【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロジェクタに関する。さらに詳しくは、液晶パネルなどの光変調装置の出射面側に配置される偏光板を冷却する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、光源から出射された光を複数の色光に分離し、その分離された各色光をそれぞれ液晶パネルなどの光変調装置で変調した後、プリズムで合成して投写するようにしたプロジェクタがある。この種のプロジェクタにおいては、投写画像のコントラストを高める等の目的から、光変調装置の出射側に、入射した光の所定の偏光成分を透過させ他を吸収する偏光板を配置する構成が主流となりつつある。かかる構成のプロジェクタにおいては、偏光板が光源からの光を吸収して発熱することから、近年の光源の高輝度化に伴って偏光板の温度上昇も一層高くなってきており、偏光板の効果的な冷却が重要な課題とされている。そこで、従来より、例えば、プロジェクタの外装ケースに空気取入口を設け、この空気取入口からファンにより外気を内部に取り入れて偏光板に吹き付けるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、偏光板の冷却を図る他の技術として、例えば偏光板を放熱性の高い透明放熱板に固着するとともに、偏光板と光変調装置との間に風路を形成し、この風路にファンにより空気を流すことにより冷却するようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１５９７８３号公報
【特許文献２】
特開２００２−２４４２１４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１の技術では、外部から吸気した空気に含まれる塵埃等が液晶パネルに付着して投写画像に画質劣化を生じるのを防止するため、空気取入口にフィルタが配置されている。このようにフィルタを配置すると、ファンの圧力損失が生じてしまい、十分な冷却効果を発揮することができない。これに対する対策として、ファンの回転数を上げて冷却能力を高める対応は、騒音が増大化するという別の問題が生じてしまう。
【０００６】
ところで、通常、各出射側偏光板の発熱量は、各色光毎にそれぞれ異なっている。具体的には緑色光と青色光にそれぞれ対応する各出射側偏光板は、赤色光に対応する出射側偏光板に比べて発熱量が多く、より一層の冷却が求められる。しかしながら、上記特許文献１及び特許文献２の技術では、冷却が必要な部分を効率的に冷却することができず、出射側偏光板の発熱量に応じた効果的な冷却が行われていなかった。
【０００７】
本発明はこのような点に鑑みなされたもので、高効率な冷却、騒音の低減を可能にすると共に、光変調装置の出射側の各偏光板の効果的な冷却を可能にしたプロジェクタを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るプロジェクタは、複数の色光をそれぞれ画像情報に従って変調する複数の光変調装置と、複数の光変調装置のそれぞれの出射面側に配置された偏光板と、光変調装置によって変調された複数の色光を合成する色合成光学装置と、これら本体を収納する筐体とを備えたプロジェクタであって、各偏光板の出射面に透明放熱板を固着し、色合成光学装置の上面又は／及び下面に各透明放熱板と熱的に導通する放熱ブロックを配置し、放熱ブロックを空冷するための冷却ファンを、プロジェクタの筐体内の他の空間とは気密に分離された空間でなる冷却室内に配置して、冷却ファンにより、プロジェクタの筐体外から冷却室内に外部空気を吸気して放熱ブロックに吹き付けた後、筐体外へ排気するようにしたものである。このように構成したことにより、冷却ファンによる気流が光変調装置に吹き付けられることがない。このため、外部空気をプロジェクタ内部に吸入する場合において、光変調装置への塵埃等の付着を防止するために通常必要とされていたフィルタが不要となる。このため、フィルタによる圧力損失が無く、高効率の冷却を行うことができる。よって、冷却不十分な場合のファン回転数増加といった対応が不要となり、騒音低減を図ることが可能となる。また、各偏光板の熱は、それぞれに対応する透明放熱板を介して放熱ブロックに集熱され、このとき、放熱ブロックでは、高温側から低温側に熱伝達が行われた上で放熱される。このため、各色光毎に冷却構造を設けたり、ファン制御を変えたりすることなく、各偏光板を効果的に冷却することができる。また、各偏光板に対して共用の冷却構造となるため、コスト低減および小型化を図ることが可能となる。
【０００９】
また、本発明に係るプロジェクタは、上記放熱ブロックの冷却室側の面に、放熱フィンを一体的に設けたものである。このように構成したことにより、放熱面積が増して高い放熱効果を得ることできる。
【００１０】
また、本発明に係るプロジェクタは、上記放熱フィンが、複数のピン状部材で構成されてなるものである。このように構成したことにより、乱流が発生してより一層放熱が促進され、更に高い放熱効果を得ることができる。
【００１１】
また、本発明に係るプロジェクタは、上記冷却室を、放熱ブロックと、プロジェクタの筐体に設けられた通気口との間をダクト部材によってつなげることによって形成するとともに、冷却室を、外部空気を吸気するための吸気流路と、吸気流路に連通する排気流路とに仕切るための仕切部材を冷却室内に配設したものである。このように構成したことにより、放熱フィンの熱を奪って温度の上昇した空気が外部の冷気と混ざるのを防止でき、効率の良い冷却を行うことが可能となる。
【００１２】
また、本発明に係るプロジェクタは、前記通気口が、前記筐体において前記放熱ブロックと対向する位置に形成されてなるものである。かかる構成により、冷却室を最も省スペースで構成でき、これにより吸気流路及び排気流路の短長化が可能となって、冷却効率の向上が可能となる。
【００１３】
また、本発明に係るプロジェクタは、上記仕切部材が、内部に空間を形成する枠状部を有し、枠状部の内部空間に、冷却ファンを放熱フィンの先端面と近接して対向するように支持するとともに、枠状部周縁部によってダクト部材の上側開口を、周状開口と、その内側の矩形開口とに区分して、冷却室内を周状開口に連通する空間と、矩形開口に連通する空間とに仕切り、これらの空間で吸気流路と排気流路とを構成するものである。このような構成で仕切部材を具体化することができる。
【００１４】
また、本発明に係るプロジェクタは、排気流路を介して排気される排気流の流速を上げるための絞り部が前記仕切部材に構成されてなるものである。このように構成することにより、排気口から排出される排気流の流速が早まるため、排気された空気が再び吸気口から吸入されるのを防止でき、冷却効率の向上が可能となる。
【００１５】
また、本発明に係るプロジェクタは、上記冷却ファンを軸流ファンとしたものである。このように、冷却ファンとして軸流ファンを用いることができる。軸流ファンを用いた場合、遠心ファンを用いる場合と比較して省スペースでの搭載が可能となり、冷却室の省スペース化に寄与でき、その結果、冷却効率の向上に寄与できる。
【００１６】
また、本発明に係るプロジェクタは、上記色合成光学装置の上面又は下面のうち、放熱ブロックが配置されていない側の面に、放熱ブロックとは別の放熱ブロックが、各透明放熱板と熱的に導通するように配置されてなり、また、前記別の放熱ブロックが色合成光学装置を含む光学系構成要素を支持する金属製の光学部品用筐体に固定されてなるてなるものである。このように構成したことにより、偏光板の熱を、前記別の放熱ブロックを介して光学部品用筐体から放熱することができ、さらに放熱効果を高めることができる。
【００１７】
また、本発明に係るプロジェクタは、上記各光変調装置が、それぞれ対応の透明放熱板に、透明放熱板との間に流路を形成するように断熱結合部材を介して固定されてなり、流路に送風するためのファンが備えられたものである。このように構成したことにより、偏光板と光変調装置とがそれぞれ別々の冷却手段によって効果的に冷却され、全体として効率の良い冷却を行うことができる。
【００１８】
また、本発明に係るプロジェクタは、上記光変調装置が、ＴＦＴ基板とＴＦＴ基板と対向する対向基板との間に液晶を封入してなる液晶パネルであるものである。このように光変調装置として、ＴＦＴ基板とＴＦＴ基板と対向する対向基板との間に液晶を封止してなる液晶パネルを用いることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
次に、本発明の好適な実施例について、添付図面を参照しながら説明する。
【００２０】
図１は、本発明に係るプロジェクタの外観図である。本例のプロジェクタ１の筐体としての外装ケース２は直方体形状をしている。この外装ケース２は、基本的には、アッパーケース３と、ロアーケース４と、装置前面を規定しているフロントケース５から構成されている。そして、フロントケース５の中央からは投写レンズユニット６の先端側の部分が突出している。
【００２１】
図２は、プロジェクタの外装ケースの内部における各構成部分の配置を示す図である。この図に示すように、外装ケース２の内部において、その後端側には電源ユニット７が配置されている。これよりも装置前側に隣接した位置には、光源ランプユニット８および光学ユニット９が配置されている。さらに、光学ユニット９の前側の中央には、投写レンズユニット６の基端側が位置している。
【００２２】
一方、光学ユニット９の一方の側には、装置前後方向に向けて入出力インタフェース回路が搭載されたインタフェース基板１１が配置され、これに平行に、ビデオ信号処理回路が搭載されたビデオ基板１２が配置されている。さらに、光源ランプユニット８および光学ユニット９の上側には、装置駆動制御用の制御基板１３が配置され、装置前端側の左右の角には、それぞれスピーカ１４Ｒ，１４Ｌが配置されている。
【００２３】
光学ユニット９の下方には、主に光変調装置としての後述の液晶パネルを冷却するための吸気ファン１５Ａが配置され、吸い込んだ空気を上方に向けて送風し、液晶パネルに吹き付けることで液晶パネルを空冷するようにしている。光学ユニット９は、プリズムユニット２０を備えており、プリズムユニット２０の上方にはダクトユニット１００が配置されている。また、ダクトユニット１００に対向するアッパーケース３の位置には、保護部材１６０で覆われた通気口３ａが形成されており、この通気口３ａは、ダクトユニット１００に外部空気を吸気する吸気口及びダクトユニット１００内の空気を排出する排出口の両方の役割を果たしている。これらプリズムユニット２０及びダクトユニット１００の構成については、以下で詳述する。また、光源ランプユニット８の裏面側である装置側面には排気ファン１６が配置されている。そして、電源ユニット７における基板１１，１２の端に面する位置には、吸気ファン１５Ａからの冷却用空気流を電源ユニット７内に吸引するための補助冷却ファン１７が配置されている。
