JP4030208B2

JP4030208B2 - Projection display

Info

Publication number: JP4030208B2
Application number: JP37471098A
Authority: JP
Inventors: 啓二林; 哲也小林; 真理菅原
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1998-12-28
Filing date: 1998-12-28
Publication date: 2008-01-09
Anticipated expiration: 2018-12-28
Also published as: JP2000194073A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光源と、少なくとも１つの光学素子と、この光学素子のための冷却手段と、投射レンズとを備えた投射型表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
投射型液晶表示装置は、光源と、概ね長方形の表示部をもつ液晶パネルと、投射レンズとを含み、一対の偏光子が液晶パネルの両側に配置される。光源から発した光は光入射側の偏光子で直線偏光になり、液晶パネルに入射する。光は液晶パネルで画像情報に基づいて空間変調される。液晶パネルの出射光は光出射側偏光素子を経て投射レンズから投射される。また、集光レンズが光入射側の偏光子の手前に配置される。カラー表示の投射型液晶表示装置の場合には、３組の液晶パネル、偏光子、及び集光レンズと、色分離合成部材とが配置される。
【０００３】
このような投射型液晶表示装置の輝度を高めるためには、偏光子及び液晶パネルに入射する光量を増やすことが必要である。しかし、偏光子及び液晶パネルに入射する光量を増加させた場合、光吸収により偏光子及び液晶パネルが発熱する問題がある。例えば、３５０Ｗのメタルハライドランプを光源とした場合、色分離後に光入射側の偏光子に入射する光量（エネルギー）は８Ｗ程度あり、そのうち光入射側の偏光子で約５０％が吸収されるので、４Ｗ程度の発熱が液晶パネルの近傍で発生することになる。
【０００４】
偏光子及び液晶パネルの冷却は、一般に空冷法により行われる。すなわち、空気をファンにより投射型液晶表示装置の内部に送り込み、冷却空気が偏光子及び液晶パネルを冷却するようにしている。そして、偏光子及び液晶パネルは、冷却風が偏光子及び液晶パネルの表面に概ね平行な方向に、偏光子と液晶パネルとの間の空間を通り抜けるように進むときに効率的に冷却される。
【０００５】
特開平２−１６８６９７号公報は、１つのダクト内に斜めの突起を有するフィンを配置し、このダクトに沿ってほぼまっすぐに流れる主空気流れと、ダクトの天井に沿って流れ且つ下向きに指向せしめられる副空気流れとを生成するようにした、放熱フィンを開示している。しかし、冷却されるべき発熱体はダクトの底に配置されており、空気は全体的にはこの発熱体の表面に沿って一定の方向に流れる。
【０００６】
特開平８−２９８７４号公報は、冷却風が偏光子と液晶パネルとの間に送り込まれるとともに、偏光子と液晶パネルとの間に整流フィンを設けた投射型液晶表示装置を開示している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
投射型液晶表示装置では、冷却風が偏光子や液晶パネル等の光学素子の表面に概ね平行に送り込まれるようにすることによって、良好な冷却を行うことができる。しかし、投射型液晶表示装置の輝度を高くするにつれて、さらに効果的な冷却を行うことができる冷却手段が望まれている。
【０００８】
本発明の目的は、冷却風が偏光子や液晶パネル等の光学素子の表面に概ね平行に送り込まれ、さらに効果的な冷却を行うことができる冷却手段を含む投射型表示装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による投射型表示装置は、光源と、少なくとも１つの光学素子と、該光学素子のための冷却手段と、投射レンズとを備え、該光源から出射した光が該光学素子で変調され、該投射レンズから投射され、該冷却手段は、該光学素子の表面に概ね平行に第１の方向から風を送り込む第１の送風手段と、該光学素子の表面に概ね平行に該光学素子の近傍で該第１の方向と交差する第２の方向から風を送り込む第２の送風手段とを含み、第１及び第２の送風手段の一方が光学素子の表面全体を冷却するように配置され、第１及び第２の送風手段の他方が光学素子の表面の特定の部分を冷却するように配置され、光学素子は長方形の形状を有し、第１の方向と第２の方向はこの長方形の長辺及び短辺に対して垂直な方向であることを特徴とするものである。
この構成において、好ましくは、第１の方向と第２の方向とは、少なくとも１つの光学素子の最大発熱点において又は最大発熱点の近傍において交差する。
【００１０】
この構成において、光学素子は、例えば、液晶パネルと、該液晶パネルの光源の側に配置される第１の偏光子と、該液晶パネルの投射レンズの側に配置される第２の偏光子と、集光レンズとの少なくとも１つからなる。この場合、冷却風は、偏光子及び液晶パネルの表面に概ね平行に交差する２方向から導入され、偏光子及び液晶パネルの近傍の特定の範囲で衝突して乱流が生じ、冷却風が偏光子及び液晶パネルの表面に接触する風の量を増大させることにより、冷却効率を高めることができる。同時に衝突位置を最高温度点近傍（偏光子及び液晶パネルの中心の領域）にすることにより、偏光子及び液晶パネルの温度分布を均一にでき、過熱によって起こる偏光子及び液晶パネルの光学特性の劣化を防止でき、表示品質の向上につながる。透過型及び反射型の液晶パネルを使用することができる。
【００１１】
