JP2006058338A - 投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複雑な空気通路を設けることなく、簡素な構造によって集積回路を充分に冷却することができる投射型表示装置を提供する。
【解決手段】 本発明の投射型表示装置は、光源と、光源の光を変調する光変調部１５４と、光変調部に接続された集積回路１５７ｂと、光変調部によって変調された光を投射する投射光学系と、光変調部を支持するとともに集積回路に熱的に接続された枠体１５９と、を具備することを特徴とする。この集積回路は、好ましくは可撓性基板上に配置される。
【選択図】 図３

Description

本発明は投射型表示装置に関し、特に、冷却構造を備えた投射型表示装置に関するものである。

従来から、三原色の有色光（Ｒｅｄ：赤、Ｇｒｅｅｎ：緑、Ｂｌｕｅ：青）をそれぞれ液晶ライトバルブによって変調してから、その変調した３つの有色光をダイクロイックプリズム（Dichroic prizm）によって合成して画像を形成し、この画像を拡大投写する投射型表示装置が知られている。

この投射型表示装置の液晶ライトバルブは、その表面部分が光の照射を受けて発熱したり、液晶ライトバルブに設けられた、液晶駆動用の集積回路チップが駆動によって発熱したりすると、これらの熱影響を受けて表示画像に不具合が生じるおそれがあった。このため、投射型表示装置には通常冷却装置が設けられている。例えば、特許文献１と特許文献２には冷却装置が設けられた投射型表示装置がそれぞれ開示されている。

特許文献１には、吸気口から３つの液晶ライトバルブの近傍を通過してから光源及び電源の近傍を通過して排気口まで蛇行した空気通路が設けられてなる液晶プロジェクタが記載されている。この液晶プロジェクタによれば、蛇行した空気通路に空気を通過させて３つの液晶ライトバルブを冷却することができる。

特許文献２には、３つの液晶ライトバルブ及びダイクロイックプリズムの直下位置に冷却用の送風ファンを配置してなる投写型表示装置が記載されている。この投写型表示装置によれば、１つの送風ファンによって３つの液晶ライトバルブを冷却することができる。
特開２０００−８１６７３号公報 特開平１０−４８５９１号公報

ところで、特許文献１と特許文献２にそれぞれ記載された投射型表示装置は、３つの液晶ライトバルブの光変調部を冷却するものであるが、近年の液晶ライトバルブは画像の高精細化に伴って液晶ライトバルブの基板上に駆動回路を構成したり、或いは、ＣＯＧ（Chip On Glass）構造を採用したりすることが難しくなってきているため、液晶ライトバルブに接続された可撓性基板上に集積回路チップが実装されてなるＣＯＦ（Chip On Film／Chip On Flexible Print Circuit）構造を採用したい場合が考えられるが、この場合には、この集積回路チップが可撓性基板を介して液晶ライトバルブに接続されているために液晶ライトバルブとの間の熱伝導性がさらに悪くなるとともに、通常、液晶ライトバルブから離れた、液晶ライトバルブを支持する枠体の内側や影となる位置に配置されているので、風通りが悪く、集積回路チップの冷却が難しいという問題点がある。

また、相互に離間した液晶ライトバルブと集積回路チップを共に冷却するには、冷却風の通路が複雑になったり、冷却風の通路を余分に確保する必要があるので、均一な冷却を行うことが難しくなったり、投射型表示装置全体が大型化してしまったりするという問題点がある。

そこで本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、簡素な構造によって集積回路を充分に冷却することができる投射型表示装置を提供することにある。また、光変調部や集積回路の均一な冷却を可能とする投射型表示装置を提供することにある。さらには、冷却性能を確保しつつ、冷却構造の複雑化や装置全体の大型化を防止することができる投射型表示装置を提供することにある。

本発明の投射型表示装置は、光源と、前記光源の光を変調する光変調部と、前記光変調部に接続された集積回路と、前記光変調部によって変調された光を投射する投射光学系と、前記光変調部を支持するとともに前記集積回路に熱的に接続された枠体と、を具備することを特徴とする。

この発明によれば、前記枠体が前記集積回路に熱的に接続されていることにより、光変調部とともに集積回路の熱を前記枠体に伝熱させることができるので、枠体を介して集積回路を冷却することが可能になる。したがって、集積回路の冷却性能を高めることができるとともに、集積回路の冷却のための空気通路を別途設けなくても集積回路を冷却できる、枠体を介して光変調部と集積回路とを均一に冷却できるなど、冷却構造を簡易に構成することができ、また、装置の大型化を防止することも可能になる。

ここで、枠体が集積回路に熱的に接続されている場合には、例えば、集積回路と枠体とが直接接触している場合や、熱伝導性を有する接着材を介して接着している場合が含まれる。また、この熱伝導性を有する接着材としては、例えば、半田、アルミニウム、銅、金などの如き金属又は金属合金で構成されたものや、合成樹脂製の粘着材に金属粉末若しくは金属繊維などを混入してなるものがある。また、前記光変調部は例えば液晶ライトバルブの駆動領域で構成することができる。さらに、熱伝導性を確保するために、枠体は金属製であることが望ましい。

