JP2009222998A - プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】冷却手段により冷却された冷気を光学素子群に供給するプロジェクタにおいて、結露の発生を防止する。
【解決手段】本体１に設けられた冷却手段としての冷却装置１１と、この冷却装置１１の冷却器１８により冷却された冷気を光学素子群５に循環供給して冷却する密閉若しくは略密閉されたダクト３０と、このダクト３０内に外気を導入し、当該ダクト３０内の空気を排出するための換気手段としての外気導入口３２、空気排出口３３及びこれらを開閉するダンパー３４、３５と、各ダンパー３４、３５を制御してダクト３０内の換気動作を実行する制御手段としてのコントローラＣとを備える。
【選択図】図１

Description

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

従来この種プロジェクタ、例えば、液晶プロジェクタは、本体内に光源と、液晶パネル（光学素子）と、投写レンズ等を搭載して構成されている。液晶パネルは、一般にライトバルブとして映像信号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、各液晶パネルによって映像信号に応じて加工（変調）し、プリズム等を介して投写光像（映像光）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、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ））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＋９００℃程と非常に高温となるので、外気により十分に放熱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。従って、当該光学素子では、放熱可能な量が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可能な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、消費電力が著しく高騰するなどの問題が生じていた。

また、熱を受け取った外気は外部に放出されるが、この放出された外気が再びファンにより吸い込まれてプロジェクタに供給される、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生じており、効果的な放熱効果を得ることができなかった。

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）に供給して、当該光学素子を冷却するものも提案されていた（例えば、特許文献１参照）。

また、本体内に圧縮機、放熱器、減圧装置及び冷却器（蒸発器）から冷媒回路が構成された冷却装置から成る冷却手段を備えて、冷却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いる（例えば、特許文献２参照）。
特開２００５−１２１２５０号公報 特開平７−１５２００９号公報

ところで、このような冷却手段では当該冷却手段が露点温度以下となり、水分が結露し易く、それが集まって結露水となり、この結露水が光学素子群に侵入し、光学素子群が損傷したり、光源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。このため、光学素子群及び当該光学素子群を冷却する冷却手段を密閉、或いは、略密閉構造を呈した部材内に配置すると共に、この内部に乾燥剤を設置して、空気中の水分を積極的に除去する試みが成されているが、当該乾燥剤が吸着できる水分には必然的に許容量があり、且つ、乾燥剤の水分吸着量が増加すると吸着性能が悪化するといった問題が生じており、結露の発生、或いは、発生した結露水が光学素子群に侵入すると云った問題を解消することができなかった。

本発明は、係る従来の技術的課題を解決するためになされたものであり、結露の発生を防止、特に、冷却手段により冷却された冷気を光学素子群に供給するプロジェクタにおいて、結露の発生を防止することを目的とする。

本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を備えるものであって、本体に設けられた冷却手段と、この冷却手段により冷却された冷気を光学素子群に循環供給して冷却する密閉若しくは略密閉されたダクトと、このダクト内に外気を導入し、当該ダクト内の空気を排出するための換気手段と、この換気手段を制御してダクト内の換気動作を実行する制御手段とを備えたことを特徴とする。

請求項２の発明のプロジェクタは、上記発明において換気手段は、ダクトに形成された外気導入口及び空気排出口と、これら外気導入口及び空気排出口をそれぞれ開閉するダンパーとを備え、制御手段は、各ダンパーにより外気導入口及び空気排出口を開放して換気動作を実行すると共に、外気導入口と空気排出口の間のダクト内に冷却手段を設けたことを特徴とする。

請求項３の発明のプロジェクタは、請求項２に記載の発明においてダンパーは、外気導入口及び空気排出口を開放した際、当該外気導入口及び空気排出口と光学素子群とを隔離す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ダクト内に設けられた乾燥剤と、この乾燥剤を加熱する乾燥剤加熱用ヒータとを備え、制御手段は、換気手段により換気動作を実行する際、乾燥剤加熱用ヒータを発熱させることを特徴とする。

請求項５の発明のプロジェクタは、請求項１乃至請求項４の何れかに記載の発明において制御手段は、冷却手段による冷却動作を停止し、且つ、当該冷却手段の温度が外気の露点温度より高く上昇した場合に、換気手段による換気動作を実行することを特徴とする。

本発明によれば、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を備えるプロジェクタにおいて、本体に設けられた冷却手段と、この冷却手段により冷却された冷気を光学素子群に循環供給して冷却する密閉若しくは略密閉されたダクトと、このダクト内に外気を導入し、当該ダクト内の空気を排出するための換気手段と、この換気手段を制御してダクト内の換気動作を実行する制御手段とを備えたので、ダクト内に外気を導入し、当該ダクト内の空気を外部に排出することができるようになる。これにより、当該ダクト内の空気中の水分を外部に排出することができるようになる。これにより、ダクト内の結露の発生を防止することができるようになる。

請求項２の発明によれば、上記発明において換気手段は、ダクトに形成された外気導入口及び空気排出口と、これら外気導入口及び空気排出口をそれぞれ開閉するダンパーとを備え、制御手段は、各ダンパーにより外気導入口及び空気排出口を開放して換気動作を実行すると共に、外気導入口と空気排出口の間のダクト内に冷却手段を設けるので、外気導入口から導入された外気を冷却手段に流して、この冷却手段に付着する空気中の水分を空気排出口からダクトの外部に排出することができるようになる。これにより、ダクト内、特に、冷却手段への結露の発生を防止することができるようになる。

