JP6283991B2 - 光投射装置 - Google Patents

Description

本発明は、光投射装置に係り、更に詳しくは、発光部及びリフレクタを含む光源ユニットと前記発光部を冷却する冷却装置とを備える光投射装置に関する。

従来、発光部と、開口が設けられ発光部を囲むリフレクタを含む光源ユニットと、発光部を冷却する、ファンを含む冷却装置とを備える投射型表示装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

この投射型表示装置では、上記開口付近に設けられ、ファンによる気流をリフレクタ内に流出させるための穴が形成された回転板を、該気流が発光部の高温部（例えば発光部の上部）に向けて流出するように制御している。

しかしながら、特許文献１に記載の投射型表示装置では、発光部の高温部を安定して冷却できないおそれがあった。

本発明は、発光部、及び開口が設けられ前記発光部を囲むリフレクタを含み、前記発光部からの光を前記開口から射出する光源ユニットと、前記発光部を冷却する、ファンを含む冷却装置とを備え、前記光源ユニットからの光を投射する光投射装置において、前記冷却装置は、前記ファンによる気流が流入され、流入された前記気流を前記リフレクタの外周部の全周から前記発光部に向けて流出させるダクトを更に含み、前記ダクトは、流入された前記気流を分岐し前記全周に案内する複数の仕切板を有することを特徴とする光投射装置である。

本発明によれば、発光部の高温部を安定して冷却することができる。

本発明の一実施形態のプロジェクタ装置の斜視図である。 プロジェクタ装置の右側面図である。 プロジェクタ装置の左側面図である。 図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、それぞれプロジェクタ装置の外装カバーを外した状態の斜視図（その１及びその２）である。 光学エンジンと光源ユニットの配置を説明するための図である。 光学エンジンの構成を説明するための図である。 照明光学系ユニットを説明するための図である。 画像表示素子ユニットを説明するための図である。 投射光学系ユニットを説明するための図（その１）である。 投射光学系ユニットを説明するための図（その２）である。 投射光学系ユニットを説明するための図（その３）である。 プロジェクタ装置の冷却システムの概要を説明するための図である。 各吸気口から排気口への気流の流れを説明するための図（その１）である。 各吸気口から排気口への気流の流れを説明するための図（その２）である。 光源ユニット及び冷却ユニットの斜視図である。 光源ユニット及び冷却ユニットの側面図である。 光源ユニット及び冷却ユニットの正面図である。 光源ユニットを説明するための図（その１）である。 図１９（Ａ）〜図１９（Ｄ）は、それぞれプロジェクタ装置の通常投影姿勢、机上投影姿勢、天吊り投影姿勢、天井投影姿勢を説明するための図である。 図２０（Ａ）及び図２０（Ｂ）は、それぞれ比較例１のプロジェクタ装置が通常投影姿勢及び机上投影姿勢で用いられるときの送風口からバルブへの気流の流れを説明するための図である。 光源ユニットを説明するための図（その２）である。 冷却ユニットのダクトを説明するための図である。 ファンにより発生されダクトによりリフレクタ内に導かれる気流の流れを説明するための図である。 図１７のＡ−Ａ線断面図である。 図２５（Ａ）〜図２５（Ｄ）は、それぞれプロジェクタ装置の通常投影姿勢、机上投影姿勢、天吊り投影姿勢、天井投影姿勢におけるバルブへの気流の流れを説明するための図である。 変形例１の光源ユニットを説明するための図である。 変形例２におけるダクトの構成及び作用を説明するための図である。 変形例３におけるダクトの構成及び作用を説明するための図である。 変形例４における防爆ガラスの配置を説明するための図である。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図２５（Ｄ）に基づいて説明する。図１には、一実施形態に係る電子機器としてのプロジェクタ装置１０が斜視図にて示されている。以下では、便宜上、プロジェクタ装置１０を単に「装置」とも称する。

プロジェクタ装置１０は、一例として、コンパクトな縦置き型の装置であり、筐体１２、該筐体１２に収容された、光源ユニット１４（図５参照）、光学エンジン１６（図５参照）、冷却システムなどを備えている。

筐体１２は、図１に示されるように、全体として、縦長の略直方体形状の外形を有している。以下、プロジェクタ装置１０の幅方向（水平面内の一軸方向）をＸ軸方向、プロジェクタ装置１０の奥行き方向（水平面内でＸ軸に直交する方向）をＹ軸方向、プロジェクタ装置１０の高さ方向（鉛直方向）をＺ軸方向として説明を行う。

図２及び図３には、プロジェクタ装置１０を＋Ｘ方向から見た図（右側面図）、−Ｘ方向から見た図（左側面図）がそれぞれ示されている。以下、図１〜図３に基づいて、外部から見えるプロジェクタ装置１０の構成各部について説明する。

筐体１２は、一例として、底板を含むベース１２ａと、該ベース１２ａに取り付けられた外装カバー１２ｂとを含む。筐体１２の材料としては、比較的軽量で丈夫な素材、例えばプラスチックなどの硬質樹脂が用いられている。

筐体１２の前壁（−Ｙ側の壁）の上端中央には、図１に示されるように、図示しないリモートコントローラ（リモコン）からの光信号を受光する受光センサ２８が設けられている。受光センサ２８は、上記リモコンからの光信号を受光すると、該光信号を電気信号に変換して制御装置（不図示）に出力し、該制御装置は、その電気信号に対応する指令内容に従って、各種の制御動作を実行する。リモコンは、後述する操作部１４０と同様の指令を上記制御装置に与える機能を有する。操作部１４０で与えられる機能については後述する。

