JPH0391716A

JPH0391716A - 冷却装置及びこの冷却装置を用いた液晶プロジェクター

Info

Publication number: JPH0391716A
Application number: JP1229660A
Authority: JP
Inventors: Eizo Otomo; 大友　栄蔵; Yukiyoshi Osugi; 幸好大杉
Original assignee: NEC Home Electronics Ltd; Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Home Electronics Ltd; NEC Corp
Priority date: 1989-09-05
Filing date: 1989-09-05
Publication date: 1991-04-17

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明は、液晶プロジェクターにおける岐晶パネルの
冷却等に用いて好適な冷却装置及びこの冷却装置を用い
た液晶プロジェクターに関する。

従来の技術第９図、第１０図は、従来知られている液晶プロジェク
ターを示している。両図において、光源１から出た光は
後方の反射鏡２にて反射され、集光レンズ３により平行
光にされる。平行光にされた光は、防熱フィルタ４を通
過することにより、その熱成分、特に赤外光を吸収●除
去される。防熱フィルタ４を通過した光は、集光レンズ
５にて集光されて液晶パネル６に入射する。液晶バネル
６は、いわゆる光シャノターてあり、画面を構成してい
る絵素が信号に応じて開閉し、集光レンズ５から入射し
た光を通すことによって映像か作り出される。液晶パネ
ル６によって形成された映像は、凹●凸レンズの組合せ
より成る投影レンズ７によって拡大一投射され、スクリ
ーン８の画面上に結像される。但し、スクリーン８に替
えて室内壁而等に投射●結像させる場合もある。

このような液晶プロジェクターにおいては光源からの光
の吸収により岐晶バネルが発熱し、過熱により戒晶パネ
ルが損傷を受けるという事態が生じる。そのため、従来
は防熱フィルタ４によって光源１からの光の熱成分を吸
収●除去すると共に、液晶パネル６の側方に冷却ファン
９を配設し、この冷却ファン９によって液晶パネル６を
強制空冷するようにしていた。

発明が解決しよう゛とする課題従来の防熱フィルタによる熱成分の吸収●除去と、冷却
ファンによる強制空冷とによる冷却方式では、冷却効率
及び冷却性能が悪く、液晶パネルの冷却が不十分であり
、そのため、スクリーン上の投影画面の明るさを明るく
するために光源の光を強くすると、岐晶パネルが光の吸
収による過熱により損傷を受けるという問題が生じる。

したかって、光源の光をそれほど強くはできず、結果的
に投影画面の明るさをあまり明るくできないという欠点
が生じていた。

この発明は以上の点に鑑み提案されたもので、冷却性能
が良く、かつ、冷却効率が高く、液晶パネルの冷却に適
用したとき、パネル而に入射させる光の強度を戚晶パネ
ルを損傷させることなくより強くすることを可能とし、
さらに明るい投影画而を得ることを目的とするものであ
る。

課題を解決するための手段上記目的を達成するために、本発明の第１の技術手段は
、放熱器本体の被冷却面に接する一面とその反対がわの
面との間に形成された空間部に冷却液を注入●充填し、
空間部の一面が被冷却面に密接●接続されるようにした
冷却装置に特徴を有する。

また、本発明の第３の技術手段は、放熱器本体の被冷却
而に接する面とその反対側の面との間に形成された空間
部にグリセリンが２０〜３０重量％，エチレングリコー
ルが８０〜７０重量％，好ましくはグリセリンが２５重
量％，エチレングリコールが７５重量％の混合液より成
る冷却液を注入●充填した冷却装置に特徴を有する。

本発明の第２の技術手段は、放熱器本体の空間部に注入
●充填される冷却液として、グリセリン２０〜３０ｆ（
ｆｆｌ％，エチレングリコーノレ８０〜７０重量％，好
ましくはグリセリン２５重量％，エチレングリコール７
５重量％の混合岐の水溶液を採用した点に特徴を有する
。

第１、第２及び第３の技術手段において、空間部の被冷
却面に接する面とその反対側の面との両面にガラス板を
組付けたこと、又は、空間部を放熱器本体の外周囲端部
近くまで延長して形成し、その内空に冷却液を充填させ
たこと、あるいは放熱器本体に複数の冷却用フィンを形
成したこと、の諸点においても本発明は特徴付けられる
。

特に、本発明は、光源からの光を透過させて映像を形成
する液晶パネルを有し、放熱器本体の一面と他面との間
に形成された空間部に冷却液を注入●充填し、その一面
を液晶パネルのパネル而に密接●接続させた冷却装置を
要旨とする。

