画像投影装置
【課題】光源ユニットの取っ手部の温度をすばやく低下させることができ、すぐに光源ユニットの交換を行う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、前記光源を保持する保持部材62と、送風器とを備え前記光源からの光を用いて形成した画像の投影画像を形成する画像投影装置において、前記保持部材62は、摘むことが可能な取っ手部を備え、前記取っ手部は、前記送風器から送られた空気が通過する通過部65を備えた。
【解決手段】光源61と、前記光源を保持する保持部材62と、送風器とを備え前記光源からの光を用いて形成した画像の投影画像を形成する画像投影装置において、前記保持部材62は、摘むことが可能な取っ手部を備え、前記取っ手部は、前記送風器から送られた空気が通過する通過部65を備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、画像投影装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来から、パソコンやビデオカメラ等からの画像データを基に、光源から出射される光を用いて画像形成部により画像を形成し、その画像をスクリーン等に投影して表示する画像投影装置が知られている。
【0003】
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。よって、ブロアやファンなどの送風手段により光源に空気を送風して、光源を空冷する光源冷却手段を備えている(例えば、特許文献1、2)。
【0004】
光源は、経時使用で寿命がくるため、利用者が光源を交換できる構成となっている。具体的には、画像投影装置の外装ケースには、光源を備えた光源ユニットを装置本体に対して着脱するための交換用の開口部が設けられており、この交換用の開口部を開閉するための開閉カバーが取り付けられている。ユーザーは、光源を交換するときは、外装ケースから開閉カバーを取り外し、光源ユニットに設けられた取っ手部を掴んで、交換用の開口部から、光源ユニットを取り出して、新たな光源ユニットを交換用開口部から装着することで、光源が交換される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
多くの場合、光源ユニットにはユーザーが光源を交換する際に光源を扱い易いように指先で摘んだり手で掴んだりすることが可能な取っ手部が設けられている。しかしながら、光源からの熱伝導や輻射熱により、光源ユニットの取っ手部も高温となる。その結果、画像投影装置の使用時に光源の寿命がきて、光源ユニットを交換するとき、ユーザーが取っ手部を摘んだり掴んだりすることができない。このため、取っ手部が十分に冷えるのを待ってから、光源ユニットを交換することになり、装置のダウンタイムが長くなるという課題があった。
【0006】
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、光源ユニットの取っ手部の温度をすばやく低下させることができ、すぐに光源ユニットの交換を行うことができる画像投影装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、光源と、前記光源を保持する保持部材と、送風器とを備え前記光源からの光を用いて形成した画像の投影画像を形成する画像投影装置において、前記保持部材は、摘むことが可能な取っ手部を備え、前記取っ手部は、前記送風器から送られた空気が通過する通過部を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、取っ手部は空気が通過可能な通過部を備え、その通過部に冷却空気を流すので、光源からの熱伝導や輻射熱による取っ手部の温度上昇を抑制することができる。これにより、光源の駆動停止後、従来に比べて早い段階で、取っ手部の温度を人が摘むことができる程度の温度に低下させることができる。よって、光源の寿命がきて、光源の駆動停止してから取っ手部を掴んで、光源ユニットを装置本体の光源取り出し口から取り出す作業を、従来に比べて早い段階で行うことができる。その結果、光源の寿命がきて、光源の駆動停止してから光源ユニットの交換作業を、従来に比べて早い段階で行うことができ、装置のダウンタイムを短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本実施形態に係るプロジェクタと投影面とを示す斜視図。
【図2】プロジェクタから投影面までの光路図。
【図3】プロジェクタの内部構成を示す概略斜視図。
【図4】光源ユニットの概略斜視図。
【図5】光源ユニットの概略分解斜視図。
【図6】照明ユニットに収納された光学系部品を、他のユニットとともに示す斜視図。
【図7】照明ユニットと投影レンズユニットと画像形成ユニットとを図5のA方向から見た斜視図。
【図8】照明ユニット内での光の光路を説明する図。
【図9】画像形成ユニットの斜視図。
【図10】第1光学系ユニットを、照明ユニットと画像形成ユニットとともに示す斜視図。
【図11】図10のA−A断面図。
【図12】第2光学系ユニットが保持する第2光学系を、投影レンズユニットと照明ユニットと画像形成ユニットとともに示す斜視図
【図13】第2光学系ユニットを、第1光学系ユニット、照明ユニット、画像形成ユニットとともに示す斜視図。
【図14】第1光学系から投影面までの光路を示す斜視図。
【図15】装置内の各ユニットの配置関係を示した模式図。
【図16】本実施形態のプロジェクタの使用例を示す図。
【図17】従来のプロジェクタの使用例を示す図。
【図18】図17とは異なる従来のプロジェクタの使用例を示す図。
【図19】本実施形態のプロジェクタの別の使用例を示す図。
【図20】プロジェクタを設置面側見た斜視図。
【図21】開閉カバー54を装置から取り外した様子を示す斜視図。
【図22】プロジェクタ内の空気の流れを説明する説明図。
【図23】図22で示した構成をより具体的に示した図。
【図24】図23のA−A断面図。
【図25】図23のB−B断面図。
【図26】DMDなどを冷却する冷却部を、照明ユニットおよび光源ユニットともに示す斜視図。
【図27】図26の断面図。
【図28】水平ダクトと光源ユニットとベース部材とを示す斜視図。
【図29】水平ダクトから光源ブラケットへの空気の流れを、下側から見た図。
【図30】水平ダクトから光源ブラケットへの空気の流れを、上側から見た斜視図。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明が適用される画像投影装置としてのプロジェクタの実施形態について説明する。図1は、本実施形態に係るプロジェクタ1とスクリーンなどの投影面101とを示す斜視図である。なお、以下の説明では、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。
図1に示すように、プロジェクタ1の上面には、投影画像P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から出射した投影画像Pが、スクリーンなどの投影面101に投影される。
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。
【0011】
図2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、光源を備えた不図示の光源ユニットと、光源からの光を用いて画像を形成する画像形成部Aとを有している。画像形成部Aは、画像形成素子としてのDMD12(Digital Mirror Device)を備えた画像形成ユニット10と、光源からの光を、折り返してDMD12に照射して光像を生成する照明ユニット20とで構成されている。また、画像を投影面101に投影するための投影光学系Bを有している。投影光学系B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第1光学系70を備えた第1光学ユニット30と、反射ミラー41と正のパワーを有する凹面鏡42とを備えた第2光学系ユニット40とで構成されている。
【0012】
DMD12は、不図示の光源の光が照明ユニット20によって照射され、この照明ユニット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画像は、第1光学系ユニット30の第1光学系70、第2光学系ユニット40の反射ミラー41、凹面ミラー42を介して、投影面101に投影される。
【0013】
図3は、プロジェクタ1の内部構成を示す概略斜視図である。
図3に示すように、画像形成ユニット10、照明ユニット20、第1光学ユニット30、第2光学ユニット40が、投影面および投影像の像面と平行な方向のうち図中Y方向に並べて配置されている。また、照明ユニット20の図中右側には、光源ユニット60が配置されている。
【0014】
なお、図3に示す符号32a1、32a2は、第1光学ユニット30のレンズホルダー32の脚部であり、符号262は、画像形成ユニット10を照明ユニット20にネジ止めするためのネジ止め部である。
【0015】
次に、各ユニットの構造について、詳細に説明する。
【0016】
まず、光源ユニット60について説明する。
図4は、光源ユニット60の概略斜視図である。図5は、光源ユニット60の概略分解斜視図である。
光源ユニット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、電源ユニット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。
【0017】
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。
【0018】
また、ホルダ64の上面と、ホルダの下面のX方向両端には、光源ユニット60を照明ユニット20の照明ブラケット26(図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。
【0019】
また、ホルダ64の上面を除く側面には、光源61を冷却するための空気が流入する光源給気口64bが設けられており、ホルダ64の上面には、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64cが設けられている。
【0020】
光源ブラケット62には、後述するように吸気ブロワ91(図22など参照)から吸気された空気が通過する通過部65が設けられている。通過部65の空気が通過する断面は略矩形であり、その通過部65の終端は壁面である。通過部65の壁面の肉厚は略一定で、通過部65として利用されない側から見ると略直方体の突起のような形状である。光源ブラケット62の光源61が保持された面の反対側の面は、図20にも示すように、通過部65の形状に沿った概略直方体の凸部が形成されている。この凸部は、光源ユニット60の交換の際に使用者が指で摘んで光源ユニット60を取り出す取っ手部68として使用することができる。したがって、通過部65の外壁そのものが取っ手部68の形状である。しかし、通過部65を取っ手として利用するためには、通過部65の外壁そのものが厳密に取っ手の形状である必要はなく、人が指先で摘める程度に適度な形状の変化があってもよい。また、通過部65の図中手前側の空気流入側には、上記通過部65へ流入する空気の一部を、光源ユニット60と後述する開閉カバー54(図8参照)との間に流すための開口部65aが設けられている。なお、光源ユニット60の冷却については、後述する。
【0021】
また、図4に示す光源位置決め突起64a3が設けられた平面部64d2、光源位置決め穴64a1,64a2が設けられた平面部64d1は、後述するように、開閉カバーの押圧手段により押されたときに、照明ブラケットに突き当る突き当て部である。
【0022】
次に、照明ユニット20について説明する。
図6は、照明ユニット20に収納された光学系部品を、他のユニットとともに示す斜視図である。
図6に示すように、照明ユニット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(図7参照)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。
【0023】
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。
【0024】
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のベース部材53(図20参照)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光学系ユニット30、第2光学ユニット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、画像形成ユニット10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、後述するように、外気が流入するための空間を形成する。
【0025】
なお、図6に示す符号32a3、32a4は、第1光学ユニット30のレンズホルダー32の脚部であり、符号45a3は、第2光学ユニット40のネジ止め部45a3である。
【0026】
図7は、照明ユニット20と投影レンズユニット31と画像形成ユニット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光学系ユニット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光学系ユニット30を照明ユニット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、丸穴形状となっており、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光学系ユニット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。
