JP6300127B2 - Image projection device - Google Patents
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Description
本発明は、画像投影装置に関するものである。 The present invention relates to an image projection apparatus.
従来から、パソコンなどからの画像データに基づいて光を変調する画像生成素子としてのDMD(Digital Mirror Device)と、この画像生成素子に光源からの光を照射する照射ユニットとからなる画像形成部を備え、画像形成部で画像を形成し、画像形成部によって形成された画像を、投影光学部を用いて投影面に結像させる画像投影装置が知られている。 Conventionally, an image forming unit comprising a DMD (Digital Mirror Device) as an image generating element that modulates light based on image data from a personal computer or the like, and an irradiation unit that irradiates the image generating element with light from a light source. An image projection apparatus is known that forms an image in an image forming unit and forms an image formed on the projection surface by using a projection optical unit.
画像投影装置の光源としては、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプなどが用いられており、これらのランプは発光すると高温となる。特許文献1や2には、ブロアやファンなどの送風手段により装置に設けられた取り込み口から装置内部に外気を取り込み、取り込んだ空気を光源に送風して光源を空冷し、光源から熱を奪って高温となった空気を排気口から装置外部へ排気する画像投影装置が記載されている。
As a light source of the image projection apparatus, a halogen lamp, a metal halide lamp, a high-pressure mercury lamp, or the like is used. When these lamps emit light, the temperature becomes high. In
本出願人は、光源と画像形成部とが投影面に投影された投影画像の像面、および投影面に対して平行で且つ画像投影装置の設置面に平行な同一の直線に重なるように配置し、かつ、前記設置面側から該設置面の垂直方法に画像形成部、投影光学部の順に配置し(画像形成部の上方に投影光学部を配置して)、投影画像を画像投影装置の上面から投影面に向けて出射する画像投影装置を開発中である。 The present applicant arranges the light source and the image forming unit so as to overlap the image plane of the projection image projected on the projection plane and the same straight line that is parallel to the projection plane and parallel to the installation plane of the image projection apparatus. In addition, the image forming unit and the projection optical unit are arranged in this order from the installation surface side to the vertical direction of the installation surface (the projection optical unit is disposed above the image formation unit), and the projection image is displayed on the image projection apparatus. An image projection device that emits light from the upper surface toward the projection surface is under development.
画像投影装置をユーザーが操作するためのボタンなどの入力機構である操作部は、ユーザーが操作しやすいように、画像投影装置の上面に配置するのが好ましい。上記開発中の画像投影装置においては、画像投影装置の大型化を避けようとすると、操作部は光源の上方もしくは真上に配置する必要がある。 An operation unit that is an input mechanism such as a button for the user to operate the image projection apparatus is preferably disposed on the upper surface of the image projection apparatus so that the user can easily operate the image projection apparatus. In the image projecting device under development, in order to avoid an increase in the size of the image projecting device, the operation unit needs to be disposed above or just above the light source.
しかしながら、光源に空気を送って光源を冷却しているが、光源は、最高1000℃前後となることから、光源により熱せられた空気が送風器からの送られた空気および自らの上昇気流で上方へ移動する。また、光源からの熱が熱伝導によって操作部の方向へ伝わる熱も存在する。操作部を光源よりも上方もしくは真上に配置した場合、光源により加熱されて上方へ移動した空気および熱伝導による熱および自然対流による熱が、光源よりも上方もしくは真上に配置された操作部に当たり、その加熱空気や熱により操作部が加熱され操作部が温度上昇してしまうという課題があった。 However, air is sent to the light source to cool the light source. However, since the light source reaches a maximum of around 1000 ° C., the air heated by the light source is moved upward by the air sent from the blower and its own ascending current. Move to. There is also heat that is transmitted from the light source toward the operation unit by heat conduction. When the operation unit is arranged above or directly above the light source, the operation unit is arranged such that the air heated by the light source and moved upward, the heat due to heat conduction, and the heat due to natural convection are located above or directly above the light source. In such a case, there is a problem that the operation unit is heated by the heated air or heat, and the temperature of the operation unit is increased.
本発明は以上の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、操作部を光源の上方もしくは真上に配置した場合であっても操作部の温度上昇を抑制することができる画像投影装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an image projection apparatus capable of suppressing the temperature rise of the operation unit even when the operation unit is disposed above or directly above the light source. Is to provide.
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、光源と、前記光源からの光を用いて画像を形成する画像形成部と、前記画像形成部からの出射光の光路上に配置された投影光学部とが、吸気口と排気口とを備える外装カバー内に収納された画像投影装置において、前記光源を冷却した空気を上昇させた後に前記排気口に導く第一の流路と、前記第一の流路とは異なる第二の流路とを有し、前記吸気口および前記排気口の少なくとも一部は、前記外装カバーの前記光源よりも高い位置に設けられ、前記排気口に設けられた排気ファンは、前記光源よりも高い位置に設けられ、高さ方向において、前記光源と重なりがなく、前記第二の流路は、前記光源よりも高い位置に形成され、前記吸気口から前記排気口に至る流路であり、前記第一の流路は、途中で前記第二の流路とひとつになることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention of
本発明によれば、光源より上方に操作部が配置されていても、操作部の温度上昇を抑制することができる。 According to the present invention, even if the operation unit than the light source upwardly are disposed, it is possible to suppress the temperature rise of the operating unit.
以下、本発明が適用される画像投影装置としてのプロジェクタの実施形態について説明する。図1は、本実施形態に係るプロジェクタ1とスクリーンなどの投影面101とを示す斜視図である。なお、以下の説明では、投影面101の法線方向をX方向、投影面の短軸方向(上下方向)をY方向、投影面101の長軸方向(水平方向)をZ方向とする。
図1に示すように、プロジェクタ1の上面には、投影画像Pが出射する透過ガラス51が設けられており、透過ガラス51から出射した投影画像Pが、スクリーンなどの投影面101に投影される。
また、プロジェクタ1の上面には、ユーザーがプロジェクタ1を操作するための操作部83が設けられている。また、プロジェクタ1の側面には、ピント調整のためのフォーカスレバー33が設けられている。ボタンなどの周知の入力機構からなる操作部83を操作することで、投影画像Pの色合いやコントラストの調整の実行、およびIPアドレスの設定などネットワークの設定を行うことができる。
Hereinafter, an embodiment of a projector as an image projection apparatus to which the present invention is applied will be described. FIG. 1 is a perspective view showing a
As shown in FIG. 1, a
An
図2は、プロジェクタ1から投影面101までの光路図である。
プロジェクタ1は、光源を備えた不図示の光源ユニットと、光源からの光を用いて画像を形成する画像形成部Aとを有している。画像形成部Aは、画像形成素子としてのDMD12(Digital Mirror Device)を備えた画像形成ユニット10と、光源からの光を、折り返してDMD12に照射して光像を生成する照明ユニット20とで構成されている。また、画像を投影面101に投影するための投影光学系Bを有している。投影光学系Bは、透過型の屈折光学系を少なくとも一つ含み、正のパワーを有する共軸系の第1光学系70を備えた第1光学ユニット30と、折り返しミラー41と正のパワーを有する曲面ミラー42とを備えた第2光学ユニット40とで構成されている。
FIG. 2 is an optical path diagram from the
The
DMD12は、不図示の光源の光が照明ユニット20によって照射され、この照明ユニット20によって照射された光を変調することで画像を生成する。DMD12によって生成された画像は、第1光学ユニット30の第1光学系70、第2光学ユニット40の折り返しミラー41、曲面ミラー42を介して、投影面101に投影される。
The
図3は、プロジェクタ1の内部構成を示す概略斜視図である。
図3に示すように、画像形成ユニット10、照明ユニット20、第1光学ユニット30、第2光学ユニット40が、投影面および投影像の像面と平行な方向のうち図中Y方向に並べて配置されている。また、照明ユニット20の図中右側には、光源ユニット60が配置されている。
FIG. 3 is a schematic perspective view showing the internal configuration of the
As shown in FIG. 3, the
なお、図3に示す符号32a1、32a2は、第1光学ユニット30のレンズホルダー32の脚部であり、符号262は、画像形成ユニット10を照明ユニット20にネジ止めするためのネジ止め部である。
3 are the leg portions of the
次に、各ユニットの構造について、詳細に説明する。 Next, the structure of each unit will be described in detail.
