(57)【要約】【課題】保守点検の工数および冷却に要する部品点数を低減して、安定した冷却を行う。【解決手段】映像表示装置は、光源と、光学部品とを含み、映像信号を生成して表示する映像処理部と、光源および光学部品を冷却する冷却機構部とを備える。冷却機構部は、空冷ファン、熱交換器、冷却器および循環温調器を有する。空冷ファンは、光学部品を冷却する冷却風を発生させて装置内を循環させる。熱交換器は、循環する冷却風の通路に配置して、光学部品の冷却後の冷却風を高温から低温へ熱交換する。冷却器は、光源で発生する熱と、熱交換器で発生する熱とを冷却用液体で冷却する。循環温調器は、冷却用液体の液温が一定温度になるように管理しながら、冷却器との間で冷却用液体を循環させる。【選択図】図１
2014006369.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、光学部品とを含み、映像信号を生成して表示する映像処理部と、
前記光源および前記光学部品を冷却する冷却機構部とを備え、
前記冷却機構部は、
前記光学部品を冷却する冷却風を発生させて装置内を循環させる空冷ファンと、
循環する前記冷却風の流路に配置して、前記光学部品の冷却後の前記冷却風を高温から低温へ熱交換する熱交換器と、
前記光源で発生する熱と、前記熱交換器で発生する熱とを冷却用液体で冷却する冷却器と、
前記冷却用液体の液温が一定温度になるように管理しながら、前記冷却器との間で前記冷却用液体を循環させる循環温調器と、
を有する映像表示装置。
【請求項２】
前記光源または前記光学部品の少なくとも一方を装置内で支持する支持部を有し、前記支持部の外壁と、装置の筐体壁とで形成されるダクトの内部を、前記冷却風が循環する請求項１記載の映像表示装置。
【請求項３】
前記光源、前記光学部品、前記空冷ファン、前記熱交換器および前記冷却器は、密閉構造化される請求項１記載の映像表示装置。
【請求項４】
光源と、光学部品とを含み、映像信号を生成して表示する映像処理部と、
前記光源および前記光学部品を冷却する冷却機構部とを備え、
前記冷却機構部は、
前記光学部品を冷却する冷却風を発生させて装置内を循環させる空冷ファンと、
循環する前記冷却風の流路に配置して、前記光学部品の冷却後の前記冷却風を高温から低温へ熱交換する熱交換器と、
前記熱交換器で発生した熱を伝導する熱伝導部材と、
伝導された熱を受熱する受熱プレートと、
前記光源で発生する熱と、前記受熱プレートで発生する熱とを冷却用液体で冷却する冷却器と、
前記冷却用液体の液温が一定温度になるように管理しながら、前記冷却器との間で前記冷却用液体を循環させる循環温調器と、
を有する映像表示装置。
【請求項５】
前記光源または前記光学部品の少なくとも一方を装置内で支持する支持部を有し、前記支持部の外壁と、装置の筐体壁とで形成されるダクトの内部を、前記冷却風が循環する請求項４記載の映像表示装置。
【請求項６】
前記光源、前記光学部品、前記空冷ファン、前記熱交換器、前記熱伝導部材、前記受熱プレートおよび前記冷却器は、密閉構造化される請求項４記載の映像表示装置。
【請求項７】
第１の冷却対象部品を冷却する冷却風を発生させて装置内を循環させる空冷ファンと、
循環する前記冷却風の流路に配置して、前記第１の冷却対象部品の冷却後の前記冷却風を高温から低温へ熱交換する熱交換器と、
前記第１の冷却対象部品よりも高温となる第２の冷却対象部品で発生する熱と、前記熱交換器で発生する熱とを冷却用液体で冷却する冷却器と、
前記冷却用液体の液温が一定温度になるように管理しながら、前記冷却器との間で前記冷却用液体を循環させる循環温調器と、
を有する冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、映像表示を行う映像表示装置および冷却を行う冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタ装置は、光源からの光を液晶パネルに照射し、液晶パネルを透過した光を、投射レンズによりスクリーンに投射して映像を表示する装置である。
【０００３】
このようなプロジェクタ装置では、光源の熱により、各種光学部品が高温になる。このため、例えば、空冷ファンを使用して、装置筐体内に外気を取り込んで冷却することなどが行われている。
【０００４】
空冷ファンによって、外気を筐体内に取り込んで冷却する方法では、外気の取り込みと同時に塵埃も取り込んでしまい、各種の光学部品に塵埃が付着してしまう場合がある。
