JP2007292805A - 投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光学素子に求められる集塵性能と冷却性能を適切に満たす、光学素子の冷却技術を提供する。
【解決手段】 Ｒ色用光学素子と、Ｇ色用光学素子と、Ｂ色用光学素子とを有する投射型表示装置は、冷却風を発生させるファンと、前記冷却風を前記Ｒ色用光学素子、前記Ｇ色用光学素子、前記Ｂ色用光学素子へ案内する流路と、を備え、前記流路は、前記冷却風を少なくとも前記Ｇ色用光学素子へ案内する第１流路と、前記冷却風を少なくとも前記Ｂ色用光学素子へ案内する第２流路と、を有し、前記第１流路と前記第２流路とにおいて、前記冷却風が通過する経路における防塵フィルタに係る構成が異なることを特徴とする。
【選択図】 図５

Description

本発明は投射型表示装置に関し、特に、光学素子の冷却技術に関する。

投射型表示装置においては、光源や、光源から照射された光の影響によって、構成部品である液晶表示素子や波長板等の光学素子の温度が上昇するが、光学素子は温度が上昇すると性能が低下してしまう。このため、光学素子の温度上昇による性能低下を防ぐ為に、投射型表示装置においては、冷却用ファンによって外気を導入し、液晶表示素子や波長板等に流して冷却を行う必要がある。特に、近年の投射型表示装置においては高輝度化への要求が高く、液晶表示素子等の光学素子に照射される光量も増加する傾向にあり、液晶表示素子が配置された光学ユニット部に求められる冷却能力の向上も求められている。このため、従来より、光学素子を冷却するために、冷却ファンによって外気を送風し、光学素子の温度を適切に保つ構成が知られている。

なお、投射型表示装置は、液晶表示素子に光源からの光を投射し、映像信号に応じて変調させ、投射レンズによって拡大投射する。例えば、表示領域が０.７インチの液晶表示素子の変調光を７０インチ程度に拡大して投射する投射型表示装置においては、液晶表示素子の映像は約１００倍に拡大されることなる。従って、光学素子の冷却に用いられる冷却ファンからの送風に塵埃が含まれていると、冷却対象の光学素子上に塵埃が付着することによって、付着する場所によっては、画像の品位を低下させる場合がある。例えば、光学素子上に塵埃が存在することで不要な反射光が発生され、これにより画面上に塵埃がシミ状の映像として現れる等の状況が想定される。特に、液晶表示素子やその近傍に配置された波長板においては１０ミクロン程度の塵埃が付着しても、液晶表示素子の表示画像同様に拡大され、投射画像に表れる場合がある。

このため、外気を導入する際に塵埃が装置内部へ侵入するのを防止する為に、筐体の吸気口に防塵用フィルタを設置した投射型表示装置が知られている。しかし、筐体の吸気口に防塵用フィルタを備えた投射型表示装置においても、防塵フィルタの集塵性能によって、フィルタを通過する塵埃は存在する。近年、投射型表示装置に使用される液晶表示素子は小型化が進んでいる。これは、同一画面サイズに拡大した場合は、液晶表示素子の表示領域から投射画像への拡大率が大きくなっていることを示している。その結果、液晶表示素子に塵埃が付着した場合の、投射画像への影響が大きくなってきており、液晶表示素子が保持固定された光学ユニット部には、より高い防塵性能が求められている。

防塵用フィルタの集塵能力を向上させる為に、冷却ファンの吸気側に帯電フィルタユニットを備え、塵埃を捕集し、塵埃の侵入を防止する投射型表示装置が知られている（特許文献１）。

また、筐体を密閉構造とし、液晶表示素子や波長板等の光学素子を含む光学ユニットと接続し、空気を循環させることで、光学ユニット内への塵埃の侵入を防止する投射型表示装置も知られている（特許文献２）。
特開２００２-１７４８５５ 特開２０００-２８４７０１

しかしながら、防塵用フィルタの集塵性能を高くすると、一般的に圧力損失が増加し、冷却能力が低下する。

特許文献１に示された構造においては、防塵フィルタを帯電フィルタとし、帯電フィルタを通過する塵埃を捕集する構造である。これは、一般的なモルトプレン等を用いた防塵フィルタと比較すると塵埃の集塵能力を高めている。しかし、圧力損失が増加する為、冷却能力が低下する欠点がある。

ところが、一般的に冷却能力を向上させる為に冷却ファンによる風量を増加させると、防塵フィルタの集塵性能が低下する欠点がある。また、冷却ファンの風量を増加させると、騒音が増大する欠点もある。

