JP2006119493A - 液晶プロジェクタとその液冷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 循環する液体冷媒中の気泡をより確実に取り除いて優れた投射映像を得ることが可能な液晶プロジェクタと、そして、そのための液冷装置を提供する。
【解決手段】 光源１１２からの光を、Ｒ、Ｇ及びＢの板状に形成された液晶パネル１０１（Ｒ）、１０１（Ｇ）、１０１（Ｂ）を透過してその強度を変調し、当該強度を変調した光を合成プリズム１１９により合成した後、投射レンズ１２７により投射して映像を得る液晶プロジェクタにおいて、コントローラ３００は、液冷サイクルを構成する電動ポンプ１２９のポンプ３０１を駆動するモータ３０２の駆動力を、モータ駆動回路３０３を介して変動させ、もって、板状液晶パネルを含む冷媒流路の内壁面に付着する気泡を除去するクリーニング機能を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光源からの光をライトバルブと呼ばれる液晶パネルや投射レンズを介して映像をスクリーン上に投射する液晶プロジェクタに、そして、かかる液晶プロジェクタにおいて液晶パネルを液体冷媒によって冷却する液冷装置に関し、特に、液体冷媒中に発生する気泡によるプロジェクタの表示性能の低下を抑制する液晶プロジェクタとその液冷装置に関する。

近年、例えば、パーソナルコンピュータ上のカラー映像画面等を拡大・投射して表示するための投射装置（以下、単に「プロジェクタ」と称する）では、メタルハライドランプなどの光源から得られる光を３方向に分解し、それぞれ、Ｒ、Ｇ又はＢの３原色用の液晶パネルを介してその光強度を変調してこれらを色合成プリズムなどによって合成した後、投射レンズなどを介してスクリーン上に投射する装置が、広く、実用化されてきている。

なお、かかる液晶プロジェクタでは、高精細化と共に、表示画面の大型化などに伴って、その発光源であるランプの高照度化（例えば、２５０Ｗ、又は、それ以上の電力のメタルハライドランプを採用）が図られており、そのため、かかる高照度の発光源からの熱、更には、上記発光源からの強い光による液晶パネルの発熱が、液晶パネルの特性にも悪影響を与える。そこで、従来、かかるプロジェクタでは、一般に、上記液晶パネルを含む装置の各部（特に、ランプや制御部など）における温度上昇を防止してその悪影響を防止するため、空冷用のファンを備え、これにより、装置の外部から筐体内部に冷却風を導入・循環することが行われていた。

しかしながら、上述したように、近年における発光源からの光強度の上昇に伴い、上述した空冷ファンによる冷却風の装置内部への導入や循環だけでは、液晶パネルにおける発熱を十分に抑制することは困難となっており、そこで、下記の特許文献１〜１５にも開示されるように、例えば、偏光板とこれに対向するガラスパネルとでその内部に空間を形成すると共に、その空間内部に水などの液体冷媒を封止し、前記封入した液体冷媒を空間内部で循環させ、もって、例えば、水などの液体冷媒を利用して、液晶パネルの温度上昇を抑制して温度上昇による悪影響から保護するものが提案されている。

加えて、以下の特許文献１６〜１９にも知られるように、上記Ｒ、Ｇ及びＢの３原色用の液晶パネルに液体冷媒の流路を形成すると共に、その外部に熱交換器を設け、更に、循環ポンプを利用して液体冷媒を循環する冷却サイクルを構成し、水などの液体冷媒をこの冷却サイクル内で循環させることにより、上記液晶パネルにおいて、より効率の高い冷却を実現するものも、既に、知られている。なお、特に、上記特許文献１７は、液体冷媒の循環路の一部に気泡室を備えたプロジェクタを開示している。
特開平３−１２６０１１号公報 特開平４−５４７７８号公報 特開平４−７３７３３号公報 特開平４−２９１２３０号公報 特開平５−１０７５１９号公報 特開平５−２３２４２７号公報 特開平６−１１００４０号公報 特開平７−２４８４８０号公報 特開平８−２１１３５３号公報 特開平１１−２０２４１１号公報 特開２００２−１３１７３７号公報 特開２００２−２１４５９６号公報 特開２００３−７５９１８号公報 特開２００３−１９５１３５号公報 特開２００４−１２９３４号公報 特開平１−１５９６８４号公報 特開平５−２１６０１６号公報 特開平５−２６４９４７号公報 特開平１１−２８２３６１号公報

以上にも詳述したように、従来のプロジェクタにおいては、特に、近年における光源強度（明るさ）の著しい上昇に伴って、従来の空冷ファンによる冷却風の導入・循環に代え、より効率の高い冷却を実現するため、液晶パネルの一部に液体冷媒を接触させてこれをその内部で循環して冷却する方式が採用されている。更には、より効率的な冷却を実現するため、液晶パネル内に液体冷媒の流路を形成すると共に、その外部に熱交換器や循環ポンプを設けて冷却サイクルを構成し、もって、液体冷媒をこの冷却サイクル内で循環させて冷却する方式が提案されている。

