WO2023181311A1 - 表示装置 - Google Patents

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WO2023181311A1
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power supply
display device
heat
heat generating
wall portion
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Inventor
亮祐 川瀬
Original Assignee
シャープＮｅｃディスプレイソリューションズ株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/16—Cooling; Preventing overheating

Definitions

  • the present disclosure relates to a display device.
  • Display devices that modulate light emitted from a light source with a light modulation element such as a DMD (Digital Micromirror Device) or a liquid crystal panel, and display the modulated image light on a display screen.
  • Display devices include, for example, projection-type display devices that enlarge and project modulated image light onto a screen as a display surface using a projection lens.
  • Such a display device is configured by providing a light source, an optical engine including optical components such as a light modulation element, and electronic components, and a power supply board for driving the light source and the optical engine in a predetermined housing. .
  • the temperature of the optical components increases due to strong light incident on the optical components from the light source, and the electronic components generate heat due to electrical resistance.
  • Each of these optical components and electronic components has a permissible temperature (upper limit temperature) set for exhibiting desired performance. Therefore, in the optical engine, it is necessary to cool the optical components and electronic components.
  • the power supply board is configured by mounting various power supply components on a wiring board. Since power supply components generate a large amount of heat due to their electrical resistance, they need to be cooled like the electronic components described above.
  • Patent Document 1 discloses that in order to effectively radiate heat from a plurality of heat generating components mounted on a board, the upper end surfaces of a plurality of heat sinks fixed to each heat generating component are the same on each heat generating component.
  • a heat dissipation structure is disclosed in which one heat sink is mounted on the upper end surface of a plurality of heat dissipation plates.
  • display devices are equipped with the optical components of the optical engine, electronic components, and power supply boards. There is a need to prevent dust from adhering to power supply components. For this reason, it is conceivable to house the optical engine and power supply board (hereinafter referred to as "device components") in a sealed or highly sealed box.
  • a circulation cooling method can be considered as a method for cooling the heat-generating components (the above-mentioned optical components, electronic components, power supply components, etc.) of the device components housed in the box.
  • a heat radiator such as a heat sink or heat pipe, and a cooling fan are installed inside the box. Then, a circulation flow of air is created within the box body by the fan, and heat exchange is performed between the heat generating component and the radiator through the air flowing inside the box body. Furthermore, the heat radiator dissipates heat to the outside of the box, thereby cooling the heat generating components.
  • the circulation cooling method since it is necessary to install a heat radiator and a fan inside the box, there is a problem that the number of parts of the display device increases. Furthermore, since the size of the box increases, there is also the problem that the display device becomes larger.
  • An object of the present invention is to provide a display device that can efficiently release heat from heat-generating components of a device component to the outside of a box.
  • One aspect of the present invention includes a light source, an optical engine that creates image light to be displayed on a display surface based on light from the light source, a power supply board for driving the light source and the optical engine, and the optical engine and the optical engine.
  • the display device includes a box body that accommodates at least one device component of the power supply board.
  • the wall portion of the box body includes a heat radiating portion that is thermally connected to a heat generating component provided in the device component, thereby dissipating heat from the heat generating component to the outside of the box body.
  • the heat generating component is mounted on a first surface of a board provided in the device component.
  • the heat of the heat generating components of the device components can be efficiently transferred to the box without increasing the number of parts and suppressing the increase in the size of the display device. can be released to the outside.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of a display device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan cross-sectional view showing the internal layout of the casing of the display device in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a box housing a power supply board in the display device of FIGS. 1 and 2.
  • FIG. FIG. 4 is an exploded perspective view of FIG. 3; 5 is a side view showing the power supply board of FIG. 4.
  • FIG. FIG. 5 is a perspective view showing a state in which the power supply board of FIG. 4 is placed on the lower wall of the casing.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a box housing an optical engine in a display device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view of FIG. 7;
  • FIG. 9 is a sectional view showing the optical engine and box shown in FIGS. 7 and 8.
  • FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a modification
  • a display device 1 shown in FIG. 1 is a device that displays image light (video) on a display surface.
  • the display device 1 of this embodiment is a projection type display device (projector) that projects image light onto a screen serving as a display surface.
  • the display device 1 shown in FIGS. 1 and 2 includes a light source 2, an optical engine 3, a power supply board 4, and a box 5.
  • the display device 1 of this embodiment further includes a projection lens 7 and a housing 8.
  • the housing 8 houses the light source 2, the optical engine 3, the power supply board 4, the box body 5, and the like.
  • the light source 2 emits light toward an optical engine 3, which will be described later.
  • the light source 2 may be, for example, a lamp, a laser, an LED (Light Emitting Diode), or the like.
  • the optical engine 3 creates image light based on the light from the light source 2.
  • the optical engine 3 includes optical components and electronic components.
  • the optical component may be, for example, a light modulation element such as a DMD (Digital Micromirror Device) or a liquid crystal panel.
  • the electronic component controls the optical component. These optical components and electronic components are driven by power supplied from a power supply board 4, which will be described later.
  • the projection lens 7 is a lens that magnifies the image light produced by the optical engine 3. Thereby, in the display device 1 of this embodiment, the image light produced by the optical engine 3 can be magnified by the projection lens 7 and then projected onto the screen.
  • the power supply board 4 mainly supplies power to the light source 2 and the optical engine 3 to drive the light source 2 and the optical engine 3.
  • the power supply board 4 (device component) includes a board 41 (wiring board) and a plurality of power supply components 42 and 43 mounted on the board 41.
  • the plurality of power supply components 42 and 43 are all heat generating components that generate heat when energized.
