JP2009128763A - プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】プロジェクタに設けた放熱板の放熱効率を高める。
【解決手段】少なくとも光源２１および表示素子２４を含む構成部品が収容された上筐体２と、上筐体２に対して移動可能に設けられた下筐体１と、上筐体２を格納位置から使用位置へ移動させることにより、上筐体２と下筐体１とにより囲まれた放熱空間ＳＰを形成する放熱空間形成手段１〜３と、放熱空間ＳＰに面して配置され、上記構成部品からの熱を放熱空間ＳＰに放熱する放熱部材５と、上筐体２を格納位置から使用位置へ移動させることにより、放熱空間ＳＰと上筐体２および下筐体１の外側空間とを連通する開口部１１，１２を形成する開口部形成手段１〜３とを有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、プロジェクタの放熱に関する。

プロジェクタは筐体内に光源などの発熱部を有するため、筐体内の温度上昇を抑制して良好な表示特性を得るためには、発熱部で発生した熱を外部に効率よく放熱する必要がある。この点につき従来、筐体内に放熱部材を収容し、筐体に設けた通気口を介して放熱部材から外部に放熱するようにした電子機器が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１記載のものは、通気口を境にして筐体をスライドさせ、通気口の面積を拡大して放熱部材の放熱性を高めるようにしている。

特許第３８４５２６２号公報

しかしながら、上記特許文献１記載のものは、放熱部材の周囲に十分な放熱スペースを確保できないため、筐体内に熱がこもりやすく、放熱性を十分に高めることができない。

本発明によるプロジェクタは、光源および表示素子を含む構成部品が収容された第１の筐体と、第１の筐体に対して移動可能に設けられた第２の筐体と、第１の筐体を非使用状態に対応した第１の位置から使用状態に対応した第２の位置へ移動させることにより、第１の筐体と第２の筐体とにより囲まれた放熱空間を形成する放熱空間形成手段と、放熱空間に面して配置され、構成部品からの熱を放熱空間に放熱する放熱部材と、第１の筐体を第１の位置から第２の位置へ移動させることにより、放熱空間と第１および第２の筐体の外側空間とをつなぐ開口部を形成する開口部形成手段とを有することを特徴とする。
放熱部材を、放熱空間に面した第１の筐体の外表面に装着することが好ましい。
光源を放熱部材に当接して設けることが好ましい。
第２の筐体を、放熱部材よりも熱伝導率の低い材質で構成することが好ましい。
第１の筐体を第２の位置で支持する支持手段を有し、支持手段により画像の投射方向が斜め上方に向かうように第１の筐体を傾斜姿勢で支持することもできる。
開口部を介して放熱空間内に空気を送風する送風手段をさらに備えることもできる。
第１の筐体を、第２の筐体に対し一端側を支点にして他端側を回動可能に設け、第１の位置で第２の筐体内に格納するようにしてもよい。
光源はＬＥＤとすることが好ましい。

本発明によれば、放熱部材の放熱性を十分に高めることができる。

−第１の実施の形態−
以下、図１〜図４を参照して本発明の第１の実施の形態について説明する。
図１は、第１の実施の形態に係るプロジェクタの外観斜視図である。本実施の形態に係るプロジェクタ１００は、手のひらサイズの携帯型プロジェクタであり、図１（ａ）はプロジェクタを持ち運ぶ際の折り畳み状態（非使用状態）を、図１（ｂ）は使用状態を示している。なお、以下では説明の便宜上、図示のように前後左右方向を定義し、この定義に従って各部の構成を説明する。

プロジェクタ１００は、上面が開放された略ボックス形状の下筐体１と、下筐体内に収容され、格納される略ボックス形状の上筐体２とを有する。下筐体１と上筐体２はそれぞれ樹脂成形により形成され、熱伝導率が低く断熱性の高い樹脂材によって構成されている。

上筐体２は、その左右側面の後端部に設けられた回動軸部３を支点にして、下筐体１に対し上下方向に回動可能である。回動軸部３には、図１（ｂ）に示すように上筐体２を所定角度に傾斜して支持するロック機構（不図示）が設けられている。使用状態では上筐体２の前面上端部の高さと下筐体の前面下端部の高さがほぼ一致し、上筐体２の前面の投影レンズ４が外部に露出している。この場合の上筐体２の傾斜角は、下筐体１を水平に支持した際に、投影レンズ４からの投射光が斜め上方に好適に投影されるように設定されている。なお、上筐体２の左右側面には、下筐体１に格納された上筐体２を下筐体１から引き起こすための突起部２ａが設けられている。

