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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024023093
(43)【公開日】2024-02-21
(54)【発明の名称】光透過型光学素子モジュール及び電子機器
(51)【国際特許分類】
G03B 21/00 20060101AFI20240214BHJP
G03B 21/16 20060101ALI20240214BHJP
H04N 5/74 20060101ALI20240214BHJP
H04N 9/31 20060101ALI20240214BHJP
G02F 1/1333 20060101ALI20240214BHJP
G02F 1/133 20060101ALN20240214BHJP
【ＦＩ】
G03B21/00 E
G03B21/16
H04N5/74 Z
H04N9/31 440
G02F1/1333
G02F1/133 580
【審査請求】有
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022126684
(22)【出願日】2022-08-08
(71)【出願人】
【識別番号】000002369
【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000637
【氏名又は名称】弁理士法人樹之下知的財産事務所
(72)【発明者】
【氏名】門谷 典和
(72)【発明者】
【氏名】内藤 悠樹
(72)【発明者】
【氏名】宮下 智明
(72)【発明者】
【氏名】中西 政信
【テーマコード（参考）】
2H189
2H193
2K203
5C058
5C060
【Ｆターム（参考）】
2H189AA83
2H189AA84
2H189AA85
2H189AA87
2H189AA88
2H189HA06
2H189MA07
2H193ZH18
2H193ZH33
2H193ZH62
2H193ZH66
2H193ZH68
2H193ZH72
2H193ZH73
2H193ZH74
2H193ZH75
2H193ZR04
2K203FA23
2K203FA34
2K203LA03
2K203LA15
2K203LA37
2K203LA38
2K203LA39
2K203MA12
5C058EA26
5C058EA52
5C060DA00
5C060JA28
5C060JB06
(57)【要約】
【課題】光学素子を急冷できる光透過型光学素子モジュール及び電子機器を提供する。
【解決手段】光透過型光学素子モジュールは、入射する光を出射する光透過型光学素子、及び、光透過型光学素子の熱を伝達する熱伝達面を有する光学デバイスと、熱伝達面に接触する接触部、及び、接触部から延在する延在部を有し、受熱した熱を拡散させる熱拡散器と、延在部に接触する第１面、及び、第１面とは反対側に配置される第２面を有し、延在部から伝達される熱を第１面にて吸熱して、吸熱した熱を第２面から放熱する熱電変換デバイスと、第２面に接触する冷却器と、を備える。
【選択図】図４
【解決手段】光透過型光学素子モジュールは、入射する光を出射する光透過型光学素子、及び、光透過型光学素子の熱を伝達する熱伝達面を有する光学デバイスと、熱伝達面に接触する接触部、及び、接触部から延在する延在部を有し、受熱した熱を拡散させる熱拡散器と、延在部に接触する第１面、及び、第１面とは反対側に配置される第２面を有し、延在部から伝達される熱を第１面にて吸熱して、吸熱した熱を第２面から放熱する熱電変換デバイスと、第２面に接触する冷却器と、を備える。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
入射する光を出射する光透過型光学素子、及び、前記光透過型光学素子の熱を伝達する熱伝達面を有する光学デバイスと、
前記熱伝達面に接触する接触部、及び、前記接触部から延在する延在部を有し、受熱した熱を拡散させる熱拡散器と、
前記延在部に接触する第１面、及び、前記第１面とは反対側に配置される第２面を有し、前記延在部から伝達される熱を前記第１面にて吸熱して、吸熱した熱を前記第２面から放熱する熱電変換デバイスと、
前記第２面に接触する冷却器と、を備える、ことを特徴とする光透過型光学素子モジュール。
前記熱伝達面に接触する接触部、及び、前記接触部から延在する延在部を有し、受熱した熱を拡散させる熱拡散器と、
前記延在部に接触する第１面、及び、前記第１面とは反対側に配置される第２面を有し、前記延在部から伝達される熱を前記第１面にて吸熱して、吸熱した熱を前記第２面から放熱する熱電変換デバイスと、
前記第２面に接触する冷却器と、を備える、ことを特徴とする光透過型光学素子モジュール。
【請求項2】
請求項１に記載の光透過型光学素子モジュールにおいて、
前記熱拡散器は、気相と液相とに変化する作動流体を内部に収容した密閉筐体を有するベイパーチャンバーであり、
前記接触部及び前記延在部は、前記密閉筐体に設けられている、ことを特徴とする光透過型光学素子モジュール。
前記熱拡散器は、気相と液相とに変化する作動流体を内部に収容した密閉筐体を有するベイパーチャンバーであり、
前記接触部及び前記延在部は、前記密閉筐体に設けられている、ことを特徴とする光透過型光学素子モジュール。
【請求項3】
請求項１に記載の光透過型光学素子モジュールにおいて、
前記熱拡散器は、グラファイトシート及びグラフェンシートのうち少なくとも一方のシートを含む熱伝導体である、ことを特徴とする光透過型光学素子モジュール。
前記熱拡散器は、グラファイトシート及びグラフェンシートのうち少なくとも一方のシートを含む熱伝導体である、ことを特徴とする光透過型光学素子モジュール。
【請求項4】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光透過型光学素子モジュールにおいて、
前記冷却器は、ヒートシンクである、ことを特徴とする光透過型光学素子モジュール。
前記冷却器は、ヒートシンクである、ことを特徴とする光透過型光学素子モジュール。
【請求項5】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光透過型光学素子モジュールにおいて、
前記冷却器は、液体冷媒が内部を流通するコールドプレートである、ことを特徴とする光透過型光学素子モジュール。
前記冷却器は、液体冷媒が内部を流通するコールドプレートである、ことを特徴とする光透過型光学素子モジュール。
【請求項6】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光透過型光学素子モジュールにおいて、
前記熱電変換デバイスは、ペルチェ素子である、ことを特徴とする光透過型光学素子モジュール。
前記熱電変換デバイスは、ペルチェ素子である、ことを特徴とする光透過型光学素子モジュール。
【請求項7】
請求項６に記載の光透過型光学素子モジュールにおいて、
前記光透過型光学素子は、液晶層を有し、第１方向に入射する光を前記液晶層によって変調し、変調した光を前記第１方向に出射する液晶パネルであり、
前記熱拡散器は、前記ペルチェ素子から供給された熱を、前記接触部を介して前記液晶パネルに伝達する、ことを特徴とする光透過型光学素子モジュール。
前記光透過型光学素子は、液晶層を有し、第１方向に入射する光を前記液晶層によって変調し、変調した光を前記第１方向に出射する液晶パネルであり、
前記熱拡散器は、前記ペルチェ素子から供給された熱を、前記接触部を介して前記液晶パネルに伝達する、ことを特徴とする光透過型光学素子モジュール。
【請求項8】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光透過型光学素子モジュールを備える、ことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、光透過型光学素子モジュール及び電子機器に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、画像情報に応じた画像を形成し、形成した画像を投射するプロジェクターが知られている（例えば特許文献１参照）。
特許文献１に記載のプロジェクターは、入射する光を変調する液晶パネルと、液晶パネルを冷却する冷却装置と、を備える。冷却装置は、光学素子保持部と、液体圧送部と、供給タンクと、熱交換ユニットと、複数の管状部材と、冷却ファンと、を備える。これらのうち、光学素子保持部は、内部に冷却液体が流通する流路を有し、液晶パネルを保持する。熱交換ユニットは、複数の管状部材を介して光学素子保持部と接続されている。熱交換ユニットには、光学素子保持部から冷却液体が流通する。熱交換ユニットは、受熱部、熱電変換素子としてのペルチェ素子、及び、ヒートシンク等を備える。受熱部は、液晶パネルの熱を光学素子保持部及び冷却液体を介して受熱し、ペルチェ素子は、受熱部が受熱した熱をヒートシンクに伝導させる。そして、冷却ファンは、ヒートシンクに冷却空気を送風して、ヒートシンクの熱を放熱させる。
このように、特許文献１に記載のプロジェクターでは、液晶パネルである熱源を液体冷媒によって冷却することから、液体冷媒の温度が低い場合には、冷却空気を流通させて熱源を冷却する冷却方式と比べて、熱源の冷却効果は高い。
特許文献１に記載のプロジェクターは、入射する光を変調する液晶パネルと、液晶パネルを冷却する冷却装置と、を備える。冷却装置は、光学素子保持部と、液体圧送部と、供給タンクと、熱交換ユニットと、複数の管状部材と、冷却ファンと、を備える。これらのうち、光学素子保持部は、内部に冷却液体が流通する流路を有し、液晶パネルを保持する。熱交換ユニットは、複数の管状部材を介して光学素子保持部と接続されている。熱交換ユニットには、光学素子保持部から冷却液体が流通する。熱交換ユニットは、受熱部、熱電変換素子としてのペルチェ素子、及び、ヒートシンク等を備える。受熱部は、液晶パネルの熱を光学素子保持部及び冷却液体を介して受熱し、ペルチェ素子は、受熱部が受熱した熱をヒートシンクに伝導させる。そして、冷却ファンは、ヒートシンクに冷却空気を送風して、ヒートシンクの熱を放熱させる。
このように、特許文献１に記載のプロジェクターでは、液晶パネルである熱源を液体冷媒によって冷却することから、液体冷媒の温度が低い場合には、冷却空気を流通させて熱源を冷却する冷却方式と比べて、熱源の冷却効果は高い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１５－１０８６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、液体冷媒の比熱は比較的高いので、液体冷媒の温度を熱源の冷却に適した温度に低下させるまでに時間を要する。このため、特許文献１に記載の構成では、液体冷媒の温度が、熱源の冷却に適した温度よりも高い場合に、熱源を急冷することが難しいという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の第１態様に係る光透過型光学素子モジュールは、入射する光を出射する光透過型光学素子、及び、前記光透過型光学素子の熱を伝達する熱伝達面を有する光学デバイスと、前記熱伝達面に接触する接触部、及び、前記接触部から延在する延在部を有し、受熱した熱を拡散させる熱拡散器と、前記延在部に接触する第１面、及び、前記第１面とは反対側に配置される第２面を有し、前記延在部から伝達される熱を前記第１面にて吸熱して、吸熱した熱を前記第２面から放熱する熱電変換デバイスと、前記第２面に接触する冷却器と、を備える。
【0006】
本開示の第２態様に係る電子機器は、上記第１態様に係る光透過型光学素子モジュールを備える。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】第１実施形態におけるプロジェクターの構成を示す模式図。
【図2】第１実施形態における透過型液晶パネルを示す斜視図。
【図3】第１実施形態における透過型液晶パネルを示す斜視図。
【図4】第１実施形態における透過型液晶パネルを示す分解斜視図。
【図5】第１実施形態における透過型液晶パネルを示す分解斜視図。
【図6】第１実施形態における透過型液晶パネルを示す断面図。
【図7】第１実施形態における透過型液晶パネル及び駆動部を示す側面図。
【図8】第１実施形態における透過型液晶パネルの他の構成及び温度調整装置の構成を示すブロック図。
【図9】第２実施形態におけるプロジェクターが備える透過型液晶パネルを示す斜視図。
【図10】第２実施形態における透過型液晶パネルを示す分解斜視図。
【図11】第２実施形態における温度調整装置の構成を示すブロック図。
【図12】第１及び第２実施形態における熱拡散器の変形を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【0008】
［第１実施形態］
以下、本開示の第１実施形態について、図面に基づいて説明する。
［プロジェクターの概略構成］
図１は、本実施形態に係るプロジェクター１の構成を示す模式図である。
本実施形態に係るプロジェクター１は、内部に設けられた光源装置３１から出射された光を変調して画像情報に応じた画像光を形成し、形成した画像光をスクリーン等の被投射面に拡大投射する画像表示装置である。プロジェクター１は、本開示の電子機器の一例である。
プロジェクター１は、図１に示すように、外装筐体２と、外装筐体２に収容される画像投射装置３と、を備える。この他、図示を省略するが、プロジェクター１は、プロジェクター１の動作を制御する制御装置、プロジェクター１を構成する電子部品に電力を供給する電源装置、及び、プロジェクター１を構成する冷却対象を冷却する冷却装置を備える。
以下、本開示の第１実施形態について、図面に基づいて説明する。
［プロジェクターの概略構成］
図１は、本実施形態に係るプロジェクター１の構成を示す模式図である。
本実施形態に係るプロジェクター１は、内部に設けられた光源装置３１から出射された光を変調して画像情報に応じた画像光を形成し、形成した画像光をスクリーン等の被投射面に拡大投射する画像表示装置である。プロジェクター１は、本開示の電子機器の一例である。
