(57)【要約】【課題】波長特性の異なる光源部を用いる場合に、効率良い冷却により明るく色バランスの良い投写像を得ることが可能なプロジェクタを提供すること。【解決手段】照明光を供給する複数の光源部１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂと、光源部１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂを冷却する冷却部１２０と、光源部１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂからの照明光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置１１０Ｒ、１１０Ｒ、１１０Ｇと、空間光変調装置１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂで変調された光を投写する投写レンズ１１４と、を有し、光源部１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂは、光源部１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂの温度変化に対応して変化する照明光の光量が互いに異なり、冷却部１２０は、光源部１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂが基準温度であるときの照明光の光量を基準として所定範囲の光量となるように光源部１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂを冷却する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光を供給する複数の光源部と、
前記光源部を冷却する冷却部と、
前記光源部からの前記照明光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、
前記空間光変調装置で変調された光を投写する投写レンズと、を有し、
前記光源部は、前記光源部の温度変化に対応して変化する前記照明光の光量が互いに異なり、
前記冷却部は、前記光源部が基準温度であるときの前記照明光の光量を基準として所定範囲の光量となるように前記光源部を冷却することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
前記冷却部は、前記光源部の温度変化に対応する前記照明光の光量の変化量に応じた強度で、前記光源部を冷却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３】
前記光源部は、赤色光である前記照明光を供給する赤色光用光源部を有し、
前記冷却部は、前記赤色光用光源部以外の他の前記光源部を冷却する強度より大きい強度で前記赤色光用光源部を冷却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４】
前記冷却部は、前記光源部に冷却用流体を供給する冷却用流体供給部であって、
前記冷却用流体供給部は、前記光源部の温度変化に対応する前記照明光の光量の変化量が大きい前記光源部から順に前記冷却用流体が通過するように、前記冷却用流体を供給することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
【請求項５】
複数の前記冷却部を有し、
前記冷却部は、前記光源部に対応して設けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
【請求項６】
前記冷却部は、対応する前記光源部からの熱を放出する放熱部であ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】
前記冷却部は、対応する前記光源部に冷却用流体を供給する冷却用流体供給部であ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８】
前記光源部に対応して設けられる冷却用流体流入口をさらに有し、
前記冷却部は、前記光源部に冷却用流体を供給する冷却用流体供給部であって、
前記冷却用流体流入口は、所定の面積の開口を有し、さらに、対応する前記光源部に対して所定の位置に設けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
【請求項９】
前記光源部は、第１色光である前記照明光を供給する第１色光用光源部と、第２色光である前記照明光を供給する第２色光用光源部と、第３色光である前記照明光を供給する第３色光用光源部と、を備え、
前記第２色光を反射し、前記第１色光及び前記第３色光を透過する第１のダイクロイック膜と、前記第３色光を反射し、前記第１色光及び前記第２色光を透過する第２のダイクロイック膜と、を有し、前記第１色光、前記第２色光及び前記第３色光を合成して前記投写レンズの方向に射出する色合成光学系と、
前記第１色光用光源部の近傍に設けられ、冷却用流体を流入する冷却用流体流入口と、をさらに有し、
前記第１色光用光源部は、前記第２色光用光源部及び前記第３色光用光源部と比較して、前記光源部の温度変化に対応する前記照明光の光量の変化量が大きく、
前記色合成光学系は、前記第１色光用光源部と前記投写レンズとの間に設けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項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、プロジェクタ、特に、光源部として固体発光素子を用いるプロジェクタの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プロジェクタの光源装置として、固体発光素子を用いる光源装置が注目されている。固体発光素子の中でも、発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」という。）の開発、改良の進展は著しい。表示用の小出力のＬＥＤに加えて、照明用の大出力のＬＥＤも製品が開発されている。ＬＥＤは、超小型、超軽量、長寿命であるという特徴を有する。この特徴から、ＬＥＤは、プロジェクタ、特に小型の携帯用プロジェクタの光源装置に用いるのに好適である。また、ＬＥＤは、特定の波長領域を有する高い色純度の照明光を供給することができる。このため、プロジェクタの光源装置として互いに異なる波長特性を有するＬＥＤを用いると、色再現性の高いカラー画像を得られる。
【０００３】
現状において、ＬＥＤは、定格電流により得られる効率が超高圧水銀ランプの１／２〜１／３程度である。このため、ＬＥＤをプロジェクタに用いる場合、多くの光量を得られる構成とする必要がある。ＬＥＤの定格電流は、ＬＥＤの発熱量に依存している。ＬＥＤを効率良く放熱することで、定格電流を大きくできる。このため、プロジェクタを放熱効率の高い構成とすることにより、多くの光量を得ることができる。画像表示装置等において、光源を冷却することで効率良く放熱する構成は、以下の特許文献１及び特許文献２に提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２２１５号公報
【特許文献２】特開昭６２−５５４５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＬＥＤの最大光量は、定格電流の他、効率にも依存する。ＬＥＤは、温度上昇により照明効率が減少する性質が知られている。ＬＥＤに定格限界まで電流を注入する場合、ＬＥＤは、自らの発熱により、高温となることは避けられないと考えられる。温度上昇により照明効率が減少すると、プロジェクタからの投写像が暗くなってしまう。そして、温度上昇により照明光の光量が低下する割合は、ＬＥＤの波長特性によって異なることも知られている。例えば、赤色（以下、「Ｒ光」という。）用ＬＥＤは、緑色（以下、「Ｇ光」という。）用ＬＥＤ及び青色（以下、「Ｂ光」という。）用ＬＥＤと比較して、温度上昇により大幅に照明効率が低下する。互いに異なる波長特性のＬＥＤを用いる場合、ＬＥＤの波長特性によって照明効率の変化が異なると、投写像は暗くなるばかりでなく、色バランスも変化してしまう。色バランスの変化を低減するためには、各色光用ＬＥＤの照明効率を略均一にする必要がある。
【０００６】
