JP4893933B2 - プロジェクタ - Google Patents

Description

本発明は、ビデオ信号等の画像情報に基づいて画像を投影するプロジェクタ装置に関するものである。

今日、パーソナルコンピュータの画面やビデオ画像、更にメモリカード等に記憶されている画像データによる画像等をスクリーンに投影する画像投影装置としてのデータプロジェクタが多用されている。

このデータプロジェクタは、メタルハイランドランプや超高圧水銀ランプ等の小型高輝度の光源装置を内蔵し、この光源から射出された光をＤＭＤと呼ばれるマイクロミラー表示素子、又は、液晶板に集光させ、スクリーン状にカラー画像を表示させるものである。

このようなプロジェクタは近年小型化されており、プロジェクタ筐体の小型化に応じて光源装置の小型化も進んでおり、又、光源装置からの射出光を効率よく利用するため多くの発明が提案されている。

例えば、特開平１０−１７１３６２号公報（引用文献１）では、光源装置の有する開口部に従来はルーバを形成することにより光が漏れるのを防いでいたが、ルーバの変わりにランプシェードを設けることで光の遮光を行った発明が提案されている。この発明においては、従来ルーバを用いて遮光していたときと比較して遮光の効率が上がり、且つ、冷却風の通りが良くなったため、冷却効率が向上したものである。
又、特開２００４−１７０５４１号公報（引用文献２）では、光源装置を仕切り板により筐体内で区画し、光源装置と筐体の上面板や下面板との間に冷却用の空気流路を設けることにより、光源装置を冷却する提案がなされている。
特開平１０−１７１３６２号公報 特開２００４−１７０５４１号公報

しかし、近年のプロジェクタは小型化、且つ、薄型化傾向にあるが、放電ランプを用いた高輝度の光源装置は、放電ランプが１，０００℃近い高温となるため、筐体内で光源装置を十分に冷却するための空間を形成することが困難であり、筐体内の温度上昇が発生し、他の機器や投影画像に影響を及ぼすことがあった。

本発明は上述したような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、薄型のプロジェクタの筐体内で冷却用の空間を充分にとることができ、冷却効率が高いプロジェクタを提供することを目的とする。

本発明のプロジェクタ(10)は、略直方体形状の筐体を備え、制御部（38）と光源装置(63)と、光学系や表示素子(51)を備える光学系ユニット(77)と、冷却ファン(110)とを内蔵し、冷却ファン(110)の吐出口(113)と接続した隔壁により排気側空間室(122)と吸気側空間室(121)とに前記筐体の内部が区画され、排気側空間室(122)の内部には光源装置(63)を有し、排気側空間室(122)の上部は、上部断熱ケース(125)と上部区画板(126)とにより覆われて、上部断熱ケース(125)と光源装置(63)の間、及び、上部断熱ケース(125)と上部区画板(126)の間、更に、上部区画板(126)と前記筐体の上面板(11)の間に冷却用の空間を有し、上部断熱ケース(125)は、冷却ファン(110)の吐出口(113)近傍から光源装置(63)の直上にまで至る方形状の空気流入口(151)を備え、当該空気流入口(151)の光源装置(63)の直上の位置には、上部断熱ケース(125)の厚みよりも薄い金属製の薄板(152)が、上部断熱ケース(125)の上側から空気流入口(151)の一部を塞ぐように配置されているものである。

又、筐体の上面板(11)の内面には、熱拡散用のアルミシート(161)が貼付されている場合がある。

そして、上部断熱ケース(125)は、上面側に複数のスペーサー(157)を備え、上部区画板(126)との距離を一定以上に保持しているものである。
又、上部断熱ケース(125)と上部区画板(126)との間には、クッション材等の押圧材(153)が配置され、上部区画板(126)を押圧することにより上部断熱ケース(125)が押圧固定されており、又、上部断熱ケース(125)が温度センサ(154)を備え、当該温度センサ(154)も同様に押圧材(153)により押圧固定されていることもある。

本発明によれば、薄型のプロジェクタの筐体内で冷却用の空間を多層として、断熱及び冷却効率が高いプロジェクタを提供することができる。

本発明を実施するための最良の形態のプロジェクタ10は、略直方体形状の筐体を備え、制御部38と、光源装置63と、光源側光学系や投影側光学系62及び表示素子51を備える光学系ユニット77と、冷却ファン110とを内蔵し、冷却ファン110の吐出口113と接続した隔壁により排気側空間室122と、吸気側空間室121とに筐体の内部が区画されて、排気側空間室122の内部には光源装置63を有し、排気側空間室122の上部は、上部断熱ケース125と、上部区画板126とにより覆われて、上部断熱ケース125と光源装置63の間、及び、上部断熱ケース125と上部区画板126の間、更に、上部区画板126とプロジェクタ筐体の上面板11の間に冷却用の空間を有しているものである。

