(57)【要約】【課題】騒音の発生を極力低減しながら、光学素子を効率的に冷却することができるプロジェクトを提供する。【解決手段】プロジェクタＰは、本体１に光源２と、この光源２からの出射光を映像情報に応じて加工（変調）する光学素子４（液晶パネル５、６、７、偏光板８Ａ、８Ｂ及びプリズム２５）と、変調後の投写光像をスクリーンに投写するための投写レンズ９とを設けて成るものであって、本体１に設けられた圧縮機１２、放熱器１４、キャピラリチューブ１６（減圧装置）及び蒸発器１８から冷媒回路が構成された冷却装置１０を備え、蒸発器１８と熱交換した空気を液晶パネル５、６、７に供給して冷却する。【選択図】図１
2008112094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体に光源と、該光源からの出射光を映像情報に応じて加工する光学素子と、加工後の投写光像をスクリーンに投写するための投写レンズとを設けて成るプロジェクタにおいて、
前記本体に設けられた圧縮機、放熱器、減圧装置及び蒸発器から冷媒回路が構成された冷却装置を備え、前記蒸発器と熱交換した空気を前記光学素子に供給して冷却することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
前記本体内を前記光源が設けられた第１の区画と、前記光学素子が設けられ、密閉された第２の区画とに仕切り、該第２の区画内に前記蒸発器と熱交換した空気を循環させることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
【請求項３】
前記本体内は、仕切部材により前記第１の区画と前記第２の区画とに仕切られており、該仕切部材は断熱材により構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプロジェクタ。
【請求項４】
前記仕切部材は、複数枚の板部材にて構成されており、前記本体に着脱可能に設けられていることを特徴とする請求項３に記載のプロジェクタ。
【請求項５】
前記蒸発器と熱交換した冷気をダクトにより前記光学素子に供給することを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
【請求項６】
前記蒸発器は、前記ダクトの一部を構成、或いは、該ダクト内部に設けられると共に、当該ダクトは、断熱材にて構成され、且つ、前記蒸発器と熱交換した冷気を循環可能に構成されていることを特徴とする請求項５に記載のプロジェクタ。
【請求項７】
前記ダクトは、前記本体に着脱可能に設けられた複数の部材から構成されていることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のプロジェクタ。
【請求項８】
前記光学素子は、液晶パネルと、該液晶パネルの入射側及び出射側に設けられた偏光板と、プリズムであることを特徴とする請求項１乃至請求項７に記載のプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源からの出射光を光学素子にて加工し、加工後の投写光像を投射レンズにてスクリーンに投射するプロジェクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来この種プロジェクタ、例えば、液晶プロジェクタは、本体内に光源と、液晶パネル（光学素子）と、投写レンズ等を搭載して構成されている。液晶パネルは、一般にライトバルブとして映像情報に応じて各色光を加工（変調）するための３枚の液晶パネルから成る。そして、光源からの出射光を各色光に分離した後に、各液晶パネルによって映像情報に応じて加工（変調）し、プリズム等を介して投写光像として合成する。そして、合成した投写光像を投写レンズによってスクリーン上に拡大投写するものであった。
【０００３】
このようなプロジェクタでは、光源や光学素子（液晶パネル等）が発熱源となって本体内が加熱状態となるので、本体内に複数のファンを設置して、各ファンによりプロジェクタ外部の空気（外気）を光学素子及び光源に供給（送風）して、放熱させていた。この場合、光源は＋９００℃程と非常に高温となるので、外気により十分に放熱することができるが、光学素子は使用温度の上限が比較的低温で、例えば、光学素子として液晶パネルを使用した場合、使用温度の上限は、＋７０℃乃至＋８０℃程度である。従って、当該光学素子では、放熱量が外気温度に大きく影響されることとなる。即ち、外気温度が低い場合には、光学素子は供給される外気に十分に放熱することが可能であるが、外気温度が高い場合にはファンの風量を増加するなどして放熱量を確保する必要があった。このため、ファンの運転による騒音が増大すると共に、消費電力が著しく高騰するなどの問題が生じていた。
【０００４】
また、熱を受け取った外気は外部に放出されるが、この放出された外気が再びファンにより吸い込まれてプロジェクタに供給される、所謂、放熱後の空気のショートサイクルが発生する問題も生じており、効果的な放熱効果を得ることができなかった。
【０００５】
このような問題を解決するために、電子冷却で低温空気を作り出して、液晶パネル（光学素子）を冷却するものも提案されていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−１２１２５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような電子冷却により騒音の問題は解消することができるが、係る電子冷却はエネルギー効率が悪く、且つ、電子冷却の発熱部が一体に構成されているため、冷却対象付近で外気への放熱手段（ヒートシンクやファン）が必要となり、空間的制約が生じて設計自由度が著しく低下すると云った問題が生じていた。
