JP2018084726A - Optical device and projector - Google Patents
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Abstract
Translated fromJapaneseDescription
Translated fromJapanese本発明は、光学装置およびプロジェクターに関する。 The present invention relates to an optical device and a projector.
従来、光源装置から射出された光を画像情報に応じて変調し、スクリーン等の投写面に画像を投写するプロジェクターが知られている。また、近年、より明るい画像の投写を可能とするために、より高輝度の光を射出する光源装置を備えたプロジェクターが知られている。そして、このようなプロジェクターにおいては、光源装置から射出された光が入射する光学素子の発熱が顕著になるため、液体を用いてこの光学素子を冷却する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, a projector that modulates light emitted from a light source device according to image information and projects an image on a projection surface such as a screen is known. In recent years, there has been known a projector including a light source device that emits light with higher luminance in order to enable projection of a brighter image. In such a projector, since the heat generated by the optical element to which the light emitted from the light source device enters becomes remarkable, a technique for cooling the optical element using a liquid has been proposed (for example, Patent Documents). 1).
特許文献１に記載のプロジェクターは、光学素子（液晶パネル）を有する光学装置と、液冷装置とを備える。光学装置は、液晶パネルに加え、この液晶パネルを保持する光学素子保持体を備える。
光学素子保持体は、開口部を有し、液晶パネルを支持するパネル支持枠と、液体流通管と、を備える。液体流通管は、Ｕ字状に屈曲され、液晶パネルの画像形成領域を平面視で３方向において囲むように形成され、内部に液体が流通する。パネル支持枠は、液体流通管を挟持する入射側支持枠および出射側支持枠を備える。
液冷装置は、液体圧送部と、タンクと、熱交換ユニットと、複数の液体循環部材と、を備え、液体流通管に液体を循環させる。The projector described in Patent Document 1 includes an optical device having an optical element (liquid crystal panel) and a liquid cooling device. The optical device includes an optical element holder that holds the liquid crystal panel in addition to the liquid crystal panel.
The optical element holder has an opening, and includes a panel support frame that supports the liquid crystal panel, and a liquid circulation pipe. The liquid circulation pipe is bent in a U shape and is formed so as to surround the image forming area of the liquid crystal panel in three directions in plan view, and the liquid circulates therein. The panel support frame includes an incident side support frame and an output side support frame that sandwich the liquid circulation pipe.
The liquid cooling device includes a liquid pumping unit, a tank, a heat exchange unit, and a plurality of liquid circulation members, and circulates the liquid through the liquid circulation pipe.
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、液体流通管が液晶パネルの画像形成領域を３方向において囲むように形成されていることにより、残りの１方向においては、液体が流通されないため、冷却が不十分になるという課題がある。そこで、冷却の能力を向上させるために、液体流通管を太くして液体の流量を増やす方法や、液体流通管の曲げか所を増やして画像形成領域を略４方向において囲むように構成する方法があるが、以下の課題がある。すなわち、液体流通管を太くすると、光学素子保持体、ひいては光学装置が大型化するという課題がある。液体流通管の曲げか所を増やすと、加工が難しいことや、高圧で液体を流通させる必要があり、液体圧送部に高パワーのものが求められると共に圧力損失が大きくなる。圧力損失が大きくなると、液体を循環させるための接続部材間からの液体の揮発や漏れが生じ易くなるため、漏れた液体がプロジェクター内の他の部材に付着して不具合が発生する恐れがあることや、蓄積する液体を多くする必要があるため、タンクが大型化するという課題がある。 However, in the technique described in Patent Document 1, since the liquid circulation tube is formed so as to surround the image forming region of the liquid crystal panel in three directions, the liquid is not circulated in the remaining one direction. There is a problem of becoming insufficient. Therefore, in order to improve the cooling capability, a method of increasing the flow rate of the liquid by increasing the thickness of the liquid circulation pipe, or a method of increasing the number of bent portions of the liquid circulation pipe so as to surround the image forming area in approximately four directions. However, there are the following problems. That is, when the liquid circulation pipe is thickened, there is a problem that the optical element holder, and thus the optical device, is increased in size. If the number of bent portions of the liquid circulation pipe is increased, it is difficult to process and it is necessary to circulate the liquid at a high pressure, so that a high power is required for the liquid pumping section and the pressure loss increases. When the pressure loss increases, the liquid tends to volatilize or leak from between the connection members for circulating the liquid, and the leaked liquid may adhere to other members in the projector and cause problems. Moreover, since it is necessary to increase the liquid to accumulate, there exists a subject that a tank enlarges.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
［適用例１］本適用例に係る光学装置は、入射する光の光軸上に配置された光学素子と、前記光学素子を保持する保持部と、を備えた光学装置であって、前記保持部は、当該保持部の外部から供給された液体が流入する流入部と、前記光学素子の周縁に沿って環状に配設され、内部に前記流入部からの前記液体が流通する流路を有する流路形成部と、前記流路を流れた前記液体を当該保持部の外部に流出させるための流出部と、を備え、前記流入部の内部および前記流路内の少なくともいずれか一方には、突起が設けられていることを特徴とする。 Application Example 1 An optical device according to this application example is an optical device including an optical element arranged on an optical axis of incident light and a holding unit that holds the optical element, and the holding device The portion has an inflow portion into which the liquid supplied from the outside of the holding portion flows in, and a flow path in which the liquid from the inflow portion circulates in an annular shape along the periphery of the optical element. A flow path forming section, and an outflow section for allowing the liquid that has flowed through the flow path to flow out of the holding section, and at least one of the inside of the inflow section and the flow path, A protrusion is provided.
この構成によれば、光学装置は、光学素子を保持する保持部が上述した流入部、流路を有する流路形成部、および流出部を備えているので、流入部に液体が供給されることで、流路に液体を流通させることができる。これによって、入射する光によって発熱する光学素子が効率よく冷却される。すなわち、流路が光学素子の周縁に沿って環状に構成されているので、光学素子の光が入射する光学有効領域を囲む領域から光学素子の熱を液体に伝えることが可能となる。また、保持部とは異なる部材（パイプ状の部材等）を用いて液体を流通させる構成に比べ、光学素子と液体との間に介在する部材が減るので、光学素子の熱を効率よく液体に伝えることが可能となる。
よって、光学素子の温度上昇が効率よく抑えられるので、光学素子の劣化が抑制され、光学素子が有する光学特性を確実に発揮できる光学装置の提供が可能となる。
また、保持部とは異なる部材を用いて液体を流通させる構成に比べて少ない部品点数で構成できるので、製造工数や部品コストの低減、および小型化が可能な光学装置の提供が可能となる。
さらに、流入部の内部および流路内の少なくともいずれか一方には、突起が設けられているので、流入部から流入する液体がこの突起に衝突することにより乱流を発生させることが可能となる。乱流は、層流では生じる温度境界層が生じにくいので、流入部の内壁や流路の内壁と液体との間で熱交換を良好に行わせることができる。また、保持部に突起を設けることによって流路内の保持部の表面積を大きくすることができるので、保持部による放熱性を向上させることが可能となる。よって、光学素子がさらに効率よく冷却される光学装置の提供が可能となる。According to this configuration, since the holding unit that holds the optical element includes the above-described inflow part, the flow path forming part having the flow path, and the outflow part, the optical device can supply liquid to the inflow part. Thus, the liquid can be circulated through the flow path. Thus, the optical element that generates heat by the incident light is efficiently cooled. That is, since the flow path is formed in an annular shape along the periphery of the optical element, the heat of the optical element can be transmitted to the liquid from the area surrounding the optical effective area where the light of the optical element enters. In addition, since the number of members interposed between the optical element and the liquid is reduced compared to a configuration in which the liquid is circulated using a member (pipe-shaped member or the like) different from the holding unit, the heat of the optical element is efficiently converted into the liquid. It becomes possible to convey.
Therefore, since the temperature rise of the optical element can be efficiently suppressed, it is possible to provide an optical device that can suppress the deterioration of the optical element and reliably exhibit the optical characteristics of the optical element.
In addition, since the number of components can be reduced compared to a configuration in which a liquid is circulated using a member different from the holding unit, it is possible to provide an optical device capable of reducing the number of manufacturing steps and the cost of components and reducing the size.
Furthermore, since the projection is provided in at least one of the inside of the inflow portion and the flow path, it is possible to generate turbulent flow when the liquid flowing in from the inflow portion collides with the projection. . In the turbulent flow, the temperature boundary layer generated in the laminar flow is not easily generated, so that heat exchange can be favorably performed between the inner wall of the inflow portion or the inner wall of the flow path and the liquid. Moreover, since the surface area of the holding part in the flow path can be increased by providing the protrusion on the holding part, it is possible to improve the heat dissipation by the holding part. Therefore, it is possible to provide an optical device in which the optical element is cooled more efficiently.