本発明において、前記集積回路は前記光変調部に接続された基板上に実装されていることが好ましい。前記集積回路が前記光変調部に接続された基板上に実装されている場合には、ＣＯＧ構造を有する液晶ライトバルブなどに較べて前記集積回路が前記光変調部と熱的にさらに分離されるため、従来の構成では枠体を介して集積回路を冷却することは困難であったが、本発明ではこのような構造でも支障なく集積回路を冷却することができ、光変調部の高精細化や複雑化にも容易に対応することが可能になる。

ここで、前記基板は可撓性基板であることが望ましい。可撓性基板を用いることで、いわゆるＣＯＦ構造を有することになるので、配線接続を容易に行うことが可能になり、しかも、枠体の大型化を招きにくい。

本発明において、前記光変調部が複数設けられ、該複数の光変調部をそれぞれ支持する複数の前記枠体が相互に熱的に接続されていることが好ましい。この発明によれば、複数の光変調部をそれぞれ支持する枠体が相互に熱的に接続されていることにより、複数の光変調部及びこれに接続された集積回路を均一に冷却することができる。

本発明において、前記光変調部が複数設けられ、前記複数の装置によってそれぞれ変調された光を合成する光合成器と、該光合成器を固定する固定枠とが設けられ、該固定枠は前記複数の光変調装置をそれぞれ支持する複数の前記枠体に熱的に接続されていることが好ましい。この発明によれば、前記光変調部の枠体が光合成器を固定する固定枠に熱的に接続されていることにより、固定枠を介して複数の枠体を一体的に構成できるため、枠体及び固定枠を介して光変調部と光合成器とを位置決めできるとともに、全体を均一に冷却できるようになる。

ここで、固定枠が枠体に熱的に接続されている場合には、例えば、固定枠と枠体が一体形成されている場合や、相互にねじ止めされている場合や、熱伝導率を高めた接着材によって接着されている場合などが含まれる。また、冷却の均一性や冷却効率を高めるためには前記固定枠は金属製であることが望ましい。

本発明において、前記枠体を冷却するための冷却手段をさらに具備することが好ましい。これによれば、冷却手段によって枠体を冷却することによって、光変調部及び集積回路を均一に冷却することができる。この場合、冷却手段は上記固定枠を介して枠体の冷却を行うように構成されていてもよい。

本発明において、前記冷却手段は前記枠体に対し直接若しくは間接的に熱的に接続された放熱フィンである場合があり、また、前記冷却手段は前記枠体に対し直接若しくは間接的に熱的に接続されたペルチェ素子である場合もある。この場合、枠体に対し直接若しくは間接的に接続したペルチェ素子に対してさらに放熱フィンを熱的に接続してもよい。さらに、これらの放熱フィンやペルチェ素子を冷却するための送風ファンが設けられていることが望ましい。また、上記放熱フィンやペルチェ素子は、枠体に熱的に接続された上記固定枠に熱的に接続されていてもよい。

本発明において、前記ペルチェ素子はその吸熱側が前記枠体又は前記固定枠に取り付けられ、その放熱側に前記放熱フィンが取り付けられていることが好ましい。この発明によれば、前記ペルチェ素子はその吸熱側が前記枠体又は前記固定枠に取り付けられ、その放熱側に前記放熱フィンが取り付けられているので、前記ペルチェ素子によって前記枠体又は前記固定枠から吸熱した熱を、前記放熱フィンによって放熱でき、冷却効率をさらに高めることができる。

本発明において、前記ペルチェ素子の駆動電力を前記光源の輝度又は前記光変調部若しくは前記集積回路の温度に応じて制御する電力制御手段をさらに具備することが好ましい。これによれば、電力制御手段によりペルチェ素子による冷却量を光源の輝度又は光変調部若しくは集積回路の温度に応じて制御することができるので、ペルチェ素子の消費電力の低減化と、冷却の効率化とを両立させることができる。

次に、添付図面を参照して本発明に係る投射型表示装置の実施形態について詳細に説明する。

[第１実施形態]
図１は、本発明に係る第１実施形態の投射型表示装置を模式的に示す概略構成図である。図２は、図１に示した液晶ライトバルブを斜め前方から見た状態を模式的に示す概略斜視図である。図３は、図２に示した液晶ライトバルブを仮想平面Ａで切断した状態を模式的に示す概略縦断面図である。

図１に示すように、第１実施形態の投射型表示装置１００は、Ｒ（Red：赤）、Ｇ（Green：緑）、Ｂ（Blue：青）の異なる色光毎に透過型液晶ライトバルブを備えたものであり、光源１２０と、色分離合成系１４０と、投射光学系１６０とから構成されている。

光源１２０は、高圧水銀ランプ或いはメタルハライドランプ等のランプ１２１と、ランプ１２１の光を反射するリフレクタ１２２と、ランプ１２１の光の照度分布を均一化させる２枚のフライアイレンズ１２３、１２４と、光の偏光方向を一方向に揃える偏光変換子１２６を有する。

