JP2006139245A - 投写型映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【目的】 優れた冷却性能を有する投写型映像表示装置を提供する。
【構成】 各ＬＥＤ光源１の背面側には、ＬＥＤ光源１が発する熱を冷却用液体に熱伝導させる熱伝導部１１が設けられている。各熱伝導部１１は配管１２によって連結されており、この配管１２中を流れる冷却用液体が順に各熱伝導部１１に循環される。ＬＥＤ光源１Ｒの発熱量は最も少なく、ＬＥＤ光源１Ｇの発熱量が最も多く、ＬＥＤ光源１Ｂはそれらの中間である。放熱フィン１４を経て冷却された冷却用液体が、まず、ＬＥＤ光源１Ｒ用の熱伝導部１１に供給され、次に熱伝導部１１Ｂに供給され、最後に熱伝導部１１Ｇに供給される。ポンプ１３から吐出される冷却用液体は熱伝導部１１Ｇに与えられる。そして、熱伝導部１１Ｇから出た冷却用液体は配管１２を通って放熱フィン（ラジエータ）１４に供給される。
【選択図】 図１

Description

この発明は、液晶プロジェクタなどの投写型映像表示装置に関する。

投写型映像表示装置は、光源から出射された光を液晶パネル等のライトバルブにより変調して投写する構成であるため、高輝度の光源を備える必要があり、この高輝度の光源から発生する熱の対策が必要になる。従来は、ファンによって生成された冷却風を光源に送風することによって光源を冷却し、装置内の温度上昇した空気を装置外に排気することとしていた（特許文献１参照）。
特開２００１−２２２０６５号公報

しかしながら、上記従来の技術では、ファンによる気流は装置内の様々な光学部品の間を通って排気されるため、空気の流れ方（流路）次第で光源等を十分に冷却できない場合があり得る。すなわち、光学部品の配置によって冷却能力が左右される。また、装置内で温度上昇した空気によって熱が装置内に残りがちとなり、前記熱によっ光学部品や回路部品の耐久性低下を招くおそれがある。

この発明は、上記事情に鑑み、優れた冷却能力を有する投写型映像表示装置を提供することを目的とする。

この発明の投写型映像表示装置は、上記の課題を解決するために、光源と、前記光源の近傍に設けられて当該光源が発する熱を冷却用液体に熱伝導させる熱伝導部と、前記熱伝導部に前記冷却用液体を循環させる配管と、前記配管に連結されたポンプと、前記配管に連結された放熱部と、を備えたことを特徴とする。

上記の構成であれば、熱伝導部を通り、光源から熱を奪うことで温度上昇した冷却用液体が放熱部に導かれて放熱され、この放熱によって冷却された冷却用液体が再び配管に戻されて熱伝導部に至るという循環路が形成される。ファンによる冷却と異なり、装置内の光学部品の配置で冷却能力が左右されることはない。また、上記のごとく冷却用液体が循環されることで、熱伝導部には常時冷却された冷却用液体が供給されることになり、冷却能力の低下が防止されることになる。

上記構成の投写型映像表示装置において、前記放熱部は前記光源の配置空間から仕切られた外部側の領域に設けられているのがよい。かかる構成であれば、熱伝導部を循環して温度上昇した冷却用液体は、前記外部側の領域に設けられた放熱部に導かれ、当該外部側の領域において放熱されるので、装置内温度の上昇を極力無くし、装置内温度の上昇を防止して光学部品の耐久性低下を回避できる。

これら構成の投写型映像表示装置において、前記放熱部を冷却するための送風を行う送風手段を備えるのがよい。かかる構成であれば、放熱部の放熱効率が向上する。また、前記放熱部が前記光源の配置空間から仕切られた外部側の領域に設けられる構成において、前記放熱部を冷却するための送風を行う送風手段を備え、前記送風手段は装置内の空気を吸気して前記外部側の領域に向けて排気を行うのがよい。かかる構成であれば、装置内の温まった空気の排気と同時に上記放熱部の冷却が行える。

これら構成の投写型映像表示装置において、前記配管と熱伝導部の少なくとも一方が断熱材で覆われているのがよい。

これら構成の投写型映像表示装置において、前記光源は固体発光素子から成るのがよい。

以上の構成をこの項では液冷基本構成という。

上述した液冷基本構成において、前記光源を複数備えると共に各光源に熱伝導部を設け、これら複数の熱伝導部に順に冷却用液体が循環するように構成してもよい（以下、この項において、第１複数光源構成という）。

前記第１複数光源構成において、前記複数の光源は、略コ字状をなすように配置されていてもよい。或いは、前記複数の光源は、同一平面内に配置されていてもよい。

前記第１複数光源構成及びこれに従属する構成において、前記複数の光源の発熱量が異なっており、前記放熱部を経て冷却された冷却用液体は発熱量が最も少ない光源用の熱伝導部に最初に供給される構成としてもよい（以下、この項において第１構成という）。この第１構成において、前記放熱部を経て冷却された冷却用液体は、前記光源の発熱量が少ない順に各熱伝導部に循環されることとしてもよい（以下、この項において第２構成という）。

また、前記第１構成において、前記複数の光源は、赤色光を出射する赤色光源と、緑色光を出射する緑色光源と、青色光を出射する青色光源とから成り、前記放熱部を経て冷却された冷却用液体は最初に前記赤色光源用の熱伝導部に供給されることとしてもよい。また、前記第２構成において、前記複数の光源は、赤色光を出射する赤色光源と、緑色光を出射する緑色光源と、青色光を出射する青色光源とから成り、前記放熱部を経て冷却された冷却用液体は最初に前記赤色光源用の熱伝導部に供給され、次に前記青色光源用の熱伝導部に供給され、次に前記緑色光源用の熱伝導部に供給されることとしてもよい。

上記第１構成及び第２構成及びこれらに従属する構成において、最後に冷却用液体を受け取ることとなる熱伝導部は前記放熱部の近傍に位置することとしてもよい。

前記第１複数光源構成及びこれに従属する構成において、前記複数の光源は熱による劣化の程度が異なっており、前記放熱部を経て冷却された冷却用液体は熱による劣化の程度が最も大である光源用の熱伝導部に最初に供給される構成としてもよい（以下、この項において第３構成という）。また、この第３構成において、前記放熱部を経て冷却された冷却用液体は、前記光源の熱による劣化の程度が大である順に各熱伝導部に循環されることとしてもよい（以下、この項において第４構成という）。