さらに、本発明は、液晶パネルの光源側に上記構成の冷
却液が充填された冷却装置をその空間部の一面をパネル
面と密接させて装着して成る液晶プロジェクターを特徴
とする。

また、本発明は、上記構成の冷却液が充填された冷却装
置の空間部両面を開放させ、その開放させた一面をパネ
ル面側にして液晶パネルに組付けると共に、空間部の開
放された他面側に集光光学系の集光レンズを密接させて
装着し、上記空間部に冷却液を充填させた液晶プロジェ
クターに特徴を有する。

作　　　　用放熱器本体の空間部に充填された冷却液は発熱体の被冷
却面と密接し、その冷却面に生じた熱を直接岐冷する。

したがって、空冷方式によるものと比べて格段に高い冷
却効率と冷却性能を得ることができる。特に、本発明の
場合、第２の技術手段においては、グリセリン２０〜３
０重量％，エチレングリコール８０〜７０重量％の混合
液が用いられ、又、第３の技術手段においては、グリセ
リン２０〜３０重量％，エチレングリコール８０〜７０
重量％の混合液を水溶液化したものが用いられている。

したがって、冷却性能が良く、高効率の冷却作用を被冷
却面に与えることができる。

特に、グリセリン２５重量％，エチレングリコール７５
重量％の混合比を選択して冷却液を構成すると、最適の
冷却性能を得ることができ、冷却効率が特に高く、強い
冷却作用を得ることができる。

但し、本発明の場合、冷却液は、第２、第３の技術手段
において示したものに限らず、液状のもので所期の冷却
効果を収め得るものであれば広く採用可である。

そして、第１、第２又は第３の技術手段における冷却装
置を液晶プロジェクターの液晶パネルに一体的に組付け
ると、その液冷による優れた冷却性能と高い冷却効率に
より液晶パネルの面に強い冷却作用を与えることができ
る。したがって、液晶パネルに入射する光源からの光の
強さをパネルを損傷させることなく十分に強くできる。

その場合、冷却装置の空間部の開放された一面をパネル
面側にし、開放された他面に集光光学系の集光レンズを
組付け、パネル面と集光レンズとにより仕切られた空間
部に冷却液を充填しておくと、液晶パネルと集光レンズ
間の距離が短くなり、全体の光路長の短縮化が可能とな
る。また、パネル面とレンズが空間部を仕切るための部
品（ガラス板）を兼用するので、部品数の削減が可能で
ある。

実　　施　　例以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図、第２図は本発明に係る冷却装置の第１の実施例
を示すもので、矩形枠状の放熱器本体１０の内部に冷却
室を構成する空間部１１が形成されている。空間部１１
は、放熱器本体１０の両面に開口する矩形状に形成され
ている。空間部両面及びその周縁部は、放熱器本体１０
の両面よりも一段低く段付状に形成され、その段付き面
に透明ガラス板１２、１２の周辺部が設置固定されてい
る。すなわち、空間部１１の両面はガラス板１２、１２
によって覆われ、その内部に冷却室が形成されている。

この空間部１１に冷却岐が注入●充填されている。この
冷却液は液状のもので、所期の冷却性能を得られるもの
が採用されている。

空間部１１の両面周囲にシール材、例えばパッキン１３
が配置されている。パッキン１３は、空間部の両面周囲
とガラス板！２、１２との間に介在され、ガラス板１２
、１２が取付けられた際、その周辺部で押圧されてシー
ル作用を発揮するようになっている。ガラス板１２、１
２の周囲は、空間部１１の周囲段付面上に接着固定され
、空間部１１内の冷却液が洩れないように液封されてい
る。

放熱器本体１０の一辺中央部に空間部１１に通ずる冷却
液注入孔１１０が開けられている。この冷却注入孔ｌ１
０にダイヤフラム１５を有する栓１４が嵌め付けられて
いる。

空間部１１、すなわち冷却室１１には、注入孔１１０を
通して上述した冷却液Ｃが注入●充填されている。

本発明の一実施例においては、冷却液Ｃとして、グリセ
リン２０〜３０重量％，エチレングリコール８０〜７０
重量％の混合液が用いられている。

グリセリンとエチレングリコールの混合比をそのように
選定すると、冷却性能が良く、冷却効果の高い冷却液を
作成できる。その中でもグリセリンが２５重量％，エチ
レングリコールが７５重量％に混合比を選定し、混合液
を作或したとき、特に１あい冷却効率を有する冷却岐を
得ることができ、冷却戒の冷却性能を更に高めることが
できる。したがって、混合比がグリセリン２５重量％，
エチレングリコール７５重量％の混合液を冷却液Ｃとし
て用いることが最も望ましい。但し、屁合比がグリセリ
ン２０〜３０重量％、エチレングリコール８０〜７０重
量％の範囲にあれば、本発明所期の高い冷却性能を十分
に収めることができる。

