KR20040103417A - 냉각 장치, 이 냉각 장치를 구비한 광학 장치 및 프로젝터 - Google Patents
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Abstract
냉각 장치(5)는 내부에 팬 본체(511)를 구비하는 하우징으로서의 프레임(51)과, 이 프레임(51) 상면에 형성된 스탠드부(52)를 구비하고, 이러한 프레임(51) 및 스탠드부(52)는 열전도성 재료로 형성되어 있다. 스탠드부(52)에는 냉각 대상(44)이 고정되고, 방열부이기도 한 스탠드부(52)는 냉각 대상(44)으로부터의 열이 전도되며, 전도된 열을 방열한다. 또한, 냉각 장치(5)에 설치된 팬 본체(511)는 냉각 대상(44)에 냉각 공기를 송출하여 냉각한다. 이로써, 냉각 대상(44)의 열은 팬 본체(511)로부터의 냉각 공기의 송풍에 의해 냉각되는 동시에, 냉각 장치(5)의 방열부로 전도되어 방열됨으로써 냉각된다.
Description
본 발명은 프레임을 갖는 팬을 구비한 냉각 장치, 이 냉각 장치를 구비한 광학 장치 및 프로젝터에 관한 것이다.
종래, 회의, 학회, 전시회 등에서의 프레젠테이션이나, 가정에서의 홈 시어터 용도에 있어서는, 광원으로부터 사출된 광속을 화상 정보에 따라 변조하여 광학상을 형성하고, 확대 투사하는 프로젝터가 사용되고 있다. 이와 같은 프로젝터로서는, 소위 3판식의 프로젝터가 알려져 있다. 이 3판식의 프로젝터는, 광원과, 이 광원으로부터 사출되는 광속을 복수의 색광으로 분리하는 색 분리 광학계와, 이 색 분리 광학계에 의해 분리된 각 색광마다 광변조를 실행하는 복수의 광 변조 장치와, 각 광 변조 장치에 의해 변조된 변조 광속을 합성하는 색 합성 광학계와, 이 색 합성 광학계로부터 사출된 광속을 확대 투사하는 투사 렌즈를 구비하고 있다.
여기서, 복수의 광 변조 장치는, 각 광 변조 장치의 화상 형성 영역의 화소간에 화소 어긋남이 생기지 않도록, 서로 위치 결정되어 있을 필요가 있다. 이 때문에, 각 광 변조 장치를 서로 위치 조정한 후, 색 합성 광학계에 고정하여 일체화한 광학 장치가 채용되고 있다. 또한, 광 변조 장치의 화상 형성 영역은, 투사 렌즈의 백 포커스 위치에 없으면 선명한 화상을 형성할 수 없다. 따라서, 종래, 측면 L자 형상의 구조체를 사용하고, 구조체의 수평부의 L자 내측의 면에 광학 장치를 설치하며, 이 수평부에 세워 설치되는 수직부의 L자 외측의 면에 투사 렌즈를 장착한 구조가 채용되고 있다. 이와 같은 광학 장치에 의하면, 프로젝터의 조립과는 별도로 광학 장치를 제조할 수 있기 때문에, 프로젝터의 조립 공정도의 간소화를 도모할 수 있다.
그런데, 이러한 광학 장치는, 광 변조 장치 외에, 편광판 등의 광학 소자도 일체적으로 설치되고, 광 변조 장치, 광학 소자는 열에 약한 것이 많아, 이러한 광학 부품을 효율적으로 냉각시킬 필요가 있다. 이 때문에, 종래, 구조체의 수평부 하면측에 냉각 팬을 배치하고, 수평부에는 구멍을 열어 두며, 냉각 팬으로부터 공기를 분출함으로써, 광학 장치를 냉각하는 구조가 채용되고 있다(예컨대, 일본 특허 공개 제 2001-100185호 참조).
그러나, 이러한 구조의 광학 장치에서는, 냉각 팬으로부터 분출된 공기에 의해서만 광학 장치를 냉각하기 때문에, 광원의 고휘도화에 따라 증대하는 광학 장치의 열을 효율적으로 냉각할 수 없다는 과제가 있다.
본 발명의 목적은 냉각 대상의 냉각을 효율적으로 실행할 수 있는 냉각 장치, 이 냉각 장치를 구비한 광학 장치 및 프로젝터를 제공하는 것이다.
본 발명의 냉각 장치는, 회전 구동원의 회전축에 축지지되는 블레이드 부재를 갖는 팬 본체와, 이 팬 본체를 수납하는 하우징을 구비하고, 가열된 냉각 대상에 냉각 공기를 분출하는 냉각 장치로서, 상기 하우징은 열전도성 재료로 이루어지고, 상기 냉각 대상에서 발생된 열을 열전도에 의해 외부에 방열하는 방열부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 냉각 대상에서 발생된 열은 냉각 장치의 하우징에 전도되고, 냉각 장치의 방열부에 의해 방열된다. 이에 의하면, 팬 본체로부터 냉각 공기를 분출함에 의한 냉각과, 냉각 장치의 하우징에 열전도하여 방열부에 의해 방열하는 것에 의한 냉각의 2개의 냉각 계통에 의해 냉각 대상을 냉각하게 된다. 따라서, 냉각 대상을 효율적으로 냉각할 수 있다.
본 발명에서는, 상기 하우징은 금속 재료로 구성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 금속은 합성 수지 등의 재료와 비교하여 열전도율이 높기 때문에, 합성 수지 등으로 형성된 하우징을 구비한 냉각 장치와 비교하여, 냉각 대상으로부터의 열전도 효율을 향상시킬 수 있다. 따라서, 방열부로의 열전도 효율을 높이고, 방열부에 의한 방열을 효과적으로 실행할 수 있다.
본 발명에서는, 상기 하우징에는 상기 냉각 대상과 접촉하는 접촉면이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 냉각 대상에서 발생된 열은 하우징에 형성된 접촉면을 거쳐 하우징에 전도되어 방열부에 의해 방열된다. 따라서, 냉각 장치의 하우징에 냉각 대상의 열을 직접 전도시킬 수 있기 때문에, 열전도 효율을 향상시킬 수 있고, 방열에 의한 냉각 대상의 냉각을 한층 효율적으로 실행할 수 있다.
또한, 본 발명의 광학 장치는, 복수의 색광을 각 색광마다 화상 정보에 따라 변조하는 복수의 광 변조 장치와, 각 광 변조 장치와 대향하는 복수의 광속 입사 단부면을 갖고 각 광 변조 장치에 의해 변조된 색광을 합성하는 색 합성 광학계와, 각 광 변조 장치 및 각 광속 입사 단부면 사이에 배치되는 복수의 광학 변환 소자를 구비한 광학 장치로서, 상기 색 합성 광학계의 광속 입사 단부면에는, 상기 광속 입사 단부면에 대향 배치되고, 상기 광 변조 장치 및/또는 상기 광학 변환 소자에서 발생된 열을 전도하는 열전도판이 설치되며, 이 열전도판은 전술한 냉각 장치를 구성하는 하우징의 방열부와 접촉하고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 전술한 냉각 장치와 대략 동일한 효과를 발휘할 수 있다. 즉, 광학 장치에 구비된 광 변조 장치 및/또는 광학 변환 소자의 열은 열전도판을 거쳐 냉각 장치의 방열부로 전도되어 방열된다. 따라서, 팬 본체에 의해 송풍되는 냉각 공기에 의한 냉각과, 냉각 장치의 방열부로의 전도 및 방열에 의한 냉각의 2계통의 냉각에 의해, 광학 장치를 효율적으로 냉각할 수 있다.