特に、請求項３の発明の如くダンパーは、外気導入口及び空気排出口を開放した際、当該外気導入口及び空気排出口と光学素子群とを隔離するものとすれば、外気が光学素子群に流れないので、外気中に含まれる塵埃が光学素子に付着する不都合を防止することができる。

更に、請求項４の発明の如くダクト内に乾燥剤と、この乾燥剤を加熱する乾燥剤加熱用ヒータとを備えて、制御手段が換気手段により換気動作を実行する際、乾燥剤加熱用ヒータを発熱させるものとすれば、乾燥剤によりダクト内の水分を取り除くことができると共に、換気動作の際に乾燥剤加熱用ヒータを発熱させることで、乾燥剤を加熱して当該乾燥剤から水分を放出させることが可能となり、且つ、乾燥剤から放出された前記ダクト内の水分をダクトの外部に排出することができる。これにより、乾燥剤が吸着したダクト内の水分が再びダクト内に放出される不都合を回避することができる。

特に、乾燥剤が吸着した水分を換気動作の際に外部に排出することができるので、乾燥剤の水分を効率よく外部に排出することが可能となる。これにより、乾燥剤の水分吸着量が増加して、吸着性能が悪化するといった問題を極力解消することができるようになる。

また、請求項５の発明の如く制御手段は、冷却手段による冷却動作を停止し、且つ、当該冷却手段の温度が外気の露点温度より高く上昇した場合に、換気手段による換気動作を実行するので、通常の冷却動作に影響を及ぼすことなく換気動作を実行できると共に、結露の発生が懸念される場合にのみ換気動作を実行することが可能となる。

本発明は、プロジェクタに関するもので、冷却器（蒸発器）と熱交換した冷気を光学素子群に供給する密閉若しくは略密閉されたダクト内に結露が発生する不都合を解消するために成されたものである。ダクトの結露を防止するという目的を、本体に設けられた冷却手段と、この冷却手段により冷却された冷気を光学素子群に循環供給して冷却する密閉若しくは略密閉されたダクトと、このダクト内に外気を導入し、当該ダクト内の空気を排出するための換気手段と、この換気手段を制御してダクト内の換気動作を実行する制御手段とを備えることにより実現した。以下、図面に基づき本発明の実施の形態を詳述する。

図１は、本発明の一実施例のプロジェクタを示す概略構成図である。実施例のプロジェクタは、本体１の内部に、光源２と、光路変更部材３と、色分離光学系４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とを設けて成る液晶プロジェクタＰ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扁平の筐体である。

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内に設けられた図示しないランプボックス内に収容されている。

前記光路変更部材３は、光源２からの出射光を均一な輝度分布の平行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４は、上記光路変更部材３からの平行光束を各色Ｒ、Ｇ、Ｂの色光に分離するものであり、光路変更部材３からの平行光速を各色に分離し、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２０などにより構成されている。

光学素子群５は、３枚の液晶パネル（ＬＣＤパネル）６、７、８と、各液晶パネル６、７、８の入射側及び出射側にそれぞれに間隔を存して設けられた偏光板９と、プリズム２５等から構成されている。液晶パネル６、７、８は、上記色分離光学系４により分離されて当該各液晶パネル６、７、８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２５は、各色の光を合成して投写光像（映像光）を形成するものである。このプリズム２５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、７、８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２５からの投写光像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１において、破線で示す２７は光源２からの出射光を各液晶パネル５、６、７及び偏光板９等に導くための光路であり、当該光路２７は図示しない箱体に被覆されている。即ち、光源２から各液晶パネル６、７、８の入射側の偏光板９に至るまでに光が通過する経路（光路２７）は箱体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、光路変更部材３を介して均一な輝度分布の平行光速とされ、色分離光学系４において各色Ｒ、Ｇ、Ｂの各光に分離されて、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、７、８に入射側の偏光板９を介して導かれる。液晶パネル６、７、８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９を経てプリズム２５で単一の光束の投写映像とされた後、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、従来より液晶プロジェクタでは、光源や各液晶パネル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を液晶パネル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、この空気を液晶パネルに供給して放熱させた後、液晶パネル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していた。

上記光源は＋９００℃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、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、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、液晶パネルの放熱可能な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、液晶パネル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液晶パネルに供給しなければ、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高騰する問題が生じていた。

更に、当該本体内で熱を受け取った外気は外部に放出されるが、この放出された外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液晶パネル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。

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、液晶パネル６、７、８、偏光板９及びプリズム２５等を冷却するための冷却手段であり、圧縮機１２、放熱器１４、膨張弁１６及び冷却器（蒸発器）１８から冷媒回路が構成されている。即ち、圧縮機１２の冷媒吸込側（入口）には冷媒導入管１３が接続され、冷媒吐出側（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を介して冷却器１８の入口に接続され、当該冷却器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。

尚、本実施例では冷媒を減圧する減圧手段として膨張弁１６を用いるものとしたが、減圧手段は当該膨張弁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良く、例えば、減圧手段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。

この場合、冷却装置１１の冷却器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。本実施例では密閉、若しくは、略密閉構造を呈するダクト３０内に光学素子群５と冷却装置１１の冷却器１８とこの冷却器１８のファン１８Ｆが設けられている。そして、冷却器１８にて冷媒と熱交換して冷却された空気（冷気）がファン１８Ｆによりダクト３０内に循環可能に構成されている。即ち、ダクト３０内が冷却器１８にて冷却された冷気が循環される風路とされ、この風路中に光学素子群５が設置されている。