しかしながら、上述したように、従来の空冷に代えて、冷却効率の高い、例えば、水などの液体冷媒を利用し、もって、液晶パネルの冷却を行う場合には、当該液体冷媒である水などの液体中に発生する気泡が問題となってくる。特に、上述した従来技術においても知られるように、液晶パネル内に液体冷媒の流路を形成すると共に、その外部に熱交換器や循環ポンプを設けて冷却サイクルを構成し、もって、液体冷媒をこの冷却サイクル内で循環させて、液晶パネルを、より効率的に冷却するための構造では、当該サイクル内を循環する液体冷媒中に気泡が混入した場合には、特に、液体冷媒が液晶パネル内の流路を通過する際、当該液晶パネルを透過してその強度が変調される光を乱し（屈折又は反射）てしまい、得られる投射映像に悪影響を与えることとなる。

なお、かかる気泡は、液冷システムを備えた液晶プロジェクタでは、液体冷媒の循環流路の壁面において発生してそこに付着する。その後、何らかの不確定な要因、タイミングで壁面から離脱し、その気泡がパネル部を通過すると、上述しように、画像を乱す。特に、かかる気泡の発生及び付着は、機器を長時間停止した後、又は、連続運転中など、種々の状況において見られ、また、流路の全域にわたって広い範囲で発生する。

ところで、上記の特許文献１７は、上述したように、液体冷媒の循環路の一部に気泡室を備えたプロジェクタを開示しているが、例えば、気泡室（タンク）と液晶パネルとの間に存在する気泡は、当該パネルを通過した後、気泡室内に回収されることになる。しかしながら、冷却サイクルを構成する各部の流路において、広い範囲でその壁面に付着する気泡やその壁面からの離脱を含め、その制御が不可能な気泡について、流路内を循環する液体冷媒から気泡を除去するためには、必ずしも、十分な構成（対策）とは言えず、また、そのための構造については、何等の考慮も払われていなかった。すなわち、当該特許文献１７に開示される構成では、液体冷媒の液中に存在する気泡は、タンク内で保持されるが、流路壁などに付着した気泡は、すぐにはタンクで回収することはできず、特に、タンクと液晶パネル部の間の流路壁に付着し、何らかの外因によって壁面から離脱する気泡は、画像の投射中にパネル部を通過し画像を乱してしまう可能性があった。

特に、冷却サイクルを構成する各部の流路においては、広い範囲でその壁面に付着した気泡は、上述したように、その壁面での発生や壁面からの離脱を含め、制御不可能であり、しかしながら、液晶プロジェクタによる映像の投射中に突然現れる可能性があり、その場合には、不都合にも、投射画像中に乱れを生じてしまう。

そこで、本発明では、上記に詳述した従来技術における問題点に鑑みて、即ち、冷却サイクルを構成する各部の流路において、循環する液体冷媒中の気泡と共に、その広い範囲で壁面に付着する制御不可能な気泡をも含め、これら液体冷媒中の気泡をより確実に取り除くことが可能であり、もって、当該気泡による悪影響のない、優れた投射映像を得ることが可能な液晶プロジェクタと、そして、そのための液冷装置を提供することをその目的とする。

かかる上記の目的を達成するため、本発明によれば、まず、光源と、前記光源からの光を平行光として三本の光に分割する光学素子と、前記光学素子により分割された３本の光を透過してその強度を変調する三種類の板状に形成された液晶パネルと、前記三種類の板状液晶パネルを透過してその強度を変調した三本の光を合成する光合成手段と、前記光合成手段により合成された三本の光を投射するための投射手段と共に、前記三種類の板状液晶パネル内に液体冷媒を循環して冷却する電動ポンプ及びラジエータを含む液冷サイクルを備えた液晶プロジェクタにおいて、前記液冷サイクルは、前記三種類の板状液晶パネルの内部壁面に付着する気泡を除去するクリーニング機能を備えている液晶プロジェクタが提供される。

なお、本発明では、前記に記載した液晶プロジェクタにおいて、前記クリーニング機能を備えた液冷サイクルを構成する前記電動ポンプは、当該ポンプを駆動する電動機の駆動力を変動させる手段を備えていることが好ましく、また、本発明では、前記クリーニング機能を、当該液晶プロジェクタの始動時に自動的に実行し、又は、当該液晶プロジェクタの停止時に自動的に実行するようにしてもよく、或いは、更に、前記クリーニング機能を起動するための手段を備えており、当該起動手段により起動された場合、当該液晶プロジェクタへ入力される画像情報の入力がないことを確認して前記クリーニング機能を実行するようにしてもよい。

また、本発明によれば、やはり上記の目的を達成するため、光源からの光を、三種類の板状に形成された液晶パネルを透過してその強度を変調し、当該強度を変調した光を光合成手段により合成し、当該合成した光をスクリーン上に投射して映像を得る液晶プロジェクタにおいて、前記三種類の板状液晶パネルを冷却するための冷却装置であって、液体冷媒を循環するための電動ポンプと、前記電動ポンプによって循環される液体冷媒を冷却するラジエータとを備えており、更に、前記電動ポンプの駆動力を変動させる手段を備えており、もって、前記三種類の板状液晶パネルの内部壁面に付着する気泡を除去するクリーニング機能を実行する液晶プロジェクタの冷却装置が提供される。