  • the plurality of power supply components 42 and 43 include a plurality of first power supply components 42 whose temperature tends to rise due to heat generation when energized, and a plurality of second power supply components 43 whose temperature rise due to heat generation is smaller than that of the first power supply components 42. There is.
  • the plurality of first power supply components 42 are mounted only on the first surface 41a of the board 41. When mounted on the first surface 41a of the substrate 41, the plurality of first power supply components 42 have the same height with respect to the first surface 41a.
  • the plurality of second power supply components 43 are mounted only on the second surface 41b of the substrate 41 facing opposite to the first surface 41a. When mounted on the second surface 41b of the board 41, the heights of the plurality of second power supply components 43 with respect to the second surface 41b are not equal.
  • the box 5 shown in FIGS. 2 to 4 accommodates the power supply board 4 (device component) described above in a sealed state or a highly sealed state from the outside.
  • the degree of sealing of the box body 5 may be such that neither air nor dust can circulate inside and outside the box body 5, or it may be such that air can circulate inside and outside the box body 5 but dust cannot circulate. It may be the degree of airtightness.
  • the wall portion 51 of the box body 5 is thermally connected to the power supply components 42 and 43 (heat generating components) of the power supply board 4.
  • the box 5 of this embodiment will be specifically explained.
  • the box 5 of this embodiment shown in FIG. 3 has a rectangular parallelepiped appearance and has six flat wall portions 51 facing front, back, left, right, up and down.
  • the X-axis direction indicates the front-rear direction
  • the Y-axis direction indicates the left-right direction.
  • the Z-axis direction indicates the up-down direction.
  • the two wall portions 51 of the box body 5 that are arranged in the vertical direction are an upper wall portion 511 and a lower wall portion 512.
  • the two walls 51 of the box 5 that are lined up in the front-rear direction are a front wall 513 and a rear wall 514.
  • the two wall portions 51 of the box body 5 that are arranged in the left-right direction are a left wall portion 515 and a right wall portion 516.
  • the six wall portions 51 shown in FIGS. 3 and 4 are provided with heat radiating portions that release heat from the power supply components 42 and 43 to the outside of the box body 5. It is preferable that the six wall portions 51 serving as heat dissipating portions are formed of a material with high thermal conductivity such as aluminum. When assembling the six wall parts 51 to form the box body 5, it is possible to use a cushion or packing made of soft metal such as rubber or copper between adjacent wall parts 51 to prevent dust from entering. preferable.
  • the lower wall portion 512 of the box body 5 is arranged to face the first surface 41a (lower surface) of the board 41 that constitutes the power supply board 4.
  • the plurality of first power supply components 42 mounted on the first surface 41a of the substrate 41 are thermally connected to the inner surface 512a of the lower wall portion 512.
  • the plurality of first power supply components 42 are thermally connected to the lower wall portion 512 without air.
  • the heights of the plurality of first power supply components 42 with respect to the first surface 41a of the board 41 are the same. Therefore, as shown in FIG.
  • the plurality of first power supply components 42 are thermally connected to the lower wall 512 without air by directly contacting the flat inner surface 512a of the lower wall 512. can do.
  • an insulating sheet or the like may be interposed.
  • the upper wall portion 511 of the box body 5 is arranged to face the second surface 41b (upper surface) of the board 41 that constitutes the power supply board 4.
  • the plurality of second power supply components 43 mounted on the second surface 41b of the substrate 41 are thermally connected to the inner surface 511a of the upper wall portion 511.
  • the plurality of second power supply components 43 are thermally connected to the upper wall portion 511 via air.
  • the inner surfaces of the front wall 513, rear wall 514, left wall 515, and right wall 516 of the box 5 surround the substrate 41 of the power supply board 4 housed in the box 5.
  • the inner surfaces of the front wall 513, the rear wall 514, the left wall 515, and the right wall 516 are spaced apart from the plurality of power supply components 42 and 43 mounted on the board 41. Therefore, the plurality of power supply components 42 and 43 are thermally connected to the front wall 513, the rear wall 514, the left wall 515, and the right wall 516 via air.
  • a plurality of radiation fins 52 are provided on the outer surfaces of the upper wall 511 and lower wall 512 of the box 5.
  • the plurality of radiation fins 52 extend in one direction along the outer surfaces of the upper wall portion 511 and the lower wall portion 512, respectively.
  • the plurality of radiation fins 52 are arranged along the outer surfaces of the upper wall portion 511 and the lower wall portion 512 at intervals in a direction perpendicular to one direction.
  • each radiation fin 52 extends in the front-rear direction, and the plurality of radiation fins 52 are arranged at intervals in the left-right direction.
  • the box 5 housing the power supply board 4 is housed inside the housing 8.
  • a fan 9 for cooling the box body 5 is provided inside the housing 8 .
  • the fan 9 blows air outside the box body 5.
  • the wall portion 51 of the box body 5 is cooled by heat exchange between the air flowing outside the box body 5 and the wall portion 51 of the box body 5 by the fan 9.
  • the fan 9 is arranged to flow air in the direction in which the radiation fins 52 provided on the box body 5 extend. Thereby, heat can be efficiently exchanged between the air flowing inside the housing 8 and the box body 5. That is, the wall portion 51 of the box body 5 can be efficiently cooled.
  • the wall portion 51 of the box 5 housing the power supply board 4 (device component) is connected to the power supply parts 42 and 43 (heat generating parts) of the power supply board 4, and connected. That is, the wall portion 51 of the box body 5 has both the function of preventing dust from adhering to the power supply board 4 and the function of dissipating the heat of the power supply components 42 and 43 to the outside of the box body 5. Therefore, the heat of the power supply parts 42 and 43 can be efficiently dissipated to the outside of the box body 5 without separately installing heat dissipation parts (radiators and fans) for the power supply parts 42 and 43 inside the box body 5. be able to.
