JP3781054B2 - 投射型表示装置 - Google Patents
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そして、液晶プロジェクターでは、駆動時に高温となる各種の光学部品、例えば、3組のライトバルブや入射側及び出射側偏光板からなるライトバルブユニットを冷却用ファンから送風される冷却風で冷却する一方、電源ランプ等で発生する熱を排気用ファンによって外筐の前面側(映像投射側)へ排出するようにして、これらの発熱部品を限度保証温度以下に保持するように構成されている。
即ち、光学ユニットケース110内に収容されているライトバルブユニット111は、クロスプリズム112の投射レンズ113側である前面側を除く3面にそれぞれ平行に配置された垂直状をなす3組の入射側偏光板114R、114G、114B、ライトバルブ115R、115G、115B及び出射側偏光板116R、116G、116Bを備えている。なお、入射側偏光板114R、114G、114Bはガラス板117に接着されていて、出射側偏光板116R、116G、116Bはガラス板117又はクロスプリズム112に接着されている。そして、投射レンズ113の後方位置で光学ユニットケース110の前面側位置には、ほぼコ字状に切り欠かれたほぼ方形状で、垂直状の空間部である空冷用空間部118が設けられている。そして、この空冷用空間部118内の中央にライトバルブユニット111がクロスプリズム112と一体に図示省略した板金等からなるライトバルブユニットホルダーによって垂直状に挿入されて、底部の水平状のライトバルブ搭載部119上に搭載され、クロスプリズム112が投射レンズ113の光軸上に配置されている。
なお、ほぼ額縁形状のフィルタホルダー120の中央に水平状に取り付けられた通気性を有するごみ落下防止フィルタ121で空冷用空間部118の中央上部を覆うように、フィルタホルダー120が光学ユニットケース110の上部に水平状に搭載されている。
一方、冷却用ファンとしてシロッコファン123が使用されていて、そのシロッコファン123の冷却風吹出口125がライトバルブ搭載部の下部に水平状に取り付けられた送風ダクト126にダクトジョイント128を介して接続されている。
その上、空冷用空間部118内の3組の入射側偏光板114R、114G、114B、ライトバルブ115R、115G、115B及び出射側偏光板116R、116G、116Bの隣接間である4つのコーナー部分118aが大きく開放されていたために、3組の冷却風吹出口122R、122G、122Bから空冷用空間部118の下部に上向きに吹き出された冷却風CWが、厚みが厚い(5mm程度)3組のライトバルブ115R、115G、115Bの下面115aやガラス板117の下面117a、更には、ライトバルブユニットホルダー等にぶつかって流動方向が不規則に変化されて、空冷用空間部118の大きく開放されている4つのコーナー部分118a内に不規則に流れ込み易かった。そして、4つのコーナー部分118a内に不規則に流れ込んだ冷却風CWには多量の渦を伴う乱流TMが発生していた。なお、この空冷用空間部118内での冷却風CWの乱流TMの発生は、実験による送風解析によって実証されている。
そして、空冷用空間部118内に残留、堆積された微細粉塵DSは、冷却風CWの乱流TMによって再度攪拌されて舞い上り、ライトバルブ115R、115G、115Bや入出射側偏光板114R、114G、114B及び116R、116G、116Bの表面に付着してしまうと言う悪循環を繰り返すことになる。
そして、微細粉塵DSがクロスプリズム112、ライトバルブ115R、115G、115Bや入出射側偏光板114R、114G、114B及び116R、116G、116B等の表面に付着すると、投射映像に色の乱れ等の弊害が発生すると言う問題があった。
(1)・・・液晶プロジェクター全体の説明(図1〜図6)
(2)・・・ライトバルブユニット空冷装置の概要説明(図4〜図9)
(3)・・・ライトバルブユニット空冷装置における送風ガイド構造に関する説明(図10〜図14)
(4)・・・ライトバルブユニット空冷装置における粉塵等の付着構造に関する説明(図7〜図15)
まず、図1〜図6によって、投射型表示装置の一例である液晶プロジェクター全体について説明する。