ここで、２枚のフライアイレンズ１２３、１２４は、それぞれ６×８個の如き複数のレンズ１２３ａ、１２４ａから構成され、ランプ１２１の光Ｌが２枚のフライアイレンズ１２３、１２４を順次透過することによって、光Ｌの照度分布が均一化されるようになっている。

偏光変換子１２６は、２枚のフライアイレンズ側に設けられた図示しない偏光ビームスプリッタアレイ（ＰＢＳアレイ）と、ＰＢＳアレイによって反射された偏光の偏光方向を変換する図示しない１／２波長板アレイとから構成され、ランプ１２１の光Ｌは光強度を損なうことなく光の偏光方向を一方向に揃えるようになっている。

また、色分離合成系１４０は、ダイクロイックミラー１４１、１４２と、反射ミラー１４３、１４４、１４５と、リレーレンズ１４６、１４７、１４８と、液晶ライトバルブ１５１、１５２、１５３と、上記光合成器を構成するクロスダイクロイックプリズム１５５を有する。

ダイクロイックミラー１４１、１４２は、例えばガラス表面に誘電体多層膜を積層したもので、所定の有色光を選択的に反射し、それ以外の波長の光を透過するようになっている。具体的には、ダイクロイックミラー１４１は、光源１２０の光Ｌのうち、赤色光ＬＲを透過させるとともに、青色光ＬＢ及び緑色光ＬＧを反射するようになっている。また、ダイクロイックミラー１４２はダイクロイックミラー１４１で反射された青色光ＬＢ及び緑色光ＬＧのうち、青色光ＬＢを透過させるとともに、緑色光ＬＧを反射するようになっている。

これにより、光源１２０から入射した光のうち、赤色光ＬＲはダイクロイックミラー１４１を透過した後、反射ミラー１４５で反射され、赤色光用の液晶ライトバルブ１５１に入射される。緑色光ＬＧはダイクロイックミラー１４１に反射されて緑色光用の液晶ライトバルブ１５２に入射される。青色光ＬＢはダイクロイックミラー１４２を透過した後、リレーレンズ１４６、反射ミラー１４３、リレーレンズ１４７、反射ミラー１４４、リレーレンズ１４８からなるリレー系１４０ａを経て、青色光用の液晶ライトバルブ１５３に入射されるようになっている。

液晶ライトバルブ１５１、１５２、１５３は、例えばアクティブマトリクス型の透過型液晶ライトバルブとして構成されており、信号処理された画像信号に基づいて駆動回路により駆動されるようになっている。そして、各液晶ライトバルブ１５１、１５２、１５３によって変調された有色光は、クロスダイクロイックプリズム１５５に入射されるようになっている。

クロスダイクロイックプリズム１５５は、図示しない直角プリズムが貼り合わされた構造となっており、その内面に赤色光ＬＲを反射するミラー面と青色光ＬＢを反射するミラー面とが十字状に形成されている。したがって、クロスダイクロイックプリズム１５５は３つの色光ＬＲ、ＬＧ、ＬＢをこれらのミラー面によって合成して、カラー画像を表示する合成光を形成するようになっている。

また、投射光学系１６０は投射レンズ１６１、１６２、１６３とスクリーン１６５とを有する。投射レンズ１６１、１６２、１６３はクロスダイクロイックプリズム１５５によって形成された合成光をスクリーン１６５の上に拡大投射するようになっている。これによって、スクリーン１６５にカラー画像が表示される。

次に、図２又は図３に示すように、液晶ライトバルブ１５１（１５２、１５３）は液晶パネル１５４と、ＣＯＦ基板１５７と、枠体１５９とを有する。

上記光変調部を構成する液晶パネル１５４は、対向配置された素子基板１５４ａと対向基板１５４ｂとの間に図示しない液晶層を挟持したものである。これら素子基板１５４ａと対向基板１５４ａの重なる領域には駆動領域１５４ｃが設けられている。この駆動領域１５４ｃには、図示しない多数の画素が格子状に配列されている。また、素子基板１５４ｂの一端部には、多数の画素に電気的に接続された接続部１５６が形成されており、この接続部１５６にＣＯＦ基板１５７が電気的に接続されている。

ＣＯＦ基板１５７は、上記基板若しくは上記可撓性基板を構成するフィルム基板１５７ａと、上記集積回路を構成するドライバＩＣ１５７ｂとを有する。ドライバＩＣ１５７ｂは液晶パネル１５４の多数の画素に駆動信号を印加させて液晶を駆動するためのものであり、フィルム基板１５７ａの一面側に実装されている。

枠体１５９は、マグネシウムなどの金属からなり、その内部に液晶パネル１５４とドライバＩＣ１５７ｂとが保持された状態で収容されている。また、枠体１５９には、開口部１５９ａ、１５９ｂと、引き出し口１５９ｃと、突出部１５９ｐが形成されているとともに、枠体１５９の内部には支持体１５８が取り付けられている。

