JP2017102243A5 - - Google Patents

Description

上記課題を解決するために、本発明は、吸気口を有する吸気側側面および該吸気側側面と対向し排気口を有する排気側側面を備えた本体筐体と、前記本体筐体の排気側に設けられ、吸気側に向けて光を照射するように配設されたリフレクタを備える光源と、前記本体筐体の吸気側に設けられ、前記光源の光を用いて投写画像を生成し、該投写画像を投写面に投写する光学エンジン部と、本体筐体内の空気を前記排気口から排気する排気ファンとを備えた画像投写装置において、前記排気側側面に排気側吸気口を設け、前記排気側吸気口から前記本体筐体内に空気を取り入れ、吸気側へ向けて流した後、前記リフレクタ内に配設された発光部へ流す空気の流路を設けたことを特徴とするものである。

図２はプロジェクタ１の外装カバーを外した状態の斜視図である。図２（ａ）は、前側から見た斜視図であり、図２（ｂ）は、後側から見た斜視図であり、図２（ｃ）は、前側から見て光学エンジン部配置側である右側の側面図である。
プロジェクタ１は、後述する光学エンジン部１００や、バラスト基板１２ａなどの各種基板などを保持する本体筐体１４を有している。本体筐体１４は、上側板金部１４ａと、前側板金部１４ｂと、後側板金部１４ｃと、下側板金部１４ｄと、右側板金部１４ｅとを有している。各板金部同士をねじにより固定することで、本体筐体１４を形成している。上側板金部１４ａには、投写画像の光束が通過するための投写開口部１４１が形成されている。前側板金部１４ｂは、バラスト基板ユニットや、後述するメイン電源ユニット８ａ（図２６参照）などを保持している。後側板金部１４ｃは、サブ電源ユニット８ｂなどを保持している。また、下側板金部１４ｄは、光学エンジン部などを保持している。また、右側板金部１４ｅには、図２（ｃ）に示すように、複数の吸気口（第一吸気口１０ａ,第二吸気口１０ｂ,第三吸気口１０ｃ）と、フォーカスレバー４ａを操作可能とする操作用開口部１８とが設けられている。

排気ガイド部８２は、第一ダクト部８２ａ,第二ダクト部８２ｂ,第三ダクト部８２ｃ,第四ダクト部８２ｄを備えており、これら４つのダクト部は、排気ファンの回転軸方向に並べて配置されている。また、第一ダクト部８２ａ,第二ダクト部８２ｂ,第三ダクト部８２ｃ,第四ダクト部８２ｄそれぞれの空気取り入れ口たる吸気口を光源１６０に向けて配置している。各ダクト部には、ダクト部に流れる空気案内する第一導風壁部８３ａ,第二導風壁部８３ｂ,第三導風壁部８３ｃ,第四導風壁部８３ｄが設けられている。４つのダクト部のうち、最も排気ファン側に配置された第一ダクト部８２ａと、この第一ダクト部８２ａに隣接する第二ダクト部８２ｂとは、第二ダクト部に流れる空気を案内する第二導風壁部８３ｂにより仕切られている。また、上記第二ダクト部８２ｂと、第二ダクト部８２ｂに隣接する第三ダクト部８２ｃとは、第三ダクト部８２ｃに流れる空気を案内する第三導風壁部８３ｃにより仕切られている。また、第三ダクト部８２ｃと、排気ファンから最も離れた位置に配置された第四ダクト部８２ｄとは、第四ダクト部８２ｄに流れる空気を案内する第四導風壁部８３ｄにより仕切られている。

第一ダクト部８２ａに流れ込んだ空気を案内する最も排気ファン側に配置された第一導風壁部８３ａは、排気ファンに回転軸方向と直交する方向である上下方向に延びている。また、第一導風壁部８３ａは、第一ダクト部内の空気流れ方向下流側である上方が下方に比べて排気ファンから遠ざかるように傾斜している。第二導風壁部８３ｂ,第三導風壁部８３ｃ, 第四導風壁部８３ｄは、上方に真直ぐ延び、途中で、排気ファンから離れる方向に傾斜するような形状となっている。
各導風壁部の排気ファンから遠ざかる方向に傾斜する部分の表面には、光拡散部として微細な凹凸模様であるシボが形成されている（以下、シボが形成された面をシボ面Ｚという）。本実施形態では、この傾斜する部分の両面をシボ面Ｚとしている。