尚、このダクト３０は、光源２からの出射光を各液晶パネル６、７、８及び偏光板９等に導かれる光、液晶パネル６、７、８にて変調後にプリズム２５に送出される映像信号及びプリズム２５にて合成され、投写レンズ１０に送出される投写光像（映像光）を阻害することの無いよう設置されることは勿論言うまでもない。

以上詳述した冷却装置１１により、圧縮機１２が駆動されると、冷媒導入管１１から圧縮機１２の図示しない圧縮要素内に低温低圧の冷媒が吸い込まれて、そこで圧縮される。圧縮されて高温高圧となった冷媒は、冷媒吐出管１５に吐出され、放熱器１４に流入する。放熱器１４に流入した冷媒は、そこで放熱する。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、この状態で冷却器１８に流入する。

冷却器１８に流入した冷媒は、そこで周囲の空気から熱を奪って、蒸発する。一方、冷却器１８にて冷媒に熱を奪われ冷却された空気（冷気）はファン１８Ｆによりダクト３０内に循環される。そして、当該ダクト３０内に設置された前記液晶パネル６、７、８、各偏光板９、プリズム２５等に供給される。これにより、液晶パネル６、７、８、偏光板９及びプリズム２５等は係る空気に熱を放出して、冷却される。

そして、液晶パネル６、７、８、偏光板９及びプリズム２５により熱を受け取って加熱された空気は、その後、冷却器１８に戻って、当該冷却器１８を流れる冷媒と熱交換して冷却された後、再び、液晶パネル６、７、８、偏光板９及びプリズム２５等の光学素子群５に循環供給されるサイクルを繰り返す。

ところで、このような冷却装置１１では冷却器１８が露点温度以下となり、水分が結露し易く、それが集まって結露水となり、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。このため、従来より光学素子群５を密閉、或いは、略密閉構造を呈したダクト内に配置すると共に、この内部にシリカゲル、ゼオライト、活性炭、活性アルミナなどの乾燥剤を設置して、当該乾燥剤により空気中の水分を積極的に除去して、結露の発生を防ぐ試みが成されていた。

しかしながら、このような密閉、或いは、略密閉構造を呈したダクト内に光学素子群５及び冷却手段を配置した場合であっても、プロジェクタの１回の使用で数グラム程度の水分が回収されていた。更に、乾燥剤が吸着できる水分には許容量があり、且つ、乾燥剤の水分吸着量が増加すると吸着性能が悪化するため、結露の発生、或いは、発生した結露水が光学素子群に侵入すると云った問題を解消することができなかった。

そこで、本発明ではダクト３０内に外気を導入し、当該ダクト３０内の空気を排出するための換気手段と、この換気手段を制御してダクト３０内の換気動作を実行する制御手段とを備えるものとする。具体的に、本実施例の換気手段は、ダクト３０に形成された外気導入口３２及び空気排出口３３と、これら外気導入口３２及び空気排出口３３をそれぞれ開閉するダンパー３４、３５とから構成されている。即ち、ダンパー３４は外気導入口３２を開閉可能に閉塞し、ダンパー３５は空気排出口３３を開閉可能に閉塞すると共に、ダクト３０内はダンパー３４により外気導入口３２が閉塞され、ダンパー３５により空気排出口３３が閉塞された状態で密閉構造、或いは、略密閉構造を呈している。

そして、上記各ダンパー３４、３５の開閉動作は後述するコントローラＣにより制御されている。具体的に、コントローラＣによりダンパー３４、３５が開かれて（このとき、ダンパー３４、３５は図１に破線で示す状態）、外気導入口３２及び空気排出口３３が開放されると、外気導入口３２からダクト３０内に外気が導入され、ダクト３０内の空気がダクト３０の外部に排出される換気動作が実行される。

この場合、外気導入口３２及び空気排出口３３は、ダクト３０内の冷却装置１１の冷却器１８及びファン１８Ｆを挟むかたちで一方に外気導入口３２、他方に空気排出口３３が配置されている。即ち、ダクト３０の外気導入口３２と空気排出口３３の間に冷却器１８とそのファン１８Ｆが設けられている。更に、本実施例ではこれらが外気導入口３２、冷却器１８、ファン１８Ｆ、空気排出口３３の順で直線状に配置されている。

一方、本実施例のダンパー３４、３５は、外気導入口３２及び空気排出口３３を開放した際、外気導入口３２及び空気排出口３３と光学素子群５とを隔離するよう構成されている。具体的に、外気導入口３２及び空気排出口３３が開放されると、ダンパー３４及びダンパー３５は図１に破線で示すようにダクト３０内の一部がダンパー３４及びダンパー３５によりそれぞれ閉塞される。このとき、光学素子群５に繋がるダクト３０内の経路が各ダンパー３４、３５により閉塞されて、光学素子群５は、ダクト３０の一端がダンパー３４により閉塞され、他端が３５により閉塞された略密閉空間３０Ａに隔離されることととなる。尚、図１において、３０Ａは外気導入口３２及び空気排出口３３を開放した際、外気導入口３２及び空気排出口３３と隔離される光学素子群５側のダクト３０内を示し、３０Ｂは光学素子群５とは反対側のダクト３０内をそれぞれ示している。このとき、冷却器１８はダンパー３４、３５により隔離されないダクト内３０Ｂに位置することとなる。

