JP5760345B2 - プロジェクター - Google Patents
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Description
このことにより、各送風方向に沿ってそれぞれ送風された冷却空気は、衝突することとなり、当該衝突により乱流が生じる。このため、光学素子の表面と冷却空気との熱交換効率を増加させることができ、光学素子を効果的に冷却できる。
すなわち、光学素子の一の端縁部から冷却空気を送風するとともに、前記一の端縁部に交差する他の端縁部から冷却空気を送風する。
ここで、2つの送風方向が交差する角度(衝突角度)が大きい場合、送風された冷却空気は、光学素子を冷却した後、大きく広がって流通することとなる。このため、光学素子を冷却した後の温度の高い冷却空気が他の光学素子に回り込み、他の光学素子の温度上昇を引き起こす恐れがある。よって、2つの送風方向が交差する角度(衝突角度)を小さくすることが必要であるが、2つの送風方向を上記のように設定して衝突角度を小さくすると衝突後の流速の速い冷却空気が流れる領域が、発熱量の高い光学素子の中心から外れてしまい冷却効率が下がってしまう。
このことにより、第1送風方向及び第2送風方向が交差する角度(衝突角度)を小さくしても衝突後の流速の速い冷却空気が流れる領域を、発熱量の高い光学素子の中心の周囲とすることが容易になり冷却効率が向上する。また、光学素子を冷却した後の冷却空気も狭い所定の範囲内に向けて流通させることができる。このため、光学素子を冷却した後の温度の高い冷却空気が他の光学素子に回り込むことを防止でき、他の光学素子の温度上昇を引き起こす恐れもない。
本発明のプロジェクターでは、前記冷却装置は、一端側から導入した冷却空気を前記光学素子に導く第1ダクト及び第2ダクトを備え、前記第1ダクト及び前記第2ダクトは、他端側において連通するとともに、前記第1送風方向及び前記第2送風方向に沿ってそれぞれ冷却空気を流出させる第1流出口及び第2流出口を有することが好ましい。
ところで、特許文献1に記載されたダクトを採用した場合には、冷却空気は、ダクトの他端の壁面に衝突することで、壁面で摩擦が発生するため、圧力損失により冷却空気の流速が低下する。そして、冷却空気の流速が低下することに伴って、流出口から流出する冷却空気の流量も減少し、光学素子に対して十分な流量の冷却空気を流出できず、光学素子を良好に冷却することが難しい。
本発明では、冷却装置は、他端側において連通する第1ダクト及び第2ダクトを備える。
このことにより、第1ダクト及び第2ダクトにおいて、各一端側から導入された冷却空気は、他端側において互いに衝突することで、流路方向を変更し、第1流出口及び第2流出口を介して第1送風方向及び第2送風方向に沿ってそれぞれ流出することとなる。
すなわち、各ダクト内部において各冷却空気を衝突させることで流路方向を変えているので、特許文献1に記載の壁面等に衝突させて流路方向を変えるダクトを採用した場合と比較して、冷却空気の圧力損失を抑制でき、流速の低下を抑制できる。このため、各冷却空気の衝突後も流速を維持した状態で、冷却空気が各流出口から光学素子へ導かれる。
したがって、光学素子に導かれる冷却空気の流量が減少することがないので、光学素子に十分な流量の冷却空気を導くことができ、光学素子をさらに効果的に冷却できる。
本発明によれば、第1送風方向及び第2送風方向が上述したように設定されているので、光学素子の表面全体に沿って冷却空気を送風でき、光学素子全体をバランスよく冷却できる。
本発明では、第1送風方向及び第2送風方向に沿ってそれぞれ送風された冷却空気の交差位置が上述した位置に設定されているので、光学素子の表面の中心位置よりも上流側の位置(送風される冷却空気の上流側の位置)で冷却空気が衝突することとなる。このため、発熱量の高い光学素子の表面の中心を衝突後の流速の速い冷却空気によって冷却でき、光学素子をさらに効果的に冷却できる。
本発明のプロジェクターでは、前記冷却装置は、前記第1送風方向及び前記第2送風方向に沿う冷却空気を前記光学素子の光入射側に送風することが好ましい。
