JP2001051349A - 投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低騒音で、かつ冷却能力に優れた縦型の投射
型表示装置を提供する。 【解決手段】 投射型表示装置１は、光源２１とライト
バルブ３５及び投射レンズ３３を備えた光学系ユニット
２と、光学系ユニット２を冷却する冷却手段を組付けた
縦長状の外装キャビネット４を備えている。上記冷却手
段は、外装キャビネット４の下部に配置されたシロッコ
ファン３と、該シロッコファン３の上部に配置されてい
る光学系ユニット２の少なくともライトバルブ３５に冷
却風を導くダクト５とを備えている。外装キャビネット
４の投射レンズ３３を設けた面４ｅ側に排気口４ｂが設
けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光源からの光をラ
イトバルブに照射することによって得られた映像をスク
リーン等に投射する投射型表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】投射型表示装置は、例えば液晶パネルを
用いてライトバルブを構成し、光源から発せられた白色
光を赤、青、緑の３原色に分離した後、３つの液晶パネ
ルを画像信号に基づいて変調し、その変調光を色合成し
た後、投射レンズにより拡大投射してスクリーン上に表
示するものである。

【０００３】上記投射型表示装置を、その外装キャビネ
ットの形状で分類すると、光源から発せられた光を分離
合成する方向を、縦方向にした縦長状（以下、縦型とい
う）の投射型表示装置１０１（図５〜６）と、横方向に
した横長状（以下、横型という）の投射型表示装置２０
１（図７）とがある。近年、液晶パネルの縦方向の長さ
が横方向の長さに比べて短いので、光源から発せられた
光の分離合成の光学系がコンパクトにできる縦型の投射
型表示装置が、装置の小型化及び軽量化を実現するため
に用いられている。

【０００４】図５〜６に示す従来の縦型の投射型表示装
置１０１は、光学系ユニット２と、該光学系ユニット２
を冷却する冷却ファン３としての軸流ファン（以下、単
に軸流ファン３という）と、光学系ユニット２，軸流フ
ァン３等を取付けた外装キャビネット（筺体）４とを備
えている。

【０００５】光学系ユニット２は、光源（ランプ）２１
と、フライアイレンズ群２２と、ＰＳ変換素子２３と、
色分解ミラー（ダイクロイックミラー）２５，２６と、
反射ミラー２４，２７，２８，２９と、３枚のコンデン
サレンズ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂと、入射側偏光板３
６，液晶パネル３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂ及び出射側偏光
板３７からなる３組のライトバルブ３５と、色合成用の
クロスプリズム（ダイクロイックプリズム）３２と、投
射レンズ３３と、ユニットフレーム３４を備えている。

【０００６】光学系ユニット２は、光源２１側を下に
し、ライトバルブ３５側を上にした状態で縦長状の外装
キャビネット４内に配置されている。

【０００７】ＰＳ変換素子２３は、誘電体膜がコーティ
ングされた短冊状のガラスを接着剤で貼り合わせること
により形成されている。また、液晶パネル３１Ｒ，３１
Ｇ，３１Ｂの入射側には、それぞれ入射側の偏光板（偏
光フィルム）３６が薄いガラス板を介してコンデンサレ
ンズ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂに接着されているととも
に、液晶パネル３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂの出射側には、
それぞれ偏光板３７が薄いガラス板を介してクロスプリ
ズム３２に接着されている。

【０００８】光源２１から照射された照明光は、フライ
アイレンズ群２２によって均一化され、ＰＳ変換素子２
３によって偏光方向が揃えられたのち、反射ミラー２
４，２７，２８，２９、色分解ミラー２５，２６によっ
て、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に分解される。

【０００９】コンデンサレンズ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ
及び偏光板３６を通して液晶パネル３１Ｒ，３１Ｇ，３
１Ｂに照射された各色の光は、画像信号によって変調さ
れ、偏光板３７を通してその透過率が制御される。この
ようにして液晶パネル３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂ上に形成
された画像は、クロスプリズム３２によって色合成さ
れ、投射レンズ３３によって外部のスクリーン（図示省
略）に投射される。

