(57)【要約】【課題】高効率な冷却、騒音の低減を可能にすると共に、液晶パネルの出射側の各偏光板の効果的な冷却を可能にしたプロジェクタを提供する。【解決手段】３枚の液晶パネル４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂの出射側にそれぞれ配置される各偏光板６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂの出射面に透明放熱板２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂを固着し、プリズム合成体２２の上面又は／及び下面に各透明放熱板６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂと熱的に導通する放熱ブロック２４を配置し、放熱ブロック２４を空冷するための冷却ファン１３０を、プロジェクタ１の外装ケース２内の他の空間とは気密に分離された空間でなる冷却室１２０内に配置して、冷却ファン１３０により、プロジェクタ１の外装ケース２外から冷却室１２０内に外部空気を吸気して放熱ブロック２４に吹き付けた後、外装ケース２外へ排気するようにした。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の色光をそれぞれ画像情報に従って変調する複数の光変調装置と、該複数の光変調装置のそれぞれの出射面側に配置された偏光板と、前記光変調装置によって変調された複数の色光を合成する色合成光学装置と、これら本体を収納する筐体とを備えたプロジェクタであって、
前記各偏光板の出射面に透明放熱板を固着し、前記色合成光学装置の上面又は／及び下面に前記各透明放熱板と熱的に導通する放熱ブロックを配置し、該放熱ブロックを空冷するための冷却ファンを、プロジェクタの前記筐体内の他の空間とは気密に分離された空間でなる冷却室内に配置して、前記冷却ファンにより、プロジェクタの前記筐体外から前記冷却室内に外部空気を吸気して前記放熱ブロックに吹き付けた後、前記筐体外へ排気するようにしたことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
前記放熱ブロックの前記冷却室側の面に、放熱フィンを一体的に設けたことを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ。
【請求項３】
前記放熱フィンは、複数のピン状部材で構成されてなることを特徴とする請求項２記載のプロジェクタ。
【請求項４】
前記冷却室を、前記放熱ブロックと、プロジェクタの前記筐体に設けられた通気口との間をダクト部材によってつなげることによって形成するとともに、前記冷却室を、外部空気を吸気するための吸気流路と、該吸気流路に連通する排気流路とに仕切るための仕切部材を前記冷却室内に配設したことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載のプロジェクタ。
【請求項５】
前記通気口が、前記筐体において前記放熱ブロックと対向する位置に形成されてなることを特徴とする請求項４記載のプロジェクタ。
【請求項６】
前記仕切部材は、内部に空間を形成する枠状部を有し、該枠状部の内部空間に、前記冷却ファンを前記放熱フィンの先端面と近接して対向するように支持するとともに、前記枠状部周縁部によって前記ダクト部材の上側開口を、周状開口と、その内側の矩形開口とに区分して、前記冷却室内を前記周状開口に連通する空間と、前記矩形開口に連通する空間とに仕切り、これらの空間で前記吸気流路と前記排気流路とを構成することを特徴とする請求項４又は請求項５記載のプロジェクタ。
【請求項７】
前記排気流路を介して排気される排気流の流速を上げるための絞り部が前記仕切部材に形成されてなることを特徴とする請求項６記載のプロジェクタ。
【請求項８】
前記冷却ファンは軸流ファンであることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れかに記載のプロジェクタ。
【請求項９】
前記色合成光学装置の上面又は下面のうち、前記放熱ブロックが配置されていない側の面に、前記放熱ブロックとは別の放熱ブロックが、前記各透明放熱板と熱的に導通するように配置されてなり、また、前記別の放熱ブロックが前記色合成光学装置を含む光学系構成要素を支持する金属製の光学部品用筐体に固定されてなることを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れかに記載のプロジェクタ。
【請求項１０】
前記各光変調装置が、それぞれ対応の前記透明放熱板に、該透明放熱板との間に流路を形成するように断熱結合部材を介して固定されてなり、前記流路に送風するためのファンが備えられてなることを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れかに記載のプロジェクタ。
【請求項１１】
