(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を用いて画像を投射する画像投射装置において、
装置内の空気を装置外へ排気するための排気ファンと、
前記光源で加熱された第１空気と、前記第１空気より低温の第２空気とを、前記排気ファンの回転軸部に向って流す流体ガイドとを備え、
前記流体ガイドは、前記第１空気が上昇しながら前記回転軸部に向かうように前記第１空気を案内することを特徴とする画像投射装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像投射装置において、
前記第２空気を前記回転軸部に向かわせるために、前記流体ガイドの端を前記排気ファンの回転中心と対向する位置に設けたことを特徴とする画像投射装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の画像投射装置において、
前記流体ガイドの一方の面が前記第１空気の流路であり、もう一方の面が前記第２空気の流路であることを特徴とする画像投射装置。
【請求項４】
請求項３に記載の画像投射装置において、
前記第２空気の流路が、前記第１空気の流路よりも上方に位置することを特徴とする画像投射装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載の画像投射装置において、
前記排気ファンは、前記光源よりも高い位置に配置され、
前記第１空気の流路は、前記排気ファンに近づくにつれて徐々に広くなり、
前記第２空気の流路は、前記排気ファンに近づくにつれて徐々に狭くなることを特徴とする画像投射装置。
【請求項６】
請求項１に記載の画像投射装置において、
前記排気ファンは、前記光源よりも高い位置に配置され、
前記第１空気の流路は、前記第１空気を前記光源から前記排気ファンに向かわせ、前記排気ファンに近づくにつれて徐々に広くなり、
前記第２空気の流路は、前記第２空気を前記回転軸部に向かわせ、前記排気ファンに近づくにつれて徐々に狭くなることを特徴とする画像投射装置。
【請求項７】
請求項６に記載の画像投射装置において、
前記第２空気の流路が、前記第１空気の流路よりも上方に位置することを特徴とする画像投射装置。
【請求項８】
光源からの光を用いて画像を投射する画像投射装置において、
装置内の空気を装置外へ排気するための排気ファンを備え、
前記光源で加熱された第１空気と、前記第１空気より低温の第２空気とが、前記排気ファンの回転軸部に向って流れるように構成し、
前記回転軸部に流れてきた空気を攪拌する攪拌手段を備えたことを特徴とする画像投射装置。
【請求項９】
請求項８の画像投射装置において、
前記攪拌手段を、前記回転軸部に設けたことを特徴とする画像投射装置。
【請求項１０】
請求項８の画像投射装置において、
前記攪拌手段を、前記排気ファンの回転軸中心に設けたことを特徴とする画像投射装置。
【請求項１１】
請求項８の画像投射装置において、
前記攪拌手段は、前記排気ファンの回転軸中心から外れた位置に取り付けられた突起物であることを特徴とする画像投射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像投射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射して表示する画像投射装置が知られている。
【０００３】
画像投射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、光源を空冷している。光源から熱を奪って温度上昇した空気としての光源冷却後空気は、排気部としての排気口から排出される。しかし、この場合、光源により温度上昇して高温となった光源冷却後空気が排気口から排出されるという不具合があった。
【０００４】
特許文献１には、光源から熱を奪って高温となった光源冷却後空気と、温度上昇していない冷却空気とを混合させて、温度を低下させてから、排気口から排出する画像投射装置が記載されている。
【０００５】
特許文献１に記載の画像投射装置は、装置本体に空気を取り入れるための吸気口と、装置本体内から空気を排出するための排気口と、吸気口から排気口へ向かう空気の流れを生じさせる排気ファンとを備えている。また、光源によって温度が上昇した第１空気たる光源冷却後空気は、流体ガイドにより排気ファンへ向けて流れ、排気ファンの手前の合流部で、流体ガイドよりも上方から流れ込んできた第２空気たる冷却空気と合流し、排気ファンにより排気口へ排気される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の画像投射装置においては、排気口から排気された空気の一部は比較的高温、一部は比較的低温というように温度分布が生じていた。
【０００７】
そこで、本発明者らは、その原因について鋭意研究した結果、次のことが判明した。すなわち、冷却空気と光源冷却後空気とを、それぞれ同じ方向から合流部へ流れ込ませただけでは、合流部で高温の空気層と低温の空気層とができるだけであり、２層の空気がそのまま排気口から排気されるため、排気口から排気された空気に温度分布が生じていたことが判明したのである。
【０００８】
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、機外から排気された空気の温度分布を均一にできる画像投射装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、光源からの光を用いて画像を投射する画像投射装置において、装置内の空気を装置外へ排気するための排気ファンと、前記光源で加熱された第１空気と、前記第１空気より低温の第２空気とを、前記排気ファンの回転軸部に向って流す流体ガイドとを備え、前記流体ガイドは、前記第１空気が上昇しながら前記回転軸部に向かうように前記第１空気を案内することことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、機外から排気された空気の温度分布を均一にできる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係るプロジェクタと投射面とを示す外観斜視図。
【図２】（ａ）は図１の手前側から見たプロジェクタの内部の斜視図。（ｂ）は図１の奥側から見たプロジェクタの内部の斜視図。
【図３】プロジェクタから投射面までの光路を示す説明図。
【図４】プロジェクタの内部に設けられた光学エンジン部及び光源部の斜視図。
【図５】光源部の斜視図。
【図６】照明部の斜視図。
【図７】照明部と投射レンズ部と光変調部とを図７のＡ方向から見た斜視図。
【図８】照明部内の光路を示す説明図。
【図９】光変調部の斜視図。
【図１０】第２投射光学系が保持する第２光学系を、投射レンズ部と照明部と光変調部とともに示す斜視図。
【図１１】第２投射光学系を、第１投射光学系、照明部、光変調部とともに示す斜視図。
【図１２】第１光学系から投射面までの光路を示す斜視図。
【図１３】プロジェクタを設置面側見た斜視図。
【図１４】装置内の各部の配置関係を示した模式図。
【図１５】プロジェクタの内部構成を示す図。
【図１６】プロジェクタ内の空気の流れを説明する説明図。
【図１７】光源ブロワと光源ダクトと光源部６０と流体ガイド８７を示す斜視図。
【図１８】光変調部と照明部と吸気ブロワと示す斜視図。
