JP4251696B2 - Projection display - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶パネルに形成された映像を、投写レンズにより拡大投写する投写型表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図29は液晶パネルを用いた従来の投写型表示装置の基本構成を示す立面図である。ここで、TN型液晶パネルを用いた例を説明するが、以下の説明は大部分他の方式の液晶パネル、例えば分散型液晶パネルが用いられている場合にも当てはまる。図において、1は例えばハロゲンランプやメタルハライドランプなどで構成された光源、2は光源1から出射された光の内、特定偏光成分のみを選択透過する第1の偏光選択素子、3は第1の偏光選択素子2により選択された特定の偏光成分の光を、映像信号に応じて変調する液晶パネル、4は第1の偏光選択素子2と同様に特定の偏光成分の光のみを選択透過する第2の偏光選択素子である。但し、分散型液晶パネルの場合、第1及び第2の偏光選択素子2及び4は不要である。5は第2の偏光選択素子4を透過した映像光を拡大投写する投写レンズ、6は第1及び第2の偏光選択素子2及び4、及び液晶パネル3を冷却する為の冷却ファンである。
【0003】
このような従来の投写型表示装置においては、光源1から出射した照明光は、第1の偏光選択素子2に入射する。この照明光は通常さまざまな偏光成分を含んでいるが、第1の偏光選択素子2により選択透過されて特定の偏光成分の照明光のみが液晶パネル3に入射する。液晶パネル3に入射した照明光は映像信号に従って変調され、さらに第2の偏光選択素子4により選択透過され、投写レンズ5により拡大投写される。
【0004】
第1及び第2の偏光選択素子2及び4、及び液晶パネル3は上記のように照明光を照射され高温になるが、それぞれの機能を維持する為に、冷却ファン6により風を吹き付けて冷却される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
従来の投写型表示装置は、以上のように構成されているので、下記の理由から映像の明るさが不均一であったり、色のむらが生じたりする。この問題は、明るい映像より、暗い映像においてより深刻である。
【0006】
まず、入射した光を選択的に透過することにより映像信号により変調を行なう液晶パネル3に関し、入力される映像信号が一定であっても、温度変化により液晶パネル3の透過率が変化してしまうという特性がある。液晶パネル3は、透過率が100%ではないので、透過しない光は、殆どが熱に変わる。液晶パネル3は耐熱性が低く、変調特性を失うか、温度変化により透過率特性が変わるという問題がある。また、第1及び第2の偏光選択素子2及び4は耐熱性が低く、熱により偏光特性を失うか、透過率が著しく低下するいう問題がある。
【0007】
その為に冷却ファン6により冷却する必要があるが、従来の投写型表示装置では、第1及び第2の偏光選択素子2及び4、及び液晶パネル3の上部または下部に冷却ファン8を備えるだけある。そのため、冷却ファンからの風のうちには他に漏れる風も少なくなく、冷却ファン6の送風能力を有効に利用できなかった。よりよく冷やす為には、冷却ファン6の回転速度を上げたり、ファンを大型にするしかなく、投写型表示装置の消費電力が多くなったり、サイズが大きくなったりするという問題があった。
【0008】
また、液晶パネル面内の異なる部分において、受ける光の強さの差や放熱性の差のために温度差が生じ、これにより映像の明るさや色にむらが生じることがあるが、よりよく冷やしたい個所を選別して冷却することもできなかった。さらに、平板形状である第1及び第2の偏光選択素子2及び4、及び液晶パネル3はその面内において、中央部は周辺部に比べ、光源から受ける光がより強く、また放熱性が悪い為、温度差が生じる。このため液晶パネル3の面内において、光の透過率が異なってしまう。また、通常液晶パネル3は、二枚の板ガラスの間に液晶を封入しており、面内の温度差によりこの板ガラスに歪みが生じ、液晶層の厚みが部分的に異なってしまう。液晶パネル3は液晶層の厚みの変化により、照明光の変調度合いが本来の映像信号とは異なってしまう。この照明光が第2の偏光選択素子4で選択透過されると、本来の映像信号と異なる映像光となってしまう。
【0009】
さらに、冷却により液晶パネルの全面にわたり温度を均一にしても、液晶パネルには、その各部分間で表示特性に差異があり、映像の色や明るさのむらが生じることがあった。
【0010】
また、光の三原色である赤・緑・青専用の3枚の液晶パネル3を使用する三板式の場合は、3枚の液晶パネル間に表示特性の差があったり、温度差が生じたりして、これらによる明るさのむらが、各液晶パネル内での明るさのむらに重畳されて、明るさのむらが一層ひどくなったり、色バランスが崩れたりする。
【0011】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、冷却ファンの高速回転化や大型化に伴う、投写型表示装置の大消費電力化や大型化を避け、冷却ファンから送風される風を制御することで、偏光選択素子や液晶パネルの温度のばらつきに起因する、映像の明るさや色のむらなどが少ない投写型表示装置を得ることを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明の投写型表示装置は、映像信号に応じて光を変調する複数の液晶パネルを含む冷却対象物と、上記冷却対象物を冷却する冷却ファンと、上記冷却対象物と上記冷却ファンの間に配置された、少なくとも1つの風導板を含む風制御手段とを備え、
上記投写型表示装置がさらに上記複数の液晶パネルからの光を合成するプリズムを有し、上記冷却ファンが上記液晶パネル及び上記プリズムの上部及び下部の少なくとも一方に設置され、
上記風導板は、
上記プリズムに対応する位置に設けられ、上記冷却ファンの回転円の接線の方向に対し直交する第1の部分と、
上記液晶パネルに対応する位置に設けられ、上記液晶パネルの面に略平行に延びた第2の部分とを有し、
上記第2の部分が、上記液晶パネルの入光側の下部に設けられ、かつ上記第2の部分の上記液晶パネル側の出口が風を送るべき範囲に応じた大きさに絞られることにより、風が上記液晶パネルの面に沿って流れるようにしたものである。
【0024】
上記風導板の、上記液晶パネル側の端を、上記液晶パネル面に向けて傾斜させ又は湾曲させても良い。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面を参照して説明する。
実施の形態1.
