JP5205329B2 - Projection display device - Google Patents
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Description
本発明は、液晶パネルと照明光学系を具備し、該照明光学系により得られた光束を液晶パネルにより変調し、スクリーン上に映像を投影する投写型映像表示装置に係り、特に光学系に塵埃を付着させない構成を備えた投写型映像表示装置に関するものである。 The present invention relates to a projection display apparatus that includes a liquid crystal panel and an illumination optical system, modulates a light beam obtained by the illumination optical system using a liquid crystal panel, and projects an image on a screen. The present invention relates to a projection-type image display device having a configuration that does not cause the adhesion of the image.
従来、投写型映像表示装置として液晶プロジェクタが普及している。この液晶プロジェクタは、光源からの光を液晶パネルに照射し、液晶パネルをテレビジョン信号やパソコン等からの情報信号に基づいて駆動することで、液晶パネルから変調された光を出射し、投写レンズを介してスクリーンに拡大された映像を投写するものである。 Conventionally, a liquid crystal projector has been widely used as a projection display apparatus. This liquid crystal projector emits light modulated from the liquid crystal panel by irradiating the liquid crystal panel with light from a light source and driving the liquid crystal panel based on information signals from a television signal, a personal computer, etc. The projected image is projected onto the screen via
またカラー表示用投写装置の場合は、三枚の液晶パネルを備え、光源からの光(白色光)をダイクロイックミラーを用いてR(赤)、G(緑)、B(青)の三原色光に分光し、R,G,B光をそれぞれR,G,B用の液晶パネルに照射し、各液晶パネルから変調されたR,G,B光を出射し、合成プリズムによって色合成した後、投写レンズを介してスクリーンに映像を拡大投写するようにしている。
In the case of a projection device for color display, it is provided with three liquid crystal panels, and the light (white light) from the light source is converted into R (red), G (green), and B (blue) light using the dichroic mirror. The R, G, B light is emitted to the R, G, B liquid crystal panels, the modulated R, G, B light is emitted from each liquid crystal panel, the colors are synthesized by the synthesis prism, and then projected. An image is enlarged and projected on a screen through a lens.
前記光源から液晶パネルに至る光路上には、ダイクロイックミラーや、マルチレンズアレイ、リレーレンズ、コンデンサレンズ等の光学部品が配置され、これら光学部品及び液晶パネルは光学エンジンケース内に配置され、外界からの塵や埃が付着しないようにしている。 On the optical path from the light source to the liquid crystal panel, optical parts such as a dichroic mirror, a multi-lens array, a relay lens, and a condenser lens are arranged. These optical parts and the liquid crystal panel are arranged in an optical engine case, and from the outside world. To prevent dust and dirt from adhering.
しかしながら、塵埃の付着を完全に防止することは困難であり、光学エンジンケース内部の特定光学部品に塵埃が付くと、この塵埃によって投写映像に影が映り、表示品位が悪くなったり、短時間でスクリーン輝度が低下して使用に支障を来たすことが予想される。一般的に、初期的に付着したものは製造段階で取ることができるが、完成品となった後に付いた塵埃は除去が困難である。 However, it is difficult to completely prevent dust from adhering, and if dust is attached to specific optical components inside the optical engine case, this dust will cause shadows in the projected image, resulting in poor display quality and a short time. It is expected that the screen brightness will be reduced and use will be hindered. In general, the initial adhering material can be removed at the manufacturing stage, but it is difficult to remove the dust attached after the product is finished.
一般にカラー投写装置の場合、光源から液晶パネルまでの光路長はR,G,Bそれぞれ等しくするのが望ましいが、構造上、特定光の光路長が長くなる場合、リレーレンズを配置して液晶パネルへの集光作用や結像作用を改善し、R,G,Bの各光量を最適化している。そしてこのリレーレンズに塵埃が付着した場合には、集光作用により液晶パネル面に塵埃による影が結像し、投写映像には液晶パネルに表示された映像以外の像が影のように映し出されることが予想される。 In general, in the case of a color projection apparatus, it is desirable that the optical path length from the light source to the liquid crystal panel is equal to each of R, G, and B. However, when the optical path length of the specific light is long due to the structure, The light condensing action and the image forming action are improved, and the light amounts of R, G, and B are optimized. When dust adheres to this relay lens, a shadow of dust is formed on the liquid crystal panel surface by the light collecting action, and an image other than the image displayed on the liquid crystal panel is projected like a shadow on the projected image. It is expected that.
