JP6119156B2

JP6119156B2 - プロジェクター

Info

Publication number: JP6119156B2
Application number: JP2012206489A
Authority: JP
Inventors: 直寛大杉
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2012-09-20
Filing date: 2012-09-20
Publication date: 2017-04-26
Anticipated expiration: 2032-09-20
Also published as: JP2014062935A

Description

本発明は、プロジェクターに関する。

特許文献１には、プロジェクターに利用される投影レンズユニットと空間光変調装置の組立体が開示されている（図４及び図５参照）。この組立体は、投影レンズユニット（４６）と、投影レンズユニット（４６）を抱持するように投影レンズユニット（４６）を保持する保持部材（７）と、保持部材（７）の後端に設けられた光変調装置（４４）と、を有するものである。投影レンズユニット（４６）の外周面の中央部にはフランジ（４６４）が形成され、そのフランジ（４６４）が保持部材（７）の前面に締結されている。

特開２００９−８６１９８号公報

ところで、投影レンズユニット（４６）が保持部材（７）に抱持されているから、照射光の熱によって保持部材（７）内に籠もり、投影レンズユニット（４６）が昇温することがある。そうすると、投影レンズユニット（４６）が熱膨張して、投影映像の画質が低下してしまう。
また、塵埃が投影レンズユニット（４６）と光変調装置（４４）との間に侵入し、投影映像に塵埃の影が映り出てしまう虞がある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、投影レンズユニットと光変調装置との間に塵埃が侵入することを防止することである。

以上の課題を解決するために、本発明に係る投影レンズユニットと空間光変調装置の組立体は、鏡筒と、前記鏡筒の内側に保持されたレンズと、前記鏡筒の外周面であって前記鏡筒の前端と後端の間において前記鏡筒の外周面から延出したフランジと、を有した投影レンズユニットと、ハウジング本体と、前記ハウジング本体の前面に形成された開口と、前記ハウジング本体内の前面と後面との間に設けられ、前記ハウジング本体の内部空間を前面側の第一の室と後面側の第二の室に仕切る隔壁と、前記ハウジング本体のうち前記第一の室を囲う部分に形成された放熱口と、を有したハウジングと、前記ハウジング本体の後面に設けられた空間光変調装置と、を備え、前記鏡筒のうち前記フランジよりも後ろ側の部分が前記開口に挿入されて前記第一の室に収容され、前記フランジが前記ハウジング本体の前面に固定され、前記隔壁によって透光窓が形成され、前記鏡筒の後端開口が前記透光窓に重なって前記鏡筒の後端が前記隔壁に当接することを特徴とする。

本発明に係るハウジングは、ハウジング本体と、前記ハウジング本体の前面に形成された開口と、前記ハウジング本体内の前面と後面との間に設けられ、前記ハウジング本体の内部空間を前面側の第一の室と後面側の第二の室に仕切る隔壁と、前記ハウジング本体のうち前記第一の室を囲う部分に形成された放熱口と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、ハウジング本体の内部空間が第一の室と第二の室に仕切られるから、放熱口がハウジング本体に形成されていても、塵埃が第二の室に侵入することを抑えられる。

本発明の実施形態に係る投影レンズユニットと空間光変調装置の組立体の斜視図である。同実施形態に係る投影レンズユニットと空間光変調装置の組立体の分解斜視図である。同実施形態に係る投影レンズユニットと空間光変調装置の組立体を破断した状態で示した斜視図である。

以下に、本発明を実施するための形態について、図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されている。そのため、本発明の技術的範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

図１は、投影レンズユニットと空間光変調装置の組立体１の上面、側面及び背面を示した斜視図である。図２は、この組立体１の側面、下面及び背面を示した分解斜視図である。図３は、左右方向に直交する断面に沿ってこの組立体１を破断して示した斜視図である。