最初に図1及び図2を参照して実施の形態1を説明する。図1は、本発明の実施の形態1による投写型表示装置の基本構成を示す概略立面図である。図2は、図1の風制御部材7Aの斜視図である。
【0026】
これらの図において、1乃至6は従来の例と同じであるのでその説明を省略する。風制御部材7Aは冷却ファン6から第1及び第2の偏光選択素子2及び4、及び液晶パネル3に吹き付けられる冷却風を制御するものである。
【0027】
本実施の形態の風制御部材7Aは例えば、図2のように、外形が直方体状であり、且つ第1及び第2の偏光選択素子2及び4、及び液晶パネル3と、冷却ファン6をつなぐ通風孔21を備えたものである。この通風孔21は、断面が円形であり、その中心線21zは冷却ファン6の回転軸線6zに平行である。また、この通風孔21は、第1及び第2の偏光選択素子2及び4、及び液晶パネル3側の出口21bが、冷却風を送るべき範囲に応じた大きさに絞られ、冷却ファン6側の入口21aが冷却ファン6からの送風をすべて受け入れるように大きくしてある。このため、他に漏れる冷却風はほとんど無く、かつ冷却が必要な第1及び第2の偏光選択素子2及び4、及び液晶パネル3に効率よく送風できる。そのため、第1及び第2の偏光選択素子2及び4、及び液晶パネル3への冷却風量が増え、冷却ファン6の高速回転化や大型化に伴う、投写型表示装置の消費電力の増加やサイズの増大を引き起こすことなく、有効に冷却できる。
【0028】
このように、冷却ファン6から送風される風を制御することで、ファンからの風を有効に冷却対象である、偏光選択素子2、4及び液晶パネル3に向けることができ、これらを効果的に冷却することにより、温度ばらつきに起因して生じる、映像の部分的な明るさや色のむらなどが少ない投写型表示装置を得ることができる。
実施の形態2.
次に図3を参照して実施の形態2を説明する。図3は、本実施の形態で用いられる風制御部材7Bを示す立面図である。
【0029】
この実施の形態の全体的構成は図1と同じである。この実施の形態では、図1に示す風制御部材7Aの代わりに、図3に示す風制御部材7Bを用いる。図3の風制御部材7Bは風制御部材7Aと類似形状をしているが、通風孔22の入口22aと出口22bの径が同じで、通風孔の中心軸線23が冷却ファン6の回転軸線6zに対して傾いている点が異なる。
【0030】
実施の形態1では、通風孔21の中心軸線が傾かず、冷却ファン6の回転軸線6zに平行の方向即ち鉛直方向にある為、冷却風は冷却ファン6から鉛直方向に送風される。一方、実施の形態2の通風孔22の中心軸線23は傾いているので、冷却風を任意の斜めの方向に送風できる。このようにして冷却風の風向を制御する事ができる。
【0031】
このように、冷却ファン6から送風される風の向きを制御することで、偏光選択素子や液晶パネルの温度ばらつきに起因する、映像の部分的な明るさや色のむらなどが少ない投写型表示装置を得ることができる。
実施の形態3.
次に図4及び図5を参照して実施の形態3を説明する。図4は、本実施の形態で用いられる風制御部材7Cの斜視図、図5は、図4の風制御部材7Cを、液晶パネル3及び偏光選択素子2及び4、及び冷却ファン6と共に示す概略立面図である。
【0032】
この実施の形態の風制御部材7Cは、2つの通風孔24及び25を有する。通風孔24は液晶パネル3の入光側の下部に位置し、冷却ファン6からの風を液晶パネル3の入光側に導く。通風孔25は、液晶パネル3の出光側の下部に位置し、冷却ファン6からの風を液晶パネル3の出光側に導く。
【0033】
通風孔24及び25は断面が矩形である。通風孔24及び25は幅(光源からの照明光の進行方向に直行する方向の寸法)wa, wbが互いに等しい。一方、通風孔24の奥行き(照明光の進行方向の寸法)daが通風孔25の奥行きdbよりも大きく、従って、通風孔24断面積の方が、通風孔25の断面積よりも大きく、冷却ファン6からの風のうち、通風孔24を通って液晶パネル3の入光側に導かれる風の量の方が、通風孔25を通って液晶パネル3の出光側に導かれる風の量よりも多い。従って、液晶パネル3の入光側の方がより強力に冷却される。このように、実施の形態3の風制御部材は、液晶パネルの入光側と出光側とで個別に風の制御をする、言い換えると風の分配の仕方を制御するものである。
【0034】
液晶パネルは一般に光源からの光を受ける入光側の方がより多く加熱され、温度が高くなり勝ちである。そこで、入光側をより強力に冷却することで、入光側と出光側の温度差を小さくできる。
【0035】
なお、何らかの理由で、入光側よりも出光側をより強力に冷却する必要がある場合には、図4, 図5とは逆に出光側に設けられた通風孔の断面積をより大きくすれば良い。
【0036】
このように、液晶パネルの入光側と出光側において、冷却ファン6から送風される風を個別に制御することで、入光側と出光側とで発熱量が異なる場合にも、また表示特性が一様でない場合にも、液晶表示パネルをより効率的に冷却し、液晶パネルの動作を安定させることができる。
実施の形態4.
