JP2004133310A - 投射型表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光学ユニットフレーム20aによって保持され、光源36からの照明光を吸収してそれぞれ異なる温度に温度上昇する液晶パネル33R,33G,33Bに、光学ユニットフレーム20aに直接的に接続されたシロッコファン40の吐出口40pからの冷却風を、冷却風溜り41および分配シート43により液晶パネル33R,33G,33Bの温度に応じた所定の風量に分配し、直接的に当てる。
【選択図】 図3
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、シロッコファンを用いて表示用の光学部品を冷却する表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
光源からの光を変調して画像を表示する表示装置として、たとえば投射型の液晶プロジェクターが知られている。
投射型液晶プロジェクターの一例を、図9に示す。図9に示す液晶プロジェクター1は、筐体4pに設置された光学ユニットフレーム34pと、光学ユニットフレーム34pと連続的に配置されている投射レンズ33pとを有している。光学ユニットフレーム34pには、たとえば赤色、青色、緑色の光が各々通過する光路が設けられる。緑色光を例に挙げて述べると、光路を伝播してきた緑色光は、光路中に配置されたコンデンサーレンズ30G、入射側偏光板36p、液晶パネル31G、出射側偏光板37pを通過して、クロスプリズム32pに到達する。
【0003】
コンデンサーレンズ30Gによって集光され、偏光板36pを介して液晶パネル31Gに入射した緑色光は、液晶パネル31Gにおいて画像データに基づいて変調されて、偏光板37pを通過することによって、透過率が制御される。
透過率を制御された緑色光は、クロスプリズム32pにおいて、同様にそれぞれ透過率を制御された赤色光および青色光と合波される。
クロスプリズム32pにおいて合波された光が、投射レンズ33pを介して図示しないスクリーンに投射されることによって、画像が表示される。
【0004】
このような投射型液晶プロジェクターにおいては、照射される光のエネルギーによって発熱する偏光板36p,37pや液晶パネル31G等の光学部品を、シロッコファン40を用いて送風することによって冷却していた。
たとえば筐体4pの下部に設置されたシロッコファン40は、空気吸入口72pから空気を吸入し、送風口3aから送風することによって光学部品を冷却する。
従来は、図9に示すように、送風口3aから送風された空気を、送風口3aに接続されているダクト51pを介して、ダクト51pの傾斜面53pによって方向を変えて、液晶パネル等の光学部品側に導いていた(たとえば、特許文献1〜3参照。)。
傾斜面53pによって方向を変えられた空気は、光学ユニットフレーム34pに設けられた吸入側開口部38Gから発熱する光学部品に送風され、排気側開口部39Gから排出されることによって、光学部品を冷却する。
【0005】
シロッコファン40を、筐体4pの下部ではなく、側面に沿って設置した液晶プロジェクターも知られている(たとえば、特許文献4参照)。
この場合にも同様に、シロッコファン40から送風される空気は、シロッコファン40の送風口に連結されたダクトを介して、発熱する光学部品に導かれる。
【0006】
【特許文献1】
特開2002−189250号公報(図4)
【特許文献2】
特開2002−189251号公報(図2)
【特許文献3】
特開2001−13589号公報(図2)
【特許文献4】
特開2002−188597号公報(図2)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のようにダクトを介して空気を光学部品に送風したのでは、ダクトにより圧力損失が増大する傾向がある。また、ダクト内における乱流発生に起因する送風量の著しい低下が発生することがある。したがって、冷却が不十分となり、発熱する光学部品が所定の性能を発揮できない可能性も生じる。
【0008】
送風量を確保するために、シロッコファン40自体の回転数を上げた場合には、騒音の上昇を招き易い。会議室等の比較的狭い空間で使用される可能性もある液晶プロジェクターには、騒音の上昇は不都合である。したがって、シロッコファン40の駆動電圧を必要以上に上げることはできない。
【0009】