また、第１及び第２の送風手段は共通のダクト部分と、共通のダクト部分から分岐された分岐ダクト部分とからなる。また、第１及び第２の送風手段の一方は第１のファンを含み、第１及び第２の送風手段の他方は第２のファンを含む。
【００１２】
この場合、長方形の長辺に対して垂直な方向に送り込まれる風の量は、長方形の短辺に対して垂直な方向に送り込まれる風の量よりも少ない。
【００１３】
好ましくは、光学素子は空間変調子を含み、冷却手段は空間変調子の表面に概ね平行に風を送り込む。あるいは、光学素子は、液晶パネルと、液晶パネルの光源の側に配置される第１の偏光子と、液晶パネルの投射レンズの側に配置される第２の偏光子とを含み、冷却手段は主として液晶パネルの表面と第１の偏光子の表面との間に風を送り込む。あるいは、光学素子は、液晶パネルと、液晶パネルの光源の側に配置される第１の偏光子と、液晶パネルの投射レンズの側に配置される第２の偏光子と、集光レンズとを含み、冷却手段は主として第１の偏光子の表面と集光レンズの表面との間に風を送り込む。
【００１４】
好ましくは、集光レンズは第１の偏光子に対面する側に風を案内する溝を有する。この場合、集光レンズの溝が概ね十字状に形成されている。また、集光レンズの溝が滑らかな凹面になっている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施例の投射型液晶表示装置を示す図である。投射型液晶表示装置１０はケーシング１２を有し、下記の光学素子がケーシング１２内に配置されている。投射型液晶表示装置１０は、メタルハライドランプ及びリフレクタからなる光源１４と、ＵＶ／ＩＲカットフィルタ１６と、色分離ダイクロイックミラー１８、２０と、色合成ダイクロイックミラー２２、２４と、全反射ミラー２６、２８と、第１から第３の液晶パネル３０、３２、３４と、投射レンズ３６とからなる。
【００１６】
一対の偏光子３８、４０が第１から第３の液晶パネル３０、３２、３４の各々の両側に配置され、集光レンズ４２が入射側の偏光子３８の手前に配置される。投射レンズ３６は各集光レンズ４２の焦点の位置に配置される。この投射型液晶表示装置では、無偏光光源１４から発した平行光線はＵＶ／ＩＲカットフィルタ１６で可視光となり、色分離ダイクロイックミラー２０、２２を透過もしくは反射することで、ＲＧＢ三原色の波長帯域の光に色分離される。色分離された各波長帯域の光は、各液晶パネル３０、３２、３４の入射側の偏光子３８で直線偏光となり、それぞれの液晶パネル３０、３２、３４に入射する。
【００１７】
各液晶パネル３０、３２、３４では制御信号に基づいて画像が形成されており、各液晶パネル３０、３２、３４を透過した画像光は出射側の偏光子４０を経て画像に基づいて空間変調される。偏光子３８、４０は、偏光フィルムをガラス基板に貼り付けしたものが用いられる。ＲＧＢの各画像は色合成ダイクロイックミラー２２、２４で合成されたのちに、投射レンズ３６で拡大、投射される。
【００１８】
このような投射型液晶表示装置の輝度を高めるためには、液晶パネル３０、３２、３４（及びその前後に配置した偏光子）に入射する光量を増やすことが必要であり、その結果液晶パネル３０、３２、３４、及び光入射側の偏光子３８の発熱が問題になってくる。そこで、液晶パネル３０、３２、３４及び光入射側の偏光子３８の冷却手段が設けられる。
【００１９】
図２から図５は冷却手段の例を示す図である。図２は投射型液晶表示装置１０のケーシング１２を示す側面図、図３は図２のケーシング１２の図２の線III −III に沿った断面図である。冷却手段は、ケーシング１２の外側の側面に配置されたファン４４、４６、４８を含む。ファン４４は第１の液晶パネル３０に対応した位置に設けられ、ファン４６は第２の液晶パネル３２に対応した位置に設けられ、ファン４８は第３の液晶パネル３４に対応した位置に設けられる。
【００２０】
送風ダクト５０、５２、５４がケーシング１２の内壁に取り付けられ、ファン４４、４６、４８からそれぞれの液晶パネル３０、３２、３４に向かって延びる。図４は図２及び図３の中央の送風ダクト５２の一部を示す拡大図である。図５は送風ダクト５２の送風方向及び液晶パネル３２及び偏光子３８を示す図である。図３から図５において、送風ダクト５２は共通のダクト部分５２ａと、共通のダクト部分５２ａから分岐された分岐ダクト部分５２ｂ、５２ｃとからなる。分岐ダクト部分５２ｂは液晶パネル３２の表面及び偏光子３８の表面に概ね平行に矢印Ａによって示される第１の方向から風を送り込むように形成されている。分岐ダクト部分５２ｂから吹き出された冷却風は液晶パネル３２と偏光子３８との間を矢印Ａによって示される第１の方向に吹き抜ける。
【００２１】
分岐ダクト部分５２ｃは液晶パネル３２の表面及び偏光子３８の表面に概ね平行に矢印Ｂによって示される第２の方向から風を送り込むように形成されている。分岐ダクト部分５２ｃから吹き出された冷却風は液晶パネル３２と偏光子３８との間を矢印Ｂによって示される第２の方向に吹き抜ける。
矢印Ａによって示される第１の方向と矢印Ｂによって示される第２の方向とは、互いに直交し、液晶パネル３２及び偏光子３８のほぼ中心で交差する。分岐ダクト部分５２ｂは液晶パネル３２の表面及び偏光子３８の表面全体を冷却するように配置され、分岐ダクト部分５２ｃは液晶パネル３２の表面及び偏光子３８の表面の中央部分を集中的に冷却するようになっている。
【００２２】
この構成において、冷却風は、偏光子３８及び液晶パネル３２の表面に概ね平行に交差する２方向Ａ、Ｂから導入され、偏光子３８及び液晶パネル３２の中心領域で衝突し、乱流を生じさせる。乱流が生じることにより、冷却風が偏光子３８及び液晶パネル３２の表面に接触する風の量が増大する。これにより、冷却効率を高めることができる。同時に衝突位置を最高温度点近傍（偏光子及び液晶パネルの中心の領域）にすることにより、偏光子３８及び液晶パネル３２の温度分布を均一にでき、過熱によって起こる偏光子３８及び液晶パネル３２の光学特性の劣化を防止でき、表示品質の向上につながる。特に、分岐ダクト部分５２ｃの吹き出し口はノズル状にせまくなっており、上方からの風が液晶パネルの中心部に集中して吹き付けられるようになっている。この結果、分岐ダクト部分５２ｃからの風量は小さくても、冷却効率が増大する。偏光素子及び液晶パネルには、寿命や光学特性を維持するための最高使用温度があるため、とりわけ表示部中心部分を重点的にしかも効率よく冷却するのが好ましい。
