JP5396956B2 - プロジェクター - Google Patents

Description

本発明は、プロジェクターに関する。

従来、光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調して画像光を形成し、該画像光を拡大投射するプロジェクターが利用されている。このようなプロジェクターにおいて、光源装置、および光源装置を駆動する回路基板を１つの排気ファンで冷却するものが知られている（例えば、特許文献１）。

特許文献１に記載のプロジェクターでは、回路基板は長手状の箱状部材内に収納されている。この長手状の箱状部材は、光源装置の背面側（光射出方向とは反対側）に配置され、光源装置と平面視Ｌ字形状に配置されている。このＬ字形状の内側部分に排気ファンが配置されている。そして、光源装置の筐体においてＬ字形状の内側部分に向かう面に排出口が形成され、この排出口から光源装置内部の高温空気が排気ファンに吸入されることにより、光源装置内部の発光管等が冷却されるようになっている。

一方、箱状部材は、光源装置側の一端に導入口が形成されるとともに、長手方向途中位置においてＬ字形状の内側部分に向かう面に排出口が形成されている。そして、排気ファンによる負圧により、箱状部材の一端に形成された導入口から箱状部材内に導入された冷却空気は、箱状部材内を回路基板を冷却しながら他端側に向かって進み高温空気となった後、排出口からＬ字形状の内側に向かって排出され、排気ファンに吸入される。このような構成により、特許文献１に記載のプロジェクターでは、光源装置および回路基板が１つの排気ファンで冷却される。

特開２００７−５７９９６号公報

しかしながら、特許文献１に記載のプロジェクターでは、箱状部材の長手方向途中位置に排出口が形成されているので、箱状部材内に導入された空気は、箱状部材内を進行した後、進行方向を９０度排出口側に変えて外部へ排出されることとなり、排気効率の低下、ひいては回路基板の冷却効率の低下を招いてしまうという問題があった。また、箱状部材の長手方向途中位置に排出口が形成されているので、排出口の先の部分に高温の空気が滞留してしまい、これによっても排気効率の低下、ひいては回路基板の冷却効率の低下を招いてしまうという問題があった。

本発明の目的は、１つの排気ファンで光源装置および光源装置駆動用の回路基板を冷却でき、かつ、両部材を良好に冷却できるプロジェクターを提供することにある。

本発明のプロジェクターは、光を射出する光源装置と、前記光源装置を駆動する回路基板と、所定の方向に沿って延出し、一方の側端面に排出口を有し、前記光源装置および前記回路基板を収納する収納ダクトと、前記排出口に対向配置され、前記光源装置を冷却した空気および前記回路基板を冷却した空気を排出する排気ファンと、を備え、前記収納ダクトは、前記光源装置を収納する第１ダクト部と、前記回路基板を収納する第２ダクト部と、前記第１ダクト部および前記第２ダクト部を前記所定の延出方向に沿って仕切る第１仕切部と、前記排気ファンに対して上流側に配置され、前記収納ダクト外部の空気を前記収納ダクト内部に引き込む引込口と、を有することを特徴とする。

本発明では、収納ダクトの一端に開口するとともに各ダクト部の末端に位置する排出口から、光源装置および回路基板を冷却した空気がそれぞれ排気ファンに吸入される。従って、１つの排気ファンで各部材を冷却できるので、部品点数を低減できる。また、各ダクト部の末端に排出口が位置するので、各部材を冷却した空気を各ダクト部の内部に滞留させることなく排気ファンにより吸入することができ、各部材を良好に冷却できる。

