JP2012008190A - プロジェクター - Google Patents
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Abstract
【解決手段】プロジェクター1は、色合成光学装置32における各光入射面321R,321G,321Bに交差する交差端面に対向する位置に設けられ、各反射型光変調装置312に空気を送風するダクト部材5を備える。ダクト部材5は、各一端11A,12A,13Aがそれぞれ連通し、各他端11B,12B,13Bから各反射型光変調装置312にそれぞれ空気を送風する3つの送風ダクト部11〜13を有するダクト本体7と、ダクト本体7に空気を導入する導入ダクト部とを備える。
【選択図】図7
Description
特許文献1に記載のプロジェクターでは、R(赤),G(緑),B(青)の3つの色光に応じて反射型液晶パネルを3つ設け、各反射型液晶パネルにて変調された各色光を色合成光学装置にて合成し、投射レンズにてスクリーンに向けて投射している。
すなわち、反射型光変調装置に空気を送風するためのダクト部材として、3つの反射型光変調装置に応じてそれぞれ流路が独立した状態で3つ設ける。そして、各ダクト部材を介して各反射型光変調装置に空気を送風させる。
しかしながら、上述した冷却構造を採用した場合には、3つのダクト部材を設ける必要があるため、冷却構造全体が大型化し、プロジェクター内部の省スペース化が図れない、という問題がある。
したがって、冷却構造を単体のダクト部材で構成できるため、当該冷却構造を小型化でき、プロジェクター内部の省スペース化が図れる。
特に、ダクト部材は、プロジェクター内部のデッドスペースとなりやすい位置(色合成光学装置における交差端面に対向する位置)に配設されている。このため、複数の反射型光変調装置や色合成光学装置に対してダクト部材を組み付けた状態でも、大型化することがない。
本発明では、複数の送風ダクト部及び導入ダクト部が上述したように形成されているので、導入ダクト部を介してダクト本体に導入された空気は、ダクト本体内面に衝突して交差端面に平行する平面に沿って分散し、各送風ダクト部にバランス良く送り込まれる。このため、3つの反射型光変調装置をバランス良く冷却できる。
例えば、導入ダクト部として、交差端面に平行する方向からダクト本体に空気を導入する構成を採用した場合には、複数の送風ダクト部のうち特定の送風ダクト部に空気が送り込まれ易い。このため、各送風ダクト部にバランス良く空気を送り込むには、ダクト本体内部に各送風ダクト部への空気の流通量を制御するためのリブ等を設ける必要がある。
これに対して、本願発明では、上述した構成により各送風ダクト部にバランス良く空気を送り込んでいるため、ダクト本体内部に各送風ダクト部への空気の流通量を制御する構成を設ける必要がなく、ダクト本体の構造の簡素化が図れる。
すなわち、ダクト本体内部を流通する空気は、ダクト本体内面に衝突して交差端面に平行する平面に沿って分散しても、ダクト本体の内面にて規制され、第1流路に沿って強制的に流通することとなる。そして、前記他の2つの送風ダクト部が第1流路における流路方向の同一位置で第1流路にそれぞれ連通しているため、第1流路に沿って流通する空気は、流通過程で、前記他の2つの送風ダクト部に主に送り込まれることとなる。このため、残りの1つの送風ダクト部に向う空気の流通量が少なくなり、当該送風ダクト部に対応する反射型光変調装置の冷却効率が低下してしまう。
このことにより、ダクト本体内部を流通する空気は、ダクト本体内面に衝突して交差端面に平行する平面に沿って分散し、特定の送風ダクト部に多くの量が送り込まれることなく、3つの送風ダクト部にバランス良く送り込まれることとなる。このため、3つの反射型光変調装置をバランス良く冷却できる。
このことにより、導入ダクト部を介してダクト本体内部に導入され、第1流路に沿って流通した空気は、前記他の2つの送風ダクト部に主に送り込まれることがなく、3つの送風ダクト部に順にバランス良く送り込まれることとなる。このため、3つの反射型光変調装置をバランス良く冷却できる。
このことにより、例えば1つのみの排出部が形成され1方向からのみ反射型光変調装置に空気が送風される構成と比較して、反射型光変調装置の全体に満遍なく空気を送風することができ、反射型光変調装置の冷却効率を向上できる。
本発明では、少なくとも2つの排出部は、上述した第1,第2排出部を備える。
このことにより、背面に沿う方向から空気を送風する第2排出部の他、背面に略直交する方向から空気を送風する第1排出部を設けることで、反射型光変調装置の背面に衝突する空気の量を多くすることができ、反射型光変調装置を効果的に冷却できる。
以下、本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。