なお、冷却液Ｃとして上記の混合岐を水溶演化したもの
を用いることも可能であり、十分に高い冷却作用を得る
ことができる。その場合、混合液は、好ましくはグリセ
リン２５重量％，エチレングリコール７５重量％のもの
が用いられる。

但し、本発明の場合、冷却液は上述した皇后液及びその
水溶液のみに限らず、液状のもので、所期の冷却性能が
得られるものであれば広く採用可である。

空間部１１に冷却液Ｃが注入●充填された後、注入孔１
１０が封止される。その封正にあたり、第１の実施例で
はダイヤフラム１５を有する栓１４を注入孔１｛０に嵌
着するようにしているが、他の封止手段として、ネジ込
み式の栓をパノキンと共に注入孔１１０にネジ込むよう
にしても良い。

更に、他の封止手段として、フランジ付きの中空ゴム部
材を注入孔１１０に挿入した後、その中空部に金属材よ
り或る輪状栓を嵌入させるものも採用可である。

上記構成の冷却装置は、空間部１１の一面をガラス板１
２を介して発熱体１００の被冷却面側に密接させ、第２
図のように、ネジ止め等により発熱体１００に固定され
、一体的に組合される。

発熱体１００が発熱すると、その熱は第２図の矢印で示
すように、被冷却面の全面から空間部１１内の冷却液Ｃ
に伝わり、冷却液Ｃの対流作用により順次放熱器本体１
０に伝えられ、これより外気中に放熱される。したがっ
て、発熱体１００に生じた熱は、被冷却面の全面で冷却
戒Ｃにより直接液冷され、しかも、冷却液Ｃは高い冷却
作用●性能を有するので空冷方式に比べて格段に高効率
●高の冷却効果を収めることができる。

冷却液Ｃによる発熱体１００の冷却の際、温度上昇によ
り冷却液Ｃが膨張すると、ダイヤフラムｌ５かその膨張
を吸収する方向に変位する。これにより、冷却液Ｃの膨
張が吸収される。

第３図、第４図は本発明に係る冷却装置の第２の実施例
を示すもので、第ｉの実施例を示す第１図、第２図と同
一の部分には同一の符号を付し、説明を省略する。

空間部１ｔの四周は放熱４本体１０の外周囲端部近くま
で延長して穿設されている。この空間部１１から外側へ
の延長溝１１１内にも上記の冷却液Ｃが充填されている
。放熱器本体１０の一辺中央に上記同様の冷却液注入孔
１１０９が空間部１ｌに貫通して形成され、この注入孔
１１０′に軸状栓１４′がネジ込み●嵌着されている。

この第２の実施例によると、冷却液Ｃが空間ｆ！ｌ５１
ｌのみならず、その外側への延長溝１１１内にも充填さ
れるので、冷却液Ｃと放熱器本体１０との接触面積、す
なわち、放熱面積が更に大きくなり、冷却液Ｃによる冷
却効率を更に向上させることができる。

次に、第５図は本発明に係る冷却装置の更に他の実施例
を示すもので、第１実施例を示す第１図、第２図と同一
部分には同一符号を付し、説明を省略する。

この実施例では、放熱器本体１０の空間部１１を挾む左
右両面側に複数の放熱フイン１２０●●●が形成されて
いる。この構成によると、冷却液Ｃによる発熱体１００
の液冷の際、冷却液Ｃから放熱器本体１０に伝わった熱
の放熱が放熱フイン１２０●●●の作用によって更に促
進助長され、放熱効率が更に高まる。したがって、冷却
液Ｃによる冷却効率が更に向上する。

第６図、第７図は上記構成の冷却装置を液晶プロジェク
ターの液晶パネルの冷却に適用した一例を示している。

この第６図、第７図の例では、第１図、第２図で示す第
１の実施例に係る冷却装置が用いられているが、その他
の第２又は第３の実施例に係る冷却装置を用いてもパネ
ルの冷却効果上は同効である。第２、第３の実施例に係
る冷却装置を用いた場合は、放熱器本体１０の放熱効率
が更に高く、冷却効率が高いので、更に良好なノくネル
の液冷を行うことができる。