【００２４】
以下、図３に基づき光学ユニット９および光学系の構成について説明する。
【００２５】
図３（Ａ）は、光学ユニットの部分を示す図である。この図に示すように、光学ユニット９は、その色合成手段を構成しているプリズムユニット２０以外の光学素子が、ＭｇやＡｌ等の金属からなる光学部品用筐体としての上下のライトガイド９０１，９０２の間に上下から挟まれて保持された構成となっている。上ライトガイド９０１および下ライトガイド９０２は、それぞれ、アッパーケース３およびロアーケース４の側に固定ねじにより固定されている。また、これらの上下のライトガイド９０１，９０２は、プリズムユニット２０の側に同じく固定ねじによって固定されている。
【００２６】
プリズムユニット２０は、ダイキャスト板である厚手のヘッド板３０の裏面に固定ねじによって固定されている。このヘッド板３０の前面には、投写手段としての投写レンズユニット６の基端側が同じく固定ねじによって固定されている。したがって、本例では、ヘッド板３０を挟み、プリズムユニット２０と投写レンズユニット６とが一体となるように固定された構造となっている。
【００２７】
図３（Ｂ）は、プロジェクタに組み込まれている光学系の概略構成を示す図である。本例の光学系は、光源ランプ８０５と、均一照明光学素子であるインテグレータレンズ９２１，９２２を有する均一照明光学系９２３と、この照明光学系９２３から出射される光束Ｗを、赤、緑、青の各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂに分離する色分離光学系９２４と、各色光束を変調する光変調素子としての３枚の液晶パネル４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂと、変調された色光束を再合成する色合成手段としてのプリズムユニット２０に備えられている色合成光学装置としてのダイクロイックプリズム２２と、合成された光束を投写面上に拡大投写する投写レンズユニット６から構成される。また、色分離光学系９２４によって分離された各色光束のうち、青色光束Ｂを対応する液晶パネル４０Ｂに導く導光系９２７を有している。
【００２８】
均一照明光学系９２３は、さらに、反射ミラー９３１を備えており、光源ランプ８０５からの出射光の光軸１ａを装置前方向に向けて直角に折り曲げるようにしている。このミラー９３１を挟み、インテグレータレンズ９２１，９２２が前後に直交する状態に配置されている。
【００２９】
色分離光学系９２４は、青緑反射ダイクロイックミラー９４１と、緑反射ダイクロイックミラー９４２と、反射ミラー９４３から構成される。まず、青緑反射ダイクロイックミラー９４１において、均一照明光学系９２３を通った光束Ｗのうち、そこに含まれている青色光束Ｂおよび緑色光束Ｇが直角に反射されて、緑反射ダイクロイックミラー９４２の側に向かう。赤色光束Ｒは、このミラー９４１を通過して、後方の反射ミラー９４３で直角に反射されて、赤色光束の出射部９４４から色合成光学系の側に出射される。次に、緑反射ダイクロイックミラー９４２において、ミラー９４１において反射された青および緑の光束Ｂ、Ｇのうち、緑色光束Ｇのみが直角に反射されて、緑色光束の出射部９４５から色合成光学系の側に出射される。このミラー９４２を通過した青色光束Ｂは、青色光束の出射部９４６からリレー光学系９２７の側に出射される。本例では、均一照明光学素子の光束の出射部から、色分離光学系９２４における各色光束の出射部９４４，９４５，９４６までの距離が全てほぼ等しくなるように設定されている。
【００３０】
色分離光学系９２４の赤色光束及び緑色光束の出射部９４４，９４５の出射側には、それぞれ集光レンズ９５１，９５２が配置されている。したがって、各出射部から出射した赤色光束及び緑色光束は、これらの集光レンズ９５１，９５２に入射して平行化される。
【００３１】
平行化された赤色および緑色の光束Ｒ、Ｇは、偏光板６０Ｒ，６０Ｇによって偏光方向が揃えられた後、液晶パネル４０Ｒ，４０Ｇに入射して変調され、各色光に対応した画像情報が付加される。すなわち、これらの液晶パネル４０Ｒ，４０Ｇは、図示していない駆動手段によって画像情報に対応する画像信号によってスイッチング制御され、これにより、ここを通過する各色光の変調が行われる。このような駆動手段は、公知の手段をそのまま使用することができる。
【００３２】
一方、青色光束Ｂは、リレー光学系９２７を介し、さらに、偏光板６０Ｂによって偏光方向が揃えられた後、対応する液晶パネル４０Ｂに導かれて、ここにおいて、同様に画像情報に応じて変調が施される。
【００３３】
リレー光学系９２７は、集光レンズ９７４と入射側反射ミラー９７１と、出射側反射ミラー９７２と、これらのミラー間に配置した中間レンズ９７３と、液晶パネル４０Ｂの手前側に配置した集光レンズ９５３から構成される。各色光束の光路の長さ、すなわち、光源ランプ８０５から各液晶パネルまでの距離は、青色光束Ｂが最も長くなり、したがって、この光束の光量損失が最も多くなる。しかし、リレー光学系９２７を介在させることにより、光量損失を抑制できる。
【００３４】
各液晶パネル４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂを通って変調された各色光束は、偏光板６１Ｒ，６１Ｇ，６１Ｂに入射し、これを透過した光がプリズム合成体２２に入射され、ここで合成される。本例では、ダイクロイックプリズムからなるプリズム合成体２２を用いて色合成光学系を構成している。ここで合成されたカラー画像は、投写レンズユニット６を介して、所定の位置にある投写面１０上に拡大投写される。
【００３５】
次に、本発明の特徴部分の詳細な構成を含む、偏光板付近の基本的な構成について説明する。
【００３６】
図４は、本発明の実施の形態１のプロジェクタの偏光板付近の構成を示した要部断面図である。図５は、図４のプリズムユニットの斜視図、図６は、図５の分解斜視図である。以下の説明において、液晶パネルユニット及びその固定構造については特に緑色用の液晶パネルユニットを代表して説明するが、赤色用液晶パネルユニット、青色用液晶パネルユニットも同様の構造である。
【００３７】
プリズムユニット２０は、略直角二等辺三角形の断面をした４個のプリズムを、それらの斜面を相互に接合することによって構成された直方体形状のプリズム合成体２２を備えている。プリズム合成体２２の上面及び下面には、それぞれアルミニウム等の熱伝導率が高い金属により構成された放熱ブロック２３、２４が接着等の手段により固定されている。そして、下面側の放熱ブロック２３は、下ライトガイド９０２に固定ピン２５により取付固定されている。
【００３８】
上面側の放熱ブロック２４は、その上面（後述の冷却室１２０側の面に相当）に複数のピン状の放熱フィン２４ａが一体的に形成されている。複数の放熱フィン２４ａのうち、ほぼ中央部に形成された放熱フィンはその他の放熱フィンよりも高さが短く形成され、後述する冷却ファン１３０を収容するためのファン収容空間２４ｂを構成している。なお、各放熱フィン２４ａのピン形状は、ここでは円柱状となっており、その配置はマトリックス状となっているが、この構成に限られたものではなく、例えば形状を薄板短冊状とし、中央部から放射状に配置するなどとしてもよく、要は、後述の冷却ファン１３０からの空気に乱流を生じさせ、放熱効果を向上させることが可能な構成であれば良い。
【００３９】
プリズム合成体２２の入射側及び出射側となる四方の側面には、それぞれ、サファイヤや水晶などの熱伝導性の高い透明基板で構成される透明放熱板２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂ、２６が固着されている。透明放熱板２６Ｇの入射面側には、偏光板６１Ｇが貼着されている。透明放熱板２６Ｇは、プリズム合成体２２の上下方向の長さよりも長い高さ寸法を有し、また、放熱ブロック２３、２４は、プリズム合成体２２との接触面方向の外形寸法がプリズム合成体２２の同方向の外形寸法よりもやや小さく形成されており、透明放熱板２６Ｒと放熱ブロック２３との間にはそれぞれ隙間が形成されている。この各隙間には、それぞれ熱伝導性及びゴム性を有する板状のシート部材２７、２８がそれぞれ介装され、かかる構成により、透明放熱板２６Ｇと放熱ブロック２３、２４とが熱的に導通がとれるように接続されている。
【００４０】
ここで、シート部材２７、２８はゴム性を有することから、透明放熱板２６Ｇと放熱ブロック２３、２４との密着性が良く、熱伝導が効率良く行われるようになっている。また、４枚の透明放熱板２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂ、２６の上面には、放熱ブロック２４の周囲を枠状に囲む圧接部材２９が固着されている。この圧接部材２９は伝導性及びゴム性を有するもので構成されている。
【００４１】
また、透明放熱板２６Ｇの入射面側には、流路７０を有して液晶パネルユニット５０Ｇが断熱性の結合部材７１を介して取り付られている。このように、断熱性の結合部材７１によって両者を固定する構造とすることで、液晶パネル４０Ｇで発生する熱と比較して格段に高い熱を発生する偏光板６１Ｇの熱が、液晶パネルユニット５０Ｇ側に伝達されるのを防止することができるようになっている。
【００４２】
液晶パネルユニット５０Ｇは、液晶パネル４０Ｇと、液晶パネル４０Ｇの入射面及び出射面に配置された２枚の防塵ガラス５２、５３とが枠体５１内によって支持された構成を有している。液晶パネル４０Ｇは、本例ではＴＦＴ基板４１とこのＴＦＴ基板４１に対向する対向基板４２との間に図示しない液晶を封入した構成のものを用いている。また、ＴＦＴ基板４１と対向基板４２との間の上部から上方に向けては、配線用のフレキシブルケーブル５４が延びている。なお、液晶パネルユニット５０Ｒ、５０Ｂも液晶パネルユニット５０Ｇと同一構造となっている。
【００４３】
