JP2009133989A - プロジェクタ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】プロジェクタは、環状の空気流通路を有する密閉構造内部に配置される複数の光学部品と、空気を循環させる循環ファンとを備える。密閉構造は、複数の光学部品を内部に収納配置する光学部品用筐体と、光学部品用筐体内部に空気を導くとともに、光学部品用筐体内部から外部に流出した空気を再度、光学部品用筐体内部に導くダクト部材と、密閉構造内部に面する受熱側伝熱部材861、および密閉構造外部に面し受熱側伝熱部材861の熱を密閉構造外部に放熱する放熱側伝熱部材を有する熱交換器86とを備える。熱交換器86は、空気流通路に対して並列に配置され、各光学部品に対応して互いに独立した2つの受熱領域861B,861RGを有している。
【選択図】図13
Description
このプロジェクタにおいて、光変調装置の表面に塵埃、油煙等が付着すると、投影画像の画質が劣化してしまう。また、液晶パネル等の光変調装置は、一般的に熱に弱いため、光源装置からの光束の照射による発熱により、熱劣化が生じる恐れがある。
そこで、投影画像の画質を安定に確保し、光変調装置を効率的に冷却するために、3つの光変調装置を密閉構造内部に配置し、密閉構造内部の空気を循環ファンにて循環させつつ、密閉構造内外にそれぞれ配置される一対の伝熱部材により密閉構造内部の空気の熱を密閉構造外部に放熱する構造が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
ここで、発熱量の少ない光変調装置の冷却効率の低下を防止するために、密閉構造内部に整流板等を設け、各光変調装置を介した空気が混合しないように一対の伝熱部材に導くとともに、一対の伝熱部材を介した後の空気が混合しないように各光変調装置に導く構成が考えられる。
しかしながら、密閉構造内部側の伝熱部材は、単体の板状部材で構成されている。すなわち、上述した整流板等を設けたとしても、伝熱部材において、各光変調装置に対応した各領域が確保されていない。このため、伝熱部材において、例えば、他の光変調装置に比較して発熱量の多い光変調装置に対応した領域を大きくとり、該光変調装置を介した空気の熱をより多く受熱して外部に放熱させることができない。すなわち、伝熱部材が光変調装置等の複数の光学部品に対応した構造となっていないため、密閉構造内部の空気の温度を効果的に低減して複数の光学部品を効率的に冷却することが難しい。
したがって、投影画像の画質を長期間安定して確保し、かつ、光変調装置等の複数の光学部品を効率的に冷却できる技術が要望されている。
また、熱交換器としては、単体で構成するものに限らず、空気流通路に対して並列に配置される複数で構成しても構わない。この場合には、複数の熱交換器の各受熱側伝熱部材がそれぞれ本発明に係る受熱領域となる。
また、密閉構造を構成する熱交換器の受熱側伝熱部材は、空気流通路に対して並列に配置され、複数の光学部品に対応して互いに独立した複数の受熱領域を有している。ここで、例えば、ダクト部材内部に上述した整流板等を設ける、あるいは、上述した整流板等を設けずに、各光学部品と熱交換器との配置を工夫することで、各光学部品を介した空気の混合を抑制しつつ熱交換器に導くとともに、熱交換器を介した後の空気の混合を抑制しつつ各光学部品に導く構成とする。このような構成とすれば、受熱側伝熱部材において、複数の光学部品に対応して受熱領域が確保されているので、例えば、他の光学部品に比較して発熱量の多い光学部品に対応した受熱領域を大きくとり、該光学部品を介した空気の熱をより多く受熱して放熱側伝熱部材から外部に放熱させることができる。すなわち、複数の受熱領域を有しているため、受熱側伝熱部材を複数の光学部品に対応した構造とすることで、密閉構造内部の空気の温度を効果的に低減でき、複数の光学部品を効率的に冷却できる。
本発明では、光学部品の発熱量と光学部品を通過した後の空気の温度との相関関係に着目し、複数の受熱領域の各表面積を上述したように設定している。すなわち、発熱量の多い光学部品に対応した受熱領域の表面積を大きく設定することで、前記光学部品を介した温度の高い空気の熱をより多く受熱し、放熱側伝熱部材から外部に放熱させる。このため、密閉構造内部の空気の温度を効果的に低減できる。
ところで、光学部品を通過する空気の風速が大きい場合には、光学部品から奪う熱量が多くなるため、光学部品を通過した後の空気の温度も高くなる。
本発明では、光学部品を通過する空気の風速と光学部品を通過した後の空気の温度との相関関係に着目し、複数の受熱領域の各表面積を上述したように設定している。すなわち、通過する空気の風速が大きい光学部品に対応した受熱領域の表面積を大きく設定することで、前記光学部品を介した温度の高い空気の熱をより多く受熱し、放熱側伝熱部材から外部に放熱させる。このため、密閉構造内部の空気の温度を効果的に低減できる。