［適用例２］上記適用例に係る光学装置において、前記突起は、前記液体が前記流路内を流通する流通方向の大きさと、前記流通方向に交差する方向の大きさとの比が２以下であることが好ましい。 Application Example 2 In the optical device according to the application example described above, the protrusion has a ratio of a size in a flow direction in which the liquid flows in the flow path to a size in a direction crossing the flow direction is 2 or less. Preferably there is.
この構成によれば、突起は、上述した大きさに形成されているので、流入部内や流路への自由な配置が可能となる。これによって、層流では温度境界層が生じやすい個所に対応させて突起を設けることが可能となり、光学素子がさらに効率よく冷却される光学装置の提供が可能となる。 According to this configuration, since the protrusion is formed in the above-described size, it can be freely arranged in the inflow portion or in the flow path. As a result, it is possible to provide protrusions corresponding to locations where temperature boundary layers are likely to occur in laminar flow, and it is possible to provide an optical device in which the optical element is cooled more efficiently.
［適用例３］上記適用例に係る光学装置において、前記流路は、互いに対向して配置され、第１方向に延出する第１流路部および第４流路部と、互いに対向して配置され、前記第１方向に交差する第２方向に延出する第２流路部および第３流路部と、を有し、前記第１流路部、前記第２流路部、前記第３流路部、および前記第４流路部は環状に接続され、前記突起は、前記流路内に設けられていることが好ましい。 Application Example 3 In the optical device according to the application example described above, the flow paths are disposed to face each other, and are opposed to the first flow path portion and the fourth flow path portion that extend in the first direction. A second flow path portion and a third flow path portion arranged and extending in a second direction intersecting the first direction, the first flow path portion, the second flow path portion, the first It is preferable that the three flow path portions and the fourth flow path portion are connected in an annular shape, and the protrusion is provided in the flow path.
この構成によれば、第１流路部〜第４流路部で環状の流路が形成されているので、矩形状の光学有効領域を有する光学素子に対し、この光学有効領域に近づけて流路を設けることが可能となる。そして、突起が流路内に設けられているので、この環状の流路内で、層流では温度境界層が生じやすい個所に対応させて突起を設けることが可能となる。よって、光学素子の熱をさらに効率よく液体に伝えることが可能となるので、光学素子の温度上昇がさらに抑制される光学装置の提供が可能となる。 According to this configuration, since the annular flow passage is formed by the first flow passage portion to the fourth flow passage portion, an optical element having a rectangular optical effective region flows close to the optical effective region. A road can be provided. Since the protrusion is provided in the flow path, the protrusion can be provided in the annular flow path so as to correspond to a place where a temperature boundary layer is likely to occur in the laminar flow. Therefore, the heat of the optical element can be more efficiently transmitted to the liquid, and thus an optical device can be provided in which the temperature rise of the optical element is further suppressed.
［適用例４］上記適用例に係る光学装置において、前記第２流路部および前記第３流路部は、前記第１流路部および前記第４流路部より長く形成され、前記突起は、前記第２流路部および前記第３流路部の少なくともいずれか一方に設けられていることが好ましい。 Application Example 4 In the optical device according to the application example, the second flow path part and the third flow path part are formed longer than the first flow path part and the fourth flow path part, and the protrusion is It is preferable that it is provided in at least one of the second flow path part and the third flow path part.
この構成によれば、流路は、第２流路部および第３流路部が第１流路部および第４流路部より長い平面視矩形状に形成されている、そして、突起は、平面視矩形状の流路における長手方向となる第２流路部および第３流路部の少なくともいずれか一方に設けられている。これによって、層流では第１流路部や第４流路部より広い範囲に生じやすい第２流路部や第３流路部における温度境界層の発生を抑えることが可能となる。よって、長方形状の光学有効領域を有する光学素子を備え、この光学素子の温度上昇が効率よく抑制される光学装置の提供が可能となる。 According to this configuration, the flow path is formed in a rectangular shape in plan view in which the second flow path part and the third flow path part are longer than the first flow path part and the fourth flow path part. It is provided in at least one of the second flow path part and the third flow path part that are in the longitudinal direction in the rectangular flow path in plan view. As a result, in the laminar flow, it is possible to suppress the generation of the temperature boundary layer in the second flow path part and the third flow path part that are likely to occur in a wider range than the first flow path part and the fourth flow path part. Therefore, it is possible to provide an optical device that includes an optical element having a rectangular optical effective area and in which the temperature rise of the optical element is efficiently suppressed.
［適用例５］上記適用例に係る光学装置において、前記保持部は、前記光軸に沿う方向において互いに対向して配置され、互いが接合されることにより前記流路を形成する第１フレームおよび第２フレームを備え、前記突起は、前記第１フレームおよび前記第２フレームの一方から突出していることが好ましい。 Application Example 5 In the optical device according to the application example described above, the holding unit is disposed to face each other in the direction along the optical axis, and the first frame that forms the flow path by being joined to each other; Preferably, a second frame is provided, and the protrusion protrudes from one of the first frame and the second frame.
この構成によれば、第１フレームおよび第２フレームの一方に突起を設け、第１フレームと第２フレームとを接続することで流路、および突起を有する保持部を形成することができる。よって、内部に液体が流通する流路を有する構成であっても、容易な加工で、また、製造工数の増加を抑制して突起を有する保持部を形成することができる。 According to this configuration, by providing the protrusion on one of the first frame and the second frame and connecting the first frame and the second frame, the flow path and the holding portion having the protrusion can be formed. Therefore, even if it is the structure which has the flow path through which a liquid distribute | circulates inside, it is easy processing and can suppress the increase in a manufacturing man-hour and can form the holding part which has a processus | protrusion.
［適用例６］上記適用例に係る光学装置において、前記第１フレームおよび前記第２フレームは、熱伝導性材料で形成され、前記突起は、前記第１フレームおよび前記第２フレームの他方に熱伝導可能に当接または接続された伝熱用突起を有していることが好ましい。 Application Example 6 In the optical device according to the application example described above, the first frame and the second frame are formed of a heat conductive material, and the protrusion is heated on the other of the first frame and the second frame. It is preferable to have a heat transfer protrusion abutted or connected in a conductive manner.
この構成によれば、保持部は、第１フレームまたは第２フレームが光学素子側に位置し、光学素子の光入射側あるいは光射出側に配置されて光学素子を保持する。そして、流入部の内部や流路内には、第１フレームおよび第２フレームの一方から突出し、他方に熱伝導可能に当接または接続された伝熱用突起が設けられている。これによって、光学素子側に配置され、光学素子の熱が伝わった第１フレームまたは第２フレームの一方の熱を、この伝熱用突起を利用して他方に伝えることが可能となる。よって、伝熱用突起で乱流を発生させると共に、保持部による放熱性を向上させることが可能となる。 According to this configuration, the holding unit holds the optical element by arranging the first frame or the second frame on the optical element side and being arranged on the light incident side or the light emission side of the optical element. And in the inflow part and in a flow path, the protrusion for heat transfer which protrudes from one of the 1st frame and the 2nd frame and is contacted or connected to the other so that heat conduction is provided. Accordingly, the heat of one of the first frame and the second frame, which is disposed on the optical element side and to which the heat of the optical element is transmitted, can be transmitted to the other using the heat transfer protrusion. Therefore, it is possible to generate a turbulent flow with the heat transfer projection and to improve the heat dissipation by the holding portion.
［適用例７］上記適用例に係る光学装置において、前記光学素子は、入射する光を変調する光変調装置であることが好ましい。 Application Example 7 In the optical device according to the application example, it is preferable that the optical element is a light modulation device that modulates incident light.
この構成によれば、光学素子としての光変調装置は、保持部に流入された液体によって効率よく冷却されるので、温度上昇が抑制される。よって、長期に亘って自身が有する光学特性を発揮して入射した光を変調する光学素子を備えた光学装置の提供が可能となる。 According to this configuration, the light modulation device as the optical element is efficiently cooled by the liquid that has flowed into the holding unit, and thus the temperature rise is suppressed. Therefore, it is possible to provide an optical device including an optical element that modulates incident light by exhibiting optical characteristics of the optical device over a long period of time.
［適用例８］本適用例に係るプロジェクターは、光を射出する光源と、前記光源から射出された光が入射する上記に記載の光学装置と、前記光学装置から射出された光に応じた画像を投写する投写光学装置と、前記光学装置に液体を循環させる液冷装置と、を備えることを特徴とする。 Application Example 8 A projector according to this application example includes a light source that emits light, the above-described optical device that receives light emitted from the light source, and an image corresponding to the light emitted from the optical device. And a liquid cooling device for circulating a liquid through the optical device.