前記光変調装置が、ＴＦＴ基板と該ＴＦＴ基板と対向する対向基板との間に液晶を封入してなる液晶パネルであることを特徴とする請求項１０記載のプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロジェクタに関する。さらに詳しくは、液晶パネルなどの光変調装置の出射面側に配置される偏光板を冷却する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、光源から出射された光を複数の色光に分離し、その分離された各色光をそれぞれ液晶パネルなどの光変調装置で変調した後、プリズムで合成して投写するようにしたプロジェクタがある。この種のプロジェクタにおいては、投写画像のコントラストを高める等の目的から、光変調装置の出射側に、入射した光の所定の偏光成分を透過させ他を吸収する偏光板を配置する構成が主流となりつつある。かかる構成のプロジェクタにおいては、偏光板が光源からの光を吸収して発熱することから、近年の光源の高輝度化に伴って偏光板の温度上昇も一層高くなってきており、偏光板の効果的な冷却が重要な課題とされている。そこで、従来より、例えば、プロジェクタの外装ケースに空気取入口を設け、この空気取入口からファンにより外気を内部に取り入れて偏光板に吹き付けるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、偏光板の冷却を図る他の技術として、例えば偏光板を放熱性の高い透明放熱板に固着するとともに、偏光板と光変調装置との間に風路を形成し、この風路にファンにより空気を流すことにより冷却するようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１５９７８３号公報
【特許文献２】
特開２００２−２４４２１４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１の技術では、外部から吸気した空気に含まれる塵埃等が液晶パネルに付着して投写画像に画質劣化を生じるのを防止するため、空気取入口にフィルタが配置されている。このようにフィルタを配置すると、ファンの圧力損失が生じてしまい、十分な冷却効果を発揮することができない。これに対する対策として、ファンの回転数を上げて冷却能力を高める対応は、騒音が増大化するという別の問題が生じてしまう。
【０００６】
ところで、通常、各出射側偏光板の発熱量は、各色光毎にそれぞれ異なっている。具体的には緑色光と青色光にそれぞれ対応する各出射側偏光板は、赤色光に対応する出射側偏光板に比べて発熱量が多く、より一層の冷却が求められる。しかしながら、上記特許文献１及び特許文献２の技術では、冷却が必要な部分を効率的に冷却することができず、出射側偏光板の発熱量に応じた効果的な冷却が行われていなかった。
【０００７】
本発明はこのような点に鑑みなされたもので、高効率な冷却、騒音の低減を可能にすると共に、光変調装置の出射側の各偏光板の効果的な冷却を可能にしたプロジェクタを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るプロジェクタは、複数の色光をそれぞれ画像情報に従って変調する複数の光変調装置と、複数の光変調装置のそれぞれの出射面側に配置された偏光板と、光変調装置によって変調された複数の色光を合成する色合成光学装置と、これら本体を収納する筐体とを備えたプロジェクタであって、各偏光板の出射面に透明放熱板を固着し、色合成光学装置の上面又は／及び下面に各透明放熱板と熱的に導通する放熱ブロックを配置し、放熱ブロックを空冷するための冷却ファンを、プロジェクタの筐体内の他の空間とは気密に分離された空間でなる冷却室内に配置して、冷却ファンにより、プロジェクタの筐体外から冷却室内に外部空気を吸気して放熱ブロックに吹き付けた後、筐体外へ排気するようにしたものである。このように構成したことにより、冷却ファンによる気流が光変調装置に吹き付けられることがない。このため、外部空気をプロジェクタ内部に吸入する場合において、光変調装置への塵埃等の付着を防止するために通常必要とされていたフィルタが不要となる。このため、フィルタによる圧力損失が無く、高効率の冷却を行うことができる。よって、冷却不十分な場合のファン回転数増加といった対応が不要となり、騒音低減を図ることが可能となる。また、各偏光板の熱は、それぞれに対応する透明放熱板を介して放熱ブロックに集熱され、このとき、放熱ブロックでは、高温側から低温側に熱伝達が行われた上で放熱される。このため、各色光毎に冷却構造を設けたり、ファン制御を変えたりすることなく、各偏光板を効果的に冷却することができる。また、各偏光板に対して共用の冷却構造となるため、コスト低減および小型化を図ることが可能となる。
【０００９】
また、本発明に係るプロジェクタは、上記放熱ブロックの冷却室側の面に、放熱フィンを一体的に設けたものである。このように構成したことにより、放熱面積が増して高い放熱効果を得ることできる。
【００１０】
また、本発明に係るプロジェクタは、上記放熱フィンが、複数のピン状部材で構成されてなるものである。このように構成したことにより、乱流が発生してより一層放熱が促進され、更に高い放熱効果を得ることができる。
【００１１】
また、本発明に係るプロジェクタは、上記冷却室を、放熱ブロックと、プロジェクタの筐体に設けられた通気口との間をダクト部材によってつなげることによって形成するとともに、冷却室を、外部空気を吸気するための吸気流路と、吸気流路に連通する排気流路とに仕切るための仕切部材を冷却室内に配設したものである。このように構成したことにより、放熱フィンの熱を奪って温度の上昇した空気が外部の冷気と混ざるのを防止でき、効率の良い冷却を行うことが可能となる。
【００１２】
また、本発明に係るプロジェクタは、前記通気口が、前記筐体において前記放熱ブロックと対向する位置に形成されてなるものである。かかる構成により、冷却室を最も省スペースで構成でき、これにより吸気流路及び排気流路の短長化が可能となって、冷却効率の向上が可能となる。
【００１３】