本発明のプロジェクターでは、前記引込口は、前記光源装置が収納される前記第１ダクト部に配置されることが好ましい。
本発明では、第１ダクト部において、引込口が形成されているので、この引込口を介して収納ダクト外部の空気を第１ダクト部内を流れる高温空気の流れに引き込ませることができる。これにより、光源装置を冷却したことにより非常に高温となって第１ダクト部内を流れる高温空気を冷却することができるので、該高温空気を吸入する排気ファンの劣化を抑えることができる。また、排気ファンの後段に設けられるファン用のダクトなど、排気ファンから吐出される高温空気に接する部材の劣化を抑えることができる。
本発明のプロジェクターでは、前記引込口は、前記第１ダクト部を流通して前記光源装置を冷却した空気および前記第２ダクト部を流通して前記回路基板を冷却した空気が前記排気ファンにより合流される位置に対して上流側に配置されることが好ましい。
本発明のプロジェクターでは、冷却空気を吐出する冷却ファンと、前記冷却ファンから吐出された冷却空気を前記収納ダクト内に導く接続ダクトと、を備え、前記収納ダクトは、他方の側端面に前記冷却ファンからの冷却空気を導入する導入口を有し、前記接続ダクトは、一端が前記収納ダクトの前記導入口に接続され、前記接続ダクトおよび前記収納ダクトは、前記冷却ファンからの冷却空気の一部を、前記光源装置の光射出側へ導き前記第１ダクト部に流通させる第１流路と、前記冷却ファンからの冷却空気の残りのうち一部を、前記光源装置の光射出側と反対側へ導き前記第１ダクト部に流通させる第２流路と、前記冷却ファンからの冷却空気の残りのうち他方を、前記回路基板へ導き前記第２ダクト部に流通させる第３流路と、を有することが好ましい。
本発明のプロジェクターでは、前記接続ダクトは、前記冷却ファンからの冷却空気を、前記第１流路を流れる冷却空気と、前記第２流路を流れる冷却空気および前記第３流路を流れる冷却空気とに分岐させる第２仕切部と、前記第２仕切部により分岐された前記第２流路を流れる冷却空気および前記第３流路を流れる冷却空気を、前記第２流路を流れる冷却空気と、前記第３流路を流れる冷却空気とに分岐させて前記収納ダクトに案内する整流板と、を有することが好ましい。

本発明では、冷却ファンから吐出されて接続ダクト内に導入された冷却空気は、整流板により各ダクト部に案内される。従って、各ダクト部ごとに冷却ファンを設ける場合に比べ、冷却ファンを１つ設けるだけで済むので、部品点数をより低減できる。また、整流板により冷却ファンからの冷却空気を効率良く各ダクト部に案内できるので、冷却効率を良好にできる。

本発明の一実施形態に係るプロジェクターの構成を模式的に示す図。 前記実施形態におけるダクトユニットを示す斜視図。 前記実施形態におけるダクトユニットを示す分解斜視図。 前記実施形態における冷却ファンから吐出された冷却空気の流れを示す模式図。

〔全体構成〕
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態に係るプロジェクター１の構成を模式的に示す図である。
プロジェクター１は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して画像光を形成し、当該画像光をスクリーンや壁面に拡大投射するものである。このプロジェクター１は、図１に示すように、光学ユニット２と、冷却ファン３と、ダクトユニット４と、各構成部材２〜４に電力を供給する電源装置１０と、各構成部材２〜４，１０を制御する図示しない制御装置と、これら各構成部材２〜４，１０を内部に収納する図示しない外装筐体とを備えている。

〔光学ユニットおよび冷却ファンの構成〕
光学ユニット２は、前記制御装置による制御の下、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調し拡大投射する。この光学ユニット２は、光源装置２１と、照明光学装置２２と、色分離光学装置２３と、リレー光学装置２４と、光学装置２５と、投射光学装置としての投射レンズ２６と、光学部品用筐体２７とを備えている。これら各光学部品２１〜２７は、種々の一般的なプロジェクターの光学系として利用されているため、以下では簡略に説明する。

光源装置２１は、ダクトユニット４の構成部材でもある。この光源装置２１は、放電型の光源ランプ２１１と、光源ランプ２１１から射出された放射光を反射するリフレクタ２１２と、リフレクタ２１２により反射された光束を平行光とする凹レンズ２１３と、これら各部材２１１〜２１３を保持し、内部に収納するランプハウジング２０とを備えている。ランプハウジング２０については後述する。

照明光学装置２２は、レンズアレイ２２１，２２２、偏光変換素子２２３、および重畳レンズ２２４を備える。色分離光学装置２３は、ダイクロイックミラー２３１，２３２、および反射ミラー２３３を備える。リレー光学装置２４は、入射側レンズ２４１、リレーレンズ２４２、および反射ミラー２４３，２４４を備える。光学装置２５は、前記制御装置による制御の下、光源装置２１から射出された光束を画像情報に応じて変調する光変調装置としての３つの液晶パネル２５１（赤色光側を液晶パネル２５１Ｒ、緑色光側を液晶パネル２５１Ｇ、青色光側を液晶パネル２５１Ｂとする）、３つの入射側偏光板２５２、３つの射出側偏光板２５３、および３つの液晶パネル２５１にて変調された光束を合成して画像光（カラー画像）を形成する色合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズム２５４を備える。投射レンズ２６は、前記画像光を拡大投射する。光学部品用筐体２７は、これら各光学部品２２〜２６を内部に設定された照明光軸Ａに対する所定位置に支持固定する。
冷却ファン３は、シロッコファンであり、ダクト３１を介してダクトユニット４に接続されており、冷却風をダクト３１を介してダクトユニット４に送る。

