JP4155255B2

JP4155255B2 - プロジェクタ装置

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Publication number: JP4155255B2
Application number: JP2004273815A
Authority: JP
Inventors: 暢丈岩瀬
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2004-09-21
Filing date: 2004-09-21
Publication date: 2008-09-24
Anticipated expiration: 2024-09-21
Also published as: CN100465777C; US20060061736A1; CN1752841A; JP2006091143A; US7314280B2

Description

本発明は、例えば、透過型液晶パネルを使用したリアプロジェクションテレビ等に用いて好適なプロジェクタ装置に関し、詳しくは、光源ランプからの光の偏光方向を揃えるためのＰＳ変換素子（以下、ＰＳコンバータという）を冷却した後の温風を排出し、ＰＳコンバータ及び光学プリズムユニットの冷却効果を改善できるようにしたプロジェクタ装置を実現するものである。

リアプロジェクションテレビは、光源ランプからの光を赤色、緑色、青色の各液晶パネル及びダイクロイックプリズムからなる光学プリズムユニットに照射することによって映像をスクリーンに投射できるようにされている。さらに詳しく説明すると、光源ランプからの光はＰＳコンバータにより光の偏光方向を揃えた後、液晶パネル及びダイクロイックプリズムからなる光学プリズムユニットに照射される。

この光学プリズムユニットの液晶パネルやＰＳコンバータは光源ランプからの光によって高温に加熱される。特にＰＳコンバータは光源ランプからの光を直接受けるため、非常に高温になるデバイスであり、例えば、７５℃前後にも達する。このようなことから、液晶パネル及びＰＳコンバータはシロッコファン等の冷却機構からの送風によって冷却するようにされている。

ここで、従来、上述したようなプロジェクタ装置において、液晶パネルを有する光学プリズムユニットを送風装置により冷却するようにした技術が開示されている。（例えば、特許文献１参照。）

上述した特許文献１の技術は、光学系ユニット２と、光学系ユニット２のライトバルブ部周辺を冷却する冷却ファン３と、光学系ユニット２及び冷却ファン３を組付けた外装キャビネット４を備え、冷却ファン３にシロッコファンを使用し、シロッコファンからの送風をダクト５でライトバルブ周辺に導き、ダクト内の風量制御手段で分配し、ライトバルブ周辺を効果的に冷却するようにしたというものである。
特開２００１−１３５８９号公報

しかし、特許文献１の技術では、ＰＳコンバータの冷却に関する記載はないが、従来のプロジェクタ装置ではＰＳコンバータを冷却した後の温風の排気の行き場所がなく、このため、該温風は液晶パネルの有する光学プリズムユニットが壁面で囲まれている空間内に進入し滞留する。したがって、ＰＳコンバータを冷却した後の排出されない温風の滞留で、液晶パネルや入出力偏向板、また、ＰＳコンバータ自体の冷却効果が低下し、各々のデバイスの寿命が短くなるといった問題がある。

本発明は、上述したような課題を解消するためになされたもので、ＰＳコンバータを冷却した後の温風の滞留を解消し、ＰＳコンバータや光学プリズムユニットの冷却効果を改善することで、デバイスの寿命を長くすることのできるプロジェクタ装置を得ることを目的とする。

上記の課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明による請求項１に記載のプロジェクタ装置は、外装キャビネットと、赤色光、緑色光及び青色光をそれぞれ変調する液晶パネル及びダイクロイックプリズムを有する光学プリズムユニットと、光源ランプからの光を偏光するためのＰＳ変換素子とを備え、外装キャビネット内に組み付けられた光学系ユニットと、吸気口を有するシロッコファンと、シロッコファンからの送風を第１の送風ダクトを通じて光学プリズムユニットに導き冷却すると共に冷却に供され温められた温風を第１の排出ダクトから外装キャビネット内の上方に導く第１の風路と、第１の風路とは仕切り壁により仕切られ、シロッコファンからの送風を第１の送風ダクトから第２の送風ダクトを通じてＰＳ変換素子に導き冷却すると共に冷却に供され温められた温風を第２の排出ダクトを介して第１の排出ダクトの一側壁から第１の排出ダクト内に導く第２の風路と、を有する冷却手段と、第２の風路によって第１の排出ダクト内に導かれた温風を外装キャビネット内の上方に導くガイド板と、を備えることを特徴とする。