【図１９】従来の画像投射装置の光源ハウジング上方の空気の流れを示す斜視図。
【図２０】従来の画像投射装置の光源ハウジング上方の空気の流れを示す断面図。
【図２１】本実施形態の光源ハウジング上方の空気の流れを示す断面図。
【図２２】図２１の矢印ａ方向から見た図。
【図２３】変形例１の光源ハウジング上方の空気の流れを示す断面図。
【図２４】変形例１の排気ファンを示す斜視図。
【図２５】攪拌部材を角柱形状にした態様を示す斜視図。
【図２６】攪拌部材を排気ファンの回転中心からずれた位置に設けた態様を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
まず、本発明に係る受光装置を適用可能な画像投射装置の全体構成について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る画像投射装置としてのプロジェクタ１とスクリーンなどの投射面２とを示す外観斜視図である。なお、以下の説明では、図１に示すように投射面２の法線方向をＸ方向、投射面の短軸方向（上下方向）をＹ方向、投射面２の長軸方向（水平方向）をＺ方向とする。
【００１３】
プロジェクタは、パソコンやビデオカメラ等から入力される画像データに基づいて投射画像を形成し、その投射画像Ｐをスクリーンなどの投射面２に投射表示する装置である。特に、液晶プロジェクタは、近来、液晶パネルの高解像化、光源（ランプ）の高効率化に伴う明るさの改善、低価格化などが進んでいる。また、微小駆動ミラー装置であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）を利用した小型軽量なプロジェクタ１が普及し、オフィスや学校のみならず家庭においても広くプロジェクタ１が利用されるようになってきている。また、フロントタイプのプロジェクタは、携帯性が向上し、数人規模の小会議にも使われるようになってきている。このようなプロジェクタでは、大画面の画像を投射できること（投射面の大画面化）とともに、「プロジェクタ外に必要とされる投射空間」をできるだけ小さくできることが要請されている。後述のように、本実施形態のプロジェクタ１は、投射レンズ等の透過光学系を投射面２と平行に設定し、折り返しミラーで光束を折り返した後、自由曲面ミラーで光束を投射面２に対して拡大投射するように構成されている。この構成により、光学エンジン部を縦型で３次元的に小型化を図ることができる。
【００１４】
プロジェクタ１の上面には、投射画像Ｐの光束が出射する防塵ガラス５１が設けられており、防塵ガラス５１を通過した光束が投射面２に投射される。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。
【００１５】
図２はプロジェクタ１の本体カバーを外して内部を見た内部斜視図である。図２（ａ）は図１の手前側から見たプロジェクタ１の内部の斜視図、図２（ｂ）は図１の奥側から見たプロジェクタ１の内部の斜視図である。また、図３は、プロジェクタ１から投射面２までの光路図である。
プロジェクタ１は、光学エンジン部１００と、白色光を発する光源を有する光源部６０とを備えている。光学エンジン部１００は、光源からの光を用いて画像を形成する画像形成手段としての画像形成部１０１と、画像形成部１０１で形成した画像の光束を投射面２に投射するための投射光学系１０２とを備えている。
【００１６】
画像形成部１０１は、反射面の傾きを変化させるように駆動可能な多数の微小ミラーを有する微小駆動ミラー装置であるＤＭＤ１２を有する光変調部１０と、光源からの光を折り返してＤＭＤ１２に照射する照明部２０とを用いて構成されている。投射光学系１０２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光学系７０を備えた第１投射光学系３０と、折り返しミラー４１と正のパワーを有する曲面ミラー４２とを有する第２投射光学系４０とを用いて構成されている。
【００１７】
ＤＭＤ１２は、光源からの光が照明部２０によって照射され、この照明部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光像は、第１投射光学系３０の光学系７０、第２投射光学系４０の折り返しミラー４１及び曲面ミラー４２を介して、投射面２に投射される。
【００１８】
図４は、プロジェクタ１の内部に設けられた光学エンジン部１００及び光源部６０の斜視図である。
図４に示すように、光学エンジン部１００を構成している光変調部１０と照明部２０と第１投射光学系３０と第２投射光学系４０とが、投射面２および投射画像Ｐ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、照明部２０の図中右側には、光源部６０が配置されている。なお、図４に示す符号３２ａ１、３２ａ２は、第１投射光学系３０のレンズホルダー３２の脚部であり、符号２６３は、光変調部１０を照明部２０にネジ止めするためのネジ止め部である。
【００１９】
図５は、光源部６０の概略斜視図である。
光源部６０は、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、不図示の電源部に接続された電源コネクタと接続するコネクタ部６２ａが設けられている。コネクタ部６２ａは、光源部６０の長手方向（Ｚ方向）一端側に設けられている。
【００２０】
また、光源ブラケット６２の上部の光源６１の光出射側（光源部６０の長手方向他端側）には、図示しないリフレクタなどが保持された保持部材としてのホルダ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６４に保持された不図示のリフレクタにより出射窓６３に集光され、出射窓６３から出射する。
【００２１】
また、ホルダ６４の上面と、ホルダ６４の下面のＸ方向両端には、光源部６０を照明部２０の照明ブラケット２６（図６参照）に位置決めするため光源位置決め部６４ａ１、６４ａ２、６４ａ３が設けられている。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。一方、ホルダ６４の上面に設けられた光源位置決め部６４ａ３は、突起形状となっている。
【００２２】
また、ホルダ６４の側面には、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。
【００２３】
光源ブラケット６２には、光源部６０の交換の際に使用者が指で摘んで光源部６０を取り出す取っ手部６８が設けられている。取っ手部６８は、光源ブラケット６２の長手方向（図中Ｚ方向）において、コネクタ部６２ａと光源位置決め部６４ａ１,６４ａ２の略中央部に回動自在に光源ブラケット６２に取り付けられている。この取っ手部６８は図示した形状以外にも人が指先で摘める程度に適度な形状であってもよい。
【００２４】
図６は、照明部２０に収納された光学系部品を他の構成部品とともに示す照明部２０の斜視図である。
図７に示すように、照明部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８参照）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。
【００２５】
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。