また、各光学部品の透過及び反射の有効領域内の表面に塵埃が付着すると、スクリーン上に投写される映像の輝度が低下する可能性がある。 Further, if dust adheres to the surface within the effective transmission and reflection area of each optical component, the luminance of the image projected on the screen may be reduced.
通常、光学部品は光学エンジンケース内部に配置されているが、これらに一旦塵埃が付着すると、光学エンジンケースを開けることなしに塵埃を除去することは困難であり、製品となった後は、製品を分解することなしに取り除くことも困難である。この部分の塵埃が取り除けないと、投写映像において塵埃がはっきりと見えたり、表示品位の低下を招く可能性がある。また、塵埃の多い環境で製品を使用した場合、短時間でスクリーン上に投写される映像の輝度が低下することがあり、その場合には、早期のメンテナンスが必要となる。 Normally, optical components are placed inside the optical engine case, but once dust adheres to them, it is difficult to remove the dust without opening the optical engine case. It is also difficult to remove without disassembling. If the dust in this part cannot be removed, the dust may be clearly visible in the projected image or the display quality may be degraded. In addition, when the product is used in a dusty environment, the brightness of the image projected on the screen in a short time may be reduced, and in this case, early maintenance is required.
前記塵埃の除去に関し、例えば、特許文献1には、液晶プロジェクタのLCDパネルにエアスプレーのノズルから噴射したエアを吹きつけ、LCDパネルに付着した塵埃を除去するようにした例が示されている。また、特許文献2には、空気ダクトからの空気を投写レンズの表面に吹きつけ、投写レンズに付着した塵埃を吹き飛ばすようにした例が示されている。
Regarding the removal of dust, for example,
しかしながら、このような例であってもリレーレンズ等の特定の光学部品に塵埃が付着した塵埃は除去することは困難である。 However, even in such an example, it is difficult to remove dust adhered to specific optical components such as a relay lens.
従来の投写型映像表示装置は、光学エンジンケース内部の特定の光学部品、例えばリレーレンズに塵埃が付くと、このリレーレンズの集光作用により液晶パネル面に塵埃による影が結像し、投写映像に映像以外の像が影のように映し出されてしまうことがある。更に光学エンジンケース内部に塵埃を含んだ冷却風が漏れ込んで澱んでしまう場合には、短時間で光学部品に塵埃が付着してしまうことが考えられる。 In the conventional projection display apparatus, when dust is attached to a specific optical component inside the optical engine case, for example, a relay lens, a shadow of the dust is formed on the liquid crystal panel surface due to the condensing action of the relay lens. In some cases, images other than images are projected like shadows. Furthermore, when cooling air containing dust leaks into the optical engine case and stagnates, it is conceivable that the dust adheres to the optical component in a short time.
また、液晶パネルや投写レンズに塵埃が付着した場合に、エアを吹きつけ、塵埃を吹き飛ばすようにした例もあるが、リレーレンズ等の特定の光学部品に塵埃が付着した塵埃は除去することは困難であり、投写レンズのジャストフォーカス時に塵埃にもフォーカスが合ってしまい、投写映像の中に塵埃による影が投影されると、映像品位の低下を招く可能性があり、この場合は、問題点となることが予想される。
In addition, there is an example where air is blown and blown away when dust adheres to the liquid crystal panel or projection lens, but it is not possible to remove dust that has adhered to specific optical parts such as relay lenses. It is difficult and would also fit focus on dust at the just focus of the projection lens, the shadow due to the dust is projected into the projected image, potentially causing the image quality, in this case, problems It is expected that
本発明は、光学エンジンケース内部の特定の光学部品に塵埃が付着するのを改善、防止し、投写映像の品位悪化、投写映像の輝度低下を改善、防止する投写型映像表示装置及び光学エンジンケースを提供することを目的とする。 The present invention improves and prevents dust from adhering to specific optical components inside an optical engine case, and improves and prevents the deterioration of the quality of the projected image and the decrease in the brightness of the projected image, and the optical engine case The purpose is to provide.