開口部１５９ａ、１５９ｂは、液晶パネル１５４を枠体１５９の内部に収容したときに、その液晶パネル１５４の駆動領域１５４ｃに対応する前後部分にそれぞれ形成されている。また、引き出し口１５９ｃは、ＣＯＦ基板１５７の一部を外部に引き出すための開口であり、枠体１５９の一端部に形成されている。

また、ドライバＩＣ１５７ｂと枠体１５９は熱的に接続された状態となっている。具体的には、上記突出部１５９ｐは、ドライバＩＣ１５７ｂに対向する枠体１５９の一部で構成され、内側に突出してドライバＩＣ１５７ｂに当接している。また、支持体１５８は、ドライバＩＣ１５７ｂの実装領域においてフィルム基板１５７ａを実装面の裏側から支持している。これにより、フィルム基板１５７ａとドライバＩＣ１５７ｂは突出部１５９ｐと支持体１５８に挟持され、枠体１５９のドライバＩＣ１５７ｂに対する当接状態が保持されるようになっている。

また、図４には液晶ライトバルブ１５１（１５２、１５３）の別の形態例を示す。なお、この形態例において、液晶ライトバルブ１５１（１５２、１５３）と同一部分については同一符号を付し、その説明は省略する。

図４に示す液晶ライトバルブ２５１（２５２、２５３）では、接着材２５０を介して枠体１５９とドライバＩＣ１５７ｂが熱的に接続されている。具体的には、液晶ライトバルブ２５１（２５２、２５３）においては、枠体１５９の突出部１５９ｐと、ドライバＩＣ１５７ｂとが接着材２５０を介して接着固定されている。

ここで、接着材２５０としては、通常のアクリル系接着剤やエポキシ系接着剤等を用いることができるが、この場合、高い熱伝導性を有する素材（樹脂基材）で構成されることが好ましい。また、高い熱伝導性を有する接着剤としては、例えば、銀、銅、金、アルミニウム、ニッケルなどの金属自体やその合金自体、又は、高分子材料中に粉末状や繊維状の前述の金属や合金、若しくは、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素などのセラミックス、若しくは、カーボンブラックやダイヤモンドなどを充填してなるものが挙げられる。

また、図５に液晶ライトバルブ１５１（１５２、１５３）の更に別の形態例を示す。なお、この形態例において、液晶ライトバルブ１５１（１５２、１５３）と同一部分については同一符号を付し、その説明は省略する。

図５に示すように、この液晶ライトバルブ３５１（３５２、３５３）では、枠体３５９の弾性変形可能な突出片３５９ｑがドライバＩＣ１５７ｂに接触している。この突出片３５９ｑは、ドライバＩＣ１５７ｂ自体及びその実装状態に支障を与えない程度の弾性力でドライバＩＣ１５７ｂに圧接されていることが好ましい。この突出片３５９は、図示例のように、ドライバＩＣ１５７ｂに対向する枠体３５９の一部を舌状（例えば略Ｕ字形となるよう）に切り込んでから、当該舌状部分を略Ｌ字形に折り曲げ、その内側部分がドライバＩＣ１５７ｂに面接触するように、枠体３５９の内側に押し込まれているもので構成できる。この場合、突出片３５９ｑが内側に押し込まれることによって、その枠体３５９の部分には開口３５９ｄが形成されている。

この液晶ライトバルブ３５１（３５２、３５３）によれば、突出片３５９ｑを介してドライバＩＣ１５７ｂと枠体３５９が熱的に接続されているので、ドライバＩＣ１５７ｂの熱を枠体３５９に放熱できる。また、突出片３５９ｑがドライバＩＣ１５７ｂの厚さ方向に弾性変形可能に構成され、その弾性力により圧接されているので、枠体３５９とドライバＩＣ１５７ｂとの熱的接触状態を確実に維持することができる。また、枠体３５９に衝撃が加わったとしても、突出片３５９ｑが枠体３５９の衝撃を直接的にドライバＩＣ１５７ｂに伝達してドライバＩＣ１５７ｂ及びその実装構造に損傷を与えるといったことがなくなる。また、開口３５９ｄは、ドライバＩＣ１５７ｂ及びこれと熱的に接触する突出片３５９ｑの近傍を外部に露出した状態とするので、ドライバＩＣ１５７ｂの熱を枠体３５９の外側に排出することができる（枠体を介した冷却とともに外気による直接的な冷却作用をも期待できる）ため、ドライバＩＣ１５７ｂの冷却効率をより高めることができる。例えば、開口３５９ｄに冷却風を直接当てることも可能である。

また、図６及び図７には、液晶ライトバルブ１５１（１５２、１５３）の更に別の形態例を示す。図６及び図７にはドライバＩＣ１５７ｂに対向する枠体４５９の部分に冷却口４５９ｄが形成されている液晶ライトバルブ４５１（４５２、４５３）が記載されている。なお、液晶ライトバルブ１５１（１５２、１５３）と同一部分については同一部号を付し、その説明は省略する。