  • a plurality of first power supply components 42 are mounted on the first surface 41a of the substrate 41 that constitutes the power supply board 4.
  • the plurality of first power supply components 42 are thermally connected to the inner surface 512a of the lower wall portion 512 of the box body 5 facing the first surface 41a of the board 41.
  • the plurality of first power supply components 42 whose temperature tends to rise are thermally connected to the inner surface 512a of the lower wall portion 512 without intervening air. That is, there is no highly insulating air between the first power supply component 42 and the lower wall portion 512. Therefore, the heat of the first power supply component 42 can be efficiently transferred to the lower wall portion 512. Therefore, it is possible to effectively suppress the temperature of the first power supply component 42 from rising.
  • a plurality of second power supply components 43 are mounted on the second surface 41b of the substrate 41 that constitutes the power supply board 4.
  • the plurality of second power supply components 43 are thermally connected to the inner surface 511a of the upper wall portion 511 of the box body 5 that faces the second surface 41b of the board 41.
  • the heat radiation fins 52 are provided on the outer surface of the wall portion 51 (upper wall portion 511, lower wall portion 512) of the box body 5.
  • the heat transmitted from the power supply components 42 and 43 to the wall 51 of the box 5 is transferred from the radiation fin 52 to the wall 51 of the box 5. It can be efficiently dissipated into the air outside the body 5. Therefore, the power supply components 42 and 43 can be efficiently cooled.
  • the display device of the second embodiment includes the same light source 2, power supply board 4, projection lens 7, and housing 8 as the display device 1 of the first embodiment (see FIGS. 1 and 2). Further, the display device of the second embodiment includes an optical engine 3 (device component) shown in FIGS. 8 and 9, and a box body 6 that houses the optical engine 3.
  • the optical engine 3 includes a board 31 (wiring board) and a plurality of heat generating components 32 mounted on the board 31.
  • the heat generating component 32 of the optical engine 3 corresponds to the optical component or electronic component described in the first embodiment.
  • the plurality of heat generating components 32 are mounted only on the first surface 31a (upper surface) of the board 31.
  • the heat generating component 32 of the optical engine 3 and other components are not mounted on the second surface 31b of the substrate 31 facing opposite to the first surface 31a.
  • the heights of the plurality of heat generating components 32 mounted on the first surface 31a of the substrate 31 are the same with respect to the first surface 31a, but the heights may not be the same, for example.
  • the box 6 shown in FIGS. 7 to 9 houses the optical engine 3 (device component) described above in a sealed state or a highly sealed state from the outside.
  • the wall portion 61 of the box body 6 is thermally connected to the heat generating component 32 of the optical engine 3.
  • the box 6 of the second embodiment has a rectangular parallelepiped appearance, and has six flat wall portions 61 (an upper wall portion 611, a lower wall portion 611, a lower It has a wall portion 612, a front wall portion 613, a rear wall portion 614, a left wall portion 615, and a right wall portion 616).
  • These six wall portions 61 include a heat radiation portion that releases heat from the heat generating component 32 to the outside of the box body 6.
  • the material and assembly structure of the six walls 61, which are heat radiating parts, may be the same as those of the walls 51 of the box 5 of the first embodiment.
  • the upper wall portion 611 of the box 6 is arranged to face the first surface 31a (upper surface) of the substrate 31 that constitutes the optical engine 3.
  • the plurality of heat generating components 32 mounted on the first surface 31a of the substrate 31 are thermally connected to the inner surface 611a of the upper wall portion 611.
  • the plurality of heat generating components 32 are thermally connected to the upper wall portion 611 without air. This structure will be explained below.
  • the display device of the second embodiment includes a first thermal connection component 11.
  • the first thermal connection component 11 fills the gap between the heat generating component 32 and the inner surface 611a of the upper wall portion 611, and thermally connects the heat generating component 32 and the upper wall portion 611. If it is necessary to electrically insulate the heat generating component 32 and the upper wall portion 611 (box 6), the first thermal connection component 11 may have electrical insulation properties.
  • the first thermal connection component 11 may be, for example, a heat dissipating silicone sheet or a two-component hardened heat dissipating grease. In FIGS. 8 and 9, one first thermal connection component 11 is provided for each of the plurality of heat generating components 32, but for example, only one first thermal connection component 11 may be provided for each of the plurality of heat generating components 32.
  • the lower wall portion 612 of the box 6 is arranged to face the second surface 31b (lower surface) of the substrate 31 that constitutes the optical engine 3.
  • the second surface 31b of the substrate 31 is thermally connected to the lower wall portion 612 (another wall portion).
  • the substrate 31 is thermally connected to the lower wall portion 612 without air.
  • the display device of the second embodiment includes a second thermal connection component 12.
  • the second thermal connection component 12 fills the gap between the second surface 31b of the substrate 31 and the inner surface 612a of the lower wall portion 612, and thermally connects the substrate 31 and the lower wall portion 612.
  • the characteristics and specific materials of the second thermal connection component 12 may be the same as those of the first thermal connection component 11.
  • the second thermal connection component 12 is provided in a region of the second surface 31b of the substrate 31 that overlaps with the heat generating component 32 in the thickness direction of the substrate 31. Thereby, the heat of the heat generating component 32 can be efficiently transferred to the lower wall portion 612 as well.
  • the second thermal connection component 12 may be provided, for example, on the entire second surface 31b of the board 31.
