JP2008292647A - 画像投影装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】DMDの受光面を冷やせるプロジェクタを提供する。
【解決手段】プロジェクタ49に搭載されるキャスティングCGに、通気開孔HLが設けられ、その上、この通気開孔HLを塞ぐようなフィルタFTがキャスティングCGに設けられている。
【選択図】図1
【解決手段】プロジェクタ49に搭載されるキャスティングCGに、通気開孔HLが設けられ、その上、この通気開孔HLを塞ぐようなフィルタFTがキャスティングCGに設けられている。
【選択図】図1
Description
本発明は、プロジェクタ等の画像投影装置に関する。
投影型のプロジェクタでは、液晶素子やDMD(Digital Micromirror Device;テキサス・インスツルメンツ社製)等の光変調素子が、光源からの光を変調させ、スクリーン上に画像光を投影させている。すると、投影される画像光は、光変調素子に入射する高温の光を素にして生成されているといえる。
光変調素子、例えばDMDは、微少なマイクロミラーを2次元配置させており、さらに、マイクロミラーを各々傾斜させることで、反射光を変化させる精密な光半導体素子である。そのため、かかるDMDが高温化することは望ましくない。
そこで、DMDの高温化を防止する技術が種々開発されている。例えば、特許文献1および2に示されるプロジェクタでは、DMDの背面(DMDの受光面の裏面)に、冷媒の流れる部材(吸熱部材)が設けられている。このようになっていると、冷媒によって、DMDに帯びた熱が背面を通じて放熱される。
しかしながら、特許文献1および2のプロジェクタは、例えば液体状の冷媒を使用しており、かかる冷媒を循環させなくてはならない。そのため、吸熱部材のサイズは大型化しやすい。
また、吸熱部材から冷媒の漏れ出すような事態は絶対に防がなくてはならない。そのため、冷媒を流すチューブ等は、流路確保のために柔軟性を確保しつつ、破損しないような材質で形成されていなくてはならない。
その上、吸熱部材は、DMDの背面から熱を吸熱しており、DMDの受光面から直接熱を吸熱しているわけではない。しかしながら、DMDの高温化の主原因は光源からの高温の光がDMDの受光面に到達することにある。すると、DMDの背面から吸熱部材を用いた冷却は、放熱性が優れているとはいえない。
本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものである。そして、本発明の目的は、DMDの受光面を冷やせる画像投影装置を提供することにある。
画像投影装置は、光源からの光を変調させ画像光を生成するDMDおよび画像光を投影する投影光学系を取り付けているキャスティングと、ファンと、を含んでいる。そして、この画像投影装置では、DMDの受光面は、キャスティングの内部に面するように取り付けられている。そしてキャスティングには、ファンからの風を通す通気開孔が設けられ、さらにこの通気開孔には、フィルタが設けられている。
このようになっていると、キャスティングの通気開孔を通じて、外部の空気が風となってキャスティングの内部に進入する。すると、進入した風は、キャスティングの内部に面するDMDの受光面に触れるので、かかるDMDに帯びた熱は放熱される。
また、通気開孔には、フィルタが設けられていることから、風がキャスティングの内部に進入する場合に、塵や埃等が風とともに進入しない。そのため、DMDの受光面に、塵や埃等が付着しない。その結果、DMDからの画像光の品位は劣化することなく、高品位を維持できる。
なお、投影光学系に導かれず、別箇所に導かれる画像光をOFF光とすると、そのOFF光の照射される別箇所と、DMDと、通気開孔とが、線状に配置していると望ましい。
かかるような配置としては、例えば、別箇所がキャスティングの天面に位置し、DMDがキャスティングの側面に位置し、通気開孔がキャスティングの底面に位置する配置が挙げられる。
詳説すると、別箇所および通気開孔は、DMDの受光面と投影光学系の入射端との間に、位置するとともに、キャスティングにおける天面から底面に至る方向に重なっている配置が挙げられる。
このようになっていれば、OFF光の照射によって高温化した別箇所(例えば、キャスティングの一部分)と、DMDとが同時に冷却される。すると、DMDの高温化を防止できるだけでなく、別箇所の高温化に起因して、プロジェクタ内の電子部品が破損する事態までも防げる。
