JP2000352708A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶パネルを使用した液晶表示装置におい
て、光源のランプの発光量を制御することにより明るさ
を制御し、この発光量の変化をセンサ−によって検出
し、この検出結果に基づき冷却用のファンの回転数を制
御することにより、信号のダイナミックレンジを犠牲と
することなく且つファン騒音を低減した液晶表示装置を
提供する。 【解決手段】 筐体２１内に配置される液晶パネル２２
を有する光学装置２３及びこの光学装置２３を照射する
光源を設け、この光源２７のランプ電源４４を制御して
発光量を制御することで明るさを調整すると共に、この
発光量の変化をセンサ−４７，４８で検出し、この検出
結果に応じてファン３６，３７の回転数を制御すること
により騒音を低下させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画面の明るさを制
御すると共に、この制御に連動させて光学装置の冷却を
行う送風装置も併せて制御する液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の液晶表示装置としては、光源から
の光を液晶駆動回路によって制御される液晶パネルに照
射して制御し、その映像をスクリ−ン上に投影し所定の
画像を再生している。この液晶パネルは、光源からの強
い光にさらされることになり、液晶パネルを通過しない
光線は熱に変換されるため、液晶パネルが発熱すること
になる。このため何等の手当てを講じないと、液晶パネ
ルの熱破損を起こしたり、特性劣化を起こすことにな
る。この予防のためにファンを利用して液晶パネルを冷
却し、破損や特性劣化を防止する様に対策をおこなって
いる。

【０００３】図３は従来の液晶表示装置を示す概略図で
ある。図３を参照して従来の液晶表示装置を説明する
と、合板、金属あるいは合成樹脂等から構成された筐体
１の内部には、液晶パネル２を有する光学装置３が配置
され、この光学装置３には、図示していないが、ダイク
ロイックミラ−や集光レンズ等からなる入力側光学素子
４、及び偏光板やハ−フミラ−等からなる出力側光学素
子５が配置されている。一方メタルハライドランプや高
圧水銀ランプ等からなる光源６が光学装置３と結合さ
れ、この液晶パネル２面を照射する様に光学素子４を介
して液晶パネル２の入射側に配置される。この光源６に
は光源用のランプ電源７が接続されている。また液晶パ
ネル２の放射側の光学装置３の一端には、保持体８が筐
体１に固定して取付けられており、この保持体８の内部
には投射レンズ９が設けられている。そしてこの投射レ
ンズ９に対向する様にスクリ−ン１０が配置される。ま
た液晶パネル２は液晶駆動回路１１にて駆動されると共
に、光学装置３に対向して液晶パネル２を冷却する第１
のファン１２と、筐体１内部を冷却するための第２のフ
ァン１３からなる送風装置１４が筐体１に設けられる。
図３の場合には概略を示しているだけなので、第１及び
第２のファン１２，１３は冷却対象物から離間した状態
で示しているが、実際の装置では送風管や送風ガイド等
（図示せず）によって効率良く対象物に外気が送風され
る様になっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の液晶表示装置で
は、スクリ−ン１０に投影される再生画像は、視聴に耐
えるだけのレベルにあり充分実用に供し得るが、液晶表
示装置の稼動中に回転する第１及び第２のファン１２，
１３には、一般に軸流ファンが使用され、しかもこのフ
ァン１２，１３は液晶パネル２や筐体１内の最高許容温
度に対して表示装置の機能とは独立して回転数が設定さ
れているために、常に最大の回転数で回転を行っている
ために、ファン１２，１３の回転中にはこれらファン１
２，１３からの大きな騒音が発生することとなり、視聴
者にとって耳障りな音となって聞こえてしまうので、視
聴者に不快感を与える結果となっていた。この様なファ
ンの騒音を抑えるための技術が、例えば実開平７−２６
８８６号公報等に開示されている。この公報記載の技術
では液晶パネルの表面もしくは液晶パネル近傍の温度を
検出して、この検出結果及びファン等の冷却手段の出力
に応じて冷却手段の駆動制御と光源の点灯スイッチを制
御させることで、所定の使用温度範囲内では検出出力に
応じてファンの回転数を制御し、異常な所定温度以上に
なった場合には光源の点灯スイッチをオフし、光源電源
を切断して消灯させるものである。このため定常状態で
はファンの回転数を検出温度に応じて制御できるので騒
音を低減することが可能で、また異常高温時には光源自
体を切断することで異常加熱を防止しているものであ
る。

