JP6996533B2 - プロジェクター - Google Patents
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Description
特許文献1に記載のプロジェクターでは、室内ユニットは、RGBの各レーザークラスタ、光学合成部及び投写レンズを備える他、RGBのレーザー吸熱器、第1冷媒配管、ドレインパイプ及び電子膨張弁を備えている。室外ユニットは、第2冷媒配管、冷却装置及び冷媒加熱ヒーターを備える。室内ユニットと室外ユニットとの間には、第1冷媒配管の一端と第2冷媒配管の一端とを接続するとともに、第1冷媒配管の他端と第2冷媒配管の他端とを接続する冷媒配管と、通信線とが配設されている。
第2冷媒配管は、冷媒配管を介して第1冷媒配管とともに、環状の冷媒経路を形成する。冷媒は、電子膨張弁の一端、各レーザー吸熱器、冷媒加熱ヒーター、冷却装置の冷媒圧縮機及び凝縮器、電子膨張弁の他端の順に循環する。
冷媒圧縮機は、冷媒ガスを圧縮することにより、冷媒ガスを高温化及び高圧化する。凝縮器は、高温化及び高圧化された冷媒ガスを、ファンによって室外ユニットの外部から流入された外気と熱交換することにより、冷媒ガスを高圧の液冷媒にする。
電子膨張弁は、高圧の液冷媒を減圧して、気化しやすい液冷媒にする。なお、電子膨張弁は、第1冷媒配管内の冷媒の減圧量を制御することによって、冷媒の蒸発温度を制御し、冷媒の潜熱効果により各レーザー吸熱器を冷却する。
なお、冷媒が完全に気化されない状態で冷媒圧縮機に流入すると、冷媒圧縮機に悪影響が生じるため、冷媒加熱ヒーターによって冷媒圧縮機に流入される冷媒を加熱している。
以下、本発明の第1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の外観を示す斜視図である。
本実施形態に係るプロジェクター1は、後述する光源装置4から出射された光を変調して画像情報に応じた画像を形成し、形成された画像をスクリーン等の被投射面上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、図1に示すように、プロジェクター1の外装を構成する外装筐体2を備える。
外装筐体2は、天面部21、底面部22、正面部23、背面部24、左側面部25及び右側面部26を有し、略直方体形状に形成されている。
底面部22は、プロジェクター1が載置される設置面と接する複数の脚部221を有する。
正面部23は、外装筐体2において画像の投射側に位置する。正面部23は、後述する投射光学装置36の一部を露出させる開口部231を有し、投射光学装置36によって投射される画像は、開口部231を通過する。また、正面部23は、プロジェクター1内の冷却対象を冷却した冷却気体が外装筐体2の外部に排出される排気口232を有する。
右側面部26は、外装筐体2外の空気等の気体を冷却気体として内部に導入する導入口261を有する。
図2は、プロジェクター1の内部構成を示す模式図である。
プロジェクター1は、図2に示すように、外装筐体2内にそれぞれ収容される画像投射装置3を更に備える。この他、図2では図示を省略するが、プロジェクター1は、冷却対象を冷却する冷却装置5(図3参照)と、プロジェクター1の動作を制御する制御装置、及び、プロジェクター1の電子部品に電力を供給する電源装置と、を備える。
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を形成及び投射する。画像投射装置3は、光源装置4、均一化装置31、色分離装置32、リレー装置33、画像形成装置34、光学部品用筐体35及び投射光学装置36を備える。
光源装置4は、照明光を出射する。光源装置4の構成については、後に詳述する。
色分離装置32は、均一化装置31から入射される光を赤、緑及び青の各色光に分離する。色分離装置32は、2つのダイクロイックミラー321,322と、ダイクロイックミラー321によって分離された青色光を反射させる反射ミラー323と、を備える。
光変調装置343は、光源装置4から出射された光を画像情報に応じて変調する。光変調装置343は、赤色光用の光変調装置343R、緑色光用の光変調装置343G及び青色光用の光変調装置343Bを含む。本実施形態では、光変調装置343は、透過型の液晶パネルによって構成されており、入射側偏光板342、光変調装置343、出射側偏光板345によって液晶ライトバルブが構成される。
色合成装置346は、光変調装置343B,343G,343Rによって変調された各色光を合成して画像を形成する。本実施形態では、色合成装置346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、これに限らず、例えば複数のダイクロイックミラーによって構成することも可能である。
詳しくは後述するが、プロジェクター1は、光学部品用筐体35によって一部が形成される密閉筐体SC(図4参照)を有する。密閉筐体SCは、画像形成装置34を構成する入射側偏光板342、光変調装置343、視野角補償板344、出射側偏光板345及び色合成装置346を内部に収容する。入射側偏光板342、光変調装置343、視野角補償板344、出射側偏光板345及び色合成装置346は、密閉筐体SC内を循環する冷却気体によって冷却される。密閉筐体SC内の冷却気体は、冷却装置5を構成する部材のうち、密閉筐体SC内に配置される第2蒸発部56(図4参照)によって冷却される。
