JPH07248480A - 液晶プロジェクタの冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 液晶パネルと偏光板との間に冷却液収容容器
７を配置し、その内部に冷却液を充填した液晶プロジェ
クタの冷却装置であって、冷却液収容容器７が液晶パネ
ル１の一方の面を覆う形状でシート状の冷却部空間３
と、その左右両端に配置された冷却液循環部空間４とを
有し、冷却液循環部空間４と冷却部空間３とは上部およ
び下部を除いて仕切られ、少なくとも冷却液収容容器７
は冷却部空間３を形成する部分で透明で、液晶パネル１
と密着しており、冷却液循環部空間４に放熱フィン５が
装着されている液晶プロジェクタの冷却装置。 【効果】 冷却液の循環がスムーズで長時間に渡り高い
冷却効果が維持できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶プロジェクタの冷却
装置に関し、特に液晶プロジェクタを長時間運転しても
十分な冷却効果が維持できる液晶プロジェクタの冷却装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶プロジェクタは液晶パネルの画面を
スクリーンに投映する装置である。その構造を簡単に説
明すると、光源からの光を液晶パネルに入射させ、その
入射した光が液晶パネルを透過してスクリーンに画像が
投映される仕組みになっている。また光源からの光は必
要に応じて集光レンズや反射鏡を介して入射させること
もある。ところで光源からの光の成分の内、可視光線以
外の赤外線成分等は画像を投映する目的上、必要がない
成分である上、液晶パネルの過熱の原因にもなる。この
ため、光源からの光を偏光板を介して、不要な赤外線等
を除去、減衰させてから液晶パネルに入射させる方法が
一般に採られている。

【０００３】上述のように偏光板を用いても光の透過に
よる液晶パネルの温度上昇は避けられない。このため液
晶パネルの過熱を防止する必要があった。また偏光板と
してガラス等の板に偏光フィルムを張りつけたものが使
用されることが多く、偏光板が過熱するとフィルムが剥
離する等の問題も発生する。このため液晶パネルのみな
らず偏光板の冷却も必要であった。従来、このような液
晶パネルや偏光板の過熱を防止するため、液晶パネルと
偏光板との間に隙間を設け、その隙間に空気を強制的に
流し込んで冷却する方法が採られていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし上述のような液
晶パネルと偏光板との隙間に空気を流し込む空冷方式で
は上記隙間に埃や塵等が溜まりやすいという問題が発生
する。これは、上記隙間には静電気が溜まりやすく、流
し込む空気中の埃や塵等が集まりやすいことによる。当
然、空冷に用いる空気から埃や塵を予め除去しておけば
上記問題は発生しないが、実用的には冷たい外気を導入
して、その空気を流すのであるから、例えエアフィルタ
ーを設置しても、埃や塵等の混入を完全に排除すること
は難しい。また空気を流し込むために用いるファンによ
る騒音の問題や、ファンの寿命等の問題もある。

【０００５】また近年は、液晶プロジェクタの小型化が
要求されており、必然的に液晶パネルと偏光板との隙間
が狭くなる傾向にある。このため従来の空冷方式では十
分な冷却効果が得られなくなっていた。特に近年需要が
増えつつあるカラーの液晶パネルは、液晶が収められた
液晶フィルムとこれに密着したカラーフィルタとからな
っており、温度が上昇するとカラーフィルタが撓んだ
り、剥がれたりしてしまうことがあるため、液晶パネル
の冷却がより重要である。このため上記空冷方式に換わ
る、より省スペースで冷却効果の高い液晶プロジェクタ
の冷却装置が望まれていた。

【０００６】そこで最近、省スペースで冷却効果の高い
冷却装置として、空冷方式に換えて、冷却液を冷却媒体
とした冷却装置が提案させている（例えば特開平５−１
０７５１９号公報）。このような冷却液を用いる装置の
利点は、空気に比べ水等の冷却液は熱容量が高いため、
空冷方式に比べ冷却効率が高い上、液晶パネルと偏光板
との隙間を狭くすることが可能である点にある。またフ
ァンによる騒音の問題がなく、ファンの寿命の問題もな
い。