各液晶パネルユニット５０Ｒ、５０Ｇ、５０Ｂの下方に対応する下ライトガイド９０２の位置には、開口９０２ａが設けられている。この開口９０２ａの下方に前述の吸気ファン１５Ａ（図２（Ｂ）参照）が位置しており、吸気ファン１５Ａからの空気が、この開口９０２ａからプリズムユニット２０側に導入され、流路７０を通過して上ライトガイド９０１に設けられた開口９０１ａから排出されるようになっている。このように、流路７０を通過する空気により液晶パネル４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂが空冷される。また、吸気ファン１５Ａからの空気は、偏光板６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂ及び下ライトガイド９０２にも接触し、偏光板６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂに対する冷却効果も果たしている。
【００４４】
放熱ブロック２４の上部には、本発明の特徴部分であるダクトユニット１００が設けられている。ダクトユニット１００は、放熱ブロック２４とアッパーケース３において放熱ブロック２４と対向する位置に設けられた通気口３ａとの間をつなぐダクト部材１１０と、ダクト部材１１０によって形成される内部空間（冷却室）１２０内に配置され、放熱ブロック２４を空冷するための冷却ファン１３０と、この冷却ファン１３０を支持すると共に、冷却室１２０内を吸気流路１２１と排気流路１２２に仕切るための仕切部材１４０とを備えている。そして、冷却ファン１３０により放熱ブロック２４を空冷することで、偏光板６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂの冷却を図るものである。ダクトユニット１００の構成について、次の図で詳細に説明する。
【００４５】
図７は、図４のダクトユニットの分解斜視図である。
ダクト部材１１０は、内部に空間（冷却室１２０）を形成する枠状部１１１を有し、枠状部１１１の上端部周囲には、ダクト部材１１０をアッパーケース３に設けられた通気口３ａに接続するための接続面１１２が形成されている。接続面１１２の左右には、このダクト部材１１０をアッパーケース３に装着するための固定ねじ１１６が挿入される貫通孔１１３が穿設されている。また、接続面１１２の４つの角部には、仕切部材１４０の後述の４本の支持アーム１４３が係合される凹溝１１４がそれぞれ形成されている。この４本の凹溝１１４のうち一方の対角線（ここでは右上がりの対角線）上の２つの凹溝１１４には、固定ねじ１１７が螺入されるねじ穴１１５が形成されている。
【００４６】
冷却ファン１３０は、ここでは回転軸方向に空気を送風する軸流ファンで構成されている。冷却ファン１３０の外形形状は、矩形状を成しており、四隅にはファン固定ねじ１３２が挿通する挿通孔１３１が形成されている。
【００４７】
仕切部材１４０は、内部に空間を形成する枠状部１４１を有し、この枠状部１４１において上下に貫通する開口は、冷却ファン１３０の外形形状よりもやや大きく形成されている。そして、枠状部１４１の内周面の下部側部分には、冷却ファン１３０を支持固定するためのファン固定面１４２が周設されており、このファン固定面１４２の四隅には、冷却ファン１３０の挿通孔１３１を挿通したファン固定ねじ１３２が螺入されるねじ穴１４２ａが形成されている。この構成により、冷却ファン１３０が仕切部材１４０の枠状部１４１の上側開口から挿入され、ファン固定面１４２に載置された状態で固定ねじ１３２により固定されるようになっている。なお、冷却ファン１３０は、ここでは吸気側が下方を向くようにファン固定面１４２に固定される。
【００４８】
また、仕切部材１４０の枠状部１４１の上端部には、この仕切部材１４０をダクト部材１１０に吊り下げ支持するための４本の支持アーム１４３が放射状に延在されている。この支持アーム１４３はここでは枠状部１４１の４つの角部から延設されており、ダクト部材１１０の凹溝１１４に嵌合されて、仕切部材１４０をダクト部材１１０に対して吊り下げ支持されるようになっている。支持アーム１４３には、ダクト部材１１０の凹溝１１４のねじ穴１１５に対応する位置に貫通孔１４４が形成されており、この貫通孔１４４とダクト部材１１０のねじ穴１１５に固定ねじ１１７を螺合することにより、仕切部材１４０がダクト部材１１０に固定されるようになっている。
【００４９】
以上のような構成のダクトユニット１００は、図８に示すように、アッパーケース３に設けられた通気口３ａから挿入される。そして、通気口３ａの周囲に設けられた受座面３ｂにダクト部材１１０の接続面１１２が載置され、その状態で２本の固定ねじ１１６を、ダクト部材１１０の左右の貫通孔１１３と、この貫通孔１１３に対応する受座面３ｂ上のねじ穴３ｃに締め付け固定することで、アッパーケース３に取り付けられる。ここで、固定ねじ１１６により締め付け固定する際に、ダクト部材１１０の下端面が圧接部材２９（図４参照）に押し込まれ、これにより、ダクト部材１１０の内部に、プロジェクタ１内の他の空間とは完全に気密に分離された冷却室１２０が構成されるようになっている。
【００５０】
ここで、仕切部材１４０の４本の支持アーム１４３は、それぞれ同じ長さで構成され、枠状部１４１が冷却室１２０のほぼ中央部に位置するようなっている。枠状部１４１は、その周縁部（上端周縁部）で、ダクト部材１２０の上側開口を周状開口と、その内側の矩形開口とに区分するとともに、冷却室１２０を、周状開口に連通する空間（仕切部材１４０とダクト部材１１０との間の中心断面ほぼ凹字状の空間）と、その空間の内側に形成され、前記矩形開口に連通する矩形状空間とに区分している。仕切部材１４０内部の矩形の空間に装着された冷却ファン１３０は、ここでは吸気側が下方を向くように仕切部材１４０に固定されることから、周状開口が吸気口１５０、凹字状の空間が吸気流路１２１として機能し、矩形開口が排気口１５１、矩形状空間が排気流路１２２として機能するようになっている。なお、冷却ファン１３０は、複数の放熱フィン２４ａの中央部に形成されたファン収容空間２４ｂに収容され、放熱フィン２４ａの先端面と近接して対向した状態で配置されるようになっている。
【００５１】
そして、図８に示すように、通気口３ａは保護部材１６０によって覆われ、ダクトユニット１００を構成する各部を保護すると共に、誤って指等が入るのを防止している。この保護部材１６０は、外部空気を吸入及び排出するための複数の開口１６１が格子状に形成された構成となっている。なお、保護部材１６０は、外気吸入に際し、さほどの通風抵抗にならないように形成されたルーバーで構成するようにしてもよい。
【００５２】
以下、本実施の形態１の偏光板の冷却動作について説明する。なお、３枚の偏光板６１Ｒ，６１Ｇ，６１Ｂの冷却動作は同じであるため、ここでは、緑色用の偏光板Ｇを代表して説明する。なお、必要な場合には、適宜、赤色用、青色用の偏光板６１Ｒ、６１Ｂについても説明する。
【００５３】
偏光板６１Ｇの熱は、透明放熱板２６Ｇに伝達され、透明放熱板２６Ｇから放熱ブロック２３、２４に伝達される。下部側の放熱ブロック２３に伝達された偏光板６１Ｇの熱は、上述したように下ライトガイド９０２に伝達され、冷却ファン１３０（図２参照）からの空気により放熱される。また、流路７０を通過する冷却ファン１３０からの空気が偏光板６１Ｇに直接接触することによっても放熱される。
【００５４】
一方、上部側の放熱ブロック２４に伝達された熱は、ダクトユニット１００により構成された冷却室１２０において冷却される。すなわち、冷却ファン１３０の駆動により、吸気口１５０からダクトユニット１００内に外部空気が吸気される。そして、吸気された空気は、吸気流路１２１を通って図４の矢印で示すように流れ、放熱フィン２４ａを有する放熱ブロック２４に吹き付けられる。ここで、放熱ブロック２４に吹き付けられた空気は、ピン状に形成された放熱フィン２４ａによって乱流となって放熱フィン２４ａの放熱を効果的に行う。そして、放熱フィン２４ａによって温度が上昇した空気は、排気流路１２２を通って排気口１５１から外部に排出される。
【００５５】
ここで、本例の特徴の一つとしては、冷却室１２０がプロジェクタ１内の他の空間部分とは完全に気密に分離された空間で構成されていることにある。すなわち、冷却ファン１３０による気流は、液晶パネル４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂに吹き付けられることが無い。このため、従来より、外部空気をプロジェクタ１内部に吸入する場合において、液晶パネル４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂへの塵埃等の付着を防止するために通常必要とされていたフィルタが不要となる。すなわち、通気口３ａを覆う保護部材１６０にフィルタが不要で、単に複数の開口が形成された構成で良い。このため、フィルタによる圧力損失が無く、高効率の冷却を行うことができる。よって、冷却不十分な場合のファン回転数増加といった対応が不要となり、騒音低減を図ることが可能となる。
【００５６】
また、本実施の形態１の構成によれば、各色光用の偏光板６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂの熱が、それぞれに対応する透明放熱板２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂを介して放熱ブロック２３、２４に集熱される。ここで、緑色光と青色光に対応する偏光板６１Ｇ、６１Ｂは、上述したように赤色光に対応する偏光板６１Ｒに比べて発熱量が多く高温となるが、その熱は、放熱ブロック２３、２４において低温側に伝達された上で放熱される。このため、各色光毎に冷却構造を設けたり、ファン制御を変えたりすることなく、各色光用の偏光板６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂを効果的に冷却することができる。また、各色光用の偏光板６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂに対して共用の冷却構造となるため、コスト低減および小型化を図ることが可能となる。
【００５７】
また、放熱ブロック２４には、放熱フィン２４ａが一体的に設けられているため、放熱面積が増して高い放熱効果を得ることできる。また、本例では、放熱フィン２４ａの近傍に冷却ファン１３０が設けられているため、更に放熱が促進され、放熱効果を高めることができる。また、各放熱フィン２４ａはピン状に形成されているため、乱流が発生してより一層放熱が促進され、更に高い放熱効果が得られている。
【００５８】
また、冷却室１２０内部が、吸気流路１２１と、吸気流路１２１に連通する排気流路１２２とに仕切られているため、放熱フィン２４ａの熱を奪って温度の上昇した空気が、外部の冷気と混ざるのを防止でき、効率のよい空冷を行うことが可能となっている。
【００５９】
