JPH02130542A - 画像投影装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 開示技術は航空機や車輌の客至内や事務所、学校内で壁
面のスクリーン等へ液晶パネルに形成されたカラー画像
等を拡大して投影するコンパクトタイプの画像投影装置
の構造の技術分野に属する。

く要旨の概要〉 而して、この出願の発明は所定の樹脂製や金属製等の断
熱材により形成されている箱型等のケーシングの内部の
一側寄りにハロゲンランプ等の光源が設けられ、スクリ
ーン側の他側寄りには投影レンズが設けられ、該光源と
投影レンズの間には光源側に集光レンズが、そして投影
レンズ側には液晶パネル等の投影原画ユニットが介設さ
れ、ケーシング内部の該光源等による温度上昇を阻止す
るべく所定の冷却装置が併設されている画像投影装置に
関する発明でおり、特に、該ケーシングが系外に対して
密封式に形成され、該ケーシング内には熱吸収体が設け
られると共に、ケーシング外部には放熱体が設けられて
、該熱吸収体と放熱体との間にはヒートパイプ等の伝熱
体が連設して接続され、機構部を冷却して昇温防止する
と共に外部からの塵埃がケーシング内部の光学系機構部
に付着等されないようにされた機器機能が設計通りに常
に維持されるようにした画像投影装置に係る発明である
。

〈従来技術〉 周知の如く、市民社会、産業社会の科学技術に負うとこ
ろの飛躍的な向上は著しく目覚ましいものがおり、特に
、情報技術に負うところが極めて大であり、テレビ、コ
ンピュータ、ワープロ等の所謂０−Ａ技術に付与されて
いるところが著しく大であり、かかる光電技術の研究開
発は益々隆盛になり、所謂ハイテク化時代への突入は時
間の問題とさえなっている。

かかる情報化社会の躍進の中において、快適な市民生活
から学校、研究所、会社、工場等広い分野に亘り、テレ
ビ等のブラウン管方式の情報表示技術が益々拡充し、近
時に於いてはカラー画像による情報伝達を越えて立体画
像伝達技術の領域にさえ入ってきており、より高度で密
度の高い情報伝達が成されるようになってきている。

而して、これまで主流であったブラウン管表示の各種の
情報処理装置にあっては、当該ブラウン管が限られた表
示面積のみを有していることから、所謂対面方式の装置
機構とされ、情報処理者は一人、乃至、精々３人程度で
あり、不特定多数の研究者、事務処理要員等による情報
処理は著しく無理があり、所謂ビデオプロジェクタ方式
等も必ってスクリーン上に拡大投影する方式も案出はさ
れているが、明るさが不充分であり、又、重複投影のた
めに色ずれ等が避けられず、しかも、大重量の装置を用
いるために設置は勿論のこと、保守点検整備等も極めて
煩瑣であるという不都合さがあった。

これに代えて液晶パネルの急激な研究開発による発達に
伴い著しくコンパクトサイズの液晶テレビ等の情報伝達
処理装置がブラウン管方式の大型化技術に対して他方の
マイクロ化技術に貢献するようになり、液晶パネルの光
透過性を利用し、スクリーン上に、該液晶パネルに電子
駆動装置により形成される画像を拡大投影して不特定多
数の視聴者に同時に大量の情報を伝達する処理技術が開
発され、一方に於けるブラウン管方式テレビの所謂ハイ
ビジョン方式や高輝度テレビ方式等と両極化して発達す
る傾向にある。

そして、かかる液晶パネル等の光透過性を利用し、スク
リーン上にカラー画像やカラー立体画像を拡大投影する
方式が単に液晶パネルに電子駆動装置により、形成され
るカラー画像の拡大投影ばかりでなく、スライドプロジ
ェクタやカラー映画等の拡大投影技術にもフィードバッ
クされて新たな再利用が図られ、優れた研究開発も成さ
れて単に教Ｍ＠楽用ばかりでなく、機密情報、事務情報
処理伝達にも大きな貢献を成すようになってきている。

