CN1637469A - 光学装置和投影机 - Google Patents

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CN1637469A
CN1637469A CNA200410103436XA CN200410103436A CN1637469A CN 1637469 A CN1637469 A CN 1637469A CN A200410103436X A CNA200410103436X A CN A200410103436XA CN 200410103436 A CN200410103436 A CN 200410103436A CN 1637469 A CN1637469 A CN 1637469A
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藤森基行
村田雅巳
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Abstract

光学装置(44),具备:内部形成封入冷却流体的冷却室、以可对冷却室内的冷却流体进行热传导的方式保持光调制元件的光调制元件保持体(4402);与光调制元件保持体(4402)的冷却室连通连接、向冷却室外部引导冷却流体、再次导往冷却室内部的多个流体循环部件(448);配置在多个流体循环部件的冷却流体的流路中、贮存冷却流体的冷却流体贮存部。此外,冷却流体贮存部,由相对于光调制元件保持体(4402)配置在冷却流体的上游侧的主罐(445)和流体分支部(4401)以及相对于光调制元件保持体(4402)配置在冷却流体的下游侧的下游侧冷却流体贮存部构成。

Description

光学装置和投影机
技术领域
本发明涉及光学装置和投影机。
背景技术
以往,人们就熟知具备根据图像信息对从光源射出的光束进行调制以形成光学像的多个光调制装置;对由各个光调制装置调制的光束进合成而射出的色合成光学装置;和放大投影由色合成光学装置合成的光束的投影光学装置的投影机。
其中,作为光调制装置,例如,一般地采用已把液晶等的电光材料密闭封入到一对基板间内的有源矩阵驱动方式的光调制元件。具体地说,构成该光调制元件的一对基板,由被配置在光束射出侧并形成有用来给液晶施加驱动电压的数据线、扫描线、开关元件和像素电极等的驱动基板;和配置在光束入射侧并形成有公用电极、黑掩模等的相向基板构成。
此外,在该光调制元件的光束入射侧和光束射出侧上,分别配置使具有规定的偏振轴的光束透过的入射侧偏振片和射出侧偏振片。
在这里,在从光源射出的光束照射到光调制元件上的情况下,通过液晶层的光吸收,以及由在驱动基板上形成的数据线和扫描线或在相向基板上形成的黑色矩阵等的光吸收,光调制元件的温度易于上升。此外,在从光源射出的光束和透过了光调制元件的光束中,不具有规定的偏振轴的光束,就会被入射侧偏振片和射出侧偏振片吸收,在偏振片上易于发生热。
为此,为了缓和光学元件的温度上升,人们提出了内部具有这样的光学元件的投影机,具备使用冷却流体的冷却装置的构成(例如文献:特开平3-174134号公报)。
就是说,文献所述的冷却装置具备由相向的端面形了开口的大致长方体状的框体构成的,内部充填冷却流体的冷却室。此外,在上述相向的端面中,在一方的端面上配置光调制元件,在另一方的端面上配置入射侧偏振片,用这些光调制元件和入射侧偏振片把开口相向的端面闭塞起来,形成冷却室。通过这样的构成,就可以使通过从光源照射的光束在光调制元件和入射侧偏振片上产生的热直接向冷却流体散热。
但是,若使用文献所述的冷却装置的话,由于封入到冷却室内的冷却流体的容量小,所以冷却流体与发热的光调制元件以及入射侧偏振片等的光学元件之间的热交换能力低。
此外,由于封入到冷却室内的冷却流体的对流速度慢,所以冷却流体易于被发热后的光学元件加温,使得光学元件与冷却流体之间的温度差减小。
因此,在文献所述的冷却装置中,存在着难于通过冷却流体有效地使光学元件冷却的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供可以通过冷却流体有效地冷却光学元件的光学装置和投影机。
本发明的光学装置,是其构成为具备根据图像信息对从光源射出来的光束进行调制以形成光学像的光调制元件的光学装置,其特征在于,具备:形成在内部封入冷却流体的冷却室、对于上述冷却室内的冷却流体能够进行热传导地保持上述光调制元件的光调制元件保持体;与上述光调制元件保持体的冷却室连通连接、向上述冷却室外部引导上述冷却流体并再次导往上述冷却室内部的多个流体循环部件;以及配置在上述多个流体循环部件的上述冷却流体的流路中、贮存上述冷却流体的冷却流体贮存部;其中,上述冷却流体贮存部,由相对于上述光调制元件保持体配置在上述冷却流体的上游侧的上游侧冷却流体贮存部和相对于上述光调制元件保持体配置在上述冷却流体的下游侧的下游侧冷却流体贮存部构成。
在本发明中,光学装置具备:光调制元件保持体、多个流体循环部件和冷却流体贮存部。此外,冷却流体贮存部由上游侧冷却流体贮存部和下游侧冷却流体贮存部构成。如此,由于不仅光学元件保持体的冷却室内,在多个流体循环部件和冷却流体贮存部内也封入有冷却流体,所以可以增大冷却流体的容量,可以提高光调制元件与冷却流体之间的热交换能力。
此外,冷却流体贮存部由于是上游侧冷却流体贮存部和下游侧冷却流体贮存部的2体部构成,所以在光调制元件保持体的冷却室内,可以圆滑地实施从上游向下游前进的冷却流体的流通,可以加快冷却流体的对流速度。
因此,可通过冷却流体有效地冷却光学元件而不会因冷却流体被光调制元件加温而减小光调制元件与冷却流体之间的温度差,可以实现本发明的目的。
在本发明的光学装置中,优选地是具备:配置在从上述上游侧冷却流体贮存部朝向上述下游侧冷却流体贮存部的上述多个流体循环部件的上述冷却流体的流路中,使上述冷却流体的热散热的散热部。
在这里,作为散热部,例如,可以采用具备被连接成可与在多个流体循环部件中流通的冷却流体进行热传递(传导)的多个散热片,使在流体循环部件中流通的冷却流体的热向上述多个散热片散热的、所谓的散热器。此外,并不限于散热器,也可以采用被连接成可与在多个流体循环部件中流通的冷却流体进行热传导、利用珀尔帖效应的珀尔帖模块。
根据本发明,由于光学装置具备有散热部,所以可以使从下游侧冷却流体贮存部朝向上游侧冷却流体贮存部前进的冷却流体冷却,实现被贮存在上游侧冷却流体贮存部内的冷却流体的温度的降低。因此,就可以通过从上游侧冷却流体贮存部向光调制元件保持体的冷却室内流通的温度已降低了的冷却流体更有效地冷却光调制元件。
在本发明的光学装置中,优选地是具备配置在上述多个流体循环部件的上述冷却流体的流路中、通过上述多个流体循环部件把上述冷却流体压送到上述光调制元件保持体并强制性地使上述冷却流体循环的流体压送部。
根据本发明,由于光学装置具备有流体压送部,所以可以可靠地使被光调制元件加温后的冷却室内的冷却流体向下游侧冷却流体贮存部流出,此外,还可以使上游侧冷却流体贮存部内的冷却流体向冷却室流入,可靠地进行冷却室内的冷却流体的更换。因此,就可以确保在光调制元件与冷却流体之间总是保持大的温度差,就可以进一步提高冷却流体与光调制元件之间的热交换效率。
在本发明的光学装置中,优选地,上述光调制元件保持体的构成包括:与上述光调制元件的图像形成区域对应地分别形成有开口的一对框状部件,和分别配置在与上述一对框状部件的相向的面相反的面一侧的、分别闭塞上述一对框状部件的上述开口的上述相反的面一侧的一对透光性基板;上述光调制元件被挟持在上述一对框状部件之间,并闭塞上述一对框状部件的上述开口的上述相向的面一侧;在上述一对框状部件上,分别形成有上述多个流体循环部件被连通连接的使上述冷却流体流入内部的流入口和使上述冷却流体向外部流出的流出口,通过用上述光调制元件和上述一对透光性基板分别闭塞上述开口的上述相向的面一侧和与上述相向的面相反的面一侧,形成封入上述冷却流体的一对上述冷却室。
在本发明中,光调制元件保持体的构成为包括具有开口的一对的框状部件和一对透光性基板。此外,通过把光调制元件挟持在一对框状部件间,在与一对框状部件的相向的面相反的面一侧分别配置一对透光性基板,从而分别在一对框状部件内部形成冷却室。如此,就可以直接使由于从光源射出的光束的照射而在光调制元件中产生的热向填充到设置在光调制元件的光束入射侧和光束射出侧这双方的冷却室内的冷却流体散热,可以有效地使光调制元件冷却。
此外,由于已与光调制元件的图像形成区域对应地设置有开口,所以已填充到各个冷却室内的冷却流体,就将与光调制元件的图像形成区域接触。如此,就可以使光调制元件的图像形成区域内的温度分布均一化,避免局部性的过热,用光调制元件形成鲜明的图像。
在本发明的光学装置中,优选地,上述光调制元件保持体的构成包括:与上述光调制元件的图像形成区域对应地分别形成有开口的一对框状部件,和配置在与上述一对框状部件的相向的面相反的面中任意的面一侧、闭塞上述一对框状部件的上述开口的上述相反的面中的任意的面一侧的透光性基板;上述光调制元件被挟持在上述一对框状部件之间,闭塞上述一对框状部件的上述开口的上述相向的面一侧;在上述一对框状部件中的任意一个框状部件上,形成有上述多个流体循环部件被连通连接的、使上述冷却流体流入内部的流入口和使上述冷却流体向外部流出的流出口,通过用上述光调制元件和上述透光性基板分别闭塞上述开口的上述相向的面一侧和与上述相向的面相反的面一侧,形成封入上述冷却流体的上述冷却室。
在本发明中,光调制元件保持体的构成为包括具有开口的一对框状部件和透光性基板。此外,通过把光调制元件挟持在一对框状部件间,在与一对框状部件的相向的面相反的面一侧中任何的面一侧配置透光性部件,从而在一对框状部件的任何一者的内部形成冷却室。如此,就可以直接使由于从光源射出的光束的照射而在光调制元件中产生的热向填充到设置在光调制元件的光束入射侧或光束射出侧的冷却室内的冷却流体散热,可以有效地使光调制元件冷却。
此外,由于与光调制元件的图像形成区域对应地设置有开口,所以填充到冷却室内的冷却流体与光调制元件的图像形成区域接触。如此,就可以使光调制元件的图像形成区域内的温度分布均匀化,避免局部性的过热,由光调制元件形成鲜明的光学像。
在本发明光学装置中,优选地,上述流入口和上述流出口分别在上述框状部件的相向的位置上形成;在上述流入口附近,形成有以向上述冷却室内部扩展的方式使上述冷却流体流入的整流部。
根据本发明,由于在框状部件的相向的位置上分别形成流入口和流出口,所以可以圆滑地实施冷却室内的冷却流体的流通,可以进一步加快冷却流体的对流速度。
此外,由于在流入口附近形成了整流部,所以可使流入到冷却室内的冷却流体向内部扩展,可以避免被加温后的冷却流体滞留在冷却室内。
因此,就可以通过在冷却室内进行对流的冷却流体更有效地冷却光调制元件。
在本发明的光学装置中,优选地,上述光调制元件保持体具备:由具有与上述光调制元件的图像形成区域对应的形状并且具有透光性的板状部件构成的、配置在上述冷却室内部、把上述冷却室划分成光束入射侧和光束射出侧的2个区域的冷却室分区部;上述冷却室分区部,以配置在上述光调制元件保持体的上冷却室内部的状态,其上述流入口侧和流出口侧的各侧端部别被形成为随着向上述流入口侧和上述流出口侧前进截面面积缩小的锥状。
在这里,冷却室分区部,当在一对框状部件内形成一对冷却室的情况下,既可以构成为仅仅在一对冷却室中任何一方的冷却室内配置,也可以构成为在一对冷却室的双方中分别配置。
根据本发明,通过在冷却室内部配置冷却室分区部,可以缩小与冷却室内的光调制元件接触的冷却流体层的厚度,可以加快与光调制元件接触的冷却流体的对流速度。因此,可以维持光调制元件与冷却流体之间的温度差,可以通过冷却流体更有效地冷却光调制元件。
此外,冷却室分区部的上述流入口侧和流出口侧的各侧端部分别形成为随着向上述流入口侧和上述流出口侧前进截面面积缩小的锥状。如此,在可以使从流入口流入的冷却流体在冷却室分区部的光束入射侧和光束射出侧圆滑地进行对流的同时,还可以把在冷却室分区部的光束入射侧和光束射出侧进行对流的冷却流体圆滑地导往流出口。因此,与不具有锥形状的冷却室分区部比较,可以良好地维持与光调制元件进行接触的冷却流体的对流速度,可以通过冷却流体有效地冷却光调制元件。
此外,如果例如在流入口和流出口附近形成上述整流部,则得益于冷却室分区部和整流部的组合,还可以得到冷却流体的整流协同(相乘)效果。
在本发明的光学装置中,优选地,上述冷却室分区部,其侧端部具有截面面积随着向外侧前进而缩小的锥形形状,且以配置在上述光调制元件保持体的上述冷却室内部的状态,被形成为平面看大致中央部分向上述相向的面一侧鼓出去。
根据本发明,由于冷却室分区部在所有的端部而不仅是流入口侧和流出口侧都具有锥形状,且被形成为使得从平面图看大致中央部分向上述相向的面一侧鼓出去,所以可以进一步缩小在配置在相向的面一侧的光调制元件与冷却室分区部之间对流的冷却流体层的厚度,可以进一步加快与光调制元件接触的冷却流体的对流速度。
在本发明的光学装置中,在内部形成上述冷却室的上述框状部件,形成有在上述开口部周缘的相向的侧端部上减小厚度尺寸的至少一对凹部;上述冷却室分区部包括由具有透光性的板状部件构成的分区部本体,和位于上述分区部本体的相向的侧端部上的、具有与上述凹部对应的形状的至少一对接触部;上述冷却室分区部通过使上述接触部接触到上述框状部件的上述凹部来配置在上述冷却室内部。
在这里,分区部本体和接触部,既可以做成为先用独立的部件形成然后再一体化的结构,也可以做成为用1个部件一体地形成的结构。
在本发明中,冷却室分区部可通过使在分区部本体的相向的侧端部上形成的接触部与框状部件的凹部接触而配置在冷却室内部。如此,就可以良好地把冷却室分区部配置在冷却室内部的规定位置上。因此,在冷却室内部,就可以良好地维持光调制元件的冷却状态而冷却室分区部的位置不会偏移,与光调制元件接触的冷却流体层的厚度不会变化。
在本发明的光学装置中,优选地,上述冷却室分区部是由成型加工形成的成型品。
根据本发明,由于冷却室分区部是可通过成型加工形成的成型品,所以锥形状也可以容易地形成,可以容易地制造冷却室分区部。
此外,如上所述,由于通过成型加工形成冷却室分区部,所以上述位于分区部本体的相向的侧端部上的接触部也可以容易地形成。
再有,也可以容易地实施把锥形状的顶端部分形成为在光束入射侧或光束射出侧上偏移开了规定尺寸的位置,向光调制元件与冷却流体分区部之间流入的冷却流体的流量控制也变成为可能。
再有,也可以容易地实施把冷却室分区部的光束入射侧端面和/或光束射出侧端面形成为流线形状、非线性形状,可以任意地设定冷却室分区部的光束入射侧和/或光束射出侧的冷却流体的对流状态。
在本发明的光学装置中,优选地,具备对入射的光束的光学特性进行变换的至少一个光学变换元件;上述冷却室分区部通过叠层多个板状部件而形成;上述光学变换元件被配置在上述多个板状部件之间中至少任意一之间。
在这里,作为光学变换元件,例如,可以采用偏振片、相位差板或视野角修正板等。
