(57)【要約】    【課題】  高発熱ＩＣに対する効率的な冷却が行えないだけでなく、電気回路基板全体としての冷却効率が低下してしまうことがある。そこで、冷却効率を落とさずに、ファン回転数を維持したまま、電気素子を冷却する、低騒音のプロジェクタを提供すること。    【解決手段】  高発熱の集積回路が実装された電気回路基板と、 該電気回路基板を冷却するファンと前記電気回路基板と対向して配置され、該電気回路基板を接地する板金と、を有する投写型表示装置であって、 該板金は平面視上、前記集積回路と対応する位置に突出した受熱面を有しており、 該受熱面と隣り合う連続する壁面のうち、前記ファンの送風方向と交差する面に複数の開口を有していることを特徴とする構成とした。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高発熱の集積回路が実装された電気回路基板と、
該電気回路基板を冷却するファンと
前記電気回路基板と対向して配置され、該電気回路基板を接地する板金と、
を有する投写型表示装置であって、
該板金は平面視上、前記集積回路と対応する位置に突出した受熱面を有しており、
該受熱面と隣り合う連続する壁面のうち、前記ファンの送風方向と交差する面に複数の開口を有していることを特徴とする投写型表示装置。
【請求項２】
請求項１の投写型表示装置において、 
前記板金は前記集積回路が実装された面と対向するよう配置され、
前記受熱面は、前記板金から前記受熱面と隣り合う連続する壁面を有して、前記集積回路に向かって突出した形状であることを特徴とする投写型表示装置。 
【請求項３】
請求項１の投写型表示装置において、
電気回路基板と熱的に結合された放熱板金を有し 
該放熱板金は前記集積回路が実装された面と反対の面と対向するよう配置され、
前記受熱面は、前記板金から前記受熱面と隣り合う連続する壁面を有して、前記集積回路が実装された基板面の裏側に向かって突出した形状であることを特徴とする投写型表示装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項の投写型表示装置において、 
該投写型表示装置は光源と、 
該光源の熱を排熱するファンを有しており、 
該ファンの風上から、前記集積回路、前記光源の順で配置されたことを特徴とする投写型表示装置。 
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項の投写型表示装置において、
前記開口は、１つの開口における稜線の合計が７５ｍｍ以下である開口が複数設けられていることを特徴とする投写型表示装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項の投写型表示装置において、 
前記凸形状の内側に、ヒートシンクが熱的に結合されていることを特徴とする投写型表示装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投写型表示装置内部の電気基板に対する冷却技術に関し、特に電気基板に実装される半導体集積回路などの高発熱ＩＣを冷却する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、プロジェクタなどの投写型表示装置では、光源から発せられた光に、光変調素子から画像情報を付加し、外部スクリーンに投写している。そのため、投写型表示装置内部には光源を駆動するためのバラスト電源基板と、外部からの映像信号を処理し、光変調素子を制御するための制御基板と、これらの基板に電力を供給するＰＦＣ電源などが少なくとも配置されている。
【０００３】
近年、集積技術が飛躍的に進歩し、多くの回路が集積された小型のＩＣが製造されるようになったのに加え、投写型表示装置に入力される映像信号が高精細、高速化されており、これらの電気信号を処理する電気素子における熱密度は大きく上昇している。
【０００４】
そのため、装置内部に風を取り込み、これら電気回路基板周囲に導風することで電気回路基板全体を冷却するのに加えて、特に高発熱のＩＣに対しては、その電気素子専用の冷却構造を有することが一般的である。
【０００５】