【００２３】
中央の送風ダクト５２については、矢印Ａによって示される第１の方向は図１の紙面に垂直な方向であり、矢印Ｂによって示される第２の方向は図１の紙面に平行に上から下に向かう方向である。他の送風ダクト５０、５４については、矢印Ａによって示される第１の方向は図１の紙面に垂直な方向であり、矢印Ｂによって示される第２の方向は図１の紙面に平行に右から左に向かう方向又は左から右に向かう方向である。また、偏光子及び液晶パネルは横長の長方形の形状を有し、第１の方向と第２の方向はこの長方形の長辺及び短辺に対して垂直な方向である。この場合、分岐ダクト部分５２ｃから長方形の長辺に対して垂直な方向に送り込まれる風の量は、分岐ダクト部分５２ｂから長方形の短辺に対して垂直な方向に送り込まれる風の量よりも少ない。
【００２４】
図６から図８は冷却手段の他の例を示す図である。図６は投射型液晶表示装置１０のケーシング１２を示す側面図、図７は図６のケーシング１２の図６の線VII −VII に沿った断面図である。図８は図６及び図７の冷却手段の送風方向及び液晶パネル及び偏光子を示す図である。
冷却手段は、ケーシング１２の外側の側面に第２の液晶パネル３２に対応した位置に設けられたファン５６を含む。送風ダクト５８がケーシング１２の内壁に取り付けられている。この送風ダクト５８は図６に外形を示されるように３つの液晶パネル３０、３２、３４を覆うような形状に形成され、吹き出し口がそれぞれの液晶パネル３０、３２、３４に対して設けられる。送風ダクト５８は液晶パネル３０、３２、３４の表面及び偏光子３８の表面に概ね平行に矢印Ａによって示される第１の方向から風を送り込むように形成されている。送風ダクト５８から吹き出された冷却風は液晶パネル３０、３２、３４と偏光子３８との間を矢印Ａによって示される第１の方向に吹き抜ける。
【００２５】
また、ダクト６０、６２、６４がそれぞれの液晶パネル３０、３２、３４の近傍に配置され、それぞれの液晶パネル３０、３２、３４に向かって延びる。小型のファン６１、６３、６５がそれぞれのダクト６０、６２、６４に配置される。ダクト６０、６２、６４は液晶パネル３０、３２、３４の表面及び偏光子３８の表面に概ね平行に矢印Ｂによって示される第２の方向から風を送り込むように形成されている。ダクト６０、６２、６４から吹き出された冷却風は液晶パネル３０、３２、３４と偏光子３８との間を矢印Ｂによって示される第２の方向に吹き抜ける。
【００２６】
矢印Ａによって示される第１の方向と矢印Ｂによって示される第２の方向とは、互いに直交し、液晶パネル３０、３２、３４及び偏光子３８のほぼ中心で交差する。送風ダクト５８の吹き出し口は液晶パネル３０、３２、３４の表面及び偏光子３８の表面全体を冷却するように配置され、ダクト６０、６２、６４の吹き出し口は液晶パネル３０、３２、３４の表面及び偏光子３８の表面の中央部分を集中的に冷却するようになっている。
【００２７】
この構成において、冷却風は、偏光子３８及び液晶パネル３０、３２、３４の表面に概ね平行に交差する２方向Ａ、Ｂから導入され、偏光子３８及び液晶パネル３０、３２、３４の中心領域で衝突し、乱流が生じる。よって冷却風が偏光子３８及び液晶パネル３０、３２、３４の表面に接触する風の量が増大する。これにより、冷却効率を高めることができる。同時に衝突位置を最高温度点近傍（偏光子及び液晶パネルの中心の領域）にすることにより、偏光子３８及び液晶パネル３０、３２、３４の温度分布を均一にでき、過熱によって起こる偏光子３８及び液晶パネル３０、３２、３４の光学特性の劣化を防止でき、表示品質の向上につながる。
【００２８】
大型の冷却ファン５６を含むダクト５８は冷却風を装置内部に送り込み、冷却風は液晶パネル３０、３２、３４の短辺側から液晶パネルと偏光子３８との間の空間に流れる。小型のファン６１、６３、６５は液晶パネルの長辺側から、短辺側から取り込んだ風の約半分の風速で、風を吹き込んでいる。両者の風はパネルの中心近傍で衝突し、適度な乱流を生じ、冷却効率が向上する。
【００２９】
図９は冷却手段のさらに他の例を示す図である。前の例と同様にして、冷却風は、矢印Ａによって示される第１の方向に偏光子３８と液晶パネル３２との間に送りこまれるとともに、矢印Ｂによって示される第２の方向に偏光子３８と液晶パネル３２との間に送りこまれる。さらに、冷却風は偏光子３８と集光レンズ４２との間に送りこまれる。これによって、光入射側の偏光子３８はさらに効率よく冷却される。
【００３０】
さらに、集光レンズ４２の偏光子３８に対面する側の表面は平面で形成され、集光レンズ４４の偏光子３８とは反対側の表面は曲面で形成されている。集光レンズ４２は偏光子３８に対面する側に風を案内する溝６６を有する。この溝６６は概ね十字状に形成されている。つまり、十字状の溝６６は液晶パネル３２及び偏光子３８のほぼ中心で交差する２つの直線状のガイド溝からなり、冷却風はこれらのガイド溝に沿って進み、液晶パネル３２及び偏光子３８のほぼ中心で互いに衝突して乱流を生じさせ、液晶パネル３２及び偏光子３８のほぼ中心の領域を最も効率的に冷却する。溝６６のガイド溝は、集光レンズ４２の中心を通り、短辺と長辺に平行に延び、ガイド溝の幅は７ｍｍ、深さは５ｍｍである。
【００３１】
下記の表１は、図６から８のダクト及びファンをもった構成において、集光レンズ４２が溝６６を有しない場合と、集光レンズ４２が溝６６を有する場合とで行った試験の結果を示す。
表１
構造ファン５６ファン６２偏光子３８の中央の温度
