(57)【要約】【課題】冷却性および結露防止に効果的な防塵構造を備えたリアプロジェクタを提供すること。【解決手段】リアプロジェクタ１は、光源部から射出された光をインテグレータ照明部４１により単一の偏光光に変換し、偏光光を変調光学部により画像情報に応じて変調し、スクリーン２０へ拡大投射するものであって、インテグレータ照明部４１を含む密閉空間を形成する第１密閉空間部である冷却枠体６３、光学ユニット筐体４９およびシロッコファン６１と、変調光学部を含む密閉空間を形成する第２密閉空間部と、第１密閉空間部および第２密閉空間部がそれぞれ形成する密閉空間の冷却空気を循環させて、インテグレータ照明部４１および変調光学部を冷却するための冷却機構部と、第１密閉空間部と第２密閉空間部との間を断熱状態にするための断熱層部６４と、を備えている。【選択図】図９
2008191531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から射出された光束を画像情報に応じて変調し、スクリーンへ拡大投射するリアプロジェクタであって、
発熱部を内部に含むように形成された密閉空間部と、
前記密閉空間部の冷却空気を循環させて前記発熱部を冷却するための冷却機構部と、
前記密閉空間部の少なくとも一部とその周囲とを断熱状態にするための断熱部と、を備えていることを特徴とするリアプロジェクタ。
【請求項２】
光源から射出された光束をインテグレータ照明部により単一の偏光光に変換し、前記偏光光を変調光学部により画像情報に応じて変調し、スクリーンへ拡大投射するリアプロジェクタであって、
前記インテグレータ照明部を内部に含むように形成された第１密閉空間部と、
前記変調光学部を内部に含むように形成された第２密閉空間部と、
前記第１密閉空間部および前記第２密閉空間部の冷却空気をそれぞれ循環させて、前記インテグレータ照明部および前記変調光学部を冷却するための冷却機構部と、
前記第１密閉空間部と前記第２密閉空間部との間を断熱状態にするための断熱部と、を備えていることを特徴とするリアプロジェクタ。
【請求項３】
請求項２に記載のリアプロジェクタにおいて、
前記インテグレータ照明部は、前記冷却空気が前記光束の進行方向と略直角方向へ流れて通過するための開口部を有することを特徴とするリアプロジェクタ。
【請求項４】
請求項２または３に記載のリアプロジェクタにおいて、
前記第１密閉空間部は、外部へ熱を放熱して前記冷却空気を強制冷却するための放熱部を有することを特徴とするリアプロジェクタ。
【請求項５】
請求項２から４のいずれか一項に記載のリアプロジェクタにおいて、
前記第２密閉空間部の前記冷却空気は、前記変調光学部を冷却した後、前記第２密閉空間部を構成する外装筐体および前記スクリーンに沿うように循環することを特徴とするリアプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防塵構造を備えたリアプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、リアプロジェクタは、外部から取り入れた冷却空気によって、発熱部でもある光学装置を冷却する冷却機構を備えている。この冷却機構では、冷却空気と共に塵がリアプロジェクタへ浸入することがあり、浸入した塵は、冷却空気の流動により、光源部からスクリーンまでの光の経路内に浮遊して、スクリーンへ映像と共に投射されてしまうことがあった。そのため、塵の浸入を防ぐ方法として、冷却空気を外部から取り入れず、リアプロジェクタの内部を密閉空間にして、冷却空気を密閉空間内で循環させる防塵構造を備えたリアプロジェクタが開示されている（例えば特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−７２１３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の技術では、光源の高輝度化に伴い、光の経路に沿って配置されている光学装置の発熱量が増加し、防塵を目的にした密閉空間内で冷却空気を循環させるだけでは、これら光学装置を十分に冷却することが困難になっている。対策として、発熱量の多い光学装置が十分冷却されるように、熱交換機能等を有する冷却機構を用いて、より強力に冷却することが効果的である。この場合、熱交換機能等を有する冷却機構は、光学装置の冷却には効果的であるが、熱交換機能等によって強力に冷却された冷却空気の循環により、リアプロジェクタの内外などの温度差が拡大する傾向となり、その結果、結露が生じ易くなるという課題があった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するために、冷却性および結露防止に効果的な防塵構造を備えたリアプロジェクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のリアプロジェクタは、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調し、スクリーンへ拡大投射するものであって、発熱部を内部に含むように形成された密閉空間部と、密閉空間部の冷却空気を循環させて発熱部を冷却するための冷却機構部と、密閉空間部の少なくとも一部とその周囲とを断熱状態にするための断熱部と、を備えていることを特徴とする。
