JPH0743699Y2 - 投影型表示装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は表示パネルの表示像をスクリーン面に拡大投
影する投影型表示装置に関するものである。

〔従来の技術〕

最近、液晶表示パネル等の表示パネルを用いて画像を表
示する表示装置として、表示パネルの表示像をスクリー
ン面に投影表示する投影型表示装置が考えられている。
この投影型表示装置は、透過型表示パネルの後方に光源
を配置して表示パネルをその背面側から照明し、この表
示パネルを通った光つまり表示パネルの表示像を表示パ
ネルの前方に設けた投影レンズによってスクリーン面に
拡大投影するもので、この投影型表示装置によれば、表
示パネルの画面が小さくてもその表示像を大きく拡大し
て見ることができる。

ところで、上記投影型表示装置においては、光源からの
放射熱や表示パネルへの入射光の熱により表示パネルが
昇温して熱影響を受ける（液晶表示パネルの場合は表示
コントラストが低下したり液晶の寿命が低下したりす
る）ために、従来は、装置本体内に外気を取入れて表示
パネルを空冷することにより表示パネルの昇温を抑制し
ている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記投影型表示装置では、表示パネルの
照明輝度を高くしてスクリーーン面に輝度の高い明るい
画像を投影するために、光源ランプとして発光輝度が高
いキセノンランプ等を使用しているから、従来のように
単に外部から取入れた冷却空気を装置本体内に流して表
示パネルを空冷するだけでは、表示パネルを十分に冷却
することができず、そのために表示パネルの温度上昇を
確実に防ぐことができないという問題をもっていた。

この考案は上記のような実情にかんがみてなされたもの
であって、その目的とするところは、光源からの放射熱
や表示パネルへの入射光の熱による表示パネルの昇温を
確実に防ぐことができる投影型表示装置を提供すること
にある。

〔問題点を解決する手段〕

この考案は、表示パネルと光源と投影レンズとを有し、
前記表示パネルの表示像を前記投影レンズによってスク
リーン面に拡大投影する投影型表示装置において、液状
の透明冷却媒体が充填された冷却器を前記表示パネルの
両面に接するように配置するとともに、一部が前記冷却
器内に挿入され、かつ該一部より上方に位置する端部に
冷却フィンを設けた、前記冷却媒体の熱を放熱するため
のヒートパイプを前記冷却器に設け、前記冷却フィンを
冷却ファンによる風流によって冷却するようにしたこと
を特徴とするものである。

〔作用〕

すなわち、この考案は、液状の透明冷却媒体が充填され
た冷却器を前記表示パネルの両面に接するように配置す
るとともに、一部が前記冷却器内に挿入され、かつ該一
部より上方に位置する端部に冷却フィンを設けた、前記
冷却媒体の熱を放熱するためのヒートパイプを前記冷却
器に設け、前記冷却フィンを冷却ファンによる風流によ
って冷却するようにして、表示パネルを両面から冷却す
ることで光源からの光による表示パネルの昇温を確実に
防ぎ、かつ吸収した熱を効率良く逃すとともに、機器の
小型化や簡略化をできるようにしたものである。