本発明の目的は、冷却のための送風量を確保して効率的な冷却が可能であり、かつ、騒音も抑制可能な投射型表示装置を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る表示装置は、入力される画像データに基づいて照明光を変調して投射する投射型表示装置であって、前記照明光を吸収して温度上昇する光学部品を保持するフレームに直接的に接続され、外気を吸気して得た冷却風を、吐出口から前記光学部品に向けて吐出するシロッコファンと、それぞれ異なる温度に温度上昇する複数の前記光学部品に対して、前記吐出口からの前記冷却風を、異なる前記温度に応じた風量に分配する分配手段とを有する投射型表示装置である。
【0011】
本発明に係る投射型表示装置においては、入力される画像データに基づいて照明光を変調して投射することにより、画像が表示される。
投射型表示装置のフレームには、複数の光学部品が保持されており、これらの光学部品は、照射される照明光を吸収することにより、それぞれ異なる温度に温度上昇する。
フレームには、外気を吸気して吐出口から冷却風として吐出するシロッコファンが直接的に接続される。
シロッコファンが、冷却風を吐出口から光学部品に直接的に当てることによって、温度上昇した光学部品が冷却される。その際に、吐出口に設けられた分配手段によって、複数の光学部品の異なる温度に応じた風量に冷却風が分配され、それぞれの光学部品に送風される。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について述べる。
なお、以下では、液晶パネルによって照射光を変調して投射することにより画像を表示する投射型液晶プロジェクターを例に挙げて、本発明を述べる。
【0013】
図1(a)〜(c)は、本発明の一実施形態に係る液晶プロジェクターの外観を示す図であり、図1(a)は斜視図を、図1(b)は側面図を、図1(c)は図1(a)においてトップカバー6を外した状態を、それぞれ示している。
【0014】
図1(a)に示すように、本発明に係る液晶プロジェクター10は、筐体2と、筐体2の下部に設置される回転台7とを有している。
筐体2の内部に、後述するように、投射レンズ46等の、画像表示のための各種光学部品が収容されている。
【0015】
図1(b)に示すように、筐体2は、筐体ベース3と、筐体カバー5と、トップカバー6を有している。
筐体ベース3の上に筐体カバー5が載置され、その上にさらにトップカバー6が載置される。
筐体ベース3には、後述する光源熱を排出するための開口部12が、水平方向に並列的に形成される。
筐体ベース3の下部に、回転台7が脱着自在に設置される。これにより、筐体2は上下方向に所定の角度傾くことが可能になり、また、傾いた面内において、回転することも可能になる。
【0016】
筐体カバー5には、図1(c)に示すように、投射レンズ46を露出させるための切り欠き5aが前面に設けられ、光源交換用のランプ蓋8やエアフィルターユニット9を取付けるための開口部が上面に設けられる。また、側面には、エアフィルターユニット9に外部から空気を導入するための開口部5bが設けられる。しかしながら、筐体カバー5は、これらの切り欠き5aや開口部を除いては、前面、上面、および側背面をほぼ覆うように形成されている。
【0017】
図1(c)に示すように、トップカバー6は、投射レンズ46を露出させる開口部6aを除いて、筐体カバー5の前面および上面をほぼ覆うように形成されている。トップカバー6は、図示しない係止爪を筐体カバー5の前面に係止させることによって、筐体カバー5に装着される。
筐体カバー5の上からさらにトップカバー6を取付けた2重カバー構造により、液晶プロジェクター10においては、後述するファンによって発生する音の筐体2外部への漏洩を抑制することが可能である。
【0018】
図2は、液晶プロジェクター10の内部構造を示す透視図である。ただし、図2においてトップカバー6は図示を省略している。
図2に示すように、筐体2の内部には、光源36と、投射レンズ46を備える光学ユニット20と、光源用軸流ファン51と、光源熱排気ダクト52と、シロッコファン40と、エアフィルターユニット9と、画像表示用基板60と、光源駆動用電源基板62と、制御用電源基板61と、通風ダクト63と、基板用軸流ファン50と、基板熱排気ダクト15とを有している。
【0019】
光学ユニット20は、筐体ベース3のほぼ中央に配置される。本実施形態に係る液晶プロジェクター10においては、光源36は、光学ユニット20の片側の後方に配置される。光源36から出射された照明光は、光学ユニット20内の所定の光路を伝播して、筐体2の前面の投射レンズ46から出射される。
