JP2024023095A - 画像形成ユニット及びプロジェクター - Google Patents

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Abstract

【課題】速やかに温度調整可能な画像形成ユニット及びプロジェクターを提供する。【解決手段】画像形成ユニットは、青色画像光を出力する第1液晶パネルを有する第1パネルモジュールと、緑色画像光を出力する第2液晶パネルを有する第2パネルモジュールと、赤色画像光を出力する第3液晶パネルを有する第3パネルモジュールとを備え、第1パネルモジュールは、第1液晶パネルとの間で熱を伝達し、受熱した熱が内部で拡散する第1熱拡散器と、第1伝達面及び第1裏面を有し、第1伝達面と第1熱拡散器との間で熱を伝達する第1ペルチェ素子と、第1裏面との間で熱を伝達する第1冷却器とを含み、第2パネルモジュールは、第2液晶パネルとの間で熱を伝達し、受熱した熱が内部で拡散する第2熱拡散器と、第2伝達面及び第2裏面を有し、第2伝達面と第2熱拡散器との間で熱を伝達する第2ペルチェ素子と、第2裏面との間で熱を伝達する第2冷却器とを含む。【選択図】図13

Description

本開示は、画像形成ユニット及びプロジェクターに関する。
従来、光源から出射された光を変調して投射するプロジェクターが知られている(例えば特許文献1及び2参照)。
特許文献1に記載の投写型表示装置は、照明装置、光学ユニット及び投写光学系を備える。光学ユニットは、入射する光を変調する3つの液晶ライトバルブを備える他、照明装置から出射された光のうち、特定波長範囲の光を吸収する光学フィルターとして機能する液晶セルを備える。
液晶セルは、第1の基板、第2の基板及び液晶層を有する。液晶層は、第1の基板と第2の基板との間に挟持されている。第1の基板において液晶層とは反対側の表面には、ヒーターが設けられており、ヒーターは、抵抗体であり、一対の基板の外縁に沿って額縁状に配置されて第1の基板を加熱する。これにより、液晶層が加温される。
特許文献2に記載のプロジェクターは、光源を含む光学ユニットと、冷却装置とを備える。光学ユニットは、光変調装置としての3つの液晶パネルを備え、冷却装置は、環状の流路に沿ってプロピレングリコール等の冷却液体を循環させることによって液晶パネルを冷却する。具体的に、冷却装置は、光学素子保持部と、液体圧送部と、供給タンクと、熱交換ユニットと、複数の管状部材と、冷却ファンと、を備える。これらのうち、光学素子保持部は、内部に冷却液体が流通する流路を有し、液晶パネルを保持する。熱交換ユニットは、複数の管状部材を介して光学素子保持部と接続されている。熱交換ユニットには、光学素子保持部から冷却液体が流通する。熱交換ユニットは、受熱部、熱電変換素子としてのペルチェ素子、及び、ヒートシンク等を備える。受熱部は、液晶パネルの熱を光学素子保持部及び冷却液体を介して受熱し、ペルチェ素子は、受熱部が受熱した熱をヒートシンクに伝導させる。そして、冷却ファンは、ヒートシンクに冷却空気を送風して、ヒートシンクの熱を放熱させる。
特開2015-225209号公報 特開2015-108697号公報
寒冷地等の温度の低い環境下でプロジェクターを使用する場合、或いは、液晶パネルに入射する光量が低い場合では、液晶パネルの液晶の温度が低い。このため、液晶の応答性が低いことから、画像を適切に形成できない場合が生じる。これに対し、特許文献1に記載のヒーターを液晶パネルに設け、液晶の温度を高めることによって、液晶の応答性を高めることができる。
一方、液晶パネルは光及び温度によって劣化して、液晶パネルの寿命が短くなることから、液晶パネルの冷却が必要になる。これに対し、特許文献2に記載の液体冷媒による冷却装置を組み合わせることによって、液晶パネルを効率よく冷却できる。
しかしながら、特許文献1に記載のヒーターと、特許文献2に記載の冷却装置とを組み合わせ、液体冷媒をヒーターによって加熱して、液晶パネルを加温する場合、液体冷媒は比熱が高いので、液晶パネルの温度上昇が鈍く、温度反応性に影響が出てしまう。
また、例えば液晶パネルに対する入射光量が少ない低輝度モードから、入射光量が多い高輝度モードに切り替えた場合、パネルが即時に冷却されることが望ましい。しかしながら、低輝度モードに適した温度の液体冷媒を、高輝度モードに適した温度の液冷媒体に到達させるのには時間を要する。このため、液晶パネルの温度調整を速やかに実施できない可能性がある。特に、赤用液晶パネル、緑用液晶パネル及び青用液晶パネルのうち、緑用液晶パネル及び青用液晶パネルは、熱の影響が赤用液晶パネルと比較して大きいため、冷却効率の向上が必要とされる。
このため、液晶パネルの温度調整を速やかに実施可能な構成が要望されてきた。
本開示の第1態様に係る画像形成ユニットは、青色画像光を出力する第1液晶パネルを有する第1パネルモジュールと、緑色画像光を出力する第2液晶パネルを有する第2パネルモジュールと、赤色画像光を出力する第3液晶パネルを有する第3パネルモジュールと、を備え、前記第1パネルモジュールは、前記第1液晶パネルとの間で熱を伝達し、受熱した熱が内部にて拡散する第1熱拡散器と、第1伝達面、及び、前記第1伝達面とは反対側の第1裏面を有し、前記第1伝達面と前記第1熱拡散器との間で熱を伝達する第1ペルチェ素子と、前記第1裏面との間で熱を伝達する第1冷却器と、を含み、前記第2パネルモジュールは、前記第2液晶パネルとの間で熱を伝達し、受熱した熱が内部にて拡散する第2熱拡散器と、第2伝達面、及び、前記第2伝達面とは反対側の第2裏面を有し、前記第2伝達面と前記第2熱拡散器との間で熱を伝達する第2ペルチェ素子と、前記第2裏面との間で熱を伝達する第2冷却器と、を含む。
本開示の第2態様に係るプロジェクターは、上記第1態様に係る画像形式ユニットと、前記第1液晶パネル、前記第2液晶パネル及び前記第3液晶パネルのそれぞれに入射する光を出射する光源と、前記第1液晶パネルから出射された前記青色画像光、前記第2液晶パネルから出射された前記緑色画像光、及び、前記第3液晶パネルから出射された前記赤色画像光を投射する投射光学ユニットと、を備える。
一実施形態におけるプロジェクターの構成を示す模式図。 一実施形態における画像形成ユニットの一例を示す斜視図。 一実施形態における画像形成ユニットの一例を示す分解斜視図。 一実施形態におけるA型パネルモジュールを示す斜視図。 一実施形態におけるA型パネルモジュールを示す斜視図。 一実施形態におけるA型パネルモジュールを示す分解斜視図。 一実施形態におけるA型パネルモジュールを示す分解斜視図。 一実施形態におけるA型パネルモジュールを示す断面図。 一実施形態におけるB型パネルモジュールを示す斜視図。 一実施形態におけるB型パネルモジュールを示す分解斜視図。 一実施形態におけるC型パネルモジュールを示す分解斜視図。 一実施形態におけるプロジェクターの明るさとパネルモジュールとの関係の一例を示す図。 一実施形態における超高輝度モデルのプロジェクターが備える温度調整装置の構成を示す模式図。 一実施形態における高輝度モデルのプロジェクターが備える温度調整装置の構成を示す模式図。 一実施形態におけるB型パネルモジュール及び第2駆動部を示す側面図。 一実施形態における中輝度モデルのプロジェクターが備える温度調整装置の構成を示す模式図。 一実施形態における低輝度モデルのプロジェクターが備える温度調整装置の構成を示す模式図。 一実施形態における熱拡散器の変形を示す断面図。
以下、本開示の一実施形態について、図面に基づいて説明する。
[プロジェクターの概略構成]
図1は、本実施形態に係るプロジェクター1の構成を示す模式図である。
本実施形態に係るプロジェクター1は、内部に設けられた光源31から出射された光を変調して画像情報に応じた画像光を形成し、形成した画像光をスクリーン等の被投射面に拡大投射する画像表示装置である。プロジェクター1は、本開示の電子機器の一例である。
プロジェクター1は、図1に示すように、外装筐体2と、外装筐体2に収容される画像投射装置3と、を備える。この他、図示を省略するが、プロジェクター1は、プロジェクター1の動作を制御する制御装置、プロジェクター1を構成する電子部品に電力を供給する電源装置、及び、プロジェクター1を構成する冷却対象を冷却する冷却装置を備える。
[画像投射装置の構成]
画像投射装置3は、制御装置から入力される画像情報に応じた画像光を形成し、形成された画像光を投射する。画像投射装置3は、光源31、均一化光学系32、色分離光学系33、リレー光学系34、画像形成装置35、光学部品用筐体36及び投射光学ユニット37を備える。
光源31は、均一化光学系32に照明光を出射する。光源31の構成としては、例えば、励起光である青色光を出射する固体光源と、固体光源から出射された青色光のうちの少なくとも一部を、緑色光及び赤色光を含む蛍光に変換する波長変換素子と、を有する構成を例示できる。なお、光源31の他の構成としては、超高圧水銀ランプ等の光源ランプを有する構成、或いは、青色光、緑色光及び赤色光を個別に出射する発光素子を有する構成を例示できる。
均一化光学系32は、光源31から出射された光を均一化する。均一化された光は、色分離光学系33及びリレー光学系34を経て、後述するパネルモジュール354の画素領域を照明する。均一化光学系32は、2つのレンズアレイ321,322、偏光変換素子323及び重畳レンズ324を備える。
色分離光学系33は、均一化光学系32から入射される光を赤、緑及び青の各色光に分離する。色分離光学系33は、2つのダイクロイックミラー331,332と、ダイクロイックミラー331によって分離された青色光を反射させる反射ミラー333と、を備える。
リレー光学系34は、他の色光の光路よりも長い赤色光の光路に設けられ、赤色光の損失を抑制する。リレー光学系34は、入射側レンズ341、リレーレンズ343、反射ミラー342,344を備える。本実施形態では、リレー光学系34に赤色光を導くこととした。しかしながら、これに限らず、例えば他の色光より光路が長い色光を青色光とし、青色光をリレー光学系34に導く構成としてもよい。
画像形成装置35は、入射される赤、緑及び青の各色光を変調し、変調された各色光を合成して、画像光を形成する。画像形成装置35は、入射される色光に応じて設けられる3つのフィールドレンズ351と、1つの画像形成ユニット352と、を備える。
[画像形成ユニットの構成]
図2は、画像形成ユニット352の一例を示す斜視図であり、図3は、画像形成ユニット352の一例を示す分解斜視図である。なお、図2及び図3は、後述する高輝度モデルのプロジェクター1が備える画像形成ユニット352を図示している。
画像形成ユニット352は、図1~図3に示すように、3つの入射側偏光板353と、3つのパネルモジュール354と、3つの出射側偏光板355と、1つの色合成光学系356と、を備える他、図2及び図3に示すように、3つの支持部材357と、を有する。
パネルモジュール354は、光源31から出射された光を、制御装置から入力する画像信号に基づいて変調する。具体的に、パネルモジュール354は、入射側偏光板353から入射する色光を、制御装置から入力する画像信号に応じて変調し、変調された色光を出射する。3つのパネルモジュール354は、青色光用の第1パネルモジュール354B、緑色光用の第2パネルモジュール354G、及び、赤色光用の第3パネルモジュール354Rを含む。第1パネルモジュール354Bは、青色画像光を出力し、第2パネルモジュール354Gは、緑色画像光を出射し、第3パネルモジュール354Rは、赤色画像光を出射する。
詳しくは後述するが、パネルモジュール354として採用可能なパネルモジュールには、A型パネルモジュール4A、B型パネルモジュール4B及びC型パネルモジュール4Cの3つがある。画像形成ユニット352に採用される3つのパネルモジュール354は、光源31からパネルモジュール354に入射する光量等に基づいて、A型パネルモジュール4A、B型パネルモジュール4B及びC型パネルモジュール4Cから選択されて採用される。各パネルモジュール4A,4B,4Cの構成については、後に詳述する。
