロジェクタ制御手段を備える制御回路基板103と、光学系制御基板86を備え、光学系ユニット77は、光源からの光を照明側ブロック78で導光し、この光を画像生成ブロック79の有する表示素子51に照射し、表示素子51で反射して生成されたオン状態光線を投影側ブロック80の有する投影側光学系62により拡大投射し、投影側ブロック80は、表面にヒートシンク91を備える鏡筒カバー92により上面を覆われているものである。
【選択図】 図７

Description

本発明は、光学系ユニット及び当該光学系ユニットを備えるプロジェクタに関するものである。

今日、パーソナルコンピュータの画面に表示される画像やビデオ信号の画像、更にはメモリカードなどに記憶されている画像データによる画像などをスクリーンに投影するデータプロジェクタが多用されている。

このデータプロジェクタは、多くの場合、メタルハイランドランプや超高圧水銀ランプなどの小型高輝度の光源を用い、光源から射出された光をカラーフィルタにより３原色の光として光源側光学系により液晶やＤＭＤ（デジタル・マイクロ・デバイス）と呼ばれる表示素子に照射し、表示素子の透過光又は反射光をズーム機能を備えた投影側光学系とされるレンズ群を介してスクリーンに投影する構造とされている。

そして、このデータプロジェクタは、光源や、光源側光学系、電源回路、表示素子などの複数の発熱源を内蔵し、中でも光源は千度近くまで高温になる。このため、空冷ファンを設けて発熱源である光源装置や電源回路などを冷却する機構が組み込まれている。このような冷却機構としては、特に高温となり且つ発熱量も多い光源装置を他の発熱源と区分するように冷却風の流路を形成すると共に、光源装置よりも低温の光学系を冷却した冷却風で光源を冷却し、電源ユニットなどを光源とは異なる流路とした冷却風により冷却するものが提案されている。

例えば、特開２００５−１７３０２０号公報（特許文献１）では、筐体内の空気の流れを作るための基板や隔壁を設けて各区画流路の熱源を冷却して、多数の冷却ファンにより複数の排出孔や吸気孔から筐体内の空気を外気と入れ換えている。

しかしながら、光源は数百度から千度近くまで高温となり、これらの光源を冷却した高温排熱風と外気などとを混合して排気温度を低下させるためには、熱源からの距離が必要となる場合が多く、プロジェクタの厚さを厚くしたり、筐体の大きさを大きくしたりする必要が生じていた。また、高温排熱風は、排気孔やその周辺を加熱することがあり、投影レンズの前方に排熱風が回り込むと投影画像に揺らぎを与えるという不具合もあった。

又、投影側光学系に光源からの排熱が伝達されないよう光源側光学系の光軸と投影側光学系の光軸とを交差させて光源側光学系と投影側光学系をＬ字型に配置し、光源と投影側光学系との距離を大きくしているものが多い（例えば特許文献２）。

更に、この特開２００１―１７４９２０号公報（特許文献２）では、投影口の近傍に吸気ファンを配置し、光源装置の近傍には排気ファンを配置し、これらの間に空気流路を形成することで、吸気ファンから吸気した低温の空気で各種の光学系を冷却した後、光源装置を冷却するといった投影装置の冷却機構の提案がなされている。

この特許文献２のプロジェクタは、吸気ファンと、排気ファンを離れた位置に配置可能なため、排気ファンからの排気が吸気ファンから吸気する空気に影響を与えることの無いプロジェクタである。
特開２００５−１７３０２０号公報 特開２００１―１７４９２０号公報

近年のプロジェクタは小型化及び薄型化しており、冷却するために広い空間を確保することは困難であり、各種の光学系は光学系ユニットとして一体となっているものも多いため、高温となる光源装置に近い光源側光学系と、投影側光学系とを近くに配置せざるを得ない状況となっている。

又、投影側光学系は、光源装置から射出された光の大半を透過させるために高温となり、レンズが膨張して投影画像のゆらぎや焦点のズレが生じることがあり、更に、張り合わせレンズを用いると張り合わせレンズではが熱膨張率の差のために剥離したり、破損したりする場合があり問題となっていた。

本発明は、上述したような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、投影側光学系の冷却効率が高い光学系ユニットと、当該光学系ユニットを備えたプロジェクタを提供することを目的とする。

