JP4479784B2 - プロジェクタ - Google Patents
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Description
このプロジェクタにおいて、光変調装置の表面に塵埃、油煙等が付着すると、投影画像の画質が劣化してしまう。また、液晶パネル等の光変調装置は、一般的に熱に弱いため、光源装置からの光束の照射による発熱により、熱劣化が生じる恐れがある。
そこで、投影画像の画質を安定に確保し、光変調装置を効率的に冷却するために、光変調装置を密閉構造内部に配置し、密閉構造内部の空気を循環ファンにて循環させつつ、ペルチェ素子等の熱電変換素子により密閉構造内部の空気の熱を密閉構造外部に放熱する構造が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
したがって、投影画像の画質を長期間安定して確保し、かつ、光変調装置等の光学部品を効率的に冷却できる技術が要望されている。
また、密閉構造を構成する熱交換器は、複数設けられているので、流路中の種々の位置で、受熱側伝熱部材にて密閉構造内部の空気の熱を受熱し、受熱側伝熱部材にて受熱した熱を放熱側伝熱部材にて密閉構造外部に放熱させることができる。このため、例えば、密閉構造内部の光学部品の発熱量が多い場合等であっても、密閉構造内部の空気を効果的に冷却でき、光学部品を効率的に冷却できる。
さらに、複数の熱交換器は、空気の流通方向に沿って配設されているので、複数の熱交換器が配設される流路の上流側に配設される熱交換器から順に、流路に沿って流通する空気を段階的に冷却できる。このため、温度のより低減した空気を光学部品用筐体内部に収納配置される光学部品に向けて送風でき、光学部品をより効率的に冷却できる。
ところで、複数の熱交換器のうち、複数の熱交換器が配設される流路における上流側から1つ目に配設される熱交換器(以下、第1の熱交換器と記載)には、光学部品にて温められた空気が最初に流通することとなる。すなわち、第1の熱交換器には、温度の高い空気が流通することとなる。ここで、密閉構造外部の外部温度(雰囲気温度)と密閉構造内部の内部温度との温度差が大きい場合には、受熱側伝熱部材および放熱側伝熱部材の熱伝達特性が良好になるため、熱電変換素子を使用した構成と使用しない構成とで、密閉構造内部の空気から吸熱する効率は略同一のものとなる。
本発明では、第1の熱交換器は、熱電変換素子を備えていない。すなわち、第1の熱交換器によって、熱電変換素子を使用した構成と同一の効率で、密閉構造内部の空気から吸熱できる。このため、熱電変換素子を省略することで、プロジェクタの低コスト化、および省電力化が図れる。
また、第1の熱交換器を流通することで空気の温度が低下するため、第1の熱交換器を除く他の熱交換器には、外部温度との温度差の小さい空気が流通することとなる。このように温度差が小さい場合には、熱電変換素子を使用した熱交換器の方が、熱電変換素子を使用しない熱交換器よりも、密閉構造内部の空気から吸熱する効率が高い。
本発明では、第1の熱交換器を除く他の熱交換器は、熱電変換素子を備える。このことにより、第1の熱交換器にて冷却された空気の温度をさらに前記他の熱交換器により低下させることができる。
本発明では、複数の熱交換器は、近接して配設されている。このことにより、例えば複数の熱交換器が離間して配設されている構成と比較して、各熱交換器間において、空気の温度上昇を回避でき、各熱交換器を介して空気が流通することで空気の温度を段階的に低減できる。
本発明では、制御装置は、密閉構造の内部温度が低い(例えば、光学部品の目標温度よりも低い)場合、すなわち、密閉構造内部の空気の温度を低下させる必要のない場合に、熱電変換素子への電力供給を停止する。このことにより、プロジェクタの省電力化が図れる。
本発明では、制御装置は、密閉構造の外部温度が低く、密閉構造の内部温度と外部温度との温度差が大きい場合に、熱電変換素子への電力供給を停止する。上述したように、外部温度と内部温度との温度差が大きい場合には、熱電変換素子を使用した構成と使用しない構成とで、密閉構造内部の空気から吸熱する効率が略同一のものとなる。すなわち、上述した場合において、熱電変換素子への電力供給を停止し、見掛け上、熱電変換素子を使用しない構成としても、密閉構造内部の空気から吸熱する効率が略同一のものとなるため、密閉構造内部の空気を良好に冷却しつつ、プロジェクタの省電力化が図れる。
