JP2000298311A - 投写型表示装置 - Google Patents
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Abstract
き、かつ、画質を長期的に安定して確保することのでき
る投写型表示装置を提供すること。 【解決手段】 電気光学装置925から投写レンズ6ま
での光路を断熱性部材201で密閉した密閉構造200
と、この密閉構造200内部の空気を冷却する熱電変換
素子212とを備える。密閉構造200が断熱性部材2
01で構成されているので、内外を熱的に遮断して電気
光学装置925を効率的に冷却できる。密閉されている
ので、外部からの塵埃、油煙等の侵入が防止され、電気
光学装置925等に塵埃、油煙等が付着することがな
い。
Description
光学像を形成する電気光学装置と、この電気光学装置で
形成された画像を拡大投写する投写レンズとを備えた投
写型表示装置に関する。
た光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する光
学系と、変調された光束を拡大投写する投写レンズとを
備えた投写型表示装置が利用されている。光学系は、光
源からの出射光束の面内照度分布を均一化する照明光学
系、この照明光学系からの光束を赤、青、緑の三原色に
分離する色分離光学系、各色光束を画像情報に応じて変
調する電気光学装置、および変調後の各色光束を合成す
る色合成光学系を含んで構成される。電気光学装置は、
色分離光学系により分離された赤色光束、青色光束、緑
色光束のそれぞれを画像情報に応じて変調する3つの光
変調装置を含んで構成される。
シリコンTFTをスイッチング素子とした液晶パネル等
が採用されている。この光変調装置は、画像情報に応じ
て光学像を形成する重要な部分であるから、液晶パネル
等の表面に塵埃、油煙等が付着すると、投写型表示装置
の画質が劣化してしまうという問題がある。このため、
電気光学装置から投写レンズまでの光路を密閉する密閉
構造を備えた投写型表示装置を採用することが考えられ
る。このような密閉構造を備えた投写型表示装置であれ
ば、密閉構造により、外部から塵埃、油煙等が侵入する
ことを防止できるので、液晶パネル面に塵埃、油煙等が
付着することがなく、投写型表示装置の画質を長期的に
安定して確保することができ、天井吊り型等の据え置き
タイプの投写型表示装置として好適である。
ネル等の光変調装置は、一般的に熱に弱いため、上述し
たように、電気光学装置から投写レンズまでの光路を密
閉構造により密閉してしまうと、装置外部から冷却空気
を導入して光変調装置つまり電気光学装置を効率的に冷
却することが困難であるという問題がある。特に、近年
の投写型表示装置の高輝度化、小型化という流れにおい
ては、電気光学装置を効率的に冷却することが重要な問
題となる。
冷却することができ、かつ、画質を長期的に安定して確
保することのできる投写型表示装置を提供することにあ
る。
じて光学像を形成する電気光学装置と、この電気光学装
置で形成された画像を拡大投写する投写レンズとを備え
た投写型表示装置であって、電気光学装置から投写レン
ズまでの光路を、断熱性部材で密閉した密閉構造と、こ
の密閉構造内部の空気を冷却する冷却手段とを備えてい
ることを特徴とする。
クや、ガラス繊維、石綿、コルク質等で形成された部材
が採用できる。
置から投写レンズまでの光路を密閉構造により密閉し、
密閉構造内部の空気を冷却手段で冷却することで、電気
光学装置を効率的に冷却することが可能となる。また、
密閉構造により、外部からの塵埃、油煙等の侵入が防止
されるので、電気光学装置等に塵埃、油煙等が付着する
ことがなく、投写型表示装置の画質を長期的に安定して
確保することが可能となる。
ているので、密閉構造の内外を熱的に遮断することで、
冷却手段による冷却効率が一層向上する上、結露等の発
生もない。
当該密閉構造内部の空気を循環させるための循環ファン
が設けられていることが好ましい。
閉構造内部の空気が強制的に循環するので、電気光学装
置をより効率よく冷却することが可能となる。
に面する吸熱面および密閉構造の外部に面する放熱面を
備えた熱電変換素子であることが望ましい。
種金属または半導体を電気的に直列に接合して直流電流