また、アッパーケース３の通気口３ａが、外装ケース２において放熱ブロック２４と対向する位置に形成されているので、冷却室１２０を最も省スペースで構成することができる。これにより吸気流路１２１及び排気流路１２２の短長化が可能となり、外部の冷気の取り込みと冷却室１２０内の温気の排出が容易となって高い冷却効果を得ることができる。
【００６０】
また、本例においては、冷却ファン１３０に軸流ファンを用いたため、回転軸方向から空気を吸引して回転軸の径方向に送風する遠心ファンを用いる場合と比較して省スペースでの搭載が可能となる。よって、冷却室１２０の省スペース化に寄与でき、その結果、冷却効率の向上に寄与できる。
【００６１】
また、本例では、冷却ファン１３０を、複数の放熱フィン２４ａの中央部に形成されたファン収容空間２４ｂに配置したため、冷却ファン１３０の回転により吸引された空気が、図４の矢印に示したように、各放熱フィン２４ａそれぞれの基端部から先端部の全体を通過する。このため、各放熱フィン２４ａの全体が放熱に寄与し、より一層高い放熱効果が得られる。本例のようにファン収容空間２４ｂを形成せずに、例えば全ての放熱フィン２４ａを同一の高さ寸法を有するように形成し、中央部の放熱フィンの先端面に対向するように冷却ファン１３０を配置した場合には、冷却ファン１３０によって吸気された空気は、中心部の放熱フィン２４ａの基端部には接触することなく通過することになり、基端部は放熱に寄与しない。このため、放熱フィン全体の放熱性能が低下してしまう。これに対し、本例の構成は、上述したように高い放熱効果を得る上で有効である。
【００６２】
また、冷却ファン１３０は、放熱フィン２４ａに近接して対向配置されているため、言い換えれば冷却室１２０においてアッパーケース３の通気口３ａから離れた位置に配置されているため、冷却ファン１３０による騒音が通気口３ａから外部に漏れにくく、騒音低減を図ることができる。
【００６３】
また、本例においては、液晶パネル４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂを断熱性の結合部材７１を介して透明放熱板２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂに接続し、偏光板６１Ｒ，６１Ｇ，６１Ｂの熱が液晶パネル４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂに伝達しない構成とした。そして、偏光板６１Ｒ，６１Ｇ，６１Ｂと、液晶パネル４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂとを、それぞれ別々の冷却手段によって冷却するようにしたため、それぞれが、対応の冷却手段によって効果的に冷却され、全体として効率の良い冷却を行うことができる。
【００６４】
実施の形態２．
図９は、実施の形態２のプロジェクタの要部断面図である。
本実施の形態２は、仕切部材１４０の内周面に、排気流路１２２の流路断面積を絞るための絞り部１７０を一体的に周設したものである。その他の構成は実施の形態１と同様である。
このように構成したことにより、実施の形態１とほぼ同様の作用効果が得られるとともに、絞り部１７０によって、排気口１５１から排出される排気流の流速が早まるため、排気された空気が再び吸気口１５０から吸入されるのを防止でき、冷却効果の向上を図ることが可能となる。
【００６５】
なお、上記各実施の形態では、ダクトユニット１００をプリズム合成体２２の上面に配置する構成を例示したが、放熱ブロック２３に放熱フィンを形成してプリズム合成体２２の下面側に配置するように構成してもよい。また、プリズム合成体２２の上面及び下面の両方にダクトユニット１００を設けるようにしてもよい。
【００６６】
また、上記各実施の形態では、周状開口を吸気口とし、その内側の矩形開口を排気口としたが、冷却ファン１３０を上下反転させて配置し、内側矩形開口から吸気して外側の周状開口から排気するようにしてもよい。
【００６７】
また、上記各実施の形態においては、仕切部材１４０を枠状部材で構成した場合を示したが、１枚の仕切板で構成し、この仕切板を、ダクト部材１１０の上部開口を中央部で２つに仕切るように配置して、冷却室１２０内にほぼＵターン状の流路を形成するようにしてもよい。この場合、冷却ファン１３０は、仕切板とダクト部材１１０との間の２つの空間のうちの何れか一方に配置すればよい。
【００６８】
また、上記実施の形態では、透過型の液晶パネルを用いたプロジェクタに本発明を適用した場合を例に説明したが、本発明は、反射型の液晶パネルを用いたプロジェクタにも適用することが可能である。ここで、「透過型」とは、液晶パネルが光を透過するタイプであることを意味しており、「反射型」とは液晶パネルが光を反射するタイプであることを意味している。
【００６９】
また、本実施の形態においては、光変調装置として液晶パネルを用いた例を示したが、これに限られたものではなく、例えばマイクロミラーを用いても良く、マイクロミラーを用いたプロジェクタに本発明を適用することも可能である。
【００７０】
さらに、投写型のプロジェクタとしては、投写像を観察する方向から投写を行う前面投写型プロジェクタと、投写像を観察する方向とは反対側から投写を行う背面投写型プロジェクタとがあるが、本発明は、その何れにも適用可能である。
【００７１】
また、上記実施の形態では、３つの液晶パネルを用いたいわゆる３板方式のプロジェクタに本発明を適用した場合を例に示したが、これに限られず、例えば液晶パネルを２枚又は４枚用いた２板方式又は４板方式のプロジェクタに本発明を適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプロジェクタの外観を示す図。
【図２】図１の外装ケースの内部における各構成部分の配置を示す図。
【図３】（Ａ）光学レンズユニットと投写レンズユニットの部分を取り出して示す図、（Ｂ）光学系の概略構成図。
【図４】本発明の実施の形態１のプロジェクタの要部断面図。
【図５】図４のプリズムユニットの斜視図。
【図６】図５の分解斜視図。
【図７】図４のダクトユニットの分解斜視図。
【図８】ダクトユニットの取付説明図。
【図９】実施の形態２のプロジェクタの要部断面図。
【符号の説明】
１ プロジェクタ、２ 外装ケース（筐体）、３ａ 通気口、１５Ａ 吸引ファン、２２ プリズム合成体（色合成光学装置）、２３，２４ 放熱ブロック、２４ａ 放熱フィン、２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｇ 透明放熱板、４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂ 液晶パネル、４２ ＴＦＴ基板、４４ 対向基板、７０ 流路、７１ 結合部材、１００ ダクトユニット、１１０ ダクト部材、１２０ 冷却室、１２１ 吸気流路、１２２ 排気流路、１３０ 冷却ファン、１４０ 仕切部材、１４１ 枠状部、１４３ 支持アーム、１５０ 吸気口、１５１ 排気口、９０１，９０２ ライトガイド（光学部品用筐体）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a projector. More specifically, the present invention relates to a technique for cooling a polarizing plate disposed on an emission surface side of a light modulation device such as a liquid crystal panel.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there is a projector that separates light emitted from a light source into a plurality of color lights, modulates each of the separated color lights with a light modulation device such as a liquid crystal panel, and then combines and projects with a prism. . In this type of projector, for the purpose of enhancing the contrast of a projected image and the like, a configuration in which a polarizing plate that transmits a predetermined polarization component of incident light and absorbs other components is arranged on an emission side of the light modulation device is mainstream. It is getting. In the projector having such a configuration, since the polarizing plate absorbs light from the light source and generates heat, the temperature rise of the polarizing plate has been further increased with the recent increase in brightness of the light source, and the effect of the polarizing plate has been increased. Cooling is an important issue. Therefore, conventionally, for example, there is a projector in which an air intake is provided in an exterior case of a projector, and outside air is taken into the inside from the air intake by a fan and is blown onto a polarizing plate (for example, see Patent Document 1).