本発明では、第1の熱交換器は、他の熱交換器に対して、受熱側伝熱部材および放熱側伝熱部材の表面積が大きくなるように形成されている。このことにより、第1の熱交換器には光学部品にて温められた温度の高い空気が最初に流通するので、第1の熱交換器によって、温度の高い空気から効果的に吸熱でき、流路に沿って流通する空気を効率よく段階的に冷却できる。
以下、本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。
〔外観構成〕
図1は、本実施形態におけるプロジェクタ1の外観を示す斜視図である。具体的に、図1は、プロジェクタ1を前面上方側から見た斜視図である。
なお、以下では、説明の便宜上、前面から見て左を「左」とし、前面から見て右を「右」として記載する。
プロジェクタ1は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して画像光を形成し、形成した画像光をスクリーン(図示略)上に拡大投射するものである。このプロジェクタ1は、外装を構成する外装筐体2を備える。
図2および図3は、プロジェクタ1の内部構成を示す斜視図である。具体的に、図2は、図1の状態からアッパーケース21を取り外した状態を示す斜視図である。図3は、図2の状態から制御基板5を取り外した状態を示す斜視図である。
外装筐体2の内部には、図2または図3に示すように、プロジェクタ1の装置本体が収容されている。そして、この装置本体は、光学ユニット3と、電源ユニット4と、制御基板5(図2)と、筐体内部冷却装置6と、密閉循環空冷ユニット7(図3)とを備える。
図4ないし図6は、光学ユニット3の構成を示す図である。具体的に、図4は、光学ユニット3を背面上方側から見た斜視図である。図5は、光学ユニット3を前面下方側から見た斜視図である。図6は、光学ユニット3の光学系を模式的に示す平面図である。
光学ユニット3は、制御基板5による制御の下、画像情報に応じて画像光を形成するものであり、外装筐体2の前面側から背面側に向けて延出し、延出方向先端部分が右側に屈曲して延出し、さらに、前面側に屈曲して延出する平面視略U字形状を有している。
なお、上述した各光学部品31〜35,37については、種々の一般的なプロジェクタの光学系として利用されているため、具体的な説明を省略し、以下では、光学部品用筐体36の構成を説明する。
光源装置収納部3611は、光学部品用筐体36のU字形状一端側に位置し、下方側に開口部3611A(図5)を有する容器状に形成されている。そして、光源装置収納部3611には、開口部3611Aを介して、光源装置31が収納される。
この部品収納部本体3612において、下方側端面には、光学装置35を構成する各液晶パネル351R,351G,351Bの配置位置に対応した位置にそれぞれ開口部3612R,3612G,3612B(図5)が形成されている。
また、部品収納部本体3612において、下方側端面には、偏光変換素子323の配置位置に対応した位置に開口部3612P(図5)が形成されている。
これら各開口部3612R,3612G,3612B,3612Pは、光学部品用筐体36内部における光学装置35の配置位置の空間Ar1(図4、図6)、および偏光変換素子323の配置位置の空間Ar2(図4、図6)に空気を流入させる流入口として機能する。
この蓋状部材362には、光学装置35の配置位置に対応して、光学装置35を平面的に囲うようにU字状の切り欠き3621(図4)が形成されている。
また、蓋状部材362には、偏光変換素子323の配置位置に対応して開口部3622(図4)が形成されている。
これら切り欠き3621および開口部3622は、上述した各開口部3612R,3612G,3612B,3612Pを介して光学部品用筐体36内部における空間Ar1,Ar2に流入された空気を光学部品用筐体36外部に排出するための流出口として機能する。
電源ユニット4は、プロジェクタ1の装置本体を構成する各構成部材に電力を供給する。この電源ユニット4は、図2または図3に示すように、外装筐体2における左側の側面に沿って、背面側から前面側にかけて延びるように配置されている。そして、電源ユニット4は、前面側および背面側が開口されたアルミニウム等の金属製のシールド部材41によって周囲が覆われている。