この構成によれば、プロジェクターは、上述した光学装置および液冷装置を備えているので、高輝度の光を射出する光源を備える構成であっても、光学素子が効率よく冷却され、長期に亘って明るい画像や画質が良好な画像の投写が可能となる。
また、保持部とは異なる部材を用いて液体を流通させる構成に比べ、流路の形状の自由度を高めることができるので、低い圧力で液体を循環させることが可能となる。これによって、液体を循環させるために、液冷装置が備える装置（例えば、ポンプ等）の小型化や低パワー化が可能となる。
また、低い圧力で液体を循環させることが可能なので、光学装置に液体を循環させるための保持部と液冷装置との接続部や、液冷装置内の接続部から液体の揮発や漏れを防止することが可能となる。これによって、プロジェクター内の他の部材への液体の付着を防止できると共に、備える液体の量を少なく構成することが可能となる。よって、小型、低消費電力の液冷装置を備えたプロジェクターの提供が可能となる。According to this configuration, since the projector includes the above-described optical device and liquid cooling device, the optical element is efficiently cooled even for a configuration including a light source that emits high-luminance light. And bright images and images with good image quality can be projected.
In addition, since the degree of freedom of the shape of the flow path can be increased as compared with the configuration in which the liquid is circulated using a member different from the holding unit, the liquid can be circulated at a low pressure. Thereby, in order to circulate the liquid, it is possible to reduce the size and power of an apparatus (for example, a pump) included in the liquid cooling apparatus.
In addition, since it is possible to circulate the liquid at a low pressure, the volatilization and leakage of the liquid can be prevented from the connection between the holding unit and the liquid cooling device for circulating the liquid in the optical device and from the connection in the liquid cooling device. It becomes possible to do. As a result, it is possible to prevent the liquid from adhering to other members in the projector and to reduce the amount of liquid provided. Therefore, it is possible to provide a projector having a small-sized and low power consumption liquid cooling device.
以下、本実施形態に係るプロジェクターについて、図面を参照して説明する。
本実施形態のプロジェクターは、光源から射出された光を画像情報に応じて変調し、変調した光をスクリーン等の投写面に拡大投写する。Hereinafter, the projector according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.
The projector according to the present embodiment modulates light emitted from a light source according to image information, and enlarges and projects the modulated light onto a projection surface such as a screen.
〔プロジェクターの主な構成〕
図１は、本実施形態のプロジェクター１の主な構成を示す模式図である。
プロジェクター１は、図１に示すように、外装を構成する外装筐体２、制御部（図示省略）、光源装置３１を有する光学ユニット３、液冷装置４、および空冷装置９を備えている。なお、図示は省略するが、プロジェクター１は、光源装置３１や制御部等に電力を供給する電源装置や、外装筐体２内の温まった空気を外部に排気する排気装置等を備えている。[Main components of the projector]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a main configuration of a projector 1 according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the projector 1 includes an exterior housing 2 constituting an exterior, a control unit (not shown), an
外装筐体２は、詳細な図示は省略するが、複数の部材が組み合わされて構成されている。そして、外装筐体２には、外気を取り込むための吸気口、および外装筐体２内部の温まった空気を外部に排気する排気口等が設けられている。 Although the detailed illustration is omitted, the exterior housing 2 is configured by combining a plurality of members. The exterior housing 2 is provided with an intake port for taking in outside air, an exhaust port for exhausting warm air inside the exterior housing 2 to the outside, and the like.
制御部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、コンピューターとして機能するものであり、プロジェクター１の動作の制御、例えば、画像の投写に関わる制御や、液冷装置４および空冷装置９の駆動に関わる制御等を行う。 The control unit includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like, and functions as a computer, and is related to control of the operation of the projector 1, for example, image projection. Control and control related to driving of the
光学ユニット３は、制御部による制御の下、光源装置３１から射出された光を光学的に処理して投写する。
光学ユニット３は、図１に示すように、光源装置３１に加え、インテグレーター照明光学系３２、色分離光学系３３、後述する光変調装置３４１を有する電気光学装置３４、色合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズム３４４、投写光学装置３５、およびこれらの光学部品を光路上の所定位置に配置する光学部品用筐体３６を備える。The
As shown in FIG. 1, in addition to the
光源装置３１は、超高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等からなる放電型の光源３１１、およびリフレクター３１２等を備える。光源装置３１は、光源３１１から射出された光をリフレクター３１２にて反射し、インテグレーター照明光学系３２に向けて射出する。 The
インテグレーター照明光学系３２は、第１レンズアレイ３２１、第２レンズアレイ３２２、偏光変換素子３２３、および重畳レンズ３２４を備える。
第１レンズアレイ３２１は、小レンズがマトリクス状に配列された構成を有しており、光源装置３１から射出された光を複数の部分光に分割する。第２レンズアレイ３２２は、第１レンズアレイ３２１と略同様の構成を有しており、重畳レンズ３２４とともに、部分光を光変調装置３４１の表面に略重畳させる。偏光変換素子３２３は、第２レンズアレイ３２２から射出されたランダム光を光変調装置３４１で利用可能な略１種類の偏光光に揃える機能を有している。The integrator illumination
The
色分離光学系３３は、ダイクロイックミラー３３１，３３２、および反射ミラー３３３〜３３６を備え、インテグレーター照明光学系３２から射出された光を赤色光（以下「Ｒ光」という）、緑色光（以下「Ｇ光」という）、青色光（以下「Ｂ光」という）の３色の色光に分離し、光変調装置３４１に導く機能を有する。 The color separation
電気光学装置３４は、各色光用に設けられた３つの光変調装置３４１、各光変調装置３４１の光入射側、光射出側にそれぞれ配置された入射側偏光板３４２、射出側偏光板３４３、各光変調装置３４１を保持する保持部５（図２参照）、および図示しない支持部を備えている。Ｒ光用の光変調装置を３４１Ｒ、Ｇ光用の光変調装置を３４１Ｇ、Ｂ光用の光変調装置を３４１Ｂとする。光変調装置３４１Ｒ，３４１Ｇ，３４１Ｂ、および各色光用の入射側偏光板３４２、射出側偏光板３４３は、色分離光学系３３から射出された各色光用の光軸３４Ａ（Ｒ光用の光軸を３４Ａｒ、Ｇ光用の光軸を３４Ａｇ、Ｂ光用の光軸を３４Ａｂとする）上にそれぞれ配置されている。光変調装置３４１は、入射する光の光軸３４Ａ上に配置された光学素子に相当する。また、保持部５、および保持部５に保持された光変調装置３４１を光学装置５０とする。 The electro-
