JP2013195668A - 画像投影装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】装置本体内に空気を取り入れるための吸気口84と、装置本体内から空気を排出するための排気口85と、吸気口84から排気口85へ向かう空気の流れを生じさせる排気ファン86とを備えている。また、光源61によって温度が上昇した光源排気が流入するための光源排気ダクト99、および吸気口84から取り入れられ光源排気よりも温度が低い空気である低温空気の一部が流入するための流入口98aを有し、光源排気ダクト99から流入した光源排気と、流入口98aから流入した低温空気とを混合させる混合ダクト98を備えている。そして、混合ダクト98から排出された混合空気が、混合ダクト98と排気口85との間で、吸気口84から取り入れられ且つ流入口98aに流入しなかった空気と合流するよう構成した。
【選択図】図22
Description
図1に示すように、プロジェクタ1の上面には、投影画像Pが出射する透過ガラス51が設けられており、透過ガラス51から出射した投影画像Pが、スクリーンなどの投影面101に投影される。
また、プロジェクタ1の上面には、ユーザーがプロジェクタ1を操作するための操作部83が設けられている。また、プロジェクタ1の側面には、ピント調整のためのフォーカスレバー33が設けられている。
プロジェクタ1は、光源を備えた不図示の光源ユニットと、光源からの光を用いて画像を形成する画像形成部Aとを有している。画像形成部Aは、画像形成素子としてのDMD12(Digital Mirror Device)を備えた画像形成ユニット10と、光源からの光を、折り返してDMD12に照射して光像を生成する照明ユニット20とで構成されている。また、画像を投影面101に投影するための投影光学系Bを有している。投影光学系Bは、透過型の屈折光学系を少なくとも一つ含み、正のパワーを有する共軸系の第1光学系70を備えた第1光学ユニット30と、折り返しミラー41と正のパワーを有する曲面ミラー42とを備えた第2光学ユニット40とで構成されている。
図3に示すように、画像形成ユニット10、照明ユニット20、第1光学ユニット30、第2光学ユニット40が、投影面および投影像の像面と平行な方向のうち図中Y方向に並べて配置されている。また、照明ユニット20の図中右側には、光源ユニット60が配置されている。
図4は、光源ユニット60の概略斜視図である。
光源ユニット60は、光源ブラケット62を有しており、光源ブラケットの上部にハロゲンランプ、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプなどの光源61が装着さている。また、光源ブラケット62には、電源ユニット80(図14参照)に接続された不図示の電源側コネクタと接続するコネクタ部62aが設けられている。
図5は、照明ユニット20に収納された光学系部品を、他のユニットとともに示す斜視図である。
図5に示すように、照明ユニット20は、カラーホイール21、ライトトンネル22、2枚のリレーレンズ23、シリンダミラー24、凹面ミラー25を有しており、これらは、照明ブラケット26に保持されている。照明ブラケット26は、2枚のリレーレンズ23、シリンダミラー24、凹面ミラー25が収納される筐体状の部分261を有しており、この筐体状の部分261の4つの側面部のうち、図中右側のみ側面を有し、他の3面は、開口した形状となっている。そして、図中X方向の奥側の側面部開口には、OFF光板27(図6参照)が取り付けられており、図中X方向手前側の側面部開口には、いずれの図面にも図示されていないカバー部材が取り付けられる。これにより、照明ブラケット26の筐体状の部分261に収納される2枚のリレーレンズ23、シリンダミラー24、凹面ミラー25は、照明ブラケット26と、OFF光板27(図6参照)と、いずれの図面にも図示されていないカバー部材とにより覆われる。
照明ブラケット26の筐体状の部分261の上部には、図中Y方向に対して直交する上面26bが設けられている。この上面26bの4角には、第1光学ユニット30をネジ止めするためのネジが貫通する貫通孔が設けられている(図6では、貫通孔26c1と26c2とが図示されており、残りの貫通孔については、不図示)。また、図中X方向手前側の貫通孔26c1,26c2に隣接して、第1光学ユニット30を照明ユニット20に位置決めするための位置決め孔26e1,26e2が設けられている。図中X方向手前側に設けられた2個の位置決め孔のうち、カラーホイール21配置側の位置決め孔26e1は、位置決めの主基準であり、丸穴形状となっており、カラーホイール21配置側と反対側の位置決め孔26e2は、位置決めの従基準であり、Z方向に延びる長穴となっている。また、各貫通孔26c1,26c2の周囲は、照明ブラケット26の上面26bよりも突出しており、第1光学ユニット30をY方向に位置決めするための位置決め突起26fとなっている。位置決め突起26fを設けずに、Y方向の位置精度を高める場合、照明ブラケット26の上面全体の平面度を高める必要があり、コスト高になる。一方、位置決め突起26fを設けることで、位置決め突起26fの部分だけ、平面度を高めればよいので、コストを抑えて、Y方向の位置精度を高めることができる。