ところで、光学部品を通過した後の空気の温度は、光学部品の発熱量、および光学部品を通過する空気の風速の双方に依存するものである。すなわち、各光学部品の各発熱量が同一の場合には、各光学部品を通過した後の空気の各温度は、通過する空気の風速の大きい方が高くなる。また、各光学部品を通過する空気の各風速が同一の場合には、各光学部品を通過した後の空気の各温度は、発熱量の多い方が高くなる。しかしながら、各光学部品の各発熱量が異なり、かつ、各光学部品を通過する空気の各風速が異なる場合には、各光学部品を通過した後の空気の各温度の高低関係を把握することが難しい。
本発明では、例えば、各光学部品の各発熱量が異なり、かつ、各光学部品を通過する空気の各風速が異なり、各発熱量や各風速では各温度の高低関係を把握できない場合に、複数の受熱領域の各表面積を上述したように設定すれば、複数の光学部品のうち、通過した後の温度の高い空気の熱をより多く受熱し、放熱側伝熱部材から外部に放熱させることができ、密閉構造内部の空気の温度を効果的に低減できる。
本発明では、熱交換器が仕切り板を備えているので、複数の受熱領域を仕切り、各光学部品を介した空気が受熱側伝熱部材を流通する際に混合することを防止できる。
以下、本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。
〔外観構成〕
図1は、本実施形態におけるプロジェクタ1の外観を示す斜視図である。具体的に、図1は、プロジェクタ1を前面上方側から見た斜視図である。
なお、以下では、説明の便宜上、前面から見て左を「左」とし、前面から見て右を「右」として記載する。
プロジェクタ1は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して画像光を形成し、形成した画像光をスクリーン(図示略)上に拡大投射するものである。このプロジェクタ1は、外装を構成する外装筐体2を備える。
図2および図3は、プロジェクタ1の内部構成を示す斜視図である。具体的に、図2は、図1の状態からアッパーケース21を取り外した状態を示す斜視図である。図3は、図2の状態から制御基板5を取り外した状態を示す斜視図である。
外装筐体2の内部には、図2または図3に示すように、プロジェクタ1の装置本体が収容されている。そして、この装置本体は、光学ユニット3と、電源ユニット4と、制御基板5(図2)と、筐体内部冷却装置6と、密閉循環空冷ユニット7(図3)とを備える。
図4ないし図6は、光学ユニット3の構成を示す図である。具体的に、図4は、光学ユニット3を背面上方側から見た斜視図である。図5は、光学ユニット3を前面下方側から見た斜視図である。図6は、光学ユニット3の光学系を模式的に示す平面図である。
光学ユニット3は、制御基板5による制御の下、画像情報に応じて画像光を形成するものであり、外装筐体2の前面側から背面側に向けて延出し、延出方向先端部分が右側に屈曲して延出し、さらに、前面側に屈曲して延出する平面視略U字形状を有している。
なお、上述した各光学部品31〜35,37については、種々の一般的なプロジェクタの光学系として利用されているため、具体的な説明を省略し、以下では、光学部品用筐体36の構成を説明する。
また、以下では、説明の便宜上、赤色光側の光学部品(液晶パネル351R、入射側偏光板352、および射出側偏光板353)を350Rとし、緑色光側の光学部品(液晶パネル351G、入射側偏光板352、および射出側偏光板353)を350Gとし、青色光側の光学部品(液晶パネル351B、入射側偏光板352、および射出側偏光板353)を350Bとする。
光源装置収納部3611は、光学部品用筐体36のU字形状一端側に位置し、下方側に開口部3611A(図5)を有する容器状に形成されている。そして、光源装置収納部3611には、開口部3611Aを介して、光源装置31が収納される。
この部品収納部本体3612において、下方側端面には、光学装置35を構成する各液晶パネル351R,351G,351Bの配置位置に対応した位置にそれぞれ開口部3612R,3612G,3612B(図5)が形成されている。
また、部品収納部本体3612において、下方側端面には、偏光変換素子323の配置位置に対応した位置に開口部3612P(図5)が形成されている。
これら各開口部3612R,3612G,3612B,3612Pは、光学部品用筐体36内部における光学装置35の配置位置の空間Ar1(図4、図6)、および偏光変換素子323の配置位置の空間Ar2(図4、図6)に空気を流入させる流入口として機能する。
この蓋状部材362には、光学装置35の配置位置に対応して、光学装置35を平面的に囲うようにU字状の切り欠き3621(図4)が形成されている。
また、蓋状部材362には、偏光変換素子323の配置位置に対応して開口部3622(図4)が形成されている。
これら切り欠き3621および開口部3622は、上述した各開口部3612R,3612G,3612B,3612Pを介して光学部品用筐体36内部における空間Ar1,Ar2に流入された空気を光学部品用筐体36外部に排出するための流出口として機能する。
