JP2004061965A

JP2004061965A - 投射型表示装置及び送風装置

Info

Publication number: JP2004061965A
Application number: JP2002221836A
Authority: JP
Inventors: Shingo Suzuki; 鈴木　進吾; Hideo Kanai; 金井　秀雄
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2002-07-30
Filing date: 2002-07-30
Publication date: 2004-02-26
Anticipated expiration: 2022-07-30
Also published as: US20040075818A1; US6832837B2; JP3639271B2; EP1389008A1

Abstract

【課題】この発明は、ファンからの送風を通風路を介して被冷却部品まで導く際、通風路の出口から吹き出される風量を均一化して被冷却部品を偏りなく効率的に冷却することを可能とした投射型表示装置及び送風装置を提供することを目的としている。
【解決手段】遠心ファン４９から送風された空気を、通風路５２を介して入射側排出口４４ａから液晶ライトバルブ２７に導く際、通風路５２の入射側排出口４４ａの下流側にチャンバー部５３を形成して、入射側排出口４４ａから吹き出される風量を均一化して液晶ライトバルブ２７を偏りなく効率的に冷却する。
【選択図】　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、スクリーンに光学像を投射して映像表示を行なう投射型表示装置に係り、特にそのライトバルブを冷却する手段の改良に関する。また、この発明は、例えば液晶プロジェクタ等のような投射型表示装置におけるライトバルブの冷却に使用して好適する送風装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、近年では、例えばパーソナルコンピュータ等の家庭用情報端末が市場に広く普及するとともに、ハイビジョン放送も実用化している。このような状況下においては、映像を大画面でより明るく高画質に表示することが要求される。
【０００３】
この要求に応えるべく、現在では、例えば液晶プロジェクタ等のような投射型表示装置の開発が促進されている。この投射型表示装置は、光源から出射された光を、Ｒ（Ｒｅｄ），Ｇ（Ｇｒｅｅｎ），Ｂ（Ｂｌｕｅ）の３原色成分に分離し、各色光をそれぞれ液晶ライトバルブに入射している。
【０００４】
これら液晶ライトバルブは、それぞれＲ，Ｇ，Ｂの映像信号によって駆動されることにより、各映像信号によって変調された映像光を出射している。そして、各液晶ライトバルブから出射された映像光が合成され、投射レンズを介してスクリーンに拡大投影されることにより、映像表示が行なわれる。
【０００５】
ここで、この種の投射型表示装置には、その光源にメタルハライドランプや超高圧水銀ランプ等の大消費電力ランプが多く用いられている。このため、装置内部の冷却やランプ本体の寿命を得るための冷却だけでなく、光学エンジン内部の冷却についても考慮する必要が生じる。
【０００６】
光学エンジン内部の冷却は、主に、偏光変換素子、入出射偏光板及び上記液晶ライトバルブに対して行なわれる。これらの部品は、レンズやミラーのように無機材料のみで構成されない場合が多く、部品温度が高温になると寿命が短くなるばかりでなく製品として求められる性能を維持することができなくなる。
【０００７】
ところで、光学エンジン内部の部品は、光を透過させることが必要となる。このため、ヒートシンク等に伝熱させて冷却する手法では、接触面積を広く確保することができないので、冷却効率が悪くなる。そこで、送風機（ファン）による強制空冷が一般的に採用されている。
【０００８】
一方、現在では、投射型表示装置の小型化及び高輝度化に伴なって、光学部品の小型化及び光源の高出力化が進められている。そして、このような状況下においては、特に、上記した入出射偏光板及び液晶ライトバルブに対する冷却が、より一層困難になってきている。
【０００９】
