JP2016180941A - 光源装置、およびプロジェクター - Google Patents
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Abstract
【課題】様々な姿勢で光源の適切な冷却が可能な光源装置を提供する。【解決手段】光源装置31は、光源311と、光軸31Axに沿う方向から見て光源311を囲む領域に延出方向が異なる複数の壁面521を有し、複数の壁面521に通気孔52Aが形成された光源用筐体5と、複数の壁面521に配置され、壁面521に沿う回転により通気孔52Aを開閉する回転体61と、光源用筐体5の外部から空気を導入する導入口を有し、通気孔52Aに連通可能な流路7Fと、を備え、回転体61は、回転中心を挟んで形成される閉塞部61bおよび切除部61aを有し、回転中心の切除部61a側に重心が設けられ、複数の壁面521は、光軸31Axが水平面に沿うような第1姿勢において、光軸31Axを通る水平面の両側に設けられ、複数の壁面521は、光路前段側に向かう程、光軸31Axから遠ざかるように傾斜している。【選択図】図4
Description
本発明は、光源装置、およびプロジェクターに関する。
従来、光源装置から射出された光を画像情報に応じて変調し、変調した光をスクリーン等の投写面に投写するプロジェクターが知られている。この光源装置には、超高圧水銀ランプ等の放電型の光源が用いられている。光源は、発光に伴って発熱し、熱対流等の影響により、上側が下側より高温となるため、冷却空気を光源の上側から送風して上側と下側とで温度差が生じないようにすることが望まれる。
また、使用シーンを広げるために、プロジェクターが様々な姿勢の場合でも冷却空気を光源の上側から送風するように構成した技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、使用シーンを広げるために、プロジェクターが様々な姿勢の場合でも冷却空気を光源の上側から送風するように構成した技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載の光源装置は、発光管およびリフレクターを有するランプユニットと、ランプユニットを保持するホルダと、ホルダに重ねられたダクト部材と、板部材とを備える。ホルダとダクト部材との間には流路が形成され、ホルダには、リフレクターの内側と流路とを連通させる複数のポート群が形成されている。複数のポート群は、発光管の中心軸の周囲に配置され、各ポート群は、複数のポートを有している。板部材は自重により回動し、複数のポートを姿勢に応じて開閉する。
そして、発光管は、光源装置の姿勢に応じて板部材が回転し、開口するポートからの冷却風によって、発光部の上部が重点的に冷却される。
そして、発光管は、光源装置の姿勢に応じて板部材が回転し、開口するポートからの冷却風によって、発光部の上部が重点的に冷却される。
しかしながら、特許文献1に記載の光源装置は、発光管の中心軸が水平方向に沿うような姿勢においては、発光部が適切に冷却されるが、発光管の中心軸が鉛直方向に沿うような姿勢においては、板部材が自重で回転しないため、複数のポートの開閉を制御できずに発光部を適切に冷却することができないという課題がある。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
[適用例1]本適用例に係る光源装置は、光源と、前記光源を収納し、前記光源の光軸に沿う方向から見て前記光源を囲む領域に延出方向が異なる複数の壁面を有し、当該複数の壁面に通気孔が形成された光源用筐体と、前記複数の壁面に配置され、前記壁面に沿う回転により前記通気孔を開閉する回転体と、前記光源用筐体の外部から空気を導入する導入口を有し、前記通気孔に連通可能な流路と、を備え、前記回転体は、当該回転体の回転中心を挟んで形成される前記通気孔を閉塞する閉塞部、および前記通気孔を開口させる切除部を有し、前記回転中心の前記切除部側または前記閉塞部側に重心が設けられ、前記複数の壁面は、前記光軸が水平面に沿うような第1姿勢において、前記光軸を通る水平面の両側に設けられ、当該複数の壁面は、当該光源装置の光路前段側および光路後段側のいずれか一方に向かう程、前記光軸から遠ざかるように傾斜していることを特徴とする。
この構成によれば、光源用筐体には、光軸に沿う方向から見て光源を囲む領域に複数の壁面が設けられ、各壁面には、流路に連通する通気孔が形成されている。そして、通気孔は、自重によって回転する回転体によって開閉される。これによって、第1姿勢において、上述した水平面の上側に位置する通気孔においては、切除部によって開口させ、水平面の下側に位置する通気孔においては、閉塞部によって閉塞することが可能となる。よって、導入口から導入された空気を光源の下側よりも上側に、より多く送風することができる。よって、光源装置は、第1姿勢であれば、回転されても、光源の適切な冷却が可能となる。
また、光源装置は、回転体が流路の下流側で通気孔を開閉し、導入口では流入する空気を制限しない構成なので、外部の冷却ファンから送風される空気を有効に利用して光源を冷却することができる。
さらに、壁面は、光路前段側および光路後段側のいずれか一方に向かう程、光軸から遠ざかるように傾斜しているので、光軸が水平面に交差(例えば、略直交)する第2姿勢においても、自重によって回転体を回転させることができる。よって、全ての通気孔の開口状態を同様にし、導入口から導入された空気が全ての通気孔から光源の側方に向けて送風されるように構成することが可能となる。よって、第2姿勢においても、光源の適切な冷却が可能となる。
したがって、冷却ファンの性能を充分発揮させて光源の劣化を効率良く抑制しつつ、使用シーンを広げた光源装置の提供が可能となる。
また、光源装置は、回転体が流路の下流側で通気孔を開閉し、導入口では流入する空気を制限しない構成なので、外部の冷却ファンから送風される空気を有効に利用して光源を冷却することができる。
さらに、壁面は、光路前段側および光路後段側のいずれか一方に向かう程、光軸から遠ざかるように傾斜しているので、光軸が水平面に交差(例えば、略直交)する第2姿勢においても、自重によって回転体を回転させることができる。よって、全ての通気孔の開口状態を同様にし、導入口から導入された空気が全ての通気孔から光源の側方に向けて送風されるように構成することが可能となる。よって、第2姿勢においても、光源の適切な冷却が可能となる。
したがって、冷却ファンの性能を充分発揮させて光源の劣化を効率良く抑制しつつ、使用シーンを広げた光源装置の提供が可能となる。
[適用例2]上記適用例に係る光源装置において、前記複数の壁面は、隣り合う壁面に対して前記光軸側に屈曲されたような壁面を有し、周方向に配設されていることが好ましい。
この構成によれば、複数の壁面は、光軸を内側とする周方向に沿って配置されるので、光源に対する各壁面に設けられた通気孔の距離の差を小さくすることができる。よって、第1姿勢における姿勢の変更に応じて変わる開口する通気孔と光源との距離の差を小さくできるとともに、光源用筐体の大型化を抑制できる。よって、第1姿勢における姿勢の変更においても安定して光源の適切な冷却が可能になるとともに、光源装置の小型化が図れる。
[適用例3]上記適用例に係る光源装置において、前記複数の壁面は、前記光源用筐体の外面側に設けられ、前記光路前段側に向かう程、前記光軸から遠ざかるように傾斜し、当該光源装置は、前記回転体を囲み、前記光源用筐体とで、前記流路を形成するダクト部材を備えることが好ましい。
この構成によれば、回転体は、光源用筐体の外面側に配置され、通気孔における空気の入口を開閉することになる。そして、導入口から導入した空気は、ダクト部材と光源用筐体との間を流れ、回転体によって開口された通気孔から光源用筐体内に流入して光源を冷却する。これによって、回転体が光源用筐体の内面側に配置され、通気孔における空気の出口を開閉する構成に比べ、光源用筐体内の形状や構成を簡素化し、回転体および回転体を回転可能に支持する部材の熱や光による劣化を抑制する構成が可能となる。
[適用例4]上記適用例に係る光源装置において、前記通気孔は、前記回転中心の前記光軸側に設けられ、前記回転体は、重心が前記切除部側に設けられていることが好ましい。
この構成によれば、通気孔が回転中心の光軸とは反対側に形成される構成に比べ、光源用筐体の小型化、ひいては光源装置の小型化が可能となる。また、通気孔における空気の入口と出口との間を傾斜させたり、屈曲させたりすることなく、流路を流れた空気を滑らかに光源に送風することが可能となる。よって、光源のさらに効率的な冷却が可能となる。
[適用例5]上記適用例に係る光源装置において、前記複数の壁面は、前記第1姿勢のうちの所定の姿勢において、前記光軸を通る水平面の上側に位置する第1壁面および一対の第2壁面と、前記水平面の下側に位置する第3壁面および一対の第4壁面とを有し、前記所定の姿勢において、前記第1壁面および前記第3壁面は、前記光軸を通る鉛直面が通る位置に形成され、前記一対の第2壁面および前記一対の第4壁面は、前記水平面と前記鉛直面との間に形成されることが好ましい。
