CN103959163A - 投影型影像显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种投影型影像显示装置，其实现装置的高亮度化，同时保证可靠性较高的画质。该投影型影像显示装置包括：透镜阵列，其将从光源出射的光分割为多个光束；聚光透镜，其使来自透镜阵列的光聚光；颜色分离光学***，其使来自聚光透镜的光的颜色分离；影像显示元件，其利用被颜色分离光学***分离的光形成光学像；投影透镜，其投影光学像；冷却风扇，其冷却影像显示元件；送风口，其配置成从影像显示元件的下部输送来自冷却风扇的风；和分隔壁管道，其沿着来自送风口的风的流路配置在影像显示元件的光的入射侧。

Description

投影型影像显示装置

技术领域

本发明涉及投影型影像显示装置。

背景技术

现有技术中，已知对于来自高压汞灯等光源的光，用液晶面板等影像显示元件与影像信号相应地进行光强度调制而形成光学像，在屏幕等上放大投影的投影型影像显示装置(液晶投影仪和背面投影型显示装置等)。特别在支持彩色影像的投影型影像显示装置中，是对来自光源的白色光用由颜色分离单元(分色镜)等构成的颜色分离光学***分离为多个颜色(例如R、G、B三色)，对与各色光对应的光阀单元(包括液晶面板等影像显示元件和使偏振光对齐的偏振片的单元)照射形成各色光的光学像，用颜色合成棱镜将各色光的光学像合成并用投影透镜投影的结构。

近年来，随着装置的高亮度化，通过影像显示元件和偏振片的光密度也有所增大，影像显示元件和偏振片的冷却性能的提高变得重要。对于上述课题，公开了与液晶面板的冷却性能优良的液晶投影仪相关的发明(参考专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-145448号公报

发明内容

发明要解决的课题

根据专利文献1，是精度良好地决定在颜色合成棱镜的三面排列的与R、G、B对应的液晶面板，和输送来自各液晶面板下部配置的多叶片式风扇的冷却风的送风口部的位置的结构。但是，即使液晶面板下部配置的送风口部在面板的中心精度良好地配置，在冷却风通过液晶面板的有效光区域上部之前风也向左右发散，所以存在相互地进入相邻的多色的面板的光路、因产生压强损失而不能充分有效地冷却的情况，和冷却风在光阀单元的有效光区域中不能均匀地接触、尘埃等不均匀地附着而损害画质的情况。

于是，本发明的目的在于提供一种实现装置的高亮度化、同时保持可靠性较高的画质投影型影像显示装置。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，本发明优选的方式之一如下所述。该投影型影像显示装置包括：透镜阵列，其将从光源出射的光分割为多个光束；聚光透镜，其使来自透镜阵列的光聚光；颜色分离光学***，其使来自聚光透镜的光的颜色分离；影像显示元件，其利用被颜色分离光学***分离的光形成光学像；投影透镜，其投影光学像；冷却风扇，其冷却影像显示元件；送风口，其配置成从影像显示元件的下部输送来自冷却风扇的风；和分隔壁管道，其沿着来自送风口的风的流路配置在所述影像显示元件的光的入射侧。

发明效果

根据本发明，能够提供一种投影型影像显示装置，其实现装置的高亮度化，同时保持可靠性较高的画质。

附图说明

图1是表示投影型影像显示装置的光学***的图。

图2是光阀单元的上截面图。

图3是光阀单元和冷却管道的立体图。

图4是光阀单元和冷却管道的侧截面图。

具体实施方式

以下，参考附图说明实施例。其中，在符号后添加R(红)、G(绿)、B(蓝)表示的构成要素，是需要由根据颜色分离的多条光路区分的构成要素。此外，在说明上没有影响的情况下，省略后缀。

图1是表示投影型影像显示装置的光学***的图。

1为光源，是超高压汞灯、金属卤化物灯、氙灯、汞氙灯、卤素灯等白色灯。光源1包括具备圆形或多边形的出射开口的至少一个反射镜2。从光源1出射的光通过包括影像显示元件和偏振片的光阀单元13R、13G、13B射向投影透镜19，向屏幕投影。从光源1的灯放射的光具有光轴100，在抛物面的反射镜2上反射，通过无焦透镜30成为平行光，对第一透镜阵列3入射。其中，将光源1和反射镜2的结构称为光源单元。