カラーホイール21は、円盤形状のものであり、カラーモータ21aのモータ軸に固定されている。カラーホイール21には、回転方向にR(レッド)、G(グリーン)、B(ブルー)などのフィルタが設けられている。光源ユニット60のホルダ64に設けられた不図示のリフレクタにより集光された光は、出射窓63を通って、カラーホイール21の周端部に到達する。カラーホイール21の周端部に到達した光は、カラーホイール21の回転により時分割でR、G,Bの光に分離される。
図8は、画像形成ユニット10の斜視図である。
図8に示すように画像形成ユニット10は、DMD12が装着されるDMDボード11を備えている。DMD12は、マイクロミラーが格子状に配列された画像生成面を上向きにしてDMDボード11に設けられたソケット11aに装着されている。DMDボード11には、DMDミラーを駆動するための駆動回路などが設けられている。DMDボード11の裏面(ソケット11aが設けられた面と反対側の面)には、DMD12を冷却するための冷却手段としてのヒートシンク13が固定されている。DMDボード11のDMD12が装着される箇所は、貫通しており、ヒートシンク13には、この不図示の貫通孔に挿入される突起部13a(図7参照)が形成されている。この突起部13aの先端は、平面状になっている。突起部13aを不図示の貫通孔に挿入して、DMD12の裏面(画像生成面と反対側の面)に突起部13a先端の平面部を当接させている。この平面部やDMD12の裏面のヒートシンク13が当接する箇所に弾性変形可能な伝熱シートを貼り付けて、突起部13aの平面部とDMD12の裏面との密着性を高めて、熱伝導性を高めてもよい。
図9は、第1光学ユニット30を、照明ユニット20と画像形成ユニット10とともに示す斜視図である。
図9に示すように、第1光学ユニット30は、照明ユニット20の上方に配置されており、複数のレンズで構成された第1光学系70(図2参照)を保持した投影レンズユニット31と、この投影レンズユニット31を保持するレンズホルダー32とを有している。レンズホルダー32には、下方へ延びる4つの脚部32a1〜32a4が設けられており(図9には、脚部32a2,32a3のみ図示されている。脚部32a1は、図3参照、脚部32a4は、図5参照)、各脚部32a1〜32a4の底面には、照明ブラケット26にねじ止めされるためのネジ穴が形成されている。
図10に示すように、脚部32a1,32a2には、被位置決め突起32b1,32b2が、設けられている。そして、図中右側の被位置決め突起32b1は、照明ブラケット26の上面26bに設けられた位置決めの主基準である丸穴形状の位置決め孔26e1に、図中左側の被位置決め突起32b2は、位置決めの従基準である長穴形状の位置決め孔26e2にそれぞれ挿入されて、Z軸方向、X軸方向の位置決めがなされる。そして、照明ブラケット26上面26bに設けられた貫通孔26c1〜26c4にネジ37を挿入し、レンズホルダー32の各脚部32a1〜32a4に設けられたネジ穴にネジ37をねじ止めすることで、第1光学ユニット30が照明ユニット20に位置決め固定される。
図11は、第2光学ユニット40が備える第2光学系を、投影レンズユニット31と照明ユニット20と画像形成ユニット10とともに示す斜視図である。
図11に示すように、第2光学ユニット40は、第2光学系を構成する折り返しミラー41と、凹面状の曲面ミラー42とを備えている。曲面ミラー42の光を反射する面は、球面、回転対称非球面、自由曲面形状などにすることができる
図12に示すように、第2光学ユニット40は、曲面ミラー42から反射した光像を透過するとともに、装置内の光学系部品を防塵するための透過ガラス51も備えている。
第1光学系70を構成する投影レンズユニット31を透過した光束は、折り返しミラー41と曲面ミラー42との間で、DMD12で生成された画像に共役な中間像を形成する。この中間像は、折り返しミラー41と曲面ミラー42との間に曲面像として結像される。次に、光像は、凹面状の曲面ミラー42に入射し、曲面ミラー42により中間像を「さらに拡大した画像」にして投影面101に投影結像する。