また、請求項２に記載のプロジェクタ装置は、ガイド板は、第１の風路と第１の排出ダクトの一側壁との間に配置されていることを特徴とする。

本発明のプロジェクタ装置によれば、ＰＳコンバータを冷却した後の温められた温風は第２の風路を通って外装キャビネット内へ排出されるので、ＰＳコンバータの冷却効果を高めることができる。また、ＰＳコンバータの冷却に供されて温められた温風が光学プリズムユニットへ進入して滞留するのを回避することができ、光学プリズムユニットの冷却効果も高めることができる。これによって、ＰＳコンバータや液晶パネル、また、入出力偏向板等のデバイスの寿命を長くすることができる。

また、本発明のプロジェクタ装置によれば、第２の風路の出口部分に、第２の風路からの温風を外装キャビネット内へ導くガイド板を備えたので、ＰＳコンバータを冷却した後の温められた温風がガイド板によってガイドされ確実に外装キャビネット内へ排出され、光学プリズムユニットに滞留することもない。

以下、本発明によるプロジェクタ装置の最良の実施の形態をリアプロジェクションテレビに適用した場合を例にとって図面を参照して説明する。

図１はリアプロジェクションテレビの全体の内部構成を示した側面図である。
リアプロジェクションテレビの外筐体を構成する外装キャビネット１は、下端部にボトムキャビネット２を有している。外装キャビネット１内の下部には光源ランプ３から射出された光束を変調し、画像情報に応じて光学像を形成する光学ユニット４と、この光学ユニット４からの光学像を拡大投写する投写レンズ５が配置されている。そして、投写レンズ５から拡大投写された光学像はキャビネット１内に斜めに配置された反射ミラー６を反射し、キャビネット１前面のスクリーン７に投影される。

図２に光学ユニット４の詳細な構成図を示す。
光学ユニット４は、光源ランプ３と、フライアイレンズ群２２と、ＰＳコンバータ２３と、色分解ミラー（ダイクロイックミラー）２５,２６と、反射ミラー２４,２７,２８,２９と、３枚のコンデンサレンズ３０Ｒ,３０Ｇ,３０Ｂと、入射側偏光板３６,液晶パネル３１Ｒ,３１Ｇ,３１Ｂ及び出射側偏光板３７からなる３組のライトバルブ３５と、色合成用のクロスプリズム（ダイクロイックプリズム）３２と、プロジェクションレンズ３３と、ユニットフレーム３４を備えている。

ＰＳコンバータ２３は、誘電体膜がコーティングされた短冊状のガラスを接着材で貼り合わせることにより形成されている。また、液晶パネル３１Ｒ,３１Ｇ,３１Ｂの入射側には、それぞれ入射側の偏光板（偏光フィルム）３６が薄いガラス板を介してコンデンサレンズ３０Ｒ,３０Ｇ,３０Ｂに接着されていると共に、液晶パネル３１Ｒ,３１Ｇ,３１Ｂの出射側には、それぞれ偏光板３７が薄いガラス板を介してクロスプリズム３２に接着されている。

光源ランプ３から照射された光は、フライアイレンズ群２２によって均一化され、ＰＳコンバータ２３によって偏光方向が揃えられた後、反射ミラー２４,２７,２８,２９、色分解ミラー２５,２６によって、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に分解される。

コンデンサレンズ３０Ｒ,３０Ｇ,３０Ｂ及び偏光板３６を通して液晶パネル３１Ｒ,３１Ｇ,３１Ｂに照射された各色の光は、画像信号によって変調され、偏光板３７を通してその透過率が制御される。このようにして液晶パネル３１Ｒ,３１Ｇ,３１Ｂ上に形成された画像は、クロスプリズム３２によって色合成され、投写レンズ５によってスクリーン７に投影される。

次に、光学ユニット４のライトバルブ３５及びＰＳコンバータ２３の冷却のための風路機構について説明する。図３及び図４は外装キャビネット１の下ユニットボックス４０に光源ランプ３及び投写レンズ５と共に上述した光学ユニット４を納めたユニットフレーム３４がセットされた状態を異なる方向から見たそれぞれの外観斜視図、図５はユニットフレーム３４を取り外した状態の下ユニットボックス４０の外観斜視図、図６はライトバルブの排気ダクトと、ＰＳコンバータの排気通路を示した外観斜視図、図７は同じくＰＳコンバータの排気通路に排気ダクトを接続した外観斜視図、図８は冷却に供された温風の還流を示したリアプロジェクションテレビの内部の側面図、図９は同じく拡大した側面図、図１０は図８のＡ−Ａ線における断面で、ライトバルブ及びＰＳコンバータの冷却通路と温風の排気通路の断面図である。

