(57)【要約】【課題】装置の規模を大きくすることなく、光学部品の冷却性能を向上させる。【解決手段】光変調を行うＬＣＤパネル３１を冷却するファン３２と、ファン３２から吹き出され、ＬＣＤパネル３１を通過した空気を除熱するヒートシンク３３と、ヒートシンク３３で除熱された空気をファン３２の吸気口へ導き、ファン３２から吹き出された空気を、ＬＣＤパネル３１に対して第１の方向から導くＬＣＤダクト３４と、ＬＣＤパネル３１を通過した空気を、ＬＣＤパネル３１を介して第１の方向に対向する第２の方向からヒートシンク３３へ導く循環ダクト６と、ＬＣＤパネル３１を通過した空気を、第１の方向からヒートシンク３３へ導く循環ダクト７とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光変調を行う液晶パネルを冷却する送風機と、
前記送風機から吹き出され、前記液晶パネルを通過した空気を除熱するヒートシンクと、
前記ヒートシンクで除熱された空気を前記送風機の吸気口へ導き、前記送風機から吹き出された空気を、前記液晶パネルに対して第１の方向から導く第１のダクトと、
前記液晶パネルを通過した空気を、前記液晶パネルを介して前記第１の方向に対向する第２の方向から前記ヒートシンクへ導く第２のダクトと、
前記液晶パネルを通過した空気を、前記第１の方向から前記ヒートシンクへ導く第３のダクトとを有する電子機器。
【請求項２】
請求項１に記載の電子機器において、
前記第３のダクトは、前記第１のダクトと前記第２のダクトとの間であって、前記第１のダクトに沿って設けられる電子機器。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電子機器において、
前記第１のダクトは、前記空気を前記液晶パネルに導くための前記空気の出口の形状が、前記液晶パネルの方向へ伸びる煙突状である電子機器。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の電子機器において、
前記第３のダクトは、前記液晶パネルを通過した空気を前記ヒートシンクへ導く入口が、
前記第１のダクトの、前記空気を前記液晶パネルに導くための前記空気の出口付近に設けられた電子機器。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の電子機器において、
前記液晶パネルに対する前記第２の方向であって、前記第２のダクトと前記第３のダクトとの間に設けられた、前記液晶パネルを制御する制御基板を有し、
前記制御基板は、前記液晶パネルを通過した空気が前記第２のダクトへ通るための通気口を具備する電子機器。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の電子機器において、
前記ヒートシンクと接続された放熱ヒートシンクと、
前記放熱ヒートシンクが内部に設けられ、前記ヒートシンクが除熱した熱を、前記放熱ヒートシンクを介して外部へ放出する放熱ダクトとを有する電子機器。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の電子機器と、
光源とを有し、
前記電子機器は、前記光源からの光を入射し、前記入射した光を、前記液晶パネルを用いて光変調するプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器およびプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
映像を投写する投写型表示装置を構成する主なモジュールには、ランプ、レーザー、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）などの光源、照明光学系、投写レンズ、電子基板や電源がある。照明光学系にはＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）または液晶パネルなどの光変調素子を用いて画像を生成する光学電子部品が実装されている。外部からの映像信号に応じて、電子基板が光変調素子を駆動するための駆動信号を生成する。ランプまたはレーザー／ＬＥＤの光源から強い光が照明光学系に送り込まれ、各光学部品を経て光変調素子に照射する。投写レンズが光変調素子からの射出光を拡大してスクリーンへ投影する。
【０００３】