すなわち、各光学部品350R,350G,350Bは、空間Ar1において、下方から上方に向けて流通する空気の流路に対して並列に配置されている。
電源ユニット4は、プロジェクタ1の装置本体を構成する各構成部材に電力を供給する。この電源ユニット4は、図2または図3に示すように、外装筐体2における左側の側面に沿って、背面側から前面側にかけて延びるように配置されている。そして、電源ユニット4は、前面側および背面側が開口されたアルミニウム等の金属製のシールド部材41によって周囲が覆われている。
制御基板5は、図2に示すように、CPU(Central Processing Unit)等の回路素子が実装された回路基板として構成され、密閉循環空冷ユニット7の後述する各下流側ダクト部材81,91を介して光学ユニット3の上方側に配置される。そして、制御基板5は、プロジェクタ1を構成する各構成部材の動作を制御する。
図7は、筐体内部冷却装置6の構成を示す斜視図である。具体的に、図7は、背面上方側から見た斜視図である。
筐体内部冷却装置6は、外装筐体2内部において、光学部品用筐体36外部に配置される各構成部材(制御基板5、光源装置31、電源ユニット4等)を冷却する。この筐体内部冷却装置6は、図7に示すように、吸気ユニット61と、中継ダクト62と、電源冷却用ファン63と、排気ユニット64とを備える。
この中継ダクト62において、前面側の端面には、具体的な図示は省略したが、密閉循環空冷ユニット7の一部を内部に配設するための2つの配設用開口部が左右方向に並列するように形成されている。
この冷却用開口部621は、左右方向に延びるように形成され、中継ダクト62が組み込まれた状態で、その高さ位置が制御基板5と密閉循環空冷ユニット7の後述する第1の下流側ダクト部材81の上方側端面との間に位置する。そして、冷却用開口部621を介して排出された空気は、制御基板5と第1の下流側ダクト部材81の上方側端面との間の流路C12を辿って流通し、制御基板5や第1の下流側ダクト部材81の上方側端面が冷却される。
図8ないし図10は、密閉循環空冷ユニット7の構成を示す斜視図である。具体的に、図8は、光学ユニット3に取り付けられた状態を背面上方側から見た斜視図である。図9は、図8の状態から第1の下流側ダクト部材81、熱交換器85、カバー部材912、および放熱装置94を取り外した状態を示す図である。図10は、各上流側ダクト部材83,92を背面上方側から見た斜視図である。
なお、図8では、説明の便宜上、カバー部材812(図7)を省略している。また、図10では、光学装置35(入射側偏光板352を除く)との配置関係を示すために、光学装置35を図示している。
密閉循環空冷ユニット7は、光学部品用筐体36とともに本発明に係る密閉構造を構成する。この密閉循環空冷ユニット7は、図8に示すように、第1の空冷ユニット8と、第2の空冷ユニット9とを備える。
第2の空冷ユニット9は、光学部品用筐体36とともに第2の密閉構造を構成し、前記第2の密閉構造内部の第2の空気流通路の空気を循環させて、光学部品用筐体36における空間Ar2に配置される偏光変換素子323を冷却する。この第2の空冷ユニット9は、図8ないし図10に示すように、第2の下流側ダクト部材91(図8、図9)と、第2の上流側ダクト部材92と、第2の循環ファン93(図10)と、放熱装置94(図8)とを備える。
なお、以下では、第2の空気流通路に沿って、空間Ar2に対する上流を「上流」とするとともに空間Ar2に対する下流を「下流」とし、下流側から順に説明する。
L字ダクト部911は、図9に示すように、光学部品用筐体36における偏光変換素子323の配設位置近傍の外面形状に対応し、空間Ar2の上方側から蓋状部材362の上方側端面に沿って背面側に延出する水平部9111と、光学部品用筐体36の背面に沿って下方側に延出する鉛直部9112とを有するL字状に形成されている。
また、水平部9111において、上方側端面には、連通口9111Aに平面的に干渉する位置から背面側に延びる開口部9111Bが形成されている。
この開口部9111Bにおける背面側の縁部には、2つの切り欠き9111Cが形成されている。
そして、プロジェクタ1が組み立てられることで、光学部品用筐体36における空間Ar2から外部に流出した空気は、図9に示すように、連通口9111Aを介してL字ダクト部911内部に導入され、水平部9111〜鉛直部9112の流路C21を辿り、鉛直部9112から下方側に向けて排出される。
第2の空気導入部921は、鉛直部9112に接続し、流路C21を辿って流通した空気が第2の上流側ダクト部材92内部に導入される部分である。この第2の空気導入部921は、図10に示すように、上方側に窪んだ平面視略正方形状の凹部9211を有する容器状に形成され、容器状の開口側がベース部材12に取り付けられる。