図に示すように、画像形成ユニット10、照明ユニット20、第1光学ユニット30、第2光学ユニット40は、投影面の短軸方向であるY方向に積層配置されており、光源ユニット60は、画像形成ユニット10、照明ユニット20、第1光学ユニット30、第2光学ユニット40が積層された積層体に対して投影面の長軸方向であるZ方向に配置されている。このように、本実施形態においては、画像形成ユニット10、照明ユニット20、第1光学ユニット30、第2光学ユニット40および光源ユニットが、投影画像および投影面101に対して平行な方向であるY方向またはZ方向に並べて配置されている。さらに具体的には、さらに具体的には、画像形成ユニット10と照明ユニット20とからなる画像形成部Aと、第1光学ユニット30と第2光学ユニット40とからなる投影光学部Bとが積層された方向に対して直交する方向に光源ユニット60が画像形成部Aに連結されている。また、画像形成部Aと光源ユニット60とは、ベース部材53に平行な同一の直線上に配置されている。また、画像形成部Aと投影光学部Bとは、ベース部材53に垂直な同一の直線上に配置され、ベース部材53側から、画像形成部A、投影光学部Bの順番で配置されている。
図15〜図17に示すように、プロジェクタ1は、例えば会議室などで使用する場合、プロジェクタ1をテーブル100に置いてホワイトボードなどの投影面101に画像を投影して使用される。
図18に示すように、プロジェクタ1の底面を構成するベース部材53には、開閉カバー54が設けられており、開閉カバー54には、回転操作部54aが設けられている。回転操作部54aを回転すると、開閉カバー54と装置本体との固定が解除され、開閉カバー54が、装置本体から取り外し可能となる。また、ベース部材53の開閉カバー54のX方向に隣接する箇所には、電源吸気口56が設けられている。
開閉カバー54を取り外すと、図19に示すように、光源ユニット60の光源ブラケット62の光源61が装着された側と反対側の面が露出する。光源ブラケット62には、取っ手部66が、光源ブラケット62に対して図中点線で示すO1を回転中心にして回動自在に取り付けられている。
図20に示すように、プロジェクタ1の側面の一方(図中左側)にプロジェクタ1内に外気を取り込むための開口した吸気口84が設けられており、プロジェクタ1の側面の他方(図中右側)にプロジェクタ1内の空気を排気する開口した排気口85が設けられている。また、排気口85と対向するように、排気ファン86が設けられている。
図に示すように、光源ハウジング97の上方に混合ダクト98が設けられている。混合ダクト98のZ軸方向手前側と奥側は、開口している。
図22に示すように、光源ハウジング97には、光源排気を鉛直方向上方に導いて、混合ダクト98へ流入させる第1流路を形成する光源排気ダクト99が設けられている。光源排気ダクト99の一端は、ホルダ64の光源排気口64cの真上に形成された光源ハウジング97の開口部に接続されており、他端は、混合ダクト98の下面に設けられた開口部に接続されている。混合ダクト98は、電源ユニット80に囲われた空間に配置されている。図では、電源ユニット80のPFCメイン電源基板80aと、PFCサブ電源基板80bとが図示されている。また、PFCメイン電源基板80aの上方に操作部83が、配置されている。また、PFCサブ電源基板80bの排気ファン86側(図中右側)には、自身が所定の温度以上になると、電源ユニット80への電圧供給を停止するサーモスイッチ182が配置されている。
図24は、変形例1の概略斜視図であり、図25は、変形例1の断面図である。
図24、図25に示すように、この変形例1は、混合ダクト98に傾斜面を設け、この傾斜面に第2流路としての流入口98aを設けたものである。
(1)
光源61を備え、光源61からの光を用いて形成された画像を投影する画像投影装置において、装置本体内に空気を取り入れるための吸気口84と、装置本体内から空気を排出するための排気口85と、吸気口84から排気口85へ向かう空気の流れを生じさせる排気ファン86などの送風手段と、光源61によって温度が上昇した空気である光源排気が流入するための光源排気ダクト99などの第1流路、および吸気口84から取り入れられ光源排気よりも温度が低い空気である低温空気の一部が流入するための流入口98aなどの第2流路を有し、第1流路から流入した光源排気と、第2流路から流入した低温空気とを混合させる混合ダクト98などの混合部とを備え、混合部から排出された混合空気は、前記混合部と前記排気口との間で、前記吸気口から取り入れられ且つ前記第2流路に流入しなかった空気と合流する。