【０００５】一方液晶表示装置の明るさを調整するに
は、液晶パネルに入力する信号のレベルを調整すること
で、このレベルに同期した部分的または全体の透過率を
変えて明るさ制御を行っている。一般に液晶は一定の光
量をあてた場合には、黒の輝度は液晶の実現できる遮光
レベルや白輝度と黒輝度との比であるコントラストに依
存する。液晶のコントラストが一定と考えるならば、黒
輝度は入射される光量によって決定されることになる。
そこで液晶表示装置の明るさを調整するために、例えば
図２に示す様に明るさ１，２，３を得るためには信号
１，２，３を供給することで明るさを変えることができ
る。換言すれば明るさ１を得るためには信号１を入力
し、明るさ３を得るには信号３を入力すれば良いことに
なる。

【０００６】しかしながら単に信号レベルを変化させて
画面の明るさを制御した場合には、一定の黒レベルのま
まで白輝度を変化させるので、信号のダイナミックレン
ジまで変化してしまう結果となっていた。前述の公報に
はこの点についての記載はないが、一般的な明るさ制御
を採用していると考えられるので、入力信号のダイナミ
ックレンジも低下しダイナミックレンジを犠牲にしてい
るものと推察される。本発明は、上記の課題に対処して
なされたものであり、画面の明るさをランプ電源自体を
制御することで光源の発光量を制御して調整する様にし
てダイナミックレンジを犠牲にすることなく調整し、ま
た光路の明るさもしくは発熱量を検出し、この検出結果
によって冷却ファンの回転数を調整することによりファ
ンの騒音を可能な限り抑える様にした液晶表示装置を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、筐体内に液晶
パネルを有する光学装置及びこの液晶パネルを照射する
光源を内蔵し、これら光学装置及び光源の冷却を行う少
なくとも１個のファンを有する送風装置を設けると共
に、前記光源から光学装置の経路中に温度または光量を
検出するセンサ−を配置し、このセンサ−の検出量に応
じて前記光源の電源を制御する様にしたことを特徴とす
る液晶表示装置を得るものである。

【０００８】更に、前記光源の電源制御に関連して前記
送風装置の回転数を制御することを特徴とする液晶表示
装置を得るものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態について
説明する。図１は液晶表示装置を概略的に示すもので、
合板、金属あるいは合成樹脂等で形成される筐体２１内
には、格子状に駆動電極を設けた複数の画素からなる液
晶パネル２２を有する光学装置２３が配置されている。
この光学装置２３内には、液晶パネル２２の入射側にマ
イクロレンズパネル２４が対向するように配置され、こ
のマイクロレンズパネル２４の更に外側、並びに液晶パ
ネル２２の放射側には、夫々偏向板２５，２６がサンド
イッチ状に対向して配置される。この偏向板２５の外側
には光源２７からの光を青Ｂ，赤Ｒ，緑Ｇの三原色に分
解するために、夫々所定の角度だけずらせたダイクロイ
ックミラ−２８が光源２７の光軸上に配置される。また
このダイクロイックミラ−２８と光源２７間には集光レ
ンズ２９が介在し、光源２７からの光線をダイクロイッ
クミラ−２８に効率良く収束させている。この光源２７
はメタルハライドランプや高圧水銀ランプ等のランプ３
０と、ランプ３０からの光を反射させると共に平行光線
に変換する反射鏡３１から構成されており、この光源２
７はランプ３０の寿命によりランプ交換を行う際に交換
作業が容易にできるように、ランプ３０だけではなく光
源２７ごと筐体２１から取り外せるように構成してい
る。

【００１０】また偏光板２６の外側には、フレネルレン
ズ板等から成る集光手段３２が配置され、この集光手段
３２の放射側には更に筐体２１に固定された支持体３３
に取付けられた投射レンズ３４が設けられている。この
投射レンズ３４の投影面には、筐体２１と別に投射レン
ズ３４からの画像を写すスクリ−ン３５が配置されてい
る。

【００１１】一方液晶パネル２２は、液晶駆動回路４９
によって駆動されるもので、この液晶パネル２２の冷却
用には、送風装置を構成する第１のファン３６が筐体２
１に配置されている。またランプ３０等による発熱の影
響で筐体２１内も温度上昇するために、筐体２１内を冷
却するのに送風装置を構成する第２のファン３７が同様
に筐体２１に配置されている。この第１及び第２のファ
ン３６，３７には、そのファン３６，３７を回転駆動す
るための電源端子３８，３９が設けられている。この電
源端子３８，３９にはファン電源４０から駆動電圧が供
給される。このファン電源４０は交流電源に電源プラグ
４１で接続された電源回路４２から動作電源が供給され
ており、この電源回路４２は更にマイクロコンピュ−タ
（マイコン）４３及びランプ３０を点灯するランプ電源
４４にも電力を供給している。マイコン４３はリモ−ト
コントロ−ル（リモコン）送信器４５からの制御信号を
筐体２１に設けた受信器４６で受信し、この受信制御信
号によって制御される。更にこのマイコン４３には光源
２７から投射レンズ３４までの経路中、あるいは経路近
傍に設けた明るさもしくは温度変化を検出するセンサ−
４７，４８とも接続されており、このセンサ−４７，４
８からの入力に応じた制御信号を発生させ、ランプ電源
４４及びファン電源４０を制御するものである。図示の
場合にはセンサ−４７は液晶パネル２２の近傍に、セン
サ−４８はランプ３０の近傍に配置し、液晶パネル２２
及びランプ３０の温度変化を検知するようになされてい
る。勿論明るさ自体の変化を検出するセンサ−に代えて
も差支えなく、あるいは一方を温度変化を検知するセン
サ−とし、他方を明るさを検知するセンサ−と組合わせ
て使用することも可能である。