下ユニットボックス４０の底部には、送風手段としてのシロッコファン４１が配置されている。このシロッコファン４１の送風側には、送風口４１ａから送風されたエアーが導かれる第１の送風ダクト４２があり、この第１の送風ダクト４２から吹き上がるエアーがライトバルブ３５の風路４３を形成する入射側偏光板３６や出射側偏光板３７及び液晶パネル３１Ｒ,３１Ｇ,３１Ｂの隙間を通過することによって、ライトバルブ３５を冷却するようにしている。

また、下ユニットボックス４０の底部には、第１の送風ダクト４２に連通する第２の送風ダクト４４があり、この第２の送風ダクト４４から吹き上がるエアーがＰＳコンバータ２３の風路４５を通過することによって、ＰＳコンバータ２３を冷却するようにしている。

ここで、ユニットフレーム３４の上面には上ユニットボックス４６が取り付けられ、この上ユニットボックス４６のライトバルブ３５側は第１のダクト４７で囲まれ、風路４３と連通している。第１のダクト４７はスクリーン７が配置されている外装キャビネット１内に開口している。

また、ＰＳコンバータ２３の風路４５は、ユニットフレーム３４の仕切り壁３４ａによってライトバルブ３５の風路４３とは遮断されている。

ＰＳコンバータ２３の風路４５は、上ユニットボックス４６に形成した排気口４８に連通され、この排気口４８に接続した第２のダクト４９を介して上述した第１のダクト４７の一側壁４７ａからダクト４７内に通じている。また、第１のダクト４７内には第２のダクト４９からダクト４７内に流入するエアーを外装キャビネット１側へ導くためのガイド板５０が形成されている。符号５１はシロッコファン４１へエアーを吸入するためのフィルターを備えた吸気口であって、吸気口５１から吸い込まれたエアーは、空洞部Ａへ吸入され、この空洞部Ａからシロッコファン４１へ下流して吸い込まれ送風口４１ａから送風される。このように構成したシロッコファン４１は、吸気口５１が外装キャビネット１内に露出した状態に配置されている。なお、図９において、外装キャビネット１と空洞部Ａとはクッションシール材５２により密閉状態にされている。

次に、ライトバルブ３５及びＰＳコンバータ２３の冷却作用と、冷却した後の温風の排出流路について説明する。

シロッコファン４１の送風口４１ａから送風されたエアーは、第１の送風ダクト４２を通り、ここから矢印ａで示すように吹き上がったエアーがライトバルブ３５の風路４３に流入する。ここで、エアーは入射側偏光板３６や出射側偏光板３７及び液晶パネル３１Ｒ,３１Ｇ,３１Ｂの隙間を通過しライトバルブ３５を冷却する。そして、ライトバルブ３５の冷却に供されて温められた温風は、第１のダクト４７内へ流入し、ここから外装キャビネット１内へ排出される。

一方、シロッコファン４１の送風口４１ａから送風されたエアーのうち、一部のエアーは第１の送風ダクト４２から第２の送風ダクト４４を通り、ここから矢印ｂで示すように吹き上がったエアーがＰＳコンバータ２３の風路４５を通過することによって、ＰＳコンバータ２３を冷却する。そして、ＰＳコンバータ２３の冷却に供されて温められた温風は、上ユニットボックス４６の排気口４８から第２のダクト４９を経て第１のダクト４７内に流入する。ここで、第２のダクト４９から第１のダクト４７内へ流入した温風は、第１のダクト４７内に配置したガイド板５０に突き当たることで、矢印ｃで示すように上流し、外装キャビネット１内へ排出される。

ここで、ライトバルブ３５を冷却し温められた温風と、ＰＳコンバータ２３を冷却し温められた温風は、外装キャビネット１内に滞留させることで常温に近く冷され、この冷やされたエアーがシロッコファン４１の吸気口５１から吸入されて還流し、再びライトバルブ３５及びＰＳコンバータ２３の冷却に寄与される。

