JP2700012B2 - 液晶プロジェクタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は液晶プロジェクタのレンズ装置に関するも
のである。 ［従来の技術］ 液晶プロジェクタは、透過型の液晶表示パネルを用い
て画像を表示させ、この液晶表示パネルの表示像を投影
レンズによりスクリーン面に拡大投影するものであっ
て、この液晶プロジェクタは次のような構成となってい
る。 すなわち、第４図は液晶プロジェクタの原理を示した
もので、図中１はプロジェクタのケースであり、このケ
ース１の前面部には複数枚の光学レンズを組合わせてな
る投影レンズ２が設けられ、ケース１内の後端部には光
源部３が設けられている。４および5,6,7は前記光源部
３と投影レンズ２との間に配置された透過型液晶表示パ
ネルおよび各種光学レンズであり、前記透過型液晶表示
パネル４は、テレビジョン画像等を表示するドットマト
リックス表示パネルとされている。また、前記各種光学
レンズ5,6,7は例えばフレネルレンズからなっており、
液晶表示パネル４の後方（光源部３側）に配置されたレ
ンズ5,6は光束圧縮レンズおよび光束補正レンズとさ
れ、液晶表示パネル４の前方（投影レンズ２側）に配置
されたレンズ７は集光レンズとされている。また、前記
光源部３は、光源ランプ3aとこの光源ランプ3aからの照
明光を液晶表示パネル４に向けて反射させるリフレクタ
3bとからなっており、この光源部３からの照明光は、光
束圧縮レンズ５により光束巾を圧縮されて輝度を強めら
れ、光束補正レンズ６により光軸０と平行な平行光に補
正されて液晶表示パネルに入射する。また液晶表示パネ
ル４を透過した光つまり液晶表示パネル４の表示像は、
集光レンズ７により投影レンズ２に集光されて投影レン
ズ２により拡大され、プロジェクタの前方に配置された
スクリーンＳ面に投影される。 つまり、この液晶プロジェクタは、液晶表示パネルの
表示像を拡大してスクリーン面に拡大投影するもので、
この液晶プロジェクタによれば、表示画面が小さい液晶
表示パネルの表示像を大きく拡大して見ることができ
る。 なお、第４図では、光源部３からの光束を光束圧縮レ
ンズ５により圧縮して輝度を強め、この光を光束補正レ
ンズ６により平行光に補正して液晶表示パネル４に入射
させるようにしている液晶プロジェクタを示したが、液
晶プロジェクタには、光源部からの光束を圧縮せずにそ
のまま液晶表示パネルに入射させるタイプのものもあ
る。 ［発明が解決しようとする問題点］ ところで、上記液晶プロジェクタにおいては、光源部
３からの照明光の熱（赤外線成分）や、光源部３からの
放射熱によるケース１内の昇温によって、光源部３と投
影レンズ２との間に配置されている液晶表示パネル４お
よび光学レンズ（第４図に示した液晶プロジェクタでは
光束圧縮レンズ５および光束補正レンズ６と集光レンズ
７）が加熱されるために、光学レンズに熱歪みが発生す
る（レンズがフレネルレンズのようなプラスチックレン
ズの場合はその熱歪みも大きくなる）ことがあり、特に
集光レンズ７に熱歪みが発生すると、液晶表示パネル４
の表示像が集光レンズ７の熱歪みにより歪んだ画像とし
て投影レンズ２に集光されるために、スクリーン投影画
像に歪みが生じてしまうという問題があった。なお、ケ
ース１内の昇温は、ケース１内の換気によりケース１内
を空冷することによってある程度は抑えることができる
が、液晶プロジェクタの光源ランプ3aとして一般に使用
されている高輝度のキセノンランプ等はかなりの発熱を
ともなうために、ケース１内の換気だけでは、ケース１
内の昇温を光学レンズに熱影響を及ぼさない程度に抑え
ることは難しい。 この発明は上記のような実情にかんがみてなされたも
のであって、その目的とするところは、光源部からの照
明光の熱や光源部からの放射熱による光学レンズの温度
上昇を低く抑えてこのレンズの熱歪みを防ぐことができ
