JP2014106288A - 画像投影装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】操作部を光源よりも設置面から離れた位置に配置した場合でも、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。
【解決手段】 光源61と、使用者が操作するための操作部83とを備え、光源61からの光を用いて画像を投影するプロジェクタ1などの画像投影装置において、装置本体が設置される設置面から光源61よりも離れた位置に操作部83が配置されており、光源61と操作部83との間に、光源61を冷却するための空気を流す流路を形成した。
【選択図】図17
【解決手段】 光源61と、使用者が操作するための操作部83とを備え、光源61からの光を用いて画像を投影するプロジェクタ1などの画像投影装置において、装置本体が設置される設置面から光源61よりも離れた位置に操作部83が配置されており、光源61と操作部83との間に、光源61を冷却するための空気を流す流路を形成した。
【選択図】図17
Description
本発明は、画像投影装置に関するものである。
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、この画像生成素子に光源からの光を照射する照射部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、光変調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。
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。
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。
光源に送風して光源を空冷しているが、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。このため、光源により加熱されて上方へ移動した空気が、上面の操作部に当たり、操作部が温度上昇してしまうという課題があった。
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、操作部を光源よりも設置面から離れた位置に配置した場合でも、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。
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、光源と、使用者が操作するための操作部とを備え、前記光源からの光を用いて画像を投影する画像投影装置において、装置本体が設置される設置面から前記光源よりも離れた位置に前記操作部が配置されており、前記光源と前記操作部との間に、光源を冷却するための空気を流す流路を形成し、前記光源の前記流路側に前記流路の空気を取り入れるための取り入れ口を設けたことを特徴とするものである。
本発明によれば、光源により加熱されて装置内を上昇してきた空気が、光源と操作部との間の光源を冷却するための空気の流れにより、操作部まで上昇するの抑制することができる。これにより、操作部の温度上昇を抑制することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
まず、本発明に係る画像投影装置の全体構成について説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る画像投影装置としてのプロジェクタ1とスクリーンなどの投影面101とを示す外観斜視図である。なお、以下の説明では、図1に示すように投影面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。
まず、本発明に係る画像投影装置の全体構成について説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る画像投影装置としてのプロジェクタ1とスクリーンなどの投影面101とを示す外観斜視図である。なお、以下の説明では、図1に示すように投影面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。
プロジェクタは、パソコンやビデオカメラ等から入力される画像データに基づいて投影画像を形成し、その投影画像Pをスクリーンなどの投影面101に投影表示する装置である。特に、液晶プロジェクタは、近来、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。また、微小駆動ミラー装置であるDMD(Digital Micro-mirror Device:登録商標)を利用した小型軽量なプロジェクタ1が普及し、オフィスや学校のみならず家庭においても広くプロジェクタ1が利用されるようになってきている。また、フロントタイプのプロジェクタは、携帯性が向上し、数人規模の小会議にも使われるようになってきている。このようなプロジェクタでは、大画面の画像を投影できること(投影面の大画面化)とともに、「プロジェクタ外に必要とされる投影空間」をできるだけ小さくできることが要請されている。後述のように、本実施形態のプロジェクタ1は、投射レンズ等の透過光学系を投影面101と平行に設定し、折り返しミラーで光束を折り返した後、自由曲面ミラーで光束を投影面101に対して拡大投影するように構成されている。この構成により、光学エンジン部を縦型で3次元的に小型化を図ることができる。
プロジェクタ1の上面には、投影画像Pの光束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を通過した光束が投影面101に投射される。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。
図2はプロジェクタ1の本体カバーを外して内部を見た内部斜視図である。図2(a)は図1の手前側から見たプロジェクタ1の内部の斜視図、図2(b)は図1の奥側から見たプロジェクタ1の内部の斜視図である。また、図3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、光学エンジン部100と、白色光を発する光源を有する光源部60とを備えている。光学エンジン部100は、光源からの光を用いて画像を形成する画像形成手段としての画像形成部Aと、画像形成部Aで形成した画像の光束を投影面101に投射するための投射光学部Bとを備えている。
プロジェクタ1は、光学エンジン部100と、白色光を発する光源を有する光源部60とを備えている。光学エンジン部100は、光源からの光を用いて画像を形成する画像形成手段としての画像形成部Aと、画像形成部Aで形成した画像の光束を投影面101に投射するための投射光学部Bとを備えている。
画像形成部Aは、反射面の傾きを変化させるように駆動可能な多数の微小ミラーを有する微小駆動ミラー装置であるDMD12を有する光変調部10と、光源からの光を折り返してDMD12に照射する照明部20とを用いて構成されている。投射光学部102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光学系70を備えた第1投射光学系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とを有する第2投射光学系40とを用いて構成されている。
DMD12は、光源からの光が照明部20によって照射され、この照明部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光像は、第1投射光学系30の光学系70、第2投射光学系40の折り返しミラー41及び曲面ミラー42を介して、投影面101に投影される。
