WO2011039834A1 - プロジェクタ装置 - Google Patents

Abstract

　投射レンズが配置された装置前面から排気を行いながらも、映像に陽炎の揺らぎを発生させないプロジェクタ装置を提供する。 　本発明のプロジェクタ装置は、筐体（１）と、筐体（１）の内部に配置された光源（１１）と、筐体（１１）の前面（１ａ）に設けられ、光源（１１）の光を用いて画像を投射する投射レンズ（１３）と、送風ファン（１２）と、送風ファン（１２）による光源（１１）の冷却後の風を筐体（１）の前面から排出する第一の送風路（２１ａ）と、を備える。光源（１１）は第一の送風路（２１ａ）に収容されている。この装置はさらに、送風ファン（１２）による風を、投射レンズ（１３）と第一の送風路（２１ａ）の出口（１４ａ）との間から排出する第二の送風路（２１ｂ）と、第一および第二の送風路の出口（１４）に設けられ、出口（１４）から排出される風を投射レンズの投射光（１６）の範囲から離れる方向に導くルーバー（１５）と、を備える。第二の送風路（２１ｂ）は光源（１１）を収容しておらず、したがって、第二の送風路の出口（１４ｂ）から排出される風（３２）の風速が第一の送風路（２１ａ）から排出される風（３１）に比べて大きい。

Description

プロジェクタ装置

　本発明は、画像を投射して表示するプロジェクタ装置に関する。

　会議室や教室などではプロジェクタ装置の横や後ろにはその会議や授業への参加者が居ることが多い。そのため、参加者の居る方向に熱いランプ冷却風が放出されると、周囲温度が上がり、会議や授業への参加意識が低下してしまう問題があった。この問題を避けるために、ランプ冷却風を排出する排気口がプロジェクタ筐体の前面に設けられたプロジェクタ装置が提案されている。

　しかし、映像の投射をプロジェクタ装置の前方に行うためにプロジェクタ筐体の前面には投射レンズが設けられている。したがって、排気口から出た熱いランプ冷却風が投射レンズからスクリーンへの光路上に流れ込むと、この光路上に陽炎が生じ、スクリーン上の映像に揺らぎが発生することがあった。特に、ランプ冷却風の排気口と投射レンズとを近くに配置しなければならない小型のプロジェクタ装置で、この問題が顕著に発生していた。

　また、プロジェクタ装置は、上下を反転させる二つの設置方法、すなわち「床置き」と「天吊り」の姿勢で使用される。排気口から出るランプ冷却風はランプによって熱せられた空気からなるので上方に流れる性質があり、熱せられた空気に光が通過するときに陽炎が発生する。そのため、「床置き」と「天吊り」のどちらの設置姿勢にしたときも陽炎が発生しないように工夫しなければならない。

　図１は、本発明の関連技術によるプロジェクタ装置の光源周辺及び投射レンズ周辺部を示している。この図に示すプロジェクタ装置の筐体１の内部には、画像を形成するための光学エンジン（不図示）の他に、光源１１や、光源１１に向けて空気を送って光源１１を冷却する送風ファン１２などが配置されている。

　このプロジェクタ装置の筐体１の前面１ａには、映像を投射する投射レンズ１３と、光源１１を通過した送風ファン１２からの冷却風を排出する排気口１４とが横方向に並んで配設されている。送風ファン１２から光源１１を通って排気口１４に風を流すために、送風ファン１２は、排気口１４に対して光源１１を挟んで対向する位置に配設されている。

　さらに排気口１４には、プロジェクタ装置の縦方向に延びるルーバー１５が配設されている。排気口１４から出た熱い光源冷却風３１が投射レンズ１３からスクリーンへの投射光１６に入り込まないように、ルーバー１５の位置や傾斜角度（風向き）が設定されていた（特許文献１や２参照）。

　しかし、特許文献１や２に開示された構成では、図１に示すような筐体周辺の環境風３３などの影響で投射レンズ１３の前方に熱い光源冷却風３１が入り込んでくるという課題があるため、投射レンズ前方における陽炎の発生を完全に抑制することができない。