特許文献２に示された構造においては、筐体の一部を密閉構造とし、液晶表示素子や波長板等の光学素子を含む光学ユニット部と接続し、空気を循環させることで、光学ユニット内への塵埃の侵入を防止する。つまり、光学ユニット部の冷却を筐体内で循環させた空気で行うことで、筐体外部からの塵埃の侵入を防ぎ、光学ユニット部に配置された液晶表示素子や波長板等の光学素子への塵埃の付着を防ぐ。

しかしながら、この構造においては、密閉構造とする筐体内に組立の際に塵埃を侵入させてはいけない為、組立作業場所の清浄化が要求される。さらに、密閉構造は組立後も筐体内に塵埃を侵入させないよう維持する必要がある。光学ユニット部に要求される防塵能力が、１０ミクロン程度の塵埃の侵入防止である場合、組立場所の清浄化及び、密閉された筐体の維持は難しく、やはり光学ユニットに１０ミクロン程度の塵埃を侵入させない防塵フィルタを追加する必要が生じる。その場合、前述の特許文献１に開示された構成と同様の課題が生じてしまう。

本発明は上記問題に鑑みなされたものであり、光学素子に求められる集塵性能と冷却性能を適切に満たす、光学素子の冷却技術を提供することを目的とする。

本発明によれば、
Ｒ色用光学素子と、Ｇ色用光学素子と、Ｂ色用光学素子とを有する投射型表示装置であって、
冷却風を発生させるファンと、
前記冷却風を前記Ｒ色用光学素子、前記Ｇ色用光学素子、前記Ｂ色用光学素子へ案内する流路と、
を備え、
前記流路は、
前記冷却風を少なくとも前記Ｇ色用光学素子へ案内する第１流路と、
前記冷却風を少なくとも前記Ｂ色用光学素子へ案内する第２流路と、
を有し、
前記第１流路と前記第２流路とにおいて、前記冷却風が通過する経路における防塵フィルタに係る構成が異なる
ことを特徴とする投射型表示装置が提供される。

本発明によれば、光学素子に求められる集塵性能と冷却性能を適切に満たす、光学素子の冷却技術を提供することができる。

以下、添付図面を参照して本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

＜＜第１実施形態＞＞
本実施形態では、光学素子を適切に冷却することが可能な投射型表示装置の構成について説明する。

（投写型表示装置の構成）
図１は、投射型表示装置における光学ユニット３０及び照明ユニット１０の概略図である。本実施形態においては、液晶表示素子として反射型液晶表示素子を用いた例について説明する。

照明ユニット１０は、投射ランプ１及び投射光の偏光方向を同一方向に揃えるＰＳ変換素子２を含み、光源である投射ランプ１からの投射光の偏光方向を同一にして、光学ユニット３０に入射させる。

光学ユニット３０は次の構成要素を有する。
・偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ：Polarizing Beam Splitter）プリズム１３、１６、２２。
・反射型液晶表示素子１５、１８、２０。
・位相板１４、１７、１９。
・光学素子１２、２１。
・ダイクロイックミラー（dichroic mirror）１１。
・ＰＢＳプリズム１３、１６、２２、及び、反射型液晶表示素子１５、１８、２０、光学素子１２、２１を保持する光学ベース２５。
・投射レンズ２３。

光学ベース２５には、更に、導風ダクト２６、冷却ファン２７、防塵フィルタ２８、冷却ファン取付部材２９が設置されている。尚、図１においては、導風ダクト２６及び光学ベース２５については、その内部構造を示す為、蓋部に相当する形状を図示していない。 （光学系）
次に、光学ユニット３０における光学系の概略について図２を用いて説明する。図２は、光学系の概略を示した断面図である。

図２に示す様に、照明ユニット１０内の投射型表示装置から出射された白色光は、ＰＳ変換素子２によって同一偏光方向に揃えられた白色光Ｌ１として、光学ユニット３０へと出射する。ダイクロイックミラー１１は、照明ユニット１０から入射される白色光Ｌ１をＲ、Ｇ色光Ｌ２とＢ色光Ｌ３に分離する。

