JP4175327B2 - Projector device - Google Patents

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Description

本発明は、テレビジョン映像をスクリーンに拡大して投影するプロジェクタ装置に係り、特に、装置内部からの排気熱を冷却する技術に関する。   The present invention relates to a projector device that magnifies and projects a television image on a screen, and more particularly to a technique for cooling exhaust heat from the inside of the device.

近年、テレビジョン受像機の表示画面の大型化と共に、テレビジョン映像をスクリーンに投射して、大画面映像を楽しむことができるプロジェクション・テレビジョン(以下、プロジェクタと略す)が、機器の小型化と輝度の向上により、注目され、需要が高まってきている。   In recent years, with the enlargement of the display screen of a television receiver, a projection television (hereinafter abbreviated as a projector) that can enjoy a large screen image by projecting a television image on the screen has been reduced in size. Due to the improvement in luminance, it has been attracting attention and demand is increasing.

プロジェクタの輝度を向上させるには、光源となるランプの輝度をできるだけ高くすることが必要とされる。しかしながら、ランプの高輝度化は大きな電力消費を伴うと共に、大きな発熱を伴うため、ランプの冷却化が不可欠となり、冷却ファン等により、ランプを含めた光学系全体の温度を下げ、プロジェクタ内の温度を一定の温度以下に抑えることが安全上必須とされている。従って、従来から、プロジェクタ内において、冷却ファンやペルチェ効果を用いたペルチェ素子を使用する等、種々の冷却対策が取られてきている。   In order to improve the brightness of the projector, it is necessary to increase the brightness of the lamp as a light source as much as possible. However, increasing the brightness of the lamp involves a large amount of power consumption and a large amount of heat, so cooling the lamp is indispensable. The temperature of the entire optical system including the lamp is lowered by a cooling fan, etc. It is essential for safety to keep the temperature below a certain temperature. Therefore, conventionally, various cooling measures have been taken such as using a cooling fan or a Peltier element using the Peltier effect in the projector.

この種の装置において、不特定多数の視聴者に対する光源ランプ漏れ光の影響と、冷却用排気ファンからの排気熱風や騒音の影響を軽減する目的で、送風ファンによる冷却後の熱風を装置外部に排出するための吹き出し口を装置外装ケースの前面に投影レンズと並べて配設したものが知られている(例えば、特許文献1参照)。   In this type of equipment, the hot air after cooling by the blower fan is sent to the outside of the equipment for the purpose of reducing the influence of light leaked from the light source lamp on an unspecified number of viewers and the hot air and noise from the cooling exhaust fan. A device is known in which a discharge port for discharging is arranged in parallel with a projection lens on the front surface of an apparatus exterior case (see, for example, Patent Document 1).

しかし、上記従来例におけるプロジェクタ装置では、装置外装ケースの前面に熱風排出用の排気口と投影レンズとを並べて配設しているのため、排気口から排出される熱風が投影レンズによる投影光の光路上に流れ込んで、この熱風の影響によりスクリーン上の投影画像に揺らぎ(ヒートウェーブ)が生じるという問題があった。   However, in the projector device in the above-described conventional example, the exhaust port for discharging hot air and the projection lens are arranged side by side on the front surface of the device outer case, so that the hot air discharged from the exhaust port is used for the projection light from the projection lens. There is a problem in that the heat wave flows into the optical path and the projected image on the screen fluctuates (heat wave) due to the influence of the hot air.

上記の投影画像上における揺らぎの発生のメカニズムについて図5を参照して説明する。プロジェクタ装置101において、光源となるランプ104からの光は、赤外線フィルタ(図示せず)や、ライトトンネル等の集光光学系(図示せず)を介して、キャスティングエンジン107に入射し、反射ミラー108で反射されて、映像信号のレベルで反射角が変化するDMD(デジタル・マイクロミラー・デバイス)109に入射し、このDMD109で反射された光が投影レンズ105によりスクリーン上に拡大投影される。   The mechanism of the occurrence of fluctuation on the projected image will be described with reference to FIG. In the projector device 101, light from a lamp 104 serving as a light source is incident on a casting engine 107 via a condensing optical system (not shown) such as an infrared filter (not shown) or a light tunnel, and reflected mirror. The light is reflected at 108 and is incident on a DMD (digital micromirror device) 109 whose reflection angle changes at the level of the video signal, and the light reflected by the DMD 109 is enlarged and projected on the screen by the projection lens 105.