　なお、特許文献１には、ランプを冷却するように筐体前面の排気口側へ風を送る第一送風ファンと、該第一送風ファンの横に配置され、筐体内部を冷却するように投射レンズとランプの間を通り筐体前面の排気口側へ風を送る第二送風ファンと、第二送風ファンの風を吸い込み風の方向を変えるシロッコファンとを備えたプロジェクタ装置が開示されている。この装置では、筐体内の空気が、第一送風ファンによりランプの冷却に用いられつつ、第二送風ファンにより筐体内部の冷却に用いられる。その後、排気口から出る直前の第二送風ファンの風がシロッコファンにより、装置の横方向であって投射レンズから離れる方向に送られて、排気口から出る直前の第一送風ファンの風と合流し、熱風となって筐体前面の排気口から排出される。ただし、環境風などにより投射レンズの前方に熱風が入りこむことを防ぐ手段は無く、上記課題は完全には解決されていない。

特開２００５－３０１０８８号公報 特開２００６－２１５１１８号公報

　本発明の目的は、上記のような背景技術の課題を解決することができるプロジェクタ装置を提供することである。その目的の一例は、筐体前方への排気を可能にしつつ、投射レンズ前方における陽炎発生を防止することにある。

　本発明の一の態様によるプロジェクタ装置は、筐体と、筐体の内部に配置された光源と、筐体の前面に設けられ、光源の光を用いて画像を投射する投射レンズと、送風ファンと、送風ファンによる光源の冷却後の風を筐体の前面から排出する第一の送風路と、を備える。光源は第一の送風路に収容されている。

　さらに、上記の態様は、送風ファンによる風を、投射レンズと第一の送風路の出口との間から排出する第二の送風路と、第一および第二の送風路の出口に設けられ、該出口から排出される風を投射レンズの投射光の範囲から離れる方向に導くルーバーと、を備える。

　このような構成では、第二の送風路の出口から排出される風が投射レンズと第一の送風路の出口との間から排出され、また、この風はルーバーで、投射レンズの投射光の範囲から離れる方向に導かれる。特に、第二の送風路の出口から排出される風は、光源により熱せられていない、陽炎が発生しない程度の比較的低い温度（例えば室温程度）の風である。また、第一の送風路と比べて第二の送風路の流路内抵抗を小さくする。その結果、第二の送風路の出口から排出される風の風速は第一の送風路から排出される風に比べて大きくなる。したがって、第二の送風路からの風は、光源を通って第一の送風路の出口から排出されたのち環境風の影響で投射レンズの前方へ向かおうとする熱風を、障壁風となってくい止める。結果、投射レンズ前方における陽炎発生が防止される。

本発明の関連技術によるプロジェクタ装置の光源周辺及び投射レンズ周辺部を示す図。 本発明の第一の実施形態によるプロジェクタ装置の光源周辺及び投射レンズ周辺部を示す図。 本発明の第二の実施形態によるプロジェクタ装置の光源周辺及び投射レンズ周辺部を示す図。

　以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

　（第一の実施形態例）
　図２は本発明の第一の実施形態によるプロジェクタ装置の光源周辺及び投射レンズ周辺部を示している。この図では背景技術の装置（図１）と同一の構成要素には同一符号を示している。

　本実施形態のプロジェクタ装置は、画像を形成するための光学エンジン（不図示）の他に、光源１１と、光源１１に向けて空気を送って光源１１を冷却する送風ファン１２と、映像を投射する投射レンズ１３と、光源１１を通過した送風ファン１１からの冷却風を排出する排気口１４とを有する。

　投射レンズ１３と排気口１４は、筐体１の前面１ａに、プロジェクタ設置姿勢において横方向（水平方向）に並んで配設されている。

　送風ファン１２から光源１１を通って排気口１４に風を流す送風ダクト２１が筐体１の内部に配設されている。光源１は熱を発するランプであり、送風ダクト２１の内側に光源１が収容されている。送風ダクト２１の内部は第一の送風路２１ａと第二の送風路２１ｂに分割されており、光源１は第一の送風路２１ａ内に配置されている。なお、図示していないが、第一及び第二の送風路２１ａ，２１ｂを構成する壁は、光源１１の光を投射レンズ１３側へ射出できる穴を有する。

　送風ファン１２は例えば軸流ファンであり、筐体１内の空気を第一の送風路２１ａと第二の送風路２１ｂの両方に送出するように構成されている。

　送風ダクト２１の、第一の送風路２１ａと第二の送風路２１ｂを仕切る壁２２は、断熱性を有する構造または材料から出来ていることが好ましい。したがって、光源１により熱せられた第一の送風路２１ａ内の空気の熱は第二の送風路２１ｂ内に伝わらず、第二の送風路２１ｂを流れる風は、光源１により熱せられていない、陽炎が発生しない程度の比較的低い温度の風となる。また、送風ファン１２への吸気を筐体外部から直接行うことにより、第二の送風路２１ｂを流れる風の温度を室温程度とすることが可能となる。