前記目的を達成するための本発明では、光源と、この光源からの光が照射される液晶パネル(若しくは、映像表示素子)を有し、前記液晶パネルから出射される映像光を投写するようにした投写型映像表示装置において、前記光源から光を前記液晶パネルに導く光路を形成するとともに、この光路内に複数のレンズを含む光学部品を配置した光学エンジンケースと、前記光学エンジンケース内の特定の領域、つまり光源からの光束から第一色を分光する第1のダイクロイックミラーと、第一色を分光した後、第二色と第三色に分光する第2のダイクロイックミラーと光学エンジンケースとで囲まれた領域内において、光学エンジンケースが有する面に開口部を設けるようにする。当該開口部では、光学エンジンケース内の流速の小さい空気を、風速を上げて排出させるように構成することで光学部品の汚れを低減、防止するようにする。 In order to achieve the above object, the present invention has a light source and a liquid crystal panel (or image display element) irradiated with light from the light source, and projects image light emitted from the liquid crystal panel. An optical engine case in which an optical path for guiding light from the light source to the liquid crystal panel is formed and an optical component including a plurality of lenses is disposed in the optical path, and a specification in the optical engine case is provided. A first dichroic mirror that splits the first color from the light flux from the light source, a second dichroic mirror that splits the first color and then splits the second color and the third color, and an optical engine case. An opening is provided on the surface of the optical engine case in the region surrounded by. The opening is configured so that air with a low flow velocity in the optical engine case is discharged at a higher wind speed, thereby reducing or preventing contamination of the optical components.
本発明の投写型映像表示装置によれば、光学エンジンケース内部の光学部品に塵埃が付着するのを改善、防止し、投写映像の品位悪化、映像の輝度低下を改善、防止させることを可能とする。更に長時間、良好な性能が維持できる投写型映像表示装置及び光学エンジンケースを提供することが可能となる。 According to the projection display apparatus of the present invention, it is possible to improve and prevent dust from adhering to the optical components inside the optical engine case, and to improve and prevent the deterioration of the quality of the projected image and the decrease in the brightness of the image. To do. Furthermore, it is possible to provide a projection display apparatus and an optical engine case that can maintain good performance for a long time.
以下、本発明の実施の形態についての最良の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、各図において、共通な機能を有する要素は、同一符号を付して示し、かつ、一度説明したものについては、その後、その説明を省略する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In addition, in each figure, the element which has a common function is attached | subjected and shown with the same code | symbol, and it abbreviate | omits the description about what was once demonstrated after that.
図1は、本発明の実施の形態についての投写型映像表示装置の内部における液晶パネル及びその周辺の冷却風の流れを示す斜視図である。図において、当該投写型映像表示装置の筐体10の内部には、液晶パネルに光を効率よく照射するための照明光学系(ここでは図示せず)が設けられており、そして、この照明光学系を構成する部材の一部と共に前記の液晶パネルを冷却するため、外気を吸入する冷却風取り込み口12が筐体10の一部に形成された構成となっている。
FIG. 1 is a perspective view showing a flow of cooling air around a liquid crystal panel and its surroundings in a projection display apparatus according to an embodiment of the present invention. In the figure, an illumination optical system (not shown here) for efficiently irradiating the liquid crystal panel with light is provided inside the
なお、前記の冷却風取り込み口12には、ここでは図示しないファンと共に、塵埃除去フィルタの奥行き方向に、取り付け位置を規定するための位置決め(図示せず)を設けており、これにより、塵埃除去フィルタ(図示せず)の挿入後に、メッシュ状のカバー13により装置の一部と一体化させ、保持・固定する構成となっている。一方、筐体10からの排気は、ランプ取り出し部11の奥側(図示せず)に排気口を設け、当該ランプを冷却した風を筐体10の外部に排気するようになっている。
The cooling
次に、冷却用ファンを含めた投写型映像表示装置の実施の形態の内部における照明光学系の配置及び作用について図2を用いて説明する。 Next, the arrangement and operation of the illumination optical system in the embodiment of the projection display apparatus including the cooling fan will be described with reference to FIG.