また、本発明に係るプロジェクタは、上記仕切部材が、内部に空間を形成する枠状部を有し、枠状部の内部空間に、冷却ファンを放熱フィンの先端面と近接して対向するように支持するとともに、枠状部周縁部によってダクト部材の上側開口を、周状開口と、その内側の矩形開口とに区分して、冷却室内を周状開口に連通する空間と、矩形開口に連通する空間とに仕切り、これらの空間で吸気流路と排気流路とを構成するものである。このような構成で仕切部材を具体化することができる。
【００１４】
また、本発明に係るプロジェクタは、排気流路を介して排気される排気流の流速を上げるための絞り部が前記仕切部材に構成されてなるものである。このように構成することにより、排気口から排出される排気流の流速が早まるため、排気された空気が再び吸気口から吸入されるのを防止でき、冷却効率の向上が可能となる。
【００１５】
また、本発明に係るプロジェクタは、上記冷却ファンを軸流ファンとしたものである。このように、冷却ファンとして軸流ファンを用いることができる。軸流ファンを用いた場合、遠心ファンを用いる場合と比較して省スペースでの搭載が可能となり、冷却室の省スペース化に寄与でき、その結果、冷却効率の向上に寄与できる。
【００１６】
また、本発明に係るプロジェクタは、上記色合成光学装置の上面又は下面のうち、放熱ブロックが配置されていない側の面に、放熱ブロックとは別の放熱ブロックが、各透明放熱板と熱的に導通するように配置されてなり、また、前記別の放熱ブロックが色合成光学装置を含む光学系構成要素を支持する金属製の光学部品用筐体に固定されてなるてなるものである。このように構成したことにより、偏光板の熱を、前記別の放熱ブロックを介して光学部品用筐体から放熱することができ、さらに放熱効果を高めることができる。
【００１７】
また、本発明に係るプロジェクタは、上記各光変調装置が、それぞれ対応の透明放熱板に、透明放熱板との間に流路を形成するように断熱結合部材を介して固定されてなり、流路に送風するためのファンが備えられたものである。このように構成したことにより、偏光板と光変調装置とがそれぞれ別々の冷却手段によって効果的に冷却され、全体として効率の良い冷却を行うことができる。
【００１８】
また、本発明に係るプロジェクタは、上記光変調装置が、ＴＦＴ基板とＴＦＴ基板と対向する対向基板との間に液晶を封入してなる液晶パネルであるものである。このように光変調装置として、ＴＦＴ基板とＴＦＴ基板と対向する対向基板との間に液晶を封止してなる液晶パネルを用いることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
次に、本発明の好適な実施例について、添付図面を参照しながら説明する。
【００２０】
図１は、本発明に係るプロジェクタの外観図である。本例のプロジェクタ１の筐体としての外装ケース２は直方体形状をしている。この外装ケース２は、基本的には、アッパーケース３と、ロアーケース４と、装置前面を規定しているフロントケース５から構成されている。そして、フロントケース５の中央からは投写レンズユニット６の先端側の部分が突出している。
【００２１】
図２は、プロジェクタの外装ケースの内部における各構成部分の配置を示す図である。この図に示すように、外装ケース２の内部において、その後端側には電源ユニット７が配置されている。これよりも装置前側に隣接した位置には、光源ランプユニット８および光学ユニット９が配置されている。さらに、光学ユニット９の前側の中央には、投写レンズユニット６の基端側が位置している。
【００２２】
一方、光学ユニット９の一方の側には、装置前後方向に向けて入出力インタフェース回路が搭載されたインタフェース基板１１が配置され、これに平行に、ビデオ信号処理回路が搭載されたビデオ基板１２が配置されている。さらに、光源ランプユニット８および光学ユニット９の上側には、装置駆動制御用の制御基板１３が配置され、装置前端側の左右の角には、それぞれスピーカ１４Ｒ，１４Ｌが配置されている。
【００２３】
光学ユニット９の下方には、主に光変調装置としての後述の液晶パネルを冷却するための吸気ファン１５Ａが配置され、吸い込んだ空気を上方に向けて送風し、液晶パネルに吹き付けることで液晶パネルを空冷するようにしている。光学ユニット９は、プリズムユニット２０を備えており、プリズムユニット２０の上方にはダクトユニット１００が配置されている。また、ダクトユニット１００に対向するアッパーケース３の位置には、保護部材１６０で覆われた通気口３ａが形成されており、この通気口３ａは、ダクトユニット１００に外部空気を吸気する吸気口及びダクトユニット１００内の空気を排出する排出口の両方の役割を果たしている。これらプリズムユニット２０及びダクトユニット１００の構成については、以下で詳述する。また、光源ランプユニット８の裏面側である装置側面には排気ファン１６が配置されている。そして、電源ユニット７における基板１１，１２の端に面する位置には、吸気ファン１５Ａからの冷却用空気流を電源ユニット７内に吸引するための補助冷却ファン１７が配置されている。
【００２４】
以下、図３に基づき光学ユニット９および光学系の構成について説明する。
【００２５】
図３（Ａ）は、光学ユニットの部分を示す図である。この図に示すように、光学ユニット９は、その色合成手段を構成しているプリズムユニット２０以外の光学素子が、ＭｇやＡｌ等の金属からなる光学部品用筐体としての上下のライトガイド９０１，９０２の間に上下から挟まれて保持された構成となっている。上ライトガイド９０１および下ライトガイド９０２は、それぞれ、アッパーケース３およびロアーケース４の側に固定ねじにより固定されている。また、これらの上下のライトガイド９０１，９０２は、プリズムユニット２０の側に同じく固定ねじによって固定されている。