図5は、光源部60の斜視図である。
光源部60は、光源61を保持する保持部材である光源ブラケット62を有しており、光源ブラケット62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、電源部80(図15参照)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。
光源部60は、光源61を保持する保持部材である光源ブラケット62を有しており、光源ブラケット62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、電源部80(図15参照)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。
また、光源ブラケット62の上部の光源61の光出射側には、リフレクタ67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リフレクタ67により出射窓に集光され、出射窓63から出射する。
また、ホルダ64の上面と、ホルダの下面のX方向両端には、光源部60を照明部20の照明ブラケット26(図6、7参照)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。
また、ホルダ64の上面には、光源61を冷却するための空気が流入する取り入れ口としての光源流入口64cが設けられている。また、ホルダ64の上面を除く側面には、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64bが設けられている。
図6は、照明部20に収納された光学系部品を他の構成部品とともに示す照明部20の斜視図である。
図6に示すように、照明部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7参照)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。
図6に示すように、照明部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7参照)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。
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。
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の設置面としてのベース部材53(図14参照)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投射光学系30、第2投射光学系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、光変調部10の画像生成手段としての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7参照)に、空気が流入するための空間を形成する。
なお、図6に示す符号32a3、32a4は、第1投射光学系30のレンズホルダー32の脚部であり、符号45a3は、第2投射光学系40のネジ止め部45a3である。
図7は、照明部20と投影レンズ部31と光変調部10とを図6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投射光学系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7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投射光学系30を照明部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、丸穴形状となっている。また、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投射光学系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。
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投射光学系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7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投射光学系30を照明部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、丸穴形状となっている。また、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投射光学系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。
また、照明ブラケット26上面の開口部には、投影レンズ部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。
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投射光学系40を、第1投射光学系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。
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、前述の光源部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5参照)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、照明部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、光源部60は、照明部20に位置決め固定される(図4参照)。
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。
図8は、照明部20内の光路Lを示す説明図である。
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。光源部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。
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。光源部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。
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。
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して結像される。
図9は、光変調部10の斜視図である。
図9に示すように光変調部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、図示しない貫通孔を貫通している。ヒートシンク13には、この貫通孔に挿入される突起部13a(図8参照)が形成されている。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。
図9に示すように光変調部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、図示しない貫通孔を貫通している。ヒートシンク13には、この貫通孔に挿入される突起部13a(図8参照)が形成されている。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。