次に図6及び図7を参照して実施の形態4を説明する。図6は、本実施の形態で用いられる風制御部材7Dの斜視図、図7は、図6の風制御部材7Dを、液晶パネル3と共に示す平面図である。
【0037】
この実施の形態の風制御部材7Dは、3つの通風孔26, 27, 28を有する。通風孔26は液晶パネル3の中央部(幅方向の中央部)に位置し、冷却ファン6からの風を液晶パネル3の中央部に導く。通風孔27, 28は、液晶パネル3の両側部の下部に位置し、冷却ファン6からの風を液晶パネル3の両側部に導く。
【0038】
通風孔26, 27, 28は断面が矩形である。通風孔26の奥行きdcが、通風孔27, 28の奥行きdd, deよりも大きく、従って、単位幅方向寸法当たりの風の量は、通風孔26を通る風の方が、通風孔27, 28を通る風よりも多い。従って、液晶パネル3の中央部の方がより強力に冷却される。このように、実施の形態4の風制御部材7Dは、液晶パネル3の面内で、ところにより冷却の強さを変える制御するものである。
【0039】
液晶パネルは一般に、光源からの光の強さが中央部の方が強く、また周辺部の方が放熱性が良好であるため、中央部の温度が高くなり勝ちである。そこで、中央部をより強力に冷却することで、中央部と周辺部又は側部の温度差を小さくできる。
【0040】
なお、何らかの理由で、中央部よりも側部をより強力に冷却する必要がある場合には、図6, 図7とは逆に側部に設けられた通風孔の奥行きをより大きくすれば良い。
【0041】
このように、液晶パネルの中央部と側部において、冷却ファン6から送風される風を個別に制御する、言い換えると風の分配の仕方を制御することで、中央部と側部とで発熱量が異なる場合にもまた、表示特性が一様でない場合にも、温度差を小さくし、液晶表示パネルをより効率的に冷却し、液晶パネルの動作を安定させることができる。
実施の形態5.
次に図8乃至図11を参照して実施の形態5を説明する。図8は、本実施の形態の投写型表示装置の全体的構成を示す概略平面図である。図9は、図8のS9-S9線に沿う概略断面図である。図10は、この実施の形態で用いられる風制御部材7Eの斜視図である。図11は、図10の風制御部材7Eを液晶パネル3g, 3r, 3bと共に示す平面図である。
【0042】
この実施の形態の投写型表示装置は、光の三原色の赤・緑・青にそれぞれ対応した3枚の液晶パネル3g, 3r, 3bを有するものである。図8及び図9において、1、5、6は図1に示すものと同じであるので、説明を省略する。9は光源1から出射した照明光を、赤・緑・青の3色に分離伝達する照明光学装置であり、波長選択反射特性のあるミラー9a, 9b及びミラー9c, 9d, 9eを有する。
【0043】
2r, 2g, 2b; 3r, 3g, 3b; 4r, 4g, 4bは、図1の第1の偏光選択素子2、液晶パネル3、第2の偏光選択素子4にそれぞれ対応するもので、三原色の赤・緑・青それぞれに対応して3つ設けられている。10は赤・緑・青の3色の光を合成するプリズムである。
【0044】
図8に最もよく示されているように、光源1から出射した照明光は、照明光学装置9内で赤・緑・青の3色に分離され伝達される。その後、赤・緑・青の各々の光は、次のような処理を受ける。これは、従来例でその一例を示した、液晶パネル3が1枚の場合と同じであり、赤色光について説明する。赤色光に分離された後、第1の偏光選択素子2rに入射する。この照明光は通常さまざまな偏光成分を含んでおり、第1の偏光選択素子2rにより選択透過され、特定偏光成分の照明光のみが液晶パネル3rに入射する。液晶パネル3rに入射した照明光は映像信号に従って変調され、第2の偏光選択素子4rにより選択透過される。緑と青についても同様の処理が施される。第2の偏光選択素子4r, 4g, 4bからの赤・緑・青の映像光はプリズム10により重量され、投写レンズ5により拡大投写される。
【0045】
図9において、冷却ファン6は赤・緑・青各々の第1及び第2の偏光選択素子2r、2g、2b及び4r、4g、4b、及び液晶パネル3r、3g、3bのすべてを冷却する為に、通常その上部及び/又は下部に設置される。図示の例では下部に設置されている。
【0046】
この実施の形態の風制御部材7Eは、3つの通風孔29, 30, 31を有する。通風孔29は緑用の液晶パネル3gの下部に位置し、冷却ファン6からの風を緑用の液晶パネル3gに導く。通風孔30は赤用の液晶パネル3rの下部に位置し、冷却ファン6からの風を赤用の液晶パネル3rに導く。通風孔31は青用の液晶パネル3bの下部に位置し、冷却ファン6からの風を青用の液晶パネル3bに導く。
【0047】
通風孔29, 30, 31は断面が矩形である。通風孔29の奥行きdhが、通風孔30, 31の奥行きdi, djよりも大きく、単位幅方向寸法当たりの風の量は、通風孔29を通る風の方が、通風孔30, 31を通る風よりも多い。従って、緑用の液晶パネル3gの方がより強力に冷却される。なお、この実施の形態では、通風孔29, 30, 31の幅wh, wi, wjが互いに等しく、従って、通風孔29の断面積が通風孔30, 31の断面積よりも大きく、通風孔29を通る風の総量も通風孔30, 31の各々を通る風の総量よりも多い。従って、緑用の液晶パネル3gが受ける風の総量が赤、青用の液晶パネル3r, 3bの各々が受ける風の総量よりも多く、全体としても緑用の液晶パネル3gがより強力に冷却される。
【0048】
このように実施の形態の風制御部材は、液晶パネル3を複数枚使用する場合に、複数の液晶パネルに対する送風を個別に制御する、言い換えると風の分配の仕方を制御するものである。
【0049】
上記の例は、緑用の液晶パネル3gをより強力に冷却したい場合の構成例であるが、他の色(映像)の光のための液晶パネルをより強力に冷却したい場合には、その色の液晶パネルの下部に位置する通風孔の奥行き乃至は断面積を大きくすれば良い。
【0050】
このように、複数の液晶パネルのそれぞれへの送風を個別に制御することで、熱の違いや、表示特性の違いを補償し、色バランスの崩れを抑制することができる。
実施の形態6.