본 발명에서는, 상기 열전도판은 사파이어 유리 또는 수정인 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 사파이어 유리 및 수정은 열전도성이 높기 때문에, 광 변조 장치 및/또는 광학 변환 소자에 발생된 열은 열전도판에 빠르게 전도된다. 이로써, 광 변조 장치 및/또는 광학 변환 소자의 급격한 온도 상승을 방지할 수 있고, 열 변성을 억제할 수 있다. 또한, 사파이어 유리 및 수정의 높은 열전도성에 의해, 방열부로의 열전도가 빠르게 실행되므로, 방열에 의한 냉각 효율을 향상시킬 수 있고, 광학 장치의 냉각을 한층더 효율적으로 실행할 수 있다. 또한, 사파이어 유리 및 수정은 통상의 유리에 비해 입사된 광속의 투과율이 높으므로, 광학 장치에 조사되는 광속의 광량이 감소하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에서는, 상기 냉각 장치의 하우징에는 상기 회전 구동원의 회전축에 대응한 위치에 상기 색 합성 광학계를 지지하는 스탠드가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 냉각 장치의 스탠드에 광학 장치의 색 합성 광학계가 지지되므로, 냉각 장치를 색 합성 광학계의 스탠드로서 이용할 수 있다. 이로써, 색 합성 광학계를 지지하는 부재를 새롭게 설치할 필요가 없기 때문에, 광학 장치의 구조를 간소화하고, 제조 공정수를 삭감하여 제조 비용을 삭감할 수 있다. 또한, 스탠드부는 냉각 장치의 하우징에 있어서, 회전축에 대응한 위치에 형성되어 있기 때문에, 스탠드에 지지되는 색 합성 광학계의 각 광속 입사 단부면의 열전도판에 대하여, 대략 균등하게 냉각 공기를 송풍할 수 있다. 따라서, 각각의 열전도판에 냉각 공기를 송풍하여 대략 균등하게 냉각할 수 있다.
본 발명에서는, 상기 스탠드의 지지면에는 상기 하우징에 대한 상기 색 합성 광학계의 자세를 조정하는 팽출부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 팽출부에 의해 색 합성 광학계의 자세를 조정하고, 조명광축에 대한 적절한 위치에 색 합성 광학계를 배치할 수 있다. 따라서, 색 합성 광학계의 광속 입사 단부면이 경사지고 있어도, 냉각 장치에 대하여 적절한 위치에 색 합성 광학계를 장착할 수 있다.
본 발명에서는, 상기 하우징은 상기 냉각 장치의 송풍 방향을 따라 연장 돌출되고, 상기 색 합성 광학계로부터 사출된 광속을 확대 투사하는 투사 렌즈가 장착되는 투사 렌즈 장착부를 구비하는 것이 바람직하다.
여기서, 투사 렌즈 장착부는 냉각 장치에 일체적으로 형성된 구성이어도, 별개로서 장착되는 구성이어도 무방하다.
본 발명에 따르면, 투사 렌즈는, 냉각 장치의 하우징에 설치된 투사 렌즈 장착부에 장착되기 때문에, 투사 렌즈의 백 포커스 위치에 정밀도 양호하게 색 합성 광학계를 배치할 수 있다. 또한, 냉각 장치에 의해, 광학 장치와 투사 렌즈가 연결되므로, 양자를 연결시키는 연결 부재를 새롭게 설치할 필요가 없고, 부품 점수의 삭감을 도모할 수 있다. 또한, 투사 렌즈 장착부를 냉각 장치와 일체적으로 형성하는 경우에는 투사 렌즈 장착부를 냉각 장치에 장착하기 위한 장착 부재나 작업 공정수를 삭감할 수 있다. 한편, 투사 렌즈 장착부를 냉각 장치와는 별개로서 형성하고, 냉각 장치에 장착하는 경우에는, 투사 렌즈 장착부를 냉각 장치로부터 분리하여, 다른 냉각 대상, 예컨대 광원 장치 등의 냉각에 냉각 장치를 제공할 수 있다. 따라서, 냉각 장치의 범용성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 프로젝터는, 광원과, 이 광원으로부터 사출된 광속을 화상 정보에 따라 변조하여 광학상을 형성하는 광 변조 장치와, 이 광 변조 장치에 의해 형성된 광학상을 확대 투사하는 투사 광학계를 구비한 프로젝터이며, 전술한 냉각 장치 또는 전술한 광학 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 전술한 냉각 장치 또는 전술한 광학 장치와 대략 동일한 효과를 발휘할 수 있다. 즉, 광학 장치뿐만 아니라, 프로젝터의 구성 부품, 예컨대 광원 장치 등에 냉각 장치를 채용할 수도 있고, 이 경우에 있어서도 냉각 장치에 의해 효율적으로 냉각 대상을 냉각할 수 있다. 또한, 광학상의 형성에 있어서 중요한 광학 장치를 효율적으로 냉각할 수 있기 때문에, 프로젝터의 기능을 안정화할 수 있고, 프로젝터의 구성 부품에 있어서의 열 변성에 의한 단수명화를 방지할 수 있다.
본 발명에서는, 상기 광원 및 상기 광 변조 장치를 포함하는 광학계를 수납하는 외장 하우징을 갖고, 이 외장 하우징에는 외부 공기를 흡입하기 위한 흡기용 개구부가 형성되고, 상기 냉각 장치는 이 흡기용 개구부로부터 떨어진 위치에 배치되며, 상기 흡기용 개구부에는 흡입한 공기를 이 냉각 장치로 인도하기 위해서, 회전에 의해 흡입된 공기를 회전 접선 방향으로 토출하는 시로코 팬(sirocco fan)이 설치되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 냉각 장치에 의한 냉각 대상의 냉각에 제공되는 냉각 공기는 시로코 팬에 의해 송풍된다. 여기서, 냉각 장치가 광학 장치에 채용되고, 냉각 장치에 축류 팬이 채용되어 있는 경우, 냉각 장치는, 색 합성 광학계에 장착되는 복수의 광 변조 장치에 대하여 동시에 냉각 공기를 송풍하여 냉각하지 않으면 안되기 때문에, 송풍 면적이 큰 축류 팬을 채용하는 것이 바람직하다. 한편, 시로코 팬은 회전수가 적어도 큰 토출압을 갖고, 축류 팬에 비해 정숙성이 양호하다. 이러한 구성으로 함으로써, 냉각 장치를 흡기용 개구부로부터 떨어진 위치에 배치하여, 냉각 장치의 축류 팬의 풍절음(風切音)이 프로젝터 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있고, 정숙성이 좋은 시로코 팬으로 외부 공기를 흡입하여, 높은 토출압으로 축류 팬에 외부 공기를 송풍하고, 광학 장치의 냉각을 확실하게 실행할 수 있다. 따라서, 광학 장치 등의 냉각 대상의 냉각을 효율적으로 실행할 수 있고, 또한 프로젝터의 정숙성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프로젝터를 도시하는 사시도,
도 2는 상기 제 1 실시예에 있어서의 광학 유닛의 광학계를 모식적으로 도시한 도면,
도 3은 상기 제 1 실시예에 있어서의 광학 장치 및 냉각 장치를 도시하는 사시도,
도 4는 상기 제 1 실시예에 있어서의 광학 장치 및 냉각 장치를 도시하는 분해 사시도,
도 5는 상기 제 1 실시예에 있어서의 냉각 장치를 도시하는 측면도,
도 6은 상기 제 1 실시예에 있어서의 광학 장치 및 냉각 장치를 도시하는 부분 단면도,
도 7은 제 2 실시예에 있어서의 광학 장치 및 냉각 장치를 도시하는 부분 단면도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 프로젝터 2 : 외장 케이스
5, 5A : 냉각 장치 44 : 광학 장치
51 : 프레임 52 : 스탠드부
52A : 상면 53 : 장착부
417 : 광원 램프 441 : 액정 패널
444 : 사출측 편광판 445 : 크로스 다이크로익 프리즘
448 : 열전도판 511 : 팬 본체
511A : 회전축 511B : 팬 블레이드
521 : 팽출부 522 : 접촉면
이하, 본 발명의 제 1 실시예를 도면에 기초하여 설명한다.
[1. 제 1 실시예]
(1) 외관 구성
도 1에는 제 1 실시예에 따른 프로젝터가 도시되어 있다. 프로젝터(1)는 광원으로부터 사출된 광속을 화상 정보에 따라 변조하고, 스크린 등의 투사면상에 확대 투사한다. 이 프로젝터(1)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 외장 케이스(2)와, 이 외장 케이스(2)로부터 노출되는 투사 렌즈(3)를 구비하고 있다.
