(57)【要約】【課題】  組み付け時や製品搬送時などに液晶パネルに歪みや位置ずれが発生することが無く、優れた放熱性能を備えた液晶プロジェクタの液晶パネル放熱機構を提案すること。【解決手段】  液晶プロジェクタの液晶パネル放熱機構５０は、液晶パネル３１〜３３が取り付けられているパネル伝熱材４６と、筐体２に固定されたパネルヒートシンク４５と、パネル伝熱材４６とパネルヒートシンク４５の間に架け渡した柔軟性伝熱材４７とを有している。液晶パネル３１〜３３で発生した熱は、パネル伝熱材４６から柔軟性伝熱材４７を介してパネルヒートシンク４５に伝わり、パネルヒートシンク４５から筐体外に放出される。柔軟性伝熱材４７によって、パネルヒートシンク４５の側からパネル伝熱材４６に伝わる不所望な応力が振動・衝撃が吸収緩和され、液晶パネル３１〜３３に歪み、位置ずれが発生しない。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶パネルが取り付けられているパネル伝熱材と、
液晶プロジェクタの筐体に固定されたパネルヒートシンクと、
前記パネル伝熱材と前記ヒートシンクの間に架け渡した柔軟性伝熱材とを有している液晶プロジェクタの液晶パネル放熱機構。
【請求項２】
請求項１において、
前記柔軟性伝熱材は、カーボンシートが積層結合された構造のカーボングラファイトシート、あるいは銅箔である液晶プロジェクタの液晶パネル放熱機構。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記パネルヒートシンクは、前記筐体から外部に露出している放熱面を備えている液晶プロジェクタの液晶パネル放熱機構。
【請求項４】
前記筐体の底板部分に形成した開口部と、
前記筐体の底板部分の外側に固定され、前記開口部を封鎖している前記パネルヒートシンクと、
前記液晶パネルが取り付けられている垂直板部分および、この垂直板部分の下端から直角に折れ曲がっている水平板部分とを備えた前記パネル伝熱材と、
前記開口部から前記筐体内部に露出している前記パネルヒートシンクの上面部分および、前記パネル伝熱材の前記水平板部分との間に架け渡された前記柔軟性伝熱材とを有している液晶プロジェクタの液晶パネル放熱機構。
【請求項５】
請求項４において、
前記パネルヒートシンクの前記上面部分には所定深さの凹部が形成され、
前記凹部内において、前記上面部分と同一高さ位置となるように前記パネル伝熱材の前記水平部分が配置され、
前記柔軟性伝熱材が前記上面部分と前記水平部分の間に水平状態で架け渡されている液晶プロジェクタの液晶パネル放熱機構。
【請求項６】
請求項１ないし５のうちのいずれかの項に記載の液晶パネル放熱機構を有している液晶プロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶プロジェクタに関し、特に、液晶パネルの過熱を防止する液晶パネル放熱機構の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶プロジェクタには、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）が搭載されている。光源ユニットからの射出光は、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る。変調後の各色光は、ダイクロイックプリズムなどからなる光合成プリズム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。
【０００３】
この構成の液晶プロジェクタでは、液晶パネルから発生した熱を効率良く筐体外部に放出しないと、液晶パネルが過熱状態に陥り、その光学特性が低下して投写画像の質が低下するなどの弊害が発生する。このため、液晶パネルにはそこで発生した熱を筐体外部に放出するための液晶パネル放熱機構が取り付けられている。
【０００４】
