JPH054147U

JPH054147U - 液晶プロジエクターのパネル冷却装置

Info

Publication number: JPH054147U
Application number: JP6000391U
Authority: JP
Inventors: 俊雄和田
Original assignee: 日本電気ホームエレクトロニクス株式会社
Priority date: 1991-07-04
Filing date: 1991-07-04
Publication date: 1993-01-22

Abstract

(57)【要約】【目的】流量の小さい小型冷却用ファンの使用を可能
とし、かつ、小型ファンの使用によって十分に高い冷却
性能・冷却効果を得る。【構成】投射レンズブロック１５と液晶パネル１４と
の間、及び液晶パネル１４と集光レンズ３０との間に空
間部３１０，３２０を形成し、この空間部３１０，３２
０をファン３１のエア吸込み側の流路とした。そして、
このエア吸込み側の流路３１０，３２０内でパネル１４
の両面を冷却する構成にした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、液晶プロジェクターにおける液晶パネルの冷却装置に関し、より詳しくは、空冷構造のパネル冷却装置の冷却構造の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図４は従来の液晶プロジェクターの一例を示している。図４において、ケーシング１００内のシャーシベース１０上に光源１１、熱線吸収フィルター１２、集光レンズ１３、液晶パネル１４、及び投射レンズブロック１５が後方から前方側にこの順で配設されている。光源１１から出た光は、熱線吸収フィルター１２に熱成分を吸収・除去された後、集光レンズ１３にて集光されて液晶パネル１４に入射する。液晶パネル１４に入射した光は変調された後、出射し、例えば凹・凸レンズの組合せから成る投射レンズブロック１５にて拡大・投射されて前方のスクリーン（図示せず）等の画面上に結像する。ケーシング１００内のシャーシベース１０上に光源冷却用のファン１６が配設されており、光源１１から発生した熱を図４の矢印で示すように、シャーシベース１０に形成した穴１１０を通して外界へ排出し、光源１１を空冷するようにしている。

【０００３】上記のような液晶プロジェクターにおいては、光源１１から入射した光の熱によって液晶パネル１４が温度上昇し、過熱により液晶パネル１４が熱損傷を受けるという問題が生じる。そのため、従来は、光源１１からの光の熱成分を熱線吸収フィルター１２によって吸収・除去すると共に、ケーシング１００内の液晶パネル１４と対応するシャーシベース１０の下面に冷却用ファン１７を取付け、このファン１７によってベース下方から吸込んだエアを図４の矢印で示すように、シャーシベース１０の取入口１２０からケーシング１００内の空間部２００に吹き込み、このエアを液晶パネル１４の前後両面に吹き付けると共に、この両面に沿って上方に流通させ、ケーシング上部に設けた排出口１３０を通して外部へ排出し、液晶パネル１４の面を強制空冷するようにしていた。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

上述した従来の空冷方式のパネル冷却構造は、ケーシング１００の下方に冷却用ファン１７を配置し、このファン１７によって吸込んだエアをケーシング１００内の空間部２００に吹き込み、ファン１７の吐出側でエアを液晶パネル１４に吹き付け、流していたので、次のような問題が生じていた。

【０００５】冷却用ファンとして軸流ファンを用いた場合、ファンの吸込み側のエアの挙動と、吐出側の挙動とは全く条件が異なっている。すなわち、吸込み側のエアは整流又は層流状態であり、流路に沿って均等な状態で、滑らかに流れるのに対し、吐出側のエアはファンの通過により、渦を巻いた乱れた状態となり、渦を生じた乱流又は脈流の状態で流路を流れることになる。したがって、前述のように、ファン１７の吐出側で、エアを下方から液晶パネル１４に吹き付けて流したのでは、パネル１４の面は一定の広がりを持っているので、エアをパネル全面に行き渡らせて流すことは困難である。すなわち、パネル１４の面のある部分ではエアが十分に行き渡り、非常に良く冷却できるが、他のある部分ではエアが十分に行き渡らず、それほど良く冷却できない、といった冷却の不均一さが生じ、パネル１４の面を均等に冷却できないという問題が生じる。さらに、従来の冷却構造は、パネルの面に沿って流れるエアがファンから吐出された量の１／３程度であり、その他の余分のエアはパネル以外の部分を流れるので、結果的にファンの性能・能力の１／３位しか利用できないことになる。したがって、十分な冷却性能・冷却効率を得るには、最大風流がＱ＝１．６６ｍ³／min 、最大静圧がＰ＝２．６ mm／Ｈ₂Ｏ位の風量が大きく、静圧の小さい大型の軸流ファンを用いなければならないといった問題が生じていた。