溝なしオンオフ４５℃
溝なしオンオン４１℃
溝あしオンオフ４５℃
溝あしオンオン３５℃
試験は室温において行われ、ファン５６の送風力を２０ｍ／ｓｅｃとし、ファン６２の送風力を０．５ｍ／ｓｅｃとした。集光レンズ４２が溝６６を有する場合には、きわめて良好な冷却性能が得られた。図１に示すような光学系においては、集光レンズ４２は偏光子３８にできるだけ近づけて配置し、集光レンズ４２と偏光子３８との間隔は１０ｍｍ以内にするのが好ましい。このような場合、集光レンズ４２と偏光子３８との間を風が通りにくいが、集光レンズ４２に溝６６を設けることにより、偏光子３８を良好に冷却することができる。また、集光レンズ４２が溝６６を有することにより、溝６６の表面での反射によるゴーストの発生はなかった。
【００３２】
図１０及び図１１は冷却手段のさらに他の例を示す図である。前の例と同様にして、冷却風は偏光子３８と液晶パネル３２との間に送りこまれるとともに、集光レンズ４２は偏光子３８に対面する側に風を案内する溝６６を有する。この溝６６は滑らかな凹面として形成されている。実施例においては、集光レンズ４２の外面は半径Ｒが１１０ｍｍの円筒凸面で形成され、集光レンズ４２の内面は半径ｒが９３５ｍｍの円筒凹面で形成されている。円筒凹面において、集光レンズ４２の中心付近では集光レンズ４２の端に対して１ｍｍ窪むため、偏光子３８と集光レンズ４２との間の間隔が広くなり、中心付近の冷却風が増加する。この場合にも、両方向から吹き付けられた冷却風が偏光子３８のほぼ中心で互いに衝突して乱流を生じさせ、偏光子３８のほぼ中心の領域を最も効率的に冷却する。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、冷却風が偏光子や液晶パネル等の光学素子の表面に概ね平行に互いに交差する方向から送り込まれ、冷却風が光学素子の中心で衝突し、さらに効果的な冷却を行うことができる。よって、より輝度の高い投射型表示装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の投射型液晶表示装置を示す図である。
【図２】投射型液晶表示装置のケーシングを示す側面図である。
【図３】図２のケーシングの図２の線III −III に沿った断面図である。
【図４】図２及び図３の中央の送風ダクトの一部を示す拡大断面図である。
【図５】図２から図４の冷却手段の送風方向及び液晶パネル及び偏光子を示す斜視図である。
【図６】投射型液晶表示装置のケーシングを示す側面図である。
【図７】図６のケーシングの図６の線VII −VII に沿った断面図である。
【図８】図６及び図７の冷却手段の送風方向及び液晶パネル及び偏光子を示す図である。
【図９】冷却手段のさらに他の例を示す図である。
【図１０】冷却手段のさらに他の例を示す図である。
【図１１】図１０の冷却手段のさらに他の例を示す図である。
【符号の説明】
１０…投射型液晶表示装置
１２…ケーシング
１４…光源
１８、２０…色分離ダイクロイックミラー
２２、２４…色合成ダイクロイックミラー
３０、３２、３４…液晶パネル
３６…投射レンズ
３８、４０…偏光子
４２…集光レンズ
４４、４６、４８…ファン
５０、５２、５４…送風ダクト
５６…ファン
５８…送風ダクト
６０、６２、６４…ダクト
６１、６３、６５…ファン
６６…溝[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a projection display device including a light source, at least one optical element, cooling means for the optical element, and a projection lens.
[0002]
[Prior art]
The projection type liquid crystal display device includes a light source, a liquid crystal panel having a substantially rectangular display unit, and a projection lens, and a pair of polarizers are disposed on both sides of the liquid crystal panel. The light emitted from the light source is linearly polarized by the light incident side polarizer and enters the liquid crystal panel. The light is spatially modulated based on the image information by the liquid crystal panel. The light emitted from the liquid crystal panel is projected from the projection lens through the light output side polarizing element. A condensing lens is disposed in front of the light incident side polarizer. In the case of a projection-type liquid crystal display device for color display, three sets of liquid crystal panels, a polarizer, a condenser lens, and a color separation / synthesis member are arranged.