【００２６】
プリズムユニット２０は、ダイキャスト板である厚手のヘッド板３０の裏面に固定ねじによって固定されている。このヘッド板３０の前面には、投写手段としての投写レンズユニット６の基端側が同じく固定ねじによって固定されている。したがって、本例では、ヘッド板３０を挟み、プリズムユニット２０と投写レンズユニット６とが一体となるように固定された構造となっている。
【００２７】
図３（Ｂ）は、プロジェクタに組み込まれている光学系の概略構成を示す図である。本例の光学系は、光源ランプ８０５と、均一照明光学素子であるインテグレータレンズ９２１，９２２を有する均一照明光学系９２３と、この照明光学系９２３から出射される光束Ｗを、赤、緑、青の各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂに分離する色分離光学系９２４と、各色光束を変調する光変調素子としての３枚の液晶パネル４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂと、変調された色光束を再合成する色合成手段としてのプリズムユニット２０に備えられている色合成光学装置としてのダイクロイックプリズム２２と、合成された光束を投写面上に拡大投写する投写レンズユニット６から構成される。また、色分離光学系９２４によって分離された各色光束のうち、青色光束Ｂを対応する液晶パネル４０Ｂに導く導光系９２７を有している。
【００２８】
均一照明光学系９２３は、さらに、反射ミラー９３１を備えており、光源ランプ８０５からの出射光の光軸１ａを装置前方向に向けて直角に折り曲げるようにしている。このミラー９３１を挟み、インテグレータレンズ９２１，９２２が前後に直交する状態に配置されている。
【００２９】
色分離光学系９２４は、青緑反射ダイクロイックミラー９４１と、緑反射ダイクロイックミラー９４２と、反射ミラー９４３から構成される。まず、青緑反射ダイクロイックミラー９４１において、均一照明光学系９２３を通った光束Ｗのうち、そこに含まれている青色光束Ｂおよび緑色光束Ｇが直角に反射されて、緑反射ダイクロイックミラー９４２の側に向かう。赤色光束Ｒは、このミラー９４１を通過して、後方の反射ミラー９４３で直角に反射されて、赤色光束の出射部９４４から色合成光学系の側に出射される。次に、緑反射ダイクロイックミラー９４２において、ミラー９４１において反射された青および緑の光束Ｂ、Ｇのうち、緑色光束Ｇのみが直角に反射されて、緑色光束の出射部９４５から色合成光学系の側に出射される。このミラー９４２を通過した青色光束Ｂは、青色光束の出射部９４６からリレー光学系９２７の側に出射される。本例では、均一照明光学素子の光束の出射部から、色分離光学系９２４における各色光束の出射部９４４，９４５，９４６までの距離が全てほぼ等しくなるように設定されている。
【００３０】
色分離光学系９２４の赤色光束及び緑色光束の出射部９４４，９４５の出射側には、それぞれ集光レンズ９５１，９５２が配置されている。したがって、各出射部から出射した赤色光束及び緑色光束は、これらの集光レンズ９５１，９５２に入射して平行化される。
【００３１】
平行化された赤色および緑色の光束Ｒ、Ｇは、偏光板６０Ｒ，６０Ｇによって偏光方向が揃えられた後、液晶パネル４０Ｒ，４０Ｇに入射して変調され、各色光に対応した画像情報が付加される。すなわち、これらの液晶パネル４０Ｒ，４０Ｇは、図示していない駆動手段によって画像情報に対応する画像信号によってスイッチング制御され、これにより、ここを通過する各色光の変調が行われる。このような駆動手段は、公知の手段をそのまま使用することができる。
【００３２】
一方、青色光束Ｂは、リレー光学系９２７を介し、さらに、偏光板６０Ｂによって偏光方向が揃えられた後、対応する液晶パネル４０Ｂに導かれて、ここにおいて、同様に画像情報に応じて変調が施される。
【００３３】
リレー光学系９２７は、集光レンズ９７４と入射側反射ミラー９７１と、出射側反射ミラー９７２と、これらのミラー間に配置した中間レンズ９７３と、液晶パネル４０Ｂの手前側に配置した集光レンズ９５３から構成される。各色光束の光路の長さ、すなわち、光源ランプ８０５から各液晶パネルまでの距離は、青色光束Ｂが最も長くなり、したがって、この光束の光量損失が最も多くなる。しかし、リレー光学系９２７を介在させることにより、光量損失を抑制できる。
【００３４】
各液晶パネル４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂを通って変調された各色光束は、偏光板６１Ｒ，６１Ｇ，６１Ｂに入射し、これを透過した光がプリズム合成体２２に入射され、ここで合成される。本例では、ダイクロイックプリズムからなるプリズム合成体２２を用いて色合成光学系を構成している。ここで合成されたカラー画像は、投写レンズユニット６を介して、所定の位置にある投写面１０上に拡大投写される。
【００３５】
次に、本発明の特徴部分の詳細な構成を含む、偏光板付近の基本的な構成について説明する。
【００３６】
図４は、本発明の実施の形態１のプロジェクタの偏光板付近の構成を示した要部断面図である。図５は、図４のプリズムユニットの斜視図、図６は、図５の分解斜視図である。以下の説明において、液晶パネルユニット及びその固定構造については特に緑色用の液晶パネルユニットを代表して説明するが、赤色用液晶パネルユニット、青色用液晶パネルユニットも同様の構造である。