前記第３構成において、前記複数の光源は、赤色光を出射する赤色光源と、緑色光を出射する緑色光源と、青色光を出射する青色光源とから成り、前記放熱部を経て冷却された冷却用液体は最初に前記赤色光源用の熱伝導部に供給されることとしてもよい。また、前記第４構成において、前記複数の光源は、赤色光を出射する赤色光源と、緑色光を出射する緑色光源と、青色光を出射する青色光源とから成り、前記放熱部を経て冷却された冷却用液体は最初に前記赤色光源用の熱伝導部に供給され、次に前記緑色光源用の熱伝導部に供給され、次に前記青色光源用の熱伝導部に供給されることとしてもよい。

上記第３構成及び第４構成及びこれらに従属する構成において、最後に冷却用液体を受け取ることとなる熱伝導部は前記放熱部の近傍に位置することとしてもよい。或いは、上記第３構成及び第４構成及びこれらに従属する構成において、最初に冷却用液体を受け取ることとなる熱伝導部は前記放熱部の近傍に位置することとしてもよい。

上述した液冷基本構成において、前記光源の温度を検出する温度センサを備え、前記温度センサにて検出された温度が所定温度以上である場合に冷却用液体を規定流量で供給開始する（供給量０の状態から規定量供給開始、規定量に満たない供給状態から規定量供給開始の両方を含む。以下同様。）こととしてもよい。

上述した第１構成及び第２構成において、前記複数光源のうちの一つ又は複数の温度を検出する温度センサを備え、前記温度センサにて検出された一つ又は複数全ての温度が所定温度以上である場合に冷却用液体を規定流量で供給開始することとしてもよい。

上述した第３構成及び第４構成において、前記複数光源のうち熱による劣化の程度が最も大である光源の温度を検出する温度センサを備え、前記温度センサにて検出された温度が所定温度以上である場合に冷却用液体を規定流量で供給開始することとしてもよい。

上述した液冷基本構成において、光源を複数備えると共に各光源に熱伝導部を設け、これら複数の熱伝導部に並列に冷却用液体が循環するように構成してもよい（以下、この項において、第２複数光源構成という）。

前記第２複数光源構成において、前記複数の光源は、略コ字状をなすように配置されていてもよい。或いは、前記第２複数光源構成において、前記複数の光源は、同一平面内に配置されていてもよい。

前記第２複数光源構成及びこれに従属する構成において、前記複数の光源の発熱量が異なっており、前記放熱部を経て冷却された冷却用液体は発熱量が最も多い光源用の熱伝導部に最も多く供給されることとしてもよい（以下、この項において第５構成という。この第５構成において、前記放熱部を経て冷却された冷却用液体は、前記光源の発熱量が多い光源の熱伝導部ほど多く供給されることとしてもよい（以下、この項において第６構成という）。

前記第５構成において、前記複数の光源は、赤色光を出射する赤色光源と、緑色光を出射する緑色光源と、青色光を出射する青色光源とから成り、前記放熱部を経て冷却された冷却用液体は前記緑色光源用の熱伝導部に最も多く供給されることとしてもよい。前記第６構成において、前記複数の光源は、赤色光を出射する赤色光源と、緑色光を出射する緑色光源と、青色光を出射する青色光源とから成り、前記放熱部を経て冷却された冷却用液体の供給量の多さは、前記緑色光源用の熱伝導部、前記青色光源用の熱伝導部、前記赤色光源用の熱伝導部の順とされることとしてもよい。

前記第２複数光源構成及びこれに従属する構成において、前記複数の光源は熱による劣化の程度が異なっており、前記放熱部を経て冷却された冷却用液体は熱による劣化の程度が最も大である光源用の熱伝導部に最も多く供給されることとしてもよい（以下、この項において第７構成という）。前記第７構成において、前記放熱部を経て冷却された冷却用液体は、前記光源の熱による劣化の程度が大であるほど多く供給されることとしてもよい（以下、この項において第８構成という）。

前記第７構成において、前記複数の光源は、赤色光を出射する赤色光源と、緑色光を出射する緑色光源と、青色光を出射する青色光源とから成り、前記放熱部を経て冷却された冷却用液体は前記赤色光源用の熱伝導部に最も多く供給されることとしてもよい。前記第８構成において、前記複数の光源は、赤色光を出射する赤色光源と、緑色光を出射する緑色光源と、青色光を出射する青色光源とから成り、前記放熱部を経て冷却された冷却用液体の供給量の多さは、前記赤色光源用の熱伝導部、前記青色光源用の熱伝導部、前記緑色光源用の熱伝導部の順とされることとしてもよい。を特徴とする投写型映像表示装置。

前記第２複数光源構成において、前記複数光源のうちの一つ又は複数の温度を検出する温度センサを備え、前記温度センサにて検出された一つ又は複数全ての温度が所定温度以上である場合に冷却用液体を規定流量で供給開始することとしてもよい。

前記第２複数光源構成において、各光源の温度を検出する温度センサを備え、各光源ごとに前記温度センサにて検出された温度が所定温度以上である場合に冷却用液体を規定流量で供給開始することとしてもよい。

これら構成の投写型映像表示装置において、通電によって発熱する部材が発する熱を前記冷却用液体に熱伝導させる部材用熱伝導部を有しており、前記配管は前記部材用熱伝導部にも連結されていてもよい。また、これら構成の投写型映像表示装置において、前記光源から出射された光を受けることによって発熱する光学部品が発する熱を前記冷却用液体に熱伝導させる光学部品用熱伝導部を有し、前記配管は前記光学部品用熱伝導部にも連結されていてもよい。

この発明によれば、光学部品の配置に左右されることなく、優れた冷却能力を発揮することができる。そして、装置内空気の温度上昇を極力無くし、装置内温度の上昇を防止して光学部品の耐久性低下を回避できるという効果を奏する。