【０００７】上述の冷却液を冷却媒体とした冷却装置に
ついて簡単に説明する。図７は前述の公報に掲載された
もので（符号は換えてある）、この冷却装置の構造は柔
軟性のある透明樹脂シートで作製した冷却液収容容器１
４に所定量の冷却液を充填・密封し、これを偏光板１３
と液晶パネル１２との間に配置し、更に冷却液収容容器
１４の側縁部に放熱フィン１５を配したものである。そ
して液晶パネル１２が加熱したとき、その熱を冷却液で
吸収して、更に放熱フィン１５から外部に熱を放出させ
ることができる、というものである。

【０００８】しかしながらこのような冷却液を用いる冷
却装置でも次のような問題があった。液晶プロジェクタ
は通常、垂直かそれに近い状態に置かれたスクリーンに
画面を投映する装置であるから、構造的に使用中は液晶
パネルが縦かそれに近い状態になっている。一方冷却液
は液晶パネルから熱を吸収して温度上昇するのである
が、当然加熱された冷却液は冷却液収容容器１４の上部
に、そして温度が低い冷却液は下部に移動する。この
際、対流によって冷却液がある程度循環するものの、液
晶プロジェクタを長時間使用していると、冷却液の循環
が不十分になって、上部に高温な冷却水が滞留してしま
う。こうなると上部の冷却が不十分になってしまうとい
う問題が発生してしまうのである。

【０００９】この対策として冷却液を撹拌したり、ポン
プを設置することで冷却液を強制的に循環させる方法が
考えられる。しかし強制循環させる機構を設置させねば
ならないため、液晶プロジェクタのコストを上昇させて
しまう上、前記機構を配置するスペースも少なからず必
要になり、液晶プロジェクタが大きくなってしまうとい
う問題がある。また前記機構による騒音の問題もある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる状況に鑑
み、鋭意研究を行った結果なされたもので、その目的
は、小型かつ安価であり、液晶パネルの上下での冷却効
果の差が少ない液晶プロジェクタの冷却装置を提供する
ことにある。即ち本発明は、偏光板を介して供給された
光を透過させることで画像を投映する液晶パネルと、前
記偏光板との間に配置された冷却液収容容器内に冷却液
を収容し、前記液晶パネルで発生した熱を吸収すること
で前記液晶パネルを冷却する液晶プロジェクタの冷却装
置であって、前記冷却液収容容器が前記液晶パネルの一
方の面を覆う形状でシート状の冷却部空間と、前記冷却
部空間の左右両端に配置された冷却液循環部空間とを有
し、前記冷却液循環部空間と前記冷却部空間とは上部お
よび下部を除いて仕切られ、少なくとも前記冷却液収容
容器は前記冷却部空間を形成する部分で透明で、前記冷
却部空間の外周部の一方の面が前記液晶パネルと密着し
ており、かつ、前記冷却液収容容器の冷却液循環部空間
の外周部に放熱フィンが装着されていることを特徴とす
る液晶プロジェクタの冷却装置である。

【００１１】また前記冷却液収容容器の冷却部空間が前
記偏光板とも密着しており、偏光板も冷却させることが
できる液晶プロジェクタの冷却装置も提供する。このよ
うな液晶プロジェクタの冷却装置において、前記冷却液
収容容器が透明で柔軟性のある樹脂製であると好まし
い。

