JP3267233B2 - プロジェクタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像形成用ライトバルブ
を用い、レンズで拡大投写して大画面表示を行うプロジ
ェクタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】赤・緑・青の光を各々制御する３枚の液
晶ライトバルブを用いてこれら３成分の光を合成し、そ
の合成された光をレンズを通して拡大投写するいわゆる
液晶プロジェク夕が知られている（例えぱ特開願６０−
１７９７２３号公報・特開昭６１−１５０４８７号公
報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の液晶プロジ
ェク夕は、赤・緑・青色光の混色合成を複数のダイクロ
イックミラーによって行うことにより装置の小型軽量化
を図っているが、ダイクロイックミラーの設置にスペー
スを取られるので、ＣＲＴを用いたビデオブロジェク夕
に比べればはるかに小さいけれども、十分小型化される
には至っていない。本出願人は先に、小型コンパクト化
した液晶プロジェクタを得るために、複数のダイクロイ
ックミラーを用いる代わりにｌ個のダイクロイックミラ
ープリズムで混色合成を行うと共に、投写光源と各液晶
ライトバルブの光路長を、強度の大きい色光を最も長
く、強度の小さい色光を最も短くなるように構成し、さ
らに３枚のうち１枚の液晶ライトバルブのみ左右反転し
た表示を行うように制御することを提案している。

【０００４】本発明は上記の構成を元にして、その周辺
の関連部材の配置に工夫を加えることにより、操作性・
耐久性・メンテナンス性に優れたプロジェク夕を提供し
ようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶プロジェク
タは上記の目的を達成するために、光源部と、前記光源
部からの光を分離した複数の色光を各々変調する複数の
光変調手段と、前記複数の光変調手段によって変調され
た光を合成するプリズムと、前記プリズムによって合成
された光を投写する投写光学手段とを有してなるプロジ
ェクタであって、前記光源部の近傍にプロジェクタの電
源部を配置し、前記複数の光変調手段と前記プリズムと
を外気により冷却するための第１のファンと、前記光源
部及び前記電源部の発する熱を排気するための第２のフ
ァンとを有し、前記第２のファンは前記複数の光変調手
段と前記プリズムの冷却に伴い温まった空気を排気して
なることを特徴とする。

【０００６】また、前記第１のファンは、当該プロジェ
クタのケースに設けられたスリットを介して外気を吸い
込み、その外気により前記光変調手段を冷却することを
特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明の実施例においては、以下の構成が説明
される。

【０００８】直方体のケース内にベースブレートを設
け、そのベースプレート上に、投写光源を持っランプハ
ウジングユニットと、光分離手段を内蔵したライトガイ
ドユニットと、画像形成用液晶ライトバルブ・光合成プ
リズムおよび投写レンズを組み合わせた光学へッドユニ
ットとを、主光路が平面視Ｌ形となるように配置して、
投写レンズをケース正面の窓に、ランブハウジングユニ
ットをケース背面の開ロに臨ませたものである。

【０００９】そしてケースの一方の側面とランプハウジ
ングユニットの間に電源ユニットを、またケースの他方
の側面とライトガイドユニットの間に駆動用制御回路ユ
ニットを配置し、光学へッドユニットの下に光学へッド
ユニット冷却用ファンを、またＬ形主光路の形成によっ
て生じたライトガイドユニットとランプハウジングユニ
ットとケースの正面およぴその一方の側面とによって園
まれる空所にランプハウジンダユニット冷却用ファンを
設ける。

【００１０】上記ランプハウジングユニット・ライトガ
イドユニット・光学へッドユニット・電源ユニット・駆
動用制御回路ユニットは、ベースプレートに対し別個に
着脱可能に設ける。

【００１１】駆動用制御回路ユニットは、アナログ回路
ユニットとデジ夕ル回路ユニットに分離し、そのいずれ
か一方の回路ユニットをライトガイドユニットの上面に
配置する。

【００１２】またランブハウジングユニットは、ベース
プレートに固定のアウ夕ハウジング内に位置決め支持さ
れていて、ランプハウジングユニットをケース背面の開
ロを通して出し入れできるように構成したことを特微と
している。

