JP2009222869A - プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】性能に悪影響を及ぼすことなく、光学素子群を効果的に冷却することができるプロジェクタを提供する。
【解決手段】本体１に設けられた圧縮機１２、放熱器１４、減圧装置としての膨張弁１６及び吸熱器１８から冷媒回路が構成された冷却装置１１と、光学素子群５が設けられた光学素子群側ダクト３１と、吸熱器１８が設けられた吸熱器側ダクト３２とを備え、この吸熱器側ダクト３２は、振動吸収材から成る連結ダクト３３を介して光学素子群側ダクト３１と連結され、吸熱器１８と熱交換した空気を光学素子群５に供給して冷却する。
【選択図】図３

Description

本発明は、光源からの出射光を映像信号に応じて加工して映像光を出射する光学素子群を備えるプロジェクタに関するものである。

従来この種のプロジェクタ、例えば、透過型液晶プロジェクタは、本体内に光源と、光学素子群と、投写レンズ等を搭載して構成されている。光学素子群は、一般にライトバルブとして映像情報に応じて各色光を加工（変調）するための３枚の液晶パネルと各パネルの入射側及び出射側に設けられた偏光板とから成る。そして、光源からの出射光を各色光に分離した後に、光学素子群の各液晶パネルによって映像情報に応じて加工（変調）し、プリズム等を介して投写光像として合成する。そして、合成した投写光像を投写レンズによってスクリーン上に拡大投写するものであった。

このようなプロジェクタでは、光源や光学素子群（液晶パネル等）が発熱源となって本体内が高温状態となるので、本体内に複数のファンを設置して、各ファンによりプロジェクタ外部の空気（外気）を光学素子群及び光源に供給（送風）して、放熱させていた。この場合、光源は数百℃程と非常に高温となるので、外気により十分に冷却することができるが、光学素子群は使用温度の上限が比較的低温で、例えば、光学素子群として液晶パネルを使用した場合、使用温度の上限は、＋７０℃乃至＋８０℃程度である。

更に、透過型液晶プロジェクタでは、透過型の液晶パネルが用いられるため、その光路を妨げること無く、液晶パネル等の光学素子群を冷却する必要がある。即ち、反射型液晶パネルを用いた液晶プロジェクタやＤＬＰプロジェクタ（ＤＬＰ（登録商標））では、液晶パネル（光学素子群）の背面に冷却手段を直接設置して、冷却することが可能であるが、透過型液晶パネルではパネルの背面も光路となるため、パネルに直接、冷却手段を取り付けることができず、また、光路の妨げとならない位置に冷却手段を取り付ける必要がある。このため、プロジェクタの本体内に冷却手段を設けることが困難であり、上述のような外気による冷却方法が主流であった。

上記のように外気を導入して、光学素子群を冷却する方法では、その放熱量は外気温度に大きく影響されることとなる。即ち、外気温度が低い場合には、光学素子群は供給される外気に十分に放熱することが可能であるが、外気温度が高い場合にはファンの風量を増加するなどして放熱量を確保する必要があった。このため、ファンの運転による騒音が増大すると共に、消費電力が著しく増加するなどの問題が生じていた。

特に、近年プロジェクタ関連の市場は、高輝度化の要望が強く、上記のような外気により光学素子群を冷却する方法では、光学素子群を十分に冷却することができず、改善が切望されていた。

このような問題を解決するために、プロジェクタ本体内に電子冷却で低温空気を作り出す冷却手段を備えて、この冷却手段により作り出した低温空気を光学素子群に供給して、当該光学素子群を冷却するものも提案されているが、係る電子冷却により光学素子群を冷却する冷却手段は、エネルギー効率が悪く、且つ、電子冷却の発熱部が一体に構成されるため、冷却対象付近に外気への放熱手段（ヒートシンクやファン）が必要となり、空間的制約が生じて設計自由度が著しく低下すると云った不都合が生じていた（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−１２１２５０号公報

そこで、本体内に圧縮機、放熱器、減圧装置及び吸熱器から冷媒回路が構成された冷却装置を備えて、吸熱器と熱交換した冷気を光学素子群に供給することにより、当該光学素子群を冷却するものも考案されて来ている。しかしながら、このような冷却装置を本体に搭載しようとすると、プロジェクタ内に振動源となる圧縮機が設置されることとなるため、その振動が本体に伝わり、プロジェクタの振動が増大する不都合が生じていた。特に、冷却装置の振動が本体内に設置された光学素子群に伝わると、当該光学素子群から投写レンズに送出される投写光像（映像光）にブレが生じるため、性能の悪化を招く問題が生じていた。

本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、性能に悪影響を及ぼすことなく、光学素子群を効果的に冷却することができるプロジェクタを提供することを目的とする。

請求項１の発明のプロジェクタは、本体に設けられた光源と、この光源からの出射光を映像信号に応じて加工して映像光を出射する光学素子群とを備えるものであって、本体に設けられた圧縮機、放熱器、減圧装置及び吸熱器から冷媒回路が構成された冷却装置と、光学素子群が設けられた光学素子群側ダクトと、吸熱器が設けられた吸熱器側ダクトとを備え、この吸熱器側ダクトは、振動吸収材から成る連結ダクトを介して光学素子群側ダクトと連結され、吸熱器と熱交換した空気を光学素子群に供給して冷却することを特徴とする。

請求項２の発明のプロジェクタは、上記発明において冷却装置は、圧縮機及び放熱器が設置されるベースを有し、このベースは防振材を介して本体に取り付けられることを特徴とする。

請求項３の発明のプロジェクタは、請求項１又は請求項２に記載の発明において吸熱器側ダクトと光学素子群側ダクトは、水平方向に並設されることを特徴とする。

請求項４の発明のプロジェクタは、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の発明において吸熱器側ダクトの底面は、光学素子群側ダクトの方向とは異なる方向に低く傾斜していることを特徴とする。