외장 케이스(2)는 합성 수지제의 외장 하우징으로, 프로젝터(1)의 본체 부분을 수납한다. 외장 케이스(2)의 상면에는, 프로젝터(1)의 기동·조정 조작을 실시하는 복수의 스위치(21A)가 설치된 조작 패널(21)이 설치되어 있다. 외장 케이스(2)의 전방면에는, 전방에서 보아 좌측 부분에 배기구(22)가 형성되어 있다. 이 배기구(22)의 내부에는, 도시하지 않은 배기 팬이 배치되고, 이 배기 팬에 의해, 프로젝터(1) 내부를 냉각한 공기가 배기구(22)로부터 프로젝터(1) 외부로 배출된다. 배기구(22)에는, 좌우 방향으로 연장되고, 각각 평행하게 배열하는 복수의 블레이드판(22B)을 갖는 루버(louver)(22A)가 장착되어 있다. 이 루버(22A)는 배출되는 공기를 정류하는 동시에 프로젝터(1) 내외부 사이의 차광 기능도 구비하고 있다. 또한, 외장 케이스(2)의 전방면 우측 부분에는, 전방면으로부터 상면을 향해 절결부(23)가 형성되어 있고, 이 절결부(23)에는 투사 렌즈(3)의 선단 부분 및 레버(3A)가 노출되어 있다.
투사 렌즈(3)는 프로젝터(1)의 본체 부분에 의해 화상 정보에 따라 변조된 광학상을 확대 투사한다. 이 투사 렌즈(3)는 통 형상의 경통내에 복수의 렌즈가 수납된 쌍 렌즈로 구성되고, 복수의 렌즈의 상대 위치를 변경하는 레버(3A)를 구비하고 있다. 이 레버(3A)는 투사상의 포커스 조정 및 배율 조정이 가능하게 구성되어 있다.
(2) 내부 구성
도 2는 프로젝터(1)의 본체 부분에 수납된 광학 유닛(4)을 모식적으로 도시한 도면이다. 광학 유닛(4)은 광원 장치(411)로부터 사출된 광속을 화상 정보에 따라 변조하여 광학상을 형성하고, 투사 렌즈(3)를 거쳐 스크린상에 투사 화상을형성하는 것이다.
광학 유닛(4)은, 적분기 조명 광학계(41)와, 색 분리 광학계(42)와, 릴레이 광학계(43)와, 광 변조 장치 및 색 합성 광학 장치를 일체화한 광학 장치(44)와, 이러한 광학 부품(41, 42, 43, 44)을 수납 배치하는 라이트 가이드(45)(도 7)로 기능적으로 크게 나뉜다.
적분기 조명 광학계(41)는 광원으로부터 사출된 광속을 조명광축 직교면내에 있어서의 조도를 균일하게 하기 위한 광학계이다. 이 적분기 조명 광학계(41)는 광원 장치(411), 제 1 렌즈 어레이(412), 제 2 렌즈 어레이(413), 편광 변환 소자(414), 중첩 렌즈(415) 및 필드 렌즈(416)를 구비하여 구성된다.
광원 장치(411)는 방사 광원으로서의 광원 램프(417)와, 리플렉터(418)와, 이 리플렉터(418)의 광속 사출면을 피복하는 방폭 유리(419)를 구비하고 있다. 광원 램프(417)로부터 사출된 방사상의 광속은, 리플렉터(418)로 반사되어 대략 평행 광속으로 되고, 외부로도 사출된다. 본 발명의 제 1 실시예에서는, 광원 램프(417)로서 고압 수은 램프를 채용하고, 리플렉터(418)로서 포물면 거울을 채용하고 있다. 여기서, 광원 램프(417)로서는, 고압 수은 램프에 한정하지 않고, 예컨대 메탈 할라이드 램프나 할로겐 램프 등을 채용할 수도 있다. 또한, 리플렉터(418)로서 포물면 거울을 채용하고 있지만, 이것에 한정하지 않고, 타원면 거울로 이루어지는 리플렉터의 사출면에 평행화 오목 렌즈를 배치한 구성을 채용할 수도 있다. 또한, 광원 장치(411)의 구조에 대해서는, 이후에 상세하게 설명한다.
제 1 렌즈 어레이(412)는 조명광축 방향에서 보아 대략 직사각 형상의 윤곽을 갖는 소형 렌즈가 매트릭스 형상으로 배열된 구성으로 되어 있다. 각 소형 렌즈는 광원 램프(417)로부터 사출된 광속을 부분 광속으로 분할하고, 조명광축 방향으로 사출한다.
제 2 렌즈 어레이(413)는, 제 1 렌즈 어레이(412)와 대략 동일한 구성이고, 소형 렌즈가 매트릭스 형상으로 배열된 구성으로 되어 있다. 이 제 2 렌즈 어레이(413)는 중첩 렌즈(415)와 함께, 제 1 렌즈 어레이(412)의 각 소형 렌즈의 상을 후술하는 광학 장치(44)의 액정 패널(441R, 441G, 441B)상에 결상시키는 기능을 갖는다.
편광 변환 소자(414)는 제 2 렌즈 어레이(413)로부터의 광을 대략 1종류의 편광광으로 변환하는 것이고, 이로써 광학 장치(44)에서의 광의 이용 효율이 높아진다.
구체적으로, 편광 변환 소자(414)에 의해 대략 1종류의 편광광으로 변환된 각 부분 광속은, 중첩 렌즈(415)에 의해 최종적으로 후술하는 광학 장치(44)의 액정 패널(441R, 441G, 441B)상에 거의 중첩된다. 편광광을 변조하는 타입의 액정 패널(441R, 441G, 441B)을 채용한 프로젝터에서는, 1종류의 편광광밖에 이용할 수 없기 때문에, 랜덤한 편광광을 발하는 광원 램프(417)로부터의 광속의 대략 절반이 이용되지 않는다. 이 때문에, 편광 변환 소자(414)를 사용함으로써, 광원 램프(417)로부터 사출된 광속을 대략 1종류의 편광광으로 변환하고, 광학 장치(44)에 있어서의 광의 이용 효율을 높이고 있다. 또한, 이러한 편광 변환 소자(414)는, 예컨대 일본 특허 공개 제 1996-304739 호 공보에 소개되어 있다.
색 분리 광학계(42)는 2매의 다이크로익 미러(421, 422)와 2매의 반사 미러(423, 424)를 구비한다. 적분기 조명 광학계(41)로부터 사출된 복수의 부분 광속은 2매의 다이크로익 미러(421)에 의해 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 3색의 색광으로 분리된다.
릴레이 광학계(43)는 입사측 렌즈(431)와 릴레이 렌즈(433)와 반사 미러(432, 434)를 구비하고 있다. 이 릴레이 광학계(43)는 색 분리 광학계(42)에 의해 분리된 색광인 청색광을, 후술하는 광학 장치(44)의 액정 패널(441B)까지 인도하는 기능을 갖고 있다.
이 때, 색 분리 광학계(42)의 다이크로익 미러(421)에서는, 반사 미러(424)를 통해 적분기 조명 광학계(41)로부터 사출된 광속중, 녹색광과 청색광은 투과하고, 적색광은 반사한다. 다이크로익 미러(421)에 의해 반사된 적색광은, 반사 미러(423)에 의해 반사하고, 필드 렌즈(416)를 통과하여 적색용의 액정 패널(441R)에 도달한다. 이 필드 렌즈(416)는 제 2 렌즈 어레이(413)로부터 사출된 각 부분 광속을 그 중심축(주광선)에 대하여 평행한 광속으로 변환하는 것이며, 다른 액정 패널(441G, 441B)의 광 입사측에 설치된 필드 렌즈(416)도 동일하다.
또한, 다이크로익 미러(421)를 투과한 청색광과 녹색광 중에, 녹색광은 다이크로익 미러(422)에 의해 반사하고, 필드 렌즈(416)를 통과하여, 녹색광용 액정 패널(441G)에 도달한다. 한편, 청색광은 다이크로익 미러(422)를 투과하여 릴레이 광학계(43)를 통과하고, 또한 필드 렌즈(416)를 통과하여, 청색광용 액정 패널(441B)에 도달한다.