かかる構成を備えることで、混合部から排出された混合空気が、排気口から排気されるまでの間に吸気口から取り入れた空気とさらに混合される。これにより、排気口から排気される空気を十分に冷却して排気することができる。
また、上記(1)に記載の態様の画像投影装置において、第1流路から流入する光源排気の流入方向を、前記第2流路から流入する低温空気の流入方向に対して直交させた。
かかる構成を備えることで、光源排気の気流を乱すことができ、混合部で良好に光源排気と低温空気とを混合させることができる。
また、上記(1)または(2)に記載の態様の画像投影装置において、第1流路から流入してきた光源排気が突き当る壁面を設け、壁面と第1流路との間に低温空気が第2流路から流入するよう混合部を構成した。
かかる構成を備えることで、壁面に突き当って気流が乱れた光源排気に対して、低温の空気を流入させることができる。これにより、混合部で良好に光源排気と低温空気とを混合させることができる。また、気流が乱れた状態で混合空気を混合部から排出することができ、混合部と排気口85との間で混合空気と低温空気とを良好に混合させることができる。
また、上記1乃至3いずれかに記載の態様の画像投影装置において、混合部に、第2流路から流入する低温空気の流入する方向に平行な板状部材98cを、第2流路から流入する低温空気の流入する方向と直交する方向に所定の間隔を開けて複数設けた。
かかる構成を備えることで、光源排気を何度も板状部材98cに衝突させることができ、混合ダクト98などの混合部における光源排気の気流を乱すことができ、混合部での低温空気との混合を促進させることができる。これにより、光源排気の温度を良好に低下させることができ、排気口85などの排気部からの排気が高温となるのを抑制することができる。また、気流が乱れた状態で混合空気を混合部から排出することができ、混合部と排気口85との間で混合空気と低温空気とを良好に混合させることができる。
また、上記(4)に記載の態様の画像投影装置において、第1流路側の板状部材よりも第1流路から離間した側にある板状部材が排気部側に位置するように、各板状部材を第2流路から流入する低温空気の流入方向にずらして配置した。
かかる構成を有することで、高温の光源排気が、混合ダクト98たる混合部内を排気口85たる排気部側へ移動する際に何度も板状部材に衝突させることができる。これにより、光源排気の気流を良好に乱すことができ、混合部での光源排気と低温空気との混合をより一層、促進することができる。
また、上記(1)または(2)に記載の態様の画像投影装置において、排気部側に傾斜した傾斜面を設け、傾斜面に前記第2流路を設けた。
かかる構成とすることで、変形例1で説明したように、流入口98aから流入する低温空気により傾斜面に案内されて移動してきた光源排気の気流を乱すことができるとともに、流路内で光源排気と低温空気との混合を行うことができる。これにより、混合部で光源排気の温度を低下させることができ、排気口85から排出される排気温度を低下させることができる。また、気流が乱れた状態で混合空気を混合部から排出することができ、混合部と排気口85との間で混合空気と低温空気とを良好に混合させることができる。また、混合部が、排気口85へ向かうに連れて、その口径が拡大するような形状となる。よって、混合部内の空気は、拡散されて混合部から排気される。これにより混合部と排気口85との間で混合空気と低温空気とを良好に混合させることができ、光源排気を良好に温度低下させることができる。
また、上記(6)に記載の態様の画像投影装置において、前記傾斜面98dを凹凸状にした。
かかる構成とすることで、傾斜面98dに沿って移動する光源排気の気流を乱すことができる。これにより、混合部で、光源排気と低温空気とを混合を促進することができ、光源排気を良好に温度低下させることができる。また、気流が乱れた状態で混合空気を混合部から排出することができ、混合部と排気口85との間で混合空気と低温空気とを良好に混合させることができる。
また、上記(1)乃至(7)いずれかに記載の態様の画像投影装置において、前記光源に電力を供給する電源ユニットと、前記光源との間に前記混合部を配置した。
これにより、高温の光源排気が、混合部で低温空気と混合されて温度低下されるので、電源ユニットが、光源排気の熱の影響で高温となるのを抑制することができる。よって、安定的に光源になどに電力を供給することができる。
また、上記(1)乃至(8)いずれかに記載の態様の画像投影装置において、ユーザーが当該装置を操作するための操作部83としての操作ユニットと、光源60との間に混合部を配置した。
