JP6218387B2 - Projection display - Google Patents

Projection display Download PDF

Info

Publication number
JP6218387B2
JP6218387B2 JP2013019747A JP2013019747A JP6218387B2 JP 6218387 B2 JP6218387 B2 JP 6218387B2 JP 2013019747 A JP2013019747 A JP 2013019747A JP 2013019747 A JP2013019747 A JP 2013019747A JP 6218387 B2 JP6218387 B2 JP 6218387B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air
turbulent flow
projection display
display device
radiator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2013019747A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2014149510A (en
Inventor
智弘 横山
智弘 横山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2013019747A priority Critical patent/JP6218387B2/en
Publication of JP2014149510A publication Critical patent/JP2014149510A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6218387B2 publication Critical patent/JP6218387B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Description

本発明は、発熱部を冷却する放熱器を備えた投写型表示装置に関する。   The present invention relates to a projection display device including a radiator that cools a heat generating portion.

従来から、ファンから送られてきた風をダクトを通じて導くことにより、光源などの光学素子を冷却する投写型表示装置が知られている。温度を下げるには、ファンの出力を大きくし、また、ファンの個数を増やすことが考えられる。しかし、投写型表示装置が大型化し、また、騒音や消費電力が増大してしまう。一方、送風冷却に代えて、液体冷却を用いる方法も考えられる。しかし、液体冷却では投写型表示装置が大型化し、価格が高く、また、液漏れの可能性も生じる。ここで、光学素子の近傍で乱流を発生させて光学素子を冷却する方法がある。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a projection display device that cools an optical element such as a light source by guiding a wind sent from a fan through a duct. To lower the temperature, it is conceivable to increase the fan output and increase the number of fans. However, the projection display device becomes large, and noise and power consumption increase. On the other hand, a method using liquid cooling instead of air cooling is also conceivable. However, liquid cooling increases the size of the projection display device, which is expensive and may cause liquid leakage. Here, there is a method of cooling the optical element by generating a turbulent flow in the vicinity of the optical element.

特許文献1には、乱流発生手段を光学素子より上流側に設置し、光学素子の近傍を流れる空気全体の流れを乱流とすることより光学素子を冷却する構成が開示されている。   Patent Document 1 discloses a configuration in which the turbulent flow generating means is installed on the upstream side of the optical element and the entire air flowing in the vicinity of the optical element is turbulent to cool the optical element.

特開2001−125057号公報JP 2001-125057 A

特許文献1の構成によれば、空気の流れを主に乱流とすることにより、平面状の光学素子を冷却することができる。しかしながら、空気の流れに沿って凹凸部を有する放熱器に対して空気を送る構造を有する場合、放熱器の凹部は狭くて通風抵抗が大きいため、乱流状態の空気は通過しにくい。このため、放熱器より上流側に乱流発生手段を設けて空気の流れを乱流化させても、放熱器の凸部は冷却されるが、放熱器の凹部の空気の流れが悪くなって冷却効率は低下する。また、放熱器の凹部の間隔を広くすると、放熱器の表面積が小さくなり、冷却効率は低下する。   According to the configuration of Patent Document 1, the planar optical element can be cooled by mainly making the air flow turbulent. However, in the case of having a structure for sending air to the radiator having the concavo-convex portion along the air flow, the concave portion of the radiator is narrow and the ventilation resistance is large, so that turbulent air hardly passes. For this reason, even if the turbulent flow generating means is provided upstream of the radiator to make the air flow turbulent, the convex portion of the radiator is cooled, but the air flow in the concave portion of the radiator is deteriorated. Cooling efficiency decreases. Moreover, if the space | interval of the recessed part of a heat radiator is enlarged, the surface area of a heat sink will become small and cooling efficiency will fall.

そこで本発明は、放熱器を効率的に冷却可能な投写型表示装置を提供する。   Therefore, the present invention provides a projection display device capable of efficiently cooling a radiator.

本発明の一側面としての投写型表示装置は、発熱部と、前記発熱部の搭載面と反対側の面に凹凸部を備えた放熱手段と、前記放熱手段に空気を送る送風手段と、前記送風手段から送られた前記空気を前記放熱手段に導く導風手段と、前記導風手段の内部において前記放熱手段と対向する位置に設けられた乱流発生手段とを有し、前記放熱手段の前記凹凸部は、前記空気の導風方向に沿って形成された凹部と、前記導風方向に沿って形成された凸部とを有し、前記乱流発生手段は、前記凹部と前記凸部が並んでいる方向に延びるように配置されている。
本発明の他の側面としての投写型表示装置は、発熱部と、前記発熱部の搭載面と反対側の面に凹凸部を備えた放熱手段と、前記放熱手段に空気を送る送風手段と、前記送風手段から送られた前記空気を前記放熱手段に導く導風手段と、前記導風手段の内部において前記放熱手段と対向する位置に設けられた乱流発生部材とを有し、前記放熱手段の前記凹凸部は、前記空気の導風方向に沿って形成された凹部と、前記導風方向に沿って形成された凸部とを有し、前記乱流発生部材の前記凹部と前記凸部が並んでいる方向の長さは、前記乱流発生部材の前記導風方向の長さよりも長い
A projection display device according to one aspect of the present invention includes a heat generating portion, a heat dissipating means having a concavo-convex portion on a surface opposite to a mounting surface of the heat generating portion, a blower means for sending air to the heat dissipating means, An air guide means for guiding the air sent from the air blowing means to the heat radiating means; and a turbulent flow generating means provided at a position facing the heat radiating means inside the air guide means. The concavo-convex part has a concave part formed along the air guide direction of the air and a convex part formed along the air guide direction, and the turbulent flow generating means includes the concave part and the convex part. It arrange | positions so that it may extend in the direction which is located in a line.
A projection display device according to another aspect of the present invention includes a heat generating portion, a heat dissipating means having a concavo-convex portion on a surface opposite to the mounting surface of the heat generating portion, a blower means for sending air to the heat dissipating means, An air guide means for guiding the air sent from the air blowing means to the heat radiating means; and a turbulent flow generating member provided at a position facing the heat radiating means inside the air guide means, and the heat radiating means. the uneven portion has a recess formed along the air guide direction of the air, and a convex portion formed along the air guide direction, the concave portion and the convex portion of the turbulent flow generating member Is longer than the length of the turbulent flow generating member in the air guide direction .

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。   Other objects and features of the present invention are illustrated in the following examples.

本発明によれば、放熱器を効率的に冷却可能な投写型表示装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the projection type display apparatus which can cool a radiator efficiently can be provided.

実施例1における投写型表示装置の光学構成図である。1 is an optical configuration diagram of a projection display device in Embodiment 1. FIG. 実施例1における投写型表示装置の要部斜視図である。1 is a perspective view of a main part of a projection display device in Embodiment 1. FIG. 実施例1における投写型表示装置の要部斜視図である。1 is a perspective view of a main part of a projection display device in Embodiment 1. FIG. 実施例1における投写型表示装置の要部断面斜視図である。1 is a cross-sectional perspective view of a main part of a projection display device in Embodiment 1. FIG. 実施例1における乱流発生手段による乱流の発生メカニズムの説明図である。It is explanatory drawing of the generation mechanism of the turbulent flow by the turbulent flow generation means in Example 1. 実施例1における投写型表示装置の要部断面図(YZ面)である。FIG. 3 is a cross-sectional view (YZ plane) of the main part of the projection display apparatus in Example 1. 実施例1における投写型表示装置の要部断面図(XZ面)である。1 is a sectional view (XZ plane) of a main part of a projection display apparatus in Embodiment 1. FIG. 実施例1における乱流発生手段の位置と放熱器の低下温度との関係図である。It is a related figure of the position of the turbulent flow generation means in Example 1, and the fall temperature of a radiator. 実施例2における投写型表示装置の要部断面図(YZ面)である。It is principal part sectional drawing (YZ surface) of the projection type display apparatus in Example 2. FIG. 実施例3における投写型表示装置の要部断面図(YZ面)である。It is principal part sectional drawing (YZ surface) of the projection type display apparatus in Example 3. FIG. 実施例4における投写型表示装置の要部断面図(XZ面)である。It is principal part sectional drawing (XZ surface) of the projection type display apparatus in Example 4. FIG. 実施例5における投写型表示装置の要部断面図(XZ面)である。It is principal part sectional drawing (XZ surface) of the projection type display apparatus in Example 5. FIG.

