JP2004287190A - プロジェクタの冷却方法、並びにプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】投射画像の品質安定性の向上を図るとともに、電源投入後から投射画像の品質が安定するまでの待機時間を短縮することができるプロジェクタの冷却方法並びにプロジェクタを提供する。
【解決手段】プロジェクタ１は、投射光用の光源２と、光源２を冷却するための冷却装置３とを備える。冷却装置３は、光源２の温度に応じて光源２からの放熱量を変化させる。例えば、光源２の電源投入後に、第１の放熱量Ｋ１で光源２を放熱させ、光源２の温度上昇後に、第１の放熱量よりも多い第２の放熱量Ｋ２で光源２を放熱させる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、投射光用の光源を備えるプロジェクタに関し、特に、プロジェクタの冷却方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電子機器における表示装置のひとつとして、映像源の画像を光学系を介してスクリーンに拡大投射する投射型表示装置としてのプロジェクタが知られている。
【０００３】
プロジェクタは、光源、電源ユニットなどの発熱しやすい機器を有していることから、これらの発熱体の熱が光路上の光学部材に伝わると、光学部材の取り付け精度や熱特性に影響を与え、光学特性の低下を招くおそれがある。
【０００４】
プロジェクタの熱対策に関する技術としては、例えば、ヒートシンクなどの放熱体を高温となる光学部材に取り付けて放熱させる技術がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１４−０９８９３７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、プロジェクタでは、光源の温度に応じて光源の光学特性が大きく変化する場合がある。光源の光学特性の変化は、投射画像の品質の不安定を招くことから、光源の温度変化はなるべく小さいのが好ましい。
【０００８】
ところが、光源に対して放熱体を単に取り付けただけでは、光源の温度変化を十分に抑制できないおそれがある。特に、近年、プロジェクタの小型化や高精細化が進み、光源の温度管理がより重要になっている。
【０００９】
また、光源の温度に応じて光源の光学特性が大きく変化する場合、電源投入後から光源の温度が安定するまでの間は投射画像が安定しないために使用を待機する必要がある。そのため、上記待機時間（ウォームアップ時間）の短縮化が望まれている。
【００１０】
本発明は、上述する事情に鑑みてなされたものであり、投射画像の品質安定性の向上を図るとともに、電源投入後から投射画像の品質が安定するまでの待機時間を短縮することができるプロジェクタの冷却方法並びにプロジェクタを提供する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明のプロジェクタの冷却方法は、投射光用の光源を備えるプロジェクタを冷却する方法であって、前記光源の温度に応じて前記光源からの放熱量を変化させることを特徴とする。
【００１２】
本発明のプロジェクタの冷却方法では、光源の温度に応じて光源からの放熱量を変化させることにより、光源の温度変化を抑制することが可能となる。
すなわち、光源の温度が高い場合には光源からの放熱量を多くし、光源の温度が低い場合には光源からの放熱量を少なくすることにより、光源の温度変化が抑制される。
したがって、本発明のプロジェクタの冷却方法では、光源の温度変化に伴う輝度などの光学特性の変化が抑制され、投射画像の品質安定性の向上が図られる。
【００１３】
また、上記の冷却方法によれば、電源投入後から投射画像の品質が安定するまでの待機時間（ウォームアップ時間）を短縮することが可能である。
例えば、前記光源の電源投入後に、第１の放熱量で前記光源を放熱させる第１工程と、前記光源の温度上昇後に、前記第１の放熱量よりも多い第２の放熱量で前記光源を放熱させる第２工程とを有することにより、光源からの放射量が一定である場合に比べて、上記待機時間が短縮される。
【００１４】
この場合、前記光源の発熱量をＫｍ、前記第１の放熱量をＫ１、前記第２の放熱量をＫ２とするとき、 Ｋ１＜Ｋｍ≒Ｋ２ であるのが好ましい。
これによると、光源の電源投入直後には放熱量（Ｋ１）が少なく、光源が速やかに温度上昇するとともに、温度上昇後には光源の発熱量（Ｋｍ）と放熱量（Ｋ２）とが釣り合い、光源の温度が安定する。なお、Ｋｍ＜Ｋ２であると、光源温度が低下し、光源特性が変化するので好ましくない。
【００１５】
また、上記の冷却方法において、前記放熱量を変化させるタイミングは、熱移動に伴う時間的な遅れを考慮したものであるのが好ましい。
これにより、過度な温度上昇や温度降下が抑制され、光源の温度がさらに安定する。
【００１６】
本発明のプロジェクタは、投射光用の光源を備えるプロジェクタにおいて、前記光源の温度に応じて前記光源からの放熱量を変化させる冷却装置を備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明のプロジェクタでは、冷却装置によって光源からの放熱量を変化させることにより、光源の温度変化を抑制することが可能となる。
そのため、光源の温度変化に伴う光源の光学特性の変化が抑制され、投射画像の品質安定性の向上が図られる。
【００１８】
例えば、前記冷却装置は、放熱体と、前記放熱体と前記光源との接続状態を切り換える切換手段とを有するとよい。
この構成によれば、例えば、放熱体と光源とが接続することで光源からの放熱量が多くなり、放熱体と光源とが非接続となることで光源からの放熱量が少なくなる。したがって、光源の温度が高い場合には放熱体と光源とを接続し、光源の温度が低い場合には放熱体と光源とを非接続とすることにより、光源の温度変化が抑制される。
【００１９】
この場合において、前記切換手段は、前記光源に熱的に接続され、温度に応じてばね定数が変化する形状記憶合金バネを含んでもよい。
この構成によれば、光源に熱的に接続された形状記憶合金バネは、光源の温度に応じてばね定数が変化する。そのため、そのばね定数の変化を利用して放熱体と光源との接続状態を切り換えることが可能となる。この場合、構成の簡素化が図られる。
【００２０】
また、上記のプロジェクタにおいて、前記冷却装置は、冷却ファンと、前記冷却ファンの作動状態を制御する制御手段とを有する構成としてもよい。
この構成によれば、例えば、冷却ファンを作動させることで光源からの放熱量が多くなり、冷却ファンを停止させることで光源からの放熱量が少なくなる。したがって、光源の温度が高い場合には冷却ファンを作動し、光源の温度が低い場合には冷却ファンを停止させることにより、光源の温度変化が抑制される。
【００２１】
また、上記のプロジェクタにおいて、前記光源は、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）を含むＬＥＤ光源であってもよい。
この構成によれば、光源がＬＥＤ光源であることにより、小型化を図りやすい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面を参照して説明する。
図１は、本発明のプロジェクタ及びその冷却方法を概念的に示す図である。
図１において、プロジェクタ１は、投射光用の光源２と、光源２を冷却するための冷却装置３とを備えている。
冷却装置３は、第１の放熱量（Ｋ１）で光源２を放熱させる第１の冷却手段４と、第１の放熱量（Ｋ１）よりも多い第２の放熱量（Ｋ２）で光源２を放熱させる第２の冷却手段５と、光源２の冷却手段として、第１の冷却手段４及び第２の冷却手段５のいずれかを選択する切換手段６とを有している。
