JP2014095811A

JP2014095811A - 画像投射装置

Info

Publication number: JP2014095811A
Application number: JP2012247372A
Authority: JP
Inventors: Hideo Kanai; 秀雄金井; Masamichi Yamada; 正道山田; Tetsuya Fujioka; 哲弥藤岡; Satoshi Tsuchiya; 聡土屋; Yasunari Mikutsu; 泰成御沓; Naoyuki Ishikawa; 直行石川; Motohisa Ikeda; 素久池田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2012-11-09
Filing date: 2012-11-09
Publication date: 2014-05-22

Abstract

【課題】光源装置からの熱気を一方の排気ファンに集中してしまうことを防止する。
【解決手段】画像投射装置は、光を放射する発光管を有する光源部と、前記光源部を収容するハウジング部と、装置内の熱を外部へと排出する第１、及び第２排気ファンと、前記ハウジング部に形成され、前記発光管近傍、及び前記発光管の周辺を通過した気流が前記第１排気ファンへと至る経路となる第１導風路と、前記ハウジング部に形成され、前記発光管近傍、及び前記発光管の周辺を通過した気流が前記第２排気ファンへと至る経路となる第２導風路と、を備え、前記第１導風路と、前記第２導風路は、それぞれ断面積の差分が閾値以内となるように前記ハウジング部に形成されてなる。
【選択図】図５

Description

本発明は、画像投射装置に関する。

従来より、パソコンやビデオカメラ等からの画像データをもとに、光源から出射される光を用いて画像形成部において投影用の画像を生成し、生成した画像をスクリーンなどの被投射面に投射して表示する画像投射装置が知られている。画像投射装置においては、大画面に画像を投影できること、及び画像投射装置と、披投射面との間の距離を可能な限り短くできることが望まれており、短投影距離に対応した画像投射装置が開示されている。

画像投射装置にあっては、装置内で発生する熱気を装置外へと排出するための排気ファンが設けられている。排気ファンは、通常縦横比が１：１のフィンを回転させて空気の流れを作ることから、大型であればあるほど排気能力が大きくなるが、大きさは装置の厚みによって規定されてしまうため、薄型の画像投射装置にあっては、排気ファンを大型化できない場合がある。このような場合に、特許文献１に記載の画像投射装置にあっては、排気ファンを２つ設けることにより、熱を各ファンに分散させ、排気能力の向上を図っている。

しかしながら、上述のように排気ファンを２つ設ける場合であっても、光源装置から発生する熱が、一方の排気ファンに偏って集中してしまう場合、排気を効果的に行うことができずに、装置内の高温化や、排気ファンの損傷の原因となってしまう場合がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、２つの排気ファンを設ける場合において、光源装置からの熱気を一方の排気ファンに集中してしまうことを防止することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の画像投射装置は、光を放射する発光管を有する光源部と、前記光源部を収容するハウジング部と、装置内の熱を外部へと排出する第１、及び第２排気ファンと、前記ハウジング部に形成され、前記発光管近傍、及び前記発光管の周辺を通過した気流が前記第１排気ファンへと至る経路となる第１導風路と、前記ハウジング部に形成され、前記発光管近傍、及び前記発光管の周辺を通過した気流が前記第２排気ファンへと至る経路となる第２導風路と、を備え、前記第１導風路と、前記第２導風路は、それぞれ断面積の差分が閾値以内となるように前記ハウジング部に形成されてなることを特徴とする。

本発明によれば、２つの排気ファンを設ける場合において、光源装置からの熱気を一方の排気ファンに集中してしまうことを防止するという効果を奏する。

図１は、実施形態のプロジェクタの斜視図である。図２は、実施形態のプロジェクタの上方カバーを取り外した状態を示す斜視図である。図３は、実施形態の光学装置、光源装置の断面図である。図４は、実施形態の吸気から排気までの気流の流れを示す説明図である。図５は、実施形態の光源装置内の気流の流れを示す説明図である。図６は、実施形態の光源装置を気流が吸引される側からみた側面図である。図７は、実施形態の光源装置を気流が放出される側からみた側面図である。

以下、本発明の画像投射装置であるプロジェクタに具体化した実施形態について図面を用いて説明する。図１は、プロジェクタ１の斜視図であり、図２は、プロジェクタ１から上方カバー２を取り外した状態を示す斜視図である。

図１、図２に示されるように上方カバー２には、投射レンズ３（投射部）が設けられている。投射レンズ３は、最終的に被投影面に投影される映像や画像のデータの拡大倍率を変更することができる。また、プロジェクタ１の筐体を構成する本体部１０には、光学装置２０、光源装置３０（光源部）、スピーカユニット４０、筐体５０、吸気部６０、排気部７０が設けられている。