この液晶プロジェクター1の外筐は扁平な箱形に構成されていて、この液晶プロジェクター1は外筐2の底面2eに設けたスタンド3(図5参照)によって机上等に載置して使用したり、外筐2の上面2fに設けられる吊下げ用部材(図示せず)によって室内の天井等に吊り下げる等して使用することができるように構成されている。
また、間隔を隔てて配置されているフライアイレンズ6、7は電源ランプ5から出射された輝度分布が不均一な光を多数の光束に分割することにより、ライトバルブ19R、19G、19Bの表面全体を照射する光の輝度分布を均一にする機能を有している。そして、入射側のフライアイレンズ6は電源ランプ5側に近接され、出射側のフライアイレンズ7にはPS変換素子8が近接して配置されている。このPS変換素子8は短冊状に配列された偏光ビームスプリッターとこれに対応して間欠的に設けられた位相差板とによって構成されていて、入射光の偏光方向の変換を行う機能を有している。
この際、入射側偏光板18R、18G、18Bはそれぞれガラス板22のライトバルブ19R、19G、19B側に接着等にて貼り付けられていて、出射側偏光板20R、20G、20Bはガラス板23のライトバルブ19R、19G、19B側に接着等にて貼り付けられるか、或いは、クロスプリズム21の3つの入射面21R、21G、21Bに接着等にて直接貼り付けられている。
そして、クロスプリズム21の前面GFの前方位置に配置された投射レンズ25の先端25aが外筐2の前面2aに露出されている。
そして、この外筐2の内部の前面2a側位置で、投射レンズ25の右側位置(電源ランプ5とは反対側)の位置に冷却用ファン27が配置され、電源ランプ5の前方位置及び電源基板26の前方位置に2つの排気用ファン28、29が配置されている。なお、光学ユニットケース4の左側の側面で、フライアイレンズ7及びPS変換素子8の近傍位置にも冷却用ファン30が配置されている。
そして、外筐2の側面2bで、冷却用ファン27の横位置やこの外筐2の背面2d等にはそれぞれ吸気口31、32が形成されていて、この外筐2の前面2aで、2つの排気用ファン28、29の前方位置には排気口33、34が形成されている。
従って、この液晶プロジェクター1の駆動時には、ライトバルブユニット24と共に、電源ランプ5及び電源基板26上の発熱部品も強制空冷して、これらを限定保証温度以下に保持する必要がある。
次に、図4〜図9によって、ライトバルブユニット空冷装置40の概要について説明する。但し、図4〜図9では、空冷構造の概要を理解し易いようにするために、後述する送風ガイド構造を除去して図示してある。
まず、図4〜図9に示すように、ライトバルブユニット空冷装置40は、投射レンズ25の後方位置で、光学ユニットケース4の前面側位置に、ほぼコ字状に切り欠かれたほぼ方形状で、垂直状の空間部である空冷用空間部41を有している。そして、この空冷用空間部41の底部が水平状のライトバルブユニット搭載部42に形成されていて、前述したライトバルブユニット24がユニットフレーム(図示せず)によってクロスプリズム21と一体に空冷用空間部41内の中央に収容されて、ライトバルブユニット搭載部42上に垂直状に搭載されている。そして、このライトバルブユニット24の光軸P5が投射レンズ25の光軸P8に一致されている。
次に、図10〜図14によって、ライトバルブユニット空冷装置における送風ガイド構造に関して説明する。
まず、フィルタホルダー44の外周部分44aの3箇所であって、空冷用空間部41の底部であるライトバルブユニット搭載部42の3箇所に開口されている冷却風吹出口43R、43G、43Bの上部相当位置の3箇所に光学ユニットケース4の上方へ冷却風CWを放出する冷却風放出口60R、60G、60Bを形成している。
また、図11に示すように、これら4つの送風ガイド61A、61B、61C、61Dを合成樹脂等で成形されているフィルタホルダー44の下面に一体成形して、このフィルタホルダー44によって4つの送風ガイド61A、61B、61C、61Dを空冷用空間部41内の4つのコーナー部分41aに脱着可能に取り付けることも可能である。
そして、図7、図8、図13及び図14に示すように、ライトバルブユニット24の強制空冷時には、シロッコファン47によってダクトジョイント56及び送風ダクト54を通して3箇所の冷却風吹出口43R、43G、43Bから空冷用空間部41の下部に上向きに吹き出された冷却風CWを、垂直状をなす4つの送風ガイド61A、61B、61C、61D間で上方へスムーズに誘導することができる。
次に、図7〜図15によって、ライトバルブユニット空冷装置40における粉塵(ダスト)等の付着構造について説明する。