まず、光源ユニット60について説明する。
図4は、光源ユニット60の概略斜視図である。
光源ユニット60は、光源ブラケット62を有しており、光源ブラケットの上部にハロゲンランプ、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプなどの光源61が装着さている。また、光源ブラケット62には、電源ユニット80(図14参照)に接続された不図示の電源側コネクタと接続するコネクタ部62aが設けられている。
First, the
FIG. 4 is a schematic perspective view of the
The
また、光源ブラケット62の上部の光源61の光出射側には、図示しないリフレクタなどが保持されたホルダ64がネジ止めされている。ホルダ64の光源61配置側と反対側の面には、出射窓63が設けられている。光源61から出射した光は、ホルダに保持された不図示のリフレクタにより出射窓に集光され、出射窓63から出射する。
A
また、ホルダ64の上面と、ホルダの下面のX方向両端には、光源ユニット60を照明ユニット20の照明ブラケット26(図6参照)に位置決めするため光源位置決め部64a1〜64a3が設けられている。ホルダ64の上面に設けられた光源位置決め部64a3は突起形状であり、ホルダ64の下面に設けられた2つの光源位置決め部64a1,64a2は穴形状となっている。
Further, light source positioning portions 64a1 to 64a3 are provided on the upper surface of the
また、ホルダ64の側面には、光源61を冷却するための空気が流入する光源給気口64bが設けられており、ホルダ64の上面には、光源61の熱により加熱された空気が排気される光源排気口64cが設けられている。
Further, a light source
光源ブラケット62には、後述するように吸気ブロワ91(図21など参照)から吸気された空気が流入する通過部65が設けられている。また、通過部65の図中手前側の空気流入側には、上記通過部65へ流入する空気の一部を、光源ユニット60と後述する開閉カバー54(図7参照)との間に流すための開口部65aが設けられている。なお、光源ユニット60の冷却については、後述する。
As will be described later, the
また、図4に示す光源位置決め突起64a3が設けられた平面部64d2、光源位置決め穴64a1,64a2が設けられた平面部64d1は、後述するように、開閉カバーの押圧手段により押されたときに、照明ブラケットに突き当る突き当て部である。 Further, when the flat surface portion 64d2 provided with the light source positioning protrusion 64a3 and the flat surface portion 64d1 provided with the light source positioning holes 64a1 and 64a2 shown in FIG. It is an abutting part which abuts against the lighting bracket.
次に、照明ユニット20について説明する。
図5は、照明ユニット20に収納された光学系部品を、他のユニットとともに示す斜視図である。
図5に示すように、照明ユニット20は、カラーホイール21、ライトトンネル22、2枚のリレーレンズ23、シリンダミラー24、凹面ミラー25を有しており、これらは、照明ブラケット26に保持されている。照明ブラケット26は、2枚のリレーレンズ23、シリンダミラー24、凹面ミラー25が収納される筐体状の部分261を有しており、この筐体状の部分261の4つの側面部のうち、図中右側のみ側面を有し、他の3面は、開口した形状となっている。そして、図中X方向の奥側の側面部開口には、OFF光板27(図6参照)が取り付けられており、図中X方向手前側の側面部開口には、いずれの図面にも図示されていないカバー部材が取り付けられる。これにより、照明ブラケット26の筐体状の部分261に収納される2枚のリレーレンズ23、シリンダミラー24、凹面ミラー25は、照明ブラケット26と、OFF光板27(図6参照)と、いずれの図面にも図示されていないカバー部材とにより覆われる。
Next, the
FIG. 5 is a perspective view showing the optical system components housed in the
As shown in FIG. 5, the
また、照明ブラケット26の筐体状の部分261の下面には、DMD12が露出するための照射用貫通孔26dを有している。
Further, an irradiation through-hole 26d for exposing the
また、照明ブラケット26には、3つの脚部29を有している。これら脚部29は、プロジェクタ1のベース部材53(図19参照)に当接して、照明ブラケット26に積み重ねて固定される第1光学ユニット30、第2光学ユニット40の重量を支持している。また、脚部29を設けることにより、画像形成ユニット10のDMD12を冷却するための冷却手段としてのヒートシンク13(図6参照)に、後述するように、外気が流入するための空間を形成する。
The
なお、図5に示す符号32a3、32a4は、第1光学ユニット30のレンズホルダー32の脚部であり、符号45a3は、第2光学ユニット40のネジ止め部45a3である。
Note that reference numerals 32a3 and 32a4 shown in FIG. 5 are leg portions of the
図6は、照明ユニット20と投影レンズユニット31と画像形成ユニット10とを図5のA方向から見た斜視図である。
照明ブラケット26の筐体状の部分261の上部には、図中Y方向に対して直交する上面26bが設けられている。この上面26bの4角には、第1光学ユニット30をネジ止めするためのネジが貫通する貫通孔が設けられている(図6では、貫通孔26c1と26c2とが図示されており、残りの貫通孔については、不図示)。また、図中X方向手前側の貫通孔26c1,26c2に隣接して、第1光学ユニット30を照明ユニット20に位置決めするための位置決め孔26e1,26e2が設けられている。図中X方向手前側に設けられた2個の位置決め孔のうち、カラーホイール21配置側の位置決め孔26e1は、位置決めの主基準であり、丸穴形状となっており、カラーホイール21配置側と反対側の位置決め孔26e2は、位置決めの従基準であり、Z方向に延びる長穴となっている。また、各貫通孔26c1,26c2の周囲は、照明ブラケット26の上面26bよりも突出しており、第1光学ユニット30をY方向に位置決めするための位置決め突起26fとなっている。位置決め突起26fを設けずに、Y方向の位置精度を高める場合、照明ブラケット26の上面全体の平面度を高める必要があり、コスト高になる。一方、位置決め突起26fを設けることで、位置決め突起26fの部分だけ、平面度を高めればよいので、コストを抑えて、Y方向の位置精度を高めることができる。
6 is a perspective view of the
An
また、照明ブラケット26上面の開口部には、投影レンズユニット31の下部が嵌合する遮光板262が設けられており、上方から筐体状の部分261内への光の進入を防いでいる。
In addition, a
また、照明ブラケット26の上面26bの貫通孔26c1,26c2の間は、後述するように、第2光学ユニット40を、第1光学ユニット30にネジ止めする際に邪魔とならないように切り欠いている。
Further, between the through holes 26c1 and 26c2 on the
照明ブラケット26のカラーホイール21側端部(図中Z方向手前側)には、前述の光源ユニット60のホルダ64上面に設けられた突起状の光源位置決め部64a3(図4参照)が嵌合する上下方向に貫通孔が形成された筒状の光源被位置決め部26a3が設けられている。また、この光源被位置決め部26a3の下方には、ホルダ64の光源ブラケット62側に設けられた2つの穴形状の光源位置決め部64a1,64a2が嵌合する突起状の2個の光源被位置決め部26a1,26a2が設けられている。そして、ホルダ64の3つの光源位置決め部64a1〜64a3が、照明ユニット20の照明ブラケット26に設けられた3箇所の光源被位置決め部26a1〜26a3に嵌合することで、光源ユニット60は、照明ユニット20に位置決め固定される(図3参照)。
A projection-like light source positioning portion 64a3 (see FIG. 4) provided on the upper surface of the
また、照明ブラケット26には、カラーホイール21、ライトトンネル22を覆う、照明カバー28が取り付けられている。
An illumination cover 28 is attached to the
図7は、照明ユニット20内での光の光路Lを説明する図である。
カラーホイール21は、円盤形状のものであり、カラーモータ21aのモータ軸に固定されている。カラーホイール21には、回転方向にR(レッド)、G(グリーン)、B(ブルー)などのフィルタが設けられている。光源ユニット60のホルダ64に設けられた不図示のリフレクタにより集光された光は、出射窓63を通って、カラーホイール21の周端部に到達する。カラーホイール21の周端部に到達した光は、カラーホイール21の回転により時分割でR、G,Bの光に分離される。