【０００６】さらに、図４に示す従来の冷却構造において、ファン１７の冷却性能を十分に発揮させるには、設置面からファンのエア吸込み面までの高さＨを十分に高く設定し、吸込み側の空間を十分に広くしてエアをスムーズに吸込むことができるようにする必要がある。例えば、図４の従来構造において、Ｈ＝２５mmに設定した場合、飽和状態において、液晶パネルの温度は４７．６℃まで上昇し、それほど冷却性能が良くなく、また、Ｈ＝５０mmに設定した場合、パネルの温度は４４．１℃となり、必要な冷却性能を得るには、高さＨを少なくとも５０mmに設定しなければならない。したがって、十分な冷却性能を得ようとすると、高さＨが高くなるといった問題が生じる。

【０００７】この考案は以上の点に鑑み提案されたもので、液晶パネルの面に均等にエアが行き渡るようにして冷却の均一化を図り、十分で良好な冷却性能・冷却効果を得られるようにすると共に、設置面からの高さＨを低く設定することができ、かつ、低く設定しても十分に良好な冷却性能・効果が得られるようにすることを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案は、液晶プロジェクターのパネル冷却装置において、投射レンズブロックと液晶パネルとの間、及び液晶パネルとこのパネルに光を集光・入射させる集光レンズとの間、すなわち、液晶パネルの前後両面側に空間部をそれぞれ形成し、この空間部によって冷却用ファンのエア吸込み側の流路を形成した。この場合、本案の１つの構成によると、集光レンズはフレネルレンズで構成される。さらに、本案の１つの構成によると、上記集光レンズと光源前方の熱線吸収フィルターとの間に空間部が形成され、この空間部によってパネル冷却後のエア排出流路が構成されている。また、冷却用ファンとして、例えば、小型軸流ファンが用いられている。

【０００９】

【作用】

冷却用ファンを作動すると、ケーシング下方からエアが吸引される。この吸込まれたエアは、液晶パネルの両面側に形成された吸込み側流路を通り、パネル両面に沿って上方へ流れ、冷却用ファンに吸込まれる。ケーシング内に吸込まれたエアは、その全量が吸込み側流路に流入するので、その略全量をパネルの両面に沿って流すことができる。また、吸込み側流路を流れるエアは、整流状態であり、流路全体で均等に流れるので、液晶パネルの両面全体に均等にエアを行き渡らせ、パネル全面を均一に冷却することができる。

【００１０】以上によって、冷却用ファンの性能・能力をフルに有効利用することができ、小型の軸流ファンを用いた場合でも、十分に良好な冷却性能・冷却効果を得ることができる。

【００１１】

【実施例】

図１，図２は本考案に係る液晶プロジェクターのパネル冷却構造を示すもので、上記従来例を示す図４と同一部材は同一符号を付し、重複説明を省略する。

【００１２】本考案に係る液晶プロジェクターの各構成部品は、図１，図２に示す枠組構造によってケーシング１００内に組付けられ、シャーシベース１０上の所定位置に保持されている。この枠組構造は、図２に示すように、シャーシベース１０を含む第１，第２，第３，及び第４の取付金具２１，２２，２３，及び２４から成っている。

【００１３】第１の取付金具２１は、垂直に立ち上がった本体部の両側に前方に突出する側枠２１１，２１１を有する断面略コ字状に形成されている。そして、本体部に形成した矩形状の開口部２１２の前面側に熱線吸収フィルター１２が側枠２１１，２１１で囲われた状態で取付けられている。また、本体部の下端にネジ止め用の取付片２１３が設けられている。第１の取付金具２１は、シャーシベース１０に形成したエア排出口１５０を側枠２１１，２１１及び本体部によってコ字状に囲う形でベース１０上に配置されており、その取付片２１３がベース１０にネジ止めされている。熱線吸収フィルター１２は、第１の取付金具２１を介してシャーシベース１０上の光源１１の前方、かつ、エア排出口１５０の端縁上方に保持されている。