この冷却口４５９ｄの内側には、多数の細片４５８が所定間隔を空けて取り付けられている。これにより、冷却口４５９ｄは縞状に形成されている。また、図７に示すように、多数の細片４５８は、冷却口４５９ｄからドライバＩＣ１５７ｂまでそれぞれ延在しており、その端部がドライバＩＣ１５７ｂの表面に当接している。この場合、多数の細片４５８は弾性変形可能に構成されていることが望ましい。

この液晶ライトバルブ４５１（４５２、４５３）によれば、多数の細片４５８を介してドライバＩＣ１５７ｂと枠体４５９が熱的に接続されているので、ドライバＩＣ１５７ｂの熱を枠体４５９に放熱できるとともに、複数の細片４５８と外気との熱接触状態が良好になっているので、細片４５８の外部に対する放熱性も向上しているため、全体として放熱効率を高めることができる。例えば、冷却口４５９ｄの内側に多数の細片４５８が取り付けられていることにより、多数の細片４５８に冷却風を直接当てる場合には、ドライバＩＣ１５７ｂに対する高い冷却効率を得ることが可能である。また、細片４５８が弾性変形可能に構成されているので、細片４５８とドライバＩＣ１５７ｂとの熱的接触状態を維持確保できるとともに、ドライバＩＣ１５７ｂ及びその実装状態に損傷を与えることも防止できる。

上述した投射型表示装置１００におけるドライバＩＣ１５７ｂは、液晶ライトバルブ１５１、１５２、１５３のそれぞれの枠体１５９に、図示しない送風ファンによって発生させた冷却風を当てることによって冷却することができる。

この第１実施形態の投射型表示装置１００においては、ドライバＩＣ１５７ｂが枠体１５９に熱的に接続されているので、ドライバＩＣ１５７ｂの熱を熱伝導により枠体１５９に拡散させ、枠体１５９の表面の放熱により、ドライバＩＣ１５７ｂを間接的に冷却することができる。また、このことにより、ドライバＩＣ１５７ｂを含め液晶ライトバルブ全体を均一に冷却することができる。さらに、冷却風を枠体１５９に当てることによって枠体１５９からの放熱効率をより高めることができる。この場合、枠体１５９に対する冷却風の当る位置がいずれであってもドライバＩＣ１５７ｂを冷却することができるという利点がある。

この第１実施形態においては、ドライバＩＣ１５７ｂは枠体１５９の内側に配置されている（枠体の一部によって覆われている）ことにより、ドライバＩＣ１５７ｂが枠体１５９によって遮光されるので、迷光などによる光起電力、或いは、光照射熱に起因するドライバＩＣ１５７ｂの誤動作を防止できるという利点もある。

[第２実施形態]
次に、図８を参照して、本発明に係る第２実施形態の投射型表示装置について説明する。図８は、第２実施形態の投射型表示装置における３つの液晶ライトバルブを見た状態を模式的に示す概略正面図である。なお、この第２実施形態の液晶ライトバルブ２２１、２２２、２２３のそれぞれは第１実施形態の液晶ライトバルブ１５１、１５２、１５３と同様に、そのドライバＩＣ１５７ｂと枠体１５９が熱的に接続されている。また、第１実施形態の液晶ライトバルブ１５１、１５２、１５３と同一部分については同一符号を付し、その説明は省略する。

この第２実施形態においては、その３つの液晶ライトバルブ２２１、２２２、２２３が相互に熱的に接続されている。具体的には、３つの液晶ライトバルブ２２１、２２２、２２３の枠体２２０は一体に形成され、この枠体２２０の内部に、ＣＯＦ基板１５７が取り付けられた液晶パネル１５４が３組配置され、これにより、３つの液晶ライトバルブ２２１、２２２、２２３が構成されている。これら液晶ライトバルブ２２１、２２２、２２３においては、第１実施形態の液晶ライトバルブ１５１、１５２、１５３と同様に、その枠体２２０がドライバＩＣ１５７ｂに熱的に接続されている。

また、枠体２２０は、クロスダイクロイックプリズム１５５を囲むように配置され、クロスダイクロイックプリズム１５５を固定する固定枠２１０に対しねじ２１２等を介して取付固定されている。したがって、液晶ライトバルブ２２１、２２２、２２３は固定枠２１０に対しても熱的に接続されている。

上述した投射型表示装置２００では、枠体２２０と固定枠２１０の少なくとも一方に図示しない送風ファンによって発生させた冷却風を当てることによって液晶ライトバルブが冷却される。

第２実施形態の投射型表示装置２００においては、３つの液晶ライトバルブ２２１、２２２、２２３を支持する枠体２２０が一体に形成されているので、その枠体２２０を冷却することによって、３つの液晶ライトバルブの各ドライバＩＣ１５７ｂを一括して冷却することができ、均一な冷却性能を得ることができる。また、このことにより、枠体１２０の一部に冷却風を当てればよくなるので、従来のように複雑な送風通路を設ける必要もなくなる。