この構成によれば、所定の姿勢において、第1壁面に形成された通気孔(第1通気孔)は、光源の上方に位置し、第2壁面に形成された通気孔(第2通気孔)は、光源の斜め上方に位置し、第3壁面に形成された通気孔(第3通気孔)は、光源の下方に位置し、第4壁面に形成された通気孔(第4通気孔)は、光源の斜め下方に位置する。これによって、回転体によって、第1通気孔を開口させ、第3通気孔を閉塞させることが可能となる。また、第2通気孔および第4通気孔においては、回転体によって、第4通気孔が開口する面積より、第2通気孔が開口する面積を大きくすることが可能となる。よって、所定の姿勢で、確実に光源を適切に冷却できる。
また、第1姿勢であれば、所定の姿勢から0°〜360°の範囲で回転された姿勢において、複数の通気孔のうちのいずれかが光源の上方に位置するように構成することが可能なので、光源の上側に位置する通気孔の開口面積を光源の下側に位置する通気孔の開口面積より大きくし、導入口から導入された空気を光源の下側よりも上側に、より多く送風することが可能となる。
したがって、第1姿勢であれば、所定の姿勢から0°〜360°の範囲で回転された姿勢において、確実に光源を適切に冷却することが可能となる。
また、第1姿勢であれば、所定の姿勢から0°〜360°の範囲で回転された姿勢において、複数の通気孔のうちのいずれかが光源の上方に位置するように構成することが可能なので、光源の上側に位置する通気孔の開口面積を光源の下側に位置する通気孔の開口面積より大きくし、導入口から導入された空気を光源の下側よりも上側に、より多く送風することが可能となる。
したがって、第1姿勢であれば、所定の姿勢から0°〜360°の範囲で回転された姿勢において、確実に光源を適切に冷却することが可能となる。
[適用例6]上記適用例に係る光源装置において、前記壁面は、前記光軸に直交する面に対する角度が40°〜50°であることが好ましい。
この構成によれば、壁面は上述した範囲で傾斜しているので、第1姿勢および第2姿勢において、自重によって確実に重心が回転中心の下側に位置するように回転体の状態を定めることが可能となる。これによって、第1姿勢および第2姿勢において、確実に光源の適切な冷却が可能となる。
[適用例7]本適用例に係るプロジェクターは、上記に記載の光源装置と、前記光源装置から射出された光を変調する光変調装置と、前記光変調装置にて変調された光を投写する投写光学装置と、前記光源装置に冷却空気を送風する冷却ファンと、を備えることを特徴とする。
この構成によれば、プロジェクターは、上述した光源装置を備えているので、第1姿勢および第2姿勢において、光源の劣化を抑制して画像の投写が可能となる。よって、壁に沿う投写面への投写はもとより、様々な方向への投写が可能なので、広い用途で、長期に亘って安定した画像の投写が可能なプロジェクターを提供できる。
以下、本実施形態に係るプロジェクターについて、図面を参照して説明する。
本実施形態のプロジェクターは、光源から射出された光を画像情報に応じて変調し、変調した光をスクリーン等の投写面に拡大投写する。また、本実施形態のプロジェクターは、机上等に載置され、室内の壁等に沿う投写面に横長の画像を投写する所定の姿勢としての横置き姿勢、および投写面に対向する側から見て、横置き姿勢から反時計回りに90°回転され、投写面に縦長の画像を投写する縦置き姿勢が可能に構成されている。また、本実施形態のプロジェクターは、横長の画像を投写する場合には、横置き姿勢に限らず、投写方向が壁から床や天井の方向に変わるように回転された姿勢(0°〜360°の範囲で回転された姿勢)での投写が可能に構成されている。
本実施形態のプロジェクターは、光源から射出された光を画像情報に応じて変調し、変調した光をスクリーン等の投写面に拡大投写する。また、本実施形態のプロジェクターは、机上等に載置され、室内の壁等に沿う投写面に横長の画像を投写する所定の姿勢としての横置き姿勢、および投写面に対向する側から見て、横置き姿勢から反時計回りに90°回転され、投写面に縦長の画像を投写する縦置き姿勢が可能に構成されている。また、本実施形態のプロジェクターは、横長の画像を投写する場合には、横置き姿勢に限らず、投写方向が壁から床や天井の方向に変わるように回転された姿勢(0°〜360°の範囲で回転された姿勢)での投写が可能に構成されている。
〔プロジェクターの主な構成〕
図1は、本実施形態のプロジェクター1の概略構成を示す模式図である。
図1に示すように、プロジェクター1は、外装を構成する外装筐体2、制御部(図示省略)、光源311を有する光学ユニット3、および冷却装置4を備える。なお、図示は省略するが、外装筐体2の内部には、さらに、光源311や制御部および冷却装置4等に電力を供給する電源装置等が配置されている。
図1は、本実施形態のプロジェクター1の概略構成を示す模式図である。
図1に示すように、プロジェクター1は、外装を構成する外装筐体2、制御部(図示省略)、光源311を有する光学ユニット3、および冷却装置4を備える。なお、図示は省略するが、外装筐体2の内部には、さらに、光源311や制御部および冷却装置4等に電力を供給する電源装置等が配置されている。
外装筐体2は、詳細な説明は省略するが、複数の部材で構成され、外気を取り込む吸気口、および外装筐体2内部の温まった空気を外部に排気する排気口等が設けられている。
制御部は、CPU(Central Processing Unit)やROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を備え、コンピューターとして機能するものであり、プロジェクター1の動作の制御、例えば、画像の投写に関わる制御や冷却装置4に備えられたファンの駆動等の制御等行う。
〔光学ユニットの構成〕
光学ユニット3は、制御部による制御の下、光源装置31から射出された光を光学的に処理して投写する。
光学ユニット3は、図1に示すように、光源311を有する光源装置31、インテグレーター照明光学系32、色分離光学系33、リレー光学系34、電気光学装置35、投写光学装置としての投写レンズ36、およびこれらの光学部品31〜36を光路上の所定位置に配置する光学部品用筐体37を備える。
光学ユニット3は、制御部による制御の下、光源装置31から射出された光を光学的に処理して投写する。
光学ユニット3は、図1に示すように、光源311を有する光源装置31、インテグレーター照明光学系32、色分離光学系33、リレー光学系34、電気光学装置35、投写光学装置としての投写レンズ36、およびこれらの光学部品31〜36を光路上の所定位置に配置する光学部品用筐体37を備える。
光学ユニット3は、図1に示すように、一方の端部に光源装置31が着脱可能に配置され、他方の端部に投写レンズ36が配置される。光源311および投写レンズ36は、互いの光軸(光源311の光軸を31Ax、投写レンズ36の光軸を36Axとする)が交差する方向、本実施形態では直交する方向に延出するように配置される。
そして、プロジェクター1は、光軸31Axが水平面に沿うような第1姿勢で横長の画像を投写し、光軸31Axが水平面に交差(本実施形態では略直交)する第2姿勢(縦置き姿勢)で縦長の画像を投写する。第1姿勢は、光軸31Axが水平面に沿う姿勢であれば横置き姿勢に限らず、横置き姿勢から光軸31Axに平行な軸を中心にプロジェクター1が0°〜360°の範囲で回転された全姿勢となる。なお、以下では、説明の便宜上、プロジェクター1において、光源装置31から光が射出される方向を+X側、投写面側を+Y側(前側)、横置き姿勢における鉛直方向上側を+Z側として記載する。
そして、プロジェクター1は、光軸31Axが水平面に沿うような第1姿勢で横長の画像を投写し、光軸31Axが水平面に交差(本実施形態では略直交)する第2姿勢(縦置き姿勢)で縦長の画像を投写する。第1姿勢は、光軸31Axが水平面に沿う姿勢であれば横置き姿勢に限らず、横置き姿勢から光軸31Axに平行な軸を中心にプロジェクター1が0°〜360°の範囲で回転された全姿勢となる。なお、以下では、説明の便宜上、プロジェクター1において、光源装置31から光が射出される方向を+X側、投写面側を+Y側(前側)、横置き姿勢における鉛直方向上側を+Z側として記載する。
光源装置31は、超高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等からなる放電型の光源311、リフレクター312、平行化レンズ313、光源用筐体5、開閉機構6、およびダクト部材7を備える。光源装置31は、光源311から射出された光をリフレクター312にて反射した後、平行化レンズ313によって射出方向を揃え、インテグレーター照明光学系32に向けて射出する。
図2は、光源311およびリフレクター312の断面図である。
光源311は、図2に示すように、発光管3111、一対の電極3112,3113、リード線3114,3115、および金属箔3116を備える。
発光管3111は、石英ガラス等の耐熱ガラスで形成され、図2に示すように、中央に設けられた球状の発光部3111a、およびこの発光部3111aの両側から延出する一対の封止部3111b,3111cを有している。
光源311は、図2に示すように、発光管3111、一対の電極3112,3113、リード線3114,3115、および金属箔3116を備える。
発光管3111は、石英ガラス等の耐熱ガラスで形成され、図2に示すように、中央に設けられた球状の発光部3111a、およびこの発光部3111aの両側から延出する一対の封止部3111b,3111cを有している。
