JP2005321525A - プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 冷却効率を向上させたプロジェクタを提供する。
【解決手段】 プロジェクタ１は、光源としてのランプ５３と、ランプ５３からの出射光の光路上に配設され、出射光の変換を行う光学変換部５０と、光学変換部５０を液状の冷却媒体を用いて冷却する冷却装置３と、プロジェクタ１に電源を供給する電源装置と、ランプ５３または電源装置を空冷する冷却ファン４と、プロジェクタ１の本体内部に外気を取入れる吸気部２２と、プロジェクタ１の本体内部の熱を外部に排気する排気部２３とを備える。また、冷却装置３は、冷却媒体の流通路となる流通パイプ３１と、冷却媒体を流通させるためのポンプ３２と、温まった冷却媒体の熱を放熱する放熱部３３とを備える。そして、冷却ファン４は、ランプ５３または電源装置を空冷すると同時に放熱部３３を空冷する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、冷却媒体を用いた冷却装置を備えたプロジェクタに関するものである。

従来、プロジェクタの発熱部分に対する冷却方法として、一般的には冷却ファンを用いて、外気をその発熱部分に吹きつけて冷却する空冷方式が用いられている。
そのような中で、直方体状のハウジング内にランプを設置すると共に、ランプの後方位置に排気ファンを設置してランプを冷却することが提案されている（特許文献１）。
また、液状の冷却媒体を用いた液冷方式として、プロジェクタの発熱部分の熱を冷却媒体が流通パイプの中を流通することで、発熱部分を冷却させることが考案されている。その中で、プロジェクタの光源からの出射光を変調する液晶パネル部分に、透明部材で形成した容器を固定し、その容器を冷却媒体で充填し、その容器を連結パイプ、液送ポンプおよび放熱器でなる冷却装置に接続して、放熱器を冷却ファンにより空冷することで液晶パネルを冷却することが提案されている（特許文献２）。

特開２００４−４９４２号公報 特開平６−１８９２４０号公報

特許文献２によると、プロジェクタとして考えた場合、放熱器を冷却ファンで空冷するが、放熱器および冷却ファンの配設する場所などに関しては、記述されていないため、この構成を実施する場合に課題がある。また、放熱器以外にも冷却ファンは複数必要となることが課題となる。
また、空冷による冷却の場合、外気を直接発熱部分（液晶パネル）に吹きつけるため、例えば液晶パネルの表示面にゴミが付着し、その結果、画像を投写するスクリーンにゴミの陰影も拡大投写されてしまう問題も発生し、投写画像の品質を下げる原因になっていた。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、冷却効率を向上させたプロジェクタを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、画像データを拡大投写するプロジェクタであって、光源と、光源からの出射光の光路上に配設され、出射光の変換を行う光学変換部と、光学変換部を液状の冷却媒体を用いて冷却する冷却装置と、プロジェクタに電源を供給する電源装置と、光源または電源装置を空冷する冷却ファンと、プロジェクタの本体内部に外気を取入れる吸気部と、プロジェクタの本体内部の熱を外部に排気する排気部とを備え、冷却装置は、冷却媒体の流通路となる流通パイプと、冷却媒体を流通させるためのポンプと、温まった前記冷却媒体の熱を放熱する放熱部とを備え、冷却ファンは、光源または電源装置を空冷すると同時に放熱部を空冷することを特徴とする。
このようなプロジェクタによれば、光源の出射光により発熱した光学変換部を液状の冷却媒体を用いて冷却する冷却装置が備えられており、また、冷却装置は、流通パイプ、ポンプ、放熱部を備えて、冷却媒体が冷却装置の内部を流通し、放熱部で発熱した光学変換部の熱を放熱する。また、発熱した光源または電源装置を空冷する冷却ファンを備えている。そして、この空冷するための冷却ファンを冷却措置の放熱部を空冷することに共通に使用することで、光学変換部もあわせて空冷することができる。また、冷却ファンは、プロジェクタの吸気部から外気を吸気することができ、光学変換部の放熱部と光源または電源装置を冷却した熱を持った気流を排気部から排気することができる。
以上により、冷却ファンを空冷による冷却用と、液状の冷却媒体を用いた液冷用とに共通で使用することができるため、プロジェクタの冷却に使用する冷却ファンの数を減らせるため、プロジェクタの小型化が可能になる。また、冷却効率も向上する。

また、本発明の好ましい態様によれば、プロジェクタであって、冷却ファンによる吸気部から排気部に至る気流経路上において、放熱部を光源または電源装置に対して上流側に配置したことを特徴とする。
このようなプロジェクタによれば、放熱部は、発熱が放熱部よりも高温になる光源や電源装置などより、冷却ファンによる気流経路上で、上流側である吸気部側に配置されるため光源や電源装置などの熱を受けることなく冷却することができる。
そのため、効率的に光源または電源装置および放熱部を冷却することが可能となる。よって、冷却効率を向上することができる。