〔実施例〕

以下、この考案をテレビジョン画像をスクリーン面に拡
大投影する液晶プロジェクタに適用した場合について、
その一実施例を図面を参照し説明する。

まず液晶プロジェクタの全体構造を説明すると、第１図
および第２図において、10は矩形箱状をなすプロジェク
タ本体であり、このプロジェクタ本体10の前面側下部に
は、プロジェクタ本体を斜め上向きに支持するために脚
体10aが設けられている。20はプロジェクタ本体10の前
面に設けられた投影レンズであり、この投影レンズ20
は、プロジェクタ本体10の前面に貫通固定した筒体21に
螺合された鏡筒22内に設けられており、この鏡筒22を回
すことにより、液晶プロジェクタの前方に配置される図
示しない外部スクリーンの位置に応じて焦点を調節され
るようになっている。30はプロジェクタ本体10内の前部
側に前記投影レンズ20と対向させて垂直に設けられたテ
レビジョン画像を表示する透過型のドットマトリックス
液晶表示パネルであり、この液晶表示パネル30はプロジ
ェクタ本体10内に垂直に設けられた後述する構成の一対
の表示パネル冷却器31,31間に配置されている。また、4
0は液晶表示パネル30と投影レンズ20との間に配置され
た集光フレネルレンズである。この集光フレネルレンズ
40は液晶表示パネル30の表示像を投影レンズ20に集光さ
せるもので、この集光フレネルレンズ40はアクリル樹脂
等からなる透明板の一面にその全面わたって多数の環状
凸レンズ部を同心円状に形成したサーキュラフレネルレ
ンズとされており、この集光フレネルレンズ40はプロジ
ェクタ本体10内に設けたレンズ保持枠11に保持されてい
る。50はプロジェクタ本体10内の後部側に設けられた光
源装置であり、この光源装置50からの照明光は、一対の
表示パネル冷却器31,31のうちの光源装置50側の表示パ
ネル冷却器31を通って液晶表示パネル30にその裏面側か
ら入射し、この液晶表示パネル30を透過した光つまり液
晶表示パネル30の表示像は、他方の表示パネル冷却器31
を通って集光フレネルレンズ40により投影レンズ20に集
光され、この投影レンズ20によりてスクリーン面に拡大
投影されるようになっている。

前記光源装置50は、前面に円形の開口を形成した金属板
からなる光源ボックス51内に、光源ランプ52と、この光
源ランプ52からの照明光を液晶表示パネル30に向けて反
射させるリフレクタ53とを設けたもので、このリフレク
タ53は、光源ランプ52からの照明光を光軸Ｏと平行な平
行光として反射させる放物面鏡リフレクタとされてお
り、このリフレクタ53は光源ボックス51にねじ止め等の
手段によって固定されている。また、光源ランプ52とし
ては、発光輝度が高いキセノンランプ等の高電圧アーク
ランプが使用されており、この光源ランプ52は、その基
部をリフレクタ53のネック部に挿通して、発光部（アー
ク発生部）がリフレクタ53の焦点位置に一致するように
位置決めしてリフレクタ53に支持されており、またラン
プ両端の陽極端子52aおよび陰極端子52bは、リード線54
a,54bによって光源ボックス51の側方に立設配置された
光源用電源回路基板55に接続されている。

次に、前記表示パネル冷却器31,31の構成を説明する
と、この表示パネル冷却器31,31は、光源装置50からの
放射熱（光源ランプ52の発生熱）によるプロジェクタ本
体10内の昇温によって加熱される液晶表示パネル30を冷
却するためのもので、この表示パネル冷却器31,31は同
一構造のものとされている。すなわち、この表示パネル
冷却器31,31は、液晶表示パネル30より十分大きな外形
を有する垂直な枠体32の両面をガラス等の透明板33,34
で閉塞した密閉構造の冷却容器内にエチレングリコール
水溶液等の透明な冷却媒体35を密封充填したもので、こ
の一対の表示パネル冷却器31,31はその位置面を対向さ
せてプロジェクタ本体10内に垂直に配置されており、液
晶表示パネル30は、この一対の冷却器31,31の間に両冷
却器31,31の対向面（透明板34,34の外面）にパネル両面
を接面させて配置され、両冷却器31,31に接着等の手段
により固定されている。また、36は前記一対の表示パネ
ル冷却器31,31にそれぞれ液晶表示パネル30と対応する
部分を避けて設けられた冷却用パイプであり、この冷却
用パイプ36は、その両端側が冷却容器の両側面から外部
に突出する状態で冷却容器内の上部に挿通されている。
この冷却用パイプ36は、表示パネル冷却器31内の冷却媒
体35が吸収した熱を外部に放出するもので、この冷却用
パイプ36の冷却容器内に挿入された中央部は吸熱部とさ
れ、冷却容器外に突出する両端側部分は放熱部とされて
おり、この各放熱部には複数枚の放熱フイン37,37が設
けられている。この放熱フイン37,37は縦長帯板状の大
面積フインとされており、この各放熱フイン37,37は、
プロジェクタ本体10内を流れて液晶表示パネル30を冷却
した空気を良好に排気方向に導くように、その板面を液
晶表示パネル30の表示面に対して垂直な方向に沿わせる
とともに、下端側から上端側に向かって内側（表示パネ
ル冷却器31の中央側）に傾くように傾斜させて互いに平
行に設けられている。この冷却用パイプ36は、その構造
は図示しないが一般のヒートパイプと同様に、両端を閉
塞するとともに内部を真空とした金属パイプ内に微少量
の作動流体（伝熱媒体）を封入したもので、この冷却用
パイプ36の内面にはその全域に、パイプ内の作動流体を
毛細管現象により放熱部側から吸熱部側に導く石綿状の
ウイックが形成されている。前記作動流体は、蒸発・凝
縮の可逆２相変化により伝熱を行なうもので、この作動
流体としては例えばフロン等のような潜熱係数が高くか
つ浸透性にすぐれた流体が使用されている。この作動流
体は、冷却用パイプ36の吸熱部において表示パネル冷却
器31内の冷却媒体35との熱交換により昇温して蒸発し、
蒸気となってパイプ36内を上昇するとともに、放熱部に
おいて外部への放熱により凝縮して液化するもので、潜
熱を奪われて液化した作動流体は、ウイックに浸透して
その毛細管現象により再び吸熱部へと導かれる。なお、
この冷却用パイプ36は、その吸熱部において蒸発した作
動流体をパイプ両端の放熱部に導き、放熱部において液
化してウイックに浸透した作動流体を再び吸熱部に導く
ために、中央部が最も低くかつ両端側が斜め上方に向か
って傾斜する形状に折曲されている。