（実施形態１）
以下、この発明の実施形態の投写型映像表示装置を図１及び図２に基づいて説明していく。

図１は単板式の投写型映像表示装置１０を示した平面図であり、図２は同斜視図である。投写型映像表示装置１０は、３つの光源としてＬＥＤ光源１Ｒ，１Ｇ，１Ｂを備える（以下、個々のＬＥＤ光源を特定しないで示すときには、符号”１”を用いる）。各ＬＥＤ光源１は、ＬＥＤ（発光ダイオード）がアレイ状に配置された構造を有する。ＬＥＤ光源１Ｒは赤色光を出射し、ＬＥＤ光源１Ｇは緑色光を出射し、ＬＥＤ光源１Ｂは青色光を出射する。

ＬＥＤ光源１Ｂはクロスダイクロイックミラー２を挟んでレンズ３の光入射面に対面して設けられ、ＬＥＤ光源１ＲとＬＥＤ光源１Ｇはクロスダイクロイックミラー２を挟んで互いに対面して配置されている。すなわち、３つのＬＥＤ光源１は略コ字状をなすように配置されている。

各ＬＥＤ光源１から出射された光はクロスダイクロイックミラー２によってレンズ３の光入射面に導かれる。クロスダイクロイックミラー２は、第１クロスダイクロイックミラー部２ａと第２クロスダイクロイックミラー部２ｂとをクロス配置に備えている。第１クロスダイクロイックミラー部２ａは、赤色光を反射し赤色光以外の光を透過する。第２クロスダイクロイックミラー部２ｂは、緑色光を反射し緑色光以外の光を透過する。

各ＬＥＤ光源１の光出射側には、出射光を液晶表示パネル５へインテグレートして導く第１フライアイレンズ４ａが設けられている。そして、第２フライアイレンズ４ｂは、クロスダイクロイックミラー２の光出射側（レンズ３の光入射側）に配置されている。各第１フライアイレンズ４ａと第２フライアイレンズ４ｂとによって各光源用のインテグレータレンズが構成される。すなわち、前記フライアイレンズ４ａ，４ｂの個々のレンズ対は、ＬＥＤ光源１から出射された光を液晶表示パネル５の全面へ導く。

液晶パネル５は、ＲＧＢカラーフィルタを備えた構造、或いは前記カラーフィルタを備えない構造を有する。ＲＧＢカラーフィルタを備える構造の液晶パネル５を用いる場合には、全ＬＥＤ光源１Ｒ，１Ｇ，１Ｂを同時点灯して白色光を液晶パネル５に導く。前記カラーフィルタを備えない構造の液晶パネル５を用いる場合には、ＬＥＤ光源１Ｒ，１Ｇ，１Ｂを時分割で点灯させると共に、この点灯のタイミングに同期させて液晶パネル５に各色の映像信号を供給する。

液晶パネル５を透過することで変調された光（フルカラー映像光）は、投写レンズ６によって拡大投写され、図示しないスクリーン上に投影表示される。

各ＬＥＤ光源１の背面側には、ＬＥＤ光源１が発する熱を冷却用液体に熱伝導させる熱伝導部１１が設けられている。なお、以下において、ＬＥＤ光源１Ｒ用については熱伝導部１１Ｒ、ＬＥＤ光源１Ｂ用については熱伝導部１１Ｂ、ＬＥＤ光源１Ｇ用については熱伝導部１１Ｇと記すことがある。各熱伝導部１１は配管１２によって連結されており、この配管１２中を流れる冷却用液体が順に各熱伝導部１１に循環される。配管１２及び各熱伝導部１１を断熱材で覆うこととしてもよい。

この実施形態では、ＬＥＤ光源１Ｒの発熱量は最も少なく、ＬＥＤ光源１Ｇの発熱量が最も多く、ＬＥＤ光源１Ｂはこれらの中間である。この実施形態では、熱交換部である放熱フィン（ラジエータ）１４を経て冷却された冷却用液体が、まず、ＬＥＤ光源１Ｒ用の熱伝導部１１Ｒに供給され、次に熱伝導部１１Ｂに供給され、最後に熱伝導部１１Ｇに供給されるようにしている。放熱フィン１４から熱伝導部１１Ｒへ冷却用液体を供給するための配管１２は、クロスダイクロイックミラー２の光出射側を通る。この配管１２は光の通過を妨げないように、底面に配置される。前記冷却用液体を循環させるためのポンプ１３は熱伝導部１１Ｂと熱伝導部１１Ｇとの間に設けられている。ポンプ１３から吐出される冷却用液体は熱伝導部１１Ｇに与えられる。そして、熱伝導部１１Ｇから出た冷却用液体は配管１２を通って放熱フィン１４に供給される。なお、ポンプ１３の配置位置は熱伝導部１１Ｂと熱伝導部１１Ｇとの間に限らず、配管上のどの位置でもよい。

放熱フィン１４はＬＥＤ光源１の配置空間（光学系や回路部２０等の配置される装置内）から仕切られた外部側の領域（この実施形態では、前記外部側の領域は熱伝導部１１Ｇの近傍に形成されている）に設けられている。放熱フィン１４は図示しない装置カバーが装着された場合に、この装置カバーから露呈されることとしてもよいし、ユーザの手が触れるのを防止するために装置カバー内に納めることとしてもよい。放熱フィン１４を装置カバー内に納める場合には、カバーに開口を設けておく。

装置内に送風ファン１５が設けられている。この送風ファン１５は、装置内の空気を吸気して前記外部側の領域に向けて排気を行う。この排気された空気によって放熱フィン１４内の冷却用液体から熱が効率的に奪われ、この熱は装置外へと排出される。

以上説明したように、熱伝導部１１を通り、ＬＥＤ光源１から熱を奪うことで温度上昇した冷却用液体が放熱フィン１４に導かれて放熱され、この放熱によって冷却された冷却用液体が再び配管１２に戻され、熱伝導部１１に至るという循環路が形成される。ファンによる空冷と異なり、装置内の光学部品の配置で冷却能力が左右されることはない。また、上記のごとく冷却用液体が循環されることで、熱伝導部１１には常時冷却された冷却用液体が供給されることになり、冷却能力の低下が防止されることになる。