他方、本実施例のダクト３０には、冷却器１８の近傍であって、前記ダンパー３４、３５により隔離されないダクト３０内（３０Ｂ）に乾燥剤３７が設けられている。この乾燥剤３７は、ダクト３０内の水分を吸着除去するためのものであり、シリカゲル、ゼオライト、活性炭、活性アルミナなどが乾燥剤３７として使用される。この乾燥剤３７の近傍には当該乾燥剤３７を加熱して、乾燥剤３７が吸着した水分を放出させるための加熱手段としての乾燥剤加熱用ヒータ３８が設置されている。この乾燥剤加熱用ヒータ３８の通電は前記コントローラＣにより制御されている。乾燥剤加熱用ヒータ３８の加熱動作を簡単に説明すると、コントローラＣは、前記換気手段により換気動作を実行する際、乾燥剤加熱用ヒータ３８を通電して、乾燥剤３７を加熱し、乾燥剤３７が吸着した水分を外部に放出させる。尚、具体的な通電動作については、後の制御動作の説明において詳述する。

尚、図１において６０は外気導入口３２の近傍のダクト３０内に設けられ、外気導入口３２からダクト３０内に吸い込まれる空気中の塵埃を捕獲して、ダクト３０内への塵埃の侵入を極力阻止するためのフィルタである。また、４０は冷却器１８のドレン水（結露水）を受けるための受皿、４１は受皿４０にて受けたドレン水が収容可能に構成されたドレン容器、４２はドレン容器４１内に受容されたドレン水を加熱蒸発させるためのドレン容器用ヒータ、４３は受皿４０とドレン容器４１とを接続する配管上に設けられたドレン開閉弁、４４はドレン容器４１内の空気、特に、ドレン容器用ヒータ４２を加熱することにより蒸発した湿気を含む空気をダクト３０の外部に排出するための配管を開閉するドレン開閉弁、４５は冷却器１８を加熱するための冷却器用ヒータである。

一方、前述したコントローラＣは、液晶プロジェクタＰの制御を司る制御手段である。図２はコントローラＣの制御ブロック図である。図２に示すようにコントローラＣの入力側には、冷却器温度センサ５０及び外気温度センサ５５等が接続されている。当該冷却器温度センサ５０は、冷却器１８の温度を検出するための温度検出手段である。また、外気温度センサ５５は本体１の外部の温度（液晶プロジェクタＰの周囲の空気温度）を検出するための外気温度検出手段である。また、コントローラＣの出力側には、圧縮機１２、冷却器１８のファン１８Ｆ、ダンパー３４、３５、乾燥剤加熱用ヒータ３８、ドレン容器用ヒータ４２、冷却器用ヒータ４５、光源２（光源のランプ）及びドレン開閉弁４３、４４が接続されている。

そして、コントローラＣは入力側に接続された冷却器１８、冷却器温度センサ５０、外気温度センサ５５等の出力に基づき、出力側に接続された圧縮機１２、冷却器１８のファン１８Ｆ、ダンパー３４、３５、乾燥剤加熱用ヒータ３８、ドレン容器用ヒータ４２、冷却器用ヒータ４５、光源２（光源のランプ）及びドレン開閉弁４３、４４の動作を制御している。特に、本発明ではコントローラＣはダンパー３４、３５により外気導入口３２及び空気排出口３３を開放して、ダクト３０内に外気を導入し、ダクト３０内の空気を排出する換気動作を実行すると共に、換気動作を実行する際、乾燥剤加熱用ヒータ３８を通電し発熱させて、乾燥剤３７が吸着した水分を放出させる。

更に、冷却装置１１による冷却動作が停止され、且つ、冷却装置１１の冷却器１８の温度が外気の露点温度より高く上昇した場合に、コントローラＣにより換気動作が実行される。即ち、本実施例では、圧縮機１２の停止時であって、且つ、冷却器温度センサ５０にて検出される冷却器１８の温度が外気温度センサ５５にて検出されるプロジェクタＰの本体１外部の空気（外気）の露点温度より高く上昇した場合に、コントローラＣは、ダンパー３４、３５により外気導入口３２及び空気排出口３３を開放して、換気動作を実行するものとする。

ここで、図３に示すタイミングチャートを用いてコントローラＣによる液晶プロジェクタＰの制御動作について詳述する。先ず、ユーザーにより光源２のランプが点灯（ＯＮ）されると（図３のＡの時点）、コントローラＣは、冷却装置１１による冷却動作を開始する。即ち、コントローラＣは、圧縮機１２の運転及び冷却器１８のファン１８Ｆの運転を開始する。このとき、コントローラＣは受皿４０にて受けたドレン水（結露水）がドレン容器４１に流れるようにドレン開閉弁４３を開いて、受皿４０とドレン容器４１とを連通させる。これにより、冷却器１８から受皿４０に降下したドレン水（結露水）がドレン容器４１に流入し、当該ドレン容器４１内に収容される。

上記のように、圧縮機１２及びファン１８Ｆの運転を開始すると、冷媒導入管１１から圧縮機１２の図示しない圧縮要素内に低温低圧の冷媒が吸い込まれて、そこで圧縮される。圧縮されて高温高圧となった冷媒は、冷媒吐出管１５に吐出され、放熱器１４に流入する。放熱器１４に流入した冷媒は、そこで放熱する。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、この状態で冷却器１８に流入する。