FIG. 7 is a diagram illustrating an optical path L of light within the
The
カラーホイール21により分離された光は、ライトトンネル22へ入射する。ライトトンネル22は、四角筒形状であり、その内周面が鏡面となっている。ライトトンネル22に入射した光は、ライトトンネル22内周面で複数回反射しながら、均一な面光源にされてリレーレンズ23へ向けて出射する。
The light separated by the
ライトトンネル22を抜けた光は、2枚のリレーレンズ23を透過し、シリンダミラー24、凹面ミラー25により反射され、DMD12の画像生成面上に集光する。
The light that has passed through the
次に、画像形成ユニット10について、説明する。
図8は、画像形成ユニット10の斜視図である。
図8に示すように画像形成ユニット10は、DMD12が装着されるDMDボード11を備えている。DMD12は、マイクロミラーが格子状に配列された画像生成面を上向きにしてDMDボード11に設けられたソケット11aに装着されている。DMDボード11には、DMDミラーを駆動するための駆動回路などが設けられている。DMDボード11の裏面(ソケット11aが設けられた面と反対側の面)には、DMD12を冷却するための冷却手段としてのヒートシンク13が固定されている。DMDボード11のDMD12が装着される箇所は、貫通しており、ヒートシンク13には、この不図示の貫通孔に挿入される突起部13a(図7参照)が形成されている。この突起部13aの先端は、平面状になっている。突起部13aを不図示の貫通孔に挿入して、DMD12の裏面(画像生成面と反対側の面)に突起部13a先端の平面部を当接させている。この平面部やDMD12の裏面のヒートシンク13が当接する箇所に弾性変形可能な伝熱シートを貼り付けて、突起部13aの平面部とDMD12の裏面との密着性を高めて、熱伝導性を高めてもよい。
Next, the
FIG. 8 is a perspective view of the
As shown in FIG. 8, the
ヒートシンク13は、固定部材14により、DMDボード11のソケット11aが設けられた面と反対側の面に加圧されて固定される。固定部材14は、DMDボード11の裏面の図中右側の部分に対向する板状の固定部14aと、DMDボード11の裏面の図中左側の部分に対向する板状の固定部14aとを有している。各固定部のX方向一端付近と他端付近とには、左右の固定部を連結するように設けられた押圧部14bを有している。
The
ヒートシンク13は、画像形成ユニット10を照明ブラケット26(図6参照)にネジ止めすると、固定部材14により、DMDボード11のソケット11aが設けられた面と反対側の面に加圧されて固定される。
When the
以下に、画像形成ユニット10の照明ブラケット26の固定について、説明する。まず、DMD12が、先の図5で示した照明ユニット20の照明ブラケット26下面に設けられた照射用貫通孔26dの開口面と対向するように画像形成ユニット10を、照明ブラケット26に位置決めする。次に、固定部14aに設けられた不図示の貫通孔と、DMDボード11の貫通孔15とを貫通するように図中下側からネジを挿入し、ネジを照明ブラケット26に設けられたネジ止め部262(図3参照)の下面に設けられたネジ穴にねじ込んで、画像形成ユニット10を照明ブラケット26に固定する。また、照明ブラケット26に設けられたネジ止め部262にネジをねじ込んでいくと、押圧部14bが、ヒートシンク13をDMDボード側押圧していく。これにより、ヒートシンク13が、固定部材14により、DMDボード11のソケット11aが設けられた面と反対側の面に加圧されて固定される。
Hereinafter, fixing of the
このように、画像形成ユニット10は、照明ブラケット26に固定され、先の図5に示した3つの脚部29は、画像形成ユニット10の重量も支持している。
As described above, the
DMD12の画像生成面には、可動式の複数のマイクロミラーが格子状に配列されている。各マイクロミラーは鏡面をねじれ軸周りに所定角度傾斜させることができ、「ON」と「OFF」の2つの状態を持たせることができる。マイクロミラーが「ON」のときは、先の図7の矢印L2に示すように、光源61からの光を第1光学系70(図2参照)に向けて反射する。「OFF」のときは、先の図6に示す照明ブラケット26の側面に保持されたOFF光板27に向けて光源61からの光を反射する(図7の矢印L1参照)。従って、各ミラーを個別に駆動することにより、画像データの画素ごとに光の投影を制御することができ、画像を生成することができる。
A plurality of movable micromirrors are arranged in a lattice pattern on the image generation surface of the
不図示のOFF光板27に向けて反射された光は、熱となって吸収され外側の空気の流れで冷却される。 The light reflected toward the OFF light plate 27 (not shown) is absorbed as heat and cooled by the flow of outside air.
次に、第1光学ユニット30について、説明する。
図9は、第1光学ユニット30を、照明ユニット20と画像形成ユニット10とともに示す斜視図である。
図9に示すように、第1光学ユニット30は、照明ユニット20の上方に配置されており、複数のレンズで構成された第1光学系70(図2参照)を保持した投影レンズユニット31と、この投影レンズユニット31を保持するレンズホルダー32とを有している。レンズホルダー32には、下方へ延びる4つの脚部32a1〜32a4が設けられており(図9には、脚部32a2,32a3のみ図示されている。脚部32a1は、図3参照、脚部32a4は、図5参照)、各脚部32a1〜32a4の底面には、照明ブラケット26にねじ止めされるためのネジ穴が形成されている。
Next, the first
FIG. 9 is a perspective view showing the first
As shown in FIG. 9, the first
また、投影レンズユニット31には、フォーカスギヤ36が設けられており、フォーカスギヤ36には、アイドラギヤ35が噛み合っている。アイドラギヤ35には、レバーギヤ34が噛み合っており、レバーギヤ34の回転軸には、フォーカスレバー33が固定されている。フォーカスレバー33の先端部分は、先の図1に示すように、装置本体から露出している。
The
フォーカスレバー33を動かすと、レバーギヤ34、アイドラギヤ35を介して、フォーカスギヤ36が回動する。フォーカスギヤ36が回動すると、投影レンズユニット31内の第1光学系70を構成する複数のレンズが、それぞれ所定の方向へ移動し、投影画像のピントが調整される。
When the
また、レンズホルダー32には、4箇所、第2光学ユニット40を第1光学ユニット30にネジ止めするためのネジ48が貫通するネジ貫通孔32c1〜32c3を有している(図9では、3個のネジ貫通孔が図示されており、各ネジ貫通孔32c1〜32c3には、ネジ48を貫通させた様子が示されており、図で見えているのは、ネジ48のネジ部の先端側である。)。また、各ネジ貫通孔32c1〜32c4の周囲は、レンズホルダー32の面から突出した第2光学ユニット位置決め突起32d1〜32d3が形成されている(図9では、32d1〜32d3が図示されている)。
The
図10は、図9のA−A断面図である。
図10に示すように、脚部32a1,32a2には、被位置決め突起32b1,32b2が、設けられている。そして、図中右側の被位置決め突起32b1は、照明ブラケット26の上面26bに設けられた位置決めの主基準である丸穴形状の位置決め孔26e1に、図中左側の被位置決め突起32b2は、位置決めの従基準である長穴形状の位置決め孔26e2にそれぞれ挿入されて、Z軸方向、X軸方向の位置決めがなされる。そして、照明ブラケット26上面26bに設けられた貫通孔26c1〜26c4にネジ37を挿入し、レンズホルダー32の各脚部32a1〜32a4に設けられたネジ穴にネジ37をねじ止めすることで、第1光学ユニット30が照明ユニット20に位置決め固定される。
FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
As shown in FIG. 10, the leg portions 32a1 and 32a2 are provided with positioning protrusions 32b1 and 32b2. The right-side positioning protrusion 32b1 in the drawing is a round hole-shaped positioning hole 26e1 that is the main reference for positioning provided on the