すなわち、前記表示パネル冷却器31,31は、その内部の
冷却媒体35により内側から冷却されてこの表示パネル冷
却器31,31間の液晶表示パネル30を強制的に冷却するも
ので、冷却媒体35が吸収した熱は冷却用パイプ36の放熱
部に設けた放熱フィン37,37によって外部に放熱される
から、冷却媒体35の温度は常に低温に維持される。

なお、第２図において、38はプロジェクタ本体10内の一
側に立設配置されたメイン回路基板であり、このメイン
回路基板38には図示しないアンテナによって受信したテ
レビジョン電波を処理して画像信号を出力するリニア回
路および表示駆動回路が構成されており、前記液晶表示
パネル30はこのメイン回路基板38の表示駆動回路部にシ
ート状のフレキシブルコネクタ（図示せず）によって接
続されている。

一方、前記プロジェクタ本体10の前後面および両側面の
下縁側には、それぞれ外気をプロジェクタ本体10内に取
入れるためのスリット状の吸気孔12,12が設けられると
ともに、プロジェクタ本体10の上面にはその中央部に複
数のスリット状排気孔13が設けられており、さらにプロ
ジェクタ本体10内の上部には、排気孔13の形成部下に位
置させて送風ファン14が設置されている。この送風ファ
ン14は、前記各吸気孔12,12からプロジェクタ本体10内
に外気を吸入するとともにこの外部から取入れた冷却空
気を排気孔13から排出するもので、プロジェクタ本体10
の前面および両側面の吸気孔12,12からプロジェクタ本
体10内に取入れられた冷却空気は、第１図に矢印で示す
ようにプロジェクタ本体10内を流れて集光フレネルレン
ズ40および液晶表示パネル30やメイン回路基板38等を空
冷するとともに、表示パネル冷却器31,31の放熱フィン3
7,37との熱交換を行なって排気孔13から排出される。ま
た、プロジェクタ本体10の後面の吸気孔12からプロジェ
クタ本体10内に取入れられた冷却空気は、光源装置50を
その背面側から空冷して光源ボックス51の外面とプロ本
体10内に設けた仕切り壁15との間から光源装置50の前方
に流れ、プロジェクタ本体10の両側面の吸気孔12から取
入れられて光源装置50をその前面側から空冷した冷却空
気とともに排気孔13から排出される。

また、前記光源装置50と光源側表示パネル冷却器31との
間には、この間を仕切る断熱壁60が表示パネル冷却器31
側に偏らせて垂直に設けられている。この断熱壁60は、
光源装置50からの放射熱による表示パネル冷却器31,31
および液晶表示パネル30の加熱を低く抑えるために設け
られたもので、この断熱壁60には、光源装置50からの照
明光を透過させる開口61が設けられており、この開口61
には、赤外線吸収フィルタまたは耐熱ガラスからなる透
明板62が取付けられている。

