JPH073165Y2 - 液晶プロジェクタ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、液晶プロジェクタに関するものである。

〔従来の技術〕

従来、液晶表示装置は、電卓や時計に用いられているほ
か、携帯型のテレビ装置などにも用いられている。ま
た、近年大型の画面を得るために光源から比較的輝度の
高い光を液晶表示パネルに入射し、得られた画像光を投
影レンズによってスクリーン面に投影するようにした、
いわゆる液晶プロジェクタが実用化されつつある。この
ような液晶プロジェクタにおいては、液晶表示パネルに
高輝度の光を入射するため液晶表示パネルが加熱しやす
く、その対策として特開昭62−32422号に見られるよう
に液晶表示パネルに冷却層を密着させて設け、この冷却
層に冷却水を循環させることで液晶表示パネルを冷却し
ていた。

〔考案が解決しようとする問題点〕 しかしながら、前述の冷却手段は、冷却水を循環させる
ための配管やポンプ、放熱用のラジエータなどが必要と
なり、機器が大型化してしまったりメンテナンスが必要
であったりと、デメリットも多い。

そこで、上述のように冷却水を循環させるかわりにヒー
トパイプを用いることで冷却液を冷却することが考えら
れるが、ヒートパイプの熱輸送量は、その吸熱部および
放熱部の表面積によって決まるために、ヒートパイプの
径を大きくするほど熱輸送量を大きくすることができる
が、従来のヒートパイプは、その内部に作動流体を封入
しただけのものであるために、ヒートパイプの径を大き
くすると作動流体の流路断面積が大きくなって作動流体
の流速が遅くなるから、大径のヒートパイプほど熱応答
性が悪いという問題をもっていた。

この考案は上記のような実情にかんがみてなされたもの
であって、その目的とするところは、径を大きくしても
作動流体は高速で流動させることができるようにした、
熱輸送量を大きくし、しかも熱応答性も高くすることが
できるヒートパイプを用いて大型複雑化せずに効率よく
液晶表示パネルを冷却できる液晶プロジェクタを提供す
ることにある。

〔問題点を解決する手段〕

この考案の液晶プロジェクタは、画像を表示する液晶表
示パネルと、前記液晶表示パネルに光を入射する光源
と、前記液晶表示パネルの表示画像を投影する投影レン
ズと、前記液晶表示パネルに付随して設けられ、内部に
冷却媒体が封入された冷却器と、この冷却器にその一部
が挿入され、その本体内にその軸方向に沿わせて複数の
パイプ状の内挿部材が並設されて、この内挿部材の外周
面と前記本体の内周面との間を作動流体の流路とすると
ともに、前記内挿部材の内部にも伝熱を行なう作動流体
を封入して作動流体の流路としたヒートパイプとを備え
たことを特徴とするものである。

〔作用〕

すなわち、この考案の液晶プロジェクタは、液晶表示パ
ネルに付随させて、複数のパイプ状の内挿部材が並設さ
れたヒートパイプが挿入されるとともに内部に冷却媒体
が封入された冷却器を設けたものであり、ヒートパイプ
本体内の作動流体は内挿部材の外周面とヒートパイプ本
体の内周面との間の小断面積の流路を流れるために、ヒ
ートパイプの径を大きくしても作動流体は高速で流動す
るから、この液晶プロジェクタによれば機器を大型複雑
化せずに液晶表示パネルを充分に冷却することができ
る。

〔実施例〕

以下、この考案の一実施例を図面を参照して説明する。

まず液晶プロジェクタの構造を説明すると、この液晶プ
ロジェクタは、透過型液晶表示パネルの後方に光源を設
けて液晶表示パネルをその背面側から照明し、この液晶
表示パネルを通った光つまり表示画像を液晶表示パネル
の前方に設けた投影レンズによってスクリーン面に拡大
投影するもので、この液晶プロジェクタは次のような構
成となっている。

