(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像を表す光を生成して投射するプロジェクタであって、像を表す光を生成するための複数の部材を収容し、複数の開口を有する筐体と、光源の近傍から筐体の開口の近傍に達し、光源に対向する開口と筐体の開口に対向する開口とを有し、光源に対向する開口と筐体の開口に対向する開口とは同じ大きさであるダクトと、ダクトの開口と略同じ大きさの開口を有し、ダクトの光源に対向する開口から流入しダクトを通って筐体の開口から流出する空気流を発生させるファンを備え、ファンが発生させる空気流によって光源を冷却するものにおいて、
ファンの開口の最大の寸法をＬ(cm)、ダクトの内部の体積をＶ(cm3)で表すとき、
Ｖ≧Ｌ3
の関係を満たすことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
光源に対向する開口から筐体の開口に対向する開口までのダクトの長さが、ファンの開口の最大の寸法の２倍以上であ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】
ダクトが、光源に対向する開口から筐体の開口に対向する開口までの間に、いずれの開口の面積よりも断面積の大きい部位を有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】
ダクトが、光源に対向する開口と筐体の開口に対向する開口の間で分岐して筐体の他の開口の近傍に達しており、その開口に対向する開口を有することを特徴とする請求項１に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、光を変調して像を表す光とし、この光を投射して像を提供するプロジェクタに関し、特に、温度が上昇する部材の冷却に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、会議等で一度に多数の人に画像を提示するためにプロジェクタが用いられており、近年では、映像を提供するテレビとしてもプロジェクタが実用化されている。プロジェクタは、照明光を変調して像を表す光とし、この光を投射することにより像を提供するものであり、照明光を供給する光源、照明光を変調する変調素子、および変調後の光を投射する投射光学系をはじめ、様々な部材を備えている。
【０００３】
プロジェクタの光学部材は光に関与することにより発熱して温度が上昇するが、あまり高温になると、変質、変形等が生じて性能が低下してしまい、本来の光学的機能を発揮できなくなる。特に、明るい像が要求される用途では、光量を増す必要が生じて、温度上昇も著しくなり、単に光学部材から周囲の空気に自然放熱させるだけでは、温度上昇を抑えることができない。また、光源等に電力を供給する電源も発熱し、高温になると、自己の動作が不安定になったり他の光学部材に悪影響を与えたりする。そこで、空気の流れを生じさせるファンをプロジェクタに備えて、空気を吹き付けることによって温度上昇する部材を強制的に冷却するようにしている。冷却の効率は冷却風の流量に依存するため、部材の発熱量が多いほど、ファンの回転速度を高めたり大きなファンを備えたりする必要がある。
【０００４】
ファンを備えて光学部材を冷却するようにした従来のプロジェクタの構成を図９に模式的に示す。このプロジェクタ９は白色の照明光を赤色光、緑色光、青色光に分解し、分解した色光を個別に変調してカラー映像を提供するもので、照明光を供給する光源９１、照明光を変調する３つの変調光学系９３、照明光を直線偏光とし、さらに色分解して変調光学系９３に導く照明光学系９２、変調後の色光を合成する合成光学系９４、および合成後の光を投射する投射光学系９５を有する。
【０００５】
