JP2011258707A - 電子機器及びフィルタユニット - Google Patents

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Abstract

【課題】エアフィルタの塵埃を自動的に除去する掃除部と本体の機内側(風下側)とを電気的に接続する接続部において、塵埃が機内側へ侵入することを効果的に阻止した電子機器を提供すること。
【解決手段】エアフィルタ11を介して機外空気を吸入する吸入口41aを形成する隔壁41に、エアフィルタ11を自動的に掃除する掃除部12が機外側(風上側)に取り付けられる。また、隔壁41には、掃除部12を本体の機内側(風下側)に電気的に接続するための開口部42が設けられるとともに、この開口部42には基板17が取り付けられる。また、基板17には、掃除部12を接続する機外側(風上側)のコネクタ45と機内側(風下側)の電気系統を接続する機内側(風下側)のコネクタ46とが設けられている。また、両コネクタ45,46は、基板17における開口部42の外周側の領域47において、例えばスルーホール48を介して接続されている。
【選択図】図3

Description

本発明は、電子機器及びフィルタユニットに関し、特に、エアフィルタを自動的に掃除するエアフィルタ装置を備えたものに関する。
従来パーソナルコンピュータ、投写型映像表示装置等の電子機器では、部品を冷却するために機外空気を吸入し、これを冷却空気として送風する方法が取られている。特に、投写型映像表示装置では、光源に用いられる光源ランプが高温になるため、この光源ランプを始め種々の光学系機器を冷却空気で冷却するようにしている。
また、このような電子機器では、吸い込む空気中の塵埃を捕捉するためにエアフィルタが用いられている。しかし、エアフィルタは時間の経過とともに捕捉された塵埃が蓄積されて目詰まりする。また、エアフィルタが目詰まりすると、導入する空気量が減少し、冷却効果が低下する。この問題を解決するために、従来は、手作業でエアフィルタの掃除が行われるのが通常であった。しかし、手作業で掃除することは面倒であるため、最近ではエアフィルタを自動的に掃除するものが開発されている。
特許文献1はその一例であって、投写型映像表示装置の筐体の空気吸込口に、プレフィルタを自動的に掃除するフィルタユニットを取り付けたものである。すなわち、このフィルタユニットでは、プレフィルタが開口部に取り付けられるとともに、プレフィルタに付着した塵埃を除去するブラシがプレフィルタを前後面から挟むように取り付けられている。そして、プレフィルタを取付面上で平行移動させるための駆動ユニットがフィルタユニットの筐体内に設けられている。また、このフィルタユニットは、筐体の側面に設けられたコネクタにより本体側と接続されている。
特開2008−65021号公報
しかしながら、駆動ユニット等が収納されているフィルタユニットに電源を供給する電源線や制御信号を供給する制御線を、投写型映像表示装置本体内からフィルタユニット内に引き込む場合に開口部から侵入する塵埃を効果的に阻止する機構が不明であった。
ところで、このような場合における従来の一般の方法では、従えば図5に示すように、機内側と機外側との境界を成すフィルタユニットの筐体101に開口部102を設け、この開口部102を塞ぐように基板103を設ける。そして、この基板103の一方の面に本体内側のコネクタを接続する銅箔パターン104を設け、他方の面にフィルタユニット側のコネクタを接続する銅箔パターン105を設ける。また、この両銅箔パターン間を接続するスルーホール106を設けることになる。ところがこのようにすると、スルーホール106を通じ機外空気が機内に取り入れられるため、塵埃が内部に侵入し、映像の劣化を招くおそれがある。
本発明は、従来技術におけるこのような課題に鑑み成されたものであって、エアフィルタの塵埃を自動的に除去する掃除部と本体の機内側(風下側)とを電気的に接続する接続部において、塵埃が機内側へ侵入することを効果的に阻止した電子機器を提供することにある。