そして、プロジェクタ101の外装ケース103における図示で右側面と後面とにそれぞれ設けられた通気口111と通気口112とから装置本体102内に流入したランプ冷却用の空気は、送風ファン106によりランプ104の周辺部に送られる。そして、ランプ104の冷却後における熱風の一部は、外装ケース103の前面に設けられた排気口110から装置外部に排出されて、矢印Cに示されるように、投影レンズ105による投影光120の光路上に流れ込む。このため、投影光120の排気口110に近い部分の光が、排気口110から排出された熱風の影響を受けるので、スクリーン上の投影画像に揺らぎが生じる。   Then, the cooling air that has flowed into the apparatus main body 102 from the vent 111 and the vent 112 provided on the right side and the rear side of the exterior case 103 of the projector 101 in the drawing is supplied to the lamp 104 by the blower fan 106. Sent to the periphery of A part of the hot air after the cooling of the lamp 104 is discharged from the exhaust port 110 provided in the front surface of the exterior case 103 to the outside of the apparatus, and the projection light 120 by the projection lens 105 is projected as indicated by an arrow C. It flows into the optical path. For this reason, the light near the exhaust port 110 of the projection light 120 is affected by the hot air exhausted from the exhaust port 110, so that the projected image on the screen fluctuates.

他の従来例として、ヒートパイプと、ペルチェ素子と、軸流ファンとを備えた冷却装置を液晶プロジェクタの光学装置に設け、液晶プロジェクタで生じた熱がヒートパイプを介してペルチェ素子で吸熱されると共に、このペルチェ素子が軸流ファンで冷却されて、光学装置が冷却されることにより、ヒートパイプを介して液晶プロジェクタの熱をペルチェ素子に移動させて光学装置を冷却するプロジェクタ装置がある(例えば、特許文献2参照)。しかし、ヒートパイプ、ペルチェ素子及び軸流ファン等による冷却装置を別途必要とするため、構造が複雑になり、コストアップになると共に、ペルチェ素子からの冷却風は光学装置を冷却するためのものであり、光学装置を冷却した後の排気風には直接作用していないので上記ヒートウェーブの問題を解決することはできない。   As another conventional example, a cooling device including a heat pipe, a Peltier element, and an axial fan is provided in an optical device of a liquid crystal projector, and heat generated by the liquid crystal projector is absorbed by the Peltier element through the heat pipe. At the same time, there is a projector device that cools the optical device by moving the heat of the liquid crystal projector to the Peltier device through a heat pipe by cooling the Peltier device with an axial fan and cooling the optical device (for example, , See Patent Document 2). However, since a separate cooling device such as a heat pipe, Peltier element and axial fan is required, the structure becomes complicated and the cost increases, and the cooling air from the Peltier element is for cooling the optical device. In addition, since it does not act directly on the exhaust air after the optical device is cooled, the above heat wave problem cannot be solved.

また、他の従来例として、液晶プロジェクタにおいて、液晶パネルを冷却するための冷却風を起こす冷却ファンと、冷却風を液晶パネルに導く導風ダクトとを備え、導風ダクト内にペルチェ素子を配置し、ペルチェ素子により冷却風の熱を吸熱することにより、冷却効果を向上させるものがある(例えば、特許文献3参照)。しかしながら、導風ダクト内にペルチェ素子を配置する等、構造が複雑であり、また、ペルチェ素子による冷却風は液晶パネルを冷却するもので、排気風を直接冷却するものでないので、上記ヒートウェーブの問題を解決することはできない。   As another conventional example, a liquid crystal projector includes a cooling fan that generates cooling air for cooling the liquid crystal panel and an air duct that guides the cooling air to the liquid crystal panel, and a Peltier element is disposed in the air duct. However, there is one that improves the cooling effect by absorbing the heat of the cooling air by the Peltier element (see, for example, Patent Document 3). However, the structure is complicated, such as arranging a Peltier element in the air duct, and the cooling air by the Peltier element cools the liquid crystal panel and not the exhaust air directly. The problem cannot be solved.

さらに、他の従来例として、プロジェクタ装置のメインフレームに取付られ、ダイクロイックプリズムと、液晶パネルと、偏光板とで構成される光学要素を備え、放熱面部に放熱板を取り付けたペルチェ素子を持ち、その冷却面部をダクト内に露出して配設し、ファンと出風口との間をダクトで接続して、光学要素を冷却するプロジェクタ装置がある(例えば、特許文献4参照)。しかしながら、本装置においても、送風ファンからの冷却風を、ペルチェ素子でさらに冷却して光学要素を冷却するものであり、光学要素を冷却後の排気風を、直接冷却するものではなく、上記と同様に、ヒートウェーブの問題を解決することはできない。
特開平10−90811号公報 特開2003−57754号公報 特開平8−194201号公報 特開2003−233132号公報
Furthermore, as another conventional example, it is attached to the main frame of the projector device, has an optical element composed of a dichroic prism, a liquid crystal panel, and a polarizing plate, and has a Peltier element with a heat radiating plate attached to the heat radiating surface portion, There is a projector device that cools an optical element by arranging the cooling surface portion exposed in a duct and connecting the fan and the air outlet with a duct (see, for example, Patent Document 4). However, even in this apparatus, the cooling air from the blower fan is further cooled by the Peltier element to cool the optical element, and the exhaust air after cooling the optical element is not directly cooled. Similarly, the heat wave problem cannot be solved.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-90811 JP 2003-57754 A JP-A-8-194201 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-233132