上記の特許文献１及び特許文献２には、いずれも、効率良く全体を略均一に冷却するための構成が提案されている。これに対して、波長特性の異なるＬＥＤを効率良く冷却するためには、照明効率の変化量に応じて各ＬＥＤを冷却する必要がある。このため、全体を略均一に冷却する従来の構成では、効率良い冷却により色バランスの変化を低減することは困難である。
【０００７】
この他、投写像の色バランスを略一定にするためには、ＬＥＤに注入する電流量を調節させることが考えられる。各色光用ＬＥＤに定格限度まで電流を注入している場合、ＬＥＤに注入する電流量は、減少させる以外に調節することはできない。例えば、最も照明効率が減少しているＲ光用ＬＥＤの光量に合わせて、Ｇ光用ＬＥＤ及びＢ光用ＬＥＤの駆動電流を減少させる。駆動電流を減少させると、さらに投写像が暗くなってしまう。このように、波長特性の異なる固体発光素子を用いる場合、効率良い冷却により明るく色バランスの良い投写像を得ることが困難であるため問題である。本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、波長特性の異なる光源部を用いる場合に、効率良い冷却により明るく色バランスの良い投写像を得ることが可能な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】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、照明光を供給する複数の光源部と、光源部を冷却する冷却部と、光源部からの照明光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、空間光変調装置で変調された光を投写する投写レンズと、を有し、光源部は、光源部の温度変化に対応して変化する照明光の光量が互いに異なり、冷却部は、光源部が基準温度であるときの照明光の光量を基準として所定範囲の光量となるように光源部を冷却することを特徴とするプロジェクタを提供することができる。
【０００９】
冷却部は、光源部が基準温度であるときの照明光の光量を基準として所定範囲の光量となるように、各光源部を冷却する。光源部が基準温度であるときの照明光の光量を基準として所定範囲の光量とすることで、照明効率が光源部の波長特性に応じて変化している場合でも、各光源部を所定範囲の光量とすることができる。このため、効率良い冷却により色バランスの変化を低減できる。
【００１０】
また、冷却部を用いると、温度上昇に対応して光源部の照明効率が低下する場合であっても、照明効率の低下を低減することができる。さらに、各光源部に定格限度まで電流を注入する場合も、色バランス調整のために電流量を減少させる必要がない。光源部の駆動電流を減少させる必要がないことから、色バランス調整のためにプロジェクタの投写像が暗くなってしまうこともない。温度上昇による照明効率の減少を低減し、さらに、色バランス調整のために駆動電流を減少させる必要もないことから、明るい投写像を得られる。これにより、波長特性の異なる光源部を用いる場合に、効率良い冷却により明るく色バランスの良い投写像を得ることが可能なプロジェクタを得られる。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様によれば、冷却部は、光源部の温度変化に対応する照明光の光量の変化量に応じた強度で、光源部を冷却することが望ましい。照明効率の変化が光源部の波長特性に応じて異なる場合でも、照明光の光量の変化量に応じた強度で光源部を冷却することで、各光源部を所定範囲の光量とすることができる。例えば、光源部の温度上昇に応じて照明光が大きく減少する場合、大きい強度で光源部を冷却することで、光量を所定範囲にできる。これに対して、光源部の温度が上昇しても照明光の減少量が小さい場合、光源部を大きい強度で冷却しなくても光量を所定範囲にできる。これにより、効率良い冷却により照明光を所定範囲の光量とすることができる。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様によれば、光源部は、赤色光である照明光を供給する赤色光用光源部を有し、冷却部は、赤色光用光源部以外の他の光源部を冷却する強度より大きい強度で赤色光用光源部を冷却することが望ましい。Ｒ光用ＬＥＤは、温度上昇による照明効率の低下が顕著である。例えば、光源部としてＲ光用ＬＥＤ、Ｇ光用ＬＥＤ、Ｂ光用ＬＥＤを用いる場合、Ｒ光用ＬＥＤは、Ｇ光用ＬＥＤ及びＢ光用ＬＥＤより温度上昇に対する照明効率の減少量が大きい。このため、Ｒ光用ＬＥＤを他の色光用ＬＥＤより大きい強度で冷却することで、色バランスの良い投写像を得られる。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様としては、冷却部は、光源部に冷却用流体を供給する冷却用流体供給部であって、冷却用流体供給部は、光源部の温度変化に対応する照明光の光量の変化量が大きい光源部から順に冷却用流体が通過するように、冷却用流体を供給することが望ましい。光源部は、冷却用流体による伝熱を利用することで放熱を行う。冷却用流体は、光源部の近傍において、光源部から熱を奪いながら流動する。冷却用流体に伝わった熱は、最終的には大気に放出される。光源部のうち冷却用流体が先に通過する光源部は、熱を取り込む前の冷却用流体が通過することで、他の光源より大きい強度で冷却される。このため、光源部の温度変化に対応する照明光の光量の変化量が大きい光源部から順に冷却用流体を通過させることで、照明光の光量の変化量に応じて光源部を冷却することができる。また、光量の変化量が大きい光源部から順に冷却用流体を通過させれば良いことから、簡易な構成で照明光の変化量に応じて光源部を冷却することができる。これにより、簡易な構成で、波長特性に応じて効率良く各光源部を冷却することができる。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様としては、複数の冷却部を有し、冷却部は、光源部に対応して設けられることが望ましい。光源部ごとに冷却部を設けることにより、各冷却部による冷却の強度を適宜設定することができる。光源部ごとに冷却の強度を適宜設定することができることから、各光源部を容易に照明光の光量の変化量に応じて冷却できる。これにより、容易に、波長特性に応じて効率良く各光源部を冷却することができる。
【００１５】
また、本発明の好ましい態様としては、冷却部は、対応する光源部からの熱を放出する放熱部であることが望ましい。冷却部として放熱部を用いると、放熱部の放熱効率を適宜設定することができる。これにより、容易に、波長特性に応じて効率良く各光源部を冷却することができる。
【００１６】
また、本発明の好ましい態様としては、冷却部は、対応する光源部に冷却用流体を供給する冷却用流体供給部であることが望ましい。冷却部として冷却用流体供給部を用いると、冷却用流体供給部による冷却用流体の供給量を適宜設定することができる。これにより、容易に、波長特性に応じて効率良く各光源部を冷却することができる。
【００１７】
また、本発明の好ましい態様としては、光源部に対応して設けられる冷却用流体流入口をさらに有し、冷却部は、光源部に冷却用流体を供給する冷却用流体供給部であって、冷却用流体流入口は、所定の面積の開口を有し、さらに、対応する光源部に対して所定の位置に設けられることが望ましい。
【００１８】
冷却用流体流入口の開口面積を大きくするほど、対応する光源部に供給される冷却用流体の体積は大きくなる。光源部に供給される冷却用流体の体積は、冷却用流体の流入口の開口面積に応じて適宜設定することができる。また、対応する光源部に対して所定の位置に冷却用流体流入口を設けることで、特定の光源部を通過する冷却用流体を略直進させる構成にできる。光源部を通過する冷却用流体が直進に近い流路を取るほど、光源部に高速かつ多量の冷却用流体を接触可能であることから強く冷却することができる。このように冷却用流体流入口の位置及び開口面積に応じて、冷却する強度を適宜設定することができる。これにより、照明光が所定範囲の光量となるように光源部を冷却することができる。
【００１９】
また、本発明の好ましい態様としては、光源部は、第１色光である照明光を供給する第１色光用光源部と、第２色光である照明光を供給する第２色光用光源部と、第３色光である照明光を供給する第３色光用光源部と、を備え、第２色光を反射し、第１色光及び第３色光を透過する第１のダイクロイック膜と、第３色光を反射し、第１色光及び第２色光を透過する第２のダイクロイック膜と、を有し、第１色光、第２色光及び第３色光を合成して投写レンズの方向に射出する色合成光学系と、第１色光用光源部の近傍に設けられ、冷却用流体を流入する冷却用流体流入口と、をさらに有し、第１色光用光源部は、第２色光用光源部及び第３色光用光源部と比較して、光源部の温度変化に対応する照明光の光量の変化量が大きく、色合成光学系は、第１色光用光源部と投写レンズとの間に設けられることが望ましい。