プロジェクター１は、図１に示すように、外装筐体２と、外装筐体２に収容される画像投射装置３と、を備える。この他、図示を省略するが、プロジェクター１は、プロジェクター１の動作を制御する制御装置、プロジェクター１を構成する電子部品に電力を供給する電源装置、及び、プロジェクター１を構成する冷却対象を冷却する冷却装置を備える。
【0009】
［画像投射装置の構成］
画像投射装置３は、制御装置から入力される画像情報に応じた画像光を形成し、形成された画像光を投射する。画像投射装置３は、光源装置３１、均一化光学系３２、色分離光学系３３、リレー光学系３４、画像形成装置３５、光学部品用筐体３６及び投射光学装置３７を備える。
画像投射装置３は、制御装置から入力される画像情報に応じた画像光を形成し、形成された画像光を投射する。画像投射装置３は、光源装置３１、均一化光学系３２、色分離光学系３３、リレー光学系３４、画像形成装置３５、光学部品用筐体３６及び投射光学装置３７を備える。
【0010】
光源装置３１は、均一化光学系３２に照明光を出射する。光源装置３１の構成としては、例えば、励起光である青色光を出射する固体光源と、固体光源から出射された青色光のうちの少なくとも一部を、緑色光及び赤色光を含む蛍光に変換する波長変換素子と、を有する構成を例示できる。なお、光源装置３１の他の構成としては、超高圧水銀ランプ等の光源ランプを有する構成、或いは、青色光、緑色光及び赤色光を個別に出射する発光素子を有する構成を例示できる。
均一化光学系３２は、光源装置３１から出射された光を均一化する。均一化された光は、色分離光学系３３及びリレー光学系３４を経て、後述する透過型液晶パネル３５３の変調領域を照明する。均一化光学系３２は、２つのレンズアレイ３２１，３２２、偏光変換素子３２３及び重畳レンズ３２４を備える。
色分離光学系３３は、均一化光学系３２から入射される光を赤、緑及び青の各色光に分離する。色分離光学系３３は、２つのダイクロイックミラー３３１，３３２と、ダイクロイックミラー３３１によって分離された青色光を反射させる反射ミラー３３３と、を備える。
均一化光学系３２は、光源装置３１から出射された光を均一化する。均一化された光は、色分離光学系３３及びリレー光学系３４を経て、後述する透過型液晶パネル３５３の変調領域を照明する。均一化光学系３２は、２つのレンズアレイ３２１，３２２、偏光変換素子３２３及び重畳レンズ３２４を備える。
色分離光学系３３は、均一化光学系３２から入射される光を赤、緑及び青の各色光に分離する。色分離光学系３３は、２つのダイクロイックミラー３３１，３３２と、ダイクロイックミラー３３１によって分離された青色光を反射させる反射ミラー３３３と、を備える。
【0011】
リレー光学系３４は、他の色光の光路よりも長い赤色光の光路に設けられ、赤色光の損失を抑制する。リレー光学系３４は、入射側レンズ３４１、リレーレンズ３４３、反射ミラー３４２，３４４を備える。本実施形態では、リレー光学系３４に赤色光を導くこととした。しかしながら、これに限らず、例えば他の色光より光路が長い色光を青色光とし、青色光をリレー光学系３４に導く構成としてもよい。
【0012】
画像形成装置３５は、入射される赤、緑及び青の各色光を変調し、変調された各色光を合成して、画像光を形成する。画像形成装置３５は、入射される色光に応じて設けられる３つのフィールドレンズ３５１と、３つの入射側偏光板３５２と、３つの透過型液晶パネル３５３と、３つの出射側偏光板３５４と、１つの色合成光学系３５５と、を有する。
【0013】
透過型液晶パネル３５３は、光源装置３１から出射された光を、制御装置から入力する画像信号に基づいて変調する。具体的に、透過型液晶パネル３５３は、入射側偏光板３５２から入射する色光を、制御装置から入力する画像信号に応じて変調し、変調された色光を出射する。３つの透過型液晶パネル３５３は、赤色光用の透過型液晶パネル３５３Ｒ、緑色光用の透過型液晶パネル３５３Ｇ、及び、青色光用の透過型液晶パネル３５３Ｂを含む。透過型液晶パネル３５３の構成については、後に詳述する。
【0014】
色合成光学系３５５は、透過型液晶パネル３５３Ｂ，３５３Ｇ，３５３Ｒによって変調された３つの色光を合成して、画像光を形成する。色合成光学系３５５によって形成された画像光は、投射光学装置３７に入射する。本実施形態では、色合成光学系３５５は、略直方体状のクロスダイクロイックプリズムによって構成されているが、複数のダイクロイックミラーによって構成されていてもよい。
【0015】
光学部品用筐体３６は、上記した均一化光学系３２、色分離光学系３３、リレー光学系３４及び画像形成装置３５を内部に収容する。なお、画像投射装置３には、設計上の光軸Ａｘが設定されており、光学部品用筐体３６は、光軸Ａｘにおける所定位置に均一化光学系３２、色分離光学系３３、リレー光学系３４及び画像形成装置３５を保持する。光源装置３１及び投射光学装置３７は、光軸Ａｘにおける所定位置に配置される。
投射光学装置３７は、画像形成装置３５から入射する画像光をスクリーン等の被投射面に投射する。投射光学装置３７は、例えば、図示しない複数のレンズと、複数のレンズを収容する鏡筒３７１と、を備える組レンズとすることができる。
投射光学装置３７は、画像形成装置３５から入射する画像光をスクリーン等の被投射面に投射する。投射光学装置３７は、例えば、図示しない複数のレンズと、複数のレンズを収容する鏡筒３７１と、を備える組レンズとすることができる。
【0016】
［透過型液晶パネルの構成］
図２は、光入射側から見た透過型液晶パネル３５３を示す斜視図であり、図３は、光出射側から見た透過型液晶パネル３５３を示す斜視図である。図４は、光入射側から見た透過型液晶パネル３５３を示す分解斜視図であり、図５は、光出射側から見た透過型液晶パネル３５３を示す分解斜視図である。
透過型液晶パネル３５３は、光透過型光学素子モジュールに相当する。透過型液晶パネル３５３は、図２～図５に示すように、光学デバイス４、熱拡散器５、保持部材６、熱電変換デバイス７及び冷却器８を備える。熱電変換デバイス７は、後述する温度調整装置９の構成要素の１つでもある。
以下の説明では、互いに直交する三つの方向を、＋Ｘ方向、＋Ｙ方向及び＋Ｚ方向とする。本実施形態では、＋Ｚ方向を、透過型液晶パネル３５３に入射する光の進行方向とする。＋Ｙ方向が上方向と一致するように透過型液晶パネル３５３を＋Ｚ方向に沿って見た場合の左方向を＋Ｘ方向とする。図示を省略するが、＋Ｘ方向の反対方向を－Ｘ方向とし、＋Ｙ方向の反対方向を－Ｙ方向とし、＋Ｚ方向の反対方向を－Ｚ方向とする。すなわち、透過型液晶パネル３５３に対する＋Ｚ方向は、透過型液晶パネル３５３に対する光出射側であり、透過型液晶パネル３５３に対する－Ｚ方向は、透過型液晶パネル３５３に対する光入射側である。
また、＋Ｘ方向又は－Ｘ方向に沿う軸をＸ軸とし、＋Ｙ方向又は－Ｙ方向に沿う軸をＹ軸とし、＋Ｚ方向又は－Ｚ方向に沿う軸をＺ軸とする。
図２は、光入射側から見た透過型液晶パネル３５３を示す斜視図であり、図３は、光出射側から見た透過型液晶パネル３５３を示す斜視図である。図４は、光入射側から見た透過型液晶パネル３５３を示す分解斜視図であり、図５は、光出射側から見た透過型液晶パネル３５３を示す分解斜視図である。
透過型液晶パネル３５３は、光透過型光学素子モジュールに相当する。透過型液晶パネル３５３は、図２～図５に示すように、光学デバイス４、熱拡散器５、保持部材６、熱電変換デバイス７及び冷却器８を備える。熱電変換デバイス７は、後述する温度調整装置９の構成要素の１つでもある。
以下の説明では、互いに直交する三つの方向を、＋Ｘ方向、＋Ｙ方向及び＋Ｚ方向とする。本実施形態では、＋Ｚ方向を、透過型液晶パネル３５３に入射する光の進行方向とする。＋Ｙ方向が上方向と一致するように透過型液晶パネル３５３を＋Ｚ方向に沿って見た場合の左方向を＋Ｘ方向とする。図示を省略するが、＋Ｘ方向の反対方向を－Ｘ方向とし、＋Ｙ方向の反対方向を－Ｙ方向とし、＋Ｚ方向の反対方向を－Ｚ方向とする。すなわち、透過型液晶パネル３５３に対する＋Ｚ方向は、透過型液晶パネル３５３に対する光出射側であり、透過型液晶パネル３５３に対する－Ｚ方向は、透過型液晶パネル３５３に対する光入射側である。
また、＋Ｘ方向又は－Ｘ方向に沿う軸をＸ軸とし、＋Ｙ方向又は－Ｙ方向に沿う軸をＹ軸とし、＋Ｚ方向又は－Ｚ方向に沿う軸をＺ軸とする。
【0017】
［光学デバイスの構成］
図６は、透過型液晶パネル３５３のＹＺ平面に沿う断面を示す図である。
光学デバイス４は、入射する光に作用する装置である。光学デバイス４は、図６に示すように、光透過型光学素子４１と、ＦＰＣ（Flexible printed circuits）４２と、保持枠４３と、を備える。なお、光透過型光学素子４１を光学素子４１と略す場合がある。
図６は、透過型液晶パネル３５３のＹＺ平面に沿う断面を示す図である。
光学デバイス４は、入射する光に作用する装置である。光学デバイス４は、図６に示すように、光透過型光学素子４１と、ＦＰＣ（Flexible printed circuits）４２と、保持枠４３と、を備える。なお、光透過型光学素子４１を光学素子４１と略す場合がある。
【0018】
光学素子４１は、入射する光を出射する。詳述すると、光学素子４１は、入射する光の進行方向に沿って、入射する光を出射する。光学素子４１は、透過型液晶パネル３５３における熱源である。光学素子４１は、光学作用部４１１と、光学作用部４１１をＺ軸において挟む入射側防塵基板４１５及び出射側防塵基板４１６と、を備える。
【0019】
［光学作用部の構成］
光学作用部４１１は、液晶層４１２と、液晶層４１２をＺ軸において挟む対向基板４１３及び画素基板４１４と、を有する。
液晶層４１２は、対向基板４１３と画素基板４１４との間に封入された液晶分子によって形成されている。
対向基板４１３は、液晶層４１２に対して光入射側に配置されている。対向基板４１３には、液晶層４１２と対向する面に対向電極が設けられている。
画素基板４１４は、液晶層４１２に対して光出射側に配置されている。画素基板４１４には、液晶層４１２と対向する面に複数の画素電極が設けられている。なお、光入射側である－Ｚ方向から見て、光学作用部４１１において複数の画素電極が配置された領域は、画素領域ＰＡであり、画素領域ＰＡにおいて各画素電極が配置された領域によって１つの画素が形成される。
対向基板４１３及び画素基板４１４は、ＦＰＣ４２と接続されており、ＦＰＣ４２から供給される画像信号に応じて、液晶層４１２を形成する液晶分子の配列状態を変化させる。これにより、光学作用部４１１は、入射する光を変調する。すなわち、光学デバイス４は、＋Ｚ方向に入射する光を液晶層４１２によって変調し、変調した変調光を＋Ｚ方向に出射する液晶パネルＬＰである。
光学作用部４１１は、液晶層４１２と、液晶層４１２をＺ軸において挟む対向基板４１３及び画素基板４１４と、を有する。
液晶層４１２は、対向基板４１３と画素基板４１４との間に封入された液晶分子によって形成されている。
対向基板４１３は、液晶層４１２に対して光入射側に配置されている。対向基板４１３には、液晶層４１２と対向する面に対向電極が設けられている。
画素基板４１４は、液晶層４１２に対して光出射側に配置されている。画素基板４１４には、液晶層４１２と対向する面に複数の画素電極が設けられている。なお、光入射側である－Ｚ方向から見て、光学作用部４１１において複数の画素電極が配置された領域は、画素領域ＰＡであり、画素領域ＰＡにおいて各画素電極が配置された領域によって１つの画素が形成される。
対向基板４１３及び画素基板４１４は、ＦＰＣ４２と接続されており、ＦＰＣ４２から供給される画像信号に応じて、液晶層４１２を形成する液晶分子の配列状態を変化させる。これにより、光学作用部４１１は、入射する光を変調する。すなわち、光学デバイス４は、＋Ｚ方向に入射する光を液晶層４１２によって変調し、変調した変調光を＋Ｚ方向に出射する液晶パネルＬＰである。
【0020】
［入射側防塵基板の構成］
入射側防塵基板４１５は、対向基板４１３の光入射面において画素領域ＰＡに応じた部分に設けられる透光性の基板である。－Ｚ方向から光学デバイス４を見た場合、入射側防塵基板４１５は、画素領域ＰＡを覆うように、対向基板４１３の光入射面に熱伝達可能に設けられる。入射側防塵基板４１５は、対向基板４１３の光入射面に塵埃等が付着して、画像光に塵埃等の影が入り込むことを抑制する。
なお、入射側防塵基板４１５には、後述する熱拡散器５が接続される。詳述すると、入射側防塵基板４１５における光入射面４１５Ａには、熱拡散器５の接触部５４が熱伝達可能に接触する。光入射面４１５Ａは、光学素子４１の光学作用部４１１にて発生した熱を熱拡散器５に伝達する熱伝達面である。すなわち、光学デバイス４は、入射する光を出射する光透過型光学素子４１と、光透過型光学素子４１の熱を伝達する熱伝達面としての光入射面４１５Ａと、を有する。
入射側防塵基板４１５は、対向基板４１３の光入射面において画素領域ＰＡに応じた部分に設けられる透光性の基板である。－Ｚ方向から光学デバイス４を見た場合、入射側防塵基板４１５は、画素領域ＰＡを覆うように、対向基板４１３の光入射面に熱伝達可能に設けられる。入射側防塵基板４１５は、対向基板４１３の光入射面に塵埃等が付着して、画像光に塵埃等の影が入り込むことを抑制する。
なお、入射側防塵基板４１５には、後述する熱拡散器５が接続される。詳述すると、入射側防塵基板４１５における光入射面４１５Ａには、熱拡散器５の接触部５４が熱伝達可能に接触する。光入射面４１５Ａは、光学素子４１の光学作用部４１１にて発生した熱を熱拡散器５に伝達する熱伝達面である。すなわち、光学デバイス４は、入射する光を出射する光透過型光学素子４１と、光透過型光学素子４１の熱を伝達する熱伝達面としての光入射面４１５Ａと、を有する。
【0021】
［出射側防塵基板の構成］
出射側防塵基板４１６は、画素基板４１４の光出射面において画素領域ＰＡに応じた部分に設けられる透光性の基板である。＋Ｚ方向から光学デバイス４を見た場合、出射側防塵基板４１６は、画素領域ＰＡを覆うように、画素基板４１４の光出射面に熱伝達可能に設けられる。出射側防塵基板４１６は、画素基板４１４の光出射面に塵埃等が直接付着して、画像光に塵埃等の影が入り込むことを抑制する。
出射側防塵基板４１６は、画素基板４１４の光出射面において画素領域ＰＡに応じた部分に設けられる透光性の基板である。＋Ｚ方向から光学デバイス４を見た場合、出射側防塵基板４１６は、画素領域ＰＡを覆うように、画素基板４１４の光出射面に熱伝達可能に設けられる。出射側防塵基板４１６は、画素基板４１４の光出射面に塵埃等が直接付着して、画像光に塵埃等の影が入り込むことを抑制する。
