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プロジェクタ及び冷却方法

阅读:13发布:2021-04-12

专利汇可以提供プロジェクタ及び冷却方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且【課題】小型で充分な冷却性能を発揮することができるプロジェクタ及び冷却方法を提供する。 【解決手段】本発明に係るプロジェクタ700は、 液晶 制御 基板 740と、液晶制御基板740の一方の面から離れた 位置 に配置され、内部に液晶パネル774を有する光学エンジン部760と、液晶制御基板740及び液晶パネル774を互いに接続する接続部材820と、液晶制御基板740と光学エンジン部760との間に位置し、光学エンジン部760の内部の液晶パネル774が配置された空間と連通して該空間を通る環状流路の一部を構成する下側循環ダクト880と、環状流路を含む密閉空間S4の内部に位置し、密閉空間S4の内部のガスを循環させるファン830と、密閉空間S4の内部の熱を外部に放熱する放熱機構840とを備え、密閉空間S4は接続部材820を内包する。 【選択図】図20,下面是プロジェクタ及び冷却方法专利的具体信息内容。

液晶制御基板と、 前記液晶制御基板の一方の面側であって該一方の面から離れた位置に配置され、内部に液晶パネルを有する光学エンジン部と、 前記液晶制御基板及び前記液晶パネルを互いに接続する接続部材と、 前記液晶制御基板と前記光学エンジン部との間に位置し、前記光学エンジン部の内部の前記液晶パネルが配置された空間と連通して該空間を通る環状流路の一部を構成する下側循環ダクトと、 前記環状流路を含む密閉空間内に位置し、前記密閉空間内のガスを循環させるファンと、 前記密閉空間内の熱を外部に放熱する放熱機構と、 を備え、 前記密閉空間は、前記接続部材を内包する、 プロジェクタ。請求項1に記載のプロジェクタにおいて、 前記液晶制御基板には、切欠部が形成されており、 前記接続部材は、前記切欠部を介して前記一方の面の側から他方の面の側に回りこんで、前記他方の面に接続されている、 プロジェクタ。請求項2に記載のプロジェクタにおいて、 前記液晶制御基板の前記他方の面側に位置し、両端に前記下側循環ダクトとつながる接続部を有し、当該接続部の一方は前記切欠部を覆い、前記液晶制御基板の他方の面側に、前記下側循環ダクトが形成する前記環状流路の一部と、前記液晶制御基板を間に挟んで平行に延びる流路を形成する上側循環ダクトをさらに備える、 プロジェクタ。請求項2に記載のプロジェクタにおいて、 前記液晶制御基板の前記他方の面側に位置し、前記前記切欠部を覆い、前記密閉空間の一部を構成する循環ダクトカバーをさらに備える、 プロジェクタ。請求項1から4のいずれか1項に記載のプロジェクタにおいて、 前記下側循環ダクトとつながる受熱ヒートシンクダクトと、 前記受熱ヒートシンクダクトと前記光学エンジン部とつながり、前記ファンを内包する液晶冷却用ダクトと、 をさらに備え、 前記受熱ヒートシンクダクト及び前記液晶冷却用ダクトは前記光学エンジン部の内部の前記空間及び前記下側循環ダクトに接続され、前記液晶冷却用ダクト、前記光学エンジン部の内部の前記空間、前記下側循環ダクト、前記受熱ヒートシンクダクトの順に連通する前記環状流路を形成している、 プロジェクタ。請求項1から5のいずれか1項に記載のプロジェクタにおいて、 前記放熱機構は、前記密閉空間の内部に位置する受熱部材と、前記密閉空間の外部に位置する放熱部材と、受熱部材の熱を放熱部材へ伝える伝熱部材を備える、 プロジェクタ。請求項1から6のいずれか1項に記載のプロジェクタにおいて、 前記密閉空間を形成する部材のつなぎ目に配置され、前記密閉空間の密閉性を保つ防塵部材をさらに備える、 プロジェクタ。液晶制御基板と、 前記液晶制御基板の一方の面側であって該一方の面から離れた位置に配置され、内部に液晶パネルを有する光学エンジン部と、 前記液晶制御基板及び前記液晶パネルを互いに接続する接続部材と、 前記液晶制御基板と前記光学エンジン部との間に位置し、前記光学エンジン部の内部の前記液晶パネルが配置された空間と連通して該空間を通る環状流路の一部を構成する下側循環ダクトと、 を備え、 前記接続部材を内包する密閉空間が形成されているプロジェクタの冷却方法であって、 前記環状流路内においてガスを循環させ、該ガスが受け取った熱を前記環状流路の外部に放熱する、 冷却方法。

说明书全文

本発明は、プロジェクタ及び冷却方法に関する。

プロジェクタは、光源ユニット、光学エンジン部、投写レンズ等を備える。光源ユニットは、光を出射する。光学エンジン部は、光源ユニットが出射した光を変調することで映像を形成している。投写レンズは、形成された映像をスクリーンへ投写している。このようにして、プロジェクタは、映像を形成し、スクリーンへ投写している。しかし、映像の投写時には、光学エンジン部の一部の部品は、光源ユニットが出射した光を受けるために高温になる。そこで、高温となった部品を冷却するための機構を備えるプロジェクタの一例が、特許文献1や特許文献2に記載されている。 特許文献1のプロジェクタの冷却装置は、冷却対象及び冷却ガスを密閉収納して冷却ガスを循環可能な隔壁と、冷却対象に冷却ガスを送風すると共に密閉空間に封入された冷却ガスを循環させる軸流ファンと、軸流ファンが光学装置に供給する冷却ガスを冷却する冷却ユニットと、を備える。このプロジェクタによれば、冷却装置が、高温となる冷却対象(特に熱に弱い部品)を冷却できる。 他方、特許文献2のプロジェクタは、冷却対象を内部に収納する密閉筐体を有し、密閉筐体内に冷却気体を循環させることで冷却対象を冷却する循環冷却装置と、循環冷却装置の外側に配置され、プロジェクタを制御する制御部と、循環冷却装置及び制御部を収納し、外装を構成する外装筐体と、を備える。循環冷却装置は、密閉筐体内に配置され、冷却気体を冷却対象に送風する冷却ファンと、冷却対象を冷却した気体の熱を吸熱する吸熱部と、密閉筐体とで密閉空間を形成し、冷却ファンと制御部との電気的接続を中継する中継部と、を備える。中継部は、密閉空間側となる内面に冷却ファンと電気的に接続される接続部材を有し、密閉空間側とは反対側となる外面に制御部と電気的に接続される接続部材を有する両面基板を備える。このプロジェクタによれば、冷却対象は冷却される。