【００１４】第２の取付金具２２は、本体垂直部と、その上端から後方側に水平に延びる本体水平部とにより概略構成されている。その本体垂直部の両側に取付枠２２１，２２１が前方に突出して形成されている。また、本体垂直部の下端には、エアの流路を形成するための仕切枠２２２が前方にＬ状に折曲されて形成されている。本体垂直部の取付枠２２１，２２１の間に開口部２２３が矩形状に形成されており、この開口部２２３の後面側に集光レンズ３０が取付けられている。集光レンズ３０はフレネルレンズで構成されている。

【００１５】さらに、第２の取付金具２２の本体水平部の両側と後端部とには、取付枠２２４，２２４と流路を形成する仕切枠２２５とが上向きに突設されている。その本体水平部の取付枠２２４，２２４の間に略矩形状の開口部２２６が形成されている。この本体水平部の開口部２２６の下面側に冷却用ファン３１が４隅部のネジ止めによって取付けられている。冷却用ファン３１は、後述するように、小型軸流ポンプで構成されている。第２の取付金具２２は、本体垂直部の取付枠２２１，２２１を介して第３の取付金具２３の両側の仕切枠２３２，２３２にネジ止めされ、第３の取付金具２３に一体的に組付けられている。

【００１６】第３の取付金具２３は、本体部に矩形状の開口部２３１を有し、その両側に仕切枠２３２，２３２が後方側に折曲されて突出した構造になっている。仕切枠２３２，２３２の下端部にネジ止め用の取付片２３３が設けられている。また、本体部の上端部には、エアを冷却用ファン３１側に導くための傾斜片２３４が斜め上方に向かい突設されている。さらに、本体部の下方と両側の仕切枠２３２，２３２との間は切り欠かれており、前後に通ずる通路２３５が形成されている。第３の取付金具２３は、両側の取付片２３３，２３３を介してシャーシベース１０にネジ止めされている。この第３の取付金具２３の開口部２３１の前面側に液晶パネル１４が４隅部のネジ止めによって取付けられている。第２の取付金具２２を両側の取付枠２２１，２２１と仕切枠２３２，２３２とのネジ止めを介して第３の取付金具２３に組付け、次に、第３の取付金具２３を取付片２３３，２３３のネジ止めを介してシャーシベース１０上に組付けると、第３の取付金具２３の本体部に取付けられた液晶パネル１４と第２の取付金具２２の本体部に取付けられた集光レンズ３０とが前後に相対した状態でシャーシベース１０の上方に保持される。そして、第２の取付金具２２の本体垂直部の面がベース１０のエア排出口１５０の一端縁近くに位置し、集光レンズ３０がそのエア排出口１５０の一端縁上方に位置する。また、第２の取付金具２２の本体水平部に取付けられた冷却用ファン３１がベース１０のエア排出口１５０の上方に位置する。

【００１７】さらに、第４の取付金具２４は、前部と上部とから成る断面コ字状の枠体状に形成されている。前部は、前枠２４１とその両側から後方側に折曲形成された側枠２４２，２４２とから成り、下方及び後方側に開放されている。また、上部は、前部の前枠２４１の上端から後方側へ突出する上枠２４３と、その両側から下向きに折曲形成された側枠２４４，２４４とから成っており、下方及び後方側に開放している。前枠２４１の中央部から下方に取付穴２４５が形成されている。取付穴２４５は、上部が半円形状で、その半円形の両端から下部が平行に切り取られた形状であり、この取付穴２４５に投射レンズブロック１５の後端部が光軸を心合せされて取付けられている。

【００１８】第４の取付金具２４の上部の上枠２４３は、前部の前枠２４１の上端に接合されまた、上部の側枠２４４，２４４は前部の側枠２４２，２４２の上部に接合されている。これで、第４の取付金具２４が側面視で逆Ｌ字状の枠体形状に形成されている。

【００１９】第４の取付金具２４は次のように第２及び第３の取付金具２２，２３に組付けられる。

【００２０】第４の取付金具２４の前部及び上部を第３及び第２の取付金具２３，２２に対して前方及び上方外側から被せ、前部の側枠２４２，２４２を第３の取付金具２３の仕切枠２３２，２３２、及びこの仕切枠２３２，２３２内に嵌入された第２の取付金具２２の取付枠２２１，２２１に重ね合せてネジ止めする。そして、上部の側枠２４４，２４４を第２の取付金具２２の本体水平部に設けた取付枠２２４，２２４にネジ止めする。すると、第４の取付金具２４が第２、第３の取付金具２２，２３を介してシャーシベース１０上に取付けられ、かつ、投射レンズブロック１５が第４の取付金具２４を介してシャーシベース上方の前端部に光軸を位置合せされて保持される。