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、温度センサの検出電圧信号に基いて、冷却風を送る冷却ファンと、冷却風が光源を冷却後に高温化された熱風を冷却するペルチェ素子とを制御することにより、プロジェクタからの排気風の温度を低下させると共に、排気口の通気孔の方向を投影画像の光路から遠ざけることにより、排気風の熱風によるヒートウェーブの影響を低減させ、安定した投射画像を得ることができる小型、高輝度のプロジェクタ装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problem, and based on a detection voltage signal of a temperature sensor, a cooling fan that sends cooling air, and cool air that has been heated to a high temperature after cooling the light source. By controlling the Peltier element, the temperature of the exhaust air from the projector is lowered, and the direction of the exhaust vent is away from the optical path of the projected image, reducing the effect of heat waves caused by the hot air of the exhaust air An object of the present invention is to provide a small, high-brightness projector apparatus that can obtain a stable projection image.

上記目的を達成するために請求項1の発明は、集光光学部で集光された光源からの光を、DMD(デジタル・マイクロミラー・デバイス)に照射して、前記DMDにより形成された画像を投影するための投影レンズを含む投射光学部で投射して拡大画像を得るプロジェクタ装置において、前記プロジェクタ装置の本体部と嵌合して前面を被う排気口を有する前記本体部の外装ケースの前面カバーと、前記光源を冷却するための冷却風を起こし、電圧で回転制御される冷却ファンと前記冷却ファンの冷却風が前記光源を冷却することにより生ずる熱風を冷却するペルチェ素子と、前記プロジェクタ装置内の温度を検出する少なくとも1つ以上の温度センサとを備え、前記投影レンズを前記外装ケースの前面側に配設し、前記前面カバーの排気口は複数の通気孔を有し、その通気孔は前記プロジェクタ装置から排出される空気(排気)が前記投射光学部の投射方向から離れる方向に前記前面カバー内を斜めに貫通し、前記ペルチェ素子は、前記光源の前記冷却ファンと反対側の位置、又は/及び前記前面カバーの内側の排気口に近接した位置に、その冷却表面が前記熱風に触れる向きに配設され、前記温度センサは、前記プロジェクタ装置内の光源の近傍に配設され、前記プロジェクタ装置内の空気温度を検出して検出電圧信号を出力し、前記温度センサの検出電圧信号に基いて、前記冷却ファンの回転数を変えて風量を制御すると共に、前記温度センサの検出電圧信号に基いて、前記ペルチェ素子への印加電圧を変えて該ペルチェ素子の表面温度を制御することにより、前記プロジェクタ装置から排気される熱風の温度を低下させて、装置から排気される熱風によるヒートウェーブの影響を低減できるようにしたものである。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, an image formed by the DMD is formed by irradiating a DMD (digital micromirror device) with light from a light source condensed by a condensing optical unit. In a projector device that obtains an enlarged image by projecting with a projection optical unit that includes a projection lens for projecting, an exterior case of the main body unit having an exhaust port that fits with the main body unit of the projector device and covers a front surface A front cover, a cooling fan that cools the light source, and a rotation fan that is rotationally controlled by voltage; a Peltier element that cools the hot air generated by the cooling fan cooling the light source; and the projector and at least one or more temperature sensors for detecting the temperature in the apparatus, and disposing the projection lens on the front side of the outer case, the exhaust port of the front cover The air hole has a plurality of air holes, and the air holes (exhaust gas) discharged from the projector device obliquely penetrate the front cover in a direction away from the projection direction of the projection optical unit. The cooling surface is disposed at a position opposite to the cooling fan of the light source or / and a position close to an exhaust port inside the front cover so that the cooling surface is in contact with the hot air. An air flow rate that is disposed near a light source in the apparatus, detects an air temperature in the projector apparatus and outputs a detection voltage signal, and changes the rotation speed of the cooling fan based on the detection voltage signal of the temperature sensor. And controlling the surface temperature of the Peltier element by changing the voltage applied to the Peltier element based on the detection voltage signal of the temperature sensor. By lowering the temperature of the hot air exhausted from the motor unit, in which to be able to reduce the effect of the heat wave by hot air exhausted from the device.