発光部3111a内には、水銀、希ガス、およびハロゲン等が封入された放電空間が形成されており、一対の電極3112,3113は、互いの先端がこの放電空間に近接対向して配置されている。
一対の封止部3111b,3111cの内部には、電極3112,3113それぞれと電気的に接続される一対の金属箔3116が配置されている。
リード線3114,3115は、一端が金属箔3116を介して電極3112,3113それぞれに接続され、他端が封止部3111b,3111cの外部まで延出している。光源311は、これらリード線3114,3115に電力が供給されると、対向している電極3112,3113の間で放電が発生して光を射出する。
一対の封止部3111b,3111cの内部には、電極3112,3113それぞれと電気的に接続される一対の金属箔3116が配置されている。
リード線3114,3115は、一端が金属箔3116を介して電極3112,3113それぞれに接続され、他端が封止部3111b,3111cの外部まで延出している。光源311は、これらリード線3114,3115に電力が供給されると、対向している電極3112,3113の間で放電が発生して光を射出する。
光源311は、放電発光に伴う発熱によって対流が生じるため、対向する一対の電極3112,3113間に生じるアークは、鉛直方向における中心位置が、電極3112,3113間の中心位置よりも上側にずれたものとなる。そのため、発光部3111aは、上側の方が下側よりも温度上昇が大きく、特に、光軸31Axが水平面に沿うような第1姿勢においては、発光部3111aの上側表面付近の温度が上昇し易くなる。
そこで、光源の劣化を抑制するためには、発光部3111aの上側から冷却し、発光部3111aの上側と下側とで温度差が生じないようにすることが望まれる。
また、発光部3111aから射出される光の領域内に位置する封止部3111bも温度上昇し易く、例えば、金属箔3116とリード線3114との接続部等は温度上昇が大きい。そのため、光源311を冷却する際は、発光部3111aだけでなく、封止部3111bも効果的に冷却することが望まれる。
そこで、光源の劣化を抑制するためには、発光部3111aの上側から冷却し、発光部3111aの上側と下側とで温度差が生じないようにすることが望まれる。
また、発光部3111aから射出される光の領域内に位置する封止部3111bも温度上昇し易く、例えば、金属箔3116とリード線3114との接続部等は温度上昇が大きい。そのため、光源311を冷却する際は、発光部3111aだけでなく、封止部3111bも効果的に冷却することが望まれる。
リフレクター312は、図2に示すように、筒状の首状部3121および首状部3121から断面略凹状に拡がる反射部3122を有している。
首状部3121には、一方の封止部3111cが挿通される挿通孔が設けられており、光源311は、封止部3111bが首状部3121とは反対側に位置し、封止部3111cとこの挿通孔との間に接着剤が注入されて、リフレクター312に固定される。
反射部3122は、内面に金属薄膜が蒸着されており、発光部3111aから射出された光を首状部3121とは反対側に反射する。
また、リフレクター312には、図2に示すように、首状部3121の一部に反射部3122の内側から外側に開口する開口部3123が形成されている。
首状部3121には、一方の封止部3111cが挿通される挿通孔が設けられており、光源311は、封止部3111bが首状部3121とは反対側に位置し、封止部3111cとこの挿通孔との間に接着剤が注入されて、リフレクター312に固定される。
反射部3122は、内面に金属薄膜が蒸着されており、発光部3111aから射出された光を首状部3121とは反対側に反射する。
また、リフレクター312には、図2に示すように、首状部3121の一部に反射部3122の内側から外側に開口する開口部3123が形成されている。
図1に戻って、光源用筐体5は、光源311およびリフレクター312を収納し、平行化レンズ313を保持する。光源用筐体5には、後で詳細に説明するが、複数の通気孔52Aが設けられている。
ダクト部材7は、光源用筐体5とで複数の通気孔52Aに連通可能な流路7Fを形成する。流路7Fは、冷却装置4の後述する冷却ファン41から送風された空気を導入する導入口7Gを有し、複数の通気孔52Aに連通可能に形成されている。
ダクト部材7は、光源用筐体5とで複数の通気孔52Aに連通可能な流路7Fを形成する。流路7Fは、冷却装置4の後述する冷却ファン41から送風された空気を導入する導入口7Gを有し、複数の通気孔52Aに連通可能に形成されている。
開閉機構6は、複数の回転体61を備え、プロジェクター1の姿勢に応じて光源用筐体5の複数の通気孔52Aを選択的に開閉する。そして、冷却ファン41から送風された空気は、流路7Fを流通し、プロジェクター1の姿勢に応じて開口する通気孔52Aから光源用筐体5内に流入し、光源311を冷却する。光源用筐体5、開閉機構6およびダクト部材7については後で詳細に説明する。
インテグレーター照明光学系32は、図1に示すように、レンズアレイ321,322、偏光変換素子323、および重畳レンズ324を備える。レンズアレイ321,322、および重畳レンズ324は、光源装置31から射出された光を後述する液晶ライトバルブ351の表面で略均一化させる。偏光変換素子323は、レンズアレイ322から射出されたランダム光を後述する光変調装置としての液晶ライトバルブ351で利用可能な直線偏光光に揃える。
色分離光学系33は、2枚のダイクロイックミラー331,332、および反射ミラー333を備え、インテグレーター照明光学系32から射出された光を赤色光(以下「R光」という)、緑色光(以下「G光」という)、青色光(以下「B光」という)の3色の色光に分離する機能を有する。
リレー光学系34は、入射側レンズ341、リレーレンズ343、および反射ミラー342,344を備え、色分離光学系33で分離されたR光をR光用の液晶ライトバルブ351まで導く機能を有する。なお、光学ユニット3は、リレー光学系34がR光を導く構成としているが、これに限らず、例えば、B光を導く構成としてもよい。
電気光学装置35は、液晶ライトバルブ351および色合成光学装置としてクロスダイクロイックプリズム352を備え、色分離光学系33で分離された各色光を画像情報に応じて変調し、変調した各色光を合成する。
液晶ライトバルブ351は、3色の色光毎に備えられており(R光用の液晶ライトバルブを351R、G光用の液晶ライトバルブを351G、B光用の液晶ライトバルブを351Bとする)、それぞれ透過型の液晶パネル、および液晶パネルの光入射側に配置された入射側偏光板、液晶パネルの光射出側に配置された射出側偏光板を有している。
液晶ライトバルブ351は、図示しない微小画素がマトリクス状に形成された矩形状の画素領域を有し、各画素が表示画像信号に応じた光透過率に設定され、画素領域内に表示画像を形成する。そして、色分離光学系33で分離された各色光は、液晶ライトバルブ351にて変調された後、クロスダイクロイックプリズム352に射出される。
クロスダイクロイックプリズム352は、4つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、2つの誘電体多層膜が形成されている。クロスダイクロイックプリズム352は、誘電体多層膜が液晶ライトバルブ351R,351Bにて変調された色光を反射し、液晶ライトバルブ351Gにて変調された色光を透過して、各色光を合成する。
投写レンズ36は、複数のレンズ(図示省略)を有して構成され、クロスダイクロイックプリズム352にて合成された光を投写面上に拡大投写する。
冷却装置4は、図1に示すように、光源装置31の後方(−Y方向)に配置される冷却ファン41、光源装置31の前方(+Y方向)に配置される排気ファン42、および図示しない吸気ファンや空気を導く部材等を備えている。
冷却ファン41は、光源装置31に冷却空気を送風し、光源311等を冷却する。冷却ファン41は、例えば、羽根の回転中心軸に沿う方向から取り込んだ空気を回転接線方向に送風するシロッコファンで構成されている。
図示しない吸気ファンは、外装筐体2の吸気口から外気を取り込み、取り込まれた外気は、図示しない部材に導かれて液晶ライトバルブ351等の光学素子を冷却する。
排気ファン42は、例えば、軸流ファンであり、光源装置31や液晶ライトバルブ351等を冷却して暖まった外装筐体2内部の空気を、外装筐体2の排気口から外部に排出する。
冷却ファン41は、光源装置31に冷却空気を送風し、光源311等を冷却する。冷却ファン41は、例えば、羽根の回転中心軸に沿う方向から取り込んだ空気を回転接線方向に送風するシロッコファンで構成されている。
図示しない吸気ファンは、外装筐体2の吸気口から外気を取り込み、取り込まれた外気は、図示しない部材に導かれて液晶ライトバルブ351等の光学素子を冷却する。
排気ファン42は、例えば、軸流ファンであり、光源装置31や液晶ライトバルブ351等を冷却して暖まった外装筐体2内部の空気を、外装筐体2の排気口から外部に排出する。
〔光源用筐体、開閉機構およびダクト部材の構成〕