図2において、光源ユニットケース600に保持された光源ユニット101から出射した光束は、UVカットフィルタ102でその紫外線がカットされ、インテグレータとしての一対のマルチレンズアレイ103a、103bに入射する。なお、通常、紫外線カットは、他の光学素子でも行うが、赤外線カットも含め、本実施の形態例の要点ではないことから、ここでは、その詳しい記載は省略する。
In FIG. 2, the ultraviolet light from the
マルチレンズアレイ103a、103bには、凸レンズ(セル)が二次元状に配置されており、マルチレンズアレイ103aに入射した光束は、マルチレンズアレイ103bの各セルに光源像を二次元状に形成する。それぞれ集光した光源像は、偏光変換素子104により、自然光から振動方向が一定方向の直線偏光に変換される。これは、後述する液晶パネル122a、122b、122cが、振動方向が一定方向の直線偏光のみしか通過させないからである。また、マルチレンズアレイ103a、103bで二次元状に分割された光源像は、重畳作用を有する重畳レンズ105の働きにより、液晶パネル122a、122b、122cの映像表示面上に重畳される。なお、光は、前記重畳レンズ105と液晶パネル122a、122b、122cとの間にある色分解光学系により、赤色・緑色・青色の3色に分解される。
Convex lenses (cells) are two-dimensionally arranged in the
重畳レンズ105を通り、偏光方向が一定の光束は、先ず、第1のダイクロイックミラー107aによって、その青色の光束が反射するが、他方、赤色と緑色の光束は透過される。青色の光束は、その後、全反射ミラー106bで反射され、更に、コンデンサレンズ108bを経て、青色用の液晶パネル122bに照射される。赤色と緑色の光束は、第2のダイクロイックミラー107bによって、緑色の光束が反射され、他方、赤色の光束は透過する。緑色の光束は、コンデンサレンズ108aを経て、緑色用の液晶パネル122aに照射される。赤色の光束は、全反射ミラー106c、106dで反射され、コンデンサレンズ108cを経て、赤色用の液晶パネル112cに照射される。なお、赤色光の光路はその光路長が青色や緑色より長いことから、リレーレンズ109、110を用いて、更に写像されている。
A light beam having a constant polarization direction passing through the
以上のようにして、青色用の液晶パネル122bと、緑色用の液晶パネル122aと、赤色用の液晶パネル122cとに照射された各光束は、その後、クロスプリズム111により色合成され、投写レンズ120に入射する。
As described above, the light beams applied to the blue
なお、以上の照明光学系の原理説明において、実際の照明光学系に存在する所定の偏光光線以外の光線をカットする偏光板、各色の偏光光線の振動方向を制御する位相差板などについては、本実施の形態の要点ではないことから、ここでは、その詳しい記載は省略する。 In the above explanation of the principle of the illumination optical system, for a polarizing plate that cuts off light beams other than the predetermined polarized light beam present in the actual illumination optical system, a retardation plate that controls the vibration direction of the polarized light beam of each color, etc. Since this is not the main point of the present embodiment, detailed description thereof is omitted here.
次に、図3は本実施の形態の投写型映像表示装置の内部における液晶パネル及びその周辺の冷却風の流れを示す斜視図である。図において、装置本体に取り付けられ、機械式の塵埃除去フィルタ1を通過した空気は、冷却ファン112b(ここでは図示せず)により、ダクト113を通して、液晶パネルや偏光板(ここでは図示せず)を冷却する。また、集塵フィルタ収納部20は、装置内部にネジ止め、又は、接着・固定される。
Next, FIG. 3 is a perspective view showing the flow of cooling air around the liquid crystal panel and its periphery in the projection display apparatus according to the present embodiment. In the figure, air that is attached to the apparatus main body and passes through the mechanical
図3は、本実施の形態の投写型映像表示装置において、塵埃除去フィルタ(ここでは図示せず)を収める集塵フィルタ収納部20と、冷却ファン112a、112b(ここでは図示せず)と、ダクト113とが、照明光学系の主要部品である液晶パネル122c、122b、122a及びクロスプリズム(ここでは図示せず)に対し、どのように配置されているかを示すための、具体的な実施例を示す図である。
FIG. 3 shows a projection image display apparatus according to the present embodiment, in which a dust collection
装置外部から吸い込まれる空気に含まれる塵埃を、集塵フィルタ収納部20の内部に収めた塵埃除去フィルタ(ここでは図示せず)により集めて装置内部に取り込み、冷却ファン112a、112b(ここでは図示せず)により、ダクト113を通して送風し、照明光学系の主要部品を冷却する。ここで、塵埃除去フィルタ(ここでは図示せず)は空気中に浮遊する塵埃のうち、比較的粒径の大きい塵埃を集塵する。
Dust contained in the air sucked from the outside of the apparatus is collected by a dust removing filter (not shown here) housed in the dust collection
しかしながら、塵埃除去フィルタは全ての塵埃を集塵できる訳ではなく、粒径の小さい塵埃は塵埃除去フィルタを通過し装置内に吸引される。また、光学エンジン内の光学部品には、光源の熱によって温度が上昇するため、性能を長期間維持するため、特に冷却しなければならない光学部品がある。 However, the dust removal filter cannot collect all dust, and dust having a small particle diameter passes through the dust removal filter and is sucked into the apparatus. In addition, the optical components in the optical engine include optical components that particularly need to be cooled in order to maintain the performance for a long time because the temperature rises due to the heat of the light source.