請求項1の発明によれば、温度センサからの装置内温度の検出電圧信号に基いて、冷却風を送る冷却ファンの回転数と、冷却風が光源を冷却後に高温化された熱風を冷却するペルチェ素子の表面温度とを電子的に制御することにより、プロジェクタから排気される熱風の温度を自動的に低下させることができ、装置内の温度を許容温度範囲内に保つことができる。また、熱風を排出する排気口の通気孔の方向を、投射画像の光路から遠ざかる方向に配設することにより、装置から排気される熱風によるヒートウェーブの影響を低減できる。これにより、安定した美しい投射画像を得ることができる信頼性の高い、小型、高輝度のプロジェクタ装置を実現できる。   According to the invention of claim 1, based on the detected voltage signal of the temperature inside the apparatus from the temperature sensor, the number of rotations of the cooling fan that sends the cooling air and the hot air that has been heated to high temperature after cooling the light source are cooled. By electronically controlling the surface temperature of the Peltier element, the temperature of the hot air exhausted from the projector can be automatically reduced, and the temperature in the apparatus can be kept within the allowable temperature range. Further, by disposing the direction of the vent hole of the exhaust port for discharging the hot air away from the optical path of the projection image, it is possible to reduce the influence of the heat wave caused by the hot air exhausted from the apparatus. As a result, a highly reliable, small, and high-brightness projector device capable of obtaining a stable and beautiful projection image can be realized.

以下、本発明の一実施形態に係るプロジェクタについて図面を参照して説明する。図1は、本実施形態のプロジェクタ装置の外観を示す。プロジェクタ装置1(以下、プロジェクタと略す)は、テレビジョン受像機、ビデオテープレコーダ、DVDプレーヤ及びパソコン等から入力される画像データを基に画像を生成し、その画像をスクリーンに拡大して投影表示する装置である。プロジェクタ1は、装置本体2(本体部)の外装ケース3の前面に、画像を投影するための投影レンズ5と、装置本体2内部のランプの冷却に使用される空気(エアー)を装置本体2の外部に排出するために、外装ケース3の前面ケース部4に設けられた排気口41と、ケース側面に設けられた排気口22と、ケース背面に設けられた吸入口23(図2参照)とを有している。   Hereinafter, a projector according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the external appearance of the projector apparatus of this embodiment. The projector apparatus 1 (hereinafter abbreviated as “projector”) generates an image based on image data input from a television receiver, a video tape recorder, a DVD player, a personal computer, etc., and enlarges the image on a screen for projection display. It is a device to do. The projector 1 supplies a projection lens 5 for projecting an image on the front surface of an exterior case 3 of the apparatus main body 2 (main body section) and air used for cooling a lamp inside the apparatus main body 2. The exhaust port 41 provided in the front case part 4 of the outer case 3, the exhaust port 22 provided on the side surface of the case, and the suction port 23 provided on the back surface of the case (see FIG. 2) And have.

次に、上記プロジェクタ1の内部構造について図2を参照して説明する。装置本体2の外装ケース3内には、ランプボックス7と、このランプボックス7内に格納されたランプ8(光源)からの光に基いて画像を生成して投影するキャスティングエンジン11(投射光学部)とが配設されている。ランプボックス7は、光源となるランプ8と、ランプ8から発せられた光を反射して集光させるランプリフレクタ9と、ランプリフレクタ9から出射された光から赤外線と紫外線を除去するカットフィルタ10とを保持している。キャスティングエンジン11は、このエンジン11内に入射する光に対して波長等の影響を補正するためのタブレットレンズ12(集光光学部)、このタブレットレンズ12から出射された光を反射する反射ミラー13、反射ミラー13等により導かれた光に基いて、画像を生成するDMD(デジタル・マイクロミラー・デバイス)14、DMD14により生成された画像を投射する投影レンズ5等を保持している。また、キャスティングエンジン11は、DMD14と投影レンズ5との間にDMD14を光熱から保護するためのDMDカバー15を有している。また、ランプボックス7とキャスティングエンジン11との間には、4枚の板ガラスを張り合わせて筒状に構成したライトトンネル16(集光光学部)と、色分解用のカラーホイール17とが配設されている。   Next, the internal structure of the projector 1 will be described with reference to FIG. A casting engine 11 (projection optical unit) for generating and projecting an image based on light from a lamp box 7 and a lamp 8 (light source) stored in the lamp box 7 is placed in the outer case 3 of the apparatus body 2. ) Are arranged. The lamp box 7 includes a lamp 8 serving as a light source, a lamp reflector 9 that reflects and collects light emitted from the lamp 8, and a cut filter 10 that removes infrared rays and ultraviolet rays from the light emitted from the lamp reflector 9. Holding. The casting engine 11 includes a tablet lens 12 (condensing optical unit) for correcting the influence of the wavelength and the like on the light incident on the engine 11, and a reflection mirror 13 that reflects the light emitted from the tablet lens 12. A DMD (digital micromirror device) 14 that generates an image, a projection lens 5 that projects an image generated by the DMD 14, and the like are held based on the light guided by the reflection mirror 13 and the like. Further, the casting engine 11 has a DMD cover 15 between the DMD 14 and the projection lens 5 for protecting the DMD 14 from light heat. Further, between the lamp box 7 and the casting engine 11, a light tunnel 16 (condensing optical unit) configured by sticking four plate glasses into a cylindrical shape and a color wheel 17 for color separation are disposed. ing.