この組立体１はプロジェクターに利用され、この組立体１と時分割光発生装置（照射装置）９９が組み合わせられることによってプロジェクターが構成される。時分割光発生装置９９は、異なる色の光を時間分割で出射するものである。具体的には、時分割光発生装置９９は、赤色光、緑色光及び青色光を所定の順序で繰り返し出射するものである。時分割光発生装置９９によって出射された各色の光が組立体１に取り込まれ、各色の画像が時分割光発生装置９９の各色の出射タイミングに同期して組立体１によって生成され、各色の画像が組立体１によって前方のスクリーンへ投影される。

図１〜図３に示すように、組立体１は、投影レンズユニット１０、ハウジング２０、空冷ファン３０、パッキン４０、空間光変調装置５０及びヒートシンク６０を備える。

投影レンズユニット１０は複数枚のレンズ１１（図３では、後玉のレンズ１１を図示）、鏡筒１２及びフランジ１３を有する。鏡筒１２は筒状に設けられている。複数のレンズ１１が鏡筒１２内に保持され、これらレンズ１１が鏡筒１２の中心軸に沿って配列されている。

鏡筒１２の前端と後端の間の中央部にはフランジ１３が設けられている。具体的には、フランジ１３が鏡筒１２の外周面に鏡筒１２と一体に成型されことによってフランジ１３と鏡筒１２が互いに固定され、このフランジ１３が鏡筒１２の外周面から鏡筒１２の径方向外方へ延出する。投影レンズユニット１０の光軸方向に沿ったフランジ１３の位置は投影レンズユニット１０の光軸方向に沿った投影レンズユニット１０の重心位置に重なっているか、その重心位置の近傍である。鏡筒１２は、フランジ１３から後方へ延びる後ろ側筒状部１２ａと、フランジ１３から前方へ延びる前側筒状部１２ｂとを有する。

ハウジング２０はハウジング本体２１、隔壁２２、第一の室２３、第二の室２４、フランジ２５、第一開口２６、第二開口２７及び複数の放熱口２８等を有する。

ハウジング本体２１が箱形に形作られ、ハウジング本体２１によって囲われた内部空間がハウジング本体２１の内側に形成される。ハウジング本体２１の前面の外縁部にはフランジ２５が設けられ、そのフランジ２５がハウジング本体２１の前面の外縁から径方向外方に延出する。ハウジング本体２１の前面には第一開口２６が形成されている。ハウジング本体２１の後面には第二開口２７が形成され、第二開口２７と第一開口２６が相対向する。

ハウジング本体２１の内側には隔壁２２が設けられている。隔壁２２はハウジング本体２１の前面と後面の間に配置されており、ハウジング本体２１の前面及び後面に対して平行である。その隔壁２２によってハウジング本体２１の内部空間が第一の室２３と第二の室２４に仕切られている。第一の室２３は隔壁２２とハウジング本体２１の前面との間に形成された空間であり、第二の室２３は隔壁２２とハウジング本体２１の後面との間に形成された空間である。ハウジング本体２１のうち第一の室２３を囲う部分２１ａが筒状に設けられ、ハウジング本体２１のうち第二の室２４を囲う部分２１ｂが角柱箱状に設けられている。

ハウジング本体２１には複数の放熱口２８が形成されている。具体的には、複数の放熱口２８はハウジング本体２１のうち第一の室２３を囲う部分２１ａに形成されており、これら放熱口２８のうち１つ又は２つ以上が第一の室２３を囲う部分２１ａの上面に形成され、残りの１つ又は２つ以上が第一の室２３を囲う部分２１ａの下面に形成されている。なお、放熱口２８の数は１であってもよい。また、放熱口２８が第一の室２３を囲う部分２１ａの側面に形成されていてもよい。

隔壁２２には透光窓２２ａが形成されている。透光窓２２ａは隔壁２２を貫通した開口であり、透光窓２２ａによって第二の室２４と第一の室２３が通じている。透光窓２２ａと第一開口２６が相対向するとともに、透光窓２２ａと第二開口２７が相対向する。なお、透光窓２２ａに透明板が設けられ、透光窓２２ａが透明板によって塞がれていてもよい。

