(57)【要約】【課題】  液晶表示素子のような光変調素子に接するように放熱部材が設けられた液冷システムを用いた構成において、配管を放熱部材に接続する際に光変調素子が位置ずれしてしまうことを低減できる投影型画像表示装置を提供することである。【解決手段】  光変調素子に接するように設けられ、冷却用水溶液が流れる流路が設けられた放熱部材と、放熱部材の接続部に接続され、冷却用水溶液を流すための配管と、を有する投射型画像表示装置において、配管に、当該配管を前記接続部に着脱する方向の垂直方向に対して円弧形状の領域を設ける。このような円弧形状の領域を設けることで、投影型表示装置の組立時に光変調素子の位置ずれが生じることを低減することができる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を変調する光変調素子と、
前記光変調素子に接するように設けられ、冷却用水溶液が流れる流路が設けられた放熱部材と、
前記放熱部材の接続部に接続され、冷却用水溶液を流すための配管と、を有する投射型画像表示装置であって、
前記配管は、当該配管を前記接続部に着脱する方向の垂直方向に対して円弧形状となる領域を有していることを特徴とする投射型画像表示装置。
【請求項２】
前記放熱部材は、金属部材であり、当該金属部材と前記光変調素子が接して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の投射型画像表示装置。
【請求項３】
前記配管の前記円弧形状の領域は、前記光変調素子に対して冷却用水溶液の流動方向の上流側の下流側とに設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の投射型画像表示装置。
【請求項４】
前記光変調素子は複数設けられており、前記放熱部材は、前記複数の光変調素子のそれぞれに熱的に接続されるように複数設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の投射型画像表示装置。
【請求項５】
前記配管の前記円弧形状の領域は、前記複数の光変調素子に対して冷却用水溶液の流動方向の上流側と下流側とに設けられていることを特徴とする請求項４に記載の投射型画像表示装置。
【請求項６】
前記配管の前記円弧形状の領域は、前記複数の光変調素子のそれぞれに対して冷却用水溶液の流動方向の上流側と下流側とに設けられていることを特徴とする請求項４に記載の投射型画像表示装置。
【請求項７】
前記接続部に着脱する方向からみたときに、前記上流側の前記円弧形状の領域の中心と、前記下流側の前記円弧形状の領域の中心とが重なるように設けられていることを特徴とする請求項６に記載の投射型画像表示装置。
【請求項８】
前記円弧形状は、螺旋形状に設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の投射型画像装置。
【請求項９】
前記光変調素子は、液晶表示素子であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の投射型画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投射型画像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタなどの投射型画像表示装置に用いられる光変調素子は、高温になりすぎると、寿命が低下したり特性が変化したりしてしまうため、プロジェクタを稼働する際には光変調素子を冷却することが求められる。このような液晶表示素子の冷却方法には、ファンなどを用いた空気冷却システム（以下、空冷システムとも称する）だけでなく、液体を循環させることで冷却する液体冷却システム（以下、液冷システムとも称する）を採用することができる。このような液冷システムは、空冷システムと比較してより効率的に冷却することが可能であるため、液晶表示素子の長寿命化に寄与できる可能性がある。
【０００３】
特許文献１には、液晶表示素子を保持するベース部材を液冷システムによって冷却することで、液晶表示素子を冷却する仕組みが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４１３３７７４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、赤、青、緑のような複数の液晶表示素子を用いたプロジェクタでは、各色の投影画像が投影面上できれいに重なるように、液晶表示素子間の位置合わせを精密に行う必要がある。特許文献１に開示の方法では、ベース部材は液晶表示素子に直接接してはいないため、プロジェクタの組立時の配管接続の影響で液晶表示素子間の位置ずれが発生する可能性は低いといえる。しかし特許文献１に開示の方法では、受熱部と液晶表示素子の接触面積が小さく、配置位置が遠いため、受熱部と液晶表示素子との間の熱抵抗が非常に高くなり、効率的ではない可能性が高い。
