JP2007171388A - 反射型表示素子の冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来は反射型表示素子の表示領域の背面側のみを冷却しているため、光を受け発熱する表示領域を有する正面との間に温度差が生じ、寿命が低下する。
【解決手段】反射型表示素子１の表示領域の背面に熱伝導可能に接続されたヒートシンク６と、ヒートシンク６、反射型表示素子１の側面および反射型表示素子１の表示領域を有する正面に空気を流すダクト７と、ダクト７に送風するファン８とで構成され、ダクト７は、ヒートシンク６および反射型表示素子１の側面および反射型表示素子１の表示領域を有する正面に対し同時に空気を吹き付けるように構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、反射型表示素子を用いたプロジェクターにおける反射型表示素子の冷却構造に関するものである。

従来の反射型表示素子の冷却装置は、反射型表示素子の表示領域の背面にヒートシンク（ｈｅａｔｓｉｎｋ）を熱伝導可能に取り付け、ヒートシンクのフィンに送風するファンを備えた構成であった。
この構成により、反射型表示素子の熱をヒートシンクに熱伝導させ、さらにヒートシンクの熱を送風された空気に熱伝達させることにより、反射型表示素子を冷却する。

例えば、特許文献１（特開２００４−７７８８３号公報）には、反射型表示素子を有するプロジェクターにおいて、反射型表示素子の背面にヒートシンクを取り付け、ヒートシンクの近傍にシロッコファンとルーパとを配置し、シロッコファンの送出口から送出された冷却風を導く導風路を設け、導風路中にソートシンクのフィンを配置し、導風路から出た冷却風がルーパを通して筐体の外部に排出するように構成された反射型表示素子の冷却構造部が示されている。
特開２００４−７７８８３号公報（図３、段落０００６）

上記のような従来の冷却構造では、反射型表示素子の表示領域の背面側のみを冷却しているため、光を受け発熱する表示領域を有する正面との間に温度差が生じるという問題点があった。
また、プロジェクター等の投射装置が最終的に出力する光束量は、使用者の利便性を考慮して増加する傾向にある。
この光束量の増加に伴って、反射型表示素子の表示領域に照射される光束量も増加するため、表示領域に与えられる熱量は増加する。

この時、与えられた熱の大部分は反射型表示素子の背面へと流れるため、仮に従来方式で背面側の温度が現状と同じ温度になるように冷却した場合、熱伝導のフーリエの法則より正面の温度が現状以上となるのは明らかである。
さらには、反射型表示素子の表示領域を有する正面と表示領域の背面との間の温度差についても増大することになる。

反射型表示素子の表示領域を有する正面の温度が現状以上に上昇し、あるいは反射型表示素子の表示領域を有する正面と表示領域の背面との間の温度差が拡大することにより、反射型表示素子の機能に影響が生じるばかりではなく、反射型表示素子の寿命が低下することになる。
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、反射型表示素子の表示領域を有する正面と表示領域の背面との間の温度差を低減させることが可能となり、反射型表示素子の機能や寿命の低下を防止できる反射型表示素子の冷却装置を提供することを目的とする。

この発明に係る反射型表示素子の冷却装置は、反射型表示素子の表示領域の背面に熱伝導可能に接続されたヒートシンクと、前記ヒートシンクのフィンおよび前記反射型表示素子の側面および反射型表示素子の表示領域を有する正面に空気を流すためのダクトと、前記ダクトに送風するファンとで構成され、前記ダクトは、前記ヒートシンクのフィンおよび前記反射型表示素子の側面および反射型表示素子の表示領域を有する正面に対し同時に空気を吹き付けるように構成されているものである。

この発明よれば、ダクト、はヒートシンクのフィンおよび前記反射型表示素子の側面および反射型表示素子の表示領域を有する正面に対し同時に空気を吹き付けるので、反射型表示素子の表示領域を有する正面と表示領域の背面との間の温度差を低減することが可能となり、反射型表示素子の機能や寿命の低下を防止できる。

以下、図面に基づいて、本発明の一実施の形態について説明する。
なお、各図間において、同一符号は、同一あるいは相当のものであることを表す。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による反射型表示素子の冷却装置の外観構成を示す斜視図である。
また、図２は実施の形態１による反射型表示素子の冷却装置の構成を示す分解斜視図、図３は実施の形態１による反射型表示素子の冷却装置の正面図、図４は図３のＡ−Ａ線位置における断面図である。なお、図４の矢印は空気の流れを示す。

