JP2005025123A

JP2005025123A - Projection type display device

Info

Publication number: JP2005025123A
Application number: JP2003270680A
Authority: JP
Inventors: Hen Pen Uon; ヘンペンウォン
Original assignee: NEC Viewtechnology Ltd
Current assignee: Sharp NEC Display Solutions Ltd
Priority date: 2003-07-03
Filing date: 2003-07-03
Publication date: 2005-01-27

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projection type display device which possesses a cooling structure for improving the cooling efficiency of polarizing plates and analyzing plates and attains miniaturization and noise reduction. <P>SOLUTION: The projection type display device possesses: condensing lenses 1B or the like for respective colors RGB; polarizing plates 2B or the like to respectively polarize light beams respectively passing through the condensing lenses 1B or the like; liquid crystal panels 4B or the like to modulate respective light beams which have passed through the respective polarizing plate 2B or the like in accordance with picture information; a cross dichroic prism 6 to combine the light beams modulated by using an optical modulating means; and a projection lens. The polarizing plates 2B or the like come into close contact with and are supported by respective transparent base plates 3B or the like each having a heat conductivity of ≥40 W/(mK) on a surface where the light is made incident, and the surface of the transparent base plates 3B or the like where the light is made indent come into close contact with the respective condensing lenses 1B or the like. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、液晶パネルの映像を投影表示する投写型表示装置における、装置または部品の冷却構造に関する。 The present invention relates to a device or component cooling structure in a projection display device that projects and displays an image of a liquid crystal panel.

図６を用いて、従来の投写型表示装置について説明する。図６は従来の投射形表示装置の一例を示す。光源１０１から放射された光束は、インテグレータレンズ、ＰＢＳ等からなる集光系１０２によって集光される。集光された光束は、ダイクロイックミラー、全反射ミラー等からなる色分離光学系１０３によって、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に分離される。各色光は、光変調系１０４において、それぞれ画像情報に応じて変調され、クロスダイクロイックプリズム１０６で合成された後、投写レンズ１０７によって前面のスクリーン（図示せず）に拡大投影される。 A conventional projection display apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows an example of a conventional projection display device. The light beam emitted from the light source 101 is condensed by a condensing system 102 including an integrator lens and PBS. The condensed light beam is separated into red (R), green (G), and blue (B) by a color separation optical system 103 including a dichroic mirror, a total reflection mirror, and the like. Each color light is modulated in accordance with image information in the light modulation system 104, synthesized by the cross dichroic prism 106, and then enlarged and projected onto a front screen (not shown) by the projection lens 107.

図７は、このうち、光変調系１０４、クロスダイクロイックプリズム１０６の部分（図６のＡ部）を拡大したものである。光変調系１０４は、青色光については、集光レンズ１５１Ｂ、偏光板１５２Ｂ、液晶パネル１５３Ｂ、基板１５４Ｂ、検光板１５５Ｂ、基板１５６Ｂから構成されている。同様に緑色光については集光レンズ１５１Ｇ、偏光板１５２Ｇ、液晶パネル１５３Ｇ、基板１５４Ｇ、検光板１５５Ｇ、基板１５６Ｇから、赤色光については集光レンズ１５１Ｒ、偏光板１５２Ｒ、液晶パネル１５３Ｒ、基板１５４Ｒ、検光板１５５Ｒ、基板１５６Ｒから、それぞれ構成されている。なお、各偏光板と基板とを合わせて偏光子、各検光板と検光板の基板とを合わせて検光子という場合がある。 FIG. 7 is an enlarged view of the light modulation system 104 and the cross dichroic prism 106 (A portion in FIG. 6). The light modulation system 104 includes a condenser lens 151B, a polarizing plate 152B, a liquid crystal panel 153B, a substrate 154B, an analyzing plate 155B, and a substrate 156B for blue light. Similarly, for the green light, the condenser lens 151G, the polarizing plate 152G, the liquid crystal panel 153G, the substrate 154G, the light detection plate 155G, and the substrate 156G, and for the red light, the condensing lens 151R, the polarizing plate 152R, the liquid crystal panel 153R, the substrate 154R, The light detection plate 155R and the substrate 156R are respectively configured. Each polarizing plate and the substrate may be referred to as a polarizer, and each analyzer plate and the substrate of the analyzer plate may be referred to as an analyzer.