また、本発明の好ましい態様によれば、プロジェクタであって、放熱部は、吸気部と冷却ファンの間に配置され、光源または電源装置は、冷却ファンと排気部の間に配置されることを特徴とする。
このようなプロジェクタによれば、冷却ファンは、吸気部から外気を吸気して、最初に放熱部を冷却し、次に、その放熱した熱を持った温風を光源に吹きつけることで、光源または電源装置を冷却することができる。そして、熱せられた気体を排気部から排気することができる。光源の発熱量は放熱部での放熱量に比べて格段に高いため、放熱部からの温風でも十分に光源を冷却することができる。
そのため、効率的に光源または電源装置および放熱部を冷却することが可能となる。よって、冷却効率を向上することができる。

また、本発明の好ましい態様によれば、プロジェクタであって、プロジェクタの本体内部において光源からの出射光の光路上の領域を少なくとも含み密閉させる密閉部を備えたことを特徴とする。
このようなプロジェクタによれば、密閉部により、光源からの出射光の光路上の領域を少なくとも含んで密閉させることができる。
そのため、従来の空冷方式のように、光学変換部の発熱部に直接外気を吹きつけることにより発生していた、ゴミの付着を防止することが可能となる。また、冷却装置を使用した場合の冷却ファンによる間接的なゴミの付着も密閉することにより防止することが可能となる。よって、投写画像の品質を向上することができる。

また、本発明の好ましい態様によれば、プロジェクタであって、密閉部は、光学変換部を構成し光源からの出射光を変調する表示デバイスを少なくとも含むことを特徴とする。
このようなプロジェクタによれば、表示デバイスを含んだ領域で密閉できる。
そのため、従来の空冷方式において問題となっていた、表示デバイスの表示面へのゴミの付着を防止することができる。そのため、画像を投写するスクリーンにゴミの陰影も拡大投写されてしまうなどの問題も防止することが可能となる。よって、投写画像の品質を向上することができる。

また、本発明の好ましい態様によれば、プロジェクタであって、プロジェクタの本体内部において光源からの出射光の光路上の領域を全体に密閉させる密閉部を備え、さらに、密閉部内で表示デバイスを含む領域を密閉させることを特徴とする。
このようなプロジェクタによれば、光学変換部を含め、光源からの出射光の光路上の領域の全体を密閉させることができ、さらに表示デバイスを含む領域も密閉できる。
そのため、表示デバイスを含む領域は二重に密閉されることになり、表示デバイスの表示面へのゴミの付着をさらに防止することができる。よって、投写画像の品質をさらに向上することができる。

また、本発明の好ましい態様によれば、プロジェクタであって、光源または電源装置、および放熱部を冷却する冷却ファンによる熱風が、光学変換部に流れ込まないように、熱風を遮へいする遮へい部を備えたことを特徴とする。
このようなプロジェクタによれば、遮へい部により、光源または電源装置、および放熱部を冷却する冷却ファンによる熱風が、光学変換部に流れ込まないようにできる。
そのため、熱風により光学変換部が熱せられるのを防止することができるため、光学変換部の冷却効率を向上することが可能となる。

また、本発明の好ましい態様によれば、プロジェクタであって、密閉部は、遮へい部を兼ねていることを特徴とする。
このようなプロジェクタによれば、密閉部が遮へい部を兼ねるため、光学変換部へのゴミの付着を防止することができるばかりでなく熱風により光学変換部が熱せられるのを防止することができる。
そのため、投写画像の品質を向上すると共に冷却効率も向上することが可能となる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明のプロジェクタにおける冷却媒体を用いた冷却装置の配置と、冷却装置を用いた場合の光源であるランプからの出射光の光路上の領域における構造を示す概略平面図である。また、プロジェクタの外装ケースの上側筐体である上外装ケース（図示省略）と、ランプからの出射光の光路上の領域に配置される光学変換部および光学変換部を保持固定する光学エンジンを構成する筐体の上側筐体である上エンジンケース（図４に示す）を取外した状態の概略平面図である。また、プロジェクタを制御する回路ブロック、および、回路ブロックや光源などに電源を供給する電源装置などは図示を省略している。

外装ケース２は上下の筐体である上外装ケース（図示省略）と下外装ケース２１などから構成されており、その側面部にはプロジェクタ１の外側の外気を吸気する吸気部２２と、プロジェクタ１の内部の熱をプロジェクタ１の外部に排気する排気部２３とが備えられている。そして、外装ケース２の内部には、光学エンジン５を構成するランプ５３と、光学変換部５０と、投写光学系（投写レンズ５９として図示）とが下エンジンケース５１に固定設置されている。なお、光学変換部５０は、照明光学系５４と、色分離光学系５６と、液晶デバイスと、色合成光学系（クロスダイクロイックプリズム５８として図示）とで構成されている。そして、下エンジンケース５１は、下外装ケース２１にネジ締めにより固定される構造となっている。

光学変換部５０の液晶デバイスである液晶パネル５７を冷却するための冷却装置３が、下外装ケース２１に固定設置されている。そして、冷却装置３の放熱部３３は外装ケース２の側面部に設けられた吸気部２２の内側に位置するように設けられている。そして、放熱部３３を空冷する冷却ファン４が放熱部３３とランプ５３の間に位置するように設けられている。また、冷却ファン４は下外装ケース２１に固定設置されている。なお、冷却装置３に関しては、図２および図３を用いて詳細に説明する。