筐体１２の前壁の受光センサ２８の−Ｚ側には、後述するスピーカ（不図示）から出力される音声を放出するための複数の貫通孔から成る音声放出口３００が形成されている。

筐体１２の前壁の音声放出口３００の−Ｚ側には、後述する投射光学系ユニット２２が有する投射レンズ２２ａの焦点位置（ピント）を調整するためのピント調整レバー３４の操作のための窓部３６が形成されている。

ピント調整レバー３４は、Ｘ軸方向にスライド可能（又はＺ軸回りに回動可能）に構成されており、例えばギヤ等を含む駆動力伝達機構（不図示）を介して投射レンズ２２ａと機械的に接続されている。上記駆動力伝達機構は、ピント調整レバー３４のスライドに伴い、投射レンズ２２ａを構成する一部のレンズエレメントを、光軸方向に沿って移動させる。これにより、投射レンズ２２ａの焦点位置が調整されるようになっている。具体的には、ピント調整レバー３４がＸ軸方向の一側（又はＺ軸回りの一方向）に駆動されると、投射レンズ２２ａを介して投射される光が結像する位置（焦点位置）が遠くなる。一方、ピント調整レバー３４がＸ軸方向の他側（又はＺ軸回りの他方向）に駆動されると、上記焦点位置が近くなる。

筐体１２の上壁（＋Ｚ側の壁）には、図１に示されるように、光投射口４００及び操作部１４０が設けられている。光投射口４００は、筐体１２の上壁の＋Ｘ側かつ＋Ｙ側の箇所に形成された平面視多角形（例えば六角形）の開口から成る。光投射口４００は、透明又は半透明な蓋部材によって閉塞されている。後に詳述するように、投射光学系ユニット２２からの光は、光投射口４００を閉塞する蓋部材を介して筐体１２外に投射される。以下では、便宜上、蓋部材を光投射口４００とも呼ぶ。

操作部１４０は、図１に示されるように、筐体１２の上壁に設けられた複数（例えば６つ）の操作部材を含む。

詳述すると、筐体１２の上壁における光投射口４００の−Ｘ側の領域には、電源ボタン６９、インプットボタン８０（入力切り替えボタン）、ミュートボタン７２、エンターボタン７４（決定ボタン）が、−Ｘ側から＋Ｘ側に順に一列に並べて配置されている。

電源ボタン６９は、プロジェクタ装置１０の電気系に対する電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるための操作部材である。電源ボタン６９が押し下げられると、上記電気系に対する電源のＯＮ／ＯＦＦが切り替わる。

インプットボタン８０は、プロジェクタ装置１０に接続された外部機器又は外部メモリ（以下、両者をそれぞれ接続機器とも称する）の入力を切り替えるための操作部材である。インプットボタン８０が押し下げられると、プロジェクタ装置１０への入力が、映像信号を出力している別の接続機器に切り替わる。

ミュートボタン７２は、投射光学系ユニット２２から投射される光、及びスピーカ（不図示）から出力される音声を消す（ミュートする）ための操作部材である。投射光学系ユニット２２から光が投射され、スピーカから音声が出力されているときに、ミュートボタン７２が押し下げられると、投射光学系ユニット２２からの光の投射が停止されるとともに、スピーカからの音声の出力が停止される。ミュートボタン７２が再度押し下げられると、ミュートが解除され、投射光学系ユニット２２からの光の投射が再開されるとともに、スピーカからの音声の出力が再開される。

エンターボタン７４は、後述するメニューボタン７８が操作されることによりスクリーンＳに表示されるメニュー画面内において、後述するカーソル７６が操作されることにより選択された項目（選択表示が位置する項目）を決定するための操作部材である。上記メニュー画面内において選択表示が所定の項目に位置する状態で、エンターボタン７４が押し下げられると、メニュー画面にその所定の項目の詳細内容が表示される。

筐体１２の上壁におけるエンターボタン７４の外周近傍には、操作部材としてのカーソル７６が、エンターボタン７４の外周を取り囲んだ状態で配置されている。カーソル７６は、スクリーンＳ上に投影されたメニュー画面内の項目を選択するための操作部材である。上記メニュー画面内において選択及び決定される項目としては、例えば、画像の調整・設定モードなどが挙げられる。

筐体１２の上壁におけるカーソル７６の−Ｘ側かつ−Ｙ側の位置には、メニューボタン７８が配置されている。メニューボタン７８は、スクリーンＳ上にメニュー画面を呼び出すための操作部材である。メニューボタン７８が押し下げられると、スクリーンＳ上におけるメニュー画面の表示／非表示が切り替わる。

上記各操作部材が、それぞれ押し下げられると、その直下に位置する、上記制御装置が有する不図示の基板上に実装された対応する操作端子（不図示）が押圧され、制御装置に該操作部材固有の指令信号が出力され、制御装置により、その固有の指令内容（機能）が実行される。

前述したリモコンは、その本体に、上記各操作部材と同じ機能（操作内容）を有する例えば押しボタンを有している。

筐体１２の右側壁（＋Ｘ側の側壁）の中央部には、図２に示されるように、吸気口１７が設けられている。吸気口１７は、複数の貫通孔１７ａ（通気口）から成る。

吸気口１７は、筐体１２の右側壁に形成された略五角形状の開口の周囲に固定された枠部２３により外縁が設定されている。吸気口１７を構成する複数の貫通孔１７ａは、枠部２３と、該枠部２３内に配置された格子部２１とにより形成（区画）されている。