[0003]
Other techniques for cooling the polarizing plate include, for example, fixing the polarizing plate to a transparent heat radiating plate having a high heat dissipation property, and forming an air passage between the polarizing plate and the light modulation device. There is an apparatus that cools by flowing air (for example, see Patent Document 2).
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2001-159873 A
[Patent Document 2]
JP-A-2002-244214
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the technique of Patent Document 1, a filter is provided at an air intake to prevent dust and the like contained in air taken in from the outside from adhering to a liquid crystal panel and causing deterioration in image quality of a projected image. When the filters are arranged in this manner, pressure loss of the fan occurs, and a sufficient cooling effect cannot be exerted. As a countermeasure against this, if the number of rotations of the fan is increased to increase the cooling capacity, another problem of increasing noise occurs.
[0006]
By the way, generally, the calorific value of each output side polarizing plate differs for each color light. More specifically, the emission-side polarizing plates corresponding to green light and blue light, respectively, generate more heat than the emission-side polarizing plates corresponding to red light, and further cooling is required. However, in the techniques of Patent Literature 1 and Patent Literature 2, a portion requiring cooling cannot be efficiently cooled, and effective cooling according to the calorific value of the emission-side polarizing plate has not been performed. .
[0007]
The present invention has been made in view of such a point, and provides a projector that enables high-efficiency cooling and noise reduction, and also enables effective cooling of each polarizing plate on the emission side of a light modulation device. The purpose is to do.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The projector according to the aspect of the invention includes a plurality of light modulators that modulate a plurality of color lights according to image information, a polarizing plate disposed on an emission surface side of each of the plurality of light modulators, and a light modulator that is modulated by the light modulator. A projector comprising a color synthesizing optical device for synthesizing a plurality of color lights and a housing for accommodating the main body, wherein a transparent heat radiating plate is fixed to an emission surface of each polarizing plate, and an upper surface or / and / or A cooling fan for air-cooling the heat-dissipating block, and a cooling fan, which is a space that is air-tightly separated from other spaces in the housing of the projector. The cooling fan draws external air into the cooling chamber from outside the housing of the projector, blows the air to the heat radiation block, and then exhausts the air outside the housing. With this configuration, the airflow from the cooling fan is not blown to the light modulation device. For this reason, when external air is sucked into the projector, a filter that is normally required to prevent dust and the like from adhering to the light modulation device becomes unnecessary. Therefore, there is no pressure loss due to the filter, and high-efficiency cooling can be performed. Therefore, it is not necessary to take measures such as increasing the number of rotations of the fan when cooling is insufficient, and it is possible to reduce noise. Further, the heat of each polarizing plate is collected by the heat radiating block via the corresponding transparent heat radiating plate. At this time, the heat radiating block radiates heat from the high temperature side to the low temperature side. . Therefore, each polarizing plate can be effectively cooled without providing a cooling structure for each color light or changing fan control. Further, since the cooling structure is shared for each polarizing plate, cost reduction and size reduction can be achieved.
[0009]
In the projector according to the present invention, a radiating fin is integrally provided on a surface of the radiating block on a cooling chamber side. With this configuration, the heat radiation area can be increased and a high heat radiation effect can be obtained.
[0010]
Further, in the projector according to the present invention, the radiating fin is configured by a plurality of pin-shaped members. With this configuration, a turbulent flow is generated to further promote heat radiation, and a higher heat radiation effect can be obtained.
[0011]
In the projector according to the present invention, the cooling chamber is formed by connecting a heat radiation block and a vent provided in a housing of the projector by a duct member, and the cooling chamber is configured to take in external air. In the cooling chamber, there is provided a partition member for partitioning into an intake passage for performing the operation and an exhaust passage communicating with the intake passage. With this configuration, it is possible to prevent the air whose temperature has risen by removing the heat of the radiation fins from being mixed with the cool air outside, and to perform efficient cooling.
[0012]
Further, in the projector according to the present invention, the vent hole is formed in the housing at a position facing the heat dissipation block. With such a configuration, the cooling chamber can be configured in the most space-saving manner, whereby the lengths of the intake passage and the exhaust passage can be shortened, and the cooling efficiency can be improved.
[0013]
In the projector according to the aspect of the invention, the partition member may have a frame-shaped portion that forms a space therein, and the cooling fan may be opposed to the internal space of the frame-shaped portion in close proximity to a distal end surface of the radiation fin. The upper opening of the duct member is divided into a circumferential opening and a rectangular opening inside the duct member by a peripheral portion of the frame-shaped portion, and a space communicating with the circumferential opening in the cooling chamber and a rectangular opening. And an intake passage and an exhaust passage are formed by these spaces. With such a configuration, the partition member can be embodied.
[0014]
Further, in the projector according to the present invention, a diaphragm for increasing the flow velocity of the exhaust gas exhausted through the exhaust passage is formed in the partition member. With this configuration, the flow rate of the exhaust gas discharged from the exhaust port is increased, so that the exhausted air can be prevented from being sucked again from the intake port, and the cooling efficiency can be improved.
[0015]
In the projector according to the present invention, the cooling fan is an axial fan. Thus, an axial fan can be used as a cooling fan. When an axial fan is used, it can be mounted in a smaller space than when a centrifugal fan is used, and it can contribute to space saving of a cooling room, and as a result, it can contribute to improvement of cooling efficiency.
[0016]
Further, in the projector according to the present invention, a heat radiation block different from the heat radiation block is provided on each of the upper surface or the lower surface of the color synthesizing optical device on the side where the heat radiation block is not disposed. And the other heat-dissipating block is fixed to a metal optical component housing that supports an optical system component including a color synthesizing optical device. With this configuration, the heat of the polarizing plate can be dissipated from the optical component casing via the another heat dissipation block, and the heat dissipation effect can be further enhanced.
[0017]
Further, in the projector according to the present invention, each of the light modulators is fixed to the corresponding transparent heat radiating plate via an adiabatic coupling member so as to form a flow path between the light modulating device and the transparent heat radiating plate. A fan for blowing air to the road is provided. With this configuration, the polarizing plate and the light modulation device are effectively cooled by separate cooling units, respectively, and efficient cooling can be performed as a whole.
[0018]
Further, in the projector according to the present invention, the light modulation device is a liquid crystal panel in which liquid crystal is sealed between a TFT substrate and a counter substrate facing the TFT substrate. As described above, a liquid crystal panel in which liquid crystal is sealed between a TFT substrate and a counter substrate facing the TFT substrate can be used as the light modulation device.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
Next, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0020]
FIG. 1 is an external view of a projector according to the present invention. The outer case 2 as a housing of the projector 1 of this example has a rectangular parallelepiped shape. The outer case 2 basically includes an upper case 3, a lower case 4, and a front case 5 which defines the front of the apparatus. The front end portion of the projection lens unit 6 projects from the center of the front case 5.
[0021]
FIG. 2 is a diagram showing an arrangement of each component in the exterior case of the projector. As shown in this figure, a power supply unit 7 is disposed at the rear end side inside the outer case 2. A light source lamp unit 8 and an optical unit 9 are arranged at a position adjacent to the front side of the apparatus. Further, at the center of the front side of the optical unit 9, the base end side of the projection lens unit 6 is located.