第２実施形態においては、液晶ライトバルブ２２１、２２２、２２３の枠体２２０がねじ２１２によって固定枠２１０に締め付けられていることにより、ドライバＩＣ１５７ｂの熱を固定枠２１０にも伝えることができるため、固定枠２１０を介した放熱も利用できることから、冷却効率を向上させることができる。また、固定枠２１０に冷却風を当てることによっても液晶ライトバルブを冷却することができる。

なお、第２実施形態の３つの液晶ライトバルブ２２１、２２２、２２３は、その枠体２２０が光の投射側から見たときにコ字形或いは略Ｕ字形となるように一体形成されているが、一体の枠体２２０が形成されていなくても、３つの液晶ライトバルブ２２１、２２２、２２３が相互に熱的に接続されていればよい。例えば、第１実施形態の３つの液晶ライトバルブ１５１、１５２、１５３、２５１、２５２、２５３、３５１、３５２、３５３、４５１、４５２、４５３の３つの枠体１５９、１５９、３５９、４５９がそれぞれ略Ｕ字形に相互に熱的に接続されていてもよい。この接続には、例えば、溶接技術を用いてもよいし、金属製のねじを用いてもよいし、上述のような熱伝導率の高い接着材を用いてもよい。

また、本実施形態では、枠体２２０がねじ２１２を介して固定枠２１０に締め付けられているが、このような接続態様に限らず、枠体２２０と固定枠２１０とが熱的に接続されていればよい。例えば、枠体２２０と固定枠２１０が一体に形成されていてもよいし、枠体２２０と固定枠２１０が溶接技術を用いて接続されていてもよいし、熱伝導率の高い物質からなる接着材を用いて接続されていてもよい。

[第３実施形態]
次に、図９を参照して、本発明に係る第３実施形態の投射型表示装置について説明する。図９は、第３実施形態の投射型表示装置における３つの液晶ライトバルブを見た状態を模式的に示す概略正面図である。なお、第１実施形態及び第２実施形態と同一部分については同一符号を付し、その説明は省略する。

この第３実施形態においては、放熱効率を高めるための放熱フィン３１０が設けられている。この放熱フィン３１０は固定枠２１０の底部に取り付けられ、放熱フィン３１０と固定枠２１０は熱的に接続されている。例えば、放熱フィン３１０が固定枠２１０にねじ止めされていたり、熱伝導率が高い接着材を用いて接着されていたりする。

上述した投射型表示装置３００においては、その放熱フィン３１０に、送風ファン３１２によって発生させた冷却風Ｐを当てることによって液晶ライトバルブが冷却される。

この第３実施形態においては、放熱フィン３１０を設けたことにより、放熱フィン３１０を使用しない場合に比べて、放熱する表面積が大きくなるので、放熱効率を向上させることができる。特に、放熱フィン３１０に冷却風Ｐを当てることにより、３つの液晶ライトバルブを一括して冷却することができるので、冷却風の通路をより簡易に構成することも可能になる。

なお、第３実施形態は、放熱フィン３１０を固定枠２１０の底部に取り付けているが、固定枠２１０の底部だけでなく、固定枠２１０のいかなる箇所に取り付けられていてもよい。ただし、３つの液晶ライトバルブを均等に冷却するには、３つの液晶ライトバルブとの間の熱伝導率がほぼ等しい位置に設けられることが望ましい。また、放熱フィン３１０は、固定枠２１０ではなく、枠体２２０に取り付けられていてもよいし、固定枠２１０と枠体２２０の両方にそれぞれ取り付けられていても構わない。

[第４実施形態]
次に、図１０を参照して、本発明に係る第４実施形態の投射型表示装置について説明する。図１０は、第４実施形態の液晶ライトバルブの構造を示す概略縦断面図である。なお、この実施形態で設けられた放熱フィン３１０は第３実施形態の放熱フィン３１０と同じものであり、その他の第１実施形態、第２実施形態及び第３実施形態と同一部分については同一符号を付し、その説明は省略する。

この第４実施形態に設けられたペルチェ素子４１０は、ペルチェ効果を利用して電気エネルギーに基づいて熱を移動させる電子冷却素子である。図１０に示すように、ペルチェ素子４１０の一端部は液晶ライトバルブ１５１（１５２、１５３）の枠体１５９に熱的に接続されており、他端部が放熱フィン３１０が熱的に接続されている。この状態で、上記一端部を吸熱側、上記他端部を放熱側となるようにペルチェ素子４１０に通電すると、枠体１５９はペルチェ素子４１０により冷却されるとともに、これに伴う発熱は放熱フィン３１０に伝達されて大気中に放出される。また、この状態において、送風ファン３１２によって発生させた冷却風Ｐを放熱フィン３１０に当てると、放熱効率が向上して、枠体１５９はさらに効率的に冷却される。