格子部２１は、ＸＺ平面に平行でＹ軸方向に一定間隔で配置された複数の縦格子線部２９ｂと、ＸＹ平面に平行でＺ軸方向に一定間隔で配置された横格子線部２９ｃとから成る、厚さ（Ｘ軸方向の長さ）が均一の２次元格子部から成る格子本体２９と、該格子本体２９の縦格子線部２９ｂと横格子線部２９ｃとの各交点（格子の各交点）部分に設けられた円柱状部２９ａと、を有している。

格子本体２９の格子ピッチ（Ｙ軸又はＺ軸方向に隣り合う２つの円柱状部２９ａの軸線間の距離）は、互いに等しく、それぞれ、例えば６ｍｍ程度に設定されている。

また、筐体１２の右側壁には、上述の吸気口１７の下方に、コネクタ部８が設けられている。コネクタ部８は、複数（例えば７つ）のコネクタを含む。複数（例えば７つ）のコネクタは、それぞれ、上記制御装置に接続された、外部機器（外部メモリを含む）又は外部電源との接続用の接続端子である。

７つのコネクタのうちの６つは、筐体１２の右側壁に形成された凹部５０内に上下二段に配置されている。

凹部５０内の上段には、外部機器（例えばＵＳＢメモリ等の外部メモリを含む）との間の入出力用のＵＳＢ端子５２０、及びＡＶ機器との接続用のＨＤＭＩ（登録商標）端子５４が、−Ｙ側から＋Ｙ側に順に並べて配置されている。

凹部５０内の下段には、通信用のＬＡＮ端子５６、パソコンなどからのＲＧＢ信号又はビデオ機器（例えばＤＶＤビデオレコーダ）などからのコンポーネント映像信号を入力するコンピュータ端子５８、ビデオ機器などからの映像信号を入力するビデオ入力端子５６０、及びパソコン、ビデオ機器などからの音声信号を入力するオーディオ入力端子５６２が、−Ｙ側から＋Ｙ側に順に並べて配置されている。

７つのコネクタのうちの残りの１つは、外部電源との接続用の電源端子６４（電源用コネクタ）であり、筐体１２の右側壁と後壁とが交わる部分に形成された凹部内に設けられている。

前記スピーカは、筐体１２内における音声放出口３００に対応する位置に配置され、上記制御装置に接続されている。制御装置は、前述したＨＤＭＩ（登録商標）端子５４、オーディオ入力端子５６２に音声ケーブルを介して接続された外部機器（例えばＤＶＤビデオレコーダＲ、パソコンＣ等）、又はＵＳＢ端子５２０に接続されたＵＳＢメモリＭからの音声信号を受信したときに、その音声信号をスピーカに送信する。スピーカは、その音声信号を音声に変換して出力し、該出力された音声は、音声放出口３００（図１参照）を介して筐体１２外に放出される。

筐体１２の左側壁（−Ｘ側の側壁）の上部には、図３に示されるように、排気口１９が形成されている。排気口１９は、複数の貫通孔１９ａから成る。

排気口１９は、筐体１２の左側壁に形成された概略矩形の開口の周囲に固定された枠部３５により外縁が設定されている。排気口１９を構成する複数の貫通孔１９ａは、枠部３５と、該枠部３５内に形成された格子部３３とにより形成（区画）されている。

格子部３３は、厚さ（Ｘ軸方向の長さ）が均一の２次元格子部から成る格子本体４３と、該格子本体４３の格子の各交点部分に設けられた円柱状部２９ａと、を有している。

格子部３３は、輪郭形状及び各部の配置が異なる点を除いて、格子部２１と同様の構成（取り囲まれる枠部との位置関係を含む）及び機能を有している。なお、図３では、格子部３３の各構成部分（縦格子線部、横格子線部及び円柱状部）は、格子部２１と同じ符号を用いて示されている。なお、排気口１９の開口面積は、吸気口１７の開口面積よりも幾分小さくなっている。

ベース１２ａの−Ｚ側の面には、図２及び図３に示されるように、同一直線上にない少なくとも３つ（例えば３つ）の短寸の脚部材４６が設けられている。

ここで、プロジェクタ装置１０では、その重量バランスが−Ｙ側寄りになるように（＋Ｙ側よりも−Ｙ側が重くなるように）、筐体１２内に各構成部が配置されている。すなわち、プロジェクタ装置１０の重心は、例えば筐体１２の中心の−Ｙ側の位置にある。

そこで、本実施形態では、一例として、３つの脚部材４６のうちの２つは、それぞれ、筐体１２の底壁２４の−Ｙ側かつ＋Ｘ側の隅部、及び−Ｙ側かつ−Ｘ側の隅部に配置され、残りの１つは、筐体１２の底壁２４の＋Ｙ側の端部中央に配置されている。これにより、プロジェクタ装置１０は、所定の水平面上に３つの脚部材４６を介して３点で安定して支持される（倒れ難い）。なお、３つの脚部材４６の位置は、要は、プロジェクタ装置１０の重量バランスに応じて適正な位置に設定されれば良く、上述したものに限られない。

図４（Ａ）及び図４（Ｂ）には、プロジェクタ装置１０から外装カバー１２ｂを取り外した状態を異なる方向から見た斜視図が示されている。また、図５には、光源ユニット１４及び光学エンジン１６を抜き出した斜視図が示され、図６には、光学エンジン１６を抜き出した斜視図が示されている。