下筐体１の前面には、左右方向に横長の複数のスリット孔１１が開口されている。下筐体１の底面には、左右両側面にかけて横長の複数のスリット孔１２が開口されている。なお、図示は省略するが、上筐体２の表面にはプロジェクタ１００をオンオフするオンオフスイッチ等の各種操作部材が設けられている。

図２は図１（ａ）のII-II線断面図であり、図３は図１（ｂ）のIII-III線断面図である。上筐体２の底面には放熱板５が設けられ、放熱板５は上筐体２の一部を形成している。放熱板５は、アルミなどの熱伝導率が高く放熱性の高い材料により構成され、放熱板５の上面には放熱板５に接して高輝度発光ダイオード（以下、ＬＥＤ２１）が配設されている。ＬＥＤ２１の上方には反射ミラー２２が傾斜して設けられ、反射ミラー２２の前方に透過型の表示素子２３と投影光学系２４（投影レンズ４など）が配設されている。ＬＥＤ２１からの照明光は、反射ミラー２２で前方に向けて反射され、表示素子２３および投影光学系２４を通過してスクリーン等に投影される。

第１の実施の形態に係るプロジェクタ１００の主要な動作を説明する。プロジェクタ１００の非使用時には、図２に示すように上筐体２が下筐体１内に格納され、投影レンズ４の前面が下筐体１に覆われている（これを格納位置と呼ぶ）。プロジェクタ１００の使用時には、上筐体２が下筐体１から引き起こされ、図３に示すように上筐体２が傾斜した状態で台上に載置される（これを使用位置と呼ぶ）。これにより使用状態では上筐体２と下筐体１の間の空隙が拡大し、上筐体２と下筐体１とによって周囲が覆われた放熱空間ＳＰが形成される。

この状態で、スイッチオンしてＬＥＤ２１を発光させると、ＬＥＤ２１からの熱が放熱板５に伝熱され、放熱板５から放熱空間ＳＰに放熱される。このとき、放熱空間ＳＰ内には矢印に示すようにスリット孔１２を介して外部から空気が流入し、スリット孔１１を介して外部に流出する。これにより放熱空間内の熱を筐体１，２の外部に排出することができ、放熱板５の放熱性を高めることができる。また、放熱空間内では、自然対流によって放熱板５の表面に沿って空気が流れるため、放熱板５から放熱空間ＳＰに効率よく放熱することができ、上筐体１内部の部品の発熱による温度上昇を抑制することができる。

第１の実施の形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）上筐体２を下筐体１に対して上下方向に回動可能に設けるとともに、上筐体２の底面に放熱板５を装着し、放熱板５に接してＬＥＤ２１を設けるようにした。これにより放熱板５と下筐体１との間の空隙が拡大して放熱板５に面して放熱空間ＳＰを形成することができ、放熱板５の放熱性を高めることができる。
（２）使用状態において、上筐体２を下筐体１に対して傾斜して支持するようにしたので、放熱空間内を自然対流により放熱板５の表面に沿って空気が流れ、放熱板５から放熱空間内に効率よく放熱することができる。
（３）上筐体２を傾斜して支持するので、斜め上方の見やすい位置にプロジェクタ１００からの画像を投影することができる。

（４）放熱空間ＳＰに面して放熱板５を設けたので、放熱板５が外部に露出することがなく、高温の放熱板５に誤って指が触れることを防止できる。
（５）上筐体２の底面に放熱板５を装着し、下筐体１を断熱性の高い樹脂材により構成したので、下筐体１の温度上昇を抑えることができ、プロジェクタ１００の持ち運びが容易である。
（６）下筐体１の温度上昇が抑えられることで、プロジェクタ１００を手の平に載せたまま画像を投影することもできる。

（７）放熱板５を上筐体２の外表面に設けるので、放熱板５を筐体内に設けた場合に比べ、筐体内の部品の温度上昇を抑えることができ、良好な投影画像を得ることができる。
（８）放熱板５を上筐体２の外表面に設けるので、上筐体２を密閉することができ、上筐体内の光学部材等にゴミが付着することを防止できる。
（９）ランプよりも発熱量が少ないＬＥＤ２１を光源として用いるので、密閉構造の上筐体２に用いて好適である。

上記第１の実施の形態では、ＬＥＤ２１の底面全体を覆うように上筐体２の底面の一部に放熱板５を設けるようにしたが、例えば図４（ａ）に示すように上筐体２の底面全体まで放熱板５を拡大して設けてもよい。これにより上筐体２の底面全体から放熱空間ＳＰに放熱することができ、放熱板５からの放熱を促進できる。