【０００７】
本発明は、従来の技術的課題を解決するためになされたものであり、騒音の発生を極力低減しながら、光学素子を効率的に冷却することができる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】
【０００８】
本発明のプロジェクタは、本体に光源と、この光源からの出射光を映像情報に応じて加工する光学素子と、加工後の投写光像をスクリーンに投写するための投写レンズとを設けて成るものであって、本体に設けられた圧縮機、放熱器、減圧装置及び蒸発器から冷媒回路が構成された冷却装置を備え、蒸発器と熱交換した空気を光学素子に供給して冷却することを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明のプロジェクタは、請求項１に記載の発明において本体内を光源が設けられた第１の区画と、光学素子が設けられ、密閉された第２の区画とに仕切り、この第２の区画内に蒸発器と熱交換した空気を循環させることを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明のプロジェクタは、請求項１又は請求項２に記載の発明において本体内は、仕切部材により第１の区画と第２の区画とに仕切られており、この仕切部材は断熱材により構成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明のプロジェクタは、請求項３に記載の発明において仕切部材は、複数枚の板部材にて構成されており、本体に着脱可能に設けられていることを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明のプロジェクタは、請求項１に記載の発明において蒸発器と熱交換した冷気をダクトにより光学素子に供給することを特徴とする。
【００１３】
請求項６の発明のプロジェクタは、請求項５に記載の発明において蒸発器は、ダクトの一部を構成、或いは、このダクト内部に設けられると共に、当該ダクトは、断熱材にて構成され、且つ、蒸発器と熱交換した冷気を循環可能に構成されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項７の発明のプロジェクタは、請求項５又は請求項６に記載の発明においてダクトは、本体に着脱可能に設けられた複数の部材から構成されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項８の発明のプロジェクタは、請求項１乃至請求項７に記載の発明において光学素子は、液晶パネルと、この液晶パネルの入射側及び出射側に設けられた偏光板と、プリズムであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、本体に光源と、この光源からの出射光を映像情報に応じて加工する光学素子と、加工後の投写光像をスクリーンに投写するための投写レンズとを設けて成るプロジェクタにおいて、本体に設けられた圧縮機、放熱器、減圧装置及び蒸発器から冷媒回路が構成された冷却装置を備え、蒸発器と熱交換した空気を光学素子に供給して冷却するので、外気温度に影響されることなく光学素子を冷却することができる。これにより、光学素子の温度を常に一定に保つことができる。
【００１７】
また、光学素子には蒸発器と熱交換した冷気を常に供給することができるので、ファンの小型化やファンの風量を減らすことができるようになり、設置スペースの縮小及び騒音の低減を図ることができる。更に、エネルギー効率も改善することができる。
【００１８】
更にまた、光学素子の発熱により加熱された空気と冷却装置の蒸発器を流れる冷媒とを熱交換させることで、光学素子の熱を冷媒により搬送することができるので、電子冷却により光学素子を冷却するものと異なり、空間的なレイアウト設計の自由度が向上する。
【００１９】
また、請求項２の発明の如く本体内を光源が設けられた第１の区画と、光学素子が設けられ、密閉された第２の区画とに仕切り、この第２の区画内に蒸発器と熱交換した空気を循環させるものとすれば、光学素子を、より高温となる光源と区画することができ、光源からの熱の影響を受ける不都合を解消できる。これにより、より一層の冷却効果を確保することができるようになる。更に、第２の区画内は外気からの進入が無く、第２の区画内で空気を循環する密閉空間となるので、当該第２の区画内全体を均一的に冷却することができる。また、外気からの塵や埃の進入がないのでフィルタが不要となり、光学素子の品質向上やコストの低減を図ることができる。
【００２０】
また、請求項３の発明の如く本体内は、仕切部材により第１の区画と第２の区画とに仕切られており、この仕切部材は断熱材により構成されるものとすれば、第２の区画内の光学素子が第２の区画内の光源から熱の影響を受ける不都合を確実に解消できる。
【００２１】
更にまた、請求項４の発明の如く仕切部材は、複数枚の板部材にて構成されており、本体に着脱可能に設けられるものとすれば、生産時の組み立て作業や修理時等における取り外し作業、或いは、修理後の組み立て作業を容易に行うことが可能となる。
【００２２】
また、請求項１の発明において請求項５の発明の如く蒸発器と熱交換した冷気をダクトにより光学素子に供給するものとすれば、蒸発器と熱交換した冷気を効率よく光学素子に供給し、光学素子の放熱効果を促進することができる。