なお、本発明によれば、前記に記載した冷却装置において、前記クリーニング機能を、当該液晶プロジェクタの始動時に自動的に実行し、又は、当該液晶プロジェクタの停止時に自動的に実行してもよく、或いは、更に、前記クリーニング機能を起動するための手段を備えており、当該起動手段により起動された場合、当該液晶プロジェクタへ入力される画像情報の入力がないことを確認して前記クリーニング機能を実行するようにしてもよい。加えて、本発明では、前記に記載した冷却装置において、当該冷却装置は、更に、循環する液体冷媒から気泡を除去する機能を備えて冷媒タンクを備えていることが好ましい。

以上からも明らかなように、本発明になる液晶プロジェクタ、更にそのための液冷装置によれば、そのクリーニング機能によって、これら液体冷媒中の気泡をより確実に取り除くことが可能であり、もって、当該気泡による悪影響のない、優れた投射映像を得ることが可能な液晶プロジェクタと、そして、そのための液冷装置を提供することが可能となる、極めて優れた効果を発揮する。

即ち、本発明では、投射に影響しないタイミング(特に、付着気泡の多い装置起動時)で付着気泡に外因を加え、流路中にある付着気泡を液中に放出して、投射前に、気泡保持機能を有したタンク内にあらかじめ回収してしまう。

以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
まず、図４には、本発明の一実施の形態になる液晶パネルの液冷装置を備えた、液晶プロジェクタの全体構造の概略が示されている。図において、符号１００は、液晶プロジェクタの筐体を示しており、また、図からも明らかなように、その内部には、発光源である、例えば、メタルハライドランプ１１２が設けられている。そして、この発光源１１２からの光は、やはり、上記の筐体内の所定の位置に配置された第１レンズアレイ１１３、第２レンズアレイ１１４、偏光変換素子１１５、集光レンズ１１６により平行な光にされて出力される。この平行光は、その後、第１のダイクロイックミラー１１７に導かれ、その一部はこれを透過し、第１のコンデンサレンズ１１８を通してＲ（赤）用の液晶パネル１０１（Ｒ）に導かれ、そこで光強度が変調され、その後、光合成プリズム１１９に到る。

一方、上記第１のダイクロイックミラー１１７で反射された光は、第１の反射鏡１２０の表面で反射され、第２のダイクロイックミラー１２１に入射する。ここで反射された光は、第２のコンデンサレンズ１２２を通してＧ（緑）用の液晶パネル１０１（Ｇ）に導かれ、そこで光強度が変調された後、上記光合成プリズム１１９に到る。さらに、上記第２の第クロイックミラー１２１を透過した光は、第２の反射鏡１２３、リレーレンズ１２４を通って第３の反射鏡１２５の表面で反射され、第３のコンデンサレンズ１２６を通してＢ（青）用の液晶パネル１０１（Ｂ）に導かれ、そこで光強度が変調され、上記光合成プリズム１１９に到る。そして、上記３原色であるＲ、Ｇ、Ｂ用の液晶パネル１０１（Ｒ）、１０１（Ｇ）、１０１（Ｂ）でその光強度がそれぞれ変調された光は、上記光合成プリズム１１９によって合成され、更に、投射レンズを含む投射光学系１２７によって拡大されて、例えば、図示しないスクリーン上に投射される（図中の細い矢印を参照）。

また、図中の符号１３１は、その内部にファン及びそれを回転駆動するモータを含む冷却ファンユニットを示しており、図中に白抜きの矢印で示すように、上記液晶プロジェクタの筐体１００の一部に開口された空気吸込口１３４を介して外部の空気を筐体内に取り込み、後に説明する放熱ユニット１３０や電気部品ユニット１２８を冷却する。さらに、取り込まれた空気は、上述したように、近年における表示画面の大型化などに伴い、高照度化が著しく、そのため、発熱が問題となってきている高照度発光源であるメタルハライドランプからなる発光源１１２、更には、この発光源１１２に近接して配置される第１レンズアレイ１１３、第２レンズアレイ１１４、偏光変換素子１１５、集光レンズ１１６をも冷却した後、上記筐体１００の一部に開口された空気排出口１３５を介して外部へ排出される。

そして、上記３原色であるＲ、Ｇ、Ｂ用の液晶パネル１０１（Ｒ）、１０１（Ｇ）、１０１（Ｂ）には、それぞれ、以下に詳細にその構造を説明するが、液体冷媒の通路が形成されており、上記液晶プロジェクタの筐体１００の内部に設けられた電動ポンプ１２９の働きにより、液体冷媒が、図中の黒の太い矢印で示すように、筐体内に這い回された配管を介して、これらＲ、Ｇ、Ｂ用の液晶パネル１０１（Ｒ）、１０１（Ｇ）、１０１（Ｂ）、電動ポンプ１２９、放熱ユニット１３０、更には、その内部に液体冷媒を貯留するタンク１５０の順に循環され、もって、所謂、液冷サイクルを形成している。