投影レンズユニット31のレンズホルダー32よりも上部側は、後述する第2光学ユニットのミラーホルダー45(図12参照)により覆われている。なお、先の図3に示すように、投影レンズユニット31のレンズホルダー32よりも下部側のレンズホルダー32と照明ユニット20の照明ブラケット26の上面26bとの間の部分は、露出しているが、投影レンズユニット31は、レンズホルダー32と嵌合しているため、この露出部から、画像の光路へ光が入り込むことはない。
The upper side of the
次に、第2光学ユニット40について説明する。
図11は、第2光学ユニット40が備える第2光学系を、投影レンズユニット31と照明ユニット20と画像形成ユニット10とともに示す斜視図である。
図11に示すように、第2光学ユニット40は、第2光学系を構成する折り返しミラー41と、凹面状の曲面ミラー42とを備えている。曲面ミラー42の光を反射する面は、球面、回転対称非球面、自由曲面形状などにすることができる
Next, the second
FIG. 11 is a perspective view showing the second optical system provided in the second
As shown in FIG. 11, the second
図12は、第2光学ユニット40を、第1光学ユニット30、照明ユニット20、画像形成ユニット10とともに示す斜視図である。
図12に示すように、第2光学ユニット40は、曲面ミラー42から反射した光像を透過するとともに、装置内の光学系部品を防塵するための透過ガラス51も備えている。
FIG. 12 is a perspective view showing the second
As shown in FIG. 12, the second
第2光学ユニット40は、折り返しミラー41と透過ガラス51とを保持するミラーブラケット43と、曲面ミラー42を保持する自由ミラーブラケット44と、ミラーブラケット43および自由ミラーブラケット44が取り付けられるミラーホルダー45とを有している。
The second
ミラーホルダー45は、箱型の形状をしており、上面、下面および図中X方向奥側が開口しており、上から見たとき、略コの字状の形状をしている。ミラーホルダー45の上部開口のZ方向手前側と奥側とのそれぞれでX方向に延びる縁部は、図中X方向手前側端部からX方向奥側へ行くにつれて、上昇するように傾斜した傾斜部と、図中X方向と平行な平行部とで構成されており、傾斜部が、平行部より図中X方向手前側にある。また、ミラーホルダー45の上部開口の図中X方向手前側のZ方向に延びる縁部は、図中Z方向と平行になっている。
The
ミラーブラケット43は、ミラーホルダー45の上部に取り付けられる。ミラーブラケット43は、ミラーホルダー45の上部開口縁部の傾斜部と当接する図中X方向手前側端部からX方向奥側へ行くにつれて、上昇するように傾斜した傾斜面43aと、ミラーホルダー45の上部開口部縁部の平行部と当接するX方向に平行な平行面43bとを有している。傾斜面43aと平行面43bとは、それぞれ開口部を有しており、傾斜面43aの開口部を塞ぐように、折り返しミラー41が保持されており、平行面43bの開口部を塞ぐように透過ガラス51が保持されている。
The
折り返しミラー41は、板バネ状のミラー押さえ部材46によりZ方向両端が、ミラーブラケット43の傾斜面43aに押し付けられることにより、ミラーブラケット43の傾斜面43aに位置決め保持されている。折り返しミラー41のZ方向の一方側端部には、2個のミラー押さえ部材46により固定されており、他方側端部には、1個のミラー押さえ部材46により固定されている。
The
透過ガラス51は、Z方向両端が、板バネ状のガラス押さえ部材47によりミラーブラケット43の平行面43bに押し付けられることにより、ミラーブラケット43に位置決め固定されている。透過ガラス51は、Z方向両端それぞれ1個のガラス押さえ部材47により保持されている。
The
曲面ミラー42を保持する自由ミラーブラケット44は、図中X方向奥側から手前側へ向けて下降するように傾斜した腕部44aをZ軸方向手前側と奥側とに有している。また、自由ミラーブラケット44は、腕部44aの上部でこれら二つの腕部44aを連結する連結部44bを有している。自由ミラーブラケット44は、ミラーホルダー45の図中X方向奥側の開口を曲面ミラー42が覆うように、腕部44aがミラーホルダー45に取り付けられている。
The
曲面ミラー42は、透過ガラス51側端部の略中央部が、板バネ状の自由ミラー押さえ部材49により自由ミラーブラケット44の連結部44bに押し付けられ、第1光学系側の図中Z軸方向両端が、ネジにより自由ミラーブラケット44の腕部44aに固定されている。
In the
第2光学ユニット40は、第1光学ユニット30のレンズホルダー32に積載固定される。具体的には、ミラーホルダー45の下部には、レンズホルダー32の上面と対向する下面451が設けらており、この下面451には、第1光学ユニット30にネジ止めするための筒状形状のネジ止め部45a1〜45a3が4箇所、形成されている(ネジ止め部45a1、45a2は、図11参照。ネジ止め部45a3は、図5参照、残りのネジ止め部は、不図示)。第2光学ユニット40は、第1光学ユニット30のレンズホルダー32に設けられた各ネジ貫通孔32c1〜32c3にネジ48を貫通させ、各ネジ止め部45a1〜45a3にネジ48をネジ止めすることにより、第1光学ユニット30にネジ止めされる。このとき、第2光学ユニット40のミラーホルダー45の下面が、レンズホルダー32の第2光学ユニット位置決め突起32d1〜32d4と当接して、第2光学ユニット40は、Y方向に位置決めされて固定される。
The second
第2光学ユニット40を第1光学ユニット30のレンズホルダー32に積載固定すると、先の図9に示すように、投影レンズユニット31のレンズホルダー32よりも上部の部分が、第2光学ユニット40のミラーホルダー45内に収納される。また、第2光学ユニット40を、レンズホルダー32に積載固定したとき、曲面ミラー42とレンズホルダー32との間には、隙間があり、その隙間にアイドラギヤ35(図9参照)入り込んでいるような形となる。
When the second
図13は、第1光学系70から投影面101(スクリーン)までの光路を示す斜視図である。
第1光学系70を構成する投影レンズユニット31を透過した光束は、折り返しミラー41と曲面ミラー42との間で、DMD12で生成された画像に共役な中間像を形成する。この中間像は、折り返しミラー41と曲面ミラー42との間に曲面像として結像される。次に、中間像を結像した後の発散する光束は、凹面状の曲面ミラー42に入射し、収束光束になり、曲面ミラー42により中間像を「さらに拡大した画像」にして投影面101に投影結像する。
FIG. 13 is a perspective view showing an optical path from the first
The light beam that has passed through the
このように、投影光学系を、第1光学系70と、第2光学系とで構成し、第1光学系70と第2光学系の曲面ミラー42との間に中間像を形成し、曲面ミラー42で拡大投影することで、投影距離を短くでき、狭い会議室などでも使用することができる。
As described above, the projection optical system is configured by the first
また、図13に示すように、照明ブラケット26には、第1光学ユニット30、第2光学ユニット40が積載固定される。また、画像形成ユニット10も固定される。よって、照明ブラケット26の脚部29が、第1光学ユニット30、第2光学ユニット40および画像形成ユニット10の重量を支える形でベース部材53に固定される。
As shown in FIG. 13, the first
図14は、装置内の各ユニットの配置関係を示した模式図である。
図に示すように、画像形成ユニット10、照明ユニット20、第1光学ユニット30、第2光学ユニット40は、投影面の短軸方向であるY方向に積層配置されており、光源ユニット60は、画像形成ユニット10、照明ユニット20、第1光学ユニット30、第2光学ユニット40が積層された積層体に対して投影面の長軸方向であるZ方向に配置されている。このように、本実施形態においては、画像形成ユニット10、照明ユニット20、第1光学ユニット30、第2光学ユニット40および光源ユニットが、投影画像および投影面101に対して平行な方向であるY方向またはZ方向に並べて配置されている。さらに具体的には、画像形成ユニット10と照明ユニット20とからなる画像形成部Aと、第1光学ユニット30と第2光学ユニット40とからなる投影光学部Bとが積層された方向に対して直交する方向に光源ユニット60が画像形成部Aに連結されている。また、画像形成部Aと光源ユニット60とは、ベース部材53に平行な同一の直線上に配置されている。また、画像形成部Aと投影光学部Bとは、ベース部材53に垂直な同一の直線上に配置され、ベース部材53側から、画像形成部A、投影光学部Bの順番で配置されている。これにより、装置の設置スペースが投影面101に投影された投影画像の面に対して直交する方向に取られるのを抑制することができる。これにより、画像投影装置を机などの上に載せて使用する場合、狭い室内においても装置が、机や椅子の配置の邪魔になるのを抑制することができる。
FIG. 14 is a schematic diagram showing the arrangement relationship of each unit in the apparatus.