変調光学系９３の周辺を図１０に模式的に示す。変調光学系９３は透過型の液晶パネル９３ａと、その前後に配置された２つの偏光板９３ｂ、９３ｃより成る。液晶パネル９３ａは、直線偏光を与えられ、透過する直線偏光の偏光面を表示した映像によって部分的に９０゜回転させることにより変調を行う。変調後の光は、映像を表す直線偏光と、映像を表さない不要な直線偏光を含むことになる。液晶パネル９３ａの入射側に配置された偏光板９３ｂは、導かれた光に混在する不要な偏光成分を吸収して液晶パネル９３ａに適合する直線偏光のみとし、出射側に配置された偏光板９３ｃは、映像を表さない不要な直線偏光を除去して、合成光学系９４に入射する光を映像を表す直線偏光のみとする。液晶パネル９３ａおよび偏光板９３ｂ、９３ｃはいずれも発熱するが、出射側の偏光板９３ｃは吸収する光の量が多いため特に高温になり易い。
【０００６】
図９に示すように、プロジェクタ９は、光源９１、液晶パネル９３ａの駆動部等に電力を供給する電源９６を備えており、さらに、発光に伴って発熱する光源９１を冷却するためのファン９７ａ、および変調に伴って発熱する変調光学系９３を冷却するためのファン９７ｂを備えている。全ての部材は筐体９８に収容されており、筐体９８には吸気口９８ａ、９８ｂと排気口９８ｃが設けられている。ファン９７ａは光源９１の近傍に配置されており、吸気口９８ａから外部の空気を吸入し、冷却風Ｆとして光源９１に吹き付ける。ファン９７ｂは変調光学系９３から少し離れた所に配置されており、吸気口９８ｂから外部の空気を吸入し、冷却風Ｆとして変調光学系９３に吹き付ける。光源９１や変調光学系９３を冷却して温度が上昇した冷却風Ｆは、排気口９８ｃから外部に排出される。ファン９７ａ、９７ｂとしては、軸流ファンやシロッコファンが用いられる。
【０００７】
ファン９７ｂを変調光学系９３から少し離れた所に配置しているのは、変調光学系９３の近傍には照明光学系９２の端部や合成光学系９４が存在しており、十分な量の空気流を発生させるに足る大きさのファン９７ｂを変調光学系９３の近傍に配置すると、プロジェクタ９の大型化を招くからである。そのかわり、ファン９７ｂと変調光学系９３の間には、ファン９７ｂが発生させた空気流を変調光学系９３に集中的に導くためのダクト９９が設けられている。
【０００８】
変調光学系９３周辺の縦断面を図１１に模式的に示す。ダクト９９は変調光学系９３の下方に配設されており、ファン９７ｂが発生させた冷却風Ｆは液晶パネル９３ａや偏光板９３ｂ、９３ｃの間隙を流れてそれらの熱を奪う。
【０００９】
筐体９８の高さの増大を抑えるために、ダクト９９は幅に比べて高さの小さい扁平な断面形状とされており、その断面積はファン９７ｂの開口の面積よりも小さい。また、筐体９８の幅の増大を抑えるために、ダクト９９はファン９７ｂと冷却対象の変調光学系９３をできるだけ短距離で結ぶように配設されており、その全長はファン９７ｂの開口の最大寸法程度である。なお、筐体９８内に塵等の異物が侵入するのを防止するために、吸気口９８ａ、９８ｂにはフィルタ（不図示）が備えられる。
【００１０】
このような設定により、プロジェクタ９は、通常の使用条件では、高温になり易い部材の温度上昇を良好に抑えることが可能になっている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、プロジェクタは周囲に何もない状況で使用されるとは限らず、図１２（ａ）に示したように、部屋の壁１０１の近傍に設置して使用されることや、図１２（ｂ）に示したように、プロジェクタの周辺に他の物品１０２を配置することが多い。このような使用条件では、吸気口や排気口が壁１０１や他の物品１０２で塞がれる状態となり易い。また、フィルタが目詰まりして吸気口が塞がれることもある。
【００１２】
吸気口や排気口が塞がれると、ファンが発生させる冷却風の量が減少して、冷却効率が低下する。この場合でも、光源９１を冷却するためのファン９７ａのように、吸気口９８ａから離れて配置されており、しかも、ダクト９９に接続されていないものでは、筐体９８内の空気を循環させることができて、冷却機能を維持することが可能である。筐体内の空気は温度上昇するが、筐体を介して外部に放熱されるため、ある程度の冷却効率が長時間持続する。