ここで、プロジェクタ１の光学エンジン５の構成と動作を簡単に説明する。
光学エンジン５は、筐体である上下のエンジンケース５１，５２により、光源であるランプ５３や光学変換部５０である各種の光学系部品などを組込んだ１つのユニットとしてまとめた構造体である。そして、ランプ５３から出射した出射光を偏光・色分離・変調・色合成などの光学的な変換を行う光学変換部５０を介して、投写レンズ５９によりスクリーンなどに画像データを拡大投写する。

光学エンジン５の内部は、光学機能的には、光源であるランプ５３と、照明光学系５４と、色分離光学系５６と、液晶デバイスと、色合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム５８と、投写光学系としての投写レンズ５９とに大別できる。

照明光学系５４は、第１レンズアレイ５４１、第２レンズアレイ５４２、偏光変換素子５４３、重畳レンズ５４４、第１反射ミラー５４５、第２反射ミラー５４６、リレーレンズ５４７、第３反射ミラー５４８、第４反射ミラー５４９から構成される。

色分離光学系５６は、第１ダイクロイックミラー５６１、第２ダイクロイックミラー５６２から構成される。

液晶デバイスは、液晶パネル５７Ｒ（赤色用）、５７Ｇ（緑色用）、５７Ｂ（青色用）から構成される。詳細は後述する。また、投写光学系としての投写レンズ５９は、各種のレンズから構成され、画像を拡大したり、ピントを合せたりすることが可能である。

ランプ５３は、投写するための光源となる発光源５３１と、発光源５３１から出射された放射状の光線を照明光軸の向きに平行光線として反射するリフレクタ５３２とで構成される。

ここで、ランプ５３から出射された出射光の動作を、光学変換部５０に備わる各種光学系部品の説明と合せて説明する。

ランプ５３からの略平行な出射光は、第１レンズアレイ５４１に入射する。第１レンズアレイ５４１は、照明光軸方向から見て概矩形状の小レンズがマトリクス状に配列構成され、入射光を分割して、照明光軸方向に出射する。第２レンズアレイ５４２は、第１レンズアレイ５４１とほぼ同様の構成であり、重畳レンズ５４４と共に第１レンズアレイ５４１の各小レンズの像が液晶デバイスの表示面上に結像させる働きを行う。

偏光変換素子５４３は、第２レンズアレイ５４２からの出射光を１種類の偏光光に変換する素子であり、光の利用率を向上するためのものである。

重畳レンズ５４４からの出射光は第１反射ミラー５４５により反射される。そして色分離光学系５６を構成する第１ダイクロイックミラー５６１により、色分離が行われる。本実施形態では、第１ダイクロイックミラー５６１により、青色光成分は透過させ、それ以外の色光成分は反射させている。透過した青色光成分は第２反射ミラー５４６により反射し、フィールドレンズ５５０Ｂに入射し、液晶デバイスを構成する液晶パネル５７Ｂに達する。また、反射した青色光成分以外の色光成分は第２ダイクロイックミラー５６２により再度、色分離が行われる。本実施形態では、第２ダイクロイックミラー５６２により、赤色光成分は透過させ、緑色光成分は反射させている。そして、反射した緑色光成分はフィールドレンズ５５０Ｇに入射して、液晶パネル５７Ｇに達する。また、透過した赤色光成分は、リレーレンズ５４７Ａ、第３反射ミラー５４８、リレーレンズ５４７Ｂおよび第４反射ミラー５４９により透過および反射させ、フィールドレンズ５５０Ｒに入射し、液晶パネル５７Ｒに達する。

ここで、赤色光成分の光路上のリレーレンズ５４７Ａ，５４７Ｂは、赤色光の光路長が他の色光成分の光路長に対して長いため、光の発散などによる光の利用効率の低下を防止する働きを行う。また、第１ダイクロイックミラー５６１および第２ダイクロイックミラー５６２は、上述したように、ランプ５３の出射光を赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）、青色光（Ｂ）の３色の色光に色分離する働きを行う。

各液晶パネル５７Ｒ，５７Ｇ，５７Ｂに到達した光線は各液晶パネル５７により変調され出射する。出射した各色光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム５８により、色合成が行われ、合成された出射光が投写光学系としての投写レンズ５９により、拡大投写される。

図２は、プロジェクタ１における冷却媒体を用いた冷却装置３の配置の関係を示した概略平面図である。また、図３は、冷却装置３の放熱部３３を吸気部２２側から見た図である。図２および図３を用いて、冷却装置３の構成と動作について説明する。

冷却装置３は、流通パイプ３１と、ポンプ３２と、放熱部３３とから構成される。流通パイプ３１の中を循環させる液状の冷却媒体として、本実施形態ではエチレングリコールを用いている。
そして、液晶デバイスを構成する液晶パネル５７Ｒ，５７Ｇ，５７Ｂを冷却するための構造として、液晶パネル５７の表示面を覆う面積で備えられた透明部材で構成される箱状の冷却部３１５を備えている。