〔ダクトユニットの構成〕
図２は、ダクトユニット４を示す斜視図、図３は、ダクトユニット４を示す分解斜視図である。
ダクトユニット４は、図２および図３に示すように、光源装置２１と、光源装置２１を駆動する回路基板であるバラスト基板５と、所定の方向に沿って延出し、光源装置２１およびバラスト基板５を内部に収納する排気ダクト６と、排気ダクト６の一端に取り付けられた排気ファン７と、排気ファン７を覆うファン用ダクト８とを備えている。

光源装置２１のランプハウジング２０は、略立方体状に形成されている。このランプハウジング２０において、光源ランプ２１１からの光が射出される射出面２０１には、内部に冷却空気を導入するための導入口２０２が形成されている。ランプハウジング２０の射出面２０１側は光学部品用筐体２７に接続される。また、ランプハウジング２０の側面２０３，２０４のうち、排気ファン７から離隔する側の側面２０３にも導入口２０５（図２）が形成されている。一方、排気ファン７に近接する側の側面２０４には、光源ランプ２１１を冷却した空気およびリフレクタ２１２の前面側を冷却した空気を外部へ排出するための排出口２０６と、リフレクタ２１２の背面側を冷却した空気を外部へ排出するための排出口２０７とが形成されている。
バラスト基板５は、光源装置２１に安定した電力を供給するための変換回路を備え、電源装置１０から入力された直流電流を交流矩形波電流に変換して光源装置２１に供給し、光源装置２１を駆動する。

排気ダクト６は、樹脂製であり、一方の側端面が開口して排出口６０３とされた長手状の箱状に形成され、長手方向に沿って二つ割とされている。排出口６０３の各四隅には、図示しないネジ穴が形成された隅部６０４が形成されており、排気ファン７は、このネジ穴を利用して排気ダクト６の一端に取り付けられ、排出口６０３に対向配置される。またこのネジ穴を利用して、排気ファン７を覆うファン用ダクト８が排気ダクト６の一端に取り付けられる。

このような排気ダクト６は、内部が長手方向に沿って仕切部６０５により第１ダクト部６Ａおよび第２ダクト部６Ｂに仕切られており、第１ダクト部６Ａ内において排気ファン７から離隔する側に光源装置２１を収納し、第２ダクト部６Ｂ内にバラスト基板５を収納する。
第１ダクト部６Ａにおいて、プロジェクター１の外装筐体の天面（または底面）に対向する面６０６には、光源装置２１を第１ダクト部６Ａの内外に挿抜するための挿抜口６０７が形成されている。また、第１ダクト部６Ａにおいて、光源装置２１の射出面２０１が配置されることとなる面６０８には、ランプハウジング２０の射出面２０１側と光学部品用筐体２７とを接続可能とする接続口６０９が形成されている。この接続口６０９と光源装置２１との間に形成される隙間において、後述する整流板６１２と対向する位置側に形成される隙間（排気ファン７から離隔する側の排気ダクト６の側端面６０１と光源装置２１との間の隙間）は、ダクト用導入口Ｓ（図２）とされる。前述したダクト３１の一端は、このダクト用導入口Ｓおよび光源装置２１の導入口２０２を覆うように配置されており、これらダクト用導入口Ｓおよび光源装置２１の導入口２０２を介して、冷却ファン３からの冷却風が排気ダクト６内に導入される。

第１ダクト部６Ａの面６０６およびこの面６０６に対向する面６１０において、光源装置２１と排出口６０３との間に位置する部分にはスリット状の引込口６１１が形成されている。プロジェクター１の外装筐体の底面および天面において、この引込口６１１に対向する位置にはそれぞれ吸気口が形成されており、引込口６１１は、第１ダクト部６Ａ内の空気の流れにより、前記吸気口を介してプロジェクター１外部の冷却空気を第１ダクト部６Ａ内に引き込む。なお、引込口６１１からは、単に排気ダクト６周りの冷却空気が第１ダクト部６Ａ内に引き込まれるようになっていてもよい。

仕切部６０５の排気ファン７から離隔する側の端部には、第１ダクト部６Ａ側に屈曲した整流板６１２が形成されている。本実施形態では、排気ダクト６において、この整流板６１２の基端部から排気ファン７側が、仕切部６０５により仕切られた各ダクト部６Ａ，６Ｂ内に光源装置２１およびバラスト基板５を収納する収納ダクト６１とされ、この整流板６１２の基端部を通る開口が、収納ダクト６１内に空気を導入する導入口６１Ａとされる。また、排気ダクト６の残りの部分と、該部分および冷却ファン３を接続するダクト３１とが、一端が導入口６１Ａに接続されて冷却ファン３から吐出された冷却空気を収納ダクト６１内に導く接続ダクト６２とされる。整流板６１２は、ダクト用導入口Ｓから排気ダクト６内に導入された冷却空気の一部を光源装置２１側に案内するとともに、残りを第２ダクト部６Ｂ側に案内する。