色合成光学系356は、各パネルモジュール354B,354G,354Rによって変調された3つの色光を合成して、画像光を形成する。本実施形態では、色合成光学系356は、略直方体状のクロスダイクロイックプリズムによって構成されており、色合成光学系356は、3つの光入射面356B,356G,356Rと、1つの光出射面356Sと、を備える。
光入射面356Bには、第1パネルモジュール354Bによって変調された青色光が入射する。光入射面356Gには、第2パネルモジュール354Gによって変調された緑色光が入射する。光入射面356Rには、第3パネルモジュール354Rによって変調された赤色光が入射する。各光入射面356B,356G,356Rのそれぞれには、支持部材357が設けられている。
光出射面356Sは、色合成光学系356の内部にて合成された画像光を出射する。光出射面356Sから出射された画像光は、投射光学ユニット37に入射する。
本実施形態では、色合成光学系356は、クロスダイクロイックプリズムによって構成されているが、複数のダイクロイックミラーによって構成されていてもよい。
支持部材357は、図1に示す色合成光学系356の各光入射面356B,356G,356Rのそれぞれに設けられ、対応するパネルモジュール354B,354G,354Rを支持する。支持部材357は、図2及び図3に示すように、矩形枠状の取付部3571と、4つの腕部3573と、を有する。
取付部3571は、光入射面356B,356G,356Rのうち対応する光入射面に取り付けられる。取付部3571は、略中央に矩形状の開口部3572を有する。取付部3571における光入射側の面には、開口部3572を覆うように、出射側偏光板355が配置される。出射側偏光板355を通過した光は、開口部3572を介して、光入射面356B,356G,356Rのうち対応する光入射面に入射する。
4つの腕部3573は、取付部3571の四隅から光入射側に突出する。4つの腕部3573は、パネルモジュール354の保持枠416が有する4つの貫通口4161に挿入され、接着剤等によって貫通口4161の内面に固定される。これにより、パネルモジュール354と色合成光学系356とが一体化される。
図1に示す光学部品用筐体36は、上記した均一化光学系32、色分離光学系33、リレー光学系34及び画像形成装置35を内部に収容する。なお、画像投射装置3には、設計上の光軸Axが設定されており、光学部品用筐体36は、光軸Axにおける所定位置に均一化光学系32、色分離光学系33、リレー光学系34及び画像形成装置35を保持する。光源31及び投射光学ユニット37は、光軸Axにおける所定位置に配置される。
投射光学ユニット37は、画像形成装置35から入射する画像光をスクリーン等の被投射面に投射する。投射光学ユニット37は、例えば、図示しない複数のレンズと、複数のレンズを収容する鏡筒371と、を備える組レンズとすることができる。
[パネルモジュールの種類]
上記のように、第1パネルモジュール354B、第2パネルモジュール354G及び第3パネルモジュール354Rには、以下に示すA型パネルモジュール4A、B型パネルモジュール4B及びC型パネルモジュール4Cのうち1つのパネルモジュールが選択されて利用される。以下、各パネルモジュール4A,4B,4Cについて説明する。
[A型パネルモジュールの構成]
図4は、光入射側から見たA型パネルモジュール4Aを示す斜視図であり、図5は、光出射側から見たA型パネルモジュール4Aを示す斜視図である。図6は、光入射側から見たA型パネルモジュール4Aを示す分解斜視図であり、図7は、光出射側から見たA型パネルモジュール4Aを示す分解斜視図である。
A型パネルモジュール4Aは、図4~図7に示すように、液晶パネル41、熱拡散器42、保持部材43、熱電変換デバイス44及び冷却器45Aを備える。
以下の説明では、互いに直交する三つの方向を、+X方向、+Y方向及び+Z方向とする。本実施形態では、+Z方向を、A型パネルモジュール4Aに入射する光の進行方向とする。+Y方向が上方向と一致するようにA型パネルモジュール4Aを+Z方向に沿って見た場合の左方向を+X方向とする。図示を省略するが、+X方向の反対方向を-X方向とし、+Y方向の反対方向を-Y方向とし、+Z方向の反対方向を-Z方向とする。すなわち、A型パネルモジュール4Aに対する+Z方向は、A型パネルモジュール4Aに対する光出射側であり、A型パネルモジュール4Aに対する-Z方向は、A型パネルモジュール4Aに対する光入射側である。
また、+X方向又は-X方向に沿う軸をX軸とし、+Y方向又は-Y方向に沿う軸をY軸とし、+Z方向又は-Z方向に沿う軸をZ軸とする。
[液晶パネルの構成]
図8は、A型パネルモジュール4AのYZ平面に沿う断面を示す図である。なお、図8では、冷却器45Aの図示を省略している。
液晶パネル41は、入射する光に作用する装置である。液晶パネル41は、図6に示すように、光透過型液晶素子411と、FPC(Flexible printed circuits)415と、保持枠416と、を備える。なお、光透過型液晶素子411を液晶素子411と略す場合がある。
液晶素子411は、入射する光を変調して出射する。詳述すると、液晶素子411は、入射する光の進行方向に沿って、入射する光を変調した変調光を出射する。液晶素子411は、熱源である。液晶素子411は、光学作用部412と、光学作用部412をZ軸において挟む入射側防塵基板413及び出射側防塵基板414と、を備える。
[光学作用部の構成]
光学作用部412は、液晶層4121と、液晶層4121をZ軸において挟む対向基板4122及び画素基板4123と、を有する。
液晶層4121は、対向基板4122と画素基板4123との間に封入された液晶分子によって形成されている。
対向基板4122は、液晶層4121に対して光入射側に配置されている。対向基板4122には、液晶層4121と対向する面に対向電極が設けられている。
画素基板4123は、液晶層4121に対して光出射側に配置されている。画素基板4123には、液晶層4121と対向する面に複数の画素電極が設けられている。なお、光入射側である-Z方向から見て、光学作用部412において複数の画素電極が配置された領域は、液晶パネル41において画像光を出射する画素領域PAであり、画素領域PAにおいて各画素電極が配置された領域によって1つの画素が形成される。
対向基板4122及び画素基板4123は、FPC415と接続されており、FPC415から供給される画像信号に応じて、液晶層4121を形成する液晶分子の配列状態を変化させる。これにより、光学作用部412は、入射する光を変調する。
[入射側防塵基板の構成]
入射側防塵基板413は、対向基板4122の光入射面において画素領域PAに応じた部分に設けられる透光性の基板である。-Z方向から液晶パネル41を見た場合、入射側防塵基板413は、画素領域PAを覆うように、対向基板4122の光入射面に熱伝達可能に設けられる。入射側防塵基板413は、対向基板4122の光入射面に塵埃等が付着して、画像光に塵埃等の影が入り込むことを抑制する。
なお、入射側防塵基板413には、後述する熱拡散器42が接続される。詳述すると、入射側防塵基板413における光入射面413Aには、熱拡散器42の接触部424が熱伝達可能に接触する。光入射面413Aは、液晶素子411の光学作用部412にて発生した熱を熱拡散器42に伝達する熱伝達面である。すなわち、液晶パネル41は、入射する光を出射する光透過型液晶素子411と、光透過型液晶素子411の熱を伝達する熱伝達面としての光入射面413Aと、を有する。
[出射側防塵基板の構成]
出射側防塵基板414は、画素基板4123の光出射面において画素領域PAに応じた部分に設けられる透光性の基板である。+Z方向から液晶パネル41を見た場合、出射側防塵基板414は、画素領域PAを覆うように、画素基板4123の光出射面に熱伝達可能に設けられる。出射側防塵基板414は、画素基板4123の光出射面に塵埃等が直接付着して、画像光に塵埃等の影が入り込むことを抑制する。
[FPCの構成]
FPC415は、図8に示すように、対向基板4122及び画素基板4123から+Y方向に延出し、上記した制御装置と接続されている。FPC415は、光学作用部412を駆動させるドライバー回路4151を有し、ドライバー回路4151は、制御装置から入力する画像信号に応じた駆動信号を画素基板4123に印加する。
[保持枠の構成]
保持枠416は、液晶素子411及びFPC415を保持する他、熱拡散器42、保持部材43、熱電変換デバイス44及び冷却器45Aを支持する。保持枠416は、図5及び図7に示すように、光出射側から見て+Y方向に長い矩形状に形成されている。保持枠416は、図示を省略するが、液晶素子411に入射する光、及び、液晶素子411から出射される光が通過する開口部を有する。保持枠416は、Z軸に沿って保持枠416を貫通する4つの貫通口4161を有する。4つの貫通口4161のそれぞれには、上記した支持部材357が有する複数の腕部3573のうち、対応する腕部3573が挿入される。
この他、後述する図13に示すように、液晶パネル41は、温度センサー417を更に備える。温度センサー417は、例えば保持枠416に設けられ、液晶素子411の温度を検出する。
[熱拡散器の構成]
熱拡散器42は、入射側防塵基板413の光入射面413Aから液晶素子411の熱を受熱し、受熱した熱を熱拡散器42にて拡散させるものである。熱拡散器42は、図6及び図7に示すように、+Z方向から見てY軸に長い略矩形状に形成されており、液晶パネル41に対する光入射側に配置される。詳述すると、熱拡散器42は、液晶素子411と熱電変換デバイス44との間に配置される。熱拡散器42は、第1面421、第2面422、開口部423、接触部424、延在部425、2つの孔部426、及び、2つの孔部427を備える。
第1面421は、熱拡散器42において液晶パネル41と対向する面である。すなわち、第1面421は、熱拡散器42において液晶素子411と対向する面である。換言すると、第1面421は、熱拡散器42において光出射側の面である。
第2面422は、熱拡散器42において第1面421とは反対側の面である。後述する保持部材43及び熱電変換デバイス44は、第2面422と接触する。
開口部423は、熱拡散器42が保持枠416に取り付けられたときに、液晶素子411に入射する光を+Z方向に通過させる。すなわち、開口部423は、熱拡散器42を+Z方向に沿って貫通する貫通口である。開口部423は、光入射側から見て、画素領域PAに対応する略矩形状に形成されている。
接触部424は、第1面421において開口部423の周縁に設けられている。接触部424は、熱伝達面である光入射面413Aと接触して、光入射面413Aから液晶素子411の熱を受熱する。
延在部425は、熱拡散器42において接触部424から液晶素子411に対する光の入射方向と交差する方向に延在する部分である。詳述すると、延在部425は、液晶パネル41において画像光を出射する画素領域PAから離れる方向に接触部424から延出した部分である。具体的に、延在部425は、Z軸に交差する+Y方向に接触部424から延在した部分である。
2つの孔部426は、開口部423に対して+Y方向に設けられている。2つの孔部426のそれぞれには、保持枠416に固定されるねじSCが挿通する。
2つの孔部427は、開口部423に対して-Y方向に設けられている。2つの孔部427のそれぞれには、図6に示すように、保持枠416に設けられた突起4162が挿入される。すなわち、突起4162は、位置決め突起であり、2つの孔部427は、位置決め孔である。
熱拡散器42では、接触部424にて受熱された液晶素子411の熱は、延在部425に拡散する。そして、延在部425に拡散された熱は、第2面422に設けられた熱電変換デバイス44によって吸熱される。