【００１０】次に、偏光板３６、３７を光が通過すると
きに発生する温度上昇を押さえるための冷却手段につい
て説明する。図６に示したように、ユニットフレーム３
４の一側面３４ａには、３枚の液晶パネル３１Ｒ，３１
Ｇ，３１Ｂや偏光板３６，３７に臨む吸気用の開口部３
８Ｒ，３８Ｇ，３８Ｂが設けられているとともに、ユニ
ットフレーム３４の他側面３４ｂの、上記吸気用の開口
部３８Ｒ，３８Ｇ，３８Ｂと対向する位置には、排気用
の開口部３９Ｒ，３９Ｇ，３９Ｂが設けられている。

【００１１】軸流ファン３は、光学系ユニット２のクロ
スプリズム３２の略真横に配置されていて、外気（冷却
風）を外装キャビネット４の一側面に設けた吸気口４ａ
及びユニットフレーム３４に設けた吸気用の開口部３８
Ｒ，３８Ｇ，３８Ｂを通して３枚の液晶パネル３１Ｒ，
３１Ｇ，３１Ｂや偏光板３６，３７等に吹き付けたの
ち、ユニットフレーム３４に設けた排気用の開口部３９
Ｒ，３９Ｇ，３９Ｂ及び外装キャビネット４の他側面に
設けた排気口４ｂから外部に排出するようになってい
る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述の縦型の投射型表
示装置１０１に対して、横型の投射型表示装置２０１で
は、図７に示したように、軸流ファン３を下部（底部）
に配置することができる。その結果、例えば吸気口４ａ
を外装キャビネット４の底面に設け、排気口４ｂを上面
に設けた場合には、その吸気に伴う風切り音をオぺレー
タや聴衆が直接聴くことはなくなるので、軸流ファンの
騒音は緩和される。一方、従来の縦型の投射型表示装置
１０１では、上述したように、入射側偏光板３６、液晶
パネル３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂ及び出射側偏光板３７を
冷やすために、それらに近い位置に軸流ファン３を配置
するので、図６に示したように外装キャビネット４の側
面に、吸気口４ａや排気口４ｂが設けられる。そのた
め、縦型の投射型表示装置をテーブルＴの上などに置い
て使用する場合に、オぺレータや聴衆は、軸流ファン３
による騒音を吸気口４ａや排気口４ｂから直接聴くこと
になる。従って、軸流ファン３を底面に配置することが
できる横型の投射型表示装置に比べて、縦型の投射型表
示装置１０１は騒音レベルが上がってしまうという問題
点があった。

【００１３】そこで、軸流ファン３や吸気口４ａ、排気
口４ｂを縦長状の外装キャビネット４内の下部（底部）
に軸流ファン３を配置することも考えられる。しかし、
軸流ファン３は、図８の静圧−風量特性図に示したよう
に、風量を得るには有利だが大きな静圧を得るには適し
ていない。このため、縦長状の外装キャビネット４内の
下部に配置された軸流ファン３から遠く離れた外装キャ
ビネット４の上部位置にあるライトバルブ３５に外気
（冷却風）を送り込むために、軸流ファン３の高電圧駆
動、高回転での使用を余儀なくされ、このためにファン
の騒音は却って悪化してしまうことがある。

【００１４】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたものであり、外形寸法を小型化できる
縦型の投射型表示装置において、入射側偏光板、液晶パ
ネル及び出射側偏光板を効率よく冷やし、かつ送風によ
る騒音レベルを低くできる投射型表示装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、縦型の投射型表示装置において、外装キャビネット
の下部に配置されたシロッコファンの冷却風をダクトに
よって外装キャビネットの上部のライトバルブに導くよ
うにした。このように構成することで、外装キャビネッ
トの下部にファンを配置し、騒音レベルを低くできる。
更に、そのファンに高い静圧の送風が可能なシロッコフ
ァンを用いることで、ダクトによって外装キャビネット
上部のライトバルブに冷却風を送ることができる。

【００１６】請求項２に記載の発明は、請求項１におい
て、さらに投射レンズが配置されている外装キャビネッ
トの面に冷却風の排出口を配置するようにした。このよ
うに構成することで、光学ユニットの各部を冷却した冷
却風は、投射レンズで映像を投射しているときには通
常、人のいないスクリーンのある方向に排出されるよう
にできる。