なお、ファンからの風を、通気開孔にまで導くダクトが含まれてもよい。このようになっていると、風が通気開孔を通じて効率よくキャスティング内部に進入する。
また、DMDの背面には、放熱部材が設けられており、ダクトの出口は、かかる放熱部材に面していると望ましい。このようになっていると、放熱部材と通気開孔からの風とで2種類の冷却が実現する。また、放熱部材には、ダクトを通じて風が触れるので効率よく冷却ができる。
なお、通気開孔に設けられたフィルタは交換式であると望ましい。このようになっていると、フィルタを交換することで、風が通気開孔を通じて進入する効率が高めに維持できるためである。
本発明によれば、DMDを受光面側から冷却することができる。すなわち、DMDの高温化の主原因となる光の照射されている受光面を直接冷却できる。したがって、DMDが効率よく冷やされる。
[実施の形態1]
実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、便宜上、部材符号やハッチング等を省略する場合もあるが、かかる場合、他の図面を参照するものとする。また、便宜上、斜視図であってもハッチングを施している。
実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、便宜上、部材符号やハッチング等を省略する場合もあるが、かかる場合、他の図面を参照するものとする。また、便宜上、斜視図であってもハッチングを施している。
図5は、プロジェクタ(画像投影装置)49の構成図である。この図に示すように、プロジェクタ49は、ランプ31、ファンFN、ダクトDT、カットフィルタ32、カラーホイール33、ライトトンネル34、平面ミラー35、集光レンズ36、DMD37、ヒートシンク(放熱部材)HK、および投影光学系38、を含んでいる。
ランプ31は、光を発するものであれば、特に限定されない。例えば、水銀ランプであっても、LED(Light Emitting Diode)モジュールであってもよい。なお、図中のランプ31は、ガラス製のバルブ31aと、バルブ31aの発する光を反射かつ集光させるリフレクタ31bと、を含んでいる。
ファンFNは、ランプ31やDMD37等の種々の高温化した部材を冷却するために、プロジェクタ49外部の空気を吸引し、風を作り出す。なお、図中では、単数のファンFNのみを図示しているが、これに限定されるものではなく、複数のファンFNがプロジェクタ49に搭載されていてもよい。
ダクトDTは、ファンFNによって作り出された風を、ランプ31やDMD37等の高温化した種々の部材に導く。そのため、ダクトDTの一端(入口DTIN)は、ファンFNに面して位置し、ダクトDTの他端(出口DTOUT)は風を吹き付けたい部材に面して位置する。
カットフィルタ32は、ランプ31からの出射光を受光できる位置にあり、受けた光を透過させることで、光変調素子MDに悪影響を与える波長域の光をカットするものである。なお、カットフィルタ32とランプ31との間に、照明光学系が配置されていてもよい。
カラーホイール33は、赤色、緑色、青色、および透明のフィルタを周方向に並べることで、ホイール状になったものである。そして、カラーホイール33は、カットフィルタ32からの出射光を受光できる位置にあり、各フィルタを通過させることで光の色を変化させている。
ライトトンネル34は、筒状の部材であり、カラーホイール33からの出射光を受光できる位置にある、そして、ライトトンネル34は、筒内部を形成するミラー面(反射面)によって、光を複数回反射させることで(ミキシングされることで)、光度を均一化させて出射させている。
平面ミラー35は、ライトトンネル34からの出射光を受光し、かつ反射させることで、ランプ31から投影光学系38に至るまでの光路を折り曲げている。具体的には、平面ミラー35は、ライトトンネル34からの出射光を反射させて、集光レンズ36に導いている。
集光レンズ36は、ライトトンネル34からの光を、DMD37に向けて集光させる。なお、集光される光の光束幅は、DMD37の受光面よりも若干大きくなっている。
DMD37は、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)上に、個々に各々独立駆動するマイクロミラーを含む光半導体素子である。そして、DMD37は、集光レンズ36を介して進行してくる光を、画像データ等に基づきマイクロミラーで反射させることで変調する(変調された光を画像光と称す)。