【0022】
［ＦＰＣの構成］
ＦＰＣ４２は、図６に示すように、対向基板４１３及び画素基板４１４から＋Ｙ方向に延出し、上記した制御装置と接続されている。ＦＰＣ４２は、光学作用部４１１を駆動させるドライバー回路４２１を有し、ドライバー回路４２１は、制御装置から入力する画像信号に応じた駆動信号を画素基板４１４に印加する。
ＦＰＣ４２は、図６に示すように、対向基板４１３及び画素基板４１４から＋Ｙ方向に延出し、上記した制御装置と接続されている。ＦＰＣ４２は、光学作用部４１１を駆動させるドライバー回路４２１を有し、ドライバー回路４２１は、制御装置から入力する画像信号に応じた駆動信号を画素基板４１４に印加する。
【0023】
［保持枠の構成］
保持枠４３は、光学素子４１及びＦＰＣ４２を保持する他、熱拡散器５、保持部材６、熱電変換デバイス７及び冷却器８を支持する。保持枠４３は、図３及び図５に示すように、光出射側から見て＋Ｙ方向に長い矩形状に形成されている。保持枠４３は、図示を省略するが、光学素子４１に入射する光、及び、光学素子４１から出射される光が通過する開口部を有する。保持枠４３は、Ｚ軸に沿って保持枠４３を貫通する４つの貫通口４３１を有する。４つの貫通口４３１のそれぞれには、図示を省略するが、色合成光学系３５５に設けられた支持部材の腕部が挿入される。支持部材は、色合成光学系３５５において透過型液晶パネル３５３によって変調された色光が入射する３つの光入射面のそれぞれに設けられており、腕部を貫通口４３１に挿入することによって、色合成光学系３５５と３つの透過型液晶パネル３５３とが一体化される。
保持枠４３は、光学素子４１及びＦＰＣ４２を保持する他、熱拡散器５、保持部材６、熱電変換デバイス７及び冷却器８を支持する。保持枠４３は、図３及び図５に示すように、光出射側から見て＋Ｙ方向に長い矩形状に形成されている。保持枠４３は、図示を省略するが、光学素子４１に入射する光、及び、光学素子４１から出射される光が通過する開口部を有する。保持枠４３は、Ｚ軸に沿って保持枠４３を貫通する４つの貫通口４３１を有する。４つの貫通口４３１のそれぞれには、図示を省略するが、色合成光学系３５５に設けられた支持部材の腕部が挿入される。支持部材は、色合成光学系３５５において透過型液晶パネル３５３によって変調された色光が入射する３つの光入射面のそれぞれに設けられており、腕部を貫通口４３１に挿入することによって、色合成光学系３５５と３つの透過型液晶パネル３５３とが一体化される。
【0024】
［熱拡散器の構成］
熱拡散器５は、入射側防塵基板４１５の光入射面４１５Ａから光学素子４１の熱を受熱し、受熱した熱を熱拡散器５にて拡散させるものである。熱拡散器５は、図４及び図５に示すように、＋Ｚ方向から見てＹ軸に長い略矩形状に形成されており、光学デバイス４に対する光入射側に配置される。詳述すると、熱拡散器５は、光学素子４１と熱電変換デバイス７との間に配置される。熱拡散器５は、第１面５１、第２面５２、開口部５３、接触部５４、延在部５５、２つの孔部５６、及び、２つの孔部５７を備える。
第１面５１は、熱拡散器５において光学デバイス４と対向する面である。すなわち、第１面５１は、熱拡散器５において光学素子４１と対向する面である。換言すると、第１面５１は、熱拡散器５において光出射側の面である。
第２面５２は、熱拡散器５において第１面５１とは反対側の面である。後述する保持部材６及び熱電変換デバイス７は、第２面５２と接触する。
熱拡散器５は、入射側防塵基板４１５の光入射面４１５Ａから光学素子４１の熱を受熱し、受熱した熱を熱拡散器５にて拡散させるものである。熱拡散器５は、図４及び図５に示すように、＋Ｚ方向から見てＹ軸に長い略矩形状に形成されており、光学デバイス４に対する光入射側に配置される。詳述すると、熱拡散器５は、光学素子４１と熱電変換デバイス７との間に配置される。熱拡散器５は、第１面５１、第２面５２、開口部５３、接触部５４、延在部５５、２つの孔部５６、及び、２つの孔部５７を備える。
第１面５１は、熱拡散器５において光学デバイス４と対向する面である。すなわち、第１面５１は、熱拡散器５において光学素子４１と対向する面である。換言すると、第１面５１は、熱拡散器５において光出射側の面である。
第２面５２は、熱拡散器５において第１面５１とは反対側の面である。後述する保持部材６及び熱電変換デバイス７は、第２面５２と接触する。
【0025】
開口部５３は、熱拡散器５が保持枠４３に取り付けられたときに、光学素子４１に入射する光を＋Ｚ方向に通過させる。すなわち、開口部５３は、熱拡散器５を＋Ｚ方向に沿って貫通する貫通口である。開口部５３は、光入射側から見て、画素領域ＰＡに対応する略矩形状に形成されている。
接触部５４は、第１面５１において開口部５３の周縁に設けられている。接触部５４は、熱伝達面である光入射面４１５Ａと接触して、光入射面４１５Ａから光学素子４１の熱を受熱する。
接触部５４は、第１面５１において開口部５３の周縁に設けられている。接触部５４は、熱伝達面である光入射面４１５Ａと接触して、光入射面４１５Ａから光学素子４１の熱を受熱する。
【0026】
延在部５５は、熱拡散器５において接触部５４から光学素子４１に対する光の入射方向と交差する方向に延在する部分である。詳述すると、延在部５５は、光学デバイス４において画像光を出射する画素領域ＰＡから離れる方向に接触部５４から延出した部分である。具体的に、延在部５５は、Ｚ軸に交差する＋Ｙ方向に接触部５４から延在した部分である。熱拡散器５では、接触部５４にて受熱された光学素子４１の熱は、延在部５５に拡散する。そして、延在部５５に拡散された熱は、第２面５２に設けられた熱電変換デバイス７によって吸熱される。
２つの孔部５６は、開口部５３に対して＋Ｙ方向に設けられている。２つの孔部５６のそれぞれには、保持枠４３に固定されるねじＳＣが挿通する。
２つの孔部５７は、開口部５３に対して－Ｙ方向に設けられている。２つの孔部５７のそれぞれには、図４に示すように、保持枠４３に設けられた突起４３２が挿入される。すなわち、突起４３２は、位置決め突起であり、２つの孔部５７は、位置決め孔である。
２つの孔部５６は、開口部５３に対して＋Ｙ方向に設けられている。２つの孔部５６のそれぞれには、保持枠４３に固定されるねじＳＣが挿通する。
２つの孔部５７は、開口部５３に対して－Ｙ方向に設けられている。２つの孔部５７のそれぞれには、図４に示すように、保持枠４３に設けられた突起４３２が挿入される。すなわち、突起４３２は、位置決め突起であり、２つの孔部５７は、位置決め孔である。
【0027】
本実施形態では、熱拡散器５は、気相と液相とに変化可能な作動流体が内部に封入された密閉筐体ＶＣ１を有するベイパーチャンバーＶＣである。
第１面５１は、密閉筐体ＶＣ１において光学素子４１に対向する面であり、第２面５２は、密閉筐体ＶＣ１において第１面５１とは反対側の面である。接触部５４及び延在部５５は、密閉筐体ＶＣ１に設けられており、接触部５４は、密閉筐体ＶＣ１において光学素子４１の熱を受熱する受熱部である。
第１面５１は、密閉筐体ＶＣ１において光学素子４１に対向する面であり、第２面５２は、密閉筐体ＶＣ１において第１面５１とは反対側の面である。接触部５４及び延在部５５は、密閉筐体ＶＣ１に設けられており、接触部５４は、密閉筐体ＶＣ１において光学素子４１の熱を受熱する受熱部である。
【0028】
密閉筐体ＶＣ１内に封入された液相の作動流体のうち、一部の作動流体は、接触部５４にて受熱された光学素子４１の熱によって気化して気相の作動流体に変化し、密閉筐体ＶＣ１内を拡散する。
気相の作動流体の一部は、密閉筐体ＶＣ１において温度が低い部分に熱を伝達させる。これにより、気相の作動流体は、凝縮されて液相の作動流体に変化する。液相に変化した作動流体は、密閉筐体ＶＣ１の内面を伝って、再び受熱部に移動される。
熱が伝達された密閉筐体ＶＣ１の部分は放熱部であり、伝達された熱は、放熱部にて放熱される。第２面５２において延在部５５には、熱電変換デバイス７が設けられることから、密閉筐体ＶＣ１においては、熱電変換デバイス７が設けられた部分が放熱部となる。
気相の作動流体の一部は、密閉筐体ＶＣ１において温度が低い部分に熱を伝達させる。これにより、気相の作動流体は、凝縮されて液相の作動流体に変化する。液相に変化した作動流体は、密閉筐体ＶＣ１の内面を伝って、再び受熱部に移動される。
熱が伝達された密閉筐体ＶＣ１の部分は放熱部であり、伝達された熱は、放熱部にて放熱される。第２面５２において延在部５５には、熱電変換デバイス７が設けられることから、密閉筐体ＶＣ１においては、熱電変換デバイス７が設けられた部分が放熱部となる。
【0029】
［保持部材の構成］
保持部材６は、図４及び図５に示すように、略矩形枠状に形成されている。保持部材６は、ねじＳＣによって保持枠４３に固定されて、図１に示した入射側偏光板３５２を光学素子４１に対する光入射側にて保持する。保持部材６は、開口部６１、２つの腕部６２、２つの固定部６３、突出部６４、３つの孔部６５、及び、２つの孔部６６を有する。
保持部材６は、図４及び図５に示すように、略矩形枠状に形成されている。保持部材６は、ねじＳＣによって保持枠４３に固定されて、図１に示した入射側偏光板３５２を光学素子４１に対する光入射側にて保持する。保持部材６は、開口部６１、２つの腕部６２、２つの固定部６３、突出部６４、３つの孔部６５、及び、２つの孔部６６を有する。
【0030】
開口部６１は、矩形状の開口部であり、保持部材６が保持枠４３に固定されたときに、画素領域ＰＡに対応する位置に設けられている。入射側偏光板３５２から＋Ｚ方向に出射された光は、開口部６１を通過し、更に熱拡散器５の開口部５３を通過して、光学素子４１に入射する。
２つの腕部６２のうち、一方の腕部６２は、保持部材６における＋Ｘ方向の端部から＋Ｙ方向に突出し、他方の腕部６２は、保持部材６における－Ｘ方向の端部から＋Ｙ方向に突出している。
２つの固定部６３のうち、一方の固定部６３は、開口部６１に対して＋Ｘ方向に設けられ、他方の固定部６３は、開口部６１に対して－Ｘ方向に設けられている。各固定部６３は、－Ｚ方向に突出しており、光入射側にて入射側偏光板３５２が接着剤等によって固定される。
２つの腕部６２のうち、一方の腕部６２は、保持部材６における＋Ｘ方向の端部から＋Ｙ方向に突出し、他方の腕部６２は、保持部材６における－Ｘ方向の端部から＋Ｙ方向に突出している。
２つの固定部６３のうち、一方の固定部６３は、開口部６１に対して＋Ｘ方向に設けられ、他方の固定部６３は、開口部６１に対して－Ｘ方向に設けられている。各固定部６３は、－Ｚ方向に突出しており、光入射側にて入射側偏光板３５２が接着剤等によって固定される。
【0031】
突出部６４は、保持部材６におけるＸ軸の中央から－Ｙ方向に突出している。
３つの孔部６５のうち、２つの孔部６５は、２つの腕部６２のそれぞれに設けられ、残りの１つの孔部６５は、突出部６４に設けられている。各孔部６５には、保持枠４３に固定されるねじＳＣが＋Ｚ方向に沿って挿入される。
２つの孔部６６は、開口部６１に対して－Ｙ方向の隅部に設けられている。２つの孔部６６のそれぞれには、保持枠４３に設けられた位置決め突起である突起４３２が挿入される。すなわち、２つの孔部６６は、位置決め孔である。
このように、保持部材６は、熱拡散器５とともに保持枠４３に固定され、入射側偏光板３５２を保持する。
３つの孔部６５のうち、２つの孔部６５は、２つの腕部６２のそれぞれに設けられ、残りの１つの孔部６５は、突出部６４に設けられている。各孔部６５には、保持枠４３に固定されるねじＳＣが＋Ｚ方向に沿って挿入される。
２つの孔部６６は、開口部６１に対して－Ｙ方向の隅部に設けられている。２つの孔部６６のそれぞれには、保持枠４３に設けられた位置決め突起である突起４３２が挿入される。すなわち、２つの孔部６６は、位置決め孔である。
このように、保持部材６は、熱拡散器５とともに保持枠４３に固定され、入射側偏光板３５２を保持する。
【0032】
［熱電変換デバイスの構成］
熱電変換デバイス７は、熱拡散器５に接続され、熱拡散器５から吸熱して放熱する。熱電変換デバイス７は、図４及び図５に示すように、第１面７１、第２面７２及びリード線７３を有する。
第１面７１は、熱電変換デバイス７において熱拡散器５と対向する面である。詳述すると、第１面７１は、熱電変換デバイス７において延在部５５と接触する面である。換言すると、第１面７１は、熱電変換デバイス７において＋Ｚ方向を向く面である。
第２面７２は、熱電変換デバイス７において第１面７１とは反対側の面である。換言すると、第２面７２は、熱電変換デバイス７において－Ｚ方向を向く面である。第２面７２には、冷却器８が接触する。
リード線７３は、熱電変換デバイス７における＋Ｙ方向の端部から＋Ｙ方向に延出している。リード線７３は、後述する温度調整装置９の制御部９２に接続される。すなわち、熱電変換デバイス７の動作は、制御部９２によって制御される。
熱電変換デバイス７は、熱拡散器５に接続され、熱拡散器５から吸熱して放熱する。熱電変換デバイス７は、図４及び図５に示すように、第１面７１、第２面７２及びリード線７３を有する。
第１面７１は、熱電変換デバイス７において熱拡散器５と対向する面である。詳述すると、第１面７１は、熱電変換デバイス７において延在部５５と接触する面である。換言すると、第１面７１は、熱電変換デバイス７において＋Ｚ方向を向く面である。
第２面７２は、熱電変換デバイス７において第１面７１とは反対側の面である。換言すると、第２面７２は、熱電変換デバイス７において－Ｚ方向を向く面である。第２面７２には、冷却器８が接触する。
リード線７３は、熱電変換デバイス７における＋Ｙ方向の端部から＋Ｙ方向に延出している。リード線７３は、後述する温度調整装置９の制御部９２に接続される。すなわち、熱電変換デバイス７の動作は、制御部９２によって制御される。
【0033】
このような熱電変換デバイス７は、リード線７３から供給される電力によって、延在部５５から伝達される熱を第１面７１にて積極的に吸熱して、吸熱した熱を第２面７２から冷却器８に放熱する。