根据本发明,由于光学变换元件插置在冷却室分区部的多个板状部件之间的至少任何一之间,所以不仅光调制元件,由于从光源射出的光束而在光学变换元件中产生的热,也可以通过板状部件向在冷却室分区部的光束入射侧和光束射出侧进行对流的冷却流体散热。
此外,由于在上述一对透光性基板的外面上安装相位差板或视野角修正板等,所以可以使光调制元件保持体与周边的光学元件一体化,除了可以提高它们的冷却性能之外,还可以实现小型化。
在本发明的光学装置中,优选地,具备对入射的光束的光学特性进行变换的至少一个光学变换元件;上述光学变换元件由透光性基板,和在上述透光性基板上形成的、对入射的光束的光学特性进行变换的光学变换膜构成;构成上述光调制元件保持体的透光性基板中的至少任意一个透光性基板,是构成上述光学变换元件的透光性基板。
在这里,作为光学变换元件,例如,可以采用偏振片、相位差板或视野角修正板等。
根据本发明,由于构成光调制元件保持体的透光性基板中的至少任何一个透光性基板是构成光学变换元件的透光性基板,所以不仅光调制元件,由于从光源射出的光束而在光学变换膜中产生的热,也可以向冷却室中对流的冷却流体散热。
在本发明的光学装置中,优选地,上述光调制元件由多个构成;上述光调制元件保持体与上述多个光调制元件对应地由多个构成;上述上游侧冷却流体贮存部的构成包括通过上述多个流体循环部件将所贮存的冷却流体向上述多个光调制元件保持体的每一个分支并送出的流体分支部;上述下游侧冷却流体贮存部,从各个光调制元件保持体通过上述多个流体循环部件将上述冷却流体一并送入。
根据本发明,例如当在各个光调制元件中产生的发热量不同的情况下,从各个光调制元件保持体的冷却室中流出温度不同的冷却流体,使所流出的冷却流体在下游侧冷却流体贮存部内进行混合而使温度均一化。然后,温度均匀化后的冷却流体从上游侧冷却流体贮存部分支地流入各个光调制元件保持体内。如此,就可以用大致同一温度的冷却流体冷却各个光调制元件而流入到各个光调制元件保持体的冷却室内的冷却流体的温度不会出现偏差。
在本发明的光学装置中,优选地,具备:具有可安装上述多个光调制元件保持体的多个光束入射侧端面、合成并出射由上述多个光调制元件调制后的各色光的色合成光学装置;上述色合成光学装置的与上述多个光束入射侧端面交叉的端面中任意一方的端面上安装有上述下游侧冷却流体贮存部,在另一方的端面上安装有上述流体分支部。
根据本发明,由于光学装置具备色合成光学装置,在与色合成光学装置的上述多个光束入射侧端面交叉的端面中任何一方的端面上安装有上述下游侧冷却流体贮存部,在另一方的端面上安装流体分支部,所以可使光学装置紧凑化,实现光学装置的小型化。
在本发明的光学装置中,优选地,具备能够与上述多个光调制元件的发热量对应地变更在上述各个光调制元件保持体中流通的上述冷却流体的流量的流量变更部。
在这里,作为流量变更部,可以采用在冷却流体的流路中设置阀门,通过变更该阀门的位置使流路变窄或变宽的结构。
根据本发明,通过对流量变更部进行操作,例如,通过对发热量大的光调制元件增大冷却流体的流量,对于发热量小的光调制元件减小冷却流体的流量,就可以用简单的构成容易而且高精度地实施各个光调制元件的温度均一化。因此,就可以良好地维持由各个光调制元件形成的光学像的色调。
在本发明的光学装置中,优选地,上述多个流体循环部件由管状部件构成,并被形成为管径尺寸与上述多个光调制元件的发热量相对应而不同。
根据本发明,例如,通过对于发热量大的光调制元件加大使冷却流体流通的流体循环部件的管径尺寸,对于发热量小的光调制元件减小使冷却流体流通的流体循环部件的管径尺寸,所以可以用简单的构成容易地实施各个光调制元件的温度均一化。因此,可以良好地维持由各个光调制元件形成的光学像的色调。
在本发明的光学装置中,优选地,上述上游侧冷却流体贮存部和上述下游侧冷却流体贮存部具有:与上述多个流体循环部件连接并使上述冷却流体流入内部的冷却流体流入部,和使上述冷却流体向外部流出的冷却流体流出部,上述冷却流体流入部和上述冷却流体流出部具有能够使上述冷却流体流通的管形状,且一方的端部朝向上述上游侧冷却流体贮存部和上述下游侧冷却流体贮存部的内部突出。
在本发明中,上游侧冷却流体贮存部和下游侧冷却流体贮存部具有冷却流体流入部和冷却流体流出部。此外,冷却流体流入部和冷却流体流出部的一方的端部朝向上游侧冷却流体贮存部和下游侧冷却流体贮存部的内部突出出来。如此,就可以可靠地仅仅使贮存在上游侧冷却流体贮存部和下游侧冷却流体贮存部的内部的冷却流体向外部流出。例如,即便是在上游侧冷却流体贮存部和下游侧冷却流体贮存部的内部未全被冷却流体充满的情况下,也可以仅仅使冷却流体向外部流出而不会使空气混入进来。
此外,由于不仅冷却流体流出部,冷却流体流入部也向上游侧冷却流体贮存部和下游侧冷却流体贮存部的内部突出出来,所以在改变了冷却流体的对流方向的情况下,就是说,即便是用冷却流体流入部使内部的冷却流体向外部流出,用冷却流体流出部使冷却流体向内部流入的情况下,也可以可靠地用冷却流体流入部仅仅使贮存在内部的冷却流体向外部流出。
本发明的投影机,其特征在于:具备:光源装置,上述光学装置,放大投影由上述光学装置形成的光学像的投影光学装置,和把上述光源装置、上述光学装置和上述投影光学装置收纳于内部的规定位置上的外装箱体。
根据本发明,由于投影机具备上述光学装置,所以可以享受与上述光学装置同样的作用、效果。
此外,由于具备上述光学装置,所以可以防止光调制元件的热劣化,实现投影机的长寿命化。
在本发明的投影机中,优选地,上述光学装置具备:配置在从上述下游侧冷却流体贮存部向上述上游侧冷却流体贮存部的上述多个流体循环部件的上述冷却流体的流路中、将上述冷却流体的热散热的散热部;在上述外装箱体上形成有使上述散热部与其它的部件隔离的隔壁。
根据本发明,由于光学装置具备散热部,所以可以冷却从下游侧冷却流体贮存部向上游侧冷却流体贮存部流动的冷却流体,实现贮存在下游侧冷却流体贮存部内的冷却流体的温度的降低。因此,可以通过从下游侧冷却流体贮存部向光调制元件保持体的冷却室流通的温度已经降低了的冷却流体更有效地冷却光调制元件。
此外,由于在外装箱体上形成了使散热部与别的部件隔离的隔壁,所以可以避免从光调制元件通过冷却流体传递给散热部的热向别的部件传递。因此,可以做成为可以避免投影机内部的温度上升的结构。
在本发明的投影机中,优选地,上述散热部包括多个散热片而构成;在上述隔壁内部,设置有向上述多个散热片吹送冷却空气或实施上述多个散热片附近的空气的吸入的冷却风扇。
根据本发明,由于在隔壁内部设置有冷却风扇,所以可以有效地冷却散热部(的热),就是说,可以改善从冷却流体向散热部散热的散热特性。此外,还可以抑制隔壁内部的温度上升,可以形成可进一步避免投影机内部的温度上升的结构。
在本发明的投影机中,优选地,上述散热部沿着上述投影光学装置的延伸方向配置在上述外装箱体的隔壁内部。
此外,作为投影光学装置,一般地可由把多个透镜组合起来的透镜组和收纳该透镜组的镜筒构成。为此,在外装箱体内部,在投影光学装置的附近就会产生未收纳部件的空间。
在本发明中,由于散热部沿着投影光学装置的延伸方向配置在外装箱体的隔壁内部,所以可以实现投影机内部的收纳效率的提高,投影机不会大型化。
在本发明的投影机中,优选地,具备把上述光学装置收纳于相对于上述投影光学装置的规定位置上的由热传导性材料构成的光学部件用箱体;构成上述光学装置的光调制元件由多个构成;构成上述光学装置的光调制元件保持体,与上述多个光调制元件对应地由多个构成;上述光学装置具备具有安装上述多个光调制元件保持体的多个光束入射侧端面、合成并出射由上述多个光调制元件调制后的各个色光的色合成光学装置;构成上述光学装置的上游侧冷却流体贮存部的构成包括:被安装到与上述色合成光学装置的上述多个光束入射侧端面交叉的端面中的任意一方的端面上、通过上述多个流体循环部件将所贮存的冷却流体分支并送出到上述多个光调制元件保持体的每一个的由热传导性材料构成的流体分支部;上述流体分支部,在把上述光学装置收纳于上述光学部件用箱体内时,能够进行热传导地与上述光学部件用箱体进行连接。
在本发明中,通过光学装置具备色合成光学装置,把下游侧冷却流体贮存部安装到与色合成光学装置的多个光束入射侧端面交叉的端面中任何一方的端面上,把上游侧冷却流体贮存部的流体分支部安装到另一方的端面上,可以使光学装置紧凑化,可以实现光学装置的小型化。
此外,投影机具备由热传导性材料构成的光学部件用箱体,在把光学装置收纳于光学部件用箱体内时,由热传导性材料构成的流体分支部可进行热传递地连接到光学部件用箱体上。如此,就可以确保要进行循环的冷却流体~流体分支部~光学部件用箱体的热传导路径,提高冷却流体的冷却效率,进而实现由冷却流体进行的各个光调制元件的冷却效率。
在本发明的投影机中,优选地,上述光学装置具备:被配置在上述多个流体循环部件的上述冷却流体的流路中、通过上述多个流体循环部件把上述冷却流体压送到上述光调制元件保持体并强制性地使上述冷却流体进行循环的流体压送部;上述流体压送部沿着上述投影光学装置的延伸方向配置在上述外装箱体内部。
根据本发明,由于光学装置具备流体压送部,可以可靠地使被光调制元件加温后的冷却室内的冷却流体向下游侧冷却流体贮存部流出,此外,使上游侧冷却流体贮存部内的冷却流体向冷却室流入,可靠地实施冷却室内的冷却流体的更换。因此,就可以在光调制元件与冷却流体之间总是确保大的温度差,可以实现光调制元件的冷却效率的提高。
此外,如上所述,在外装箱体内部,在投影光学装置的附近会产生未收纳部件的空间。在本发明中,由于要沿着投影光学装置的延伸方向把流体压送部配置在外装箱体内部,所以可以实现投影机内部的收纳效率的提高,投影机不会大型化。
附图说明
图1模式地示出了各个实施方式的投影机的概略构成;
图2是从上方一侧看实施方式1的投影机内的一部分的立体图;
图3是从下方一侧看上述实施方式的投影机内的一部分的立体图;
图4是从下方一侧看上述实施方式的光学装置的立体图;
图5A和图5B示出了上述实施方式的主罐的构造;
图6A和图6B示出了上述实施方式的流体分支部;
图7是示出了上述实施方式的光调制元件保持体本体的概略构成的分解立体图;
图8是从光束入射侧看上述实施方式的框状部件的立体图;
图9A和图9B示出了上述实施方式的中继罐的构造;
图10A和图10B示出了上述实施方式的散热器的构造和散热器与轴流风扇之间的配置关系;
图11是用来说明上述实施方式的液晶面板、入射侧偏振片和射出侧偏振片的冷却构造的剖面图;
图12是从上方一侧看实施方式2的光学装置的立体图;
图13是从下方一侧看上述实施方式的光学装置的立体图;
图14是示出了上述实施方式的光调制元件保持体本体的概略构成的分解立体图;
图15是用来说明上述实施方式的液晶面板和射出侧偏振片的冷却构造的剖面图;
图16是从上方一侧看实施方式3的光学装置的立体图;
图17是从下方一侧看上述实施方式的光学装置的立体图;
图18模式地示出了上述实施方式的射出侧偏振片的构造;
图19是用来说明上述实施方式的液晶面板的冷却构造的剖面图;
图20示出了实施方式4的冷却室分区部的配置位置;
图21A、图21B和图21C示出了上述实施方式的冷却室分区部的构造;
图22是用来说明在上述实施方式的冷却室内分别配置了冷却室分区部的状态的说明图;
图23是用来说明在上述实施方式的冷却室内分别配置了冷却室分区部的状态的说明图;
图24A、图24B和图24C示出了实施方式5的冷却室分区部的构造;
图25是用来说明在上述实施方式的冷却室内分别配置了冷却室分区部的状态的说明图;
图26是用来说明在上述实施方式的冷却室内分别配置了冷却室分区部的状态的说明图;
图27示出了实施方式6的流量变更部的构造和设置位置;
图28示出了实施方式7的流体分支部要与该流体分支部连接的流体循环部件。
具体实施形式
[实施方式1]
以下,根据图面说明本发明的实施方式1。
[投影机的构成]
图1模式地示出了投影机1的概略构成。
投影机1,是根据图像信息对从光源射出的光束进行调制以形成光学像,并把所形成的光学像放大投影到屏幕上的投影机。该投影机1,具备作为外装箱体的外装机壳2,冷却单元3,光学单元4和作为投影光学装置的投影透镜5。
另外,在图1中,图示虽然省略了,但是却做成为在外装机壳2内,在冷却单元3、光学单元4和投影透镜5以外的空间内,配置电源块、灯驱动电路等。
外装机壳2,由合成树脂等构成,被形成为把冷却单元3、光学单元4和投影透镜5收纳于内部的全体大致长方体形状。该外装机壳2,图示虽然省略了,但是由分别构成投影机1的顶面、前面、背面和侧面的上机壳,和分别构成投影机1的底面、前面、侧面和背面的下机壳构成,上述上机壳和上述下机壳用螺钉等彼此固定起来。
另外,外装机壳2,并不限于合成树脂,也可以用别的材料形成,例如,也可以用金属等构成。
此外,图示虽然省略了,但是,在该外装机壳2上,还形成有用来通过冷却单元3从投影机1外部向内部导入冷却空气的吸气口(例如,图2所示的吸气口22)和用来排出在投影机1内部加温后的空气的排气口。
再有,在该外装机壳2上,如图1所示,还形成有在投影透镜5的侧方位于外装机壳2的拐角部分上,使光学单元4的后述的光学装置的散热器与别的部件进行隔离的隔壁21。
冷却单元3把冷却空气送入到在投影机1内部形成的冷却流路,以冷却在投影机1内部发生的热。该冷却单元3具备:位于投影透镜5的侧方,从在外装机壳2上形成的未示出的吸气口向内部导入投影机1的外部的冷却空气以向光学单元4的后述的光学装置的液晶面板吹送冷却空气的西洛克风扇31,和作为位于在外装机壳2上形成的隔壁21内部,从在外装机壳2上形成的吸气口22(参看图2)向内部导入投影机1的外部的冷却空气以向光学单元4的后述的散热器吹送冷却空气的冷却风扇的轴流风扇32。
另外,该冷却单元3,图示虽然省略了,但是却做成为除去西洛克风扇31和轴流风扇32之外,还具有用来冷却光学单元4的后述的光源装置和未示出的电源块、灯驱动电路等的冷却风扇。
光学单元4是对从光源射出的光束进行光学处理并根据图像信息形成光学像(彩色图像)的单元。该光学单元4,如图1所示,具有沿着外装机壳2的背面延伸,并沿着外装机壳2的侧面延伸的平面视图大致L形状。另外,至于该光学单元4的详细的构成,将在后边说明。
投影透镜5,被作为把多个透镜组合起来的透镜组构成。此外,该投影透镜5把由光学单元4形成的光学像(彩色图像)放大投影到未示出的屏幕上。
[光学单元的详细的构成]
光学单元4,如图1所示,具备:积分器照明光学系统41、色分离光学系统42、中继光学系统43、光学装置44、和收纳配置这些光学部件4144的光学部件用箱体45。
积分器照明光学系统41,是用来大致均匀地照明构成光学装置44的后述的液晶面板的图像形成区域的光学系统。该积分器照明光学系统41,如图1所示,具备:光源装置411、第1透镜阵列412、第2透镜阵列413、偏振变换元件414和重叠透镜415。