ここで、赤色光用の液晶デバイスを構成する液晶パネル５７Ｒ部を例に説明する。
液晶パネル５７Ｒは、電極を形成した２枚のガラス板に液晶を封入し構成した液晶パネル本体５７１Ｒと、入射側偏光板５７２Ｒと、出射側偏光板５７３Ｒとで構成されている。また、箱状冷却部３１５Ｒは、入射側を液晶パネル本体５７１Ｒの出射側面に接続し、箱状冷却部３１５Ｒの出射側を出射側偏光板５７３Ｒに接続している。

箱状冷却部３１５Ｒは、冷却媒体が充填され、冷却媒体の流通路として、流入口（図示省略）と流出口（図示省略）とが備えられている。そして、箱状冷却部３１５Ｒの流入口は流通パイプ３１１と接続され、流出口は箱状冷却部３１５Ｇの流入口との接続パイプである流通パイプ３１２と接続されている。

このように、液晶パネル５７Ｇ部および液晶パネル５７Ｂ部においても液晶パネル５７Ｒと同様の構成で、それぞれ、箱状冷却部３１５Ｇおよび箱状冷却部３１５Ｂが構成されている。具体的には、箱状冷却部３１５Ｇは、入射側偏光板５７２Ｇを備えた液晶パネル本体５７１Ｇと、出射側偏光板５７３Ｇとに挟まれるように接続される。また、箱状冷却部３１５Ｂは、入射側偏光板５７２Ｂを備えた液晶パネル本体５７１Ｂと、出射側偏光板５７３Ｂとに挟まれるように接続される。そして、箱状冷却部３１５Ｇの流入口は流通パイプ３１２と接続され、流出口は箱状冷却部３１５Ｂの流入口と流通パイプ３１３で接続され、箱状冷却部３１５Ｂの流出口は流通パイプ３１４と接続される構成となっている。

箱状冷却部３１５Ｂの流出口は流通パイプ３１４と接続され、流通パイプ３１４はポンプ３２の流入口と接続される。そして、ポンプ３２の流出口は放熱部３３と接続される。

放熱部３３は、流路断面形状として流通パイプ３１の断面形状と同様であり、その流路形状は、図３に示すように、流通パイプ３１をＵ字状の屈曲部を何重かに形成した経路形状となっている。また、その何重かに形成した流通パイプ３１の断面方向に流路を横断する形で放熱用フィン３３１を設けた構成になっている。
そして、放熱部３３は流通パイプ３１１に接続され、そして、箱状冷却部３１５Ｒの流入口に接続される。
以上のように、冷却装置３は構成される。

また、放熱部３３は、外装ケース２の側面部に設けられた吸気部２２の内側に位置するように設けられている。そして、放熱部３３を空冷する冷却ファン４が放熱部３３とランプ５３の間に位置するように設けられている。

次に、冷却装置３の動作について説明する。
冷却装置３は、ポンプ３２により流通パイプ３１の内部に充填された冷却媒体を流通することで、循環させている。そして、液晶パネル５７Ｒ，５７Ｇ，５７Ｂで温められた冷却媒体の熱は、放熱部３３で冷却ファン４が吸気部２２から外気を吸気することにより流通パイプ３１を介して放熱させることで冷却される。また、その冷やされた冷却媒体がポンプ３２により、再度、液晶パネル５７Ｒ，５７Ｇ，５７Ｂに流通するという循環を行っている。冷却装置３では、図２および図３に示す実線矢印の方向に冷却媒体が流通することになる。

ここで、赤色光用の液晶デバイスを構成する液晶パネル５７Ｒ部を冷却するための箱状冷却部３１５Ｒから動作を詳細に説明する。
液晶パネル５７Ｒを構成する液晶パネル本体５７１Ｒと、入射側偏光板５７２Ｒと、出射側偏光板５７３Ｒとは、ランプ５３からの入射光を変調することで熱を発生する。その発生した熱は、液晶パネル本体５７１Ｒおよび出射側偏光板５７３Ｒに接続する箱状冷却部３１５Ｒに伝熱する。その結果、箱状冷却部３１５Ｒ内の冷却媒体は伝熱により温められる。

その温められた冷却媒体は、流通パイプ３１２により箱状冷却部３１５Ｇに流入する。箱状冷却部３１５Ｇでは、液晶パネル５７Ｒ部と同様に、液晶パネル５７Ｇの変調により発生した熱が、箱状冷却部３１５Ｇに伝熱される。そこで更に温められた冷却媒体は流通パイプ３１３により箱状冷却部３１５Ｂに流入する。

箱状冷却部３１５Ｂに流入した冷却媒体は、液晶パネル５７Ｂで発生する熱を伝熱され温められる。このようにして、液晶パネル５７Ｒ，５７Ｇ，５７Ｂで温められた冷却媒体は、箱状冷却部３１５Ｇの流出口と接続される流通パイプ３１４を流通してポンプ３２に戻り、ポンプ３２により、放熱部３３に流入することになる。

