JP7282604B2 - Optical Enclosure and Projector Equipped with the Same - Google Patents
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Description
本発明は、光学筐体、およびこれを備えるプロジェクタに関する。 The present invention relates to an optical housing and a projector including the same.
従来、プロジェクタでは、内部に配置された複数の光学部品は、光源からの光エネルギを吸収し発熱するため、冷却風を吹き付けられる。塵埃などが光学部品に付着すると明るさ低下につながることから、塵埃の混入を抑制するために冷却風は密閉構造の内部で循環させられる。循環による冷却風の温度上昇を抑制するために密閉構造の内部には、外気との熱交換を行う熱交換器が配置される。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a projector, since a plurality of optical parts arranged inside absorb light energy from a light source and generate heat, they are blown with cooling air. If dust or the like adheres to the optical components, it will lead to a decrease in brightness, so the cooling air is circulated inside the sealed structure in order to prevent dust from entering. A heat exchanger that exchanges heat with the outside air is arranged inside the sealed structure in order to suppress the temperature rise of the cooling air due to circulation.
特許文献1には、ファンを用いて密閉構造の内部に配置された光学部品を冷却する際、冷却風の外気との熱交換を効率よく行うため、熱交換器前後のダクト形状より熱交換器を大きくする投写型表示装置が開示されている。
In
しかしながら、特許文献1の投写型表示装置では、ダクトを形成することで装置が大型化してしまう。また、ファンが密閉構造の外部に配置されているため、ファンの駆動音が外部に漏れてしまう。
However, in the projection display apparatus of
本発明は、小型化可能であるとともに、ファンによる騒音を抑制可能な光学筐体、およびプロジェクタを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical housing and a projector that can be miniaturized and that can suppress noise caused by a fan.
本発明の一側面としての光学筐体は、筐体と、少なくとも一部が筐体の内部に格納される複数の光学部品と、少なくとも一部が筐体の内部に格納され、筐体の内部で風が循環するように複数の光学部品のうち第1の光学部品に送風する第1のファンと、少なくとも一部が筐体の内部に格納され、筐体の内部で風が循環するように複数の光学部品のうち第2の光学部品に送風する第2のファンと、筐体の内部に格納され、第1のファンによって筐体の内部を循環した風、および第2のファンによって筐体の内部を循環した風が通過することにより、筐体の内部の熱を吸熱し、筐体の外部に放熱する熱交換器とを有し、熱交換器は、第1のファンの吸気口、および第2のファンの吸気口に対向するように配置されていることを特徴とする。
An optical housing as one aspect of the present invention includes a housing, a plurality of optical components at least partially housed inside the housing, and at least some of which are housed inside the housing. a first fan for blowing air to a first optical component out of the plurality of optical components so as to circulate air in the housing; A second fan that blows air to the second optical component among the plurality of optical components, the air that is stored inside the housing and circulated inside the housing by the first fan, and the housing by the second fan a heat exchanger that absorbs heat inside the housing and radiates heat to the outside of the housing by passing the air circulated inside the housing, and the heat exchanger is an intake port of the first fan, and the intake port of the second fan.
本発明によれば、小型化可能であるとともに、ファンによる騒音を抑制可能な光学筐体、およびプロジェクタを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an optical housing and a projector that can be miniaturized and that can suppress noise caused by a fan.
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each figure, the same reference numerals are given to the same members, and overlapping descriptions are omitted.