図３は、光学装置２０、及び光源装置３０（光源部）の詳細な構成を示す断面図である。図３に示されるように、光学装置２０は、照明光学系２０ａ、及び投射系２０ｂを備える。光学装置２０は、カラーホイール２５、ライトトンネル２６、リレーレンズ２７、平面ミラー２８、凹面ミラー２９を備えている。これらの各部材は、光学装置２０の本体部内に設けられている。また、光学装置２０には、画像形成部２１が設けられている。画像形成部２１は、画像を形成する画像形成素子であるＤＭＤ素子により構成されている。

円盤状のカラーホイール２５は、光源装置３０からの白色光を単位時間毎にＲＧＢの各色が繰り返す光に変換してライトトンネル２６に向けて放射する。ライトトンネル２６は、板ガラスを張り合わせて筒状に構成されており、カラーホイール２５から出射された光をリレーレンズ２７へと導出する。リレーレンズ２７は、二枚のレンズを組み合わせて構成されており、ライトトンネル２６から出射される光の軸上色収差を補正しつつ集光する。平面ミラー２８、及び凹面ミラー２９は、リレーレンズ２７により出射される光を反射して、画像形成部２１へと案内して、集光させる。画像形成部２１は、複数のマイクロミラーからなる矩形状のミラー面を有し、映像や画像のデータに基づいて各マイクロミラーが時分割駆動されることにより、所定の画像データを形成するように投射光を加工して反射するＤＭＤ素子を備えている。

また、光源装置３０は、高圧水銀ランプを光源として備えている。光源装置３０は光学装置２０の照明光学系２０ａに向けて白色光を照射する。照明光学系２０ａ内においては、光源装置３０から照射された白色光がＲＧＢに分光され、画像形成部２１へと導出される。そして、画像形成部２１は、変調信号に応じて画像形成を行い、投射系２０ｂが形成された画像を拡大投射する。

また、図３で示される画像形成部２１の図中手前側となる鉛直方向上方には、画像形成部２１に入射した光のうち、投射光としては使用しない不要な光を受光するＯＦＦ光板が設けられている。画像形成部２１に光が入射すると、ＤＭＤ素子の働きにより時分割で映像データに基づいて複数のマイクロミラーが作動し、このマイクロミラーによって使用する光は投射レンズ３へと反射され、捨てる光はＯＦＦ光板へと反射される。画像形成部２１では、投射画像に使用する光は投射系２０ｂへと反射され、複数の投射レンズ３を通って拡大され、拡大された映像光が拡大されて投射される。

続いて、図４、５を用いて、プロジェクタ１における吸気から排気の流れについて説明する。本実施形態には、熱を装置の外部に排出する排気部７０として第１排気ファン７１、及び第２排気ファン７２がそれぞれ設けられている。また、図５に示されるように、第１排気ファン７１と、第２排気ファン７２はそれぞれプロジェクタ１の縦横方向に対してそれぞれ斜めに、互いにほぼ平行となるように配設されている。第１排気ファン７１、及び第２排気ファン７２の排気の方向は、投射レンズ３とは反対側の方向を向くようになっている。これは、温度の高い排気によって、投射レンズ３から投影される投影画像に歪みが発生してしまうのを防止するためである。プロジェクタ１は、吸気部６０から吸気された気流７４の下流にあたる位置に遠心力ファン８０が設けられており、遠心力ファン８０は、気流７４を光源装置３０を収容するハウジング部３３の内部へと導入させ、光源装置３０の発光管３２を冷却させる。

図６は、光源装置３０を気流が導入される側から見た場合を示す側面図である。また、図７は、光源装置３０を気流が排出される側から見た場合を示す側面図である。図６に示されるように、光源装置３０のハウジング部３３に形成される導入孔３８から各気流は導入される。図５に示されるように、導入された気流７４は、遠心力ファン８０により気流７４ａ、及び７４ｂとして発光管３２を冷却する。なお、実際には気流７４ａ、及び７４ｂは、発光管３２を冷却すべく発光管３２の近傍を通過した気流のほか、発光管３２の冷却には相対的に寄与度は少ない発光管３２の周辺を通過した気流も含んでいる。気流７４ａは、ハウジング部３３のうち、隔壁７６と隔壁７７によって形成される第１導風路Ａを通じて、第１排気ファン７１により吸引され、気流７４ｃとして装置外へと排気される。また、気流７４ｂは、ハウジング部３３の隔壁７５、７７によって形成される第２導風路Ｂを通じて、排気孔３７から第２排気ファン７２により吸引され、気流７４ｄとして装置外へと排出される。これらの第１導風路Ａ、第２導風路Ｂは耐熱性の高い素材で作られており、例えば液晶ポリマー樹脂などが用いられている。

