JP2000321668A

JP2000321668A - 画像表示装置および方法

Info

Publication number: JP2000321668A
Application number: JP11132801A
Authority: JP
Inventors: Makoto Yamaguchi; 真山口; Masaru Yoneya; 大米屋
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1999-05-13
Filing date: 1999-05-13
Publication date: 2000-11-24

Abstract

(57)【要約】【課題】画像表示装置において、ライトバルブに、直
接、空気を噴射することで、低コストかつ小規模な構成
でライトバルブを冷却する。【解決手段】液晶ライトバルブ１６−１は、偏光板２
７−１を介して入射された光を変調し、出射する。マイ
クロポンプの駆動により、圧搾された空気は、噴射ノズ
ル６４Ａ−１，６４Ｂ−１から、液晶ライトバルブ１６
−１に、直接噴射され、液晶ライトバルブ１６−１を冷
却する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像表示装置およ
び方法に関し、特に、マイクロポンプによる空気の循環
で、ライトバルブを冷却するようにした画像表示装置お
よび方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１は、従来のプロジェクタ装置１の構
成例を表している。このプロジェクタ装置１において
は、モールドシャーシ３に取り付けられた投射ユニット
２より出射された、映像信号に対応する光が、反射ミラ
ー４に照射される。反射ミラー４で反射した光は、スク
リーン５に投射され、そこに映像が再生（表示）され
る。

【０００３】図２乃至図４は、投射ユニット２の構成を
表している。投射ユニット２は、基板１１を有し、基板
１１上には、ランプ１２、光学ユニット１８、並びにダ
クト２０が配置されている。光学ユニット１８の上方の
一部は、蓋１３により閉鎖されており、蓋１３には、液
晶ライトバルブ１６を駆動するための駆動ユニット１４
が配置されている。

【０００４】ランプ１２からの光は、フィルタ２１によ
り、赤外線および紫外線が除去され、可視光領域の波長
帯域の光が抽出される。抽出された可視光は、レンズア
レイ２２−１，２２−２（以下、これらを個々に区別す
る必要がない場合、単にレンズアレイ２２と称する。他
の部品においても同様とする）により、集光された後、
メイン集光レンズ２３により、さらに集光される。集光
された光は、赤色光を反射する第１のダイクロイックミ
ラー２４に入射する。

【０００５】ダイクロイックミラー２４は、赤色の波長
帯域の光を反射し、緑色と青色の波長帯域の光を透過す
る。ダイクロイックミラー２４で分離された赤色光は、
反射ミラー２５で反射し、コンデンサレンズ２６−１に
入射し、平行光に変換される。コンデンサレンズ２６−
１より出射された赤色光は、偏光板２７−１に入射し、
そのＰ偏光成分が抽出される。Ｐ偏光成分は、シールド
ガラス３５−１を介して、赤色用の液晶ライトバルブ１
６−１に入射する。駆動ユニット１４は、供給される赤
色の映像信号に基づいて赤色用の液晶ライトバルブ１６
−１を駆動し、その透過率を制御する。

【０００６】一方、第１のダイクロイックミラー２４を
透過した緑色と青色の波長帯域の光は、緑色光を反射す
る第２のダイクロイックミラー２８に入射する。ダイク
ロイックミラー２８は、緑色の波長帯域の光を反射し、
青色の波長帯域の光を透過する。ダイクロイックミラー
２８で分離された緑色光は、コンデンサレンズ２６−２
に入射し、平行光に変換される。コンデンサレンズ２６
−２より出射された緑色光は、偏光板２７−２に入射
し、そのＰ偏光成分が抽出される。Ｐ偏光成分は、図示
せぬシールドガラス３５−２（図４には、赤色光の光路
系のみが示されているが、緑色光または青色光の光路系
においても、同様に構成されている）を介して、緑色用
の液晶ライトバルブ１６−２に入射する。駆動ユニット
１４は、供給される緑色の映像信号に基づいて緑色用の
液晶ライトバルブ１６−２を駆動し、その透過率を制御
する。

【０００７】さらに、第２のダイクロイックミラー２８
を透過した青色の波長帯域の光は、リレーレンズ２９を
介して、反射ミラー３０に案内される。反射ミラー３０
で反射した光は、さらに、リレーレンズ３１を介して、
反射ミラー３２に案内される。反射ミラー３２で反射し
た光は、コンデンサレンズ２６−３に入射し、平行光に
変換される。コンデンサレンズ２６−３より出射された
青色光は、偏光板２７−３に入射し、そのＰ偏光成分が
抽出される。Ｐ偏光成分は、シールドガラス３５−３
（図示せず）を介して、青色用の液晶ライトバルブ１６
−３に入射する。駆動ユニット１４は、供給される青色
の映像信号に基づいて青色用の液晶ライトバルブ１６−
３を駆動し、その透過率を制御する。