図１〜図４に示すように、プロジェクターにおいて、反射型表示素子１は、端子の機能を兼ね備えたホルダ２に固定された上で、素子駆動基板３と金具４と共に光学筐体５に圧着固定されている。
このとき、反射型表示素子１の背面中央には、金具４に設けられている突出部（凸部）４ａが圧接されており、また、金具４とヒートシンク６はねじ等で圧接されているため、反射型表示素子１とヒートシンク６は熱伝導可能に接続されている。
なお、ヒートシンク６の反射型表示素子１と対向していない側（即ち、金具４の突出部４ａが圧接される面の背面側）には、フィン６ａが形成されている。
図４では、ヒートシンク６に１つのフィン６ａが形成されている場合を示しているが、放熱効果を高めるために、ヒートシンク６の背面側に多数のフィンを形成してもよいことは言うまでもない。

また、反射型表示素子１を保持する光学筐体５には導風路を形成するためのダクト７が固定されている。
ダクト７は、ファン８の吹出し口とヒートシンク６、およびファン８の吹出し口と反射型表示素子１側方との間を通風可能に接続している。
なお、実施の形態１における反射型表示素子１の個数は、プロジェクター１台に対し複数から構成されていても良く、その冷却装置ユニット（即ち、冷却装置用の部材）２〜７は、プロジェクター１台に対し反射型表示素子１の個数分だけ存在する。
また、実施の形態１におけるファン８の個数は、プロジェクター１台に対して、冷却に必要な風量を発生するように、１個以上設置する。
この構造において、光源（図示せず）からの光が反射型表示素子１の表示領域に照射され、反射型表示素子１にて光が意図した角度に反射されることによって、映像が外部に出力される。
このとき、反射型表示素子１の表示領域およびその近傍は、照射された光によって熱せられる。

この構成によれば、ファン８を動作させることによって、空気をヒートシンク６および反射型表示素子１の側面および反射型表示素子１の表示領域を有する正面に対し、同時に吹き付けることができる。
従って、反射型表示素子１の周囲をほぼ全ての方向から同時に冷却することが可能となり、反射型表示素子１の表示領域を有する正面の温度上昇を従来方式より小さくし、且つ、反射型表示素子１の表示領域を有する正面と表示領域の背面との間の温度差を従来よりも低く抑えることが可能となる。
さらに、反射型表示素子１の表示領域に照射される光束量を増加させた場合においても、反射型表示素子１の表示領域を有する正面の温度上昇を従来より小さくでき、且つ、反射型表示素子１の表示領域を有する正面と表示領域の背面との間の温度差を従来方式より小さくできる。

以上説明したように、本実施の形態による反射型表示素子の冷却装置は、反射型表示素子１の表示領域の背面に熱伝導可能に接続されたヒートシンク６と、ヒートシンク６、反射型表示素子１の側面および反射型表示素子１の表示領域を有する正面に空気を流すダクト７と、ダクト７に送風するファン８とで構成され、ダクト７は、ヒートシンク６、反射型表示素子１の側面および反射型表示素子１の表示領域を有する正面に対し同時に空気を吹き付けるように構成されている。
その結果、反射型表示素子の表示領域近傍に照射される光束量を増加させた場合においても、反射型表示素子の表示領域を有する正面と表示領域の背面を同時に冷却するので、反射型表示素子の正面と背面との間の温度差の低減が可能となり、反射型表示素子の機能や寿命の低下を防止できる。

実施の形態２．
図５は実施の形態２による反射型表示素子の冷却装置の構成を示す分解斜視図であり、図６は実施の形態２による反射型表示素子の冷却装置の断面図であり、前掲の図４断面図に相当するものである。
図５および図６に示すように、本実施の形態による反射型表示素子の冷却装置は、前述の実施の形態１の構成において、光学筐体５と反射型表示素子１との間に、反射型表示素子１の正面において表示領域近傍のみを露出させ、且つ、正面の表示領域近傍とそれ以外の領域との境界を封止する被覆９を、光学筐体５に隙間無く圧接するように設置したことを特徴とするものである。なお、図６の矢印は空気の流れを示す。
この構成によれば、被覆９が反射型表示素子正面の表示領域近傍とそれ以外の領域との境界を封止し、且つ被覆９が光学筐体５とも隙間無く圧接しているので、仮にファン８から送風される空気に塵埃が含まれるような場合においても、光学筐体５内部および反射型表示素子１の表示領域に塵埃が進入することを防ぎながら、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