放熱部３３に流入した、温められた冷却媒体は、流通パイプ３１をＵ字状の屈曲部を何重かに形成した経路を流通することで、冷却ファン４により、吸気部２２から吸気される外気に熱を放熱することにより、冷却流体が冷却される。ここで、流通パイプ３１をＵ字状の屈曲部を何重かに形成した経路になっているのは、流路長を長くして、外気と接触する表面積を大きくすることで、冷却媒体を効率よく冷却させるためである。また、Ｕ字状の屈曲部を横断する形で流通パイプ３１に設けられた放熱用フィン３３１により、さらに放熱効率を高めている。また、冷却装置３の流通パイプ３１を構成する材料は、本実施形態では、熱伝導率の高い銅系の金属で構成された管を用いている。

放熱部３３で冷却された冷却媒体は、流通パイプ３１１を流通して、箱状冷却部３１５Ｒに流入する。これ以降は、上述した一連の動作により、流通パイプ３１内を循環し、液晶パネル５７Ｒ，５７Ｇ，５７Ｂで発生する熱を冷却する働きを行う。特に液晶パネル５７Ｂで発生する熱量は、他の液晶パネル５７Ｒ，５７Ｇで発生する熱量に比べて大きいため、液晶パネル５７Ｂで発生する熱が他の液晶パネル５７Ｒ，５７Ｇに伝熱するのを防止するために箱状冷却部３１５Ｂを冷却媒体が流通する順番を最後としている。

ここで、冷却ファン４は、放熱部３３とランプ５３との間に位置するように設置されており、放熱部３３に対して外気を吸気することで、放熱部３３を冷却する。その後、冷却ファン４は、放熱部３３で放熱した熱を持った外気を、ランプ５３に吹きつけることで、ランプ５３で発生する熱を冷却する。また、冷却ファン４は、ランプ５３から放熱した熱で温められた熱風を外装ケース２の側面に備えた排気部２３からプロジェクタ１の外部に排気することで、プロジェクタ１の内部に熱が残らないようにしている。

ここで、ランプ５３は、冷却ファン４により放熱部３３での放熱で温められた外気を吹きつけられることになるが、ランプ５３での発熱温度は、放熱部３３で放熱する温度に比べて、格段に高いため、放熱部３３での放熱で温められた外気を吹きつけることでランプ５３を十分に冷却することができる。
図１および図２に示す二点鎖線矢印矢印が、冷却ファン４による外気の流れの方向を示している。

上述したように、冷却装置３と冷却ファン４の動作により、液晶パネル５７Ｒ，５７Ｇ，５７Ｂおよびランプ５３は冷却される。

図４は、ランプ５３からの出射光の光軸上の領域を全体および部分的に密閉させたときの概略平面図である。また、プロジェクタ１の外装ケース２の上側筐体である上外装ケースを取外した状態の概略平面図である。
図５は、図４で示した密閉構造に対して、更に、液晶パネル５７部を略二重に密閉した状態の概略部分拡大平面図である。
図４および図５を用いて光学エンジン５の密閉構造に関して説明する。

光学エンジン５を構成する下エンジンケース５１の内面部に、図４に破線で示された光学変換部５０を構成する各種の光学系部品の底面側および側面側を保持固定する構造となっている。そして、下エンジンケース５１内に各種光学系部品を所定の位置に配設して、その上から、上エンジンケース５２を下エンジンケース５１および光学変換部５０を覆う形で、上エンジンケース５２をかぶせ、上エンジンケース５２をネジ締めにより、下エンジンケースに固定することで、内部に保持固定する光学変換部５０を密閉するようにしている。

また、図５に示すように、液晶パネル５７、箱状冷却部３１５およびクロスダイクロイックプリズム５８の部分は、下エンジンケース５１、フィールドレンズ５５０および上エンジンケース５２によって、密閉される構造をとっている。図５の斜線部で示す部分が略二重に密閉される部分である。詳細には、左右側方向（同図では、上下方向）と、背面側方向（同図では、右側方向）を下エンジンケース５１と上エンジンケース５２（図４に図示）とに勘合されたフィールドレンズ５５０Ｒ，５５０Ｇ，５５０Ｂにより囲まれた状態にあり、この三方向については、ケースとレンズとにより二重に密閉されている。

従来は、空冷による冷却方式であったため、液晶パネル５７を冷却する各液晶パネル５７Ｒ，５７Ｇ，５７Ｂの底面側に相対する下エンジンケース５１部に外気の通る孔を設けていた。そして、上エンジンケース５２の液晶パネル５７およびクロスダイクロイックプリズム５８に相対す部分を開放することで、外気を液晶パネル５７の底面側から上面側に流れるように構成して冷却していた。それにより、外気からのゴミが、直接各液晶パネル５７Ｒ，５７Ｇ，５７Ｂの表示面に付着していた。

しかし、液冷による冷却装置３を用いることで、密閉構造を採用することが可能となり、光学変換部５０全体が密閉され、しかも、液晶パネル５７部分は、更に略二重密閉される構造となっている。そのため、液晶パネル５７の表示面へのゴミの付着は確実に防止できる。
また、本実施形態の密閉構造は、ゴミが入らない密閉構造を前提としており、気密性はないため、気圧変化や温度変化により密閉構造内部の空気の膨張、圧縮は生じずに、外気とは同じ圧力であるためプロジェクタ１を様々な場所で使用することができる。