第３図および第４図において、10は矩形箱状をなすプロ
ジェクタ本体であり、このプロジェクタ本体10の前面側
下部には、プロジェクタ本体10を斜め上向きに支持する
ための脚体10aが設けられている。20はプロジェクタ本
体10の前面に設けられた投影レンズであり、この投影レ
ンズ20は、プロジェクタ本体10の前面に貫通固定した筒
体21に螺合された鏡筒22内に設けられており、この鏡筒
22を回すことによって、液晶プロジェクタの前方に配置
される図示しない外部スクリーンの位置に応じて焦点を
調節されるようになっている。30はプロジェクタ本体10
内の前部側に投影レンズ20と対向させて垂直に配置され
たテレビジョン画像を表示する透過型のドットマトリッ
クス液晶表示パネルであり、この液晶表示パネル30はプ
ロジェクタ本体10内に垂直に設けられた後述する構成の
表示パネル冷却器31に取付けられている。なお、38はプ
ロジェクタ本体10内の一側に立設配置されたメイン回路
基板であり、このメイン回路基板38には図示しないアン
テナによって受信したテレビジョン電波を処理して画像
信号を出力するリニア回路および表示駆動回路が構成さ
れており、液晶表示パネル30はこのメイン回路基板38の
表示駆動回路部にシート状のフレキシブルコネクタ（図
示せず）によって接続されている。また、40は液晶表示
パネル30と投影レンズ20との間に配置された集光フレネ
ルレンズである。この集光フレネルレンズは液晶表示パ
ネル30の表示画像を投影レンズ20に集光させるもので、
この集光フレネルレンズ40はアクリル樹脂等からなる透
明板の一面にその全面にわたって多数の環状凸レンズ部
を同心円状に形成したサーキュラフレネルレンズとされ
ており、この集光フレネルレンズ40はプロジェクタ本体
10内に設けたレンズ保持枠11に保持されている。

50はプロジェクタ本体10内の後部側に設けられた光源装
置であり、この光源装置50からの照明光は表示パネル冷
却器31を通って液晶表示パネル30にその裏面側から入射
し、この液晶表示パネル30を透過した光つまり液晶表示
パネル30の表示画像は、集光フレネルレンズ40により投
影レンズ20に集光されてこの投影レンズ20によってスク
リーン面に拡大投影されるようになっている。

前記光源装置50は、前面に円形の開口を形成した金属板
からなる光源ボックス51内に、光源ランプ52と、この光
源ランプ52からの照明光を液晶表示パネル30に向けて反
射させるリフレクタ53とを設けたもので、このリフレク
タ53は、光源ランプ52からの照明光を光軸Ｏと平行な平
行光として反射させる放物面鏡リフレクタとされてお
り、このリフレクタ53は光源ボックス51にねじ止め等の
手段によって固定されている。また、光源ランプ52とし
ては、発光輝度が高いキセノンランプ等の高電圧アーク
ランプが使用されている。この光源ランプ52は、その基
部をリフレクタ53のネック部に挿通して、発光部（アー
ク発生部）がリフレクタ53の焦点位置に一致するように
位置決めしてリフレクタ53に支持されており、またその
両端の陽極端子52aおよび陰極端子52bは、リード線54a,
54bによって光源ボックス51の側方に立設配置された光
源用回路基板55に接続されている。なお、56は光源装置
50の前面側周囲を囲む金属板からなる防爆壁であり、こ
の防爆壁56は、キセノンランプ等の高電圧アークランプ
からなる光源ランプ52が異常加熱を生じて破裂したとき
にその破片（ガラス片）が周囲に飛散してプロジェクタ
本体10内の回路基板38,55等が損傷されるのを防ぐため
に設けられている。