特開2015−194716号公報

特開2016−224399号公報

特許文献1では、冷却ガスを密閉収納している隔壁の形状に応じては、冷却ガスの流路の断面積が必要以上に小さくなるおそれがある。流路が狭い場合、冷却ガスが循環しにくくなり、冷却対象は、充分に冷却されないおそれがある。他方、充分な流路の断面積を得ようとすると、隔壁で囲まれる密閉空間を大きくする必要があり、装置全体が大型化するおそれがある。 特許文献2に記載されたプロジェクタにおいても、特許文献1と同様に、冷却対象が充分に冷却されないおそれや、装置全体が大型化するおそれがある。また、このプロジェクタは、密閉空間の内面の、冷却ファンと接続される接続部材の位置に応じては、接続部材が流路を塞ぎ、冷却ガスが循環しにくくなり、冷却対象が冷却されにくくなるおそれがある。 そこで、本発明の目的は、上述した課題を鑑み、小型で充分な冷却性能を発揮することができるプロジェクタ及び冷却方法を提供することにある。

本発明に係るプロジェクタは、液晶制御基板と、前記液晶制御基板の一方の面側であって該一方の面から離れた位置に配置され、内部に液晶パネルを有する光学エンジン部と、前記液晶制御基板及び前記液晶パネルを互いに接続する接続部材と、前記液晶制御基板と前記光学エンジン部との間に位置し、前記光学エンジン部の内部の前記液晶パネルが配置された空間と連通して該空間を通る環状流路の一部を構成する下側循環ダクトと、前記環状流路を含む密閉空間内に位置し、前記密閉空間内のガスを循環させるファンと、前記密閉空間内の熱を外部に放熱する放熱機構と、を備え、前記密閉空間は、前記接続部材を内包する。 本発明に係る冷却方法は、液晶制御基板と、前記液晶制御基板の一方の面側であって該一方の面から離れた位置に配置され、内部に液晶パネルを有する光学エンジン部と、前記液晶制御基板及び前記液晶パネルを互いに接続する接続部材と、前記液晶制御基板と前記光学エンジン部との間に位置し、前記光学エンジン部の内部の前記液晶パネルが配置された空間と連通して該空間を通る環状流路の一部を構成する下側循環ダクトと、を備え、前記接続部材を内包する密閉空間が形成されているプロジェクタの冷却方法であって、前記環状流路内においてガスを循環させ、該ガスが受け取った熱を前記環状流路の外部に放熱する、冷却方法。

本発明によれば、小型で充分な冷却性能を発揮するプロジェクタ及び冷却方法を提供することができる。

本発明の第1実施形態であるプロジェクタの内部の構成を示す正面斜視図である。

図1に示したプロジェクタの背面斜視図である。

図1に示したプロジェクタの構成要素のうち、光源ユニット、投写レンズホルダ、投写レンズ及び光学エンジン部の構成を示す構造図である。

図1に示したプロジェクタの液晶パネルと液晶制御基板との接続部の構成を示す斜視図である。

図1に示したプロジェクタの平面図である。

図5に示した矢視A−Aにおける断面図である。

図1に示したプロジェクタの一部を分解した分解斜視図である。

第1比較形態であるプロジェクタの構成を示す正面斜視図である。

図8に示したプロジェクタの背面斜視図である。

図8に示したプロジェクタの平面図である。

図10に示した矢視A−Aにおける断面図である。

図10に示した矢視B−Bにおける断面図である。

図5に示した矢視B−Bにおける断面図である。

図8に示したプロジェクタから上側循環ダクトを取外した構成を示す斜視図である。

図6に示した矢視A−Aにおける断面図である。

本発明の第2実施形態であるプロジェクタの内部の構成を示す正面斜視図である。

図16に示したプロジェクタの背面斜視図である。

図16に示したプロジェクタの平面図である。

図18に示した矢視A−Aにおける断面図である。

本発明の第3実施形態であるプロジェクタの構成を示す構造図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。 [第1実施形態] <構成> 図1は、本発明の第1実施形態であるプロジェクタの内部の構成を示す正面斜視図である。図2は、図1に示したプロジェクタの背面斜視図である。図1及び図2を参照すると、プロジェクタ100は、光源ユニット110、投写レンズホルダ120、投写レンズ130、液晶制御基板140、液晶冷却用ダクト150、光学エンジン部160、下側循環ダクト280、上側循環ダクト190、受熱ヒートシンクダクト200及び放熱ヒートシンクダクト210を備える。プロジェクタ100は、外部機器から入された映像信号に基づいて、映像を形成し投写する。 まず、プロジェクタ100の構成を説明する。図3は、プロジェクタ100の構成要素のうち、光源ユニット110、投写レンズホルダ120、投写レンズ130及び光学エンジン部160の構成を示す構造図である。

光源ユニット110は、光学エンジン部160に向けて光を出射可能である。光源ユニット110は、公知のプロジェクタの光源用のランプ、例えばハロゲンランプを備えている。 光学エンジン部160は、後述する液晶制御基板140の一方の面(下面)側であって、一方の面から離れた位置に配置されている(図1及び図6参照)。光学エンジン部160は、インテグレータ光学部161、色分離光学部162、映像形成部163、外部隔壁164を備える。 インテグレータ光学部161は、光学エンジン部160からの光が入射可能な位置に配置されている。インテグレータ光学部161は、複数のレンズから構成され、光の照度分布を均一化する。