本発明のプロジェクタ(10)は、光源手段と、この光源手段からの光を表示素子(51)に照射して当該表示素子(51)で画像光を生成する画像生成手段と、画像光を拡大投射する投影レンズとから構成され、投影レンズの一部が放熱構造を備える鏡筒カバー(92)により覆われていることを特徴とするものである。

そして、光源手段とする光源装置(63)と、光学系や表示素子(51)等を備える光学系ユニット(77)と、プロジェクタ制御手段を備える制御回路基板(103)とを備え、光学系ユニット(77)は、光源装置(63)からの光を導光する照明側ブロック(78)と、この照明側ブロック(78)を介した光を表示素子(51)に照射して当該表示素子(51)で画像光を生成する画像生成手段を備えた画像生成ブロック(79)と、画像光を投影側光学系(62)により拡大投射する投影レンズを備えた投影側ブロック(80)で形成され、投影側ブロック(80)は、上面にヒートシンク(91)を備える鏡筒カバー(92)により上部を覆われているものである。

又、鏡筒カバー(92)は、鏡筒カバー(92)の上部を投影側光学系(62)の上方部分と、投影側光学系(62)の側方部分とに区画する整流壁(93)を有しており、この整流壁(93)としては、投影側光学系(62)の光軸と平行に配置され、当該整流壁(93)の投影方向の先端部は、外気が流入する方向に向かって屈折し、流入する外気を二分していることがあるものである。又、この場合に投影側光学系(62)上に形成されたヒートシンク(91)の投影方向の先端部は、外気が流入する方向に向かって屈折していることもある。
更に、鏡筒カバー(92)は、投影側光学系の両側端の上部に整流壁(93)を有し、当該整流壁(93)の間にヒートシンク(91)が形成されていることもある。

そして、光学系ユニット(77)の近傍における筐体に複数の吸気孔(18)を有し、投影側ブロック(80)と筐体の側板との間には、上部を筐体の上面板(11)と接する空気流路形成板を有し、空気流路形成板の前端は、投影側ブロック(80)の前方端部より後方に位置し、当該空気流路形成板の前方に空気流入口(94)を有し、照明側ブロック(78)と投影側ブロック(80)の間には照明側ブロック用隔壁(127)を有し、空気流路形成板と、照明側ブロック用隔壁(127)、鏡筒カバー(92)及び筐体の上面板(11)とに囲まれた空気流路を備えているものであり、光学系制御基板(86)を空気流路形成板とする場合があり、更に、光学系制御基板を備え、この光学系制御基板を空気流路形成板とすることもあるものである。

又、本発明の光学系ユニット(77)は、光源からの光を導光する照明側ブロック(78)と、この照明側ブロック(78)を介した光を表示素子(51)に照射して表示素子(51)で画像光を生成する画像生成ブロック(79)と、画像光を投影側光学系(62)により拡大投射する投影側ブロック(80)で形成され、投影側ブロック(80)は、上面にヒートシンク(91)を備える鏡筒カバー(92)により上部を覆われているものである。

本発明によれば、投影側光学系の冷却効率が高い光学系ユニットと、当該光学系ユニットを備えたプロジェクタを提供することができる。

本発明を実施するための最良の形態のプロジェクタ10は、光源手段と、この光源手段からの光を表示素子51に照射して当該表示素子51で画像光を生成する画像生成手段と、画像光を拡大投射する投影レンズとから構成され、投影レンズの一部が放熱構造を備える鏡筒カバー92により覆われているものである。

そして、光源手段とする光源装置63と、光学系や表示素子51等を備える光学系ユニット77と、プロジェクタ制御手段を備える制御回路基板103とを備え、光学系ユニット77は、光源装置63からの光を導光する照明側ブロック78と、この照明側ブロック78を介した光を表示素子51に照射して当該表示素子51で画像光を生成する画像生成手段を備えた画像生成ブロック79と、画像光を投影側光学系62により拡大投射する投影レンズを備えた投影側ブロック80で形成され、投影側ブロック80は、上面に放熱構造とするヒートシンク91を備える鏡筒カバー92により上部を覆われているものである。

又、光学系ユニット77の近傍における筐体に複数の吸気孔18を有し、投影側ブロック80と筐体の側板との間には、上部を筐体の上面板11と接する空気流路形成板を有し、空気流路形成板の前端は、投影側ブロック80の前方端部より後方に位置し、当該空気流路形成板の前方に空気流入口94を有し、照明側ブロック78と投影側ブロック80の間には照明側ブロック用隔壁127を有し、空気流路形成板と、照明側ブロック用隔壁127、鏡筒カバー92及び筐体の上面板11とに囲まれた空気流路を備えているものである。