しかし、第一の空気は、高温の発光管１６２を良好に冷却するために、光源ブロワ７１の押し出しと、排気ファンの吸い込みの両方で流しているのに対し、第二の空気は、排気ファン７の吸い込みのみで流している。よって、第一の空気は、第二の空気に対して、流速が速く、流量も多い。そのため、光源排気ダクト８０の上方で第一の空気と第二の空気とを十分に混合できず、装置外へ排出されることになる。また、排気ファン７に近い第一ダクト部８２ａや第二ダクト部８２ｂに流れる第二の空気は、主に排気ファン７の回転軸部よりも下方の領域から機外へ排気される。一方、第三ダクト部８２ｃ,第四ダクト部８２ｄに流れる第一の空気は、主に排気ファンの回転軸部よりも上方の領域から機外へ排気される。その結果、外装カバーの排気口から排気される排気温度の分布に明らかな偏りが生じることが懸念される。

一方、流入部８５の第二ダクト部８２ｂと第三ダクト部８２ｃとの間に流れ込んだ第一の空気は、全てのダクト部（第一ダクト部８２ａ,第二ダクト部８２ｂ,第三ダクト部８２ｃ,第四ダクト部８２ｄ）に流れ込む。これは、上述したように、第三ダクト部や第四ダクト部は、空気が流れ難くなっており、また、排気ファンの吸引力も弱くなっている。一方、第一、第二ダクト部は、空気が流れやすく、排気ファンの吸引力も強い。その結果、流入部８５の第二ダクト部８２ｂと第三ダクト部８２ｃとの間に流れ込んだ第一の空気の一部は、排気ファンの吸引力が強く作用し、吸気口の開口面積が広く、空気が流れやすくなっている第一ダクト部８２ａおよび第二ダクト部８２ｂに流れ込む。そして、残りの第一の空気が、第三ダクト部８２ｃや第四ダクト部８２ｄへ流れ込む。このように、第一の空気は、各ダクト部に分散して流れ、各ダクト部に流れ込む空気の流量が低下する。

このように、本実施形態では、排気ファン７が引く力の強い第一ダクト部、第二ダクト部に関しては吸気口の開口面積の大きくして、低温の第二の空気のみならず高温の第一の空気も引き込めるようにして温度の異なる２つの空気が混ざり合う構成とする。そして、排気ファン７の引く力が弱い第三ダクト部８２ｃおよび第四ダクト部８２ｄに関しては吸気口の開口面積を小さくし、流入する高温の第一の空気の流量を絞る。また、第三導風壁部８３ｃ，第四導風壁部８３ｄの高さを高くして流路を稼ぎ低温化しやすい環境を作っている。さらには、第三ダクト部８２ｃおよび第四ダクト部８２ｄから排気された高温の第一の空気が、排気ファンへ向う間に拡散するようにして、排気ファン７の上半分という広い面積で排気することで単位面積当たりの熱量を低下させる工夫がなされている。その結果、排気ファン７より排気される空気の温度分布において、大きな偏りが生まれることなく均一な温度分布で装置外に熱風を排気することが可能となるのである。

メイン電源回路基板８０ａへ流れてきた基板冷却用空気の一部は、メイン電源回路基板８０ａのおもて面に沿って流れ、このおもて面に実装されたコイル２８１、コンデンサー２８２、トランス２８３などを冷却する。また、残りの基板冷却用空気が、メイン電源回路基板８０ａの裏面と、放熱板２８５との間の隙間に流れる。メイン電源回路基板８０ａの裏面と、放熱板２８５との間の隙間に流れた基板冷却用空気により、メイン電源回路基板８０ａの裏面、放熱板２８５、電界効果トランジスタ２８４を冷却することができる。そして、メイン電源回路基板沿って流れた空気は、排気ファン７により機外へ排気される。

