(57)【要約】【課題】光源から射出された光の光路上に配設される光学素子の冷却効率を向上させることができるプロジェクタの提供。【解決手段】プロジェクタは、光源から射出される光の光路上に配設される液晶パネル４５１Ｇを冷却する冷却装置５を備える。冷却装置５は、約４．７５ｋＰａの吐出圧力を有する渦流ポンプ５１と、渦流ポンプ５１から吐出された冷却風を液晶パネル４５１Ｇに向けて噴射するノズル５２とを備える。このような構成によれば、液晶パネル４５１Ｇ近傍における冷却風の風速を十分に上昇させることができ、飽和領域においても液晶パネル４５１Ｇの温度を低減させることができる。したがって、液晶パネル４５１Ｇの冷却効率を向上させることができ、ひいてはプロジェクタの長寿命化を図ることができる。【選択図】図２
2009258505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から射出された光を画像情報に応じて変調して画像光を形成し、形成した画像光を投射するプロジェクタであって、
前記光源から射出される光の光路上に配設される光学素子を冷却する冷却装置を備え、
前記冷却装置は、
吐出圧力が４．５ｋＰａ以上の高静圧送風機と、
前記高静圧送風機から吐出された冷却風を前記光学素子に向けて噴射するノズルとを備えることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
前記冷却装置は、
吐出圧力が４．５ｋＰａ未満の低静圧送風機を備え、
前記低静圧送風機は、
前記光学素子の光入射側端面、及び光射出側端面の少なくともいずれかに沿って冷却風を吐出するように配設され、
前記ノズルは、
前記低静圧送風機から吐出された冷却風の吐出方向に対して０°〜９０°となる方向に向かって前記高静圧送風機から吐出された冷却風を噴射するように配設されることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のプロジェクタにおいて、
前記ノズルの噴射口は、略円形に形成され、
前記噴射口の内径は、前記光学素子の近傍における冷却風の風速が最大となるように設定されていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記光学素子と、前記ノズルの噴射口との間の距離は、前記光学素子の近傍における冷却風の風速が最大となるように設定され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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源から射出された光を画像情報に応じて変調して画像光を形成し、形成した画像光を投射するプロジェクタが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載のプロジェクタでは、光源から射出された光の光路上に配設される液晶パネルや、偏光板等の光学素子を冷却する冷却装置を備えている。この冷却装置は、シロッコファン（低静圧送風機）を備え、シロッコファンから吐出された冷却風を光学素子の光入射側端面、及び光射出側端面に沿って流通させることで光学素子を冷却している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１２１９３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、光学素子の表面積が一定の場合には、流通する冷却風の風速が速ければ速いほど光学素子の温度を低減させることができる。しかしながら、ある程度の風速にまで達すると飽和領域に達し、光学素子の温度を低減させにくくなる。