本実施形態では、熱電変換デバイス７は、ペルチェ素子である。このため、熱電変換デバイス７の極性を反転させることによって、第１面７１から延在部５５に熱を供給可能である。すなわち、熱電変換デバイス７は、熱拡散器５を介して、光学デバイス４の光学素子４１を加温できる。このとき、熱拡散器５では、熱電変換デバイス７から供給される熱によって、延在部５５付近の液相の作動流体が気相の作動流体に変化し、気相の作動流体は、密閉筐体ＶＣ１内を拡散する。そして、気相の作動流体のうち、一部の作動流体は、接触部５４に熱を伝達し、接触部５４から光学素子４１に熱が供給される。なお、第１面７１から熱拡散器５に熱を供給する場合、第２面７２は、吸熱面となって冷却器８から吸熱する。冷却器８は、熱電変換デバイス７に接続されているものの、熱拡散器５及び光学デバイス４には接続されていない。そして、熱電変換デバイス７が断熱部材となることから、熱電変換デバイス７が光学素子４１を加温する場合には、熱電変換デバイス７による冷却効果は光学素子４１に作用しない。
本実施形態では、熱電変換デバイス７は、ペルチェ素子である。このため、熱電変換デバイス７の極性を反転させることによって、第１面７１から延在部５５に熱を供給可能である。すなわち、熱電変換デバイス７は、熱拡散器５を介して、光学デバイス４の光学素子４１を加温できる。このとき、熱拡散器５では、熱電変換デバイス７から供給される熱によって、延在部５５付近の液相の作動流体が気相の作動流体に変化し、気相の作動流体は、密閉筐体ＶＣ１内を拡散する。そして、気相の作動流体のうち、一部の作動流体は、接触部５４に熱を伝達し、接触部５４から光学素子４１に熱が供給される。なお、第１面７１から熱拡散器５に熱を供給する場合、第２面７２は、吸熱面となって冷却器８から吸熱する。冷却器８は、熱電変換デバイス７に接続されているものの、熱拡散器５及び光学デバイス４には接続されていない。そして、熱電変換デバイス７が断熱部材となることから、熱電変換デバイス７が光学素子４１を加温する場合には、熱電変換デバイス７による冷却効果は光学素子４１に作用しない。
【0034】
［冷却器の構成］
図７は、＋Ｘ方向から見た透過型液晶パネル３５３及び駆動部９１を示す側面図である。
冷却器８は、熱電変換デバイス７の第２面７２と接続され、熱電変換デバイス７から伝達される熱を放熱する。本実施形態では、冷却器８は、図２及び図４に示すように、複数のフィンＦＮを有するヒートシンクである。冷却器８は、図７に示すように、後述する温度調整装置９の駆動部９１によって流通する冷却気体ＣＡに、熱電変換デバイス７から伝達された光学素子４１の熱を伝達して、光学素子４１の熱を放熱する。
図７は、＋Ｘ方向から見た透過型液晶パネル３５３及び駆動部９１を示す側面図である。
冷却器８は、熱電変換デバイス７の第２面７２と接続され、熱電変換デバイス７から伝達される熱を放熱する。本実施形態では、冷却器８は、図２及び図４に示すように、複数のフィンＦＮを有するヒートシンクである。冷却器８は、図７に示すように、後述する温度調整装置９の駆動部９１によって流通する冷却気体ＣＡに、熱電変換デバイス７から伝達された光学素子４１の熱を伝達して、光学素子４１の熱を放熱する。
【0035】
［透過型液晶パネルの他の構成］
図８は、透過型液晶パネル３５３の他の構成及び温度調整装置９の構成を示すブロック図である。
透過型液晶パネル３５３は、上記構成の他、図８に示すように、温度センサー４４を備える。詳述すると、光学デバイス４は、温度センサー４４を備える。
温度センサー４４は、例えば保持枠４３に設けられ、光学素子４１の温度を検出する。温度センサー４４は、検出結果を温度調整装置９の制御部９２に出力する。
図８は、透過型液晶パネル３５３の他の構成及び温度調整装置９の構成を示すブロック図である。
透過型液晶パネル３５３は、上記構成の他、図８に示すように、温度センサー４４を備える。詳述すると、光学デバイス４は、温度センサー４４を備える。
温度センサー４４は、例えば保持枠４３に設けられ、光学素子４１の温度を検出する。温度センサー４４は、検出結果を温度調整装置９の制御部９２に出力する。
【0036】
［温度調整装置の構成］
プロジェクター１は、上記構成の他、透過型液晶パネル３５３の温度を調整する温度調整装置９を備える。温度調整装置９は、図８に示すように、駆動部９１及び制御部９２を備える他、熱電変換デバイス７を備える。すなわち、熱電変換デバイス７は、透過型液晶パネル３５３を構成する他、温度調整装置９を構成して、制御部９２による制御の下、光学素子４１の温度を調整する。
駆動部９１は、冷却器８を冷却する。本実施形態では、駆動部９１は、図７に示すように、冷却器８に冷却気体を流通させる冷却ファンによって構成されている。駆動部９１の動作は、制御部９２によって制御される。
プロジェクター１は、上記構成の他、透過型液晶パネル３５３の温度を調整する温度調整装置９を備える。温度調整装置９は、図８に示すように、駆動部９１及び制御部９２を備える他、熱電変換デバイス７を備える。すなわち、熱電変換デバイス７は、透過型液晶パネル３５３を構成する他、温度調整装置９を構成して、制御部９２による制御の下、光学素子４１の温度を調整する。
駆動部９１は、冷却器８を冷却する。本実施形態では、駆動部９１は、図７に示すように、冷却器８に冷却気体を流通させる冷却ファンによって構成されている。駆動部９１の動作は、制御部９２によって制御される。
【0037】
制御部９２は、駆動部９１及び熱電変換デバイス７の動作を制御して、光学デバイス４の光学素子４１の温度を調整する。詳述すると、制御部９２は、温度センサー４４によって検出された光学素子４１の温度に基づいて、駆動部９１及び熱電変換デバイス７の動作を制御する。
例えば、検出された光学素子４１の温度が所定の適温範囲の上限値を越えている場合には、制御部９２は、光学素子４１の冷却処理を行う。冷却処理としては、駆動部９１の出力上昇に伴う冷却気体の流量増加と、熱電変換デバイス７の出力上昇に伴う熱電変換デバイス７の吸熱量の増加とのうち、少なくとも一方が含まれる。
また例えば、検出された光学素子４１の温度が所定の適温範囲の下限値未満である場合には、制御部９２は、光学素子４１の加温処理を行う。加温処理としては、駆動部９１の出力低下に伴う冷却気体の流量減少と、熱電変換デバイス７による加温動作とのうち、少なくとも一方が含まれる。熱電変換デバイス７による加温動作は、熱電変換デバイス７の出力低下に伴う熱電変換デバイス７の吸熱量の低下と、熱電変換デバイス７による光学素子４１の加温とのうち、少なくとも一方を含む。熱電変換デバイス７による光学素子４１の加温は、熱拡散器５が、熱電変換デバイス７から供給された熱を、接触部５４を介して液晶パネルである光学素子４１に伝達することによって実施される。
このように、制御部９２が、駆動部９１及び熱電変換デバイス７の動作を制御することによって、透過型液晶パネル３５３の温度が上記適温範囲内に維持される。
例えば、検出された光学素子４１の温度が所定の適温範囲の上限値を越えている場合には、制御部９２は、光学素子４１の冷却処理を行う。冷却処理としては、駆動部９１の出力上昇に伴う冷却気体の流量増加と、熱電変換デバイス７の出力上昇に伴う熱電変換デバイス７の吸熱量の増加とのうち、少なくとも一方が含まれる。
また例えば、検出された光学素子４１の温度が所定の適温範囲の下限値未満である場合には、制御部９２は、光学素子４１の加温処理を行う。加温処理としては、駆動部９１の出力低下に伴う冷却気体の流量減少と、熱電変換デバイス７による加温動作とのうち、少なくとも一方が含まれる。熱電変換デバイス７による加温動作は、熱電変換デバイス７の出力低下に伴う熱電変換デバイス７の吸熱量の低下と、熱電変換デバイス７による光学素子４１の加温とのうち、少なくとも一方を含む。熱電変換デバイス７による光学素子４１の加温は、熱拡散器５が、熱電変換デバイス７から供給された熱を、接触部５４を介して液晶パネルである光学素子４１に伝達することによって実施される。
このように、制御部９２が、駆動部９１及び熱電変換デバイス７の動作を制御することによって、透過型液晶パネル３５３の温度が上記適温範囲内に維持される。
【0038】
［第１実施形態の効果］
以上説明した本実施形態に係るプロジェクター１は、以下の効果を奏する。
電子機器であるプロジェクター１は、透過型液晶パネル３５３を備える。透過型液晶パネル３５３は、光透過型光学素子モジュールに相当する。
透過型液晶パネル３５３は、光学デバイス４、熱拡散器５、熱電変換デバイス７及び冷却器８を備える。
光学デバイス４は、入射する光を出射する光透過型光学素子４１と、光学素子４１の熱を伝達する伝達面としての光入射面４１５Ａと、を有する。
熱拡散器５は、光入射面４１５Ａに接触する接触部５４と、接触部５４から延在する延在部５５と、を有する。熱拡散器５は、受熱した熱を拡散させる。
熱電変換デバイス７は、延在部５５に接触する第１面７１と、第１面７１とは反対側に配置される第２面７２と、を有する。熱電変換デバイス７は、延在部５５から伝達される熱を第１面７１にて吸熱して、吸熱した熱を第２面７２から放熱する。
冷却器８は、第２面７２に接触する。
以上説明した本実施形態に係るプロジェクター１は、以下の効果を奏する。
電子機器であるプロジェクター１は、透過型液晶パネル３５３を備える。透過型液晶パネル３５３は、光透過型光学素子モジュールに相当する。
透過型液晶パネル３５３は、光学デバイス４、熱拡散器５、熱電変換デバイス７及び冷却器８を備える。
光学デバイス４は、入射する光を出射する光透過型光学素子４１と、光学素子４１の熱を伝達する伝達面としての光入射面４１５Ａと、を有する。
熱拡散器５は、光入射面４１５Ａに接触する接触部５４と、接触部５４から延在する延在部５５と、を有する。熱拡散器５は、受熱した熱を拡散させる。
熱電変換デバイス７は、延在部５５に接触する第１面７１と、第１面７１とは反対側に配置される第２面７２と、を有する。熱電変換デバイス７は、延在部５５から伝達される熱を第１面７１にて吸熱して、吸熱した熱を第２面７２から放熱する。
冷却器８は、第２面７２に接触する。
【0039】
このような構成によれば、光透過型光学素子４１にて発生した熱は、光入射面４１５Ａと接触する熱拡散器５の接触部５４から延在部５５に拡散され、延在部５５から熱電変換デバイス７の第１面７１に伝達される。熱電変換デバイス７は、延在部５５から第１面７１に伝達された熱を第２面７２と接触する冷却器８を介して放熱する。これによれば、光学素子４１の熱の放熱面積を拡大でき、光学素子４１の放熱効率を高めることができる。また、熱電変換デバイス７によって、第１面７１から第２面７２への熱輸送を促進させることによって、光学素子４１から冷却器８への熱輸送を促進でき、ひいては、冷却器８による光学素子４１の熱の放熱効率を高めることができる。従って、光学素子４１の冷却効率を高めることができる。
【0040】
熱拡散器５は、気相と液相とに変化する作動流体を内部に収容した密閉筐体ＶＣ１を有するベイパーチャンバーＶＣである。接触部５４及び延在部５５は、密閉筐体ＶＣ１に設けられている。
このような構成によれば、熱拡散器５であるベイパーチャンバーＶＣが、接触部５４にて光入射面４１５Ａから光学素子４１の熱を受熱すると、液相の作動媒体が接触部５４にて気相の作動流体に変化して密閉筐体ＶＣ１内を拡散する。これにより、光学素子４１の熱は、延在部５５を含む密閉筐体ＶＣ１内に拡散し、気相の作動流体は、密閉筐体ＶＣ１に熱を伝達させることによって凝縮されて、液相の作動流体に変化する。このような液相の作動流体の凝縮は、密閉筐体ＶＣ１において温度がより低い部分で発生する。このため、熱電変換デバイス７が第１面７１からの吸熱を行うことにより、第１面７１と接触する延在部５５に、気相の作動流体の熱が積極的に伝達されるとともに、気相の作動流体の凝縮が行われる。なお、気相から液相に変化した作動流体は、密閉筐体ＶＣ１内を移動し、接触部５４に到達する。熱電変換デバイス７によって延在部５５から吸熱された熱は、上記のように、第２面７２から冷却器８に伝達され、冷却器８によって放熱される。
このように、熱拡散器５としてベイパーチャンバーＶＣが採用されることによって、光学素子４１の熱を速やかに冷却器８にて放熱できる。従って、光学素子４１の冷却効率を高めることができる。
このような構成によれば、熱拡散器５であるベイパーチャンバーＶＣが、接触部５４にて光入射面４１５Ａから光学素子４１の熱を受熱すると、液相の作動媒体が接触部５４にて気相の作動流体に変化して密閉筐体ＶＣ１内を拡散する。これにより、光学素子４１の熱は、延在部５５を含む密閉筐体ＶＣ１内に拡散し、気相の作動流体は、密閉筐体ＶＣ１に熱を伝達させることによって凝縮されて、液相の作動流体に変化する。このような液相の作動流体の凝縮は、密閉筐体ＶＣ１において温度がより低い部分で発生する。このため、熱電変換デバイス７が第１面７１からの吸熱を行うことにより、第１面７１と接触する延在部５５に、気相の作動流体の熱が積極的に伝達されるとともに、気相の作動流体の凝縮が行われる。なお、気相から液相に変化した作動流体は、密閉筐体ＶＣ１内を移動し、接触部５４に到達する。熱電変換デバイス７によって延在部５５から吸熱された熱は、上記のように、第２面７２から冷却器８に伝達され、冷却器８によって放熱される。
このように、熱拡散器５としてベイパーチャンバーＶＣが採用されることによって、光学素子４１の熱を速やかに冷却器８にて放熱できる。従って、光学素子４１の冷却効率を高めることができる。
【0041】
冷却器８は、ヒートシンクである。
このような構成によれば、熱電変換デバイス７から伝達される光学素子４１の熱を放熱する冷却器８がヒートシンクであることによって、比較的簡易な構成によって放熱面積を拡大できる。従って、光透過型光学素子モジュールとしての透過型液晶パネル３５３の製造コストを低減できる他、透過型液晶パネル３５３の小型化を図ることができる。
このような構成によれば、熱電変換デバイス７から伝達される光学素子４１の熱を放熱する冷却器８がヒートシンクであることによって、比較的簡易な構成によって放熱面積を拡大できる。従って、光透過型光学素子モジュールとしての透過型液晶パネル３５３の製造コストを低減できる他、透過型液晶パネル３５３の小型化を図ることができる。
【0042】
熱電変換デバイス７は、ペルチェ素子である。
このような構成によれば、熱電変換デバイス７がペルチェ素子であることによって、熱拡散器５の延在部５５から熱を積極的に吸熱することができ、ひいては、冷却器８に光学素子４１の熱を効率よく放熱できる。従って、光学素子４１の冷却効率を高めることができる。