【００２３】
光源２としては、例えば、発光素子としてのＬＥＤ（発光ダイオード、有機電界発光素子）を含むＬＥＤ光源（ＬＥＤランプ）の他に、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ等が挙げられる。
【００２４】
冷却手段４，５としては、例えば、放熱体としてのヒートシンク、冷却ファンなどを用いた空冷式の様々な冷却装置の他に、液状の冷媒を循環する装置などの液冷式の様々な冷却装置が挙げられる。なお、第１の冷却手段４は、光源２に対して強制的な冷却手段を設けないもの（例えば、自然放熱のみの場合）を含むものとする。
また、切換手段６としては、例えば、熱的な接続状態を切り換えるスイッチ類、冷却装置の作動状態を制御する制御装置、流体（冷媒）の流れを制御するバルブなどが挙げられる。
【００２５】
ここで、図２はＬＥＤの発光強度の温度依存性（温度−光強度比率）を示す図であり、図３はＬＥＤの発光強度分布の温度依存性（光の波長−光強度分布）を示す図である。
図２及び図３に示すように、ＬＥＤの光強度は、温度上昇に伴い減少する。また、ＬＥＤにおける発光強度分布のピーク波長は、温度上昇に伴い長波長側にシフトする。そのため、ＬＥＤ光源を用いたプロジェクタでは、光源の温度が変化すると、光強度（輝度）が変化したり、光の波長が変化したりするため、投射映像の品質が不安定になる。
【００２６】
図１に戻り、本発明のプロジェクタ１では、上述した温度変化に伴う光源２の光学特性の変化を抑制するために、冷却装置３によって光源２からの放熱量を変化させるようになっている。例えば、光源２の温度が低い場合には、第１の冷却手段４を用いて光源２を冷却して光源２からの放熱量を少なくし、光源２の温度が高い場合には、第２の冷却手段５を用いて光源２を冷却して光源２からの放熱量を多くする。
【００２７】
光源２からの放熱量が少ない場合、自身の発熱に伴って光源２が温度上昇しやすくなるか、あるいは温度降下しにくくなる。また、光源２からの放熱量が多い場合、自身の発熱に伴って光源２が温度上昇しにくくなるか、あるいは温度降下しやすくなる。
【００２８】
このように、プロジェクタ１では、冷却装置３によって光源２からの放熱量を変化させることにより、光源２の温度変化を抑制する。これにより、温度変化に伴う光源２の光学特性の変化が抑制され、投射画像の品質安定性の向上が図られる。
【００２９】
このとき、光源２の温度は、計測してもしなくてもよい。光源２の温度を計測する場合、その計測結果に基づいて、第１の冷却手段４と第２の冷却手段５との切り換えを行うとよい。また、光源２の温度を計測しない場合は、例えば、温度に応じて物理特性が変化する物体（例えば、形状記憶合金バネなど）を用いて上記切り換えを行うとよい。なお、光源２の温度計測に代えて、光源２の近傍に配される部材や気体の温度など、光源２の温度に略比例して温度変化する部位の温度計測を行ってよい。また、予め光源２の温度変化の様子がわかっている場合には、時間の経過に応じて上記切り換えを行ってもよい。
【００３０】
図４は、ＬＥＤ光源（ＬＥＤランプ）における、電源投入後のＬＥＤ（ＰＮジャンクション部）の温度変化の様子を示している。
図４に示すように、このＬＥＤ光源では、電源投入後から約３０分経過後に飽和温度に達している。すなわち、このＬＥＤ光源では、電源投入後から約３０分間は、温度変化が大きいために、光学特性が不安定になる。このように、電源投入後における光源の温度変化に伴って光源の光学特性が不安定になる場合には、プロジェクタの使用を待機することが好ましい（待機時間（ウォームアップ時間））。
【００３１】
図１に戻り、このプロジェクタ１では、冷却装置３によって光源２からの放熱量を変化させることから、電源投入後から投射画像の品質が安定するまでの待機時間が短縮される。
【００３２】
例えば、光源２の電源投入直後は、第１の冷却手段４（放熱量Ｋ１）を用いて光源２を冷却し、光源２の温度上昇後に、第２の冷却手段５（放熱量Ｋ２）を用いて光源２を冷却する。光源２の電源投入直後に、放熱量の低い第１の冷却手段４を用いることにより、自身の発熱によって光源２が速やかに温度上昇する。
【００３３】
図５は、放熱量の切り換えを行う場合の電源投入直後からの光源２の温度変化の様子（実線）を示す図である。なお、図５の点線は、光源からの放熱量が一定の場合（第２の冷却手段５（放熱量Ｋ２）のみを使用した場合）を示している。
【００３４】
図５の実線に示すように、光源２の電源投入後に、第１の冷却手段４（放熱量Ｋ１）で光源２を放熱させ、光源２の温度上昇後に、第２の冷却手段５（放熱量Ｋ２）で光源２を放熱させることにより、図５の点線で示す光源からの放射量が一定の場合に比べて、光源２が速やかに温度上昇し、上記飽和温度と同じ温度に達するまでの時間（待機時間）が短縮される。
【００３５】
ここで、光源２の発熱量をＫｍ、第１の冷却手段４の放熱量をＫ１、第２の冷却手段５の放熱量をＫ２、とするとき、 Ｋ１＜Ｋｍ≒Ｋ２ であるのが好ましい。この場合、前述したように、光源２の電源投入直後には、放熱量（Ｋ１）が少なくなり、光源２が速やかに温度上昇して待機時間の短縮化が図れる。一方、温度上昇して光源２が上記飽和温度に達した後には、光源２の発熱量（Ｋｍ）と放熱量（Ｋ２）とが釣り合って、光源２の温度が安定する。
【００３６】
上記放熱量の切り換えは、通常は、光源２が所定の温度（例えば、ランプ許容温度）に達した時点で行われる。ただし、光源２の温度変化の様子に熱移動に伴う時間的な遅れ（応答遅れ）が含まれる場合、その遅れを考慮して上記切り換えを行うのが好ましい。
【００３７】
図６及び図７は、応答遅れを含む光源の温度変化の様子の例を示す図である。
例えば、図６に実線で示す例では、所定温度の時点Ｔ（１）で放熱量の切り換え（小→大）を行うとき、応答遅れによって過度な温度上昇（オーバーシュート）が生じている。これに対し、図６に点線で示すように、光源の温度上昇過程において、上記所定温度Ｔ（１）に達する少し前の時点Ｔ（２）で上記切り換えを行うことにより、過度な温度変化が抑制される。
【００３８】
また、図７に実線で示す例では、光源の温度を安定させる過程で、所定温度の時点Ｔ（３）で放熱量の切り換え（大→小）を行うとき、応答遅れによって過度な温度降下（アンダーシュート）が生じている。これに対し、図７に点線で示すように、光源の温度降下過程において、所定温度Ｔ（３）に達する少し前の時点Ｔ（４）で上記切り換えを行うことにより、過度な温度変化が抑制される。
【００３９】
次に、本発明のプロジェクタの具体的な実施の形態例について図面を参照して説明する。
ここでは、一実施の形態例として、空間光変調装置、すなわち光変調手段（ライトバルブ）として、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色に対応した３枚の液晶装置（液晶パネル）を備えた３板式液晶プロジェクタについて説明する。なお、本発明は、１板式液晶プロジェクタや、ライトバルブとして他の空間光変調装置（例えば ＤＭＤ；Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ など）を用いたプロジェクタにも適用可能である。
【００４０】
図８は液晶プロジェクタ１０の概略的な全体構成を模式的に示す図である。