冷却のための対策としては、軸流ファンに代えてより静圧の高い遠心ファンを使用する手法、偏光板を貼り合わせるガラスに熱伝導率の高い材料を使用する手法、液晶ライトバルブを保持するフレームを熱伝導率の高い材料にする手法等が開発されている。
【００１０】
冷却対象部品の温度を下げるためには、ファンの回転数を上げて風量を増大すれば良いが、この場合、風量の増大に伴なう騒音が問題となる。このため、ファンから、冷却対象部品である入出射偏光板及び液晶ライトバルブに至るまでの通風抵抗を、いかに低くするかが重要な課題となる。
【００１１】
理想的には、通風路を設けずに、ファンからの送風をそのまま冷却対象部品に当てることが最も効果的である。しかしながら、実際には、装置の小型化に起因する形状制約等のため、ファンからの送風を通風路を介して冷却対象部品まで導く構成を余儀なくされることが多々ある。
【００１２】
この場合、通風路が折れ曲がっていると、最終的に通風路の出口から吹き出される風量に偏りが生じる。このため、入出射偏光板及び液晶ライトバルブに対して、十分に冷却される部分と十分に冷却されない部分とが発生し、ひいては、表示映像の品位に悪影響が及ぼされるという問題が生じる。
【００１３】
この問題に対処するために、例えば特開平１１−８２３９３号公報では、エアーを送風ファン全体に均一に吸入させることによって、この送風ファンから送り出されるエアーの量を、送風ファン全体で均一化するようにした構成が開示されている。
【００１４】
しかしながら、この公開公報では、送風ファンから送出されるエアーを直接冷却対象部品に当てる必要がある。このため、送風ファンを入出射偏光板及び液晶ライトバルブ等の近傍に配置する必要があり、小型化が要求される投射型表示装置に使用するには、実用的な構成でないという不都合がある。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明は上記事情を考慮してなされたもので、ファンからの送風を通風路を介して被冷却部品まで導く際、通風路の出口から吹き出される風量を均一化して被冷却部品を偏りなく効率的に冷却することを可能とした投射型表示装置及び送風装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る投射型表示装置は、光源と；前記光源からの光が入射され、映像信号によって変調された映像光を出射する表示部と；前記表示部から出射された映像光を投射する投射装置と；空気取入口からの風を空気排出口に導くための通風路、及びこの通風路の前記空気排出口よりも下流側に延びて形成されたチャンバー部とを有し、前記空気排出口から前記表示部に冷却用の空気を送風するダクト装置と；前記空気取入口に冷却用の風を送風する送風機とを具備したことを特徴とする。
【００１７】
また、この発明に係る送風装置は、空気取入口からの風を空気排出口に導くための通風路、及びこの通風路の前記空気排出口よりも下流側に延びて形成されたチャンバー部とを有し、前記空気排出口から前記被冷却部品に冷却用の空気を送風するダクト装置と；前記空気取入口に冷却用の風を送風する送風機とを具備したことを特徴とする。
【００１８】
上記のような構成によれば、通風路内にチャンバー部を形成するようにしたので、ファンからの送風を通風路を介して被冷却部品まで導く際、通風路の出口から吹き出される風量を均一化して被冷却部品を偏りなく効率的に冷却することを可能とすることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、この発明に係る投射型表示装置の一実施形態を示すもので、特に光学エンジン系を主体に示している。
【００２０】
すなわち、図１において、符号１１は光源である。この光源１１から出射した光束は、マルチレンズ１２，１３により概略平均化された平行光となり、偏光変換素子１４及びコンデンサレンズ１５を介した後、反射ミラー１６により略直角に反射される。
【００２１】
この反射ミラー１６によって反射された光は、ダイクロイックミラー１７に照射されて色成分Ｂが分離される。この色成分Ｂの光は、コンデンサレンズ１８、反射ミラー１９、フィールドレンズ２０及び入射偏光板２１を介して液晶ライトバルブ２２に照射される。
【００２２】