図4は、本実施の形態の投写型映像表示装置内部の冷却風の流れを示す斜視図である。図中の冷却風Sは、図3で示す塵埃除去フィルタ1を通過した空気を、冷却ファン112a、112b(ここでは図示せず)と、ダクト113によって導き、照明光学系の主要部品である液晶パネル122c、122b、122a及びクロスプリズム(ここでは図示せず)、偏光板(ここでは図示せず)を冷却する冷却風を示す。
FIG. 4 is a perspective view showing the flow of cooling air inside the projection display apparatus according to the present embodiment. The cooling air S in the figure guides the air that has passed through the
また、冷却風Sの一部S1は冷却ファン700に吸引され、ダクト710によって、図2に記載の光源ユニット101を冷却する冷却風Rと、偏光変換素子104を冷却する冷却風Pとに分光される。
Further, a part S1 of the cooling air S is sucked into the cooling
図5は、本実施の形態の投写型映像表示装置の光学エンジンケース内の偏光変換素子周辺及び光源ユニットの冷却風の流れを示す斜視図である。ダクト710は冷却風を分離するため、(ここでは図示しないが)2方向に別れた流路を構成している。光源ユニット101を冷却する冷却風Rは、ダクト710を通って、光源ユニットの吸気用開口部(ここでは図示しない)から光源ユニット内に吹き入れされ、バルブを冷却した後、光源ユニットの排気口(ここでは図示しない)から排出される。
FIG. 5 is a perspective view showing the flow of cooling air around the polarization conversion element and the light source unit in the optical engine case of the projection display apparatus according to the present embodiment. The
図6は、本実施の形態の投写型映像表示装置の光学エンジンケース内の偏光変換素子周辺及び光源ユニットの冷却風の流れを示す断面図である。ダクト710によって導かれた冷却風Pは、偏光変換素子104を冷却するため、光学エンジンケース下面開口部520から光学エンジンケース内に吹き入れられ、偏光変換素子104と重畳レンズ105の間を通過し、光学エンジンカバー550の開口部570から排出される。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the flow of cooling air around the polarization conversion element and the light source unit in the optical engine case of the projection display apparatus according to the present embodiment. The cooling air P guided by the
光学エンジンカバーの開口部570は、光学エンジンケース500外へ光が直接漏れないように、偏光変換素子104と重畳レンズ105の間の冷却風の進路上からオフセットした位置に配置されている。従って冷却風Pは、一旦光学エンジンカバー550の内壁に当たった後、開口部570から排出される。
The
冷却風Pはまた、光学エンジンカバー550の内壁に当たった後、光学エンジンカバー550と重畳レンズ105の隙間から光学エンジンケース500内のダイクロイックミラー107a側に漏れ込み、流れQを作り出す。
Cooling air P is also after striking the inner wall of the
次に、塵埃が光学エンジンケース内の光学部品に付着するメカニズムについて説明する。塵埃除去フィルタを通過した塵埃は、粒子径が小さく(Φ10ミクロン以下)、冷却風Sから冷却風P、Rへと運ばれてゆく。一般的に、光学部品の表面を通過する風速が大きいと塵埃は付着し難く、風速が小さいほど付着し易い。従って、冷却風が通過する光学部品、液晶パネルや偏光板、偏光変換素子や重畳レンズなどは塵埃は付着し難いといえる。 Next, the mechanism by which dust adheres to optical components in the optical engine case will be described. Dust that has passed through the dust removal filter has a small particle diameter (Φ10 microns or less), and is carried from the cooling air S to the cooling air P and R. In general, when the wind speed passing through the surface of the optical component is high, dust is difficult to adhere, and as the wind speed is low, dust is more likely to adhere. Therefore, it can be said that dust does not easily adhere to optical parts, liquid crystal panels, polarizing plates, polarization conversion elements, superimposing lenses, and the like through which cooling air passes.
しかしながら、冷却風が通過する光学部品の周辺では、光学部品の隙間から冷却風が漏れ進むために、非常に風速の小さい流れ(例えば図6の流れQ)が発生する。また、風速の小さい流れは粒子径が非常に小さい(Φ1ミクロン以下)塵埃を運ぶことが可能なため、冷却風が通過する光学部品周辺の光学部品まで塵埃が付着してしまうことが検証で確認された。 However, in the vicinity of the optical component through which the cooling air passes, the cooling air leaks from the gap between the optical components, so that a flow having a very low wind speed (for example, the flow Q in FIG. 6) is generated. In addition, since the flow with a low wind speed can carry dust with a very small particle diameter (Φ1 micron or less), the verification confirms that dust adheres to the optical components around the optical components through which the cooling air passes. It was done.