次に、添付の図５には、上記Ｒ、Ｇ、Ｂ用の液晶パネル１０１（Ｒ）、１０１（Ｇ）、１０１（Ｂ）の内の一つの液晶パネル１０１の内部構造の詳細を示す。なお、この図では、これら三種の液晶パネルから一つだけを取り出し、単一の液晶パネル１０１として説明する。まず、液晶パネル１０１の側断面を示す図５（ａ）の符号２は、この液晶パネル１０１の主な構成要素であり、その表面に多数のトランジスタ駆動素子が形成された、例えば、ガラスからなるＴＦＴ基板を示しており、このＴＦＴ基板に対向して、やはりガラスからなる対向基板１が配置されて、そして、これらの透明基板２、１の間には液晶３が封入され、もって、Ｒ、Ｇ又はＢの三原色の一つとなる液晶パネル１０１を構成する。

また、図中の符号４及び５は、所謂、保護ガラス板であり、これらの保護ガラス板は、それぞれ、上記液晶パネル１０１の入射側と出射側に設けられており、その間には、液体冷媒の流路６、７を形成している。そして、その平面断面を示す図３（ｂ）からも明らかなように、これら対向基板１、ＴＦＴ基板２、及び、保護ガラス板４、５の周囲を取り囲んで、枠体を形成するケース１４が取り付けられている。即ち、上述した液晶パネル１０１が形成された領域（以後、「液晶パネル領域」と言う）を含めたパネルの両側面には、具体的には、上記対向基板１と保護ガラス板４との間、そして、上記ＴＦＴ基板２と保護ガラス板５との間に、その厚さ「Ｄ」（図３（ｂ）の紙面に垂直な方向の高さ）が一様で扁平な流路６、７が、それぞれ、形成されている。なお、ここでは図示しないが、保護ガラス板４、５の入射側及び出射側には、それぞれ、偏光膜が形成されている。

そして、これらの図５（ａ）及び５（ｂ）からも明らかなように、上記各種基板を取り囲んで形成された枠体を形成するケース１４の上方には、液体冷媒の導入管１０と導出管１１とが取り付けられ、また、上記液晶パネル１０１の内部に形成された流路における液体冷媒の流れが矢印によって示されている。

なお、ここで、上記の各流路を流れる液体冷媒としては、例えば、その一部に、エチレングリコールやプロピレングリコール等の不凍液を混入した水や、又は、光透過性に優れ、不活性で発泡が少なく、電気絶縁性をも兼ね備えた、例えば、フロリナート（住友３Ｍ社の商標）などに代表されるフッ素系不活性液体（パーフロロカーボン）を採用することができる。特に、後者の液体の採用によれば、上記液晶パネル領域の流路を流れる液体冷媒中への気泡の混入による投射画面の劣化を有効に防止することが可能となる。また、上記液晶パネル領域の流路６、７を形成する各種基板の表面には、親水性を保持するための加工、例えば、酸化チタンの薄膜をコーティングすることが好ましい。これによれば、上記ランプからの光による酸化チタンの光触媒作用により、その壁面が常に親水性に保たれることから、当該壁面での汚れの付着、気泡の付着を抑制することが可能となる。

次に、以上にその構成を示した上記の各液晶パネル１０１をその一部に含んだ、本発明になる液晶プロジェクタの液冷装置（冷却ブロック）の構成について、添付の図６に示す。図６（ａ）においては、上記図４と同様、符号１２９は、その一部に駆動装置であるモータを備えた電動ポンプを示しており、この電動ポンプ１２９に隣接して、多数の金属配管を配列して構成されたラジエータから成る放熱ユニット１３０と、後にもその詳細を説明する冷媒タンク１５０が、一体に構成されている。また、図において、上記放熱ユニット１３０の下部には、上述した冷却ファンユニット１３１が、やはり、一体に取り付けられている。すなわち、上記電動ポンプ１２９、放熱ユニット１３０、冷却ファンユニット１３１、更には、冷媒タンク１５０を一体に構成してなる冷却ユニットによれば、冷媒タンク１５０の側壁面に形成された排出管１５１から冷却された低温の液体冷媒が取り出され、その後、上記液晶パネル１０１をその一部に含んだ流路を循環して発熱が伝達された高温の液体冷媒が、その流入管１５２に戻る。

そして、図からも明らかなように、上記排出管１５１から取り出された低温の液体冷媒は、例えば、ゴム等の弾性材からなるチューブの外周に金属膜を形成し、内部の液体冷媒がその壁面を介して外部に漏出し難い配管１５３を介して、順次、上記三種類の液晶パネル１０１（Ｒ）、１０１（Ｇ）、１０１（Ｂ）に導かれる。この導かれた液体冷媒は、上記図５にその構造を示した各液晶パネル１０１内の流路６、７（図５（ａ）を参照）を通過し、その際、各液晶パネル１０１における発熱が液体冷媒に伝達される。その後、再び、配管１５３を介して上記冷媒タンク１５０の流入管１５２に流入する。