【０００５】
塵埃が取り込まれると、塵埃が液晶パネルの透過光を遮ったり、あるいは乱反射させたりすることになり、画像に染みや滲みを生じさせる。そこで、空冷ファンの吸気側に防塵用のフィルタを備えて塵埃を除去することが行われている。
【０００６】
従来技術として、受熱プレートと熱電素子を含むラジエータ部によって、管路を通って流入する冷媒から受熱する冷却装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３４３４９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のように、プロジェクタ装置の光学部品を冷却する空気は、一般的に、フィルタで塵挨を除去した後の空気を使用している。
【０００９】
しかし、フィルタを用いても、気化した油や煙草等の非常に小さいゴミを完全に除去することはできないので、フィルタで除去できないゴミは、光学部品に付着してしまうことになる。
【００１０】
このため、光学部品の定期的な清掃が必要であり、また、フィルタも徐々に目詰まりしていくので、フィルタの定期的な交換・清掃も必要となる。
【００１１】
さらに、フィルタが目詰まりしていくにつれて、空冷ファンによる外気の取り込みが弱まり、空冷ファンの冷却力が落ちてしまう。すると、光学部品の温度が上昇することになるので、安定した冷却を維持することが困難となる。また、外気を取り込んでの空冷ファンの冷却では、外気温度に影響されるので、この理由からも安定した冷却を維持することが困難である。
【００１２】
このように、従来の外気を取り込む空冷ファンと防塵フィルタとを用いた冷却方法では、保守点検の工数が増大してしまい、さらに安定した冷却を維持することが困難であるといった問題があった。
【００１３】
一方、外気を取り込む空冷ファンと防塵フィルタとを用いた冷却方法とは別の冷却方法として、冷却対象部品の近傍に水冷ジャケットを配置して、サーモチラーを使って一定温度の水を循環させて冷却する方法がある。
【００１４】
しかし、光源は特に発熱量が大きいため、従来では、プリズム冷却用の水冷ジャケットとは別に、光源用の水冷ジャケットを備える構成になっていた。このため、水冷ジャケットの数および配管数が増加してしまい、冷却に要する部品点数が増大するといった問題があった。
【００１５】
本技術はこのような点に鑑みてなされたものであり、保守点検の工数および冷却に要する部品点数を低減して、安定した冷却を行う映像表示装置および冷却システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、映像表示装置が提供される。映像表示装置は、光源と、光学部品とを含み、映像信号を生成して表示する映像処理部と、光源および光学部品を冷却する冷却機構部とを備える。冷却機構部は、空冷ファン、熱交換器、冷却器および循環温調器を有する。空冷ファンは、光学部品を冷却する冷却風を発生させて装置内を循環させる。熱交換器は、循環する冷却風の流路に配置して、光学部品の冷却後の冷却風を高温から低温へ熱交換する。冷却器は、光源で発生する熱と、熱交換器で発生する熱とを冷却用液体で冷却する。循環温調器は、冷却用液体の液温が一定温度になるように管理しながら、冷却器との間で冷却用液体を循環させる。
【発明の効果】
【００１７】
保守点検の工数および冷却に要する部品点数を低減して、安定した冷却を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】映像表示装置の構成例を示す図である。
【図２】光学ブロックの構成例を示す図である。
【図３】光学ブロックの動作を示す図である。
【図４】光学ブロックの冷却機構を示す図である。
【図５】冷却機構を示す図である。
【図６】変形例を示す図である。
【図７】変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、実施の形態を図面を参照して説明する。図１は映像表示装置の構成例を示す図である。映像表示装置１は、光源（レーザ光源）２０−１および光学部品２０−２を含み、映像信号を生成して表示する映像処理部２０と、光源２０−１および光学部品２０−２を冷却する冷却機構部１０とを備える。映像表示装置１は、例えば、プロジェクタ装置に該当する。
【００２０】