又、筐体の上面板11の内面には、熱拡散用のアルミシート161が貼付されており、更に、上部断熱ケース125は、冷却ファン110の吐出口113近傍から光源装置63の直上までに至る方形状の空気流入口151を備え、当該空気流入口151の光源装置63の直上の位置には、上部断熱ケース125の厚みよりも薄い金属製の薄板152が、上部断熱ケース125の上側から空気流入口151の一部を塞ぐように配置されている。

そして、上部断熱ケース125は、上面側に複数のスペーサー157を備え、上部区画板126との距離を一定以上に保持しているものである。
又、上部断熱ケース125と上部区画板126との間には、クッション材等の押圧材153が配置され、上部区画板126を押圧することにより上部断熱ケース125が押圧固定されており、又、上部断熱ケース125が温度センサ154を備え、当該温度センサ154も同様に押圧材153により押圧固定されていることもある。

以下、本発明の実施例を図に基づいて詳説する。本発明の一つの実施例に係るプロジェクタは、図１に示すように、略直方体形状であって、本体ケースの前方の側板とされる前面板12の側方に投影口を覆うレンズカバー19を有すると共に、この前面板12には複数の排気孔17を設けている。更に、図示しないがリモートコントローラからの制御信号を受信するＩｒ受信部を備えている。

又、本体ケースである上面板11にはキー／インジケータ部37を設けるものであり、このキー／インジケータ部37には、電源スイッチキーや電源のオン又はオフを報知するパワーインジケータ、光源装置のランプを点灯させるランプスイッチキー及びランプの点灯を表示するランプインジケータ、光源装置等が過熱したときに報知をする過熱インジケータ等のキーやインジケータを設けるものである。

更に、本体ケースの背面には、背面板にＵＳＢ端子や画像信号入力用のＤ−ＳＵＢ端子、Ｓ端子、ＲＣＡ端子等を設ける入出力コネクタ部及び電源アダプタプラグ等の各種端子20を設けているものである。

尚、図示しない本体ケースの側板である右側板14、及び、図１に示した側板である左側板15の下部近傍には、各々複数の吸気孔18を設けているものである。

そして、このプロジェクタ10の制御回路は、図２に示すように、制御部38、入出力インターフェース22、画像変換部23、表示エンコーダ24、表示駆動部26等を有するものであって、入出力コネクタ部21から入力された各種規格の画像信号は、入出力インターフェース22、システムバス（ＳＢ）を介して画像変換部23で表示に適した所定のフォーマットの画像信号に統一するように変換された後、表示エンコーダ24に送られるものである。

又、表示エンコーダ24は、送られてきた画像信号をビデオＲＡＭ25に展開記憶させた上でこのビデオＲＡＭ25の記憶内容からビデオ信号を生成して表示駆動部26に出力するものである。

そして、表示エンコーダ24からビデオ信号が入力される表示駆動部26は、送られてくる画像信号に対応して適宜フレームレートで空間的光変調素子（ＳＯＭ）である表示素子51を駆動するものであり、光源装置63からの光を光源側光学系を介して表示素子51に入射することにより、表示素子51の反射光で光像を形成し、投影側光学系とする投影系レンズ群を介して図示しないスクリーンに画像を投影表示するものであり、この投影系レンズ群の可動レンズ群97は、レンズモータ45によりズーム調整やフォーカス調整のための駆動が行われるものである。

又、画像圧縮伸長部31は、画像信号の輝度信号及び色差信号をＡＤＴＣ及びハフマン符号化等の処理によりデータ圧縮して着脱自在な記録媒体とされるメモリカード32に順次書き込む記録処理や、再生モード時はメモリカード32に記録された画像データを読み出し、一連の動画を構成する個々の画像データを1フレーム単位で伸長して画像変換部23を介して表示エンコーダ24に送り、メモリカード32に記憶された画像データに基づいて動画等の表示を可能とするものである。

そして、制御部38は、プロジェクタ10内の各回路の動作制御を司るものであって、ＣＰＵや各種セッティング等の動作プログラムを固定的に記憶したＲＯＭ及びワークメモリとして使用されるＲＡＭ等により構成されている。