図４（ｂ）に示すように上筐体２の底面を放熱板５により形成し、パワートランジスタ等の発熱部品２５を放熱板５の上面に接して配置するとともに、その上方に回路基板２６を配置するようにしてもよい。これによりＬＥＤ２１だけでなく、他の発熱部品２５からの熱も放熱板５を介して放熱空間ＳＰに放熱することができ、上筐体内の温度上昇を効率よく抑えることができる。上筐体内に部品を収容した後、ねじ等により放熱板５を上筐体２の底面に取り付けて蓋をするようにしてもよく、これによりプロジェクタ１００の組立性を高めることができる。

−第２の実施の形態−
図５〜図７を参照して本発明の第２の実施の形態について説明する。
第１の実施の形態では、自然対流によって放熱空間内を空気が流れるように構成したが、第２の実施の形態では、強制対流によって放熱空間内を空気が流れるように構成する。なお、以下では第１の実施との相違点を主に説明する。

図５，６は、第２の実施の形態に係るプロジェクタ１００の内部構成を示す断面図であり、とくに図５はプロジェクタの非使用状態を、図６は使用状態を示している。図７は、プロジェクタ１００の使用状態における外観斜視図である。なお、図１〜４と同一の箇所には同一の符号を付している。

下筐体１の左右側面にはヒンジ部１３が設けられ、下筐体１はヒンジ部１３よりも前側の前筐体部１Ａと後側の後筐体部１Ｂとに分割されている。前筐体部１Ａはヒンジ部１３を支点にして上方に回動可能であり、図６に示すように前筐体部１Ａが略垂直に回動した状態において、前筐体部１Ａの上端で上筐体２の底面を傾斜状態に支持可能となっている。前筐体部１Ａには送風用のファン６が取り付けられ、ファン６に面して前筐体部１Ａにスリット孔１１が開口されている。

ヒンジ部１３を介して前筐体部１Ａを立ち上げると、上筐体２と下筐体１との間に放熱空間ＳＰが形成される。この状態でファン６を駆動すると、上筐体２と下筐体１の左右側面の間の隙間１４（図７）および後筐体部１Ｂの底面に設けられたスリット孔１２（図６）を介して放熱空間ＳＰ内に外部から空気が吸い込まれる。吸い込まれた空気は放熱板５に沿って放熱空間内を流れ、スリット孔１１を介して外部に排出される。これにより放熱板５から放熱空間ＳＰに効率よく放熱することができる。この場合、放熱空間内の空気の流速が速いため、放熱板５から放熱空間内の空気への熱伝達が促進され、放熱効率がよい。

−変形例−
上記実施の形態では上筐体２を下筐体１に対して回動可能に設け、上筐体２を上方に回動させることで、スリット孔１１，１２を介して外部と連通する放熱空間ＳＰを形成するようにした。これに限らず、上筐体２を下筐体１に対してスライド可能に設け、上筐体２をスライドさせることで、外部と連通する放熱空間ＳＰを形成するようにしてもよい。

図８、９は、その一例を示す図である。図８はスライド面が平面形状とされ、図９はスライド面が曲面形状とされている。なお、図８（ａ），図９（ａ）はそれぞれるプロジェクタ１００の非使用状態を、図８（ｂ），図９（ｂ）はそれぞれ使用状態を示している。図８、９いずれの場合も、上筐体２を前方にスライドさせると、上筐体２が斜めに傾斜するとともに、下筐体１の後端部上面に開口部１５が形成される。これにより開口部１５とスリット孔１２を介して下筐体内の放熱空間ＳＰを空気が流れ、放熱板５の放熱効率を高めることができる。変形例においても放熱板５は外観に露出することがないように配置されており、指が放熱板５に直接触れることはない。

なお、表示素子として透過型表示素子２３に代えて反射型表示素子、いわゆるＬＣＯＳ(liquid crystal on silicon)を用いることもできる。図１０は、その一例を示す図である。ＬＥＤ２１からの照明光は集光レンズ２５、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）ブロック２６を透過して反射型液晶素子（ＬＣＯＳ２７）に至り、ＬＣＯＳ２７で反射してＰＢＳブロック２６に再入射し、投影光学系２４を介してスクリーン等に投影される。

上記実施の形態では、放熱板５の表面を平坦形状としたが、表面を凹凸状にして放熱板５の表面積を増加させるようにしてもよい。例えば図１１に示すようにスリット孔１２に対応した凹凸状とし、非使用状態においてスリット孔１２に放熱板５の表面の凸部５１が嵌合するようにしてもよい。これにより放熱板５の表面積が増加し、放熱効率を一層高めることができる。