請求項５の発明のプロジェクタは、本体に設けられた光源と、この光源からの出射光を映像信号に応じて加工して映像光を出射する光学素子群とを備えるものであって、本体に設けられた圧縮機、放熱器、減圧装置及び吸熱器から冷媒回路が構成された冷却装置を備え、吸熱器と熱交換した空気を光学素子群に供給して冷却すると共に、冷却装置は、圧縮機及び放熱器が設置されるベースを有し、このベースは防振材を介して本体に取り付けられることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、本体に設けられた光源と、この光源からの出射光を映像信号に応じて加工して映像光を出射する光学素子群とを備えるプロジェクタにおいて、本体に設けられた圧縮機、放熱器、減圧装置及び吸熱器から冷媒回路が構成された冷却装置と、光学素子群が設けられた光学素子群側ダクトと、吸熱器が設けられた吸熱器側ダクトとを備え、この吸熱器側ダクトは、振動吸収材から成る連結ダクトを介して光学素子群側ダクトと連結され、吸熱器と熱交換した空気を光学素子群に供給して冷却するので、冷却装置で発生する振動が吸熱器側ダクトを介して光学素子群側ダクトに伝わることを防止できる。

これにより、吸熱器側ダクトを介して、光学素子群側ダクトに設けられた光学素子群に冷却装置の振動が伝わる不都合を防ぐことができる。

また、請求項２の発明の如く冷却装置は、圧縮機及び放熱器が設置されるベースを有し、このベースは防振材を介して本体に取り付けられるものとすれば、圧縮機から発生する振動が本体に伝わることを防止できる。

更に、上記各発明において請求項３の発明の如く吸熱器側ダクトと光学素子群側ダクトは、水平方向に並設されるものとすれば、本体の高さ寸法の拡大を防ぐことができる。

請求項４の発明によれば、上記各発明において吸熱器側ダクトの底面は、光学素子群側ダクトの方向とは異なる方向に低く傾斜しているので、吸熱器にて発生した結露水が光学素子群側に流れて、光学素子群に侵入する不都合を回避することができる。

請求項５の発明によれば、本体に設けられた光源と、この光源からの出射光を映像信号に応じて加工して映像光を出射する光学素子群とを備えるプロジェクタにおいて、本体に設けられた圧縮機、放熱器、減圧装置及び吸熱器から冷媒回路が構成された冷却装置を備え、吸熱器と熱交換した空気を光学素子群に供給して冷却すると共に、冷却装置は、圧縮機及び放熱器が設置されるベースを有し、このベースは防振材を介して本体に取り付けられるので、圧縮機から発生する振動が本体に伝わる不都合を防止することができる。

本発明は、プロジェクタの性能に影響することなく、光学素子群を効果的に冷却することを目的として成されたものである。特に、本体内に圧縮機、放熱器、減圧装置及び吸熱器から冷媒回路が構成された冷却装置を設けて、吸熱器と熱交換した冷気を光学素子群に供給して冷却する場合に、当該冷却装置の振動が本体に伝わり、振動音が増大したり、光学素子群から投写レンズに送出される投写光像（映像光）がブレる不都合を解消するために成されたものである。このように、騒音の増大及び性能の低下を招くことなく、光学素子群を効果的に冷却するという目的を、本体に設けられた圧縮機、放熱器、減圧装置及び吸熱器から冷媒回路が構成された冷却装置と、光学素子群が設けられた光学素子群側ダクトと、吸熱器が設けられた吸熱器側ダクトとを備え、この吸熱器側ダクトは、振動吸収材から成る連結ダクトを介して光学素子群側ダクトと連結され、吸熱器と熱交換した空気を光学素子群に供給して冷却することにより達成した。以下、図面に基づき本発明の実施の形態を詳述する。

本実施例では、プロジェクタの一実施例として、透過型液晶プロジェクタＰに本発明を適用して説明する。図１は、本実施例の液晶プロジェクタＰの外観の斜視図、図２は図１の液晶プロジェクタＰの概略構成を説明する斜視図、図３は図１の液晶プロジェクタＰの平面図、図４は液晶プロジェクタＰを分解した状態の外観の斜視図をそれぞれ示している。

本実施例の液晶プロジェクタＰは、本体１の内部に、光源２と、図示しない均一照明光学系及び色分離光学系と、光学素子群５と、投写レンズ１０と、光学素子群５の冷却装置１１とを設けて成る透過型液晶プロジェクタである。本体１は、放熱性に優れた素材、例えば、マグネシウムを素材として構成された略矩形状の筐体である。尚、図２では本体１内に設けられた各部材の説明のため、本体１を透視した状態で示している。即ち、図２において、本体１を破線で示し、本体１内の各部材を実線で示している。また、図３も同様に本体１内部の説明のため、本体１は上方を切断した平断面で示している。

上記光源２は、超高圧水銀ランプなどのランプと、ランプから発散される光（発散光）を前方に出射するためのリフレクタから構成されている。実施例の光源２は、複数（４つ）のランプにそれぞれリフレクタを取り付けて成るもので、本体１内に設けられたランプボックス３内に収容されている。

前記均一照明光学系は、光源２からの出射光を均一な輝度分布の光束とするものであり、インテグレータレンズ、集光レンズ及び全反射ミラー等から構成されている。また、前記色分離光学系は、上記均一照明光学系からの光束を各色Ｒ、Ｇ、Ｂの色光に分離するものであり、均一照明光学系からの光束を各色に分離し、分離された各色光束を光学素子群５に導くためのダイクロイックミラーなどにより構成されている。

