(57)【要約】【課題】  プロジェクタなどの電子機器において、熱絶縁部材や空気流制御板などの部材を追加することなく、冷却ファンによって発生される冷却風の流れを制御し、安価で、かつ効率良く発熱部の冷却を行う。【解決手段】  光源駆動回路２３及び電源回路２４の一部又は全部を、冷却ファン３によって発生された冷却風が直接当たらない又は当たりにくい位置に設け、ＤＭＤ駆動回路２１及び全体制御回路２２の一部又は全部が実装された回路基板２６を冷却風の下流側において、冷却ファン３の回転軸３１に対して所定の角度θをなすように設け、回路基板２６を空気流制御板として用い、冷却風を光源駆動回路２３及び電源回路２４に導く。【選択図】図２
2007304145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
光源から出射された光の光路上に設けられ、三原色に相当するカラーフィルタが所定角度ピッチで形成され、一定速度で回転するカラーホイールと、
前記光源から出射された光を前記カラーホイール上の一部に集光するための、少なくとも反射板を備えた集光部材と、
前記カラーホイールを透過した光束の光路上に設けられ、二次元的に配列された微小ミラーの集合体であって、外部から入力された映像信号に応じて前記微小ミラーの角度を変化させ、前記カラーホイールを透過した光束を所定方向と前記所定方向以外の方向に反射させるＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）と、
前記ＤＭＤに対して前記所定方向に配置され、前記ＤＭＤにより反射された光束をスクリーン上に投影する投影レンズと、
前記映像信号を用いて前記ＤＭＤを駆動するＤＭＤ駆動回路と、
プロジェクタ全体を制御する全体制御回路と、
前記光源を駆動する光源駆動回路と、
前記ＤＭＤ駆動回路、前記全体制御回路及び前記光源駆動回路を含むプロジェクタ各部に電力を供給するための電源回路と、
少なくとも前記光源及び前記電源回路を冷却するための冷却風を発生させる冷却ファンと、
前記各部材を収納するハウジングを備えたプロジェクタにおいて、
少なくとも前記光源駆動回路及び前記電源回路の一部又は全部は、前記冷却ファンによって発生された冷却風が直接当たらない又は当たりにくい位置に設けられた第１回路基板上に実装され、
少なくとも前記ＤＭＤ駆動回路及び前記全体制御回路の一部又は全部は、前記光源駆動回路及び前記電源回路が実装されている第１回路基板とは異なる第２回路基板上に実装されており、
前記第２回路基板は、前記冷却風の下流側において、はんだ付けされた面が前記冷却ファン側を向くように、かつ冷却風を前記第１回路基板上の前記光源駆動回路及び前記電源回路の一部又は全部に導くように、前記冷却ファンの回転軸に対して所定の角度をなすように設けられており、
前記第２回路基板を空気流制御板として用いることによって、熱絶縁部材や空気流制御板などの部材を追加することなく、前記冷却ファンによって発生される冷却風の流れを制御し、安価で、かつ効率良く発熱部の冷却が可能であることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
冷却風を発生させる冷却ファンと、電子部品が実装された回路基板と、発熱部を有する電子機器において、
前記発熱部の一部又は全部は、前記冷却ファンによって発生された冷却風が直接当たらない又は当たりにくい位置に設けられ、
前記回路基板は、前記冷却風の下流側において、冷却風を前記発熱部に導くように、前記冷却ファンの回転軸に対して所定の角度をなすように設けられていることを特徴とする電子機器。
【請求項３】
前記回路基板は、はんだ付けされた面が前記冷却ファン側を向くように設けられていることを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記発熱部は電源回路であることを特徴とする請求項２又は３に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクタなど、発熱部を有する電子機器の冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子機器の発熱部を効率良く冷却するために様々な工夫がなされている。例えば特許文献１では、吸気口と排気口との間を熱絶縁部材で囲って閉空間を形成し、その中にスイッチング素子などの発熱体が実装された基板を設け、冷却ファンによって発生された冷却風が直接回路基板に当たるように構成されている。
【０００３】
