(57)【要約】【課題】投写型表示装置内部への異物侵入を抑制すると共に、光変調素子や電気素子などの各発熱体の冷却効率を高めることを同時に行うことを可能にした、冷却構成を提供すること。【解決手段】光源から発せられた光に画像情報を付加する光変調素子を含む光学ブロックと、電源基板および前記光源を駆動する為のバラスト基板を含む電源ブロックと、前記各々のブロックを冷却する複数のファンと、少なくともこれらを包含する外装ケースで構成される投写型表示装置であって、前記電源ブロックを冷却するファンは、投写型表示装置の排気も兼ねる軸流ファンであると共に、前記投写型表示装置の一側面に吸気口を設けられており、該吸気口が設けられた一側面と対向する側面に排気口が設けられている構成において、前記吸気口は、投写型表示装置内部で前記各ブロックへ導風する複数の流路に連通され、前記複数の流路には、前記吸気口と隣接して、それぞれ異なる開口の異物侵入抑制手段が設けられていることを特徴とする構成とした。【選択図】図１
2014202876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から発せられた光に画像情報を付加する光変調素子を含む光学ブロックと、
電源基板および前記光源を駆動する為のバラスト基板を含む電源ブロックと、
前記各々のブロックを冷却する複数のファンと、
少なくともこれらを包含する外装ケースで構成される投写型表示装置であって、
前記電源ブロックを冷却するファンは、投写型表示装置の排気も兼ねる軸流ファンであると共に、
前記投写型表示装置の一側面に吸気口を設けられており、
該吸気口が設けられた一側面と対向する側面に排気口が設けられている構成において、
前記吸気口は、投写型表示装置内部で前記各ブロックへ導風する複数の流路に連通され、
前記複数の流路には、前記吸気口と隣接して、それぞれ異なる開口の異物侵入抑制手段が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２】
前記電源ブロックは、電源基板および光源を駆動する為のバラスト基板からなる１次回路基板ブロックと、外部からの入力信号を画像処理する画像処理基板を含む２次回路基板ブロックに細分されており、前記１次回路基板ブロックと２次回路基板ブロック各々に連通する流路にも、それぞれ異なる異物侵入抑制手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の投写型表示装置。 
【請求項３】
前記光学ブロックは、光源からの光をインテグレートする照明光学ブロックと、照明光学ブロックより投写側配置され、色分離合成する色分離合成光学ブロックに細分されており、前記照明光学ブロックと色分離合成光学ブロック各々に連通する流路にも、それぞれ異なる異物侵入抑制手段が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の投写型表示装置。 
【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、特に製品内部に外気を取り入れる吸気口の構成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と光変調素子を含む光学ブロックと、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、光源を駆動するためのバラスト電源基板とこれらの基板に電力を供給するＰＦＣ電源とを含む電源ブロック、などの発熱体がプロジェクタ内部に配置されている。
【０００３】
近年、電気基板における集積技術や実装技術が飛躍的に進歩すると共に、市場からも小型化、高輝度化の要望が強くなっている。その為、製品内部での熱密度は大きく上昇している。ところが、一方では小型化が進むにつれて、ユーザーの近くで使用されるケースも増え、プロジェクタに対する低騒音化の要望も強まっている。
【０００４】
このような状況の中、特許文献１では、プロジェクタ外装面に複数の吸気口を構成し、プロジェクタ内部に、各々の吸気口に対応した複数の流路を構築することで、各発熱体に外気を送り込んで冷却する構成が開示されている。また特許文献２では、プロジェクタ外装面に吸気口を設け、吸気口から導入した風を電源ユニットに導入し、その後、温度の低い光学素子から温度高い光学素子まで順番に導風される構成が開示されている。更に特許文献３では、プロジェクタ外装面近傍に吸気ファンを設け、吸気ファンからの風を2つに分岐して、電源ユニットと光学ユニットにそれぞれ送風する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−５８９７５号公報
【特許文献２】特開２００６−２２７４２８号公報