上述した、実施形態によれば以下の効果が得られる。
（１）冷却装置３を液晶パネル５７部に箱状冷却部３１５を備えて構成し、プロジェクタ１の吸気部２２の近傍に放熱部３３を配設したことで、冷却ファン４の外気の吸気により放熱部３３で効率的に液晶パネル５７部の熱を放熱させることができる。
また、放熱部３３の形状は、流通パイプ３１をＵ字状の屈曲部を何重かに形成した経路を流通する形状としたことで流路長を長くして、外気と接触する表面積を大きくすることで、冷却媒体の冷却効率を向上させることができる。
更に、Ｕ字状の屈曲部を横断する形で流通パイプ３１に設けられた放熱用フィン３３１により、放熱効率を一段と向上することが可能となる。よって、冷却媒体を効率的に冷却でき、液晶パネル５７を確実に冷却することが可能となる。

（２）冷却装置３の流通パイプ３１を構成する材料は、熱伝導率の高い銅系の金属で構成された管を用いているため、効率的に冷却媒体の熱を流通パイプ３１に伝熱し、外気に放熱することができる。よって、冷却媒体の冷却効率を向上することが可能となる。

（３）冷却ファン４を冷却装置３の放熱部３３とランプ５３の間に配設したことにより、放熱部３３を冷却すると同時に、放熱部３３で放熱した熱を持った外気を、ランプ５３に吹きつけることで、ランプ５３で発生する熱を冷却することが可能となる。また、冷却ファン４は、ランプ５３から放熱した熱で温められた熱風を外装ケース２の側面に備えた排気部２３からプロジェクタ１の外部に排気することで、プロジェクタ１の内部に熱が残らないようにしている。そのため、放熱部３３とランプ５３は確実に冷却することが可能になる。よって、冷却効率をさらに向上させることができる。

（４）液冷による冷却装置３を用いることで、光学エンジン５部を密閉する構造をとることができ、光学変換部５０を密閉することができる。また液晶パネル５７を含む領域は略二重に密閉される構造とすること可能となる。これに対し従来は、空冷による冷却方式であったため、密閉構造を用いることができなかったため、外気からのゴミが液晶パネルの表示面に付着していたが、本実施形態では密閉構造を用いることが可能であり、液晶パネル５７の表示面へのゴミの付着の問題が解決する。
密閉構造を用いることにより、付着したゴミの陰影が投写レンズ５９により、スクリーンに画像と共に拡大投写されることもなくなり、投写画像の品質を向上することが可能となる。更に、密閉構造を用いたことで、タバコの煙の充満する場所や粉塵などが多い場所などにおいてもプロジェクタ１を安心して使用することができるため、プロジェクタ１の使用場所を拡大することが可能となる。

（５）冷却ファン４を空冷による冷却用（ランプ５３の冷却用）と、液状の冷却媒体を用いた液冷用（放熱部３３の冷却用）とに共通で使用することができるため、プロジェクタ１の冷却に使用する冷却ファン４の数を減らせるため、プロジェクタ１の小型化が可能になる。

（６）本実施形態では、光学エンジン５部を密閉する構造をとる密閉部を、冷却ファン４による熱風を遮へいする遮へい部と兼ねている。そのため、冷却ファン４による熱風が光学変換部５０に直接流れ込まないようにできるため、光学変換部５０へのゴミの付着を防止することができるばかりでなく、熱風により光学変換部５０が熱せられるのを防止することができる。そのため、投写画像の品質を向上すると共に冷却効率も向上することが可能となる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良など加えることが可能である。変形例を以下に述べる。

（変形例１）前記実施形態では、冷却ファン４を用いて、ランプ５３を空冷しているが、これに限らず、電源装置を冷却ファン４により空冷しても良い。これにより、放熱部３３を冷却するのに合せて、電力を供給することで発熱する電源装置を冷却することができる。

（変形例２）前記実施形態では、冷却ファン４を放熱部３３とランプ５３の間に配置した。しかし、これに限らず、放熱部３３を冷却ファン４とランプ５３の間に配置して、冷却ファン４を吸気部２２の近傍に配置する構造としても良い。この構造により、冷却ファン４は、吸気部２２から外気を吸気して、その外気を放熱部３３に吹きつけることで、放熱部３３を冷却し、その後で、放熱部３３の放熱による温められた外気を、ランプ５３に吹きつけることで、ランプ５３を冷却することができる。放熱部３３とランプ５３の冷却効果は変化がなく、このような構成でも、効率的に冷却することが可能である。

（変形例３）前記実施形態では、吸気部２２の近傍から放熱部３３、冷却ファン４、ランプ５３という順番で配置した。しかし、これに限らず、排気部２３の近傍からランプ５３、冷却ファン４、放熱部３３という順番で配置しても良い。また、排気部２３の近傍から冷却ファン４、ランプ５３、放熱部３３という順番で配置しても良い。よって、冷却ファン４による吸気部２２から排気部２３への気流の流れ（気流経路）に対して、気流経路の上流側から放熱部３３、ランプ５３の順番で配置することで、冷却効率を向上することができる。これにより、放熱部３３、ランプ５３および冷却ファン４の配置に関する設計上の自由度が拡大する。

