JP2009181113A - プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】熱対策を施し、小型化と高輝度化を改善するプロジェクタを提供する。
【解決手段】プロジェクタ１００は、前面部２５に可動排気ダクト１７を設けた、いわゆる前面排気の構造を有する。そして、プロジェクタ１００が使用される時に、投影レンズから遠ざかるように、可動排気ダクト１７が斜め外側前方に移動する。これによって、使用するときには、排気ファン１１から可動排気ダクト１７までの距離が長くなり、外部における排気ファン１１の音を小さくできるので、排気ファン１１を高速で駆動させても、所望の静音性能が実現できる。これによって、小型化と高輝度化のプロジェクタを提供できる。
【選択図】図４

Description

本発明は、筐体内部の熱を排出する排気ダクトを備えたプロジェクタに関する。

近年、多くの場面でプロジェクタにノートＰＣ（Personal Computer）を接続してプレゼンテーションを行うようになってきている。プレゼンテーションをいかに効果的に行うかがビジネスシーンにおいては非常に重要になっている。そして、ユーザは、商品説明や企画説明のため、クライアントへプロジェクタを持参することもある。

このような状況にあって、プロジェクタの小型化の要望は非常に強いものとなっている。同時に、プレゼンテーションをより綺麗に見せるためには、高輝度化も重要となっている。

つまり、プロジェクタの製造者にとって、小型化と高輝度化を実現したプロジェクタをいかに市場に投入できるかが重要になっている。

ところで、プロジェクタの小型化と高輝度化にとって克服すべき大きな課題が、熱対策及び騒音対策である。高輝度化を進めると、ランプからの排気温度が高くなる傾向がある。しかし、排気格子の温度には法律で安全基準温度が定められており、その温度より下げる必要がある。

一般に、プロジェクタの小型化を進めると、ランプの熱がプロジェクタ内部に滞留して温度低下が難しくなる。また、滞留した熱の排気促進のために、排気ファンの回転速度を上げると騒音が大きくなってしまうという課題があった。

そこで、プロジェクタの排気口から排気された空気が視聴者の方へ流れないように、排気口の排気格子（ルーバー）を可動する構成として低騒音化を実現する技術がある（特許文献１）。この技術では、人体検知装置をプロジェクタ内に設置して、人の位置に応じてルーバーの角度を変えている。

また、プロジェクタの排気部に着脱式の消音ボックスを付けることで、低騒音化を図った技術もある（特許文献２）。
特開２００６−３３７８９７号公報 特開２００２−２０４４１０号公報

ところで、特許文献１に開示の技術では、人体検知装置は、その検出部及び処理回路にコストがかかり安価な装置を提供することが難しかった。また、低騒音化の根本的な解消にはなっていなかった。さらに、特許文献２に開示の技術では、プロジェクタ本体自体の小型化は可能であるが、消音ボックスを含めた装置全体の携帯性に関して改善の余地があった。

本発明の目的は、以上のような状況に鑑みなされたものであって、小型化と高輝度化を改善するプロジェクタを提供することにある。

本発明に係る装置は、プロジェクタに関する。このプロジェクタは、投光レンズと、筐体内部の熱を排出する排気ダクトを備えるプロジェクタであって、前記排気ダクトは、当該プロジェクタを使用するときに、前方に移動する。
また、前記排気ダクトは、前方に移動するときに、前記投光レンズから遠ざかるように斜め前方に移動する。
また、前記排気ダクトは、ヒンジ機構により移動する。
前記ヒンジ機構は、前記排気ダクトが前方に移動したときに、前記筐体内部に備わる排気ファンから前記排気ダクトまでの排気経路を形成する導風板を備える。
前記排気ダクトは、使用しない収納時において、前記投光レンズの前方を塞ぐレンズ遮蔽手段を備える。
また、前記排気ダクトが前方に移動したことを検知する移動検知手段と、前記移動検知手段が、前記排気ダクトが前方に移動したときに当該プロジェクタによる投光を可能とする投光制御手段と、を備える。
本発明に係る別の装置は、プロジェクタに関する。このプロジェクタは、筐体内部の熱を排出するための、排気ファンと排気ダクトを備えたプロジェクタであって、前記排気ダクトは、使用するときに前記排気ファンとの距離を拡げるように、かつ投光方向から離れるように移動する。