本発明に係る電子機器は、上記課題を解決するためになされたものであって、機外側と本体の機内側とを仕切る隔壁に機外空気を機内側に取り入れるための吸入口が設けられ、この吸入口には機外空気中の塵埃を捕捉するエアフィルタが取り付けられ、前記隔壁にはエアフィルタを自動的に掃除する掃除部が機外側に取り付けられるとともに掃除部を本体の機内側に電気的に接続するための開口部が設けられ、この開口部には基板が取り付けられ、この基板には掃除部を接続する機外側のコネクタと機内側の電気系統を接続する機内側のコネクタとが実装され、この基板及びこれらコネクタを介して前記掃除部と前記機内側の電気系統とが電気的に接続された電子機器であって、前記機外側のコネクタと機内側のコネクタとは、前記基板における開口部の外周側の領域にて接続されていることを特徴とする。
このように構成された本発明に係る電子機器によれば、掃除部側のコネクタと機内側のコネクタとは、前記基板における開口部の外周側の領域にて接続されるので、この領域において接続されている限り機外空気がエアフィルタをバイパスして機内側へ侵入することがない。したがって、機内側が塵埃で汚染されることを軽減することができる。
また、前記機外側のコネクタと機内側のコネクタとは、前記基板における開口部の外周側の領域であって、隔壁に重なる部分に形成されたスルーホールを介して接続されているようにしてもよい。このように構成すると、スルーホールの穴部が隔壁で覆われるので、エアフィルタをバイパスして機外から機内へ侵入する機外空気を抑制することができる。
また、このような構成に代えて、前記基板は、前記開口部を形成する周壁のさらにその外側まで延設され、前記機内側のコネクタは、基板の延設された延設部分において、前記機外側のコネクタと同一の面に取り付けられているようにしてもよい。このように構成すれば、前記機内側のコネクタと機外側のコネクタとが基板の同一面に取り付けられているので、スルーホールを基板に設ける必要がない。したがってスルーホールを介し機外空気がバイバスすることがない。
また、本発明に係るフィルタユニットは、風上側と風下側との隔壁を成す筐体に空気を吸入する吸入口とエアフィルタとが設けられ、さらに、前記筐体には、エアフィルタを自動的に掃除する掃除部が風上側に取り付けられるとともに、掃除部を風下側の電気系統に電気的に接続するための基板とこの基板を取り付けるための開口部とが設けられ、この基板には、掃除部に接続される風上側のコネクタと風下側の電気系統に接続される風下側のコネクタとが実装されたフィルタユニットであって、前記風上側のコネクタと風下側のコネクタとは、前記基板における開口部の外周側の領域において接続されていることを特徴とする。
このように構成されたフィルタユニットによれば、掃除部に接続される風上側のコネクタと風下側の電気系統に接続される風下側のコネクタとは、基板における開口部の外周側の領域において接続されているので、この領域において接続されている限り風上側の空気がエアフィルタをバイパスして風下側へ侵入することがない。したがって、風下側の機器が塵埃で汚染されることを軽減することができる。
また、前記風上側のコネクタと風下側のコネクタとは、前記基板における開口部の外周側の領域であって、隔壁を成す筐体に重なる部分に形成されたスルーホールを介して接続されているようにしてもよい。このように構成すると、スルーホールの穴部が隔壁で覆われるので、エアフィルタをバイパスして風上側から風下側へ侵入する空気を抑制することができる。
また、このような構成に代えて、前記基板は、前記開口部を形成する周壁のさらにその外側まで延設され、前記風下側のコネクタは、基板の延設された延設部分において、前記風上側のコネクタと同一の面に取り付けられているようにしてもよい。このように構成すれば、風下側のコネクタと風上側のコネクタとが基板の同一面に取り付けられているので、スルーホールを基板に設ける必要がない。したがってスルーホールを介し風上側の空気が風下側へバイバスされることがない。
本発明に係る電子機器によれば、機外側(風上側)のコネクタと機内側(風下側)のコネクタとは、前記基板における開口部の外周側の領域にて接続されるので、この領域において接続されている限り風上の機外空気がエアフィルタをバイパスして風下の機内側へ侵入することがない。したがって、機内側が塵埃で汚染されることを軽減することができる。
本発明の実施の形態1に係るフィルタユニットを用いた投写型映像表示装置の下方から見た斜視図である。 同投写型映像表示装置の機能ブロック図である。 同投写型映像表示装置におけるフィルタユニットの基板周りの構造図であって、(a)は基板部分のみの平面図であり、(b)は基板周辺を含む断面図である。 実施の形態2に係る投写型映像表示装置におけるフィルタユニットの基板周りの断面図である。 参考例に係る投写型映像表示装置における基板周りの構造図であって、(a)は銅箔パターン部分のみの平面図であり、(b)は基板周辺を含む断面図である。