本願人の一人は先に、特願２００３−１８９１７号の明細書、図面において、液晶パネルを支持する支持部材を伝熱性素材から形成すると共に、この支持部材（パネル伝熱材）に、筐体の外部に露出する放熱面を備えた放熱部材（パネルヒートシンク）を密着接合した構成の放熱機構を提案している。この構成の放熱機構によれば、液晶パネルで発生した熱が、支持部材から放熱部材へと効率良く伝わり、さらに、筐体外に露出している放熱面を備えた放熱部材から効率良く外部に放出される。よって、液晶パネルが過熱状態に陥ることを確実に防止できる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、支持部材としては、アルミニウム、銅などのように、液晶パネルを取り付け固定するために剛性の高い伝熱性金属板が用いられる。また、放熱部材も充分な熱容量を確保するために重量のある金属製の剛体からなっている。さらに、支持部材は、放熱部材との間の伝熱性を確保するために、放熱部材に対してねじ止めなどにより強固に密着固定される。
【０００６】
このように、剛性の高い支持部材が同じく剛性の高い放熱部材にねじ止めなどにより強固に密着固定されると、かかる接合時に支持部材に発生する応力が、当該支持部材に取り付けられている液晶パネルに直接伝わり、液晶パネルに歪みが発生するおそれがある。また、支持部材に密着固定した放熱部材の重量によって支持部材に不必要な応力が発生すると、これが液晶パネルに伝わり、やはり液晶パネルに不必要な歪みを発生させる原因になる。さらに、製品の輸送時などにおいて放熱部材に振動や衝撃力が作用すると、当該放熱部材が移動し、そこに密着固定されている支持部材にも位置ずれが発生し、その結果、支持部材に取り付けられている液晶パネルにもそれが傾くなどの位置ずれが発生することがある。
【０００７】
液晶パネルに歪みや位置ずれが発生すると、液晶パネルのコンバージェンス調整がずれてしまい、投影画像に悪影響を及ぼすおそれがある。
【０００８】
本発明の課題は、組み付け時や製品搬送時などに液晶パネルに歪みや位置ずれが発生することが無く、しかも、優れた放熱性能を備えた液晶プロジェクタの液晶パネル放熱機構を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の液晶プロジェクタの液晶パネル放熱機構は、液晶パネルが取り付けられているパネル伝熱材と、液晶プロジェクタの筐体に固定されたパネルヒートシンクと、前記パネル伝熱材と前記ヒートシンクの間に架け渡した柔軟性伝熱材とを有していることを特徴としている。
【００１０】
液晶パネルで発生した熱は、パネル伝熱材から柔軟性伝熱材を介してパネルヒートシンクに伝わり、このパネルヒートシンクから筐体外に放出される。また、液晶パネルが取り付けられているパネル伝熱材が柔軟性伝熱材に取り付けられているので、これらをねじ止めなどによって強固に密着固定しても、パネル伝熱材を剛性の高いパネルヒートシンクに直接に固定する場合とは異なり、不必要な応力がパネル伝熱材に発生することがない。よって、パネル伝熱材に取り付けられている液晶パネルに応力が作用して歪みが生ずるなどの弊害が発生しない。さらに、重量のあるパネルヒートシンクは筐体に固定されているので、その重量がパネル伝熱材を介して液晶パネルの側に作用することもない。さらにまた、筐体に取り付けたパネルヒートシンクとパネル伝熱材の間は柔軟性伝熱材で連結されているので、パネルヒートシンクの側に作用する振動や衝撃力は柔軟性伝熱材によって吸収され、パネル伝熱材を介して液晶パネルに伝わることもない。
【００１１】
ここで、前記柔軟性伝熱材としては、カーボンシートが積層結合された構造のカーボングラファイトシート、あるいは銅箔を用いることができる。
【００１２】
また、前記パネルヒートシンクは、前記筐体から外部に露出している放熱面を備えていることが望ましい。
【００１３】
さらに、本発明では、前記筐体の底板部分に形成した開口部と；前記筐体の底板部分の外側に固定され、前記開口部を封鎖している前記パネルヒートシンクと；前記液晶パネルが取り付けられている垂直板部分、およびこの垂直板部分の下端から直角に折れ曲がっている水平板部分とを備えた前記パネル伝熱材と；前記開口部から前記筐体内部に露出している前記パネルヒートシンクの上面部分、および前記パネル伝熱材の前記水平板部分の間に架け渡された前記柔軟性伝熱材とを有した構成を採用できる。
【００１４】
この場合、前記パネルヒートシンクの前記上面部分に所定深さの凹部を形成し、当該凹部内において、前記上面部分と同一高さ位置となるように前記パネル伝熱材の前記水平部分を配置し、前記柔軟性伝熱材を前記上面部分と前記水平部分の間に水平に架け渡すことができる。