投影レンズユニット１０がハウジング２０に装着されている。具体的には、鏡筒１２のうち後ろ側筒状部１２ａが第一開口２６から第一の室２３内へ挿入され、フランジ１３がハウジング本体２１の前面及びフランジ２５に突き当てられており、フランジ１３がネジ、ボルト・ナット結合、リベット又は鋲等の締結部によってハウジング本体２１の前面及びフランジ２５に締結されている。

鏡筒１２の後端開口が透光窓２２ａに重なって、鏡筒１２の後端が隔壁２２に当接する。具体的には、リング状のパッキン４０が透光窓２２ａを囲うように隔壁２２の前面に設けられ、鏡筒１２の後端面がパッキン４０を介して隔壁２２の前面に当接し、パッキン４０が鏡筒１２の後端面と隔壁２２の前面との間に挟持されている。パッキン４０によって第二の室２４が密閉されている。

ハウジング本体２１の下側には空冷ファン３０が設けられている。空冷ファン３０が放熱口２８に相対向する。空冷ファン３０が放熱口２８を通じて投影レンズユニット１０に向けて送風し、投影レンズユニット１０を空冷する。

空間光変調装置５０が第二開口２７を閉塞するようにしてハウジング本体２１の後面に取り付けられている。第二開口２７が閉塞されているから、第二の室２４が密閉されている。空間光変調装置５０は後玉のレンズ１１に対向する。空間光変調装置５０は、二次元アレイ状に配列された複数の可動マイクロミラー等を有するデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）である。ハウジング本体２１の後ろ側にはヒートシンク６０が設けられ、そのヒートシンク６０が空間光変調装置５０に当接して固定されている。

ハウジング本体２１のうち第二の室２４を囲う部分２１ｂの側面に連結部２９が設けられ、連結部２９が時分割光発生装置９９に連結されている。時分割光発生装置９９によって発生された光が連結部２９を通じて第二の室２４に取り込まれて、その光が空間光変調装置５０に照射される。時分割光発生装置９９が各色の光を出射するタイミングに同期して、空間光変調装置５０が駆動される。これにより、各色の画像が空間光変調装置５０によって時分割で形成され、それら各色の画像が投影レンズユニット１０の複数のレンズ１１によってスクリーンに投影される。

この組立体１をプロジェクターのキャビネット内に取り付けた状態では、ハウジング本体２１の下面に形成された放熱口２８が下に向き、ハウジング本体２１の上面に形成された放熱口２８が上に向き、下側の放熱口２８の下に空冷ファン３０が配置される。

本発明の実施の形態によれば、次のような作用効果が生じる。

（１）フランジ１３が投影レンズユニット１０の重心の近くに形成され、鏡筒１２の後ろ側筒状部１２ａがハウジング２０の第一の室２３に収容された状態でフランジ１３がハウジング２０のフランジ２５に固定されているので、投影レンズユニット１０が安定してハウジング２０に取り付けられる。そのため、投影レンズユニット１０の重量が重くても、投影レンズユニット１０の光軸がずれてしまうことを防止することができる。

（２）鏡筒１２の後端が隔壁２２に当接して支持されるから、投影レンズユニット１０が安定してハウジング２０に取り付けられる。

（３）放熱口２８がハウジング本体２１に形成されているから、第一の室２３内に熱が籠もらない。そのため、鏡筒１２を安定させるべく後ろ側筒状部１２ａをハウジング２０の第一の室２３に収容しても、投影レンズユニット１０が高温になることを防止することができる。投影レンズユニット１０が熱膨張することも抑制することができ、投影レンズユニット１０によって投影された映像の画質低下も抑制することができる。

（４）空冷ファン３０によって第一の室２３内に強制対流が生じて、投影レンズユニット１０を空冷したので、投影レンズユニット１０が高温になることを防止することができる。

（５）複数の放熱口２８がハウジング本体２１に形成されているので、何れかの放熱口２８を空気流入用に利用し、他の放熱口２８を空気排出用に利用することができる。そのため、投影レンズユニット１０を効率よく空冷することができる。

