JP4564743B2

JP4564743B2 - 拡大投影装置

Info

Publication number: JP4564743B2
Application number: JP2003409010A
Authority: JP
Inventors: 善弘豊後
Original assignee: NEC Display Solutions Ltd
Current assignee: Sharp NEC Display Solutions Ltd
Priority date: 2003-12-08
Filing date: 2003-12-08
Publication date: 2010-10-20
Anticipated expiration: 2023-12-08
Also published as: JP2005172919A

Description

本発明は、画像を投射レンズあるいは投射ミラーによりスクリーンに拡大投影する拡大投影装置に関する。

拡大投影装置には、OHPや液晶プロジェクタ等いろいろな種類がある。これらの装置は、光源と、画像発生源（例えばOHPフィルム、液晶パネルなど）および投射レンズもしくは投射ミラー等の拡大部品を有する投射ブロック部と、この投射ブロック部で拡大投影された画像を結像するスクリーンとの間に空間（投射距離）を隔てて構成している。また、これらの拡大投影装置は装置内部を冷却するためのファンを備えているのが一般的であり、このファンにより、装置内の光源の熱を装置外に排出することで装置内を冷却している。

このような拡大投影装置においてはスクリーン上の映像に悪影響を及ぼさないために様々な提案がなされている。

例えば特許文献１、２、３には、装置外に排出される熱風が投射レンズによる投射光の光路上に流れ込み、スクリーンに投影されている映像がゆらぐ、いわゆる陽炎現象が発生することを防止する構成が開示されている。これらの特許文献は、投射レンズによる映像投射方向と同じ方向に装置内から熱風を排出する構成となっており、特許文献１では熱風が投射光の光路上に流れ込むのをカバーで遮ることで、特許文献２及び３では投射光の光路上に流れ込まないよう熱風の排出方向を設定することで陽炎現象を防止している。

また、特許文献４、５には、投射レンズに塵や埃が付着して輝度むらが生じたり映像がぼやけたりすることを防止する構成が開示されている。特許文献４では、画像を拡大して投射させる投射手段を室内にレンズ筒の前側部分を除いて囲み、さらに前記レンズ筒の前側部分とスクリーンとの間の空間を密閉し、前記室内のみの空気を排気して冷却するとともに前記空間への塵埃の侵入を防止している。また、特許文献５では、レンズブロック体の光射出側にシャッターを設け、レンズ表面への塵埃の付着を防止している。

なお、拡大投影装置とは異なる技術分野であるが、特許文献６において、カメラレンズの前面側にケーシングを設け、該ケーシング内に前記カメラレンズの前面を通過する空気流を発生するファンを設けることで、前記カメラレンズへの塵埃の付着を防止する防塵装置が知られている。
実用新案登録第3092889号特開2002−341447号公報特開平10−186546号公報特開2001−343708号公報特開平６−308612号公報特開2001−91807号公報

上述したような種々の拡大投射装置では、投射レンズや透過スクリーン等に塵や埃が存在すると投射画面の該当位置に輝度むらが生じたり映像がぼやけたりする等の不具合が生じる。

また、投射レンズとスクリーンの間の空間は通常空気であり、この空気に拡大投影装置から排出した熱気が入ると、上述したように空気の上昇気流による陽炎が投射画面上に発生するという問題点もあった。

なお、レンズ表面への塵埃の付着を防止するために特許文献６のようにレンズの前面にファンを内蔵するケーシングを取り付ける構成はレンズの前面側がケーシングで遮られるので、レンズによってスクリーンに映像を拡大投影するプロジェクタに適用することはできない。

そこで本発明は上記の従来技術の問題点に鑑み、画像発生源および拡大部品を有する投射ブロック部とこれにより映像が投影されるスクリーンとの間に空間を持つ拡大投影装置において、投射レンズもしくは投射ミラー等の拡大部品またはスクリーンへの埃や塵の付着と、拡大投影装置周辺の空気温度による陽炎現象の発生という２つの映像劣化要因を予防および軽減できる拡大投影装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、投射レンズと、ファンとを有する拡大投影装置であって、
送風ダクトと、第１の吸気ダクトと、第２の吸気ダクトと、第３の吸気ダクトと、を有し、
前記ファンの排気口には前記送風ダクトの一端が結合されており、
前記送風ダクトの送風口は前記投射レンズの縁近傍まで延び、
前記第１の吸気ダクトの吸気口は前記レンズを挟んで前記送風ダクトの送風口と対向し、
前記第１の吸気ダクトの吸気口と反対側の端部は前記第２の吸気ダクトの一端と結合しており、
前記第２の吸気ダクトの他の一端は前記ファンの吸気側に結合され、
前記第３の吸気ダクトの一端は前記ファンの吸気側に前記第２の吸気ダクトと供に結合され、他の一端は装置周辺の空気を取り込める位置で開口しており、
前記送風ダクトからの気流が前記投射レンズの表面に当たることを特徴とする。