を流すと、その接合部分にジュール熱以外の吸熱および
放熱が発生する現象を有するペルチェ素子が採用でき
る。
を密閉構造内部に露出させ、放熱面を密閉構造外部に露
出させることで、密閉構造内部の空気に含まれる熱を密
閉構造外部に放熱させることが簡単に可能となる。これ
により、冷却手段の構造を簡易、かつ、小型なものとす
ることが可能となる。
面には、それぞれ伝熱性を有する伝熱部材が設けられて
いることが好ましい。
は、密閉構造内部の気流上に配置されるアルミニウム製
の板状部材等を採用することができ、放熱面に設ける伝
熱部材としては、アルミニウム製の放熱フィン等が採用
できる。
ば、当該伝熱部材を、密閉構造内部の気流上に配置する
ことで、内部の空気と伝熱部材との間の熱交換が速やか
に行われ、当該密閉構造内部の熱を吸熱面に効率よく伝
えることが可能となる。
面から熱を密閉構造外部に放熱する際に、伝熱部材から
効率よく放熱することが可能となる。つまり、吸熱面お
よび放熱面に伝熱部材を設けることで、熱電変換素子の
吸熱作用および放熱作用が効率よく行われるようにな
る。
と互いに対向する位置には、当該伝熱部材を冷却するた
めの冷却ファンが設けられていることが望ましい。
却されるので、伝熱部材からの放熱で、装置内部の温度
が上昇するのを防ぐことが可能となる。また、伝熱部材
が強制的に冷却されるので、放熱面から伝熱部材に効率
よく熱が伝わり、この点からも、熱電変換素子の放熱作
用が効率よく行われるようになる。
面に基づいて説明する。
概略斜視図が示され、図1は上面側から見た斜視図、図
2は下面側から見た斜視図である。
ンプから出射された光束を赤(R)、緑(G)、青
(B)の三原色に分離し、これらの各色光束を電気光学
装置を構成する液晶パネルを通して画像情報に対応させ
て変調し、変調した後の各色の変調光束をプリズム(色
合成光学系)により合成して、投写レンズ6を介して投
写面上に拡大表示する形式のものである。投写レンズ6
の一部を除いて、各構成部品は筐体としての外装ケース
2の内部に収納されている。
ケース3と、装置底面を構成するロアーケース4と、背
面部分を覆うリアケース5(図2)と、前面部分を覆う
フロントケース9とから構成され、リアケース5が樹脂
製である他はマグネシウム等の金属製である。
の上面において、その前方側の左右の端には、スピーカ
用の多数の連通孔25R、25Lが形成されている。ま
た、これらの連通孔25R、25L間には、投写型表示
装置1の画質等を調整するための操作パネル60が設け
られている。さらに、フロントケース9の前面の向かっ
て右上部分には、図示略のリモートコントローラからの
光信号を受信するための受光部70が設けられている。
底面の略中央には、装置内部を冷却する冷却空気を取り
入れるための空気取入口240が設けられている。空気
取入口240は、樹脂製のフィルタ交換蓋241に設け
られており、このフィルタ交換蓋241をロアーケース
4の側面側から着脱することで、内部のフィルタを交換
することが可能である。
端の左右の角部にフット31R、31Lが設けられ、後
端の略中央部にフット31Cが設けられている。尚、フ
ット31R、31Lの上下の進退量を調整することによ
って、表示画面の傾きを変更することが可能である。
は、装置1持ち運び用のハンドル90が設けられてい
る。
に、外部電力供給用のACインレット50や各種の入出
力端子群51が配置され、これらの入出力端子群51に
隣接して、装置内部の空気を排出する通気口としての排
気口160が形成されている。そして、このリアケース
5にも、フロントケース9と同様に受光部70が設けら
れている。
る。
は、投写レンズ6の一側方に配置された電源としての電
源ユニット7、電源ユニット7の後方に配置された光源
ランプユニット8、光学系を構成する光学ユニット1
0、ユニット10内の電気光学装置925を駆動するド
ライバーボード(図示せず)、および装置1全体を制御
するメインボード(図示せず)などが収容されている。
ット50からの電力を変圧して光源ランプユニット8
や、ドライバーボード、メインボード、電気光学装置9
25の下方または上下両方に配置された吸気ファン(図
示せず)、および光源ランプユニット8の後方に配置さ
れた排気ファン16などに供給するものであり、電源フ
ィルタ、トランス(変圧器)、整流回路、平滑回路、電