また、偏光変換素子104を冷却するため、冷却風を光学エンジンケース内に取り入れる構造上、前記のように冷却風が偏光変換素子104の周辺の光学エンジンケース内に漏れ込む。塵埃試験による検証では、図2の重畳レンズ105の光出射面、ダイクロイックミラー107aの入出射面(入射面、出射面)、ダイクロイックミラー107bの入射面、コンデンサレンズ108aの入射面の汚れが大きいことが判明している。
Further, in order to cool the
これを解決するため、光学エンジンケース500内の前記汚れの大きい光学部品で囲まれた領域(図2の領域W)内の光学エンジンケース内壁に排気用開口部800(図4、図5、図6に示す)を設けることによって、流れQの風速を大きくすることができ、実験を行うことによって、領域Wを形成する光学部品の内面側の汚れが低下することが確認された。 In order to solve this, an exhaust opening 800 (FIGS. 4, 5 and 5) is formed on the inner wall of the optical engine case in the region surrounded by the dirty optical component in the optical engine case 500 (region W in FIG. 2). 6), the wind speed of the flow Q can be increased, and it was confirmed that the contamination on the inner surface side of the optical component forming the region W is reduced by performing the experiment.
前述の実験を行った結果から、領域W内に設ける排気用開口部800寸法は、ダイクロイックミラー107aの高さ寸法をH0、ダイクロイックミラー107a−107b間寸法をL0とした時、排気用開口部の幅寸法L1、高さ寸法H1は以下の数(1)、数(2)とする。
From the results of the above-described experiment, the size of the
L0/3 ≦ L1 ≦ L0 (1)
H0/3 ≦ H1 ≦ H0/2 (2)
また、図2では、排気用開口部800は、第1のダイクロイックミラーであるダイクロイックミラー107aの近傍に設けられるものとなっている。また、図6では、前記光学エンジンケースの側面であって、前記光学エンジンケースの下面側に排気用開口部800を設けるように示されている。これらは、前述の実験によって、領域Wを形成する光学部品の内面側の汚れが低下することが確認された位置である。
L0 / 3 ≤ L1 ≤ L0 (1)
H0 / 3 ≤ H1 ≤ H0 / 2 (2)
In FIG. 2, the
しかしながら、前述の更なる実験によって、図6において、前記光学エンジンケースの側面であって、前記光学エンジンケースの上面側に排気用開口部800を設けるものであっても、効果が得られることを確認したので、当該箇所に前記排気用開口部800を設けるものであっても良い。(当該箇所は、図2、図6においては、例示していない。)
なお、前記図6にて説明をしている、「上面」、若しくは、「上側」について、確認的に説明をする。
However, according to the above-described further experiment, the effect can be obtained even if the
Note that the “upper surface” or “upper side” described in FIG.
図6は、図5の断面図であり、図5は、図1に示す投写型表示装置の内部に配置される光学エンジンケース内の偏光変換素子周辺及び光源ユニットを示す。 6 is a cross-sectional view of FIG. 5. FIG. 5 shows the periphery of the polarization conversion element and the light source unit in the optical engine case arranged inside the projection display device shown in FIG.
従って、図1に示す投写型表示装置を、一般的な使用形態である、例えば水平な台などに置かれた場合での垂直(若しくは、鉛直)方向においての上に向かう向きを前記図6での、「上側」というものとする。よって、図6での「上面」とは、「上側」にある面となる。 Therefore, the upward direction in the vertical (or vertical) direction when the projection display device shown in FIG. 1 is placed on a horizontal base or the like, which is a general usage, is shown in FIG. The “upper side”. Therefore, the “upper surface” in FIG. 6 is a surface on the “upper side”.
この関係から、垂直(若しくは、鉛直)方向においての下に向かう向きを前記図6での、「下側」というものとする。よって、図6での「下面」とは、「下側」にある面となる。 From this relationship, the downward direction in the vertical (or vertical) direction is referred to as “lower side” in FIG. Therefore, the “lower surface” in FIG. 6 is a surface on the “lower side”.
投写型表示装置は、図1に例示するような水平に配置して使用されるのが一般的であると言える。しかしながら、180度回転させて、天井から吊下げて使用する場合、90度回転させる、所謂縦置きして使用される場合もある為、その場合には、適宜、投写型表示装置を回転させた角度を考慮、補正して、前述の「上側」「下側」「上面」「下面」を解釈するものとする。 It can be said that the projection display device is generally used by being arranged horizontally as illustrated in FIG. However, when it is rotated 180 degrees and suspended from the ceiling, it may be used 90 degrees, so-called vertical installation. In that case, the projection display device was appropriately rotated. The above-mentioned “upper side”, “lower side”, “upper surface”, and “lower surface” are interpreted by considering and correcting the angle.