図3は、光源装置4の構成を示す模式図である。
光源装置4は、照明光を均一化装置31に出射する。光源装置4は、図3に示すように、光源用筐体CAと、光源用筐体CA内にそれぞれ収容される光源部41、アフォーカル光学素子42、ホモジナイザー光学素子43、偏光分離素子44、第1集光素子45、波長変換素子46、第1位相差素子47、第2集光素子48、拡散反射装置49及び第2位相差素子RPと、を備える。
光源用筐体CAは、塵埃等が内部に侵入しづらい密閉筐体として構成されている。
波長変換素子46、第1集光素子45、偏光分離素子44及び第2位相差素子RPは、光源装置4に設定され、かつ、照明光軸Ax1に直交する照明光軸Ax2上に配置されている。照明光軸Ax2は、レンズアレイ311の位置にて、照明光軸Axと一致する。換言すると、照明光軸Ax2は、照明光軸Axの延長線上に設定されている。
光源部41は、光を出射する光源411及びコリメーターレンズ415を備える。
光源411は、複数の第1半導体レーザー412及び複数の第2半導体レーザー413と、支持部材414と、を備える。
第1半導体レーザー412は、励起光であるs偏光の青色光L1sを出射する。青色光L1sは、例えば、ピーク波長が440nmのレーザー光である。第1半導体レーザー412から出射された青色光L1sは、波長変換素子46に入射される。
第2半導体レーザー413は、p偏光の青色光L2pを出射する。青色光L2pは、例えば、ピーク波長が460nmのレーザー光である。第2半導体レーザー413から出射された青色光L2pは、拡散反射装置49に入射される。
なお、本実施形態では、光源411は、s偏光の青色光L1sと、p偏光の青色光L2pとを出射する構成である。しかしながら、これに限らず、光源411は、偏光方向が同じ直線偏光光である青色光を出射する構成としてもよい。この場合、入射された1種類の直線偏光をs偏光及びp偏光が含まれる光とする位相差素子を、光源部41と偏光分離素子44との間に配置すればよい。
アフォーカル光学素子42は、光源部41から入射される青色光L1s,L2pの光束径を調整して、ホモジナイザー光学素子43に入射させる。アフォーカル光学素子42は、入射される光を集光するレンズ421と、レンズ421によって集光された光束を平行化するレンズ422とにより構成されている。
ホモジナイザー光学素子43は、青色光L1s,L2pの照度分布を均一化する。ホモジナイザー光学素子43は、一対のマルチレンズアレイ431,432により構成されている。
ホモジナイザー光学素子43を通過した青色光L1s,L2pは、偏光分離素子44に入射する。
偏光分離素子44は、プリズム型の偏光ビームスプリッターであり、入射される光に含まれるs偏光成分とp偏光成分とを分離する。具体的に、偏光分離素子44は、s偏光成分を反射させ、p偏光成分を透過させる。また、偏光分離素子44は、s偏光成分及びp偏光成分のいずれの偏光成分であっても、所定波長以上の光を透過させる色分離特性を有する。従って、s偏光の青色光L1sは、偏光分離素子44にて反射され、第1集光素子45に入射する。一方、p偏光の青色光L2pは、偏光分離素子44を透過して、第1位相差素子47に入射する。
第1集光素子45は、偏光分離素子44にて反射された青色光L1sを波長変換素子46に集光する。また、第1集光素子45は、波長変換素子46から入射される蛍光YLを平行化する。図3の例では、第1集光素子45は、2つのレンズ451,452によって構成されているが、第1集光素子45を構成するレンズの数は問わない。
波長変換素子46は、入射された光によって励起されて、入射された光より波長が長い蛍光YLを生成し、蛍光YLを第1集光素子45に出射する。換言すると、波長変換素子46は、入射された光の波長を変換し、変換された光を出射する。波長変換素子46によって生成された蛍光YLは、例えば、ピーク波長が500~700nmの光である。波長変換素子46は、波長変換部461及び放熱部462を備える。
波長変換部461は、図示を省略するが、波長変換層及び反射層を有する。波長変換層は、入射される青色光L1sを波長変換した非偏光光である蛍光YLを拡散出射する蛍光体を含む。反射層は、波長変換層から入射される蛍光YLを第1集光素子45側に反射させる。
放熱部462は、波長変換部461における光入射側とは反対側の面に設けられ、波長変換部461にて生じた熱を放出する。
なお、波長変換素子46は、モーター等の回転装置によって、照明光軸Ax2と平行な回転軸を中心として回転される構成であってもよい。
第1位相差素子47は、偏光分離素子44と第2集光素子48との間に配置されている。第1位相差素子47は、偏光分離素子44を通過した青色光L2pを円偏光の青色光L2cに変換する。青色光L2cは、第2集光素子48に入射される。
第2集光素子48は、第1位相差素子47から入射される青色光L2cを拡散反射装置49に集光する。また、第2集光素子48は、拡散反射装置49から入射される青色光L2cを平行化する。なお、第2集光素子48を構成するレンズの数は、適宜変更可能である。