【００２０】
色合成光学系は、第１色光を透過して直進させることで各色光を合成する。このような色合成光学系を設けると、第１色光用光源部は、色合成光学系に関して投写レンズとは反対側に設ける構成となる。投写レンズと反対側に第１色光用光源部を設ける構成とすると、プロジェクタ内部のスペースを無駄無く利用して、第１色光用光源部の周辺に広いスペースを確保することができる。第１色光用光源部の周辺に広いスペースが取れると、第１色光用光源部の放熱のためのスペースを多く取ることができる上、大型な放熱器を設けることも可能になる。さらに、第１色光用光源部の近傍に冷却用流体流入口を設けることで、他の色光用光源部より先に第１色光用光源部に冷却用流体を供給でき、第１色光用光源部を効率良く冷却することができる。特に、冷却用流体流入口から投写レンズの方向へ冷却用流体を直進させる構成とすることにより、冷却用流体流入口から高速かつ多量の冷却用流体を第１色光用光源部に供給できる。これにより、光源部の温度変化に対応する照明光の光量の変化量が最も大きい第１色光用光源部を効率良く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】
【００２１】
以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１は、本発明の実施例１に係るプロジェクタ１００の概略構成を示す。本実施例では、まずプロジェクタ１００の概略構成を説明し、次いで、各光源部を冷却するための構成を詳細に説明する。プロジェクタ１００は、第１色光用光源部であるＲ光用ＬＥＤ１０２Ｒ、第２色光用光源部であるＧ光用ＬＥＤ１０２Ｇ、第３色光用光源部であるＢ光用ＬＥＤ１０２Ｂを有する。
【００２３】
Ｒ光用光源ユニット１０１Ｒは、複数のＲ光用ＬＥＤ１０２Ｒが集合して構成される。Ｇ光用光源ユニット１０１Ｇは、複数のＧ光用ＬＥＤ１０２Ｇが集合して構成される。Ｂ光用光源ユニット１０１Ｂは、複数のＢ光用ＬＥＤ１０２Ｂが集合して構成される。各色光用光源ユニット１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂには、それぞれヒートシンク１０３Ｒ、１０３Ｇ、１０３Ｂが設けられている。ヒートシンク１０３Ｒ、１０３Ｇ、１０３Ｂを設けることで、各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂからの熱を積極的に大気へ放出できる。
【００２４】
Ｒ光用ＬＥＤ１０２ＲからのＲ光は、コリメータレンズ１０５Ｒで略平行な平行光に変換された後、導光光学系であるロッドインテグレータ１０７Ｒに入射する。ロッドインテグレータ１０７Ｒは、Ｒ光の光量分布を略均一にする。ロッドインテグレータ１０７Ｒは、断面が略矩形の透明な硝子部材からなる。ロッドインテグレータ１０７Ｒに入射した光は、硝子部材と空気との界面において全反射を繰り返しながらロッドインテグレータ１０７Ｒの内部を進行する。
【００２５】
ロッドインテグレータ１０７Ｒとしては、硝子部材から構成するものに限らず、内面を反射面で構成する中空構造のものを用いても良い。内面を反射面とするロッドインテグレータの場合、ロッドインテグレータに入射した光は、反射面において反射を繰り返しながらロッドインテグレータの内部を進行する。また、ロッドインテグレータは、硝子部材と反射面とを組み合わせる構成としても良い。
【００２６】
ロッドインテグレータ１０７Ｒから射出された光は、Ｒ光用の空間光変調装置であるＲ光用液晶型空間光変調装置１１０Ｒに入射する。Ｒ光用液晶型空間光変調装置１１０Ｒは、Ｒ光用ＬＥＤ１０２ＲからのＲ光を画像信号に応じて変調して射出する透過型の液晶表示装置である。Ｒ光用液晶型空間光変調装置１１０Ｒで変調された光は、クロスダイクロイックプリズム１１２に入射する。
【００２７】
Ｇ光用ＬＥＤ１０２ＧからのＧ光は、コリメータレンズ１０５Ｇで略平行な平行光に変換された後、導光光学系であるロッドインテグレータ１０７Ｇに入射する。ロッドインテグレータ１０７Ｇは、Ｇ光の光量分布を略均一にする。ロッドインテグレータ１０７Ｇの構成は、上述のロッドインテグレータ１０７Ｒと同様である。ロッドインテグレータ１０７Ｇから射出された光は、Ｇ光用の空間光変調装置であるＧ光用液晶型空間光変調装置１１０Ｇに入射する。Ｇ光用液晶型空間光変調装置１１０Ｇは、Ｇ光用ＬＥＤ１０２ＧからのＧ光を画像信号に応じて変調して射出する透過型の液晶表示装置である。Ｇ光用液晶型空間光変調装置１１０Ｇで変調された光は、クロスダイクロイックプリズム１１２に入射する。
【００２８】
Ｂ光用ＬＥＤ１０２ＢからのＢ光は、コリメータレンズ１０５Ｂで略平行な平行光に変換された後、導光光学系であるロッドインテグレータ１０７Ｂに入射する。ロッドインテグレータ１０７Ｂは、Ｂ光の光量分布を略均一にする。ロッドインテグレータ１０７Ｂの構成は、上述のロッドインテグレータ１０７Ｂと同様である。ロッドインテグレータ１０７Ｂから射出された光は、Ｂ光用の空間光変調装置であるＢ光用液晶型空間光変調装置１１０Ｂに入射する。Ｂ光用液晶型空間光変調装置１１０Ｂは、Ｂ光用ＬＥＤ１０２ＢからのＢ光を画像信号に応じて変調して射出する透過型の液晶表示装置である。Ｂ光用液晶型空間光変調装置１１０Ｂで変調された光は、クロスダイクロイックプリズム１１２に入射する。
【００２９】
なお、各色光用液晶型空間光変調装置１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂは、特定の振動方向の偏光光を画像信号に応じて変調する。このため、入射光を特定の振動方向の偏光光に変換する偏光変換素子を適宜設けることが望ましい。偏光変換素子を設けることにより、各色光用液晶型空間光変調装置１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂへ入射させる光を増加できる。従って、偏光変換素子を設けることにより、各色光を効率良く利用し、明るい画像を得られる。
【００３０】
クロスダイクロイックプリズム１１２は、第１のダイクロイック膜１１２ａと第２のダイクロイック膜１１２ｂとをＸ字状に配列して構成されている。第１のダイクロイック膜１１２ａは、Ｒ光を反射し、Ｇ光及びＢ光を透過する。第２のダイクロイック膜１１２ｂは、Ｂ光を反射し、Ｇ光及びＲ光を透過する。クロスダイクロイックプリズム１１２に入射したＲ光は、第１のダイクロイック膜１１２ａで反射して、投写レンズ１１４の方向へ進行する。
【００３１】
クロスダイクロイックプリズム１１２に入射したＧ光は、第１のダイクロイック膜１１２ａ及び第２のダイクロイック膜１１２ｂを透過して、投写レンズ１１４の方向へ直進する。クロスダイクロイックプリズム１１２に入射したＢ光は、第２のダイクロイック膜１１２ｂで反射して、投写レンズ１１４の方向へ進行する。これにより、クロスダイクロイックプリズム１１２は、変調された各色光を合成して、投写レンズ１１４の方向へ射出する。投写レンズ１１４は、変調された各色光をスクリーン１４０に投写する。なお、後述の冷却ファン１２０の駆動により各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂを十分冷却することが可能であれば、ヒートシンク１０３Ｒ、１０３Ｇ、１０３Ｂを設けない構成としても良い。
【００３２】
次に、各色光用光源部１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂを冷却するための構成を説明する。プロジェクタ１００の筐体１１６には、吸気口１３０と排気口１３２とが設けられている。吸気口１３０は、筐体１１６において投写レンズ１１４と同一のＸＹ平面上であって、Ｒ光用ＬＥＤ１０２Ｒの近傍に設けられる。排気口１３２は、筐体１１６のＸＹ平面上であって、Ｂ光用ＬＥＤ１０２Ｂの近傍に設けられる。排気口１３２には、冷却用流体供給部である冷却ファン１２０が設けられる。冷却ファン１２０が駆動することにより、排気口１３２において、冷却用流体である空気が筐体１１６内部から排出される。そして、冷却ファン１２０が駆動して排気口１３２から排気されることにより、吸気口１３０において、冷却用流体である空気が筐体１１６の外部から流入する。
