(57)【要約】【課題】映像表示デバイスの投射面側から埃を付着させることなく冷却することができ、映像表示デバイスの投射面側と反対面側との温度差が少なくなり、映像表示デバイスの信頼性を確保することができる映像表示デバイスの冷却装置を提供すること。【解決手段】映像表示デバイス８の投射面とは反対の面より吸熱するための受熱部１３と、受熱部１３を冷却する冷却手段２０と、映像表示デバイス８を保持するデバイス保持金具１４と、映像表示デバイス８とデバイス保持金具１４とを固定する接着部１５と、映像表示デバイス８とデバイス保持金具１４とに渡って貼り付ける熱伝導シート１６と、熱伝導シート１６の熱を拡散し、熱伝導シート１６を押圧するデバイス熱拡散板１７と、デバイス熱拡散板１７を冷却するためのプレート冷却部２２と、を備えた映像表示デバイスの冷却装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像表示デバイスの発熱を前記映像表示デバイスの投射面とは反対の反対面より吸熱するための受熱部と、
前記受熱部を冷却する冷却手段と、
前記映像表示デバイスを保持するデバイス保持金具と、
前記映像表示デバイスと前記デバイス保持金具とを固定する接着部と、
前記映像表示デバイスと前記デバイス保持金具とに渡って貼り付ける熱伝導シートと、
前記熱伝導シートの熱を拡散し前記熱伝導シートを押圧するデバイス熱拡散板と、
前記デバイス熱拡散板を冷却するためのプレート冷却部と、
を備えたことを特徴とする映像表示デバイスの冷却装置。
【請求項２】
熱伝導シートは、映像表示デバイスの投射面を中心基準として対称に貼り付けられることを特徴とする請求項１記載の映像表示デバイスの冷却装置。
【請求項３】
デバイス熱拡散板による熱伝導シートの押圧は、前記熱伝導シートの近傍に２箇所以上備えたビスを用いて行うことを特徴とする請求項１記載の映像表示デバイスの冷却装置。
【請求項４】
デバイス熱拡散板は、デバイス保持金具よりも大きく、前記デバイス熱拡散板の映像表示デバイスから最も遠い端面部は、外気または冷媒部と接触していることを特徴とする請求項１記載の映像表示デバイスの冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクター等に用いられる映像表示デバイスの冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下、図面を用いて従来の映像表示デバイスの冷却装置について説明する。
【０００３】
図４は、従来の空冷による映像表示デバイスの冷却装置を示す模式図である。
【０００４】
同図において、ＤＭＤ等の反射型表示デバイス８の冷却装置は、反射型表示デバイス８を有するプロジェクターにおいて、反射型表示デバイス８の投写面１０の反対面１１にヒートシンク２０を取り付け、ヒートシンク２０の近傍にシロッコファン２２とルーバーを配置し、シロッコファン２２の送出口２３から送出された冷却風２５を導く導風路２４を設け、導風路２４中にヒートシンク２０のフィン２１を配置し、導風路２４から出た冷却風２５がルーバーを通して筐体の外部に排出されるように構成している。このように、反射型表示デバイス８の投写面１０の反対面１１を、シロッコファン２２を用いた空冷により冷却する映像表示デバイスの冷却装置が提案されている（特許文献１）。
【０００５】
次に、他の映像表示デバイスの冷却装置について説明する。
【０００６】
図５は、従来の液冷による映像表示デバイスの冷却装置を示す模式図である。
【０００７】
同図において、映像表示デバイス８の冷却装置は、作動時に発熱を伴う映像表示デバイス８を用いる投写型光学装置の映像表示デバイス冷却装置であり、映像表示デバイス８の投写面１０の反対面１１に密着して設けられ、映像表示デバイス８の発生熱を受ける冷媒が流れる空洞を内部に有する受熱ジャケット３１と、冷媒の熱を外気へ放熱させるラジエータ３３と、冷媒を受熱ジャケット３１とラジエータ３３とを通って循環させる循環ポンプ３４とを有している（映像表示デバイス冷却部３０）。このように、映像表示デバイス８の投写面１０の反対面１１より液冷で冷却する方法が提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−７７８８３号公報
【特許文献２】特開２００５−３３８７１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
近年、プロジェクターは高輝度化と小型化により光束密度が増加して、映像表示デバイスの発熱が増大している。空冷によって冷却する場合には、大型のファンやヒートシンクを採用する必要がある。また、液冷によって冷却する場合には冷媒量を増大させて、冷媒の循環速度を向上するために、ポンプを大型化する必要がある。
【００１０】