ダイクロイックミラー１１によって分離されたＢ色光Ｌ３は、ＰＢＳプリズム１３によってＢ色用反射型液晶表示素子１５に入射する。ＰＢＳプリズム１３は、入射したＢ色光Ｌ３の偏光方向の光を反射する様に設定されており、白色光Ｌ１のＢ色光成分Ｌ３はＢ色用反射型液晶表示素子１５方向へと反射する。また、反射型液晶表示素子１５による変調前後の偏光方向を最適化する為に、ＰＢＳプリズム１３とＢ色用反射型液晶表示素子１５の間には、Ｂ色用波長板１４が設置されている。Ｂ色用反射型液晶表示素子１５へ入射したＢ色光は、映像信号に応じて変調され、偏光方向が９０度回転した後出射する。出射したＢ色の変調光はＰＢＳプリズム１３へ戻る。ＰＢＳプリズム１３は９０度回転した偏光方向においては透過する様に設定されており、Ｂ色用反射型液晶表示素子１５から出射されたＢ色の変調光はＰＢＳプリズム２２へと透過する。

一方、ダイクロイックミラー１１で分離されたＲＧ色光Ｌ２は、光学素子１２に入射する。光学素子１２は、ダイクロイックミラー１１によって分離されたＲＧ色光Ｌ２の内、Ｇ色光成分のみ偏光方向を９０度回転させる。つまり光学素子１２を透過した時点でＲ色とＧ色の偏光方向は９０度異なる事となる。ＰＢＳプリズム１６は、光学素子１２においてそれぞれ異なる偏光方向とされたＲＧ色光Ｌ２が入射し、Ｒ色光の偏光方向は反射させ（Ｌ４）、Ｇ色光の偏光方向は透過させる（Ｌ５）様に設定されている。

Ｒ色用反射型液晶表示素子１８とＰＢＳプリズム１６の間にはＲ色用波長板１７が設置され、Ｇ色用反射型液晶表示素子２０とＰＢＳプリズム１６の間には同様にＧ色用波長板１９が設置されている。Ｒ色用波長板１７及びＧ色用波長板１９は、Ｂ色用波長板１４と同様に作用する。即ち、ＰＢＳプリズム１６によって反射されたＲ色光Ｌ４は、Ｒ色用反射型液晶表示素子１８に入射し、映像信号に応じて変調され、偏光方向が９０度回転した後出射する。また、ＰＢＳプリズム１６によって透過されたＧ色光Ｌ５は、Ｇ色用反射型液晶表示素子２０に同様に入射し、映像信号に応じて変調され、偏光方向が９０度回転した後出射する。

出射したＲ色の変調光はＰＢＳプリズム１６へ戻る。ＰＢＳプリズム１６は９０度回転したＲ色の偏光方向においては透過する様設定されており、Ｒ色用反射型液晶表示素子１８から出射されたＲ色の変調光はＰＢＳプリズム２２へと透過する。同様に、出射したＧ色の変調光はＰＢＳプリズム１６へ戻る。、ＰＢＳプリズム１６は９０度回転したＧ色の偏光方向においては反射する様設定されており、Ｇ色用反射型液晶表示素子２０から出射されたＧ色の変調光はＰＢＳプリズム２２へと反射する。なお、入射された光線について、光学素子２１は、Ｒ色のみ偏光方向を回転させる。これにより、ＲとＧ色の変調光の偏光方向は同一となる。

ＰＢＳプリズム２２は、合成用プリズムであり、ＰＢＳプリズム１３側からの出射光の偏光方向では透過、ＰＢＳプリズム１６側からの出射光の偏光方向では反射する様に設定されている。ＰＢＳプリズム２２によって、Ｂ色変調光とＲ、Ｇ色変調光は合成され、投射レンズ２３へと出射され、投射レンズ２３によって拡大投射される。

（液晶表示素子の冷却）
次に、本実施形態における液晶表示素子の冷却について以下に説明する。図１に示す様に、光学ベース２５下部には、反射型液晶表示素子１５、１８、２０及び位相板１４、１７、１９を冷却する為に、導風ダクト２６、及び、冷却ファン取付部材２９に冷却ファン２７が設置されている。図３は本実施形態における冷却風の流れの概略を示した断面図、図４は光学ベース２５の構造を示した概略図、図５は導風ダクト２６及び冷却ファン２７、冷却ファン取付部材２９の構造を示した概略図である。

図３、図４、図５に示す様に、導風ダクト２６は、開口部２６ｃが光学ベース２５の開口部２５ａと繋がり、光学ベース２５と共に、Ｂ用反射型液晶表示素子２０及び波長板１９をその空間内に格納する流路２６ａを形成する。冷却ファン２７で発生された冷却風Ｗ１２は、導風ダクト２６の開口部２６ｃから光学ベース２５の開口部２５ａへと流れ、反射型液晶表示素子１５及び位相板１４を冷却した後、図４に示した光学ベース２５の開口部２５ｃから排出される。