第一透镜阵列3由矩阵状地配设的多个矩形的透镜单元区域构成，将在各个透镜单元区域入射的光分割为多束光，以效率良好地通过第二透镜阵列4和偏振变换元件(PBS)5的方式导光。即，第一透镜阵列3以光源1和第二透镜阵列4的各透镜单元区域互为物体与像的关系(共轭关系)的方式设计。此外，以第一透镜阵列3与影像显示元件17(液晶面板等)成为共轭关系的方式设计。

具有矩阵状地配设的多个矩形的透镜单元区域的第二透镜阵列4，使构成的透镜单元区域分别对应的第一透镜阵列3的透镜单元区域的形状向光阀单元13内的影像显示元件17投影。偏振变换元件5使来自第二透镜阵列4的光对齐为规定的偏振方向。

然后，第一透镜阵列3的各透镜单元区域的投影像通过聚光透镜6、聚光镜(Condenser Lenses)12、第一中继透镜14、第二中继透镜15等，在影像显示元件17上叠加。这样，能够实现实用上没有问题的水平的均匀性高的照度分布的照明。

分色镜7，在通过聚光透镜6的光中，使B光(蓝色波段的光)反射，使G光(绿色波段的光)和R光(红色波段的光)透过，从而分离为两色的光。此外，分色镜11在该两色的光中，使G光反射，使R光透过，从而将G光与R光分离。此外，光的分离方法不限于此，例如，也可以用分色镜7使R光反射，使G光和B光透过，还可以使G光反射，使R光和B光透过。

图1的结构中，B光在分色镜7上反射后，在反射镜8上反射，透过聚光镜12B和B光用的光阀单元13B对颜色合成棱镜18入射。此外，G光在分色镜11上反射后，透过聚光镜12G和G光用的光阀单元13G而对颜色合成棱镜18入射。此外，R光在第一中继透镜14上聚光，在反射镜10上反射后，在第二中继透镜15上进一步聚光，并在反射镜9上反射后，在聚光镜12R(第三中继透镜)上进一步聚光并透过R光用的光阀单元13R而对颜色合成棱镜18入射。

将直到从第一透镜阵列3入射的光通过聚光镜12而使光入射到光阀单元13为止的光学***统称为颜色分离光学***。

用影像显示元件17与影像信号相应地进行光强度调制形成的光学像，用颜色合成棱镜18合成为彩色影像后，例如通过变焦透镜这样的投影透镜19，在屏幕上放大投影。

对光阀单元13照射来自光源1的光时，影像显示元件17和偏振片等偏振吸收元件或偏振反射元件等被加热。保持该状态会变得高温，对图像显示造成不良影响，所以配置多叶片式风扇或轴流式风扇、离心风扇等冷却风扇，导入外部空气，通过对各颜色的光阀单元13供给冷却风200而抑制温度上升。

图2是光阀单元13的上截面图。是在影像显示元件的有效光区域面上能够直线地且均匀地输送保持高流速的风的结构。

光阀单元13由影像显示元件17R、G、B，配置在影像显示元件17R、G、B的入射侧的入射偏振片21R、G、B，以及配置在影像显示元件17R、G、B的出射侧的出射偏振片22R、G、B构成。在光阀单元13的中心，配置有将光调制后的三色光合成的颜色合成棱镜18、和保持颜色合成棱镜18的棱镜支架20。此外，在棱镜支架20上安装有实现使从入射偏振片21直到颜色合成棱镜18的光路相对于R、G、B分别独立的密闭空间的分隔壁管道23。在分隔壁管道23上，需要用于使光向影像显示元件17入射的开口，通过采用以封闭该开口的方式将入射偏振片21直接或通过间接部件安装在分隔壁管道23上的结构而实现密闭空间。本实施例中设想分隔壁管道23是金属板部件，但也可以用树脂成型品或片材采用同样的结构。