光学ユニット20の詳細な構造および機能については後述する。
【0020】
光源36は、図示しない発光体と、発光体からの光を反射、集光して出射する所定形状のリフレクターと、これらを覆うたとえば透光性のカバーを一体化したユニット構造になっている。
発光体としては、たとえばハロゲンランプ、メタルハイドランプ、キセノンランプを用いることができる。
ユニット構造の光源36は、光源36の周囲を覆って保護する光源ケース36aに設置され、図1(c)に示したランプ蓋8を外すことにより、筐体カバー5の上面から着脱することが可能である。
【0021】
光源36および光源ケース36aから見て投射レンズ46側には、光源用軸流ファン51が設置される。光源用軸流ファン51は、ファンの回転軸を、光学ユニット20の長手方向に沿わせて配置されている。
光源用軸流ファン51のさらに投射レンズ46側には、光源熱排気ダクト52が配置されている。光源熱排気ダクト52はクランク状をしており、その一端を光源用軸流ファン51の排気側に位置させており、他端を図1(b)に示す筐体ベース3の開口部12に位置させている。
光源用軸流ファン51は、光源36側から空気を吸入して光源熱排気ダクト52へ排出することにより、光源36を冷却する。
【0022】
クランク状の光源熱排気ダクト52の、開口部12に位置している排気側の端部上方側に、シロッコファン40が設置されている。
シロッコファン40の上方側には、エアフィルターユニット9がさらに設置されている。
シロッコファン40は、外気の吸入部をエアフィルターユニット9に当接させており、吸入した外気を冷却風として吐出する吐出口を光学ユニット20に連結させている。
シロッコファン40の回転により、筐体カバー5の側面の開口部5bから外気がエアフィルターユニット9内に吸気される。吸気された外気は、エアフィルターユニット9内のフィルターによって塵芥を除去されて、シロッコファン40内に吸入され、吐出口から光学ユニット20側へ吐出される。
【0023】
エアフィルターユニット9は、前述のように、トップカバー6を外して、筐体カバー5の上部から容易に着脱することが可能である。
【0024】
光学ユニット20を挟み、光源36やシロッコファン40が配置されている領域の反対側の領域に、画像表示用基板60と、光源駆動用電源基板62と、制御用電源基板61とが配置されている。これらの基板はたとえば矩形状をしており、その長手方向を光学ユニット20の長手方向に沿わせて、筐体ベース3と直交するように、並列に配置されている。
【0025】
画像表示用基板60は、後述する液晶パネルの駆動用LSI等の各種電子回路を有しており、画像表示のために用いられる。
光源駆動用電源基板62は、供給される定格の電源から、光源62のための高出力の電力を生成して光源36に供給する。
制御用電源基板61は、軸流ファン51やシロッコファン40、画像表示用基板60等の部品を含め、液晶プロジェクター10に全般的に電力を供給して制御するためのものである。
【0026】
一例として、基板60,61,62のうち、駆動時に最も高い熱を発する光源駆動用電源基板62を覆うように、四角い筒状の通風ダクト63が設けられる。
通風ダクト63は、たとえばアルミニウム等の伝熱性の良い材料からなり、光源駆動用電源基板62の熱を吸収して放熱する。
【0027】
通風ダクト63の開口部に対向するように、投射レンズ46に隣接して、基板用軸流ファン50が配置される。基板用軸流ファン50は、ファンの回転軸の方向を、各基板および通風ダクト63の長手方向に一致させて配置されている。
基板用軸流ファン50と筐体カバー5の前面との間に、基板熱排気ダクト15が設置される。基板用軸流ファン50が回転することにより、各基板60,61,62の熱により温められた空気が、筐体ベース3の開口部11から下向きに排出され、各基板60,61,62が冷却される。
【0028】
次に、図3および図4を用いて、光源36から照射される照明光の光路について述べる。
図3は、光学ユニット20の構成と、光学ユニット20と光源36およびシロッコファン40との接続関係を示すための斜視図であり、図4は光学ユニット20を側面から見た場合の概略構成図である。ただし、図3における光学ユニット20の透視斜視図では、図面が煩雑になることを避けるために、一部の構成要素の図示を省略している。
【0029】
