(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却液を有する冷却容器を備えたプロジェクタであって、
前記冷却液は、前記冷却容器の有する開口部に配置された光学部品および／または光透過性部材により液密状態で閉じられ、
前記光学部品および／または光透過性部材は、前記開口部の位置と略一致する位置に開口窓を有する板状の押え板で保持され、
前記開口窓は、周辺部に切り込みが入っていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
冷却液を有する冷却容器を備えたプロジェクタであって、
前記冷却液は、前記冷却容器の有する開口部に配置された光学部品および／または光透過性部材により液密状態で閉じられ、
前記光学部品および／または光透過性部材は、前記開口部の位置と略一致する位置に開口窓を有する板状の押え板で保持され、
前記押え板は、外周の一部が板面に沿って延伸し、かつ当該押え板の有する開口窓には、周辺部に切り込みが入っていることを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パネルにより形成した画像を、投写レンズにより拡大投写するプロジェクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ランプ等の光源からの光をパネルに当てて、その光をスクリーン上に投写するプロジェクタにおいて、スクリーン上に投写されないほとんどの光は、プロジェクタ内部にあるパネルや光学フィルムなどの光学部品に吸収されて熱となり、光学部品の温度を上昇させる。
【０００３】
一般に、光学部品には耐熱温度があり、耐熱温度以上になると光学部品が劣化して所望の画像が得られなくなるといった問題が起きる。従って、これらの光学部品は耐熱温度以下に保つ必要があり、それを実現させようとする技術として、冷却液を使って、光学部品を冷却する技術が知られている。例えば、冷却液が充填した冷却容器により光学部品の発熱を抑え、冷却容器の熱を外部に放散する構成のものである。
【０００４】
しかし、このように冷却容器に冷却液を充填する構成においては、冷却液の温度上昇による液膨張の影響を緩和するための調圧機構や、外部への放熱効果を促進させるための放熱機構を設置することが求められ、これらについては様々な技術が考えられている。
【０００５】
例えば、液膨張の影響を緩和する技術として、実開平１−７５２８９号公報に記載の技術では、熱膨張する冷却液の影響を吸収するダンパー部材を冷却容器の内部に設置することにより、冷却液の熱膨張による冷却容器の破損や冷却容器からの液漏れを回避している。
【０００６】
また、外部への放熱効果を促進させるための技術として、特開平４−１２５５３８号公報に記載の技術では、冷却容器の外部に放熱フィンを設けることにより、放熱効果を増加させ、パネルや光学フィルムなどの温度上昇を抑えている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のダンパー部材のような調圧部品を用いて液膨張の影響を緩和する技術では、調圧機構に関する部品の分だけ部品数や製造行程が増えるため、その分のコストの負担が大きくなる。また、外部への放熱効果を促進させるために冷却容器の外部に放熱フィンを特別に設ける技術では、冷却容器の本体に放熱フィンを作り込む必要が有るため、冷却容器の加工等の製造行程が複雑となるといった問題がある。
【０００８】
本発明はこれらの問題点を解決するもので、その目的とすることは、第１に簡単な構造による調圧機構により、冷却液の熱膨張による冷却容器の破損や冷却容器からの液漏れを回避して、冷却能力に優れた高射出光束かつ投写画像の劣化が少ないプロジェクタを容易に提供すること、第２に簡単な構造による放熱機構により、冷却液を有する冷却容器の効果を上げて、冷却能力に優れた高射出光束かつ投写画像の劣化が少ないプロジェクタを容易に提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、本発明第１のプロジェクタは、冷却液を有する冷却容器を備えたプロジェクタであって、前記冷却液は、前記冷却容器の有する開口部に配置された光学部品および／または光透過性部材により液密状態で閉じられ、前記光学部品および／または光透過性部材は、前記開口部の位置と略一致する位置に開口窓を有する板状の押え板で保持され、前記開口窓のいずれか一つは、周辺部に切り込みが入っていることを特徴としている。
【００１０】
このような構成によれば、冷却容器の開口部および押え板の開口窓を光が通過できるため、光の通りを妨げない方法で冷却したい光学部品と冷却容器とを熱的な導通がとれるように配置することが可能となる。よって、光学部品の熱は冷却容器に伝わり、光学部品の温度上昇を抑えることができる。