電動アクチュエータやばね等を用いて上筐体２が格納位置から使用位置へ移動するようにしてもよい。使用位置への移動に連動してプロジェクタ１００のスイッチがオンするようにしてもよい。上記実施の形態では、移動可能な一対の筐体２，１を上下に設けたが、これら第１の筐体と第２の筐体を上下以外に設けてもよい。上筐体２を格納位置（第１の位置）から使用位置（第２の位置）へ移動させることにより、筐体１，２により囲まれた放熱空間ＳＰを形成するようにしたが、放熱空間形成手段はこれに限らない。

上筐体２を使用位置へ移動させることにより、放熱空間ＳＰと下筐体１のスリット孔１１，１２（開口部）とが連通するようにしたが、開口部形成手段はこれに限らない。下筐体１の前面ではなく、放熱板５の底面の延長上、つまり下筐体１の前面上端部と上筐体２の前面下端部の間に開口部としての隙間を設けるようにしてもよい。これにより放熱板５の表面に沿った空気流れが促進され、放熱効率を高めることができる。この場合、放熱板５に指が触れることがないように開口部の大きさは少なくとも５ｍｍ以下とすることが好ましい。

上筐体２に放熱板５を装着したが、放熱空間ＳＰに面して放熱板５を装着するのであれば、下筐体１に装着してもよい。この場合、上筐体２の内部の発熱を伝熱部材を介して下筐体１の放熱板５に伝熱させ、放熱板５から放熱空間ＳＰに放熱させればよい。ＬＥＤ２１を放熱板５に当接させたが、上筐体内の部品の配置はこれに限らない。ＬＥＤ２１の代わりにランプを光源として用いてもよい。回動軸部３に設けたロック機構により上筐体２を傾斜姿勢で支持するようにしたが、支持手段はいかなるものでもよい。送風手段としてのファン６の構成もいかなるものでよい。すなわち、本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態のプロジェクタに限定されない。

本実施の第１の形態に係るプロジェクタの外観斜視図。 図１（ａ）のII-II線断面図。 図１（ｂ）のIII-III線断面図。 第１の実施の形態の変形例を示す図。 第２の実施の形態に係るプロジェクタの内部構成を示す断面図。 第２の実施の形態に係るプロジェクタの使用状態を示す断面図。 第２の実施の形態に係るプロジェクタの使用状態を示す外観斜視図。 上筐体をスライド可能に設けた変形例を示す図。 上筐体をスライド可能に設けたさらに別の変形例を示す図。 図２の変形例を示す図。 放熱板の異なる形状を示す図。

符号の説明

１ 下筐体
２ 上筐体
３ 回動軸部
５ 放熱板
６ ファン
１１，１２，１３ スリット孔
１５ 開口部
２１ ＬＥＤ
２３ 表示素子
ＳＰ 放熱空間

Claims (8)

1. 光源および表示素子を含む構成部品が収容された第１の筐体と、
   前記第１の筐体に対して移動可能に設けられた第２の筐体と、
   前記第１の筐体を非使用状態に対応した第１の位置から使用状態に対応した第２の位置へ移動させることにより、前記第１の筐体と前記第２の筐体とにより囲まれた放熱空間を形成する放熱空間形成手段と、
   前記放熱空間に面して配置され、前記構成部品からの熱を前記放熱空間に放熱する放熱部材と、
   前記第１の筐体を前記第１の位置から前記第２の位置へ移動させることにより、前記放熱空間と前記第１および第２の筐体の外側空間とをつなぐ開口部を形成する開口部形成手段とを有することを特徴とするプロジェクタ。
2. 請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
   前記放熱部材は、前記放熱空間に面した前記第１の筐体の外表面に装着されることを特徴とするプロジェクタ。
3. 請求項２に記載のプロジェクタにおいて、
   前記光源は前記放熱部材に当接して設けられることを特徴とするプロジェクタ。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のプロジェクタにおいて、
   前記第２の筐体は、前記放熱部材よりも熱伝導率の低い材質からなることを特徴とするプロジェクタ。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のプロジェクタにおいて、
   前記第１の筐体を前記第２の位置で支持する支持手段を有し、
   前記支持手段は、画像の投射方向が斜め上方に向かうように前記第１の筐体を傾斜姿勢で支持することを特徴とするプロジェクタ。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のプロジェクタにおいて、
   前記開口部を介して前記放熱空間内に空気を送風する送風手段をさらに備えることを特徴とするプロジェクタ。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のプロジェクタにおいて、
   前記第１の筐体は、前記第２の筐体に対し一端側を支点にして他端側が回動可能に設けられ、前記第１の位置では前記第２の筐体内に格納されていることを特徴とするプロジェクタ。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のプロジェクタにおいて、
   前記光源はＬＥＤであることを特徴とするプロジェクタ。

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