  • the inner surfaces of the front wall 613, rear wall 614, left wall 615, and right wall 616 of the box 6 constitute the optical engine 3 housed in the box 6. Surround the substrate 31.
  • the inner surfaces of the front wall 613, the rear wall 614, the left wall 615, and the right wall 616 are spaced apart from the plurality of heat generating components 32 mounted on the board 31. Therefore, the plurality of heat generating components 32 are thermally connected to the front wall 613, the rear wall 614, the left wall 615, and the right wall 616 via air.
  • the gaps between the heat generating component 32 and the front wall 613, rear wall 614, left wall 615, and right wall 616 may be filled with, for example, the aforementioned thermal connection components 11 and 12.
  • a plurality of heat radiation fins 62 are provided on the outer surfaces of the upper wall 611 and the lower wall 612 of the box 6, similar to the box 5 of the first embodiment.
  • the shape and arrangement of the radiation fins 62 are the same as in the first embodiment.
  • the same effects as the first embodiment are achieved. Furthermore, in the display device of the second embodiment, the gap between the heat generating component 32 and the inner surface 611a of the top wall 611 is filled by the first thermal connection component 11 that thermally connects the heat generating component 32 and the top wall 611. It is being Thereby, the first thermal connection component 11 can prevent a gap from forming between the heat generating component 32 and the inner surface 611a of the upper wall portion 611. That is, it is possible to suppress or prevent highly insulating air from being present between the heat generating component 32 and the wall portion 61. Therefore, the heat of the heat generating component 32 can be efficiently transferred to the upper wall portion 611 of the box body 6.
  • the second surface 31b of the substrate 31 constituting the optical engine 3 is attached to the lower wall portion 612 (another wall portion 61) of the box body 6 that faces the second surface 31b. is thermally connected to the Thereby, the heat of the plurality of heat generating components 32 mounted on the board 31 can be released to the box body 6 from both the first surface 31a side and the second surface 31b side of the board 31. Therefore, the heat of the heat generating component 32 can be released more efficiently.
  • the thermal connection component of the second embodiment described above may be applied to the display device 1 of the first embodiment, for example.
  • the display device 1 of the first embodiment for example, as shown in FIG. 13 may be filled in.
  • the gap between the second power supply component 43 mounted on the second surface 41b of the board 41 and the upper wall portion 511 of the box body 5 may be filled with the thermal connection component 13.