この液晶ライトバルブ２２は、色成分Ｂの映像信号によって駆動される映像表示面を有している。そして、この液晶ライトバルブ２２に色成分Ｂの光が照射されることによって、液晶ライトバルブ２２からは、色成分Ｂの映像信号によって変調された映像光が出射され、出射偏光板２３に入射される。
【００２３】
また、上記ダイクロイックミラー１７を透過した色成分Ｂ以外の光は、ダイクロイックミラー２４に照射されて色成分Ｇが分離される。この色成分Ｇの光は、フィールドレンズ２５及び入射偏光板２６を介して液晶ライトバルブ２７に照射される。
【００２４】
この液晶ライトバルブ２７は、色成分Ｇの映像信号によって駆動される映像表示面を有している。そして、この液晶ライトバルブ２７に色成分Ｇの光が照射されることによって、液晶ライトバルブ２６からは、色成分Ｇの映像信号によって変調された映像光が出射され、出射偏光板２８に入射される。
【００２５】
さらに、ダイクロイックミラー２４を透過して分離された色成分Ｒの光は、リレーレンズ２９、反射ミラー３０、リレーレンズ３１、反射ミラー３２によって進行方向を変更された後、フィールドレンズ３３及び入射偏光板３４を介して液晶ライトバルブ３５に照射される。
【００２６】
この液晶ライトバルブ３５は、色成分Ｒの映像信号によって駆動される映像表示面を有している。そして、この液晶ライトバルブ３５に色成分Ｒの光が照射されることによって、液晶ライトバルブ３５からは、色成分Ｒの映像信号によって変調された映像光が出射され、出射偏光板３６に入射される。
【００２７】
そして、各液晶ライトバルブ２２，２７，３５から、出射偏光板２３，２８，３６を介して出射された色成分Ｂ，Ｇ，Ｒの映像信号に対応する映像光が、それぞれ合成プリズム３７によって合成された後、投射レンズ３８を介してスクリーン３９に拡散投射され、ここに、映像表示が行なわれる。
【００２８】
図２（ａ）は、上記入射偏光板２１，２６，３４、液晶ライトバルブ２２，２７，３５及び出射偏光板２３，２８，３６を空冷するためのダクト装置４０の外観を示している。このダクト装置４０は、全体として略Ｕ字状に形成され、その両端部に空気取入口４１，４２が形成されている。
【００２９】
また、このダクト装置４０には、その中央部に、入射偏光板２１、液晶ライトバルブ２２及び出射偏光板２３に送風を行なうための空気排出部４３と、入射偏光板２６、液晶ライトバルブ２７及び出射偏光板２８に送風を行なうための空気排出部４４と、入射偏光板３４、液晶ライトバルブ３５及び出射偏光板３６に送風を行なうための空気排出部４５とが形成されている。
【００３０】
なお、このダクト装置４０は、ダクト本体４６に蓋体４７を合体させる構成となっている。そして、ダクト本体４６の内部には、図２（ｂ）に示すように、複数の通風路が形成されており、空気取入口４１，４２から取り入れた空気が、各空気排出部４３，４４，４５に導かれるようになっている。
【００３１】
図３（ａ），（ｂ）は、ダクト装置４０内における通風路の詳細を示している。
【００３２】
なお、図３（ｂ）は、図３（ａ）のｂ−ｂ’線に沿う断面図を示している。すなわち、ダクト装置４０の各空気取入口４１，４２に対応して、遠心ファン４８，４９が設置されている。そして、遠心ファン４８から送風された空気は、空気取入口４１及び通風路５０を介して、空気排出部４３から排出される。
【００３３】
この空気排出部４３は、入射側排出口４３ａと出射側排出口４３ｂとから構成されている。入射側排出口４３ａは、入射偏光板２１及び液晶ライトバルブ２２の入射面側に空気を排出して冷却を行なっている。出射側排出口４３ｂは、液晶ライトバルブ２２の出射面側及び出射偏光板２３に空気を排出して冷却を行なっている。
【００３４】
また、遠心ファン４９から送風された空気は、空気取入口４２及び通風路５１を介して、空気排出部４５から排出される。この空気排出部４５は、入射側排出口４５ａと出射側排出口４５ｂとから構成されている。入射側排出口４５ａは、入射偏光板３４及び液晶ライトバルブ３５の入射面側に空気を排出して冷却を行なっている。出射側排出口４５ｂは、液晶ライトバルブ３５の出射面側及び出射偏光板３６に空気を排出して冷却を行なっている。
【００３５】
さらに、上記空気排出部４４は、入射側排出口４４ａと出射側排出口４４ｂとから構成されている。そして、遠心ファン４９から送風された空気は、空気取入口４２及び通風路５２を介して、入射側排出口４４ａから排出される。入射側排出口４４ａは、入射偏光板２６及び液晶ライトバルブ２７の入射面側に空気を排出して冷却を行なっている。
