JPH0455489B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 開示技術は、航空機や車輌の客室内や事務所、
学校内で壁面のスクリーン等へ液晶パネルに形成
されたカラー画像等を拡大して投影するコンパク
トタイプの画像投影装置の構造の技術分野に属す
る。

＜要旨の概要＞ 而して、この出願の発明は樹脂製や金属製等の
所定の断熱材により形成されている箱型等のケー
シングの内部の一側寄りにハロゲンランプ等の光
源が設けられ、スクリーン側の他側寄りには投影
レンズが設けられ、該光源と投影レンズの間には
光源側に集光レンズが、そして投影レンズ側には
液晶パネルの投影原画ユニツトが介設され、ケー
シング内部の該光源等による温度上昇を阻止する
べく所定の冷却装置が併設されている画像投影装
置に関する発明であり、特に、該ケーシングが系
外に対して密封式に形成され、該ケーシング内に
は光源に併置して熱吸収体が設けられると共に、
ケーシング外部には放熱体が設けられて該熱吸収
体と放熱体との間にはヒートパイプ等の伝熱体が
連設して接続され、機構部を冷却して昇温防止す
ると共に外部からの塵埃がケーシング内部の光学
系機構部に付着等されないようにされた機器機能
が設計通りに常に維持されるようにした画像投影
装置に係る発明である。

＜従来の技術＞ 周知の如く、市民社会、産業社会の科学技術に
負うところの飛躍的な向上は著しく目覚ましいも
のがあり、特に、情報技術に負うところが極めて
大であり、テレビ、コンピユータ、ワープロ等の
所謂Ｏ−Ａ技術に寄与されているところが著しく
大であり、かかる光電技術の研究開発は益々隆盛
になり、所謂ハイテク化時代への突入は時間の問
題とさえなつている。

かかる情報化社会の躍進の中において、快適な
市民生活から学校、研究所、会社、工場等広い分
野に亘り、テレビ等のブラウン管方式の情報表示
技術が益々拡充し、近時に於いてはカラー画像に
よる情報伝達を越えて立体画像伝達技術の領域に
さえ入つてきており、より高度で密度の高い情報
伝達が成されるようになつてきている。

而して、これまで主流であつたブラウン管表示
の各種の情報処理装置にあつては、当該ブラウン
管が限られた表示面積のみを有していることか
ら、所謂対面方式の装置機構とされ、情報処理者
は一人、乃至、精々３人程度であり、不特定多数
の研究者、事務処理要員等による情報処理は著し
く無理があり、これに対処するに所謂ビデオプロ
ジエクタ等も研究されてスクリーン上に拡大投影
する技術も案出はされてはいるが、明るさが不充
分であり、又、重複投影のために色ずれ等が避け
られず、しかも、大重量の装置を用いることから
設置は勿論のこと、保守点検整備等のメンテナン
スも極めて煩瑣であるという不都合さがあつた。

これに代えて液晶パネルの急激な研究開発によ
る発達に伴い著しくコンパクトサイズの液晶テレ
ビ等の情報伝達処理装置が開発され、ブラウン管
方式の大型化技術に対してマイクロ化技術に貢献
するようになり、液晶パネルの光透過性を利用
し、スクリーン上に、該液晶パネルに電子駆動装
置により形成される画像を拡大投影して不特定多
数の視聴者に同時に大量の情報を伝達する処理技
術が開発され、一方に於けるブラウン管方式テレ
ビの所謂ハイビジヨン方式や高輝度テレビ方式等
と両極化して発達する傾向にある。

そして、かかる液晶パネル等の光透過性を利用
し、スクリーン上にカラー画像やカラー立体画像
を拡大投影する方式が単に液晶パネルに電子駆動
装置により、形成されるカラー画像の拡大投影ば
かりでなく、スライドプロジエクタやカラー映画
等の拡大投影技術にもフイードバツクされて新た
な再利用が図られ、優れた研究開発も成されて教
養娯楽用ばかりでなく、機密情報、事務情報処理
伝達にも大きな貢献を成すようになつてきてい
る。