また、前記表示パネル冷却器31は、光源装置50からの放
射熱（光源ランプ52の発生熱）によるプロジェクタ本体
10内の昇温によって加熱される液晶表示パネル30を冷却
するためのもので、この表示パネル冷却器31は、液晶表
示パネル30より十分大きな外形を有する垂直な枠体32の
両面をガラス等の透明板33,34で閉塞した密閉構造の冷
却容器内にエチレングリコール水溶液等の透明な冷却媒
体35を充填したもので、液晶表示パネル30は、この表示
パネル冷却器31の投影レンズ側透明板34の外面に接面さ
せて接着等の手段により固定されている。36は前記表示
パネル冷却器31に液晶表示パネル30と対応する部分を避
けて設けられたヒートパイプであり、このヒートパイプ
36は、その両端側が冷却容器の両側面から外部に突出す
る状態で冷却容器内の上部に挿通されている。このヒー
トパイプ36は、表示パネル冷却器31内の冷却媒体35が吸
収した熱を外部に放出するもので、冷却容器内に挿入さ
れた中央部は吸熱部とされ、冷却容器外に突出する両端
側部分は放熱部とされており、この放熱部には複数枚の
放熱フイン37,37が設けられている。この放熱フイン37,
37は縦長帯板状の大面積フインとされており、この各放
熱フイン37,37は、プロジェクタ本体10内を流れて液晶
表示パネル30を冷却した空気を良好に排気方向に導くよ
うに、その板面を液晶表示パネル30の表示面に対して垂
直な方向に沿わせるとともに、下端側から上端側に向か
って内側（表示パネル冷却器31の中央側）に傾くように
傾斜させて互いに平行に設けられている。すなわち、前
記表示パネル冷却器31は、その内部の冷却媒体35により
内側から冷却されて表示パネル冷却器31に固定した液晶
表示パネル30を強制的に冷却するもので、冷却媒体35が
吸収した熱は、ヒートパイプ36との熱交換によりヒート
パイプ36に吸熱されてその放熱部から外部に放熱される
から、冷却媒体35の温度は常に低温に維持される。な
お、前記ヒートパイプ36は、その吸熱部において冷却媒
体35の熱を吸収して蒸発するヒートパイプ36内の作動流
体をパイプ両端の放熱部に導き、放熱部において液化し
てヒートパイプ内周面のウイックに浸透した作動流体を
再び吸熱部に導くために、中央部が最も低くかつ両端側
が斜め上方に向かって傾斜する形状に折曲されている。

また、第３図および第４図において、12,12はプロジェ
クタ本体10の前後面および両側面の下縁側に設けられた
外気をプロジェクタ本体10内に取入れるためのスリット
状の吸気孔、13はプロジェクタ本体10の上面中央部に設
けられた複数のスリット状排気孔13、14はプロジェクタ
本体10内の上部に前記排気孔13の形成部下に位置させて
設けられた送風ファンである。この送風ファン14は、前
記各吸気孔12,12からプロジェクタ本体10内に外気を吸
入するとともにこの外部から取入れた冷却空気を前記排
気孔13から排出するもので、プロジェクタ本体10の前面
および両側面の吸気孔12,12からプロジェクタ本体10内
に取入れられた冷却空気は、第４図に矢印で示すように
プロジェクタ本体10内を流れて集光フレネルレンズ40お
よび液晶表示パネル30やメイン回路基板38等を空冷する
とともに、表示パネル冷却器31の放熱フイン37,37との
熱交換を行なって排気孔13から排出される。また、プロ
ジェクタ本体10の後面の吸気孔12からプロジェクタ本体
10内に取入れられた冷却空気は、光源装置50をその背面
側から空冷して光源ボックス51の外面とプロ本体10内に
設けた仕切り壁15との間から光源装置50の前方に流れ、
プロジェクタ本体10の両側面の吸気孔12から取入れられ
て光源装置50をその前面側から空冷した冷却空気ととも
に排気孔13から排出される。また、前記光源装置50と表
示パネル冷却器31との間には、この間を仕切る断熱壁60
が表示パネル冷却器31側に偏らせて垂直に設けられてい
る。この断熱壁60は、光源装置50からの放熱熱による表
示パネル冷却器31および液晶表示パネル30の加熱を低く
抑えるために設けられたもので、この断熱壁60には、光
源装置50からの照明光を透過される開口61が設けられて
おり、この開口61には、赤外線吸収フィルタまたは耐熱
ガラスからなる透明板62が取付けられている。