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。
ヒートシンク13は、光変調部10を照明ブラケット26(図7参照)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。
以下に、光変調部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6で示した照明部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、光変調部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する。そして、ネジを照明ブラケット26に設けられたネジ止め部263(図4参照)の下面に設けられたネジ穴にねじ込んで、光変調部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263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。
このように、光変調部10は、照明ブラケット26に固定され、先の図6に示した3つの脚部29は、光変調部10の重量も支持している。
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8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3参照)に向けて反射する。「OFF」のときは、先の図7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8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射を制御することができ、画像を生成することができる。
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。
図10は、第1投射光学系30を照明部20と光変調部10とともに示す斜視図である。
図11に示すように、第1投射光学系30は、照明部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3参照)を保持した投影レンズ部31と、この投影レンズ部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10には、脚部32a2,32a3のみ図示されている。脚部32a1は、図4参照、脚部32a4は、図6参照)、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。
図11に示すように、第1投射光学系30は、照明部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3参照)を保持した投影レンズ部31と、この投影レンズ部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10には、脚部32a2,32a3のみ図示されている。脚部32a1は、図4参照、脚部32a4は、図6参照)、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。
また、投影レンズ部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。
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、投影レンズ部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。
また、レンズホルダー32には、4箇所、第2投射光学系40を第1投射光学系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10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投射光学系位置決め突起32d1〜32d3が形成されている(図10では、32d1〜32d3が図示されている)。
図11は、図10のA−A断面図である。
図11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。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に挿入される。また、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に挿入される。これにより、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。これにより、第1投射光学系30が照明部20に位置決め固定される。
図11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。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に挿入される。また、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に挿入される。これにより、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。これにより、第1投射光学系30が照明部20に位置決め固定される。
投影レンズ部31のレンズホルダー32よりも上部側は、後述する第2投射光学系のミラーホルダー45(図13参照)により覆われている。なお、先の図4に示すように、投影レンズ部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と照明部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。しかし、投影レンズ部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。
図12は、第2投射光学系40が備える第2光学系を、投影レンズ部31と照明部20と光変調部10とともに示す斜視図である。図12に示すように、第2投射光学系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。
図13は、第2投射光学系40を、第1投射光学系30、照明部20、光変調部10とともに示す斜視図である。図13に示すように、第2投射光学系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。
第2投射光学系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を有している。また、曲面ミラー42を保持する自由ミラーブラケット44、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も有している。
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いる。また、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。
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を有している。また、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も有している。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。
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。