実施の形態1
以下、本発明の実施の形態1に係る電子機器としての投写型映像表示装置(プロジェクタ)について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、上下左右方向又は前後方向をいうときは、各図における上下左右方向又は前後方向をいうものとする。
本実施の形態に係る電子機器としての投写型映像表示装置は、3板式液晶投写型映像表示装置であって、図1の外観斜視図に示すような箱型の外装ケース1を備えている。外装ケース1は、底部四隅に脚部2を有しており、底部から冷却空気としての機外空気を吸い込むように構成されている。そして、この外装ケース1には、機内に機外空気を取り入れる空気吸込口3にエアフィルタ装置が配置されている。
エアフィルタ装置は、エアフィルタ11と、エアフィルタ11を自動的に掃除する装備とがユニット化されたものであって、フィルタユニット10として構成されている。このフィルタユニット10は、外装ケース1に対し投写レンズ4が配置されている正面側からスライド式に着脱可能に形成されている。
フィルタユニット10は、図2に概略図示するように、筐体13上にエアフィルタ11と、自走式の掃除部12と、筐体13上におけるエアフィルタ11の正面側及びその反対側に配置されたラック14と、このラック14に噛み合うピニオン15とが取り付けられている。また、フィルタユニット10には、自走式の掃除部12の移動を検知する待機位置センサ16aと折り返し位置センサ16b、自走式の掃除部12を投写型映像表示装置本体と電気的に接続するための基板17などが取り付けられている。
また、自走式の掃除部12は、図2に示すように、エアフィルタ11に捕捉された塵埃を掻き取るための回転ブラシ18、ピニオン15及び回転ブラシ18を駆動するためのモータ19、回転ブラシ18により掻き取られた塵埃を溜めるためのダストボックス20などを備えている。
エアフィルタ11は、外装ケース1の底面に形成された空気吸込口3を閉塞するように設けられている。エアフィルタ11は、下方空間に露出される1次エアフィルタ11aと、1次エアフィルタ11aの内部側、すなわち、その風下側に配置された2次エアフィルタ(不図示)とからなる。
自走式の掃除部12は、エアフィルタ11の風上側表面を移動しながらエアフィルタ11に捕捉されている塵埃を掻き取り、これによりエアフィルタ11の吸気性能を回復させるものである。自走式の掃除部12の駆動は、モータ19が駆動されることにより行われる。モータ19が駆動されると、ピニオン15がラック14と噛み合いながら回転し、これにより自走式の掃除部12が自走するように構成されている。また、自走式の掃除部12が移動するとともに、回転ブラシ18が歯車機構(図示せず)を介し回転される。したがって、回転ブラシ18は、回転しながらエアフィルタ11上を移動し、これによりエアフィルタ11に付着している塵埃を除去することができる。
自走式の掃除部12のは、図2に図示の位置が非掃除時に待機している待機位置であり、エアフィルタ11の塵埃を掻き取るときは図示左端の折り返し位置まで移動する。また、自走式の掃除部12は、図示左端の折り返し位置まで移動すると図示左端に設置された折り返し位置センサ16bが作動し、この折り返し位置センサ16bからの情報に基づき元の待機位置へ帰還するように制御される。なお、モータ19は、基板17を介しプロジェクタ本体側のモータ駆動部28(後述参照)と接続されている。
このように構成された投写型映像表示装置は、図2の機能ブロック図に示されるような制御装置を備えている。
この投写型映像表示装置は、映像を生成するための要素として、映像信号入力部21、映像信号処理部22、液晶パネル駆動部23、液晶パネル24、光源ランプ25、ランプ電源部26を備えている。また、光学系機器の冷却システムに関連する吸気ファン27、モータ駆動部28、目詰まり検出部29、記憶部30を備えている。さらに、この投写型映像表示装置は、装置全体の動作を行うための制御部31、操作部32及び全体電源部33を備えている。