【００１５】
次に、本発明は液晶プロジェクタに関するものであり、上記構成の液晶パネル放熱機構を有していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の液晶プロジェクタの液晶パネル放熱機構では、液晶パネルが取り付けられているパネル伝熱材が、柔軟性伝熱材を介して、筐体に固定したパネルヒートシンクに連結されている。従って、剛性の高いパネル伝熱材と剛性が高く重量のあるパネルヒートシンクを直接に密着接合する場合とは異なり、組立時にパネル伝熱材に不必要な応力が作用することがなく、また、パネルヒートシンクの側からパネル伝熱材に振動や衝撃力などが作用することがない。従って、パネル伝熱材に取り付けられている液晶パネルに不所望な応力や振動・衝撃力が作用することがない。この結果、液晶パネル自体に歪みや傾きなどが発生して、コンバージェンス調整がずれて、投影画像の画質が劣化するなどといった弊害を回避できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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の形態を説明する。図１は本実施の形態に係る液晶プロジェクタの内部構成を示す平面構成図であり、図２は図１のII−II線に沿って切断した場合の概略断面図である。
【００１８】
（全体構成）
これらの図に示すように、液晶プロジェクタ１はアルミニウム製の筐体２を有している。筐体２は前後の端板部分２１、２２と、左右の側板部分２３、２４と、天板部分２５および底板部分２６を備えた扁平な左右に長い直方体形状をしている。また、筐体２の表面には筐体２からの放熱性を高めるためにセラミック材が塗布されている。
【００１９】
筐体２の内部は、その前側の端板部分２１の左右方向の中程の位置から直角に延びて後側の端板部分２２に到る垂直な断熱壁３によって左右に仕切られ、第１の区画室４と第２の区画室５が形成されている。断熱壁３は筐体２の底板部分２６から天板部分２５に到る垂直壁である。また、第１の区画室４は、断熱壁６によって光源側区画室７と電源側区画室８に仕切られている。断熱壁６は、筐体２の一方の側板部分２４における前後方向の中程の位置から筐体長辺方向に延びている壁部分６１と、この壁部分６１の先端から後側に直角に折れ曲がって後側の端壁部分２２まで延びている壁部分６２とを備えている。断熱壁６も筐体２の底板部分２６から天板部分２５に到る垂直壁である。
【００２０】
断熱壁６によってＬ形に仕切られている電源側区画室８は前側の左右に延びている区画部分８１と、この後側から後方に延びている区画部分８２を備えており、前側の区画部分８１にはバラスト回路５１および電源回路５２からなる電源ユニット５３が配置されている。後側の区画部分８２は、光源側区画室７と第２の区画室５の間に介在する断熱用空間として機能する。
【００２１】
断熱壁６によって矩形に仕切られた光源側区画室７には光源ユニット１０が配置されている。光源ユニット１０は、放電管１１およびリフレクタ１２からなる光源ランプ１３と、この光源ランプ１３を支持しているランプ取り付け枠１４とを備えている。光源ランプ１３の光軸１３ａは筐体２の幅方向に向いており、その射出側に対峙している断熱壁６の壁部分６２には開口部６２ａが形成されている。
【００２２】
この開口部６２ａの外周縁部分には円筒状の光学シャーシ１５が同軸状態で取り付けられている。光学シャーシ１５はプラスチック成形品であり、開口部６２ａの外周縁部分に接合されている大径の円筒部分１５ａと、この円筒部分１５ａの先端に同軸状態に連続している小径の円筒部分１５ｂとを備えている。この小径の円筒部分１５ｂの先端縁は、断熱壁３に形成した同一内径の円形開口部３ａに同軸状態に接続されている。第２の区画室５の側にも、円形開口部３ａに一端が接続されているプラスチック成形品からなる光学シャーシ１６が配置されている。
【００２３】