このような構成によれば、熱電変換デバイス７がペルチェ素子であることによって、熱拡散器５の延在部５５から熱を積極的に吸熱することができ、ひいては、冷却器８に光学素子４１の熱を効率よく放熱できる。従って、光学素子４１の冷却効率を高めることができる。
【0043】
光透過型光学素子４１は、液晶層４１２を有し、＋Ｚ方向に入射する光を液晶層４１２によって変調し、変調した光を＋Ｚ方向に出射する液晶パネルである。＋Ｚ方向は第１方向に相当する。熱拡散器５は、ペルチェ素子である熱電変換デバイス７から供給された熱を、接触部５４を介して液晶パネルである光学素子４１に伝達する。
ここで、液晶層４１２の温度が低いと、液晶の応答性が低下して、形成される画像が劣化する可能性がある。特に、フレームレートが高い画像を形成する場合には、フレームレートに画像形成が追従できず、光学素子４１に入力する画像信号に応じた画像を形成できないおそれがある。
このような場合に、ペルチェ素子である熱電変換デバイス７が熱拡散器５を介して液晶パネルである光学素子４１を加温することによって、液晶層４１２の温度を上昇させることができる。従って、液晶の応答性が低下することを抑制できる。
一方、液晶層４１２の温度が高い場合には、液晶が劣化しやすくなり、光学素子４１の寿命が短くなりやすい。これに対し、熱電変換デバイス７が熱拡散器５を介して光学素子４１の熱を積極的に吸熱することによって、冷却器８に光学素子４１の熱を放熱させやすくすることができる。
ここで、液晶層４１２の温度が低いと、液晶の応答性が低下して、形成される画像が劣化する可能性がある。特に、フレームレートが高い画像を形成する場合には、フレームレートに画像形成が追従できず、光学素子４１に入力する画像信号に応じた画像を形成できないおそれがある。
このような場合に、ペルチェ素子である熱電変換デバイス７が熱拡散器５を介して液晶パネルである光学素子４１を加温することによって、液晶層４１２の温度を上昇させることができる。従って、液晶の応答性が低下することを抑制できる。
一方、液晶層４１２の温度が高い場合には、液晶が劣化しやすくなり、光学素子４１の寿命が短くなりやすい。これに対し、熱電変換デバイス７が熱拡散器５を介して光学素子４１の熱を積極的に吸熱することによって、冷却器８に光学素子４１の熱を放熱させやすくすることができる。
【0044】
［第２実施形態］
次に、本開示の第２実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、第１実施形態に係るプロジェクター１と同様の構成を備えるが、透過型液晶パネルが備える冷却器の構成、及び、温度調整装置の構成が異なる点で相違する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
次に、本開示の第２実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、第１実施形態に係るプロジェクター１と同様の構成を備えるが、透過型液晶パネルが備える冷却器の構成、及び、温度調整装置の構成が異なる点で相違する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【0045】
［プロジェクターの構成］
図９は、本実施形態に係るプロジェクターが備える透過型液晶パネル３５３Ａを光入射側から見た斜視図である。図１０は、光出射側から見た透過型液晶パネル３５３Ａを示す分解斜視図である。図１１は、本実施形態に係るプロジェクターが備える温度調整装置９Ａの構成を示すブロック図である。
本実施形態に係るプロジェクターは、透過型液晶パネル３５３に代えて、図９及び図１０に示す透過型液晶パネル３５３Ａを備える他、温度調整装置９に代えて、図１１に示す温度調整装置９Ａを備える他は、第１実施形態に係るプロジェクター１と同様の構成及び機能を備える。
図９は、本実施形態に係るプロジェクターが備える透過型液晶パネル３５３Ａを光入射側から見た斜視図である。図１０は、光出射側から見た透過型液晶パネル３５３Ａを示す分解斜視図である。図１１は、本実施形態に係るプロジェクターが備える温度調整装置９Ａの構成を示すブロック図である。
本実施形態に係るプロジェクターは、透過型液晶パネル３５３に代えて、図９及び図１０に示す透過型液晶パネル３５３Ａを備える他、温度調整装置９に代えて、図１１に示す温度調整装置９Ａを備える他は、第１実施形態に係るプロジェクター１と同様の構成及び機能を備える。
【0046】
［透過型液晶パネルの構成］
透過型液晶パネル３５３Ａは、図９及び図１０に示すように、冷却器８に代えて冷却器８Ａを備える他は、第１実施形態に係る透過型液晶パネル３５３と同様の構成を備える。すなわち、透過型液晶パネル３５３Ａは、光学デバイス４、熱拡散器５、保持部材６、熱電変換デバイス７及び冷却器８Ａを備える。
冷却器８Ａは、第１実施形態に係る冷却器８と同様に、熱電変換デバイス７の第２面７２と接続されて、熱電変換デバイス７から伝達される熱を放熱する。冷却器８Ａは、冷却器本体８Ａ１、流入管８Ａ２及び流出管８Ａ３を備える。
透過型液晶パネル３５３Ａは、図９及び図１０に示すように、冷却器８に代えて冷却器８Ａを備える他は、第１実施形態に係る透過型液晶パネル３５３と同様の構成を備える。すなわち、透過型液晶パネル３５３Ａは、光学デバイス４、熱拡散器５、保持部材６、熱電変換デバイス７及び冷却器８Ａを備える。
冷却器８Ａは、第１実施形態に係る冷却器８と同様に、熱電変換デバイス７の第２面７２と接続されて、熱電変換デバイス７から伝達される熱を放熱する。冷却器８Ａは、冷却器本体８Ａ１、流入管８Ａ２及び流出管８Ａ３を備える。
【0047】
冷却器本体８Ａ１は、詳しい図示を省略するが、液体冷媒が流通可能な複数の流路を内部に有し、流入管８Ａ２から供給される液体冷媒が内部を流通する。すなわち、冷却器８Ａは、液体冷媒が内部を流通するコールドプレートである。
冷却器本体８Ａ１は、熱伝導率が高い金属等の材料によって形成されており、第２面７２に熱伝達可能に固定される。第２面７２から冷却器本体８Ａ１に伝達された熱は、冷却器本体８Ａ１内を流通する液体冷媒に伝達される。これにより、冷却器本体８Ａ１、ひいては、光学素子４１が冷却される。
流入管８Ａ２は、冷却器本体８Ａ１の内部に液体冷媒を流入させる管状部材である。
流出管８Ａ３は、冷却器本体８Ａ１の内部を流通した液体冷媒が流出する管状部材である。
冷却器８Ａに対する液体冷媒の流通は、温度調整装置９Ａによって実施される。
冷却器本体８Ａ１は、熱伝導率が高い金属等の材料によって形成されており、第２面７２に熱伝達可能に固定される。第２面７２から冷却器本体８Ａ１に伝達された熱は、冷却器本体８Ａ１内を流通する液体冷媒に伝達される。これにより、冷却器本体８Ａ１、ひいては、光学素子４１が冷却される。
流入管８Ａ２は、冷却器本体８Ａ１の内部に液体冷媒を流入させる管状部材である。
流出管８Ａ３は、冷却器本体８Ａ１の内部を流通した液体冷媒が流出する管状部材である。
冷却器８Ａに対する液体冷媒の流通は、温度調整装置９Ａによって実施される。
【0048】
なお、本実施形態に係るプロジェクターは、第１実施形態に係るプロジェクター１と同様に、３つの透過型液晶パネル３５３Ａを備える。３つの透過型液晶パネル３５３Ａは、図１１に示すように、赤色光用の透過型液晶パネル３５３ＡＲ、緑色光用の透過型液晶パネル３５３ＡＧ、及び、青色光用の透過型液晶パネル３５３ＡＢを含む。
図１１に示す例では、青色光用の透過型液晶パネル３５３ＡＢの流入管８Ａ２は、後述する駆動部９５と接続され、透過型液晶パネル３５３ＡＢの流出管８Ａ３は、緑色光用の透過型液晶パネル３５３ＡＧの流入管８Ａ２と接続されている。透過型液晶パネル３５３ＡＧの流出管８Ａ３は、赤色光用の透過型液晶パネル３５３ＡＲの流入管８Ａ２と接続され、透過型液晶パネル３５３ＡＲの流出管８Ａ３は、後述するタンク９３と接続されている。
図１１に示す例では、青色光用の透過型液晶パネル３５３ＡＢの流入管８Ａ２は、後述する駆動部９５と接続され、透過型液晶パネル３５３ＡＢの流出管８Ａ３は、緑色光用の透過型液晶パネル３５３ＡＧの流入管８Ａ２と接続されている。透過型液晶パネル３５３ＡＧの流出管８Ａ３は、赤色光用の透過型液晶パネル３５３ＡＲの流入管８Ａ２と接続され、透過型液晶パネル３５３ＡＲの流出管８Ａ３は、後述するタンク９３と接続されている。
【0049】
［温度調整装置の構成］
温度調整装置９Ａは、第１実施形態に係る温度調整装置９と同様に、透過型液晶パネル３５３Ａの温度を調整する。温度調整装置９Ａは、図１１に示すように、タンク９３、ラジエーター９４、駆動部９５、管状部材９６及び制御部９７を備える。これらのうち、管状部材９６は、内部を液体冷媒が流通可能に形成されている。
タンク９３は、液冷媒体を貯留する。
ラジエーター９４は、タンク９３と管状部材９６を介して接続されている。ラジエーター９４は、タンク９３から流入する液体冷媒を冷却する。
駆動部９５は、ラジエーター９４と管状部材９６を介して接続されている。駆動部９５は、ポンプであり、ラジエーター９４にて冷却された液体冷媒を、透過型液晶パネル３５３ＡＢの流入管８Ａ２に圧送する。駆動部９５によって圧送された液体冷媒は、透過型液晶パネル３５３ＡＢの冷却器８Ａ、透過型液晶パネル３５３ＡＧの冷却器８Ａ、透過型液晶パネル３５３ＡＲの冷却器８Ａを順に流通した他、タンク９３に流入する。タンク９３に流入した液体冷媒は、ラジエーター９４を介して再び駆動部９５に流入する。
温度調整装置９Ａは、第１実施形態に係る温度調整装置９と同様に、透過型液晶パネル３５３Ａの温度を調整する。温度調整装置９Ａは、図１１に示すように、タンク９３、ラジエーター９４、駆動部９５、管状部材９６及び制御部９７を備える。これらのうち、管状部材９６は、内部を液体冷媒が流通可能に形成されている。
タンク９３は、液冷媒体を貯留する。
ラジエーター９４は、タンク９３と管状部材９６を介して接続されている。ラジエーター９４は、タンク９３から流入する液体冷媒を冷却する。
駆動部９５は、ラジエーター９４と管状部材９６を介して接続されている。駆動部９５は、ポンプであり、ラジエーター９４にて冷却された液体冷媒を、透過型液晶パネル３５３ＡＢの流入管８Ａ２に圧送する。駆動部９５によって圧送された液体冷媒は、透過型液晶パネル３５３ＡＢの冷却器８Ａ、透過型液晶パネル３５３ＡＧの冷却器８Ａ、透過型液晶パネル３５３ＡＲの冷却器８Ａを順に流通した他、タンク９３に流入する。タンク９３に流入した液体冷媒は、ラジエーター９４を介して再び駆動部９５に流入する。
【0050】
制御部９７は、各透過型液晶パネル３５３ＡＢ，３５３ＡＧ，３５３ＡＲの温度センサー４４による検出結果に基づいて、各透過型液晶パネル３５３ＡＢ，３５３ＡＧ，３５３ＡＲの熱電変換デバイス７と駆動部９５とを制御して、各透過型液晶パネル３５３ＡＢ，３５３ＡＧ，３５３ＡＲの光学素子４１の温度を調整する。
例えば、３つの光学素子４１のうち少なくとも１つの光学素子４１の温度が所定の適温範囲の上限値を越えている場合には、制御部９７は、光学素子４１の冷却処理を行う。冷却処理としては、駆動部９５の出力上昇に伴う液体冷媒の流量増加と、熱電変換デバイス７の出力上昇に伴う熱電変換デバイス７の吸熱量の増加とのうち、少なくとも一方が含まれる。
また例えば、３つの光学素子４１のうち少なくとも１つの光学素子４１の温度が所定の適温範囲の下限値未満である場合には、制御部９７は、光学素子４１の加温処理を行う。加温処理としては、駆動部９５の出力低下に伴う液体冷媒の流量減少と、熱電変換デバイス７による加温動作とのうち、少なくとも一方が含まれる。熱電変換デバイス７による加温動作は、熱電変換デバイス７の出力低下に伴う熱電変換デバイス７の吸熱量の低下と、熱電変換デバイス７による熱拡散器５ひいては光学素子４１の加温とのうち、少なくとも一方を含む。なお、熱電変換デバイス７による加温動作は、温度が適温範囲の下限値未満であると判定された光学素子４１に対応する熱電変換デバイス７が実行し、温度が適温範囲の下限値未満でないと判定された光学素子４１に対応する熱電変換デバイス７は実行しなくてもよい。
例えば、３つの光学素子４１のうち少なくとも１つの光学素子４１の温度が所定の適温範囲の上限値を越えている場合には、制御部９７は、光学素子４１の冷却処理を行う。冷却処理としては、駆動部９５の出力上昇に伴う液体冷媒の流量増加と、熱電変換デバイス７の出力上昇に伴う熱電変換デバイス７の吸熱量の増加とのうち、少なくとも一方が含まれる。
また例えば、３つの光学素子４１のうち少なくとも１つの光学素子４１の温度が所定の適温範囲の下限値未満である場合には、制御部９７は、光学素子４１の加温処理を行う。加温処理としては、駆動部９５の出力低下に伴う液体冷媒の流量減少と、熱電変換デバイス７による加温動作とのうち、少なくとも一方が含まれる。熱電変換デバイス７による加温動作は、熱電変換デバイス７の出力低下に伴う熱電変換デバイス７の吸熱量の低下と、熱電変換デバイス７による熱拡散器５ひいては光学素子４１の加温とのうち、少なくとも一方を含む。なお、熱電変換デバイス７による加温動作は、温度が適温範囲の下限値未満であると判定された光学素子４１に対応する熱電変換デバイス７が実行し、温度が適温範囲の下限値未満でないと判定された光学素子４１に対応する熱電変換デバイス７は実行しなくてもよい。
【0051】
上記した構成では、３つの透過型液晶パネル３５３Ａは、透過型液晶パネル３５３ＡＢ、透過型液晶パネル３５３ＡＧ、透過型液晶パネル３５３ＡＲの順に液体冷媒が流通するように接続するとした。しかしながら、これに限らず、３つの透過型液晶パネル３５３Ａにおける液体冷媒の流通順は、上記に限定されない。
一方、青色光が入射する透過型液晶パネル３５３ＡＢは、紫外線の波長に近い波長を有する青色光が入射することから、エネルギーの大きい光による劣化が最も生じやすい。また、一般的に、画像形成に好適に用いられる白色光では、緑色光の光量は、他の色光の光量よりも大きいため、温度による劣化が生じやすい。このことから、温度が最も低い液体冷媒を透過型液晶パネル３５３ＡＢに流通させ、透過型液晶パネル３５３ＡＢを流通した液体冷媒を透過型液晶パネル３５３ＡＲよりも先に透過型液晶パネル３５３ＡＧに流通させることによって、各透過型液晶パネル３５３Ａを効果的に冷却でき、各透過型液晶パネル３５３Ａの劣化を抑制できる。