又、本体ケースの上面板11に設けられるメインキー及びインジケータ等により構成されるキー／インジケータ部37の操作信号は、直接に制御部38に送出され、リモートコントローラからのキー操作信号は、Ｉｒ受信部35で受信され、Ｉｒ処理部36で復調されたコード信号が制御部38に送られるものである。

尚、制御部38にはシステムバス（ＳＢ）を介して音声処理部47が接続されており、音声処理部47はＰＣＭ音源等の音源回路を備え、投影モード及び再生モード時には音声データをアナログ化し、スピーカ48を駆動して拡声放音させることができるものである。

又、この制御部38は、電源制御回路41を制御するものであり、ランプスイッチキーが操作されると電源制御回路41により光源装置の放電ランプ64を点灯させ、更に、冷却ファン駆動制御回路43には、光源装置等に設けた複数の温度センサによる温度検出を行わせて、冷却ファンの回転速度を制御させ、又、タイマー等により光源装置のランプ消灯後も冷却ファンの回転を持続させるものであり、更に、温度センサによる温度検出の結果によっては光源装置を停止してプロジェクタ本体の電源をＯＦＦにする等の制御も行うものである。

そして、これらのＲＯＭ、ＲＡＭ、ＩＣや回路素子は、図３に示す主制御基板としての制御回路基板103に取付けるものであり、電力系の電源制御回路41はランプ電源回路ブロック101に組み込み、制御系の主制御基板とした制御回路基板103と電力系のランプ電源回路ブロック101等を取付ける電源制御回路基板102とを分けて形成しているものである。

又、このプロジェクタ10の内部構造は、図３に示したように、ランプ電源回路ブロック101等を取付けた電源制御回路基板102を右側板14の近傍に配置し、筐体内を区画用隔壁120により背面板13側の吸気側空間室121と前面板12側の排気側空間室122を気密に形成し、この吸気側空間室121にシロッコファンタイプのブロア110を冷却ファンとして背面板13の近傍で底面板上に配置し、排気側空間室122にブロア110の吐出口113を配置している。

更に、図４に示すように、排気側空間室122内に光源装置63を配置し、左側板15に沿って光学系ユニット77を配置し、照明側ブロック78と、画像生成ブロック79と、投影側ブロック80とで構成する光学系ユニット77の照明側ブロック78を排気側空間室122に開口連通させて光学系ユニット77の一部が排気側空間室122に位置するように配置し、排気側空間室122の前面板12に沿って排気温低減装置114を配置している。

又、プロジェクタ10の底面板16は光源装置63を挿入可能な開口部を有しており、光源装置63は、この開口部から排気側空間室122内に挿入され、ランプカバーにより底部から固定されている。つまり、光源装置63は底面板16の開口部から交換可能となっている。

そして、光学系ユニット77は、図４、図５に示すように、光源装置63の近傍に位置する照明側ブロック78と、画像生成ブロック79と、投影側ブロック80との３つのブロックから構成されており、照明側ブロック78には、光源装置63から射出された光をカラーホイール71に反射する第１反射ミラー72と、赤色光、緑色光、青色光とするカラーフィルタを周囲に設けてホイールモータ73により回転されるカラーホイール71と、カラーホイール71のフィルタを透過した光を均一な強度分布の光束とするライトトンネル75を備えている。又、図４に示したように、ライトトンネル75を貫通させるように区画用隔壁120と接続する照明側ブロック用隔壁127を備えている。

又、画像生成ブロック79は、ライトトンネル75から射出された光の向きを変更する第２反射ミラー74と、この第２反射ミラー74により反射した光を表示素子51に集光させる複数枚のレンズで形成した光源側レンズ群83及び光源側レンズ群83を透過した光を表示素子51に所定の角度で照射する照射ミラー84等を有し、更に、表示素子51とするＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）や、この表示素子51を保持する表示素子ユニット等を備えている。そして、この表示素子51の背面板13側には表示素子51を冷却するための表示素子冷却装置53が配置されている。

更に、投影側ブロック80は、表示素子51で反射されて画像を形成する光をスクリーンに放出する投影側光学系62のレンズ群を有しており、投影側光学系62としては、固定鏡筒に内蔵する固定レンズ群93と可動鏡筒に内蔵する可動レンズ群97とにより構成し、ズーム機能を備えた可変焦点型レンズとしているものであり、レンズモータにより可動レンズ群97を移動させてズーム調整やフォーカス調整を可能としているものである。

