JP5678451B2 - プロジェクター - Google Patents

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Description

本発明は、プロジェクターに関する。
従来、プロジェクターにおいて、冷却ファンを有する排気機構により、外装筐体内部の空気を吸入して外部に排出し、外装筐体内部の温度上昇を防止する構成が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載の排気機構は、冷却ファンとして、空気の吸入方向及び吐出方向がファンの回転軸に沿う、所謂、軸流ファンが採用されている。そして、軸流ファンは、外装筐体内部において、ファンの回転軸が水平軸に沿うように(外装筐体における鉛直軸に交差する天面部または底面部に沿うように)配設されている。
特開2005−242156号公報
特許文献1に記載のプロジェクターでは、軸流ファンが上述したように配設されているので、厚み寸法(天面部及び底面部間の離間寸法)を低減するためには、軸流ファンのサイズを小さくする必要がある。
しかしながら、軸流ファンは、サイズにより空気の吸入量等の能力が決まるものである。このため、プロジェクターの厚み寸法を小さくすると、軸流ファンの能力を低減することとなり、外装筐体内部の温度上昇を防止することが難しい、という問題がある。
本発明の目的は、外装筐体内部の温度上昇を防止しつつ、厚み寸法を低減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、外装を構成する外装筐体と、前記外装筐体内部の空気を吸入して外部に吐出する排気ファンとを備えたプロジェクターであって、前記外装筐体は、鉛直軸に交差する天面部及び底面部と、前記排気ファンから吐出された空気を外部に排出するための排気口を有し、前記天面部及び前記底面部を接続する側面部とを備え、前記排気ファンは、所定の回転軸を中心として回転し回転方向に対して後向きに曲がった複数の羽根が外周に一体化された羽根車を有するターボファンで構成され、前記回転軸が鉛直軸に沿うように配設されていることを特徴とする。
本発明では、排気ファンとしてターボファンが採用され、当該排気ファンは、羽根車の回転軸が鉛直軸に沿うように配設されている。
このことにより、排気ファンの能力を低減することなく、すなわち、外装筐体内部の温度上昇を防止しつつ、プロジェクターの厚み寸法を低減できる。
本発明のプロジェクターでは、前記排気ファンは、前記羽根車を挟み前記回転軸に沿って並設された第1吸入口及び第2吸入口を備え、前記第1吸入口及び前記天面部の間に第1の隙間が形成され、前記第2吸入口及び前記底面部の間に第2の隙間が形成されるように配設されていることが好ましい。
本発明では、排気ファンは、第1吸入口及び第2吸入口を有する両側吸込み型のターボファンで構成され、天面部及び底面部との間に第1,第2の隙間がそれぞれ形成されるように配設されている。
このことにより、天面部側及び底面部側の双方から空気を吸入することで、外装筐体内部に空気が滞留することなく、外装筐体内部の空気を効果的に吸入することができる。このため、外装筐体内部の温度上昇を効果的に防止できる。
また、排気ファンにて吸入される空気が天面部や底面部の裏面に沿って流通することとなるため、天面部や底面部の温度上昇も抑制できる。
本発明のプロジェクターでは、前記排気ファンは、前記第1吸入口を介した空気の第1吸入量と、前記第2吸入口を介した空気の第2吸入量とが異なるように構成され、前記第1の隙間及び前記第2の隙間の大小関係は、前記第1吸入量及び前記第2の吸入量の大小関係と逆の関係に設定されていることが好ましい。
本発明では、例えば、第1吸入量が第2吸入量よりも多い場合には、第1の隙間は、第2の隙間よりも小さくなるように設定されている。
このことにより、吸入量の多い側の隙間を小さくすることで、天面部側及び底面部側を流通する空気の流量バランスをとることができ、天面部側及び底面部側でバランスよく空気を流通させることができる。すなわち、排気ファンは、外装筐体内部の空気を効率的に吸入することができる。