制御基板5は、図2に示すように、CPU(Central Processing Unit)等の回路素子が実装された回路基板として構成され、密閉循環空冷ユニット7の後述する各下流側ダクト部材81,91を介して光学ユニット3の上方側に配置される。そして、制御基板5は、プロジェクタ1を構成する各構成部材の動作を制御する。
なお、密閉循環空冷ユニット7を構成する後述する熱交換器85のペルチェ素子874の動作を制御する制御構造については、熱交換器85の詳細な構成を説明した後に、説明する。
図7は、筐体内部冷却装置6の構成を示す斜視図である。具体的に、図7は、背面上方側から見た斜視図である。
筐体内部冷却装置6は、外装筐体2内部において、光学部品用筐体36外部に配置される各構成部材(制御基板5、光源装置31、電源ユニット4等)を冷却する。この筐体内部冷却装置6は、図7に示すように、吸気ユニット61と、中継ダクト62と、電源冷却用ファン63と、排気ユニット64とを備える。
この中継ダクト62において、前面側の端面には、具体的な図示は省略したが、密閉循環空冷ユニット7の一部を内部に配設するための2つの配設用開口部が左右方向に並列するように形成されている。
この冷却用開口部621は、左右方向に延びるように形成され、中継ダクト62が組み込まれた状態で、その高さ位置が制御基板5と密閉循環空冷ユニット7の後述する第1の下流側ダクト部材81の上方側端面との間に位置する。そして、冷却用開口部621を介して排出された空気は、制御基板5と第1の下流側ダクト部材81の上方側端面との間の流路C12を辿って流通し、制御基板5や第1の下流側ダクト部材81の上方側端面が冷却される。
図8ないし図10は、密閉循環空冷ユニット7の構成を示す斜視図である。具体的に、図8は、光学ユニット3に取り付けられた状態を背面上方側から見た斜視図である。図9は、図8の状態から第1の下流側ダクト部材81、熱交換器85、カバー部材912、および放熱装置94を取り外した状態を示す図である。図10は、各上流側ダクト部材83,92を背面上方側から見た斜視図である。
なお、図8では、説明の便宜上、カバー部材812(図7)を省略している。また、図10では、光学装置35(入射側偏光板352を除く)との配置関係を示すために、光学装置35を図示している。
密閉循環空冷ユニット7は、光学部品用筐体36とともに本発明に係る密閉構造を構成する。この密閉循環空冷ユニット7は、図8に示すように、第1の空冷ユニット8と、第2の空冷ユニット9とを備える。
第2の空冷ユニット9は、光学部品用筐体36とともに第2の密閉構造を構成し、前記第2の密閉構造内部の第2の空気流通路の空気を循環させて、光学部品用筐体36における空間Ar2に配置される偏光変換素子323を冷却する。この第2の空冷ユニット9は、図8ないし図10に示すように、第2の下流側ダクト部材91(図8、図9)と、第2の上流側ダクト部材92と、第2の循環ファン93(図10)と、放熱装置94(図8)とを備える。
なお、以下では、第2の空気流通路に沿って、空間Ar2に対する上流を「上流」とするとともに空間Ar2に対する下流を「下流」とし、下流側から順に説明する。
L字ダクト部911は、図9に示すように、光学部品用筐体36における偏光変換素子323の配設位置近傍の外面形状に対応し、空間Ar2の上方側から蓋状部材362の上方側端面に沿って背面側に延出する水平部9111と、光学部品用筐体36の背面に沿って下方側に延出する鉛直部9112とを有するL字状に形成されている。
また、水平部9111において、上方側端面には、連通口9111Aに平面的に干渉する位置から背面側に延びる開口部9111Bが形成されている。
この開口部9111Bにおける背面側の縁部には、2つの切り欠き9111Cが形成されている。
そして、プロジェクタ1が組み立てられることで、光学部品用筐体36における空間Ar2から外部に流出した空気は、図9に示すように、連通口9111Aを介してL字ダクト部911内部に導入され、水平部9111〜鉛直部9112の流路C21を辿り、鉛直部9112から下方側に向けて排出される。