さらに、導風ダクト２６は、開口部２６ｄが光学ベース２５の開口部２５ｂと繋がり、Ｇ用反射型液晶表示素子２０及び波長板１９、Ｒ用反射型液晶表示素子１８及び波長板１７をその空間内に格納する流路２６ｂを形成する。冷却ファン２７で発生された冷却風Ｗ１１は、まず防塵フィルタ２８を透過し、粉塵が除去された後、導風ダクト２６の開口部２６ｄから光学ベース２５の開口部２５ｂへと流れる。そして、Ｒ用反射型液晶表示素子１８及び波長板１７、Ｇ用反射型液晶表示素子２０及び波長板１９を順次冷却した後、図３、４に示した光学ベース２５の開口部２５ｄから排出される。

ここで防塵フィルタ２８が、Ｒ用反射型液晶表示素子１８及び波長板１７Ｇ用反射型液晶表示素子２０及び波長板１９へ冷却風Ｗ１１が流れる前に設置されているが、これは、Ｇ用及びＲ用の素子等１７〜２０には高い防塵性能が要求されるためである。即ち、Ｇ用反射型液晶表示素子２０及び波長板１９、さらにＲ用反射型液晶表示素子１８及び波長板１７に要求される防塵性能は、Ｂ用反射型液晶表示素子１５及び波長板１４に対して高いレベルとなる。これは、人間の視感度のピークがＧ色近傍にある為、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色それぞれの液晶表示素子または波長板に、同一の塵埃が付着したとした場合、Ｇ色の液晶表示素子または波長板に付着した塵埃が、表示画面上最も目立つ事となるためである。

また、投射型表示装置において、光源として一般的に使われる超高圧水銀ランプを使用した場合、液晶表示素子及び波長板に照射される光のエネルギーは、Ｂ色が最も大きく、Ｒ色とＧ色は同等程度である。よって、Ｂ色に対応する液晶表示素子及び波長板が光源からの光が照射された時に、最も温度上昇が大きくなる。

このように、Ｂ色の液晶表示素子及び波長板とＧ色の液晶表示素子及び波長板を較べた場合、Ｂ色は防塵よりも冷却を優先する必要があり、逆にＧ色は冷却よりも防塵を優先する必要がある。そこで、本実施形態に係る構成おいては、冷却ファン２７が、流路２６ａ及び流路２６ｂへと繋がる冷却ファン取付部材２９に設置される。これにより、冷却ファン２７で発生させた冷却風は、冷却ファン取付部材２９から、流路２６ａへ冷却風Ｗ１２として、流路２６ｂへ冷却風Ｗ１１として流れる。さらに、流路２６ｂには、防塵フィルタ２８を、Ｒ用反射型液晶表示素子１８及び波長板１７、Ｇ用反射型液晶表示素子２０及び波長板１９の上流側に設置した。これにより、Ｒ用及びＧ用の素子等１７〜２０には塵埃の少ない冷却風Ｗ１１が流れることになる。

このように、冷却風Ｗ１１は防塵フィルタ２８を透過した後、Ｒ用反射型液晶表示素子１８及び波長板１７、Ｇ用反射型液晶表示素子２０及び波長板１９を冷却する。一方、冷却風Ｗ１２は防塵フィルタを透過せず、Ｂ用反射型液晶表示素子２０及び波長板１９を冷却する。

なお、流路２６ｂに防塵フィルタ２８を設置すると、防塵フィルタ２８を設置しない場合と比べて、冷却風の通過に対する抵抗が増える事になり、冷却能力が低下する。しかし、流路２６ｂにはＢ色の液晶表示素子及び波長板が設置されていないため、冷却に関しては一番温度上昇の大きいＢ色の液晶表示素子及び波長板を考慮する必要がない。そこで、本実施形態に係る構成においては、Ｒ色及びＧ色の液晶表示素子または波長板は、Ｂ色に対して温度上昇が少ない事を利用して、冷却風Ｗ１１が、塵埃が付着した場合に画面上で目立ちやすいＧ色に求められる防塵能力を満たす様に設計している。つまり、適宜選択した防塵フィルタ２８を冷却風Ｗ１１が透過する構造とし、防塵を優先させた。また、Ｂ用反射型液晶表示素子１５及び波長板１４をその空間内に格納する流路２６ａについては、Ｂ色の液晶表示素子１５及び波長板１４に塵埃が付着したとしても目立ちにくいが、温度上昇が大きい点に着目した設計を行っている。つまり冷却を優先し、流路内に防塵フィルタは設置しない構造とした。

