JP2009048043A - 液晶表示装置およびその冷却方法 - Google Patents

Abstract

【課題】反射型プロジェクタの画質向上と冷却能力向上を図る。
【解決手段】パネルベース３２は、液晶パネル３１の熱を伝熱する。ペルチェ素子３３Ｒ，３３Ｌは、パネルベース３２の熱をヒートシンク３４−１Ｌ，３４−１Ｒへ移動させる。 ファンの風が、図２中白抜き矢印として示されるように、液晶パネル３１の長手方向に流れることで、ヒートシンク３４−１Ｌ，３４−１Ｒから熱を奪う。さらに、ファンの風は、液晶パネル３１の背面に直接あたっており、液晶パネル３１の背面の熱も奪う。また、液晶パネル３１の背面は表出されており、何等ストレスが生じないので、画質の向上を図ることもできる。本発明は、デジタルシネマ用プロジェクタに適用可能である。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶表示装置およびその冷却方法に関し、特に、反射型プロジェクタの画質向上と冷却能力向上を図ることができるようになった表示装置およびその冷却方法に関する。

従来、反射型液晶パネルを搭載しているプロジェクタ、即ち、反射型プロジェクタが存在する（例えば特許文献１参照）。近年、このような反射型プロジェクタを、いわゆるデジタルシネマの分野に適用することが研究開発されている。
特開２００４−７７８８３号公報

しかしながら、特許文献１等の従来の反射型プロジェクタをデジタルシネマの分野に適用しようとすると、画質の点と冷却能力の点で不十分な場合がある、という問題があった。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、反射型プロジェクタの画質向上と冷却能力向上を図ることができるようにするものである。

本発明の一側面の液晶表示装置は、表示面に画像を表示する反射型液晶パネルと、前記反射型液晶パネルの熱を伝熱する伝熱部材と、前記伝熱部材により伝熱された熱を移動する熱電素子と、前記熱電素子により移動された熱を放熱する放熱部材と、前記反射型液晶パネルと前記放熱部材とに風を供給するファンとを備える。

前記伝熱部材は、前記反射型液晶パネルの背面が表出するように設けられ、前記熱電素子と前記放熱部材は、前記反射型液晶パネルの背面から離間して設けられることで、前記ファンによる風が、前記反射型液晶パネルの背面に供給される。

前記熱電素子は、前記反射型液晶パネルの長手方向と平行に、かつ、前記反射型液晶パネルの両側に設けられている。

前記放熱部材は、前記反射型液晶パネルの長手方向と平行に、かつ、前記反射型液晶パネルの両側に設けられている。

前記放熱部材は、前記反射型液晶パネルの長手方向と平行かつ前記反射型液晶パネルの両側にそれぞれ設けられる第１および第２の部材、並びに、前記反射型液晶パネルの背面に対して垂直方向に所定間隔だけ離間して設けられる第３の部材から構成される。

前記第３の部材は、前記反射型液晶パネルの背面と対向する面にフィンを有する。

前記ファンの風は、前記反射型液晶パネルの長手方向に流れる。

前記反射型液晶パネルの温度が一定温度以下の場合は、前記熱電素子の動作を反転させ、
前記反射型液晶パネルの温度を上昇させる制御機構をさらに備える。

本発明の一側面の液晶表示装置の冷却方法は、上述した本発明の一側面の液晶表示装置に対応するその冷却方法である。

本発明の一側面の液晶表示装置およびその冷却方法においては、表示面に画像を表示する反射型液晶パネルと、前記反射型液晶パネルの熱を伝熱する伝熱部材と、前記伝熱部材により伝熱された熱を移動する熱電素子と、前記熱電素子により移動された熱を放熱する放熱部材と、風を供給するファンとを備える液晶表示装置において、次のような冷却がなされる。即ち、前記反射型液晶パネルの熱であって、前記伝熱部材により伝熱され、前記熱電素子により移動された熱を放熱している放熱部材に対して、前記ファンにより風を供給させる第１の冷却がなされる。また、前記反射型液晶パネルの背面に対して、前記ファンにより風を供給させる第２の冷却がなされる。

以上のごとく、本発明によれば、反射型液晶パネルを搭載したプロジェクタ、即ち、反射型プロジェクタを提供できる。特に、反射型プロジェクタの画質向上と冷却能力向上を図ることができる。

