JP2020052082A

JP2020052082A - 車載プロジェクタの冷却構造

Info

Publication number: JP2020052082A
Application number: JP2018178198A
Authority: JP
Inventors: 柴田　実; Minoru Shibata; 実柴田; 啓誉岡田; Keiyo Okada; れんげ浅川; Renge Asakawa; 裕貴市川; Hiroki Ichikawa
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2018-09-24
Filing date: 2018-09-24
Publication date: 2020-04-02
Also published as: US20200094647A1; CN110941130A

Abstract

【課題】光源を効果的に冷却することができる車載プロジェクタの冷却構造を提供する。【解決手段】車両Ｃに搭載されるプロジェクタ１０を冷却するための冷却構造であって、光源１２と、光源１２から出射された光及び画像信号に基づいて画像を投射する画像投射部１３と、光源１２が配置される内部空間と外部とを通気させる第１、第２通気口１５，１６とを備えるプロジェクタ１０と、車両Ｃに搭載される空調装置２０から送出される空調空気を、第１通気口１５を通して内部空間へ導入する空気導入部としての分岐ダクト２４と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載されるプロジェクタの光源を冷却するための冷却構造に関する。

従来、タブレット端末等のように、投影される映像を人の直感に応じる形でタッチパネルを手で操作するようにポインティング操作することが可能なプロジェクタが提案されている（例えば、特許文献１等参照。）。このようなプロジェクタでは光源の輝度を確保するために大きな電流が通電され、それに伴って光源の温度が上昇するため、送風ファンで空気を送り込んで光源の冷却を行っている。

特開２００７−２０７０５６号公報

しかしながら、上述したようなプロジェクタを車両に搭載した場合、車体が直射日光を受けて車室内が高温となる場合には、車室内の高温の空気を送風ファンで送り込んでも光源を効果的に冷却できず、プロジェクタの作動に支障を来す恐れがあるという問題が想定される。

本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、光源を効果的に冷却することができる車載プロジェクタの冷却構造を提供することを目的とする。

本発明の車載プロジェクタの冷却構造は、車両に搭載されるプロジェクタを冷却するための冷却構造であって、光源と、前記光源から出射された光及び画像信号に基づいて画像を投射する画像投射部と、前記光源が配置される内部空間と外部とを通気させる第１、第２通気口とを備えるプロジェクタと、前記車両に搭載される空調装置から送出される空調空気を、前記第１通気口を通して前記内部空間へ導入する空気導入部と、を備える。

本発明の車載プロジェクタの冷却構造によれば、車両に搭載される空調装置から送出される空調空気を、空気導入部から第１通気口を通して内部空間へ導入することにより、発熱する光源を効果的に冷却し、第２通気口から排気することができる。よって、車載プロジェクタにおける光源の輝度を確保しつつ、寿命低下等の熱影響を排除することができるという効果を奏する。

第１実施形態に係る車載プロジェクタの冷却構造を模式的に示す側断面図である。プロジェクタの構成を模式的に示すブロック構成図である。第２実施形態に係る車載プロジェクタの冷却構造を模式的に示す側断面図である。第１変形例に係るプロジェクタの構成を模式的に示すブロック構成図である。第１変形例に係るプロジェクタの構成を模式的に示すブロック構成図である。

以下、本発明に係る車載プロジェクタの冷却構造を具体化した各実施形態について図面を参照しつつ説明する。最初に第１実施形態について図１、図２を参照しつつ説明する。

図１に示すように、車両Ｃの車室Ｒ内における車両前方側には、インストルメントパネル４０が取り付けられており、このインストルメントパネル４０には、車幅方向のほぼ中央にセンタパネル部４１が形成されている。また、車室Ｒ内のほぼ中央には、図示しない運転席と助手席との間に、コンソール３０がフロア上に配設されている。

コンソール３０において、車両後方側部分は乗員が肘を掛けるためのアームレスト部３１となっており、樹脂製のコンソール本体の上面を表皮材で覆うことによって構成されている。また、コンソール３０における車両前方側に位置するフロントコンソール部３２の内部にプロジェクタ１０が取り付けられている。