  • the power supply components 42 and 43 (second power supply component 43 in FIG. 10) mounted on the board 41 and the side walls of the box body 5 front wall 513, rear wall 514, left wall 515, right wall 516) ) may be filled with the thermal connection component 13. In this case, the same effects as in the second embodiment described above are achieved.
  • the present invention is not limited to projection display devices, but may be applied to any display device such as a liquid crystal display, a plasma display, and an organic electro-luminescence (EL) display.
  • a liquid crystal display such as a liquid crystal display, a plasma display, and an organic electro-luminescence (EL) display.
  • EL organic electro-luminescence
  • Display device 2 Light source 3 Optical engine (device component) 31 Substrate 31a First surface 31b Second surface 32 Heat generating component 4 Power supply board (device component) 41 Board 41a First surface 41b Second surface 42, 43 Power supply parts (heat generating parts) 5 Box 51 Walls 511a, 512a Inner surface 52 Radiation fin 6 Box 61 Walls 611a, 612a Inner surface 62 Radiation fin 7 Projection lenses 11, 12, 13 Thermal connection parts

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Abstract

表示装置は、光源と、光源からの光に基づいて表示面に表示する画像光を作る光学エンジンと、光源及び光学エンジンを駆動するための電源基板（４）と、電源基板（４）を収容する箱体（５）と、を備える。箱体（５）の壁部（５１）は、電源基板（４）に備える発熱部品（４２）と熱的に接続されることで、発熱部品（４２）の熱を箱体（５）の外側に逃がす放熱部を備える。発熱部品（４２）は、電源基板（４）に備える基板（４１）の第一面（４１ａ）に実装されている。

Description

表示装置
　本開示は、表示装置に関する。
　従来、光源から発せられた光を、DMD（Digital Micromirror Device）や液晶パネルなどの光変調素子で変調し、変調された画像光を表示面に表示する表示装置がある。表示装置には、例えば、変調された画像光を投写レンズにより表示面としてのスクリーンに拡大投写する投写型表示装置がある。このような表示装置は、光源と、光変調素子などの光学部品、電子部品を含む光学エンジンと、光源及び光学エンジンを駆動するための電源基板と、を所定の筐体内に設けて構成される。
　光学エンジンにおいては、光源から光学部品に入射された強い光による光学部品の温度上昇、及び、電気抵抗による電子部品の発熱が発生する。これら光学部品や電子部品には、それぞれ所望の性能を発揮するための許容温度（上限の温度）が設定されている。このため、光学エンジンにおいては、光学部品及び電子部品の冷却が必要となる。
　電源基板は、配線基板に各種の電源部品を実装して構成されている。電源部品はその電気抵抗により大きな熱を発生するため、前述した電子部品と同様に冷却する必要がある。
　特許文献１には、基板に実装された複数の発熱部品の熱を効果的に放熱するために、個々の発熱部品に固定された複数の放熱板の上端の面を各々の発熱部品上において同一の高さに位置させ、これら複数の放熱板の上端の面に１つの放熱器（ヒートシンク）を搭載した放熱構造が開示されている。
特開２０１８－１４８１２５号公報
　ところで、表示装置には、粉塵による画像光の輝度低下や、粉塵による電子部品や電源部品を含む回路のショート（短絡）を防ぐことを目的として、光学エンジンの光学部品や電子部品、電源基板の電源部品への粉塵の付着を防ぐことが求められている。このため、光学エンジンや電源基板（以下、「装置構成部」と呼ぶ。）を密閉または密閉度の高い箱体に収容することが考えられる。
　箱体に収容された装置構成部の発熱部品（前述の光学部品、電子部品、電源部品など）を冷却する方法として、循環冷却方式が考えられる。循環冷却方式では、箱体内にヒートシンクやヒートパイプなどの放熱器、及び、冷却用のファンを設ける。そして、当該ファンにより箱体内に空気の循環流を作り、箱体内に流れる空気を介して、発熱部品と放熱器との間で熱交換を行う。さらに、放熱器により熱を箱体の外側に放出することで、発熱部品の冷却が行われる。
　しかしながら、循環冷却方式では、放熱器及びファンを箱体内に設置する必要があるため、表示装置の部品点数が多くなってしまう、という問題がある。また、箱体のサイズが大きくなるため、表示装置の大型化を助長してしまう、という問題もある。
　この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、装置構成部を箱体内に配置しても、表示装置の部品点数を増やすことなく、また、表示装置の大型化を抑制しながら、装置構成部の発熱部品の熱を効率よく箱体の外側に逃がすことが可能な表示装置を提供することを目的とする。
　本発明の一態様は、光源と、前記光源からの光に基づいて表示面に表示する画像光を作る光学エンジンと、前記光源及び前記光学エンジンを駆動するための電源基板と、前記光学エンジン及び前記電源基板のうち少なくともいずれか一方の装置構成部を収容する箱体と、を備える表示装置である。前記箱体の壁部は、前記装置構成部に備える発熱部品と熱的に接続されることで、前記発熱部品の熱を前記箱体の外側に逃がす放熱部を備える。前記発熱部品は、前記装置構成部に備える基板の第一面に実装されている  。
