JP2023049263A - プロジェクター - Google Patents
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Abstract
Description
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
図1は、本実施形態に係るプロジェクターの概略構成を示す図である。
図1に示すように、本実施形態のプロジェクター1は、スクリーンSCR上にカラー映像を表示する投射型画像表示装置である。プロジェクター1は、光源装置2と、色分離光学系3と、画像形成ユニット4と、均一照明ユニット5と、投射光学系6と、を備えている。
各図面において、X軸は光源装置2から均一照明ユニット5に向けて射出される照明光WLの照明光軸AX1に沿う軸である。Y軸はX軸に直交し、投射光学系6が画像光を投射する方向、すなわち、投射光学系6の光軸AX2に沿う軸である。Z軸は照明光軸AX1および光軸AX2に直交する軸である。
また、本実施形態では、Z軸に沿う方向において、+Zを「上側」、-Zを「下側」と称して説明する。なお、上側および下側とは、単にプロジェクター1の各構成部材の配置関係を説明するための名称であって、プロジェクター1における実際の設置姿勢や方向を規定するものではない。
画像形成ユニット4は、複数の液晶パネル40と、複数の入射側偏光板41と、複数の射出側偏光板42と、光合成素子43と、を備えている。
均一照明ユニット5の均一化光学素子51は、例えば、一対のレンズアレイで構成される。具体的に均一化光学素子51は、第1レンズアレイ51aと、第2レンズアレイ51bと、で構成されている。各レンズアレイ51a,51bは、複数のレンズがアレイ状に配列されて構成される。
図2は、本実施形態の光源装置2を示す概略構成図である。
図2に示すように、光源装置2は、第1光源20と、コリメート光学系21と、ダイクロイックミラー22と、コリメート集光光学系23と、波長変換素子28と、第2光源24と、集光光学系25と、拡散板26と、コリメート光学系27と、を備えている。
第2収容部54は、均一照明ユニット5の一部である第2レンズアレイ(一方のレンズアレイ)51bおよび偏光変換素子52を密閉状態で収容する。
第4熱伝導部材71Bは、不図示の取付部材を介して、例えば、第1収容部44に固定されることで、青用入射側偏光板41Bを青用液晶パネル40Bに対して所定位置に配置する。
第5放熱部71G1は複数のフィンを含むヒートシンクで構成される。第5熱伝導部材71Gは、不図示の取付部材を介して、例えば、第1収容部44に固定されることで、緑用入射側偏光板41Gを緑用液晶パネル40Gに対して所定位置に配置する。
第6熱伝導部材71Rは、不図示の取付部材を介して、例えば、第1収容部44に固定されることで、赤用入射側偏光板41Rを赤用液晶パネル40Rに対して所定位置に配置する。
本実施形態において、各熱伝導部材70B、70G、70R、71B、71G、71Rとしては、例えば、グラファイトや銅等の他、冷媒の蒸発および凝縮を利用するヒートパイプやベイパーチャンバー等を用いることもできる。
図5に示すように、青用射出側偏光板42Bは、第1パネル取付部材47Bに保持されている。第1パネル取付部材47Bは、青用射出側偏光板42Bを支持する支持板48と、青用液晶パネル40Bを直接あるいは間接的に係止可能な一対の係止部49と、が設けられている。第1熱伝導部材70Bおよび青用液晶パネル40Bは第1パネル取付部材47Bを介して光合成素子43の光入射面43Bに取り付けられる。
収容ケースの射出側の面に第1熱伝導部材70Bが設けられる。これにより、対向基板、TFT素子基板、入射側防塵基板および射出側防塵基板の熱が収容ケースを介して第1熱伝導部材70Bに伝導される。第1熱伝導部材70Bは収容ケースと熱伝導率が同じか、熱伝導性が高い材料が好ましい。