【０００８】赤色用の液晶ライトバルブ１６−１、緑色
用の液晶ライトバルブ１６−２、および青色用の液晶ラ
イトバルブ１６−３は、それぞれの色のＰ偏光成分を変
調し、変調された光を、シールドガラス３６−１乃至３
６−３（シールドガラス３６−２，３６−３は図示が省
略されている）を介して、合成プリズム１５に入射す
る。

【０００９】合成プリズム１５は、入射した赤色光、緑
色光、および青色光を合成し、投射レンズ１７に入射す
る。投射レンズ１７は、入射した光を拡大し、反射ミラ
ー４を介してスクリーン５に投射し、そこに映像を再生
（表示）させる。

【００１０】ダクト２０は、外部からの塵埃などの侵入
を防止するフィルタ１９を介して外気を吸入し、光学ユ
ニット１８の下方に導く。光学ユニット１８の下方へ導
かれた空気は、ファン３７へ送り込まれる。

【００１１】ファン３７は、液晶ライトバルブ１６へ空
気を送ることで、高温になり易い液晶ライトバルブ１６
を冷却する。ファン３７はまた、液晶ライトバルブ１６
だけでなく、合成プリズム１５およびコンデンサレンズ
２６、並びに偏光板２７にも空気を送る。

【００１２】ファン３７の風量調整のために、光学ユニ
ット１８の裏面に大きさの異なる図示せぬ空気取り入れ
口が設けられ、特に、高温になり易い液晶ライトバルブ
１６の空気取り入れ口の面積は大きいものとされてい
る。

【００１３】シールドガラス３５，３６は、光学ユニッ
ト１８およびプロジェクタ装置１内に存在する塵埃など
が、液晶ライトバルブ１６の表面へ付着することによる
投射映像の画像劣化を防止する。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のプロ
ジェクタ装置１は、液晶ライトバルブ１６からの投射映
像の輝度を上げるために、ランプ１２の出射する光量が
大きくなるように調整され、また、途中での光の減衰が
小さくなるように、光学系が改良されている。このた
め、液晶ライトバルブ１６および偏光板２７に入射され
る光量が大きくなり、その温度が高温になる課題があっ
た。

【００１５】そこで、ファン３７として、風量が多くか
つ風速が速いファンを使用することで冷却効果を高めて
いたが、そのようにするとファン３７から発生するノイ
ズが大きくなり、また、ファン３７の数を増やすと、光
学ユニット１８を小型化することができなくなる課題が
あった。

【００１６】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、ライトバルブに、直接、空気を送ること
で、低コストかつ小規模な構成で、ライトバルブを効果
的に冷却することを可能にするものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の画像表
示装置は、光源からの光をライトバルブに表示された映
像で変調し、空気を圧搾する圧搾手段と、圧搾手段によ
り圧搾された空気をライトバルブに噴射する噴射手段
と、噴射手段によりライトバルブに噴射された空気を外
部に排出する排出手段を備えることを特徴とする。

【００１８】請求項８に記載の画像表示方法は、光源か
らの光をライトバルブに表示された映像で変調し、空気
を圧搾する圧搾ステップと、圧搾ステップの処理により
圧搾された空気をライトバルブに噴射する噴射ステップ
と、噴射ステップの処理によりライトバルブに噴射され
た空気を外部に排出する排出ステップを備えることを特
徴とする。

【００１９】請求項１に記載の画像表示装置、および請
求項８に記載の画像表示方法においては、光源からの光
がライトバルブに表示した映像で変調され、圧搾された
空気がライトバルブに案内され、案内された空気が外部
に排出される。

【００２０】

【発明の実施の形態】次に、本発明を適用したプロジェ
クタ装置１について説明する。投射ユニット２以外の構
成は、図１に示した場合と同様である。

【００２１】図５は本発明の投射ユニット２の構成を表
している。ランプ１２からの光は、外周が囲繞されてい
る光学ユニット１８のフィルタ２１により、赤外線およ
び紫外線が除去され、可視光領域の波長帯域の光が抽出
される。抽出された可視光は、偏光変換素子４１によ
り、その内部の偏光面で、Ｐ波およびＳ波に分離され
る。Ｐ波は偏光面を透過し、Ｓ波は偏光面で反射され
る。ここでＳ波は、内部の波長板により、９０度回転さ
れてＰ波に変換される。変換されたＰ波は偏光面に戻さ
れ、そこを透過する。