この凹部9211の底部分には、鉛直部9112の外形形状に対応した略三角形状を有し、流路C21を辿って流通した空気を内部に導入するための連通口9212が形成されている。
第2ベース部13は、上方側に窪み互いに連通する収納凹部131および排出側凹部132を有する容器状に形成されている。
収納凹部131は、平面視略正方形状を有し、内部に第2の循環ファン93が収納されるとともに、底部分の外面に第2の空気導入部921が取り付けられる。
そして、収納凹部131において、吸入口931に対向する位置には、略円形状の開口部1311が形成されている。
そして、プロジェクタ1が組み立てられることで、第2の下流側ダクト部材91から外部に流出した空気は、図10に示すように、連通口9212を介して第2の空気導入部921内部に導入され、第2の空気導入部921〜収納凹部131(第2の循環ファン93)〜排出側凹部132の流路C22を辿った後、連通口132Pおよび開口部3612Pを介して空間Ar2に導入される。
なお、具体的な図示は省略したが、光学部品用筐体36および第2の空冷ユニット9は、例えば、各部材間に弾性を有するシール部材等が介在されることで前記第2の空気流通路と外部とが連通しない密閉構造を構成している。
2つのヒートパイプ941は、L字形状となるように屈曲形成されている。そして、ヒートパイプ941は、一方の端部が第2の下流側ダクト部材91に形成された切り欠き9111Cを介して第2の下流側ダクト部材91内部に配置され、カバー部材912内面に接続する。
ここで、具体的な図示は省略したが、カバー部材912の内面には、金属等の熱伝導性材料から構成される複数のフィン部材を有し、流路C21を辿る空気の熱を受熱する受熱部材が設けられている。
そして、2つのヒートパイプ941は、一方の端部が前記受熱部材に熱伝達可能に接続し、他方の端部が放熱部材942に熱伝達可能に接続する。すなわち、2つのヒートパイプ941は、流路C21を辿る空気から前記受熱部材に伝達された熱を前記第2の密閉構造内部から外部へと導き、放熱部材942に伝達させる。
そして、放熱部材942は、プロジェクタ1を組み立てた状態で、中継ダクト62の前記配設用開口部を介して中継ダクト62内部に配設される。このため、前記受熱部材〜2つのヒートパイプ941〜放熱部材942の熱伝達経路を辿って放熱部材942に伝達された熱は、中継ダクト62内部の流路C11を辿って流通する空気により冷却される。
第1の空冷ユニット8は、光学部品用筐体36とともに第1の密閉構造を構成し、前記第1の密閉構造内部の第1の空気流通路の空気を循環させて光学部品用筐体36における空間Ar1に配置される光学装置35を冷却する。この第1の空冷ユニット8は、図8ないし図10に示すように、第1の下流側ダクト部材81(図8)と、接続ダクト部材82(図9)と、第1の上流側ダクト部材83と、第1の循環ファン84(図10)と、熱交換器85(図8)とを備える。
なお、以下では、第1の空気流通路に沿って、空間Ar1に対する上流を「上流」とするとともに空間Ar1に対する下流を「下流」とし、下流側から順に説明する。
ダクト本体811は、空間Ar1の上方側から蓋状部材362の上方側端面に沿って背面側に延出し、上方側に開口部8111を有する容器状に形成されている。
このダクト本体811において、下方側端面には、蓋状部材362の切り欠き3621に対応する位置に、切り欠き3621を介して空間Ar1に連通する連通口8112が形成されている。
また、ダクト本体811において、下方側端面の背面側には、内部の空気を外部に排出するための矩形状の連通口8113が形成されている。
また、カバー部材812には、図7に示すように、各液晶パネル351と制御基板5とを接続する各FPCケーブル351Aを通すための孔8121が設けられている。そして、各孔8121と各FPCケーブル351Aとの隙間は、第1の下流側ダクト部材81内部の密閉性が損なわれないように、ゴム、スポンジ等により封止されている。
この接続ダクト部材82は、図9に示すように、上下方向に延出する断面略U字形状を有し、断面U字状の開口部分が背面側に向くように配設される。そして、接続ダクト部材82は、断面U字状の開口部分に熱交換器85が設置され、熱交換器85により前記開口部分が閉塞されることで、上下方向に空気を流通可能とする流路C32が形成される。
そして、プロジェクタ1が組み立てられることで、接続ダクト部材82の上方側端部が第1の下流側ダクト部材81の連通口8113の周縁部分に接続し、第1の下流側ダクト部材81から外部に流出した空気は、流路C32を辿って下方側に向けて排出される。
第1の空気導入部831は、接続ダクト部材82の下方側端部に接続し、流路C32を辿って流通した空気が第1の上流側ダクト部材83内部に導入される部分である。この第1の空気導入部831は、図10に示すように、上方側に窪んだ平面視略楕円形状の凹部8311を有する容器状に形成され、容器状の開口側がベース部材12に取り付けられる。