かかるカラー等の画像投影技術等にあつては、
これまで集積された精密技術、コンパクト技術等
がフルに利用されるようになつてはいるが、他方
において、新たな障害等も生じるようになつてき
ている。

即ち、かかる画像投影装置にあつては、所定の
ケーシング内に充密状態に各種の電子装置や光学
系機構部が集積設置され、しかも、投影用のハロ
ゲンランプ等の光源が設置されているために気体
流動空間も少なく、熱がこもり易く、例えば、液
晶パネルの昇温による機能変化や全反射ミラーや
ダイクロイツクミラーの歪み等も生じる虞があ
り、したがつて、これに対処するに種々の冷却装
置が開発付設されるようになつてきている。

即し、第３図に示すこれまで開発されてきた、
車輌の天井に吊設したり、卓状に設置する液晶カ
ラー画像投影装置１に於いては、樹脂製、或は、
金属体の所定のケーシング２の一側寄りに全反射
ミラー３、集光レンズ４を設置し、その間にハロ
ゲンランプ等の光源５を介装し、他側寄りに投影
レンズ６を図示しないスクリーンに対向して設置
し、該投影レンズ６と集光レンズ４との間に集光
レンズとしてのフレネルレンズ７を前置した液晶
パネル８を設けて電子駆動装置９により所定のカ
ラー画像を形成させて、光源５からの透過光によ
り投影レンズ６を介して、スクリーン上に拡大投
影するようにされており、ケーシング２内に於け
る光源５により加熱昇温対策については消極的に
は集光レンズ４とフレネルレンズ７との間に熱線
吸収フイルタ１０を介装させて液晶パネル８に於
ける昇温による機能劣化を防ぐようにする等し、
更に、積極的にはケーシング２の基部寄りに排風
口１１を又、底部の電子駆動装置９寄り側には、
吸風口１２を設けて排風口１１側に設けた排風フ
アン１３を回転させて、外気を吸風口１２から吸
入し、ケーシング２内を循環させて排風口１１か
ら排出し、空冷による強制冷却を図り、光学的や
電子回路等の昇温を防止し機能低下の防止を図る
ようにはしていた。

＜発明が解決しようとする課題＞ 而して、冷却フアン１３等の冷却性能向上には
吸入口１２に付設する所定のガス冷却装置等によ
り、ケーシング２内の昇温を確実に防止し、初期
機能維持を図ることが出来るようにする降温対策
は、ともかくの成績が得られるようになつてきて
いるものの、吸風口１２、及び、排風口１１を介
しての外気のケーシング２内外の通風循環が避け
られないために、密閉された部屋内で煙草の煙の
充満した状態や外気の塵埃が多く含有されている
空気がケーシング２内を通過するために、これら
の煙草の煙や塵埃等のハロゲンランプや集光レン
ズ、投影レンズ、更にも、最も重要な機能を有す
る液晶パネル、或いは、熱線吸収フイルタ等に付
着し、光の透過性を阻害したり、画像の鮮明度を
低下させたりする虞が生じ、結果的に設計通りの
機能がフルに発揮出来なくなるという不都合さが
生ずる虞が出てきた。

これに対処するには所定のタイミングで装置の
分解点検整備を行い、所定の部分をクリーニング
する等の手段も可能であるが、狭隘な機構部のた
め、これらの作業が著しく煩瑣であるという不具
合があり、特に、車輌の天井等に付設した装置の
態様の場合には取り付け、取り外しが甚しく手間
がかかり、正確な再組付けに不都合をきたし、更
に、拭き取り等による光学系の機構部に傷が付く
等という致命的な欠陥が生ずる虞もあり、更に、
各機構部の取り合い部の操作に蒸練が要求され、
光軸のずれ等も避けねばならず、湿気やカビ等の
生ずる虞がある場合には、頻繁に開放して検査す
ること等が出来ないというマイナス点もあつた。

