JP3610813B2 - 投写型表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像情報に応じて光学像を形成する電気光学装置と、この電気光学装置で形成された画像を拡大投写する投写レンズと、前記電気光学装置を含んだ本体を覆う外装ケースとを備えた投写型表示装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来より、光源を有する光源ユニットと、その光源から出射される光束を変調して画像情報に応じて光学像を形成する電気光学装置と、この電気光学装置で形成された画像を拡大投写する投写レンズと、これら構成部品を収納する外装ケースとを備えた投写型表示装置が知られている。
【０００３】
このような投写型表示装置は、会議、学会、展示会等でのマルチメディアプレゼンテーションに広く利用される。
【０００４】
この際、投写型表示装置による投写画像を鮮明にするために、光源としての光源ランプの高輝度化が促進されている。
【０００５】
このような光源ランプの高輝度化が促進された投写型表示装置においては、光源ランプの輝度に応じて、当該投写型表示装置に供給される電源容量を大きくする必要があり、これに伴い、装置内部の消費電力が大きくなる。
【０００６】
しかし、光源ランプを高輝度化したり、消費電力を大きくすると、それに伴って発熱量が大きくなり、これにより、装置内部の温度が上昇し、この熱によって、特に、熱に弱い電気光学装置の動作が不安定になってしまうという問題が生じる。
【０００７】
このため、外装ケースの下面に空気取入口を形成し、この空気取入口から冷却ファンによって、外部の空気を冷却空気として導入し、電気光学装置を冷却している。
【０００８】
一方、投写型表示装置は、プレゼンテーション用の会議室等に設置された状態で維持されることもあるが、必要に応じて持ち込まれたり、終了後に他の場所に移して保管する場合もある。従って、持ち運びを容易にするために、投写型表示装置は、軽量、小型化するのが望ましい。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、外装ケースの下面に形成された空気取入口から冷却ファンによって冷却空気を導入しても、冷却空気が渦を巻くように電気光学装置に吹き付けられるので、電気光学装置の冷却に偏りが生じてしまう。従って、電気光学装置を一様に効率よく冷却することが困難であるという問題がある。
【００１０】
また、渦状の冷却空気は、渦の外側に向かって広がっていくという傾向にあり、全ての冷却空気を電気光学装置に導くことが困難であり、電気光学装置の冷却効率が悪くなってしまうという問題がある。
【００１１】
従って、上述した従来の投写型表示装置では、電気光学装置の冷却効率が悪く、光源の高輝度化、加えて装置の小型化を図るには不十分であるという問題が生じる。
【００１２】
本発明の目的は、電気光学装置を効率的に冷却し、光源ランプの高輝度化や装置の小型化等に対応できる冷却構造を備えた投写型表示装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る投写型表示装置は、画像情報に応じて光学像を形成する電気光学装置と、この電気光学装置で形成された画像を拡大投写する投写レンズと、前記電気光学装置を含んだ本体を覆う外装ケースとを備えた投写型表示装置であって、レンズ、ミラー等の光学部品を収納する光学部品用筐体と、前記電気光学装置が搭載される底面部、及び、この底面部から起立し、前記投写レンズが取り付けられるヘッド体と、外部の空気を冷却空気として取り入れるために、前記外装ケース形成され、フィルタを備えた空気取入口と、この空気取入口から前記冷却空気を導入して前記電気光学装置を冷却する冷却ファンと、電気光学装置を挟んでこの冷却ファンと対向配置され、前記冷却ファンにより導入された冷却空気を整流する整流ファンとを備えており、前記電気光学装置は、前記ヘッド体の底面部の上面に搭載され、前記冷却ファンは、前記ヘッド体の底面部の下面に固定され、前記整流ファンは、前記電気光学装置の上方を覆うように配置され、前記整流ファンと前記冷却ファンとの間に配置された前記電気光学装置の周囲は、前記ヘッド体の側面部及び前記ヘッド体の側面部によって覆われており、前記整流ファンには、該整流ファンを覆うフィルタが設けられていることを特徴とするものである。
【００１４】
このような本発明によれば、冷却ファンと整流ファンとを対向配置させることによって、冷却ファンで導入した冷却空気の流れを、冷却ファンから整流ファンに向かって流れるほぼ一様な直線状とすることが可能となる。このため、冷却ファンと整流ファンとの間に電気光学装置を配置すれば、当該電気光学装置に、ほぼ一様な直線状の冷却空気を吹き付けることが可能となる。
そして、整流ファンにフィルタを設ければ、電気光学装置等への塵埃等の侵入を防止することが可能となる。しかも、例えば、レンズ、ミラー等の光学部品を収納する光学部品用筐体で電気光学装置の周囲を覆い、電気光学装置の上方にフィルタが設けられた整流ファンを配置することで、電気光学装置全体を、フィルタと光学部品用筐体とで覆うことが可能となる。これにより、電気光学装置への塵埃等の侵入を確実に防止して、この電気光学装置に塵埃等が付着して投写画像が劣化するのを防止することが可能となる。
また、整流ファンは、主に、冷却ファンで導入した冷却空気の流れを整流するものなので、当該整流ファンの送風量は、冷却空気に方向性を与える程度であればよい。
【００１５】
これにより、電気光学装置の冷却に偏りが生じることがなく、電気光学装置を一様に効率よく冷却することが可能となり、光源の高輝度化や、装置の小型化等に対応できる冷却構造が得られる。
【００１６】
その上、冷却ファンから排出された渦状に拡散する冷却空気は、整流ファンによって収束するように流れる。従って、ほぼ全ての冷却空気を電気光学装置に吹き付けることが可能となる。これにより、電気光学装置の冷却効率を向上させることが可能となり、この点からも、光源の高輝度化や、装置の小型化等に対応できる冷却構造が得られる。さらに、整流ファンの送風量を、冷却ファンの送風量より小さくしても、前述の送風量が得られれば、十分に電気光学装置を効率よく冷却することができる。しかも、整流ファンの送風量に比例して、当該整流ファンに供給する電圧も小さくて済むので、装置内部の電力消費を一層低減させ、装置内部の発熱量を抑えて、電気光学装置の冷却効率を向上させることが可能となる。
【００１７】
以上の投写型表示装置において、冷却ファンおよび前記整流ファンは、送風量がそれぞれ変更可能に構成されていることが望ましい。
【００１８】
ここで、冷却ファンおよび整流ファンの送風量をそれぞれ変更するには、例えば、各ファンの直径の大きさを変えたり、各ファンに供給される電圧の大きさを変えて、当該ファンの回転数を調整することで行える。
【００１９】
このように、冷却ファンおよび整流ファンの送風量がそれぞれ変更可能に構成されていれば、電気光学装置近傍の空気の流れを、当該電気光学装置を冷却するにあたって最適な流れに設定することが可能となる。これにより、電気光学装置の冷却効率を一層向上させることが可能となる。
【００２３】
また、前記整流ファンは、前記光学部品用筐体に固定されていることが望ましい。
【００２４】
このように、整流ファンを光学部品用筐体に固定すれば、この整流ファンを固定するための台座を装置内部に新設したり、外装ケースの内面に固定する必要がなく、装置内部の構造を複雑化することなく、整流ファンを簡単に固定することが可能となる。これにより、投写型表示装置の製造を容易に行うことが可能となる。
【００２５】
前述した整流ファンを覆うフィルタは、防塵性を有するフィルタ部材と、当該フィルタ部材の周縁に沿って設けられるフィルタ枠とを備え、当該フィルタ枠は、前記光学部品用筐体に固定されていることが好ましい。
【００２８】
また、冷却ファンおよび整流ファンの間には、電気光学装置近傍の冷却空気の温度を検出する温度検出装置が設けられ、冷却ファンおよび整流ファンは、前記温度検出装置で検出した温度によって制御されていることが望ましい。
【００２９】
ここで、温度検出装置は、冷却ファンおよび整流ファンを制御する制御基板に検出信号を出力するように構成するのが好ましい。
【００３０】
温度検出装置をこのように構成すれば、例えば、電気光学装置の温度が高いと検出されれば、冷却ファンおよび整流ファンの回転数を上げて、電気光学装置を急速に冷却するように制御し、逆に電気光学装置の温度が低いと検出されれば、冷却ファンおよび整流ファンの回転数を下げて、電気光学装置を緩やかに冷却するように制御することができる。
【００３１】
なお、検出温度が高い・低いの基準となる基準温度は、実験等で得られた結果を基にして、適宜決められるものである。
【００３２】
このようにすれば、電気光学装置の昇温状態に応じて、ファンの回転制御を簡単に行うことが可能となるので、当該電気光学装置の冷却効率の最適化を容易に図ることが可能となる。
【００３３】
