JPH0515001U - 投影装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高輝度の光束が通過しても昇温しないコンデ
ンサレンズを提供し、昇温を抑える場合の冷却効果をよ
り高めることができる投影装置を提供すること。高輝度
の光束が通過しても、コンデンサレンズおよび液晶表示
ユニットを昇温させず、該昇温を抑える場合の冷却効果
をより高めること。 【構成】 内部に透明冷却液を充填した中空容器であっ
て、少なくともその光束の通過部分が透明材料からな
り、かつ該光束通過部分を膨出させてレンズ部とした容
器により構成し、この膨出させたレンズ部に透明冷却液
を満たしてコンデンサレンズとして機能させ、かつ該コ
ンデンサレンズを透明冷却液により効率良く冷却し、歪
みのない質の高い画像を投影する投影装置。さらに上記
容器に、通過する光束に投影像情報を供給すべき液晶表
示ユニットを取り付け、この液晶表示ユニットを冷却し
て熱による歪みを防ぎ、質の高い画像を投影する装置。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】

本考案は、液晶プロジェクタ等の投影装置に関する。

【０００２】

【従来技術およびその問題点】

画像情報に基づく光束によりスクリーンに画像を投影する投影装置、例えば液 晶プロジェクタは、透過型の液晶表示ユニットに光源の光束を透過させ、この光 束をコンデンサレンズにより投影レンズに集光し、液晶表示ユニットに表示され る像を、該投影レンズを介してスクリーンに画像として投影する。この液晶表示 ユニット２５は、図４に示すように、入射側偏光板３０と出射側偏光板３１の間 に、ガラス基板３２、透明電極３３および液晶層３５を有している。

【０００３】 ところで液晶プロジェクタは、離れた位置にあるスクリーンに画像を投影する ため、非常に輝度の高い光束を照射する。このため、例えばコンデンサレンズや 液晶表示ユニット２５が、この高輝度の光束の通過によって熱せられて歪むこと があり、これがスクリーンに歪んだ画像を投影する原因となる。コンデンサレン ズは、熱吸収による変形、歪の影響が比較的小さいが、液晶表示ユニット２５は 、その入射側と出射側に位置する入射側偏光板３０と出射側偏光板３１が温度上 昇によって変形するとその影響が大きく、かつ液晶の作動温度範囲も０°Ｃ〜４ ０°Ｃ程度と狭いため、冷却の必要性が大きい。

【０００４】

【考案の目的】

本考案は、このような背景に鑑み、高輝度の光束が通過しても昇温しないコン デンサレンズを提供し、この昇温を抑える場合の冷却効果をより高めることがで きる投影装置を提供することを目的とする。

【０００５】 また本考案は、高輝度の光束が通過しても、コンデンサレンズおよび液晶表示 ユニットを昇温させず、この昇温を抑える場合の冷却効果をより高めることがで きる投影装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【考案の概要】

本考案は、その一つの態様によると、光源によって照射される投影すべき像を コンデンサレンズおよび投影レンズを介して投影する投影装置において、上記コ ンデンサレンズを、内部に透明冷却液を充填した中空容器であって、少なくとも その光束の通過部分が透明材料からなり、かつ該光束通過部分の投影レンズ側を 膨出させてレンズ部とした容器により構成したことに特徴を有する。

【０００７】 また本考案は、別の態様によると、光源によって照射される投影すべき像をコ ンデンサレンズおよび投影レンズを介して投影する投影装置において、上記コン デンサレンズを、内部に透明冷却液を充填した中空容器であって、少なくともそ の光束の通過部分が透明材料からなり、かつ該光束通過部分の投影レンズ側を膨 出させてレンズ部とした容器により構成し、かつ該容器のレンズ部より上記光源 側に、通過する光束に投影像情報を供給すべき液晶表示ユニットを取り付けたこ とに特徴を有する。

【０００８】 さらに本考案は、光源とコンデンサレンズによって照射される投影すべき像を 投影レンズを介して投影する投影装置において、上記コンデンサレンズを、内部 に透明冷却液を充填した中空容器であって、少なくともその光束の通過部分が透 明材料からなり、かつ該光束通過部分の光源側を膨出させてレンズ部とした容器 により構成したことに特徴を有する。

【０００９】 また本考案は、光源とコンデンサレンズによって照射される投影すべき像を投 影レンズを介して投影する投影装置において、上記コンデンサレンズを、内部に 透明冷却液を充填した中空容器であって、少なくともその光束の通過部分が透明 材料からなり、かつ該光束通過部分の光源側を膨出させてレンズ部とした容器に より構成し、かつ該容器のレンズ部より上記投影レンズ側に、通過する光束に投 影像情報を供給すべき液晶表示ユニットを取り付けたことに特徴を有する。