또한, 청색광에 릴레이 광학계(43)가 이용되고 있는 것은, 청색광의 광로의 길이가 다른 색광의 광로 길이보다도 길기 때문에, 광의 발산 등에 의한 광의 이용 효율의 저하를 방지하기 위해서이다. 즉, 입사측 렌즈(431)에 입사한 부분 광속을 그대로, 필드 렌즈(416)에 전달하기 위해서이다. 또한, 릴레이 광학계(43)에는, 3개의 색광중, 청색광을 통과시키는 구성으로 했지만, 이에 한정하지 않고, 예컨대 적색광을 통과시키는 구성으로 할 수도 있다.
광학 장치(44)는 입사된 광속을 화상 정보에 따라 변조하여 칼라 화상을 형성한다. 이 광학 장치(44)는 색 분리 광학계(42)에 의해 분리된 각 색광이 입사되는 3개의 입사측 편광판(442)과, 각 입사측 편광판(442)의 후단에 배치되는 3개의 시야각 보정판(443)과, 각 시야각 보정판(443)의 후단에 배치되는 광 변조 장치로서의 액정 패널(441R, 441G, 441B) 및 사출측 편광판(444)과, 색 합성 광학 장치로서의 크로스 다이크로익 프리즘(445)을 구비하고 있다.
광 변조 장치로서의 액정 패널(441R, 441G, 441B)은 입사측 편광판(442) 및 시야각 보정판(443)을 거쳐 입사하는 광속을 화상 정보에 따라 변조하여 사출한다. 이러한 액정 패널(441R, 441G, 441B)은 도시를 생략했지만, 각각 액정 패널 본체와, 이 액정 패널 본체를 내부에 수납하는 유지 프레임(446)(도 3 및 도 4)을 구비하고 있다. 액정 패널 본체는, 예컨대 폴리 실리콘 TFT를 스위칭 소자로서 사용한 것이고, 대향 배치되는 한쌍의 투명 기판내에 액정이 밀봉 봉입되어 있다. 또한, 유지 프레임(446)의 구조는 이후에 상세하게 설명한다.
광학 변환 소자로서의 입사측 편광판(442) 및 사출측 편광판(444)은 일정 방향의 편광광만 투과시키고, 그 밖의 광속을 흡수하는 것이며, 사파이어 유리로 구성된 기판에 편광막이 점착된 것이다. 이 중, 입사측 편광판(442)은 색 분리 광학계(42)에 의해 분리된 각 색광중, 일정 방향의 편광광을 투과시킨다. 또한, 사출측 편광판(444)은 액정 패널(441R, 441G, 441B)로부터 사출된 광속중, 소정 방향의 편광광만 투과시킨다. 이 사출측 편광판(444)에 있어서, 투과시키는 편광광의 편광축은 입사측 편광판(442)에 있어서의 투과시키는 편광광의 편광축에 대하여 직교하도록 설정되어 있다. 또한, 사출측 편광판(444)의 구조에 대해서는 이후에 상세하게 설명한다.
시야각 보정판(443)은 기판상에 액정 패널(441R, 441G, 441B)로 형성되는 광학상의 시야각을 보정하는 기능을 갖는 광학 변환막이 형성된 것이다. 이 시야각 보정판(443)은 액정 패널(441R, 441G, 441B)에서 발생하는 복굴절을 보상한다. 그리고, 이 시야각 보정판(443)에 의해 투사 화상의 시야각이 확대되고, 또한 투사 화상의 콘트라스트가 향상된다.
크로스 다이크로익 프리즘(445)은 사출측 편광판(444)으로부터 사출되고, 각 색광마다 변조된 광학상을 합성하여 칼라 화상을 형성하는 것이다. 이 크로스 다이크로익 프리즘(445)에는, 적색광을 반사하는 유전체 다층막과 청색광을 반사하는 유전체 다층막이, 4개의 직각 프리즘의 계면을 따라 대략 X자 형상으로 설치되고, 이러한 유전체 다층막에 의해 3개의 색광이 합성된다.
이상 설명한 액정 패널(441R, 441G, 441B), 사출측 편광판(444) 및 크로스 다이크로익 프리즘(445)은 일체적으로 유닛화되어 있다.
(3) 광학 장치
도 3에는 광학 장치(44)의 사시도가 도시되어 있다. 또한, 도 4에는 광학 장치(44)의 분해 사시도가 도시되고 있다.
도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 광학 장치(44)는 액정 패널(441), 사출측 편광판(444) 및 크로스 다이크로익 프리즘(445) 이외에, 고정 부재(447)와 방열 부재(449)와 냉각 장치(5)를 구비하고 있다. 또한, 도 3 및 도 4에는, 3개의 액정 패널(441)중 대표로 액정 패널(441G)만을 도시하고, 다른 액정 패널(441R, 441B)의 도시를 생략한다.
유지 프레임(446)은, 상술한 바와 같이, 액정 패널(441G)을 구성하는 것으로, 직사각형판의 외주를 따라 세워 설치되는 측벽을 갖는 금속제의 용기 형상으로 구성되고, 도시를 생략했지만, 내부에 액정 패널 본체가 수납되며, 용기 개구부는 고정판에 의해 폐쇄되어 있다. 이 유지 프레임(446)은 알루미늄 등의 열전도성 금속으로 형성되어 있다.
유지 프레임(446)의 상면에는, 복수의 신호선이 형성된 가요성 케이블(446D)이 삽입 통과되어 있고, 이 가요성 케이블(446D)의 한쪽 단부는 유지 프레임(446) 내부에 수납한 액정 패널 본체에 접속되고, 다른 한쪽 단부는 프로젝터(1)의 동작을 제어하는 도시하지 않는 제어 기판에 접속된다.
유지 프레임(446)의 광속 입사측 단부면의 대략 중앙에는, 액정 패널 본체에 광속을 입사시키기 위한 개구(446A)가 액정 패널 본체의 크기에 대응하여 형성되어 있다. 즉, 개구(446A)는 크로스 다이크로익 프리즘(445)에 입사되는 광속의 광로를 형성하고 있다. 또한, 이 개구(446A)의 상하에는 복수의 홈(446B)이 상하 방향으로 형성되어 있다. 이 홈(446B)은, 액정 패널 본체로부터 전도된 열의 방열에 있어서, 냉각 공기에 노출되는 표면적을 넓게 확보하여, 냉각 효율을 높이기 위한 것이다. 홈(446B)의 양 옆, 즉 유지 프레임(446)의 4 모서리에는 4개의 장착 구멍(446C)이 형성되어 있다. 이 장착 구멍(446C)을 거쳐서, 유지 프레임(446)은 고정 부재(447)에 장착된다.
고정 부재(447)는 유지 프레임(446)을 열전도판(448)에 장착하기 위한 부재이다. 이 고정 부재(447)는 대칭 형상을 이루는 한쌍의 판형상 부재로 구성되어 있고, 자외선을 투과하는 투명 부재에 의해 형성되어 있다.
각각의 고정 부재(447)의 광속 입사측 단부면에 있어서의 길이 방향 양단부에는 선단부가 둥근 핀(447A)이 형성되어 있다. 이 핀(447A)은 원기둥 형상으로 돌출하는 기부(447A1)의 선단부에, 이 기부(447A1)보다 직경이 작은 원기둥 형상의 접착부(447A2)가 형성되어 있다. 이 접착부(447A2)의 직경은 전술한 유지 프레임(446)의 장착 구멍(446C)의 직경보다도 다소 작게 형성되어 있고, 접착부(447A2)는 장착 구멍(446C)에 삽입 통과되어 접착된다. 이로써, 유지 프레임(446)을 고정 부재(447)에 장착한 경우, 유지 프레임(446)과 고정 부재(447) 사이에는 간격이 생기게 된다. 이 간격은 크로스 다이크로익 프리즘(445)에 대한 초점 설정을 위한 간격이고, 또한 냉각 공기가 유통하기 위한 간격이다. 또한, 이 간격의 길이는 고정 부재(447)에 유지 프레임(446)을 장착할 때에, 자유롭게 조정할 수 있다.