上記のとおりの構成では、送風ダクトの送風口から投射レンズに風を送ることで、投射レンズに付いた埃や塵が飛ばされ、第１の吸気ダクトの吸気口より吸い取られる。このため、投射レンズに塵埃が付着していない状態で映像を投影することができ、輝度むらや焦点ぼけなどが生じない。

また、第１の吸気ダクトの吸気口を投射レンズの脇に設けると、投射レンズ周辺の熱気も除去できる。このため、熱気により投射レンズの投射方向にある空気に上昇気流が生じ、スクリーンに投射されている映像がゆらぐ陽炎現象を予防あるいは軽減することができる。

本発明によれば、投射レンズへの埃や塵の付着と、装置周辺の空気温度による陽炎現象の発生という２つの映像劣化要因を最小規模の構成で予防および軽減することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態による拡大投影装置を上面から見た模式図である。この図では装置内部のダクトおよびファンを実線で示したが、これらは実際には装置内に配設されていて装置の外からは見えない。

図１で示す形態の拡大投影装置１はＯＨＰ、液晶プロジェクタなどに適用されるものであり、画像発生源（OHPフィルム、液晶パネルなど）と投射レンズあるいは投射ミラーなどの拡大部品とを含む投射ブロック部を有する。この投射ブロック部のうちの拡大部品であるレンズ２の保持筒が装置の前面１１に配置されている。

拡大投影装置１の内部に少なくとも一つのファン３が備えられていて、レンズ２の保持筒の脇に位置する。ファン３の送風側には送風ダクト４の一端が取り付けられ、送風ダクト４の他端がレンズ２の縁近傍まで延びている。レンズ２の縁には、送風ダクト４からレンズ表面に当たった送風を吸気する第１の吸気ダクト５の吸気口が送風ダクト４の送風口と対向するよう配置されている。そして、第１の吸気ダクト５の吸気口側端部とは反対側の端部がレンズ２の縁近傍から装置の前面１１に延びて取り付けられている。

前面１１において第１の吸気ダクト５に第２の吸気ダクト６が結合されている。この第２の吸気ダクト６は装置内部を通ってファン３の吸気側に結合されている。さらに、ファン３の吸気側には第３の吸気ダクト７の一端が結合され、他端が装置の前面１１にて開口している。

なお、ファン３の送風側と送風ダクト４の開口部結合率、および第１の吸気ダクト５と第２の吸気ダクト６の開口部結合率は100％である。また、ファン３の吸気側に対して第２の吸気ダクトと第３の吸気ダクトが各々５０％の開口部結合率で結合している。

また、本実施形態では第３の吸気ダクト７の、ファン３とは反対側端の開口が装置の前面１１に位置しているが、この位置は、拡大投影装置１周辺の機器等の熱気に影響されていない空気を取り込める位置であれば右側面８、左側面９および背面１０など、どの場所でもよい。但し、第３の吸気ダクト７の吸気口は、装置内の光源の熱を冷却用ファン（不図示）により装置外に放出する放出部の近くには配置しない。

図２に本発明の装置に使用するファンの吸気側および送風側の構造を示す。

ファン３の送風側の開口全体が送風ダクト４の端部の開口に結合部１２によって気密に接合している。さらに、ファン３の吸気側の開口の半分が第２の吸気ダクト６の端部の開口に結合部１３によって結合し、残りの半分が第３の吸気ダクト７の端部の開口に結合部１４によって結合している。

次に、図１を参照して本実施形態の拡大投影装置の作用について説明する。

一つのファン３を駆動することで送風ダクト４の中に向かう気流が作られる。ファン３の吸気側からは第３の吸気ダクト７の吸気口より空気が取り込まれる。

送風ダクト４を通った気流はレンズ２に当たり、レンズ２に付着している埃や塵が空中に散る。

第１の吸気ダクト５は第２の吸気ダクト６を介してファン３の吸気側に結合されているので、レンズ２の前面側には第１の吸気ダクト５の吸気口に吸い込まれる気流が発生している。このため、レンズ２から空中に舞い上がった埃や塵が第１の吸気ダクト５の吸気口から吸い込まれ、レンズ２の前面から除去される。

また、第３の吸気ダクト７の吸気口が、拡大投影装置１の周辺の機器等の熱気に影響されていない空気を吸い込む位置にあるので、レンズ２に当てる気流によってレンズ前側が、熱気に影響されていない装置周辺の温度と同等になる。このようにレンズ前面側の空気の温度がほとんど上昇しない為、空気の上昇気流による陽炎が投射画面上に発生するという問題が生じない。