ところで、プロジェクタ装置は、パソコンやビデオカメラ等から入力される画像データを基に画像を生成し、その画像を例えばスクリーン等に投影して表示する装置である。プロジェクタ装置の中でも、液晶プロジェクタは、近年、液晶パネルの高解像化、光源ランプの高効率化に伴う明るさの改善、低価格化などが進んでいる。さらに、液晶プロジェクタの中には、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏ−ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）を利用した小型軽量なものもあり、オフィスや学校のみならず家庭においても広く普及している。特に、フロントタイプの液晶プロジェクタは、携帯性が向上し、数人規模の小会議にも使用されるようになってきている。

そこで、近年、プロジェクタ装置に対して、「大画面の画像を投射できること（投射画面の大画面化）」及び「装置外に必要とされる投影空間を極力小さくできること」が要求されている。

この要求に応えるために、本実施形態のプロジェクタ装置１０では、以下に説明する内部構成が採用されている。

前記光源ユニット１４は、図５に示されるように、一例として、発光部としてのバルブ１４ａ（発光管）、＋Ｘ側に開口が設けられバルブ１４ａを囲むリフレクタ１４ｂなどを含む。ここでは、バルブ１４ａとして、例えば高圧水銀ランプが採用されている。リフレクタ１４ｂとして、例えば内壁面が反射面であるお椀形のものが採用されている。バルブ１４ａからの光（白色光）のうち、上記開口から直接される射出される光及びリフレクタ１４ｂの内壁面（反射面）で反射され上記開口から射出される光の合成光が、光源ユニット１４から射出される光である。光源ユニット１４から射出された光は、後述するカラーホイール１８ａに入射する。

前記光学エンジン１６は、図６に示されるように、光源ユニット１４からの白色光をＲＧＢ（光の３原色）に分光し、後述する画像生成ユニット２０へ導くための照明光学系ユニット１８と、該照明光学系ユニット１８からの光を外部機器からの画像信号に応じて変調して画像を生成する画像生成ユニット２０と、生成された画像を拡大投射する投射光学系ユニット２２とを有する。

照明光学系ユニット１８は、図７に示されるように、光源ユニット１４からの白色光を円盤状のカラーフィルタにより単位時間毎にＲＧＢの各色が繰り返す光に変換して射出するカラーホイール１８ａと、板ガラスを張り合わせて筒状に構成され、カラーホイール１８ａからの光を導光するライトトンネル１８ｂと、２枚のレンズの組み合わせで構成され、ライトトンネル１８ｂからの光の軸上色収差を補正しつつ集光するリレーレンズ１８ｃと、該リレーレンズ１８ｃを介した光を反射するシリンダミラー１８ｄと、該シリンダミラー１８ｄで反射された光を後述するＤＭＤ素子２０ａに向けて反射する凹面ミラー１８ｅとを含む。

画像生成ユニット２０は、図７及び図８に示されるように、複数のマイクロミラーを有し、凹面ミラー１８ｅからの光を画像情報に基づく画像（画像光）が生成されるように各マイクロミラーを時分割駆動して反射するＤＭＤ素子２０ａを含む。ＤＭＤ素子２０ａで画像の生成に使用される光は投射レンズ２２ａに向けて反射され、不要な光（捨てる光）はＯＦＦ光板３０に向けて反射される。

画像生成ユニット２０は、図８に示されるように、ＤＭＤ素子２０ａに加えて、該ＤＭＤ素子２０ａが実装され該ＤＭＤ素子２０ａを制御するＤＭＤプリント基板２０ｂと、発熱体としてのＤＭＤ素子２０ａ、ＤＭＤプリント基板２０ｂを冷却するヒートシンク２０ｃと、該ヒートシンク２０ｃをＤＭＤプリント基板２０ｂに押し付ける固定板２０ｄとを含む。

図９には、照明光学系ユニット１８、画像生成ユニット２０、投射光学系ユニット２２の一部（投射レンズ２２ａ）が抜き出して示されている。画像生成ユニット２０から、投射光として使用される光は投射レンズ２２ａに向けて反射され、捨てる光はＯＦＦ光板３０に向けて反射される。

図１０及び図１１には、それぞれ投射光学系ユニット２２の構成が斜視図及び側面図にて示されている。投射光学系ユニット２２は、投射レンズ２２ａに加えて、投射レンズ２２ａにより拡大された画像光の光路を折り返す折り返しミラー２２ｂと、該折り返しミラー２２ｂを介した画像光を拡大しつつ反射する自由曲面ミラーとを含む。すなわち、投射光学系ユニット２２は、超短焦点の光学系である。

このように超短焦点の光学系を採用することで、プロジェクタ装置１０を、光を投射する対象物であるスクリーンＳに近接して配置でき、設置面積が小さいコンパクトな縦置き型に設計することができる。

続いて、前記冷却システムについて図１２〜図１５を参照して説明する。冷却システムは、３つのファンを用いた強制空冷システムである。

詳述すると、冷却システムは、図１２に示されるように、筐体１２内におけるベース１２ａ（筐体１２の底部）上に配置され、冷却用の空気を外部から筐体１２内に取り込むための吸気ファン４０と、筐体１２内に配置され、筐体１２内の空気を取り込み光源ユニット１４のリフレクタ１４ｂ内に冷却用の空気を送る冷却ユニット４２と、筐体１２内における排気口１９の＋Ｘ側近傍に配置され、筐体１２内に取り込まれた空気を外部に排出するための排気ファン４４とを含む。冷却ユニット４２については、後に詳述する。