さらに、整流ファンは、取り外し可能に設けられていることが好ましい。
【００３４】
このように、整流ファンが取り外し可能に設けられていれば、光源としての光源ランプが高輝度化されていない、言い換えれば、光源の輝度が低く、整流ファンが不要な投写型表示装置との部品の共用化を図ることが可能となる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。
【００３６】
（１）装置の全体構成
図１、図２には、本実施形態に係る投写型表示装置１の概略斜視図が示され、図１は上面側から見た斜視図、図２は下面側から見た斜視図である。
【００３７】
投写型表示装置１は、光源としての光源ランプから出射された光束を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三原色に分離し、これらの各色光束を電気光学装置を構成する液晶パネルを通して画像情報に対応させて変調し、変調した後の各色の変調光束をプリズム（色合成光学系）により合成して、投写レンズ６を介して投写面上に拡大表示する形式のものである。投写レンズ６の一部を除いて、各構成部品は外装ケース２の内部に収納されている。
【００３８】
（２）外装ケースの構造
外装ケース２は、基本的には、装置上面を覆うアッパーケース３と、装置底面を構成するロアーケース４と、前面部分を覆うフロントケース９と、背面部分を覆うリアケース５（図２）とから構成され、リアケース５が樹脂製である他はマグネシウム等の金属製である。
【００３９】
図１に示されるように、アッパーケース３の上面において、その前方側の左右の端には、スピーカ用の多数の連通孔２５Ｒ、２５Ｌが形成されている。また、これらの連通孔２５Ｒ、２５Ｌ間には、投写型表示装置１の画質等を調整するための操作パネル６０が設けられている。さらに、フロントケース９の向かって右上部分には、図示略のリモートコントローラからの光信号を受信するための受光部７０が設けられている。
【００４０】
図２に示されるように、ロアーケース４の底面の略中央には、装置内部を冷却する冷却空気を取り入れるための空気取入口２４０が設けられている。空気取入口２４０は、樹脂製のフィルタ交換蓋２４１に設けられており、このフィルタ交換蓋２４１をロアーケース４の側面側から着脱することで、内部のフィルタを交換することが可能である。
【００４１】
また、ロアーケース４の底面には、その前端の左右の角部にフット３１Ｒ、３１Ｌが設けられ、後端の略中央部にフット３１Ｃが設けられている。尚、フット３１Ｒ、３１Ｌの上下の進退量を調整することによって、表示画面の傾きを変更することが可能である。
【００４２】
リアケース５は、図２に示されるように、装置背面側に配置された各種の入出力端子群５１に対応して設けられているインターフェースパネル５０１と、装置内部の空気を排出する通気口としての排気口１６０および受光部７０が設けられた光源ランプ交換蓋５０２とで構成されている。また、装置背面側には、外部電力供給用のＡＣインレット５０が配置されている。
【００４３】
（３）装置の内部構造
図３には、投写型表示装置１の内部構造が示されている。
【００４４】
この図に示されるように、装置１の内部には、投写レンズ６の一側方に配置された電源としての電源ユニット７、電源ユニット７の後方に配置された光源ユニットとしての光源ランプユニット８、光学系を構成する光学ユニット１０、ユニット１０内の電気光学装置９２５を駆動するドライバーボード１７（図６）、および装置１全体を制御するメインボード１８（図６）などが収容されている。
【００４５】
電源ユニット７は、ＡＣインレット５０からの電力を変圧して、光源ランプユニット８や、ドライバーボード１７、メインボード１８、電気光学装置９２５の上下両方に配置されたファン３０１、３０２（図６）、および光源ランプユニット８の後方に配置された排気ファン１６などに供給するものであり、電源フィルタ、トランス（変圧器）、整流回路、平滑回路、電圧安定回路等が形成された電源回路基板の他、光源ランプユニット８の光源ランプ１８１を駆動するためのランプ駆動基板等を備えている。
【００４６】
光源ランプユニット８は、投写型表示装置１の光源部分を構成するものであり、図４にも示されるように、光源ランプ１８１およびリフレクタ１８２からなる光源装置１８３と、この光源装置１８３を収納するランプハウジング（図示せず）とを有している。このような光源ランプユニット８は、前述したファン３０１からの冷却空気や、外装ケース２と投写レンズ６との間の隙間から吸引される冷却空気で冷却されるが、冷却空気は、先ず、吸引された直後に電気光学装置９２５および電源ユニット７等を冷却し、この後に装置１内部の略全域を冷却するように後方に流れ、最終的にはその大部分が光源ランプユニット８内を通って背後の排気ファン１６で排気される。従って、排気ファン１６の直前に光源ランプユニット８が配置されていることにより、その内部の光源装置１８３を大量の冷却空気で効率よく冷却することが可能である。
【００４７】
光学ユニット１０は、光源ランプユニット８から出射された光束を、光学的に処理して画像情報に対応した光学像を形成するユニットであり、照明光学系９２３、色分離光学系９２４、電気光学装置９２５、および色合成光学系としてのプリズムユニット９１０とを含んで構成される。電気光学装置９２５およびプリズムユニット９１０以外の光学ユニット１０の光学素子は、光学部品用筐体である上下のライトガイド９０１、９０２（図６）の間に上下に挟まれて保持された構成となっている。尚、これらの上ライトガイド９０１、下ライトガイド９０２は一体とされて、ロアーケース４の側に固定ネジにより固定されている。また、これらのライトガイド９０１、９０２は、プリズムユニット９１０の側に同じく固定ネジによって固定されている。
【００４８】
直方体状のプリズムユニット９１０は、図５に示されるように、マグネシウムの一体成形品から構成される側面略Ｌ字状のヘッド体９０３の裏面側に固定ネジにより固定されている。また、電気光学装置９２５を構成する各液晶パネル９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂは、プリズムユニット９１０の３側面に固定部材を介して固定されている。
【００４９】
ドライバーボード１７は、電気光学装置９２５の各液晶パネル９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂを駆動・制御するためのものであり、光学ユニット１０の上方に配置される。
【００５０】
メインボード１８は、投写型表示装置１全体を制御する制御回路が形成されたものであり、前記ドライバーボード１７の上方に配置される。このようなメインボード１８は、前述のドライバーボード１７および操作パネル６０と電気的に接続される。
【００５１】
（４）光学系の構造
次に、投写型表示装置１の光学系即ち光学ユニット１０の構造について、図４に示す模式図に基づいて説明する。
【００５２】
上述したように、光学ユニット１０は、光源ランプユニット８からの光束（Ｗ）の面内照度分布を均一化する照明光学系９２３と、この照明光学系９２３からの光束（Ｗ）を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に分離する色分離光学系９２４と、各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂを画像情報に応じて変調する電気光学装置９２５と、変調後の各色光束を合成する色合成光学系としてのプリズムユニット９１０とを含んで構成されている。
【００５３】
照明光学系９２３は、第１のレンズ板９２１と、その出射側に配置された第２のレンズ板９２２と、光源ランプユニット８から出射された光束Ｗの光軸１ａを装置１前方向に折り曲げる反射ミラー９３１とを備えている。
【００５４】
第１のレンズ板９２１は、マトリクス状に配置された複数の矩形レンズを有しており、光源から出射された光束を複数の部分光束に分割し、各部分光束を第２のレンズ板９２２の近傍で集光させる。
【００５５】
第２のレンズ板９２２は、マトリクス状に配置された複数の矩形レンズを有しており、第１のレンズ板９２１から出射された各部分光束を電気光学装置９２５を構成する液晶パネル９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂ（後述）上に重畳させる機能を有している。
【００５６】
このように、本例の投写型表示装置１では、照明光学系９２３により、液晶パネル９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂ上をほぼ均一な照度の光で照明することができるので、照度ムラのない投写画像を得ることができる。
【００５７】
色分離光学系９２４は、青緑反射ダイクロイックミラー９４１と、緑反射ダイクロイックミラー９４２と、反射ミラー９４３から構成される。まず、青緑反射ダイクロイックミラー９４１において、照明光学系９２３から出射される光束Ｗに含まれている青色光束Ｂおよび緑色光束Ｇが直角に反射され、緑反射ダイクロイックミラー９４２の側に向かう。