また、図2では、前記排気用開口部800が、前記筐体1の背面に対面するように示されている。これは、別の言い方をすると、光源ユニットケース600に保持された光源ユニット101から出射した光束の光軸に対して、液晶パネル122a、122b、122c、色合成されクロスプリズム111、または投写レンズ120から遠ざかり、それらが配置されていない側の前記光学エンジンケースの壁に設けるものとして、示されている。
In FIG. 2, the
しかしながら、図2において、光源ユニットケース600に保持された光源ユニット101から出射した光束の光軸に対して、液晶パネル122a、122b、122c、色合成されクロスプリズム111、または投写レンズ120に近づき、それらが配置されている側の前記光学エンジンケースの壁に設けるものであっても良い。
However, in FIG. 2, the
但し、その場合は、前記排気用開口部800からの流れQが、液晶パネル122a、122b、122c、色合成されクロスプリズム111、または投写レンズ120などの光学部品に流れることに対しては、留意する必要がある。なぜならば、この場合には、前記排気用開口部800からの流れQに埃などが含まれる場合もある為、当該埃による汚れなどについて、または前記光学部品の冷却効率に留意する必要があるからである。
However, in this case, it should be noted that the flow Q from the
繰り返しとなるが、前記図2、図4、図5、図6に示した実施例は、光学エンジンケースの側面に排気用開口部を設けた例であるが、これらの実施例についてだけではなく、前記排気用開口部800を設ける位置については、光学エンジンケース上面または下面に排気用開口部を設ける場合や、前述している位置に設けた場合(図2、図4、図5、図6に示されていない)においても、実験によって同様の効果を得られることも確認済みである。
Again, the embodiments shown in FIGS. 2, 4, 5, and 6 are examples in which an exhaust opening is provided on the side surface of the optical engine case. However, the embodiments are not limited to these embodiments. As for the position where the
光学エンジンケース500の排気用開口部800を設けると、内部の光が漏れる。排気用開口部800は筐体1の背面に対面しているため、特に背面に端子用のコネクタ(図示しない)がある場合には、コネクタの隙間などから筐体の外部に光が漏れ、装置の品位を落とすことになる。そこで図2に示すように、排気用開口部800と筐体背面との間に遮光板900を配置する。遮光板は光透過率の小さいものであり、筐体に直接、ネジなどで取り付ける構造と、端子板用の基板や保持ベース(図示しない)に取り付けても良い。
When the
以上に述べた構成の本発明の実施例である投写型映像表示装置では、光学エンジンケース内の特定の領域、つまり光源である白色光から第一色を分光するダイクロイックミラーと、第一色を分光した後、第二色と第三色に分光するダイクロイックミラーと光学エンジンケースとで囲まれた領域内において、光学エンジンケース壁面に開口部を設け、光学エンジンケース内に進入する冷却風を排出させる手段を設けることによって、塵埃が塵埃除去フィルタを通過して光学部品を保持する光学エンジンケース内へ進入しても、流速を落とすことなく光学エンジンケース外から装置外へスムースに冷却風を排出することが出来るため、光学部品への塵埃付着を防止でき、スクリーン上の輝度低下を防ぐことが出来るので、長時間、良好な性能が維持できる。 In the projection display apparatus according to the embodiment of the present invention having the above-described configuration, the dichroic mirror that separates the first color from the specific region in the optical engine case, that is, the white light that is the light source, and the first color In the area surrounded by the dichroic mirror that splits the second and third colors and the optical engine case, an opening is provided in the optical engine case wall to discharge cooling air that enters the optical engine case. By providing a means to allow the cooling air to be smoothly discharged from the outside of the optical engine case to the outside of the device without reducing the flow velocity even if the dust passes through the dust removal filter and enters the optical engine case that holds the optical components. As a result, it is possible to prevent dust from adhering to the optical components and to prevent a decrease in brightness on the screen. It can be.
以上のように、本発明に基づく実施の形態によれば、液晶パネルと照明光学系をその筐体内部に具備し、照明光学系により得られた光束を液晶パネルにより変調してスクリーン上に映像を投影する投写型映像表示装置、例えば、液晶プロジェクタ装置や、反射式映像表示プロジェクタ装置であって、光学エンジンケース内部の特定の光学部品に塵埃が付着するのを防止し、投写映像の品位悪化を防ぎ、映像の輝度低下を防止させることができるため、長時間、良好な性能が維持できる投写型映像表示装置及び光学エンジンケースを提供することが可能となる。 As described above, according to the embodiment of the present invention, the liquid crystal panel and the illumination optical system are provided inside the casing, and the light flux obtained by the illumination optical system is modulated by the liquid crystal panel to display an image on the screen. Projection-type image display devices that project images, such as liquid crystal projector devices and reflection-type image display projector devices, which prevent dust from adhering to specific optical components inside the optical engine case and deteriorate the quality of the projected image Therefore, it is possible to provide a projection display apparatus and an optical engine case that can maintain good performance for a long time.