図８において、プロジェクタ１０は、光源１１，１２，１３、光源１１，１２，１３からの各光を変調する液晶ライトバルブ１４，１５，１６、変調された各光を合成するクロスダイクロイックプリズム１７、及びプリズム１７から出射された光を不図示のスクリーンに拡大投射する投射系１８等を含んで構成される。ここで、光源１１はＲ（赤）、１２はＧ（緑）、１３はＢ（青）、の光をそれぞれ発するものであり、ライトバルブ１４はＲ、１５はＧ、１６はＢ、の光にそれぞれ対応している。
【００４１】
光源１１，１２，１３として、本例では、発光素子としてのＬＥＤ（発光ダイオード、有機電界発光素子）を含むＬＥＤ光源（ＬＥＤランプ）が用いられている。
【００４２】
ライトバルブ１４，１５，１６は、例えば、スイッチング素子としての薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）と透過型の液晶セルとを含み、外部からの画像情報（あるいは映像情報）に基づいて光源１１，１２，１３からの光を変調する。
【００４３】
プリズム１７は、４つの直角プリズムが貼り合わされた構造からなり、全体が略立方体状に形成されている。また、プリズム１７は、赤色光（Ｒ）を反射する誘電体多層膜１７ａと青色光（Ｂ）を反射する誘電体多層膜１７ｂとを含み、ライトバルブ１５からの緑色光（Ｇ）を透過しかつライトバルブ１４からの赤色光（Ｒ）とライトバルブ１６からの青色光（Ｂ）とを折り曲げてこれらの３色の光を合成し、カラー画像を形成する。
【００４４】
投射系１８は、拡大投射光学系を含み、プリズム１７から出射された光を不図示のスクリーン上に投射する。この投射により、スクリーン上には、拡大されたカラー画像が表示される。
【００４５】
図９及び図１０は、上記プロジェクタ１０における各構成部材の配置の様子を模式的に示す図であり、図９は平面図、図１０は側面図である。
図９及び図１０において、ライトバルブ１４，１５，１６、プリズム１７、及び投射系１８の各光学部材はそれぞれ、ベースプレート２０に搭載されている。
また、ベースプレート２０には、それぞれ発熱体である、上記光源１１，１２，１３、及びライトバルブ１４，１５，１６の駆動回路２１（液晶駆動回路）も搭載されている。
【００４６】
本例のプロジェクタ１０では、光源１１，１２，１３に対して、冷却装置４０が備えられている。冷却装置４０は、放熱体としてのヒートシンク４１，４２，４３、切換手段としての形状記憶合金バネ４４，４５，４６、バイアスバネ４７，４８，４９、及び伝熱部材５０，５１，５２等を含んで構成される。これらは、光源１１，１２，１３に近い側から、伝熱部材５０，５１，５２、バイアスバネ４７，４８，４９、ヒートシンク４１，４２，４３、及び形状記憶合金バネ４４，４５，４６の順に並んでおり、隣り合うもの同士が互いに機械的に接続されかつ、光源１１，１２，１３に対して順次熱的に接続されている。
【００４７】
具体的には、光源１１，１２，１３の背面に、良熱伝導体（例えばアルミニウム材）からなる伝熱部材５０，５１，５２が接続されており、伝熱部材５０，５１，５２に、バイアスバネ４７，４８，４９の一端が接続されている。また、バイアスバネ４７，４８，４９の他端は、ヒートシンク４１，４２，４３の吸熱面（実際には吸熱面に形成された凹部の底面）に接続され、ヒートシンク４１，４２，４３の放熱面は形状記憶合金バネ４４，４５，４６の一端に接続されている。また、形状記憶合金バネ４４，４５，４６の他端は、ベースプレート２０に設けられた支持部材２０ａに接続されている。なお、形状記憶合金バネ４４，４５，４６とバイアスバネ４７，４８，４９とはバネ力が働く軸方向が互いに平行になるように配されている。
【００４８】
ヒートシンク４１，４２，４３は、伝熱部材５０，５１，５２と支持部材２０ａとの間を移動自在となるように、ベースプレート２０に対して非接触あるいはベースプレート２０との間の摩擦が低減された状態に配されている。すなわち、光源１１，１２，１３、及び伝熱部材５０，５１，５２がベースプレート２０に対して動かないように固定されている一方、ヒートシンク４１，４２，４３はベースプレート２０に対して移動可能に配されている。
【００４９】
形状記憶合金バネ４４，４５，４６は、高温になるとばね定数が急激に増加し、逆に、低温になるとばね定数が急激に減少する性質を有する。また、形状記憶合金バネ４４，４５，４６、及びバイアスバネ４７，４８，４９のいずれも収縮した状態で配されており、ばね力（付勢力）で互いに押し合う関係となるように配設されている。なお、ヒートシンク４１，４２，４３の放熱量、及び形状記憶合金バネ４４，４５，４６やバイアスバネ４７，４８，４９のばね特性はそれぞれ各光源１１，１２，１３の熱特性に応じて設計される。
【００５０】
また、ベースプレート２０に搭載された各部材を覆うように筐体２６が配設され、この筐体２６はベースプレート２０に固定されている。筐体２６には、吸気及び排気用の開口（吸気孔２７、排気孔２８）が設けられている。本例では、吸気孔２７は、ヒートシンク４１，４２，４３の放熱面に対向する筐体２６の側面に設けられ、排気孔２８は筐体２６の上面のうちのヒートシンク４１，４２，４３の上方位置に設けられている。なお、投射系１８は、鏡筒２９内に保持されている。
【００５１】
図１１は、上述した冷却装置４０の動作を説明するための図であり、（ａ）は光源温度が低い状態、（ｂ）は光源温度が高い状態を示している。なお、図１１では、説明の簡単のため、光源１２に関する構成について代表的に示している。
【００５２】
図１１（ａ）に示すように、例えば電源投入前など、光源１２の温度が室温に近い低い状態では、バイアスバネ４８のばね定数に比べて、形状記憶合金バネ４５のばね定数が小さくなる（バイアスバネ＞形状記憶合金バネ）。そのため、バイアスバネ４８が伸長し、形状記憶合金バネ４５がバイアスバネ４８のばね力（付勢力）に負けて収縮する。つまり、バイアスバネ４８が、ヒートシンク４２と形状記憶合金バネ４５を押しつけ、ヒートシンク４２と伝熱部材５１とが互いに離れた状態となる。
【００５３】
図１１（ｂ）に示すように、例えば電源投入後など、光源１２が発熱して温度上昇すると、光源１２の熱が伝熱部材５１等を介して、形状記憶合金バネ４５に伝わる。形状記憶合金バネ４５が高温になると、形状記憶合金バネ４５のばね定数が急激に増加し、バイアスバネ４８のばね定数に比べて、形状記憶合金バネ４５のばね定数が大きくなる（バイアスバネ＜形状記憶合金バネ）。その結果、形状記憶合金バネ４５が伸長し、バイアスバネ４８が収縮する。そして、形状記憶合金バネ４５のばね力により、ヒートシンク４２が光源１２の側に移動し、ヒートシンク４２の吸熱面と伝熱部材５１とが直接接触する。ヒートシンク４２と伝熱部材５１とが直接接することにより、伝熱面積が増え、光源１２の熱が伝熱部材５１を介してヒートシンク４２により多く移動し、その熱がヒートシンク４２を介して放熱される。つまり、光源１２からの放熱量が増加する。
【００５４】
続いて、光源１２が放熱によって十分に冷却され、それに伴って伝熱部材５１、及び形状記憶合金バネ４５が低温になると、形状記憶合金バネ４５のばね定数が急激に減少し、バイアスバネ４８のばね定数に比べて、 形状記憶合金バネ４５のばね定数が小さくなる（バイアスバネ＞形状記憶合金バネ）。その結果、図１１（ａ）に示すように、バイアスバネ４８が伸長し、形状記憶合金バネ４５が収縮する。そして、ヒートシンク４２が光源１２から離れる側に移動し、ヒートシンク４２の吸熱面と伝熱部材５１とが離れる。ヒートシンク４２と伝熱部材５１とが離れることにより、光源１２からの放熱量が減少する。
【００５５】