＜発明の目的＞ この出願の発明の目的は上述従来技術に基づく
高度に発達の状態にある光電技術に基づく液晶パ
ネルに形成されたカラー画像等のスクリーン上へ
の投影装置の大気強制循環による冷却の問題点を
解決すべき技術的課題とし、ケーシング内に於け
る光電装置や電子駆動装置のコンパクト化を図り
ながら、又、集積された技術の良さを充分に生か
しながら、そのうえ、光源等による加熱昇温を確
実に防止し、更に、大気によるよごれや機構装置
部分のずれや傷発生を阻止し、確実に初期設計機
能がフルに発揮出来るようにして情報産業におけ
る光電技術利用分野に益する優れた画像投影装置
を提供せんとするものである。

＜課題を解決するための手段・作用＞ 上述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とす
るこの出願の発明の構成は前述課題を解決するた
めに、航空機や車輌の天井や事務室、研究所、教
室等の机の上に、セツトされた画像投影装置によ
り、前方の壁面等に設けられたスクリーンに対
し、該画像投影装置の密封式のケーシング内に設
けられた投影原画ユニツトの画像を拡大投影する
に際し、該ケーシング内の一側寄りに設けられた
ハロゲンランプ等の光源を点灯し、その光を投影
レンズとの間に設けた集光レンズを介して液晶パ
ネル等の画像原画ユニツトに透過させ、投影レン
ズによりスクリーン上に拡大投影させるように
し、この間、経時的に該光源による発熱等によつ
てケーシング内が昇温し、液晶パネルや全反射ミ
ラー、或いはダイクロイツクミラー等の光学系に
好ましからざる変質や歪み等が生じるような虞が
ないように、ケーシングを該ケーシング外に対
し、密閉式に形成し、該ケーシング内には銅に黒
色材を塗布したような熱吸収体を光源に対し併設
的にセツトして発熱を吸収させ、該熱吸収体から
ケーシング外に延設されているヒートパイプ等の
伝熱体を介してケーシング外に導出させ、ケーシ
ング外の放熱面積の大きな放熱体に供給させて該
放熱体に対しては、放熱フアン等により強制冷却
がなされ、これによつてケーシング内の加熱昇温
が防止され、光学系の各機構部や電子回路等に支
障が生ぜず、初期設計通りの機能が確実に維持さ
れ、ケーシングが密封式であることにより、ケー
シング外からの、塵埃や湿気の侵入が阻止され、
光学系機構部や電子回路に付着せず、又、ケーシ
ング内には乾燥気体を予め密封しておくこによ
り、温度変化による該光学系機構部や電子回路に
露結現象等が生じないようにして常に設計通りの
機能が一定に保持され、保守点検整備等も必要で
なく、耐久性が向上し、コンパクトな画像投影装
置の利点がフルに発揮出来るようにした技術的手
段を講じたものである。

＜実施例＞ 次に、この出願の発明の実施例を第１，２図に
より、又、第３図を応用例として説明すれば以下
の通りである。

尚、第４図と同一態様部分は同一符号を用いて
説明するものとする。

第１図に示す実施例において、１′はこの出願
の発明の要旨を成す画像投影装置であり、例え
ば、航空機や新幹線の列車、或いは、自動車の客
室の天井、更には、事務所、学校研究所等の所斗
部位にセツトされて図示しない壁面のスクリーン
に所定のカラー画像を拡大投影するようにしたコ
ンパクトタイプの態様であり、側面視略方形の所
定材料製の断熱タイプのケーシング２′の内部手
前側には側面視、コの字型の銅製であつてその内
側面に黒色塗料が塗布された吸熱体のブラケツト
１５が設けられ、その後方寄りには凹面鏡式の全
反射ミラー３が形成され、その前方の集光レンズ
４との間にはハロゲンランプ等の光源５や介装さ
れて該光源５の発熱を吸収する熱吸収体を形成し
ている。

又、ケーシング２′の前方の図示しないスクリ
ーン寄りには投影レンズ６が在来態様同様に設置
されて、その手前のケーシング２′の内部には、
該ケーシング２′内に予め密封されている乾燥空
気を強制循環させる循環フアン１３″が設けられ
ている。