【００５８】
赤色光束Ｒは、この青緑反射ダイクロイックミラー９４１を通過し、後方の反射ミラー９４３で直角に反射されて、赤色光束Ｒの出射部９４４からプリズムユニット９１０の側に出射される。
【００５９】
次に、青緑反射ダイクロイックミラー９４１で反射された青色、緑色光束Ｂ、Ｇのうち、緑反射ダイクロイックミラー９４２において、緑色光束Ｇのみが直角に反射されて、緑色光束Ｇの出射部９４５からプリズムユニット９１０側に出射される。
【００６０】
この緑反射ダイクロイックミラー９４２を通過した青色光束Ｂは、青色光束Ｂの出射部９４６からリレー光学系９２７の側に出射される。本例では、照明光学系９２３の光束Ｗの出射部から、色分離光学系９２４における各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂの出射部９４４、９４５、９４６までの距離が全てほぼ等しくなるように設定されている。
【００６１】
色分離光学系９２４の赤色、緑色光束Ｒ、Ｇの出射部９４４、９４５の出射側には、それぞれ集光レンズ９５１、９５２が配置されている。従って、各出射部から出射した赤色、緑色光束Ｒ、Ｇは、これらの集光レンズ９５１、９５２に入射して平行化される。
【００６２】
このように平行化された赤色、緑色光束Ｒ、Ｇは、入射側偏光板９６０Ｒ、９６０Ｇを通って光変調装置である液晶パネル９２５Ｒ、９２５Ｇに入射して変調され、各色光に対応した画像情報が付加される。すなわち、これらの液晶パネル９２５Ｒ、９２５Ｇは、前述のドライバーボード１７によって画像情報に応じてスイッチング制御されて、これにより、ここを通過する各色光の変調が行われる。
【００６３】
一方、青色光束Ｂは、リレー光学系９２７を介して対応する液晶パネル９２５Ｂに導かれ、ここにおいて、同様に画像情報に応じて変調が施される。尚、本実施形態の液晶パネル９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂとしては、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として用いたものを採用することができる。
【００６４】
リレー光学系９２７は、青色光束Ｂの出射部９４６の出射側に配置した集光レンズ９５４と、入射側反射ミラー９７１と、出射側反射ミラー９７２と、これらの反射ミラーの間に配置した中間レンズ９７３と、液晶パネル９２５Ｂの手前側に配置した集光レンズ９５３とから構成されており、集光レンズ９５３から出射した青色光束Ｂは、入射側偏光板９６０Ｂを通って液晶パネル９２５Ｂに入射して変調される。
【００６５】
この際、光束Ｗの光軸１ａおよび各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂの光軸１ｒ、１ｇ、１ｂは同一平面内に形成されるようになる。そして、各色光束の光路の長さ、すなわち光源ランプ１８１から各液晶パネルまでの距離は、青色光束Ｂが最も長くなり、従って、この光束の光量損失が最も多くなる。しかし、リレー光学系９２７を介在させることにより、光量損失を抑制できる。
【００６６】
次に、各液晶パネル９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂを通って変調された各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂは、出射側偏光板９６１Ｒ、９６１Ｇ、９６１Ｂを通ってプリズムユニット９１０に入射され、ここで合成される。そして、このプリズムユニット９１０によって合成されたカラー画像が投写レンズ６を介して所定の位置にある投写面１００上に拡大投写されるようになっている。
【００６７】
（５）電気光学装置の冷却構造
図６、７には、上述した投写型表示装置１における電気光学装置９２５の冷却構造が示されている。
【００６８】
ロアーケース４の空気取入口２４０の上方には、側面Ｌ字形状のヘッド体９０３の底面部９０３Ａが配置され、この底面部９０３Ａの上面には、電気光学装置９２５が載置されている。この電気光学装置９２５は、その周囲が下ライトガイド９０２およびヘッド体９０３の裏面側で覆われ、これらがダクトを構成して、冷却空気が電気光学装置９２５に導入されやすくなっている。
【００６９】
底面部９０３Ａの内部には、空気取入口２４０から外部の空気を冷却空気として導入し、電気光学装置９２５を冷却する冷却ファン３０１が収納されている。この冷却ファン３０１は、ヘッド体９０３の底面部９０３Ａにねじ等で固定されている。ここで、冷却ファン３０１は、底面部９０３Ａと略同じ大きさを有し、平面四角形状に形成されている。
【００７０】
電気光学装置９２５の上方には、当該電気光学装置９２５を挟んで前述の冷却ファン３０１と対向配置され、この冷却ファン３０１により導入された冷却空気を整流する整流ファン３０２が設けられている。
【００７１】
これにより、冷却ファン３０１で導入した冷却空気の流れが、渦状に拡散せず、図６の矢印で示されるように、冷却ファン３０１から整流ファン３０２に向かって収束するように流れるほぼ一様な直線状となる。このため、冷却ファン３０１と整流ファン３０２との間にある電気光学装置９２５に、ほぼ一様な直線状の冷却空気がほぼ全て吹き付けられるようになっている。
【００７２】
また、整流ファン３０２は、その端縁が上ライトガイド９０１に、ねじ等で取り外し可能に固定されている。この整流ファン３０２は、冷却ファン３０１よりも径が小さく、このようにすることで、冷却ファン３０１の送風量を整流ファン３０２の送風量よりも大きくしている。
【００７３】
ここで、整流ファン３０２の吸気側開口は、直下の３枚の液晶パネル９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂを平面視で覆うように形成され、これにより、液晶パネル９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂ近傍の冷却空気を効率よく吸い上げることができる。
【００７４】
なお、冷却ファン３０１および整流ファン３０２の送風量は、各ファン３０１、３０２に供給される電圧の大きさを変えて、当該ファン３０１、３０２の回転数を調整することでも変更できるようになっている。
【００７５】
ここで、整流ファン３０２の送風量は、主に冷却ファン３０１で導入した冷却空気の流れを整流するものなので、本実施形態では、当該整流ファン３０２の送風量は、冷却空気に方向性を与える程度に設定されている。
【００７６】
整流ファン３０２の上面には、当該上面を覆うフィルタ３０５が設けられている。
【００７７】
このフィルタ３０５は、防塵性を有するフィルタ部材３０６と、当該フィルタ部材３０６の周縁に沿って設けられるフィルタ枠３０７とを備え、整流ファン３０２を介して上ライトガイド９０１に固定されている。
【００７８】
従って、電気光学装置９２５は、フィルタ３０５と、ヘッド体９０３と、下ライトガイド９０２とで、その全体が覆われるようになっている。
【００７９】
冷却ファン３０１と整流ファン３０２との間、具体的には、電気光学装置９２５の上部近傍には、温度検出装置であるサーモセンサ３０８が設けられている。このサーモセンサ３０８は、液晶パネル９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂの冷却後の冷却空気の温度を検出するサーミスタから構成されている。
【００８０】
このサーモセンサ３０８は、メインボード１８に温度検出信号を出力するようになっている。メインボード１８は、サーモセンサ３０８からの信号によって、各ファン３０１、３０２に供給される電圧を制御し、各ファン３０１、３０２の回転数を制御するようになっている。
【００８１】
つまり、サーモセンサ３０８によって、電気光学装置９２５の温度が高いと検出されれば、メインボード１８の制御動作によって、冷却ファン３０１および整流ファン３０２の回転数が上がり、電気光学装置９２５が急速に冷却される。逆に、サーモセンサ３０８によって、電気光学装置９２５の温度が低いと検出されれば、メインボード１８の制御動作によって、冷却ファン３０１および整流ファン３０２の回転数が下がり、電気光学装置９２５が緩やかに冷却される。なお、検出温度が高い・低いの基準となる基準温度は、実験等で得られた結果を基にして、適宜決められるようになっている。
【００８２】
次に、電気光学装置９２５の冷却手順について説明する。
【００８３】
まず、冷却ファン３０１の回転により、空気取入口２４０から冷却空気が装置内部に強制的に取り入れられる。
【００８４】
取り入れられた冷却空気は、図６の矢印で示されるように、整流ファン３０２によって、渦状に拡散することなくほぼ一様な直線状に整流され、そのほぼ全ての冷却空気が電気光学装置９２５に吹き付けられる。
【００８５】
吹き付けられた空気は、整流ファン３０２およびフィルタ３０５を通過し、ドライバーボード１７に沿って流れ、装置内部の光源ランプユニット８や、電源ユニット７等を冷却し、排気ファン１６によって装置１外部に排出される。