本実施形態では、熱拡散器42は、気相と液相とに変化可能な作動流体が内部に封入された密閉筐体VC1を有するベイパーチャンバーVCである。
第1面421は、密閉筐体VC1において液晶素子411に対向する面であり、第2面422は、密閉筐体VC1において第1面421とは反対側の面である。接触部424及び延在部425は、密閉筐体VC1に設けられており、接触部424は、密閉筐体VC1において液晶素子411の熱を受熱する受熱部である。
密閉筐体VC1内に封入された液相の作動流体のうち、一部の作動流体は、接触部424にて受熱された液晶素子411の熱によって気化して気相の作動流体に変化し、密閉筐体VC1内を拡散する。
気相の作動流体の一部は、密閉筐体VC1において温度が低い部分に熱を伝達させる。これにより、気相の作動流体は、凝縮されて液相の作動流体に変化する。液相に変化した作動流体は、密閉筐体VC1の内面を伝って、再び受熱部に移動される。
熱が伝達された密閉筐体VC1の部分は放熱部であり、伝達された熱は、放熱部にて放熱される。第2面422において延在部425には、熱電変換デバイス44が設けられることから、密閉筐体VC1においては、熱電変換デバイス44が設けられた部分が放熱部となる。
[保持部材の構成]
保持部材43は、図6及び図7に示すように、略矩形枠状に形成されている。保持部材43は、ねじSCによって保持枠416に固定されて、図1に示した入射側偏光板353を光入射側にて保持する。保持部材43は、開口部431、2つの腕部432、2つの固定部433、突出部434、3つの孔部435、及び、2つの孔部436を有する。
開口部431は、矩形状の開口部であり、保持部材43が保持枠416に固定されたときに、画素領域PAに対応する位置に設けられている。入射側偏光板353から+Z方向に出射された光は、開口部431を通過し、更に熱拡散器42の開口部423を通過して、液晶素子411に入射する。
2つの腕部432のうち、一方の腕部432は、保持部材43における+X方向の端部から+Y方向に突出し、他方の腕部432は、保持部材43における-X方向の端部から+Y方向に突出している。
2つの固定部433のうち、一方の固定部433は、開口部431に対して+X方向に設けられ、他方の固定部433は、開口部431に対して-X方向に設けられている。各固定部433は、-Z方向に突出しており、光入射側にて入射側偏光板353が接着剤等によって固定される。
突出部434は、保持部材43におけるX軸の中央から-Y方向に突出している。
3つの孔部435のうち、2つの孔部435は、2つの腕部432のそれぞれに設けられ、残りの1つの孔部435は、突出部434に設けられている。各孔部435には、保持枠416に固定されるねじSCが+Z方向に沿って挿入される。
2つの孔部436は、開口部431に対して-Y方向の隅部に設けられている。2つの孔部436のそれぞれには、保持枠416に設けられた位置決め突起である突起4162が挿入される。すなわち、2つの孔部436は、位置決め孔である。
このように、保持部材43は、熱拡散器42とともに保持枠416に固定され、入射側偏光板353を保持する。
[熱電変換デバイスの構成]
熱電変換デバイス44は、熱拡散器42に接続され、熱拡散器42から吸熱して放熱する。熱電変換デバイス44は、図6及び図7に示すように、第1面441、第2面442及びリード線443を有する。
第1面441は、熱電変換デバイス44において熱拡散器42と対向する面であり、伝達面に相当する。詳述すると、第1面441は、熱電変換デバイス44において延在部425と接触する面である。換言すると、第1面441は、熱電変換デバイス44において+Z方向を向く面である。
第2面442は、熱電変換デバイス44において第1面441とは反対側の面であり、伝達面に対する裏面に相当する。換言すると、第2面442は、熱電変換デバイス44において-Z方向を向く面である。第2面442には、冷却器45Aが取り付けられる。
リード線443は、熱電変換デバイス44における+Y方向の端部から+Y方向に延出している。リード線443は、後述する温度調整装置に接続される。すなわち、熱電変換デバイス44の動作は、温度調整装置によって制御される。
このような熱電変換デバイス44は、リード線443から供給される電力によって、延在部425から伝達される熱を第1面441にて積極的に吸熱して、吸熱した熱を第2面442から冷却器45Aに放熱する。
本実施形態では、熱電変換デバイス44は、ペルチェ素子である。このため、熱電変換デバイス44の極性を反転させることによって、第1面441から延在部425に熱を供給可能である。すなわち、熱電変換デバイス44は、熱拡散器42を介して、液晶パネル41の液晶素子411を加温できる。このとき、熱拡散器42では、熱電変換デバイス44から供給される熱によって、延在部425付近の液相の作動流体が気相の作動流体に変化し、気相の作動流体は、密閉筐体VC1内を拡散する。そして、気相の作動流体のうち、一部の作動流体は、接触部424に熱を伝達し、接触部424から液晶素子411に熱が供給される。なお、第1面441から熱拡散器42に熱を供給する場合、第2面442は、吸熱面となって冷却器45Aから吸熱する。冷却器45Aは、熱電変換デバイス44に接続されているものの、熱拡散器42及び液晶パネル41には接続されていない。そして、熱電変換デバイス44が断熱部材となることから、熱電変換デバイス44が液晶素子411を加温する場合には、熱電変換デバイス44による冷却効果は液晶素子411に作用しない。
[冷却器の構成]
冷却器45Aは、熱電変換デバイス44の第2面442と接続されて、熱電変換デバイス44から伝達される熱を放熱する。冷却器45Aは、冷却器本体45A1、流入管45A2及び流出管45A3を備える。
冷却器本体45A1は、詳しい図示を省略するが、液体冷媒が流通可能な複数の流路を内部に有し、流入管45A2から供給される液体冷媒が内部を流通する。すなわち、冷却器45Aは、液体冷媒が内部を流通可能に構成されたコールドプレートである。
冷却器本体45A1は、熱伝導率が高い金属等の材料によって形成されており、第2面442に熱伝達可能に固定される。第2面442から冷却器本体45A1に伝達された熱は、冷却器本体45A1内を流通する液体冷媒に伝達される。これにより、冷却器本体45A1、ひいては、液晶素子411が冷却される。
流入管45A2は、冷却器本体45A1の内部に液体冷媒を流入させる管状部材である。
流出管45A3は、冷却器本体45A1の内部を流通した液体冷媒が流出する管状部材である。
冷却器45Aに対する液体冷媒の流通は、後述する温度調整装置によって実施される。
[B型パネルモジュールの構成]
図9は、光入射側から見たB型パネルモジュール4Bを示す斜視図である。図10は、光出射側から見たB型パネルモジュール4Bを示す分解斜視図である。
次に、B型パネルモジュール4Bについて説明する。
B型パネルモジュール4Bは、A型パネルモジュール4Aと同様に、入射する光を変調した変調光を、光の入射方向に沿って出射する。B型パネルモジュール4Bは、図9及び図10に示すように、冷却器45Aに代えて冷却器45Bを備える他は、A型パネルモジュール4Aと同様の構成及び機能を備える。すなわち、B型パネルモジュール4Bは、液晶パネル41、熱拡散器42、保持部材43、熱電変換デバイス44及び冷却器45Bを備える。
[冷却器の構成]
冷却器45Bは、熱電変換デバイス44の第2面442と接続され、熱電変換デバイス44から伝達される熱を放熱する。本実施形態では、冷却器45Bは、複数のフィンFNを有するヒートシンクである。冷却器45Bは、後述する温度調整装置によって流通する冷却気体に、熱電変換デバイス44から伝達された液晶素子411の熱を伝達して、液晶素子411の熱を放熱する。
[C型パネルモジュールの構成]
図11は、光入射側から見たC型パネルモジュール4Cを示す分解斜視図である。
次に、C型パネルモジュール4Cについて説明する。
C型パネルモジュール4Cは、A型パネルモジュール4Aと同様に、入射する光を変調した変調光を、光の入射方向に沿って出射する。C型パネルモジュール4Cは、図12に示すように、熱拡散器42、熱電変換デバイス44及び冷却器45Aに代えて、ヒーター46を備える他は、A型パネルモジュール4Aと同様の構成及び機能を備える。すなわち、C型パネルモジュール4Cは、液晶パネル41、保持部材43及びヒーター46を備える。
[ヒーターの構成]
ヒーター46は、供給される電力によって発熱して、液晶パネル41の液晶素子411を加温する。ヒーター46は、面状発熱体をZ軸において一対の基板によって挟んで構成されている。ヒーター46は、第1面461、第2面462、開口部463、接触部464、2つの孔部465、2つの孔部466、及び、リード線467を備える。
第1面461は、ヒーター46において液晶素子411と対向する。すなわち、第1面461は、ヒーター46において光出射側の面である。
第2面462は、第1面461とは反対側の面である。すなわち、第2面462は、ヒーター46において光入射側の面である。
開口部463は、Z軸においてヒーター46を貫通している。開口部463は、ヒーター46に対して光入射側に設けられる保持部材43に保持された入射側偏光板353から出射された光を通過させて、液晶素子411に入射させる。なお、開口部463は、ヒーター46において画素領域PAに対応する大きさに形成されている。
接触部464は、ヒーター46において液晶素子411と接触する部分である。詳述すると、接触部464は、液晶素子411における入射側防塵基板413の光入射面413Aと接触する。接触部464は、第1面461に配置されている。具体的に、接触部464は、第1面461において開口部463の周縁部分に配置されている。
2つの孔部465は、開口部463に対して+Y方向に設けられている。2つの孔部465には、保持部材43を保持枠416に取り付けるねじSCが+Z方向に挿通する。
2つの孔部466は、開口部463に対して-Y方向に設けられている。2つの孔部466には、保持枠416に設けられた位置決め突起である突起4162が-Z方向から挿入される。
リード線467は、+Y方向に延出している。リード線467は、後述する温度制御装置に接続され、温度制御装置から供給される電力を面状発熱体に供給する。すなわち、ヒーター46による発熱は、温度制御装置によって制御される。
このようなヒーター46によっても、熱電変換デバイス44と同様に、液晶パネル41を構成する液晶素子411を加温できる。
[プロジェクターの明るさに応じたパネルモジュールの選択]
上記のように、第1パネルモジュール354B、第2パネルモジュール354G及び第3パネルモジュール354Rには、上記したA型パネルモジュール4A、B型パネルモジュール4B及びC型パネルモジュール4Cのうち1つのパネルモジュールが選択されて利用される。例えば、各パネルモジュール354B,354G,354Rは、プロジェクター1の明るさに応じて、A型パネルモジュール4A、B型パネルモジュール4B及びC型パネルモジュール4Cから選択されて利用できる。
図12は、仕様におけるプロジェクターの明るさと、選択されるパネルモジュールとの関係の一例を示す図である。
図12に示す例では、仕様における明るさの指標であるANSI(American National Standards Institute) lm(ルーメン)が20klm以上であるプロジェクター1では、各パネルモジュール354B,354G,354RにA型パネルモジュール4Aを採用できる。このプロジェクター1を超高輝度モデルとする。
ANSI lmが15klm以上、20klm未満であるプロジェクター1では、各パネルモジュール354B,354GにA型パネルモジュール4Aを採用でき、パネルモジュール354RにB型パネルモジュール4Bを採用できる。このプロジェクター1を高輝度モデルとする。
