JP2006162840A - 排気構造を有する光源ユニットおよびそれを用いたプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 光源の光の漏洩防止と排気風の効率的な排気を簡易な構成により実現することができる排気構造を備えた光源ユニットを提供する。
【解決手段】 光源ユニット１００は、ランプ１１２を含む光源１１０と、当該光源１１０の第１の側部に配され、光源を冷却した排気風を排気させる排気ファン１２２、１２４と、排気ファンの吸気側に配された第１の導風体１４０と、排気ファンの排気側に配された第２の導風体１５０とを有する。第１の導風体１４０は、第１の角度（例えば、光軸Ｉと１３５度）に整列された第１のルーバー１４６を含み、第２の導風体１５０は第２の角度（光軸Ｉと４５度）に整列された第２のルーバー１５４を含むものである。
【選択図】 図２

Description

本発明は、プロジェクタに関し、特に光源からの光の漏洩を防止する技術に関する。

空間変調素子として液晶やＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）を用い、カラー画像を表示するプロジェクタが実用化されている。プロジェクタでは、より明るい画像またはコントラストのよい画像を得るために、高出力の光源を用いている。高出力の光源は発熱が大きいため、冷却ファンにより光源を強制的に冷却しながら光源を動作させている。また、光源を冷却した排気風も高温となるため、これを外部へ排出させる必要がある。一般には、操作者が位置することがないプロジェクタの前面の開口から排気風を排気させている。

特許文献１は、液晶プロジェクタに関し、排気ファンを投写レンズ光軸に対し傾斜させ、排気風を投影領域から遠ざける方向に排気させる技術を開示している。これにより、排気風による投写画像のゆらぎが防止され、かつ冷却効率の向上が図られている。

特許文献２のプロジェクタは、排気口を介して熱気を排出する排気ファンと、排気口を開閉する可動式ルーバと、プロジェクタ内の温度を検知する温度センサと、排気口の排気方向の障害物の有無を検知する障害物センサとを設け、温度センサの検知情報と障害物センサの検知情報に基づき、排気ファンと可動式ルーバの制御を行なうものである。これにより、排気口付近に障害物等があっても十分な放熱効果を得ることができ、かつ排気口から装置内部への異物の浸入を防止している。

特許文献３のプロジェクタは、スリット形状の排気口と、この排気口に対向配置されるスリット形状の排気口カバーと、この排気口カバーを左右方向に移動させる排気口カバー駆動部と、検出された温度に基づいて排気口カバー駆動部の駆動を調整する排気口カバー位置調整手段とを含む冷却制御構造を備えている。これにより、冷却効率を確保しつつ、不使用時に塵埃が浸入することなく、静粛性の改善を図っている。

ところで、プロジェクタに給排気用のスリットもしくは開口を形成すると、内部のランプの光が外部へ漏洩してしまうことがある。そのような光の漏洩は、ユーザにとって目障りであり、また不快を与えることがある。このため、ランプの光が外部へ漏洩することを防止する必要がある。

特許文献４に係る光源装置は、図７に示すように、空冷ファン５の空気吸入口に面して、空冷ファン５の回転軸と同軸の中心軸周りに複数枚の翼片４１を放射状に配列して構成される遮光装置４を有している。遮光装置４の複数枚の翼片４１は、空冷ファン５へ流入する空気が適切な流入角となる様に空気を案内すると共に、ランプ３からの光を遮ることが可能な翼列形状となっている。これにより空冷ファン５から発生する騒音を低減させると共に、ランプ３から放射される光の漏れを防止する。

特許文献５に係る光源ユニットは、図８に示すように、ランプハウス７の壁面に冷却風の流入口６を設け、下流位置には流出口８および冷却風を排気するためのファン２を設置し、リフレクタ一体型ランプ３とファン２との間にランプ３ａからの漏れ光を遮光するための遮光板を形成する。第１の遮光板４は、光軸１０に垂直な方向に平行に伸び、遮光板間の間隙を通過して斜めに入射する光が到達する位置まで伸びている。第２の遮光板５は、ランプハウス７の後面で第１の遮光板４の間隙による開口部に対向し、第１の遮光板４に対して略垂直に形成される。これにより、ファンの冷却効率を低下させることなく、光源からの光を遮ることができる光源ユニットを提供する。