【００１３】
しかし、変調光学系９３を冷却するためのファン９７ｂのように、吸気口９８ｂの近傍に配置されており、しかも、ダクト９９に接続されたものでは、筐体内の空気をあまり循環させることができず、冷却効率は大きく低下する。つまり、ダクトは、通常の使用条件では、冷却風を冷却対象の部材に集中的に導くきわめて効率のよい手段となるが、吸気口や排気口が塞がれたときには、逆に、冷却を大きく阻害することになる。
【００１４】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、ファンが発生させる冷却風を導くダクトを備えながら、吸気口や排気口が多少塞がれたときでも、ある程度の効率で冷却対象の部材を冷却す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。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、像を表す光を生成して投射するプロジェクタであって、像を表す光を生成するための複数の部材を収容し、複数の開口を有する筐体と、光源の近傍から筐体の開口の近傍に達し、光源に対向する開口と筐体の開口に対向する開口とを有し、光源に対向する開口と筐体の開口に対向する開口とは同じ大きさであるダクトと、ダクトの開口と略同じ大きさの開口を有し、ダクトの光源に対向する開口から流入しダクトを通って筐体の開口から流出する空気流を発生させるファンを備え、ファンが発生させる空気流によって光源を冷却するものにおいて、
ファンの開口の最大の寸法をＬ(cm)、ダクトの内部の体積をＶ(cm3)で表すとき、
Ｖ≧Ｌ3
の関係を満たすものとする。
【００１６】
ダクトの開口のうち少なくとも１つはファンの開口と略同じ大きさであり、ファンが発生させる空気流を全て受け入れるのに必要かつ十分な大きさである。したがって、ダクトのこの開口に対向するようにファンを配置すれば、ファンが発生させる空気流は全てダクトを通ることになる。筐体の開口に対向するダクトの開口をこの大きさとするときは、ファンを両開口の間に配置すればよいし、冷却対象である光源に対向するダクトの開口をこの大きさとするときは、ファンを部材とその開口の間に配置すればよい。また、ダクトの途中にファンを取り付けることも可能である。
【００１７】
ファンは、その配設位置にかかわらず、筐体の開口側から部材側に向かう空気流を発生させる設定とすることも、逆に、部材側から筐体の開口側に向かう空気流を発生させる設定とすることもできる。前者の設定では、ダクトの開口に対向する筐体の開口が吸気口となり、筐体の他の開口が排気口となる。後者の設定では、ダクトの開口に対向する筐体の開口が排気口となり、筐体の他の開口が吸気口となる。
【００１８】
ダクトの内部の体積Ｖはファンの開口の最大の寸法Ｌの３乗以上である。ここで、ファンの開口の最大寸法Ｌは、開口が正方形であれば対角長、円形であれば直径である。ダクト内部の体積Ｖをこのようにすると、吸気口または排気口が障害物等によって部分的に塞がれたときでも、ファンが発生させる空気流の量がその閉塞の度合いに応じて大きく変動することはなく、冷却対象の部材を安定して冷却することができる。ダクトが、吸気口から流入する空気の量や排気口から流出する空気の量を安定化する空気溜まりとして機能するからである。
【００１９】
ダクトの内部の体積を上記のように設定することは、光源に対向する開口から筐体の開口に対向する開口までのダクトの長さを、ファンの開口の最大の寸法の２倍以上とすることで実現することができる。また、ダクトが、光源に対向する開口から筐体の開口に対向する開口までの間に、いずれの開口の面積よりも断面積の大きい部位を有するようにすることでも実現可能である。
【００２０】