拡散反射装置49は、波長変換素子46にて生成及び出射される蛍光YLと同様の拡散角で、入射された青色光L2cを拡散反射させる。拡散反射装置49の構成として、入射された青色光L2cをランバート反射させる反射板と、反射板を照明光軸Ax1と平行な回転軸を中心として回転させる回転装置とを備える構成を例示できる。
拡散反射装置49にて拡散反射された青色光L2cは、第2集光素子48を通過した後、第1位相差素子47に入射される。青色光L2cは、拡散反射装置49にて反射される際に、回転方向が反対方向の円偏光に変換される。このため、第2集光素子48を介して第1位相差素子47に入射された青色光L2cは、偏光分離素子44から第1位相差素子47に入射された際のp偏光の青色光L2pではなく、s偏光の青色光L2sに変換される。そして、青色光L2sは、偏光分離素子44にて反射されて、第2位相差素子RPに入射される。すなわち、偏光分離素子44から第2位相差素子RPに入射される光は、青色光L2s及び蛍光YLが混在した白色光である。
第2位相差素子RPは、偏光分離素子44から入射される白色光をs偏光及びp偏光が混在する光に変換する。このように変換された白色の照明光WLは、上記した均一化装置31に入射される。
図4は、冷却装置5を示す模式図である。なお、図4では、作動流体の流通方向を点線の矢印にて示し、密閉筐体SC内での冷却気体の流通方向を斜線付きの矢印にて示している。
冷却装置5は、図4に示すように、外装筐体2内に設けられ、プロジェクター1を構成する冷却対象CTを冷却する。具体的に、冷却装置5は、液相及び気相の間で相変化する作動流体を循環させて、冷却対象CTを冷却する。冷却対象CTは、第1冷却対象CT1及び第2冷却対象CT2を含む。第1冷却対象CT1は、第1温度に管理される冷却対象であり、本実施形態では光源411を含む。第2冷却対象CT2は、第1温度より低い第2温度に管理される冷却対象であり、本実施形態では光変調装置343を含む。
配管58は、第1配管581、第2配管582、第3配管583、第4配管584、第5配管585及び第6配管586を有する。
第1配管581は、第1圧縮部51と凝縮部52とを接続し、第2配管582は、凝縮部52と第1膨張部53とを接続する。第3配管583は、第1膨張部53と第1蒸発部54及び第2膨張部55とを接続し、第4配管584は、第1蒸発部54及び第2圧縮部57と第1圧縮部51とを接続する。第5配管585は、第2膨張部55と第2蒸発部56とを接続し、第6配管586は、第2蒸発部56と第2圧縮部57とを接続する。
分流管5831は、第1膨張部53と枝管5832,5833とを接続する。分流管5831は、第1膨張部53から流入された作動流体が内部を流通し、第1蒸発部54及び第2膨張部55に向けて作動流体を分流する。
枝管5832は、分流管5831と第1蒸発部54とを接続する。枝管5832は、分流管5831から分流された一部の作動流体を第1蒸発部54に流通させる。枝管5832は、第1枝管に相当する。
枝管5833は、分流管5831と第2膨張部55とを接続する。枝管5833は、分流管5831から分流された他の作動流体を、第2膨張部55及び第5配管585を介して第2蒸発部56に流通させる。枝管5833は、第2枝管に相当する。
枝管5841は、第1蒸発部54と合流管5843とを接続する。枝管5841は、第1蒸発部54から流入された作動流体を合流管5843に流通させる。枝管5841は、第3枝管に相当する。
枝管5842は、第2圧縮部57と合流管5843とを接続する。枝管5842は、第2圧縮部57から流入された作動流体を合流管5843に流通させる。枝管5842は、第4枝管に相当する。
合流管5843は、枝管5841,5842と、第1圧縮部51とを接続する。合流管5843は、枝管5841を介して第1蒸発部54から流通する作動流体と、枝管5842を介して第2圧縮部57から流通する作動流体とを合流させて、第1圧縮部51に流通させる。
第1圧縮部51は、気相の作動流体を圧縮する。すなわち、第1圧縮部51は、第4配管584から流入する気相の作動流体を圧縮することによって、気相の作動流体を高温高圧化する。第1圧縮部51にて高温高圧化された気相の作動流体は、第1配管581を介して凝縮部52に流通する。
凝縮部52は、第1配管581を介して第1圧縮部51と接続されている。凝縮部52は、第1圧縮部51によって圧縮された気相の作動流体、すなわち、高温高圧化された気相の作動流体を、液相の作動流体に凝縮する。具体的に、凝縮部52は、圧縮された気相の作動流体と、外装筐体2の外部から内部に導入されて冷却ファン59によって凝縮部52に流通する冷却気体との間にて熱交換することにより、気相の作動流体を高圧の液相の作動流体に凝縮する。
第1膨張部53は、減圧器であり、第2配管582を介して凝縮部52と接続されている。第1膨張部53は、凝縮部52によって凝縮された液相の作動流体を減圧して、作動流体の状態を、液相及び気相が混相した状態に変化させる。すなわち、第1膨張部53は、作動流体の温度を低下させる。このような第1膨張部53としては、キャピラリーチューブや、液相の作動流体の蒸発温度を制御可能な電子膨張弁を採用できる。