【００８６】
（６）実施形態の効果
前述のような本実施形態によれば、以下のような効果がある。
【００８７】
すなわち、冷却ファン３０１と整流ファン３０２とを対向配置させ、電気光学装置９２５に、ほぼ一様な直線状の冷却空気を吹き付けるようにしたので、当該電気光学装置９２５の冷却に偏りが生じることがなく、電気光学装置９２５を一様に効率よく冷却することができる。これにより、光源ランプ１８１の高輝度化や、装置１の小型化等に対応できる冷却構造を得ることができる。
【００８８】
その上、ほぼ全ての冷却空気が電気光学装置９２５に吹き付けられるので、当該電気光学装置９２５の冷却効率を一層向上でき、この点からも、光源ランプ１８１の高輝度化や、装置１の小型化等に対応できる冷却構造を得ることができる。
【００８９】
また、冷却ファン３０１および整流ファン３０２の送風量をそれぞれ変更可能に構成したので、電気光学装置９２５の近傍の空気の流れを、当該電気光学装置９２５を冷却するにあたって最適な流れに設定できる。これにより、電気光学装置９２５の冷却効率をより一層向上できる。
【００９０】
さらに、整流ファン３０２の送風量を、冷却空気に方向性を与える程度に設定し、冷却ファン３０１の送風量よりも小さくしたので、十分に電気光学装置９２５を効率よく冷却できる。しかも、整流ファン３０２の送風量に比例して、当該整流ファン３０２に供給する電圧も小さくて済むので、装置１内部の電力消費を一層低減でき、装置１内部の発熱量を抑えて、電気光学装置９２５の冷却効率を向上できる。
【００９１】
また、整流ファン３０２を上ライトガイド９０１に固定したので、装置１の内部の構造を複雑化することなく、整流ファン３０２を簡単に固定できる。これにより、投写型表示装置１の製造を容易にできる。
【００９２】
さらに、電気光学装置９２５全体を、フィルタ３０５と下ライトガイド９０２とで覆ったので、電気光学装置９２５への塵埃等の侵入を確実に防止して、この電気光学装置９２５に塵埃等が付着して投写画像が劣化するのを防止できる。
【００９３】
また、電気光学装置９２５の上部近傍に、サーモセンサ３０８を設けたので、電気光学装置９２５の昇温状態に応じて、各ファン３０１、３０２の回転制御を簡単に行うことができ、電気光学装置９２５の冷却効率の最適化を容易に図ることができる。
【００９４】
さらに、整流ファン３０２を取り外し可能に設けたので、光源ランプ１８１が高輝度化されていない、言い換えれば、光源ランプ１８１の輝度が低く、整流ファン３０２が不要な投写型表示装置との部品の共用化を図ることができる。
【００９５】
（７）実施形態の変形
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、以下に示すような変形をも含むものである。
【００９６】
例えば、前記実施形態では、整流ファン３０２は取り外し可能になっていたが、これに限らず、上ライトガイド９０１に一体的に設けられていてもよい。
【００９７】
また、前記実施形態では、冷却ファン３０１および整流ファン３０２の間にサーモセンサ３０８を設けて各ファン３０１、３０２を制御していたが、これに限らず、例えば、タイマー等で、一定時間おきに電気光学装置９２５を急速に冷却するように制御してもよい。
【００９８】
さらに、前記実施形態では、整流ファン３０２にフィルタ３０５を設けていたが、これに限らず、例えば、電気光学装置９２５に塵埃が侵入しない程度に整流ファン３０２の回転数を上げておけば、あえてフィルタ３０５を設けなくてもよい。
【００９９】
また、前記実施形態では、整流ファン３０２は、上ライトガイド９０１に固定されていたが、これに限らず、例えば、装置１内部に台座を別途設けて、これに整流ファン３０２を固定したり、外装ケース２の内面に固定してもよい。
【０１００】
さらに、前記実施形態では、冷却ファン３０１の送風量を整流ファン３０２の送風量よりも大きく設定していたが、これに限らず、冷却空気をより一層効率よく整流したい場合等には、冷却ファン３０１の送風量を整流ファン３０２の送風量よりも小さく設定してもよく、送風量の大小は、実施に当たって適宜決めればよい。
【０１０１】
また、前記実施形態では、冷却ファン３０１および整流ファン３０２の送風量が変更可能とされていたが、これに限らず、例えば、実験等で、電気光学装置９２５を冷却するのに最適な送風量を導出しておき、この送風量を予め各ファン３０１、３０２に設定しておけば、変更可能となっていなくてもよい。
【０１０２】
さらに、前記実施形態では、電気光学装置９２５は、ＴＦＴ駆動の液晶パネル９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂから構成されていたが、これに限らず、他の駆動方式から構成される光変調装置を備えた投写型表示装置に本発明を採用してもよい。
【０１０３】
そして、前記実施形態では、電気光学装置９２５は、３枚の液晶パネル９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂから構成されていたが、これに限らず、１枚、２枚の液晶パネルから構成される光変調装置に本発明を採用してもよい。
【０１０４】
また、前記実施形態では、電気光学装置９２５を構成するパネルは液晶素子から構成されていたが、液晶以外のプラズマ素子、マイクロミラーを用いたデバイスパネルから構成される光変調装置を備えた投写型表示装置に本発明を採用してもよい。
【０１０５】
さらに、前記実施形態における電気光学装置９２５は、光束Ｒ、Ｇ、Ｂを透過して変調する形式のものであったが、これに限らず、入射した光を反射しつつ変調して出射する反射型の光変調装置を備えた投写型表示装置に本発明を採用してもよい。
【０１０６】
その他、本発明の実施の際の具体的な構造および形状等は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。
【０１０７】
【発明の効果】
前述のような本発明によれば、空気取入口から冷却空気を導入して電気光学装置を冷却する冷却ファンと、電気光学装置を挟んでこの冷却ファンと対向配置され、冷却ファンにより導入された冷却空気を整流する整流ファンとを備えたので、冷却空気をほぼ一様な直線状にすることができる。これにより、電気光学装置を効率的に冷却し、光源ランプの高輝度化や装置の小型化等に対応できる冷却構造を備えることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る投写型表示装置の上部から見た外観斜視図である。
【図２】前記実施形態における投写型表示装置の下部から見た外観斜視図である。
【図３】前記実施形態における投写型表示装置の内部構造を表す斜視図である。
【図４】前記実施形態における光学系の構造を説明するための模式図である。
【図５】前記実施形態の構成部品を示す斜視図である。
【図６】前記実施形態における投写型表示装置の断面図である。
【図７】前記実施形態における電気光学装置の冷却構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 投写型表示装置
２ 外装ケース
６ 投写レンズ
７ 電源である電源ユニット
８ 光源ユニットである光源ランプユニット
１６ ファンである排気ファン
１６０ 通気口である排気口
１８１ 光源である光源ランプ
２４０ 空気取入口
３０１ 冷却ファン
３０２ 整流ファン
３０５ フィルタ
３０６ フィルタ部材
３０７ フィルタ枠
３０８ 温度検出装置であるサーモセンサ
９０１ 上ライトガイド
９０２ 下ライトガイド
９２５ 電気光学装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像情報に応じて光学像を形成する電気光学装置と、この電気光学装置で形成された画像を拡大投写する投写レンズと、前記電気光学装置を含んだ本体を覆う外装ケースとを備えた投写型表示装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来より、光源を有する光源ユニットと、その光源から出射される光束を変調して画像情報に応じて光学像を形成する電気光学装置と、この電気光学装置で形成された画像を拡大投写する投写レンズと、これら構成部品を収納する外装ケースとを備えた投写型表示装置が知られている。
【０００３】
このような投写型表示装置は、会議、学会、展示会等でのマルチメディアプレゼンテーションに広く利用される。
【０００４】
この際、投写型表示装置による投写画像を鮮明にするために、光源としての光源ランプの高輝度化が促進されている。
【０００５】
このような光源ランプの高輝度化が促進された投写型表示装置においては、光源ランプの輝度に応じて、当該投写型表示装置に供給される電源容量を大きくする必要があり、これに伴い、装置内部の消費電力が大きくなる。
【０００６】