光学素子群５は、表示素子である３枚の透過型液晶パネル（ＬＣＤパネル）６と、各液晶パネルの入射側及び出射側にそれぞれ間隔を存して設けられた偏光板類と、プリズム（ダイクロイッククロスプリズム）７等から構成されている（図３）。液晶パネル６は、上記色分離光学系により分離されて当該各液晶パネルに導かれた光を映像信号に応じて加工（変調）するものである。また、プリズム７は、各色の光を合成して投写光像を形成するものである。このプリズム７は、Ｘ状の誘電体多層膜から成る反射面を備えており、当該反射面を介して、各液晶パネル６からの光が単一の光束とされる。尚、前記投写レンズ１０は、プリズム７からの投写光像（映像光）をスクリーンに拡大投写するものであり、本体１の壁面に形成された図示しない孔内に着脱可能に配設されている。尚、図２において、２４は光源２からの出射光を各液晶パネル６及び偏光板等に導くための光路を被覆する箱体である。即ち、光源２から各液晶パネル６の入射側の偏光板に至るまでに光が通過する経路（光路）は箱体２４内に形成されている。

以上の構成で動作を説明すると、光源２からの出射光は、均一照明光学系を介して均一な輝度分布の光束とされ、色分離光学系において各色Ｒ、Ｇ、Ｂに分離されて、それぞれ対応するライトバルブとして機能する液晶パネル６に入射側の偏光板を介して導かれる。液晶パネル６に導かれた各光束はそこで映像信号に応じて変調され、出射側の偏光板を経てプリズム７で単一の光束の投写光像とされた後、投写レンズ１０によりスクリーンに拡大投写される。

ところで、従来よりプロジェクタでは、光源や光学素子群が発熱源となって本体内が加熱状態となるので、本体内に複数のファンを設置して各ファンにより本体外部の空気（外気）を光学素子群及び光源に供給して、放熱させていた。具体的に一例を挙げて説明すると、本体の外部から空気を導入し、この空気を光学素子群に供給して放熱させた後、光学素子群を通過した空気を光源に供給して当該光源を放熱させる。その後、光源にて加熱された空気をファンにより本体外部に放出させていた。

上記光源は数百℃程とかなり高温となるので、液晶パネル通過後の空気を供給することで十分に放熱することが可能である。一方、光学素子群の液晶パネルの使用温度の上限は＋７０℃乃至＋８０℃程度と比較的低温であり、当該光学素子群（液晶パネル）を係る上限温度以下となるように冷却する必要がある。このため、光学素子群の放熱量は外気温度に大きく影響されることとなる。即ち、外気温度が低い場合には、光学素子群に供給される外気の温度が低いため、当該外気により十分に放熱させることが可能である。しかしながら、外気温度が高い場合には、ファンの風量を増加するなどして大量の外気を光学素子群に供給しなければ、液晶パネルの温度が使用温度の上限以下となるように維持することができなくなってしまう。これにより、ファンの運転により騒音が増大すると共に、ファンの運転による消費電力が著しく増加する問題が生じていた。

更に、当該本体内で加熱された空気は外部に放出されるが、この放出された空気が再びファンにより吸い込まれる、所謂、放熱後の空気のショートサイクルが発生する問題もあった。この場合、ファンにより吸い込まれる外気は光源と熱交換して加熱された高温であるため、係るショートサイクルが発生すると光学素子群の温度が上昇してしまう恐れがあり、効果的な放熱効果を得ることができなかった。

特に、近年プロジェクタの市場では、高輝度化の要望が強く、上記のような外気により光学素子群を冷却する方法では、光学素子群を十分に冷却することが困難となり、冷却方法の改善が切望されていた。

このような問題を解決するために、プロジェクタ本体内に電子冷却で低温空気を作り出す冷却手段を備えて、この冷却手段により作り出した低温空気を液晶パネル（光学素子群）に供給して、当該光学素子群を冷却するものも提案されているが、係る電子冷却により光学素子群を冷却する冷却手段は、エネルギー効率が悪く、且つ、電子冷却の発熱部が一体に構成されるため、冷却対象付近に外気への放熱手段（ヒートシンクやファン）が必要となり、空間的制約が生じて設計自由度が著しく低下すると云った不都合が生じていた。

そこで、本発明の液晶プロジェクタＰは、本体１内に冷却装置１１を備える。即ち、液晶プロジェクタＰの本体１内には、冷却装置１１が設置されている。この冷却装置１１は、光学素子群５を冷却するための冷却手段であり、圧縮機１２、放熱器１４、減圧装置としての膨張弁１６及び吸熱器１８から冷媒回路が構成されている。本実施例で使用する圧縮機１２は、密閉容器１２Ａ内に電動要素と、この電動要素により駆動される第１及び第２の圧縮要素を備えて（電動要素及び各圧縮要素は図示しない）、第１の圧縮要素で圧縮された冷媒を密閉容器１２Ａ内に吐出した後、第２の圧縮要素に吸い込んで圧縮する内部中間圧型のコンプレッサである。

即ち、圧縮機１２の第１の圧縮要素の冷媒吸込側（圧縮機１２の入口）には冷媒導入管１３が接続され、圧縮機１２の第２の圧縮要素の冷媒吐出側（圧縮機１２の出口）には放熱器１４に至る冷媒吐出管１５が接続されている。放熱器１４の出口には膨張弁１６に至る冷媒配管１７が接続されている。また、膨張弁１６の出口は冷媒配管１９を介して吸熱器１８の入口に接続され、当該吸熱器１８の出口には圧縮機１２の冷媒導入管１３が接続されて環状の冷媒回路が構成されている。本実施例の冷却装置１１には、冷媒として二酸化炭素冷媒を用いるものとする。

尚、本実施例では冷媒を減圧する減圧装置として膨張弁１６を用いるものとしたが、減圧装置は当該膨張弁１６に限定されるものでなく、冷媒を減圧することができるものであれば、どのようなものであっても差し支えない。例えば、減圧装置としてキャピラリーチューブを用いるものとしても構わない。更に、圧縮機として密閉容器１２Ａ内に第１及び第２の圧縮要素を備えた内部中間圧型の多段圧縮機１２を用いるものとしたが、圧縮機は実施例のものに限らず、冷媒を圧縮することができるものであればどのようなものであっても構わない。例えば、内部低圧型の圧縮機や密閉容器内に高圧の冷媒が吐出される内部高圧型の圧縮機であっても良いし、単段の圧縮機、３段以上の圧縮機であっても有効である。また、圧縮形式も特に限定されない。