〔プロジェクターの構成〕
図1は、プロジェクター1の概略構成を示す図である。具体的に、図1は、本願の要部である投射ユニット2の光学系を模式的に示した図である。
プロジェクター1は、画像を投射してスクリーン(図示略)上に投影画像を表示する。
このプロジェクター1は、図1に示すように、外装筐体(図示略)内部に収納される投射ユニット2を備える。
この投射ユニット2は、図1に示すように、光学装置3と、投射レンズ4と、ダクト部材5(図3、図4参照)とを備える。
図2は、光学装置3の構成を示す図である。具体的に、図2は、光学装置3におけるR色光側を分解した分解斜視図である。なお、G,B色光側については図示を省略したが、R色光側と同様の部材が配設されているものである。
光学装置3は、図1または図2に示すように、3つの変調ユニット31と、クロスダイクロイックプリズム32とを備える。
3つの変調ユニット31は、同様の構成を有し、図1または図2に示すように、反射型偏光板としてのワイヤーグリッド311と、反射型光変調装置312と、偏光板313と、支持体314(図2)とを備える。
なお、以下では、説明の便宜上、R色光側のワイヤーグリッドを311R、G色光側のワイヤーグリッドを311G、B色光側のワイヤーグリッドを311Bとする(図1)。反射型光変調装置312も同様である。
ワイヤーグリッド311は、格子構造に基づく回折により入射した光束を偏光分離する。このワイヤーグリッド311は、図1または図2に示すように、支持体314により、入射光束の光軸に対して略45°傾斜した状態で配置される。
そして、ワイヤーグリッド311は、入射した光束のうち、所定の偏光光(第1の直線偏光光)を透過させ、第1の直線偏光光の偏光方向に直交する偏光方向を有する偏光光(第2の直線偏光光)を反射させ、入射した光束を偏光分離する。
反射型光変調装置312は、図2に示すように、反射型液晶パネル3121と、保持枠3122と、ヒートシンク3123とを備える。この反射型光変調装置312は、図1または図2に示すように、支持体314により、ワイヤーグリッド311を透過した光束の光軸に対して略直交した状態で配置される。
反射型液晶パネル3121は、シリコン基板上に液晶が形成された所謂LCOSで構成されている。
そして、反射型液晶パネル3121は、制御装置(図示略)から信号が入力されることで、前記液晶の配向状態が制御され、ワイヤーグリッド311を透過した偏光光の偏光方向を変調し、ワイヤーグリッド311に向けて反射する。反射型液晶パネル3121にて変調され、ワイヤーグリッド311に向けて反射された光束は、第2の直線偏光光と同一の偏光方向を有する偏光光のみがワイヤーグリッド311にて反射されてプリズム32に向う。
ヒートシンク3123は、金属等の熱伝導性材料から構成されている。このヒートシンク3123は、平面視矩形板状の基板3124と、基板3124から突出し、図2中、上下方向(後述するプリズム32における一対の交差端面322が対向する方向、以下、対向方向D(図2))に沿って延びる複数のフィン3125とを備える。
そして、ヒートシンク3123は、保持枠3122の背面(反射型液晶パネル3121の反射面3121A(図2)とは反対側の端面)に取り付けられ、反射型液晶パネル3121及び保持枠3122から熱が伝達され、複数のフィン3125から熱を放出する。
偏光板313は、反射型液晶パネル3121にて変調されワイヤーグリッド311にて反射された第2の直線偏光光の偏光方向と略同一の偏光方向を有する偏光光を透過させる。すなわち、ワイヤーグリッド311及び偏光板313の双方を用いることで、ワイヤーグリッド311にて所望の直線偏光光以外の偏光成分が反射された場合であっても、偏光板313にて前記偏光成分を除去する構成を採用している。
そして、偏光板313は、図1または図2に示すように、支持体314により、プリズム32の光入射面321R,321G,321Bに対向するように配置される。
このプリズム32は、4つの直角プリズムを貼り合せた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合せた界面には、2つの誘電体多層膜が形成されている。これら誘電体多層膜は、ワイヤーグリッド311Gにて反射されたG色光を透過し、各ワイヤーグリッド311R,311Bにて反射されたR,B色光をそれぞれ反射する。このようにして、各色光が合成される。そして、プリズム32で合成された光束(画像)は、投射レンズ4にてスクリーンに向けて投射される。
なお、以下では、説明の便宜上、プリズム32において、3つの光入射面321R,321G,321Bに交差する一対の端面を交差端面322(図1、図2)と記載する。