図２は、光学装置５０、および光学装置５０の保持部５に接続された後述する管状部材４４を光入射側から見た斜視図である。図３は、図２と同じ構成の部材を光射出側から見た斜視図である。
光変調装置３４１は、図３に示すように、透過型の液晶パネル３４０、防塵ガラス３４０Ｎ，３４０Ｓ、およびフレキシブル基板３４０Ｆを備えている。
液晶パネル３４０は、ガラス等からなる素子基板、および素子基板に対向して配設された対向基板の間に液晶が密閉封入され、微小画素がマトリクス状に形成された矩形状の画像形成領域（図示省略）を有している。画像形成領域は、画像を形成するための光学有効領域となる。FIG. 2 is a perspective view of the
As shown in FIG. 3, the
The
防塵ガラス３４０Ｎは、液晶パネル３４０の光入射側の面に配置され、防塵ガラス３４０Ｓは、液晶パネル３４０の光射出側の面に配置されている。
防塵ガラス３４０Ｎ，３４０Ｓは、例えば、石英ガラス、サファイア、水晶等で形成され、液晶パネル３４０の表面に塵埃が付着することを防止する。これによって、防塵ガラス３４０Ｎや防塵ガラス３４０Ｓに塵埃が付着したとしても、塵埃の位置が焦点位置からずれるので、投写される画像は、塵埃の影が目立ちにくくなっている。The
The
フレキシブル基板３４０Ｆは、一端が液晶パネル３４０の素子基板に接続され、他端が制御部に接続されている。光変調装置３４１は、フレキシブル基板３４０Ｆを介して制御部から画像情報に応じた駆動信号が入力され、画像形成領域の液晶の配向状態が制御され、入射する色光を変調する。 The
保持部５は、図２に示すように、入射側偏光板３４２（図１参照）から射出された光Ｌが通過する開口部５２１が設けられている。本実施形態の光変調装置３４１は、接着剤によって保持部５に固定されている。光変調装置３４１Ｒ，３４１Ｇ，３４１Ｂをそれぞれ保持する保持部５を５Ｒ，５Ｇ，５Ｂとする。後で詳細に説明するが、保持部５の内部には、液冷装置４から供給された液体が流通する流路６が設けられている。そして、光変調装置３４１は、保持部５と液冷装置４との間で液体が循環されることによって冷却される。保持部５については後で詳細に説明する。 As shown in FIG. 2, the holding
支持部は、詳細な説明は省略するが、板金等で形成され、光学装置５０を支持し、クロスダイクロイックプリズム３４４に取り付けられている。 Although not described in detail, the support portion is formed of sheet metal or the like, supports the
クロスダイクロイックプリズム３４４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。クロスダイクロイックプリズム３４４は、誘電体多層膜が光変調装置３４１Ｒ，３４１Ｂにて変調されたＲ光およびＢ光を反射し、光変調装置３４１Ｇにて変調されたＧ光を透過して、３色の変調光を合成する。 The cross
投写光学装置３５は、複数のレンズを備え、クロスダイクロイックプリズム３４４にて合成された光をスクリーン上に拡大投写する。 The projection
液冷装置４は、光学装置５０の保持部５との間で液体を循環させ、光変調装置３４１を冷却する。
図４は、液冷装置４の主な構成を示す模式図である。
液冷装置４は、図４に示すように、液体圧送部４１、タンク４２、熱交換装置４３、複数の管状部材４４、および冷却ファン４５を備える。液体圧送部４１、タンク４２、熱交換装置４３、および複数の管状部材４４は、保持部５とで液体が循環する循環流路４Ｆを形成する。The
FIG. 4 is a schematic diagram showing the main configuration of the
As shown in FIG. 4, the
液体圧送部４１は、液体を吸入および圧送するポンプであり、液体を吸入する吸入口、および液体を圧送する流出口を有している。そして、液体圧送部４１は、循環流路４Ｆに液体を循環させる。 The
タンク４２は、アルミニウム等の金属材料で、液体が流入する流入口、および液体が流出する流出口を有して中空に形成されている。そして、タンク４２は、内部に液体を一時的に蓄積し、この液体を循環流路４Ｆに供給する。なお、本実施形態に用いられる液体としては、水やエチレングリコール等を例示することができる。 The
熱交換装置４３は、図４に示すように、受熱部４３１、熱電変換素子４３２、および放熱部４３３を備える。
受熱部４３１は、内部に液体が流通する複数の微細な流路（図示省略）、およびこの流路に連通する流入口、流出口を備え、いわゆるマイクロチャンネル等の熱交換器の構造を有している。そして、受熱部４３１は、流入口から流入し、微細な流路を流れる液体から熱を受熱する。As shown in FIG. 4, the
The
熱電変換素子４３２は、例えば、吸熱部および発熱部を有するペルチェ素子を備え、吸熱部が受熱部４３１に接続されている。熱電変換素子４３２は、電力が供給されると、受熱部４３１の熱を吸熱部で吸熱し、発熱部が発熱する。 The
放熱部４３３は、いわゆるヒートシンクであり、アルミニウム等の金属材料で形成され、板状のベース部４３３ａ、およびベース部４３３ａの一方の面から突出する複数のフィン４３３ｂ（図４では、１つのフィン４３３ｂを示す）を有している。放熱部４３３は、ベース部４３３ａが熱電変換素子４３２の発熱部に接続され、この発熱部の熱を放熱させる。
冷却ファン４５は、放熱部４３３に空気を送風し、放熱部４３３による放熱を促進させる。The
The cooling fan 45 blows air to the
複数の管状部材４４は、柔軟性を有する部材で内部に液体が流通する管状に形成され、図４に示すように、各部材（保持部５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ、液体圧送部４１、タンク４２、受熱部４３１）間を環状に接続し、これらの部材とで循環流路４Ｆを形成する。なお、図４では、３つの保持部５（保持部５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ）が直列に接続された構成を示したが、３つの保持部５が並列に接続される構成であってもよい。また、図４では、液体が保持部５Ｒ，５Ｇ，５Ｂの順で流れるよう３つの保持部５が接続されているが、この順に限らない。 The plurality of
空冷装置９は、詳細な図示は省略するが、送風ファン、および送風ファンから送風された空気を電気光学装置３４に導くダクト部材等を備え、光変調装置３４１、入射側偏光板３４２、および射出側偏光板３４３等の光学部品を冷却する。すなわち、光変調装置３４１は、液冷装置４および空冷装置９によって冷却される。 Although not shown in detail, the air cooling device 9 includes a blower fan, a duct member that guides the air blown from the blower fan to the electro-
〔保持部の構成〕
ここで、光学装置５０における保持部５について詳細に説明する。各保持部５Ｒ，５Ｇ，５Ｂは、共通に形成されており、１つの保持部５に注目して説明する。
図５は、光学装置５０、および保持部５に接続された管状部材４４の分解斜視図であり、光入射側から見た図である。図６は、光入射側から見た保持部５の分解斜視図である。図７は、光射出側から見た保持部５の分解斜視図である。(Configuration of holding part)
Here, the holding
FIG. 5 is an exploded perspective view of the
保持部５は、熱伝導性材料で形成された第１フレーム７と第２フレーム８とが接合されて構成されている。本実施形態の第１フレーム７および第２フレーム８は、例えば、アルミニウム等の板金からプレス加工によって形成されている。第１フレーム７と第２フレーム８とは、図５〜図７に示すように、光軸３４Ａに沿う方向において互いに対向して配置されている。そして、保持部５は、光変調装置３４１の光入射側に配置され、第１フレーム７が光変調装置３４１側に位置し、第２フレーム８が第１フレーム７の光変調装置３４１とは反対側に位置するように配置されている。 The holding
保持部５は、図５、図６に示すように、光軸３４Ａに沿う方向から見て、外形が矩形状に形成され、流入部５１、流路形成部５２、および流出部５３を有している。
流入部５１および流出部５３は、矩形状の保持部５における一方の辺側に設けられている。なお、以下では、説明の便宜上、保持部５における流入部５１および流出部５３が設けられた側を「上側」、流入部５１および流出部５３が上側となる姿勢において、光入射側から見た保持部５の右側を「右側」（＋Ｘ側）として記載する。また、光変調装置３４１の画像形成領域（光学有効領域）は、上下方向より左右方向が長い矩形状に形成されている。As shown in FIGS. 5 and 6, the holding
The
流入部５１は、保持部５の上側における一方の端部近傍（本実施形態では左側（−Ｘ側））に設けられている。流入部５１は、管状部材４４が接続され、液冷装置４からの液体が流入するように円筒状に形成されている。
流路形成部５２は、光変調装置３４１の周縁に沿って環状に配設されている。環状の流路形成部５２の内周縁は、光Ｌが通過する開口部５２１となる。流路形成部５２は、光入射側から見て、液晶パネル３４０の矩形状の光学有効領域を囲むように形成され、内部には、流入部５１からの液体が流通する流路６が設けられている。The
The flow
流出部５３は、保持部５の上側における他方の端部近傍（本実施形態では右側（＋Ｘ側））に設けられている。流出部５３は、管状部材４４が接続され、流路６を流れた液体が流出するように円筒状に形成されている。このように、流入部５１および流出部５３は、流路形成部５２に対して同一側（上側）に配置されている。なお、空冷装置９におけるダクト部材（図示省略）の一部は、保持部５の流入部５１および流出部５３とは反対側、すなわち、電気光学装置３４の下方に配置されている。 The
ここで、第１フレーム７および第２フレーム８の形状について詳細に説明する。
第１フレーム７は、図６、図７に示すように、第１枠部７２、第１起立部７１、および凹部７３，７４を有している。
第１枠部７２は、環状の流路形成部５２の内周縁に沿う開口部を有し、光軸３４Ａに対して交差する方向に延出している。
第１起立部７１は、図６、図７に示すように、第１枠部７２における開口部の縁部から第２フレーム８側に起立し、平面視矩形状に形成されている。第１起立部７１は、環状の流路形成部５２の内周縁、すなわち保持部５の開口部５２１（図５参照）の縁部を形成している。Here, the shapes of the