一方、上記冷却装置１１は本体１内に着脱自在に設けられると共に、本体１に取り付けられた状態で、吸熱器１８と熱交換した空気を光学素子群５に供給し、冷却可能とされている。ここで、冷却装置１１の具体的な構成を図５乃至図７を用いて説明する。図５は冷却装置１１の斜視図、図６は冷却装置１１の平面図、図７は冷却装置１１の一側面図をそれぞれ示している。尚、図５及び図７は、冷却装置１１の各部材の説明のため後述する放熱部６０を被覆する箱体２５及び吸熱器１８が設けられた吸熱器側ダクト３２及び連結ダクト３３とを破線で示している。

各図５乃至図７に示すように冷却装置１１の圧縮機１２、放熱器１４、膨張弁１６及び吸熱器１８はベース５０上に設置されている。即ち、本実施例では冷却装置１１が設置されたベース５０が本体１内に着脱自在に構成されている。また、本実施例の冷却装置１１は、圧縮機１２及び放熱器１４が設けられた放熱部６０と、膨張弁２６及び吸熱器１８が設けられた空気冷却部６２とから成り、空気冷却部６２は後述する光学素子群側ダクト３１に連結される吸熱器側ダクト３２を有し、吸熱器１８はこの吸熱器側ダクト３２内に設けられている。即ち、本実施例では、ベース５０上に冷却装置１１の放熱部６０と空気冷却部６２とが設けられ、空気冷却部６２の吸熱器１８が吸熱器側ダクト３２内に配置されている。

上記放熱部６０は、箱体２５にて被覆されている。当該箱体２５には、放熱器１４と膨張弁１６とを接続する冷媒配管１７を挿通するための開口部２５Ａと、圧縮機１２と吸熱器１８とを接続する冷媒導入管１３を挿通するための開口部２５Ｂが形成されている。この場合、箱体２５の各開口部２５Ａ、２５Ｂが形成された側壁面側に空気冷却部６２が配置されることとなる。

また、冷却装置１１が本体１に取り付けられた状態で後述するカバー２０に形成された通気孔２１に対応する位置の箱体２５の側壁面には箱体２５内の圧縮機１２及び放熱器１４に外気を通風するための通風部としての通風口２７が形成されている。更に、通風口２７が形成された側壁面に対向する箱体の側壁面には圧縮機１２及び放熱器１４に通風した外気を放熱部６０から排出させるための取出口２８が形成されており、当該取出口２８に当接して箱体２５内に放熱器１４のファン１４Ｆが設置されている。本実施例では、箱体２５内の放熱部６０の通風口２７から取出口２８に至る経路中に、圧縮機１２、放熱器１４及びファン１４Ｆが圧縮機１２、放熱器１４及びファン１４Ｆの順で配置されている。これにより、通風口２７から箱体２５内の放熱部６０に流入した外気が圧縮機１２、放熱器１４を順次通過した後、ファン１４Ｆに吸い込まれ、取出口２８から放熱部６０の外部、即ち、箱体２５の外部であって本体１内の光源２の位置する側に吐出されることとなる。

また、本体１内の光源２の冷却装置１１が設けられる側とは反対側となる側壁面には、本体１内の空気を排出するための排気口１Ｂが形成されており、この排気口１Ｂに対応する本体１内には複数（実施例では３機）のファン８が設置されている。各ファン８は、本体１内の空気を吸い込んで、本体１の外部に排出するものである。

即ち、本体１内には、ファン１４Ｆ及びファン８の運転により通気孔２１から外気が導入され、排気口１Ｂから排出される。具体的に、ファン１４Ｆ及び各ファン８が運転されると、カバー２１に形成された通気孔２１から本体１内に外気が吸い込まれる。当該外気は、通風口２７から箱体２５内の放熱部６０に流入し、そこに設けられた圧縮機１２、放熱器１４を順次通過してファン１４Ｆに吸い込まれる。このように、圧縮機１２の周囲に外気を通風させることで、運転により加熱した圧縮機１２を冷却することができる。また、圧縮機１２を通過した後の外気を放熱器１４に流すことで、放熱させることができる。

一方、放熱器１４を通過して、ファン１４Ｆに吸い込まれた外気は取出口２８より放熱部６０から吐出され、本体１内の光源２を通過する。これにより、光源２は通風された外気に熱を放出して冷却される。このとき、光源２は前述したように非常に高温であるため、放熱器１４を通過して冷媒により加熱された空気（外気）であっても光源２の温度より極めて低温であるため、当該放熱器１４通過後の外気にて十分に冷却することができる。そして、光源２にて高温に加熱された空気は、その後、ファン８に吸い込まれて排気口１Ｂから本体１の外部に排出される。

尚、前記各図５乃至図７において、４０は冷却装置１１が載置されたベース５０を持ち運びするための取っ手である。また、４５は圧縮機１２から発生する振動を吸収するための防振材であり、ゴム材などの振動吸収材から成る。即ち、圧縮機１２の脚部は防振材４５を介してベース５０に固定されており、圧縮機１２の振動がベースに伝わり難いように構成されている。

ところで、上記ベース５０は本体１に対してスライド自在とされている。本実施例では、ベース５０の底面に複数のローラ５４が取り付けられると共に、当該ベース５０の取付位置となる本体１の底面上に、上記各ローラ５４に対応するガイドレール５２が形成されている。また、ガイドレール５２には冷却装置１１を本体１の所定の取付位置に保持するための位置決め部５３が形成されている。この位置決め部５３は、ガイドレール５２の一部を凹陥することにより形成されている。