支持体314は、ワイヤーグリッド311、反射型光変調装置312、及び偏光板313をそれぞれ支持する。
この支持体314は、図2に示すように、断面略直角二等辺三角形状を有する三角柱状の中空部材であり、斜面である第1側面314A、頂角を挟む第2側面314B及び第3側面314Cを備える。そして、各側面314A〜314Cには、開口部314D(図2)がそれぞれ形成されている。
また、第2側面314Bには、反射型光変調装置312が固定される。
さらに、第3側面314Cには、偏光板313が固定される。
以上のように、各側面314A〜314Cに各部材311〜313がそれぞれ固定されることで、各開口部314Dが閉塞され、支持体314内部の空間が密閉される。すなわち、この密閉空間内に反射型液晶パネル3121の反射面3121Aが配置されることとなるので、反射面3121Aへの粉塵の付着を防ぐことができ、反射面3121Aに付着した粉塵が投影画像中に影として映る等の投影画像の劣化を防止できる。
図3ないし図6は、ダクト部材5の構成を示す図である。具体的に、図3は光学装置3が配置される側で、かつ、投射方向とは反対側(以下、背面側)からダクト部材5を見た斜視図であり、図4は光学装置3が配置される側とは反対側で、かつ、背面側からダクト部材5を見た斜視図である。図5はダクト部材5の内部(第1筐体5A側)を背面側から見た斜視図であり、図6はダクト部材5の内部(第2筐体5B側)を背面側から見た斜視図である。
ダクト部材5は、プリズム32における一方の交差端面322に対向する位置に設けられ、単体の冷却ファン(図示略)から吐出された空気を光学装置3に送風する。
そして、ダクト部材5は、図3ないし図6に示すように、2体に分割形成され、プリズム32側に配設される第1筐体5Aと、プリズム32とは反対側に配設される第2筐体5Bとを組み合わせることで、中空状に形成されたものである。
導入ダクト部6は、図4または図6に示すように、第2筐体5Bに設けられ、平面視矩形状の筒体で構成されている。
そして、導入ダクト部6は、第1筐体5Aから離間する方向に延出し、前記冷却ファンから吐出された空気を、交差端面322に平行する平面に略直交する方向からダクト本体7に導入する。
ダクト本体7は、図3ないし図8に示すように、交差端面322に平行する平面に沿って延出するように形成されている。
そして、ダクト本体7は、各一端11A,12A,13Aがそれぞれ連通し、各他端11B,12B,13Bから3つの反射型光変調装置312にそれぞれ空気を送風する3つの第1〜第3送風ダクト部11〜13を備える。
この第1送風ダクト部11の他端11Bにおいて、第1筐体5Aにおける反射型光変調装置312Gに対向する位置には、図3、図5、または図7に示すように、ダクト部材5内外を連通するG側排出口111が形成されている。
この第2送風ダクト部12の他端12Bにおいて、第1筐体5Aにおける反射型光変調装置312Bに対向する位置には、図3、図5、図7、または図8に示すように、第1排出部121と、第2排出部122とが形成されている。
この第1排出部121において、反射型光変調装置312Bに対向する位置には、図3に示すように、ダクト部材5内外を連通するB側排出口121Aが形成されている。
第2排出部122は、ダクト部材5内外を連通する開口である。
この第2排出部122おける第1排出部121側の縁部分には、図3または図8に示すように、対向方向Dに沿って延びる整流リブ122Aが形成されている。
次に、上述したダクト部材5内部を流通する空気の流路について図3〜図6、図8を参照して説明する。
先ず、前記冷却ファンから吐出された空気Arは、図4ないし図6に示すように、導入ダクト部6を介して、交差端面322に平行する平面に略直交する方向からダクト本体7に導入され、第1筐体5A内面(以下、導入位置P(図5))に衝突する。
そして、空気Arは、第1筐体5A内面に衝突することで、ダクト本体7内部において、交差端面322に平行する平面に沿って分散する。
そして、第1流路R1に沿って流通する空気Arの一部は、図3または図5に示すように、光入射面321Gに対応する位置に形成された出射側排出部5A1を介してダクト部材5外部に排出される。排出された後の空気Arは、光入射面321GとG色光側の偏光板313との間を対向方向Dに沿って流通し、G色光側の偏光板313を冷却する。
また、第1流路R1に沿って流通した後の空気Arは、図5または図6に示すように、第1送風ダクト部11内部に形成された曲線状の整流リブ112にて他端11B側に整流され、G側排出口111を介してダクト部材5外部に排出される。排出された後の空気Arは、対向方向Dに沿って流通しながら、反射型光変調装置312Gの背面、すなわち、ヒートシンク3123に送風され、反射型光変調装置312Gを冷却する。