【0027】
また、照明ブラケット26上面の開口部には、投影レンズユニット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。
【0028】
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光学系ユニット40を、第1光学系ユニット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。
【0029】
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、前述の光源ユニット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4参照)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26a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、照明ユニット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、光源ユニット60は、照明ユニット20に位置決め固定される(図3参照)。
【0030】
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。
【0031】
図8は、照明ユニット20内での光の光路Lを説明する図である。
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。光源ユニット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。
【0032】
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。
【0033】
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する。
【0034】
次に、画像形成ユニット10について、説明する。
図9は、画像形成ユニット10の斜視図である。
図9に示すように画像形成ユニット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、貫通しており、ヒートシンク13には、この不図示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。この突起部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。
【0035】
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ボート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ボート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。
【0036】
ヒートシンク13は、画像形成ユニット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。
【0037】
以下に、画像形成ユニット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5で示した照明ユニット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画像形成ユニット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ボート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し、ネジを照明ブラケット26に設けられたネジ止め部262(図3参照)の下面に設けられたネジ穴にねじ込んで、画像形成ユニット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262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。
【0038】
このように、画像形成ユニット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、画像形成ユニット10の重量も支持している。
【0039】
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7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2参照)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7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影を制御することができ、画像を生成することができる。
【0040】
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。
【0041】
次に、第1光学ユニット30について、説明する。
図10は、第1光学系ユニット30を、照明ユニット20と画像形成ユニット10とともに示す斜視図である。
図10に示すように、第1光学系ユニット30は、照明ユニット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2参照)を保持した投影レンズユニット31と、この投影レンズユニット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3参照、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。
【0042】
また、投影レンズユニット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。
【0043】
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、投影レンズユニット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。
【0044】
また、レンズホルダー32には、4箇所、第2光学系ユニット40を第1光学系ユニット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光学系ユニット位置決め突起32d1〜32d3が形成されている(図10では、32d1〜32d3が図示されている)。
【0045】
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。そして、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、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にそれぞれ挿入されて、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をねじ止めすることで、第1光学系ユニット30が照明ユニット20に位置決め固定される。
【0046】
投影レンズユニット31のレンズホルダー32よりも上部側は、後述する第2光学ユニットのミラーホルダー45(図13参照)により覆われている。なお、先の図3に示すように、投影レンズユニット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と照明ユニット20の照明ブラケット26の上面26bとの間の部分は、露出しているが、投影レンズユニット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。
【0047】
次に、第2光学系ユニット40について説明する。
図12は、第2光学系ユニット40が備える第2光学系を、投影レンズユニット31と照明ユニット20と画像形成ユニット10とともに示す斜視図である。
図12に示すように、第2光学系ユニット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
【0048】
図13は、第2光学系ユニット40を、第1光学系ユニット30、照明ユニット20、画像形成ユニット10とともに示す斜視図である。
図13に示すように、第2光学系ユニット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。
【0049】
第2光学系ユニット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と、曲面ミラー42を保持する自由ミラーブラケット44と、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とを有している。
【0050】
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おり、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。
【0051】
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と、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とを有している。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。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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44の上部でこれら二つの腕部を連結する連結部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。
【0055】
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、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に固定されている。
【0056】
第2光学ユニット40は、第1光学ユニット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43の上面と対向する下面451が設けらており、この下面451には、第1光学系ユニット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光学系ユニット40は、第1光学系ユニット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光学系ユニット30にネジ止めされる。このとき、第2光学系ユニット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光学系ユニット位置決め突起32d1〜32d4と当接して、第2光学系ユニット40は、Y方向に位置決めされて固定される。
【0057】
第2光学ユニット30を第1光学ユニット30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、投影レンズユニット31のレンズホルダー32よりも上部の部分が、第2光学系ユニット40のミラーホルダー45内に収納される。また、第2光学系ユニット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。
【0058】
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ユニット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。
【0059】
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。
【0060】
また、図14に示すように、照明ブラケット26には、第1光学系ユニット30、第2光学系ユニット40が積載固定される。また、画像形成ユニット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光学系ユニット30、第2光学系ユニット40および画像形成ユニット10の重量を支える形でベース部材53に固定される。
【0061】
図15は、装置内の各ユニットの配置関係を示した模式図である。
図に示すように、画像形成ユニット10、照明ユニット20、第1光学系ユニット30、第2光学系ユニット40は、投影面の短軸方向であるY方向に積層配置されており、光源ユニット60は、画像形成ユニット10、照明ユニット20、第1光学系ユニット30、第2光学系ユニット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、画像形成ユニット10、照明ユニット20、第1光学ユニット30、第2光学ユニット40および光源ユニットが、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、画像形成ユニット10と照明ユニット20とからなる画像形成部A、第1光学ユニット30と第2光学ユニット40とからなる投影光学部Bとからなる一体物の投影画像および投影面101に平行な同一の面に対して、光源ユニット60の出射面が交差するように配置されている。また、画像形成部Aと光源ユニット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と投影光学部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、投影光学部Bの順番で配置されている。