筐体２の底板部分２６における光学シャーシ１６の下方の部位には、後述するパネル放熱機構５０を構成するパネルヒートシンク４５を取り付けるヒートシンク取付部２７が形成されている。ヒートシンク取付部２７は、筐体２の底板部分２６から筐体内側に凹む矩形の凹部であり、パネルヒートシンク４５の縦横寸法より一回り大きな縦横寸法と、パネルヒートシンク４５の下面に形成された放熱フィン４５ｃを含めた高さ寸法の２／３程度の深さ寸法を有している。ヒートシンク取付部２７の上面２７ａは、パネルヒートシンク４５を取り付ける際にパネルヒートシンク４５の上面４５ａの周辺縁が当接する矩形枠部分２６ｃを残して、中央部分が開口部２６ｄとなっている。パネルヒートシンク４５はその上面４５ａの四隅が、このように形成された筐体２のヒートシンク取付部２７における矩形枠部分２６ｃにねじ止め固定されている。
【００２４】
（光学系）
次に、光学シャーシ１５に組み込まれている光学系を説明する。電源側区画室８に配置されている光学シャーシ１５の内部には、光源ランプ１３からの射出光を均一な輝度分布の平行光束に変換するための均一照明光学系１７が配置されている。均一照明光学系１７は、複数のマイクロレンズがマトリクス状に配列されたインテグレータレンズ１８、集光レンズ１９などから構成されている。
【００２５】
これに対して、第２の区画室５内の光学シャーシ１６の内部には、色分離光学系３０と、ライトバルブとして機能する３枚の液晶パネル３１、３２、３３と、光合成光学系３４が配置されている。色分離光学系３０では、円形開口部３ａを介して入射する平行光束から、青反射用ダイクロイックミラー３５によって青色光成分を分離して全反射ミラー３６および集光レンズ３７を介して液晶パネル３１に導く。また、青反射用ダイクロイックミラー３５を通過した緑色光成分を、緑反射用ダイクロイックプリズム３８によって反射して集光レンズ３９を介して液晶パネル３２に導く。さらに、緑反射用ダイクロイックプリズム３８を通過した赤色光成分を、一対のリレーレンズ４０、４１および全反射ミラー４２、４３からなるリレー光学系と、集光レンズ４４を介して、液晶パネル３３に導く。
【００２６】
色分離光学系３０で分離された各色光成分は、液晶パネル３１、３２、３３によって映像信号に対応して変調され、光合成プリズム３４に導かれる。光合成プリズム３４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、変調後の各色光成分が合成されて投写光像を形成する単一の光束とされる。投写光像は、光学シャーシ１６の前側開口部１６ａに配置されている投写レンズユニット４９を介して不図示のスクリーン上に拡大投写される。ここで、液晶パネル３１、３２、３３は、光合成プリズム３４に、ＵＶ接着あるいはハンダ付けによりコンバージェンス調整された状態で取り付けられている。
【００２７】
（光源ユニット、電源ユニットの放熱機構）
光源ユニット１０の放熱機構は、ランプ取り付け枠１４における筐体後側の端板部分２２および左側の側板部分２４に対峙しているランプ取り付け枠１４の側面７０、７１に取り付けたヒートシンク７２、７３と、ランプ取り付け枠１４の天面７４および底面７５が対峙している筐体２の天板部分２５および底板部分２６に形成した放熱用の開口部７６、７７とを備えている。ヒートシンク７２、７３の背面部分には多数の放熱フィン７８、７９が形成されており、放熱フィン７８、７９は、端板部分２２および側板部分２４に形成した開口部２２ａ、２４ａから筐体外部に突出して露出状態になっている。放熱用の開口部７６、７７は、多数の開口が形成された構成とされている。
【００２８】
一方、電源ユニット５３の放熱機構は、バラスト回路５１のケースおよび電源回路５２のケースにそれぞれ取り付けたヒートシンク５４、５５から構成されている。
【００２９】
（液晶パネル放熱機構）
液晶パネル３１〜３３で発生する熱を筐体外部に放出するための液晶パネル放熱機構５０は、各液晶パネル３１〜３３を支持している伝熱性の高い素材からなるパネル伝熱材４６と、パネル伝熱材４６に一端が連結された矩形板状の柔軟性伝熱材４７と、柔軟性伝熱材４７の他端が連結されているパネルヒートシンク４５とを備えている。パネルヒートシンク４５は、前述のように、筐体２の底板部分２６に形成されたヒートシンク取付部２７に対して筐体２の外側から取り付けられている。
【００３０】
パネル伝熱材４６はＬ字形状に折れ曲がったアルミニウム板からなり、その垂直板部分４６ａは、光学シャーシ１６の底面に形成した開口部１６ｂを介して当該光学シャーシ１６の内部に延びている。各垂直板部分４６ａにそれぞれ液晶パネル３１〜３３が垂直に取り付けられている。パネル伝熱材４６の水平板部分４６ｂは、ヒートシンク取付部２７の開口部２６ｄからその厚さ分だけ下側に突出した高さ位置で、水平方向に延びている。