第2の空気導入部921は、鉛直部9112に接続し、流路C21を辿って流通した空気が第2の上流側ダクト部材92内部に導入される部分である。この第2の空気導入部921は、図10に示すように、上方側に窪んだ平面視略正方形状の凹部9211を有する容器状に形成され、容器状の開口側がベース部材12に取り付けられる。
この凹部9211の底部分には、鉛直部9112の外形形状に対応した略三角形状を有し、流路C21を辿って流通した空気を内部に導入するための連通口9212が形成されている。
第2ベース部13は、上方側に窪み互いに連通する収納凹部131および排出側凹部132を有する容器状に形成されている。
収納凹部131は、平面視略正方形状を有し、内部に第2の循環ファン93が収納されるとともに、底部分の外面に第2の空気導入部921が取り付けられる。
そして、収納凹部131において、吸入口931に対向する位置には、略円形状の開口部1311が形成されている。
そして、プロジェクタ1が組み立てられることで、第2の下流側ダクト部材91から外部に流出した空気は、図10に示すように、連通口9212を介して第2の空気導入部921内部に導入され、第2の空気導入部921〜収納凹部131(第2の循環ファン93)〜排出側凹部132の流路C22を辿った後、連通口132Pおよび開口部3612Pを介して空間Ar2に導入される。
なお、具体的な図示は省略したが、光学部品用筐体36および第2の空冷ユニット9は、例えば、各部材間に弾性を有するシール部材等が介在されることで前記第2の空気流通路と外部とが連通しない密閉構造を構成している。
2つのヒートパイプ941は、L字形状となるように屈曲形成されている。そして、ヒートパイプ941は、一方の端部が第2の下流側ダクト部材91に形成された切り欠き9111Cを介して第2の下流側ダクト部材91内部に配置され、カバー部材912内面に接続する。
ここで、具体的な図示は省略したが、カバー部材912の内面には、金属等の熱伝導性材料から構成される複数のフィン部材を有し、流路C21を辿る空気の熱を受熱する受熱部材が設けられている。
そして、2つのヒートパイプ941は、一方の端部が前記受熱部材に熱伝達可能に接続し、他方の端部が放熱部材942に熱伝達可能に接続する。すなわち、2つのヒートパイプ941は、流路C21を辿る空気から前記受熱部材に伝達された熱を前記第2の密閉構造内部から外部へと導き、放熱部材942に伝達させる。
そして、放熱部材942は、プロジェクタ1を組み立てた状態で、中継ダクト62の前記配設用開口部を介して中継ダクト62内部に配設される。このため、前記受熱部材〜2つのヒートパイプ941〜放熱部材942の熱伝達経路を辿って放熱部材942に伝達された熱は、中継ダクト62内部の流路C11を辿って流通する空気により冷却される。
第1の空冷ユニット8は、光学部品用筐体36とともに第1の密閉構造を構成し、前記第1の密閉構造内部の第1の空気流通路の空気を循環させて光学部品用筐体36における空間Ar1に配置される光学装置35を冷却する。この第1の空冷ユニット8は、図8ないし図10に示すように、第1の下流側ダクト部材81(図8)と、接続ダクト部材82(図9)と、第1の上流側ダクト部材83と、第1の循環ファン84(図10)と、熱交換器85(図8)とを備える。
なお、以下では、第1の空気流通路に沿って、空間Ar1に対する上流を「上流」とするとともに空間Ar1に対する下流を「下流」とし、下流側から順に説明する。
ダクト本体811は、空間Ar1の上方側から蓋状部材362の上方側端面に沿って背面側に延出し、上方側に開口部8111を有する容器状に形成されている。
このダクト本体811において、下方側端面には、蓋状部材362の切り欠き3621に対応する位置に、切り欠き3621を介して空間Ar1に連通する連通口8112が形成されている。
また、ダクト本体811において、下方側端面の背面側には、内部の空気を外部に排出するための矩形状の連通口8113が形成されている。
また、カバー部材812には、図7に示すように、各液晶パネル351と制御基板5とを接続する各FPCケーブル351Aを通すための孔8121が設けられている。そして、各孔8121と各FPCケーブル351Aとの隙間は、第1の下流側ダクト部材81内部の密閉性が損なわれないように、ゴム、スポンジ等により封止されている。