映像信号入力部21には各種映像再生機器からの映像信号が入力される。映像信号入力部21に入力された映像信号は、A/D変換、デコード等の適宜の処理が施されてデジタル信号に変換されて映像信号処理部22へ出力される。
映像信号処理部22においては、入力された映像信号に対しスケーリング処理、ガンマ補正、輝度補正などの一般的な映像処理が行われ、このような処理が行われた映像信号が液晶パネル駆動部23へ出力される。
液晶パネル駆動部23においては、映像信号処理部22から入力された映像信号が緑色光用、赤色光用及び青色光用の各液晶セルを駆動することができる信号形態に変換される。また、この液晶パネル駆動部23においては、緑色光用、赤色光用及び青色光用の各液晶セルを駆動のための駆動パルスが同時に生成される。
液晶パネル24は、緑色光用、赤色光用及び青色光用の各液晶セルからなる。また、各液晶セルは、入力された映像信号に応じた回転角を持ち、分離光学系からの光を透過させることにより映像を作り出す。その表示映像は、投写レンズ4により所定距離離れた場所にあるスクリーンなどに結像される。
光源ランプ25は、メタルハライドランプ、超高圧水銀ランプなどの放電型ランプを発光体とし、発光体からの照射光をリフレクタにより平行光として出射するものであって、使用中は高温となる。このため冷却を必要とする。光源ランプで生成された光は、光学系を介して液晶パネルに送られる。
ランプ電源部26は、全体電源部33から入力された直流の電圧を光源ランプ25を駆動するのに適した波形の電圧に変換するものであって、光源ランプ25の始動時あるいは定常動作時などに、それぞれに適した波形の電圧を出力する。
吸気ファン27は、光源ランプ25、液晶パネル24、ランプ電源部26などの高温になる機器を冷却する冷却空気とし機外空気を取り入れ、この空気をこれら機器へ送風するためのファンである。
モータ駆動部28は、エアフィルタ11の自動掃除運転時にフィルタユニット10のモータ19を駆動制御するものである。エアフィルタ11に捕捉された塵埃を掻き取るときは、モータ19を駆動して、回転ブラシ18を回転させながら自走式の掃除部12を図示左端の折り返し位置へ移動させ、所定位置まで移動すると折り返し位置センサ16bからの情報に基づき元の待機位置へ戻すようにモータ19が駆動される。なお、自走式の掃除部12は、モータ19によりラック14とかみ合っているピニオン15が回転されることにより移動される。
目詰まり検出部29は、エアフィルタ11が目詰まりを生じた際に、目詰まり検出部29を構成する風量センサの出力電圧が変化することに着目したもので、この出力電圧の変化を予め記憶部30に記憶された電圧閾値と比較し、目詰まりであるかどうか判断するように構成されている。
記憶部30は、ROM型メモリ及び不揮発性RAM型メモリにより構成されており、この投写型映像表示装置全体の制御プログラムが記憶されている他、エアフィルタ11の目詰まり状態を判断するために必要な情報や、フィルタユニット10を制御する掃除運転シーケンスのプログラムなどが記憶されている。フィルタユニット10は、記憶部30に記憶された記憶情報及びプログラムに従い制御部31が作動して制御される。
制御部31は、各部との信号のやり取りを行い、投写型映像表示装置全体の動作が支障なく行われるように各部を制御する。そして、フィルタユニット10を駆動するときは、待機位置センサ16a及び折り返し位置センサ16bからの情報を受け取りながらモータ駆動部28に対し必要な制御信号を送信する。
操作部32は、ユーザが機器を操作するために設けられたものであって、運転スイッチ、キー、リモコン、外部コンピュータなどのユーザが操作する部分が含まれる。操作部32から入力された情報は、制御部31で処理されて、制御部31から各部へ操作内容が伝達されて実行される。
全体電源部33は、外部電源からの交流電力を導き、内蔵するAC/DC変換部にて変圧、整流及び平滑などの処理を施して安定化させた直流電圧として各部に供給するように構成されている。
[エアフィルタ装置の動作]
上記のように構成されたエアフィルタ装置は、次のように動作する。
投写型映像表示装置が運転されている間に、目詰まり検出部29によりエアフィルタが目詰まりしていると検出されたときに、フィルタユニット10に対し自動掃除運転が行われるよう制御される。