ここで、ベース１２ａには、吸気ファン４０に対向する箇所に吸気口５２が形成されている。

なお、吸気口１７は、排気ファン４４の吸気側（＋Ｘ側）に位置し、排気ファン４４が発生させる気流を、吸気口１７を介して筐体１２内に流入させることができるため、吸気口１７付近には吸気用のファンは設けられていない。以下では、便宜上、吸気口１７を側面吸気口とも称し、吸気口５２を底面吸気口とも称する。

吸気ファン４０は、両面吸い込み式のシロッコファンであり、筐体１２外の空気を底面吸気口に対向する一面側から吸い込み、かつ側面吸気口から流入した空気の一部を他面側から吸い込むように配置されている。

図１３には、側面吸気口から取り込まれた冷却用の空気の流れ（気流）が示されている。図１３では、筐体１２内での気流の流れの理解を容易にするために、外装カバー１２ｂを取り外した状態が示されているが、実際には、図１３中の気流を示す縦並びの４つの矢印が指す位置に側面吸気口が設けられている。

側面吸気口及び底面吸気口から筐体１２内に流入した空気は、排気ファン４４、冷却ユニット４２及び吸気ファン４０により吸引され、複数の流路が形成される（図１３参照）。

なお、側面吸気口と排気口１９との間に光学エンジン１６が配置されているため、側面吸気口から排気ファン４４に至る気流の流路も複数存在する。図１４には、これら複数の流路を＋Ｚ側から見た状態が示されている。

図１４に示されるように、側面吸気口から取り込まれた冷却用の空気の流れは、光学エンジン１６の表面に沿って排気ファン４４に向かう流れと光学エンジン１６内部（例えば画像生成ユニット２０）を通過して排気ファン４４に向かう流れの２つに大別できる。図１４は、気流の状態を平面視した図であるが、これを立体的に見た場合には、より複雑に複数の気流が存在することになる。

排気ファン４４を有する本実施形態では、図１４に示されるように、筐体１２内部の空気は、最終的には、排気ファン４４に引き寄せられ排気口１９から筐体１２外へ排出される。

具体的には、排気ファン４４により側面吸気口を介して筐体１２内に流入した気流の一部、及び吸気ファン４０により底面吸気口を介して流入した気流の一部は、光学エンジン１６を冷却した後、排気口１９に向かって流れる。一方、排気ファン４４により側面吸気口を介して筐体１２内に流入した気流の残部、及び吸気ファン４０により底面吸気口を介して流入した気流の残部は、冷却ユニット４２によって光源ユニット１４のリフレクタ１４ｂ内に吹き付けられバルブ１４ａを冷却した後、ガイド部材７０に沿って上昇し、光学エンジン１６を冷却した上記気流と合流し、排気口１９から筐体１２外に排出される。

以下に、光源ユニット１４及び冷却ユニット４２について、詳細に説明する。図１５、図１６、図１７には、それぞれ光源ユニット１４及び冷却ユニット４２の斜視図、側面図、正面図が示されている。図１８には、光源ユニット１４のＸＺ断面図が示されている。

冷却ユニット４２は、図１５〜図１７に示されるように、ファン６０と、該ファン６０により発生された気流を光源ユニット１４のリフレクタ１４ｂ内に案内するダクト６２とを含む。ファン６０としては、例えばシロッコファンやターボファンが挙げられるが、これら以外のファンであっても良い。

光源ユニット１４では、図１８に示されるように、発光部としてのバルブ１４ａが＋Ｘ側に開口するお椀形のリフレクタ１４ｂに囲まれ、該リフレクタ１４ｂの−Ｘ側にシール部１４ｃが設けられている。シール部１４ｃは、バルブ１４ａの電極と外部のリード線が溶接されガラスで封止された部分（発熱部）である。

光源ユニット１４では、バルブ１４ａの高寿命化のために、バルブ点灯時の温度について所定の温度範囲の規格値が設定されている。

ここで、バルブ１４ａは、特に、重力方向に関して上側（鉛直方向上側）の部分が高温化することが知られている。

プロジェクタ装置１０は、一例として、図１９（Ａ）〜図１９（Ｄ）に示されるように、通常投影姿勢、机上投影姿勢、天吊り投影姿勢、天井投影姿勢を含む複数の設置姿勢で用いられる。すなわち、プロジェクタ装置１０は、一例として、光源ユニット１４の射出方向周り（Ｘ軸周り）の位置（回転位置）が異なる複数（例えば４つ）の設置姿勢で用いられる。

具体的には、通常投影姿勢は、鉛直面内で張設されたスクリーンＳに斜め下方から画像を投影する姿勢である（図１９（Ａ）参照）。机上投影姿勢は、通常投影姿勢からＸ軸周り（光源ユニット１４の射出方向周り）の一方向（例えば時計回り）に９０°回転され、机上に投影する姿勢である（図１９（Ｂ）参照）。天吊り投影姿勢は、机上投影姿勢からＸ軸周りの一方向に９０°回転され、スクリーンＳに斜め上方から画像を投影する姿勢である（図１９（Ｃ）参照）。天井投影姿勢は、天吊り投影姿勢からＸ軸周りの一方向に９０°回転され、天井に投影する姿勢である（図１９（Ｄ）参照）。

すなわち、光源ユニット１４では、装置の設置姿勢によって、バルブ１４ａの上側に位置する部位（上部）、すなわちバルブ１４ａの高温部となる部位が異なる。

そこで、バルブ１４ａの高寿命化を図るためには、装置の設置姿勢、すなわち装置のＸ軸周り（光源ユニット１４の射出方向周り）の位置に関わらず、バルブ１４ａの上部（高温部）を冷却する必要がある。