しかし、光源ランプを高輝度化したり、消費電力を大きくすると、それに伴って発熱量が大きくなり、これにより、装置内部の温度が上昇し、この熱によって、特に、熱に弱い電気光学装置の動作が不安定になってしまうという問題が生じる。
【０００７】
このため、外装ケースの下面に空気取入口を形成し、この空気取入口から冷却ファンによって、外部の空気を冷却空気として導入し、電気光学装置を冷却している。
【０００８】
一方、投写型表示装置は、プレゼンテーション用の会議室等に設置された状態で維持されることもあるが、必要に応じて持ち込まれたり、終了後に他の場所に移して保管する場合もある。従って、持ち運びを容易にするために、投写型表示装置は、軽量、小型化するのが望ましい。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、外装ケースの下面に形成された空気取入口から冷却ファンによって冷却空気を導入しても、冷却空気が渦を巻くように電気光学装置に吹き付けられるので、電気光学装置の冷却に偏りが生じてしまう。従って、電気光学装置を一様に効率よく冷却することが困難であるという問題がある。
【００１０】
また、渦状の冷却空気は、渦の外側に向かって広がっていくという傾向にあり、全ての冷却空気を電気光学装置に導くことが困難であり、電気光学装置の冷却効率が悪くなってしまうという問題がある。
【００１１】
従って、上述した従来の投写型表示装置では、電気光学装置の冷却効率が悪く、光源の高輝度化、加えて装置の小型化を図るには不十分であるという問題が生じる。
【００１２】
本発明の目的は、電気光学装置を効率的に冷却し、光源ランプの高輝度化や装置の小型化等に対応できる冷却構造を備えた投写型表示装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る投写型表示装置は、画像情報に応じて光学像を形成する電気光学装置と、この電気光学装置で形成された画像を拡大投写する投写レンズと、前記電気光学装置を含んだ本体を覆う外装ケースとを備えた投写型表示装置であって、レンズ、ミラー等の光学部品を収納する光学部品用筐体と、前記電気光学装置が搭載される底面部、及び、この底面部から起立し、前記投写レンズが取り付けられるヘッド体と、外部の空気を冷却空気として取り入れるために、前記外装ケース形成され、フィルタを備えた空気取入口と、この空気取入口から前記冷却空気を導入して前記電気光学装置を冷却する冷却ファンと、電気光学装置を挟んでこの冷却ファンと対向配置され、前記冷却ファンにより導入された冷却空気を整流する整流ファンとを備えており、前記電気光学装置は、前記ヘッド体の底面部の上面に搭載され、前記冷却ファンは、前記ヘッド体の底面部の下面に固定され、前記整流ファンは、前記電気光学装置の上方を覆うように配置され、前記整流ファンと前記冷却ファンとの間に配置された前記電気光学装置の周囲は、前記ヘッド体の側面部及び前記ヘッド体の側面部によって覆われており、前記整流ファンには、該整流ファンを覆うフィルタが設けられていることを特徴とするものである。
【００１４】
このような本発明によれば、冷却ファンと整流ファンとを対向配置させることによって、冷却ファンで導入した冷却空気の流れを、冷却ファンから整流ファンに向かって流れるほぼ一様な直線状とすることが可能となる。このため、冷却ファンと整流ファンとの間に電気光学装置を配置すれば、当該電気光学装置に、ほぼ一様な直線状の冷却空気を吹き付けることが可能となる。
そして、整流ファンにフィルタを設ければ、電気光学装置等への塵埃等の侵入を防止することが可能となる。しかも、例えば、レンズ、ミラー等の光学部品を収納する光学部品用筐体で電気光学装置の周囲を覆い、電気光学装置の上方にフィルタが設けられた整流ファンを配置することで、電気光学装置全体を、フィルタと光学部品用筐体とで覆うことが可能となる。これにより、電気光学装置への塵埃等の侵入を確実に防止して、この電気光学装置に塵埃等が付着して投写画像が劣化するのを防止することが可能となる。
また、整流ファンは、主に、冷却ファンで導入した冷却空気の流れを整流するものなので、当該整流ファンの送風量は、冷却空気に方向性を与える程度であればよい。
【００１５】
これにより、電気光学装置の冷却に偏りが生じることがなく、電気光学装置を一様に効率よく冷却することが可能となり、光源の高輝度化や、装置の小型化等に対応できる冷却構造が得られる。
【００１６】
その上、冷却ファンから排出された渦状に拡散する冷却空気は、整流ファンによって収束するように流れる。従って、ほぼ全ての冷却空気を電気光学装置に吹き付けることが可能となる。これにより、電気光学装置の冷却効率を向上させることが可能となり、この点からも、光源の高輝度化や、装置の小型化等に対応できる冷却構造が得られる。さらに、整流ファンの送風量を、冷却ファンの送風量より小さくしても、前述の送風量が得られれば、十分に電気光学装置を効率よく冷却することができる。しかも、整流ファンの送風量に比例して、当該整流ファンに供給する電圧も小さくて済むので、装置内部の電力消費を一層低減させ、装置内部の発熱量を抑えて、電気光学装置の冷却効率を向上させることが可能となる。
【００１７】
以上の投写型表示装置において、冷却ファンおよび前記整流ファンは、送風量がそれぞれ変更可能に構成されていることが望ましい。
【００１８】
ここで、冷却ファンおよび整流ファンの送風量をそれぞれ変更するには、例えば、各ファンの直径の大きさを変えたり、各ファンに供給される電圧の大きさを変えて、当該ファンの回転数を調整することで行える。
【００１９】
このように、冷却ファンおよび整流ファンの送風量がそれぞれ変更可能に構成されていれば、電気光学装置近傍の空気の流れを、当該電気光学装置を冷却するにあたって最適な流れに設定することが可能となる。これにより、電気光学装置の冷却効率を一層向上させることが可能となる。
【００２３】
また、前記整流ファンは、前記光学部品用筐体に固定されていることが望ましい。
【００２４】
このように、整流ファンを光学部品用筐体に固定すれば、この整流ファンを固定するための台座を装置内部に新設したり、外装ケースの内面に固定する必要がなく、装置内部の構造を複雑化することなく、整流ファンを簡単に固定することが可能となる。これにより、投写型表示装置の製造を容易に行うことが可能となる。
【００２５】
前述した整流ファンを覆うフィルタは、防塵性を有するフィルタ部材と、当該フィルタ部材の周縁に沿って設けられるフィルタ枠とを備え、当該フィルタ枠は、前記光学部品用筐体に固定されていることが好ましい。
【００２８】
また、冷却ファンおよび整流ファンの間には、電気光学装置近傍の冷却空気の温度を検出する温度検出装置が設けられ、冷却ファンおよび整流ファンは、前記温度検出装置で検出した温度によって制御されていることが望ましい。
【００２９】
ここで、温度検出装置は、冷却ファンおよび整流ファンを制御する制御基板に検出信号を出力するように構成するのが好ましい。
【００３０】
温度検出装置をこのように構成すれば、例えば、電気光学装置の温度が高いと検出されれば、冷却ファンおよび整流ファンの回転数を上げて、電気光学装置を急速に冷却するように制御し、逆に電気光学装置の温度が低いと検出されれば、冷却ファンおよび整流ファンの回転数を下げて、電気光学装置を緩やかに冷却するように制御することができる。
【００３１】
なお、検出温度が高い・低いの基準となる基準温度は、実験等で得られた結果を基にして、適宜決められるものである。
【００３２】
このようにすれば、電気光学装置の昇温状態に応じて、ファンの回転制御を簡単に行うことが可能となるので、当該電気光学装置の冷却効率の最適化を容易に図ることが可能となる。
【００３３】
さらに、整流ファンは、取り外し可能に設けられていることが好ましい。
【００３４】
このように、整流ファンが取り外し可能に設けられていれば、光源としての光源ランプが高輝度化されていない、言い換えれば、光源の輝度が低く、整流ファンが不要な投写型表示装置との部品の共用化を図ることが可能となる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。
【００３６】
（１）装置の全体構成
図１、図２には、本実施形態に係る投写型表示装置１の概略斜視図が示され、図１は上面側から見た斜視図、図２は下面側から見た斜視図である。
【００３７】
投写型表示装置１は、光源としての光源ランプから出射された光束を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三原色に分離し、これらの各色光束を電気光学装置を構成する液晶パネルを通して画像情報に対応させて変調し、変調した後の各色の変調光束をプリズム（色合成光学系）により合成して、投写レンズ６を介して投写面上に拡大表示する形式のものである。投写レンズ６の一部を除いて、各構成部品は外装ケース２の内部に収納されている。
【００３８】
（２）外装ケースの構造
外装ケース２は、基本的には、装置上面を覆うアッパーケース３と、装置底面を構成するロアーケース４と、前面部分を覆うフロントケース９と、背面部分を覆うリアケース５（図２）とから構成され、リアケース５が樹脂製である他はマグネシウム等の金属製である。