또한, 각각의 고정 부재(447)에는, 서로 대향하는 면의 대략 중앙에, 사출측 편광판(444)의 위치에 대응하는 절결부(447B)가 형성되어 있다. 이와 같은 고정 부재(447)는 열전도판(448)의 광속 입사측 단부면의 폭방향 양단부에, 자외선 경화성의 접착재에 의해, 각각의 고정 부재(447)가 서로 대략 평행하게 되도록 장착된다.
열전도판(448)은 상하로 긴 대략 직사각형의 기판이고, 백색판 유리보다도 열전도성이 높은 사파이어 유리로 형성되어 있다. 이 열전도판(448)의 광속 입사측 단부면의 대략 중앙에는, 편광막(444A)이 점착되고, 편광막(444A) 및 열전도판(448)에 의해 사출측 편광판(444)은 구성되어 있다.
이와 같은 열전도판(448)의 광속 사출측 단부면은 크로스 다이크로익 프리즘(445)의 광속 입사측 단부면에 장착된다.
또한, 본 실시예에서는, 열전도판(448)은 사파이어 유리에 의해 형성된다고 했지만, 수정을 이용할 수도 있다. 이 경우, 사파이어 유리에 의해 형성되는 열전도판(448)과 동일한 열전도판을 형성할 수 있다. 즉, 수정에 의해, 열전도성이 높은 열전도판을 형성할 수 있다. 또한, 통상의 유리에 비해 연화점이 높고 열 팽창 계수가 작기 때문에, 높은 내열 충격성을 열전도판에 유지시킬 수 있다. 또한, 수정은 통상의 유리에 비해 불순물의 함유량이 적기 때문에 광의 흡수가 없고, 광의 투과율이 높다. 이 때문에, 중앙에 점착된 편광막(444A)을 투과한 광속이 흡수되어, 광량이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
방열 부재(449)는, 크로스 다이크로익 프리즘(445)의 상하면(광속 입사 단부면과 대략 직교하는 한쌍의 단부면)중 상면(445A)에, 열전도성의 고무(7)를 거쳐 장착된다. 이 방열 부재(449)는 알루미늄 등의 열전도성 금속에 의해, 4각뿔을 수평 방향으로 절결한 대략 각뿔대 형상으로 형성되고, 하측 바닥 부분(449A)의 종횡 치수는 상면(445A)의 종횡 치수보다 크고, 또한 상측 바닥 부분(449B)에 있어서의 종횡 치수는 상면(445A)의 종횡 치수보다 작게 형성되어 있다. 방열 부재(449)는 이 상측 바닥 부분(449B)이 크로스 다이크로익 프리즘(445)의 상면(445A)에 접촉되도록 상하 반대로 하여 배치된다.
또한, 방열 부재(449)는 크로스 다이크로익 프리즘(445)과 접촉하는 동시에, 열전도성의 고무(7)를 거쳐 열전도판(448)의 상단 부분과 접촉하고 있다. 이 때문에, 열전도판(448)의 열은 고무(7)를 통해 방열 부재(449)에 전도되어 방열된다.
여기서, 고무(7)는 대략 삼각 기둥 형상으로 도 4에 도시했지만, 방열 부재(449)가 크로스 다이크로익 프리즘(445)의 상면(445A)에 위치 결정되고, 고무(7)가 상면(445A)과 방열 부재(449)의 측면과 접촉되도록 장착되었을 때, 고무(7)는 열전도판(448)이 장착되는 위치로부터 팽출한 형상을 하고 있다. 이 고무(7)의 팽출된 면에 대하여 열전도판(448)이 장착되면, 고무(7)는 압축되어 대략 삼각기둥 형상으로 되는 동시에, 열전도판(448)과 방열 부재(449)의 밀착이 확보된다. 또한, 본 실시예에서는, 열전도성의 고무(7)를 사용했지만, 열가소성·열전도성의 접착제 등을 이용할 수도 있다.
냉각 장치(5)는 내부에 팬 본체(511)(도 5 참조)를 구비하고, 냉각 장치(5)의 상면에 형성된 송풍구(513)로부터 광학 장치(44)에 냉각 공기를 송풍하여, 광학장치(44)를 냉각하는 것이다. 이 냉각 장치(5)는 크로스 다이크로익 프리즘(445)의 하면(445B)에 장착되는 동시에, 방열 부재(449)와 마찬가지로 고무(7)를 거쳐 열전도판(448)에 접촉된다.
도 5에는 냉각 장치(5)의 측면도가 도시되어 있다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 냉각 장치(5)는 알루미늄 등의 열전도율이 높은 재료에 의해 형성된 프레임(51)을 구비하고 있다.
프레임(51)은 팬 본체(511)를 내부에 수납하는 하우징으로서 평면에서 보아 대략 직사각형으로 형성되어 있다. 팬 본체(511)는 회전 구동원인 팬 모터(516)와, 이 팬 모터(516)의 회전축(511A)의 주위에 직경 방향으로 형성된 블레이드 부재인 팬 블레이드(511B)를 구비하고 있다. 이 팬 모터(516)는 프로젝터(1)내에 설치된 도시하지 않는 전원 유닛으로부터 전원 코드를 거쳐 공급되는 전력에 의해 회전축(511A)을 회전시키고, 이 회전에 의해 팬 블레이드(511B)가 냉각 공기를 상방으로 송풍한다.
프레임(51)의 바닥면에는 팬 본체(511)에 의해 송풍되는 냉각 공기의 흡기구(512)가 형성되어 있다.
프레임(51)의 상면에는, 스탠드부(52)와, 4개의 송풍구(513)와, 투사 렌즈(3)에 설치된 수직판(3B)을 장착하기 위한 볼록부(514) 및 나사 홈(515)이 형성되어 있다.
스탠드부(52)는, 크로스 다이크로익 프리즘(445)을 지지하는 측면에서 보아 대략 사다리꼴 형상의 스탠드이고, 프레임(51) 상면의 대략 중앙, 즉 팬 모터(516)의 회전축(511A)에 대응한 위치에 프레임(51)과 일체적으로 형성되어 있다. 이 스탠드부(52)에는, 상술한 바와 같이, 열전도판(448)이 접촉된다. 이 때문에, 이 열전도판(448)을 통해 사출측 편광판(444)의 열이 스탠드부(52)에 전도되어 방열된다. 즉, 스탠드부(52)는 사출측 편광판(444)의 열이 전도되고, 전도된 열을 방열하는 방열부이기도 하다.
스탠드부(52)의 상면(52A)은 크로스 다이크로익 프리즘(445)이 장착되는 지지면이고, 도 5에 도시하는 바와 같이, 중앙 부분이 면외 방향으로 팽출한 형상으로 되어 있다. 이 팽출부(521)는 크로스 다이크로익 프리즘(445)을 지지 고정할 때에, 입사 광속에 대한 크로스 다이크로익 프리즘(445)의 자세를 조정하기 위한 부분이다.
또한, 스탠드부(52)의 측면은 열전도판(448)의 하단과 접촉되는 접촉면(522)으로서 형성되어 있다. 이 접촉면(522)은, 하방을 향함에 따라서 스탠드부(52)의 수평 방향으로 단면적이 커지도록 경사져 형성되어 있고, 크로스 다이크로익 프리즘(445)의 치수에 다소 오차가 생겨도, 크로스 다이크로익 프리즘(445)의 광속 입사측 단부면에 장착된 열전도판(448)과 접촉면(522)이 접촉되도록 구성되어 있다.
송풍구(513)는 팬 본체(511)로부터 냉각 공기가 송풍되는 개구이고, 스탠드부(52)를 둘러싸도록 하여, 4개 형성되어 있다. 즉, 이러한 송풍구(513)는 스탠드부(52)에 지지되는 크로스 다이크로익 프리즘(445)에 형성된 3개의 광속 입사 단부면 및 광속 사출측 단부면에 대하여, 팬 본체(511)로부터 대략 균등하게 냉각 공기가 송풍되도록 형성되어 있다.