ここで、光源用筐体5、開閉機構6およびダクト部材7について、詳細に説明する。
先ず、光源用筐体5について説明する。
図3は、光源装置31の斜視図である。図4は、横置き姿勢における光源装置31を−Y側から見た断面図である。
光源用筐体5は、図3、図4に示すように、光源用筐体5の+X側を形成する筐体本体5A、および光源用筐体5の−X側を形成し、筐体本体5Aとで光源311およびリフレクター312を収納するカバー5Bを備える。
ここで、光源用筐体5、開閉機構6およびダクト部材7について、詳細に説明する。
先ず、光源用筐体5について説明する。
図3は、光源装置31の斜視図である。図4は、横置き姿勢における光源装置31を−Y側から見た断面図である。
光源用筐体5は、図3、図4に示すように、光源用筐体5の+X側を形成する筐体本体5A、および光源用筐体5の−X側を形成し、筐体本体5Aとで光源311およびリフレクター312を収納するカバー5Bを備える。
図5は、光源装置31の分解斜視図であり、筐体本体5A、開閉機構6、およびダクト部材7を示す図である。具体的に、図5(a)は、+X側斜めから見た図、図5(b)は、−X側斜めから見た図である。
筐体本体5Aは、図5(a)に示すように、平行化レンズ313を保持するレンズ保持部51、レンズ保持部51の−X側に順次形成された通気孔形成部52、およびベース部53を有している。
筐体本体5Aは、図5(a)に示すように、平行化レンズ313を保持するレンズ保持部51、レンズ保持部51の−X側に順次形成された通気孔形成部52、およびベース部53を有している。
図6は、+X側から見た筐体本体5Aの平面図である。
レンズ保持部51は、図5、図6に示すように、外形形状が平面視八角形状に形成されており、横置き姿勢において、水平面に倣う上面51U、下面51D、鉛直面に倣う側面(+X側から見て右側の側面を51R、左側の側面を51Lとする)、および4つの斜面を有している。なお、上面51Uと側面51Rとの間、上面51Uと側面51Lとの間、下面51Dと側面51Rとの間、下面51Dと側面51Lとの間、それぞれの斜面を51UR,51UL,51DR,51DLとする。
レンズ保持部51の側面51L以外の各面は、+X側が−X側より凹んで形成されており、側面51Lの上下の端部には、+Y方向に突出し、ベース部53に繋がる一対の板状部511が形成されている。
レンズ保持部51は、図5、図6に示すように、外形形状が平面視八角形状に形成されており、横置き姿勢において、水平面に倣う上面51U、下面51D、鉛直面に倣う側面(+X側から見て右側の側面を51R、左側の側面を51Lとする)、および4つの斜面を有している。なお、上面51Uと側面51Rとの間、上面51Uと側面51Lとの間、下面51Dと側面51Rとの間、下面51Dと側面51Lとの間、それぞれの斜面を51UR,51UL,51DR,51DLとする。
レンズ保持部51の側面51L以外の各面は、+X側が−X側より凹んで形成されており、側面51Lの上下の端部には、+Y方向に突出し、ベース部53に繋がる一対の板状部511が形成されている。
通気孔形成部52は、レンズ保持部51の外周面から突出して筒状に形成されており、+X側を形成する壁部52Wを有している。壁部52Wには、筐体本体5Aの外面の一部を形成し、延出方向が異なる複数の壁面521が形成されている。複数の壁面521は、レンズ保持部51の周囲、すなわち、光軸31Axに沿う方向から見て光源311を囲む領域に、周方向に沿って配設されている。
具体的に、壁面521は、図6に示すように、レンズ保持部51の上面51Uに隣接する第1壁面521a、斜面51UR,51ULにそれぞれ隣接する一対の第2壁面521b、下面51Dに隣接する第3壁面521c、および斜面51DR,51DLにそれぞれ隣接する一対の第4壁面521dを有している。すなわち、これら複数の壁面521は、第1姿勢において、光軸31Axを通る水平面の両側に設けられている。また、横置き姿勢(所定の姿勢)において、図6に示すように、第1壁面521aおよび一対の第2壁面521bは、光軸31Axを通る水平面Shの上側に位置し、第3壁面521cおよび一対の第4壁面521dは、水平面Shの下側に位置する。
各壁面521は、−X側、つまり光路前段側に向かう程、光軸31Axから遠ざかるように傾斜している。本実施形態の各壁面521は、光軸31Axに直交する面に対し、45°程度傾斜している。また、各壁面521の光軸31Axに直交する面に対する傾斜角は、45°に限らず、例えば、40°〜50°の範囲であってもよい。
各壁面521は、光路前段側の端部が光路後段側の端部より長い台形状に形成されており、各壁面521を光軸31Ax側に伸張させると、多角錐状に模した形状になるように、環状に配設されている。
各壁面521は、光路前段側の端部が光路後段側の端部より長い台形状に形成されており、各壁面521を光軸31Ax側に伸張させると、多角錐状に模した形状になるように、環状に配設されている。
具体的に、一対の第2壁面521bは、隣り合う第1壁面521aに対し、光軸31Ax側に屈曲されたように形成され、一対の第4壁面521dは、隣り合う第3壁面521cに対し、光軸31Ax側に屈曲されたように形成されている。そして、図6に示すように、横置き姿勢(所定の姿勢)において、第1壁面521aおよび第3壁面521cは、光軸31Axを通る鉛直面Svが通る位置に形成され、第2壁面521bおよび第4壁面521dは、水平面Shと鉛直面Svとの間に形成される。より具体的に、第2壁面521bおよび第4壁面521dは、横置き姿勢(所定の姿勢)において、光軸31Axに直交する面が交差して形成される直線の垂線Lpが光軸31Axを通り、この垂線Lpが鉛直面Svに対して45°程度になるように形成されている。
そして、各壁面521には、図6に示すように、個別に通気孔52Aが形成されている。通気孔52Aは、筐体本体5Aの外側から内側に貫通する貫通孔であり、筐体本体5Aとダクト部材7とで形成される流路7Fを流れた空気が、この通気孔52Aから筐体本体5A内に流入可能に形成されている。具体的に、第1壁面521a、第2壁面521b、第3壁面521c、および第4壁面521dには、第1通気孔52Aa、第2通気孔52Ab、第3通気孔52Ac、第4通気孔52Adがそれぞれ形成されている。
これら複数の通気孔52Aは、環状に配設されている。より具体的に、複数の通気孔52Aは、光軸31Axを中心とする円周方向に形成されており、複数の壁面521と同様に、第1姿勢において、光軸31Axを通る水平面の両側に設けられ、また、横置き姿勢(所定の姿勢)において、第1通気孔52Aaおよび一対の第2通気孔52Abは、水平面Shの上側に位置し、第3通気孔52Acおよび一対の第4通気孔52Adは、水平面Shの下側に位置する。
また、所定の姿勢において、第1通気孔52Aaおよび第3通気孔52Acは、鉛直面Svが通る位置に形成され、一対の第2通気孔52Abおよび一対の第4通気孔52Adは、水平面Shと鉛直面Svとの間に形成されている。本実施形態では、一対の第2通気孔52Abおよび一対の第4通気孔52Adは、光軸31Axを通り、鉛直面に対して45°傾斜する斜面Ssが通る位置に形成されている。
また、所定の姿勢において、第1通気孔52Aaおよび第3通気孔52Acは、鉛直面Svが通る位置に形成され、一対の第2通気孔52Abおよび一対の第4通気孔52Adは、水平面Shと鉛直面Svとの間に形成されている。本実施形態では、一対の第2通気孔52Abおよび一対の第4通気孔52Adは、光軸31Axを通り、鉛直面に対して45°傾斜する斜面Ssが通る位置に形成されている。
また、通気孔形成部52には、図5に示すように、各壁面521の外縁近傍、すなわち、通気孔52Aの光軸31Ax側とは反対側に、回転体61を回転自在に支持するため軸受部522が形成されている。軸受部522は、丸孔および丸孔の内周縁部が壁面521より僅かに筒状に突出して形成されており、この丸孔の中心軸522Sが回転体61の回転中心となる。すなわち、各通気孔52Aは、中心軸522Sの光軸31Ax側に形成されており、壁面521における周縁形状は、中心軸522S側が光軸31Ax側より大きい台形状に形成されている。
また、各通気孔52Aは、図4に示すように、壁面521における周縁の少なくとも一部が光軸31Axに沿う方向から見て、リフレクター312周縁の内側に位置している。
また、各通気孔52Aは、図4に示すように、壁面521における周縁の少なくとも一部が光軸31Axに沿う方向から見て、リフレクター312周縁の内側に位置している。
また、通気孔形成部52は、図5(a)に示すように、レンズ保持部51の側面51Rに隣接する側壁523を有し、この側壁523には、ベース部53に繋がる矩形状の突出部524が形成されている。そして、この突出部524の中央には、±Y方向に貫通する貫通孔が形成されており、この貫通孔の−Y側の縁部は、冷却ファン41から送風される空気の一部が導入される補助導入口52Gとなり、貫通孔の+Y側の縁部は、補助導入口52Gから導入された空気が光源用筐体5内部に流入する流入口525(図5(b)参照)となる。流入口525は、光源311における封止部3111b(図2参照)の−Y方向に位置するように形成されている。