また、第1熱伝導部材70Bは青用液晶パネル40Bの光射出側に配置されるとしたが、収納ケースから熱が伝導されればよいので、光射出側に配置されることに限定されるものではない。
なお、緑用液晶パネル40Gと第2熱伝導部材70G、および、赤用液晶パネル40Rと第3熱伝導部材70Rの関係も同様である。
また、第4熱伝導部材71Bは、不図示の取付部材を介して第1収容部44に固定される構成に限らない。第4熱伝導部材71Bは支持板48に固定することもできる。第5熱伝導部材71G、第6熱伝導部材71Rも同様である。
偏光板用熱伝導部材72の放熱部72bのサイズは、他の熱伝導部材70B,70G,70R,71B,71G,71Rの放熱部のサイズよりも十分に大きいため、偏光板用熱伝導部材72の放熱性が高められている。
これにより、緑用射出側偏光板42Gの熱は第2パネル取付部材47Gを介して偏光板用熱伝導部材72に伝導され、赤用射出側偏光板42Rの熱は第3パネル取付部材47Rを介して偏光板用熱伝導部材72に伝導される。
第2ファン11は、下側(-Z側)から上側(+Z側)に向かう気流Kを第1収容部44内に生じさせることで、画像形成ユニット4の各部材を冷却する。
続いて、第2実施形態のプロジェクターについて説明する。
本実施形態のプロジェクターは、冷却機構の構成が第1実施形態と異なる。第1実施形態と共通の構成および部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。
第3ファン15は、吸気口15aから吸い込んだ空気を排気口15bから排出する。第3ファン15は、排気口15bに接続された第2ダクト13を介して第1収容部44内に気流K1を送る。第3ファン15としては、例えば、遠心ファンやシロッコファンを用いることができるが、ファンの種類はこれに限られない。
また、本実施形態の冷却機構160では、第3ファン15が第1収容部44の外部に配置されるため、第1収容部44のサイズを小型化できる。
続いて、第3実施形態のプロジェクターについて説明する。
本実施形態のプロジェクターは、冷却機構における第2収容部側の構成が第1実施形態と異なる。第1実施形態と共通の構成および部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。
また、本実施形態によれば、第2熱伝導部8を用いて偏光変換素子52を冷却するとともに気流K2を第2収容部154内に循環的に供給することで、発熱量の多い偏光変換素子52を効率良く冷却することができる。
続いて、第4実施形態のプロジェクターについて説明する。
本実施形態のプロジェクターは、液晶パネルと異なる光変調パネルを用いた画像形成ユニットを備える点で第1実施形態と異なる。第1実施形態と共通の構成および部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。
図10に示すように、本実施形態のプロジェクター100は、光源装置2と、画像形成ユニット104と、均一照明ユニット5と、投射光学系6と、を備えている。
図11に示すように、本実施形態の冷却機構360は、第1収容部144と、第2収容部54と、第1熱伝導部170と、第2熱伝導部8と、第1ファン9と、第1ダクト10と、を有する。すなわち、本実施形態のプロジェクター100は、第1収容部144と、第2収容部54と、第1熱伝導部170と、第2熱伝導部8と、第1ファン9と、第1ダクト10と、をさらに備えている。
第2熱伝導部材170Gは緑用光変調パネル140Gに配置される。第2熱伝導部材170Gは緑用光変調パネル140Gから第1ダクト10内に延在し、緑用光変調パネル140Gからの熱を伝導する。