かかるカラー等の画像投影技術等に於いては、これまで
集積された精密技術、コンパクト技術等がフルに利用さ
れるようになってはいるが、他方において、新たな障害
等も生じるようになってきている。

即ち、かかる画像投影装置にあっては、所定のケーシン
グ内に充密状態に各種の電子装置や光学系機構部が集積
設置され、しかも、投影用のハロゲンランプ等の光源が
設置されているために気体流動空間も少なく、熱がこも
り易く、例えば、液晶パネルの昇温による機能変化や全
反射ミラーやダイクロイックミラーの歪み等も生じる虞
がおり、したがって、これに対処するに種々の冷却装置
が開発付設されるようになってきている。

即ち、第４図に示すこれまで開発されてきた、車輌の天
井に吊設したり、卓上に設置する液晶カラー画像投影装
置１に於いては、所定の樹脂製、或は、金属製のケーシ
ング２の一側寄りに全反射ミラー３、集光レンズ４を設
置し、その間にハロゲンランプ等の光源５を介装し、他
側寄りに投影レンズ６を図示しないスクリーンに対向し
て設置し、該投影レンズ６と集光レンズ４との間に集光
レンズとしてのフレネルレンズ７を前置した液晶パネル
８を設けて電子駆動装置９により所定のカラー画像を形
成させて、光源５からの透過光により、投影レンズ６を
介して、スクリーン上に拡大投影するようにされており
、ケーシング２内に於ける光源５による加熱昇温対策に
ついては消極的には集光レンズ４とフレネルレンズ７と
の間に熱線吸収フィルタ１０を介装させて液晶パネル８
に於ける昇温による機能劣化を防ぐようにする等し、更
に、積極的にはケーシング２の基部寄りに排風口１１を
又、底部の電子駆動装置９奇り側には、吸風口１２を設
けて排風口４側に設けた排風ファン１３を回転させて、
外気を吸風口１２から吸入し、ケーシング２内を循環さ
せて排風口１１から排出し、空冷による強制冷却を図り
、光学系や電子回路等の昇温を防止し機能低下の防止を
図るようにはしていた。

〈発明が解決しようとする課題〉 而して、冷却ファン１３等の冷却性能向上には吸入口１
２に付設する所定のガス冷却装置等により、ケーシング
２内の昇温を確実に防止し、初期機能維持を図ることが
出来るようにする降温対策は、ともかくの成績が得られ
るようにはなってぎているものの、吸風口１２、及び、
排風口１１を介しての外気のケーシング２内外の通風循
環が避けられないために、密閉された部屋内煙草の煙の
充満した状態や外気の塵埃が多く含有されている空気が
ケーシング２内を通過するために、これらの煙草の煙や
塵埃等がハロゲンランプや集光レンズ、投影レンズ、更
には、最も重要な液晶パネル、或いは、熱線吸収フィル
タ等に付着し、光の透過性を阻害したり、画像の鮮明度
を低下させたりする虞が生じ、結果的に設計通りの機能
がフルに発揮出来なくなるという不都合さが生ずる虞が
出てきた。

これに対処するには所定のタイミングで装置の分解点検
整備を行い、所定の部分をクリーニングする等の手段も
可能でおるが、狭隘な機構部のためこの作業が著しく煩
瑣でおるという不具合があり、特に、車輌の天井等に付
設した装置の態様の場合には取り付け、取り外しが甚し
く手間がかかり、正確な再組付けに不都合を来たし、更
に、拭き取り等による光学系の機構部に傷が付く等とい
う致命的な欠陥が生ずる虞もあり、更に、各機構部の取
り合い部の操作に熟練が要求され、光軸のずれ等も避け
ねばならず、湿気やカビ等の生ずる虞がある場合には、
頻繁に開放して検査すること等が出来ないというマイナ
ス点もめった。