このため、飽和領域においても更に光学素子の温度を低減させるためには、流通する冷却風の風速を大幅に上昇させなければならないが、特許文献１に記載の冷却装置のように、シロッコファン等の低静圧送風機を用いた冷却装置では、冷却風の風速を十分に上昇させることができないという問題がある。また、高い電圧を印加する等してシロッコファンの吐出圧力を上昇させたとしても、吐出された冷却風を光学素子まで導く流路において、冷却風の圧力が損失するので、冷却風の風速を上昇させにくいという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、光源から射出された光の光路上に配設される光学素子の冷却効率を向上させることができるプロジェクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のプロジェクタは、光源から射出された光を画像情報に応じて変調して画像光を形成し、形成した画像光を投射するプロジェクタであって、前記光源から射出される光の光路上に配設される光学素子を冷却する冷却装置を備え、前記冷却装置は、吐出圧力が４．５ｋＰａ以上の高静圧送風機と、前記高静圧送風機から吐出された冷却風を前記光学素子に向けて噴射するノズルとを備えることを特徴とする。
【０００７】
このような構成によれば、冷却装置は、吐出圧力が４．５ｋＰａ以上の高静圧送風機と、ノズルとを備えるので、冷却風の風速を十分に上昇させることができ、飽和領域においても光学素子の温度を低減させることができる。したがって、光学素子の冷却効率を向上させることができ、ひいてはプロジェクタの長寿命化を図ることができる。
【０００８】
本発明では、前記冷却装置は、吐出圧力が４．５ｋＰａ未満の低静圧送風機を備え、前記低静圧送風機は、前記光学素子の光入射側端面、及び光射出側端面の少なくともいずれかに沿って冷却風を吐出するように配設され、前記ノズルは、前記低静圧送風機から吐出された冷却風の吐出方向に対して０°〜９０°となる方向に向かって前記高静圧送風機から吐出された冷却風を噴射するように配設されることが好ましい。
【０００９】
このような構成によれば、光学素子は、高静圧送風機から吐出される冷却風と、低静圧送風機から吐出される冷却風とで冷却されるので、光学素子の冷却効率を更に向上させることができる。
ここで、ノズルによる冷却風の噴射方向が、低静圧送風機による冷却風の吐出方向に対して９０°よりも大きい場合には、低静圧送風機による冷却風の吐出方向に対して逆方向となり、高静圧送風機、及び低静圧送風機から吐出される冷却風の風速が互いに低下する。したがって、ノズルによる冷却風の吐出方向は、低静圧送風機による冷却風の吐出方向に対して０°〜９０°であることが好ましい。
なお、ノズルによる冷却風の吐出方向が、低静圧送風機による冷却風の吐出方向に対して０°より大きい場合には、高静圧送風機、及び低静圧送風機から吐出される冷却風は、光学素子の近傍で乱流となる。したがって、光学素子の冷却効率を更に高めることができる。
【００１０】
本発明では、前記ノズルの噴射口は、略円形に形成され、前記光学素子の近傍における冷却風の風速が最大となるように設定されていることが好ましい。
【００１１】
ここで、ノズルの噴射口の内径が小さい場合には、ノズルの噴射口を塞ぐような形となり却って冷却風の風速が低下する。また、ノズルの噴射口の内径が大きい場合には、高静圧送風機から吐出された冷却風の風速を十分に上昇させることができない。
これに対して、本発明では、噴射口の内径は、光学素子の近傍における冷却風の風速が最大となるように設定されているので、冷却風の風速を十分に上昇させることができ、光学素子の冷却効率を更に向上させることができる。
【００１２】
本発明では、前記光学素子と、前記ノズルの噴射口との間の距離は、前記光学素子の近傍における冷却風の風速が最大となるように設定されていることが好ましい。
【００１３】
ここで、光学素子と、ノズルの噴射口との間の距離が小さい場合には、光学素子がノズルの噴射口を塞ぐような形となり却って冷却風の風速が低下する。また、光学素子と、ノズルの噴射口との距離が大きい場合には、ノズルの噴射口から光学素子に至るまでの流路において、冷却風の圧力が損失するので冷却風の風速が低下する。