【特許文献３】特開２００７−５８２４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献１で開示された従来技術では、外気を各発熱体へ送風できることから高い冷却効率が得られる反面、各流路毎にファンが必要となる為、装置の小型化や低騒音化に限界があった。また、流路が複雑になりやすく、滞留がおきやすい為、熱がプロジェクタ内部にこもってしまい冷却効率を低下させることがあった。その為、ファン回転数を上昇させ、発熱体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。
【０００７】
一方、特許文献２および特許文献３で開示された従来技術では、電源などの電気基板を冷却する風と、光変調素子などの光学部品を冷却する風が同一の吸気口から導入された風を用いている。その為、特に小さな異物付着でも性能を大きく損なってしまう光変調素子に合わせた目の細かい異物侵入抑制手段（例えばフィルター）を吸気口に配置する必要がある。一般的に目の細かいフィルターは通風抵抗が高く、冷却に必要な風量をプロジェクタ内部に取り込むには、大型のファンを採用するか、ファンの回転数を増加させるなど、装置の大型化や騒音増大などの問題を引き起こすことがあった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、プロジェクタ内部への異物侵入を抑制すると共に、光変調素子や電気素子などの各発熱体の冷却効率を高めることを同時に行うことを可能にした、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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、光源から発せられた光に画像情報を付加する光変調素子を含む光学ブロックと、電源基板および前記光源を駆動する為のバラスト基板を含む電源ブロックと、前記各々のブロックを冷却する複数のファンと、少なくともこれらを包含する外装ケースで構成される投写型表示装置であって、前記電源ブロックを冷却するファンは、投写型表示装置の排気も兼ねる軸流ファンであると共に、前記投写型表示装置の一側面に吸気口を設けられており、該吸気口が設けられた一側面と対向する側面に排気口が設けられている構成において、前記吸気口は、投写型表示装置内部で前記各ブロックへ導風する複数の流路に連通され、前記複数の流路には、前記吸気口と隣接して、それぞれ異なる開口の異物侵入抑制手段が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、各発熱体に送風する為の異物抑制手段を最適化することで、全体での通風抵抗を軽減することで、高効率な冷却で、低騒音な投写型表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の投写型表示装置の全体図
【図２】本発明の光学冷却ダクトの構成図
【図３】本発明の電源冷却ダクトの構成図
【図４】本発明の画像処理基板冷却ダクトの構成図
【図５】本発明の投写型表示装置の正面図
【図６】本発明の投写型表示装置の断面図
【図７】投写型表示装置の全体構成説明図
【図８ａ】投射型表示装置の斜視図
【図８ｂ】投射型表示装置の斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
［実施例１］
図７に投写型表示装置の全体図を、また図８ａおよび図８ｂには本発明の投写型表示装置の斜視図を示す。１は光源、２は光源１からの光を光変調素子２１に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、４１は光変調素子を含む光学部品を冷却する風を光学部品まで導風する光学冷却ダクト、５は電源基板や、光源１を駆動するバラスト基板を含む収納する電源ブロック、６は外部からの入力信号を処理する画像処理基板（図７および図８には不図示）、６１は画像処理基板６を接地する基板ケース（図７および図８には不図示）、７１は光変調素子を冷却するシロッコファンである光学冷却ファン、７２は装置内部で発生した熱を装置外部に排出すると共に、前記の電源ブロック５や画像処理基板６を冷却する排気ファン（排気では大風量で排熱することが求められる為、風力特性に優れた軸流ファンであることが望ましい）、８は前述するこれらの部品を収納する外装ケースを示す。
【００１４】
外装ケース８には図８ａに示すように、装置前面に冷却風の取り込み口である吸気８１が設けられている。更に、吸気口８１と対向する側面には排気口８２が設けられている。
【００１５】
次に本発明の投写型表示装置の冷却構成の説明を行う。尚、各発熱体に対応する流路は、それぞれ図２から図４に該当風路のみ表示して図示し、これら図面に基づいて説明を行う。
また、これらの風路が組み合わさった状態で本発明の投写型表示装置は構成され、その全体図を図１に示す。
【００１６】
（光学ブロック（光変調素子）の冷却構成）