〈発明の目的〉 この出願の発明の目的は上述従来技術に基づく高度に発
達の状態に必る光電技術に基づく液晶パネルに形成され
たカラ、−画像等のスクリーン上への投影装置の大気強
制循環による冷却の問題点を解決すべき技術的課題とし
、ケーシング内に於ける光電装置や電子駆動装置のコン
パクト化を図りながら、又、集積された技術の良さを充
分に生かしながら、そのうえ光源等による加熱昇温を確
実に防止し、そのうえ大気によるよごれや機構装置部分
のずれや傷発生を阻止し、確実に初期設計機能がフルに
発揮出来るようにして、情報産業に於ける光電技術利用
分野に益する優れた画像投影装置を提供せんとするもの
である。

〈課題を解決するための手段・作用〉 上述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とするこの出
願の発明の構成は前述課題を解決するために、航空機や
車輌の天井や事務至、研究所、教室等の机の上に、セッ
トされた画像投影装置により、前方の壁面等に設けられ
たスクリーンに対し、該画像投影装置のケーシング内に
設゛けられた投影原画ユニットの画像を拡大投影するに
際し、該ケーシング内の一側寄りに設けられたハロゲン
ランプ等の光源を点灯し、その光を投影レンズとの間に
設けた集光レンズを介して液晶パネル等の画像原画ユニ
ットに透過させ、投影レンズによりスクリーン上に拡大
投影させるようにし、この間経時的に該光源による発熱
等によってケーシング内が昇温し液晶パネルや全反射ミ
ラー、或いは、ダイクロイックミラ等の光学系に好まし
からざる度質や歪み等が生じるような虞がないように、
ケーシングを該ケーシング外に対し、密閉式に形成し、
該ケーシング内には銅に黒色材を塗布したような熱吸収
体をセットして発熱を吸収させ、該熱吸収体からケーシ
ング外に延設されているヒートパイプ等の伝熱体を介し
て、ケーシング外に導出されケーシング外の放熱面積の
大きな放熱体に供給させて、該放熱体に対しては、放熱
ファン等により、強制冷却がなされ、これによってケー
シング内の加熱昇温か防止され、光学系の各機構部や電
子回路等に支障が生ぜず、初期設計通りの機能が確実に
維持され、ケーシングが密封式であることにより、ケー
シング外からの、塵埃や湿気の侵入が阻止され、光学系
機構部や電子回路に付着せず、又、ケーシング内には乾
燥気体を予め密封しておくこにより、温度変化による該
光学系機構部や電子回路に露結現象等が生じないように
して常に機能が一定に保持され、保守点検整備等も必要
でなく、耐久性が向上し、コンパクトな画像投影装置の
利点がフルに発揮出来るようにした技術的手段を講じた
ものでおる。

〈実施例〉 次に、この出願の発明の実施例を第１乃至３図に基づい
て説明すれば以下の通りである。

尚、第４図と同一態様部分は同一符号を用いて説明する
ものとする。

第１図に示す実施例において、１′はこの出願の発明の
要旨の中心を成す画像投影装置であり、例えば、航空機
や新幹線の列車、或いは、自動車の冬至の天井、更には
、事務所、学校研究等の所定部位にセットされて図示し
ない壁面のスクリーンに所定のカラー画像を拡大投影す
るようにしたコンパクトタイプの態様で必り、側面視略
方形の所定材料製の断熱タイプのケーシング２′の内部
手前側には側面視、コの字型の銅製でおってその内側面
に黒色塗料が塗布された吸熱体のブラケット１５が設け
られ、その前方寄りには凹面鏡式の全反射ミラー３が形
成され、その前方の集光レンズ４との間にはハロゲンラ
ンプ等の光源５が介装されて該光源５の発熱を吸収する
熱吸収体を形成している。

又、ケーシング２′の前方の図示しないスクリーン寄り
には投影レンズ６が在来態様同様に設置されて、その手
前のケーシング２′の内部には、該ケーシング２′内に
予め密封されている乾燥空気を強制循環させるファン１
３′が設（プられている。