以下に本発明の実施の形態を説明するが、本発明の構成要件と、発明の詳細な説明に記載の実施の形態との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、本発明をサポートする実施の形態が、発明の詳細な説明に記載されていることを確認するためのものである。従って、発明の詳細な説明中には記載されているが、本発明の構成要件に対応する実施の形態として、ここには記載されていない実施の形態があったとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、実施の形態が構成要件に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件以外の構成要件には対応しないものであることを意味するものでもない。

さらに、この記載は、発明の実施の形態に記載されている具体例に対応する発明が、請求項に全て記載されていることを意味するものではない。換言すれば、この記載は、発明の実施の形態に記載されている具体例に対応する発明であって、この出願の請求項には記載されていない発明の存在、すなわち、将来、分割出願されたり、補正により追加される発明の存在を否定するものではない。

本発明の一側面の液晶表示装置（例えば図２や図３の液晶表示装置）は、
表示面に画像を表示する反射型液晶パネル（例えば図２や図３の反射型液晶パネル３１）と、
前記反射型液晶パネルの熱を伝熱する伝熱部材（例えば図２や図３のパネルベース３２）と、
前記伝熱部材により伝熱された熱を移動する熱電素子（例えば図２や図３のペルチェ素子３３Ｌ，３３Ｒ）と、
前記熱電素子により移動された熱を放熱する放熱部材（例えば図２のヒートシンク３４−１Ｌ，３４−１Ｒや、図３のヒートシンク３４−２）と、
前記反射型液晶パネルと前記放熱部材とに風を供給するファン（例えば図２や図３の白抜き矢印で示される風を供給するファン）と
を備える。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明をデジタルシネマの分野に適用した場合の情報処理システムの構成例を示している。

図１の例のプロジェクタ１１は、映画等の映像をスクリーン１２に投射するプロジェクタ、即ち、デジタルシネマ用のプロジェクタである。プロジェクタ１１は、反射型プロジェクタ、即ち、反射型液晶パネルを有するプロジェクタとして構成されている。

図２は、このようなプロジェクタ１１に搭載可能な反射型液晶パネルの冷却部構造であって、本発明が適用される反射型液晶パネルの冷却部構造の一実施の形態を示している。

図２の例では、反射型液晶パネル３１の冷却部構造は、パネルベース３２、ペルチェ素子３３Ｌ，３３Ｒ、および、ヒートシンク３４−１Ｌ，３４−１Ｒ、並びに、図示せぬファンから構成されている。

パネルベース３２は、反射型液晶パネル３１（以下、液晶パネル３１と略記する）の側面を囲い、その背面（入反射面の裏面）が表出するように設けられている。

パネルベース３２の面のうちの図中上側の面３２Ｕ、即ち、液晶パネル３１の背面が表出している側の面３２Ｕ（以下、上面３２Ｕと称する）上には、ペルチェ素子３３Ｌ，３３Ｒが設けられている。そして、ペルチェ素子３３Ｌ，３３Ｒの上には、ヒートシンク３４−１Ｌ，３４−１Ｒがそれぞれ設けられている。

換言すると、液晶パネル３１の長手方向と平行に、かつ、液晶パネ３１の両側に、ペルチェ素子３３Ｌとヒートシンク３４−１Ｌの組と、ペルチェ素子３３Ｒとヒートシンク３４−１Ｒの組とが設けられている。

このような構成の液晶パネル３１の冷却部構造の動作について説明する。

即ち、パネルベース３２は、たとえば、アルミニウムを用いて形成されており、液晶パネル３１よりも熱伝導率が高く、液晶パネル３１の熱を伝熱する。

ここで、ペルチェ素子３３Ｒ，３３Ｌは、ペルチェ効果を有する素子である。ペルチェ効果とは、異なる導体、たとえば、ｐ型とｎ型の半導体の接合に対して電流を流した場合に、その接合部で熱の吸収が発生する現象をいう。ペルチェ素子３３Ｒ，３３Ｌは、一対の基板の対向面側に、ｐ型とｎ型との半導体が導体を介して交互に複数が接合されている。ペルチェ素子３３Ｒ，３３Ｌに電流が流れると、一方の基板面が吸熱面になり、他方の基板面が発熱面になる。