特許文献２では、複数の冷却ファンを備えた電子機器において、空気流制御板を複数の冷却ファンに対して連続してつながった構造とし、１台の冷却ファンが停止しても他の冷却ファンによって発生された冷却風で発熱部を冷却し、引き続き電子機器の使用を可能としている。
【０００４】
特許文献３では、回路基板を発熱量の大きい高発熱基板部と発熱量の少ない低発熱基板部に区分し、熱絶縁部材を介して、高発熱基板部と低発熱基板部を冷却風の流れ方向に対して直交する方向に並べて配置している。
【０００５】
しかしながら、各特許文献に記載された従来の電子機器では、熱絶縁部材や空気流制御板など、冷却風の流れを規制するために、専用の部材を必要としており、電子機器のコストアップの要因となっていた。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３５３６７６号公報
【特許文献２】特開２００２−２０８７９１号公報
【特許文献３】特開平６−６１６７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記従来例の問題を解決するためになされたものであり、熱絶縁部材や空気流制御板などの部材を追加することなく、冷却ファンによって発生される冷却風の流れを制御し、安価で、かつ効率良く発熱部の冷却が可能なプロジェクタなどの電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、光源と、光源から出射された光の光路上に設けられ、三原色に相当するカラーフィルタが所定角度ピッチで形成され、一定速度で回転するカラーホイールと、前記光源から出射された光を前記カラーホイール上の一部に集光するための、少なくとも反射板を備えた集光部材と、前記カラーホイールを透過した光束の光路上に設けられ、二次元的に配列された微小ミラーの集合体であって、外部から入力された映像信号に応じて前記微小ミラーの角度を変化させ、前記カラーホイールを透過した光束を所定方向と前記所定方向以外の方向に反射させるＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）と、前記ＤＭＤに対して前記所定方向に配置され、前記ＤＭＤにより反射された光束をスクリーン上に投影する投影レンズと、前記映像信号を用いて前記ＤＭＤを駆動するＤＭＤ駆動回路と、プロジェクタ全体を制御する全体制御回路と、前記光源を駆動する光源駆動回路と、前記ＤＭＤ駆動回路、前記全体制御回路及び前記光源駆動回路を含むプロジェクタ各部に電力を供給するための電源回路と、少なくとも前記光源及び前記電源回路を冷却するための冷却風を発生させる冷却ファンと、前記各部材を収納するハウジングを備えたプロジェクタにおいて、
少なくとも前記光源駆動回路及び前記電源回路の一部又は全部は、前記冷却ファンによって発生された冷却風が直接当たらない又は当たりにくい位置に設けられた第１回路基板上に実装され、
少なくとも前記ＤＭＤ駆動回路及び前記全体制御回路の一部又は全部は、前記光源駆動回路及び前記電源回路が実装されている第１回路基板とは異なる第２回路基板上に実装されており、
前記第２回路基板は、前記冷却風の下流側において、はんだ付けされた面が前記冷却ファン側を向くように、かつ冷却風を前記第１回路基板上の前記光源駆動回路及び前記電源回路の一部又は全部に導くように、前記冷却ファンの回転軸に対して所定の角度をなすように設けられており、
前記第２回路基板を空気流制御板として用いることによって、熱絶縁部材や空気流制御板などの部材を追加することなく、前記冷却ファンによって発生される冷却風の流れを制御し、安価で、かつ効率良く発熱部の冷却が可能であることを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、冷却風を発生させる冷却ファンと、電子部品が実装された回路基板と、発熱部を有する電子機器において、前記発熱部の一部又は全部は、前記冷却ファンによって発生された冷却風が直接当たらない又は当たりにくい位置に設けられ、前記回路基板は、前記冷却風の下流側において、冷却風を前記発熱部に導くように、前記冷却ファンの回転軸に対して所定の角度をなすように設けられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項２に記載の電子機器において、前記回路基板は、はんだ付けされた面が前記冷却ファン側を向くように設けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項２又は３に記載の電子機器において、前記発熱部は電源回路であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、プロジェクタにおいて、比較的発熱量の少ないＤＭＤ駆動回路及び全体制御回路の一部又は全部が実装されている第２回路基板を空気流制御板として用い、冷却風を第１回路基板上の発熱量の多い光源駆動回路及び電源回路の一部又は全部に導くように構成されているので、熱絶縁部材や空気流制御板などの部材を追加することなく、冷却ファンによって発生される冷却風の流れを制御し、安価で、かつ効率良く発熱部の冷却が可能である。