JP2011209533A - プロジェクター - Google Patents

Abstract

【課題】冷却対象の冷却効率を向上できるプロジェクターを提供すること。
【解決手段】プロジェクター１は、緑色光側の光変調装置４５１Ｇに対して冷却空気を送風する冷却装置５を備える。この冷却装置５は、冷却空気を吐出する第１、第２冷却ファン７，８と、一端側が第１、第２冷却ファン７，８に接続され、冷却空気を異なる方向から緑色光側の光変調装置４５１Ｇに導く第１、第２ダクト部６１，６２とを備える。各ダクト部６１，６２は、他端側において、連通するとともに、各冷却空気が流出する緑側冷却用流出口６０Ｇを備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、プロジェクターに関する。

従来、外部から冷却空気を吸入して吐出する冷却ファンと、当該冷却ファンに接続されて冷却対象である光変調装置に冷却空気を流出するダクトとを備えるプロジェクターが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１において、ダクトの一端側が冷却ファンに接続され、他端側が光変調装置の配設位置近傍まで延出し、冷却ファンから吐出された冷却空気が光変調装置まで導かれるようになっている。そして、冷却空気は、ダクトの他端側に形成された流出口から光変調装置に対して、下方から上方に向けて流出し、光変調装置が冷却される。具体的には、冷却ファンから吐出された冷却空気は、ダクト内において、光変調装置への入射光束の光軸と直交する方向に流れた後、ダクトの他端の壁面に衝突して、この壁面により流路方向が変えられ、流出口から流出する。

特開２００５−３３８２３６号公報

しかしながら、特許文献１によれば、冷却空気は、ダクトの他端の壁面に衝突することで、壁面で摩擦が発生するため、圧力損失により冷却空気の流速が低下する。そして、冷却空気の流速が低下することに伴って、流出口から流出する冷却空気の流量も減少し、冷却対象に対して十分な流量の冷却空気を流出できず、冷却対象を良好に冷却できないという問題がある。

本発明の目的は、冷却対象の冷却効率を向上できるプロジェクターを提供することにある。

本発明のプロジェクターは、冷却対象に対して冷却空気を送風する冷却装置を備えたプロジェクターであって、前記冷却装置は、冷却空気を吐出する複数の冷却ファンと、一端側が前記複数の冷却ファンに接続され、前記冷却空気を異なる方向から前記冷却対象に導く複数のダクトとを備え、前記複数のダクトは、他端側において、連通するとともに、前記各冷却空気が流出する流出口を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、各ダクトは、冷却ファンから吐出された冷却空気を異なる方向から冷却対象まで導き、各ダクトの他端側において、連通するとともに、冷却空気が流出する流出口を備えている。これによれば、複数の冷却ファンから吐出された各冷却空気が各ダクトの一端側から他端側まで導かれて、他端側において、流出口の位置で衝突し、互いに衝突した冷却空気が流出口から冷却対象に向けて流出する。すなわち、各冷却ファンから吐出された各冷却空気を衝突させることで、流路方向を変えているので、上述した従来のダクトの壁面等に衝突させて流路方向を変える場合に比べて、冷却空気の圧力損失を抑制でき、流速の低下を抑制できる。このため、各冷却空気の衝突後も流速を維持した状態で、冷却空気が流出口から冷却対象へ導かれる。従って、冷却対象に導かれる冷却空気の流量が減少することがないので、冷却対象に十分な流量の冷却空気を導くことができ、冷却対象の冷却効率を向上できる。

本発明では、前記ダクトは、２つ配設され、前記２つのダクトは、前記流出口の位置において、直線状に連通するように形成されていることが好ましい。

例えば、各冷却ファンから吐出された冷却空気が、流出口の位置において、斜め方向等から互いに衝突する場合、冷却空気の一部がダクトの壁面まで流れて壁面で流路方向を変えて、流出口から冷却対象に向けて流出する。このため、冷却空気は、壁面で摩擦が発生し、圧力損失により冷却空気の流速が低下するおそれがある。
本発明によれば、各ダクトは、流出口の位置において、直線状に連通するように形成されている。これによれば、各冷却ファンから吐出された冷却空気は、流出口の位置において、互いに対向する向きで衝突するので、各冷却空気がダクトの壁面まで流れることがない。従って、衝突後の冷却空気が流速を低下させることなく、流出口から冷却対象に向けて流出するので、冷却対象の冷却効率をより向上できる。