これらの過程において、電子部品には電気抵抗による発熱、光学部品には光の吸収による温度上昇が発生する。各部品には所望の性能を発揮するために許容温度を超えないように動作させる必要がある。そこで、装置内に複数の冷却ファンが実装され、冷却ファンからの送風が各部品を冷却して、許容温度を超えないように温度上昇を抑えている。また、液晶パネルには温度に応じて寿命時間が決まるため、さらに温度を下げる必要がある。そこで、例えば、冷却対象となる液晶パネルに対して冷却ガスを供給して、液晶パネルを冷却する技術が考えられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
図１２は、一般的な投写型表示装置の一例を示す前面斜視図である。図１３は、図１２に示した投写型表示装置の背面斜視図である。図１４は、図１２に示した投写型表示装置の循環ダクトを取り外した背面斜視図である。図１５は、図１２に示した投写型表示装置を上面から見た上面図である。図１６は、図１２に示した投写型表示装置を背面から見た背面図である。図１７は、図１５に示した投写型表示装置をＡ−Ａ’で切断した断面図である。図１８は、図１７に示した破線部の拡大図である。図１９は、図１５に示した投写型表示装置をＢ−Ｂ’で切断した断面図である。
図１２に示した投写型表示装置は、図１２〜図１６に示すように、光源ユニット１００２と、投写レンズ１００３と、投写レンズホルダ１００４と、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）ダクト１００５と、循環ダクト１００６と、受熱ダクト１００８と、放熱ダクト１００９と、光学エンジン１０１０と、ＬＣＤ制御基板１０１１と、ＬＣＤパネルフレキケーブル差し込み開口１１００とを有する。光源ユニット１００２は、投写型表示装置が映像を投写するための光を出力する光源を具備するユニットである。投写レンズ１００３は、光源ユニット１００２から出力された光が光変調素子である液晶パネルにて光変調され、液晶パネルからの射出光を拡大してスクリーンへ投影する。投写レンズホルダ１００４は、投写レンズ１００３を固定する。ＬＣＤダクト１００５は、液晶パネルを冷却するための冷却風の通路である。循環ダクト１００６は、液晶パネルを通過した空気を受熱ダクト１００８へ導く通路である。受熱ダクト１００８は、循環ダクト１００６内を導かれた空気を除熱するヒートシンクが内部に設けられたダクトである。放熱ダクト１００９は、ヒートシンクが除熱した空気を外部へ導く通路である。光学エンジン１０１０は、光源ユニット１００２から出力された光の反射、フィルタリング等を行う。ＬＣＤ制御基板１０１１は、液晶パネルを制御する基板である。ＬＣＤパネルフレキケーブル差し込み開口１１００は、循環ダクト１００６とＬＣＤ制御基板１０１１とを接続するケーブルを差し込むための開口である。
【０００５】
図１７に示すように、一般的な投写型表示装置（プロジェクタ）の循環冷却は、ファン１０１７、ＬＣＤパネル１０１３、熱交換ヒートシンクの受熱ヒートシンク１０１８を循環内部に配置し、ファン１０１７、ＬＣＤダクト１００５、循環ダクト１００６および受熱ダクト１００８を用いて内部空気を循環させている。循環冷却を構成している部品同士はクッション材等を用いて封止され、略密閉された防塵構造となっている。熱交換ヒートシンクを構成する受熱ヒートシンク１０１８が循環内部に配置され、放熱ヒートシンク１０１６が循環外部に配置されており、受熱ヒートシンク１０１８と放熱ヒートシンク１０１６はヒートパイプを介して熱的に接続されている。受熱ヒートシンク１０１８に導かれた熱い空気により受熱ヒートシンク１０１８は暖められ、循環外部に配置されている放熱ヒートシンク１０１６へその熱が移動し、放熱ダクト１００９を介した外部の空気により放熱ヒートシンク１０１６は冷却される。その際、受熱ヒートシンク１０１８の熱が循環外部に移動するため、受熱ヒートシンク１０１８を出る空気が冷却されるような熱交換が行われている。受熱ヒートシンク１０１８に導かれる空気の温度は、循環冷却内部の発熱量に比例するため、循環内部の発熱量は少ない方が望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−１９４７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１７〜１８に示すような内部構造を有する液晶プロジェクタの循環冷却構造において、ＬＣＤパネル１０１３の冷却後の循環ダクトスペースの確保が困難であり、ダクト面積が小さいため、ＬＣＤパネルの冷却効果が得られない。このような構造では、循環ダクトの断面積は、図１９に示したＬＣＤ制御基板の上部の循環ダクト断面積、または図１４に示したＬＣＤ制御基板のＬＣＤパネルフレキケーブル差し込み開口１１００に依存し、その断面積を大きくとることができない。また、このような構造では、図１８に示すように、循環ダクトの断面積が少なくＬＣＤパネル周辺の暖められた空気の排気が悪く、ＬＣＤ制御基板１０１１の壁などに当たり滞留した風などでＯＰＴユニット周辺部１０１５の温度が上昇し、ＬＣＤパネル１０１３の温度が上昇してしまうという問題点がある。循環ダクトの断面積は、小さいとファンの圧力損失が大きくなり、ファンの効率が悪化（風量が減る）するため、断面積はより大きい方が好ましい。