【００１３】投写光源（白色光）から出てライトガイド
ユニットに導かれた光は、該ユニット内で赤・緑・青の
３原色に分離され、各色光はそれぞれの液晶ライトバル
ブを透過する際、各液晶ライトバルブに入力される各色
ごとのピデオ信号によって変調される。

【００１４】そして上記変調制御された各色光はプリズ
ムによって混色合成されると同時に、レンズに導かれ、
レンズを通してスクリーンに拡大投写される。

【００１５】ケース正面の窓に臨んでいる投写レンズを
回して進退させることにより焦点合わせを行う。

【００１６】光学へッドユニットの下方にあるファンに
よって液晶ライトバルブおよびプリズムが冷却される。

【００１７】またランプハウジングユニット寄りに設け
たファンによってランプハウジングユニットが冷却され
る。その冷却風はランプハウジングユニットの側方にあ
る電源ユニットの方にも送られて電源ユニットの過熱を
防ぐ。

【００１８】液晶ライトバルブ駆動用制御回路ユニット
は、電源ユニット・ランプハウジングユニット等と反対
側に配置されていることにより熱影響を受けない。さら
に上記制御回路ユニットは、アナログ回路ユニットとデ
ジタル回路ユニットに分離されていることにより、該ユ
ニット相互の干渉が避けられ、ノイズが滅る。

【００１９】投写光源ランプの交換は、ケース背面の開
口からランプハウジングユニットごと取出して行う。

【００２０】ランプ交換後、ランプハウジングユニット
を開ロ内に納めると、ランプハウジングユニットはアウ
夕ハウジングの中に正しく位置決めされる。

【００２１】ランプハウジングユニットを始めとする各
構成ユニットのメンテナンスは、ケースを開き、各ユニ
ットごとにベースプレートから外して行うことができ
る。

【００２２】

【実施例】以下本発明の液晶プロジェクタの実施例を図
面について説明する。

【００２３】図１は本発明による液晶プロジェクタの外
観斜視図で直方体のケース１の中にすべての部品が機能
ごとにユニット化されて収容されている。

【００２４】直方体ケース１は図２に示すように、底板
１Ａと正面板１Ｂと背面板１Ｃと、両側板と一体の天板
１Ｄとに分離可能に形成されている。底板１Ａの下面の
前部に、投写方向の上下調節を行うためのねじ付脚２が
左右一対設けられている。また後述の光学へッドユニッ
トの下方に位置する部分に換気スリット３が開いてい
る。

【００２５】正面板１Ｂの中央から左右方向のやや片側
に寄った位置にレンズ窓４が開いており、その窓４は、
横方向に動くスライド式のカバー板５で覆われ、カバー
板５は投写するとき横に逃がす。また正面板１Ｂの中央
部には画像および音声等の各種調整用ノプ６が設けられ
ている。背面板１Ｃの中央からやや前記正面板１Ｂのレ
ンズ窓３が開いている側と反対側に寄った位置にランプ
ハウジングユニット出し入れ用開口７が開いており、そ
の開口７は後述のランプハウジングユニットに一体に設
けたパネルで覆われる。

【００２６】また背面板１Ｃには図３に示すように、電
源接続用コンセント８、電源入切スイッチのノブ９、各
種信号入力端子１０が設置されている。

【００２７】図２に示すように天板１Ｄと底板１Ａの各
コーナ部その他に、位置決め用のピン脚１１と受筒１２
が上下対応して設けられており、このピン脚１１と受筒
１２をはめ合わせて組付けた天板１Ｄと底板１Ａの前後
に正面板１Ｂおよび背面板１Ｃをそれぞれはめ付け、ビ
ス等で固定することによってケース１が組立てられる。
天板１Ｄの中央より電源部側に寄った位置に換気スリッ
ト１３が広い範囲にわたって設けられている。この換気
スリット１３の下にスピーカが取付けられるが図には省
略されている。