【００１１】
また、光学部品から奪った熱により冷却液が熱膨張し、冷却容器内部の内圧が上昇して、冷却容器の開口部に配置された光学部品や光透過性部材が冷却容器内部から押されても、光学部品や光透過性部材を保持する押え板の開口窓の周辺部に切り込みが入っているため、板バネと同じ原理で開口窓の周辺部が容易に可動し、液の膨張による影響を吸収することができる。
【００１２】
従って、特別に調圧機構のための部品を設置しなくても、光学部品や光透過性部材を保持する押え板と光学部品や光透過性部材が調圧機構の役割を果たすため、部品数や製造行程が減り、コストの負担が小さくなる。そして、結果として、冷却液の熱膨張による冷却容器の破損や冷却容器からの液漏れを回避して、冷却能力に優れた高射出光束かつ投写画像の劣化が少ないプロジェクタを容易に得ることができる。
【００１３】
本発明第２のプロジェクタは、冷却液を有する冷却容器を備えたプロジェクタであって、前記冷却液は、前記冷却容器の有する開口部に配置された光学部品および／または光透過性部材により液密状態で閉じられ、前記光学部品および／または光透過性部材は、前記開口部の位置と略一致する位置に開口窓を有する板状の押え板で保持され、前記押え板のいずれか一つは、外周の一部が板面に沿って延伸していることを特徴としている。
【００１４】
このような構成によれば、冷却容器の開口部および押え板の開口窓を光が通過できるため、光の通りを妨げない方法で冷却したい光学部品と冷却容器とを熱的な導通がとれるように配置することが可能となる。よって、光学部品の熱は冷却容器に伝わり、光学部品の温度上昇を抑えることができる。
【００１５】
また、冷却容器の表面の一部を占める押え板が外周の一部が板面に沿って延伸しているため、表面積が増え、放熱フィンと同じ効果により冷却容器の放熱効果が向上する。
【００１６】
従って、冷却容器に特別な加工を施して放熱フィンを設置しなくても、光学部品や光透過性部材を保持する押え板が放熱機構の役割を果たすため、特別な放熱機構を取り付けるための製造行程が減り、冷却容器の製造工程が簡素化される。そして、結果として冷却液を有する冷却容器の冷却効果が向上し、冷却能力に優れた高射出光束かつ投写画像の劣化が少ないプロジェクタを容易に得ることができる。
【００１７】
本発明第３のプロジェクタは、冷却液を有する冷却容器を備えたプロジェクタであって、前記冷却液は、前記冷却容器の有する開口部に配置された光学部品および／または光透過性部材により液密状態で閉じられ、前記光学部品および／または光透過性部材は、前記開口部の位置と略一致する位置に開口窓を有する板状の押え板で保持され、前記押え板のいずれか一つは、外周の一部が板面に沿って延伸し、かつ当該押え板の有する開口窓には、周辺部に切り込みが入っていることを特徴としている。
【００１８】
このような構成によれば、光学部品や光透過性部材を保持する押え板の開口窓の周辺部に切り込みが入っているため、本発明第１のプロジェクタと同様に、板バネと同じ原理で開口窓の周辺部が容易に可動することができ、液膨張により光学部品や光透過性部材が押されても、押え板はしなることができる。従って、冷却容器本体から押え板の全面が浮くこともなく、冷却容器本体と押え板との密着する部分を多く残すことができ、冷却容器本体から押え板への熱の導通を確保することができる。また、押え板が外周の一部が板面に沿って延伸しているため、放熱フィンと同じ効果により押え板に伝わった熱は放熱される。
【００１９】
従って、光学部品や冷却容器本体の熱は、押え板に効率よく伝わり効果的に外部に放散される。そして、結果として冷却液を有する冷却容器の冷却効果が良くなり、冷却能力に優れた高射出光束かつ投写画像の劣化が少ないプロジェクタを容易に得ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を用いて、本発明の実施例について説明する。
図１は、本発明におけるプロジェクタの基本構成を示す平面図である。図１において光源１を射出した光は、光学系手段の一例である光導波管２内で選択反射特性を有するミラー等により赤，緑，青の三原色に分光されて導かれ、液晶パネル３Ｒ，３Ｇ，３Ｂによってそれぞれの色光に対応し電気光学変調を受けた後、プリズム４によって合成され、投写光学系である投写レンズ５によって前方のスクリーンに拡大投写される。
【００２１】
液晶パネル３Ｒ，３Ｇ，３Ｂの前後には、偏光を規定するための偏光手段として、入射側偏光板６Ｒ，６Ｇ，６Ｂと射出側偏光板７Ｒ，７Ｇ，７Ｂが配置されている。また、内部に冷却液を保持する冷却容器８Ｒ，８Ｇ，８Ｂが、射出側偏光板７Ｒ，７Ｇ，７Ｂに接して配置されている。
【００２２】