色分離光学部162は、ダイクロイックミラー165,166、ミラー167,168,169及びリレーレンズ170,171を備える。色分離光学部162は、入射した白色光を、赤色光、緑色光及び青色光に分離する。ダイクロイックミラー165は、赤色の波長域の光を反射し、赤色の波長域以外の波長域の光を透過する特性を有する。ダイクロイックミラー166は、緑色の波長域の光を反射し、緑色の波長域以外の波長域の光を透過する特性を有する。ダイクロイックミラー165は、インテグレータ光学部161が出射した光が略45°の入射で入射するように配置されている。ダイクロイックミラー165で反射された光の光路上にミラー168が位置している。ダイクロイックミラー166は、ダイクロイックミラー165を透過した光が略45°の入射角で入射するように配置されている。ダイクロイックミラー166を透過した光の光路上に、リレーレンズ170及びミラー167が配置されている。ミラー167で反射された光の光路上に、リレーレンズ171及びミラー169が配置されている。リレーレンズ170,171は、長い光路における光の発散等に基づく光の利用効率の低下を防止するために設けられている。すなわち、リレーレンズ170に入射した光を、できるだけそのままミラー169にて反射させる。 映像形成部163は、レンズ172r,172g,172b、入射側偏光板173r,173g,173b、液晶パネル174r,174g,174b、出射側偏光板175r,175g,175b、クロスダイクロイックプリズム176、レンズ177及び内部隔壁178を備える。映像形成部163は、入射した各色の光を変調して映像を形成し、出射する。 3つの入射側偏光板173r,173g,173bは、色分離光学部162のミラー168,166,169のそれぞれの反射光の光路上にそれぞれ位置している。入射側偏光板173r,173g,173bは、入射した各色光のうち、一定方向の偏光のみ透過させ、その他の光を吸収するものである。入射側偏光板442は、サファイヤガラス等の基板に偏光膜が貼付されたものである。

各入射側偏光板173r,173g,173bを通る光の光路上であって、各入射側偏光板173r,173g,173bの後段には、液晶パネル174r,174g,174b及び出射側偏光板175r,175g,175bがそれぞれ配置されている。各液晶パネル174r,174g,174bは、液晶制御基板140(図1,2参照)に接続されている。液晶パネル174r,174g,174bと液晶制御基板140との接続について、図4を参照して説明すると、液晶制御基板140は、四角形状に切欠かれた切欠部141が形成された回路基板である。すなわち、液晶制御基板140は、切欠部141の内周端部142r,142g,142bに設けられた接続部材(例えばフレキシブル基板)220r,220g,220bを介して、3つの液晶パネル174r,174g,174bにそれぞれ接続されている。より詳細には、接続部材220rの長手方向の一端は、液晶パネル174rに接続されている。接続部材220rの他端は、切欠部141を介して、液晶制御基板140の光学エンジン部160が配置されていない側(他方の面(上面)側)に回り込んで、液晶制御基板140の内周端部142rの近傍の接続部に接続されている。同様にして、接続部材220gは、液晶パネル174gと液晶制御基板140の内周端部142gの近傍の接続部とに接続されている。接続部材220bは、液晶パネル174bと液晶制御基板140の内周端部142bの近傍の接続部とに接続されている。液晶制御基板140は、液晶パネル174r,174g,174bに、それぞれに対応する色の画像を形成するための映像信号をそれぞれ出力する。液晶パネル174r,174g,174bは、例えば、ポリシリコンTFTをスイッチング素子として用いたものであり、液晶制御基板140からの映像信号に基づいて、入射した光を変調する。

再び図3を参照する。3つの出射側偏光板175r,175g,175bは、液晶パネル174r,174g,174bから出射された光のうち、所定方向の偏光のみ透過させ、その他の光を吸収する。なお入射側偏光板173r,173g,173b及び出射側偏光板175r,175g,175bは、互いの偏光軸の方向が直交するように配置されている。 入射側偏光板173r,173g,173b、液晶パネル174r,174g,174b及び出射側偏光板175r,175g,175bは、組み合わさって、入射した光に基づく画像を形成する。そして、各出射側偏光板175r,175g,175bに囲まれる位置にクロスダイクロイックプリズム176が配置されている。入射側偏光板173r,173g,173b、液晶パネル174r,174g,174b及び出射側偏光板175r,175g,175bは、それぞれが形成した各色の画像をクロスダイクロイックプリズム176へ出射する。クロスダイクロイックプリズム176は、入射した各色の画像を合成した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176に対向する位置に、レンズ177が配置されている。以上説明した入射側偏光板173r,173g,173b、液晶パネル174r,174g,174b、出射側偏光板175r,175g,175b、クロスダイクロイックプリズム176が、内部隔壁178に囲まれた空間内に収納されている。この空間は、内部隔壁178に嵌め込まれたレンズ172r,172g,172b,レンズ177を介して、外部との間で光の出入りが可能である。なお、内部隔壁178は、光学エンジン部160に含まれるその他の構成部品(図示せず)も収納してよい。

以上説明したインテグレータ光学部161、色分離光学部162、映像形成部163が、外部隔壁164の内側に収納されている。この外部隔壁164には、前述した光源ユニット110が取り付けられて光学エンジン部160のインテグレータ光学部161と対向している。また、外部隔壁164には、投写レンズホルダ120が取り付けられており、この投写レンズホルダ120に支持されている投写レンズ130が、光学エンジン部160の映像形成部163に対向している。投写レンズ130は、図示しないスクリーンに対向している。クロスダイクロイックプリズム176は、形成したカラー画像を、レンズ177を介して投写レンズ130へ出射する。この光学エンジン部160は、カラー画像を連続的に形成して映像を出射することができる。