又、光学ユニット77と左側板15との間には投影側光学系のズームや焦点調整等を制御する光学系制御基板86が配置されており、この光学系制御基板86が可動鏡筒や可動レンズ群97の動作を制御することで、ズーム機能や焦点調整が可能となるものである。

又、照明側ブロック78と投影側ブロック80は、両ブロックの間に冷却用の空気流路となる間隙128を形成するように隣接させて配置しており、夫々のブロックの一部には外壁を備えている。又、画像生成ブロック79は、照明側ブロック78と投影側ブロック80を接続しており、光学系ユニット77は、照明側ブロック78の光軸と投影側ブロック80の光軸を平行として全体ではコの字型の形状となっている。更に、光学系ユニット77の高温となる照明側ブロック78の外壁は、熱伝導を減らすために樹脂等のように熱伝導率の低い断熱部材を用いて形成されている。

尚、アルミ等のように重量が軽く熱伝導が高い金属を用いて照明側ブロック78の外壁を形成し、照明側ブロック78の熱を外部に放熱させる構成とする場合もある。
又、照明側ブロック78の照明側ブロック用隔壁127は、ライトトンネル75近傍の上部に空気流路となる切抜き129を有している。

そして、光源装置63は、図６〜図１０に示すように、内面に反射面とする反射膜を有し前方に前面開口部131を有したリフレクタ65と、このリフレクタ65の内部に内蔵するハロゲン等を用いた放電ランプ64とを有し、リフレクタ65の前面開口部131の先端部には、リフレクタ65の内部に冷却用の空気が流入可能な開口部を有したレンズ固定部材144が配置され、このレンズ固定部材144に光源レンズ132が固定されている。

又、このリフレクタ65は、断面が略半楕円形状で上下に切り口を平行な平面とする上切り込み部133と下切り込み部134を形成することにより薄型としている。更に、リフレクタ65の奥部に放電ランプ64を固定するランプ固定部135を有し、このランプ固定部135の周縁には、冷却用の空気流路となる間隙が形成されており、放電ランプ64の後方側の端部には電力を供給するリード線143が接続されている。又、このリード線143はプロジェクタ10の電力供給部に接続するコネクタ136に接続している。

そして、上切り込み部133と下切り込み部134には光や熱の漏れを遮断するための上部遮光板137と下部遮光板138を固定している。この上部遮光板137は、図７に示すように、レンズ固定部材144の上面側の開口部からリフレクタ65の上切り込み部133までを覆っており、後述する防爆フィルタ139を係止するための防爆フィルタ固定部140を備え、放電ランプ64からの光を遮光している。

又、下部遮光板138は、図９及び図１０に示すように、レンズ固定部材144の底面側から下切り込み部134までを塞いで更に後方に延びており、放電ランプ64からの光を遮光している。又、図８に示したように、プロジェクタ筐体に光源装置63を固定したときに、ランプカバーと光源装置63との間に冷却用の空気流路を形成するための段差141が形成されている。

この上下の遮光板137、138は放電ランプ64の光が直に照射するため非常に高温となり、このため熱伝導率の悪い金属を用いると金属板が変形してしまうといった問題点があった。そこで本実施例においては、アルミ材や銅等の熱伝導率の良い金属を用いて形成することで変形を防止している。

更に、下部遮光板138とリフレクタ65の間には、メッシュ状の保護板142が配置されており、この保護板142は防爆フィルタ139等を固定するため、鉄等の剛性体を用いて形成されている。又、この保護板142は、光源装置63を交換するとき等に、高温となるリフレクタ65に直接触れるのを防止することもできるものである。

そして、レンズ固定部材144の開口部の近傍と、ランプ固定部135の周縁に形成された間隙の近傍には、放電ランプ64が爆発した時にガラス等が外部へ飛び出すのを防止するための網目状の防爆フィルタ139が配置されている。そして、この防爆フィルタ139は、上部遮光板137の防爆フィルタ固定部140と保護板142に係止されているものである。

又、放電ランプ64は、図１０に示すように、球形状の発光部と、発光部の外面の対称の位置には発光部の中心を通る同軸上に取り付けられた２つの封止部である第一封止部及び第二封止部を備え、第一封止部の端部には電極となるランプ口金を有しており、第二封止部の端部にはリード線143が取り付けられ、コネクタ136を介してランプ電源回路に接続されている。

