JP4483299B2 - projector - Google Patents
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Description
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に関するものである。 The present invention relates to a projector, and more particularly to a projector using a solid light emitting element as a light source unit.
近年、プロジェクタの光源部として、放電型ランプ、例えばメタルハライドランプ、キセノンランプ、超高圧水銀ランプ等が用いられている。放電型ランプは、高輝度、高効率である反面、高圧の電源回路を必要とする。高圧の電源回路は大型で重いため、プロジェクタの小型化の妨げとなってしまう。また、放電ランプの点灯寿命時間も十分に長いとはいえない。さらに、放電ランプは、高速な点灯や消灯、変調などが極めて困難である。特に、放電ランプの起動時には、数分間という長い時間を要してしまう。 In recent years, discharge lamps such as metal halide lamps, xenon lamps, ultrahigh pressure mercury lamps, and the like have been used as light source units for projectors. The discharge lamp has high brightness and high efficiency, but requires a high-voltage power supply circuit. The high-voltage power supply circuit is large and heavy, which hinders miniaturization of the projector. Moreover, it cannot be said that the lighting life time of the discharge lamp is sufficiently long. Furthermore, it is extremely difficult to quickly turn on / off and modulate the discharge lamp. In particular, when starting the discharge lamp, a long time of several minutes is required.
このため、新たな光源部として固体発光素子が注目されている。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。また、ＬＥＤは、駆動電流の制御により、ミリ秒オーダーの高速な点灯、消灯、変調（射出光量の調整）が容易である。このため、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部として好適である。 For this reason, solid-state light emitting devices have attracted attention as a new light source unit. Among solid-state light emitting devices, the progress of development and improvement of light emitting diodes (hereinafter referred to as “LEDs”) is remarkable. In addition to small output LEDs for display, products have also been developed for high output LEDs for illumination. LEDs have the characteristics of being ultra-compact, ultra-light, and long-life. Further, the LED can be easily turned on / off and modulated (adjustment of the amount of emitted light) on the order of milliseconds by controlling the drive current. For this reason, the LED is suitable as a light source unit of a projector, particularly a small portable projector.
このようなプロジェクタの光源部としての可能性を有するＬＥＤであるが、現状のＬＥＤの発光効率は、超高圧水銀ランプの１／２〜１／３程度である。これは、ＬＥＤに定格電流を流しても、得られる光量がまだ少ないからである。このため、光量を増やすために、複数のＬＥＤをアレイ化して配置することが考えられる。ＬＥＤをアレイ化することで、光源部の発光面積が大きくなる。プロジェクタでは、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）として表すことができる。この面積と立体角の積は、光学系において保存される。従って、光源部の空間的な広がりが大きくなると、空間光変調装置で取り込むことができる角度が小さくなる。このため、光源部からの光束を有効に用いることが困難であり、かえって、照明効率の低下を招いてしまう。 Although it is LED which has a possibility as a light source part of such a projector, the luminous efficiency of the present LED is about 1/2 to 1/3 of an ultrahigh pressure mercury lamp. This is because the amount of light obtained is still small even when a rated current is passed through the LED. For this reason, in order to increase the amount of light, it is conceivable to arrange a plurality of LEDs in an array. By arraying the LEDs, the light emission area of the light source unit is increased. In a projector, in an optical system including a light source unit and a spatial light modulation device, a spatial extent in which a light beam that can be effectively handled exists can be expressed as a product of an area and a solid angle (etendue, Geometric Extent). The product of the area and the solid angle is stored in the optical system. Therefore, when the spatial extent of the light source unit increases, the angle that can be captured by the spatial light modulator decreases. For this reason, it is difficult to effectively use the light flux from the light source unit, which in turn causes a reduction in illumination efficiency.
そこで、ＬＥＤそのものの発光量を増やすことが望ましい。ＬＥＤに流す電流値は定格電流という制約がある。ＬＥＤの最大光量は、定格電流と効率とにより決まる。そして、ＬＥＤの定格電流は、発熱量に依存している。このため、放熱効率を高めれば、定格電流を大きくできる。この結果、より多くの光量を得ることができる。このため、ＬＥＤをファンで冷却する構成、又はＬＥＤを液体の冷媒で冷却する構成が提案されている。例えば、冷媒が流動する管を連結してＬＥＤを冷却する構成が、例えば特許文献１に提案されている。また、複数のＬＥＤを冷却する構成が、例えば特許文献２に提案されている。 Therefore, it is desirable to increase the light emission amount of the LED itself. The value of the current flowing through the LED is limited to the rated current. The maximum light quantity of the LED is determined by the rated current and efficiency. The rated current of the LED depends on the amount of heat generated. For this reason, if the heat dissipation efficiency is increased, the rated current can be increased. As a result, a larger amount of light can be obtained. For this reason, the structure which cools LED with a fan, or the structure which cools LED with a liquid refrigerant | coolant is proposed. For example, Patent Document 1 proposes a configuration in which a tube in which a refrigerant flows is connected to cool an LED. Moreover, the structure which cools several LED is proposed by patent document 2, for example.
しかしながら、特許文献１に開示された構成では、ＬＥＤを冷却するための構成が複雑になってしまう。このため、プロジェクタを小型化、低価格化することが困難である。また、特許文献２に開示された構成では、各ＬＥＤチップの配置に制約が大きく、光を効率的に取出すこととＬＥＤの配置との両立が困難である。 However, in the configuration disclosed in Patent Document 1, the configuration for cooling the LEDs becomes complicated. For this reason, it is difficult to reduce the size and price of the projector. Further, in the configuration disclosed in Patent Document 2, there is a great restriction on the arrangement of each LED chip, and it is difficult to achieve both the efficient extraction of light and the arrangement of LEDs.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光源部を高効率に冷却し、高輝度な光により高画質な投写像を得ることができるプロジェクタを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a projector that can cool a light source portion with high efficiency and obtain a high-quality projected image with high-luminance light.
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、第１面と第２面とを有する第１基板の第１面上に設けられている第１色光を供給する第１色光用光源部と、第１面と第２面とを有する第２基板の第１面上に設けられている第２色光を供給する第２色光用光源部と、第１面と第２面とを有する第３基板の第１面上に設けられている第３色光を供給する第３色光用光源部と、第１色光を画像信号に応じて変調する第１色光用空間光変調装置と、第２色光を画像信号に応じて変調する第２色光用空間光変調装置と、第３色光を画像信号に応じて変調する第３色光用空間光変調装置と、各色光用光源部からの光を、それぞれ各色光用空間光変調装置へ導くための導光光学系と、各色光用空間光変調装置でそれぞれ変調された第１色光、第２色光、第３色光を合成する色合成光学系と、変調された光を投写する投写レンズとを有し、第１基板の第２面と、第２基板の第２面と、第３基板の第２面とで一定の空間を形成するように構成し、一定の空間に前記各色光用光源部を冷却するための冷却用流体を流動させることを特徴とするプロジェクタを提供できる。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, according to the present invention, the first color light that is provided on the first surface of the first substrate having the first surface and the second surface is supplied. A light source unit for one color light; a light source unit for second color light that supplies second color light provided on a first surface of a second substrate having a first surface and a second surface; a first surface; A third color light source for supplying third color light provided on a first surface of a third substrate having a surface, and a spatial light modulator for first color light that modulates the first color light according to an image signal A spatial light modulator for second color light that modulates second color light according to an image signal, a spatial light modulator for third color light that modulates third color light according to an image signal, and a light source unit for each color light Of the first color light modulated by the respective color light spatial light modulators A color combining optical system that combines the second color light and the third color light; a projection lens that projects the modulated light; a second surface of the first substrate; a second surface of the second substrate; It is possible to provide a projector characterized in that a fixed space is formed with the second surface of the substrate, and a cooling fluid for cooling the light source portions for the respective color lights is caused to flow in the fixed space.
本発明では、第１色光用光源部は、第１基板の第１面上に設けられている。また、第２色光用光源部と第３色光用光源部とは、それぞれ第２基板、第３基板の第１面上に設けられている。このため、第１基板、第２基板、及び第３基板の第２面側には各色光用光源部は形成されてない。そして、第１基板、第２基板、及び第３基板の第２面側を用いて、一定の空間が形成されるように各基板同士を固着する。次に、一定の空間に前記各色光用光源部を冷却するための冷却用流体を流動させる。これにより、各基板の第２面側が冷却されることで、第１面側に設けられている各色光用光源部を冷却できる。各色光用光源部は、冷却されることで放熱効率が高くなる。この結果、より多くの光を取出すことでき、高輝度な光により高画質な投写像を得ることができる。 In the present invention, the first color light source unit is provided on the first surface of the first substrate. The second color light source unit and the third color light source unit are provided on the first surface of the second substrate and the third substrate, respectively. For this reason, the light sources for each color light are not formed on the second surface side of the first substrate, the second substrate, and the third substrate. Then, using the second surface side of the first substrate, the second substrate, and the third substrate, the substrates are fixed to each other so that a certain space is formed. Next, a cooling fluid for cooling the light source portions for the respective color lights is caused to flow in a certain space. Thereby, the light source part for each color light provided on the first surface side can be cooled by cooling the second surface side of each substrate. Each light source unit for color light is cooled to increase heat dissipation efficiency. As a result, more light can be extracted, and a high-quality projected image can be obtained with high-luminance light.