特開平１０−１８６５５４６号 特開平１０−９０７９４号 特開２００２−２４４２１３号 特開２００３−１５７７１４号 特開２００２−３５２６２２号

しかしながら、上記プロジェクタには次のような課題がある。図９は、従来のプロジェクタの構成を示す図である。同図に示すように、プロジェクタの本体ケース１０の上面１２には、操作用ボタン１４が取り付けられている。本体ケース１０の前面には、樹脂材からなるフロントケース１６が組み込まれる。フロントケース１６には、複数の横長のスリット状の排気口１８が形成され、また、投影レンズ２０に対応する投影レンズ収容部２２が形成されている。また、ケース本体１０の内部には、投射用の光源ユニット２４と隣接する位置に排気ファンユニット２６が配置される。排気ファンユニット２６は、光源ユニット２４を冷却した排気風を排気口１８から排出するようになっている。

このような構成の場合、光源ユニット２２の光の一部が、排気口１８から外部へ漏洩してしまうことがある。光源ユニットの光が漏洩すると、投影画像を見ている人にとって非常に目障りであり、投影レンズ２０の方向に光が漏れると、投影画像に悪影響を及ぼすおそれがある。

こうした課題に対し、特許文献１のようにファンを傾斜させた場合には、内部にデッドスペースが生じ、プロジェクタ本体が必要以上に大きくなり、収納効率が低下してしまう。また、特許文献２および特許文献３のように可動式ルーバーや排気口カバーを駆動させる機構を用いた場合、装置が複雑化し、コスト高となってしまう。さらに、横長のプロジェクタ本体に対し縦方向の短いスリットを多数形成すると、デザイン上のスマートさが失われてしまう。

また、特許文献４のように遮光装置４を用いた場合、翼片４１の角度と平行な方向においてランプ３の光の漏洩を完全に防止することができない。さらに特許文献５のように光軸１０と平行に延びる複数の遮光板をずらして配置させる場合、ランプ３からの冷却風９が遮光板に略垂直に当るため、そこで流体の流れに障害が生じてしまい、結果として冷却効率が向上されない。

本発明は、上記従来の課題を解決し、光源の光の漏洩防止と排気風の効率的な排気を簡易な構成により実現可能な排気構造を備えた光源ユニットを提供することを目的とする。
さらに本発明は、装置本体のデザイン設計の自由度を損なうことなく、光源を効率的に冷却するとともに、光源から発生する光が本体排気、吸気開口から漏れることのないよう実質的に完全に遮蔽することが可能なプロジェクタを提供する。

本発明に係る光源ユニットは、ランプを含む光源と、当該光源の第１の側部に配され、光源を冷却した排気風を排気させる排気ファンと、排気ファンの吸気側に配された第１の導風体と、排気ファンの排気側に配された第２の導風体とを有し、第１の導風体は、第１の角度に整列された第１の複数のルーバーを含み、第２の導風体は第２の角度に整列された第２の複数のルーバーを含むものである。

好ましくは第１、第２の複数のルーバーは、垂直方向に離間してい配される。また第１の角度は、第２の角度とほぼ直交する。第１の角度と第２の角度は、相対的にくの字となるような関係にあってもよい。

さらに本発明に係る光源ユニットは、ランプを含む光源と、当該光源の第１の側部に配され、光源を冷却した排気風を排気させる排気ファンと、排気ファンの吸気側に配された第３の導風体とを有し、第３の導風体は、第１の角度に整列された第１の複数のルーバーおよび第２の角度に整列された第２の複数のルーバーを含むものである。

好ましくは光源ユニットはさらに、光源の第２の側部に配された吸気用導風体を含み、吸気用導風体は、略くの字状の複数のフィンを有する。また、光源ユニットはさらに、吸気用導風体上に光源冷却用の冷却ファンを有するものでもよい。

本発明に係るプロジェクタは、上記特徴を有する光源ユニットと、光源ユニットからの光を変調する変調手段と、変調された光を投影する投影手段と、光源ユニット、変調手段および投影手段を収容するケース本体とを有する。好ましくは、ケース本体には、排気口は排気ファンと対向する位置に排気口が形成され、吸気用導風体と対向する位置に吸気口が形成されている。