第1蒸発部54は、第3配管583を介して第1膨張部53と接続されている。詳述すると、第1蒸発部54は、分流管5831及び枝管5832を介して第1膨張部53と接続されている。第1蒸発部54には、第1膨張部53から、液相及び気相が混相した状態の作動流体の一部が流入する。すなわち、第1蒸発部54には、第1膨張部53から流通する一部の液相の作動流体が流通する。
第1蒸発部54は、光源411から伝達された熱によって、第1膨張部53から流通する一部の液相の作動流体を蒸発させて、気相の作動流体に変化させる。これにより、複数の第1半導体レーザー412及び複数の第2半導体レーザー413の熱が消費され、複数の第1半導体レーザー412及び複数の第2半導体レーザー413が冷却される。
第1蒸発部54は、第4配管584の枝管5841及び合流管5843を介して第1圧縮部51と接続されている。第1蒸発部54は、液相の作動流体から変化された気相の作動流体を、第4配管584を介して第1圧縮部51へ排出する。
第2膨張部55は、減圧器であり、第3配管583を介して第1膨張部53と接続されている。詳述すると、第2膨張部55は、第3配管583の分流管5831及び枝管5833を介して第1膨張部53と接続されている。第2膨張部55には、液相及び気相が混相した状態の他の作動流体が第1膨張部53から流入する。
第2膨張部55は、分流管5831及び枝管5833を介して第1膨張部53から流通する他の作動流体、すなわち、液相及び気相が混相した状態の作動流体を更に減圧することにより、作動流体の温度を更に低下させる。このような第2膨張部55としては、第1膨張部53と同様に、キャピラリーチューブや電子膨張弁を採用できる。
第2蒸発部56は、第5配管585を介して第2膨張部55と接続されている。第2蒸発部56には、第5配管585を介して、第2膨張部55にて減圧された作動流体が流通する。
第2蒸発部56は、上記のように、入射側偏光板342、光変調装置343、視野角補償板344、出射側偏光板345及び色合成装置346が内部に配置された密閉筐体SC内に設けられている。すなわち、プロジェクター1は、第2冷却対象CT2及び第2蒸発部56が内部に配置された密閉筐体SCを備える。そして、第2蒸発部56は、入射側偏光板342、光変調装置343、視野角補償板344、出射側偏光板345及び色合成装置346のうち少なくとも1つの熱源から受熱した密閉筐体SC内の冷却気体の熱、すなわち、第2冷却対象CT2から伝達された熱によって、第2膨張部55から流通する液相の作動流体を蒸発させて気相の作動流体に変化させる。これにより、第2蒸発部56は、密閉筐体SC内の冷却気体を冷却する。すなわち、第2蒸発部56から流出される作動流体は、気相の作動流体である。第2蒸発部56は、気相の作動流体を第6配管586の枝管5862に排出する。
第2圧縮部57は、第6配管586を介して第2蒸発部56と接続されている。また、第2圧縮部57は、第4配管584を介して第1圧縮部51と接続されている。
第2圧縮部57は、第6配管586を介して第2蒸発部56から流入する気相の作動流体を圧縮する。これにより、第2圧縮部57は、気相の作動流体を高温高圧化する。そして、第2圧縮部57によって圧縮された気相の作動流体は、第4配管584の枝管5842を流通し、枝管5841を流通する気相の作動流体と合流管5843にて合流し、第1圧縮部51に流通する。
以上説明した本実施形態に係るプロジェクター1によれば、以下の効果を奏することができる。
プロジェクター1は、光源411から出射された光を変調して投射する。プロジェクター1は、プロジェクター1の外装を構成する外装筐体2と、光源411を含む第1冷却対象CT1と、外装筐体2内に設けられ、光源411を冷却する冷却装置5と、を備える。冷却装置5は、第1配管581、第2配管582、第3配管583及び第4配管584と、第1圧縮部51、凝縮部52、第1膨張部53及び第1蒸発部54と、を備える。
第1圧縮部51は、気相の作動流体を圧縮する。凝縮部52は、第1配管581を介して第1圧縮部51と接続され、第1圧縮部51によって圧縮された気相の作動流体を液相の作動流体に凝縮する。第1膨張部53は、第2配管582を介して凝縮部52と接続され、凝縮部52によって凝縮された液相の作動流体を減圧して、作動流体の状態を、液相及び気相が混相した状態に変化させる。第1蒸発部54は、第3配管583を介して第1膨張部53と接続され、第1膨張部53から流通する一部の液相の作動流体を、光源411から伝達された熱によって気相の作動流体に変化させ、変化された気相の作動流体を、第4配管584を介して第1圧縮部51へ排出する。
ここで、第2蒸発部56に流通する液相の作動流体の温度は、凝縮部52から第1膨張部53及び第2膨張部55を介して第2蒸発部56に流通することによって、第1蒸発部54に流通する液相の作動流体の温度より低くなる。このため、光源411及び光変調装置343のそれぞれの冷却に適した温度の液相の作動流体を、第1蒸発部54及び第2蒸発部56に流通させることができる。従って、第1冷却対象CT1に含まれる光源411の冷却と、第2冷却対象CT2に含まれる光変調装置343の冷却とを好適に実施できる。