【００２６】
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１３参照）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投射光学系３０、第２投射光学系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、光変調部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８参照）に、外気が流入するための空間を形成する。
【００２７】
なお、図６に示す符号３２ａ３、３２ａ４は、第１投射光学系３０のレンズホルダー３２の脚部であり、符号４５ａ３は、第２投射光学系４０のネジ止め部４５ａ３である。
【００２８】
図７は、照明部２０と第１投射光学系３０と光変調部１０とを図６のＡ方向から見た斜視図である。
第１投射光学系３０は、照明部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３参照）を保持した投射レンズ部３１と、この投射レンズ部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７には、脚部３２ａ１,３２ａ２のみ図示されている。脚部３２ａ３、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。
【００２９】
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投射光学系３０をネジ止めするためのネジが貫通する貫通孔（不図示）が設けられている。これら貫通孔からネジを差し込んで、各脚部３２ａ１〜３２ａ４の底面に設けられたネジ穴にネジをネジ止めすることで、第１投射光学系３０が照明部２０に締結される。
【００３０】
また、投射レンズ部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。
【００３１】
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、投射レンズ部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、投射画像のピントが調整される。
【００３２】
また、レンズホルダー３２には、４箇所、第２投射光学系４０を第１投射光学系３０にネジ止めするためのネジ４８が貫通するネジ貫通孔を有している（図７では、３個のネジ貫通孔が図示されており、各ネジ貫通孔には、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。）。
【００３３】
照明ブラケット上面２６ｂの開口部には、投射レンズ部３１の下部が嵌合する遮光板（不図示）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。
【００３４】
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、前述の光源部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５参照）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２６ａ３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、照明部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、光源部６０は、照明部２０に位置決め固定される（図４参照）。
【００３５】
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２８ａ、および、カラーホイール２１の光源６１と対向する面を覆うホイールカバー２８ｂが設けられている。ホイールカバー２８ｂには、光源６１からの光を通過させるための貫通孔２８１が設けられている。
【００３６】
図８は、照明部２０内の光路Ｌを示す説明図である。
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の回転部に固定されている。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。光源部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。
【００３７】
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。
【００３８】
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して結像される。
【００３９】
図９は、光変調部１０の斜視図である。
図９に示すように光変調部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、図示しない貫通孔を貫通している。ヒートシンク１３には、この貫通孔に挿入される図示しない突起部が形成されている。突起部の先端は、平面状になっている。突起部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。
【００４０】
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ボード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ボード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。
【００４１】
ヒートシンク１３は、光変調部１０を照明ブラケット２６（図６参照）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。
【００４２】
以下に、光変調部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６で示した照明部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、光変調部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ボード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する。そして、ネジを照明ブラケット２６に設けられたネジ止め部２６３（図４参照）の下面に設けられたネジ穴にねじ込んで、光変調部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２６３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。
【００４３】
このように、光変調部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、光変調部１０の重量も支持している。
【００４４】