そして、ケーシング２′内の集光レンズ４側奇りには、
熱線吸収フィルタ１０、及び、フレネルレンズγを前置
した原画ユニットどしてのカラー液晶パネル８がセット
されて光源５からの光を透過させ、レンズ６を介して図
示しないスクリーン上に電子駆動装置９により形成され
たカラー画像を拡大投影することが出来るようにされて
いる。

而して、ケーシング２′の基部外側には所定金属製の多
孔性の放熱体１７が設けられてその下側には放熱を促進
するファン１３′が併設され、該放熱体１７と前記熱吸
収体１５との間には伝熱体としてのヒートパイプ１８が
接続されて光源５等により生じた発熱を該熱吸収体１５
から放熱体１７に熱伝導させて放熱し、冷却することが
出来るようにされている。

上述構成において、冷却ファン１３′、及び、循環ファ
ン１３１を稼動させて、電子駆動装置９により原画ユニ
ットとしての液晶パネル８にテレビ番組やビデオによる
所定のカラー画像を形成させて光源のハロゲンランプ５
を点灯すると、該光源５からの光は集光レンズ４により
コンデンサ作用を受けて熱線フィルタ１５を通り、フレ
ネルレンズ７を通って液晶パネル８の画像を拾い投影レ
ンズ６を介して、図示しない前方のスクリーン上に拡大
画像を投影する。

而して、この間先述した如く、経時的に光源５の発熱、
及び、液晶パネル８の昇温等により、ケーシング２′内
は加熱昇温されるか、集光レンズ４からの光による熱は
熱線吸収フィルタ１２より吸収され、又、光源５からの
発熱は熱吸収体１５により、吸収されヒートパイプ１８
を介し、放熱体１７に熱伝達されて冷却ファン１３′　
による送風により強制冷却され、ケーシング２′内の昇
温は阻止される。

、そして、ケーシング２′の内に予め密封された乾燥空
気は循環ファン１３’により、該ケーシング２′内を循
環するために、熱吸収体１５に吸収されてヒートパイプ
１８を介し放熱体１７により放熱冷却され、したがって
、ケーシング２′内の各光学系の機構部、及び、電子駆
動装置９の昇温は阻止され、昇温による機能低下や変質
や歪みが防止され、又、外気は全くケーシング２′内に
侵入しないために、これらによるゴミや煙草の付着、或
いは、これを除去するためのクリーニング作業による傷
の発生や光軸ずれ等の不都合さは全く阻止されることが
出来、常に、初期設計組み付は通りの機能が維持されて
正確なカラー画像のスクリーンへの拡大投影が維持され
る。

勿論、予めケーシング２′内に封入しておいた乾燥空気
は温度変化等による光学系の機構部や電子駆動装＠９に
対する結露等の作用は全く生じさせない。

次に、第２図に示す実施例においては、原画ユニットと
しての液晶パネル８’　　　８’　　　８’に対する色
別の通過反射を成すグイクロイックミラー２０．２０’
　、２０’　、　２０’　、及び、全反射ミラー１９．
１９．１９を所定の光路を辿るように配列し、光源５側
に集光レンズ４を、前方寄りに投影レンズ６を配設し、
光源のハロゲンランプ５の背部に全反射ミラー３を有す
る黒色銅製の熱吸収体１５′を配し、ケーシング２′の
後部に設けられた多メツシュの放熱体の金属製の網体１
７′　と熱吸収体１５′　との間に銅の線材束１８′を
接続させて伝熱体とした態様でおり、ケーシング２′内
には予め密封した乾燥空気に対する循環ファン１３′を
配設し、その秦する実質的な作用効果は上述実施例と変
りはないものでおる。