【０００７】
このリアプロジェクタによれば、発熱部を内部に含むように密閉空間が設けられており、冷却機構部は、密閉空間の内部の冷却空気を循環させて、発熱部を冷却する構成である。この構成では、最初に、密閉空間へ塵等を含まないクリーンな冷却空気を封入しておけば、このクリーンな冷却空気が循環して発熱部の冷却を行うため、塵等が浸入してスクリーンへ投射されるような事態を生ずることがない。また、冷却機構部が、温まった冷却空気の熱を外部に放散して、発熱部をより効果的に冷却する機能などを有していても、熱の交換だけが行われ、密閉空間内の冷却空気が外部の空気と交じり合うことはなく、塵等の浸入する恐れがない。さらに、リアプロジェクタの内部において、密閉空間の冷却空気の影響により隣接部が必要以上に冷却されることを防ぐための断熱部を有している。この断熱部により、隣接部への影響などを考慮せずに、密閉空間の発熱部に対応した独自の冷却を行うことが可能であると共に、隣接部などとの温度差による結露の発生を防止することが可能である。このような構成により、リアプロジェクタは、防塵性を維持しつつ発熱部の冷却ができ、また、温度差による結露を防止して安定した映像を提供することが可能である。
【０００８】
本発明のリアプロジェクタは、光源から射出された光束をインテグレータ照明部により単一の偏光光に変換し、偏光光を変調光学部により画像情報に応じて変調し、スクリーンへ拡大投射するものであって、インテグレータ照明部を内部に含むように形成された第１密閉空間部と、変調光学部を内部に含むように形成された第２密閉空間部と、第１密閉空間部および第２密閉空間部の冷却空気をそれぞれ循環させて、インテグレータ照明部および変調光学部を冷却するための冷却機構部と、第１密閉空間部と第２密閉空間部との間を断熱状態にするための断熱部と、を備えていることを特徴とする。
【０００９】
このリアプロジェクタによれば、光源からの光束により発熱するインテグレータ照明部および変調光学部がそれぞれ内部に設けられるように密閉空間が形成されており、冷却機構部は、密閉空間の内部の冷却空気を循環させて、インテグレータ照明部および変調光学部を冷却する構成である。この構成では、最初に、密閉空間へ塵等を含まないクリーンな冷却空気をそれぞれ封入しておけば、このクリーンな冷却空気が循環してインテグレータ照明部および変調光学部の冷却を行うため、塵等が浸入してスクリーンへ投射されるような事態を生ずることがない。さらに、リアプロジェクタの密閉空間を形成する第１密閉空間部および第２密閉空間部は、相互の冷却空気の温度差の影響によって、どちらか一方の冷却空気が必要以上に冷却されるようなことを防ぐために、断熱部を有している。即ち、相互の温度差があっても、影響を受けることのない断熱状態となっている。この断熱部により、相互の温度差の影響などを考慮せずに、それぞれの密閉空間において独自の冷却温度による冷却を行うことが可能であると共に、相互の温度差による結露の発生を防止することが可能である。このような構成により、リアプロジェクタは、防塵性を維持しつつインテグレータ照明部および変調光学部の冷却ができ、また、第１密閉空間部と第２密閉空間部との温度差による結露を防止して、安定した映像を提供することが可能である。
【００１０】
この場合、インテグレータ照明部は、冷却空気が光束の進行方向と略直角方向へ流れて通過するための開口部を有することが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、光源からの光束を単一な偏光光に変換し略均一な照度分布にするためのインテグレータ照明部は、光束を変換して通過させる際に、光源からの光束の輝度増に応じて発熱量が多くなり高温状態になる。そのため、インテグレータ照明部を構成するレンズ類を冷却する必要がある。インテグレータ照明部を内部に含む密閉空間を形成する第１密閉空間部は、これらレンズ類を冷却するために、インテグレータ照明部に設けられている開口部から冷却空気を供給する。開口部は、冷却空気がレンズ類に沿って、光束の進行方向と略直角方向へ流れるように設けられているため、冷却空気は、光束の進行方向に沿う変調光学部や光源部へ流れずに、インテグレータ照明部を主に冷却して循環する。このように開口部を介してインテグレータ照明部へ冷却空気を供給することにより、インテグレータ照明部を効果的に冷却することが可能である。
【００１２】