As shown in the figure, the
また、本実施形態においては、光源ユニット60の上方に、光源61やDMD11に電力を供給するための電源ユニット80が積層配置されている。これら光源ユニット60、電源ユニット80、画像形成部A、投影光学部Bは、上述のプロジェクタの上面と、ベース部材53と、プロジェクタ1の周囲を覆う後述の外装カバー59(図20参照)からなるプロジェクタ1の容器に収納されている。
In the present embodiment, a
図15は、本実施形態のプロジェクタ1の使用例を示す図であり、図16は、従来のプロジェクタ1Aの使用例を示す図であり、図17は、光源60と照明ユニット20とを投影名101に対して直交する方向に並べて配置したプロジェクト1Bの使用例を示す図である。
図15〜図17に示すように、プロジェクタ1は、例えば会議室などで使用する場合、プロジェクタ1をテーブル100に置いてホワイトボードなどの投影面101に画像を投影して使用される。
FIG. 15 is a diagram illustrating a usage example of the
As shown in FIGS. 15 to 17, when the
図16に示すように、従来のプロジェクタ1Aは、DMD12(画像生成素子)、照明ユニット20、第1光学系70、第2光学系(曲面ミラー42)が、投影面101に投影された投影画像の面に対して直交する方向に直列に並べて配置されている。よって、プロジェクタ1Aの投影面に対して直交する方向(X方向)に長くなり、プロジェクタ1Aが、投影面101に対して直交する方向にスペースをとってしまう。投影面101に投影された画像を見る人が座る椅子や、使用する机は、一般的に投影面に対して直交する方向に配置するため、プロジェクタが、投影面に対して直交する方向にスペースを取ると、それだけ、椅子の配置スペースや机の配置スペースが制限されて、利便性が悪い。
As shown in FIG. 16, a
図17に示すプロジェクタ1Bは、DMD12(画像形成素子)、照明ユニット20、第1光学系70が、投影面101に投影された投影画像の面と平行に直列に並べて配置されている。よって、図18に示すプロジェクタ1Bに比べて、投影面101に対して直交する方向の長さを短くすることができる。しかしながら、図17に示すプロジェクタ1Bは、光源61が、照明ユニット20に対して投影面101に投影された投影画像の面に対して直交する方向に配置されているため、プロジェクタの投影面101に対して直交する方向の長さを十分に短くすることができない。
In the projector 1B shown in FIG. 17, the DMD 12 (image forming element), the
一方、図15に示す本実施形態のプロジェクタ1においては、画像形成ユニット10と照明ユニット20とからなる画像形成部A、および第1光学ユニット30と折り返しミラー41とからなる投影光学部Bとを、投影面101および投影面101に投影された投影画像の像面に対して平行な方向のうち図中Y方向に直列に並べて配置している。また、光源ユニット60と、照明ユニット20とが、投影面101に投影された投影画像の面に対して平行な方向のうち図中Z方向に直列に並べて配置している。すなわち、本実施形態のプロジェクタ1は、光源ユニット60、画像形成ユニット10、照明ユニット20および第1光学ユニット30と、折り返しミラー41とは、投影面101に投影された投影画像の面に対して平行な方向(図中Z方向またはY方向)に配置された構造となっており、光源ユニット60、画像形成ユニット10、照明ユニット20および第1光学ユニット30と、折り返しミラー41のそれぞれが投影面および投影画像の像面に平行に配置されているのである。このように、光源ユニット60、画像形成ユニット10、照明ユニット20および第1光学ユニット30と、折り返しミラー41とを、投影面101に投影された投影画像の面に対して平行な方向(図中Z方向またはY方向)に配置したので、図15に示すように、図16や図17に示したプロジェクタに比べて投影面101に対して直交する方向(図中X方向)の長さを短くすることができる。これにより、プロジェクタ1が椅子の配置スペースや机の配置スペースの阻害となるのを抑制することができ、利便性の高いプロジェクタ1を提供することができる。
On the other hand, in the
また、本実施形態においては、先の図14に示すように、光源ユニット60の上方に、光源61やDMD11に電力を供給するための電源ユニット80が積層配置されている。これにより、プロジェクタ1のZ方向も短くなっている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 14, a
また、本実施形態においては、第2光学系を折り返しミラー41と曲面ミラー42とで構成しているが、第2光学系を曲面ミラー42のみで構成してもよい。また、折り返しミラー41は、平面ミラーでも正の屈折力を持ったミラーでも負の屈折力を持ったミラーでもよい。また、本実施形態においては、曲面ミラー42として凹面ミラーを用いているが、凸面ミラーを用いることもできる。この場合は、第1光学系70と曲面ミラー42との間で中間像を形成しないように第1光学系70を構成する。
In the present embodiment, the second optical system is configured by the
光源61は、経時使用で寿命を迎えるので、定期的な交換が必要である。このため、本実施形態においては、光源ユニット60は、装置本体から着脱可能に設けられている。
Since the
図18は、プロジェクタ1の設置面側を見た斜視図である。
図18に示すように、プロジェクタ1の底面を構成するベース部材53には、開閉カバー54が設けられており、開閉カバー54には、回転操作部54aが設けられている。回転操作部54aを回転すると、開閉カバー54と装置本体との固定が解除され、開閉カバー54が、装置本体から取り外し可能となる。また、ベース部材53の開閉カバー54のX方向に隣接する箇所には、電源吸気口56が設けられている。
FIG. 18 is a perspective view of the
As shown in FIG. 18, the
また、図18に示すように、プロジェクタ1の外装カバー59の一方のY−X平面には、吸気口84と、パソコンなどの外部装置から画像データなどが入力される外部入力部88が設けられている。
As shown in FIG. 18, on one YX plane of the
図19は、開閉カバー54を装置から取り外した様子を示す斜視図である。
開閉カバー54を取り外すと、図19に示すように、光源ユニット60の光源ブラケット62の光源61が装着された側と反対側の面が露出する。光源ブラケット62には、取っ手部66が、光源ブラケット62に対して図中点線で示すO1を回転中心にして回動自在に取り付けられている。
FIG. 19 is a perspective view showing a state in which the opening /
When the opening /
光源ユニット60を装置本体から取り出すときは、取っ手部66を回動させて取っ手部66を掴んで図中手前側へ引き出すことで、光源ユニット60は、装置本体の開口部から取り外される。光源ユニット60を装置本体に装着するときは、装置本体の開口部から光源ユニット60を挿入する。光源ユニット60を装置本体への挿入していくと、先の図4に示したコネクタ部62aが装置本体の不図示の電源側コネクタと接続する。また、同図に示したホルダ64の3つの光源位置決め部64a1〜64a3が、先の図6に示した照明ユニット20の照明ブラケット26に設けられた3つの光源被位置決め部26a1〜26a3に嵌合し、光源ユニット60が装置本体に位置決めされる。これにより、光源ユニット60の装着が完了する。そして、開閉カバー54をベース部材53に取り付ける。本実施形態においては、光源ユニット60に取って部66を設けているが、図19に示すように、開閉カバー54側へ突出して設けられた通過部65を取っ手部としてもよい。
When the
また、ベース部材53には、3箇所脚部55が設けられており、この脚部55を回転させることで、ベース部材53からの突出量が変更され、高さ方向(Y方向)の調整を行うことができるようになっている。
Further, the
また、図20に示すように、外装カバー59の他方のY−X平面には、排気口85が設けられている。
As shown in FIG. 20, an
図20は、本実施形態のプロジェクタ1内の空気の流れを説明する説明図である。この図は、プロジェクタ1を投影面101に対して直交する方向(X方向)から見た図である。図21には、本実施の形態における図20の各符号に対応する構成に番号が付いている。図20および図21において、図中の矢印は空気の流れる方向を示している。図22は、図21のA−A断面図、図23は、図21のB−B断面図である。図24は、図21のC−C断面図である。図25は、図21のD−D断面図である。図26は、図21のE−E断面である。