【００２３】
更に、請求項６の発明の如く蒸発器は、ダクトの一部を構成、或いは、ダクト内部に設けられると共に、当該ダクトは、断熱材にて構成され、且つ、蒸発器と熱交換した冷気を循環可能に構成されるものとすれば、蒸発器と熱交換した冷気をより効果的に光学素子に供給し、光学素子の放熱効果をより一層促進することができる。
【００２４】
更にまた、請求項７の発明の如くダクトは、本体に着脱可能に設けられた複数の部材から構成されるものとすれば、生産時の組み立て作業や修理時等における取り外し作業、或いは、修理後の組み立て作業を容易に行うことが可能となる。特に、ダクト内に設けられた各機器の取り外しや組み立てを容易に行うことが可能となり、作業性を著しく向上することができる。
【００２５】
特に、請求項８の如く光学素子は、液晶パネルと、この液晶パネルの入射側及び出射側に設けられた偏光板と、プリズムであるので、請求項１乃至請求項７に記載の各発明により、当該液晶パネル、偏光板及びプリズムを備えたプロジェクタの騒音の発生を極力低減しながら、液晶パネル、偏光板及びプリズムを効率的に冷却することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明は、プロジェクタに関するもので、ファンにて外気を光学素子に供給して放熱する場合に生じる騒音の問題と、電子冷却にて光学素子を冷却することによるエネルギー効率の問題を解消ながら、光学素子を効率良く冷却することを目的とする。騒音の発生を極力低減しながら、光学素子を効率的に冷却するという目的を、本体に設けられた圧縮機、放熱器、減圧装置及び蒸発器から冷媒回路が構成された冷却装置を備え、蒸発器と熱交換した空気を光学素子に供給して冷却することにより実現した。以下、図面に基づき本発明の実施の形態を詳述する。
【実施例１】
【００２７】
図１は、本発明の一実施例のプロジェクタを示す概略斜視図、図２は図１の平面図である。実施例のプロジェクタは、本体１の内部に、光源２と、均一照明光学系３と、色分離光学系（図示せず）と、光学素子４と、投写レンズ９と、光学素子４の冷却装置１０とを設けて成る液晶プロジェクタＰである。本体１は、放熱性に優れた素材、例えば、マグネシウムを素材として構成された扁平の筐体である。尚、図１及び図２では本体１内部に設けられた各機器の説明のため、当該本体１は上方を切断した平断面で示している。
【００２８】
光源２は、超高圧水銀ランプなどのランプ２０と、ランプから発散される光（発散光）を前方に出射するためのリフレクタ２１から構成されている（図２）。実施例の光源２は、複数（４つ）のランプ２０・・にそれぞれリフレクタ２１を取り付けて成るもので、本体１内に設けられたランプボックス２２内に収容されている。
【００２９】
前記均一照明光学系３は、光源２からの出射光を均一な輝度分布の平行光束とするものであり、インテグレータレンズ、集光レンズ及び全反射ミラー等から構成されている。また、前記色分離光学系は、上記均一照明光学系３からの平行光束を各色Ｒ、Ｇ、Ｂの色光に分離するものであり、均一照明光学系３からの平行光速を各色に分離するための反射用ミラーと、分離された各色光束を光学素子４に導くためのプリズムなどにより構成されている。
【００３０】
光学素子４は、３枚の液晶パネル（ＬＣＤパネル）５、６、７と、各液晶パネル５、６、７の入射側に間隔を存して設けられた偏光板８Ａと、各液晶パネル５、６、７の出射側に間隔を存して設けられた偏光板８Ｂと、プリズム２５等から構成されている。液晶パネル５、６、７は、上記色分離光学系により分離されて当該各液晶パネル５、６、７に導かれた光を映像情報に応じて加工（変調）するものである。また、プリズム２５は、各色の光を合成して投写光像を形成するものである。このプリズム２５は、Ｘ状の誘電体多層膜から成る反射面を備えており、当該反射面を介して、各液晶パネル５、６、７からの光が単一の光束とされる。尚、前記投写レンズ９は、プリズム２５からの投写光像をスクリーンに拡大投写するものであり、本体１の壁面に形成された図示しない孔内に着脱可能に配設されている。尚、各図１、２において、２７は光源２からの出射光を各液晶パネル５、６、７及び偏光板８Ａ、８Ｂ等に導くための光路を被覆する箱体である。即ち、光源２から各液晶パネル５、６、７の入射側の偏光板８Ａに至るまでに光が通過する経路（光路）は当該箱体２７内に形成されている。
【００３１】
以上の構成で動作を説明すると、図１に矢印で示すように光源２からの出射光は、均一照明光学系３を介して均一な輝度分布の平行光速とされ、色分離光学系において各色Ｒ、Ｇ、Ｂの各光に分離されて、それぞれ対応するライトバルブとして機能する液晶パネル５、６、７に入射側の偏光板８Ａを介して導かれる。液晶パネル５、６、７に導かれた各光束はそこで映像情報に応じて変調され、出射側の偏光板８Ｂを経てプリズム２５で単一の光束の投写映像とされた後、投写レンズ９によりスクリーンに拡大投写される。
【００３２】
ところで、従来より液晶プロジェクタでは、光源や各液晶パネルが発熱源となって本体内が加熱状態となるので、本体内に複数のファンを設置して各ファンにより本体外部の空気を液晶パネル及び光源に供給して、放熱させていた。具体的に一例を挙げて説明すると、外部からの空気を液晶パネルに供給して放熱させた後、液晶パネルを通過した空気を光源に供給して当該光源を放熱させる。その後、光源にて加熱された空気をファンにより本体外部に放出していた。
【００３３】