　壁２２はまた、筐体１の前面の排気口１４を横方向に並んだ２つの開口１４ａ，１４ｂに分割している。一方の開口１４ａは、光源１１が配置された第一の送風路２１ａに連通しており、かつ、プロジェクタ設置姿勢において縦方向に延びる板からなるルーバー１５を有する。他方の開口１４ｂは、排気口１４の、投射レンズ１３に最も近い側に位置し、かつ、第二の送風路２１ｂに連通している。

　排気口１４の開口１４ａから出た熱い光源冷却風３１が投射レンズ１３からスクリーンへの投射光１６に入り込まないように、ルーバー１５の位置や傾斜角度（風向き）が設定されている。また、排気口１４の開口１４ｂから出た風３２についても投射光１６に入り込まないように、開口１４ｂの周囲壁の角度が設定されている。

　特に、第二の送風路２１ｂの内部には光源１１が配置されていないため、第二の送風路２１ｂの開口１４ｂから出る風（障壁風３２）は陽炎が発生しない程度の比較的低い温度の風である。また、光源１１が収容された第一の送風路２１ａに比べて第二の送風路２１ｂの流路内抵抗が小さいので、障壁風３２の風速は、第一の送風路２１ａの開口１４ａから出る光源冷却風３１に比べて大きくなる。

　次に本実施形態のプロジェクタ装置の動作を説明する。　
　光源１１が光を発し、その温度を規定の範囲に保つために送風ファン１２から送風ダクト２１の第一の送風路２１ａを通して光源１１に風を当てて光源１１の冷却を行う。そして、光源１１で熱くなった光源冷却風３１を、筐体１の前面の排気口１４の開口１４ａから排出する。投射レンズ１３は光源１１からの光が映像信号により変調された投射光１６を筐体１の前方に投影する。熱い光源冷却風３１は投射光１６に流れ込まないように開口１４ａのルーバー１５によって、プロジェクタ設置姿勢での横方向（水平方向）であって投射レンズ１３から離れる方向に排出される。

　送風ダクト２１の第二の送風路２１ｂ及び排気口１４の開口１４ｂは、送風ファン１２からの、光源１１で熱せられていない風の一部が投射レンズ１３と熱い光源冷却風３１との間に障壁風３２として放出されるように導く。これにより、筐体１の前面の開口１４ａから排出された熱い光源冷却風３１が投射光１６の範囲に入らないようにすることができる。つまり、第二の送風路２１ｂの開口１４ｂから出る風３２（障壁風）は光源冷却風３１と比べて風速が大きいため、図１に示したような筐体周辺の環境風３３の影響で投射光１６側へ向かおうとする熱い光源冷却風３１の進行を止める。結果、投射レンズ前方における陽炎発生を防止することができる。

　（第二の実施形態例）
　次に、本発明の第二の実施形態を説明する。図３は本発明の第二の実施形態によるプロジェクタ装置の光源周辺及び投射レンズ周辺部を示している。

　本形態は、第一の実施形態の排気口１４において、光源冷却風３１を水平方向であって投射レンズ１３から離れる方向に導くルーバー１５（水平ルーバー）に、光源冷却風３１を上下方向に導くルーバー１７（垂直ルーバー）を付加したものである。垂直ルーバー１７以外の構成要素は第一の実施形態と同じである。

　水平ルーバー１５は、投射レンズ１３の投射光２１から光源冷却風３１を水平方向に遠ざけることができるが、上下方向には光源冷却風３１を導けない。排気口１４の開口１４ａから出る光源冷却風３１は光源１１によって熱せられた空気からなるので上方に流れる性質がある。そのため、熱い光源冷却風３１が上昇し、障壁風３１の範囲から外れて筐体周辺の環境風の影響を受けると、投射光２１の範囲に流れ込む虞がある。そこで、環境風の影響で投射光２１の範囲に熱風が入ることを確実に防止するために、水平ルーバー１５と垂直ルーバー１７を使って、熱い光源冷却風３１を投射光２１から水平方向に遠ざけるだけでなく、投射光２１の範囲よりもさらに上方へ遠ざけられるようにした。