本発明のプロジェクターでは、前記外装筐体内部に配設され、光を出射する光源装置を備え、前記排気ファンは、前記光源装置にて温められた空気を吸入して前記排気口を介して外部に吐出し、前記天面部及び前記底面部は、前記光源装置にて温められた空気を前記排気ファンに導くダクトの一部として構成され、前記天面部及び前記底面部の少なくともいずれか一方には、前記光源装置から前記排気ファンに至る空気の流路に連通し、前記外装筐体外部の空気を前記流路に導入させるための連通孔が形成されていることが好ましい。
本発明では、天面部及び底面部の少なくともいずれか一方に上述した連通孔が形成されているので、排気ファンを駆動させることで、連通孔を介して、外装筐体外部の空気を光源装置から排気ファンに至る空気の流路に導入することができる。このため、光源装置にて温められた空気と外装筐体外部の空気とを混合させることができ、排気ファンに吸入される空気の温度を低減できる。したがって、排気ファンに高温の空気が吸入されることがなく、排気ファンや排気口の熱劣化を防止できる。
本発明のプロジェクターでは、前記光源装置は、前記天面部及び前記底面部の少なくともいずれか一方との間に第3の隙間が形成されるように配設され、前記連通孔は、鉛直軸に沿う方向から見て前記光源装置の配設位置に対応する位置に形成され、前記第3の隙間と前記外装筐体外部とを連通することが好ましい。
本発明では、連通孔が上述した位置に形成されているので、光源装置から排気ファンに至る空気の流路の上流側で、光源装置にて温められた空気と外装筐体外部の空気とを混合させることができ、排気ファンに吸入される空気の温度を効果的に低減できる。
また、連通孔を上述した位置に形成することで、当該連通孔を介した外装筐体外部の空気により光源装置近傍の空気の温度上昇を効果的に抑制できる。
さらに、連通孔を介した外装筐体外部の空気により、天面部や底面部における光源装置の配設位置に対応した領域の温度上昇も抑制できる。
本発明のプロジェクターでは、前記外装筐体内部に配設され、画像を投射する投射光学装置を備え、前記排気口は、画像の投射側の前記側面部に形成され、前記排気ファンは、前記排気口側における前記複数の羽根の移動方向が前記投射光学装置から離間する方向となるように配設されていることが好ましい。
本発明では、排気ファンが上述したように配設されているので、排気ファンから排気口を介して外装筐体外部に吐出される排気流が投射光学装置から投射された画像に干渉することを抑制できる。このため、投影画像の画質が劣化することがなく、投影画像を良好に表示できる。
本発明のプロジェクターでは、前記外装筐体内部に配設され、光を出射する光源装置を備え、前記排気ファンは、前記排気口の形成位置及び前記光源装置の配設位置を結ぶ直線上に配設されていることが好ましい。
本発明では、排気ファンが上述したように配設されているので、光源装置からの漏れ光を遮光し、排気口を介して外装筐体外部に光が漏れることを防止できる。
このため、特許文献1に記載の排気機構のように軸流ファンの吐出側に配設された排気ダクトや排気口に遮光用のルーバーを設ける必要がなく、排気機構の簡素化が図れる。すなわち、排気ダクト自体や、排気口に配設される遮光用のルーバーを省略でき、プロジェクターの小型化、軽量化、及び低コスト化が図れる。
また、上述した遮光用のルーバーを省略できるため、当該遮光用のルーバーによる空気抵抗がなくなるため、排気口を介して、排気ファンから吐出された空気を圧力損失なく外装筐体外部に排出できる。このため、空気抵抗による騒音が生じることがなく、プロジェクターの静粛性を十分に確保できる。
本実施形態におけるプロジェクターの内部構成を模式的に示す図。 本実施形態における排気ファンの構成を模式的に示す断面図。 本実施形態における排気ファンの配設位置を説明するための図。 本実施形態における排気ファンの配設位置を説明するための図。
以下、本発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。
〔プロジェクターの構成〕
図1は、本実施形態におけるプロジェクター1の内部構成を模式的に示す図である。具体的に、図1は、プロジェクター1の内部構成を天面部21側から見た図である。
なお、以下では、説明の便宜上、後述する投射レンズ36が配置される側を「前面」とし、その反対側を「背面」とする。
また、以下で説明する「鉛直軸」とは、プロジェクター1が机等の設置面に載置された状態で、当該プロジェクター1の自重が掛かる方向(図1中、紙面に直交する方向)を意味するものである。