上記DMD14は、多数のマイクロミラーからなるDMDミラーを有し、このDMDミラーを構成する各マイクロミラーは、外部から入力される映像信号に基いて、ランプ8から反射ミラー13等を介して入射される光を投影レンズ5に向けて反射する白画素の状態、又はこの光を投影レンズ5以外の方向に向けて反射する黒画素の状態に切り替えられる。この白画素と黒画素との切り替えはマイクロミラーの角度を変更することにより行われる。これにより、映像信号が光信号に変換され、投射画像が得られる。   The DMD 14 has a DMD mirror composed of a large number of micromirrors, and each micromirror constituting the DMD mirror is incident from the lamp 8 via the reflection mirror 13 and the like based on a video signal input from the outside. Can be switched to a white pixel state in which the reflected light is reflected toward the projection lens 5 or a black pixel state in which this light is reflected in a direction other than the projection lens 5. Switching between the white pixel and the black pixel is performed by changing the angle of the micromirror. Thereby, a video signal is converted into an optical signal, and a projection image is obtained.

図2において、ランプボックス7は、光源冷却用の冷却ファン6からの冷却風を通すため、冷却風の吸入側と排出側の各側面にそれぞれ通気網71、72を二つずつ設けている。外装ケース3の前面の前面カバー部4は、複数の排気口41を有している。これらの各排気口41には、投射画面の方向から遠ざかる方向に斜めに配設された通気孔42が含まれる。また、前面カバー部4は、排気風を通気孔42に導く導風板43を有している。ランプボックス7の排出側の側面の通気網72からの熱風を冷却するため、通気網72に近接して、ペルチェ素子P1、P2が設けられ、さらに続けてランプボックス7からの排気の熱風を冷却するため、前面カバー部4(前面カバー)の排気口41の内面に近接してペルチェ素子P3、P4が配設されている。また、本装置1内の環境温度を測定する温度センサ20が、ランプボックス7の近傍や排気口41近くの空気温度を測定できる位置に配設され、プロジェクタ装置内の空気温度を検出して検出電圧信号を出力し、この検出電圧信号に基き、冷却ファン6の回転数及びペルチェ素子P1〜P4の電圧を制御して、装置内の温度を調整する。この電圧制御により高速で精度の高い温度制御が可能となる。また、この温度制御は、測定温度により5段階程度に段階的に制御できるようにしている。   In FIG. 2, the lamp box 7 is provided with two ventilation nets 71 and 72 on each side of the cooling air suction side and the discharge side in order to pass the cooling air from the cooling fan 6 for cooling the light source. The front cover portion 4 on the front surface of the outer case 3 has a plurality of exhaust ports 41. Each of these exhaust ports 41 includes a vent hole 42 that is disposed obliquely in a direction away from the direction of the projection screen. Further, the front cover portion 4 has an air guide plate 43 that guides the exhaust air to the vent hole 42. In order to cool the hot air from the ventilation net 72 on the side of the discharge side of the lamp box 7, Peltier elements P 1 and P 2 are provided in the vicinity of the ventilation net 72, and subsequently the hot air exhausted from the lamp box 7 is cooled. For this purpose, Peltier elements P3 and P4 are disposed in the vicinity of the inner surface of the exhaust port 41 of the front cover portion 4 (front cover). A temperature sensor 20 for measuring the environmental temperature in the apparatus 1 is disposed at a position where the air temperature in the vicinity of the lamp box 7 or the exhaust port 41 can be measured, and detects and detects the air temperature in the projector apparatus. A voltage signal is output, and based on the detected voltage signal, the number of revolutions of the cooling fan 6 and the voltage of the Peltier elements P1 to P4 are controlled to adjust the temperature in the apparatus. This voltage control enables high-speed and highly accurate temperature control. In addition, this temperature control can be controlled step by step to about five steps according to the measured temperature.