【００２２】偏光変換素子４１で変換されたＰ波は、レ
ンズアレイ２２により、集光された後、メイン集光レン
ズ２３により、さらに集光される。集光された光は、赤
色光を反射する第１のダイクロイックミラー２４に入射
する。

【００２３】ダイクロイックミラー２４は、赤色の波長
帯域の光を反射し、緑色と青色の波長帯域の光を透過す
る。ダイクロイックミラー２４で分離された赤色光は、
反射ミラー２５で反射し、コンデンサレンズ２６−１に
入射し、平行光に変換される。コンデンサレンズ２６−
１より出射された赤色光は、偏光板２７−１に入射し、
そのＰ偏光成分が抽出される。Ｐ偏光成分は、赤色用の
液晶ライトバルブ１６−１に入射する。駆動ユニット１
４は、供給される赤色の映像信号に基づいて赤色用の液
晶ライトバルブ１６−１を駆動し、その透過率を制御す
る。

【００２４】一方、第１のダイクロイックミラー２４を
透過した緑色と青色の波長帯域の光は、緑色光を反射す
る第２のダイクロイックミラー２８に入射する。ダイク
ロイックミラー２８は、緑色の波長帯域の光を反射し、
青色の波長帯域の光を透過する。ダイクロイックミラー
２８で分離された緑色光は、コンデンサレンズ２６−２
に入射し、平行光に変換される。コンデンサレンズ２６
−２より出射された緑色光は、偏光板２７−２に入射
し、そのＰ偏光成分が抽出される。Ｐ偏光成分は、緑色
用の液晶ライトバルブ１６−２に入射する。駆動ユニッ
ト１４は、供給される緑色の映像信号に基づいて緑色用
の液晶ライトバルブ１６−２を駆動し、その透過率を制
御する。

【００２５】さらに、第２のダイクロイックミラー２８
を透過した青色の波長帯域の光は、リレーレンズ２９を
介して、反射ミラー３０に案内される。反射ミラー３０
で反射した光は、さらに、リレーレンズ３１を介して、
反射ミラー３２に案内される。反射ミラー３２で反射し
た光は、コンデンサレンズ２６−３に入射し、平行光に
変換される。コンデンサレンズ２６−３より出射された
青色光は、偏光板２７−３に入射し、そのＰ偏光成分が
抽出される。Ｐ偏光成分は、青色用の液晶ライトバルブ
１６−３に入射する。駆動ユニット１４は、供給される
青色の映像信号に基づいて青色用の液晶ライトバルブ１
６−３を駆動し、その透過率を制御する。

【００２６】赤色用の液晶ライトバルブ１６−１、緑色
用の液晶ライトバルブ１６−２、および青色用の液晶ラ
イトバルブ１６−３は、それぞれの色のＰ偏光成分を変
調し、合成プリズム１５に入射する。

【００２７】図６および図７は、液晶ライトバルブ１６
を冷却するためのマイクロポンプ５５の構成例を表して
いる。プロジェクタ装置１の電源（図示せず）がオンさ
れると、マイクロポンプ５５が駆動され、吸入口５１よ
り外気が吸入される。

【００２８】マイクロポンプ５５はまた、フィルタ付き
吸入口５３から空気を吸入し、空気タンク５２に貯蔵す
る。貯蔵された空気は、空気クリーナ５４に案内され、
そこで、塵埃等が除去される。

【００２９】塵埃等が除去された空気は、マイクロポン
プ５５により圧搾（圧縮）される。圧搾された空気は、
調整弁５６により風量、風圧が調整された後、吐き出し
口５７からホースを通過し、光学ユニット１８の空気取
り入れ口４２へ案内され、光学ユニット１８を冷却す
る。そして、その空気は空気排出口４３から排出され
る。

【００３０】次に、図８および図９を参照して、赤色用
の液晶ライトバルブ１６−１を例にとり、それぞれの液
晶ライトバルブの冷却構造を説明する。マイクロポンプ
５５の駆動により送り出された空気は、吐き出し口５７
からホースを通過し、光学ユニット１８の空気取り入れ
口４２へ案内される。空気取り入れ口４２は、噴射ノズ
ル６４Ａ−１，６４Ｂ−１と連通しており、そこに空気
が案内される。