【００３９】
図１に示されるように、アッパーケース３の上面において、その前方側の左右の端には、スピーカ用の多数の連通孔２５Ｒ、２５Ｌが形成されている。また、これらの連通孔２５Ｒ、２５Ｌ間には、投写型表示装置１の画質等を調整するための操作パネル６０が設けられている。さらに、フロントケース９の向かって右上部分には、図示略のリモートコントローラからの光信号を受信するための受光部７０が設けられている。
【００４０】
図２に示されるように、ロアーケース４の底面の略中央には、装置内部を冷却する冷却空気を取り入れるための空気取入口２４０が設けられている。空気取入口２４０は、樹脂製のフィルタ交換蓋２４１に設けられており、このフィルタ交換蓋２４１をロアーケース４の側面側から着脱することで、内部のフィルタを交換することが可能である。
【００４１】
また、ロアーケース４の底面には、その前端の左右の角部にフット３１Ｒ、３１Ｌが設けられ、後端の略中央部にフット３１Ｃが設けられている。尚、フット３１Ｒ、３１Ｌの上下の進退量を調整することによって、表示画面の傾きを変更することが可能である。
【００４２】
リアケース５は、図２に示されるように、装置背面側に配置された各種の入出力端子群５１に対応して設けられているインターフェースパネル５０１と、装置内部の空気を排出する通気口としての排気口１６０および受光部７０が設けられた光源ランプ交換蓋５０２とで構成されている。また、装置背面側には、外部電力供給用のＡＣインレット５０が配置されている。
【００４３】
（３）装置の内部構造
図３には、投写型表示装置１の内部構造が示されている。
【００４４】
この図に示されるように、装置１の内部には、投写レンズ６の一側方に配置された電源としての電源ユニット７、電源ユニット７の後方に配置された光源ユニットとしての光源ランプユニット８、光学系を構成する光学ユニット１０、ユニット１０内の電気光学装置９２５を駆動するドライバーボード１７（図６）、および装置１全体を制御するメインボード１８（図６）などが収容されている。
【００４５】
電源ユニット７は、ＡＣインレット５０からの電力を変圧して、光源ランプユニット８や、ドライバーボード１７、メインボード１８、電気光学装置９２５の上下両方に配置されたファン３０１、３０２（図６）、および光源ランプユニット８の後方に配置された排気ファン１６などに供給するものであり、電源フィルタ、トランス（変圧器）、整流回路、平滑回路、電圧安定回路等が形成された電源回路基板の他、光源ランプユニット８の光源ランプ１８１を駆動するためのランプ駆動基板等を備えている。
【００４６】
光源ランプユニット８は、投写型表示装置１の光源部分を構成するものであり、図４にも示されるように、光源ランプ１８１およびリフレクタ１８２からなる光源装置１８３と、この光源装置１８３を収納するランプハウジング（図示せず）とを有している。このような光源ランプユニット８は、前述したファン３０１からの冷却空気や、外装ケース２と投写レンズ６との間の隙間から吸引される冷却空気で冷却されるが、冷却空気は、先ず、吸引された直後に電気光学装置９２５および電源ユニット７等を冷却し、この後に装置１内部の略全域を冷却するように後方に流れ、最終的にはその大部分が光源ランプユニット８内を通って背後の排気ファン１６で排気される。従って、排気ファン１６の直前に光源ランプユニット８が配置されていることにより、その内部の光源装置１８３を大量の冷却空気で効率よく冷却することが可能である。
【００４７】
光学ユニット１０は、光源ランプユニット８から出射された光束を、光学的に処理して画像情報に対応した光学像を形成するユニットであり、照明光学系９２３、色分離光学系９２４、電気光学装置９２５、および色合成光学系としてのプリズムユニット９１０とを含んで構成される。電気光学装置９２５およびプリズムユニット９１０以外の光学ユニット１０の光学素子は、光学部品用筐体である上下のライトガイド９０１、９０２（図６）の間に上下に挟まれて保持された構成となっている。尚、これらの上ライトガイド９０１、下ライトガイド９０２は一体とされて、ロアーケース４の側に固定ネジにより固定されている。また、これらのライトガイド９０１、９０２は、プリズムユニット９１０の側に同じく固定ネジによって固定されている。
【００４８】
直方体状のプリズムユニット９１０は、図５に示されるように、マグネシウムの一体成形品から構成される側面略Ｌ字状のヘッド体９０３の裏面側に固定ネジにより固定されている。また、電気光学装置９２５を構成する各液晶パネル９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂは、プリズムユニット９１０の３側面に固定部材を介して固定されている。
【００４９】
ドライバーボード１７は、電気光学装置９２５の各液晶パネル９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂを駆動・制御するためのものであり、光学ユニット１０の上方に配置される。
【００５０】
メインボード１８は、投写型表示装置１全体を制御する制御回路が形成されたものであり、前記ドライバーボード１７の上方に配置される。このようなメインボード１８は、前述のドライバーボード１７および操作パネル６０と電気的に接続される。
【００５１】
（４）光学系の構造
次に、投写型表示装置１の光学系即ち光学ユニット１０の構造について、図４に示す模式図に基づいて説明する。
【００５２】
上述したように、光学ユニット１０は、光源ランプユニット８からの光束（Ｗ）の面内照度分布を均一化する照明光学系９２３と、この照明光学系９２３からの光束（Ｗ）を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に分離する色分離光学系９２４と、各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂを画像情報に応じて変調する電気光学装置９２５と、変調後の各色光束を合成する色合成光学系としてのプリズムユニット９１０とを含んで構成されている。
【００５３】
照明光学系９２３は、第１のレンズ板９２１と、その出射側に配置された第２のレンズ板９２２と、光源ランプユニット８から出射された光束Ｗの光軸１ａを装置１前方向に折り曲げる反射ミラー９３１とを備えている。
【００５４】
第１のレンズ板９２１は、マトリクス状に配置された複数の矩形レンズを有しており、光源から出射された光束を複数の部分光束に分割し、各部分光束を第２のレンズ板９２２の近傍で集光させる。
【００５５】
第２のレンズ板９２２は、マトリクス状に配置された複数の矩形レンズを有しており、第１のレンズ板９２１から出射された各部分光束を電気光学装置９２５を構成する液晶パネル９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂ（後述）上に重畳させる機能を有している。
【００５６】
このように、本例の投写型表示装置１では、照明光学系９２３により、液晶パネル９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂ上をほぼ均一な照度の光で照明することができるので、照度ムラのない投写画像を得ることができる。
【００５７】
色分離光学系９２４は、青緑反射ダイクロイックミラー９４１と、緑反射ダイクロイックミラー９４２と、反射ミラー９４３から構成される。まず、青緑反射ダイクロイックミラー９４１において、照明光学系９２３から出射される光束Ｗに含まれている青色光束Ｂおよび緑色光束Ｇが直角に反射され、緑反射ダイクロイックミラー９４２の側に向かう。
【００５８】
赤色光束Ｒは、この青緑反射ダイクロイックミラー９４１を通過し、後方の反射ミラー９４３で直角に反射されて、赤色光束Ｒの出射部９４４からプリズムユニット９１０の側に出射される。
【００５９】
次に、青緑反射ダイクロイックミラー９４１で反射された青色、緑色光束Ｂ、Ｇのうち、緑反射ダイクロイックミラー９４２において、緑色光束Ｇのみが直角に反射されて、緑色光束Ｇの出射部９４５からプリズムユニット９１０側に出射される。
【００６０】
この緑反射ダイクロイックミラー９４２を通過した青色光束Ｂは、青色光束Ｂの出射部９４６からリレー光学系９２７の側に出射される。本例では、照明光学系９２３の光束Ｗの出射部から、色分離光学系９２４における各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂの出射部９４４、９４５、９４６までの距離が全てほぼ等しくなるように設定されている。
【００６１】
色分離光学系９２４の赤色、緑色光束Ｒ、Ｇの出射部９４４、９４５の出射側には、それぞれ集光レンズ９５１、９５２が配置されている。従って、各出射部から出射した赤色、緑色光束Ｒ、Ｇは、これらの集光レンズ９５１、９５２に入射して平行化される。
【００６２】