そして、光学系ユニット77は、光源からの光を導光する照明側ブロック78と、この照明側ブロック78を介した光を表示素子51に照射して表示素子51で反射することによりオン状態光線を生成する画像生成ブロック79と、オン状態光線を投影側光学系62により拡大投射する投影側ブロック80で形成され、投影側ブロック80は、上面にヒートシンク91を備える鏡筒カバー92により上部を覆われているものである。

以下、本発明の実施例を図に基づいて詳説する。本発明の一つの実施例に係るプロジェクタは、図１に示すように、略直方体形状であって、本体ケースの前方の側板とされる前面板12の側方に投影口を覆うレンズカバー19を有すると共に、この前面板12には複数の排気孔17を設けている。更に、図示しないがリモートコントローラからの制御信号を受信するＩｒ受信部を備えている。

又、本体ケースである上面板11にはキー／インジケータ部37を設けるものであり、このキー／インジケータ部37には、電源スイッチキーや電源のオン又はオフを報知するパワーインジケータ、光源装置のランプを点灯させるランプスイッチキー及びランプの点灯を表示するランプインジケータ、光源装置等が過熱したときに報知をする過熱インジケータ等のキーやインジケータを設けるものである。

更に、本体ケースの背面には、背面板にＵＳＢ端子や画像信号入力用のＤ−ＳＵＢ端子、Ｓ端子、ＲＣＡ端子等を設ける入出力コネクタ部及び電源アダプタプラグ等の各種端子20を設けているものである。
又、図示しない本体ケースの側板である右側板と図１に示した側板である左側板15には、筐体内を冷却する時に外気を取込むための複数の吸気孔18を備えているものである。

そして、このプロジェクタ10のプロジェクタ制御手段は、図２に示すように、制御部38、入出力インターフェース22、画像変換部23、表示エンコーダ24、表示駆動部26等を有するものであって、入出力コネクタ部21から入力された各種規格の画像信号は、入出力インターフェース22、システムバス（ＳＢ）を介して画像変換部23で表示に適した所定のフォーマットの画像信号に統一するように変換された後、表示エンコーダ24に送られるものである。

又、表示エンコーダ24は、送られてきた画像信号をビデオＲＡＭ25に展開記憶させた上でこのビデオＲＡＭ25の記憶内容からビデオ信号を生成して表示駆動部26に出力するものである。

そして、表示エンコーダ24からビデオ信号が入力される表示駆動部26は、送られてくる画像信号に対応して適宜フレームレートで空間的光変調素子（ＳＯＭ）である表示素子51を駆動するものであり、光源装置63からの光を光源側光学系を介して表示素子51に入射することにより、表示素子51の反射光で光像を形成し、投影側光学系とする投影系レンズ群を介して図示しないスクリーンに画像を投影表示するものであり、この投影系レンズ群の可動レンズ群97は、レンズモータ45によりズーム調整やフォーカス調整のための駆動が行われるものである。

又、画像圧縮伸長部31は、画像信号の輝度信号及び色差信号をＡＤＴＣ及びハフマン符号化等の処理によりデータ圧縮して着脱自在な記録媒体とされるメモリカード32に順次書き込む記録処理や、再生モード時はメモリカード32に記録された画像データを読み出し、一連の動画を構成する個々の画像データを1フレーム単位で伸長して画像変換部23を介して表示エンコーダ24に送り、メモリカード32に記憶された画像データに基づいて動画等の表示を可能とするものである。

そして、制御部38は、プロジェクタ10内の各回路の動作制御を司るものであって、ＣＰＵや各種セッティング等の動作プログラムを固定的に記憶したＲＯＭ及びワークメモリとして使用されるＲＡＭ等により構成されている。

又、本体ケースの上面板11に設けられるメインキー及びインジケータ等により構成されるキー／インジケータ部37の操作信号は、直接に制御部38に送出され、リモートコントローラからのキー操作信号は、Ｉｒ受信部35で受信され、Ｉｒ処理部36で復調されたコード信号が制御部38に送られるものである。

尚、制御部38にはシステムバス（ＳＢ）を介して音声処理部47が接続されており、音声処理部47はＰＣＭ音源等の音源回路を備え、投影モード及び再生モード時には音声データをアナログ化し、スピーカ48を駆動して拡声放音させることができるものである。