【００３１】噴射ノズル６４Ａ−１は、液晶ライトバル
ブ１６−１の下側の入射側に配置され、噴射ノズル６４
Ｂ−１は、液晶ライトバルブ１６−１の下側の出射側に
配置される。

【００３２】入射側の噴射ノズル６４Ａ−１は、偏光板
２７−１と液晶ライトバルブ１６−１を同時に冷却する
ため、空気が均等に噴射される様に、偏光板２７−１と
液晶ライトバルブ１６−１の中間になるように配置され
る。

【００３３】出射側の噴射ノズル６４Ｂ−１は、液晶ラ
イトバルブ１６−１の出射側全体に、均一に空気が噴射
されるように、液晶ライトバルブ１６−１側に角度を付
けて配置される。

【００３４】噴射ノズル６４Ａ−１より噴射された空気
は、液晶ライトバルブ１６−１の入射側および偏光板２
７−１を冷却し、噴射ノズル６４Ｂ−１より噴射された
空気は、液晶ライトバルブ１６−１の出射側を冷却す
る。

【００３５】冷却を終えた空気は、光学ユニット１８内
に排出された後、光学ユニット１８の上部に設けられた
空気排出口４３に案内され、そこから排出される。

【００３６】フィルタ４４は、空気に含まれる塵埃等
が、光学ユニット内に侵入するのを防止する。

【００３７】緑色用の液晶ライトバルブ１６−２と青色
用の液晶ライトバルブ１６−３の冷却構造は、前記赤色
用の液晶ライトバルブ１６−１と同様である。

【００３８】冷却を終えた空気はまた、図示せぬマイク
ロファン等を使用して、強制的に外部へ排出することも
可能である。

【００３９】図１０のブロック図を参照して、マイクロ
ポンプ５５により、液晶ライトバルブ１６を冷却するた
めの空気の流れについて説明する。空気を循環させない
場合、弁９１が開放され、切替部９２が空気を流路Ｂに
向けて排出するように切り替えられる。

【００４０】プロジェクタ装置１の電源（図示せず）が
オンされると、マイクロポンプ５５が駆動される。マイ
クロポンプ５５の駆動により、弁９１を介して吸入口５
１より吸入された空気は流路Ａを流れ、空気タンク５２
に貯蔵される。貯蔵された空気は、空気クリーナ５４に
案内され、そこで、塵埃等が除去される。

【００４１】塵埃等が除去された空気は、マイクロポン
プ５５により圧搾（圧縮）される。圧搾された空気は、
調整弁５６により風量、風圧が調整された後、吐き出し
口５７からホースを通過し、光学ユニット１８の空気取
り入れ口４２へ案内される。

【００４２】案内された空気は、空気取り入れ口４２と
つながれた噴射ノズル６４から液晶ライトバルブ１６
に、直接噴射され、液晶ライトバルブ１６の入射側、出
射側、および偏光板２７を冷却する。

【００４３】冷却を終えた空気は、光学ユニット１８内
に排出された後、光学ユニット１８の上部に設けられた
空気排出口４３に案内され、そこから排出される。

【００４４】フィルタ４４は、空気に含まれる塵埃等
が、光学ユニット内に侵入するのを防止する。

【００４５】それぞれの液晶ライトバルブ１６から排出
された空気は、ホースで案内され、光学ユニット１８の
空気排出口４３から、切替部９２を介して流路Ｂより外
へ排出される。

【００４６】一方、空気を循環させる場合、弁９１が閉
じられ、切替部９２は空気を流路Ｃの方向に案内するよ
うに切り替えられる。この場合、冷却を終えた空気は、
空気排出口４３から流路Ｃを通って、吸入口５１へ送り
込まれる。吸入口５１は、冷却を終えた空気を、空気タ
ンク５２に案内する。空気タンク５２は、図示せぬファ
ン等で空気を冷却し、空気を再循環させる。また、この
とき、空気タンク５２は、フィルタ付き吸入口５３から
空気を若干補充する。

【００４７】マイクロポンプ５５の空気圧力は、１００
００Paとされ、調整弁５６により、空気の流量を５リッ
トル／分乃至６リットル／分に調整することで、冷却の
程度が調整される。