図1は、本発明の実施形態に係るプロジェクタ(投写型表示装置)10の概略構成図である。図2は、プロジェクタ10の光学配置の説明図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a projector (projection display device) 10 according to an embodiment of the invention. FIG. 2 is an explanatory diagram of the optical arrangement of the
プロジェクタ10の外装筐体100の内部には、光学筐体50、光源光学系4、照明光学系5、および投射レンズ6が設けられている。光学筐体50の内部には、色分解合成光学系3が設けられている。
An
外装筐体100は、外装筐体100に外気を流入するための吸気口101a,101b、および外装筐体100内の空気を排気する排気口102を有する。また、外装筐体100の内部には、吸気口101a,101bの後段で光学筐体50に外気を導くファン(第3のファン)7、および外装筐体100内の空気を排気口102に導くファン8a,8b,8cが設けられている。本実施形態では、ファン7,8a,8b,8cとして軸流ファンが使用されている。
光源光学系4は、複数のレーザーダイオード(以下、LDとする)41、および蛍光体ユニット42を含む複数の光学部品を備え、光源としてのLD41からの光を照明光学系5に照射する。LD41は、それぞれが青色(B)帯域の光を出力する複数のLD41B、およびそれぞれが赤色(R)帯域の光を出力する複数のLD41Rを有する。蛍光体ユニット42は、蛍光体421、蛍光体421が円環状に塗布された蛍光体ホイール422、および蛍光体ホイール422を回動させるためのモータ423を備える。蛍光体ホイール422は、円板状の高い反射率を有する金属板である。蛍光体421はLD41Bからの励起光を利用して、黄色帯域の蛍光を生じさせる特性を持つ蛍光材料を有する。また、蛍光体421は、LD41Bからの蛍光変換されなかった励起光とLD41Rからの光を励起光として拡散反射させるための拡散材をバインダーに混合した材料を有する。
The light source
照明光学系5は、透過することにより明るさが均一化され、さらに色も重畳するため色ムラの少ない光束を得ることが可能なフライアイレンズ51,52、および透過することで偏光方向の揃った光束に変換する偏光変換素子53を含む複数の光学部品を備える。照明光学系5に入射した光は、コンデンサレンズ54を透過し、色分解合成光学系3に照射される。
Illumination
図3は、色分解合成光学系3の構成図である。色分解合成光学系3は、クロスダイクロイックミラー32、反射ミラー33、ダイクロイックミラー34、パネルユニット30R,30G,30B、および光学ユニット31R,31G,31Bを有する。本実施形態では、パネルユニット30R,30G,30Bと光学ユニット31R,31G,31Bが、冷却対象である。クロスダイクロイックミラー32は、照明光学系5からの光を緑色(G)光および青色(B)光の混色光と赤色(R)光とに分離する。ダイクロイックミラー34は、G光を反射し、B光を透過する。パネルユニット30R,30G,30Bはそれぞれ、R,G,B用のパネルユニットである。パネルユニット30R(30G,30B)は、反射型液晶パネル301R(301G,301B)、および位相差補償板302R(302G,302B)を有する。光学ユニット31R,31G,31Bはそれぞれ、R,G,B用の光学ユニットである。光学ユニット31R(31G,31B)は、コンデンサレンズ311R(311G,311B)、λ/2板312R(312G,312B)、反射型偏光板313R(313G,313B)、およびワイヤーグリッド(WG)偏光子314R(314G,314B)を有する。WG偏光子314R(314G,314B)を透過した光は、反射型液晶パネル301R(301G,301B)に導かれ、反射型液晶パネル301R(301G,301B)で反射される。その後、WG偏光子314R(314G,314B)で再度反射され、R,G,B光が合成されたのち、不図示のスクリーンに投射される。
FIG. 3 is a configuration diagram of the color separation/synthesis
図4は、光学筐体50の構成図である。図5は、光学筐体50の組立斜視図である。ケース(筐体)11,12により、光学筐体50の内部には密閉構造(流路1)が形成される。光学筐体50の内部に流路1を形成することで、外部から混入した塵埃が光学部品に付着することを抑制することができるため、光学部品の明るさ低下を抑制可能である。
FIG. 4 is a configuration diagram of the
流路1内には、複数の光学部品(パネルユニット30R,30G,30B、および光学ユニット31R,31G,31B)が設けられている。図4に示されるように、複数の光学部品の少なくとも一部が流路1内に格納されていればよい。また、流路1内には、光学ユニット31Bを冷却するために送風するファン(第1のファン)21、および光学ユニット31R,31Gを冷却するために送風するファン(第2のファン)22が設けられている。ファン21,22の少なくとも一部が流路1内に格納されていればよい。ファン21,22が流路1内に設けられているため、ファン21,22から発生する騒音を抑制することができる。本実施形態では、ファン21,22として、静圧の強いシロッコファンが使用される。ファン21,22の吹き出し口からの冷却風は、光学ユニット31R,31G,31Bに導かれた後、ファン21,22の吸気口に導かれる。なお、本実施形態では、冷却対象を冷却するために、2つのファンを使用するが、2つ以上のファンを使用してもよい。
A plurality of optical components (
ケース11,12として、熱伝導率の高い部材が用いられる。本実施形態では、アルミニウムが使用される。また、ケース11,12は、一部品に限らず分割形成されていてもよい。ケース11には、冷却対象を冷却することで温められた風から吸熱し、流路1の外部に放熱する熱交換器としてのフィン13が設けられている。また、ケース11には、外気との熱交換の効率を向上させるためのフィン14が設けられている。フィン13,14はそれぞれ、流路1の内部、および外部に設けられている。
