(57)【要約】【課題】投写レンズの近傍に冷却ファンを配置し外鏡胴に風を当て冷却する従来の装置では、投写型像表示装置が設置される周囲の温度が上昇又は下降してスクリーン上での焦点ずれが生じた場合、これに迅速に対応して焦点の微調整を行うことが困難であった。【解決手段】投写レンズ焦点合わせ時における投写レンズユニット周囲温度と同温度の動作温度に設定される温度センサ、光源を内装した第１送風路、光源を冷却する第１ファン、投写レンズユニットを内装した第２送風路、温度センサが設定温度以上の温度を検出した時投写レンズユニットを冷却する第２ファン、第１送風路と第２送風路との排気口を有する第３送風路を備え、第３送風路に、温度センサが設定温度以下の温度を検出した時第２ファンを停止し光源で暖められた温風を第２送風路側へ送風し投写レンズユニット近傍の温度を設定温度と同温度に保つ風向き切り替え装置を設けたものである。【選択図】図１
2007328022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像を生成するライトバルブに照射光を照射する光源、上記ライトバルブが生成した映像をスクリーンに投影する投写レンズユニット、この投写レンズユニットの近傍に設けられ、投写レンズ焦点合わせ時における上記投写レンズユニット周囲温度と同温度の動作温度に設定される温度センサ、吸気口を有し上記光源を内装した第１送風路、この第１送風路の吸気口側に設けられ上記光源の点灯時、この光源を冷却する第１ファン、吸気口を有し上記投写レンズユニットを内装した第２送風路、この第２送風路の吸気口側に設けられ上記温度センサが設定温度以上の温度を検出した時、上記投写レンズユニットを冷却する第２ファン、及び上記第１送風路と第２送風路とを合流させ、この合流側に上記両吸気口に対応する共通の排気口を有する第３送風路を備え、
上記第３送風路の合流箇所に、上記温度センサが上記設定温度以下の温度を検出した時、上記第２ファンを停止すると共に上記第１ファンによる上記光源の冷却時に上記光源で暖められた温風の一部又は全部を上記第２送風路側へ送風し、上記投写レンズユニット近傍の温度を上記設定温度と同温度に保つ風向き切り替え装置を設けたことを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項２】
映像を生成するライトバルブに照射光を照射する光源、上記ライトバルブが生成した映像をスクリーンに投影する投写レンズユニット、この投写レンズユニットの近傍に設けられ、投写レンズ焦点合わせ時における上記投写レンズユニット周囲温度と同温度の動作温度に設定される温度センサ、吸気口と排気口とを有し上記光源、上記投写レンズユニットを内装した送風路、この送風路の吸気口側に設けられ上記光源の点灯時、この光源を冷却するファンを備え、
上記光源と上記冷却ファンの送風路内に、上記光源を経由した温風で上記投写レンズユニットを暖めるための直通路と、上記光源をバイパスした冷風で上記投写レンズユニットを冷却するためのバイパス路を設けると共に上記直通路と上記バイパス路の分流箇所に、上記温度センサが検出した温度に応じて上記冷却ファンから上記直通路又はバイパス路へ送風する風量を配分する風量切り替え装置を設け、この風量切り替え装置により、上記投写レンズユニット近傍の温度を上記設定温度と同温度に保つことを特徴とする投写型映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光源をライトバルブに照射して生成した映像を投写レンズで拡大してスクリーンに投影する投写型映像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の投写型映像表示装置の基本構成は、図１に示した実施の形態１と同様であるため図１を用いて従来装置を説明する。
すなわち、光源１から照射される照射光は、インテグレータ２の内面で複数回反射してリレーレンズ３を透過し、第１の反射ミラー４で反射してプリズム６に入射し、プリズムの反射面７で反射した後にライトバルブ８を照射する。
ライトバルブ８は、映像信号処理回路の映像信号に応じて照射光の反射方向を制御して映像を形成し、第１の投写レンズ１０、および第２の投写レンズ１１で映像を拡大してスクリーン１４に映像を投影する。
第１の投写レンズ１０、および第２の投写レンズ１１は、内鏡胴１２に固定されており、内鏡胴１２はケース１００に固定された外鏡胴１３に螺合されている。
投写レンズユニット９とスクリーン１４の距離は、一定に保たれていて、外鏡胴１３に対して内鏡胴１２を回転させると、螺合された内鏡胴１２は光軸方向に微動し、ライトバルブ８の映像がスクリーン１４上で焦点が結像する位置に調整する。