【００１７】請求項３に記載の発明は、請求項１におい
て、ダクトがライトバルブに所望の割合で冷却風を導く
風量調整手段を備えるようにした。このように構成する
ことで、シロッコファンによる静圧の高い冷却風を適切
な割合で分配できるようになる。

【００１８】請求項４に記載の発明は、請求項３におい
て、さらにライトバルブは、赤色光を変調する第１のラ
イトバルブと、緑色光を変調する第２のライトバルブ
と、青色光を変調する第３のライトバルブとからなり、
上記風量制御手段は、上記第１、第２及び第３のライト
バルブに１：２：３の割合で冷却風を導くようにした。
このように構成することで、当該各ライトバルブに理想
的な形で送風することができる。

【００１９】請求項５に記載の発明は、請求項３におい
て、さらに風量制御手段が外装キャビネットの外部から
風量の操作ができるようにした。このように構成するこ
とで、光学系ユニットへの冷却風が適切な割合となるよ
う、外部から容易に操作できる。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１は本発明の投射型表示装置１
の斜視図、図２は同平面図、図３は同側面図である。

【００２１】上記投射型表示装置１は、光源２１とライ
トバルブ３５及び投射レンズ３３を備えた光学系ユニッ
ト２と、該光学系ユニット２を冷却する冷却ファン３と
してのシロッコファン（以下、単にシロッコファン３と
いう）と、上記光学系ユニット２及びシロッコファン３
を組付けた縦長状の外装キャビネット（筺体）４と、上
記シロッコファン３で作られた冷却風を上記光学系ユニ
ット２に導くダクト５と、該ダクト５に設けられていて
シロッコファン３で作られた冷却風を所定の割合で光学
系ユニット２のライトバルブ３５に導く風量制御手段６
と、光源排気用ファン７を備えている。

【００２２】上記光学系ユニット２は、光源２１側を下
にし、ライトバルブ３５側を上にした状態で外装キャビ
ネット４内に取り付けられている。上記光学系ユニット
２は、図７〜８に示した従来の光学系ユニットと略同じ
構成であるので重複する説明を省略する。

【００２３】上記シロッコファン３には、偏平形のシロ
ッコファン（多翼型ファン）が用いられている。

【００２４】上記シロッコファン３は、送風口３ａを外
装キャビネット４の背面４ｃ側に向けた状態で上記光源
２１と外装キャビネット４の底面４ｄの間に配置されて
いる。そして、上記シロッコファン３の送風口３ａから
吹き出された冷却風は、ダクト５によって上記光学系ユ
ニット２の各部に導かれるようになっている。

【００２５】上記ダクト５は、シロッコファン３から送
り出されてきた冷却風を上記光学系ユニット２のクロス
プリズム３２周辺に導くためのＲ，Ｇ，Ｂ用の第１のダ
クト部５１と、上記冷却風を光源２１周辺に導くための
光源用の第２のダクト部５２を備えている。

【００２６】図２に示したように、上記第１のダクト部
５１は、上記光学系ユニット２０のＰＳ変換素子２３の
側方を通ってクロスプリズム３２周辺まで延びている。
図３に示したように、第１のダクト部５１の上端部には
シロッコファン３から送り出されてきた冷却風の向きを
変えるための傾斜面５３と、上記光学系ユニット２に設
けた吸気用の開口部３８Ｒ，３８Ｇ，３８Ｂへ導入され
る冷却風の風量を制御するための風量制御手段６を備え
ている。そして、上記シロッコファン３から送り出され
てきた冷却風は、上記傾斜面５３に当って略９０゜向き
を変えられ、かつ上記風量制御手段６によって風量を制
御され、上記開口部３８Ｒ，３８Ｇ，３８Ｂから上記ク
ロスプリズム３２側に導入され、該クロスプリズム３２
等を冷却した後、図１に示したように、第３のダクト５
８によって外装キャビネット４の上記投射レンズ３３が
配置されている面４ｅ側に設けられた排気口４ｂから外
部に排出されるようになっている。