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

まず、図1を参照して、本発明の実施例1における投写型表示装置の光学系について説明する。図1は、本実施例における投写型表示装置100の光学構成図であり、図1(a)は上面図、図1(b)は側面図をそれぞれ示している。投写型表示装置100は、反射型液晶表示素子を搭載した投写型表示装置であり、ランプ1、照明光学系α、色分解合成光学系β、および、投写レンズ5を備えて構成される。   First, the optical system of the projection display apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1A and 1B are optical configuration diagrams of a projection display apparatus 100 according to the present embodiment, in which FIG. 1A shows a top view and FIG. 1B shows a side view. The projection display device 100 is a projection display device equipped with a reflective liquid crystal display element, and includes a lamp 1, an illumination optical system α, a color separation / synthesis optical system β, and a projection lens 5.

図1において、41は連続スペクトルで白色光を発光する発光管である。42は発光管41からの光を所定の方向に集光するリフレクタであり、発光管41とリフレクタ42によりランプ1が構成される。3は防爆ガラス(防爆凸レンズ)である。43aは、水平方向(ランプ1からの光の進行方向における水平方向(紙面垂直方向))において屈折力を有するレンズアレイで構成された第1のシリンダアレイである。43bは、第1のシリンダアレイ43aの個々のレンズに対応したレンズアレイを有する第2のシリンダアレイである。44は、紫外線吸収フィルタである。45は、無偏光光を所定の偏光光に揃える偏光変換素子である。   In FIG. 1, reference numeral 41 denotes an arc tube that emits white light in a continuous spectrum. Reference numeral 42 denotes a reflector that collects light from the arc tube 41 in a predetermined direction, and the arc tube 41 and the reflector 42 constitute the lamp 1. 3 is an explosion-proof glass (explosion-proof convex lens). Reference numeral 43a denotes a first cylinder array formed of a lens array having a refractive power in the horizontal direction (the horizontal direction in the traveling direction of light from the lamp 1 (the vertical direction on the paper surface)). Reference numeral 43b denotes a second cylinder array having lens arrays corresponding to the individual lenses of the first cylinder array 43a. 44 is an ultraviolet absorption filter. A polarization conversion element 45 aligns non-polarized light with predetermined polarized light.

46は、垂直方向において屈折力を有するシリンドリカルレンズで構成されたフロントコンプレッサである。47は、光軸を88度変換する全反射ミラーである。43cは、垂直方向(ランプ1からの光の進行方向における垂直方向(紙面垂直方向))において屈折力を有するレンズアレイで構成された第3のシリンダアレイである。43dは、第3のシリンダアレイ43cの個々のレンズに対応したレンズアレイを有する第4のシリンダアレイである。50は、色座標をある値に調整するために特定波長域の色をランプ1に戻すカラーフィルタである。48はコンデンサーレンズ、49は垂直方向において屈折力を有するシリンドリカルレンズで構成されたリアコンプレッサである。以上により、照明光学系αが構成される。   A front compressor 46 is constituted by a cylindrical lens having a refractive power in the vertical direction. Reference numeral 47 denotes a total reflection mirror that converts the optical axis by 88 degrees. Reference numeral 43c denotes a third cylinder array configured by a lens array having refractive power in the vertical direction (the vertical direction in the traveling direction of light from the lamp 1 (the vertical direction on the paper surface)). 43d is a fourth cylinder array having lens arrays corresponding to the individual lenses of the third cylinder array 43c. Reference numeral 50 denotes a color filter that returns the color in a specific wavelength range to the lamp 1 in order to adjust the color coordinates to a certain value. 48 is a condenser lens, and 49 is a rear compressor composed of a cylindrical lens having refractive power in the vertical direction. The illumination optical system α is configured as described above.

58は、青(B)と赤(R)の波長領域の光を反射し、緑(G)の波長領域の光を透過するダイクロイックミラーである。59は、透明基板に偏光素子を貼着したG用の入射側偏光板であり、P偏光光のみを透過する。60は、P偏光光を透過してS偏光光を反射する第1の偏光ビームスプリッタであり、偏光分離面を有する。   A dichroic mirror 58 reflects light in the blue (B) and red (R) wavelength regions and transmits light in the green (G) wavelength region. Reference numeral 59 denotes an incident side polarizing plate for G in which a polarizing element is attached to a transparent substrate, and transmits only P-polarized light. Reference numeral 60 denotes a first polarization beam splitter that transmits P-polarized light and reflects S-polarized light, and has a polarization separation surface.

61R、61G、61Bはそれぞれ、入射光を反射するとともに画像変調する赤用、緑用、青用の反射型液晶表示素子である。62R、62G、62Bはそれぞれ、赤用、緑用、青用の1/4波長板である。64aはRの色純度を高めるためにオレンジ光をランプ1に戻すトリミングフィルタ、64bは透明基板に偏光素子を貼着したRB用の入射側偏光板であり、P偏光のみを透過する。65は、Rの光の偏光方向を90度変換し、Bの光の偏光方向は変換しない色選択性位相差板である。66は、P偏光を透過してS偏光を反射する第2の偏光ビームスプリッタであり、偏光分離面を有する。68BはB用出射側偏光板(偏光素子)であり、BのS偏光のみを整流し、68GはS偏光のみを透過させるG用出側偏光板(偏光素子)である。69は、RB光を透過してG光を反射するダイクロイックプリズムである。以上のダイクロイックミラー58からダイクロイックプリズム69までの各要素により、色分解合成光学系β(図1(b)中において破線で囲われた部分)が構成される。   61R, 61G, and 61B are red, green, and blue reflective liquid crystal display elements that reflect incident light and modulate the image, respectively. 62R, 62G, and 62B are quarter-wave plates for red, green, and blue, respectively. A trimming filter 64a returns orange light to the lamp 1 in order to increase the color purity of R, and 64b is an incident-side polarizing plate for RB in which a polarizing element is attached to a transparent substrate, and transmits only P-polarized light. Reference numeral 65 denotes a color selective phase difference plate that converts the polarization direction of the R light by 90 degrees and does not convert the polarization direction of the B light. 66 denotes a second polarization beam splitter that transmits P-polarized light and reflects S-polarized light, and has a polarization separation surface. 68B is a B output side polarizing plate (polarizing element), which rectifies only the S polarized light of B, and 68G is a G outgoing side polarizing plate (polarizing element) that transmits only the S polarized light. Reference numeral 69 denotes a dichroic prism that transmits RB light and reflects G light. The elements from the dichroic mirror 58 to the dichroic prism 69 described above constitute a color separation / synthesis optical system β (portion surrounded by a broken line in FIG. 1B).

図1(a)において、101は反射型液晶表示素子(光学素子)である。反射型液晶表示素子101は、本実施例における発熱部である。102は、反射型液晶表示素子101に接続されたフレキシブルケーブルである。103は、反射型液晶表示素子101を搭載した熱交換手段としての放熱器(放熱手段、ヒートシンク)である。放熱器103は、後述のように、反射型液晶表示素子101の搭載面と反対側の面に凹凸部103cを備えている。70は、集積回路が形成されたRGB基板(基板)である。   In FIG. 1A, reference numeral 101 denotes a reflective liquid crystal display element (optical element). The reflective liquid crystal display element 101 is a heat generating part in this embodiment. Reference numeral 102 denotes a flexible cable connected to the reflective liquid crystal display element 101. Reference numeral 103 denotes a radiator (heat radiating means, heat sink) as a heat exchanging means on which the reflective liquid crystal display element 101 is mounted. As will be described later, the radiator 103 includes a concavo-convex portion 103 c on the surface opposite to the mounting surface of the reflective liquid crystal display element 101. Reference numeral 70 denotes an RGB substrate (substrate) on which an integrated circuit is formed.

続いて、図2および図3を参照して、本実施例における投写型表示装置100の要部について説明する。図2および図3は、投写型表示装置100の要部斜視図であり、反射型液晶表示素子101の周辺構造を示している。図2に示されるように、放熱器103は、反射型液晶表示素子101の上に搭載されている。また、反射型液晶表示素子101にはフレキシブルケーブル102が接続されている。   Next, with reference to FIG. 2 and FIG. 3, the main part of the projection display apparatus 100 in the present embodiment will be described. 2 and 3 are perspective views of the main part of the projection display apparatus 100, showing the peripheral structure of the reflective liquid crystal display element 101. FIG. As shown in FIG. 2, the radiator 103 is mounted on the reflective liquid crystal display element 101. A flexible cable 102 is connected to the reflective liquid crystal display element 101.