又、この制御部38は、電源制御回路41を制御するものであり、ランプスイッチキーが操作されると電源制御回路41により光源装置の放電ランプを点灯させ、更に、冷却ファン駆動制御回路43には、光源装置等に設けた複数の温度センサによる温度検出を行わせて、冷却ファンの回転速度を制御させ、又、タイマー等により光源装置のランプ消灯後も冷却ファンの回転を持続させるものであり、更に、温度センサによる温度検出の結果によっては光源装置を停止してプロジェクタ本体の電源をＯＦＦにする等の制御も行うものである。

そして、これらのＲＯＭ、ＲＡＭ、ＩＣや回路素子は、図３に示す主制御基板としての制御回路基板103に取付けるものであり、電力系の電源制御回路41はランプ電源回路ブロック101に組み込み、制御系の主制御基板とした制御回路基板103と電力系のランプ電源回路ブロック101等を取付ける電源制御回路基板102とを分けて形成しているものである。

又、このプロジェクタ10の内部構造は、制御回路基板103を冷却ファンとするブロア110の近傍に配置し、ランプ電源回路ブロック101等を取付けた電源制御回路基板102を右側板14の近傍に配置し、筐体内を区画用隔壁120により背面板13側の吸気側空間室121と前面板12側の排気側空間室122とを区画して相互間を空密に形成し、この吸気側空間室121にシロッコファンタイプのブロア110を冷却ファンとして背面板13の近傍で底面板上に配置し、排気側空間室122にブロア110の吐出口113を配置している。

更に、図４に示すように、排気側空間室122内に光源装置63を配置し、左側板15に沿って光学系ユニット77を配置し、照明側ブロック78と、画像生成ブロック79と、投影側ブロック80とで構成する光学系ユニット77の照明側ブロック78を排気側空間室122に開口連通させて光学系ユニット77の一部が排気側空間室122に位置するように配置し、排気側空間室122の前面板12に沿って排気温低減装置114を配置している。

又、プロジェクタ10の底面板16は光源装置63を挿入可能な開口部を有しており、光源装置63は、この開口部から排気側空間室122内に挿入され、ランプカバーにより底部から固定されている。つまり、光源装置63は底面板16の開口部から交換可能となっている。

そして、光学系ユニット77は、上述した図４及び図５に示すように、光源装置63の近傍に位置する照明側ブロック78と、画像生成ブロック79と、投影側ブロック80との３つのブロックから構成されている。

この照明側ブロック78には、光源装置63から射出された光をカラーホイール71に反射する第１反射ミラー72と、赤色光、緑色光、青色光とするカラーフィルタを周囲に設けてホイールモータ73により回転されるカラーホイール71と、カラーホイール71のフィルタを透過した光を均一な強度分布の光束とするライトトンネル75を備えている。又、図４に示したように、ライトトンネル75を貫通させるように区画用隔壁120と接続する照明側ブロック用隔壁127を備えている。
この照明側ブロック用隔壁127は、照明側ブロック78と投影側ブロック80の間に位置しており、上端は上面板11と接している。

又、画像生成ブロック79は、ライトトンネル75から射出された光の向きを変更する第２反射ミラー74と、この第２反射ミラー74により反射した光を表示素子51に集光させる複数枚のレンズで形成した光源側レンズ群83及び光源側レンズ群83を透過した光を表示素子51に所定の角度で照射する照射ミラー84等を有し、更に、表示素子51とするＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）や、この表示素子51を保持する表示素子ユニット等を備えている。そして、この表示素子51の後方には表示素子51を冷却するための表示素子冷却装置53が配置されている。

更に、投影側ブロック80は、図６に示すように、表示素子51で反射されて画像を形成する光をスクリーンに放出する投影側光学系62のレンズ群を有しており、投影側光学系62としては、固定鏡筒に内蔵する固定レンズ群96と可動鏡筒に内蔵する可動レンズ群97とにより構成し、ズーム機能を備えた可変焦点型レンズとしているものであり、レンズモータにより可動レンズ群97を移動させてズーム調整やフォーカス調整を可能としているものである。