しかしながら、これらの手段は映像表示デバイスの投写面の反対面側から冷却するため、光束密度が増加して映像表示デバイスが過度に発熱すると映像表示デバイスの投写面側が冷えにくく、映像表示デバイスの投写面側と反対面側との温度差が大きくなり、温度ギャップが生じ、デバイスの信頼性に悪影響を及ぼす。
【００１１】
そのため、映像表示デバイスの保持部を熱伝導性の良い金属（アルミ等）で固定する方法が考えられるが、映像表示デバイスから保持部へ熱移動することにより金属が熱膨張し、表示画像のフォーカスが悪くなるといった悪影響を与えてしまう。
【００１２】
ここで、映像表示デバイスの投写面側から冷却することが考えられるが、セット内部に侵入した埃が映像表示デバイスに付着するのを防ぐために、映像表示デバイスとプリズムの間にはスポンジ等で隙間を埋めており、空冷によって冷却することは困難である。
【００１３】
さらに、プリズムや投写レンズ等の光学部材を小さくするために、映像表示デバイスとプリズム間の距離を短くする方が有利となるため、映像表示デバイスとプリズム間に冷却装置（水冷）を入れることも困難である。
【００１４】
本発明は、上記状況に鑑みてなされたものであって、限られたスペースで映像表示デバイスの投写面側に十分な冷却効果が得られ、映像表示デバイスの投写面側と反対面側との温度差を縮めることのできる効果的な映像表示デバイスの冷却装置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】
【００１５】
前記従来の課題を解決するため、本発明の映像表示デバイスの冷却装置は、映像表示デバイスの投写面側と映像表示デバイスを保持する金具との間にグラファイトシート等の熱伝導率が高いシートに接触させることで、映像表示デバイスの投写面側の発熱を効果的に拡散することができることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の映像表示デバイスの冷却装置によれば、映像表示デバイスの投写面と反対面側からの冷却だけでなく、映像表示デバイスの投写面側から埃を付着させることなく冷却することが可能となり、映像表示デバイスの投写面側と反対面側との温度差が少なくなり、映像表示デバイスの信頼性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の形態１における映像表示デバイスの冷却装置の模式図
【図２】実施の形態１における投写型表示装置概略構成図
【図３】実施の形態１におけるＤＭＤのマイクロミラーの駆動動作を示す模式図
【図４】従来の空冷による映像表示デバイスの冷却装置を示す模式図
【図５】従来の液冷による映像表示デバイスの冷却装置を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に本発明の映像表示デバイスの冷却装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。映像表示デバイスは、ＤＭＤを用いて説明する。
【００１９】
（実施の形態１）
まず、映像表示デバイスが搭載される投写型表示装置（プロジェクター）について説明する。プロジェクターは、デジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）や液晶パネルといった映像表示デバイスに、ランプ等の光源からの光を照射して、映像表示デバイス上の画像をスクリーン上に拡大投影する装置である。現在は様々なプレゼンテーションや映画館等の業務用に、ホームシアター等の民生用に、と幅広く利用されている。
【００２０】
図２は、実施の形態１における投写型表示装置概略構成図であり、ＤＭＤを用いた１チップＤＬＰプロジェクター装置の一例を示す。
【００２１】
ランプ１から放射された光は、ロッドインテグレータ２に入射される。ロッドインテグレータ２は角柱状に成形された光学ガラスである。このロッドインテグレータ２に入射した光束は、多重反射により部分光束に分割、重畳され、出射面で均一化される。
【００２２】
カラーホイール３は、赤／青／緑のフィルタで構成される。ロッドインテグレータ２からの光束は、カラーホイール３を通過することで、赤／青／緑の色光に分離され、順次色が切り替えられる色順次照明となる。
【００２３】
カラーホイール３を透過した光束をリレーレンズ４、反射ミラー５、フィールドレンズ６でＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ  Ｉｎｔｅｒｎａｌ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）プリズム７に入射させ、ＤＭＤ８を照明する。ＤＭＤ８で変調されたＯＮ画素の光のみが投写レンズ９に入射し、ＤＭＤ８上の画像がスクリーン上に拡大投写される。
【００２４】
ＤＭＤ８は、マイクロミラーが数十万個〜数百万個形成され、この一つ一つが入力映像信号に応じて、高速でＯＮ−ＯＦＦすることで約±１０°〜１２°の範囲で傾斜し、反射光をスクリーン上に投影する。
【００２５】