また、通気孔形成部52には、側壁523に対向する側の側壁に、図5(b)に示すように、排出口526が形成されている。排出口526は、流入口525に対向する位置に設けられており、光源用筐体5内に導入された空気の一部は、この排出口526から光源装置31外部に排出される。なお、排出口526には、図示しないメッシュ状の部材が配置されており、発光管3111が破損した場合に、破片が光源装置31の外部に飛散することを防ぐように構成されている。
ベース部53は、図5(a)に示すように、通気孔形成部52の外面より突出しており、−X側の縁部には、平面視矩形状のフランジ部531が設けられている。フランジ部531の四隅のうち対角となる位置には、ネジが挿通される挿通孔531hが形成されている。筐体本体5Aとカバー5Bとは、この挿通孔531hから挿通されたネジによって固定される。
ベース部53は、図5(b)に示すように、周縁部の内側が+X側に窪む凹部532を有し、この凹部532は、通気孔形成部52の内面と繋がるように形成されている。リフレクター312は、凹部532に配置され、リフレクター312に固定された光源311は、封止部3111b(図2参照)の先端が通気孔形成部52の内側に配置される。
ベース部53は、図5(b)に示すように、周縁部の内側が+X側に窪む凹部532を有し、この凹部532は、通気孔形成部52の内面と繋がるように形成されている。リフレクター312は、凹部532に配置され、リフレクター312に固定された光源311は、封止部3111b(図2参照)の先端が通気孔形成部52の内側に配置される。
開閉機構6は、図5に示すように、各通気孔52Aに対応して設けられた複数の回転体61および支持部材62(図7参照)を備え、各通気孔52Aを個別に開閉する。複数の回転体61および支持部材62は共通に形成されている。
図7は、回転体61および支持部材62の斜視図であり、(a)は外側となる方向から見た図、(b)は内側となる方向から見た図である。
回転体61は、金属製で平面視円形に形成されており、図7に示すように、板状部611および板状部611周縁の一部から突出する重り部612を有している。
図7は、回転体61および支持部材62の斜視図であり、(a)は外側となる方向から見た図、(b)は内側となる方向から見た図である。
回転体61は、金属製で平面視円形に形成されており、図7に示すように、板状部611および板状部611周縁の一部から突出する重り部612を有している。
板状部611には、中心に形成された丸孔61h、および周縁部を残して円形の略半分の領域が開口された切除部61aが設けられている。
丸孔61hは、支持部材62の後述する軸部621が挿通される孔であり、中心の軸が軸受部522の中心軸522Sと同軸となる。
切除部61aは、通気孔52Aを全開させる大きさに形成されている。板状部611における切除部61aとは反対側の領域は、通気孔52Aを閉塞する大きさに形成されており、通気孔52Aを閉塞する閉塞部61bとして機能する。
重り部612は、切除部61aの閉塞部61b側とは反対側の周縁から板状部611の一方の側に突出している。重り部612は、閉塞部61bの重量より大きな重量を有している。このように、回転体61は、回転中心を挟んで切除部61aおよび閉塞部61bを有し、重心が回転中心の切除部61a側に設けられている。
丸孔61hは、支持部材62の後述する軸部621が挿通される孔であり、中心の軸が軸受部522の中心軸522Sと同軸となる。
切除部61aは、通気孔52Aを全開させる大きさに形成されている。板状部611における切除部61aとは反対側の領域は、通気孔52Aを閉塞する大きさに形成されており、通気孔52Aを閉塞する閉塞部61bとして機能する。
重り部612は、切除部61aの閉塞部61b側とは反対側の周縁から板状部611の一方の側に突出している。重り部612は、閉塞部61bの重量より大きな重量を有している。このように、回転体61は、回転中心を挟んで切除部61aおよび閉塞部61bを有し、重心が回転中心の切除部61a側に設けられている。
支持部材62は、筐体本体5Aの軸受部522とで回転体61を回転自在に支持する。
支持部材62は、図7に示すように、丸孔61hに挿通される軸部621、軸部621の一方側に形成されたネジ部622、および軸部621の他方側に形成されたネジ頭部623を有している。
支持部材62は、回転体61の丸孔61hに軸部621が挿通され、ネジ部622が軸受部522に設けられたネジ孔に螺合されて筐体本体5Aに固定される。回転体61は、回転方向において、軸部621に支持され、中心軸522Sに沿う方向が軸部621とネジ頭部623とに支持されて回転自在に配置される。
支持部材62は、図7に示すように、丸孔61hに挿通される軸部621、軸部621の一方側に形成されたネジ部622、および軸部621の他方側に形成されたネジ頭部623を有している。
支持部材62は、回転体61の丸孔61hに軸部621が挿通され、ネジ部622が軸受部522に設けられたネジ孔に螺合されて筐体本体5Aに固定される。回転体61は、回転方向において、軸部621に支持され、中心軸522Sに沿う方向が軸部621とネジ頭部623とに支持されて回転自在に配置される。
図8は、光源装置31のY−Z平面における断面図であり、横置き姿勢における光源装置31を+X側から見た図である。なお、図8は、支持部材62については、1つを示し、他を省略した図である。
各回転体61は、図8に示すように、板状部611の重り部612とは反対側が壁面521に対向して各壁面521に配置される。すなわち、回転体61は、閉塞部61bに対し、壁面521とは反対側に重り部612が突出して配置される。
そして、各回転体61は、光源装置31の姿勢に応じて自重により各壁面521に沿って回転し、切除部61aが閉塞部61bの下方に位置する状態となる。
各回転体61は、図8に示すように、板状部611の重り部612とは反対側が壁面521に対向して各壁面521に配置される。すなわち、回転体61は、閉塞部61bに対し、壁面521とは反対側に重り部612が突出して配置される。
そして、各回転体61は、光源装置31の姿勢に応じて自重により各壁面521に沿って回転し、切除部61aが閉塞部61bの下方に位置する状態となる。
次に、ダクト部材7について説明する。
ダクト部材7は、筐体本体5Aとで流路7Fを形成する。
ダクト部材7は、図4、図5に示すように、−X側が開口する筒状に形成されている。ダクト部材7は、+X側を形成する壁部にレンズ保持部51の+X側が挿通される挿通孔71が形成され、複数の回転体61および通気孔形成部52を囲み、ベース部53まで延出している。
ダクト部材7は、筐体本体5Aとで流路7Fを形成する。
ダクト部材7は、図4、図5に示すように、−X側が開口する筒状に形成されている。ダクト部材7は、+X側を形成する壁部にレンズ保持部51の+X側が挿通される挿通孔71が形成され、複数の回転体61および通気孔形成部52を囲み、ベース部53まで延出している。
ダクト部材7は、−X側の側壁に筐体本体5Aの側壁523を露出させるような開口部72が形成されており、図3に示すように、この開口部72に筐体本体5Aの突出部524(補助導入口52G)が配置されるように形成されている。そして、開口部72の縁部と突出部524との間に形成される開口で導入口7Gが形成される。このように、ダクト部材7は、内部が導入口7Gに連通するように形成され、導入口7Gおよび補助導入口52Gは、光源装置31の−Y側に並設されている。
また、ダクト部材7は、図5に示すように、+Y側の壁部に筐体本体5Aの排出口526と連通する開口部73が設けられている。
また、ダクト部材7は、図5に示すように、+Y側の壁部に筐体本体5Aの排出口526と連通する開口部73が設けられている。
ダクト部材7は、筐体本体5Aにネジ固定される。
そして、ダクト部材7と筐体本体5Aとの間には、図8に示すように、導入口7Gに連通する流路7Fが形成される。具体的に、流路7Fは、図4に示すように、光軸31Axに沿う方向がダクト部材7とベース部53とで囲まれ、図8に示すように、光軸31Axに直交する方向が、ダクト部材7と、レンズ保持部51および一対の板状部511とで囲まれた領域に形成される。
そして、ダクト部材7と筐体本体5Aとの間には、図8に示すように、導入口7Gに連通する流路7Fが形成される。具体的に、流路7Fは、図4に示すように、光軸31Axに沿う方向がダクト部材7とベース部53とで囲まれ、図8に示すように、光軸31Axに直交する方向が、ダクト部材7と、レンズ保持部51および一対の板状部511とで囲まれた領域に形成される。
図3に戻って、カバー5Bは、筐体本体5Aのフランジ部531に組み合わされるように形成され、リフレクター312の−X側を覆う。カバー5Bには、図3に示すように、−Y側の壁部に排出口55が形成され、図4に示すように、+Y側の壁部に排出口56が形成されている。
〔空気の流れ〕
ここで、冷却ファン41から送風された空気の流れについて説明する。
冷却ファン41から送風された空気は、導入口7Gおよび補助導入口52Gから流入して光源装置31を冷却する。
補助導入口52Gから流入した空気は、プロジェクター1の姿勢に係わらず流入口525(図5(b)参照)から光源用筐体5内に流入し、封止部3111bに向けて送風され、金属箔3116とリード線3114(いずれも図2参照)とが接続する部位等を主に冷却する。