よって、液晶パネル３１の温度が高い場合には、ペルチェ素子３３Ｒ，３３Ｌの基板面のうちの、パネルベース３２の面３２Ｕと対向している面（以下Ａ面と称する）を吸熱面として、ヒートシンク３４−１Ｌ，３４−１Ｒと対向している面（以下Ｂ面と称する）を発熱面として動作させれば、ペルチェ素子３３Ｒ，３３Ｌは、パネルベース３２の熱をヒートシンク３４−１Ｌ，３４−１Ｒへ移動させることができる。なお、液晶パネル３１の温度が低い場合については、図６と図７を参照して後述する。

ファンの風が、図２中白抜き矢印として示されるように、液晶パネル３１の長手方向に流れることで、ヒートシンク３４−１Ｌ，３４−１Ｒから熱を奪う。さらに、注目すべき点は、かかるファンの風は、図２の例の構造上、液晶パネル３１の背面に直接当たっており、液晶パネル３１から直接熱を奪うことができる点である。

以上説明したように、図２の例の冷却部構造は、ファンの風による冷却と、ペルチェ素子３３Ｒ，３３Ｌによる冷却を併用する構造となっているので、従来に比較して冷却能力を一段と高めることができる。

さらに以下、図２の例の冷却部構造が奏することが可能な効果について、詳しく説明する。

即ち、従来、反射型液晶パネルの背面は、伝熱部材（図２の例のパネルベース３２に相当）に接触されており、直接空気が接触することはなかった。即ち、反射型液晶パネルに対してファンの風を直接当てることはできなかった。

その結果、［課題を解決するための手段］の欄で上述した問題が生じてしまうのである。即ち、特許文献１等の従来の反射型プロジェクタをデジタルシネマの分野に適用しようとすると、画質の点と冷却能力の点で不十分な場合があるという問題が生じてしまうのである。

詳細には、特許文献１に記載の発明では、伝熱部材の上にペルチェ素子を設けることで、反射型液晶パネルの冷却を行うようにしていた。しかしながら、液晶パネルの背面に伝熱部材を接触させていることにより、液晶パネルにストレスが生じてしまう。このストレスにより、画質が悪化するという問題（以下、画質悪化問題と称する）が生じてしまう。

特に、プロジェクタ１１等のようなデジタルシネマ用のプロジェクタに搭載する反射型液晶パネルの冷却部構造として、特許文献１等の従来の冷却部構造を単に採用した場合、画質悪化問題は顕著なものとなる。

即ち、近年、反射型液晶パネルの高解像度化が進み、有効画素数にして２０４８×１０８０程度の解像度を有する映像信号、即ち、いわゆるHigh-Definition信号（ただし、本明細書では、2K信号と称する）に対応可能なもの（以下、2K液晶パネルと称する）が普及してきている。さらに、デジタルシネマ等の分野で利用するために、有効画素数にして４０９６×２１６０程度の解像度を有する映像信号、即ち2K信号に対して約４倍の解像度を有する映像信号（以下、4K信号と称する）に対応可能な反射型液晶パネル（以下、4K液晶パネルと称する）も登場してきている。

ただし、4K液晶パネルと2K液晶パネルのサイズは４倍も違う。即ち4K液晶パネルの背面に接触する伝熱部材の面積も、2K液晶パネルの背面に接触する伝熱部材の面積と比べて４倍となる。よって、その分だけ、4K液晶パネルにストレスが生ずることになり、その結果、画質がより一段と悪化してしまう。即ち、画質悪化問題は顕著なものとなるのである。

さらにまた、プロジェクタ１１等のようなデジタルシネマ用のプロジェクタに搭載する反射型液晶パネルの冷却部構造として、特許文献１等の従来の冷却部構造を採用しようとしても、ペルチェ素子による冷却だけでは、冷却能力が足りずに採用できないという問題（以下、冷却不足問題と称する）も発生してしまう。

そこで、本発明人は、画質悪化問題と冷却不足問題とを同時に解決すべく、図２の例の構成の冷却部構造を発明したのである。即ち、図２に示されるように、液晶パネル３１の背面は、伝熱部材としてのパネルベース３２は接触しておらず、空気が直接触れること、即ち、ファンの風が直接当たることができるようになる。

よって、液晶パネル３１には何等ストレスが生じないので、画質悪化問題を解決できるのである。なお、その際、２つのペルチェ素子３３Ｒ，３３Ｌを均等に動作させることにより、液晶パネル３１面の温度差を最小にすることができるので、さらに一段と画質を向上させることができるようになる。