[0022]
On the other hand, on one side of the optical unit 9, an interface board 11 on which an input / output interface circuit is mounted is arranged in the front-rear direction of the apparatus, and in parallel with this, a video board 12 on which a video signal processing circuit is mounted is provided. Are located. Further, a control board 13 for controlling the drive of the apparatus is disposed above the light source lamp unit 8 and the optical unit 9, and speakers 14R and 14L are disposed at the left and right corners on the front end side of the apparatus.
[0023]
Below the optical unit 9, an intake fan 15A mainly for cooling a liquid crystal panel, which will be described later, as a light modulation device is arranged, and blows the sucked air upward and blows the liquid crystal panel to blow the liquid crystal panel. Air cooling. The optical unit 9 includes a prism unit 20, and a duct unit 100 is disposed above the prism unit 20. At the position of the upper case 3 facing the duct unit 100, a ventilation port 3a covered with a protection member 160 is formed. The ventilation port 3a is provided with an intake port for taking in external air to the duct unit 100, and It serves as both a discharge port for discharging air from the duct unit 100. The configurations of the prism unit 20 and the duct unit 100 will be described in detail below. An exhaust fan 16 is disposed on the side of the apparatus, which is the back side of the light source lamp unit 8. An auxiliary cooling fan 17 for drawing the cooling airflow from the intake fan 15A into the power supply unit 7 is disposed at a position facing the ends of the substrates 11 and 12 in the power supply unit 7.
[0024]
Hereinafter, the configurations of the optical unit 9 and the optical system will be described with reference to FIG.
[0025]
FIG. 3A is a diagram illustrating a portion of the optical unit. As shown in this figure, the optical unit 9 has an upper and lower light guide 901 as an optical component housing made of a metal such as Mg or Al. , 902 are held between upper and lower sides. The upper light guide 901 and the lower light guide 902 are fixed to the upper case 3 and the lower case 4 by fixing screws, respectively. These upper and lower light guides 901 and 902 are similarly fixed to the prism unit 20 side by fixing screws.
[0026]
The prism unit 20 is fixed to the back surface of a thick head plate 30, which is a die-cast plate, with fixing screws. On the front surface of the head plate 30, the base end side of a projection lens unit 6 as a projection means is fixed by fixing screws. Therefore, in the present example, the prism unit 20 and the projection lens unit 6 are fixed so as to be integrated with the head plate 30 interposed therebetween.
[0027]
FIG. 3B is a diagram illustrating a schematic configuration of an optical system incorporated in the projector. The optical system of this example includes a light source lamp 805, a uniform illumination optical system 923 having integrator lenses 921 and 922, which are uniform illumination optical elements, and a light beam W emitted from the illumination optical system 923, for red, green, and blue. A color separation optical system 924 for separating the color light fluxes R, G, and B, three liquid crystal panels 40R, 40G, and 40B as light modulation elements for modulating the color light fluxes, and a color for recombining the modulated color light fluxes. It is composed of a dichroic prism 22 as a color combining optical device provided in a prism unit 20 as a combining means, and a projection lens unit 6 for enlarging and projecting a combined light beam on a projection surface. In addition, it has a light guide system 927 for guiding the blue light beam B among the respective color light beams separated by the color separation optical system 924 to the corresponding liquid crystal panel 40B.
[0028]
The uniform illumination optical system 923 further includes a reflection mirror 931 so that the optical axis 1a of the light emitted from the light source lamp 805 is bent at a right angle toward the front of the device. With the mirror 931 interposed therebetween, the integrator lenses 921 and 922 are arranged to be orthogonal to the front and rear.
[0029]
The color separation optical system 924 includes a blue-green reflecting dichroic mirror 941, a green reflecting dichroic mirror 942, and a reflecting mirror 943. First, in the blue-green reflecting dichroic mirror 941, the blue light beam B and the green light beam G included in the light beam W that has passed through the uniform illumination optical system 923 are reflected at a right angle to the green reflecting dichroic mirror 942. Head for. The red light flux R passes through the mirror 941, is reflected at a right angle by the rear reflection mirror 943, and is emitted from the emission section 944 of the red light flux toward the color combining optical system. Next, in the green reflection dichroic mirror 942, only the green light flux G of the blue and green light fluxes B and G reflected by the mirror 941 is reflected at a right angle, and the green light flux emission part 945 of the color combining optical system. Emitted to the side. The blue light flux B that has passed through the mirror 942 is emitted from the emission part 946 of the blue light flux toward the relay optical system 927. In this example, the distances from the light emitting portion of the uniform illumination optical element to the light emitting portions 944, 945, 946 of the respective color light beams in the color separation optical system 924 are all set to be substantially equal.
[0030]
Condensing lenses 951 and 952 are arranged on the emission sides of the emission units 944 and 945 of the red light beam and the green light beam of the color separation optical system 924, respectively. Therefore, the red light beam and the green light beam emitted from each emission unit are incident on these condenser lenses 951 and 952 and are parallelized.
[0031]
The parallelized red and green luminous fluxes R and G are polarized by the polarizers 60R and 60G, and then incident on the liquid crystal panels 40R and 40G, where they are modulated, and image information corresponding to each color light is added. You. That is, switching of these liquid crystal panels 40R and 40G is controlled by an image signal corresponding to image information by a driving unit (not shown), and thereby, each color light passing therethrough is modulated. As such a driving unit, a known unit can be used as it is.
[0032]
On the other hand, the blue luminous flux B passes through the relay optical system 927, and after being polarized by the polarizing plate 60B, is led to the corresponding liquid crystal panel 40B, where the light is similarly modulated according to image information. Will be applied.
[0033]
The relay optical system 927 includes a condenser lens 974, an incident-side reflection mirror 971, an exit-side reflection mirror 972, an intermediate lens 973 disposed between these mirrors, and a condenser lens 953 disposed in front of the liquid crystal panel 40B. Consists of The length of the optical path of each color light beam, that is, the distance from the light source lamp 805 to each liquid crystal panel is the longest for the blue light beam B, and therefore, the light amount loss of this light beam is the largest. However, by interposing the relay optical system 927, the light amount loss can be suppressed.
[0034]
Each color light flux modulated through each of the liquid crystal panels 40R, 40G, and 40B is incident on the polarizing plates 61R, 61G, and 61B, and the light transmitted therethrough is incident on the prism composite 22, where they are combined. In this example, a color combining optical system is configured using a prism combining body 22 composed of a dichroic prism. The synthesized color image is enlarged and projected on the projection surface 10 at a predetermined position via the projection lens unit 6.
[0035]
Next, a basic configuration near the polarizing plate, including a detailed configuration of a characteristic portion of the present invention, will be described.
[0036]
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part showing a configuration near a polarizing plate of the projector according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5 is a perspective view of the prism unit of FIG. 4, and FIG. 6 is an exploded perspective view of FIG. In the following description, the liquid crystal panel unit and the fixing structure thereof will be described particularly with reference to the liquid crystal panel unit for green, but the liquid crystal panel unit for red and the liquid crystal panel unit for blue have the same structure.
[0037]
The prism unit 20 includes a prism composite 22 having a rectangular parallelepiped shape formed by joining four prisms each having a substantially right-angled isosceles triangular cross section to each other with their slopes joined to each other. Heat radiation blocks 23 and 24 made of a metal having a high thermal conductivity such as aluminum are fixed to the upper surface and the lower surface of the prism composite body 22 by means such as adhesion. Further, the heat radiation block 23 on the lower surface side is attached and fixed to the lower light guide 902 by the fixing pin 25.
[0038]
The heat radiation block 24 on the upper surface has a plurality of pin-shaped heat radiation fins 24a integrally formed on the upper surface (corresponding to a surface on the side of the cooling chamber 120 described later). Among the plurality of radiating fins 24a, the radiating fin formed substantially at the center is formed to have a shorter height than the other radiating fins, and forms a fan housing space 24b for housing a cooling fan 130 described later. . Here, the pin shape of each heat radiation fin 24a is a column shape here, and the arrangement is a matrix shape. However, the present invention is not limited to this configuration. It may be arranged radially from a part, and the point is that any configuration may be used as long as it can generate turbulent air in the air from the cooling fan 130 described later and improve the heat radiation effect.
[0039]
Transparent radiating plates 26R, 26G, 26B, 26 each composed of a transparent substrate having high thermal conductivity such as sapphire or quartz are fixed to the four side surfaces on the entrance side and the exit side of the prism composite body 22, respectively. I have. A polarizing plate 61G is adhered to the incident surface side of the transparent heat radiating plate 26G. The transparent heat radiating plate 26G has a height dimension longer than the vertical length of the prism composite 22, and the heat radiation blocks 23 and 24 have an outer dimension in the contact surface direction with the prism composite 22 in the prism composite. 22 are formed slightly smaller than the outer dimensions in the same direction, and gaps are formed between the transparent heat radiating plate 26R and the heat radiating block 23, respectively. In these gaps, plate-like sheet members 27 and 28 having thermal conductivity and rubber properties are interposed, respectively, and with such a configuration, the heat conduction between the transparent heat radiating plate 26G and the heat radiating blocks 23 and 24 is achieved. It is connected so that it can be taken.