なお、液晶パネルの具体的構造は周知であるので、その
図示ならびに説明は省略する。

液晶パネル６の偏光フィルタ側、すなわち、光源１側に
冷却装置が装着されている。冷却装置は、空間部１１の
一面をガラス板１２を介して光源１側のパネル面と密接
させ、液晶バネル６に組付けられている。その組付けに
あたっては、ネジ止め、接着等の固定手段が採用される
。液晶パネル６の一側方に空冷用の冷却ファン２１が配
設されている。

液晶プロジェクターの使用にあたり、光源１からの光が
液晶バネル６に入射すると、光の吸収により液晶バネル
６が発熱する。その熱は、矢印で示すように、パネル面
の全面からガラス板１２を通して冷却液Ｃに伝わり、そ
の対流作用により放熱器本体１０に伝えられる。そして
、放熱器本体１０から外気中に順次放熱される。したが
って、液晶バネル６は、冷却液Ｃによって直接液冷され
、しかも、冷却液Ｃは、冷却性能が良く、冷却効率が高
い上記混合比の混合液又はその水溶液であるので、従来
の強制空冷方式による場合に比べて高効率の良好な冷却
効果を収めることができる。

そして、液晶プロジェクターが作動している間、冷却フ
ァン２１が作動し、冷却液Ｃによる液冷に相乗してファ
ン２１による空冷作用が働き、岐晶６全体が良好に冷却
される。

第６、第７図に示す実施例において、冷却装置の空間部
１１に充填する冷却液Ｃとして、グリセリン２５重量％
，エチレングリコール７５重量％の混合液を選択●使用
したとき、冷却効率が良く、好適な液冷効果が得られる
こと、及びその他の冷却岐であっても略同様の冷却効果
が得られることが実験的に確認された。

次に、第８図は本発明に係る液晶プロジェクターの他の
例を示すもので、冷却装置の放熱器本体１０に形成され
た空間部１１は両面が開放されている。その空間部１１
の開放された一面側が液晶パネル６の光源１側のパネル
面に突き合わされ、密着固定されている。その密着固定
にあたり、ノくネル面と空間部１１周囲の放熱器本体１
０の面との間にパッキン２２、２２が介在され、空間部
１ｌが一面側で液封されている。さらに、空間ｇ１１の
開放された他面側に光源１からの光の集光系を形成する
集光レンズ５が開放端を覆う形で密接して組付けられて
いる。空間部１１周囲の放熱器本体１０の面と集光レン
ズ３との間にバ・ノキン２３、２３が介在され、空間部
ｌ１が他面側で液封されている。この空間部１１に上記
同様の冷却液Ｃが注入●充填されている。

第８図に示す実施例構造にあっても、上記同様の高効率
の液冷効果を収めることができる。特に、この実施例構
造によると、冷却装置の空間部１１の一面側と他面側と
に液晶パネル６と集光レンズ５とが密接して一体的に組
付けられており、パネル６とレンズ５とが空間部１１を
覆うガラス板の役割を兼ねるので、空間部両面のガラス
板を省くことができる。また、液晶バネル６のパネル面
と集光レンズ５との間の距離を冷却装置の放熱器本体１
０の厚さに略等しい程度に短くすることができ、液晶プ
ロジェクターの光源１から投影レンズ７に至る光路長を
短縮化できる。

なお、上記実施例では、本発明を一枚の液晶パネルを用
いる液晶プロジェクターに適用した例について説明した
が、光源からの光をダイクロイソクミラーにてＲ（赤）
、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の三原色に分離させ、その分離さ
れたＲ１Ｇ１Ｂの光を別々の液晶パネルに入射させる、
三枚の液晶バネルを用いる形式の液晶プロジェクターに
も本発明は適用可能である。その場合は、液晶パネル毎
に本発明に係る冷却装置を一体的に装着しておけば済む
ことである。

三枚の液晶パネルで得られたＲ，Ｇ，Ｈの映像は合成さ
れた後、投影レンズにて拡大●投射される。

発明の効果以上説明したとおり、本発明によれば、冷却液を用いて
発熱体を直接液冷するようにしているので、空冷方式の
冷却装置、例えば、冷却ファンによるものに比べて格段
に高効率の高い冷却効果を得ることができる。特に、冷
却液として混合液又はその水溶液を用いた場合、高い冷
却性能と冷却効果を得ることができる。