本発明のプロジェクターでは、前記冷却装置は、前記第1端縁部側から前記第2端縁部側に向う第3送風方向に沿って前記光学素子の光出射側に冷却空気を送風することが好ましい。
例えば、第1ダクト及び第2ダクトの一端側から導入された各冷却空気が斜め方向等から互いに衝突する場合、冷却空気の一部がダクトの壁面まで流れて壁面で流路方向を変えて、各流出口から光学素子に向けて流出する。このため、壁面で摩擦が発生し、圧力損失により冷却空気の流速が低下するおそれがある。
これに対し、第1ダクト及び第2ダクトが、直線状に連通するように形成されていれば、各ダクトの一端側から導入された各冷却空気は、互いに対向する向きで衝突するので、衝突時に冷却空気の大部分を各ダクトの壁面に触れさせずに流すことができる。従って、衝突後の冷却空気が流速を低下させることなく、各流出口から光学素子に向けて流出するので、光学素子をさらに一層効果的に冷却できる。
[プロジェクターの構成]
図1は、本実施形態におけるプロジェクター1の概略構成を示す図である。具体的に、図1は、プロジェクター1の概略構成を模式的に示す図である。
なお、以下では、プロジェクター1において投射側(投射レンズ3が配置された側)を「前面」とし、その反対側を「背面」とする。また、プロジェクター1の天面側(図1における図面視手前)を「上側」とし、底面側を「下側」とする。さらに、以下で記載する「左」、「右」は、プロジェクター1を前面から見た時の左右に相当するものである。
プロジェクター1は、外部機器等から入力される画像情報に応じて光を変調してスクリーン(図示略)上に投射し、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、略直方体状の外装筐体2と、投射レンズ3と、光学ユニット4と、プロジェクター1内部の各構成部材を冷却する冷却装置5と、具体的な図示を省略したが、プロジェクター1内部の各構成部材に電力を供給する電源ユニット、及びプロジェクター1内部の各構成部材を制御する制御装置等とを備える。
光学ユニット4は、外装筐体2の背面に沿って左側から右側に延出し、延出方向先端部分が前面側に屈曲して延出する平面視略L字形状を有している。
この光学ユニット4は、図1に示すように、光源ランプ411およびリフレクター412を有する光源装置41と、レンズアレイ421,422、偏光変換素子423、および重畳レンズ424を有する照明光学装置42と、ダイクロイックミラー431,432、および反射ミラー433を有する色分離光学装置43と、入射側レンズ441、リレーレンズ443、および反射ミラー442,444を有するリレー光学装置44と、光変調装置(光学素子)としての3つの液晶パネル451(赤色光側の液晶パネルを赤側パネル451R、緑色光側の液晶パネルを緑側パネル451G、青色光側の液晶パネルを青側パネル451Bとする)、3つの入射側偏光板452、3つの出射側偏光板453、およびクロスダイクロイックプリズム454を有する光学装置45と、光学部品用筐体46とを備える。
なお、上述した各光学部品41〜46については、種々の一般的なプロジェクター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する。
図2は、本実施形態の要部を示す斜視図であり、具体的には、冷却装置5に光学装置45が配置された状態を背面側から見た斜視図である。なお、図示の都合上、入射側偏光板452及び出射側偏光板453の図示を省略する。これは、以下の図でも同様である。
冷却装置5は、液晶パネル451、入射側偏光板452(図1参照)、及び出射側偏光板453(図1参照)等に対して冷却空気を送風するものであり、図2に示すように、ダクト6と、第1冷却ファン7と、第2冷却ファン8とを備えている。
各冷却ファン7,8は、シロッコファンで構成されている。
そして、第1冷却ファン7は、図1または図2に示すように、空気を吐出する吐出口71が背面側に向くように、投射レンズ3の右側に配設されている。
また、第2冷却ファン8は、図1または図2に示すように、空気を吐出する吐出口81が背面側に向くように、投射レンズ3の左側に配設されている。