この凹部8311の底部分には、接続ダクト部材82の外形形状に対応した略矩形形状を有し、流路C32を辿って流通した空気を内部に導入するための連通口8312が形成されている。
そして、この吸入側仕切部8313は、凹部8311内部において、熱交換器85を構成する後述するB用受熱領域861B,871Bを介して流通した空気と、後述するRG用受熱領域861RG,871RGを介して流通した空気とが混ざり合うことを回避している。
第1ベース部14は、第2ベース部13と一体形成されたものであり、上方側に窪み互いに連通する収納凹部141および排出側凹部142を有する容器状に形成されている。
収納凹部141は、平面視略長方形状を有し、内部に第1の循環ファン84(841,842)が左右方向に並列した状態で収納されるとともに、底部分の外面に第1の空気導入部831が取り付けられる。
そして、収納凹部141において、各吸入口8411,8421に対応する位置には、略円形状の開口部1411,1412が形成されている。
そして、前記吐出側仕切部は、上述した吸入側仕切部8313と同様に、収納凹部141および排出側凹部142の双方の内部において、B用受熱領域861B,871Bを介して流通した空気と、RG用受熱領域861RG,871RGを介して流通した空気とが混ざり合うことを回避している。
そして、プロジェクタ1が組み立てられることで、接続ダクト部材82から外部に流出した空気は、図10に示すように、連通口8312を介して第1の空気導入部831内部に導入された後、吸入側仕切部8313にて2つに分岐される。
第1の空気導入部831内部にて分岐された一方の空気は、第1の空気導入部831〜収納凹部141(B用シロッコファン841)〜排出側凹部142の流路C33Bを辿った後、連通口142Bおよび開口部3612Bを介して空間Ar1に導入される。
排出側凹部142内部にて分岐された一方の空気は、連通口142Rおよび開口部3612Rを介して空間Ar1に導入される。
また、排出側凹部142内部にて分岐された他方の空気は、連通口142Gおよび開口部3612Gを介した空間Ar1に導入される。
なお、具体的な図示は省略したが、光学部品用筐体36および第1の空冷ユニット8は、例えば、各部材間に弾性を有するシール部材等が介在されることで前記第1の空気流通路と外部とが連通しない密閉構造を構成している。
この熱交換器85は、接続ダクト部材82の断面U字状の開口部分に設置されることで、前面側の部位が接続ダクト部材82の内側に配設される。そして、熱交換器85は、前面側の部位にて流路C32を辿る空気の熱を受熱し、背面側の部位に伝達させる。
また、熱交換器85は、プロジェクタ1を組み立てた状態で、中継ダクト62の前記配設用開口部を介して背面側の部位が中継ダクト62内部に配設される。このため、熱交換器85において、前面側の部位から背面側の部位に伝達された熱は、中継ダクト62内部の流路C11を辿って流通する空気により冷却される。
図11および図12は、熱交換器85の構成を示す分解斜視図である。具体的に、図11は、背面側から見た図である。図12は、前面側から見た図である。
熱交換器85は、図11または図12に示すように、パッシブ型熱交換器86と、アクティブ型熱交換器87と、仕切り板89とを備える。
パッシブ型熱交換器86は、受熱側伝熱部材861と、取付部材88と、ブロック862と、放熱側伝熱部材863とを備える。
受熱側伝熱部材861は、熱交換器85が接続ダクト部材82に取り付けられた状態で、接続ダクト部材82の内側に配設される。この受熱側伝熱部材861は、矩形状の板体8611と、板体8611における前面側の端面から突出し上下方向に延出する複数のフィン部材8612とを有する、いわゆるヒートシンクで構成されている。そして、受熱側伝熱部材861は、流路C32を辿る空気の熱を受熱する。
第1取付部881は、各部材861〜863を一体化して、接続ダクト部材82に取り付けるための部材である。この第1取付部881は、熱伝導率が低い(例えば、0.9W/(m・K)以下)材料で構成され、板体8611よりも大きい外形形状を有する矩形板状に形成されている。そして、この第1取付部881は、熱交換器85が接続ダクト部材82に取り付けられた状態で、接続ダクト部材82における断面U字状の開口部分を閉塞する。
また、第1取付部881には、略中央部分にブロック862を嵌合可能とする開口部8811が形成されている。
そして、具体的な図示は省略したが、受熱側伝熱部材861は、第1取付部881の前面側の端面にねじ等により固定される。
そして、具体的な図示は省略したが、放熱側伝熱部材863は、第1取付部881の背面側の端面にねじ等により固定される。この状態では、放熱側伝熱部材863は、受熱側伝熱部材861とでブロック862を挟持した状態となる。すなわち、パッシブ型熱交換器86には、受熱側伝熱部材861〜ブロック862〜放熱側伝熱部材863の熱伝達経路が形成される。