排気ファン７は、光源装置２１を冷却して高温となった空気およびバラスト基板５を冷却して高温となった高温空気を、各ダクト部６Ａ，６Ｂおよび排出口６０３を介して吸入してファン用ダクト８側に吐出する。
ファン用ダクト８は、樹脂製であり、プロジェクター１外部に露出するルーバ部８１を備えている。ルーバ部８１は、排気ファン７から吐出された空気をプロジェクター１外部へ排出する。

〔冷却空気の流れ〕
図４は、冷却ファン３から吐出された冷却空気の流れを示す模式図である。
冷却ファン３から吐出された冷却空気は、ダクト３１を介して光源装置２１の導入口２０２およびダクト用導入口Ｓに送られる。そして、導入口２０２から光源装置２１内に導入された冷却風は、光源ランプ２１１およびランプハウジング２０の前面側を冷却して高温空気となった後、排出口２０６から第１ダクト部６Ａ内に排出される。

一方、ダクト用導入口Ｓから光源装置２１と排気ダクト６の側端面６０１との間の空間Ｖに導入された冷却空気は、整流板６１２により一部は光源装置２１側（第１ダクト部６Ａ内）に案内され、残りは第２ダクト部６Ｂ側に案内される。光源装置２１側に案内された冷却空気は、導入口２０５を介して光源装置２１内に導入される。この際、排気ファン７による負圧により、導入口２０５には、排気ダクト６周りの冷却空気も挿抜口６０７（図２）を介して引き込まれることとなる。導入口２０５から光源装置２１内に導入された冷却空気は、リフレクタ２１２の背面側を冷却して高温空気となった後、排出口２０７から第１ダクト部６Ａ内に排出される。

各排出口２０６，２０７から第１ダクト部６Ａ内に排出された高温空気は、直線状に排気ファン７に向かって進む。この際、光源ランプ２１１等を冷却し非常に高温となって第１ダクト部６Ａ内を流れる高温空気の流れは、引込口６１１から収納ダクト６１外部の冷却空気を第１ダクト部６Ａ内に引き込むことにより冷却される。冷却空気により冷却された高温空気は、排気ファン７に吸入され、ファン用ダクト８側に吐出された後、ルーバ部８１からプロジェクター１外部へ排出される。

一方、第２ダクト部６Ｂ側に案内された冷却空気は、第２ダクト部６Ｂ内を直線状に進みながらバラスト基板５を冷却し高温空気となった後、排気ファン７に吸入される。そして、排気ファン７に吸入された高温空気は、ファン用ダクト８側に吐出された後、第１ダクト部６Ａ側からの高温空気と共にルーバ部８１からプロジェクター１外部へ排出される。

〔実施形態の効果〕
収納ダクト６１の一端に開口するとともに各ダクト部６Ａ，６Ｂの末端に位置する排出口６０３から、光源装置２１および回路基板５を冷却した高温の空気がそれぞれ排気ファン７に吸入される。従って、１つの排気ファン７で各部材５，２１を冷却できるので、部品点数を低減できる。また、各ダクト部６Ａ，６Ｂの末端に排出口６０３が位置するので、各部材５，２１を冷却した空気を各ダクト部６Ａ，６Ｂの内部に滞留させることなく排気ファン７により吸入することができ、各部材５，２１を良好に冷却できる。

冷却ファン３から吐出され接続ダクト６２内に導入された冷却空気は、整流板６１２により各ダクト部６Ａ，６Ｂに案内される。従って、各ダクト部６Ａ，６Ｂごとに冷却ファンを設ける場合に比べ、冷却ファン３を１つ設けるだけで済むので、部品点数をより低減できる。また、整流板６１２により冷却ファン３からの冷却空気を効率良く各ダクト部６Ａ，６Ｂに案内できるので、冷却効率を良好にできる。

第１ダクト部６Ａにおいて、光源装置２１と排出口６０３との間に位置する部分に引込口６１１が形成されているので、この引込口６１１から収納ダクト６１外部の冷却空気を第１ダクト部６Ａ内に引き込むことができる。従って、この冷却空気により、光源装置２１を冷却して非常に高温となった第１ダクト部６Ａ内を流れる高温空気を冷却することができる。そのため、高温空気を吸入する排気ファン７の劣化を抑えることができるとともに、排気ファン７から高温空気が吐出されるファン用ダクト８の劣化も抑えることができる。