ダクトが、光源に対向する開口と筐体の開口に対向する開口の間で分岐して筐体の他の開口の近傍に達しており、その開口に対向する開口を有する構成としてもよい。このようにすると、吸気口または排気口が複数存在することになり、それらのうちのいずれかが塞がれた場合でも、ダクトの内部と筐体の外部が連通することになって、空気流の量の変動がさらに抑えられる。ダクトの分岐に応じてファンを増設すれば、通常の使用条件での冷却効率も高くなる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のプロジェクタの一実施形態について図面を参照しながら説明する。本実施形態のプロジェクタ７の光学系の構成を図１に模式的に示す。プロジェクタ７は、光源７１からの白色光を赤色（Ｒ）光、緑色（Ｇ）光および青色（Ｂ）光に分解し、分解後の光を映像のＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分に応じて個別に変調し、変調後の光を合成して投射することにより、カラー映像を提供するものである。
【００２２】
光源７１は、ランプ７１ａ、リフレクタ７１ｂおよびＵＶ／ＩＲカットフィルター７１ｃより成る。ランプ７１ａは無偏光で可視領域全体を含む波長の光を発する。リフレクタ７１ｂは回転放物面形状であり、ランプ７１ａが発した光を反射して平行光とする。また、ＵＶ／ＩＲカットフィルター７１ｃは、赤外光と紫外光を除去して可視光のみとする。
【００２３】
プロジェクタ７は、光を変調して映像を表す光とする３つの変調光学系７７を備えている。各変調光学系７７は、図２に示すように、透過型の液晶パネル７７ａと、その入射側に配置された偏光板７７ｂと、出射側に配置された偏光板７７ｃより成る。液晶パネル７７ａは、所定の直線偏光を与えられてこれを透過させ、その間に、表示した映像によって偏光面を部分的に９０°回転させることにより変調を行う。変調後の光には映像を表す直線偏光と不要な直線偏光が含まれることになり、不要な直線偏光は出射側の偏光板７７ｃにより除去される。入射側の偏光板７７ｂは、所定の直線偏光のみを液晶パネル７７ａに入射させるために、偏光面の異なる偏光成分を除去する。３つの変調光学系７７は異なる色光を与えられ、各々の液晶パネル７７ａは、与えられる色光に対応した色成分の映像を表示する。
【００２４】
プロジェクタ７は、光源７１および変調光学系７７のほか、インテグレータ光学系７２、偏光変換光学系７３、色分解光学系７４、導光光学系７５、リレー光学系７６、合成光学系７８、および投射光学系７９を備えている。インテグレータ光学系７２、偏光変換光学系７３、色分解光学系７４、導光光学系７５、およびリレー光学系７６は、前述の照明光学系９２に相当する。
【００２５】
インテグレータ光学系７２は、２つのレンズアレイ７２ａ、７２ｂおよび重ね合わせレンズ７２ｃより成り、光源７１からの強度分布が不均一な光を液晶パネル７７ａに均一な強度分布で導く。レンズアレイ７２ａは、光源７１からの光束を複数の光束に分離して、各光束を収束光とする。レンズアレイ７２ｂは、レンズアレイ７２ａによる各光束の収束位置の近傍に配置されており、重ね合わせレンズ７２ｃと共に、各光束を各液晶パネル７７ａの全面に導く。これにより、光源７１からの光束のうち中央部のものと周辺部のものとが同一の液晶パネル７７ａ上で重なり合うことになり、各液晶パネル７７ａ上での光の強度分布が均一になる。
【００２６】
偏光変換光学系７３は、光源７１からの無偏光を全て偏光面の揃った直線偏光に変換する。偏光変換光学系７３は、互いに接合された三角プリズム７３ａおよび平行平板７３ｂ、これら両者の接合面に設けられた偏光分離膜７３ｃ、平行平板７３ｂの表面に設けられた反射面７３ｄ、ならびにレンズアレイ７２ｂ上に設けられた１／２波長位相膜７３ｅより成る。偏光分離膜７３ｃは、Ｐ偏光を透過させてＳ偏光を反射し、反射面７３ｄは偏光分離膜７３ｃを透過したＰ偏光を全反射して、偏光分離膜７３ｃにより反射されたＳ偏光と平行に進ませる。