さらに、陽炎現象の要因の１つである機器の熱気等も第１の吸気ダクト５の吸い込み気流により除去することができる。

（第２の実施形態）
図３は本発明の第２の実施形態による拡大投影装置を上面から見た模式図である。この図では装置内部のダクト、ファンおよびレンズの部分を実線で示したが、これらは実際には装置内に配設されていて装置の外からは見えない。

図３に示す形態の拡大投影装置は、スクリーンに投影する画像を拡大するレンズ２を含む筒部品がある前面１１から近距離に透過型スクリーン（以下、「リアスクリーン１５」と称する）を配置した装置である。この装置において、上述したファンとダクトの構成（図１）に加えて前面１１とリアスクリーン１５の間の空間が壁で囲まれている。つまり、前面１１とリアスクリーン１５とこの間を囲む壁とで室を形成している。また、この装置は第１の吸気ダクト５の先端形状を図１に示した形態よりも装置前方に曲げることで、レンズ２の前面の空気だけでなく上記の空間全体から空気を取り込む構成となっている。

このように構成すると、前面１１とリアスクリーン１５の間の空間の空気が循環するため、レンズ２の表面の塵埃だけでなく、リアスクリーン１５の装置内側面に付着した塵埃も除去できる。

なお、本実施形態のようにダクト形状により容易に気流の範囲も変更することができる。

以上説明した第１及び第２の実施形態として拡大投影装置側にファン及びダクトを備えた例を挙げたが、本発明のファン及びダクトは、投影された映像を結像するスクリーン側に配設されていてよい。

また、ダクトの吸気口からファンの吸気側の開口までの間に防塵フィルタが配置されていてもよい。これにより、吸気ダクトの吸気口から吸い取った塵や埃が防塵フィルタで捕らえられ、再び送風ダクトの送風口から吹き出ない。

ファンの送風側および吸気側の開口とこれらの開口に結合するダクトの端部の開口との結合率は上述した実施形態で説明した数値に限られない。例えば、ファン３の送風側の開口の半分が送風ダクト４の端部の開口に結合部によって気密に接合しており、その残り半分が第３の吸気ダクト７の場合と同様に、拡大投影装置１の前面１１の、機器等の熱気に影響されていない空気と接する部分に開口している構成もある。つまり、ファン３の送風側に対して送風ダクト４を５０％の開口部結合率で結合した構成である。

このように開口部の結合率の数値は上述の実施形態に限定されず、周辺環境などの装置の使用状況で変えることが望ましい。さらに、装置の使用状況に応じ、ファン３の送風側と吸気側に対して様々な開口部接合率の組み合わせでダクトを接合してもよい。

本発明の第１の実施形態による拡大投影装置を上面から見た模式図である。本発明の拡大投影装置に使用するファンの吸気側および送風側の構造を示す図である。本発明の第２の実施形態による拡大投影装置を上面から見た模式図である。

符号の説明

１拡大投影装置
２レンズ
３ファン
４送風ダクト
５第１の吸気ダクト
６第２の吸気ダクト
７第３の吸気ダクト
８右側面
９左側面
１０背面
１１前面
１２、１３、１４結合部
１５リアスクリーン

Claims

投射レンズと、ファンとを有する拡大投影装置であって、
送風ダクトと、第１の吸気ダクトと、第２の吸気ダクトと、第３の吸気ダクトと、を有し、
前記ファンの排気口には前記送風ダクトの一端が結合されており、
前記送風ダクトの送風口は前記投射レンズの縁近傍まで延び、
前記第１の吸気ダクトの吸気口は前記レンズを挟んで前記送風ダクトの送風口と対向し、
前記第１の吸気ダクトの吸気口と反対側の端部は前記第２の吸気ダクトの一端と結合しており、
前記第２の吸気ダクトの他の一端は前記ファンの吸気側に結合され、
前記第３の吸気ダクトの一端は前記ファンの吸気側に前記第２の吸気ダクトと供に結合され、他の一端は装置周辺の空気を取り込める位置で開口しており、
前記送風ダクトからの気流が前記投射レンズの表面に当たることを特徴とする拡大投影装置。
前記ファンの吸気側に対して、前記第２の吸気ダクトと前記第３の吸気ダクトが各々５０％の開口部結合率で結合していることを特徴とする請求項１記載の拡大投影装置。
前記第１の吸気ダクトの吸気口と前記ファンの吸気側との間には防塵フィルタが配置されていることを特徴とする請求項１記載の拡大投影装置。