　本発明によれば、装置構成部を箱体内に配置しても、部品点数を増やすことなく、また、表示装置の大型化を抑制しながら、装置構成部の発熱部品の熱を効率よく箱体の外側に逃がすことができる。
本発明の第一実施形態に係る表示装置の外観を示す斜視図である。 図１の表示装置の筐体の内部のレイアウトを示す平断面図である。 図１，２の表示装置において、電源基板を収容した箱体を示す斜視図である。 図３の分解斜視図である。 図４の電源基板を示す側面図である。 図４の電源基板を筐体の下壁部に載置した状態を示す斜視図である。 本発明の第二実施形態に係る表示装置において、光学エンジンを収容した箱体を示す斜視図である。 図７の分解斜視図である。 図７，８の光学エンジン及び箱体を示す断面図である。 第一実施形態の表示装置の変形例を模式的に示す断面図である。
〔第一実施形態〕
　以下、図１～６を参照して本発明の第一実施形態について説明する。
　図１に示す表示装置１は、画像光（映像）を表示面に表示する装置である。具体的に、本実施形態の表示装置１は、画像光を表示面としてのスクリーンに投写する投写型表示装置（プロジェクタ）である。図１，２に示す表示装置１は、光源２と、光学エンジン３と、電源基板４と、箱体５と、を備える。また、本実施形態の表示装置１は、投写レンズ７、筐体８をさらに備える。筐体８は、光源２、光学エンジン３、電源基板４、箱体５などを収容する。
　光源２は、後述する光学エンジン３に向けて光を出射する。光源２は、例えば、ランプ、レーザー、LED（Light Emitting Diode）などであってよい。
　光学エンジン３は、光源２からの光に基づいて画像光を作る。図示しないが、光学エンジン３は、光学部品及び電子部品を有する。光学部品は、例えばDMD（Digital Micromirror Device）や液晶パネルなどの光変調素子であってよい。電子部品は、光学部品を制御するものである。これら光学部品や電子部品は、後述する電源基板４から供給される電力によって駆動される。
　投写レンズ７は、光学エンジン３で作られた画像光を拡大するレンズである。これにより、本実施形態の表示装置１では、光学エンジン３で作られた画像光を投写レンズ７で拡大した上で、スクリーンに投射することができる。
　電源基板４は、主に光源２及び光学エンジン３に電力を供給して光源２及び光学エンジン３を駆動する。図４，５に示すように、電源基板４（装置構成部）は、基板４１（配線基板）と、基板４１に実装される複数の電源部品４２，４３と、を有する。複数の電源部品４２，４３は、いずれも通電により発熱する発熱部品である。複数の電源部品４２，４３には、通電により発熱に伴って温度上昇しやすい複数の第一電源部品４２と、第一電源部品４２よりも発熱に伴う温度上昇が小さい複数の第二電源部品４３と、がある。
　複数の第一電源部品４２は、基板４１の第一面４１ａのみに実装されている。基板４１の第一面４１ａに実装された状態で、第一面４１ａを基準とする複数の第一電源部品４２の高さは揃っている。
　複数の第二電源部品４３は、第一面４１ａと逆側に向く基板４１の第二面４１ｂのみに実装されている。基板４１の第二面４１ｂに実装された状態で、第二面４１ｂを基準とする複数の第二電源部品４３の高さは揃っていない。
　図２～４に示す箱体５は、上記した電源基板４（装置構成部）を外部に対して密閉した状態または密閉度の高い状態で収容する。箱体５の密閉度は、箱体５の内外に空気も粉塵も流通しない程度の密閉度であってもよいし、箱体５の内外に空気が流通し得るが、粉塵は流通しない程度の密閉度であってよい。箱体５の壁部５１は、電源基板４の電源部品４２，４３（発熱部品）と熱的に接続されている。以下、本実施形態の箱体５について具体的に説明する。
　図３に示す本実施形態の箱体５は、直方体状の外観を有し、前後左右上下に向く６つの平板状の壁部５１を有する。図３～６においては、Ｘ軸方向が前後方向を示し、Ｙ軸方向が左右方向を示している。また、Ｚ軸方向が上下方向を示している。上下方向に並ぶ箱体５の２つの壁部５１は、上壁部５１１及び下壁部５１２である。前後方向に並ぶ箱体５の２つの壁部５１は、前壁部５１３及び後壁部５１４である。左右方向に並ぶ箱体５の２つの壁部５１は、左壁部５１５及び右壁部５１６である。
　図３，４に示す６つの壁部５１は、電源部品４２，４３の熱を箱体５の外側に逃がす放熱部を備える。放熱部としての６つの壁部５１は、アルミニウムなど熱伝導率の高い材料によって形成されることが好ましい。６つの壁部５１を組み立てて箱体５を構成する際には、粉塵の流入を防ぐために、隣り合う壁部５１の間をクッションやゴム又は銅等の柔らかい金属などのパッキンを使用することが好ましい。
　図４，６に示すように、箱体５の下壁部５１２は、電源基板４を構成する基板４１の第一面４１ａ（下面）に対向するように配置される。そして、基板４１の第一面４１ａに実装された複数の第一電源部品４２は、下壁部５１２の内面５１２ａに対して熱的に接続される。本実施形態において、複数の第一電源部品４２は、空気を介さずに下壁部５１２と熱的に接続されている。
　前述したように、基板４１の第一面４１ａを基準とする複数の第一電源部品４２の高さは揃っている。このため、複数の第一電源部品４２は、例えば図６に示すように、下壁部５１２の平坦な内面５１２ａに直接接触することで、空気を介さずに下壁部５１２と熱的に接続することができる。なお、第一電源部品４２と下壁部５１２（箱体５）とを電気的に絶縁する必要がある場合には、第一電源部品４２と下壁部５１２（箱体５）との間に絶縁シート等を介在させてもよい。
　図４に示すように、箱体５の上壁部５１１は、電源基板４を構成する基板４１の第二面４１ｂ（上面）に対向するように配置される。そして、基板４１の第二面４１ｂに実装された複数の第二電源部品４３は、上壁部５１１の内面５１１ａに対して熱的に接続される。本実施形態において、複数の第二電源部品４３は、空気を介して上壁部５１１と熱的に接続されている。
　箱体５の前壁部５１３、後壁部５１４、左壁部５１５及び右壁部５１６の各内面は、箱体５に収容された電源基板４の基板４１の周囲を囲む。前壁部５１３、後壁部５１４、左壁部５１５及び右壁部５１６の各内面は、基板４１に実装された複数の電源部品４２，４３に対して間隔をあけて配置される。このため、複数の電源部品４２，４３は、空気を介して前壁部５１３、後壁部５１４、左壁部５１５及び右壁部５１６と熱的に接続されている。