<投写方法> 以上説明した構成のプロジェクタを用いて画像又は映像を投写する方法について説明する。光源ユニット110は、光学エンジン部160に向けて白色光111を出射する。光学エンジン部160は、液晶制御基板140からの映像情報を基に、入射した白色光を変調して映像を形成する。また、形成された映像を投写レンズ130へ出射する。具体的には、光源ユニット110から入射した白色光111は、インテグレータ光学部161において、照度分布が均一化される。そして、照度分布が均一化された白色光は、色分離光学部162において赤色光、緑色光及び青色光に分離される。具体的には、ダイクロイックミラー165に入射した光のうち赤色の波長域の光は、ダイクロイックミラー165にて反射され、ミラー168を介して映像形成部163のレンズ172rに入射する。ダイクロイックミラー165に入射した光のうち赤色の波長域以外の波長域の光は、ダイクロイックミラー165を透過してダイクロイックミラー166に入射する。ダイクロイックミラー166に入射した光のうち緑色の波長域の光はダイクロイックミラー166にて反射され、映像形成部163のレンズ172gに入射する。ダイクロイックミラー166に入射した光のうち緑色の波長域以外の波長域の光(白色光から赤色光と緑色光が分離された後の青色光)は、ダイクロイックミラー166を透過して、リレーレンズ170、ミラー167、リレーレンズ171及びミラー169を介して、映像形成部163のレンズ172bに入射する。この青色光は、他の色の光の光路よりも長い光路を進行するが、リレーレンズ170,171が光の発散等に基づく光の利用効率の低下を防止するため、リレーレンズ170に入射した光がほぼそのままレンズ172bに入射する。

こうして、映像形成部163のレンズ172r,172g,172bに入射した赤色光、緑色光及び青色光は、入射側偏光板173r,173g,173にて一定方向の偏光のみ透過させられる。各入射側偏光板173r,173g,173bを透過した各色の偏光は、液晶パネル174r,174g,174bにおいて液晶制御基板140からの指令に基づいて変調される。さらに、液晶パネル174r,174g,174bにおいて変調された各色の光のうちの所定方向の偏光のみが出射側偏光板175r,175g,175bを透過する。このように、レンズ172rに入射した赤色光から、入射側偏光板173r、液晶パネル174r及び出射側偏光板175rが、赤色の画像を形成する。同様に、レンズ172gに入射した緑色光から、入射側偏光板173g、液晶パネル174g及び出射側偏光板175gが緑色の画像を形成する。レンズ172bに入射した青色光から、入射側偏光板173b、液晶パネル174b及び出射側偏光板175bが青色の画像を形成する。そして、各出射側偏光板175r,175g,175bからクロスダイクロイックプリズム176に出射された各色の画像がクロスダイクロイックプリズム176において合成されてカラー画像が形成される。このカラー画像が、クロスダイクロイックプリズム176から、レンズ177及び投写レンズ130を介してスクリーン(図示省略)に投写される。カラー画像が連続的に形成される場合には、スクリーンに映像が投写される。

<冷却機構> 本実施形態のプロジェクタ100は、発熱する冷却対象を冷却する冷却機構を備える。以下、冷却機構について説明する。図5は、図1に示したプロジェクタ100の平面図である。図6は、図5に示した矢視A−Aにおける断面図である。図6を参照すると、プロジェクタ100は、上述した各構成部材の他に、冷却機構を構成する、ファン230、放熱機構240及び防塵部材271,272,273,274,275をさらに備える。また、図6に示すように、プロジェクタ100は、液晶冷却用ダクト150、光学エンジン部160、下側循環ダクト280、上側循環ダクト190及び受熱ヒートシンクダクト200を用いて、内部に密閉空間S1を形成している。密閉空間S1には、冷却用のガスが封入されている。冷却用のガスには、公知のプロジェクタの冷却機構に用いられることが可能なヘリウムガス、窒素ガス、空気(大気)などの気体が用いられることができ、本実施形態では、一例として空気が用いられる。より具体的には、下側循環ダクト280は、液晶制御基板140と、光学エンジン部160との間に位置している。下側循環ダクト280は、接続部材220r,220g,220bを内包している(図4参照)。また、液晶冷却用ダクト150の接続部151は、光学エンジン部160の接続部179とつながる。光学エンジン部160の接続部180は、下側循環ダクト280の接続部281とつながる。下側循環ダクト280の接続部282は、受熱ヒートシンクダクト200の接続部201とつながる。受熱ヒートシンクダクト200の接続部202は、液晶冷却用ダクト150の接続部152とつながる。これにより、液晶冷却用ダクト150、光学エンジン部160、下側循環ダクト280及び受熱ヒートシンクダクト200は、一続きに組み合わさって、環状流路291を形成している。環状流路291のうち、下側循環ダクト280が形成している部分を下側流路292と呼ぶ。なお、光学エンジン部160の、内部隔壁178、レンズ172r,172g,172b及びレンズ177で囲まれた部分(図3参照)が、環状流路291の一部となる。すなわち、主な冷却対象である液晶パネル174r,174g,174bは、環状流路291の内部に位置している。

上側循環ダクト190は、液晶制御基板140の光学エンジン部160が配置されていない側の面に隣接している。また、上側循環ダクト190の接続部191は、下側循環ダクト280の接続部283とつながる。上側循環ダクト190の接続部192は、下側循環ダクト280の接続部284とつながる。すなわち、上側循環ダクト190は、両端に下側循環ダクト280とつながる接続部191,192を有している。これにより、液晶制御基板140の光学エンジン部160が配置されていない側に、上側循環ダクト190は、下側循環ダクト280が形成する下側流路292と平行に延びるとともに下側流路292と連通する上側流路293を形成している。なお、液晶制御基板140は、密閉空間S1の気密性を担保した状態で、上側循環ダクト190の接続部191と下側循環ダクト280の接続部283とに挟まれている。すなわち、液晶制御基板140の切欠部141(図4参照)は、上側循環ダクト190の接続部191に覆われている。

防塵部材271,272,273,274,275は、密閉空間S1を形成する各部材のつなぎ目に配置されて、つなぎ目の密閉性を保ち、つなぎ目から外気が侵入することを抑制している。防塵部材271,272,273,274,275は、ゴムクッションや発泡ゴムを使用したスポンジゴムから構成されている。具体的には、防塵部材271は、液晶制御基板140と上側循環ダクト190の接続部191とに挟まれている。防塵部材272は、液晶制御基板140と下側循環ダクト280の接続部283とに挟まれている。防塵部材273は、下側循環ダクト280の接続部281と光学エンジン部160の接続部180とに挟まれている。防塵部材274は、上側循環ダクト190の接続部192と下側循環ダクト280の接続部284とに挟まれている。防塵部材275は、下側循環ダクト280の接続部282と受熱ヒートシンクダクト200の接続部201とに挟まれている。