As shown in FIGS. 6 and 7, the
The
As shown in FIGS. 6 and 7, the
凹部７３は、流入部５１の一部を形成する部位であり、図６に示すように、第１枠部７２の左上側に設けられ、第２フレーム８側が半円筒状に凹む形状を有している。凹部７４は、流出部５３の一部を形成する部位であり、図６に示すように、第１枠部７２の右上側に設けられ、第２フレーム８側が半円筒状に凹む形状を有している。
また、第１枠部７２には、凹部７３，７４それぞれの近傍に位置決め孔７２ｈが形成されている。The
The
第２フレーム８は、図６、図７に示すように、第２枠部８２、第２起立部８１、凹部８３，８４、および外周縁部８５を有している。
図８は、下方から見た光学装置５０の断面図である。図９は、左方（−Ｘ方向）から見た光学装置５０の断面図であり、光軸３４Ａの下側を示す図である。
第２枠部８２は、図６に示すように、第１起立部７１が挿通可能な挿通開口部８２１を有し、図８に示すように、第１枠部７２に空間を介して対向するように形成されている。
また、第２枠部８２には、図７に示すように、第１フレーム７側に突出する複数の突起８２Ｐが形成されている。突起８２Ｐは、流路６内に突出し、液体が衝突することにより乱流を発生させる機能を有している。突起８２Ｐについては、後で詳細に説明する。As shown in FIGS. 6 and 7, the
FIG. 8 is a cross-sectional view of the
As shown in FIG. 6, the
Further, as shown in FIG. 7, the
第２起立部８１は、図７に示すように、挿通開口部８２１の縁部から第１フレーム７側に起立して平面視矩形状に形成され、図８に示すように、第１起立部７１の外周、すなわち、第１起立部７１の開口部５２１とは反対側に積層されるように形成されている。 As shown in FIG. 7, the
凹部８３は、第１フレーム７の凹部７３に対向する位置に設けられ、第１フレーム７側が半円筒状に凹む形状を有している。そして、凹部８３は、凹部７３とで流入部５１を形成する。
凹部８４は、第１フレーム７の凹部７４に対向する位置に設けられ、第１フレーム７側が半円筒状に凹む形状を有している。そして、凹部８４は、凹部７４とで流出部５３を形成する。The
The
外周縁部８５は、第２枠部８２に対して第１フレーム７側に屈曲された部位であり、図６に示すように、凹部８３，８４の上側以外の外周の端部に形成されている。そして、外周縁部８５には、図８、図９に示すように、第１枠部７２に積層されるように平坦に形成された端部８５１が設けられている。端部８５１には、第１枠部７２の２つの位置決め孔７２ｈにそれぞれ対応する位置決め孔８５１ｈが形成されている。 The outer
第１フレーム７と第２フレーム８とは、位置決め孔７２ｈ，８５１ｈに治具が挿通されて互いに位置決めされ、第１枠部７２と端部８５１との間、および第１起立部７１と第２起立部８１との間が、例えば、ロウ付け等によって接続される。そして、第１フレーム７と第２フレーム８とが接続されることによって、流入部５１、流路形成部５２、および流出部５３を有する保持部５が形成される。そして、保持部５は、流入部５１および流出部５３の上側以外が密閉され、流路形成部５２内には、流入部５１および流出部５３に連通する流路６が設けられる。流路６は、図８に示すように、第１枠部７２と第２枠部８２との間の第２起立部８１の外側で、端部８５１の内側に環状に設けられている。このように、流路６は、第１フレーム７と第２フレーム８とが接合されることによって形成されている。 The
また、流路形成部５２の厚み、すなわち、光軸３４Ａに沿う方向の大きさは、流入部５１および流出部５３の大きさ（外径寸法）より小さく形成されている。そして、保持部５は、図８に示すように、第１フレーム７の第１枠部７２が光変調装置３４１に対向して配置される。光変調装置３４１は、防塵ガラス３４０Ｎが接着剤を介して第１枠部７２に固定される。
流路６は、図８に示すように、光軸３４Ａに沿う方向から見て、一部が光変調装置３４１に重なるように設けられている。具体的に、流路６は、光変調装置３４１の端部からオーバーラップＯＬを有して設けられている。Further, the thickness of the flow
As shown in FIG. 8, the
ここで流路６について、図７を用いて詳細に説明する。
流路６は、図７に示すように、環状に配置された第１流路部６１、第２流路部６２、第３流路部６３、および第４流路部６４を有している。
第１流路部６１は、開口部５２１の左方（−Ｘ方向）で、流入部５１の下方に設けられ、下方に延出している。第２流路部６２は、開口部５２１の上方に設けられ、流入部５１の下方から右方（＋Ｘ方向）に延出している。第３流路部６３は、開口部５２１の下方に設けられ、第１流路部６１の下方から右方（＋Ｘ方向）に延出している。第４流路部６４は、開口部５２１の右方（＋Ｘ方向）に設けられ、第３流路部６３の右方（＋Ｘ方向）から上方に延出している。また、第２流路部６２は、第４流路部６４の上方に接続されている。下方は第１方向に相当し、右方は第２方向に相当する。Here, the
As shown in FIG. 7, the
The first
このように、流路６は、互いに対向して配置され、第１方向に延出する第１流路部６１および第４流路部６４と、互いに対向して配置され、第１方向に交差する第２方向に延出する第２流路部６２および第３流路部６３と、を有している。そして、第１流路部６１、第２流路部６２、第３流路部６３、および第４流路部６４は環状に接続されている。また、流路６は、光変調装置３４１の画像形成領域（光学有効領域）に対応して第２流路部６２および第３流路部６３が、第１流路部６１および第４流路部６４より長く形成されている。 In this way, the
前述した第２フレーム８に設けられた突起８２Ｐは、図７に示すように、第２流路部６２および第３流路部６３内に突出してそれぞれ複数設けられている。第２流路部６２に設けられた複数の突起８２Ｐと、第３流路部６３に設けられた複数の突起８２Ｐとは上下において略対称に形成されている。ここでは、第３流路部６３に設けられた突起８２Ｐに注目して説明する。
図１０は、光学装置５０の部分断面図であり、図９におけるＡ部の拡大図である。図１１は、第２フレーム８の部分平面図であり、第３流路部６３の内部を示す図である。As shown in FIG. 7, a plurality of the
FIG. 10 is a partial cross-sectional view of the
突起８２Ｐは、Ｘ方向（左右方向）の大きさと上下方向の大きさとの比が２以下（例えば、円柱状）に形成され、図１０に示すように、第１フレーム７の第１枠部７２に向かって突出し、第１枠部７２から離間して形成されている。また、第２フレーム８は、プレス加工によって形成されているため、突起８２Ｐの反対側の面に凹部が形成されている。なお、図２、図５、図６では、この凹部を省略している。
複数の突起８２Ｐは、図１１に示すように、第２起立部８１寄りに併設された複数の第１突起８２Ｐａ、および複数の第１突起８２Ｐａより下側の外周縁部８５寄りに設けられた複数の第２突起８２Ｐｂを有している。また、第２突起８２Ｐｂは、下方から見て、隣り合う第１突起８２Ｐａの間に位置するように配置されている。The
As shown in FIG. 11, the plurality of
次に、液冷装置４から送られた液体の流れについて説明する。
液冷装置４から送られた液体は、図７に示すように、流入部５１から流路６を流通した後、流出部５３から保持部５の外部、すなわち液冷装置４に流出する。具体的に、流入部５１から流入された液体は、一部が第１流路部６１で下方に分流され、残部が第２流路部６２で下方に交差する右方（＋Ｘ方向）に分流される。
そして、第１流路部６１を流れた液体は、第３流路部６３で方向が変更されて右方（＋Ｘ方向）に流通する。第３流路部６３を流れた液体は、第４流路部６４で方向が変更されて上方に流通し、第２流路部６２を流通した液体が合流する。第４流路部６４を流れた液体は、流出部５３から液冷装置４に流出する。Next, the flow of the liquid sent from the
As shown in FIG. 7, the liquid sent from the
Then, the liquid that has flowed through the first
また、第２流路部６２および第３流路部６３を流れる液体は、第２流路部６２および第３流路部６３に突起８２Ｐが設けられているので、一部がこの突起８２Ｐに衝突して方向が変更されるが全体として＋Ｘ方向（第２方向）に流れる。ここで、流路６内を全体的に流れる液体の方向を流通方向とする。すなわち、第２流路部６２および第３流路部６３においては、＋Ｘ方向（第２方向）が流通方向となる。 Further, since the liquid flowing through the second
第２流路部６２および第３流路部６３を流れる液体の一部は、突起８２Ｐに衝突して乱流となって流れる。具体的に、第３流路部６３内の液体の流れについて説明する。
図１２は、第３流路部６３内の一部を示す図であり、図１１におけるＢ部の拡大図である。
突起８２Ｐは、前述したように、また、図１２に示すように、第２起立部８１寄りに併設された複数の第１突起８２Ｐａ、および複数の第２突起８２Ｐｂを有している。そして、第２突起８２Ｐｂは、下方から見て、隣り合う第１突起８２Ｐａの間に位置するように配置されている。すなわち、第２突起８２Ｐｂは、この第２突起８２Ｐｂの上流側に位置する第１突起８２Ｐａに対し、第２起立部８１とは反対側の斜め下流側に配置されている。また、第２突起８２Ｐｂの第２起立部８１側の斜め下流側には、第１突起８２Ｐａが配置されている。A part of the liquid flowing through the second
12 is a view showing a part of the third
As described above, the
第１流路部６１から第３流路部６３に流れた液体の一部は、図１２に示すように、第１突起８２Ｐａおよび第２突起８２Ｐｂに衝突して乱流となる。乱流は、主に第１突起８２Ｐａ、第２突起８２Ｐｂそれぞれの上側、下側から下流に向かって生じる。
第１突起８２Ｐａの上側から乱流となって流れる液体の一部は、第２起立部８１に向かって流れる。また、第１突起８２Ｐａの下側から乱流となって流れる液体の一部は、斜め下流側に配置された第２突起８２Ｐｂに衝突し、第２起立部８１に向かって流れる。