プロジェクター1は、画像情報に応じて光束を変調してスクリーン(図示略)上に投射する。このプロジェクター1は、図1に示すように、外装を構成する外装筐体2と、外装筐体2内部に配設される光学ユニット3及び排気ファン4とを備える。
〔外装筐体の構成〕
外装筐体2は、図1に示すように、鉛直軸に交差する天面部21(図3、図4参照)及び底面部22と、天面部21及び底面部22を接続する側面部23〜26(以下、前面側の側面部を前面部23、背面側の側面部を背面部24)とを備え、略直方体形状を有する。
前面部23には、図1に示すように、光学ユニット3の後述する投射レンズ36から投射された画像を通過させるための画像用開口部231が形成されている。
また、前面部23において、画像用開口部231に対して前面側から見て左側(後述する光源装置31の前面側)には、外装筐体2内部の空気を外部に排出するための排気口232が形成されている。
〔光学ユニットの構成〕
光学ユニット3は、画像情報(画像信号)に応じて光束を変調して投射するものであり、図1に示すように、背面部24に沿って延出するとともに、一端側が前面部23に向けて延出する平面視略L字形状を有する。
この光学ユニット3は、図1に示すように、光源ランプ311、リフレクター312、及びランプハウジング313を有する光源装置31と、レンズアレイ321,322、偏光変換素子323、及び重畳レンズ324を有する照明光学装置32と、ダイクロイックミラー331,332、及び反射ミラー333を有する色分離光学装置33と、入射側レンズ341、リレーレンズ343、及び反射ミラー342,344を有するリレー光学装置34と、光変調装置としての3つの液晶パネル351、3つの入射側偏光板352、3つの出射側偏光板353、及び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354を有する光学装置35と、投射光学装置としての投射レンズ36とを備える。
そして、光学ユニット3では、上述した構成により、光源装置31から出射され照明光学装置32を介した光束は、色分離光学装置33にてR,G,Bの3つの色光に分離される。また、分離された各色光は、各液晶パネル351にて画像情報に応じてそれぞれ変調される。変調された各色光は、プリズム354にて合成されて画像となり、投射レンズ36にてスクリーンに投射される。
〔排気ファンの構成〕
図2は、排気ファン4の構成を模式的に示す断面図である。具体的に、図2は、排気ファン4を天面部21側から見た断面図である。
排気ファン4は、外装筐体2内部に滞留する高温空気を、排気口232を介して外部に排出する。
この排気ファン4は、図2に示すように、羽根車5と、ケーシング6とを備える。
羽根車5は、外周に複数の羽根51が一体化され、ケーシング6内部において、回転軸RAx(図2)を中心として回転可能に軸支される。
ここで、複数の羽根51は、羽根車5の回転方向R1(図2)に対して後向きに曲がるように形成されている。
すなわち、排気ファン4は、所謂、ターボファンで構成されている。
ケーシング6は、羽根車5を内部に収納する部材である。
このケーシング6において、回転軸RAxに交差する各端面6A(図1),6B(図2)には、第1吸入口61(図1)及び第2吸入口62(図2)がそれぞれ形成されている。
すなわち、各吸入口61,62は、羽根車5を挟み、回転軸RAxに沿って並設されている。
また、ケーシング6において、各端面6A,6Bを接続する側面6Cには、図1または図2に示すように、吐出口63が形成されている。
さらに、端面6Bには、具体的な図示は省略したが、リード線を介して外部から電力が供給され、回転軸RAxを中心として羽根車5を回転させるためのドライバー回路(回路基板)が配設されている。
〔排気ファンの配設位置〕
次に、上述した排気ファン4の配設位置について説明する。
図3及び図4は、排気ファン4の配設位置を説明するための図である。具体的に、図3は図1におけるIII-III線の断面図であり、図4は排気口232から外装筐体2内部を見た図である。
排気ファン4は、図3に示すように、排気口232の形成位置、及び光源装置31の配設位置を結ぶ直線(III-III線)上において、吐出口63が排気口232に対向し、回転軸RAxが鉛直軸に沿うように配設されている。