これに対して、本発明では、光学素子と、ノズルの噴射口との間の距離は、光学素子の近傍における冷却風の風速が最大となるように設定されているので、冷却風の風速を十分に上昇させることができ、光学素子の冷却効率を更に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
〔プロジェクタの構成〕
図１は、本発明の実施形態に係るプロジェクタ１の概略構成を示す模式図である。
プロジェクタ１は、光源から射出される光を画像情報に応じて変調してカラー画像（画像光）を形成し、このカラー画像をスクリーン等の投射面（図示略）上に拡大投射する。このプロジェクタ１は、図１に示すように、略直方体状の外装筐体２と、投射レンズ３と、光学装置４と、冷却装置５（図１において図示略）等を備える。なお、冷却装置５については後に詳述する。
また、図１において、具体的な図示は省略したが、外装筐体２内には、プロジェクタ１内部の各構成部材に電力を供給する電源装置、及びプロジェクタ１内部の各構成部材を制御する制御装置等が配置されている。
投射レンズ３は、複数のレンズを組み合わせた組レンズとして構成され、後述する光学装置４にて形成されたカラー画像を拡大投射する。
【００１５】
光学装置４は、前述した制御装置による制御の下、光源から射出された光を光学的に処理することで画像情報に応じたカラー画像を形成する。この光学装置４は、光源装置４１と、照明光学装置４２と、色分離光学装置４３と、リレー光学装置４４と、光学装置４５と、これら各光学部品４１〜４５を内部に設定された照明光軸Ａに対する所定位置に配置する光学部品用筐体４６とを備える。
光源装置４１は、光を射出する光源ランプ４１１と、光源ランプ４１１から射出される光の射出方向を揃えるリフレクタ４１２とを備える。そして、リフレクタ４１２にて射出方向が揃えられた光は、照明光学装置４２に向けて射出される。
【００１６】
照明光学装置４２は、第１レンズアレイ４２１、第２レンズアレイ４２２、偏光変換素子４２３、及び重畳レンズ４２４を備える。そして、光源装置４１から射出された光は、第１レンズアレイ４２１によって複数の部分光に分割され、第２レンズアレイ４２２の近傍で結像する。第２レンズアレイ４２２から射出された各部分光は、その中心軸（主光線）が偏光変換素子４２３の入射面に垂直となるように入射し、偏光変換素子４２３にて略１種類の直線偏光として射出される。偏光変換素子４２３から直線偏光として射出され、重畳レンズ４２４を介した複数の部分光は、光学装置４５の後述する３つの液晶パネル４５１上で重畳する。
【００１７】
色分離光学装置４３は、２つのダイクロイックミラー４３１，４３２、及び反射ミラー４３３を備え、照明光学装置４２から射出された複数の部分光を赤、緑、青の３色の色光に分離する機能を有する。
リレー光学装置４４は、入射側レンズ４４１、リレーレンズ４４３、及び反射ミラー４４２，４４４を備え、色分離光学装置４３にて分離された色光、例えば、赤色光を光学装置４５の後述する赤色光側の液晶パネル４５１Ｒまで導く機能を有する。
【００１８】
光学装置４５は、入射した光を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものである。この光学装置４５は、３つの液晶パネル４５１（赤色光側の液晶パネルを４５１Ｒ、緑色光側の液晶パネルを４５１Ｇ、青色光側の液晶パネルを４５１Ｂとする）と、各液晶パネル４５１の光路前段側に配置される入射側偏光板４５２と、各液晶パネル４５１の光路後段側に配置される射出側偏光板４５３と、クロスダイクロイックプリズム４５４とを備える。そして、これら各部材４５１〜４５４のうち、各液晶パネル４５１、各射出側偏光板４５３、及びクロスダイクロイックプリズム４５４が一体化されて光学装置本体４５Ａを構成する（図２参照）。
【００１９】
各入射側偏光板４５２は、偏光変換素子４２３で揃えられた偏光方向と略同一の偏光方向を有する光のみ透過させ、その他の光を吸収するものであり、透光性基板上に偏光膜が貼付されて構成されている。