以上の実施の形態1乃至実施の形態5は、図2乃至図7及び図10,図11に示すように、通風孔を有する直方体状の風制御部材を用いて、冷却ファンから送風される風を制御しているが、以下に説明する実施の形態では、風制御部材の代わりに、風導板が用いられる。
【0051】
まず、図12及び図13を参照して実施の形態6を説明する。図12は、実施の形態6の風導板11Aを冷却ファン6と共に示す斜視図、図13は、図12の風導板11A及び冷却ファン6の平面図である。これらの図で、矢印6dは冷却ファン6の回転方向を示す。
【0052】
この風導板11Aは、冷却ファン6の回転円6cの一つの接線6tに直交する面41、即ち冷却ファン6の径方向に延びた1本の線6rと冷却ファン6の回転軸線6zとを含む平面内に位置する面41を有する。また、この面41は、ファンの軸線6zを中心として冷却ファン6の一方の側にのみ位置し、冷却ファン6の羽6aから、回転円6cの接線6tの方向に押し出される風を上記面41で受けるようになっている。
【0053】
図12及び図13において、冷却ファン6は良く使われているもので、モータ6mを中心としてその周りに一定方向にねじれた羽6aが何枚か付いている。冷却ファン6の回転軸線6zの方向をz軸方向、z軸に直交しかつ互いに直交する方向をx軸方向及びy軸方向とする。このファンが6d方向に回転している時、軸線6zの方向に送風するものとする。巨視的に見れば、冷却風は、軸線6zの方向に送風されている。しかしながら、ねじれた羽6aを回転させて空気を押し出しているので、例えば点pの周りの小さな範囲で見ると、冷却風はc方向のように斜めに送り出される。図12のように風導板11Aを設けると、冷却風は風導板11Aにぶつかり方向を変える為、c’方向のように軸線6zの方向に近い斜めの方向に送風される。また、風導板11Aにぶつかるのは点pからの風のみではなく、冷却ファン6の回転方向に対して、点pの手前の点qから出た風までが風導板11Aにぶつかる為、c’方向にある冷却対象物(液晶パネルや偏光選択素子)への冷却風量を増やす事ができる。風導板11Aの高さを高くすればするほど、風導板11Aにぶつかる風が増える為、c’方向にある冷却対象物への冷却風量を増やす事ができる。以上のように、風導板11Aによって冷却風の風量を制御できる。
【0054】
なお、風導板としてその全体が図12及び図13に示すように構成されたものではなくて、他の構成のものを用いても良い。例えば、図12及び図13に示すようにファンの回転円の一つの接線に直交する部分のみならず、他の部分をも有するものを用いても良い。
実施の形態7.
次に図14乃至図16を参照して実施の形態7を説明する。図14は、その下部に、液晶パネル3及び風導板11Bを斜視図で示し、上部に、液晶パネル上の水平方向の冷却風の風量分布がグラフ12により示している。図15及び図16は、風導板を、液晶パネル3及び冷却ファン6と共に示す概略立面図である。
【0055】
この実施の形態の風導板11Bは、液晶パネル3の入光側に設置されている。この実施の形態は、液晶パネル3や偏光選択素子2, 4の面内の最も強く冷却すべき個所に最も多くの風を送るようにするため、風導板11Bの位置を変えるものである。
【0056】
即ち、冷却ファンの回転円6cの接線6tに直交する面43を持つ風導板11Bを接線6tの方向に矢印mで示すようにずらすことにより、水平方向の冷却風の風量分布12を矢印nのように液晶パネル3の横方向に移動できる。これを利用することにより、液晶パネルの面内において発熱の度合いや、表示の明るさなどが一様でない場合に、その特性に応じて最も強く冷却する個所を変えることができ、効率的な冷却を行なうことができ、また明るさのむらを減らすことができる。
【0057】
先にも述べたように、液晶パネル3や偏光選択素子2,4は発熱の度合いや、表示の明るさが全面で一様でなく、ところによって異なる場合がある。液晶パネル3の場合、一般には中央部が最も強い光を受け、また放熱性が悪いので、中央部を最も強く冷却する必要がある。
【0058】
このように、液晶パネル3のうち中心部を最も強く冷却すべきであるとしても、ファンの回転円の接線に直交する面を有する風導板11Bを中央に置いたのでは、図15に矢印6eで示す方向に回転する冷却ファン6の羽6aから押し出される風の角度などによっては、液晶パネル3の中央部に向かう風が最も多くならず、図15に示すように風(の最も強い部分)が液晶パネルの中心3kからずれてしまい、表示される映像が左右非対称の明るさのむらを有することがある。この場合、図16に示すように、風導板11Bをずらすことで風(の最も強い部分)が液晶パネルの中心を通るようにする。これにより、最も強く冷却を要する部分に最も多くの風を送ることができ、映像の明るさのむらをなくすことができる。
【0059】
なお、中心部以外の部分を最も強く冷却すべき場合にも同じように風導板をずらすことで風の分布を最適化することができる。
【0060】
最も強く冷却すべき部分は、投写型表示装置の全体的構成及びこれに用いる液晶パネルの型式によって決まることが多い。この場合、投写型表示装置の全体的構成及び使用する液晶パネルが決まった段階で、各部の発熱の度合い、表示の明るさなどを考慮して、最適な風の分布を決める。
実施の形態8.
次に図17、図18及び図19を参照して実施の形態8を説明する。図17は風導板11Cの概略立面図、図18は斜視図、図19は図17の風導板11Cを冷却ファン6及び液晶パネル3と共に示す概略立面図である。この実施の形態の風導板11Cは、ファンの回転円6cの一つの接線6tに直交する面13に対し傾いている。即ち、冷却ファン6に近い側の部分が(冷却ファン6の回転方向に関して)手前にずれ、冷却ファン6から遠い側の部分即ち液晶パネル3に近い側の部分が後にずれている。言い換えると、風導板11Cは、xz面において回転して傾けた状態で設置されている。このように傾けることで、風の向きを変えることができる。
【0061】
例えば、風の最も強い部分を液晶パネル3の中心3kに向ける場合、図15で説明したように、風導板の位置をずらす代わりに、図16、図18及び図19に示すように、風導板の傾きを変えることで、風の最も強い部分を液晶パネルの中心3kに向けることができる。
【0062】
なお、図17、図18及び19で説明した方法と図16で説明した方法を組み合わせて用いても良い。
実施の形態9.