一方、青色光が入射する透過型液晶パネル３５３ＡＢは、紫外線の波長に近い波長を有する青色光が入射することから、エネルギーの大きい光による劣化が最も生じやすい。また、一般的に、画像形成に好適に用いられる白色光では、緑色光の光量は、他の色光の光量よりも大きいため、温度による劣化が生じやすい。このことから、温度が最も低い液体冷媒を透過型液晶パネル３５３ＡＢに流通させ、透過型液晶パネル３５３ＡＢを流通した液体冷媒を透過型液晶パネル３５３ＡＲよりも先に透過型液晶パネル３５３ＡＧに流通させることによって、各透過型液晶パネル３５３Ａを効果的に冷却でき、各透過型液晶パネル３５３Ａの劣化を抑制できる。
【0052】
また、上記した温度調整装置９Ａは、３つの透過型液晶パネル３５３Ａに液体冷媒を流通させる１つの駆動部９５を備えるとした。すなわち、温度調整装置９は、３つの透過型液晶パネル３５３Ａと１つの駆動部９５とを含む、液体冷媒の循環流路を備えるとした。しかしながら、これに限らず、温度調整装置９Ａは、１つの透過型液晶パネル３５３Ａと１つの駆動部９５とを含む、液体冷媒の循環流路を備えていてもよい。換言すると、温度調整装置９Ａは、１つの透過型液晶パネル３５３Ａと１対１で対応する１つの駆動部９５を備えていてもよい。
例えば、３つの透過型液晶パネルのうち、少なくとも１つの透過型液晶パネルは、駆動部９５によって液体冷媒が流通する冷却器８Ａを備えた透過型液晶パネル３５３Ａであり、他の透過型液晶パネルは、第１実施形態に係る駆動部９１によって冷却気体が流通する冷却器８を備えた透過型液晶パネル３５３であってもよい。この場合、温度調整装置が備える制御部が、駆動部９１，９５の動作を制御してもよく、温度制御装置が、制御部９２，９７のそれぞれを備えていてもよい。
例えば、３つの透過型液晶パネルのうち、少なくとも１つの透過型液晶パネルは、駆動部９５によって液体冷媒が流通する冷却器８Ａを備えた透過型液晶パネル３５３Ａであり、他の透過型液晶パネルは、第１実施形態に係る駆動部９１によって冷却気体が流通する冷却器８を備えた透過型液晶パネル３５３であってもよい。この場合、温度調整装置が備える制御部が、駆動部９１，９５の動作を制御してもよく、温度制御装置が、制御部９２，９７のそれぞれを備えていてもよい。
【0053】
［第２実施形態の効果］
以上説明した本実施形態に係るプロジェクターは、第１実施形態に係るプロジェクター１と同様の効果を奏する他、以下の効果を奏する。
光透過型光学素子モジュールである透過型液晶パネル３５３Ａでは、冷却器８Ａは、液体冷媒が内部を流通するコールドプレートである。
このような構成によれば、熱電変換デバイス７から伝達される熱を、冷却器８Ａ内を流通する液体冷媒に伝達できる。このため、冷却器８Ａに十分に液体冷媒を流通させることによって、熱拡散器５による熱拡散と、熱電変換デバイス７による吸熱作用と合わさって、光学素子４１を急速に冷却できる。従って、光学素子４１の冷却効率を高めることができる。
以上説明した本実施形態に係るプロジェクターは、第１実施形態に係るプロジェクター１と同様の効果を奏する他、以下の効果を奏する。
光透過型光学素子モジュールである透過型液晶パネル３５３Ａでは、冷却器８Ａは、液体冷媒が内部を流通するコールドプレートである。
このような構成によれば、熱電変換デバイス７から伝達される熱を、冷却器８Ａ内を流通する液体冷媒に伝達できる。このため、冷却器８Ａに十分に液体冷媒を流通させることによって、熱拡散器５による熱拡散と、熱電変換デバイス７による吸熱作用と合わさって、光学素子４１を急速に冷却できる。従って、光学素子４１の冷却効率を高めることができる。
【0054】
光透過型光学素子４１は、液晶層４１２を有し、＋Ｚ方向に入射する光を液晶層４１２によって変調し、変調した光を＋Ｚ方向に出射する液晶パネルである。＋Ｚ方向は第１方向に相当する。熱拡散器５は、ペルチェ素子である熱電変換デバイス７から供給された熱を、接触部５４を介して液晶パネルである光学素子４１に伝達する。
上記のように、ペルチェ素子である熱電変換デバイス７が熱拡散器５を介して液晶パネルである光学素子４１を加温することによって、液晶層４１２の温度を上昇させることができる。従って、液晶の応答性が低下することを抑制できる。
一方、液晶層４１２の温度が高い場合には、液晶が劣化しやすくなり、光学素子４１の寿命が短くなりやすい。これに対し、熱電変換デバイス７が熱拡散器５を介して光学素子４１の熱を積極的に吸熱することによって、冷却器８に光学素子４１の熱を放熱させやすくすることができる。
また、光学素子４１と直接的又は間接的に接触する液体冷媒を加温して、液晶パネルである光学素子４１を加温する場合には、液体冷媒の比熱が高いため、液晶の急速な温度調整は難しい。これに対し、熱拡散器５と冷却器８Ａとの間に配置される熱電変換デバイス７がペルチェ素子であり、熱電変換デバイス７は、熱拡散器５に対して吸熱又は加温するので、光学素子４１の温度調節を急速に実施できる。これにより、液晶の温度調節を急速に実施でき、形成される画像が劣化することを抑制できる。
上記のように、ペルチェ素子である熱電変換デバイス７が熱拡散器５を介して液晶パネルである光学素子４１を加温することによって、液晶層４１２の温度を上昇させることができる。従って、液晶の応答性が低下することを抑制できる。
一方、液晶層４１２の温度が高い場合には、液晶が劣化しやすくなり、光学素子４１の寿命が短くなりやすい。これに対し、熱電変換デバイス７が熱拡散器５を介して光学素子４１の熱を積極的に吸熱することによって、冷却器８に光学素子４１の熱を放熱させやすくすることができる。
また、光学素子４１と直接的又は間接的に接触する液体冷媒を加温して、液晶パネルである光学素子４１を加温する場合には、液体冷媒の比熱が高いため、液晶の急速な温度調整は難しい。これに対し、熱拡散器５と冷却器８Ａとの間に配置される熱電変換デバイス７がペルチェ素子であり、熱電変換デバイス７は、熱拡散器５に対して吸熱又は加温するので、光学素子４１の温度調節を急速に実施できる。これにより、液晶の温度調節を急速に実施でき、形成される画像が劣化することを抑制できる。
【0055】
［実施形態の変形］
本開示は、上記各実施形態に限定されるものではなく、本開示の目的を達成できる範囲での変形及び改良等は、本開示に含まれるものである。
本開示は、上記各実施形態に限定されるものではなく、本開示の目的を達成できる範囲での変形及び改良等は、本開示に含まれるものである。
【0056】
図１２は、熱拡散器５の変形である熱拡散器５Ｂを熱拡散器５に代えて備える透過型液晶パネル３５３の一部を拡大して示す断面図である。なお、図１２においては保持枠４３及び保持部材６の図示を省略している。
上記各実施形態では、熱拡散器５は、作動流体を収容した密閉筐体ＶＣ１を備えるベイパーチャンバーＶＣによって構成されるとした。しかしながら、これに限らず、熱拡散器は、ベイパーチャンバーＶＣとは異なる構成を備えるものでもよい。例えば、熱拡散器５に代えて、図１２に示す熱拡散器５Ｂを採用してもよい。
上記各実施形態では、熱拡散器５は、作動流体を収容した密閉筐体ＶＣ１を備えるベイパーチャンバーＶＣによって構成されるとした。しかしながら、これに限らず、熱拡散器は、ベイパーチャンバーＶＣとは異なる構成を備えるものでもよい。例えば、熱拡散器５に代えて、図１２に示す熱拡散器５Ｂを採用してもよい。
【0057】
熱拡散器５Ｂは、図１２に示すように、支持部材５Ｂ１、第１シート５Ｂ２及び第２シート５Ｂ３を備える。
支持部材５Ｂ１は、アルミニウム等の金属によって形成された平板状部材であり、第１シート５Ｂ２及び第２シート５Ｂ３を支持する。支持部材５Ｂ１は、光学素子４１側の面である第１面５Ｂ１１と、第１面５Ｂ１１とは反対側の第２面５Ｂ１２と、を有する。
第１シート５Ｂ２は、第１面５Ｂ１１を＋Ｚ方向にて覆うように第１面５Ｂ１１に設けられ、第２シート５Ｂ３は、第２面５Ｂ１２を－Ｚ方向にて覆うように第２面５Ｂ１２に設けられている。第１シート５Ｂ２及び第２シート５Ｂ３は、グラファイトシート又はグラフェンシートによって構成されている。すなわち、熱拡散器５Ｂは、グラファイトシート及びグラフェンシートのうち少なくとも一方のシートを含む熱伝導体である。
支持部材５Ｂ１は、アルミニウム等の金属によって形成された平板状部材であり、第１シート５Ｂ２及び第２シート５Ｂ３を支持する。支持部材５Ｂ１は、光学素子４１側の面である第１面５Ｂ１１と、第１面５Ｂ１１とは反対側の第２面５Ｂ１２と、を有する。
第１シート５Ｂ２は、第１面５Ｂ１１を＋Ｚ方向にて覆うように第１面５Ｂ１１に設けられ、第２シート５Ｂ３は、第２面５Ｂ１２を－Ｚ方向にて覆うように第２面５Ｂ１２に設けられている。第１シート５Ｂ２及び第２シート５Ｂ３は、グラファイトシート又はグラフェンシートによって構成されている。すなわち、熱拡散器５Ｂは、グラファイトシート及びグラフェンシートのうち少なくとも一方のシートを含む熱伝導体である。
【0058】
このような熱拡散器５Ｂは、第１面５Ｂ４、第２面５Ｂ５、開口部５Ｂ６、接触部５Ｂ７及び延在部５Ｂ８を備える。
第１面５Ｂ４は、熱拡散器５Ｂにおいて光学素子４１と対向する面である。第１面５Ｂ４は、第１シート５Ｂ２によって構成される。
第２面５Ｂ５は、熱拡散器５Ｂにおいて第１面５Ｂ４とは反対側の面である。第２面５Ｂ５は、第２シート５Ｂ３によって構成される。
開口部５Ｂ６は、熱拡散器５Ｂを＋Ｚ方向に沿って貫通する貫通口であり、光学素子４１に入射する光を＋Ｚ方向に通過させる。開口部５Ｂ６は、光入射側から見て、画素領域ＰＡに対応する略矩形状に形成されている。
接触部５Ｂ７は、第１面５Ｂ４において開口部５Ｂ６の周縁に設けられている。接触部５Ｂ７は、熱伝達面である光入射面４１５Ａと接触して、光入射面４１５Ａから光学素子４１の熱を受熱する。すなわち、接触部５Ｂ７は、第１シート５Ｂ２によって構成されている。
延在部５Ｂ８は、熱拡散器５Ｂにおいて接触部５Ｂ７から光学素子４１に対する光の入射方向と交差する方向に延在する部分である。詳述すると、延在部５Ｂ８は、＋Ｚ方向に交差する＋Ｙ方向に接触部５Ｂ７から延在した部分である。第２面５Ｂ５において延在部５Ｂ８に対応する部分には、熱電変換デバイス７が接続される。
第１面５Ｂ４は、熱拡散器５Ｂにおいて光学素子４１と対向する面である。第１面５Ｂ４は、第１シート５Ｂ２によって構成される。
第２面５Ｂ５は、熱拡散器５Ｂにおいて第１面５Ｂ４とは反対側の面である。第２面５Ｂ５は、第２シート５Ｂ３によって構成される。
開口部５Ｂ６は、熱拡散器５Ｂを＋Ｚ方向に沿って貫通する貫通口であり、光学素子４１に入射する光を＋Ｚ方向に通過させる。開口部５Ｂ６は、光入射側から見て、画素領域ＰＡに対応する略矩形状に形成されている。
接触部５Ｂ７は、第１面５Ｂ４において開口部５Ｂ６の周縁に設けられている。接触部５Ｂ７は、熱伝達面である光入射面４１５Ａと接触して、光入射面４１５Ａから光学素子４１の熱を受熱する。すなわち、接触部５Ｂ７は、第１シート５Ｂ２によって構成されている。
延在部５Ｂ８は、熱拡散器５Ｂにおいて接触部５Ｂ７から光学素子４１に対する光の入射方向と交差する方向に延在する部分である。詳述すると、延在部５Ｂ８は、＋Ｚ方向に交差する＋Ｙ方向に接触部５Ｂ７から延在した部分である。第２面５Ｂ５において延在部５Ｂ８に対応する部分には、熱電変換デバイス７が接続される。
【0059】
このような熱拡散器５Ｂでは、光入射面４１５Ａに接触する接触部５Ｂ７に伝達された光学素子４１の熱は、接触部５Ｂ７を構成する第１シート５Ｂ２にて拡散される他、支持部材５Ｂ１に伝達されて、支持部材５Ｂ１にて拡散される。更に、支持部材５Ｂ１に伝達された熱は、第２シート５Ｂ３に伝達されて、第２シート５Ｂ３にて拡散される。熱拡散器５Ｂにて拡散された熱は、延在部５Ｂ８に接続された熱電変換デバイス７によって吸熱される。
【0060】
第２実施形態に係る透過型液晶パネル３５３Ａも、熱拡散器５に代えて熱拡散器５Ｂを採用可能である。このような熱拡散器５Ｂを熱拡散器５に代えて備える透過型液晶パネル３５３，３５３Ａは、熱拡散器５を備える透過型液晶パネル３５３，３５３Ａと同様の効果を奏する他、以下の効果を奏する。
熱拡散器５Ｂは、グラファイトシート及びグラフェンシートのうち少なくとも一方のシートを含む熱伝導体である。
ここで、グラファイトシート及びグラフェンシートは、伝達された熱をシート内にて拡散させる。このため、このようなシートを含む熱伝導体を熱拡散器５Ｂとして採用することによって、熱伝達面である光入射面４１５Ａから伝達される熱を延在部５Ｂ８に伝達しやすくすることができ、ひいては、熱拡散器５Ｂに伝達された光学素子４１の熱を、熱電変換デバイス７によって吸熱しやすくすることができる。従って、光学素子４１の熱を冷却器８，８Ａにて放熱しやすくすることができるので、光学素子４１の冷却効率を高めることができる。
熱拡散器５Ｂは、グラファイトシート及びグラフェンシートのうち少なくとも一方のシートを含む熱伝導体である。
ここで、グラファイトシート及びグラフェンシートは、伝達された熱をシート内にて拡散させる。このため、このようなシートを含む熱伝導体を熱拡散器５Ｂとして採用することによって、熱伝達面である光入射面４１５Ａから伝達される熱を延在部５Ｂ８に伝達しやすくすることができ、ひいては、熱拡散器５Ｂに伝達された光学素子４１の熱を、熱電変換デバイス７によって吸熱しやすくすることができる。従って、光学素子４１の熱を冷却器８，８Ａにて放熱しやすくすることができるので、光学素子４１の冷却効率を高めることができる。
【0061】
なお、熱拡散器５Ｂは、支持部材５Ｂ１、第１シート５Ｂ２及び第２シート５Ｂ３を備えるとした。しかしながら、これに限らず、熱拡散器５Ｂは、第１シート５Ｂ２及び第２シート５Ｂ３のうち、一方のシートのみを備える構成としてもよい。更に、光学素子４１と熱電変換デバイス７とを接続可能であれば、熱拡散部は、当該一方のシートのみを有する構成とし、支持部材５Ｂ１は無くてもよい。
【0062】
上記各実施形態では、本開示の光透過型光学素子モジュールは、透過型液晶パネル３５３，３５３Ａであり、透過型液晶パネル３５３，３５３Ａは、液晶層４１２を有する光学素子４１を備え、光学素子４１は、液晶パネルであるとした。しかしながら、これに限らず、光透過型光学素子モジュールの光透過型光学素子は、入射する光の進行方向に沿って光を出射する光学素子のうち、他の光学特性を備える光学素子であってもよい。このような光透過型光学素子として、例えば、ｐ偏光及びｓ偏光のうち、一方の偏光を透過し、他方の偏光を吸収する偏光素子、或いは、入射する光の波長を変換する蛍光体を含有する波長変換素子が挙げられる。