この場合、第１密閉空間部は、外部へ熱を放熱して冷却空気を強制冷却するための放熱部を有することが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、第１密閉空間部は、放熱部を有しており、光束の輝度増に応じて高温状態になるインテグレータ照明部を冷却した冷却空気から、放熱部により強制的に熱を奪って循環させ、より効果的にインテグレータ照明部を冷却することが可能である。このように、第１密閉空間部の密閉空間を第２密閉空間部の密閉空間より低温状態にして、インテグレータ照明部を強力に冷却しても、断熱部により第２密閉空間部の密閉空間の温度に影響を与えることがない。そのため、第１密閉空間部に放熱部を設け、第１密閉空間部の密閉空間を独自の温度設定にして、強力な冷却を行うことが可能である。
【００１４】
この場合、第２密閉空間部の冷却空気は、変調光学部を冷却した後、前記第２密閉空間部を構成する外装筐体およびスクリーンに沿うように循環することが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、変調光学部を冷却した冷却空気は、外装筐体およびスクリーンを含む第２密閉空間部に沿って流れる。この時、冷却空気は、外装筐体およびスクリーンを介して外部へ熱を放散する。外装筐体およびスクリーンは、面積が広いため、第２密閉空間部に沿って冷却空気が循環すれば、変調光学部を再度冷却するのに十分な温度に冷却される。このように、広大な密閉空間を形成することによって、冷却空気を循環させるだけで変調光学部の冷却を行うことが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。実施形態におけるリアプロジェクタは、光源から射出された光（光束）を画像情報に応じて変調した光学像からカラー画像を形成し、カラー画像を反射ミラーを介してスクリーンに拡大投射するものである。このリアプロジェクタは、リアプロジェクタの光の経路へ塵などが浸入しない防塵性と、結露を防止する効果的な冷却性と、を有している。
（実施形態）
【００１７】
図１は、リアプロジェクタを前面側から見た外観を示す斜視図であり、図２は、リアプロジェクタを背面側から見た外観を示す斜視図である。図１および図２に示すように、リアプロジェクタ１の外観をなす外装筐体１０は、リアプロジェクタ１の床置き設置部である脚部外装１１と、脚部外装１１の上部側に順に位置する下部外装１３および上部外装１２と、上部外装１２の前面側に設けられた前面外装１４と、を有している。
【００１８】
前面外装１４は、矩形状に形成された開口部を有していて、開口部には、開口部を塞ぐようにスクリーン２０が取り付けられている。さらに、前面外装１４は、左側および右側のそれぞれにスピーカボックス２２を有している。
【００１９】
下部外装１３は、前面側の左右に、低音域を再生するスピーカを収容するウーハーボックス２３を有し、背面側の脱着カバー１３ａには、図２に示すように、後述する光源部を冷却するための冷却空気を吸排気する光源用吸気口１８および光源用排気口１９と、後述するインテグレータ照明部を冷却する冷却空気の熱を放散する背面放熱部２１と、を有している。これら吸排気口については、図８を参照して後述する。
【００２０】
上部外装１２は、側面視三角形状をしており、下部外装１３との境界をなす境界面部１５と、境界面部１５の両側端部から立設された三角形板状の左右の側面部１６と、これらの左右の側面部１６に跨った斜面である背面部１７と、を有する。
【００２１】
次に、リアプロジェクタ１の内部構成について、簡単に説明する。図３は、リアプロジェクタを側面側から見た内部構成を示す断面図である。リアプロジェクタ１の内部には、図３に示すように、下部外装１３の脚部外装１１側に設けられ光学像を含む光を射出する光学ユニット４０と、光学ユニット４０を載置し光学ユニット４０から射出される光の方向を調整する調整機構部４８と、光学ユニット４０およびスクリーン２０と対向するように上部外装１２の背面部の内側に設けられ、光学ユニット４０の投射光学部４５から射出された光をスクリーン２０へ反射する反射ミラー２５と、が収容されている。
【００２２】
この構成において、光学ユニット４０から反射ミラー２５へ射出された光は、広角化された状態であるため、光の経路Ｌに示すように進行し、反射ミラー２５で反射してスクリーン２０へ到達すると、スクリーン２０の全面に拡大投射される。なお、下部外装１３は、光学ユニット４０および調整機構部４８の他に、図示していない電源部、光学ユニット４０等を制御する制御部、光学ユニット４０を含めリアプロジェクタ１の内部を冷却空気によって冷却する冷却機構部などを収容している。
【００２３】