冷却器１８に流入した冷媒は、そこで周囲の空気から熱を奪って、蒸発した後、冷却器１８から流出し、冷媒導入管１３を介して再び、圧縮機１２に吸い込まれるサイクルを繰り返す。

一方、光源２のランプが点灯されることで、光源２からの出射光は、光路変更部材３を介して均一な輝度分布の平行光速とされ、色分離光学系４において各色Ｒ、Ｇ、Ｂの各光に分離されて、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、７、８に入射側の偏光板９を介して導かれる。液晶パネル６、７、８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９を経てプリズム２５で単一の光束の投写映像とされた後、投写レンズ１０によりスクリーンに拡大投写される。

更に、光源２のランプが点灯されると、コントローラＣは、映像信号により光学素子群５の発熱量を求めて、当該光学素子群５の発熱量に応じて、ダクト３０内の総発熱量が一定に保たれるように、冷却器用ヒータ４５の通電を行う。

他方、冷却器１８にて冷媒に熱を奪われ冷却された空気（冷気）はファン１８Ｆによりダクト３０内に循環される。そして、当該ダクト３０内に設置された前記液晶パネル６、７、８、各偏光板９、プリズム２５等に供給される。これにより、液晶パネル６、７、８、偏光板９及びプリズム２５等は係る空気に熱を放出して、冷却される。係る冷却動作により冷却器１８の温度は低温となる。

ところで、係る冷却動作を行うことで、冷却器１８にダクト３０内の空気中の水分が結露する。この結露した水分は成長してドレン水（結露水）となり受皿４０に降下し、そこからドレン容器４１に受容される。このため、コントローラＣは上記冷却装置１１の運転を開始して所定時間経過すると、ドレン容器４１に受容された冷却器１８からのドレン水（結露水）を蒸発させて外部に排出する。この場合、コントローラＣは前記ドレン開閉弁４３を閉じて、ドレン容器４１と受皿４０との連通を阻止すると共に、ドレン開閉弁４４を開いて、ドレン容器４１とダクト３０の外部とを連通した状態で、ドレン容器用ヒータ４２を通電する。これにより、ドレン容器４１が加熱され、当該容器４１に受容されたドレン水（結露水）が蒸発する。このとき、ドレン開閉弁４３は閉じらているため、蒸発した水分は、受皿４０を介してダクト３０内に戻ることなく、ドレン開閉弁４４により連通されたダクト３０の外部に排出される。

そして、コントローラＣは当該コントローラＣが有するタイマーによりドレン容器用ヒータ４２の通電を開始してから所定時間経過（図３のＢ、Ｃ、Ｄに相当）すると、ドレン容器用ヒータ４２の通電を停止し、ドレン開閉弁４４を閉じてドレン容器４１と外部との連通を阻止すると共に、ドレン開閉弁４３を開く。これにより、受皿４０とドレン容器４１とが連通され、受皿４０にて受けたドレン水が再びドレン容器４１内に収容されるようになる。

他方、ユーザーにより光源２のランプが消灯（ＯＦＦ）されると（図３のＥの時点）、コントローラＣは、冷却装置１１による冷却動作を停止する。即ち、コントローラＣは、圧縮機１２の運転を停止する。このとき、コントローラＣは、冷却器１８のファン１８Ｆの運転を停止せず、継続して運転する。更に、コントローラＣは、圧縮機１２の停止と同時に前記冷却器用ヒータ４５を通電（運転）する。これにより、当該ヒータ４５によりダクト３０内、特に、冷却器１８及びその近傍を加熱して、温度を積極的に上昇させることができる。

更にまた、コントローラＣは、前述したように冷却装置１１による冷却動作の停止時であって、冷却装置１１の冷却器１８の温度が外気の露点温度より高く上昇した場合、換気動作を実行する。具体的に、コントローラＣは冷却器温度センサ５０にて検出される冷却器１８の温度が所定の温度Ｔ、例えば、本実施例では冷却器１８の温度が外気温度センサ５５にて検出される外気温度より５℃低い温度に上昇すると、冷却器１８の温度が外気の露点温度より高く上昇したと判断して、換気動作を実行する（図３のＦの時点）。即ち、図３に示すＴは露点温度であり、本実施例では、外気温度より５℃低い温度がこの場合の露点温度Ｔとなる。

このように、冷却器温度センサ５０にて検出される冷却器１８の温度が露点温度Ｔ（本実施例では、外気温度より５℃低い温度）より高く上昇すると、コントローラＣは、図１に破線で示すようにダンパー３４、３５をそれぞれ開いて、外気導入口３２及び空気排出口３３を開放する。これにより、外気導入口３２からダクト３０内に外気が導入され、ダクト３０内の空気がダクト３０の外部に排出される。

更に、上記各ダンパー３４、３５の開動作と同時に、コントローラＣは乾燥剤加熱用ヒータ３８を通電する。これにより、乾燥剤３７が加熱され、当該乾燥剤３７が吸着したダクト３０内の空気からの水分が放出される。この放出された水分は、前記空気排出口３３からダクト３０の外部に排出される。このように、乾燥剤加熱用ヒータ３８により乾燥剤３７を加熱することで、乾燥剤３７が吸着したダクト３０内の水分を取り出すことができる。これにより、乾燥剤３７を再生して、再び、水分吸着可能な良好な状態とすることができる。従って、乾燥剤３７の水分吸着量が増加して吸着性能が悪化する不都合を極力解消することができるようになる。