第3熱伝導部材170Rは赤用光変調パネル140Rに配置される。第3熱伝導部材170Rは赤用光変調パネル140Rから第1ダクト10内に延在し、赤用光変調パネル140Rからの熱を伝導する。
各熱伝導部材170B、170G、170Rとしては、例えば、グラファイトや銅等の他、冷媒の蒸発および凝縮を利用するヒートパイプやベイパーチャンバー等が用いられる。
続いて、プロジェクターの第1変形例について説明する。本変形例のプロジェクターは、第1熱伝導部の構成が第1実施形態のプロジェクター1と異なり、他の構成については共通である。以下では、第1熱伝導部の構成を主体に説明し、第1実施形態と共通の構成については同じ符号を付し、その説明については省略もしくは簡略化する。
図12に示すように、本変形例の第1熱伝導部7Aは、液晶パネル40B,40G,40R、入射側偏光板41B,41G,41Rおよび射出側偏光板42B,42G,42Rのうち、射出側偏光板42B,42G,42Rからの熱を伝導する。本変形例の第1熱伝導部7Aは偏光板用熱伝導部材72により構成されている。
続いて、プロジェクターの第2変形例について説明する。本変形例のプロジェクターは、第1熱伝導部の構成が第1実施形態のプロジェクター1と異なり、他の構成については共通である。以下では、第1熱伝導部の構成を主体に説明し、第1実施形態と共通の構成については同じ符号を付し、その説明については省略もしくは簡略化する。
第7熱伝導部材72Bは、青用射出側偏光板42Bから第1ダクト10内に延在し、青用射出側偏光板42Bからの熱を伝導する。
第8熱伝導部材72Gは、緑用射出側偏光板42Gから第1ダクト10内に延在し、緑用射出側偏光板42Gからの熱を伝導する。
なお、本変形例において、第1熱伝導部材70Bおよび第2熱伝導部材70Gは「複数のパネル用熱伝導部材」に相当し、第4熱伝導部材71B、第5熱伝導部材71G、第7熱伝導部材72Bおよび第8熱伝導部材72Gは「複数の偏光板用熱伝導部材」に相当する。
また、青色光に対応する青用液晶パネル40Bは、光源装置2から短波長帯で高エネルギーの光が入射するため、他の液晶パネル40R、40Gに比べて耐光性を高める必要がある。
なお、光の波長帯における発熱度合いの差は、入射側偏光板41B,41G,41Rおよび射出側偏光板42B,42G,42Rにおいても同様のことが言える。
続いて、プロジェクターの第3変形例について説明する。本変形例のプロジェクターは、第1熱伝導部の構成が第1実施形態のプロジェクター1と異なり、他の構成については共通である。以下では、第1熱伝導部の構成を主体に説明し、第1実施形態と共通の構成については同じ符号を付し、その説明については省略もしくは簡略化する。
続いて、プロジェクターの第4変形例について説明する。本変形例のプロジェクターは、第2熱伝導部の構成が第1実施形態のプロジェクター1と異なり、他の構成については共通である。以下では、第2熱伝導部の構成を主体に説明し、第1実施形態と共通の構成については同じ符号を付し、その説明については省略もしくは簡略化する。
本発明の一態様のプロジェクターは、光源装置と、光源装置から射出した光を均一化する均一化光学素子と、均一化光学素子から射出された光の偏光を揃える偏光変換素子と、偏光変換素子から射出された光が入射する液晶パネルと、液晶パネルの光入射側に配置された入射側偏光板と、液晶パネルの光射出側に配置された射出側偏光板と、液晶パネルで変調した光を投射する投射光学系と、液晶パネル、入射側偏光板および射出側偏光板の少なくとも一つを密閉状態で収容する第1収容部と、均一化光学素子の少なくとも一部および偏光変換素子の少なくとも一つを密閉状態で収容する第2収容部と、第1収容部に収容された液晶パネル、入射側偏光板および射出側偏光板の少なくとも一つから受熱し、第1収容部の外部に熱を伝導する第1熱伝導部と、第2収容部に収容された均一化光学素子の少なくとも一部および偏光変換素子の少なくとも一つから受熱し、第2収容部の外部に熱を伝導する第2熱伝導部と、第1熱伝導部および第2熱伝導部に向けて気流を送る第1ファンと、第1ファンから延在し、第1熱伝導部および第2熱伝導部の一部が配置される第1ダクトと、を備える。