圧安定回路等が形成された電源回路基板の他、光源ラン
プユニット8の光源ランプ181を駆動するためのラン
プ駆動基板等を備えている。
1の光源部分を構成するものであり、図4にも示される
ように、光源ランプ181およびリフレクタ182から
なる光源装置183と、この光源装置183を収納する
ランプハウジング(図示せず)とを有している。このよ
うな光源ランプユニット8は、前述した吸気ファンから
の冷却空気や、外装ケース2と投写レンズ6との間の隙
間から吸引される冷却空気で冷却される。冷却空気は、
先ず、吸引された直後に電源ユニット7等を冷却し、こ
の後に装置1内部の略全域を冷却するように後方に流
れ、最終的にはその大部分が光源ランプユニット8内を
通って背後の排気ファン16で排気される。従って、排
気ファン16の直前に光源ランプユニット8が配置され
ていることにより、その内部の光源装置183を大量の
冷却空気で効率よく冷却することが可能である。
8から出射された光束を、光学的に処理して画像情報に
対応した光学像を形成するユニットであり、照明光学系
923、色分離光学系924、電気光学装置925、お
よび色合成光学系としてのプリズムユニット910とを
含んで構成される。電気光学装置925およびプリズム
ユニット910以外の光学ユニット10の光学素子は、
上下のライトガイド(図示せず)の間に上下に挟まれて
保持された構成となっている。尚、これらの上ライトガ
イド、下ライトガイドは一体とされて、ロアーケース4
の側に固定ネジにより固定されている。また、これらの
ライトガイドは、プリズムユニット910の側に同じく
固定ネジによって固定されている。
示を省略するが、マグネシウムの一体成形品から構成さ
れる側面略L字状のヘッド体903の裏面側に固定ネジ
により固定されている。また、電気光学装置925を構
成する各液晶パネル925R、925G、925Bは、
プリズムユニット910の3側面に固定部材を介して固
定されている。
電気光学装置925は、プラスチック等の断熱性部材2
01で形成された密閉ボックス202によって密閉さ
れ、電気光学装置925から投写レンズ6までの光路が
密閉構造200とされている。
学装置925の各液晶パネル925R、925G、92
5Bを駆動・制御するためのドライバーボードが光学ユ
ニット10の上方に配置され、その上に、投写型表示装
置1全体を制御する制御回路が形成されたメインボード
が配置される。メインボードは、前述のドライバーボー
ドおよび操作パネル60と電気的に接続される。
の構造について、図4に示す模式図に基づいて説明す
る。
源ランプユニット8からの光束(W)の面内照度分布を
均一化する照明光学系923と、この照明光学系923
からの光束(W)を、赤(R)、緑(G)、青(B)に
分離する色分離光学系924と、各色光束R、G、Bを
画像情報に応じて変調する電気光学装置925と、変調
後の各色光束を合成するプリズムユニット910とを含
んで構成されている。照明光学系923は、第1のレン
ズ板921と、その出射側に配置された第2のレンズ板
922と、光源ランプユニット8から出射された光束W
の中心軸1aを装置1前方向に折り曲げる反射ミラー9
31とを備えている。
配置された複数の矩形レンズを有しており、光源から出
射された光束を複数の部分光束に分割し、各部分光束を
第2のレンズ板922の近傍で集光させる。
配置された複数の矩形レンズを有しており、第1のレン
ズ板921から出射された各部分光束を電気光学装置9
25を構成する液晶パネル925R、925G、925
B(後述)上に重畳させる機能を有している。
は、照明光学系923により、液晶パネル925R、9
25G、925B上をほぼ均一な照度の光で照明するこ
とができるので、照度ムラのない投写画像を得ることが
できる。
イックミラー941と、緑反射ダイクロイックミラー9
42と、反射ミラー943から構成される。まず、青緑
反射ダイクロイックミラー941において、照明光学系
923から出射される光束Wに含まれている青色光束B
および緑色光束Gが直角に反射され、緑反射ダイクロイ
ックミラー942の側に向かう。
クミラー941を通過し、後方の反射ミラー943で直
角に反射されて、赤色光束Rの出射部944からプリズ
ムユニット910の側に出射される。