各液晶パネル４５１は、一対の透明なガラス基板に電気光学物質である液晶が密閉封入された構成を有し、前述した制御装置からの駆動信号によって液晶の配向状態が制御されることで入射側偏光板４５２から射出された光の偏光方向を変調する。
各射出側偏光板４５３は、入射側偏光板４５２と略同様の機能を有し、液晶パネル４５１にて変調された光のうち、一定の偏光方向を有する光を透過し、その他の光を吸収する。
【００２０】
クロスダイクロイックプリズム４５４は、各射出側偏光板４５３から射出された各色光を合成してカラー画像を形成する。このクロスダイクロイックプリズム４５４は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、２つの誘電体多層膜が形成されている。これらの誘電体多層膜は、液晶パネル４５１Ｇから射出され射出側偏光板４５３を介した色光を透過し、液晶パネル４５１Ｒ，４５１Ｂから射出され射出側偏光板４５３を介した各色光を反射する。このようにして、各色光が合成されてカラー画像が形成される。そして、クロスダイクロイックプリズム４５４で形成されたカラー画像は、前述した投射レンズ３にて拡大投射される。
【００２１】
〔冷却装置の構成〕
図２は、光学装置本体４５Ａ、及び緑色光側の液晶パネル４５１Ｇを冷却する冷却装置５の一部の概略構成を示す図である。
冷却装置５は、プロジェクタ１内部の各構成部材を冷却するものである。なお、本実施形態では、液晶パネル４５１Ｇ（光学素子）を冷却するための冷却装置５の一部についてのみ説明し、その他の部分についての説明を省略する。
この冷却装置５は、図２に示すように、渦流ポンプ５１と、渦流ポンプ５１から吐出された冷却風を液晶パネル４５１Ｇに向けて噴射するノズル５２と、渦流ポンプ５１、及びノズル５２を接続するチューブ５３と、シロッコファン５４と、シロッコファン５４から吐出された冷却風を液晶パネル４５１Ｇまで導くダクト５５とを備える。
【００２２】
図３は、渦流ポンプ５１における静圧と、風量との関係を示す図である。図４は、シロッコファン５４における静圧と、風量との関係を示す図である。なお、図３、及び図４は、縦軸を静圧とし、横軸を風量としたグラフである。また、図３では、縦軸の単位をｋＰａとし、横軸の単位をＬ／ｍｉｎとしているのに対し、図４では、縦軸の単位をＰａとし、横軸の単位をｍ３／ｍｉｎとしている。
本実施形態では、渦流ポンプ５１として、図３に示すように、約４．７５ｋＰａの吐出圧力（風量が０の時の静圧）を有するものを採用している。また、シロッコファン５４として、図４に示すように、約１１０Ｐａの吐出圧力を有するものを採用している。
【００２３】
高静圧送風機としての渦流ポンプ５１は、図２に示すように、略直方体状のケース５１１を備え、ケース５１１には、吸気口５１１Ａ、及び排気口５１１Ｂが形成されている。そして、排気口５１１Ｂには、チューブ５３の一端が接続されている。
また、渦流ポンプ５１は、一般的な構成であるので詳細な図示は省略するが、ケース５１１の内部に収納されたポンプ部と、このポンプ部を駆動するモータとを備えている。
ポンプ部は、円盤状に形成された円盤部材と、この円盤部材と同径の円盤状に形成されるとともに、円盤部材に対向して設けられる羽根車とを備える。円盤部材には、吸気口５１１Ａから導入された空気を排気口５１１Ｂまで導く断面半円形状の溝が円周に沿って形成されている。また、羽根車には、円盤部材の溝に対向する位置に断面半円形状の溝が円周に沿って形成され、羽根車の溝には、直径方向に沿って延出する複数の羽根が形成されている。そして、円盤部材、及び羽根車を非接触に対向させた状態で配設することで、円盤部材、及び羽根車の溝で断面略円形状の流路が形成される。
【００２４】
モータの回転軸は、円盤部材、及び羽根車の中心に形成された貫通孔に挿通され、羽根車に対して固定されている。また、円盤部材は、ケース５１１に固定されている。
