(57)【要約】【課題】大型化、コスト高、騒音増大などを招くことなく放熱性の高い冷却機構を備えた液晶プロジェクタを提案すること。【解決手段】液晶プロジェクタ１の発熱源である液晶パネル３０の支持板３４の背面３４ｂには放熱板３５がセラミック材によって接着されており、放熱板３５の背面の放熱フィン３６の表面部分３６ａおよび放熱板３５の左右、上下の表面には所定厚さのセラミック材が塗布されて、それら表面の放熱性が改善されている。支持板４およびセラミック材を介して液晶パネル３０で発生した熱が効率良く放熱板３５に伝達され、セラミック材が塗布されている放熱板３５の表面３６ａなどから効率良く放熱が行われる。よって、放熱面積の増加、冷却ファンの容量や個数の増加などに伴うコスト高、寸法増加、騒音の増加を招くことなく、液晶パネルの放熱性を改善できる。【選択図】　　図１
2004038104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、この光源からの射出光を映像情報に応じて変調する液晶パネルと、変調後の投写光像をスクリーン上に投写する投写レンズとを有する液晶プロジェクタにおいて、
前記液晶パネルを支持している支持板と、この支持板に取り付けた放熱板とを有し、
前記放熱板の放熱面にはセラミック材が塗布されていることを特徴とする液晶プロジェクタ。
【請求項２】
請求項１において、
前記支持板と前記放熱板を相互に接着固定するための接着剤として、セラミック材が用いられていることを特徴とする液晶プロジェクタ。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記光源は、光源ランプとリフレクタとを備えており、
前記リフレクタの外周面にはセラミック材が塗布されていることを特徴とする液晶プロジェクタ。
【請求項４】
請求項１、２または３において、
前記光源ランプが取り付けられたリフレクタがランプボックスに収納された構成のランプユニットを備えており、
ランプボックスの外周面の少なくとも一部にはセラミック材が塗布されていることを特徴とする液晶プロジェクタ。
【請求項５】
請求項１ないし４のうちのいずれかの項において、
前記光源からの射出光を各色光に分離する色分離光学系と、各色光を映像情報に応じて変調する複数の前記液晶パネルと、変調後の各色光を合成する色合成光学系とを有し、前記投写レンズによって合成後の投写光像がスクリーン上に投写されることを特徴とする液晶プロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶プロジェクタに関し、その発熱源である光源ランプおよびライトバルブとして用いられている液晶パネルを効率良く冷却可能な冷却機構を備えた液晶プロジェクタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶プロジェクタにおいては、一般にライトバルブとして各色光を変調するための３枚の液晶パネル（ＬＣＯＳパネルやＤＬＰパネル）が搭載されており、光源からの射出光が各色光に分離された後に各液晶パネルによって映像信号に応じて変調され、ダイクロイックプリズムなどからなる合成光学系を介して投写光像として合成され、これが投写レンズによってスクリーン上に投写されるようになっている。この構成の液晶プロジェクタでは、光源ランプおよび各液晶パネルが発熱源となってプロジェクタ内部が加熱状態になるので、発生した熱を外部に放出するための冷却機構が組み込まれている。
【０００３】
液晶パネルの放熱機構は、一般に、液晶パネルを支持している支持板を熱伝導性の高い金属素材から形成すると共に、当該支持板の背面に放熱板を密着させ、液晶パネルで発生した熱を放熱板から放出して、液晶パネルが過熱状態に陥ることを防止している。また、フィンなどの放熱部が形成されている放熱板に対して冷却ファンにより風を当てて、放熱効率を高めている。一方、光源ランプの冷却機構は、光源ランプを取り囲んでいるリフレクタの外周面に対して下側あるいは後方などから冷却ファンにより風を当てて、ランプで発生した熱を放出するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年においては、投写映像の高解像度化、高輝度化に伴って、液晶プロジェクタ内部での発熱量も増加しているので、液晶パネルおよび光源ランプの放熱効率を一層改善する必要がある。従来の放熱機構を用いて放熱性を高めるためには、ヒートシンクとしての放熱板の大型化、冷却ファンの大型化・性能向上・設置個数の増加などが必要となり、プロジェクタの寸法増加、コストアップに繋がってしまう。さらには、大型の冷却ファンを駆動するので消費電力のアップも招いてしまう。これに加えて、冷却ファンの駆動による騒音も大きくなってしまう。