図3および図4に図解のように、光学ユニット20は、全反射ミラー21,27,29,30と、フライアイレンズ22,23と、PS変換素子24と、コンデンサーレンズ25と、ダイクロイックミラー26,28と、リレーレンズ31と、入射側偏光板32R,32G,32B、液晶パネル33R,33G,33B、出射側偏光板34R,34G,34Bと、クロスプリズム35と、投射レンズ46とを有している。
これらの光学部品は、光学ユニットフレーム20aに適宜保持されている。
光学ユニットフレーム20aが、本発明におけるフレームの一実施態様に相当する。
【0030】
光源36からは、赤色光(以下、R光)、緑色光(以下、G光)、青色光(以下、B光)を含む白色光LWが出射される。
光源36から出射された白色光LWは、全反射ミラー21によって反射されて、光学ユニット20の内部に導かれる。
光学ユニット20の内部には、全反射ミラー21から順に、フライアイレンズ22とPS変換素子24とフライアイレンズ23とコンデンサーレンズ25が配置されている。
【0031】
フライアイレンズ22,23は、光源36から出射された強度分布を有する白色光LWを、複数の光束に分割し、液晶パネル33R,33G,33Bに照射する光の強度分布を均一化させる。
【0032】
PS変換素子23は、ストライプ状に配列された偏光ビームスプリッタと、この偏光ビームスプリッタに対応して間欠的に設けられた位相差板とを有し、入射光の偏光方向を揃えて出射させる。
位相差板としては、たとえば1/2波長板が用いられる。PS変換素子23は、入射光をP偏光成分およびS偏光成分の2つの偏光光に分離する。分離した偏光光のうち、一方の偏光光は、その偏光方向(たとえばP偏光)を保ったままPS変換素子23を透過し、他方の偏光光(たとえばS偏光光)が、1/2波長板の作用により他の偏光方向(たとえばP偏光)に変換されて出力されることにより、入射光の偏光方向が揃って出射される。
【0033】
コンデンサーレンズ25は、偏光方向が揃い、強度分布が均一化された白色光LWを集光させる。
コンデンサーレンズ25からの白色光LWの出射側には、ダイクロイックミラー26が配置されている。
ダイクロイックミラー26は、入射する白色光LWのうちから、B光LBのみを透過させ、残りの色の光は反射させることによって、B光LBを分離する。
【0034】
ダイクロイックミラー26によって分離されたB光LBの光路には、全反射ミラー27と、入射側偏光板32Bと、液晶パネル33Bと、出射側偏光板34Bとが、この順に配置される。
全反射ミラー28は、ダイクロイックミラー26によって分離されたB光LBを、入射側偏光板32Bに向けて反射する。
【0035】
入射側偏光板32Bは、所定の偏光方向のB光LBを透過させる。
液晶パネル33Bには画像表示用基板60を介して画像データが送信され、液晶パネル33Bは、画像データに応じて液晶分子の配列方向を変化させることにより、入射したB光LBの偏光面を回転させて変調する。
出射側偏光板34Bは、偏光面を回転されて液晶パネル33Bから出射するB光LBのうち、所定の偏光成分の光を透過させる。これにより、出射側偏光板34Bを透過するB光LBの透過率が、画像データに応じて変更される。
出射側偏光板34Bを透過した所定偏光成分のB光LBは、クロスプリズム35に入射する。
以下では、入射側偏光板32Bと液晶パネル33Bと出射側偏光板34Bとを合わせて、表示用素子300Bと呼ぶこともある。
【0036】
ダイクロイックミラー26によって、B光LB以外の色の光が反射される方向には、ダイクロイックミラー28が配置されている。
ダイクロイックミラー28は、入射した光のうちから、G光LGのみを反射し、R光LRのみを透過させる。
ダイクロイックミラー28によって反射、分離されたG光LGの光路には、B光LBの場合と同様に、入射側偏光板32Gと液晶パネル33Gと出射側偏光板34Gとが配置されている。
入射側偏光板32Gと液晶パネル33Gと出射側偏光板34Gの機能は、B光LBの光路中のものと同じであるため、詳細な記述は省略する。なお、入射側偏光板32Gと液晶パネル33Gと出射側偏光板34Gとを合わせて、表示用素子300Gと呼ぶこともある。
【0037】
ダイクロイックミラー28を透過することによって分離されたR光LRの光路には、リレーレンズ31と、全反射ミラー29,30とが配置されている。
リレーレンズ31は、光路を伝播してゆくことにより拡散する光を集光するためのものである。