ファン230は、密閉空間S1の内部、具体的には、液晶冷却用ダクト150の内部に位置し、密閉空間S1の内部のガスを循環させる。ファン230は、受熱ヒートシンクダクト200の側のガスを光学エンジン部160の方向へ送風する。 放熱機構240は、密閉空間S1の内部の熱を外部に放熱する。放熱機構240は、受熱部材241、放熱部材242及び伝熱部材243を備える。受熱部材241は、密閉空間S1の内部、より詳細には受熱ヒートシンクダクト200の内部に配置されている。受熱部材241は、一例として、フィンから構成される。放熱部材242は、密閉空間S1の外部、より詳細には、放熱ヒートシンクダクト210の内部に配置されている。放熱部材242は、一例として、フィンから構成される。なお、放熱ヒートシンクダクト210は、プロジェクタ100の筐体(図示省略)の内部に位置している。放熱ヒートシンクダクト210の内部に外気が導入されて送風されており、放熱部材242には、放熱ヒートシンクダクト210の内部に導入された外気が供給されている。伝熱部材243は、受熱部材241と放熱部材242とを接続している。伝熱部材243は、受熱部材241の熱を放熱部材242へ伝える。伝熱部材243は、一例として、ヒートパイプから構成される。 図7は、プロジェクタ100の一部を分解した分解斜視図である。図7を参照すると、下側循環ダクト280、液晶制御基板140及び上側循環ダクト190は、ブロック化されている。したがって、ブロック化された下側循環ダクト280、液晶制御基板140及び上側循環ダクト190を、この順番で積層することで、プロジェクタ100は、組み立てられている。

<冷却方法> 次に、図6を参照しながら、プロジェクタ100における、冷却対象の冷却方法を説明する。 プロジェクタ100が冷却対象の冷却を行うときには、ファン230が密閉空間S1の内部のガスを送風する。送風されたガスは、環状流路291に沿って、液晶冷却用ダクト150の内部を通り、光学エンジン部160へ到達する。光学エンジン部160へ到達したガスは、冷却対象である液晶パネル174r,174g,174bへ吹き付けられる。液晶パネル174r,174g,174bの温度は、映像の形成動作に基づいて高くなっている。したがって、液晶パネル174r,174g,174bよりも低温のガスが液晶パネル174r,174g,174bに吹き付けられることで、液晶パネル174r,174g,174bの熱がガスに奪われる。すなわち、液晶パネル174r,174g,174bは冷却される。その後、液晶パネル174r,174g,174bを冷却したガスは、光学エンジン部160から下側循環ダクト280へと流れる。下側循環ダクト280では、環状流路291の一部が、上側循環ダクト190を通る上側流路293に枝分かれしている。これにより、下側循環ダクト280に到達したガスは、下側循環ダクト280の下側流路292と、上側循環ダクト190の上側流路293に枝分かれして流れる。その後、上側循環ダクト190の上側流路293を流れるガスは、上側循環ダクト190を通過した後に、再び下側循環ダクト280の下側流路292を流れるガスと合流する。そして、合流したガスは、受熱ヒートシンクダクト200を通って、液晶冷却用ダクト150へと流れる。受熱ヒートシンクダクト200の通過時に、ガスは、受熱部材241と接触する。受熱部材241は接触するガスよりも低温であるために、ガスの熱は、受熱部材241へ移動する。すなわち、ガスの温度が下がる。その後、温度が下がったガスは、液晶冷却用ダクト150へと流れる。そして、ガスは、再びファン230の位置に到達して、光学エンジン部160へと送られる。このようにして、密閉空間S1の内部のガスは、循環している。 なお、ガスから熱を奪い高温となる受熱部材241は、伝熱部材243を介して放熱部材242と繋がっている。このため、受熱部材241の熱は放熱部材242へと移動し、放熱部材242から外気へと放熱される。すなわち、受熱部材241は、密閉空間S1の内部のガスよりも低温な状態に保たれる。 つまり、プロジェクタ100は、発熱部である液晶パネル174r,174g,174bを冷却して暖められたガスを、密閉空間S1の外部にある放熱部材242と伝熱部材243で接続されている受熱部材241で冷やして、再度発熱部に供給している。

<第1比較形態> 次に、本発明のプロジェクタ100の作用・効果を明確にするための比較対象とする第1比較形態のプロジェクタについて説明する。図8は、第1比較形態であるプロジェクタの構成を示す正面斜視図である。図9は、図8に示したプロジェクタの背面斜視図である。図10は、図8に示したプロジェクタを平面方向から見た平面図である。図11は、図10に示した矢視A−Aにおける断面図である。 図8及び図9を参照すると、第1比較形態のプロジェクタ300は、光源ユニット310、投写レンズホルダ320、投写レンズ330、液晶制御基板340、液晶冷却用ダクト350、光学エンジン部360、上側循環ダクト390、受熱ヒートシンクダクト400及び放熱ヒートシンクダクト410を備える。図11を参照すると、プロジェクタ300は、さらに、ファン430及び放熱機構440を備える。ここで、光源ユニット310、投写レンズホルダ320、投写レンズ330、液晶制御基板340、液晶冷却用ダクト350、光学エンジン部360、受熱ヒートシンクダクト400、放熱ヒートシンクダクト410、ファン430及び放熱機構440は、第1実施形態で説明したものと同じである。プロジェクタ300は、外部機器から入力された映像信号に基づいて映像を形成し投写する。プロジェクタ300は、第1実施形態の下側循環ダクト280の代わりに、第1中継ダクト481と第2中継ダクト485とを備える。これに伴い、プロジェクタ300は、液晶冷却用ダクト350、光学エンジン部360、第1中継ダクト481、上側循環ダクト390、第2中継ダクト485及び受熱ヒートシンクダクト400を用いて、内部に密閉空間S2を形成している。密閉空間S2には、冷却用のガスが封入されている。また、上側循環ダクト390は、液晶制御基板340の光学エンジン部360が配置されていない側の面に隣接している。光学エンジン部360の接続部380は、第1中継ダクト481の接続部482とつながる。第1中継ダクト481の接続部483は、上側循環ダクト390の接続部391とつながる。上側循環ダクト390の接続部392は、第2中継ダクト485の接続部486とつながる。第2中継ダクト485の接続部487は、受熱ヒートシンクダクト400の接続部401とつながる。すなわち、プロジェクタ300はプロジェクタ100と異なり、光学エンジン部360、受熱ヒートシンクダクト400、上側循環ダクト390が繋がる部材が、下側循環ダクト280(図6参照)から第1中継ダクト481又は第2中継ダクト485へと変更されている。また、液晶冷却用ダクト350、光学エンジン部360、第1中継ダクト481、上側循環ダクト390、第2中継ダクト485、受熱ヒートシンクダクト400は、組み合わさって、環状流路491を形成している。環状流路491のうち、上側循環ダクト390が形成している部分を上側流路492と呼ぶ。なお、液晶制御基板340は、密閉空間S2の気密性を担保した状態で、上側循環ダクト390の接続部391と第1中継ダクト481の接続部483とに挟まれている。プロジェクタ300においても、プロジェクタ100と同様に、密閉空間S2の内部に配置されたファン430が、密閉空間S2の内部のガスを循環させている。