【００３３】
冷却ファン１２０を駆動することで吸気口１３０から筐体１１６内部に流入する空気Ｗｉｎは、まず、Ｒ光用ＬＥＤ１０２Ｒの近傍を通過する。このとき、Ｒ光用ＬＥＤ１０２Ｒの近傍の空気は、Ｒ光用ＬＥＤ１０２Ｒで発生する熱を奪いながら流動する。Ｒ光用ＬＥＤ１０２Ｒの近傍を通過した空気は、Ｒ光用ＬＥＤ１０２ＲとＧ光用ＬＥＤ１０２Ｇとの間に設けられた冷却用ガード１１８に沿って進行し、次にＧ光用ＬＥＤ１０２Ｇの近傍を通過する。
【００３４】
Ｇ光用ＬＥＤ１０２Ｇの近傍においても、空気は、Ｇ光用ＬＥＤ１０２Ｇで発生する熱を奪いながら流動する。さらに、Ｇ光用ＬＥＤ１０２Ｇの近傍を通過した空気は、Ｇ光用ＬＥＤ１０２ＧとＢ光用ＬＥＤ１０２Ｂとの間に設けられた冷却用ガード１１９に沿って進行し、今度はＢ光用ＬＥＤ１０２Ｂの近傍を進行する。そして、Ｂ光用ＬＥＤ１０２Ｂで発生する熱を奪いながら流動した後、空気Ｗｏｕｔは、排気口１３２から排出される。冷却ファン１２０は、このようにして空気を筐体１１６の内部で流動させることで、各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂに空気を供給する。
【００３５】
吸気口１３０からの空気は、Ｒ光用ＬＥＤ１０２Ｒ、Ｇ光用ＬＥＤ１０２Ｇ、Ｂ光用ＬＥＤ１０２Ｂの順に通過した後、排気口１３２から排出される。筐体１１６外部からの空気Ｗｉｎは、まずＲ光用ＬＥＤ１０２Ｒの近傍を通過する。筐体１１６外部からの空気Ｗｉｎが最初に通過するＲ光用ＬＥＤ１０２Ｒは、他の色光用ＬＥＤ１０２Ｇ、１０２Ｂより強く冷却される。Ｇ光用ＬＥＤ１０２Ｇは、Ｒ光用ＬＥＤ１０２Ｒからの伝熱を受けた空気によって冷却される。Ｂ光用ＬＥＤ１０２Ｂは、Ｒ光用ＬＥＤ１０２Ｒ及びＧ光用ＬＥＤ１０２Ｇからの伝熱を受けた空気によって冷却される。従って、Ｒ光用ＬＥＤ１０２Ｒ、Ｇ光用ＬＥＤ１０２Ｇ、Ｂ光用ＬＥＤ１０２Ｂの順に強く冷却される。
【００３６】
なお、Ｒ光用ＬＥＤ１０２Ｒ、Ｇ光用ＬＥＤ１０２Ｇ、Ｂ光用ＬＥＤ１０２Ｂの順に空気を通過させることが可能であれば、冷却用ガード１１８、１１９を設けなくても良い。各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂから熱を奪った空気が排気口１３２から排出されることで、各ＬＥＤからの熱は、最終的に大気に放出される。各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂは、空気による伝熱を利用し、空気を流動することで放熱を行うことができる。
【００３７】
明るい投写像を得るために、各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂの数量を増やすことで、多くの光量を得られるとも考えられる。これに対して、プロジェクタ１００では、光源部と空間光変調装置とを含めた光学系において、有効に扱える光束が存在する空間的な広がりを面積と立体角の積（エテンデュー、Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｌ  Ｅｘｔｅｎｔ）は保存される。空間光変調装置が有効に変調可能な光の取り込み角度には限りがある。このため、各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂをアレイ化することで光源の空間的な広がりが大きくなると、光源からの光束を有効に用いることが困難となる。このことから、単に各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂの数量を増加するのみでは、かえって照明効率の低下を招いてしまう。
【００３８】
そこで、各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂの数量を増加する以外に、定格限度の電流で各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂを駆動することが考えられる。さらに、ＬＥＤの定格電流はＬＥＤの発熱量に依存することから、ＬＥＤの放熱効率を高めることで、定格電流を大きくできる。このため、プロジェクタ１００を放熱効率の高い構成とすることにより、多くの光量を得ることができる。
【００３９】
ＬＥＤの最大光量は、定格電流の他、効率にも依存する。ＬＥＤは、温度上昇により照明効率が減少する性質が知られている。ＬＥＤに定格限界まで電流を注入する場合、ＬＥＤは、自らの発熱により、高温になることは避けられないと考えられる。温度上昇により照明効率が減少すると、プロジェクタ１００からの投写像が暗くなってしまう。そして、温度上昇により照明光の光量が低下する割合は、ＬＥＤの波長特性によって異なることも知られている。
【００４０】
本実施例のプロジェクタ１００では、Ｒ光用ＬＥＤ１０２Ｒは、Ｇ光用ＬＥＤ１０２Ｇ及びＢ光用ＬＥＤ１０２Ｂに比較して、温度上昇により大幅に照明効率が低下する。ここでは、基準温度である２５℃における照明光の光量を１００％として、ＬＥＤが１００℃にまで温度上昇したときの照明光の光量によって照明効率を比較する。このとき、Ｂ光用ＬＥＤ１０２Ｂは照明光の光量が約６％程度低下するのに対して、Ｇ光用ＬＥＤ１０２Ｇは約３０％、Ｒ光用ＬＥＤ１０２Ｒは６０％以上照明光の光量が低下する。このように色光ごとに異なる変化量で照明光の光量が低下すると、投写像の色バランスが変化してしまう。投写像の色バランスの変化は、色再現性の低下の原因となる。特に、ＬＥＤが略一定の温度となる熱平衡状態にあるときに、色再現性の低い画像が表示され続けることも考えられる。
【００４１】
例えば、色バランスを保持するために、温度上昇後の光量が、２５℃における照明光の光量を基準として±５％以内の光量に収まるように各ＬＥＤを冷却することを考える。駆動により各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂの温度が１００℃にまで上昇したとすると、例えば、Ｒ光用ＬＥＤ１０２Ｒを３０℃にまで冷却する必要があるのに対し、Ｇ光用ＬＥＤ１０２Ｇは５０℃、Ｂ光用ＬＥＤ１０２Ｂは９５℃にまで冷却すれば良い。このように、各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂを略均一に冷却しなくても、投写像の色バランスを維持することが可能である。
【００４２】
例えば、Ｒ光用ＬＥＤ１０２Ｒを基準として、各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂを３０℃にまで冷却しても、投写像の色バランスは保持することができる。これに対して、本実施例の構成では、Ｒ光用ＬＥＤ１０２Ｒ、Ｇ光用ＬＥＤ１０２Ｇ、Ｂ光用ＬＥＤ１０２Ｂの順に空気を流動することで、Ｒ光用ＬＥＤ１０２Ｒ、Ｇ光用ＬＥＤ１０２Ｇ、Ｂ光用ＬＥＤ１０２Ｂの順に強く冷却する。Ｒ光用ＬＥＤ１０２Ｒ、Ｇ光用ＬＥＤ１０２Ｇ、Ｂ光用ＬＥＤ１０２Ｂの順に強く冷却することで、各ＬＥＤを略均一に冷却する場合に比較して各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂを効率良く冷却することができる。このため、効率良い冷却によって投写像の色バランスを保持することができる。
【００４３】
また、冷却ファン１２０を用いて筐体１１６の内部に空気を流動させることによって、各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂの照明効率の低下を低減できる。さらに、各ＬＥＤに定格限度まで電流を注入する場合も、色バランス調整のために電流量を減少させる必要がない。各ＬＥＤの駆動電流を減少させる必要がないことから、色バランス調整のためにプロジェクタ１００の投写像が暗くなってしまうこともない。
【００４４】
このように、プロジェクタ１００は、ＬＥＤの波長特性等によって温度変化に伴う照明効率の変化に差がある場合であっても、効率良い冷却によって投写像の色バランス変化を低減することができる。温度上昇による照明効率の減少を低減し、さらに、色バランス調整のために駆動電流を減少させる必要もないことから、明るい投写像を得られる。これにより、波長特性の異なるＬＥＤを用いる場合に、効率良い冷却により明るく色バランスの良い投写像を得られるという効果を奏する。また、Ｒ光用ＬＥＤ１０２Ｒ、Ｇ光用ＬＥＤ１０２Ｇ、Ｂ光用ＬＥＤ１０２Ｂの順に空気を通過させる構成とすることで、簡易な構成で、色バランスの良い投写像を得られる。さらに、Ｒ光用ＬＥＤ１０２Ｒ、Ｇ光用ＬＥＤ１０２Ｇ、Ｂ光用ＬＥＤ１０２Ｂの順に強く冷却可能であるから、温度変化に対応する照明光の光量の変化量に応じた強度で、各ＬＥＤを冷却することができる。