この場合、冷却装置１１を本体１に取り付けるには、ベース５０の一端側の各ローラ５４を本体１に形成された先端側（即ち、図１及び図２では手前側）のガイドレール５２上に配置して、当該ベース５０を本体１に収納する方向、即ち、ガイドレール５２の末端側に動かすと、ローラ５４がガイドレール５２上を滑動する。そして、冷却装置１１が本体１の所定の取付位置に到達すると、各ローラ５４がそれぞれ位置決め部５３に至り、当該位置決め部５３に落ち込むこととなる。これにより、ローラ５４の滑動が阻止されて、当該位置決め部５３にて安定的に保持することができる。

また、上記ベース５０が位置する本体１の底面上には複数の防振材５５が設けられており、ベース５０はこれら防振材５５を介して本体１に取り付けられることとなる。この防振材５５は、冷却装置１１の振動、特に、圧縮機１２の振動がベース５０を介して本体１に伝達されることを防ぐために設けられたものである。

他方、本体１には当該ベース５０上に設けられた冷却装置１１を挿脱するための開口１Ａが形成され、当該開口１Ａが前述したカバー２０により開閉自在に閉塞可能に構成されている。

更に、液晶プロジェクタＰは、冷却装置１１が本体１に取り付けられた状態で、プロジェクタＰの重心が本体１の中心、若しくは、その近傍に位置するように冷却装置１１の圧縮機１２、放熱器１４及び吸熱器１８を配置するものとする。特に、冷却装置１１の各構成部材のうちで最も重量があり、且つ、運転により振動が発生する圧縮機１２を本体１の中心軸上、若しくは、その近傍であって、本体１の中心、若しくは、その近傍に配置している。

この場合、本実施例の液晶プロジェクタＰにおいて、本体１の中心軸とは投写レンズ１０の光軸に平行し、且つ、本体１の中心を通過する線であり、本体１の中心とは、略矩形状の筐体により構成される本体１の対角線が交わる点となる。即ち、本実施例では、図３に示す一点鎖線が本体１の中心軸となり、点Ｃが本体１の中心となるので、圧縮機１２は本体１の中心軸上であって、本体１の中心近傍に配置されている。

このように、液晶プロジェクタＰの重心が本体１の中心、若しくはその近傍に位置するように冷却装置１１の圧縮機１２、放熱器１４及び吸熱器１８を配置することで、本体１の重量バランスが不安定となることなく、プロジェクタＰを設置することができるようになる。

特に、冷却装置１１の各構成部材のうちで最も重量があり、且つ、運転により振動が発生する圧縮機１２を本体１の中心軸上に配置することで、プロジェクタＰの作動動作に悪影響を及ぼす不都合を回避することができる。更に、当該圧縮機１２を本体の中心近傍に配置することで、より一層安定性を高めることができる。

一方、前記冷却装置１１の空気冷却部６２の吸熱器１８により冷却された冷気はダクト３０を介して光学素子群５に供給されるよう構成されている。ダクト３０は、光学素子群５が設けられた前述した光学素子群側ダクト３１と、冷却装置１１に設けられ、吸熱器１８が取り付けられた吸熱器側ダクト３２と、両ダクト３１、３２を連結するための連結ダクト３３から成る。即ち、吸熱器側ダクト３２が連結ダクト３３を介して光学素子群側ダクト３１と連結されることにより、ダクト３０が構成されて、この状態で吸熱器１８と熱交換した空気が光学素子群５に供給されることとなる。また、このように吸熱器側ダクト３２と光学素子群側ダクト３１とが連結ダクト３３により連結されダクト３０が形成された状態で、当該ダクト３０は密閉、或いは、半密閉構造を呈する。尚、このダクト３０は、光源２から出射され、光学素子群に導かれる光、光学素子群にて加工後に投写レンズ１０に送出される投写光像を阻害することのないよう設置されていることは勿論云うまでもない。

上記連結ダクト３３は、冷却装置１１の振動、特に、冷却装置１１の圧縮機１２の振動が光学素子群側ダクト３１を介して、そこに設けられた光学素子群５やプロジェクタＰの本体１に伝わる不都合を防ぐためのもので、ゴム材等の振動吸収材から成る。本実施例の連結ダクト３３はゴム材を蛇腹形状に加工することにより構成されている。

このように、光学素子群側ダクト３１と吸熱器側ダクト３２とが連結ダクト３３を介して連結され、本体１に取り付けられることとなる。これにより、吸熱器１８と熱交換した空気を光学素子群５に供給し、冷却することができるのである。

この場合、吸熱器側ダクト３２は前述したベース５０のスライド動作により、ベース５０に設けられた冷却装置１１が所定の取り付け位置に到達すると、吸熱器側ダクト３２の開口３２Ａが光学素子群側ダクト３１の開口に取り付けられた連結ダクト３３内に嵌り込む。これにより、吸熱器側ダクト３２は連結ダクト３３を介して光学素子群側ダクト３１と連結されることとなる。また、これら各ダクト３１、３２の連結部分である連結ダクト３３は、本体１に冷却装置１１が取り付けられた状態、即ち、吸熱器側ダクト３２が連結ダクト３３を介して光学素子群側ダクト３１と連結された状態で本体１に形成された前記開口１Ａ内に位置するよう構成されている。尚、本発明において、吸熱器側ダクトと光学素子群側ダクトとを連結する振動吸収材は、実施例の連結ダクト３３に限らず、吸熱器側ダクト３２から光学素子群側ダクト３１に伝わる振動を吸収できるものであればどのような材質や形状のものであっても構わない。

そして、このように冷却装置１１が本体１に取り付けられた状態で、吸熱器側ダクト３２と光学素子群側ダクト３１とは水平方向に並設されると共に、光学素子群５の投写レンズ１０とは反対側に圧縮機１２及び放熱器１４が並設されている。更にまた、本実施例の液晶プロジェクタＰでは、冷却装置１１が本体に取り付けられた状態で、光学素子群５の投写レンズ１０とは反対側の本体１内に圧縮機１２、放熱器１４及び光源２の順で配置されており、前述したように前記通気孔２１からの外気が圧縮機１２、放熱器１４及び光源２の順で通風されるよう構成されている。