【０００８】
本発明の目的は、上述した課題を解決する電子機器およびプロジェクタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の電子機器は、
光変調を行う液晶パネルを冷却する送風機と、
前記送風機から吹き出され、前記液晶パネルを通過した空気を除熱するヒートシンクと、
前記ヒートシンクで除熱された空気を前記送風機の吸気口へ導き、前記送風機から吹き出された空気を、前記液晶パネルに対して第１の方向から導く第１のダクトと、
前記液晶パネルを通過した空気を、前記液晶パネルを介して前記第１の方向に対向する第２の方向から前記ヒートシンクへ導く第２のダクトと、
前記液晶パネルを通過した空気を、前記第１の方向から前記ヒートシンクへ導く第３のダクトとを有する。
【００１０】
また、本発明のプロジェクタは、
光変調を行う液晶パネルを冷却する送風機と、
前記送風機から吹き出され、前記液晶パネルを通過した空気を除熱するヒートシンクと、
前記ヒートシンクで除熱された空気を前記送風機の吸気口へ導き、前記送風機から吹き出された空気を、前記液晶パネルに対して第１の方向から導く第１のダクトと、
前記液晶パネルを通過した空気を、前記液晶パネルを介して前記第１の方向に対向する前記第２の方向から前記ヒートシンクへ導く第２のダクトと、
前記液晶パネルを通過した空気を、前記第１の方向から前記ヒートシンクへ導く第３のダクトとを有する電子機器と、
光源とを有し、
前記電子機器は、前記光源からの光を入射し、前記入射した光を、前記液晶パネルを用いて光変調する。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明においては、装置の規模を大きくすることなく、光学部品の冷却性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の電子機器の第１の実施の形態を示す図である。
【図２】本発明の電子機器の第２の実施の形態を示す図である。
【図３】図２に示したプロジェクタの背面斜視図である。
【図４】図２に示した電子機器から上側循環ダクト、ＬＣＤ制御基板、光学エンジン、投写レンズおよび投写レンズホルダを取り外した背面斜視図である。
【図５】図４に示した電子機器からさらに下側循環ダクトを取り外した背面斜視図である。
【図６】図２に示した電子機器の分解図である。
【図７】図２に示した電子機器を上面から見た上面図である。
【図８】図２に示した電子機器を背面から見た背面図である。
【図９】図７に示した電子機器をＡ−Ａ’で切断した断面図である。
【図１０】図９に示した破線部の拡大図である。
【図１１】図７に示した電子機器をＢ−Ｂ’で切断した断面図である。
【図１２】一般的な投写型表示装置の一例を示す前面斜視図である。
【図１３】図１２に示した投写型表示装置の背面斜視図である。
【図１４】図１２に示した投写型表示装置の循環ダクトを取り外した背面斜視図である。
【図１５】図１２に示した投写型表示装置を上面から見た上面図である。
【図１６】図１２に示した投写型表示装置を背面から見た背面図である。
【図１７】図１５に示した投写型表示装置をＡ−Ａ’で切断した断面図である。
【図１８】図１７に示した破線部の拡大図である。
【図１９】図１５に示した投写型表示装置をＢ−Ｂ’で切断した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
【００１４】
図１は、本発明の電子機器の第１の実施の形態を示す図である。本形態における電子機器１００は図１に示すように、ＬＣＤパネル３１と、ファン３２と、ヒートシンク３３と、ＬＣＤダクト３４と、循環ダクト３５と、循環ダクト３６とを有する。ＬＣＤパネル３１は、光変調を行う液晶パネルである。ファン３２は、ＬＣＤパネル３１を冷却するために風を発生させる送風機である。ヒートシンク３３は、ファン３２から吹き出され、ＬＣＤパネル３１を通過した空気を除熱する。ＬＣＤダクト３４は、ヒートシンク３３で除熱された空気をファン３２の吸気口へ導き、ファン３２から吹き出された空気を、ＬＣＤパネル３１に対して第１の方向から導く第１のダクトである。循環ダクト３５は、ＬＣＤパネル３１を通過した空気を、ＬＣＤパネル３１を介して第１の方向に対向する第２の方向からヒートシンク３３へ導く第２のダクトである。循環ダクト３６は、ＬＣＤパネル３１を通過した空気を、第１の方向からヒートシンク３３へ導く第３のダクトである。