このような構成によれば、第1蒸発部54から枝管5841を介して合流管5843に流通する気相の作動流体の圧力と、第2圧縮部57から枝管5842を介して合流管5843に流通する気相の作動流体の圧力とが略同じになる。これにより、合流管5843にて合流しやすくすることができる。従って、第1蒸発部54から排出された気相の作動流体と、第2圧縮部57から排出された気相の作動流体とを、第1圧縮部51に流通させやすくすることができる。
このような構成によれば、第2蒸発部56によって冷却される第2冷却対象CT2の発熱量よりも大きな発熱量となる第1冷却対象CT1を冷却する第1蒸発部54に、液相の作動流体を多く流通させることができる。従って、第1冷却対象CT1の冷却に適した流量の作動流体を第1蒸発部54に流通させることができ、第1冷却対象CT1の温度を第1温度に維持しやすくすることができる。
このような構成によれば、上記のように、管理温度がそれぞれ異なる光源411及び光変調装置343を、1つの冷却装置5によって冷却できる。また、光源411及び光変調装置343の冷却に適した温度の液相の作動流体を、光源411から伝達された熱を消費して光源411を冷却する第1蒸発部54と、光変調装置343から伝達された熱を消費して光変調装置343を冷却する第2蒸発部56とに流通させることができる。従って、光源411及び光変調装置343を効果的に冷却できる。
このような構成によれば、光変調装置343が密閉筐体SC内に配置されているので、光変調装置343に塵埃が付着することを抑制できる。また、光変調装置343を含む画像形成装置34は、密閉筐体SC内の冷却気体によって冷却され、第2蒸発部56は、画像形成装置34から冷却気体に伝達された熱を液相の作動流体の蒸発に利用することによって、冷却気体を冷却する。これによれば、各光変調装置343に第2蒸発部56を設け、第2膨張部55から流通する液相の作動流体を第2蒸発部56に流通させ、各光変調装置343の熱によって蒸発された気相の作動流体を第2圧縮部57に流通させる構成に比べて、冷却装置5の構成を簡略化できる。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、第1実施形態に係るプロジェクター1と同様の構成を備えるが、冷却装置5の冷却対象がプロジェクター1と相違する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態に係るプロジェクター1Aは、図5に示すように、光源装置4が、光源416を更に有し、冷却装置5が、光源411,416を冷却対象CTAとして冷却する他は、プロジェクター1と同様の構成を有する。
第1光源としての光源411は、それぞれ青色光を出射する複数の第1半導体レーザー412及び複数の第2半導体レーザー413を有し、第1波長帯の光を出射する第1固体光源である。すなわち、本実施形態において第1波長帯の光は、青色光である。
第2光源としての光源416は、波長変換素子46から出射された蛍光YL及び拡散反射装置49から出射された青色光L2sと合成される赤色光をそれぞれ出射する複数の第3半導体レーザー417を有し、第1波長帯とは異なる第2波長帯の光を出射する第2固体光源である。すなわち、本実施形態において第2波長帯の光は、赤色光である。
ここで、光源411を含む第1冷却対象CTA1の管理温度である第1温度は、光源416を含む第2冷却対象CTA2の管理温度である第2温度より高い。換言すると、第2温度は、第1温度より低い。すなわち、第2冷却対象CTA2は、第1冷却対象CTA1より低い温度に維持する必要がある。
このため、第1冷却対象CTA1は、第1蒸発部54に熱伝達可能に接続され、第2冷却対象CTA2は、第2蒸発部56に熱伝達可能に接続される。そして、冷却装置5は、第1蒸発部54に流通する作動流体の温度より低い温度の作動流体を第2蒸発部56に流通させる。これにより、プロジェクター1Aでは、第1冷却対象CTA1の温度は第1温度に維持され、第2冷却対象CTA2の温度は第2温度に維持される。
なお、第1蒸発部54にて気相に変化された作動流体の流通経路は、プロジェクター1の冷却装置5と同様である。
ここで、第2蒸発部56には、第2膨張部55によって、第1膨張部53から流通する作動流体の温度よりも更に低い温度の作動流体が流通する。これにより、光源411よりも管理温度が低い光源416を一層効果的に冷却できる。
なお、第2蒸発部56にて気相に変化された作動流体の流通経路は、プロジェクター1の冷却装置5と同様である。
以上説明した本実施形態に係るプロジェクター1Aによれば、第1実施形態に係るプロジェクター1と同様の効果を奏することができる他、以下の効果を奏することができる。
冷却装置5は、第1冷却対象CTA1及び第2冷却対象CTA2を冷却する。第1冷却対象CTA1は、第1波長帯の光である青色光を出射する第1光源としての光源411を含む。第2冷却対象CTA2は、第1波長帯とは異なる第2波長帯の光である赤色光を出射する第2光源としての光源416を含む。
このような構成によれば、光源411を含む第1冷却対象CTA1、及び、光源411と同種の構成であるが管理温度が光源411とは異なる光源416を含む第2冷却対象CTA2を、それぞれの管理温度に維持できる。