【００３６】
ここで、上記通風路５２内には、入射側排出口４４ａよりも下流側に、空気溜りとなるチャンバー部５３が形成されている。すなわち、入射側排出口４４ａは通風路５２とほぼ平行に形成されているため、このままでは入射側排出口４４ａから排出される空気量に、空気取入口４２に近い部分と遠い部分とで差が生じ、液晶ライトバルブ２７の表示面に均一に風が当たらなくなり、温度分布が異なってしまう。
【００３７】
このため、この実施形態では、入射側排出口４４ａよりも下流側に、空気溜りとなるチャンバー部５３を形成している。このようなチャンバー部５３を形成した結果、図４に示すように、入射側排出口４４ａから送出される風量はほぼ均一となり、入射偏光板２６及び液晶ライトバルブ２７の入射面側を偏りなく効率的に冷却することが可能となった。
【００３８】
なお、図４は、図３の矢印Ａ方向から見たときの排出口４４ａからの風の排出状態を示す測定結果であり、黒い部分ほど風の流速が速くなっていることを示している。
【００３９】
また、再び図３において、遠心ファン４８，４９から送風された空気は、それぞれ、空気取入口４１，４２及び通風路５４，５５を介して、出射側排出口４４ｂから排出される。出射側排出口４４ｂは、液晶ライトバルブ２７の出射面側及び出射偏光板２８に空気を排出して冷却を行なっている。
【００４０】
なお、この出射側排出口４４ｂには、その中央部に仕切り板４４ｃが形成されている。このため、出射側排出口４４ｂから送出される風量は、図５に示すように、仕切り板４４ｃに沿って出射側排出口４４ｂから排出され、中央部で強くなり、液晶ライトバルブ２７の出射面側及び出射偏光板２８を冷却している。
【００４１】
上記した実施の形態によれば、遠心ファン４９から送風された空気を入射側排出口４４ａに導く通風路５２の、入射側排出口４４ａの下流側にチャンバー部５３を形成するようにしたので、入射側排出口４４ａから送出される風量を均一化して、入射偏光板２６及び液晶ライトバルブ２７の入射面側を偏りなく効率的に冷却することが可能となる。
【００４２】
なお、空気排出部４３と４５にはチャンバー部を形成していないが、これは通風路５０，５１が液晶パネル２２，３５にほぼ直交しているためであり、空気排出部４３，４５からはほぼ均一に空気が排出されるからである。
【００４３】
なお、この発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、この外その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上詳述したようにこの発明によれば、ファンからの送風を通風路を介して被冷却部品まで導く際、通風路の出口から吹き出される風量を均一化して被冷却部品を偏りなく効率的に冷却することを可能とした投射型表示装置及び送風装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を示すもので、投射型表示装置の光学エンジン系を説明するために示す図。
【図２】同実施の形態におけるダクト装置の外観を説明するために示す斜視図。
【図３】同実施の形態におけるダクト装置の詳細な構造を説明するために示す図。
【図４】同実施の形態におけるチャンバー部がある場合の風量分布を説明するために示す図。
【図５】同実施の形態におけるチャンバー部がない場合の風量分布を説明するために示す図。
【符号の説明】
１１…光源、
１２，１３…マルチレンズ、
１４…偏光変換素子、
１５…コンデンサレンズ、
１６…反射ミラー、
１７…ダイクロイックミラー、
１８…コンデンサレンズ、
１９…反射ミラー、
２０…フィールドレンズ、
２１…入射偏光板、
２２…液晶ライトバルブ、
２３…出射偏光板、
２４…ダイクロイックミラー、
２５…フィールドレンズ、
２６…入射偏光板、
２７…液晶ライトバルブ、
２８…出射偏光板、
２９…リレーレンズ、
３０…反射ミラー、
３１…リレーレンズ、
３２…反射ミラー、
３３…フィールドレンズ、
３４…入射偏光板、
３５…液晶ライトバルブ、
３６…出射偏光板、
３７…合成プリズム、
３８…投射レンズ、