【0062】
また、本実施形態においては、光源ユニット60の上方に、光源61やDMD11に電力を供給するための電源ユニット80が積層配置されている。これら光源ユニット60、電源ユニット80、画像形成部A、投影光学部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20参照)からなるプロジェクタ1の容器に収納されている。
【0063】
図16は、本実施形態のプロジェクタ1の使用例を示す図であり、図17、図18は、従来のプロジェクタ1Aの使用例を示す図である。
図16〜図18に示すように、プロジェクタ1は、例えば会議室などで使用する場合、プロジェクタ1をテーブル100に置いてホワイトボードなどの投影面101に画像を投影して使用される。
【0064】
図17に示すように、従来のプロジェクタ1Aは、DMD12(画像生成素子)、照明ユニット20、第1光学系70、第2光学系(凹面ミラー42)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直列に並べて配置されている。よって、プロジェクタ1Aの投影面に対して直交する方向(X方向)に長くなり、プロジェクタ1Aが、投影面101に対して直交する方向にスペースをとってしまう。投影面101に投影された画像を見る人が座る椅子や、使用する机は、一般的に投影面に対して直交する方向に配置するため、プロジェクタが、投影面に対して直交する方向にスペースを取ると、それだけ、椅子の配置スペースや机の配置スペースが制限されて、利便性が悪い。
【0065】
図18に示すプロジェクタ1Bは、DMD12(画像形成素子)、照明ユニット20、第1光学系70が、投影面101に投影された投影画像の面と平行に直列に並べて配置されている。よって、図17に示すプロジェクタ1Bに比べて、投影面101に対して直交する方向の長さを短くすることができる。しかしながら、図18に示すプロジェクタ1Bは、光源61が、照明ユニット20に対して投影面101に投影された投影画像の面に対して直交する方向に配置されているため、プロジェクタの投影面101に対して直交する方向の長さを十分に短くすることができない。
【0066】
一方、図16に示す本実施形態のプロジェクタ1においては、画像形成ユニット10と照明ユニット20とからなる画像形成部A、および第1光学ユニット30と折り返しミラー41とからなる投影光学部Bとを、投影面101および投影面101に投影された投影画像の像面に対して平行な方向のうち図中Y方向に直列に並べて配置している。また、光源ユニット60と、照明ユニット20とが、投影面101に投影された投影画像の面に対して平行な方向のうち図中Z方向に直列に並べて配置している。すなわち、本実施形態のプロジェクタ1は、光源ユニット60、画像形成ユニット10、照明ユニット20および第1光学ユニット30と、折り返しミラー41とは、投影面101に投影された投影画像の面に対して平行な方向(図中Z方向またはY方向)に配置された構造となっており、光源ユニット60、画像形成ユニット10、照明ユニット20および第1光学ユニット30と、折り返しミラー41のそれぞれが投影面および投影画像の像面に平行な面に平行に配置されているのである。このように、光源ユニット60、画像形成ユニット10、照明ユニット20および第1光学ユニット30と、折り返しミラー41とを、投影面101に投影された投影画像の面に対して平行な方向(図中Z方向またはY方向)に配置したので、図16に示すように、図17や図18に示したプロジェクタに比べて投影面101に対して直交する方向(図中X方向)の長さを短くすることができる。これにより、プロジェクタ1が椅子の配置スペースや机の配置スペースの阻害となるのを抑制することができ、利便性の高いプロジェクタ1を提供することができる。
【0067】
また、本実施形態においては、先の図15に示すように、光源ユニット60の上方に、光源61やDMD11に電力を供給するための電源ユニット80が積層配置されている。これにより、プロジェクタ1のZ方向も短くなっている。
【0068】
図19は、本実施形態のプロジェクタ1の別の使用例について説明する図である。
図19に示すように、本実施形態のプロジェクタ1は、天井105に吊り下げて使用することもできる。この場合も、本実施形態のプロジェクタ1は、投影面101に対して直交する方向に短いので、天井105にプロジェクタ1を設置する際、天井105に配置された照明器具106に干渉することなく、設置することができる。
【0069】
また、本実施形態においては、第2光学系を折り返しミラー41と曲面ミラー42とで構成しているが、第2光学系を曲面ミラー42のみで構成してもよい。また、折り返しミラー41は、平面ミラーでも正の屈折力を持ったミラーでも負の屈折力を持ったミラーでもよい。また、本実施形態においては、曲面ミラー42として凹面ミラーを用いているが、凸面ミラーを用いることもできる。この場合は、第1光学系70と曲面ミラー42との間で中間像を形成しないように第1光学系70を構成する。
【0070】
光源61は、経時使用で寿命を迎えるので、定期的な交換が必要である。このため、本実施形態においては、光源ユニット60は、装置本体から着脱可能に設けられている。
【0071】
図20は、プロジェクタ1の設置面側を見た斜視図である。
図20に示すように、プロジェクタ1の底面を構成するベース部材53には、開閉カバー54が設けられており、開閉カバー54には、回転操作部54aが設けられている。回転操作部54aを回転すると、開閉カバー54と装置本体との固定が解除され、開閉カバー54が、装置本体から取り外し可能となる。また、ベース部材53の開閉カバー54のX方向に隣接する箇所には、電源吸気口56が設けられている。
【0072】
また、図20に示すように、プロジェクタ1の外装カバー59の一方のY−X平面には、吸気口84と、パソコンなどの外部装置からの画像データなどが入力される外部入力部88が設けられている。
【0073】
図21は、開閉カバー54を装置から取り外した様子を示す斜視図である。
開閉カバー54を取り外すと、図21に示すように、光源ユニット60の光源ブラケット62の光源61が装着された側と反対側の面が露出する。開閉カバー54側へ立方体状に突出するように設けられた通過部65が、光源ユニット60の交換の際に使用者が指先で摘むことが可能な取っ手部68として利用される。
【0074】
光源ユニット60を装置本体から取り出すときは、摘み金具66か、取っ手部68を摘んで図中手前側へ引き出すことで、光源ユニット60は、装置本体の開口部から取り外される。光源ユニット60を装置本体に装着するときは、装置本体の開口部から光源ユニット60を挿入する。光源ユニット60を装置本体への挿入していくと、先の図4に示したコネクタ部62aが装置本体の不図示の電源側コネクタと接続し、同図に示したホルダ64の3つの光源位置決め部64a1〜64a3が、先の図7に示した照明ユニット20の照明ブラケット26に設けられた3つの光源被位置決め部26a1〜26a3に嵌合し、光源ユニット60が装置本体に位置決めされ、光源ユニット60の装着が完了する。そして、開閉カバー54をベース部材53に取り付ける。
【0075】
また、ベース部材53には、3箇所脚部55が設けられており、この脚部55を回転させることで、ベース部材53からの突出量が変更され、高さ方向(Y方向)の調整を行うことができるようになっている。
【0076】
また、図21に示すように、外装ケース59の他方のY−X平面には、排気口85が設けられている。
【0077】
図22は、本実施形態のプロジェクタ1内の空気の流れを説明する説明図である。この図は、プロジェクタ1を投影面101に対して直交する方向(X方向)から見た図である。図23には、本実施の形態における図22の各符号に対応する構成に番号が付いている。図22および図23において、図中の矢印は空気の流れる方向を示している。図24は、図23におけるA−A断面である。図25は、図23におけるB−B断面である。
図22に示すように、プロジェクタ1の側面の一方(図中左側)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84が設けられており、プロジェクタ1の側面の他方(図中右側)にプロジェクタ1内の空気を排気する開口した排気口85が設けられている。また、排気口85と対向するように、排気ファン86が設けられている。
【0078】
排気口85と吸気口84の一部は、プロジェクタ1を投影面101に対して直交する方向(X方向)から見たとき、光源ユニット60と操作部83との間となるように設けられている。これにより、吸気口84から取り込まれた外気は、先の図12に示す第2光学ユニット40のミラーホルダ45のZY平面や曲面ミラー42の裏面にまわりこんで、ミラーホルダ45や曲面ミラー42に沿いながら、吸気口85へ向かって移動する。光源ユニット60の上部に配置された電源ユニット80は、図中Z方向から見たとき、アーチ状の形状をしており、ミラーホルダ45や曲面ミラー42の裏面に沿いながら、吸気口85へ向かって移動してきた空気は、電源ユニット80に囲われた空間へ流れ、排気口85から排出される。
【0079】
このように、排気口85と吸気口84の一部が、プロジェクタ1を投影面101に対して直交する方向(X方向)から見たとき、光源ユニット60と操作部83との間となるように設けることで、光源ユニット60と操作部83との間を通って、排気口85から排出される気流を生じさせることができる。
【0080】
また、照明ユニット20のカラーホイール21を回転駆動させるためのカラーモータ21a(図6参照)の周囲の空気が吸引できるような箇所に光源ブロワ95が配置されている、(図25参照)。これにより、光源ブロワ95の吸気により発生する気流でカラーモータ21aを冷却することができる。
【0081】
光源ブロワ95により吸引された空気は、光源ダクト96を通って、ホルダ64の光源給気口64b(図4参照)へ流入する。また、光源ダクト96へ流入した空気の一部は、光源ダクト96の外装カバー59(図20参照)との対向面に形成された開口部96aから光源ハウジング97と外装カバー59との間に流れる。
【0082】
光源ダクト96の開口部96aから光源ハウジング97と外装ケース59との間に流れてきた空気は、光源ハウジング97と外装ケース59とを冷却した後、排気ファン86によって排気口85から排出される。
【0083】
また、光源給気口64bへと流れた空気は、光源61へ流入し、光源61を冷却した後、ホルダ64の上面に設けられた光源排気口64cから排気される。光源排気口64cから排気された空気は、図23に示すように、光源ハウジング97上面の開口部から流体ガイド87に沿って排気口85へ向かって流れる。その後、第2光学ユニット40を周り込んで電源ユニット80の囲われた空間に流れ込んできた低温の空気と混ざった後、排気ファン86により排気口85から排出される。このように、光源排気口64cから排気された高温の空気が、外気と混合させてから、排気することにより、排気口85から排気される空気が高温となるのを抑制することができる。
【0084】
また、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1上面に、投影面101に画像を投影するための透過ガラス51を設けているため、プロジェクタをY方向から見たとき、光源61と重なる位置に、操作部83を設ける必要がある。
【0085】
本実施形態においては、光源ユニット60と操作部83との間に吸気口84から排気口85へ向かって流れる気流で、光源61を冷却して高温となった空気を、排気口へ向けて排気するので、この高温の空気が、操作部83へ移動するのを抑制することができる。これにより、光源61を冷却して高温となった空気で、操作部83が温度上昇するのを抑制することができる。また、吸気口84から第2光学系ユニット40を周り込んで、排気口85へ向かって流れる空気の一部は、操作部83の真下を通って、操作部83を冷却する。このことも、操作部83の温度上昇を抑制することができる。
【0086】
また、排気ファン86による吸気により、先の図20に示したベース部材53に設けられた電源吸気口56から外気が吸気される。光源ハウジング97よりも図21中X方向奥側には、光源61に安定した電力(電流)を供給するためのバラスト基板3a(図24、図25参照)が配置されており、電源吸気口56から吸引された外気は、光源ハウジング97と不図示のバラスト基板との間を上方へ移動しながら、バラスト基板を冷却する。その後、バラスト基板の上方に配置されている電源ユニット80で囲われた空間に流れた後、排気ファン86により排気口85から排気される。
【0087】
また、装置本体の図中左下側には、画像形成ユニット10のヒートシンク13や、光源ユニット60光源ブラケット62などを冷却する冷却部120が配置されている。冷却部120は、吸気ブロワ91、垂直ダクト92、水平ダクト93を有している。
【0088】
図27も参照して吸気ブロワ91から送り出した空気の流れを説明する。吸気ブロワ91は、吸気口84の下方に対向配置されており、吸気口84と対向する面から吸気口84を介して外気を吸気するとともに、吸気口と対向する面と反対側の面から装置内部の空気を吸気して、吸気ブロワ91の下方に配置された垂直ダクト92へ流入する。垂直ダクト92へ流入した空気は、下方へと移動し、垂直ダクト92の下方部で連結された水平ダクト93へ送れられる。
【0089】
水平ダクト93内には、DMD12の画像生成面の裏側に取り付けられたヒートシンク13が配置されており、ヒートシンク13が、水平ダクト93を流れる空気により冷却される。ヒートシンク13が冷却されることにより、効率よくDMD12を冷却することができ、DMD12が、高温になるのを抑制することができる。