アクティブ型熱交換器87は、パッシブ型熱交換器86の下方側に設けられている。このアクティブ型熱交換器87は、パッシブ型熱交換器86と同様の機能および形状を有する、板体8711および複数のフィン部材8712で構成された受熱側伝熱部材871と、取付部材88と、ブロック872と、板体8731および複数のフィン部材8732で構成された放熱側伝熱部材873の他、熱電変換素子としてのペルチェ素子874を備える。
第2取付部882は、取付部材88の前面側および背面側の端面から突出し第1取付部881とを区画する区画部883を介して第1取付部881と一体形成されたものであり、各部材871〜874を一体化して、接続ダクト部材82に取り付けるための部材である。この第2取付部882は、第1取付部881と略同一の外形形状を有するように形成されている。
また、第2取付部882には、開口部8821周縁部分から背面側に突出する枠形状を有し、枠状内側部分にてペルチェ素子874の外縁部分を保持する保持部8822が形成されている。
このような構成を有するペルチェ素子874において、制御基板5による制御の下、電力が供給されると、ペルチェ素子874の前面側の端面が熱を吸収する吸熱面8741となり、背面側の端面が熱を放熱する放熱面8742となる。
ここで、ブロック872の厚み寸法とペルチェ素子874の厚み寸法とを加えた長さ寸法は、第2取付部882の前面側の端面から保持部8822の突出方向先端部分までの長さ寸法よりも若干大きくなるように設定されている。
そして、ペルチェ素子874は、熱交換器85を組み立てた状態で、第2取付部882の保持部8822に嵌合され、吸熱面8741がブロック872に熱伝達可能に接続するとともに放熱面8742が放熱側伝熱部材873に熱伝達可能に接続する。すなわち、アクティブ型熱交換器87には、受熱側伝熱部材871〜ブロック872〜ペルチェ素子874〜放熱側伝熱部材873の熱伝達経路が形成される。
図13は、仕切り板89の構成を説明する図である。具体的に、図13は、各受熱側伝熱部材861,871に配設した状態を前面から見た図である。なお、図13では、説明の便宜上、仕切り板89の上方側(分流部891)を省略している。
仕切り板89は、パッシブ型熱交換器86およびアクティブ型熱交換器87の前面側に配設されている。そして、仕切り板89は、第1の下流側ダクト部材81内部において流路C31を光学部品350Bを介した流路C31B(図8)と各光学部品350R,350Gを介した流路C31RGに分流する。また、仕切り板89は、接続ダクト部材82内部において流路C32を、流路C31Bに対応する流路C32B(図13)、および流路C31RGに対応する流路C32RG(図13)に区画する。
この仕切り板89は、図11または図12に示すように、分流部891と、区画部892とが一体的に形成された平面視略L字形状を有する。
図14は、各光学部品350R,350G,350B全体の総発熱量に対する各液晶パネル351、各入射側偏光板352、および各射出側偏光板353の発熱量の比率の一例を示す図である。
なお、図14では、黒画像を表示させている際での発熱量の比率を示している。
すなわち、総発熱量に対する光学部品350B全体の発熱量の比率は、図14に示すように、「36%」である。
一方、総発熱量に対する各光学部品350R,350G全体の発熱量の比率は、図14に示すように、「64%」である。
このため、区画部892は、表面積SBと表面積SRGとが、「36:64」となるように、受熱側伝熱部材861を2つの領域に区画する。
本実施形態では、第1の密閉構造を構成する光学部品用筐体36内部の空間Ar1に光学装置35が収納配置されているので、光学装置35に塵埃、油煙等が付着することを防止でき、プロジェクタ1から投射される投影画像の画質を長期間安定に確保できる。
さらに、熱交換器85の受熱側伝熱部材861は、第1の空気流通路に対して並列に配置され、光学部品350Bと各光学部品350R,350Gとに対応して互いに独立した2つの受熱領域861B,861RGを有している。このことにより、受熱側伝熱部材861において、全体の発熱量の多い各光学部品350R,350Gに対応したRG用受熱領域861RGを大きくとり、各光学部品350R,350Gを介した空気の熱をより多く受熱して放熱側伝熱部材863から外部に放熱させることができる。すなわち、2つの受熱領域861B,861RGを有しているため、受熱側伝熱部材861を光学部品350Bと各光学部品350R,350Gとに対応した構造とすることで、第1の密閉構造内部の空気の温度を効果的に低減でき、各光学部品350R,350G,350Bを効率的に冷却できる。
次に、本発明の第2実施形態を説明する。
以下の説明では、前記第1実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