また、図１１にペルチェ素子４１０の別の使用態様を示す。この例では、図１１に示すように、図８に示す３つの液晶ライトバルブを固定した固定枠２１０にペルチェ素子４１０と放熱フィン３１０を取り付けたものである。この場合において、ペルチェ素子４１０は、その一端部が固定枠２１０に熱的に接続され、他端部が上記図１０の場合と同様に放熱フィン３１０に熱的に接続されている。このペルチェ素子４１０に通電すると、固定枠２１０が上記と同様に冷却され、この冷却に伴って発生した熱は、放熱フィン３１０を介して放熱される。なお、送風ファン３１２によって発生させた冷却風Ｐを放熱フィン３１０に当てることが望ましい点は上記と同様である。

なお、この第４実施形態においては、ペルチェ素子４１０が液晶ライトバルブ１５１（１５２、１５３）の枠体１５９に取り付けられているが、液晶ライトバルブ１５１（１５２、１５３）とは異なる形態例の液晶ライトバルブ２５１（２５２、２５３）、３５１（３５２、３５３）、４５１（４５２、４５３）の枠体１５９、３５９、４５９に取り付けられていてもよい。

[第５実施形態]
次に、図１２を参照して、本発明に係る第５実施形態の投射型表示装置について説明する。図１２は、第５実施形態に係る投射型表示装置におけるペルチェ素子の制御構成を示すブロック図である。この第５実施形態は、上記の第４実施形態の構成を有する図１０に示す液晶ライトバルブを有する構成、或いは、図１１に示す液晶ライトバルブ組立体を有する構成を備え、これらの構成の説明は省略する。また、本実施形態では、図１２に示すように、図１に示す光源１２０の輝度を切り替え可能なランプモード切替手段５０２と、上記液晶ライトバルブの温度を検出する温度センサ５０４と、上記ペルチェ素子４１０へ供給する電力を制御する電力制御手段５０６とを有する。

ランプモード切り替え手段５０２は、例えば、上記ランプ１２１の輝度を強弱いずれかに切り替えるためのスイッチ及びこのスイッチの切り替え状態に応じてランプ１２１の輝度を変えるための電源回路などで構成される。また、温度センサ５０４は、熱電対やサーミスタなどで構成される。さらに、電力制御手段５０６は、制御回路やＭＰＵ（Micro Processing Unit）などにより構成できる。

図１２に示すように、ランプモード切替手段５０２と温度センサ５０４のそれぞれの検出信号は電力制御手段５０６に接続されており、ランプモード切替手段５０２の切替状態に応じた切替信号及び温度センサ５０４の検出温度を示す検出信号に応じて、電力制御手段５０６が動作し、ペルチェ素子４１０へ供給する電力（電流量）を制御する。

ランプモード切替機構５０２はランプ１２１の輝度の強弱を切り替えるためのものであり、その切り替えに連動して異なる切替信号を電力制御手段５０６に出力する。

また、温度センサ５０４は、液晶ライトバルブの駆動領域の温度を検出するものでもよく、或いは、集積回路チップの温度を検出するものでもよく、さらには、液晶ライトバルブ周辺の温度を検出するものであっても構わない。例えば、ドライバＩＣ１５７ｂや液晶パネル１５４の表面上などの如き枠体１５９の内側に配置され、枠体１５９の内部の温度を計測し、当該温度に応じた検出信号を電力制御手段５０６に出力する。

電力制御手段５０６は、具体的には、ランプモード切替機構５０２からランプ１２１の輝度が強であるという切替信号が入力されると、ペルチェ素子４１０に通電させる電流量を増加させるように構成されている。一方、ランプ１２１の輝度が弱であるという切替信号が入力されると、ペルチェ素子４１０の電流量を減少させるように構成されている。

また、電力制御手段５０６は、温度センサ５０４が高温（例えば、所定の温度しきい値を越えた温度）を検出すると、ペルチェ素子４１０の電流量を増加させるように構成されている。一方、温度センサ５０４が低温（例えば、所定の温度しきい値以下の温度）を検出すると、ペルチェ素子４１０の電流量を減少させるように構成されている。

上述した投射型表示装置５００は、ランプモード切替手段５０２及び温度センサ５０４のいずれか一方又は両方の検出信号を電力制御手段５０６に入力すると、電流供給制御手段５０６がその検出信号に対応して、温度が上昇しやすい状態にある場合或いは実際に温度が高い場合には冷却量を増大させ、温度が上昇しにくい状態にある場合若しくは実際に温度が低い場合には冷却量を減少させるようにペルチェ素子４１０を駆動する。

この第５実施形態においては、状況に応じてペルチェ素子４１０による冷却量を調整するようにしているので、不要なペルチェ素子４１０の駆動を防止し、ペルチェ素子４１０の消費電力を低減することができるとともに、必要な場合には液晶ライトバルブの冷却効率を高めることができる。また、送風ファンによる放熱を併用している場合には、状況に応じてペルチェ素子４１０による冷却量を制御できるので、送風ファンの駆動電力、駆動頻度、騒音などを低減できる。

なお、第５実施形態においては、ランプモード切替手段５０２と温度センサ５０４の両方を電力制御手段５０６に接続しているが、ランプモード切替手段５０２と温度センサ５０４のいずれか一方のみを電力制御手段５０６に接続してもよい。