また、この実施形態では、熱伝導部１１を循環して温度上昇した冷却用液体は前記外部側の領域に設けられた放熱フィン１４に導かれ、当該外部側の領域において放熱されるので、装置内空気の温度上昇を極力無くし、装置内温度の上昇を防止して光学部品の耐久性低下を回避できる。なお、前記外部側の領域は、装置内から完全に隔絶されて装置外に位置する場合に限るものではなく、装置内であっても装置内空間に対してある程度仕切られて外部に通じる領域も含まれる。例えば、装置内に排気ダクトを備えることとし、この排気ダクト内に放熱フィン１４を設ける構成についても、放熱フィン１４を前記外部側の領域に設けることに該当する。

また、この実施形態では、複数のＬＥＤ光源１の発熱量が異なっており、前記放熱フィン１４を経て冷却された冷却用液体が発熱量が少ないＬＥＤ光源１用の熱伝導部１１から順に循環されるので、高温状態の冷却用液体の流路長を短くすることができ、装置内の温度の上昇を防止する上で有利となる。更に、この実施形態では、最後に冷却用液体を受け取ることとなる熱伝導部１１Ｇの近傍に前記外部側の領域が位置しているので、最も高温化した冷却用液体の流路の最短化が図られ、装置内温度の上昇を防止する上で更に有利となる。

また、この実施形態では、前記送風ファン１５は装置内から前記外部側の領域に向けて排気を行うので、装置内空気の排気と放熱フィン１４の冷却を兼ねることができるという利点がある。勿論、装置外の空気を吸引して放熱フィン１４に送風する構成を排除するものではない。

なお、配管１２はクロスダイクロイックミラー２の上方の空間等を利用して配置してもよく、光路を遮らないのであれば、どのような配置でもよい。また、上記実施形態では、光源が固体発光素子から成ることとしたが、これに限定されるものではない。各色光を出射するＬＥＤ光源１の配置順や冷却用液体の循環順についても上述した構成に限定されるものではない。また、複数の光源を備えることとしたが、単一の光源（例えば、白色ＬＥＤから成る光源）を備える構成においても、本願の液冷構造を採用することができる。また、単一の液晶表示パネルを備える構成を示したが、３板式構成（例えば、各ＬＥＤ光源１とクロスダイクロイックミラー２との間に液晶表示パネルを配置する構成）を採用してもよい。また、透過型の液晶表示パネルに限るものではなく、反射型の液晶表示パネルを採用してもよいし、或いは、微少鏡を多数配置してなる映像表示パネル等を採用してもよいものである。以下の実施形態においても同様である。

（実施形態２）
この発明の第２の実施形態を図３に基づいて説明していく。なお、図１で示した部材と同一の部材には同一の符号を付記し、その説明を省略している。この実施形態では、複数のＬＥＤ光源１における熱による劣化（輝度低下、波長シフト、半値幅の変化による色度変化などの表示性能の劣化）の程度は異なっており、赤色光を出射するＬＥＤ光源１Ｒが熱による劣化の程度が最も大きい。冷却用液体は、図１とは逆の向きに流れるようにしている。そして、放熱フィン１４の近傍にはＬＥＤ光源１Ｒ及び熱伝導部１１Ｒが設けられている。放熱フィン１４を経て冷却された冷却用液体は、まず、ＬＥＤ光源１Ｒ用の熱伝導部１１Ｒに供給される。すなわち、熱による劣化の程度が最も大きいＬＥＤ光源１Ｒに対して最も低温状態の冷却用液体が供給されることになり、ＬＥＤ光源１Ｒの温度上昇は抑えられ、劣化が防止される。なお、この実施形態では、ＬＥＤ光源１Ｒ用の熱伝導部１１Ｒを経た冷却用液体は、熱伝導部１１Ｇに供給され、最後に熱伝導部１１Ｂに供給される。冷却用液体は、光源の熱による劣化の程度が大である順に各熱伝導部に循環されるのがよい。

先述した実施形態１においても、放熱フィン１４を経て冷却された冷却用液体は、まずＬＥＤ光源１Ｒ用の熱伝導部１１Ｒに供給される。従って、実施形態１においても、熱による劣化の程度が最も大きいＬＥＤ光源１Ｒに対して最も低温状態の冷却用液体が供給されることになり、ＬＥＤ光源１Ｒの温度上昇は抑えられ、劣化は防止される。ただし、実施形態２の構成では、ＬＥＤ光源１Ｒは放熱フィン１４の近傍に配置されている。従って、放熱フィン１４からＬＥＤ光源１Ｒ用の熱伝導部１１Ｒに至る配管１２の長さは短くて済み、冷却用液体が熱伝導部１１Ｒに供給されるまでの冷却用液体の温度上昇を極力抑えることができる。

（実施形態３）
この発明の第３の実施形態を図４に基づいて説明していく。なお、図１で示した部材と同一の部材には同一の符号を付記し、その説明を省略している。図１の構成では、ＬＥＤ光源１Ｇ用の熱伝導部１１Ｇを経た冷却用液体は放熱フィン１４に導かれることとしていた。これに対して、図４に示す構成では、ＬＥＤ光源１Ｇ用の熱伝導部１１Ｇを経た冷却用液体は電源用熱伝導部２２を経由した後に、放熱フィン１４に導かれる。電源用熱伝導部２２は、回路部２０内に配置された電源２１が発する熱を奪うために設けている。かかる構成であれば、電源２１が発する熱も装置外に排出することができ、装置内の温度上昇を抑えることができる。また、光源１から光を受けて発熱する光学部品（例えば、液晶表示パネル５等）にも熱伝導部（図示せず）を設け、この熱伝導部に冷却用液体を供給する構成を採用することもできる。前記光学部品に設ける熱伝導部としては、光路を遮らないように、例えば枠形状を有するものを用いる。