1で反射された青色、緑色光束B、Gのうち、緑反射ダ
イクロイックミラー942において、緑色光束Gのみが
直角に反射されて、緑色光束Gの出射部945からプリ
ズムユニット910側に出射される。
通過した青色光束Bは、青色光束Bの出射部946から
リレー光学系927の側に出射される。本例では、照明
光学系923の光束Wの出射部から、色分離光学系92
4における各色光束R、G、Bの出射部944、94
5、946までの距離が全て等しくなるように設定され
ている。
Gの出射部944、945の出射側には、それぞれ集光
レンズ951、952が配置されている。従って、各出
射部から出射した赤色、緑色光束R、Gは、これらの集
光レンズ951、952に入射して平行化される。
R、Gは、入射側偏光板960R、960Gを通って光
変調装置である液晶パネル925R、925Gに入射し
て変調され、各色光に対応した画像情報が付加される。
すなわち、これらの液晶パネル925R、925Gは、
前述のドライバーボードによって画像情報に応じてスイ
ッチング制御されて、これにより、ここを通過する各色
光の変調が行われる。
を介して対応する液晶パネル925Bに導かれ、ここに
おいて、同様に画像情報に応じて変調が施される。尚、
本実施形態の液晶パネル925R、925G、925B
としては、例えば、ポリシリコンTFTをスイッチング
素子として用いたものを採用することができる。
部946の出射側に配置した集光レンズ954と、入射
側反射ミラー971と、出射側反射ミラー972と、こ
れらの反射ミラーの間に配置した中間レンズ973と、
液晶パネル925Bの手前側に配置した集光レンズ95
3とから構成されており、集光レンズ953から出射し
た青色光束Bは、入射側偏光板960Bを通って液晶パ
ネル925Bに入射して変調される。
束R、G、Bの中心軸1r、1g、1bは同一平面内に
形成されるようになる。そして、各色光束の光路の長
さ、すなわち光源ランプ181から各液晶パネルまでの
距離は、青色光束Bが最も長くなり、従って、この光束
の光量損失が最も多くなる。しかし、リレー光学系92
7を介在させることにより、光量損失を抑制できる。
925Bを通って変調された各色光束R、G、Bは、出
射側偏光板961R、961G、961Bを通ってプリ
ズムユニット910に入射され、ここで合成される。そ
して、このプリズムユニット910によって合成された
カラー画像が投写レンズ6を介して所定の位置にある投
写面100上に拡大投写されるようになっている。
25の冷却構造の概略が示されている。前述のように、
電気光学装置925およびプリズムユニット910は、
断熱性部材201で形成された密閉ボックス202で密
閉され、電気光学装置925から投写レンズ6までの光
路が密閉構造200とされている。この密閉ボックス2
02には、図示を省略するが、光源からの出射光束を、
密閉ボックス202内の電気光学装置925に導くため
の開口が形成されている。この開口は、透明ガラスで密
閉されている。同様に、プリズムユニット910と投写
レンズ6との区画部分にも開口が形成され、当該開口
は、透明ガラスで密閉されている。
200内部の空気を強制的に循環させるための循環ファ
ン203が設けられている。循環ファン203は、ファ
ンの回転軸に沿った方向から空気を吸引し、ファンの回
転接線方向に空気を排出する遠心力ファンから構成され
ている。
外を連通する開口部204が形成されている。この開口
部204には、密閉構造200内部の空気を冷却するた
めの冷却装置210が設けられている。この冷却装置2
10は、密閉構造200内部の空気を冷却する冷却手段
である熱電変換素子212と、密閉構造200の内外に
設けられる2つの伝熱部材213、214と、冷却ファ
ン215とを含んで構成されている。
とによってヒートポンプとして作動するものであり、2
種類(P形とN形)の熱電半導体を直列に複数組み合わ
せ、電気的に接続した素子本体211と、この素子本体
211を上下両側から挟み込む一対のセラミック製の基
板216、217とを有している。この熱電変換素子2
12は、ペルチェ素子であり、素子本体211に直流電
流を流すと、2種類の熱電半導体の各接続部分に、接合
面に沿って一方向に熱が流れる現象が発生する。つま
り、接合面の一方の側の熱が、他方の側に流れることか