第２突起８２Ｐｂの上側から乱流となって流れる液体の一部は、この第２突起８２Ｐｂの斜め下流側に配置されている第１突起８２Ｐａに衝突して第２起立部８１に向かって流れる。第２突起８２Ｐｂの下側から乱流となって流れる液体の一部は、外周縁部８５に向かって流れる。As shown in FIG. 12, a part of the liquid that flows from the first
Part of the liquid that flows as a turbulent flow from the upper side of the
A part of the liquid that flows as a turbulent flow from the upper side of the second protrusion 82Pb collides with the first protrusion 82Pa disposed obliquely downstream of the second protrusion 82Pb and flows toward the
このように、突起８２Ｐが設けられることによって、第３流路部６３内に乱流が生じると共に、上述したように配置された突起８２Ｐによって、多くの乱流が第２起立部８１側に向かって流れる。その結果、第３流路部６３の内壁（第２起立部８１）に層流では生じる温度境界層の発生が効率よく抑制されるので、第２起立部８１と液体との間で熱交換が良好に行われる。 As described above, the provision of the
第２流路部６２においても第３流路部６３と同様に、突起８２Ｐによって乱流が生じ、第２起立部８１と液体との間で熱交換が良好に行われる。
なお、突起８２Ｐの形状は、流通方向の大きさと、流通方向に交差する方向（交差方向）の大きさとの比が２以下であれば、円柱状に限らず、例えば、平面視楕円状や平面視多角形状であってもよい。Similarly to the third
The shape of the
このように、流入部５１から流入された液体は、第１流路部６１、第３流路部６３、および第４流路部６４を辿って流れる第１経路６０Ａと、第２流路部６２を辿って第４流路部６４に合流する第２経路６０Ｂと、を経て流出部５３から液冷装置４に流出する。 Thus, the liquid that has flowed in from the
光変調装置３４１は、流路６を流通する液体によって冷却される。具体的に、入射する光によって発熱する光変調装置３４１の熱は、第１フレーム７を介して液体に伝達される。また、流路６が光変調装置３４１の周縁に沿って環状に構成されているので、光変調装置３４１の熱は、光変調装置３４１の光学有効領域（画像形成領域）を囲む領域から液体に伝わる。また、第２起立部８１は、光学有効領域の近傍に配置され、第２流路部６２および第３流路部６３における第２起立部８１は、前述したように、突起８２Ｐによる乱流によって液体との間で熱交換が良好に行われる。すなわち、光変調装置３４１は、最も高温となる中央に近い位置が効率よく冷却される。 The
そして、直列に配置された保持部５Ｒ，５Ｇ，５Ｂから流出した液体は、循環流路４Ｆを辿って熱交換装置４３に流入する。熱交換装置４３に流入した液体は、熱交換装置４３にて熱が吸収されて冷却される。そして、熱交換装置４３にて冷却された液体は、再び、保持部５（本実施形態では、保持部５Ｒ）に流入し、光変調装置３４１を冷却する。熱交換装置４３で吸収された熱は、前述したように、熱交換装置４３の放熱部４３３から放熱される。そして、放熱部４３３から放熱された熱は、図示しない排気装置によって外装筐体２の排気口からプロジェクター１の外部に排出される。 And the liquid which flowed out from holding |
また、保持部５が光変調装置３４１の光入射側に配置されているので、光学装置５０に向かう光の一部（光変調装置３４１の光学有効領域の外側に向かう漏れ光等）は、保持部５にも照射されるが、流路６が光変調装置３４１の端部からオーバーラップＯＬ（図８参照）を有して設けられているので、照射された光によって発熱する保持部５の熱が光変調装置３４１に伝わりにくくなる。すなわち、保持部５の光が照射された被照射部（主に、第２フレーム８の第２枠部８２）と光変調装置３４１との間に、液体が介在しているので、照射された光によって発熱する被照射部の熱が光変調装置３４１に伝わりにくくなる。
このように、光変調装置３４１は、環状の流路６を有する保持部５に保持され、流路６に供給された液体によって冷却される。In addition, since the holding
Thus, the
以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）光変調装置３４１を保持する保持部５には、環状の流路６が設けられ、光変調装置３４１の光学有効領域を囲む領域から光変調装置３４１の熱を液体に伝えることが可能となる。さらに、流路６内には突起８２Ｐが形成され、乱流が発生することにより流路６の内壁（第２起立部８１）と液体との間の熱交換を良好に行わせることが可能となる。
また、保持部５とは異なる部材（パイプ状の部材）を用いて液体を流通させる構成に比べ、光変調装置３４１と液体との間に介在する部材が減るので、光変調装置３４１の熱は、効率よく液体に伝わる。
よって、光変調装置３４１の効率的な冷却が可能となり、光変調装置３４１の温度上昇が効率よく抑えられる。したがって、光変調装置３４１の劣化が抑制され、光変調装置３４１が有する光学特性を確実に発揮できる光学装置５０の提供が可能となる。
また、保持部５とは異なる部材を用いて液体を流通させる構成に比べて少ない部品点数で構成できるので、製造工数や部品コストの低減、および小型化が可能な光学装置５０の提供が可能となる。As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The holding
In addition, since the number of members interposed between the
Therefore, the
In addition, since the number of components can be reduced compared to the configuration in which the liquid is circulated using a member different from the holding
（２）流路６は、第１流路部６１〜第４流路部６４を有し、環状に形成されている。これによって、矩形状の光学有効領域（画像形成領域）を有する光変調装置３４１に対し、この光学有効領域に近づけて流路６を設けることが可能となる。よって、光変調装置３４１の熱をさらに効率よく液体に伝えることが可能となるので、光変調装置３４１の温度上昇をさらに抑制可能な光学装置５０の提供が可能となる。 (2) The
（３）突起８２Ｐは、平面視矩形状の流路６における長手方向となる第２流路部６２および第３流路部６３に設けられている。これによって、層流では第１流路部６１や第４流路部６４より広い範囲に生じやすい第２流路部６２や第３流路部６３における温度境界層の発生を抑えることが可能となる。よって、長方形状の光学有効領域を有する光変調装置３４１を備え、この光変調装置３４１の温度上昇が効率よく抑制される光学装置５０の提供が可能となる。 (3) The
（４）保持部５は、第１フレーム７と、突起８２Ｐが設けられた第２フレーム８とが接合されることにより流路６が形成されている。これによって、内部に液体が流通する流路６を有する構成であっても、容易な加工で、また、製造工数の増加を抑制して突起８２Ｐを有する保持部５を形成することができる。 (4) In the holding
（５）環状の流路形成部５２の内周縁の側は、板状の第１起立部７１に板状の第２起立部８１が接続されて形成されている。そして、流路６は、この第２起立部８１の外側に設けられている。これによって、光変調装置３４１の光学有効領域に近づけて流路６を形成することが可能となる。よって、２つの部材（第１フレーム７、第２フレーム８）で保持部５を形成する構成であっても、容易に流路６を形成しつつ、光変調装置３４１が効率よく冷却される光学装置５０の提供が可能となる。 (5) The inner peripheral edge side of the annular flow
（６）保持部５は、流入部５１および流出部５３が流路形成部５２に対して同一側に配置されているので、流入部５１および流出部５３に接続される管状部材４４をコンパクトに配置することが可能となる。よって、プロジェクター１の小型に寄与できる光学装置５０の提供が可能となる。 (6) Since the
（７）光学素子としての光変調装置３４１は、保持部５に流入された液体によって効率よく冷却されるので、温度上昇が抑制される。よって、長期に亘って自身が有する光学特性を発揮して入射した光を変調する光変調装置３４１を備えた光学装置５０の提供が可能となる。 (7) Since the
（８）プロジェクター１は、光学装置５０および液冷装置４を備えているので、高輝度の光を射出する光源３１１を備える構成であっても、光変調装置３４１が効率よく冷却され、長期に亘って明るい画像や画質が良好な画像の投写が可能となる。
また、保持部５とは異なる部材を用いて液体を流通させる構成に比べ、流路６の形状の自由度を高めることができるので、低い圧力で液体を循環させることが可能となる。これによって、液体を循環させるための液体圧送部４１の小型化や低パワー化が可能となる。
また、低い圧力で液体を循環させることが可能なので、循環流路４Ｆにおける各部材間の接続部から液体の揮発や漏れを防止することが可能となる。これによって、プロジェクター１内の他の部材への液体の付着を防止できると共に、備える液体の量を少なく構成することが可能となる。よって、小型、低消費電力の液冷装置４を備えたプロジェクター１の提供が可能となる。(8) Since the projector 1 includes the
Moreover, since the freedom degree of the shape of the
Further, since the liquid can be circulated at a low pressure, it is possible to prevent the liquid from volatilizing or leaking from the connection portion between the members in the
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and improvements can be added to the above-described embodiment. A modification will be described below.