（実施形態４）
この発明の第４の実施形態を図５及び図６に基づいて説明していく。

図５は投写型映像表示装置で用いられる白色照明装置１１０を示した斜視図である。この場合の投写型映像表示装置としては、白色光をダイクロイックミラー等にて各色光に分離して各色光用の映像表示パネルに導き、各色映像光を合成して投写する構成、或いは、白色光を一枚のフルカラー映像表示パネルに導く構成が採用される。前記白色照明装置１１０は複数の光源を同一平面内に配置して成るものである。具体的には、熱伝導プレート１０１上に、赤色光を出射するＬＥＤ光源１００Ｒと緑色光を出射するＬＥＤ光源１００Ｇ・１００Ｇと青色光を出射するＬＥＤ光源１００Ｂとが、四角形状並びに配置されている。各ＬＥＤ光源１００は、一つのＬＥＤから成るものでもよいし、複数のＬＥＤから成るものでもよい。

熱伝導プレート１０１には、冷却用液体の入口部１０１ａと略コ字形状の流路部１０１ｂと出口部１０１ｃとが形成されている。前記流路部１０１ｂの上流側に、まず、ＬＥＤ光源１００Ｒが配置され、その下流側に、ＬＥＤ光源１００Ｇ・１００Ｇが配置され、更にその下流側にＬＥＤ光源１００Ｂが配置されている。熱伝導プレート１０１は、各光源用の複数の熱伝導部が一体化されたものとみることができる。

各ＬＥＤ光源１００における熱による劣化の程度は異なっており、この実施形態では、赤色光を出射するＬＥＤ光源１００Ｒが熱による劣化の程度が最も大きい。図示しない放熱フィン１４を経て冷却された冷却用液体は、まず、ＬＥＤ光源１００Ｒの下側を通る。すなわち、熱による劣化の程度が最も大きいＬＥＤ光源１００Ｒに対して最も低温状態の冷却用液体が供給されることになり、ＬＥＤ光源１００Ｒの温度上昇は抑えられ、熱による劣化が防止される。なお、この実施形態では、ＬＥＤ光源１００Ｒの下側を通った冷却用液体は、ＬＥＤ光源１００Ｇ・１００Ｇの下側を通り、最後にＬＥＤ光源１００Ｂの下を通る。冷却用液体は、光源の熱による劣化の程度が大である順に各熱伝導部に循環されるのがよい。

図６は投写型映像表示装置で用いられる白色照明装置１１１を示した斜視図である。この白色照明装置１１１も複数の光源を同一平面内に配置して成るものである。ＬＥＤ光源１００Ｒ用の熱伝導部１０２ＲとＬＥＤ光源１００Ｇ用の熱伝導部１０２Ｇ・１０２ＧとＬＥＤ光源１００Ｂ用の熱伝導部１０２Ｂとが四角形状並びに配置されており、各熱伝導部の上面にＬＥＤ光源１００がそれぞれ配置されている。

前記熱伝導部１０２は配管によって互いに接続されており、図示しない放熱フィン１４を経て冷却された冷却用液体は、熱伝導部１０２Ｒ内を通り、次に熱伝導部１０２Ｇ・１０２Ｇ内を通り、次に熱伝導部１０２Ｂ内を通る。

各ＬＥＤ光源１００における熱による劣化の程度は異なっており、この実施形態では、赤色光を出射するＬＥＤ光源１００Ｒが熱による劣化の程度が最も大きい。前記冷却用液体は、まず、熱伝導部１０２Ｒ内を通る。すなわち、熱による劣化の程度が最も大きいＬＥＤ光源１００Ｒに対して最も低温状態の冷却用液体が供給されることになり、ＬＥＤ光源１００Ｒの温度上昇は抑えられ、熱による劣化が防止される。なお、この実施形態では、熱伝導部１０２Ｒを経た冷却用液体は、熱伝導部１０２Ｇ・１０２Ｇ内を通り、最後に熱伝導部１０２Ｂ内を通る。冷却用液体は、光源の熱による劣化の程度が大である順に各熱伝導部に循環されるのがよい。

なお、図５及び図６に示した構成において、複数の光源の発熱量が異なっており、前記放熱フィンを経て冷却された冷却用液体は発熱量が最も少ない光源用の熱伝導部に最初に供給される構成としてもよい。また、前記放熱フィンを経て冷却された冷却用液体は、前記光源の発熱量が少ない順に各熱伝導部に循環されることとしてもよい。

（実施形態５）
この発明の第５の実施形態を図７に基づいて説明していく。なお、図１で示した部材と同一の部材には同一の符号を付記し、その説明を省略している。図１の構成では、冷却用液体は３つの熱伝導部１１に順に導かれることとしていた。これに対して、図７に示す構成では、冷却用液体は３つの熱伝導部１１に並列に導かれる。

ポンプ１３から吐出された冷却用液体は、先ず、ブランチ１６に導かれ、このブランチ１６に接続された各配管１２にて各熱伝導部１１に並列に導かれる。前記各配管１２には流量調整弁１７が設けられている。各流量調整弁１７を操作することで各熱伝導部１１への冷却用液体の流量を調節することができる。

ＬＥＤ光源１Ｒ，１Ｇ，１Ｂの発熱量は互いに異なっている。放熱フィン１４を経て冷却された冷却用液体を、発熱量が最も多い光源用の熱伝導部１１（例えば、熱伝導部１１Ｇ）に最も多く供給するようようにしてもよい。すなわち、そのように前記各流量調整弁１７をセットしてもよい。また、放熱フィン１４を経て冷却された冷却用液体を、発熱量が多い光源用の熱伝導部１１ほど多く供給するようにしてもよい（例えば、熱伝導部１１Ｇ，熱伝導部１１Ｂ，熱伝導部１１Ｒの順）。

ＬＥＤ光源１Ｒ，１Ｇ，１Ｂの熱による劣化の程度は互いに異なっている。放熱フィン１４を経て冷却された冷却用液体を、熱による劣化の程度が最も大である光源用の熱伝導部１１（例えば、熱伝導部１１Ｒ）に最も多く供給するようようにしてもよい。すなわち、そのように前記各流量調整弁１７をセットしてもよい。また、放熱フィン１４を経て冷却された冷却用液体を、熱による劣化の程度が最も大である光源用の熱伝導部１１ほど多く供給するようにしてもよい（例えば、熱伝導部１１Ｒ，熱伝導部１１Ｂ，熱伝導部１１Ｇの順）。