図２に光学ブロック２の冷却構成を示す。光学冷却ダクト４１は一方の開口を４１ａ、もう一方の開口を４１ｂとした略筒状の形状をしており、光学冷却ダクト４１の内部には光学冷却ファン７１（図２では不図示）が配置されている。そして、光学冷却ファン７１（図２では不図示）の吸気面と開口４１ａが光学冷却ダクト４１の一部で接続されており、開口４１ａを通過した風全てが、光学冷却ファン７１の吸気面に吸い込まれるよう接続されている。
【００１７】
また、光学冷却ファン７１の噴出し口と開口４１ｂが光学冷却ダクト４１の一部で接続される構成をとる。そして、開口４１ａは外装側面に設けられた吸気口８１と隣接して配置され、外気を開口４１ａより光学冷却ダクト４１に取り込む。一方、開口４１ｂは光変調素子２１近傍に配置され、光学冷却ダクト４１は吸気口８１と光変調素子２１とを連通させるよう構成されている。
【００１８】
その為、光学冷却ファン７１の駆動によって、吸気口８１から侵入した外気は開口４１ａより光学冷却ダクト４１へ導風される（Ｗ１）。導風された風が光学冷却ファン７１の吸気面より吸い込まれ、開口４１ｂに向かって吐き出される。開口４１から放出された風Ｗ１は光変調素子２１に吹き付けられ、光変調素子を冷却する。その後、排気ファン７２によって、投写型表示装置外部へ排気される。
【００１９】
（電源ブロックの冷却構成）
図３に電源ブロック５の冷却構成を示す。電源基板（不図示）およびバラスト基板（不図示）は略直行して配置され、装置前面視でＬ字型を構成する。そして、これら基板を包含するようケース部材で覆われる。このケース部材は一方の開口を４２ａ、もう一方の開口を４２ｂとした断面L字型の略筒上の形状をした電源冷却ダクト４２を構築している。つまり、電源冷却ダクト４２の内部に電源基板およびバラスト基板が配置されている構成をとる。そして、開口４２ａは外装側面に設けられた吸気口８１と隣接して配置され、外気を開口４２ａより電源冷却ダクト４２に取り込む。一方、開口４２ｂは排気ファン７２近傍に配置され、吸気口８１と排気ファン７２とを電源冷却ダクト４２で連通させるよう構成されている。
【００２０】
その為、排気ファン７２の駆動によって、吸気口８１から侵入した外気は開口４２ａより電源冷却ダクト４２へ導風される（Ｗ２）。導風された風Ｗ２は電源基板およびバラスト基板に沿って送風され、電源基板およびバラスト基板を冷却する。その後、排気ファン７２によって、投写型表示装置外部へ排気される。
【００２１】
（画像処理基板の冷却構成）
図４に画像処理基板６の冷却構成を示す。画像処理基板６は接地された基板ケース６１に固定される。基板ケース６１は、画像処理基板６から放射される不要輻射ノイズを軽減する為、画像処理基板６と同等以上の面積を有し、かつ該画像処理基板６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。そして、外装壁８を構成する面と基板ケース６１が流路の側面を構成するような、断面が略長方形をした、略筒状の画像処理基板冷却ダクト４３が構成される。一方の開口を４３ａ、もう一方の開口を４３ｂとした画像処理基板冷却ダクト４３の内部には、画像処理基板６が配置され、外装壁面８と基板ケース６１の間に画像処理基板６が配置される積層構造をとる。
【００２２】
そして、開口４３ａは外装側面に設けられた吸気口８１と隣接して配置され、外気を開口４３ａより画像処理基板冷却ダクト４３に取り込む。一方、開口４３ｂは排気ファン７２近傍に配置され、吸気口８１と排気ファン７２とを画像処理基板冷却ダクト４３で連通させるよう構成されている。
【００２３】
その為、排気ファン７２の駆動によって、吸気口８１から侵入した外気は開口４３ａより画像処理基板冷却ダクト４３へ導風される（Ｗ３）。導風された風Ｗ３は画像処理基板６に沿って送風され、基板を冷却する。その後、排気ファン７２によって、投写型表示装置外部へ排気される。
【００２４】
前述したように、装置前面に冷却風の取り込み口である吸気８１が設けられ、吸気口８１と対向する側面には排気口８２が設けられている投写型表示装置の内部において、前記の３つのダクトが配置される構成をとる（図１参照）。このように吸気口８１から排気口８２までを略直線状に連通させる直線的なエアフローを構築することで、滞留のないスムーズな流れを実現でき、滞留による装置内部の温度上昇を最低限に抑えることを可能とし、高い冷却効率を実現することできる。
【００２５】
また、直線的なエアフローを実現することで、通風抵抗を抑えることができることから、電源ブロック５および画像処理基板６の冷却に排気ファン７２の吸気する風を利用することが可能になる。その結果、電源ブロック５や画像処理基板６の冷却ファンを排気ファン７２と兼用することができ、装置の小型化・低騒音化が可能になる。
【００２６】