上記構成において、冷却ファン6からの冷却風は、ランプボックス7の側面の通気網71からランプボックス7内に入り、ランプボックス7内のランプ8を冷却して、反対側の側面の通気網72から排気される。この時、この排気風は、通気網72に配設されたペルチェ素子P1、P2で冷却され、そして続けて、ペルチェ素子P3、P4に触れることにより、さらに冷却され、通気孔42を通って排気口41より、投射画像の光路21から遠ざかる方向に斜めに排出される。ここで、導風板43は、排気風の流れを通気孔42に導くための空気の反射板である。同図の点線の矢印Aは、冷却ファン6からの冷却風の流れを示す。この矢印が示すように、排気風は全て、投影画像の光路21から遠ざかる方向に流れるので、排気風の熱風が投影画像の光路21に入ってくることがなくなり、ヒートウェーブの影響を回避することができる。   In the above configuration, the cooling air from the cooling fan 6 enters the lamp box 7 from the ventilation network 71 on the side surface of the lamp box 7, cools the lamp 8 in the lamp box 7, and the ventilation network 72 on the opposite side surface. Exhausted from. At this time, the exhaust air is cooled by the Peltier elements P1 and P2 disposed in the ventilation net 72, and then further cooled by touching the Peltier elements P3 and P4, and exhausted through the vent holes 42. From the mouth 41, it is discharged obliquely in a direction away from the optical path 21 of the projected image. Here, the air guide plate 43 is an air reflecting plate for guiding the flow of the exhaust air to the vent hole 42. A dotted arrow A in the figure shows the flow of cooling air from the cooling fan 6. As this arrow indicates, all the exhaust air flows in a direction away from the optical path 21 of the projection image, so that the hot air of the exhaust air does not enter the optical path 21 of the projection image, and the influence of the heat wave is avoided. Can do.

図3は、図2におけるペルチェ素子P1、P2のランプボックス7への取り付けの具体的構成を示す。同図において、ランプボックス7は、通気網72a、72b、72c、72dを横方向に橋渡しするブリッジ77a、77b、77c、77dを有している。ブリッジ77a、77b間にはペルチェ素子P1が、ブリッジ77c、77d間にはペルチェ素子P2が、それぞれの冷却面をランプボックス7側に向けて配設されている。各ペルチェ素子P1、P2は、電源が供給されるための不図示のリード線を有している。ここで、冷却ファン6から送風される矢印Bの方向からの冷却風は、ランプ8で熱せられて熱風となるが、この熱風は、ペルチェ素子P1、P2の冷却面に直接触れるので効率的に冷却される。また、ペルチェ素子P1、P2の保持をランプボックス7の筐体で行うことにより、取り付けが簡単で場所も取らないので、装置の小型化が可能となる。   FIG. 3 shows a specific configuration for attaching the Peltier elements P1 and P2 to the lamp box 7 in FIG. In the figure, the lamp box 7 has bridges 77a, 77b, 77c, and 77d that bridge the ventilation nets 72a, 72b, 72c, and 72d in the horizontal direction. A Peltier element P1 is disposed between the bridges 77a and 77b, and a Peltier element P2 is disposed between the bridges 77c and 77d with the respective cooling surfaces facing the lamp box 7 side. Each Peltier element P1, P2 has a lead wire (not shown) for supplying power. Here, the cooling air from the direction of arrow B blown from the cooling fan 6 is heated by the lamp 8 to become hot air, but since this hot air directly touches the cooling surface of the Peltier elements P1 and P2, it is efficient. To be cooled. Further, since the Peltier elements P1 and P2 are held by the casing of the lamp box 7, it is easy to mount and does not take a place, so that the apparatus can be miniaturized.

次に、プロジェクタ1内の環境温度をコントロールする制御の流れを、図4に示すフローチャートを参照して説明する。先ず、予めプロジェクタ1内の環境温度の許容温度範囲(80℃以内)を設定し(S1)、次に、温度センサ20で装置内のランプ8近傍の空気温度が測定される(S2)。そして、プロジェクタ1内の各種制御を行うために設けられたマイクロコンピュータ(以下、マイコンと略す)において、この測定温度と先の設定温度とを比較し(S3)、もし、測定温度が許容温度範囲内であれば(S4でYES)、冷却ファンの回転数は現状のまま維持されると共に(S5)、冷却素子の温度も現状のまま維持され(S6)、本装置1内の温度が許容温度範囲内に維持される。そして、温度測定のステップにフィードバックされて(S2)、装置内の温度が引き続き許容温度範囲内に維持されるように、マイコンで温度制御される。そして、S4において、もし、測定温度が設定された許容温度範囲内から外れ(S4でNO)、許容温度範囲より高い場合は(S7でYES)、冷却ファンの回転数を増加させると共に(S8)、ペルチェ素子への印加電圧を上げてその表面温度を下げることにより(S9)、装置内の温度が下がるように制御される。そして、温度測定ステップにフィードバックされて(S2)、装置内の温度が許容温度範囲内に入るまで繰り返し、マイコンで温度制御される。また、S7において、測定温度が許容温度範囲以下の場合(S7でNO)、冷却ファン6の回転数を減らし(S10)、さらにペルチェ素子への印加電圧を下げて表面温度を上げることにより(S11)、装置内の温度を上げ、さらに、上記と同様に、温度測定ステップにフィードバックされて(S2)、装置内の温度が許容温度範囲内に入るように、マイコンで温度制御される。このような温度制御により、装置内の温度を許容温度範囲内に維持することが可能となる。   Next, a control flow for controlling the environmental temperature in the projector 1 will be described with reference to a flowchart shown in FIG. First, an allowable temperature range (within 80 ° C.) of the environmental temperature in the projector 1 is set in advance (S1), and then the temperature of the air in the vicinity of the lamp 8 in the apparatus is measured by the temperature sensor 20 (S2). Then, in a microcomputer (hereinafter abbreviated as “microcomputer”) provided for performing various controls in the projector 1, the measured temperature is compared with the previously set temperature (S 3). If it is within (YES in S4), the rotation speed of the cooling fan is maintained as it is (S5), the temperature of the cooling element is also maintained as it is (S6), and the temperature in the apparatus 1 is the allowable temperature. Maintained within range. Then, the temperature is fed back to the temperature measurement step (S2), and the temperature is controlled by the microcomputer so that the temperature in the apparatus is continuously maintained within the allowable temperature range. In S4, if the measured temperature falls outside the set allowable temperature range (NO in S4) and is higher than the allowable temperature range (YES in S7), the rotational speed of the cooling fan is increased (S8). Then, by raising the voltage applied to the Peltier element and lowering its surface temperature (S9), the temperature in the apparatus is controlled to be lowered. Then, the temperature is fed back to the temperature measurement step (S2), and the temperature is repeatedly controlled by the microcomputer until the temperature in the apparatus falls within the allowable temperature range. In S7, when the measured temperature is below the allowable temperature range (NO in S7), the number of rotations of the cooling fan 6 is decreased (S10), and the surface temperature is increased by lowering the voltage applied to the Peltier element (S11). ), The temperature in the apparatus is raised, and, similarly to the above, the temperature is fed back to the temperature measurement step (S2), and the temperature is controlled by the microcomputer so that the temperature in the apparatus falls within the allowable temperature range. Such temperature control makes it possible to maintain the temperature in the apparatus within the allowable temperature range.