そして、モータの回転軸を回転させて円盤部材に対して羽根車を回転させると、吸気口５１１Ａから導入された空気は、羽根車の回転により流路内で加速、昇圧され、排気口５１１Ｂより吐出される。
【００２５】
ノズル５２は、高さ方向に貫通した円錐状に形成されたノズルであり、円錐の底面に相当する基端部分がチューブ５３の他端に接続されている。したがって、渦流ポンプ５１から吐出された冷却風は、略円形に形成されたノズル５２の噴射口５２Ａ（先端部分）から噴射される。また、噴射口５２Ａの内径は、０．８ｍｍに設定されている。そして、噴射口５２Ａは、液晶パネル４５１Ｇにおける光入射側端面４５１Ａとの間の距離が約１０ｍｍとなる位置に配置されている。
また、ノズル５２は、液晶パネル４５１Ｇにおける図２中下方側から光入射側端面４５１Ａに向かって約３０°の角度で渦流ポンプ５１から吐出された冷却風を噴射するように配設されている。
【００２６】
図５は、液晶パネル４５１Ｇ近傍における冷却風の風速と、噴射口５２Ａの内径との関係を示す図である。なお、図５は、縦軸を風速（ｍ／ｓ）とし、横軸を内径（ｍｍ）としたグラフである。
噴射口５２Ａの内径が０．６ｍｍより小さい場合には、図５に示すように、液晶パネル４５１Ｇ近傍における風速は内径が小さくなるに従って低下する。これは、噴射口５２Ａの内径が小さくなることで噴射口５２Ａを塞ぐような形となり却って風速が低下するためである。
また、噴射口５２Ａの内径が１ｍｍより大きい場合には、液晶パネル４５１Ｇ近傍における風速は内径が大きくなるに従って低下する。これは、ノズルの噴射口が広すぎるためである。
これに対して、噴射口５２Ａの内径が０．６ｍｍ〜１ｍｍの場合には、液晶パネル４５１Ｇ近傍における風速は３０ｍ／ｓ以上となる。特に、噴射口５２Ａの内径が０．８ｍｍの場合（図５中矢印位置）には、液晶パネル４５１Ｇ近傍における風速は３２ｍ／ｓ程度となり最大となる。本実施形態では、噴射口５２Ａの内径は、０．８ｍｍに設定されているので、液晶パネル４５１Ｇの近傍における冷却風の風速が最大となるように設定されている。
【００２７】
図６は、液晶パネル４５１Ｇ近傍における冷却風の風速と、液晶パネル４５１Ｇ、及び噴射口５２Ａの間の距離との関係を示す図である。なお、図６は、縦軸を風速（ｍ／ｓ）とし、横軸を距離（ｍｍ）としたグラフである。
液晶パネル４５１Ｇ、及び噴射口５２Ａの間の距離が５ｍｍより小さい場合には、図６に示すように、液晶パネル４５１Ｇ近傍における風速は距離が小さくなるに従って低下する。これは、液晶パネル４５１Ｇが噴射口５２Ａを塞ぐような形となり却って風速が低下するためである。
また、液晶パネル４５１Ｇ、及び噴射口５２Ａの間の距離が３０ｍｍより大きい場合には、液晶パネル４５１Ｇ近傍における風速は距離が大きくなるに従って低下する。これは、噴射口５２Ａから液晶パネル４５１Ｇに至るまでの流路において、冷却風の圧力が損失するためである。
これに対して、液晶パネル４５１Ｇ、及び噴射口５２Ａの間の距離が５ｍｍ〜３０ｍｍの場合には、液晶パネル４５１Ｇ近傍における風速は３０ｍ／ｓ以上となり略一定である。本実施形態では、液晶パネル４５１Ｇ、及び噴射口５２Ａの間の距離は、約１０ｍｍに設定されているので、液晶パネル４５１Ｇの近傍における冷却風の風速が最大となるように設定されている。
【００２８】
シロッコファン５４は、回転軸方向から空気を吸入し、吸入した空気を回転接線方向に吐出するファンであり、吐出口５４Ａには、断面略Ｌ字状の流路を有するダクト５５の一端が接続されている。
ダクト５５は、シロッコファン５４から吐出された冷却風を、液晶パネル４５１Ｇまで導くものである。より具体的に、ダクト５５の他端は、液晶パネル４５１Ｇにおける図２中下方側から上方側に向かって液晶パネル４５１Ｇの光入射側端面４５１Ａ、及び光射出側端面（図示略）に沿って冷却風を吐出するように配設されている。
すなわち、本実施形態では、低静圧送風機は、シロッコファン５４と、ダクト５５とで構成され、ノズル５２は、低静圧送風機から吐出される冷却風の吐出方向に対して約３０°となる方向に向かって渦流ポンプ５１から吐出された冷却風を噴射するように配設されている。