本発明によれば、小型化と高輝度化を改善するプロジェクタを提供することができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態（以下、単に「実施形態」という）を、図面を参照して具体的に説明する。まず、本実施形態のプロジェクタの特徴について、概略を説明する。本実施形態のプロジェクタは、排気ダクト（排気口）を前面に設けた、いわゆる前面排気の構造を有する。そして、使用時に、投影レンズから遠ざかるように、排気ダクトが斜め外側前方に移動する。また、携帯時（収納時）には排気ダクトのパネルの一部を投影レンズのレンズカバーとして使用する。以下、このような特徴を有するプロジェクタの詳細について説明する。

図１は、本実施形態に係るプロジェクタ１００の外観を示した斜視図であり、プロジェクタ１００を使用しない携帯時（収納時）のときの状態を示している。また図２は、図１の状態のプロジェクタ１００の内部構造を模式的に示した平面図である。さらに、図３は、使用時におけるプロジェクタ１００の斜視図であり、図４はその状態のプロジェクタ１００の内部構造を模式的に示した平面図である。なお、ここでは、ＤＭＤ（Digital
Micromirror Device）チップを備えるＤＬＰ（登録商標）方式のプロジェクタ１００について例示するが、液晶パネル方式など他の方式のプロジェクタ１００であっても適用可能である。

まず外観に着目して説明する。図示のように、プロジェクタ１００の筐体５０は、略直方体の形状を有しており、前面部２５、右側面部２６ａ及び左側面部２６ｂ、後面部２７と、天キャビネット２２と、底キャビネット２３とを備えて、筐体５０内部に後述の構成要素を備えている。なお、筐体５０の上記各構成要素は、樹脂材やアルミニウム等の金属など、強度及び耐熱特性等を考慮して適当な素材により形成されている。

前面部２５は、正面視で左側から左パネル部であるカバー２０と、可動排気ダクト１７と、右パネル部２９とを備えている。右パネル部２９は、右側面部２６ａと一体で構成されている。

可動排気ダクト１７は、筐体５０の内側と外側を連通して筐体５０内部の熱を放出する排気口３２と、排気格子として排気口３２内に設置され排気の向きを左外側にするルーバー３１とを備えている。また、可動排気ダクト１７は、図１の状態では投光レンズ５１の前方を覆う形状を有している。この形状の部分をレンズ遮光部１８と呼び、この部分には、排気口３２及びルーバー３１は設けられておらず、レンズ遮光部１８の前面側には取っ手２１が設けられ、後方部分は投光レンズ５１を収納可能な空間を形成している。

そして、図３に示すように、プロジェクタ１００を使用するときには、ユーザが取っ手２１を操作することで、後述するヒンジ機構（リンク機構）により、可動排気ダクト１７は前方及び外側（図左側）に移動する。

また、カバー２０は、左角に上下部分が回動可能に天キャビネット２２及び底キャビネット２３に取り付けられており、可動排気ダクト１７の移動に連動して、外側に回転しながら開くように移動する。つまり、可動排気ダクト１７が所望の通りに移動できるように、カバー２０も移動する。

図５は、カバー２０の斜視図を示している。図示のように、カバー２０は、上面及び下面の各右側端部に取付用の凸部２０ａ，２０ｂを備えており、天キャビネット２２と底キャビネット２３に形成された取付用の凹部（図示せず）に取り付けられる。また、カバー２０は、下側の凸部２０ｂ近傍に、バネ２４を備えている。このバネ２４は、カバー２０を閉じる方向に付勢している。なお、図示はしないが、可動排気ダクト１７は、展開状態において、バネ２４の付勢力に抗してその状態を保持する為のロック機構（例えば凹凸嵌合手段や磁石による固定手段など）を備える。

可動排気ダクト１７が外側前方に移動すると、レンズ遮光部１８が図示で左方向にずれるため投光レンズ５１が前方（投光方向）に対して露出する。また、可動排気ダクト１７（レンズ遮光部１８）の右側端部は、投光レンズ５１から投光される光（投射光１９）を遮らない位置まで移動するように構成されている。なお、可動排気ダクト１７が前方に移動した状態を、展開状態といい、可動排気ダクト１７が後方に位置し、レンズ遮光部１８が投光レンズ５１を遮った状態を収納状態という。そして、展開状態における排気ファン１１と可動排気ダクト１７との間隔Ｌ２（図４）は、１０ｍｍ以上とする。また、収納状態においては、小型化の観点から、排気ファン１１と可動排気ダクト１７との間隔Ｌ１（図２）は狭いことが望ましい。