光源装置411,具备:射出放射状的光线的光源灯416、反射从该光源灯416射出的放射光的反射体417。作为光源灯416,大多使用卤素灯或金属卤化物灯、高压水银灯。此外,作为反射体417,在图1中,虽然采用的是抛物面镜,但是,并不限于此,也可以做成为采用由椭圆面镜构成、使在光束射出侧通过该椭圆面镜反射后的光束变成为平行光的平行化凹透镜的构成。
第1透镜阵列412,具有从光轴方向看具有大致矩形形状的轮廓的小透镜被矩阵状地排列起来的构成。各个小透镜把从光源装置411射出的光束分割成多个部分光束。
第2透镜阵列413具有与第1透镜阵列412大致同样的构成,小透镜具有矩阵状地排列起来的构成。该第2透镜阵列413,与重叠透镜415一起,具有使第1透镜阵列412的各个小透镜的像在光学装置44的后述的液晶面板上成像的功能。
偏振变换元件414,是配置在第2透镜阵列413和重叠透镜415之间,把来自第2透镜阵列413的光变换成大致1种偏振光的元件。
具体地说,通过偏振变换元件414变换成大致1种的偏振光的各部分光,通过重叠透镜415最终地大致重叠到光学装置44的后述的液晶面板上。在使用调制偏振光的类型的液晶面板的投影机中,由于只能利用1种偏振光,所以不能利用来自发出随机的偏振光的光源装置411的光的大致一半。为此,通过使用偏振变换元件414,把来自光源装置411的射出光变换成大致1种偏振光,从而提高了在光学装置44中的光的利用效率。
色分离光学系统42,如图1所示,具备2块分色镜421、422,和反射镜423,具有通过分色镜421、422把从积分器照明光学系统41射出的多个部分光束分离成红、绿、蓝这3色的色光的功能。
中继光学系统43,如图1所示,具备入射侧透镜431、中继透镜433和反射镜432、434,具有把由色分离光学系统42分离的红色光一直引导到光学装置44的后述的红色光用的液晶面板的功能。
这时,在色分离光学系统42的分色镜421处,在反射从积分器照明光学系统41射出的光束的蓝色光成分的同时,透过红色光成分和绿色光成分。被分色镜421反射的蓝色光,在反射镜423处反射,通过场透镜418后到达光学装置44的后述的蓝色光用的液晶面板。该场透镜418,把从第2透镜阵列413射出的各个部分光一侧变换成相对于其中心轴(主光线)平行的光束。在其它的绿色光用、红色光用的液晶面板的光入射侧设置的场透镜418也是同样的。
在透过了分色镜421的红色光和绿色光中,绿色光被分色镜422反射,通过场透镜418到达光学装置44的后述的绿色光用的液晶面板。另一方面,红色光透过分色镜422并通过中继光学系统43,然后通过场透镜418到达光学装置44的后述的红色光用液晶面板。另外,之所以要对红色光使用中继光学系统43,是由于红色光的光路长度比别的色光的光路长度更长,要防止因光的发散等产生的光的利用效率降低的缘所以。就是说,是为了可使入射到入射侧透镜431上的光束直接向场透镜418传播的缘故。
光学装置44,如图1所示,是把作为光调制元件的3块液晶面板441(设红色光用的液晶面板为441R,绿色光用液晶面板为441G,蓝色光用液晶面板为441B),作为配置在该液晶面板441的光束入射侧和光束射出侧的作为光学变换元件的入射侧偏振片442和射出侧偏振片443,和作为色合成光学装置的十字分色棱镜444形成为一个整体的光学装置。
另外,光学装置44,其具体的构成将在后边讲述,除去液晶面板441、入射侧偏振片442、射出侧偏振片443和十字分色棱镜444之外,还具备主罐、流体压送部、散热器、流体循环部件、流体分支部、光调制元件保持体和中继罐。
液晶面板441,其具体的图示虽然省略了,但是具有把本身为电光物质的液晶密闭封入到一对透明的玻璃基板内的构成,并根据从未示出的控制装置输出的驱动信号控制上述液晶的取向状态,对从入射侧偏振片442射出的偏振光光束的偏振方向进行调制。
对于入射侧偏振片442,由偏振变换元件414使偏振方向整备为大致一个方向的各个色光入射至其上,在入射的光束中,仅仅使那些与用偏振变换元件414使偏振方向整备后的光束的偏振轴大致同一方向的偏振光透过,而吸收其它的光束。该入射侧偏振片442,例如具有把作为光学变换膜的偏振膜粘贴到蓝宝石玻璃或水晶等的透光性基板上的构成。
射出侧偏振片443具有与入射侧偏振片442大致同样的构成,在从液晶面板441射出的光束中,仅仅使那些具有与入射侧偏振片442的光束的透过轴垂直的偏振轴的光束透过,吸收其它的光束。
十字分色棱镜444是合成对从射出侧偏振片443射出的每一种色光都进行了调制后的光学像形成彩色图像的光学元件。该十字分色棱镜444形成把4个直角棱镜粘贴起来的平面视图大致正方形的形状,在把直角棱镜彼此间粘贴起来的界面上,形成有2个电介质多层膜。该电介质多层膜反射从液晶面板441R、441B射出并通过射出侧偏振片443的色光,并使从液晶面板441G射出而通过射出侧偏振片443的色光透过。如上所述可合成用各个液晶面板441R、441G、441B调制的各个色光而形成彩色图像。
图2是从上方一侧看投影机1内的一部分的立体图。另外,在图2中,光学部件用箱体45内的光学部件,为了简化说明,仅仅示出了光学装置44的后述的光学装置本体,其它的光学部件41~43被省略。
图3是从下方一侧看投影机1内的一部分的立体图。
光学部件用箱体45,例如由金属制部件构成,如图1所示,在内部设定规定的照明光轴A,把上述光学部件41~43和光学装置44的后述的光学装置本体收纳配置在相对照明光轴A的规定位置上。另外,光学部件用箱体45并不限于金属制部件,只要是热传导性材料也可以用其它的材料。该光学部件用箱体45,如图2所示,由收纳光学部件41~43和光学装置44的后述的光学装置本体的容器状的部件收纳部件451和闭塞部件收纳部件451的开口部分的未示出的盖状部件构成。
其中,部件收纳部件451分别构成光学部件用箱体45的底面、前面和侧面。
在该部件收纳部件451中,在侧面的内侧面上,如图2所示,形成有用来从上方滑动式地嵌入上述光学部件412~415、418、421~423、431~434的沟部451A。
此外,在侧面的正面部分上,如图2所示,形成有用来把投影透镜5相对于光学单元4设置到规定位置上的投影透镜设置部451B。该投影透镜设置部451B被形成为平面视图大致矩形的形状,在平面视图大致中央部分上与来自光学装置44的光束射出位置对应地形成有圆形形状的未示出的孔,由光学单元4形成的彩色图像通过上述孔由投影透镜5进行放大投影。
此外,在该部件收纳部件451中,在底面上,如图3所示,形成有与光学装置44的液晶面板441位置对应地形成的3个孔451C,和与光学装置44的后述的流体分支部的冷却流体流入部对应地形成的孔451D。在这里,通过冷却单元3的西洛克风扇31从投影机1外部导入到内部的冷却空气,从西洛克风扇31的排出口31A(图3)排出,通过未示出的管道导往上述孔451C。
[光学装置的构成]
图4是从下方一侧看光学装置44的立体图。
光学装置44,如图2到图4所示,具备:使液晶面板441、入射侧偏振片442、射出侧偏振片443和十字分色棱镜444一体化形成的光学装置本体440,主罐445,流体压送部446,作为散热部的散热器447和多个流体循环部件448。
多个流体循环部件448由可使冷却流体在内部对流的铝制的管状部件构成,使冷却流体可循环地把各个部件440、445~447连接起来。然后,通过进行循环的冷却流体,冷却在构成光学装置本体440的液晶面板441、入射侧偏振片442和射出侧偏振片443中产生的热。
另外,在本实施方式中,作为冷却流体,采用本身为透明性的非挥发液体的乙二醇。作为冷却流体来说,并不限于乙二醇,也可以采用其它的液体。
以下,沿着进行循环的冷却流体的流路从相对液晶面板441的上游侧开始依次对各个部件440、445~447进行说明。
[主罐的构造]
图5A和图5B示出了主罐445的构造。具体地说,图5A是从上方看主罐445的平面图,而图5B则是沿图5A中的A-A线的剖面图。
主罐445具有大致圆柱形状,由铝制的2个容器状部件构成,采用把2个容器状部件的开口部分彼此连接起来的办法在内部暂时地贮存冷却流体。这些容器状部件,例如,可采用密封焊接或中间插置有橡胶等的弹性部件的办法进行连接。
在该主罐445中,在圆柱轴方向大致中央部分,如图5B所示,形成有使冷却流体流入内部的冷却流体流入部445A和使内部的冷却流体向外部流出的冷却流体流出部445B。
这些冷却流体流入部445A和冷却流体流出部445B,由具有比流体循环部件448的管径尺寸小的管径尺寸的大致筒状部件构成,并配置为使之向主罐445的内外突出。此外,在突出到冷却流体流入部445A的外侧的一端上,连接流体循环部件448的一端,通过该流体循环部件448向主罐445内部流入来自外部的冷却流体。此外,在突出到冷却流体流出部445B的外侧的一端上,也连接流体循环部件448的一端,并通过该流体循环部件448向外部流出主罐445内部的冷却流体。
此外,朝冷却流体流入部445A和冷却流体流出部445B的内侧突出的另一端,如图5A所示,向主罐445的圆柱轴前进地延伸,并分别被配置为从平面上看大致垂直相交。通过这样的构成,就可以避免通过冷却流体流入部445A流入到主罐445内部的冷却流体立刻通过冷却流体流出部445B向外部流出,使已流入进来的冷却流体与主罐445内部的冷却流体混合,实现冷却流体的温度的均匀化。
此外,在该主罐445的外周面上,在圆柱轴方向大致中央部分上,如图5A所示,采用在2个容器状部件的每一者上都形成3个固定部445C,向该固定部445C内插通螺栓445D(图2、图3),并螺纹固定带外装机壳2的底面上的办法,使2个容器状部件彼此紧密接触地连接起来的同时,把主罐445固定到外装机壳2上。
然后,该主罐445,如图1或图2所示,配置在由光学部件用箱体45和外装机壳2的内侧面形成的平面视图为三角形形状的区域中。采用把主罐445配置在该区域的办法,就可以实现外装机壳2内的收纳效率的提高,投影机1不会大型化。
[流体压送部的构造]
流体压送部446把主罐445内所贮存的冷却流体送入,并把所送入的冷却流体强制性地向外部送出。为此,流体压送部446,如图4所示,在与已连接到主罐445的冷却流体流出部445B上的流体循环部件448的另一端连通连接的同时,为了向外部送出冷却流体,还与另一流体循环部件448的一端连通连接起来。
该流体压送部446,其具体的图示虽然省略了,但是,具有把叶轮配置在大致长方体状的铝制的中空部件内的构成,采用在未示出的控制装置的控制下使上述叶轮旋转的办法,就可以通过流体循环部件448强制性地送入贮存在主罐445内的冷却流体,并通过流体循环部件448把所送入的冷却流体强制性地向外部送出。在这样的构成的情况下,流体压送部446就可以减小上述叶轮的旋转轴方向的厚度尺寸,就可以配置在投影机1内部的空闲空间内。在本实施方式中,流体压送部446,如图2或图3所示,被配置在投影透镜5的下方。
[光学装置本体的构造]
光学装置本体440,除了3个液晶面板441、3个入射侧偏振片442、3个射出侧偏振片443和十字分色棱镜444之外,如图2或图4所示,还具备流体分支部4401(图4)、3个光调制元件保持体4402,和作为下游侧冷却流体贮存部的中继罐4403(图2)。
[流体分支部的构造]
图6A和图6B示出了流体分支部4401的构造。具体地说,图6A是从上方看流体分支部4401的平面图,而图6B是沿图6A中的B-B线的剖面图。
流体分支部4401由大致长方体形状的铝制的中空部件构成,送入从流体压送部446强制性地送出的冷却流体,向3个光调制元件保持体4402中的每一者分支地送出所送入的冷却流体。此外,该流体分支部4401被固定到本身为与十字分色棱镜444的3个光束入射侧端面交叉的端面的下表面上,也具有作为支持十字分色棱镜444的棱镜固定板的功能。
在该流体分支部4401中,在底面的大致中央部分上,如图6B所示,形成有向内部流入从流体压送部446压送过来的冷却流体的冷却流体流入部4401A。该冷却流体流入部4401A,与主罐445的冷却流体流入部445A同样,由具有比流体循环部件448的管径尺寸小的管径尺寸的大致筒状部件构成,并配置为使之向流体分支部4401内外突出。在该冷却流体流入部4401A的外侧突出出来的一端上,连接已连通连接到流体压送部446上的流体循环部件448的另一端,向流体分支部4401内部流入通过该流体循环部件448从流体压送部446压送过来的冷却流体。
此外,在底面的4个拐角部分上,如图6A所示,分别形成有沿着该底面延伸的托架4401B。采用在这些托架4401B的顶端部分上分别形成孔4401B1,向这些孔4401B1内插通未示出的螺栓,螺纹固定到光学部件用箱体45的部件收纳部件451上的办法,就可以把光学装置本体440固定到部件收纳部件451上(参看图11)。这时,流体分支部4401和光学部件用箱体45被可进行热传导地连接。
此外,在该流体分支部4401中,在与十字分色棱镜444的光束入射侧端面对应的3个侧面上,如图6A所示,形成有向3个光调制元件保持体4402中的每一者分支地流出所送入的冷却流体的冷却流体流出部4401C。
这些冷却流体流出部4401C,与冷却流体流入部4401A同样,由具有比流体循环部件448的管径尺寸小的管径尺寸的大致筒状部件构成,并配置为使之向流体分支部4401内外突出。在各个冷却流体流出部4401C的外侧突出出来的一端上,分别连接流体循环部件448的一端,流体分支部4401内部的冷却流体通过该流体循环部件448向外部分支地流出。
此外,在该流体分支部4401中,在上面的大致中央部分上,如图6A和图6B所示,形成有球状的鼓起部4401D。采用使十字分色棱镜444的下面接触到该鼓起部4401D上的办法,就可以进行十字分色棱镜444相对流体分支部4401的倾斜方向的位置调整。
以上所说明的主罐445和流体分支部4401相当于本发明的上游侧冷却流体贮存部。主罐445、流体分支部4401和中继罐4403则相当于本发明的冷却流体贮存部。
[光调制元件保持体的构造]
3个光调制元件保持体4402在分别保持3个液晶面板441、3个入射侧偏振片442和3个射出侧偏振片443的同时,还相对内部流入和流出冷却流体,并通过该冷却流体分别冷却3个液晶面板441、3个入射侧偏振片442和3个射出侧偏振片443。另外,各个光调制元件保持体4402,具有同样的构成,以下仅仅对1个光调制元件保持体4402进行说明。光调制元件保持体4402,如图4所示,具备光调制元件保持体本体4404和支持部件4405。
图7是示出了光调制元件保持体本体4404的概略构成的分解立体图。
光调制元件保持体本体4404,如图7所示,具备一对框状部件4404A和4404B、4个弹性部件4404C、一对偏振片固定部件4404D和4404E。
框状部件4404A是在大致中央部分上具有与液晶面板441的图像形成区域对应的矩形形状的开口部4401A1的平面视图为大致矩形形状的铝制的框体,相对于框状部件4404B配置在光束入射侧,在支持液晶面板4401的光束入射侧端面的同时,还支持入射侧偏振片442的光束射出侧端面。