【0090】
水平ダクト93内を移動してきた空気は、先の図4に示す光源ユニット60の光源ブラケット62に設けられた通過部65または開口部65aへ流入する。開口部65aへ流入した空気は、開閉カバー54と光源ブラケット62との間へと流れ、開閉カバー54を冷却する。
【0091】
一方、通過部65へ流入した空気は、光源ブラケット62を冷却した後、光源61の出射側とは反対側の部分へ流入し、光源61のリフレクタ67の反射面とは反対側を冷却することで、光源61の。リフレクタ67を冷却する。したがって、通過部65を通過する空気は、光源ブラケット62と光源61の両方の熱を奪う。リフレクタ67付近を通過した空気は、光源ブラケット62の高さから排気ファン86の下部付近の高さまでの空気を導く排気ダクト94を通った後に、光源排気口64Cから排気された空気と合流し、流体ガイド87を通って、排気口85へ至る。排気ファン86により排気口85から排出される。また、開口部65aを通って開閉カバー54と光源ブラケット62との間へ流入した空気は、開閉カバー54を冷却した後、装置内部を移動して、排気ファン86により排気口85から排出される。
【0092】
図26は、冷却部120を、照明ユニット20および光源ユニット60とともに示す斜視図であり、冷却部と照明ユニット20と光源ユニット60との配置関係は、図示のようになっている。
図に示すように、照明ユニット20の画像形成ユニット10、第1光学ユニット30、第2光学ユニット40の重量を支える脚29により、水平ダクト93を、照明ユニット20の下方へ配置することができるスペースが確保できることがわかる。
【0093】
図27は、図26の断面図であり、矢印は、吸気ブロワ91から通過部65を経てリフレクタ67付近へ至る空気の流れである。吸気ブロワ91から流入した空気は、図示の矢印K0、K1、K3のように流れる。光源ブラケット62および通過部65がベース部材53に面するように光源ユニット60がプロジェクタ1に装着されているため、光源61の、リフレクタ67を冷却するための流路およびヒートシンク13を冷却するための流路である水平ダクト93もベース部材53に設ける構造になるので、プロジェクタ1の投影面に対して垂直な方向の幅を小さくすることができる。
【0094】
図28は、ベース部材53と水平ダクト93と光源ブラケット62を示す斜視図である。
図に示すように、水平ダクト93は、プロジェクタ1のベース部材53に固定されており、その上面の一部が開口している。この開口部に画像形成ユニット10のヒートシンク13が貫通するように、画像形成ユニットが水平ダクト93上に配置される。
【0095】
図29は、水平ダクト93から光源ブラケット62への空気の流れを、下側から見た図であり、図30は、上側から見た図である。
図29、図30に示すように、水平ダクト93内を移動してきた空気は、光源ユニット60の光源ブラケット62に設けられた通過部65または開口部65aへ流入する。開口部65aへ流入した空気は、開閉カバー54と光源ブラケット62との間へと流れ、開閉カバー54を冷却する。したがって、開閉カバー54から熱を奪うことが可能になる。また、通過部65自体は、光源61側と開閉カバー54側の両方の空気で熱が奪われる。
【0096】
本実施形態においては、光源61として、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を用いており、光源61は、発光すると高温となる。この光源からの熱伝導や輻射熱などにより光源ブラケット62、開閉カバー54も高温となる。光源61の寿命がきて、光源ユニット60を交換するときは、開閉カバー54や光源ブラケット62を手で摘むような作業をするため、開閉カバー54や光源ブラケット62の温度が低下しないと、光源ユニット60の交換作業ができないという不具合がある。しかし、本実施形態においては、上述したように、光源ブラケット62に光源ユニット60を取り出すときにユーザーが指先で摘むことが可能な外形の取っ手部68内に設けた流路を通過部65として、そこに空気を流して光源ブラケット62を冷却するとともに、開閉カバー54と光源ブラケット62との間にも空気を流入させて、開閉カバー54も冷却している。これにより、開閉カバー54、光源ブラケット62の温度上昇を抑えることができる。これにより、装置の停止後、開閉カバー54、光源ブラケット62の温度をユーザーが掴める程度の温度にすばやく低下させることができる。よって、装置の使用中に光源61の寿命がきて、光源ユニット60の交換が必要となった場合、ユーザーが、開閉カバー54や、光源ユニット60の取っ手(通過部65)を早い段階で摘むことができる。よって、従来よりも早い段階で、新品の光源ユニット60に取り替えることができ、装置のダウンタイムを短縮することができる。
【0097】
また、通過部65は、上述したように、空気が流入して積極的に冷やされる部分であり、光源ブラケット62の中でも温度が低く抑えられる部分である。よって、この通過部65を取っ手として利用可能に構成することにより、早い段階で新品の光源ユニット60に取り替えることができ、装置のダウンタイムをさらに短縮することができる。
【0098】
また、本実施形態においては、上述したように、光源ブラケット62に通過部65を設けて、光源ブラケット62を冷却することで、光源61の温度上昇を抑制している。よって、光源61へ流入させる空気の流量を、従来よりも少なくしても、良好に光源61を冷却することができる。これにより、光源ブロワ95の回転数(rpm)を落とすことができ、光源ブロワ95の風切り音を抑えることができ、装置の騒音を抑制することができる。また、光源ブロワ95の回転数(rpm)を落とすことができるので、装置の省電力化を図ることができる。また、風量の少ない小型の光源ブロワ95を用いることができ、装置の小型化を図ることができる。
【0099】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の(1)〜(5)の態様毎に以下に示す特有の効果を奏する。
(1)
光源61と、前記光源を保持する保持部材62と、送風器とを備え前記光源からの光を用いて形成した画像の投影画像を形成する画像投影装置において、前記保持部材62は、摘むことが可能な取っ手部68を備え、前記取っ手部68は、前記送風器から送られた空気が通過する通過部65を備えた。
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からの熱伝導や輻射熱による取っ手部68の温度上昇を抑えることができる。よって、光源61の駆動停止後、人が摘むことができる程度に取っ手部68の温度が低下するまでに要する時間を従来よりも縮小することが可能となる。これにより、光源61の寿命がきて、光源の駆動停止してから早い段階で、光源ユニット60を装置本体の光源取り出し口53cから取り出すことができる。その結果、光源61の寿命がきて、光源の駆動停止してから早い段階で、光源ユニット60の交換作業を行うことができ、装置のダウンタイムを短縮することができる。
【0100】
(2)
また、上記(1)に記載の態様の画像投影装置において、取っ手部68を冷却した空気を、光源61へ流すように構成した。
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の温度上昇を抑制することができる。これにより、光源61へ空気を流入させる送風手段としての光源ブロワ95の風量を抑えることができ、光源ブロワ95の回転数を抑えることができる。これにより、光源ブロワ95の風切り音を抑えることができ、装置の騒音を抑えることができる。また、光源ブロワの消費電力を抑えることができ、省電力化を図ることができる。また、風量の少ない小型のブロワやファンを用いることができ、装置のコンパクト化を図ることができる。
【0101】
(3)
また、上記(1)か(2)に記載の態様の画像投影装置において、光源61を装置本体に対して着脱するために設けられた光源取り出し口53cなどの開口部を当該装置のベース部材53などの設置面に設けた。
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、リフレクタ67を冷却するための流路およびヒートシンク13を冷却するための流路である水平ダクト93もベース部材53に設ける構造になるので、プロジェクタ1の投影面に対して垂直な方向の幅を小さくすることができる。また、通過部65を流れる空気のうち、暖められた空気は、上側へ移動し、低温の空気は、下側へ移動する。その結果、通過部内の空気の層ができおそれがある。開口部を当該装置の設置面に設けることで、通過部65の開口部から露出する側(取っ手部68)が、低温の空気により冷されることになり、通過部65の開口部から露出する側(取っ手部68)の温度上昇を抑制することができる。光源ユニット60を取り出すときは、通過部65の開口部から露出する箇所(取っ手部68)を掴むので、通過部65の開口部から露出する箇所(取っ手部68)の温度上昇を抑えることで、光源の駆動停止してから早い段階で、通過部65を掴んで、光源ユニットを装置本体の光源取り出し口53cから取り出すことができる。また、通過部65が当該装置の設置面側になることで、冷却空気を光源に導くための流路を設置面側に配置したことになり、設置に要する面積の縮小になる。
【0102】
(4)
また、上記(1)乃至(3)いずれかに記載の態様の画像投影装置において、光源61を装置本体に対して着脱するために設けられた開口部を開閉する開閉カバー54を備え、保持部材62は、開閉カバー54と光源61との間の空間に空気を流すための開口部65aなどの開閉カバー冷却流路を設けた。
かかる構成を備えることで、実施形態で説明したように、開閉カバー54の温度上昇を抑制することができ、光源61の駆動停止後、人が摘むことができる程度に開閉カバー54の温度が低下するまでに要する時間を従来よりも縮小することが可能となる。これにより、光源61の寿命がきて、光源の駆動停止してから早い段階で、光源ユニット60を装置本体の光源取り出し口53cから取り出すことができる。その結果、光源61の寿命がきて、光源の駆動停止してから早い段階で、光源ユニット60の交換作業を行うことができ、装置のダウンタイムを短縮することができる。
【符号の説明】
【0103】
1:プロジェクタ
10:画像生成ユニット
11a:ソケット
11:DMDボード
12:DMD
13:ヒートシンク
14:固定板
20:照明ユニット
21:カラーホイール
22:ライトトンネル
23:リレーレンズ
24:シリンダミラー
25:凹面ミラー
26:照明ブラケット
26a1〜26a3:光源被位置決め部
26c1〜26c4:貫通孔
26d:照射用貫通孔
26e1,26e2:位置決め孔
26f:位置決め突起
27:OFF光板
28:照明カバー
29:脚部
30:第1光学系ユニット
31:投影レンズユニット
32:レンズホルダー
32a1〜32a4:脚部
32b1〜32b4:被位置決め突起
32c1〜32c4:ネジ貫通孔
32d1〜32d4:第2光学系ユニット位置決め突起
33:フォーカスレバー
34:レバーギヤ
35:アイドラギヤ
36:フォーカスギヤ
40:第2光学系ユニット
41:折り返しミラー
42:曲面ミラー
43:ミラーブラケット
44:自由ミラーブラケット
45:ミラーホルダー
45a1〜45a4:ネジ止め部
46:ミラー押さえ部材
47:ガラス押さえ部材
49:自由ミラー押さえ部材
51:透過ガラス
53:ベース部材
53c:光源ユニット取り出し口
53d:切り欠き
53e:被引っ掛け部
54:開閉カバー
54a:回転操作部
60:光源ユニット
61:光源
62:光源ブラケット
62a:コネクタ部
64:ホルダ
64a1〜64a3:光源位置決め部
64b:光源給気口
64c:光源排気口
65:通過部
65a:開口部
66:摘み金具
67:リフレクタ
68:取っ手部
70:第1光学系
80:電源ユニット
83:操作部
84:吸気口
85:排気口
86:排気ファン
91:吸気ブロワ
92:垂直ダクト
93:水平ダクト
94:排気ダクト
95:光源ブロワ
96:光源ダクト
100:テーブル
101:投影面
105:天井
106:照明器具
120:冷却部
151:引っ掛け部
152:押圧突起
153a,153b,153c:爪部
154:外れ抑制突起
155:開口部
156:突き当て部
157:ベース面
161:ロック部
162,162a:鍔部
164:スロープ部
165:押圧部
171:電源側コネクタ
T1:光源被位置決め穴の縁部
T2:被光源位置決め突起が設けられた面
T3:電源側コネクタ部の突き当て部
【先行技術文献】
【特許文献】
【0104】
【特許文献1】特開2003−5292号公報
【特許文献2】WO02/097529号公報
【技術分野】
【0001】
本発明は、画像投影装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来から、パソコンやビデオカメラ等からの画像データを基に、光源から出射される光を用いて画像形成部により画像を形成し、その画像をスクリーン等に投影して表示する画像投影装置が知られている。
【0003】
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。よって、ブロアやファンなどの送風手段により光源に空気を送風して、光源を空冷する光源冷却手段を備えている(例えば、特許文献1、2)。
【0004】
光源は、経時使用で寿命がくるため、利用者が光源を交換できる構成となっている。具体的には、画像投影装置の外装ケースには、光源を備えた光源ユニットを装置本体に対して着脱するための交換用の開口部が設けられており、この交換用の開口部を開閉するための開閉カバーが取り付けられている。ユーザーは、光源を交換するときは、外装ケースから開閉カバーを取り外し、光源ユニットに設けられた取っ手部を掴んで、交換用の開口部から、光源ユニットを取り出して、新たな光源ユニットを交換用開口部から装着することで、光源が交換される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