また、第２回路基板は、はんだ付けされた面が冷却ファン側を向くように配置されているので、第２回路基板に実装された電子部品も効率良く冷却することができる。さらに、光源駆動回路及び電源回路の一部又は全部を冷却ファンによって発生された冷却風が直接当たらない位置に設けることができるので、プロジェクタにおける部品配置の自由度が高くなり、プロジェクタの小型軽量化を図ることも可能である。
【００１３】
請求項２の発明によれば、電子機器一般において、電子部品が実装された回路基板を空気流制御板として用い、電源や光源などの発熱部に冷却風を導くように構成しているので、熱絶縁部材や空気流制御板などの部材を追加することなく、冷却ファンによって発生される冷却風の流れを制御し、安価で、かつ効率良く発熱部の冷却が可能である。また、回路基板上に実装された電子部品も同時に冷却される。さらに、発熱部を冷却ファンによって発生された冷却風が直接当たらない位置に設けることができるので、電子機器の設計の自由度を高くして、小型軽量化を図ることができる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、回路基板のはんだ付けされた面が冷却ファン側を向くように設けられているので、回路基板に実装された電子部品も効率良く冷却することができる。
【００１５】
一般的に、冷却ファンを備えた電子機器においては、冷却ファンは電源部に近接して設けられているが、請求項４の発明によれば、電源回路を冷却ファンから離れた位置に設けることができるので、電子機器の設計の自由度を高くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の一実施形態にかかるプロジェクタ及び電子機器について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明に係る電子機器の一例であるプロジェクタ１の構成を平面断面図である。また、図２は、プロジェクタ１を背面側から見た断面図である。さらに、図３は、プロジェクタ１の回路構成を示すブロック図である。このプロジェクタ１は、パーソナルコンピュータやビデオカメラなどから入力された映像信号（画像データ）を用いて画像を形成し、前方に設けられたスクリーンに拡大投影する装置である。
【００１７】
図１に示すように、プロジェクタ１は、おおまかに、ハウジング２の前方側に配置され、外部から入力された映像信号を用いて画像を形成し、前方のスクリーンに拡大投影する光学エンジン１０と、ハウジング２の後方側に配置され、外部から入力された映像信号を処理して光学エンジン１０を制御する制御部２０で構成されている。
【００１８】
光学エンジン１０は、例えば放電ランプなどの光源１１と、光源から出射された光のうち後方に出射された光を前方に反射させると共に、所定の領域に集光させる反射板（集光部材）１２と、光源１１から出射された光の光路上に設けられ、三原色に相当するカラーフィルタが所定角度ピッチで形成され、一定速度で回転するカラーホイール１３と、カラーホイール１３を一定速度で回転させるモータ１４と、カラーホイール１３を挟んで光源に対向するように設けられ、所定の内径を有する光トンネル１５と、光トンネルを透過した光束を所定方向に反射するミラー１６と、光トンネル１５及びミラー１６を介して、カラーホイール１３を透過した光束の光路上に設けられ、二次元的に配列された微小ミラーの集合体であって、外部から入力された映像信号に応じて微小ミラーの角度を変化させ、カラーホイール１３を透過した光束を所定方向（第１の方向）と所定方向以外の第２の方向に反射させるＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）１７と、ＤＭＤ１７に対して第１の方向に配置され、ＤＭＤ１７により反射された光束をスクリーン上に投影する投影レンズ１８などで構成されている。
【００１９】