本発明に係る光源ユニットは、第１の角度に整列された第１のルーバーと第２の角度に整列された第２のルーバーとを有する導風体を用い、光源を冷却した排気風を排気ファンにより排気するようにしたので、排気風を効率よく外部へ排気することができ、かつ、光源からの光が外部へ漏洩することが完全に防止される。さらに、このような光源ユニットをプロジェクタに利用することで、プロジェクタ内部の熱源である光源の異常発熱を抑制し、漏洩光を完全にシャットアウトすることができる。

本発明に係る光源ユニットは、好ましくはＤＬＰ方式のプロジェクタにおいて用いられる。以下、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の第１の実施例に係る光源ユニットの構成を示す概略側面図、図２はその平面図である。光源ユニット１００は、光源１１０と、光源１１０の一方の側部に配された排気ユニット１２０と、光源１１０の他方の側部に配された吸気ユニット１３０とを有する。光源１１０は、水銀ランプ等の放電ランプ１１２と、放電ランプ１１２から発せられた光を光軸方向へ集光し反射するリフレクタ１１４とを含んでいる。

排気ユニット１２０は、軸流ファンなどを用いた一対の排気ファン１２２、１２４と、一対の第１、第２の導風体１４０、１５０とを含んでいる。第１の導風体１４０は、排気ファン１２２、１２４の吸気側１２０ａに配され、第２の導風体１５０は、排気ファンの排気側１２０ｂに配されている。

図３に排気ユニットの詳細な構成を示す。同図に示すように、枠体１２６は、矩形状のスペース１２６ａ、１２６ｂを提供し、このスペース内に排気ファン１２２、１２４の外周を保持する。排気ファン１２２、１２４の吸気側に配された第１の導風体１４０は、上下に一対の連結部１４２、１４４と、連結部の間に固定される垂直方向に延びる複数のルーバー（羽板）１４６とを有している。各ルーバー１４６は、一定の幅を有し、互いに所定の間隔で所定の角度に整列するように取り付けられている。好ましくは、各ルーバー１４６は、光軸Ｉと１３５度の角度を成す方向に整列されている。第１の導風体１４０は、排気ファン１２２、１２４が回転されたとき、排気ファン１２２、１２４に吸気される流体Ｂ（図２を参照）をルーバー１４６の方向にガイドし、かつ、第１の導風体１４０からの漏洩光を遮光する。

排気ファン１２２、１２４の排気側に配された第２の導風体１５０は、枠体１２６とほぼ同サイズの枠体１５２と、当該枠体１５２内に垂直方向に延びる複数のルーバー（羽板）１５４とを有している。各ルーバー１５４は、一定の幅を有し、互いに所定の間隔で所定の角度に整列するように取り付けられている。好ましくは、各ルーバー１５４は、光軸Ｉと４５度の角度を成す方向に整列されている。排気ファン１２２、１２４が回転されたとき、排気ファン１２２、１２４から排気された流体Ｂをルーバー１５４の方向にガイドし、かつ、ランプの漏洩光を遮光する。

本実施例では、第１、第２の導風体１４０、１５０のルーバー１４６とルーバー１５４とが互いに直交する関係にある。このため、ランプ１１２の側部から漏れた光は、先ずルーバー１４６によって遮光される。仮に、ルーバー１４６を光が通過したとしても、その光はルーバー１５４によって遮光される。従って、ランプ１１２の側部から漏れた光が外部へ漏洩されることはない。

再び図１に戻り、光源１１０の他方の側部に配された吸気ユニット１３０は、吸気用導風体１６０と吸気ファン１７０とを有している。図４に吸気用導風体の詳細を示す。同図に示すように、吸気用導風体１６０は、上部板１６２と下部板１６４との間に板状の複数のフィン１６６を有する。複数のフィン１６６は、吸気用導風体の吸気側１６８ａから排気側１６８ｂに向けてくの字状に折れ曲がっている。吸気側１６８ａから吸入された冷却風Ａは、複数のフィン１６６にガイドされながら排気側１６８ｂから排気される。