また、第1蒸発部54によって冷却される第1冷却対象CTA1は、第1波長帯の光を出射する半導体レーザーのみで構成されていることに限らない。例えば、第1冷却対象CTA1は、第1波長帯の光を出射する複数の半導体レーザー412,413に加え、第2波長帯の光を出射する複数の半導体レーザーを含んでいてもよい。同様に、第2蒸発部56によって冷却される第2冷却対象CTA2は、第2波長帯の光を出射する半導体レーザーのみで構成されていることに限らない。例えば、第2冷却対象CTA2は、第2波長帯の光を出射する複数の半導体レーザー417に加え、第1波長帯の光を出射する複数の半導体レーザーを含んでいてもよい。
また、光源装置4の構成によっては、第1固体光源は、1種類の半導体レーザーにより構成されていてもよく、第1固体光源としての半導体レーザーの数、及び、第2固体光源としての半導体レーザーの数は、適宜変更可能である。
この他、分流管5831にて、第1蒸発部54に流通する作動流体の流量と、第2蒸発部56に流通する作動流体の流量とのうち、一方の流量が他方の流量に対して大きくなるように調整してもよく、それぞれの流量が同じになるように調整してもよい。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、第1実施形態に係るプロジェクター1と同様の構成を備えるが、光源装置の構成及び冷却装置の構成がプロジェクター1と相違する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態に係るプロジェクター1Bは、図5に示すように、光源装置4及び冷却装置5に代えて光源装置4B及び冷却装置5Bを有する他は、プロジェクター1と同様の構成及び機能を有する。
第1光源としての光源411Bは、第1波長帯の光として青色光を出射する半導体レーザーを有する。第1波長帯の光を出射する半導体レーザーは、第1固体光源である。
第2光源としての光源411Gは、第1波長帯とは異なる第2波長帯の光として緑色光を出射する半導体レーザーを有する。第2波長帯の光を出射する半導体レーザーは、第2固体光源である。
第3光源としての光源411Rは、第1波長帯及び第2波長帯とは異なる第3波長帯の光として赤色光を出射する半導体レーザーを有する。第3波長帯の光を出射する半導体レーザーは、第3固体光源である。
光源411B,411G,411Rから出射された各色光は、上記のように例示した光学素子を介して、均一化装置31に入射される。
なお、光源411B,411G,411Rは、半導体レーザーに代えて、LED(Light Emitting Diode)等の他の固体光源を有していてもよい。
なお、冷却装置5Bにおいて、第1蒸発部54は、光源411Bを含む第1冷却対象CTB1と熱伝達部材TMB1を介して接続されている。第2蒸発部56は、光源411Gを含む第2冷却対象CTB2と熱伝達部材TMB2を介して接続されている。第3蒸発部60は、光源411Rを含む第3冷却対象CTB3と熱伝達部材TMB3を介して接続されている。しかしながら、熱伝達部材TMB1~TMB3のうち、少なくとも1つは無くてもよい。
分流管5851は、第2膨張部55と枝管5852,5853とを接続する。分流管5851は、第2膨張部55から流入された作動流体が内部を流通し、第2蒸発部56及び第3蒸発部60に向けて作動流体を分流する。
枝管5852は、分流管5851と第2蒸発部56とを接続する。枝管5852は、分流管5851から分流された一部の作動流体を第2蒸発部56に流通させる。
枝管5853は、分流管5851と第3蒸発部60とを接続する。枝管5853は、分流管5851から分流された他の作動流体を第3蒸発部60に流通させる。
枝管5861は、第2蒸発部56と合流管5863とを接続する。枝管5861は、第2蒸発部56から流入された作動流体を合流管5863に流通させる。
枝管5862は、第3蒸発部60と合流管5863とを接続する。枝管5862は、第3蒸発部60から流入された作動流体を合流管5863に流通させる。
合流管5863は、枝管5861,5862と、第2圧縮部57とを接続する。合流管5863は、枝管5861を介して第2蒸発部56から流通する作動流体と、枝管5862を介して第3蒸発部60から流通する作動流体とを合流させて、第2圧縮部57に流通させる。
第3蒸発部60は、第1蒸発部54及び第2蒸発部56と同様に、熱伝達部材TMB3を介して第3冷却対象CTB3から伝達された熱によって、第2膨張部55から流通する液相の作動流体を蒸発させて気相の作動流体に変化させる。これにより、第3冷却対象CTB3の熱が消費されて、第3冷却対象CTB3が冷却される。第3蒸発部60にて変化された気相の作動流体は、枝管5862に排出され、合流管5863にて枝管5861を介して第2蒸発部56から流通する気相の作動流体と合流されて、第2圧縮部57に流通する。