【００２８】底板１Ａの上にベースプレート１４が取外
しできるようにビス等で取付けられている。

【００２９】上記ベースプレート１４の上に、ランプハ
ウジングユニット１５とライトガイドユニット１６と光
学へッドユニット１７を、主光路が平面から見てＬ形と
なるように配置し（図９参照）、光学へッドユニット１
７の投写レンズ１８がケース正面の窓４に、ランプハウ
ジングユニット１５がケース背面の開ロ７に臨むように
構成されている。

【００３０】また電源ユニット１９がランプハウジング
ユニット１５より外側に、駆動用制御回路ユニット２０
がライトガイドユニット１６より外側にそれぞれ配置さ
れていて、上記ランプハウジングユニット１５・ライト
ガイドユニット１６・光学へッドユニット１７・電源ユ
ニット１９および駆動用制御回路ユニット２０は、別々
にベースプレート１４に対し着脱できるように構成され
ている。

【００３１】上記駆動用制御回路ユニット２０は、アナ
ログ回路の部分とデジタル回路の部分とを含むが、両回
路は分離してそれぞれユニット化されており、いずれか
一方の回路ユニット２０１はライトガイドユニット１４
の上面に配置されている。そして光学へッドユニット１
７の下方でベースプレート１４に平形のプロべラファン
２１が取付けられており、ケース底板１Ａの換気スリッ
ト３から吸込んだ外気を光学へッドユニット１７に吹付
け、特にライトバルブの偏光板を冷却する。また主光路
がＬ形になるように各ユニットを配置した結果形成され
た、ライトガイドユニット１６とランプハウジングユニ
ット１５とケース１の一方の側面１Ｅおよび正面１Ｂと
によって囲まれる空所Ｓ（図９参照）において、ベース
プレート１４にシロッコファン２２が取付けられてお
り、ランプハウジングユニット１５が発する熱を、その
ユニット１５の近傍から吸込んだ外気の流れに乗せて天
板１Ｄの換気スリット１３から強制排気する。電源ユニ
ット１９の熱および前記光学へッドユニット１Ｔを冷や
して温まった空気も同時に排気する。

【００３２】図４はランプハウジングユニット１５と該
ユニット１５を収容支持するアウ夕ハウジング２３の外
観斜視図である。アウ夕ハウジング２３はベースプレー
ト１４に固定されていて、その背面の開ロ２４がケース
背面板１Ｃの開口７と対面している。

【００３３】ランプハウジングユニット１５は図４およ
び図５の分解斜視図に示すように、箱形フレーム２５Ａ
・２５Ｂの中にハロゲンランブを可とする投写光源ラン
プ２６を支持している。２７はリフレ夕夕で、熱対策と
してコールドミラー付および明るさを向上する目的でマ
ルチミラーリフレクタが用いられる。２８はランプソケ
ット、２９はランプ取外し用エジェク夕、３０は箱形フ
レーム２５Ｂの光路方向正面側に設けた導光筒、３１は
箱形フレーム２５Ｂのシロッコファン２２の側の面に設
けた導風筒、３２は箱形フレーム２５Ａ・２５Ｂのケー
ス背面側の面に一体に設けたパネル部である。そのパネ
ル部３２はケース背面の開ロ７より大きくて、ランプハ
ウジングユニット１５を開口７からアウタハウジング２
３に収めると、開口７はランプハウジングユニット１５
のパネル部３２によって覆われる。３３は上記パネル部
３２に一体に設けたつまみで、そのつまみ３３をつまん
でランプハウジングユニット１５の出し入れをする。３
４はケース１に対するランプハウジングユニット１５の
ロック部材で、そのロック部材操作用ノブ３４Ａは上記
つまみ３３の中央に位置している。

【００３４】ランプハウジングユニット１５はアウタハ
ウジング２３に対し点接触で支持され、出し入れの際の
摩擦抵抗を少なくし、且つ位置決め精度を向上させてい
る。アウタハウジング２３に対するランプハウジングユ
ニット１５の位置決め、すなわち投写光源ランプ２６の
位置は、ランプハウジングユニット１５の箱形フレーム
２５Ｂの外面と、アウ夕ハウジング２３の内面に相対的
に設けた光路方向に対する前後方向・上下方向および左
右方向の各方向に作用する３個のばね３５（図５および
図７参照）によって決められる。