【００４８】以上においては、空気の噴射ノズル６４
を、１組（２個）設けるようにしたが、その数を２組
（４個）以上に増やして噴射することで、冷却効果を高
めることが可能である。また、噴射位置も、下部だけで
なく、液晶ライトバルブ１６の上、左、または右とする
ことも可能である。さらに、噴射ノズル６４の形状は、
丸だけでなく、楕円または矩形等の形状としてもよい。

【００４９】また、以上においては、ライトバルブとし
て液晶ライトバルブを用いるようにしたが、液晶以外の
ライトバルブを用いることも可能である。さらに、本発
明は、プロジェクタ以外の画像表示装置にも応用が可能
である。

【００５０】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の画像表
示装置、および請求項８に記載の画像表示方法によれ
ば、ライトバルブに、直接、空気を噴射するようにした
ので、低コストかつ小規模な構成で、ライトバルブを効
果的に冷却することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のプロジェクタ装置１の構成例を示す図で
ある。

【図２】図１のプロジェクタ装置１の投射ユニット２の
構成を示す斜視図である。

【図３】図２の投射ユニット２の構成を示す平面図であ
る。

【図４】図２の液晶ライトバルブ１６を冷却する構成を
示す側面図である。

【図５】本発明を適用したプロジェクタ装置１の投射ユ
ニット２の構成を示す平面図である。

【図６】マイクロポンプ５５の構成を示す平面図であ
る。

【図７】図６のマイクロポンプ５５の構成を示す側面図
である。

【図８】図５の液晶ライトバルブ１６の構成を示す側面
図である。

【図９】図５の液晶ライトバルブ１６の冷却構造を示す
平面図である。

【図１０】空気が循環する流れを示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１プロジェクタ装置，２投射ユニット，３モ
ールドシャーシ，４反射ミラー，５スクリーン，
１１基板，１２ランプ，１３蓋，１４駆
動ユニット，１５合成プリズム，１６−１乃至１
６−３液晶ライトバルブ，１７投射レンズ，１
８光学ユニット，１９フィルタ，２０ダク
ト，２１フィルタ，２３集光レンズ，２４
ダイクロイックミラー，２５反射ミラー，２７−
１乃至２７−３偏光板，２８ダイクロイックミラ
ー，３７ファン，４１偏光変換素子，４２
空気取り入れ口，４３空気排出口，５１吸入
口，５２空気タンク，５３フィルタ付き吸入口，
５４空気クリーナ，５５マイクロポンプ，５６
調整弁，５７吐き出し口，６４Ａ−１，６４Ｂ
−１噴射ノズル，９１弁，９２切替部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源からの光をライトバルブに表示され
た映像で変調し、画像を表示する画像表示装置におい
て、空気を圧搾する圧搾手段と、前記圧搾手段により圧搾された空気を、前記ライトバル
ブに噴射する噴射手段と、前記噴射手段によりライトバルブに噴射された空気を、
外部に排出する排出手段とを備えることを特徴とする画
像表示装置。
【請求項２】前記圧搾手段により圧搾する空気を濾過
する濾過手段をさらに備えることを特徴とする請求項１
に記載の画像表示装置。
【請求項３】前記圧搾手段により圧搾する空気を冷却
する冷却手段をさらに備えることを特徴とする請求項１
に記載の画像表示装置。
【請求項４】前記ライトバルブに案内する空気の流量
を調整する調整手段をさらに備えることを特徴とする請
求項１に記載の画像表示装置。
【請求項５】前記圧搾手段により圧搾する空気を貯蔵
する貯蔵手段と、前記排出手段により排出された空気を前記貯蔵手段に供
給し、貯蔵させる供給手段とをさらに備えることを特徴
とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項６】前記ライトバルブに入射される光を偏光
する偏光手段をさらに備えることを特徴とする請求項１
に記載の画像表示装置。
【請求項７】前記光源からの光を、３つの色の成分に
分離する分離手段と、前記分離手段により分離され、前記ライトバルブで変調
された３つの色の光を合成する合成手段とをさら備える
ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項８】光源からの光をライトバルブに表示され
た映像で変調し、画像を表示する画像表示装置の画像表
示方法において、空気を圧搾する圧搾ステップと、前記圧搾ステップの処理により圧搾された空気を、前記
ライトバルブに噴射する噴射ステップと、前記噴射ステップの処理によりライトバルブに噴射され
た空気を、外部に排出する排出ステップとを含むことを
特徴とする画像表示方法。