<作用・効果> 第1比較形態に係るプロジェクタ300と対比して、以下に第1実施形態に係るプロジェクタ100の効果を説明する。

(第1の効果) プロジェクタ100の密閉空間S1の内部では、ファン230が送風したガスが循環している(図6参照)。これにより、ファン230に送風されたガスは、冷却対象である液晶パネル174r,174g,174bに供給される。したがって、プロジェクタ100は、冷却対象である液晶パネル174r,174g,174bを冷却できる。

(第2の効果) 液晶パネル174r,174g,174bに粉塵が付着すると、粉塵が光路を遮ってしまうことで、液晶パネル174r,174g,174bが形成する画像に影ができてしまうおそれがある。しかし、プロジェクタ100は、冷却対象である液晶パネル174r,174g,174bを密閉空間S1の内部に備える(図6参照)。この密閉空間S1は密閉されているため、密閉空間S1の内部に粉塵を多く含んだ外気が侵入しにくい。したがって、プロジェクタ100は、外気に含まれる粉塵が液晶パネル174r,174g,174bに付着することで液晶パネル174r,174g,174bが形成する画像が劣化することを防止することができる。

(第3の効果) 図12は、図10に示す第1比較形態に係るプロジェクタ300の矢視B−Bの断面図である。他方、図13は、図5に示す第1実施形態に係るプロジェクタ100の矢視B−Bの断面図である。図12を参照すると、第1比較形態に係るプロジェクタ300では、光学エンジン部360の熱を受熱したガスが流れる流路は、上側循環ダクト390が形成する上側流路492である。しかし、図13に示すように、第1実施形態に係るプロジェクタ100では、光学エンジン部160で熱を受熱したガスが流れる流路は、上側循環ダクト190が形成する上側流路293に加え、下側循環ダクト280が形成する下側流路292も含まれる。したがって、プロジェクタ100は、流路の面積が広がり、よりガスが流れやすくなる。これにより、プロジェクタ100では、ガスの循環時の圧力損失が、プロジェクタ300よりも小さい。よって、プロジェクタ100の冷却性能がプロジェクタ300と比較して向上している。 また、プロジェクタ100は、上側循環ダクト190と下側循環ダクト280の2箇所に流路を有する。このため、小型化のために上側循環ダクト190を縮小しても、プロジェクタ300と同等の大きさの流路の断面積を有することができる。したがって、プロジェクタ100は、上側循環ダクト190を縮小することで充分な冷却性能を発揮しながら小型化ができる。

(第4の効果) 第1比較形態に係るプロジェクタ300では、光学エンジン部360と上側循環ダクト390との間に液晶制御基板340がある(図11参照)。ここで、図14は、プロジェクタ300から上側循環ダクト390を取外した構成を示す斜視図である。図14を参照すると、光学エンジン部360から上側循環ダクト390へ流れるガスは、液晶制御基板340の切欠部341を通過する必要がある。しかし、液晶制御基板340の切欠部341の寸法は、光学エンジン部360が備える液晶パネル374やクロスダイクロイックプリズム376の寸法から制約を受ける場合があり、切欠部341を大きくできない場合がある。切欠部341が小さい場合、切欠部341がオリフィスとなり、切欠部341を通過するガスの圧力損失が大きくなるおそれがある。 第1実施形態に係るプロジェクタ100の上側循環ダクト190を流れるガスも同様に圧力損失が生じる(図6参照)。しかし、プロジェクタ100では、上側循環ダクト190のみならず、切欠部341の影響を受けない下側循環ダクト280もガスが流れる。したがって、プロジェクタ100では、冷却用のガスのうちの一部のみが上側循環ダクト190を流れて圧力損失が生じるが、残りのガスは下側循環ダクト280を流れるため大きな圧力損失は生じない。結果として、プロジェクタ100は、プロジェクタ300と比較して、切欠部341を通過することを理由とするガスの圧力損失が小さい。