ここで、図２０（Ａ）及び図２０（Ｂ）には、それぞれ通常投影姿勢及び机上光源ユニットにおいて、送風口からバルブに送風される様子の具体例（比較例１）が示されている。図２０（Ａ）及び図２０（Ｂ）において、紙面に垂直な方向は、光源ユニットの射出方向に平行な方向である。図２０（Ａ）及び図２０（Ｂ）における矢印線は、送風口からの冷却風の流れを示している。

比較例１において、通常投影姿勢では、図２０（Ａ）から分かるように、送風口からの冷却風の送風方向は、水平方向であり、冷却風は、バルブの上部（高温部）及び下部に当たっている。

一方、比較例１において、机上投影姿勢では、図２０（Ｂ）から分かるように、送風口からの冷却風の送風方向は、鉛直上向きであり、冷却風がバルブの上部（高温部）に当たらず、バルブの冷却を十分に行うことができない。

図２１には、リフレクタ１４ｂの内部が露出された状態の光源ユニット１４及び冷却ユニット４２が斜視図にて示されている。ダクト６２の一端は、ファン６０の送風口に連通し、ダクト６２の他端は、リフレクタ１４ｂ内に連通している。そこで、以下に詳しく説明するように、ファン６０により発生された冷却風（気流）は、ダクト６２により、リフレクタ１４ｂの開口からリフレクタ１４ｂ内に配置されたバルブ１４ａへ送られる。以下では、リフレクタ１４ｂの開口を「リフレクタ開口」とも称する。

図２２には、ダクト６２の内部が示されている。ダクト６２は、図２２に示されるように、内部空間を形成する一対のカバー６４ａ、６４ｂ（図１５参照）と、該内部空間に配置されたＸ軸周り（光源ユニット１４の射出方向周り）に並ぶ複数（例えば９つ）の仕切り板とを有している。ここでは、９つの仕切り板は、Ｘ軸周りに連続して並ぶ５つの長尺仕切り板６６ａ及びＸ軸周りに連続して並ぶ４つの短尺仕切り板６６ｂを含む。カバー６４ａのリフレクタ１４ｂに対応（対向）する箇所には開口部が形成され、該開口部に防爆ガラス６８が装着されている（図１５参照）。防爆ガラス６８は、バルブ１４ａ破裂時の破片飛散を防止する透明又は半透明のガラス板である。

詳述すると、各長尺仕切り板６６ａは、上記内部空間において、ファン６０近傍からリフレクタ開口まで延びている。詳述すると、各長尺仕切り板６６ａは、一端がファン６０の送風口付近に位置し、他端がリフレクタ開口の周囲部（リフレクタ１４ｂの外周部）に位置している。

各短尺仕切り板６６ｂは、上記内部空間において、リフレクタ開口の周囲部に配置されている。

９つの仕切り板では、隣り合う２つの仕切り板のリフレクタ開口側の端部の先端の間隔がほぼ等間隔となっている。また、各仕切り板のリフレクタ開口側の端部の先端は、＋Ｘ側から見て、バルブ１４ａ側に向いている。

そこで、図２３に示されるように、５つの長尺仕切り板６６ａによって、ファン６０の送風口からの気流の流路が６つの流路に分割される。６つの流路のうち内側の４つの流路は、リフレクタ開口の周囲部に連続して並ぶ４つの箇所に達する。６つの流路のうち外側の２つの流路それぞれは、短尺仕切り板６６ｂによって２つの流路に分割され、分割された２つの流路は、リフレクタ開口の周囲部に連続して並ぶ２つの箇所に達する。なお、ここでは、外側の各流路のファン６０側の端（気流の入口）は、内側の各流路のファン６０側の端（気流の入口）の２倍程度の大きさであり、外側の各流路には、内側の各流路の２倍程度の空気が送られる。すなわち、ファン６０から送風される冷却風（気流）の風量が、８つの流路で均一となるよう、隣り合う２つの仕切り板６６の間隔が調整されている。

このようにして、ファン６０による気流の流路は、ダクト６２によって最終的に８つの流路にほぼ均等に分割され、分割された８つの流路は、リフレクタ開口の周囲部の８箇所に個別に達する（図２３参照）。

図２３には、ダクト６２内の空気の流れが示されている。ファン６０により発生されダクト６２内に流入した気流は、９つの仕切り板６６によって略８等分に分割され、リフレクタ開口の周囲部の８箇所からバルブ１４ａに向けて略均等に流出される。

以上の説明から分かるように、本実施形態では、バルブ１４ａに対してＸ軸周りの概ね全方向から気流を送ることができるため、装置を通常投影姿勢からＸ軸周りに任意の角度回転させた姿勢において、バルブ１４ａの上部（高温部）に気流を送る（当てる）ことができ、該上部を確実かつ十分に冷却することができる。

また、図１７のＡ−Ａ線断面図である図２４から分かるように、ダクト６２からリフレクタ１４ｂ内に流入した気流は、リフレクタ１４ｂの内壁面側を流れ、バルブ１４ａを冷却した後、光源ユニット１４の射出方向（＋Ｘ方向）に流れ、防爆ガラス６８に沿って放射状に流出する。流出された気流は、ガイド部材７０に沿って上昇し、光学エンジン１６を冷却した気流と合流し、排気口１９から排出される。なお、図２４では、防爆ガラス６８を支持する、ダクト６２のカバー６４ａの一部の図示が省略されている（図２６、図２９でも同様）。