以上のように本実施形態に係る構成の構造によれば、Ｂ色に対応する液晶表示素子に求められる冷却性能と、Ｇ色に対応する液晶表示素子に求められる防塵性能を適切に満たす事が可能となる。

ここで、流路２６ａ及び流路２６ｂには、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の液晶表示素子及び波長板以外の光学素子等を配置して冷却を行っても良い。

また、冷却ファン２７が吸気する空気に関して、図１０に示す様に、例えば、光学ユニット３０の外部、投射型表示装置の筐体６０に冷却ファン２７の吸気口を設置し、この吸気口にプレフィルタ６１を設けるように構成してもよい。ただし、プレフィルタ６１は、防塵フィルタ２８よりも集塵能力の低く、かつＲ、Ｇ、Ｂ全色の液晶表示素子及び波長板に求められる冷却能力と防塵能力を考慮して選択される。このような、プレフィルタ６１を設置することで、冷却風Ｗ１１及びＷ１２が予め清浄化され、防塵フィルタ２８への負担を軽減することができる。なお、冷却ファン２７が吸気するまでに、プレフィルタを複数設置しても良い。

また、該光学ユニット３０を該投射型表示装置の筐体の一部を密閉化して接続または内包し、空気を循環させる構造として場合に使用しても良い。このような構造にした場合は、防塵フィルタ２８で集塵可能かつＢ色においては許容される塵埃であれば、密閉空間内に侵入させても所望とする画像品質を実現することができる。このため、許容可能な塵埃量等の条件に基づいて、高い防塵性能が求められる箇所（例えば、Ｇ色に関する素子等）には密閉空間を厳格に維持し、防塵性能が余り求められない箇所については、密閉空間を厳格には維持しないように構成することができる。このような構成によれば、組立工程における管理および、組立後の密閉空間の維持が容易になる。

尚、防塵フィルタ２８は、該投射型表示装置の外部から交換を可能とする構造が、長期にわたって、防塵フィルタ２８の防塵能力と冷却能力を維持する事が可能となり、望ましい。本実施形態においては、防塵フィルタ２８を設置した流路１１ｂ内に、Ｇ色の液晶表示素子２０及び波長板１９及びＲ色の液晶表示素子１８及び波長板１７を設置した例を示したが、Ｒ色の液晶表示素子を、流路１１ａ内に設置する構造としても良い。

＜＜第２実施形態＞＞
第１実施形態では、Ｂ色側の光学素子へ流れる冷却風の流路には防塵フィルタが設けられていない構成について説明した。本実施形態では、Ｂ色側の光学素子への流路にも防塵フィルタが設けられた構成について説明する。ただし、この防塵フィルタは、Ｒ色、Ｇ色側の流路に設けられた防塵フィルタよりも粉塵捕集率が低い。本実施形態に係る構成によれば、同一のファンにおいて発生された冷却風により、各光学素子をそれぞれに求められる要件を満たしつつ適切に冷却することが可能である。

図６は、第２実施形態に係る構成を示した概略図である。本実施形態において、第１実施形態と同じ部位については、同一記号を配し、その説明を省略する。図６は、第１実施形態において光学ベース２５に設置した、導風ダクト２６、冷却ファン２７、冷却ファン取付部材２９を示している。尚、図６においては、内部構造を示す為、導風ダクト２６の蓋部に相当する形状を図示していない。

本実施形態においても、第１実施形態と同じく、図３〜６に示す様に、導風ダクト２６の開口部２６ｃが光学ベース２５の開口部２５ａに繋がっている。そして、光学ベース２５と共に、Ｂ用反射型液晶表示素子１５及び波長板１４をその空間内に格納する流路２６ａを形成する。冷却ファン２７で発生された冷却風Ｗ１２は、導風ダクト２６の開口部２６ｃから光学ベース２５の開口部２５ａへと流れ、反射型液晶表示素子１５及び位相板１４を冷却した後、図４に示した光学ベース２５の開口部２５ｃから排出される。ただし、本実施形態に係る構成においては、流路２６ａにも防塵フィルタ２８ｂが設けられている。このため、冷却風Ｗ１２は塵埃が除去されてからＢ用反射型液晶表示素子１５及び波長板１４へ流れる。