また、本発明の好ましい態様によれば、色合成光学系は、第１色光を反射し、第２色光を透過する第１のダイクロイックミラーと、第３色光を反射し、第２色光を透過する第２のダイクロイックミラーと、をＸ字型に配置して構成され、冷却用流体は、一定の空間と色合成光学系とを流動することが望ましい。これにより、各色光用光源部に加えて、空間光変調装置も冷却できる。 Further, according to a preferred aspect of the present invention, the color synthesizing optical system reflects the first dichroic mirror that reflects the first color light and transmits the second color light, reflects the third color light, and transmits the second color light. It is desirable that the second dichroic mirror is arranged in an X shape, and the cooling fluid preferably flows in a certain space and the color synthesis optical system. Thereby, in addition to the light source part for each color light, the spatial light modulator can also be cooled.
また、本発明の好ましい態様によれば、冷却用流体が一定の空間内を流動する方向と、導光光学系が導光する方向とは略直交することが望ましい。これにより、導光光学系と冷媒を供給する装置とを容易に分離できる。プロジェクタの周辺部分の設計が容易になる。また、放熱経路の熱抵抗を小さくできる結果、高い放熱効果を得られる。 Further, according to a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the direction in which the cooling fluid flows in a certain space and the direction in which the light guide optical system guides light are substantially orthogonal. Thereby, a light guide optical system and the apparatus which supplies a refrigerant | coolant can be isolate | separated easily. Design of the peripheral part of the projector becomes easy. Moreover, as a result of reducing the thermal resistance of the heat dissipation path, a high heat dissipation effect can be obtained.
また、本発明の好ましい態様によれば、第４基板をさらに有し、第４基板は、一定の空間から冷却用流体を排出する冷却用流体排出部を備え、第１基板と、第２基板と、第３基板と、第４基板とは、一定の空間を取り囲むような筒状構造を構成することが望ましい。冷却用流体排出部は、第４基板の位置において冷却用流体を排出する。冷却用流体排出部が冷却用流体を排出すると、冷却用流体は、筒状構造のうち開放されている部分から、一定の空間内に流入する。このようにして、一定の空間において、冷却用流体を特定の方向へ流動することができる。また、筒状構造の一部を開放する構成とすると、冷却用流体排出部の駆動によって、少ない抵抗で容易に冷却用流体を流入することが可能になる。さらに、冷却用流体排出部は、筒状構造の第４基板にはめ込むように設けることができる。筒状構造から冷却用流体排出部を突出させず、はめ込むように設けることにより、各色光用光源部の周辺をコンパクトな構成にすることができる。これにより、コンパクトな構成で、容易に冷却用流体を流動させることができる。 According to a preferred aspect of the present invention, the apparatus further includes a fourth substrate, and the fourth substrate includes a cooling fluid discharge unit that discharges the cooling fluid from a certain space, and includes the first substrate and the second substrate. In addition, it is desirable that the third substrate and the fourth substrate constitute a cylindrical structure surrounding a certain space. The cooling fluid discharge unit discharges the cooling fluid at the position of the fourth substrate. When the cooling fluid discharge unit discharges the cooling fluid, the cooling fluid flows into a certain space from the open portion of the cylindrical structure. In this way, the cooling fluid can flow in a specific direction in a certain space. Further, when a part of the cylindrical structure is opened, the cooling fluid can be easily introduced with a small amount of resistance by driving the cooling fluid discharge portion. Furthermore, the cooling fluid discharge portion can be provided so as to be fitted into the fourth substrate having a cylindrical structure. By providing the cooling fluid discharge part so as not to protrude from the cylindrical structure, the periphery of each color light source part can be made compact. Thereby, the cooling fluid can easily flow with a compact configuration.
また、本発明の好ましい態様によれば、各色光用光源部を駆動する光源駆動部をさらに有し、筒状構造は、第１の開口部と第２の開口部とを有し、光源駆動部は、第１の開口部と第２の開口部との少なくとも一方、又は筒状構造の内部に設けられていることが望ましい。大きい発熱量の光源駆動部を筒状構造の開口部の少なくとも一方、又は筒状構造の内部に設けることにより、光源駆動部を冷却することができる。また、各色光用光源部と光源駆動部とを筒状構造に集中して設けることにより、光源駆動部を冷却するための他の部材を設けることが不要となる。他の部材を設けることが不要となるため、構成をコンパクトにできる。また、一定の空間に冷却用流体を流動させることにより同時に各色光用光源部と光源駆動部とを冷却することができる。これにより、各色光用光源部と光源駆動部とを、コンパクトな構成で、かつ効率良く冷却することができる。 According to a preferred aspect of the present invention, the light source driving unit for driving each color light source unit is further provided, and the cylindrical structure has a first opening and a second opening, and the light source driving. The part is preferably provided in at least one of the first opening and the second opening, or inside the cylindrical structure. By providing the light source driving unit having a large calorific value in at least one of the openings of the cylindrical structure, or inside the cylindrical structure, the light source driving unit can be cooled. Further, by providing the light source units for each color light and the light source driving unit in a concentrated manner in the cylindrical structure, it is not necessary to provide other members for cooling the light source driving unit. Since it is not necessary to provide other members, the configuration can be made compact. In addition, the light source unit for each color light and the light source driving unit can be cooled at the same time by flowing a cooling fluid in a certain space. Thereby, the light source part and light source drive part for each color light can be efficiently cooled by a compact structure.
また、本発明の好ましい態様によれば、冷却用流体を、第１色光用空間光変調装置と、第２色光用空間光変調装置と、第３色光用空間光変調装置と、のうち少なくとも１つを通過させた後一定の空間に流入させる流体導入部を有することが望ましい。流体導入部を設けることにより、各色光用空間光変調装置を冷却することができる。また、空間光変調装置は、各色光用光源部と比較して発熱量が少ない。冷却用流体を、各色光用空間光変調装置を通過させてから一定の空間に流入させる構成とすることにより、低い温度の冷却用流体で各色光用空間光変調装置を冷却することが可能となる。また、各色光用光源部は、各色光用空間光変調装置を通過した後の冷却用流体によっても冷却することができる。これにより、各色光用空間光変調装置を冷却し、さらに、冷却用流体を効率良く利用することができる。 According to a preferred aspect of the present invention, the cooling fluid is at least one of the first color light spatial light modulation device, the second color light spatial light modulation device, and the third color light spatial light modulation device. It is desirable to have a fluid introduction part that flows into a certain space after passing through one of them. By providing the fluid introduction part, each color light spatial light modulator can be cooled. In addition, the spatial light modulation device generates less heat than the light source units for each color light. By allowing the cooling fluid to pass through each color light spatial light modulator and then flow into a certain space, it is possible to cool each color light spatial light modulator with a low temperature cooling fluid. Become. Each color light source unit can also be cooled by a cooling fluid after passing through each color light spatial light modulator. Thereby, the spatial light modulation device for each color light can be cooled, and furthermore, the cooling fluid can be used efficiently.
また、本発明の好ましい態様によれば、色合成光学系は、第１色光を反射し、第２色光を透過する第１のダイクロイックミラーと、第３色光を反射し、第２色光を透過する第２のダイクロイックミラーと、をＸ字型に配置して構成され、冷却用流体は、色合成光学系を通過した後一定の空間に流入することが望ましい。色合成光学系をダイクロイックミラーで構成すると、ダイクロイックミラーどうしの隙間から一定の空間に冷却用流体を流入することができる。ダイクロイックミラーどうしの隙間から冷却用流体を流入すると、ダイクロイックミラーを介して各色光用空間光変調装置を冷却することができる。冷却用流体を、各色光用空間光変調装置を通過させてから一定の空間に流入させる構成とすることにより、低い温度の冷却用流体で各色光用空間光変調装置を冷却することが可能となる。また、各色光用光源部は、各色光用空間光変調装置を通過した後の冷却用流体によっても冷却することが可能である。これにより、各色光用空間光変調装置を冷却し、さらに、冷却用流体を効率良く利用することができる。 Further, according to a preferred aspect of the present invention, the color synthesizing optical system reflects the first dichroic mirror that reflects the first color light and transmits the second color light, reflects the third color light, and transmits the second color light. It is desirable that the second dichroic mirror is arranged in an X shape, and the cooling fluid preferably flows into a certain space after passing through the color synthesis optical system. When the color synthesizing optical system is composed of dichroic mirrors, the cooling fluid can flow into a certain space from the gap between the dichroic mirrors. When the cooling fluid is introduced from the gap between the dichroic mirrors, each color light spatial light modulator can be cooled via the dichroic mirror. By allowing the cooling fluid to pass through each color light spatial light modulator and then flow into a certain space, it is possible to cool each color light spatial light modulator with a low temperature cooling fluid. Become. Each color light source unit can also be cooled by a cooling fluid after passing through each color light spatial light modulator. Thereby, the spatial light modulation device for each color light can be cooled, and furthermore, the cooling fluid can be used efficiently.