右側面部２６ａは、図２及び図４に示すように、プロジェクタ１００の後方部分に吸気口２８としてスリットが形成されている。

天キャビネット２２には、投光レンズ５１のフォーカスを調整するピント調整部５２を露出するために、投光レンズ５１（ピント調整部５２）の上側の領域に調整用開口部５３が形成されている。また、天キャビネット２２の後方部分には、プロジェクタ１００を操作するための操作パネル３６が設けられている。

後面部２７は、図示しない映像又は音声の入出力端子や、電源端子を備えている。

つづいて、プロジェクタ１００の内部構造について主に図２及び図４を基に説明する。
筐体５０の後方部分には、電源部４が設けられている。そして、電源部４の右側端部と、右側面部２６ａの吸気口２８との間に、吸気ファン２が設けられている。さらに、電源部４の上側には破線で示す制御基板部５が設けられている。

また、筐体５０の前面側の右側部分には光学エンジン１が設けられている。光学エンジン１は、ランプユニット９から出力された光を取り込む導光手段５４と、光学エンジン１の後方に設けられたＤＭＤチップにより所望の映像を出力する映像出力手段５５と、投光レンズ５１とを備える。導光手段５４は、ランプユニット９から出力された光を効率的にＤＭＤチップ５５に導くオプティカルインテグレータと、カラーホイールとを備える。また、投光レンズ５１は、上述のようにピント調整部５２を備えている。光学エンジン１の後方端部には、ＤＭＤチップを冷却するための放熱板３５が取り付けられている。

そして、吸気口２８は、吸気ファン２と放熱板３５とが設けられている位置に対応してスリットを備えている。

ランプユニット９は、光学エンジン１の左側に設けられている。ランプユニット９は、ランプ６と、レフレクタ７とを備えて構成されている。さらに、ランプユニット９には、電源部４側にランプ冷却ファン３とランプ吸気ダクト８ａとが取付られており、吸気口２８から取り入れられた冷却用の空気がランプユニット９の内部に供給される。また、ランプユニット９は、ランプ吸気ダクト８ａから取り入れた空気を排出するランプ排気ダクト８ｂをランプ吸気ダクト８ａの反対側（前方側）に備える。さらに、そのランプ排気ダクト８ｂからランプ６の光が前方へ洩れることを防止するために遮光ルーバー１０が取り付けられている。遮光ルーバー１０は、ランプ６内部からの熱風が排気ファン１１に直接当たらないようにも機能する。

ランプユニット９の前方には、排気ファン１１が配されている。排気ファン１１は、所望の冷却性能及び静音性能を実現するような性能及び配置が設定される。そして、ランプユニット９と排気ファン１１の間には、二つの固定された導風板３７が設けられている。二つの導風板３７の間隔は、排気ファン１１の間隔と略同一である。

また、排気ファン１１の前方には、排気ファン１１の上側近傍両側にリンク手段である第１の可動ヒンジ１２及び第２の可動ヒンジ１３が互いに平行に取り付けられている。この構成により、可動排気ダクト１７は、その前面部分が常に前方を向いて移動可能となっている。より具体的には、図示のように、第１の可動ヒンジ１２及び第２の可動ヒンジ１３は、排気ファン１１の上側を排気ファン１１に接触せずに互いに平行状態で移動可能に配置されている。そして、排気ファン１１と可動排気ダクト１７の間隔は、収納時における間隔Ｌ１（図２）から使用時の間隔Ｌ２（図４）へと、長くなる。