図8に示すように、導入口7Gから流入した空気は、ダクト部材7の内部に流入し、プロジェクター1の姿勢に応じて選択的に開口される通気孔52Aから光源311に向けて送風される。
ここで、冷却ファン41から送風された空気の流れについて説明する。
冷却ファン41から送風された空気は、導入口7Gおよび補助導入口52Gから流入して光源装置31を冷却する。
補助導入口52Gから流入した空気は、プロジェクター1の姿勢に係わらず流入口525(図5(b)参照)から光源用筐体5内に流入し、封止部3111bに向けて送風され、金属箔3116とリード線3114(いずれも図2参照)とが接続する部位等を主に冷却する。
図8に示すように、導入口7Gから流入した空気は、ダクト部材7の内部に流入し、プロジェクター1の姿勢に応じて選択的に開口される通気孔52Aから光源311に向けて送風される。
以下、導入口7Gから流入した空気の流れについて説明する。
プロジェクター1は、前述したように、第1姿勢(所定の姿勢としての横置き姿勢を含む)および第2姿勢(縦置き姿勢)で投写可能に構成され、開閉機構6は、プロジェクター1の姿勢に応じて複数の通気孔52Aを選択的に開閉する。
プロジェクター1は、前述したように、第1姿勢(所定の姿勢としての横置き姿勢を含む)および第2姿勢(縦置き姿勢)で投写可能に構成され、開閉機構6は、プロジェクター1の姿勢に応じて複数の通気孔52Aを選択的に開閉する。
先ず、第1姿勢における光源装置31の空気の流れについて、第1姿勢のうちのいくつかの姿勢を例示して説明する。
図9は、第1姿勢のうちの横置き姿勢(所定の姿勢)、および横置き姿勢から光軸31Axに平行な軸を中心に順次90°回転された各姿勢における空気の流れを説明するための図である。具体的に、図9(a)は、第1姿勢におけるプロジェクター1を+X側から見た模式図であり、横置き姿勢におけるプロジェクター1を実線で示し、他の姿勢を二点鎖線で示した図である。図9(b)は机の上面等の載置面TAに横置き姿勢で載置されたプロジェクター1を+Y側から見た模式図である。図9(c)〜(f)は、各姿勢における光源装置31の通気孔52Aの状態を説明するための図であり、(c)は、横置き姿勢の状態を示す図、(d)〜(f)は、横置き姿勢から順次90°回転された各姿勢での通気孔52Aの状態を示す図である。
図9は、第1姿勢のうちの横置き姿勢(所定の姿勢)、および横置き姿勢から光軸31Axに平行な軸を中心に順次90°回転された各姿勢における空気の流れを説明するための図である。具体的に、図9(a)は、第1姿勢におけるプロジェクター1を+X側から見た模式図であり、横置き姿勢におけるプロジェクター1を実線で示し、他の姿勢を二点鎖線で示した図である。図9(b)は机の上面等の載置面TAに横置き姿勢で載置されたプロジェクター1を+Y側から見た模式図である。図9(c)〜(f)は、各姿勢における光源装置31の通気孔52Aの状態を説明するための図であり、(c)は、横置き姿勢の状態を示す図、(d)〜(f)は、横置き姿勢から順次90°回転された各姿勢での通気孔52Aの状態を示す図である。
プロジェクター1は、横置き姿勢の場合、図9(a)、(b)示すように、光軸31Ax,36Axが載置面TAに略平行となり、壁に沿うように配置されたスクリーンSCに横長の画像を投写する。
各回転体61は、切除部61aが閉塞部61bの下方に位置する状態となるので、複数の通気孔52Aは、形成された位置に応じて開閉状態が異なる。
図10は、横置き姿勢における各通気孔52Aと各回転体61との関係を示す図である。
横置き姿勢において、第1通気孔52Aaは、図10(a)に示すように、回転体61の切除部61aによって全体が露出する状態となる。一対の第2通気孔52Abそれぞれは、図10(b)、(c)に示すように、上側の隅部が閉塞部61bによって閉塞される。第3通気孔52Acは、図10(d)に示すように、閉塞部61bによって全て閉塞される。そして、一対の第4通気孔52Adは、図10(e)、(f)に示すように、下側の隅部が開口するが、他は、閉塞部61bによって閉塞される。すなわち、第2通気孔52Abの開口面積は、第4通気孔52Adの開口面積より広いものとなる。
各回転体61は、切除部61aが閉塞部61bの下方に位置する状態となるので、複数の通気孔52Aは、形成された位置に応じて開閉状態が異なる。
図10は、横置き姿勢における各通気孔52Aと各回転体61との関係を示す図である。
横置き姿勢において、第1通気孔52Aaは、図10(a)に示すように、回転体61の切除部61aによって全体が露出する状態となる。一対の第2通気孔52Abそれぞれは、図10(b)、(c)に示すように、上側の隅部が閉塞部61bによって閉塞される。第3通気孔52Acは、図10(d)に示すように、閉塞部61bによって全て閉塞される。そして、一対の第4通気孔52Adは、図10(e)、(f)に示すように、下側の隅部が開口するが、他は、閉塞部61bによって閉塞される。すなわち、第2通気孔52Abの開口面積は、第4通気孔52Adの開口面積より広いものとなる。
その結果、導入口7Gから流入した空気は、図9(c)に示すように、殆どが第1通気孔52Aaおよび第2通気孔52Abから光源用筐体5内に流入し、図4に示すように、リフレクター312の内面に沿い、発光部3111aの上側に向けて送風される。すなわち、導入口7Gから導入された空気は、発光部3111aの下側よりも上側に、より多く送風される。
プロジェクター1は、横置き姿勢から光軸31Axに平行な軸を中心に90°回転(+X側から見て時計回りに回転)されると、天井に向けての投写が可能な上向き姿勢となる。
この上向き姿勢において、図9(d)に示すように、一対の第2通気孔52Abおよび一対の第4通気孔52Adは、それぞれ一方が光源311の上方に位置し、他方が光源311の下方に位置する。第1通気孔52Aaおよび第3通気孔52Acにおいては、光源311の側方に位置する。
そして、複数の回転体61は、横置き姿勢から上向き姿勢に変更される際に、壁面521に沿って回転し、横置き姿勢と同様に、切除部61aが閉塞部61bの下方に位置する状態となる。
この上向き姿勢において、図9(d)に示すように、一対の第2通気孔52Abおよび一対の第4通気孔52Adは、それぞれ一方が光源311の上方に位置し、他方が光源311の下方に位置する。第1通気孔52Aaおよび第3通気孔52Acにおいては、光源311の側方に位置する。
そして、複数の回転体61は、横置き姿勢から上向き姿勢に変更される際に、壁面521に沿って回転し、横置き姿勢と同様に、切除部61aが閉塞部61bの下方に位置する状態となる。
この上向き姿勢において、図9(d)に示すように、光源311の上方に位置する第2通気孔52Abおよび第4通気孔52Adは、上側の隅部が閉塞部61bによって閉塞されるが、殆どが開口する状態となる。光源311の側方に位置する第1通気孔52Aaおよび第3通気孔52Acにおいては、上側略半分が閉塞され、下側略半分が開口する。そして、光源311の下方に位置する第2通気孔52Abおよび第4通気孔52Adにおいては、下側の隅部が開口するが、他は、閉塞部61bによって閉塞される。
その結果、導入口7Gから流入した空気は、多くが上側の第2通気孔52Abおよび第4通気孔52Adから、発光部3111aの上側に向けて送風され、一部が第1通気孔52Aaおよび第3通気孔52Acから発光部3111aの側方に向けて送風され、僅かな空気が下側の第2通気孔52Abおよび第4通気孔52Adから、発光部3111aの下側に向けて送風される。すなわち、導入口7Gから流入した空気は、発光部3111aの下側よりも上側に、より多く送風される。
プロジェクター1は、上向き姿勢からさらに90°回転(+X側から見て時計回りに回転)されると、天井等に吊り下げられる天吊り姿勢での投写が可能となる。回転体61は、壁面521に沿って回転し、前述した2つの姿勢と同様に、切除部61aが閉塞部61bの下方に位置する状態となる。
天吊り姿勢は、横置き姿勢から180°回転された姿勢であり、回転体61は、天吊り姿勢において、横置き姿勢とは対称に通気孔52Aを閉塞する。すなわち、天吊り姿勢において、導入口7Gから流入した空気は、殆どが第3通気孔52Acおよび第4通気孔52Adから光源用筐体5内に流入してリフレクター312の内面に沿い、発光部3111aの上側に向けて送風される。すなわち、導入口7Gから導入された空気は、発光部3111aの下側よりも上側に、より多く送風される。
天吊り姿勢は、横置き姿勢から180°回転された姿勢であり、回転体61は、天吊り姿勢において、横置き姿勢とは対称に通気孔52Aを閉塞する。すなわち、天吊り姿勢において、導入口7Gから流入した空気は、殆どが第3通気孔52Acおよび第4通気孔52Adから光源用筐体5内に流入してリフレクター312の内面に沿い、発光部3111aの上側に向けて送風される。すなわち、導入口7Gから導入された空気は、発光部3111aの下側よりも上側に、より多く送風される。
プロジェクター1は、天吊り姿勢からさらに90°回転(+X側から見て時計回りに回転)されると、床面へ向けての投写が可能な下向き姿勢となる。回転体61は、前述したと同様に、切除部61aが閉塞部61bの下方に位置する状態となる。