【００４５】
なお、排気口１３２を投写レンズ１１４と同じＸＹ平面上に設けることで、投写レンズ１１４による光の投写方向と同一の方向へ空気Ｗｏｕｔを排出する。観察者がプロジェクタ１００の背後から投写像を観察する構成にすると、空気Ｗｏｕｔは、観察者の方向とは逆の方向へ排出される。このように、プロジェクタ１００からの熱風は観察者とは逆の方向へ進行することから、観察者は、快適な鑑賞を行うことができる。
【実施例２】
【００４６】
図２は、本発明の実施例２に係るプロジェクタ２００の概略構成を示す。上記実施例１のプロジェクタ１００と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施例のプロジェクタ２００は、冷却用流体である液体により各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂを冷却することを特徴とする。本実施例では、冷却管２１３の中を冷却水が循環する。冷却水は、例えば、不図示のポンプを作動させることにより冷却管２１３内部を矢印の方向へ流動する。冷却管２１３及びポンプは、各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂに冷却水を供給する冷却用流体供給部である。
【００４７】
Ｒ光用ＬＥＤ１０２Ｒは、光射出側の反対側において、Ｒ光用ＬＥＤ冷却部２０３Ｒの表面に接するように設けられる。Ｇ光用ＬＥＤ１０２Ｇ、Ｂ光用ＬＥＤ１０２Ｂについても、それぞれＧ光用ＬＥＤ冷却部２０３Ｇ、Ｂ光用ＬＥＤ冷却部２０３Ｂに接するように設けられる。冷却管２１３は、各色光用ＬＥＤ冷却部２０３Ｒ、２０３Ｇ、２０３Ｂを環状に繋ぐように設けられる。なお、各色光用ＬＥＤ冷却部２０３Ｒ、２０３Ｇ、２０３Ｂは、各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂの射出面と反対側において接する構成に限られない。例えば、各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂの周囲を冷却水が流動する構成としても良い。
【００４８】
筐体２１６は、２つの開口部２３０、２３２が設けられている。一方の開口部２３０は、筐体２１６において投写レンズ１１４と同一のＸＹ平面上であって、Ｒ光用ＬＥＤ１０２Ｒの近傍に設けられる。他方の開口部２３２は、筐体２１６のＸＹ平面上であって、Ｂ光用ＬＥＤ１０２Ｂの近傍に設けられる。それぞれの開口部２３０、２３２において、冷却管２１３は、熱交換器２２０、２２２が設けられる。熱交換器２２０、２２２は、冷却管２１３内部を通過する冷却水の熱を筐体２１６外部の空気に放熱する。熱交換器２２０、２２２としては、金属から構成される板状部材を用いることができる。
【００４９】
冷却管２１３は、例えば、金属部材により構成されるヒートパイプを用いることができる。冷却管２１３を金属部材により構成すると、冷却水の浸潤を防止することができる。また、冷却管２１３を用いることにより、金属部材による伝熱を利用して放熱を行うこともできる。熱交換器２２０、２２２は、冷却水の熱を筐体２１６の外部へ放出できれば良く、金属から構成される板状部材に限られない。さらに、熱交換器２２０、２２２に冷却ファンを設ける構成としても良い。熱交換器２２０、２２２に冷却ファンを設けると、さらに効率良く冷却水の熱を外部へ放出できる。冷却管２１３を用いて外部へ十分放熱を行うことが可能であれば、熱交換器２２０、２２２を設けなくても良い。
【００５０】
熱交換器２２０、２２２で熱を外部へ放出した冷却水は、まず、Ｒ光用ＬＥＤ冷却部２０３Ｒを通過する。このとき、Ｒ光用ＬＥＤ冷却部２０３Ｒを通過する冷却水は、Ｒ光用ＬＥＤ１０２Ｒで発生する熱を奪いながら流動する。Ｒ光用ＬＥＤ１０２Ｒを通過した冷却水は、冷却管２１３を進行した後、次にＧ光用ＬＥＤ用冷却部２０３Ｇを通過する。Ｇ光用ＬＥＤ用冷却部２０３Ｇにおいても、冷却水は、Ｇ光用ＬＥＤ１０２Ｇで発生する熱を奪いながら流動する。さらに、Ｇ光用ＬＥＤ用冷却部２０３Ｇを通過した冷却水は、冷却管２１３を進行した後、今度はＢ光用ＬＥＤ用冷却部２０３Ｂを通過する。
【００５１】
そして、Ｂ光用ＬＥＤ用冷却部２０３Ｂで発生する熱を奪いながら流動した後、冷却水は、熱交換器２２２、２２０を介して熱を外部へ放出する。冷却水は、このようにして冷却管２１３を流動する。開口部２３０、２３２にて冷却水の熱を放出することで、各ＬＥＤからの熱は、最終的に大気に放出される。各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂは、冷却水による伝熱を利用し、冷却水を流動することで放熱を行うことができる。
【００５２】
冷却水は、Ｒ光用ＬＥＤ冷却部２０３Ｒ、Ｇ光用ＬＥＤ冷却部２０３Ｇ、Ｂ光用ＬＥＤ冷却部２０３Ｂの順に通過した後、開口部２３０、２３２で放熱する。従って、上記実施例１のプロジェクタ１００と同様に、本実施例のプロジェクタ２００も、Ｒ光用ＬＥＤ１０２Ｒ、Ｇ光用ＬＥＤ１０２Ｇ、Ｂ光用ＬＥＤ１０２Ｂの順に強く冷却される。これにより、波長特性の異なるＬＥＤを用いる場合に、効率良い冷却により明るく色バランスの良い投写像を得られるという効果を奏する。
【００５３】
なお、冷却用液体としては、水に限らず、いずれの液体も用いることができる。また、冷却管２１３に流動させる冷却用流体は液体に限らず、気体、あるいは気化及び液化の相変化を伴う冷媒を用いても良い。特に、本実施例のように冷却用流体として水を用いると、光源装置を環境適合性に優れた構成にでき、かつ光源装置のメンテナンスを容易に行うことができる。
【実施例３】
【００５４】
図３は、本発明の実施例３に係るプロジェクタ３００の概略構成を示す。上記実施例１のプロジェクタ１００と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施例のプロジェクタ３００は、各色光用光源ユニット１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂごとに異なる大きさのヒートシンク３０３Ｒ、３０３Ｇ、３０３Ｂが設けられることを特徴とする。ヒートシンク３０３Ｒ、３０３Ｇ、３０３Ｂは、各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂからの熱を積極的に大気へ放出するための放熱部である。
【００５５】
Ｒ光用光源ユニット１０１Ｒに設けられるヒートシンク３０３Ｒは、他の光源ユニット１０１Ｇ、１０１Ｂのヒートシンク３０３Ｇ、３０３Ｂより大きい。また、Ｇ光用光源ユニット１０１Ｇに設けられるヒートシンク３０３Ｇは、Ｂ光用光源ユニット１０１Ｂに設けられるヒートシンク３０３Ｂより大きい。ヒートシンク３０３Ｒ、３０３Ｇ、３０３Ｂは、表面積が大きいほど多くの熱を放出することができる。また、大型のヒートシンクを設けることで、光源ユニットの裏側に広いスペースを確保し、放熱のために多くの空気を用いることができる。
【００５６】
ヒートシンクを大型にするほど、放熱量を増加することができる。従って、本実施例のプロジェクタ３００においても、上記実施例１のプロジェクタ１００と同様に、Ｒ光用ＬＥＤ１０２Ｒ、Ｇ光用ＬＥＤ１０２Ｇ、Ｂ光用ＬＥＤ１０２Ｂの順に強く冷却される。各ヒートシンク３０３Ｒ、３０３Ｇ、３０３Ｂのサイズを適宜設定することで、各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂの照明光を所定範囲の光量とすることができる。
【００５７】
また、各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂの温度変化に対応する照明光の変化量に応じた強度で、各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂを冷却することも容易である。これにより、効率良い冷却により明るく色バランスの良い投写像を得られるという効果を奏する。ヒートシンク３０３Ｒ、３０３Ｇ、３０３Ｂによる冷却強度は、ヒートシンク３０３Ｒ、３０３Ｇ、３０３Ｂのサイズのほか、放熱フィンの長さ又は数量、材質等に応じて設定することもできる。
【００５８】