（変形例４）変形例３に記述した配置順番と同様ではあるが、吸気部２２の近傍に放熱部３３を配置して、排気部２３の近傍に、ランプ５３、冷却ファン４の順で配置するか、または、冷却ファン４、ランプ５３の順で配置することでも良い。このようにすることで、放熱部３３は吸気部２２の近傍に配置され、放熱部３３とランプ５３との距離を確保することができるため、放熱部３３はランプ５３の熱の影響を受けず、また、ランプ５３は排気部２３の近傍に配置され冷却ファン４により、熱風が排気部２３から確実に排気される。よって、放熱部３３およびランプ５３は、冷却ファン４によってどちらも確実に冷却することができる。

（変形例５）前記実施形態では、冷却装置３により液晶パネル５７を冷却した。しかし、これに限らず、光学変換部５０の発熱する光学系部品を冷却することも可能である。例えば、液晶パネル５７に次いで発熱温度が高くなる、出射光を１種類の偏光光に変換して、光の利用率を向上するための偏光変換素子５４３の部分に、液晶パネル５７に用いた箱状冷却部３１５を構成することで、偏光変換素子５４３を効率的に冷却することが可能となる。それにより、偏光変換素子５４３の信頼性を向上することが可能となる。

（変形例６）前記実施形態では、冷却装置３において、冷却媒体が、液晶パネル５７部を流通する流通経路の順番として、最初に液晶パネル５７Ｒ、次に、液晶パネル５７Ｇ、そして、最後に液晶パネル５７Ｂという順番で流通している。しかし、これに限らず、各液晶パネル５７Ｒ，５７Ｇ，５７Ｂでの発熱温度を確認することで流通経路の順番を決めることが良い。これにより、発熱温度が低い順に流通経路の順番とすることで、伝熱した冷却媒体により、液晶パネル５７のうちいずれかの冷却効率が低下するという不具合を防止することができる。

（変形例７）前記実施形態では、密閉構造をとるために上エンジンケース５２を下エンジンケース５１にネジ締めしている。しかし、これに限らず、下エンジンケース５１と上エンジンケース５２を溶着により必要個所を固定することで、密閉構造を形成しても良い。これにより、光学エンジン５の組立てにおける作業効率を向上することができる。

（変形例８）前記実施形態では、光学エンジン５部を密閉する構造をとる密閉部を、冷却ファン４による熱風を遮へいする遮へい部と兼ねている。しかし、これに限らず、光学変換部５０と冷却ファン４による熱風を確実に分離するための遮へい部を設けても良い。そのとき、プロジェクタ１の本体内部において、光学変換部５０側と、放熱部３３、冷却ファン４およびランプ５３による熱風発生部側を分離するための壁を外装ケース２に形成するなどして実施することができる。それにより、より確実に熱風が光学変換部５０に流れ込まないようにでき、しかも、分離した壁により排気部２３から熱風を排気するための流路が形成されたのと同様の効果を得ることができるため、冷却効果を向上することができる。

（変形例９）前記実施形態では、冷却ファン４は、吸気部２２から外気を吸気して、放熱部３３を冷却させ、放熱部３３の放熱により、温まった外気をランプ５３に吹きつけてランプ５３の冷却を行い、更にランプ５３の放熱により熱せられた外気を、排気部２３から排気することで、プロジェクタ１の内部に熱がこもらないようにしている。しかし、この構造に追加して、ランプ５３から排気部２３の間に熱せられた外気を導くためのダクトを設置しても良い。
このようにすることで、ランプ５３で熱せられた外気は、ダクトの中を通り排気部２３から排気されるので、プロジェクタ１の内部に熱せられた外気が拡散されることがなく、プロジェクタ１の内部の冷却効率を向上することができる。
同様に、冷却ファン４からランプ５３の間にもダクトを設置することで、冷却ファン４からの外気を効率的にランプ５３に吹きつけることができる。

（変形例１０）前記実施形態では、冷却媒体として、エチレングリコールを用いているが、窒素ガス（Ｎ₂）、アルゴンガス（Ａｒ）などの気体や、純水、フッ素系炭化水素あるいはシリコンオイル等の液体を用いることもできる。これにより、使用する冷却媒体の選択の自由度が拡大する。

（変形例１１）前記実施形態では、流通パイプ３１や放熱部３３の材質に、熱伝導率の高い銅系の金属を用いているが、本発明はこれに限られるものではなく、アルミニウム合金などの熱伝導率の高い金属も使用することができる。

（変形例１２）前記実施形態において、プロジェクタ１は、透過型液晶方式の表示デバイスを採用しているが、これに限られるものではない。例えば、ＤＬＰ（登録商標）（Digital Light Processing）方式、ＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）方式、および、反射型液晶方式であるＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）方式などを採用したプロジェクタにも本発明を採用することが可能である。これにより、様々な方式を採用するプロジェクタに対しても、冷却効率を向上させることが可能となる。