冷却機構部１０は、空冷ファン１０ａ、熱交換器１０ｂ、冷却器１０ｃおよび循環温調器１０ｄを含む。空冷ファン１０ａは、装置内で熱交換された後の低温の空気を吸気して、光学部品２０−２を冷却する冷却風を発生させて装置内を循環させる。
【００２１】
熱交換器１０ｂは、循環する冷却風の流路に配置して、光学部品２０−２の冷却後の冷却風を高温から低温へ熱交換する。冷却器１０ｃは、光源２０−１で発生する熱と、熱交換器１０ｂで発生する熱とを冷却用液体で冷却する。
【００２２】
循環温調器１０ｄは、冷却用液体の液温が一定温度になるように管理し、冷却器１０ｃとの間で冷却用液体を循環させる。なお、冷却用液体は、管路ｐ１を通じて冷却器１０ｃへ送られ、管路ｐ２を通じて循環温調器１０ｄへ戻される。
【００２３】
このように、映像表示装置１では、光学部品２０−２を冷却する冷却風を空冷ファン１０ａで循環させ、循環する冷却風の流路に熱交換器１０ｂを配置する。そして、循環温調器１０ｄと接続した冷却器１０ｃで、光源２０−１と熱交換器１０ｂの両方を冷却する構成とした。
【００２４】
すなわち、映像表示装置１では、冷却器１０ｃで、光学部品２０−２（第１の冷却対象部品）よりも高温な光源２０−１（第２の冷却対象部品）を直接冷却する。また、空冷ファン１０ａで発生させた冷却風で光学部品２０−２を冷却させ、冷却後の高温の風を、熱交換器１０ｂに当てて、低温の風に変換し、低温風を空冷ファン１０ａに吸気させる。このときに、高温風が当たって熱交換器１０ｂで発生する熱も、光源２０−１を冷却する同じ１台の冷却器１０ｃで冷却する。
【００２５】
これにより、従来のように、プリズム冷却用と光源冷却用との冷却器を備えることが不要となり、冷却器の数および配管数を削減することができ、冷却に要する部品点数を大幅に低減することが可能になる。
【００２６】
また、冷却に外気を用いないので、従来のような、外気を取り込む空冷ファンおよび防塵フィルタを使用していた場合のメンテナンスが不要となり、保守点検の工数を大幅に削減することが可能になる。また、外気温変動に影響されない安定した冷却を維持することが可能になる。
【００２７】
次に光学部品２０−２内の光学ブロックの構成について説明する。図２は光学ブロックの構成例を示す図である。ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）方式の光学ブロック２を示しており、光学ブロック２は、Ｔ字型プリズム構造を形成している。
【００２８】
光学ブロック２は、反射型液晶パネルとして、赤色（Ｒ）反射型ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）２０ｒ、緑色（Ｇ）反射型ＬＣＤ２０ｇおよび青色（Ｂ）反射型ＬＣＤ２０ｂを備えている。
【００２９】
赤色反射型ＬＣＤ２０ｒの周辺には、プレＰＢＳ（Polarization Beam Splitter：偏光ビームスプリッタ）２１ｒ、メインＰＢＳ２２ｒ、ポストＰＢＳ２３ｒおよびバッファプリズム２４ｒの各種プリズムが配置されている。
【００３０】
また、プレＰＢＳ２１ｒの入射面には、トリミングフィルタ２１ｒ−１が設けられ、プレＰＢＳ２１ｒの出射面には、１／２波長板２１ｒ−２が設けられている。さらに、メインＰＢＳ２２ｒと赤色反射型ＬＣＤ２０ｒとの間には、１／４波長板２２ｒ−１が設けられている。
【００３１】
緑色反射型ＬＣＤ２０ｇの周辺には、プレＰＢＳ２１ｇ、メインＰＢＳ２２ｇ、ポストＰＢＳ２３ｇおよびバッファプリズム２４ｇの各種プリズムが配置されている。
【００３２】
また、プレＰＢＳ２１ｇの入射面には、トリミングフィルタ２１ｇ−１が設けられ、プレＰＢＳ２１ｇの出射面には、１／２波長板２１ｇ−２が設けられている。さらに、メインＰＢＳ２２ｇと緑色反射型ＬＣＤ２０ｇとの間には、１／４波長板２２ｇ−１が設けられている。
【００３３】
青色反射型ＬＣＤ２０ｂの周辺には、プレＰＢＳ２１ｂ、メインＰＢＳ２２ｂ、ポストＰＢＳ２３ｂおよびバッファプリズム２４ｂの各種プリズムが配置されている。
【００３４】
また、プレＰＢＳ２１ｂの入射面には、トリミングフィルタ２１ｂ−１が設けられ、プレＰＢＳ２１ｂの出射面には、１／２波長板２１ｂ−２が設けられている。さらに、メインＰＢＳ２２ｂと青色反射型ＬＣＤ２０ｂとの間には、１／４波長板２２ｂ−１が設けられている。
【００３５】
一方、緑色光と青色光とを分離するダイクロイックミラー２５と、偏光変換後の赤色光、緑色光および青色光を結合して出射する４ｐプリズム２６が備えられている。また、４ｐプリズム２６とバッファプリズム２４ｒとの間に、１／２波長板２４ｒ−１が設けられている。