そして、この光源装置63等を冷却する冷却ファンとしてのブロア110は、図３に示したように、中心部に吸込み口111を有し、吐出口113は略正方形断面であって、区画用隔壁120と照明側ブロック用隔壁127に接続され、区画用隔壁120と照明側ブロック用隔壁127によって区画された排気側空間室122にブロア110からの排風を排出するものであって、ブロア110の吸込み口111の近傍には制御回路基板103が配設されるものである。

又、区画用隔壁120は、図３〜図５に示したように、各種光学系や各種基板等のように比較的低温の装置が配置される吸気側空間室121と、光源装置63のように高温となる装置及び光源装置63の近くに配置される第１反射ミラー72やカラーホイール71等の光源部を配置する排気側空間室122とに区画している。

この区画用隔壁120は、それぞれ板状の第１隔壁123、第２隔壁124より構成されており、更に、図１４に示すように、上部断熱ケース125と、上部区画板126とで気密の排気側空間室122の上部を多層としている。
そして、第１隔壁123は、ブロア110の吐出口113からの排気風の一部を、光学系ユニット77の光源装置63の近傍に配置され高温となる照明側ブロック78に誘導するための隔壁であり、ブロアの空気吐出口113から背面板15に向かって斜めに任意の長さ斜設し、光学系ユニット77における照明側ブロック用隔壁127の端部と接続している。この第１隔壁123には、図示しないが、ブロア110の吐出口113からの排出空気が直接カラーホイール71に当たるように通気孔やスリットが形成されている。

又、第２隔壁124は、ランプ電源回路ブロック101等の回路や各種部材と前面板12との間に空間を作るための隔壁であり、ブロアの空気吐出口113から前面板12に向かって右斜め方向に任意の長さ斜設し、この端部から前面板12と平行に右側面14に向かって右側面14近傍まで延設し、最後にこの端部から右側面14と平行に前面板12に接続した略鉤型形状である。尚、第２隔壁124の形状は排気側空間室121の高温な排気を前面板12の全体に分散するためのものである。

又、上部断熱ケース125は、排気側空間室122の上部全体を覆うものであり、図１１、図１２に示すように、排気側空間室122の上部の形状と略同一の形状に形成されている。そして、上面側にはこの上部断熱ケース125の上に積層する上部区画板126との間を一定以上に保つためのスペーサー157が複数形成されている。又、プロジェクタ10の正面板12側に位置する辺を除く周縁には、上部区画板126を支持し、且つ、排気側空間室122の隔壁に係止する周縁壁159を有している。この周縁壁159の上端は、断面がＬ字型に形成されており、上部区画板126との距離を一定に保ちつつ上部区画板126を係止可能としている。

又、光源装置63の近傍の位置には、ブロア110からの排気が上部断熱ケース125の上部へ流入可能とする空気流入口151となる方形状の開口部を形成しており、この空気流入口151の前面板12側は、上部断熱ケース125の上面にステンレス材等で形成された薄板152を取付けて空気流入口151の一部を塞いでいる。この薄板152の厚みは、上部断熱ケース125の厚みより薄く形成されている。更に、中央近傍には位置支持用小孔155が形成されており、前面板12側の端部には各種部材との間隙を埋めるためのパテ158が配置されている。

そして、この上部断熱ケース125は、図１３〜図１６に示すように、光源装置63の上部遮光板137との間に空気流路となる冷却用の空間を形成するように配置されており、空気流入口151から流入した空気が光源装置63の上部遮光板137を冷却する。又、上部断熱ケース125は、ブロア110の吐出口113近傍の位置から光源装置63の直上に至るまで空気流入口151を形成し、この空気流入口151の光源装置63の直上に上部断熱ケース125の厚みより薄いステンレス材等で形成した薄板152を配置することで、上部断熱ケース125のみで冷却用の空間を形成する場合よりも、両部材の厚みの差分だけ広い空間を光源装置63の直上に形成することができ、冷却効率を高くすることができる。

更に、上部断熱ケース125の正面板12側の端縁は後述する排気温低減装置114へ気密に取付けられており、排気側空間室122から外部に排気される高温の空気が排気温低減装置114を必ず通過するように形成しているものである。

又、上部区画板126は上部断熱ケース125の周縁に形成された周縁壁159のＬ字部上に配置されており、上部断熱ケース125上に取付けられた複数のスペーサー157により一定以上の距離を保った状態で、上部断熱ケース125との間に空気流路となる空間を保持して配置されている。又、この上部区画板126も、図１６に示すように、上部断熱ケース125と同様に、プロジェクタ10の上面板11の裏面に形成された位置支持用突起156が貫通する位置支持用小孔155が形成されており、上部断熱ケース125と上部区画板126の配置位置のズレを防止している。更に、上部区画板126の正面板12側は正面板126と接続している。