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。
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。
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に押し付けられる。また、曲面ミラー42の第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に固定される。
第2投射光学系40は、第1投射光学系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が設けられている。この下面451には、第1投射光学系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12参照。ネジ止め部45a3は、図6参照、残りのネジ止め部は、不図示)。第2投射光学系40は、第1投射光学系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投射光学系30にネジ止めされる。このとき、第2投射光学系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投射光学系位置決め突起32d1〜32d4と当接して、第2投射光学系40は、Y方向に位置決めされて固定される。
第2投射光学系40を第1投射光学系30のレンズホルダー32に積載固定すると、先の図10に示すように、投影レンズ部31のレンズホルダー32よりも上部の部分が、第2投射光学系40のミラーホルダー45内に収納される。また、第2投射光学系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10参照)入り込んでいるような形となる。
図14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部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。
第1光学系70を構成する投影レンズ部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。
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。
また、図14に示すように、照明ブラケット26には、第1投射光学系30、第2投射光学系40が積載固定される。また、光変調部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投射光学系30、第2投射光学系40および光変調部10の重量を支える形でベース部材53に固定される。
図15は、装置内の各部の配置関係を示した模式図である。図15に示すように、光変調部10、照明部20、第1投射光学系30、第2投射光学系40は、投影面の短軸方向であるY方向に積層配置されている。光源部60は、光変調部10、照明部20、第1投射光学系30、第2投射光学系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、光変調部10、照明部20、第1投射光学系30、第2投射光学系40および光源部が、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、光変調部10と照明部20とからなる画像形成部Aと、第1投射光学系30と第2投射光学系40とからなる投射光学部Bとが積層された方向に対して直交する方向に光源部60が画像形成部Aに連結されている。また、画像形成部Aと光源部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と投射光学部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、投射光学部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。
また、本実施形態においては、光源部60の上方に、光源61やDMD11に電力を供給するための電源部80が積層配置されている。これら光源部60、電源部80、画像形成部A、投射光学部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21参照)からなるプロジェクタ1の容器に収納されている。
次に、本実施形態の特徴点について説明する。
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、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。このため、プロジェクタ1をY方向、つまりプロジェクタ1の上面側の方向から見たとき、光源部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部60が配置されている。また、板状のベース部材53から伸びる同一の法線上に光源部60と操作部83が配置されているとも言える。
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、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。このため、プロジェクタ1をY方向、つまりプロジェクタ1の上面側の方向から見たとき、光源部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部60が配置されている。また、板状のベース部材53から伸びる同一の法線上に光源部60と操作部83が配置されているとも言える。
光源61などが発する熱により熱せられた空気は、装置内部の自然対流により上昇し、装置の上面へ移動し、操作部83が設けられた装置の上面が温度上昇してしまう。特に、光源61の真上に配置された操作部83は、光源61により熱せられて上昇してきた空気が当りやすいため、温度上昇しやすい。
図16は、プロジェクタ1の内部構成を示す斜視図であり、図17は、プロジェクタ内の空気の流れを説明する説明図である。なお、図16は、電源部80については、図示を省略している。
図16、図17に示すように、プロジェクタ1の側面の一方(図中右側)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85が設けられている。プロジェクタ1の側面の他方(図中左側)には、プロジェクタ1内に外気を取り込むとともに、プロジェクタ1内の空気を排気する開口した吸排気口84が設けられている。また、光源部60を収納する光源ハウジング97内の光源61を冷すための空気を取り入れる取り入れ口97aと対向するように、吸気用軸流ファン86が設けられている。吸気用軸流ファン86は、吸気面を操作部83の方へ、吐出面を取り入れ口97aの方へ向けて配置されている。また、吸排気口84や、吸気口85は、上下方向(図中Y方向)において、少なくとも一部が、吸気用軸流ファン86よりも上方に位置にしている。
図16、図17に示すように、プロジェクタ1の側面の一方(図中右側)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85が設けられている。プロジェクタ1の側面の他方(図中左側)には、プロジェクタ1内に外気を取り込むとともに、プロジェクタ1内の空気を排気する開口した吸排気口84が設けられている。また、光源部60を収納する光源ハウジング97内の光源61を冷すための空気を取り入れる取り入れ口97aと対向するように、吸気用軸流ファン86が設けられている。吸気用軸流ファン86は、吸気面を操作部83の方へ、吐出面を取り入れ口97aの方へ向けて配置されている。また、吸排気口84や、吸気口85は、上下方向(図中Y方向)において、少なくとも一部が、吸気用軸流ファン86よりも上方に位置にしている。