【００１２】

【作用】図１は本発明の液晶プロジェクタの冷却装置を
示す説明図で、図２は図１の冷却装置を光の入射方向か
ら見た側面図（冷却液収容容器７、仕切６および放熱フ
ィン５のみを描いてある）で、図３は図２のＡ−Ａ’部
分の平面断面図である。図１〜３を参照しながら本発明
の液晶プロジェクタの冷却装置を説明する。冷却液収容
容器７は図３に示すように液晶パネル１に密着してお
り、液晶プロジェクタの運転中、液晶パネル１が加熱さ
れても冷却液収容容器７に充填された冷却液が熱を吸収
する。吸収した熱は放熱フィン５を介して外部に逃がさ
れる。なお冷却液収容容器７は少なくとも冷却部空間３
の部分で透明で、光源から供給された光を遮蔽しないよ
うになっている。

【００１３】液晶プロジェクタの運転を開始すると、液
晶パネル１や偏光板２が加熱され、冷却部空間３内の冷
却液の温度が上昇する。すると冷却部空間３内の冷却液
の温度が上昇するため冷却液は下方から上方に冷却液が
移動する。しかし冷却部空間３は上部および下部で冷却
液循環部空間４とつながっており、上部に溜まった温度
の高い冷却液は冷却液循環部空間４に押し流される。こ
うして冷却液は仕切６の周りを図２に矢印で示す如く移
動する。

【００１４】そして冷却液循環部空間４には図１に示す
如く放熱フィン５が装着されている。従って冷却液循環
部空間４内の冷却液は、上部から流入する冷却水によっ
て下方に押し流されるが、これに伴って放熱フィン５か
ら熱が放出するのであるから、冷却液循環部空間４内の
冷却液には上から下に高温から低温の温度勾配が形成さ
れる。この温度勾配と上部から流入する冷却水の圧力に
よって冷却液循環部空間４内の冷却液は上から下にスム
ーズに流れ、下部から冷却部空間に流入する。このよう
に冷却水がスムーズに循環するので、長時間、液晶プロ
ジェクタを運転しても、冷却効果が高いまま維持でき
る。

【００１５】液晶パネル１は冷却部空間の外周部と密着
しているが、図３に示すように偏光板２とも密着させる
ことで、液晶パネル１を冷却すると同時に偏光板２を冷
却することも可能になる。

【００１６】また本発明に係る冷却液収容容器７は透明
で柔軟性のある樹脂製であることが望ましい。樹脂製の
場合、液晶パネル１や偏光板２との密着性が良くなるか
らである。また冷却液収容容器７に充填する冷却液は水
の他、ふっ素化合物等の溶剤が使用できる。

【００１７】

【実施例】

実施例 図１〜６を参照しながら本発明に係る液晶パネルの冷却
装置を具体的に説明する。本実施例では横方向７６．２
ｍｍ、縦方向５７．０ｍｍの面広さの液晶パネルを用い
た液晶プロジェクタを例として説明する。なお要求され
る冷却特性は、２００Ｗのメタルハイドライド放電ラン
プを光源として用い、室温下で数時間の連続運転によっ
ても、液晶パネルの到達最高温度６０℃以下、液晶パメ
ルにおける温度分布のばらつきが±５℃であることであ
る。なお従来の冷却装置（空冷方式）では、到達最高温
度６５℃以下、温度分布のばらつきが±８℃の冷却特性
しか得られなかった。

【００１８】第１の実施例では冷却液収容容器７を透明
なポリエステルシート（厚さ２５μｍ）を用い、ホット
シール（加熱して溶着させる方法）により作製した。ま
た仕切６にはポリエステルシート（厚さ１ｍｍ）を用
い、冷却液収容容器７内の所定の位置に熱溶着して取り
付けた。冷却液収容容器７の作製に際しては、冷却液
（市販のふっ素系不活性材、商品名フロリナート 住友
スリーエム社製）を冷却液収容容器７に充填してから熱
溶着して密封した。