自動掃除運転を行う旨の指令が出されると、自走式の掃除部12のモータ19が駆動される。これによりラック14と噛み合うピニオン15が駆動されて掃除部12が図2の図示待機位置から左方に移動する。また、この移動とともに回転ブラシ18がエアフィルタ11の表面上で回転され、エアフィルタ11の表面に付着している塵埃が除去され、除去された塵埃がダストボックス20に溜められる。掃除部12が左端の折り返し位置まで到達すると折り返し位置センサ16bがこれを検出する。そして、モータ19が逆回転され元の待機位置へ戻される。このようにしてエアフィルタ11の塵埃が自動的に除去される。
次に、この自走式の掃除部12と投写型映像表示装置本体との電気的に接続する接続部の構造について説明する。
図3(b)に示すように、フィルタユニット10の筐体13は、その一部分がエアフィルタ11の風上側と風下側との隔壁41、すなわち、投写型映像表示装置の機外側と機内側との隔壁41を成す。また、この隔壁41には、空気を取り入れるための吸入口41aが形成され、この吸入口41aに対応してエアフィルタ11が取り付けられている。なお。この図3bは掃除部12が図2における左端の折り返し位置に移動し、折り返し位置センサ16bによりその位置が検出されている状態を示してしている。
また、この隔壁41には、掃除部12と投写型映像表示装置本体の機内側とを電気的に接続するための開口部42が設けられ、この開口部42には、基板17がねじ44により取り付けられている。さらに、基板17には、機外側の掃除部12、待機位置センサ16a及び折り返し位置センサ16bを接続する機外側(風上側)のコネクタ45が基板17の機外側(風上側)に実装されるとともに、機内側の電気系統を接続する機内側(風下側)のコネクタ46が基板17の機内側(風下側)に実装されている。また、基板17における機外側表面及び機内側表面には、コネクタ45,46に接続される銅箔パターン17a,17bが形成されている。そして、この機外側の銅箔パターン17aと機内側の銅箔パターン17bは、基板17における開口部42の外周側であって、開口部42を形成する周壁と重なる領域47にまで延出され、これら銅箔パターン17a,17bを接続するスルーホール48がこの領域47に形成されている。なお、図3(b)に示すようにコネクタ45と掃除部12とはフレキシブル配線板49により接続されている。
本実施の形態に係るフィルタユニットを搭載した投写型映像表示装置は以上のように構成されており、次のような効果を奏することができる。
(1)機外側(風上側)のコネクタ45と機内側(風下側)のコネクタ46とは、前記基板17における開口部42の外周側であって、開口部42の周壁を成す隔壁41と重なる領域47にて接続されるので、この領域47において接続されている限り機外空気がエアフィルタ11をバイパスして機内側へ侵入することがない。したがって、機内側(風下側)が塵埃で汚染されることを軽減することができる。
(2)具体的には、基板17における開口部42の外周側であって、隔壁41と重なる部分の外側の領域47にスルーホール48が形成され、このスルーホール48と基板17の表面に形成された銅箔パターン17a,17bを介して接続されている。したがって、スルーホール48の穴部が隔壁41で覆われるので、エアフィルタ11をバイパスして風上側から風下側へ侵入する空気を抑制することができる。
実施の形態2
次に、実施の形態2の投写型映像表示装置について図4を参照しながら説明する。この実施の形態2に係る投写型映像表示装置は、実施の形態1に係る投写型映像表示装置と比較して、基板周りの構造が相違する。以下この基板周りの構造を中心に説明する。なお、図1と共通する部分には同一の符合を付し、その説明を省略する。
この実施の形態2に係る投写型映像表示装置は、図4に示すように、基板17が開口部42を形成する周壁のさらにその外側まで延設されている。そして、このように延設された基板17の延設部分47aには、機外側(風上側)のコネクタ45と同一の面に機内側(風下側)コネクタ46が取り付けられている。なお、一方の機外側(風上側)のコネクタ45は、開口部42の部分に位置する基板表面に取り付けられている。したがって、機外側のコネクタ45と機内側のコネクタ46とは、開口部42の周壁により区分けされた空間部にそれぞれ位置するが、機外側のコネクタ45の位置から延設部分47aに位置するコネクタ46まで延びる銅箔パターン17cにより接続されている。