また、本発明の好ましい態様によれば、筒状構造は、第１の開口部と第２の開口部とを有し、第１の開口部と第２の開口部との少なくとも一方に設けられ、一定の空間へ流入する冷却用流体の経路の一部を遮蔽する流体遮蔽部を有し、流体遮蔽部は、第１基板の第２面の近傍と、第２基板の第２面の近傍と、第３基板の第２面の近傍と、に冷却用流体を通過させることが望ましい。流体遮蔽部により冷却用流体の経路の一部を遮蔽すると、各基板の第２面の位置から、一定の空間に冷却用流体を流入することができる。各基板の第２面の位置から冷却用流体を流入することにより、各基板の第２面に冷却用流体を効率良く接触させることが可能となる。また、流体遮蔽部が冷却用流体の経路の一部を狭くすることで、各基板の第２面の位置において冷却用流体を高速に流動させることが可能となる。これにより、各色光用光源部を効率良く冷却することができる。 According to a preferred aspect of the present invention, the cylindrical structure has a first opening and a second opening, and is provided in at least one of the first opening and the second opening. And a fluid shielding part that shields a part of the path of the cooling fluid flowing into the fixed space, the fluid shielding part being in the vicinity of the second surface of the first substrate and in the vicinity of the second surface of the second substrate. In addition, it is desirable to pass the cooling fluid through the vicinity of the second surface of the third substrate. When a part of the path of the cooling fluid is shielded by the fluid shielding portion, the cooling fluid can flow into a certain space from the position of the second surface of each substrate. By flowing the cooling fluid from the position of the second surface of each substrate, the cooling fluid can be efficiently brought into contact with the second surface of each substrate. Further, the fluid shielding portion narrows a part of the path of the cooling fluid, so that the cooling fluid can flow at a high speed at the position of the second surface of each substrate. Thereby, each color light source part can be cooled efficiently.
さらに本発明によれば、第１面と第２面とを有する第１基板の第１面上に設けられている第１色光を供給する第１色光用光源部と、第１面と第２面とを有する第２基板の第１面上に設けられている第２色光を供給する第２色光用光源部と、第１面と第２面とを有する第３基板の第１面上に設けられている第３色光を供給する第３色光用光源部と、第１色光を画像信号に応じて変調する第１色光用空間光変調装置と、第２色光を画像信号に応じて変調する第２色光用空間光変調装置と、第３色光を画像信号に応じて変調する第３色光用空間光変調装置と、第１色光用空間光変調装置で変調された光を投写する第１色光用投写レンズと、第２色光用空間光変調装置で変調された光を投写する第２色光用投写レンズと、第３色光用空間光変調装置で変調された光を投写する第３色光用投写レンズと、第４基板と、を有し、第１基板の第２面と、第２基板の第２面と、第３基板の第２面とで一定の空間を形成するように構成し、一定の空間に各色光用光源部を冷却するための冷却用流体を流動させ、第４基板は、一定の空間から冷却用流体を排出する冷却用流体排出部を備え、第１基板と、第２基板と、第３基板と、第４基板とで筒状構造を構成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。 Furthermore, according to the present invention, the first color light source for supplying the first color light provided on the first surface of the first substrate having the first surface and the second surface, the first surface and the second surface. A second color light source for supplying second color light provided on a first surface of a second substrate having a surface, and a first surface of a third substrate having a first surface and a second surface. A third color light source that supplies the third color light, a first color light spatial light modulator that modulates the first color light according to the image signal, and a second color light that modulates the second color light according to the image signal. A spatial light modulator for second color light, a spatial light modulator for third color light that modulates third color light according to an image signal, and a first color light that projects light modulated by the spatial light modulator for first color light Projection lens, second color light projection lens for projecting light modulated by the second color light spatial light modulation device, and third color light spatial light modulation device A projection lens for third color light that projects the adjusted light; and a fourth substrate; a second surface of the first substrate; a second surface of the second substrate; and a second surface of the third substrate. The fourth substrate is used for cooling to discharge the cooling fluid from the fixed space. The cooling fluid for cooling the light source units for the respective color lights is flowed into the fixed space. It is possible to provide a projector including a fluid discharge portion and having a cylindrical structure composed of a first substrate, a second substrate, a third substrate, and a fourth substrate.
各基板の第２面で一定の空間を構成して各色光用光源部を冷却することにより、光源部ごとに冷却のための部材を設けることが不要となる。光源部ごとに冷却のための部材を設けることが不要であるため構成をコンパクトにできる。また、一定の空間に冷却用流体を流動させることにより同時に各色光用光源部を冷却することができる。各色光用光源部は、冷却されることで放熱効率が高くなる。この結果、より多くの光を取出すことでき、高輝度な光により高画質な投写像を得ることができる。また、コンパクトな構成で、かつ効率良く各色光用光源部を冷却することができる。さらに、本発明の構成では、色合成光学系や導光光学系が不要となる。このため光学系を簡潔な構成にできる上、各色光の光路を屈折する回数を減らすことができる。光路の屈折回数を減らすと、反射等による各色光のロスを低減することもできる。 By forming a fixed space on the second surface of each substrate and cooling each color light source unit, it is not necessary to provide a cooling member for each light source unit. Since it is not necessary to provide a cooling member for each light source unit, the configuration can be made compact. In addition, the light sources for each color light can be simultaneously cooled by flowing a cooling fluid in a fixed space. Each light source unit for color light is cooled to increase heat dissipation efficiency. As a result, more light can be extracted, and a high-quality projected image can be obtained with high-luminance light. Further, it is possible to cool each color light source unit efficiently with a compact configuration. Furthermore, the configuration of the present invention eliminates the need for a color synthesis optical system or a light guide optical system. Therefore, the optical system can be simplified and the number of times of refracting the optical path of each color light can be reduced. If the number of refractions of the optical path is reduced, the loss of light of each color due to reflection or the like can be reduced.
以下に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this Example.