また、電界効果トランジスタ２８４を、メイン電源回路基板８０ａの上側に実装してもよい。図２４に示すように、光源駆動ユニット１２は、前側板金部１４ｂの上面部１１４ａの下側に取り付けられているため、メイン電源回路基板８０ａの上側を流れる空気は、バラスト基板１２ａの熱により温度上昇していない低温の空気が流れこむ。従って、定格温度に達しやすい電気素子である電界効果トランジスタ２８４を、メイン電源回路基板８０ａの上側に実装することにより、バラスト基板１２ａの熱により温度上昇していない基板冷却空気で、電界効果トランジスタ２８４を冷却することができる。

外装カバーの排気口を有する側面に設けられた吸気口を介して光源着脱用開口部１４１ｆから取り込まれた空気の一部は、上述したように、排気ファン７の吸引力により、空気取り込み口７０ｂ、第二光源吸引口１５３を通って、光源筐体１５１のリフレクタ外側の空間に流れ込み、光源の電極部１６３などを冷却する（図中矢印Ｑ３参照）。残りの空気は、図中矢印Ｑ２に示すように、光源ブロワ７１の吸引力により光源ハウジングの底面７０ｄと下側板金部１４ｄとの間の隙間を通って、ヒートシンク３３と光源ハウジング７０との間の空間Ｒへ流れ込む。そして、光源ブロワ７１に取り込まれ、先の図１９に示したように、発光管１６２の発光部１６２ａへと流れ込む。これにより、光源ブロワ７１として、片面吸気を用いて、照明部２０側からのみ空気を吸引するように構成しても、規定量の空気を、発光部１６２ａへ流すことができ、発光部１６２ａを良好に空冷することができる。

本体筐体の吸気側に配置される光学エンジン部１００は、投写光学ユニット２と画像形成部３とで構成され、装置内で最も大きい部品である。特に、本実施形態では投写画像の解像度を1920×1080に対応可能となっているため、光学エンジン部１００の構造が大きい。光学エンジン部１００を排気側に設けると、光源１６０やメイン電源ユニット８ａを冷却して温度上昇した空気により光学エンジン部が温度上昇してしまう。光学エンジン部が温度上昇すると、投写レンズなどが熱膨張するなどして、焦点ずれなどを起こして良好な投写画像を得ることができない。そのため、光学エンジン部１００は、本体筐体１４の吸気側に配置し、発熱源である光源ユニット１５や電源ユニット８を、本体筐体１４の排気側に配置している。光源ユニット１５や電源ユニット８は、光学エンジン部１００に比べて小さい。装置の小型化のため本体筐体内の部品を密集させても、本体筐体の排気側には、ある程度のスペースがある。

以上に説明したものは一例であり、以下の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様１）
吸気口（第一吸気口１０ａ，第二吸気口１０ｂ，第三吸気口１０ｃ）を有する右側板金部１４ｅなどの吸気側側面および該吸気側側面と対向し排気口を有する排気側側面を備えた本体筐体１４と、本体筐体１４の排気側に設けられ、吸気側に向けて光を照射するように配設された光源１６０と、前記本体筐体１４の吸気側に設けられ、前記光源の光を用いて投写画像を生成し、該投写画像を投写面に投写する光学エンジン部１００と、本体筐体内の空気を前記排気口から排気する排気ファン７とを備えたプロジェクタ１などの画像投写装置において、光源１６０のリフレクタ１６１よりも排気側から本体筐体内に空気を取り入れ、吸気側へ向けて流した後、リフレクタ内に配設された発光部１６２ａへ流す空気の流路を設けた。