プロジェクタ１０は、コンソール３０のアームレスト部３１に画像を投影すると共に、画像を手で操作するようにポインティング操作することが可能に構成された装置である。プロジェクタ１０は、具体的には図２に示すように、ケース１１と、光源１２と、画像投射部１３と、検出部１４と、制御部１７とを備えて構成される。

ケース１１は、箱形の筐体であって、プロジェクタ１０の各構成部品を内部空間１１ａ内に収容する。ケース１１には、光源１２のヒートシンク１２ｈを挟んで対向配置された第１通気口１５、第２通気口１６が形成されている。第１通気口１５は、ケース１１の上方に開口し、第２通気口１６は下方に開口している。

光源１２は、光を出射可能なデバイスであって、ＬＥＤ（発光ダイオード）１２ａと、ＬＥＤ（発光ダイオード）１２ａに一体的に設けられたヒートシンク１２ｈと、を備えて構成される。ヒートシンク１２ｈには、放熱用のフィン（図示せず）が設けられている。

画像投射部１３は、光変調部としての液晶パネル１３ａと、投射光学系としての投射レンズ１３ｂとを備えて構成される。光源１２から出射された光は、液晶パネル１３ａを透過することによって変調され、画像データに応じた画像光が色光毎に形成される。形成された各色の画像光は、合成された後、投射レンズ１３ｂによってスクリーンとしてのアームレスト部３１の投射面３１ａ上に拡大投影される。

検出部１４は、画像投射部１３によって投射される投射面３１ａ上における物体の位置を検出するデバイスであって、例えば、カメラによって構成される。例えば、乗員が手を使って投射面３１ａ上でジェスチャを行うと、検出部１４はジェスチャを検出し、これによりプロジェクタ１０における各種操作を行うことができる。

制御部１７は、光源１２、画像投射部１３及び検出部１４と電気的に接続され、これらを制御する制御装置であって、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えて構成される。

次に、空調装置２０について図１を参照しつつ説明する。車両Ｃには、車室Ｒ内を調温するための空調装置２０が搭載されている。この空調装置２０は、例えば、ブロワモータを有するブロワユニット２１、空調空気を車室Ｒ内に吹き出すための吹出口としてのレジスタ２２、これらブロワユニット２１とレジスタ２２とを接続する筒体としての主ダクト２３とを備えて構成される。また、本実施形態では、主ダクト２３から分岐されてプロジェクタ１０の第１通気口１５に接続される分岐ダクト２４と、一端がプロジェクタ１０の第２通気口１６に接続され且つ他端が床下Ｕに向かって開口する排気ダクト２５とが設けられている。

ブロワユニット２１は、インストルメントパネル４０における内面側の空間内に収容された状態でインストルメントパネル４０に対して固定されている。レジスタ２２は、インストルメントパネル４０の車幅方向ほぼ中央のセンタパネル部４１に設けられるセンタレジスタである。レジスタ２２及び図示しない他の吹出し口（例えば端部近傍に設けられる図示しないサイドレジスタや、乗員の足元への吹出口など）から吹き出された空調空気により、車室Ｒ内が調温される。

主ダクト２３は、中空の筒状部材であって、一端部がブロワユニット２１に接続されており、他端部がレジスタ２２に接続されている。また、主ダクト２３は、レジスタ２２へ導かれる途中で分岐ダクト２４へ分岐している。分岐ダクト２４は、センタパネル部４１にて下向きに延設され、プロジェクタ１０の第１通気口１５に接続されている。

次に、本実施形態の車載プロジェクタの冷却構造における各部の作用について説明する。プロジェクタ１０の運転を開始し、光源１２のＬＥＤ１２ａに通電が開始されると、光が出射されると共に熱が発生し、その熱がヒートシンク１２ｈに伝導される。

一方、車両Ｃの運転開始に伴って、空調装置２０のブロワユニット２１が稼働すると、主ダクト２３を介して空調空気が送られ、その大半がレジスタ２２から車室Ｒ内へ吹き出される。また、主ダクト２３から分岐した分岐ダクト２４へも空調空気が送られ、プロジェクタ１０の第１通気口１５からケース１１の内部空間１１ａ内に送り込まれ、ＬＥＤ１２ａとヒートシンク１２ｈとが一体化された光源１２を冷却する。光源１２冷却後の空調空気は第２通気口１６からケース１１の内部空間１１ａ外へ排出され、さらに排気ダクト２５を通って床下Ｕの空間へ排出される。