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８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３参照）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８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射を制御することができ、画像を生成することができる。
【００４５】
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。
【００４６】
図１０は、第２投射光学系４０が備える第２光学系を、投射レンズ部３１と照明部２０と光変調部１０とともに示す斜視図である。図１０に示すように、第２投射光学系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。
【００４７】
図１１は、第２投射光学系４０を、第１投射光学系３０、照明部２０、光変調部１０とともに示す斜視図である。図１１に示すように、第２投射光学系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防塵ガラス５１も備えている。
【００４８】
第２投射光学系４０は、折り返しミラー４１と防塵ガラス５１とを保持するミラーブラケット４３を有している。また、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。
【００４９】
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、傾斜部と、平行部で構成されている。傾斜部は、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ている。平行部は図中Ｘ方向と平行である。また、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。
【００５０】
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を有している。また、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防塵ガラス５１が保持されている。
【００５１】
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。
【００５２】
防塵ガラス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。防塵ガラス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。
【００５３】
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４４ａの上部でこれら二つの腕部４４ａ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。
【００５４】
曲面ミラー４２の上端が、防塵ガラス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に押し付けられている。また、曲面ミラーの第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。
【００５５】
第２投射光学系４０は、第１投射光学系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３２の上面と対向する下面４５１が設けられている。この下面４５１には、第１投射光学系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１１参照。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投射光学系４０は、第１投射光学系３０のレンズホルダー３２に設けられた各ネジ貫通孔にネジ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投射光学系３０にネジ止めされる。
【００５６】
第２投射光学系４０を第１投射光学系３０のレンズホルダー３２に積載固定すると、先の図７に示すように、投射レンズ部３１のレンズホルダー３２よりも上部の部分が、第２投射光学系４０のミラーホルダー４５内に収納される。また、第２投射光学系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７参照）入り込んでいるような形となる。
【００５７】
図１２は、第１光学系７０から投射面２（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を構成する投射レンズ部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」にして投射面２に投射結像する。
【００５８】
このように、投射光学系を、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で拡大投射することで、投射距離を短くでき、狭い会議室などでも使用することができる。
【００５９】
また、図１２に示すように、照明ブラケット２６には、第１投射光学系３０、第２投射光学系４０が積載固定される。また、光変調部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投射光学系３０、第２投射光学系４０および光変調部１０の重量を支える形でベース部材５３に固定される。
【００６０】
図１３は、プロジェクタ１の設置面側を見た斜視図である。
図１３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ＤＭＤ１２と対向する箇所には、ＤＭＤ冷却用の第１吸気口９２が設けられている。
【００６１】
図１４は、装置内の各部の配置関係を示した模式図である。
図１４に示すように、光変調部１０、照明部２０、第１投射光学系３０、第２投射光学系４０は、投射面の短軸方向であるＹ方向に積層配置されている。光源部６０は、光変調部１０、照明部２０、第１投射光学系３０、第２投射光学系４０が積層された積層体に対して投射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、光変調部１０、照明部２０、第１投射光学系３０、第２投射光学系４０および光源部が、投射画像および投射面２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、光変調部１０と照明部２０とからなる画像形成部１０１と、第１投射光学系３０と第２投射光学系４０とからなる投射光学系１０２とが積層された方向に対して直交する方向に光源部６０が画像形成部１０１に連結されている。また、画像形成部１０１と光源部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１０１と投射光学系１０２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１０１、投射光学系１０２の順番で配置されている。これにより、装置の設置スペースが投射面２に投射された投射画像の面に対して直交する方向に取られるのを抑制することができる。これにより、画像投射装置を机などの上に載せて使用する場合、狭い室内においても装置が、机や椅子の配置の邪魔になるのを抑制することができる。