[0003]
In order to increase the luminance of such a projection type liquid crystal display device, it is necessary to increase the amount of light incident on the polarizer and the liquid crystal panel. However, when the amount of light incident on the polarizer and the liquid crystal panel is increased, there is a problem that the polarizer and the liquid crystal panel generate heat due to light absorption. For example, when a 350 W metal halide lamp is used as the light source, the amount of light (energy) incident on the light incident side polarizer after color separation is about 8 W, of which about 50% is absorbed by the light incident side polarizer. About 4 W of heat is generated in the vicinity of the liquid crystal panel.
[0004]
The polarizer and the liquid crystal panel are generally cooled by an air cooling method. That is, air is sent into the projection type liquid crystal display device by a fan, and the cooling air cools the polarizer and the liquid crystal panel. The polarizer and the liquid crystal panel are efficiently cooled when the cooling air travels in a direction substantially parallel to the surfaces of the polarizer and the liquid crystal panel so as to pass through the space between the polarizer and the liquid crystal panel.
[0005]
In Japanese Patent Laid-Open No. 2-16897, fins having oblique protrusions are arranged in one duct, and a main air flow that flows almost straight along the duct and a flow that flows along the ceiling of the duct and is directed downward. A heat dissipating fin is disclosed which generates a secondary air flow. However, the heating element to be cooled is arranged at the bottom of the duct, and the air generally flows in a certain direction along the surface of the heating element.
[0006]
JP-A-8-29874 discloses a projection type liquid crystal display device in which cooling air is sent between a polarizer and a liquid crystal panel, and a rectifying fin is provided between the polarizer and the liquid crystal panel.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the projection type liquid crystal display device, good cooling can be performed by allowing the cooling air to be sent substantially in parallel to the surface of an optical element such as a polarizer or a liquid crystal panel. However, there is a demand for a cooling means that can perform more effective cooling as the luminance of the projection type liquid crystal display device is increased.
[0008]
An object of the present invention is to provide a projection display device including a cooling unit in which cooling air is sent substantially in parallel to the surface of an optical element such as a polarizer or a liquid crystal panel, and further effective cooling can be performed. is there.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
A projection display device according to the present invention includes a light source, at least one optical element, a cooling unit for the optical element, and a projection lens, and light emitted from the light source is modulated by the optical element, The cooling means is projected from the projection lens, and the cooling means is a first air blowing means for sending wind from a first direction substantially parallel to the surface of the optical element, and a vicinity of the optical element substantially parallel to the surface of the optical element. Second air blowing means for sending air from a second direction intersecting the first direction, and one of the first and second air blowing means is arranged to cool the entire surface of the optical element, and The other of the first and second blowing means is arranged to cool a specific part of the surface of the optical element, the optical element has a rectangular shape, and the first direction and the second direction are the length of this rectangle. Characterized by the direction perpendicular to the sides and short sides It is.
In this configuration, preferably, the first and second directions, cross in the vicinity of the maximum heat point of at least one optical element or maximum heat point.
[0010]
In this configuration, the optical optical element, for example, a liquid crystal panel, a first polarizer arranged on the side of the liquid crystal panel light source, a second polarizer arranged on the side of the projection lens of the liquid crystal panel And at least one of a condenser lens. In this case, the cooling air is introduced from two directions intersecting the polarizer and the liquid crystal panel substantially in parallel, and collides in a specific range near the polarizer and the liquid crystal panel to generate turbulent flow. The cooling efficiency can be increased by increasing the amount of air coming into contact with the child and the surface of the liquid crystal panel. At the same time, the temperature distribution of the polarizer and the liquid crystal panel can be made uniform by making the collision position close to the maximum temperature point (the central region of the polarizer and the liquid crystal panel), and the optical characteristics of the polarizer and the liquid crystal panel are deteriorated due to overheating. Can be prevented and display quality can be improved. Transmission type and reflection type liquid crystal panels can be used.
[0011]
Also, the first and second blowing means consisting of a common duct portion, the branched branch ducts portion from the common duct portion. One of the first and second blowing means includes a first fan, and the other of the first and second blowing means includes a second fan.
[0012]
In this case, the amount of wind to be fed in a direction perpendicular to the long side of the rectangle is less than the amount of wind to be fed in a direction perpendicular to the short sides of the rectangle.
[0013]
Preferably, the light optical element includes a spatial modulator, the cooling means is fed generally parallel to the wind on the surface of the space modulator. Alternatively, the light optical element comprises a liquid crystal panel, a first polarizer arranged on one side of the liquid crystal panel light source and a second polarizer disposed on the side of the projection lens of the liquid crystal panel, cooling means Mainly sends wind between the surface of the liquid crystal panel and the surface of the first polarizer. Alternatively, the light optical element includes a liquid crystal panel, a first polarizer arranged on one side of the liquid crystal panel light source, a second polarizer arranged on the side of the projection lens of the liquid crystal panel, a condensing lens The cooling means mainly sends wind between the surface of the first polarizer and the surface of the condenser lens.
[0014]
Preferably, the condensing lens has a groove for guiding the wind on the side facing the first polarizer. In this case, the groove of the condenser lens is formed in a substantially cross shape. Moreover, the groove | channel of the condensing lens is a smooth concave surface.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a diagram showing a projection type liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention. The projection type liquid crystal display device 10 has a casing 12, and the following optical elements are arranged in the casing 12. The projection-type liquid crystal display device 10 includes a light source 14 including a metal halide lamp and a reflector, a UV / IR cut filter 16, color separation dichroic mirrors 18 and 20, color synthesis dichroic mirrors 22 and 24, and total reflection mirrors 26 and 28. And first to third liquid crystal panels 30, 32 and 34, and a projection lens 36.