下向き姿勢は、上向き姿勢から180°回転された姿勢であり、回転体61は、下向き姿勢において、上向き姿勢とは対称に通気孔52Aを閉塞する。そして、下向き姿勢において、導入口7Gから流入した空気は、上向き姿勢と同様に発光部3111aに送風される。
下向き姿勢は、上向き姿勢から180°回転された姿勢であり、回転体61は、下向き姿勢において、上向き姿勢とは対称に通気孔52Aを閉塞する。そして、下向き姿勢において、導入口7Gから流入した空気は、上向き姿勢と同様に発光部3111aに送風される。
詳細な説明は省略するが、前述した4つの姿勢の間の姿勢(例えば横置き姿勢と上向き姿勢との間の姿勢等)であっても、第1姿勢であれば、複数の通気孔52Aのうちのいずれかが光源311の上方に位置する。そして、通気孔52Aは、回転体61の回転中心(中心軸522S)の光軸31Ax側に設けられているので、第1姿勢において、光源311の上方に位置する通気孔52Aは、回転中心の下側となり、光源311の下方に位置する通気孔52Aは、回転中心の上側となる。これによって、回転体61は、光源311の上方に位置する通気孔52Aにおいては、切除部61aによって開口させる面積を大きくし、光源311の下方に位置する通気孔52Aにおいては、閉塞部61bによって閉塞させる面積を大きくすることが可能となる。よって、導入口7Gから導入された空気を発光部3111aの下側よりも上側に、より多く送風することができる。
そして、光源311を冷却して温まった空気は、排出口526、開口部72(図5参照)や、リフレクター312に設けられた開口部3123(図2参照)、およびカバー5Bに設けられた排出口55(図3参照)、排出口56(図4参照)を介して光源装置31外部に排出される。そして、光源装置31外部に排出された空気は、排気ファン42によって外装筐体2外部に排出される。
また、光軸31Axが水平面に対して多少傾斜した姿勢でも、回転体61は、前述したように動作するので、導入口7Gから流入した空気は、発光部3111aの下側よりも上側に、より多く送風される。
また、光軸31Axが水平面に対して多少傾斜した姿勢でも、回転体61は、前述したように動作するので、導入口7Gから流入した空気は、発光部3111aの下側よりも上側に、より多く送風される。
次に、第2姿勢(縦置き姿勢)における光源装置31の空気の流れについて説明する。
図11は、第2姿勢における光源装置31の空気の流れを説明するための図である。具体的に、図11(a)は、載置面TAに縦置き姿勢で載置されたプロジェクター1を+Y側から見た模式図、図11(b)は、第2姿勢における光源装置31の断面図である。
本実施形態におけるプロジェクター1の第2姿勢は、図11(a)に示すように、光源装置31が投写レンズ36の上方に位置する姿勢、すなわち光源装置31における光路前段側が光路後段側の上方となる姿勢であり、プロジェクター1は、この第2姿勢で室内の壁等に沿うように配置されたスクリーンSC(図11では図示省略)に縦長の画像を投写する。
図11は、第2姿勢における光源装置31の空気の流れを説明するための図である。具体的に、図11(a)は、載置面TAに縦置き姿勢で載置されたプロジェクター1を+Y側から見た模式図、図11(b)は、第2姿勢における光源装置31の断面図である。
本実施形態におけるプロジェクター1の第2姿勢は、図11(a)に示すように、光源装置31が投写レンズ36の上方に位置する姿勢、すなわち光源装置31における光路前段側が光路後段側の上方となる姿勢であり、プロジェクター1は、この第2姿勢で室内の壁等に沿うように配置されたスクリーンSC(図11では図示省略)に縦長の画像を投写する。
第2姿勢において、回転体61は、各壁面521が光路前段側に向かう程、光軸31Axから遠ざかるように傾斜しているので、図11(b)に示すように、切除部61aが回転体61の回転中心(中心軸522S)の光軸31Ax側となり、全ての通気孔52Aは開口した状態となる。その結果、流路7Fを流れた空気は、図11(b)に示すように、通気孔52Aから光源用筐体5内に流入してリフレクター312の内面に沿い、発光部3111aの側方に向けて送風される。
以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)光源装置31は、第1姿勢において、冷却ファン41から送風された空気が発光部3111aの下側より上側により多く送風されるように構成されている。よって、第1姿勢であれば、前述したように回転された姿勢でも、光源311を適切に冷却することが可能となる。
また、光源装置31は、回転体61が流路7Fの下流側で通気孔52Aを開閉し、導入口7Gでは流入する空気を制限しない構成なので、冷却ファン41から送風される空気を有効に利用して光源311を冷却することができる。
さらに、壁面521は、光路前段側に向かう程、光軸31Axから遠ざかるように傾斜しているので、第2姿勢においても、回転体61が自重によって回転し、全ての通気孔52Aから光源311の側方に向けて送風される。よって、第2姿勢においても、光源311の適切な冷却が可能となる。
したがって、冷却ファン41の性能を充分発揮させて光源311の劣化を効率良く抑制しつつ、使用シーンを広げた光源装置31の提供が可能となる。
(1)光源装置31は、第1姿勢において、冷却ファン41から送風された空気が発光部3111aの下側より上側により多く送風されるように構成されている。よって、第1姿勢であれば、前述したように回転された姿勢でも、光源311を適切に冷却することが可能となる。
また、光源装置31は、回転体61が流路7Fの下流側で通気孔52Aを開閉し、導入口7Gでは流入する空気を制限しない構成なので、冷却ファン41から送風される空気を有効に利用して光源311を冷却することができる。
さらに、壁面521は、光路前段側に向かう程、光軸31Axから遠ざかるように傾斜しているので、第2姿勢においても、回転体61が自重によって回転し、全ての通気孔52Aから光源311の側方に向けて送風される。よって、第2姿勢においても、光源311の適切な冷却が可能となる。
したがって、冷却ファン41の性能を充分発揮させて光源311の劣化を効率良く抑制しつつ、使用シーンを広げた光源装置31の提供が可能となる。
(2)プロジェクター1は、第1姿勢および第2姿勢で光源311の劣化が抑制されるので、横長の画像はもとより縦長の画像を安定して投写することができる。また、プロジェクター1は、横長の画像の投写においては、壁に沿う投写面への投写はもとより、様々な方向への投写、例えば、エントランスホールの床や天井への投写、あるいはそれらの間に位置する投写面への投写等、広い用途で、長期に亘って安定した画像の投写が可能となる。
(3)複数の壁面521は、光軸31Axを内側とする周方向に沿って配置されるので、光源311に対する各壁面521に設けられた通気孔52Aの距離の差を小さくすることができる。よって、第1姿勢における姿勢の変更に応じて変わる開口する通気孔52Aと光源311との距離の差を小さくできるとともに、光源用筐体5の大型化を抑制できる。よって、第1姿勢における姿勢の変更においても安定して光源311の適切な冷却が可能になるとともに、光源装置31の小型化が図れる。
(4)回転体61は、光源用筐体5の外面側に配置され、通気孔52Aにおける空気の入口を開閉する。これによって、回転体61が光源用筐体5の内面側に配置され、通気孔52Aにおける空気の出口を開閉する構成に比べ、光源用筐体5内の形状や構成を簡素化し、回転体61、支持部材62および軸受部522の熱や光による劣化を抑制することが可能となる。
(5)通気孔52Aが回転中心の光軸31Ax側に形成されているので、通気孔52Aが回転中心の光軸31Axとは反対側に形成される構成に比べ、光源用筐体5の小型化、ひいては光源装置31のさらなる小型化が可能となる。また、通気孔52Aにおける空気の入口と出口との間を傾斜させたり、屈曲させたりすることなく、流路7Fを流れた空気を滑らかに光源311に送風することが可能となる。よって、光源311のさらに効率的な冷却が可能となる。
(6)複数の通気孔52Aは、前述した第1〜第4通気孔52Aを有しているので、第1姿勢であれば、複数の通気孔52Aのうちのいずれかが光源311の上方に位置する。そして、回転体61は、光源311の上方に位置する通気孔52Aにおいては、切除部61aによって開口させる面積を大きくし、光源311の下方に位置する通気孔52Aにおいては、閉塞部61bによって閉塞させる面積を大きくする。よって、第1姿勢であれば、所定の姿勢から0°〜360°の範囲で回転された姿勢において、確実に光源311を適切に冷却することが可能となる。
(7)回転体61が自重によって通気孔52Aを開閉するので、第1姿勢および第2姿勢において、ユーザーの煩わしい操作を必要とすることなく、光源311が適切に冷却されるプロジェクター1を提供できる。
(8)複数の回転体61および流路7Fは、光軸31Axを囲むように、光源用筐体5の外側に設けられるので、一部が著しく突出することが抑制された光源装置31の提供が可能となる。また、プロジェクター1は、この光源装置31を備えるので、大型化が抑制される。
(9)光源装置31は、導入口7Gに並設された補助導入口52Gから導入された空気で封止部3111bが冷却される。これによって、第1姿勢および第2姿勢において、光源311は、さらに効率良く冷却される。