本発明では、前記ダクトを前記冷却空気の流れ方向と直交する面で切断した断面積は、前記流出口に向かうにしたがって、小さくなっていることが好ましい。

本発明によれば、ダクトの断面積は、流出口に向かうにしたがって小さくなるので、複数の冷却ファンから吐出された冷却空気の流速は、流出口に向かうにしたがって速くなる。従って、冷却空気の流速が流出口で高められるので、冷却対象に対して導く冷却空気の流量を多くでき、冷却対象の冷却効率をより向上できる。

本発明の本実施形態に係るプロジェクターの概略構成を示す図。 前記実施形態の冷却装置を模式的に示す斜視図。 前記実施形態の冷却装置を模式的に示す平面図。 前記実施形態の冷却装置を模式的に示す断面図。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
［プロジェクターの構成］
図１は、本実施形態におけるプロジェクター１の概略構成を示す図である。
図１は、プロジェクター１の概略構成を模式的に示す図である。
なお、以下では、プロジェクター１において投射側（投射レンズ３が配置された側）を「前面」とし、その反対側を「背面」とする。また、図１における図面視手前を天面側、奥側を底面側とする。さらに、以下で記載する「左」、「右」は、プロジェクター１を天面が上側となるようにして、前面から見た時の左右に相当するものである。
プロジェクター１は、外部機器等から入力される画像情報に応じて光を変調してスクリーン（図示略）上に投射し、投影画像を表示する。このプロジェクター１は、図１に示すように、略直方体状の外装筐体２と、投射レンズ３と、光学ユニット４と、プロジェクター１内部の各構成部材を冷却する冷却装置５と、具体的な図示を省略したが、プロジェクター１内部の各構成部材に電力を供給する電源ユニット、及びプロジェクター１内部の各構成部材を制御する制御装置等とを備える。

［光学ユニットの構成］
光学ユニット４は、外装筐体２の背面に沿って左側から右側に延出し、延出方向先端部分が前面側に屈曲して延出する平面視略Ｌ字形状を有している。
この光学ユニット４は、図１に示すように、光源ランプ４１１およびリフレクター４１２を有する光源装置４１と、レンズアレイ４２１，４２２、偏光変換素子４２３、および重畳レンズ４２４を有する照明光学装置４２と、ダイクロイックミラー４３１，４３２、および反射ミラー４３３を有する色分離光学装置４３と、入射側レンズ４４１、リレーレンズ４４３、および反射ミラー４４２，４４４を有するリレー光学装置４４と、冷却対象としての３つの光変調装置４５１（赤色光側の光変調装置を４５１Ｒ、緑色光側の光変調装置を４５１Ｇ、青色光側の光変調装置を４５１Ｂとする）、３つの入射側偏光板４５２、３つの出射側偏光板４５３、およびクロスダイクロイックプリズム４５４を有する光学装置４５と、光学部品用筐体４６とを備える。

そして、光学ユニット４では、上述した構成により、光源装置４１から出射され照明光学装置４２を介した光束は、色分離光学装置４３にてＲ，Ｇ，Ｂの３つの色光に分離される。また、分離された各色光は、各光変調装置４５１にて画像情報に応じてそれぞれ変調され、クロスダイクロイックプリズム４５４にて合成され、投射レンズ３にてスクリーン（図示略）に拡大投射される。
なお、上述した各光学部品４１〜４６については、種々の一般的なプロジェクターの光学系として利用されているため、具体的な説明を省略する。