また、図3に示されるように、反射型液晶表示素子101および放熱器103は、冷却ダクト104(導風手段)の上部(上面)に固定されている。また、冷却ダクト104には、冷却ファン105(送風手段)が接続されている。冷却ファン105は、放熱器103に空気を送る。冷却ダクト104は、冷却ファン105から送られた空気を放熱器103に導く。なお、図3には示されていないが、冷却ダクト104の内部には、乱流発生手段106(乱流発生源)が設けられている。乱流発生手段106の詳細については後述する。   As shown in FIG. 3, the reflective liquid crystal display element 101 and the radiator 103 are fixed to the upper part (upper surface) of the cooling duct 104 (air guiding means). In addition, a cooling fan 105 (air blowing means) is connected to the cooling duct 104. The cooling fan 105 sends air to the radiator 103. The cooling duct 104 guides the air sent from the cooling fan 105 to the radiator 103. Although not shown in FIG. 3, turbulent flow generation means 106 (turbulent flow generation source) is provided inside the cooling duct 104. Details of the turbulent flow generation means 106 will be described later.

反射型液晶表示素子101は、フレキシブルケーブル102を通じて送られてきた映像信号に基づいて、図1に示されるRGB基板70により所定の処理が行われることにより、入射した光を反射するとともに画像変調を行う。反射型液晶表示素子101に入射した光のうち数パーセントの光は、反射型液晶表示素子101で反射されずに熱エネルギーに変換される。このため、反射型液晶表示素子101には熱が発生する。反射型液晶表示素子101で発生した熱は、放熱器103を通じて冷却ダクト104の内部の空気に放出される。冷却ダクト104の内部の空気は、冷却ファン105からの送風により、図3中の矢印で示されるように冷却ダクト104の外部へ放出される。   The reflective liquid crystal display element 101 reflects incident light and modulates the image by performing predetermined processing on the RGB substrate 70 shown in FIG. 1 based on the video signal sent through the flexible cable 102. Do. A few percent of the light incident on the reflective liquid crystal display element 101 is not reflected by the reflective liquid crystal display element 101 but is converted into thermal energy. For this reason, heat is generated in the reflective liquid crystal display element 101. The heat generated in the reflective liquid crystal display element 101 is released to the air inside the cooling duct 104 through the radiator 103. The air inside the cooling duct 104 is discharged to the outside of the cooling duct 104 as shown by the arrows in FIG.

続いて、図4を参照して、本実施例における乱流発生手段について説明する。まず、乱流による冷却の原理について説明する。壁面に対して一様に風が流れている場合、壁面から十分離れた領域における流速は主流と一致する。一方、粘性の影響がある壁面の近傍では、壁面上で流速がゼロとなり、壁面と主流との間に速度勾配が発生する領域(境界層)が形成される。境界層において、流体粒子は壁面に沿って層状をなして流れるため、主流と境界層との間での熱交換はほとんどない。このため、境界層を薄膜化することにより、壁面(固体壁)と流体(空気)の熱交換を促進することができる。そこで乱流を発生させると、以下の3つの理由により、冷却効率を向上させることが可能である。すなわち、第一に、境界層にランダムに風が当たることにより壁面近傍の境界層を破壊する。第二に、旋回渦の発生により周囲流体との温度交換を促進する。第三に、旋回渦が壁面に付着して流れる(コアンダ効果)ことにより、有効冷却面積が増加する。   Next, the turbulent flow generation means in the present embodiment will be described with reference to FIG. First, the principle of cooling by turbulent flow will be described. When the wind flows uniformly with respect to the wall surface, the flow velocity in a region sufficiently away from the wall surface coincides with the main flow. On the other hand, in the vicinity of the wall surface affected by viscosity, the flow velocity becomes zero on the wall surface, and a region (boundary layer) where a velocity gradient is generated between the wall surface and the main flow is formed. In the boundary layer, fluid particles flow in a layered manner along the wall surface, so that there is almost no heat exchange between the main flow and the boundary layer. For this reason, heat exchange between the wall surface (solid wall) and the fluid (air) can be promoted by reducing the thickness of the boundary layer. Therefore, when turbulent flow is generated, the cooling efficiency can be improved for the following three reasons. That is, first, the boundary layer in the vicinity of the wall surface is destroyed by randomly hitting the boundary layer. Secondly, the generation of swirling vortices facilitates temperature exchange with the surrounding fluid. Thirdly, the effective cooling area increases due to the swirling vortex adhering to the wall surface and flowing (Coanda effect).

図4は、投写型表示装置100の要部断面斜視図であり、反射型液晶表示素子101の周辺構造を示している。図4に示されるように、乱流発生手段106は、冷却ダクト104の内部下側(内部下面)において、放熱器103と対向する位置に設けられている。このような構成により、乱流発生手段106が乱流を発生させることで、放熱器103(の凸部)を効率的に冷却することができる。なお、投写型表示装置には、上面と下面とを反転して用いることができるものがある。本実施例における投写型表示装置の上面と下面を反転して用いる場合、図4に示される冷却ダクト104の上下も反転する。このため、乱流発生手段106は、冷却ダクト104の内部上面において、放熱器103と対向する位置に設けられていることになる。つまり、乱流発生手段106は、冷却ダクト104の内部において、放熱器103と対向する位置に設けられている。   FIG. 4 is a cross-sectional perspective view of a main part of the projection display apparatus 100 and shows a peripheral structure of the reflective liquid crystal display element 101. As shown in FIG. 4, the turbulent flow generation means 106 is provided at a position facing the radiator 103 on the inner lower side (inner lower surface) of the cooling duct 104. With such a configuration, the turbulent flow generation means 106 generates turbulent flow, so that the radiator 103 (convex portion thereof) can be efficiently cooled. In some projection display devices, the upper surface and the lower surface can be reversed. When the upper surface and the lower surface of the projection display device according to the present embodiment are reversed, the cooling duct 104 shown in FIG. For this reason, the turbulent flow generation means 106 is provided at a position facing the radiator 103 on the inner upper surface of the cooling duct 104. That is, the turbulent flow generation means 106 is provided at a position facing the radiator 103 inside the cooling duct 104.

続いて、図5を参照して、乱流発生手段106により乱流が発生するメカニズムについて説明する。図5は、乱流発生手段106による乱流の発生メカニズムの説明図であり、乱流発生手段106を冷却ダクト104の内部であって放熱器103と対向する位置に設置した場合に放熱器103の近傍で発生する空気の流れを示している。   Next, the mechanism by which turbulent flow is generated by the turbulent flow generation means 106 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram of a turbulent flow generation mechanism by the turbulent flow generation means 106, and when the turbulent flow generation means 106 is installed in the cooling duct 104 at a position facing the radiator 103. The flow of air generated in the vicinity of is shown.

図5において、空気Aは、放熱器103の近傍(放熱器103の凹部)を流れる空気である。空気Bは、冷却ダクト104の入口付近(放熱器103の手前側)を流れる空気である。空気Cは、放熱器103と対向する領域であって、放熱器103および乱流発生手段106のいずれからも離れた領域(乱流発生手段106により冷却ダクト104の風路が狭められた領域)を流れる空気である。空気Dは、乱流発生手段106の後側を流れる空気である。空気Eは、空気Aと空気Cとの速度差により発生した空気(渦)である。空気Fは、乱流発生手段106により乱された空気である。   In FIG. 5, air A is air that flows in the vicinity of the radiator 103 (the recess of the radiator 103). Air B is air that flows in the vicinity of the inlet of the cooling duct 104 (the front side of the radiator 103). Air C is a region facing the radiator 103 and is away from both the radiator 103 and the turbulent flow generating means 106 (region where the air duct of the cooling duct 104 is narrowed by the turbulent flow generating means 106). The air flowing through. Air D is air that flows behind the turbulent flow generation means 106. The air E is air (vortex) generated by the speed difference between the air A and the air C. The air F is air turbulent by the turbulent flow generation means 106.