多くの場合、光源ユニットにはユーザーが光源を交換する際に光源を扱い易いように指先で摘んだり手で掴んだりすることが可能な取っ手部が設けられている。しかしながら、光源からの熱伝導や輻射熱により、光源ユニットの取っ手部も高温となる。その結果、画像投影装置の使用時に光源の寿命がきて、光源ユニットを交換するとき、ユーザーが取っ手部を摘んだり掴んだりすることができない。このため、取っ手部が十分に冷えるのを待ってから、光源ユニットを交換することになり、装置のダウンタイムが長くなるという課題があった。
【0006】
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、光源ユニットの取っ手部の温度をすばやく低下させることができ、すぐに光源ユニットの交換を行うことができる画像投影装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、光源と、前記光源を保持する保持部材と、送風器とを備え前記光源からの光を用いて形成した画像の投影画像を形成する画像投影装置において、前記保持部材は、摘むことが可能な取っ手部を備え、前記取っ手部は、前記送風器から送られた空気が通過する通過部を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、取っ手部は空気が通過可能な通過部を備え、その通過部に冷却空気を流すので、光源からの熱伝導や輻射熱による取っ手部の温度上昇を抑制することができる。これにより、光源の駆動停止後、従来に比べて早い段階で、取っ手部の温度を人が摘むことができる程度の温度に低下させることができる。よって、光源の寿命がきて、光源の駆動停止してから取っ手部を掴んで、光源ユニットを装置本体の光源取り出し口から取り出す作業を、従来に比べて早い段階で行うことができる。その結果、光源の寿命がきて、光源の駆動停止してから光源ユニットの交換作業を、従来に比べて早い段階で行うことができ、装置のダウンタイムを短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本実施形態に係るプロジェクタと投影面とを示す斜視図。
【図2】プロジェクタから投影面までの光路図。
【図3】プロジェクタの内部構成を示す概略斜視図。
【図4】光源ユニットの概略斜視図。
【図5】光源ユニットの概略分解斜視図。
【図6】照明ユニットに収納された光学系部品を、他のユニットとともに示す斜視図。
【図7】照明ユニットと投影レンズユニットと画像形成ユニットとを図5のA方向から見た斜視図。
【図8】照明ユニット内での光の光路を説明する図。
【図9】画像形成ユニットの斜視図。
【図10】第1光学系ユニットを、照明ユニットと画像形成ユニットとともに示す斜視図。
【図11】図10のA−A断面図。
【図12】第2光学系ユニットが保持する第2光学系を、投影レンズユニットと照明ユニットと画像形成ユニットとともに示す斜視図
【図13】第2光学系ユニットを、第1光学系ユニット、照明ユニット、画像形成ユニットとともに示す斜視図。
【図14】第1光学系から投影面までの光路を示す斜視図。
【図15】装置内の各ユニットの配置関係を示した模式図。
【図16】本実施形態のプロジェクタの使用例を示す図。
【図17】従来のプロジェクタの使用例を示す図。
【図18】図17とは異なる従来のプロジェクタの使用例を示す図。
【図19】本実施形態のプロジェクタの別の使用例を示す図。
【図20】プロジェクタを設置面側見た斜視図。
【図21】開閉カバー54を装置から取り外した様子を示す斜視図。
【図22】プロジェクタ内の空気の流れを説明する説明図。
【図23】図22で示した構成をより具体的に示した図。
【図24】図23のA−A断面図。
【図25】図23のB−B断面図。
【図26】DMDなどを冷却する冷却部を、照明ユニットおよび光源ユニットともに示す斜視図。
【図27】図26の断面図。
【図28】水平ダクトと光源ユニットとベース部材とを示す斜視図。
【図29】水平ダクトから光源ブラケットへの空気の流れを、下側から見た図。
【図30】水平ダクトから光源ブラケットへの空気の流れを、上側から見た斜視図。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明が適用される画像投影装置としてのプロジェクタの実施形態について説明する。図1は、本実施形態に係るプロジェクタ1とスクリーンなどの投影面101とを示す斜視図である。なお、以下の説明では、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。
図1に示すように、プロジェクタ1の上面には、投影画像P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から出射した投影画像Pが、スクリーンなどの投影面101に投影される。
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。
【0011】
図2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、光源を備えた不図示の光源ユニットと、光源からの光を用いて画像を形成する画像形成部Aとを有している。画像形成部Aは、画像形成素子としてのDMD12(Digital Mirror Device)を備えた画像形成ユニット10と、光源からの光を、折り返してDMD12に照射して光像を生成する照明ユニット20とで構成されている。また、画像を投影面101に投影するための投影光学系Bを有している。投影光学系B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第1光学系70を備えた第1光学ユニット30と、反射ミラー41と正のパワーを有する凹面鏡42とを備えた第2光学系ユニット40とで構成されている。
【0012】
DMD12は、不図示の光源の光が照明ユニット20によって照射され、この照明ユニット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画像は、第1光学系ユニット30の第1光学系70、第2光学系ユニット40の反射ミラー41、凹面ミラー42を介して、投影面101に投影される。
【0013】
図3は、プロジェクタ1の内部構成を示す概略斜視図である。
図3に示すように、画像形成ユニット10、照明ユニット20、第1光学ユニット30、第2光学ユニット40が、投影面および投影像の像面と平行な方向のうち図中Y方向に並べて配置されている。また、照明ユニット20の図中右側には、光源ユニット60が配置されている。
【0014】
なお、図3に示す符号32a1、32a2は、第1光学ユニット30のレンズホルダー32の脚部であり、符号262は、画像形成ユニット10を照明ユニット20にネジ止めするためのネジ止め部である。
【0015】
次に、各ユニットの構造について、詳細に説明する。
【0016】
まず、光源ユニット60について説明する。
図4は、光源ユニット60の概略斜視図である。図5は、光源ユニット60の概略分解斜視図である。
光源ユニット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、電源ユニット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。
【0017】
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。
【0018】
また、ホルダ64の上面と、ホルダの下面のX方向両端には、光源ユニット60を照明ユニット20の照明ブラケット26(図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。
【0019】
また、ホルダ64の上面を除く側面には、光源61を冷却するための空気が流入する光源給気口64bが設けられており、ホルダ64の上面には、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64cが設けられている。
【0020】
光源ブラケット62には、後述するように吸気ブロワ91(図22など参照)から吸気された空気が通過する通過部65が設けられている。通過部65の空気が通過する断面は略矩形であり、その通過部65の終端は壁面である。通過部65の壁面の肉厚は略一定で、通過部65として利用されない側から見ると略直方体の突起のような形状である。光源ブラケット62の光源61が保持された面の反対側の面は、図20にも示すように、通過部65の形状に沿った概略直方体の凸部が形成されている。この凸部は、光源ユニット60の交換の際に使用者が指で摘んで光源ユニット60を取り出す取っ手部68として使用することができる。したがって、通過部65の外壁そのものが取っ手部68の形状である。しかし、通過部65を取っ手として利用するためには、通過部65の外壁そのものが厳密に取っ手の形状である必要はなく、人が指先で摘める程度に適度な形状の変化があってもよい。また、通過部65の図中手前側の空気流入側には、上記通過部65へ流入する空気の一部を、光源ユニット60と後述する開閉カバー54(図8参照)との間に流すための開口部65aが設けられている。なお、光源ユニット60の冷却については、後述する。
【0021】
また、図4に示す光源位置決め突起64a3が設けられた平面部64d2、光源位置決め穴64a1,64a2が設けられた平面部64d1は、後述するように、開閉カバーの押圧手段により押されたときに、照明ブラケットに突き当る突き当て部である。
【0022】
次に、照明ユニット20について説明する。
図6は、照明ユニット20に収納された光学系部品を、他のユニットとともに示す斜視図である。
図6に示すように、照明ユニット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(図7参照)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。
【0023】
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。
【0024】
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のベース部材53(図20参照)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光学系ユニット30、第2光学ユニット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、画像形成ユニット10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、後述するように、外気が流入するための空間を形成する。
【0025】
なお、図6に示す符号32a3、32a4は、第1光学ユニット30のレンズホルダー32の脚部であり、符号45a3は、第2光学ユニット40のネジ止め部45a3である。
【0026】
図7は、照明ユニット20と投影レンズユニット31と画像形成ユニット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光学系ユニット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光学系ユニット30を照明ユニット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、丸穴形状となっており、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光学系ユニット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。
【0027】
また、照明ブラケット26上面の開口部には、投影レンズユニット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。
【0028】
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光学系ユニット40を、第1光学系ユニット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。
【0029】
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、前述の光源ユニット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4参照)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26a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、照明ユニット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、光源ユニット60は、照明ユニット20に位置決め固定される(図3参照)。
【0030】
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。
【0031】
図8は、照明ユニット20内での光の光路Lを説明する図である。
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。光源ユニット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。
【0032】