【００６２】
図１５は、プロジェクタ１の内部構成を示す図であり、図１６は、プロジェクタ内の空気の流れを説明する説明図である。なお、図１５、図１６は、プロジェクタ１を投射面２に対して直交する方向（Ｘ方向）から見た図である。
図１５、図１６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内に装置外の空気を取り込むための開口した第２吸気口８４が設けられている。第２吸気口８４には吸気用のファンは配置されていない。また、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。
【００６３】
排気口８５と第２吸気口８４の一部は、プロジェクタ１を投射面２に対して直交する方向（Ｘ方向）から見たとき、光源装置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、第２吸気口８４から取り込まれた装置外の空気は、先の図６に示す曲面ミラー４２の下面とレンズホルダー３２との間の隙間や、第２投射光学系４０のミラーホルダ４５のＺＹ平面や曲面ミラー４２の裏面にまわりこむ。そして、ミラーホルダ４５や曲面ミラー４２の裏面に沿いながら、排気口８５へ向かって移動する。また、第２吸気口８４から取り込まれた装置外の空気の一部は、筐体内でさらに光源ブロワ９５に吸い込まれて光源装置６０へ流れる。光源装置６０の上部に配置された電源装置８０は、図中Ｚ方向から見たとき、３枚の基板の配置によって、コの字の光源装置６０側が開いた形状をしている。
【００６４】
排気口８５と第２吸気口８４の一部が、プロジェクタ１を投射面２に対して直交する方向（Ｘ方向）から見たとき、光源装置６０と操作部８３との間となるように設けることで、以下の効果を得ることができる。すなわち、光源装置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という効果である。
【００６５】
また、照明部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。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。
【００６６】
光源ブロワ９５により吸引された空気は、図１７に示すように、光源ダクト９６を通って、ホルダ６４の光源給気口６４ｂ（図５参照）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１３参照）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。
【００６７】
光源ダクト９６の開口部９６ａから光源ハウジング９７と外装カバー５９との間に流れてきた空気は、光源ハウジング９７と外装カバー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。
【００６８】
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、光源ハウジング９７上面の開口部から流体ガイド８７を通って、電源装置８０に囲われた空間へ排気される。その後、第２投射光学系４０を周り込んで電源装置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、第２吸気口８４から取り込まれた装置外の空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。
【００６９】
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、投射面２に画像を投射するための防塵ガラス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。
【００７０】
本実施形態においては、光源装置６０と操作部８３との間に第２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、第２吸気口８４から第２投射光学系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。
【００７１】
また、排気ファン８６による吸気により、先の図１３に示したベース部材５３に設けられた電源吸気口５６から、装置外の空気が吸気される。光源ハウジング９７よりも図中Ｘ方向奥側には、光源６１に安定した電力（電流）を供給するための不図示のバラスト基板が配置されている。電源吸気口５６から吸引された装置外の空気は、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装置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。
【００７２】
また、装置本体の図中左下側には、光変調部１０のヒートシンク１３や、光源装置６０の光源ブラケット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、水平ダクト９３を有している。また、ベース部材５３の吸気ブロワ９１と対向する箇所には、第１吸気口９２が設けられている。このような構成によって、第１吸気口９２に吸気ブロワ９１が配置された状態になっている。
【００７３】
図１８に示すように、吸気ブロワ９１は、両面吸気シロッコファンである。吸気ブロワ９１のベース部材側ブロワ吸気口９１ａが、プロジェクタの筐体のＤＭＤ１２と対向する対向面部であるベース部材５３に設けられた第１吸気口９２に対向するように、吸気ブロワ９１は、光変調部１０に取り付けられている。また、吸気ブロワ９１のベース部材側ブロワ吸気口９１ａの反対面も吸気口であるが、吸気量はベース部材側ブロワ吸気口９１ａの方が多い。ヒートシンク１３は、フィンの高さが所定の第１フィン部１３ａと、この第１フィン部１３ａよりもフィンの高さが高い第２フィン部１３ｂとで形成されている。吸気ブロワ９１のブロワ排気口９１ｂが、ヒートシンク１３の第２フィン部１３ｂと対向するように、吸気ブロワ９１は、第１フィン部１３ａに取り付けられている。吸気ブロワ９１を両面吸気シロッコファンとすることで、ヒートシンク１３の第１フィン部１３ａを効率的に冷却することができる。
【００７４】
先の図１６に示すように、水平ダクト９３は、その上面と下面の一部が開口しており、下面の開口部が、ベース部材５３に設けられた第１吸気口９２と対向するように、水平ダクト９３は、プロジェクタ１のベース部材５３に固定されている。また、水平ダクト上面の開口部に光変調部１０のヒートシンク１３と、光変調部１０に取り付けられた吸気ブロワ９１が貫通するように、光変調部１０が水平ダクト９３上に配置される。
【００７５】
吸気ブロワ９１は、第１吸気口９２を介してベース部材側ブロワ吸気口９１ａで装置外の空気を吸気し、ブロワ排気口９１ｂからヒートシンク１３の第２フィン部１３ｂに向けて吸気ブロワ９１吸気した装置外の空気を排気する。これにより、ヒートシンク１３の第２フィン部１３ｂが、空冷される。ヒートシンク１３の第２フィン部１３ｂが空冷されることにより、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。
【００７６】