A member with high thermal conductivity is used as the
図6は、ファン21,22、およびフィン13の相対位置の関係を示す図である。ファン21,22、およびフィン13は、本実施形態では図6(a)に示される関係で設けられているが、図6(b)や図6(c)に示される関係で設けられていてもよい。
FIG. 6 is a diagram showing the relative positional relationship between the
ファン21(21b,21c)は、吸気口211(211b,211c)から吸気する。矢印212(212b,212c)は、ファン21(21b,21c)の吸気方向を示している。ファン22(22b,22c)は、吸気口221(221b,221c)から吸気する。矢印222(222b,222c)は、ファン22(22b,22c)の吸気方向を示している。フィン13(13b,13c)は、一部がファン21(21b,21c)の吸気口211(211b,211c)、およびファン22(22b,22c)の吸気口221(221b,221c)に対向するように配置されている。このように配置することで、光学筐体50を小型化可能である。
The fan 21 (21b, 21c) sucks air from the intake port 211 (211b, 211c). Arrows 212 (212b, 212c) indicate the intake directions of the fans 21 (21b, 21c). The fan 22 (22b, 22c) sucks air from the intake port 221 (221b, 221c). Arrows 222 (222b, 222c) indicate the intake directions of the fans 22 (22b, 22c). Some of the fins 13 (13b, 13c) face the intake ports 211 (211b, 211c) of the fans 21 (21b, 21c) and the intake ports 221 (221b, 221c) of the fans 22 (22b, 22c). are placed in By arranging them in this way, the size of the
なお、フィン13は、吸気口211が含まれる第1平面と吸気口221が含まれる第2平面によって規定される空間のうち、第1平面と第2平面とがなす角度が図6(a)に示されるように略90度、または鈍角となる空間に配置されていることが望ましい。
In the space defined by the first plane including the
図7および図8は、ファン21,22からの冷却風の流れを示す図である。ファン21からの冷却風は、光学ユニット31Bを冷却する。ファン22からの冷却風は、光学ユニット31Gを冷却した後、光学ユニット31Rを冷却する。光学ユニット31R,31G,31Bを冷却した後の温められた風は、フィン13を通過する。フィン13は、温められた風から吸熱し、流路1外に放熱する。そのため、光学ユニット31R,31G,31Bを冷却した後の温められた風は、フィン13を通過した後、冷えた風となり、ファン21,22により吸気される。したがって、ファン21,22からの冷却風の温度が上昇することを抑制し、冷却対象に対して冷えた風を吹き付ける状態を維持することができるため、冷却効率を高くすることができる。また、流路1を熱伝導率の高いケース11,12で形成し、かつフィン13をケース11と一体で形成するため、流路1内の放熱面積を広げることができる。そのため、流路1内の熱を流路1外に放熱する効率を上げることができる。また、ファン7からの風をフィン14に導くことで、フィン14、流路1、およびフィン13を介して外気と流路1内の空気との熱交換を更に向上させることができる。
7 and 8 are diagrams showing the flow of cooling air from the
流路1内を循環する風はファン21,22の吹き出し口では別々の流路を通過するが、それぞれ冷却対象を冷却した後、図8に示されるようにフィン13の前段の空間で合流し、フィン13を通過する。これにより、同一のフィン13による熱交換が可能になり、別々の流路において温度差が生じていてもファン21,22により吸気される風の温度はほぼ同一となり、流路抵抗も減る。そのため、冷却効率を高くすることが可能であるとともに、フィン13を小型化可能である。
The winds circulating in the
また、本実施形態では、図6(a)に示される、フィン13とファン21の吸気口211との間の間隔d、およびフィン13とファン22の吸気口221との間の間隔dを25mm以下に設定している。このように設定することで、冷却性能を著しく悪化させることなく、フィン13の熱交換を効率的に実施することができる。また、吸気口211,221の近傍にフィン13を配置することで、ファン21,22に対して別々にフィンを配置するよりもフィン13を小型化でき、スペース効率も向上させることができる。なお、間隔dを20mm以下に設定することが望ましく、15mm以下に設定することが更に望ましい。
Further, in this embodiment, the distance d between the
図7に示されるように、フィン13の凹部の間隔であるギャップ幅(フィン形状のフィンギャップ)13Gは、フィン14の凹部の間隔であるギャップ幅14Gより狭くなるように設定されている。このように設定することで、フィン13を通過する風との接触面積を広げることができるため、フィン13の熱交換の効率を向上させ、ファン21,22により吸気される風の温度を下げることができる。また、軸流ファンであるファン7の静圧は低いが流量が大きい特性により、フィン14のギャップ幅14Gを広げると、流路抵抗を下げ、流量を得ることができるため、熱交換の効率を向上させることができる。フィン14の流路抵抗が低いことで、流路1外に配置されるファン7の回転数を低くすることができるため、ファン7による騒音を抑制することができる。なお、本実施形態では、ファン21,22はシロッコファンであり、シロッコファンの静圧が強く、風量増大に高回転が必要な特性により、狭いギャップ幅13Gのフィン13を通過することができる流速を確保できる。