そして、上部断熱ケース125は、金属等の熱伝導率の高い固定具を用いると固定具の周縁が高温となり、固定具の周縁が焼け付いてしまうことがあるので、このような焼け付きを防止するため、シリコン材等のクッションで形成された押圧材153を上部断熱ケース125と上部区画板126の間の任意の位置に複数配置し、上部区画板126を押圧することで上部断熱ケース125を固定する形状としている。

又、この上部断熱ケース125の上面側には異常な高温を関知する温度センサ154等が配置されており、このような温度センサ154を取り付ける際にも金属等の熱伝導率の高い固定具を用いずに、シリコン材等のクッション材で形成された押圧材153を用いて固定している。

更に、上部区画板126も上部断熱ケース125と同様に金属等の固定具を用いずに、上面板と上部区画板126の間にシリコン材等のクッション材で形成された押圧材153を配置し、この押圧材153で上部区画板126を押圧することで固定している。

又、プロジェクタ筐体の上面板11の裏面側である内面にはアルミシート161が貼付されている。このようにアルミシート161を貼付することにより、光源装置63の近傍の高温の熱を上面板11の全体に分散して上面板11の温度を均一に保つことができるものである。

尚、第１隔壁123と、第２隔壁124は、光学系ユニット77と同様に樹脂等の断熱部材を用いている。これにより排気側空間室122内の光源装置63が発する高熱が吸気側空間室121に漏れるのを防ぐことができる。

又、排気側空間室122内の前面板近傍には排気側空間室122内の排気温を低減して外部に放出する排気温低減装置114を備えている。この排気温低減装置114は、熱伝導性部材であり、本実施例では内壁に毛細管構造を持ち内部が真空の金属パイプに純水、パーフルオロカーボン等の作動液が密封されている熱伝導部材115としてのヒートパイプと、複数枚のフィン116を用いており、前面板12と平行に前面板12の近傍に配置している。

この排気温低減装置114は、板状体であるフィン116を複数枚平行に配置して、このフィン116の略中心を長い棒状の熱伝導部材115が貫通して複数枚のフィン116を接続した形状である。つまり、熱伝導部材114は板状で複数枚からなるフィン116の板面に共通して接触している

このようにフィン116を熱伝導部材115に取付けることにより、フィン116で吸収した熱を熱伝導部材115に逃すことができ、排気温低減装置114の全体で均一の温度に保つことができる。

又、この排気温低減装置114は、光源の傍に位置して高温の排熱風が流れる高温部及びその近傍と当該高温部から離れた位置とで流体抵抗に差を設けている。具体的には、高温となる光源装置63の近傍ではフィン116の配置間隔を密にして空気の流出を低く抑え、逆に光源装置63から離れるに従って徐々にフィン116の配置間隔を広くしていくことにより空気の流出を徐々に高くしている。

このような構成とすることにより、配置間隔が密になっている高温部では、空気を外部に排気しにくくなるため排気の風速が遅くなり、これによりフィン116で十分に吸熱でき、熱伝導部材115の吸熱効率が高くなる。一方、配置間隔を広くしている高温部から離れた位置では排気の風速が速くなるため、外部に排気しやすくなる。

このため高温部の排気に含まれる熱が熱伝導部材に吸熱され、高温部から離れた位置で排気風に放熱され、排気風全体に熱を分散して均一化することにより、投影口側に高温の排気が大量に排出されることを防止できると共に、フィン116の配置間隔を光源装置63から離れるに従って徐々に広くしているため、光源装置63近傍から光源装置63と離れた位置に向かって空気が流れるようになり、排気温低減装置114の全体を効率よく利用して排気温を低く抑えることができる。

次に、プロジェクタ10内の空気の流れについて述べる。図１７に示すように背面板13には、表示素子51が位置する場所の後方部分に吸気孔18を設け、背面板13と表示素子51を有する光学系ユニット77との間で空気の流通路を形成し、背面板13に設けた吸気孔18及び左側板15の後方に設けた吸気孔18から吸い込まれる外気を背面板13に沿ってブロア110方向に流すようにしている。

そして、制御回路基板103は２枚の制御基板としてこの２枚の制御回路基板103の間や２枚の制御回路基板103の上方又は下方において、制御回路基板103に沿って流れる空気がブロア110の吸込み口111に吸い込まれるようにしている。