以後、同様の動作が繰り返されることにより、光源１２が所望の温度範囲に保たれる。つまり、上記構成の冷却装置４０では、光源１２の温度が高い場合には、ヒートシンク４２と伝熱部材５１とが直接接することで伝熱面積が増えて光源１２からの放熱量が多くなり、光源１２の温度上昇が抑制される。一方、光源１２の温度が低い場合には、ヒートシンク４２と伝熱部材５１とが離れることで光源１２からの放熱量が少なくなり、温度降下が抑制される。この繰り返しにより、光源１２の温度が所望の温度範囲内に保たれる。光源１１，１３についてもこれと同様である。
【００５６】
このように、本例のプロジェクタ１０では、光源の温度に応じて光源からの放熱量が切り換えられ、これにより光源の温度変化が抑制される。そのため、投射画像の品質安定性の向上が図られる。
【００５７】
また、本例のプロジェクタ１０では、放熱量の切り換えを、形状記憶合金バネの物理的な特性を利用して行っている。そのため、構成の簡素化とともに、消費電力の軽減化が図られる。
【００５８】
なお、上記冷却装置４０において、 光源が十分に冷却された温度に対して、形状記憶合金バネのばね定数が急激に減少する際の温度が小さい場合には、ヒートシンクと伝熱部材は接触したままとなり、光源の温度は十分に冷却された温度で安定する。
【００５９】
また、本例のプロジェクタ１０において、光源１１，１２，１３の温度に応じて、筐体２６に設けられる開口（吸気孔２７、排気孔２８など）の開口度を制御して放熱量を変化させてもよい。
【００６０】
また、このプロジェクタ１０では、図１２に示すように、発熱体のひとつである電源ユニット３２（ＡＣアダプタ）が、筐体２６（プロジェクタ本体）の外部に配されている。これにより、筐体２６内の発熱量が抑制され、光学特性に与える熱影響がさらに抑制される。
【００６１】
次に、本発明のプロジェクタの他の実施の形態例について図１３及び図１４を参照して説明する。なお、先の実施形態例と同一の機能を有する構成要素は同一の符号を付し、その説明を省略または簡略化する。
【００６２】
図１３及び図１４において、プロジェクタ６０は、先の図９及び図１０に示したプロジェクタ１０と異なり、冷却手段としての冷却ファン６１を有する冷却装置６２を備えている。また、冷却装置６２は、光源１１，１２，１３の温度を計測する温度センサ６３，６４，６５と、温度センサ６３，６４，６５の計測結果に基づいて、冷却ファン６１の作動状態を制御する制御系６６（制御回路）とを有している。
【００６３】
各光源１１，１２，１３は、良熱伝導体（例えばアルミニウム材）からなる伝熱部材６７を介して一のヒートシンク６８に熱的に接続されている。
【００６４】
冷却ファン６１は、伝熱部材６７及びヒートシンク６８を介して放熱される光源１１，１２，１３の熱を、ヒートシンク６８の周辺から空気とともに排除するとともに、その空気を筐体２６の内部から外部に排気孔２８を介して排出するものである。本例では、冷却ファン６１は、排気孔２８の近傍（下方位置）に配置されている。
【００６５】
温度センサ６３，６４，６５としては、例えば、抵抗値が温度によって変化する抵抗サーミスタ、熱電対などが挙げられる。温度センサ６３，６４，６５の電気信号は、制御系６６に送られる。
また、制御系６６は、温度センサ６３，６４，６５からの信号に基づいて冷却ファン６１の作動状態（運転／非運転、回転数など）を制御するものである。
【００６６】
上記構成のプロジェクタ６０では、冷却ファン６１を作動させることで光源１１，１２，１３からの放熱量が多くなり、冷却ファン６１を停止させることで光源１１，１２，１３からの放熱量が少なくなる。したがって、光源１１，１２，１３の温度が高い場合には冷却ファン６１を作動し、光源１１，１２，１３の温度が低い場合には冷却ファン６１を停止させることにより、光源１１，１２，１３の温度変化が抑制される。
【００６７】
例えば、電源投入時には、冷却ファン６１は停止状態にある。電源投入後、光源１１，１２，１３は、発熱して温度が上昇する。このとき、冷却ファン６１が停止状態にあるので、光源１１，１２，１３からの放熱量は少なく、光源１１，１２，１３は速やかに温度上昇する。
【００６８】
続いて、制御系６６は、温度センサ６３，６４，６５の計測結果に基づいて、光源１１，１２，１３が所定の温度（ランプ許容温度範囲）に達すると、冷却ファン６１の作動（回転）を開始する。
冷却ファン６１の作動により、ヒートシンク６８を介した光源１１，１２，１３からの放熱量が多くなり、光源１１，１２，１３が冷却されて温度降下する。その後、光源１１，１２，１３の発熱量とヒートシンク６８を介した放熱量とが釣り合うことにより、光源１１，１２，１３の温度が飽和温度で安定する。
【００６９】
ここで、本例では、光源１１，１２，１３の温度上昇の過程において、冷却ファン６１の作動を開始するとき、熱的な遅れ（応答遅れ）が生じることから、冷却ファン６１の作動の開始のタイミングは、この応答遅れを考慮して設定されてもよい。
【００７０】
すなわち、冷却ファン６１を作動させると、まず、ヒートシンク６８の放熱効果が高まるのでヒートシンク６８が冷却され、その後、伝熱部材６７、光源１１，１２，１３の順に冷却される。つまり、冷却ファン６１の作動を開始した時点から遅れて光源１１，１２，１３が冷却される。この応答遅れのために、光源１１，１２，１３は、冷却ファン６１の作動を開始した時点からしばらくの間は温度上昇を続け（オーバーシュート）、一定時間経過後に温度降下をはじめる。過度な温度上昇（オーバーシュート）がランプ許容温度範囲を超えるような場合には、上記応答遅れに基づいて、冷却ファン６１の作動開始のタイミングを少し早めることにより、過度な温度変化が抑制される。
【００７１】
なお、光源１１，１２，１３の温度変化が互いに異なる場合には、例えば、一つの光源が所定の温度（ランプ許容温度範囲）に達した時点で冷却ファン６１の作動を開始させるとよい。
【００７２】
また、ここでは、冷却ファン６１を停止状態と作動状態との間で切り換えて放熱量を変化させる場合について説明したが、光源１１，１２，１３の温度に基づいて、冷却ファン６１の回転数を変化させてもよい。
【００７３】
また、本例では、プロジェクタ６０に使用時において、ベースプレート２０は、ライトバルブ１４，１５，１６、プリズム１７、及び投射系１８などの各光学部材に対して上方に位置する。この構成では、ベースプレート２０に対して光学部材が下方に配される一方で、発熱体で暖められた空気が上方に移動する。そのため、上記各光学部材の温度上昇が抑制され、それに伴う個々の光学特性の低下が抑制される。
【００７４】
また、ベースプレート２０として、熱伝導率が高い材質からなる熱良導体を用いてもよい。この場合、ベースプレート２０における温度ムラが少なくなり、光源１１，１２，１３、及びライトバルブ１４，１５，１６などの発熱体の熱影響による、ライトバルブ１４，１５，１６、プリズム１７、及び投射系１８などの各光学部材の光学特性の低下が抑制される。そのため、発熱に伴う投射画像の劣化がさらに少なくなり、小型化により好ましく適用される。熱良導体としては、例えば、アルミニウム材あるいはその合金の他、銅、黄銅、金、鉄（及び鋼）、ニッケルなどの各種金属及びその合金が用いられる。
【００７５】
また、ライトバルブ１４，１５，１６、プリズム１７、及び投射系１８の各光学部材とベースプレート２０との間に、断熱部材を配してもよい。この場合、ベースプレート２０から各光学部材のそれぞれへの熱伝達が抑制され、各光学部材の個々の光学特性の低下が抑制される。
【００７６】
【実施例】
次に、上述した実施の形態例のプロジェクタの冷却効果を調べた。
まず、先の図９及び図１０に示すプロジェクタについて調べた。なお、プロジェクタを製作するにあたっては、光源（ＬＥＤランプ）の許容温度範囲について調べた。
【００７７】
（ＬＥＤランプの許容温度範囲について）