すなわち、第1循環経路CR1は、第1圧縮部51、第1配管581、凝縮部52、第2配管582、第1膨張部53、第3配管583、第1蒸発部54、第4配管584を順に流通し、第1圧縮部51に再度流入する作動流体の循環経路である。第2循環経路CR2は、第1圧縮部51、第1配管581、凝縮部52、第2配管582、第1膨張部53、第3配管583、第2膨張部55、第5配管585B、第2蒸発部56、第6配管586B、第2圧縮部57、第4配管584を順に流通し、第1圧縮部51に再度流入する作動流体の循環経路である。第3循環経路CR3は、第1圧縮部51、第1配管581、凝縮部52、第2配管582、第1膨張部53、第3配管583、第2膨張部55、第5配管585B、第3蒸発部60、第6配管586B、第2圧縮部57、第4配管584を順に流通し、第1圧縮部51に再度流入する作動流体の循環経路である。
各循環経路CR1,CR2,CR3において、第1圧縮部51、第1配管581、凝縮部52、第2配管582、第1膨張部53、第3配管583及び第4配管584は、共有されている。
これにより、各光源411B,411G,411Rの冷却に適した温度の作動流体を、第1蒸発部54、第2蒸発部56及び第3蒸発部60に流通させることができる。従って、各冷却対象CTB1,CTB2,CTB3を、それぞれの管理温度に維持できる。
以上説明した本実施形態に係るプロジェクター1Bによれば、第1実施形態にて示したプロジェクター1と同様の効果を奏することができる。
本発明は、上記各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。
上記第1及び第2実施形態では、冷却装置5は、第1冷却対象CT1,CTA1を冷却する第1循環経路CR1に加えて、第2冷却対象CT2,CTA2を冷却する第2循環経路CR2を有するとした。上記第3実施形態では、冷却装置5Bは、第1冷却対象CT1を冷却する第1循環経路CR1に加えて、第2冷却対象CT2を冷却する第2循環経路CR2と、第3冷却対象CTB3を冷却する第3循環経路CR3と、を有するとした。しかしながら、これに限らず、第2冷却対象CT2,CTA2,CTB2を冷却する第2循環経路CR2、及び、第3冷却対象CTB3を冷却する第3循環経路CR3は、冷却装置5,5Bに必ずしもなくてもよい。すなわち、冷却装置5は、第2膨張部55、第2蒸発部56及び第2圧縮部57と、第5配管585及び第6配管586とを備えなくてもよく、冷却装置5Bは、第2膨張部55、第2蒸発部56、第2圧縮部57及び第3蒸発部60と、第5配管585B及び第6配管586Bとを備えなくてもよい。この場合、第3配管583は、作動流体が流通可能に第1膨張部53と第1蒸発部54とを接続していればよく、第4配管584は、作動流体が流通可能に第1蒸発部54と第1圧縮部51とを接続していればよい。
冷却装置5が第2膨張部55を備えない場合には、枝管5833を第2蒸発部56に接続して、第3配管583を介して第1膨張部53から第1蒸発部54及び第2蒸発部56に液相の作動流体を流通させればよい。冷却装置5Bが第2膨張部55を備えない場合には、枝管5833と第5配管585Bの分流管5851とを接続して、第1膨張部53から分流管5831に流通した液相の作動流体を、第1蒸発部54、第2蒸発部56及び第3蒸発部60に流通させればよい。
冷却装置5が第2圧縮部57を備えない場合には、枝管5842を第2蒸発部56に接続して、第4配管584を介して第1蒸発部54及び第2蒸発部56から第1圧縮部51に気相の作動流体を流通させればよい。冷却装置5Bが第2圧縮部57を備えない場合には、第6配管586Bの合流管5863と枝管5842とを接続して、第1蒸発部54、第2蒸発部56及び第3蒸発部60から第1圧縮部51に気相の作動流体を流通させればよい。
また、第2蒸発部56から枝管5861に流通する気相の作動流体の圧力と、第3蒸発部60から枝管5862に流通する気相の作動流体の圧力とのうち、一方の圧力が他方の圧力より高くてもよく、それぞれの圧力が同じであってもよい。
また例えば、第1冷却対象CT1は、光源411のみでもよく、光源411に加えて他の構成を含んでいてもよい。第2冷却対象CT2は、光変調装置343のみであってもよく、上記のように光変調装置343に加えて他の構成を含んでいてもよい。第1冷却対象CTA1,CTB1、第2冷却対象CTA2,CTB2及び第3冷却対象CTB3も同様である。
例えば、上記した3つの光変調装置343(343B,343G,343R)が、管理温度が低い第1光変調装置と、管理温度が高い第2光変調装置とを含む場合には、第1光変調装置及び第2光変調装置のうち、一方の光変調装置を第1冷却対象とし、他方の光変調装置を第2冷却対象とすることができる。
更に、密閉筐体SC内の冷却気体によって第2冷却対象CT2が冷却できれば、循環ファンCFは必ずしもなくてもよく、循環ファンCFに代えて、第2蒸発部56によって冷却された冷却気体を第2冷却対象CT2に流通させるファンが設けられていてもよい。
加えて、第1蒸発部54及び第1冷却対象CT1が、外装筐体2内に配置される他の筐体内に設けられ、第1蒸発部54が、他の筐体内において第1冷却対象CT1に流通する冷却気体を冷却する構成としてもよい。
同様に、上記第3実施形態にて示した光源装置4Bの構成も、上記に限らず、適宜変更可能である。