図１は、実施例１に係るプロジェクタの斜視構成を示す。第１色光用光源部であるＲ光用ＬＥＤ１０１Ｒは、第１色光である赤色光（以下、「Ｒ光」という。）を供給する。Ｒ光用ＬＥＤ１０１Ｒは、複数のＬＥＤ素子が第１基板１０２Ｒの第１面１０２Ｒａ上にアレイ状に設けられている。同様に、Ｇ光用ＬＥＤ１０１Ｇは、第２色光である緑色光（以下、「Ｇ光」という。）を供給する。Ｇ光用ＬＥＤ１０１Ｇは、複数のＬＥＤ素子が第２基板１０２Ｇの第１面１０２Ｇａ上にアレイ状に設けられている。さらに、Ｂ光用ＬＥＤ１０１Ｂは、第３色光である青色光（以下、「Ｂ光」という。）を供給する。Ｂ光用ＬＥＤ１０１Ｂは、複数のＬＥＤ素子が第３基板１０２Ｂの第１面１０２Ｂａ上にアレイ状に設けられている。
FIG. 1 illustrates a perspective configuration of the projector according to the first embodiment. The
まず、Ｒ光について説明する。Ｒ光用ＬＥＤ１０１ＲからのＲ光は、導光光学系である台形プリズム１０３Ｒへ底面から入射する。図２に示すように、台形プリズム１０３Ｒの底面から入射したＲ光は、斜面１０３Ｒａで反射されて。光路を９０°折り曲げられる。反射されたＲ光は、導光方向ｄ１に沿って台形プリズム１０３Ｒ内を進行する。そして、斜面１０３Ｒｂで反射され、再度光路を９０°折り曲げられる。さらに、台形プリズム１０３Ｒ内を進行したＲ光は、底面から射出する。ここで、台形プリズム１０３Ｒのロッド部分はインテグレータとしての機能を兼用することもできる。図２では、簡単のために台形プリズム１０３Ｒのロッド部分を短くして図示しているが、インテグレータの機能を奏するためには十分な長さにすることが望ましい。台形プリズム１０３Ｒの底面の近傍には、第１色光用空間光変調装置である透過型のＲ光用液晶ライトバルブ１０４Ｒが設けられている。Ｒ光用液晶ライトバルブ１０４Ｒは、入射光を画像信号に応じて変調して射出する。
First, the R light will be described. The R light from the
Ｇ光についても、Ｇ光用ＬＥＤ１０１ＧからのＧ光は、台形プリズム１０３Ｇを経て、Ｇ光用液晶ライトバルブ１０４Ｇで変調される。Ｂ光も同様に、Ｂ光用ＬＥＤ１０１ＢからのＢ光は、台形プリズム１０３Ｂを経て、Ｂ光用液晶ライトバルブ１０４Ｂで変調される。各色光用液晶ライトバルブで変調されたＲ光、Ｇ光、Ｂ光は、それぞれ異なる面からクロスダイクロイックプリズム１０５へ入射する。
Also for the G light, the G light from the G
クロスダイクロイックプリズム１０５は、第１のダイクロイック膜１０５ａと第２のダイクロイック膜１０５ｂ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１０５ａは、Ｒ光を反射し、Ｇ光を透過する。第２のダイクロイック膜１０５ｂは、Ｂ光を反射し、Ｇ光を透過する。これにより、変調された各色光は、合成されて投写レンズ１０６の方向へ射出される。投写レンズ１０６は、変調された各色光を不図示のスクリーンに投写する。これにより、フルカラー像を得ることができる。
The cross
そして、第１基板１０２Ｒの第２面１０２Ｒｂと、第２基板１０２Ｇの第２面１０２Ｒｂと、第３基板１０２Ｂの第２面１０２Ｂｂとは、一定の空間１０７を形成するように構成されている。一定の空間１０７に各色光用ＬＥＤ１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂを冷却するための冷却用流体Ｗを流動させる。このような空間１０７に冷却用流体Ｗを高速、多量に流動できる。冷却用流体Ｗは、液体と気体との何れでも良い。各色光用光源部１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂは、直接的かつ高効率で冷却されることで放熱効率が高くなる。この結果、より多くの光を取出すことでき、高輝度な光により高画質な投写像を得ることができる。また、プロジェクタ１００の光学系も空間的に無駄なく構成できる。
The second surface 102Rb of the
図２、図３は、プロジェクタ１００をそれぞれＸＹ面、ＸＺ面から見た構成を示す。図２からわかるように、冷却用流体Ｗは、空間１０７内をＹ軸に沿った方向へ流動する。また、冷却用流体Ｗが流動する方向は、光が台形プリズム１０３Ｒ、１０３Ｇ、１０３Ｂ内を進行する方向ｄ１に略平行である。好ましくは、図３に示すように、さらに異なる基板１０８（図３参照）を用いて、４つの基板で断面形状が略正方形の一定の空間１０７を形成することが望ましい。これにより、冷却用流体Ｗが各色光用ＬＥＤ１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂの近傍で他の空間へ逃げることがない。このため、さらに効率良く各色光用ＬＥＤ１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂを冷却できる。
2 and 3 show configurations of the
図４は、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と同一の部分には同様の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施例は、Ｇ光用ＬＥＤ１０１ＧとＧ光用液晶ライトバルブ２０４Ｇとが、導光光学系を介さずに、対向して設けられている。Ｇ光用ＬＥＤ２０１Ｇは、第２基板２０２Ｇの第１面２０２Ｇａ側に設けられている。第２基板２０２Ｇの第２面２０２Ｇｂと、第２面１０２Ｒｂ、１０２Ｂｂとで一定の空間２０７を構成する。また、クロスダイクロイックプリズム２０５は、第１のダイクロイック膜２０５ａと第２のダイクロイック膜２０５ｂとがＸＹ面内でＸ字形状となるように構成されている。これにより、各色光用液晶ライトバルブ１０４Ｒ、２０４Ｇ、１０４Ｂで画像信号に応じて変調された光は、クロスダイクロイックプリズム２０５で合成されて、Ｙ軸に沿った方向へ射出される。そして、投写レンズ１０６は、変調された各色光を不図示のスクリーンに投写する。これにより、フルカラー像を得ることができる。
FIG. 4 shows a schematic configuration of the
本実施例では、空間２０７内をＺ軸方向（紙面に垂直な方向）に沿って冷却用流体Ｗが流動する。このように、冷却用流体Ｗの流動方向と、導光光学系である台形プリズム１０３Ｒ、１０３Ｂ内を光が導光される方向ｄ１とは略直交する。これにより、台形プリズム１０３Ｒ、１０３Ｂと冷媒を供給する装置とを容易に分離できる。そして、プロジェクタの周辺部分の設計が容易になる。また、放熱経路の熱抵抗を小さくできる結果、高い放熱効果を得られる。
In the present embodiment, the cooling fluid W flows in the
図５は、実施例３に係るプロジェクタ３００の概略構成を示す。本実施例は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズムの代わりに、２枚のダイクロイックミラー３０５ａ、３０５ｂを用いている。上記実施例１と同一の部分には同様の符号を付し、重複する説明は省略する。色合成光学系３０５は、第１のダイクロイックミラー３０５ａと第２のダイクロイックミラー３０５ｂとをＸ字状に配列して構成されている。第１のダイクロイックミラー３０５ａは、Ｒ光を反射し、Ｇ光を透過する。第２のダイクロイックミラー３０５ｂは、Ｂ光を反射し、Ｇ光を透過する。これにより、変調された各色光は、合成されて投写レンズ１０６の方向へ射出される。投写レンズ１０６は、変調された各色光を不図示のスクリーンに投写する。これにより、フルカラー像を得ることができる。
FIG. 5 shows a schematic configuration of a
色合成光学系３０５は、２枚のダイクロイックミラー３０５ａ、３０５ｂだけで構成されている。このため、クロスダイクロイックプリズムとは異なり、色合成光学系３０５内を冷却用流体が流動できる。本実施例では、図５に示すように、各色光用ＬＥＤ１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂを冷却した冷却用流体Ｗが、そのまま２枚のダイクロイックミラー３０５ａ、３０５ｂの反射面に沿ってＹ方向へ通過する。２枚のダイクロイックミラー３０５ａ、３０５ｂ近傍には、各色光用液晶ライトバルブ１０４Ｒ、１０４Ｇ、１０４Ｇが設けられている。このため、各色光用ＬＥＤ１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂに加えて、各色光用液晶ライトバルブ１０４Ｒ、１０４Ｇ、１０４Ｇも冷却できる。
The color synthesizing
図６は、実施例３の変形例の概略構成を示す。本変形例では、各色光用ＬＥＤ１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂと、色合成光学系３０５とを当接させて固着した構成である。この場合、導光光学系として三角形プリズム４０３Ｒ、４０３Ｇ、４０３Ｂを用いる。本変形例では、冷却用流体Ｗが他の空間へ逃げること無く、空間１０７や色合成光学系３０５を効率的に流動できる。また、プロジェクタ４００自体を小型化できる。
FIG. 6 shows a schematic configuration of a modification of the third embodiment. In this modification, each
図７は、実施例４に係るプロジェクタ７００のＹＺ面における断面を上から見た構成を示す。本実施例は、一定の空間７０７を構成する第１基板７０２Ｒ、第２基板７０２Ｇ、第３基板７０３Ｂに、第４基板７０８を加えて筒状構造を構成することを特徴とする。上記実施例１と同一の部分には同様の符号を付し、重複する説明は省略する。Ｒ光用ＬＥＤ７０１Ｒは、第１基板７０２Ｒの第１面７０２Ｒａ側に設けられている。Ｇ光用ＬＥＤ７０１Ｇは、第２基板７０２Ｇの第１面７０２Ｇａ側に設けられている。Ｂ光用ＬＥＤ７０１Ｂは、第３基板７０２Ｂの第１面７０２Ｂａ側に設けられている。
FIG. 7 shows a configuration of the
Ｒ光用ＬＥＤ７０１ＲからのＲ光は、台形プリズム７０３Ｒ内を進行して、透過型のＲ光用液晶ライトバルブ７０４Ｒに入射する。Ｇ光用ＬＥＤ７０１ＧからのＧ光は、そのまま透過型のＧ光用液晶ライトバルブ７０４Ｇに入射する。Ｂ光用ＬＥＤ７０１ＢからのＢ光は、台形プリズム７０３Ｂ内を進行して、透過型のＢ光用液晶ライトバルブ７０４Ｂに入射する。各色光用液晶ライトバルブ７０４Ｒ、７０４Ｇ、７０４Ｂで変調されたＲ光、Ｇ光、Ｂ光は、それぞれ異なる面からクロスダイクロイックプリズム７０５へ入射する。
The R light from the
クロスダイクロイックプリズム７０５の第１のダイクロイック膜７０５ａは、Ｂ光を反射し、Ｇ光を透過する。第２のダイクロイック膜７０５ｂは、Ｒ光を反射し、Ｇ光を透過する。これにより、変調された各色光は、合成されて投写レンズ１０６の方向へ射出される。なお、本実施例のここまでの説明において上記の実施例１と同一名の部材は、実施例１の説明と同様の機能を有し、配置される位置や向きのみが異なる。