又、この投影側ブロック80は、光軸と垂直な断面を横長の略長方形状とし、中央上部はレンズの上部周縁を覆うように円弧状に突出し、この投影側ブロック80の中央に投影側光学系62のレンズ群が配置されている。又、中央の投影側光学系の両側には可動レンズ群97を可動するための可動機構や、レンズ固定部材等が配設されている。又、この投影側ブロック80の上部は、上面の全面に冷却用のヒートシンク91を光軸と平行に形成した鏡筒カバー92により覆われているものである。

更に、光学系ユニット77と左側板15との間には投影側光学系のズームや焦点調整等を制御する光学系制御基板86を有し、この光学系制御基板86が可動鏡筒や可動レンズ群97の動作を制御することで、ズーム機能や焦点調整が可能となるものである。又、この光学系制御基板86の上端は上面板11と接しており、投影側ブロック80の前方端部は光学系制御基板86の前方端部よりも前方に突出しているものである。

そして、光学系制御基板86と照明側ブロック用隔壁127、鏡筒カバー92及び上面板11の間で投影側ブロック80の上部に空気流路を形成すると共に、光学系制御基板86の前方端部よりも前方に空気流入口94を形成している。これにより、左側板15の吸気孔18より流入した外気は、投影側ブロック80の前方近傍の空気流入口94からのみ鏡筒カバー92の上方に流入可能となる。つまり、光学系制御基板86は、鏡筒カバー92の上方に空気流路を形成すると共に、鏡筒カバー92の上方に空気を流入させる空気流路形成板として機能しているものである。
又、この空気流入口94とした投影側ブロック80の前方側方から鏡筒カバー92に流入した外気は、空気流路をヒートシンク91に沿って流れ、投影側ブロック80を冷却するものである。

そして、画像生成ブロック79は、照明側ブロック78と投影側ブロック80を接続しており、光学系ユニット77は、照明側ブロック78の光軸と投影側ブロック80の光軸を平行として全体ではコの字型の形状となっている。更に、光学系ユニット77の高温となる照明側ブロック78の外壁は、熱伝導を減らすために樹脂等の熱伝導率の低い断熱部材を用いて形成されている。
尚、アルミ等の重量が軽く熱伝導が高い金属を用いて照明側ブロック78の外壁を形成し、照明側ブロック78の熱を外部に放熱させる構成とする場合もある。

又、光源装置63は、内面を反射面とし断面が略半楕円形状の回転体であるリフレクタと、このリフレクタの内部に内蔵するハロゲン等を用いた高輝度の放電ランプとを有している。

そして、この光源装置63や光学系ユニット77、各種基板等を冷却する冷却ファンとしてのブロア110は、図３に示したように、中心部に吸込み口111を有し、吐出口113は略正方形断面であって、区画用隔壁120と照明側ブロック用隔壁127に接続され、区画用隔壁120と照明側ブロック用隔壁127によって区画された排気側空間室122にブロア110からの排風を排出するものであって、ブロア110の吸込み口111の近傍には制御回路基板103が配設されるものである。

そして、区画用隔壁120は、図３〜図５に示したように、各種光学系や各種基板等のように比較的低温の装置が配置される吸気側空間室121と、光源装置63のように高温となる装置及び光源装置63の近くに配置される第１反射ミラー72やカラーホイール71等の光源部を配置する排気側空間室122とに区画している。

この区画用隔壁120は、それぞれ板状の第１隔壁123、第２隔壁124より構成されており、更に、上部区画板126が排気側空間室122の上部を空密に覆っている。

そして、第１隔壁123は、ブロア110の吐出口113からの排気風の一部を、光学系ユニット77の光源装置63の近傍に配置され高温となる照明側ブロック78に誘導するための隔壁であり、ブロア110の吐出口113から背面板13に向かって斜めに任意の長さ斜設し、光学系ユニット77における照明側ブロック用隔壁127の端部と接続している。この第１隔壁123には、図示しないが、ブロア110の吐出口113からの排出空気が直接カラーホイール71に当たるように通気孔やスリットが形成されている。

又、第２隔壁124は、ランプ電源回路ブロック101等の回路や各種部材と前面板12との間に空間を作るための隔壁であり、ブロア110の吐出口113から前方右斜め方向に任意の長さ斜設し、この端部から前面板12と平行に右側板14に向かって右側板14近傍まで延設し、最後にこの端部から右側板14と平行に前面板12に接続した略鉤型形状である。尚、第２隔壁124の形状は排気側空間室122の高温な排気を前面板12の全体に分散するためのものである。