【０００５】
また、放熱性を高めるためには冷却ファンから吹き出されて各熱源から熱を奪った後の空気をプロジェクタハウジング外に放出するための通気孔を大きくする必要があり、また、当該通気孔に到る冷却空気の排出路も大きくする必要がある。しかし、冷却空気の排出路を大きくすると、液晶プロジェクタのシャーシに大きな開口を付ける必要があるのでその強度が低下してしまうので好ましくない。これに加えて、ハウジングに大きな通気孔を形成した場合には、塵などがハウジング内に侵入しやすくなり、内部の光学素子に付着するなどの弊害が起き易くなり、やはり好ましくない。
【０００６】
以上、現状の液晶プロジェクタの冷却機構における放熱性（冷却効率）を高めるための問題を箇条書きにすると次の通りである。
（１）放熱を高めるためのヒートシンクの大型化およびフィンの複雑化
（２）冷却ファンの大型化に伴う騒音問題とコストアップと消費電力アップ
（３）冷却ファンの設置個数の増加に伴う騒音問題とコストアップと消費電力アップ
（４）冷却ファンの性能向上（静音タイプ、高効率タイプ）によるコストアップと消費電力アップ
（５）冷却空気の通り道を広げるために風穴を大きくすることによるエンジンシャーシの構造の弱体化
（６）ハウジング内への塵の侵入問題
また、今後においては、液晶プロジェクタの小型化、高解像度および高輝度化、低騒音化、省電力化などの要求がより強く求められることが予想される。
【０００７】
本発明の課題は、上記の弊害を伴うことなく、同時に上記の要求を満足できるように放熱性を改善可能な冷却機構を備えた液晶プロジェクタを提案することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、光源と、この光源からの射出光を映像情報に応じて変調する液晶パネルと、変調後の投写光像をスクリーン上に投写する投写レンズとを有する液晶プロジェクタにおいて、
前記液晶パネルを支持している支持板と、この支持板に取り付けた放熱板とを有し、前記放熱板の放熱面にはセラミック材が塗布され、その放熱性が改善されていることを特徴としている。
【０００９】
ここで、前記支持板と前記放熱板を相互に接着固定するための接着剤として、セラミック材を用いて、相互の熱伝導性を高めることが望ましい。
【００１０】
次に、前記光源のリフレクタの外周面にセラミック材を塗布して、その放熱性を高めることが望ましい。また、耐熱樹脂などからなるランプボックス内にリフレクタおよびランプが内蔵されているランプユニットの場合には、ランプボックスの外周面にもセラミック材を塗布して、その放熱性を改善することが望ましい。
【００１１】
一方、液晶プロジェクタは、一般的には、前記光源からの射出光を各色光に分離する色分離光学系と、各色光を映像情報に応じて変調する複数の前記液晶パネルと、変調後の各色光を合成する色合成光学系とを有し、前記投写レンズによって合成後の投写カラー光像がスクリーン上に投写される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明を適用した液晶プロジェクタの実施例を説明する。
【００１３】
（全体構成）
図１（ａ）は本例の液晶プロジェクタ（ＬＣＯＳ型投写型表示装置）を示す概略平面図であり、図１（ｂ）はその矢印の方向から見た概略側面図である。これらの図を参照して説明すると、本例の液晶プロジェクタ１は一点鎖線で示す扁平な直方体のハウジング２の内部に構成部品が搭載された構成となっている。すなわち、３は投写用光源であり、この光源３は、ハロゲンランプなどのランプ４と、ランプ発散光を前方に射出するためのリフレクタ５を備えている。本例の光源３はハウジング２に取り付けられたランプボックス６に、ランプ４が取り付けられたリフレクタ５が搭載されたランプユニット７として構成されている。
【００１４】