本実施形態では、前記第1実施形態に対して、各表面積SB,SRGの比率が光学部品350Bを通過する空気の風速と各光学部品350R,350Gを通過する空気の平均風速との比率と略同一となるように、区画部892が受熱側伝熱部材861を2つの領域に区画する点が異なるのみである。なお、区画部892は、受熱側伝熱部材871についても同様に区画する。
一方、光学部品350Rを通過する風速は、「2.8m/s」である。
このため、区画部892は、表面積SBと表面積SRGとが、光学部品350Bを通過する風速「6.5m/s」と、光学部品350Rを通過する風速「2.8m/s」、および光学部品350Gを通過する風速「6.5m/s」の平均風速「4.7m/s」との比率「65:47」となるように、受熱側伝熱部材861を2つの領域に区画する。
本実施形態では、空間Ar1内において光学部品を通過する空気の風速と光学部品を通過した直後の空気の温度との相関関係に着目し、2つの受熱領域861B,861RGの各表面積SB,SRGを上述したように設定している。すなわち、通過する空気の風速が大きい光学部品350Bに対応したB用受熱領域861Bの表面積SBを大きく設定することで、光学部品350Bを介した温度の高い空気の熱をより多く受熱し、外部に放熱させている。このため、第1の密閉構造内部の空気の温度を効果的に低減でき、各光学部品350R,350G,350Bを効率的に冷却できる。
また、各表面積SB,SRGの比率は、光学部品350Bを通過する風速と、各光学部品350R,350Gを通過する平均風速との比率に略同一となるように設定されている。このことにより、各表面積SB,SRGを流路C32B,C32RGを辿る空気の各温度に対応して適切に設定でき、第1の密閉構造内部の空気の温度をより効果的に低減できる。
次に、本発明の第3実施形態を説明する。
以下の説明では、前記第1実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
本実施形態では、前記第1実施形態に対して、各表面積SB,SRGの比率が光学部品350Bを通過した後の空気(流路C31Bを辿る空気)の温度と各光学部品350R,350Gを通過した後の空気(流路C31RGを辿る空気)の温度との比率と略同一となるように、区画部892が受熱側伝熱部材861を2つの領域に区画する点が異なるのみである。なお、区画部892は、受熱側伝熱部材871についても同様に区画する。
このため、区画部892は、表面積SBと表面積SRGとが、「1:1」の比率となるように、受熱側伝熱部材861を2つの領域に区画する。
本実施形態では、例えば、光学部品350B全体の発熱量と各光学部品350R,350G全体の発熱量とが異なり、かつ、光学部品350Bを通過する空気の風速と各光学部品350R,350Gを通過する空気の平均風速とが異なり、各発熱量や各風速では各温度の高低関係を把握できない場合に、2つの受熱領域861B,861RGを上述したように設定すれば、光学部品350Bと各光学部品350R,350Gとのうち、通過した直後の温度の高い空気の熱をより多く受熱し、外部に放熱させることができる。このため、第1の密閉構造内部の空気の温度を効果的に低減でき、各光学部品350R,350G,350Bを効率的に冷却できる。
また、各表面積SB,SRGの比率は、流路C31Bを辿る空気の温度と、流路C31RGを辿る空気の温度との比率に略同一となるように設定されている。このことにより、各表面積SB,SRGを流路C32B,C32RGを辿る空気の各温度に対応して適切に設定でき、第1の密閉構造内部の空気の温度をより効果的に低減できる。
次に、本発明の第4実施形態を説明する。
以下の説明では、前記第1実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
本実施形態では、前記第1実施形態に対して、各表面積SB,SRGの比率が光学部品350Bを冷却する際の寿命温度およびプロジェクタ1の周囲温度(環境温度)の差の逆数と各光学部品350R,350Gの寿命温度および環境温度の差の逆数との比率と略同一となるように、区画部892が受熱側伝熱部材861を2つの領域に区画する点が異なるのみである。なお、区画部892は、受熱側伝熱部材871についても同様に区画する。
ここで、寿命温度とは、光学部品350の寿命時間(製品の仕様によって設定される時間)を満足させるための温度である。そして、寿命温度と環境温度との差が、発熱しても温度上昇可能な範囲となる。この温度上昇可能な範囲が小さいほど冷却が必要となるため、本実施形態では、各表面積SB,SRGの比率が光学部品350Bの寿命温度および環境温度の差の逆数と各光学部品350R,350Gの寿命温度および環境温度の差の逆数との比率と略同一となるように、区画部892を設定している。
なお、光学部品350の寿命時間(プロジェクタ1の寿命時間)は、製品の仕様によって異なるものである。
そして、区画部892は、表面積SBと表面積SRGとが、1/ΔTB:{(1/ΔTR)+(1/ΔTG)}の比率、すなわち、略「3:4」の比率となるように、受熱側伝熱部材861を2つの領域に区画する。