【００３６】
さらに、４ｐプリズム２６とバッファプリズム２４ｂとの間に、１／２波長板２４ｂ−１が設けられている。また、４ｐプリズム２６の出射面には、１／４波長板２６ａが設けられている。
【００３７】
さらにまた、赤色反射型ＬＣＤ２０ｒ、緑色反射型ＬＣＤ２０ｇおよび青色反射型ＬＣＤ２０ｂには、それぞれヒートシンク２０ｒ−１、２０ｇ−１、２０ｂ−１が設置されている。
【００３８】
ヒートシンク２０ｒ−１の一方の平坦面は、赤色反射型ＬＣＤ２０ｒに接着し、他方の面には、放熱のための櫛状のフィンが設けられている。同様にして、ヒートシンク２０ｇ−１の一方の平坦面は、緑色反射型ＬＣＤ２０ｇに接着し、他方の面には、櫛状のフィンが設けられ、ヒートシンク２０ｂ−１の一方の平坦面は、青色反射型ＬＣＤ２０ｂに接着し、他方の面には、櫛状のフィンが設けられている。ヒートシンク２０ｒ−１、２０ｇ−１、２０ｂ−１の材質は、例えば、銅やアルミニウムである。
【００３９】
次に光学ブロック２の動作について説明する。図３は光学ブロックの動作を示す図である。光学ブロック２では、コントラストを上げるために、Ｐ波からＳ波へ、またはＳ波からＰ波への変換を行って偏光を揃えている。
【００４０】
赤色光（Ｒ）の光路としては、まず、プレＰＢＳ２１ｒに、赤色光が入射する。このとき、プレＰＢＳ２１ｒの入射面に設けられているトリミングフィルタ２１ｒ−１は、入射赤色光から不要波長成分の光をカットする。
【００４１】
プレＰＢＳ２１ｒは、トリミングフィルタ２１ｒ−１通過後の赤色光から、Ｐ波以外の光を反射し（図中、点線矢印）、Ｐ波の赤色光のみを透過する。プレＰＢＳ２１ｒの出射面に設けられている１／２波長板２１ｒ−２は、プレＰＢＳ２１ｒから出射されたＰ波の赤色光をＳ波の赤色光に変換して、メインＰＢＳ２２ｒへ入射する。
【００４２】
メインＰＢＳ２２ｒは、Ｓ波の赤色光を赤色反射型ＬＣＤ２０ｒに向けて反射する。赤色反射型ＬＣＤ２０ｒは、Ｓ波の赤色光をＰ波の赤色光に変換して反射する。
【００４３】
このとき、メインＰＢＳ２２ｒと赤色反射型ＬＣＤ２０ｒとの間に設けられている１／４波長板２２ｒ−１は、メインＰＢＳ２２ｒで反射したＳ波の赤色光を透過して、赤色反射型ＬＣＤ２０ｒに入射させる。また、赤色反射型ＬＣＤ２０ｒで空間変調されてＰ波に変換された赤色光を透過して、再びメインＰＢＳ２２ｒへ入射させる。
【００４４】
赤色反射型ＬＣＤ２０ｒで生成されたＰ波の赤色光は、メインＰＢＳ２２ｒ、ポストＰＢＳ２３ｒ、バッファプリズム２４ｒを透過する。そして、４ｐプリズム２６とバッファプリズム２４ｒとの間に設けられている１／２波長板２４ｒ−１は、バッファプリズム２４ｒから出射されたＰ波の赤色光をＳ波に変換して、４ｐプリズム２６へ入射する。
【００４５】
４ｐプリズム２６へ入射したＳ波の赤色光は、４ｐプリズム２６で反射し、１／４波長板２６ａを透過して、図示しない投射レンズへ向けて出射される（図中のＲ（Ｓ））。
【００４６】
また、緑色光（Ｇ）の光路としては、まず、ダイクロイックミラー２５に緑色光と青色光の混合光が入射することで、緑色光は反射し、青色光は透過することで、緑色光と青色光とが分離される。
【００４７】
反射した緑色光は、プレＰＢＳ２１ｇに入射する。このとき、プレＰＢＳ２１ｇの入射面に設けられているトリミングフィルタ２１ｇ−１は、入射緑色光から不要波長成分の光をカットする。
【００４８】
プレＰＢＳ２１ｇは、トリミングフィルタ２１ｇ−１通過後の緑色光から、Ｐ波以外の光を反射し（図中、点線矢印）、Ｐ波の緑色光のみを透過する。プレＰＢＳ２１ｇの出射面に設けられている１／２波長板２１ｇ−２は、プレＰＢＳ２１ｇから出射されたＰ波の緑色光をＳ波の緑色光に変換して、メインＰＢＳ２２ｇへ入射する。
【００４９】
メインＰＢＳ２２ｇは、Ｓ波の緑色光を緑色反射型ＬＣＤ２０ｇに向けて反射する。緑色反射型ＬＣＤ２０ｇは、Ｓ波の緑色光をＰ波の緑色光に変換して反射する。
【００５０】
このとき、メインＰＢＳ２２ｇと緑色反射型ＬＣＤ２０ｇとの間に設けられている１／４波長板２２ｇ−１は、メインＰＢＳ２２ｇで反射したＳ波の緑色光を透過して、緑色反射型ＬＣＤ２０ｇに入射させる。また、緑色反射型ＬＣＤ２０ｇで空間変調されてＰ波に変換された緑色光を透過して、再びメインＰＢＳ２２ｇへ入射させる。
【００５１】