（変形例１）
前記実施形態では、流路６内に突起８２Ｐが設けられているが、流入部５１の内部に突起が設けられる構成であってもよい。また、保持部５を構成する２つの部材を位置合わせするために、この突起を利用する構成も可能である。
図１３、図１４は、変形例１の保持部１５の構成を説明するための模式図である。具体的に、図１３は、保持部１５の一部を示す平面図であり、図１４は、保持部１５の一部を示す断面図である。(Modification 1)
In the embodiment, the
FIGS. 13 and 14 are schematic views for explaining the configuration of the holding
保持部１５は、図１３、図１４に示すように、熱伝導性材料で形成された第１フレーム１７および第２フレーム１８を備え、この第１フレーム１７と第２フレーム１８とが接合されて構成されている。保持部１５は、前記実施形態の保持部５と同様に、流入部１５１、内部に流路１６を有する流路形成部１５２、および流出部（図示省略）を有している。そして、流入部１５１の内部には、突起１８２Ｐが設けられている。
突起１８２Ｐは、図１４に示すように、第２フレーム１８から円柱状に突出し、熱伝導可能に第１フレーム１７に接続されている。また、突起１８２Ｐの中央、および第１フレーム１７には、ピン状の部材１００が挿通される挿通孔（第１フレーム１７の挿通孔を１７ｈ、第２フレーム１８の挿通孔を１８ｈとする）が形成されている。As shown in FIGS. 13 and 14, the holding
As shown in FIG. 14, the
第１フレーム１７と第２フレーム１８とは、挿通孔１７ｈ，１８ｈに部材１００が挿通されて互いに位置決めされ、前記実施形態で示した個所に加え、突起１８２Ｐの先端がロウ付け等によって接続される。第２フレーム１８から突出する突起１８２Ｐは、第１フレーム１７に熱伝導可能に接続され、伝熱用突起に相当する。 The
流入部１５１に流入した液体の一部は、突起１８２Ｐに衝突して乱流として流路１６内を流通し、光変調装置３４１を冷却する。また、光変調装置３４１から第１フレーム１７に伝わった熱は、突起１８２Ｐを含め、ロウ付けされた個所を介して第２フレーム１８に伝わる。
このように、突起１８２Ｐは、流入部１５１の内部に設けられ、乱流を発生させると共に、第１フレーム１７と第２フレーム１８との位置合わせ、および保持部１５による放熱性を向上させる機能を有している。
また、流路内および流入部の内部に突起が設けられる保持部を構成してもよい。Part of the liquid that has flowed into the
As described above, the
Moreover, you may comprise the holding | maintenance part in which a protrusion is provided in a flow path and the inside of an inflow part.
（変形例２）
変形例１における突起１８２Ｐに替えて第１フレーム１７や第２フレーム１８とは異なる部材で突起を構成してもよい。
図１５は、変形例２の保持部２５の構成を説明するための模式図であり、保持部２５の一部を示す平面図である。
保持部２５は、図１５に示すように、第１フレーム（図示省略）および第２フレーム２８を備え、この第１フレームと第２フレーム２８とが接合されて構成されている。保持部２５は、前記実施形態の保持部５と同様に、流入部２５１、内部に流路２６を有する流路形成部２５２、および流出部（図示省略）を有している。そして、流入部２５１の内部には、突起２８２Ｐが設けられている。
突起２８２Ｐは、例えばコイルバネで構成され、液体が流入部２５１に流入される方向に中心軸が沿うように配置されている。
流入部２５１に流入した液体の一部は、突起２８２Ｐに衝突して乱流として流路２６内を流通し、光変調装置３４１を冷却する。(Modification 2)
Instead of the
FIG. 15 is a schematic diagram for explaining the configuration of the holding
As shown in FIG. 15, the holding
The
Part of the liquid that has flowed into the
（変形例３）
前記実施形態の突起８２Ｐは、第１フレーム７から離間している（図１０参照）が、第１フレーム７に熱伝導可能に当接する突起を有するように構成してもよい。
図１６は、変形例３の保持部３０５の構成を説明するための模式図であり、保持部３０５および保持部３０５に保持された光変調装置３４１の部分断面図である。
保持部３０５は、図１６に示すように、前記実施形態の第１フレーム７と、前記実施形態の第２フレーム８とは異なる第２フレーム３８が接合されて構成されている。そして、第２フレーム３８には、第１フレーム７に熱伝導可能に当接する突起３８２Ｐが形成されている。突起３８２Ｐは、伝熱用突起に相当する。
この構成によれば、突起３８２Ｐによって、第１フレーム７から第２フレーム３８への熱伝導性が向上するので、保持部３０５による放熱性の向上が可能となる。(Modification 3)
Although the
FIG. 16 is a schematic diagram for explaining the configuration of the holding
As shown in FIG. 16, the holding
According to this configuration, since the thermal conductivity from the
また、保持部３０５が光変調装置３４１の光入射側に配置される構成においては、保持部３０５の光が照射された被照射部（第２フレーム３８）と光変調装置３４１との間に、液体が介在していることが望ましいので、光軸３４Ａに沿う方向から見て、突起３８２Ｐが光変調装置３４１に重ならない位置に設けることが望ましい。すなわち、図１６に示す二点鎖線で示した突起３８２Ｐが設けられないように構成することが望ましい。 In the configuration in which the
（変形例４）
前記実施形態の突起８２Ｐは、第２流路部６２および第３流路部６３に設けられているが、第２流路部６２および第３流路部６３のいずれか一方に設けてもよい。
また、第１流路部６１や第４流路部６４、あるいは、流路６の角部（例えば、第１流路部６１と第３流路部６３との間や、第３流路部６３と第４流路部６４との間）に突起８２Ｐを設けてもよい。(Modification 4)
The
Further, the first
（変形例５）
前記実施形態の突起８２Ｐは、流通方向の大きさと交差方向の大きさとの比が２以下で形成されているが、交差方向の大きさに対する流通方向の大きさの比が２を超えて流通方向に延出する形状であってもよい。例えば、ヒートシンクにおけるフィンに相当する形状等を突起として形成してもよい。この構成の場合、流路内の保持部の表面積をより大きくすることができるので、保持部による放熱性の向上が可能となる。
また、流通方向の大きさと交差方向の大きさとの比が２以下の突起、および交差方向の大きさに対する流通方向の大きさの比が２を超える大きさの突起の双方を備える構成であってもよい。(Modification 5)
The
The ratio of the size in the distribution direction to the size in the cross direction is 2 or less, and the protrusion has a size in which the ratio of the size in the distribution direction to the size in the cross direction exceeds 2. Also good.
