JP2009115967A - プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】プロジェクタを使用するときに、吸気口又は排気口の前面側の空間を十分に確保するようにし、使用時の冷却性能の確保と未使用時の携帯性とを両立させること。
【解決手段】プロジェクタ１０は、大きく分けて、本体３０と、可動式のカバーである可動ケース４０とから構成されている。可動ケース４０が上に移動すると、吸気ファン７２及び排気ファン７４の前方部分に空間が形成される。また、経路分離板５０は分離板支持部５１から垂直に下り、端部が本体上面部３５に一致する。このとき、本体３０と可動ケース４０で構成される空間は、吸気ダクト５２と排気ダクト５４とに分離され、冷却空気に排熱された空気が混合されないようなっている。
【選択図】図４

Description

本発明は、プロジェクタに係り、内部を冷却するための吸気口及び排気口を備えたプロジェクタに関する。

近年におけるビジネスシーンでは、プロジェクタとパーソナルコンピュータとを使ってプレゼンテーションすることで、より効果的に説明することが当たり前のようになってきている。そのため、取引先等での打合せのために外出するとき、プロジェクタを外出先まで持参するケースもあり、一層の小型化が求められている。

そこで、携帯性／可搬性に重点を置くとともに、部品間の電磁障害及び熱障害を低減しつつ、使用時に容易に開くことができるプロジェクタが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

このプロジェクタでは、光学ボックス及び電子ボックスが分離して配されており、これらは熱的及び電磁的に互いに隔離されている。そして光学ボックスは、液晶表示パネルなどのディスプレイアセンブリとそれに付随するフレネルレンズとを含み、このボックスをプロジェクタ内に搭載して、ディスプレイアセンブリが装置の投影軸に略並行となる収納位置と、ディスプレイアセンブリが投影軸に対して一定の傾斜角で配置される操作位置との間を回転できる構成になっている。プロジェクタの使用中には光ビームの延長及び縮小の作業が必要であるが、プロジェクタを使用していないときには特に機能していない空間内に、アセンブリを回転して収納している。

プロジェクタは明るさが重要なスペックの一つであり、当然明るい方が製品価値は高い。光源であるランプの冷却はコスト、実現性の点から強制空冷が一般的である。表示素子である液晶パネルやＤＭＤ（マイクロミラーデバイス）も高輝度化するほど高温にさらされるため、その冷却は表示素子の寿命確保のため重要であるとともに、これも同様に強制空冷が一般的であり、電源ほかの冷却と合わせ、プロジェクタにおける通気性は製品の重要な要件である。
特表２００１−５２５９４５号公報

しかし、プロジェクタを小型化するほど機器内の通気は悪くなり、上記要件によりさらに吸気抵抗及び排気抵抗が大きくなる。また、冷却に用いるファンも小型のものを高速回転させることにより風量及び風速を稼ぐのが一般的であり、小型ファンの高速回転は効率が悪い上に耳障りな騒音を発する。そのため、製品としての価値を下げない範囲での使用にとどめる必要があり、おのずと冷却能力に限界があり高輝度化、静音化が困難となる。

そこで、冷却空気の吸排気のために開口を大きくすることが想定されるが、安全規格要求事項として開口部形状に制限がある。

たとえば、現在のＵＬ規格（米国）のＩＴ機器に関する安全規格ＵＬ６０９５０−１の場合、規格書の４．６項に“エンクロージャーの開口部”（エンクロージャー≒セットの筐体）についての規定があり、“ユーザが日常持ち運ぶことを想定した機器（携帯型機器）”以外の場合は、「側面開口部においてセット垂直方向から５°以内に裸の導電部品が置かれていないこと」をクリアする必要がある。

さらに、小型軽量タイプのＩＴ機器の場合、上記の“携帯型機器”と見なされ、規格書４．６．４項にて以下の要件（１）〜（３）を満たす必要がある。

要件（１）：幅１ｍｍ以内、長さは制限なしの開口部（１ｍｍ幅の細いスリット）とする。
要件（２）：中心線間隔が２ｍｍ以下で、線径が０．４５ｍｍ以上のもので構成されている網目の遮蔽板を取り付ける。
要件（３）：機器内にバリアを設ける。

これらの要件をクリアするに当たり、次のような課題がある。つまり、要件（１）については、一般には、別途強度試験に耐える必要があるため、開口部のリブに当たる部分は大抵１ｍｍ以上のサイズが必要となる。要件（２）については、実質の開口部は１．５５ｍｍ角穴を多数設けた形となり給排気抵抗が大きくなる。要件（３）については、セットの冷却、小型化のためにはセット内部でのバリア構成は困難である。