リフレクタ１６１内の発光部１６２ａへ空気を流すための流路は、本体筐体内で吸気口から排気口へ向かう空気の流れに沿って、空気が流れるように設けるのが一般的である。本体筐体１４の吸気側は、光学エンジン部１００が配置されており、この光学エンジン部１００は、光変調部３０、照明部２０および投写光学ユニット２で構成され、本体筐体内で最も大きな構成部品である。そして、本体筐体１４の吸気側の空間は、この大きな構成部品である光学エンジン部１００でほぼ占められおり、本体筐体１４の吸気側は、光学エンジン部１００と本体筐体１４との隙間くらいしか空気が流れる空間がない。
一方、本体筐体１４の排気側は、光学エンジン部１００に比べて小さな部品である光源１６０や電源ユニット８などしか配置されておらず、本体筐体１４の排気側には、空気が流れるための十分な空間が存在する。
そこで、（態様１）では、リフレクタ１６１よりも排気側から本体筐体内に空気を取り入れ、その取り入れた空気を、リフレクタ１６１内の発光部１６２ａへ流すように流路を設けた。これにより、装置の小型化によって、吸気側側面の吸気口から光源へ向かう空気の流量が低下しても、その低下した流量を、排気側から本体筐体内に取り込んだ空気により補うことができる。その結果、発光部１６２ａに流れる空気の流量の低下を抑制でき、装置を小型化しても、光源の発光部１６２ａを良好に冷却することができる。

（態様６）
（態様１）乃至（態様５）いずれかにおいて、排気側側面に、前記空気の流路へ流す空気を取り込むための光源着脱用開口部１４１ｆなどの吸気口が設けられている。
排気側側面に光源着脱用開口部１４１ｆなどの吸気口を設けることで、リフレクタ１６１よりも排気側から発光部１６２ａへ流すための空気を本体筐体内に取り入れることができる。

Claims (8)

1. 吸気口を有する吸気側側面および該吸気側側面と対向し排気口を有する排気側側面を備えた本体筐体と、
   前記本体筐体の排気側に設けられ、吸気側に向けて光を照射するように配設されたリフレクタを備える光源と、
   前記本体筐体の吸気側に設けられ、前記光源の光を用いて投写画像を生成し、該投写画像を投写面に投写する光学エンジン部と、
   本体筐体内の空気を前記排気口から排気する排気ファンとを備えた画像投写装置において、
   前記排気側側面に排気側吸気口を設け、前記排気側吸気口から前記本体筐体内に空気を取り入れ、吸気側へ向けて流した後、前記リフレクタ内に配設された発光部へ流す空気の流路を設けたことを特徴とする画像投写装置。
2. 請求項１に記載の画像投写装置において、
   前記空気の流路は、前記光源の光を照射する側と反対側よりも排気側から前記本体筐体内に取り入れ、前記光源と前記本体筐体の底面との間を前記光源の光を照射する側へ向けて流れる流路であることを特徴とする画像投写装置。
3. 請求項１または２の画像投写装置において、
   前記空気の流路には、前記発光部へ向けて空気を流す送風ファンが配設されており、
   前記送風ファンの吸気により、前記排気側吸気口から前記本体筐体内に空気を取り入れ、吸気側へ向けて空気を流すことを特徴とする画像投写装置。
4. 請求項１乃至３いずれかに記載の画像投写装置において、
   前記排気側吸気口から前記本体筐体内に取り入れられた空気の一部が、前記光源の光照射側と反対側の外周面に沿って流れ、残りの空気が、前記リフレクタ内に配設された発光部へ流れるように、前記空気の流路を構成したことを特徴とする画像投写装置。
5. 請求項４に記載の画像投写装置において、
   前記光源の光照射側と反対側の外周面に沿って流れた空気は、前記排気ファンにより装置外へ排気されることを特徴とする画像投写装置。
6. 請求項１乃至５いずれかに記載の画像投写装置において、
   前記光源の光を用いて画像を形成する画像形成部を備え、
   前記画像形成部を冷却した空気が、前記リフレクタ内に配設された発光部へ流れるように構成したことを特徴とする画像投写装置。
7. 請求項１乃至６いずれかに記載の画像投写装置において、
   前記光源のリフレクタ内に流れた空気は、前記排気ファンにより装置外へ排気されることを特徴とする画像投写装置。
8. 請求項１乃至７いずれかに記載の画像投写装置において、
   前記排気ファンにより、吸気側側面の吸気口から空気を取り入れ、前記本体筐体内で、吸気側から排気側へ向けて空気を流し、前記本体筐体内の電源部を空冷することを特徴とする画像投写装置。