【００２７】
１／２波長位相膜７３ｅは、偏光分離膜７３ｃにより反射されたＳ偏光と反射面７３ｄにより反射されたＰ偏光のいずれか一方の光路上に配置されており、透過する光の偏光面を９０°回転させる。これにより、光源７１からの光は、全て偏光面の揃った直線偏光になる。なお、液晶パネル７７ａの入射側に位置する偏光板７７ｂは、この直線偏光を透過させるように設定されている。
【００２８】
色分解光学系７４は、２つのダイクロイックミラー７４ａ、７４ｂより成り、インテグレータ光学系７２および偏光変換光学系７３を経た光源７１からの白色光をＲ光、Ｇ光およびＢ光に分解する。例えば、図示したように、ダイクロイックミラー７４ａは、Ｒ光を透過させてＧ光およびＢ光を反射させるように、また、ダイクロイックミラー７４ｂは、Ｇ光を反射してＢ光を透過させるように設定されている。
【００２９】
導光光学系７５は、色分解光学系７４によって分解された３つの色光を３つの変調光学系７７に導くとともに、導いた光を各液晶パネル７７ａに略垂直に入射させる。導光光学系７５は、ダイクロイックミラー７４ａを透過した光を反射するミラー７５ａ、ダイクロイックミラー７４ａにより反射されダイクロイックミラー７４ｂを透過した光を反射する２つのミラー７５ｂ、７５ｃ、および各変調光学系７７の直前に配置された３つのフィールドレンズ７５ｄより成る。
【００３０】
ダイクロイックミラー７４ａを透過しミラー７５ａによって反射されて１つの変調光学系７７に至る色光の光路長と、ダイクロイックミラー７４ａによって反射されダイクロイックミラー７４ｂによって反射されて、もう１つの変調光学系７７に至る色光の光路長は等しい。また、ダイクロイックミラー７４ａによって反射されダイクロイックミラー７４ｂを透過し、ミラー７５ｂ、７５ｃによって反射されて残りの変調光学系７７に至る色光の光路長は、他の色光の光路長よりも長い。
【００３１】
リレー光学系７６は、２つのリレーレンズ７６ａ、７６ｂより成り、ダイクロイックミラー７４ｂを透過した色光が光路上で形成する像をリレーして、その色光と他の色光の光路長の差を補正する。３つのフィールドレンズ７５ｄのうち、リレー光学系７６を経た色光の光路上に位置するものは、他の２つとは少し異なる設定とされており、これにより３つの液晶パネル７７ａに入射するＲ光、Ｇ光、Ｂ光は全て等価になる。
【００３２】
合成光学系７８は、接合面にダイクロイック膜７８ｂ、７８ｃが設けられたクロスプリズム７８ａより成り、３つの変調光学系７７で変調されて映像を表すようになったＲ光、Ｇ光、Ｂ光を合成する。例えば、ダイクロイック膜７８ｂは、Ｒ光を反射してＧ光およびＢ光を透過させるように、また、ダイクロイック膜７８ｃは、Ｂ光を反射してＲ光およびＧ光を透過させるように設定されている。
【００３３】
投射光学系７９は、合成されたＲ光、Ｇ光、Ｂ光を投射して、図外のスクリーン上に結像させる。これにより、スクリーンにカラー映像が表示される。
【００３４】
上記の種々の光学部材はいずれも光に関与することにより発熱して温度が上昇するが、温度上昇の程度は光学部材ごとに異なる。例えば、発光に伴って発熱するランプ７１ａとその近傍に位置するリフレクタ７１ｂは特に高温になり易く、紫外光や赤外光を吸収または反射するＵＶ／ＩＲカットフィルター７１ｃ、光を変調する液晶パネル７７ａ、変調後の不要な光を吸収する偏光板７７ｃも高温になり易い。
【００３５】
本実施形態のプロジェクタ７では、これらの高温になり易い部材を冷却するが、冷却のためにファンとダクトを使用する。以下、光源７１を冷却する場合を例にとって、冷却のための構成について説明する。なお、下記の構成は、他の部材、例えば変調光学系７７の冷却にも適用することができる。
【００３６】
第１の構成例を図３に模式的に示す。プロジェクタ７の筐体１１には開口が２つ以上設けられており、そのうちの１つの開口１１ａに対向してファン１２が配置され、ファン１２と冷却対象である光源７１との間にダクト１３が配置されている。ファン１２は正方形の開口を有しており、筐体１１の開口１１ａはファン１２の開口と同じ大きさの正方形である。