また、上述の如く、ファンの風が液晶パネル３１の背面に直接当たるので、液晶パネル３１を直接冷却することができる。即ち、図２の冷却部構造では、ペルチェ素子３３Ｒ，３３Ｌによる冷却に加えて、さらに、ファンの風による液晶パネル３１の直接冷却も行われることになる。その結果、特許文献１等の従来のペルチェ素子だけの冷却と比較すると、冷却能力が一段と高くなるので、冷却不足問題を解決できるのである。

以上の内容をより一般的に言えば、液晶パネルの背面が、パネルベース等の伝熱部材とは直接接触せずに、空気と直接触れることができるような冷却部構造であれば、画質悪化問題と冷却不足問題とを同時に解決できるようになるのである。

即ち、反射型液晶パネルの熱を伝熱する伝熱部材と、伝熱部材に伝熱された熱を移動する熱電素子と、熱電素子の熱を放熱する放熱部材と、放熱部材と反射型液晶パネルとの両者へ風を供給するファンとを有する冷却部構造であれば、画質悪化問題と冷却不足問題とを同時に解決できるようになるのである。

換言すると、かかる構成の反射型液晶パネルの冷却部構造が、本発明が適用される反射型液晶パネルの冷却部構造であるといえる。

例えば、ファンの風が反射型液晶パネルの背面に供給されるという条件（以下、配設条件と称する）を満たすように、伝熱部材、熱電素子、および放熱部材が配設されている冷却部構造が、本発明が適用される反射型液晶パネルの冷却部構造の一例である。そして、かかる配設条件を満たす冷却部構造の一実施の形態が、図２の例の冷却部構造である。

即ち、図２の例の冷却部構造とは、伝熱部材としてパネルベース３２を採用し、熱電素子としてペルチェ素子３３Ｌ，３３Ｒを採用し、放熱部材としてヒートシンク３４−１Ｌ，３４−１Ｒを採用した場合の本発明の一実施の形態である。そして、パネルベース３２が、液晶パネル３１の側面を囲いその背面が表出するように設けられていること、および、液晶パネル３１の長手方向と平行にかつ液晶パネル３１の両側にペルチェ素子３３Ｌとヒートシンク３４−１Ｌの組とペルチェ素子３３Ｒとヒートシンク３４−１Ｒの組とがそれぞれ設けられていることによって、ファンの風が反射型液晶パネル３１の背面に供給されることになる。即ち、伝熱部材、熱電素子、および放熱部材が、配設条件を満たして配設されていることになる。

換言すると、伝熱部材、熱電素子、および放熱部材の配設の仕方は、配設条件を満たしていれば、図２の例に限定されず、様々な実施の形態を取ることが可能である。

例えば、図３は、配設条件を満たす冷却部構造の一実施の形態であって、図２とは異なる例を示している。ただし、図３において、図２と対応する箇所には対応する符号を付してある。

図２の例の冷却部構造と図３の例の冷却部構造とを比較するに、伝熱部材としてパネルベース３２を採用し、熱電素子としてペルチェ素子３３Ｌ，３３Ｒを採用している点は、図２の例も図３の例も同様である。

ただし、放熱部材については、図２の例では、ヒートシンク３４−１Ｌ，３４−１Ｒを採用しているのに対して、図３の例では、ヒートシンク３４−２を採用している。

図３の例のヒートシンク３４−２は、反射型液晶パネル３１の長手方向と平行かつ反射型液晶パネル３１の両側にそれぞれ設けられる第１の部材３４−２Ｌおよび第２の部材３４−２Ｒ、並びに、反射型液晶パネル３１の背面に対して垂直方向（図３中上方向）に所定間隔だけ離間して設けられる第３の部材３４−２Ｃから構成される。

換言すると、 図３の例のヒートシンク３４−２は、いわゆる橋型の構造を有している。このヒートシンク３４−２のうちの橋脚部位に該当する部材が、第１の部材３４−２Ｌ，第２の部材３４−２Ｒである。これらの第１の部材３４−２Ｌ，第２の部材３４−２Ｒが、ペルチェ素子３３Ｌ，３３Ｒの上にそれぞれ配設されている。即ち、パネルベース３２の熱は、ペルチェ素子３３Ｌ，３３Ｒによって、第１の部位３４−２Ｌ，第２の部位３４−２Ｒに移動され、ヒートシンク３４−２全体から放熱される。また、ヒートシンク３４−２の橋桁部に該当する部材が、第３の部材３４−２Ｃである。ファンの風は、図３の白抜き矢印に示されるように、第３の部材３４−２Ｃと液晶パネル３１との間の空間を通過する。よって、ファンの風が液晶パネル３１の背面に供給されるという配設条件を満たすことができる。