【００１２】以上の様に液晶表示装置を構成することに
より、画像再生動作においては電源回路４２からファン
電源４０，マイコン４３，ランプ電源４４あるいは液晶
駆動回路４９等の必要箇所に電力が供給される。ランプ
３０にもランプ電源４４から点灯用の電源が供給されて
ランプ３０が点灯し発光する。このランプ３０の光は直
接に、及び反射鏡３１によって反射されて集光レンズ２
９に供給され、このレンズ２９にて集光された後にダイ
クロイックミラ−２８に供給される。ダイクロイックミ
ラ−２８では夫々Ｒ，Ｇ，Ｂ三原色用に分光され、偏向
板２５を介してマイクロレンズパネル２４に照射され
る。このマイクロレンズパネル２４はＲ，Ｇ，Ｂ三原色
の画素に１つの割合でレンズを形成したもので、ダイク
ロイックミラ−２８で夫々角度を変えて光を照射するこ
とにより、このマイクロレンズパネル２４を通った光が
夫々液晶パネル２２の所定の画素部分を照射するように
なされており、このダイクロイックミラ−２８によって
各Ｒ，Ｇ，Ｂ用のミラ−の角度が調節されている。

【００１３】換言すればダイクロイックミラ−２８で所
定角度を付けてマイクロレンズパネル２４に対し所定の
入射角度をもたせることにより、このマイクロレンズパ
ネル２４を通った光は、液晶パネル２２の各画素に集光
させることができる。この液晶パネル２２は液晶駆動回
路４９によって駆動されており、液晶駆動回路４９から
の駆動信号によって液晶パネル２２の画素の光透過率を
変化させることにより画像を構成するように駆動され
る。この液晶パネル２２を通過した光は偏向板２６を通
り集光手段３２にて集められ、投射レンズ３４を介して
スクリ−ン３５に投影されるものである。

【００１４】この光源２７からの光は液晶パネル２２を
通過するが、液晶パネル２２を通過しない光が熱エネル
ギ−に変換されるので、この熱によって液晶パネル２２
自体が加熱されることになる。この熱からの液晶パネル
２２の破損もしくは特性劣化を防ぐために、送風装置を
構成する第１のファン３６によって外気を取込んで液晶
パネル２２に送風し、液晶パネル２２を冷却している。
またこの液晶パネル２２の熱及び光源２７から発生する
熱等が筐体２１内に充満し、筐体２１内に温度上昇を来
すので第２のファン３７によって筐体２１内に同様に外
気を送り込み筐体２１内を冷却している。

【００１５】この様にして液晶表示装置で画像再生が行
われるが、画面の明るさを明るく、もしくは暗くなる様
に調節する場合には、リモコン送信器４５を操作して変
更することができる。リモコン送信器４５からの信号は
受信器４６で受信されてマイコン４３に入力され、マイ
コン４３にて演算処理されて明るさを制御すべくランプ
電源４４に制御信号を送る。ランプ電源４４はマイコン
４３からの制御信号に応じてランプ３０に供給する電力
を増加、もしくは低下させてランプ３０の発光量を調節
する。このランプ３０の発光量が変われば当然再生画面
の明るさを変えられるので、目的に応じた発光量を得る
べくランプ電源４４を調節するようにマイコン４３にて
制御する。センサ−４７，４８は設定した明るさを保持
するためのセンサ−としても働き、一種のフィ−ドバッ
クル−プを構成する。

【００１６】図２にランプ電源４４を可変して画面の明
るさを変化させる場合の一例を示す。信号レベルをＸの
固定信号として考えた場合には、図中実線の場合は明る
さＸとなるが、ランプ電源４４を可変してランプ３０の
発光量を増大せせると図中破線の状態となり、信号レベ
ルＸの状態であっても明るさはＸから１の状態に変化し
明るい方向に移動する。この様にランプ３０の発光量を
変えて明るさを調整することにより信号のダイナミック
レンジを変えずに明るさの調整ができるので、ダイナミ
ックレンジを低下させる不都合も発生しない。