リレーレンズ31を透過したR光LRは、全反射ミラー29,30によって所定の角度に反射され、入射側偏光板32Rに入射する。B光LBおよびG光LGの場合と同様に、入射側偏光板32Rを透過した所定の偏光成分のR光LRは、液晶パネル33Rによって変調され、出射側偏光板34Rからの透過率が変化させられる。
以下では、入射側偏光板32Rと液晶パネル33Rと出射側偏光板34Rとを合わせて、表示用素子300Rと呼ぶこともある。
また、全反射ミラー27と入射側偏光板32Bとの間、ダイクロイックミラー28と入射側偏光板32Gとの間、および全反射ミラー30と入射側偏光板32Rとの間には、フィールドレンズも配置される。
【0038】
B光LB、G光LGおよびR光LRを合成する機能を有したクロスプリズム35は、出射側偏光板34B,34G,34Rをそれぞれ出射したこれら3つの色光の光路が交わる位置に設置されている。
クロスプリズム35は、入射したB光LBおよびR光LRをそれぞれ投射レンズ46の方向に反射し、G光LGはそのまま投射レンズ46方向へ透過することによって、3色の光を合成する。
クロスプリズム35によって色合成された光は、投射レンズ46を介してスクリーンS等の投射対象に出射し、スクリーンSに画像が表示される。
【0039】
ところで、光学ユニット20の各種光学部品は、光源36からの照明光を吸収することにより温度が上昇する。特に、PS変換素子24および偏光板32R,32G,32B,34R,34G,34B、液晶パネル33R,33G,33Bは、光を単に透過するだけでなく、偏光方向の変換や変調、光の透過、非透過のために用いられることから、温度が上昇し易い。
本実施形態に係る液晶プロジェクター10においては、シロッコファン40を用いて、照明光を吸収して温度上昇するこれらの光学部品を冷却することにより、液晶プロジェクター10の所望の性能を確保している。
【0040】
シロッコファン40は、図3に示すような、偏平型の遠心多翼ファンである。
ケース40aの内部に、複数の翼を有する図示しない回転翼が、所定の回転軸を中心に回転自在に収容されている。
前述のように、シロッコファン40の回転翼が回転することにより、筐体カバー5の側面の開口部5bから吸入された外気は、回転軸方向ALに沿って、ケース40a上面の開口部opからシロッコファン40内に吸気される。シロッコファン40内に吸気された外気は、回転翼の回転方向wdに沿って流れ、冷却風としてケース40の吐出口40pから吐出される。
【0041】
シロッコファン40は、冷却風溜り41と分配シート43を介して、光学ユニットフレーム20aに直接的に接続されている。図5は、シロッコファン40を光学ユニットフレーム20に接続した状態において、図3の断面III−IIIから見た断面図である。
なお、本実施形態においては、冷却風の流れの方向が変わるようなダクト等の部品を介さずにシロッコファン40を光学ユニットフレーム20aに接続することを、直接的に接続された状態であるとしている。
【0042】
図3および図5に示すように、冷却風溜り41のシロッコファン40側には開口部41aが設けられ、分配シート43には3つの開口部43R,43G,43Bが設けられている。
また、光学ユニットフレーム20aのシロッコファン40側の側壁にも、3つの開口部42R,42G,42Bが設けられている。
これらの開口部42R,43Rと、開口部42G,43Gと、開口部42B,43Bとは、表示用素子300R,300G,300Bの設置位置に対応した位置にそれぞれ設けられている。
【0043】
吐出口40pからの冷却風は、開口部41aを通って冷却風溜り41を通過し、分配シート43の開口部43R,43G,43Bおよび光学ユニットフレーム20aの開口部42R,42G,42Bを通過して、表示用素子300R,300G,300Bに送風される。
冷却風溜り41と、分配シート43と、光学ユニットフレーム20aの開口部42R,42G,42Bとが、本発明における分配手段の一実施態様に相当する。
図5に示すように、本実施形態においては、吐出口40pからの冷却風CWの吐出方向と、表示用素子300R,300G,300Bに対する送風方向が一致しており、冷却風CWが表示用素子300R,300G,300Bに直接的に当たる。表示用素子300R,300G,300Bに当たり、これらの表示用素子の熱を奪ってあたためられた排気HWは、光学ユニットフレーム20aの開口部42R,42G,42Bに対向する位置に設けられた開口部42opから排出される。
【0044】
以上により、本実施形態においては、冷却風CWの圧力損失を最小限に抑えることができ、送風量の低下も抑制することができる。このため、表示用素子300R,300G,300Bを効率的に冷却することができる。