【００３７】
ダクト１３はその両端に開口１３ａ、１３ｂを有する筒状であり、開口１３ａがファン１２に対向し、開口１３ｂが光源７１に対向している。開口１３ａ、１３ｂはファン１２の開口と同じ大きさの正方形であり、ダクト１３は正四角柱状である。
【００３８】
ファン１２は、筐体１１の開口１１ａ側から光源７１側に向かう空気流Ｆを発生させるように動作し、開口１１ａは、筐体１１外の空気を筐体１１内に流入させる吸気口となり、開口１１ｂは、筐体１１内の空気を筐体１１外に流出させる排気口となる。ファン１２が発生させる空気流Ｆは、開口１３ａからダクト１３内に入り、ダクト１３内を通って開口１３ｂから出て、光源７１に当たる。光源７１に当たる空気流Ｆは光源７１から熱を奪う冷却風となる。以下、空気流Ｆを冷却風ともいう。なお、図示しないが、吸気口となる開口１１ａには、塵等の異物の侵入を防ぐためにフィルタが設けられてる。
【００３９】
ファン１２が発生させる冷却風Ｆは、ファン１２の直近ではファン１２の開口と同じ断面を有する。ダクト１３の開口１３ａはファン１２に近接しており、ファン１２の開口と同形かつ同じ大きさであるから、ファン１２が発生させる冷却風Ｆは全てダクト１３に入ることになり、また、開口１３ａのどの部位も冷却風Ｆが通ることになる。すなわち、開口１３ａは、ファン１２が発生させる冷却風Ｆを全て通すために必要十分な形状および大きさを有する。したがって、ファン１２が発生させた冷却風Ｆは光源７１の冷却に無駄なく利用される。
【００４０】
ダクト１３の２つの開口１３ａ、１３ｂ間の距離は、ファン１２の開口の最大の寸法の２倍以上に設定されている。すなわち、開口１３ａ、１３ｂ間の距離をＬD(cm)、ファン１２の開口の対角長をＬ(cm)で表すとき、式１の関係にある。
ＬD≧２×Ｌ  … 式１
したがって、ダクト１３の内部の体積をＶ(cm3)で表せば、式２の関係が成り立つ。
Ｖ≧Ｌ3      … 式２
【００４１】
ファン１２の開口の最大寸法Ｌとダクト１３の体積Ｖをこのような関係に設定したのは、冷却風Ｆの流路を規定して冷却風Ｆを効率よく冷却対象の光源７１に導くためのダクト１３に、空気溜まりとしての機能をもたせて、筐体１１の開口１１ａが多少塞がれたときでも、冷却風Ｆの量が大きく変動しないようにするためである。
【００４２】
開口１１ａが少し塞がれても、開口１１ａを通る空気の流速が増すため、ファン１２が発生させる冷却風Ｆの量はあまり減少しないが、開口１１ａが塞がれる度合いが大きくなると、開口１１ａを通り得る空気の量が少なくなって、ファン１２が発生させる冷却風Ｆの量も減少する。開口１１ａの閉塞度合いにかかわらず、冷却風Ｆの量の変動が少ないほど冷却手段としては好ましい。
【００４３】
そこで、ファン１２の大きさ、ダクト１３の長さ、ファン１２の回転数、筐体の開口１１ａの閉塞度合い等を種々変化させて、冷却風Ｆの量の変動を調べる実験を行った。実験では、ダクト１３の開口１３ａ、１３ｂはファン１２の開口と同じ大きさとし、冷却風Ｆの量を直接測定することに代えて、開口１３ｂから流出する冷却風Ｆの速度を測定した。ダクト１３の長さＬDはファン１２の対角長Ｌの１倍、２倍、３倍とした。すなわち、ダクト１３の内部の体積Ｖは０.５Ｌ3、１Ｌ3、１.５Ｌ3である。また、開口１１ａの閉塞度合いは、ファン１２の開口の１／３の面積のものからファン１２の開口と同じ大きさのものまでの複数の開口１１ａを用いて、数段階に設定した。ファン１２としては回転数が駆動電圧に比例するものを用いており、冷却風Ｆの量（速度）がファン１２の回転数（駆動電圧）に比例するのが理想的である。
【００４４】