The first
さらに、プロジェクタ７００は、第４基板７０８を有する。第４基板７０８には、冷却用流体排出部である冷却ファン７１０がはめ込まれるようにして設けられている。ファン７１０は、空間７０７から冷却用流体を排出する。そして、第１基板７０２Ｒと、第２基板７０２Ｇと、第３基板７０２Ｂと、第４基板７０８とは、空間７０７を四方から取り囲むような筒状構造を構成する。図７で示すＹＺ面における断面では、筒状構造は、略正方形の断面となって観察される。また、筒状構造は、図７の紙面手前側と紙面奥側とのいずれも面を持たず開放されている。
Further, the
第１基板７０２Ｒの第２面７０２Ｒａ、第２基板７０２Ｇの第２面７０２Ｇａ、第３基板７０２Ｂの第２面７０２Ｂａには、フィン７０９が設けられている。フィン７０９は、放熱効果を有する金属部材、例えば板状のアルミニウム部材により構成されている。フィン７０９は、各色光用ＬＥＤ７０１Ｒ、７０１Ｇ、７０１Ｂからの熱を空間７０７に放熱する。なお、十分な放熱が可能であれば、プロジェクタ７００は、フィン７０９を設けない構成としても良い。
図８は、プロジェクタ７００の側面構成を示す。冷却ファン７１０（図７参照）は、第４基板７０８にはめ込まれて設けられている。このため、図８に示す側面図では、冷却ファン７１０は、第４基板７０８から突出せず確認されない。上述のように、各基板で構成される筒状構造は、２箇所において面を持たず開放されている。このため、冷却ファン７１０が冷却用流体を矢印Ｗｏｕｔの方向へ排出すると、冷却用流体は、筒状構造の開放されている部分から矢印Ｗｉｎの方向へ流動する。そして、冷却用流体は、空間７０７内を通過して、ファン７１０から排出される経路で流動する。
FIG. 8 shows a side configuration of the
ここで、図９を用いてファン７１０の構成を説明する。図９は、各基板で構成される筒状構造の斜視構造を示す。冷却ファン１１０は、複数の羽根部材を略同心円上に設けている。複数の羽根部材が設けられている略同心円の中心点Ｃを中心として高速回転することにより、冷却ファン１１０は、一定の空間７０７から矢印Ｗｏｕｔの方向へ冷却用流体を排出する。
Here, the configuration of the
冷却ファン７１０は、第４の基板７０８の位置で冷却用流体を排出する。冷却ファン７１０が冷却用流体を排出すると、冷却用流体は、筒状構造のうち開放されている部分から、空間７０７内に流入する。このようにして、空間７０７において、冷却用流体を特定の方向へ流動することができる。また、筒状構造の一部を開放する構成とすると、冷却ファン７１０によって、少ない抵抗で容易に冷却用流体を流入することが可能になる。さらに、冷却ファン７１０は、筒状構造の第４基板７０８にはめ込むように設けることができる。第４基板７０８から冷却ファン７１０を突出させず、はめ込むように設けることにより、各色光用ＬＥＤ７０１Ｒ、７０１Ｇ、７０１Ｂの周辺をコンパクトな構成にすることができる。これにより、コンパクトな構成で、容易に冷却用流体を流動させることができるという効果を奏する。
The cooling
図１０は、各色光用ＬＥＤ７０１Ｒ、７０１Ｇ、７０１Ｂ及び冷却ファン７１０の実装例を示す。図１０の構成によると、冷却用流体である外気は、プロジェクタ７００の上面及び下面から流入し、プロジェクタ７００の側面から排出する。筒状構造に合わせてプロジェクタ７００の外装を構成すると、プロジェクタ７００を薄型にできる。また、冷却ファン７１０も、上述のように、第４基板７０８にはめ込むように配置されている（図７参照）。このため、プロジェクタ７００の側面に第４基板７０８を設けても、冷却ファン７１０をプロジェクタ７００の外側に突出させずコンパクトな構成にすることができる。
FIG. 10 shows an example of mounting the
図１１は、実施例５に係るプロジェクタ１１００の概略構成を示す。本実施例は、第１基板７０２Ｒと、第２基板７０２Ｇと、第３基板７０３Ｂと、第４基板７０８とで筒状構造を構成する点において、上記の実施例４のプロジェクタ７００と同様である。本実施例のプロジェクタ１１００は、筒状構造における開放部分に、光源駆動部である駆動回路１１１１を設けることを特徴とする。上記実施例４と同一の部分には同様の符号を付し、重複する説明は省略する。
FIG. 11 shows a schematic configuration of a
各基板により構成される筒状構造は、第１の開口部と第２の開口部とを有する。第１の開口部と第２の開口部とは、互いに対向している。図１１において、第１の開口部は、紙面の手前側、第２の開口部は、紙面の向こう側にある。光源駆動部である駆動回路１１１１は、第１の開口部を覆うように設けられている。駆動回路１１１１は、各色光用ＬＥＤ７０１Ｒ、７０１Ｇ、７０１Ｂを駆動する集積回路である。なお、駆動回路１１１１を設ける位置は、図１１に示す紙面手前側の第１の開口部に限られず、紙面向こう側の第２の開口部であっても良い。また、駆動回路１１１１は、筒状構造の内部に設けることとしても良い。
The cylindrical structure constituted by each substrate has a first opening and a second opening. The first opening and the second opening face each other. In FIG. 11, the first opening is on the near side of the page, and the second opening is on the other side of the page. A
駆動回路１１１１は、図１１に示すように、筒状構造とは隙間を空けるようにして設けられている。駆動回路１１１１と筒状構造との間に隙間を設けることにより、駆動回路１１１１と筒状構造との間から空間７０７内に冷却用流体を流入することができる。この場合、図１２の側面構成にて示すように、冷却用流体は、駆動回路１１１１と対向する第２の開口部から矢印Ｗｉｎで示す方向に多く流入する。
As shown in FIG. 11, the
ここで、駆動回路１１１１と対向する第２の開口部にも、駆動回路１１１１と略同一の面積を有する他の部材を、駆動回路１１１１と同様に配置することとしても良い。第２の開口部に他の部材を設けることにより、駆動回路１１１１と筒状構造との間と、他の部材と筒状構造との間との２方向から、略均等に冷却用流体を流入することが可能となる。２方向から略均等に冷却用流体を流入可能であると、各色光用ＬＥＤ７０１Ｒ、７０１Ｇ、７０１Ｂと、駆動回路１１１１とを略均一に冷却することができる。なお、駆動回路１１１１を、４つの基板７０２Ｒ、７０２Ｇ、７０２Ｂ、７０８と密着させて筒状構造の一方の開口部に完全に蓋をする構成としても良い。この場合、冷却用流体は、筒状構造において駆動回路１１１１と対向する他方の開口部のみから、空間７０７に流入する。
Here, another member having substantially the same area as the
大きい発熱量の駆動回路１１１１を筒状構造の開口部、又は筒状構造の内部に設けることにより、駆動回路１１１１を冷却することができる。また、各色光用ＬＥＤ７０１Ｒ、７０１Ｇ、７０１Ｂと駆動回路１１１１とを筒状構造に集中して設けることにより、駆動回路１１１１を冷却するための他の部材を設けることが不要となる。他の部材を設けることが不要となるため、構成をコンパクトにできる。また、空間７０７内において冷却用流体を流動させることにより、各色光用７０１Ｒ、７０１Ｇ、７０１Ｂと駆動回路１１１１とを同時に冷却することができる。これにより、各色光用ＬＥＤ７０１Ｒ、７０１Ｇ、７０１Ｂと駆動回路１１１１とを、コンパクトな構成で、かつ効率良く冷却することができるという効果を奏する。
The
なお、光源駆動部としては、駆動回路１１１１に代えて、例えば、各色光用ＬＥＤ７０１Ｒ、７０１Ｇ、７０１Ｂに電流を供給する電源部を設けることとしても良い。また、筒状構造において駆動回路１１１１と対向する開口部に、さらに電源部を設ける構成として良い。これにより、駆動回路１１１１と電源部との双方を同時に冷却することができる。また、駆動回路１１１１を、第４基板７０８の位置に設けることとしても良い。駆動回路１１１１を第４基板７０８の位置に設ける場合、冷却ファン７１０は、いずれかの開口部に設けることができる。
As the light source driving unit, for example, a power source unit that supplies current to each of the
図１３は、実施例６に係るプロジェクタ１３００の概略構成を示す。本実施例は、流体導入部１３１２を設けることを特徴とする。上記実施例１及び実施例４と同一の部分には同様の符号を付し、重複する説明は省略する。流体導入部１３１２は、各色光用ＬＥＤ７０１Ｒ、７０１Ｇ、７０１Ｂの位置から、ダイクロイックプリズム７０５の位置までをフード状に覆うようにして設けられている。
FIG. 13 illustrates a schematic configuration of a
図１３に示すように、流体導入部１３１２は、各色光用ＬＥＤ７０１Ｒ、７０１Ｇ、７０１Ｂから見て投写レンズ１０６側が開放された形状をなしている。そして、流体導入部１３１２は、開放されている側とは反対の側が、第４基板７０８と一体となっている。不図示の冷却ファン７１０を駆動すると、冷却用流体は、流体導入部１３１２の開放部分から、矢印Ｗｉｎ１の方向に進行する。流体導入部１３１２の内部に進行した冷却用流体は、ダイクロイックプリズム７０５、各色光用液晶ライトバルブ７０４Ｒ、７０４Ｇ、７０４Ｂを通過して、各色光用ＬＥＤ７０１Ｒ、７０１Ｇ、７０１Ｂの方向に進行する。そして、冷却用流体は、矢印Ｗｉｎ２の方向に進行して、空間７０７内に流入する。
As shown in FIG. 13, the
このように、流体導入部１３１２を設けることにより、各色光用液晶ライトバルブ７０４Ｒ、７０４Ｇ、７０４Ｂを冷却することができる。また、液晶ライトバルブ７０４Ｒ、７０４Ｇ、７０４Ｂは、ＬＥＤ７０１Ｒ、７０１Ｇ、７０１Ｂと比較して発熱量が少ない。本発明では、冷却用流体は、各色光用ライトバルブ７０４Ｒ、７０４Ｇ、７０４Ｂを通過してから空間７０７に流入する。この構成により、低い温度の冷却用流体で液晶ライトバルブ７０４Ｒ、７０４Ｇ、７０４Ｂを冷却することが可能となる。
Thus, by providing the
また、各色光用ＬＥＤは、各色光用液晶ライトバルブ７０４Ｒ、７０４Ｇ、７０４Ｂを通過した後の冷却用流体によっても冷却することができる。これにより、液晶ライトバルブ７０４Ｒ、７０４Ｇ、７０４Ｂを冷却し、さらに、冷却用流体を効率良く利用することができるという効果を奏する。液晶ライトバルブ７０４Ｒ、７０４Ｇ、７０４Ｂは、冷却により熱による劣化を低減し、長く使用することが可能となる。