他方、吸熱器側ダクト３２の底面は、光学素子群側ダクト３１の方向とは異なる方向に低く傾斜している。具体的に、図７に示すように吸熱器側ダクト３２の連結ダクト３３が設けられる側とは反対側の底面、即ち、光学素子群側ダクト３１が位置する側とは反対側の底面には他の面より低く傾斜する傾斜部３５が形成されている。当該傾斜部３５は吸熱器１８にて凝結し、水滴となって降下する結露水が光学素子群５に流れる不都合を防ぐために設けられた結露水受け部である。

即ち、吸熱器１８において冷媒と熱交換することで、ダクト３０内を循環する空気中に含まれる水分は当該吸熱器１８に凝結する。この場合、本実施例の如く略密閉構造を呈したダクト３０内に光学素子群５及び吸熱器１８を配置した場合であっても、プロジェクタＰの１回の使用で数グラム程度の水分が回収される。この吸熱器１８にて空気中の水分は凝結し、それが集まると、結露水となり、この結露水が光学素子群５に侵入し、光学素子群５が損傷したり、光源２からの出射光の加工に支障を来すといった問題が生じる恐れがあった。

そこで、吸熱器側ダクト３２の底面に、光学素子群側ダクト３１の方向とは異なる方向に低く傾斜する傾斜部３５を形成することで、吸熱器１８から降下した結露水は傾斜部３５に流入することとなる。これにより、光学素子群５が設けられた光学素子群側３１に吸熱器１８からの結露水が侵入することを防止できる。

尚、本実施例では、光学素子群側ダクト３１が位置する側とは反対側の底面に光学素子群側ダクト３１の方向とは異なる方向に低く傾斜する傾斜部３５を形成するものとしたが、本発明に係る傾斜の形状は、光学素子群側ダクト３１の方向とは異なる方向に低く傾斜して吸熱器１８からの結露水が光学素子群５側に流れるのを防ぐことができるものであれば良く、本実施例に限定されるものではない。例えば、光学素子群側ダクト３１が位置する側の側方（即ち、実施例では放熱部６０が位置する側、或いは、その反対側）に相当する吸熱器側ダクト３２の底面に光学素子群側ダクト３１の方向とは異なる方向に低く傾斜する傾斜部を形成するものとしても、吸熱器１８からの結露水が光学素子群５側に流れるのを防ぐことができるので、本発明は有効である。

以上の構成で、本実施例の冷却装置１１を用いた光学素子群５の冷却動作を説明する。圧縮機１２が駆動されると、冷媒導入管１３から密閉容器１２Ａ内の低段側となる第１の圧縮要素（図示せず）に低温低圧の冷媒が吸い込まれて、そこで中間圧まで圧縮される。圧縮されて中間圧となった冷媒は密閉容器１２Ａ内に吐出される。これにより、密閉容器１２Ａ内が中間圧力となる。その後、冷媒は高段側の第２の圧縮要素（図示せず）に吸い込まれて圧縮され、高温高圧となって圧縮機１２の外部に吐出される。

そして、圧縮機１２から吐出された高温高圧の冷媒は、冷媒吐出管１５を介して放熱器１４に流入し、そこで、周囲の空気と熱交換して放熱する。放熱器１４にて放熱した冷媒は、冷媒配管１７を経て膨張弁１６に入り、当該膨張弁１６を通過する過程で減圧され、この状態で配管１９を介してダクト３０内に設けられた吸熱器１８に流入する。

吸熱器１８に流入した冷媒は、そこでダクト３０内の空気から熱を奪って蒸発する。一方、吸熱器１８にて冷媒により熱を奪われて冷却された空気は、ダクト３０内に設置された図示しないファンにより光学素子群５に供給される。これにより、光学素子群５は供給された空気（冷気）に熱を放出して冷却される。光学素子群５により加熱された空気は、その後、吸熱器１８に戻り、そこで吸熱器１８を流れる冷媒と熱交換して冷却され、再び、光学素子群５に供給される循環を繰り返す。

他方、吸熱器１８にてダクト３０内の空気と熱交換して蒸発した冷媒は、その後、冷媒導入管１３から圧縮機１２の第１の圧縮要素に吸い込まれて圧縮されるサイクルを繰り返す。

このように、冷却装置１１を本体１内に備えて、吸熱器１８と熱交換して、冷却されたダクト３０内の空気（冷気）を光学素子群５に供給して冷却することができる。これにより、外気温度に影響されることなく光学素子群５を冷却することが可能となり、光学素子群５を常に最適な一定温度に維持することができるようになる。

また、光学素子群５には吸熱器１８と熱交換した冷気を常に供給することが可能となるので、従来の外気を光学素子群に供給していたものと比較して放熱量が著しく改善されるため、本体１に設置されるファンを小型し、設置スペースの縮小を図ると共に、ファンの風量を減らして騒音の低減を図ることができる。更に、電子冷却により光学素子群を冷却するものと比べてエネルギー効率も著しく改善することができる。これにより、エネルギー効率の問題を解消しながら、光学素子群を効率よく冷却することが可能となる。

更にまた、光学素子群５の発熱により加熱された空気と冷却装置１１の吸熱器１８を流れる冷媒とを熱交換させることで、光学素子群５の熱を冷媒により搬送して、放熱器１４に送り、当該放熱器１４に通風される外気に放出することができるので、電子冷却により光学素子群５を冷却するものと異なり、空間的なレイアウト設計の自由度も向上する。

特に、本実施例の如く透過型液晶プロジェクタＰでは、光学素子群５の液晶パネルとして透過型の液晶パネルが使用されるため、その光路を妨げること無く、液晶パネルを冷却しなければならない。即ち、反射型の液晶パネルを用いた液晶プロジェクタやＤＬＰプロジェクタ（ＤＬＰ（登録商標））では、液晶パネル（光学素子群）の背面に冷却器等の冷却手段を直接設置して、冷却することが可能であるが、透過型液晶パネルではパネルの背面も光路となるため、パネルに直接冷却手段を取り付けることができず、また、光路の妨げとならない位置に冷却手段を取り付ける必要があった。このため、冷却手段を本体内に配置することが困難であった。