また、このとき、本発明の如く外気導入口３２及び空気排出口３３が開放され、外気導入口３２からダクト３０内に外気が導入されて、ダクト３０内の空気がダクト３０の外部に排出される換気動作の際に、乾燥剤加熱用ヒータ３８を通電して、乾燥剤３７を加熱し、この乾燥剤３７が吸着した水分を放出させることで、外気導入口３２からダクト３０内に導入され、空気排出口３３から排出される空気の流れにのせて、水分をダクト３０の外部に排出することができる。これにより、乾燥剤３７から放出された水分がダクト３０内に戻る不都合を防ぐことができる。

特に、本実施例では外気導入口３２及び空気排出口３３が開放されると、当該外気導入口３２及び空気排出口３３と光学素子群５とが隔離される。一方、乾燥剤３７はこの隔離されたダクト３０内の空間３０Ａと反対側であって、外気導入口３２及び空気排出口３３が位置するダクト３０内（３０Ｂ）に設けられている。従って、乾燥剤３７から放出された水分が光学素子群５に侵入する不都合を確実に防ぐことができる。これにより、液晶プロジェクタＰの信頼性の向上を図ることができる。

他方、コントローラＣは上述した各ダンパー３４、３５の開動作及び乾燥剤加熱用ヒータ３８の通電と同時に、ドレン開閉弁４３を閉じて、ドレン容器４１と受皿４０との連通を阻止すると共に、ドレン開閉弁４４を開いて、ドレン容器４１とダクト３０の外部とを連通した状態で、ドレン容器用ヒータ４２を通電する。これにより、ドレン容器４１が加熱され、当該容器４１に受容されたドレン水（結露水）が蒸発する。このとき、ドレン開閉弁４３は閉じらているため、蒸発した水分は、受皿４０を介してダクト３０内に戻ることなく、ドレン開閉弁４４により連通されたダクト３０の外部に排出される。

そして、コントローラＣは、係る換気動作を開始してから所定時間経過する、具体的には、コントローラＣが換気動作の開始と同時に自身が有するタイマーのカウントを開始し、それが予め設定された所定時間経過（図３のＧに相当）すると、換気動作を終了する。尚、換気動作の実行時間、即ち、ダンパー３４、３５を開いている時間（即ち、図３のＧに相当する上記所定時間）は、数十秒から数分の間の何れかに予め設定されているものとする。

これにより、コントローラＣは、ダンパー３４、３５を閉じて、外気導入口３２及び空気排出口３３を閉塞すると共に、乾燥剤加熱用ヒータ３８の通電を停止する。更に、コントローラＣはドレン容器用ヒータ４２の通電を停止すると共に、ドレン開閉弁４４を閉じてドレン容器４１と外部との連通を阻止し、且つ、ドレン開閉弁４３を開く。これにより、受皿４０とドレン容器４１とが連通され、受皿４０にて受けたドレン水が再びドレン容器４１内に収容されるようになる。

更に、コントローラＣは、乾燥剤加熱用ヒータ３８の通電を停止する。このとき、乾燥剤３７は係る乾燥剤加熱用ヒータ３８による加熱により、既に、水分を放出し、再生された状態である。更にまた、コントローラＣは前記冷却器用ヒータ４５の通電を停止すると共に、冷却器１８のファン１８Ｆの運転を停止する。

以上詳述したように本発明によれば、密閉若しくは略密閉されたダクト３０内に設けられた光学素子群５に冷却装置１１の冷却器１８により冷却された冷気を循環供給して、冷却すると共に、各ダンパー３４、３５によりダクト３０の外気導入口３２及び空気排出口３３を開放して換気動作を実行するので、外気導入口３２から導入された外気を外気導入口３２と空気排出口３３の間のダクト３０内に設けられた冷却装置１１の冷却器１８に流して、この冷却器１８に付着する空気中の水分を空気排出口３３からダクト３０の外部に排出することができるようになる。これにより、ダクト３０内、特に、冷却器１８への結露の発生を防止することができる。

特に、ダンパー３４、３５が外気導入口３２及び空気排出口３３を開放した際、当該外気導入口３２及び空気排出口３３と光学素子群５とを隔離するものとすれば、外気が光学素子群５に流れないので、外気中に含まれる塵埃が光学素子群５に付着する不都合を防止することができる。

更に、ダクト３０内に乾燥剤３７と、乾燥剤３７を加熱する乾燥剤加熱用ヒータ３８を設けることで、乾燥剤３７によりダクト３０内の水分を取り除くことができると共に、換気動作を実行する際、乾燥剤加熱用ヒータ３８を発熱させるものとすれば、換気動作の際に乾燥剤加熱用ヒータ３８を発熱させて、乾燥剤３７を加熱して、乾燥剤から水分を放出させることができる。このとき、放出されたダクト３０内の水分を空気排気口３３からダクト３０の外部に排出することができるので、乾燥剤３７が吸着したダクト３０内の水分が再びダクト３０内に戻ることを回避することができる。

特に、前述したように冷却動作の停止時であって、且つ、冷却器１８の温度が外気の露点温度より高く上昇した場合に、換気動作が実行されるので、通常の冷却動作に影響を及ぼすことなく換気動作を実行できると共に、結露の発生が懸念される場合にのみ換気動作を実行することが可能となる。