各熱伝導部１１への冷却用液体の流量調節は、各熱伝導部１１に接続される配管の太さ（直径）を異ならせることでも行える。なお、この場合には、流量は固定的に定まることになる。また、複数のＬＥＤ光源が同一平面に配置される構成（図５及び図６参照）において、各熱伝導部を並列接続する構成を採用することができ、更に、各熱伝導部への液体流量を異ならせることができる。

各熱伝導部１１への冷却用液体の流量調節は、以下のことを考慮して行うのがよい。例えば、ＬＥＤ光源１Ｒの目標維持温度を３５℃とする。当該投写型映像表示装置が通常用いられる場所の気温を２５℃と想定し、ＬＥＤ光源１Ｒの単位時間の発熱量や熱伝導部１１Ｒの熱伝導率などから、熱伝導部１１Ｒに供給されるべき流量（規定流量）を求める。同様に、熱伝導部１１Ｇへの規定流量、熱伝導部１１Ｂへの規定流量をそれぞれ求める。このようにして求められた規定流量は互いに異なることがある。この相違に応じて前記各流量調整弁１７を調節する。勿論、各ＬＥＤ光源についての目標維持温度を異ならせることもありうる。ＬＥＤ光源１Ｒが熱による劣化の程度が大であるなら、例えば、前述のごとくして求められた規定流量にプラスαした値を規定流量とすることもできる。或いは、ＬＥＤ光源１Ｒが３０℃を超えると熱による劣化が始まるのなら、その目標維持温度をＬＥＤ光源１Ｒについては３０℃とする考え方も採用できる。すなわち、各ＬＥＤ光源１の熱による劣化の程度が大であるということは、各ＬＥＤ光源１の目標維持温度は低いとみることもできる。

なお、投写型映像表示装置における装置内温度、或いは、ＬＥＤ光源近傍の温度、或いは、放熱フィン１４に戻ってくる冷媒の温度、或いは、放熱フィン１４から出て行く冷媒の温度を検出する温度センサを設けておき、この温度センサが示す温度に応じて、前記ポンプ１３の吐出量制御を行うこともできる。この吐出量制御は先に示した直列タイプの実施形態１乃至４（複数の熱伝導部１１が直列に接続されるタイプ）においても適用できる。

（実施形態６）
この発明の第６の実施形態を図８に基づいて説明していく。図８は、投写型映像表示装置における電源ＯＮ後の時間経過（分）と温度変化との関係を示したグラフである。前記温度変化は目標維持温度（光源における安定した発光特性が得られる温度領域）を１００として現在温度をパーセントで表している。

図８における比較例は、投写型映像表示装置の電源ＯＮと同時にポンプ１３を通常稼働させた場合のＬＥＤ光源１の温度変化を示している。この比較例から分かるように、投写型映像表示装置の電源ＯＮと同時にポンプ１３を通常稼働させてしまうと、ＬＥＤ光源１の温度が目標維持温度に達するまでに比較的長い時間を要することになり、投写画像の画質が安定しない。

第６の実施形態では、ＬＥＤ光源の温度を検出する温度センサ及びこの温度センサの出力に基づいてポンプ１３を制御する制御部（マイクロコンピュータ）を備える。そして、前記温度センサにて検出された温度が所定温度以上（例えば、先述した目標維持温度或いは目標維持温度よりも幾分低い温度）である場合に冷却用液体を規定流量で供給開始する（ポンプ１３通常稼働）。例えば、現在気温が２５℃であるとし、投写型映像表示装置のＬＥＤ光源の温度も２５℃であるとし、前記所定温度が３５℃であるとする。このような条件下で投写型映像表示装置の電源がＯＮされても、冷却用液体の規定流量供給は開始されない。すなわち、冷却用液体の供給量は０か或いは規定流量未満（ポンプ１３低電力稼働）とされる。図８の実施例では、冷却用液体の供給量を０としている（ポンプ１３はＯＦＦ状態）。この図８における実施例のグラフから分かるように、投写型映像表示装置の電源ＯＮ後直ぐにＬＥＤ光源１の温度は所定温度（３５℃）に至り、冷却用液体の規定流量供給が開始され（ポンプ１３ＯＮ）、ＬＥＤ光源１の温度は目標温度に維持されることになる。なお、投写型映像表示装置を電源ＯＦＦして暫く後に再び電源ＯＮしたときには、ＬＥＤ光源１の温度はほぼ所定温度（３５℃）であるので、ほぼ直ぐに冷却用液体の規定流量供給が開始される（ポンプ１３ＯＮ）。

このような制御は、一つの光源を備える構成であれば、当該光源の温度を検出するようにすればよい。複数の光源を備える構成であれば、複数光源のうちの一つ又は複数の温度を検出する温度センサを備え、前記温度センサにて検出された一つ又は複数全ての温度が所定温度以上である場合に冷却用液体を規定流量で供給開始すればよい。或いは、前記複数光源のうち熱による劣化の程度が最も大である光源の温度を検出する温度センサを備え、前記温度センサにて検出された温度が所定温度以上である場合に冷却用液体を規定流量で供給開始することとしてもよい。

前述した並列タイプ（複数の熱伝導部１１が並列に接続されるタイプ：実施形態５参照）において、前記実施形態６に示した制御を各ＬＥＤ光源ごとに行うことができる。例えば、ＬＥＤ光源１Ｒの目標維持温度を３０℃とし、ＬＥＤ光源１Ｇの目標維持温度を３２℃とし、ＬＥＤ光源１Ｂの目標維持温度を３４℃とする。３つのＬＥＤ光源１の各々の温度を検出するために３つの温度センサを設けておく。また、図７に示した流量調整弁１７に代えて、電気的制御でＯＮ／ＯＦＦするバルブ（電磁ソレノイドを用いたバルブ等）を設けておく。図示しない制御部（マイクロコンピュータ）は、各温度センサからの温度情報を入力する。投写型映像表示装置が電源ＯＦＦの状態で現時点の気温が２５℃であれば、各温度センサの温度情報も２５℃を示すことになり、この状態では前記制御部は全てのバルブをＯＦＦ（閉）にする制御を行う。投写型映像表示装置が電源ＯＮされると同時に各ＬＥＤ光源１への通電が行われ、各ＬＥＤ光源１は温度上昇する。各ＬＥＤ光源１がそれぞれ所定温度となった時点（目標維持温度となった時点或いは、目標維持温度よりも少し低い温度となった時点）で、それぞれのバルブがＯＮ（開）され、各ＬＥＤ光源１の冷却が開始されることになる。