尚、本発明の投射型表示装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記実施形態においては、ドライバＩＣ１５７ｂがフィルム基板１５７ａに実装されてなるＣＯＦ基板１５７について説明したが、本発明は、集積回路が存在していればよいので、ＣＯＦ基板１５７に限られることなく、素子基板１５４ａ上にドライバＩＣが実装されてなるＣＯＧ構造など、その他各種の形式に適用できるものである。また、本発明は、ドライバＩＣ１５７ｂだけでなく、投射型表示装置に用いられる各種の集積回路に対しても適用できるものである。

本発明に係る第１実施形態の投射型表示装置を模式的に示す概略構成図。 第１実施形態の液晶ライトバルブを模式的に示す概略斜視図。 第１実施形態の液晶ライトバルブの仮想平面Ａに沿った概略縦断面図。 第１実施形態の液晶ライトバルブの別の形態例を示す概略縦断面図。 第１実施形態の液晶ライトバルブの別の形態例を示す概略縦断面図。 第１実施形態の液晶ライトバルブの別の形態例を模式的に示す概略斜視図。 図６に示す液晶ライトバルブの仮想平面Ｂに沿った概略縦断面図。 第２実施形態の投射型表示装置の液晶ライトバルブ組立体の概略正面図。 第３実施形態の投射型表示装置の液晶ライトバルブ組立体の概略正面図。 第４実施形態の投射型表示装置の液晶ライトバルブの概略縦断面図。 第４実施形態の投射型表示装置の液晶ライトバルブ組立体の別の形態例の概略正面図。 第５実施形態の投射型表示装置の制御系を示す概略構成ブロック図。

符号の説明

１００、２００、３００、４００、５００…投射型表示装置、１２０…光源、１２１…ランプ、リフレクタ…１２２、１２３、１２４…フライアイレンズ、１２３ａ、１２４ａ…レンズ、１２６…偏光変換子、１４０…色分離合成系、１４０ａ…リレー系、１４１、１４２…ダイクロイックミラー、１４３、１４４、１４５…反射ミラー、１４６、１４７、１４８…リレーレンズ、１５１、１５２、１５３、２２１、２２２、２２３、２５１、２５２、２５３、３５１、３５２、３５３、４５１、４５２、４５３…液晶ライトバルブ、１５４…液晶パネル、１５４ａ…素子基板、１５４ｂ…対向基板、１５４ｃ…駆動領域、１５５…クロスダイクロイックプリズム、１５６…接続部、１５７…ＣＯＦ基板、１５８…支持体、１５７ａ…フィルム基板、１５７ｂ…ドライバＩＣ、１５９、２２０、３５９、４５９…枠体、１５９ａ、１５９ｂ…開口部、１５９ｃ…引き出し口、１５９ｐ…突出部、１６０…投射光学系、１６１、１６２、１６３…投射レンズ、１６５…スクリーン、２１０…固定枠、２１２…ねじ、２５０…接着材、３１０…放熱フィン、３１２…送風ファン、３５９ｄ…開口、３５９ｐ…突出片、４１０…ペルチェ素子、４５８…細片、４５９ｄ…冷却口、５０２…ランプモード切替機構、５０４…温度センサ、５０６…電流供給制御機構、Ｌ…光、ＬＲ…赤色光、ＬＢ…青色光、ＬＧ…緑色光、Ｐ…冷却風

Claims (8)

1. 光源と、
   前記光源の光を変調する光変調部と、
   前記光変調部に接続された集積回路と、
   前記光変調部によって変調された光を投射する投射光学系と、
   前記光変調部を支持するとともに前記集積回路に熱的に接続された枠体と、
   を具備することを特徴とする投射型表示装置。
2. 前記集積回路は前記光変調部に接続された基板上に実装されていることを特徴とする請求項１に記載の投射型表示装置。
3. 前記光変調部が複数設けられ、該複数の前記光変調部をそれぞれ支持する複数の前記枠体がそれぞれ相互に熱的に接続されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の投射型表示装置。
4. 前記光変調部が複数設けられ、前記複数の光変調部によってそれぞれ変調された光を合成する光合成器と、該光合成器を固定する固定枠とが設けられ、該固定枠は前記複数の光変調部をそれぞれ支持する複数の前記枠体に熱的に接続されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の投射型表示装置。
5. 前記枠体を冷却するための冷却手段をさらに具備することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の投射型表示装置。
6. 前記冷却手段は前記枠体に対し直接若しくは間接的に熱的に接続された放熱フィンであることを特徴とする請求項５に記載の投射型表示装置。
7. 前記冷却手段は前記枠体に対し直接若しくは間接的に熱的に接続されたペルチェ素子であることを特徴とする請求項５に記載の投射型表示装置。
8. 前記ペルチェ素子の駆動電力を前記光源の輝度又は前記光変調部若しくは前記集積回路の温度に応じて制御する電力制御手段をさらに具備することを特徴とする請求項７に記載の投射型表示装置。
   

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