図20に示すように、プロジェクタ1の側面の一方(図中左側)にプロジェクタ1内に外気を取り込むための開口した吸気口84が設けられており、プロジェクタ1の側面の他方(図中右側)にプロジェクタ1内の空気を排気する開口した排気口85が設けられている。また、排気口85と対向するように、排気ファン86が設けられている。
FIG. 20 is an explanatory diagram illustrating the flow of air in the
As shown in FIG. 20, one of the side surfaces of the projector 1 (left side in the figure) is provided with an
排気口85と吸気口84の一部は、プロジェクタ1を投影面101に対して直交する方向(X方向)から見たとき、光源ユニット60と操作部83との間となるように設けられている。これにより、吸気口84から取り込まれた外気は、先の図12に示す第2光学ユニット40のミラーホルダ45のZY平面や曲面ミラー42の裏面にまわりこんで、ミラーホルダ45や曲面ミラー42の裏面の曲面に沿いながら、排気口85へ向かって移動する(図22、図24、図26参照)。光源ユニット60の上部に配置された電源ユニット80は、図中Z方向から見たとき、アーチ状の形状をしており、ミラーホルダ45や曲面ミラー42の裏面の曲面に沿いながら、排気口85へ向かって移動してきた空気は、電源ユニット80に囲われた空間へ流れ、排気口85から排出される。なお、曲面ミラー42は上述のとおり正のパワーを持つ凹面形状のミラーであり、曲面ミラー42の裏面は、表面の形状に概略沿った凸形状である。また、排気口85と吸気口84と曲面ミラー42は、同一の直線上に配置されている。
Part of the
このように、排気口85と吸気口84の一部が、プロジェクタ1を投影面101に対して直交する方向(X方向)から見たとき、光源ユニット60と操作部83との間となるように設けることで、光源ユニット60と操作部83との間を通って、排気口85から排出される気流を生じさせることができる。また、曲面ミラー42と外装カバー59との間に空気が流れることが可能な空間(図22、図24、図26参照)を設け、吸気口84から取り込まれた外気が、曲面ミラー42の裏面つまり反射面として利用していない面の曲面に沿って流れ、排気口85に至るので、曲面ミラー42に対しても冷却効果があるとともに、流速の損失が非常に小さい流路になっている。
In this way, a part of the
また、照明ユニット20のカラーホイール21を回転駆動させるためのカラーモータ21a(図5参照)の周囲の空気を取り込むことができるような箇所に光源ブロワ95が配置されている(図25参照)。これにより、光源ブロワ95の吸気により発生する気流でカラーモータ21aを冷却することができる。
Further, a
光源ブロワ95により取り込まれた空気は、光源ダクト96を通って、ホルダ64の光源給気口64b(図4参照)へ流入する。また、光源ダクト96へ流入した空気の一部は、光源ダクト96の外装カバー59(図19参照)との対向面に形成された開口部96aから光源ハウジング97と外装カバー59との間に流れる。
The air taken in by the
光源ダクト96の開口部96aから光源ハウジング97と外装カバー59との間に流れてきた空気は、光源ハウジング97と外装カバー59とを冷却した後、排気ファン86によって排気口85から排出される。
The air flowing between the
また、光源流入口64bへと流れた空気は、光源61へ流入し、光源61を冷却した後、ホルダ64の上面に設けられた光源排気口64cから排気される。光源排気口64cから排気された空気は、光源ハウジング97上面の開口部から流体ガイド87に沿って排気口85へ向かって流れる。その後、第2光学ユニット40を周り込んで電源ユニット80の囲われた空間に流れ込んできた低温の空気と混ざった後、排気ファン86により排気口85から排出される。このように、光源排気口64cから排気された高温の空気が、外気と混合させてから、排気することにより、排気口85から排気される空気が高温となるのを抑制することができる。なお、流体ガイド87は必ずしも必要ではなく、流体ガイド87が無くとも、光源排気口64cから排気された高温の空気は、後述するメインPFC電源基板80aとサブPFC電源基板80bとで囲まれた空間で、曲面ミラー42の裏面を通って吸気口84から排気口85へ向かう空気によって排気口85から排気される。しかし、流体ガイド87を用いることで光源排気口64cから排気された高温の空気が直接メインPFC電源基板80aとサブPFC電源基板80b付近に向かうことを抑制することができる。しかし、流体ガイド87によって、光源排気口64cから排気された高温の空気の全てをメインPFC電源基板80aとサブPFC電源基板80bから避けようとすると、局面ミラー42の裏面を通ってきた空気と混ざることなく全ての高温空気が温度を下げることなく排気口85から排気されるので排気口85が高温化する。したがって、光源排気口64cから排気され流体ガイド87を通過した空気はメインPFC電源基板80aとサブPFC電源基板80bで囲まれた空間を多少なりとも通る方が、確実に吸気口84から曲面ミラー42の裏面を通って排気口85へ向かう空気と混ぜることができるので、使用者にとっては安全である。
The air that has flowed to the
また、ユーザーが操作する操作部83は、ユーザーが操作しやすいように、装置の上面に設けるのが好ましい。しかし、本実施形態においては、プロジェクタ1上面に、投影面101に画像を投影するための透過ガラス51を設けているため、プロジェクタをY方向つまりプロジェクタの上面側の方向から見たとき、光源ユニット60と重なる箇所があるように、操作部83を設ける必要がある。したがって、操作部83を所定の面積を持つ操作面とみたとき、この操作面のいずれかの箇所からの法線上に光源ユニット60が配置されている。また、板状のベース部材10から伸びる同一の法線上に光源ユニット60と操作部83が配置されているとも言える。
Moreover, it is preferable that the
本実施形態においては、光源ユニット60と操作部83との間に吸気口84から排気口85へ向かって流れる気流で、光源61を冷却して高温となった空気を、排気口へ向けて排気するので、この高温の空気が、操作部83へ移動するのを抑制することができる。これにより、光源61を冷却して高温となった空気で、操作部83が温度上昇するのを抑制することができる。また、吸気口84から第2光学ユニット40を周り込んで、排気口85へ向かって流れる空気の一部は、操作部83の真下を通って、操作部83を冷却する。このことも、操作部83の温度上昇を抑制することができる。
In the present embodiment, air that has flowed between the
また、排気ファン86による吸気により、先の図18に示したベース部材53に設けられた電源吸気口56から外気が吸気される。光源ハウジング97よりも図21中X方向奥側には、光源61に安定した電力(電流)を供給するためのバラスト基板3a(図24、図25参照)が配置されており、電源吸気口56から取り込まれた外気は、光源ハウジング97とバラスト基板3aとの間を上方へ移動しながら、バラスト基板3aを冷却する。その後、バラスト基板3aの上方に配置されている電源ユニット80で囲われた空間に流れた後、排気ファン86により排気口85から排気される。
Further, by the intake by the
本実施形態では、吸気口84から排気口85へ向かう気流を発生させるファンを、排気ファン86として、排気側に設けているので、吸気口にファンを設ける場合に比べて、吸気口から装置内に供給される空気の供給量を増やすことができる。これは、吸気口84にファンを設けた場合、ファンの空気を送り出す方向に、第2光学ユニット40があるため、第2光学ユニット40によって、ファンから装置内部へ供給される外気の風量が低下してしまう。一方、排気ファン86として、排気口85側にファンを設けた場合、通常、排気口85よりも排気側には、物体がないので、排気ファン86から排出される風量が減少することはない。よって、排気ファン86から排気された排気量と、同じだけの量の空気が吸気口84から取り入れられるので、結果的に、吸気口から装置内部へ供給される空気の供給量が低下することがない。よって、所定の風圧で、吸気口84から排気口85へ向けて空気を流すことができ、光源61から上昇してきた加熱空気を、吸気口84から排気口85への気流で、排気口85へ良好に向かわせることができる。
In the present embodiment, the fan that generates the airflow from the
また、装置本体の図中左下側には、画像形成ユニット10のヒートシンク13や、光源ユニット60光源ブラケット62などを冷却する冷却部120が配置されている。冷却部120は、吸気ブロワ91、垂直ダクト92、水平ダクト93を有している。
A
吸気ブロワ91は、吸気口84の下方に対向配置されており、吸気口84と対向する面から吸気口84を介して外気を吸気するとともに、吸気口と対向する面と反対側の面から装置内部の空気を吸気して、吸気ブロワ91の下方に配置された垂直ダクト92へ流入する。垂直ダクト92へ流入した空気は、下方へと移動し、垂直ダクト92の下方部で連結された水平ダクト93へ送れられる。