【００３７】
プリズムユニット２０は、略直角二等辺三角形の断面をした４個のプリズムを、それらの斜面を相互に接合することによって構成された直方体形状のプリズム合成体２２を備えている。プリズム合成体２２の上面及び下面には、それぞれアルミニウム等の熱伝導率が高い金属により構成された放熱ブロック２３、２４が接着等の手段により固定されている。そして、下面側の放熱ブロック２３は、下ライトガイド９０２に固定ピン２５により取付固定されている。
【００３８】
上面側の放熱ブロック２４は、その上面（後述の冷却室１２０側の面に相当）に複数のピン状の放熱フィン２４ａが一体的に形成されている。複数の放熱フィン２４ａのうち、ほぼ中央部に形成された放熱フィンはその他の放熱フィンよりも高さが短く形成され、後述する冷却ファン１３０を収容するためのファン収容空間２４ｂを構成している。なお、各放熱フィン２４ａのピン形状は、ここでは円柱状となっており、その配置はマトリックス状となっているが、この構成に限られたものではなく、例えば形状を薄板短冊状とし、中央部から放射状に配置するなどとしてもよく、要は、後述の冷却ファン１３０からの空気に乱流を生じさせ、放熱効果を向上させることが可能な構成であれば良い。
【００３９】
プリズム合成体２２の入射側及び出射側となる四方の側面には、それぞれ、サファイヤや水晶などの熱伝導性の高い透明基板で構成される透明放熱板２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂ、２６が固着されている。透明放熱板２６Ｇの入射面側には、偏光板６１Ｇが貼着されている。透明放熱板２６Ｇは、プリズム合成体２２の上下方向の長さよりも長い高さ寸法を有し、また、放熱ブロック２３、２４は、プリズム合成体２２との接触面方向の外形寸法がプリズム合成体２２の同方向の外形寸法よりもやや小さく形成されており、透明放熱板２６Ｒと放熱ブロック２３との間にはそれぞれ隙間が形成されている。この各隙間には、それぞれ熱伝導性及びゴム性を有する板状のシート部材２７、２８がそれぞれ介装され、かかる構成により、透明放熱板２６Ｇと放熱ブロック２３、２４とが熱的に導通がとれるように接続されている。
【００４０】
ここで、シート部材２７、２８はゴム性を有することから、透明放熱板２６Ｇと放熱ブロック２３、２４との密着性が良く、熱伝導が効率良く行われるようになっている。また、４枚の透明放熱板２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂ、２６の上面には、放熱ブロック２４の周囲を枠状に囲む圧接部材２９が固着されている。この圧接部材２９は伝導性及びゴム性を有するもので構成されている。
【００４１】
また、透明放熱板２６Ｇの入射面側には、流路７０を有して液晶パネルユニット５０Ｇが断熱性の結合部材７１を介して取り付られている。このように、断熱性の結合部材７１によって両者を固定する構造とすることで、液晶パネル４０Ｇで発生する熱と比較して格段に高い熱を発生する偏光板６１Ｇの熱が、液晶パネルユニット５０Ｇ側に伝達されるのを防止することができるようになっている。
【００４２】
液晶パネルユニット５０Ｇは、液晶パネル４０Ｇと、液晶パネル４０Ｇの入射面及び出射面に配置された２枚の防塵ガラス５２、５３とが枠体５１内によって支持された構成を有している。液晶パネル４０Ｇは、本例ではＴＦＴ基板４１とこのＴＦＴ基板４１に対向する対向基板４２との間に図示しない液晶を封入した構成のものを用いている。また、ＴＦＴ基板４１と対向基板４２との間の上部から上方に向けては、配線用のフレキシブルケーブル５４が延びている。なお、液晶パネルユニット５０Ｒ、５０Ｂも液晶パネルユニット５０Ｇと同一構造となっている。
【００４３】
各液晶パネルユニット５０Ｒ、５０Ｇ、５０Ｂの下方に対応する下ライトガイド９０２の位置には、開口９０２ａが設けられている。この開口９０２ａの下方に前述の吸気ファン１５Ａ（図２（Ｂ）参照）が位置しており、吸気ファン１５Ａからの空気が、この開口９０２ａからプリズムユニット２０側に導入され、流路７０を通過して上ライトガイド９０１に設けられた開口９０１ａから排出されるようになっている。このように、流路７０を通過する空気により液晶パネル４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂが空冷される。また、吸気ファン１５Ａからの空気は、偏光板６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂ及び下ライトガイド９０２にも接触し、偏光板６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂに対する冷却効果も果たしている。
【００４４】
放熱ブロック２４の上部には、本発明の特徴部分であるダクトユニット１００が設けられている。ダクトユニット１００は、放熱ブロック２４とアッパーケース３において放熱ブロック２４と対向する位置に設けられた通気口３ａとの間をつなぐダクト部材１１０と、ダクト部材１１０によって形成される内部空間（冷却室）１２０内に配置され、放熱ブロック２４を空冷するための冷却ファン１３０と、この冷却ファン１３０を支持すると共に、冷却室１２０内を吸気流路１２１と排気流路１２２に仕切るための仕切部材１４０とを備えている。そして、冷却ファン１３０により放熱ブロック２４を空冷することで、偏光板６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂの冷却を図るものである。ダクトユニット１００の構成について、次の図で詳細に説明する。