第１の可動ヒンジ１２及び第２の可動ヒンジ１３の前方側の端部は、可動排気ダクト１７の後方に所定の間隔で形成されたダクト側ヒンジ取付部３９に回動可能に取り付けられている。また、第１の可動ヒンジ１２及び第２の可動ヒンジ１３の後方側の端部は、排気ファン１１の後方近傍外側で、天キャビネット２２（又は天キャビネット２２が取り付けられる内部筐体構造体）に設けられた二つの筐体側ヒンジ取付部３８に回動可能に取り付けられている。当然に、天キャビネット２２でなく底キャビネット２３に取り付けられてもよい。さらに、第１の可動ヒンジ１２及び第２の可動ヒンジ１３は、上下にそれぞれ設けられてもよい。いずれにせよ、第１の可動ヒンジ１２及び第２の可動ヒンジ１３は、排気ファン１１に接触しないように配置される。また、天キャビネット２２及び底キャビネット２３の両方に固定されてもよい。

より具体的には、排気ファン１１の右側にある第１の可動ヒンジ１２の筐体側ヒンジ取付部３８は、右側の導風板３７の前面側端部の前方に位置している。また、排気ファン１１の左側にある第２の可動ヒンジ１３の筐体側ヒンジ取付部３８は、左側の導風板３７の前面側端部の前方に位置している。また、可動排気ダクト１７のルーバー３１（排気口３２）が形成された領域の背面左右の端部に二つのダクト側ヒンジ取付部３９が形成されている。

可動排気ダクト１７は、上述したように、右側部分にレンズカバーとして機能するレンズ遮光部１８を有している。そして、レンズ遮光部１８の左側の領域の略全面に、排気口３２が形成され、その排気口３２は所定数のルーバー３１を備えている。

第１の可動ヒンジ１２には第１の風向板１４が取り付けられている。可動排気ダクト１７が前方に移動して展開した状態になったときに、第１の風向板１４は、排気ファン１１の右側端部と、可動排気ダクト１７の排気口３２の後方の右側端部（支点３９）との間に渡されて配置されるようになっており、排気ファン１１の前方の空間と投光レンズ５１側の空間を遮断する。また、排気ファン１１の左側前方には、第２の風向板１５が設置されている。この第２の風向板１５は、排気ファン１１の前方の左側端部から外側に向かって斜め前方に延びるように取り付けられている。

したがって、図４に示すように、可動排気ダクト１７が展開したときには、第１の風向板１４と第２の風向板１５とが、排気ファン１１から可動排気ダクト１７への空気の流れを適正に導くようになっている。

また、排気ファン１１の左側の部分には、開閉検知センサ１６が設置されている。そして、可動排気ダクト１７が移動して第２の可動ヒンジ１３が左側に振れたときに、開閉検知センサ１６がその振れを検知する。つまり、開閉検知センサ１６は、可動排気ダクト１７の収納及び展開を検知する。また、上述した可動排気ダクト１７のロック機能に開閉検知センサ１６の機能を持たせてもよい。

つぎに、可動排気ダクト１７が展開した状態の冷却風の流れを、図４を基に説明する。冷却風の流れは図４の白抜き矢印で示している。まず、吸気ファン２によって吸気口２８からプロジェクタ１００（筐体５０）内部に外気が取り込まれる。

吸気口２８から取り込まれた外気は、筐体５０の後方に設定されている電源部４と制御基板部５を経由して、筐体５０の前方へ流れる。

そして、その外気の一部は、ランプ冷却ファン３からランプ吸気ダクト８ａを経由してランプユニット９内部に取り入れられ、ランプ６を冷却し、冷却後の熱風がランプ排気ダクト８ｂから排出される。上述のように、その熱風は、排気ファン１１へ流れるが、このとき遮光ルーバー１０が直接熱風が排気ファン１１のモータ（図示せず）に当たらないようにする。

ランプ６の内部を冷却した空気とランプ６の外部を流れる空気とは、排気ファン１１に吸い込まれて、第１の風向板１４及び第２の風向板１５で形成される導風路を通り、可動排気ダクト１７の排気口３２から外部に排出される。

以上の構成の使用状態のプロジェクタ１００において、排気ファン１１と可動排気ダクト１７との間隔Ｌ２を１０ｍｍ以上とした場合と、３ｍｍ以下の場合とを比較すると、排気ファン１１（軸流ファン高さ８０ｍｍ以下）の回転速度を２０％程度低減できることが確認できた。その結果、騒音レベルを２〜３ｄＢＡ程度低減できる。

また、可動排気ダクト１７は、展開時に投光レンズ５１から離れるように移動するため、排気口３２から排出される熱風が投影画像内に入り込みにくくなる。したがって、投影される映像に熱風により発生する揺らぎを防止できる。