【００１７】一方ランプ３０の発光量の制御で明るさを
調整しているが、この発光量の変化はセンサ−４７，４
８にて感知されることになり、このセンサー４７，４８
の検出結果がマイコン４３にフィ−ドバックされる。マ
イコン４３はこのセンサ−４７，４８の検出量に応じて
ファン電源４０を制御し、ファン３６，３７の回転数を
調整する。例えば明るさを暗い方向に変化させた場合に
は光量が減少するので、これに応じて液晶パネル２２や
ランプ３０等の発熱部品で発生する熱量が減少するた
め、この減少をセンサ−４７，４８で検知しマイコン４
３に供給し、ファン３６，３７の回転数を減少させる方
向に制御する。反対にランプ３０の光量が増加すれば発
熱部品で発せられる熱量が多くなるので、その分冷却能
力を大きくするためにファン３６，３７の回転数を増加
させる。このようにして明るさに応じたファン３６，３
７の回転数を得ることで可能な限り騒音を減少させるこ
とができる。

【００１８】なお上記説明では、センサ−４７，４８を
液晶パネル２２及びランプ３０の近傍に配置して、これ
ら発熱素子の直接または間接的な温度変化を検知する場
合について説明したが、ランプ３０の発光量の変化に伴
う明るさの変化を検出する様に構成することも可能であ
り、またセンサ−４７，４８の設定位置あるいは使用個
数はこれに限らず種々の選択配置が可能である。

【００１９】またセンサ−４７，４８からの検出結果は
一度マイコン４３に提供し、マイコン４３で演算処理を
行った後にランプ電源４４及びファン電源４０を夫々制
御する様に構成しているが、共通のマイコン４３を省略
しセンサ−４７，４８の出力で直接ランプ電源４４及び
ファン電源４０を制御する様に電源経路を調整する様に
することも可能である。

【００２０】更にＲ，Ｇ，Ｂ用に夫々取付け角度を変え
て設定したダイクロイックミラ−２８とマイクロレンズ
パネル２４との組合わせで構成した場合を説明したが、
Ｒ，Ｇ，Ｂの三原色用に分離するためにカラ−フィルタ
を使用することも可能であり、また筐体２１とスクリ−
ン３５とを別体としているが、これらを一体に構成する
ことも可能であり、また筐体２１内に各ファン３６，３
７の通風案内用の空気導入路を形成して、取込んだ外気
が分散しないように目的物まで効率良く案内する等の対
策を講じることも可能である。

【００２１】またファン３６は光学装置２３と一体的に
最も近い場所に設置し、外気の取込み通路を筐体２１か
らファン２６の位置まで延在させるようにすることも可
能である。

【００２２】また液晶パネル２２を単板で構成した場合
について説明しているが、Ｒ，Ｇ，Ｂ三原色に対応して
夫々液晶パネル２２を配置する三板式液晶構成とするこ
とも可能である。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、液晶表示装置のランプ
電源の電源電圧自体を調整することで明るさを調整する
ように構成しているので、黒レベル自体も変化させるこ
とができ、ダイナミックレンジを犠牲にすることなく有
効に明るさの制御を行うことができると共に、この明る
さ制御に伴って冷却用のファンの回転数も関連付けて調
節するようにしたので、ファンの回転に伴って発生する
騒音も減少させることができる液晶表示装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置の実施の形態を概略的に
示す回路構成図、

【図２】本発明並びに従来の液晶表示装置の信号レベル
と明るさとの関係を説明する特性図、

【図３】従来の液晶表示装置を説明する回路構成図。

【符号の説明】

２１：筐体 ２２：液晶パネル ２３：光学装置 ２７：光源 ３０：ランプ ３６、３７：ファン ４０：ファン電源 ４３：マイコン ４４：ランプ電源 ４７、４８：センサ−

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H093 NC21 NC42 NC46 NC49 NC56 NC57 NC80 ND04 ND60 NE06 NE10 NG02 5C058 AA06 AB03 BA05 BA26 BA29 BA33 EA02 EA21 EA43 EA52 5C080 AA10 BB05 DD03 EE28 FF09 GG01 GG09 JJ02 JJ05 JJ06 5G435 AA00 AA12 BB12 BB17 CC12 DD02 DD04 EE02 FF05 GG01 GG02 GG04 GG05 GG08 GG28 GG44 GG46

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筐体内に液晶パネルを有する光学装置及
   びこの液晶パネルを照射する光源を内蔵し、これら光学
   装置及び光源の冷却を行う少なくとも１個のファンを有
   する送風装置を設けると共に、前記光源から光学装置の
   経路中に温度または光量を検出するセンサ−を配置し、
   このセンサ−の検出量に応じて前記光源の電源を制御す
   るようにしたことを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 前記光源の電源制御に関連して前記送風
   装置の回転数を制御することを特徴とする請求項１記載
   の液晶表示装置。