Claims (18)
- 光源装置と、
前記光源装置から射出した光を均一化する均一化光学素子と、
前記均一化光学素子から射出された光の偏光を揃える偏光変換素子と、
前記偏光変換素子から射出された光が入射する液晶パネルと、
前記液晶パネルの光入射側に配置された入射側偏光板と、
前記液晶パネルの光射出側に配置された射出側偏光板と、
前記液晶パネルで変調した光を投射する投射光学系と、
前記液晶パネル、前記入射側偏光板および前記射出側偏光板の少なくとも一つを密閉状態で収容する第1収容部と、
前記均一化光学素子の少なくとも一部および前記偏光変換素子の少なくとも一つを密閉状態で収容する第2収容部と、
前記第1収容部に収容された前記液晶パネル、前記入射側偏光板および前記射出側偏光板の少なくとも一つから受熱し、前記第1収容部の外部に熱を伝導する第1熱伝導部と、
前記第2収容部に収容された前記均一化光学素子の少なくとも一部および前記偏光変換素子の少なくとも一つから受熱し、前記第2収容部の外部に熱を伝導する第2熱伝導部と、
前記第1熱伝導部および前記第2熱伝導部に向けて気流を送る第1ファンと、
前記第1ファンから延在し、前記第1熱伝導部および前記第2熱伝導部の一部が配置される第1ダクトと、を備える、
ことを特徴とするプロジェクター。 - 前記第1熱伝導部は、前記液晶パネル、前記入射側偏光板および前記射出側偏光板のうち少なくとも前記射出側偏光板からの熱を伝導する、
ことを特徴とする請求項1に記載のプロジェクター。 - 前記液晶パネル、前記入射側偏光板および前記射出側偏光板を複数ずつ備え、
複数の前記液晶パネルは、青用液晶パネルと、緑用液晶パネルと、赤用液晶パネルと、を含み、
前記複数の入射側偏光板は、青用入射側偏光板と、緑用入射側偏光板と、赤用入射側偏光板と、を含み、
前記複数の射出側偏光板は、青用射出側偏光板と、緑用射出側偏光板と、赤用射出側偏光板と、を含み、
前記第1収容部は、前記複数の液晶パネルと、前記複数の入射側偏光板と、前記複数の射出側偏光板と、前記複数の液晶パネルから射出した光を合成する光合成素子と、を密閉状態で収容する、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のプロジェクター。 - 前記第1熱伝導部は、前記青用液晶パネルおよび前記緑用液晶パネルの少なくとも一方、前記青用入射側偏光板および前記緑用入射側偏光板の少なくとも一方、ならびに前記青用射出側偏光板および前記緑用射出側偏光板の少なくとも一方、の少なくとも一つからの熱を伝導する、
ことを特徴とする請求項3に記載のプロジェクター。 - 前記第1熱伝導部は、
少なくとも前記青用液晶パネルおよび前記緑用液晶パネルから前記第1ダクト内にそれぞれ延在する複数のパネル用熱伝導部材と、
前記青用入射側偏光板および前記緑用入射側偏光板の少なくとも一方、ならびに前記青用射出側偏光板および前記緑用射出側偏光板の少なくとも一方から前記第1ダクト内にそれぞれ延在する複数の偏光板用熱伝導部材と、を有する、
ことを特徴とする請求項3に記載のプロジェクター。 - 前記第1熱伝導部は、前記青用液晶パネルおよび前記緑用液晶パネル、ならびに前記青用射出側偏光板および前記緑用射出側偏光板のうち少なくとも一方の熱を受熱し、前記第1ダクト内に延在する1つの熱伝導部材を有する、
ことを特徴とする請求項3に記載のプロジェクター。 - 前記第1熱伝導部は、
前記青用液晶パネルから前記第1ダクト内に延在する第1熱伝導部材と、
前記緑用液晶パネルから前記第1ダクト内に延在する第2熱伝導部材と、