以上説明したように、本実施の形態による反射型表示素子の冷却装置は、更に、反射型表示素子１の表示領域を露出させると共に、該表示領域の周辺部と反射型光学素子１を固定する光学筐体５との境界部を封止する被覆９を備えている。
従って、実施の形態１の場合と同様に、反射型表示素子の表示領域を有する正面と表示領域の背面を同時に冷却するので、反射型表示素子の正面と背面との間の温度差の低減が可能となり、反射型表示素子の機能や寿命の低下を防止できると共に、光学筐体の内部や反射型表示素子の表示領域に塵埃が進入するのを防止することができる。

実施の形態３．
図７は、実施の形態３による反射型表示素子の冷却装置の構成を示す斜視図、図８は実施の形態３による反射型表示素子の冷却装置の正面図である。
本実施の形態では、反射型表示素子１が１枚のみで構成され、且つ、光源の光が白色１色のみであるプロジェクターに好適な反射型表示素子の冷却装置の例について述べる。
図７および図８に示すように、本実施の形態による反射型表示素子の冷却装置は、前述の実施の形態１あるいは実施の形態２の構成において、更に、光源（図示なし）の光を時間分解するカラーホイール１０を光学筐体５に設置し、且つ、ダクト７を、ファン８の吹出し口とヒートシンク６、およびファン８の吹出し口と反射型表示素子１の側面の２箇所の間に配置し、ファン８の吹出し口とカラーホイール１０との間についてもファン８からの空気を通風可能にしたものである。

カラーホイールを用いた構造においては、光源からの光がカラーホイール１０を透過するため、透過する光でカラーホイール１０は熱せられる。
そのため、カラーホイール１０に対しても冷却装置が必要となる。
しかし、本実施の形態の構成によれば、カラーホイール１０を用いたプロジェクターについても、カラーホイール１０を空気による熱伝達で冷却しながら、実施の形態１あるいは実施の形態２と同様の効果を得ることができるため、カラーホイール１０を空冷する際に別途必要となるファンを不要にすることが可能となる。

以上説明したように、本実施の形態による反射型表示素子の冷却装置は、前述の実施の形態１または実施の形態２において、更に、光源からの光を時間分解するカラーホイール１０を備え、ダクト７はカラーホイール１０にもファン８からの空気を同時に吹き付けるように構成されている。
従って、実施の形態１あるいは実施の形態２の効果に加え、ファンはカラーホイールも同時に空冷するのでカラーホイール空冷用のファンが不要となり、装置の小型化・低価格が図れる。

なお、以上説明した実施の形態の他に、本発明の要旨を超えない範囲内で、種々の変形実施が可能なことは言うまでもない。

本発明は、空気冷却によって反射型表示素子の寿命低下を防止できる反射型表示素子の冷却装置の実現に有用である。

この発明の実施の形態１による反射型表示素子の冷却装置の外観構成を示す斜視図である。 実施の形態１による反射型表示素子の冷却装置の構成を示す分解斜視図である。 実施の形態１による反射型表示素子の冷却装置の正面図である。 図３のＡ−Ａ線位置における断面図である。 この発明の実施の形態２による反射型表示素子の冷却装置の構成を示す分解斜視図である。 実施の形態２による反射型表示素子の冷却装置の断面図である。 この発明の実施の形態３による反射型表示素子の冷却装置の構成を示す斜視図である。 実施の形態３による反射型表示素子の冷却装置の正面図である。

符号の説明

１ 反射型表示素子 ２ ホルダ ３ 素子駆動基板
４ 金具 ４ａ 突出部 ５ 光学筐体
６ ヒートシンク ６ａ フィン ７ ダクト
８ ファン ９ 被覆 １０ カラーホイール

Claims (3)

1. 反射型表示素子の表示領域の背面に熱伝導可能に接続されたヒートシンクと、
   前記ヒートシンク、前記反射型表示素子の側面および該反射型表示素子の表示領域を有する正面に空気を流すためのダクトと、
   前記ダクトに送風するファンとで構成され、
   前記ダクトは、前記ヒートシンク、前記反射型表示素子の側面および該反射型表示素子の表示領域を有する正面に対し同時に空気を吹き付けるように構成されていることを特徴とする反射型表示素子の冷却装置。
2. 前記反射型表示素子の表示領域を露出させると共に、該表示領域の周辺部と前記反射型光学素子を固定する光学筐体との境界部を封止する被覆を備えたことを特徴とする請求項１に記載の反射型表示素子の冷却装置。
3. 光源からの光を時間分解するカラーホイールを備え、前記ダクトは前記カラーホイールにも前記ファンからの空気を同時に吹き付けるように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の反射型表示素子の冷却装置。
   
   

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