次に、図３を用いて、ＤＭＤ８の動作を説明する。
【００２６】
図３は、実施の形態１におけるＤＭＤのマイクロミラーの駆動動作を示す模式図である。
【００２７】
同図において、ＤＭＤ８の下方より入射した光線Ｌ１は、ＤＭＤ８に形成されたマイクロミラー１２に照射されるが、マイクロミラー１２がＯＮの状態ではスクリーン方向に反射（Ｌｎ方向）され、ＯＦＦの状態では上方（Ｌｆ方向）へと反射される。つまり、マイクロミラー１２のＯＮ、ＯＦＦに関係なく、常にＤＭＤ８は光を受けている状態にある。
【００２８】
ＤＭＤ８のマイクロミラー１２はアルミで形成されており、マイクロミラー１２の反射面有効面積率は約９０％、反射率は９０％前後と光利用効率が高いが、マイクロミラー１２間の隙間は非常に狭く、光利用効率は、実際は７０％程度となり、光の損失は熱に変換される。特に高い光束密度を扱う場合、ＤＭＤ８は過度の高温となり、マイクロミラー１２のヒンジ変形が加速され、デバイスの信頼性に悪影響を及ぼす。そのため、ＤＭＤ８の裏面には冷却装置が設けられ、ＤＭＤ８の熱を吸収して、ＤＭＤ８を保証温度内に維持し、デバイスの性能及び寿命を確保している。
【００２９】
次に、本発明の映像表示デバイスの実施の形態について説明する。
【００３０】
図１は、映像表示デバイスの冷却装置の模式図である。
【００３１】
同図において、ＤＭＤ８の冷却装置の構成は、まず、従来技術と同様に、ＤＭＤ８の投写面１０とは反対の反対面１１側から冷却している。具体的には、ＤＭＤ８の反対面１１に受熱部１３があり、この受熱部１３を冷却するために、ヒートシンク２０を受熱部１３と接触し、シロッコファン等を用いて空冷することで冷却する構成や、受熱部１３の内部に冷媒を循環ポンプによって循環させ、チューブを経由してラジエータで排熱する液冷方法によってＤＭＤ８の熱を冷却している構成等をとることができる（図示せず）。
【００３２】
この映像表示デバイスの冷却装置において、さらに重要な構成は、反射型表示デバイスの投写面側の冷却装置の構成に関するものである。
【００３３】
まず、ＤＭＤ８を取り付けるためのデバイス保持金具１４があり、接着剤１５により固定されている。この接着剤１５は熱による変形が少ない特性のものが望ましく、この実施の形態では、ＵＶ接着剤を採用している。また、デバイス保持金具１４についても熱による変形が少ないＳＵＳ等の材料を用いる。
【００３４】
ＤＭＤ８の投写面１０の熱を拡散するために、ＤＭＤ８とデバイス保持金具１４との間に、熱伝導シート１６を貼り付ける。この熱伝導シート１６は、薄くて熱伝導性の良いものが望ましく、この実施の形態では、グラファイトシートを採用している。
【００３５】
ＤＭＤ８とデバイス保持金具１４との間に貼り付けた熱伝導シート１６の上からさらに、熱伝導率の良い金属のデバイス熱拡散板１７をビス１８で挟み込む。デバイス熱拡散板１７は、デバイス保持金具１４にビス１８で止められ、少なくとも２箇所以上で固定される。また、ビス１８の固定位置は熱伝導シート１６の近傍が望ましい。
【００３６】
このデバイス熱拡散板１７の材料は、アルミ板や銅板等のプレートが使用される。デバイス熱拡散板１７と熱伝導シート１６との接触面積は可能な限り広い方が良い。ＤＭＤ８の温度バランスを均一に保つために、ＤＭＤ８の投写面１０を中心基準に熱伝導シート１６を対称に貼り付ける。
【００３７】
デバイス熱拡散板１７は、ＤＭＤ８の熱を吸収するため、ＤＭＤ８と温度差がある空間まで配置し、少なくともデバイス保持金具１４よりも大きい。
【００３８】
また、デバイス熱拡散板１７の近傍にプレート冷却部としてシロッコファン２２等を配置することでデバイス熱拡散板１７を空冷にて冷却し、よりＤＭＤ８を冷却することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明にかかる映像表示デバイスの冷却装置は、性能的もしくは空間的に、一方の面しか冷却出来ない部品や製品に対して適用することはもちろんのこと、吸熱面が小さいものを拡散して冷却することにより、通常よりも効率的に冷却する場合に、非常に有用である。
【符号の説明】
【００４０】
１  ランプ
２  ロッドインテグレータ
３  カラーホイール
４  リレーレンズ
５  反射ミラー
６  フィールドレンズ
７  ＴＩＲプリズム
８  映像表示デバイス
９  投写レンズ
１０  投写面
１１  反対面
１２  マイクロミラー
１３  受熱部
１４  デバイス保持金具
１５  接着剤
１６  熱伝導シート
１７  デバイス熱拡散板
１８  ビス
２０  ヒートシンク
２２  シロッコファン
２５  冷却風
Ｌ１  ＤＭＤへの入射光
Ｌｎ  投写光
Ｌｆ  不要光
ｎ  ミラーＯＮ時
ｆ  ミラーＯＦＦ時
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図２】
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