[0040]
Here, since the sheet members 27 and 28 have rubber properties, the adhesion between the transparent heat radiating plate 26G and the heat radiating blocks 23 and 24 is good, and heat conduction is performed efficiently. On the upper surfaces of the four transparent heat radiating plates 26R, 26G, 26B, 26, a pressing member 29 surrounding the heat radiating block 24 in a frame shape is fixed. The pressure contact member 29 is made of a material having conductivity and rubber properties.
[0041]
Further, a liquid crystal panel unit 50G having a flow path 70 is attached to the incident surface side of the transparent heat radiating plate 26G via a heat insulating coupling member 71. As described above, by adopting a structure in which the both are fixed by the heat insulating coupling member 71, the heat of the polarizing plate 61G, which generates much higher heat than the heat generated by the liquid crystal panel 40G, is reduced by the liquid crystal panel unit 50G. The transmission to the side can be prevented.
[0042]
The liquid crystal panel unit 50G has a configuration in which a liquid crystal panel 40G and two dust-proof glasses 52 and 53 arranged on an incident surface and an exit surface of the liquid crystal panel 40G are supported by the inside of a frame 51. In this example, the liquid crystal panel 40G has a configuration in which liquid crystal (not shown) is sealed between a TFT substrate 41 and a counter substrate 42 facing the TFT substrate 41. A flexible cable 54 for wiring extends upward from above between the TFT substrate 41 and the counter substrate 42. The liquid crystal panel units 50R and 50B have the same structure as the liquid crystal panel unit 50G.
[0043]
An opening 902a is provided at a position of the lower light guide 902 corresponding to a position below each of the liquid crystal panel units 50R, 50G, and 50B. The above-described intake fan 15A (see FIG. 2B) is located below the opening 902a, and air from the intake fan 15A is introduced from the opening 902a toward the prism unit 20 and passes through the flow path 70. Then, the light is discharged from an opening 901 a provided in the upper light guide 901. Thus, the liquid crystal panels 40R, 40G, and 40B are air-cooled by the air passing through the flow path 70. Further, the air from the intake fan 15A also comes into contact with the polarizing plates 61R, 61G, 61B and the lower light guide 902, and also plays a cooling effect on the polarizing plates 61R, 61G, 61B.
[0044]
A duct unit 100, which is a feature of the present invention, is provided above the heat radiating block 24. The duct unit 100 includes a duct member 110 that connects between the heat radiation block 24 and a vent 3a provided at a position facing the heat radiation block 24 in the upper case 3, and an internal space (cooling chamber) formed by the duct member 110. 120, a cooling fan 130 for air cooling the heat radiation block 24, and a partition member 140 for supporting the cooling fan 130 and partitioning the cooling chamber 120 into an intake passage 121 and an exhaust passage 122. It has. Then, by cooling the heat radiation block 24 with the cooling fan 130, the polarizing plates 61R, 61G, and 61B are cooled. The configuration of the duct unit 100 will be described in detail with reference to the following drawings.
[0045]
FIG. 7 is an exploded perspective view of the duct unit of FIG.
The duct member 110 has a frame-like portion 111 that forms a space (cooling chamber 120) inside, and around the upper end of the frame-like portion 111, the duct member 110 is connected to a ventilation port 3a provided in the upper case 3. A connection surface 112 for connection is formed. On the left and right sides of the connection surface 112, through holes 113 into which fixing screws 116 for attaching the duct member 110 to the upper case 3 are inserted are formed. At four corners of the connection surface 112, there are formed concave grooves 114 with which four support arms 143 of the partition member 140 described later are engaged. A screw hole 115 into which the fixing screw 117 is screwed is formed in one of the four concave grooves 114 on one diagonal line (here, a diagonal line rising rightward).
[0046]
Here, the cooling fan 130 is constituted by an axial fan that blows air in the direction of the rotation axis. The outer shape of the cooling fan 130 has a rectangular shape, and insertion holes 131 through which fan fixing screws 132 are inserted are formed at four corners.
[0047]
The partition member 140 has a frame portion 141 that forms a space inside, and an opening vertically penetrating the frame portion 141 is formed slightly larger than the outer shape of the cooling fan 130. A fan fixing surface 142 for supporting and fixing the cooling fan 130 is provided around a lower portion of the inner peripheral surface of the frame-shaped portion 141. A screw hole 142a into which the fan fixing screw 132 inserted through the insertion hole 131 is inserted. With this configuration, the cooling fan 130 is inserted from the upper opening of the frame-shaped portion 141 of the partition member 140, and is fixed by the fixing screw 132 while being mounted on the fan fixing surface 142. Here, cooling fan 130 is fixed to fan fixing surface 142 such that the intake side faces downward.
[0048]
At the upper end of the frame-shaped portion 141 of the partition member 140, four support arms 143 for suspending and supporting the partition member 140 on the duct member 110 are radially extended. Here, the support arm 143 is extended from four corners of the frame-shaped portion 141, is fitted into the concave groove 114 of the duct member 110, and supports the partition member 140 by suspending it with respect to the duct member 110. It has become so. A through hole 144 is formed in the support arm 143 at a position corresponding to the screw hole 115 of the concave groove 114 of the duct member 110, and a fixing screw 117 is screwed into the through hole 144 and the screw hole 115 of the duct member 110. By doing so, the partition member 140 is fixed to the duct member 110.
[0049]
As shown in FIG. 8, the duct unit 100 having the above-described configuration is inserted through a vent 3 a provided in the upper case 3. Then, the connection surface 112 of the duct member 110 is placed on the seating surface 3b provided around the vent 3a, and in this state, two fixing screws 116 are inserted into the left and right through holes 113 of the duct member 110, It is attached to the upper case 3 by tightening and fixing the screw holes 3c on the receiving surface 3b corresponding to the through holes 113. Here, when tightening and fixing with the fixing screw 116, the lower end surface of the duct member 110 is pushed into the press-contact member 29 (see FIG. 4). The cooling chamber 120 is completely airtightly separated.
[0050]
Here, the four support arms 143 of the partition member 140 have the same length, and the frame-shaped portion 141 is located substantially at the center of the cooling chamber 120. The frame-shaped portion 141 divides the upper opening of the duct member 120 into a peripheral opening and a rectangular opening inside the duct member 120 at the peripheral edge (upper peripheral edge), and communicates the cooling chamber 120 with the peripheral opening. The space is divided into a space (a space having a substantially concave shape in the central section between the partition member 140 and the duct member 110) and a rectangular space formed inside the space and communicating with the rectangular opening. Here, the cooling fan 130 mounted in the rectangular space inside the partition member 140 is fixed to the partition member 140 such that the intake side faces downward. The rectangular opening functions as the intake passage 121, the rectangular opening functions as the exhaust passage 122, and the rectangular space functions as the exhaust passage 122. The cooling fan 130 is accommodated in a fan accommodating space 24b formed at the center of the plurality of radiating fins 24a, and is arranged so as to be close to and opposed to the distal end surface of the radiating fin 24a.
[0051]
Then, as shown in FIG. 8, the ventilation port 3a is covered with a protection member 160 to protect each part constituting the duct unit 100 and to prevent a finger or the like from being accidentally entered. The protection member 160 has a configuration in which a plurality of openings 161 for sucking and discharging external air are formed in a lattice shape. In addition, the protection member 160 may be configured by a louver formed so that the ventilation resistance is not so large when the outside air is sucked.
[0052]
Hereinafter, the cooling operation of the polarizing plate according to the first embodiment will be described. Note that the cooling operation of the three polarizing plates 61R, 61G, and 61B is the same, and therefore, the polarizing plate G for green will be described as a representative here. If necessary, the polarizing plates 61R and 61B for red and blue will be described as appropriate.
[0053]
The heat of the polarizing plate 61G is transmitted to the transparent radiator plate 26G, and is transmitted from the transparent radiator plate 26G to the radiator blocks 23 and 24. The heat of the polarizing plate 61G transmitted to the lower heat radiation block 23 is transmitted to the lower light guide 902 as described above, and is radiated by the air from the cooling fan 130 (see FIG. 2). Further, the heat from the cooling fan 130 passing through the flow path 70 is also radiated by directly contacting the polarizing plate 61G.
[0054]
On the other hand, the heat transmitted to the upper heat dissipation block 24 is cooled in the cooling chamber 120 formed by the duct unit 100. That is, by driving the cooling fan 130, external air is drawn into the duct unit 100 from the suction port 150. Then, the sucked air flows through the intake passage 121 as shown by the arrow in FIG. 4, and is blown to the heat radiation block 24 having the heat radiation fins 24a. Here, the air blown to the heat radiation block 24 becomes turbulent by the heat radiation fins 24a formed in a pin shape, and effectively radiates heat from the heat radiation fins 24a. Then, the air whose temperature has been increased by the radiation fins 24a is discharged to the outside through the exhaust passage 151 through the exhaust passage 122.