図18は、吸気用軸流ファン86、光源ハウジング97およびシロッコファン95の配置関係を示す図である。
図18に示すように、光源ハウジング97の光源排気口64bと対向する箇所には、開口部97bが設けられており、この開口部97bを介して光源排気口64bと対向するように、両側吸い込み式のシロッコファン95が設けられている。具体的には、シロッコファン95の一方の吸い込み面が、光源排気口64bと対向し、他方の吸い込み面95bが、装置の外装カバー59側面と対向するように配置されている。また、シロッコファン95の排気が、DMD12を冷却するためのヒートシンク13に向かうように、シロッコファン95の排気口95cが配置されている。
図18に示すように、光源ハウジング97の光源排気口64bと対向する箇所には、開口部97bが設けられており、この開口部97bを介して光源排気口64bと対向するように、両側吸い込み式のシロッコファン95が設けられている。具体的には、シロッコファン95の一方の吸い込み面が、光源排気口64bと対向し、他方の吸い込み面95bが、装置の外装カバー59側面と対向するように配置されている。また、シロッコファン95の排気が、DMD12を冷却するためのヒートシンク13に向かうように、シロッコファン95の排気口95cが配置されている。
また、先の図17に示すように、装置本体の図中左下側には、吸排気口84の下方と対向するように、排気用軸流ファン91が設けられている。
図19は、吸気用軸流ファン86により吸気される空気の流れを示す斜視図である。
吸気用軸流ファン86の吸気面が、操作部83を向いている。従って、光源部60と操作部83との間の空間には、光源側へ向かう下降するような流路が形成される。これにより、光源部60により熱せられて操作部83へ向けて上昇してきた空気が、光源部60へ向けて下降する気流により下降せしめられる。その結果、操作部83に光源部60により熱せられた空気が当た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。
吸気用軸流ファン86の吸気面が、操作部83を向いている。従って、光源部60と操作部83との間の空間には、光源側へ向かう下降するような流路が形成される。これにより、光源部60により熱せられて操作部83へ向けて上昇してきた空気が、光源部60へ向けて下降する気流により下降せしめられる。その結果、操作部83に光源部60により熱せられた空気が当た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、吸気用軸流ファン86による吸気により、光源部60と操作部83との間の空間が負圧となり、吸気口85や吸排気口84から外気が取り込まれ、その外気が、光源部60と操作部83との間の流路に流れ込む。本実施形態においては、図17に示すように、吸気口85は、吸気用軸流ファン86によりも上方に位置にしている。よって、吸気口85から取り込まれた外気は、上方の吸気口85から下方の吸気用軸流ファン86へ流れる下降気流となる。
曲面ミラー42の裏面と、この裏面に対向する外装カバー59との間や、第2投影光学系40のミラーホルダ45と外装カバー59の間には、空気が流れるための流路(隙間)が形成されている。よって、吸排気口84の排気用軸流ファン91と対向していない上部から取り込まれた外気が、ミラーホルダ45と外装カバー59の間の流路や曲面ミラー42の裏面と外装カバー59との間の流路を通って、光源部60と操作部83との間の流路に流れ込む。
上記吸排気口84の外気が取り込まれる箇所や、ミラーホルダ45と外装カバー59の間の流路や曲面ミラー42の裏面と外装カバー59との間の流路は、排気用軸流ファン91よりも上方にある。よって、上記吸排気口84から取り込まれた外気も、上方から下方へ流れる下降気流となる。その結果、装置本体内の光源部60よりも上方の空間には、吸気用軸流ファン86に向かうような下降気流の層ができる。これにより、光源部60により熱せられて上昇してきた空気を、上記下降気流の層により、操作部83へ向かうのを阻害することができる。これにより、操作部83の温度上昇を良好に抑制することができる。
また、吸気口85を通じて装置本体内部に取り込まれた空気は、まず操作部83の近傍を通り、操作部83の自己発熱を冷却した後に吸気用軸流ファン86を通じて光源ハウジング97内部に流入していく。そのため、操作部83自身の自己発熱による温度上昇も良好に抑えることができる。
図20は、電源部80の配置関係を示すプロジェクタの斜視図である。
図20に示すように、電源部80は、上下方向において、吸気用軸流ファン86と操作部83との間に設けられており、光源部60と操作部83との間の光源側へ向かう流路の側面を形成するような形で設けられている。電源部80には、コンデンサ、コイル、抵抗などの電気素子を多数備えており、これら電気素子が発熱して温度が上昇してしまう。電源部80が温度上昇して、高温となると、動作性能や耐用性が低下するおれがある。一般的に、電源部80は、100℃が定格温度となっており、100℃を超えると、電源部80に設けられた不図示のサーマルスイッチによって、電力供給が遮断されるようになっている。電源部80の温度上昇を避けるために、コンデンサ、コイル、抵抗などの電気素子にヒートシンクなどを設けることも考えられるが、装置のコストアップに繋がる。
図20に示すように、電源部80は、上下方向において、吸気用軸流ファン86と操作部83との間に設けられており、光源部60と操作部83との間の光源側へ向かう流路の側面を形成するような形で設けられている。電源部80には、コンデンサ、コイル、抵抗などの電気素子を多数備えており、これら電気素子が発熱して温度が上昇してしまう。電源部80が温度上昇して、高温となると、動作性能や耐用性が低下するおれがある。一般的に、電源部80は、100℃が定格温度となっており、100℃を超えると、電源部80に設けられた不図示のサーマルスイッチによって、電力供給が遮断されるようになっている。電源部80の温度上昇を避けるために、コンデンサ、コイル、抵抗などの電気素子にヒートシンクなどを設けることも考えられるが、装置のコストアップに繋がる。
本実施形態においては、図20に示すように、光源部60と操作部83との間の光源側へ向かう下降流路の側面を形成するような形で電源部80を設設けている。よって、吸気口85を通じて装置本体内部に取り込まれた空気で、電源部80を冷却することができる。しかも、光源部60を冷却する前の温度の低い空気により電源部80を冷却することができる。これにより、電源部80を良好に冷却することができ、電源部80の動作性能や耐用性の低下を抑えることができる。
図21は、光源部60を冷却する空気の流れを示す図である。
吸気用軸流ファン86により吸気された空気は、先の図17に示す光源ハウジングの取り入れ口97aへ流れる。光源ハウジング97の光源部60を冷すための空気を取り入れる取り入れ口97aの断面積は、吸気用軸流ファン86の吐出面とほぼ同じ面積となっている。よって、吸気用軸流ファン86から吐出された空気を、漏れなく光源ハウジング97内に送ることができる。
吸気用軸流ファン86により吸気された空気は、先の図17に示す光源ハウジングの取り入れ口97aへ流れる。光源ハウジング97の光源部60を冷すための空気を取り入れる取り入れ口97aの断面積は、吸気用軸流ファン86の吐出面とほぼ同じ面積となっている。よって、吸気用軸流ファン86から吐出された空気を、漏れなく光源ハウジング97内に送ることができる。
取り入れ口97aから光源ハウジング97内に流れた冷却空気の一部は、取り入れ口97aを介して吸気用軸流ファン86と対向する光源流入口64cへと流れる。