次に図20を参照して実施の形態9を説明する。図20は、実施の形態9の風導板11Dを、液晶パネル3及び冷却ファン6と共に示す立面図である。
【0063】
この実施の形態の風導板11Dは、ファンの回転円の接線に沿って、回転方向に対して後退した位置にあり、接線に直交する主面45と、上記主面45の上部(液晶パネル側の部分)に接続され、ファンから押し出される風に向かって湾曲した部分46とを有する。言い換えると、風導板11Dの液晶パネル3側の端がファンから押し出される風に向かって湾曲している。このように湾曲した部分を設けることで、風の最も強い部分の向きを調整することができる。また、このような形状とすることにより、平板形状より風導板11Dに衝突する冷却風が増えるので、風に対する制御を一層強めることができる。
【0064】
なお、風導板11Dの全体においてではなく、一部において、冷却ファン6側の端を湾曲させることとしても良い。
実施の形態10.
次に図21及び図22を参照して実施の形態10を説明する。図21は、本実施の形態の風導板11Eを冷却ファン6と共に示す平面図、図22は斜視図である。この実施の形態の風導板11Eは、ファンの回転円6cの一つの接線6tに直交する面13に対し傾いている。即ち、ファンの径方向内側の部分即ちファンの軸線6zに近い側の部分が(ファンの回転方向に関して)手前にずれ、径方向外側の部分が後にずれている。言い換えると、風導板11Eは、xy面において回転させて傾けた状態で設置されている。このように傾けることで、風の向きを変えることができる。
実施の形態11.
次に図23及び図24を参照して実施の形態11を説明する。図23は本実施の形態の風導板11Fを液晶パネル3と共に示す斜視図、図24は平面図である。この実施の形態の風導板11Fは、液晶パネル3の入光側3iに位置する部分47と、出光側3oに位置する部分48とを有する。これらの部分47. 48は共に、ファンの回転円6cの一つの接線6tに直交する面49、即ちファンの径方向に延びた1本の線6rと軸線6zとを含む平面内に位置する面49を有する。また、この面49は、ファンの軸線6zを中心としてファンの一方の側にのみ位置し、ファンから回転円6cの接線6tの方向に押し出される風を上記面49で受けるようになっている。
【0065】
また、入光側に位置する部分47は、出光側に位置する部分48よりも高く(軸線6z方向の寸法が大で)、より多くの風を液晶パネル3の入光側3iの面に送ることができるようになっている。これにより液晶パネル3の入光側3iの面をより強く冷却することができる。
【0066】
一般に液晶パネル3は、光源からの照明光ILが入射する側、即ち入光側3i側が温度が高くなり勝ちである。これは入光側3iにおいて照明光が吸収されて熱となるからである。この場合、入光側3iにより多くの風を送り、より強く冷却することにより入光側3iと出光側3oとの温度差を小さくすることができ、これにより冷却を効率的に行なうことができる。
実施の形態12.
次に図25を参照して実施の形態12を説明する。図25は、この実施の形態で用いられる風導板を示す斜視図である。図示のようにこの実施の形態の風導板11Gは、液晶パネルの入光側3iの下部に位置し、液晶パネル3の面に略平行な部分51 と、この部分51に接続され、液晶パネル3の入光側3iの面に向けて傾斜して延びた部分52とを有する。このように、風導板11Gは、その上端即ち液晶パネル3側の端部が、液晶パネル3の面に向けて折り曲げられている。このように折り曲げられているので、液晶パネル3の面に向かう風が多くなり、そのため、液晶パネル3をより効率的に冷却することができ、また、液晶パネル3の面内で冷却効果の差がより少なくなる。さらに入光側3iをより強く冷却することができ、図23の実施の形態と同様の効果が得られる。
【0067】
なお、折り曲げる代わりに湾曲させても良い。
実施の形態13.
次に図26及び図27を参照して実施の形態13を説明する。この実施の形態の投写型表示装置の全体的構成は、図8に示す投写型表示装置と同様である。図26は本実施の形態の風導板14gをプリズム10、液晶パネル3及び冷却ファン6と共に示す平面図、図27は図26のS27-S27線に沿う概略断面図である。これらの図には、図8のうち、プリズム10と、一つの液晶パネル3g及びこれに対応して設けられた一つの風導板14gが示されている。
【0068】
図示のように、この実施の形態の風導板14gは、プリズム10の緑の光の入光側即ち液晶パネル3gの出光側3o、及び液晶パネル3gの入光側3iの下部に設けられ、冷却ファンの回転円の接線の方向に対し直交する面を有する第1の部分53gと、液晶パネル3gの入光側3iの下部に設けられ、液晶パネル3gの面に略平行に延びた第2の部分54gとを有し、第2の部分54gにより、風が液晶パネル3gの面に沿って流れるようにしている。第2の部分54gは、第1の部分の径方向外側の端部55gに接続され、冷却ファンの回転方向の手前の方向に向かって延びている。
【0069】
他の色の液晶パネル3r, 3bに対しても同様の位置関係で同様の風導板が設けられているが、これらは図示されていない。
【0070】
図26において、矢印6dは冷却ファン6の回転方向、矢印6wは冷却風の流れを示す。冷却風は風導板14gに衝突し、上へと押し出される。風導板14gの一部54gが液晶パネル3gの入光側で、液晶パネル3gに略平行に延びた形状をしているので、冷却風は液晶パネル3の面に沿って流れ、この為、液晶パネル3を効率良くかつより均一に冷却出来る。その結果、液晶パネル3の面内で冷却効果の差が少なくなり、左右非対称な明るさむらや色むらが少ない投写型表示装置を得ることができる。
【0071】
このように、プリズムの最も強く冷却する必要のある場所に対して風が最も多くなるように制御すると共に、液晶パネルの面に対して平行な方向に風を供給することができ、効率的に冷却を行なうことができる。
実施の形態14.
