JP2018005041A - 画像投影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 排気効率を低下させること無く排気方向を調整することができる画像投影装置を提供すること。
【解決手段】 装置本体内の光学エンジン１５などの熱源によって暖められた空気を排出するための排気ファン７１などの排気手段と、前記暖められた空気を装置本体外に排出する排気口７５などの排気口と、前記排気口からの排気方向を変更する第一スイッチ７２や、第二スイッチ７３などの排気方向変更手段と、光源ユニット６０などの光源とを備え、前記光源からの光を用いて画像の投影を行う画像投影装置において、前記排気方向変更手段が前記排気手段によって発生する気流を遮らない。
【選択図】図６

Description

本発明は、画像投影装置に関するものである。

従来から、パソコンやビデオカメラ等からの画像データを基に、光源から出射される光を用いて画像形成部により画像を形成し、その画像をスクリーン等に投射して表示する画像投影装置が知られている。この種の画像投影装置は、電力安定化部としてのバラスト基板や、制御基板に電力を供給するための電源基板としてのＰＦＣ（Ｐｏｗｅｒ Ｆａｃｔｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）電源基板などを備えており、これらの部品が電気素子によって発熱する。この熱によって装置内の温度が上昇してしまうと、ＰＦＣ電源基板やバラスト基板が温度上昇して、高温となり、動作性能や耐用性が低下するおそれがある。

特許文献１には、装置内の熱風を装置外に排気するために、排気手段である排気ファンを備えたプロジェクタが記載されている。このプロジェクタは、筐体に設けられた排気ファンの排気口に、排気ファンの送風方向に対して傾斜した排気穴を有し、排気口に対して回転可能な排気調節部材を取り付けている。この排気調節部材を排気口に対して回転させることで、装置外に排出される気流の方向（以下、排気方向という）を調整しすることができる。これにより、その排気口から排出される熱風がユーザに当たるのを防ぐことができるとしている。

しかし、特許文献１のプロジェクタでは、排気調節部材の排気穴の傾斜によって排気方向を調整しているため、送風部材による送風が排気穴の傾斜によって阻害され、排気効率が悪くなるという問題があった。

上述した課題を解決するために、本発明は、装置本体内の熱源によって暖められた空気を排出するための排気手段と、前記暖められた空気を装置本体外に排出する排気口と、前記排気口からの排気方向を変更する排気方向変更手段と、光源とを備え、前記光源からの光を用いて画像の投影を行う画像投影装置において、
前記排気方向変更手段が前記排気手段によって発生する気流を遮らないことを特徴とするものである。

本発明によれば、排気効率を低下させること無く排気方向を調整することができる。

本実施形態に係るプロジェクタと投影面とを示す斜視図。 同プロジェクタの構成を示す概略斜視図。 同プロジェクタを設置面側から見た斜視図。 第２光学ユニットを、第１光学ユニット、照明ユニット、画像形成ユニットとともに示す斜視図。 同プロジェクタの外観を示す斜視図。 実施例１に係る排気方向変更手段について説明する斜視図。 実施例２に係る排気方向変更手段の機能構成を例示するブロック図。

以下、本発明が適用される画像投影装置としてのプロジェクタの実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るプロジェクタ１とスクリーンなどの投影面１０１とを示す斜視図である。なお、以下の説明では、投影面１０１の法線方向をＸ方向、投影面の短軸方向（上下方向）をＹ方向、投影面１０１の長軸方向（水平方向）をＺ方向とする。
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。

図２は、プロジェクタ１の内部構成を示す概略斜視図である。
図２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。

プロジェクタ１は、光源を備えた光源ユニット６０と、光源からの光を用いて画像を形成する画像形成部とを有している。本実施例では光源ユニット６０として高圧水銀ランプを採用している。画像形成部は、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を有している。投影光学系は、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（図４参照）と正のパワーを有する曲面ミラー４２（図４参照）とを備えた第２光学ユニット４０とで構成されている。

ＤＭＤ１２は、光源の光が照明ユニット２０によって照射され、この照明ユニット２０によって照射された光を変調することで画像を生成する。ＤＭＤ１２によって生成された画像は、第１光学ユニット３０の第１光学系７０、第２光学ユニット４０の折り返しミラー４１、曲面ミラー４２を介して、投影面１０１に投影される。

なお、図２に示す符号３２ａ１、３２ａ２は、第１光学ユニット３０のレンズホルダー３２の脚部であり、符号２６２は、画像形成ユニット１０を照明ユニット２０にネジ止めするためのネジ止め部である。

図３は、照明ユニット２０内での光の光路Ｌを説明する図である。
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。

カラーホイール２１により分離された光は、ライトトンネル２２へ入射する。ライトトンネル２２は、四角筒形状であり、その内周面が鏡面となっている。ライトトンネル２２に入射した光は、ライトトンネル２２内周面で複数回反射しながら、均一な面光源にされてリレーレンズ２３へ向けて出射する。