光源流入口64cへ流れた空気は、ホルダ64内を通って光源61の光発光部や、リフレクタなどを冷却した後、ホルダ64の側面に設けられた光源排気口64bから排気される。光源排気口64bから排気された空気は、光源ハウジング97の開口部97bを通って、シロッコファン95の一方の吸い込み面へ吸い込まれる。
光源流入口64cへ流れた空気は、ホルダ64内を通って光源61の光発光部や、リフレクタなどを冷却した後、ホルダ64の側面に設けられた光源排気口64bから排気される。光源排気口64bから排気された空気は、光源ハウジング97の開口部97bを通って、シロッコファン95の一方の吸い込み面へ吸い込まれる。
また、光源流入口64c以外へ流れた空気は、光源61の外周を冷却して光源ハウジング97の開口部97bを通って、シロッコファン95の一方の吸い込み面へ吸い込まれる。
本実施形態においては、光源61としては、高圧水銀ランプを用いており、光源61が高温であると、光源61内のガスをシールするシール部などの劣化が早まり、寿命が短くなる。光源として高圧水銀ランプを用いた場合、光源61のシール部は、270〜350℃以下、バルブ温度は、1000℃以下に抑える必要がある。本実施形態においては、取り入れ口97aから光源ハウジング97内に流れた冷却空気により、光源61のシール部を350℃以下、バルブ温度は、850〜870℃に抑えることができた。
高温の光源部60から熱を奪って光源部60を冷却した空気は、高温化してしまう。特に、高温となるリフレクタを冷却して光源排気口64bから排気された空気は、非常に高温となる。片側吸い込み式のシロッコファンや、軸流ファンで、光源ハウジング97内の空気を排気する構成とした場合、この高温化した空気により外装カバー59が加熱され、光源部60付近の側面やベース部材53が高温化してしまうという問題が新たに生じてしまう。
そこで、本実施形態においては、光源ハウジング97内の空気を排気する排気手段として、両側吸い込み式のシロッコファン95を用いた。これにより、一方の吸気面で、光源ハウジング97の高温の空気を吸い込み、他方の吸気面95bで装置内部の低温な空気を取り込むことができる。シロッコファン95の内部に設けられた筒状ファンには、多数の羽が形成されており、空気攪拌能力が高い。よって、一方の吸気面から吸気された高温の空気と、他方の吸気面から吸気された低温の空気とをシロッコファン内部で良好に攪拌することができる。このように、シロッコファン内で光源ハウジング97から排気された高温の空気と、他方の吸気面95bから吸気された装置内部の低温の空気とを混ぜ合わせることで、光源ハウジング97から排気された高温の空気の温度を低下させることができる。これにより、シロッコファン95の排気口95cから排気された空気の温度上昇を抑えることができる。これにより、光源ハウジングから排気された空気により、光源部60付近の側面やベース部材53が高温化するのを抑制することができる。
また、シロッコファン95の他方の吸気面から、装置内部の空気を吸引することにより、シロッコファン95の周囲が負圧となる。よって、シロッコファン95よりも上方に配置された吸気口85から取り込まれた空気の一部が、シロッコファン95へ流れる。これにより、装置内部には、吸気口85からシロッコファン95へ向かう下降気流も生じ、光源部60により熱せられた空気が、操作部83へ上昇するのをより一層抑制することができる。
図22は、シロッコファン95から吸排気口84に至るまでの空気の流れを示す斜視図である。
図22に示すように、シロッコファン95の排気口95cから排気された空気は、排気用軸流ファン91の吸気により、排気用軸流ファン91に向けて移動する。排気口95cから排気された空気は、図中Z方向において、排気用軸流ファン91とシロッコファン95との間に配置されたDMD12を冷却するためのヒートシンク13へ流れヒートシンク13から放熱された熱を、吸排気口84へ流す。ヒートシンク13へ流れるシロッコファン95から排気された空気は、上述したように、低温の空気と混合させ、温度低下している。よって、シロッコファン95からの排気された空気でも、ヒートシンク13を良好に冷却することができ、ヒートシンク13の冷却効率の低下を抑えることができる。
図22に示すように、シロッコファン95の排気口95cから排気された空気は、排気用軸流ファン91の吸気により、排気用軸流ファン91に向けて移動する。排気口95cから排気された空気は、図中Z方向において、排気用軸流ファン91とシロッコファン95との間に配置されたDMD12を冷却するためのヒートシンク13へ流れヒートシンク13から放熱された熱を、吸排気口84へ流す。ヒートシンク13へ流れるシロッコファン95から排気された空気は、上述したように、低温の空気と混合させ、温度低下している。よって、シロッコファン95からの排気された空気でも、ヒートシンク13を良好に冷却することができ、ヒートシンク13の冷却効率の低下を抑えることができる。
DMD12の定格温度は、90℃と電源部80よりも厳しいが、DMD12には、ヒートシンク13により積極的に熱を放熱できる構成である。よって、シロッコファン95の排気口95cから排気された多少、温度の高い空気であっても、DMD12の温度が定格温度を超えることはない。
そして、ヒートシンク13の熱を奪った空気は、排気用軸流ファン91により、吸排気口84から機外へ排出される。
次に、本実施形態の変形例について説明する。
[変形例]
図23は、変形例のプロジェクタを示す要部斜視図である。
図23に示すように、この変形例のプロジェクタは、吸気用軸流ファン86を、吸気口85と対向するように配置した。また、光源部60と操作部83との間に、吸気口85から取り入れた外気を、光源ハウジング97の取り入れ口97aへ導くためのダクト99を設けている。
図23は、変形例のプロジェクタを示す要部斜視図である。
図23に示すように、この変形例のプロジェクタは、吸気用軸流ファン86を、吸気口85と対向するように配置した。また、光源部60と操作部83との間に、吸気口85から取り入れた外気を、光源ハウジング97の取り入れ口97aへ導くためのダクト99を設けている。
このように、吸気用軸流ファン86を、吸気口85に対向配置することで、吸気口85から効率よく外気を取り込むことができる。また、ダクト99を設けることで、吸気口85から取り入れた外気を、効率よく光源ハウジング97へ送ることができる。これにより、光源61を良好に冷却することができる。
また、図中Z1、Z2で示すように、ダクト99は、操作部83の装置中央側端部(Z1)よりも、装置中央側まで延設されている。これにより、装置内部の光源部60の熱などにより熱せられた空気が、操作部83に当たるのを、ダクト99により抑制することができる。また、ダクト99内に流れる温度の低い空気により、ダクト99の周囲は、温度が低くなる。よって、ダクト99の周囲に流れてきた温度の高い空気は、ダクト99周囲の温度の低い空気と混ざって温度低下する。これにより、操作部83周囲の上面が、温度上昇するのも抑制することができる。
図24は、変形例のプロジェクタにおける空気の流れを示す図である。
図24に示すように、吸気用軸流ファン86により吸気口85から取り込まれた外気は、L字に屈曲したダクト99の形状により上方から下方に流れ、光源ハウジング97内に流れる。このように、ダクト99内では、上方から下方に流れる気流となるので、光源ハウジング97から熱せられた空気が、ダクト99内で上昇するのを防止することができる。
図24に示すように、吸気用軸流ファン86により吸気口85から取り込まれた外気は、L字に屈曲したダクト99の形状により上方から下方に流れ、光源ハウジング97内に流れる。このように、ダクト99内では、上方から下方に流れる気流となるので、光源ハウジング97から熱せられた空気が、ダクト99内で上昇するのを防止することができる。