そして、第2流路R2に沿って流通する空気Arの一部は、図3、図5、または図8に示すように、光入射面321Bに対応する位置に形成された出射側排出部5A1を介してダクト部材5外部に排出される。排出された後の空気Arは、図8に示すように、光入射面321BとB色光側の偏光板313との間を対向方向Dに沿って流通し、B色光側の偏光板313を冷却する。
なお、第2排出部122は、図7に示すように、平面視で、ヒートシンク3123の中心位置からずれた端部3123A側に位置付けられている。このため、第2排出部122を介してダクト部材5外部に排出された空気Arは、図8に示すように、ヒートシンク3123の端部3123A側に送風されることとなる。
なお、第1排出部121は、図7に示すように、平面視で、ヒートシンク3123における端部3123Aに対向する端部3123B側に位置付けられている。このため、B側排出口121Aを介してダクト部材5外部に排出された空気Arは、図8に示すように、ヒートシンク3123の端部3123B側に送風されることとなる。
以上のように、第2送風ダクト部12は、反射型光変調装置312Bに対して異なる2方向から空気を送風して、反射型光変調装置312Bを冷却する。
すなわち、第2,第3送風ダクト部12,13は、第1流路R1の流路方向の同一位置(導入位置Pに略一致する位置)で第1流路R1にそれぞれ連通している。
そして、第3流路R3に沿って流通する空気Arは、第2流路R2に沿って流通する空気Arと略同様に流通し、R色光側の偏光板313、反射型光変調装置312Rを冷却する。
本実施形態では、3つの反射型光変調装置312の冷却構造として、ダクト部材5を採用している。すなわち、導入ダクト部6を介してダクト本体7に空気を導入すれば、各送風ダクト部11〜13の連通位置から各送風ダクト部11〜13に向けて空気が分岐し、各他端11B,12B,13Bから各反射型光変調装置312にそれぞれ空気を送風できる。
したがって、冷却構造を単体のダクト部材5で構成できるため、当該冷却構造を小型化でき、プロジェクター1内部の省スペース化が図れる。
特に、ダクト部材5は、プロジェクター1内部のデッドスペースとなりやすい位置(プリズム32における交差端面322に対向する位置)に配設されている。このため、光学装置3に対してダクト部材5を組み付けた状態でも、大型化することがない。
そして、上述した構成により各送風ダクト部11〜13にバランス良く空気を送り込んでいるため、ダクト本体7内部に各送風ダクト部11〜13への空気の流通量を制御する構成を設ける必要がなく、ダクト本体7の構造の簡素化が図れる。
このことにより、ダクト本体7内部を流通する空気は、ダクト本体7内面に衝突して交差端面322に平行する平面に沿って分散し、特定の送風ダクト部に対して多くの量が送り込まれることがなく、3つの送風ダクト部11〜13にバランス良く送り込まれることとなる。このため、3つの反射型光変調装置312をバランス良く冷却できる。
このことにより、例えば1つのみの排出部が形成され1方向からのみ反射型光変調装置312に空気が送風される構成と比較して、反射型光変調装置312の背面全体に満遍なく空気を送風することができ、反射型光変調装置312の冷却効率を向上できる。
さらに、反射型光変調装置312の背面に沿う方向から空気を送風する第2排出部122,132の他、反射型光変調装置312の背面に略直交する方向から空気を送風する第1排出部121,131を設けることで、反射型光変調装置312の背面に衝突する空気の量を多くすることができ、反射型光変調装置312を効果的に冷却できる。
次に、本発明の第2実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第1実施形態と同様の構造及び同一部材には同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図9ないし図12は、第2実施形態におけるダクト部材5の構成を示す図である。具体的に、図9ないし図12は、図3ないし図6と同様の方向から第2実施形態におけるダクト部材5を見た斜視図である。
本実施形態では、前記第1実施形態に対して、ダクト部材5において、第2,第3送風ダクト部12,13の第1流路R1への連通位置が異なるのみである。その他の構成は、前記第1実施形態と同様のものである。
なお、ダクト部材5を介した各反射型光変調装置312への空気の流れは、図9ないし図12に示すように、前記第1実施形態と略同様であるため、説明を省略する。
本実施形態では、第2,第3送風ダクト部12,13を、第1流路R1における流路方向の異なる位置で第1流路R1にそれぞれ連通するように構成している。
