JP5136833B2 - プロジェクタ - Google Patents

Description

本発明は、プロジェクタに関する。

今日、パーソナルコンピュータの画面やビデオ画像、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データプロジェクタが多用されている。

このプロジェクタは、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を内蔵し、光源からの光を順次赤色フィルタ、緑色フィルタ、青色フィルタを用いて赤、緑、青の光とし、レンズにより液晶表示素子やＤＭＤと呼ばれるマイクロミラー表示素子に集光させ、この表示素子によりプロジェクタ装置の投影口に向けて透過又は反射させる光の量によりスクリーン状にカラー画像を表示させるものである。

又、マイクロミラー表示素子は、微小なミラーセルを制御信号により揺動させ、反射光の方向を制御し、光源側光学系により表示素子に入射された光を投影側光学系である投影レンズの方向に反射するオン状態光と光吸収板の方向に反射するオフ状態光とし、赤色光、緑色光、青色光の光をオン状態とする時間を制御してスクリーンにカラー画像を投影するものである。

このようなプロジェクタでは、光源であるメタルハイランドランプや超高圧水銀ランプ等が非常に高温となるため、冷却ファン等の冷却装置により光源を冷却しているが、光源近傍に位置するプロジェクタ筐体等が、光源の熱が伝わって高温となるという問題点があった。そこで、特開２００５−１２１７０４号公報（特許文献１）では、光源と筐体の間等、光源と他の部材との間に真空断熱材を配置することによって光源の熱が筐体等に伝わることを防止する提案がなされている。
特開２００５−１２１７０４号公報

上述したようにプロジェクタにおいて使用されるメタルハイランドランプや超高圧水銀ランプ等の光源は非常に高温となるため、冷却ファン等を用いて光源を冷却している。しかし、光源を冷却した後の高温の排気風が排気孔を設けたルーバ等に当たることや、光源からルーバの距離が近い場合、光源からの輻射熱によってルーバが高温になるという問題点があった。

又、光源の冷却効果を高めるために冷却ファンの回転数を上げると、排気風がルーバの格子に当たって乱流が発生し、風切音が増大するといった問題点があった。更に、ルーバの格子部分に熱風が当たりルーバが熱くなることを防止するため、断熱性能を有した樹脂でルーバを形成するという考えもあるが強度上の問題より実現することは困難であった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、ルーバ等の排気孔を形成した筐体部分が熱くなることを防止でき、且つ、排気風による騒音も低減できる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は、光源装置と、光源側光学系と、表示素子と、投影側光学系と、冷却ファンと、プロジェクタ制御手段と、これらの各種装置を内蔵するプロジェクタ筐体とを備え、該プロジェクタ筐体は、排気孔を備えた格子状のルーバを有し、該ルーバの格子の内側に複数の断熱部材が配置されていることを特徴とするものである。

又、前記ルーバの格子は、内側に溝を備えているものである。

更に、前記ルーバの近傍に排気温低減装置が配置され、前記断熱部材は、排気温低減装置とルーバの間に配置されているものである。

そして、前記断熱部材は、円筒形状の長棒とされるものである。

又、前記断熱部材は、エラストマーによって形成されているものである。

更に、前記断熱部材は、固定部材によって前記ルーバに固定されているものである。

又、前記固定部材も、エラストマーによって形成されているものである。
又、前記断熱部材は、前記ルーバの格子の前記溝を塞ぐように配置されているものである。

本発明によれば、ルーバ等の排気孔を形成した筐体部分が熱くなることを防止でき、且つ、排気風による騒音も低減できる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、光源装置63と、光源側光学系66と、表示素子51と、投影側光学系90と、冷却ファンと、プロジェクタ制御手段と、これらの各種装置を内蔵するプロジェクタ筐体とを備え、該プロジェクタ筐体は、排気孔17を備えた格子状のルーバ12を有し、該ルーバ12の格子の内側に複数の断熱部材151が配置され、ルーバ12の格子は内側に溝12aを備えているものである。

又、プロジェクタ筐体は、高温となる光源装置63等の各種装置が配置される排気側空間室122と、低温の各種装置が配置される吸気側空間室121とに内部を空密に区画され、排気側空間室122に位置するルーバ12には排気孔17を備え、冷却ファンは、ブロア110であって吸込み口111が吸気側空間室121に、吐出口113が排気側空間室122に位置するように配置され、ルーバ12と平行に排気温を低減する排気温低減装置114が配置され、断熱部材151は、排気温低減装置114とルーバ12の間に配置されているものである。

そして、断熱部材151は、エラストマーによって形成された円筒形状の長棒であって、エラストマーによって形成された固定部材153によってルーバ12に固定されているものである。