なお、DMD37には、集光レンズ36を介して、ランプ31からの多量の光が照射される。そのため、DMD37は高温化しやすい。そこで、DMD37の背面(受光面の反対面)には、ヒートシンクHKが設けられている。
ヒートシンクHKは、複数枚のフィンを有することで、外気に触れやすくなっており、かかる外気による冷却(空冷)によって、DMD37に帯びた熱を放熱させている。
投影光学系38は、複数のレンズ等の光学素子を含んでいる。そして、かかる投影光学系38は、DMD37からの画像光を、不図示のスクリーンに向けて発散させながら投影する。
そして、以上のようなプロジェクタ49では、ランプ31のバルブ31aが光を発し、その光はリフレクタ31bによって集光されつつ、カットフィルタ32およびカラーフィルタ33を通過し、ライトトンネル34の入射端IPに入射する。
ライトトンネル34に入射した光は出射端OPから出射後、平面ミラー35を介して集光レンズ36に到達する。集光レンズ36は、到達した光を集光させながらDMD37に導き、DMD37は入射する光を変調させて投影光学系38へ導く。その結果、投影光学系38から、スクリーンに画像が投影される。
なお、以上のライトトンネル34、平面ミラー35、集光レンズ36、DMD37、ヒートシンクHKおよび投影光学系38は、キャスティングCGに収容されている。そして、図3の斜視図および図4の正面図は、キャスティングCG等を示している。
キャスティングCGの形状は特に限定されるものではない。ただし、平面ミラー35、集光レンズ36、およびDMD37等の種々部材を取り付けるために、キャスティングCGは、開放面を有している。そのため、キャスティングCGは、この開放面を覆うようなカバーCRを搭載している(なお、このカバーCRを含めてキャスティングCGと称してもよい)。
また、カバーCRを除いた図1の斜視図および図1のA−A’線矢視断面図である図2に示すように、キャスティングCGには通気開孔HLが設けられている。その上、この通気開孔HLを塞ぐようなフィルタFTがキャスティングCGに設けられている。
このようになっていると、通気開孔HLを通じて外部(キャスティングCG外部)からの風の進入が可能になる。そして、この風がDMD37(特に受光面)に吹きつけられると、かかるDMD37は冷却される。すると、DMD37における受光面は風により冷却され、背面はヒートシンクHKにより冷却される。したがって、DMD37に対して、2種類の冷却が行われることになり、DMD37に帯びた熱が効率よく放熱する。その結果、高温化に起因するDMD37の誤動作は起きない。
また、特に、DMD37に吹き付けられる風は、フィルタFTを介している。そのため、埃や塵といった汚れが、DMD37の受光面(光変調面)に付着しない。そのため、かかるような受光面の冷却が行われたとしても、DMD37からの画像光の品質は保たれる。
なお、ダクトDTの出口DTOUTは、通気開孔HLに面するように位置するとよい。このようになっていれば、ファンFNからの風がダクトDTを通じて集まりながらDMD37の受光面に到達する。すなわち、ファンFNからの風が効率よくDMD37に到達する。
ところで、通気開孔HLの位置は特に限定されるものではない。要は、通気開孔HLは、キャスティングCGの外部から風を吹き込ませられる位置であればよい。このようになっていれば、通気開孔HLを通じて、直接DMD37の受光面に風が吹き付けられなかったとしても、少なくともキャスティングCGの内部で循環する風が、DMD37の受光面に触れるためである。
ただし、効率よくDMD37を冷却するのであれば、通気開孔HLにおける風の出射面とDMD37の受光面とが向き合い、かつ両者の位置関係(通気開孔HLとDMD37との位置関係)が線状になっているとよい(例えば直線状になっているとよい)。なぜなら、通気開孔HLからの風が直接DMD37の受光面に到達しやすいからである。
[その他の実施の形態]
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
例えば、DMD37に加えて、別箇所が、通気開孔HLから進入する風に触れるようになっていてもよい。なぜなら、キャスティングCG内部は、DMD37以外にも高温になる箇所が存在するためである。その箇所の一例としては、DMD37から投影光学系38に導かれない画像光の照射する別箇所が挙げられる。