本実施の形態に係る投写型映像表示装置によれば、実施の形態1の効果(1)の効果に加え、次の効果を奏することができる。
(3)機内側(風下側)のコネクタ46と機外側(風上側)のコネクタ45とが基板17の同一面である機外側表面に取り付けられているので、スルーホール48を基板17に設ける必要がない。したがって、スルーホール48を介し機外空気が機内側へバイバスするおそれが全くない。
(変形例)
本発明は、上記実施の形態において以下のように変更することができる。
・実施の形態1において、スルーホール48は、基板17における開口部42の外周側であって、隔壁41と重なる部分の領域47に形成されているが、開口部42を形成する周壁のさらにその外側の延設部分47aに形成されるようにしてもよい。
・本実施の形態に係る投写型映像表示装置においては、エアフィルタ装置としてフィルタユニット10が用いられているが、このフィルタユニット10に代えて機内に一体的に組み込まれたエアフィルタ装置を用いたものでもよい。
・また、このようにエアフィルタ装置を機内に一体的に組み込んだ投写型映像表示装置においては、機外側と機内側との隔壁41を投写型映像表示装置本体を形成する筐体、例えば外装ケース1により形成してもよい。
・本実施の形態においては、電子機器として投写型映像表示装置を例示しているが、これに限定されるものではなく大型コンピュ−タ、パーソナルコンピュータなどの冷却空気を機外から機内に取り入れる他の電子機器でもよい。
7…基板、10…フィルタユニット、11…エアフィルタ、12…掃除部、13…筐体、17…基板、41…隔壁、41a…吸入口、42…開口部、45,46…コネクタ、47…領域、47a…延設部分、48…スルーホール。

Claims (6)

  1. 機外側と本体の機内側とを仕切る隔壁に機外空気を機内側に取り入れるための吸入口が設けられ、この吸入口には機外空気中の塵埃を捕捉するエアフィルタが取り付けられ、前記隔壁にはエアフィルタを自動的に掃除する掃除部が機外側に取り付けられるとともに掃除部を本体の機内側に電気的に接続するための開口部が設けられ、この開口部には基板が取り付けられ、この基板には掃除部を接続する機外側のコネクタと機内側の電気系統を接続する機内側のコネクタとが実装され、この基板及びこれらコネクタを介して前記掃除部と前記機内側の電気系統とが電気的に接続された電子機器であって、
    前記機外側のコネクタと機内側のコネクタとは、前記基板における開口部の外周側の領域にて接続されている
    ことを特徴とする電子機器。
  2. 前記機外側のコネクタと機内側のコネクタとは、前記基板における開口部の外周側の領域であって、隔壁に重なる部分に形成されたスルーホールを介して接続されている
    ことを特徴とする請求項1記載の電子機器。
  3. 前記基板は、前記開口部を形成する周壁のさらにその外側まで延設され、
    前記機内側のコネクタは、基板の延設された延設部分において、前記機外側のコネクタと同一の面に取り付けられている
    ことを特徴とする請求項1記載の電子機器。
  4. 風上側と風下側との隔壁を成す筐体に空気を吸入する吸入口とエアフィルタとが設けられ、さらに、前記筐体には、エアフィルタを自動的に掃除する掃除部が風上側に取り付けられるとともに、掃除部を風下側の電気系統に電気的に接続するための基板とこの基板を取り付けるための開口部とが設けられ、この基板には、掃除部に接続される風上側のコネクタと風下側の電気系統に接続される風下側のコネクタとが実装されたフィルタユニットであって、
    前記風上側のコネクタと風下側のコネクタとは、前記基板における開口部の外周側の領域において接続されている
    ことを特徴とするフィルタユニット。
  5. 前記風上側のコネクタと風下側のコネクタとは、前記基板における開口部の外周側の領域であって、隔壁を成す筐体に重なる部分に形成されたスルーホールを介して接続されている
    ことを特徴とする請求項4記載のフィルタユニット。
  6. 前記基板は、前記開口部を形成する周壁のさらにその外側まで延設され、
    前記風下側のコネクタは、基板の延設された延設部分において、前記風上側のコネクタと同一の面に取り付けられている
    ことを特徴とする請求項4記載のフィルタユニット。
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