上記液晶プロジェクタは、液晶表示パネル30が表示する
テレビジョン画像を外部スクリーン面に拡大投影するも
ので、光源装置50の光源ランプ52を点灯させるとともに
液晶表示パネル30にテレビジョン画像を表示させると、
この液晶表示パネル30によって表示されたテレビジョン
画像が投影レンズ20によってスクリーン面に拡大投影さ
れる。

次に、前記表示パネル冷却器31に設けたヒートパイプ36
の構造を説明すると、このヒートパイプ36は、ヒートパ
イプ本体内にその軸方向に沿わせて管状または棒状の内
挿部材を設け、この内挿部材の外周面と前記ヒートパイ
プ本体の内周面との間を作動流体の流路としたもので、
この実施例では前記内挿部材として小径のヒートパイプ
を使用している。

すなわち、第１図は前記ヒートパイプ36の断面を示した
もので、図中70はヒートパイプ本体であり、このヒート
パイプ本体70は両端を閉塞するとともに内部を真空とし
た金属パイプからなっており、その内面全域には、ヒー
トパイプ36の放熱部において液化したヒートパイプ本体
70内の作動流体（伝熱媒体）ａを毛細管現象により放熱
部側から吸熱部側に導く石綿状のウイック70aが形成さ
れている。また、71はヒートパイプ本体70内にその軸方
向に沿わせて設けられた内挿ヒートパイプ、72は内挿ヒ
ートパイプ17内にその軸方向に沿わせて設けられた補助
ヒートパイプである。この内挿ヒートパイプ71および補
助ヒートパイプ72も、両端を閉塞するとともに内部を真
空とした金属パイプの内面全域に、ヒートパイプ36の放
熱部において液化した各ヒートパイプ71,72内の作動流
体b,cを放熱部側から吸熱部側に導くウイック71a,72aを
形成したもので、内挿ヒートパイプ71の外面にはヒート
パイプ本体70内の作動流体ａを吸熱部側に導くウイック
71bが形成され、また補助ヒートパイプ72の外面には内
挿ヒートパイプ71内の作動流体ｂを吸熱部側を導くウイ
ック72bが形成されている。また、内挿ヒートパイプ71
は、その外周面とヒートパイプ本体70の内周面との間隔
が全周にわたって均一になるようにしてヒートパイプ本
体70内にその全長にわたって挿通され、補助ヒートパイ
プ72は、その外周面と内挿ヒートパイプ71の内周面との
間隔が全周にわたって均一になるようにして内挿ヒート
パイプ71内にその全長にわたって挿通されており、内挿
ヒートパイプ71はその両端をヒートパイプ本体70の両端
に固定してヒートパイプ本体70に支持され、補助ヒート
パイプ72はその両端を内挿ヒートパイプ71の両端に固定
して内挿ヒートパイプ71に支持されている。そして、ヒ
ートパイプ本体70内の作動流体ａは、ヒートパイプ本体
70の内周面と内挿ヒートパイプ71の外周面との間の作動
流体流路Ａ内に微少量封入されており、内挿ヒートパイ
プ71内の作動流体ｂは、内挿ヒートパイプ71の内周面と
補助ヒートパイプ72の外周面との間の作動流体流路Ｂ内
に微少量封入されている。なお、補助ヒートパイプ72内
の作動流体ｃは従来のヒートパイプと同様にこの補助ヒ
ートパイプ72内に微少量封入されている。

前記作動流体a,b,cは、いずれも蒸発・凝縮の可逆２相
変化により伝熱を行なうもので、この作動流体a,b,cと
しては例えばフロン等のような潜熱係数が高くかつ浸透
性にすぐれた流体が使用されている。