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。
【0033】
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する。
【0034】
次に、画像形成ユニット10について、説明する。
図9は、画像形成ユニット10の斜視図である。
図9に示すように画像形成ユニット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、貫通しており、ヒートシンク13には、この不図示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。この突起部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。
【0035】
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ボート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ボート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。
【0036】
ヒートシンク13は、画像形成ユニット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。
【0037】
以下に、画像形成ユニット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5で示した照明ユニット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画像形成ユニット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ボート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し、ネジを照明ブラケット26に設けられたネジ止め部262(図3参照)の下面に設けられたネジ穴にねじ込んで、画像形成ユニット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262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。
【0038】
このように、画像形成ユニット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、画像形成ユニット10の重量も支持している。
【0039】
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7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2参照)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7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影を制御することができ、画像を生成することができる。
【0040】
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。
【0041】
次に、第1光学ユニット30について、説明する。
図10は、第1光学系ユニット30を、照明ユニット20と画像形成ユニット10とともに示す斜視図である。
図10に示すように、第1光学系ユニット30は、照明ユニット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2参照)を保持した投影レンズユニット31と、この投影レンズユニット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3参照、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。
【0042】
また、投影レンズユニット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。
【0043】
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、投影レンズユニット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。
【0044】
また、レンズホルダー32には、4箇所、第2光学系ユニット40を第1光学系ユニット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光学系ユニット位置決め突起32d1〜32d3が形成されている(図10では、32d1〜32d3が図示されている)。
【0045】
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。そして、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、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にそれぞれ挿入されて、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をねじ止めすることで、第1光学系ユニット30が照明ユニット20に位置決め固定される。
【0046】
投影レンズユニット31のレンズホルダー32よりも上部側は、後述する第2光学ユニットのミラーホルダー45(図13参照)により覆われている。なお、先の図3に示すように、投影レンズユニット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と照明ユニット20の照明ブラケット26の上面26bとの間の部分は、露出しているが、投影レンズユニット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。
【0047】
次に、第2光学系ユニット40について説明する。
図12は、第2光学系ユニット40が備える第2光学系を、投影レンズユニット31と照明ユニット20と画像形成ユニット10とともに示す斜視図である。
図12に示すように、第2光学系ユニット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
【0048】
図13は、第2光学系ユニット40を、第1光学系ユニット30、照明ユニット20、画像形成ユニット10とともに示す斜視図である。
図13に示すように、第2光学系ユニット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。
【0049】
第2光学系ユニット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と、曲面ミラー42を保持する自由ミラーブラケット44と、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とを有している。
【0050】
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おり、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。
【0051】
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と、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とを有している。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。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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44の上部でこれら二つの腕部を連結する連結部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。
【0055】
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、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に固定されている。
【0056】
第2光学ユニット40は、第1光学ユニット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43の上面と対向する下面451が設けらており、この下面451には、第1光学系ユニット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光学系ユニット40は、第1光学系ユニット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光学系ユニット30にネジ止めされる。このとき、第2光学系ユニット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光学系ユニット位置決め突起32d1〜32d4と当接して、第2光学系ユニット40は、Y方向に位置決めされて固定される。
【0057】
第2光学ユニット30を第1光学ユニット30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、投影レンズユニット31のレンズホルダー32よりも上部の部分が、第2光学系ユニット40のミラーホルダー45内に収納される。また、第2光学系ユニット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。
【0058】
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ユニット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。
【0059】
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。
【0060】
また、図14に示すように、照明ブラケット26には、第1光学系ユニット30、第2光学系ユニット40が積載固定される。また、画像形成ユニット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光学系ユニット30、第2光学系ユニット40および画像形成ユニット10の重量を支える形でベース部材53に固定される。
【0061】
図15は、装置内の各ユニットの配置関係を示した模式図である。
図に示すように、画像形成ユニット10、照明ユニット20、第1光学系ユニット30、第2光学系ユニット40は、投影面の短軸方向であるY方向に積層配置されており、光源ユニット60は、画像形成ユニット10、照明ユニット20、第1光学系ユニット30、第2光学系ユニット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、画像形成ユニット10、照明ユニット20、第1光学ユニット30、第2光学ユニット40および光源ユニットが、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、画像形成ユニット10と照明ユニット20とからなる画像形成部A、第1光学ユニット30と第2光学ユニット40とからなる投影光学部Bとからなる一体物の投影画像および投影面101に平行な同一の面に対して、光源ユニット60の出射面が交差するように配置されている。また、画像形成部Aと光源ユニット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と投影光学部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、投影光学部Bの順番で配置されている。
【0062】
また、本実施形態においては、光源ユニット60の上方に、光源61やDMD11に電力を供給するための電源ユニット80が積層配置されている。これら光源ユニット60、電源ユニット80、画像形成部A、投影光学部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20参照)からなるプロジェクタ1の容器に収納されている。
【0063】
図16は、本実施形態のプロジェクタ1の使用例を示す図であり、図17、図18は、従来のプロジェクタ1Aの使用例を示す図である。
図16〜図18に示すように、プロジェクタ1は、例えば会議室などで使用する場合、プロジェクタ1をテーブル100に置いてホワイトボードなどの投影面101に画像を投影して使用される。
【0064】
図17に示すように、従来のプロジェクタ1Aは、DMD12(画像生成素子)、照明ユニット20、第1光学系70、第2光学系(凹面ミラー42)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直列に並べて配置されている。よって、プロジェクタ1Aの投影面に対して直交する方向(X方向)に長くなり、プロジェクタ1Aが、投影面101に対して直交する方向にスペースをとってしまう。投影面101に投影された画像を見る人が座る椅子や、使用する机は、一般的に投影面に対して直交する方向に配置するため、プロジェクタが、投影面に対して直交する方向にスペースを取ると、それだけ、椅子の配置スペースや机の配置スペースが制限されて、利便性が悪い。
【0065】