【００４５】
図７は、図４のダクトユニットの分解斜視図である。
ダクト部材１１０は、内部に空間（冷却室１２０）を形成する枠状部１１１を有し、枠状部１１１の上端部周囲には、ダクト部材１１０をアッパーケース３に設けられた通気口３ａに接続するための接続面１１２が形成されている。接続面１１２の左右には、このダクト部材１１０をアッパーケース３に装着するための固定ねじ１１６が挿入される貫通孔１１３が穿設されている。また、接続面１１２の４つの角部には、仕切部材１４０の後述の４本の支持アーム１４３が係合される凹溝１１４がそれぞれ形成されている。この４本の凹溝１１４のうち一方の対角線（ここでは右上がりの対角線）上の２つの凹溝１１４には、固定ねじ１１７が螺入されるねじ穴１１５が形成されている。
【００４６】
冷却ファン１３０は、ここでは回転軸方向に空気を送風する軸流ファンで構成されている。冷却ファン１３０の外形形状は、矩形状を成しており、四隅にはファン固定ねじ１３２が挿通する挿通孔１３１が形成されている。
【００４７】
仕切部材１４０は、内部に空間を形成する枠状部１４１を有し、この枠状部１４１において上下に貫通する開口は、冷却ファン１３０の外形形状よりもやや大きく形成されている。そして、枠状部１４１の内周面の下部側部分には、冷却ファン１３０を支持固定するためのファン固定面１４２が周設されており、このファン固定面１４２の四隅には、冷却ファン１３０の挿通孔１３１を挿通したファン固定ねじ１３２が螺入されるねじ穴１４２ａが形成されている。この構成により、冷却ファン１３０が仕切部材１４０の枠状部１４１の上側開口から挿入され、ファン固定面１４２に載置された状態で固定ねじ１３２により固定されるようになっている。なお、冷却ファン１３０は、ここでは吸気側が下方を向くようにファン固定面１４２に固定される。
【００４８】
また、仕切部材１４０の枠状部１４１の上端部には、この仕切部材１４０をダクト部材１１０に吊り下げ支持するための４本の支持アーム１４３が放射状に延在されている。この支持アーム１４３はここでは枠状部１４１の４つの角部から延設されており、ダクト部材１１０の凹溝１１４に嵌合されて、仕切部材１４０をダクト部材１１０に対して吊り下げ支持されるようになっている。支持アーム１４３には、ダクト部材１１０の凹溝１１４のねじ穴１１５に対応する位置に貫通孔１４４が形成されており、この貫通孔１４４とダクト部材１１０のねじ穴１１５に固定ねじ１１７を螺合することにより、仕切部材１４０がダクト部材１１０に固定されるようになっている。
【００４９】
以上のような構成のダクトユニット１００は、図８に示すように、アッパーケース３に設けられた通気口３ａから挿入される。そして、通気口３ａの周囲に設けられた受座面３ｂにダクト部材１１０の接続面１１２が載置され、その状態で２本の固定ねじ１１６を、ダクト部材１１０の左右の貫通孔１１３と、この貫通孔１１３に対応する受座面３ｂ上のねじ穴３ｃに締め付け固定することで、アッパーケース３に取り付けられる。ここで、固定ねじ１１６により締め付け固定する際に、ダクト部材１１０の下端面が圧接部材２９（図４参照）に押し込まれ、これにより、ダクト部材１１０の内部に、プロジェクタ１内の他の空間とは完全に気密に分離された冷却室１２０が構成されるようになっている。
【００５０】
ここで、仕切部材１４０の４本の支持アーム１４３は、それぞれ同じ長さで構成され、枠状部１４１が冷却室１２０のほぼ中央部に位置するようなっている。枠状部１４１は、その周縁部（上端周縁部）で、ダクト部材１２０の上側開口を周状開口と、その内側の矩形開口とに区分するとともに、冷却室１２０を、周状開口に連通する空間（仕切部材１４０とダクト部材１１０との間の中心断面ほぼ凹字状の空間）と、その空間の内側に形成され、前記矩形開口に連通する矩形状空間とに区分している。仕切部材１４０内部の矩形の空間に装着された冷却ファン１３０は、ここでは吸気側が下方を向くように仕切部材１４０に固定されることから、周状開口が吸気口１５０、凹字状の空間が吸気流路１２１として機能し、矩形開口が排気口１５１、矩形状空間が排気流路１２２として機能するようになっている。なお、冷却ファン１３０は、複数の放熱フィン２４ａの中央部に形成されたファン収容空間２４ｂに収容され、放熱フィン２４ａの先端面と近接して対向した状態で配置されるようになっている。
【００５１】
そして、図８に示すように、通気口３ａは保護部材１６０によって覆われ、ダクトユニット１００を構成する各部を保護すると共に、誤って指等が入るのを防止している。この保護部材１６０は、外部空気を吸入及び排出するための複数の開口１６１が格子状に形成された構成となっている。なお、保護部材１６０は、外気吸入に際し、さほどの通風抵抗にならないように形成されたルーバーで構成するようにしてもよい。
【００５２】
以下、本実施の形態１の偏光板の冷却動作について説明する。なお、３枚の偏光板６１Ｒ，６１Ｇ，６１Ｂの冷却動作は同じであるため、ここでは、緑色用の偏光板Ｇを代表して説明する。なお、必要な場合には、適宜、赤色用、青色用の偏光板６１Ｒ、６１Ｂについても説明する。
【００５３】
偏光板６１Ｇの熱は、透明放熱板２６Ｇに伝達され、透明放熱板２６Ｇから放熱ブロック２３、２４に伝達される。下部側の放熱ブロック２３に伝達された偏光板６１Ｇの熱は、上述したように下ライトガイド９０２に伝達され、冷却ファン１３０（図２参照）からの空気により放熱される。また、流路７０を通過する冷却ファン１３０からの空気が偏光板６１Ｇに直接接触することによっても放熱される。