緑色反射型ＬＣＤ２０ｇで生成されたＰ波の緑色光は、メインＰＢＳ２２ｇ、ポストＰＢＳ２３ｇ、バッファプリズム２４ｇを透過する。そして、バッファプリズム２４ｇから出射されたＰ波の緑色光は、４ｐプリズム２６へ入射する。
【００５２】
４ｐプリズム２６へ入射したＰ波の緑色光は、４ｐプリズム２６および１／４波長板２６ａを透過して、図示しない投射レンズへ向けて出射される（図中のＧ（Ｐ））。
【００５３】
一方、青色光（Ｂ）の光路としては、まず、ダイクロイックミラー２５に緑色光と青色光の混合光が入射することで、緑色光は反射し、青色光は透過することで、緑色光と青色光とが分離される。
【００５４】
透過した青色光は、プレＰＢＳ２１ｂに入射する。このとき、プレＰＢＳ２１ｂの入射面に設けられているトリミングフィルタ２１ｂ−１は、入射青色光から不要波長成分の光をカットする。
【００５５】
プレＰＢＳ２１ｂは、トリミングフィルタ２１ｂ−１通過後の青色光から、Ｐ波以外の光を反射し（図中、点線矢印）、Ｐ波の青色光のみを透過する。プレＰＢＳ２１ｂの出射面に設けられている１／２波長板２１ｂ−２は、プレＰＢＳ２１ｂから出射されたＰ波の青色光をＳ波の青色光に変換して、メインＰＢＳ２２ｂへ入射する。
【００５６】
メインＰＢＳ２２ｂは、Ｓ波の青色光を青色反射型ＬＣＤ２０ｂに向けて反射する。青色反射型ＬＣＤ２０ｂは、Ｓ波の青色光をＰ波の青色光に変換して反射する。
【００５７】
このとき、メインＰＢＳ２２ｂと青色反射型ＬＣＤ２０ｂとの間に設けられている１／４波長板２２ｂ−１は、メインＰＢＳ２２ｂで反射したＳ波の青色光を透過して、青色反射型ＬＣＤ２０ｂに入射させる。また、青色反射型ＬＣＤ２０ｂで空間変調されてＰ波に変換された青色光を透過して、再びメインＰＢＳ２２ｂへ入射させる。
【００５８】
青色反射型ＬＣＤ２０ｂで生成されたＰ波の青色光は、メインＰＢＳ２２ｂ、ポストＰＢＳ２３ｂ、バッファプリズム２４ｂを透過する。そして、４ｐプリズム２６とバッファプリズム２４ｂとの間に設けられている１／２波長板２４ｂ−１は、バッファプリズム２４ｂから出射されたＰ波の青色光をＳ波に変換して、４ｐプリズム２６へ入射する。
【００５９】
４ｐプリズム２６へ入射したＳ波の青色光は、４ｐプリズム２６で反射し、１／４波長板２６ａを透過して、図示しない投射レンズへ向けて出射される（図中のＢ（Ｓ））。
【００６０】
次に上記の光学ブロック２に対する従来の冷却機構について説明する。図４は光学ブロックの冷却機構を示す図である。プロジェクタ装置における、空冷ファン５１ｒ、５１ｇ、５１ｂと防塵フィルタ５０を用いた従来の冷却機構を示している。
【００６１】
なお、図４は、光学ブロック２の近傍に空冷ファン５１ｒ、５１ｇ、５１ｂと防塵フィルタ５０とを配置して、図２をＡ方向から見た図である（したがって、４ｐプリズム２６からの出射光は、紙面上方向へ出射されることになる）。
【００６２】
赤色反射型ＬＣＤ２０ｒの近傍には、空冷ファン５１ｒが配置し、緑色反射型ＬＣＤ２０ｇの近傍には、空冷ファン５１ｇが配置し、青色反射型ＬＣＤ２０ｂの近傍には、空冷ファン５１ｂが配置している。また、空冷ファン５１ｒ、５１ｇ、５１ｂのそれぞれの吸気側には、防塵フィルタ５０が配置している。
【００６３】
従来の冷却機構では、防塵フィルタ５０で塵挨を除去した後の外気の空気を使用して、空冷ファン５１ｒ、５１ｇ、５１ｂから発生させた冷却風を、所定部品（ヒートシンクなど）に当てて冷却する構成である。
【００６４】
しかし、このような冷却機構では、以下のような課題があった。
・防塵フィルタ５０の定期的な交換・清掃が必要となる。
・防塵フィルタ５０を使用しても、気化した油や煙草等の非常に小さいゴミの除去は困難である。また、自動清掃システムやフィルタ巻き取りシステム等の自動化をしても、小さいゴミの除去の根本対策にはならない。
・防塵フィルタ５０で除去できないゴミが、各光学部品の光路に付着した場合、輝度が低下するので、光学部品の定期的な清掃が必要になる。
・防塵フィルタ５０は、徐々に目詰まりしていくので、これと同時に光学部品も温度上昇していき、安定した冷却が維持できず、光学性能が低下する。また、空冷ファンの冷却では、外気温度に影響されるので、安定した冷却を維持できない。
・防塵フィルタ５０の近傍に設置される空冷ファン５１ｒ、５１ｇ、５１ｂは、外気を取り込んで冷却風を生成する構成なので、防音対策が取り難く、ファンノイズが顕著である。
【００６５】
一方、上記のような冷却方法とは別に、冷却対象部品の近傍に水冷ジャケットを配置して、サーモチラーを使って一定温度の水を循環させて冷却する方法がある。