前記ヒートパイプ本体70は、前記表示パネル冷却器31内
の冷却媒体35の熱を吸収してこの熱を外部に放出するも
ので、このヒートパイプ本体70内の作動流体ａは、ヒー
トパイプ36の吸熱部において前記冷却媒体35との熱交換
によりその熱を吸収して蒸発し、蒸気となってヒートパ
イプ本体70と内挿ヒートパイプ71との間の作動流体流路
Ａ内を放熱部に向かって流れるとともに、放熱部におい
て外部への放熱により凝縮して液化し、ヒートパイプ本
体70の内周面のウイック70aと内挿ヒートパイプ71の外
周面のウイック71bとに浸透して効率よく吸熱部へと導
かれる。また、内挿ヒートパイプ71は、ヒートパイプ本
体70内の作動流体ａから熱を吸収してこの作動流体ａの
温度を下げる働きをもっており、この内挿ヒートパイプ
71内の作動流体ｂは、ヒートパイプ36の吸熱部において
ヒートパイプ本体70内の作動流体ａから熱を吸収して蒸
発し、内挿ヒートパイプ71と補助ヒートパイプ72との間
の作動流体流路Ｂ内を放熱部に向かって流れるととも
に、放熱部においてヒートパイプ本体70内の作動流体ａ
への放熱により液化し、内挿ヒートパイプ71の内周面の
ウイック71aと補助ヒートパイプ72の外周面のウイック7
2bとに浸透して効率よく吸熱部へと導かれる。さらに、
前記補助ヒートパイプ72は、内挿ヒートパイプ71内の作
動流体ｂから熱を吸収してこの作動流体ｂの温度を下げ
る働きをもっており、補助ヒートパイプ72内の作動流体
ｃは、ヒートパイプ36の吸熱部において内挿ヒートパイ
プ71内の作動流体ｂから熱を吸収して蒸発し、補助ヒー
トパイプ72内を放熱部に向かって流れるとともに、放熱
部において内挿ヒートパイプ71内の作動流体ｂへの放熱
により液化し、補助ヒートパイプ72内の内周面のウイッ
ク72aに浸透して効率よく吸熱部へと導かれる。なお、
放熱部において補助ヒートパイプ72内の作動流体ｃから
内挿ヒートパイプ71内の作動流体ｂに放熱された熱およ
び内挿ヒートパイプ71内の作動流体ｂからヒートパイプ
本体70内の作動流体ａに放熱された熱は、ヒートパイプ
本体70内の作動流体ａがもっている熱と一緒にヒートパ
イプ36外に放出される。

しかして、上記ヒートパイプ36においては、ヒートパイ
プ本体70内に内挿ヒートパイプ71を設けて、この内挿ヒ
ートパイプ71の外周面とヒートパイプ本体70の内周面と
の間をヒートパイプ本体70内の作動流体ａの流路Ａとす
ることにより、ヒートパイプ本体70内の作動流体流路Ａ
の断面積を小さくしているから、ヒートパイプ本体70内
の作動流体ａは内挿ヒートパイプ71の外周面とヒートパ
イプ本体70の内周面との間の小断面積の流路Ａを流れる
ことになり、したがってヒートパイプ36の径（ヒートパ
イプ本体70の径）を大きくしても作動流体ａは高速で流
動するから、このヒートパイプ36によれば、その径を大
きくして熱輸送量を大きくし、しかも熱応答性も高くす
ることができる。また上記実施例では、内挿ヒートパイ
プ71内にも補助ヒートパイプ72を設けて、内挿ヒートパ
イプ71内の作動流体流路Ｂの断面積も小さくしているか
ら、内挿ヒートパイプ71内の作動流体ｂも高速で流動さ
せることができ、したがってヒートパイプ本体70の径を
大きくするのにともなって内挿ヒートパイプ71の径を大
きくしても、内挿ヒートパイプ71の熱応答性が悪くなる
ことはない。なお、補助ヒートパイプ72は、その径つま
り断面積が小さいためにその作動流体ｃの流速は速いか
ら、補助ヒートパイプ72の熱応答性は十分である。