図２は、本発明におけるプロジェクタのプリズム周りの外観側面図である。図２に示すように、プリズム４（不図示）の上方には冷却ファン９ａ、プリズム４（不図示）の下方には冷却ファン９ｂが取り付けられ、冷却ファン９ａは下方に向かって吹き付け式として液晶パネル３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ、入射側偏光板６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ、射出側偏光板７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ、冷却容器８Ｒ，８Ｇ，８Ｂを冷却し、冷却ファン９ｂは下方に向かって引き抜き式として液晶パネル３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ、入射側偏光板６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ、射出側偏光板７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ、冷却容器８Ｒ，８Ｇ，８Ｂを冷却する。
【００２３】
図２におけるＡ−Ａ断面による断面図を図３に示す。図３において、説明は赤色用の液晶パネル３Ｒおよびその周辺構造についてのみ行うが、構造的には緑色用液晶パネル３Ｇ、青色用液晶パネル３Ｂの周辺構造についても基本的には全く同様である。
【００２４】
液晶パネル３Ｒは、液晶パネル固定板１０Ｒにネジで締結することで保持されている。そして、入射側偏光板６Ｒは、ガラス基板１１Ｒに粘着剤により貼り付けられ、ガラス基板１１Ｒがガラス基板固定板１２Ｒに固定されることで保持されている。また、射出側偏光板７Ｒは、冷却容器８Ｒに粘着剤により貼り付けられ、冷却容器８Ｒがネジによって冷却容器固定板１３Ｒに締結されることで保持されている。
【００２５】
冷却容器８Ｒの断面図を図４に示す。冷却容器８Ｒの本体部品は、アルミニウム製の枠状部材である枠体１６Ｒからなり、枠体１６Ｒの側部開口には、射出側偏光板７Ｒの貼られた光透過性部材である入射側サファイア基板１４Ｒと射出側サファイア基板１５Ｒとが配置されている。また、枠体１６Ｒと入射側サファイア基板１４Ｒおよび射出側サファイア基板１５Ｒとの間には、シリコーン樹脂製のパッキング１８Ｒが配置されている、そして、これらに囲まれた空間内部には、冷却液としてエチレングリコール１７Ｒが液密充填されている。
【００２６】
そして、入射側サファイア基板１４Ｒと射出側サファイア基板１５Ｒは、枠体１６Ｒの側部開口の位置と略一致する位置に開口窓１９Ｒを有するアルミニウム製の押え板２０Ｒにより保持されている。さらに、押え板２０Ｒは、ネジ２１Ｒにより枠体１６Ｒに固定され、押え板２０Ｒと枠体１６Ｒとの間には不図示の熱伝導性のグリースにより熱的な導通がなされている。
【００２７】
図５に冷却容器の斜視図を示す。押え板２０Ｒには開口窓１９Ｒがあり、その周辺部には、切り込み２２Ｒが放射状に形成されている。尚、切り込み２２Ｒの形状、位置、個数についてはこれに限らない。
【００２８】
そして、押え板２０Ｒは、枠体１６Ｒの左右の幅以上に外周の一部が板面に沿って延伸している。尚、図１に示すように、延伸した部分は、隣り合う冷却容器と干渉しない方向に折り曲げられて延伸している。
【００２９】
このような構造により、射出側偏光板７Ｒで発生した熱の一部は、熱伝導性の高い入射側サファイア基板１４Ｒ、そしてエチレングリコール１７Ｒに伝わる。また、エチレングリコール１７Ｒに伝わった熱は、対流をしながら枠体１６Ｒおよび射出側サファイア基板１５Ｒに伝わる。そして、射出側偏光板７Ｒ、入射側サファイア基板１４Ｒ、射出側サファイア基板１５Ｒ、枠体１６Ｒの持つ熱は、押え板２０Ｒや枠体１６Ｒを含む冷却容器の表面から空気中に放熱され、冷却容器の８Ｒ周りを通過する冷却風により運ばれる。
【００３０】
このとき、エチレングリコール１７Ｒは、温度が上昇し、そして熱膨張し、図６に示すように射出側偏光板７Ｒ、入射側サファイア基板１４Ｒを押し出す。しかし、押え板２０Ｒの開口窓１９Ｒの周辺部には、切り込み２２Ｒがあるため、図のようにしなることができる。これによって、液膨張の影響を吸収することができる。また、切り込み２２Ｒが無い場合と比べて、切り込み２２Ｒが有る場合では、押え板２０Ｒがしなった分だけ枠体１６Ｒと押え板２０Ｒとの設置面積が多くなるため、冷却容器の表面積の大部分を占める押え板２０Ｒへの熱の伝導が高くなり、冷却容器の冷却効果が上がる。そして、冷却容器の表面積の大部分を占める押え板２０Ｒは、外周の一部が板面に沿って延伸しているため、表面積を増加させて冷却効果を更に向上させる。
【００３１】