本実施形態では、2つの受熱領域861B,861RGを上述したように設定している。すなわち、寿命温度が低く、他の光学部品350R,350Gに対してより冷却を必要とする光学部品350Bに対応したB用受熱領域861Bの表面積SBを大きく設定することで、光学部品350Bを介した空気の熱をより多く受熱して外部に放熱させることができ、光学部品350Bを効果的に冷却できる。
また、各表面積SB,SRGの比率は、1/ΔRBと{(1/ΔTR)+(1/ΔTG)}との比率に略同一となるように設定されている。このことにより、各表面積SB,SRGを、より冷却を必要とする光学部品350Bと他の光学部品350R,350Gとに対応して適切に設定でき、各光学部品350R,350G,350Bを効率的に冷却できる。
さらに、寿命時間から寿命温度が計算されるので、寿命温度に応じて区画部892による区画する位置を設定することにより、製品の寿命を満たすように冷却性能の設定を変えることが可能となる。
前記各実施形態では、受熱領域861B,861RGの数は、前記各実施形態で説明した数(2つ)に限らない。例えば、光学部品350R,350G,350B毎に循環ファンを設け、3つの循環ファンにより光学部品350R,350G,350Bをそれぞれ冷却する構造を採用した場合には、各光学部品350R,350G,350Bの数に対応して3つ受熱領域を設ければよい。
前記各実施形態では、光源装置31は、放電発光型の光源装置で構成していたが、これに限らず、レーザダイオード、LED(Light Emitting Diode)、有機EL(Electro Luminescence)素子、シリコン発光素子等の各種固体発光素子を採用してもよい。
前記各実施形態では、光入射面と光射出面とが異なる透過型の液晶パネルを用いていたが、光入射面と光射出面とが同一となる反射型の液晶パネルを用いても構わない。
前記各実施形態では、光変調装置として液晶パネルを用いていたが、マイクロミラーを用いたデバイス等、液晶以外の光変調装置を用いても構わない。
前記各実施形態では、スクリーンを観察する方向から投射を行うフロントタイプのプロジェクタの例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを観察する方向とは反対側から投射を行うリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。
Claims (5)
- 空気を流通可能とする環状の空気流通路を有する密閉構造内部に配置される複数の光学部品と、前記環状の空気流通路の空気を循環させる循環ファンとを備えたプロジェクタであって、
前記密閉構造は、
前記複数の光学部品を前記空気流通路に対して並列に収納するとともに、内部に空気を流入させるための流入口および外部に空気を流出させるための流出口を有する光学部品用筐体と、
前記流入口を介して前記光学部品用筐体内部に空気を導くとともに、前記流出口を介して前記光学部品用筐体内部から外部に流出した空気を再度、前記流入口を介して前記光学部品用筐体内部に導くダクト部材と、
前記密閉構造内部に面し前記密閉構造内部の空気の熱を受熱する受熱側伝熱部材、および前記密閉構造外部に面し前記受熱側伝熱部材と熱伝達可能に接続して前記受熱側伝熱部材の熱を前記密閉構造外部に放熱する放熱側伝熱部材を有する熱交換器とを備え、
前記受熱側伝熱部材は、
前記空気流通路に対して並列に配置され、前記複数の光学部品に対応して互いに独立した複数の受熱領域を有している
ことを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項1に記載のプロジェクタにおいて、
前記複数の受熱領域の各表面積は、対応する各前記光学部品の各発熱量に基づいて設定されている
ことを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項1に記載のプロジェクタにおいて、
前記複数の受熱領域の各表面積は、対応する各前記光学部品を通過する空気の各風速に基づいて設定されている
ことを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項1に記載のプロジェクタにおいて、
前記複数の受熱領域の各表面積は、対応する各前記光学部品を通過した後の空気の各温度に基づいて設定されている
ことを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項1から請求項4のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記熱交換器は、前記複数の受熱領域を仕切る仕切り板を備えている
ことを特徴とするプロジェクタ。
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