前述したように、光源として使用するＬＥＤランプは光強度や光波長に温度依存性があることから、使用温度によって投射画像の品質が変化する。そのため、使用するＬＥＤランプの許容温度範囲について調べた。
ＬＥＤランプの許容温度範囲については、（１）使用するＬＥＤランプの種類によって異なる、（２）製作するプロジェクタの用途によって変わる（すなわち、使用環境の明るさ、及び、投影画像の種類が大きく影響する因子である）、（３）温度変化によって画質が変化するのをどこまで許容するかは顧客の判断に依存する、などの条件が含まれる。
そこで、以下の手順に基づいてＬＥＤランプの許容温度範囲を決定した。
【００７８】
（実験用プロジェクタの構成）
図１５及び図１６に実験用プロジェクタの概略図を示す。なお、先の図９及び図１０に示すプロジェクタと同一の機能を有する構成要素は同一の符号を付し、その説明を省略または簡略化する。
この実験用プロジェクタは、先の図９及び図１０に示すプロジェクタ１０における伝熱部材５０，５１，５２とヒートシンク４１，４２，４３とが常に接触している状態と同様の形態に構成されている。
光源１１，１２，１３としては、先の図９及び図１０に示すプロジェクタと同一のＬＥＤランプ（ＬｕｍｉＬｅｄｓ社製のＬｕｘｅｏｎシリーズ）を用いた。
この実験用プロジェクタでは、ヒートシンクから大気中への熱抵抗を変えることにより、すなわち、ヒートシンクの大きさを変えることにより、ＬＥＤランプの飽和上昇温度を変えることが出来る。
【００７９】
（ＬＥＤランプの許容温度範囲を求める）
図１５及び図１６に示す実験用プロジェクタを用い、ヒートシンクの大きさ、使用環境の明るさが異なる水準について、画質評価を行った。環境温度は２５℃に保った。
まずは、画質評価の基準条件を決める。
今回のプロジェクタが目指している使用環境の明るさは１０００ルックス（労働基準法の精密作業推奨基準）である。
図１５及び図１６の実験用プロジェクタになるべく大きなヒートシンクを取り付け、１０００ルックスの環境下でスクリーンに市松模様を投影し（図１７参照）、白色部は白色光になるように、黒色部は色あせないように、各色ＬＥＤに流す電流値を調整した（この電流調整値は以降の実験において固定）。
またそのときの、消費電力（印加電圧×電流）から２５℃での各色ＬＥＤの飽和温度上昇が連続使用時許容最大温度（今回のＬＥＤは９０℃）になるようにヒートシンクの大きさを設計した。
このヒートシンクの大きさを基準とし、以降の実験は、これより大きなヒートシンクの水準を振って行う。
なお、各色ＬＥＤランプには熱電対を貼り付け発熱温度を測定した。
使用環境の明るさは３０ルックス（月の明るさ）、７０ルックス（労働基準法の雑作業用照明基準）、１５０ルックス（普通作業）、３００ルックス（精密作業）、１０００ルックス（精密作業推奨基準）の５水準とした。
【００８０】
画質評価は以下のように行った。
（ａ）試験者として１８歳から６０歳までの男女を年齢、性別をランダムに５０名ほど選出した。
（ｂ）評価した投影画像は文字、グラフからなる静止画像、及び、風景の静止画像、アニメ動画、実写動画の４種類である。
（ｃ）良好から明確に画質劣化が見られる（色あせて見えない、または、明確に色バランスがずれている等）までの５段階評価をしてもらい、平均をとり、５から４までを良好（記号○）、４未満３以上をやや不良（記号△）、３未満を不良（記号×）とした。
【００８１】
画質評価の結果を図１８の表に示す。なお、図１８の表には各色ＬＥＤの温度も併記する。
今回のプロジェクタは、（１）使用しているＬＥＤランプがＬｕｍｉＬｅｄｓ社製のＬｕｘｅｏｎシリーズである、（２）使用環境の明るさは１０００ルックス（労働基準法の精密作業推奨基準）である、（３）実写動画まで高画質を確保する、ものである。
そのため、図１８の表より、ＬＥＤランプの許容温度範囲は９０℃〜５３℃となる。なお、３０ルックスの明るさで主に使用し、ビジネスプレゼンテーション用に風景静止画まで高画質を確保すれば十分なプロジェクタを作るとすれば、ＬＥＤランプの許容温度範囲は９０℃〜２７℃となる。
【００８２】
（ヒートシンクの設定）
同一ヒートシンクにおいて、環境温度が変化すると、ＬＥＤランプの飽和上昇温度も変化する。
今回のプロジェクタでは、動作補償範囲は１０℃〜３５℃環境温度としており、１０℃のときが最もＬＥＤランプの飽和上昇温度が低くなる。また、図１８の表は環境温度２５℃のデータであるので、ｔｓ：所定ヒートシンク使用時のＬＥＤランプの飽和上昇温度、ｔｅ：測定時の環境温度、ｔｃｓ（Ｌ）：動作補償温度の下限、ｔｄ（Ｌ）：ＬＥＤランプの許容温度下限、とすると、
ｔｓ−ｔｅ＋ｔｃｓ（Ｌ）＞ｔｄ（Ｌ）
であるから、
ｔｓ−２５＋１０＞５３
となり、次式（１）が得られる。
ｔｓ＞６８（℃）…（１）
【００８３】
一方、３５℃のときが最もＬＥＤランプの飽和上昇温度が高くなるので、ｔｓ：所定ヒートシンク使用時のＬＥＤランプの飽和上昇温度、ｔｅ：測定時の環境温度、ｔｃｓ（Ｕ）：動作補償温度の上限、ｔｄ（Ｕ）：ＬＥＤランプの許容温度上限、とすると、
ｔｓ−ｔｅ＋ｔｃｓ（Ｕ）＜ｔｄ（Ｕ）
であるから、
ｔｓ−２５＋３５＜９０
となり、次式（２）が得られる。
ｔｓ＜８０（℃）…（２）
よって、式（１）及び式（２）、並びに図１８の表より、ヒートシンクＡ、ヒートシンクＢが選択される。
【００８４】
（形状記憶合金バネの設定）
図１９に示したように、形状記憶合金バネのばね定数温度依存性はヒステリシスになる場合が多い。したがって、図１９の温度ＭｓがＬＥＤランプの許容温度下限（５３℃）よりも大きくなるような形状記憶合金バネを選択する。
ここでは、Ｍｓ＝５５℃、Ａｓ＝６０℃の形状記憶合金バネを選択した。
【００８５】
（オーバーシュートの確認）
（実施例１）
次に、先の図９及び図１０に示したプロジェクタに、上述の形状記憶合金バネを設置し、ヒートシンクをヒートシンクＡ、ヒートシンクＢの２水準を取り付け、プロジェクタの動作補償下限１０℃と上限３５℃の２水準について、電源投入後の各色ＬＥＤランプの温度を測定した。
【００８６】
図２０にヒートシンクＢ、環境温度１０℃での電源投入直後からの各色ＬＥＤランプの温度変化を示す。
各色ＬＥＤランプは環境温度１０℃から電源を投入すると発熱を開始し温度が上昇する。そして、時間［Ｔｗ１］後にＬＥＤランプ許容温度下限の５３℃に達する。
次に、時間［Ｔｃ１］後に各色ＬＥＤランプ温度が６０℃に達するとやや遅れて形状記憶合金バネが６０℃になる。その結果、ヒートシンクが伝熱部材を介して各色ＬＥＤランプに接触する。
この時間遅れのために各色ＬＥＤランプ温度は６０℃よりもΔｔ１だけ温度上昇（オーバーシュート）してから温度が低下し始める。
図１８の表より、ヒートシンクＢの環境温度２５℃でのＬＥＤランプ飽和温度上昇は６９℃であった。したがって、環境温度が１０℃になるとＬＥＤランプ飽和温度上昇は５４℃になる。すなわち、各色ＬＥＤランプ温度は５４℃まで低下しようとする。
各色ＬＥＤランプ温度が低下し５５℃に達するとやや遅れて形状記憶合金バネが５５℃になる。その結果、ヒートシンクと伝熱部材は離接する。
この時間遅れのために各色ＬＥＤランプ温度は５４℃まで低下してから温度が上昇し始める。
以降、各色ＬＥＤランプ温度は５４℃から ６０＋Δｔ１（℃） の間を上下する。
ここで、ＬＥＤランプ、伝熱部材、ヒートシンク、形状記憶合金バネなどの条件（特性）によっては、オーバーシュートによりＬＥＤ許容温度上限を超える場合がある。そのため、Ａｓ：形状記憶合金バネの低温から高温に向かう時にバネ定数が増加し始める温度（図１９参照）、ｔｄ（Ｕ）：ＬＥＤランプの許容温度上限、とするとき、
Ａｓ＋Δｔ１≦ｔｄ（Ｕ）
となるように設計を行い、かつ、実験で確認しておく必要がある。