볼록부(514)는 스탠드부(52)에 크로스 다이크로익 프리즘(445)이 지지된 경우에 있어서의 광속 사출측의 프레임(51) 상면에 볼록 형상으로 형성되어 있다. 이 볼록부(514)는 투사 렌즈(3)에 설치된 판형상의 투사 렌즈 장착 부재인 수직판(3B)의 하단부에 형성된 오목부(3C)와 결합된다.
나사 홈(515)은 수직판(3B)의 하단으로부터 대략 수평 방향으로 연장 돌출된 연장 돌출부(3D)에 형성된 구멍(3E)에 따른 위치에, 프레임(51) 상면에 형성되어 있다. 이 나사 홈(515)에는 구멍(3E)을 삽입 통과시킨 나사(3F)가 나사 결합한다.
따라서, 볼록부(514)와 수직판(3B)의 오목부(3C)가 결합함으로써, 수직판(3B)은 프레임(51) 상면에 위치 결정된다. 이 수직판(3B)의 위치 결정후, 구멍(3E)을 삽입 통과시킨 나사(3F)를 나사 홈(515)에 나사 고정함으로써, 수직판(3B)은 냉각 장치(5)에 고정된다. 또한, 볼록부(514) 및 나사 홈(515)은 프레임(51) 상면에 적절하게 필요한 개수가 형성될 수 있다.
도 6에는 광학 장치(44)가 장착된 냉각 장치(5) 근방에 있어서의 프로젝터(1)의 단면도가 도시되어 있다.
도 6에 도시하는 바와 같이, 광학 기기 수납용 하우징인 라이트 가이드(45)의 바닥면과, 프로젝터 내부에 있어서의 외장 케이스(2)의 바닥면 사이에는 덕트(46)가 형성되어 있다. 이 덕트(46)는 도시를 생략했지만, 프로젝터(1) 외부에 대하여 개구하고, 냉각 장치(5)로부터 떨어진 위치에 있는 흡기용 개구부와 통하고 있으며, 이 흡기용 개구부에 설치되어 시로코 팬에 의해, 흡입된 프로젝터(1) 외부의 공기가 덕트(46)내를 유통하고 있다. 냉각 장치(5)의 바닥면에 형성된 흡기구(512)는 덕트(46)에 대하여 개구하고 있고, 냉각 장치(5)의 팬 본체(511)에 의해 흡기구(512)로부터 덕트(46)내를 흐르는 외부 공기가 화살표(A) 방향으로 흡입되고, 송풍구(513)로부터 광학 장치(44)를 향해 화살표(B)의 방향으로 송풍된다. 송풍된 냉각 공기는 열전도판(448) 및 열전도성 고무(7)를 통해 사출측 편광판(444)으로부터 열이 전도된 스탠드부(52)를 냉각하면서, 화살표(C) 방향으로 상승한다. 화살표(C) 방향으로 상승한 냉각 공기는 두갈래로 분리되고, 한쪽이 유지 프레임(446)의 광속 입사측 단부면을 따라, 화살표(C1) 방향으로 유통하여 유지 프레임(446)의 전방면을 냉각한다. 또한, 다른 한쪽은 2개의 고정 부재(447)의 사이, 즉 화살표(C2) 방향으로 유통하고, 사출측 편광판(444) 및 유지 프레임(446) 배면을 하방으로부터 냉각한다. 그 후, 냉각 공기는 화살표(D) 방향으로 더 상승하며, 열이 전도된 방열 부재(449)를 냉각한다. 광학 장치(44)의 냉각에 제공된 냉각 공기는 배기구(22)(도 1)로부터 도시하지 않는 배기 팬에 의해 프로젝터(1) 외부로 배기된다.
(4) 실시예의 효과
본 실시예에 의하면, 이하와 같은 효과가 있다.
(1-1) 냉각 장치(5)의 프레임(51)에 일체적으로 형성된 스탠드부(52)에는 광학 장치(44)의 크로스 다이크로익 프리즘(445)이 지지된다. 이 크로스 다이크로익 프리즘(445)의 광속 입사 단부면에 장착된 열전도판(448)에는 사출측 편광판(444)이 장착되어 있고, 이 사출측 편광판(444)에서 발생된 열은 스탠드부(52)에 형성된 접촉면(522)과 접촉하는 열전도판(448) 및 열전도성 고무(7)를 거쳐 스탠드부(52)에 전도되어 방열된다. 이에 의하면, 사출측 편광판(444)의 열은, 팬 본체(511)로부터의 송풍에 의한 냉각과, 열이 전도된 스탠드부(52)의 방열에 의한 냉각의 2계통의 냉각계에 의해 냉각되므로, 사출측 편광판(444)에 대하여 냉각 공기를 분출하여 냉각하는 경우만에 비해, 사출측 편광판(444)을 효율적으로 냉각할 수 있다.
(1-2) 냉각 장치(5)는 금속 재료에 의해 형성되어 있다. 이에 의하면, 금속은 합성 수지 등에 비해 열전도율이 높으므로, 냉각 장치(5)에서는, 사출측 편광판(444)의 열이 열전도판(448)으로부터 접촉면(522)을 거쳐 빠르게 냉각 장치(5)의 스탠드부(52)로 전도될 수 있다. 따라서, 합성 수지 등으로 형성된 냉각 장치와 비교하여, 스탠드부(52)에 효율적으로 열을 전도시킬 수 있다. 또한, 열을 유지하는 면적을 확대하여, 냉각 장치(5)에 의한 냉각 효과를 향상시킬 수 있다. 또한, 프레임(51)이 금속제이므로, 크로스 다이크로익 프리즘(445)을 지지하는데 필요한 강도를 확보할 수 있다.
(1-3) 사출측 편광판(444)이 장착된 열전도판(448)은 스탠드부(52)의 접촉면(522)에 접촉된다. 이에 의하면, 열전도판(448)의 열이 열전도판(448)에 접촉된 접촉면(522)으로부터 스탠드부(52)에 직접 전도된다. 따라서, 열전도판(448)으로부터 스탠드부(52)로의 열의 전도 효율을 향상할 수 있고, 열전도판(448)을 효율적으로 냉각할 수 있다.
(1-4) 사출측 편광판(444)이 장착되는 열전도판(448)은 사파이어 유리에 의해 형성되어 있다. 여기서, 사파이어 유리는 열전도성이 높으므로, 사출측 편광판(444)에서 발생된 열이 열전도판(448)에 신속히 전도되게 된다. 이에 의하면, 사출측 편광판(444)의 급격한 온도 상승을 억제할 수 있고, 사출측 편광판(444)의 열 변성을 억제할 수 있다. 또한, 사파이어 유리의 높은 열전도성에 의해, 냉각 장치(5)로의 열전도가 빠르게 실행되므로, 스탠드부(52)로의 방열 및 팬 본체(511)로부터의 냉각 공기의 송풍에 의해, 효율적으로 사출측 편광판(444)을 냉각할 수 있다. 또한, 사파이어 유리는 통상의 유리에 비해 입사 광속의 투과율이 높으므로, 사파이어 유리로 형성된 열전도판(448)을 이용한 경우, 광학 장치(44)에 조사되는 광속이 열전도판(448)에 흡수되어, 광속의 광량이 감소하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 사파이어 유리 대신에 수정을 사용한 경우에도, 상술한 것과 대략 동일한 효과를 발휘할 수 있다.
(1-5) 냉각 장치(5)의 스탠드부(52)에 크로스 다이크로익 프리즘(445)이 지지된다. 이에 의하면, 냉각 장치(5)를 광학 장치(44)의 스탠드로서 이용할 수 있다. 따라서, 크로스 다이크로익 프리즘(445)을 지지하는 부재를 새롭게 설치할 필요가 없으므로, 광학 장치(44)의 구조를 간소화하고, 제조 공정수를 삭감하여 제조 비용을 삭감할 수 있다. 또한, 스탠드부(52)는 냉각 장치(5)의 프레임(51)에 있어서, 팬 본체(511)의 회전축(511A)에 대응한 위치에 형성되어 있다. 이에 의하면, 스탠드부(52)에 지지되는 크로스 다이크로익 프리즘(445)의 각 광속 입사 단부면에 장착된 열전도판(448)에 대하여 균등하게 냉각 공기를 송풍할 수 있다. 따라서, 각각의 열전도판(448)에 냉각 공기를 송풍하여, 열전도판(448) 및 사출측 편광판(444)을 균등하게 냉각할 수 있다.