【００６６】
しかし、従来では、プリズム冷却用の水冷ジャケットと、光源用の水冷ジャケットとを備える構成になっていたため、水冷ジャケット数および配管数が増加してしまうといった問題があった。
【００６７】
本技術はこのような点に鑑みてなされたものであり、保守点検の工数および冷却に要する部品点数を低減して、安定した冷却を行う映像表示装置および冷却システムを提供するものである。
【００６８】
次に映像表示装置１における本技術の冷却機構について説明する。図５は冷却機構を示す図である。装置内循環冷却機構（冷却システム）を示している。なお、図５の状態は、図２の光学ブロック２を赤色反射型ＬＣＤ２０ｒ側から見た図である。
【００６９】
映像表示装置１−１は、投射レンズ３、映像生成部１ａおよびサーモチラー（循環温調器）５６を備える。また、映像生成部１ａは、光学ブロック２、照明ユニット３０、光源４、空冷ファン５１〜５３、水冷ジャケット（冷却器）５４、熱交換器５５および支持部６１、６２を含む。
【００７０】
照明ユニット３０内の各光学部品と、光源４は、映像生成部１ａ内において、支持部６１、６２で覆われている。支持部６１は、アームａ１、ａ２を有している。
【００７１】
支持部６１のアームａ１、ａ２が設けられていない底面内部には、光源４と、光源４に接触している水冷ジャケット５４とが配置している。また、支持部６１のアームａ１、ａ２の間には、コリメータレンズ３１ａおよびフライアイレンズ３２ａ、３２ｂが配置し、アームａ１、ａ２によって、コリメータレンズ３１ａおよびフライアイレンズ３２ａ、３２ｂが支持されている。
【００７２】
また、支持部６２は、アームａ３、ａ４を有し、アームａ３、ａ４が支持部６１のアームａ１、ａ２に対向するように配置している。支持部６２のアームａ３、ａ４の間には、コリメータレンズ３１ｂおよびダイクロイックミラー３４が配置し、アームａ３、ａ４によって、コリメータレンズ３１ｂおよびダイクロイックミラー３４が支持されている。
【００７３】
水冷ジャケット５４の一方の面は、光源４に直接接触し、他方の反対側の面は、熱交換器５５（例えば、ヒートシンクやラジエータ構造）に直接接触している。また、水冷ジャケット５４は、循環液（例えば、水）の入力部ＩＮと出力部ＯＵＴを備え、管路ｐ１、ｐ２を通じてサーモチラー５６と接続する。
【００７４】
光学系の動作について説明する。まず、光源４から出射された、赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）および青色光（Ｂ）は、コリメータレンズ３１ａに入射する。コリメータレンズ３１ａ、３１ｂは、２枚の組み合わせによって、赤色光、緑色光および青色光を平行光にする。
【００７５】
フライアイレンズ３２ａ、３２ｂは、２枚の組み合わせによって、赤色光、緑色光および青色光を均一化する。ＰＳコンバータ３３は、入射光のＳ波をＰ波に変換する。
【００７６】
ダイクロイックミラー３４は、赤色光、緑色光および青色光をそれぞれ、後段の光学ブロック２の所定位置に入射するために、赤色光、緑色光および青色光の色分離を行う。
【００７７】
その後、照明ユニット３０からの出射光は、光学ブロック２へ入射し、光学ブロック２から出射された、赤色光、緑色光および青色光は、投射レンズ３に入射する。投射レンズ３は、図示しないスクリーンに映像を投射する。なお、光学ブロック２の動作については上述したので説明は省略する。
【００７８】
次に冷却機構の構成および動作について説明する。冷却対象部品（光学ブロック２や光源４）を含む映像生成部１ａは、筐体壁ｗ１で覆われて、外気に対して密閉構造になっている。また、筐体壁ｗ１と支持部６１、６２の外側壁ｗ２との間にできる路が、ダクト構造となっており、このダクトｄが冷却風の流路になっている。
【００７９】
また、空冷ファン５１、５２は、光学ブロック２の近傍に設けられ、空冷ファン５３は、照明ユニット３０の近傍に設けられている。空冷ファン５３は、具体的には、支持部６１のアームａ２と、支持部６２のアームａ４との間の空間部に配置している。
【００８０】
ここで、光源４に対する冷却動作としては、サーモチラー５６から送られた循環液は、入力部ＩＮを通じて水冷ジャケット５４内部に入り、水冷ジャケット５４に直接接触している光源４の熱が冷却される。また、冷却に使用された循環液は、出力部ＯＵＴを通じてサーモチラー５６へ送られる。
【００８１】