これにより、高温の光源排気が、混合部で低温空気と混合されて温度低下されるので、操作部83が、光源排気の熱の影響で高温となるのを抑制することができる。これにより、操作部83を装置の上面に配置しても、操作部83の熱でユーザーの操作が困難になるのを抑制することができる。
10:画像形成ユニット
11a:ソケット
11:DMDボード
12:DMD
13:ヒートシンク
14:固定板
20:照明ユニット
21:カラーホイール
22:ライトトンネル
23:リレーレンズ
24:シリンダミラー
25:凹面ミラー
26:照明ブラケット
26a1〜26a3:光源被位置決め部
26c1〜26c4:貫通孔
26d:照射用貫通孔
26e1,26e2:位置決め孔
26f:位置決め突起
27:OFF光板
28:照明カバー
29:脚部
30:第1光学系ユニット
31:投影レンズユニット
32:レンズホルダー
32a1〜32a4:脚部
32b1〜32b4:被位置決め突起
32c1〜32c4:ネジ貫通孔
32d1〜32d4:第2光学系ユニット位置決め突起
33:フォーカスレバー
34:レバーギヤ
35:アイドラギヤ
36:フォーカスギヤ
40:第2光学系ユニット
41:折り返しミラー
42:曲面ミラー
43:ミラーブラケット
44:自由ミラーブラケット
45:ミラーホルダー
45a1〜45a4:ネジ止め部
46:ミラー押さえ部材
47:ガラス押さえ部材
49:自由ミラー押さえ部材
51:透過ガラス
53:ベース部材
54:開閉カバー
54a:回転操作部
60:光源ユニット
61:光源
62:光源ブラケット
62a:コネクタ部
64:ホルダ
64a1〜64a3:光源位置決め部
64b:光源給気口
64c:光源排気口
65:通過部
65a:開口部
70:第1光学系
80:電源ユニット
83:操作部
84:吸気口
85:排気口
86:排気ファン
91:吸気ブロワ
92:垂直ダクト
93:水平ダクト
94:排気ダクト
95:光源ブロワ
96:光源ダクト
97:光源ハウジング
98:混合ダクト
98a:流入口
98b:流出口
98c:板状部材
98d:傾斜面
99:光源排気ダクト
100:テーブル
101:投影面
Claims (9)
- 光源を備え、光源からの光を用いて形成された画像を投影する画像投影装置において、
装置本体内に空気を取り入れるための吸気口と、
装置本体内から空気を排出するための排気口と、
前記吸気口から前記排気口へ向かう空気の流れを生じさせる送風手段と、
前記光源によって温度が上昇した空気である光源排気が流入するための第1流路、および前記吸気口から取り入れられ、前記光源排気よりも温度が低い空気である低温空気の一部が流入するための第2流路を有し、前記第1流路から流入した光源排気と、前記第2流路から流入した低温空気とが混合する混合部とを備え、
前記混合部から排出された混合空気は、前記混合部と前記排気口との間で、前記吸気口から取り入れられ且つ前記第2流路に流入しなかった空気と合流することを特徴とする画像投影装置。 - 請求項1の画像投影装置において、
前記第1流路から流入する光源排気の流入方向を、前記第2流路から流入する前記低温空気の流入方向に対して直交させたことを特徴とする画像投影装置。 - 請求項1または2の画像投影装置において、
前記第1流路から流入してきた光源排気が突き当る壁面を設け、
前記壁面と第1流路との間に前記低温空気が前記第2流路から流入するよう前記混合部を構成したことを特徴とする画像投影装置。 - 請求項1乃至3いずれかのの画像投影装置において、
前記混合部に、前記第2流路から流入する低温空気の流入する方向に平行な板状部材を、前記第2流路から流入する低温空気の流入する方向と直交する方向に所定の間隔を開けて複数設けたことを特徴とする画像投影装置。 - 請求項4の画像投影装置において、
前記第1流路側の板状部材よりも前記第1流路から離間した側にある板状部材が排気部側に位置するように、各板状部材を前記第2流路から流入する低温空気の流入方向にずらして配置したことを特徴とする画像投影装置。 - 請求項1または2の画像投影装置において、
前記排気部側に傾斜した傾斜面を設け、
前記傾斜面に前記第2流路を設けたことを特徴とする画像投影装置。 - 請求項6の画像投影装置において、
前記傾斜面を凹凸状にしたことを特徴とする画像投影装置。 - 請求項1乃至7いずれかの画像投影装置において、
前記光源に電力を供給する電源ユニットと、前記光源との間に前記混合部を配置したことを特徴とする画像投影装置。 - 請求項1乃至8いずれかの画像投影装置において、
ユーザーが当該装置を操作するための操作ユニットと、前記光源との間に前記混合部を配置したことを特徴とする画像投影装置。
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