【００８７】
図２１にヒートシンクＢ、環境温度３５℃での電源投入直後からの各色ＬＥＤランプの温度変化を示す。
図２１に示すように、各色ＬＥＤランプは環境温度３５℃から電源を投入すると発熱を開始し温度が上昇する。そして、時間［Ｔｗ２］後にＬＥＤランプ許容温度下限の５３℃に達する。
次に、時間［Ｔｃ２］後に各色ＬＥＤランプ温度が６０℃に達するとやや遅れて形状記憶合金バネが６０℃になる。その結果、ヒートシンクが伝熱部材を介して各色ＬＥＤランプに接触する。
ここで、図１８の表より、ヒートシンクＢの環境温度２５℃でのＬＥＤランプ飽和温度上昇は６９℃であった。したがって、環境温度が３５℃になるとＬＥＤランプ飽和温度上昇は７９℃になる。
よって、時間遅れのために各色ＬＥＤランプ温度は６０℃を超えても上昇するが、ＬＥＤランプ飽和温度上昇の方が７９℃と高いので、単調に７９℃に達し安定する。
以上、説明したようにヒートシンクＢを使用すれば、環境温度１０℃〜３５℃において、各色ＬＥＤランプは許容温度範囲に入る。
その時の、プロジェクタのウオームアップ時間は Ｔｗ２〜Ｔｗ１ である。
【００８８】
図２２にヒートシンクＡ、環境温度１０℃での電源投入直後からの各色ＬＥＤランプの温度変化を示す。
各色ＬＥＤランプは環境温度１０℃から電源を投入すると発熱を開始し温度が上昇する。そして、時間［Ｔｗ３］後にＬＥＤランプ許容温度下限の５３℃に達する。
次に、時間［Ｔｃ３］後に各色ＬＥＤランプ温度が６０℃に達するとやや遅れて形状記憶合金バネが６０℃になる。その結果、ヒートシンクが伝熱部材を介して各色ＬＥＤランプに接触する。
この時間遅れのために各色ＬＥＤランプ温度は６０℃よりもΔｔ２だけ温度上昇（オーバーシュート）してから温度が低下し始める。
図１８の表より、ヒートシンクＡの環境温度２５℃でのＬＥＤランプ飽和温度上昇は８０℃であった。したがって、環境温度が１０℃になるとＬＥＤランプ飽和温度上昇は６５℃になる。
すなわち、各色ＬＥＤランプ温度は６５℃まで低下して安定する。
ヒートシンクは伝熱部材を介して各色ＬＥＤランプに当接したままである。
ここで、ＬＥＤランプ、伝熱部材、ヒートシンク、形状記憶合金バネなどの条件によってオーバーシュートによりＬＥＤ許容温度上限を超える場合がある。そのため、Ａｓ：形状記憶合金バネの低温から高温に向かう時にバネ定数が増加し始める温度（図１９参照）、ｔｄ（Ｕ）：ＬＥＤランプの許容温度上限、とするとき、
Ａｓ＋Δｔ２≦ｔｄ（Ｕ）
となるように設計を行い、かつ、実験で確認しておく必要がある。
【００８９】
図２３にヒートシンクＡ、環境温度３５℃での電源投入直後からの各色ＬＥＤランプの温度変化を示す。
各色ＬＥＤランプは環境温度３５℃から電源を投入すると発熱を開始し温度が上昇する。そして、時間［Ｔｗ４］後にＬＥＤランプ許容温度下限の５３℃に達する。
次に、時間［Ｔｃ４］後に各色ＬＥＤランプ温度が６０℃に達するとやや遅れて形状記憶合金バネが６０℃になる。その結果、ヒートシンクが伝熱部材を介して各色ＬＥＤランプに接触する。
ここで、図１８の表より、ヒートシンクＡの環境温度２５℃でのＬＥＤランプ飽和温度上昇は８０℃であった。したがって、環境温度が３５℃になるとＬＥＤランプ飽和温度上昇は９０℃になる。
よって、時間遅れのために各色ＬＥＤランプ温度は６０℃を超えても上昇するが、ＬＥＤランプ飽和温度上昇の方が９０℃と高いので、単調に９０℃に達し安定する。
以上、説明したようにヒートシンクＡを使用すれば、環境温度１０℃〜３５℃において、各色ＬＥＤランプは許容温度範囲に入る。
その時の、プロジェクタのウオームアップ時間は Ｔｗ４〜Ｔｗ３ である。
【００９０】
（比較例１）
次に、従来の形態のプロジェクタについても同様の評価を行った。
先の図１５及び図１６に示した実験用プロジェクタに、ヒートシンクＡ、ヒートシンクＢの２水準を取り付け、プロジェクタの動作補償下限１０℃と上限３５℃の２水準について、電源投入後の各色ＬＥＤランプの温度を測定した（比較例１）。
この比較例１に使用する実験用プロジェクタは、先の図９及び図１０に示すプロジェクタと異なり、伝熱部材とヒートシンクとが常に接した状態にあり、光源からの放熱量（冷却効率）は一定である。
【００９１】
図２４に比較例１のヒートシンクＢ、環境温度１０℃での電源投入直後からの各色ＬＥＤランプの温度変化を示す。
各色ＬＥＤランプは環境温度１０℃から電源を投入すると発熱を開始し温度が上昇する。そして、時間［Ｔｗ５］後にＬＥＤランプ許容温度下限の５３℃に達する。
ここで、図１８の表より、ヒートシンクＢの環境温度２５℃でのＬＥＤランプ飽和温度上昇は６９℃であった。したがって、環境温度が１０℃になるとＬＥＤランプ飽和温度上昇は５４℃になる。
よって、各色ＬＥＤランプ温度は５４℃まで上昇して安定する。
【００９２】
図２５に比較例１のヒートシンクＢ、環境温度３５℃での電源投入直後からの各色ＬＥＤランプの温度変化を示す。
各色ＬＥＤランプは環境温度３５℃から電源を投入すると発熱を開始し温度が上昇する。そして、時間［Ｔｗ６］後にＬＥＤランプ許容温度下限の５３℃に達する。
ここで、図１８の表より、ヒートシンクＢの環境温度２５℃でのＬＥＤランプ飽和温度上昇は６９℃であった。したがって、環境温度が３５℃になるとＬＥＤランプ飽和温度上昇は７９℃になる。
よって、各色ＬＥＤランプ温度は７９℃まで上昇して安定する。
【００９３】
図２６に比較例のヒートシンクＡ、環境温度１０℃での電源投入直後からの各色ＬＥＤランプの温度変化を示す。
各色ＬＥＤランプは環境温度１０℃から電源を投入すると発熱を開始し温度が上昇する。そして、時間［Ｔｗ７］後にＬＥＤランプ許容温度下限の５３℃に達する。
ここで、図１８の表より、ヒートシンクＡの環境温度２５℃でのＬＥＤランプ飽和温度上昇は８０℃であった。したがって、環境温度が１０℃になるとＬＥＤランプ飽和温度上昇は６５℃になる。
よって、各色ＬＥＤランプ温度は６５℃まで上昇して安定する。
【００９４】
図２７に比較例のヒートシンクＡ、環境温度３５℃での電源投入直後からの各色ＬＥＤランプの温度変化を示す。
各色ＬＥＤランプは環境温度３５℃から電源を投入すると発熱を開始し温度が上昇する。そして、時間［Ｔｗ８］後にＬＥＤランプ許容温度下限の５３℃に達する。
ここで、図１８の表より、ヒートシンクＡの環境温度２５℃でのＬＥＤランプ飽和温度上昇は８０℃であった。したがって、環境温度が３５℃になるとＬＥＤランプ飽和温度上昇は９０℃になる。
よって、各色ＬＥＤランプ温度は９０℃まで上昇して安定する。
【００９５】
上記の実施例１及び比較例１における評価から次のことがわかった。
ヒートシンクを適切に設計することにより、図８及び図９に示すプロジェクタ（実施例１）、及び図１５及び図１６に示す実験用プロジェクタ（比較例１）のいずれも、ＬＥＤランプ許容温度範囲内に各色ＬＥＤランプ温度を収めることはできることがわかった。
しかしながら、本発明の実施の形態例である、図８及び図９に示すプロジェクタ（実施例１）では、電源投入直後から高温になるまでの間、ヒートシンクと伝熱部材とを非接触とすることにより、各色ＬＥＤランプ発熱の放熱量を減少させ、温度上昇速度を大きくすることができる。
その結果、電源投入後から投射画像の品質が安定するまでの待機時間（ウオームアップ時間）を短縮することができる（Ｔｗ１＜Ｔｗ５、Ｔｗ２＜Ｔｗ６、Ｔｗ３＜Ｔｗ７、Ｔｗ４＜Ｔｗ８）。
【００９６】
（実施例２）
次に、上述した実施例１と同様に、先の図９及び図１０に示したプロジェクタに、ヒートシンクＣ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇを使用した場合について評価した（実施例２）。