このように本発明によれば、ＰＳコンバータ２３が冷却され温められた温風を専用の排気口４８から第２のダクト４９を経て第１のダクト４７を通り、外装キャビネット１内へ排出するようにしたことで、従来のようにＰＳコンバータ２３の冷却に供された温風が液晶パネル等を備えるライトバルブ側に滞留して、ライトバルブの冷却作用を阻害するようなことが回避され、ライトバルブ３５やその風路４３の冷却を効果的に行うことができる。これによって、ライトバルブ３５を構成する入射側偏光板３６や出射側偏光板３７及び液晶パネル３１Ｒ,３１Ｇ,３１Ｂの寿命を長くすることができる。

また、ＰＳコンバータ２３が冷却され温められた温風が専用の排気口４８から第２のダクト４９を経て外装キャビネット１内へ強制的に排出されるので、温風がＰＳコンバータ２３の周辺に漂うこともなく、ＰＳコンバータ２３及びその風路４５の冷却を効果的に行うことができる。例えば、ＰＳコンバータ２３の冷却が十分に行えなかった場合では、ＰＳコンバータ２３の温度が７５℃近くであったものが、本発明の風路機構を適用することによって、６０℃以下に下がりＰＳコンバータ２３の寿命を長くすることができる。

また、ＰＳコンバータ２３の冷却に供されて第２のダクト４９から第１のダクト４７内へ流入した温風を、第１のダクト４７内に配置したガイド板５０に突き当て、矢印ｃで示すように上流して外装キャビネット１内へ排出されるようにしたことで、この温風がライトバルブ３５側に流入することもなく、ライトバルブ３５の冷却作用を損なうこともない。

本発明は、上述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。

本発明の実施の形態では、リアプロジェクションテレビに適用した場合について説明したが、その他、フロントプロジェクションテレビにも広く適用可能である。

本発明に適用されるリアプロジェクションテレビの全体の内部構成図である。光学ユニットの詳細な構成図である。外装キャビネットの下ユニットボックスに光源ランプ及び投写レンズと共に光学ユニットを納めたユニットフレームがセットされた状態の外観斜視図である。同じく図３を異なる方向から見た外観斜視図である。ユニットフレームを取り外した状態の下ユニットボックスの外観斜視図である。ライトバルブの排気ダクトと、ＰＳコンバータの排気通路を示した外観斜視図である。同じくＰＳコンバータの排気通路に排気ダクトを接続した外観斜視図である。冷却に供された温風の還流を示したリアプロジェクションテレビの内部の側面図である。同じく拡大した側面図である。図８のＡ−Ａ線における断面で、ライトバルブ及びＰＳコンバータの冷却通路と温風の排気通路の断面図である。

符号の説明

１…リアプロジェクションテレビの外装キャビネット、３…光源ランプ、４…光学ユニット、５…投写レンズ、６…反射ミラー、７…スクリーン、２３…ＰＳコンバータ、３１Ｒ,３１Ｇ,３１Ｂ…液晶パネル、３４ａ…仕切り壁、３５…ライトバルブ、３６…入射側偏光板、３７…出射側偏光板、４０…下ユニットボックス、４１…シロッコファン、４１ａ…送風口、４２…第１の送風ダクト、４３…風路、４４…第２の送風ダクト、４５…風路、４６…上ユニットボックス、４７…第１のダクト、４８…排気口、４９…第２のダクト、５０…ガイド板、５１…吸気口

Claims

外装キャビネットと、
赤色光、緑色光及び青色光をそれぞれ変調する液晶パネル及びダイクロイックプリズムを有する光学プリズムユニットと、光源ランプからの光を偏光するためのＰＳ変換素子とを備え、上記外装キャビネット内に組み付けられた光学系ユニットと、
吸気口を有するシロッコファンと、上記シロッコファンからの送風を第１の送風ダクトを通じて上記光学プリズムユニットに導き冷却すると共に冷却に供され温められた温風を第１の排出ダクトから上記外装キャビネット内の上方に導く第１の風路と、上記第１の風路とは仕切り壁により仕切られ、上記シロッコファンからの送風を第１の送風ダクトから第２の送風ダクトを通じて上記ＰＳ変換素子に導き冷却すると共に冷却に供され温められた温風を第２の排出ダクトを介して上記第１の排出ダクトの一側壁から上記第１の排出ダクト内に導く第２の風路と、を有する冷却手段と、
上記第２の風路によって上記第１の排出ダクト内に導かれた温風を上記外装キャビネット内の上方に導くガイド板と、
を備えるプロジェクタ装置。
上記ガイド板は、上記第１の風路と上記第１の排出ダクトの一側壁との間に配置されている、
請求項１に記載のプロジェクタ装置。