そして、図４は、光学ユニットの外観を示す斜視図であり、斜め上方から光学ユニットを見た図である。光学ユニット４０は、光源である光源ランプから射出された光を光学的に処理して画像情報に対応した光学像を形成し、光学像を合成したカラー画像を、図３に示す反射ミラー２５を介してスクリーン２０へ拡大投射するユニットである。光学ユニット４０は、図４に示すように、光の進行順に、光源部４６と、インテグレータ照明部（発熱部）４１と、色分離光学部４２と、リレー光学部４３と、変調光学部（発熱部）４４と、投射光学部４５と、を有している。この場合、光学ユニット４０において、光は、光源部４６から射出され、屈曲して投射光学部４５の方向へ進行し、投射光学部４５から反射ミラー２５の方向へ射出される。光学ユニットの各部は、光学ユニット筐体４９によって一体的に保持されている。
【００２４】
また、光学ユニット４０の冷却は、変調光学部４４を主に冷却する冷却空気の流れである変調部冷却流Ａと、光源部４６を主に冷却する光源部冷却流Ｂと、インテグレータ照明部４１を主に冷却するインテグレータ冷却流Ｃと、の３つの冷却流によって行われる。光学ユニット４０は、投射光学部４５の周囲に設けられ冷却空気を光の射出方向側である上方から取り入れるための開口を有する吸気用枠体５０と、投射光学部４５の下部に設けられ冷却空気を吸気用枠体５０へ吸引するシロッコファン５２と、を有している。シロッコファン５２のファン吸気口５２ａに吸引された冷却空気は、変調光学部４４を冷却して、変調部冷却流Ａを形成する。この場合、吸気用枠体５０とシロッコファン５２とが冷却機構部である。変調部冷却流Ａの詳細については、図７を参照して、後述する。
【００２５】
そして、光学ユニット４０は、光源部４６の下部にシロッコファン５３を有し、シロッコファン５３によって、図２に示す光源用吸気口１８から冷却空気を吸引し、光源部４６に送風することにより冷却し、排気ダクト部５４を介して光源用排気口１９から排気する光源部冷却流Ｂを形成する。光源部冷却流Ｂの詳細については、図８を参照して、後述する。
【００２６】
さらに、光学ユニット４０は、インテグレータ照明部４１を冷却するためのインテグレータ冷却部６０を有している。インテグレータ冷却部６０は、インテグレータ照明部４１の光学ユニット筐体４９の上部側に設けられた上部開口部（開口部）４１６から冷却空気を吸引するシロッコファン６１と、シロッコファン６１からインテグレータ照明部４１の下部側に設けられた下部開口部（開口部）４１７へ冷却空気を導いて循環させるための冷却枠体６３と、冷却枠体６３の内部を循環する冷却空気の熱を冷却枠体６３の外へ放出するためのベルチェ素子（放熱部）６２と、インテグレータ照明部４１の光学ユニット筐体４９、シロッコファン６１の外周および冷却枠体６３を覆う断熱層部（断熱部）６４と、を有している。断熱層部６４は、エポキシ樹脂にセラミックビーズを混入させた塗料であり、光学ユニット筐体４９、シロッコファン６１の外周および冷却枠体６３に塗布されている。
インテグレータ冷却部６０の内部の冷却空気は、インテグレータ照明部４１を冷却して循環するインテグレータ冷却流Ｃを形成する。この場合、シロッコファン６１とベルチェ素子６２と冷却枠体６３とが冷却機構部である。インテグレータ冷却流Ｃの詳細については、図９を参照して、後述する。
【００２７】
次に、リアプロジェクタ１の基幹部である光学ユニット４０について詳細に説明する。図５は、光学ユニットの内部の詳細を示す模式図である。まず、光源部４６から順に説明する。光源部４６は、光源装置４６１として、光源である光源ランプ４６２と、リフレクタ４６３とを備え、光源ランプ４６２から射出された放射状の光線を、放物面鏡であるリフレクタ４６３で反射することにより平行光線として射出する。光源ランプ４６２としては、この場合、ハロゲンランプを採用している。なお、ハロゲンランプ以外に、メタルハライドランプや高圧水銀ランプ等を採用しても良い。
【００２８】
インテグレータ照明部４１は、光源からの光の照度分布を略均一にするためのものである。具体的には、変調光学部４４を構成する３枚の液晶パネル４４１（４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ）の光学像形成領域をほぼ均一に照明するためのレンズ類を有する光学系であり、光源部４６の側から順に、第１レンズアレイ４１２と、第２レンズアレイ４１３と、偏光変換素子４１４と、重畳レンズ４１５とを備えている。
【００２９】
ここで、インテグレータ照明部４１の第１レンズアレイ４１２および重畳レンズ４１５は、図５に示すように、光学ユニット筐体４９と一体の状態に取り付けられており、光源部４６からの光を色分離光学部４２へ通過させるが、インテグレータ冷却流Ｃの冷却空気を光源部４６または色分離光学部４２へ流さない構成である。また、インテグレータ照明部４１の光学ユニット筐体４９には、図４に示す冷却枠体６３に設けられている断熱層部６４と同様の断熱層部６４が設けられている。
【００３０】