ライトトンネル２２を抜けた光は、２枚のリレーレンズ２３を透過し、シリンダミラー２４、凹面ミラー２５により反射されて、ＤＭＤ１２の画像生成面上に集光して結像される。

図４は、第１光学系７０から投影面１０１（スクリーン）に向かう光路を示す斜視図である。
図４に示すように、第２光学ユニット４０は、投影レンズユニット３１、折り返しミラー４１、曲面ミラー４２がケースの内部に設けられている。
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。

このように、投影光学系を、第１光学系７０と、第２光学系とで構成し、第１光学系７０と第２光学系の曲面ミラー４２との間に中間像を形成し、曲面ミラー４２で拡大投影することで、投影距離を短くでき、狭い会議室などでも使用することができる。

また、図４に示すように、照明ブラケット２６には、第１光学ユニット３０、第２光学ユニット４０が積載固定される。よって、照明ブラケット２６の脚部２９が、第１光学ユニット３０、第２光学ユニット４０および画像形成ユニット１０の重量を支える形でベース部材に固定される。

次に、プロジェクタ１内の熱源によって暖められた空気を排出するための排出手段、空気を装置本体外に排出する排気口、及び、この排気口からの排気方向を変更する排気方向変更手段の具体的な構成、及び動作の例について、複数の実施例を挙げて説明する。

［実施例１］
まず、本実施形態における排気方向変更手段の第一の実施例（以下「実施例１」という）について説明する。
図５は、プロジェクタ１の外観を示す斜視図である。
図５に示すように、プロジェクタ１の筐体には、プロジェクタ１内で暖められた空気を装置本体外に排出する排気口７５が設けられている。この排気口７５の装置本体内側には、装置本体内の熱源によって暖められた空気を排出するための排出手段である排気ファン７１が配置されている。また、プロジェクタ１の筐体の上面には、後述する第一スイッチ７２を外部に露出させるための開口部７２ａが設けられ、プロジェクタ１の筐体の側面には、後述する第二スイッチ７３を外部に露出させるための開口部７３ａが設けられている。

図６は、プロジェクタ１の備える排気方向変更手段８０について説明する斜視図である。
図６に示すように、排気ファン７１の上面には、丸棒形状の第一スイッチ７２の一端が固定されている。また、排気ファン７１の側面の一方には、丸棒形状の第二スイッチ７３の一端が固定されている。排気ファン７１は、第一スイッチ７２、第二スイッチ７３、及び、排気ファン７１の底面と第二スイッチ７３が設けられた側面と対向する面とに設けられた保持部材によってプロジェクタ１の筐体に対して揺動可能に保持されている。

本実施例の排気方向変更手段８０は、排気ファン７１に固定された第一スイッチ７２及び第二スイッチ７３を図中矢印の向きに各々回転させることで、排気ファン７１の向きを変化させることができる。これにより、排気口７５からの排気方向を変更することができるので、従来のルーバーなどを用いて排気方向を変更していた画像投影装置のように排気ファンによって発生した気流がルーバーで遮られることなく排気方向を調節することができる。

また、本実施例の排気方向変更手段８０は、第一スイッチ７２、第二スイッチ７３によって排気ファン７１の向きを手動で変化させているため、排気ファン７１の向きを変えるためにモータなどを使用する必要がない。したがって、排気方向を調整するためにかかるコストを低減することができる。

なお、上述した説明では、排気ファン７１の向きを変化させるために、第一スイッチ７２及び第二スイッチ７３の二つを設けたが、いずれか一つのみ設けた構成としてもよい。

［実施例２］
次に、本実施形態における排気方向変更手段の第二の実施例（以下「実施例２」という）について説明する。なお、図６に基づいて説明した排気方向変更手段８０と同様の構成については同様の符号を付し、説明を省略する。
図７は、本実施例の排気方向変更手段９０の機能構成を例示するブロック図である。
本実施例の排気方向変更手段９０は、排気方向変更手段として実施例１のような第一スイッチ７２、第二スイッチ７３を備えず、図７に示すように、排気ファン７１の向きを自動で変化させるための駆動手段７６、排気口７５からの排気方向に遮蔽物がないことを検知するセンサ７８、及び、駆動手段７６やセンサ７８などを制御する制御手段７７を備えている。駆動手段７６としては、例えば、排気ファン７１に回転軸を設け、駆動モータを用いて排気ファン７１の回転軸を回転させる構成としてもよい。

本実施例の排気方向変更手段９０によれば、センサ７８の検知結果に基づいて、駆動手段７６を駆動させることで、排気方向に遮蔽物があった場合に、この遮蔽物を避ける方向に速やかに排気方向を変更することができる。

以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
装置本体内の光学エンジン１５などの熱源によって暖められた空気を排出するための排気ファン７１などの排気手段と、前記暖められた空気を装置本体外に排出する排気口７５などの排気口と、前記排気口からの排気方向を変更する第一スイッチ７２や、第二スイッチ７３などの排気方向変更手段と、光源ユニット６０などの光源とを備え、前記光源からの光を用いて画像の投影を行う画像投影装置において、前記排気方向変更手段が前記排気手段によって発生する気流を遮らないことを特徴とする。