（６）鏡筒１２の後端が隔壁２２に当接して、透光窓２２ａが鏡筒１２によって囲われているから、第二の室２４の密閉性が高い。特にパッキン４０によって第二の室２４の密閉性が高くなる。よって、第二の室２４内に塵埃が侵入することを防止することができ、塵埃の影が投影映像に発生することを防止することができる。

〔変形例〕
本発明を適用可能な実施形態は上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。以下、幾つかの変形例について説明する。以下に説明する変形例は、変更個所を除いて上述した実施形態と同様である。また、以下に説明する変更箇所を組み合わせて適用してもよい。

（１）空冷ファン３０を省略する。空冷ファン３０が設けられていなくても、第一の室２３内の熱が放熱口２８を通じて放散されるから、投影レンズユニット１０を放熱することができる。また、複数の放熱口２８が形成されているので、第一の室２３を通過する自然対流が生じるので、投影レンズユニット１０を放熱することができる。特に、第一の室２３を囲う部分２１ａの上面に一又は複数の放熱口２８が形成され、第一の室２３を囲う部分２１ａの下面に一又は複数の放熱口２８が形成されているので、投影レンズユニット１０の熱によって上昇気流の自然対流が生じる。そのため、自然対流により投影レンズユニット１０を放熱することができる。なお、別のファンがヒートシンク６０に送風し、その対流が放熱口２８へ流れるようにしてもよい。

（２）鏡筒１２の後端が透光窓２２ａに嵌め込まれ、鏡筒１２の後端の外周面がパッキン４０を介して隔壁２２（特に、透光窓２２ａの内縁）に当接してもよい。

（３）パッキン４０を省略し、鏡筒１２の後端が隔壁２２に直接当接してもよい。

（４）上記実施形態では、空間光変調装置５０が反射型の空間光変調装置であった。それに対して、空間光変調装置５０が透過型の空間光変調装置でもよい。つまり、空間光変調装置５０が、複数（例えば、３枚）の液晶表示パネルと、これらの液晶表示パネルによって形成された画像を合成する光学部材（例えば、クロスダイクロイックプリズム）とを有するものでもよい。この場合、複数色の光を発生させる照射装置を時分割光発生装置９９の代わりに用いる。照射装置をハウジング本体２１の後ろ側に設け、ハウジング本体２１と照射装置の間に空間光変調装置５０を配設し、複数色の光を複数の液晶表示パネルにそれぞれ照射する。照射装置は、白色光源から発した白色光を各色の光に色分離するものでもよいし、各色の光源を有するものでもよい。

以上に本発明の実施形態及びその変形例を説明したが、本発明の範囲は上述の実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。

〔付記〕
＜請求項１＞
鏡筒と、前記鏡筒の内側に保持されたレンズと、前記鏡筒の外周面であって前記鏡筒の前端と後端の間において前記鏡筒の外周面から延出したフランジと、を有した投影レンズユニットと、
ハウジング本体と、前記ハウジング本体の前面に形成された開口と、前記ハウジング本体内の前面と後面との間に設けられ、前記ハウジング本体の内部空間を前面側の第一の室と後面側の第二の室に仕切る隔壁と、前記ハウジング本体のうち前記第一の室を囲う部分に形成された放熱口と、を有したハウジングと、
前記ハウジング本体の後面に設けられた空間光変調装置と、
を備え、
前記鏡筒のうち前記フランジよりも後ろ側の部分が前記開口に挿入されて前記第一の室に収容され、
前記フランジが前記ハウジング本体の前面に固定され、
前記隔壁によって透光窓が形成され、
前記鏡筒の後端開口が前記透光窓に重なって前記鏡筒の後端が前記隔壁に当接する、
ことを特徴とする投影レンズユニットと空間光変調装置の組立体。
＜請求項２＞
前記放熱口の数が複数である、
ことを特徴とする請求項１に記載の投影レンズユニットと空間光変調装置の組立体。
＜請求項３＞
前記放熱口が前記ハウジング本体のうち前記第一の室を囲う部分の上面と下面にそれぞれ形成されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の投影レンズユニットと空間光変調装置の組立体。
＜請求項４＞
前記放熱口に対向し、前記放熱口に向けて送風する空冷ファンを更に備えることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の投影レンズユニットと空間光変調装置の組立体。
＜請求項５＞
前記鏡筒の後端と前記隔壁との間に挟持されたパッキンを更に備える、
ことを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の投影レンズユニットと空間光変調装置の組立体。
＜請求項６＞
前記第二の室が密閉されている、
ことを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の投影レンズユニットと空間光変調装置の組立体。
＜請求項７＞
請求項１から６の何れか一項に記載の投影レンズユニットと空間光変調装置の組立体と、
前記空間光変調装置に光を照射する照射装置と、
を備える、
ことを特徴とするプロジェクター。
＜請求項８＞
ハウジング本体と、
前記ハウジング本体の前面に形成された開口と、
前記ハウジング本体内の前面と後面との間に設けられ、前記ハウジング本体の内部空間を前面側の第一の室と後面側の第二の室に仕切る隔壁と、
前記ハウジング本体のうち前記第一の室を囲う部分に形成された放熱口と、
を備えたことを特徴とするハウジング。