以上述べたように、本発明によるプロジェクタ1によれば、装置1内に配置した温度センサ20の検出電圧信号に基き、冷却ファン6を制御すると共に、温度センサ20の検出電圧信号に基き、ペルチェ素子P1乃至P4を制御することにより、装置1内の空気温度の冷却を二つの冷却作用によって強力かつ効果的に行える。また、プロジェクタ1からの排気風の温度を電子的に制御することができるので、プロジェクタ1の内部温度及び外部への排気温度を自動的に制御して、装置内の温度を常に許容温度範囲内に保つことができる。また、排気口41の通気孔42の方向を投射画像の光路21から遠ざかる方向に配設することにより、高温の排気風により生じるヒートウェーブの影響をさらに低減させることができる。以上により、スクリーン上に投影された画像上における揺らぎの発生を防止し、安定した美しい投射画像を得られる、信頼性の高い、小型、高輝度のプロジェクタを実現できる。   As described above, according to the projector 1 of the present invention, the cooling fan 6 is controlled based on the detection voltage signal of the temperature sensor 20 arranged in the apparatus 1, and the Peltier is controlled based on the detection voltage signal of the temperature sensor 20. By controlling the elements P1 to P4, the cooling of the air temperature in the apparatus 1 can be performed powerfully and effectively by two cooling actions. Further, since the temperature of the exhaust air from the projector 1 can be electronically controlled, the internal temperature of the projector 1 and the exhaust temperature to the outside are automatically controlled so that the temperature inside the apparatus is always within the allowable temperature range. Can be kept in. Further, by disposing the direction of the vent hole 42 of the exhaust port 41 in a direction away from the optical path 21 of the projection image, it is possible to further reduce the influence of heat waves caused by the high-temperature exhaust air. As described above, it is possible to realize a highly reliable, small-sized and high-intensity projector that can prevent the occurrence of fluctuations on the image projected on the screen and obtain a stable and beautiful projected image.

なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、様々な変形が可能である。温度センサ及びペルチェ素子を装置内に複数個配置して、各位置の温度を検出して制御信号とすることにより、各位置のペルチェ素子の表面温度を変えて、きめ細かく装置内の温度を最適に調整することができる。また、ペルチェ素子として発熱面に放熱板を装着するモジュールタイプのものを使用してもよい。   In addition, this invention is not restricted to the said embodiment, Various deformation | transformation are possible. By arranging multiple temperature sensors and Peltier elements in the device, detecting the temperature at each position and using it as a control signal, the surface temperature of the Peltier element at each position can be changed to finely optimize the temperature inside the device. Can be adjusted. Moreover, you may use the module type thing which mounts a heat sink on a heat generating surface as a Peltier device.

また、上記実施形態は、電気信号としての映像信号を光信号の映像信号に変換するライトバルブとして、DMD(デジタル・マイクロミラー・デバイス)を用いたが、液晶パネルを用いる液晶ライトバルブ等の他のライトバルブ使用のプロジェクタにも適用できる。   In the above embodiment, a DMD (digital micromirror device) is used as a light valve for converting a video signal as an electrical signal into a video signal as an optical signal. It can also be applied to projectors using other light valves.