(1-6) 냉각 장치(5)의 스탠드부(52)에는, 지지되는 크로스 다이크로익 프리즘(445)의 자세를 조정하기 위한 팽출부(521)가 형성되어 있다. 이에 의하면, 미세한 치수의 오차가 생기는 것이 많은 크로스 다이크로익 프리즘(445)의 자세를 조정하고, 사출측 편광판(444)으로부터 사출되는 광속에 대하여 적절한 위치에 크로스 다이크로익 프리즘(445)을 배치할 수 있다. 따라서, 크로스 다이크로익 프리즘(445)의 광속 입사측 단부면이 경사져 있어도, 냉각 장치(5)에 대하여 적절한 위치에 크로스 다이크로익 프리즘(445)을 장착할 수 있다.
(1-7) 냉각 장치(5)의 프레임(51)에는, 투사 렌즈(3)에 설치된 수직판(3B)을 장착하는 볼록부(514) 및 나사 홈(515)이 형성되어 있다. 이에 의하면, 광학 장치(44)의 냉각에 냉각 장치(5)를 사용하는 경우에 있어서, 투사 렌즈(3)를 냉각 장치(5)에 장착하는 경우에는, 볼록부(514) 및 나사 홈(515)에 의해 투사 렌즈(3)의 수직판(3B)을 냉각 장치(5)에 장착할 수 있다. 또한, 광원 장치 등, 다른 프로젝터(1)의 구성 부품의 냉각에 냉각 장치(5)를 사용하는 경우에는, 이러한 볼록부(514) 및 나사 홈(515)을 사용하지 않고, 냉각 장치(5)를 장착하여 상기 구성 부품을 냉각할 수 있다. 따라서, 냉각 장치(5)의 범용성을 향상시킬 수 있다. 또한, 수직판(3B)을 금속 재료로 하면, 보다 높은 열전도 냉각이 가능해진다.
(1-8) 프로젝터(1) 내부에 있어서의 외장 케이스(2) 바닥면과 라이트 가이드(45) 바닥면 사이에는 덕트(46)가 형성되어 있다. 이 덕트(46)에는, 외장 케이스(2)에 있어서 냉각 장치(5)로부터 떨어진 위치에 형성된 도시하지 않은 흡기용 개구부로부터, 이 개구부에 설치된 도시하지 않은 시로코 팬에 의해, 프로젝터(1) 외부로부터 흡입된 외부 공기가 유통하고 있다. 이 외부 공기는덕트(46)에 개구된 냉각 장치(5)의 흡기구(512)에 의해 흡입되어, 광학 장치(44)의 냉각에 제공된다. 이에 의하면, 흡기용 개구부로부터 냉각 장치(5)가 떨어져있기 때문에, 냉각 장치(5)의 풍절음 등의 소음이 프로젝터(1) 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 시로코 팬은 회전수가 낮아도 큰 토출압을 갖고, 정숙성도 높기 때문에, 시로코 팬에 의해 외부 공기를 냉각 장치(5)로 송풍하는 구성에 의해, 프로젝터(1)의 정숙성을 높이고, 또한 시로코 팬의 높은 토출압으로 냉각 장치(5)에 외부 공기를 송풍하여, 냉각 장치(5)에 의한 광학 장치(44)의 냉각을 확실하게 실행할 수 있다. 또한, 프로젝터(1)의 외장 케이스(2)에 있어서, 냉각 장치(5) 근방에 개구를 설치할 필요가 없다. 따라서, 냉각 장치(5)의 팬 본체(511)의 소리가 프로젝터(1) 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있고, 또한 프로젝터(1)의 외관의 설계 자유도를 향상시킬 수 있다.
[2. 제 2 실시예]
다음에, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 프로젝터에 대하여 설명한다. 제 2 실시예의 프로젝터는, 제 1 실시예에 도시한 프로젝터와 대략 동일한 구성을 구비하고 있지만, 광학 장치를 냉각하는 냉각 장치에 투사 렌즈를 장착하는 장착부가 일체적으로 형성되어 있다는 점에 있어서, 제 1 실시예와의 상이점을 갖는다. 또한, 이하의 설명에서는, 이미 설명한 부분과 동일 또는 대략 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 설명을 생략한다.
도 7에는 제 2 실시예에 따른 프로젝터(1)에 설치된 냉각 장치(5A)가 도시되어 있다. 이 냉각 장치(5A)는 냉각 장치(5)와 대략 동일한 구성으로 되어 있고,내부에 팬 본체(511)가 수납된 하우징으로서의 프레임(51)과, 이 프레임에 일체적으로 형성되어, 광학 장치(44)의 크로스 다이크로익 프리즘(445)을 지지하는 스탠드부(52)를 구비하고 있다. 또한, 냉각 장치(5A)는 냉각 장치(5)의 볼록부(514) 및 나사 홈(515) 대신에, 프레임(51) 상면에 형성된 투사 렌즈 장착부로서의 장착부(53)를 구비하고 있다. 이 장착부(53)는 투사 렌즈(3)를 위치 결정하여 지지하는 것이고, 광학 장치(44)의 광속 사출측의 프레임(51) 상면 단부로부터 대략 수직하게 기립하는 판형상체로서 형성되어 있다. 이 장착부(53)에 의해 투사 렌즈(3)가 광학 장치(44)로부터 사출되는 광속의 광축상에 배치된다.
따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 따르면, 전술한 (1-1) 내지 (1-8)과 대략 동일한 효과를 발휘할 수 있는 이외에, 이하의 효과를 발휘할 수 있다.
(2-1) 냉각 장치(5A)에는, 투사 렌즈(3)를 위치 결정하여 지지하는 장착부(53)가 형성되어 있기 때문에, 투사 렌즈(3)의 백 포커스 위치에 정밀도 양호하게 크로스 다이크로익 프리즘(445)을 배치할 수 있다. 또한, 스탠드부(52) 및 장착부(53)에 의해, 광학 장치(44) 및 투사 렌즈(3)를 냉각 장치(5A)에 연결시킬 수 있기 때문에, 새롭게 양자를 연결시키는 연결 부재를 설치할 필요가 없고, 부품 점수의 삭감을 도모할 수 있다.
[3. 실시예의 변형]
본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 다른 구성 등을 포함하고, 이하에 나타내는 바와 같은 변형 등도 본 발명에 포함된다.
상기 각 실시예에서는, 냉각 장치(5, 5A)는 광학 장치(44)를 냉각하는 구성으로 했지만, 다른 구성 부품의 냉각에 사용할 수도 있다. 예컨대, 프로젝터에 있어서의 상기 이외의 열원인 광원 장치(411) 및 전원 유닛 등에 채용할 수도 있다. 또한, 프로젝터에 한정하지 않고, 전기 기기의 제어 기판상에 배치된 IC 등의 냉각에 본 발명의 냉각 장치를 채용할 수도 있다.
상기 각 실시예에서는, 냉각 장치(5, 5A), 유지 프레임(446) 및 방열 부재(449)는 알루미늄 등의 금속제 재료로 구성되는 것으로 했지만, 이에 한정하지 않고, 예컨대 마그네슘, 티탄, 동 등의 금속제로 구성한 것이어도 무방하고, 또한 알루미늄, 마그네슘, 티탄 혹은 이것들을 주재료로 한 합금 등의 금속으로 구성할 수도 있다. 즉, 열전도성이 높은 재료로 구성되어 있으면, 다른 재료에 의해 구성하여도 무방하다.