るようにした液晶プロジェクタを提供することにある。 ［問題点を解決する手段］ この発明は、光源部と投影レンズとの間に液晶パネル
と光学レンズを配置した液晶プロジェクタにおいて、前
記光学レンズを、内部に透明冷却液体が充填された冷却
器の外壁面に形成したことを特徴とするものである。 ［作 用］ すなわち、この発明の液晶プロジェクタは、光学レン
ズを内部に透明冷却液体が充填された冷却器の外壁面に
形成したので、この液晶プロジェクタによれば、光源部
からの照明光の熱や光源部からの放射熱による光学レン
ズの温度上昇を低く抑えてレンズの熱歪みを防ぐだけで
なく、冷却器に充填される透明冷却液体の屈折率に左右
されない良好なレンズ効果を得ることができる。 ［実施例］ 以下、この発明の一実施例を、液晶表示パネルの表示
像を投影レンズに集光させる集光レンズ装置を例にとっ
て第１図〜第３図を参照し説明する。 図中10は前記集光レンズ７を冷却する薄箱状の冷却容
器である。この冷却容器10は、前記液晶表示パネル４よ
り十分大きな外形を有する垂直な枠体11の両面を透明板
12,13で閉塞した密閉構造のもので、一方の透明板12は
ガラス板等からなっており、この透明板12の外面には、
透過型のドットマトリックス液晶表示パネル４が透明板
外面に密接させた状態で接着等の手段により固定されて
いる。また、他方の透明板13は、前記液晶表示パネル４
と対向する部分の外面に液晶表示パネル４の表示領域4a
（第２図参照）より大面積のサーキュラフレネルレンズ
部7aを形成した透明プラスチック板からなっており、こ
の透明板13のサーキュラフレネルレンズ部7aは、液晶表
示パネル４の表示像を投影レンズ２に集光させる集光レ
ンズ７とされている。この冷却容器10内には、エチレン
グリコール水溶液等の透明な冷却液14が充填されてい
る。また、15は冷却容器10内に前記液晶表示パネル４お
よび集光レンズ７と対応する部分を避けて挿入されたヒ
ートパイプであり、このヒートパイプ15は、その両端側
が冷却容器10の両側面から外部に突出する状態で冷却容
器10内の上部に挿入されている。このヒートパイプ15
は、冷却容器10内の冷却液14が吸収した熱を冷却容器10
の外部に放出するもので、このヒートパイプ15の冷却容
器10内に挿入された中央部は吸熱部ａとされ、冷却容器
10外に突出する両端側部分は放熱部b,bとされており、
この放熱部b,bの外周には縦長帯板状の大面積放熱フイ
ン16,16が設けられている。このヒートパイプ15は、両
端が閉塞する金属パイプ内に揮発性の作動流体（伝熱媒
体）を封入したもので、このヒートパイプ15の内面には
その全域に、ヒートパイプ15内の作動流体を毛細管現象
により放熱部ｂ側から吸熱部ａ側に導く石綿状のウイッ
ク15aが形成されている。前記作動流体は、蒸発・凝縮
の可逆２相変化により伝熱を行なうもので、この作動流
体としては例えばフロン等のような潜熱係数が高くかつ
浸透性にすぐれた流体が使用されている。この作動流体
は、ヒートパイプ15の吸熱部ａにおいて冷却容器10内の
冷却液14との熱交換により昇温して蒸発し、蒸気となっ
てヒートパイプ15内を上昇するとともに、ヒートパイプ
15の放熱部ｂにおいて外部への放熱により凝縮して液化
するもので、潜熱を奪われて液化した作動流体は、ウイ
ック15aに浸透してその毛細管現象により再び吸熱部ａ
へと導かれる。なお、このヒートパイプ15は、その吸熱
部ａにおいて蒸発した作動流体をヒートパイプ両端の放
熱部b,bに導き、放熱部b,bにおいて液化してウイック15
aに浸透した作動流体を再び吸熱部ａに導くために、中
央部が最も低くかつ両端側が斜め上方に向かって傾斜す
る形状に折曲されている。 この集光レンズ装置は、例えば第４図に示した液晶プ
ロジェクタのケース１内に、投影レンズ７を設けた面を
投影レンズ２側に向け、液晶表示パネル４を設けた面を
光源部３側に向けた状態で配置されるもので、光源部３
からの光軸０と平行な照明光Ａは第１に示すように透過
型の液晶表示パネル４に入射し、液晶表示パネル４の表