【0063】
上記第１実施形態では、冷却器８は、ヒートシンクであるとした。上記第２実施形態では、冷却器８Ａは、コールドプレートであるとした。しかしながら、これに限らず、冷却器は、上記構成に限定されるものではない。
【0064】
上記各実施形態では、熱電変換デバイス７は、ペルチェ素子であるとした。しかしながら、これに限らず、他の構成を備える熱電変換デバイスを、光透過型光学素子モジュールに採用してもよい。
【0065】
上記各実施形態では、光学素子４１が備える入射側防塵基板４１５における光入射面４１５Ａは、熱拡散器５，５Ｂの接触部５４，５Ｂ７が接触して、光学素子４１の熱を熱拡散器５，５Ｂに伝達する熱伝達面であるとした。しかしながら、これに限らず、光学素子４１において光入射面４１５Ａ以外の部分が熱伝達面であってもよい。例えば、対向基板４１３、画素基板４１４、入射側防塵基板４１５及び出射側防塵基板４１６のうち、少なくとも１つの基板において光入射面に交差する側面が熱伝達面であってもよい。
また、熱拡散器５，５Ｂの接触部５４，５Ｂ７は、光学素子４１に直接接触しなくてもよい。例えば、接触部５４、５Ｂ７は、光学素子４１と熱伝達可能に接続される熱伝達部材に接触していてもよい。延在部５５，５Ｂ８と接触する熱電変換デバイス７、及び、熱電変換デバイス７の第２面７２と接触する冷却器８，８Ａも同様である。
更に、光学素子４１に対する熱拡散器５，５Ｂの配置によっては、熱拡散器５，５Ｂに開口部５３，５Ｂ６は無くてもよい。また、熱拡散器５，５Ｂ、熱電変換デバイス７及び冷却器８，８Ａは、光学素子４１に対する光出射側に配置されていてもよい。
また、熱拡散器５，５Ｂの接触部５４，５Ｂ７は、光学素子４１に直接接触しなくてもよい。例えば、接触部５４、５Ｂ７は、光学素子４１と熱伝達可能に接続される熱伝達部材に接触していてもよい。延在部５５，５Ｂ８と接触する熱電変換デバイス７、及び、熱電変換デバイス７の第２面７２と接触する冷却器８，８Ａも同様である。
更に、光学素子４１に対する熱拡散器５，５Ｂの配置によっては、熱拡散器５，５Ｂに開口部５３，５Ｂ６は無くてもよい。また、熱拡散器５，５Ｂ、熱電変換デバイス７及び冷却器８，８Ａは、光学素子４１に対する光出射側に配置されていてもよい。
【0066】
上記第１実施形態では、プロジェクター１は、３つの透過型液晶パネル３５３Ｂ，３５３Ｇ，３５３Ｒを備えるとした。上記第２実施形態では、プロジェクターは、３つの透過型液晶パネル３５３ＡＢ，３５３ＡＧ，３５３ＡＲを備えるとした。しかしながら、これに限らず、２つ以下、或いは、４つ以上の透過型液晶パネルを備えるプロジェクターにも、本開示を適用可能である。
上記各実施形態では、光透過型光学素子モジュールを備える電子機器として、透過型液晶パネル３５３，３５３Ａを備えるプロジェクターを例示した。しかしながら、これに限らず、本開示の光透過型光学素子モジュールを備える電子機器は、プロジェクターに限らず、他の構成を備える電子機器であってもよい。このような電子機器として、例えば照明装置が挙げられる。
上記各実施形態では、光透過型光学素子モジュールを備える電子機器として、透過型液晶パネル３５３，３５３Ａを備えるプロジェクターを例示した。しかしながら、これに限らず、本開示の光透過型光学素子モジュールを備える電子機器は、プロジェクターに限らず、他の構成を備える電子機器であってもよい。このような電子機器として、例えば照明装置が挙げられる。
【0067】
［本開示のまとめ］
以下、本開示のまとめを付記する。
［付記１］
入射する光を出射する光透過型光学素子、及び、前記光透過型光学素子の熱を伝達する熱伝達面を有する光学デバイスと、
前記熱伝達面に接触する接触部、及び、前記接触部から延在する延在部を有し、受熱した熱を拡散させる熱拡散器と、
前記延在部に接触する第１面、及び、前記第１面とは反対側に配置される第２面を有し、前記延在部から伝達される熱を前記第１面にて吸熱して、吸熱した熱を前記第２面から放熱する熱電変換デバイスと、
前記第２面に接触する冷却器と、を備える、ことを特徴とする光透過型光学素子モジュール。
以下、本開示のまとめを付記する。
［付記１］
入射する光を出射する光透過型光学素子、及び、前記光透過型光学素子の熱を伝達する熱伝達面を有する光学デバイスと、
前記熱伝達面に接触する接触部、及び、前記接触部から延在する延在部を有し、受熱した熱を拡散させる熱拡散器と、
前記延在部に接触する第１面、及び、前記第１面とは反対側に配置される第２面を有し、前記延在部から伝達される熱を前記第１面にて吸熱して、吸熱した熱を前記第２面から放熱する熱電変換デバイスと、
前記第２面に接触する冷却器と、を備える、ことを特徴とする光透過型光学素子モジュール。
【0068】
このような構成によれば、光透過型光学素子にて発生した熱は、熱伝達面と接触する熱拡散器の接触部から延在部に拡散され、延在部から熱電変換デバイスの第１面に伝達される。熱電変換デバイスは、延在部から第１面に伝達された熱を第２面と接触する冷却器を介して放熱する。これによれば、光透過型光学素子の熱の放熱面積を拡大でき、光透過型光学素子の放熱効率を高めることができる。また、熱電変換デバイスによって、第１面から第２面への熱輸送を促進させることによって、光透過型光学素子から冷却器への熱輸送を促進でき、ひいては、冷却器による光透過型光学素子の熱の放熱効率を高めることができる。従って、光透過型光学素子の冷却効率を高めることができる。
【0069】
［付記２］
付記１に記載の光透過型光学素子モジュールにおいて、
前記熱拡散器は、気相と液相とに変化する作動流体を内部に収容した密閉筐体を有するベイパーチャンバーであり、
前記接触部及び前記延在部は、前記密閉筐体に設けられている、ことを特徴とする光透過型光学素子モジュール。
このような構成によれば、熱拡散器であるベイパーチャンバーが、接触部にて熱伝達面から光透過型光学素子の熱を受熱すると、液相の作動媒体が接触部にて気相の作動流体に変化して密閉筐体内を拡散する。これにより、光透過型光学素子の熱は、延在部を含む密閉筐体内に拡散し、気相の作動流体は、密閉筐体に熱を伝達させることによって凝縮されて、液相の作動流体に変化する。このような液相の作動流体の凝縮は、密閉筐体において温度がより低い部分で発生する。このため、熱電変換デバイスが第１面からの吸熱を行うことにより、第１面と接触する延在部に、気相の作動流体の熱が積極的に伝達されるとともに、気相の作動流体の凝縮が行われる。なお、気相から液相に変化した作動流体は、密閉筐体内を移動し、接触部に到達する。熱電変換デバイスによって延在部から吸熱された熱は、上記のように、第２面から冷却器に伝達され、冷却器によって放熱される。
このように、熱拡散器としてベイパーチャンバーが採用されることによって、光透過型光学素子の熱を速やかに冷却器にて放熱できる。従って、光透過型光学素子の冷却効率を高めることができる。
付記１に記載の光透過型光学素子モジュールにおいて、
前記熱拡散器は、気相と液相とに変化する作動流体を内部に収容した密閉筐体を有するベイパーチャンバーであり、
前記接触部及び前記延在部は、前記密閉筐体に設けられている、ことを特徴とする光透過型光学素子モジュール。
このような構成によれば、熱拡散器であるベイパーチャンバーが、接触部にて熱伝達面から光透過型光学素子の熱を受熱すると、液相の作動媒体が接触部にて気相の作動流体に変化して密閉筐体内を拡散する。これにより、光透過型光学素子の熱は、延在部を含む密閉筐体内に拡散し、気相の作動流体は、密閉筐体に熱を伝達させることによって凝縮されて、液相の作動流体に変化する。このような液相の作動流体の凝縮は、密閉筐体において温度がより低い部分で発生する。このため、熱電変換デバイスが第１面からの吸熱を行うことにより、第１面と接触する延在部に、気相の作動流体の熱が積極的に伝達されるとともに、気相の作動流体の凝縮が行われる。なお、気相から液相に変化した作動流体は、密閉筐体内を移動し、接触部に到達する。熱電変換デバイスによって延在部から吸熱された熱は、上記のように、第２面から冷却器に伝達され、冷却器によって放熱される。
このように、熱拡散器としてベイパーチャンバーが採用されることによって、光透過型光学素子の熱を速やかに冷却器にて放熱できる。従って、光透過型光学素子の冷却効率を高めることができる。
【0070】
［付記３］
付記１に記載の光透過型光学素子モジュールにおいて、
前記熱拡散器は、グラファイトシート及びグラフェンシートのうち少なくとも一方のシートを含む熱伝導体である、ことを特徴とする光透過型光学素子モジュール。
ここで、グラファイトシート及びグラフェンシートは、伝達された熱をシート内にて拡散させる。このため、このようなシートを含む熱伝導体を熱拡散器として採用することによって、熱伝達面から伝達される熱を延在部に伝達しやすくすることができ、ひいては、熱拡散器に伝達された光透過型光学素子の熱を、熱電変換デバイスによって吸熱しやすくすることができる。従って、光透過型光学素子の熱を冷却器にて放熱しやすくすることができるので、光透過型光学素子の冷却効率を高めることができる。
付記１に記載の光透過型光学素子モジュールにおいて、
前記熱拡散器は、グラファイトシート及びグラフェンシートのうち少なくとも一方のシートを含む熱伝導体である、ことを特徴とする光透過型光学素子モジュール。
ここで、グラファイトシート及びグラフェンシートは、伝達された熱をシート内にて拡散させる。このため、このようなシートを含む熱伝導体を熱拡散器として採用することによって、熱伝達面から伝達される熱を延在部に伝達しやすくすることができ、ひいては、熱拡散器に伝達された光透過型光学素子の熱を、熱電変換デバイスによって吸熱しやすくすることができる。従って、光透過型光学素子の熱を冷却器にて放熱しやすくすることができるので、光透過型光学素子の冷却効率を高めることができる。
【0071】
［付記４］
付記１から付記３のいずれか１つに記載の光透過型光学素子モジュールにおいて、
前記冷却器は、ヒートシンクである、ことを特徴とする光透過型光学素子モジュール。
このような構成によれば、熱電変換デバイスから伝達される光透過型光学素子の熱を放熱する冷却器がヒートシンクであることによって、比較的簡易な構成によって放熱面積を拡大できる。従って、光透過型光学素子モジュールの製造コストを低減できる他、光透過型光学素子モジュールの小型化を図ることができる。
付記１から付記３のいずれか１つに記載の光透過型光学素子モジュールにおいて、
前記冷却器は、ヒートシンクである、ことを特徴とする光透過型光学素子モジュール。
このような構成によれば、熱電変換デバイスから伝達される光透過型光学素子の熱を放熱する冷却器がヒートシンクであることによって、比較的簡易な構成によって放熱面積を拡大できる。従って、光透過型光学素子モジュールの製造コストを低減できる他、光透過型光学素子モジュールの小型化を図ることができる。
【0072】
［付記５］
付記１から付記３のいずれか１つに記載の光透過型光学素子モジュールにおいて、
前記冷却器は、液体冷媒が内部を流通するコールドプレートである、ことを特徴とする光透過型光学素子モジュール。
このような構成によれば、熱電変換デバイスから伝達される熱を、冷却器内を流通する液体冷媒に伝達できる。このため、冷却器に十分に液体冷媒を流通させることによって、熱拡散器による熱拡散と、熱電変換デバイスによる吸熱作用と合わさって、光透過型光学素子を急速に冷却できる。従って、光透過型光学素子の冷却効率を高めることができる。
付記１から付記３のいずれか１つに記載の光透過型光学素子モジュールにおいて、
前記冷却器は、液体冷媒が内部を流通するコールドプレートである、ことを特徴とする光透過型光学素子モジュール。
このような構成によれば、熱電変換デバイスから伝達される熱を、冷却器内を流通する液体冷媒に伝達できる。このため、冷却器に十分に液体冷媒を流通させることによって、熱拡散器による熱拡散と、熱電変換デバイスによる吸熱作用と合わさって、光透過型光学素子を急速に冷却できる。従って、光透過型光学素子の冷却効率を高めることができる。
【0073】
［付記６］
付記１から付記５のいずれか１つに記載の光透過型光学素子モジュールにおいて、
前記熱電変換デバイスは、ペルチェ素子である、ことを特徴とする光透過型光学素子モジュール。
このような構成によれば、熱電変換デバイスがペルチェ素子であることによって、熱拡散器の延在部から熱を積極的に吸熱することができ、ひいては、冷却器に光透過型光学素子の熱を効率よく放熱できる。従って、光透過型光学素子の冷却効率を高めることができる。
付記１から付記５のいずれか１つに記載の光透過型光学素子モジュールにおいて、
前記熱電変換デバイスは、ペルチェ素子である、ことを特徴とする光透過型光学素子モジュール。
このような構成によれば、熱電変換デバイスがペルチェ素子であることによって、熱拡散器の延在部から熱を積極的に吸熱することができ、ひいては、冷却器に光透過型光学素子の熱を効率よく放熱できる。従って、光透過型光学素子の冷却効率を高めることができる。
【0074】
［付記７］
付記６に記載の光透過型光学素子モジュールにおいて、
前記光透過型光学素子は、液晶層を有し、第１方向に入射する光を前記液晶層によって変調し、変調した光を前記第１方向に出射する液晶パネルであり、
前記熱拡散器は、前記ペルチェ素子から供給された熱を、前記接触部を介して前記液晶パネルに伝達する、ことを特徴とする光透過型光学素子モジュール。
ここで、液晶層の温度が低いと、液晶の応答性が低下して、形成される画像が劣化する可能性がある。特に、フレームレートが高い画像を形成する場合には、フレームレートに画像形成が追従できず、液晶パネルに入力する画像信号に応じた画像を形成できないおそれがある。
このような場合に、ペルチェ素子である熱電変換デバイスが熱拡散器を介して液晶パネルを加温することによって、液晶層の温度を上昇させることができる。従って、液晶の応答性が低下することを抑制できる。
一方、液晶層の温度が高い場合には、液晶が劣化しやすくなり、液晶パネルの寿命が短くなりやすい。これに対し、熱電変換デバイスが熱拡散器を介して液晶パネルの熱を積極的に吸熱することによって、冷却器に液晶パネルの熱を放熱させやすくすることができる。