また、第１レンズアレイ４１２は、詳細を図示していないが、光軸方向から見てほぼ矩形状の輪郭を有する小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。これら小レンズは、光源装置４６１から射出された光を、複数の部分光に分割するためのものであり、各小レンズの輪郭形状は、液晶パネル４４１の光学像形成領域の形状とほぼ相似形をなすように設定されている。例えば、液晶パネル４４１の光学像形成領域のアスペクト比（横と縦の寸法の比率）が１６：９であるならば、各小レンズのアスペクト比も１６：９に設定されている。
【００３１】
第２レンズアレイ４１３は、第１レンズアレイ４１２と略同様な構成であり、小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。そして、第２レンズアレイ４１３は、重畳レンズ４１５と共に、第１レンズアレイ４１２の各小レンズの光学像を液晶パネル４４１上に結像させる機能を果たすものである。
【００３２】
偏光変換素子４１４は、第２レンズアレイ４１３と重畳レンズ４１５との間に配置されていて、第２レンズアレイ４１３と一体でユニット化されている。このような偏光変換素子４１４は、第２レンズアレイ４１３からの光を１種類の偏光光に変換するためのものであり、これにより、変調光学部４４での光の利用効率を高めることが可能である。
【００３３】
具体的に述べると、偏光変換素子４１４によって１種類の偏光光に変換された各部分光は、重畳レンズ４１５によって最終的に変調光学部４４の液晶パネル４４１にほぼ重畳される。偏光光を変調するタイプの液晶パネル４４１を用いたリアプロジェクタ１では、１種類の偏光光しか利用できないため、他種類のランダムな偏光光を発する光源ランプ４６２からの光のほぼ半分が利用されない。このため、偏光変換素子４１４を用いることにより、光源ランプ４６２からの光を全て１種類の偏光光に変換し、変調光学部４４での光の利用効率を高めている。
【００３４】
インテグレータ照明部４１において変換された偏光光は、色分離光学部４２へ進む。色分離光学部４２は、２枚のダイクロイックミラー４２１，４２２と、反射ミラー４２３とを備え、ダイクロイックミラー４２１，４２２により、インテグレータ照明部４１から射出された複数の部分光である偏光光を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色光に分離する機能を有している。
【００３５】
また、リレー光学部４３は、入射側レンズ４３１と、一対のリレーレンズ４３３と、反射ミラー４３２，４３４とを有し、この場合、色分離光学部４２で分離された色光である赤色光を液晶パネル４４１Ｒまで導くためのものである。
【００３６】
この際、色分離光学部４２のダイクロイックミラー４２１では、インテグレータ照明部４１から射出された光の赤色光と緑色光とが透過し、青色光が反射する。ダイクロイックミラー４２１によって反射した青色光は、反射ミラー４２３で反射し、フィールドレンズ４１８を通って、青色用の液晶パネル４４１Ｂに到達する。このフィールドレンズ４１８は、第２レンズアレイ４１３から射出された各部分光を、フィールドレンズ４１８の中心軸に対して平行な光に変換する。他の液晶パネル４４１Ｇ，４４１Ｒに設けられているフィールドレンズ４１８も同様の機能を有する。
【００３７】
また、ダイクロイックミラー４２１を透過した赤色光と緑色光のうちで、緑色光は、ダイクロイックミラー４２２によって反射し、フィールドレンズ４１８を通って、緑色用の液晶パネル４４１Ｇに到達する。一方、赤色光は、ダイクロイックミラー４２２を透過してリレー光学部４３を通り、さらにフィールドレンズ４１８を通って、赤色光用の液晶パネル４４１Ｒに到達する。なお、赤色光にリレー光学部４３が用いられているのは、赤色光の光路の長さが他の色光の光路長さよりも長いため、光の減衰等を防止するためである。すなわち、入射側レンズ４３１に入射した部分光を、そのままフィールドレンズ４１８に到達させるためである。なお、青色光をリレー光学部４３へ導く構成を用いることも可能である。
【００３８】
次に、変調光学部４４は、入射したそれぞれの色光を画像情報に応じて変調および合成して、カラー画像を形成するものであり、色分離光学部４２で分離された各色光が入射する３つの入射側偏光板４４２と、各入射側偏光板４４２の後段に配置される光変調装置である液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂと、各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの後段に配置される射出側偏光板４４３と、色合成装置であるクロスダイクロイックプリズム４４４とを備える。
【００３９】