このように平行化された赤色、緑色光束Ｒ、Ｇは、入射側偏光板９６０Ｒ、９６０Ｇを通って光変調装置である液晶パネル９２５Ｒ、９２５Ｇに入射して変調され、各色光に対応した画像情報が付加される。すなわち、これらの液晶パネル９２５Ｒ、９２５Ｇは、前述のドライバーボード１７によって画像情報に応じてスイッチング制御されて、これにより、ここを通過する各色光の変調が行われる。
【００６３】
一方、青色光束Ｂは、リレー光学系９２７を介して対応する液晶パネル９２５Ｂに導かれ、ここにおいて、同様に画像情報に応じて変調が施される。尚、本実施形態の液晶パネル９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂとしては、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として用いたものを採用することができる。
【００６４】
リレー光学系９２７は、青色光束Ｂの出射部９４６の出射側に配置した集光レンズ９５４と、入射側反射ミラー９７１と、出射側反射ミラー９７２と、これらの反射ミラーの間に配置した中間レンズ９７３と、液晶パネル９２５Ｂの手前側に配置した集光レンズ９５３とから構成されており、集光レンズ９５３から出射した青色光束Ｂは、入射側偏光板９６０Ｂを通って液晶パネル９２５Ｂに入射して変調される。
【００６５】
この際、光束Ｗの光軸１ａおよび各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂの光軸１ｒ、１ｇ、１ｂは同一平面内に形成されるようになる。そして、各色光束の光路の長さ、すなわち光源ランプ１８１から各液晶パネルまでの距離は、青色光束Ｂが最も長くなり、従って、この光束の光量損失が最も多くなる。しかし、リレー光学系９２７を介在させることにより、光量損失を抑制できる。
【００６６】
次に、各液晶パネル９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂを通って変調された各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂは、出射側偏光板９６１Ｒ、９６１Ｇ、９６１Ｂを通ってプリズムユニット９１０に入射され、ここで合成される。そして、このプリズムユニット９１０によって合成されたカラー画像が投写レンズ６を介して所定の位置にある投写面１００上に拡大投写されるようになっている。
【００６７】
（５）電気光学装置の冷却構造
図６、７には、上述した投写型表示装置１における電気光学装置９２５の冷却構造が示されている。
【００６８】
ロアーケース４の空気取入口２４０の上方には、側面Ｌ字形状のヘッド体９０３の底面部９０３Ａが配置され、この底面部９０３Ａの上面には、電気光学装置９２５が載置されている。この電気光学装置９２５は、その周囲が下ライトガイド９０２およびヘッド体９０３の裏面側で覆われ、これらがダクトを構成して、冷却空気が電気光学装置９２５に導入されやすくなっている。
【００６９】
底面部９０３Ａの内部には、空気取入口２４０から外部の空気を冷却空気として導入し、電気光学装置９２５を冷却する冷却ファン３０１が収納されている。この冷却ファン３０１は、ヘッド体９０３の底面部９０３Ａにねじ等で固定されている。ここで、冷却ファン３０１は、底面部９０３Ａと略同じ大きさを有し、平面四角形状に形成されている。
【００７０】
電気光学装置９２５の上方には、当該電気光学装置９２５を挟んで前述の冷却ファン３０１と対向配置され、この冷却ファン３０１により導入された冷却空気を整流する整流ファン３０２が設けられている。
【００７１】
これにより、冷却ファン３０１で導入した冷却空気の流れが、渦状に拡散せず、図６の矢印で示されるように、冷却ファン３０１から整流ファン３０２に向かって収束するように流れるほぼ一様な直線状となる。このため、冷却ファン３０１と整流ファン３０２との間にある電気光学装置９２５に、ほぼ一様な直線状の冷却空気がほぼ全て吹き付けられるようになっている。
【００７２】
また、整流ファン３０２は、その端縁が上ライトガイド９０１に、ねじ等で取り外し可能に固定されている。この整流ファン３０２は、冷却ファン３０１よりも径が小さく、このようにすることで、冷却ファン３０１の送風量を整流ファン３０２の送風量よりも大きくしている。
【００７３】
ここで、整流ファン３０２の吸気側開口は、直下の３枚の液晶パネル９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂを平面視で覆うように形成され、これにより、液晶パネル９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂ近傍の冷却空気を効率よく吸い上げることができる。
【００７４】
なお、冷却ファン３０１および整流ファン３０２の送風量は、各ファン３０１、３０２に供給される電圧の大きさを変えて、当該ファン３０１、３０２の回転数を調整することでも変更できるようになっている。
【００７５】
ここで、整流ファン３０２の送風量は、主に冷却ファン３０１で導入した冷却空気の流れを整流するものなので、本実施形態では、当該整流ファン３０２の送風量は、冷却空気に方向性を与える程度に設定されている。
【００７６】
整流ファン３０２の上面には、当該上面を覆うフィルタ３０５が設けられている。
【００７７】
このフィルタ３０５は、防塵性を有するフィルタ部材３０６と、当該フィルタ部材３０６の周縁に沿って設けられるフィルタ枠３０７とを備え、整流ファン３０２を介して上ライトガイド９０１に固定されている。
【００７８】
従って、電気光学装置９２５は、フィルタ３０５と、ヘッド体９０３と、下ライトガイド９０２とで、その全体が覆われるようになっている。
【００７９】
冷却ファン３０１と整流ファン３０２との間、具体的には、電気光学装置９２５の上部近傍には、温度検出装置であるサーモセンサ３０８が設けられている。このサーモセンサ３０８は、液晶パネル９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂの冷却後の冷却空気の温度を検出するサーミスタから構成されている。
【００８０】
このサーモセンサ３０８は、メインボード１８に温度検出信号を出力するようになっている。メインボード１８は、サーモセンサ３０８からの信号によって、各ファン３０１、３０２に供給される電圧を制御し、各ファン３０１、３０２の回転数を制御するようになっている。
【００８１】
つまり、サーモセンサ３０８によって、電気光学装置９２５の温度が高いと検出されれば、メインボード１８の制御動作によって、冷却ファン３０１および整流ファン３０２の回転数が上がり、電気光学装置９２５が急速に冷却される。逆に、サーモセンサ３０８によって、電気光学装置９２５の温度が低いと検出されれば、メインボード１８の制御動作によって、冷却ファン３０１および整流ファン３０２の回転数が下がり、電気光学装置９２５が緩やかに冷却される。なお、検出温度が高い・低いの基準となる基準温度は、実験等で得られた結果を基にして、適宜決められるようになっている。
【００８２】
次に、電気光学装置９２５の冷却手順について説明する。
【００８３】
まず、冷却ファン３０１の回転により、空気取入口２４０から冷却空気が装置内部に強制的に取り入れられる。
【００８４】
取り入れられた冷却空気は、図６の矢印で示されるように、整流ファン３０２によって、渦状に拡散することなくほぼ一様な直線状に整流され、そのほぼ全ての冷却空気が電気光学装置９２５に吹き付けられる。
【００８５】
吹き付けられた空気は、整流ファン３０２およびフィルタ３０５を通過し、ドライバーボード１７に沿って流れ、装置内部の光源ランプユニット８や、電源ユニット７等を冷却し、排気ファン１６によって装置１外部に排出される。
【００８６】
（６）実施形態の効果
前述のような本実施形態によれば、以下のような効果がある。
【００８７】
すなわち、冷却ファン３０１と整流ファン３０２とを対向配置させ、電気光学装置９２５に、ほぼ一様な直線状の冷却空気を吹き付けるようにしたので、当該電気光学装置９２５の冷却に偏りが生じることがなく、電気光学装置９２５を一様に効率よく冷却することができる。これにより、光源ランプ１８１の高輝度化や、装置１の小型化等に対応できる冷却構造を得ることができる。
【００８８】
その上、ほぼ全ての冷却空気が電気光学装置９２５に吹き付けられるので、当該電気光学装置９２５の冷却効率を一層向上でき、この点からも、光源ランプ１８１の高輝度化や、装置１の小型化等に対応できる冷却構造を得ることができる。
【００８９】
また、冷却ファン３０１および整流ファン３０２の送風量をそれぞれ変更可能に構成したので、電気光学装置９２５の近傍の空気の流れを、当該電気光学装置９２５を冷却するにあたって最適な流れに設定できる。これにより、電気光学装置９２５の冷却効率をより一層向上できる。
【００９０】