図１６に示すように、吸気ブロワ９１によって流れが生じ、ヒートシンク１３を抜けた空気は、水平ダクト９３を移動していき、先の図５に示す光源装置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。
【００７７】
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を通る。その後、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。したがって、第１吸気口９２から排気口８５までの流路は、曲面ミラー４２の下面とレンズホルダー３２との間の隙間付近を含んでいない。
【００７８】
次に、本実施形態の特徴部について説明する。
図１９は、特許文献１に記載の画像投射装置の光源ハウジング上方の空気の流れを示す斜視図であり、図２０は断面図である。
図１９、図２０に示すように、第２吸気口８４から取り込まれた第２空気としての冷却用空気Ｃは、流体ガイド８７を備えたダクト９８の壁部９８ａに当たって、四方へ分散して排気ファン８６へ向けて流れる。図２０に示すように、ダクト９８の上面に流れた冷却用空気Ｃが、電源装置８０を冷却した後、流体ガイド８７に沿って上昇してきた第１空気としての光源冷却後空気Ｈと排気ファン８６の手前で合流する。そして、排気ファン８６によって排気口８５から排気される。
【００７９】
電源装置８０の定格温度と光源装置６０の定格温度とを比較した場合、定格温度が１０５℃以下の素子が並ぶ電源装置８０に比べて、バルブの温度が１０００℃近くまで達する光源装置６０の方が定格温度が高い。そのため、電源装置８０を冷却して、図２０の鎖線で囲んだ合流部Ｇへ流れ込んできた冷却用空気Ｃと、光源冷却後空気Ｈを比較すると、冷却用空気Ｃの方が十分低温である。
【００８０】
また、冷却用空気Ｃは、ダクト９８の上面と電源装置８０とに囲われた狭い空間に流れることにより、流速が大きくなって合流部へ流れ込む。これは、ある断面を通過する流体の流量が流速と断面積の積によって算出されることからも明らかである。ベルヌーイの定理では、流速が大きくなればなるほど、圧力が低下することが示されている。従って、ダクト９８の上面と電源装置８０との間の狭い流路に冷却用空気を流すことにより、そこを通過する瞬間に冷却用空気の流速は高まり、その結果ベルヌーイの定理から圧力低下が生じる。
【００８１】
一方、光源冷却後空気Ｈは、流体ガイド８７に沿って流れていく過程で、その流路が徐々に広がる構成であるため、流速が小さくなって合流部Ｇへ流れ込む。その結果、合流部Ｇで冷却用空気Ｃと光源冷却後空気Ｈとの間に流速差が生じる。このように流速に差が生じる結果、流速の小さな光源冷却後空気Ｈは、光源冷却後空気Ｈよりも低圧の流速の大きな冷却用空気Ｃに自然と引き込まれていく。よって、光源冷却後空気Ｈは、冷却用空気Ｃの流れに沿って排気ファン８６へ向かって流れていく。その結果、冷却用空気Ｃと光源冷却後空気Ｈとは、十分な混合が起きず、冷却用空気層と光源冷却後空気層の２層の空気層となって、排気ファン８６へ向かって流れていく。
【００８２】
図２０に示すように、特許文献１に記載の画像投射装置においては、流体ガイド８７の排気ファン８６側の先端が、排気ファン８６の回転中心よりも上方にある。従って、流速の速い冷却用空気Ｃは、排気ファン８６の回転軸部８６ａよりも上方の位置で、光源冷却後空気と合流する。また、特許文献１に記載の画像投射装置においては、冷却用空気Ｃがダクト９８の壁部９８ａに当たって、四方へ分散するため、ダクト９８の上面と電源装置８０に囲われた空間との間に流れる冷却用空気Ｃの流量が少なくなる。その結果、冷却用空気Ｃは、光源冷却後空気Ｈの上昇気流で持ち上げらるような形で排気ファン８６へ流れていく。その結果、冷却用空気層と光源冷却後空気層の２層の空気層は、排気ファン８６の回転軸部８６ａより上方へと流れる。そして、冷却用空気層と光源冷却後空気層の２層の空気は、排気ファン８６の羽部８６ｂで切られた後、排気口８５へ押し出されるようにして機外へ排気される。排気ファン８６の羽部８６ｂは、空気を切って押し出す機能がメインであり、この羽部８６ｂにより冷却用空気層と光源冷却後空気層の２層の空気層が攪拌されることはほとんどない。従って、特許文献１に記載の画像投射装置は、冷却用空気層と光源冷却後空気層とが十分に混ざらず、冷却用空気層と光源冷却後空気層の２層の空気層となって機外へ排気されてしまう。その結果、排気口８５から排気される排気風に局所的に温度が高いホットスポットができてしまう。その結果、格子状の排気口８５の一部に温度高い箇所が生じてしまい、ユーザーがこの高温な箇所に手を触れてしまった場合、不快に感じるという不具合があった。
【００８３】
ここで、冷却用空気と光源冷却後空気とを混合して、温度低下させてから排気する構成を採用する背景について説明する。冷却用空気と光源冷却後空気とを混合させる背景としては、排気する光源冷却後空気が保有している熱エネルギ自体を小さくすることが出来ないことに起因している。熱エネルギは光源から発せられる光エネルギが変換されることによって生成されているものであり、熱エネルギ自体を小さくすることは光エネルギを小さくすることに繋がってしまう可能性がある。光エネルギを小さくするということは、プロジェクタの光量を落とすことになるため、製品の価値が低下してしまう。そのため、排気される空気の温度を低下させる際に、熱エネルギ自体の大きさは変えることなく、温度だけを低下させなくてはならないのである。光源の熱エネルギ自体の大きさは変えることなく、排気温度だけを低下させる最も有効な手段として、装置内の低温の空気と光源冷却後の高温の空気とを混合して排気空気の温度を均一化することが挙げられる。このようにすることで、熱エネルギを下げることなく、排気の温度を低下させることができ、明るさなどの製品自体のスペックに影響を及ぼすことはない。しかし、従来の構成においては、その低温の空気と高温の空気との混合がうまく行われておらず、排気にホットスポットができていた。
【００８４】
そこで、本実施形態においては、上記不具合を解決するために、上記冷却用空気層と光源冷却後空気層の２層の空気層を排気ファン８６の回転軸部８６ａに衝突させ、排気ファンの回転軸部８６ａで攪拌して排気するようにした。以下に、本実施形態の特徴点について、具体的説明する。
【００８５】
図２１は、本実施形態の光源ハウジング９７上方の空気の流れを示す断面図であり、図２２は、図２１の矢印ａ方向から見た図である。
図２１に示すように、本実施形態においては、流体ガイド８７の排気ファン８６側の先端を、排気ファン８６の回転中心と対向する位置に設け、冷却用空気Ｃが、排気ファン８６の回転軸部８６ａに向かうように構成した。また、本実施形態においては、ダクト９８を無くして、流体ガイド８７のみを有する構成とし、冷却用空気Ｃが、流体ガイド８７の光源冷却後空気Ｈ案内面と反対側の面でガイドされるように構成した。すなわち、本実施形態においては、合流部Ｇへ向かうにつれて、徐々に冷却用空気の流路が狭くなるように構成している。
【００８６】