従来の画像投影装置では、排気手段である排気ファンによる送風方向に対して角度を持った羽を有するルーバーや、羽の角度が変更可能なルーバーなどを排気口に設けることで、排気口からの排気方向を変更していた。しかし、これらのルーバーは、排気ファンによって発生した気流をルーバーの羽で遮ることで排気方向を調整していたため、排気ファンによる排気効率が低下していた。
本態様においては、排気方向排気方向変更手段が排気手段によって発生する気流を遮らないことで、排気手段による排気効率を低下させることなく、排気方向を調整することができる。

（態様Ｂ）
態様Ａに記載の画像投射装置において、前記排気手段として前記排気口の近傍に配置された排気口７５などの送風部材を備え、前記排気方向変更手段は、前記送風部材の向きを変化させることで、前記排気口からの排気方向を変更することを特徴とする。
本態様においては、上記実施例１について説明したように、排気方向変更手段によって送風部材の向きを変化させることで、排気口からの排気方向を変更しているので、送風部材によって発生した気流を遮ることなく排気方向を調節することが可能となる。

（態様Ｃ）
態様Ｂの画像投射装置において、排気ファン７１などの前記送風部材の向きを手動で変化させる第一スイッチ７２や第二スイッチ７３などの第一の可変手段を備えることを特徴とする。
本態様においては、上記実施例１について説明したように、送風部材の向きを手動で変化させることで、排気方向を調整するためにモータなどを使用することがないため、排気方向を調整するためにかかるコストを低減することができる。

（態様Ｄ）
態様Ｃの画像投射装置において、排気ファン７１などの前記送風部材に一端が固定され、他端が装置本体から露出し、装置本体に対して軸中心に回転可能な丸棒形状の第一スイッチ７２や第二スイッチ７３などの回転部材を備え、前記第一の可変手段は、前記回転部材の回転によって前記送風部材を回動させ、前記送風部材の向きを変化させる。

（態様Ｅ）
態様Ｂの画像投射装置において、排気ファン７１などの前記送風部材の向きを自動で変化させる駆動手段７６などの第二の可変手段を備えることを特徴とする。
本態様においては、上記実施例２について説明したように、前記送風部材の送風向きを自動で変化させる第二の可変手段を備えることで、排気方向の調整にかかわる操作性を向上することができる。

（態様Ｆ）
態様Ｅの画像投射装置において、排気口７５などの前記排気口からの排気方向に遮蔽物がないことを検知するセンサ７８などの検知手段を備える。

（態様Ｇ）
態様Ｆの画像投射装置において、センサ７８などの前記検知手段の検知結果に基づいて、前記排気口からの排気方向を変更する制御手段７７などの制御手段を備える。
これにより、排気方向に遮蔽物があった場合に、速やかに排気方向を変更することができる。

１ プロジェクタ
７１ 排気ファン
７２ 第一スイッチ
７３ 第二スイッチ
７５ 排気口
７６ 駆動手段
７７ 制御手段
７７ 制御部
７８ センサ
８０ 実施例１に係る排気方向変更手段
９０ 実施例２に係る排気方向変更手段

特開２００５-１５６６１０号公報

Claims (7)

1. 装置本体内の熱源によって暖められた空気を排出するための排気手段と、前記暖められた空気を装置本体外に排出する排気口と、前記排気口からの排気方向を変更する排気方向変更手段と、光源とを備え、前記光源からの光を用いて画像の投影を行う画像投影装置において、前記排気方向変更手段が前記排気手段によって発生する気流を遮らないことを特徴とする画像投影装置。
2. 請求項１に記載の画像投射装置において、前記排気手段として前記排気口の近傍に配置された送風部材を備え、前記排気方向変更手段は、前記送風部材の向きを変化させることで、前記排気口からの排気方向を変更することを特徴とする画像投射装置。
3. 請求項２に記載の画像投射装置において、前記送風部材の向きを手動で変化させる第一の可変手段を備えることを特徴とする画像投射装置。
4. 請求項３に記載の画像投射装置において、前記送風部材に一端が固定され、他端が装置本体から露出し、装置本体に対して軸中心に回転可能な丸棒形状の回転部材を備え、前記第一の可変手段は、前記回転部材の回転によって前記送風部材を回動させ、前記送風部材の向きを変化させることを特徴とする画像投射装置。
5. 請求項２に記載の画像投射装置において、前記送風部材の向きを自動で変化させる第二の可変手段を備えることを特徴とする。
6. 請求項５に記載の画像投射装置において、前記排気口からの排気方向に遮蔽物がないことを検知する検知手段を備えることを特徴とする画像投射装置。
7. 請求項６に記載の画像投射装置において、前記検知手段の検知結果に基づいて、前記排気口から排気される風の方向を変更する制御手段を備えることを特徴とする画像投射装置。

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