空気Aの速度は、空気の粘性により、空気Bの速度に対し著しく遅い。空気Bは、乱流発生手段106を設けることにより冷却ダクト104の風路が狭められた領域を流れるため、更に流速が速い空気Cとなる。ここで、空気は粘性を有するため、速度差を有する空気が隣り合って流れると、速度の速い空気が速度の遅い空気を巻き込むように渦が発生する。前述のように、放熱器103の凹部を流れる空気Aと放熱器103から離れた領域を流れる空気Cとの速度差は大きい。このため、図5に示されるように、高速の空気Cが低速の空気Aを巻き込むように反時計回りの渦(空気E)が発生する。一方、空気Dの流れは、乱流発生手段106により妨げられるため、空気Dの速度は遅くなり、渦は発生しにくい。また、図5に示されるように、乱流発生手段106により乱された空気Fが下側から上側に流入することにより、反時計回りの渦(空気E)が促進される。   The speed of the air A is significantly slower than the speed of the air B due to the viscosity of the air. Since the air B flows through the region where the air passage of the cooling duct 104 is narrowed by providing the turbulent flow generation means 106, the air B becomes air C having a higher flow velocity. Here, since air has viscosity, when air having a speed difference flows next to each other, a vortex is generated so that high-speed air entrains low-speed air. As described above, the speed difference between the air A flowing through the recess of the radiator 103 and the air C flowing through a region away from the radiator 103 is large. Therefore, as shown in FIG. 5, a counterclockwise vortex (air E) is generated so that the high-speed air C entrains the low-speed air A. On the other hand, since the flow of the air D is hindered by the turbulent flow generation means 106, the speed of the air D becomes slow and vortices are hardly generated. Further, as shown in FIG. 5, the air F disturbed by the turbulent flow generation means 106 flows from the lower side to the upper side, thereby promoting the counterclockwise vortex (air E).

乱流発生手段106を設けることにより、放熱器103の近傍において、乱流の一種である渦(空気E)の発生量が増加し、放熱器103の温度を効率的に低下させることができる。なお、風速を大きくするための別構造として、冷却ダクト104に勾配を付与することや、冷却ダクト104の径を小さくすることが考えられる。しかし、いずれの場合においても、発生する空気の流れは層流であるため、乱流を発生させることが可能な乱流発生手段106を設けることと比較すると、冷却効果は小さい。   By providing the turbulent flow generation means 106, the amount of vortex (air E), which is a kind of turbulent flow, increases in the vicinity of the radiator 103, and the temperature of the radiator 103 can be efficiently reduced. As another structure for increasing the wind speed, it is conceivable to impart a gradient to the cooling duct 104 or to reduce the diameter of the cooling duct 104. However, in any case, since the generated air flow is a laminar flow, the cooling effect is small compared to the provision of the turbulent flow generation means 106 capable of generating a turbulent flow.

図6(a)は、投写型表示装置100の要部断面図であり、反射型液晶表示素子101の周辺を空気の入口側(冷却ファン105側)から見た図である。本実施例の放熱器103は、冷却ダクト104の内部の反射型液晶表示素子101側に設けられている。そして放熱器103は、凸部103a(突起部)と凹部103bが交互に形成された凹凸部103cを有する。凹凸部103aは、放熱器103の表面積を大きくして熱伝達率を大きくするため、空気が流れる方向(X方向)に沿って延びるように設けられている。   FIG. 6A is a cross-sectional view of the main part of the projection display device 100, and shows the periphery of the reflective liquid crystal display element 101 as viewed from the air inlet side (cooling fan 105 side). The radiator 103 of this embodiment is provided on the reflective liquid crystal display element 101 side inside the cooling duct 104. And the heat radiator 103 has the uneven part 103c in which the convex part 103a (projection part) and the recessed part 103b were formed alternately. In order to increase the heat transfer coefficient by increasing the surface area of the radiator 103, the concavo-convex portion 103a is provided so as to extend along the direction in which air flows (X direction).

このように本実施例において、放熱器103の凹凸部103cは、空気の導風方向(X方向)に延びるように配列された凹部103bおよび凸部103aを有する。そして乱流発生手段106は、導風方向(X方向)と直交する方向(Y方向)に延びるように配置されている。このため、乱流発生手段106は、空気が放熱器103の凹部103bにおいて層流状態となり、空気が放熱器103の凸部103aにおいて乱流状態となるように構成されることになる。   Thus, in the present embodiment, the concavo-convex portion 103c of the radiator 103 has the concave portion 103b and the convex portion 103a arranged so as to extend in the air guide direction (X direction). And the turbulent flow generation means 106 is arrange | positioned so that it may extend in the direction (Y direction) orthogonal to a wind guide direction (X direction). For this reason, the turbulent flow generation means 106 is configured such that air is in a laminar flow state in the concave portion 103 b of the radiator 103 and air is in a turbulent state in the convex portion 103 a of the radiator 103.

図6(a)に示されるように、放熱器103の凹部103bの幅W(隣り合う凸部103aの間隔)は狭い。このため、凹部103bに乱流を流そうとすると、通風抵抗が大きく、凹部103bに空気が入りにくい。ここで、放熱器103よりも上流側(冷却ダクト104の入口付近)に乱流発生手段106を設けて空気の流れを乱流化させることを考える。この場合、放熱器103の凸部103aは乱流により効率的に冷却される。しかし、放熱器103の凹部103bにおける空気の流れが悪くなり、冷却効率は低下する。一方、放熱器103の凹部103bの間隔(幅W)を広くした場合でも、放熱器103の表面積が小さくなり、冷却効率は低下する。このため、放熱器103の凸部103a(図6(a)中の凸部103aの下面)を流れる空気は乱流状態であり、かつ、放熱器103の凹部103bを流れる空気は層流状態であることが好ましい。   As shown in FIG. 6A, the width W of the concave portion 103b of the radiator 103 (the interval between adjacent convex portions 103a) is narrow. For this reason, when it is going to flow a turbulent flow to the recessed part 103b, ventilation resistance is large and it is hard to enter air into the recessed part 103b. Here, suppose that the turbulent flow generation means 106 is provided upstream of the radiator 103 (near the inlet of the cooling duct 104) to make the air flow turbulent. In this case, the convex portion 103a of the radiator 103 is efficiently cooled by the turbulent flow. However, the air flow in the recess 103b of the radiator 103 is deteriorated, and the cooling efficiency is lowered. On the other hand, even when the interval (width W) between the recesses 103b of the radiator 103 is increased, the surface area of the radiator 103 is reduced and the cooling efficiency is lowered. For this reason, the air flowing through the protrusion 103a of the radiator 103 (the lower surface of the protrusion 103a in FIG. 6A) is in a turbulent state, and the air flowing through the recess 103b of the radiator 103 is in a laminar flow state. Preferably there is.

乱流が発生すると、通風抵抗により図6(a)中の下側の放熱器103の凸部103aから凹部103bの方向に空気が入りづらい。そこで、放熱器103の凹部103bに層流状態の空気を流すには、乱流発生手段106で乱流化される前の空気を、放熱器103の上流側(放熱器103の手前側)から流す必要がある。   When the turbulent flow is generated, it is difficult for air to enter in the direction from the convex portion 103a to the concave portion 103b of the lower radiator 103 in FIG. Therefore, in order to flow laminar air in the recess 103b of the radiator 103, the air before being turbulent by the turbulent flow generating means 106 is supplied from the upstream side of the radiator 103 (the front side of the radiator 103). Need to flow.

図6(b)は、図6(a)に示される冷却ダクト104内を通る空気の流れを模式的に示した図である。図7は、投写型表示装置100の要部断面図(XZ面)であり、図7(a)は空気の流れ、図7(b)は各要素の寸法をそれぞれ示している。以下、図6(a)、(b)と図7(a)を参照して、乱流発生手段106による作用について説明する。図7(a)に示されるように、乱流発生手段106を放熱器103の上流側(上流側端部)より内側に設置する、すなわち乱流発生手段106を放熱器103と対向する位置に設ける。このような配置により、放熱器103に進入する時点の空気(空気A)は層流状態である。このため、放熱器103の凹部103bには、放熱器103の上流側から層流状態の空気(空気A)が流れる。一方、放熱器103の凸部103a(図6(b))には、空気Bが乱流発生手段106により乱流となった空気(空気E)が流れる。   FIG. 6B is a diagram schematically showing the flow of air passing through the cooling duct 104 shown in FIG. 7 is a sectional view (XZ plane) of the main part of the projection display apparatus 100, FIG. 7A shows the flow of air, and FIG. 7B shows the dimensions of each element. Hereinafter, the operation of the turbulent flow generation means 106 will be described with reference to FIGS. 6 (a) and 6 (b) and FIG. 7 (a). As shown in FIG. 7A, the turbulent flow generating means 106 is installed on the inner side from the upstream side (upstream end portion) of the radiator 103, that is, the turbulent flow generating means 106 is placed at a position facing the radiator 103. Provide. With such an arrangement, the air (air A) at the time of entering the radiator 103 is in a laminar flow state. For this reason, laminar air (air A) flows from the upstream side of the radiator 103 into the recess 103 b of the radiator 103. On the other hand, the air (air E) in which the air B is turbulent by the turbulent flow generation means 106 flows through the convex portion 103 a (FIG. 6B) of the radiator 103.