【００５４】
一方、上部側の放熱ブロック２４に伝達された熱は、ダクトユニット１００により構成された冷却室１２０において冷却される。すなわち、冷却ファン１３０の駆動により、吸気口１５０からダクトユニット１００内に外部空気が吸気される。そして、吸気された空気は、吸気流路１２１を通って図４の矢印で示すように流れ、放熱フィン２４ａを有する放熱ブロック２４に吹き付けられる。ここで、放熱ブロック２４に吹き付けられた空気は、ピン状に形成された放熱フィン２４ａによって乱流となって放熱フィン２４ａの放熱を効果的に行う。そして、放熱フィン２４ａによって温度が上昇した空気は、排気流路１２２を通って排気口１５１から外部に排出される。
【００５５】
ここで、本例の特徴の一つとしては、冷却室１２０がプロジェクタ１内の他の空間部分とは完全に気密に分離された空間で構成されていることにある。すなわち、冷却ファン１３０による気流は、液晶パネル４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂに吹き付けられることが無い。このため、従来より、外部空気をプロジェクタ１内部に吸入する場合において、液晶パネル４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂへの塵埃等の付着を防止するために通常必要とされていたフィルタが不要となる。すなわち、通気口３ａを覆う保護部材１６０にフィルタが不要で、単に複数の開口が形成された構成で良い。このため、フィルタによる圧力損失が無く、高効率の冷却を行うことができる。よって、冷却不十分な場合のファン回転数増加といった対応が不要となり、騒音低減を図ることが可能となる。
【００５６】
また、本実施の形態１の構成によれば、各色光用の偏光板６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂの熱が、それぞれに対応する透明放熱板２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂを介して放熱ブロック２３、２４に集熱される。ここで、緑色光と青色光に対応する偏光板６１Ｇ、６１Ｂは、上述したように赤色光に対応する偏光板６１Ｒに比べて発熱量が多く高温となるが、その熱は、放熱ブロック２３、２４において低温側に伝達された上で放熱される。このため、各色光毎に冷却構造を設けたり、ファン制御を変えたりすることなく、各色光用の偏光板６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂを効果的に冷却することができる。また、各色光用の偏光板６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂに対して共用の冷却構造となるため、コスト低減および小型化を図ることが可能となる。
【００５７】
また、放熱ブロック２４には、放熱フィン２４ａが一体的に設けられているため、放熱面積が増して高い放熱効果を得ることできる。また、本例では、放熱フィン２４ａの近傍に冷却ファン１３０が設けられているため、更に放熱が促進され、放熱効果を高めることができる。また、各放熱フィン２４ａはピン状に形成されているため、乱流が発生してより一層放熱が促進され、更に高い放熱効果が得られている。
【００５８】
また、冷却室１２０内部が、吸気流路１２１と、吸気流路１２１に連通する排気流路１２２とに仕切られているため、放熱フィン２４ａの熱を奪って温度の上昇した空気が、外部の冷気と混ざるのを防止でき、効率のよい空冷を行うことが可能となっている。
【００５９】
また、アッパーケース３の通気口３ａが、外装ケース２において放熱ブロック２４と対向する位置に形成されているので、冷却室１２０を最も省スペースで構成することができる。これにより吸気流路１２１及び排気流路１２２の短長化が可能となり、外部の冷気の取り込みと冷却室１２０内の温気の排出が容易となって高い冷却効果を得ることができる。
【００６０】
また、本例においては、冷却ファン１３０に軸流ファンを用いたため、回転軸方向から空気を吸引して回転軸の径方向に送風する遠心ファンを用いる場合と比較して省スペースでの搭載が可能となる。よって、冷却室１２０の省スペース化に寄与でき、その結果、冷却効率の向上に寄与できる。
【００６１】
また、本例では、冷却ファン１３０を、複数の放熱フィン２４ａの中央部に形成されたファン収容空間２４ｂに配置したため、冷却ファン１３０の回転により吸引された空気が、図４の矢印に示したように、各放熱フィン２４ａそれぞれの基端部から先端部の全体を通過する。このため、各放熱フィン２４ａの全体が放熱に寄与し、より一層高い放熱効果が得られる。本例のようにファン収容空間２４ｂを形成せずに、例えば全ての放熱フィン２４ａを同一の高さ寸法を有するように形成し、中央部の放熱フィンの先端面に対向するように冷却ファン１３０を配置した場合には、冷却ファン１３０によって吸気された空気は、中心部の放熱フィン２４ａの基端部には接触することなく通過することになり、基端部は放熱に寄与しない。このため、放熱フィン全体の放熱性能が低下してしまう。これに対し、本例の構成は、上述したように高い放熱効果を得る上で有効である。
【００６２】
また、冷却ファン１３０は、放熱フィン２４ａに近接して対向配置されているため、言い換えれば冷却室１２０においてアッパーケース３の通気口３ａから離れた位置に配置されているため、冷却ファン１３０による騒音が通気口３ａから外部に漏れにくく、騒音低減を図ることができる。