上記光源は＋９００℃程とかなり高温となるので、液晶パネル通過後の空気を供給することで十分に放熱することが可能である。一方、液晶パネルの使用温度の上限は＋７０℃乃至＋８０℃程度と比較的低温であり、液晶パネルを係る上限温度以下となるように冷却する必要がある。このため、液晶パネルの放熱量は外気温度に大きく影響されることとなる。即ち、外気温度が低い場合には、液晶パネルに供給される外気の温度が低いため、当該外気により十分に放熱させることが可能である。しかしながら、外気温度が高い場合には、ファンの風量を増加するなどして大量の外気を液晶パネルに供給しなければ、液晶パネルの温度が使用温度の上限以下となるように維持することができなくなってしまう。これにより、ファンの運転により騒音が増大すると共に、ファンの運転による消費電力が著しく高騰する問題が生じていた。
【００３４】
更に、当該本体内で熱を受け取った外気は外部に放出されるが、この放出された外気が再びファンにより吸い込まれる、所謂、放熱後の空気のショートサイクルが発生する問題があった。この場合、ファンにより吸い込まれる外気は光源と熱交換して加熱された高温であるため、係るショートサイクルが発生すると液晶パネルの温度が上昇してしまう恐れがあり、効果的な放熱効果を得ることができなかった。
【００３５】
一方、電子冷却で低温空気を作りだして液晶パネルを冷却するものも提案されていたが、係る電子冷却はエネルギー効率が悪く、且つ、電子冷却の発熱部が一体に構成されているため、冷却対象付近に外気への放熱手段（ヒートシンクやファン）が必要となり、空間的制約が生じて設計自由度が著しく低下すると云った問題が生じていた。
【００３６】
そこで、本発明の液晶プロジェクタＰは、本体１内に冷却装置１０を備える。即ち、本発明の液晶プロジェクタＰの本体１内には、冷却装置１０が設置されている。この冷却装置１０は、液晶パネル５、６、７、偏光板８Ａ、８Ｂ及びプリズム２５等を冷却するためのものであり、図２乃至図３に示すように圧縮機１２、放熱器１４、キャピラリチューブ１６（本発明の減圧装置）及び蒸発器１８から冷媒回路が構成されている。即ち、圧縮機１２の冷媒吐出管１３は放熱器１４の入口に接続され、放熱器１４の出口にはキャピラリチューブ１６に至る冷媒配管１５が接続されている。また、キャピラリチューブ１６の出口は冷媒配管１７を介して蒸発器１８の入口に接続され、当該蒸発器１８の出口には圧縮機１２の冷媒導入管１１が接続されて環状の冷媒回路が構成されている。尚、本実施例では冷媒を減圧する装置としてキャピラリチューブ１６を用いるものとしたが、減圧装置は当該キャピラリチューブに限定されるものでなく、冷媒を所定の圧力に減圧することができるものであれば、どのようなものであっても良く、例えば、膨張弁を用いるものとしても構わない。
【００３７】
更に、実施例の液晶プロジェクタＰの本体１内は仕切部材３０により第１の区画３１と密閉された第２の区画３２に仕切られている。仕切部材３０は、断熱材にて構成されている。ここで、当該断熱材として、硬質塩化ビニル、シリコン樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネイト樹脂、ポリスチレン樹脂等の熱伝導率が０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）乃至０．３Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度のゴム・プラスチック系材料、或いは、石英ガラス、ガラスセラミック等の熱伝導率が１Ｗ／（ｍ・Ｋ）乃至４Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度のガラス系材料、若しくは、グラスウール、ロックウール、炭化コルク等の熱伝導率が０．００４５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下の繊維系断熱材、発泡スチロール、また、これらから構成される建築用断熱材や真空断熱材等を使用することができる。これ以外に、断熱材として熱伝導率が１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下の素材を用いることも可能である。
【００３８】
実施例では、仕切部材３０が本体１の長手方向（図２に示す横方向）の略中央に一側の壁面１Ａから他側の壁面１Ｂに渡って取り付けられている。仕切部材３０の高さ寸法は本体１の高さ寸法と略同一とされている。また、仕切部材３０の中心付近には凹部３４が形成されて、この凹部３４には前記箱体２７が載置される。即ち、仕切部材３０は箱体２７内に形成された光路以外の略全本体１内を第１の区画３１と、第２の区画３２とに断熱的に仕切って、箱体２７外部における本体１空間（第１の区画３１と第２の区画３２）内での熱移動を阻止するものである。また、仕切部材３０には配管接続用の孔が二箇所形成され、当該孔には冷却装置１０の冷媒配管１７及び冷媒導入管１１が貫通接続されて、第１の区画３１内に配置される冷却装置１０の各機器と第２の区画３２内に設置される冷却装置１０の各機器とが接続されている。
【００３９】
更に、本体１の第１の区画３１の一側の壁面１Ａには、第１の区画３１内と外部とを連通する通気孔３５が形成されている。また、本体１の第１の区画３１の他側の壁面１Ｂには、上記通気孔３５に略対向する位置に第１の区画３１内と外部とを連通する通気孔３７が形成され、当該通気孔３７には２機のファン４０、４０が取り付けられている。ファン４０、４０は、第１の区画３１内の空気を吸い込んで、外部に吐出するものである。
【００４０】