【００１９】上記のようにして作製した冷却液収容容器
７（内部には冷却液が充填してある）に、ブロック型の
放熱フィン５（純銅製）を図１に示すように装着した。
次いで図１に示すように、取り付けフレーム８に偏光板
１１、液晶パネル１を取り付け、ネジ９で取り付けフレ
ーム８と放熱フィン５とを固定した。なお本実施例で
は、液晶パネル１に入射する光を通す偏光板２の他、液
晶パネル１を透過した後の光を通す偏光板１１も設置し
てある。また第１の実施例においては、冷却液収容容器
７と液晶パネル１との接触面積は約４３４３ｍｍ² であ
るのに対し、放熱フィン５との接触面積は約６４００ｍ
ｍ² である。

【００２０】ところで、冷却液収容容器７と接する液晶
パネル１と偏光板２の面はガラス板になっているが、冷
却液収容容器７は薄肉のポリエステルシートで作製して
あるので、内部の冷却液の圧力によって液晶パネル１や
偏光板２と冷却液収容容器７とを密着させることができ
た。また放熱フィン５と冷却液収容容器７との接触面
も、冷却液の圧力によって密着させてある。また本実施
例では、液晶パネル１の温度を測定するために、冷却液
収容容器７と接している液晶パネル１の面に温度センサ
を取り付けた（図示しない）。取り付け位置は２箇所
で、横方向に対しほぼ中央の位置で、縦方向に対し上か
ら５ｍｍ、下から５ｍｍの位置に取り付けた。液晶パネ
ル上で最も温度が高くなるのは前記センサの前者の取り
付け位置（上から５ｍｍの位置）の付近であり、この位
置の温度を測定することで実質的に到達最高温度を知る
ことができる。

【００２１】なお、冷却液収容容器７の作製に用いるポ
リエステルシートの厚さの選定であるが、あまり厚すぎ
ると液晶パネル１や偏光板２との密着性が悪く接触面で
の熱抵抗が大きくなる上、ポリエステルシート自体の熱
抵抗も大きくなる。一方薄すぎると強度が足りなくな
る。以上の観点から本実施例では２５μｍの厚さのポリ
エステルシートを選んだ。

【００２２】上記構成において、室温下で液晶プロジェ
クタの運転試験（２時間）を行った。その結果、光源か
ら供給した光による液晶パネル１の温度上昇は冷却部空
間３内の冷却液によって吸収され、そして加熱された冷
却液がスムーズに冷却液循環部空間４に移動し、放熱フ
ィン５から熱が外部に放出されることを確認した。液晶
パネル１に取り付けた温度センサによって測定した温度
は、上下共に５５℃以下で、この温度は２時間の運転に
よって殆ど不変であった。また上下の温度差は５℃以下
であった。このように長時間に渡り冷却が安定していた
のは、冷却液の循環が長時間に渡りスムーズかつ安定し
ていた結果である。

【００２３】第２の実施例は、第１の実施例における放
熱フィン５に換えて、図４に示すようなオフセットフィ
ン（純アルミニウム製）による放熱フィン５’を用いた
点と、冷却液収容容器の形状を図４に示すように変更し
た点と、取り付けフレーム８を放熱フィン５’に接着材
で固定した以外は第１の実施例と同様である。なお、オ
フセットフィン製の放熱フィン５’は純銅製のブロック
に比べ安価、軽量であるという利点がある。第２の実施
例においても、放熱フィン５’と液晶パネル１との接触
面積を約６４００ｍｍ² と第１の実施例と同様にした
（冷却液収容容器７’との接触面積は当然第１の実施例
と同じ）。また温度センサを第１の実施例と同様の位置
に取り付けた（図示しない）。

【００２４】第２の実施例における運転試験を第１の実
施例と同様に行った結果、第１の実施例の場合と同様、
供給した光による液晶パネル１の温度上昇は冷却部空間
３’内の冷却液によって吸収され、そして加熱された冷
却液がスムーズに冷却液循環部空間４’に移動し、放熱
フィン５’から熱が外部に放出されることを確認した。
温度センサによって測定した温度は、上下共に６０℃以
下で、この温度は２時間で殆ど不変であった。また上下
の温度差は５℃以下であった。第２の実施例は第１の実
施例に比べ、液晶パネル１の温度が若干高くなったが、
長時間に渡り冷却が安定していたことが判る。これは、
冷却液の循環が長時間に渡りスムーズかつ安定していた
結果である。