従って、このブロア110のファンを回転させると、冷却ファンとしたブロア110は周辺の空気を吸込み口111より吸い込み、プロジェクタ10内部のブロア110周辺の空気を吸い込むことにより、プロジェクタ10の筐体の側板に設けた多数の吸気孔18からプロジェクタ10の内部に外気を吸い込むことができるものである。

そして、左側板15や背面板13に設けた吸気孔18から吸い込まれる外気の一部は、表示素子放熱板53を冷却するように背面板13と光学系ユニット77との間の空気流通路を流れ、制御回路基板103に沿って制御回路基板103の上面や下面及び制御回路基板103の相互間の空間を通ってブロア110の吸込み口111に吸い込まれる。又、左側板15の吸気孔18から吸気されたその他の外気は光学ユニット77を冷却する。

又、光学系ユニット77の近傍での空気の流れは、左側板15の吸気孔18から吸気された空気の一部は光学系ユニット77と底面板16の間の空間を流れると共に、照明側ブロック78と投影側ブロック80の間の間隙128に流れ込み、照明側ブロック78の高温の熱が投影側ブロック80に伝わることを防止する。又、間隙128に流れ込んだ空気は切抜き129より筐体内の吸気側空間室121に流れ込み、更に、ブロア110の吸い込み口111に吸気されて排気側空間室122に排気される。

又、右側板14の吸気孔18からプロジェクタ10の内部に吸い込まれる外気は、一部はランプ電源回路ブロック101等の周囲を通って電源回路基板102を冷却しながら制御回路基板103に至り、制御回路基板103に沿って流れるようにしてブロア110の吸込み口111に吸い込まれる。尚、残りの吸い込まれた外気は第１隔壁121に沿って流れブロア110の吸込み口111に吸い込まれる。

そして、排気側空間室122に吹き出されるブロア110の排気は、一部がカラーホイール71に沿って流れ、大部分は高温となった光源装置63の周囲に流れる。又、光源装置63の周囲を流れる空気の一部は、リフレクタ65に設けられた開口部からリフレクタ65の内部を通って放電ランプの周縁を流れ、レンズ固定部材144の間隙からリフレクタ65の内部を通るように流れ、他の一部は第１反射ミラー72やカラーホイール71などの近傍を流れて光源装置63と共に光源部の各部を冷却する。

更に、排気側空間室122に吹き出されるブロア110の排気の一部は、上部断熱ケース125の空気流入口151より光源装置63の上部遮光板137と上部断熱ケース125との間の空間へ流れ光源装置63を冷却する。又、上部断熱ケース125と上部区画板126の間の空間へも流れこみ、排気側空間室122の熱が上面板へ伝わるのを防止する。

又、光源装置63の下部遮光板138の底面側に形成された段差141とランプカバーの間の空間にもブロア110の排気の一部が流れ、プロジェクタ10の筐体の底面板16及びランプカバーが高温となるのを防止する。

このようにして、排気側空間室122内で光源装置63やカラーホイール71を冷却した後の高温の空気は、排気温低減装置114に流れ込み、冷却されて前面板12に設けられた排気孔17より排出されるものである。

本実施例によれば、光源装置63のリフレクタ65の上下に切り込みを形成したことにより、光源装置63の上下方向の厚さを薄くし、プロジェクタ全体を薄くして薄型のプロジェクタ10を提供することができ、又、切り込みに遮光板137,138を配置することにより、光の漏れを防止できると共に、光が直接にプロジェクタ内のいずれかの場所に照射することを防止でき、プロジェクタの筐体内の温度を低減できると共に、筐体の温度上昇を防止することができる。又、このように遮光板137,138を配置することにより、放電ランプ64からの射出光が外部に漏れることが無くなるため、射出光の利用効率も高くなる。

又、光源装置63の上部に数段に渡って空間を形成したことにより、薄型のプロジェクタにおいても冷却用の空間を多数設けることができ、効率のよい充分な空間による冷却を可能とし、更に、筐体の温度上昇を防止することができる。

又、本発明は、以上の実施例に限定されるものでなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で自由に変更、改良が可能である。