As shown in FIG. 7, a gap width (fin-shaped fin gap) 13G, which is the interval between the concave portions of the
前述の通り、流路1内のフィン13は流路抵抗が高くても熱交換でき、流路1外のフィン14は流路抵抗を抑えたいため、フィンを通過する風の方向において、フィン14の長さをフィン13の長さに比べて短くしてもよい。
As described above, the
以上説明したように、本実施形態によれば、小型化可能であるとともに、ファンによる騒音を抑制可能な光学筐体50、およびこれを備えるプロジェクタ10を提供することができる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide the
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 Although preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes are possible within the scope of the gist.
11,12 ケース(筐体)
13 フィン(熱交換器)
21 ファン(第1のファン)
211 吸気口
22 ファン(第2のファン)
221 吸気口
30R,30G,30B パネルユニット(光学部品)
31R,31G,31B 光学ユニット(光学部品)
50 光学筐体
11, 12 case (enclosure)
13 fins (heat exchanger)
21 fan (first fan)
211
221
31R, 31G, 31B optical units (optical parts)
50 optical housing
Claims (13)
少なくとも一部が前記筐体の内部に格納される複数の光学部品と、
少なくとも一部が前記筐体の内部に格納され、前記筐体の内部で風が循環するように前記複数の光学部品のうち第1の光学部品に送風する第1のファンと、
少なくとも一部が前記筐体の内部に格納され、前記筐体の内部で風が循環するように前記複数の光学部品のうち第2の光学部品に送風する第2のファンと、
前記筐体の内部に格納され、前記第1のファンによって前記筐体の内部を循環した風、および前記第2のファンによって前記筐体の内部を循環した風が通過することにより、前記筐体の内部の熱を吸熱し、前記筐体の外部に放熱する熱交換器とを有し、
前記熱交換器は、前記第1のファンの吸気口、および前記第2のファンの吸気口に対向するように配置されていることを特徴とする光学筐体。 a housing;
a plurality of optical components at least partially housed inside the housing;
a first fan, at least part of which is housed inside the housing, for blowing air to a first optical component among the plurality of optical components so as to circulate air inside the housing;
a second fan, at least part of which is housed inside the housing, for blowing air to a second optical component among the plurality of optical components so as to circulate air inside the housing;
The air stored inside the housing and circulated inside the housing by the first fan and the air circulated inside the housing by the second fan pass through the housing, and a heat exchanger that absorbs heat inside the housing and dissipates it to the outside of the housing,
The optical housing, wherein the heat exchanger is arranged to face the intake port of the first fan and the intake port of the second fan.
前記熱交換器のフィンギャップは、前記フィンのフィンギャップより小さいことを特徴とする請求項7に記載の光学筐体。 The heat exchanger has a fin shape,
8. The optical enclosure of claim 7 , wherein the fin gap of the heat exchanger is smaller than the fin gap of the fins.
前記光学筐体を格納する外装筐体とを有することを特徴とするプロジェクタ。 an optical housing according to any one of claims 1 to 9 ;
A projector, comprising: an exterior housing for housing the optical housing.
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