また、送風量の低下を抑制することができるため、シロッコファン40の駆動電圧を下げても、所定の冷却能力を確保した量の冷却風CWを送風することができる。したがって、シロッコファン40の騒音(ファンノイズ)を大幅に低減することができ、液晶プロジェクター10の静粛化を図ることができる。
【0045】
また、本実施形態においては、冷却風溜り41および分配シート43を介してシロッコファン40を光学ユニット20に接続している。図5に示すように、冷却風溜り41は、薄いシート状の分配シート43に当接してタンク状をなし、吐出口40pからの冷却風CWが一時溜められる。冷却風溜り41内の冷却風CWは、分配シート43の各開口部43R,43G,43Bから、それらの面積に応じた風量で吐出される。
【0046】
開口部43Bから吐出される冷却風CWBは、開口部42Bを通過して表示用素子300Bに当たり、開口部43Rから吐出される冷却風CWRは、開口部42Rを通過して表示用素子300Rに当たる。また、図5においては図示されない開口部43Gから吐出される冷却風CWGは、開口部42Gを通過して表示用素子300Gに当たる。
これにより、吐出口40pからの冷却風CWを、所望の風量に分配して、表示用素子300R,300G,300Bにそれぞれ送風することができる。
【0047】
図6は、分配シート43に当接した状態の冷却風溜り41を、シロッコファン40側から見た平面図である。
図3および図6に示すように、冷却風溜り41の一部は延長されて、その延長部の先端部には、分配シート43に当接した状態において開口部41PSが形成される。
開口部41PSは、光学ユニットフレーム20aに冷却風溜り41を取付けたときに、PS変換素子24の設置位置に冷却風CWの一部が導かれるように形成されている。光学ユニットフレーム20aのうち、PS変換素子24が設置されている部分の側壁には、図3に示すように開口部42PSが設けられている。開口部41PSからの冷却風CWPSは、開口部42PSを通過してPS変換素子24に当たる。
【0048】
R光LR、G光LG、B光LBのうちでは、波長が最も短いB光LBのエネルギーが最も高い。このため、3つの表示用素子300R,300G,300BおよびPS変換素子24のうち、B光LBが集光されて照射される表示用素子300Bの温度が最も高くなる傾向にある。次いで、表示用素子300G、表示用素子300Rの順で温度が高くなる。
本実施形態においては、開口部43R,43G,43B,41PSの面積と、これらの開口部に対する冷却風溜り41の開口部41aの面積および位置を適宜設定することによって、容易に適切な風量の冷却風を各光学部品に当てることができる。
【0049】
さらに、本実施形態においては、分配シート43の開口部43Bおよび43Gに、図3に示すような、絞り43BW,43GWを設けている。
絞り43BW,43GWが、本発明における絞り手段の一実施態様に相当する。たとえば、金属や樹脂製の分配シート43に切り込みを入れ、光学ユニット20側に折り込むことによって、開口部43B,43Gと絞り43BW,43GWとを同時に形成することができる。ただし、絞り43BW,43GWは、光学ユニットフレーム20aの開口部42Bならびに42Gに形成してもよい。
【0050】
絞り43BW,43GWは、吐出口40pからの冷却風CWを絞る。これにより、たとえば液晶パネル33B,33G,33Rの矩形の表示領域の縦横比が9:16であった場合にも、短辺の長さに送風幅を容易に合わせることができる。また、送風幅が狭められることにより、冷却風の風速が上昇し、結果的に単位時間当たりの送風量が増加する。このため、液晶パネル33B,33G,33Rを含め、表示用素子300B,300G,300Rをより効率的に冷却することができる。
【0051】
一例として、矩形の開口部43Bと開口部43Gの短辺の長さX1と長辺の長さY1をそれぞれ15mm、16mmとし、矩形の開口部43Rの短辺の長さと長辺の長さをそれぞれ4mm、16mmとする。また、冷却風溜り41の矩形の開口部41aおよび開口部41PSの短辺の長さと長辺の長さをそれぞれ17mm、21mmおよび3mm、14mmとする。
上記の大きさの開口部41aは、開口部43Gに一部重なっている。開口部43Gの長辺の長さY1に対する重なりの大きさをY2とし、短辺X1に対する重なりの大きさをX2とした場合に、本実施形態においては、一例としてY2=Y1/2、および、X2=X1/2とする。