反射板１２は、例えば回転楕円面状に形成されており、光源１１が回転楕円面の一方の焦点近傍に配置され、カラーホイール１３の一部が回転楕円面の他方の焦点近傍に位置するように配置されている。図中、カラーホイール１３よりも右側は、光源ユニットとして独立したユニットに構成され、より多くの光をカラーホイール１３上に集光するために、光源ユニットの内面は、例えば鏡面仕上げされている。一方、光トンネル１５よりも左側は、迷光の影響を少なくするための暗箱ユニットとして形成され、暗箱ユニットの内面は、反射光を吸収するように反射防止塗料が塗布されている。なお、図１及び図２において、ハウジング２の内部を光学エンジン１０側と制御部側２０を仕切るように描かれている仕切り板４は、実際にこのような仕切り板４が存在するのではなく、上記光源ユニット及び暗箱ユニットのハウジングの壁を概略的に描いたものである。
【００２０】
一方、制御部２０は、映像信号を用いてＤＭＤ１７を駆動するＤＭＤ駆動回路２１と、プロジェクタ１の全体を制御する全体制御回路２２と、光源１１を駆動する光源駆動回路２３と、ＤＭＤ駆動回路２１、全体制御回路２２及び光源駆動回路２３を含むプロジェクタ１の各部に電力を供給するための電源回路２４と、少なくとも光源１１及び電源回路２４を冷却するための冷却風を発生させる冷却ファン３を有している。ＤＭＤ駆動回路２１及び全体制御回路２２は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成されている。また、必要に応じて、ノイズ除去フィルタなども設けられている。光源駆動回路２３は、放電ランプなどの光源１１を電力が一定となるように制御するためのインバータ回路であり、コイル、ダイオード、ＦＥＴなどで構成されている。放電ランプは、点灯開始直後、その温度が低く、電圧が低いため、電力が一定になるように制御すると大電流がランプに流れてしまい、ランプ寿命が低下するという問題を有している。そのため、光源駆動回路２３は、ランプ点灯開始から一定時間、ランプに流れる電流を制限するウォーミングアップ動作を行う。電源回路２４は、例えば１００Ｖや２００Ｖなどの交流商用電源を入力として、例えば１２Ｖや２４Ｖなどの直流電圧電源を発生させる回路であり、コイル、ダイオード、ＦＥＴなどで構成されている。
【００２１】
一般的に、光源駆動回路２３や電源回路２４を構成する部品は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどに比べて大きく、かつ重い。そのため、図２に示すように、光源駆動回路２３及び電源回路２４の構成部品は、ハウジング２の底部近傍に設けられた第１回路基板２５上に実装されている。また、第１回路基板２５上には、光源駆動回路２３や電源回路２４以外の回路２７を構成する部品も実装されている。一方、ＤＭＤ駆動回路２１及び全体制御回路２２を構成する部品は、光源駆動回路２３や電源回路２４を構成する部品に比べて小さく、かつ軽い。そのため、ＤＭＤ駆動回路２１及び全体制御回路２２の構成部品は、光源駆動回路２３及び電源回路２４が実装されている第１回路基板２５とは異なる第２回路基板２６上に実装されている。
【００２２】
なお、光源駆動回路２３及び電源回路２４の構成部品の全部が第１回路基板２５上に実装されている必要はなく、これら光源駆動回路２３及び電源回路２４の一方又は両方の一部分だけが第１回路基板２５上に実装され、残りは他の回路基板（図示せず）などに実装されていてもよい。同様に、ＤＭＤ駆動回路２１及び全体制御回路２２の構成部品の全部が第２回路基板２６上に実装されている必要はなく、これらＤＭＤ駆動回路２１及び全体制御回路２２の一方又は両方の一部分だけが第２回路基板２６上に実装され、残りは他の回路基板（図示せず）などに実装されていてもよい。
【００２３】
図１及び図２に示すように、冷却ファン３は、ハウジング２の外部からハウジング２の内部に空気を取り入れて、光源１１、光源駆動回路２３、電源回路２４などの熱源から発生される熱を吸収し、温度が上昇した熱風をハウジング２の外部に排気させるものである。図１に示す構成では、冷却ファン３により発生された冷却風の一部を光学エンジン１０側に導入すると共に、残りを制御部２０側に導入している。上記のように、光源駆動回路２３及び電源回路２４の一部又は全部は、ハウジング２の底部近傍に設けられた第１回路基板２５上に実装され、かつ第１回路基板２５には、光源駆動回路２３及び電源回路２４以外の回路２７を構成する部品も実装されているため、冷却ファン３によって発生された冷却風が直接当たらない又は当たりにくい位置に設けられている。
【００２４】