【０００６】
受熱部と液晶表示素子との間の熱抵抗を低減するためには、液晶表示素子の近傍に直接的に接するように受熱部となる放熱部材を設けることが好ましい。その場合、プロジェクタ組立時に放熱部材の接続部に液冷システムの配管を接続させると、放熱部材に力がかかり、さらにその力が液晶表示素子に影響して位置ずれが発生してしまう可能性がある。
【０００７】
そこで本発明の目的は、液晶表示素子のような光変調素子に接するように放熱部材が設けられた液冷システムを用いた構成において、配管を放熱部材に接続する際に光変調素子が位置ずれしてしまうことを低減できる投影型画像表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の投射型画像表示装置は、光を変調する光変調素子と、前記光変調素子に接するように設けられ、冷却用水溶液が流れる流路が設けられた放熱部材と、前記放熱部材の接続部に接続され、冷却用水溶液を流すための配管と、を有する投射型画像表示装置であって、前記配管は、当該配管を前記接続部に着脱する方向の垂直方向に対して円弧形状となる領域を有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、配管を放熱部材に接続する際に光変調素子が位置ずれしてしまうことを低減できる投影型画像表示装置を提供することである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態にかかる投射型画像表示装置としてのプロジェクタ装置に関する光学ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態にかかる冷却装置の概略図である。
【図３】本発明の第１の実施形態にかかる冷却装置の外観図である。
【図４】本発明の第２の実施形態にかかる冷却装置の概略図である。
【図５】本発明の第２の実施形態にかかる冷却装置の外観図である。
【図６】比較例における冷却装置の外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１の実施形態）
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１２】
図１、本発明の実施形態にかかる投射型画像表示装置としてのプロジェクタ装置に関する光学ブロック図の一例である。ここでは、反射型液晶表示素子を光変調素子として用いたプロジェクタ装置を用いて説明するが、本発明はそれ以外の光変調素子、例えば、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）、透過型液晶表示素子を用いたプロジェクタ装置に適用することも可能である。
【００１３】
図１において、プロジェクタ装置１００は、光源１０１と、ダイクロイックミラー１０２、１０３と、ミラー１０４と、偏光ビームスプリッター１０５、１０６、１０７と、液晶表示素子１０８、１０９、１１０を備える。また、Ｘプリズム１１１と、輝度ホイールａ１１２と、輝度ホイールｂ１１３と、投射光学系としての投射レンズ系１１４を備える。
【００１４】
光源１０１は、白色光を出力する光源であり、例えば超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、レーザー、ＬＥＤなどを用いることができる。光源１０１からの白色光はダイクロイックミラー１０２により、緑（以下Ｇと記載）成分光と赤（以下Ｒと記載）、青（以下Ｂと記載）成分光とに分離される。Ｒ、Ｂ成分光はダイクロイックミラー１０３へ供給され、Ｒ成分光とＢ成分光とに分離される。
【００１５】
そして、分離されたＧ、Ｒ、Ｂの各成分光は、それぞれ偏光ビームスプリッター１０５、１０６、１０７に供給される。Ｇ、Ｒ、Ｂの成分光は、偏光ビームスプリッター１０５、１０６、１０７からそれぞれ液晶表示素子１０８、１０９、１１０へ供給される。
【００１６】