[0016]
A pair of polarizers 38, 40 are disposed on both sides of each of the first to third liquid crystal panels 30, 32, 34, and a condenser lens 42 is disposed in front of the incident-side polarizer 38. The projection lens 36 is disposed at the focal position of each condenser lens 42. In this projection type liquid crystal display device, parallel rays emitted from the non-polarized light source 14 become visible light by the UV / IR cut filter 16 and are transmitted or reflected by the color separation dichroic mirrors 20 and 22, so that the wavelength bands of the three primary colors of RGB can be obtained. Color separated into light. The color-separated light in each wavelength band becomes linearly polarized light by the polarizer 38 on the incident side of each liquid crystal panel 30, 32, 34, and is incident on each liquid crystal panel 30, 32, 34.
[0017]
Each liquid crystal panel 30, 32, 34 forms an image based on the control signal, and the image light transmitted through each liquid crystal panel 30, 32, 34 is spatially modulated based on the image via the output side polarizer 40. The As the polarizers 38 and 40, those obtained by attaching a polarizing film to a glass substrate are used. The RGB images are synthesized by the color synthesis dichroic mirrors 22 and 24 and then enlarged and projected by the projection lens 36.
[0018]
In order to increase the luminance of such a projection type liquid crystal display device, it is necessary to increase the amount of light incident on the liquid crystal panels 30, 32, and 34 (and the polarizers disposed before and after the liquid crystal panels). , 32 and 34 and the heat generation of the light incident side polarizer 38 becomes a problem. Therefore, cooling means for the liquid crystal panels 30, 32, 34 and the light incident side polarizer 38 is provided.
[0019]
2 to 5 are views showing examples of the cooling means. 2 is a side view showing the casing 12 of the projection type liquid crystal display device 10, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the casing 12 of FIG. 2 taken along line III-III in FIG. The cooling means includes fans 44, 46 and 48 arranged on the outer side surface of the casing 12. The fan 44 is provided at a position corresponding to the first liquid crystal panel 30, the fan 46 is provided at a position corresponding to the second liquid crystal panel 32, and the fan 48 is provided at a position corresponding to the third liquid crystal panel 34. .
[0020]
The air ducts 50, 52, and 54 are attached to the inner wall of the casing 12, and extend from the fans 44, 46, and 48 toward the liquid crystal panels 30, 32, and 34, respectively. FIG. 4 is an enlarged view showing a part of the central air duct 52 in FIGS. 2 and 3. FIG. 5 is a diagram showing the blowing direction of the blowing duct 52 and the liquid crystal panel 32 and the polarizer 38. 3 to 5, the air duct 52 includes a common duct portion 52a and branch duct portions 52b and 52c branched from the common duct portion 52a. The branch duct portion 52b is formed so as to send wind from a first direction indicated by an arrow A substantially parallel to the surface of the liquid crystal panel 32 and the surface of the polarizer 38. The cooling air blown from the branch duct portion 52b blows through the space between the liquid crystal panel 32 and the polarizer 38 in the first direction indicated by the arrow A.
[0021]
The branch duct portion 52c is formed so as to send wind from the second direction indicated by the arrow B substantially parallel to the surface of the liquid crystal panel 32 and the surface of the polarizer 38. The cooling air blown from the branch duct portion 52c blows through the space between the liquid crystal panel 32 and the polarizer 38 in the second direction indicated by the arrow B.
The first direction indicated by the arrow A and the second direction indicated by the arrow B are orthogonal to each other and intersect at approximately the center of the liquid crystal panel 32 and the polarizer 38. The branch duct portion 52b is arranged to cool the surface of the liquid crystal panel 32 and the entire surface of the polarizer 38, and the branch duct portion 52c intensively cools the surface of the liquid crystal panel 32 and the central portion of the surface of the polarizer 38. It is like that.
[0022]
In this configuration, the cooling air is introduced from two directions A and B intersecting the surfaces of the polarizer 38 and the liquid crystal panel 32 substantially in parallel, and collides with the central region of the polarizer 38 and the liquid crystal panel 32 to generate turbulent flow. Let Due to the turbulent flow, the amount of the wind that the cooling air contacts with the surfaces of the polarizer 38 and the liquid crystal panel 32 increases. Thereby, cooling efficiency can be improved. At the same time, by making the collision position in the vicinity of the maximum temperature point (the central region of the polarizer and the liquid crystal panel), the temperature distribution of the polarizer 38 and the liquid crystal panel 32 can be made uniform, and the polarizer 38 and the liquid crystal panel 32 caused by overheating can be made uniform. Deterioration of optical properties can be prevented, leading to improved display quality. In particular, the outlet of the branch duct portion 52c is formed in a nozzle shape so that the wind from above is concentrated and blown to the center of the liquid crystal panel. As a result, the cooling efficiency increases even if the air volume from the branch duct portion 52c is small. Since the polarizing element and the liquid crystal panel have a maximum use temperature for maintaining the life and optical characteristics, it is preferable to cool the center portion of the display portion with emphasis and efficiency.