（変形例６）
前記実施形態の突起８２Ｐは、第２フレーム８に設けられているが、第１フレーム７に設けられる構成であってもよい。同様に、変形例１、変形例３の突起１８２Ｐ，３８２Ｐが第１フレーム１７，７に設けられる構成であってもよい。(Modification 6)
The
（変形例７）
前記実施形態、変形例３では、液体が流通する保持部５，３０５に保持される光学素子として光変調装置３４１が構成されているが、光変調装置３４１に限らず、他の光学部品をこの光学素子として構成してもよい。この光学素子としては、例えば、入射側偏光板３４２や射出側偏光板３４３を例示することができる。また、光学ユニット３が位相差板や光の位相差を補償する補償素子等を備える構成とし、これらの位相差板や補償素子等を光学素子として構成してもよい。(Modification 7)
In the embodiment and the third modification, the
（変形例８）
前記実施形態の保持部５は、光変調装置３４１の光入射側に配置されているが、光変調装置３４１の光射出側に配置された構成であってもよい。また、光変調装置３４１の両側（光入射側および光射出側）に保持部５が設けられる構成であってもよい。同様に、変形例１〜３の保持部１５，２５，３０５が光変調装置３４１の光入射側、光射出側のいずれか一方に配置された構成でも、光変調装置３４１の両側に配置された構成であってもよい。(Modification 8)
The holding
（変形例９）
前記実施形態の保持部５は、流路形成部５２に対し、流入部５１および流出部５３が同一側に配置されているが、流入部５１および流出部５３の位置は、この位置に限定されるものではない。例えば、流出部５３が流路形成部５２に対し、流入部５１の対角となる位置に設けられる構成であってもよい。(Modification 9)
In the holding
（変形例１０）
前記実施形態の第１フレーム７、第２フレーム８は、板金からプレス加工によって形成されているが、溶融された金属を金型で成型する成型加工によって形成してもよい。この成型加工を用いれば、突起８２Ｐの反対側の面に凹部（図１０参照）を有さずに保持部５を構成することができる。同様に、変形例１〜３の保持部１５，２５，３０５を構成する２つの部材は、板金からプレス加工によって形成されるものであっても、成型加工によって形成されるものであってもよい。(Modification 10)
The
（変形例１１）
前記実施形態の保持部５は、２つの部材（第１フレーム７、第２フレーム８）が組み合わされて構成されているが、金属粉等を用い、３Ｄプリンター等の立体物造形装置によって１つの部材で保持部を構成してもよい。この構成の場合、流路形成部の内周縁を形成する肉厚を前記実施形態における肉厚（第１起立部７１および第２起立部８１の厚み）より薄く形成可能なので、流路を光学有効領域にさらに近づけることが可能となる。また、前記実施形態における端部８５１が不要となるので、さらに小型の保持部が可能となる。同様に、変形例１〜３の保持部１５，２５，３０５が１つの部材で構成される態様であってもよい。(Modification 11)
The holding
（変形例１２）
前記実施形態の光変調装置３４１（光学素子）は、接着剤を用いて保持部５に保持されているが、この構成に限らない。例えば、光学素子の保持部５とは反対側に配置された押え部材を備え、保持部５とこの押え部材とで光学素子を挟持することによって光学素子を保持する構成であってもよい。(Modification 12)
The light modulation device 341 (optical element) of the embodiment is held by the holding
（変形例１３）
前記実施形態の液冷装置４は、タンク４２を備えているが、タンク４２を備えない構成も可能である。(Modification 13)
Although the
（変形例１４）
前記実施形態の光源装置３１は、放電型の光源３１１を有して構成されているが、放電型に限らず、その他の方式のランプや、発光ダイオードやレーザー等の固体光源等を備える構成であってもよい。
また、前記実施形態の光学ユニット３は、図１に示すように、光源装置３１が光を射出する方向と、投写光学装置３５が投写する方向とが同一方向になるように構成されているが、光源装置３１が光を射出する方向と、投写光学装置３５が投写する方向とが異なる方向となるように構成してもよい。(Modification 14)
The
Further, as shown in FIG. 1, the
（変形例１５）
前記実施形態のプロジェクター１は、Ｒ光、Ｇ光、およびＢ光に対応する３つの光変調装置３４１Ｒ，３４１Ｇ，３４１Ｂを備えた、いわゆる３板方式を採用しているが、これに限らず、単板方式を採用してもよく、あるいは、２つまたは４つ以上の光変調装置３４１を備える構成であってもよい。
また、前記実施形態の光変調装置３４１は、透過型の液晶パネル３４０を有して構成されているが、反射型の液晶パネルで構成された態様であってもよい。また、光変調装置としてマイクロミラー型の光変調装置、例えば、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）等を利用したものであってもよい。(Modification 15)
The projector 1 according to the embodiment employs a so-called three-plate method including three
In addition, the
１…プロジェクター、４…液冷装置、５，５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ，１５，２５，３０５…保持部、６，１６，２６…流路、７，１７…第１フレーム、８，１８，２８，３８…第２フレーム、３４Ａ…光軸、３５…投写光学装置、５０…光学装置、５１，１５１，２５１…流入部、５２，１５２，２５２…流路形成部、５３…流出部、６１…第１流路部、６２…第２流路部、６３…第３流路部、６４…第４流路部、８２Ｐ，２８２Ｐ…突起、１８２Ｐ，３８２Ｐ…突起（伝熱用突起）、３１１…光源、３４１，３４１Ｒ，３４１Ｇ，３４１Ｂ…光変調装置（光学素子）。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Projector, 4 ... Liquid cooling device, 5, 5R, 5G, 5B, 15, 25, 305 ... Holding part, 6, 16, 26 ... Flow path, 7, 17 ... 1st frame, 8, 18, 28, 38 ... 2nd frame, 34A ... optical axis, 35 ... projection optical device, 50 ... optical device, 51, 151, 251 ... inflow part, 52, 152, 252 ... flow path forming part, 53 ... outflow part, 61 ... first 1 channel part, 62 ... 2nd channel part, 63 ... 3rd channel part, 64 ... 4th channel part, 82P, 282P ... projection, 182P, 382P ... projection (projection for heat transfer), 311 ... light source , 341, 341R, 341G, 341B... Light modulator (optical element).
Claims (8)
Translated fromJapanese前記保持部は、
当該保持部の外部から供給された液体が流入する流入部と、
前記光学素子の周縁に沿って環状に配設され、内部に前記流入部からの前記液体が流通する流路を有する流路形成部と、
前記流路を流れた前記液体を当該保持部の外部に流出させるための流出部と、
を備え、
前記流入部の内部および前記流路内の少なくともいずれか一方には、突起が設けられていることを特徴とする光学装置。An optical device comprising: an optical element disposed on an optical axis of incident light; and a holding unit that holds the optical element,
The holding part is
An inflow part into which the liquid supplied from the outside of the holding part flows, and
A flow path forming section that is annularly disposed along the periphery of the optical element and has a flow path through which the liquid from the inflow section flows;
An outflow part for allowing the liquid flowing through the flow path to flow out of the holding unit;
With
A projection is provided in at least one of the inside of the inflow portion and the flow path.
前記突起は、前記液体が前記流路内を流通する流通方向の大きさと、前記流通方向に交差する方向の大きさとの比が２以下であることを特徴とする光学装置。The optical device according to claim 1,
The optical device according to claim 1, wherein a ratio of a size in a flow direction in which the liquid flows in the flow path and a size in a direction intersecting the flow direction is 2 or less.
前記流路は、
互いに対向して配置され、第１方向に延出する第１流路部および第４流路部と、
互いに対向して配置され、前記第１方向に交差する第２方向に延出する第２流路部および第３流路部と、
を有し、
前記第１流路部、前記第２流路部、前記第３流路部、および前記第４流路部は環状に接続され、
前記突起は、前記流路内に設けられていることを特徴とする光学装置。The optical device according to claim 2,
The flow path is
A first flow path section and a fourth flow path section that are arranged to face each other and extend in the first direction;
A second flow path portion and a third flow path portion, which are arranged to face each other and extend in a second direction intersecting the first direction;
Have
The first flow path part, the second flow path part, the third flow path part, and the fourth flow path part are connected in an annular shape,
The optical device, wherein the protrusion is provided in the flow path.
前記第２流路部および前記第３流路部は、前記第１流路部および前記第４流路部より長く形成され、
前記突起は、前記第２流路部および前記第３流路部の少なくともいずれか一方に設けられていることを特徴とする光学装置。The optical device according to claim 3,
The second flow path part and the third flow path part are formed longer than the first flow path part and the fourth flow path part,
The optical device according to claim 1, wherein the protrusion is provided on at least one of the second flow path portion and the third flow path portion.
前記保持部は、
前記光軸に沿う方向において互いに対向して配置され、互いが接合されることにより前記流路を形成する第１フレームおよび第２フレームを備え、
前記突起は、前記第１フレームおよび前記第２フレームの一方から突出していることを特徴とする光学装置。An optical device according to any one of claims 1 to 4, wherein
The holding part is
A first frame and a second frame which are arranged to face each other in a direction along the optical axis and form the flow path by being joined to each other;
The optical device, wherein the protrusion protrudes from one of the first frame and the second frame.
前記第１フレームおよび前記第２フレームは、熱伝導性材料で形成され、
前記突起は、前記第１フレームおよび前記第２フレームの他方に熱伝導可能に当接または接続された伝熱用突起を有していることを特徴とする光学装置。The optical device according to claim 5,
The first frame and the second frame are formed of a heat conductive material,
2. The optical apparatus according to claim 1, wherein the protrusion has a heat transfer protrusion that is in contact with or connected to the other of the first frame and the second frame so as to allow heat conduction.
前記光学素子は、入射する光を変調する光変調装置であることを特徴とする光学装置。The optical device according to any one of claims 1 to 6,
The optical device is an optical modulation device that modulates incident light.
前記光源から射出された光が入射する請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の光学装置と、
前記光学装置から射出された光に応じた画像を投写する投写光学装置と、
前記光学装置に液体を循環させる液冷装置と、
を備えることを特徴とするプロジェクター。A light source that emits light;
The optical device according to any one of claims 1 to 7, wherein light emitted from the light source is incident;
A projection optical device that projects an image according to light emitted from the optical device;
A liquid cooling device for circulating a liquid in the optical device;
A projector comprising:
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