なお、具体的な図示は省略したが、各冷却ファン7,8は、空気を吸入する吸入口が外装筐体2に形成された吸気口に連結されている。すなわち、各冷却ファン7,8の駆動により、プロジェクター1の外部の空気は、吸気口を介して各冷却ファン7,8の吸入口に吸入される。
ダクト6は、図2に示すように、第1ダクト部61と、第2ダクト部62と、第3ダクト部63とを備え、これら各ダクト部61〜63が一体形成されたものである。
第1ダクト部61は、図2に示すように、一端61Aが第1冷却ファン7の吐出口71に接続し、一端61Aから背面側に延出した後、左側に屈曲し、他端61Bが光学装置45の下側に位置付けられる平面視L字状に形成されている。
この第1ダクト部61において、他端61B側には、図2に示すように、赤側流出口60R及び緑側流出口60Gが形成されている。
赤側流出口60Rは、赤側パネル451Rの配設位置に対向する位置に形成され、平面視で赤側パネル451Rを跨いで左右方向に延びる矩形形状を有する。
また、赤側流出口60Rの周縁部分には、図2に示すように、上側に向けて突出した矩形枠状の整流リブ610が形成されている。
なお、緑側流出口60Gの構造については、後述する。
第2ダクト部62は、図2に示すように、一端62Aが第2冷却ファン8の吐出口81に接続し、一端62Aから背面側に延出した後、右側に屈曲し、他端62Bが光学装置45の下側に位置付けられる平面視L字状に形成されている。
また、ダクト部61,62は、他端61B,62B同士が互いに直線状に連通するように接続されている。
なお、図2では、説明の便宜上、他端61B,62B同士の接続位置6Cを二点鎖線で図示している。以降の図についても同様である。
この第2ダクト部62において、他端62B側には、図2に示すように、青側流出口60B及び緑側流出口60Gが形成されている。
青側流出口60Bは、青側パネル451Bの配設位置に対向する位置に形成され、赤側流出口60Rと同様の形状を有する。
また、青側流出口60Bの周縁部分には、赤側流出口60Rと同様の整流リブ620が形成されている。
なお、緑側流出口60Gの構造については、後述する。
第3ダクト部63は、図2に示すように、第1ダクト部61内部に連通するように一端63Aが第1ダクト部61の背面側に接続し、一端63Aから左側に延出し、他端63Bが偏光変換素子423の下側に位置付けられるように形成されている。
この第3ダクト部63において、他端63B側には、図2に示すように、偏光変換素子423の配設位置に対向する位置に、平面視で前面側から背面側への方向に延びる矩形状のPBS流出口631が形成されている。
緑側流出口60Gは、図2に示すように、ダクト部61,62の接続位置6C近傍に形成されている。
この緑側流出口60Gは、図2に示すように、第1流出口601Gと、第2流出口602Gと、出射側流出口603Gとで構成されている。
第1流出口601Gは、図2に示すように、第1ダクト部61の他端61B側において、平面視で緑側パネル451Gの光入射側に位置する。
また、第1流出口601Gの周縁部分には、図2に示すように、左斜め上側に向けて突出する矩形枠状の整流リブ601が形成されている。
また、第2流出口602Gの周縁部分には、図2に示すように、右斜め上側に向けて突出する矩形枠状の整流リブ602が形成されている。
また、出射側流出口603Gの周縁部分には、図2に示すように、上側に向けて突出した矩形枠状の整流リブ603が形成されている。
図3及び図4は、ダクト6内部を流通する冷却空気の流路を説明するための図である。具体的に、図3は、冷却装置5に光学装置45が配置された状態を上側から見た平面図である。図3中の破線矢印は、冷却空気の流れ方向を示している。また、図4は、図3におけるIV-IV線で切断したダクト6の断面図である。図4中の実線矢印は、冷却空気の流路方向を示している。
各冷却ファン7,8から吐出された冷却空気は、図3に示すように、ダクト6に導入される(冷却空気A1,B1)。
そして、冷却空気A1,B1は、図3に示すように、各ダクト部61,62内部において、左右方向に延び赤側流出口60R及び青側流出口60Bと緑側流出口60Gとを区画する第1整流板64により冷却空気A2,B2と冷却空気A3,B3とに分流される。