これに対して、本発明によれば冷却装置１１を本体１内に備えて、吸熱器１８と熱交換して冷却されたダクト３０内の空気（冷気）を光学素子群５に供給して冷却することができるので、冷却手段により光路が阻害されることなく効果的に光学素子群５を冷却することが可能となる。特に、吸熱器１８を光学素子群５に並設すると共に、光学素子群５の投写レンズ１０とは反対側に冷却装置１１の圧縮機１２及び放熱器１４を並設したので、投写レンズ１０から投写される映像に悪影響を及ぼすことなく本体１内に冷却装置１１を容易に設置できると共に、冷却装置１１の各配管の取り回しなどが複雑化する不都合も回避することができるようになる。

更に、冷却装置１１を、本体１内に着脱自在に設けることで冷却装置１１を本体１から容易に着脱することができる。特に、本体１に構成されたガイドレール５２及び位置決め部５３と、冷却装置１１に設けられ、ガイドレール５３を滑動するローラ５４とを備えることで、ガイドレール５２上にローラ５４を配置し、当該ローラ５４を滑動させることで、冷却装置１１が本体１に対してスライド自在とされ、容易に本体１に取り付けることができる。更に、ローラ５４を滑動させて、当該ローラ５４が冷却装置１１の所定の取付位置に到達すると、位置決め部５３に至り、ローラ５４の滑動が阻止されるので、冷却装置１１の位置決め及び冷却装置１１取り付け後の固定も容易に行うことができるようになる。更に、このように冷却装置１１を本体１に着脱自在に設けることで、メンテナンス性の向上も図ることができる。

更にまた、冷却装置１１が本体１に取り付けられた状態で、連結ダクト３３が冷却装置１１を挿脱するための開口１Ａ内に位置するので、当該開口１Ａから吸熱器側ダクト３２と光学素子群側ダクト３１の連結及び連結の解除を容易に行うことができる。これにより、簡単な構造で冷却装置１１の着脱作業をより一層容易に行うことが可能となる。

特に、本発明によれば、吸熱器１８が設けられた吸熱器側ダクト３２は、振動吸収材から成る連結ダクト３３を介して光学素子群５が設けられた光学素子群側ダクト３１と連結されて、吸熱器１８と熱交換した空気を光学素子群５に供給して冷却するので、冷却装置１１で発生する振動、特に、圧縮機１２の振動が吸熱器側ダクト３２を介して光学素子群側ダクト３１に伝達されることを防止することができる。

これにより、吸熱器側ダクト３２を介して、光学素子群側ダクト３１に設けられた光学素子群５に冷却装置１１の振動が伝わる不都合を防ぐことができる。

更に、圧縮機１２及び放熱器１４はベース５０上に設置され、このベース５０は防振材５５を介して本体１に取り付けられるので、圧縮機１２から発生する振動が本体１に伝わることを防止することができる。

これらにより、圧縮機１２の振動が本体１に伝達すること無く、冷却装置１１を本体１内に設置することが可能となるので、当該冷却装置１１により光学素子群５を効果的に冷却することができるようになる。これにより、プロジェクタＰの性能の向上と信頼性の改善を図ることができるようになる。

更に、前述したように吸熱器側ダクト３２と光学素子群側ダクト３１は、水平方向に並設されるので、冷却装置１１搭載による本体１の高さ寸法の拡大を防ぐことができる。

更にまた、吸熱器側ダクト３２の底面には光学素子群側ダクト３１の方向とは異なる方向に低く傾斜する傾斜部３５が形成されているので、吸熱器１８にて発生した結露水が光学素子群側ダクト３１に流れて、光学素子群５に侵入する不都合を回避することができる。

尚、本実施例では光学素子群５の投写レンズ１０とは反対側に、圧縮機１２、放熱器１４及び光源２の順で配置し、カバー２０に形成された通気孔２１から本体１内に吸い込まれた外気を圧縮機１２、放熱器１４及び光源２の順で通風した後、通気孔２２から本体１の外部に排出するものとしたが、圧縮機１２、放熱器１４及び光源２の配置や通風方向は実施例で説明したものに限定されるものでなく、どのようなものであっても差し支えない。

しかしながら、本実施例のように圧縮機１２として内部中間圧型の圧縮機を使用する場合には、密閉容器１２Ａ内に中間圧の冷媒が吐出される関係で、圧縮機１２の外周（即ち、密閉容器１２Ａの外壁面）、放熱器１４、光源２の順で温度が高くなるため、最も温度が低い圧縮機１２を最も風上側に配置し、最も高温となる光源２を風下側に配置する、即ち、圧縮機１２、放熱器１４及び光源２の順で配置し、外気を圧縮機１２、放熱器１４及び光源２の順で通風することが望ましい。また、内部低圧型の圧縮機を使用する場合にも、実施例の内部中間圧型の圧縮機１２と同様に圧縮機１２の密閉容器１２Ａの外壁面、放熱器１４、光源２の順で温度が高くなるため、最も温度が低い圧縮機１２を最も風上側に配置し、最も高温となる光源２を風下側に配置、即ち、圧縮機１２、放熱器１４及び光源２の順で配置し、外気を圧縮機１２、放熱器１４及び光源２の順で通風することが好ましい。

一方、圧縮機として内部高圧側の圧縮機が使用される場合には密閉容器１２Ａ内に高圧の冷媒が吐出されるため、圧縮機１２の密閉容器１２Ａの外壁面と放熱器１４の温度は殆ど同じである、放熱器、圧縮機及び光源の順であっても圧縮機、放熱器及び光源の順であっても構わない。他方、圧縮機１２の放熱よりも放熱器１４における放熱能力を優先させたい場合には放熱器１４、圧縮機１２及び光源２の順で配置することで、放熱器１４に通気孔２１から吸い込まれた外気を直接通風させることができるので、放熱器１４における放熱能力を向上させることができるようになる。

