JP4909620B2 - 光源を備えた装置の防塵・光漏れ防止機構およびプロジェクタ - Google Patents

Description

本発明は光源を備えた装置の防塵・光漏れ防止機構および防塵・光漏れ防止機構を備えたプロジェクタに関し、特に給排気口に設けられたラビリンス構造の空気流路を有する防塵・光漏れ防止機構に関する。

従来から、光源を備えた装置であるプロジェクタでは、スクリーンの投写画像を明るくするために強力な光源ランプが用いられている。その光源の発熱によって筐体内部の温度が上昇するので液晶パネルの温度も上昇して性能が低下して投写画像が悪化したり、ランプの寿命に悪影響を及ぼしたりする。この対策として光源ランプの背後に開口部を設けて冷却ファンを取り付けたりすることによって、強制排気を行って筐体内部の温度上昇を抑制しているが、この給排気口から塵埃が進入するという問題がある。塵埃が光学系の部品、特に液晶パネルに付着した場合には、映像とともに塵埃の影がスクリーンに拡大投写され映像の品質を悪化させるという問題がある。その対策としては開口部にフィルタを設けることが行われている。さらに、この給排気口を通して内部の光が外部に光漏れを起こし映像を見ている人に不快感を与えるという問題がある。この問題はプロジェクタのみではなく、光を発生する光源装置など光源を備えた装置にも発生する。

特許文献１には、冷却ファンの背後の開口部と投写レンズの前の開口部とに開閉式のシャッタを設けて非使用時には閉め、使用時には開けるようにして、非使用時には筐体内に塵埃が入らないようにした液晶プロジェクタ装置が開示されている。

特許文献２には、キャビネットに空気流入孔を開設するとともにキャビネット内に光源と、光源により照射される液晶パネルと、光源を冷却する排気ファンを備え、光源は空気流入孔から排気ファンまでの空気の流路上に配備され、キャビネット上に空気流入口に対向して吸気ファンを設け、吸気ファンの給気量を排気ファンの排気量よりも大きくすることによって、キャビネット内を正圧状態に保ち外部からの埃等の侵入を防ぐ液晶プロジェクタが開示されている。
特開２０００−３０５１７５号公報 特開２００１−２４２４３４号公報

従来のフィルタを吸入口に設ける方法では、保守を必要とするフィルタを取り外し可能に筐体内部に取り付けることが必要となり、濾過能力を上げると抵抗が増加して送風機の負担が大きくなるという問題がある。

特許文献１に記載の発明では、非使用時にはシャッタが閉まっているので開口部からの塵埃の侵入はないが、冷却ファンが稼動している使用時にはシャッタが開放されるので、冷却ファンに誘引されて塵埃が筐体内部に侵入するという問題がある。また、使用時にはシャッタが開放されるので、内部の光が外部に光漏れを起こすという問題は解決されない。

特許文献２に記載の発明では、使用時はキャビネット内が正圧状態に保たれているので、開口部からの塵埃の侵入はないが、非使用時には吸気ファンと排気ファンは停止しており、吸気ファンにはフィルタが設けられているが排気ファンにはフィルタが設けられていないので塵埃が筐体内部に侵入するという問題がある。内部の光が外部に光漏れを起こすことに対する対策は行われていない。

本発明の目的は、簡単な構成で給気口からの塵埃の筐体内部への侵入を防ぎ、かつ給排気口からの光漏れを防ぐことのできる光源を備えた装置の防塵・光漏れ防止機構を提供することにある。

本発明の光源を備えた装置の防塵・光漏れ防止機構は、
筐体に設けられた開口部に連接して設けられた防塵・光漏れ防止機構において、その機構内部にラビリンス構造の空気流路を有することを特徴とする。開口部は冷却用吸気口であってもよく、冷却用吸気口および排気口であってもよい。