液晶パネル４４１は、この場合、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として用いた透過型のものである。また、入射側偏光板４４２は、色分離光学部４２で分離された各色光のうち、一定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光を吸収するものであり、サファイヤガラス等の基板に偏光膜が貼付されたものである。射出側偏光板４４３も、入射側偏光板４４２と略同様に構成され、液晶パネル４４１から射出された光のうち、所定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光を吸収するものである。液晶パネル４４１において、入射した偏光光は、直角に捩れて射出するため、入射側偏光板４４２および射出側偏光板４４３は、互いの偏光軸の方向が直交するように設定されている。
【００４０】
クロスダイクロイックプリズム４４４は、射出側偏光板４４３から射出され、色光毎に変調された光学像を合成して、カラー画像を形成するものである。クロスダイクロイックプリズム４４４には、赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが、４つの直角プリズムの界面に沿って略Ｘ字状に設けられ、これらの誘電体多層膜により３つの色光が合成されて、カラー画像が形成される。
【００４１】
次に、変調光学部４４で形成されたカラー画像は、投射光学部４５によって図３に示す反射ミラー２５へ射出される。この投射光学部４５は、投射レンズ部４５１と、直角プリズム４５２と、を有している。直角プリズム４５２は、変調光学部４４のクロスダイクロイックプリズム４４４における光の射出側に配置され、クロスダイクロイックプリズム４４４で合成されたカラー画像を投射レンズ部４５１の方向へ折り曲げて反射する。また、投射レンズ部４５１は、複数の光学レンズによって構成されていて、直角プリズム４５２で反射されたカラー画像を拡大するようにして、反射ミラー２５へ射出する。
【００４２】
次に、光学ユニット４０の外装筐体１０への配置と光学ユニット４０を冷却するための変調部冷却流Ａ、光源部冷却流Ｂ、インテグレータ冷却流Ｃについて説明する。図６は、光学ユニットを冷却する冷却空気の流れを示す斜視図である。光学ユニット４０は、側面から見ると、図３に示すように、下部外装１３の下部へ収容されている。また、下部外装１３の背面側から見ると、図６に示すように、光源部４６が側面部１６の一方の側に位置し、吸気用枠体５０が下部外装１３の略中央部に位置するように収容されている。
【００４３】
外装筐体１０は、光学ユニット４０を下部外装１３に収容し、脱着カバー１３ａが取り付けられると、光源部冷却流Ｂの流路以外の内部空間が密閉空間になる。さらに、内部空間において変調部冷却流Ａおよびインテグレータ冷却流Ｃの流路は別の密閉空間となっている。このそれぞれの密閉空間において、冷却空気が光の経路Ｌに沿う光学ユニット４０のインテグレータ照明部４１と変調光学部４４とを冷却する。また、インテグレータ冷却部６０のベルチェ素子６２は、脱着カバー１３ａの背面放熱部２１と対向して位置する。
【００４４】
これら３つの冷却流のうち、まず、変調光学部４４を冷却するための変調部冷却流Ａについて説明する。図７は、変調光学部を冷却する冷却空気の流れを示す断面図である。外装筐体１０の内部は、上部外装１２の境界面部１５によって下部外装１３と仕切られ、境界面部１５は、上部外装１２と下部外装１３とを冷却空気が循環するための循環流入口１５ａと循環流出口１５ｂとを有している。
【００４５】
循環流入口１５ａは、光学ユニット４０の吸気用枠体５０の上部の開口と合致するように設けられており、上部外装１２内の冷却空気は、循環流入口１５ａ、吸気用枠体５０を順に通って、シロッコファン５２に吸引される。シロッコファン５２に吸引された冷却空気は、光学ユニット４０の下部を流れ、主に変調光学部４４を冷却して光学ユニット４０から下部外装１３の内部に放出される。放出された冷却空気は、境界面部１５の循環流出口１５ｂを通って上部外装１２の内部へ流れる。上部外装１２の内部は、スクリーン２０および上部外装１２の各面部に囲まれ光の経路Ｌでもある広い空間であり、光学ユニット４０を冷却して温まった冷却空気は、この空間を流れつつ、スクリーン２０および上部外装１２の各面部を介して外部へ熱を放出する。そして、再び、循環流入口１５ａから下部外装１３の側へ循環する。
【００４６】
また、この場合、冷却空気が上部外装１２の内部を隈なく循環することが好ましい。そのため、略中央部に位置する循環流入口１５ａから吸引する冷却空気は、一方の側面部１６の近傍から取り入れるように、循環流入口１５ａから一方の側面部１６へ延在するダクト（不図示）によって導かれている。循環流入口１５ａとシロッコファン５２との間も不図示の専用のダクト１５ｃで接続されている。そして、変調光学部４４と循環流出口１５ｂの間もダクト１５ｄで接続されている。これにより、変調部冷却流Ａは、上部外装１２の内部を隅々まで循環する。
【００４７】