【００１５】
このように図１に示した電子機器においては、ＬＣＤパネル３１の周辺の暖められた空気をヒートシンク３３へ導くために、一般的に設けられている循環ダクト３５のほかに、ファン３２から吹き出された空気をＬＣＤパネル３１に対して導く方向と同じ方向からヒートシンク３３へ導く循環ダクト３６を設ける。ＬＣＤパネル３１の周辺の暖められた空気が循環ダクト３５だけではなく循環ダクト３６を通してヒートシンク３３へ導かれるため、装置の規模を大きくすることなく、光学部品の冷却性能を向上させることができる。
（第２の実施の形態）
【００１６】
図２は、本発明の電子機器の第２の実施の形態を示す図である。本形態における電子機器１０１は図２に示すように、光源ユニット２と接続されてプロジェクタ１として適用される。光源ユニット２は、プロジェクタ１が映像を投写するための光を出力する光源を具備するユニットである。電子機器１０１は、光源ユニット２に設けられた光源からの光を入射し、入射した光を、液晶パネルを用いて光変調する。図２に示した電子機器１０１は、投写レンズ３と、投写レンズホルダ４と、ＬＣＤダクト５と、循環ダクト６，７と、受熱ダクト８と、放熱ダクト９とを有する。
図３は、図２に示したプロジェクタ１の背面斜視図である。図３に示すように、図２に示したプロジェクタ１はさらに、光学エンジン１０と、ＬＣＤ制御基板１１とを有する。
投写レンズ３は、光源ユニット２から出力された光が光変調素子である液晶パネルにて光変調され、液晶パネルからの射出光を拡大してスクリーンへ投影する。投写レンズホルダ４は、投写レンズ３を固定する。ＬＣＤダクト５は、液晶パネルを冷却するための冷却風の通路である（第１のダクト）。循環ダクト６，７は、液晶パネルを通過した空気の通路である。循環ダクト６，７の詳細な構造については後述する。受熱ダクト８は、循環ダクト６，７内を導かれた空気を除熱するヒートシンクが内部に設けられたダクトである。放熱ダクト９は、ヒートシンクが除熱した空気を外部へ導く通路である。光学エンジン１０は、光源ユニット１００２から出力された光の反射、フィルタリング等を行う。ＬＣＤ制御基板１１は、液晶パネルを制御する基板である。
【００１７】
図４は、図２に示した電子機器１０１から循環ダクト６、ＬＣＤ制御基板１１、光学エンジン１０、投写レンズ３および投写レンズホルダ４を取り外した背面斜視図である。図５は、図４に示した電子機器１０１からさらに循環ダクト７を取り外した背面斜視図である。図６は、図２に示した電子機器１０１の分解図である。図７は、図２に示した電子機器１０１を上面から見た上面図である。図８は、図２に示した電子機器１０１を背面から見た背面図である。図９は、図７に示した電子機器１０１をＡ−Ａ’で切断した断面図である。図１０は、図９に示した破線部の拡大図である。図１１は、図７に示した電子機器１０１をＢ−Ｂ’で切断した断面図である。
【００１８】
図６に示すように、本形態における電子機器１０１は、放熱ダクト９の上部にＬＣＤダクト５および受熱ダクト８を搭載し、さらに、その上部に光源ユニット２と接続された光学エンジン１０を搭載する際に、その間に循環ダクト７を配置する。さらに、光学エンジン１０に接続ダクト１２を搭載し、ＬＣＤ制御基板１１および循環ダクト６を搭載して組み立てる。図６に示すように、ＬＣＤ制御基板１１には、液晶パネルが設けられた光学エンジン１０を通過した空気が循環ダクト６へ通るための通気口２０が設けられている。通気口２０が接続ダクト１２と接続される。このようにして、図２〜５に示した電子機器１０１の構造が完成する。例えば、ＬＣＤダクト５、循環ダクト７、光学エンジン１０、接続ダクト１２、ＬＣＤ制御基板１１、循環ダクト６の順番で組み立てることで、プロジェクタ１を容易に組み立てることができる。なお、図６においては、ネジ止めなどの固定に関する構造の記載は省略している。
【００１９】