図18に示すプロジェクタ1Bは、DMD12(画像形成素子)、照明ユニット20、第1光学系70が、投影面101に投影された投影画像の面と平行に直列に並べて配置されている。よって、図17に示すプロジェクタ1Bに比べて、投影面101に対して直交する方向の長さを短くすることができる。しかしながら、図18に示すプロジェクタ1Bは、光源61が、照明ユニット20に対して投影面101に投影された投影画像の面に対して直交する方向に配置されているため、プロジェクタの投影面101に対して直交する方向の長さを十分に短くすることができない。
【0066】
一方、図16に示す本実施形態のプロジェクタ1においては、画像形成ユニット10と照明ユニット20とからなる画像形成部A、および第1光学ユニット30と折り返しミラー41とからなる投影光学部Bとを、投影面101および投影面101に投影された投影画像の像面に対して平行な方向のうち図中Y方向に直列に並べて配置している。また、光源ユニット60と、照明ユニット20とが、投影面101に投影された投影画像の面に対して平行な方向のうち図中Z方向に直列に並べて配置している。すなわち、本実施形態のプロジェクタ1は、光源ユニット60、画像形成ユニット10、照明ユニット20および第1光学ユニット30と、折り返しミラー41とは、投影面101に投影された投影画像の面に対して平行な方向(図中Z方向またはY方向)に配置された構造となっており、光源ユニット60、画像形成ユニット10、照明ユニット20および第1光学ユニット30と、折り返しミラー41のそれぞれが投影面および投影画像の像面に平行な面に平行に配置されているのである。このように、光源ユニット60、画像形成ユニット10、照明ユニット20および第1光学ユニット30と、折り返しミラー41とを、投影面101に投影された投影画像の面に対して平行な方向(図中Z方向またはY方向)に配置したので、図16に示すように、図17や図18に示したプロジェクタに比べて投影面101に対して直交する方向(図中X方向)の長さを短くすることができる。これにより、プロジェクタ1が椅子の配置スペースや机の配置スペースの阻害となるのを抑制することができ、利便性の高いプロジェクタ1を提供することができる。
【0067】
また、本実施形態においては、先の図15に示すように、光源ユニット60の上方に、光源61やDMD11に電力を供給するための電源ユニット80が積層配置されている。これにより、プロジェクタ1のZ方向も短くなっている。
【0068】
図19は、本実施形態のプロジェクタ1の別の使用例について説明する図である。
図19に示すように、本実施形態のプロジェクタ1は、天井105に吊り下げて使用することもできる。この場合も、本実施形態のプロジェクタ1は、投影面101に対して直交する方向に短いので、天井105にプロジェクタ1を設置する際、天井105に配置された照明器具106に干渉することなく、設置することができる。
【0069】
また、本実施形態においては、第2光学系を折り返しミラー41と曲面ミラー42とで構成しているが、第2光学系を曲面ミラー42のみで構成してもよい。また、折り返しミラー41は、平面ミラーでも正の屈折力を持ったミラーでも負の屈折力を持ったミラーでもよい。また、本実施形態においては、曲面ミラー42として凹面ミラーを用いているが、凸面ミラーを用いることもできる。この場合は、第1光学系70と曲面ミラー42との間で中間像を形成しないように第1光学系70を構成する。
【0070】
光源61は、経時使用で寿命を迎えるので、定期的な交換が必要である。このため、本実施形態においては、光源ユニット60は、装置本体から着脱可能に設けられている。
【0071】
図20は、プロジェクタ1の設置面側を見た斜視図である。
図20に示すように、プロジェクタ1の底面を構成するベース部材53には、開閉カバー54が設けられており、開閉カバー54には、回転操作部54aが設けられている。回転操作部54aを回転すると、開閉カバー54と装置本体との固定が解除され、開閉カバー54が、装置本体から取り外し可能となる。また、ベース部材53の開閉カバー54のX方向に隣接する箇所には、電源吸気口56が設けられている。
【0072】
また、図20に示すように、プロジェクタ1の外装カバー59の一方のY−X平面には、吸気口84と、パソコンなどの外部装置からの画像データなどが入力される外部入力部88が設けられている。
【0073】
図21は、開閉カバー54を装置から取り外した様子を示す斜視図である。
開閉カバー54を取り外すと、図21に示すように、光源ユニット60の光源ブラケット62の光源61が装着された側と反対側の面が露出する。開閉カバー54側へ立方体状に突出するように設けられた通過部65が、光源ユニット60の交換の際に使用者が指先で摘むことが可能な取っ手部68として利用される。
【0074】
光源ユニット60を装置本体から取り出すときは、摘み金具66か、取っ手部68を摘んで図中手前側へ引き出すことで、光源ユニット60は、装置本体の開口部から取り外される。光源ユニット60を装置本体に装着するときは、装置本体の開口部から光源ユニット60を挿入する。光源ユニット60を装置本体への挿入していくと、先の図4に示したコネクタ部62aが装置本体の不図示の電源側コネクタと接続し、同図に示したホルダ64の3つの光源位置決め部64a1〜64a3が、先の図7に示した照明ユニット20の照明ブラケット26に設けられた3つの光源被位置決め部26a1〜26a3に嵌合し、光源ユニット60が装置本体に位置決めされ、光源ユニット60の装着が完了する。そして、開閉カバー54をベース部材53に取り付ける。
【0075】
また、ベース部材53には、3箇所脚部55が設けられており、この脚部55を回転させることで、ベース部材53からの突出量が変更され、高さ方向(Y方向)の調整を行うことができるようになっている。
【0076】
また、図21に示すように、外装ケース59の他方のY−X平面には、排気口85が設けられている。
【0077】
図22は、本実施形態のプロジェクタ1内の空気の流れを説明する説明図である。この図は、プロジェクタ1を投影面101に対して直交する方向(X方向)から見た図である。図23には、本実施の形態における図22の各符号に対応する構成に番号が付いている。図22および図23において、図中の矢印は空気の流れる方向を示している。図24は、図23におけるA−A断面である。図25は、図23におけるB−B断面である。
図22に示すように、プロジェクタ1の側面の一方(図中左側)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84が設けられており、プロジェクタ1の側面の他方(図中右側)にプロジェクタ1内の空気を排気する開口した排気口85が設けられている。また、排気口85と対向するように、排気ファン86が設けられている。
【0078】
排気口85と吸気口84の一部は、プロジェクタ1を投影面101に対して直交する方向(X方向)から見たとき、光源ユニット60と操作部83との間となるように設けられている。これにより、吸気口84から取り込まれた外気は、先の図12に示す第2光学ユニット40のミラーホルダ45のZY平面や曲面ミラー42の裏面にまわりこんで、ミラーホルダ45や曲面ミラー42に沿いながら、吸気口85へ向かって移動する。光源ユニット60の上部に配置された電源ユニット80は、図中Z方向から見たとき、アーチ状の形状をしており、ミラーホルダ45や曲面ミラー42の裏面に沿いながら、吸気口85へ向かって移動してきた空気は、電源ユニット80に囲われた空間へ流れ、排気口85から排出される。
【0079】
このように、排気口85と吸気口84の一部が、プロジェクタ1を投影面101に対して直交する方向(X方向)から見たとき、光源ユニット60と操作部83との間となるように設けることで、光源ユニット60と操作部83との間を通って、排気口85から排出される気流を生じさせることができる。
【0080】
また、照明ユニット20のカラーホイール21を回転駆動させるためのカラーモータ21a(図6参照)の周囲の空気が吸引できるような箇所に光源ブロワ95が配置されている、(図25参照)。これにより、光源ブロワ95の吸気により発生する気流でカラーモータ21aを冷却することができる。
【0081】
光源ブロワ95により吸引された空気は、光源ダクト96を通って、ホルダ64の光源給気口64b(図4参照)へ流入する。また、光源ダクト96へ流入した空気の一部は、光源ダクト96の外装カバー59(図20参照)との対向面に形成された開口部96aから光源ハウジング97と外装カバー59との間に流れる。
【0082】
光源ダクト96の開口部96aから光源ハウジング97と外装ケース59との間に流れてきた空気は、光源ハウジング97と外装ケース59とを冷却した後、排気ファン86によって排気口85から排出される。
【0083】
また、光源給気口64bへと流れた空気は、光源61へ流入し、光源61を冷却した後、ホルダ64の上面に設けられた光源排気口64cから排気される。光源排気口64cから排気された空気は、図23に示すように、光源ハウジング97上面の開口部から流体ガイド87に沿って排気口85へ向かって流れる。その後、第2光学ユニット40を周り込んで電源ユニット80の囲われた空間に流れ込んできた低温の空気と混ざった後、排気ファン86により排気口85から排出される。このように、光源排気口64cから排気された高温の空気が、外気と混合させてから、排気することにより、排気口85から排気される空気が高温となるのを抑制することができる。
【0084】
また、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1上面に、投影面101に画像を投影するための透過ガラス51を設けているため、プロジェクタをY方向から見たとき、光源61と重なる位置に、操作部83を設ける必要がある。
【0085】
本実施形態においては、光源ユニット60と操作部83との間に吸気口84から排気口85へ向かって流れる気流で、光源61を冷却して高温となった空気を、排気口へ向けて排気するので、この高温の空気が、操作部83へ移動するのを抑制することができる。これにより、光源61を冷却して高温となった空気で、操作部83が温度上昇するのを抑制することができる。また、吸気口84から第2光学系ユニット40を周り込んで、排気口85へ向かって流れる空気の一部は、操作部83の真下を通って、操作部83を冷却する。このことも、操作部83の温度上昇を抑制することができる。
【0086】
また、排気ファン86による吸気により、先の図20に示したベース部材53に設けられた電源吸気口56から外気が吸気される。光源ハウジング97よりも図21中X方向奥側には、光源61に安定した電力(電流)を供給するためのバラスト基板3a(図24、図25参照)が配置されており、電源吸気口56から吸引された外気は、光源ハウジング97と不図示のバラスト基板との間を上方へ移動しながら、バラスト基板を冷却する。その後、バラスト基板の上方に配置されている電源ユニット80で囲われた空間に流れた後、排気ファン86により排気口85から排気される。
【0087】
また、装置本体の図中左下側には、画像形成ユニット10のヒートシンク13や、光源ユニット60光源ブラケット62などを冷却する冷却部120が配置されている。冷却部120は、吸気ブロワ91、垂直ダクト92、水平ダクト93を有している。
【0088】
図27も参照して吸気ブロワ91から送り出した空気の流れを説明する。吸気ブロワ91は、吸気口84の下方に対向配置されており、吸気口84と対向する面から吸気口84を介して外気を吸気するとともに、吸気口と対向する面と反対側の面から装置内部の空気を吸気して、吸気ブロワ91の下方に配置された垂直ダクト92へ流入する。垂直ダクト92へ流入した空気は、下方へと移動し、垂直ダクト92の下方部で連結された水平ダクト93へ送れられる。
【0089】
水平ダクト93内には、DMD12の画像生成面の裏側に取り付けられたヒートシンク13が配置されており、ヒートシンク13が、水平ダクト93を流れる空気により冷却される。ヒートシンク13が冷却されることにより、効率よくDMD12を冷却することができ、DMD12が、高温になるのを抑制することができる。
【0090】
水平ダクト93内を移動してきた空気は、先の図4に示す光源ユニット60の光源ブラケット62に設けられた通過部65または開口部65aへ流入する。開口部65aへ流入した空気は、開閉カバー54と光源ブラケット62との間へと流れ、開閉カバー54を冷却する。
【0091】
一方、通過部65へ流入した空気は、光源ブラケット62を冷却した後、光源61の出射側とは反対側の部分へ流入し、光源61のリフレクタ67の反射面とは反対側を冷却することで、光源61の。リフレクタ67を冷却する。したがって、通過部65を通過する空気は、光源ブラケット62と光源61の両方の熱を奪う。リフレクタ67付近を通過した空気は、光源ブラケット62の高さから排気ファン86の下部付近の高さまでの空気を導く排気ダクト94を通った後に、光源排気口64Cから排気された空気と合流し、流体ガイド87を通って、排気口85へ至る。排気ファン86により排気口85から排出される。また、開口部65aを通って開閉カバー54と光源ブラケット62との間へ流入した空気は、開閉カバー54を冷却した後、装置内部を移動して、排気ファン86により排気口85から排出される。
【0092】
図26は、冷却部120を、照明ユニット20および光源ユニット60とともに示す斜視図であり、冷却部と照明ユニット20と光源ユニット60との配置関係は、図示のようになっている。
図に示すように、照明ユニット20の画像形成ユニット10、第1光学ユニット30、第2光学ユニット40の重量を支える脚29により、水平ダクト93を、照明ユニット20の下方へ配置することができるスペースが確保できることがわかる。
【0093】
図27は、図26の断面図であり、矢印は、吸気ブロワ91から通過部65を経てリフレクタ67付近へ至る空気の流れである。吸気ブロワ91から流入した空気は、図示の矢印K0、K1、K3のように流れる。光源ブラケット62および通過部65がベース部材53に面するように光源ユニット60がプロジェクタ1に装着されているため、光源61の、リフレクタ67を冷却するための流路およびヒートシンク13を冷却するための流路である水平ダクト93もベース部材53に設ける構造になるので、プロジェクタ1の投影面に対して垂直な方向の幅を小さくすることができる。