尚、本実施例では、本発明の冷却手段を圧縮機１２、放熱器１４、膨張弁１６及び冷却器１８から冷媒回路が構成された冷却装置１１とし、当該冷却装置１１を本体１内に設けるものとして説明したが、本発明の冷却手段はこれに限定されるものでなく、電子冷却で低温空気を作り出してこれを光学素子群に供給するペルチェ素子のようなものであっても良い。即ち、本発明の冷却手段は、本体内に設けられて冷却された冷気を光学素子群に供給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。

しかしながら、上記のようにペルチェ素子のように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ることとなる。

これに対して、本実施例のように圧縮機１２、放熱器１４、膨張弁１６及び冷却器１８から成る冷却装置１１を冷却手段として採用することで、電子冷却により光学素子群を冷却するものと異なり、エネルギー効率の問題を解消ながら、光学素子群を効率良く冷却することが可能となる。更に、空間的なレイアウト設計の自由度も向上する。

尚、本実施例では換気動作を実行する際に乾燥剤加熱用ヒータ３８を通電し、乾燥剤３７を加熱して、乾燥剤３７が吸着した水分を外部に放出させるものとしたが、請求項１乃至請求項３及び請求項５に記載の発明はこれに限定されるものでない。即ち、換気動作時以外であっても乾燥剤加熱用ヒーター３８を通電して、乾燥剤３７を加熱して水分をダクト３０内に放出させるものとしても差し支えない。この場合、ダクト３０内部に放出された水分は、冷却器１８にて結露するため、当該ダクト３０内、特に、光学素子群５側に乾燥剤３７から放出された水分が流れ難くなる。この冷却器１８にて結露した水分は、その後、成長してドレン水（結露水）となり受皿４０に降下し、ドレン容器４１に受容される。そして、当該ドレン容器４１に受容されたドレン水は前述したようにドレン容器用ヒータ４２の通電により、加熱されて蒸発し、ダクト３０の外部に排出される。

また、前述した実施例１では、コントローラＣが外気導入口３２、空気排出口３３を開放する換気動作を実行することで、各ダンパー３４、３５によりダクト３０内の一部が閉塞されて、光学素子群５がダクト３０内のダンパー３４、ダンパー３５により閉塞された略密閉空間３０Ａに隔離されるものとしたが、請求項１、請求項２、請求項４及び請求項５の発明はこれに限定されるものではなく、各ダンパー３４、３５が外気導入口３２、空気排出口３３を開放した際、例えば、図４の矢印の方向に移動する、即ち、換気動作の際に、光学素子群５が外気導入口３２及び空気排出口３３と隔離されない構成としても有効である。

この場合には、換気動作が実行されると、光学素子群５が設けられたダクト３０（空間３０Ａ）内にも外気が引き込まれ、光学素子群５近傍の空気を排出することができるので、光学素子群５近傍の換気も行うことが可能となる。

また、上記各実施例の液晶プロジェクタでは、ダクト３０内の水分を吸着させるために当該ダクト３０内にシリカゲル等の乾燥剤３７と、この乾燥剤３７を加熱するための乾燥剤加熱用ヒータ３８とを設置して、光学素子群５への冷気の供給に支障のない、換気動作の際にコントローラＣが乾燥剤加熱用ヒータ３８を通電して、乾燥剤３７が吸着した水分を外部に放出させるものとしたが、換気動作時に限らず、乾燥剤が吸着した水分をダクト３０外部に排出可能な除湿装置を設けるものとしても差し支えない。図５はこの除湿装置の一例として、回転式のデシカントロータ１０１を有するロータリー型除湿装置１００を備えた液晶プロジェクタの概略構成図である。尚、図５において前記図１及び図４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。

図５において、１００は本実施例のロータリー型デシカント除湿装置である。このデシカント除湿装置１００は、シリカゲル、ゼオライト、活性炭、活性アルミナなどの乾燥剤が設けられた多孔質で円柱状の回転体から成るデシカントロータ１０１を備えている。デシカントロータ１０１は、図示しないモーターにより回転軸１０２を中心に１分間に半回転の速さで回転可能に構成されている。

デシカントロータ１０１はダクト３０内と連通可能に構成された第１の領域１０４と、ダクト３０内とは連通せずにダクト３０の外部と連通可能に構成された第２の領域１０５とに跨るように設けられており、この第１の領域１０４はダクト内の水分を吸着するための除湿領域とされ、第２の領域１０５は吸着した水分を放出し、乾燥剤を再生するための再生領域とされている。

そして、モーターの通電によりデシカントロータ１０１の回転軸１０２が回転して、ダクト３０と連通する除湿領域である第１の領域１０４から再生領域である第２の領域１０５への移動と、この第２の領域１０５から第１の領域１０４への移動とを繰り返す。この第２の領域には、第２の領域を通過する乾燥剤を加熱するための加熱手段としてのヒータ１０７が設置されている。更に、除湿装置１００にはダクト３０内の空気を第１の領域１０４へ導くためのファンと、第２の領域１０５の空気をダクト３０の外部に送るためのファンが設置されている（ファンは図示せず）。