次に図28を参照して実施の形態14を説明する。図28は、実施の形態14で用いられる風導板15gを、液晶パネル3g及び冷却ファン6と共に示す、図27と同様の垂直断面図である。この実施の形態の投写型表示装置の全体的構成は実施の形態13と同様である。また、風導板15gも実施の形態14の風導板14gと概して同じである。但し、第2の部分56gの液晶パネル側の端部が液晶パネルの面に向けて湾曲している。この結果、矢印57gで示すように冷却風をより強く液晶パネル3gの面に向ける事が出来る。そのため、液晶パネル3gをより効率的に冷却することができ、また、液晶パネル3gの面内で冷却効果の差がより少なくなり、左右非対称な明るさむらや色むらが少ない投写型表示装置を得ることができる。
【0072】
なお、湾曲させる代わりに折り曲げた構成としても良い。
変形例
なお、液晶パネルを複数枚使用し、複数の液晶パネル3r, 3g, 3bの間で冷却の強さが異なるように制御をする場合は、制御するそれそれの液晶パネル3r,3g, 3bに対応する風導板の形状・位置を変える事で、各液晶パネルへの冷却風の風量や風向を調整することとしても良い。こうすれば、色バランスの崩れを抑制することができる。
【0073】
また、上記の各実施の形態では、冷却ファンが液晶パネルなどの下部にのみ設けられているが、上部に設けも良く、また上部と下部の両方に設けても良い。
【0074】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
【0075】
本発明によれば、液晶パネルなどの冷却対象物の温度のばらつきに起因する、映像の部分的な明るさや色のむらなどが少ない投写型表示装置を得ることができる。さらに、冷却対象物に効率よく送風することができるため、冷却ファンの回転速度を上げたり、サイズを大きくしたりする必要がなく、装置の消費電力の増大や、装置の大型化を避けることができる。
【0077】
また、風導板により冷却ファンから送られる風を制御することができ、簡単な構造で、効率的にかつ温度差が生じないように冷却を行うことができる。
【0086】
さらに、プリズムの最も強く冷却する必要のある場所に対して風が最も多くなるように制御すると共に、液晶パネルの面に対して平行な方向に風を供給することができ、効率的に冷却を行なうことができる。
【0087】
また、請求項2の発明によれば、液晶パネルの面に向かう風を増やすことができるので、冷却効率を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1による投写型表示装置の基本構成を示す概略立面図である。
【図2】 図1の風制御部材7Aの斜視図である。
【図3】 実施の形態2で用いられる風制御部材7Bを示す立面図である。
【図4】 実施の形態3で用いられる風制御部材7Cの斜視図である。
【図5】 図4の風制御部材7Cを、液晶パネル3及び偏光選択素子2及び4、及び冷却ファン6と共に示す概略立面図である。
【図6】 実施の形態4で用いられる風制御部材7Dの斜視図である。
【図7】 図6の風制御部材7Dを、液晶パネル3及び冷却ファン6と共に示す平面図である。
【図8】 実施の形態5の投写型表示装置の全体的構成を示す概略平面図である。
【図9】 図8のS9-S9線に沿う概略断面図である。
【図10】 実施の形態5で用いられる風制御部材7Eの斜視図である。
【図11】 図10の風制御部材7Eを液晶パネル3g, 3r, 3bと共に示す平面図である。
【図12】 実施の形態6の風導板11Aを冷却ファン6と共に示す斜視図である。
【図13】 図12の風導板11A及び冷却ファン6の平面図である。
【図14】 下部に、液晶パネル3及び実施の形態7の風導板11Bを斜視図で示し、上部に、液晶パネル上の水平方向の冷却風の風量分布がグラフ12により示す図である。
【図15】 実施の形態7の風導板11Bを、液晶パネル3及び冷却ファン6と共に示す概略立面図である。
【図16】 実施の形態7の風導板11Bを、液晶パネル3及び冷却ファン6と共に示す概略立面図である。
【図17】 実施の形態8の風導板11Cの概略立面図である。
【図18】 実施の形態8の風導板11Cの斜視図である。
【図19】 実施の形態8の風導板11Cを液晶パネル3及び冷却ファン6と共に示す概略立面図である。
【図20】 実施の形態9の風導板11Dを、液晶パネル3及び冷却ファン6と共に示す立面図である。
【図21】 実施の形態10の風導板11Eを冷却ファン6と共に示す平面図である。
【図22】 実施の形態10の風導板11Eを冷却ファン6と共に示すは斜視図である。
【図23】 実施の形態11の風導板11Fを液晶パネル3と共に示す斜視図である。
【図24】 実施の形態11の風導板11Fを液晶パネル3と共に示す平面図である。
【図25】 実施の形態12で用いられる風導板を示す斜視図である。
【図26】 実施の形態13の風導板14gをプリズム10、液晶パネル3及び冷却ファン6と共に示す平面図である。
【図27】 図26のS27-S27線に沿う概略断面図である。
【図28】 実施の形態14で用いられる風導板15gを、液晶パネル3g及び冷却ファン6と共に示す、図27と同様の垂直断面図である。
【図29】 液晶パネルを用いた従来の投写型表示装置の基本構成を示す立面図である。
【符号の説明】
1 光源、 2 第1の偏光選択素子、 3 液晶パネル、 4 第2の偏光選択素子、 6 冷却ファン、 6c 回転円、 6t 接線、 7A, 7B, 7C, 7D, 7E 風制御部材、 10 プリズム、 11A, 11B, 11C, 11D,11E, 11G, 14g, 15g 風導板、 21, 22, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31 通風孔。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a projection display device that enlarges and projects an image formed on a liquid crystal panel using a projection lens.
[0002]
[Prior art]
FIG. 29 is an elevation view showing a basic configuration of a conventional projection display apparatus using a liquid crystal panel. Here, an example using a TN type liquid crystal panel will be described, but the following description is also applicable to a case where a liquid crystal panel of another type, for example, a dispersion type liquid crystal panel is used. In the figure, 1 is a light source composed of, for example, a halogen lamp or a metal halide lamp, 2 is a first polarization selection element that selectively transmits only a specific polarization component of light emitted from the
[0003]
In such a conventional projection display device, the illumination light emitted from the
[0004]
The first and second
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Since the conventional projection display apparatus is configured as described above, the brightness of the image is non-uniform or uneven in color due to the following reasons. This problem is more serious in dark images than in bright images.