このような状況の中、例えば特許文献１では、基板を挟持する金属製のシールド板もしくは受熱板に曲げ加工や絞り加工を施し、冷却対象となる電気回路基板に実装された高温発熱ＩＣに接触させる。このような構成をとることで、金属板（シールド板や受熱板）を放熱板として利用して、高温発熱ＩＣの冷却を行うことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１４７０６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の特許文献１に開示された従来技術では、放熱板における基板と対向する面とは反対の面では、高発熱ＩＣと接触させる受熱面を構成する為に、凹形状になる。その為、高発熱ＩＣと接触する受熱部の裏側は、この部位においては冷却風が滞留してしまい、高発熱ＩＣに対する冷却効率が低下してしまうということがある。また、コの字状に折り曲げて切り起こした場合では、放熱板とつながる断面積が著しく小さくなってしまうため、この部位で熱抵抗となり、効率的な放熱を妨げてしまうことがある。
【０００８】
更に、高温発熱ＩＣの周囲は、該高温発熱ＩＣから受熱する為の形状（金属板に曲げ加工や絞り加工を施した凸形状）が電気回路基板と放熱板との間を流れる冷却風の流れを阻害してしまうこともあった。その為、高発熱ＩＣに対する効率的な冷却が行えないだけでなく、電気回路基板全体としての冷却効率が低下してしまうことがある。
【０００９】
その為、ファン回転数を上昇させ、電気素子を冷却する必要があり、プロジェクタの騒音が増大するという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、高発熱ＩＣの冷却効率を更に改善すると共に、その周囲に実装された電気素子の冷却も同時に行うことを可能にした、高効率な冷却構成を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、高発熱の集積回路が実装された電気回路基板と、該電気回路基板を冷却するファンと、前記電気回路基板と対向して配置され、該電気回路基板を接地する板金と、を有する投写型表示装置であって、該板金は平面視上、前記集積回路と対応する位置に突出した受熱面を有しており、該受熱面と隣り合う連続する壁面のうち、前記ファンの送風方向と交差する面に複数の開口を有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
発明によれば、高発熱ＩＣの冷却効率を更に改善すると共に、その周囲に実装された電気素子の冷却も同時に行うことを可能にした、高効率な冷却構成を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明第１の構成を説明する分解斜視図
【図２】本発明第１の構成を説明する断面図
【図３】本発明第１の構成による他の効果を説明する分解斜視図
【図４】本発明第２の実施例の構成を説明する断面図
【図５】本発明第３の実施例の構成を説明する断面図
【図６】本発明第３の実施例の構成を説明する断面図
【図７】投写型表示装置の全体構成を説明する分解斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態にかかわる電気回路基板の冷却構成を示す。
【００１５】
［実施例１］
図７にプロジェクタ全体を説明する為の分解斜視図を示す。１は光源、２は光源１からの光を導く光学部品を収納する光学ブロック、３は光源１からの光を外部スクリーンへ拡大投射する投写レンズ、４は電源基板を収納する電源ユニット、５は光源１を駆動するバラスト基板、６は装置内部で発生した熱を装置外部に排出すると共に、後述する電気回路基板を冷却するファン、７は外部からの入力信号を処理する電気回路基板、８は電気回路基板７を接地する基板ケースを示す。電気回路基板７には、外部から入力される膨大な情報を高速演算処理するＩＣが実装されている（不図示）。基板ケース８は、電気回路基板７から放射される不要輻射ノイズを軽減する為、電気回路基板７と同等以上の面積を有し、かつ該電気回路基板７と対向配置されると共に、電気抵抗の低い、例えばアルミニウムや銅の合金が望ましい。
【００１６】