なお、サーモチラー５６は、冷却用液体である水の液温を管理しながら循環させることで、冷却対象の温度を一定に保つ。冷却用の水は、管路ｐ１を通じて水冷ジャケット５４へ送られ、管路ｐ２を通じてサーモチラー５６へ戻される。また、サーモチラー５６の内部には、冷媒と水を循環させる回路が含まれ、該回路を通して冷媒と水とが熱交換を行っている。
【００８２】
また、光学部品（光学ブロック２および照明ユニット３０）の冷却動作としては、空冷ファン５１、５２は、冷却風を生成して光学ブロック２を冷却する。また、空冷ファン５３は、冷却風を生成して照明ユニット３０を冷却する。
【００８３】
光学ブロック２を冷却した後の高温の風は、ダクトｄを時計回りに流れて、熱交換器５５に当たって通過する（水冷ジャケット５４にも風が当たる）。また、照明ユニット３０を冷却して、支持部６１のアームａ１と支持部６２のアームａ３との間の空間部から出力される高温の風も、ダクトｄを時計回りに流れて、熱交換器５５に当たって通過する。
【００８４】
水冷ジャケット５４に直接接触している熱交換器５５は、ダクトｄを時計回りに流れてきた高温の風を低温にする熱交換を行い、熱交換後の低温の風は、さらにダクトｄ内を時計回りに流れる。
【００８５】
熱交換器５５によって低温となった風は、空冷ファン５１〜５３の吸気口によって取り込まれて、再び、光学ブロック２および照明ユニット３０の冷却に使用され、以降、映像生成部１ａ内を循環して冷却を行う。
【００８６】
このような構成により、映像表示装置１−１は、例えば、以下のような効果を有している。
・防塵フィルタレス構造によるメンテナンスフリーが可能になる。
・光源冷却用の水冷ジャケットに空気冷却用の熱交換器を兼用させることで、水冷ジャケットの部品点数削減と配管数の削減が可能になる。
・密閉構造なので、外気からのゴミ混入はないため、光学部品にゴミが付着しない。
・水冷ジャケットにも直接風が当たるので、露点温度付近でも結露し難い。
・密閉構造により、空冷ファンのファンノイズが低減する。
・密閉構造により、外気温変動があっても光学部品の温度は一定なので、光学性能を維持できる。
【００８７】
次に映像表示装置１−１の装置内循環冷却機構（冷却システム）の変形例について説明する。図６、図７は変形例を示す図である。図６は変形例の映像表示装置の概念図であり、図７は変形例の映像表示装置を光出射側から見た熱交換の冷却フロー構成を示している。図５に示した映像表示装置１−１では、水冷ジャケット５４に熱交換器５５が直接接触する構成であった。
【００８８】
これに対し、図６、図７に示す変形例の映像表示装置１−２では、水冷ジャケット５４には、受熱プレート５７を直接接触させ、熱交換器５５を光学ブロック２および照明ユニット３０の近傍に移動する。そして、受熱プレート５７と熱交換器５５を、ヒートパイプ５８で接続する構成としている。
【００８９】
受熱プレート５７としては、熱伝導性の高い材料として、例えば銅またはアルミのプレートを使用する。また、受熱プレート５７と熱交換器５５は、ヒートパイプ５８を介して互いに接続する。ヒートパイプ５８は、高熱伝導材であって、熱交換器５５で受けた熱を受熱プレート５７へ輸送する。受熱プレート５７へ送られた熱は、水冷ジャケット５４により冷却される。
【００９０】
ここで、光学ブロック２および照明ユニット３０と、光源４との間の距離が長い場合には、空冷ファン５１〜５３で生成された循環風が経路途中で弱まって、温度が上昇する場合が考えられる。
【００９１】
したがって、このような構成に対しては、上記のように、水冷ジャケット５４の光源冷却面の反対側に受熱プレート５７を接触させ、ヒートパイプ５８を使って、熱交換器５５を光学ブロック２および照明ユニット３０の近傍まで移動させる。
【００９２】
これにより、光学ブロック２および照明ユニット３０と、光源４との間の距離が長い装置の場合であっても、機内循環による冷却性能低下を防止することが可能になる。
【００９３】
以上説明したように、本技術の構成により、防塵フィルタが不要となるので、空冷時に行っていたメンテナンスは不要となる。また、密閉構造内で空冷ファンを使用するのでファンノイズも低減することができる。さらに、外気温が変化しても、循環液は常に一定温度に保たれるので、光学部品の温度は常に一定に維持され、光学性能を確保することが可能になる。
【００９４】