なお、本実施例のプロジェクタ３００の筐体３１６は、吸気口３３４、排気口３３０、３３２を有する。吸気口３３４は、Ｇ光用光源ユニット１０１Ｇの近傍に設けられている。また、一方の排気口３３０は、Ｒ光用光源ユニット１０１Ｒの近傍に設けられている。他方の排気口３３２は、Ｂ光用光源ユニット１０１Ｂの近傍に設けられている。排気口３３０、３３２には、冷却ファン３２０、３２２が設けられている。
【００５９】
冷却ファン３２０、３２２が駆動することにより、筐体３１６外部から冷却用流体である空気Ｗｉｎが流入し、排気口３３０、３３２から排出される。冷却ファン３２０、３２２の駆動により、さらに効率良く各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂを冷却することができる。なお、ヒートシンク３０３Ｒ、３０３Ｇ、３０３Ｂにより十分各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂを冷却可能であれば、冷却ファン３２０、３２２を設けない構成としても良い。
【実施例４】
【００６０】
図４は、本発明の実施例４に係るプロジェクタ４００の概略構成を示す。上記実施例１のプロジェクタ１００と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施例のプロジェクタ４００は、３つの吸気口４３０、４３２、４３４の開口面積と位置とをそれぞれ調整することにより各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂを適切な強度で冷却することを特徴とする。
【００６１】
プロジェクタ４００の筐体４１６には、冷却用流体流入口である３つの吸気口４３０、４３２、４３４が設けられている。３つの吸気口４３０、４３２、４３４は、筐体４１６において投写レンズ１１４が設けられる面とは反対側のＸＹ平面上に設けられている。第１の吸気口４３０は、Ｒ光用光源ユニット１０１Ｒから、投写レンズ１１４の投写方向とは反対方向のマイナスＺ方向に直進した位置に設けられる。第２の吸気口４３２は、Ｇ光用光源ユニット１０１Ｇの近傍の位置に設けられる。
【００６２】
第３の吸気口４３４は、Ｂ光用光源ユニット１０１ＢからマイナスＺ方向に直進した位置に設けられる。このように、各吸気口４３０、４３２、４３４は、各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂに対応して設けられる。第１の吸気口４３０は、第２の吸気口４３２及び第３の吸気口４３４のいずれよりも大きい面積の開口を有する。また、第２の吸気口４３２は、第３の吸気口４３４より大きい面積の開口を有する。
【００６３】
プロジェクタ４００の筐体４１６には、１つの排気口４３６が設けられている。排気口４３６は、筐体４１６において投写レンズ１１４と同一のＸＹ平面上であって、Ｒ光用光源ユニット１０１Ｒの近傍の位置に設けられる。従って、Ｒ光用光源ユニット１０１Ｒ、吸気口４３０及び排気口４３６は、略同一の直線上に配置される。また、排気口４３６には、冷却用流体供給部である冷却ファン４２０が設けられている。冷却ファン４２０が駆動すると、冷却用流体である空気Ｗｏｕｔは、排気口４３６を通じて筐体４１６内部から排出される。
【００６４】
冷却ファン４２０が駆動して排気口４３６から排気されることにより、３つの吸気口４３０、４３２、４３４を通じて、冷却用流体である空気ＷＲｉｎ、ＷＧｉｎ、ＷＢｉｎが筐体４１６外部から吸気される。上述のように、第１の吸気口４３０は、他の吸気口４３２、４３４より大きい面積の開口を有する。このため、単位時間において、第１の吸気口４３０から筐体４１６内部に流入する空気ＷＲｉｎの量は、他の吸気口４３２、４３４から流入する空気ＷＧｉｎ、ＷＢｉｎのいずれよりも多い。
【００６５】
冷却ファン４２０の駆動により第１の吸気口４３０から流入する空気ＷＲｉｎは、冷却ファン４２０の方向へ直進し、Ｒ光用ＬＥＤ１０２Ｒの近傍を通過する。Ｒ光用ＬＥＤ１０２Ｒの近傍を通過する空気は、Ｒ光用ＬＥＤ１０２Ｒで発生する熱を奪って、そのまま排気口４３６に到達する。冷却ファン４２０の駆動により第２の吸気口４３２から流入する空気ＷＧｉｎは、まずＧ光用ＬＥＤ１０２Ｇに吹き付けられる。
【００６６】
Ｇ光用ＬＥＤ１０２Ｇに吹き付けられる空気は、Ｇ光用ＬＥＤ１０２Ｇからの熱を奪った後、冷却用ガード１１８、１１９に沿って左右に分かれて進行する。冷却用ガード１１８に沿って進行する空気Ｗ１は、吸気口４３０からの空気ＷＲｉｎと合流する。冷却用ガード１１９に沿って進行する空気Ｗ１は、吸気口４３４からの空気ＷＢｉｎと合流する。冷却ファン４２０の駆動により第３の吸気口４３４から流入する空気ＷＢｉｎは、Ｇ光用ＬＥＤ１０２Ｇからの空気Ｗ１と合流して、Ｂ光用ＬＥＤ１０２Ｂの方向へ直進する。
【００６７】
Ｂ光用ＬＥＤ１０２Ｂの近傍を通過する空気は、Ｂ光用ＬＥＤ１０２Ｂで発生する熱を奪って、筐体４１６の形状に沿って冷却ファン４２０の方向へ進行する。そして、冷却ファン４２０の方向へ進行する空気Ｗ２は、投写レンズ１１４の近傍を通過後、排気口４３６に到達する。このようにして排気口４３６に到達した空気Ｗｏｕｔは、排気口４３６から筐体４１６の外部へ排出される。冷却ファン４２０は、このようにして空気を筐体４１６の内部で流動させることで、各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂに空気を供給する。
【００６８】
上述のように、第１の吸気口４３０は、他の吸気口４３２、４３４より大きい面積の開口を有する。また、第１の吸気口４３０から流入する空気ＷＲｉｎは、Ｒ光用ＬＥＤ１０２Ｒの近傍を通過して排気口４３６から排出されるまで略直進する。これに対して、第２の吸気口４３２から流入する空気ＷＧｉｎ、第３の吸気口４３４から流入する空気ＷＢｉｎのいずれも屈折する流路を取る。ここで、空気は、流路が直進に近いほどＬＥＤに対して高速かつ多量に接触する。第１の吸気口４３０の開口が他の吸気口４３２、４３４より大きいこと、第１の吸気口４３０から流入する空気ＷＲｉｎが略直進することから、Ｒ光用ＬＥＤ１０２Ｒは、他の色光用ＬＥＤ１０２Ｇ、１０２Ｂより強く冷却される。
【００６９】
上述のように、第２の吸気口４３２は、第３の吸気口４３４より大きい面積の開口を有する。第２の吸気口４３２からＧ光用ＬＥＤ１０２Ｇまでの距離は、第３の吸気口４３４からＢ光用ＬＥＤ１０２Ｂまでの距離と比較して短い。吸気口からの距離が近いことから、Ｇ光用ＬＥＤ１０２Ｇは、温度が上昇する前の空気によって冷却される。第２の吸気口４３０の開口が第３の吸気口４３４より大きいこと、Ｇ光用ＬＥＤ１０２Ｇが吸気口から近いことから、Ｇ光用ＬＥＤ１０２Ｇは、Ｂ光用ＬＥＤ１０２Ｂより強く冷却される。
【００７０】
このようにして各吸気口４３０、４３２、４３４を設けることで、Ｒ光用ＬＥＤ１０２Ｒ、Ｇ光用ＬＥＤ１０２Ｇ、Ｂ光用ＬＥＤ１０２Ｂの順に強く冷却する構成にできる。また、各吸気口４３０の開口面積及び位置を適宜設定することで、各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂの照明光を所定範囲の光量とすることができる。また、各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂの温度変化に対応する照明光の変化量に応じて各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂを冷却する構成にすることも可能である。例えば、各ＬＥＤが熱平衡状態に達したときに、Ｒ光用ＬＥＤ１０２Ｒは３０℃、Ｇ光用ＬＥＤ１０２Ｇは５０℃、Ｂ光用ＬＥＤ１０２Ｂは１００℃となるように、適切なバランスで各ＬＥＤを冷却可能な構成にできる。これにより、効率良い冷却により明るく色バランスの良い投写像を得られるという効果を奏する。
【００７１】
なお、各吸気口４３０の開口面積及び位置は、各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂを適切な強度で冷却できる構成であれば良く、図示するものに限られない。例えば、略同一の大きさの開口を有する吸気口を設ける構成としても良いし、図示する構成とは異なる面に吸気口、排気口を設けても良い。また、各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂを適切な強度で冷却できるように空気を流動させることが可能であれば、冷却用ガード１１８、１１９を設けなくても良い。例えば、吸気口の近くにＬＥＤを設ける場合、冷却用ガードを設けなくても各ＬＥＤに空気を供給することができる。