または、上記の配管構造に代え、添付の図６（ｂ）に示すように、その内部に流路を形成した、流路ブロック２００を利用することによれば、一体的に、液晶プロジェクタの筐体１００内の一部に、簡単に、取り付けることも出来る。なお、ここでは図示しないが、上記電動ポンプ１２９、放熱ユニット１３０、冷却ファンユニット１３１、そして、冷媒タンク１５０を一体に構成してなる冷却ユニットは、当該液晶プロジェクタの全体構造において比較的その温度の低い場所、例えば、上記投射レンズを含む、所謂、投射光学系１２７に隣接して配置し、他方、流路ブロック２００は、上記Ｒ、Ｇ、Ｂ用の三種類の液晶パネル１０１の上方を覆うようにして配置される。

なお、上記の図６（ａ）及び図６（ｂ）において、符号３００は、上記三種類の液晶パネル１０１（Ｒ）、１０１（Ｇ）、１０１（Ｂ）を冷却するための冷却ユニットを構成する、特に、上記電動ポンプ１２９を制御するためのコントローラを示している。なお、このコントローラ３００は、例えば、上記図４における電気部品ユニット１２８内に設けられたマイクロコンピュータにより構成されている。

ところで、上述したように、上記に詳細構成を詳述した本発明になる液晶プロジェクタでは、特に、その冷却ユニットでは、その構成部品である上記電動ポンプ１２９、放熱ユニット１３０、冷却ファンユニット１３１、そして、冷媒タンク１５０、更には、これにより冷却される上記三種類の液晶パネル１０１（Ｒ）、１０１（Ｇ）、１０１（Ｂ）の内部において、例えば、長時間機器を停止した後などの状況では、その壁面に気泡が発生する。なお、この発生した気泡は、通常、ユニット内を循環する液体冷媒と共に運ばれ、基本的には、上記冷却ユニットを構成する冷媒タンク１５０内に貯留されることとなる。

しかしながら、上述したように、液冷システムを備えた液晶プロジェクタでは、液体冷媒中の気泡に加え、多くの気泡は、液体冷媒の循環流路の壁面において発生し、その後も、そこに付着したままとなる。これらの気泡は、その後、何らかの不確定な要因又はタイミングで壁面から離脱し、そして、その気泡がパネル部を通過すると、上述しように、画像を乱すこととなる。また、かかる気泡は、特に、上記液晶パネル１０１の内部に形成した液体冷媒の流路６、７（特に、液晶３の封入面の内部）の内壁面に付着した場合には、当該液晶パネルを透過してその強度が変調される光を乱し（屈折又は反射）てしまい、投影画像上に黒点を形成してしまうことから、好ましくない。

そこで、本発明では、液晶プロジェクタによる画像の投射に影響しないタイミングで、特に、液冷システムにおける液体冷媒の循環流路の壁面に付着した気泡に対して、何等かの外因を加え、もって、当該気泡を付着した壁面から離脱させて流路内の液体冷媒の液中に放出する。そして、この液中に放出された気泡を、液冷システムにおいて気泡の貯留又は保持機能を有する冷媒タンク１５０内に回収する。これによれば、特に、付着気泡の多い装置起動時など、液体冷媒の循環流路の壁面において発生・付着した気泡を、画像投射を行う事前に除去できることから、液体冷媒中に発生する気泡による悪影響を低減し、より優れた投射映像が得られることとなる。

続いて、上記に説明した、液冷システムにおける液体冷媒の循環流路の壁面に付着した気泡を壁面から離脱させて液中に放出する機能、即ち、クリーニング機能（クリーニング・モード、又は、気泡排除モード）について、添付の図１を参照しながら詳細に説明する。

まず、添付の図１（ａ）には、上記コントローラ３００により制御される上記電動ポンプ１２９のより詳細な構成を示しており、この図にも示すように、上記電動ポンプ１２９は、その内部に導入される液体冷媒を駆動するためのポンプ３０１と、このポンプ３０１に駆動力を付与するための電動機（モータ）３０２とから構成されている。そして、この電動機（モータ）３０２は、図示のモータ駆動回路３０３を介して、図示しない電源からの電力が供給される。なお、上述したコントローラ３００は、このモータ駆動回路３０３から供給される電力を所定の方法で制御することにより、そのモータ回転数（出力）を制御する。

そして、クリーニング・モードが開始すると、図１（ｂ）にも示すように、上記コントローラ３００は、所定の期間（本例では、期間＝Ｔｃｍ、例えば、十秒〜数十秒程度）、上記電動機（モータ）３０２の出力である回転数が最大値（ＭＡＸ）となるように、換言すれば、当該電動機により駆動されるポンプ３０１の出力が最大になるように制御する。即ち、これによれば、ポンプ３０１から最大出力で急激に排出された液体冷媒は、液冷システムにおける液体冷媒の循環流路において、一種の衝撃を、各部の壁面に発生・付着した気泡に対して与えることとなり、壁面に付着した気泡を壁面から離脱させて液中に放出させる。その後、この放出された気泡は、上記冷媒タンク１５０内において、その内部に回収される。なお、このクリーニング・モード期間＝Ｔｃｍの後は、上記電動機（モータ）３０２の回転数は、上記コントローラ３００により決定される、当該液晶プロジェクタの通常の動作に必要とされる冷却能力を得るための回転数に制御される（図の、「通常運転」）ことは、装置の通常の動作と同様である。