このような構成により、放熱器103の凹部103bにおいて空気の流れを滞らせることなく、放熱器103の凸部103aにおいて乱流により境界層を破壊して冷却効率を向上させる。このように、本実施例では、層流状態と乱流状態の空気を放熱器103の凹部103bと凸部103aとで使い分けることにより、放熱器103の全体を層流または乱流状態の空気で一律に冷却する場合に比べて、冷却効率を向上させることができる。   With this configuration, the boundary layer is broken by the turbulent flow in the convex portion 103a of the radiator 103 and the cooling efficiency is improved without causing the air flow to stagnate in the concave portion 103b of the radiator 103. As described above, in this embodiment, the air in the laminar flow state and the turbulent flow state are properly used in the concave portion 103b and the convex portion 103a of the radiator 103, so that the entire radiator 103 is made of laminar or turbulent air. The cooling efficiency can be improved as compared with the case of uniform cooling.

本実施例において、図7(b)に示されるように、放熱器103の全長(X方向の長さ)をLとする。また、図7(b)の左側を上流側として、放熱器103の上流側端部を基準位置とした場合における乱流発生手段106の位置(中央位置)をxとする。冷却ダクト104の放熱器103と対向する面を基準面として、基準面から放熱器103の凸部103a(の下面)までの高さ(Z方向の長さ)をHとする。基準面から乱流発生手段106の上面までの高さ(Z方向の長さ)をyとする。また、乱流発生手段106の空気流れ方向の長さ(X方向の長さ)をzとする。   In the present embodiment, as shown in FIG. 7B, the total length (length in the X direction) of the radiator 103 is L. Further, let x be the position (center position) of the turbulent flow generation means 106 when the left side of FIG. 7B is the upstream side and the upstream end of the radiator 103 is the reference position. The surface (the length in the Z direction) from the reference surface to the convex portion 103a (the lower surface thereof) of the radiator 103 is defined as H, with the surface facing the radiator 103 of the cooling duct 104 as a reference surface. The height (length in the Z direction) from the reference surface to the upper surface of the turbulent flow generation means 106 is y. The length of the turbulent flow generation means 106 in the air flow direction (length in the X direction) is z.

図8(a)は、乱流発生手段106の位置xと放熱器103の低下温度Tとの関係図である。本実施例において、放熱器103の全長Lは51mm(L=51mm)である。図8(a)において、例えば、放熱器103の温度が−1度よりも大きく低下する場合、すなわち低下温度T≦−1の場合に、乱流発生手段106による冷却効果が得られたものと判断される。図8(a)に示されるように、T=−1が成立する場合、乱流発生手段106の位置x(中央位置)は、L/20または7L/10である。このため、本実施例において放熱器103を効率的に冷却するには、L/20≦x≦7L/10の範囲内で乱流発生手段106を設置することが好ましい。また、T=−1.5が成立する場合、乱流発生手段106の位置xは、L/10またはL/2である。このため、本実施例において放熱器103を効率的に冷却するには、L/10≦x≦L/2の範囲内で乱流発生手段106を設置することがより好ましい。また、x=L/5の場合に、放熱器103の冷却効率は最大となるため、x=L/5の付近に乱流発生手段106を設置することがより好ましい。   FIG. 8A is a relationship diagram between the position x of the turbulent flow generation means 106 and the temperature drop T of the radiator 103. In the present embodiment, the total length L of the radiator 103 is 51 mm (L = 51 mm). In FIG. 8A, for example, when the temperature of the radiator 103 decreases more than −1 degree, that is, when the temperature drop T ≦ −1, the cooling effect by the turbulent flow generation means 106 is obtained. To be judged. As shown in FIG. 8A, when T = −1 is established, the position x (center position) of the turbulent flow generation means 106 is L / 20 or 7L / 10. Therefore, in order to efficiently cool the radiator 103 in this embodiment, it is preferable to install the turbulent flow generation means 106 within the range of L / 20 ≦ x ≦ 7L / 10. Further, when T = −1.5 is established, the position x of the turbulent flow generation means 106 is L / 10 or L / 2. For this reason, in order to efficiently cool the radiator 103 in the present embodiment, it is more preferable to install the turbulent flow generation means 106 within the range of L / 10 ≦ x ≦ L / 2. Further, since the cooling efficiency of the radiator 103 is maximized when x = L / 5, it is more preferable to install the turbulent flow generation means 106 in the vicinity of x = L / 5.

また、放熱器103の凸部103aを乱流により冷却する際に、基準面から乱流発生手段106の凸部までの長さが短すぎると発生した乱流が十分に放熱器103の凸部103aに接触しない。一方、この長さが長すぎると、風路が塞がれてしまい風量が小さくなる。そこで本実施例では、高さH、yの関係を適切に設定することが好ましい。   Further, when the convex portion 103a of the radiator 103 is cooled by turbulent flow, if the length from the reference surface to the convex portion of the turbulent flow generating means 106 is too short, the generated turbulent flow is sufficiently generated by the convex portion of the radiator 103. 103a is not touched. On the other hand, if this length is too long, the air passage is blocked and the air volume is reduced. Therefore, in this embodiment, it is preferable to appropriately set the relationship between the heights H and y.

図8(b)は、乱流発生手段106の高さyと放熱器103の低下温度Tとの関係図である。本実施例において、H=4mmである。図8(b)に示されるように、T=−1が成立する場合、乱流発生手段106の高さy(平均高さ)は、3H/10である。一方、高さyが高さHに近づき過ぎると、風が流れにくくなるため、y≦7H/8であることが好ましい。このため、本実施例において放熱器103を効率的に冷却するには、3H/10≦y≦7H/8の範囲内で乱流発生手段106を設定することが好ましい。また、T=−1.5が成立する場合、乱流発生手段106の高さyは、2H/5または4H/5である。このため、本実施例において放熱器103を効率的に冷却するには、2H/5≦y≦4H/5の範囲内で乱流発生手段106を設定することがより好ましい。また、y=3H/5の場合に、放熱器103の冷却効率は最大となるため、乱流発生手段106の高さyをy=3H/5の近傍に設定することがより好ましい。   FIG. 8B is a relationship diagram between the height y of the turbulent flow generation means 106 and the temperature drop T of the radiator 103. In this embodiment, H = 4 mm. As shown in FIG. 8B, when T = −1, the height y (average height) of the turbulent flow generation means 106 is 3H / 10. On the other hand, if the height y is too close to the height H, it is difficult for the wind to flow. Therefore, it is preferable that y ≦ 7H / 8. Therefore, in order to efficiently cool the radiator 103 in this embodiment, it is preferable to set the turbulent flow generation means 106 within the range of 3H / 10 ≦ y ≦ 7H / 8. Further, when T = −1.5 is established, the height y of the turbulent flow generation means 106 is 2H / 5 or 4H / 5. For this reason, in order to efficiently cool the radiator 103 in the present embodiment, it is more preferable to set the turbulent flow generation means 106 within the range of 2H / 5 ≦ y ≦ 4H / 5. In addition, since the cooling efficiency of the radiator 103 is maximized when y = 3H / 5, it is more preferable to set the height y of the turbulent flow generation means 106 in the vicinity of y = 3H / 5.

また、乱流発生手段106の空気流れ方向(X方向)の長さが長すぎると、乱流発生手段106の設置範囲における冷却ダクト104の開口面積が小さくなる。このため、通風抵抗が大きくなり風量が小さくなることにより、冷却効率は低下する。そこで本実施例において、乱流発生手段106の空気流れ方向の長さz(平均長さ)がL/5以下(0<z≦L/5)に設定することが好ましい。これにより、乱流を発生させつつ、通風抵抗を十分小さくすることができる。   If the length of the turbulent flow generation means 106 in the air flow direction (X direction) is too long, the opening area of the cooling duct 104 in the installation range of the turbulent flow generation means 106 becomes small. For this reason, the cooling efficiency is lowered by increasing the ventilation resistance and reducing the air volume. Therefore, in this embodiment, it is preferable to set the length z (average length) of the turbulent flow generation means 106 in the air flow direction to L / 5 or less (0 <z ≦ L / 5). Thereby, ventilation resistance can be made small enough, generating a turbulent flow.