又、焦点を微調整した後に投写型映像表示装置が設置される周囲の温度が上昇すると、内鏡胴１２、および外鏡胴１３は、周囲温度の変化によって膨張し、第１の投写レンズ１０と第２の投写レンズ１１の間の距離が伸びるため、スクリーン１４に結像していた映像の焦点が合わなくなる。さらに、第１の投写レンズ１０が上昇温度により屈折率が変化し、さらに又、体積膨張によってもスクリーン１４に結像していた映像の焦点が合わなくなる。したがって、投写レンズユニット９の近傍に冷却ファン（図示せず）を配置して、外鏡胴１３に風を直接当てて投写レンズユニット９の温度上昇を軽減している。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３１８４２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の投写型映像表示装置では、投写レンズの近傍に冷却ファンを配置し、外鏡胴に直接風を当て冷却するものであったが、投写型映像表示装置が設置される周囲の温度すなわち、投写レンズユニットの周囲温度が上昇又は下降してスクリーン上での焦点ずれが生じた場合、これに迅速に対応して焦点の微調整を行うことが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明に係わる投写型映像表示装置は、映像を生成するライトバルブに照射光を照射する光源、上記ライトバルブが生成した映像をスクリーンに投影する投写レンズユニット、
この投写レンズユニットの近傍に設けられ、投写レンズ焦点合わせ時における上記投写レンズユニット周囲温度と同温度の動作温度に設定される温度センサ、吸気口を有し上記光源を内装した第１送風路、この第１送風路の吸気口側に設けられ上記光源の点灯時この光源を冷却する第１ファン、吸気口を有し上記投写レンズユニットを内装した第２送風路、
この第２送風路の吸気口側に設けられ上記温度センサが設定温度以上の温度を検出した時上記投写レンズユニットを冷却する第２ファン、および上記第１送風路と第２送風路とを合流させ、この合流側に上記両吸気口に対応する共通の排気口を有する第３送風路を備え、
上記第３送風路の合流箇所に、上記温度センサが上記設定温度以下の温度を検出した時、上記第２ファンを停止すると共に、上記第１ファンによる上記光源の冷却時に上記光源で暖められた温風の一部又は全部を上記第２送風路側へ送風し、上記投写レンズユニット近傍の温度を上記設定温度と同温度に保つ風向き切り替え装置を設けたものである。
【発明の効果】
【０００６】
この発明の投写型映像表示装置によれば、投写レンズユニットの近傍に、投写レンズ焦点合わせ時における投写レンズユニット周囲温度と同温度の動作温度に設定される温度センサを配置し、温度センサが検出した温度ｔに応じて光源を冷却する送風の方向を切り替える装置を備えたので、投写レンズが設定温度ｔ０より低い時は、第１の冷却ファンが光源を冷却することにより高温になった温風を投写レンズユニットに送風して投写レンズユニット近傍の温度を上げ、又投写レンズ近傍の温度が設定温度ｔ０より高くなった場合は投写レンズを冷却する第２の冷却ファンで投写レンズユニットを冷却すると共に、光源を冷却することにより高温になった温風を適宜装置の外に排気するので、投写レンズユニット近傍の周囲温度を略一定に管理でき、さらに投写レンズユニットの熱膨張の量、投写レンズの体積変化、および、投写レンズの屈折率変化を抑制、軽減できるので、スクリーン上での映像の焦点ずれを抑制できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面に基づいて、この発明の各実施の形態を説明する。
なお、各図間において、同一符号は同一あるいは相当部分を示す。
【０００８】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る投写型映像表示装置を示す断面図で、投写型映像表示装置の周囲温度が高い状態を示し図２の断面Ｉ−Ｉから見た要部断面図である。図２は、図１の平面図、図３は、投写型映像表示装置の周囲温度が低い状態における動作を説明する要部断面図である。
図１、および図２において、光源１から照射される照射光は、インテグレータ２の内面で複数回反射してリレーレンズ３を透過し、第１の反射ミラー４、第２の反射ミラー５で反射してプリズム６に入射し、プリズム６の反射面７で反射した後にライトバルブ８を照射する。
ライトバルブ８は、図示を省略した映像信号処理回路の映像信号に応じて照射光の反射方向を制御して映像を形成し、投写レンズユニット９で映像を拡大してスクリーン１４に映像を投影する。
投写レンズユニット９は、内鏡胴１２の上下にそれぞれ固定された第１の投写レンズ１０、および第２の投写レンズ１１と、ケース１００に固定され内部に内鏡胴１２を螺合した外鏡胴１３で構成されている。
投写レンズユニット９とスクリーン１４の距離は、一定に保たれていて、外鏡胴１３に対して内鏡胴１２を回転させると、螺合された内鏡胴１２は光軸方向に微動し、ライトバルブ８の映像がスクリーン１４上で焦点が結像する位置に調整される。
【０００９】
焦点を微調整した後に、投写型映像表示装置が設置される周囲の温度が上昇すると、投写レンズユニット９の周囲部分すなわち内鏡胴１２、および外鏡胴１３が周囲温度の変化によって膨張し、第１の投写レンズ１０と第２の投写レンズ１１の間の距離が伸びるため、スクリーン１４に結像していた映像の焦点が合わなくなる。又、第１の投写レンズ１０が上昇温度に応じて屈折率が変化し、さらに、体積膨張によってもスクリーン１４に結像していた映像の焦点が合わなくなる。
このため、温度変化を検知する温度センサ１６が投写レンズユニット９の近傍に配設されている。この温度センサ１６は、例えば投写レンズの焦点合わせ時における投写レンズユニット９の周囲温度と同温度の動作温度に設定される。