そして、ケーシング２′内の集光レンズ４側寄
りには、熱線吸収フイルタ１０、及び、フレネル
レンズ７を後置した原画ユニツトとしてのカラー
液晶パネル８がセツトされて光源５からの光を透
過させ、レンズ６を介して図示しないスクリーン
上に電子駆動装置９により形成されたカラー画像
を拡大投影することが出来るようにされている。

而して、ケーシング２′の基部外側には所定の
金属体の多孔性の放熱体１７がが設けられてその
下側には放熱を促進するフアン１３が併設され、
該放熱体１７と熱吸収体１５との間には伝熱体と
してのヒートパイプ１８が接続されて光源５等に
より生じた熱を該熱吸収体５から放熱体１７に熱
伝導させて放熱し、冷却することが出来るように
されている。

上述構成において、冷却フアン１３、及び、循
環フアン１３″を稼動させて、電子駆動装置９に
より原画ユニツトとしての液晶パネル８にテレビ
番組やビデオによる所定のカラー画像を形成させ
て光源のハロゲンランプ５を点灯すると、該光源
５からの光は集光レンズ４によりコンデンサ作用
を受けて熱線フイルタ１５を通り、フレネルレン
ズ７を通つて液晶パネル８の画像を拾い、投影レ
ンズ６を介して、図示しない前方のスクリーン上
に拡大画像を投影する。

而して、この間先述した如く、経時的に光源５
の発熱、及び、液晶パネル８の昇温等により、ケ
ーシング２′内は加熱昇温されるが、集光レンズ
４からの光による熱線吸収フイルタ１０により吸
収され、又、光源５からの発熱は熱吸収体１５に
より吸収され、ヒートパイプ１８を介し、放熱体
１７に熱伝達されて冷却フアン１３による送風に
より強制冷却され、ケーシング２′内の昇温は阻
止される。

そして、ケーシング２′の内に予め密封された
乾燥空気は循環フアン１３″により、該ケーシン
グ２″内に循環するために、熱吸収体１５に吸収
されてヒートパイプ１８を介して放熱体１７によ
り放熱冷却され、したがつて、ケーシング２′内
の各光学系の機構部、及び、電子駆動装置９の昇
温は阻止され、昇温による機構低下や変質や歪み
が防止され、又、外気は全くケーシング２′内に
侵入しないために、これらによるゴミや煙草の付
着、或いは、これを除去するためのクリーニング
作業による傷の発生や光軸ずれ等の不都合さは全
く阻止されることが出来、常に、初期設計組み付
け通りの機能が維持されて正確なカラー画像のス
クリーンへの拡大投影が維持される。

勿論、予めケーシング２′内に封入しておいた
乾燥空気は温度変化等による光学系の機構部や電
子駆動装置９に対する結露等の作用は全く生じさ
せない。

次に、第２図に示す実施例においては、原画ユ
ニツトとしての液晶パネル８′，８″，８に対す
る色別の通過反射を成すダイクロイツクミラー２
０，２０′，２０″，２０、及び、全反射ミラー
１９，１９，１９を所定の光路を辿るように配列
し、光源５側に集光レンズ４を、前方寄りに投影
レンズ６を配設し、光源のハロゲンランプ５の背
部に全反射ミラー３を有する黒色銅製の熱吸収体
１５′を配し、ケーシング２′の前部に設けられた
多メツシユの放熱体の金属体の網体１７′と熱吸
収体１５′との間に銅の線材束１８′を接続させて
伝熱体として態様であり、ケーシング２′内には
予め密封した乾燥空気に対する循環フアン１３″
を配設し、その奏する実質的な作用効果は上述実
施例と変りはないものである。