【実施例５】
【００７２】
図５は、本発明の実施例５に係るプロジェクタ５００の概略構成を示す。上記実施例１のプロジェクタ１００と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施例のプロジェクタ５００は、それぞれ所定の強度で駆動可能な３つの冷却ファン５２０Ｒ、５２０Ｇ、５２０Ｂを有することを特徴とする。冷却ファン５２０Ｒ、５２０Ｇ、５２０Ｂは、対応する各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂに冷却用流体である空気を供給する冷却用流体供給部である。
【００７３】
プロジェクタ５００の筐体５１６には、不図示の吸気口と、３つの排気口５３０、５３２、５３４が設けられている。第１の排気口５３０は、Ｒ光用光源ユニット１０１Ｒの近傍の位置に設けられる。第２の排気口５３２は、Ｇ光用光源ユニット１０１Ｇの近傍の位置に設けられる。第３の排気口５３４は、Ｂ光用光源ユニット１０１Ｂの近傍の位置に設けられる。各排気口５３０、５３２、５３４は、近傍の各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂに対応するように設けられる。
【００７４】
各排気口５３０、５３２、５３４には、それぞれ第１の冷却ファン５２０Ｒ、第２の冷却ファン５２０Ｇ、第３の冷却ファン５２０Ｂが設けられている。各冷却ファン５２０Ｒ、５２０Ｇ、５２０Ｂが駆動することで、各排気口５３０、５３２、５３４において、空気が筐体５１６内部から排出される。空気が筐体５１６内部から排出されることにより、吸気口を通じて筐体５１６内に外気が流入する。
【００７５】
Ｒ光用ＬＥＤ１０２Ｒに対応して設けられる第１の冷却ファン５２０Ｒは、単位時間において、他の冷却ファン５２０Ｇ、５２０Ｂより多量の空気を排出する。また、Ｇ光用ＬＥＤ１０２Ｇに対応して設けられる第２の冷却ファン５２０Ｇは、単位時間において、Ｂ光用ＬＥＤに対応する第３の冷却ファン５２０Ｂより多量の空気を排出する。このように、各冷却ファンは、第１の冷却ファン５２０Ｒ、第２の冷却ファン５２０Ｇ、第３の冷却ファン５２０Ｂの順に排出する空気の量が多くなるような所定の強度で駆動する。図５において、各冷却ファンは、大きさにより駆動の強度を示している。各冷却ファンの強度は、回転速度や羽根部材の大きさにより適宜設定することができる。
【００７６】
単位時間において冷却ファンが多量の空気を排出するほど、ＬＥＤは強く冷却される。従って、本実施例のプロジェクタ５００においても、上記実施例１のプロジェクタ１００と同様に、Ｒ光用ＬＥＤ１０２Ｒ、Ｇ光用ＬＥＤ１０２Ｇ、Ｂ光用ＬＥＤ１０２Ｂの順に強く冷却される。各冷却ファン５２０Ｒ、５２０Ｇ、５２０Ｂの強度を適宜設定することで、各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂの照明光を所定範囲の光量とすることができる。
【００７７】
また、各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂの温度変化に対応する照明光の変化量に応じて各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂを冷却する構成にすることも可能である。これにより、効率良い冷却により明るく色バランスの良い投写像を得られるという効果を奏する。また、各冷却ファン５２０Ｒ、５２０Ｇ、５２０Ｂの強度を適宜設定可能であることから、各冷却ファン５２０Ｒ、５２０Ｇ、５２０Ｂの駆動量を必要十分量にできる。このことから、Ｒ光用ＬＥＤ１０２Ｒの冷却強度に合わせて各冷却ファン５２０Ｒ、５２０Ｇ、５２０Ｂを同等の強度で駆動する場合に比較して電力の無駄を低減でき、効率良い冷却を行うことができる。
【００７８】
なお、各冷却ファン５２０Ｒ、５２０Ｇ、５２０Ｂは、対応する各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂの近くの位置に設ける構成であれば良く、図示するものに限られない。例えば、各冷却ファン５２０Ｒ、５２０Ｇ、５２０Ｂは、図示する構成とは異なる他の面に設けられていても良い。さらに、例えば、各色光用光源ユニット１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂの温度を計測し、温度に応じて各冷却ファン５２０Ｒ、５２０Ｇ、５２０Ｂをフィードバック制御する構成としても良い。フィードバック制御により、各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂの温度を正確に調節することができる。
【００７９】
冷却部としては、冷却ファン５２０Ｒ、５２０Ｇ、５２０Ｂに代えて、例えば、各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂに熱電変換素子であるペルチェ素子を設ける構成としても良い。ペルチェ素子は、熱電半導体に供給する電流を調節することで、所定の強度で温度制御を行うことが可能である。このため、ペルチェ素子を用いると、各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂをそれぞれ所定の強度で冷却することができる。これにより、冷却ファン５２０Ｒ、５２０Ｇ、５２０Ｂを用いる場合と同様に、各色光用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂの照明光を所定範囲の光量とすることができる。
【実施例６】
【００８０】
図６は、本発明の実施例６に係るプロジェクタ６００の概略構成を示す。上記実施例１のプロジェクタ１００と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施例のプロジェクタ６００は、ダイクロイックプリズム６１２に関して投写レンズ１１４とは反対側にＲ光用光源ユニット６０１Ｒが設けられることを特徴とする。Ｒ光用光源ユニット６０１Ｒは、複数のＲ光用ＬＥＤ１０２Ｒが集合して構成される。Ｇ光用光源ユニット６０１Ｇは、複数のＧ光用ＬＥＤ１０２Ｇが集合して構成される。Ｒ光用光源ユニット６０１Ｒには、大型なヒートシンク６０３Ｒが設けられている。
【００８１】
図１に示すプロジェクタ１００と比較すると、本実施例のプロジェクタ６００は、Ｒ光用光源ユニットとＧ光用光源ユニットとが入れ替えられた構成をなしている。Ｒ光用ＬＥＤ１０２ＲからのＲ光は、上記実施例１のプロジェクタ１００と同様に、コリメータレンズ６０５Ｒ、ロッドインテグレータ６０７Ｒを透過した後、液晶型空間光変調装置６１０Ｒで変調される。Ｇ光用ＬＥＤ１０２ＧからのＧ光は、上記実施例１のプロジェクタ１００と同様に、コリメータレンズ６０５Ｇ、ロッドインテグレータ６０７Ｇを透過した後、液晶型空間光変調装置６１０Ｇで変調される。
【００８２】
ここで、図７及び図８を用いて、上記実施例１のプロジェクタ１００のクロスダイクロイックプリズム１１２（図１参照）の特性と、本実施例のクロスダイクロイックプリズム６１２の特性とを比較する。図７は、上記実施例１のクロスダイクロイックプリズム１１２（図１参照）の反射特性を示す。図８は、本実施例のクロスダイクロイックプリズム６１２の反射特性を示す。図７、図８のいずれも、反射光の光量を縦軸に、光の波長を横軸に表して示している。
【００８３】
上記実施例１のクロスダイクロイックプリズム１１２は、５００ｎｍ以下の波長領域の光Ｉｎを反射する第２のダイクロイック膜１１２ｂと、６００ｎｍ以上の波長領域の光Ｉｍを反射する第１のダイクロイック膜１１２ａとを組み合わせている。本実施例のクロスダイクロイックプリズム６１２の第２のダイクロイック膜６１２ｂは、上記実施例１の第２のダイクロイック膜１１２ｂと同様に、５００ｎｍ以下の低波長領域の光Ｉｂを反射する。第２のダイクロイック膜６１２ｂは、Ｂ光を反射し、Ｇ光及びＲ光を透過する。これに対して、本実施例の第１のダイクロイック膜６１２ａは、５００〜６００ｎｍの中波長領域の光Ｉａを反射する。第１のダイクロイック膜６１２ａは、Ｇ光を反射し、Ｒ光及びＢ光を透過する。
【００８４】