1…フィルタ,10…投写型映像表示装置(筐体),11…ランプ取り外し部、12…冷却風取り込み口、13…カバー、20…塵埃除去フィルタ収納部,101…光源ユニット、102…UVカットフィルタ、103a,103b…マルチレンズアレイ、104…偏光変換素子、105…重畳レンズ、106b,106c,106d…全反射ミラー、107a,107b…ダイクロイックミラー、108a,108b,108c…コンデンサレンズ、109,110…リレーレンズ、111…クロスプリズム,112a,112b…冷却ファン,113…ダクト,120…投写レンズ、122a,122b,122c…液晶パネル、500…光学エンジンケース、520…光学エンジンケース下面開口部、550…光学エンジンカバー、570…光学エンジンカバー開口部、600…光源ユニットケース、700…冷却ファン、710…ダクト、800…排気用開口部、900…遮光板、P,R…冷却風、Q…流れ、W…領域、L0,L1,H0,H1…寸法
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記光源からの光束を、振動方向が一定の直線偏光に変換する偏光変換素子と、
前記偏光変換素子からの光源像を、前記映像表示素子上に重畳する重畳レンズと、
前記重畳レンズからの光束から第一色を分光する第1のダイクロイックミラーと、
前記第1のダイクロイックミラーにより分光された第一色を、第二色と第三色に分光する第2のダイクロイックミラーと、
前記光源からの光束を前記映像表示素子に導く光路を形成し、当該光路に前記第1及び第2のダイクロイックミラーを含む光学部品が配置される光学エンジンケースと、
風を発生させるファンと、
前記ファンからの風の流路を形成するダクトと、
前記ダクトからの風を前記光学エンジンケース内へ導くために、当該光学エンジンケースの一部に設けられる第1の開口部と、
前記第1の開口部から流入し前記偏光変換素子と前記重畳レンズの間を通過した風の進路上からオフセットした位置に配置され、当該風を前記光学エンジンケース外へ排出するために当該光学エンジンケースの一部に設けられる第2の開口部と、
前記第1のダイクロイックミラー、前記第2のダイクロイックミラー、及び、前記光学エンジンケースの内壁で囲まれる領域内における、当該内壁の一部に設けられる第3の開口部と、を備える、投写型映像表示装置。 In a projection type video display device that irradiates a light beam emitted from a light source onto an image display element by an illumination optical system, and expands and projects image light obtained by modulating the light beam by the image display element by a projection lens,
A polarization conversion element that converts the luminous flux from the light source into linearly polarized light having a constant vibration direction;
A superimposing lens for superimposing a light source image from the polarization conversion element on the video display element;
A first dichroic mirror that splits the first color from the light flux from the superimposing lens;
A second dichroic mirror that splits the first color dispersed by the first dichroic mirror into a second color and a third color;
An optical engine case the light beam to form a light path leading to the image display device, Ru optical components, including the first and second dichroic mirrors in the optical path is arranged from the light source,
With fans that generate wind,
A duct that forms a flow path of wind from the fan;
A first opening provided in a part of the optical engine case to guide the wind from the duct into the optical engine case;
The optical engine is disposed at a position offset from the course of the wind that flows in from the first opening and passes between the polarization conversion element and the superimposing lens, and discharges the wind out of the optical engine case. A second opening provided in a part of the case;
A projection-type image comprising: the first dichroic mirror; the second dichroic mirror; and a third opening provided in a part of the inner wall in a region surrounded by the inner wall of the optical engine case. Display device.
L0/3 ≦ L1 ≦ L0
H0/3 ≦ H1 ≦ H0/2
を満足する、請求項1記載の投写型映像表示装置。 The width of the third opening is L1, the height of the third opening is H1, the height of the first dichroic mirror is H0, and between the first dichroic mirror and the second dichroic mirror. When the length of the third opening is L0, the dimension of the third opening is
L0 / 3 ≤ L1 ≤ L0
H0 / 3 ≦ H1 ≦ H0 / 2
The projection display apparatus according to claim 1, wherein:
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