　図３，４に示すように、箱体５の上壁部５１１及び下壁部５１２の外面には、複数の放熱フィン５２が設けられている。複数の放熱フィン５２は、それぞれ上壁部５１１、下壁部５１２の外面に沿う一方向に延びている。複数の放熱フィン５２は、上壁部５１１、下壁部５１２の外面に沿って一方向に直交する方向に間隔をあけて並んでいる。図３，４において、各放熱フィン５２は前後方向に延びており、複数の放熱フィン５２は左右方向に間隔をあけて並んでいる。
　図２に示すように、電源基板４を収容した箱体５は、筐体８の内部に収容される。筐体８の内部には、箱体５を冷却するためのファン９が設けられている。ファン９は、箱体５の外側において空気を流す。ファン９によって箱体５の外側に流れる空気と箱体５の壁部５１との間で熱交換を行うことにより、箱体５の壁部５１が冷却される。
　本実施形態において、ファン９は、箱体５に設けられた放熱フィン５２が延びる方向に空気を流すように配置されている。これにより、筐体８内部で流れる空気と箱体５との間で効率よく熱交換することができる。すなわち、箱体５の壁部５１を効率よく冷却することができる。
　以上説明したように、本実施形態の表示装置１では、電源基板４（装置構成部）を収容した箱体５の壁部５１が、電源基板４の電源部品４２，４３（発熱部品）と熱的に接続されている。すなわち、箱体５の壁部５１は、電源基板４への粉塵の付着を防ぐ機能と、電源部品４２，４３の熱を箱体５の外側に放散する機能と、を兼用している。このため、箱体５内に電源部品４２，４３の放熱用の部品（放熱器やファン）を別途設置しなくても、電源部品４２，４３の熱を効率よく箱体５の外側に放散することができる。これにより、表示装置１の構成部品点数の増加を抑制でき、また、箱体５のサイズが大きくなることも抑制できる。したがって、電源基板４を箱体５内に配置しても、表示装置１の部品点数を増やすことなく、また、表示装置１の大型化を抑制しながら、電源部品４２，４３の熱を効率よく箱体５の外側に逃がすことができる。
　また、本実施形態の表示装置１では、電源基板４を構成する基板４１の第一面４１ａに複数の第一電源部品４２が実装されている。そして、複数の第一電源部品４２は、基板４１の第一面４１ａに対向する箱体５の下壁部５１２の内面５１２ａに対して熱的に接続されている。これにより、基板４１の第一面４１ａを箱体５の下壁部５１２の内面５１２ａに対向させるだけで、複数の第一電源部品４２を下壁部５１２の内面５１２ａに対して簡単に熱的に接続することができる。
　また、本実施形態の表示装置１では、温度が上昇しやすい複数の第一電源部品４２が、空気を介さずに下壁部５１２の内面５１２ａに熱的に接続されている。すなわち、第一電源部品４２と下壁部５１２との間には、断熱性の高い空気が介在しない。このため、第一電源部品４２の熱を効率よく下壁部５１２に伝えることができる。したがって、第一電源部品４２の温度が上昇することを効果的に抑制することができる。
　さらに、本実施形態の表示装置１では、電源基板４を構成する基板４１の第二面４１ｂに複数の第二電源部品４３が実装されている。そして、複数の第二電源部品４３は、基板４１の第二面４１ｂに対向する箱体５の上壁部５１１の内面５１１ａに対して熱的に接続されている。これにより、電源基板４を構成する複数の電源部品４２，４３の熱を基板４１の第一面４１ａ側及び第二面４１ｂ側の両方から箱体５に逃がすことができる。したがって、電源部品４２，４３の熱をさらに効率よく逃がすことができる。
　また、本実施形態の表示装置１では、箱体５の壁部５１（上壁部５１１、下壁部５１２）の外面に放熱フィン５２が設けられている。これにより、放熱フィン５２を設けた箱体５の壁部５１の外面に沿って空気を流すことで、電源部品４２，４３から箱体５の壁部５１に伝わった熱を放熱フィン５２から箱体５の外側の空気に効率よく放散することができる。したがって、電源部品４２，４３を効率よく冷却することができる。
〔第二実施形態〕
　次に、図７～９を参照して本発明の第二実施形態について説明する。第二実施形態においては、第一実施形態と同様の構成要素について同一符号を付す等して、その説明を省略する。
　第二実施形態の表示装置は、第一実施形態の表示装置１と同様の光源２、電源基板４、投写レンズ７及び筐体８を備える（図１，２参照）。また、第二実施形態の表示装置は、図８，９に示す光学エンジン３（装置構成部）と、当該光学エンジン３を収容する箱体６と、を備える。
　光学エンジン３は、基板３１（配線基板）と、基板３１に実装された複数の発熱部品３２と、を有する。光学エンジン３の発熱部品３２は、第一実施形態において説明した光学部品や電子部品に相当する。複数の発熱部品３２は、基板３１の第一面３１ａ（上面）のみに実装されている。第二実施形態において、第一面３１ａと反対側に向く基板３１の第二面３１ｂには、光学エンジン３の発熱部品３２や他の部品が実装されない。図９では、第一面３１ａを基準として、基板３１の第一面３１ａに実装された複数の発熱部品３２の高さが揃っているが、例えば揃わなくてもよい。
　図７～９に示す箱体６は、上記した光学エンジン３（装置構成部）を外部に対して密閉した状態または密閉度の高い状態で収容する。箱体６の壁部６１は、光学エンジン３の発熱部品３２と熱的に接続されている。
　第二実施形態の箱体６は、第一実施形態の箱体５と同様に、直方体状の外観を有し、前後左右上下に向く６つの平板状の壁部６１（上壁部６１１、下壁部６１２、前壁部６１３、後壁部６１４、左壁部６１５、右壁部６１６）を有する。図７～９に示すＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向は、それぞれ前後方向、左右方向、上下方向を示している。これら６つの壁部６１は、発熱部品３２の熱を箱体６の外側に逃がす放熱部を備える。放熱部である６つの壁部６１の材料や組立構造は、第一実施形態の箱体５の壁部５１と同様であってよい。
　図８，９に示すように、箱体６の上壁部６１１は、光学エンジン３を構成する基板３１の第一面３１ａ（上面）に対向するように配置される。そして、基板３１の第一面３１ａに実装された複数の発熱部品３２は、上壁部６１１の内面６１１ａに対して熱的に接続される。第二実施形態において、複数の発熱部品３２は、空気を介さずに上壁部６１１と熱的に接続されている。以下、この構造について説明する。
　第二実施形態の表示装置は、第一熱接続部品１１を備える。第一熱接続部品１１は、発熱部品３２と上壁部６１１の内面６１１ａとの隙間を埋めて、発熱部品３２と上壁部６１１とを熱的に接続する。発熱部品３２と上壁部６１１（箱体６）とを電気的に絶縁する必要がある場合、第一熱接続部品１１は電気的な絶縁性を有してよい。第一熱接続部品１１は、例えば放熱シリコンシートや２液性などによる硬化放熱グリスであってよい。図８，９において、第一熱接続部品１１は複数の発熱部品３２に対して一つずつ設けられているが、例えば複数の発熱部品３２に対して一つだけ設けられてもよい。