【００３５】上記アウ夕ハウジング２３にも、図４・図
６に示すように前記ランプハウジングユニット１５の導
光筒３０に連なる導光筒３６が設けられている。両導光
筒３０・３６共に内面は鏡面に仕上げられていて、明る
さ並びに冷却効率の向上を図っている。

【００３６】さらにランプハウジングユニット１５をア
ウ夕ハウジング２３に収めると該ユニット１５はあたか
も二重構造となり、パネル部３２に設けたスリット３７
から吸込まれてランプハウジンダユニット１５とアウ夕
ハウジング２３の間の隙間を流れる外気の流速が高めら
れ、またスリット３７から入った外気の一部は、前記導
風筒３１の案内作用によって光源ランプ２６の周囲を正
確に流れるのでランプハウジングユニット１５は十分冷
却される。従ってランプ２６の寿命が永く、ケース１の
過熟がない。３８は万が一過熱したときの安全のために
設けた電源遮断用の温度ヒューズである。

【００３７】アウタハウジング２３の導光筒３６の光源
ランブ側端面に熱線カットフィルタＩ３９を重ねて押さ
えプレート４０で固定している。導光筒３６の光源ラン
プと反対側の端面にはマスク４１が形成されている。４
２は前記ランプハウジングユニット１５のランプソケッ
ト２８が接触して通電するコネクタである。

【００３８】図８はライトガイドユニット１６と光学へ
ッドユニット１７の外観斜視図である。

【００３９】ライトガイドユニット１６は、平面視コ字
形の上下一対の枠板４４・４５と内外の側板４６・４７
とによって管状に形成された導光管内にダイクロイック
ミラー系を組込んだものである。上記導光管の内面は鏡
面仕上げして反射率を高め、明るさの低下を抑止してい
る。

【００４０】ダイクロイックミラー系は、図９に示すよ
うに、光源２６側から青色反射ダイクロイックミラ一４
８・緑色反射ダイクロイックミラー４９および通常の反
射ミラー５０の順に配置し、さらに青色反射ダイクロイ
ックミラー４８および最も離れた位置にある反射ミラー
５０の各々に対応させて反射ミラー５１・５２を設け、
青色反射グイクロイックミラー４８で反射変向した青色
光、および反射ミラー５０で反射変向した赤色光をそれ
ぞれ内方向に変向させるようにしている。色の分離順を
以上のように設定すると、青色光の光路長が短く、赤色
光の光路長が長くなって、明るさ・色再現性・色バラン
スを向上させる。

【００４１】上記平面視コ字形のライトガイドユニット
１６の中央の空所に光学へッドユニット１７が配置さ
れ、光合成プリズム５３およびそのプリズム５３の３面
に各々配置した液晶ライトバルブ５４・５５・５６が、
ライトガイドユニット１６のダイクロイックミラー系で
色分離された青色光・緑色光および赤色光の各光路に合
致している。

【００４２】液晶ライトバルブ５４・５５・５６は、ド
ライバー内蔵のアクティブマトリクス液晶パネルで、そ
れぞれ青色信号・緑色信号・赤色信号を変調する。

【００４３】プリズム５３は、４個の直角プリズムの直
角を、はさむ二つの面を互いに貼り合わせて波長選択反
射層（青色反射面５７と赤色反射面５８）が直交するよ
うに構成したダイ夕ロイックプリズムである。

【００４４】図９を参照して光の分離・合成を説明する
と、青色反射ダイ夕ロイックミラー４８は青色光を反射
し、その他の色光を透過させる。反射した青色光は反射
ミラー５１によって方向を変え、青色変調液晶ライトバ
ルブ５４に入る。

【００４５】青色反射ダイ夕ロイックミラー４８を透過
した色光は緑色反射ダイタロイッ夕ミラー４９に人射
し、そのミラー４９は緑色光のみを反射し、その他の色
光である赤色光を透過させる。反射した縁色光は直進し
て緑色変調液晶ライトバルブ５５に入射する。

【００４６】緑色反射ダイ夕ロイックミラー４９を透過
した赤色光は反射ミラー５０で方向を変え、さらに次の
反射ミラー５２で方向を変えて赤色変調液晶ライトバル
ブ５６に入射する。