The
水平ダクト93内には、ヒートシンク13が配置されており、ヒートシンク13が、水平ダクト93を流れる空気により冷却される。ヒートシンク13が冷却されることにより、効率よくDMD12を冷却することができ、DMD12が、高温になるのを抑制することができる。
A
水平ダクト93内を移動してきた空気は、先の図4に示す光源ユニット60の光源ブラケット62に設けられた通過部65または開口部65aへ流入する。開口部65aへ流入した空気は、開閉カバー54と光源ブラケット62との間へと流れ、開閉カバー54を冷却する。
The air that has moved in the
一方、通過部65へ流入した空気は、光源ブラケット62を冷却した後、光源61の出射側とは反対側の部分へ流入し、光源61のリフレクタ67の反射面とは反対側を冷却することで、光源61のリフレクタ67を冷却する。したがって、通過部65を通過する空気は、光源ブラケット62と光源61の両方の熱を奪う。リフレクタ67付近を通過した空気は、光源ブラケット62の高さから排気ファン86の下部付近の高さまでの空気を導く排気ダクト94を通った後に、光源排気口64Cから排気された空気と合流し、流体ガイド87を通って、排気口85へ至る。排気ファン86により排気口85から排出される。また、開口部65aを通って開閉カバー54と光源ブラケット62との間へ流入した空気は、開閉カバー54を冷却した後、装置内部を移動して、排気ファン86により排気口85から排出される。
On the other hand, the air that has flowed into the
本実施形態のプロジェクタ1においては、画像形成部A(画像形成ユニット10、照明ユニット20)、投影光学部B(第1光学ユニット30、第2光学ユニット40)をY方向(上下方向)に積層配置し、プロジェクタ1の上面から、投影面に向けて画像を投影する。また、光源ユニット60を、照明ユニット20に対して、Z方向に並べて配置して、プロジェクタ1を投影面101に対して直交する方向(X方向)の長さを短くしている。ユーザーが操作する操作部83は、ユーザーが操作しやすいように、上面に設けるのが好ましい。しかし、本実施形態においては、上面に、投影面101に画像を投影するための透過ガラス51を設けているため、プロジェクタをY方向から見たとき、光源61と重なる位置に、操作部83を設ける必要がある。
In the
このように、プロジェクタをY方向から見たとき、光源61と重なる位置に、操作部83を配置した場合、光源61により熱せられた空気が上昇して、操作部83に当たり、操作部83が高温となるおそれがある。
As described above, when the
しかし、本実施形態においては、上述したように、光源ユニット60と操作部83との間に吸気口84から排気口85へ向かって流れる気流で、光源61により熱せられて上昇してきた空気を、排気口へ向けて排気するので、この加熱空気が、操作部83にぶつかるのを抑制することができ、操作部83の温度上昇を抑制することができる。また、仮に、操作部83にぶつかったとしても、光源61により熱せられた空気は、吸気口84から取り込まれた低温の空気と混ざり、温度が低下した状態で操作部83にぶつかるので、操作部83の温度上昇を抑制することができる。また、吸気口84から排気口85へ向かって流れる空気の一部は、操作部83の真下を通って、操作部83を冷却する。このことも、操作部83の温度上昇を抑制することができる。
However, in the present embodiment, as described above, the air that has been heated and raised by the
また、光源61からの熱伝導および輻射熱により、光源ハウジング97を介して加熱された空気も、光源61の上方にある操作部83に向けて上昇していくが、このような加熱空気も、吸気口84から排気口85へ向かって流れる気流で、排気口85へ向けて流すことができるので、操作部83にぶつかるが抑制され、操作部83の温度上昇を抑制することができる。
Further, the air heated through the
また、図27示すように、光源61と操作部83との間に、光源ハウジング97から上昇してきた光源排気を受け止めて、吸気口84へ向かう低温の空気と混合させるための混合ダクト98を設けてもよい。
Further, as shown FIG. 2 7, between the
図27に示すように、混合ダクト98のZ軸方向手前側と奥側は、開口している。光源ハウジング97には、光源排気を鉛直方向上方に導いて、混合ダクト98へ流入させる流路を形成する光源排気ダクト99が設けられている。光源排気ダクト99の一端は、ホルダ64の光源排気口64cの真上に形成された光源ハウジング97の開口部に接続されており、他端は、混合ダクト98の下面に設けられた開口部に接続されている。
As shown in FIG. 2 7, Z-axis direction front side and the rear side of the mixing
ホルダ64の光源排気口64cから排出された光源61の熱を奪って温度上昇した空気は、自身の上昇気流、排気ファン86の吸引力、光源ブロワ95の風圧により、光源排気ダクト99内を上昇していき、混合ダクト98の壁面としての上面に突き当る。
The air whose temperature has risen due to the heat of the
混合ダクト98の上面に突き当った高温の空気は、混合ダクト98図中左側の開口した流入口98a流入してきた吸気口84から第2光学ユニット40を周り込んできた低温空気と混合される。これにより、光源排気は、温度低下して、排気ファン86へ向けて移動する。そして、混合ダクト98の排気ファン86側の開口した流出口98bから流出し、流出した光源排気は、混合ダクト98外周から周り込んできた空気とさらに混合され、さらに温度低下して、排気ファン86から機外へ排出される。
The high-temperature air that hits the upper surface of the mixing
このように、混合ダクト98を設けることで、光源61により熱せられた空気が、操作部83にぶつかるのを防止することができる。
Thus, by providing the mixing
以上に説明したものは一例であり、次の(1)〜(4)態様毎に特有の効果を奏する。
(1)
光源ユニット60と、光源ユニット60からの光を用いて画像を形成する画像形成部A(本実施形態では、画像形成ユニット10と照明ユニット20とで構成)と、凹面形状の曲面ミラー42を備え、前記画像を投影する投影光学部B(本実施形態では、第1光学ユニット30と第2光学ユニット40とで構成)と、当該装置をユーザーが操作するための操作部83とを備えた画像投影装置において、前記操作部83は、装置の上面且つ前記光源の上方に配置されており、当該装置内に外気を取り込む取り込み口84と、当該装置内の空気を排気する排気口85と、取り込み口84から外気を吸引して、前記排気口85から排気するように空気を送風する排気ファン86などの送風手段とを備え、前記取り込み口の少なくとも一部と前記排気口の少なくとも一部とを、前記光源と前記操作部との間となるように配置し、前記凹面鏡は、前記取り込み口84から前記排気口85へ向かう空気が、前記凹面形状の曲面ミラー42の裏面に沿って流れるように配置した。
かかる構成とすることで、実施形態で説明したように、光源ユニット60と操作部83との間に取り込み口から排気口へ流れる空気の流れが生じる。これにより、光源ユニット60の熱により加熱されて、上昇して来た空気を、取り込み口84から排気口85へ流れる空気の流れで排気口85へ流し、排気することができる。その結果、光源ユニット60よりも上方に配置された操作部83へ光源ユニット60により加熱された空気がぶつかるのを抑制することができ、操作部83の温度上昇を抑制することができる。さらに、凹面形状の曲面ミラー42を、吸気口84から排気口85へ向かう空気が、凹面形状の曲面ミラー42の裏面に沿って流れるように配置したので、吸気口84から取り込まれた外気が、取り込まれた勢いを維持したまま装置内の光源61と操作部83との間を流れて、排気口85から排気することができる。これにより、光源により加熱されて装置内を上昇してきた空気や熱気が、排気口へ向かう空気の流れによって、排気口へ向かって流れ、操作部を加熱することを従来よりもさらに抑制することができる。
また、このように、光源61により加熱された空気は、低温の空気と混ざって、排気口85から排気されるので、排気口85から排気される空気が、高温となるのを抑制することができる。
また、光源からの熱伝導による熱および光源で加熱されて装置内を上昇してきた空気が、排気口へ向かう光源により加熱された空気より低温の空気と混ざることで温度が低下する。よって、光源より上方に操作部が配置されていても、操作部の温度上昇を抑制することができる。
What was demonstrated above is an example, and there exists an effect peculiar for every following (1)-(4) aspect.