シロッコファン40としては、たとえば、駆動電圧8Vの場合に、最大風量0.19m3/min、最大静圧が129.4Pa(13.2mmH2O)のものを用いるとする。
【0052】
以上の条件のもとで、開口部43Bおよび43Gに絞り43BWおよび43GWをそれぞれ設け、シロッコファン40を8Vで駆動した。このとき、光学ユニットフレーム20aの開口部42opにおいて測定した排気HWの風量は、最大約0.145m3/minであった。
冷却風CWを表示用素子300R,300G,300Bに直接的に当てず、図9に示すようにダクト51pを介して送風し、他は同じ条件とした場合には、排気風量は0.12m3/minであった。したがって、送風効率は20%以上向上したことになる。
また、冷却風CWB,CWG,CWR,CWPSの風量比率は、この順にそれぞれ41%、39%、17%、3%であった。
【0053】
このように、本実施形態によれば、冷却風CWを、ダクトを用いず直接的に表示用素子300R,300G,300Bに当てることができるため、冷却効率を従来よりも大幅に向上させることができる。このため、シロッコファン40の駆動電圧を低くすることもでき、液晶プロジェクター10の騒音を抑制することもできる。
さらに、表示用素子300R,300G,300BおよびPS変換素子24の温度の上昇の比率に応じて冷却風CWを適宜分配することができるため、これらの光学部品ひいては液晶プロジェクター10の所定の性能を安定して確保することができる。
【0054】
なお、これまでは分配シート43と冷却風溜り41とを別部品としたが、これらは光学ユニットフレーム20aと一体化していてもよいし、または、シロッコファン40の吐出口40aと一体化していてもよい。
分配シート43と冷却風溜り41とを光学ユニットフレーム20aと一体化させた場合には、これらがユニット化され、液晶プロジェクター10の組立てや、保守、部品交換などの状況において、取り扱いが簡便になる。
【0055】
光学ユニットフレーム20aの開口部42opから吐出されるあたためられた排気HWは、基板用軸流ファン50によって、基板熱排気ダクト15を介して筐体ベース3の開口部11から下向きに排出される。
この基板用軸流ファン50による基板熱の排出と、光源用軸流ファン51による光源熱の排出の経路について、以下でさらに詳細に述べる。
【0056】
図7(a)は、図2における断面I−Iから見た部分断面図であり、図7(b)は、図2における断面II−IIから見た部分断面図である。
図7(a)に示すように、光源用軸流ファン51は、同じ軸流ファン51aを2個直列に配置して構成されている。この構成により、クランク状の光源熱排気ダクト52によって排気するにもかかわらず、軸流ファン51aの駆動電圧を従来よりも低くした場合にも、光源36を冷却するために必要な静圧と風量を確保することができる。したがって、光源用軸流ファン51の駆動によるファンノイズを低減することができる。
【0057】
光源用軸流ファン51の回転により、外気は筐体ベース3の光源36近傍に設けられた開口部3aから吸入される。光源36の熱を奪った排気は、光源熱排気ダクト52を通って、光源用軸流ファン51を挟んで開口部3aとは反対方向の筐体ベース3の開口部12から排出される。
したがって、光源用軸流ファン51による排熱系統は、図7(a)の矢印FL1のようになる。
【0058】
一方、基板用軸流ファン50は、その回転により、筐体ベース3において基板用軸流ファン50とは反対側に設けられた開口部3bから外気を吸入する。
筐体カバー5の内部空間に吸入された外気は、光源駆動用電源基板62等の基板の熱を奪いながら、主として通風ダクト63の中を通過し、基板熱排気ダクト15を介して筐体ベース3の開口部11から下向きに排出される。
したがって、基板用軸流ファン50による排熱系統は、図7(b)の矢印FL2のようになる。
【0059】
光源用軸流ファン51による排熱系統を示す矢印FL1と、基板用軸流ファン50による排熱系統を示す矢印FL2とを、シロッコファン40による排熱系統を示す矢印FL3と共に斜視図によって示すと、図8のようになる。
図8から、シロッコファン40による排熱系統は、光源用軸流ファン51による排熱系統および基板用軸流ファン50による排熱系統とは別系統になっていることが分かる。
したがって、光源用軸流ファン51による排熱および基板用軸流ファン50による排熱がシロッコファン40に悪影響を与えることがなく、シロッコファン40によって効率的に冷却を行なうことができる。また、液晶プロジェクター10全体が効率的に冷却される。