したがって、本発明の冷却装置を液晶プロジェクターの
液晶パネルの冷却に適用すると、液晶パネルが冷却性能
の良い冷却液によって直接岐冷され、液晶パネルの熱が
良好に放熱されるので、従来の空冷方式に比べて液晶パ
ネルの冷却効率が格段に高くなり、高性能の冷却効果を
収めることができる。その結果、液晶パネルを過熱によ
って損傷させることがなくなり、光源の光を明るい投影
画像を得るに十分な強さに強くできる。

さらに、本発明の冷却装置を液晶プロジェクターに適用
した場合において、放熱器本体の空間部両面の一方側に
液晶パネル、他方側に集光レンズを密着して組付けた構
成を採用すると、冷却構造上、空間部を密閉するための
部品を削減し、コストダウンを図ることができる。また
、液晶パネルと集光レンズ間の距離を短縮し、集光光学
系の光路長を短くできるので、結果的に液晶プロジェク
ターの装置構成の小型化●軽量化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る冷却装置の第１の実施例を示す正
面図、第２図はその■一■線断面図、第３図は冷却装置
の第２の実施例を示す正面図、第４図はその■一■線断
面図、第５図は冷却装置の第３の実施例を示す斜視図、
第６図は本発明に係る冷却装置を適用した液晶プロジェ
クターの構成図、第７図はその要部断面図、第８図は本
発明に係る液晶プロジェクターの他の例を示す要部断面
図、第９図、第１０図は従来の液晶プロジェクターを示
す斜視図と構成図である。ｌＯ●●●放熱器本体、１１●●●空間部、１２●●●ガラス板、１２０●●（冷却用）放熱フィン、Ｃ●●●●冷却液、Ｉ●●●●光源、３●●●●集光レンズ、６●●●●液品パネル、７●●●●投影レンズ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）放熱器本体の被冷却面に接する一面とその反対側
の面との間に形成された空間部に冷却液を注入・充填し
、前記一面が前記被冷却面に密接・接続される様にした
ことを特徴とする冷却装置。
（２）放熱器本体の被冷却面に接する面とその反対側の
面との間に形成された空間部にグリセリンが２０〜３０
重量％、エチレングリコールが８０〜７０重量％、好ま
しくはグリセリンが２５重量％、エチレングリコールが
７５重量％の混合液より成る冷却液を注入・充填したこ
とを特徴とする冷却装置。
（３）空間部に注入・充填された冷却液がグリセリン２
０〜３０重量％、エチレングリコール８０〜７０重量％
、好ましくはグリセリン２５重量％、エチレングリコー
ル７５重量％の混合液の水容液より成ることを特徴とす
る請求項（２）に記載の冷却装置。
（４）空間部の被冷却面に接する面とその反対側の面と
の両面にガラス板を組付けたことを特徴とする請求項（
１）、（２）又は（３）に記載の冷却装置。
（５）空間部を放熱器本体の外周囲端部近くまで延長し
て形成し、その内空に冷却液を充填させたことを特徴と
する請求項（１）、（２）、（３）又は（４）に記載の
冷却装置。
（６）放熱器本体に複数の冷却用フィンを形成したこと
を特徴とする請求項（１）、（２）、（３）又は（４）
に記載の冷却装置。
（７）光源からの光を透過させて映像を形成する液晶パ
ネルを有し、放熱器本体の一面と他面との間に形成され
た空間部に冷却液を注入・充填しその一面を前記液晶パ
ネルのパネル面に密接・接続させたことを特徴とする冷
却装置。
（８）光源と、集光レンズと、液晶パネルと、投影レン
ズとを有し、前記光源からの光を前記液晶パネルに透過
させて映像を形成し、前記投影レンズにて拡大・投射さ
せる液晶プロジェクターにおいて、前記液晶パネルのパネル面に請求項（１）、（２）、（
３）、（４）、（５）又は（６）に記載の冷却装置をそ
の空間部の一面を前記パネル面と密接させて装着したこ
とを特徴とする液晶プロジェクター。
（９）光源と、集光レンズと、液晶パネルと、投影レン
ズとを有し、前記光源からの光を前記液晶パネルに透過
させて映像を形成し、前記投影レンズにて拡大・投射さ
せる液晶プロジェクターにおいて、請求項（１）、（２）又は（３）に記載の冷却装置の空
間部両面を開放させ、その開放させた一面をパネル面側
にして前記液晶パネルに組付けると共に、前記空間部の
開放された他面側に前記集光レンズを密接させて装着し
、前記空間部に冷却液を充填させたことを特徴とする液
晶プロジェクター。