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10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パネルとされるルーバ12の側方に投影口を覆うレンズカバー19を有し、このルーバ12には縦枠と横枠が格子状に配列されることによって形成された複数の排気孔17を備えている。

又、本体ケースである上面パネル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備えるものである。

更に、本体ケースの背面には、背面パネルに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を備えているものである。

尚、図示しない本体ケースの側パネルである右側パネル14、及び、図１に示した側パネルである左側パネル15には、各々複数の吸気孔18を備えているものである。

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から射出された光線束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、この投影側光学系の可動レンズ群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、本体ケースの上面パネル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に取付けられたものであり、電力系の電源制御回路41はランプ電源回路ブロック101に組み込まれ、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等が取付けられ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。

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が右側パネル14の近傍に配置され、各種の光学系を備える光学系ユニット65が左側パネル15と平行に配置され、筐体内を区画用隔壁120により背面パネル13側の吸気側空間室121と前方側である排気側空間室122とに気密に区画されている。又、冷却ファンとするシロッコファンタイプのブロア110が筐体内の略中央に配置され、このブロア110の吸込み口111は吸気側空間室121に位置し、ブロア110の吐出口113は排気側空間室122と吸気側空間室121の境界に位置しているものである。

そして、排気側空間室122内には、楕円球面形状の上下を平面形状に切り欠いたリフレクタと、このリフレクタの内部に内蔵するハロゲン等を用いた放電ランプとから形成され、ルーバ12の近くに配置された光源装置63と、光源装置63からの射出光をカラーホイール68に反射する第一反射ミラー67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69により回転されるカラーホイール68と、排気温低減装置114とが配置され、更に、ルーバ12の内側近傍に複数の断熱部材151が配置されているものである。

光学系ユニット65は、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、左側パネル15に沿って配置されているものである。

照明側ブロック78は、光源装置63から射出されカラーホイール68によって着色された光を画像生成ブロック79が備える表示素子51に導光する光源側光学系66の一部を備え、照明側ブロック78が有する光源側光学系66としては、カラーホイール68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導光装置である導光ロッド71や導光ロッド71を透過した光を集光する集光レンズ72等がある。

画像生成ブロック79は、導光ロッド71から射出された光の向きを変更する第二反射ミラー70と、この第二反射ミラー70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等を光源側光学系66として有し、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）を備えている。尚、この表示素子51の背面パネル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、表示素子51が高温となることを防止している。

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90のレンズ群を有し、投影側光学系90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とを備えて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。

そして、排気温低減装置114は、ルーバ12の内側近傍に配置され、ブロア110の吐出口113から排気されて光源装置63を冷却した排気の温度を低減すると共に、ルーバ12の排気孔17から光が外部に漏れることを防止する遮光手段として機能しているものである。

そして、プロジェクタ筐体の前方のパネルであるルーバ12は、上述したように排気孔17を備えた格子形状であり、図４に示すように、格子の内側には溝12aが形成され、上下端部の枠には後述する固定部材153の係止爪154bが貫挿する係止穴12bを備えている。

断熱部材151は、光源装置63の輻射熱やルーバ12の格子の内側に排気風が当たることによってルーバ12の外表面が熱せられることを防止するものである。そして、断熱部材151は、図５に示すように、断熱効果が高いエラストマーによって形成された複数の円筒形状の長棒であって、ルーバ12の格子の内側に形成された溝12aを塞ぐようにルーバ12の格子を形成する各横枠の内側に近接して配置され、固定部材153によってルーバ12に固定されているものである。

固定部材153は、断熱部材151をルーバ12に固定するものであってルーバ12と同様にエストラマーによって形成され、複数の断熱部材151を格子の横枠の間隔と同一間隔で平行に保持する複数の断熱部材保持部154と、複数の断熱部材保持部154の上下端部を連結する連結部155とを備えるものである。

この断熱部材保持部154は、ルーバ12の横枠の間隔と略同一の間隔で形成された断熱部材嵌合部154aと、上下端部に突出するように形成された係止爪154bとを有し、ルーバ12の縦枠の間隔と略同間隔となるように連結部155によって上下端部が連結されているものである。

そして、固定部材153は、図４に示したように、断熱部材保持部154の断熱部材嵌合部154aに複数の断熱部材151を嵌合し、断熱部材151を嵌合したまま断熱部材保持部154の係止爪154bをルーバ12の係止穴12bに貫挿させることによりルーバ12の内側に断熱部材151を固定するものである。

次に、本実施例のプロジェクタ10における筐体内の冷却機構について述べる。図６に示すように、ブロア110が回転すると吸込み口111に周縁の空気が吸込まれ、吸気孔18から外部の空気が吸気側空間室121に流入し、吸気側空間室121内に配置されているランプ電源回路ブロック101を備えた電源制御回路基板102、制御回路基板103、表示素子51等を冷却する。