ANSI lmが10klm以上、15klm未満であるプロジェクター1では、各パネルモジュール354B,354GにB型パネルモジュール4Bを採用でき、パネルモジュール354RにC型パネルモジュール4Cを採用できる。このプロジェクター1を中輝度モデルとする。
ANSI lmが10klm未満であるプロジェクター1では、各パネルモジュール354B,354G,354RにC型パネルモジュール4Cを採用できる。このプロジェクター1を低輝度モデルとする。
なお、各モデルの明るさの範囲は、上記に限定されず、適宜変更可能である。
以下、各モデルのプロジェクター1が備える温度調整装置の構成について説明する。
[超高輝度モデルの場合]
図13は、超高輝度モデルのプロジェクター1が備える温度調整装置5Aの構成を示す模式図である。
プロジェクター1が超高輝度モデルである場合、上記のように、各パネルモジュール354B,354G,354Rには、A型パネルモジュール4Aが採用される。この場合、3つのA型パネルモジュール4Aのうち、1つのA型パネルモジュール4Aが備える冷却器45Aの流出管45A3と、他の1つのA型パネルモジュール4Aが備える冷却器45Aの流入管45A2とを接続してもよい。
図13の例では、第1パネルモジュール354Bの流出管45A3は、第2パネルモジュール354Gの流入管45A2と接続されている。第2パネルモジュール354Gの流出管45A3は、第3パネルモジュール354Rの流入管45A2と接続されている。
なお、第1パネルモジュール354Bの流入管45A2は、温度調整装置5Aの第1駆動部53と接続され、第3パネルモジュール354Rの流出管45A3は、温度調整装置5Aのタンク51と接続されている。
超高輝度モデルのプロジェクター1は、図13に示す温度調整装置5Aを備える。
温度調整装置5Aは、各パネルモジュール354B,354G,354Rの温度を調整する。温度調整装置5Aは、タンク51、ラジエーター52、第1駆動部53、管状部材54及び制御部55を備える。これらのうち、管状部材54は、内部を液体冷媒が流通可能に形成されている。
タンク51は、各パネルモジュール354B,354G,354Rの冷却器45Aに流通する液冷媒体を貯留する。
ラジエーター52は、タンク51と管状部材54を介して接続されている。ラジエーター52は、タンク51から流入する液体冷媒を冷却する。
第1駆動部53は、ラジエーター52と管状部材54を介して接続されている。第1駆動部53は、ポンプであり、ラジエーター52にて冷却された液体冷媒を、第1パネルモジュール354Bの流入管45A2に圧送する。第1駆動部53によって送出された液体冷媒は、第1パネルモジュール354Bの冷却器45A、第2パネルモジュール354Gの冷却器45A、第3パネルモジュール354Rの冷却器45Aを順に流通した後、タンク51に流入する。タンク51に流入した液体冷媒は、ラジエーター52を介して再び第1駆動部53に流入する。
制御部55は、各パネルモジュール354B,354G,354Rの温度センサー417による検出結果に基づいて、各パネルモジュール354B,354G,354Rの熱電変換デバイス44と第1駆動部53とを制御して、各パネルモジュール354B,354G,354Rの液晶素子411の温度を調整する。
例えば、3つの液晶素子411のうち少なくとも1つの液晶素子411の温度が所定の適温範囲の上限値を越えている場合には、制御部55は、液晶素子411の冷却処理を行う。冷却処理としては、第1駆動部53の出力上昇に伴う液体冷媒の流量増加と、熱電変換デバイス44の出力上昇に伴う熱電変換デバイス44の吸熱量の増加とのうち、少なくとも一方が含まれる。
また例えば、3つの液晶素子411のうち少なくとも1つの液晶素子411の温度が所定の適温範囲の下限値未満である場合には、制御部55は、液晶素子411の加温処理を行う。加温処理としては、第1駆動部53の出力低下に伴う液体冷媒の流量減少と、熱電変換デバイス44による加温動作とのうち、少なくとも一方が含まれる。熱電変換デバイス44による加温動作は、熱電変換デバイス44の出力低下に伴う熱電変換デバイス44の吸熱量の低下と、熱電変換デバイス44による熱拡散器42ひいては液晶素子411の加温とのうち、少なくとも一方を含む。
なお、上記した構成では、3つのパネルモジュール354は、第1パネルモジュール354B、第2パネルモジュール354G、第3パネルモジュール354Rの順に液体冷媒が流通するように接続するとした。しかしながら、これに限らず、3つのパネルモジュール354における液体冷媒の流通順は、上記に限定されない。
一方、青色光が入射する第1パネルモジュール354Bは、紫外線の波長に近い波長を有する青色光が入射することから、エネルギーの大きい光による劣化が最も生じやすい。また、一般的に、画像形成に好適に用いられる白色光では、緑色光の光量は、他の色光の光量よりも大きいため、温度による劣化が生じやすい。このことから、温度が最も低い液体冷媒を第1パネルモジュール354Bに流通させ、第1パネルモジュール354Bを流通した液体冷媒を第3パネルモジュール354Rよりも先に第2パネルモジュール354Gに流通させることによって、各パネルモジュール354を効果的に冷却でき、各パネルモジュール354の劣化を抑制できる。
また、上記した温度調整装置5Aは、3つのパネルモジュール354に液体冷媒を流通させる1つの駆動部53を備えるとした。すなわち、温度調整装置5Aは、3つのパネルモジュール354と1つの第1駆動部53とを含む、液体冷媒の循環流路を備えるとした。しかしながら、これに限らず、温度調整装置5Aは、1つのパネルモジュール354と1つの第1駆動部53とを含む、液体冷媒の循環流路を備えていてもよい。換言すると、温度調整装置5Aは、1つのパネルモジュール354と1対1で対応する1つの第1駆動部53を備えていてもよい。
[高輝度モデルの場合]
図14は、高輝度モデルのプロジェクター1が備える温度調整装置5Bの構成を示す模式図である。
プロジェクター1が高輝度モデルである場合、上記のように、各パネルモジュール354B,354Gには、A型パネルモジュール4Aが採用され、第3パネルモジュール354Rには、B型パネルモジュール4Bが採用される。この場合、2つのA型パネルモジュール4Aのうち、1つのA型パネルモジュール4Aが備える冷却器45Aの流出管45A3と、他の1つのA型パネルモジュール4Aが備える冷却器45Aの流入管45A2とを接続してもよい。
図14の例では、第1パネルモジュール354Bの流出管45A3は、第2パネルモジュール354Gの流入管45A2と接続されている。
なお、第1パネルモジュール354Bの流入管45A2は、温度調整装置5Bの第1駆動部53と接続され、第2パネルモジュール354Gの流出管45A3は、温度調整装置5Aのタンク51と接続されている。
高輝度モデルのプロジェクター1は、図14に示す温度調整装置5Bを備える。
温度調整装置5Bは、温度調整装置5Aと同様に、各パネルモジュール354B,354G,354Rの温度を調整する。温度調整装置5Bは、第2駆動部56を更に備える。すなわち、温度調整装置5Bは、タンク51、ラジエーター52、第1駆動部53、管状部材54、制御部55及び第2駆動部56を備える。
なお、温度調整装置5Bでは、第1駆動部53によって第1パネルモジュール354Bの流入管45A2に圧送された液体冷媒は、第1パネルモジュール354Bの冷却器45A、第2パネルモジュール354Gの冷却器45Aを順に流通した後、タンク51に流入する。タンク51に流入した液体冷媒は、ラジエーター52を介して再び第1駆動部53に流入する。
図15は、+X方向から見たB型パネルモジュール4B及び第2駆動部56を示す側面図である。
第2駆動部56は、図15に示すように、冷却気体CAを流通させる冷却ファンによって構成されている。冷却気体CAは、冷却対象から受熱することによって冷却対象を冷却する。
例えば、B型パネルモジュール4Bの冷却器45Bに冷却気体CAが流通する場合、冷却器45Bは、熱電変換デバイス44から伝達された液晶素子411の熱を冷却気体CAに伝達して、液晶素子411の熱を放熱する。
このような温度調整装置5Bでは、例えば、各パネルモジュール354B,354Gの液晶素子411のうち少なくとも1つの液晶素子411の温度が所定の適温範囲の上限値を越えている場合には、制御部55は、温度調整装置5Aでの場合と同様に、各パネルモジュール354B,354Gの液晶素子411の冷却処理を行う。
また、パネルモジュール354Rの液晶素子411の温度が所定の適温範囲の上限値を越えている場合には、制御部55は、第2駆動部56の出力上昇に伴う冷却気体CAの流量増加と、熱電変換デバイス44の出力上昇に伴う熱電変換デバイス44の吸熱量の増加とのうち、少なくとも一方を実行する。
一方、各パネルモジュール354B,354Gの液晶素子411のうち少なくとも1つの液晶素子411の温度が所定の適温範囲の下限値未満である場合には、制御部55は、温度調整装置5Aでの場合と同様に、各パネルモジュール354B,354Gの液晶素子411の加温処理を行う。
また、パネルモジュール354Rの液晶素子411の温度が所定の適温範囲の下限値未満である場合には、制御部55は、第2駆動部56の出力低下に伴う冷却気体CAの流量減少と、熱電変換デバイス44による加温動作とのうち、少なくとも一方を実行する。
なお、上記した構成では、2つのパネルモジュール354B,354Gは、第1パネルモジュール354B、第2パネルモジュール354Gの順に液体冷媒が流通するように接続するとした。しかしながら、これに限らず、2つのパネルモジュール354B,354Gにおける液体冷媒の流通順は、上記に限定されない。
また、上記した温度調整装置5Bは、2つのパネルモジュール354B,354Gに液体冷媒を流通させる1つの第1駆動部53を備えるとした。すなわち、温度調整装置5Bは、2つのパネルモジュール354B,354Gと1つの第1駆動部53とを含む、液体冷媒の循環流路を備えるとした。しかしながら、これに限らず、温度調整装置5Bは、1つのパネルモジュール354と1つの第1駆動部53とを含む、液体冷媒の循環流路を備えていてもよい。換言すると、温度調整装置5Bは、1つのパネルモジュール354と1対1で対応する1つの第1駆動部53を備えていてもよい。
[中輝度モデルの場合]
図16は、中輝度モデルのプロジェクター1が備える温度調整装置5Cの構成を示す模式図である。
プロジェクター1が中輝度モデルである場合、上記のように、各パネルモジュール354B,354Gには、B型パネルモジュール4Bが採用され、第3パネルモジュール354Rには、C型パネルモジュール4Cが採用される。
中輝度モデルのプロジェクター1は、図16に示す温度調整装置5Cを備える。
温度調整装置5Cは、各パネルモジュール354B,354G,354Rの液晶素子411の温度を調整する。温度調整装置5Cは、制御部55と、3つの第2駆動部56と、を備える。
3つの第2駆動部56のうち、第2駆動部561は、第1パネルモジュール354Bに冷却気体CAを流通させ、第2駆動部562は、第2パネルモジュール354Gに冷却気体CAを流通させる。これにより、各パネルモジュール354B,354Gの冷却器45Bから液晶素子411の熱が、冷却気体CAに伝達される。
3つの第2駆動部56のうち、第2駆動部563は、第3パネルモジュール354Rに冷却気体CAを流通させる。これにより、第3パネルモジュール354Rの保持枠416等から液晶素子411の熱が、冷却気体CAに伝達される。
温度調整装置5Cでは、例えば、第1パネルモジュール354Bの液晶素子411の温度が所定の適温範囲の上限値を越えている場合には、制御部55は、第2駆動部561の出力上昇に伴う冷却気体CAの流量増加と、第1パネルモジュール354Bの熱電変換デバイス44の出力上昇に伴う熱電変換デバイス44の吸熱量の増加とのうち、少なくとも一方を実行する。第2パネルモジュール354Gの液晶素子411の温度が所定の適温範囲の上限値を越えている場合も同様である。