［冷却装置の構成］
図２は、本実施形態の要部を示す斜視図であり、具体的には、冷却装置５に光学装置４５が配置された状態を背面側から見た斜視図である。なお、図示の都合上、入射側偏光板４５２及び出射側偏光板４５３の図示を省略する。これは、以下の図でも同様である。
冷却装置５は、冷却対象である光変調装置４５１、入射側偏光板４５２（図１参照）、及び出射側偏光板４５３（図１参照）等に対して冷却空気を送風するものであり、図２に示すように、ダクト６と、冷却ファンとしての第１冷却ファン７と、第２冷却ファン８とを備えている。

［ダクトの構成］
ダクト６は、一端側から背面側に延出した後、当該延出する方向に対して直交する方向に曲げられて背面側に沿って延出し、さらに前記延出方向と略平行となる方向へ曲げられて前面側に延出する平面視略コ字状に形成される。このダクト６は、ダクトとしての第１ダクト部６１及び第２ダクト部６２と、第１ダクト部６１の背面側に沿って延出する部分の外側に位置する第３ダクト部６３とで一体形成されている。
なお、第１ダクト部６１、第２ダクト部６２、及び第３ダクト部６３の詳細な構成については、後述する。

［冷却ファンの構成］
第１冷却ファン７は、図１に示すように、投射レンズ３の右側面側に配設され、第２冷却ファン８は、図１に示すように、投射レンズ３の左側面側に配設され、各冷却ファン７，８は、本実施形態では、シロッコファンで構成される。
第１、第２冷却ファン７，８は、空気を吸入する吸入口（図示略）と、空気を吐出する吐出口７１，８１とを備えている。
各冷却ファン７，８の吸入口は、外装筐体２に形成された吸気口（図示略）に対向するように配置され、プロジェクター１の外部の空気が吸気口から各冷却ファン７，８の吸入口に吸入される。
図２に示すように、第１冷却ファン７の吐出口７１は、第１ダクト部６１の一端側に接続され、第２冷却ファン８の吐出口８１は、第２ダクト部６１の一端側に接続される。

図３は、冷却装置５の平面図であり、具体的には、冷却装置５に光学装置４５が配置された状態を天面側から見た平面図である。図３中の破線矢印は、冷却空気の流れ方向を示している。
第１冷却ファン７は、図３に示すように、外部の空気を吸入し、冷却空気Ａ１として冷却対象である緑色光側の光変調装置４５１Ｇ、赤色光側の光変調装置４５１Ｒ、入射側偏光板４５２、及び出射側偏光板４５３に対して第１ダクト部６１を介して吐出する。
第２冷却ファン８も同様に、図３に示すように、吸気口から外部の空気を吸入し、冷却空気Ｂ１として冷却対象である緑色光側の光変調装置４５１Ｇ、青色光側の光変調装置４５１Ｂ、入射側偏光板４５２、及び出射側偏光板４５３に対して第２ダクト部６２を介して吐出する。

［第１ダクト部及び第２ダクト部の構成］
第１ダクト部６１及び第２ダクト部６２は、第１冷却ファン７から吐出される冷却空気Ａ１、及び第２冷却ファン８から吐出される冷却空気Ｂ１を互いに異なる方向から各光変調装置４５１、入射側偏光板４５２、及び出射側偏光板４５３の配設位置近傍まで導く。
第１ダクト部６１の他端側には、矩形状の赤側冷却用流出口６０Ｒが天面側に形成され、第２ダクト部６２の他端側には、矩形状の青側冷却用流出口６０Ｂが天面側に形成される。また、各ダクト部６１，６２の他端側において、各ダクト部６１，６２が互いに連通する位置、すなわち緑色光側の光変調装置４５１Ｇの配設位置近傍には、図２及び図３に示すように、矩形状の流出口としての緑側冷却用流出口６０Ｇが天面側に形成される。
また、各ダクト部６１，６２は、緑側冷却用流出口６０Ｇの位置において、直線状に連通するように形成されている。
各冷却ファン７，８から吐出された冷却空気Ａ１，Ｂ１は、これらの流出口６０Ｇ，６０Ｒ，６０Ｂから流出し、各光変調装置４５１、入射側偏光板４５２、及び出射側偏光板４５３を冷却する。
各流出口６０Ｇ，６０Ｒ，６０Ｂには、天面側において各流出口６０Ｇ，６０Ｒ，６０Ｂを囲い、天面側に向けて突出した整流リブ６００が形成される。この整流リブ６００は、冷却空気Ａ１，Ｂ１が冷却対象に対して、下方から上方に向かう流れ方向の整流効果を高めるものである。