本発明の実施例に係るプロジェクタの外観を示す斜視図。 本発明の実施例に係るプロジェクタの機能回路ブロックを示す図。 本発明の実施例に係るプロジェクタの上面板を取り除いた上面図。 本発明の実施例に係るプロジェクタの排気側空間室の内部を示す上面図。 本発明の実施例に係るプロジェクタの一部切り掛けした上面図。 本発明の実施例に係る光源装置の上部の斜視図。 本発明の実施例に係る光源装置の上面図。 本発明の実施例に係る光源装置の底部の斜視図。 本発明の実施例に係る光源装置の底面図。 本発明の実施例に係る光源装置の断面図。 本発明の実施例に係る上部断熱ケースの上面図。 本発明の実施例に係る上部断熱ケースの下面図。 本発明の実施例に係るプロジェクタの断面図。 本発明の実施例に係るプロジェクタの断面斜視図。 本発明の実施例に係るプロジェクタの部分断面斜視図。 本発明の実施例に係るプロジェクタの簡略断面図。 本発明の実施例に係るプロジェクタの空気の流れを説明する簡略図。

符号の説明

10 プロジェクタ 11 上面板
12 前面板 13 背面板
14 右側板 15 左側板
16 底面板
17 排気孔 18 吸気孔
19 レンズカバー 20 各種端子
21 入出力コネクタ部 22 入出力インターフェース
23 画像変換部 24 表示エンコーダ
25 ビデオＲＡＭ 26 表示駆動部
31 画像圧縮伸長部 32 メモリカード
35 Ｉｒ受信部 36 Ｉｒ処理部
37 キー／インジケータ部 38 制御部
41 電源制御回路 43 冷却ファン駆動制御回路
45 レンズモータ 47 音声処理部
48 スピーカ 51 表示素子
53 表示素子冷却装置 62 投影側光学系
63 光源装置 64 放電ランプ
65 リフレクタ 71 カラーホイール
72 第１反射ミラー 73 ホイールモータ
74 第２反射ミラー 75 ライトトンネル
77 光学系ユニット 78 照明側ブロック
79 画像生成ブロック 80 投影側ブロック
83 光源側レンズ群 84 照射ミラー
86 光学系制御基板 93 固定レンズ群
97 可動レンズ群
101 ランプ電源回路ブロック 102 電源制御回路基板
103 制御回路基板 110 ブロア
111 吸込み口 113 吐出口
114 排気温低減装置 115 熱伝導部材
116 フィン 120 区画用隔壁
121 吸気側空間室 122 排気側空間室
123 第１隔壁 124 第２隔壁
125 上部断熱ケース 126 上部区画板
127 照明側ブロック用隔壁 128 間隙
129 切抜き 131 前面開口部
132 光源レンズ 133 上切り込み部
134 下切り込み部 135 ランプ固定部
136 コネクタ 137 上部遮光板
138 下部遮光板 139 防爆フィルタ
140 防爆フィルタ固定部 141 段差
142 保護板 143 リード線
144 レンズ固定部材 151 空気流入口
152 薄板 153 押圧材
154 温度センサ 155 位置支持用小孔
156 位置支持用突起 157 スペーサー
158 パテ 159 周縁壁
161 アルミシート

Claims (5)

1. 略直方体形状の筐体を備え、制御部と、光源装置と、光学系や表示素子を備える光学系ユニットと、冷却ファンとを内蔵し、
   前記冷却ファンの吐出口と接続した隔壁により排気側空間室と吸気側空間室とに前記筐体の内部が区画され、前記排気側空間室の内部には前記光源装置を有し、
   前記排気側空間室の上部は、上部断熱ケースと上部区画板とにより覆われて、前記上部断熱ケースと前記光源装置の間、及び、前記上部断熱ケースと前記上部区画板の間、更に、前記上部区画板と前記筐体の上面板の間に冷却用の空間を有し、
   前記上部断熱ケースは、前記冷却ファンの吐出口近傍から前記光源装置の直上にまで至る方形状の空気流入口を備え、
   当該空気流入口の前記光源装置の直上の位置には、前記上部断熱ケースの厚みよりも薄い金属製の薄板が、前記上部断熱ケースの上側から前記空気流入口の一部を塞ぐように配置されていることを特徴とするプロジェクタ。
   
2. 前記筐体の上面板の内面には、熱拡散用のアルミシートが貼付されていることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
   
3. 前記上部断熱ケースは、上面側に複数のスペーサーを備え、前記上部区画板との距離を一定以上に保持していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプロジェクタ。
4. 前記上部断熱ケースと前記上部区画板との間には、クッション材等の押圧材が配置され、前記上部区画板を押圧することにより前記上部断熱ケースが押圧固定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のプロジェクタ。
5. 前記上部断熱ケースは、温度センサを備え、当該温度センサは前記押圧材を前記上部区画板が押圧することにより押圧固定されていることを特徴とする請求項４に記載のプロジェクタ。
   

Images