１投影レンズユニットと空間光変調装置の組立体
１０投影レンズユニット
１１レンズ
１２鏡筒
１３フランジ
２０ハウジング
２１ハウジング本体
２２隔壁
２２ａ透光窓
２３第一の室
２４第二の室
２６第一開口
２８放熱口
３０空冷ファン
４０パッキン
５０空間光変調装置
９９時分割光発生装置（照射装置）

Claims

鏡筒と、前記鏡筒の内側に保持されたレンズと、前記鏡筒の外周面であって前記鏡筒の
前端と後端の間において前記鏡筒の外周面から延出したフランジと、を有した投影レンズ
ユニットと、
ハウジング本体と、前記ハウジング本体の前面に形成された開口と、前記ハウジング本
体内の前面と後面との間に設けられ、前記ハウジング本体の内部空間を前面側の第一の室
と後面側の第二の室に仕切る隔壁と、前記ハウジング本体のうち前記第一の室を囲う部分
に形成された放熱口と、を有したハウジングと、
前記ハウジング本体の後面に設けられた空間光変調装置と、
を備え、
前記鏡筒のうち前記フランジよりも後ろ側の部分が前記開口に挿入されて前記第一の室
に収容され、
前記フランジが前記ハウジング本体の前面に固定され、
前記隔壁によって透光窓が形成され、
前記鏡筒の後端開口が前記透光窓に重なって前記鏡筒の後端が前記隔壁に当接する、
ことを特徴とするプロジェクター。
前記放熱口の数が複数である、
ことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
前記放熱口が前記ハウジング本体のうち前記第一の室を囲う部分の上面と下面にそれぞ
れ形成されている、
ことを特徴とする請求項２に記載のプロジェクター。
前記放熱口に対向し、前記放熱口に向けて送風する空冷ファンを更に備えることを特徴
とする請求項１から３の何れか一項に記載のプロジェクター。
前記鏡筒の後端と前記隔壁との間に挟持されたパッキンを更に備える、
ことを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載のプロジェクター。
前記第二の室が密閉されている、
ことを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載のプロジェクター。
前記空間光変調装置に光を照射する照射装置と、
を備えることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載のプロジェクター。
鏡筒と、前記鏡筒の内側に保持されたレンズと、前記鏡筒の外周面から延出したフランジと、を有した投影レンズユニットと、
ハウジング本体と、前記ハウジング本体の前面に形成された開口と、前記ハウジング本体内の前面と後面との間に設けられ、前記ハウジング本体の内部空間を前面側の第一の室と後面側の第二の室に仕切る隔壁と、を有したハウジングと、
を備え、
前記鏡筒のうち前記フランジよりも後ろ側の部分が前記第一の室に収容され、
前記フランジが前記ハウジング本体の前面に固定され、
前記鏡筒が前記隔壁に当接する、
ことを特徴とするプロジェクター。