第3パネルモジュール354Rの液晶素子411の温度が所定の適温範囲の上限値を越えている場合には、制御部55は、第2駆動部563の出力上昇に伴う冷却気体CAの流量増加を実行する。
一方、第1パネルモジュール354Bの液晶素子411の温度が所定の適温範囲の下限値未満である場合には、制御部55は、第2駆動部561の出力低下に伴う冷却気体CAの流量減少と、第1パネルモジュール354Bの熱電変換デバイス44による加温動作とのうち、少なくとも一方を実行する。第2パネルモジュール354Gの液晶素子411の温度が所定の適温範囲の下限値未満である場合も同様である。
第3パネルモジュール354Rの液晶素子411の温度が所定の適温範囲の下限値未満である場合には、制御部55は、第2駆動部563の出力低下に伴う冷却気体CAの流量減少、及び、ヒーター46の出力上昇に伴うヒーター46による液晶素子411の加温とのうち、少なくとも一方を実行する。なお、第3パネルモジュール354Rの液晶素子411の温度が上記下限値未満であるとき以外では、制御部55は、ヒーター46の出力を0とし、ヒーター46による加温を行わない。
ここで、赤色光用の第3パネルモジュール354Rでは、光エネルギー及び熱による劣化が生じにくい。このため、温度調整装置5Cは、第2駆動部563を備えなくてもよい。一方、温度調整装置5Cが第2駆動部563を備える場合でも、温度調整装置5Cの制御部55は、常に一定の出力で第2駆動部563を駆動させてもよい。
[低輝度モデルの場合]
図17は、低輝度モデルのプロジェクター1が備える温度調整装置5Dの構成を示す模式図である。
プロジェクター1が低輝度モデルである場合、上記のように、各パネルモジュール354B,354G,354Rには、C型パネルモジュール4Cが採用される。
低輝度モデルのプロジェクター1は、図17に示す温度調整装置5Dを備える。
温度調整装置5Dは、各パネルモジュール354B,354G,354Rの液晶素子411の温度を調整する。温度調整装置5Dは、温度調整装置5Cと同様に、制御部55と、3つの第2駆動部56と、を備える。
3つの第2駆動部56のうち、第2駆動部561は、第1パネルモジュール354Bに冷却気体CAを流通させ、第2駆動部562は、第2パネルモジュール354Gに冷却気体CAを流通させ、第2駆動部563は、第3パネルモジュール354Rに冷却気体CAを流通させる。これにより、各パネルモジュール354B,354G,354Rの保持枠416等から液晶素子411の熱が、冷却気体CAに伝達される。
温度調整装置5Cでは、例えば、第1パネルモジュール354Bの液晶素子411の温度が所定の適温範囲の上限値を越えている場合には、制御部55は、第2駆動部561の出力上昇に伴う冷却気体CAの流量増加を実行する。第2パネルモジュール354Gの液晶素子411の温度が所定の適温範囲の上限値を越えている場合、及び、第3パネルモジュール354Rの液晶素子411の温度が所定の適温範囲の上限値を越えている場合も同様である。
一方、第1パネルモジュール354Bの液晶素子411の温度が所定の適温範囲の下限値未満である場合には、制御部55は、第2駆動部561の出力低下に伴う冷却気体CAの流量減少、及び、ヒーター46の出力上昇に伴うヒーター46による液晶素子411の加温とのうち、少なくとも一方を実行する。第2パネルモジュール354Gの液晶素子411の温度が所定の適温範囲の下限値未満である場合、及び、第3パネルモジュール354Rの液晶素子411の温度が所定の適温範囲の下限値未満である場合も同様である。
なお、上記のように、液晶素子411の温度が上記下限値未満であるとき以外では、制御部55は、ヒーター46の出力を0とし、ヒーター46による加温を行わない。
ここで、低輝度モデルのプロジェクター1では、各パネルモジュール354B,354G,354Rに対する入射光量は比較的多くない。このため、低輝度モデルのプロジェクター1は、温度調整装置5Dを備えなくてもよい。
また、低輝度モデルのプロジェクター1が、上記した温度調整装置5Dを備える場合でも、制御部55は、各第2駆動部56を常に一定の出力で駆動させてもよい。
なお、各モデルの冷却処理及び加温処理において、所定の適温範囲内では、冷却処理及び加温処理を行っても液晶素子411に影響を与えることはない。
冷却処理は、例えば、3つの液晶素子411のうちいずれかの液晶素子411が所定の適温範囲の上限値を越え、他の液晶素子411は所定の適温範囲内であった場合、適温範囲の上限値を越えた液晶素子411のみに冷却処理を行ってもよいし、所定の適温範囲内にある液晶素子411も含めて、冷却処理を行ってもよい。
加温処理は、例えば、3つの液晶素子411のうちいずれかの液晶素子411が所定の適温範囲の下限値未満であり、他の液晶素子411は所定の適温範囲内であった場合、所定の適温範囲の下限値未満の液晶素子411のみに加温処理を行ってもよいし、所定の適温範囲内にある液晶素子411も含めて、加温処理を行ってもよい。
[実施形態の効果]
以上説明した本実施形態に係るプロジェクター1は、以下の効果を奏する。
プロジェクター1は、光源31、画像形成ユニット352及び投射光学ユニット37を備える。
画像形成ユニット352は、第1パネルモジュール354B、第2パネルモジュール354Gと、第3パネルモジュール354Rと、を備える。
プロジェクター1が超高輝度モデルである場合、図13に示したように、第1パネルモジュール354B、第2パネルモジュール354G及び第3パネルモジュール354Rのそれぞれは、A型パネルモジュール4Aによって構成される。
プロジェクター1が高輝度モデルである場合、図14に示したように、第1パネルモジュール354B及び第2パネルモジュール354Gのそれぞれは、A型パネルモジュール4Aによって構成され、第3パネルモジュール354Rは、B型パネルモジュールによって構成される。
プロジェクター1が中輝度モデルである場合、図16に示したように、第1パネルモジュール354B及び第2パネルモジュール354Gのそれぞれは、B型パネルモジュール4Bによって構成され、第3パネルモジュール354Rは、C型パネルモジュールによって構成される。
A型パネルモジュール4Aによって構成された第1パネルモジュール354Bは、青色画像光を出力する液晶パネル41を有する。第1パネルモジュール354Bの液晶パネル41は、第1液晶パネルに相当する。また、第1パネルモジュール354Bは、熱拡散器42、ペルチェ素子である熱電変換デバイス44及び冷却器45Aを備える。第1パネルモジュール354Bの熱拡散器42は、第1パネルモジュール354Bの液晶パネル41との間で熱を伝達し、受熱した熱が内部にて拡散する。第1パネルモジュール354Bの熱電変換デバイス44は、第1面441と、第1面441とは反対側の第2面442とを有する。第1パネルモジュール354Bでは、第1面441は第1伝達面に相当し、第2面442は第1裏面に相当する。当該熱電変換デバイス44は、第1面441と熱拡散器42との間で熱を伝達する。第1パネルモジュール354Bの冷却器45Aは、第1冷却器に相当し、第2面442との間で熱を伝達する。
なお、B型パネルモジュール4Bによって第1パネルモジュール354Bが構成されている場合には、冷却器45Bは、第1冷却器に相当し、第2面442との間で熱を伝達する。
A型パネルモジュール4Aによって構成された第2パネルモジュール354Gは、緑色画像光を出力する液晶パネル41を有する。第2パネルモジュール354Gの液晶パネル41は、第2液晶パネルに相当する。また、第2パネルモジュール354Gは、熱拡散器42、ペルチェ素子である熱電変換デバイス44及び冷却器45Aを備える。第2パネルモジュール354Gの熱拡散器42は、第2パネルモジュール354Gの液晶パネル41との間で熱を伝達し、受熱した熱が内部にて拡散する。第2パネルモジュール354Gの熱電変換デバイス44は、第1面441と、第1面441とは反対側の第2面442とを有する。第2パネルモジュール354Gでは、第1面441は第2伝達面に相当し、第2面442は第2裏面に相当する。当該熱電変換デバイス44は、第1面441と熱拡散器42との間で熱を伝達する。第2パネルモジュール354Gの冷却器45Bは、第2冷却器に相当し、第2面442との間で熱を伝達する。
なお、B型パネルモジュール4Bによって第2パネルモジュール354Gが構成されている場合には、冷却器45Bは、第2冷却器に相当し、第2面442との間で熱を伝達する。
第3パネルモジュール354Rは、A型パネルモジュール4A、B型パネルモジュール4B及びC型パネルモジュール4Cのうちいずれのパネルモジュールによって構成される場合でも、赤色画像光を出力する液晶パネル41を有する。第3パネルモジュール354Rの液晶パネル41は、第3液晶パネルに相当する。
光源31は、第1パネルモジュール354Bの液晶パネル41、第2パネルモジュール354Gの液晶パネル41、及び、第3パネルモジュール354Rの液晶パネル41のそれぞれに入射する光を出射する。
投射光学ユニット37は、第1パネルモジュール354Bの液晶パネル41から出射された青色画像光、第2パネルモジュール354Gの液晶パネル41から出射された緑色画像光、及び、第3パネルモジュール354Rの液晶パネル41から出射された赤色画像光を投射する。
このような構成によれば、第1パネルモジュール354Bにおいて、液晶パネル41にて発生した熱は、熱拡散器42に伝達されて熱拡散器42内にて拡散された後、熱電変換デバイス44を介して冷却器45A又は冷却器45Bに放熱される。このとき、熱電変換デバイス44が、熱拡散器42から積極的に吸熱し、吸熱した熱を冷却器45A又は冷却器45Bに伝達することによって、液晶パネル41の熱を冷却器45A又は冷却器45Bにて積極的に放熱できる。第2パネルモジュール354Gにおいても同様である。これにより、液晶パネル41を構成する液晶の温度を低くして液晶の劣化を抑制でき、液晶パネル41の長寿命化を図ることができる。
特に、短波長の光エネルギーによって液晶の劣化が発生しやすい第1パネルモジュール354Bは、ペルチェ素子である熱電変換デバイス44を備える。このため、熱電変換デバイス44が熱拡散器42から積極的に吸熱することによって、液晶パネル41にて発生した熱を冷却器45A又は冷却器45Bに積極的に放熱できる。
また、白色光には、青色光、緑色光及び赤色光が含まれる。一般的に画像形成に利用する白色光では、緑色光の光量は、他の色光の光量よりも大きい。このため、緑色光が入射する第2パネルモジュール354Gの液晶パネル41の温度は高くなりやすい。これに対し、第2パネルモジュール354Gは、ペルチェ素子である熱電変換デバイス44を備える。このため、熱電変換デバイス44が熱拡散器42から積極的に吸熱することによって、液晶パネル41にて発生した熱を冷却器45A又は冷却器45Bに積極的に放熱できる。
従って、各パネルモジュール354B,354Gの液晶パネル41の長寿命化を図ることができる。
一方、液晶パネル41の液晶の温度が低いと、液晶の応答性が低下し、形成される画像のフレームレートを高めることが難しい。
これに対し、各パネルモジュール354B,354Gの熱電変換デバイス44が第1面441にて熱拡散器42を加温することによって、熱拡散器42を介して液晶パネル41の温度を上昇させることができる。従って、液晶パネル41を構成する液晶の応答性が低下することを抑制でき、各パネルモジュール354B,354Gによって高いフレームレートにて画像を形成できる。また、これにより、画像形成ユニット352によって画像形成を好適に実施でき、良好な投影画像を得ることができる。
超高輝度モデル又は高輝度モデルのプロジェクター1が備える画像形成ユニット352では、第1パネルモジュール354B及び第2パネルモジュール354Gは、冷却器45Aを備えるA型パネルモジュール4Aによって構成されている。冷却器45Aは、内部を液体冷媒が流通可能に構成されている。