さらに、導風ダクト２６は、開口部２６ｄが光学ベース２５の開口部２５ｂと繋がり、Ｇ用反射型液晶表示素子２０及び波長板１９、Ｒ用反射型液晶表示素子１８及び波長板１７をその空間内に格納する流路２６ｂを形成する。冷却ファン２７で発生された冷却風Ｗ１１は、まず防塵フィルタ２８ａを透過し、粉塵を除去した後、導風ダクト２６の開口部２６ｄから光学ベース２５の開口部２５ｂへと流れる。そして、冷却風Ｗ１１は、Ｒ用反射型液晶表示素子１８及び波長板１７、Ｇ用反射型液晶表示素子２０及び波長板１９を順次冷却した後、図３に示した光学ベース２５の開口部２５ｄから排出される。

このように、本実施形態に係る構成においては、Ｒ用反射型液晶表示素子１８及び波長板１７、Ｇ用反射型液晶表示素子２０及び波長板１９へ、冷却風Ｗ１１が流れる手前に、防塵フィルタ２８ａが設置されている。また、Ｂ用反射型液晶表示素子２０及び波長板１９へ、冷却風Ｗ１２が流れる手前に、防塵フィルタ２８ｂが設置されている。

このため、冷却風Ｗ１１は防塵フィルタ２８ａを透過した後、Ｒ用反射型液晶表示素子１８及び波長板１７、Ｇ用反射型液晶表示素子２０及び波長板１９を冷却する。また、冷却風Ｗ１２は防塵フィルタ２８ｂを透過した後、Ｂ用反射型液晶表示素子２０及び波長板１９を冷却する。

ここで、防塵フィルタ２８ａの粉塵捕集率は、防塵フィルタ２８ｂを上回る。一般的に、防塵フィルタの粉塵捕集率が大きくなると、冷却風の通過に対する抵抗が増える事になる為、冷却能力が低下する。つまり、本実施形態では、Ｂ色に対して、Ｒ色及びＧ色の液晶表示素子または波長板は温度上昇が少なく、かつＢ色に最も防塵能力が求められる事を鑑みたものである。Ｂ色に対応する液晶表示素子及び波長板をその流路に含む流路２６ａには、Ｒ、Ｇ色に対応する光学素子をその流路に含む流路２６ｂに設置された防塵フィルタ２８ａより粉塵捕集率が低い防塵フィルタ２８ｂが設置される。

一方、冷却風Ｗ１１については、塵埃が付着した場合に画面上で目立ちやすいＧ色に求められる防塵能力を優先して、捕集率等を適宜選択した防塵フィルタ２８ａを透過させる構造とした。

また、Ｂ用反射型液晶表示素子１５及び波長板１４をその空間内に格納する流路２６ａについては、Ｂ色の液晶表示素子１５及び波長板１４に塵埃が付着したとしても目立ちにくい。このため、冷却風Ｗ１２は、Ｂ色に求められる冷却能力を優先し、フィルタによる冷却風の通過に対する抵抗を考慮して捕集率等を適宜選択した防塵フィルタ２８ｂを透過させる構造とした。

このような構造により、第１実施形態に係る構成の効果に加え、Ｂ色に対応する液晶表示素子及び波長板を透過する冷却風も防塵フィルタを通過させる事で、Ｂ色に求められる冷却能力を満たし、かつ防塵能力を担保する事も可能となる。

＜＜第３実施形態＞＞
第１，第２実施形態に係る構成では、Ｒ色及びＧ色用の光学素子を冷却する冷却風が流れる経路と、Ｂ色用の光学素子を冷却する冷却風が流れる経路とは、ファンに連結された経路が分岐して形成されていた。本実施形態では、Ｒ色及びＧ色用の光学素子を冷却する冷却風が流れる経路と、Ｂ色用の光学素子を冷却する冷却風が流れる経路とが連通して構成される構成について説明する。

図７、８は、本実施形態に係る構成を示した概略図である。本実施形態において、第１実施形態及び第２実施形態に係る構成と同じ部位については、同一記号を配し、その説明を省略する。

光学ユニット６０は以下の構成を含む。
・ＰＢＳプリズム１３、１６、２２。
・反射型液晶表示素子１５、１８、２０。
・位相板１４、１７、１９。
・光学素子１２、２１。
・ダイクロイックミラー１１。
・ＰＢＳプリズム（１３、１６、２２）及び反射型液晶表示素子（１５、１８、２０）、光学素子（１２、２１）を保持する、光学ベース４２。
・投射レンズ２３
ただし、光学ベース４２には導風ダクト４０、４１、冷却ファン２７、防塵フィルタ４５、冷却ファン取付部材２９が設置されている。なお、図７において、導風ダクト４０及び光学ベース４２については、その内部構造を示す為、蓋部に相当する形状を図示していない。