상기 각 실시예에서는, 냉각 장치(5, 5A)의 스탠드부(52)는 프레임(51)과 일체적으로 형성되는 것으로 했지만, 별도의 부재로서 형성된 스탠드부를 프레임에 장착하는 구성이어도 무방하다. 이 경우, 프레임(51) 내부에 설치된 팬 본체(511)에 지장을 초래한 경우에, 프레임(51) 부분을 분리하여 수리 및 교환을 실행할 수 있다. 또한, 스탠드부(52)를 프레임(51)과 일체적으로 형성하면, 프레임(51)에 스탠드부(52)를 장착하는 공정수를 생략할 수 있다. 또한, 프레임(51)과 스탠드부(52) 사이에 접착제 등을 개재하지 않기 때문에, 스탠드부(52)에 전도된 열이 프레임(51)에 전도되기 용이하게 할 수 있어, 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 각 실시예에서는, 열전도판(448)은 사파이어 유리 또는 수정에 의해 형성된다고 했지만, 다른 유리 소재나, 합성 수지 등으로 형성할 수도 있다. 즉, 사출측 편광판(444)으로부터 사출되는 광속을 투과하고, 사출측 편광판(444)에서 발생된 열을 냉각 장치의 스탠드부 및 방열 부재에 전도할 수 있는 소재이면 무방하다. 또한, 사파이어 유리 또는 수정으로 형성하면, 광속의 투과성이 좋고, 열전도성이 높은 열전도판을 제작할 수 있다.
상기 각 실시예에서는, 냉각 장치(5, 5A) 및 방열 부재(449)를 광학 장치(44)에 장착할 때에 열전도성 고무(7)를 이용하는 것으로 했지만, 열전도성의 접착제 등을 이용할 수도 있다. 즉, 냉각 대상의 열이 냉각 장치에 전달되도록, 냉각 대상을 냉각 장치에 장착하는 것이면 무방하다.
상기 각 실시예에서는, 고정 부재(447)는 2개의 형상 부재로 구성되는 것으로 했지만, 1개의 판형상 부재로 구성하고, 이 판형상 부재의 4 모서리에 핀(447A)이 형성되는 구성으로 할 수도 있다. 또한, 고정 부재(447)를 2개의 판형상 부재로 구성하면, 냉각 장치(5)에 의해 하방으로부터 송풍되는 냉각 공기의 유로를 확보하여, 확실하게 사출측 편광판(444)을 냉각할 수 있다.
상기 각 실시예에서는, 3개의 광 변조 장치를 이용한 프로젝터(1)의 예만을 들었지만, 1개의 광 변조 장치만을 이용한 프로젝터, 2개의 광 변조 장치를 사용한 프로젝터 혹은 4개 이상의 광 변조 장치를 사용한 프로젝터에도 적용 가능하다.
또한, 광 변조 장치로서 액정 패널(441)을 사용했지만, 마이크로 미러를 사용한 디바이스 등, 액정 이외의 광 변조 장치를 이용할 수도 있다.
또한, 상기 실시예에서는, 광 입사면과 광 사출면이 상이한 투과형의 광 변조 장치를 사용하고 있지만, 광 입사면과 광 사출면이 동일하게 되는 반사형의 광 변조 장치를 이용할 수도 있다.
상기 실시예에서는, 스크린을 관찰하는 방향으로부터 투사를 실행하는 프론트 타입의 프로젝터의 예만을 들었지만, 본 발명은 스크린을 관찰하는 방향과는 반대측으로부터 투사를 실행하는 리어 타입의 프로젝터에도 적용 가능하다.
본 발명에 따르면, 팬 본체로부터 냉각 공기를 분출함에 의한 냉각과, 냉각 장치의 하우징에 열전도하여 방열부에 의해 방열하는 것에 의한 냉각의 2개의 냉각 계통에 의해 냉각 대상을 냉각하게 되기 때문에, 냉각 대상을 효율적으로 냉각할 수 있다.
Claims (14)
- 회전 구동원의 회전축에 축지지되는 블레이드 부재를 갖는 팬 본체와, 이 팬 본체를 수납하는 하우징을 구비하고, 가열된 냉각 대상에 냉각 공기를 분출하는 냉각 장치에 있어서,상기 하우징은 열전도성 재료로 구성되고, 상기 냉각 대상에서 발생된 열을 열전도에 의해 외부로 방열하는 방열부를 구비하는 것을 특징으로 하는냉각 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 하우징은 금속 재료로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는냉각 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 하우징에는 상기 냉각 대상과 접촉하는 접촉면이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는냉각 장치.
- 복수의 색광을 각 색광마다 화상 정보에 따라 변조하는 복수의 광 변조 장치와; 각 광 변조 장치와 대향하는 복수의 광속 입사 단부면을 갖고 각 광 변조 장치에 의해 변조된 색광을 합성하는 색 합성 광학계와; 각 광 변조 장치 및 각 광속 입사 단부면 사이에 배치되는 복수의 광학 변환 소자와; 회전 구동원의 회전축에 축지지되는 블레이드 부재를 갖는 팬 본체와, 이 팬 본체를 수납하는 하우징을 구비하고, 가열된 냉각 대상에 냉각 공기를 분출하는 냉각 장치로서, 상기 하우징은 열전도성 재료로 구성되고, 상기 냉각 대상에서 발생된 열을 열전도에 의해 외부로 방열하는 방열부를 구비하는 냉각 장치를 구비한 광학 장치에 있어서,상기 색 합성 광학계의 광속 입사 단부면에는, 상기 광속 입사 단부면에 대향 배치되고, 상기 광 변조 장치 및/또는 상기 광학 변환 소자에서 발생된 열을 전도하는 열전도판이 설치되고,이 열전도판은 상기 냉각 장치의 상기 하우징의 상기 방열부와 접촉하고 있는 것을 특징으로 하는광학 장치.
- 제 4 항에 있어서,상기 하우징은 금속 재료로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는광학 장치.
- 제 4 항에 있어서,상기 하우징에는 상기 냉각 대상과 접촉하는 접촉면이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는광학 장치.
- 제 4 항에 있어서,상기 열전도판은 사파이어 유리 또는 수정인 것을 특징으로 하는광학 장치.
- 제 4 항에 있어서,상기 냉각 장치의 하우징에는 상기 회전 구동원의 회전축에 대응한 위치에 상기 색 합성 광학계를 지지하는 스탠드가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는광학 장치.
- 제 8 항에 있어서,상기 스탠드의 지지면에는 상기 하우징에 대한 상기 색 합성 광학계의 자세를 조정하는 팽출부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는광학 장치.
- 제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 하우징은 상기 냉각 장치의 송풍 방향을 따라서 연장 돌출되고, 상기 색 합성 광학계로부터 사출된 광속을 확대 투사하는 투사 렌즈가 장착되는 투사 렌즈 장착부를 구비하는 것을 특징으로 하는광학 장치.
- 광원과, 이 광원으로부터 사출된 광속을 화상 정보에 따라 변조하여 광학상을 형성하는 광 변조 장치와, 이 광 변조 장치에 의해 형성된 광학상을 확대 투사하는 투사 광학계를 구비한 프로젝터에 있어서,회전 구동원의 회전축에 축지지되는 블레이드 부재를 갖는 팬 본체와, 이 팬 본체를 수납하는 하우징을 구비하고, 가열된 냉각 대상에 냉각 공기를 분출하는 냉각 장치로서, 상기 하우징은 열전도성 재료로 구성되고, 상기 냉각 대상에서 발생된 열을 열전도에 의해 외부로 방열하는 방열부를 구비하는 냉각 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는프로젝터.
- 제 11 항에 있어서,상기 하우징은 금속 재료로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는프로젝터.
- 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,상기 하우징에는 상기 냉각 대상과 접촉하는 접촉면이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는프로젝터.
- 제 11 항에 있어서,상기 광원 및 상기 광 변조 장치를 포함하는 광학계를 수납하는 외장 하우징을 갖고,이 외장 하우징에는 외부 공기를 흡입하기 위한 흡기용 개구부가 형성되고,상기 냉각 장치는 이 흡기용 개구부로부터 떨어진 위치에 배치되며,상기 흡기용 개구부에는 흡입한 공기를 이 냉각 장치로 인도하기 위해서, 회전에 의해 흡입한 공기를 회전 접선 방향으로 토출하는 시로코 팬이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는프로젝터.
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