したがって、温度センサ１６が制御回路１７に設けられたメモリ１８に記憶されている設定温度ｔ０よりも投写レンズユニット９近傍の温度ｔが高いことを検知すると、制御回路１７は、投写レンズユニット９の近傍すなわち第２送風路１０１の吸気口１０２に配設された第２の冷却ファン１５を回転させ、外鏡胴１３に風を当て投写レンズユニット９の温度上昇を抑制する。
このとき、光源１の近傍すなわち第１送風路１０３の吸気口１０４に配設された第１の冷却ファン１９は、光源１に風を当てて光源１を冷却するが、光源１を冷却した風は第１送風路１０３、第２送風路１０１の合流箇所１０５に設けた可動仕切り板２０の壁面に沿って第３送風路１０６の排気口１０７から装置の外部に排気される。このとき、制御回路１７によって可動仕切り板２０の角度αは略−４５°に制御されている。
【００１０】
又、投写型映像表示装置を設置している周囲の温度が下がると、外気を送風している第２の冷却ファン１５から送風されて投写レンズユニット９に当たる風の温度も下がるため、温度センサ１６は制御回路１７に設けられたメモリ１８に記憶されている設定温度ｔ０よりも投写レンズ近傍の温度ｔが低いことを検知する。このような状態になると、制御回路１７により、投写レンズユニット９の近傍に配設された第２の冷却ファン１５の回転を停止させる。
さらに、このような停止状態で温度センサ１６の値が依然として設定温度ｔ０に達しない場合は、制御回路１７は可動仕切り板２０の近傍に配設されたモータ２１を回転させる。モータ２１は可動仕切り板２０の一部に形成されたギア部２２と噛合しているので、モータ２１が回転すると、可動仕切り板２０は時計方向に回転し、図３に示すように可動仕切り板２０の角度αは略＋４５°の角度で停止する。そうすると、第１の冷却ファン１９が光源１を冷却することにより高温になった温風が可動仕切り板２０の壁面に沿って投写レンズユニット９の方向に導入され、投写レンズユニット９を暖める。この時吸気口１０２は排気口となる。この結果、投写レンズユニット９の近傍温度が上昇し、制御回路１７に設けられたメモリ１８に記憶されている設定温度ｔ０に到達する。
【００１１】
又、図３の状態の時に、光源１の排熱によって暖められた投写レンズユニット９近傍の温度が若干上がると、再び温度センサ１６が制御回路１７に設けられたメモリ１８に記憶されている設定温度ｔ０よりも投写レンズユニット９近傍の温度ｔが高いことを検知し、制御回路１７により、モータ２１を回転させ、可動仕切り板２０が反時計方向に回転し、図４に示すように可動仕切り板２０の角度αが略０°になる。この状態では光源１の近傍に配設された第１の冷却ファン１９は、光源１の熱で暖められた風を可動仕切り板２０の壁面に沿って１０７から装置の外部に排気される風と、投写レンズユニット９近傍に導入され１０２から排気される風に分岐する。
すなわち、制御回路１７は、図５に示すように設定温度ｔ０と温度センサ１６の値ｔとが均衡を取れるよう可動仕切り板２０の角度を変化させ光源１の熱で暖められた風を分岐し、第３送風路１０６を経て排気口１０７から装置の外部に排気される風量と、第２送風路１０１（投写レンズユニット９近傍）に導入される風量との比率を制御する。
【００１２】
このように、投写型映像表示装置の周囲温度が変化しても可動仕切り板２０の角度や第２の冷却ファン１５の送風、および停止によって投写レンズユニット９近傍の温度が一定になるように制御されるため、設定温度ｔ０と投写レンズユニットの近傍の温度が略合致した状態でスクリーン１４上に投影する映像の焦点を調整しておくと、調整後の内鏡胴１２、および外鏡胴１３の線膨張、第１の投写レンズ１０の体積膨張、および第１の投写レンズ１０の屈折率を略一定に保つことができるため、スクリーン１４上に投影する映像の焦点ずれを少なくすることができる。
なお、第３送風路１０６の合流箇所１０５に設けられる風向き切り替え装置は、可動仕切り板２０、モータ２１、ギア部２２、温度センサ１６などにより構成されている。
【００１３】
実施の形態２．
実施の形態２は、実施の形態１の第１送風路１０３側に設けた第１冷却ファンと同様の冷却ファン１台で実施の形態１と同様の制御を行うものである。
以下図６〜図１１に基いて実施の形態２に係る投写型映像表示装置を説明する。
図６〜図８において、光源１、投写レンズユニット９を内装した送風路には、隔壁２５によって、光源１を通過した温風で投写レンズユニット９を暖める直通路２３と光源１をバイパスした冷風で投写レンズユニット９を冷却するバイパス路２４が形成され、さらに直通路２３とバイパス路２４の分流箇所に、温度センサ１６が検出した温度に応じて冷却ファン１９から直通路２３又はバイパス路２４へ送風する風量を配分する風量切り替え装置２６を設けたものである。
この風量切り替え装置２６は、モータ２１と、モータ２１に係合したギヤ部３０と、可動仕切り板２７等で構成され、又、可動仕切り板２７は、図９に示すように２枚の仕切り板で構成されている。すなわち、モータ２１の回転によってバイパス路２４の送風の遮断、通風の切り替えを行う第１仕切り板２８と、直通路２３を通る温風を投写レンズユニット９の方向、又は開口部１０８の方向へ切り替える第２仕切り板２９とで構成されている。