【００１０】

【実施例】

以下図示実施例について本考案を説明する。図２は、本考案を適用させた液晶 プロジェクタ１１を概略的に示す図である。この液晶プロジェクタ１１は、ケー ス１２を有している。このケース１２内に光源１３が設けられ、前壁部に投影レ ンズ１５が設けられている。ケース１２内にはさらに、光源１３からの光束を通 過させるフレネルレンズ１６、１７、コンデンサレンズ１９が順に設けられてい る。図中の２０はスクリーン、０は光軸である。

【００１１】 コンデンサレンズ１９は、図１に示すように、レンズ部２４以外の部分が平板 状である前壁部２２に対し、凹状の後壁部２３を水密状に密着させて箱体状（中 空状）に構成した密封容器（容器）２１を有している。この密封容器２１は、液 晶表示ユニット２５より十分大きく構成されている。本実施例では、前壁部２２ および後壁部２３を、透明な合成樹脂材料等の透明材料から構成しているが、前 壁部２２と後壁部２３は、その全ての部分が透明である必要はなく、前壁部２２ は少なくともレンズ部２４に対応させた部分が、また後壁部２３は少なくとも液 晶表示ユニット２５に対応させた部分が透明であれば足りる。

【００１２】 前壁部２２は、その光束通過部分の投影レンズ１５側をレンズ状に膨出させた レンズ部２４を有している。レンズ部２４より光源１３側に位置する後壁部２３ に、通過する光束に投影像情報を供給すべき液晶表示ユニット２５が密着させて 取り付けられている。この液晶表示ユニット２５は、テレビジョン画像等を表示 するドットマトリックス表示パネルから構成されている。

【００１３】 密封容器２１内には透明な冷却液２６が充填されるが、この密封容器２１は、 前壁部２２がレンズ状に膨出されているから、その内方空間が、レンズ部２４裏 面の膨出空間２４ａの分だけ広くされている。したがって、前壁部２２が平板状 に形成された場合に比して、冷却液２６を膨出空間２４ａの分だけ多く充填する ことができるから、冷却効果をより高めることができ、同時に、比較的屈折率が 高い冷却液２６を膨出空間２４ａに満たして凸レンズとして機能させることがで きる。前壁部２２を合成樹脂により構成すれば、レンズ部２４の形状を非球面と することも容易であり、冷却液２６を充填したときのレンズ部２４を非球面レン ズとして機能させることができる。これにより、球面収差を除去した光束をコン デンサレンズ１５に集光させ、より質の高い画像を投影することも可能となる。

【００１４】 またコンデンサレンズ１９は、密封容器２１内のレンズ部２４および液晶表示 ユニット２５に対応する以外の箇所に、冷却液２６の熱を外部に取り出し該冷却 液２６を冷却させるための冷却パイプ２７が挿入配置されている。この冷却パイ プ２７は、コンデンサレンズ１９の光軸に関する左右方向に延びて密封容器２１ を貫通し、両端部を外方に露出させていて、その内部には伝熱を目的とした伝熱 液が封入されている。冷却パイプ２７の上記両端部には多数の放熱フィン（図示 せず）が設けられており、放熱効果を高めている。

【００１５】 コンデンサレンズ１９は、液晶プロジェクタ１１のケース１２内に配置される ときは、図２のように、レンズ部２４を前方に向け、液晶表示ユニット２５を後 方に向けた状熊とされる。

【００１６】 以上の構成を有する本液晶プロジェクタ１１は、次のように作動する。光源１ ３から発せられた光束は、フレネルレンズ１６により集光されて輝度を増し、フ レネルレンズ１７によってこの光束を平行光に補正されて液晶表示ユニット２５ に入射する。この透過型の液晶表示ユニット２５に入射し、この液晶表示ユニッ ト２５の表示領域を通った光束は、コンデンサレンズ１９を通りレンズ部２４に より投影レンズ１５に集光される。

【００１７】 高輝度の光束が通過するときコンデンサレンズ１９は熱せられるが、この熱は 密封容器２１内に充填した冷却液２６に吸収され、さらに冷却パイプ２７内の伝 熱液に伝えられ、放熱フィンを介してレンズ１９の外方に放出される。しかも、 密封容器２１内の冷却液２６が、膨出空間２４ａの分だけ多く充填されているか ら、冷却液２６の温度上昇はより効果的に抑えられる。これにより、コンデンサ レンズ１９を常に冷却して熱による歪みを防止することができるから、液晶表示 ユニット２５に表示される像を歪ませることなく、そのレンズ部２４によって投 影レンズ１５に適正に集光することができる。したがって、投影レンズ１５によ り、歪みのない質の高い画像をスクリーン２０に投影することができる。