【００２９】
図７は、プロジェクタ１の稼動時における液晶パネル４５１Ｇの温度上昇量と、液晶パネル４５１Ｇ近傍における冷却風の風速との関係の理論値を示す図である。なお、図７は、縦軸を温度上昇量（℃）とし、横軸を風速（ｍｍ）としたグラフである。
プロジェクタ１を起動すると、液晶パネル４５１Ｇは、光源ランプ４１１から射出された光が入射することで発熱するとともに、渦流ポンプ５１、及びシロッコファン５４から吐出される冷却風が流通することで冷却される。この際、液晶パネル４５１Ｇの温度上昇量の理論値は、図７に示すように、冷却風の風速が上昇するにしたがって小さくなり、ある程度の風速にまで達すると飽和領域に達する。
【００３０】
図８は、プロジェクタ１の稼動時における液晶パネル４５１Ｇの温度上昇量と、渦流ポンプ５１、及びシロッコファン５４の稼動状態との関係を示す図である。なお、図８は、縦軸を温度上昇量（℃）とし、横軸を渦流ポンプ５１、及びシロッコファン５４の稼動状態としたグラフである。
また、隣接する２つの棒グラフのうち、左側の棒グラフは、シロッコファン５４の駆動電圧を、それぞれ４Ｖ、５Ｖ、９Ｖ、及び１３Ｖとし、渦流ポンプ５１を稼動させていない状態における液晶パネル４５１Ｇの温度上昇量を示し、右側の棒グラフは、シロッコファン５４の駆動電圧を、それぞれ４Ｖ、５Ｖ、９Ｖ、及び１３Ｖとし、さらに渦流ポンプ５１を稼動させた状態における液晶パネル４５１Ｇの温度上昇量を示している。
【００３１】
例えば、シロッコファン５４の駆動電圧を４Ｖとし、渦流ポンプ５１を稼動させていない状態における液晶パネル４５１Ｇの温度上昇量は、図８に示すように、３９℃程度となる。なお、この場合の液晶パネル４５１Ｇ近傍における冷却風の風速を、図７に示す理論値に重ね合わせれば風速Ｓ１となる。
また、例えば、シロッコファン５４の駆動電圧を１３Ｖとし、渦流ポンプ５１を稼動させていない状態における液晶パネル４５１Ｇの温度上昇量は、図８に示すように、２１℃程度となる。なお、この場合の液晶パネル４５１Ｇ近傍における冷却風の風速を、図７に示す理論値に重ね合わせれば風速Ｓ２となる。
【００３２】
ここで、液晶パネル４５１Ｇの温度上昇量は、図７に示すように、風速Ｓ２を超えると小さくなりにくくなり飽和領域に達する。
そこで、例えば、シロッコファン５４の駆動電圧を１３Ｖとし、渦流ポンプ５１を稼動させた状態とすれば、液晶パネル４５１Ｇの温度上昇量は、図８に示すように、１６℃程度となる。なお、この場合の液晶パネル４５１Ｇ近傍における冷却風の風速を、図７に示す理論値に重ね合わせれば風速Ｓ３となる。
以上のように、渦流ポンプ５１を稼動させた状態とすることで、飽和領域においても液晶パネル４５１Ｇの温度上昇量を小さくすることができる。
【００３３】
このような本実施形態によれば、以下の効果がある。
（１）冷却装置は、吐出圧力が４．５ｋＰａ以上の渦流ポンプ５１と、ノズル５２とを備えるので、冷却風の風速を十分に上昇させることができ、飽和領域においても液晶パネル４５１Ｇの温度を低減させることができる。したがって、液晶パネル４５１Ｇの冷却効率を向上させることができ、ひいてはプロジェクタ１の長寿命化を図ることができる。
（２）液晶パネル４５１Ｇは、渦流ポンプ５１から吐出される冷却風と、シロッコファン５４から吐出される冷却風とで冷却されるので、液晶パネル４５１Ｇの冷却効率を更に向上させることができる。
【００３４】
（３）ノズル５２は、シロッコファン５４による冷却風の吐出方向に対して約３０°となる方向に向かって渦流ポンプ５１から吐出された冷却風を噴射するように配設されているので、ノズル５２による冷却風の噴射方向が、シロッコファン５４による冷却風の吐出方向に対して順方向となる。したがって、渦流ポンプ５１、及びシロッコファン５４から吐出される冷却風の風速が互いに低下することがない。