[0023]
For the central air duct 52, the first direction indicated by the arrow A is a direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1, and the second direction indicated by the arrow B is from top to bottom parallel to the paper surface of FIG. It is the direction to go. For the other air ducts 50 and 54, the first direction indicated by the arrow A is a direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1, and the second direction indicated by the arrow B is parallel to the paper surface of FIG. A direction toward the left or a direction from left to right. The polarizer and the liquid crystal panel have a horizontally long rectangular shape, and the first direction and the second direction are directions perpendicular to the long side and the short side of the rectangle. In this case, the amount of wind sent from the branch duct portion 52c in the direction perpendicular to the long side of the rectangle is smaller than the amount of wind sent from the branch duct portion 52b in the direction perpendicular to the short side of the rectangle. .
[0024]
6 to 8 are diagrams showing other examples of the cooling means. 6 is a side view showing the casing 12 of the projection type liquid crystal display device 10, and FIG. 7 is a cross-sectional view of the casing 12 of FIG. 6 taken along line VII-VII in FIG. FIG. 8 is a diagram showing the air blowing direction of the cooling means of FIGS. 6 and 7, the liquid crystal panel, and the polarizer.
The cooling means includes a fan 56 provided at a position corresponding to the second liquid crystal panel 32 on the outer side surface of the casing 12. A blower duct 58 is attached to the inner wall of the casing 12. The air duct 58 is formed in a shape that covers the three liquid crystal panels 30, 32, 34 as shown in FIG. 6, and an outlet is provided for each of the liquid crystal panels 30, 32, 34. The air duct 58 is formed so as to send wind from a first direction indicated by an arrow A substantially parallel to the surfaces of the liquid crystal panels 30, 32, and 34 and the surface of the polarizer 38. The cooling air blown out from the air duct 58 blows through the space between the liquid crystal panels 30, 32 and 34 and the polarizer 38 in the first direction indicated by the arrow A.
[0025]
Further, ducts 60, 62, and 64 are disposed in the vicinity of the respective liquid crystal panels 30, 32, and 34, and extend toward the respective liquid crystal panels 30, 32, and 34. Small fans 61, 63, 65 are arranged in the respective ducts 60, 62, 64. The ducts 60, 62, and 64 are formed so as to send wind from a second direction indicated by an arrow B substantially parallel to the surfaces of the liquid crystal panels 30, 32, and 34 and the surface of the polarizer 38. The cooling air blown from the ducts 60, 62, 64 blows between the liquid crystal panels 30, 32, 34 and the polarizer 38 in the second direction indicated by the arrow B.
[0026]
The first direction indicated by the arrow A and the second direction indicated by the arrow B are orthogonal to each other and intersect at approximately the center of the liquid crystal panels 30, 32, 34 and the polarizer 38. The air outlet of the air duct 58 is disposed so as to cool the surfaces of the liquid crystal panels 30, 32 and 34 and the entire surface of the polarizer 38, and the air outlets of the ducts 60, 62 and 64 are the surfaces of the liquid crystal panels 30, 32 and 34. And the central part of the surface of the polarizer 38 is cooled intensively.
[0027]
In this configuration, the cooling air is introduced from two directions A and B that intersect the surfaces of the polarizer 38 and the liquid crystal panels 30, 32, and 34 in substantially parallel directions, and the central region of the polarizer 38 and the liquid crystal panels 30, 32, and 34. Collide and generate turbulent flow. Therefore, the amount of wind that the cooling air comes into contact with the surfaces of the polarizer 38 and the liquid crystal panels 30, 32, 34 increases. Thereby, cooling efficiency can be improved. At the same time, the temperature distribution of the polarizer 38 and the liquid crystal panels 30, 32, 34 can be made uniform by making the collision position close to the maximum temperature point (the central region of the polarizer and the liquid crystal panel). Degradation of the optical characteristics of the liquid crystal panels 30, 32, and 34 can be prevented, leading to improved display quality.
[0028]
A duct 58 including a large cooling fan 56 feeds cooling air into the apparatus, and the cooling air flows from the short sides of the liquid crystal panels 30, 32, 34 to the space between the liquid crystal panel and the polarizer 38. The small fans 61, 63, and 65 blow air from the long side of the liquid crystal panel at a wind speed that is about half that of the air taken from the short side. Both winds collide near the center of the panel, producing moderate turbulence and improving the cooling efficiency.
[0029]
FIG. 9 is a view showing still another example of the cooling means. As in the previous example, the cooling air is sent between the polarizer 38 and the liquid crystal panel 32 in the first direction indicated by the arrow A, and the polarizer 38 is supplied in the second direction indicated by the arrow B. And the liquid crystal panel 32. Further, the cooling air is sent between the polarizer 38 and the condenser lens 42 . Thereby, the polarizer 38 on the light incident side is further efficiently cooled.
[0030]
Further, the surface of the condensing lens 42 facing the polarizer 38 is formed as a flat surface, and the surface of the condensing lens 44 opposite to the polarizer 38 is formed as a curved surface. The condenser lens 42 has a groove 66 for guiding the wind on the side facing the polarizer 38. The groove 66 is formed in a substantially cross shape. That is, the cross-shaped groove 66 is composed of two linear guide grooves intersecting substantially at the centers of the liquid crystal panel 32 and the polarizer 38, and the cooling air travels along these guide grooves, and the liquid crystal panel 32 and the polarizer 38. The liquid crystal panel 32 and the polarizer 38 are cooled most efficiently by colliding with each other at approximately the center of the liquid crystal panel to generate turbulent flow. The guide groove of the groove 66 passes through the center of the condenser lens 42 and extends parallel to the short side and the long side, and the guide groove has a width of 7 mm and a depth of 5 mm.