(第5の効果) また、再び図14を参照すると、第1比較形態に係るプロジェクタ300では、接続部材420が切欠部341の周辺に位置している。このため、接続部材420が流路の一部を塞ぐために、接続部材420近傍を流れるガスには、大きな圧力損失が生じるおそれがある。 第1実施形態に係るプロジェクタ100の上側循環ダクト190を流れるガスも同様に圧力損失が生じる(図6参照)。しかし、プロジェクタ100における光学エンジン部160と下側循環ダクト280とのつなぎ目を示す図15(図6に示した矢視A−Aにおける断面図)を参照すると、光学エンジン部160と下側循環ダクト280とのつなぎ目には、長方形の開口285が形成されている。開口285のそれぞれの辺の長さは、L1とL2とである。また、接続部材220r,220g,220bの幅は、全てL3である。開口285の辺の長さL1,L2は、液晶制御基板140の切欠部141の大きさと異なり、液晶パネル174r,174g,174bやクロスダイクロイックプリズム176の寸法からの制約を受けにくく、比較的自由に決められる。したがって、下側循環ダクト280と光学エンジン部160との間の開口285は、接続部材220r,220g,220bの幅L3よりも充分に広くできる。すなわち、接続部材220r,220g,220bは、開口285をあまり塞いでいない構成にできる。つまり、接続部材220r,220g,220bが流路を塞ぐことを理由とする、下側循環ダクト280へ流れ込むガスの圧力損失は、上側循環ダクト190に流れ込むガスの圧力損失と比較して小さくできる。 よって、プロジェクタ100は、プロジェクタ300と比較して、接続部材220r,220g,220bが流路を塞ぐことを理由とするガスの圧力損失が小さい。

(第6の効果) プロジェクタ100は、ブロック化された下側循環ダクト280、液晶制御基板140及び上側循環ダクト190を備えている(図7参照)。下側循環ダクト280、液晶制御基板140及び上側循環ダクト190をこの順番で積層することで、プロジェクタ100は、容易に組み立てられる。

(第7の効果) 防塵部材271,272,273,274,275は、密閉空間S1を形成する各部材のつなぎ目に配置されている(図6参照)。これにより、プロジェクタ100は、密閉空間S1を形成する各部材のつなぎ目から粉塵を多く含んだ外気が侵入することを抑制できる。また、仮にプロジェクタ100の密閉空間S1に内部に大気以外の冷却用のガスを充満している場合には、各部材のつなぎ目から冷却用のガスが流出することを抑制できる。

<変形例> なお、上記実施形態で説明したプロジェクタの構成は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内においてその構成を変更してもよい。 例えば、前述した構成では、フィンである受熱部材241及び放熱部材242とヒートパイプである伝熱部材243とを用いて密閉空間S1の熱を外部に放熱する放熱機構240を採用した。しかし、放熱機構240は、この機構に限らず、密閉空間S1の熱を外部に放熱できればよい。 例えば、放熱機構240にペルチェ素子のような熱電変換素子を用いてもよい。ペルチェ素子は、電圧を印加することで受熱部の熱を放熱部に移送する性質を持つ。熱電変換素子の受熱部を密閉空間S1の内部に、放熱部を密閉空間S1の外部になるように熱電変換素子を配置する。そして、熱電変換素子に電圧を印加することで、密閉空間S1の内部の熱を外部に放熱できる。また、ラジエーターを使用しても同様の結果が得られる。

[第2実施形態] <構成> 図16は、本発明の第2実施形態であるプロジェクタの内部の構成を示す正面斜視図である。図17は、図16に示したプロジェクタの背面斜視図である。図18は、図16に示したプロジェクタを平面図である。図19は、図18に示した矢視A−Aにおける断面図である。図16及び図17を参照すると、プロジェクタ500は、光源ユニット510、投写レンズホルダ520、投写レンズ530、液晶制御基板540、液晶冷却用ダクト550、光学エンジン部560、下側循環ダクト680、循環ダクトカバー590、受熱ヒートシンクダクト600及び放熱ヒートシンクダクト610を備える。また、図19を参照すると、プロジェクタ500は、さらに、ファン630及び放熱機構640を備える。ここで、光源ユニット510、投写レンズホルダ520、投写レンズ530、液晶制御基板540、液晶冷却用ダクト550、光学エンジン部560、受熱ヒートシンクダクト600、放熱ヒートシンクダクト610、ファン630、及び放熱機構640は、第1実施形態で説明したものと同じである。プロジェクタ500は、外部機器から入力された映像信号に基づいて、映像を形成し投写する。

プロジェクタ500は、第1実施形態のプロジェクタ100が備える上側循環ダクト190(図6参照)の代わりに、循環ダクトカバー590を備える(図19参照)。これに伴い、プロジェクタ500は、液晶冷却用ダクト550、光学エンジン部560、下側循環ダクト680、循環ダクトカバー590及び受熱ヒートシンクダクト600を用いて、内部に密閉空間S3を形成している。密閉空間S3には、冷却用のガスが封入されている。 下側循環ダクト680は、液晶制御基板540と、光学エンジン部560との間に位置している。下側循環ダクト680は、接続部材620を内包している。下側循環ダクト680の接続部683は、循環ダクトカバー590の接続部591とつながる。すなわち、液晶制御基板140の切欠部141は、循環ダクトカバー590の接続部591に覆われている。したがって、プロジェクタ500の液晶制御基板540の光学エンジン部560が配置されていない側(他方の面(上面)側)には、流路が形成されない。 プロジェクタ500では液晶冷却用ダクト550、光学エンジン部560、下側循環ダクト680、受熱ヒートシンクダクト600は、組み合わさって、環状の環状流路691を形成している。環状流路691のうち、下側循環ダクト680が形成している部分を下側流路692と呼ぶ。なお、液晶制御基板540は、密閉空間S3の気密性を担保した状態で、循環ダクトカバー590の接続部591と下側循環ダクト680の接続部683とに挟まれている。 プロジェクタ500においても、プロジェクタ100と同様に、密閉空間S3の内部に配置されたファン630が、ガスを環状流路691に沿って循環させている。これにより、冷却対象である液晶パネル574にガスが供給されている。

<作用・効果> (第1の効果) プロジェクタ500は、プロジェクタ100と同様に、冷却対象である液晶パネル574にガスを供給できる(図19参照)。したがって、プロジェクタ500は、液晶パネル574を冷却できる。

(第2の効果) プロジェクタ500は、冷却対象である液晶パネル574を密閉空間S3の内部に備える(図19参照)。この密閉空間S3は密閉されているため、プロジェクタ500は、プロジェクタ100と同様に、外気に含まれる粉塵が液晶パネル574に付着することで液晶パネル574が形成する画像が劣化することを防止することができる。