この風量切り替え装置２６を、温度センサ１６、制御回路１７で、後述する図１０、図１１のように制御することにより、投写レンズユニット９近傍の温度を設定温度と同温度に保つことができる。
図１０は、投写型映像表示装置の周囲温度が高い状態における動作を示し、この状態になると直通路２３は、第２仕切り板２９によって閉鎖され、温風は矢印Ｙ方向に送られ開口部１０８から排気される。一方バイパス路２４を通る冷風は、第１仕切り板２８が開いた状態にあるので矢印Ｘ方向に送られ投写レンズユニット９を冷却した後、開口部１０９から排気される。なお、図８は、図１０と同じ状態を示す要部断面斜視図である。
図１１は、投写型映像表示装置の周囲温度が低い状態における動作を示し、この状態になると第２仕切り板２９は、開口部１０８を閉じる方向に動作し直通路２３を開路するので、光源１で暖められた温風は矢印Ｚａ、Ｚｂ、Ｚｃ方向に送られ投写レンズユニット９を暖めた後、開口部１０９から排気される。なおこの時バイパス路２４は、第１仕切り板２８により閉じられている。
以上のように、実施の形態２によれば冷却ファン１台で実施の形態１と同様の制御を行うことができる。
【００１４】
なお、この発明の投写型映像表示装置は、体積膨張率の高いプラスチック部材料で投写レンズの鏡胴、あるいはレンズを投写レンズユニットとして用いた投写型映像表示装置にも適応できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の実施の形態１に係る投写型映像表示装置の周囲温度が高い状態における動作を説明する断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る投写型映像表示装置の平面図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る投写型映像表示装置の周囲温度が低い状態における動作を説明する断面図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る投写型映像表示装置の設定温度ｔ０と投写レンズユニット近傍の温度が略同等になった状態を示す断面図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る投写型映像表示装置のブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態２に係る投写型映像表示装置の斜視図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係る投写型映像表示装置の平面図である。
【図８】この発明の実施の形態２に係る投写型映像表示装置の送風路を示す要部断面斜視図である。
【図９】この発明の実施の形態２に係る投写型映像表示装置の可動仕切り板を示す斜視図である。
【図１０】この発明の実施の形態２に係る投写型映像表示装置の周囲温度が高い状態における動作を説明する要部断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態２に係る投写型映像表示装置の周囲温度が低い状態における動作を説明する要部断面図である。
【符号の説明】
【００１６】
１  光源                              ２  インテグレータ
３  リレーレンズ                      ４  第１の反射ミラー
５  第２の反射ミラー                  ６  プリズム
７  プリズムの反射面                  ８  ライトバルブ
９  投写レンズユニット              １０  第１の投写レンズ
１１  第２の投写レンズ                １２  内鏡胴
１３  外鏡胴                          １４  スクリーン
１５  第２の冷却ファン                １６  温度センサ
１７  制御回路                        １８  メモリ
１９  第１の冷却ファン                ２０  可動仕切り板
２１  モータ                          ２２  ギア部
１００  ケース                        １０１  第２送風路
１０２  吸気口                        １０３  第１送風路
１０４  吸気口                        １０５  合流箇所
１０６  第３送風路                    １０７  排気口
【図１】
2007328022.tif 000003
【図２】
2007328022.tif 000004
【図３】
2007328022.tif 000005
【図４】
2007328022.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2007328022.tif 000009
【図８】
2007328022.tif 000010
【図９】
2007328022.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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