次に、本実施形態における、液晶表示素子の冷却について以下に説明する。図７、８に示す様に、光学ベース４２下部には、反射型液晶表示素子１５、１８、２０、及び、位相板１４、１７、１９を冷却する為に導風ダクト４０、４１、及び、冷却ファン取付部材２９に冷却ファン２７が設置されている。

図９は、光学ベース４２及び導風ダクト４０、４１及び冷却ファン取付部材２９の構造を示した概略図である。冷却ファン２７からの冷却風の流れを示す為、図９では、ＰＢＳプリズム１３、１６、２２及びダイクロイックミラー１１を省略している。

図７、８、９に示す様に、導風ダクト４０は、開口部４０ｂが光学ベース４２に設置した下部開口部４２ａと繋がり、光学ベース４２と共に、Ｂ用反射型液晶表示素子１５及び波長板１４をその空間内に格納する流路４０ａを形成する。冷却ファン２７で発生された冷却風Ｗ２０は、反射型液晶表示素子１５及び位相板１４を冷却した後、図８に示した光学ベース４２の上部開口部４２ｂから排出される。

導風ダクト４１は、開口部４１ｃが光学ベース４２の上部開口部４２ｃと繋がり、光学ベース４２と共に、Ｇ用反射型液晶表示素子２０及び波長板１９、Ｒ用反射型液晶表示素子１８及び波長板１７をその空間内に格納する流路４１ａを形成する。流路４１ａには、Ｇ用反射型液晶表示素子２０及び波長板１９、Ｒ用反射型液晶表示素子１８及び波長板１７の上流側に防塵フィルタ４５が設置されている。この構造により、流路４０ａと流路４１ａは、光学ベース４２の上部開口部４２ｂで連通された事となる。つまり、冷却ファン２７で発生された冷却風Ｗ２０は、流路４０ａにて反射型液晶表示素子１５及び位相板１４を冷却した後、流路４１ａへと流れ、Ｇ用及びＲ用光学素子１７〜２０を冷却する。

ここで防塵フィルタ４５が、冷却風Ｗ２０が、Ｒ用反射型液晶表示素子１８及び波長板１７Ｇ用反射型液晶表示素子２０及び波長板１９へ流れる前に設置されている。このため、冷却風Ｗ２０は、防塵フィルタ４５を透過して粉塵を除去した後、Ｒ用反射型液晶表示素子１８及び波長板１７、Ｇ用反射型液晶表示素子２０及び波長板１９を順次冷却し、光学ベース４２の開口部４２ｄから排出される。つまり、冷却風Ｗ２０は防塵フィルタを透過せず、Ｂ用反射型液晶表示素子２０及び波長板１９を冷却した後、防塵フィルタ４５を透過し、Ｒ用反射型液晶表示素子１８及び波長板１７、Ｇ用反射型液晶表示素子２０及び波長板１９を冷却する。

Ｂ用反射型液晶表示素子１５及び波長板１４をその空間内に格納する流路４０ａにおいて、Ｂ色の液晶表示素子１５及び波長板１４に塵埃が付着したとしても目立ちにくく、かつ温度上昇が大きい。一方、Ｂ色に対して、Ｒ色及びＧ色の液晶表示素子または波長板は温度上昇が少なく、かつ、塵埃が付着した場合に画面上で目立ちやすいため、高い防塵能力が求められる。このため、Ｂ色用光学素子までの流路内には防塵フィルタが存在しない構造にして、まずＢ色用光学素子を冷却風Ｗ２０によって冷却するようにした。さらに、Ｂ色用光学素子を追加した冷却風Ｗ２０が、防塵能力等を適宜選択した防塵フィルタ４５を透過した後、Ｒ色及びＧ色用光学素子を通過する構造とした。

上記のように、本実施形態に係る構成においては、冷却風の流路が１系統であり、冷却風の排気口が一箇所と出来る為、装置筐体における排気の扱いが容易となり、冷却風の流路に係る構成を簡略化することができる。なお、各光学素子に要求される冷却性能、防塵性能に応じて防塵フィルタが設置されているため、各光学素子を適切に冷却することができる点は、第１，第２実施形態に係る構成と同様である。