図４は、図３におけるＩＶ−ＩＶ線で切断したダクト６の断面図である。図４中の実線矢印は、冷却空気の流れ方向を示している。
また、第１ダクト部６１及び第２ダクト部６２は、図３及び図４に示すように、第１整流板６４と、第２整流板６５と、傾斜部６６とを備える。

第１整流板６４は、第１ダクト部６１及び第２ダクト部６２の形状に応じて湾曲形成され、第１ダクト部６１の一端側（第１冷却ファン７側）の屈曲する部分から背面側に沿って延出し、第２ダクト部６２の一端側（第２冷却ファン８側）の屈曲する部分まで配設される。そして、第１整流板６４は、第１冷却ファン７から吐出される冷却空気Ａ１を冷却空気Ａ２，Ａ３に分流するとともに、第２冷却ファン８から吐出される冷却空気Ｂ１を冷却空気Ｂ２，Ｂ３に分流する。

冷却空気Ａ２及び冷却空気Ｂ２は、第１ダクト部６１及び第２ダクト部６２をそれぞれ辿って、緑側冷却用流出口６０Ｇに向かう。そして、冷却空気Ａ２及び冷却空気Ｂ２は、各ダクト部６１，６２の連通位置、すなわち緑側冷却用流出口６０Ｇの位置で互いに対向する向きで衝突し、緑側冷却用流出口６０Ｇから緑色光側の光変調装置４５１Ｇ、入射側偏光板４５２、及び出射側偏光板４５３に対して下方から上方に向けて流出する。この冷却空気Ａ２，Ｂ２は、互いに緑側冷却用流出口６０Ｇの位置で衝突するように、各冷却ファン７，８の冷却空気Ａ１，Ｂ１の吐出量が設定され、具体的には、緑側冷却用流出口６０Ｇに導かれる各冷却空気Ａ２，Ｂ２の流量が等しくなるように設定されている。本実施形態では、第１冷却ファン７の冷却空気Ａ１の吐出量が、第２冷却ファン８の冷却空気Ｂ１の吐出量よりも多くなるように設定されている。これは、第１冷却ファン７から吐出される冷却空気Ａ１の一部は、後述する第３ダクト部６３にも導かれるためである。

冷却空気Ａ３は、第１ダクト部６１を辿って、赤側冷却用流出口６０Ｒに向かい、赤側冷却用流出口６０Ｒから赤色光側の光変調装置４５１Ｒ、入射側偏光板４５２、及び出射側偏光板４５３に向けて流出する。
冷却空気Ｂ３は、第２ダクト部６２を辿って、青側冷却用流出口６０Ｂに向かい、青側冷却用流出口６０Ｂから青色光側の光変調装置４５１Ｂ、入射側偏光板４５２、及び出射側偏光板４５３に向けて流出する。

第２整流板６５は、図３及び図４に示すように、緑色光側の光変調装置４５１Ｇへの入射光束に対して略直交する方向に、緑側冷却用流出口６０Ｇを跨ぐように、赤側冷却用流出口６０Ｒから青側冷却用流出口６０Ｂまでの位置に配設されている。これにより、第２整流板６５は、冷却空気Ａ２をさらに、冷却空気Ａ２１，Ａ２２に分流するとともに、冷却空気Ｂ２をさらに、冷却空気Ｂ２１，Ｂ２２に分流する。

冷却空気Ａ２１，Ｂ２１は、緑側冷却用流出口６０Ｇの入射側（緑色光側の光変調装置４５１Ｇへの入射光束の光路前段側）に向かい、入射側偏光板４５２及び緑色光側の光変調装置４５１Ｇの光入射面を冷却する。
冷却空気Ａ２２，Ｂ２２は、緑側冷却用流出口６０Ｇの出射側（緑色光側の光変調装置４５１Ｇへの入射光束の光路後段側）に向かい、緑色光側の光変調装置４５１Ｇの光出射面及び出射側偏光板４５３を冷却する。