　また、第二実施形態の表示装置では、箱体６の下壁部６１２が、光学エンジン３を構成する基板３１の第二面３１ｂ（下面）に対向するように配置される。そして、基板３１の第二面３１ｂは当該下壁部６１２（別の壁部）に対して熱的に接続される。第二実施形態において、基板３１は、空気を介さずに下壁部６１２と熱的に接続されている。以下、この構造について説明する。
　図９に示すように、第二実施形態の表示装置は、第二熱接続部品１２を備える。第二熱接続部品１２は、基板３１の第二面３１ｂと下壁部６１２の内面６１２ａとの隙間を埋めて、基板３１と下壁部６１２とを熱的に接続する。第二熱接続部品１２の特性や具体的な材料は、第一熱接続部品１１と同じであってよい。
　第二熱接続部品１２は、基板３１の第二面３１ｂのうち基板３１の厚さ方向において発熱部品３２と重なる領域に設けられている。これにより、発熱部品３２の熱を効率よく下壁部６１２にも伝えることができる。なお、第二熱接続部品１２は、例えば基板３１の第二面３１ｂの全体に設けられてもよい。
　図８，９に示すように、箱体６の前壁部６１３、後壁部６１４、左壁部６１５及び右壁部６１６の各内面は、箱体６に収容された光学エンジン３を構成する基板３１の周囲を囲む。前壁部６１３、後壁部６１４、左壁部６１５及び右壁部６１６の各内面は、基板３１に実装された複数の発熱部品３２に対して間隔をあけて配置される。このため、複数の発熱部品３２は、空気を介して前壁部６１３、後壁部６１４、左壁部６１５及び右壁部６１６と熱的に接続されている。なお、発熱部品３２と前壁部６１３、後壁部６１４、左壁部６１５、右壁部６１６との隙間は、例えば前述した熱接続部品１１，１２によって埋められてもよい。
　第二実施形態の箱体６では、第一実施形態の箱体５と同様に、箱体６の上壁部６１１及び下壁部６１２の外面に、複数の放熱フィン６２が設けられている。放熱フィン６２の形状や配列は、第一実施形態と同様である。
　第二実施形態の表示装置によれば、第一実施形態と同様の効果を奏する。
　また、第二実施形態の表示装置では、発熱部品３２と上壁部６１１の内面６１１ａとの隙間が、発熱部品３２と上壁部６１１とを熱的に接続する第一熱接続部品１１によって埋められている。これにより、発熱部品３２と上壁部６１１の内面６１１ａとの間に隙間が生じることを第一熱接続部品１１によって防ぐことができる。すなわち、発熱部品３２と壁部６１との間に断熱性の高い空気が介在することを抑制又は防止できる。したがって、発熱部品３２の熱を効率よく箱体６の上壁部６１１に伝えることができる。
　さらに、第二実施形態の表示装置では、光学エンジン３を構成する基板３１の第二面３１ｂが、当該第二面３１ｂに対向する箱体６の下壁部６１２（別の壁部６１）に対して熱的に接続されている。これにより、基板３１に実装された複数の発熱部品３２の熱を、基板３１の第一面３１ａ側及び第二面３１ｂ側の両方から箱体６に逃がすことができる。したがって、発熱部品３２の熱をさらに効率よく逃がすことができる。
　上記した第二実施形態の熱接続部品は、例えば第一実施形態の表示装置１に適用されてもよい。第一実施形態の表示装置１では、例えば図１０に示すように、基板４１の第一面４１ａに実装された第一電源部品４２と箱体５の下壁部５１２との隙間が熱接続部品１３によって埋められてよい。また、基板４１の第二面４１ｂに実装された第二電源部品４３と箱体５の上壁部５１１との隙間が熱接続部品１３によって埋められてもよい。さらに、基板４１に実装された電源部品４２，４３（図１０では第二電源部品４３）と箱体５の側壁部（前壁部５１３、後壁部５１４、左壁部５１５、右壁部５１６）との隙間が熱接続部品１３によって埋められてもよい。この場合には、上記した第二実施形態と同様の効果を奏する。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
　本発明は、投写型表示装置に限らず、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬ（Organic Electro-Luminescence）ディスプレイなどの任意の表示装置に適用されよい。
１　表示装置
２　光源
３　光学エンジン（装置構成部）
３１　基板
３１ａ　第一面
３１ｂ　第二面
３２　発熱部品
４　電源基板（装置構成部）
４１　基板
４１ａ　第一面
４１ｂ　第二面
４２，４３　電源部品（発熱部品）
５　箱体
５１　壁部
５１１ａ，５１２ａ　内面
５２　放熱フィン
６　箱体
６１　壁部
６１１ａ，６１２ａ　内面
６２　放熱フィン
７　投写レンズ
１１，１２，１３　熱接続部品

Claims (8)

  1. 　光源と、
    　前記光源からの光に基づいて表示面に表示する画像光を作る光学エンジンと、
    　前記光源及び前記光学エンジンを駆動するための電源基板と、
    　前記光学エンジン及び前記電源基板のうち少なくともいずれか一方の装置構成部を収容する箱体と、を備え、
    　前記箱体の壁部は、前記装置構成部に備える発熱部品と熱的に接続されることで、前記発熱部品の熱を前記箱体の外側に逃がす放熱部を備え、
    　前記発熱部品は、前記装置構成部に備える基板の第一面に実装されている表示装置。
  2. 　複数の前記発熱部品は、前記第一面に対向する前記壁部の内面に対して熱的に接続される請求項１に記載の表示装置。
  3. 　前記第一面とは逆側に向く前記基板の第二面が、前記第二面に対向する前記箱体の別の壁部に対して熱的に接続される請求項２に記載の表示装置。
  4. 　前記発熱部品と前記壁部の内面との隙間を埋めて、前記発熱部品と前記壁部とを熱的に接続する熱接続部品を備える請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の表示装置。
  5. 　前記壁部の外面には、複数の放熱フィンが設けられている請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の表示装置。
  6. 　前記放熱フィンは、少なくとも前記基板の第一面が対向する前記壁部の外面に設けられている請求項５に記載の表示装置。
  7. 　前記箱体を冷却するために前記箱体の外側において空気を流すファンを備え、
    　前記ファンは、前記壁部の外面に沿って前記放熱フィンが延びる方向に空気を流す請求項５又は請求項６に記載の表示装置。
  8. 　前記画像光を拡大する投写レンズを備える請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の表示装置。
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