上記特許文献１に開示の技術にあっては、ディスプレイユニット（光学ユニット）の格納を主な目的としており、上述の規格にあるような開口部の制限に対しては考慮されていない。したがって、ランプの更なる高輝度化によるランプ、表示素子その他セット内部の冷却に限界があった。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解決することができる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は、使用するときに内部を冷却する冷却風の吸気口又は排気口の前面側を覆うケースの少なくとも一部が、前記前面側に移動して前記吸気口又は前記排気口と前記ケースとの間に形成される空間を拡大することを特徴とする。
また、前記吸気口又は前記排気口と前記ケースとの間に形成される空間が拡大されたとき、前記吸気口及び排気口から外部への経路を分離する分離手段を有するようにすることができる。
また、前記吸気口及び排気口から外部への経路が形成されたとき、前記排気口側に形成される空間が、消音用のダクトとして機能するようにすることができる。
また、前記吸気口又は排気口の前面側を覆うケースの少なくとも一部が前面側に移動したときに、前記ケースに設けられた開口により前記吸気口又は前記排気口が外部に連通するようにすることができる。
また、前記吸気口又は排気口の少なくとも一方に、ファンが取り付けられているようにすることができる。
また、前記ケースが移動したときに、当該プロジェクタの投光が可能となるようにすることができる。

本発明のプロジェクタによれば、プロジェクタを使用するときに、吸気口又は排気口の前面側の空間を十分に確保するようにしたので、使用時の冷却性能の確保と未使用時の携帯性とを両立させることができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態（以下「実施形態」という）を、図面を参照して具体的に説明する。本実施形態では、プロジェクタの筐体部分に可動部分を設け、使用時は筐体（外装ケース）を変形させてセット体積、もしくは表面積のいずれ、あるいは両方を拡大する。

これによって、大口径ファンの採用、プロジェクタ内のユニット部品の距離を離す、吸気及び排気ファンと吸気口／排気口の距離をとる、吸気口／排気口の表面積を広くするといったことが可能となる。それとともに、携帯／運搬時にはセットが小さくなる。このような構成とすることで、使用時には冷却効果改善による、これまでより明るい光学系、高出力の電源系の採用を可能とし、上述の様な安全規格要求事項を満たしつつ開口部面積を拡大することが可能となる。

図１は、本実施形態に係るプロジェクタ１０の外観を示した図であり、図１（ａ）は未使用時（運搬時）の状態を示し、図１（ｂ）は使用時の状態を示している。なお、ここでは、プロジェクタ１０を後側から見た斜視図として示している。

図示のように、プロジェクタ１０は、大きく分けて、本体３０と、可動式のカバーである可動ケース４０とから構成されている。そして、図２は、プロジェクタ１０を前側から見た斜視図であり、本体３０と可動ケース４０とを分離して示している。また、図３は、プロジェクタ１０の各モジュールについて上面から模式的に示した図である。なお、図２，３及び後述の図５において、図中の実線の矢印が、本体３０の外側（吸気ダクト５２，排気ダクト５４）の空気の流れを示し、破線の矢印が、本体３０内部での空気の流れを示している。

本体３０は、光学ユニット２６やランプハウス２９、電源ユニット２１、バラスト回路（図示せず）、映像回路（ＤＭＤ２８等）等の各ユニットを収納する。図２や図３に示すように、本体３０の本体上面部３５において、右前面側（図３では右下）に排気口６４と、排気口６４に取り付けられた排気ファン７４とを有している。

同様に、本体上面部３５の左後側（図３では、左上）に吸気口６２と、吸気口６２に取り付けられた排気ファン７４とを有している。吸気口６２から吸入された冷却空気は、本体３０内部で電源ユニット２１やＤＭＤ２８（ＤＭＤ２８に取り付けられたヒートシンク）に供給されるとともに、ランプハウス２９に供給される、そして、冷却に使用された空気は、ランプハウス２９の上側に設けられた吸気口６２及び吸気ファン７２により排熱される。

可動ケース４０は、概ね直方体の形状を有しており、可動ケース４０は本体３０より若干大きな直方体の形状で、下側が全面開口となっている。そして、図１（ａ）に示すように、可動ケース４０は、未使用時の状態では、本体３０に可動ケース４０が上から嵌め込まれるように重なって一体となっている。

また、使用時においては、図１（ｂ）に示すように可動ケース４０が上側に移動して、本体３０の側面（本体前面部３１，本体後面部３２，本体右側面部３３，本体左側面部３４）の一部が、露出される。図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、本体後面部３２に設けられている電源端子２２や入力端子２４は、可動ケース４０が上に移動されたときに露出するようになっている。