この接続ダクト部材82は、図9に示すように、上下方向に延出する断面略U字形状を有し、断面U字状の開口部分が背面側に向くように配設される。そして、接続ダクト部材82は、断面U字状の開口部分に熱交換器85が設置され、熱交換器85により前記開口部分が閉塞されることで、上下方向に空気を流通可能とする流路C32が形成される。
そして、プロジェクタ1が組み立てられることで、接続ダクト部材82の上方側端部が第1の下流側ダクト部材81の連通口8113の周縁部分に接続し、第1の下流側ダクト部材81から外部に流出した空気は、流路C32を辿って下方側に向けて排出される。
第1の空気導入部831は、接続ダクト部材82の下方側端部に接続し、流路C32を辿って流通した空気が第1の上流側ダクト部材83内部に導入される部分である。この第1の空気導入部831は、図10に示すように、上方側に窪んだ平面視略楕円形状の凹部8311を有する容器状に形成され、容器状の開口側がベース部材12に取り付けられる。
この凹部8311の底部分には、接続ダクト部材82の外形形状に対応した略矩形形状を有し、流路C32を辿って流通した空気を内部に導入するための連通口8312が形成されている。
第1ベース部14は、第2ベース部13と一体形成されたものであり、上方側に窪み互いに連通する収納凹部141および排出側凹部142を有する容器状に形成されている。
収納凹部141は、平面視略長方形状を有し、内部に第1の循環ファン84(841,842)が左右方向に並列した状態で収納されるとともに、底部分の外面に第1の空気導入部831が取り付けられる。
そして、収納凹部141において、各吸入口8411,8421に対応する位置には、略円形状の開口部1411,1412が形成されている。
そして、プロジェクタ1が組み立てられることで、接続ダクト部材82から外部に流出した空気は、図10に示すように、連通口8312を介して第1の空気導入部831内部に導入された後、第1の空気導入部831内部にて2つに分岐される。
第1の空気導入部831内部にて分岐された一方の空気は、第1の空気導入部831〜収納凹部141(B用シロッコファン841)〜排出側凹部142の流路C33Bを辿った後、連通口142Bおよび開口部3612Bを介して空間Ar1に導入される。
排出側凹部142内部にて分岐された一方の空気は、連通口142Rおよび開口部3612Rを介して空間Ar1に導入される。
また、排出側凹部142内部にて分岐された他方の空気は、連通口142Gおよび開口部3612Gを介した空間Ar1に導入される。
なお、具体的な図示は省略したが、光学部品用筐体36および第1の空冷ユニット8は、例えば、各部材間に弾性を有するシール部材等が介在されることで前記第1の空気流通路と外部とが連通しない密閉構造を構成している。
この熱交換器85は、接続ダクト部材82の断面U字状の開口部分に設置されることで、前面側の部位が接続ダクト部材82の内側に配設される。そして、熱交換器85は、前面側の部位にて流路C32を辿る空気の熱を受熱し、背面側の部位に伝達させる。
また、熱交換器85は、プロジェクタ1を組み立てた状態で、中継ダクト62の前記配設用開口部を介して背面側の部位が中継ダクト62内部に配設される。このため、熱交換器85において、前面側の部位から背面側の部位に伝達された熱は、中継ダクト62内部の流路C11を辿って流通する空気により冷却される。
図11および図12は、熱交換器85の構成を示す分解斜視図である。具体的に、図11は、背面側から見た図である。図12は、前面側から見た図である。
熱交換器85は、図11または図12に示すように、パッシブ型熱交換器86と、アクティブ型熱交換器87の2つで構成されている。
パッシブ型熱交換器86は、受熱側伝熱部材861と、取付部材88と、ブロック862と、放熱側伝熱部材863とを備える。
受熱側伝熱部材861は、熱交換器85が接続ダクト部材82に取り付けられた状態で、接続ダクト部材82の内側に配設される。この受熱側伝熱部材861は、矩形状の板体8611と、板体8611における前面側の端面から突出し上下方向に延出する複数のフィン部材8612とを有する、いわゆるヒートシンクで構成されている。そして、受熱側伝熱部材861は、流路C32を辿る空気の熱を受熱する。