图8是从光束入射侧看框状部件4404A的立体图。
在该框状部件4404A中,在光束入射侧端面上,如图8所示,与弹性部件4404C的形状对应地形成有矩形框状的凹部4404A2,用该凹部4404A2通过弹性部件4404C支持入射侧偏振片442。此外,采用框状部件4404A支持入射侧偏振片442的光束射出侧端面的办法,就可以用弹性部件4404C和入射侧偏振片442的光束射出侧端面闭塞开口部4404A1的光束入射侧。此外,在该凹部4404A2的外周面上形成多个锁止突起4404A3,使弹性部件4404C的外侧面接触到这些锁止突起4404A3上,定位弹性部件4404C而设置在凹部4404A2内。
此外,在该框状部件4404A中,在光束射出侧端面上,如图7所示,也与光束入射侧端面同样,与弹性部件4404C的形状对应地形成矩形框状的凹部4404A2,用该凹部通过弹性部件4404C支持液晶面板441的光束入射侧端面。此外,采用框状部件4404A支持液晶面板441的光束入射侧端面的办法,用弹性部件4404C和液晶面板441的光束入射侧端面闭塞开口部4404A1的光束射出侧。此外,在光束射出侧端面上,在凹部4404A2的外周面上,也形成有锁止突起4404A3。
如上所述,当通过液晶面板441和入射侧偏振片442闭塞开口部4404A1的光束入射侧和光束射出侧时,就可以形成可把冷却流体封入到框状部件4404A内部的冷却室R1(参看图11)。
此外,在该框状部件4404A中,在其下方一侧端部大致中央部分,如图8所示,形成有使得从流体分支部4401的冷却流体流出部4401C流出来的冷却流体流入内部的流入口4404A4。该流入口4404A4由具有比流体循环部件448的管径尺寸小的管径尺寸的大致筒状部件构成,并形成为使得向框状部件4404A的外侧突出出来。此外,在流入口4404A4的突出出来的端部上,连接已连接到流体分支部4401的冷却流体流出部4401C上的流体循环部件448的另一端,使通过该流体循环部件448从流体分支部4401流出来的冷却流体向框状部件4404A的冷却室R1(参看图11)内流入。
再有,在该框状部件4404A中,在其上方一侧端部大致中央部分,如图8所示,形成有使框状部件4404A的冷却室R1(参看图11)内的冷却流体向外部流出的流出口4404A5。就是说,流出口4404A5在流入口4404A4的相向位置上形成。该流出口4404A5,与流入口4404A4同样,由具有比流体循环部件448的管径尺寸小的管径尺寸的大致筒状部件构成,并被形成为使得向框状部件4404A的外侧突出出来。此外,在流出口4404A5的突出出来的端部上连接有流体循环部件448,使冷却室R1(参看图11)内的冷却流体通过该流体循环部件448向外部流出。
此外,在开口部4404A1周缘中,在与流入口4404A4和流出口4404A5连通的部位附近,如图8所示,形成向光束射出侧洼进去的凹部,形成为随着向上述部位前进该凹部的外侧面宽度变窄的形状。
此外,在凹部的底面上竖立设置有2个整流部4404A6。这些整流部4404A6具有截面大致直角三角形的形状,被配置为隔以规定的间隔的同时,还被配置为使得直角三角形的斜边互相向上述部位的远离方向扩展。
此外,在该框状部件4404A4中,在上方一侧端部拐角部分和下方一侧端部拐角部分上,如图8所示,形成有可以插通支持部件4405的后述的销状部件的4个插通部4404A7。
再有,在该框状部件4404A中,在左侧端部拐角部分和右侧拐角部分上,如图8所示,形成有用来与框状部件4404B进行连接的连接部4404A8。
此外,在该框状部件4404A中,在左侧端部大致中央部分和右侧端部大致中央部分上,如图8所示,形成由偏振片固定部件4404D进行接合的钩部件4404A9。
框状部件4404B由铝制的部件构成,在与上述框状部件4404A之间,通过弹性部件4404C把液晶面板441挟持起来,同时,用和与框状部件4404A相向的面相反一侧的面通过弹性部件4404C支持射出侧偏振片443,其具体的构造与上述框状部件4404A大致是同样的。就是说,在该框状部件4404B上,形成有与框状部件4404A的开口部4404A1、凹部4404A2、锁止突起4404A3、流入口4404A4、流出口4404A5、整流部4404A6、连接部4404A8和钩部件4404A9同样的开口部4404B1、凹部4404B2、锁止突起4404B3、流入口4404B4、流出口4404B5整流部4404B6、连接部4404B8、和钩部件4404B9。
另外,把流体分支部4401的冷却流体流出部4401C和框状部件4404A、4404B的各个流入口4404A、4404B连接起来的流体循环部件448,如图4所示,另一端具有分支成2个的形状。就是说,从流体分支部4401的冷却流体流出部4401C流出的冷却流体,通过流体循环部件448后被分支成2部分,流入各个框状部件4404A、4404B的各冷却室R1、R2(参看图11)。
此外,采用把螺栓4404F螺纹固定到框状部件4404A、4404B的各个连接部4404A8、4404B8上的办法,通过弹性部件4404C把液晶面板441挟持在框状部件4404A、4404B之间,框状部件4404A、4404B的各个开口部4404A1、4404B1的相向的面一侧就被密封起来。
弹性部件4404C分别配置在入射侧偏振片442与框状部件4404A、框状部件4404A与液晶面板441、液晶面板441与框状部件4404B、以及框状部件4404B与射出侧偏振片443之间,密封框状部件4404A、4404B的各个冷却室R1、R2(参看图11),防止冷却流体的漏液等。该弹性部件4404C用具有弹性的硅橡胶形成,对两面或单面施行了提高表层的桥接密度的表面处理。例如,作为弹性部件4404C,可以采用サ-コンGR-d系列(富士高分子工业的商标)。在这里,由于已对端面施行了表面处理,所以可以容易地实施把弹性部件4404C设置到框状部件4404A、4404B的各个凹部4404A2、4404B2内的作业。
另外,弹性部件4404C也可以使用水分透过量少的丁基橡胶或氟橡胶等。
偏振片固定部件4404D、4404E通过弹性部件4404C把入射侧偏振片442和射出侧偏振片443分别推压固定到框状部件4404A、4404B的各个凹部4404A2、4404B2内。这些偏振片固定部件4404D、4404E由在大致中央部分上形成了开口部4404D1、4404E1的平面视图大致矩形的框体构成,用开口部4404D1、4404E1周缘部分分别相对框状部件4404A、4404B推压入射侧偏振片442和射出侧偏振片443。此外,采用在偏振片固定部件4404D、4404E上的左右侧端缘上分别形成钩部件接合部4404D2、4404E2,把钩部件接合部4404D2、4404E2啮合到框状部件4404A、4404B的各个钩部件4404A9、4404B9上的办法,在推压入射侧偏振片442和射出侧偏振片443的状态下相对于框状部件4404A、4404B固定偏振片固定部件4404D、4404E。
支持部件4405由在大致中央部分上形成有未示出的开口的平面视图为矩形框状的板体构成。
在该支持部件4405中,在光束入射侧端面上,在与光调制元件保持体本体4404的4个插通部4404A7对应的位置上,形成有从板体突出出来的销状部件4405A(参看图11)。
此外,该支持部件4405,采用把销状部件4405A(参看图11)插通到光调制元件保持体本体4404的4个插通部4404A7内的办法,支持该光调制元件保持体本体4404,采用把板体的光束射出侧端面粘接固定到十字分色棱镜444的光束入射侧端面上的办法,使光调制元件保持体4402与十字分色棱镜444一体化。
[中继罐的构造]
图9A和图9B示出了中继罐4403的构造。具体地说,图9A是从上方看中继罐4403的平面图,而图9B是沿图9A中的C-C线的剖面图。
中继罐4403由大致圆柱状的铝制的中空部件构成,并被固定到本身为与十字分色棱镜444的3个光束入射侧端面交叉的端面的上面上。此外,该中继罐4403一并使从各个光调制元件保持体4402送出来的冷却流体送入,并向外部送出所送入的冷却流体。
在该中继罐4403中,在其上面,如图9A和图9B所示,形成有使从各个光调制元件保持体4402的各个框状部件4404A、4404B送出来的冷却流体流入内部的6个冷却流体流入部4403A。这些冷却流体流入部4403A由具有比流体循环部件448的管径尺寸小的管径尺寸的大致筒状部件构成,并被配置为向中继罐4403内外突出出来。此外,在向各个冷却流体流入部4403A的外侧突出出来的端部上,连接已与3个光调制元件保持体4402的各个框状部件4404A、4404B的流出口4404A5、4404B5连接起来的流体循环部件448的另一端,从各个光调制元件保持体4402送出来的冷却流体通过该流体循环部件448一并向中继罐4403内部流入。
此外,在该中继罐4403中,在外侧面的下方一侧上,如图9A和图9B所示,形成有使所送入的冷却流体向外部流出的冷却流体流出部4403B。该冷却流体流出部4403B,与冷却流体流入部4403A同样,用具有比流体循环部件448的管径尺寸小的管径尺寸的大致筒状部件构成,并被配置为向中继罐4403内外突出出来。此外,在向冷却流体流出部4403B的外侧突出出来的端部上连接流体循环部件448的一端,并通过该流体循环部件448使中继罐4403内部的冷却流体向外部流出。
[散热器的构造]
图10A和图10B示出了散热器447的构造和散热器447与轴流风扇32之间的配置关系。具体地说,图10A是从上方看散热器447和轴流风扇32的立体图,而图10B则是从散热器447这一侧看散热器447和轴流风扇32的平面图。
散热器447,如图1或图2所示,配置于在外装机壳2上形成的隔壁21内,对由在光学装置本体440中的各个液晶面板441、各个入射侧偏振片442和各个射出侧偏振片443加温的冷却流体的热进行散热。该散热器447,如图10A和图10B所示,具备固定部4471、管状部件4472和多个散热片4473。
固定部4471例如由金属等的热传导性部件构成,如图10B所示,具有平面视图大致日文字母コ形状,被构成为可把管状部件4472插通到相向的コ状边缘上。此外,该固定部件4471用コ形状内侧面支持多个散热片4473。采用在该固定部4471的コ形状顶端部分上,形成向外侧延伸的延伸部4471A,通过该延伸部4471A的孔4471A1把未示出的螺栓螺纹固定到外装机壳2上的办法,就可以把散热器447固定到外装机壳2上。
管状部件4472由铝构成,如图10B所示,具有从固定部4471的一方的コ形状顶端边缘朝另一方的コ形状顶端边缘延伸,该延伸方向顶端部分大致90°弯曲后向下方一侧延伸,然后该延伸方向顶端部分再大致90°从固定部4471的所述另一方的コ形状顶端边缘朝向所述一方的コ形状顶端边缘延伸的平面视图大致コ形状,并与固定部4471和散热片4473可进行热传导地连接。此外,该管状部件4472具有比流体循环部件448的管径尺寸小的管径尺寸,图10B所示的上方一侧的一端与已和光学装置本体440的中继罐4403的冷却流体流出部4403B连接起来的流体循环部件448的另一端进行连接。此外,图10B所示的下方一侧的另一端则与已和主罐445的冷却流体流入部445A连接起来的流体循环部件448的另一端进行连接。因此,从中继罐4403流出来的冷却流体就可通过流体循环部件448在管状部件4472中通过,通过了管状部件4472后的冷却流体则通过流体循环部件448流入到主罐445内。
散热片4473例如用金属等的热传导性部件构成的板体构成,构成为可以插通管状部件4472。此外,多个散热片4473分别被形成为在与管状部件4472的插通方向垂直的方向上延伸,且沿着管状部件4472的插通方向并列配置。在这样的多个散热片4473的配置状态下,如图10A和图10B所示,结果就使得从轴流风扇32排出的冷却空气在多个散热片4473之间穿过。
如上所述,冷却流体通过多个的流体循环部件448在主罐445~流体压送部446~流体分支部4401~各个光调制元件保持体4402~中继罐4403~散热器447~主罐445这样的流路中进行循环。
[冷却构造]
其次,说明液晶面板441、入射侧偏振片442和射出侧偏振片443的冷却构造。
图11是用来说明液晶面板441、入射侧偏振片442和射出侧偏振片443的冷却构造的剖面图。
采用流体压送部446驱动的办法,把主罐445内部的冷却流体通过流体压送部446压送到流体分支部4401内,在由流体分支部4401分支后流入到各个光调制元件保持体4402的各个冷却室R1、R2内。这时,流入到各个冷却室R1、R2内的冷却流体用整流部4404A6、4404B6整流以使得在冷却室R1、R2内进行扩展。
在这里,由从光源装置411射出的光束在液晶面板441、入射侧偏振片442和射出侧偏振片443处产生的热就可以传递给光调制元件保持体4402的各个框状部件4404A、4404B的各个冷却室R1、R2内的冷却流体。
传递给各个冷却室R1、R2内的冷却流体的热,随着冷却流体的流动,进行沿冷却室R1、R2~中继罐4403~散热器447这样的移动。被加温后的冷却流体447在通过散热器447的管状部件4472时,该冷却流体的热就会从管状部件4472向多个散热片4473传递。就可以通过从轴流风扇32排出的冷却空气冷却传递给多个散热片4473的热。
然后,被散热器447冷却后的冷却流体就按照散热器447~主罐445~流体压送部446~流体分支部4401的先后顺序移动,再次向冷却室R1、R2移动。
此外,通过冷却单元3的西洛克风扇31从投影机1外部导入到内部的冷却空气,通过在光学部件用箱体45的底面上形成的孔451C被导入到光学部件用箱体45内。已导入到光学部件用箱体45内的冷却空气,如图11所示,流入到光调制元件保持体本体4404的外面和光调制元件保持体本体4404与支持部件4405之间,从下方朝向上方地流通。这时,冷却空气一边使入射侧偏振片442的光束入射侧端面和射出侧偏振片443的光束射出侧端面冷却一边进行流通。
在上述实施方式1中,由于在光学装置44的光调制元件保持体4402的冷却流体的上游侧和下游侧,中间存在着多个流体循环部件448地分别具备主罐445和中继罐4403,所以采用不仅光调制元件保持体4402的冷却室R1、R2内,而且在多个流体循环部件448、主罐445和中继罐4403内也封入冷却流体的办法,就可以增大冷却流体的容量,可以提高液晶面板441、入射侧偏振片442和射出侧偏振片443与冷却流体之间的热交换能力。
此外,由于在光调制元件保持体4402的冷却流体的上游侧和下游侧,中间存在着多个流体循环部件448地分别设置有主罐445和中继罐4403,所以在光调制元件保持体4402的冷却室R1、R2中,就可以圆滑地实施从上游向下游前进的冷却流体的流通,可以加快冷却流体的对流速度。