さらに、ヒートシンク３４−２の第３の部材３４−２Ｃの面のうちの、液晶パネル３１の背面と対向する面には、フィンが設けられている。よって、図２の例のヒートシンク３４−１Ｌ，３４−１Ｒと比較すると、図３の例のヒートシンク３４−２は、より冷却能力に優れているといえる。

図４は、図３の例の冷却部構造を有する反射型液晶パネルを採用したプロジェクタ１１のうちの、光学系統の構成例を示している。なお、以下、反射型液晶パネルとその冷却部構造との組合せを、反射型液晶表示装置と称する。

図４の例の光学系統では、反射型液晶表示装置５９Ｒ，５９Ｇ，５９Ｂの冷却部構造として図３の例の冷却部構造が採用されている。図５には、図４の光学系統のうちの反射型液晶表示装置５３Ｇの周囲の拡大が示されている。

図４の例の光学系統は、光源５１、第１レンズアレイ５２ａ、第２レンズアレイ５２ｂ、重ね合わせレンズ５３、第１ダイクロイックミラー５４ａ、第２ダイクロイックミラー５４ｂ、フィールドレンズ５６Ｒ，５６Ｇ，５６Ｂ、プレ偏光ビームスプリッター５７ａ，５７ｂ、メイン偏光ビームスプリッター５８Ｒ，５８Ｇ，５８Ｂ，反射型液晶表示装置５９Ｒ，５９Ｇ，５９Ｂ、クロスダイクロイックプリズム６１、図示せぬ投射レンズ、およびスペーサーガラス６３Ｒ，６３Ｇ，６３Ｂを含むように構成されている。

以下、図４の例の光学系統の動作の概略について説明する。

光源５１から発せられた光は、第１レンズアレイ５２ａと第２レンズアレイ５２ｂによって空間的なエネルギー分布が均一化される。第２レンズアレイ５２ｂの各セルを射出した光は、重ね合わせレンズ５３によって各反射型液晶表示装置５９Ｒ，５９Ｇ，５９Ｂ上に重ね合わせられる。その一方で、重ね合わせレンズ５３から射出した光は、第１，第２ダイクロイックミラー５４ａ,５４ｂにより、３原色に対応した赤(Ｒ)・緑(Ｇ)・青(Ｂ)の各原色光に色分解される。

Ｂの原色光は、第１ダイクロイックミラー５４ａで反射され、プレ偏光ビームスプリッター５７ａで反射された後、フィールドレンズ５６Ｂを通過する。一方、Ｇ ，Ｒ の原色光は第１ダイクロイックミラー５４ａで反射され、プレ偏光ビームスプリッター５７ｂで反射された後、第２ダイクロイックミラー５４ｂでＧとＲとに色分解される。Ｇの原色光は、第２ダイクロイックミラー５４ｂで反射された後、フィールドレンズ５６Ｇを通過する。Ｒの原色光は、第２ダイクロイックミラー５４ｂを透過した後、フィールドレンズ５６Ｒを通過する。

各フィールドレンズ５６Ｒ，５６Ｇ，５６Ｂは、照明光をテレセントリックな光束にするとともに、そのパワーによって投影光を投射レンズの瞳に入射させる機能を有している。各フィールドレンズ５６Ｒ，５６Ｇ，５６Ｂを通過したＲＧＢの各原色光は、各メイン偏光ビームスプリッター５８Ｒ，５８Ｇ，５８Ｂに入射する。各メイン偏光ビームスプリッター５８Ｒ，５８Ｇ，５８Ｂは、各反射型液晶表示装置５９Ｒ，５９Ｇ，５９Ｂに対する照明に不要な偏光成分(Ｐ偏光)を透過させて除き、各反射型液晶表示装置５９Ｒ，５９Ｇ，５９Ｂに対する照明に必要な偏光成分(Ｓ偏光)のみを反射させて、各反射型液晶表示装置５９Ｒ，５９Ｇ，５９Ｂに入射させる。