このような変調部冷却流Ａは、第２密閉空間部としての外装筐体１０の内部面およびスクリーン２０によって形成された密閉空間を循環する冷却空気の流れである。従って、最初に、クリーンルームで外装筐体１０の組立てを行って冷却空気の除塵を行えば、以降において、スクリーン２０のカラー画像が塵の影響を受けることを、抑制することが可能である。
【００４８】
次に、光源部４６を冷却するための光源部冷却流Ｂについて説明する。図８は、光源部を冷却する冷却空気の流れを示す断面図である。図８に示すように、光源部４６の下部に位置するシロッコファン５３は、脱着カバー１３ａに設けられた光源用吸気口１８と接続し、光源部４６の上部に設けられた排気ダクト部５４は、脱着カバー１３ａに設けられた光源用排気口１９と接続している。このような構成によって、光源部４６を冷却する冷却空気は、外装筐体１０の外部から光源用吸気口１８を経てシロッコファン５３に吸引され、シロッコファン５３から排光源部４６の光源装置４６１へ供給される。光源装置４６１を冷却し熱交換された冷却空気は、排気ダクト部５４を経て光源用排気口１９から排気される。
【００４９】
このような光源部冷却流Ｂは、外装筐体１０の内部を循環する変調部冷却流Ａの流れと異なり、光源用吸気口１８および光源用排気口１９を介して外部と連通して流れ、リアプロジェクタ１において最も発熱量の多い光源部４６のみを強力に冷却する。光源部４６は、塵等の影響がインテグレータ照明部４１や変調光学部４４などに比べて小さいため、外部から冷却空気を導入して冷却効果を優先することが可能である。なお、図示していないが、光源用吸気口１８には、エアーフィルタが設けられていて、塵等をほぼ排除した冷却空気を取り入れている。
【００５０】
次に、インテグレータ照明部４１を冷却するためのインテグレータ冷却流Ｃについて説明する。図９は、インテグレータ照明部を冷却する冷却空気の流れを示す断面図である。図９に示すように、インテグレータ冷却流Ｃは、第１密閉空間部としてのインテグレータ照明部４１の光学ユニット筐体４９およびシロッコファン６１および冷却枠体６３によって形成された密閉空間を循環する冷却空気の流れである。
【００５１】
第１密閉空間部によって形成された密閉空間において、冷却空気は、シロッコファン６１によりインテグレータ照明部４１の光学ユニット筐体４９に設けられた上部開口部４１６から吸引される。吸引された冷却空気は、インテグレータ照明部４１のレンズ類を冷却して温まった状態であり、シロッコファン６１を通って冷却枠体６３のベルチェ素子６２の方向へ排出される。この時、ベルチェ素子６２は、冷却空気から熱を奪い、脱着カバー１３ａの背面放熱部２１を介して外部へ熱を放散する。従って、インテグレータ冷却流Ｃは、ベルチェ素子６２の作用により、低い温度に冷却される。ベルチェ素子６２により冷却された冷却空気は、下部開口部４１７からインテグレータ照明部４１へ供給される。このように、第１密閉空間部では、十分に冷却された冷却空気により、光源部４６に近く高温になるインテグレータ照明部４１のレンズ類であっても、十分に冷却することが可能である。
【００５２】
ここで、ベルチェ素子６２について簡単に説明する。ベルチェ素子６２は、２種類の金属を接合したもので、接合部に電流を流すと一方の金属から他方の金属へ熱が移動する、いわゆるベルチェ効果を応用した素子である。ベルチェ素子６２の冷却枠体６３への取り付けは、冷却空気から熱を奪うために、一方の吸熱側の金属を密閉空間の側に配置し、他方の放熱側の金属を背面放熱部２１の側に配置する。なお、背面放熱部２１は、ヒートシンクの役目を果たし、ベルチェ素子６２が冷却空気から奪った熱をリアプロジェクタ１の外部へ効率良く放散するために設けられている。
【００５３】
このように、第１密閉空間部のインテグレータ冷却流Ｃは、ベルチェ素子６２により十分に冷却された冷却空気が流れるので、断熱層部６４が無い場合、密閉空間を形成する光学ユニット筐体４９、シロッコファン６１および冷却枠体６３を介して、冷却枠体６３等の周辺を流れる変調部冷却流Ａの冷却空気の温度を下げる影響を与えてしまう。変調部冷却流Ａに温度差のある冷却空気が混じることにより、第２密閉空間部による密閉空間に結露が生じ易くなる。また、第２密閉空間部である外装筐体１０およびスクリーン２０においても、内外の温度差が拡大して結露が生じ易くなる。
【００５４】
リアプロジェクタ１では、第１密閉空間部の光学ユニット筐体４９、シロッコファン６１および冷却枠体６３を覆うように断熱層部６４を設けることにより、冷却枠体６３の周囲の空気の温度に影響が密閉空間部及ぶことのない設定となっている。また、インテグレータ冷却流Ｃの冷却空気は、断熱層部６４を設けることにより、光学ユニット筐体４９、シロッコファン６１および冷却枠体６３の周囲の空気により温められることがないため、ベルチェ素子６２の冷却効率を高めることができ、インテグレータ照明部４１の冷却をより強力に行うことが可能である。
【００５５】
以上説明した実施形態における効果をまとめて記載する。
【００５６】