同様に、本体前面部３１の投光レンズ２７は、可動ケース４０が上に移動したときに、外部に露出する。したがって、可動ケース４０が下にある状態では、プロジェクタ１０は電源オン、映像信号入力及び投光ができないようになっている。なお、可動ケース４０が図１（ａ）及び（ｂ）に示したそれぞれの位置で適正に固定されるように、たとえば、凹凸形状で係止する係止手段（図示せず）等が設けられる。

また、図２に示すように、可動ケース４０のケース上面部４５の内側部分には、略長方形の経路分離板５０が取り付けられている。この経路分離板５０は、分離板支持部５１により経路分離板５０を中心に回転可能となっている。

図４は、可動ケース４０の上への移動前後の経路分離板５０の状態を示した図であり、図３のＡ−Ａ断面を簡略化して示している。図４（ａ）は、可動ケース４０の上への移動前の状態を示しており、経路分離板５０はたとえば水平になってケース上面部４５と排気ファン７４の間に位置している。また、図４（ｂ）は、可動ケース４０の上への移動後の状態を示しており、経路分離板５０は分離板支持部５１からたとえば垂直に垂れた状態になって、さらに、分離板支持部５１の端部が、本体上面部３５に一致する。

このとき、本体３０と可動ケース４０で構成される空間は、吸気経路である吸気ダクト５２と排気経路である排気ダクト５４とに分離される。つまり、経路分離板５０は、吸気経路と排気経路の分離手段として機能し、冷却空気に排熱された空気が混合されないようなっている。

図４（ａ）のように、ケース上面部４５が吸気ファン７２や排気ファン７４に密着している状態や、非常に近い状態の場合には、仮に開口部４６が設けられている場合であっても、上述のように、開口部４６の大きさの規制のため、十分大きな開口部４６を形成できず、吸気抵抗及び排気抵抗が大きく、吸気及び排気の効率が非常に悪い。

そこで、図４（ｂ）のように、ケース上面部４５が吸気ファン７２や排気ファン７４から離れて、吸気ファン７２や排気ファン７４の上側に十分が空間を作り出すことで、吸気及び排気の効率が改善され、所望の冷却効果を得ることができる。

また、図１及び図２では、可動ケース４０の開口部４６は、可動ケース４０の側面（４１〜４４）全面にマトリックス状に形成されて、可動ケース４０の側面全面で冷却空気の取り入れ及び排気を行う構成であるがこれに限る趣旨ではない。なお、図３以降においては、説明の都合上、開口部４６の大きさ及び数を変えて図示している。

図５は、開口部４６を一部だけに形成した構成を模式的に示した図であり、図３の変形例を示している。たとえば、吸気口６２（吸気ファン７２）や排気口６４（排気ファン７４）から遠い位置に開口部４６を有する。ここでは、経路分離板５０は左右の方向に延びて形成されており、吸気ダクト５２では、吸気ファン７２は左側にあり、開口部４６は右側部分にのみ形成されている。

また、排気ダクト５４では、排気ファン７４は右側にあり、開口部４６は左側に形成されている。このようにすることで、吸気ファン７２や排気ファン７４で発生する音を消音する効果を向上させることができる。つまり、吸気ダクト５２や排気ダクト５４がサイレンサとして機能する。また、可動ケース４０で開口になっていない部分や経路分離板５０に吸音材や遮音材を取り付けることで、消音効果を一層向上できる。

次に、経路分離板５０の構成の変形例についていくつか例示する。図６の経路分離板５０は、使用していないときは、図６（ａ）に示すように本体３０の本体上面部３５に形成された分離板収納部５５に収納されており、使用するときには、図６（ｂ）に示すように経路分離板５０は分離板収納部５５から引き出される。これによって、図４に示した構成と同様の作用及び効果が得られる。

図７の経路分離板５０は、使用していないときは、図７（ａ）に示すように、可動ケース４０のケース上面部４５上部に設けられた分離板収納部５５に収納されて、使用するときには、経路分離板５０は分離板収納部５５から引き出される。これによって、図４に示した構成と同様の作用及び効果が得られる。なお、この構成の場合、分離板収納部５５は、蛇腹状に構成されることで、分離板収納部５５への収納が円滑にできる。

なお、上述した構成に限らず、たとえば経路分離板５０がアコーディオンのように伸縮させる構成としてもよい。また、吸気ファン７２や排気ファン７４の取付位置は、本体上面部３５に限る趣旨ではない。吸気ファン７２や排気ファン７４の取付位置に応じて、当然、可動ケース４０の可動方向は変化する。たとえば、吸気ファン７２や排気ファン７４が本体右側面部３３や本体左側面部３４に取り付けられていれば、可動ケース４０は横方向に移動するようにすればよい。