実験結果をまとめて図８に示す。横軸はダクト１３の内部の体積Ｖである。縦軸は、ファン１２の駆動電圧に対する冷却風Ｆの速度の比の、ファン１２の大きさや開口１１ａの閉塞度合いの違いによるばらつきをＳＮ比として表したものである。このＳＮ比が大きいほど、冷却風Ｆの量とファン１２の回転数の比例関係が高い。なお、縦軸のＳＮ比は、絶対値ではなく、Ｖ＝０.５Ｌ3（ＬD＝Ｌ）のときを基準とする相対値である。
【００４５】
ファン１２の駆動電圧に対する冷却風Ｆの速度の比は、ファン１２の大きさの違いによっても多少異なるが、そのばらつきは主として開口１１ａの閉塞度合いの違いによる。Ｖ＝０.５Ｌ3（ＬD＝Ｌ）のときは、ばらつきが大きく、冷却風Ｆの量は開口１１ａの閉塞度合いによって大きく変動する。これに対し、Ｖ＝Ｌ3（ＬD＝２Ｌ）のときは、ばらつきは大幅に低下し、冷却風Ｆの量は開口１１ａの閉塞度合いにあまり影響されない。Ｖ＝１.５Ｌ3（ＬD＝３Ｌ）のときは、ばらつきはさらに少なくなり、冷却風Ｆの量は開口１１ａの閉塞度合いの影響を一層受け難くなる。
【００４６】
図３に示した構成例で、ダクト１３の長さＬDをファン１２の開口の対角長Ｌの２倍以上、すなわちダクト１３の内部の体積Ｖをファン１２の開口の対角長Ｌの３乗以上としたのは、上記の実験結果に基づく。冷却のための構成をこのようにすると、図１２に示したような使用形態であっても、十分な量の冷却風Ｆを発生させることが可能である。
【００４７】
第２の構成例を図４に模式的に示す。これはダクト１３を途中で屈曲させたものである。この場合も、冷却風Ｆの流れに沿うダクト１３の長さＬDとファン１２の対角長Ｌに式１の関係が成り立つようにして、ダクト１３の内部の体積Ｖとファン１２の対角長Ｌに式２の関係を成り立たせる。なお、このようにダクト１３を屈曲させると、内部での抵抗が増してファンが発生させる冷却風Ｆの量は少し減少するが、空気溜まりとしてのダクト１３の機能が高まり、開口１１ａが塞がれたときの冷却風Ｆの量の変動をさらに抑えることができる。
【００４８】
第３の構成例を図５に模式的に示す。これは、ダクト１３を途中で分岐させるとともに、吸気口である開口１１ａとファン１２を増設したものである。ダクト１３は対称形であり、２つの開口１３ａから開口１３ｂ間での長さは、いずれも式１のを満たすように設定されている。このように、ダクト１３を分岐させて吸気口となる１１ａを２つ備えると、一方が塞がれたときでも他方が塞がれない可能性が生じ、冷却対象である光源７１を一層確実に冷却することができる。
【００４９】
第４の構成例を図６に模式的に示す。この例は、ダクト１３の途中に開口１３ａ、１３ｂの面積よりも断面積の大きい部位１３ｃを持たせたものである。ファン１２の大きさ、ダクト１３の部位１３ｃの断面積および長さ、ファン１２の回転数、筐体の開口１１ａの閉塞度合い等を種々変化させて、前述の実験と同様の実験を行ったところ、図８に示した結果とほぼ同じ結果が得られた。したがって、本構成例でも、ダクト１３の内部の体積Ｖとファン１２の対角長Ｌに式２の関係が成り立つように設定されている。この場合、式１の関係を満たす必要はない。
【００５０】
第５の構成例を図７に模式的に示す。この例は、ダクト１３を一方向に膨らませることにより、断面積の大きい部位１３ｃを設けたものである。ダクト１３は、冷却風Ｆの流路に関して非対称になっている。
【００５１】
なお、ここに例示したいずれの構成においても、ファン１２の開口を正方形としているが、ファン１２の開口は任意の形状としてかまわない。その場合も、ダクト１３の内部の体積Ｖとファン１２の開口の最大寸法Ｌが式２の関係を満たすようにする。ファン１２の開口を円形とすると、当然、その直径が最大寸法Ｌになる。
【００５２】
また、ここでは、筐体１１の開口１１ａ側から冷却対象の光源７１側に向かう空気流Ｆを発生させる設定としているが、ファン１２が光源７１側から開口１１ａ側に向かう空気流を発生させる設定としてもよい。その場合、開口１１ｂが吸気口となり、開口１１ａは排気口となる。ファン１２を、筐体１１の開口１１ａとダクト１３の開口１３ａの間ではなく、ダクト１３の開口１３ｂと光源７１の間に配置してもよい。さらに、ダクト１３の途中、すなわち開口１３ａと開口１３ｂの間にファン１２を配置する構成としてもよい。これらの構成でも、式２の関係を満たすようにすることで、冷却風Ｆの量が開口１１ａの閉塞度合いによって大きく変動するのを避けることができる。