本発明の第1の実施形態に係るプロジェクタ装置の外観を示す斜視図。1 is a perspective view showing an external appearance of a projector device according to a first embodiment of the present invention. 上記プロジェクタ装置の内部構成を示す一部破断した平面図。FIG. 2 is a partially broken plan view showing an internal configuration of the projector device. 上記プロジェクタ装置内のランプボックスへのペルチェ素子の取り付け方を示す図。The figure which shows how to attach the Peltier device to the lamp box in the said projector apparatus. 上記プロジェクタ装置に温度制御処理を示すフローチャート。6 is a flowchart showing temperature control processing in the projector device. 従来のプロジェクタ装置における揺らぎの発生のメカニズムに関する説明図。Explanatory drawing regarding the mechanism of the fluctuation | variation generation | occurrence | production in the conventional projector apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 プロジェクタ(プロジェクタ装置)
2 装置本体(本体部)
4 前面カバー部(前面カバー)
6 冷却ファン
8 ランプ(光源)
11 キャスティングエンジン(投射光学部)
16 ライトトンネル(集光光学部)
20 温度センサ
41 排気口
42 通気孔
P1,P2,P3,P4 ペルチェ素子
1 Projector (Projector device)
2 Main unit (main unit)
4 Front cover (front cover)
6 Cooling fan 8 Lamp (light source)
11 Casting engine (projection optics)
16 Light tunnel (Condensing optics)
20 Temperature sensor 41 Exhaust port 42 Ventilation hole P1, P2, P3, P4 Peltier element

Claims (1)

集光光学部で集光された光源からの光を、DMD(デジタル・マイクロミラー・デバイス)に照射して、前記DMDにより形成された画像を投影するための投影レンズを含む投射光学部で投射して拡大画像を得るプロジェクタ装置において、
前記プロジェクタ装置の本体部と嵌合して前面を被う排気口を有する前記本体部の外装ケースの前面カバーと、
前記光源を冷却するための冷却風を起こし、電圧で回転制御される冷却ファンと
前記冷却ファンの冷却風が前記光源を冷却することにより生ずる熱風を冷却するペルチェ素子と、
前記プロジェクタ装置内の温度を検出する少なくとも1つ以上の温度センサとを備え、
前記投影レンズを前記外装ケースの前面側に配設し、
前記前面カバーの排気口は複数の通気孔を有し、その通気孔は前記プロジェクタ装置から排出される空気(排気)が前記投射光学部の投射方向から離れる方向に前記前面カバー内を斜めに貫通し、
前記ペルチェ素子は、前記光源の前記冷却ファンと反対側の位置、又は/及び前記前面カバーの内側の排気口に近接した位置に、その冷却表面が前記熱風に触れる向きに配設され、
前記温度センサは、前記プロジェクタ装置内の光源の近傍に配設され、前記プロジェクタ装置内の空気温度を検出して検出電圧信号を出力し、
前記温度センサの検出電圧信号に基いて、前記冷却ファンの回転数を変えて風量を制御すると共に、前記温度センサの検出電圧信号に基いて、前記ペルチェ素子への印加電圧を変えて該ペルチェ素子の表面温度を制御することにより、前記プロジェクタ装置から排気される熱風の温度を低下させて、装置から排気される熱風によるヒートウェーブの影響を低減できるようにしたことを特徴とするプロジェクタ装置。
The light from the light source condensed by the condensing optical unit is irradiated to a DMD (digital micromirror device) and projected by a projection optical unit including a projection lens for projecting an image formed by the DMD. In the projector device that obtains an enlarged image as described above,
A front cover of the outer case of the main body having an exhaust port that fits with the main body of the projector device and covers the front surface;
A cooling fan that cools the light source and that is rotationally controlled by voltage; a Peltier element that cools the hot air generated by the cooling fan cooling the light source;
And at least one temperature sensor for detecting a temperature in the projector device,
The projection lens is disposed on the front side of the exterior case,
The exhaust port of the front cover has a plurality of vent holes, and the vent holes obliquely penetrate the inside of the front cover in a direction in which air (exhaust gas) discharged from the projector device is away from the projection direction of the projection optical unit. And
The Peltier element is disposed at a position opposite to the cooling fan of the light source, or / and a position close to an exhaust port on the inner side of the front cover so that the cooling surface is in contact with the hot air,
The temperature sensor is disposed in the vicinity of a light source in the projector device, detects an air temperature in the projector device, and outputs a detection voltage signal,
The air volume is controlled by changing the number of rotations of the cooling fan based on the detection voltage signal of the temperature sensor, and the voltage applied to the Peltier element is changed based on the detection voltage signal of the temperature sensor. By controlling the surface temperature of the projector, the temperature of the hot air exhausted from the projector device is lowered, so that the influence of heat waves caused by the hot air exhausted from the device can be reduced.
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