各反射型液晶表示装置５９Ｒ，５９Ｇ，５９Ｂは、偏光方向が揃った各原色光(Ｓ偏光)を２次元映像の各画素の表示(つまり画素毎のON/OFF)に応じた選択的な偏光制御により変調し、２ 種類の偏光(Ｐ 偏光，Ｓ 偏光)から成る反射光を射出する。各反射型液晶表示装置５９Ｒ，５９Ｇ，５９Ｂから射出した各原色光は、再び各メイン偏光ビームスプリッター５８Ｒ，５８Ｇ，５８Ｂに入射する。各メイン偏光ビームスプリッター５８Ｒ，５８Ｇ，５８Ｂは、投影に不要な偏光成分(Ｓ偏光)を反射させて除き、投影に必要な偏光成分(Ｐ偏光)のみを透過させて各スペーサーガラス６３Ｒ，６３Ｇ，６３Ｂに入射させる。

各スペーサーガラス６３Ｒ，６３Ｇ，６３Ｂは、各メイン偏光ビームスプリッター５８Ｒ，５８Ｇ，５８Ｂおよびクロスダイクロイックプリズム６１と接合されており、その間隔を安定かつ適正に保つことにより各色の画素ズレを防止している。各スペーサーガラス６３Ｒ，６３Ｇ，６３Ｂを透過した各原色光は、クロスダイクロイックプリズム６１に入射して色合成される。クロスダイクロイックプリズム６１で色合成された投影光は、図示せぬ投射レンズでスクリーン１２(図１)に投射される。

なお、反射型液晶表示装置５９Ｒ，５９Ｂ，５９Ｇの冷却部構造として、図４と図５の例では、図３の例の冷却部構造が採用されているが、当然ながら、図２の例の冷却部構造等、本発明が適用される別の冷却部構造を採用することができる。

ここで、本発明が適用される冷却部構造のうちの、熱電素子、例えばペルチェ素子による冷却の制御手法について考察する。

なお、以下の説明では、図２や図３のペルチェ素子３３Ｒ，３３Ｌを個々に区別する必要がないので、これらをまとめて、ペルチェ素子３３と称する。同様な理由から、以下の説明では、図２のヒートシンク３４−１Ｌ，３４−１Ｒ，図３のヒートシンク３４−２をまとめて、ヒードシンク３４と称する。

また、図２や図３の例では、ペルチェ素子３３が直接冷却する対象は、パネルベース３２である。しかしながら、ペルチェ素子による冷却の目的は、パネルベース３２の冷却ではなく、液晶パネル３１の冷却である。よって、以下の説明では、パネルベース３２と液晶パネル３１とをまとめて、制御対象１０１と称することにする。

この場合、本発明が適用される冷却部構造の一構成要素として、図６や図７に示される温度制御システムを採用することができる。

この温度制御システムでは、制御機１０３が、温度センサ１０２の検出温度に応じて、即ち、制御対象１０１の温度に応じて、ペルチェ素子３３のＡ面とＢ面の温度差△Ｔを制御することで、制御対象１０１を冷却したり加熱することができる。

この例では、指令電圧としてプラス電圧値がペルチェ素子３３に与えられると、そのＡ面が吸熱面として機能して動作するとする。

この場合、制御機１０３は、制御対象１０１を冷却したいときには、図６に示されるように、所定のプラス電圧値をペルチェ素子３３に印加する。すると、そのプラス電圧値に応じた温度差△ＴがＡ面とＢ面との間に発生する。ここでは、Ａ面側が吸熱面となるので、Ｂ面側が高温となりＡ面側が低温となる温度差△Ｔが発生する。これにより、制御対象１０１から発せられた熱がＡ面で吸熱され、その結果、制御対象１０１の冷却が可能になる。

さらに、例えば制御機１０３が、専用のハードウエア機器やコンピュータ等により構成されている場合、次のような制御も実行できる。即ち、制御機１０３は、温度センサ１０２の検出温度に基づいて、ペルチェ素子３３への指令電圧として、所定のプラス電圧値を決定する。そして、制御機１０３は、その指令電圧をペルチェ素子３３に印加することで、ペルチェ素子３３の温度差△Ｔを可変させ、その結果として、制御対象１０１を冷却するように温度制御することができる。即ち、ここでいう指令電圧とは、ペルチェ素子３３の駆動電圧をいう。

この温度制御では、制御対象１０１の検出温度が制御目標値よりも高くなるほど、即ち、検出温度と制御目標値との誤差（温度差）が大きくなるほど、制御機１０３からの指令電圧のプラス電圧値も高くなっていき、その分だけ、ペルチェ素子３３の温度差△Ｔも大きくなっていく。