以上詳述したことから明らかなように、本実施形態の車載プロジェクタの冷却構造は、車両Ｃに搭載されるプロジェクタ１０を冷却するための冷却構造であって、光源１２と、光源１２から出射された光及び画像信号に基づいて画像を投射する画像投射部１３と、光源１２が配置される内部空間１１ａと外部とを通気させる第１、第２通気口１５，１６とを備えるプロジェクタ１０と、車両Ｃに搭載される空調装置２０から送出される空調空気を、第１通気口１５を通して内部空間１１ａへ導入する空気導入部としての分岐ダクト２４と、を備える。

この構成によれば、車両Ｃに搭載される空調装置２０から送出される空調空気を、分岐ダクト２４から第１通気口１５を通して内部空間１１ａへ導入することにより、発熱する光源１２を効果的に冷却し、第２通気口１６から排気することができる。よって、車載プロジェクタにおける光源の輝度を確保しつつ、寿命低下等の熱影響を排除することができるという効果を奏する。

また、本実施形態は、空調装置２０のブロワユニット２１と車室Ｒへの吹き出し口であるレジスタ２２とを接続する主ダクト２３から分岐された分岐ダクト２４を用いるので、既存の空調装置の構成に対して最小限の変更で本発明の空気導入部を実現することができる。

また、本実施形態は、光源１２において放熱用のヒートシンク１２ｈが一体的に設けられ、第１、第２通気口１５，１６は、ヒートシンク１２ｈを挟んで対向配置されるので、光源１２の放熱部であるヒートシンク１２ｈへ空調空気を直接当てて排出することにより、一層効果的に冷却することができる。

また、本実施形態は、第２通気口１６に連通して設けられ、第２通気口１６から排出される空気を車室Ｒの床下Ｕへ導出する空気導出部としての排気ダクト２５を備える。

この構成によれば、光源１２を冷却することで温度が上昇した空調空気を車室Ｒ内へ排気することを防止して車室Ｒの調温への悪影響を回避できると共に、床下Ｕ側に設けられる高温の機器、例えば、ＨＶやＥＶの電池などの冷却用として二次利用することが可能となる。

また、本実施形態は、プロジェクタ１０が、画像投射部１３によって車室Ｒ内の運転席と助手席との間に設けられるコンソール３０の上面をなすアームレスト部３１へ画像の投射を行うものである。さらに、プロジェクタ１０が、コンソール３０において、車室Ｒ内の車両前方側に設けられるインストルメントパネル４０に対して車両後方側に隣接するフロントコンソール部３２に取り付けられる。

この構成によれば、フロントコンソール部３２にプロジェクタ１０を配置することで、アームレスト部３１へ障害物なく画像を確実に投射できると共に、隣接するインストルメントパネル４０側から空調空気を導入して光源１２を効果的に冷却することができる。

また、本実施形態は、プロジェクタ１０が、画像投射部１３によって投射される投射面３１ａ上における物体の位置を検出する検出部１４を備える。よって、投射面３１ａ上のジェスチャを検出可能に構成されるプロジェクタにおいて、発熱する光源１２を効果的に冷却することができる。

次に、本発明の第２実施形態について、図３を参照しつつ説明する。尚、第１実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、それらについての詳細な説明を省略する。上述した第１実施形態では、プロジェクタ１０が、インストルメントパネル４０に対して車両後方側に隣接するフロントコンソール部３２に取付けられる構成としたが、本実施形態では、プロジェクタ１０をインストルメントパネル４０に取り付ける構成としたものである。

この構成によれば、インストルメントパネル４０にプロジェクタ１０を配置することで、アームレスト部３１へ障害物なく画像を確実に投射できると共に、空調装置２０のブロワユニット２１から送られた空調空気をインストルメントパネル４０内の主ダクト２３から分岐ダクト２４を介してプロジェクタ１０へ導入し、光源１２を効果的に冷却することができる。