(第3の効果) プロジェクタ500において、循環するガスは、液晶制御基板540の切欠部(図示省略)を通過しない。したがって、プロジェクタ500では、環状流路691は、液晶制御基板540の切欠部から形成されるオリフィスを通らない。したがって、プロジェクタ500では、液晶制御基板540の切欠部を通過することを理由とするガスの圧力損失がない。 よって、プロジェクタ500の冷却性能は、プロジェクタ300よりも向上している。これにより、プロジェクタ500は、プロジェクタ300よりも小型でも充分な冷却性能を発揮することができる。

(第4の効果) また、プロジェクタ500では、循環するガスが液晶制御基板540の切欠部(図示省略)を通過しないために、液晶制御基板540の切欠部の近傍に接続された接続部材620が流路を塞ぐ部分は、循環するガスの流路から外れている。すなわち、プロジェクタ500では、接続部材620が流路を塞ぐことを理由とするガスの圧力損失がない。 したがって、プロジェクタ500は、プロジェクタ300と比較して、冷却性能が向上している。これにより、プロジェクタ500は、プロジェクタ300よりも小型でも充分な冷却性能を発揮することができる。

[第3実施形態] <構成> 図20は、本発明の第3実施形態であるプロジェクタの構成を示す構造図である。図20を参照すると、プロジェクタ700は、液晶制御基板740、光学エンジン部760、接続部材820、下側循環ダクト880、ファン830及び放熱機構840を備える。 光学エンジン部760は、液晶制御基板740の一方の面側であって、該一方の面から離れた位置に配置され、内部に液晶パネル774を有する。 接続部材820は、液晶制御基板740及び液晶パネル774を互いに接続する。 下側循環ダクト880は、液晶制御基板740と光学エンジン部760との間に位置する。また、下側循環ダクト880は、光学エンジン部760の内部の液晶パネル774が配置された空間と連通して該空間を通る環状流路の一部を構成する。 ファン830は、環状流路を含む密閉空間S4の内部に位置し、密閉空間S4の内部のガスを循環させる。 放熱機構840は、密閉空間S4の内部の熱を外部に放熱する。 密閉空間S4は、接続部材820を内包する。

<作用・効果> (第1の効果) プロジェクタ700は、プロジェクタ100と同様に、冷却対象である液晶パネル774にガスを供給できる。したがって、プロジェクタ700は、液晶パネル774を冷却できる。

(第2の効果) プロジェクタ700は、冷却対象である液晶パネル774を密閉空間S4の内部に備える(図20参照)。この密閉空間S4は密閉されているため、プロジェクタ700は、プロジェクタ100と同様に、外気に含まれる粉塵が液晶パネル774に付着することで液晶パネル774が形成する画像が劣化することを防止することができる。

(第3の効果) プロジェクタ700において、循環するガスは、液晶制御基板740の切欠部(図示省略)を通過しない。したがって、プロジェクタ700では、プロジェクタ500と同様に、液晶制御基板740の切欠部を通過することを理由とするガスの圧力損失がない。よって、プロジェクタ700の冷却性能が向上しており、小型で充分な冷却性能を発揮することができる。

(第4の効果) プロジェクタ700では、循環するガスが液晶制御基板740の切欠部を通過しないために、液晶制御基板740の切欠部の近傍に接続された接続部材820が流路を塞ぐ部分は、循環するガスの流路から外れて位置している。すなわち、プロジェクタ700は、プロジェクタ500と同様に、接続部材820が流路を塞ぐことを理由とするガスの圧力損失がない。したがって、プロジェクタ700は、プロジェクタ300よりも、冷却性能が向上しており、小型で充分な冷却性能を発揮することができる。

100:プロジェクタ、110:光源ユニット、111:白色光、120:投写レンズホルダ、130:投写レンズ、140:液晶制御基板、141:切欠部、142:端部、150:液晶冷却ダクト、151:接続部、152:接続部、160:光学エンジン部、161:インテグレータ光学部、162:色分離光学部、163:映像形成部、164:外部隔壁、165:ダイクロイックミラー、166:ダイクロイックミラー、167:ミラー、168:ミラー、169:ミラー、170:リレーレンズ、171:リレーレンズ、172:レンズ、173:入射側偏光板、174:液晶パネル、175:出射側偏光板、176:クロスダイクロイックプリズム、177:レンズ、178:内部隔壁、179:接続部、180:接続部、190:上側循環ダクト、191:接続部、192:接続部、201:接続部、202:接続部、220:接続部材、230:ファン、240:放熱機構、241:受熱部材、242:放熱部材、243:伝熱部材、271:防塵部材、272:防塵部材、273:防塵部材、274:防塵部材、275:防塵部材、280:下側循環ダクト、281:接続部、282:接続部、283:接続部、284:接続部、285:開口、291:環状流路、292:下側流路、293:上側流路、300:プロジェクタ、310:光源ユニット、320:投写レンズホルダ、330:投写レンズ、340:液晶制御基板、341:切欠部、350:液晶冷却ダクト、360:光学エンジン部、374:液晶パネル、376:クロスダイクロイックプリズム、380:接続部、390:上側循環ダクト、391:接続部、392:接続部、401:接続部、420:接続部材、430:ファン、440:放熱機構、442:入射側偏光板、481:第1中継ダクト、482:接続部、483:接続部、485:第2中継ダクト、486:接続部、487:接続部、491:環状流路、492:上側流路、500:プロジェクタ、510:光源ユニット、520:投写レンズホルダ、530:投写レンズ、540:液晶制御基板、550:液晶冷却ダクト、560:光学エンジン部、574:液晶パネル、590:循環ダクトカバー、591:接続部、620:接続部材、630:ファン、640:放熱機構、680:下側循環ダクト、683:接続部、691:環状流路、692:下側流路、700:プロジェクタ、740:液晶制御基板、760:光学エンジン部、774:液晶パネル、820:接続部材、830:ファン、840:放熱機構、880:下側循環ダクト、L1,L2:長さ、L3:幅、S1:密閉空間、S2:密閉空間、S3:密閉空間、S4:密閉空間

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