本実施形態では、第２回路基板２６は、冷却風の下流側において、冷却ファン３の回転軸３１に対して所定の角度θ（例えば１５〜４５度程度）をなすように設け、それによって、冷却風を第１回路基板上２５の光源駆動回路２３及び電源回路２４の一部又は全部に導くように構成されている。すなわち、第２回路基板２６を空気流制御板として用いることによって、従来例のように熱絶縁部材や空気流制御板などの部材を追加することなく、冷却ファン３によって発生される冷却風の流れを制御し、発熱部である光源駆動回路２３及び電源回路２４を効率良く冷却する。
【００２５】
第２回路基板２６には、上記のようにＤＭＤ駆動回路２１及び全体制御回路２２を構成するＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ノイズ除去フィルタなどが実装されている。一般的に、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなど、小型の半導体部品が回路基板上に実装される場合、電子部品と回路基板の間にはんだチップを挟み、その状態で加熱してはんだをリフローさせている。その場合、電子部品の実装面がはんだ付け面と一致するので、第２回路基板２６のはんだ付けされた面を冷却ファン３側に向けることにより、第２回路基板２６上に実装された電子部品も、冷却ファン３により発生された冷却風で冷却することができる。半導体部品も、その温度が高くなりすぎると、性能が低下し、さらには動作不能に陥ることもありうるので、冷却することによって一定の性能を維持することができる。
【００２６】
一方、ノイズフィルタ、コネクタやスイッチなど、比較的大型の部品が回路基板上に実装される場合、これら部品の端子を回路基板の部品実装面側からはんだ付け面側に貫通させ、部品を実装した状態で回路基板のはんだ付け面側を溶融はんだ槽に浸してはんだ付けを行う。その場合、これら電子部品の実装面を冷却ファン３側に向けると、電子部品が直接冷却風により冷却されるけれども、これら電子部品によって冷却風の流れが乱される。そのため、第２回路基板２６が空気流制御板としての機能を十分に発揮することができず、発熱部である光源駆動回路２３及び電源回路２４を効率良く冷却することができない可能性がある。そのため、いずれにせよ、第２回路基板２６は、そのはんだ付けされた面が冷却ファン３側を向くように固定されていることが好ましい。
【００２７】
なお、本発明は、上記一実施形態で説明したプロジェクタに限定されるものではなく、発熱部及び冷却ファンを備えた電子機器一般に適用することができる。すなわち、冷却風を発生させる冷却ファンと、電子部品が実装された回路基板と、発熱部を有する電子機器において、発熱部の一部又は全部は、冷却ファンによって発生された冷却風が直接当たらない位置に設けられ、回路基板は、冷却風の下流側において、冷却風を発熱部に導くように、冷却ファンの回転軸に対して所定の角度をなすように設けられていればよい。
【００２８】
電子機器一般において、電子部品が実装された回路基板を空気流制御板として用い、電源や光源などの発熱部に冷却風を導くように構成すれば、熱絶縁部材や空気流制御板などの部材を追加することなく、冷却ファンによって発生される冷却風の流れを制御し、安価で、かつ効率良く発熱部の冷却が可能である。また、回路基板上に実装された電子部品も同時に冷却される。さらに、発熱部を冷却ファンによって発生された冷却風が直接当たらない位置に設けることができるので、電子機器の設計の自由度を高くして、小型軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態に係るプロジェクタの構成を示す平面断面図。
【図２】上記プロジェクタを背面側から見た断面図。
【図３】上記プロジェクタの回路構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００３０】
１  プロジェクタ
２  ハウジング
３  冷却ファン
１０  光学エンジン
１１  光源
１２  反射板
１３  カラーホイール
１４  モータ
１５  光トンネル
１６  ミラー
１７  ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）
１８  投影レンズ
２０  制御部
２１  ＤＭＤ駆動回路
２２  全体制御回路
２３  光源駆動回路
２４  電源回路
２５  第１回路基板
２６  第２回路基板
３１  （冷却ファンの）回転軸
θ  所定の角度
【図１】
2007304145.tif 000003
【図２】
2007304145.tif 000004
【図３】
2007304145.tif 000005