ダクト99から光源ハウジング97へ流れ込んだ空気は、上述同様、一部は、光源流入口64cへと流れ、光源61の光発光部や、リフレクタなどを冷却し、残りは、光源ハウジング97内を流れ光源61の外周を冷却する。そして、上述同様、シロッコファン95により、温度の低い空気と攪拌され、温度を下げられたシロッコファン95の排気口から排気される。その後は、上述同様、ヒートシンク13に流れて、ヒートシンク13を冷却した後、排気用軸流ファン91により装置外へ排出される。
この変形例においても、ダクト99を構成する壁の一部を、電源部80で構成して、吸気口85から光源ハウジング97へ流れる空気により電源部80を冷却してもよい。また、この変形例においては、筒形状のダクト99で吸気用軸流ファン86により吸気口85から吸気した空気を光源ハウジング97へ流入させている。しかし、吸気用軸流ファン86により吸気口85から吸気した空気を下降させて、光源ハウジング97の取り入れ口97aへ導ける構成であればよい。例えば、取り入れ口97aの装置中央側の縁部から上方(操作部)へ延びる壁部(図24に示す99a)のみでもよい。かかる構成でも、吸気用軸流ファン86により吸気口85から吸気した空気が壁部99aに当たった後、シロッコファン95の吸気により負圧となった光源ハウジング97の取り入れ口97aへ向かって下降する。また、壁部99aを、上部が、吸気口85側に位置するような傾斜面としてもよい。かかる構成としても、吸気用軸流ファン86により吸気口85から吸気した空気を、光源ハウジング97の取り入れ口97aへ向けて下降させることができる。
以上に説明したものは一例であり、本発明は、以下の態様毎に特有の効果を奏する。
(態様1)
光源61と、使用者が操作するための操作部83とを備え、光源61からの光を用いて画像を投影するプロジェクタ1などの画像投影装置において、装置本体が設置される設置面から光源61よりも離れた位置に操作部83が配置されており、光源61と操作部83との間に、光源61を冷却するための空気を流す流路を形成し、光源61の流路側に流路の空気を取り入れるための取り入れ口97aを設けた。
かかる構成を備えることで、実施形態で説明したように、光源61により加熱されて装置内を上昇してきた空気が、光源61と操作部83との間の光源を冷却するための空気の流れにより、操作部83まで上昇するの抑制することができる。これにより、操作部83の温度上昇を抑制することができる。また、光源61と操作部83との間の取り入れ口97aへ向かう空気の流れを光源61へ向かう気流(下降気流)にすることができる。これにより、操作部83へ向かう熱せられた空気を、上記光源へ向かう気流(下降気流)により押し戻すことができ、操作部83に熱せられた空気が当たるのを良好に抑制することができる。
(態様1)
光源61と、使用者が操作するための操作部83とを備え、光源61からの光を用いて画像を投影するプロジェクタ1などの画像投影装置において、装置本体が設置される設置面から光源61よりも離れた位置に操作部83が配置されており、光源61と操作部83との間に、光源61を冷却するための空気を流す流路を形成し、光源61の流路側に流路の空気を取り入れるための取り入れ口97aを設けた。
かかる構成を備えることで、実施形態で説明したように、光源61により加熱されて装置内を上昇してきた空気が、光源61と操作部83との間の光源を冷却するための空気の流れにより、操作部83まで上昇するの抑制することができる。これにより、操作部83の温度上昇を抑制することができる。また、光源61と操作部83との間の取り入れ口97aへ向かう空気の流れを光源61へ向かう気流(下降気流)にすることができる。これにより、操作部83へ向かう熱せられた空気を、上記光源へ向かう気流(下降気流)により押し戻すことができ、操作部83に熱せられた空気が当たるのを良好に抑制することができる。
(態様2)
(態様1)において、前記光源の流路側以外の箇所に、光源を冷した後の空気が排気される排気口を設け、一方の吸い込み口を光源ハウジングの開口部97bなどの排気口に対向するように、両側吸い込み型シロッコファンを配置した。
かかる構成とすることで、実施形態で説明したように、一方の吸い込み口から吸気された光源の熱を奪って温度上昇した空気と、他方の吸い込み口から吸気された装置内部の低温の空気とを混合させて、排気することができる。このように、光源61から熱を奪って温度上昇した空気を装置内部の温度の低い空気と混合させることで、光源61から熱を奪って温度上昇した空気を温度低下させてから排気することができる。よって、光源61から熱を奪って温度上昇した空気を温度低下させずに、排気させる場合に比べて、光源61から排気された空気が当たる装置の外装カバー59などの筐体やベース部材53などの設置面の温度上昇を抑制することができる。また、光源61の流路側以外の箇所から排気するので、光源61から熱を奪って温度上昇した空気が、排気口から操作部(上方)へ排気されない。これにより、光源61から熱を奪って温度上昇した空気が、操作部83へ向かうのを抑制することができる。
(態様1)において、前記光源の流路側以外の箇所に、光源を冷した後の空気が排気される排気口を設け、一方の吸い込み口を光源ハウジングの開口部97bなどの排気口に対向するように、両側吸い込み型シロッコファンを配置した。
かかる構成とすることで、実施形態で説明したように、一方の吸い込み口から吸気された光源の熱を奪って温度上昇した空気と、他方の吸い込み口から吸気された装置内部の低温の空気とを混合させて、排気することができる。このように、光源61から熱を奪って温度上昇した空気を装置内部の温度の低い空気と混合させることで、光源61から熱を奪って温度上昇した空気を温度低下させてから排気することができる。よって、光源61から熱を奪って温度上昇した空気を温度低下させずに、排気させる場合に比べて、光源61から排気された空気が当たる装置の外装カバー59などの筐体やベース部材53などの設置面の温度上昇を抑制することができる。また、光源61の流路側以外の箇所から排気するので、光源61から熱を奪って温度上昇した空気が、排気口から操作部(上方)へ排気されない。これにより、光源61から熱を奪って温度上昇した空気が、操作部83へ向かうのを抑制することができる。
(態様3)
また、(態様1)または(態様2)いずれかにおいて、光源61と操作部83との間に設けられ、画像投影装置本体に外気を吸気するための吸気口85と、吸気口85から空気を取り込んで、光源61に向けて空気を送る吸気用軸流ファン86などの送風手段とが設けられており、吸気口85の少なくとも一部が、送風手段よりも操作部側に位置する。
かかる構成を備えることで、実施形態で説明したように、吸気口85から取り込まれ吸気用軸流ファン86へ向かう流路内の空気の流れが、光源に向かう気流(下降気流)にすることができる。これにより、光源61により加熱されて装置内を上昇してきた空気が、上記光源へ向かう気流(下降気流)により光源側へ戻され、操作部83に向かうのを抑制することができる。これにより、操作部83の温度上昇を抑制することができる。
また、(態様1)または(態様2)いずれかにおいて、光源61と操作部83との間に設けられ、画像投影装置本体に外気を吸気するための吸気口85と、吸気口85から空気を取り込んで、光源61に向けて空気を送る吸気用軸流ファン86などの送風手段とが設けられており、吸気口85の少なくとも一部が、送風手段よりも操作部側に位置する。
かかる構成を備えることで、実施形態で説明したように、吸気口85から取り込まれ吸気用軸流ファン86へ向かう流路内の空気の流れが、光源に向かう気流(下降気流)にすることができる。これにより、光源61により加熱されて装置内を上昇してきた空気が、上記光源へ向かう気流(下降気流)により光源側へ戻され、操作部83に向かうのを抑制することができる。これにより、操作部83の温度上昇を抑制することができる。
(態様4)