なお、液晶パネルと直接的又は間接的に接触する液体冷媒を加温して、液晶パネルを加温する場合には、液体冷媒の比熱が高いため、液晶の急速な温度調整は難しい。これに対し、熱拡散器と冷却器との間に配置される熱電変換デバイスがペルチェ素子であり、熱電変換デバイスは、熱拡散器に対して吸熱又は加温するので、液晶パネルの温度調節を急速に実施できる。これにより、液晶パネルの液晶の温度調節を急速に実施でき、形成される画像が劣化することを抑制できる。
付記６に記載の光透過型光学素子モジュールにおいて、
前記光透過型光学素子は、液晶層を有し、第１方向に入射する光を前記液晶層によって変調し、変調した光を前記第１方向に出射する液晶パネルであり、
前記熱拡散器は、前記ペルチェ素子から供給された熱を、前記接触部を介して前記液晶パネルに伝達する、ことを特徴とする光透過型光学素子モジュール。
ここで、液晶層の温度が低いと、液晶の応答性が低下して、形成される画像が劣化する可能性がある。特に、フレームレートが高い画像を形成する場合には、フレームレートに画像形成が追従できず、液晶パネルに入力する画像信号に応じた画像を形成できないおそれがある。
このような場合に、ペルチェ素子である熱電変換デバイスが熱拡散器を介して液晶パネルを加温することによって、液晶層の温度を上昇させることができる。従って、液晶の応答性が低下することを抑制できる。
一方、液晶層の温度が高い場合には、液晶が劣化しやすくなり、液晶パネルの寿命が短くなりやすい。これに対し、熱電変換デバイスが熱拡散器を介して液晶パネルの熱を積極的に吸熱することによって、冷却器に液晶パネルの熱を放熱させやすくすることができる。
なお、液晶パネルと直接的又は間接的に接触する液体冷媒を加温して、液晶パネルを加温する場合には、液体冷媒の比熱が高いため、液晶の急速な温度調整は難しい。これに対し、熱拡散器と冷却器との間に配置される熱電変換デバイスがペルチェ素子であり、熱電変換デバイスは、熱拡散器に対して吸熱又は加温するので、液晶パネルの温度調節を急速に実施できる。これにより、液晶パネルの液晶の温度調節を急速に実施でき、形成される画像が劣化することを抑制できる。
【0075】
［付記８］
付記１から付記７のいずれか１つに記載の光透過型光学素子モジュールを備える、ことを特徴とする電子機器。
このような構成によれば、上記した光透過型光学素子モジュールと同様の効果を奏することができる。
付記１から付記７のいずれか１つに記載の光透過型光学素子モジュールを備える、ことを特徴とする電子機器。
このような構成によれば、上記した光透過型光学素子モジュールと同様の効果を奏することができる。
【符号の説明】
【0076】
１…プロジェクター（電子機器）、３５３，３５３Ａ…透過型液晶パネル（光透過型光学素子モジュール）、４…光学デバイス、４１…光透過型光学素子、４１１…光学作用部、４１２…液晶層、４１３…対向基板、４１４…画素基板、４１５…入射側防塵基板、４１５Ａ…光入射面（熱伝達面）、４１６…出射側防塵基板、４２…ＦＰＣ、４３…保持枠、５，５Ｂ…熱拡散器、５１…第１面、５２…第２面、５３…開口部、５４…接触部、５５…延在部、５６，５７…孔部、５Ｂ１…支持部材、５Ｂ２…第１シート（グラファイトシート又はグラフェンシート）、５Ｂ３…第２シート（グラファイトシート又はグラフェンシート）、５Ｂ４…第１面、５Ｂ５…第２面、５Ｂ６…開口部、５Ｂ７…接触部、５Ｂ８…延在部、６…保持部材、６１…開口部、６２…腕部、６３…固定部、６４…突出部、６５，６６…孔部、７…熱電変換デバイス、７１…第１面、７２…第２面、７３…リード線、８，８Ａ…冷却器、９，９Ａ…温度調整装置、９１…駆動部、９２…制御部、９３…タンク、９４…ラジエーター、９５…駆動部、９６…管状部材、９７…制御部、ＦＮ…フィン、ＳＣ…ねじ。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【手続補正書】
【提出日】2023-09-26
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0040】
熱拡散器５は、気相と液相とに変化する作動流体を内部に収容した密閉筐体ＶＣ１を有するベイパーチャンバーＶＣである。接触部５４及び延在部５５は、密閉筐体ＶＣ１に設けられている。
このような構成によれば、熱拡散器５であるベイパーチャンバーＶＣが、接触部５４にて光入射面４１５Ａから光学素子４１の熱を受熱すると、液相の作動流体が接触部５４にて気相の作動流体に変化して密閉筐体ＶＣ１内を拡散する。これにより、光学素子４１の熱は、延在部５５を含む密閉筐体ＶＣ１内に拡散し、気相の作動流体は、密閉筐体ＶＣ１に熱を伝達させることによって凝縮されて、液相の作動流体に変化する。このような液相の作動流体の凝縮は、密閉筐体ＶＣ１において温度がより低い部分で発生する。このため、熱電変換デバイス７が第１面７１からの吸熱を行うことにより、第１面７１と接触する延在部５５に、気相の作動流体の熱が積極的に伝達されるとともに、気相の作動流体の凝縮が行われる。なお、気相から液相に変化した作動流体は、密閉筐体ＶＣ１内を移動し、接触部５４に到達する。熱電変換デバイス７によって延在部５５から吸熱された熱は、上記のように、第２面７２から冷却器８に伝達され、冷却器８によって放熱される。
このように、熱拡散器５としてベイパーチャンバーＶＣが採用されることによって、光学素子４１の熱を速やかに冷却器８にて放熱できる。従って、光学素子４１の冷却効率を高めることができる。
このような構成によれば、熱拡散器５であるベイパーチャンバーＶＣが、接触部５４にて光入射面４１５Ａから光学素子４１の熱を受熱すると、液相の作動流体が接触部５４にて気相の作動流体に変化して密閉筐体ＶＣ１内を拡散する。これにより、光学素子４１の熱は、延在部５５を含む密閉筐体ＶＣ１内に拡散し、気相の作動流体は、密閉筐体ＶＣ１に熱を伝達させることによって凝縮されて、液相の作動流体に変化する。このような液相の作動流体の凝縮は、密閉筐体ＶＣ１において温度がより低い部分で発生する。このため、熱電変換デバイス７が第１面７１からの吸熱を行うことにより、第１面７１と接触する延在部５５に、気相の作動流体の熱が積極的に伝達されるとともに、気相の作動流体の凝縮が行われる。なお、気相から液相に変化した作動流体は、密閉筐体ＶＣ１内を移動し、接触部５４に到達する。熱電変換デバイス７によって延在部５５から吸熱された熱は、上記のように、第２面７２から冷却器８に伝達され、冷却器８によって放熱される。
このように、熱拡散器５としてベイパーチャンバーＶＣが採用されることによって、光学素子４１の熱を速やかに冷却器８にて放熱できる。従って、光学素子４１の冷却効率を高めることができる。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0049】
［温度調整装置の構成］
温度調整装置９Ａは、第１実施形態に係る温度調整装置９と同様に、透過型液晶パネル３５３Ａの温度を調整する。温度調整装置９Ａは、図１１に示すように、タンク９３、ラジエーター９４、駆動部９５、管状部材９６及び制御部９７を備える。これらのうち、管状部材９６は、内部を液体冷媒が流通可能に形成されている。
タンク９３は、液冷冷媒を貯留する。
ラジエーター９４は、タンク９３と管状部材９６を介して接続されている。ラジエーター９４は、タンク９３から流入する液体冷媒を冷却する。
駆動部９５は、ラジエーター９４と管状部材９６を介して接続されている。駆動部９５は、ポンプであり、ラジエーター９４にて冷却された液体冷媒を、透過型液晶パネル３５３ＡＢの流入管８Ａ２に圧送する。駆動部９５によって圧送された液体冷媒は、透過型液晶パネル３５３ＡＢの冷却器８Ａ、透過型液晶パネル３５３ＡＧの冷却器８Ａ、透過型液晶パネル３５３ＡＲの冷却器８Ａを順に流通した後、タンク９３に流入する。タンク９３に流入した液体冷媒は、ラジエーター９４を介して再び駆動部９５に流入する。
温度調整装置９Ａは、第１実施形態に係る温度調整装置９と同様に、透過型液晶パネル３５３Ａの温度を調整する。温度調整装置９Ａは、図１１に示すように、タンク９３、ラジエーター９４、駆動部９５、管状部材９６及び制御部９７を備える。これらのうち、管状部材９６は、内部を液体冷媒が流通可能に形成されている。
タンク９３は、液冷冷媒を貯留する。
ラジエーター９４は、タンク９３と管状部材９６を介して接続されている。ラジエーター９４は、タンク９３から流入する液体冷媒を冷却する。
駆動部９５は、ラジエーター９４と管状部材９６を介して接続されている。駆動部９５は、ポンプであり、ラジエーター９４にて冷却された液体冷媒を、透過型液晶パネル３５３ＡＢの流入管８Ａ２に圧送する。駆動部９５によって圧送された液体冷媒は、透過型液晶パネル３５３ＡＢの冷却器８Ａ、透過型液晶パネル３５３ＡＧの冷却器８Ａ、透過型液晶パネル３５３ＡＲの冷却器８Ａを順に流通した後、タンク９３に流入する。タンク９３に流入した液体冷媒は、ラジエーター９４を介して再び駆動部９５に流入する。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0054】
光透過型光学素子４１は、液晶層４１２を有し、＋Ｚ方向に入射する光を液晶層４１２によって変調し、変調した光を＋Ｚ方向に出射する液晶パネルである。＋Ｚ方向は第１方向に相当する。熱拡散器５は、ペルチェ素子である熱電変換デバイス７から供給された熱を、接触部５４を介して液晶パネルである光学素子４１に伝達する。
上記のように、ペルチェ素子である熱電変換デバイス７が熱拡散器５を介して液晶パネルである光学素子４１を加温することによって、液晶層４１２の温度を上昇させることができる。従って、液晶の応答性が低下することを抑制できる。
一方、液晶層４１２の温度が高い場合には、液晶が劣化しやすくなり、光学素子４１の寿命が短くなりやすい。これに対し、熱電変換デバイス７が熱拡散器５を介して光学素子４１の熱を積極的に吸熱することによって、冷却器８Ａに光学素子４１の熱を放熱させやすくすることができる。
また、光学素子４１と直接的又は間接的に接触する液体冷媒を加温して、液晶パネルである光学素子４１を加温する場合には、液体冷媒の比熱が高いため、液晶の急速な温度調整は難しい。これに対し、熱拡散器５と冷却器８Ａとの間に配置される熱電変換デバイス７がペルチェ素子であり、熱電変換デバイス７は、熱拡散器５に対して吸熱又は加温するので、光学素子４１の温度調節を急速に実施できる。これにより、液晶の温度調節を急速に実施でき、形成される画像が劣化することを抑制できる。
上記のように、ペルチェ素子である熱電変換デバイス７が熱拡散器５を介して液晶パネルである光学素子４１を加温することによって、液晶層４１２の温度を上昇させることができる。従って、液晶の応答性が低下することを抑制できる。
一方、液晶層４１２の温度が高い場合には、液晶が劣化しやすくなり、光学素子４１の寿命が短くなりやすい。これに対し、熱電変換デバイス７が熱拡散器５を介して光学素子４１の熱を積極的に吸熱することによって、冷却器８Ａに光学素子４１の熱を放熱させやすくすることができる。
また、光学素子４１と直接的又は間接的に接触する液体冷媒を加温して、液晶パネルである光学素子４１を加温する場合には、液体冷媒の比熱が高いため、液晶の急速な温度調整は難しい。これに対し、熱拡散器５と冷却器８Ａとの間に配置される熱電変換デバイス７がペルチェ素子であり、熱電変換デバイス７は、熱拡散器５に対して吸熱又は加温するので、光学素子４１の温度調節を急速に実施できる。これにより、液晶の温度調節を急速に実施でき、形成される画像が劣化することを抑制できる。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0069】
［付記２］
付記１に記載の光透過型光学素子モジュールにおいて、
前記熱拡散器は、気相と液相とに変化する作動流体を内部に収容した密閉筐体を有するベイパーチャンバーであり、
前記接触部及び前記延在部は、前記密閉筐体に設けられている、ことを特徴とする光透過型光学素子モジュール。
このような構成によれば、熱拡散器であるベイパーチャンバーが、接触部にて熱伝達面から光透過型光学素子の熱を受熱すると、液相の作動流体が接触部にて気相の作動流体に変化して密閉筐体内を拡散する。これにより、光透過型光学素子の熱は、延在部を含む密閉筐体内に拡散し、気相の作動流体は、密閉筐体に熱を伝達させることによって凝縮されて、液相の作動流体に変化する。このような液相の作動流体の凝縮は、密閉筐体において温度がより低い部分で発生する。このため、熱電変換デバイスが第１面からの吸熱を行うことにより、第１面と接触する延在部に、気相の作動流体の熱が積極的に伝達されるとともに、気相の作動流体の凝縮が行われる。なお、気相から液相に変化した作動流体は、密閉筐体内を移動し、接触部に到達する。熱電変換デバイスによって延在部から吸熱された熱は、上記のように、第２面から冷却器に伝達され、冷却器によって放熱される。
このように、熱拡散器としてベイパーチャンバーが採用されることによって、光透過型光学素子の熱を速やかに冷却器にて放熱できる。従って、光透過型光学素子の冷却効率を高めることができる。
付記１に記載の光透過型光学素子モジュールにおいて、
前記熱拡散器は、気相と液相とに変化する作動流体を内部に収容した密閉筐体を有するベイパーチャンバーであり、
前記接触部及び前記延在部は、前記密閉筐体に設けられている、ことを特徴とする光透過型光学素子モジュール。
このような構成によれば、熱拡散器であるベイパーチャンバーが、接触部にて熱伝達面から光透過型光学素子の熱を受熱すると、液相の作動流体が接触部にて気相の作動流体に変化して密閉筐体内を拡散する。これにより、光透過型光学素子の熱は、延在部を含む密閉筐体内に拡散し、気相の作動流体は、密閉筐体に熱を伝達させることによって凝縮されて、液相の作動流体に変化する。このような液相の作動流体の凝縮は、密閉筐体において温度がより低い部分で発生する。このため、熱電変換デバイスが第１面からの吸熱を行うことにより、第１面と接触する延在部に、気相の作動流体の熱が積極的に伝達されるとともに、気相の作動流体の凝縮が行われる。なお、気相から液相に変化した作動流体は、密閉筐体内を移動し、接触部に到達する。熱電変換デバイスによって延在部から吸熱された熱は、上記のように、第２面から冷却器に伝達され、冷却器によって放熱される。
このように、熱拡散器としてベイパーチャンバーが採用されることによって、光透過型光学素子の熱を速やかに冷却器にて放熱できる。従って、光透過型光学素子の冷却効率を高めることができる。