さらに、整流ファン３０２の送風量を、冷却空気に方向性を与える程度に設定し、冷却ファン３０１の送風量よりも小さくしたので、十分に電気光学装置９２５を効率よく冷却できる。しかも、整流ファン３０２の送風量に比例して、当該整流ファン３０２に供給する電圧も小さくて済むので、装置１内部の電力消費を一層低減でき、装置１内部の発熱量を抑えて、電気光学装置９２５の冷却効率を向上できる。
【００９１】
また、整流ファン３０２を上ライトガイド９０１に固定したので、装置１の内部の構造を複雑化することなく、整流ファン３０２を簡単に固定できる。これにより、投写型表示装置１の製造を容易にできる。
【００９２】
さらに、電気光学装置９２５全体を、フィルタ３０５と下ライトガイド９０２とで覆ったので、電気光学装置９２５への塵埃等の侵入を確実に防止して、この電気光学装置９２５に塵埃等が付着して投写画像が劣化するのを防止できる。
【００９３】
また、電気光学装置９２５の上部近傍に、サーモセンサ３０８を設けたので、電気光学装置９２５の昇温状態に応じて、各ファン３０１、３０２の回転制御を簡単に行うことができ、電気光学装置９２５の冷却効率の最適化を容易に図ることができる。
【００９４】
さらに、整流ファン３０２を取り外し可能に設けたので、光源ランプ１８１が高輝度化されていない、言い換えれば、光源ランプ１８１の輝度が低く、整流ファン３０２が不要な投写型表示装置との部品の共用化を図ることができる。
【００９５】
（７）実施形態の変形
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、以下に示すような変形をも含むものである。
【００９６】
例えば、前記実施形態では、整流ファン３０２は取り外し可能になっていたが、これに限らず、上ライトガイド９０１に一体的に設けられていてもよい。
【００９７】
また、前記実施形態では、冷却ファン３０１および整流ファン３０２の間にサーモセンサ３０８を設けて各ファン３０１、３０２を制御していたが、これに限らず、例えば、タイマー等で、一定時間おきに電気光学装置９２５を急速に冷却するように制御してもよい。
【００９８】
さらに、前記実施形態では、整流ファン３０２にフィルタ３０５を設けていたが、これに限らず、例えば、電気光学装置９２５に塵埃が侵入しない程度に整流ファン３０２の回転数を上げておけば、あえてフィルタ３０５を設けなくてもよい。
【００９９】
また、前記実施形態では、整流ファン３０２は、上ライトガイド９０１に固定されていたが、これに限らず、例えば、装置１内部に台座を別途設けて、これに整流ファン３０２を固定したり、外装ケース２の内面に固定してもよい。
【０１００】
さらに、前記実施形態では、冷却ファン３０１の送風量を整流ファン３０２の送風量よりも大きく設定していたが、これに限らず、冷却空気をより一層効率よく整流したい場合等には、冷却ファン３０１の送風量を整流ファン３０２の送風量よりも小さく設定してもよく、送風量の大小は、実施に当たって適宜決めればよい。
【０１０１】
また、前記実施形態では、冷却ファン３０１および整流ファン３０２の送風量が変更可能とされていたが、これに限らず、例えば、実験等で、電気光学装置９２５を冷却するのに最適な送風量を導出しておき、この送風量を予め各ファン３０１、３０２に設定しておけば、変更可能となっていなくてもよい。
【０１０２】
さらに、前記実施形態では、電気光学装置９２５は、ＴＦＴ駆動の液晶パネル９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂから構成されていたが、これに限らず、他の駆動方式から構成される光変調装置を備えた投写型表示装置に本発明を採用してもよい。
【０１０３】
そして、前記実施形態では、電気光学装置９２５は、３枚の液晶パネル９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂから構成されていたが、これに限らず、１枚、２枚の液晶パネルから構成される光変調装置に本発明を採用してもよい。
【０１０４】
また、前記実施形態では、電気光学装置９２５を構成するパネルは液晶素子から構成されていたが、液晶以外のプラズマ素子、マイクロミラーを用いたデバイスパネルから構成される光変調装置を備えた投写型表示装置に本発明を採用してもよい。
【０１０５】
さらに、前記実施形態における電気光学装置９２５は、光束Ｒ、Ｇ、Ｂを透過して変調する形式のものであったが、これに限らず、入射した光を反射しつつ変調して出射する反射型の光変調装置を備えた投写型表示装置に本発明を採用してもよい。
【０１０６】
その他、本発明の実施の際の具体的な構造および形状等は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。
【０１０７】
【発明の効果】
前述のような本発明によれば、空気取入口から冷却空気を導入して電気光学装置を冷却する冷却ファンと、電気光学装置を挟んでこの冷却ファンと対向配置され、冷却ファンにより導入された冷却空気を整流する整流ファンとを備えたので、冷却空気をほぼ一様な直線状にすることができる。これにより、電気光学装置を効率的に冷却し、光源ランプの高輝度化や装置の小型化等に対応できる冷却構造を備えることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る投写型表示装置の上部から見た外観斜視図である。
【図２】前記実施形態における投写型表示装置の下部から見た外観斜視図である。
【図３】前記実施形態における投写型表示装置の内部構造を表す斜視図である。
【図４】前記実施形態における光学系の構造を説明するための模式図である。
【図５】前記実施形態の構成部品を示す斜視図である。
【図６】前記実施形態における投写型表示装置の断面図である。
【図７】前記実施形態における電気光学装置の冷却構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 投写型表示装置
２ 外装ケース
６ 投写レンズ
７ 電源である電源ユニット
８ 光源ユニットである光源ランプユニット
１６ ファンである排気ファン
１６０ 通気口である排気口
１８１ 光源である光源ランプ
２４０ 空気取入口
３０１ 冷却ファン
３０２ 整流ファン
３０５ フィルタ
３０６ フィルタ部材
３０７ フィルタ枠
３０８ 温度検出装置であるサーモセンサ
９０１ 上ライトガイド
９０２ 下ライトガイド
９２５ 電気光学装置
Claims (6)
- 画像情報に応じて光学像を形成する電気光学装置と、この電気光学装置で形成された画像を拡大投写する投写レンズと、前記電気光学装置を含んだ本体を覆う外装ケースとを備えた投写型表示装置であって、
レンズ、ミラー等の光学部品を収納する光学部品用筐体と、
前記電気光学装置が搭載される底面部、及び、この底面部から起立し、前記投写レンズが取り付けられる側面部を有するヘッド体と、
外部の空気を冷却空気として取り入れるために前記外装ケースに形成され、フィルタが設けられた空気取入口と、
この空気取入口から前記冷却空気を導入して前記電気光学装置を冷却する冷却ファンと、
前記電気光学装置を挟んでこの冷却ファンと対向配置され、前記冷却ファンにより導入された冷却空気を整流する整流ファンとを備えており、
前記電気光学装置は、前記ヘッド体の底面部の上面に搭載され、
前記冷却ファンは、前記ヘッド体の底面部の下面に固定され、
前記整流ファンは、前記電気光学装置の上方を覆うように配置され、
前記整流ファンと前記冷却ファンとの間に配置された前記電気光学装置の周囲は、前記ヘッド体の側面部及び前記光学用部品用筐体によって覆われており、
前記整流ファンには、該整流ファンを覆うフィルタが設けられていることを特徴とする投写型表示装置。 - 請求項１に記載の投写型表示装置において、
前記冷却ファンおよび前記整流ファンは、送風量がそれぞれ変更可能に構成されていることを特徴とする投写型表示装置。 - 請求項１又は請求項２に記載の投写型表示装置において、
前記整流ファンは、前記光学部品用筐体に固定されていることを特徴とする投写型表示装置。 - 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の投写型表示装置において、
前記整流ファンを覆うフィルタは、防塵性を有するフィルタ部材と、このフィルタ部材の周縁に沿って設けられるフィルタ枠とを備え、
前記フィルタ枠は、前記光学部品用筐体に固定されていることを特徴とする投写型表示装置。 - 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の投写型表示装置において、
前記冷却ファンおよび前記整流ファンの間には、前記電気光学装置近傍の冷却空気の温度を検出する温度検出装置が設けられ、
前記冷却ファンおよび前記整流ファンは、前記温度検出装置で検出した温度によって制御されていることを特徴とする投写型表示装置。 - 請求項１〜請求項５のいずれかに記載の投写型表示装置において、
前記整流ファンは、取り外し可能に設けられていることを特徴とする投写型表示装置。
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