【００２７】上記傾斜面５３は、冷却に大きな風量を必
要とするＧ，Ｂの開口部３８Ｇ，３８Ｂの下方に設ける
のが良い。

【００２８】また、図３に示したように風量制御手段６
は、軸５４によって風量制御板５５を回動可能に取付け
ることによって構成されていて、上記軸５４を中心にし
て上記風量制御板５５を回動させ、該風量制御板５５の
角度を制御することにより、上記ＲＧＢ用の開口部３８
Ｒ，３８Ｇ，３８Ｂに導入される風量を微調整すること
ができるようになっている。上記風量制御手段６は、図
示省略の操作手段によって外部から操作可能になってい
る。

【００２９】図４は、風量と偏光板温度の関係を示すも
のであり、ＲＧＢの各開口部毎の個別送風量と温度の低
減曲線を示す。このカーブに基づいて適切な風量バラン
スを与えることにより、偏光板を適切な温度範囲に保つ
ことが可能になる。

【００３０】実験の結果、開口部３８Ｒ，３８Ｇ，３８
Ｂから、偏光板３６、３７と、その間に介在する赤色、
緑色及び青色の液晶パネルに、その順番に１：２：３の
風量比で冷却風を配分することで、ライトバルブの温度
を総合的に最も効率的に低減できることがわかった。

【００３１】また、図２に示したように、上記第１のダ
クト部５１の上記光学系ユニット２０のＰＳ変換素子２
３に臨む部分には第１の開口部５６が設けられていて、
冷却風の一部は、第１の開口部５６を通ってＰＳ変換素
子２３に当たりこれを冷却するようになっている。

【００３２】上記第２のダクト部５２は、上記第１の開
口部５６の近傍から分岐されていて、上記光源２１の近
傍まで延びている。上記第２のダクト部５２の先端に
は、第２の開口部５７が設けられている。上記第１のダ
クト５１を通って第２のダクト部５２内に導入されてき
た冷却風は、上記第２の開口部５７を通って上記光源２
１に当たり、これを冷却したのち上記光源部排気用ファ
ン７で作られた排気と共にに外装キャビネット４の前面
側から外部に排出されるようになっている。

【００３３】上記第２のダクト部５２は、上記第１の開
口部５６よりも下流側（第２の開口部５７側）に風量制
御板６１を有している。

【００３４】上記風量制御板６１は、スライドスイッチ
（図示省略）に連動して作動し、上記ＰＳ変換素子２３
や光源２１側への送風量を調整することができるように
なっている。そして、上記光源２１の長期信頼性を向上
させる為に設けられた節電モードにおいては、上記光源
２１からの出力が小さくなるのでこれに合わせて送風量
を少なくするとともに、光源部排気用ファン７の電圧
（回転数）を落として騒音を低減させることができる。

【００３５】上記外装キャビネット４の下面の上記シロ
ッコファン３に対応する位置には空気吸入口７１が設け
られていて、該空気吸入口７１にはフィルター７２が取
付けられている。上記フィルター７２は、外気中に含ま
れている塵埃等を除去することにより、これら塵埃等か
ら上記液晶パネル３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂやクロスプリ
ズム３２等を保護するためのものである。上記フィルタ
ー７２を使用した場合に吸入側流入抵抗が増大し、送風
量は低下する。特に、冷却ファンに従来のように軸流フ
ァンを使用した場合には、上記送風量の低下とともに騒
音が増大する。シロッコファンを使用した場合には、送
風量の低下は避けられないが、シロッコファンの騒音
は、上記フィルター７２の密閉効果により外装キャビネ
ット４内に封じ込められた状態になるのでむしろ減少す
る。

【００３６】上記ダクト５は、光学系ユニット２や外装
キャビネット４とは別部材として構成して、上記外装キ
ャビネット４に取付ける構成にしても、或は上記外装キ
ャビネット４と一体的に形成してもよい。

【００３７】上述の実施の形態においては、風量制御手
段６が回動可能であり、外部より調整できるようになっ
ているが、風量制御手段６がダクトに固定もしくは一体
成形され、単に風量の配分を制御する場合にも適用する
ことができる。