なお、上記実施例では、ヒートパイプ本体70内に内挿ヒ
ートパイプ71を設け、さらにこの内挿ヒートパイプ71内
に補助ヒートパイプ72を設けた３重構造のヒートパイプ
について説明したが、ヒートパイプの径があまり大きく
ない場合は補助ヒートパイプ72はなくてもよいし、また
ヒートパイプの径をさらに大きくする場合は、それにと
もなって大径とされる補助ヒートパイプ72の径に応じ
て、この補助ヒートパイプ72内にさらにヒートパイプを
設けてもよい。さらに上記実施例では、内挿ヒートパイ
プ71内および補助ヒートパイプ72からの放熱をヒートパ
イプ本体70を介して行なわせるようにしているが、内挿
ヒートパイプ71内および補助ヒートパイプ72からの放熱
は、これらヒートパイプ71,72の端部をヒートパイプ本
体70の端部から突出させてこの突出部に放熱フィンを設
けることにより行なってもよい。

また、上記実施例では、内挿ヒートパイプ71を、その外
周面とヒートパイプ本体70の内周面との間隔が全周にわ
たって均一になるようにしてヒートパイプ本体70内に設
けているが、この内挿ヒートパイプ71を例えば第２図に
示すようにヒートパイプ本体70内に複数本（図では４
本）並べて設けて、各内挿ヒートパイプ71,71の外周面
とヒートパイプ本体70の内周面との間をそれぞれ作動流
体流路A,Aとしてもよい。

さらに、上記実施例では、ヒートパイプ本体70内に設け
る内挿部材としてヒートパイプを使用しているが、この
内挿部材は、作動流体を封入しない単なる金属パイプ等
の管状のものや、内部に空間のない棒状のものとしても
よく（この場合は内挿部材は断熱材でもよい）、またヒ
ートパイプ本体70の作動流体ａを吸熱部側に導くウイッ
クは、ヒートパイプ本体70の内周面かまたは内挿部材の
外周面のいずれか一方だけに設けてもよい。

〔考案の効果〕

この考案の液晶プロジェクタは、液晶表示パネルに付随
させて、複数のパイプ状の内挿部材が並設されたヒート
パイプが挿入されるとともに内部に冷却媒体が封入され
た冷却器を設けたものであるので、ヒートパイプ本体内
の作動流体は内挿部材の外周面とヒートパイプ本体の内
周面との間の小断面積の流路を流れるために、ヒートパ
イプの径を大きくしても作動流体は高速で流動するか
ら、この液晶プロジェクタによれば機器を大型複雑化せ
ずに液晶表示パネルを充分に冷却することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示すヒートパイプの断面
図、第２図はこの考案の他の実施例を示すヒートパイプ
の断面図、第３図および第４図はヒートパイプを備えた
表示パネル冷却器によって液晶表示パネルを冷却する液
晶プロジェクタの切開斜視図および縦断側面図である。 70……ヒートパイプ本体、70a……ウイック、Ａ……作
動流体流路、ａ……作動流体、71……内挿ヒートパイ
プ、71a,71b……ウイック、Ｂ……作動流体流路、ｂ…
…作動流体、72……ヒートパイプ、72a,72b……ウイッ
ク、ｃ……作動流体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】画像を表示する液晶表示パネルと、 前記液晶表示パネルに光を入射する光源と、 前記液晶表示パネルの表示画像を投影するレンズと、 前記液晶表示パネルに付随して設けられ、内部に冷却媒
   体が封入された冷却器と、 この冷却器にその一部が挿入され、その本体内にその軸
   方向に沿わせて複数のパイプ状の内挿部材が並設され
   て、この内挿部材の外周面と前記本体の内周面との間を
   作動流体の流路とするとともに、前記内挿部材の内部に
   も伝熱を行なう作動流体を封入して作動流体の流路とし
   たヒートパイプとを備えたことを特徴とする液晶プロジ
   ェクタ。