（４）ノズル５２による冷却風の吐出方向が、シロッコファン５４による冷却風の吐出方向に対して０°より大きいので、渦流ポンプ５１、及びシロッコファン５４から吐出される冷却風は、液晶パネル４５１Ｇの近傍で乱流となる。したがって、液晶パネル４５１Ｇの冷却効率を更に高めることができる。
【００３５】
（５）ノズル５２の噴射口５２Ａは、略円形に形成され、噴射口５２Ａの内径は、液晶パネル４５１Ｇの近傍における冷却風の風速が最大となるように設定されているので、渦流ポンプ５１から吐出された冷却風の風速を十分に上昇させることができ、液晶パネル４５１Ｇの冷却効率を更に向上させることができる。
（６）液晶パネル４５１Ｇと、ノズル５２の噴射口５２Ａとの間の距離は、液晶パネル４５１Ｇの近傍における冷却風の風速が最大となるように設定されているので、渦流ポンプ５１から吐出された冷却風の風速を十分に上昇させることができ、液晶パネル４５１Ｇの冷却効率を更に向上させることができる。
【００３６】
〔実施形態の変形〕
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記実施形態では、高静圧送風機として、約４．７５ｋＰａの吐出圧力を有する渦流ポンプ５１を採用していた。これに対して、高静圧送風機として、渦流ポンプ５１の吐出圧力よりも大きい吐出圧力を有する掃気ポンプ等を採用してもよい。要するに、高静圧送風機は、４．５ｋＰａ以上の吐出圧力を有していればよい。
【００３７】
図９は、渦流ポンプ５１、及びダイヤフラム式の掃気ポンプにおける静圧と、風量との関係を示す図である。なお、図９では、渦流ポンプ５１における静圧と、風量との関係を示すグラフをＧ１とし、掃気ポンプにおける静圧と、風量との関係を示すグラフをＧ２としている。
このダイヤフラム式の掃気ポンプは、９０ｋＰａ以上の吐出圧力を有する掃気ポンプであり、図９に示すように、前記第１実施形態における渦流ポンプ５１と比較して大きい吐出圧力を有している。このような掃気ポンプを高静圧送風機として採用した場合においても前記第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００３８】
しかしながら、このようなダイヤフラム式の掃気ポンプは、隔膜を往復運動させることで吸気口から導入された空気を圧縮して排気口から吐出するものであり、可動部分の接触面積が大きいので、渦流ポンプ５１と比較して吐出圧力が高いものの寿命が短く、ひいては冷却装置の寿命が短くなるという問題がある。
これに対して、前記実施形態における渦流ポンプ５１は、可動部分である円盤部材、及び羽根車を非接触に対向させた状態で配設しているので、ダイヤフラム式の掃気ポンプと比較して寿命が長く、冷却装置の長寿命化を図ることができる。
【００３９】
前記実施形態では、冷却装置５は、低静圧送風機としてのシロッコファン５４、及びダクト５５を備えていたが、低静圧送風機は備えていなくてもよい。しかしながら、光学素子の表面積が大きい場合には、本実施形態のように、光学素子の全体を冷却することができる低静圧送風機を高静圧送風機と併用することが好ましい。
【００４０】
前記実施形態では、ノズル５２は、低静圧送風機による冷却風の吐出方向に対して約３０°となる方向に向かって渦流ポンプ５１から吐出された冷却風を噴射するように配設されていたが、０°〜９０°となる方向であればよい。例えば、ノズルは、低静圧送風機による冷却風の吐出方向に対して０°となる方向に向かって高静圧送風機から吐出された冷却風を噴射するように配設されていてもよい。しかしながら、この場合には、高静圧送風機、及び低静圧送風機から吐出される冷却風が、光学素子の近傍で乱流となる効果を得ることができないため、本実施形態における構成が好ましい。
なお、ノズルは、低静圧送風機による冷却風の吐出方向に対して９０°より大きくなる方向に向かって高静圧送風機から吐出された冷却風を噴射するように配設されていてもよいが、ノズルによる冷却風の噴射方向が、低静圧送風機による冷却風の吐出方向に対して逆方向となり、高静圧送風機、及び低静圧送風機から吐出される冷却風の風速が互いに低下するので、本発明の構成が好ましい。