この光源３からの射出光は均一照明光学系１０を介して均一な輝度分布の平行光束とされる。均一照明光学系１０は複数のマイクロレンズがマトリックス状に配列されたインテグレータレンズ１１、１２、集光レンズ１３および全反射ミラー１４、１５などから構成されている。平行光束は、色分離光学系２０において各色Ｒ、Ｇ、Ｂの色光に分離され、各色光はそれぞれ対応するライトバルブとして機能する反射型の液晶パネル（ＬＣＯＳパネル）３０、３１、３２に導かれる。
【００１５】
色分離光学系２０では、白色の平行光束から青反射用ダイクロイックミラー２１によって青色光束を分離してダイクロイックプリズム２２に導き、液晶パネル３０に向けて反射する。青反射用ダイクロイックミラー２１を通過した緑色光は緑反射用ダイクロイックプリズム２３によって反射されて液晶パネル３１に導かれる。ダイクロイックプリズム２３を通過した赤色光は全反射ミラー２４を介してダイクロイックプリズム２５に導かれ、液晶パネル３２に向けて反射される。
【００１６】
各色光は、液晶パネル３０、３１、３２で反射される際に映像信号に対応して変調され、各ダイクロイックプリズム２２、２３、２５を通過して、光合成光学系４０に導かれる。光合成光学系４０は４個のダイクロイックプリズムを貼り合せた構造となっており、Ｘ状の誘電体多層膜からなる反射面を介して、各色の光が合成されて投写光像を形成する単一の光束とされ、投写光像は投写レンズユニット５０を介して不図示のスクリーンに拡大投写される。
【００１７】
（液晶パネルの冷却機構）
液晶パネル３０はヒートシンクとして機能する熱伝導性の高い金属素材からなる支持板３４に取り付けられており、支持板３４の背面にはヒートシンクとして機能する放熱性の高い金属製の放熱板３５が取り付けられている。放熱板３５の背面には上下に延びる多数本の凹凸状の放熱フィン３６が形成されている。
【００１８】
ここで、放熱板３５における放熱フィン３６の表面３６ａと、放熱板３５の左右の側面３５ａ、３５ｂと放熱板３５の上下の端面３５ｃ、３５ｄには、所定厚さでセラミック材が塗布され、それらの放熱性が改善されている。また、放熱板３５の前面には支持板３４を丁度はめ込み可能な凹状の取り付け面３５ｅが形成されており、この取り付け面３５ｅに対して、支持板３４の背面３４ｂがセラミック材によって接着固定されている。残りの液晶パネル３１、３２も同様に支持されている。
【００１９】
また、光合成光学系４０であるダイクロイックプリズムの下側には冷却ファン３７が上向きに配置されている。冷却ファン３７から吹き出された冷却用の空気の一部は各液晶パネル３０〜３２の放熱板３５の放熱フィン３６に沿って上方に流れて、ハウジング２の上面部分に形成された通気孔から外部に放出されるようになっている。
【００２０】
本例で使用しているセラミック材は、シリカアルミナ系のセラミックであり、耐熱性があり、金属の接着性があり、優れた熱放熱性（遠赤外線による輻射）を備えている。また、有機バインダや硬化剤などが含まれていない無機質素材である。このようなセラミック材は例えばセラック株式会社からセラックα−１５００の商品名で販売されている。
【００２１】
（光源の冷却機構）
図２（ａ）〜（ｃ）はランプユニット７の後面図、側面図および平面図であり、図３（ａ）〜（ｃ）はランプおよびリフレクタのみを示す後面図、側面図および平面図である。ランプボックス６は前側が開口している直方体形状のボックスであり、一方の側面の前後の縁部分にはハウジング２に対する取付用のフランジ７ａ、７ｂが形成されている。このランプボックス６の外周板部分には上下に延びる多数本の放熱用スリット７１ａが形成されている。このランプボックス６におけるハウジング２に取り付けられている側面７２を除き、その外周面には所定厚さでセラミック材７３が塗布されて、その放熱性が改善されている。また、図３に示すように、リフレクタ５の外側外周面の全体に亘って所定厚さでセラミック材が塗布され、その放熱性が改善されている。図３においてはセラミック材が塗布されている範囲を斜線で示してある。
【００２２】
（本例の冷却機構の作用効果）
本例の液晶プロジェクタ１では、その発熱源である液晶パネル３０〜３２および光源ランプ３の冷却効率を高めるために、放熱性に優れたセラミック材に着目し、これを、液晶パネルの放熱板３５の放熱フィン３６の表面３６ａなどに塗布している。また、光源ランプのリフレクタ５の外周面部分およびランプボックス６の外周面部分に塗布している。この結果、放熱板の大きさや表面積を増加させることなく、また、冷却ファンの能力、個数を増加することなく、各部分の放熱性を高めることができる。