そして、ブロア110の吸込み口111から吸込まれた空気は吐出口113から排気側空間室122に吹き込まれ、光源装置63等の高温の装置を冷却した後、排気温低減装置114を通過して排気温を低減され、ルーバ12の排気孔17から外部に排気される。この時、排気温低減装置114を通過した排気風は、図７に示すように、断熱部材151によって排気孔17に向かって整流されて外部に排気されるため、ルーバ12の格子の内側に排気風が直接当たることがなく、排気風の熱がルーバ12の格子に伝わることを防止できるものである。又、光源装置63の輻射熱も断熱部材151によってルーバ12の格子に伝わることを防止できるものである。

本実施例によれば、ルーバ12の格子の内側に断熱部材151を配置することにより、排気風がルーバ12の格子の内側に当たって格子の内側を加熱し、この熱によってルーバ12の表面が熱せられることを防止できる。又、光源装置63がルーバ12の近傍に配置される構成であっても光源装置63からの輻射熱によってルーバ12が熱せられることを防止できる。又、ルーバ12の格子の内側に溝12aを形成することにより、断熱部材151と、格子の間に空気層ができるため、断熱部材151の熱が格子を介してルーバ12の表面に伝わり、ルーバ12の表面が熱せられることを防止できる。

そして、断熱部材151を排気温低減装置114とルーバ12の間に配置することにより、排気温低減装置114によって冷却された排気風が断熱部材151及び排気孔17に吹き込むため、ルーバ12の断熱効果を高くすることができると共に、光源装置63の光が排気孔17から外部に漏れることを防止できる。

又、断熱部材151を円筒形状とすることにより、内部に空気層ができるため断熱部材151の熱伝導率を下げることができ、断熱効果を高めることができると共に、外縁が曲面形状であるため排気風が断熱部材151に当たって乱流を発生することが無く、騒音の発生を防止することができる。

更に、断熱部材151を、エラストマーによって形成することにより断熱効果を高くすることができると共に、製造が容易となり、更に、エラストマーの弾性によって騒音を吸収することができ、騒音の低減も実現できる。

又、断熱部材151を固定部材153によってルーバ12に固定することにより、断熱部材151の固定が容易となり、更に、固定部材153をエストラマーによって形成することにより、断熱効果及び、騒音の低減効果を高めると共に、エストラマーが柔軟なためルーバ12への取付けひいてはプロジェクタ10の製造も容易となる。

尚、本実施例においては、断熱部材151を円筒形状としているが、流線型に形成しても同様の作用効果を得ることができる。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パネルを取り除いた上面図。 本発明の実施例に係る断熱部材及びルーバを内側から見た斜視図。 本発明の実施例に係る断熱部材の分解斜視図。 本発明の実施例に係るプロジェクタの排気風の流れを示す上面パネル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における排気の流れを示す図。

符号の説明

10 プロジェクタ 11 上面パネル
12 ルーバ 12a 溝
12b 係止穴
13 背面パネル 14 右側パネル
15 左側パネル 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
63 光源装置 65 光学系ユニット
66 光源側光学系 67 第一反射ミラー
68 カラーホイール 69 ホイールモータ
70 第二反射ミラー 71 導光ロッド
72 集光レンズ 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
90 投影側光学系 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
120 区画用隔壁 121 吸気側空間室
122 排気側空間室 151 断熱部材
153 固定部材
154 断熱部材保持部 154a 断熱部材嵌合部
154b 係止爪 155 連結部

Claims (8)

1. 光源装置と、光源側光学系と、表示素子と、投影側光学系と、冷却ファンと、プロジェクタ制御手段と、これらの各種装置を内蔵するプロジェクタ筐体とを備え、
   該プロジェクタ筐体は、排気孔を備えた格子状のルーバを有し、該ルーバの格子の内側に複数の断熱部材が配置されていることを特徴とするプロジェクタ。
2. 前記ルーバの格子は、内側に溝を備え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. 前記ルーバの近傍に排気温低減装置が配置され、
   前記断熱部材は、排気温低減装置とルーバの間に配置され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. 前記断熱部材は、円筒形状の長棒であ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. 前記断熱部材は、エラストマーによって形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のプロジェクタ。
6. 前記断熱部材は、固定部材によって前記ルーバに固定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のプロジェクタ。
7. 前記固定部材は、エラストマーによって形成されていることを特徴とする請求項６に記載のプロジェクタ。
8. 前記断熱部材は、前記ルーバの格子の前記溝を塞ぐように配置されていることを特徴とする請求項２乃至請求項７のいずれかに記載のプロジェクタ。
   

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