次に、図1および図２を用いて本発明の実施形態を説明する。図１は電気回路基板７周囲の部材を抽出し、電気回路基板７を基板ケース８より浮かせた分解斜視図である。図２は図１におけるＡ-Ａ断面図である。
【００１７】
図１において電気回路基板７の裏面には高発熱ＩＣ７１が実装されている（図１には不図示）。基板ケース８には、前記高発熱ＩＣ７１と対向する位置に例えば絞り加工で形成された凸部８１が形成され、凸部８１と高発熱ＩＣ７１の間に柔軟に形状変形可能な伝熱部材、例えば熱伝導シート９を配置することで、前記高発熱ＩＣと前記基板ケース８を熱的に結合する。
【００１８】
その為、高発熱ＩＣ７１から発せられた熱は、熱伝導シート９を介して基板ケース８に伝熱し、基板ケース上を熱伝導し、低温側へ拡散される。伝導された熱はファン６により装置外部へ排熱されるため、ファン近傍の基板ケース８は常に周囲に対して低温状態を保つことができる。その結果、高発熱ＩＣから発せられた熱は、ファン６近傍まで輸送され、ファン６によって装置外部へ排熱されるという冷却構成をとる。
【００１９】
このような構成において、凸部８１には開口８２が複数設ける。尚、開口８２には高発熱ＩＣ近傍を流れる風を妨げない（送風方向と交差する面に開口を有する）位置に配置する。特に、プロジェクタを上面（ファン６回転軸と平行な面）から平面視した際に送風方向と直行する２面に開口を有することが望ましい。このようにすることで、図２に示すように凸部８１の裏側（電気回路基板７が配置されている方向と反対側に形成された凹状の内部）においても、空気が滞留することなく、放熱部位として十分に利用することが可能になる。冷却においては、周知のように固体中の伝熱でも、その熱輸送距離に応じて熱抵抗が大きくなることから、できるだけ発熱体近傍での排熱が理想的である。その意味から、図２に示す位置に開口８２を設け、凸部８１の裏側に風を流すことは冷却効率を高めることになる。更に、開口８２を設けることで凸部８１よりも風下側においても、風の流れが誘導されることから、結果として電気回路基板７全域にわたって風が流れるようになり、全体的な冷却効率を高めることに繋がる。また、凸部８１は基板ケース８から物理的に切り離されている場所は開口８２のみで、他は全て基板ケース８と繋がっていることから、伝熱断面を確保する構成にもなっていることから、冷却効率の低下も最低限に抑えることができる。
【００２０】
ここで、前述したように基板ケース８は電気回路基板７からの不要輻射ノイズの低減する効果を持っている為、開口８２は不要輻射ノイズがアンテナとしない開口でなくてはならない。不要輻射ノイズの規格は１ＧＨｚを境に、それ以上では規制レベルが緩和されている。そこで、本発明で述べる開口８２は開口の稜線が１ＧＨｚの１／４波長以下である７５ｍｍ以下の稜線にすることが望ましい。更には、例えば丸穴であればφ１０以下、四角穴であれば４辺の合計が３０ｍｍ以下に抑えることで不要輻射ノイズの放射は十分に抑えることができる為、更に望ましい形状である。このような開口において、電気回路基板で使用される信号の周波数によっても放射されるノイズの周波数は異なる為、全ての構成において効果的な開口形状の話までは本発明の構成説明の中では触れない。
【００２１】
尚、このような放熱構成において、プロジェクタを小型化していくと、基板ケース８の下方に光源１が配置されることがある。このような場合、光源１から発せられた熱が、隣接する基板ケース８に伝熱してしまうことで、冷却すべき高発熱ＩＣ７１を逆に光源１の熱で暖めてしまうことがある。そうすると、高発熱ＩＣ７１から基板ケース８へ伝熱される熱量が減少してしまい、高発熱ＩＣ７１に対する冷却性能が低下してしまう。そこで、図３に示すように前述した凸部８１に設ける開口８２を光源１に対して風上に配置することで、光源１から高発熱ＩＣ７１への伝熱を抑制し、高発熱ＩＣ７１の冷却効率の低下を軽減することが可能になる。このような意味合いからも、図３においてＢ方向から見た場合、高発熱ＩＣ７１とファンを結ぶ直線と、高発熱ＩＣ７１と光源を結ぶ直線はほぼ一致しており、送風方向と交差する２面に開口を有していることが望ましい。
【００２２】
このように構成することで、基板全体の冷却効率を高めることができるのと同時に、不要輻射ノイズを低減することも両立できる構成となる。その為、冷却に必要以上にファン回転数を上昇させることなく、低騒音なプロジェクタを実現できる。