そして、第１の区画３１内には光源２と、冷却装置１０の圧縮機１２、放熱器１４及びキャピラリチューブ１６が設置される。当該冷却装置１０の圧縮機１２、放熱器１４及びキャピラリチューブ１６は本体１内の第１の区画３１内であって、前記通気孔３５の近傍に設置される。実施例では、通気孔３５に最も近接する位置に圧縮機１２が配置され、その側方（圧縮機１２の通気孔３５とは反対側）に放熱器１４が配置されると共に、放熱器１４の側方（放熱器１４の圧縮機１２が設置された側とは反対側）にはファン４１が設けられている。当該ファン４１は、通気孔３５から外部の空気を吸い込んで、吸い込んだ空気（外気）を放熱器１４に供給し、第１の区画３１内に吐出するものである。
【００４１】
そして、ファン４０、４０及びファン４１が運転されると、通気孔３５から本体１の第１の区画３１内に外気が吸い込まれる。吸い込まれた外気は圧縮機１２、放熱器１４を順次通過してファン４１に吸い込まれる。このとき、吸い込まれた外気を圧縮機１２に供給することで、運転により加熱した圧縮機１２を冷却することができる。更に、圧縮機１２を通過した後の外気を放熱器１４に流すことで、放熱器１４を流れる冷媒を放熱させることができる。
【００４２】
また、ファン４１に吸い込まれた外気は第１の区画３１内に吐出され、第１の区画３１に設けられた光源２に供給される。これにより、光源２は供給された空気に熱を放出して冷却される。このとき、光源２は前述したように非常に高温であるため、放熱器１４を通過して冷媒により加熱された空気であっても当該光源２の温度より著しく低温であるため当該放熱器１４通過後の外気により十分に放熱することができる。光源２にて高温に加熱された空気（通気孔３５からの外気）は、その後、ファン４０、４０に吸い込まれて本体１の外部に吐出される。
【００４３】
尚、本実施例では、上述したように通気孔３５に最も近接する位置に圧縮機１２を配置し、その側方（圧縮機１２の通気孔３５とは反対側）に放熱器１４を配置するものとしたが、これに限らず、通気孔３５に最も近接する位置に放熱器１４を配置し、その側方（放熱器１４の通気孔３５とは反対側）に圧縮機１２を配置するよう構成しても差し支えない。
【００４４】
他方、第２の区画３２内には液晶パネル５、６、７と、偏光板８Ａ、８Ｂと、プリズム２５と、冷却装置１０の蒸発器１８等が設置されている。上記偏光板８Ａは各液晶パネル５、６、７の入射側に設けられ、偏光板８Ｂは各液晶パネル５、６、７の出射側に設けられている。また、蒸発器１８の近傍にはファン４２が設置されており、当該ファン４２により蒸発器１８にて冷媒と熱交換して冷却された空気（この場合、空気は第２の区画３２内の空気である）を第２の区画３２内に循環し、当該第２の区画３２内に設置される液晶パネル５、６、７、各偏光板８Ａ、８Ｂ、プリズム２５等に供給可能に構成されている。
【００４５】
以上の構成により、本発明の冷却装置１０を用いた冷却動作を説明する。圧縮機１２が駆動されると、冷媒導入管１１から図示しない圧縮要素内に低温低圧の冷媒が吸い込まれて、そこで圧縮される。圧縮されて高温高圧となった冷媒は、冷媒吐出管１３に吐出され、放熱器１４に流入する。放熱器１４に流入した冷媒は、そこで通気孔３５からの外気と熱交換して放熱する。放熱器１４にて放熱した冷媒は、冷媒配管１５を経てキャピラリチューブ１６に入り、当該キャピラリチューブ１６を通過する過程で減圧され、この状態で蒸発器１８に流入する。
【００４６】
蒸発器１８に流入した冷媒は、そこで、第２の区画３２内の空気から熱を奪って、蒸発する。一方、蒸発器１８にて冷媒に熱を奪われ冷却された空気（冷気）はファン４２により液晶パネル５、６、７、各偏光板８Ａ、８Ｂ、プリズム２５等に供給される。これにより、液晶パネル５、６、７、偏光板８Ａ、８Ｂ及びプリズム２５等は係る空気に熱を放出して、冷却される。尚、蒸発器１８にて第２の区画３２内（液晶パネル５、６、７、偏光板８Ａ、８Ｂ、プリズム２５等）の熱を受け取った冷媒は冷媒導入管１１から圧縮機１２に吸い込まれ圧縮されて、放熱器１４に流入し、当該放熱器１４にて通風される外気に熱を放出するサイクルを繰り返す。
【００４７】
このように、本発明の液晶プロジェクタＰによれば、冷却装置１０を本体１内に備えて、冷却装置１０の蒸発器１８と熱交換した空気をファン４２により第２の区画３２内に設けられた液晶パネル５、６、７、偏光板８Ａ、８Ｂ及びプリズム２５等に供給して、冷却することができる。これにより、外気温度に影響されること無く液晶パネル５、６、７や偏光板８Ａ、８Ｂ及びプリズム２５等を冷却することが可能となり、液晶パネル５、６、７や各偏光板８Ａ、８Ｂ及びプリズム２５等の第２の区画３２内に設けられた各機器を常に最適な一定温度に維持することができる。
【００４８】
また、液晶パネル５、６、７、偏光板８Ａ、８Ｂ及びプリズム２５には蒸発器１８と熱交換した冷気を常に供給することが可能となるので、従来の外気を液晶パネルに供給するものと比較して放熱量が著しく改善されるため、ファンの小型化して設置スペースの縮小を図ると共に、ファンの風量を減らして騒音の低減を図ることができる。更に、従来の電子冷却と比べてエネルギー効率も著しく改善することができる。
【００４９】
更にまた、液晶パネル５、６、７の発熱により加熱された空気と冷却装置１０の蒸発器１８を流れる冷媒とを熱交換させることで、液晶パネル５、６、７の熱を冷媒により搬送して、放熱器１４にて送風される外気に放出することができるので、電子冷却により光学素子を冷却するものと異なり、空間的な（本体１内の）レイアウト設計の自由度が向上する。
【００５０】