第1取付部881は、各部材861〜863を一体化して、接続ダクト部材82に取り付けるための部材である。この第1取付部881は、熱伝導率が低い(例えば、0.9W/(m・K)以下)材料で構成され、板体8611よりも大きい外形形状を有する矩形板状に形成されている。そして、この第1取付部881は、熱交換器85が接続ダクト部材82に取り付けられた状態で、接続ダクト部材82における断面U字状の開口部分を閉塞する。
また、第1取付部881には、略中央部分にブロック862を嵌合可能とする開口部8811が形成されている。
そして、具体的な図示は省略したが、受熱側伝熱部材861は、第1取付部881の前面側の端面にねじ等により固定される。
そして、具体的な図示は省略したが、放熱側伝熱部材863は、第1取付部881の背面側の端面にねじ等により固定される。この状態では、放熱側伝熱部材863は、受熱側伝熱部材861とでブロック862を挟持した状態となる。すなわち、パッシブ型熱交換器86には、受熱側伝熱部材861〜ブロック862〜放熱側伝熱部材863の熱伝達経路が形成される。
アクティブ型熱交換器87は、パッシブ型熱交換器86の下方側に設けられている。このアクティブ型熱交換器87は、パッシブ型熱交換器86と同様の機能および形状を有する、板体8711および複数のフィン部材8712で構成された受熱側伝熱部材871と、取付部材88と、ブロック872と、板体8731および複数のフィン部材8732で構成された放熱側伝熱部材873の他、熱電変換素子としてのペルチェ素子874を備える。
第2取付部882は、取付部材88の前面側および背面側の端面から突出し第1取付部881とを区画する区画部883を介して第1取付部881と一体形成されたものであり、各部材871〜874を一体化して、接続ダクト部材82に取り付けるための部材である。この第2取付部882は、第1取付部881と略同一の外形形状を有するように形成されている。
また、第2取付部882には、開口部8821周縁部分から背面側に突出する枠形状を有し、枠状内側部分にてペルチェ素子874の外縁部分を保持する保持部8822が形成されている。
このような構成を有するペルチェ素子874において、制御基板5による制御の下、電力が供給されると、ペルチェ素子874の前面側の端面が熱を吸収する吸熱面8741となり、背面側の端面が熱を放熱する放熱面8742となる。
ここで、ブロック872の厚み寸法とペルチェ素子874の厚み寸法とを加えた長さ寸法は、第2取付部882の前面側の端面から保持部8822の突出方向先端部分までの長さ寸法よりも若干大きくなるように設定されている。
そして、ペルチェ素子874は、熱交換器85を組み立てた状態で、第2取付部882の保持部8822に嵌合され、吸熱面8741がブロック872に熱伝達可能に接続するとともに放熱面8742が放熱側伝熱部材873に熱伝達可能に接続する。すなわち、アクティブ型熱交換器87には、受熱側伝熱部材871〜ブロック872〜ペルチェ素子874〜放熱側伝熱部材873の熱伝達経路が形成される。
図13は、ペルチェ素子874の制御構造を模式的に示すブロック図である。
制御基板5は、ペルチェ素子874の動作を制御する機能として、図13に示すように、ペルチェ制御部51と、メモリ52とを備える。
ペルチェ制御部51は、ペルチェ素子874に電力を供給する駆動部874Aに所定の制御指令を出力してペルチェ素子874の動作を制御する。
そして、ペルチェ制御部51は、以下に示す場合に、ペルチェ素子874への電力供給を停止させ、アクティブ型熱交換器87を、見掛け上、ペルチェ素子を使用しないパッシブ型熱交換器86と同様の機能に設定する。
本実施形態では、第1の密閉構造を構成する光学部品用筐体36内部の空間Ar1に光学装置35が収納配置されているので、光学装置35に塵埃、油煙等が付着することを防止でき、プロジェクタ1から投射される投影画像の画質を長期間安定に確保できる。
また、第1の密閉構造を構成する熱交換器85は、パッシブ型熱交換器86およびアクティブ型熱交換器87の2つで構成されているので、流路C32中の2つの位置で、受熱側伝熱部材861,871にて第1の密閉構造内部の空気の熱を受熱し、受熱側伝熱部材861,871にて受熱した熱を放熱側伝熱部材863,873にて第1の密閉構造外部に放熱させることができる。このため、例えば、光学装置35の発熱量が多い場合等であっても、第1の密閉構造内部の空気を効果的に冷却でき、光学装置35を効率的に冷却できる。