本実施例の乱流発生手段106は、大きさおよび設置位置が所定の範囲内にあれば、その形状や材質に限定されるものではない。また、乱流発生手段106の一部が分割または切断されている構造、または、切り込みや突起などが設けられた構造を有していてもよい。また乱流発生手段106は、冷却ダクト104と一体成型された突起部、リブなどの部品を取り付けた突起部、または、板金などの別部品の一部を加工した突起部のいずれであってもよい。   The turbulent flow generation means 106 of the present embodiment is not limited to its shape and material as long as the size and installation position are within a predetermined range. Moreover, you may have a structure where a part of turbulent flow generation means 106 was divided or cut, or a structure provided with cuts or protrusions. Further, the turbulent flow generation means 106 may be any of a protrusion formed integrally with the cooling duct 104, a protrusion attached with a component such as a rib, or a protrusion processed with a part of another component such as a sheet metal. Good.

なお本実施例において、放熱器103に搭載した発熱部(光学素子)として反射型液晶表示素子を用いているが、これに限定されるものではない。本実施例は、発熱部としての他の光学素子にも適用可能である。また、発熱部として光学素子以外の構造体(素子や回路)に適用してもよい。   In this embodiment, a reflective liquid crystal display element is used as a heat generating part (optical element) mounted on the radiator 103. However, the present invention is not limited to this. This embodiment can also be applied to other optical elements as heat generating portions. Moreover, you may apply to structures (element or circuit) other than an optical element as a heat generating part.

次に、図9を参照して、本発明の実施例2における投写型表示装置について説明する。図9は、本実施例における投写型表示装置100aの要部断面図(YZ面)である。本実施例の投写型表示装置100aは、放熱器1031が互いに高さ(Z方向の長さ)が異なる凸部1031a、1031bを有する点で、放熱器103の凸部103aが一様な高さを有する実施例1の投写型表示装置100とは異なる。それ以外の構成は実施例1と同様であるため、それらの説明は省略する。   Next, with reference to FIG. 9, a projection display apparatus according to Embodiment 2 of the present invention will be described. FIG. 9 is a cross-sectional view (YZ plane) of the main part of the projection display device 100a in this embodiment. In the projection display device 100a of the present embodiment, the radiator 1031 has projections 1031a and 1031b having different heights (length in the Z direction), and the projection 103a of the radiator 103 has a uniform height. This is different from the projection display apparatus 100 of the first embodiment having the above. Since the other configuration is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted.

本実施例において、放熱器1031は空気の流れ方向(X方向)に沿って形成された凹部1031cおよび凸部1031a、1031b(凹凸部1031d)を有する。ただし乱流発生手段106は、実施例1と同様に、放熱器1031の上流側端部よりも内側、すなわち放熱器1031と対向する位置に設けられている。このため、放熱器1031に進入する時点の空気は層流状態であり、放熱器1031の凹部1031cには、放熱器1031の上流側端部から層流状態の空気が流れる。   In this embodiment, the radiator 1031 has a concave portion 1031c and convex portions 1031a and 1031b (concave and convex portions 1031d) formed along the air flow direction (X direction). However, as in the first embodiment, the turbulent flow generation means 106 is provided on the inner side of the upstream end of the radiator 1031, that is, at a position facing the radiator 1031. For this reason, the air at the time of entering the radiator 1031 is in a laminar flow state, and laminar air flows from the upstream end of the radiator 1031 into the recess 1031c of the radiator 1031.

一方、放熱器1031の凸部1031a、1031b(の下面側)には、乱流発生手段106で乱流(乱流状態)となった空気が流れる。これにより、放熱器1031の凹部1031cにおいて空気の流れを滞らせることなく、放熱器1031の凸部1031a、1031bにおいて乱流により境界層を破壊して冷却効率を向上させることができる。このように本実施例では、層流と乱流の空気を放熱器1031の凹部1031cと凸部1031a、1031bで使い分けることで、放熱器1031の全体に層流または乱流状態の空気で一律に冷却する場合に比べて、冷却効率を向上させることが可能となる。このとき、放熱器1031の高さH(冷却ダクト104の下側内面を基準とした場合におけるZ方向の長さ)は、放熱器1031の凸部1031a、1031bの高さを積分した値を放熱器1031の空気の流れに直交する方向(Y方向)の長さmで除した値とする。また、高さHは、複数の凸部の高さの平均値を用いてもよい。   On the other hand, air that has been turbulent (turbulent state) by the turbulent flow generation means 106 flows through the convex portions 1031a and 1031b (the lower surface side) of the radiator 1031. As a result, it is possible to improve the cooling efficiency by destroying the boundary layer by the turbulent flow in the convex portions 1031a and 1031b of the radiator 1031 without causing the air flow to stagnate in the concave portion 1031c of the radiator 1031. As described above, in this embodiment, the laminar flow and the turbulent air are uniformly used by the concave portion 1031c and the convex portions 1031a and 1031b of the radiator 1031 so that the entire radiator 1031 is uniformly in a laminar or turbulent state air. Compared to the case of cooling, the cooling efficiency can be improved. At this time, the height H of the radiator 1031 (the length in the Z direction when the lower inner surface of the cooling duct 104 is used as a reference) is a value obtained by integrating the heights of the protrusions 1031a and 1031b of the radiator 1031. The value is divided by the length m in the direction (Y direction) orthogonal to the air flow of the vessel 1031. Moreover, the height H may use the average value of the height of a some convex part.

なお本実施例において、互いに異なる高さを有する2つの凸部1031a、1031bを交互に配置しているが、これに限定されるものではない。3つ以上の互いに異なる凸部を配置してもよく、また、その配列順序にも限定されるものではない。   In the present embodiment, the two convex portions 1031a and 1031b having different heights are alternately arranged. However, the present invention is not limited to this. Three or more different convex portions may be arranged, and the arrangement order is not limited.

次に、図10を参照して、本発明の実施例3における投写型表示装置について説明する。図10は、本実施例における投写型表示装置100bの要部断面図(YZ面)である。本実施例の投写型表示装置100bは、乱流発生手段1061の高さ(Z方向の長さ)が乱流発生手段106の軸方向(Y方向)にて異なる領域1061a、1061bを有する点で、乱流発生手段106の高さが一様である実施例1の投写型表示装置とは異なる。それ以外の構成は実施例1と同様であるため、それらの説明は省略する。   Next, a projection display apparatus according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a cross-sectional view (YZ plane) of the main part of the projection display device 100b in the present embodiment. The projection display apparatus 100b of the present embodiment has regions 1061a and 1061b in which the height (length in the Z direction) of the turbulent flow generation means 1061 differs in the axial direction (Y direction) of the turbulent flow generation means 106. This is different from the projection display apparatus of the first embodiment in which the height of the turbulent flow generation means 106 is uniform. Since the other configuration is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted.

空気は粘性を有して流れるため、粘性の影響がある壁面の近傍では、壁面上で流速がゼロとなり、壁面と主流との間に速度勾配が生じる。そして、この速度差を解消するため、空気は剥離され乱流化する。実施例1の乱流発生手段106は、図6(a)に示されるように、一様な高さ(Z方向の長さ)を有する。一方、本実施例の乱流発生手段1061は、図10に示されるように、互いに異なる高さの領域1061a、1061bを有する(高さは一様でない)。   Since air flows with viscosity, near the wall surface affected by viscosity, the flow velocity is zero on the wall surface, and a velocity gradient is generated between the wall surface and the main flow. And in order to eliminate this speed difference, air peels and becomes turbulent. The turbulent flow generation means 106 according to the first embodiment has a uniform height (length in the Z direction) as shown in FIG. On the other hand, as shown in FIG. 10, the turbulent flow generation means 1061 of this embodiment has regions 1061a and 1061b having different heights (the heights are not uniform).