なお、上記の例では、上記クリーニング・モードにおいて、電動機（モータ）３０２の出力を最大値（ＭＡＸ）に設定して上記付着気泡に離脱の外因を加えているが、これに代え、例えば、添付の図２に示すような制御とすることも可能である。即ち、図２（ａ）に示すように、例えば、直流モータにより構成される上記電動機（モータ）３０２に対してパルス状の駆動電流を供給する（即ち、ポンプのオンーオフを繰り返し、脈動させる）、又は、これに代えて、例えば図２（ｂ）に示すように、鋸歯状波（図の実線）、或いは、所定の範囲で増減を繰り返す波形の波形（図の破線）によって上記電動機（モータ）３０２を駆動することも可能である。なお、このように、ポンプ３０１から最大出力で急激に排出されると共に、その後においても脈動する液体冷媒によれば、より効果的に、上記と同様のクリーニング機能（気泡排除モード）を実現することが可能となる。なお、上記の例では、上記電動機（モータ）３０２を直流モータとして説明したが、本発明ではこれにのみ限定されるものではなく、例えば、パルスモータや交流モータにより構成することも可能である。なお、その場合には、上記の駆動電流に代えて、例えば、供給するパルスの周波数や電圧値、又は、交流電圧の周波数や電圧値を制御することにより所望の出力を得ることが出来ることは明らかであろう。

なお、上述したクリーニング・モードは、例えば、上記液晶プロジェクタの起動時において、自動的に作動することが好ましく、更には、プロジェクタの停止時においても、同様に、自動的に作動するようにしてもよい。即ち、通常、ランプの冷却のためにしばらくファンが回っており、その期間を利用して、上記のクリーニング・モードを実行する。更に、装置にスイッチなどの起動手段を設け、手動でクリーニング・モードを作動可能としてもよい。

例えば、添付の図７には、上記に詳細な構造と共にその動作を説明した液晶プロジェクタ（図の、液晶プロジェクタの筐体を示す符号１００を参照）が、例えば、これを駆動する（即ち、投射する画像をプロジェクタ側に転送する）パソコンＰＣ（又は、図示しないＤＶＤプレーヤ等）と共に示されている。そして、図には、上記の手動スイッチとして、押しボタン式のスイッチ（Cleaning Mode SW）４００が設けられている。即ち、当該押しボタンスイッチ４００を押すことにより、液晶プロジェクタは、上記したクリーニング・モードを開始する。しかしながら、この場合、投射する画像がプロジェクタに入力されている時にクリーニング・モードを実行すると、循環する液体冷媒と共に流路内を流れる気泡によって投影画像が乱れることから、好ましくない。そこで、本実施の形態では、以下に添付の図３に示すように、投射する画像を転送するＰＣ側からの入力信号の有無を判定して、上記クリーニング・モード作動する。

即ち、上記図１のコントローラ３００は、上記押しボタンスイッチ４００の押下により処理を開始し、ＰＣ（又は、ＤＶＤプレーヤ等）側から、投射すべき画像信号である、入力信号があるか否かを判定する（ステップＳ１０）。その結果、入力信号がある（「ＹＥＳ」）と判定された場合には、再び、上記の判定ステップＳ１０へ戻り、入力信号がなくなるまで待機する。

一方、上記判定処理Ｓ１０の結果、入力信号がない（「ＮＯ」）と判定された場合には、その旨の表示、例えば「入力信号なし」の表示を、例えば、液晶プロジェクタを介して投射し（ステップＳ１１）、続いて、所定の時間（例えば、数十秒程度）が経過したか否かを判定する（ステップＳ１２）。即ち、上記液晶プロジェクタが、上記ＰＣ（又は、ＤＶＤプレーヤ等）が、例えば、サスペンドモード等の、画像の投射動作を必要としない状態にあることを判断するためのステップである。その後、即ち、所定の時間が経過した後、上記のクリーニング・モードを実行して（ステップＳ１３）、その処理を終了する。

続いて、以下には、上述した冷却ユニットの一部を構成する冷媒タンク１５０の詳細な構造について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、上記の上記図４に示した冷却ユニットを構成する冷媒タンク１５０は、必ずしも、以下の構成による必要はないが、しかしながら、以下の説明から明らかとなるように、本冷媒タンク１５０の構造によれば、その姿勢に関わりなく、冷媒タンク１５０からは液体だけを取り出すことが可能となる。なお、このことは、特に、本発明の係る液晶プロジェクタにおいては、その上下を逆転して使用される場合も多く、そのため、特に、液晶プロジェクタの冷却ユニットを構成する冷媒タンクにとっては好適な構造である。