かかる構成とすることにより、第２投射光学系４０をまわり込んできた第２吸気口８４から取り込まれた冷却用空気（装置外の空気）Ｃは、流体ガイド８７の光源冷却後空気Ｈ案内面と反対側の面に当たる。流体ガイド８７は、図２１に示すように、上端が、排気ファン８６側の位置するように傾斜した傾斜面であるので、流体ガイド８７に当たった冷却用空気Ｃは、流体ガイド８７に案内されて、上方へ移動する。流体ガイド８７に案内されながら、合流部Ｇへ移動する冷却用空気は、合流部Ｇへ向かうにつれて徐々に流路が狭くなることにより、流速が徐々に速くなっていく。本実施形態においては、流体ガイド８７の先端と電源装置８０とに囲われた空間の断面積は、先の図２０に示した従来の構成とほぼ同じである。従って、合流部Ｇへ流れこむ冷却用空気Ｃの流速は、図２０に示した従来構成とほぼ同じ流速となっている。
【００８７】
本実施形態においては、流体ガイド８７の排気ファン８６側の先端が、排気ファン８６の回転中心と対向する位置に設けているため、冷却用空気は、排気ファン８６の回転軸部８６ａに向かうように、合流部Ｇに流れ込む。上述したように、冷却用空気Ｃは、流速を速められて合流部Ｇに流れ込む。一方、光源冷却後空気Ｈは、従来と同様、流体ガイド８７に沿って流れていく過程で、その流路が徐々に広がる構成であるため、流速が小さくなって合流部Ｇへ流れ込む。その結果、合流部Ｇで冷却用空気Ｃと光源冷却後空気Ｈとの間に流速差が生じ、光源冷却後空気Ｈは、冷却用空気Ｃの流れに沿って排気ファン８６の回転軸部８６ａへ向かって流れていく。
【００８８】
本実施形態においては、冷却用空気Ｃの流路が、合流部Ｇへ向かうにつれて徐々に狭まる構成としたので、先の図２０に示した従来構成のように、急激に流路を狭める構成にした場合に比べて、合流部Ｇへ流れる冷却用空気Ｃの流量を多くすることができる。従って、合流部Ｇで合流した冷却用空気Ｃと光源冷却後空気Ｈの２層の空気は、光源冷却後空気Ｈの上昇気流で持ち上げらることなく、排気ファン８６の回転軸部８６ａへ向かって流れる。そして、冷却用空気Ｃと光源冷却後空気Ｈの２層の空気は、排気ファン８６の回転軸部８６ａに衝突する。
【００８９】
冷却用空気Ｃと光源冷却後空気Ｈの２層の空気は、排気ファン８６の回転軸部８６ａに衝突することにより、空気が乱され、さらに回転軸部８６ａは、回転しているため、その回転により瞬間的に攪拌される。その結果、冷却用空気Ｃと光源冷却後空気Ｈの２層の空気は、排気ファン８６の手前で混合された後、排気ファン８６により機外へ排気される。また、冷却用空気Ｃと光源冷却後空気Ｈの２層の空気は、図２１の紙面と直交する方向にある程度の長さを有しているため、その２層の空気の一部は、排気ファン８６の回転軸部８６ａには衝突しない。しかしながら、回転軸部８６ａに衝突した空気の乱れと、回転軸部８６ａの攪拌作用により、回転軸部８６ａに衝突しない空気も、排気ファン８６の手前で乱される。その結果、回転軸部８６ａに衝突しない空気も、排気ファン８６の手前で冷却用空気Ｃと光源冷却後空気Ｈとが混合されて排気される。これにより、冷却用空気層と光源冷却後空気層の２層の状態で、機外に排気されてしまうのを抑制することができ、排気風に局所的に温度が高いホットスポットができるのを抑制できる。その結果、格子状の排気口８５の一部に温度高い箇所が生じてしまうのを抑制でき、ユーザーがこの高温な箇所に手を触れてしまった場合、ユーザーが不快に感じるという不具合が発生するのを抑制することができる。
【００９０】
このように、本実施形態においては、冷却用空気Ｃと光源冷却後空気Ｈの２層の空気を排気ファン８６の回転軸部８６ａに衝突させて回転軸部８６ａの回転で攪拌させることで、能動的に冷却用空気Ｃと光源冷却後空気Ｈとを混合させることができる。これにより、特許文献１の構成のように、冷却用空気Ｃと光源冷却後空気Ｈとを流れにまかせて受動的に混合する場合に比べて、良好に冷却用空気Ｃと光源冷却後空気Ｈとを混合させることができる。
【００９１】
また、本実施形態においては、排気用としてもともと存在する排気ファン８６の回転軸部８６ａにより冷却用空気Ｃと光源冷却後空気Ｈとを混合させる。従って、新たに攪拌用の機構を設ける必要や混合させるための領域を筐体内に設ける必要がない。これにより、小型なプロジェクタの設計においてもメリットがある。
【００９２】
また、本実施形態においては、排気ファン８６の回転軸部８６ａから、流体ガイド８７の先端までの距離Ｌを、３０ｍｍ程度に設定している。上記距離Ｌが短すぎると、光源冷却後空気Ｈが、冷却用空気Ｃに十分に引き寄せられず、光源冷却後空気Ｈが、回転軸部８６ａよりも下方から排気されてしまう。その結果、回転軸部８６ａよりも下側の排気風が高温となるおそれがある。一方、距離Ｌが長すぎると、冷却用空気Ｃが、回転軸部８６ａに向かわなくなるリスクが高まる。排気ファン８６の回転軸部８６ａから、流体ガイド８７の先端までの距離Ｌを３０ｍｍ程度に設定することにより、光源冷却後空気Ｈを冷却用空気Ｃに良好に引き寄せ、かつ、光源冷却後空気Ｈの層と冷却用空気Ｃの層の２層の空気を、確実に回転軸部８６ａに当たることができる。
【００９３】
次に、本実施形態の変形例について説明する。
【００９４】
［変形例１］
図２３は、変形例１の光源ハウジング９７上方の空気の流れを示す断面図であり、図２４は、変形例１の排気ファン８６を示す斜視図である。
図２３、図２４に示すように、変形例１においては、排気ファン８６の回転軸部８６ａに攪拌部材１８０を設けたものである。攪拌部材１８０は、図２４に示すように、半球状の凸部１８２の周囲に、回転方向等間隔で羽部１８１が設けられた構成である。
【００９５】
変形例１においては、図２３に示すように、回転軸部８６ａに向かって流れる冷却用空気Ｃと光源冷却後空気Ｈの２層の空気が攪拌部材１８０により攪拌される。これにより、冷却用空気Ｃと光源冷却後空気Ｈとを積極的に混合することができる。これにより、排気口８５からの排気温度をより均一にでき、ホットスポットが生じるのを、より一層抑制することができる。
【００９６】
また、攪拌部材１８０は、半球状の凸部１８２を備えている。これにより、凸部１８２によって、冷却用空気Ｃと光源冷却後空気Ｈの２層の空気が拡散される。このように、拡散されることにより、高温の光源冷却後空気Ｈが、排気口８５の一箇所から機外へ排気されるのを抑制することができ、ホットスポットが生じるのを、より一層抑制することができる。
【００９７】
また、攪拌部材１８０としては、図２５に示すような、角柱形状であってもよい。このような角柱形状の部材を、排気ファンの回転軸部８６ａに角柱形状の攪拌部材１８０を取り付けただけでも、冷却用空気Ｃと光源冷却後空気Ｈの２層の空気が攪拌部材１８０による攪拌効果が確認できた。
【００９８】
また、図２６（ａ）、（ｂ）に示すように、角柱形状の攪拌部材１８０を、排気ファンの回転中心に対してずれた位置に設けてもよい。このように、、排気ファンの回転中心に対してずれた位置に攪拌部材１８０を設けることにより、攪拌効果を高めることができる。しかし、この場合、排気ファン８６の軸ぶれによる軸の磨耗が生じ、排気ファン８６の寿命が短くなってしまうことが懸念される。従って、図２６に示す構成においおては、攪拌部材１８０の取り付け後の回転重心を考慮にいれた設計が必要になる。
【００９９】
また、光源冷却後空気Ｈの流速を冷却用空気Ｃの流速よりも速くし、光源冷却後空気Ｈを排気ファン８６の回転軸部８６ａへ向けて流してもよい。このように構成した場合は、冷却用空気Ｃが、光源冷却後空気Ｈに引き寄せられ、光源冷却後空気Ｈに沿って回転軸部８６ａへ流れ、冷却用空気Ｃと光源冷却後空気Ｈの２層の空気を排気ファン８６の回転軸部８６ａに流すことができる。
【０１００】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、以下の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様１）