[0006]
First, regarding the
[0007]
Therefore, it is necessary to cool by the
[0008]
Also, in different parts of the liquid crystal panel surface, a temperature difference may occur due to a difference in received light intensity or heat dissipation, which may cause unevenness in the brightness and color of the image. I couldn't cool down the places I wanted. Further, in the planes of the first and second
[0009]
Further, even if the temperature is made uniform over the entire surface of the liquid crystal panel by cooling, the liquid crystal panel has a difference in display characteristics between the respective portions, and unevenness in the color and brightness of the image may occur.
[0010]
In addition, in the case of a three-plate type using three
[0011]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and avoids an increase in power consumption and an increase in size of the projection display device accompanying an increase in the speed and size of the cooling fan. It is an object of the present invention to obtain a projection display device in which the brightness and color unevenness of an image caused by variations in temperature of a polarization selection element and a liquid crystal panel are reduced by controlling the wind generated.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
A projection display device of the present invention includes a cooling object including a plurality of liquid crystal panels that modulate light according to a video signal, a cooling fan that cools the cooling object, and a space between the cooling object and the cooling fan. A wind control means including at least one wind guide plate,
The projection display device further includes a prism that synthesizes light from the plurality of liquid crystal panels, and the cooling fan is installed on at least one of the upper and lower portions of the liquid crystal panel and the prism,
The air guide plate is
A first portion which is provided at a position corresponding to the prism and is orthogonal to the direction of the tangent to the rotation circle of the cooling fan;
A second portion provided at a position corresponding to the liquid crystal panel and extending substantially parallel to the surface of the liquid crystal panel;
The second part is provided at the lower part on the light incident side of the liquid crystal panel. And the exit on the liquid crystal panel side of the second part is restricted to a size corresponding to the range in which the wind should be sent. Thus, the wind flows along the surface of the liquid crystal panel.
[0024]
The end of the air guide plate on the liquid crystal panel side may be inclined or curved toward the liquid crystal panel surface.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings showing embodiments thereof.
First, the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic elevation view showing a basic configuration of a projection display apparatus according to
[0026]
In these drawings,
[0027]
For example, as shown in FIG. 2, the
[0028]
In this way, by controlling the air blown from the cooling
Next,
[0029]
The overall configuration of this embodiment is the same as in FIG. In this embodiment, a
[0030]
In the first embodiment, since the central axis of the
[0031]
In this way, by controlling the direction of the air blown from the cooling
Next,
[0032]
The
[0033]
Ventilation holes 24 and 25 have a rectangular cross section. Ventilation holes 24 and 25 have the same width (size in a direction perpendicular to the traveling direction of illumination light from the light source) wa and wb. On the other hand, the depth (dimension in the direction of travel of the illumination light) da of the
[0034]
In general, the liquid crystal panel is heated more on the light incident side receiving light from the light source, and the temperature tends to increase. Therefore, the temperature difference between the incident side and the outgoing side can be reduced by cooling the incoming side more strongly.
[0035]
If for some reason it is necessary to cool the light exit side more strongly than the light entrance side, the cross-sectional area of the vent hole provided on the light exit side should be made larger, contrary to FIGS. It ’s fine.
[0036]
In this manner, by separately controlling the air blown from the cooling
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a perspective view of the
[0037]
The
[0038]
The vent holes 26, 27, 28 have a rectangular cross section. The depth dc of the
[0039]
In general, the intensity of light from the light source is stronger in the central part of the liquid crystal panel, and the heat of the peripheral part is better, so the temperature of the central part tends to be higher. Therefore, the temperature difference between the central portion and the peripheral portion or the side portion can be reduced by cooling the central portion more strongly.
[0040]
If for some reason it is necessary to cool the side more powerfully than the center, the depth of the vent hole provided in the side may be made larger as opposed to FIGS. .
[0041]
In this way, the amount of heat generated in the central portion and the side portion is controlled by individually controlling the air blown from the cooling
Next, a fifth embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a schematic plan view showing the overall configuration of the projection display apparatus according to the present embodiment. FIG. 9 is a schematic sectional view taken along line S9-S9 in FIG. FIG. 10 is a perspective view of the
[0042]
The projection display device of this embodiment has three
[0043]
2r, 2g, 2b; 3r, 3g, 3b; 4r, 4g, 4b correspond to the first
[0044]
As best shown in FIG. 8, the illumination light emitted from the
[0045]
In FIG. 9, a cooling
[0046]
The
[0047]
Ventilation holes 29, 30, 31 have a rectangular cross section. The depth dh of the
[0048]
As described above, the wind control member according to the embodiment controls individually the air flow to the plurality of liquid crystal panels when using a plurality of
[0049]
The above example is a configuration example when it is desired to cool the green
[0050]
In this way, by individually controlling the air flow to each of the plurality of liquid crystal panels, it is possible to compensate for differences in heat and display characteristics and to suppress color balance collapse.
In the above first to fifth embodiments, as shown in FIGS. 2 to 7 and FIGS. 10 and 11, the air blown from the cooling fan using a rectangular parallelepiped wind control member having ventilation holes is provided. However, in the embodiment described below, a wind guide plate is used instead of the wind control member.
[0051]
First, the sixth embodiment will be described with reference to FIGS. 12 is a perspective view showing the
[0052]
The
[0053]
In FIGS. 12 and 13, the cooling
[0054]
The entire air guide plate is not configured as shown in FIGS. 12 and 13 and other configurations may be used. For example, as shown in FIGS. 12 and 13, not only a portion orthogonal to one tangent of the rotation circle of the fan but also one having other portions may be used.
Next,
[0055]
The
[0056]
That is, by shifting the
[0057]
As described above, the degree of heat generation and the brightness of display of the
[0058]
Thus, even if the central portion of the
[0059]
In addition, even when the portion other than the central portion is to be cooled most strongly, the wind distribution can be optimized in the same manner by shifting the air guide plate.