また、排気ファン4は、図1または図2に示すように、排気口232側(吐出口63側)における複数の羽根51の移動方向R2(図2)が投射レンズ36から離間する方向となるように配設される。
さらに、排気ファン4は、底面部22に立設されたリブ(図示略)により支持されることで、図3に示すように、第1吸入口61及び天面部21の間に第1の隙間CL1が形成されるとともに、第2吸入口62及び底面部22の間に第2の隙間CL2が形成される。
そして、排気ファン4は、各隙間CL1,CL2により鉛直方向の位置が設定されることで、図4に示すように、排気口232から外装筐体2内部を見た場合に、光源装置31を隠すように配設される。すなわち、排気ファン4は、光源装置31から出射され所定の照明光軸Ax(図1)から外れた光を遮光することとなる。
以上のように配設された排気ファン4は、羽根車5が回転軸RAxを中心として回転することで、外装筐体2内部の空気、特に、光源装置31にて温められた空気を、各隙間CL1,CL2から各吸入口61,62を介してそれぞれ吸入する。また、排気ファン4は、吸入した空気を、吐出口63から排気口232を介して外装筐体2外部に吐出する。
すなわち、天面部21及び底面部22は、光源装置31から排気ファン4に空気を導くダクトの一部を構成する。
本実施形態では、第1吸入口61の開口面積は、第2吸入口62の開口面積よりも大きくなるように形成されている。すなわち、排気ファン4は、第1吸入口61を介した空気の第1吸入量が第2吸入口62を介した空気の第2吸入量よりも多くなるように構成されている。
そして、各隙間CL1,CL2の大小関係は、第1吸入量及び第2吸入量の大小関係と逆の関係に設定されている。すなわち、第1の隙間CL1は、第2の隙間CL2よりも小さくなるように設定されている。
例えば、第1吸入量が第2吸入量の2倍となるように設計されている場合には、第2の隙間CL2が第1の隙間CL1の略2倍となるように設計することが好ましい。
また、底面部22には、第1連通孔221,222(図3)が形成されている。
第1連通孔221は、光源装置31から第2吸入口62に至る空気の流路Cに連通し、外装筐体2外部の空気を流路Cに導入させるための孔である。
ここで、光源装置31は、図3に示すように、底面部22との間に第3の隙間CL3が形成されるように配設されている。
そして、第1連通孔221は、光源装置31の下方側(鉛直軸に沿う方向から見て光源装置31の配設位置に対応する位置)に形成され、第3の隙間CL3と外装筐体2外部とを連通する。
第2連通孔222は、第1連通孔221と同様に、外装筐体2外部の空気を流路Cに導入させるための孔であり、第1連通孔221に対して流路Cの下流側に形成されている。
上述した本実施形態によれば、以下の効果がある。
本実施形態では、排気ファン4としてターボファンが採用され、排気ファン4は、羽根車5の回転軸RAxが鉛直軸に沿うように配設されている。
このことにより、排気ファン4の能力を低減することなく、すなわち、外装筐体2内部の温度上昇を防止しつつ、プロジェクター1の厚み寸法を低減できる。
また、排気ファン4は、各吸入口61,62を有する両側吸込み型のターボファンで構成され、天面部21及び底面部22との間に各隙間CL1,CL2がそれぞれ形成されるように配設されている。
このことにより、天面部21側及び底面部22側の双方から空気を吸入することで、外装筐体2内部に空気が滞留することなく、外装筐体2内部の空気を効果的に吸入することができる。このため、外装筐体2内部の温度上昇を効果的に防止できる。
また、排気ファン4にて吸入される空気が天面部21や底面部22の裏面に沿って流通することとなるため、天面部21や底面部22の温度上昇も抑制できる。
さらに、各隙間CL1,CL2の大小関係は、第1吸入量及び第2吸入量の大小関係の逆となるように設定されている。
このことにより、吸入量の多い側の第1の隙間CL1を小さくすることで、天面部21側及び底面部22側を流通する空気の流量バランスをとることができ、天面部21側及び底面部22側でバランスよく空気を流通させることができる。すなわち、排気ファン4は、外装筐体2内部の空気を効率的に吸入することができる。