まず、添付の図８には、上記冷媒タンク１５０の外観と共に、その内部構造が、その一部を展開して示されている。この図からも明らかなように、冷媒タンク１５０は、外部容器１５０１と共に、その中央に配置された内部容器１５０２とにより形成されている。なお、図の符号１５０３は、上記内部容器１５０２を外部容器１５０１の内部中心に保持するための支持部材を示している。また、符号１５０４は、液体冷媒の流入管を、また、符号１５０５は、流出管を、それぞれ示しているが、図からも明らかなように、流入管１５０４は、上記外部容器１５０１に接続されてその内部に開口すると共に、他方の流出管１５０５は、上記外部容器１５０１を貫通して上記内部容器１５０２の内部にまで到って配置されている。更に、上記内部容器１５０２の外壁の一部（本例では、その４辺）には、所謂、スリット１５０６が形成されており、上記外部容器１５０１の内部に貯留された液体冷媒は、これらスリット１５０６を介して、上記内部容器１５０２の内部に流入する。

上記にその構造を説明した上記冷媒タンク１５０について、その動作を、添付の図９の断面図により説明する。一般に、上述した冷却ユニットでは、時間の経過と共に、その内部に充填されている液体冷媒の一部がその配管部等から外部へ漏出し、その結果、内部に充填された液体冷媒の一部に空気等の気体が混入されてしまう。なお、この混入された気体は、液体冷媒の循環により、上記冷媒タンク１５０内に集まるが、その状態がこの図９に示される。即ち、上記冷媒タンク１５０下方を含む大部分には液体冷媒Ｗが充填されているが、しかしながら、その上方には気体の層Ａが形成される。そして、上述したように、例えば、液晶プロジェクタを上下逆転して配置した場合、この気体の層Ａは、図に破線Ｃで示すように、液体冷媒Ｗ内を上昇して外部容器１５０１の上方に移動しようとするが、その際、上記内部容器１５０２によりその進路が隔てられて、その外壁に沿って移動する。即ち、冷媒タンク１５０内で気体が上下に移動する際にも、上記流出管１５０５がその内部に突出して配置された内部容器１５０２には気体Ａが侵入することなく、上記流出管１５０５からは、常に、その一部に気体Ａを混入することなく、液体冷媒だけを、確実に、取り出すことが可能となる。

このように、液晶プロジェクタでは、その移動時や、上下を逆転して天井に取り付ける場合など、タンク１５０内に保持されている空気は、空気塊となって移動するが、その際、内部容器１５０２に設けたスリット幅を、冷媒液が浸入するのに差し支えない程度に小さくすることで、空気塊は、ほとんど内部容器１５０２に浸入することなく、その外周部に沿って移動する。ところが、一方、液中に分散する微細な気泡や、又は、上記空気塊から分離された一部の気泡は、上記内部容器１５０２内に侵入する場合がある。その場合にも、これらの気泡は、この内部容器内において上方に移動し、そのスリット１５０６から出て行き、もって、外部容器１５０１の上方に集まることとなる。しかしながら、その場合にも、なお、この内部容器内を上方に移動せず、冷媒液の流れと共に、上記流出管１５０５に向かう気泡も存在する。

そこで、上記流出管１５０５の入り口には、フィルタＦを取り付けることが好ましい。即ち、このフィルタＦを取り付けることによれば、特に、微細な気泡などがこれにより捕獲される。そして、このフィルタＦで捕獲された微細な気泡は、他の捕獲された気泡と合体し、上記内部容器１５０２内において上方に移動し、そのスリット１５０６から出て行く。なお、このフィルタＦの荒さは、捕獲されずに通過して液体冷媒と共に循環されることを考慮した場合、特に、上記液晶パネル１０１における投射画像に悪影響を考慮した場合、例えば、１０μｍ程度が好適である。即ち、このフィルタＦを通過することの可能な微細な気泡は、１０μｍ程度以下の微小さであれば、実用的には、上記液晶パネル１０１における投射画像に悪影響与える程ではない。

また、上記のタンク１５０に形成した液体冷媒の吐出口(即ち、流出管１５０５)を、タンクの高さ方向の略中央部に配置することによれば、当該タンク内に保持される冷媒液が所定の量以上に、より具体的には、冷媒液の液面が当該吐出口(流出管１５０５)の位置よりも上方となるような液量に、常に、保たれていれば、装置(タンク)がいかなる姿勢で設置されようとも、当該タンク１５０から取り出される液体冷媒から、内部に混入されて液冷サイクル内を循環する気泡を、より確実に、除去することが可能となる。

更に、添付の図１０及び図１１には、上記にその構造及び動作を説明した冷媒タンク１５０の変形例が、その一部展開斜視図と共に、その断面図により示されている。なお、この変形例になる冷媒タンク１５０’では、これらの図からも明らかように、特に、その内部容器１５０２の形状を球形に形成したものである。なお、かかる構成によっても、やはり、上記と同様の効果を得ることが出来ることは明らかであろう。なお、上記の説明では、上記冷媒タンク１５０又は１５０’には、それぞれ、１本の流入管１５０４及び流出管１５０５が設けられているが、しかしながら、これら流入管１５０４及び流出管１５０５は、それぞれ、複数本（例えば、２本）設けることも可能であり、その場合にも、上記と同様の効果を得ることが出来ることは明らかであろう。