【００４１】
前記実施形態では、ノズル５２の噴射口５２Ａは、略円形に形成され、噴射口５２Ａの内径は、０．８ｍｍに設定されていたが、０．６ｍｍ〜１ｍｍに設定されていればよい。しかしながら、噴射口５２Ａの内径が０．８ｍｍの場合には、液晶パネル４５１Ｇ近傍における風速は３２ｍ／ｓ程度となり最大となるため、本実施形態における構成が好ましい。要するに、噴射口５２Ａの内径は、液晶パネル４５１Ｇの近傍における冷却風の風速が最大となるように設定されていればよい。
なお、ノズルの噴射口は、円形以外の形状に形成されていてもよい。また、噴射口の内径は、０．６ｍｍ〜１ｍｍ以外の内径に設定されていてもよいが、光学素子近傍における風速は低下するので、本発明の構成が好ましい。
【００４２】
前記実施形態では、噴射口５２Ａは、液晶パネル４５１Ｇにおける光入射側端面４５１Ａとの間の距離が約１０ｍｍとなる位置に配置されていたが、５ｍｍ〜３０ｍｍとなる位置に配置されていればよい。要するに、液晶パネル４５１Ｇの近傍における冷却風の風速が最大となるように設定されていればよい。
なお、噴射口は、光学素子との間の距離が５ｍｍ〜３０ｍｍ以外となる位置に配置されていてもよいが、光学素子近傍における風速は低下するので、本発明の構成が好ましい。
【００４３】
前記実施形態では、渦流ポンプ５１を備える冷却装置５にて液晶パネル４５１Ｇを冷却していたが、例えば、入射側偏光板４５２や、射出側偏光板４５３等を冷却してもよい。
前記実施形態では、プロジェクタ１は、３つの液晶パネル４５１を備えていたが、光変調装置を２つ備えるプロジェクタや、液晶パネルを４つ以上備えるプロジェクタとして構成してもよい。
前記実施形態では、液晶パネル４５１は、一対の透明なガラス基板に電気光学物質である液晶が密閉封入され、入射光を透過する構成を採用していたが、これに限らず、入射光を反射する構成の液晶パネル、あるいは、ＤＭＤ(Digital Micromirror Device)(米国テキサスインスツルメント社の商標)等を採用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、冷却効率を向上させることができ、長寿命化を図ることができるため、プレゼンテーションやホームシアタに用いられるプロジェクタに好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施形態に係るプロジェクタの概略構成を示す模式図。
【図２】前記実施形態における光学装置本体、及び緑色光側の液晶パネルを冷却する冷却装置の一部の概略構成を示す図。
【図３】前記実施形態における渦流ポンプにおける静圧と、風量との関係を示す図。
【図４】前記実施形態におけるシロッコファンにおける静圧と、風量との関係を示す図。
【図５】前記実施形態における液晶パネル近傍における冷却風の風速と、噴射口の内径との関係を示す図。
【図６】前記実施形態における液晶パネル近傍における冷却風の風速と、液晶パネル、及び噴射口の間の距離との関係を示す図。
【図７】前記実施形態におけるプロジェクタの稼働時における液晶パネルの温度上昇量と、液晶パネル近傍における冷却風の風速との関係の理論値を示す図。
【図８】前記実施形態におけるプロジェクタの稼働時における液晶パネルの温度上昇量と、渦流ポンプ、及びシロッコファンの稼動状態との関係を示す図。
【図９】渦流ポンプ、及びダイヤフラム式の掃気ポンプにおける静圧と、風量との関係を示す図。
【符号の説明】
【００４６】
１…プロジェクタ、５…冷却装置、５１…渦流ポンプ（高静圧送風機）、５２…ノズル、５２Ａ…噴射口、５４…シロッコファン（低静圧送風機）、５５…ダクト（低静圧送風機）、４５１Ａ…光入射側端面、４５１Ｇ…液晶パネル（光学素子）。
【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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