なお、ポンプ１３はその吐出量が段階的に制御されてもよい。例えば、前記３つのバルブのうちの一つのバルブが開くときには、前記制御部によって第１の吐出量となるように電力供給制御が行われ、二つのバルブが開くときには、前記制御部によって第２の吐出量となるように電力供給制御が行われ、三つのバルブが開くときには、前記制御部によって第３の吐出量となるように電力供給制御が行われてもよい。また、流量調整弁１７が例えばモーター付きの電動弁から成る場合には、このような流量調整弁１７を用いることもできる。そして、このような流量調整弁１７を用いる場合には、目標維持温度未満の状態で規定流量未満の冷却液供給を行うことができる。

この発明の第１実施形態の投写型映像表示装置を示した平面図である。 この発明の第１実施形態の投写型映像表示装置を示した斜視図である。 この発明の第２実施形態の投写型映像表示装置を示した平面図である。 この発明の第３実施形態の投写型映像表示装置を示した平面図である。 この発明の第４実施形態を示した図であって、白色照明装置を示した斜視図である。 この発明の第４実施形態を示した図であって、白色照明装置を示した斜視図である。 この発明の第５実施形態の投写型映像表示装置を示した平面図である。 この発明の第６実施形態の投写型映像表示装置における制御内容を示したグラフである。

符号の説明

１ ＬＥＤ光源
１０ 液晶プロジェクタ
１１ 熱伝導部
１２ 配管
１３ ポンプ
１４ 放熱フィン（ラジエータ）
１５ 送風ファン
１６ ブランチ
１７ 流量調整弁

Claims (38)