特に、本実施例において、本体１内は光源２が設けられた第１の区画３１と、液晶パネル５、６、７が設けられた第２の区画３２とに仕切部材３０により仕切られ、第２の区画３２内に蒸発器１８と熱交換した空気を循環させるよう構成したので、液晶パネル５、６、７、偏光板８Ａ、８Ｂ及びプリズム２５が光源２からの熱の影響を受ける不都合を確実に解消することができる。これにより、より一層の冷却効果を確保することができるようになる。
【００５１】
また、蒸発器１８と熱交換した空気をファン４２にて第２の区画３２内に循環させて、液晶パネル５、６、７、偏光板８Ａ、８Ｂ及びプリズム２５等を冷却することで、略密閉された第２の区画３２内を均一に冷却することが可能となる。即ち、例えば、各液晶パネル５、６、７に蒸発器をそれぞれ近接して配し、各液晶パネル５、６、７を直接的に冷却した場合には、液晶パネル５、６、７の温度が最も低く、第２の区画３２内は液晶パネル５、６、７の温度より高くなり、第２の区画３２内の温度が著しく不均一となる。これにより、冷却された液晶パネル５、６、７が当該第２の区画３２内の空気や偏光板８Ａ、８Ｂやプリズム２５等により加熱される不都合が生じて、各液晶パネル５、６、７の温度を最適温度で一定に保つことが困難となる恐れがあった。また、各液晶パネル５、６、７に蒸発器を取り付けなければ成らないので、コストが高騰すると共に、第２の区画３２の空間内の自由度が著しく低下する問題が生じることとなる。
【００５２】
しかしながら、本発明によれば１つの蒸発器１８及びファン４２とを第２の区画３２内に設置し、当該蒸発器１８にて冷却された空気をファン４２にて第２の区画３２内に循環させることができるので、当該第２の区画３２内を略均一的に冷却でき、上述した問題を解消することができる。
【００５３】
また、液晶パネル５、６、７、偏光板８Ａ、８Ｂ及びプリズム２５の熱は冷却装置１０において、蒸発器１８にて冷媒が受け取り、冷媒により放熱器１４に搬送され、当該放熱器１４にて空気に放出されて、その後、通気孔３７から外部に放出されるので、液晶パネル５、６、７で発熱した熱が本体１の内部にこもり、内部温度が上昇して二次的な被害が周辺部品に及ぶ不都合も確実に解消できる。
【００５４】
更に、第２の区画３２内には、外気を導入すること無く、当該第２の区画３２内の空気を循環させるので、即ち、当該第２の区画３２は、第２の区画３２内で空気を循環する密閉された空間となるので、外気からの塵や埃の進入が無いため、フィルタが不要となる。これにより、より一層コストの低減を図ることができる。
【００５５】
尚、本実施例では仕切部材３０を一端の壁面１Ａから他端の壁面１Ｂに渡って取り付けられた一枚の板部材にて構成するものとしたが、これに限らず、複数枚の板部材、例えば、２枚の板部材により構成し、一方を箱体２７と壁面１Ａとの間、他方を箱体２７と壁面１Ｂとの間にそれぞれ着脱可能に並設するものとしても構わない。このように、仕切部材３０を複数の板部材にて構成し、本体１に着脱可能に設けることで、生産時の組み立て作業を円滑に行うことが可能となる。また、修理時等においても、取り外し作業、或いは、修理後の組み立て作業を容易に行うことができる。
【００５６】
例えば、修理時において本体１内に取り付けられた仕切部材３０を本体１から取り外すことで、本体１内の修理箇所を容易に修理、或いは故障箇所を容易に取り出すことができ、修理作業が行い易くなる。また、修理終了後には、仕切部材３０を本体１に簡単に取り付けることができる。従って、修理作業性の向上を図ることができるようになる。
【実施例２】
【００５７】
次に、本発明の他の実施例について図４乃至図６を用いて説明する。図４は、本実施例の液晶プロジェクタの概略を示す斜視図、図５は図４の平面図、図６は図５のＡ−Ａ断面図をそれぞれ示している。尚、各図４乃至図６において、上記各図１乃至図３と同一の符号が付されたものは同様、或いは、類似の効果又は作用を奏するものであり、ここでは説明を省略する。
【００５８】
本実施例の液晶プロジェクタＰは、上記実施例１の液晶プロジェクタＰのように本体１内が仕切部材３０で仕切られていない。この場合、液晶パネル５、６、７、偏光板８Ａ、８Ｂ及びプリズム２５の周囲にはダクト５０が設けられており、蒸発器１８と熱交換した冷気が、当該ダクト５０を介して液晶パネル５、６、７、偏光板８Ａ、８Ｂ及びプリズム２５に供給されている。即ち、本実施例の液晶プロジェクタＰは、前記実施例のように液晶パネル５、６、７が略密閉された空間内に設けられたものではなく、ダクト５０にて構成された冷却風路中に液晶パネル５、６、７、偏光板８Ａ、８Ｂ及びプリズム２５を配置し、ダクト５０にて循環される冷気により局所的に冷却するものである。
【００５９】
本実施例のダクト５０は、断熱材にて構成されている。当該断熱材としては硬質塩化ビニル、シリコン樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネイト樹脂、ポリスチレン樹脂等の熱伝導率が０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）乃至０．３Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度のゴム・プラスチック系材料、或いは、石英ガラス、ガラスセラミック等の熱伝導率が１Ｗ／（ｍ・Ｋ）乃至４Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度のガラス系材料、若しくは、グラスウール、ロックウール、炭化コルク等の熱伝導率が０．００４５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下の繊維系断熱材、発泡スチロール、また、これらから構成される建築用断熱材や真空断熱材等を使用することができる。これ以外に、断熱材として熱伝導率が１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下の素材を用いることも可能である。