さらに、2つの熱交換器86,87は、上下方向に、すなわち、空気の流通方向に沿って直列に配設されているので、流路C32の上流側に位置するパッシブ型熱交換器86から順に、流路C32に沿って流通する空気を2段階で冷却できる。このため、温度のより低減した空気を光学部品用筐体36内部に収納配置される光学装置35に向けて送風でき、光学装置35をより効率的に冷却できる。
さらに、アクティブ型熱交換器87は、ペルチェ素子874を備える。すなわち、パッシブ型熱交換器86を流通することで空気の温度が低下し、アクティブ型熱交換器87には外部温度との温度差の小さい空気が流通するので、パッシブ型熱交換器86にて冷却された空気の温度をさらにアクティブ型熱交換器87により低下させることができる。
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および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図14は、第2実施形態における熱交換器85の構成を示す分解斜視図である。具体的に、図14は、背面側から見た図である。
前記第1実施形態では、パッシブ型熱交換器86およびアクティブ型熱交換器87において、各受熱側伝熱部材861,871が同一形状で形成されるとともに、各放熱側伝熱部材863,873が同一形状で形成されている。すなわち、流路C32を辿る空気の熱を受熱する表面積が同一であるとともに、流路C11を辿る空気に熱を放熱する表面積が同一に設定されている。
これに対して第2実施形態では、パッシブ型熱交換器86およびアクティブ型熱交換器87は、流路C32を辿る空気の熱を受熱する表面積が異なるとともに、流路C11を辿る空気に熱を放熱する表面積が異なるように設定されている。
本実施形態では、パッシブ型熱交換器86は、アクティブ型熱交換器87に対して、受熱側伝熱部材861および放熱側伝熱部材863の表面積が大きくなるように形成されている。このことにより、パッシブ型熱交換器86には光学装置35にて温められた温度の高い空気が最初に流通するので、パッシブ型熱交換器86によって、温度の高い空気から効果的に吸熱でき、流路C32に沿って流通する空気を効率よく段階的に冷却できる。
前記各実施形態では、熱交換器85を、パッシブ型熱交換器86およびアクティブ型熱交換器87で構成していたが、これに限らず、その他の構成を採用しても構わない。
例えば、熱交換器85を3つ以上で構成しても構わない。この場合には、前記各実施形態と同様に、流路C32の上流側から1つ目の熱交換器をパッシブ型熱交換器(ペルチェ素子を使用しない)で構成し、2つ目以降の熱交換器をアクティブ型熱交換器(ペルチェ素子を使用する)で構成することが好ましい。
また、例えば、パッシブ型熱交換器86は、ペルチェ素子を備えていない構成であったが、これに限らず、アクティブ型熱交換器87と同様に、ペルチェ素子を備える構成としても構わない。
さらに、例えば、アクティブ型熱交換器87は、ペルチェ素子874を備えた構成であったが、これに限らず、パッシブ型熱交換器86と同様に、ペルチェ素子を省略した構成としても構わない。
前記各実施形態では、光源装置31は、放電発光型の光源装置で構成していたが、これに限らず、レーザダイオード、LED(Light Emitting Diode)、有機EL(Electro Luminescence)素子、シリコン発光素子等の各種固体発光素子を採用してもよい。
前記各実施形態では、光入射面と光射出面とが異なる透過型の液晶パネルを用いていたが、光入射面と光射出面とが同一となる反射型の液晶パネルを用いても構わない。
前記各実施形態では、光変調装置として液晶パネルを用いていたが、マイクロミラーを用いたデバイス等、液晶以外の光変調装置を用いても構わない。
前記各実施形態では、スクリーンを観察する方向から投射を行うフロントタイプのプロジェクタの例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを観察する方向とは反対側から投射を行うリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。
Claims (5)