図６に戻って、ダイクロイックプリズム６１２は、第１のダイクロイック膜６１２ａと第２のダイクロイック膜６１２ｂとをＸ字状に配列して構成されている。図８を用いて説明した反射特性により、クロスダイクロイックプリズム６１２に入射したＧ光は、第１のダイクロイック膜６１２ａで反射して、投写レンズ１１４の方向へ進行する。クロスダイクロイックプリズム６１２に入射したＲ光は、第１のダイクロイック膜６１２ａ及び第２のダイクロイック膜６１２ｂを透過して、投写レンズ１１４の方向へ直進する。クロスダイクロイックプリズム６１２に入射したＢ光は、第２のダイクロイック膜６１２ｂで反射して、投写レンズ１１４の方向へ進行する。クロスダイクロイックプリズム６１２は、このようにして各色光を合成する。
【００８５】
筐体６１６は、吸気口６３２と、排気口６３０、６３４とが設けられている。吸気口６３２は、筐体６１６において投写レンズ１１４が設けられる面とは反対側のＸＹ平面上であって、かつＲ光用ＬＥＤ１０２Ｒの近傍の位置に設けられる。また、排気口６３０、６３２は、筐体６１６において投写レンズ１１４と同じＸＹ平面上に設けられる。第１の排気口６３０は、Ｇ光用ＬＥＤ１０２Ｇの近傍の位置に設けられる。第２の排気口６３４は、Ｂ光用ＬＥＤ１０２Ｂの近傍の位置に設けられる。吸気口６３２は、排気口６３０、６３２のいずれよりも大きい面積の開口を有する。
【００８６】
排気口６３０、６３４には、それぞれ冷却用流体供給部である冷却ファン６２０、６２２が設けられる。冷却ファン６２０、６２２が駆動すると、冷却用流体である空気Ｗｏｕｔが筐体１１６内部から排気口６３０、６３４を通過して排出される。そして、冷却ファン６２０、６２４が駆動して排気口６３０、６３４から空気Ｗｏｕｔが排出されることにより、吸気口６３２において、冷却用流体である空気Ｗｉｎが筐体１１６外部から流入する。吸気口６３２は、冷却用流体を流入する冷却用流体流入口である。
【００８７】
クロスダイクロイックプリズム６１２は、Ｒ光を透過して直進させることで各色光を合成する。このため、本実施例のプロジェクタ６００のＲ光用光源ユニット６０１Ｒは、クロスダイクロイックプリズム６１２に関して投写レンズ１１４とは反対側に配置される。投写レンズ１１４と反対側にＲ光用光源ユニット１０１Ｒを配置することの利点としては、Ｒ光用ＬＥＤ１０２Ｒの周辺に広いスペースを確保し易いことが挙げられる。図６に示すように、Ｒ光用光源ユニット１０１Ｒの周囲には、コリメータレンズ６０５Ｒが設けられているプラスＺ方向以外の方向に広いスペースが確保できる。Ｒ光用ＬＥＤ１０２Ｒの周辺に広いスペースが確保できると、放熱のための空気も多く確保でき、放熱量を向上できる。また、ヒートシンク６０３Ｒや吸気口６３２を大型化することが容易であるから、容易に放熱量を増加できる。
【００８８】
例えば、本実施例の比較として、クロスダイクロイックプリズム６１２を挟んでＢ光用光源ユニット１０１Ｂと反対側の位置にＲ光用光源ユニット１０１Ｒを設ける場合を考える。このとき、Ｒ光用光源ユニット１０１Ｒの周辺を広くするためには、Ｒ光用光源ユニット１０１Ｒの部分が大きくなるように筐体を形成することが考えられる。この場合、Ｂ光用光源ユニット１０１Ｂの部分をそのままの大きさとすると、筐体が左右非対称な形状となることで不安定な構成になってしまう。
【００８９】
筐体を左右対称にするためにＢ光用光源ユニット１０１Ｂの周辺も広くすることも考えられる。各色光を所定範囲の光量とするために、Ｂ光用ＬＥＤ１０２Ｂは、Ｒ光用ＬＥＤ１０２Ｒほど強く冷却する必要が無い。このため、Ｂ光用光源ユニット１０１Ｂの周辺を広くすることは、無駄なスペースを設けることになる。従って、本実施例の構成によると、Ｒ光用光源ユニット１０１Ｒの周囲に無駄無く広いスペースを設けることができる。
【００９０】
また、Ｒ色光用光源ユニット１０１Ｒの近傍に吸気口６３２を設けることで、他の色光用ＬＥＤより先にＲ色光用ＬＥＤ１０２Ｒに空気を供給でき、Ｒ光用ＬＥＤ１０２Ｒを効率良く冷却することができる。本実施例の構成によると、吸気口６３２から流入する空気Ｗｉｎは、Ｒ光用ＬＥＤ１０２Ｒの近傍を通過して排気口６３０、６３４から排出されるまで略同一の方向であるＺ方向に直進する。吸気口６３２から空気Ｗｉｎを直進させる構成とすると、吸気口６３２から高速かつ多量の空気ＷｉｎをＲ光用ＬＥＤ１０２Ｒに供給できる。このため、Ｒ光用ＬＥＤ１０２Ｒは、他の色光用ＬＥＤ１０２Ｇ、１０２Ｂより強く冷却される。これにより、ＬＥＤの温度変化に対応する照明光の光量の変化量が最も大きいＲ光用ＬＥＤ１０２Ｒを効率良く冷却できるという効果を奏する。
【００９１】
なお、上記各実施例において、上記実施例にて説明した冷却のための構成は、適宜組み合わせて用いることができる。冷却のための構成を組み合わせることで、プロジェクタの構成に合わせて設計できるほか、冷却の強度を適宜設定することもできる。上記各実施例において各色光用光源ユニットは複数のＬＥＤを設ける構成としているが、単独のＬＥＤを設ける構成としても良い。また、各色光用光源部としてはＬＥＤに限らず、ＬＥＤ以外の固体発光素子を用いても良い。上記各実施例のプロジェクタは、３つの液晶型空間光変調装置を用いる構成に限らず、単独の液晶型空間光変調装置を用いる構成としても良い。さらに、空間光変調装置は、透過型液晶表示装置を用いるほか、反射型液晶表示装置や、ティルトミラーデバイスを用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
以上のように、本発明に係るプロジェクタは、プレゼンテーションや動画を表示する場合に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の実施例１に係るプロジェクタの概略構成図。
【図２】本発明の実施例２に係るプロジェクタの概略構成図。
【図３】本発明の実施例３に係るプロジェクタの概略構成図。
【図４】本発明の実施例４に係るプロジェクタの概略構成図。
【図５】本発明の実施例５に係るプロジェクタの概略構成図。
【図６】本発明の実施例６に係るプロジェクタの概略構成図。
【図７】ダイクロイックミラーの反射特性の説明図。
【図８】ダイクロイックミラーの反射特性の説明図。
【符号の説明】
【００９４】
１００  プロジェクタ、１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂ  光源ユニット、１０２Ｒ  Ｒ光用ＬＥＤ、１０２Ｇ  Ｇ光用ＬＥＤ、１０２Ｂ  Ｂ光用ＬＥＤ、１０３Ｒ、１０３Ｇ、１０３Ｂ  ヒートシンク、１０５Ｒ、１０５Ｇ、１０５Ｂ  コリメータレンズ、１０７Ｒ、１０７Ｇ、１０７Ｂ  ロッドインテグレータ、１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ  液晶型空間光変調装置、１１２  クロスダイクロイックプリズム、１１２ａ、１１２ｂ  ダイクロイック膜、１１４  投写レンズ、１１６  筐体、１１８、１１９  冷却用ガード、１２０  冷却ファン、１３０  吸気口、１３２  排気口、１４０  スクリーン、２００  プロジェクタ、２０３Ｒ、２０３Ｇ、２０３Ｂ  冷却部、２１３  冷却管、２１６  筐体、２２０、２２２  熱交換器、２３０、２３２  開口部、３００  プロジェクタ、３０３Ｒ、３０３Ｇ、３０３Ｂ  ヒートシンク、３１６  筐体、３２０、３２２  冷却ファン、３３０、３３２  排気口、３３４  吸気口、４００  プロジェクタ、４１６  筐体、４２０  冷却ファン、４３０、４３２、４３４  吸気口、４３６  排気口、５００  プロジェクタ、５１６  筐体、５２０Ｒ、５２０Ｇ、５２０Ｂ  冷却ファン、５３０、５３２、５３４  排気口、６００  プロジェクタ、６０１Ｒ、６０１Ｇ  光源ユニット、６０３Ｒ  ヒートシンク、６０５Ｒ、６０５Ｇ  コリメータレンズ、６０７Ｒ、６０７Ｇ  ロッドインテグレータ、６１０Ｒ、６１０Ｇ  液晶型空間光変調装置、６１２  クロスダイクロイックプリズム、６１２ａ、６１２ｂ  ダイクロイック膜、６１６  筐体、６２０、６２２  冷却ファン、６３０、６３４  排気口、６３２  吸気口、Ｗｉｎ、Ｗｏｕｔ、Ｗ１、Ｗ２  空気
【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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【手続補正書】
【提出日】平成17年1月18日(2005.1.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２２１５号公報
【特許文献２】実開昭６２−５５４５６号公報