【００６０】
また、本実施例では蒸発器１６がダクト５０の一部を構成しており、この蒸発器１６と熱交換した冷気を循環可能に構成されている。当該ダクト５０は、液晶パネル５、６、７及びプリズム２５の周囲に形成され、略コ字状を呈する筒状の密閉経路５０Ａと、各液晶パネル５、６、７の上方に位置する密閉経路５０Ａの一端に形成された各吹出口５２と、液晶パネル５、６、７の下方に位置する密閉経路５０Ａの他端に形成された各吸込口５３とをそれぞれ連通する連通管５０Ｂにより構成されている。上記密閉経路５０Ａ内には蒸発器１８と、ファン４２が設置されている。
【００６１】
また、各連通管５０Ｂ内には、それぞれ液晶パネル５、６、７（１つの連通管５０Ｂ内に３つの液晶パネル５、６、７の内の何れか１つが設置される）と、偏光板８Ａ、８Ｂが設置されている。液晶パネル５、６、７と各偏光板８Ａ、８Ｂとはそれぞれ間隔を存して連通管５０Ｂ内に並設されている。また、偏光板８Ａは連通管５０Ｂの一方の壁面との間に間隔を存して配置され、同様に偏光板８Ｂも連通管５０Ｂの他方の壁面との間に間隔を存して配置されている。更に、この連通管５０Ｂは液晶パネル５、６、７、偏光板８Ａ、８Ｂ及び照射される光、及び、液晶パネル５、６、７にて変調後にプリズム２５に送出される映像情報を阻害することのないよう配置され、且つ、蒸発器１６と熱交換した冷気が各液晶パネル５、６、７、偏光板８Ａ、８Ｂ及びプリズム２５に供給されるよう構成されたものである。
【００６２】
即ち、連通管５０Ｂの偏光板８Ａ側であって、当該偏光板８Ａに対応する位置（即ち、偏光板８Ａに対応する連通管５０Ｂの一方の壁面）には図示しない孔が形成されており、この孔には内部に光路が形成された箱体２７の開口が接続されている（図６では図示されず）。また、連通管５０Ｂの偏光板８Ｂ側であって、偏光板８Ｂに対応する位置（即ち、偏光板８Ｂに対応する連通管５０Ｂの他方の壁面）には孔５５が形成されている。この孔５５はプリズム２５の外径と略同一の形状を有しており、当該孔５５内にはプリズム２５の一面が当接し、或いは、嵌合されてこの孔５５を閉塞している。また、当該プリズム２５は、各偏光板８Ｂとの間に間隔を存して、孔５５に取り付けられるものとする。
【００６３】
以上の如くダクト５０を形成することで、液晶パネル５、６、７、偏光板８Ａ、８Ｂに照射される光、及び、液晶パネル５、６、７にて変調後にプリズム２５に送出される映像情報を阻害すること無く、ダクト５０内を密閉構造、或いは、半密閉構造とし、且つ、蒸発器１６と熱交換して冷却され、当該ダクト５０を循環する空気を液晶パネル５、６、７、各偏光板８Ａ、８Ｂ及びプリズム２５に供給することができる。
【００６４】
以上の構成で、本実施例の液晶パネル５、６、７の冷却動作を説明する。尚、本実施例では、前記実施例と異なる動作のみを簡単に説明する。尚、冷却装置１０の動作は前記実施例と同様であるため省略する。
【００６５】
蒸発器１８にて冷媒に熱を奪われて冷却された空気はダクト５０の密閉経路５０Ａ内に設置されたファン４２により液晶パネル５、６、７及び偏光板８Ａ、８Ｂの直上に形成された各吹出口５２・・から連通管５０Ｂ内に吐出され、液晶パネル５、６、７、偏光板８Ａ、８Ｂ、プリズム２５に供給される。即ち、各吹出口５２から連通管５０Ｂ内に流入した空気は、この連通管５０Ｂ内に設けられた各液晶パネル５、６、７と偏光板８Ａの間、各液晶パネル５、６、７と偏光板８Ｂの間、偏光板８Ａと連通管５０Ｂの一方の壁面（即ち、前記箱体２７の開口と接続された孔）との間、偏光板８Ｂと連通管５０Ｂの他方の壁面（即ち、プリズム２５）との間に形成された隙間を通過する。これにより、液晶パネル５、６、７、偏光板８Ａ、８Ｂ及びプリズム２５は空気（冷気）に熱を放出して、冷却される。
【００６６】
そして、液晶パネル５、６、７、偏光板８Ａ、８Ｂ及びプリズム２５により熱を受け取って加熱された空気は、液晶パネル５、６、７及び偏光板８Ａ、８Ｂの直下にそれぞれ形成された吸込口５３から密閉経路５０Ａ内に吸い込まれて、蒸発器１８に至る。そこで、蒸発器１８内を流れる冷媒と熱交換して冷却され、再びファン４２を経て吹出口５２から各液晶パネル５、６、７、偏光板８Ａ、８Ｂ、プリズム２５に供給されるサイクルを繰り返す。
【００６７】
本実施例のように、液晶パネル５、６、７、偏光板８Ａ、８Ｂ、プリズム２５の周囲に蒸発器１８と熱交換した冷気を各液晶パネル５、６、７、偏光板８Ａ、８Ｂ、プリズム２５に供給するダクト５０を形成するものとしても、上記実施例と同様に外気温度に影響されること無く液晶パネル５、６、７、偏光板８Ａ、８Ｂ、プリズム２５等を冷却することが可能となる。同様に、液晶パネル５、６、７、偏光板８Ａ、８Ｂ、プリズム２５には蒸発器１８と熱交換した冷気を常に供給することが可能となるので、従来の外気を液晶パネルに供給するものと比較して放熱量が著しく改善されるため、ファンの小型化して設置スペースの縮小を図ると共に、ファンの風量を減らして騒音の低減を図ることができる。更に、従来の電子冷却と比べてエネルギー効率も著しく改善することができる。
【００６８】