Ｇ、Ｂ、Ｒの成分光はそれぞれの液晶表示素子により、入力映像信号に応じて偏光が制御され、再度、偏光ビームスプリッター１０５、１０６、１０７に戻る。そして、偏光ビームスプリッター１０５、１０６、１０７で、偏光状態により投影光としてＸプリズム１１１へ供給される成分光と、光源１０１方向へ戻る成光分とに分離される。Ｘプリズム１１１は、それぞれのＧ、Ｒ、Ｂ成分光（投影光）を合成し合成光として投射レンズ系１１４に供給する。投射レンズ系１１４は、供給された合成光をスクリーン等へ投射し映像を表示する。
【００１７】
図２は、本発明の第１の実施形態にかかる冷却装置の概略図である。プロジェクタ装置が稼働すると、液晶表示素子１０８、１０９、１１０は高温となるため、劣化を防止するために冷却することが必要である。本実施形態に係る冷却装置は、冷媒（冷却用水溶液）で液晶表示素子１０８、１０９、１１０を冷却する循環型の液体冷却システムである。このような冷却装置に用いることができる冷媒としては、プロピレングリコールなどの液体を用いることができるが、液晶表示素子１０８、１０９、１１０を冷却することができればこれに限られない。
【００１８】
ポンプ２０４の圧力によって押し出された冷媒は、配管２３１の配管２３１ａ部分を介して受熱部として機能するジャケット２０１、２０２、２０３に設けられた流路に送られる。その後ジャケット２０１、２０２、２０３の流路を通った冷媒は、配管２３１ｂに送り出され、ラジエータ２０５においてファン２２１の送風で冷却されるように設けられている。液晶表示素子１０８、１０９、１１０のそれぞれには、ジャケット２０１、２０２、２０３が熱的に接続されるように面接着して設けられている。このようなジャケット２０１、２０２、２０３は、アルミや銅などの金属部材で設けられており、冷媒が流れる流路が設けられている。つまり、ジャケット２０１、２０２、２０３が放熱部材として機能し、ジャケット２０１、２０２、２０３の内部の流路を冷媒が流動することで液晶表示素子１０８、１０９、１１０で発生した熱を冷媒に伝えることができる。そして冷媒は、ラジエータ２０５において冷やされ、再度液晶表示素子１０８、１０９、１１０を冷却するために用いられる。
【００１９】
ジャケット２０１とポンプ２０４との間の配管２３１ａは、接続部として用いられる第１クランプ２４１と第２クランプ２４２とで、それぞれジャケット２０１とポンプ２０４とに接続されている。また、ジャケット２０３とラジエータ２０５との間の配管２３１ｂには、第１クランプ２４１と第２クランプ２４２とで、それぞれジャケット２０１とラジエータ２０５とに接続されている。このような接続作業は、プロジェクタ装置を組立てる際に行われる。配管２３１ａと配管２３１ｂには、配管を第１クランプ２４１に着脱する方向の略垂直方向に対して円弧形状の領域２３２及び領域２３２が設けられている。言い換えると、液晶表示素子１０８、１０９、１１０の冷媒の流動方向の上流側と下流側とに、接続部に着脱する方向の略垂直方向に対して円弧形状の領域２３２及び領域２３３が設けられている。
【００２０】
図３に本実施形態に係る配管の詳細がわかる外観図を示す。ここでは図２の配管２３１ａ部分を詳細に示すが、配管２３１ｂにも同様の形状となっている。ジャケット２０１から出た配管２３１は、第１クランプ２４１によりその先の配管２３１とプロジェクタ装置の組立時に接続されプロジェクタ装置の使用時に外れないように拘束される。配管２３１を接続する際には、図３に示す配管着脱方向に力を加えて接続することになる。円弧形状の領域２３２が設けられていることにより、当該領域２３２が伸縮することでジャケット２０１にかかる力を低減して液晶表示素子１０８の位置ずれを防止することができる。配管２３１の接続は上述のようにプロジェクタ装置の組立時に行われるため組立後に液晶表示素子間の位置調整を行うことができる。円弧形状の領域２３２、２３３を設けることで位置ずれの発生を低減することができ、位置調整にかかる手間を削減することができる。
【００２１】
配管２３１には、金属配管や樹脂またはゴム材質のフレキシブルチューブを用いることができる。このうち、フレキシブルケーブルは柔軟性に優れているため、プロジェクタ装置の組立時にジャケット２０１にかかる力をより低減することができ、液晶表示素子１０８の位置ずれを低減することができる。
【００２２】
また、プロジェクタ装置の使用時に円弧形状の領域２３２、２３３が振動して生じるモーメント力が、第１クランプ２４１や第２クランプ２４２にかからないように、配管押さえ３０１で円弧形状の領域２３２、２３３を押さえ、動きを抑制するようにしてもよい。
【００２３】