リアプロジェクタ１は、発熱部である変調光学部４４およびインテグレータ照明部４１を冷却する変調部冷却流Ａおよびインテグレータ冷却流Ｃがそれぞれ循環するための２つの密閉空間を備えており、防塵性を維持しつつ変調光学部４４およびインテグレータ照明部４１をそれぞれ最適に冷却することが可能である。
【００５７】
また、インテグレータ冷却流Ｃが循環するための密閉空間を形成する第１密閉空間部は、ベルチェ素子６２を有していて、インテグレータ冷却流Ｃの冷却空気を強力に冷却する。ベルチェ素子６２により、光源部４６に近く発熱量の多いインテグレータ照明部４１を効率良く冷却することが可能である。
【００５８】
さらに、第１密閉空間部は、断熱層部６４で覆われていて、十分に冷却されたインテグレータ冷却流Ｃが変調部冷却流Ａへ影響を及ぼすことを防止しているため、温度差によって生じ易い結露の発生を防止することが可能である。これにより、リアプロジェクタ１は、優れた防塵性および冷却性に加え結露も防ぐことができ、鮮明な映像を長期に提供することが可能であり、製品の長寿命化を図ることができる。
【００５９】
また、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、次に挙げる変形例のような形態であっても、実施形態と同様な効果が得られる。
【００６０】
第１密閉空間部および第２密閉空間部は、第１密閉空間部が変調光学部４４を含む密閉空間を形成し、第２密閉空間部がインテグレータ照明部４１を含む密閉空間を形成し、変調光学部４４およびインテグレータ照明部４１をそれぞれ最適に冷却するような、実施形態と異なる設定であっても良い。
【００６１】
また、光源部４６を冷却する光源部冷却流Ｂにおいて、外部から冷却空気を取り入れずに、変調部冷却流Ａおよびインテグレータ冷却流Ｃと同様に、密閉空間で冷却空気を循環する流れであっても良い。塵等の影響を受け難い光源部４６であるが、これにより、光学ユニット４０の防塵性をほぼ完璧にすることが可能である。
【００６２】
そして、変調部冷却流Ａは、境界面部１５の循環流入口１５ａから吸気用枠体５０を介してシロッコファン５２に吸引されているが、吸気用枠体５０を除いた構成であっても良い。但し、実施形態のように吸気用枠体５０を用いれば、変調部冷却流Ａを上部外装１２の内部の隅々まで循環させて、外装筐体１０の冷却空気の温度ムラを防ぐ効果があり、結露防止の面で好ましい。
【００６３】
さらに、放熱部としてベルチェ素子６２を用いることに限定されず、コンプレッサ方式等を用いても良い。実施形態のようにベルチェ素子６２を用いれば、省スペース性および省電力性の面において、より優れた効果が得られる。
【００６４】
リアプロジェクタ１では、変調光学部４４において、光入射面と光射出面とが異なる透過型の液晶パネル４４１を用いているが、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良い。さらに、液晶パネル４４１を用いることに限定せず、マイクロミラーを用いたデバイスなど、液晶以外の光変調素子を用いても良い。これにより、種々の方式のリアプロジェクタに本発明が適用でき、応用範囲の拡大が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】リアプロジェクタを前面側から見た外観を示す斜視図。
【図２】リアプロジェクタを背面側から見た外観を示す斜視図。
【図３】リアプロジェクタを側面側から見た内部構成を示す断面図。
【図４】光学ユニットの外観を示す斜視図。
【図５】光学ユニットの内部の詳細を示す模式図。
【図６】光学ユニットを冷却する冷却空気の流れを示す斜視図。
【図７】変調光学部を冷却する冷却空気の流れを示す断面図。
【図８】光源部を冷却する冷却空気の流れを示す断面図。
【図９】インテグレータ照明部を冷却する冷却空気の流れを示す断面図。
【符号の説明】
【００６６】
１…リアプロジェクタ、１０…外装筐体、１１…脚部外装、１２…上部外装、１３…下部外装、１４…前面外装、１５…境界面部、１５ａ…循環流入口、１５ｂ…循環流出口、１８…光源用吸気口、１９…光源用排気口、２０…スクリーン、２１…背面放熱部、２５…反射ミラー、４０…光学ユニット、４１…発熱部としてのインテグレータ照明部、４４…発熱部としての変調光学部、４９…光学ユニット筐体、５０…吸気用枠体、５２，５３…シロッコファン、５２ａ…ファン吸気口、５４…排気ダクト部、６０…インテグレータ冷却部、６１…シロッコファン、６２…放熱部としてのベルチェ素子、６３…冷却枠体、６４…断熱部としての断熱層部、４１６…上部開口部、４１７…下部開口部、Ａ…変調部冷却流、Ｂ…光源部冷却流、Ｃ…インテグレータ冷却流。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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