ここで、流路４０ａ及び流路４１ｂには、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の液晶表示素子及び波長板以外の光学素子等を配置して冷却を行っても良い。また、流路４０ａにおいて、Ｂ色用反射型液晶表示素子１５及び波長板１４の上流側に、防塵フィルタ４５よりも粉塵集塵率の低い防塵フィルタを、第２実施形態同様に設置しても良い。

また、冷却ファン２７が吸気する空気は、図１０に示す様に、例えば、光学ユニット３０の外部、該投射型表示装置の筐体７０に冷却ファン２７の吸気口を設置し、この吸気口にプレフィルタ７１を設置するようにしてもよい。ただし、このプレフィルタ７１は、防塵フィルタ４５よりも集塵能力が低く、かつＲ、Ｇ、Ｂ全色の液晶表示素子及び波長板に求められる冷却能力と防塵能力を考慮して選択される。このようなプレフィルタ７１を設置することにより、冷却風Ｗ１１及びＷ１２を予め清浄化することができ、防塵フィルタ４５への負担を軽減することができる。さらに冷却ファン２７が吸気するまでに、フィルタを複数設置しても良い。

また、該光学ユニット３０を該投射型表示装置の筐体の一部を密閉化して接続または内包し、空気を循環させる構造として場合に使用しても良い。この構造とした場合は、防塵フィルタ４５で集塵可能かつＢ色においては許容される塵埃であれば、密閉空間内に侵入させても良く、組立工程における管理および、組立後の密閉空間の維持が容易になる。尚、防塵フィルタ４５は、該投射型表示装置の外部から交換を可能とする構造が、長期にわたって、防塵フィルタ４５の防塵能力と冷却能力を維持する事が可能となり、望ましい。 本実施形態においては、防塵フィルタ４５を設置した流路４１ａ内に、Ｇ色の液晶表示素子２０及び波長板１９及びＲ色の液晶表示素子１８及び波長板１７を設置した例を示したが、Ｒ色の液晶表示素子を、流路４０ａ内に設置する構造としても良い。

投射型表示装置における光学ユニット及び照明ユニットの概略図である。 光学系の概略を示した断面図である。 冷却風の流れの概略を示した断面図である。 光学ベースの構造を示した概略図である。 導風ダクト及び冷却ファン、冷却ファン取付部材の構造を示した概略図である。 導風ダクト及び冷却ファン、冷却ファン取付部材の構造を示した概略図である。 投射型表示装置における光学ユニット及び照明ユニットの概略図である。 投射型表示装置における光学ユニット及び照明ユニットの概略図である。 投射型表示装置における光学ユニット及び照明ユニットの概略図である。 投射型表示装置の筐体に冷却ファンの吸気口が設置された構成を示す概略図である。

Claims (8)

1. Ｒ色用光学素子と、Ｇ色用光学素子と、Ｂ色用光学素子とを有する投射型表示装置であって、
   冷却風を発生させるファンと、
   前記冷却風を前記Ｒ色用光学素子、前記Ｇ色用光学素子、前記Ｂ色用光学素子へ案内する流路と、
   を備え、
   前記流路は、
   前記冷却風を少なくとも前記Ｇ色用光学素子へ案内する第１流路と、
   前記冷却風を少なくとも前記Ｂ色用光学素子へ案内する第２流路と、
   を有し、
   前記第１流路と前記第２流路とにおいて、前記冷却風が通過する経路における防塵フィルタに係る構成が異なる
   ことを特徴とする投射型表示装置。
2. 前記第２流路には防塵フィルタが設けられていないことを特徴とする請求項１に記載の投射型表示装置。
3. 前記第１流路及び前記第２流路にそれぞれ防塵フィルタが設けられており、前記第２流路に設けられた該防塵フィルタの圧力損失は前記第１流路に設けられた該防塵フィルタよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の投射型表示装置。
4. 前記第１流路及び前記第２流路は、前記ファンに連結された共通の流路が分岐して形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
5. 前記共通の流路に防塵フィルタが設けられていることを特徴とする請求項４に記載の投射型表示装置。
6. 前記第２流路は前記ファンに連結され、
   前記第１流路は前記第２流路に連通して設けられ、
   前記第１流路には、前記第２流路を通過した前記冷却風が案内される
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
7. 前記第１流路は、更に前記Ｒ色用光学素子へ前記冷却風を案内することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の投射型表示装置。
8. 前記ファンは防塵フィルタを透過した外気に基づいて前記冷却風を発生させることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の投射型表示装置。

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