いずれにせよ、吸気口６２（吸気ファン７２）や排気口６４（排気ファン７４）の対向する側（前面側）に十分な空間が形成され、吸気抵抗や排気抵抗を低減されればよい。また、可動ケース４０が上に移動したときに限って、プロジェクタ１０の電源がオンする構成としてもよい。

また、経路分離板５０は、一つに限る趣旨ではなく、複数であってもよいし、また形状についても効率的な冷却が実現できればどのような形状であってもよい。さらにまた、吸気ファン７２及び排気ファン７４は、必ずしも必要はなく、吸気口６２及び排気口６４から冷却風の吸入及び排出が適切になされる場合には、適宜省略することができる。

以上のように、本実施形態では、可動ケース４０の一部（ここでは経路分離板５０）をスライド／折りたたみ形状／アコーディオンのように伸びるなどの構成とし、未使用時にはユニット部品（光学ユニット２６やランプハウス２９、電源ユニット２１等）が格納できるぎりぎりの大きさを保つように構成した。これにより、使用時には以下のような効果を実現できる。

１）冷却ファン（吸気ファン７２、排気ファン７４）の位置を最適化し、冷却効率向上及び騒音低減ができる。
２）各ユニット部品間の距離をあけることで、冷却効率向上及び騒音低減ができる。
３）固定サイズと比較して冷却ファンの自由度が高いため、より効率のよいファン（大口径ファン）を搭載できる。
４）表面積拡大により安全規格要求事項による開口部面積の狭さを開口部の数を増やすことで補うことができる。
５）光学ユニット位置についての移動は考慮せず、使用時のセット表面積、体積拡大による開口部面積の拡大を主な手段とし、冷却効率向上及び騒音低減ができる。
６）格納時（未使用時）には投光レンズ２７、電源端子２２、入力端子２４をカバーすることで、誤使用により冷却しないで使用してしまうことを防止できる。
７）単に空間を広げるだけでなく、内部に可動式（折りたたみ式など）の吸気ダクト５２及び排気ダクト５４を設け、使用のため可動ケース４０を移動させプロジェクタ１０を大きくしたときにはサイレンサとして機能させることができ、静音性を向上できる。
８）格納時には電源端子２２が覆い隠されて挿すことができないように構成したので、使用時に電源コードを挿し、その後格納状態にするためには電源コードを取り外さないと運搬できないようにできる。

実施形態に係る、プロジェクタの外観を示した斜視図である。 実施形態に係る、本体と可動ケースとを分離して示したプロジェクタの斜視図である。 実施形態に係る、プロジェクタの各モジュールについて上面から模式的に示した図である。 実施形態に係る、可動ケースの上への移動前後の経路分離板の状態を示した図である。 実施形態に係る、プロジェクタの開口部が一部だけに形成された構成を、図３の変形例として模式的に示した図である。 実施形態に係る、経路分離板の構成の変形例を模式的に示した図である。 実施形態に係る、経路分離板の構成の変形例を模式的に示した図である。

符号の説明

１０ プロジェクタ
２１ 電源ユニット
２２ 電源端子
２４ 入力端子
２６ 光学ユニット
２７ 投光レンズ
２８ ＤＭＤ
２９ ランプハウス
３０ 本体
３１ 本体前面部
３２ 本体後面部
３３ 本体右側面部
３４ 本体左側面部
３５ 本体上面部
４０ 可動ケース
４１ ケース前面部
４２ ケース後面部
４３ ケース右側面部
４４ ケース左側面部
４５ ケース上面部
４６ 開口部
５０ 経路分離板
５１ 分離板支持部
５２ 吸気ダクト
５４ 排気ダクト
５５ 分離板収納部
６２ 吸気口
６４ 排気口
７２ 吸気ファン
７４ 排気ファン

Claims (6)

1. 使用するときに内部を冷却する冷却風の吸気口又は排気口の前面側を覆うケースの少なくとも一部が、前記前面側に移動して前記吸気口又は前記排気口と前記ケースとの間に形成される空間を拡大することを特徴とするプロジェクタ。
2. 前記吸気口又は前記排気口と前記ケースとの間に形成される空間が拡大されたとき、前記吸気口及び排気口から外部への経路を分離する分離手段を有することを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
3. 前記吸気口及び排気口から外部への経路が形成されたとき、前記排気口側に形成される空間が、消音用のダクトとして機能することを特徴とする請求項２に記載のプロジェクタ。
4. 前記吸気口又は排気口の前面側を覆うケースの少なくとも一部が前面側に移動したときに、前記ケースに設けられた開口により前記吸気口又は前記排気口が外部に連通することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のプロジェクタ。
5. 前記吸気口又は排気口の少なくとも一方に、ファンが取り付けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のプロジェクタ。
6. 前記ケースが移動したときに、当該プロジェクタの投光が可能となることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のプロジェクタ。

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