- 空気を流通可能とする環状の空気流通路を有する密閉構造内部に配置される光学部品と、前記環状の空気流通路の空気を循環させる循環ファンとを備えたプロジェクタであって、
前記密閉構造は、
前記光学部品を内部に収納配置するとともに、内部に空気を流入させるための流入口および外部に空気を流出させるための流出口を有する光学部品用筐体と、
前記流入口を介して前記光学部品用筐体内部に空気を導くとともに、前記流出口を介して前記光学部品用筐体内部から外部に流出した空気を再度、前記流入口を介して前記光学部品用筐体内部に導くダクト部材と、
前記密閉構造内部に面し前記密閉構造内部の空気の熱を受熱する受熱側伝熱部材、および前記密閉構造外部に面し前記受熱側伝熱部材と熱伝達可能に接続して前記受熱側伝熱部材の熱を前記密閉構造外部に放熱する放熱側伝熱部材を有する複数の熱交換器とを備え、
前記複数の熱交換器は、前記流出口を介して前記光学部品用筐体内部から外部に流出し、再度、前記流入口に向う空気の流路において、空気の流通方向に沿って配設され、
前記複数の熱交換器のうち、前記複数の熱交換器が配設される前記流路における上流側から1つ目の前記熱交換器は、前記受熱側伝熱部材および前記放熱側伝熱部材の間に、熱伝導性を有し前記受熱側伝熱部材および前記放熱側伝熱部材を熱伝達可能に接続する第1のブロックと、平面視で前記受熱側伝熱部材を覆う外形形状を有し前記第1のブロックを保持する第1の取付部材とが介在配置され、
前記第1の取付部材は、熱伝導率が0.9W/(m・K)以下の材料で構成され、前記第1のブロックを収納可能とする開口部を有し、前記第1のブロックの外縁部分を覆うように形成され、
前記複数の熱交換器のうち、前記複数の熱交換器が配設される前記流路における上流側から2つ目以降の前記熱交換器は、前記受熱側伝熱部材および前記放熱側伝熱部材の間に、放熱面が前記放熱側伝熱部材に熱伝達可能に接続する熱電変換素子と、熱伝導性を有し前記受熱側伝熱部材および前記熱電変換素子の吸熱面を熱伝達可能に接続する第2のブロックと、平面視で前記受熱側伝熱部材を覆う外形形状を有し前記熱電変換素子および前記第2のブロックを保持する第2の取付部材とが介在配置され、
前記第2の取付部材は、熱伝導率が0.9W/(m・K)以下の材料で構成され、前記第2のブロックを収納可能とする開口部と、平面視で前記開口部を囲み前記放熱側伝熱部材側に突出する枠形状を有し前記熱電変換素子を収納可能とする保持部とを有し、前記第2のブロックおよび前記熱電変換素子の双方の外縁部分を覆うように形成されている
ことを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項1に記載のプロジェクタにおいて、
前記複数の熱交換器は、近接して配設されている
ことを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項1または請求項2に記載のプロジェクタにおいて、
前記熱電変換素子に電力を供給して前記熱電変換素子の動作を制御する制御装置と、
前記密閉構造内部の温度を検出する内部温度検出部とを備え、
前記制御装置は、
前記内部温度検出部にて検出された内部温度が所定の第1設定温度以下である場合に、前記熱電変換素子への電力供給を停止する
ことを特徴とするプロジェクタ。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記熱電変換素子に電力を供給して前記熱電変換素子の動作を制御する制御装置と、
前記密閉構造外部の温度を検出する外部温度検出部とを備え、
前記制御装置は、
前記外部温度検出部にて検出された外部温度が所定の第2設定温度以下である場合に、前記熱電変換素子への電力供給を停止する
ことを特徴とするプロジェクタ。 - 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において、
前記複数の熱交換器のうち、前記複数の熱交換器が配設される前記流路における上流側から1つ目の前記熱交換器は、他の前記熱交換器に対して、前記受熱側伝熱部材および前記放熱側伝熱部材の表面積が大きくな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。
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