図９に示すように、電子機器１０１には、受熱ダクト８の内部にヒートシンク１８が設けられている。また、放熱ダクト９の内部に放熱ヒートシンクである放熱ＨＳ１６が設けられている。また、ファン１７が受熱ダクト８の内部に設けられている。ファン１７から吹き出される空気がＬＣＤダクト５を介してＬＣＤパネル１３が設けられているＯＰＴユニット周辺部１５へ導かれる。ＯＰＴユニット周辺部１５は、このシステムにおける照明光学系である。照明光学系は、光源ユニット２に設けられた光源から出力された光を投写レンズへ出力する。照明光学系には、ＬＣＤパネル１３のほか、リレーレンズや、カラーフィルタ、反射ミラー、フィールドレンズ等が含まれても良い。この冷却風がＬＣＤパネル１３を冷却する。循環ダクト６および循環ダクト７が、ＬＣＤパネル１３を通過した空気を、除熱を行うヒートシンク１８が内部に設けられている受熱ダクト８へ導く。循環ダクト６は、一般的な循環ダクトと同様に、ＬＣＤパネル１３を通過した空気を、ＬＣＤダクト５がＬＣＤパネル１３に対してファン１７から吹き出される空気を導く方向にＬＣＤパネル１３を介して対向する方向から受熱ダクト８へ導く第２のダクトである。また、循環ダクト７は、ＬＣＤダクト５と循環ダクト６との間（ＬＣＤダクト５とＬＣＤ制御基板１１との間）であって、ＬＣＤダクト５に沿って設けられ、ＬＣＤパネル１３を通過した空気を、ＬＣＤダクト５がＬＣＤパネル１３に対してファン１７から吹き出される空気を導く方向から受熱ダクト８へ導く第３のダクトである。循環ダクト７は、ＬＣＤパネル１３を通過した空気をヒートシンク１８へ導く入口が、ＬＣＤダクト５の、空気をＬＣＤパネル１３に導くための空気の出口付近に設けられている。ヒートシンク１８は放熱ＨＳ１６と繋がっており、放熱ＨＳ１６は放熱ダクト９内に設けられ、ヒートシンク１８で除熱された熱が放熱ダクト９を介して外部へ放出される。また、ヒートシンク１８で除熱された空気はファン１７の吸気口へ導かれる。
【００２０】
図１０に示すように、ＬＣＤダクト５において、空気をＬＣＤパネル１３に導くための空気の出口となるＬＣＤダクト吹き出し部１９の形状が、ＬＣＤパネル１３の方向へ伸びる煙突状の形状であることが望ましい。これは、ＬＣＤダクト５から導かれる空気が、循環ダクト７へ直接流れることを防止するためと、ＬＣＤダクト５から導かれる空気をＬＣＤパネル１３へ漏れなく当てるためである。
【００２１】
このように装置全体として上述した構造を有するため、本発明においては以下に示す効果を奏する。
ＯＰＴユニット周辺部１５の空気をヒートシンク１８（受熱ダクト８）へ導く循環ダクト７をＬＣＤダクト５とＬＣＤ制御基板１１との間に設けることにより、一般的に設けられている循環ダクト６と合わせて循環ダクトスペースを確保し、循環ダクト断面積を拡大することができる。また、循環ダクトの断面積は、ＬＣＤパネルフレキケーブル差し込み開口に依存せず、循環ダクトの断面積を増やすことができる。さらに、循環ダクトの断面積確保のために、循環ダクト７をＬＣＤダクト５とＬＣＤ制御基板１１との間であって、ＬＣＤダクト５に沿って配置するため、循環ダクト６の上部に余分にスペースを作らず、装置全体の小型化を実現できる。
図１１に示すように、循環ダクト全体の断面積は、循環ダクト６である循環ダクト（上）断面積と循環ダクト７である循環ダクト（下）断面積とを合計した面積まで拡大することができる。これにより、ファン１７が空気を吸い込む際の圧力損失が減り、風量が多くなる。そのため、ＬＣＤパネル１３等のＬＣＤパネル１３周辺の光学部品の冷却性能を上げることができる。
ＯＰＴユニット周辺部１５の空気を、循環ダクト７を用いてＯＰＴユニット周辺部１５から排気することができる。これにより、ＯＰＴユニット周辺部１５の空気が、循環ダクト７を通って循環されるため、ＯＰＴユニット周辺部１５に暖かい空気が滞留しにくくなる。
そのため、ＯＰＴユニット周辺部１５の温度が下がり、ＬＣＤパネル１３の温度が下がり、ＬＣＤパネル１３の冷却性能が向上する。
また、ＬＣＤ制御基板１１が循環冷却の外部にあるため、循環冷却内部で発熱せず循環温度上昇への影響がない。
【符号の説明】
【００２２】
１    プロジェクタ
２    光源ユニット
３    投写レンズ
４    投写レンズホルダ
５，３４    ＬＣＤダクト
６，７，３５，３６    循環ダクト
８    受熱ダクト
９    放熱ダクト
１０    光学エンジン
１１    ＬＣＤ制御基板
１２    接続ダクト
１３，３１    ＬＣＤパネル
１５    ＯＰＴユニット周辺部
１６    放熱ＨＳ
１７，３２    ファン
１８，３３    ヒートシンク
１９    ＬＣＤダクト吹き出し部
２０    通気口
１００，１０１    電子機器
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2020076849.tif 000017
【図１６】
2020076849.tif 000018
【図１７】
2020076849.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2020076849.tif 000021