〔実施形態の変形〕
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記実施形態では、収納ダクト６１は、両端がそれぞれ開口して導入口６１Ａ、排出口６０３とされた箱状（筒状）に形成され、各ダクト部６Ａ，６Ｂは、共に導入口６１Ａを介して内部に冷却空気を導入していたが、収納ダクト６１は、一端のみが開口して排出口６０３とされた箱状に形成されていてもよい。そして、各ダクト部６Ａ，６Ｂの適宜の位置に、各ダクト部６Ａ，６Ｂ内部に冷却空気を導入するための導入口が形成されていてもよい。また、前記実施形態では、冷却ファンが１つのみ設けられていたが、前記のように各ダクト部６Ａ，６Ｂそれぞれに導入口を設ける場合には、各ダクト部毎に、各ダクト部６Ａ，６Ｂに冷却空気を送る冷却ファンが設けられていてもよい。
前記実施形態では、光変調装置は、液晶パネル２５１から構成されていたが、光変調装置は、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device:米国テキサスインスツルメント社の商標）で構成されていてもよい。

本発明は、１つの排気ファンで光源装置および光源装置駆動用の回路基板を冷却でき、かつ、両部材を良好に冷却できるので、プレゼンテーションやホームシアターに用いられるプロジェクターに利用できる。

１…プロジェクター、３…冷却ファン、５…バラスト基板（回路基板）、６Ａ…第１ダクト部、６Ｂ…第２ダクト部、７…排気ファン、２１…光源装置、６１…収納ダクト、６１Ａ…導入口、６２…接続ダクト、６０３…排出口、６０５…仕切部、６１１…引込口、６１２…整流板。

Claims (5)

1. 光を射出する光源装置と、
   前記光源装置を駆動する回路基板と、
   所定の方向に沿って延出し、一方の側端面に排出口を有し、前記光源装置および前記回路基板を収納する収納ダクトと、
   前記排出口に対向配置され、前記光源装置を冷却した空気および前記回路基板を冷却した空気を排出する排気ファンと、を備え、
   前記収納ダクトは、
   前記光源装置を収納する第１ダクト部と、
   前記回路基板を収納する第２ダクト部と、
   前記第１ダクト部および前記第２ダクト部を前記所定の方向に沿って仕切る第１仕切部と、
   前記排気ファンに対して上流側に配置され、前記収納ダクト外部の空気を前記収納ダクト内部に引き込む引込口と、
   を有することを特徴とするプロジェクター。
2. 請求項１に記載のプロジェクターにおいて、
   前記引込口は、前記光源装置が収納される前記第１ダクト部に配置されることを特徴とするプロジェクター。
3. 請求項１に記載のプロジェクターにおいて、
   前記引込口は、前記第１ダクト部を流通して前記光源装置を冷却した空気および前記第２ダクト部を流通して前記回路基板を冷却した空気が前記排気ファンにより合流される位置に対して上流側に配置されることを特徴とするプロジェクター。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載のプロジェクターにおいて、
   冷却空気を吐出する冷却ファンと、
   前記冷却ファンから吐出された冷却空気を前記収納ダクト内に導く接続ダクトと、を備え、
   前記収納ダクトは、他方の側端面に前記冷却ファンからの冷却空気を導入する導入口を有し、
   前記接続ダクトは、一端が前記収納ダクトの前記導入口に接続され、
   前記接続ダクトおよび前記収納ダクトは、
   前記冷却ファンからの冷却空気の一部を、前記光源装置の光射出側へ導き前記第１ダクト部に流通させる第１流路と、
   前記冷却ファンからの冷却空気の残りのうち一部を、前記光源装置の光射出側と反対側へ導き前記第１ダクト部に流通させる第２流路と、
   前記冷却ファンからの冷却空気の残りのうち他方を、前記回路基板へ導き前記第２ダクト部に流通させる第３流路と、を有することを特徴とするプロジェクター。
5. 請求項４に記載のプロジェクターにおいて、
   前記接続ダクトは、
   前記冷却ファンからの冷却空気を、前記第１流路を流れる冷却空気と、前記第２流路を流れる冷却空気および前記第３流路を流れる冷却空気とに分岐させる第２仕切部と、
   前記第２仕切部により分岐された前記第２流路を流れる冷却空気および前記第３流路を流れる冷却空気を、前記第２流路を流れる冷却空気と、前記第３流路を流れる冷却空気とに分岐させて前記収納ダクトに案内する整流板と、を有することを特徴とするプロジェクター。

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