【００２１】上記の手順のように、第１〜第４の各取付金具２１〜２４をシャーシベース１０上に組付けると、図１に示すように、各取付金具２１〜２４に組付けられた各構成部材１２，１４，１５，及び３０，３１がベース上方の所定位置に保持される。そして、冷却用ファン３１が液晶パネル１４の後方上方に配置される。また、液晶パネル１４と集光レンズ３０との間、及び液晶パネル１４と投射レンズブロック１５との間に空間部３１０，３２０が形成される。さらに、空間部３１０，３２０の上部から冷却用ファン３１の上部に至る上方部分に２つの空間部３１０，３２０と連通する空間部３３０が形成される。これらの空間部３１０，３２０及び３３０によって、冷却用ファン３１のエア吸込み側の流路が形成されている。空間部３１０，３２０、すなわち、エア吸込み側流路３１０，３２０は、第３の取付金具２３の下部に設けた通路２３５、及び第４の取付金具２４の前部下方の開口を通してケーシング１００の前端下部に設けたエア取入口１６０に通じている。なお、エア取入口１６０は、空間部３１０，３２０に通ずる位置であれば、ケーシング下部の任意の位置に設けることができる。

【００２２】上記によって、冷却用ファン３１のエア吸込み側の流路３１０，３２０は、液晶パネル１４の前後両面側に形成されている。そして、その上部の空間部３３０を通して冷却用ファン３１に通じている。この冷却用ファン３１の下方には、空間部３４０が形成されている。空間部３４０は、ベース１０のエア排出口１５０に通じており、冷却用ファン３１のエア排出側流路を形成している。

【００２３】上記熱線吸収フィルター１２は、エア排出側流路３４０に面している。冷却用ファン３１が作動すると、ファン３１から吐出されたパネル冷却後のエアが熱線吸収フィルター１２の面に沿って流れる。したがって、熱線吸収フィルター１２がファン３１の排風によって空冷される。

【００２４】次に、本実施例に係るパネル冷却構造の動作について説明する。

【００２５】冷却用ファン３１が作動すると、ケーシング１００の前端下部から流入したエアは、液晶パネル１４の両面側の吸込み側流路３１０，３２０を通って上方に流れて行く。そして、上方の空間部３３０を通って冷却用ファン３１に吸込まれる。この吸込み側流路３１０，３２０をエアが流れて行く過程で、液晶パネル１４の両面が冷却される。吸込み側流路３１０，３２０を流れるエアは乱れのない整流状態であり、静かに流れるので、パネル１４の全面に均一に行き渡り、パネル１４が均等に冷却される。

【００２６】パネル１４を冷却したエアは、上方の空間部３３０から冷却用ファン３１に吸込まれ、その下方の排出側流路３４０に吐出される。そして、排出側流路３４０を流れて、下方のエア排出口１５０から外部へ排出される。エアが排出側流路３４０を流れる過程で、上記のように熱線吸収フィルター１２が冷却される。

【００２７】上記のように、ファン３１の吸込み側流路３１０，３２０にて液晶パネル１４を冷却しているので、エアによる冷却効果・冷却効率が従来構造に比べて極めて高くなる。したがって、小型の冷却ファン、例えば、最大風量がＱ＝１．２０ｍ ³ ／min 、最大静圧がＰ＝３．１mmAqと、風量が小、静圧が大の小型軸流ポンプの使用が可能になる。この小型軸流ポンプを用いて実際に液晶パネル１４の冷却効果を調べたところ、次の通りの結果が得られた。

【００２８】上記高さＨ（図１，図４参照）を２５mmに設定し、液晶プロジェクターの動作状態でファン３１を作動させ、液晶パネル１４の温度を実測すると、Ｔ＝４４．５℃であった。この温度Ｔ＝４４．５℃は、図４の従来構造において、高さＨを５０mmに設定したときのパネル１４の温度に略相当する。このことより明らかなように、本実施例の冷却構造によると、高さＨを従来構造の５０mmの１／２に設定した場合においても、流量Ｑの小さい小型のファンによって十分に大きい冷却性能・冷却効果を得ることができることが判る。