しかし、乱流発生手段1061の高さに関わらず、空気の流れを妨げるように、冷却ダクト104の内部に乱流発生手段1061を設置することで、壁面と主流との間に速度勾配が生じる。そして、この速度差を解消するため、空気が剥離されて乱流が発生する。乱流発生手段1061を放熱器103の上流側端部より内側、すなわち乱流発生手段1061を放熱器103と対向する位置に設置する。このため、放熱器103に進入する時点の空気は層流状態であり、放熱器103の凹部103bには、放熱器103の上流側端部から層流状態の空気が流れる。   However, regardless of the height of the turbulent flow generation means 1061, by installing the turbulent flow generation means 1061 inside the cooling duct 104 so as to prevent the air flow, a velocity gradient is generated between the wall surface and the main flow. . And in order to eliminate this speed difference, air is peeled and a turbulent flow is generated. The turbulent flow generating means 1061 is installed inside the upstream end of the radiator 103, that is, the turbulent flow generating means 1061 is installed at a position facing the radiator 103. For this reason, the air at the time of entering the radiator 103 is in a laminar flow state, and the laminar air flows from the upstream end of the radiator 103 into the recess 103 b of the radiator 103.

一方、放熱器103の凸部103a(の下面側)には、乱流発生手段1061で乱流(乱流状態)となった空気が流れる。これにより、放熱器103の凹部103bにおいて空気の流れを滞らせることなく、放熱器103の凸部103aにおいて乱流により境界層を破壊して冷却効率を向上させることができる。   On the other hand, the air that has been turbulent (turbulent state) by the turbulent flow generation means 1061 flows through the convex portion 103 a (the lower surface side) of the radiator 103. As a result, the boundary layer is broken by the turbulent flow in the convex portion 103a of the radiator 103 and the cooling efficiency can be improved without causing the air flow to stagnate in the concave portion 103b of the radiator 103.

このように本実施例では、層流と乱流の空気を放熱器103の凹部103bと凸部103aで使い分けることで、放熱器103の全体に層流または乱流状態の空気で一律に冷却する場合に比べて、冷却効率を向上させることが可能となる。このとき、乱流発生手段1061の高さyは、乱流発生手段1061の領域1061a、1061bの高さを積分した値を乱流発生手段1061の空気の流れに直交する方向(Y方向)の長さnで除した値とする。また、高さHは、複数の凸部の高さの平均値を用いてもよい。なお、高さyは、冷却ダクト104の下側内面を基準とした場合における乱流発生手段1061のZ方向の長さ(平均高さ)である。   As described above, in this embodiment, laminar air and turbulent air are selectively used in the concave portion 103b and the convex portion 103a of the radiator 103, so that the entire radiator 103 is uniformly cooled with laminar or turbulent air. Compared to the case, the cooling efficiency can be improved. At this time, the height y of the turbulent flow generation means 1061 is obtained by integrating a value obtained by integrating the heights of the regions 1061a and 1061b of the turbulent flow generation means 1061 in a direction (Y direction) orthogonal to the air flow of the turbulent flow generation means 1061. The value divided by the length n. Moreover, the height H may use the average value of the height of a some convex part. The height y is the length (average height) of the turbulent flow generation means 1061 in the Z direction when the lower inner surface of the cooling duct 104 is used as a reference.

次に、図11を参照して、本発明の実施例4における投写型表示装置について説明する。図11は、本実施例における投写型表示装置100cの要部断面図(XZ面)である。本実施例の投写型表示装置100cは、乱流発生手段1062が角柱である(XZ面での断面が四角形である)点で、乱流発生手段106が円柱(丸棒)である(XZ面での断面が円形である)実施例1の投写型表示装置100とは異なる。それ以外の構成は実施例1と同様であるため、それらの説明は省略する。   Next, a projection display apparatus according to Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a cross-sectional view (XZ plane) of a main part of the projection display apparatus 100c in the present embodiment. In the projection display apparatus 100c of the present embodiment, the turbulent flow generating means 1062 is a prism (the cross section on the XZ plane is a square), and the turbulent flow generating means 106 is a cylinder (round bar) (XZ plane). This is different from the projection display device 100 of the first embodiment. Since the other configuration is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted.

空気は粘性を有して流れるため、粘性の影響がある壁面の近傍では、壁面上で流速がゼロとなり、壁面と主流との間に速度勾配が生じる。そして、この速度差を解消するため、空気は剥離され乱流化する。円柱の場合と比べて角柱の角部では、特に速度勾配が大きい。このため、円柱の場合に比べて、角柱の場合の方がより乱流が発生しやすく、境界層破壊による冷却効果が大きい。   Since air flows with viscosity, near the wall surface affected by viscosity, the flow velocity is zero on the wall surface, and a velocity gradient is generated between the wall surface and the main flow. And in order to eliminate this speed difference, air peels and becomes turbulent. The velocity gradient is particularly large at the corners of the prisms as compared to the cylinder. For this reason, in the case of a prism, the turbulent flow is more likely to occur than in the case of a cylinder, and the cooling effect due to the boundary layer destruction is greater.

次に、図12を参照して、本発明の実施例5における投写型表示装置について説明する。図12は、本実施例における投写型表示装置100dの要部断面図(XZ面)である。本実施例において、RGB基板70上の集積回路107に取り付けられた放熱器1032を冷却する。   Next, a projection display apparatus according to Embodiment 5 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a cross-sectional view (XZ plane) of the main part of the projection display device 100d in the present embodiment. In this embodiment, the radiator 1032 attached to the integrated circuit 107 on the RGB substrate 70 is cooled.

実施例1乃至4では冷却対象として反射型液晶表示素子(光学素子)を用いているが、表面に空気の流れに沿うような凹凸部(突起部)を有する放熱器(熱交換手段)を取り付けることが可能であれば、基板上の集積回路に対しても冷却が可能である。図12に示されるように、本実施例では、乱流発生手段106が整流板108上に設置され、放熱器1032の上流側端部より内側すなわち放熱器1032と対向する位置に設けられている。放熱器1032の凹部には放熱器1032の上流側端部から層流状態の空気が流れ、放熱器1032の凸部には乱流発生手段106で乱流となった空気が流れる。これにより、放熱器1032の凹部で空気の流れを滞らせることなく、放熱器1032の凸部で乱流を発生させることができ、全体に層流もしくは乱流状態の空気で一律に送風する場合に比べて、冷却効率を向上させることが可能となる。なお、整流板108は導風可能な構造であれば、近接部材の一部であってもよい。   In Examples 1 to 4, a reflective liquid crystal display element (optical element) is used as an object to be cooled, but a radiator (heat exchanging means) having uneven portions (projections) along the air flow on the surface is attached. If possible, the integrated circuit on the substrate can be cooled. As shown in FIG. 12, in this embodiment, the turbulent flow generating means 106 is installed on the rectifying plate 108 and is provided on the inner side from the upstream end of the radiator 1032, that is, at a position facing the radiator 1032. . Laminar air flows from the upstream end of the radiator 1032 to the concave portion of the radiator 1032, and air turbulent by the turbulence generating means 106 flows to the convex portion of the radiator 1032. Thereby, turbulent flow can be generated at the convex portion of the radiator 1032 without suspending the air flow at the concave portion of the radiator 1032, and air is uniformly blown with laminar or turbulent air as a whole. Compared to the above, it becomes possible to improve the cooling efficiency. The rectifying plate 108 may be a part of the proximity member as long as it can conduct air.

上記各実施例の投写型表示装置によれば、放熱器と対向する位置に乱流発生手段を設置することにより、放熱器の凹部に層流状態の空気が流れ、放熱器の凸部に乱流状態の空気が流れる。このため各実施例によれば、放熱器を効率的に冷却可能な投写型表示装置を提供することができる。   According to the projection display device of each of the above embodiments, by installing the turbulent flow generating means at a position facing the radiator, laminar air flows in the concave portion of the radiator and the turbulent portion of the radiator is turbulent. Flowing air flows. For this reason, according to each Example, the projection type display apparatus which can cool a radiator efficiently can be provided.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。   As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.