これにより、ダクト３０内の空気がデシカントロータ１０１の第１の領域１０４に導入され、そのとき、第１の領域１０４に在る乾燥剤がその空気中に含まれる水分を吸着することによって、ダクト３０内の空気を除湿する。一方、第２の領域１０５に位置する乾燥剤はヒータ１０７により吸着されたダクト３０内の空気中からの水分が加熱されて蒸発することで、再生される。ヒータ１０７の加熱により乾燥剤から放出した水分は外部に排出される。

その後、デシカントロータ１０１の回転により、上記にて第１の領域１０４に在った乾燥剤が徐々に第２の領域１０５へと移動し、同様に、第２の領域１０５に位置していた乾燥剤が徐々に第１の領域１０４へと移動する。

以上詳述した本実施例の如く除湿装置１００、即ち、乾燥剤を加熱して吸着した水分をダクト３０の外部に放出する再生領域（第２の領域１０５）がダクト３０内と連通しないよう構成された乾燥装置を用いることで、乾燥剤による水分の吸着と、この吸着した水分の排出とを継続して実行することが可能となる。特に、換気動作時に限らず、乾燥剤が吸着した水分をダクト３０外部に排出できるので、第１の領域１０４に在る乾燥剤は常に水分吸着可能な良好な状態であるため、吸着性能が悪化する不都合を確実に回避することができる。

更に、上記各実施例の乾燥剤３７に換えて本実施例の除湿装置１００を設ける場合にはダクト３０内に乾燥剤から放出した水分が戻る恐れがないので、除湿装置１００の乾燥剤から水分を放出させる再生動作は、換気動作時に限らず実行できるため、ダクト３０内のどの位置に除湿装置１００を設けても差し支えない。即ち、光学素子群５がダクト３０内のダンパー３４、ダンパー３５により閉塞された略密閉空間３０Ａに隔離されるものとした場合に、外気導入口３２及び空気排出口３３から隔離された光学素子群５が在る略密閉空間３０Ａに除湿装置１００を設けても良いし、当該空間３０Ａとは反対側のダクト３０Ｂ内に設けても差し支えない。

更にまた、上記各実施例ではプロジェクタの一例として液晶プロジェクタ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信号に応じて加工して、加工後の投写光像（映像光）を出射する光学素子群とを備えるプロジェクタであれば良く、例えば、ＤＬＰプロジェクタ（ＤＬＰ（登録商標））に本発明を適用しても有効である。また、レーザー光源などの固体光源から発した光線を光学素子群に照射し、光線を加工することにより、映像光を出射するレーザスキャンプロジェクタに適用しても有効である。

本発明のプロジェクタの一実施例の液晶プロジェクタの概略構成図である（実施例１）。 図１の液晶プロジェクタの制御手段の制御ブロック図である。 図１の液晶プロジェクタのタイミングチャートである。 本発明のプロジェクタの他の実施例のプロジェクタの概略構成図である（実施例２）。 本発明のプロジェクタのもう一つの他の実施例のプロジェクタの概略構成図である（実施例３）。

符号の説明

Ｃ コントローラ（制御手段）
Ｐ 液晶プロジェクタ（プロジェクタ）
１ 本体
２ 光源
３ 光路変更部材
４ 色分離光学系
５ 光学素子群
６、７、８ 液晶パネル
９ 偏光板
１０ 投写レンズ
１１ 冷却装置（冷却手段）
１２ 圧縮機
１４ 放熱器
１６ 膨張弁（絞り手段）
１８ 冷却器（蒸発器）
２０ ダイクロイックミラー
２５ プリズム
２７ 光路
３０ ダクト
３２ 外気導入口
３３ 空気排出口
３４、３５ ダンパー
３７ 乾燥剤
３８ 乾燥剤加熱用ヒータ
４０ 受皿
４１ ドレン容器
４２ ドレン容器用ヒータ
４３、４４ ドレン開閉弁
４５ 冷却器用ヒータ
５０ 冷却器温度センサ
５５ 外気温度センサ
６０ フィルタ

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を備えるプロジェクタにおいて、
   前記本体に設けられた冷却手段と、
   該冷却手段により冷却された冷気を前記光学素子群に循環供給して冷却する密閉若しくは略密閉されたダクトと、
   該ダクト内に外気を導入し、当該ダクト内の空気を排出するための換気手段と、
   該換気手段を制御して前記ダクト内の換気動作を実行する制御手段とを備えたことを特徴とするプロジェクタ。
2. 該換気手段は、前記ダクトに形成された外気導入口及び空気排出口と、これら外気導入口及び空気排出口をそれぞれ開閉するダンパーとを備え、前記制御手段は、各ダンパーにより前記外気導入口及び空気排出口を開放して前記換気動作を実行すると共に、
   前記外気導入口と空気排出口の間の前記ダクト内に前記冷却手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
3. 前記ダンパーは、前記外気導入口及び空気排出口を開放した際、当該外気導入口及び空気排出口と前記光学素子群とを隔離することを特徴とする請求項２に記載のプロジェクタ。
4. 前記ダクト内に設けられた乾燥剤と、該乾燥剤を加熱する乾燥剤加熱用ヒータとを備え、
   前記制御手段は、前記換気手段により前記換気動作を実行する際、前記乾燥剤加熱用ヒータを発熱させ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. 前記制御手段は、前記冷却手段による冷却動作を停止し、且つ、当該冷却手段の温度が外気の露点温度より高く上昇した場合に、前記換気手段による換気動作を実行することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載のプロジェクタ。

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