つまり、実施例１ではヒートシンクＡ、ヒートシンクＢを使用したが、本例では、ｔｓ：所定ヒートシンク使用時のＬＥＤランプの飽和上昇温度、ｔｅ：測定時の環境温度、ｔｃｓ（Ｌ）：動作補償温度の下限、ｔｄ（Ｌ）：ＬＥＤランプの許容温度下限、とするとき、
ｔｓ−ｔｅ＋ｔｃｓ（Ｌ）＜ｔｄ（Ｌ）
となる、ヒートシンクＣ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇを使用した場合を説明する。
すなわち、本例では、
Ｔｓ−２５＋１０＜５３
となり、次式（３）が得られる。
Ｔｓ＜６８（℃）…（３）
以下、代表してヒートシンクＣを用いた場合について説明する。
なお、形状記憶合金バネはＭｓ＝６０℃、Ａｓ＝７０℃（図１９参照）の形状記憶合金バネを選択した。
【００９７】
先の図９及び図１０に示すプロジェクタに上述の形状記憶合金バネを設置し、ヒートシンクＣを取り付け、プロジェクタの動作補償下限１０℃と上限３５℃の２水準について、電源投入後の各色ＬＥＤランプの温度を測定した。
【００９８】
図２８にヒートシンクＣ、環境温度１０℃での電源投入直後からの各色ＬＥＤランプの温度変化を示す。
各色ＬＥＤランプは環境温度１０℃から電源を投入すると発熱を開始し温度が上昇する。そして、時間［Ｔｗ９］後にＬＥＤランプ許容温度下限の５３℃に達する。
次に、時間［Ｔｃ９］後に各色ＬＥＤランプ温度が７０℃に達するとやや遅れて形状記憶合金バネが７０℃になる。その結果、ヒートシンクが伝熱部材を介して各色ＬＥＤランプに接触する。
この時間遅れのために各色ＬＥＤランプ温度は７０℃よりもΔｔ３だけ温度上昇（オーバーシュート）してから温度が低下し始める。
図１８の表より、ヒートシンクＣの環境温度２５℃でのＬＥＤランプ飽和温度上昇は６２℃であった。したがって、環境温度が１０℃になるとＬＥＤランプ飽和温度上昇は４７℃になる。すなわち、各色ＬＥＤランプ温度は４７℃まで低下しようとする。
各色ＬＥＤランプ温度が低下し６０℃に達するとやや遅れて形状記憶合金バネが６０℃になる。その結果、ヒートシンクと伝熱部材は離接する。
この時間遅れのために各色ＬＥＤランプ温度はΔｔ４まで低下（アンダーシュート）してから温度が上昇し始める。
以降、各色ＬＥＤランプ温度は６０℃−Δｔ４（℃）から７０＋Δｔ３（℃）の間を上下する。
ここで、ＬＥＤランプ、伝熱部材、ヒートシンク、形状記憶合金バネなどの条件によってオーバーシュートによりＬＥＤ許容温度上限を超える場合がある。そのため、Ａｓ：形状記憶合金バネの低温から高温に向かう時にバネ定数が増加し始める温度（図１９参照）、ｔｄ（Ｕ）：ＬＥＤランプの許容温度上限、とするとき、
Ａｓ＋Δｔ３≦ｔｄ（Ｕ）
となるように設計を行い、かつ、実験で確認しておく必要がある。
かつ、アンダーシュートによりＬＥＤ許容温度下限を超える場合があるので、Ｍｓ：高温から低温に向かう時にバネ定数が減少し始める温度（図１９参照）、ｔｄ（Ｌ）：ＬＥＤランプの許容温度下限、とするとき、
Ｍｓ−Δｔ４≧ｔｄ（Ｌ）
となるように設計を行い、かつ、実験で確認しておく必要がある。
【００９９】
図２９にヒートシンクＣ、環境温度３５℃での電源投入直後からの各色ＬＥＤランプの温度変化を示す。
各色ＬＥＤランプは環境温度３５℃から電源を投入すると発熱を開始し温度が上昇する。そして、時間［Ｔｗ１０］後にＬＥＤランプ許容温度下限の５３℃に達する。
次に、時間［Ｔｃ１０］後に各色ＬＥＤランプ温度が７０℃に達するとやや遅れて形状記憶合金バネが７０℃になる。その結果、ヒートシンクが伝熱部材を介して各色ＬＥＤランプに接触する。
この時間遅れのために各色ＬＥＤランプ温度は７０℃よりもΔｔ５だけ温度上昇（オーバーシュート）してから温度が低下し始める。
図１８の表より、ヒートシンクＣの環境温度２５℃でのＬＥＤランプ飽和温度上昇は６２℃であった。したがって、環境温度が３５℃になるとＬＥＤランプ飽和温度上昇は７２℃になる。
すなわち、各色ＬＥＤランプ温度は７２℃まで低下して安定する。
ヒートシンクは伝熱部材を介して各色ＬＥＤランプに当接したままである。
ここで、ＬＥＤランプ、伝熱部材、ヒートシンク、形状記憶合金バネなどの条件によってオーバーシュートによりＬＥＤ許容温度上限を超える場合がある。そのため、Ａｓ：形状記憶合金バネの低温から高温に向かう時にバネ定数が増加し始める温度（図１９参照）、ｔｄ（Ｕ）：ＬＥＤランプの許容温度上限、とするとき、
Ａｓ＋Δｔ５≦ｔｄ（Ｕ）
となるように設計を行い、かつ、実験で確認しておく必要がある。
【０１００】
（比較例２）
先の図１５及び図１６に示した実験用プロジェクタに、ヒートシンクＣを取り付け、プロジェクタの動作補償下限１０℃と上限３５℃の２水準について、電源投入後の各色ＬＥＤランプの温度を測定した（比較例２）。
図１５、図１６は図９、図１０に示すプロジェクタと異なり、常に伝熱部材を介してヒートシンクを各色ＬＥＤに接続し、冷却効率を一定とした構成である。
この比較例２に使用する実験用プロジェクタは、先の図９及び図１０に示すプロジェクタと異なり、伝熱部材とヒートシンクとが常に接した状態にあり、光源からの放熱量（冷却効率）は一定である。
【０１０１】
図３０に比較例２のヒートシンクＢ、環境温度１０℃での電源投入直後からの各色ＬＥＤランプの温度変化を示す。
各色ＬＥＤランプは環境温度１０℃から電源を投入すると発熱を開始し温度が上昇する。図１８の表より、ヒートシンクＣの環境温度２５℃でのＬＥＤランプ飽和温度上昇は６２℃であった。したがって、環境温度が１０℃になるとＬＥＤランプ飽和温度上昇は４７℃になる。
よって、各色ＬＥＤランプ温度は４７℃で安定してしまい、ＬＥＤランプ許容温度下限値にも達しない。
【０１０２】
図３１に比較例のヒートシンクＣ、環境温度３５℃での電源投入直後からの各色ＬＥＤランプの温度変化を示す。
各色ＬＥＤランプは環境温度３５℃から電源を投入すると発熱を開始し温度が上昇する。そして、時間［Ｔｗ１１］後にＬＥＤランプ許容温度下限の５３℃に達する。
ここで、図１８の表より、ヒートシンクＣの環境温度２５℃でのＬＥＤランプ飽和温度上昇は６２℃であった。したがって、環境温度が３５℃になるとＬＥＤランプ飽和温度上昇は７２℃になる。
よって、各色ＬＥＤランプ温度は７２℃まで上昇して安定する。
【０１０３】
上記の実施例２及び比較例２における評価から次のことがわかった。
各色ＬＥＤランプ温度について、図１５及び図１６に示す実験用プロジェクタ（比較例２）では許容温度範囲内に収まらないのに対して、本発明の実施の形態例である、図８及び図９に示すプロジェクタ（実施例２）では、許容温度範囲内に収めることができる。
また、実施例２では、電源投入直後から高温になるまでの間、ヒートシンクと伝熱部材とを非接触とすることにより、各色ＬＥＤランプ発熱の放熱量を減少させ、温度上昇速度を大きくすることができる。
その結果、電源投入後から投射画像の品質が安定するまでの待機時間（ウオームアップ時間）を短縮することができる（Ｔｗ１０＜Ｔｗ１１；図２９及び図３１参照）。
【０１０４】
（実施例３）
次に、先の図１３及び図１４に示したプロジェクタについて上記と同様の評価を行った（実施例３）。
図３２に実施例３のプロジェクタの各色ＬＥＤランプの温度変化を示す。
各色ＬＥＤランプは環境温度（動作補償温度範囲内１０℃〜３５℃）から電源を投入すると発熱を開始し温度が上昇する。そして、時間［Ｔｗ１２］後にＬＥＤランプ許容温度下限の５３℃に達する。
次に、時間［Ｔｃ１２］後に各色ＬＥＤランプ温度が回転温度に達すると（温度検出素子で検出）、冷却ファン制御回路により冷却ファンの回転が開始される。