以上、本実施形態におけるプロジェクタ１００の特徴を纏めると以下の通りである。
１）可動排気ダクト１７により、使用時において、排気ファン１１と排気格子（ルーバー３１及び排気口３２）の距離が大きく取れるため、熱の拡散が円滑になされ、部分的に排気格子の温度が上昇してしまうことが回避できる。
２）排気ファン１１の回転速度を低下させることができるので、排気ファン１１が発する騒音を低減できる。
３）排気ファン１１と排気格子との距離が長くなるため、風切り音が低減できる。
４）使用しないときには、可動排気ダクト１７を収納できるため、プロジェクタ１００の小型化が容易となる。
５）可動排気ダクト１７の一部にレンズ遮光部１８を設けているため、レンズ遮光部１８を投光レンズ５１のバリア代わりに用いることで、収納時には投光レンズ５１を塞ぎ、展開時にはレンズ遮光部１８が横方向にずれる。したがって、レンズキャップなどのレンズ保護手段を別部品で用意する必要がない。
６）前面排気システムにこの機構を適用した場合、展開時に排気格子部を投光レンズ５１からより遠ざける方向に移動させることができるので、排気された熱風により画面上にゆらぎが生じにくくなる。
７）特殊な装置を付加することなく実現できるので、安価にプロジェクタ１００を提供できる。また、メンテナンスに手間がかからない。

以上、本発明を実施形態を基に説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素及びその組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。例えば、排気ダクト１７が前方のみに移動する構成であれば、レンズ遮光部１８を折り畳み可能として、使用時に投射光１９を遮らないようにすればよい。

実施形態に係る、プロジェクタの使用しない状態の外観を示した斜視図である。 実施形態に係る、図１の状態のプロジェクタの内部構造を模式的に示した平面図である。 実施形態に係るプロジェクタの使用している状態の外観を示した斜視図である。 実施形態に係る、図２の状態のプロジェクタの内部構造を模式的に示した平面図である。 実施形態に係る、プロジェクタのカバーの斜視図である。

符号の説明

１ 光学エンジン
６ ランプ
８ａ ランプ吸気ダクト
８ｂ ランプ排気ダクト
９ ランプユニット
１１ 排気ファン
１２ 第１の可動ヒンジ
１３ 第２の可動ヒンジ
１４ 第１の風向板
１５ 第２の風向板
１６ 開閉検知センサ
１７ 可動排気ダクト
１８ レンズ遮光部
２０ カバー
２１ 取っ手
２２ 天キャビネット
２３ 底キャビネット
２４ バネ
２５ 前面部
３１ ルーバー
３２ 排気口
３８ 筐体側ヒンジ取付部
３９ ダクト側ヒンジ取付部
５０ 筐体
５１ 投光レンズ
１００ プロジェクタ

Claims (7)

1. 投光レンズと、筐体内部の熱を排出する排気ダクトとを備えるプロジェクタであって、
   前記排気ダクトは、当該プロジェクタを使用するときに、前方に移動することを特徴とするプロジェクタ。
2. 前記排気ダクトは、前方に移動するときに、前記投光レンズから遠ざかるように斜め前方に移動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. 前記排気ダクトは、ヒンジ機構により移動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. 前記ヒンジ機構は、前記排気ダクトが前方に移動したときに、前記筐体内部に備わる排気ファンから前記排気ダクトまでの排気経路を形成する導風板を備えることを特徴とする請求項３に記載のプロジェクタ。
5. 前記排気ダクトは、使用しない収納時において、前記投光レンズの前方を塞ぐレンズ遮蔽手段を備えることを特徴とする請求項１から４までのいずれか一項に記載のプロジェクタ。
6. 前記排気ダクトが前方に移動したことを検知する移動検知手段と、
   前記移動検知手段が、前記排気ダクトが前方に移動したときに当該プロジェクタによる投光を可能とする投光制御手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一項に記載のプロジェクタ。
7. 筐体内部の熱を排出するための、排気ファンと排気ダクトを備えたプロジェクタであって、
   前記排気ダクトは、使用するときに前記排気ファンとの距離を拡げるように、かつ投光方向から離れるように移動することを特徴とするプロジェクタ。

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