【００２３】
よって、本例によれば、寸法増加、コスト増加、消費電力の増加、騒音の増加などを招くことなく、放熱性に優れた冷却機構を実現できる。また、冷却用空気の通気孔などを大きくする必要がないので、塵の侵入などの問題も起きない。
【００２４】
さらに、本例では、液晶パネルの支持板と放熱板の接着もセラミック材を用いて行っている。従来においてはシリコンなどが使用されているが、シリコンは耐熱性は高いものの熱伝導性はそれほど良くないので、支持板から放熱板への熱伝導効率が悪く、その分、液晶パネルの放熱性が阻害されていた。しかし、本例では、接着剤としてセラミック材を使用しているので、これらの間の熱伝導性を改善でき、さらには当該部分での放熱性も改善されるので、全体としての放熱性が一層良くなるという利点がある。
【００２５】
（その他の実施の形態）
なお、液晶プロジェクタにおける液晶パネルや光源ランプ以外の部分にセラミック材を塗布して放熱性を高めるようにしてもよい。例えば、光合成光学系を構成しているダイクロイックプリズムの支持部分や光学素子を支持しているライトガイドの裏面などにセラミック材を塗布して装置全体の放熱性を改善することも可能である。
【００２６】
また、液晶パネルの放熱板や支持板の全体にセラミック材を塗布することも可能である。
【００２７】
さらに、上記の例は反射型の液晶パネルをライトバルブとして用いているが、透過型の液晶パネルやＤＬＰパネルをライトバルブとして用いた構成の液晶プロジェクタに対しても本発明を適用可能なことは勿論である。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の液晶プロジェクタにおいては、その発熱源である液晶パネルや光源における放熱面にセラミック材を塗布した構成を採用している。セラミック材は耐熱性が高いと共に放熱性に優れているので、放熱面積を増加させることなく、また、冷却ファンの容量や個数の増加を招くことなく、液晶プロジェクタの放熱性を改善できる。よって、装置の小型化、低コスト化、省電力化、低騒音化に適した液晶プロジェクタの冷却機構、あるいは高輝度化、高解像度化に適した液晶プロジェクタの冷却機構を実現できる。
【００２９】
また、本発明では液晶パネルの支持板と放熱板の接着もセラミック材を用いて行うようにしている。これにより、支持板と放熱板の熱伝導性が改善され、放熱性の一層の改善を期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した液晶プロジェクタを示す図であり、（ａ）はその概略平面図であり、（ｂ）は矢印の方向から見た場合の概略側面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、図１のランプユニット７の後面図、側面図および平面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は図２のランプユニットにおけるランプおよびリフレクタのみを示す後面図、側面図および平面図である。
【符号の説明】
１　　液晶プロジェクタ
２　　ハウジング
３　　光源
４　　ランプ
５　　リフレクタ
６　　ランプボックス
７　　ランプユニット
１０　均一照明光学系
２０　光分離光学系
３０、３１、３２　液晶パネル
３４　支持板
３５　放熱板
３６　放熱フィン
３６ａ　表面
３７　冷却ファン
４０　光合成光学系
５０　投写レンズユニット
７３　セラミック材
【図１】
2004038104.tif 000003
【図２】
2004038104.tif 000004
【図３】
2004038104.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成14年7月17日(2002.7.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2004038104.tif 000006
【図２】
2004038104.tif 000007
【図３】
2004038104.tif 000008