因此,就不会因冷却流体被液晶面板441、入射侧偏振片442和射出侧偏振片443加温而使得这些各个部件441~443与冷却流体之间的温度差减小,可以用冷却流体有效地冷却各个部件441~443。
此外,由于光学装置44具备具有固定部4471、管状部件4472和多个散热片4473的散热器447,所以采用使冷却流体在管状部件4472中流通的办法,就可以使从中继罐4403朝向主罐445流动的冷却流体的热向多个散热片4473散热,可以实现要贮存在主罐445内的冷却流体的温度的降低。因此,就可以通过从主罐445向光调制元件保持体4402的冷却室R1、R2流通的温度降低后的冷却流体更有效地冷却液晶面板441、入射侧偏振片442和射出侧偏振片443。
在这里,由于在外装机壳2上形成了使散热器447与别的部件隔离的隔壁21,所以可以避免已从液晶面板441、入射侧偏振片442和射出侧偏振片443通过冷却流体传递给构成散热器447的散热片4473的热向别的部件传递。
此外,由于在外装机壳2的隔壁21内部设置有轴流风扇32,所以可以有效地冷却多个散热片4473,就是说,可以改善从冷却流体向散热器447散热的散热特性。此外,还可以抑制隔壁21内部的温度上升,可以避免投影机1内部的温度上升。
再有,由于散热器447配置于在投影透镜5的侧方形成的外装机壳2的隔壁21内部,所以就可以把散热器447配置在外装机壳2内部的投影透镜5形成的空闲空间内,从而实现投影机1内部的收纳效率的提高,可以避免投影机1大型化。
此外,由于光学装置44具备流体压送部446,所以可以可靠地使被液晶面板441、入射侧偏振片442和射出侧偏振片443加温后的冷却室R1、R2内的冷却流体向中继罐4403流出,此外,使主罐445内的冷却流体向冷却室R1、R2流入,可以可靠地实施冷却室R1、R2内的冷却流体的更换。因此,就可以在液晶面板441、入射侧偏振片442和射出侧偏振片443与冷却流体之间总是确保大的温度差,可以进一步提高冷却流体与各个部件441~443之间的热交换效率。
在这里,由于流体压送部446被配置在投影透镜5的下方,所以可以把流体压送部446配置在外装机壳2内部的投影透镜5形成的空闲空间内,可实现投影机1内部的收纳效率的提高,避免投影机1大型化。
此外,构成光调制元件保持体4402的光调制元件保持体本体4404具备带有开口4404A1、4404B1的一对框状部件4404A、4404B,把液晶面板441挟持在该一对框状部件4404A、4404B之间,把入射侧偏振片442和射出侧偏振片443分别配置在框状部件4404A的光束入射侧和框状部件4404B的光束射出侧,从而在一对框状部件4404A、4404B内部分别形成冷却室R1、R2。如此,就可以把由于从光源装置411射出的光束的照射而在液晶面板441内产生的热直接向填充到在液晶面板441的光束入射侧和光束射出侧这双方上设置的冷却室R1、R2内的冷却流体散热。此外,在入射侧偏振片442和射出侧偏振片443内产生的热也可以直接向填充到冷却室R1、R2内的冷却流体散热。因此,就可以有效地冷却液晶面板441、入射侧偏振片442和射出侧偏振片443。
在这里,由于开口4404A1、4404B1被设置为与液晶面板441的图像形成区域相对应,所以已填充到冷却室R1、R2内的冷却流体就与液晶面板441、入射侧偏振片442和射出侧偏振片443的图像形成区域接触。如此,就可以使各个部件441~443的图像形成区域内的温度分布均匀化,就可以避免局部性的过热,就可以用液晶面板441、入射侧偏振片442和射出侧偏振片443形成鲜明的光学像。
此外,由于在框状部件4404A、4404B上形成的流入口4404A4、4404B4和流出口4404A5、4404B5分别形成在框状部件4404A、4404B的相向的位置上,所以可以圆滑地实施冷却室R1、R2内的冷却流体的流通,可以进一步加快冷却流体的对流速度。此外,由于流入口4404A4、4404B4在框状部件4404A、4404B的下方一侧端部形成,流出口4404A5、4404B5在框状部件4404A、4404B的上方一侧端部形成,所以可以使热的移动方向和冷却流体的对流方向成为同一方向,可以容易地实施冷却室R1、R2内的冷却流体的更换。
再有,由于在流入口4404A4、4404B4和流出口4404A5、4404B5上形成了整流部4404A6、4404B6,所以可以用整流部4404A6、4404B6使通过流入口4404A4、4404B4流入到冷却室R1、R2内的冷却流体向内部扩展,然后,用整流部4404A6、4404B6使冷却室R1、R2内的冷却流体会聚后通过流出口4404A5、4404B5向外部流出,可以避免被加温后的冷却流体滞留在冷却室R1、R2内。因此,就可以通过在冷却室R1、R2内进行对流的冷却流体更有效地冷却液晶面板441、入射侧偏振片442和射出侧偏振片443。
此外,还可以从各个光调制元件保持体4402的冷却室R1、R2一并向中继罐4403内送入温度不同的冷却流体,所送入的各冷却流体在该中继罐4403内进行混合使温度均匀化。然后,来自主罐445的温度被均一化后的冷却流体在由流体分支部4401分支后流入各个光调制元件保持体4402的冷却室R1、R2内。如此,就不会使要流入到各个光调制元件保持体4402的冷却室R1、R2内的温度出现偏差,就可以用大致同一温度的冷却流体使3个液晶面板441、3个入射侧偏振片442和3个射出侧偏振片443冷却。
此外,由于中继罐4403安装在十字分色棱镜444的上面,所以可以使光学装置本体440紧凑化,可以实现光学装置44的小型化。
在这里,在把光学装置本体440收纳于由金属制材料构成的光学部件用箱体45内时,由于由铝构成的流体分支部4401可进行热传导地连接到光学部件用箱体45上,所以可以确保进行循环的冷却流体~流体分支部446~光学部件用箱体45的热传递路径,可以提高冷却流体的冷却效率,进而可以实现由冷却流体实施的液晶面板41、入射侧偏振片442和射出侧偏振片443的冷却效率的提高。
此外,如果使西洛克风扇31的送风沿着光学部件用箱体45的底面流动,则可以增加进行循环的流体的散热面积,进而可以提高冷却效率。
此外,在主罐445、流体分支部4401和中继罐4403中,由于冷却流体流入部445A、4401A、4403A和冷却流体流出部445B、4401B、4403B的一方的端部向内部突出,所以仅仅可以使贮存在主罐445、流体分支部4401和中继罐4403内部的冷却流体可靠地向外部流出。例如,即便是主罐445、流体分支部4401和中继罐4403的内部未完全被冷却流体充满的情况下,也可以仅仅使冷却流体向外部流出而不会混入空气。此外,由于不仅冷却流体流出部445B、4401C、4403B,冷却流体流入部445A、4401A、4403A也向内部突出出来,所以即便是在改变了冷却流体的对流方向的情况下,就是说,即便是用冷却流体流入部445A、4401A、4403A使内部的冷却流体向外部流出,用冷却流体流出部445B、4401C、4403B使冷却流体向内部流入的情况下,也可以用冷却流体流入部445A、4401A、4403可靠地仅仅使贮存在内部的冷却流体向外部流出。
此外,多个的流体循环部件448、主罐445、流体压送部446、流体分支部4401、一对框状部件4404A和4404B、中继罐4403和管状部件4472由具有抗腐蚀性的铝构成,如此,即便是长期间与冷却流体进行接触的情况下也可以防止产生化学反应。就是说,可以避免化学反应的反应性物质所产生的冷却流体的着色等,可以防止通过冷却室R1、R2内的光束的光学特性的变更。
此外,由于投影机1具备上述光学装置44,所以可以防止液晶面板441、入射侧偏振片442和射出侧偏振片443的热劣化,实现投影机1的长寿命化。
[实施方式2]
其次,根据图面说明本发明的实施方式2。
在以下的说明中,对于与上述实施方式1同样的结构和相同的部件,赋予相同的标号省略或简化其详细的说明。
在上述实施方式1中,通过在构成光学装置44的光调制元件保持体4402上形成一冷却室R1、R2使冷却流体进行循环,从而使在液晶面板441、入射侧偏振片442和射出侧偏振片443中产生的热散热。
相对于此,在实施方式2中,通过在构成光学装置54的光调制元件保持体5402上仅仅形成1个冷却室R3,使冷却流体进行循环,从而使在液晶面板441和射出侧偏振片443上产生的热散热。
此外,入射侧偏振片442虽然在上述实施方式1中作为光学装置44被一体化,但是,在实施方式2中,并未作为光学装置54被一体化,而是与光学部件412~415、418、421~423、431~434同样,通过使之在光学部件用箱体45的部件收纳部件451的沟部451A滑动,收纳保持于光学部件用箱体45内。
该入射侧偏振片442,具体的图示虽然省略了,但是由透过具有规定的偏振轴的光束、反射具有别的偏振轴的光束的反射式偏振元件构成。例如,作为入射侧偏振片442来说,可以采用把具备玻璃等的透光性基板、在该透光性基板上边形成的延伸形成聚合体的多个薄膜叠层起来构成的多层构造薄膜的反射式偏振元件。此外,作为入射侧偏振片442,并不限于上述由有机材料构成的反射式偏振元件,例如,也可以采用把由玻璃等的透光性基板、在该透光性基板上边形成的由金属等的导电性材料构成的从透光性基板突出出来而且在透光性基板的面内方向上延伸的多个突条部分条纹状地并列配置起来的由无机材料构成的反射式偏振元件。
图12是从上方一侧看实施方式2的光学装置54的立体图。
图13是从下方一侧看光学装置54的立体图。
光学装置54,除去在实施方式1中说明的主罐445、流体压送部446、散热器(ラジエ一タ)447和多个流体循环部件448之外,还具备光学装置本体540。
光学装置本体540,除去在上述实施方式1中说明的3个液晶面板441、3个射出侧偏振片443、十字分色棱镜444和流体分支部4401(图3)之外,还具备3个光调制元件保持体5402和作为下游侧冷却流体贮存部的中继罐5403,这些各个部件441、443、444、4401、5402、5403被一体化。
就是说,主罐445、流体分支部4401和中继罐5403相当于本发明的冷却流体贮存部。
3个光调制元件保持体5402,分别保持3个液晶面板441和3个射出侧偏振片443的同时,冷却流体还分别向内部流入或流出,通过该冷却流体分别冷却3个液晶面板441和3个射出侧偏振片443。另外,各个光调制元件保持体5402,是同样的构成,以下,仅仅对1个光调制元件保持体5402进行说明。该光调制元件保持体5402,除去在上述实施方式1中说明的支持部件4405外,还具备光调制元件保持体本体5404。
图14的分解立体图示出了光调制元件保持体本体5404的概略构成。
光调制元件保持体本体5404,具有与在上述实施方式1中说明的光调制元件保持体本体4404大致同样的构成,具备一对框状部件5404A、5404B、2个弹性部件4404C和偏振片固定部件4404E。
框状部件5404A,是在大致中央部分具有与液晶面板441的图像形成区域对应的矩形形状的开口部5404A1的平面看大致矩形形状的框体,相对于框状部件540B配置在光束入射侧,通过弹性部件4404C从光束入射侧相对于框状部件5404B推压固定液晶面板441。
在该框状部件5404A中,在光束射出侧端面上,如图14所示,形成有用来支持液晶面板441的光束入射侧端面的支持面5404A2。
此外,在框状部件5404A中,在上方一侧拐角部分和下方一侧拐角部分上,如图14所示,形成有可插通支持部件4405的销状部件4405A(参看图15)的4个插通部5404A3。
再有,在框状部件5404A中,在左侧拐角部分和右侧拐角部分上,如图14所示,形成有用来与框状部件5404B进行连接的连接部5404A4。
框状部件5404B,由铝制的部件构成,在与上述框状部件5404A之间,通过弹性部件4404C把液晶面板441挟持起来,同时,以和与框状部件5404A相向的面相反一侧的面通过弹性部件4404C由偏振片固定部件4404E支持射出侧偏振片443,其具体的构造,与在上述实施方式1中说明的框状部件4404B大致是同样的。就是说,在该框状部件5404B上,形成有与在上述实施方式1中说明的框状部件4404B的开口部4404B1、凹部4404B2、啮合突起4404B3、流入口4404B4、流出口4404B5、整流部4404B6、连接部4404B8和钩部件4404B9同样的开口部5404B1、凹部5404B2、啮合突起5404B3、流入口5404B4、流出口5404B5、整流部5404B6、连接部5404B8、和钩部件5404B9。
此外,采用把螺栓5404F螺丝固定到框状部件5404A、5404B的各个连接部5404A4、5404B8上的办法,通过弹性部件4404C把液晶面板441推压到框状部件5404B上,框状部件5404B的开口部5404B1的光束入射侧就被密封起来。
此外,采用相对于框状部件5404B固定偏振片固定部件4404E的办法,通过弹性部件4404C把射出侧偏振片443推压到框状部件5404B上,把框状部件5404B的开口部5404B1的光束射出侧密封起来。
如上所述,采用闭塞框状部件5404B的开口部5404B1的光束入射侧和光束射出侧的办法,就可以在框状部件5404B的内部形成冷却室R3(参看图15)。
另外,如上所述,由于在光调制元件保持体本体5404上仅仅形成1个冷却室R3,将流体分支部4401的冷却流体流出部4401C和光调制元件保持体本体5404连接起来的流体循环部件448,另一端就要连接到框状部件5404B流入口5404B4上而无须分支。
中继罐5403,与在上述实施方式1中说明的中继罐4403是大致同样的构成,不同之处是由于光调制元件保持体本体5404仅仅具有1个冷却室R3而仅仅形成了3个冷却流体流入部4403A这一点。除此之外的构造,与在实施方式1中说明的中继罐4403是同样的。
其次,说明液晶面板441和射出侧偏振片443的冷却构造。
图15是用来说明液晶面板441和射出侧偏振片443的冷却构造的剖面图。
采用驱动流体压送部446的办法,把主罐445内部的冷却流体通过流体压送部446压送到流体分支部4401内,用流体分支部4401分支后流入到各个光调制元件保持体5402的各个冷却室R3内部。这时,已流入到各个冷却室R3内部的冷却流体,用整流部5404B6整流使得在冷却室R3内进行扩展。
在这里,由于从光源装置411射出的光束,从液晶面板441和射出侧偏振片443产生的热就可以传导给光调制元件保持体5402的框状部件5404B的冷却室R3内的冷却流体。
传导给冷却室R3内的冷却流体的热,随着冷却流体的液流,进行冷却室R3~中继罐5403~散热器447的移动,与上述实施方式1同样,用散热器447散热。
然后,被散热器447冷却后的冷却流体,就按照散热器447~主罐445~流体压送部446~流体分支部4401的先后顺序移动,再次向冷却室R3移动。