ラビリンス構造は、一端に空気流入口を有し他端に空気排出口を有する箱型のケーシング内に設けられており、その空気流入口より流入した空気がそのケーシング内に形成された屈曲した流路内を流れてその空気排出口から排出されるように、そのケーシングの対向する２面のそれぞれに先端が食い違って交差するように交互に複数のシール片が設けられていてもよく、シール片は先端に屈曲部を有するＬ形であり、そのケーシングの対向する２面の１面に設けられたシール片の先端は上方を向き、他の面に設けられたシール片の先端は下方を向き、空気は水平方向、垂直方向、同一水平方向、反対垂直方向、反対水平方向の流れを繰り返して空気排出口に至ってもよい。

防塵・光漏れ防止機構が筐体内部に設けられていてもよく、防塵・光漏れ防止機構が連接する冷却用吸気口および排気口を含む開口部は、通常の使用状態における筐体の高い位置に設けられていてもよく、光源を備えた装置がプロジェクタであってもよい。

本発明のプロジェクタは、上述の防塵・光漏れ防止機構を備えることを特徴とする。

本発明では、筐体に設けられた冷却用吸気口および排気口を含む開口部にラビリンス構造の空気流路を有する防塵・光漏れ防止機構がその開口部に連接して設けられている。侵入する塵埃はラビリンス構造の流路の屈曲点では慣性によって急激に方向を変えることができないため移動途中の流路で捕捉される。また内部の光も屈曲するラビリンス構造に遮られるので外部に光漏れを起こさない。

本発明の第１の効果は、筐体に設けられた冷却用吸気口および排気口を含む開口部にラビリンス構造の空気流路を有する防塵・光漏れ防止機構がその開口部に連接して設けられているので、侵入する塵埃はラビリンス構造の流路の屈曲点で慣性によって急激に方向を変えることができずに移動途中の流路で捕捉され、塵埃が筐体内部に侵入しないという効果がある。さらに、ラビリンス構造の流路は屈曲しているので筐体内部の光が遮られて外部に漏れないという光漏れ防止効果がある。

第２の効果は、現在のプロジェクタにおいて用いられている、ゴミ混入防止・防塵の対策としてのフィルタなどの空気抵抗の大きい部品が必要なくなることである。

第３の効果は、塵埃の侵入が防止されるので光学エンジン・光学部品の寿命・信頼性が向上することである。

第４の効果は、映像と関係のない光の漏れが防止されることにより、プロジェクタ使用時の快適性が向上することである。

本発明の実施の形態では、光源を備えた装置として最も一般的であるプロジェクタを例として説明するが、光源を備えた装置全般に適用できる。本発明の特徴は、プロジェクタにおける、筐体内部への塵埃の侵入問題、および光源であるランプによる光漏れの問題に対して、ラビリンス構造の空気流路を有する防塵・光漏れ防止機構をプロジェクタの開口部に設けることにより、これらの問題を解決したことにある。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態の防塵・光漏れ防止機構を備えたプロジェクタの部分透視上面図であり、図２は図１の防塵・光漏れ防止機構を備えたプロジェクタの投写レンズ側から見た部分透視前面図であり、図３は図１のＡ−Ａ断面の断面図であり、図４は本発明の第１の実施の形態の防塵・光漏れ防止機構を示す図面であり（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面の断面図である。

プロジェクタ１の筐体１１の内部には、光源部１３と、光源部１３から照射される光束を投写用の画像として変調して投写レンズ１２に出射する光束変調手段を有する光学エンジン１４と、画像をスクリーンに投射する投写レンズ１２とが設けられている。さらに、発熱する光源部１３や光束変調手段の冷却のための不図示の冷却ファンが設けられており、冷却のための空気の吸気口１５と排気口１６とが筐体１１に開口している。吸気口１５は図３に示されるように筐体１１が通常の使用位置に置かれたときに筐体１１の上部となる部分に設けられることが、粉塵の吸引が少なくなるので望ましく、排気口１６も周囲の粉塵を撹拌しないために上部に設けられることが望ましい。