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々に変更を施すことが可能である。

例えば、図４に示す第１変形例のように、プロジェクタ１０において、第１通気口１５の近傍に、第１通気口１５から第２通気口１６へ向かって空気の流れる方向へ強制的に空気流を発生させる空気流発生部としての送風ファン１９を設ける構成としてもよい。この構成によれば、分岐ダクト２４から導入される空調空気を、送風ファン１９により強制的に第１通気口１５から内部空間１１ａ内へ送り込むので、より効果的に光源１２を冷却することができる。

或いは、図５に示す第２変形例のように、プロジェクタ１０において、第２通気口１６の近傍に、第１通気口１５から第２通気口１６へ向かって空気の流れる方向へ強制的に空気流を発生させる空気流発生部としての送風ファン１９を設ける構成としてもよい。この構成によれば、送風ファン１９により第２通気口１６から強制的に排気を吸引することで、より効果的に光源１２を冷却することができる。

また、上記各実施形態において、プロジェクタ１０や分岐ダクト２４、排気ダクト２５の配置は一例を示すものであって、上述した配置に限られるものではない。例えば、第２通気口１６から床下Ｕへ排気するように配置可能であれば、排気ダクト２５は省略することも可能である。

また、上記各実施形態では、画像投射部１３によって投射される投射面３１ａ上における物体の位置を検出する検出部１４を備えるプロジェクタ１０に本発明を適用した例を示したが、検出部を具備しないプロジェクタに本発明を適用したものであっても構わない。

Ｃ…車両、Ｒ…車室、Ｕ…床下、１０…プロジェクタ、１２…光源、１２ｈ…ヒートシンク、１３…画像投射部、１５…第１通気口、１６…第２通気口、１４…検出部、１９…送風ファン（空気流発生部）、２０…空調装置、２１…ブロワユニット、２２…レジスタ（車室への吹出し口）、２３…主ダクト、２４…分岐ダクト（空気導入部）、２５…排気ダクト（空気導出部）、３０…コンソール、３１…アームレスト部、３１ａ…投射面、３２…フロントコンソール部、４０…インストルメントパネル。

Claims

車両に搭載されるプロジェクタを冷却するための冷却構造であって、
光源と、前記光源から出射された光及び画像信号に基づいて画像を投射する画像投射部と、前記光源が配置される内部空間と外部とを通気させる第１、第２通気口とを備えるプロジェクタと、
前記車両に搭載される空調装置から送出される空調空気を、前記第１通気口を通して前記内部空間へ導入する空気導入部と、を備える車載プロジェクタの冷却構造。
前記空気導入部は、前記空調装置のブロワユニットと車室への吹き出し口とを接続する主ダクトから分岐された分岐ダクトである、請求項１に記載の車載プロジェクタの冷却構造。
前記光源は、放熱用のヒートシンクが一体的に設けられ、
前記第１、第２通気口は、前記ヒートシンクを挟んで対向配置される、請求項１又は２に記載の車載プロジェクタの冷却構造。
前記第１、第２通気口の少なくとも一方に設けられ、前記第１通気口から前記第２通気口へ向かって空気の流れる方向へ強制的に空気流を発生させる空気流発生部を備える、請求項１乃至３の何れか一項に記載の車載プロジェクタの冷却構造。
前記第２通気口に連通して設けられ、前記第２通気口から排出される空気を車室の床下へ導出する空気導出部を備える、請求項１乃至４の何れか一項に記載の車載プロジェクタの冷却構造。
前記プロジェクタは、前記画像投射部によって車室内の運転席と助手席との間に設けられるコンソールの上面をなすアームレスト部へ画像の投射を行う、請求項１乃至５の何れか一項に記載の車載プロジェクタの冷却構造。
前記プロジェクタは、前記車室内の車両前方側に設けられるインストルメントパネルに取り付けられる、請求項６に記載の車載プロジェクタの冷却構造。
前記プロジェクタは、前記コンソールにおいて、前記車室内の車両前方側に設けられるインストルメントパネルに対して車両後方側に隣接するフロントコンソール部に取り付けられる、請求項６に記載の車載プロジェクタの冷却構造。
前記プロジェクタは、前記画像投射部によって投射される投射面上における物体の位置を検出する検出部を備える、請求項１乃至８の何れか一項に記載の車載プロジェクタの冷却構造。