[0031]
Table 1 below shows the results of tests performed when the condenser lens 42 does not have the groove 66 and when the condenser lens 42 has the groove 66 in the configuration having the duct and the fan shown in FIGS. Indicates.
Table 1
Structure Fan 56 Fan 62 No temperature groove in the center of the polarizer 38 On Off 45 ° C
No groove On On 41 ℃
Groove ditch on off 45 ℃
Mizonashi On On 35 ℃
The test was performed at room temperature, the blowing force of the fan 56 was 20 m / sec, and the blowing force of the fan 62 was 0.5 m / sec. When the condenser lens 42 has the groove 66, a very good cooling performance was obtained. In the optical system as shown in FIG. 1, the condenser lens 42 is preferably arranged as close as possible to the polarizer 38, and the distance between the condenser lens 42 and the polarizer 38 is preferably within 10 mm. In such a case, although it is difficult for the wind to pass between the condenser lens 42 and the polarizer 38, the polarizer 38 can be cooled satisfactorily by providing the groove 66 in the condenser lens 42. Further, since the condensing lens 42 has the groove 66, no ghost is generated due to reflection on the surface of the groove 66.
[0032]
10 and 11 are diagrams showing still another example of the cooling means. As in the previous example, the cooling air is sent between the polarizer 38 and the liquid crystal panel 32, and the condenser lens 42 has a groove 66 for guiding the wind on the side facing the polarizer 38. The groove 66 is formed as a smooth concave surface. In the embodiment, the outer surface of the condenser lens 42 is formed as a cylindrical convex surface with a radius R of 110 mm, and the inner surface of the condenser lens 42 is formed as a cylindrical concave surface with a radius r of 935 mm. In the cylindrical concave surface, 1 mm is recessed with respect to the end of the condenser lens 42 in the vicinity of the center of the condenser lens 42, so that the space between the polarizer 38 and the condenser lens 42 is widened, and the cooling air near the center is increased. To do. Also in this case, the cooling air blown from both directions collides with each other at substantially the center of the polarizer 38 to generate turbulent flow, thereby cooling the region at the substantially center of the polarizer 38 most efficiently.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the cooling air is sent to the surface of the optical element such as a polarizer or a liquid crystal panel from directions substantially parallel to each other, and the cooling air collides with the center of the optical element. Effective cooling can be performed. Therefore, a projection display device with higher luminance can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a projection type liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view showing a casing of the projection type liquid crystal display device.
3 is a cross-sectional view of the casing of FIG. 2 along line III-III in FIG.
4 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the central air duct in FIGS. 2 and 3. FIG.
5 is a perspective view showing a blowing direction of the cooling means of FIGS. 2 to 4, a liquid crystal panel, and a polarizer. FIG.
FIG. 6 is a side view showing a casing of the projection type liquid crystal display device.
7 is a cross-sectional view of the casing of FIG. 6 taken along line VII-VII of FIG.
8 is a diagram showing a blowing direction, a liquid crystal panel, and a polarizer of the cooling means of FIGS. 6 and 7. FIG.
FIG. 9 is a view showing still another example of the cooling means.
FIG. 10 is a diagram showing still another example of the cooling means.
11 is a view showing still another example of the cooling means of FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Projection-type liquid crystal display device 12 ... Casing 14 ... Light source 18, 20 ... Color separation dichroic mirror 22, 24 ... Color synthetic | combination dichroic mirror 30, 32, 34 ... Liquid crystal panel 36 ... Projection lens 38, 40 ... Polarizer 42 ... Collection Optical lenses 44, 46, 48 ... Fans 50, 52, 54 ... Air duct 56 ... Fan 58 ... Air ducts 60, 62, 64 ... Ducts 61, 63, 65 ... Fan 66 ... Groove

Claims

A light source; at least one optical element; a cooling means for the optical element; and a projection lens. Light emitted from the light source is modulated by the optical element, projected from the projection lens, and the cooling means. Includes a first blowing means for sending wind from a first direction substantially parallel to the surface of the optical element, and a first air crossing the first direction in the vicinity of the optical element substantially parallel to the surface of the optical element. Second air blowing means for sending wind from two directions, and one of the first and second air blowing means is arranged to cool the entire surface of the optical element, and the first and second air blowing means The other of the means is arranged to cool a specific part of the surface of the optical element, the optical element having a rectangular shape, the first direction and the second direction being the long side of the rectangle and A projection display device characterized in that the direction is perpendicular to a short side.

2. The projection display device according to claim 1, wherein the first direction and the second direction intersect at or near the maximum heat generation point of the at least one optical element.

3. The projection type display device according to claim 1, wherein the first and second air blowing means comprise a common duct portion and a branched duct portion branched from the common duct portion.

One of the first and second air blowing means includes a first fan, and the other of the first and second air blowing means includes a second fan . The projection display device according to item 1 .

The optical element includes a liquid crystal panel, a first polarizer disposed on a light source side of the liquid crystal panel, and a second polarizer disposed on a projection lens side of the liquid crystal panel, The projection type display device according to any one of claims 1 to 4, wherein the cooling means sends air mainly between a surface of the liquid crystal panel and a surface of the first polarizer.

The optical element includes a liquid crystal panel, a first polarizer disposed on the light source side of the liquid crystal panel, a second polarizer disposed on the projection lens side of the liquid crystal panel, and a condenser lens. The projection according to any one of claims 1 to 4 , wherein the cooling means feeds air mainly between a surface of the first polarizer and a surface of the condenser lens. Type display device.

The projection display device according to claim 6 , wherein the condenser lens has a groove for guiding wind on a side facing the first polarizer.