【００３８】また、上述の実施の形態においては、風量
制御手段６が一つの仕切り板として図示されているが、
複数の部品であったり、その形状が曲面であったり、さ
らに冷却風の一部を通す多孔質材で構成されても構わな
い。

【００３９】

【発明の効果】本発明の投射型表示装置には次に述べる
ような効果がある。 （１）請求項１の投射型表示装置は、装置の小型化に適
した縦型の投射型表示装置において、外装キャビネット
の下部にシロッコファンを配置し、かつ該シロッコファ
ンからの冷却風をダクトによって縦長状の外装キャビネ
ットの上部のライトバルブ部周辺に効率的に導くことに
より、騒音レベルを下げることが可能になる。 （２）請求項２の投射型表示装置は、光学系ユニットの
各部を冷却した冷却風は外装キャビネットの投射レンズ
側に排出される。そして、上記外装キャビネットの投射
レンズ側には通常、人がいないので実使用上の騒音レベ
ルを下げることができる。 （３）請求項３の投射型表示装置は、風量制御手段によ
ってＲＧＢの各液晶パネルへの風量を調整することがで
きる。 （４）請求項４の投射型表示装置は、ＲＧＢの各液晶パ
ネルの発熱比に応じて１：２：３の割合で冷却風を導入
する構成にしたので上記ＲＧＢの各液晶パネルを理想的
な形で冷却することができる。 （５）請求項５の投射型表示装置は、外装キャビネット
の外部から風量調整を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】投射型表示装置の斜視図。

【図２】投射型表示装置の略示的側面図。

【図３】投射型表示装置の略示的断面図。

【図４】軸流ファン、シロッコファンによる実測偏光板
温度−風量特性曲線を示すグラフ。

【図５】従来の縦型の投射型表示装置の略示的側面図。

【図６】従来の縦型型の投射型表示装置の略示的断面
図。

【図７】従来の横型の投射型表示装置の略示的断面図。

【図８】静圧−風量特性図。

【符号の説明】

１…投射型表示装置、２…光学系ユニット、３…シロッ
コファン、４…外装置キャビネット、４ｂ…排気口、５
…ダクト、６…風量調整手段、２１…光源、３３…投射
レンズ、３５…ライトバルブ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｆ 9/00 ３６０ Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５３０ Ｆターム(参考） 2H088 EA12 EA68 HA13 HA24 HA28 MA20 2H089 HA40 QA06 TA16 TA18 UA05 2H091 FA05Z FA08X FA08Z FA26X FA41Z FD14 GA17 LA04 MA06 5G435 AA00 AA12 BB12 BB17 CC12 DD02 DD05 EE02 FF05 FF07 GG01 GG03 GG04 GG08 GG28 GG44 GG46

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源とライトバルブ及び投射レンズを備
   えた光学系ユニットと、上記光学系ユニットを冷却する
   冷却手段を組付けた縦長状の外装キャビネットとを備え
   た縦型の投射型表示装置において、 上記冷却手段は、外装キャビネットの下部に配置された
   シロッコファンと、該シロッコファンの上部に配置され
   ている光学系ユニットの少なくともライトバルブに冷却
   風を導くダクトとを備えていることを特徴とする投射型
   表示装置。
2. 【請求項２】 上記外装キャビネットは、上記投射レン
   ズが配置されている面に、冷却風の排出口を有している
   ことを特徴とする請求項１に記載の投射型表示装置。
3. 【請求項３】 上記ダクトは、少なくとも上記ライトバ
   ルブに所望の割合で冷却風を導く風量制御手段を有して
   いることを特徴とする請求項１に記載の投射型表示装
   置。
4. 【請求項４】 上記ライトバルブは、赤色光を変調する
   第１のライトバルブと、緑色光を変調する第２のライト
   バルブと、青色光を変調する第３のライトバルブとから
   なり、上記風量制御手段は、上記第１、第２及び第３の
   ライトバルブに１：２：３の割合で冷却風を導くように
   なっていることを特徴とする請求項３に記載の投射型表
   示装置。
5. 【請求項５】 上記風量制御手段は、外装キャビネット
   の外部から風量調整の操作が可能になっていることを特
   徴とする請求項３に記載の投射型表示装置。