又、第３図に示す応用例は、ケーシング２′の
内部底部に密封乾燥空気に対する循環フアン１
３″が設けられてはいるが、光源５の上部に開口
して設けられた排風口１１′と液晶パネル８の下
部に開口して設けられた吸風口１２′との間には
系外に対して、ケーシング２′を密封状態に保持
する伝熱体としての管体１８″がバイパス的に配
設され、その中途には、熱交換式の冷却装置１
７″が放熱体として介装された態様であり、実質
的にケーシング２′の内外は遮断されて該ケーシ
ング２′内は密封状態にされて外部の湿気や塵埃
等の侵入は阻止され、循環フアン１３″により、
循環される内部密封乾燥気体は管体１８″を介し
て放熱体としての冷却装置１７″を通過するプロ
セスで強制冷却されてケーシング２′内を冷却し、
昇温を防止し各光学系の機構部や電子駆動装置９
の機能を設計通りに維持することが出来るように
された態様であり、実質的に上述各実施例の奏す
る作用効果と変わりはないものである。

尚、この出願の発明の実施態様は上述各実施例
（応用例を含む）に限るものないでないことは勿
論であり、原画ユニツトはスライドプロジエクタ
方式のものでも、映画フイルムでも適用可能であ
り、熱吸収体と放熱体、及び、両者を接続する伝
熱体は他の機構にする等種々の態様が採用可能で
ある。

＜発明の効果＞ 以上、この出願の発明によれば、基本的に航空
機や新幹線の車輌の天井や自動車の室内天井、或
いは、研究所、会社工場、学校等の部屋の机の上
にセツトするコンパクトタイプの画像投影装置に
セツトされた液晶パネルの原画ユニツトに形成さ
れる画像を光源レンズを介し、スクリーンに拡大
投影する場合の発熱体となるハロゲンランプ等の
光源によるケーシング内の加熱昇温が熱のみの内
外循環系路での放熱冷却により避けられるため
に、液晶パネルや電子駆動装置等の耐熱状態が好
ましくない機構部に対する熱影響が阻止され、設
計通りの画像投影機能が維持されるという優れた
効果が奏される。

又、頻繁にケーシングを開放して、光学系や電
子駆動機構等を保守点検せずとも良いために、作
業が簡単であり、又、これらの機構部に対する傷
発生が阻止され、光軸ずれ等が防止され一定機能
が常に安定して保持されるという優れた効果が奏
される。

そして、ケーシング内に密封乾燥空気を封入す
ることにより、結露現象等も生ぜず、外部からの
塵埃の侵入による付着も避けられるという効果が
ある。

そして、天井に吊設する等のセツト内容態様が
変更されずに済むことから、最適のセツト状態が
保持出来る効果もある。

この様に、メンテナンスが殆ど要らず、そのた
め、初期組み付けが自由である効果もあり、耐久
性も向上するという効果が奏される。

又、ケーシング内部に設ける熱吸収体に対し伝
熱体を介しての放熱体をケーシングの外部に設け
ることが出来るために、確実にケーシングが冷却
されるのみならず、設計の自由度があり、組み付
けもし易いという効果があり、ケーシング内の機
構部のコンパクト化が促進出来る利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１、乃至、第３図はこの出願の発明の実施例
の説明図であり、第１図は１実施例の概略断面
図、第２，３図は応用列の概略断面図、第４図は
従来技術に基づく画像投影装置の断面図である。 ２′……ケーシング、５……光源、６……投影
レンズ、８……投影原画ユニツト、１７……冷却
装置、１′……画像投影装置、１５……吸熱体、
１７……放熱体、１８……伝熱体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 空冷式のケーシング内の一側寄りに光源が、
   他側寄りに投影レンズが、そして両者間に液晶パ
   ネルの投影原画ユニツトが介設され、更に、冷却
   装置が該ケーシングに併設されている画像投影装
   置において、上記ケーシングが系外に対して密封
   式に形成され、該ケーシング内には光源に併置し
   て吸熱体が設けられ、一方ケーシング外には放熱
   体が設けられ、両者間に伝熱体が連設されている
   ことを特徴とする画像投影装置。 ２ 上記ケーシング内に乾燥気体が封入されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   画像投影装置。 ３ 上記伝熱体が熱伝導金属体にされていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の画像投
   影装置。 ４ 上記伝熱体が密封気体循環管体にされている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   画像投影装置。