このような構成によれば、冷却器45Aに伝達された熱を液体冷媒に伝達できるので、液体冷媒が流通する冷却器45Aに、熱電変換デバイス44及び熱拡散器42を介して熱を伝達する液晶パネル41を効果的に冷却できる。このため、短波長の光エネルギーによる液晶の劣化が発生しやすい第1パネルモジュール354Bの液晶パネル41、及び、温度が高くなりやすい第2パネルモジュール354Gの液晶パネル41を効果的に冷却できる。
なお、液体冷媒を冷却又は加温することによって液晶パネルの温度を調整する構成では、液体冷媒の比熱が高いことから、液晶パネルの迅速な温度調整が難しい他、液体冷媒の温度を調節するための電力が大きくなりやすい。これに対し、液体冷媒が流通する冷却器45Aは、液晶パネル41と接触する熱拡散器42に対して熱電変換デバイス44によって断熱される。このため、熱電変換デバイス44が熱拡散器42を介して液晶パネル41の温度を調整することによって、液晶パネル41の温度上昇を急速に実施できる。この他、熱電変換デバイス44が液体冷媒の温度を積極的に調整する必要がないので、消費電力を抑制できる。
超高輝度モデル又は高輝度モデルのプロジェクター1が備える画像形成ユニット352では、第1パネルモジュール354Bの冷却器45Aと、第2パネルモジュール354Gの冷却器45Aとのそれぞれは、内部を液体冷媒が流通可能に構成されている。第1パネルモジュール354Bの冷却器45Aと、第2パネルモジュール354Gの冷却器45Aとは、第1パネルモジュール354Bの冷却器45Aを上流として液体冷媒が流通可能に接続されている。第1パネルモジュール354Bの冷却器45Aを流通した液体冷媒は、第2パネルモジュール354Gの冷却器45Aに流通する。
このような構成によれば、各パネルモジュール354B,354Gの冷却器45Aを直列に接続することによって、各冷却器45Aを個別に配管する場合に比べて、画像形成ユニット352の構成を簡略化できる。また、1つの第1駆動部53から圧送された液体冷媒を分流して各冷却器45Aに流通させる場合には、高い放熱性能が要求される第1パネルモジュール354Bの冷却器45Aによる液晶パネル41の冷却性能が十分に高くならない可能性がある。これに対し、第1パネルモジュール354Bの冷却器45Aから第2パネルモジュール354Gの冷却器45Aに液体冷媒が流通することによって、第1パネルモジュール354Bの液晶パネル41の冷却性能を高くすることができる。従って、各パネルモジュール354B,354Gの液晶パネル41を効果的に冷却できる。
中輝度モデルのプロジェクター1が備える画像形成ユニット352では、第1パネルモジュール354Bの冷却器45Bと、第2パネルモジュール354Gの冷却器45Bとのそれぞれは、ヒートシンクである。
このような構成によれば、ペルチェ素子である熱電変換デバイス44から伝達される液晶パネル41の熱を放熱する冷却器45Bを簡易に構成できる。従って、画像形成ユニット352の構成を簡略化できる。
中輝度モデルのプロジェクター1が備える画像形成ユニット352では、第3パネルモジュール354Rは、C型パネルモジュール4Cによって構成される。このため、第3パネルモジュール354Rは、液晶パネル41を加温するヒーター46を備える。上記のように、第3パネルモジュール354Rの液晶パネル41は、第3液晶パネルに相当する。
このような構成によれば、第3パネルモジュール354Rの液晶パネル41の温度が低い場合に、ヒーター46によって当該液晶パネル41を加温することができる。従って、当該液晶パネル41を構成する液晶の応答性が低下することを抑制でき、液晶パネル41によって高いフレームレートにて画像を形成できる。なお、第1パネルモジュール354Bの液晶パネル41及び第2パネルモジュール354Gの液晶パネル41と比較して、入射する光による液晶のダメージの低い第3パネルモジュール354Rの液晶パネル41は、熱電変換デバイス44によって積極的に吸熱する必要は必ずしもない。このため、吸熱だけでなく加温も可能な熱電変換デバイス44に代えて、加温可能なヒーター46を設けることによって、第3パネルモジュール354Rの液晶パネル41を加温できる。従って、画像形成ユニット352の製造コストを低減できる。
超高輝度モデル又は高輝度モデルのプロジェクター1が備える画像形成ユニット352では、第3パネルモジュール354Rは、A型パネルモジュール4A又はB型パネルモジュール4Bによって構成されている。このため、第3パネルモジュール354Rは、熱拡散器42と、熱電変換デバイス44と、冷却器45A又は冷却器45Bと、を備える。
第3パネルモジュール354Rの熱拡散器42は、第3熱拡散器に相当し、液晶パネル41との間で熱を伝達し、受熱した熱が内部にて拡散する。
第3パネルモジュール354Rの熱電変換デバイス44は、第3ペルチェ素子に相当する。当該熱電変換デバイス44は、第1面441及び第2面442を有し、第1面441と熱拡散器42との間で熱を伝達する。第3パネルモジュール354Rにおいて、第1面441は第3伝達面に相当し、第2面442は、第3伝達面とは反対側の第3裏面に相当する。
第3パネルモジュール354Rの冷却器45A又は冷却器45Bは、第3冷却器に相当する。第3パネルモジュール354Rの冷却器45A又は冷却器45Bは、第2面442との間で熱を伝達する。
このような構成によれば、第3パネルモジュール354Rの熱電変換デバイス44によって、液晶パネル41に対する吸熱及び加温を実施できる。従って、上記のように、第3パネルモジュール354Rの液晶パネル41に対する冷却及び加温を迅速に実施でき、当該液晶パネル41の迅速な温度調整を実施できる。
超高輝度モデルのプロジェクター1が備える画像形成ユニット352では、各パネルモジュール354B,354G,354Rは、A型パネルモジュール4Aによって構成されている。各パネルモジュール354B,354G,354Rの冷却器45Aは、内部を液体冷媒が流通可能に構成されている。
このような構成によれば、上記のように、各冷却器45Aに対応する各液晶パネル41を迅速かつ効果的に冷却できる他、各液晶パネル41に迅速かつ効果的に加温できる。この他、液体冷媒を介して液晶パネル41を冷却又は加温する構成に比べて、消費電力を抑制できる。
高輝度モデルのプロジェクター1が備える画像形成ユニット352では、第1パネルモジュール354B及び第2パネルモジュール354Gのそれぞれは、A型パネルモジュール4Aによって構成され、第3パネルモジュール354Rは、B型パネルモジュール4Bによって構成されている。第1パネルモジュール354Bの冷却器45A及び第2パネルモジュール354Gの冷却器45Aのそれぞれは、内部を前記液体冷媒が流通可能に構成されている。第3パネルモジュール354Rの冷却器45Bは、ヒートシンクである。
このような構成によれば、上記のように、第1パネルモジュール354Bの液晶パネル41及び第2パネルモジュール354Gの液晶パネル41のそれぞれを迅速かつ効果的に冷却できる。
また、第3パネルモジュール354Rの冷却器45Bが、液体冷媒が内部を流通する冷却器45Aである場合に比べて、第3パネルモジュール354Rの冷却器45Bを簡易に構成できる他、画像形成ユニット352の製造コストを低減できる。
超高輝度モデル、高輝度モデル及び中輝度モデルのプロジェクター1が備える画像形成ユニット352では、第1パネルモジュール354Bの熱拡散器42は、接触部424及び延在部425を有する。第1パネルモジュール354Bにおいて、接触部424は第1接触部に相当し、延在部425は第1延在部に相当する。
第1パネルモジュール354Bの接触部424は、第1パネルモジュール354Bの液晶パネル41に接触する。延在部425は、第1パネルモジュール354Bの液晶パネル41において青色画像光を出射する画素領域PAから離れる+Y方向に接触部424から延出している。第1パネルモジュール354Bにおいて第1伝達面である第1面441は、第1パネルモジュール354Bの延在部425に接触している。
第2パネルモジュール354Gの熱拡散器42は、接触部424及び延在部425を有する。第2パネルモジュール354Gにおいて、接触部424は第2接触部に相当し、延在部425は第2延在部に相当する。
第2パネルモジュール354Gの接触部424は、第2パネルモジュール354Gの液晶パネル41に接触する。延在部425は、第2パネルモジュール354Gの液晶パネル41において緑色画像光を出射する画素領域PAから離れる+Y方向に接触部424から延出している。第2パネルモジュール354Gにおいて第2伝達面である第1面441は、第2パネルモジュール354Gの延在部425に接触している。
このような構成によれば、第1パネルモジュール354Bにおいて、液晶パネル41から熱拡散器42に伝達された熱を熱電変換デバイス44によって効率よく吸熱でき、熱電変換デバイス44から熱拡散器42に伝達された熱を液晶パネル41に効率よく伝達できる。
また、第2パネルモジュール354Gにおいて、液晶パネル41から熱拡散器42に伝達された熱を熱電変換デバイス44によって効率よく吸熱でき、熱電変換デバイス44から熱拡散器42に伝達された熱を液晶パネル41に効率よく伝達できる。
従って、各パネルモジュール354B,354Gの液晶パネル41の温度調整を迅速に実施できる。
[実施形態の変形]
本開示は、上記実施形態に限定されるものではなく、本開示の目的を達成できる範囲での変形及び改良等は、本開示に含まれるものである。
上記実施形態では、超高輝度モデルの画像形成ユニット352では、第1パネルモジュール354B、第2パネルモジュール354G及び第3パネルモジュール354Rのそれぞれは、A型パネルモジュール4Aによって構成されるとした。高輝度モデルの画像形成ユニット352では、第1パネルモジュール354B及び第2パネルモジュール354Gのそれぞれは、A型パネルモジュール4Aによって構成され、第3パネルモジュール354Rは、B型パネルモジュール4Bによって構成されるとした。中輝度モデルの画像形成ユニット352では、第1パネルモジュール354B及び第2パネルモジュール354Gのそれぞれは、B型パネルモジュール4Bによって構成され、第3パネルモジュール354Rは、C型パネルモジュール4Cによって構成されるとした。低輝度モデルの画像形成ユニット352では、各パネルモジュール354B,354G,354Rは、C型パネルモジュール4Cによって構成されるとした。
しかしながら、これに限らず、第1パネルモジュール354Bは、パネルモジュール4A,4B,4Cのうち1つのパネルモジュールによって構成されていればよい。第2パネルモジュール354G及び第3パネルモジュール354Rも同様である。このため、例えば画像形成ユニット352は、A型パネルモジュール4Aによって構成された第1パネルモジュール354Bと、B型パネルモジュール4Bによって構成された第2パネルモジュール354Gと、C型パネルモジュール4Cによって構成された第3パネルモジュール354Rと、を備えていてもよい。
図18は、熱拡散器42の変形である熱拡散器47を熱拡散器42に代えて備えるA型パネルモジュール4Aの一部を拡大して示す断面図である。なお、図18においては保持枠416、保持部材43及び冷却器45Aの図示を省略している。
上記実施形態では、熱拡散器42は、作動流体を収容した密閉筐体VC1を備えるベイパーチャンバーVCによって構成されるとした。しかしながら、これに限らず、熱拡散器は、ベイパーチャンバーVCとは異なる構成を備えるものでもよい。例えば、熱拡散器42に代えて、図18に示す熱拡散器47を採用してもよい。
熱拡散器47は、図18に示すように、支持部材471、第1シート472及び第2シート473を備える。