ところで、これらの冷却ダクトには、ある目的をもって異物侵入を抑制する手段が必要である。具体的には、光学冷却ダクト４１においては、特に光変調素子２１に異物付着がすると、著しく投写画像品質を損なう為、光変調素子２１に吹き付ける風は異物が除去されたものが求められる。なぜなら、光変調素子２１は結像された光が照射される為、光変調素子近傍に付着する異物は、投写画像としてユーザーに視認されてしまうからである。詳細には8μmピッチの画素で構成された光変調素子であれば、略20μm程度の異物でもユーザーにとって不快であると視認される。その為、例えば静電フィルタや、ウレタンフォームなどの微小開口を有するエアフィルタを用いて微小な異物を除去する必要がある。
【００２７】
また、電源冷却ダクト４２においては、前述したような微小な異物は性能を投写型表示装置の品質を低下させる要素とはなりえないが、高電圧の活電部であることからユーザーの接触防止はもちろんのこと、ＵＬ規格で定められたエンクロージャーとしての開口を満足する必要がある。
【００２８】
更に、画像処理基板冷却ダクト４３においては、画像処理基板が活電部であることから、ユーザーによる接触防止を目的として、定められた径以下の開口にすることが求められている。
【００２９】
これらのように、各ダクトにおいて侵入を防止すべき異物の大きさが異なっている。
【００３０】
そこで、本発明では各ダクトの吸気側開口に抑制すべき異物の大きさに合わせた、異物侵入手段を設ける。つまり、図２に示すように光学冷却ダクトの吸気口４１ａには、微細ない開口を有するエアフィルタ９１を設け、冷却風Ｗ１の中から微小な異物を除去する。また、図３に示すように電源冷却ダクトの吸気口４２ａには、所定の開口を有する電源吸気ルーバー９２を設ける。更に、図４に示すように画像処理基板冷却ダクトの吸気口４３ａには、ユーザーの接触を防止する電源吸気ルーバー９３を設ける。このようにすることで、図５に示すように、装置正面から見ると、外装８に設けられた吸気口８１（不図示）に隣接配置された各ダクトの開口が複数配置されている。
【００３１】
ここで図５のＡ−Ａ断面を図６に示す。図６に示すように、各ダクトは各入口に異なった異物侵入抑制手段（９１、９２、９３）が配置され、ダクトを構成する壁によって独立した流路が構築されている（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）。そして、各ダクト流れる風（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）は発熱体を冷却し終えた後、排気ファン７２によって、外装排気口８２より、装置外部へ排気される。
【００３２】
このように各冷却ダクトに対して、異なった要求に対応する、開口の異なった異物侵入抑制手段を設けることで、各ダクトにおける異物侵入手段の通風抵抗を極限まで低下させることが可能になる。その為、電源ブロックや画像処理基板などの電気回路基板の冷却には、ファンの種類の中でも高風量かつ低騒音な反面、低い風圧しか得られなかった軸流ファンを用いつつ、装置の排気を兼ねて冷却することが可能になる。その結果、装置内で使用するファン個数を削減でき、装置の小型化を可能にする。また、必要最低限のファン回転数で各発熱体を冷却することが可能になるため、低騒音な投写型表示装置を実現することが可能になる。
【００３３】
更に、本発明のような各ダクトに異物侵入抑制手段を設けることで、ダクトの開口と異物侵入抑制手段との隙間を部品単位で管理することが容易になり、例えば光学冷却ダクトと静電フィルタに代表される異物侵入手段を外形で契合させることができ、微小な異物がダクト内に侵入してしまう隙間を抑制することができるという副次的効果も得られる。
【００３４】
尚、本実施例では、光学冷却ダクト、電源冷却ダクト、画像処理基板冷却ダクトの３つのダクトを用いて説明を行ったが、本発明はこれらダクトの種類に限定されるものではない。具体的には、光学ブロック２を構成する照明光学系（照明光学ブロック）に配置される光学部品は、たとえ異物が侵入しても、その像が視認される程、結像されて投写されることはない為、同じ光学ブロックであっても抑制すべき異物の大きさは光変調素子とは大きく異なる。つまり、照明光学ブロックに送風する風を導風するダクトには光変調素子に送風するダクトに取り付けられた異物侵入抑制手段の開口よりも大きい開口の抑制手段が配置されることが望ましい。
【符号の説明】
【００３５】
１  光源
２  光学ブロック
３  投写レンズ
４１  光学冷却ダクト
４２  電源冷却ダクト
４３  画像処理基板冷却ダクト
５  電源ブロック
６  画像処理基板
７１  光学冷却ファン
７２  排気ファン
８  外装ケース
８１  吸気口
８２  排気口
９１、９２、９３  異物侵入抑制手段
Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３  風
【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８ａ】
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【図８ｂ】
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