また、本実施例の如くダクト５０を密閉構造、或いは、半密閉構造として、蒸発器１６と熱交換した冷気が各液晶パネル５、６、７、偏光板８Ａ、８Ｂ、プリズム２５に供給されるよう構成し、且つ、蒸発器１６と熱交換した冷気を循環可能に構成することで、蒸発器１６と熱交換した冷気をより効果的に各液晶パネル５、６、７、偏光板８Ａ、８Ｂ、プリズム２５に供給し、各液晶パネル５、６、７、偏光板８Ａ、８Ｂ、プリズム２５の放熱効果をより一層促進することができる。
【００６９】
また、本実施例においても液晶パネル５、６、７、偏光板８Ａ、８Ｂ、プリズム２５の熱は冷却装置１０において、蒸発器１８にて冷媒が受け取り、冷媒により放熱器１４に搬送され、当該放熱器１４にて空気に放出されて、その後、通気孔３７から外部に放出されるので、液晶パネル５、６、７で発熱した熱が本体１の内部にこもり、内部温度が上昇して二次的な被害が周辺部品に及ぶ不都合も確実に解消できる。
【００７０】
以上詳述した如く本発明により、騒音の発生を極力低減しながら、液晶パネル５、６、７、偏光板８Ａ、８Ｂ、プリズム２５を効率よく冷却することが可能となり、高性能の液晶プロジェクタを低コストにて提供することができるようになる。
【００７１】
尚、上記実施例では特に記載していないが、それぞれ液晶パネル５、６、７に照射される各色Ｒ、Ｇ、Ｂの光は、Ｂ、Ｇ、Ｒの順で発熱量が多いので、各液晶パネル５、６、７に供給される冷気もこの順で多くなるように、ファン４２の配置やダクト５０の形状を考慮して、例えば、最も発熱量の多い色Ｂの光が照射される液晶パネルの上下に設けられる吹出口５２及び吸込口５３を最も大径とし、Ｇの光が照射される液晶パネルの上下に設けられる吹出口５２及び吸込口５３をそれより小径として、最も発熱量の少ないＲの光が照射される液晶パネルの上下に設けられる吹出口５２及び吸込口５３を最も小径とするなどして、風量を調節しても良い。
【００７２】
また、本実施例のダクト５０は、密閉経路５０Ａと連通管５０Ｂにて構成するものとしたが、この密閉経路５０Ａ及び連通管５０Ｂを本体１に着脱可能に構成しても差し支えない。また、ダクト５０を、本体１に着脱可能に設けられた更に複数の部材から構成するものとしても構わない。このように、ダクト５０を本体１に着脱可能に設けられた複数の部材にて構成することで、生産時の組み立て作業を円滑に行うことが可能となる。また、修理時等においても、取り外し作業、或いは、修理後の組み立て作業を容易に行うことができる。
【００７３】
例えば、修理時において本体１内に取り付けられたダクト５０を本体１から取り外すことで、本体１内の修理箇所を容易に修理、或いは故障箇所を容易に取り出すことができ、修理作業が行い易くなる。また、修理終了後には、ダクト５０を本体１に簡単に取り付けることができる。特に、ダクト５０内に設けられた蒸発器１８やファン４２、液晶パネル５、６、７、偏光板８Ａ、８Ｂ、プリズム２５の取り外しや組み立てを容易に行うことが可能となり、修理作業性を著しく向上できるようになる。
【００７４】
尚、本実施例では蒸発器１６がダクト５０の一部を構成するものとしたが、これに限らず、ダクト５０内部に蒸発器１６を設けて、蒸発器１６と熱交換した冷気を循環可能に構成しても差し支えない。
【００７５】
上記各実施例では圧縮機１２、放熱器１４を本体１内に設けるものとしたが、これに限らず、本体１の底面に配置しても良い。この場合、前述したように本体１を放熱性の優れた素材（実施例では、マグネシウムを素材とした）で構成することで、圧縮機１２、放熱器１４を放熱させると共に、圧縮機１２、放熱器１４の熱が本体１内に伝達される不都合を防ぐことができる。
【００７６】
更に、各実施例ではプロジェクタの一例として液晶プロジェクタを用いて説明したが、本発明のプロジェクタはこれに限定されるものでなく、本体に光源と、この光源からの出射光を映像情報に応じて加工する光学素子と、加工後の投写光像をスクリーンに投写するための投写レンズとを設けて成るプロジェクタであれば良く、例えば、ＤＬＰプロジェクタ（ＤＬＰ（登録商標））に本発明を適用しても有効である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の一実施例の液晶プロジェクタの概略を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施例の液晶プロジェクタの概略を示す平面図である。
【図３】本実施例の液晶プロジェクタの冷却装置の斜視図である。
【図４】本発明の他の実施例の液晶プロジェクタの概略を示す斜視図である。
【図５】本発明の他の実施例の液晶プロジェクタの概略を示す平面図である。
【図６】図４のＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
【００７８】
Ｐ    液晶プロジェクタ
１    本体
２    光源
３    均一照明光学系
４    光学素子
５、６、７  液晶パネル
８Ａ、８Ｂ  偏光板
９    投写レンズ
１０  冷却装置
１２  圧縮機
１４  放熱器
１６  キャピラリチューブ（減圧装置）
１８  蒸発器
２０  ランプ
２１  リフレクタ
２２  ランプボックス
２５  プリズム
３０  仕切部材
３１  第１の区画
３２  第２の区画
３５、３７  通気孔
４０、４１、４２  ファン
【図１】
2008112094.tif 000003
【図２】
2008112094.tif 000004
【図３】
2008112094.tif 000005
【図４】
2008112094.tif 000006
【図５】
2008112094.tif 000007
【図６】
2008112094.tif 000008