上記各実施形態では、光変調装置343は、光入射面と光出射面とが異なる透過型の液晶パネルであるとした。しかしながら、これに限らず、光変調装置として、光入射面と光出射面とが同一となる反射型の液晶パネルを用いてもよい。また、入射光束を変調して画像情報に応じた画像を形成可能な光変調装置であれば、マイクロミラーを用いたデバイス、例えば、DMD(Digital Micromirror Device)等を利用したものなど、液晶以外の光変調装置を用いてもよい。
Claims (8)
- 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であって、
前記プロジェクターの外装を構成する外装筐体と、
第1冷却対象と、
第2冷却対象と、
前記外装筐体内に設けられ、前記第1冷却対象及び前記第2冷却対象を冷却する冷却装置と、を備え、
前記冷却装置は、
第1配管、第2配管、第3配管、第4配管、第5配管及び第6配管と、
気相の作動流体を圧縮する第1圧縮部と、
前記第1配管を介して前記第1圧縮部と接続され、前記第1圧縮部によって圧縮された気相の前記作動流体を液相の前記作動流体に凝縮する凝縮部と、
前記第2配管を介して前記凝縮部と接続され、前記凝縮部によって凝縮された液相の前記作動流体を減圧して、前記作動流体の状態を、液相及び気相が混相した状態に変化させる第1膨張部と、
前記第3配管を介して前記第1膨張部と接続され、前記第1膨張部から流通する一部の液相の前記作動流体を、前記第1冷却対象から伝達された熱によって気相の前記作動流体に変化させ、変化された気相の前記作動流体を、前記第4配管を介して接続される前記第1圧縮部へ排出する第1蒸発部と、
前記第3配管を介して前記第1膨張部から流通する他の液相の前記作動流体を減圧する第2膨張部と、
前記第5配管を介して前記第2膨張部と接続され、前記第2冷却対象から伝達された熱によって、前記第2膨張部から流通する液相の前記作動流体を気相の前記作動流体に変化させる第2蒸発部と、
前記第4配管を介して前記第1圧縮部と接続されるとともに、前記第6配管を介して前記第2蒸発部と接続されて、前記第2蒸発部から流入する気相の前記作動流体を圧縮する第2圧縮部と、を備え、
前記第3配管は、
前記第1膨張部から流通する前記作動流体を分流する分流管と、
前記分流管から分流された一部の前記作動流体を前記第1蒸発部に流通させる第1枝管と、
前記分流管から分流された他の前記作動流体を、前記第2膨張部及び前記第5配管を介して前記第2蒸発部に流通させる第2枝管と、を有し、
前記第4配管は、
前記第1蒸発部と接続される第3枝管と、
前記第2圧縮部と接続される第4枝管と、
前記第3枝管を介して前記第1蒸発部から流通する前記作動流体と、前記第4枝管を介して前記第2圧縮部から流通する前記作動流体とを合流させて、前記第1圧縮部に流通させる合流管と、を有す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、
前記第2冷却対象は、前記第1冷却対象の管理温度である第1温度とは異なる第2温度に管理され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、
前記第2温度は、前記第1温度より低い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のいずれか一項に記載のプロジェクターにおいて、
前記第2圧縮部にて圧縮された気相の前記作動流体の圧力は、前記第1蒸発部から排出される気相の前記作動流体の圧力と略同じであ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のいずれか一項に記載のプロジェクターにおいて、
前記第1冷却対象の発熱量は、前記第2冷却対象の発熱量よりも大きく、
前記第1枝管を介して前記第1蒸発部に供給される液相の前記作動流体の流量は、前記第2枝管を介して前記第2蒸発部に供給される液相の前記作動流体の流量よりも大きいことを特徴とするプロジェクター。 - 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のプロジェクターにおいて、
前記光源から出射された光を変調する光変調装置を備え、
前記第1冷却対象は、前記光源を含み、
前記第2冷却対象は、前記光変調装置を含むことを特徴とするプロジェクター。 - 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のプロジェクターにおいて、
前記第2冷却対象及び前記第2蒸発部が内部に配置された筐体と、
前記筐体内の冷却気体を前記筐体内にて循環させる循環ファンと、を備え、
前記第2蒸発部は、前記第2冷却対象から伝達された前記冷却気体の熱によって、液相の前記作動流体を気相の前記作動流体に変化させ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5のいずれか一項に記載のプロジェクターにおいて、
前記第1冷却対象は、第1波長帯の光を出射する第1光源を含み、
前記第2冷却対象は、前記第1波長帯とは異なる第2波長帯の光を出射する第2光源を含むことを特徴とするプロジェクター。
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