【００３１】
柔軟性伝熱材４７は、薄いカーボンを積層状態に結合した厚み０．２mm程度のカーボングラファイトシートからなる。柔軟性伝熱材４７の形状は略正方形であり、その一端がパネル伝熱材４６の水平板部分４６ｂの上面４６ｃの全範囲をほぼ覆う状態で当該上面４６ｃに、２本のねじで密着固定されている。柔軟性伝熱材４７の反対側の端部はパネルヒートシンク４５の上面４５ａに対して同じく２本のねじにより密着固定されている。
【００３２】
パネルヒートシンク４５の矩形枠状の平坦な上面４５ａに囲まれた部分は、ヒートシンク取付部２７の開口部２６ｄから下側に突出している水平板部分４６ｂが位置する凹部４５ｂとなっている。この凹部４５ｂの深さは、水平板部分４６ｂの厚さよりも大きな寸法とされ、水平板部分４６ｂの下面４６ｅがヒートシンク４５に接触しないようになっている。また、パネルヒートシンク４５の下半部分は放熱フィン４５ｃが多数形成された放熱面とされている。
【００３３】
パネルヒートシンク４５をヒートシンク取付部２７に取り付けた状態では、パネル伝熱材４６の水平板部分４６ｂの上面４６ｃは、パネルヒートシンク４５の上面４５ａと同一平面となる位置で凹部４５ｂ内に位置している。このため、水平板部分４６ｂの端面４６ｄから水平に延びる柔軟性伝熱材４７をパネルヒートシンク４５の上面４５ａにネジで密着固定する作業が簡単である。
【００３４】
このように構成した液晶パネル放熱機構５０においては、液晶パネル３１〜３３で発生した熱は、パネル伝熱材４６から柔軟性伝熱材４７を介して筐体２の外側に取り付けたパネルヒートシンク４５に伝わり、ここから放出される。この結果、液晶パネル３１〜３３が過熱状態に陥ることがない。
【００３５】
また、液晶パネル３１〜３３が取り付けられているパネル伝熱材４６が柔軟性伝熱材４７を介してパネルヒートシンク４５に連結されている。したがって、剛性の高いパネル伝熱材４６を、同じく剛性の高いパネルヒートシンク４５に直接固定する場合とは異なり、パネル伝熱材４６の組み付け時に当該パネル伝熱材４６に不必要な応力が発生しない。また、パネルヒートシンク４５は筐体２に取り付けられているので、パネル伝熱材４６にパネルヒートシンク４５の重量が作用することもない。さらには、パネルヒートシンク４５の側に振動や衝撃が加わったとしても、柔軟性伝熱材４７によってそれらが吸収あるいは緩和され、パネル伝熱材４６の側に伝わることがない。よって、パネル伝熱材４６に取り付けられている液晶パネル３１〜３３に不所望な応力や振動・衝撃が作用することがない。
【００３６】
（その他の実施の形態）
上記のパネル伝熱材４６の素材はアルミニウムであるが、銅を用いることもできる。また、柔軟性伝熱材４７の素材も、カーボングラファイトシートの代わりに、厚さが０．１mm程度の銅箔を用いることができる。勿論、これ以外の素材を用いることも可能であり、所定の柔軟性あるいは可撓性を備え、必要な熱伝導性を備えた素材であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本実施の形態に係る液晶プロジェクタの内部構成を示す平面構成図である。
【図２】図１のII−II線に沿って切断した場合の概略断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１    液晶プロジェクタ
２    筐体
３、６  断熱壁
４    第１の区画室
５    第２の区画室
７    光源側区画室
８    電源側区画室
１０  光源ユニット
１１  放電管
１２  リフレクタ
１３  光源ランプ
１４  ランプ取り付け枠
１５、１６  光学シャーシ
１７  均一照明光学系
２７  ヒートシンク取付部
３０  光分離光学系
３１、３２、３３  液晶パネル
３４  光合成プリズム
４９  投写レンズユニット
４５  パネルヒートシンク
４５ｂ  凹部
４６  パネル伝熱材
４７  柔軟性伝熱材
５０  液晶パネル放熱機構
５４、５５、７２、７３  ヒートシンク
７８、７９  放熱フィン
７６、７７  開口部
【図１】
2005077979.tif 000003
【図２】
2005077979.tif 000004