この場合、ペルチェ素子３３においては、Ｂ面の温度が一定であれば、温度差△Ｔが大きくなる分だけＡ面の温度が下がることになり、制御対象１０１の冷却効果も高くなる。すると、制御対象１０１の検出温度も徐々に下がっていき、制御目標値に近づいていく。即ち、検出温度と制御目標値との誤差（温度差）も徐々に小さくなっていく。これにより、制御機１０３からの指令電圧のプラス電圧値も徐々に低くなっていき、その分だけ、ペルチェ素子３３の温度差△Ｔも徐々に小さくなっていく。そして、最終的には、制御対象１０１の検出温度が制御目標値に一致する。即ち、検出温度と制御目標値との誤差（温度差）がなくなる。その結果、制御機１０３からの指令電圧はゼロになり、ペルチェ素子３３の温度差△Ｔもなくなる。

ところが、図６の例のペルチェ素子３３においては、Ｂ面は発熱面として機能するので、即ち、Ａ面の冷却現象とは逆現象の加熱現象がＢ面で起こるので、Ｂ面に対して何ら対処を施さないと、Ｂ面の温度は上昇していくことになる。この場合、制御機１０３からの指令電圧が一定であるならば、即ち、ペルチェ素子３３の温度差△Ｔが一定であるならば、そのＢ面の温度上昇に引っ張られてＡ面も温度上昇してしまい、制御対象１０１の冷却効果は低くなる。すると、場合によっては、制御対象１０１の検出温度も上昇して制御目標値よりも高くなっていき、即ち、検出温度と制御目標値との誤差（温度差）も大きくなっていき、その分だけ、制御機１０３からの指令電圧のプラス電圧値も高くなっていく。即ち、Ｂ面の温度上昇を抑えないと、ペルチェ素子３３の温度差△Ｔは益々大きくなっていく。そして、最終的には、温度差△Ｔが許容値を超えた段階で、ペルチェ素子３３は暴走をはじめてしまう（制御不能となってしまう）。

従って、制御対象１０１の冷却効果を高め、ペルチェ素子３３を暴走させないためには、そのＢ面の温度上昇を抑える必要がある。このため、Ｂ面からの発熱を放熱するヒートシンク３４と、そのヒートシンク３４を冷却する図示せぬファンが設けられているのである。

ところで、液晶パネル３１の画質の観点からすると、適度な温度が必要であって、あまりに低い温度は不適である。よって、制御対象１０１（液晶パネル３１等）の温度が低い場合には、逆に、制御対象１０１の温度を上昇させて適切温度（制御目標値）に保つ必要がある。そこで、制御機１０３は、さらに図７に示されるような制御を行う。

即ち、制御機１０３は、温度センサ１０２の検出温度が適切温度（制御目標値）未満のとき、制御対象１０１を加熱すべく、指令電圧のプラスマイナスを反転させ、検出温度と制御目標値との誤差（温度差）に応じた所定のマイナス電圧値をペルチェ素子３３に印加する。すると、そのマイナス電圧値に応じた温度差△ＴがＡ面とＢ面との間に発生する。ただし、この場合、先ほどとは逆に、Ａ面側が発熱面となるので、Ｂ面側が低温となりＡ面側が高温となる温度差△Ｔが発生する。これにより、Ａ面で発せられた熱により制御対象１０１が加熱される。

以上説明したように、本発明が適用される冷却部構造は、ファンの風が反射型液晶パネルの背面に供給されるという配設条件を満たしているので、液晶パネルにストレスを生じることなく、十分な冷却が可能となる。よって、液晶パネルの画質の向上や、信頼性の向上が得られるという効果を奏することが可能になる。

ただし、本発明が適用される冷却部構造は、あくまでも反射型液晶パネルに適用する冷却部構造であって、投射型液晶パネルには適用が実質上困難である点に留意すべきである。投射型液晶パネルは、その性質上、塵や埃に弱く密封する必要があり、空気に直接触れさせることは実質上不可能なためである。即ち、ファンの風を投射型液晶パネルに直接当てることができないので、当然ながら、配設条件を満たすことができないからである。