通常、DMD37を用いたプロジェクタ49が、スクリーン上に黒色を生成するには、スクリーンに光を到達させない。かかるようにスクリーンに光を到達させないためには、DMD37は、画像光を投影光学系38に導かずに別箇所、例えば、キャスティングCG内のカバーCRに導く(なお、投影光学系38に入射しない画像光をOFF光と称する)。
すると、かかるような別箇所は、画像光の照射を受けるので高温化する。特に、別箇所が、カバーCRのような樹脂部材であれば、温度に比較的弱く、軟化したり破損したりする原因ともなりかねない。
しかし、別箇所にも通気開孔HLから進入する風に触れるようになっていれば、その別箇所の高温化は妨げられる。特に、OFF光の照射される別箇所と、DMD37と、通気開孔HLとが、線状に配置していれば、通気開孔HLを通じて進入する光が、OFF光の照射される別箇所とDMD37との2カ所に到達する。そのため、これらの2カ所が同時に冷却されることになり望ましい。
なお、OFF光の照射される別箇所、DMD37、および通気開孔HLが線状に配置する一例としては、別箇所がキャスティングCGの天面(天面に位置するカバーCR)に位置し、通気開孔HLがキャスティングCGの底面に位置し、さらに、DMD37がキャスティングCGの側面に位置していればよい。
詳説すると、DMD37の受光面と投影光学系38の光の入射端38aとの間に位置し、かつ、上下方向(キャスティングCGにおける天面から底面に至る方向)に重なるように、OFF光の照射される別の箇所と通気開孔HLとが位置すればよい。
このようになっていれば、通気開孔HLからの風は、図2の斜線矢印のように進行して、OFF光の照射される別箇所に到達する途中で、DMD37の受光面にも触れることになる。
また、キャスティングCGには、通気開孔HLから進入した風を外部に逃す開孔が設けられてもよい。このようになっていると、風の流れが速まり、DMD37の受光面および別箇所を一層効率よく冷却できる。
CG キャスティング
HL 通気開孔
FT フィルタ
HK ヒートシンク(放熱部材)
37 DMD
38 投影光学系
38a 投影光学系の入射端(投影光学系における画像光の入射端)
HL 通気開孔
FT フィルタ
HK ヒートシンク(放熱部材)
37 DMD
38 投影光学系
38a 投影光学系の入射端(投影光学系における画像光の入射端)
Claims (7)
- 光源からの光を変調させ画像光を生成するDMDおよび上記画像光を投影する投影光学系を取り付けているキャスティングと、
ファンと、
を含む画像投影装置にあって、
上記DMDの受光面は、上記キャスティングの内部に面するように取り付けられ、
上記キャスティングには、上記ファンからの風を通す通気開孔が設けられ、
上記通気開孔には、フィルタが設けられている画像投影装置。 - 上記投影光学系に導かれず、別箇所に導かれる画像光をOFF光とすると、
上記OFF光の照射される別箇所と、上記DMDと、上記通気開孔とが、線状に配置している請求項1に記載の画像投影装置。 - 上記の別箇所が上記キャスティングの天面に位置し、
上記DMDが上記キャスティングの側面に位置し、
上記通気開孔が上記キャスティングの底面に位置している請求項2に記載の画像投影装置。 - 上記の別箇所および通気開孔は、
上記DMDの受光面と上記投影光学系の入射端との間に位置するとともに、
キャスティングにおける天面から底面に至る方向に重なっている請求項3に記載の画像投影装置。 - 上記ファンからの風を、上記通気開孔にまで導くダクトが含まれている請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像投影装置。
- 上記DMDの背面には、放熱部材が設けられており、
上記ダクトの出口は、上記放熱部材に面している請求項5に記載の画像投影装置。 - 上記フィルタが交換式である請求項1〜6のいずれか1項に記載の画像投影装置。
Priority Applications (1)
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JP2007136508A JP2008292647A (ja) | 2007-05-23 | 2007-05-23 | 画像投影装置 |
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