又、上部区画板126は、排気側空間室122の上部全体を覆うものであり、排気側空間室122の上部の形状と略同一の形状に形成され、プロジェクタ筐体の上面板との間に空間を有して配置されている。

又、排気側空間室122内の前面板12近傍には、図４に示すように、排気側空間室122内の排気温を低減して外部に放出する排気温低減装置114を備えている。この排気温低減装置114は、熱伝導性部材であり、本実施例では内壁に毛細管構造を持ち内部が真空の金属パイプに純水、パーフルオロカーボン等の作動液が密封されている熱伝導部材としてのヒートパイプと、複数枚のフィンを用いており、前面板12と平行に前面板12の近傍に配置している。

この排気温低減装置114は、板状体であるフィンを複数枚平行に配置して、このフィンの略中心を長い棒状の熱伝導部材が貫通して複数枚のフィンを接続した形状である。つまり、熱伝導部材は板状で複数枚からなるフィンの板面に共通して接触している。
このようにフィンを熱伝導部材に取付けることにより、フィンで吸収した熱を熱伝導部材に逃すことができ、排気温低減装置の全体で均一の温度に保つことができる。

次に、プロジェクタ10内の空気の流れについて述べる。図７に示すように、ブロア110のファンを回転させると、冷却ファンとしたブロア110は周辺の空気を吸込み口111より吸い込み、プロジェクタ10内部のブロア110周辺の空気を吸い込むことにより、プロジェクタ10の筐体の側板に設けた多数の吸気孔18からプロジェクタ10の内部に外気を吸い込むことができるものである。

そして、背面板13には表示素子51が位置する場所の後方部分に吸気孔18を設け、背面板13と表示素子51を有する光学系ユニット77との間で空気の流通路を形成し、背面板13に設けた吸気孔18及び左側板15の後方に設けた吸気孔18から吸い込まれる外気を背面板13に沿ってブロア110方向に流すようにしている。

又、制御回路基板103は２枚の制御基板としてこの２枚の制御回路基板103の間や２枚の制御回路基板103の上方又は下方において、制御回路基板103に沿って流れる空気がブロア110の吸込み口111に吸い込まれるようにしている。

又、右側板14の吸気孔18からプロジェクタ10の内部に吸い込まれる外気は、一部はランプ電源回路ブロック101等の周囲を通って電源回路基板102を冷却しながら制御回路基板103に至り、制御回路基板103に沿って流れるようにしてブロア110の吸込み口111に吸い込まれる。尚、残りの吸い込まれた外気は第１隔壁123に沿って流れブロア110の吸込み口111に吸い込まれるものである。

そして、左側板15の吸気孔18から吸い込まれる外気の一部は、光学系制御基板86に沿って光学系制御基板86の前方又は後方に流れ、光学系制御基板86の前方に流れた外気は、空気流入口94から鏡筒カバー92上に流れ込み、光学系制御基板86と照明側ブロック用隔壁127との間の空気流路をヒートシンク91に沿って画像生成ブロック79に向かって投影側光学系62を冷却しながら流れ、その後、画像生成ブロック79や照明側ブロック78の近傍を流れて冷却しながらブロア110の吸い込み口111に流れ込むものである。

又、光学系制御基板86の後方に流れた外気は、光学系制御基板86の後方端部から画像生成ブロック79に流れ込み、画像生成ブロック79の周縁を冷却しながらブロア110の吸い込み口111に流れ込むものである。

尚、左側板15の吸気孔18から吸い込まれる外気のその他の一部は、投影側ブロック80の下側に流れ込み、投影側ブロック80を下側から冷却した後、画像生成ブロック79の周縁を流れてブロア110の吸い込み口111に流れ込むものである。

そして、排気側空間室122に吹き出されるブロア110の排気は、一部がカラーホイール71に沿って流れ、大部分は高温となった光源装置63の周囲に流れ、光源装置63を冷却しながら排気温低減装置114に流れ込み、冷却されて前面板12に設けられた排気孔17より排出されるものである。

本実施例によれば、投影側ブロック80の上部にヒートシンク91を表面に有する鏡筒カバー92を形成し、光学系制御基板86と照明側ブロック用隔壁127及び上面板11との間で空気流路を形成することにより、投影側ブロック80上を流れる外気と接する面積が広くなると共に流体抵抗が上がり、これにより投影側光学系62の冷却効率が上がるため、従来のようにレンズが膨張して投影画像のゆらぎや焦点のズレが生じることや、貼り合わせレンズが熱膨張率の差のために剥離したり、破損したりすることを防止できるものである。