【００２９】また、上記冷却構造によると、ファン３１によるエアの吸込み側流路３１０，３２０内でパネルを冷却しているので、ファンの性能の略１００％をパネルの冷却に活用することができる。

【００３０】さらに、本実施例によると、集光レンズ３０をフレネルレンズで構成しているので、ケーシング内におけるレンズの占有スペースを縮減することができる。例えば、従来のカマボコ型のコンデンサレンズ等に比べて光軸方向で約１／１０位のスペースを削減することができる。したがって、図１で示すように集光レンズ３０を配置し、その一方面側に吸込み側流路、他方面側に排出側流路を形成したとき、流路の形成を妨げることなく、最小のスペース内に流路を形成することができる。

【００３１】次に、図３は本考案の他の実施例を示すもので、上記図１，図２に示す実施例と同一部分は同一符号を付し、重複説明を省略する。

【００３２】異なる点は、液晶パネル１４の光入射側の位置、すなわち、上記集光レンズ３０の配置位置にレンズに替えてＵＶフィルター４０を配置したこと、投射レンズブロック１５の後端部にガラス、フレネルレンズ等から成る集光レンズ３０を装着したこと、である。上記吸込み側流路３１０，３２０は、液晶パネル１４とＵＶフィルター４０との間、及び液晶パネル１４と集光レンズ３０との間の空間部にそれぞれ形成されている。また、排出側流路３４０は、熱線吸収フィルター１２とＵＶフィルター４０との間の空間部に形成されている。この図３の実施例においても、上記実施例と同等の十分に大なる冷却性能を得ることができる。この実施例構造によると、ＵＶフィルター４０によって入射光中の紫外光成分を吸収・除去しているので、液晶パネル１４の性能を十分に高く保持できる。

【００３３】

【考案の効果】

以上の説明に明らかな通り、本考案によれば、下記の効果が得られる。

【００３４】冷却用ファンの吸込み側流路内で液晶パネルを冷却しているので、パネルの全面にエアを行き渡らせて均等に冷却することができる。また、ファンの冷却性能のほとんどをパネルの冷却に有効利用できる。したがって、冷却効率が良く、十分に高い冷却効果が得られる。しかも、流量の小さい小型のファンの使用が可能となり、この小型のファンによって十分に高い冷却性能を得ることができる。

【００３５】流量の小さい小型のファンが使用可能になると同時に、設置面からエア吸込み面までの高さＨを従来比で１／２とし、この１／２の高さＨで十分に高い冷却効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る液晶プロジェクターのパネル冷却
構造を示す側断面図である。

【図２】本考案に係る液晶プロジェクターのケーシング
内における枠組構造を示す分解斜視図である。

【図３】本考案の他の実施例を示す側断面図である。

【図４】従来例を示す側断面図である。

【符号の説明】

３１冷却用ファン１４液晶パネル１５投射レンズブロック３０集光レンズ１１光源３１０，３２０吸込み側流路３４０排出側流路４０ＵＶフィルター１０シャーシベース１５０エア排出口

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】光源と、この光源から出た光の入射光を
変調して出射する液晶パネルと、この液晶パネルから出
射した映像を拡大・投射する投射レンズブロックと、冷
却用ファンとを備え、前記投射レンズブロックと前記液
晶パネルとの間、及び前記液晶パネルと該パネルに前記
光を集光・入射させる集光レンズとの間に空間部をそれ
ぞれ形成し、この空間部を前記冷却用ファンのエア吸込
み側流路としたことを特徴とする液晶プロジェクターの
パネル冷却装置。
【請求項２】集光レンズをフレネルレンズで構成した
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶プロジェクター
のパネル冷却装置。
【請求項３】集光レンズと光源前方に配置された熱線
吸収フィルターとの間に空間部を形成し、この空間部を
パネル冷却後のエア排出流路としたことを特徴とする請
求項１又は２のいずれかに記載の液晶プロジェクターの
パネル冷却装置。
【請求項４】冷却用ファンを小型軸流ファンによって
構成し、この軸流ファンを前記エア排出流路の上方に配
設したことを特徴とする請求項３に記載の液晶プロジェ
クターのパネル冷却装置。