【００４７】各液晶ライトバルブ５４・５５・５６の光
変調手段により変調された色光のうち、青色光はプリズ
ム５３の青色反射面５７で反射し、また赤色光はプリズ
ム５３の赤色反射面５８で反射し、緑色光はプリズム５
３をまっすぐ透過して混色合成され、レンズ１８に入っ
て一つのカラー画像となってスクリーンに拡大投写され
る。

【００４８】上記の構成によると、青色変調液晶ライト
バルブ５４と赤色変調液晶ライトバルブ５６で得られた
各画像情報は、それぞれプリズム５３の反射面５７・５
８で左右反転させられるのに対し、緑色変調液晶ライト
バルプ５５による画像情報は左右反転しないので、駆動
ドライバー回路を緑色変調液晶ライトバルブ５５のみを
左右反転した表示をするように構成することによって合
成画像の表示を一致させている。

【００４９】図１０は光学へッドユニット１７の具体的
構成を示す分解斜視図である。上下および前後の板５９
・６０・６１・６２を組み合わせて構成される左右が開
いた箱形枠の中央にダイ夕ロイックプリズム５３を、前
後・左右および上下にそれぞれ作用する３個のばね６３
（図は１個のみ表示）によって位置決め支持している。

【００５０】上記箱形枠の前板６１の前面の開ロ６１Ａ
に合わせてレンズ１８を取付け、箱形枠の左右の開ロ部
および背板６２の後に、青色変調液晶ライトバルブ５
４、赤色変調液晶ライトバルブ５６および緑色変調液晶
ライトパルブ５５が、それぞればね６４を介して上下・
左右・前後の光軸調整可能に取付けられている。

【００５１】各液晶ライトバルプ５４・５５・５６は、
前後一対の支持板６５・６６の問に絶縁シート６７・偏
光板（不図示）等と共に挟持されており、液晶ライトバ
ルブと前後の板の間には若干の隙間を置いている。さら
に外側となる各支持板６５の下辺に外方に開いたはかま
形の整流部６５Ａが設けられており、図１１の拡大縦断
面図に示すように、光学へッドユニット１７の下方に置
かれたファン２１がケース１内に吸込んだ外気を逃がす
ことなく各液晶ライトバルブ５４・５５・５６に誘導し
て冷却効果を上げている。すなわち液晶ライトバルブを
支持している板部材自身に冷却風の整流機能を持たせて
いる。

【００５２】以上本発明の液晶プロジェタタは上述の構
成としたから、少なくとも３枚のカラー画像形成用液晶
ライトバルブを用い、混色合成した画像をレンズで拡大
投写して大画面の表示を行うのに必要なランブハウジン
グユニット、ライトガイドユニット、ライトバルブ・光
合成プリズム・投写レンズから成る光学へッドユニッ
ト、およびランプハウジング冷却用ファン並びに光学へ
ッドユニット特に偏光板冷却用ファン等が直方体のケー
スの中にコンパクトに収まり、冷却効率がよくて画質を
向上させる。また携行も可能である。

【００５３】上記各機能ユニット並ぴに電源ユニット・
駆動用制御回路ユニットをケース内のベースブレートに
対し、個々に着脱できる構成であるから、生産時の組立
てが簡単能率的で生産性が向上する。また各ユニットご
とのメンテナンス・交換が容易である。

【００５４】駆動用制御回路ユニットが電源ユニットお
よびランプハウジングユニット等の発熱部から離れてい
るので、駆動用制御回路ユニットは熱影響を受けること
がない。

【００５５】またその駆動用制御回路ユニットはアナロ
グ回路ユニットとデジタル回路ユニットに分けて配置す
るので、相互干渉がなくてノイズ発生がない。

【００５６】投写光源ランプはしばしば交換するが、そ
の場合ケースを開くことなくランプハウジングユニット
ごとケース内に固定のアウ夕ハウジングから外に引出し
てランプ交換できるので煩わしさがない。