以上説明した本実施形態のプロジェクタ装置１０は、バルブ１４ａ（発光部）、及び開口（リフレクタ開口）が設けられバルブ１４ａを囲むリフレクタ１４ｂを含み、バルブ１４ａからの光を前記開口から射出する光源ユニット１４と、バルブ１４ａを冷却する、ファン６０を含む冷却ユニット４２とを備え、光源ユニット１４からの光を投射する光投射装置であり、冷却ユニット４２は、ファン６０による気流が流入され、流入された気流をリフレクタ１４ｂの外周部の複数箇所（周方向の複数箇所）からバルブ１４ａに向けて流出させるダクト６２を更に含んでいる。

この場合、バルブ１４ａには、周囲の複数方向から同時に気流が送られる。

この結果、バルブ１４ａの高温部（例えば上部）を安定して冷却することができる。

また、光源ユニット１４からの光の射出方向は、略水平方向（例えばＸ軸方向）であり、前記射出方向周りの位置が互いに異なる複数（例えば４つ）の姿勢で用いられ、該複数の姿勢のうち任意の一の姿勢で用いられるとき、前記複数箇所のうち少なくとも１箇所は、バルブ１４ａの上方、斜め上方及び側方のいずれかに位置する。

具体的には、図２５（Ａ）〜図２５（Ｄ）に示されるように、ダクト６２からの空気は、装置の設置姿勢をどのようにしても、バルブ１４ａの周囲の複数方向（例えば８方向）からバルブ１４ａの上部（高温部）を含む複数部分に向かって略均一に流れる。このため、装置の設置姿勢に関わらず、バルブ１４ａの上部（高温部）を含む複数部分を冷却することができる。

一方、特許文献１（特開２０１１−１６４１７０号公報）では、例えば装置の設置姿勢によって光源ランプの高温となる部位が変わるため、該設置姿勢に応じて、冷却風の送風方向を制御している。しかしながら、送風方向を制御する場合、制御不良が発生すると、光源ランプの高温部を安定して冷却できないおそれがある。また、リフレクタ内に気流を流入させるための穴が形成された回転板を駆動源で回転させる構成を採用すると、高コスト化、装置の大型化、煩雑化を招く。また、該回転板を自重により回転させる構成を採用しても、動作の確実性が保障できない（動作不良が発生するおそれがある）。

この場合、装置の姿勢に関わらず、バルブ１４ａの高温部（例えば上部）を確実に冷却することができる。

また、ダクト６２は、流入された気流を略均等に分割し、分割された気流を複数箇所それぞれに導くため、該複数箇所からバルブ１４ａに略均等に気流を送ることができ、バルブ１４ａのＸ軸周りのいずれの部位が高温部になっても、該高温部を安定して冷却できる。また、バルブ１４ａの高温部以外の部位も安定して冷却できる。

また、リフレクタ１４ｂの外周部は、リフレクタ開口の周囲部であるため、リフレクタ１４ｂに特別な加工を施すことなく、前記複数箇所からリフレクタ１４ｂ内に気流を流入させることができる。

また、前記複数箇所から流出され前記バルブ１４ａを冷却した気流を、リフレクタ開口からリフレクタ１４ｂの外部に流出させるため、リフレクタ１４ｂに特別な加工を施すことなく、リフレクタ１４ｂから外部に気流を流出させることができる。

以上の説明から分かるように、本実施形態のプロジェクタ装置１０では、装置の設置姿勢に応じてリフレクタ１４ｂ内への送風方向を制御（変更）する必要がなく、バルブ１４ａの高温部を安定して冷却することができる。この結果、装置構成の簡素化及びコストダウンを図ることができる。

また、図２６には、変形例１の光源ユニットのＸＺ断面及びリフレクタ１４ｂ内での空気の流れ（矢印）が示されている。変形例１では、ダクト１６２に、ファン６０からの気流の一部をシール部１４ｃ（発熱部）に送るための複数の開口部６２ａがリフレクタ１４ｂの外周部に沿って並ぶように（周方向に離間するように）設けられている。この場合、ファン６０からの気流を用いてシール部１４ｃをも冷却することができる。なお、開口部６２ａは、複数に限らず、要は、少なくとも１つ設けられていれば良く、配置も適宜変更可能である。

また、図２７には、変形例２のダクト２６２のＸ軸に直交する断面及び該ダクト２６２内の空気の流れが示されている。上記実施形態では、ダクト６２は、装置が任意の設置姿勢のとき、バルブ１４ａの上部を冷却できるよう構成されているが、例えば装置が４つの設置姿勢（通常投影姿勢、机上投影姿勢、天吊り投影姿勢、天井投影姿勢）でのみ用いられる場合、ダクトの排気側開口部は、必ずしもリフレクタの外周部に連続して８つ設けられる必要は無く、各設置姿勢に対応する箇所、すなわち該設置姿勢においてバルブ１４ａの上部に気流が当たる箇所（例えば４箇所）にのみ設けられても良い。ここでも、各排気側開口部からリフレクタ１４ｂ内に流入する空気の量が略均一となるように複数（例えば４つの）仕切り板を設けることが好ましい。