【００６３】
また、本例においては、液晶パネル４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂを断熱性の結合部材７１を介して透明放熱板２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂに接続し、偏光板６１Ｒ，６１Ｇ，６１Ｂの熱が液晶パネル４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂに伝達しない構成とした。そして、偏光板６１Ｒ，６１Ｇ，６１Ｂと、液晶パネル４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂとを、それぞれ別々の冷却手段によって冷却するようにしたため、それぞれが、対応の冷却手段によって効果的に冷却され、全体として効率の良い冷却を行うことができる。
【００６４】
実施の形態２．
図９は、実施の形態２のプロジェクタの要部断面図である。
本実施の形態２は、仕切部材１４０の内周面に、排気流路１２２の流路断面積を絞るための絞り部１７０を一体的に周設したものである。その他の構成は実施の形態１と同様である。
このように構成したことにより、実施の形態１とほぼ同様の作用効果が得られるとともに、絞り部１７０によって、排気口１５１から排出される排気流の流速が早まるため、排気された空気が再び吸気口１５０から吸入されるのを防止でき、冷却効果の向上を図ることが可能となる。
【００６５】
なお、上記各実施の形態では、ダクトユニット１００をプリズム合成体２２の上面に配置する構成を例示したが、放熱ブロック２３に放熱フィンを形成してプリズム合成体２２の下面側に配置するように構成してもよい。また、プリズム合成体２２の上面及び下面の両方にダクトユニット１００を設けるようにしてもよい。
【００６６】
また、上記各実施の形態では、周状開口を吸気口とし、その内側の矩形開口を排気口としたが、冷却ファン１３０を上下反転させて配置し、内側矩形開口から吸気して外側の周状開口から排気するようにしてもよい。
【００６７】
また、上記各実施の形態においては、仕切部材１４０を枠状部材で構成した場合を示したが、１枚の仕切板で構成し、この仕切板を、ダクト部材１１０の上部開口を中央部で２つに仕切るように配置して、冷却室１２０内にほぼＵターン状の流路を形成するようにしてもよい。この場合、冷却ファン１３０は、仕切板とダクト部材１１０との間の２つの空間のうちの何れか一方に配置すればよい。
【００６８】
また、上記実施の形態では、透過型の液晶パネルを用いたプロジェクタに本発明を適用した場合を例に説明したが、本発明は、反射型の液晶パネルを用いたプロジェクタにも適用することが可能である。ここで、「透過型」とは、液晶パネルが光を透過するタイプであることを意味しており、「反射型」とは液晶パネルが光を反射するタイプであることを意味している。
【００６９】
また、本実施の形態においては、光変調装置として液晶パネルを用いた例を示したが、これに限られたものではなく、例えばマイクロミラーを用いても良く、マイクロミラーを用いたプロジェクタに本発明を適用することも可能である。
【００７０】
さらに、投写型のプロジェクタとしては、投写像を観察する方向から投写を行う前面投写型プロジェクタと、投写像を観察する方向とは反対側から投写を行う背面投写型プロジェクタとがあるが、本発明は、その何れにも適用可能である。
【００７１】
また、上記実施の形態では、３つの液晶パネルを用いたいわゆる３板方式のプロジェクタに本発明を適用した場合を例に示したが、これに限られず、例えば液晶パネルを２枚又は４枚用いた２板方式又は４板方式のプロジェクタに本発明を適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプロジェクタの外観を示す図。
【図２】図１の外装ケースの内部における各構成部分の配置を示す図。
【図３】（Ａ）光学レンズユニットと投写レンズユニットの部分を取り出して示す図、（Ｂ）光学系の概略構成図。
【図４】本発明の実施の形態１のプロジェクタの要部断面図。
【図５】図４のプリズムユニットの斜視図。
【図６】図５の分解斜視図。
【図７】図４のダクトユニットの分解斜視図。
【図８】ダクトユニットの取付説明図。
【図９】実施の形態２のプロジェクタの要部断面図。
【符号の説明】
１  プロジェクタ、２  外装ケース（筐体）、３ａ  通気口、１５Ａ  吸引ファン、２２  プリズム合成体（色合成光学装置）、２３，２４  放熱ブロック、２４ａ  放熱フィン、２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｇ  透明放熱板、４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂ  液晶パネル、４２  ＴＦＴ基板、４４  対向基板、７０  流路、７１  結合部材、１００  ダクトユニット、１１０  ダクト部材、１２０  冷却室、１２１  吸気流路、１２２  排気流路、１３０  冷却ファン、１４０  仕切部材、１４１  枠状部、１４３  支持アーム、１５０  吸気口、１５１  排気口、９０１，９０２  ライトガイド（光学部品用筐体）
【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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