また上部板１６２上には、吸気ファン１７０が配される。吸気ファン１７０は、例えばシロッコファンを用いて構成される。吸気ファン１７０は、主として光源１１０の内部を冷却する。

次に動作について説明する。ランプ１１２の点灯により光源１１０が発熱すると、排気ファン１２２、１２４、吸気ファン１７０が駆動される。これらのファンの駆動は、光源１１０の温度が一定温度以上になったとき、あるいは、ランプの点灯開始から一定時間を経過したときに行うことができる。排気ファン１２２、１２４が駆動されると、流体の流れが生じ、吸気用導風体１６０の吸気側１６８ａから冷えた冷却風Ａが取り込まれる。冷却風Ａは、吸気用導風体１６０内の複数のフィン１６６によってガイドされ、排気側１６８ｂから排気され、光源１１０の他方の側部へ供給される。

光源１１０は、冷却風Ａにより冷却され、そこでの熱交換により冷却風Ａは高温の排気風Ｂとなり、第１の導風体１４０へ供給される。排気風Ｂは、第１の導風体１４０のルーバー１４６にガイドされ、排気ファン１２２、１２４に取り込まれる。取り込まれた排気風Ｂは、排気ファン１２２、１２４によって強制的に排気され、排気風Ｂは第２の導風体１５０のルーバー１５４によってガイドされ排気される。

このような給排気の動作に加えて、本実施例の光源ユニット１００では、光源１１０からの漏洩光が遮光される。上記したように、第１、第２の導風体１４０、１５０は、互いに直交する角度で配列されたルーバー１４６、１５４を備えているため、ランプ１１２の排気ユニット側へ漏れた光は、ルーバー１４６、１５４によって完全に遮光される。また、吸気用導風体１６０は、くの字状の複数のフィン１６６を備えているため、ランプ１１２の吸気ユニット１３０側へ漏れた光は、フィン１６６によって完全に遮光される。

次に、本発明の第２の実施例について説明する。第１の実施例では、排気ファンの吸気側１２０ａと排気側１２０ｂのそれぞれに第１、第２の導風体１４０、１５０を設けたが、第２の実施例では、排気ファンの吸気側１２０ａに、第１、第２の導風体の機能を併せ持つ第３の導風体１８０を配置させたものである。

図５は、第２の実施例に係る排気ユニットの構成を示す図である。同図に示すように、第３の導風体１８０は、排気ファン１２２、１２４の吸気側に配置されている。第３の導風体１８０は、２組のルーバー１８２、１８４を備え、第１のルーバー１８２が光軸Ｉと４５の角度を成すように整列され、第２のルーバー１８４が光軸Ｉと１３５の角度を成すように整列されている。このように構成することで、第１の実施例のときと同様に排気風のガイドと漏洩光の遮光を行うことができる。そして、第１の実施例のときよりも排気ユニットをコンパクトにすることができる。

次に本実施例の光源ユニットをプロジェクタへ適用したときの構成を図６に示す。図６(ａ)に示すように、プロジェクタのケース本体２００内に光源ユニット１００が配される。ケース本体２００は、例えばマグネシウム合金などから構成することができる。または、図９に示したように樹脂材のフロントケースを用いて構成しても良い。ケース本体２００の吸気ユニット１３０と対向する側面２０２に吸気口２０４が形成されている。吸気口２０４は、図６(ｂ)に示すように、水平方向に延びる複数の平行なスリット２０６から構成される。

また、ケース本体２００の排気ユニット１２０と対向する側面２１２に排気口２１４が形成されている。排気口１２４は、吸気口１０４と同様に、図６（ｂ）に示すような複数のスリット状の開口から構成される。

プロジェクタの動作時、光源１１０のランプが点灯されると、吸気ユニット１３０が吸気口２０４から冷却風Ａを取り込む。冷却風Ａは、吸気用導風体１６０を通過し、熱源である光源１１０を冷却する。冷却した排気風Ｂは、第１、第２の導風体を介して排気ファン１２２、１２４によって排気口２１４から排気される。排気風Ｂは、第２の導風体１５０のルーバー１５４の角度により投影レンズから遠ざかる方向へ排気される。