さらに、配管に設けられる円弧形状は、図３に示すように配管２３１ａを第１クランプ２４１に着脱する方向の略垂直方向に対して螺旋形状に円弧形状が複数設けられるようにしてもよい。巻き数が増えることで着脱時にジャケット２０１にかかる力をより低減することができる。
【００２４】
図６に比較例として配管に第１クランプ６４１に着脱する方向の略垂直方向に対して円弧形状が設けられていない例を示す。図６の冷却装置の例では、配管６３１にＵ字形状に折り返した領域６３２を設けている。このようなＵ字形状を設けることで第１クランプ６４１に配管６３１を接続する際にジャケット６０１にかかる力を低減できるという一定の効果を得ることはできる。しかし、配管の潰れや折れを防止するために最小曲げ半径等を考慮する必要があり、少なくとも配管外径の約４倍以上の配置スペースが必要とされる。そのため図２及び図３に示す円弧形状の領域を設ける場合に比べ、図６の比較例では約８倍程度の配置スペースが必要になり、プロジェクタ装置が大型化してしまうことになる。すなわち、図２及び図３に示す本実施形態の配管に円弧形状を設ける方法では、図６の比較例に比べ小型化も達成できるといえる。
【００２５】
（第２の実施形態）
次に、図４及び図５を用いて冷却構造の別の実施形態について説明する。第１の実施形態と同様なところについては説明を省略する。図４は、第２の実施形態に係る冷却装置の概略図である。図５は、第２の実施形態に係る冷却装置の外観図である。
【００２６】
本実施形態の冷却装置もポンプ２０４の圧力によって押し出された冷媒が、配管２３１の配管２３１ａの部分を介してジャケット２０１、２０２、２０３に設けられた流路に送られる。その後、ジャケット２０１、２０２、２０３の流路を通った冷媒は、配管２３１ｂに送り出され、ラジエータ２０５においてファン２２１の送風で冷却される循環型の冷却システムとなっている。本実施形態では、第１の実施形態と異なり、配管２３１が液晶表示素子１０８、１０９、１１０と並列に接続されるように設けられている。そのため、液晶表示素子１０８、１０９、１１０のそれぞれの冷媒の流動方向の上流側に、第１クランプ２４１と第２クランプ２４２と円弧形状の領域２３２とが設けられている。同様に液晶表示素子１０８、１０９、１１０のそれぞれの冷媒の流動方向の下流側に、第１クランプ２４１と第２クランプ２４２と円弧形状の領域２３３とが設けられている。
【００２７】
本実施形態の場合にも、配管２３１を接続する際には、図５に示す配管着脱方向に力を加えて接続することになる。第１の実施形態と同様に円弧形状の領域２３２及び領域２３３が設けられていることで、当該領域２３２及び領域２３３が伸縮し各ジャケット２０１、２０２、２０３にかかる力を低減して液晶表示素子１０８、１０９、１１０の位置ずれを防止することができる。
【００２８】
また、本実施形態では図５に示す冷却構造の外観図からもわかるように、液晶表示素子１０８、１０９、１１０の間を接続する配管が不要となる。そのため、配管の配置スペースをジャケットの一方の面側に集中させて設けることができ、装置の組み立てを簡便にすることができる。さらに、配管２３１を着脱する方向からみたときに、円弧形状の領域２３２（供給側配管の円弧形状領域）と領域２３３（排出側配管円弧形状の領域）とは、それぞれの円弧中心が重なるように設けられている。このように重なるように配置されることで、配管の配置スペースをより削減することができ、装置の小型化に寄与することができる。
【００２９】
なお、本発明で説明した実施形態では、液晶表示素子が複数設けられている例を用いて説明したが、本発明の特徴部は液晶表示素子が１つのプロジェクタにおいても適用することができる。その場合には、配管に設ける接続部に着脱する方向の垂直方向に対して円弧形状となる領域を、液晶表示素子に対して冷却用水溶液の流動方向の上流側の下流側とに設けることで、同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００３０】
１０８、１０９、１１０  液晶表示素子（光変調素子）
２０１、２０２、２０３  ジャケット（放熱部材）
２３１  配管
２３２  供給側配管の円弧形状領域
２３３  排出側配管の円弧形状領域
２４１  第１クランプ（接続部）
２４２  第２クランプ（接続部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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