また、底面部22に連通孔221,222が形成されているので、排気ファン4を駆動させることで、連通孔221,222を介して、外装筐体2外部の空気を流路Cに導入することができる。このため、光源装置31にて温められた空気と外装筐体2外部の空気とを混合させることができ、排気ファン4に吸入される空気の温度を低減できる。したがって、排気ファン4に高温の空気が吸入されることがなく、排気ファン4や排気口232の熱劣化を防止できる。このため、排気ファン4や排気口232を耐熱性の材料で構成する必要がない。
さらに、第1連通孔221が光源装置31の下方側に形成されているので、流路Cの上流側で、光源装置31にて温められた空気と外装筐体2外部の空気とを混合させることができ、排気ファン4に吸入される空気の温度を効果的に低減できる。
また、第1連通孔221を光源装置31の下方側に形成することで、第1連通孔221を介した外装筐体2外部の空気により光源装置31近傍の空気の温度上昇を効果的に抑制できる。
さらに、第1連通孔221を介した外装筐体2外部の空気により、底面部22における光源装置31の配設位置に対応した領域の温度上昇も抑制できる。
また、排気ファン4は、移動方向R2が投射レンズ36から離間する方向となるように配設されている。
このことにより、排気ファン4から排気口232を介して外装筐体2外部に吐出される排気流が投射レンズ36から投射された画像に干渉することを抑制できる。このため、スクリーン上の投影画像の画質が劣化することがなく、投影画像を良好に表示できる。
さらに、排気ファン4は、排気口232の形成位置及び光源装置31の配設位置を結ぶ直線上に配設されている。
このことにより、排気ファン4にて光源装置31からの漏れ光を遮光し、排気口232を介して外装筐体2外部に光が漏れることを防止できる。
このため、従来の排気機構のように軸流ファンの吐出側に配設された排気ダクトや排気口に遮光用のルーバーを設ける必要がなく、排気機構の簡素化が図れる。すなわち、排気ダクト自体や、排気口に配設される遮光用のルーバーを省略でき、プロジェクター1の小型化、軽量化、及び低コスト化が図れる。
また、上述した遮光用のルーバーを省略できるため、当該遮光用のルーバーによる空気抵抗がなくなるため、排気口232を介して、排気ファン4から吐出された空気を圧力損失なく外装筐体2外部に排出できる。このため、空気抵抗による騒音が生じることがなく、プロジェクター1の静粛性を十分に確保できる。
なお、本発明は前述の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、排気ファン4は、各吸入口61,62を有する両側吸込み型のターボファンで構成されていたが、これに限らず、各吸入口61,62のいずれかのみを有する片側吸込み型のターボファンで構成しても構わない。
前記実施形態では、連通孔221,222は、底面部22に形成されていたが、天面部21に形成しても構わない。
前記実施形態において、プロジェクター1は、3つの液晶パネル351を備える構成としたが、本発明はこれに限らない。すなわち、2つ以下、あるいは、4つ以上の液晶パネルを用いたプロジェクターにも、本発明を適用可能である。
前記実施形態において、光変調装置としては、透過型の液晶パネルの他、反射型の液晶パネルを採用しても構わない。また、光束を画像情報に応じて変調する光変調装置であれば、他の構成の光変調装置を採用しても構わない。例えば、マイクロミラーを用いたデバイスなど、液晶以外の光変調装置を用いたプロジェクターにも、本発明を適用可能である。このような光変調装置を用いた場合、光束入射側及び光束射出側の偏光板352,353は省略できる。
前記実施形態では、フロント投射型のプロジェクターの例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを備え、該スクリーンの裏面側から投射を行うリアタイプのプロジェクターにも適用可能である。
本発明のプロジェクターは、外装筐体の小型化が図れるとともに、外装筐体の設計の自由度を向上できるため、プレゼンテーションやホームシアター等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、2・・・外装筐体、4・・・排気ファン、5・・・羽根車、21・・・天面部、22・・・底面部、24・・・前面部(側面部)、31・・・光源装置、36・・・投射レンズ(投射光学装置)、51・・・羽根、61・・・第1吸入口、62・・・第2吸入口、221,222・・・連通孔、232・・・排気口、CL1・・・第1の隙間、CL2・・・第2の隙間、RAx・・・回転軸、R1・・・回転方向、R2・・・移動方向。