【００２３】
［実施例２］
更に、前述したように電気回路基板７の片面と基板ケース８を対向配置すると共に、新たに電気回路基板７の反対面と対向する位置に基板シールド板１０を配置した構成を図４に示す。基板ケース８と同様に、前記高発熱ＩＣ７１と対向する位置に凸部１０１を形成し、凸部１０１と高発熱ＩＣ７１が実装された裏側にあたる基板面との間に柔軟に形状変形可能な伝熱部材、例えば熱伝導シート９１を配置することで、前記高発熱ＩＣ７１と前記基板シールド板１０を熱的に結合する。そして、凸部８１と同様に凸部１０１においても開口１０２を設ける。尚、この開口１０２も不要輻射ノイズを抑制する目的から、例えば丸穴であればφ１０以下、四角穴であれば４辺の合計が３０ｍｍ以下に抑えることで不要輻射ノイズの放射は十分に抑えることができる為、更に望ましい形状である。
【００２４】
このように構成することで、高発熱ＩＣ７１から発せられた熱は、基板内のパターンを伝熱し、熱伝導シート９１を介して基板シールド板１０１に伝熱する。そして、基板ケース８における放熱と同様に、基板シールド板１０１上を熱伝導し、低温側へ拡散され、最終的にはファン６によって外気へ排熱される。つまり、高発熱ＩＣの上下各々から、基板ケース８や基板シールド板１０に放熱できる為、更に冷却効率を高めることができる。
【００２５】
その結果、基板全体の冷却効率を更に高めることができるのと同時に、不要輻射ノイズを低減することも両立できる構成となる。その為、冷却に必要以上にファン回転数を上昇させることなく、低騒音なプロジェクタを実現できる。
【００２６】
［実施例３］
次に、基板ケース８に設けた凸部８１の裏側（凹側）に放熱器１１を付け、基板ケース８からの放熱効率を更に高めた場合について図５および図６を参照して説明する。尚、図６は図５のＣ方向から見た図を示す。
【００２７】
基板ケース８から大気への放熱は、その２つの温度差が大きい方が効率が良い。そこで、高発熱ＩＣ７１の熱を放熱するには、高発熱ＩＣの近傍であることが望ましい。それに加え、放熱器は、その配置に体積を要することから、プロジェクタの大型化を防止する為にも、空きスペースを上図に利用することが必要です。これら２点より、放熱器１１は、凸部８１の裏側（凹側）に熱伝導部材（不図示）を介して熱的に結合することが望ましい。
【００２８】
しかし、この場合、凹部ではファン６による風の流れが阻害される為、放熱器のフィンの一部１１ａを十分に利用できず、１１ｂしか放熱器として利用できないことがあった。そこで、図５および図６に示すように凸部８１の送風方向と交差する２面に開口８２を設けることで、放熱器の一部である１１ａを含む、フィン全域を通風させることが可能になり、放熱器の性能を十分に生かすことができる。
【００２９】
尚、この開口１０２も不要輻射ノイズを抑制する目的から、例えば丸穴であればφ１０以下、四角穴であれば４辺の合計が３０ｍｍ以下に抑えることで不要輻射ノイズの放射は十分に抑えることができる為、更に望ましい形状である。
【００３０】
その結果、基板全体の冷却効率を更に高めることができるのと同時に、不要輻射ノイズを低減することも両立できる構成となる。その為、冷却に必要以上にファン回転数を上昇させることなく、低騒音なプロジェクタを実現できる。
【００３１】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１  光源
２  光学ブロック
３  投写レンズ
４  電源ユニット
５  バラスト基板
６  ファン
７  電気回路基板
８  基板ケース
８１  凸部
８２  開口
９  熱伝導シート
９ｕ  熱伝導シート
１０  基板シールド板
１０１  凸部
１０２  開口
１１  ヒートシンク
１１ａ  ヒートシンクの基板ケース凸部内部
１１ｂ  ヒートシンクの基板ケース凸部外部
【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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【図７】
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