(変形例)
なお、前記実施形態は、以下のように変更してもよい。
前記実施形態の光源装置31は、回転体61が光源用筐体5の外面側、つまり通気孔52Aにおける空気の入口側に配置されるように構成されているが、回転体61が光源用筐体5の内面側、つまり通気孔52Aにおける空気の出口側に配置されるように構成してもよい。
なお、前記実施形態は、以下のように変更してもよい。
前記実施形態の光源装置31は、回転体61が光源用筐体5の外面側、つまり通気孔52Aにおける空気の入口側に配置されるように構成されているが、回転体61が光源用筐体5の内面側、つまり通気孔52Aにおける空気の出口側に配置されるように構成してもよい。
前記実施形態の壁面521は、光路後前側に向かう程、光軸31Axから遠ざかるように傾斜しているが、光路後段側に向かう程、光軸31Axから遠ざかるように傾斜してもよい。この構成の場合、光源装置31が投写レンズ36の下方に位置する状態が第2姿勢として構成される。
前記実施形態では、通気孔52Aが回転体61の回転中心(中心軸522S)の光軸31Ax側に形成されているが、通気孔52Aが回転体の回転中心の光軸31Axとは反対側に形成される態様であってもよい。この態様の場合、回転体は、重心が回転中心の閉塞部161b側に設けられる構成となる。
図12は、この変形例の光源装置31を説明するための図であり、(a)は光源装置31の断面図、(b)は回転体161の平面図である。
図12に示すように、この変形例の光源装置31は、通気孔52Aが回転体161の回転中心161Sの光軸31Axとは反対側に形成されている。
回転体161は、図12(b)に示すように、板状に形成され、平面視円形状から一部が削除されたような形状を有し、この削除された部位が切除部161aとして形成されている。そして、回転体161は、回転中心161Sを挟んで、切除部161aおよび閉塞部161bが形成され、回転中心161Sの閉塞部161b側に重心が設けられている。
各回転体61は、第1姿勢において、図12(a)に示すように、自重により閉塞部161bが回転中心161Sの下方に位置する状態となる。そして、前記実施形態と同様に、光源311の上方に位置する通気孔52Aの開口面積は、光源311の下方に位置する通気孔52Aの開口面積より広くなり、導入口7Gから導入された空気は、発光部3111aの下側よりも上側に、より多く送風される。
なお、重心が閉塞部側に位置する回転体の形状としては、図12(b)に示す形状に限らず、前記実施形態の回転体61(図7参照)における重り部612を削除したような形状であってもよい。
図12は、この変形例の光源装置31を説明するための図であり、(a)は光源装置31の断面図、(b)は回転体161の平面図である。
図12に示すように、この変形例の光源装置31は、通気孔52Aが回転体161の回転中心161Sの光軸31Axとは反対側に形成されている。
回転体161は、図12(b)に示すように、板状に形成され、平面視円形状から一部が削除されたような形状を有し、この削除された部位が切除部161aとして形成されている。そして、回転体161は、回転中心161Sを挟んで、切除部161aおよび閉塞部161bが形成され、回転中心161Sの閉塞部161b側に重心が設けられている。
各回転体61は、第1姿勢において、図12(a)に示すように、自重により閉塞部161bが回転中心161Sの下方に位置する状態となる。そして、前記実施形態と同様に、光源311の上方に位置する通気孔52Aの開口面積は、光源311の下方に位置する通気孔52Aの開口面積より広くなり、導入口7Gから導入された空気は、発光部3111aの下側よりも上側に、より多く送風される。
なお、重心が閉塞部側に位置する回転体の形状としては、図12(b)に示す形状に限らず、前記実施形態の回転体61(図7参照)における重り部612を削除したような形状であってもよい。
前記実施形態では、壁面521が6つ設けられているが、6つ以外の数で壁面521を形成してもよい。また、前記実施形態では、1つの壁面521に1つの通気孔52Aが設けられているが、1つの壁面521に複数の通気孔52Aを設けてもよい。
前記実施形態のプロジェクター1は、光変調装置として透過型の液晶パネルを用いているが、反射型の液晶パネルを利用したものであってもよい。また、光変調装置としてマイクロミラー型の光変調装置、例えば、DMD(Digital Micromirror Device)等を利用したものであってもよい。
前記実施形態の光変調装置は、R光、G光、およびB光に対応する3つの光変調装置を用いるいわゆる3板方式を採用しているが、これに限らず、単板方式を採用してもよく、あるいは、2つまたは4つ以上の光変調装置を備えるプロジェクターにも適用できる。
前記実施形態のプロジェクター1は、1つの光源装置31を備えているが、複数の光源装置31を備えたプロジェクターにも適用できる。
1…プロジェクター、2…外装筐体、3…光学ユニット、4…冷却装置、5…光源用筐体、6…開閉機構、7…ダクト部材、7F…流路、7G…導入口、31…光源装置、31Ax…光軸、36…投写レンズ(投写光学装置)、41…冷却ファン、52A…通気孔、52Aa…第1通気孔、52Ab…第2通気孔、52Ac…第3通気孔、52Ad…第4通気孔、52G…補助導入口、61,161…回転体、61a,161a…切除部、61b,161b…閉塞部、311…光源、312…リフレクター、351,351B,351G,351R…液晶ライトバルブ(光変調装置)、521…壁面、521a…第1壁面、521b…第2壁面、521c…第3壁面、521d…第4壁面、522…軸受部、522S…中心軸(回転中心)、611…板状部、612…重り部、3111…発光管、3111a…発光部、Sh…水平面、Sv…鉛直面。
Claims (7)
- 光源と、
前記光源を収納し、前記光源の光軸に沿う方向から見て前記光源を囲む領域に延出方向が異なる複数の壁面を有し、当該複数の壁面に通気孔が形成された光源用筐体と、
前記複数の壁面に配置され、前記壁面に沿う回転により前記通気孔を開閉する回転体と、
前記光源用筐体の外部から空気を導入する導入口を有し、前記通気孔に連通可能な流路と、
を備え、
前記回転体は、当該回転体の回転中心を挟んで形成される前記通気孔を閉塞する閉塞部、および前記通気孔を開口させる切除部を有し、前記回転中心の前記切除部側または前記閉塞部側に重心が設けられ、
前記複数の壁面は、前記光軸が水平面に沿うような第1姿勢において、前記光軸を通る水平面の両側に設けられ、当該複数の壁面は、当該光源装置の光路前段側および光路後段側のいずれか一方に向かう程、前記光軸から遠ざかるように傾斜していることを特徴とする光源装置。 - 請求項1に記載の光源装置であって、
前記複数の壁面は、隣り合う壁面に対して前記光軸側に屈曲されたような壁面を有し、周方向に配設されていることを特徴とする光源装置。 - 請求項1または請求項2に記載の光源装置であって、
前記複数の壁面は、前記光源用筐体の外面側に設けられ、前記光路前段側に向かう程、前記光軸から遠ざかるように傾斜し、
当該光源装置は、前記回転体を囲み、前記光源用筐体とで、前記流路を形成するダクト部材を備えることを特徴とする光源装置。 - 請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の光源装置であって、
前記通気孔は、前記回転中心の前記光軸側に設けられ、
前記回転体は、重心が前記切除部側に設けられていることを特徴とする光源装置。 - 請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の光源装置であって、
前記複数の壁面は、前記第1姿勢のうちの所定の姿勢において、前記光軸を通る水平面の上側に位置する第1壁面および一対の第2壁面と、前記水平面の下側に位置する第3壁面および一対の第4壁面とを有し、
前記所定の姿勢において、
前記第1壁面および前記第3壁面は、前記光軸を通る鉛直面が通る位置に形成され、
前記一対の第2壁面および前記一対の第4壁面は、前記水平面と前記鉛直面との間に形成されることを特徴とする光源装置。 - 請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の光源装置であって、
前記壁面は、前記光軸に直交する面に対する角度が40°〜50°であることを特徴とする光源装置。 - 請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の光源装置と、
前記光源装置から射出された光を変調する光変調装置と、
前記光変調装置にて変調された光を投写する投写光学装置と、
前記光源装置に冷却空気を送風する冷却ファンと、
を備えることを特徴とするプロジェクター。
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| JP2015062202A JP2016180941A (ja) | 2015-03-25 | 2015-03-25 | 光源装置、およびプロジェクター |
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