此外,通过冷却单元3的西洛克风扇31,与上述的实施方式1同样,冷却空气流入到光调制元件保持体本体5404的外面和光调制元件保持体本体5404与支持部件4405之间,从下方朝向上方地流通。这时,冷却空气,边使液晶面板441的光束入射侧端面和射出侧偏振片443的光束射出侧端面冷却边进行流通。
在上述实施方式2中,与上述的实施方式1比较,由于用反射式偏振元件构成入射侧偏振片442,所以可以抑制入射侧偏振片442的温度上升,没有必要使入射侧偏振片442与光学装置54一体化。因此,光调制元件保持体5402,只要做成为仅仅保持液晶面板441和射出侧偏振片443的结构即可,可以实现光调制元件保持体5402的构成的简洁化。
此外,由于在光调制元件保持体5402上仅仅形成1个冷却室R3,所以还可以实现将流体分支部4401和光调制元件保持体5402以及光调制元件保持体5402与中继罐5403连接起来的流体循环部件448的结构简洁化。
[实施方式3]
其次,根据图面说明本发明的实施方式3。
在以下的说明中,对于与上述实施方式1同样的结构和相同的部件,赋予相同的标号,省略或简化其详细的说明。
在上述实施方式1中,光学装置44,具备光学装置本体440、主罐445、流体压送部446、散热器447和流体循环部件448,通过流体循环部件448,在主罐445~流体压送部446~光学装置本体440~散热器447~主罐45这样的流路中使冷却流体循环。此外还采用在构成光学装置本体440的光调制元件保持体4402上形成一对冷却室R1、R2、使冷却流体循环的办法,使在液晶面板441、入射侧偏振片442和射出侧偏振片443中产生的热散热。
相对于此,在实施方式3中,光学装置64,具有主罐445和散热器447被省略,用流体循环部件448把光学装置本体640和流体压送部646以冷却流体可循环的方式连接起来的构成。此外,构成光学装置本体640的光调制元件保持体5402,采用仅仅形成1个冷却室R3而使冷却流体循环的办法,使在液晶面板441中产生的热散热。
另外,入射侧偏振片442,与上述实施方式2同样,由反射式偏振元件构成,采用使之在光学部件用箱体45的部件收纳部件451的沟部451A内滑动的办法,收纳保持在光学部件用箱体45内。
具体地说,图16是从上方看实施方式3的光学装置64的立体图。
图17是从下方看光学装置64的立体图。
构成光学装置64的光学装置本体640,除去在上述实施方式1中说明的3个液晶面板441、十字分色棱镜444、多个流体循环部件448和流体分支部4401、以及在上述实施方式2中说明的中继罐5403之外,还具备3个射出侧偏振片643和3个光调制元件保持体6402。
另外,实施方式3的流体分支部4401,冷却流体流入部4401A的位置与在上述实施方式1中说明的流体分支部4401不同,该冷却流体流入部4401A,在4个侧面之中的要形成冷却流体流出部4401C的侧面以外的侧面上形成。
此外,实施方式3的流体分支部4401,相当于本发明的下游侧冷却流体贮存部,中继罐5403和流体分支部4401,相当于本发明的冷却流体贮存部。
图18示意性地示出了射出侧偏振片643的构造。具体地说,图18是从侧方看射出侧偏振片643的图。
3个射出侧偏振片643,由透过具有规定的偏振轴的光束而反射具有其它的偏振轴的光束的反射式偏振元件构成,并被分别粘接固定到十字分色棱镜444的各个光束入射侧端面上。
该射出侧偏振片643,如图18所示,具备2个直角棱镜643A,和在这些直角棱镜643A的界面上形成的反射式偏振膜643B。其中,作为反射式偏振膜643B,例如可以采用使延伸形成聚合体的多个薄膜叠层起来的多层构造薄膜。
此外,在入射到该射出侧偏振片643上的光束L之中,具有规定的偏振轴的光束L1,如图18所示,透过反射式偏振膜643B后,向十字分色棱镜444入射。
此外,如图18所示,在入射到射出侧偏振片643上的光束L之中,具有其它的偏振轴的光束L2,被反射式偏振膜643B反射,然后,被直角棱镜643A的光束入射侧端面全反射后朝向上方射出。
3个光调制元件保持体6402,在分别保持3个液晶面板441的同时,冷却流体向内部流入和流出,通过该冷却流体分别冷却3个液晶面板441。另外,各个光调制元件保持体6402,是同样的构成,以下,仅仅对1个光调制元件保持体6402进行说明。该光调制元件保持体6402,除去在上述实施方式2中说明的光调制元件保持体本体5404之外,还具备支持部件6405。
另外,实施方式3的光调制元件保持体本体5404,在框状部件5404B的光束射出侧配置玻璃等的透光性基板5404G而不是射出侧偏振片443(参看图19)。除此之外的构成,与实施方式2的光调制元件保持体本体5404是同样的,说明从略。
支持部件6405,由在大致中央部分上形成了未示出的开口的平面看大致矩形框状的板体构成。作为该支持部件6405,例如,可以采用由铝构成并对表面实施黑色氧化铝膜处理的方式。
在该支持部件6405中,在光束入射侧端面上,如图16或图17所示,在与光调制元件保持体本体5404的4个插通部5404A对应的位置上,形成有从板体突出出来的销状部件6405A。
此外,在该支持部件6405上,上方一侧端部,如图16或图17所示,形成有朝向光束射出侧弯曲的弯曲部6405B。
此外,该支持部件6405,采用把销状部件6405A插通到光调制元件保持体本体5404的4个插通部5404A3内的办法,支持该光调制元件保持体本体5404,采用把板体的光束射出侧端面粘接固定到已固定到十字分色棱镜444上的射出侧偏振片643的光束入射侧端面上的办法,光调制元件保持体6402与十字分色棱镜444被一体化。
如上所述,由于相对于十字分色棱镜444固定光调制元件保持体6402,所以可以把支持部件6405的弯曲部6405B配置为使之把射出侧偏振片643的上方覆盖起来(参看图19)。
构成光学装置64的流体压送部646,与在上述实施方式1中说明的流体压送部446具有同样的结构,通过流体循环部件448在光学装置64中使冷却流体循环。该流体压送部646,如图16或图17所示,以通过流体循环部件448可送入该中继罐5403内的冷却流体的方式与中继罐5403进行连接,同时,以通过流体循环部件448可以向流体分支部440送出冷却流体的方式与该流体分支部4401进行连接。
此外,该流体压送部646,可进行热传导地连接到光学部件用箱体45的外面,并配置在光学装置本体640的下方(流体分支部4401的下方)(参看图19)。
通过以上这样的构成,冷却流体,就通过多个流体循环部件448,在流体压送部646~流体分支部4401~各个光调制元件保持体6402~中继罐5403~流体压送部646这样的流路中循环。
其次,说明液晶面板441的冷却构造。
图19是用来说明液晶面板441的冷却构造的剖面图。
采用驱动流体压送部646的办法,把冷却流体压送到流体分支部4401内,用流体分支部4401分支后流入到各个光调制元件保持体6402的各个冷却室R3内部。这时,已流入到各个冷却室R3内部的冷却流体,用整流部5404B6整流使得在冷却室R3内部进行扩展。
在这里,由于从光源装置411射出的光束,在液晶面板441中产生的热就可以传导给构成光调制元件保持体6402的框状部件5404B的冷却室R3内的冷却流体。
传导给冷却室R3内的冷却流体的热,随着冷却流体的流动,进行冷却室R3~中继罐5403~流体压送部646~流体分支部4401这样的移动。当向流体压送部646和流体分支部4401内流入加温后的冷却流体时,冷却流体的热,就通过流体压送部646和流体分支部4401~光学部件用箱体45这样的热传导路径进行散热。
然后,冷却后的冷却流体,就通过流体分支部4401~冷却室R3,再次进行移动。
此外,通过冷却单元3的西洛克风扇31,与上述的实施方式1同样,冷却空气流入到光调制元件保持体本体5404的外面和光调制元件保持体本体5404与支持部件6405之间,从下方朝向上方地流通。这时,冷却空气,边使液晶面板441的光束入射侧端面冷却边进行流通。
在上述实施方式3中,与上述的实施方式1比较,由于用反射式偏振元件构成入射侧偏振片442和射出侧偏振片643,所以可以抑制入射侧偏振片442和射出侧偏振片643的温度上升,所以除去用光调制元件保持体6402保持液晶面板441之外,也可以不做成为保持入射侧偏振片442和射出侧偏振片643的结构。因此,可以实现光调制元件保持体6402的构成的简洁化。
另外,因为在光调制元件保持体6402中只形成一个冷却室R3,所以可以实现连接流体分支部4401和光调制元件保持体6402以及光调制元件保持体6402和中继罐5403的流体循环部件448的结构简洁化。
此外,由于光学装置64是已省略了主罐455和散热器447的构成,所以可以使光学装置64压缩,可以实现投影机1的小型化。
再有,射出侧偏振片643,由于朝向上方反射在入射进来的光束之中那些不具有规定的偏振轴的光束,所以不会向液晶面板441一侧反射光束,可避免在光学装置64内产生杂散光。
在这里,由于在构成光调制元件保持体6402的支持部件6405上形成有已对表面实施了黑色氧化铝膜处理的弯曲部6405B,所以可以用弯曲部6405B遮挡由射出侧偏振片643向上方反射的光束,可以避免由于该光束使得配置在射出侧偏振片643的上方的流体循环部件448被加温。
[实施方式4]
其次,根据图面说明本发明的实施方式4。
在以下的说明中,对于与上述实施方式1同样的结构和相同的部件,赋予相同的标号,省略或简化其详细的说明。
本实施方式,在光调制元件保持体本体4404中,仅仅在冷却室R1、R2内分别配置把各个冷却室R1、R2分别划分成光束入射侧和光束射出侧这2个区域的冷却室分区部7404G这一点,与上述实施方式1不同。除此之外的构造,做成为与上述实施方式1同样的构造。
图20示出了本实施方式的冷却室分区部7404G的配置位置。
图21A、图21B和图21C示出了冷却室划分部7404G的结构。具体地说,图21A是从光束射出侧看要配置在液晶面板441的光束入射侧的冷却室分区部7404G的图。图21B,是图21A的D-D线剖面图。图21C是图21A的E-E线剖面图。
2个冷却室分区部7404G,如图20所示,分别配置在液晶面板441与框状部件4404A、4404B之间。
另外,2个冷却室分区部7404G是同样的构成,以下,仅仅说明要配置在液晶面板441与框状部件4404A之间的冷却室分区部7404G。
该冷却室分区部7404G,如图图21A、图21B和图21C所示,具备分区部本体7404G1和接触部7404G2。
分区部本体7404G1,是具有比框状部件4404A的开口部4404A1稍微小一些的尺寸的平面看大致矩形形状的板体。
在该分区部本体7404G1中,上下侧端部,如图21A或图21B所示,光束入射侧和光束射出侧的角部分进行了倒角,形成了斜面7404G3,就是说,这些上下侧端部,被形成为截面面积随着朝向上下方向前进而减小的锥形状。
此外,在该分区部本体7404G1中,左右侧端部,如图21A或图21C所示,光束射出侧的角部分进行了倒角,形成了斜面7404G4。就是说,通过这些斜面7404G3、7404G4,分区部本体7404G1的光束射出侧端面,就变成为平面看大致中央部分朝向光束射出侧鼓出来的形状。
接触部7404G2,是要接触到框状部件4404A上的部分,如图21A、图21B和图21C所示,沿着分区部本体7404G1的左右侧端部的边分别形成。这些接触部7404G2,是在上下方向是延伸出来的平面看大致矩形形状的板体,其厚度尺寸,如图21B或图21C所示,被形成得比分区部本体7404G1更小。
以上说明的分区部本体7404G1和接触部7404G2,是由玻璃等的透光性部件构成、通过成型加工成为为一个整体的成型品。另外,这些分区部本体7404G1和接触部7404G2,虽然只要是具有透光性部件就没有什么特别限定,但是优选地是用具有10W/m·K以上的热导率的透光性部件构成。
另外,配置在液晶面板441的光束射出侧的冷却室分区部7404G,如图20所示,要配置为使得配置在液晶面板441的光束入射侧的冷却室分区部7404G和光轴方向的两个端面变成为互逆。
图22和图23是用来说明分别把冷却室分区部7404G配置在冷却室R1、R2内的状态的说明图。具体地说,图22是从光束射出侧看光调制元件保持体本4404的图。图23是图22的F-F线剖面图。
另外,具体的图示虽然省略了,但是要做成为在框状部件4404A的光束射出侧形成的凹部4404A2的左右方向端部侧,形成有光轴方向的厚度尺寸比凹部4404A2小的凹部的结构。此外,上述未示出的凹部,具有与冷却室分区部7404G的接触部7404G2对应的形状,在把冷却室分区部7404G配置在冷却室R1内时,要把冷却室分区部7404G的接触部7404G2的光束入射侧端面接触到上述未示出的凹部内。此外,在已组装上光调制元件保持体本体4404的状态下,可以把要配置在液晶面板441和框状部件4404A之间的弹性部件4404C的左右方向端部接触到接触部7404G2的光束射出侧端面上,把冷却室分区部7404G推压固定到上述未示出的凹部上。
此外,还要做成为在框状部件4404B上也同样地形成有上述未示出的凹部的结构。
在已把冷却室分区部7404G分别配置在冷却室R1、R2内的状态下,通过上述未示出的凹部、弹性部件4404C,如图23所示,在入射侧偏振片442、液晶面板441和射出侧偏振片443与冷却室分区部7404G之间分别形成规定的间隙。
在本实施方式中,这些间隙的光轴方向的尺寸,被设定为0.5mm到2mm。另外,这些间隙的光轴方向的尺寸,优选地是设定为0.5mm到1mm。
然后,通过这样的构成,如图23所示,从流入口4404A4、4404B4流入到冷却室R1、R2内部的冷却流体,由在冷却室分区部7404G的下方一侧端部上形成的各个斜面7404G3分支向光束入射侧和光束射出侧,沿着冷却室分区部7404G的光束入射侧端面和光束射出侧端面对流。此外,沿着冷却室分区部7404G的光束入射侧端面和光束射出侧端面对流的冷却流体,由在冷却室分区部7404G的上方侧端部形成的各个斜面7404G3导往该冷却室分区部7404G的厚度方向大致中央部分,通过流出口4404A5、4404B5向冷却室R1、R2外部流出。
在上述实施方式4中,与上述实施方式2比较,由于要在冷却室R1、R2内部配置冷却室分区部7404G,所以分别与冷却室R1、R2内的液晶面板441、入射侧偏振片442和射出侧偏振片443接触的冷却流体层的厚度缩小,所以可以加快分别与液晶面板441、入射侧偏振片442和射出侧偏振片443接触的冷却流体的对流速度。因此,可以维持液晶面板441、入射侧偏振片442和射出侧偏振片443与冷却流体之间的温度差,通过冷却流体,就可以更有效地冷却液晶面板441、入射侧偏振片442和射出侧偏振片443。