图3是光阀单元13和冷却管道24的立体图。为了使光阀单元13R、G、B冷却，配置有用于将用多叶片式风扇或轴流式风扇、离心风扇这样的冷却风扇导入的外部空气，从光阀单元13R、G、B的下部输送的冷却管道24。从冷却管道24供给的冷却风，因分隔壁管道23，不向其他颜色的光路发散而在影像显示元件17的有效光区域面上均匀并且保持高流速地直线地供给。因分隔壁管道23使各光路密闭，所以不仅对冷却风，还对向液晶显示元件的有效光区域外射出的多余的外部光进行抑制使其不会发散，能够抑制对投影透镜的不需要的导光引起的画质的劣化等。

分隔壁管道23经旋转调整部件25保持入射偏振片21。此外，分隔壁管道23具备决定旋转调整部件25的旋转中心的销26(此处是在以光轴为中心的圆周内的三处)；和保持旋转调整部件25的弹簧27。入射偏振片21在箭头28的方向上旋转。即，分隔壁管道23具备决定旋转调整部件25的旋转中心的功能和保持旋转调整部件25的功能。

以往采用使颜色分离光学***一方保持旋转调整部件的结构，而本实施例中，是使分隔壁管道保持旋转调整部件的结构，因此能够实现密闭空间，同时通过入射偏振片旋转进行对比度调整。

图4是光阀单元13和冷却管道24的侧截面图。优选冷却管道24具有的送风口29在分隔壁管道23的内部以成为嵌套关系的方式配置。通过采用这样的结构，能够无限地抑制从送风口29送出的冷却风的发散。

此外，也可以代替分隔壁管道23，使棱镜支架20具有类似形状，或使冷却管道24具有类似形状，形成同样的密闭空间。

根据上述实施例，具备配置与各色的液晶面板下部配置的送风口成嵌套关系的分隔壁管道，以风不绕到其他颜色的液晶面板的方式使各色的面板独立的分隔壁结构，所以使得从送风口供给的冷却风不向其他颜色的液晶面板发散而均匀并且直线地通向液晶面板上部。从而，能够实现液晶面板有效光区域面上的流速的高速化和流速不均(冷却不均)的均匀化，进而能够提供可靠性和冷却性能优秀的装置。此外，因为使分隔壁管道同时具备保持配置在液晶面板的入射侧的偏振片的功能，所以能够使需要的光到达液晶面板且不损害密闭度。即，还能够阻止不需要的杂散光。

符号说明

1……光源，2……反射镜，3……第一透镜阵列，4……第二透镜阵列，5……偏振变换元件(PBS)、6……聚光透镜，7……分色镜，8、9、10……反射镜，11……分色镜，12……聚光镜，13……光阀单元，14……第一中继透镜，15……第二中继透镜，17……影像显示元件，18……颜色合成棱镜，19……投影透镜，20……棱镜支架，21……入射偏振片，22……出射偏振片，23……分隔壁管道，24……冷却管道，25……旋转调整部件，26……旋转调整销，27……弹簧，28……入射偏振片的旋转方向，29……送风口，30……无焦透镜，100……光轴，200……冷却风。

Claims (4)

1.一种投影型影像显示装置，其特征在于，包括：

透镜阵列，其将从光源出射的光分割为多个光束；

聚光透镜，其使来自所述透镜阵列的光聚光；

颜色分离光学***，其使来自所述聚光透镜的光的颜色分离；

影像显示元件，其利用被所述颜色分离光学***分离的光形成光学像；

投影透镜，其投影所述光学像；

冷却风扇，其冷却所述影像显示元件；

送风口，其配置成从所述影像显示元件的下部输送来自所述冷却风扇的风；和

分隔壁管道，其沿着来自所述送风口的风的流路配置在所述影像显示元件的光的入射侧。

2.如权利要求1所述的投影型影像显示装置，其特征在于：

具备配置在所述影像显示元件的光的入射侧的偏振片，

所述偏振片安装于所述分隔壁管道，以封闭用于使光向所述影像显示元件入射的开口。

3.如权利要求1或2所述的投影型影像显示装置，其特征在于：

所述分割壁管道和所述送风口以嵌套关系配置。

4.如权利要求2或3所述的投影型影像显示装置，其特征在于：

所述偏振片经旋转调整部件安装于所述分隔壁管道，

所述分隔壁管道具备决定所述旋转调整部件的旋转中心的功能和保持所述旋转调整部件的功能。