また、図２８には、変形例３のダクト３６２のＸ軸に直交する断面及び該ダクト３６２内の空気の流れが示されている。上記実施形態では、リフレクタ開口の周囲部（リフレクタ１４ｂの外周部）からバルブ１４ａに向けて直線的に空気を送っていたが、リフレクタ１４ｂの外周部の位置によっては、ファン６０による気流を、仕切り板で大きい角度（例えば９０度程度）曲げる必要がある。このため、バルブ１４ａへの空気の流れを略均一に保つのが困難となるおそれがある。

そこで、変形例３では、図２８に示されるように、リフレクタ開口の周囲部の複数箇所それぞれからバルブ１４ａに向けて渦巻状態（螺旋状）に空気を送ることで、ファン６０から気流を無理なく（大きく曲げることなく）、バルブ１４ａに向けることができる。

詳述すると、ダクト３６２の各排気側開口部からリフレクタ１４ｂ内に流入する空気の量を一定とするため、流量の多い上流側から下流側にかけて、仕切り板の長さを長くしている。ここでは、各仕切り板は、リフレクタ開口の周囲部に配置される短寸の仕切り板であり、下流側に凸となるように湾曲している。

また、図２９には、変形例４における光源ユニット１４及び防爆ガラス６８のＸＺ断面、並びに気流の流れが示されている。

変形例４では、光源ユニット１４から射出された光が、防爆ガラス６８でリフレクタ１４ｂ内に反射される（戻る）のを防止するため、防爆ガラス６８を射出方向（Ｘ軸方向）に対して傾斜して配置している。この際、防爆ガラス６８の傾きに沿って一方向へ空気を排気することで、バルブ１４ａを冷却した高温の空気の排気方向を限定することができる。この結果、例えば基板等、光源ユニット１４付近に配置される温度定格のある部品に熱風が送られるのを防止できる。

また、上記実施形態及び各変形例のダクトの構成は、適宜変更可能である。例えば、仕切り板の形状、大きさ、個数、配置等は、適宜変更可能である。また、例えば、リフレクタ１４ｂの外壁（外周部）における周方向の複数箇所に貫通孔を形成し、ダクトからの気流を該複数の貫通孔を介してリフレクタ１４ｂ内に流入させても良い。

また、上記実施形態及び各変形例では、光源ユニット１４からの光の射出方向は、水平方向（例えばＸ軸方向）とされているが、これに限られず、例えば、水平方向に対して傾斜する方向であっても良い。

また、プロジェクタ装置１０が用いられる設置姿勢は、上記実施形態及び各変形例で説明した具体的な４つの設置姿勢に限定されるものではない。例えば、建物の壁や床に投射する設置姿勢であっても良い。

また、上記実施形態及び各変形例では、プロジェクタ装置１０が複数の設置姿勢のうち、任意の一の設置姿勢で用いられるとき、リフレクタ１４ｂの外周部の複数箇所のうち少なくとも１箇所がバルブ１４ａの上方、斜め上方及び側方のいずれかに位置しているが、その中でも、該少なくとも１箇所がバルブ１４ａの上方又は斜め上方に位置していることがより好ましい。

１０…プロジェクタ装置（光投射装置）、１４…光源ユニット、１４ａ…バルブ（発光部）、１４ｂ…リフレクタ、６０…ファン、６２、１６２、２６２、３６２…ダクト、６８…防爆ガラス。

特開２０１１−１６４１７０号公報

Claims (9)

1. 発光部、及び開口が設けられ前記発光部を囲むリフレクタを含み、前記発光部からの光を前記開口から射出する光源ユニットと、前記発光部を冷却する、ファンを含む冷却装置とを備え、前記光源ユニットからの光を投射する光投射装置において、
   前記冷却装置は、前記ファンによる気流が流入され、流入された前記気流を前記リフレクタの外周部の全周から前記発光部に向けて流出させるダクトを更に含み、
   前記ダクトは、流入された前記気流を分岐し前記全周に案内する複数の仕切板を有することを特徴とする光投射装置。
2. 前記光源ユニットからの光の射出方向は、略水平方向であり、
   当該光投射装置は、前記射出方向周りの位置が互いに異なる複数の姿勢で用いられ、
   当該光投射装置が前記複数の姿勢のうち任意の一の姿勢で用いられるとき、前記全周の少なくとも一部は、前記発光部の上方、斜め上方及び側方のいずれかに位置することを特徴とする請求項１に記載の光投射装置。
3. 前記外周部は、前記開口の周囲部であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光投射装置。
4. 前記ダクトは、流入された前記気流を前記全周から前記発光部に向けて渦巻状態で流出させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光投射装置。
5. 前記全周から流出され前記発光部を冷却した気流は、前記開口から前記リフレクタの外部に流出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光投射装置。
6. 前記光源ユニットは、前記光源ユニットからの光の射出方向に対して傾斜して配置された防爆ガラスを前記リフレクタの前記開口側に更に含み、
   前記開口から前記リフレクタの外部に流出した気流は、前記防爆ガラスに沿って一方向に流出することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光投射装置。
7. 前記リフレクタの前記開口とは反対側の端に、前記発光部の電極が溶接されガラスで封止されたシール部が設けられ、
   前記ダクトは、流入された前記気流の一部を前記シール部に導くことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光投射装置。
8. 前記ダクトには、流入された前記気流の一部を前記シール部に向けて流出させるための少なくとも１つの開口部が設けられていることを特徴とする請求項７に記載の光投射装置。
9. 前記少なくとも１つの開口部は、複数の開口部であり、
   前記複数の開口部は、前記リフレクタの外周部に沿って並んでいることを特徴とする請求項８に記載の光投射装置。
   
   

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