在这里,冷却室分区部7404G,由于在流入口4404A4、4404B4一侧和流出口4404A5、4404B5一侧的上下侧端部形成有斜面7404G3,所以从流入口4404A4、4404B4流入的冷却流体不会在冷却室R1、R2内失速,在可以在冷却室分区部7404G的光束入射侧和光束射出侧圆滑地对流,同时,还可以把在冷却室分区部7404G的光束入射侧和光束射出侧进行对流的冷却流体圆滑地导往流出口4404A5、4404B5。
因此,与不具有斜面7404G3的冷却室分区部比较,就可以良好地维持分别与液晶面板441、入射侧偏振片442和射出侧偏振片443进行接触的冷却流体的对流速度,增加由冷却流体输送的热的输送量,可以通过冷却流体有效地冷却液晶面板441、入射侧偏振片442和射出侧偏振片443。
此外,由于从流入口4404A4、4404B4流入的冷却流体不会在冷却室R1、R2内失速,所以可以抑制在冷却室R1、R2内的发泡现象,可以实现用液晶面板441形成的光学像的画质的稳定化。
再有,由于可以在加快的状态下维持在冷却室R1、R2内对流的冷却流体的对流速度,所以可以把驱动流体压送部446时的旋转次数设定得低,可以把流体压送部446的驱动时的声音抑制到最低限度,实现投影机1的低噪声化。
此外,冷却室分区部7404G,因为由于斜面7404G3、7404G4而使得平面看大致中央部分在液晶面板441一侧变成为鼓出来的形状,所以可以进一步缩小在液晶面板441与冷却室分区部7404G之间对流的冷却流体层的厚度,可以进一步加快与液晶面板411接触的冷却流体的对流速度。
再有,冷却室分区部7404G,因为由分区部本体7404G1和接触部7404G2构成,并采用把接触部7404G2接触在框状部件4404A、4404B的凹部的办法分别配置在冷却室R1、R2内,所以可以良好地把各个冷却室分区部7404G配置在冷却室R1、R2内部的规定位置上。因此,在冷却室R1、R2内部,就可以良好地维持液晶面板441、入射侧偏振片442和射出侧偏振片443的冷却状态而不会使冷却室分区部7404G的位置偏移,分别与液晶面板441、入射侧偏振片442和射出侧偏振片443接触的冷却流体层的厚度不会变化。
在这里,接触部7404G2,由于分别沿着分区部本体7404G1的左右侧端部形成,所以相对于框状部件4404A、4404B可以可靠地设置各个冷却室分区部7404G,可以可靠地防止冷却室分区部7404G的位置偏移。
此外,由于分区部本体7404G1和接触部7404G2是通过成型加工一体成型的成型品,所以斜面7404G3也可以容易地形成,可以容易地制造冷却室分区部7404G。此外,由于如上所述通过成型加工形成冷却室分区部7404G,所以位于分区部本体7404G1的左右侧端部的接触部7404G2也可以容易地形成。再有,还可以以所希望的角度形成斜面7404G3,流入到液晶面板441、入射侧偏振片442和射出侧偏振片443与冷却室分区部7404G之间的冷却流体的流量控制也可以容易地实施。此外,把冷却室分区部7404G的光束入射侧端面和/或光束射出侧端面形成为流线形状、非线性形状这一点也可以容易地实施,可以任意地设定冷却室分区部7404G的光束入射侧和/或光束射出侧的冷却流体的对流状态。因此,在制造冷却室分区部7404G时,就可以降低冷却室分区部7404G的造价,可以用低价格实现液晶面板441、入射侧偏振片442和射出侧偏振片443的冷却效率的提高。
此外,如果把冷却室分区部7404G的热导率设定为大于等于10W/m·K,则可以把在冷却室分区部7404G的光束入射侧和光束射出侧对流的冷却流体的热传导给冷却室分区部7404G,可以抑制在冷却室分区部7404G的光束入射侧和光束射出侧对流的冷却流体的温度差。因此,在液晶面板441与入射侧偏振片442及射出侧偏振片443之间的均等冷却就变成为可能。
[实施方式5]
其次,根据图面说明本发明的实施方式5。
在以下的说明中,对于与上述实施方式1同样的构造和相同的部件,赋予相同的标号,省略或简化其详细的说明。
本实施方式,仅仅在分别用2体构成各个冷却室分区部7404G,在该2体的部件间分别介入配置作为光学变换元件的入射侧偏振片442和射出侧偏振片443这一点与上述实施方式4不同。除此之外的构造,与上述实施方式4是同样的。
图24A、图24B和图24C示出了本实施方式的冷却室分区部8404G的构造。具体地说,图24A是从光束射出侧看配置在液晶面板441的光束入射侧的冷却室分区部8404G的图。图24B是图24A的G-G线剖面图。图24C是图24A的H-H线剖面图。
2个冷却室分区部8404G,如图24A、图24B和图24C所示,其外形形状与在上述实施方式4中说明的冷却室分区部7404G是同样的。就是说,该冷却室分区部8404G,具备与在上述实施方式4中说明的冷却室分区部7404G的分区部本体7404G1(包括斜面7404G3、7404G4)和接触部7404G2大致同样的分区部本体8404G1(包括斜面8404G3、8404G4)和接触部8404G2。
在这里,分区部本体8404G1,如图24B、图24C所示,以在光束射出侧形成的斜面8404G3和在光束入射侧形成的斜面8404G3交叉的位置为中心,被分割成配置在光束射出侧的第1分区部8404G5和配置在光束入射侧的第2分区部8404G6这2体。
其中,在第1分区部8404G5的光束入射侧端面上,形成有与入射侧偏振片442的外形形状对应的凹部8404G7。然后,通过该凹部8404G7,在已把第1分区部8404G5和第2分区部8404G6组合起来的状态下,在第1分区部8404G5和第2分区部8404G6之间形成空间,并把入射侧偏振片442配置在该空间内。另外,在把入射侧偏振片442配置在上述空间内时,向第1分区部8404G5和第2分区部8404G6进行接触的端面上涂敷粘接剂或水玻璃等,防止冷却流体从外部向上述空间流入。
另外,配置在液晶面板441的光束射出侧的冷却室分区部8404G,也是同样的构成,在用构成该冷却室分区部8404G的第1分区部8404G5和第2分区部8404G6形成的空间内,配置射出侧偏振片443。此外,配置在液晶面板441的光束射出侧的冷却室分区部8404G,与上述实施方式1同样,也要配置为使得配置在液晶面板441的光束射出侧的冷却室分区部8404G与光轴方向的两个端面彼此互逆。
图25和图26是用来说明在把冷却室分区部8404G配置在冷却室R1、R2内后的状态的说明图。具体地说,图25是从光束射出侧看光调制元件保持体本体4404的图。图26是图25的I-I线剖面图。
如图25和图26所示,2个冷却室分区部8404G的配置状态,与在上述实施方式4中说明的2个冷却室分区部7404G的配置状态是同样的,所以省略详细的说明。
此外,采用把入射侧偏振片442和射出侧偏振片443分别配置在2个冷却室分区部8404G上的办法,如图25和图26所示,就可以把在上述实施方式3中说明的透光性基板5404G分别配置在框状部件4404A的光束入射侧和框状部件4404B的光束射出侧。
在上述实施方式5中,与上述实施方式4比较,由于构成冷却室分区部8404G的分区部本体8404G1,分别分割成第1分区部8404G5和第2分区部8404G6,并且入射侧偏振片442和射出侧偏振片443分别被配置在各个第1分区部8404G5的各个凹部8404G7,所以可以利用冷却流体通过冷却室分区部8404G冷却入射侧偏振片442和射出侧偏振片443的光束入射侧和光束射出侧这双方,可以进一步提高入射侧偏振片442和射出侧偏振片443的冷却效率。
[实施方式6]
其次,根据图面说明本发明的实施方式6。
在以下的说明中,对于与上述实施方式1同样的构造和相同的部件,赋予相同的标号,省略或简化其详细的说明。
在上述实施方式1中,在光学装置44中,用流体分支部4401进行分支并流入到3个光调制元件保持体4402内的冷却流体的流量,被设定为大致相同。
相对于此,在实施方式6中,在光学装置44中,具备能够变更流入到各个光调制元件保持体4402内的冷却流体的流量的流量变更部449。除此之外的构成,与上述实施方式1是同样的。
具体地说,图27示出了实施方式6的流量变更部449的构造和设置位置。具体地说,图27是从上方看流体分支部4401的平面图。
流量变更部449,如图27所示,分别设置在流体分支部4401的冷却流体流出部4401C上,其构成为可以变更从各个冷却流体流出部4401C送入到各个光调制元件保持体4402的冷却流体的流量。该流量变更部449,如图20所示,具备流量变更部本体449A和流量调整部449B。
流量变更部本体449A,形成可以流通冷却流体的流路,同时,可旋转地轴支流量调整部449B。
流量调整部449B,虽然具体的图示省略了,但是,具备配置在流量变更部本体449A内的调整阀门和向流量变更部本体449A的外侧突出的调整螺栓。
其中,上述调整阀门,采用根据旋转位置或者使流量变更部本体449A内的流路变窄或者变宽的办法使通过流路的冷却流体的流量变成为可以变更。此外,上述调整阀门,与上述调整螺栓的动作连动,通过用手动转动上述调整螺栓,使得在流量变更部449A的流路中通过的冷却流体的流量变成为可以变更。
在上述实施方式6中,与上述实施方式1比较,采用通过对流量变更部449的流量调整部449B进行操作,对于3个液晶面板441之中发热量大的液晶面板441增大冷却流体的流量,对于发热量小的液晶面板441减小冷却流体的流量的办法,就可以用简单的构成容易地而且高精度地使各个液晶面板441的温度均一化。因此,可以良好地维持由各个液晶面板441形成的光学像的色调。
[实施方式7]
其次,根据图面说明本发明的实施方式7。
在以下的说明中,对于与上述实施方式1同样的构造和相同的部件,赋予相同的标号,省略或简化其详细的说明。
在上述实施方式1中,在光学装置44中,用流体分支部4401进行分支并流入到3个光调制元件保持体4402的冷却流体的流量,被设定为大致相同。
相对于此,在实施方式5中,采用把将流体分支部7401的各个冷却流体流出部7401C和流体分支部7401与各个光调制元件保持体4402连接起来的流体循环部件748的管径做成为不同的管径的办法,变更要流入到各个光调制元件保持体4402的冷却流体的流量。
具体地说,图28示出了实施方式7的将流体分支部7401和与该流体分支部7401连接的流体循环部件748。具体地说,图28是从下方看流体分支部7401的平面图。
流体分支部7401,是与在上述实施方式1中说明的流体分支部4401大致同样的构成,仅仅是要把3个冷却流体流出部7401R、7401G、7401B的管径形成为不同的管径这一点不同。
在本实施方式中,把用于向保持G色光用的液晶面板441的光调制元件保持体4402流出冷却流体的冷却流体流出部7401G的管径设定成最大的管径,把用于向保持B色光用的液晶面板441的光调制元件保持体4402流出冷却流体的冷却流体流出部7401B,向保持R色光用的液晶面板441的光调制元件保持体4402流出冷却流体的冷却流体流出部7401R的管径设定为依次减小。
此外,流体循环部件748也要与上述各个冷却流体流出部7401R、7401G、7401B的管径对应,在各个流体循环部件748R、748G、748B中把管径设定为不同的管径。
在上述实施方式7中,与上述实施方式1比较,由于与各个液晶面板441的发热量对应,而且与各个冷却流体流出部7401R、7401G、7401B的管径对应地把流体循环部件748R、748G、748B的管径设定为不同的管径,所以可以用简单的构成容易地实施各个液晶面板441的温度的均匀化。因此,可以良好地维持由各个液晶面板441形成的光学像的色调。
以上虽然举出优选的实施方式对本发明进行了说明,但是,本发明并不限于这些实施方式,在不脱离本发明的要旨的范围内,进行种种的改良以及设计的变更是可能的。
在上述实施方式中,在光学装置44、54、64中,虽然说明的是具备强制性地使冷却流体循环的流体压送部446、646的构成,但是,并不限于此,也可以采用省略了流体压送部446、646的构成。就是说,也可以用自然对流使冷却流体循环。
在上述第3实施方式以外的各个实施方式中,作为散热部采用了散热器447,但不限于此,也可以采用可热传导地连接流通多个流体循环部件448的、利用珀耳帖(ペルチェ)效应的珀耳帖模块作为散热部。
在上述实施方式3以外的实施方式中,散热器447和流体压送部446的配置位置,并不限于在上述个实施方式中说明的位置,只要是沿着投影透镜5的延伸方向配置就可以,也可以配置在投影透镜5的左右侧、上下侧的任何一侧的位置上。
再有,在上述实施方式3以外的实施方式中,冷却散热器447的轴流风扇32,虽然其构成为向散热片4473吐出冷却空气,但是,并不限于此,也可以做成为吸入散热片4473附近的加温后的空气向投影机1外部排出的构成。
在上述实施方式1中,虽然说明的是在构成光调制元件保持体4402的一对框状部件4404A、4404B的光束入射侧和光束射出侧配置入射侧偏振片442和射出侧偏振片443的构成,但是并不限于此。例如,在一对框状部件4404A、4404B的光束入射侧和光束射出侧配置玻璃等的透光性基板,密封开口部4404A1、4404B1的一方的端面侧。另外,也可以采用与实施方式3同样,把入射侧偏振片442和射出侧偏振片443做成为反射式偏振元件的构成。
此外,在上述实施方式2和上述实施方式3中,也可以做成为这样的构成:大致与上述实施方式1同样,用透光性部件密封框状部件5404A的光束入射侧,在一对框状部件5404A、5404B内部分别形成冷却室。在这样的构成中,结果就变成为在液晶面板441的光束入射侧和光束出射侧分别设置冷却室,可以进一步提高液晶面板441的冷却效率。
在上述各个实施方式中,虽然说明的是主罐445、流体分支部4401和7401以及中继罐4403、5403,具有冷却流体流入部445A、4401A、4403A和冷却流体流出部445B、4401C、4403B、7401C,冷却流体流入部445A、4401A、4403A和冷却流体流出部445B、4401C、4403B、7401C的一方的端部向内部突出的构成,但是,并不限于此。例如,也可以做成为这样的构成:直接使流体循环部件448、748连通连接到主罐445、流体分支部4401和7401以及中继罐4403、5403上,使流体循环部件448、748的端部向主罐445、流体分支部4401和7401以及中继罐4403、5403内部突出。
在上述各个实施方式中,在框状部件4404A、4404B、5404B上形成的整流部4404A6、4404B6、5404B6,分别在流入口4404A4、4404B4、5404B4的附近和流出口4404A5、4404B5、5404B5的附近形成,但是,并不限于此。只要至少在流入口4404A4、4404B4、5404B4的附近形成即可。此外,整流部4404A6、4404B6、5404B6的形状,并不限于在上述各个实施方式中说明的形状,只要是使流入到冷却室R1、R2、R3内的冷却流体向内部扩展那样的形状也可以是其它的形状。