次に、鏡筒カバー92の変形例について述べる。図８に示すように、鏡筒カバー92は、表面の全面にヒートシンク91を有すると共に、高温となる光源近傍と投影側光学系の上部に位置する高温部と、低温部とを区画する整流壁93を有するものである。

この整流壁93は、投影側ブロック80の内部に配置した投影側光学系62の外側端部に位置し、画像生成ブロック79の近傍から光軸と平行に前方に向かって形成され、所定の位置から外気の流入方向に向かって傾斜させて空気流入口94の近傍に至るものである。又、整流壁93の上部は上面板11と接しており、ヒートシンク91上を流れる外気が高温部側から低温部又は低温部側から高温部に流れるのを防止しているものである。

又、整流壁93の端部は、高温となる照明側ブロック78近傍や投影レンズ群上に多量の空気が流入し、低温となる左側板15近傍側には少量の空気が流入するように、空気流入口94を高温部側の流入口と低温側の流入口に二分して、空気流入口94の入り口の大きさに差を設けるように形成しているものである。

そして、ヒートシンク91の前方端部は、投影側光学系62の前端よりも後方に位置する光学系制御基板86の前端から照明側ブロック78側における投影側光学系62の前端上部に至るように投影側ブロック80の前方端部において斜めに切り込むように配置され、空気流路に空気流入口94からの外気の流入が容易且つ確実となるように形成しているものである。

このように鏡筒カバー92の表面に整流壁93を形成して、高温側と低温側に区画することにより、冷却するために多量の空気が必要となる高温側に多量の空気が流入し、低温側には少量の空気が流入することになり、冷却効率を高くすることができる。

又、図９に示すように、投影側光学系上に位置するヒートシンク91の空気流入口94近傍を空気流入口94側に傾斜させて形成することもある。このように形成することにより、最も冷却する必要がある投影側光学系に外気が流れ込みやすくなるため、冷却効率を高くすることができる。

更に別の変形例としては、図１０に示すように、鏡筒カバー92の投影側光学系上の両側端に整流壁93を形成し、この整流壁93の間にのみヒートシンク91を形成することもある。この整流壁93及びヒートシンク91の空気流入口94近傍は空気流入口94に向かって傾斜させて形成している。

このように投影側光学系上にのみヒートシンク91を形成することにより、最も冷却する必要がある投影側光学系に多量の外気が流入すると共にヒートシンク91により冷却効率を高めることができる。

尚、光学系制御基板86を空気流路形成板としたが、別途空気流路形成板を配置することも当然可能である。又、空気流路形成板を配置する変わりに、鏡筒カバー92の側方端部に位置するヒートシンク91を筐体の上面板11と接するように高く形成して鏡筒カバー92の上方に空気流路を形成することも可能である。

又、本実施例においてプロジェクタ筐体の左側板15には複数の吸気孔を形成しているが、前方端部近傍に１つの吸気孔18を設け、この１つの吸気孔18から鏡筒カバー92の上方に外気を流入させる場合や、左側板15の上下に複数の吸気孔18を設けて上方から流入した外気を鏡筒カバー92に流し、下方から流入した外気は投影側ブロック80の下方に流れるという構成にすることも可能である。

又、本発明は、以上の実施例に限定されるものでなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で自由に変更、改良が可能である。

本発明の実施例に係るプロジェクタの外観を示す斜視図。 本発明の実施例に係るプロジェクタの機能回路ブロックを示す図。 本発明の実施例に係るプロジェクタの上面板を取り除いた上面図。 本発明の実施例に係るプロジェクタの排気側空間室の内部を示す上面図。 本発明の実施例に係るプロジェクタの一部切り掛けした上面図。 本発明の実施例に係る光源ユニットの断面図。 本発明の実施例に係るプロジェクタの空気の流れを示す上面板を取り除いた上面図。 本発明の変形例に係るプロジェクタの上面板を取り除いた上面図。 本発明のその他の変形例に係るプロジェクタの上面板を取り除いた上面図。 本発明の更に別の変形例に係るプロジェクタの上面板を取り除いた上面図。