そして、各流出口60R,60Bから流出した冷却空気は、整流リブ610,620にて下側から上側に向けて整流され、赤色光側及び青色光側の各部材451〜453に送風される。
また、冷却空気A3の一部は、図3に示すように、第3ダクト部63に導入される(冷却空気A4)。冷却空気A4は、他端63B側に向い、PBS流出口631を介して外部に流出する。そして、PBS流出口631から流出した冷却空気は、各流出口60R,60Bから流出した冷却空気と同様に整流され、偏光変換素子423に送風される。
そして、出射側流出口603Gから流出した冷却空気は、各流出口60R,60Bから流出した冷却空気と同様に整流され、緑側パネル451G,緑色光側の出射側偏光板453間に送風される。
そして、各流出口601G,602Gから流出した各冷却空気A32,B32は、図4に示すように、緑側パネル451Gの光入射面に沿って送風される。
より具体的に、各冷却空気A32,B32は、整流リブ601,602にて整流されることで、第1の送風方向D1及び第2の送風方向D2に沿ってそれぞれ送風される。
言い換えれば、第1の送風方向D1は、2つの端縁部451D,451Uの双方に交差するように設定されている。第2の送風方向D2も同様である。
また、各送風方向D1,D2は、図4に示すように、緑側パネル451Gにおける矩形状の光入射面の中心位置Pを通る中心線Ax(各端縁部451D,451Uの中心位置をそれぞれ結ぶ線)に対して対称となるように設定されている。
ここで、各送風方向D1,D2が交差する角度αは、45度より小さい角度であることが好ましく、本実施形態では、40度に設定されている。
また、各送風方向D1,D2の交差位置Cは、中心位置Pよりも下側(送風される冷却空気の上流側)に位置するように設定されている。
そして、各送風方向D1,D2に沿ってそれぞれ送風される冷却空気A32,B32は、交差位置Cにて互いに衝突した後、上側に向って流れることとなる。
本実施形態では、第1冷却ファン7の冷却空気A1の吐出量が、第2冷却ファン8の冷却空気B1の吐出量よりも多くなるように設定されている。これは、第1冷却ファン7から吐出される冷却空気A1の一部が第3ダクト部63にも導かれるためである。
本実施形態では、プロジェクター1は、互いに交差する各送風方向D1,D2に沿ってそれぞれ冷却空気A32,B32を送風する冷却装置5を備える。
このことにより、送風方向D1,D2に沿ってそれぞれ送風された冷却空気A32,B32は、衝突することで乱流を生じることとなる。このため、緑側パネル451Gと冷却空気A32,B32との熱交換効率を増加させることができ、緑側パネル451Gを効果的に冷却できる。
また、交差位置Cが中心位置Pに対して冷却空気A32,B32の上流側の位置に設定されている。これにより、発熱量の高い位置である緑側パネル451Gの光入射面の中心位置Pよりも送風される冷却空気の上流側で冷却空気A32,B32が衝突することとなる。このため、緑側パネル451Gの光入射面の中心位置Pを衝突後の流速の速い冷却空気A32,B32によって冷却できるとともに、緑側パネル451Gの光入射面の広い範囲を衝突後の流速の速い冷却空気A32,B32によって冷却でき、緑側パネル451Gをさらに効果的に冷却できる。
このことにより、ダクト部61,62において、各一端61A,62A側から導入された冷却空気A32,B32は、他端61B,62B側において互いに衝突することで、流路方向を変更し、各流出口601G,602Gを介して第2の送風方向に沿ってそれぞれ流出することとなる。
すなわち、各ダクト部61,62内部において各冷却空気A32,B32を衝突させることで流路方向を変えているので、壁面等に衝突させて流路方向を変えるダクトを採用した場合と比較して、冷却空気の圧力損失を抑制でき、流速の低下を抑制できる。このため、各冷却空気A32,B32の衝突後も流速を維持した状態で、冷却空気A32,B32が各流出口601G,602Gから緑側パネル451Gへ導かれる。
したがって、緑側パネル451Gに導かれる冷却空気A32,B32の流量が減少することがないので、緑側パネル451Gに十分な流量の冷却空気を導くことができ、緑側パネル451Gをさらに効果的に冷却できる。