上記実施例１では、本体１の中心近傍に圧縮機１２を配置するものとしたが、本発明のプロジェクタは上記配置に限定されるものではない。請求項１の発明では、重心が本体の中心、若しくは、その近傍に位置するように冷却装置１１の圧縮機１２、放熱器１４及び吸熱器１８を配置するものであればどのような配置であっても差し支えない。例えば、図８及び図９に示すような配置としても本発明は有効である。図８は本実施例の液晶プロジェクタＰの平面図、図９は液晶プロジェクタＰを分解した状態を示す外観の斜視図である。各図８、９において図１乃至図７と同一の符号が付されたものは同様、或いは、類似の作用、若しくは、効果を奏するものであるので、ここでは説明を省略する。また、図９は前記図３と同様に本体１は上方を切断した平断面で示している。

本実施例の液晶プロジェクタＰでは、前記実施例同様に重心が本体１の中心、若しくは、その近傍に位置するように冷却装置１１の圧縮機１２、放熱器１４及び吸熱器１８を配置し、且つ、これらが本体１の中心軸上、若しくは、その近傍に位置するよう配置したものである。尚、本実施例においても前記実施例１と同様に冷却装置１１はベース５０上に配置されている。このように、重心が本体１の中心、若しくは、その近傍に位置するように冷却装置１１の圧縮機１２、放熱器１４及び吸熱器１８を配置することに加えて、これらが本体１の中心軸上、若しくは、その近傍に配置することで、前記実施例と同様にプロジェクタＰの作動動作に悪影響を及ぼす不都合を回避することができる。この場合、前記実施例のように圧縮機１２のみを本体１の中心軸上に配置したものより安定的に配置することができる。

尚、上記各実施例ではプロジェクタの一例として透過型の液晶プロジェクタＰを用いて説明したが、本発明のプロジェクタはこれに限定されるものでなく、本体に光源と、この光源からの出射光を映像情報に応じて加工する光学素子群と、加工後の投写光像をスクリーンに投写するための投写レンズとを設けて成るプロジェクタであればどのようなプロジェクタであっても本発明は有効である。例えば、反射型の液晶プロジェクタやＤＬＰプロジェクタ（ＤＬＰ（登録商標））に本発明を適用しても差し支えない。

更に、上記各実施例では、冷却装置に封入する冷媒として、二酸化炭素冷媒を用いて説明した。このように冷却装置１１に二酸化炭素冷媒を使用した場合、装置の小型化に優位となる。しかしながら、冷媒は実施例の二酸化炭素に限定されるものでなく、既存の他の冷媒を用いるものとしても本発明は有効である。

本発明を適用した一実施例の液晶プロジェクタの外観の斜視図である（実施例１）。 図１の液晶プロジェクタの概略構成を説明する斜視図である。 図１の液晶プロジェクタの平面図である。 図１の液晶プロジェクタを分解した状態を示す外観の斜視図である。 図１の液晶プロジェクタの冷却装置の概略構成を説明する斜視図である。 図５の冷却装置の平面図である。 図５の冷却装置の側面図である。 本発明の他の実施例の液晶プロジェクタの平面図である（実施例２）。 図８の液晶プロジェクタを分解した状態を示す外観の斜視図である。

符号の説明

Ｐ 液晶プロジェクタ
１ 本体
１Ａ 開口
１Ｂ 排気口
２ 光源
５ 光学素子群
６ 液晶パネル（偏光板等を含む）
７ プリズム
８ ファン
１０ 投写レンズ
１１ 冷却装置
１２ 圧縮機
１４ 放熱器
１４Ｆ ファン
１６ 膨張弁（減圧装置）
１８ 吸熱器
２０ カバー
２１ 通気孔
２３ ファン
２４、２５ 箱体
２７ 通風口
２８ 取出口
３０ ダクト
３１ 光学素子群側ダクト
３２ 吸熱器側ダクト
３３ 連結ダクト
３５ 傾斜部
４０ 取っ手
４５、５５ 防振材
５０ ベース
５２ ガイドレール
５３ 位置決め部
５４ ローラ
６０ 放熱部
６２ 空気冷却部

Claims (5)

1. 本体に設けられた光源と、該光源からの出射光を映像信号に応じて加工して映像光を出射する光学素子群とを備えるプロジェクタにおいて、
   前記本体に設けられた圧縮機、放熱器、減圧装置及び吸熱器から冷媒回路が構成された冷却装置と、
   前記光学素子群が設けられた光学素子群側ダクトと、
   前記吸熱器が設けられた吸熱器側ダクトとを備え、
   該吸熱器側ダクトは、振動吸収材から成る連結ダクトを介して前記光学素子群側ダクトと連結され、前記吸熱器と熱交換した空気を前記光学素子群に供給して冷却することを特徴とするプロジェクタ。
2. 前記冷却装置は、前記圧縮機及び放熱器が設置されるベースを有し、該ベースは防振材を介して前記本体に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
3. 前記吸熱器側ダクトと前記光学素子群側ダクトは、水平方向に並設されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプロジェクタ。
4. 前記吸熱器側ダクトの底面は、前記光学素子群側ダクトの方向とは異なる方向に低く傾斜していることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載のプロジェクタ。
5. 本体に設けられた光源と、該光源からの出射光を映像信号に応じて加工して映像光を出射する光学素子群とを備えるプロジェクタにおいて、
   前記本体に設けられた圧縮機、放熱器、減圧装置及び吸熱器から冷媒回路が構成された冷却装置を備え、前記吸熱器と熱交換した空気を前記光学素子群に供給して冷却すると共に、
   前記冷却装置は、前記圧縮機及び放熱器が設置されるベースを有し、該ベースは防振材を介して前記本体に取り付けられることを特徴とするプロジェクタ。

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