傾斜部６６は、図３及び図４に示すように、第１ダクト部６１及び第２ダクト部６２において、緑側冷却用流出口６０Ｇを挟む位置、第２整流板６５が配設されている範囲に形成されている。この傾斜部６６は、前記範囲内において、緑側冷却用流出口６０Ｇに向かうにしたがって、底面から天面に向けて傾斜し、緑側冷却用流出口６０Ｇに対向する部分で平坦となっている。すなわち、第１ダクト部６１及び第２ダクト部６２の断面積Ｓ（冷却空気の流れ方向と直交する面で切断した断面積）は、緑側冷却用流出口６０Ｇに向かうにしたがって、小さくなり、冷却空気Ａ２，Ｂ２の流速が速められる。これにより、冷却空気Ａ２，Ｂ２は、流速を速めながら傾斜部６６の傾斜面を辿り、平坦面で互いに対向する向きで衝突し、緑側冷却用流出口６０Ｇから入射側偏光板４５２、緑色光側の光変調装置４５１Ｇ、及び出射側偏光板４５３に対して、下方から上方に流出する。

［第３ダクト部の構成］
第３ダクト部６３は、図２及び図３に示すように、第１冷却ファン７から吐出される冷却空気Ａ１の一部である冷却空気Ａ４を取り込んで、当該冷却空気Ａ４を偏光変換素子４２３に導く。この第３ダクト部６３の天面側には、偏光変換素子４２３に冷却空気Ａ４を流出する矩形状の流出口６３１が形成されている。

上述した本実施形態のプロジェクター１によれば、以下の効果を奏する。
本実施形態によれば、各冷却ファン７，８から吐出された各冷却空気Ａ２，Ｂ２が緑側冷却用流出口６０Ｇの位置で衝突し、互いに衝突した冷却空気Ａ２，Ｂ２が緑側冷却用流出口６０Ｇから緑色光側の光変調装置４５１Ｇに向けて流出する。これによれば、各冷却ファン７，８から吐出された各冷却空気Ａ２，Ｂ２を衝突させることで、流路方向を変えているので、上述した従来のダクトの壁面等に衝突させて流路方向を変える場合に比べて、冷却空気Ａ２，Ｂ２の圧力損失を抑制でき、流速の低下を抑制できる。すなわち、各冷却空気Ａ２，Ｂ２の衝突後も流速を維持した状態で、冷却空気Ａ２，Ｂ２が緑側冷却用流出口６０Ｇから緑色光側の光変調装置４５１Ｇへ導かれる。従って、緑色光側の光変調装置４５１Ｇに導かれる冷却空気Ａ２，Ｂ２の流量が減少することがないので、緑色光側の光変調装置４５１Ｇに対して十分な流量の冷却空気Ａ２，Ｂ２を導くことができ、緑色光側の光変調装置４５１Ｇの冷却効率を向上できる。

また、各冷却ファン７，８から吐出された冷却空気Ａ２，Ｂ２は、緑側冷却用流出口６０Ｇの位置において、互いに対向する向きで衝突するので、例えば、斜め方向等から互いに衝突する場合と比べて、各冷却空気Ａ２，Ｂ２の一部がダクト６の壁面まで流れることがない。従って、衝突後の冷却空気Ａ２，Ｂ２が流速を低下させることなく、緑側冷却用流出口６０Ｇから緑色光側の光変調装置４５１Ｇに向けて流出するので、緑色光側の光変調装置４５１Ｇの冷却効率をより向上できる。
さらに、第１ダクト部６１の断面積Ｓは、緑側冷却用流出口６０Ｇに向かうにしたがって小さくなるので、各冷却ファン７，８から吐出された冷却空気Ａ２，Ｂ２の流速は、緑側冷却用流出口６０Ｇに向かうにしたがって速くなる。従って、冷却空気Ａ２，Ｂ２の流速が緑側冷却用流出口６０Ｇの位置で高められるので、緑色光側の光変調装置４５１Ｇに対して導く冷却空気Ａ２，Ｂ２の流量を多くでき、緑色光側の光変調装置４５１Ｇの冷却効率をより向上できる。