【0094】
図28は、ベース部材53と水平ダクト93と光源ブラケット62を示す斜視図である。
図に示すように、水平ダクト93は、プロジェクタ1のベース部材53に固定されており、その上面の一部が開口している。この開口部に画像形成ユニット10のヒートシンク13が貫通するように、画像形成ユニットが水平ダクト93上に配置される。
【0095】
図29は、水平ダクト93から光源ブラケット62への空気の流れを、下側から見た図であり、図30は、上側から見た図である。
図29、図30に示すように、水平ダクト93内を移動してきた空気は、光源ユニット60の光源ブラケット62に設けられた通過部65または開口部65aへ流入する。開口部65aへ流入した空気は、開閉カバー54と光源ブラケット62との間へと流れ、開閉カバー54を冷却する。したがって、開閉カバー54から熱を奪うことが可能になる。また、通過部65自体は、光源61側と開閉カバー54側の両方の空気で熱が奪われる。
【0096】
本実施形態においては、光源61として、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を用いており、光源61は、発光すると高温となる。この光源からの熱伝導や輻射熱などにより光源ブラケット62、開閉カバー54も高温となる。光源61の寿命がきて、光源ユニット60を交換するときは、開閉カバー54や光源ブラケット62を手で摘むような作業をするため、開閉カバー54や光源ブラケット62の温度が低下しないと、光源ユニット60の交換作業ができないという不具合がある。しかし、本実施形態においては、上述したように、光源ブラケット62に光源ユニット60を取り出すときにユーザーが指先で摘むことが可能な外形の取っ手部68内に設けた流路を通過部65として、そこに空気を流して光源ブラケット62を冷却するとともに、開閉カバー54と光源ブラケット62との間にも空気を流入させて、開閉カバー54も冷却している。これにより、開閉カバー54、光源ブラケット62の温度上昇を抑えることができる。これにより、装置の停止後、開閉カバー54、光源ブラケット62の温度をユーザーが掴める程度の温度にすばやく低下させることができる。よって、装置の使用中に光源61の寿命がきて、光源ユニット60の交換が必要となった場合、ユーザーが、開閉カバー54や、光源ユニット60の取っ手(通過部65)を早い段階で摘むことができる。よって、従来よりも早い段階で、新品の光源ユニット60に取り替えることができ、装置のダウンタイムを短縮することができる。
【0097】
また、通過部65は、上述したように、空気が流入して積極的に冷やされる部分であり、光源ブラケット62の中でも温度が低く抑えられる部分である。よって、この通過部65を取っ手として利用可能に構成することにより、早い段階で新品の光源ユニット60に取り替えることができ、装置のダウンタイムをさらに短縮することができる。
【0098】
また、本実施形態においては、上述したように、光源ブラケット62に通過部65を設けて、光源ブラケット62を冷却することで、光源61の温度上昇を抑制している。よって、光源61へ流入させる空気の流量を、従来よりも少なくしても、良好に光源61を冷却することができる。これにより、光源ブロワ95の回転数(rpm)を落とすことができ、光源ブロワ95の風切り音を抑えることができ、装置の騒音を抑制することができる。また、光源ブロワ95の回転数(rpm)を落とすことができるので、装置の省電力化を図ることができる。また、風量の少ない小型の光源ブロワ95を用いることができ、装置の小型化を図ることができる。
【0099】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の(1)〜(5)の態様毎に以下に示す特有の効果を奏する。
(1)
光源61と、前記光源を保持する保持部材62と、送風器とを備え前記光源からの光を用いて形成した画像の投影画像を形成する画像投影装置において、前記保持部材62は、摘むことが可能な取っ手部68を備え、前記取っ手部68は、前記送風器から送られた空気が通過する通過部65を備えた。
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からの熱伝導や輻射熱による取っ手部68の温度上昇を抑えることができる。よって、光源61の駆動停止後、人が摘むことができる程度に取っ手部68の温度が低下するまでに要する時間を従来よりも縮小することが可能となる。これにより、光源61の寿命がきて、光源の駆動停止してから早い段階で、光源ユニット60を装置本体の光源取り出し口53cから取り出すことができる。その結果、光源61の寿命がきて、光源の駆動停止してから早い段階で、光源ユニット60の交換作業を行うことができ、装置のダウンタイムを短縮することができる。
【0100】
(2)
また、上記(1)に記載の態様の画像投影装置において、取っ手部68を冷却した空気を、光源61へ流すように構成した。
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の温度上昇を抑制することができる。これにより、光源61へ空気を流入させる送風手段としての光源ブロワ95の風量を抑えることができ、光源ブロワ95の回転数を抑えることができる。これにより、光源ブロワ95の風切り音を抑えることができ、装置の騒音を抑えることができる。また、光源ブロワの消費電力を抑えることができ、省電力化を図ることができる。また、風量の少ない小型のブロワやファンを用いることができ、装置のコンパクト化を図ることができる。
【0101】
(3)
また、上記(1)か(2)に記載の態様の画像投影装置において、光源61を装置本体に対して着脱するために設けられた光源取り出し口53cなどの開口部を当該装置のベース部材53などの設置面に設けた。
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、リフレクタ67を冷却するための流路およびヒートシンク13を冷却するための流路である水平ダクト93もベース部材53に設ける構造になるので、プロジェクタ1の投影面に対して垂直な方向の幅を小さくすることができる。また、通過部65を流れる空気のうち、暖められた空気は、上側へ移動し、低温の空気は、下側へ移動する。その結果、通過部内の空気の層ができおそれがある。開口部を当該装置の設置面に設けることで、通過部65の開口部から露出する側(取っ手部68)が、低温の空気により冷されることになり、通過部65の開口部から露出する側(取っ手部68)の温度上昇を抑制することができる。光源ユニット60を取り出すときは、通過部65の開口部から露出する箇所(取っ手部68)を掴むので、通過部65の開口部から露出する箇所(取っ手部68)の温度上昇を抑えることで、光源の駆動停止してから早い段階で、通過部65を掴んで、光源ユニットを装置本体の光源取り出し口53cから取り出すことができる。また、通過部65が当該装置の設置面側になることで、冷却空気を光源に導くための流路を設置面側に配置したことになり、設置に要する面積の縮小になる。
【0102】
(4)
また、上記(1)乃至(3)いずれかに記載の態様の画像投影装置において、光源61を装置本体に対して着脱するために設けられた開口部を開閉する開閉カバー54を備え、保持部材62は、開閉カバー54と光源61との間の空間に空気を流すための開口部65aなどの開閉カバー冷却流路を設けた。
かかる構成を備えることで、実施形態で説明したように、開閉カバー54の温度上昇を抑制することができ、光源61の駆動停止後、人が摘むことができる程度に開閉カバー54の温度が低下するまでに要する時間を従来よりも縮小することが可能となる。これにより、光源61の寿命がきて、光源の駆動停止してから早い段階で、光源ユニット60を装置本体の光源取り出し口53cから取り出すことができる。その結果、光源61の寿命がきて、光源の駆動停止してから早い段階で、光源ユニット60の交換作業を行うことができ、装置のダウンタイムを短縮することができる。
【符号の説明】
【0103】
1:プロジェクタ
10:画像生成ユニット
11a:ソケット
11:DMDボード
12:DMD
13:ヒートシンク
14:固定板
20:照明ユニット
21:カラーホイール
22:ライトトンネル
23:リレーレンズ
24:シリンダミラー
25:凹面ミラー
26:照明ブラケット
26a1〜26a3:光源被位置決め部
26c1〜26c4:貫通孔
26d:照射用貫通孔
26e1,26e2:位置決め孔
26f:位置決め突起
27:OFF光板
28:照明カバー
29:脚部
30:第1光学系ユニット
31:投影レンズユニット
32:レンズホルダー
32a1〜32a4:脚部
32b1〜32b4:被位置決め突起
32c1〜32c4:ネジ貫通孔
32d1〜32d4:第2光学系ユニット位置決め突起
33:フォーカスレバー
34:レバーギヤ
35:アイドラギヤ
36:フォーカスギヤ
40:第2光学系ユニット
41:折り返しミラー
42:曲面ミラー
43:ミラーブラケット
44:自由ミラーブラケット
45:ミラーホルダー
45a1〜45a4:ネジ止め部
46:ミラー押さえ部材
47:ガラス押さえ部材
49:自由ミラー押さえ部材
51:透過ガラス
53:ベース部材
53c:光源ユニット取り出し口
53d:切り欠き
53e:被引っ掛け部
54:開閉カバー
54a:回転操作部
60:光源ユニット
61:光源
62:光源ブラケット
62a:コネクタ部
64:ホルダ
64a1〜64a3:光源位置決め部
64b:光源給気口
64c:光源排気口
65:通過部
65a:開口部
66:摘み金具
67:リフレクタ
68:取っ手部
70:第1光学系
80:電源ユニット
83:操作部
84:吸気口
85:排気口
86:排気ファン
91:吸気ブロワ
92:垂直ダクト
93:水平ダクト
94:排気ダクト
95:光源ブロワ
96:光源ダクト
100:テーブル
101:投影面
105:天井
106:照明器具
120:冷却部
151:引っ掛け部
152:押圧突起
153a,153b,153c:爪部
154:外れ抑制突起
155:開口部
156:突き当て部
157:ベース面
161:ロック部
162,162a:鍔部
164:スロープ部
165:押圧部
171:電源側コネクタ
T1:光源被位置決め穴の縁部
T2:被光源位置決め突起が設けられた面
T3:電源側コネクタ部の突き当て部
【先行技術文献】
【特許文献】
【0104】
【特許文献1】特開2003−5292号公報
【特許文献2】WO02/097529号公報
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光源と、前記光源を保持する保持部材と、送風器とを備え前記光源からの光を用いて形成した画像の投影画像を形成する画像投影装置において、
前記保持部材は、摘むことが可能な取っ手部を備え、
前記取っ手部は、前記送風器から送られた空気が通過する通過部を備える
ことを特徴とする画像投影装置。
【請求項2】
請求項1の画像投影装置において、
前記通過部は、該通過部を経た空気を、前記光源へ向かわせることを特徴とする画像投影装置。
【請求項3】
請求項1の画像投影装置において、
前記光源を装置本体に対して着脱するための開口部を当該装置の設置面に設けたことを特徴とする画像投影装置。
【請求項4】
請求項1乃至3いずれかの画像投影装置において、
前記光源を装置本体に対して着脱するために設けられた開口部を開閉する開閉カバーを備え、
前記保持部材は、前記開閉カバーと該保持部材との間に空気を流すための開閉カバー冷却流路を設けたことを特徴とする画像投影装置。
【請求項1】
光源と、前記光源を保持する保持部材と、送風器とを備え前記光源からの光を用いて形成した画像の投影画像を形成する画像投影装置において、
前記保持部材は、摘むことが可能な取っ手部を備え、
前記取っ手部は、前記送風器から送られた空気が通過する通過部を備える
ことを特徴とする画像投影装置。
【請求項2】
請求項1の画像投影装置において、
前記通過部は、該通過部を経た空気を、前記光源へ向かわせることを特徴とする画像投影装置。
【請求項3】
請求項1の画像投影装置において、
前記光源を装置本体に対して着脱するための開口部を当該装置の設置面に設けたことを特徴とする画像投影装置。
【請求項4】
請求項1乃至3いずれかの画像投影装置において、
前記光源を装置本体に対して着脱するために設けられた開口部を開閉する開閉カバーを備え、
前記保持部材は、前記開閉カバーと該保持部材との間に空気を流すための開閉カバー冷却流路を設けたことを特徴とする画像投影装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【公開番号】特開2013−97344(P2013−97344A)
【公開日】平成25年5月20日(2013.5.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−242927(P2011−242927)
【出願日】平成23年11月4日(2011.11.4)
【出願人】(000006747)株式会社リコー (37,907)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成25年5月20日(2013.5.20)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年11月4日(2011.11.4)
【出願人】(000006747)株式会社リコー (37,907)
【Fターム(参考)】
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