本発明の一実施の形態になる液晶プロジェクタにおいて、特に、液冷システムにおいてクリーニング機能（クリーニング・モード）を実現する構成とその動作を説明するための図である。 上記本発明のクリーニング機能を実現するための他の動作を説明するための信号波形図である。 上記本発明のクリーニング機能、特に、手動による起動を実現するための動作を説明するためのフローチャート図である。 本発明の一実施の形態になる液晶パネルの液冷装置を備えた、液晶プロジェクタの全体構造の概略を示す図である。 上記液晶プロジェクタにおける一の液晶パネルの内部構造の詳細を示す図である。 上記液晶パネルをその一部に含む本発明になる液晶プロジェクタの液冷装置（冷却ブロック）の構成について示す図である。 上記液晶プロジェクタにおける、実際の使用状態の一例を示すための図である。 上記液晶プロジェクタの冷却ユニットを構成する冷媒タンクの外観と共に、その内部構造を示す一部展開斜視図である。 上記図８に示した冷媒タンクの縦断面図である。 上記冷却ユニットを構成する冷媒タンクの変形例の外観と共に、その内部構造を示す一部展開斜視図である。 上記図１０に示した冷媒タンクの縦断面図である。

符号の説明

１００ 液晶プロジェクタの筐体
１２９ 電動ポンプ
１３０ ラジエータ
１５０、１５０’ 冷媒タンク
３００ コントローラ
３０１ ポンプ
３０２ モータ
３０３ モータ駆動回路

Claims (10)

1. 光源と、前記光源からの光を平行光として三本の光に分割する光学素子と、前記光学素子により分割された３本の光を透過してその強度を変調する三種類の板状に形成された液晶パネルと、前記三種類の板状液晶パネルを透過してその強度を変調した三本の光を合成する光合成手段と、前記光合成手段により合成された三本の光を投射するための投射手段と共に、前記三種類の板状液晶パネル内に液体冷媒を循環して冷却する電動ポンプ及びラジエータを含む液冷サイクルを備えた液晶プロジェクタにおいて、前記液冷サイクルは、前記三種類の板状液晶パネルの内部壁面に付着する気泡を除去するクリーニング機能を備えていることを特徴とする液晶プロジェクタ。
2. 前記請求項１に記載した液晶プロジェクタにおいて、前記クリーニング機能を備えた液冷サイクルを構成する前記電動ポンプは、当該ポンプを駆動する電動機の駆動力を変動させる手段を備えていることを特徴とする液晶プロジェクタ。
3. 前記請求項１に記載した液晶プロジェクタにおいて、前記クリーニング機能を、当該液晶プロジェクタの始動時に自動的に実行することを特徴とする液晶プロジェクタ。
4. 前記請求項１に記載した液晶プロジェクタにおいて、前記クリーニング機能を、当該液晶プロジェクタの停止時に自動的に実行することを特徴とする液晶プロジェクタ。
5. 前記請求項１に記載した液晶プロジェクタにおいて、更に、前記クリーニング機能を起動するための手段を備えており、当該起動手段により起動された場合、当該液晶プロジェクタへ入力される画像情報の入力がないことを確認して前記クリーニング機能を実行することを特徴とする液晶プロジェクタ。
6. 光源からの光を、三種類の板状に形成された液晶パネルを透過してその強度を変調し、当該強度を変調した光を光合成手段により合成し、当該合成した光をスクリーン上に投射して映像を得る液晶プロジェクタにおいて、前記三種類の板状液晶パネルを冷却するための冷却装置であって、液体冷媒を循環するための電動ポンプと、前記電動ポンプによって循環される液体冷媒を冷却するラジエータとを備えており、更に、前記電動ポンプの駆動力を変動させる手段を備えており、もって、前記三種類の板状液晶パネルの内部壁面に付着する気泡を除去するクリーニング機能を実行することを特徴とする液晶プロジェクタの冷却装置。
7. 前記請求項６に記載した冷却装置において、前記クリーニング機能を、当該液晶プロジェクタの始動時に自動的に実行することを特徴とする液晶プロジェクタの冷却装置。
8. 前記請求項６に記載した冷却装置において、前記クリーニング機能を、当該液晶プロジェクタの停止時に自動的に実行することを特徴とする液晶プロジェクタの冷却装置。
9. 前記請求項６に記載した冷却装置において、更に、前記クリーニング機能を起動するための手段を備えており、当該起動手段により起動された場合、当該液晶プロジェクタへ入力される画像情報の入力がないことを確認して前記クリーニング機能を実行することを特徴とする液晶プロジェクタの冷却装置。
10. 前記請求項６に記載した冷却装置において、当該冷却装置は、更に、循環する液体冷媒から気泡を除去する機能を備えて冷媒タンクを備えていることを特徴とする液晶プロジェクタの冷却装置。

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