(態様3)において、光源61の流路側に前記流路の空気が流れ込む取り入れ口が設けられており、前記送風手段の送風面を、前記取り入れ口に対向させた。
かかる構成を備えることで、実施形態で説明したように、流路内を、光源61に向かう気流(下降気流)にすることができる。これにより、光源61により加熱されて装置内を上昇してきた空気が、上記光源に向かう気流により戻され、操作部83に向かうの抑制することができる。これにより、操作部83の温度上昇を抑制することができる。
(態様3)において、光源61の流路側に前記流路の空気が流れ込む取り入れ口が設けられており、前記送風手段の送風面を、前記取り入れ口に対向させた。
かかる構成を備えることで、実施形態で説明したように、流路内を、光源61に向かう気流(下降気流)にすることができる。これにより、光源61により加熱されて装置内を上昇してきた空気が、上記光源に向かう気流により戻され、操作部83に向かうの抑制することができる。これにより、操作部83の温度上昇を抑制することができる。
(態様5)
また、(態様1)乃至(態様4)いずれかにおいて、光源61に電力を供給する電源部80などの電源装置を流路に配置し、光源61から排気された空気を、光源61からの光を用いて画像を生成するDMD12などの画像生成手段の熱を放熱するヒートシンク13などの放熱手段へ流す排気流路を有する。
かかる構成とすることで、実施形態で説明したように、電源部80などの電源装置、光源61、ヒートシンクなどの放熱手段の順で冷却され、放熱手段、光源61、電源装置の順で冷却する場合に比べて、効率よく冷却することができる。
また、(態様1)乃至(態様4)いずれかにおいて、光源61に電力を供給する電源部80などの電源装置を流路に配置し、光源61から排気された空気を、光源61からの光を用いて画像を生成するDMD12などの画像生成手段の熱を放熱するヒートシンク13などの放熱手段へ流す排気流路を有する。
かかる構成とすることで、実施形態で説明したように、電源部80などの電源装置、光源61、ヒートシンクなどの放熱手段の順で冷却され、放熱手段、光源61、電源装置の順で冷却する場合に比べて、効率よく冷却することができる。
1:プロジェクタ
12:DMD
13:ヒートシンク
51:透過ガラス
59:外装カバー
60:光源部
61:光源
64b:光源排気口
64c:光源流入口
80:電源部
83:操作部
84:吸排気口
85:吸気口
86:吸気用軸流ファン
91:排気用軸流ファン
95:シロッコファン
97:光源ハウジング
97a:取り入れ口
97b:開口部
99:ダクト
99a:壁部
101:投影面
A:画像形成部
B:投射光学部
12:DMD
13:ヒートシンク
51:透過ガラス
59:外装カバー
60:光源部
61:光源
64b:光源排気口
64c:光源流入口
80:電源部
83:操作部
84:吸排気口
85:吸気口
86:吸気用軸流ファン
91:排気用軸流ファン
95:シロッコファン
97:光源ハウジング
97a:取り入れ口
97b:開口部
99:ダクト
99a:壁部
101:投影面
A:画像形成部
B:投射光学部
Claims (5)
- 光源と、
使用者が操作するための操作部とを備え、前記光源からの光を用いて画像を投影する画像投影装置において、
装置本体が設置される設置面から前記光源よりも離れた位置に前記操作部が配置されており、
前記光源と前記操作部との間に、光源を冷却するための空気を流す流路を形成し、
前記光源の前記流路側に前記流路の空気を取り入れるための取り入れ口を設けたことを特徴とする画像投影装置。 - 請求項1の画像投影装置において、
前記光源の流路側以外の箇所に、光源を冷した後の空気が排気される排気口を設け、
一方の吸い込み口を前記排気口に対向するように、両側吸い込み型シロッコファンを配置したことを特徴とする画像投影装置。 - 請求項1または2の画像投影装置において、
前記光源と前記操作部との間に設けられ、画像投影装置本体に外気を吸気する吸気口と、前記吸気口から空気を取り込んで、前記光源に向けて空気を送る送風手段とが設けられており、
前記吸気口の少なくとも一部が、前記送風手段よりも前記操作部側に位置することを特徴とする画像投影装置。 - 請求項3の画像投影装置において、
前記送風手段の送風面を、前記取り入れ口に対向させたことを特徴とする画像投影装置。 - 請求項1乃至4いずれかの画像投影装置において、
光源に電力を供給する電源装置を前記流路に配置し、
前記光源から排気された空気を、前記光源からの光を用いて画像を生成する画像生成手段の熱を放熱する放熱手段へ流す排気流路を有することを特徴とする画像投影装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012257575A JP2014106288A (ja) | 2012-11-26 | 2012-11-26 | 画像投影装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012257575A JP2014106288A (ja) | 2012-11-26 | 2012-11-26 | 画像投影装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014106288A true JP2014106288A (ja) | 2014-06-09 |
Family
ID=51027857
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012257575A Pending JP2014106288A (ja) | 2012-11-26 | 2012-11-26 | 画像投影装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014106288A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9713282B2 (en) | 2014-06-23 | 2017-07-18 | Ricoh Company, Ltd. | Cooling apparatus, image projection apparatus, and electronic device |
JP2018097218A (ja) * | 2016-12-14 | 2018-06-21 | 株式会社ユニバーサルエンターテインメント | 遊技機、及び遊技用装置 |
JP2022154021A (ja) * | 2021-03-30 | 2022-10-13 | セイコーエプソン株式会社 | プロジェクター |
-
2012
- 2012-11-26 JP JP2012257575A patent/JP2014106288A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9713282B2 (en) | 2014-06-23 | 2017-07-18 | Ricoh Company, Ltd. | Cooling apparatus, image projection apparatus, and electronic device |
JP2018097218A (ja) * | 2016-12-14 | 2018-06-21 | 株式会社ユニバーサルエンターテインメント | 遊技機、及び遊技用装置 |
JP2022154021A (ja) * | 2021-03-30 | 2022-10-13 | セイコーエプソン株式会社 | プロジェクター |
JP7272383B2 (ja) | 2021-03-30 | 2023-05-12 | セイコーエプソン株式会社 | プロジェクター |
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