吸気口１５および排気口１６に接して筐体１の内部に本発明の防塵・光漏れ防止機構２１、３１が設けられている。防塵・光漏れ防止機構２１、３１の内部の空気流路はラビリンス構造２２、３２となっている。防塵・光漏れ防止機構２１ではその空気流入口が筐体の吸気口１５と連接していてその空気排出口は筐体１１の内部に開放されている。防塵・光漏れ防止機構３１ではその空気流入口が筐体１１の内部に開放されており、その空気排出口が筐体１１の排気口１６と連接している。ここでは、防塵・光漏れ防止機構２１、３１は部品の点数を少なくするために同じ構成のものが使用されているが、排気口１６と連接する防塵・光漏れ防止機構３１は主な目的が光漏れを防止であるのでもっと簡単なラビリンス構造であってもよい。排気口１６と連接する防塵・光漏れ防止機構３１は筐体１１内部の冷却ファンが停止しているときに、外部から排気口１６を経由して内部に進入する粉塵を捕捉する。

ここでは、防塵・光漏れ防止機構２１、３１が筐体１１の内部に設けられているが、筐体１１の外部に設けられていてもよい。デザイン上は内部の方が好ましいが、保守面では外部の方が容易となる。

次に、本発明の防塵・光漏れ防止機構２１、３１の作用について説明する。先ず、防塵・光漏れ防止機構２１、３１の内部の空気流路を構成するラビリンス構造２２、３２について説明する。ラビリンス構造はラビリンスシールとして軸受けの密封装置としても使用されるジグザグ構造等の複雑に屈曲した通路（流路）をもつ迷路構造のことである。ラビリンス構造を通過する空気の流れは、場所によって流路の断面積が変化するのでその流量が変化する。この流量の変化によって、ベルヌーイの定理に基づき圧力の変化を生ずる。この圧力の変化と流路が屈曲していることによって、浮遊するゴミ・塵・埃は、その慣性によって急激に方向を変えることができないので、移動途中でその空気流路の中で捕捉される。

このことにより、プロジェクタ１の筐体１１の開口部である吸気口１５の内部、つまり大気の吸気経路にラビリンス構造２２を設けることによって、特に光学エンジン１４へのゴミの混入防止・防塵の効果が得られる。さらに、筐体１１の開口部である吸気口１５をゴミ・塵・埃の溜まりやすい床からより離れた上部の方に設け、床との距離をとることで、より効果的に防塵効果が得られる。

また、ラビリンス構造は迷路構造であるため、排気口１６の開口部の内部にラビリンス構造３２を設けることにより、光源部１３のランプから漏れた光の回り込みを防止して開口部からの光漏れの防止の効果が得られる。光漏れ防止については、開口部である吸気口１５側に関しても、内部にラビリンス構造２２を設けることで、同様の効果が得られる。

ラビリンス構造は、図４に示すように一端に空気流入口を有し他端に空気排出口を有する箱型のケーシング内に設けられており、その上側または下側に設けられた空気流入口より流入した空気がそのケーシング内に形成された屈曲した流路内を流れて下側または上側の空気排出口から排出されるように、そのケーシングの対向する２面のそれぞれに、先端が食い違って交差するように交互に複数のシール片が設けられている。

第１の実施の形態のラビリンス構造２２、３２は、図４に示されるラビリンス構造となっている。シール片は先端に屈曲部を有するＬ形であり、ケーシングの対向する２面の１面に設けられたシール片の先端は上方を向き、他の面に設けられたシール片の先端は下方を向き、空気は水平方向、下向き（または上向き）の垂直方向、同じ方向の水平方向、上向き（または下向き）垂直方向、前回と反対方向の水平方向の流れを繰り返して排出口に至っている。このように、プロジェクタ１の冷却用空気の開口部の内部にラビリンス構造を設けることにより、ゴミ・埃の混入問題と光漏れの問題とが効果的に解決される。

ラビリンス構造２２、２３に捕捉された粉塵は、ケーシングのシール片が取り付けられた二つの面を開放可能な構造とし、かつケーシングが係止部材により筐体１１に取り外し可能に取り付けられる構造とすることにより、ケーシングを筐体に取り付けたまま、あるいは取り外してケーシングを開放することにより除去することができる。