このことにより、各ダクト部61,62の一端61A,62A側から導入された各冷却空気A32,B32は、互いに対向する向きで衝突するので、衝突時に冷却空気A32,B32の大部分を各ダクト部61,62の壁面に触れさせずに流すことができる。従って、衝突後の冷却空気が流速を低下させることなく、各流出口601G,602Gから緑側パネル451Gに向けて流出するので、緑側パネル451Gをさらに一層効果的に冷却できる。
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前述した実施形態では、緑側パネル451Gに対して、下側の端縁部451Dから上側の端縁部451Uに向けて冷却空気A32,B32を送風する構成について説明したが、これらは、反対であってもよい。すなわち、緑側パネル451Gに対して、上側の端縁部451Uから下側の端縁部451Dに向けて冷却空気A32,B32を送風する構成であってもよい。また、これら上下方向に冷却空気A32,B32を送風する構成に限らず、左右方向に送風する構成であってもよい。
前記実施形態では、冷却空気が互いに対向する向きで衝突していたが、対向しない向きで衝突してもよい。
前記実施形態では、緑側パネル451Gの光入射面を冷却する構成としたが、光出射面を冷却する構成または光入射面、光出射面双方を冷却する構成であってもよい。
前記実施形態では、緑側パネル451Gを冷却対象の光学素子として説明したが、冷却対象は、これに限らない。例えば、赤側パネル451R、青側パネル451B、入射側偏光板452、出射側偏光板453等を冷却対象としてもよい。
前記実施形態では、光学素子として液晶パネルを備えたプロジェクター1を例示したが、入射光束を変調する光学素子であれば、他の構成の光学素子を採用してもよい。例えば、マイクロミラーを用いたデバイスなど、液晶以外の光学素子を用いたプロジェクターにも、本発明を適用することも可能である。
Claims (6)
- 光学素子と、
前記光学素子の表面に沿って冷却空気を送風する冷却装置と、を備え、
前記光学素子は、互いに対向する第1端縁部及び第2端縁部を有し、
前記冷却装置は、一端側から導入した冷却空気を前記光学素子に導く第1ダクト及び第2ダクトを備え、
前記第1ダクト及び前記第2ダクトは、他端側において連通するとともに、前記第1端縁部側から前記第2端縁部側に向い、かつ、互いに交差する第1送風方向及び第2送風方向に沿ってそれぞれ冷却空気を流出させる第1流出口及び第2流出口を有し、
前記第1送風方向及び前記第2送風方向が交差する角度は、45度より小さい
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、
前記第1送風方向及び前記第2送風方向は、前記第1端縁部及び前記第2端縁部の各中心位置を結ぶ中心線に対して対称となるように設定されている
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、
前記第1送風方向及び前記第2送風方向に沿ってそれぞれ送風された冷却空気の交差位置は、前記光学素子の表面の中心位置に対して冷却空気の上流側に位置するように設定されている
ことを特徴とするプロジェクター。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載のプロジェクターにおいて、
前記冷却装置は、前記第1送風方向及び前記第2送風方向に沿う冷却空気を前記光学素子の前記第1端縁部に向けて送風する
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、
前記冷却装置は、前記第1送風方向及び前記第2送風方向に沿う冷却空気を前記光学素子の光入射側に送風する
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、
前記冷却装置は、前記第1端縁部側から前記第2端縁部側に向う第3送風方向に沿って前記光学素子の光出射側に冷却空気を送風する
ことを特徴とするプロジェクター。
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