ところで、各冷却ファン７，８から吐出された冷却空気Ａ２，Ｂ２が、緑側冷却用流出口６０Ｇの位置において、斜め方向から互いに衝突する場合、衝突後の冷却空気Ａ２，Ｂ２が緑側冷却用流出口６０Ｇから緑色光側の光変調装置４５１Ｇに対して、下方から上方に向けて流出しないおそれがある。
本実施形態では、各冷却ファン７，８から吐出された冷却空気Ａ２，Ｂ２は、緑側冷却用流出口６０Ｇの位置において、互いに対向する向きで衝突するので、衝突後の冷却空気Ａ２，Ｂ２が緑側冷却用流出口６０Ｇから緑色光側の光変調装置４５１Ｇに対して、下方から上方に向けて流出する。従って、緑色光側の光変調装置４５１Ｇの冷却効率をより向上できる。

［実施形態の変形］
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記実施形態では、２つの冷却ファン７，８により冷却対象を冷却していたが、３つ以上の冷却ファンを用いてもよい。
前記実施形態では、緑側冷却用流出口６０Ｇの位置で冷却空気Ａ２、Ｂ２が互いに対向する向きで衝突していたが、対向しない向きで衝突してもよい。
前記実施形態では、傾斜部６６を形成することで、第１ダクト部６１及び第２ダクト部６２の断面積Ｓを緑側冷却用流出口６０Ｇに向かうにしたがって小さくしていたが、傾斜部６６を設けずに、第１ダクト部６１及び第２ダクト部６２自体の径を小さくして断面積Ｓを小さくしてもよい。

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としたが、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。
前記実施形態では、透過型の液晶パネルを用いていたが、反射型の液晶パネルを用いてもよい。
前記実施形態では、光変調装置として液晶パネルを備えたプロジェクター１を例示したが、入射光束を変調して光学像を形成する光変調装置であれば、他の構成の光変調装置を採用してもよい。例えば、マイクロミラーを用いたデバイスなど、液晶以外の光変調装置を用いたプロジェクターにも、本発明を適用することも可能である。

前記実施形態では、投射面に対する画像光の投射方向と、当該画像光に係る画像の観察方向とが略同じであるフロントタイプのプロジェクター１を例示したが、本発明はこれに限らず、投射方向と観察方向とがそれぞれ反対方向となるリアタイプのプロジェクターにも本発明を適用できる。
光源装置４１は、光源ランプ４１１を備える構成に限らず、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の固体光源を備える構成としてもよい。

本発明は、プレゼンテーションやホームシアターに用いられるプロジェクターに利用できる。

１…プロジェクター、５…冷却装置、７…第１冷却ファン（冷却ファン）、８…第２冷却ファン（冷却ファン）、６０Ｇ…緑側冷却用流出口（流出口）、６１…第１ダクト部（ダクト）、６２…第２ダクト部（ダクト）、４５１Ｇ…緑色光側の光変調装置（冷却対象）。

Claims (3)

1. 冷却対象に対して冷却空気を送風する冷却装置を備えたプロジェクターであって、
   前記冷却装置は、
   冷却空気を吐出する複数の冷却ファンと、
   一端側が前記複数の冷却ファンに接続され、前記冷却空気を異なる方向から前記冷却対象に導く複数のダクトとを備え、
   前記複数のダクトは、他端側において、連通するとともに、前記各冷却空気が流出する流出口を備えている
   ことを特徴とするプロジェクター。
2. 請求項１に記載のプロジェクターにおいて、
   前記ダクトは、２つ配設され、
   前記２つのダクトは、前記流出口の位置において、直線状に連通するように形成されている
   ことを特徴とするプロジェクター。
3. 請求項１または請求項２に記載のプロジェクターにおいて、
   前記ダクトを前記冷却空気の流れ方向と直交する面で切断した断面積は、前記流出口に向かうにしたがって、小さくなっている
   ことを特徴とするプロジェクター。

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