３９…スクリーン、
４０…ダクト装置、
４１，４２…空気取入口、
４３〜４５…空気排出口、
４６…ダクト本体、
４７…蓋体、
４８，４９…遠心ファン、
５０〜５２…通風路、
５３…チャンバー部、
５４，５５…通風路。

Claims

光源と、
前記光源からの光が入射され、映像信号によって変調された映像光を出射する表示部と、
前記表示部から出射された映像光を投射する投射装置と、
空気取入口からの風を空気排出口に導くための通風路、及びこの通風路の前記空気排出口よりも下流側に延びて形成されたチャンバー部とを有し、前記空気排出口から前記表示部に冷却用の空気を送風するダクト装置と、
前記空気取入口に冷却用の風を送風する送風機とを具備したことを特徴とする投射型表示装置。
前記表示部は、ライトバルブであることを特徴とする請求項１記載の投射型表示装置。
前記表示部は、液晶ライトバルブと、この液晶ライトバルブの入射側及び出射側にそれぞれ配置された偏光板とで構成されたことを特徴とする請求項１記載の投射型表示装置。
前記送風機は遠心ファンにてなり、この遠心ファンからの風を前記通風路内に送風するようにしたことを特徴とする請求項１記載の投射型表示装置。
前記ダクト装置の空気排出口は、前記表示部の入射面側に送風を行なうための入射側排出口と、前記表示部の出射面側に送風を行なうための出射側排出口とで成ることを特徴とする請求項１記載の投射型表示装置。
光源と、
この光源からの出射光をそれぞれ異なる複数の原色光に分離する分離手段と、
この分離手段で分離された複数の原色光がそれぞれ入射され、前記各原色光成分に対応した映像信号によって変調された映像光を出射する複数の表示部と、
前記複数の表示部から出射された各映像光を合成して投射する投射装置と、
空気取入口及び複数の空気排出口を有するとともに、前記空気取入口からの風を前記複数の空気排出口に導くための複数の通風路を有し、この通風路の少なくとも１つに前記空気排出口よりも下流側に延びてチャンバー部を形成し、前記複数の空気排出口から前記各表示部にそれぞれ冷却用の空気を送風するダクト装置と、
前記空気取入口に冷却用の風を送風する送風機とを具備したことを特徴とする投射型表示装置。
前記複数の空気排出口の内、いずれか１つは前記通風路と平行に設けられ、前記チャンバー部は前記通風路と平行に設けられた空気排出口の下流側に延びて形成されたことを特徴とする請求項６記載の投射型表示装置。
前記チャンバー部は、前記空気取入口から最も遠い空気排出口の下流側に延びて形成されたことを特徴とする請求項６記載の投射型表示装置。
前記複数の表示部は、ライトバルブであることを特徴とする請求項６記載の投射型表示装置。
前記複数の表示部は、Ｒ，Ｇ，Ｂ用の液晶ライトバルブと、各液晶ライトバルブの入射側及び出射側にそれぞれ配置された偏光板とで構成されたことを特徴とする請求項６載の投射型表示装置。
前記空気取入口は複数設けられ、前記送風機を各空気取入口に配置したことを特徴とする請求項６記載の投射型表示装置。
前記送風機は遠心ファンにてなり、この遠心ファンからの風を前記通風路内に送風するようにしたことを特徴とする請求項６記載の投射型表示装置。
被冷却部品に冷却用の空気を送風するための送風装置であって、
空気取入口からの風を空気排出口に導くための通風路、及びこの通風路の前記空気排出口よりも下流側に延びて形成されたチャンバー部とを有し、前記空気排出口から前記被冷却部品に冷却用の空気を送風するダクト装置と、
前記空気取入口に冷却用の風を送風する送風機とを具備したことを特徴とする送風装置。
前記送風機は、遠心ファンであることを特徴とする請求項１３記載の送風装置。
前記ダクト装置は、
複数の空気取入口と、複数の被冷却部品にそれぞれ送風を行なうための複数の空気排出部と、前記複数の空気取入口から取り入れた空気を、前記複数の空気排出部に導く複数の通風路とを有して成ることを特徴とする請求項１３記載の送風装置。
前記ダクト装置の前記複数の空気排出口の内、いずれか１つは前記通風路と平行に設けられ、前記チャンバー部は前記通風路と平行に設けられた空気排出口の下流側に延びて形成されたことを特徴とする請求項１３記載の送風装置。
前記チャンバー部は、前記空気取入口から最も遠い空気排出口の下流側に延びて形成されたことを特徴とする請求項１３記載の送風装置。