[0055]
Here, one of the features of the present embodiment is that the cooling chamber 120 is formed as a space completely airtightly separated from other space portions in the projector 1. That is, the airflow from the cooling fan 130 is not blown to the liquid crystal panels 40R, 40G, and 40B. For this reason, conventionally, when external air is sucked into the inside of the projector 1, a filter which is normally required to prevent dust or the like from adhering to the liquid crystal panels 40R, 40G, and 40B is not required. That is, a filter is not required for the protection member 160 that covers the ventilation port 3a, and a configuration in which a plurality of openings are simply formed may be used. Therefore, there is no pressure loss due to the filter, and high-efficiency cooling can be performed. Therefore, it is not necessary to take measures such as increasing the number of rotations of the fan when cooling is insufficient, and it is possible to reduce noise.
[0056]
Further, according to the configuration of the first embodiment, the heat of the polarizing plates 61R, 61G, and 61B for each color light is collected on the heat radiating blocks 23 and 24 via the corresponding transparent heat radiating plates 26R, 26G, and 26B. Get heated. Here, the polarizing plates 61G and 61B corresponding to the green light and the blue light generate a large amount of heat as compared with the polarizing plate 61R corresponding to the red light and have a high temperature as described above. At 24, the heat is transmitted to the low temperature side and then radiated. Therefore, the polarizing plates 61R, 61G, and 61B for each color light can be effectively cooled without providing a cooling structure for each color light or changing the fan control. Further, since the cooling structure is used in common for the polarizing plates 61R, 61G, and 61B for each color light, it is possible to reduce the cost and reduce the size.
[0057]
Further, since the heat radiation fins 24a are provided integrally with the heat radiation block 24, the heat radiation area is increased and a high heat radiation effect can be obtained. Further, in this example, since the cooling fan 130 is provided near the heat radiation fins 24a, heat radiation is further promoted, and the heat radiation effect can be enhanced. Further, since each of the heat radiation fins 24a is formed in a pin shape, turbulence is generated to further promote heat radiation, and a higher heat radiation effect is obtained.
[0058]
Further, since the inside of the cooling chamber 120 is partitioned into an intake passage 121 and an exhaust passage 122 communicating with the intake passage 121, the air whose temperature has risen by depriving the heat of the radiating fins 24a is reduced by external air. Mixing with cool air can be prevented, and efficient air cooling can be performed.
[0059]
Further, since the vent 3a of the upper case 3 is formed at a position facing the heat radiating block 24 in the outer case 2, the cooling chamber 120 can be configured in the most space-saving manner. This makes it possible to shorten the lengths of the intake passage 121 and the exhaust passage 122, facilitate the intake of external cool air and the discharge of warm air from the cooling chamber 120, and obtain a high cooling effect.
[0060]
Further, in this example, since the axial fan is used for the cooling fan 130, the mounting in a space-saving manner compared with the case where a centrifugal fan that sucks air from the rotation axis direction and blows in the radial direction of the rotation axis is used. It becomes possible. Therefore, it is possible to contribute to space saving of the cooling chamber 120 and, as a result, to improvement of cooling efficiency.
[0061]
Further, in this example, since the cooling fan 130 is disposed in the fan housing space 24b formed at the center of the plurality of radiating fins 24a, the air sucked by the rotation of the cooling fan 130 is indicated by an arrow in FIG. As described above, the radiation fins 24a pass through the entirety from the base end to the tip end. Therefore, the entire heat radiation fins 24a contribute to heat radiation, and a higher heat radiation effect can be obtained. Instead of forming the fan accommodating space 24b as in this example, for example, all the radiating fins 24a are formed so as to have the same height dimension, and the cooling fan 130 is arranged so as to face the front end surface of the radiating fin at the center. Is arranged, the air taken in by the cooling fan 130 passes without contacting the base end of the heat radiation fin 24a at the center, and the base end does not contribute to heat radiation. For this reason, the heat radiation performance of the entire heat radiation fin is reduced. On the other hand, the configuration of this example is effective in obtaining a high heat radiation effect as described above.
[0062]
In addition, since the cooling fan 130 is disposed close to and opposite to the radiation fin 24a, in other words, the cooling fan 120 is disposed at a position away from the ventilation port 3a of the upper case 3 in the cooling chamber 120. Is hardly leaked to the outside from the vent 3a, and noise can be reduced.
[0063]
Further, in this example, the liquid crystal panels 40R, 40G, and 40B are connected to the transparent heat radiating plates 26R, 26G, and 26B via the heat-insulating coupling member 71, and the heat of the polarizing plates 61R, 61G, and 61B makes the liquid crystal panel 40R, 40G and 40B are not transmitted. Since the polarizing plates 61R, 61G, and 61B and the liquid crystal panels 40R, 40G, and 40B are cooled by separate cooling means, each of them is effectively cooled by the corresponding cooling means, and the overall efficiency is improved. Good cooling can be performed.
[0064]
Embodiment 2 FIG.
FIG. 9 is a sectional view of a main part of the projector according to the second embodiment.
In the second embodiment, a restricting portion 170 for reducing the cross-sectional area of the exhaust passage 122 is integrally provided on the inner peripheral surface of the partition member 140. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
With this configuration, substantially the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained, and the flow rate of the exhaust gas discharged from the exhaust port 151 is increased by the throttle section 170. Inhalation from the mouth 150 can be prevented, and the cooling effect can be improved.
[0065]
In each of the above embodiments, the configuration in which the duct unit 100 is disposed on the upper surface of the prism composite 22 is illustrated. However, a radiation fin is formed on the heat radiation block 23 so that the duct unit 100 is disposed on the lower surface of the prism composite 22. You may comprise. The duct unit 100 may be provided on both the upper surface and the lower surface of the prism composite 22.
[0066]
Further, in each of the above embodiments, the circumferential opening is used as the intake port and the inner rectangular opening is used as the exhaust port. However, the cooling fan 130 is arranged upside down, and air is taken in from the inner rectangular opening and the outer peripheral opening is used. The gas may be exhausted from the opening.
[0067]
Further, in each of the above-described embodiments, the case where the partition member 140 is configured by a frame-shaped member has been described, but the partition member 140 is configured by a single partition plate, and the upper opening of the duct member 110 is formed at a central portion. It may be arranged so as to be divided into two to form a substantially U-turn flow path in the cooling chamber 120. In this case, the cooling fan 130 may be arranged in one of the two spaces between the partition plate and the duct member 110.
[0068]
Further, in the above embodiment, the case where the present invention is applied to a projector using a transmissive liquid crystal panel has been described as an example. However, the present invention can be applied to a projector using a reflective liquid crystal panel. It is possible. Here, “transmission type” means that the liquid crystal panel transmits light, and “reflection type” means that the liquid crystal panel reflects light.
[0069]
In this embodiment, an example in which a liquid crystal panel is used as a light modulation device is described. However, the present invention is not limited to this. For example, a micromirror may be used. It is also possible to apply the invention.
[0070]
Further, as the projection type projector, there are a front projection type projector which performs projection from a direction in which a projected image is observed, and a rear projection type projector which performs projection from a side opposite to a direction in which a projected image is observed. Can be applied to any of them.
[0071]
Further, in the above embodiment, the case where the present invention is applied to a so-called three-panel type projector using three liquid crystal panels is described as an example. However, the present invention is not limited to this, and for example, two or four liquid crystal panels are used. The present invention can be applied to a two-plate or four-plate projector.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing the appearance of a projector according to the invention.
FIG. 2 is a diagram showing an arrangement of each component in the exterior case of FIG. 1;
FIG. 3A is a view showing an optical lens unit and a projection lens unit, and FIG. 3B is a schematic configuration diagram of an optical system.
FIG. 4 is an essential part cross-sectional view of the projector according to the first embodiment of the invention.
FIG. 5 is a perspective view of the prism unit shown in FIG. 4;
FIG. 6 is an exploded perspective view of FIG. 5;
FIG. 7 is an exploded perspective view of the duct unit of FIG. 4;
FIG. 8 is an explanatory view of mounting a duct unit.
FIG. 9 is a sectional view of a main part of the projector according to the second embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Projector, 2 exterior case (casing), 3a ventilation port, 15A suction fan, 22 prism composite body (color combining optical device), 23, 24 radiation block, 24a radiation fin, 26R, 26G, 26G transparent radiation plate, 40R , 40G, 40B liquid crystal panel, 42 TFT substrate, 44 opposing substrate, 70 flow path, 71 coupling member, 100 duct unit, 110 duct member, 120 cooling chamber, 121 intake flow path, 122 exhaust flow path, 130 cooling fan, 140 Partition member, 141 frame portion, 143 support arm, 150 intake port, 151 exhaust port, 901 and 902 Light guide (housing for optical parts)