光源６１と、光源６１からの光を用いて画像を投射する光学エンジン部１００などの画像投射手段と、光源６１により加熱された光源冷却後空気Ｈなどの第１空気と、第１空気より低温の冷却用空気Ｃなどの第２空気とが合流する合流部Ｇと、合流部Ｇで合流した空気を機外へ排気する排気ファン８６とを備えたプロジェクタ１などの画像投射装置において、合流部Ｇにおいて、第１空気と第２空気との間で流速差が生じるように、各空気を合流部Ｇに流し、かつ、第１空気と第２空気とのうち、流速の速い方の空気を、排気ファン８６の回転軸部に流すように構成した。
（態様１）によれば、光源により加熱された第１空気と、第１空気より低温の第２空気とが合流する合流部で、第１空気と第２空気との間で流速差が生じるように構成している。これにより、圧力と流速の保存測であるベルヌーイの定理から明らかなように、流速の速い方の空気は、流速の遅い空気よりも低い圧力で合流部を流れる。その結果、流速の遅い方の空気は、流速の速い空気に引き寄せられ流速の速い空気に沿って流れていく。また、（態様１）によれば、この流速の速い空気を、排気ファンの回転軸部へ向けて流れるように構成したので、流速の速い空気と、その流れに沿って移動してきた流速の遅い空気とは、排気ファンの回転軸部に衝突する。すなわち、光源により加熱された第１空気と、第１空気より低温の第２空気とが排気ファンの回転軸部に衝突するのである。回転軸部に第１空気と第２空気とが衝突することにより、空気が乱され、かつ、回転軸部の回転により衝突した空気が攪拌される。これにより、排気ファンの手前で第１空気と第２空気とを良好に混合させることができ、混合された空気を、排気ファンにより機外へ排気することができる。これにより、機外へ排気された空気の温度分布を均一にすることができ、排気口から部分的に高温の空気が排気されてしまうのを抑制することができる。
【０１０１】
（態様２）
（態様１）において、流速の速い方の空気を合流部Ｇへ流す流路が、合流部Ｇへ向かうにつれて、徐々に狭くなるように構成した。
（態様２）によれば、実施形態で説明したように、徐々に流路を狭くすることにより、流速を高めることができる。これにより、簡単な構成で、他方の空気よりも流速を速くすることができる。また、特許文献１に記載の画像投射装置のように、急激に流路を狭くする構成に比べて、合流部Ｇへ流す流量の低下を抑制することができる。
【０１０２】
（態様３）
また、（態様２）において、流速の速い方の空気を合流部へ流す流路を徐々に狭くするための流体ガイド８７などのガイド部を備え、ガイド部の空気の流れ方向下流端を、排気ファン８６の回転軸部８６ａに対向させた。
（態様３）によれば、実施形態で説明したように、流速の速い方の空気を、回転軸部８６ａへ流すことができる。
【０１０３】
（態様４）
また、（態様１）乃至（態様３）によれば、回転軸部８６ａに流れたきた空気を攪拌する攪拌部材１８０などの攪拌手段を備えた。
（態様４）によれば、変形例１で説明したように、回転軸部８６ａに流れたきた冷却用空気Ｃなどの第２空気の層と光源冷却後空気などの第２空気の層とからなる空気を、攪拌部材１８０により積極的に、攪拌することができる。これにより、第２空気と第１空気とを良好に混合させることができ、排気口から排気される空気の温度分布をより一層、均一化することができる。
【０１０４】
（態様５）
（態様４）において、攪拌部材１８０などの攪拌手段を、回転軸部８６ａに設けた。
（態様４）によれば、回転軸部８６ａに攪拌部材１８０を設けることにより、排気ファン８６の回転駆動で、攪拌部材１８０を回転させることができ、攪拌部材１８０を回転駆動するための駆動源を不要にできる。これにより、部品点数の増加を抑制でき、装置のコストアップを抑制することができる。
【０１０５】
（態様６）
（態様５）において、攪拌部材１８０などの攪拌手段を、排気ファン８６の回転軸中心に設けた。
かかる構成とすることで、排気ファン８６の軸ぶれによる軸の磨耗を抑制することができ、排気ファン８６の寿命が短くなるのを抑制することができる。
【０１０６】
（態様７）
（態様５）において、攪拌部材１８０などの攪拌手段は、排気ファン８６の回転軸中心から外れた位置に取り付けられた突起物である。
かかる構成とすることで、突起物を、排気ファン８６の回転軸中心に設けた場合に比べて、攪拌効率を高めることができる。
【符号の説明】
【０１０７】
１：プロジェクタ
６１：光源
８０：電源装置
８４：第２吸気口
８５：排気口
８６：排気ファン
８６ａ：回転軸部
８６ｂ：羽部
８７：流体ガイド
１００：光学エンジン部
１０１ 投射面
１０１ 画像形成部
１８０：攪拌部材
１８１：羽部
１８２：凸部
Ｃ：冷却用空気
Ｇ：合流部
Ｈ：光源冷却後空気
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０８】
【特許文献１】特開２０１３−１０９０４２号公報
【要約】
【課題】機外から排気された空気の温度分布を均一にできる画像投射装置を提供する。
【解決手段】光源６１と、光源６１からの光を用いて画像を投射する光学エンジン部１００などの画像投射手段と、光源６１により加熱された光源冷却後空気Ｈなどの第１空気と、第１空気より低温の冷却用空気Ｃなどの第２空気とが合流する合流部Ｇと、合流部Ｇで合流した空気を機外へ排気する排気ファン８６とを備えたプロジェクタ１などの画像投射装置において、合流部Ｇにおいて、第１空気と第２空気との間で流速差が生じるように、各空気を合流部Ｇに流し、かつ、第１空気と第２空気とのうち、流速の速い方の空気を、排気ファン８６の回転軸部８６ａに流すように構成した。
【選択図】図２１【図１】
0005637469.tif 000002
【図２】
0005637469.tif 000003
【図３】
0005637469.tif 000004
【図４】
0005637469.tif 000005
【図５】
0005637469.tif 000006
【図６】
0005637469.tif 000007
【図７】
0005637469.tif 000008
【図８】
0005637469.tif 000009
【図９】
0005637469.tif 000010
【図１０】
0005637469.tif 000011
【図１１】
0005637469.tif 000012
【図１２】
0005637469.tif 000013
【図１３】
0005637469.tif 000014
【図１４】
0005637469.tif 000015
【図１５】
0005637469.tif 000016
【図１６】
0005637469.tif 000017
【図１７】
0005637469.tif 000018
【図１８】
0005637469.tif 000019
【図１９】
0005637469.tif 000020
【図２０】
0005637469.tif 000021
【図２１】
0005637469.tif 000022
【図２２】
0005637469.tif 000023
【図２３】
0005637469.tif 000024
【図２４】
0005637469.tif 000025
【図２５】
0005637469.tif 000026
【図２６】
0005637469.tif 000027