Claims (5)

  1. 外装を構成する外装筐体と、前記外装筐体内部の空気を吸入して外部に吐出する排気ファンとを備えたプロジェクターであって、
    前記外装筐体は、
    鉛直軸に交差する天面部及び底面部と、前記排気ファンから吐出された空気を外部に排出するための排気口を有し、前記天面部及び前記底面部を接続する側面部とを備え、
    前記排気ファンは、
    所定の回転軸を中心として回転し回転方向に対して後向きに曲がった複数の羽根が外周に一体化された羽根車を有するターボファンで構成され、前記回転軸が鉛直軸に沿うように配設され
    前記羽根車を挟み前記回転軸に沿って並設された第1吸入口及び第2吸入口を備え、前記第1吸入口及び前記天面部の間に第1の隙間が形成され、前記第2吸入口及び前記底面部の間に第2の隙間が形成されるように配設され、
    前記第1吸入口を介した空気の第1吸入量と、前記第2吸入口を介した空気の第2吸入量とが異なるように構成され、
    前記第1の隙間及び前記第2の隙間の大小関係は、
    前記第1吸入量及び前記第2吸入量の大小関係と逆の関係に設定されている
    ことを特徴とするプロジェクター。
  2. 外装を構成する外装筐体と、前記外装筐体内部の空気を吸入して外部に吐出する排気ファンとを備えたプロジェクターであって、
    前記外装筐体内部に配設され、光を出射する光源装置を備え、
    前記外装筐体は、
    鉛直軸に交差する天面部及び底面部と、前記排気ファンから吐出された空気を外部に排出するための排気口を有し、前記天面部及び前記底面部を接続する側面部とを備え、
    前記排気ファンは、
    所定の回転軸を中心として回転し回転方向に対して後向きに曲がった複数の羽根が外周に一体化された羽根車を有するターボファンで構成され、前記回転軸が鉛直軸に沿うように配設され、
    前記羽根車を挟み前記回転軸に沿って並設された第1吸入口及び第2吸入口を備え、前記第1吸入口及び前記天面部の間に第1の隙間が形成され、前記第2吸入口及び前記底面部の間に第2の隙間が形成されるように配設され、
    前記光源装置にて温められた空気を吸入して前記排気口を介して外部に吐出し、
    前記天面部及び前記底面部は、
    前記光源装置にて温められた空気を前記排気ファンに導くダクトの一部として構成され、
    前記天面部及び前記底面部の少なくともいずれか一方には、
    前記光源装置から前記排気ファンに至る空気の流路に連通し、前記外装筐体外部の空気を前記流路に導入させるための連通孔が形成されている
    ことを特徴とするプロジェクター。
  3. 請求項に記載のプロジェクターにおいて、
    前記光源装置は、
    前記天面部及び前記底面部の少なくともいずれか一方との間に第3の隙間が形成されるように配設され、
    前記連通孔は、
    鉛直軸に沿う方向から見て前記光源装置の配設位置に対応する位置に形成され、前記第3の隙間と前記外装筐体外部とを連通する
    ことを特徴とするプロジェクター。
  4. 請求項1から請求項のいずれかに記載のプロジェクターにおいて、
    前記外装筐体内部に配設され、画像を投射する投射光学装置を備え、
    前記排気口は、
    画像の投射側の前記側面部に形成され、
    前記排気ファンは、
    前記排気口側における前記複数の羽根の移動方向が前記投射光学装置から離間する方向となるように配設されている
    ことを特徴とするプロジェクター。
  5. 請求項1から請求項のいずれかに記載のプロジェクターにおいて、
    前記外装筐体内部に配設され、光を出射する光源装置を備え、
    前記排気ファンは、
    前記排気口の形成位置及び前記光源装置の配設位置を結ぶ直線上に配設されている
    ことを特徴とするプロジェクター。
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