次に、本発明の本発明の第２の実施の形態の防塵・光漏れ防止機構について図面を参照して説明する。図５は本発明の第２の実施の形態の防塵・光漏れ防止機構を示す図面であり（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面の断面図である。第２の実施の形態は、第１の実施の形態とラビリンス構造が異なるだけなので、図２と図３のラビリンス構造２２、３２を図５のラビリンス構造４２と読み替えることにより、図１〜図３を参照して説明した第１の実施の形態とその構成と作用とは同じなので、その説明は省略する。

第２の実施の形態でも、ラビリンス構造は、一端に空気流入口を有し他端に空気排出口を有する箱型のケーシング内に設けられており、その上側または下側に設けられた空気流入口より流入した空気がケーシング内に形成された屈曲した流路内を流れて下側または上側の空気排出口から排出されるように、複数のシール片がそのケーシングの対向する２面のそれぞれに先端が食い違って交差するように交互に設けられている。

ただ、第２の実施の形態のラビリンス構造４２は、図５に示されるラビリンス構造となっている。第１の実施の形態と異なって、シール片は先端に屈曲部を有せず平板状となっている。従って、空気は水平方向と垂直方向との流れを繰り返して排出口に至る。基本的な作用は第１の実施の形態と同じであるが、第１の実施の形態のラビリンス構造の方が空気の流れの屈曲が多く流量の変化の回数が多いので第２の実施の形態のラビリンス構造よりも集塵効果が大きい。しかし第２の実施の形態の方が構造が簡単であり製作コストが少なくてすむという利点がある。

本発明の第１の実施の形態の防塵・光漏れ防止機構を備えたプロジェクタの一部透視上面図である。 図１の防塵・光漏れ防止機構を備えたプロジェクタの投写レンズ側から見た一部透視前面図である。 図１のＡ−Ａ断面の断面図である。 本発明の第１の実施の形態の防塵・光漏れ防止機構を示す図面であり（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面の断面図である。 本発明の第２の実施の形態の防塵・光漏れ防止機構を示す図面であり（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面の断面図である。

符号の説明

１ プロジェクタ
１１ 筐体
１２ 投写レンズ
１３ 光源部
１４ 光学エンジン
１５ 吸気口
１６ 排気口
２１、３１、４１ 防塵・光漏れ防止機構
２２、３２、４２ ラビリンス構造

Claims (7)

1. 筐体に設けられた開口部に連接して設けられた防塵・光漏れ防止機構において、
   該機構内部にラビリンス構造の空気流路を有し、
   前記ラビリンス構造は、一端に空気流入口を有し他端に空気排出口を有する箱型のケーシング内に設けられており、該空気流入口より流入した空気が該ケーシング内に形成された屈曲した流路内を流れて該空気排出口から排出されるように、該ケーシングの対向する２面のそれぞれに先端が食い違って交差するように交互に複数のシール片が設けられており、
   前記シール片は先端に屈曲部を有するＬ形であり、前記ケーシングの対向する２面の１面に設けられたシール片の先端は上方を向き、他の面に設けられたシール片の先端は下方を向き、空気は水平方向、垂直方向、同一水平方向、反対垂直方向、反対水平方向の流れを繰り返して前記空気排出口に至ることを特徴とする、光源を備えた装置の防塵・光漏れ防止機構。
2. 前記開口部は冷却用吸気口である、請求項１に記載の光源を備えた装置の防塵・光漏れ防止機構。
3. 前記開口部は冷却用吸気口および排気口である、請求項１に記載の光源を備えた装置の防塵・光漏れ防止機構。
4. 前記防塵・光漏れ防止機構が前記筐体内部に設けられている、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光源を備えた装置の防塵・光漏れ防止機構。
5. 前記防塵・光漏れ防止機構が連接する前記開口部は、通常の使用状態における前記筐体の高い位置に設けられている、請求項４に記載の光源を備えた装置の防塵・光漏れ防止機構。
6. 前記光源を備えた装置がプロジェクタである、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の光源を備えた装置の防塵・光漏れ防止機構。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光源を備えた装置の防塵・光漏れ防止機構を備えたプロジェクタ。

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