支持部材471は、アルミニウム等の金属によって形成された平板状部材であり、第1シート472及び第2シート473を支持する。支持部材471は、液晶素子411側の面である第1面4711と、第1面4711とは反対側の第2面4712と、を有する。
第1シート472は、第1面4711を+Z方向にて覆うように第1面4711に設けられ、第2シート473は、第2面4712を-Z方向にて覆うように第2面4712に設けられている。第1シート472及び第2シート473は、グラファイトシート又はグラフェンシートによって構成されている。すなわち、熱拡散器47は、グラファイトシート及びグラフェンシートのうち少なくとも一方のシートを含む熱伝導体である。
このような熱拡散器47は、第1面474、第2面475、開口部476、接触部477及び延在部478を備える。
第1面474は、熱拡散器47において液晶素子411と対向する面である。第1面474は、第1シート472によって構成される。
第2面475は、熱拡散器47において第1面474とは反対側の面である。第2面475は、第2シート473によって構成される。
開口部476は、熱拡散器47を+Z方向に沿って貫通する貫通口であり、液晶素子411に入射する光を+Z方向に通過させる。開口部476は、光入射側から見て、画素領域PAに対応する略矩形状に形成されている。
接触部477は、第1面474において開口部476の周縁に設けられている。接触部477は、熱伝達面である光入射面413Aと接触して、光入射面413Aから液晶素子411の熱を受熱する。すなわち、接触部477は、第1シート472によって構成されている。
延在部478は、熱拡散器47において接触部477から液晶素子411に対する光の入射方向と交差する方向に延在する部分である。詳述すると、延在部478は、+Z方向に交差する+Y方向に接触部477から延在した部分である。第2面475において延在部478に対応する部分には、熱電変換デバイス44が接続される。
このような熱拡散器47では、光入射面413Aに接触する接触部477に伝達された液晶素子411の熱は、接触部477を構成する第1シート472にて拡散される他、支持部材471に伝達されて、支持部材471にて拡散される。更に、支持部材471に伝達された熱は、第2シート473に伝達されて、第2シート473にて拡散される。熱拡散器47にて拡散された熱は、延在部478に接続された熱電変換デバイス44によって吸熱される。
熱拡散器47は、A型パネルモジュール4A及びB型パネルモジュール4Bにおいても、熱拡散器42に代えて採用可能である。このような熱拡散器47を熱拡散器42に代えて備えるパネルモジュール4A,4Bは、熱拡散器42を備えるパネルモジュール4A,4Bと同様の効果を奏する他、以下の効果を奏する。
熱拡散器47は、グラファイトシート及びグラフェンシートのうち少なくとも一方のシートを含む熱伝導体である。
ここで、グラファイトシート及びグラフェンシートは、伝達された熱をシート内にて拡散させる。このため、このようなシートを含む熱伝導体を熱拡散器47として採用することによって、熱伝達面である光入射面413Aから伝達される熱を延在部478に伝達しやすくすることができ、ひいては、熱拡散器47に伝達された液晶素子411の熱を、熱電変換デバイス44によって吸熱しやすくすることができる。従って、液晶素子411の熱を冷却器45A,45Bにて放熱しやすくすることができるので、液晶素子411の冷却効率を高めることができる。
なお、熱拡散器47は、支持部材471、第1シート472及び第2シート473を備えるとした。しかしながら、これに限らず、熱拡散器47は、第1シート472及び第2シート473のうち、一方のシートのみを備える構成としてもよい。更に、液晶素子411と熱電変換デバイス44とを接続可能であれば、熱拡散部は、当該一方のシートのみを有する構成とし、支持部材471は無くてもよい。
上記実施形態では、温度調整装置5A,5B,5C,5Dの制御部55は、液晶素子411の温度に基づいて、熱電変換デバイス44、第1駆動部53及び第2駆動部56の動作を制御するとした。しかしながら、これに限らず、制御部55は、他の指標に基づいて、熱電変換デバイス44、第1駆動部53及び第2駆動部56の動作を制御してもよい。例えば、制御部55は、光源31の出射光量に基づいて熱電変換デバイス44、第1駆動部53及び第2駆動部56の動作を制御してもよい。
上記実施形態では、冷却器45Aは、液体冷媒が内部を流通可能に構成されたコールドプレートであり、冷却器45Bは、ヒートシンクであるとした。しかしながら、これに限らず、冷却器は、上記構成に限定されるものではない。
上記実施形態では、熱電変換デバイス44は、ペルチェ素子であるとした。しかしながら、これに限らず、他の構成を備える熱電変換デバイスを、パネルモジュール4A,4Bに採用してもよい。
上記実施形態では、C型パネルモジュール4Cは、ヒーター46を備えるとした。しかしながら、これに限らず、C型パネルモジュール4Cは、ヒーター46を備えなくてもよい。
上記実施形態では、高輝度モデルのプロジェクター1では、第1パネルモジュール354B及び第2パネルモジュール354Gは、液体冷媒が内部を流通可能な冷却器45Aを備えるA型パネルモジュール4Aによって構成されているとした。しかしながら、これに限らず、第1パネルモジュール354B及び第2パネルモジュール354Gのうち、一方のパネルモジュールは、A型パネルモジュール4Aによって構成され、他方のパネルモジュールは、A型パネルモジュール4A以外のパネルモジュールによって構成されていてもよい。
或いは、中輝度モデル又は低輝度モデルのプロジェクター1において、第1パネルモジュール354B及び第2パネルモジュール354Gのうち、一方のパネルモジュールは、A型パネルモジュール4Aによって構成されていてもよい。
上記実施形態では、液晶素子411が備える入射側防塵基板413における光入射面413Aは、熱拡散器42,47の接触部424,477が接触して、液晶素子411の熱を熱拡散器42,47に伝達する熱伝達面であるとした。しかしながら、これに限らず、液晶素子411において光入射面413A以外の部分が熱伝達面であってもよい。例えば、対向基板4122、画素基板4123、入射側防塵基板413及び出射側防塵基板414のうち、少なくとも1つの基板において光入射面に交差する側面が熱伝達面であってもよい。
また、熱拡散器42,47の接触部424,477は、液晶素子411に直接接触しなくてもよい。例えば、接触部424,477は、液晶素子411と熱伝達可能に接続される熱伝達部材に接触していてもよい。延在部425,478と接触する熱電変換デバイス44、及び、熱電変換デバイス44の第2面442と接触する冷却器45A,45Bも同様である。
更に、液晶素子411に対する熱拡散器42,47の配置によっては、熱拡散器42,47に開口部423,476は無くてもよい。
上記各実施形態では、各パネルモジュール4A,4B,4Cは、入射する光を液晶パネル41によって変調し、変調した光を、液晶パネル41に対する光の入射方向に沿って出射するとした。すなわち、各パネルモジュール4A,4B,4Cは、透過型の液晶パネルモジュールであるとした。しかしながら、これに限らず、本開示に係るパネルモジュールは、入射する光を液晶パネルによって変調し、変調した光を、液晶パネルに対する光の入射方向とは反対方向に出射する反射型のパネルモジュールであってもよい。
上記実施形態では、画像形成ユニット352を備える電子機器としてプロジェクター1を例示した。しかしながら、これに限らず、本開示の画像形成ユニットを備える電子機器は、プロジェクターに限らず、他の構成を備える電子機器であってもよい。このような電子機器として、例えば照明装置が挙げられる。
[本開示のまとめ]
以下、本開示のまとめを付記する。
[付記1]
青色画像光を出力する第1液晶パネルを有する第1パネルモジュールと、
緑色画像光を出力する第2液晶パネルを有する第2パネルモジュールと、
赤色画像光を出力する第3液晶パネルを有する第3パネルモジュールと、を備え、
前記第1パネルモジュールは、
前記第1液晶パネルとの間で熱を伝達し、受熱した熱が内部にて拡散する第1熱拡散器と、
第1伝達面、及び、前記第1伝達面とは反対側の第1裏面を有し、前記第1伝達面と前記第1熱拡散器との間で熱を伝達する第1ペルチェ素子と、
前記第1裏面との間で熱を伝達する第1冷却器と、を含み、
前記第2パネルモジュールは、
前記第2液晶パネルとの間で熱を伝達し、受熱した熱が内部にて拡散する第2熱拡散器と、
第2伝達面、及び、前記第2伝達面とは反対側の第2裏面を有し、前記第2伝達面と前記第2熱拡散器との間で熱を伝達する第2ペルチェ素子と、
前記第2裏面との間で熱を伝達する第2冷却器と、を含む、ことを特徴とする画像形成ユニット。
このような構成によれば、第1液晶パネルにて発生した熱は、第1熱拡散器に伝達されて第1熱拡散器内にて拡散された後、第1ペルチェ素子を介して第1冷却器に放熱される。このとき、第1ペルチェ素子が、第1熱拡散器から積極的に吸熱し、吸熱した熱を第1冷却器に伝達することによって、第1液晶パネルの熱を第1冷却器にて積極的に放熱できる。第2パネルモジュールにおいても同様である。これにより、液晶パネルを構成する液晶の温度を低くして液晶の劣化を抑制でき、液晶パネルの長寿命化を図ることができる。
特に、短波長の光エネルギーによって液晶の劣化が発生しやすい第1液晶パネルを有する第1パネルモジュールは、第1ペルチェ素子を備える。このため、第1ペルチェ素子が第1熱拡散器から積極的に吸熱することによって、第1液晶パネルにて発生した熱を第1冷却器に積極的に放熱できる。
また、白色光には、青色光、緑色光及び赤色光が含まれる。一般的に画像形成に利用する白色光では、緑色光の光量は、他の色光の光量よりも大きい。このため、緑色光が入射する第2液晶パネルの温度は、高くなりやすい。これに対し、第2液晶パネルを有する第2パネルモジュールは、ペルチェ素子を備える。このため、第2ペルチェ素子が第2熱拡散器から積極的に吸熱することによって、第2液晶パネルにて発生した熱を第2冷却器に積極的に放熱できる。
従って、第1液晶パネル及び第2液晶パネルの長寿命化を図ることができる。
一方、液晶パネルの液晶の温度が低いと、液晶の応答性が低下し、形成される画像のフレームレートを高めることが難しい。
これに対し、第1パネルモジュール及び第2パネルモジュールは、ペルチェ素子を備える。これにより、ペルチェ素子が第1伝達面にて熱拡散器を加温することによって、熱拡散器を介して液晶パネルの温度を上昇させることができる。従って、液晶パネルを構成する液晶の応答性が低下することを抑制でき、第1液晶パネル及び第2液晶パネルによって高いフレームレートにて画像を形成できる。
[付記2]
付記1に記載の画像形成ユニットにおいて、
前記第1冷却器と前記第2冷却器とのうち少なくとも一方の冷却器は、内部を液体冷媒が流通可能に構成されている、ことを特徴とする画像形成ユニット。
このような構成によれば、冷却器に伝達された熱を液体冷媒に伝達できるので、液体冷媒が流通する冷却器に、ペルチェ素子及び熱拡散器を介して熱を伝達する液晶パネルを効果的に冷却できる。このため、短波長の光エネルギーによる液晶の劣化が発生しやすい第1液晶パネル、及び、温度が高くなりやすい第2液晶パネルのうち、少なくとも一方の液晶パネルを効果的に冷却できる。
なお、液体冷媒を冷却又は加温することによって液晶パネルの温度を調整する構成では、液体冷媒の比熱が高いことから、液晶パネルの迅速な温度調整が難しい他、液体冷媒の温度を調節するための電力が大きくなりやすい。これに対し、液体冷媒が流通する冷却器は、液晶パネルと接触する熱拡散器に対してペルチェ素子によって断熱される。このため、ペルチェ素子が熱拡散器を介して液晶パネルの温度を調整することによって、液晶パネルの温度上昇を急速に実施できる。この他、ペルチェ素子が液体冷媒の温度を積極的に調整する必要がないので、消費電力を抑制できる。
[付記3]
付記2に記載の画像形成ユニットにおいて、