本実施例では、透過型のプロジェクタにおける光学部品を冷却する例について説明したが、本発明は、反射型のプロジェクタにおける光学部品を冷却することにも適用することも可能である。ここで、「透過型」とは、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、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。
【００３２】
さらに、液晶パネルを３枚用いた構成以外に、液晶パネルを１枚用いた構成や、それ以外の枚数を用いた構成についても、本発明を適応することが可能である。
【００３３】
また、冷却液を有する冷却容器で射出側偏光板のみを冷却する構造以外に、図７のように、エチレングリコール１７を有する冷却容器８により液晶パネル３，入射側偏光板６，射出側偏光板７をそれぞれ個別に冷却する構造や、図８のようにエチレングリコール１７ａ，１７ｂをそれぞれ有する冷却容器８ａ，８ｂにより液晶パネル３，入射側偏光板６，射出側偏光板７を同時に冷却する構造など、冷却液を用いた冷却構造であれば、本発明の主旨を逸脱しない範囲で変更が可能である。
【００３４】
【発明の効果】
本発明では、以上で説明したように、冷却液を有する冷却容器を備えたプロジェクタにおいて、冷却容器の開口部に配置した光学部品および／または光透過性部材を保持する押え板に、冷却液の液膨張を緩和する調圧機構と冷却容器の外部放熱を高める放熱機構の役割を付加することで、部品数や製造行程を減らし、コストの負担を小さくする。そして、結果として、冷却液の熱膨張による冷却容器の破損や冷却容器からの液漏れを回避して、冷却能力に優れた高射出光束かつ投写画像の劣化が少ないプロジェクタを容易に得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における３板式プロジェクタの基本構成を表す平面図。
【図２】本発明の実施例における３板式プロジェクタのプリズム周りの外観側面図。
【図３】本発明の実施例における３板式プロジェクタのプリズム周りの断面図。
【図４】本発明の実施例における冷却容器の断面図。
【図５】本発明の実施例における冷却容器の斜視図。
【図６】冷却液が熱膨張する様子を示す概略図。
【図７】冷却液を有する冷却容器の一例を表す断面図Ａ。
【図８】冷却液を有する冷却容器の一例を表す断面図Ｂ。
【符号の説明】
１…光源
２…光導波管
３，３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ…液晶パネル
４…プリズム
５…投写レンズ
６，６Ｒ，６Ｇ，６Ｂ…入射側偏光板
７，７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ…射出側偏光板
８，８Ｒ，８Ｇ，８Ｂ，８ａ，８ｂ…冷却容器
９ａ，９ｂ…冷却ファン（軸流ファン）
１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ…液晶パネル固定板
１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ…ガラス基板
１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ…ガラス基板固定板
１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ…冷却容器固定板
１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ…入射側サファイア基板
１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂ…射出側サファイア基板
１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ…枠体
１７，１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂ，１７ａ，１７ｂ…エチレングリコール
１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂ…パッキング
１９Ｒ，１９Ｇ，１９Ｂ…開口窓
２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂ…押え板
２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ…ネジ
２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ…切り込み
【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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