【0060】
以上のように、本実施形態においては、温度上昇する光学部品を、その温度に応じて適切に効率的に冷却することができる。その際に、シロッコファン40の駆動電圧を下げることができるため、液晶プロジェクター10の静粛化を図ることもできる。これにより、液晶プロジェクター10の消費電力を下げることもできる。
【0061】
なお、上記の実施形態に限らず、本発明は適宜変更可能である。たとえば、上記実施形態においては3板式の透過型液晶プロジェクターを例に挙げたが、液晶パネルは透過型に限らず、反射型等の他の液晶パネルであってもよく、単板式であってもよい。また、液晶パネルに限らず、DMD(Digital Micromirror Device)等の他の変調手段を用いることも可能である。
【0062】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、冷却のための送風量を確保して、効率的な冷却が可能、かつ騒音も抑制可能な投射型表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の一実施形態に係る液晶プロジェクターの外観図であり、図1(a)は斜視図を、図1(b)は側面図を、図1(c)はトップカバーを取付ける状態の斜視図をそれぞれ示している。
【図2】図2は、図1に示す液晶プロジェクターの内部構造を示す透視図である。
【図3】図3は、図2に示す光学ユニットと光源とシロッコファンとの接続関係を示すための斜視図である。
【図4】図4は、図3に示す光学ユニットの側面図である。
【図5】図5は、図3における断面III−IIIから見た断面図である。
【図6】図6は、図3に示す分配シートおよび冷却風溜りを、シロッコファン側から見た平面図である。
【図7】図7(a)は、図2における断面I−Iから見た部分断面図であり、図7(b)は、図2における断面II−IIから見た部分断面図である。
【図8】図8は、図2に示す液晶プロジェクターにおける排熱系統を示す透視図である。
【図9】図9は、従来の液晶プロジェクターにおける液晶パネルの冷却構造を示す断面図である。
【符号の説明】
1,10…液晶プロジェクター、2,4p…筐体、3…筐体ベース、3a…送風口、5…筐体カバー、5a…切り欠き、5b…筐体カバーの開口部、3a,3b,11,12…筐体ベースの開口部、41a,41PS…冷却風溜りの開口部、42R,42G,42B,42PS,42op…光学ユニットフレームの開口部、43R,43G,43B…分配シートの開口部、op…シロッコファンの開口部、6…トップカバー、7…回転台、8…ランプ蓋、9…エアフィルターユニット、15…基板熱排気ダクト、20…光学ユニット、20a…光学ユニットフレーム、21,27,29,30…全反射ミラー、22,23…フライアイレンズ、24…PS変換素子、25…コンデンサーレンズ、26,28…ダイクロイックミラー、31…リレーレンズ、32R,32G,32B…入射側偏光板、33R,33G,33B…液晶パネル、34R,34G,34B…出射側偏光板、33p,46…投射レンズ、35…クロスプリズム、36…光源、36a…光源ケース、40…シロッコファン、40a…ケース、40p…吐出口、41…冷却風溜り、43BW,43GW…絞り、50…基板用軸流ファン、51…光源用軸流ファン、52…光源熱排気ダクト、53p…傾斜面、60…画像表示用基板、61…制御用電源基板、62…光源駆動用電源基板、63…通風ダクト、300R,300G,300B…表示用素子、LW…白色光、LR…赤色光、LG…緑色光、LB…青色光
Claims (3)
- 入力される画像データに基づいて照明光を変調して投射する投射型表示装置であって、
前記照明光を吸収して温度上昇する光学部品を保持するフレームに直接的に接続され、外気を吸気して得た冷却風を、吐出口から前記光学部品に向けて吐出するシロッコファンと、
それぞれ異なる温度に温度上昇する複数の前記光学部品に対して、前記吐出口からの前記冷却風を、異なる前記温度に応じた風量に分配する分配手段と
を有する投射型表示装置。 - 前記分配手段は、前記光学部品に向かう前記冷却風を絞る絞り手段を有する
請求項1に記載の投射型表示装置。 - 前記フレームと前記分配手段と前記絞り手段とは一体化されている
請求項2に記載の投射型表示装置。
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