【００１８】 また液晶表示ユニット２５も高輝度の光束が通過するとき熱せられるが、この 熱は後壁部２３を介して冷却液２６に吸収され、さらに冷却パイプ２７内の伝熱 液に伝えられ、放熱フィンを介してレンズ１９の外方に放出される。これにより 、液晶表示ユニット２５を常時冷却して、熱による変形、歪みを防止し、表示コ ントラストの低下等の発生を抑えることができるので、レンズ部２４によって投 影レンズ１５に適正に集光することができ、極めて質の高い画像をスクリーン２ ０に投影することができる。

【００１９】 図３に本考案による別の実施例を示す。この実施例では、図１で示したコンデ ンサレンズ１９の液晶表示ユニット２５を投影レンズ１５側に向け、レンズ部２ ４を後方の光源１３側に向けている。このような配置によっても、上述の第一の 実施例と同様の効果を得ることができる。

【００２０】 なお、本考案に係るコンデンサレンズ１９を、赤、緑、青の三色の光束を合成 してカラー画像を得るカラー合成プロジェクタに適用しても良い。

【００２１】

【考案の効果】

以上のように本考案の請求項１又は３の投影装置によれば、コンデンサレンズ が、通過する光束によって熱せられても、その熱を透明冷却液に吸収させてレン ズ部を効率良く冷却することができる。しかもこの透明冷却液は、レンズ部が膨 出されている分だけ多く充填されるから、冷却効果が一層高くされ、投影時の熱 によって歪まない高品質のコンデンサレンズを提供することができる。また、膨 出されたレンズ部に透明冷却液を満たすことによりコンデンサレンズとして機能 させることができ、このコンデンサレンズにより投影レンズに適正に集光して、 歪みのない質の高い画像を投影することができる。

【００２２】 また本考案の請求項２又は４の投影装置によれば、コンデンサレンズのレンズ 部を効率良く冷却することができることは勿論、液晶表示ユニットを常時冷却し て熱による変形、歪みを防止し、かつ表示コントラストの低下等の発生を抑える ことができるから、レンズ部によって投影レンズに適正に集光して、歪みのない 質の高い画像を投影することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るコンデンサレンズの一実施例を示
す側面断面図である。

【図２】図１のコンデンサレンズの適用が可能な投影装
置の一例を示す光学系の構成図である。

【図３】図１のコンデンサレンズの投影レンズに対する
向きを変えた別の実施例を示す側面断面図である。

【図４】液晶表示ユニットの構造を拡大して示す断面図
である。

【符号の説明】

１１ 液晶プロジェクタ １２ ケース １３ 光源 １５ 投影レンズ １６ フレネルレンズ １７ フレネルレンズ １９ コンデンサレンズ ２０ スクリーン ２１ 密封容器（容器） ２２ 前壁部 ２３ 後壁部 ２４ レンズ部 ２５ 液晶表示ユニット ２６ 冷却液 ２７ 冷却パイプ

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源によって照射される投影すべき像を
   コンデンサレンズおよび投影レンズを介して投影する投
   影装置において、 上記コンデンサレンズを、 内部に透明冷却液を充填した中空容器であって、少なく
   ともその光束の通過部分が透明材料からなり、かつ該光
   束通過部分の投影レンズ側を膨出させてレンズ部とした
   容器により構成したことを特徴とする投影装置。
2. 【請求項２】 光源によって照射される投影すべき像を
   コンデンサレンズおよび投影レンズを介して投影する投
   影装置において、 上記コンデンサレンズを、 内部に透明冷却液を充填した中空容器であって、少なく
   ともその光束の通過部分が透明材料からなり、かつ該光
   束通過部分の投影レンズ側を膨出させてレンズ部とした
   容器により構成し、 かつ該容器のレンズ部より上記光源側に、通過する光束
   に投影像情報を供給すべき液晶表示ユニットを取り付け
   たことを特徴とする投影装置。
3. 【請求項３】 光源とコンデンサレンズによって照射さ
   れる投影すべき像を投影レンズを介して投影する投影装
   置において、 上記コンデンサレンズを、 内部に透明冷却液を充填した中空容器であって、少なく
   ともその光束の通過部分が透明材料からなり、かつ該光
   束通過部分の光源側を膨出させてレンズ部とした容器に
   より構成したことを特徴とする投影装置。
4. 【請求項４】 光源とコンデンサレンズによって照射さ
   れる投影すべき像を投影レンズを介して投影する投影装
   置において、 上記コンデンサレンズを、 内部に透明冷却液を充填した中空容器であって、少なく
   ともその光束の通過部分が透明材料からなり、かつ該光
   束通過部分の光源側を膨出させてレンズ部とした容器に
   より構成し、 かつ該容器のレンズ部より上記投影レンズ側に、通過す
   る光束に投影像情報を供給すべき液晶表示ユニットを取
   り付けたことを特徴とする投影装置。