(1)
A
With this configuration, as described in the embodiment, a flow of air flowing from the intake port to the exhaust port is generated between the
In addition, since the air heated by the
Further, the temperature is lowered by mixing heat generated by heat conduction from the light source and air heated by the light source and rising in the apparatus with air having a temperature lower than that of the air heated by the light source toward the exhaust port. Therefore, even if the operation part is arrange | positioned above a light source, the temperature rise of an operation part can be suppressed.
(2)
また、上記(1)に記載の態様の画像投影装置において、送風手段を排気口85側に設けた。
かかる構成とすることで、実施形態で説明したように、送風手段を取り入れ口側に設けた場合に比べて、装置内部に取り入れることができる空気の供給量を増やすことができる。これにより、取り込み口から排気口へ流れる空気の流れで良好に光源により加熱された空気を、排気口へ搬送することができる。
(2)
In the image projection apparatus according to the aspect described in (1) above, the air blowing means is provided on the
With this configuration, as described in the embodiment, it is possible to increase the supply amount of air that can be taken into the apparatus as compared with the case where the air blowing means is provided on the intake side. Thereby, the air heated favorably by the light source by the flow of air flowing from the intake port to the exhaust port can be conveyed to the exhaust port.
(3)
また、上記(1)か(2)いずれかに記載の態様の画像投影装置において、投影光学部Aを、画像形成部Aの上部に配置し、光源61と画像形成部Aとを投影面101に投影された投影画像の面と平行な方向且つ前記装置本体に平行な方向に並べて配置しており、当該装置の上面から投影面に向けて画像を投影する。
かかる構成とすることで、装置の投影面101の対して直交する方向の長さを短くすることができる。これにより、装置の設置スペースが投影面101に投影された投影画像の面に対して直交する方向に取られるのを抑制することができる。これにより、画像投影装置を机などの上に載せて使用する場合、狭い室内においても装置が、机や椅子の配置の邪魔になるのを抑制することができる。
(3)
In the image projection apparatus according to the above aspect (1) or (2), the projection optical unit A is disposed above the image forming unit A, and the
With such a configuration, the length in the direction orthogonal to the
1:プロジェクタ
3a:バラスト基板
10:画像生成ユニット
11a:ソケット
11:DMDボード
12:DMD
13:ヒートシンク
14:固定部材
20:照明ユニット
21:カラーホイール
22:ライトトンネル
23:リレーレンズ
24:シリンダミラー
25:凹面ミラー
26:照明ブラケット
26a1〜26a3:光源被位置決め部
26c1〜26c4:貫通孔
26d:照射用貫通孔
26e1,26e2:位置決め孔
26f:位置決め突起
27:OFF光板
28:照明カバー
29:脚部
30:第1光学ユニット
31:投影レンズユニット
32:レンズホルダー
32a1〜32a4:脚部
32b1〜32b4:被位置決め突起
32c1〜32c4:ネジ貫通孔
32d1〜32d4:第2光学ユニット位置決め突起
33:フォーカスレバー
34:レバーギヤ
35:アイドラギヤ
36:フォーカスギヤ
40:第2光学ユニット
41:折り返しミラー
42:曲面ミラー
43:ミラーブラケット
44:自由ミラーブラケット
45:ミラーホルダー
45a1〜45a4:ネジ止め部
46:ミラー押さえ部材
47:ガラス押さえ部材
49:自由ミラー押さえ部材
51:透過ガラス
53:ベース部材
53c:光源ユニット取り出し口
53d:切り欠き
53e:被引っ掛け部
54:開閉カバー
54a:回転操作部
60:光源ユニット
61:光源
62:光源ブラケット
62a:コネクタ部
64:ホルダ
64a1〜64a3:光源位置決め部
64b:流入口
64c:排気口
65:通過部
65a:開口部
70:第1光学系
80:電源ユニット
83:操作部
84:吸気口
85:排気口
86:排気ファン
87:流体ガイド
91:吸気ブロワ
92:垂直ダクト
93:水平ダクト
94:排気ダクト
95:光源ブロワ
96:光源ダクト
97:光源ハウジング
98:混合ダクト
98a:流入口
98b:流出口
99:光源排気ダクト
100:テーブル
101:投影面
120:冷却部
A:画像形成部
B:投影光学部
1: Projector 3a: Ballast substrate 10:
13: Heat sink 14: Fixing member 20: Illumination unit 21: Color wheel 22: Light tunnel 23: Relay lens 24: Cylinder mirror 25: Concave mirror 26: Illumination brackets 26a1 to 26a3: Light source positioned portions 26c1 to 26c4: Through hole 26d : Irradiation through-holes 26e1, 26e2: Positioning hole 26f: Positioning protrusion 27: OFF light plate 28: Illumination cover 29: Leg 30: First optical unit 31: Projection lens unit 32: Lens holders 32a1 to 32a4: Legs 32b1 32b4: Positioned protrusions 32c1 to 32c4: Screw through holes 32d1 to 32d4: Second optical unit positioning protrusions 33: Focus lever 34: Lever gear 35: Idler gear 36: Focus gear 40: Second optical unit 41: Folding mirror 42: Curved surface Mirror 43: Mirror bracket 44: Free mirror bracket 45: Mirror holders 45a1 to 45a4: Screw fixing portion 46: Mirror pressing member 47: Glass pressing member 49: Free mirror pressing member 51: Transmission glass 53: Base member 53c: Light source unit extraction Port 53d: Notch 53e: Hooked portion 54: Opening / closing cover 54a: Rotating operation unit 60: Light source unit 61: Light source 62: Light source bracket 62a: Connector unit 64: Holders 64a1 to 64a3: Light source positioning unit 64b: Inlet 64c: Exhaust port 65: Passing portion 65a: Opening portion 70: First optical system 80: Power supply unit 83: Operation unit 84: Intake port 85: Exhaust port 86: Exhaust fan 87: Fluid guide 91: Intake blower 92: Vertical duct 93: Horizontal duct 94: Exhaust duct 95: Light source blower 96: Light source da DOO 97: light source housing 98: mixing duct 98a: inlet 98b: outlet 99: air exhaust duct 100: Table 101: projection surface 120: Cooling unit A: the image forming unit B: a projection optical unit
Claims (1)
前記光源を冷却した空気を上昇させた後に前記排気口に導く第一の流路と、前記第一の流路とは異なる第二の流路とを有し、
前記吸気口および前記排気口の少なくとも一部は、前記外装カバーの前記光源よりも高い位置に設けられ、
前記排気口に設けられた排気ファンは、前記光源よりも高い位置に設けられ、高さ方向において、前記光源と重なりがなく、
前記第二の流路は、前記光源よりも高い位置に形成され、前記吸気口から前記排気口に至る流路であり、
前記第一の流路は、途中で前記第二の流路とひとつになることを特徴とする画像投影装置。 An exterior provided with a light source, an image forming unit that forms an image using light from the light source, and a projection optical unit disposed on an optical path of light emitted from the image forming unit, each having an intake port and an exhaust port In the image projection device housed in the cover,
A first flow path that leads to the exhaust port after raising the air that has cooled the light source, and a second flow path that is different from the first flow path,
At least a part of the intake port and the exhaust port is provided at a position higher than the light source of the exterior cover,
The exhaust fan provided at the exhaust port is provided at a position higher than the light source, and does not overlap the light source in the height direction,
The second flow path is formed at a position higher than the light source, and is a flow path from the intake port to the exhaust port,
The image projection apparatus according to claim 1, wherein the first flow path becomes one with the second flow path in the middle.
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