上記したようにケース本体２００の側面２０２にはスリット状の吸気口２０４が形成されているが、ランプ１１２から漏洩した光は、吸気用導風体１６０のくの字状の複数のフィン１６６によって遮光されるため、吸気口２０４から外部へ漏洩されることはない。同様に、ケース本体２００の側面２１２にはスリット状の排気口２１４が形成されているが、ランプ１１２から漏洩した光は、第１、第２の導風体１４０、１５０の第１、第２のルーバー１４６、１５４によって遮光されるため、排気口２１４から外部へ漏洩されることはない。

本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。第１、第２の導風体や第３の導風体で用いたルーバーの形状は個数は、設計事項に応じて適宜変更することが可能である。また、ファンの種類や個数も適宜設計事項に応じて変更することが可能である。

本発明に係る光源ユニットは、ＤＭＤ、液晶あるいは他の変調素子を用いたプロジェクタ、テレビ等の画像表示装置において利用することができる。

本発明の実施例に係る光源ユニットの構成を示す概略側面図である。 本発明の実施例に係る光源ユニットの平面図である。 排気ユニットの構成を示す斜視図である。 吸気用導風体の詳細を示す図であり、正面図とその両側面図とを示す図である。 本発明の第２の実施例による排気ユニットの構成を示す図である。 第１の実施例の光源ユニットをプロジェクタへ適用した状態を示す図であり、図６(ａ)は内部構成を示す概略平面図、図６（ｂ）は、給排気口を示す図である。 従来の光源装置の構成例を示す図である。 従来の光源ユニットの構成例を示す図である。 従来のプロジェクタの構成例を示す図である。

符号の説明

１００：光源ユニット １１０：光源
１１２：ランプ １１４：リフレクタ
１２０：排気ユニット １２２、１２４：排気ファン
１２６：枠体 １３０：吸気ユニット
１４０：第１の導風体 １４２、１４４：連結部
１４６：第１のルーバー １５０：第２の導風体
１５２：枠体 １５４：第２のルーバー
１６０：吸気用導風体 １６６：フィン
１７０：吸気ファン １８０：第３の導風体
１８２：第１のルーバー １８４：第２のルーバー
２００：ケース本体 ２０４：吸気口
２１４：排気口

Claims (8)

1. ランプを含む光源と、
   当該光源の第１の側部に配され、光源を冷却した排気風を排気させる排気ファンと、
   排気ファンの吸気側に配された第１の導風体と、
   排気ファンの排気側に配された第２の導風体とを有し、
   第１の導風体は、第１の角度に整列された第１の複数のルーバーを含み、第２の導風体は第２の角度に整列された第２の複数のルーバーを含む、光源ユニット。
2. 第１、第２の複数のルーバーは、垂直方向に離間してい配される、請求項１に記載の光源ユニット。
3. 第１の角度は、第２の角度とほぼ直交する、請求項１または２に記載の光源ユニット。
4. ランプを含む光源と、
   当該光源の第１の側部に配され、光源を冷却した排気風を排気させる排気ファンと、
   排気ファンの吸気側に配された第３の導風体とを有し、
   第３の導風体は、第１の角度に整列された第１の複数のルーバーおよび第２の角度に整列された第２の複数のルーバーを含む、光源ユニット。
5. 光源ユニットはさらに、光源の第２の側部に配された吸気用導風体を含み、吸気用導風体は、略くの字状の複数のフィンを有する、請求項１ないし４いずれか１つに記載の光源ユニット
6. 光源ユニットはさらに、吸気用導風体上に光源冷却用の冷却ファンを有する、請求項１ないし５いずれか１つに記載の光源ユニット。
7. 請求項１ないし６いずれか１つに記載の光源ユニットと、
   光源ユニットからの光を変調する変調手段と、
   変調された光を投影する投影手段と、
   光源ユニット、変調手段および投影手段を収容するケース本体と
   を備えたプロジェクタ。
8. ケース本体には、排気口は排気ファンと対向する位置に排気口が形成され、吸気用導風体と対向する位置に吸気口が形成されている、請求項７に記載のプロジェクタ。

Images