冷却ファンの回転により、ヒートシンクを通過する風量が増加する。そして、ヒートシンクが冷却され、伝熱部材が冷却され、遅れて各色ＬＥＤランプが冷却され始める。
この冷却遅れのために各色ＬＥＤランプ温度は回転温度よりもΔｔ６だけ温度上昇（オーバーシュート）してから温度が低下し始める。
各色ＬＥＤランプの発熱とヒートシンクの放熱が釣り合うと温度低下はなくなり、各色ＬＥＤランプの温度は飽和温度で安定する。
【０１０５】
ここで、（１）（回転温度）＋Δｔ６≦（ＬＥＤランプの許容温度上限）、（２）（ＬＥＤランプの許容温度下限）≦（飽和温度）≦（ＬＥＤランプの許容温度上限）、となるように設計を行い、かつ、実験で確認しておく必要がある。
また、ＬＥＤランプは複数有り、同一の温度変化を示さない場合もある。したがって、冷却ファンの回転開始は、少なくとも一つのＬＥＤランプが先に回転温度に達した時に行う必要がある。
【０１０６】
（比較例３）
次に、先の図１３及び図１４に示したプロジェクタについて放熱量を一定とした場合の評価を行った（比較例３）。
すなわち、比較例３として図１３及び図１４に示すプロジェクタで、電源投入直後から冷却ファンを回転させた場合、すなわち、放熱量（冷却効率）を一定とした場合の各色ＬＥＤランプの温度変化を調べた。なお、比較例３では温度検出素子（温度センサ）は不要、冷却ファン制御回路（制御系）も不要である。
温度の計測結果を図３３に示す。
【０１０７】
各色ＬＥＤランプは図３２と同一の環境温度から電源を投入すると発熱を開始し温度が上昇する。そして、時間［Ｔｗ１３］後にＬＥＤランプ許容温度下限の５３℃に達する。
その後、各色ＬＥＤランプの発熱とヒートシンクの放熱が釣り合うと温度上昇はなくなり、各色ＬＥＤランプの温度は図３２と同一の飽和温度で安定する。
【０１０８】
上記の実施例３及び比較例３における評価から次のことがわかった。
図３２に示す実施例３及び図３３に示す比較例３のいずれも、ＬＥＤランプ許容温度範囲内に各色ＬＥＤランプ温度を収めることはできる。
しかしながら、本発明の実施の形態例である、図１３及び図１４に示したプロジェクタでは、電源投入直後から高温になるまで冷却ファンを停止させることにより（実施例３）、各色ＬＥＤランプ発熱の放熱量を減少させ、温度上昇速度を大きくすることができる。
その結果、電源投入後から投射画像の品質が安定するまでの待機時間（ウオームアップ時間）を短縮することができる（Ｔｗ１２＜Ｔｗ１３）を短縮することができる。
【０１０９】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプロジェクタ及びその冷却方法を概念的に示す図。
【図２】ＬＥＤの発光強度の温度依存性（温度−光強度比率）を示す図。
【図３】ＬＥＤの発光強度分布の温度依存性（光の波長−光強度分布）を示す図。
【図４】ＬＥＤ光源における、電源投入後のＬＥＤの温度変化の様子を示す図。
【図５】放熱量の切り換えを行う場合の電源投入直後からの光源の温度変化の様子（実線）を示す図。
【図６】応答遅れを含む光源の温度変化の様子の例を示す図。
【図７】応答遅れを含む光源の温度変化の様子の他の例を示す図。
【図８】液晶プロジェクタの概略的な全体構成を模式的に示す図。
【図９】プロジェクタにおける各構成部材の配置の様子を模式的に示す平面図。
【図１０】プロジェクタにおける各構成部材の配置の様子を模式的に示す側面図。
【図１１】冷却装置の動作を説明するための図であり、（ａ）は光源温度が低い状態、（ｂ）は光源温度が高い状態を示している。
【図１２】電源ユニットの配置図。
【図１３】本発明のプロジェクタの他の実施の形態例について各構成部材の配置の様子を模式的に示す平面図。
【図１４】本発明のプロジェクタの他の実施の形態例について各構成部材の配置の様子を模式的に示す側面図。
【図１５】評価用のプロジェクタ（実験用プロジェクタ）を模式的に示す平面図。
【図１６】評価用のプロジェクタ（実験用プロジェクタ）を模式的に示す側面図。
【図１７】画質評価に用いた市松模様を説明するための図。
【図１８】画質評価の結果の表を示す図。
【図１９】形状記憶合金バネのヒステリシスを説明するための図。
【図２０】実施例１におけるＬＥＤランプの温度変化を示す図。
【図２１】実施例１におけるＬＥＤランプの温度変化を示す図。
【図２２】実施例１におけるＬＥＤランプの温度変化を示す図。
【図２３】実施例１におけるＬＥＤランプの温度変化を示す図。
【図２４】比較例１におけるＬＥＤランプの温度変化を示す図。
【図２５】比較例１におけるＬＥＤランプの温度変化を示す図。
【図２６】比較例１におけるＬＥＤランプの温度変化を示す図。
【図２７】比較例１におけるＬＥＤランプの温度変化を示す図。
【図２８】実施例２におけるＬＥＤランプの温度変化を示す図。
【図２９】実施例２におけるＬＥＤランプの温度変化を示す図。
【図３０】比較例２におけるＬＥＤランプの温度変化を示す図。
【図３１】比較例２におけるＬＥＤランプの温度変化を示す図。
【図３２】実施例３におけるＬＥＤランプの温度変化を示す図。
【図３３】比較例３におけるＬＥＤランプの温度変化を示す図。
【符号の説明】
１，１０，６０…プロジェクタ、２，１１，１２，１３…光源（発熱体）、３，４０，６２…冷却装置、４…第１の冷却手段、５…第２の冷却手段、６…切換手段、１４，１５，１６…ライトバルブ、１７…プリズム、１８…投射系、２０…ベースプレート、２１…駆動回路、４１，４２，４３，６８…ヒートシンク（放熱体）、４４，４５，４６…形状記憶合金バネ（切換手段）、４７，４８，４９…バイアスバネ、５０，５１，５２，６７…伝熱部材、６１…冷却ファン、６３，６４，６５…温度センサ、６６…制御系（制御手段）。

Claims (9)

1. 投射光用の光源を備えるプロジェクタを冷却する方法であって、
   前記光源の温度に応じて前記光源からの放熱量を変化させることを特徴とするプロジェクタの冷却方法。
2. 前記光源の電源投入後に、第１の放熱量で前記光源を放熱させる第１工程と、前記光源の温度上昇後に、前記第１の放熱量よりも多い第２の放熱量で前記光源を放熱させる第２工程とを有することを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタの冷却方法。
3. 前記光源の発熱量をＫｍ、前記第１の放熱量をＫ１、前記第２の放熱量をＫ２とするとき、 Ｋ１＜Ｋｍ≒Ｋ２ であることを特徴とする請求項２に記載のプロジェクタの冷却方法。
4. 前記放熱量を変化させるタイミングは、熱移動に伴う時間的な遅れを考慮したものであることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれかに記載のプロジェクタの冷却方法。
5. 投射光用の光源を備えるプロジェクタにおいて、
   前記光源の温度に応じて前記光源からの放熱量を変化させる冷却装置を備えることを特徴とするプロジェクタ。
6. 前記冷却装置は、放熱体と、前記放熱体と前記光源との接続状態を切り換える切換手段とを有することを特徴とする請求項５に記載のプロジェクタ。
7. 前記切換手段は、前記光源に熱的に接続され、温度に応じてばね定数が変化する形状記憶合金バネを含むことを特徴とする請求項６に記載のプロジェクタ。
8. 前記冷却装置は、冷却ファンと、前記冷却ファンの作動状態を制御する制御手段とを有することを特徴とする請求項５から請求項７のうちのいずれかに記載のプロジェクタ。
9. 前記光源は、発光ダイオードを含むＬＥＤ光源であることを特徴とする請求項５から請求項８のうちのいずれかに記載のプロジェクタ。

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