また、56は前記光源装置50の前面側周囲に設けられた金
属板からなる防爆壁であり、この防爆壁56は、キセノン
ランプ等の高電圧アークランプからなる光源ランプ52が
異常過熱を発生して破裂したときに飛散破片（ガラス
片）が周囲に飛散してプロジェクタ本体10内の回路基板
38,55等が損傷されるのを防ぐために設けられている。

上記液晶プロジェクタは、液晶表示パネル30が表示する
テレビジョン画像を外部スクリーン面に拡大投影するも
ので、光源装置50の光源ランプ52を点灯させるとともに
液晶表示パネル30にテレビジョン画像を表示させると、
この液晶表示パネル30によって表示されたテレビジョン
画像が投影レンズ20によって外部スクリーン面に拡大投
影される。

しかして、上記液晶プロジェクタにおいては、液晶表示
パネル30を、両面が透明でかつ内部に透明冷却媒体35を
密封した一対の表示パネル冷却器31,31間に、この両冷
却器31,31にパネル両面を接面させて配置しているか
ら、前記一対の表示パネル冷却器31,31により液晶表示
パネル30を両面側から強制的に冷却して光源装置50から
の放射熱による液晶表示パネル30の昇温を防ぐことがで
きるし、また、光源装置50からの照明光を光源側の表示
パネル冷却器31を通して液晶表示パネル30に入射させる
ようにしているために、この表示パネル冷却器31で照明
光に熱を奪って液晶表示パネル30に入射する光の温度を
下げることができるから、液晶表示パネル30への入射光
の熱による液晶表示パネル30の昇温も防ぐことができ
る。したがってこの液晶プロジェクタによれば、光源装
置50からの放射熱や液晶表示パネル30への入射光の熱に
より液晶表示パネル30が加熱されて、その表示コントラ
ストが低下したり液晶の寿命が低下したりすることはな
い。

なお、上記実施例では表示パネル30の表示像を外部スク
リーン投影する液晶プロジェクタについて説明したが、
この考案はプロジェクタ本体の前面に半透明スクリーン
を組込んだ液晶プロジェクタにも適用できるし、また液
晶プロジェクタに限らず、透過型表示パネルの後方に光
源を配置し、前記表示パネルの表示像をこの表示パネル
の前方に設けた投影レンズによってスクリーン面に拡大
投影する投影型表示装置に広く適用できることはもちろ
んであり、また表示パネルも、液晶表示パネルに限ら
ず、例えば酸化還元反応によって着色消色するエレクト
ロクロミック表示パネル等でもよい。

〔考案の効果〕

この考案の投影表示装置は、液状の透明冷却媒体が充填
された冷却器を前記表示パネルの両面に接するように配
置するとともに、一部が前記冷却器内に挿入され、かつ
該一部より上方に位置する端部に冷却フィンを設けた、
前記冷却媒体の熱を放熱するためのヒートパイプを前記
冷却器に設け、前記冷却フィンを冷却ファンによる風流
によって冷却するようにしたので表示パネルを両面から
冷却して光源からの光による表示パネルの昇温を確実に
防ぎ、かつ吸収した熱を効率良く逃すとともに、機器の
小型化や簡略化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの考案の一実施例を示す液晶プ
ロジェクタの縦断側面図および切開斜視図である。 10……プロジェクタ本体、20……投影レンズ、30……液
晶表示パネル、31……表示パネル冷却器、35……冷却媒
体、36……冷却パイプ、37……放熱フィン、50……光源
装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−59316（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−32422（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−48532（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−140345（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】表示パネルと光源と投影レンズとを有し、
   前記表示パネルの表示像を前記投影レンズによってスク
   リーン面に拡大投影する投影型表示装置において、 液状の透明冷却媒体が充填された冷却器を前記表示パネ
   ルの両面に接するように配置するとともに、 一部が前記冷却器内に挿入され、かつ該一部より上方に
   位置する端部に冷却フィンを設けた、前記冷却媒体の熱
   を放熱するためのヒートパイプを前記冷却器に設け、 前記冷却フィンを冷却ファンによる風流によって冷却す
   るようにしたことを特徴とする投影型表示装置。