本発明が適用される情報処理システムの構成例を示す図である。 図１の情報処理システムの一構成要素であるプロジェクタのうちの、本発明が適用される反射型液晶パネルの冷却部構造の例を示す図である。 図１の情報処理システムの一構成要素である、本発明が適用される反射型液晶パネルの冷却部構造の例であって、図２とは別の例を示す図である。 図１の情報処理システムの一構成要素であるプロジェクタの光学系であって、図３の例の反射型液晶パネルの冷却部構造を搭載した光学系の構成例を示す図である。 図４の光学系の拡大図である。 本発明が適用される反射型液晶パネルの冷却部構造の一構成要素として含まれる温度制御システムの一例を説明する図である。 本発明が適用される反射型液晶パネルの冷却部構造の一構成要素として含まれる温度制御システムの一例を説明する図である。

符号の説明

１１ プロジェクタ， １２ スクリーン， ３１ 反射型液晶パネル， ３２ パネルベース， ３３，３３Ｌ，３３Ｒ ペルチェ素子， ３４，３４−１Ｌ，３４−１Ｒ，３４−２ ヒートシンク， ５１ 光源， ５２ａ 第１レンズアレイ， ５２ｂ 第２レンズアレイ， ５３ 重ね合わせレンズ， ５４ａ 第１ダイクロイックミラー， ５４ｂ 第２ダイクロイックミラー， ５６Ｒ，５６Ｇ，５６Ｂ フィールドレンズ， ５７ａ，５７ｂ プレ偏光ビームスプリッター， ５８Ｒ，５８Ｇ，５８Ｂ メイン偏光ビームスプリッター， ５９Ｒ，５９Ｇ，５９Ｂ 反射型液晶表示装置クロスダイクロイックプリズム， ６３Ｒ，６３Ｇ，６３Ｂ スペーサーガラス， １０１ 制御対象， １０２ 温度センサ， １０３ 制御機

Claims (9)

1. 表示面に画像を表示する反射型液晶パネルと、
   前記反射型液晶パネルの熱を伝熱する伝熱部材と、
   前記伝熱部材により伝熱された熱を移動する熱電素子と、
   前記熱電素子により移動された熱を放熱する放熱部材と、
   前記反射型液晶パネルと前記放熱部材とに風を供給するファンと
   を備える液晶表示装置。
2. 前記伝熱部材は、前記反射型液晶パネルの背面が表出するように設けられ、
   前記熱電素子と前記放熱部材は、前記反射型液晶パネルの背面から離間して設けられることで、
   前記ファンによる風が、前記反射型液晶パネルの背面に供給される
   請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記熱電素子は、前記反射型液晶パネルの長手方向と平行に、かつ、前記反射型液晶パネルの両側に設けられている
   請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記放熱部材は、前記反射型液晶パネルの長手方向と平行に、かつ、前記反射型液晶パネルの両側に設けられている
   請求項２に記載の液晶表示装置。
5. 前記放熱部材は、前記反射型液晶パネルの長手方向と平行かつ前記反射型液晶パネルの両側にそれぞれ設けられる第１および第２の部材、並びに、前記反射型液晶パネルの背面に対して垂直方向に所定間隔だけ離間して設けられる第３の部材から構成される
   請求項２に記載の液晶表示装置。
6. 前記第３の部材は、前記反射型液晶パネルの背面と対向する面にフィンを有する
   請求項５に記載の液晶表示装置。
7. 前記ファンの風は、前記反射型液晶パネルの長手方向に流れる
   請求項２に記載の液晶表示装置。
8. 前記反射型液晶パネルの温度が一定温度以下の場合は、前記熱電素子の動作を反転させ、
   前記反射型液晶パネルの温度を上昇させる制御機構
   をさらに備える請求項１に記載の液晶表示装置。
9. 表示面に画像を表示する反射型液晶パネルと、
   前記反射型液晶パネルの熱を伝熱する伝熱部材と、
   前記伝熱部材により伝熱された熱を移動する熱電素子と、
   前記熱電素子により移動された熱を放熱する放熱部材と、
   風を供給するファンと
   を備える液晶表示装置の冷却方法であって、
   前記液晶表示装置が実行するステップとして、
   前記反射型液晶パネルの熱であって、前記伝熱部材により伝熱され、前記熱電素子により移動された熱を放熱している前記放熱部材に対して、前記ファンにより風を供給させる第１の冷却ステップと、
   前記反射型液晶パネルの背面に対して、前記ファンにより風を供給させる第２の冷却ステップと
   を含む液晶表示装置の冷却方法。

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