示領域4aを通った光つまり液晶表示パネル４の表示画像
光は、冷却容器10を通って集光レンズ７により投影レン
ズ２に集光される。 しかして、上記集光レンズ装置においては、前記集光
レンズ７を、内部に透明冷却液14を充填するとともにこ
の冷却液14が吸収した熱を外部に放出するヒートパイプ
15を備えた冷却容器10面に設けているから、この冷却容
器10内の冷却液14によって集光レンズ７を冷却すること
ができるし、また冷却容器10内の液晶液14は冷却容器10
内を対流しながらヒートパイプ15との熱交換を行なうた
めに冷却液14が吸収した熱をヒートパイプ15によって外
部に放出して冷却液14の温度上昇を抑えることができる
から、冷却液14の温度上昇も抑えて集光レンズ７の冷却
効率を常に高く維持することができる。したがって、こ
の集光レンズ装置によれば、光源部からの照明光の熱や
光源部からの放熱による集光レンズ７の温度上昇を低く
抑えてこのレンズ７の熱歪みを防ぐことができるから、
液晶表示パネル４の表示像を歪ませることなく投影レン
ズ２に集光して、スクリーン面に歪みのない良質な画像
を投影することができる。しかも、上記実施例では、前
記冷却容器10の他面に液晶表示パネル４を設けて、この
液晶表示パネル４も冷却容器10により冷却するようにし
ているから、光源部かららの照明光の熱や光源部からの
放射熱による光源部からの放射熱による液晶表示パネル
４の温度上昇も低く抑えて、表示コントラストの低下や
液晶の寿命低下も防ぐことができる。 なお、上記実施例では、集光レンズ７を冷却容器10の
一面の透明板13に形成しているが、この集光レンズ７は
前記透明板13とは別のものとして、透明板13の外面また
は内面に取付けてもよいし、また液晶表示パネル４は前
記冷却容器10とは別の冷却容器に取付けて集光レンズ７
とは別に冷却してもよい。また上記実施例では、液晶表
示パネル４の表示像を投影レンズ２に集光させる集光レ
ンズ装置について説明したが、この発明は第１図に示し
た液晶プロジェクタにおける光束圧縮レンズ５や光束補
正レンズ６等にも適用できるものであり、その場合は、
光束圧縮レンズ５および光束補正レンズ６をそれぞれ別
の冷却容器に設けて個々に冷却してもよいし、光束圧縮
レンズ５と光束補正レンズ６を同じ冷却容器の両面に設
けてもよく、さらに光束補正レンズ６と液晶表示パネル
４とを同じ冷却容器の両面に設けて光束補正レンズ６と
液晶表示パネル４とを同じ冷却容器で冷却してもよい。
また、この発明はフレネルレンズのようなプラスチック
レンズに限らず、通常のガラスレンズを使用するレンズ
装置にも適用できることはもちろんである。 ［発明の効果］ この発明の液晶プロジェクタは、光学レンズを内部に
透明冷却液体が充填された冷却器の外壁面に形成したも
のであるから、この液晶プロジェクタによれば、光源部
からの照明光の熱や光源部からの放射熱による光学レン
ズの温度上昇を低く抑えてレンズの熱歪みを防ぐだけで
なく、冷却器に充填される透明冷却液体の屈折率に左右
されない良好なレンズ効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図〜第３図はこの発明の一実施例を示したもので、
第１図はレンズ装置の縦断側面図、第２図および第３図
は同じく正面図および平面図である。第４図は液晶プロ
ジェクタの原理構成図である。 ２……投影レンズ、４……液晶表示パネル、７……集光
レンズ、10……冷却容器、14……冷却液、15……ヒート
パイプ。

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．光源部と投影レンズとの間に液晶パネルと光学レン
   ズを配置し、前記液晶パネルの表示部を前記投影レンズ
   によりスクリーン面に拡大投影する液晶プロジェクタで
   あって、 前記光学レンズを、内部に透明冷却液体が充填された冷
   却器の外壁面に形成したことを特徴とする液晶プロジェ
   クタ。