【００５３】
開口１３ｂと冷却対象の間またはダクト１３の途中にファン１２を配置するときは、ダクト１３のうちの開口１３ａとファン１２との間の部位の側壁に、小さな開口を設けるようにするとよい。このようにすると、筐体１１の開口１１ａが完全に塞がれたときでも、筐体１１内の空気をその開口からダクト１３内に流入させたり、ダクト１３内の空気をその開口から流出させたりすることが可能になり、確実に冷却風Ｆを発生させることができる。
【００５４】
【発明の効果】
ファンの開口の最大の寸法Ｌとダクトの内部の体積ＶがＶ≧Ｌ3の関係を満たすようにした本発明のプロジェクタでは、ダクトが空気溜まりとして機能し、吸気口や排気口である筐体の開口が塞がれたときでも、ファンが発生させる空気流の量の変動が抑えられ、冷却対象の部材を効率よく冷却することができる。したがって、使用条件に制約の少ない、使い易いプロジェクタとなる。また、筐体の開口が塞がれた状態で使用したときでも、温度上昇による光源の劣化が抑えられ、長期にわたって質の高い像を提供することが可能である。
【００５５】
光源に対向する開口から筐体の開口に対向する開口までのダクトの長さが、ファンの開口の最大の寸法の２倍以上である構成や、ダクトが、光源に対向する開口から筐体の開口に対向する開口までの間に、いずれの開口の面積よりも断面積の大きい部位を有する構成では、容易に上記の関係を満たす設定とすることができる。
【００５６】
ダクトが、光源に対向する開口と筐体の開口に対向する開口の間で分岐して筐体の他の開口の近傍に達しており、その開口に対向する開口を有する構成では、吸気口または排気口が複数存在することになり、それらのうちのいずれか塞がれた場合でも、ダクトの内部と筐体の外部が連通することになって、空気流の量の変動を一層抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態のプロジェクタの光学系の構成を模式的に示す平面図。
【図２】  上記プロジェクタの変調光学系の構成を模式的に示す平面図。
【図３】  上記プロジェクタにおける冷却のための第１の構成例を模式的に示す側面図。
【図４】  上記プロジェクタにおける冷却のための第２の構成例を模式的に示す斜視図。
【図５】  上記プロジェクタにおける冷却のための第３の構成例を模式的に示す斜視図。
【図６】  上記プロジェクタにおける冷却のための第４の構成例を模式的に示す斜視図。
【図７】  上記プロジェクタにおける冷却のための第５の構成例を模式的に示す側面図。
【図８】  ファンが発生させる空気流の量の変動を調べた実験結果を示す図。
【図９】  従来のプロジェクタの構成を模式的に示す平面図。
【図１０】  従来のプロジェクタの変調光学系周辺を模式的に示す平面図。
【図１１】  従来のプロジェクタの変調光学系周辺を模式的に示す断面図。
【図１２】  冷却が困難になり易いプロジェクタの使用形態を示す図。
【符号の説明】
１１    筐体
１１ａ  開口
１１ｂ  開口
１２    ファン
１３    ダクト
１３ａ  開口
１３ｂ  開口
７    プロジェクタ
７１    光源
７２    インテグレータ光学系
７３    偏光変換光学系
７４    色分解光学系
７５    導光光学系
７６    リレー光学系
７７    変調光学系
７８    合成光学系
７９    投射光学系
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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