【００５７】またランプハウジングユニットをアウ夕ハ
ウジングに入れると位置決めされるので、あとから光軸
調整する必要がないもので、操作性に優れている。

【００５８】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明のプロジ
ェクタは、前記光源部からの光を分離した複数の色光を
各々変調する複数の光変調手段と、前記プリズムとを外
気により冷却するための第１のファンと、光源部および
その近傍に配置される電源部の熱を排気するための第２
のファンとを有し、第２のファンは前記複数の光変調手
段と前記プリズムの冷却に伴い温まった空気も排気する
機能を有してなるので、第１のファンにより取り込ま
れ、複数の光変調手段とプリズムを冷却して温まった空
気は、第２のファンにより排気されるように構成され
る。

【００５９】従って、外気を吸気するファンとその空気
を排気するファンを有するので、プロジェクタ内に大き
な冷却風の流れが生じ、内部の各部材を効率的に冷却す
ることができる。

【００６０】また、強い光により照射されて高温に晒さ
れる複数の光変調手段とプリズムには、第１のファンに
よって外気が送風されるので、複数の光変調手段とプリ
ズムとを外気により効率的に冷却し、光変調手段やプリ
ズムの光学特性などが熱により劣化することを防ぐこと
ができる。

【００６１】また、発熱する光源部およびその近傍に配
置される電源部に対しては、この発熱により温まった空
気を排気する第２のファンを設け、しかも、この第２の
ファンで光変調手段とプリズムの冷却に伴い温まった空
気を排気するようにしたので、光源部や電源部の熱によ
りプロジェクタ内部の各部材がその熱の影響を受けてし
まうことを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるプロジェク夕の外観斜視図。

【図２】ケースを分解して示す斜視図。

【図３】背面側から見た外観斜視図。

【図４】ランプハウジングユニットをアウ夕ハウジング
から取出した状態の斜視図。

【図５】ランプハウジングユニットの分解斜視図。

【図６】アウ夕ハウジングの分解斜視図。

【図７】アウ夕ハウジングをランプハウジングユニット
出し入れ側の面から見た図。

【図８】ライトガイドユニットと光学へッドユニットの
外観斜視図。

【図９】ケース内における各ユニットの配置並びに光路
の慨略を説明する平面図。

【図１０】光学へッドユニットの分解斜視図。

【図１１】光学へッドユニットの要部の拡大縦断正面
図。

【符号の説明】

ｌ・・・直方体ケース ｌＡ・・・底板 ｌＢ・・・正面板 ｌＣ・・・背面板 ｌＤ・・・天板 ｌＥ・ｌＦ・・・側面 ４・・・正面の窓 ７・・・背面の開口 ｌ４・・・ぺースブレート ｌ５・・・ランブハウジングユニット ｌ６・・・ライトガイドユニット ｌ７・・・光学へッドユニット ｌ８・・・投写レンズ ｌ９・・・電源ユニット ２０・・・駆動用制御回路ユニット ２ｌ・・・光学へッドユニット冷却用ファン ２２・・・ランプハウジングユニット冷却用ファン ２３・・・ランブハウジングユニットのアウ夕ハウジン
グ ２６・・・投写光源 ５３・・・光合成プリズム ５４・５５・５６・・・液晶ライトバルブ Ｓ・・・空所

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源部と、前記光源部からの光を分離し
   た複数の色光を各々変調する複数の光変調手段と、前記
   複数の光変調手段によって変調された光を合成するプリ
   ズムと、前記プリズムによって合成された光を投写する
   投写光学手段とを有してなるプロジェクタであって、 前記光源部の近傍にプロジェクタの電源部を配置し、 前記複数の光変調手段と前記プリズムとを外気により冷
   却するための第１のファンと、前記光源部及び前記電源
   部の発する熱を排気するための第２のファンとを有し、 前記第２のファンは前記複数の光変調手段と前記プリズ
   ムの冷却に伴い温まった空気を排気してなることを特徴
   とするプロジェクタ。
2. 【請求項２】 前記第１のファンは、当該プロジェクタ
   のケースに設けられたスリットを介して外気を吸い込
   み、その外気により前記光変調手段と前記プリズムとを
   冷却することを特徴とする請求項１記載のプロジェク
   タ。