在上述各个实施方式中,虽然作为与冷却流体接触的部件的、流体循环部件448、748,主罐445,流体压送部446、646,散热器447的管状部件4472、框状部件4404A、4404B、5404B,中继罐4403、5403,由铝制的部件构成的,但是,并不限于此。只要在具有抗蚀性的材料,并不限于铝,也可以用别的材料构成,例如也可以用无氧铜、硬铝等构成。此外,作为流体循环部件448、748,也可以使用对光调制元件保持体4402、5402、6402的变形反作用力小且抑制像素偏移的硬度低的丁基橡胶或氟橡胶等。
上述实施方式4和上述实施方式5的冷却室分区部7404G、8404G,并不限于在上述实施方式1中采用的构成,也可以在上述实施方式2或实施方式3中采用。
在上述实施方式4和上述实施方式5中,冷却室分区部7404G、8404G,虽然具有接触部7404G2、8404G2,但是,并不限于此。由于也可以通过与在分区部本体7404G1、8404G1上形成的斜面7404G3、8404G3的倾斜角度对应地从流入口4404A4、4404B4流入的冷却流体的力使冷却室分区部7404G、8404G在冷却室R1、R2内的规定位置上稳定化,所以也可以做成为省略了接触部7404G2、8404G2的构成。此外,接触部7404G2、8404G2,虽然是沿着分区部本体7404G1、8404G1的左右侧端部的边缘形成的,但是只要在左右侧端部至少形成一对,其位置和其上下方向的长度,并没有什么特别限定。
在上述实施方式4和上述实施方式5中,分区部本体7404G1、8404G1和接触部7404G2、8404G2,并不限于用一体成型形成的结构,也可以做成为用别的部件形成而且一体化的结构。
在上述实施方式4和上述实施方式5中,冷却室分区部7404G、8404G,虽然形成有斜面7404G3、8404G3,但是并不限于此。只要形成为截面面积随着朝向流入口4404A4、4404B4一侧和流出口4404A5、4404B5一侧前进而缩小的锥状即可,例如,也可以把斜面7404G3、8404G3形成为曲面状而不是平面状。
在上述实施方式4和上述实施方式5中,虽然冷却室分区部7404G、8404G分别配置在液晶面板441与框状部件4404A、4404B之间,但是并不限于此。如果在配置在冷却室内的构成,也可以配置在入射侧偏振片442与框状部件4404A之间,框状部件4404B与射出侧偏振片443之间。
上述实施方式6的流量变更部449,并不限于在上述实施方式1中采用的构成,也可以在上述实施方式2或上述实施方式3中采用。此外,流量变更部449,虽然与各个液晶面板441对应地由3个构成,但是,并不限于此,也可以由1个或者2个构成。此外,流量变更部449虽然说明的是设置在流体分支部4401的冷却流体流出部4401C上的构成,但是,并不限于此,也可以设置在与冷却流体流出部4401C连接的流体循环部件448上。再有,流量变更部449的构成,并不限于在上述实施方式6中说明的结构,只要是在冷却流体的流路中设置阀门,通过变更该阀门的位置,或者使流路变窄或者使流路变宽的构成,  即便是别的构成的也没有问题。
在上述各个实施方式中,虽然通过西洛克风扇31的送风,冷却光调制元件保持体4402、5402、6403的外面以及光学部件用箱体45的底面,但是,并不限于此,也可以采用省略了西洛克风扇31的构成。若用这样的构成,则可以对低噪声化作出贡献。
上述实施方式7的流体分支部7401和与流体分支部7401连接的流体循环部件748,并不限于在上述实施方式1中采用的构成,也可以在上述实施方式2到上述实施方式5中采用。此外,虽然把流体分支部7401的各个冷却流体流出部7401C和与各个冷却流体流出部7401C连接的流体循环部件748的各个管径设定为分别不同,但是,并不限于此,也可以采用把仅仅1个管径设定为比别的管径小或大的构成。
在上述实施方式1、上述实施方式2、上述实施方式4和上述实施方式5中,虽然采用的是作为光学变换元件使用入射侧偏振片442和射出侧偏振片443,用冷却流体冷却入射侧偏振片442和/或射出侧偏振片443的构成,但是,并不限于此,也可以采用作为光学变换元件使用相位差板或视野角修正板等,用冷却流体冷这些光学变换元件的构成。
此外,在上述实施方式5中,虽然是由第1分区部8404G5和第2分区部8404G6这2体构成分区部本体8404G,但是,并不限于此,例如也可以用2体以上构成,可以采用在多个部件间的至少任何一者上介入配置偏振片、相位差板、视野角修正板等的构成。
在上述各个实施方式中,虽然说明的是光学单元4具有平面看大致L形状的构成,但是,并不限于此,例如,也可以采用具有平面看大致U形状的构成。
在上述各个实施方式中,虽然仅仅举出了使用3个液晶面板441的投影机1的例子,但是,本发明在仅仅使用1个液晶面板的投影机,仅仅使用2个液晶面板的投影机,或者使用4个或以上的液晶面板的投影机中也可以适用。
在上述各个实施方式中,虽然使用的是光入射面和光出射面不同的透过式的液晶面板,但是,也可以使用光入射面和光出射面成为相同的反射式的液晶面板。
在上述各个实施方式中,作为光调制元件虽然使用的是液晶面板,但是,也可以使用使用微型反射镜的器件等的液晶以外的光调制元件。在该情况下,光束入射侧和光束射出侧的偏振片可以省略。
在上述各个实施方式中,虽然仅仅举出了从观察屏幕的方向进行投影的投影机的例子,但是,本发明也可以在与从观察屏幕的方向相反的一侧进行投影的背投式的投影机中应用。
虽然在以上的说明中公开了用来实施本发明的优选的构成等,但是,本发明并不限定于这些构成。就是说,本发明所特别图示而且说明的虽然主要是特定的实施方式,但是,对于以上所述的实施方式,在形状、材质、数量以及其它的详细构成中,本领域技术人员可以加以种种的变更而不脱离本发明的技术思想和目的的范围。
因此,对上述所公开的形状、材质等进行限定的说明,是为了易于理解本发明的而例示性地描述的,并不是对本发明进行限定,所以,用把这些的形状、材质等的限定的一部分或者全部的限定都去掉后的部件的名称进行的描述,都包括在本发明之内。

Claims (23)

1.一种光学装置,其构成为具备根据图像信息对从光源射出来的光束进行调制以形成光学像的光调制元件的光学装置,其特征在于,具备:
形成在内部封入冷却流体的冷却室、对于上述冷却室内的冷却流体能够进行热传导地保持上述光调制元件的光调制元件保持体;
与上述光调制元件保持体的冷却室连通连接、向上述冷却室外部引导上述冷却流体并再次导往上述冷却室内部的多个流体循环部件;以及
配置在上述多个流体循环部件的上述冷却流体的流路中、贮存上述冷却流体的冷却流体贮存部;
其中,上述冷却流体贮存部,由相对于上述光调制元件保持体配置在上述冷却流体的上游一侧的上游侧冷却流体贮存部和相对于上述光调制元件保持体配置在上述冷却流体的下游一侧的下游侧冷却流体贮存部构成。
2.根据权利要求1所述的光学装置,其特征在于:具备配置在从上述下游侧冷却流体贮存部向上述上游侧冷却流体贮存部的上述多个流体循环部件的上述冷却流体的流路中、对上述冷却流体的热进行散热的散热部。
3.根据权利要求1所述的光学装置,其特征在于:具备配置在上述多个流体循环部件的上述冷却流体的流路中、通过上述多个流体循环部件把上述冷却流体压送到上述光调制元件保持体并强制性地使上述冷却流体循环的流体压送部。
4.根据权利要求1所述的光学装置,其特征在于:
上述光调制元件保持体的构成包括:与上述光调制元件的图像形成区域对应地分别形成有开口的一对框状部件,和分别配置在与上述一对框状部件的相向的面相反的面一侧的、分别闭塞上述一对框状部件的上述开口的上述相反的面一侧的一对透光性基板;
上述光调制元件,被挟持在上述一对框状部件之间,闭塞上述一对框状部件的上述开口的上述相向的面一侧;
在上述一对框状部件上,分别形成有上述多个流体循环部件被连通连接的使上述冷却流体流入内部的流入口和使上述冷却流体向外部流出的流出口,通过用上述光调制元件和上述一对透光性基板分别闭塞上述开口的上述相向的面一侧和与上述相向的面相反的面一侧,形成封入上述冷却流体的一对上述冷却室。
5.根据权利要求1所述的光学装置,其特征在于:
上述光调制元件保持体的构成包括:与上述光调制元件的图像形成区域对应地分别形成有开口的一对框状部件,和配置在与上述一对框状部件的相向的面相反的面中任意的面一侧、闭塞上述一对框状部件的上述开口的上述相反的面中的任意的面一侧的透光性基板;
上述光调制元件,被挟持在上述一对框状部件之间,闭塞上述一对框状部件的上述开口的上述相向的面一侧;
在上述一对框状部件中的任意一个框状部件上,形成有上述多个流体循环部件被连通连接的、使上述冷却流体流入内部的流入口和使上述冷却流体向外部流出的流出口,通过用上述光调制元件和上述透光性基板分别闭塞上述开口的上述相向的面一侧和与上述相向的面相反的面一侧,形成封入上述冷却流体的上述冷却室。
6.根据权利要求4所述的光学装置,其特征在于:
上述流入口和上述流出口,分别在上述框状部件的相向的位置上形成;
在上述流入口附近,形成有以向上述冷却室内部扩展的方式使上述冷却流体流入的整流部。
7.根据权利要求4所述的光学装置,其特征在于:
上述光调制元件保持体,具备由具有与上述光调制元件的图像形成区域对应的形状并且具有透光性的板状部件构成的、配置在上述冷却室内部、把上述冷却室划分成光束入射侧和光束射出侧的2个区域的冷却室分区部;
上述冷却室分区部,以配置在上述光调制元件保持体的上述冷却室内部的状态,其上述流入口侧和上述流出口侧的各侧端部别被形成为随着向上述流入口侧和上述流出口侧前进截面面积缩小的锥状。
8.根据权利要求7所述的光学装置,其特征在于:
上述冷却室分区部,其侧端部具有截面面积随着向外侧前进而缩小的锥形形状,且以配置在上述光调制元件保持体的上述冷却室内部的状态,被形成为平面看大致中央部分向上述相向的面一侧鼓出去。
9.根据权利要求7所述的光学装置,其特征在于:
在内部形成上述冷却室的上述框状部件,形成有在上述开口部周缘的相向的侧端部上减小厚度尺寸的至少一对凹部;
上述冷却室分区部,包括由具有透光性的板状部件构成的分区部本体,和位于上述分区部本体的相向的侧端部上的、具有与上述凹部对应的形状的至少一对接触部;
上述冷却室分区部,通过使上述接触部接触到上述框状部件的上述凹部来配置在上述冷却室内部。
10.根据权利要求7所述的光学装置,其特征在于:
上述冷却室分区部,是由成型加工形成的成型品。
11.根据权利要求7所述的光学装置,其特征在于:
具备对入射的光束的光学特性进行变换的至少一个光学变换元件;
上述冷却室分区部通过叠层多个板状部件而形成;
上述光学变换元件被配置在上述多个板状部件之间中至少任意一之间。
12.根据权利要求4所述的光学装置,其特征在于:
具备对入射的光束的光学特性进行变换的至少一个光学变换元件;
上述光学变换元件,由透光性基板,和在上述透光性基板上边形成的、对入射的光束的光学特性进行变换的光学变换膜构成;
构成上述光调制元件保持体的透光性基板中的至少任意一个透光性基板,是构成上述光学变换元件的透光性基板。
13.根据权利要求1到12中的任意一项所述的光学装置,其特征在于:
上述光调制元件由多个构成;
上述光调制元件保持体与上述多个光调制元件对应地由多个构成;
上述上游侧冷却流体贮存部的构成包括通过上述多个流体循环部件将所贮存的冷却流体向上述多个光调制元件保持体的每一个分支并送出的流体分支部;
上述下游侧冷却流体贮存部,从各个光调制元件保持体通过上述多个流体循环部件将上述冷却流体一并送入。
14.根据权利要求13所述的光学装置,其特征在于:
具备:具有安装上述多个光调制元件保持体的多个光束入射侧端面、合成并出射由上述多个光调制元件调制后的各个色光的色合成光学装置;
上述色合成光学装置的与上述多个光束入射侧端面交叉的端面中任意一方的端面上安装有上述下游侧冷却流体贮存部,在另一方的端面上安装有上述流体分支部。
15.根据权利要求13所述的光学装置,其特征在于:
具备能够与上述多个光调制元件的发热量对应地变更在上述各个光调制元件保持体中流通的上述冷却流体的流量的流量变更部。
16.根据权利要求13所述的光学装置,其特征在于:
上述多个流体循环部件由管状部件构成,并被形成为管径尺寸与上述多个光调制元件的发热量相对应而不同。
17.根据权利要求1到12中的任意一项所述的光学装置,其特征在于:
上述上游侧冷却流体贮存部和上述下游侧冷却流体贮存部,具有与上述多个流体循环部件连接并使上述冷却流体流入内部的冷却流体流入部,和使上述冷却流体向外部流出的冷却流体流出部,
上述冷却流体流入部和上述冷却流体流出部,具有能够使上述冷却流体流通的管形状,且一方的端部朝向上述上游侧冷却流体贮存部和上述下游侧冷却流体贮存部的内部突出。
18.一种投影机,其特征在于,具备:光源装置,权利要求1至17中任意一项所述的光学装置,放大投影由上述光学装置形成的光学像的投影光学装置,和把上述光源装置、上述光学装置和上述投影光学装置收纳于内部的规定位置上的外装箱体。
19.根据权利要求18所述的投影机,其特征在于:
上述光学装置,具备配置在从上述下游侧冷却流体贮存部向上述上游侧冷却流体贮存部的上述多个流体循环部件的上述冷却流体的流路中、将上述冷却流体的热散热的散热部;
在上述外装箱体上形成有使上述散热部与其它的部件隔离的隔壁。
20.根据权利要求19所述的投影机,其特征在于:
上述散热部包括多个散热片而构成;
在上述隔壁内部,设置有向上述多个散热片吹送冷却空气或实施上述多个散热片附近的空气的吸入的冷却风扇。
21.根据权利要求19所述的投影机,其特征在于:
上述散热部,沿着上述投影光学装置的延伸方向配置在上述外装箱体的隔壁内部。
22.根据权利要求18所述的投影机,其特征在于:
具备把上述光学装置收纳于相对于上述投影光学装置的规定位置上的由热传导性材料构成的光学部件用箱体;
构成上述光学装置的光调制元件,由多个构成;
构成上述光学装置的光调制元件保持体,与上述多个光调制元件对应地由多个构成;
上述光学装置,具备具有安装上述多个光调制元件保持体的多个光束入射侧端面、合成并出射由上述多个光调制元件调制后的各个色光的色合成光学装置;
构成上述光学装置的上游侧冷却流体贮存部的构成包括:被安装到上述色合成光学装置的与上述多个光束入射侧端面交叉的端面中的任意一方的端面上、通过上述多个流体循环部件将所贮存的冷却流体分支并送出到上述多个光调制元件保持体的每一个的由热传导性材料构成的流体分支部;
上述流体分支部,在把上述光学装置收纳于上述光学部件用箱体内时,能够进行热传导地与上述光学部件用箱体进行连接。
23.根据权利要求18所述的投影机,其特征在于:
上述光学装置,具备被配置在上述多个流体循环部件的上述冷却流体的流路中、通过上述多个流体循环部件把上述冷却流体压送到上述光调制元件保持体中并强制性地使上述冷却流体进行循环的流体压送部;
上述流体压送部,沿着上述投影光学装置的延伸方向配置在上述外装箱体内部。
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