通常、光源装置３０のうち発光管３２は、最も温度が高くなっている部位であり、発光管３２を冷却した気流７４ａ、７４ｂの温度は２００〜２５０度の高温になっている。したがって、高温な気流７４ａ、７４ｂが一方の第１排気ファン７１、又は第２排気ファン７２に集中すると、熱による第１排気ファン７１、又は第２排気ファン７２に対する損傷の原因となってしまうことから好ましくない。そのため、導風路Ａと導風路Ｂとの断面積の差分が所定の閾値以内となるように構成されている。第１排気ファン７１、又は第２排気ファン７２それぞれへ流れる気流の量は、第１導風路Ａ、及び第２導風路Ｂの断面積の比によって決定される。従って、導風路Ａと導風路Ｂとの断面積を閾値以内とすることで、気流７４ａ、７４ｂを分散させて第１排気ファン７１、又は第２排気ファン７２へと導入することができるようになる。

また、光源装置３０のハウジング部３３内に導入された別の気流７４ｅは、制風ダクト３６を経由して、封じ部３１を冷却し、第２排気ファン７２により吸引されて装置外へと排出される。気流７４ｅの温度は、発光管３２を冷却した気流７４ａ、７４ｂと比較して低く、各導風路Ａ、Ｂを経由せずに直接排気孔３７から排出される。

以上に示した、本実施形態の画像投射装置にあっては、導風路Ａ、Ｂの断面積をほぼ同じように調整したため、光源装置３０のうち最も高温である発光管３２を冷却した気流７４ａ、７４ｂは、第１排気ファン７１、又は第２排気ファン７２のいずれか一方に集中せずに、分散させて排出させることができることから、高温による第１排気ファン７１、又は第２排気ファン７２への損傷を抑制することができるようになる。

なお、上記実施形態では、導風路Ａ、Ｂの断面積をほぼ等しくなるように構成したが、第２排気ファン７２には気流７４ｅも吸引されるため、気流７４ｅの分も考慮し、導風路Ｂの断面積を導風路Ａより少し大きくなるよう微調整しておいてもよい。いずれにせよ、気流７４ｅによる温度の影響は、気流７４ａ、７４ｂによる影響と比較して軽微であることから、導風路Ａと導風路Ｂとの断面積は導風路Ｂを少し大きくしたとしても、断面積が気流７４ａ、７４ｂを分散させるために好適な所定の閾値の範囲内である。

また、導風路Ａ、Ｂの位置や形状は、第１排気ファン７１、又は第２排気ファン７２の設置態様によっても異なり、例えば第１排気ファン７１、又は第２排気ファン７２が斜めではなく、装置の外壁と並行になるように配置されている場合は、その配置にあわせて形成される隔壁の場所も変更される。

１プロジェクタ
２上方カバー
３投射レンズ
１０本体部
２０光学装置
２０ａ照明光学系
２０ｂ投射系
２１画像形成部
２５カラーホイール
２６ライトトンネル
２７リレーレンズ
２８平面ミラー
２９凹面ミラー
３０光源装置
３１封じ部
３２発光管
３３ハウジング部
３６制風ダクト
３７排気孔
３８導入孔
４０スピーカユニット
５０筐体
６０吸気部
７０排気部
７１第１排気ファン
７２第２排気ファン
７４気流
７４ａ気流
７４ｂ気流
７４ｃ気流
７４ｄ気流
７４ｅ気流
７５隔壁
７６隔壁
７７隔壁
８０遠心力ファン
Ａ第１導風路
Ｂ第２導風路

特開２００７−２５４０４号公報

Claims

光を放射する発光管を有する光源部と、
前記光源部を収容するハウジング部と、
装置内の熱を外部へと排出する第１、及び第２排気ファンと、
前記ハウジング部に形成され、前記発光管近傍、及び前記発光管の周辺を通過した気流が前記第１排気ファンへと至る経路となる第１導風路と、
前記ハウジング部に形成され、前記発光管近傍、及び前記発光管の周辺を通過した気流が前記第２排気ファンへと至る経路となる第２導風路と、
を備え、
前記第１導風路と、前記第２導風路は、それぞれ断面積の差分が閾値以内となるように前記ハウジング部に形成されてなる
ことを特徴とする画像投射装置。
前記第１、及び第２排気ファンは、前記画像投射装置の横方向に対して、それぞれ画像を投射する投射部とは反対側を向くように斜めに配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の画像投射装置。
前記第１導風路と、前記第２導風路を構成する隔壁は、耐熱性の素材により形成されてなる
ことを特徴とする請求項１に記載の画像投射装置。