　また、「床置き」の設置姿勢のときに、垂直ルーバー１７によって、光源冷却風３１が投射光２１の範囲よりも上方に遠ざけられていたとしても、プロジェクタ装置を「天吊り」の姿勢に反転すると、垂直ルーバー１７による光源冷却風３１の排出方向は下向きに変わってしまう。結果、熱い光源冷却風３１が上昇する性質で障壁風３１の範囲から外れるという問題が懸念される。このため、垂直ルーバー１７は、プロジェクタ装置の設置姿勢を「天吊り」と「床置き」のうちの一方から他方へ変更したことに応じて自動的に上向きに変わるようになっていることが好ましい。これは、装置の使用者が、装置の設定において「天吊り」または「床置き」に設定することに応じて垂直ルーバー１７の羽根を傾ける駆動を行うことで可能となる。また、装置の上下が逆さまにされたことを検知できるセンサーを設置し、該センサーの検出信号に応じて垂直ルーバー１７の羽根を傾ける駆動を行っても良い。また、重力を利用して機械的に羽根を傾ける構造でも良い。この場合、重力の方向とは逆の向きに垂直ルーバー１７の羽を傾ける機構を採用すればよい。勿論、垂直ルーバー１７の動きを自動化せず、プロジェクタ設置時に手動で向きを変えることを可能にするものも考えられる。

　また、第一および第二の実施形態例では、送風ファン１２を１つとしたが、第一の送風路２１ａおよび第二の送風路２１ｂに個別の送風ファンを配置しても良い。送風ファンを個別に配置することにより、風量、風速を個別に設定することが可能となる。

　以上、実施形態例を示して本願発明を説明したが、本願発明は上記の実施形態例に限定されるものではない。本願発明の形や細部には、本願発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

１　　筐体
１ａ　　筐体の前面
１１　　光源
１２　　送風ファン
１３　　投射レンズ
１４　　排気口
１４ａ，１４ｂ　　開口
１５、１７　　ルーバー
１６　　投射光
２１　　送風ダクト
２１ａ　　第一の送風路
２１ｂ　　第二の送風路
２２　　壁
３１　　光源冷却風
３２　　障壁風
３３　　環境風

Claims (9)

1. 　筐体と、
   　前記筐体の内部に配置された光源と、
   　前記筐体の前面に設けられ、前記光源の光を用いて画像を投射する投射レンズと、
   　送風ファンと、
   　前記光源を収容し、前記送風ファンによる前記光源の冷却後の風を前記筐体の前面から排出する第一の送風路と、
   　前記送風ファンによる風を、前記投射レンズと前記第一の送風路の出口との間から直接排出する第二の送風路と、
   　前記第一および第二の送風路の出口に設けられ、該出口から排出される風を前記投射レンズの投射光の範囲から離れる方向に導くルーバーと、
   　を備えたプロジェクタ装置。
2. 　請求項１に記載のプロジェクタ装置において、
   　前記第二の送風路から出る風の風速が前記第一の送風路から出る風の風速と比べて大きい、プロジェクタ装置。
3. 　請求項１または２に記載のプロジェクタ装置において、
   　前記送風ファンの吸気を前記筐体の外部から直接行う、プロジェクタ装置。
4. 　請求項１から３のいずれか１項に記載のプロジェクタ装置において、
   　前記送風ファンが一つである、プロジェクタ装置。
5. 　請求項１から４のいずれか１項に記載のプロジェクタ装置において、
   　前記送風ファンが前記第一及び第二の送風路の入口にそれぞれ配置されている、プロジェクタ装置。
6. 　請求項１から５のいずれか１項に記載のプロジェクタ装置において、
   　前記第一の送風路を構成する壁が断熱性を有する、プロジェクタ装置。
7. 　請求項１から６のいずれか１項に記載のプロジェクタ装置において、
   　前記筐体の前面における前記投射レンズと前記第一および第二の送風路の出口が、プロジェクタ装置の設置姿勢において横方向に並んで配設されている、プロジェクタ装置。
8. 　請求項７に記載のプロジェクタ装置において、
   　前記ルーバーは、前記プロジェクタ装置の設置姿勢において横方向であって前記投射レンズの投射光の範囲から離れる方向に風を導く水平ルーバーを含む、プロジェクタ装置。
9. 　請求項８に記載のプロジェクタ装置において、
   　前記ルーバーは、前記プロジェクタ装置の設置姿勢に応じて上下方向に風向きを変更する垂直ルーバーをさらに含む、プロジェクタ装置。

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