ら、一方の側は、熱を吸熱する作用を有し、他方の側は
熱を放熱する作用を有している。
211の吸熱作用を有する側および放熱作用の有する側
に貼り付けられている。これにより、基板216の表面
は、吸熱が発生する吸熱面218とされ、基板217の
表面は、放熱が発生する放熱面219とされている。吸
熱面218は、密閉構造200内部に配置され、当該密
閉構造200内部の空気と、後述する伝熱部材213と
の間で行われる熱交換によって伝達される熱を吸熱する
ようになっている。放熱面219は、密閉構造200外
部に配置され、吸熱面218で吸熱した熱を密閉構造2
00外部に放熱するようになっている。
213は、伝熱性を有するアルミニウム製の板状部材で
あり、吸熱面218に取り付けられ、循環ファン203
によって作られる密閉構造200内部の気流上に配置さ
れている。密閉構造200外部に設けられる伝熱部材2
14は、伝熱性を有するアルミニウム製の放熱フィンで
あり、放熱面219に取り付けられている。冷却ファン
215は、伝熱部材214を冷却するためのものであ
り、当該伝熱部材214と互いに対向する位置に設けら
れている。冷却ファン215で伝熱部材214を冷却す
ることにより、基板216や伝熱部材213の温度を迅
速に下げることができ、密閉構造200内部の空気を急
速に冷却するようになっている。
よび電気光学装置925の冷却について説明する。密閉
構造200内部の空気は、循環ファン203によって矢
印Aの経路で循環する。この空気は、伝熱部材213に
当たって冷却装置210により冷却された後、電気光学
装置925の下部から上部に流れることにより、当該電
気光学装置925を冷却する。
熱部材213との間で熱交換が行われる(矢印B)。伝
熱部材213に伝達された熱は、熱電変換素子212の
吸熱面218によって吸熱され、素子本体211を介し
て放熱面219に流れる(矢印C)。そして、この熱
は、放熱面219から伝熱部材214に伝達され、伝熱
部材214から密閉構造200外部に放熱する(矢印
D)。冷却ファン215で伝熱部材214および基板2
17を冷却し(矢印E)、基板216や伝熱部材213
の温度を迅速に下げる。これにより、密閉構造200内
部の空気が冷却され、電気光学装置925が冷却され
る。なお、密閉構造200内部の空気を冷却しても、密
閉構造200は、断熱性部材201で形成した密閉ボッ
クス202で構成しているので、結露等は発生しないよ
うになっている。
ある。
ンズ6までの光路を密閉構造200により密閉し、密閉
構造200内部の空気を熱電変換素子212で冷却して
いるので、電気光学装置925を効率的に冷却すること
ができる。また、密閉構造200により、外部からの塵
埃、油煙等の侵入が防止されるので、電気光学装置92
5等に塵埃、油煙等が付着することがなく、投写型表示
装置1の画質を長期的に安定して確保することができ
る。さらに、密閉構造200を、断熱性部材201で形
成したので、密閉構造200の内外を熱的に遮断するこ
とで、熱電変換素子212による冷却効率が一層向上す
る上、結露等の発生もない。
閉構造200内部の空気が強制的に循環し、電気光学装
置925をより効率よく冷却できる。
8を密閉構造200内部に露出させ、放熱面219を密
閉構造200外部に露出させたので、密閉構造200内
部の空気に含まれる熱を密閉構造200外部に放熱させ
ることが簡単にできる。これにより、冷却手段の構造を
簡易、かつ、小型なものにできる。
け、当該伝熱部材213を、密閉構造200内部の気流
上に配置したので、内部の空気と伝熱部材213との間
の熱交換が速やかに行われ、当該密閉構造200内部の
熱を吸熱面218に効率よく伝えることができる。さら
に、放熱面219に伝熱部材214を設けたので、放熱
面219から熱を密閉構造200外部に放熱する際に、
伝熱部材214から効率よく放熱することができる。
冷却ファン215を設けたので、伝熱部材214が強制
的に冷却され、伝熱部材214からの放熱で、装置1内
部の温度が上昇するのを防ぐことができる。さらに、冷
却ファン215で伝熱部材214が強制的に冷却される
ので、放熱面219から伝熱部材214に効率よく熱が
伝わり、熱電変換素子212の放熱作用を効率よく行う
ことができる。
く、以下に示すような変形をも含むものである。