符号の説明

10 プロジェクタ
11 上面板 12 前面板
13 背面板 14 右側板
15 左側板 16 底面板
17 排気孔 18 吸気孔
19 レンズカバー 20 各種端子
21 入出力コネクタ部 22 入出力インターフェース
23 画像変換部 24 表示エンコーダ
25 ビデオＲＡＭ 26 表示駆動部
31 画像圧縮伸長部 32 メモリカード
35 Ｉｒ受信部 36 Ｉｒ処理部
37 キー／インジケータ部 38 制御部
41 電源制御回路 43 冷却ファン駆動制御回路
45 レンズモータ 47 音声処理部
48 スピーカ 51 表示素子
53 表示素子冷却装置 62 投影側光学系
63 光源装置 71 カラーホイール
72 第１反射ミラー 73 ホイールモータ
74 第２反射ミラー 75 ライトトンネル
77 光学系ユニット 78 照明側ブロック
79 画像生成ブロック 80 投影側ブロック
83 光源側レンズ群 84 照射ミラー
86 光学系制御基板 91 ヒートシンク
92 鏡筒カバー 93 整流壁
94 空気流入口 96 固定レンズ群
97 可動レンズ群 101 ランプ電源回路ブロック
102 電源制御回路基板 103 制御回路基板
110 ブロア 111 吸込み口
113 吐出口 114 排気温低減装置
120 区画用隔壁 121 吸気側空間室
122 排気側空間室 123 第１隔壁
124 第２隔壁 126 上部区画板
127 照明側ブロック用隔壁

Claims (9)

1. 光源手段と、
   この光源手段からの光を表示素子に照射して当該表示素子で画像光を生成する画像生成手段と、
   前記画像光を拡大投射する投影レンズとから構成され、
   前記投影レンズの一部が放熱構造を備える鏡筒カバーにより覆われていることを特徴とするプロジェクタ。
2. 前記光源手段とする光源装置と、
   光学系や表示素子等を備える光学系ユニットと、
   プロジェクタ制御手段を備える制御回路基板とを備え、
   前記光学系ユニットは、
   前記光源装置からの光を導光する照明側ブロックと、この照明側ブロックを介した光を表示素子に照射して当該表示素子で画像光を生成する前記画像生成手段を備えた画像生成ブロックと、画像光を投影側光学系により拡大投射する前記投影レンズを備えた投影側ブロックで形成され、
   前記投影側ブロックは、上面にヒートシンクを備える前記鏡筒カバーにより上部を覆われていることを特徴とするプロジェクタ。
3. 前記鏡筒カバーは、前記鏡筒カバーの上部を投影側光学系の上方部分と、投影側光学系の側方部分とに区画する整流壁を有していることを特徴とする請求項２に記載のプロジェクタ。
4. 前記整流壁は、投影側光学系の光軸と平行に配置され、当該整流壁の投影方向の先端部は、外気が流入する方向に向かって屈折し、流入する外気を二分していることを特徴とする請求項３に記載のプロジェクタ。
5. 前記投影側光学系上に形成されたヒートシンクの投影方向の先端部は、外気が流入する方向に向かって屈折していることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のプロジェクタ。
6. 前記鏡筒カバーは、前記投影側光学系の両側端の上部に整流壁を有し、当該整流壁の間に前記ヒートシンクが形成されていることを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれかに記載のプロジェクタ。
7. 前記光学系ユニットの近傍における筐体の側板に複数の吸気孔を有し、投影側ブロックと筐体の側板との間には、上部を筐体の上面板と接する空気流路形成板を有し、
   前記空気流路形成板の前端は、前記投影側ブロックの前方端部より後方に位置し、当該空気流路形成板の前方に空気流入口を有し、
   前記照明側ブロックと投影側ブロックの間には照明側ブロック用隔壁を有し、
   前記空気流路形成板と、照明側ブロック用隔壁、鏡筒カバー及び筐体の上面板とに囲まれた空気流路を備えていることを特徴とする請求項２乃至請求項６に記載のプロジェクタ。
8. 光学系制御基板を備え、この光学系制御基板を空気流路形成板とすることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のプロジェクタ。
9. 光源からの光を導光する照明側ブロックと、この照明側ブロックを介した光を表示素子に照射して前記表示素子で画像光を生成する画像生成ブロックと、画像光を投影側光学系により拡大投射する投影側ブロックで形成され、
   前記投影側ブロックは、上面にヒートシンクを備える鏡筒カバーにより上部を覆われていることを特徴とする光学系ユニット。

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