前記実施形態および変形例から把握できる請求項以外の技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。
（技術的思想１）画像データを拡大投写するプロジェクタであって、光源と、該光源からの出射光の光路上に配設され、出射光の変換を行う光学変換部と、該光学変換部を液状の冷却媒体を用いて冷却する冷却装置と、前記プロジェクタに電源を供給する電源装置と、前記光源または前記電源装置を空冷する冷却ファンと、前記プロジェクタの本体内部に外気を取入れる吸気部と、前記プロジェクタの本体内部の熱を外部に排気する排気部とを備え、前記冷却装置は、前記冷却媒体の流通路となる流通パイプと、前記冷却媒体を流通させるためのポンプと、温まった前記冷却媒体の熱を放熱する放熱部とを備え、該放熱部を前記吸気部近傍に配置し、前記光源または前記電源装置と冷却ファンとを前記排気部に配置したことを特徴とするプロジェクタ。
このようなプロジェクタにより、放熱部３３は吸気部２２の近傍に配置され、放熱部３３とランプ５３または電源装置との距離を確保することができるため、放熱部３３はランプ５３または電源装置の熱の影響を受けず、また、ランプ５３または電源装置は排気部２３の近傍に配置され冷却ファン４により、熱風が排気部２３から確実に排気される。よって、放熱部３３およびランプ５３または電源装置は、冷却ファン４によってどちらも確実に冷却することができる。

本発明のプロジェクタにおける冷却媒体を用いた冷却装置の配置と、冷却装置を用いた場合の光源からの出射光の光路上の領域における構造を示す概略平面図。 プロジェクタにおける冷却媒体を用いた冷却装置の配置関係を示した概略平面図。 冷却装置の放熱部を吸気部側から見た図。 ランプ出射光の光軸上の領域を全体および部分的に密閉させた概略平面図。 液晶パネル部を密閉した状態の概略の部分平面図。

符号の説明

１…プロジェクタ、２…外装ケース、３…冷却装置、４…冷却ファン、５…光学エンジン、２１…下外装ケース、２２…吸気部、２３…排気部、３１…流通パイプ、３２…ポンプ、３３…放熱部、５０…光学変換部、５１…密閉部および遮へい部を構成する下エンジンケース、５２…密閉部および遮へい部を構成する上エンジンケース、５３…光源としてのランプ、５４…光学変換部を構成する照明光学系、５６…光学変換部を構成する色分離光学系、５７…光学変換部を構成する表示デバイスとしての液晶パネル、５８…光学変換部を構成する色合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム、５９…投写光学系としての投写レンズ、３１５…箱状冷却部、３３１…放熱用フィン、５４３…偏光変換素子、５５０…フィールドレンズ。

Claims (8)

1. 画像データを拡大投写するプロジェクタであって、
   光源と、該光源からの出射光の光路上に配設され、出射光の変換を行う光学変換部と、該光学変換部を液状の冷却媒体を用いて冷却する冷却装置と、前記プロジェクタに電源を供給する電源装置と、前記光源または前記電源装置を空冷する冷却ファンと、前記プロジェクタの本体内部に外気を取入れる吸気部と、前記プロジェクタの本体内部の熱を外部に排気する排気部とを備え、
   前記冷却装置は、前記冷却媒体の流通路となる流通パイプと、前記冷却媒体を流通させるためのポンプと、温まった前記冷却媒体の熱を放熱する放熱部とを備え、
   前記冷却ファンは、前記光源または前記電源装置を空冷すると同時に前記放熱部を空冷することを特徴とするプロジェクタ。
2. 請求項１に記載のプロジェクタであって、
   前記冷却ファンによる前記吸気部から前記排気部に至る気流経路上において、前記放熱部を前記光源または前記電源装置に対して上流側に配置したことを特徴とするプロジェクタ。
3. 請求項１または請求項２に記載のプロジェクタであって、
   前記放熱部は、前記吸気部と前記冷却ファンの間に配置され、前記光源または前記電源装置は、前記冷却ファンと前記排気部の間に配置されることを特徴とするプロジェクタ。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のプロジェクタであって、
   前記プロジェクタの本体内部において前記光源からの出射光の光路上の領域を少なくとも含み密閉させる密閉部を備えたことを特徴とするプロジェクタ。
5. 請求項４に記載のプロジェクタであって、
   前記密閉部は、前記光学変換部を構成し光源からの出射光を変調する表示デバイスを少なくとも含むことを特徴とするプロジェクタ。
6. 請求項４に記載のプロジェクタであって、
   前記プロジェクタの本体内部において前記光源からの出射光の光路上の領域を全体に密閉させる密閉部を備え、さらに、前記密閉部内で前記表示デバイスを含む領域を密閉させることを特徴とするプロジェクタ。
7. 請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のプロジェクタであって、
   請求項１に記載の前記光源または前記電源装置、および前記放熱部を冷却する前記冷却ファンによる熱風が、前記光学変換部に流れ込まないように、熱風を遮へいする遮へい部を備えたことを特徴とするプロジェクタ。
8. 請求項４〜請求項６のいずれか一項に記載のプロジェクタであって、
   前記密閉部は、請求項７に記載の遮へい部を兼ねていることを特徴とするプロジェクタ。
   

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