15が設けられていたが、これに限らず、例えば、伝熱
部材214の放熱特性が優れており、常に放熱面219
から効率よく熱が伝わるものであれば、設けなくてもよ
い。
吸熱面218および放熱面219の両方にそれぞれ設け
るに限らず、例えば、吸熱面218にだけ設けてもよ
く、放熱面219にだけ設けてもよく、どちらに設ける
かは、実施に当たって適宜決めればよい。
3、214を設けていたが、これに限らず、例えば、吸
熱面218および放熱面219で、熱電変換素子212
の吸熱作用および放熱作用が効率よく行われるようにな
っていれば、設けなくてもよい。
12に限らず、密閉構造200内部の空気を冷却するも
のであればよく、その構造や形状、手段等は、実施に当
たって適宜決めればよい。
03を設けたが、これに限らず、例えば、密閉構造20
0内部の空気を温度差を利用した対流により循環させる
ようになっていれば、設けなくてもよい。但し、循環フ
ァン203を設けた方が、密閉構造200内部の空気が
強制的に循環し、電気光学装置925をより効率よく冷
却できる点で好ましい。
3、214は、基板216、217に貼り付けられてい
たが、これに限らず、例えば、素子本体211に伝熱部
材213、214を接着剤等で直接取り付けてもよい。
は、TFT駆動の液晶パネル925R、925G、92
5Bから構成されていたが、これに限らず、TN、ST
N等他の駆動方式から構成される光変調装置を備えた投
写型表示装置に本発明を採用してもよい。
925は、3枚の液晶パネル925R、925G、92
5Bから構成されていたが、これに限らず、1枚、2枚
の液晶パネルから構成される光変調装置に本発明を採用
してもよい。
25を構成するパネルは液晶素子から構成されていた
が、液晶以外のプラズマ素子、マイクロミラーを用いた
デバイスパネルから構成される光変調装置を備えた投写
型表示装置に本発明を採用してもよい。
置925は、光束R、G、Bを透過して変調する形式の
ものであったが、これに限らず、入射した光を反射しつ
つ変調して出射する反射型の光変調装置を備えた投写型
表示装置に本発明を採用してもよい。
および形状等は、本発明の目的を達成できる範囲で他の
構造等としてもよい。
よれば、電気光学装置から投写レンズまでの光路を断熱
性部材で密閉した密閉構造と、この密閉構造内部の空気
を冷却する冷却手段とを備えたので、電気光学装置を効
率的に冷却することができ、かつ、画質を長期的に安定
して確保することのできるという効果がある。
から見た外観斜視図である。
ら見た外観斜視図である。
造を表す斜視図である。
ための模式図である。
を示す概略図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 画像情報に応じて光学像を形成する電気
光学装置と、この電気光学装置で形成された画像を拡大
投写する投写レンズとを備えた投写型表示装置であっ
て、 前記電気光学装置から前記投写レンズまでの光路を、断
熱性部材で密閉した密閉構造と、この密閉構造内部の空
気を冷却する冷却手段とを備えていることを特徴とする
投写型表示装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の投写型表示装置におい
て、 前記密閉構造内部には、当該密閉構造内部の空気を循環
させるための循環ファンが設けられていることを特徴と
する投写型表示装置。 - 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の投写型
表示装置において、前記冷却手段は、前記密閉構造の内
部に面する吸熱面および前記密閉構造の外部に面する放
熱面を備えた熱電変換素子であることを特徴とする投写
型表示装置。 - 【請求項4】 請求項3に記載の投写型表示装置におい
て、 前記吸熱面および/または前記放熱面には、それぞれ伝
熱性を有する伝熱部材が設けられていることを特徴とす
る投写型表示装置。 - 【請求項5】 請求項4に記載の投写型表示装置におい
て、 前記放熱面に設けられる伝熱部材と互いに対向する位置
には、当該伝熱部材を冷却するための冷却ファンが設け
られていることを特徴とする投写型表示装置。
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