【００２５】比較例 比較例は、上記第１の実施例における仕切６がない点以
外は上記第１の実施例と同様である。第１の実施例と同
様、上下に取り付けた温度センサによって測定した温度
は、運転の初期においては上下とも６５℃以下を維持で
きたものの、２時間の運転によって最終的には上で７５
℃以上、下で６５℃程度になった（上下の温度差は１０
℃以上）。このように第１の実施例および第２の実施例
に比べ冷却特性が悪くなった。これは冷却液の循環が滞
った結果である。

【００２６】

【効果】以上詳述したように、本発明の液晶プロジェク
タの冷却装置は、冷却液の撹拌（循環）装置のような高
価な機構を要することなく、小型かつ簡易な構造で冷却
液のスムーズかつ長時間に渡り安定した循環を可能とす
るものである。このように本発明は液晶パネルや偏光板
を効率良く冷却する小型で安価な液晶プロジェクタの冷
却装置を提供するもので、その産業上の貢献は著しいも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液晶プロジェクタの冷却装置の１
例を示す分解斜視図である。

【図２】図１の液晶プロジェクタの冷却装置の一部省略
の側面図で、冷却液の移動状況を示す説明図である。

【図３】図２のＡ−Ａ’部の平面断面図である。

【図４】本発明に係る液晶プロジェクタの冷却装置の他
の例を示す分解斜視図である。

【図５】図４の液晶プロジェクタの冷却装置の一部省略
の側面図で、冷却液の移動状況を示す説明図である。

【図６】図５のＢ−Ｂ’部の平面断面図である。

【図７】従来の液晶プロジェクタの冷却装置を示す分解
斜視図である。

【符号の説明】

１ 液晶パネル ２ 偏光板 ３、３’冷却部空間 ４、４’冷却液循環部空間 ５、５’放熱フィン ６、６’仕切 ７、７’冷却液収容容器 ８ 取り付けフレーム ９ ネジ １０ ネジ挿入穴 １１ 偏光板 １２ 液晶パネル １３ 偏光板 １４ 冷却液収容容器 １５ 放熱フィン １６ 取り付けフレーム

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 偏光板を介して供給された光を透過させ
   ることにより画像を投映する液晶パネルと、前記偏光板
   との間に配置された冷却液収容容器の内部に冷却液を収
   容し、前記液晶パネルで発生した熱を吸収することによ
   り前記液晶パネルを冷却する液晶プロジェクタの冷却装
   置であって、 前記冷却液収容容器が前記液晶パネルの一方の面を覆う
   形状でシート状の冷却部空間と、前記冷却部空間の左右
   両端に配置された冷却液循環部空間とを有し、 前記冷却液循環部空間と前記冷却部空間とは上部および
   下部を除いて仕切られ、 前記冷却液収容容器は少なくとも前記冷却部空間を形成
   する部分で透明で、前記冷却部空間の外周部の一方の面
   が前記液晶パネルと密着しており、 かつ、前記冷却液収容容器の冷却液循環部空間の外周部
   に放熱フィンが装着されていることを特徴とする液晶プ
   ロジェクタの冷却装置。
2. 【請求項２】 前記冷却液収容容器の冷却部空間の外周
   部の他方の面が前記偏光板と密着していることを特徴と
   する請求項１記載の液晶プロジェクタの冷却装置。
3. 【請求項３】 前記冷却液収容容器が透明で柔軟性のあ
   る樹脂からなっていることを特徴とする請求項１または
   ２記載の液晶プロジェクタの冷却装置。