少なくとも前記青用射出側偏光板および前記緑用射出側偏光板から前記第1ダクト内に延在する1つの偏光板用熱伝導部材と、を含む、
ことを特徴とする請求項3に記載のプロジェクター。 - 前記第1収容部に収容された第2ファンと、前記第2ファンによって前記第1収容部内に送られた気流を冷却する第1熱交換器と、をさらに備える、
ことを特徴とする請求項1から請求項7のうちのいずれか一項に記載のプロジェクター。 - 前記第1収容部に接続される第2ダクトと、
前記第2ダクトを介して前記第1収容部内に気流を送る第3ファンと、
前記第1収容部内から排出した前記気流を前記第3ファンの吸気口へと送る第3ダクトと、をさらに備える、
ことを特徴とする請求項1から請求項7のうちのいずれか一項に記載のプロジェクター。 - 前記第3ダクト内を流れる気流から吸熱する吸熱部と、前記第1ダクト内に配置された放熱部と、を有する第2熱交換器をさらに備える、
ことを特徴とする請求項9に記載のプロジェクター。 - 前記第2収容部は、少なくとも前記偏光変換素子を収容し、
前記第2熱伝導部は、少なくとも前記偏光変換素子の熱を伝導する、
ことを特徴とする請求項1から請求項10のうちのいずれか一項に記載のプロジェクター。 - 前記均一化光学素子は、一対のレンズアレイである、
ことを特徴とする請求項1から請求項11のうちのいずれか一項に記載のプロジェクター。 - 前記第2収容部は、少なくとも一方のレンズアレイを収容し、
前記一方のレンズアレイは、接着剤で支持部材に固定されており、
前記第2熱伝導部は、前記一方のレンズアイの熱を伝導する、
ことを特徴とする請求項12に記載のプロジェクター。 - 他方のレンズアレイは、ばね部材を介して前記支持部材に固定される、
ことを特徴とする請求項13に記載のプロジェクター。 - 前記第2収容部は、前記一対のレンズアレイにおいて後段に位置する後段レンズアレイと、前記後段レンズアレイの後段に位置する前記偏光変換素子と、を収容し、
前記第2収容部の光入射部に、前記一対のレンズアレイにおいて前段に位置する前段レンズアレイが配置され、
前記第2収容部の光射出部に重畳レンズが配置され、
前記第2熱伝導部は、前記偏光変換素子の熱を伝導する、
ことを特徴とする請求項12に記載のプロジェクター。 - 前記第2収容部内に気流を流す第4ファンをさらに備え、
前記第4ファンからの前記気流は、少なくとも前記偏光変換素子の表面に沿って流れた後、前記第4ファンの吸気口へ送られる、
ことを特徴とする請求項15に記載のプロジェクター。 - 光源装置と、
前記光源装置から射出した光を均一化する均一化光学素子と、
前記均一化光学素子から射出した光が入射する光変調パネルと、
前記光変調パネルで変調した光を投射する投射光学系と、
前記光変調パネルを密閉状態で収容する第1収容部と、
前記均一化光学素子の少なくとも一部を密閉状態で収容する第2収容部と、
前記光変調パネルから受熱し、前記第1収容部の外部に熱を伝導する第1熱伝導部と、
前記第2収容部に収容された前記均一化光学素子から受熱し、前記第2収容部の外部に熱を伝導する第2熱伝導部と、
前記第1熱伝導部および前記第2熱伝導部に向けて気流を送る第1ファンと、
前記第1ファンから延在し、前記第1熱伝導部および前記第2熱伝導部が配置される第1ダクトと、を備える、
ことを特徴とするプロジェクター。 - 前記光変調パネルを複数備え、
前記複数の光変調パネルは、青用光変調パネルと、緑用光変調パネルと、赤用光変調パネルと、を含み、
前記第1収容部は、前記青用光変調パネル、前記緑用光変調パネルおよび前記赤用光変調パネルから射出した光を合成する光合成素子を密閉状態で収容する、
ことを特徴とする請求項17に記載のプロジェクター。
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