101 反射型液晶表示素子
103 放熱器
104 冷却ダクト
105 冷却ファン
106 乱流発生手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Reflective type liquid crystal display element 103 Radiator 104 Cooling duct 105 Cooling fan 106 Turbulence generating means

Claims (12)

発熱部と、
前記発熱部の搭載面と反対側の面に凹凸部を備えた放熱手段と、
前記放熱手段に空気を送る送風手段と、
前記送風手段から送られた前記空気を前記放熱手段に導く導風手段と、
前記導風手段の内部において前記放熱手段と対向する位置に設けられた乱流発生手段と、を有し、
前記放熱手段の前記凹凸部は、前記空気の導風方向に沿って形成された凹部と、前記導風方向に沿って形成された凸部と、を有し、
前記乱流発生手段は、前記凹部と前記凸部が並んでいる方向に延びるように配置されていることを特徴とする投写型表示装置。
A heating part;
A heat dissipating means having a concavo-convex portion on the surface opposite to the mounting surface of the heat generating portion;
A blowing means for sending air to the heat dissipation means;
An air guiding means for guiding the air sent from the air blowing means to the heat radiating means;
Turbulent flow generating means provided at a position facing the heat radiating means inside the air guiding means,
The concavo-convex portion of the heat radiating means has a concave portion formed along the air guide direction of the air, and a convex portion formed along the air guide direction,
The projection display device, wherein the turbulent flow generating means is arranged to extend in a direction in which the concave portion and the convex portion are arranged .
前記乱流発生手段は、前記空気が前記放熱手段の前記凹部において層流状態となり、該空気が該放熱手段の前記凸部において乱流状態となるように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の投写型表示装置。   The turbulent flow generation means is configured such that the air is in a laminar flow state in the concave portion of the heat dissipation means, and the air is in a turbulent flow state in the convex portion of the heat dissipation means. Item 4. A projection display device according to Item 1. 前記乱流発生手段は、円柱または角柱の突起部であることを特徴とする請求項1または2に記載の投写型表示装置。   The projection display device according to claim 1, wherein the turbulent flow generating means is a cylindrical or prismatic protrusion. 前記放熱手段の導風方向における全長をL、該放熱手段の上流側端部を基準位置とした場合の前記乱流発生手段の位置をxとするとき、該乱流発生手段は、L/20≦x≦7L/10の範囲内に設置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1項に記載の投写型表示装置。   When the total length of the heat radiating means in the air guiding direction is L, and the position of the turbulent flow generating means is x when the upstream end of the heat radiating means is a reference position, the turbulent flow generating means is L / 20 4. The projection display device according to claim 1, wherein the projection display device is installed in a range of ≦ x ≦ 7 L / 10. 5. 前記乱流発生手段は、L/10≦x≦L/2の範囲内に設置されていることを特徴とする請求項4に記載の投写型表示装置。   The projection display device according to claim 4, wherein the turbulent flow generation means is installed in a range of L / 10 ≦ x ≦ L / 2. 前記導風手段の前記放熱手段と対向する面を基準面とした場合の該基準面から該放熱手段の前記凹凸部の下面までの高さをH、該基準面から前記乱流発生手段の上面までの高さをyとするとき、該乱流発生手段は、3H/10≦y≦7H/8の範囲内に設定されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の投写型表示装置。   The height from the reference surface to the lower surface of the concavo-convex portion of the heat radiating means when the surface facing the heat radiating means of the air guide means is defined as H, and the upper surface of the turbulent flow generating means from the reference surface 6. The turbulent flow generation means is set in a range of 3H / 10 ≦ y ≦ 7H / 8, where y is the height up to The projection display device described. 前記乱流発生手段は、2H/5≦y≦4H/5の範囲内に設定されていることを特徴とする請求項6に記載の投写型表示装置。   The projection display device according to claim 6, wherein the turbulent flow generation means is set in a range of 2H / 5 ≦ y ≦ 4H / 5. 前記放熱手段の導風方向における全長をL、前記乱流発生手段の前記導風方向の長さをzとするとき、該乱流発生手段は0<z≦L/5を満たすように設定されていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の投写型表示装置。   When the total length of the heat radiating means in the air guiding direction is L and the length of the turbulent flow generating means in the air guiding direction is z, the turbulent flow generating means is set to satisfy 0 <z ≦ L / 5. The projection display device according to claim 1, wherein the projection display device is a projection display device. 前記発熱部は、光学素子であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の投写型表示装置。   The projection display device according to claim 1, wherein the heat generating unit is an optical element. 前記光学素子は、反射型液晶表示素子であることを特徴とする請求項9に記載の投写型表示装置。   The projection display apparatus according to claim 9, wherein the optical element is a reflective liquid crystal display element. 前記発熱部は、基板上に形成された集積回路であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の投写型表示装置。   The projection display device according to claim 1, wherein the heat generating portion is an integrated circuit formed on a substrate. 発熱部と、
前記発熱部の搭載面と反対側の面に凹凸部を備えた放熱手段と、
前記放熱手段に空気を送る送風手段と、
前記送風手段から送られた前記空気を前記放熱手段に導く導風手段と、
前記導風手段の内部において前記放熱手段と対向する位置に設けられた乱流発生部材と、を有し、
前記放熱手段の前記凹凸部は、前記空気の導風方向に沿って形成された凹部と、前記導風方向に沿って形成された凸部と、を有し、
前記乱流発生部材の前記凹部と前記凸部が並んでいる方向の長さは、前記乱流発生部材の前記導風方向の長さよりも長いことを特徴とする投写型表示装置。
A heating part;
A heat dissipating means having a concavo-convex portion on the surface opposite to the mounting surface of the heat generating portion;
A blowing means for sending air to the heat dissipation means;
An air guiding means for guiding the air sent from the air blowing means to the heat radiating means;
A turbulent flow generating member provided at a position facing the heat dissipating means inside the air guiding means,
The concavo-convex portion of the heat radiating means has a concave portion formed along the air guide direction of the air, and a convex portion formed along the air guide direction,
The projection display device, wherein a length of the turbulent flow generating member in a direction in which the concave portion and the convex portion are aligned is longer than a length of the turbulent flow generating member in the air guide direction.
JP2013019747A 2013-02-04 2013-02-04 Projection display Active JP6218387B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013019747A JP6218387B2 (en) 2013-02-04 2013-02-04 Projection display

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013019747A JP6218387B2 (en) 2013-02-04 2013-02-04 Projection display

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014149510A JP2014149510A (en) 2014-08-21
JP6218387B2 true JP6218387B2 (en) 2017-10-25

Family

ID=51572508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013019747A Active JP6218387B2 (en) 2013-02-04 2013-02-04 Projection display

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6218387B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6805751B2 (en) 2016-11-25 2020-12-23 セイコーエプソン株式会社 Optics and projectors
CN108107656B (en) 2016-11-25 2021-03-12 精工爱普生株式会社 Optical device and projector

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5028001B2 (en) * 2005-09-13 2012-09-19 キヤノン株式会社 Image projection device
JP2007248739A (en) * 2006-03-15 2007-09-27 Seiko Epson Corp Projector
JP2009238785A (en) * 2008-03-25 2009-10-15 Seiko Epson Corp Electronic circuit module and projector
JP2011180241A (en) * 2010-02-26 2011-09-15 Sanyo Electric Co Ltd Projector device
JP2011203518A (en) * 2010-03-25 2011-10-13 Seiko Epson Corp Cooling device and projector

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014149510A (en) 2014-08-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6261061B2 (en) Cooling structure of illumination optical system and projection display device
CN101963743B (en) Projector
CN108508686B (en) Projection device and display system
JP4985286B2 (en) Liquid crystal projector cooling device and liquid crystal projector device
CN111290203A (en) Projection device
JP7330823B2 (en) projection device
US9016870B2 (en) Projector and display apparatus having the same
JP2011090310A (en) Projection-type video display device
JP6218387B2 (en) Projection display
JP2013025212A (en) Projector
TWI447509B (en) Heat dissipation device of porjector optical mechanical
US11156906B2 (en) Projector with air inlets to cool light emitting module
US20200272037A1 (en) Light source heat-dissipating device and projection apparatus
JP2008076661A (en) Hermetically sealed type lamp device and projector
JP5656262B2 (en) Cooling device, electronic apparatus equipped with cooling device, and liquid crystal projector
TWM552113U (en) Projector device and heat dissipation system thereof
CN209879239U (en) Projection device
CN112068388B (en) Projection device
TW201104341A (en) Projector
JP2023107102A (en) Cooling device, light source device, image projection device, and wavelength conversion device
JPH09288315A (en) Projection type display device
JP2016051092A (en) Image projection device
US20230110462A1 (en) Phosphor wheel unit and projection display apparatus
US20230205066A1 (en) Cooling device, projection display apparatus, and optical apparatus
JP3769572B2 (en) Projector device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160129

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20161122

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20161124

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170118

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170620

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170810

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170829

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170926

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6218387

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151