Each color light LED can also be cooled by a cooling fluid after passing through each color light liquid crystal
（変形例）
図１４は、実施例６の変形例に係るプロジェクタ１４００の概略構成を示す。流体導入部１４１２は、ＬＥＤ１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂ、液晶ライトバルブ（不図示）、台形プリズム１０３Ｒ、１０３Ｇ、１０３Ｂをすべて包み込むようにして設けられている。流体導入部１４１２を設けることにより、プロジェクタ１４００は、冷却用流体によって、ＬＥＤ１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂと、液晶ライトバルブとを冷却することができる。
(Modification)
FIG. 14 shows a schematic configuration of a
図１５は、実施例７に係るプロジェクタ１５００の概略構成を示す。本実施例は、色合成光学系である２枚のダイクロイックミラー３０５ａ、３０５ｂと、冷却ファン７１０とを有することを特徴とする。２枚のダイクロイックミラー３０５ａ、３０５ｂについては、実施例３のプロジェクタ３００（図５参照）と同様である。上記実施例３と同一の部分には同様の符号を付し、重複する説明は省略する。
FIG. 15 illustrates a schematic configuration of a
プロジェクタ１５００は、上記実施例３のプロジェクタ３００の構成に、さらに第４基板７０８を追加して構成されている。第４基板７０８は、空間７０７を挟んで第２基板１０２Ｇと対向する位置に設けられている。第１基板１０２Ｒ、第２基板１０２Ｇ、第３基板１０２Ｂ、第４基板７０８は、一定の空間７０７を取り囲むような筒状構造を構成する。また、図１６の側面構成により、２つのダイクロイックミラー３０５ａ、３０５ｂどうしの隙間と、筒状構造で取り囲まれる空間７０７とは、略同一のＹ軸上に並列していることがわかる。
The
冷却ファン７１０が空間７０７から冷却用流体を排出すると、冷却用流体は、ダイクロイックミラー３０５ａ、３０５ｂどうしの隙間から矢印Ｗｉｎの方向へ流入する。そして、一定の空間７０７に流入した冷却用流体は、矢印Ｗｏｕｔの方向へ流出する。ダイクロイックミラー３０５ａ、３０５ｂどうしの隙間から冷却用流体を流入すると、ダイクロイックミラー３０５ａ、３０５ｂを介して各色光用液晶ライトバルブ１０４Ｒ、１０４Ｇ、１０４Ｂを冷却することができる。
When the cooling
冷却用流体を、各色光用液晶ライトバルブ１０４Ｒ、１０４Ｇ、１０４Ｂを通過させてから一定の空間７０７に流入させる構成とすることにより、低い温度の冷却用流体で液晶ライトバルブ１０４Ｒ、１０４Ｇ、１０４Ｂを冷却することが可能となる。また、ＬＥＤ１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂは、各色光用液晶ライトバルブ１０４Ｒ、１０４Ｇ、１０４Ｂを通過した後の冷却用流体によっても冷却することができる。これにより、各色光用液晶ライトバルブ１０４Ｒ、１０４Ｇ、１０４Ｂを冷却し、さらに、冷却用流体を効率良く利用することができるという効果を奏する。
By adopting a configuration in which the cooling fluid is allowed to flow through the liquid crystal
図１７は、各色光用ＬＥＤ１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂ及び冷却ファン７１０の実装例を示す。プロジェクタ１５００は、投写レンズ１０６による光の投写方向と同一の方向Ｗｏｕｔへ、冷却用流体を排出する。図１７に示すように、観察者がプロジェクタ１５００の背後から投写像を観察する構成にすると、冷却用流体は、観察者の方向とは逆の方向へ排出される。このため、プロジェクタ１５００からの熱風が観察者の方向へ進行することを低減し、快適な鑑賞が可能となる。また、プロジェクタ１５００は、図１７に示す縦長の形状のほか、図１７に示す構造を横にねかせる横長の形状としても良い。
FIG. 17 shows a mounting example of each
（変形例）
図１８は、実施例７の変形例に係るプロジェクタ１８００の概略構成を示す。本変形例では、各色光用ＬＥＤ１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂと、色合成光学系３０５とを当接させて固着した構成である。この場合、実施例３の変形例のプロジェクタ４００（図６参照）と同様に、導光光学系として三角形プリズム４０３Ｒ、４０３Ｇ、４０３Ｂを用いる。本変形例では、冷却用流体Ｗを他の空間へ逃がさず、空間１０７や各色光用液晶ライトバルブ１０４Ｒ、１０４Ｇ、１０４Ｂを効率的に流動させることができる。また、プロジェクタ１８００自体を小型化できる。なお、各実施例において、導光光学系は、台形プリズムや三角形プリズムに限られず、ミラーで構成しても良い。
(Modification)
FIG. 18 shows a schematic configuration of a
図１９は、実施例８に係るプロジェクタ１９００の概略構成を示す。本実施例は、流体遮蔽部１９１４を設けることを特徴とする。上記実施例４と同一の部分には同様の符号を付し、重複する説明は省略する。各基板により構成される筒状構造は、第１の開口部と第２の開口部とを有する。図１９において、第１の開口部は、紙面の手前側、第２の開口部は、紙面の向こう側にある。流体遮蔽部１９１４は、筒状構造の第１の開口部を覆うようにして設けられている。そして、流体遮蔽部１９１４と、各基板７０２Ｒ、７０２Ｇ、７０２Ｂ、７０８との間には、それぞれ隙間が設けられている。このように、流体遮蔽部１９１４は、空間７０７へ流入する冷却用流体の経路の一部を遮蔽する。なお、流体遮蔽部１９１４を設ける位置は、図１９に示す紙面手前側の第１の開口部に限られず、紙面向こう側の第２の開口部であっても良い。
FIG. 19 shows a schematic configuration of a
図２０は、筒状構造の部分の斜視構成を示す。流体遮蔽部１９１４と各基板７０２Ｒ、７０２Ｇ、７０２Ｂ、７０８との間にそれぞれ隙間が設けられているため、空間７０７に流入する冷却用流体は、第２面７０２Ｒａ、７０２Ｇａ、７０２Ｂａのそれぞれの近傍を通過する。第２面７０２Ｒａ、７０２Ｇａ、７０２Ｂａの位置から矢印Ｗｉｎの方向へ冷却用流体が流入することにより、第２面７０２Ｒａ、７０２Ｇａ、７０２Ｂａに冷却用流体を効率良く接触させることが可能となる。
FIG. 20 shows a perspective configuration of a cylindrical structure portion. Since gaps are provided between the
また、流体遮蔽部１９１４が冷却用流体の経路の一部を狭くすることで、第２面７０２Ｒａ、７０２Ｇａ、７０２Ｂａの位置において冷却用流体を高速に流動させることが可能となる。これにより、ＬＥＤ７０１Ｒ、７０１Ｇ、７０１Ｂを効率良く冷却することができるという効果を奏する。なお、流体遮蔽部１９１４に代えて、上記実施例５で説明した駆動回路１１１１（図１１参照）を流体遮蔽部１９１４と同様に設けることとしても良い。
Further, the
図２１は、実施例９に係るプロジェクタ２１００の概略構成を示す。本実施例は、色光ごとに投写レンズ２１０６Ｒ、２１０６Ｇ、２１０６Ｂを設けることを特徴とする。上記実施例４と同一の部分には同様の符号を付し、重複する説明は省略する。Ｒ光用ＬＥＤ７０１Ｒと対向する位置には、第１色光用空間光変調装置である透過型のＲ光用液晶ライトバルブ２１０４Ｒが設けられている。Ｒ光用液晶ライトバルブ２１０４Ｒは、Ｒ光用ＬＥＤ７０１ＲからのＲ光を画像信号に応じて変調して射出する。Ｒ光用液晶ライトバルブ２１０４Ｒで変調された光は、反射ミラー２１０３Ｒで光路を９０度折り曲げられて、第１色光用投写レンズであるＲ光用投写レンズ２１０６Ｒに入射する。
FIG. 21 shows a schematic configuration of a
Ｇ光用ＬＥＤ７０１Ｇと対向する位置には、第２色光用空間光変調装置である透過型のＧ光用液晶ライトバルブ２１０４Ｇが設けられている。Ｇ光用液晶ライトバルブ２１０４Ｇは、Ｇ光用ＬＥＤ７０１ＧからのＧ光を画像信号に応じて変調して射出する。Ｇ光用液晶ライトバルブ２１０４Ｇで変調された光は、そのまま第２色光用投写レンズであるＧ光用投写レンズ２１０６Ｇに入射する。
At a position facing the G
Ｂ光用ＬＥＤ７０１Ｂと対向する位置には、第３色光用空間光変調装置である透過型のＢ光用液晶ライトバルブ２１０４Ｂが設けられている。Ｂ光用液晶ライトバルブ２１０４Ｂは、Ｂ光用ＬＥＤ７０１ＢからのＢ光を画像信号に応じて変調して射出する。Ｂ光用液晶ライトバルブ２１０４Ｂで変調された光は、反射ミラー２１０３Ｂで光路を９０度折り曲げられて、第３色光用投写レンズであるＢ光用投写レンズ２１０６Ｂに入射する。各色光用投写レンズ２１０６Ｒ、２１０６Ｇ、２１０６Ｂからの投写光は、スクリーン２１２０に重畳するようにして投写される。このようにして、スクリーン２１２０上にフルカラーの像を得られる。
At a position facing the B
各基板７０２Ｒ、７０２Ｇ、７０２Ｂ、７０８で一定の空間７０７を構成して各色光用ＬＥＤ７０１Ｒ、７０１Ｇ、７０１Ｂを冷却することにより、光源部ごとに冷却のための部材を設けることが不要となる。光源部ごとに冷却のための部材を設けることが不要であるため、プロジェクタ２１００をコンパクトな構成にできる。また、一定の空間７０７に冷却用流体を流動させることにより、同時に各色光用ＬＥＤ７０１Ｒ、７０１Ｇ、７０１Ｂを冷却することができる。各色光用ＬＥＤ７０１Ｒ、７０１Ｇ、７０１Ｂは、冷却されることで放熱効率が高くなる。この結果、より多くの光を取出すことでき、高輝度な光により高画質な投写像を得ることができるという効果を奏する。
By forming a fixed
また、コンパクトな構成で、かつ効率良く各色光用ＬＥＤ７０１Ｒ、７０１Ｇ、７０１Ｂを冷却することができる。さらに、本発明の構成では、色合成光学系や導光光学系が不要となる。このため光学系を簡潔な構成にできる上、各色光の光路を屈折する回数を減らすことができる。光路の屈折回数を減らすと、反射等による各色光のロスを低減することもできる。なお、上記各実施例では、３色光を用いて説明したが、４色光でも良い。また、各色光用光源部に用いる固体発光素子としては、ＬＥＤに限らず、例えば、半導体レーザやエレクトロ・ルミネッセンス（ＥＬ）であっても良い。
In addition, each
以上のように、本発明に係るプロジェクタは、固体発光素子を光源として用いる場合に有用である。 As described above, the projector according to the present invention is useful when a solid-state light emitting element is used as a light source.