前記第1冷却器及び前記第2冷却器のそれぞれは、内部を前記液体冷媒が流通可能に構成され、
前記第1冷却器と前記第2冷却器とは、前記第1冷却器を上流として前記液体冷媒が流通可能に接続され、
前記第1冷却器を流通した前記液体冷媒は、前記第2冷却器に流通する、ことを特徴とする画像形成ユニット。
このような構成によれば、第1冷却器と第2冷却器とを直列に接続することによって、第1冷却器及び第2冷却器のそれぞれを個別に配管する場合に比べて、画像形成ユニットの構成を簡略化できる。また、1つのポンプから圧送された液体冷媒を分流して各冷却器に流通させる場合には、高い放熱性能が要求される冷却器による液晶パネルの冷却性能が十分に高くならない可能性がある。これに対し、第1冷却器から第2冷却器に液体冷媒が流通することによって、第1冷却器による第1液晶パネルの冷却性能を高くすることができる。従って、第1液晶パネル及び第2液晶パネルを効果的に冷却できる。
[付記4]
付記1に記載の画像形成ユニットにおいて、
前記第1冷却器と前記第2冷却器とのうち少なくとも一方の冷却器は、ヒートシンクである、ことを特徴とする画像形成ユニット。
このような構成によれば、ペルチェ素子から伝達される液晶パネルの熱を放熱する冷却器を簡易に構成できる。従って、画像形成ユニットの構成を簡略化できる。
[付記5]
付記1から付記4のいずれか1つに記載の画像形成ユニットにおいて、
前記第3パネルモジュールは、前記第3液晶パネルを加温するヒーターを備える、ことを特徴とする画像形成ユニット。
このような構成によれば、第3液晶パネルの温度が低い場合に、ヒーターによって第3液晶パネルを加温することができる。従って、第3液晶パネルを構成する液晶の応答性が低下することを抑制でき、第3液晶パネルによって高いフレームレートにて画像を形成できる。なお、第1液晶パネル及び第2液晶パネルと比較して、入射する光による液晶のダメージの低い第3液晶パネルは、ペルチェ素子によって積極的に吸熱する必要は必ずしもない。このため、吸熱だけでなく加温も可能なペルチェ素子に代えて、加温可能なヒーターを設けることによって、第3液晶パネルを加温できる。従って、画像形成ユニットの製造コストを低減できる。
[付記6]
付記1に記載の画像形成ユニットにおいて、
前記第3パネルモジュールは、
前記第3液晶パネルとの間で熱を伝達し、受熱した熱が内部にて拡散する第3熱拡散器と、
第3伝達面、及び、前記第3伝達面とは反対側の第3裏面を有し、前記第3伝達面と前記第3熱拡散器との間で熱を伝達する第3ペルチェ素子と、
前記第3裏面との間で熱を伝達する第3冷却器とを、含む、ことを特徴とする画像形成ユニット。
このような構成によれば、第3ペルチェ素子によって、第3液晶パネルに対する吸熱及び加温を実施できる。従って、上記のように、第3液晶パネルに対する冷却及び加温を迅速に実施でき、第3液晶パネルの迅速な温度調整を実施できる。
[付記7]
付記6に記載の画像形成ユニットにおいて、
前記第1冷却器、前記第2冷却器及び前記第3冷却器のそれぞれは、内部を液体冷媒が流通可能に構成されている、ことを特徴とする画像形成ユニット。
このような構成によれば、上記のように、各冷却器に対応する各液晶パネルを迅速かつ効果的に冷却できる他、各液晶パネルに迅速かつ効果的に加温できる。この他、液体冷媒を介して液晶パネルを冷却又は加温する構成に比べて、消費電力を抑制できる。
[付記8]
付記6に記載の画像形成ユニットにおいて、
前記第1冷却器及び前記第2冷却器のそれぞれは、内部を液体冷媒が流通可能に構成され、
前記第3冷却器は、ヒートシンクである、ことを特徴とする画像形成ユニット。
このような構成によれば、上記のように、第1液晶パネル及び第2液晶パネルのそれぞれに入射する光の光量が高い場合でも、第1液晶パネル及び第2液晶パネルのそれぞれを迅速かつ効果的に冷却できる。
また、第3冷却器が、液体冷媒が内部を流通する冷却器である場合に比べて、第3冷却器を簡易に構成できる他、画像形成ユニットの製造コストを低減できる。
[付記9]
付記1から付記8のいずれか1つに記載の画像形成ユニットにおいて、
前記第1熱拡散器は、
前記第1液晶パネルに接触する第1接触部と、
前記第1液晶パネルにおいて前記青色画像光を出射する領域から離れる方向に前記第1接触部から延出する第1延在部と、を有し、
前記第1伝達面は、前記第1延在部に接触し、
前記第2熱拡散器は、
前記第2液晶パネルに接触する第2接触部と、
前記第2液晶パネルにおいて前記緑色画像光を出射する領域から離れる方向に前記第2接触部から延出する第2延在部と、を有し、
前記第2伝達面は、前記第2延在部に接触する、ことを特徴とする画像形成ユニット。
このような構成によれば、第1ペルチェ素子の第1伝達面は、第1熱拡散器において第1接触部から延出する第1延在部と接触する。これにより、第1液晶パネルから第1熱拡散器に伝達された熱を第1ペルチェ素子によって効率よく吸熱でき、第1ペルチェ素子から第1熱拡散器に伝達された熱を第1液晶パネルに効率よく伝達できる。
また、第2ペルチェ素子の第2伝達面は、第2熱拡散器において第2接触部から延出する第2延在部と接触する。これにより、第2液晶パネルから第2熱拡散器に伝達された熱を第2ペルチェ素子によって効率よく吸熱でき、第2ペルチェ素子から第2熱拡散器に伝達された熱を第2液晶パネルに効率よく伝達できる。
従って、第1液晶パネル及び第2液晶パネルのそれぞれの温度調整を迅速に実施できる。
[付記10]
付記1から付記9のいずれか1つに記載の画像形式ユニットと、
前記第1液晶パネル、前記第2液晶パネル及び前記第3液晶パネルのそれぞれに入射する光を出射する光源と、
前記第1液晶パネルから出射された前記青色画像光、前記第2液晶パネルから出射された前記緑色画像光、及び、前記第3液晶パネルから出射された前記赤色画像光を投射する投射光学ユニットと、を備えることを特徴とするプロジェクター。
このような構成によれば、上記のように、少なくとも第1液晶パネル及び第2液晶パネルに対する冷却及び加温を効率よく実施できる。これにより、画像形成ユニットによって画像形成を好適に実施でき、良好な投影画像を得ることができる。
1…プロジェクター、31…光源、352…画像形成ユニット、354B…第1パネルモジュール、354G…第2パネルモジュール、354R…第3パネルモジュール、37…投射光学ユニット、41…液晶パネル(第1液晶パネル、第2液晶パネル、第3液晶パネル)、42…熱拡散器(第1熱拡散器、第2熱拡散器、第3熱拡散器)、424…接触部(第1接触部、第2接触部)、425…延在部(第1延在部、第2延在部)、44…熱電変換デバイス(第1ペルチェ素子、第2ペルチェ素子、第3ペルチェ素子)、441…第1面(第1伝達面、第2伝達面、第3伝達面)、442…第2面(第1裏面、第2裏面、第3裏面)、45A,45B…冷却器(第1冷却器、第2冷却器、第3冷却器)、46…ヒーター、47…熱拡散器(第1熱拡散器、第2熱拡散器、第3熱拡散器)、477…接触部(第1接触部、第2接触部)、478…延在部(第1延在部、第2延在部)、5A,5B,5C,5D…温度調整装置、51…タンク、52…ラジエーター、53…第1駆動部、54…管状部材、55…制御部、56…第2駆動部、PA…画素領域(領域)。

Claims (10)

  1. 青色画像光を出力する第1液晶パネルを有する第1パネルモジュールと、
    緑色画像光を出力する第2液晶パネルを有する第2パネルモジュールと、
    赤色画像光を出力する第3液晶パネルを有する第3パネルモジュールと、を備え、
    前記第1パネルモジュールは、
    前記第1液晶パネルとの間で熱を伝達し、受熱した熱が内部にて拡散する第1熱拡散器と、
    第1伝達面、及び、前記第1伝達面とは反対側の第1裏面を有し、前記第1伝達面と前記第1熱拡散器との間で熱を伝達する第1ペルチェ素子と、
    前記第1裏面との間で熱を伝達する第1冷却器と、を含み、
    前記第2パネルモジュールは、
    前記第2液晶パネルとの間で熱を伝達し、受熱した熱が内部にて拡散する第2熱拡散器と、
    第2伝達面、及び、前記第2伝達面とは反対側の第2裏面を有し、前記第2伝達面と前記第2熱拡散器との間で熱を伝達する第2ペルチェ素子と、
    前記第2裏面との間で熱を伝達する第2冷却器と、を含む、ことを特徴とする画像形成ユニット。
  2. 請求項1に記載の画像形成ユニットにおいて、
    前記第1冷却器と前記第2冷却器とのうち少なくとも一方の冷却器は、内部を液体冷媒が流通可能に構成されている、ことを特徴とする画像形成ユニット。
  3. 請求項2に記載の画像形成ユニットにおいて、
    前記第1冷却器及び前記第2冷却器のそれぞれは、内部を前記液体冷媒が流通可能に構成され、
    前記第1冷却器と前記第2冷却器とは、前記第1冷却器を上流として前記液体冷媒が流通可能に接続され、
    前記第1冷却器を流通した前記液体冷媒は、前記第2冷却器に流通する、ことを特徴とする画像形成ユニット。
  4. 請求項1に記載の画像形成ユニットにおいて、
    前記第1冷却器と前記第2冷却器とのうち少なくとも一方の冷却器は、ヒートシンクである、ことを特徴とする画像形成ユニット。
  5. 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の画像形成ユニットにおいて、
    前記第3パネルモジュールは、前記第3液晶パネルを加温するヒーターを備える、ことを特徴とする画像形成ユニット。
  6. 請求項1に記載の画像形成ユニットにおいて、
    前記第3パネルモジュールは、
    前記第3液晶パネルとの間で熱を伝達し、受熱した熱が内部にて拡散する第3熱拡散器と、
    第3伝達面、及び、前記第3伝達面とは反対側の第3裏面を有し、前記第3伝達面と前記第3熱拡散器との間で熱を伝達する第3ペルチェ素子と、
    前記第3裏面との間で熱を伝達する第3冷却器とを、含む、ことを特徴とする画像形成ユニット。
  7. 請求項6に記載の画像形成ユニットにおいて、
    前記第1冷却器、前記第2冷却器及び前記第3冷却器のそれぞれは、内部を液体冷媒が流通可能に構成されている、ことを特徴とする画像形成ユニット。
  8. 請求項6に記載の画像形成ユニットにおいて、
    前記第1冷却器及び前記第2冷却器のそれぞれは、内部を液体冷媒が流通可能に構成され、
    前記第3冷却器は、ヒートシンクである、ことを特徴とする画像形成ユニット。
  9. 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の画像形成ユニットにおいて、
    前記第1熱拡散器は、
    前記第1液晶パネルに接触する第1接触部と、
    前記第1液晶パネルにおいて前記青色画像光を出射する領域から離れる方向に前記第1接触部から延出する第1延在部と、を有し、
    前記第1伝達面は、前記第1延在部に接触し、
    前記第2熱拡散器は、
    前記第2液晶パネルに接触する第2接触部と、
    前記第2液晶パネルにおいて前記緑色画像光を出射する領域から離れる方向に前記第2接触部から延出する第2延在部と、を有し、
    前記第2伝達面は、前記第2延在部に接触する、ことを特徴とする画像形成ユニット。
  10. 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の画像形式ユニットと、
    前記第1液晶パネル、前記第2液晶パネル及び前記第3液晶パネルのそれぞれに入射する光を出射する光源と、
    前記第1液晶パネルから出射された前記青色画像光、前記第2液晶パネルから出射された前記緑色画像光、及び、前記第3液晶パネルから出射された前記赤色画像光を投射する投射光学ユニットと、を備えることを特徴とするプロジェクター。
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