又、第３図に示す実施例は、ケーシング２′の内部底部
に密封乾燥空気に対する循環ファン１３’が設けられて
はいるが、光源５の上部に開口して設けられた排風口１
１′　と液晶パネル８の下部に開口して設けられた吸風
口１２′　との間には系外に対して、ケーシング２′を
密封状態に保持する伝熱体としての管体１８１が配設さ
れ、その中途には、熱交換式の冷却装置１７’が放熱体
として介装された態様であり、実質的にケーシング２′
の内外は遮断されて該ケーシング２′内は密封状態にさ
れて外部の湿気や塵埃等の侵入は阻止され、循環ファン
１３１により、循環される内部密封乾燥気体は管体１８
′を介して放熱体としての冷却装置１７’を通過するプ
ロセスで強制冷却されてケーシング２′内を冷却し、昇
温を防止し各光学系の機構部や電子駆動装置９の機能を
設計通りに維持することが出来るようにされた態様であ
り、実質的に上述各実施例の秦する作用効果と変わりは
ないものである。

尚、この出願の発明の実施態様は上述実施例に限るもの
でないことは勿論でおり、原画ユニットはスライドプロ
ジェクタ方式のものでも映画フィルムでもよく、熱吸収
体と放熱体、及び、両者を接続する伝熱体は他の機構に
する等種々の態様が採用可能である。

〈発明の効果〉 以上、この出願の発明によれば、基本的に航空機や新幹
線の車輌の天井や自動車の至内天井、或いは、研究所、
会社工場、学校等の部屋の机の上にセットするコンパク
トタイプの画像投影装置にセットされた液晶パネル等の
原画ユニットに形成される画像を光源レンズを介し、ス
クリーンに拡大投影する場合の発熱体となるハロゲンラ
ンプ等の光源によるケーシング内の加熱昇温が熱のみの
内外循環系路での放熱冷却により避けられるために、液
晶パネル等や電子駆動装置等の耐熱状態が好ましくない
機構部に対する熱影響が阻止され、設計通りの画像投影
機能が維持されるという優れた効果が秦される。

又、頻繁にケーシングを開放して、光学系や電子駆動機
構等を保守点検せずども良いために、作業が簡単でおり
、又、これらの機構部に対する傷発生が阻止され、光軸
ずれ等が防止され一定機能が常に安定して保持されると
いう優れた効果が秦される。

そして、ケーシング内に密封乾燥空気を封入することに
より、結露現象等も生ぜず、外部からの塵埃の侵入によ
る付着も避けられるという効果がおる。

そして、天井に吊設する等のセット内容態様が変更され
ずに済むことから、最適のセット状態が保持出来る効果
もある。

この様に、メンテナンスが殆ど要らず、そのため、初期
組み付けが自由である効果もあり、耐久性も向上すると
いう効果が奏される。

又、ケーシング内部に設ける熱吸収体に対し伝熱体を介
しての放熱体をケーシングの外部に設けることが出来る
ために、確実にケーシングが冷却されるのみならず設計
の自由度があり、組み付けもし易いという効果があり、
ケーシング内の機構部のコンパクト化が促進出来る利点
もある。

【図面の簡単な説明】

第１乃至第３図はこの出願の発明の詳細な説明図であり
、第１図は１実施例の概略断面図、第２．３図は他の実
施例の概略断面図、第４図は従来技術に基づく画像投影
装置の断面図である。 １７・・・冷却装置、 １５・・・熱吸収体、 １′・・・画像投影装置、

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）ケーシング内の一側寄りに光源が、他側寄りに投
   影レンズが、そして両者間に投影原画ユニットが介設さ
   れ、更に、冷却装置が該ケーシングに併設されている画
   像投影装置において、上記ケーシングが系外に対して密
   封式に形成され、該ケーシング内には吸熱体が設けられ
   、一方ケーシング外には放熱体が設けられ、両者間に伝
   熱体が連設されていることを特徴とする画像投影装置。
2. （２）上記ケーシング内に乾燥気体が封入されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の画像投影装
   置。
3. （３）上記伝熱体が熱伝導金属体にされていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の画像投影装置。
4. （４）上記伝熱体が密封気体循環管体にされていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の画像投影装
   置。
5. （５）上記投影原画ユニットが液晶パネルにされている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の画像投
   影装置。