1. 光源と、前記光源の近傍に設けられて当該光源が発する熱を冷却用液体に熱伝導させる熱伝導部と、前記熱伝導部に前記冷却用液体を循環させる配管と、前記配管に連結されたポンプと、前記配管に連結された放熱部と、を備えたことを特徴とする投写型映像表示装置。
2. 請求項１に記載の投写型映像表示装置において、前記放熱部は前記光源の配置空間から仕切られた外部側の領域に設けられていることを特徴とする投写型映像表示装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の投写型映像表示装置において、前記放熱部を冷却するための送風を行う送風手段を備えたことを特徴とする投写型映像表示装置。
4. 請求項２に記載の投写型映像表示装置において、前記放熱部を冷却するための送風を行う送風手段を備え、前記送風手段は装置内の空気を吸気して前記外部側の領域に向けて排気を行うことを特徴とする投写型映像表示装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の投写型映像表示装置において、前記配管と熱伝導部の少なくとも一方が断熱材で覆われていることを特徴とする投写型映像表示装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の投写型映像表示装置において、前記光源は固体発光素子から成ることを特徴とする投写型映像表示装置。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の投写型映像表示装置において、前記光源を複数備えると共に各光源に熱伝導部を設け、これら複数の熱伝導部に順に冷却用液体が循環するように構成したことを特徴とする投写型映像表示装置。
8. 請求項７に記載の投写型映像表示装置において、前記複数の光源は、略コ字状をなすように配置されていることを特徴とする投写型映像表示装置。
9. 請求項７に記載の投写型映像表示装置において、前記複数の光源は、同一平面内に配置されていることを特徴とする投写型映像表示装置。
10. 請求項７乃至請求項９のいずれかに記載の投写型映像表示装置において、前記複数の光源の発熱量が異なっており、前記放熱部を経て冷却された冷却用液体は発熱量が最も少ない光源用の熱伝導部に最初に供給されることを特徴とする投写型映像表示装置。
11. 請求項１０に記載の投写型映像表示装置において、前記放熱部を経て冷却された冷却用液体は、前記光源の発熱量が少ない順に各熱伝導部に循環されることを特徴とする投写型映像表示装置。
12. 請求項１０に記載の投写型映像表示装置において、前記複数の光源は、赤色光を出射する赤色光源と、緑色光を出射する緑色光源と、青色光を出射する青色光源とから成り、前記放熱部を経て冷却された冷却用液体は最初に前記赤色光源用の熱伝導部に供給されることを特徴とする投写型映像表示装置。
13. 請求項１１に記載の投写型映像表示装置において、前記複数の光源は、赤色光を出射する赤色光源と、緑色光を出射する緑色光源と、青色光を出射する青色光源とから成り、前記放熱部を経て冷却された冷却用液体は最初に前記赤色光源用の熱伝導部に供給され、次に前記青色光源用の熱伝導部に供給され、次に前記緑色光源用の熱伝導部に供給されることを特徴とする投写型映像表示装置。
14. 請求項１０乃至請求項１３のいずれかに記載の投写型映像表示装置において、最後に冷却用液体を受け取ることとなる熱伝導部は前記放熱部の近傍に位置することを特徴とする投写型映像表示装置。
15. 請求項７乃至請求項９のいずれかに記載の投写型映像表示装置において、前記複数の光源は熱による劣化の程度が異なっており、前記放熱部を経て冷却された冷却用液体は熱による劣化の程度が最も大である光源用の熱伝導部に最初に供給されることを特徴とする投写型映像表示装置。
16. 請求項１５に記載の投写型映像表示装置において、前記放熱部を経て冷却された冷却用液体は、前記光源の熱による劣化の程度が大である順に各熱伝導部に循環されることを特徴とする投写型映像表示装置。
17. 請求項１５に記載の投写型映像表示装置において、前記複数の光源は、赤色光を出射する赤色光源と、緑色光を出射する緑色光源と、青色光を出射する青色光源とから成り、前記放熱部を経て冷却された冷却用液体は最初に前記赤色光源用の熱伝導部に供給されることを特徴とする投写型映像表示装置。
18. 請求項１６に記載の投写型映像表示装置において、前記複数の光源は、赤色光を出射する赤色光源と、緑色光を出射する緑色光源と、青色光を出射する青色光源とから成り、前記放熱部を経て冷却された冷却用液体は最初に前記赤色光源用の熱伝導部に供給され、次に前記緑色光源用の熱伝導部に供給され、次に前記青色光源用の熱伝導部に供給されることを特徴とする投写型映像表示装置。
19. 請求項１６乃至請求項１８のいずれかに記載の投写型映像表示装置において、最後に冷却用液体を受け取ることとなる熱伝導部は前記放熱部の近傍に位置することを特徴とする投写型映像表示装置。
20. 請求項１６乃至請求項１８のいずれかに記載の投写型映像表示装置において、最初に冷却用液体を受け取ることとなる熱伝導部は前記放熱部の近傍に位置することを特徴とする投写型映像表示装置。
21. 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の投写型映像表示装置において、前記光源の温度を検出する温度センサを備え、前記温度センサにて検出された温度が所定温度以上である場合に冷却用液体を規定流量で供給開始することを特徴とする投写型映像表示装置。
22. 請求項７乃至請求項２０のいずれかに記載の投写型映像表示装置において、前記複数光源のうちの一つ又は複数の光源の温度を検出する温度センサを備え、前記温度センサにて検出された一つ又は複数全ての温度が所定温度以上である場合に冷却用液体を規定流量で供給開始することを特徴とする投写型映像表示装置。
23. 請求項１５乃至請求項２０のいずれかに記載の投写型映像表示装置において、前記複数光源のうち熱による劣化の程度が最も大である光源の温度を検出する温度センサを備え、前記温度センサにて検出された温度が所定温度以上である場合に冷却用液体を規定流量で供給開始することを特徴とする投写型映像表示装置。
24. 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の投写型映像表示装置において、前記光源を複数備えると共に各光源に熱伝導部を設け、これら複数の熱伝導部に並列に冷却用液体が循環するように構成したことを特徴とする投写型映像表示装置。
25. 請求項２４に記載の投写型映像表示装置において、前記複数の光源は、略コ字状をなすように配置されていることを特徴とする投写型映像表示装置。
26. 請求項２４に記載の投写型映像表示装置において、前記複数の光源は、同一平面内に配置されていることを特徴とする投写型映像表示装置。
27. 請求項２４乃至請求項２６のいずれかに記載の投写型映像表示装置において、前記複数の光源の発熱量が異なっており、前記放熱部を経て冷却された冷却用液体は発熱量が最も多い光源用の熱伝導部に最も多く供給されることを特徴とする投写型映像表示装置。
28. 請求項２７に記載の投写型映像表示装置において、前記放熱部を経て冷却された冷却用液体は、前記光源の発熱量が多い光源の熱伝導部ほど多く供給されることを特徴とする投写型映像表示装置。
29. 請求項２７に記載の投写型映像表示装置において、前記複数の光源は、赤色光を出射する赤色光源と、緑色光を出射する緑色光源と、青色光を出射する青色光源とから成り、前記放熱部を経て冷却された冷却用液体は前記緑色光源用の熱伝導部に最も多く供給されることを特徴とする投写型映像表示装置。
30. 請求項２８に記載の投写型映像表示装置において、前記複数の光源は、赤色光を出射する赤色光源と、緑色光を出射する緑色光源と、青色光を出射する青色光源とから成り、前記放熱部を経て冷却された冷却用液体の供給量の多さは、前記緑色光源用の熱伝導部、前記青色光源用の熱伝導部、前記赤色光源用の熱伝導部の順とされることを特徴とする投写型映像表示装置。
31. 請求項２４乃至請求項２６のいずれかに記載の投写型映像表示装置において、前記複数の光源は熱による劣化の程度が異なっており、前記放熱部を経て冷却された冷却用液体は熱による劣化の程度が最も大である光源用の熱伝導部に最も多く供給されることを特徴とする投写型映像表示装置。
32. 請求項３１に記載の投写型映像表示装置において、前記放熱部を経て冷却された冷却用液体は、前記光源の熱による劣化の程度が大であるほど多く供給されることを特徴とする投写型映像表示装置。
33. 請求項３１に記載の投写型映像表示装置において、前記複数の光源は、赤色光を出射する赤色光源と、緑色光を出射する緑色光源と、青色光を出射する青色光源とから成り、前記放熱部を経て冷却された冷却用液体は前記赤色光源用の熱伝導部に最も多く供給されることを特徴とする投写型映像表示装置。
34. 請求項３２に記載の投写型映像表示装置において、前記複数の光源は、赤色光を出射する赤色光源と、緑色光を出射する緑色光源と、青色光を出射する青色光源とから成り、前記放熱部を経て冷却された冷却用液体の供給量の多さは、前記赤色光源用の熱伝導部、前記青色光源用の熱伝導部、前記緑色光源用の熱伝導部の順とされることを特徴とする投写型映像表示装置。
35. 請求項２４乃至請求項３４のいずれかに記載の投写型映像表示装置において、前記複数光源のうちの一つ又は複数の温度を検出する温度センサを備え、前記温度センサにて検出された一つ又は複数全ての温度が所定温度以上である場合に冷却用液体を規定流量で供給開始することを特徴とする投写型映像表示装置。
36. 請求項２４乃至請求項３４のいずれかに記載の投写型映像表示装置において、各光源の温度を検出する温度センサを備え、各光源ごとに前記温度センサにて検出された温度が所定温度以上である場合に冷却用液体を規定流量で供給開始することを特徴とする投写型映像表示装置。
37. 請求項１乃至請求項３６のいずれかに記載の投写型映像表示装置において、通電によって発熱する部材が発する熱を前記冷却用液体に熱伝導させる部材用熱伝導部を有しており、前記配管は前記部材用熱伝導部にも連結されていることを特徴とする投写型映像表示装置。
38. 請求項１乃至請求項３７のいずれかに記載の投写型映像表示装置において、前記光源から出射された光を受けることによって発熱する光学部品が発する熱を前記冷却用液体に熱伝導させる光学部品用熱伝導部を有し、前記配管は前記光学部品用熱伝導部にも連結されていることを特徴とする投写型映像表示装置。

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