１００ プロジェクタ、１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂ 各色光用ＬＥＤ、１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂ 各基板、１０２Ｒａ、１０２Ｇａ、１０２Ｂａ 第１面、１０２Ｒｂ、１０２Ｇｂ、１０２Ｂｂ 第２面、１０３Ｒａ、１０３Ｒｂ 斜面、１０３Ｒ、１０３Ｇ、１０３Ｂ 台形プリズム、１０４Ｒ、１０４Ｇ、１０４Ｂ 各色光用液晶ライトバルブ、１０５ クロスダイクロイックプリズム、１０５ａ、１０５ｂ ダイクロイック膜、１０６ 投写レンズ、１０７ 空間、１０８ 基板、２００ プロジェクタ、２０２Ｇ 基板、２０２Ｇａ 第１面、２０２Ｇｂ 第２面、２０５ クロスダイクロイックプリズム、２０５ａ 第１のダイクロイック膜、２０５ｂ 第２のダイクロイック膜、２０７ 空間、３００ プロジェクタ、３０５ａ 第１のダイクロイックミラー、３０５ｂ 第２のダイクロイックミラー、３０５ 色合成光学系、４００ プロジェクタ、４０３Ｒ、４０３Ｇ、４０３Ｂ 三角プリズム、７００ プロジェクタ、７０１Ｒ、７０１Ｇ、７０１Ｂ 各色光用ＬＥＤ、７０２Ｒ 第１基板、７０２Ｇ 第２基板、７０２Ｂ 第３基板、７０２Ｒａ、７０２Ｇａ、７０２Ｂａ 第１面、７０２Ｒｂ、７０２Ｇｂ、７０２Ｂｂ 第２面、７０３Ｒ、７０３Ｂ 台形プリズム、７０４Ｒ、７０４Ｇ、７０４Ｂ 各色光用液晶ライトバルブ、７０５ クロスダイクロイックプリズム、７０５ａ、７０５ｂ ダイクロイック膜、７０７ 空間、７０８ 第４基板、７０９ フィン、７１０ 冷却ファン、１１００ プロジェクタ、１１１１ 駆動回路、１３００ プロジェクタ、１３１２ 流体導入部、１４００ プロジェクタ、１４１２ 流体導入部、１５００ プロジェクタ、１８００ プロジェクタ、１９００ プロジェクタ、１９１４ 流体遮蔽部、２１００ プロジェクタ、２１０３Ｒ、２１０３Ｂ 反射ミラー、２１０４Ｒ、２１０４Ｇ、２１０４Ｂ 各色光用液晶ライトバルブ、２１０６Ｒ、２１０６Ｇ、２１０６Ｂ 各色光用投写レンズ、２１２０ スクリーン、Ｗ 冷却用流体 100 projector, 101R, 101G, 101B LED for each color light, 102R, 102G, 102B each substrate, 102Ra, 102Ga, 102Ba first surface, 102Rb, 102Gb, 102Bb second surface, 103Ra, 103Rb slope, 103R, 103G, 103B trapezoid Prism, 104R, 104G, 104B Liquid crystal light valve for each color light, 105 Cross dichroic prism, 105a, 105b Dichroic film, 106 Projection lens, 107 Space, 108 Substrate, 200 Projector, 202G Substrate, 202Ga First surface, 202Gb Second surface 205 Cross dichroic prism, 205a first dichroic film, 205b second dichroic film, 207 space, 300 projector, 305a first Dichroic mirror, 305b Second dichroic mirror, 305 color combining optical system, 400 projector, 403R, 403G, 403B Triangular prism, 700 projector, 701R, 701G, 701B LED for each color light, 702R first substrate, 702G second substrate , 702B Third substrate, 702Ra, 702Ga, 702Ba First surface, 702Rb, 702Gb, 702Bb Second surface, 703R, 703B Trapezoidal prism, 704R, 704G, 704B Liquid crystal light valve for each color light, 705 Cross dichroic prism, 705a, 705b Dichroic film, 707 space, 708 fourth substrate, 709 fin, 710 cooling fan, 1100 projector, 1111 drive circuit, 1300 projector, 1312 fluid Introduction part, 1400 projector, 1412 Fluid introduction part, 1500 projector, 1800 projector, 1900 projector, 1914 Fluid shielding part, 2100 projector, 2103R, 2103B Reflective mirror, 2104R, 2104G, 2104B Liquid crystal light valve for each color light, 2106R, 2106G, 2106B Projection lens for each color light, 2120 screen, fluid for cooling W
Claims (8)
第１面と第２面とを有する第２基板の前記第１面上に設けられている第２色光を供給する第２色光用光源部と、
第１面と第２面とを有する第３基板の前記第１面上に設けられている第３色光を供給する第３色光用光源部と、
前記第１色光を画像信号に応じて変調する第１色光用空間光変調装置と、
前記第２色光を画像信号に応じて変調する第２色光用空間光変調装置と、
前記第３色光を画像信号に応じて変調する第３色光用空間光変調装置と、
前記各色光用光源部からの光を、それぞれ前記各色光用空間光変調装置へ導くための導光光学系と、
前記各色光用空間光変調装置でそれぞれ変調された前記第１色光、前記第２色光、第３色光を合成する色合成光学系と、
変調された光を投写する投写レンズとを有し、
前記第１基板の前記第２面と、前記第２基板の前記第２面と、前記第３基板の前記第２面とで一定の空間を形成するように構成し、
前記色合成光学系は、前記第１色光を反射し、前記第２色光を透過する第１のダイクロイックミラーと、前記第３色光を反射し、前記第２色光を透過する第２のダイクロイックミラーと、をＸ字型に配置して構成し、
前記一定の空間と前記色合成光学系とに前記各色光用光源部を冷却するための冷却用流体を流動させることを特徴とするプロジェクタ。 A first color light source for supplying a first color light provided on the first surface of a first substrate having a first surface and a second surface;
A second color light source for supplying second color light provided on the first surface of the second substrate having a first surface and a second surface;
A third color light source for supplying third color light provided on the first surface of a third substrate having a first surface and a second surface;
A spatial light modulator for first color light that modulates the first color light according to an image signal;
A spatial light modulator for second color light that modulates the second color light according to an image signal;
A spatial light modulator for third color light that modulates the third color light according to an image signal;
A light guide optical system for guiding the light from each color light source unit to each color light spatial light modulator;
A color synthesizing optical system that synthesizes the first color light, the second color light, and the third color light respectively modulated by the color light spatial light modulators;
A projection lens that projects the modulated light,
A constant space is formed by the second surface of the first substrate, the second surface of the second substrate, and the second surface of the third substrate;
The color synthesizing optical system includes a first dichroic mirror that reflects the first color light and transmits the second color light, and a second dichroic mirror that reflects the third color light and transmits the second color light. , Arranged in an X shape,
Projector, characterized in that flowing the cooling fluid for cooling the pre-Symbol light source unit for the respective color lights to said fixed space and the color synthesizing optical system.