[0060]
The portion to be cooled most strongly is often determined by the overall configuration of the projection display device and the type of the liquid crystal panel used therefor. In this case, when the overall configuration of the projection display device and the liquid crystal panel to be used are determined, the optimum wind distribution is determined in consideration of the degree of heat generation of each unit, the brightness of display, and the like.
Embodiment 8.
Next, an eighth embodiment will be described with reference to FIG. 17, FIG. 18, and FIG. 17 is a schematic elevation view of the
[0061]
For example, when the strongest part of the wind is directed to the center 3k of the
[0062]
Note that the method described with reference to FIGS. 17, 18 and 19 may be combined with the method described with reference to FIG.
Next,
[0063]
The
[0064]
Note that the end on the cooling
Next,
Embodiment 11.
Next, Embodiment 11 will be described with reference to FIGS. FIG. 23 is a perspective view showing the
[0065]
Further, the
[0066]
In general, the
Next,
[0067]
In addition, you may make it curve instead of bending.
Next,
[0068]
As shown in the figure, the
[0069]
Although the same wind guide plate is provided in the same positional relationship with respect to the
[0070]
In FIG. 26, the
[0071]
In this way, it is possible to control the wind so that the wind is maximized in the place where the prism needs to be cooled most strongly, and the wind can be supplied in a direction parallel to the surface of the liquid crystal panel. Cooling can be performed.
Embodiment 14.
Next, Embodiment 14 will be described with reference to FIG. FIG. 28 is a vertical sectional view similar to FIG. 27, showing the air guide plate 15 g used in the fourteenth embodiment together with the
[0072]
In addition, it is good also as a structure bent instead of making it curve.
Modified example
In addition, when a plurality of liquid crystal panels are used and the control is performed so that the cooling strength differs between the plurality of
[0073]
In each of the above embodiments, the cooling fan is provided only in the lower part of the liquid crystal panel or the like, but it may be provided in the upper part or in both the upper part and the lower part.
[0074]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
[0075]
Book According to the invention, it is possible to obtain a projection display device in which the partial brightness of the image and the unevenness of color due to the temperature variation of the cooling target such as the liquid crystal panel are small. Furthermore, since the air can be efficiently blown to the object to be cooled, it is not necessary to increase the rotation speed of the cooling fan or increase the size of the cooling object, thereby avoiding an increase in power consumption of the apparatus and an increase in the size of the apparatus. it can.
[0077]
Also, The air sent from the cooling fan can be controlled by the air guide plate, and the cooling can be performed efficiently with a simple structure so as not to cause a temperature difference.
[0086]
further, The prism is controlled so that the wind is maximized where it is most strongly cooled, and the wind can be supplied in a direction parallel to the surface of the liquid crystal panel to efficiently cool the prism. Can do.
[0087]
Also,
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic elevation view showing a basic configuration of a projection display apparatus according to
FIG. 2 is a perspective view of a
FIG. 3 is an elevation view showing a
4 is a perspective view of a
5 is a schematic elevational view showing the
FIG. 6 is a perspective view of a
7 is a plan view showing the
FIG. 8 is a schematic plan view showing an overall configuration of a projection display apparatus according to a fifth embodiment.
9 is a schematic cross-sectional view taken along line S9-S9 in FIG.
FIG. 10 is a perspective view of a
11 is a plan view showing the
12 is a perspective view showing an
13 is a plan view of the
14 is a perspective view showing the
15 is a schematic elevation view showing an
16 is a schematic elevation view showing an
FIG. 17 is a schematic elevation view of an
FIG. 18 is a perspective view of an
19 is a schematic elevation view showing an
20 is an elevational view showing the
21 is a plan view showing an
FIG. 22 is a perspective view showing the
23 is a perspective view showing an
24 is a plan view showing an
FIG. 25 is a perspective view showing an air guide plate used in the twelfth embodiment.
26 is a plan view showing an
27 is a schematic sectional view taken along line S27-S27 of FIG.
FIG. 28 is a vertical sectional view similar to FIG. 27, showing the air guide plate 15g used in the fourteenth embodiment together with the
FIG. 29 is an elevational view showing a basic configuration of a conventional projection display apparatus using a liquid crystal panel.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
上記投写型表示装置がさらに上記複数の液晶パネルからの光を合成するプリズムを有し、上記冷却ファンが上記液晶パネル及び上記プリズムの上部及び下部の少なくとも一方に設置され、
上記風導板は、
上記プリズムに対応する位置に設けられ、上記冷却ファンの回転円の接線の方向に対し直交する第1の部分と、
上記液晶パネルに対応する位置に設けられ、上記液晶パネルの面に略平行に延びた第2の部分とを有し、
上記第2の部分が、上記液晶パネルの入光側の下部に設けられ、かつ上記第2の部分の上記液晶パネル側の出口が風を送るべき範囲に応じた大きさに絞られることにより、風が上記液晶パネルの面に沿って流れるようにした
ことを特徴とする投写型表示装置。A cooling object including a plurality of liquid crystal panels that modulate light according to an image signal, a cooling fan that cools the cooling object, and at least one wind disposed between the cooling object and the cooling fan Wind control means including a guide plate,
The projection display device further includes a prism that synthesizes light from the plurality of liquid crystal panels, and the cooling fan is installed on at least one of the upper and lower portions of the liquid crystal panel and the prism,
The air guide plate is
A first portion which is provided at a position corresponding to the prism and is orthogonal to the direction of the tangent to the rotation circle of the cooling fan;
A second portion provided at a position corresponding to the liquid crystal panel and extending substantially parallel to the surface of the liquid crystal panel;
The second portion is provided at a lower portion on the light incident side of the liquid crystal panel , and the outlet on the liquid crystal panel side of the second portion is narrowed to a size corresponding to a range in which wind should be sent , A projection display device characterized in that wind flows along the surface of the liquid crystal panel.
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