なお、プロジェクタセットには、光学部品を冷却するファン以外にも電源や基板等を冷却するファンがある。しかし、セット全体のファンノイズについては、光学用のファンが支配的な場合が多いので、光学用の空冷ファンが密閉化されることにより、ファンノイズは大幅に低減し、静音化に大きく貢献する。
【００９５】
さらに、外気を取り込む機構ではないので、防塵フィルタを不要としただけでなく、光学部品を密閉構造化することができる。このため、微小な塵挨などのゴミの混入がなく、光学部品へのゴミの付着を格段に抑制することが可能になる。
【００９６】
さらにまた、１台の水冷ジャケットで、光源の冷却と、循環風が当たる熱交換器の冷却とを兼用するので、水冷ジャケット数および配管数を削減させて、冷却に要する部品点数を大幅に低減することが可能になり、装置規模の縮小およびコストの低減にも寄与する。
【００９７】
なお、本技術は以下のような構成も採ることができる。
（１）  光源と、光学部品とを含み、映像信号を生成して表示する映像処理部と、
前記光源および前記光学部品を冷却する冷却機構部とを備え、
前記冷却機構部は、
前記光学部品を冷却する冷却風を発生させて装置内を循環させる空冷ファンと、
循環する前記冷却風の流路に配置して、前記光学部品の冷却後の前記冷却風を高温から低温へ熱交換する熱交換器と、
前記光源で発生する熱と、前記熱交換器で発生する熱とを冷却用液体で冷却する冷却器と、
前記冷却用液体の液温が一定温度になるように管理しながら、前記冷却器との間で前記冷却用液体を循環させる循環温調器と、
を有する映像表示装置。
（２）  前記光源または前記光学部品の少なくとも一方を装置内で支持する支持部を有し、前記支持部の外壁と、装置の筐体壁とで形成されるダクトの内部を、前記冷却風が循環する前記（１）記載の映像表示装置。
（３）  前記光源、前記光学部品、前記空冷ファン、前記熱交換器および前記冷却器は、密閉構造化される前記（１）または（２）記載の映像表示装置。
（４）  光源と、光学部品とを含み、映像信号を生成して表示する映像処理部と、
前記光源および前記光学部品を冷却する冷却機構部とを備え、
前記冷却機構部は、
前記光学部品を冷却する冷却風を発生させて装置内を循環させる空冷ファンと、
循環する前記冷却風の流路に配置して、前記光学部品の冷却後の前記冷却風を高温から低温へ熱交換する熱交換器と、
前記熱交換器で発生した熱を伝導する熱伝導部材と、
伝導された熱を受熱する受熱プレートと、
前記光源で発生する熱と、前記受熱プレートで発生する熱とを冷却用液体で冷却する冷却器と、
前記冷却用液体の液温が一定温度になるように管理しながら、前記冷却器との間で前記冷却用液体を循環させる循環温調器と、
を有する映像表示装置。
（５）  前記光源または前記光学部品の少なくとも一方を装置内で支持する支持部を有し、前記支持部の外壁と、装置の筐体壁とで形成されるダクトの内部を、前記冷却風が循環する前記（４）記載の映像表示装置。
（６）  前記光源、前記光学部品、前記空冷ファン、前記熱交換器、前記熱伝導部材、前記受熱プレートおよび前記冷却器は、密閉構造化される前記（４）または（５）記載の映像表示装置。
（７）  第１の冷却対象部品を冷却する冷却風を発生させて装置内を循環させる空冷ファンと、
循環する前記冷却風の流路に配置して、前記第１の冷却対象部品の冷却後の前記冷却風を高温から低温へ熱交換する熱交換器と、
前記第１の冷却対象部品よりも高温となる第２の冷却対象部品で発生する熱と、前記熱交換器で発生する熱とを冷却用液体で冷却する冷却器と、
前記冷却用液体の液温が一定温度になるように管理しながら、前記冷却器との間で前記冷却用液体を循環させる循環温調器と、
を有する冷却システム。
【００９８】
なお、上述の実施の形態は、実施の形態の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えることができる。
【００９９】
さらに、上述の実施の形態は、多数の変形、変更が当業者にとって可能であり、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１００】
１……映像表示装置、１０……冷却機構部、１０ａ……空冷ファン、１０ｂ……熱交換器、１０ｃ……冷却器、１０ｄ……循環温調器、２０……映像処理部、２０−１……光源、２０−２……光学部品
【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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