第１面と第２面とを有する第２基板の前記第１面上に設けられている第２色光を供給する第２色光用光源部と、
第１面と第２面とを有する第３基板の前記第１面上に設けられている第３色光を供給する第３色光用光源部と、
前記第１色光を画像信号に応じて変調する第１色光用空間光変調装置と、
前記第２色光を画像信号に応じて変調する第２色光用空間光変調装置と、
前記第３色光を画像信号に応じて変調する第３色光用空間光変調装置と、
前記各色光用光源部からの光を、それぞれ前記各色光用空間光変調装置へ導くための導光光学系と、
前記各色光用空間光変調装置でそれぞれ変調された前記第１色光、前記第２色光、第３色光を合成する色合成光学系と、
変調された光を投写する投写レンズと、
第４基板を有し、
前記第１基板の前記第２面と、前記第２基板の前記第２面と、前記第３基板の前記第２面と第４基板とで筒状構造を形成するように構成し、
前記一定の空間に前記各色光用光源部を冷却するための冷却用流体を流動させ、
前記第４基板は、前記一定の空間から前記冷却用流体を排出する冷却用流体排出部を備えることを特徴とするプロジェクタ。 A first color light source for supplying a first color light provided on the first surface of a first substrate having a first surface and a second surface;
A second color light source for supplying second color light provided on the first surface of the second substrate having a first surface and a second surface;
A third color light source for supplying third color light provided on the first surface of a third substrate having a first surface and a second surface;
A spatial light modulator for first color light that modulates the first color light according to an image signal;
A spatial light modulator for second color light that modulates the second color light according to an image signal;
A spatial light modulator for third color light that modulates the third color light according to an image signal;
A light guide optical system for guiding the light from each color light source unit to each color light spatial light modulator;
A color synthesizing optical system that synthesizes the first color light, the second color light, and the third color light respectively modulated by the color light spatial light modulators;
A projection lens that projects the modulated light ;
Having a fourth substrate ;
The second surface of the first substrate, the second surface of the second substrate, the second surface of the third substrate and the fourth substrate form a cylindrical structure ,
Flowing a cooling fluid for cooling the light sources for each color light into the fixed space ;
Said fourth substrate, the projector characterized by Rukoto a cooling fluid discharge portion for discharging said cooling fluid from said fixed space.
前記筒状構造は、第１の開口部と第２の開口部とを有し、
前記光源駆動部は、前記第１の開口部と前記第２の開口部との少なくとも一方、又は前記筒状構造の内部に設けられていることを特徴とする請求項３に記載のプロジェクタ。 A light source driving unit that drives the light source unit for each color light;
The cylindrical structure has a first opening and a second opening,
The projector according to claim 3 , wherein the light source driving unit is provided in at least one of the first opening and the second opening, or in the cylindrical structure.
前記冷却用流体は、前記色合成光学系を通過した後前記一定の空間に流入することを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載のプロジェクタ。 The color synthesizing optical system includes a first dichroic mirror that reflects the first color light and transmits the second color light, and a second dichroic mirror that reflects the third color light and transmits the second color light. , Are arranged in an X shape,
The projector according to claim 3 , wherein the cooling fluid flows into the certain space after passing through the color synthesis optical system.
前記第１の開口部と前記第２の開口部との少なくとも一方に設けられ、前記一定の空間へ流入する前記冷却用流体の経路の一部を遮蔽する流体遮蔽部を有し、
前記流体遮蔽部は、前記第１基板の前記第２面の近傍と、前記第２基板の前記第２面の近傍と、前記第３基板の前記第２面の近傍と、に前記冷却用流体を通過させることを特徴とする請求項３〜６のいずれか一項に記載のプロジェクタ。 The cylindrical structure has a first opening and a second opening,
A fluid shielding portion that is provided in at least one of the first opening and the second opening and shields a part of a path of the cooling fluid flowing into the certain space;
The fluid shielding portion includes the cooling fluid in the vicinity of the second surface of the first substrate, in the vicinity of the second surface of the second substrate, and in the vicinity of the second surface of the third substrate. The projector according to claim 3 , wherein the projector is passed.
第１面と第２面とを有する第２基板の前記第１面上に設けられている第２色光を供給する第２色光用光源部と、
第１面と第２面とを有する第３基板の前記第１面上に設けられている第３色光を供給する第３色光用光源部と、
前記第１色光を画像信号に応じて変調する第１色光用空間光変調装置と、
前記第２色光を画像信号に応じて変調する第２色光用空間光変調装置と、
前記第３色光を画像信号に応じて変調する第３色光用空間光変調装置と、
前記第１色光用空間光変調装置で変調された光を投写する第１色光用投写レンズと、
前記第２色光用空間光変調装置で変調された光を投写する第２色光用投写レンズと、
前記第３色光用空間光変調装置で変調された光を投写する第３色光用投写レンズと、
第４基板と、を有し、
前記第１基板の前記第２面と、前記第２基板の前記第２面と、前記第３基板の前記第２面とで一定の空間を形成するように構成し、
前記一定の空間に前記各色光用光源部を冷却するための冷却用流体を流動させ、
前記第４基板は、前記一定の空間から前記冷却用流体を排出する冷却用流体排出部を備え、
前記第１基板と、前記第２基板と、前記第３基板と、前記第４基板とで筒状構造を構成することを特徴とするプロジェクタ。 A first color light source for supplying a first color light provided on the first surface of a first substrate having a first surface and a second surface;
A second color light source for supplying second color light provided on the first surface of the second substrate having a first surface and a second surface;
A third color light source for supplying third color light provided on the first surface of a third substrate having a first surface and a second surface;
A spatial light modulator for first color light that modulates the first color light according to an image signal;
A spatial light modulator for second color light that modulates the second color light according to an image signal;
A spatial light modulator for third color light that modulates the third color light according to an image signal;
A first color light projection lens for projecting light modulated by the first color light spatial light modulator;
A second color light projection lens that projects light modulated by the second color light spatial light modulator;
A third color light projection lens for projecting light modulated by the third color light spatial light modulator;
A fourth substrate,
A constant space is formed by the second surface of the first substrate, the second surface of the second substrate, and the second surface of the third substrate;
Flowing a cooling fluid for cooling the light sources for each color light into the fixed space;
The fourth substrate includes a cooling fluid discharge unit that discharges the cooling fluid from the certain space.
A projector, wherein the first substrate, the second substrate, the third substrate, and the fourth substrate form a cylindrical structure.
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