このことにより、導入ダクト部6を介してダクト本体7内部に導入され、第1流路R1に沿って流通した空気は、第2,第3送風ダクト部12,13に主に送り込まれることがなく、3つの送風ダクト部11〜13に順にバランス良く送り込まれることとなる。このため、3つの反射型光変調装置312をバランス良く冷却できる。
前記各実施形態では、導入ダクト部6は、ダクト本体7に対して、交差端面322に平行する平面に交差する方向から空気を導入していたが、これに限らず、例えば、交差端面322に平行する方向から空気を導入するように構成しても構わない。
前記各実施形態では、第2,第3送風ダクト部12,13に第1排出部121,131及び第2排出部122,132が形成されていたが、これに限らず、3つの送風ダクト部11〜13のうちいずれか1つのみに形成してもよく、あるいは、3つの送風ダクト部11〜13の全てに形成しても構わない。
また、第1排出部121,131及び第2排出部122,132から反射型光変調装置312への送風方向は、前記各実施形態で説明した送風方向に限らず、互いに異なる方向であれば、いずれの方向でも構わない。
さらに、第1排出部121,131及び第2排出部122,132の2つのみ形成されていたが、これに限らず、3つ以上の排出部を形成しても構わない。
前記各実施形態では、反射型偏光板としてワイヤーグリッド311が用いられていたが、反射型偏光板であればその他の構成を採用しても構わない。
例えば、反射型偏光板として、誘電体多層膜によって形成される偏光分離素子、液晶材料等の屈折率異方性(複屈折性)を有する有機材料を層状に積層させた高分子系の層状偏光板、偏りのない光を右回りの円偏光と左回りの円偏光とに分離する円偏光反射板と1/4波長板を組み合わせた光学素子、ブリュースター角を利用して反射偏光光と透過偏光光とに分離する光学素子、あるいは、ホログラムを利用したホログラム光学素子等を採用しても構わない。
Claims (6)
- 入射した色光をそれぞれ変調する複数の反射型光変調装置と、
前記複数の反射型光変調装置にて変調された各色光がそれぞれ入射する複数の光入射面を有し、入射した各色光を合成する色合成光学装置と、
前記色合成光学装置における前記複数の光入射面に交差する交差端面に対向する位置に配設され、前記複数の反射型光変調装置に空気を送風するダクト部材とを備え、
前記ダクト部材は、
各一端がそれぞれ連通し、各他端から前記複数の反射型光変調装置にそれぞれ空気を送風する複数の送風ダクト部を有するダクト本体と、
前記ダクト本体に空気を導入する導入ダクト部とを備える
ことを特徴とするプロジェクター。 - 請求項1に記載のプロジェクターにおいて、
前記複数の送風ダクト部は、
前記交差端面に平行する平面に沿って延出し、
前記導入ダクト部は、
前記平面に交差する方向から前記ダクト本体に空気を導入する
ことを特徴とするプロジェクター。 - 請求項2に記載のプロジェクターにおいて、
前記送風ダクト部は、3つ設けられ、
前記ダクト本体は、
空気の導入位置から前記3つの送風ダクト部のうちいずれかの送風ダクト部に向けて直線状に延びる第1流路を有し、
前記3つの送風ダクト部のうち他の2つの送風ダクト部は、
前記第1流路における流路方向の同一位置で前記第1流路にそれぞれ連通し、
前記導入ダクト部は、
前記導入位置が前記他の2つの送風ダクト部における前記第1流路への連通位置に略一致するように形成されている
ことを特徴とするプロジェクター。 - 請求項1または請求項2に記載のプロジェクターにおいて、
前記送風ダクト部は、3つ設けられ、
前記ダクト本体は、
空気の導入位置から前記3つの送風ダクト部のうちいずれかの送風ダクト部に向けて直線状に延びる第1流路を有し、
前記3つの送風ダクト部のうち他の2つの送風ダクト部は、
前記第1流路における流路方向の異なる位置で前記第1流路にそれぞれ連通している
ことを特徴とするプロジェクター。 - 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ーにおいて、
前記複数の送風ダクト部のうち少なくともいずれかの送風ダクト部の前記他端には、
内部の空気を外部に排出し、前記反射型光変調装置に空気を送風する少なくとも2つの排出部が形成され、
前記少なくとも2つの排出部は、
異なる方向から前記反射型光変調装置に空気を送風する
ことを特徴とするプロジェクター。 - 請求項5に記載のプロジェクターにおいて、
前記少なくとも2つの排出部は、
前記反射型光変調装置の背面に略直交する方向から前記反射型光変調装置に空気を送風する第1排出部と、
前記背面に沿う方向から前記反射型光変調装置に空気を送風する第2排出部とを備える
ことを特徴とするプロジェクター。
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