この粉塵等の付着構造は、液晶プロジェクター1の図示していない吸気用フィルタでは除去することができない10〜50μm程度の微細粉塵(ダスト)DSや煙草の煙に含まれているニコチン、タール等を付着する粉塵等の付着部63を、冷却用ファン27であるシロッコファン47と空冷用空間部41の内部との間の冷却風流動域であるダクトジョイント56内、送風ダクト54の3組の送風通路55R、55G、55B内(ライトバルブユニット搭載部42の下面で、送風通路55R、55G、55Bに対向する面も含む。)、空冷用空間部41内の4つの送風ガイド61A、61B、61C、61Dのライトバルブユニット24に対向する内側垂直面、フィルタホルダー44の下面、或いは、図示していないライトバルブユニットホルダーの表面の適所等の何れか一箇所又は複数箇所、或いは、全部の箇所に付設したものである。
なお、このライトバルブユニット空冷装置40における粉塵等の付着構造に関しては、4つの送風ガイド61A、61B、61C、61D等は必ずしも必要ではない。
空冷用空間部の下部に2箇所の冷却風吹出口から上向きに吹き出された冷却風を、その空冷用空間部内のクロスプリズムの互いに直交する側面に対応してほぼL型に配置された2組のライトバルブユニットの表面に沿って上昇されるように誘導する主送風ガイドが、2組のライトバルブユニットの互いに隣接する側面に沿ってほぼL型に配置され、かつ、この主送風ガイドがこの空冷用空間部のコーナー部分において底部から上方へ起立されてライトバルブユニットの側面を空冷用空間部の底部から覆うように設けているので、2箇所の冷却風吹出口から上向きに吹き出された冷却風を、2組のライトバルブユニットの表面に沿ってスムーズに上昇させることができ、この空冷用空間部のコーナー部分に冷却風の多量の渦を伴う乱流が発生することを防止できる。
従って、冷却風の多量の渦を伴う乱流の発生に伴って生じるような、ライトバルブユニットへの微細粉塵の付着を防止することができ、投射映像に色の乱れ等の弊害が発生することを防止することができるので、高画質の投射映像を投射できる高品質の投射型表示装置を実現できる。
4 光学ユニットケー ス、 5 光源部である電源ランプ、
18R、18G、18B 入射側偏光板、 19R、19G、19B ライトバルブ、 20R、 20G、20B 出射側偏光板、 21 クロスプリズム、
24 ライトバルブユニット、 27 冷却用ファン、
40 ライトバルブユニット空冷装置、 41 空冷用空間部、
41a 空冷用空間部の4つのコーナー部分、 42 ライトバルブユニット搭載部、 43R、43G、43Bは3箇所の冷却風吹出口、 44 フィルタホルダー、
45 ごみ落下防止フィルタ、 60R、60G、60B 3箇所の冷却風放出口、
61A、61B、61C、61D 送風ガイド
Claims (3)
- 光学ユニットケースに形成された空冷用空間部内のクロスプリズムの互いに直交する側面に対応して配置された少なくとも2組のライトバルブユニットと、
前記空冷用空間部の底部における前記2組のライトバルブユニットの下部相当位置に開口された2箇所の冷却風吹出口と、
前記2箇所の冷却空気吹出口から冷却風を上向きに吹き出して、前記2組のライトバルブユニットをそれぞれ冷却する冷却用ファンとを備えた投射型表示装置において、
前記2箇所の冷却風吹出口からこの空冷用空間部内に上向きに吹き出された冷却風を前記2組のライトバルブユニットに沿って上昇されるように誘導する主送風ガイドが、前記空冷用空間部内における前記クロスプリズムの外周の前記互いに直交する側面によるコーナー部分に前記2組のライトバルブユニットの互いに隣接する側面に沿ってほぼL型に配置され、かつ、この主送風ガイドが、前記コーナー部分において前記空冷用空間部の底部から上方へ起立して前記2組のライトバルブユニットの側面を前記空冷用空間部の底部から覆うように設けられている
ことを特徴とする投射型表示装置。 - 前記2組のライトバルブユニットの前記主送風ガイド側とは反対側の側面に沿って当該側面を前記空冷用空間部の底部から覆うように副送風ガイドが設けられている
ことを特徴とする請求項1に記載の投射型表示装置。 - 前記主送風ガイド及び副送風ガイドは前記光学ユニットケースに一体又は脱着可能に形成されている
ことを特徴とする請求項2に記載の投射型表示装置。
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