色分離光学系１０３によってＲＧＢに分離された各色光は、各集光レンズ１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂで集光された後、各液晶パネル１５３Ｒ、１５３Ｇ、１５３Ｂに入射する前に、各偏光板１５２Ｒ、１５２Ｇ、１５２Ｂを通過し、偏光を整えられる。各偏光板１５２Ｒ、１５２Ｇ、１５２Ｂは基板１５４Ｒ，１５４Ｇ、１５４Ｂで支持されている。これらは通常透明ガラス等で製作されるため、光はそのまま透過する。そして、緑色光と赤色光は、対応する液晶パネル１５３Ｇ、１５３Ｒに入射し、青色光はリーレ光学系にて対応する液晶パネル１５３Ｂに入射する。入射した各色光は、各液晶パネル１５３Ｒ、１５３Ｇ、１５３Ｂで画像情報に応じて変調される。各液晶パネル１５３Ｒ、１５３Ｇ、１５３Ｂの光出射側の面には検光板１５５Ｒ、１５５Ｇ、１５５Ｂが配置されており、出射した光は、各検光板１５５Ｒ、１５５Ｇ、１５５Ｂを透過する際、各液晶パネル１５３Ｒ、１５３Ｇ、１５３Ｂで捩られて出てくる光を吸収遮光して、白・グレイ・黒の映像を検出する。なお、検光板１５５Ｒ、１５５Ｇ、１５５Ｂも、偏光板と同様、透明ガラス等で製作される基板１５６Ｒ、１５６Ｇ、１５６Ｂで支持されている。 The respective color lights separated into RGB by the color separation optical system 103 are collected by the respective condenser lenses 151R, 151G, and 151B, and then incident on the respective liquid crystal panels 153R, 153G, and 153B, before the respective polarizing plates 152R, The light passes through 152G and 152B and is polarized. The respective polarizing plates 152R, 152G, and 152B are supported by the substrates 154R, 154G, and 154B. Since these are usually made of transparent glass or the like, light is transmitted as it is. Then, the green light and the red light are incident on the corresponding liquid crystal panels 153G and 153R, and the blue light is incident on the corresponding liquid crystal panel 153B in the reel optical system. Each incident color light is modulated by the liquid crystal panels 153R, 153G, and 153B in accordance with the image information. The light detection plates 155R, 155G, and 155B are arranged on the light emission side surfaces of the liquid crystal panels 153R, 153G, and 153B. When the emitted light passes through the light detection plates 155R, 155G, and 155B, the liquid crystal panels Light that is twisted by 153R, 153G, and 153B is absorbed and shielded, and white, gray, and black images are detected. Note that the analyzer plates 155R, 155G, and 155B are also supported by substrates 156R, 156G, and 156B made of transparent glass or the like, similarly to the polarizing plate.

このような投写型表示装置は、高精細化液晶パネル、高輝度化ランプによって、パーソナルコンピューターの映像をそのまま投影して使用するプレゼンツールへと拡大するにつれ、小型、高輝度、高精彩の要求が強くなり、益々高出力のランプが選択されるようになってきている。 Such projection-type display devices are required to be compact, high-brightness, and high-definition as they expand to presentation tools that project and use personal computer images as they are, using high-definition liquid crystal panels and high-brightness lamps. Increasingly, higher power lamps are being selected.

このため、投写型表示装置においては、熱による不都合が重要な課題となっている。液晶パネルの小型化と開口率の向上に伴い、低輝度時において、出射側の検光板は光遮断による熱負荷が非常に大きくなり、検光板の高温特性保証に課題がある。また、明るさ向上に伴い、入射側の偏光板と液晶パネルにかかる熱負荷も大きくなり、偏光板や液晶パネルの高温特性保証に課題がある。 For this reason, inconvenience due to heat is an important issue in the projection display device. As the liquid crystal panel is miniaturized and the aperture ratio is improved, the light detection plate on the emission side has a very large heat load due to light blocking at low luminance, and there is a problem in guaranteeing the high temperature characteristics of the light detection plate. Further, as the brightness increases, the heat load applied to the incident-side polarizing plate and the liquid crystal panel also increases, and there is a problem in ensuring high-temperature characteristics of the polarizing plate and the liquid crystal panel.

そこで、投写型表示装置においては、一般に冷却ファンを発熱部に取り付ける空冷方式を採用している。入射側の偏光子と集光レンズ１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂとの間、出射側の検光子とクロスダイクロイックプリズム１０６との間をそれぞれ１ｍｍ以上離して配置し、双方の熱が直接伝わることを防止し、その間に冷却風を流す構造が一般的である。しかし、空冷方式は、熱負荷の増大に対処するためには冷却ファンの風量を増加する必要があり、風量を増加すると、装置の小型化の制約となり、また、冷却装置の騒音も問題となる。 In view of this, the projection display apparatus generally employs an air cooling system in which a cooling fan is attached to the heat generating portion. The incident side polarizer and the condensing lenses 151R, 151G, and 151B and the exit side analyzer and the cross dichroic prism 106 are spaced apart from each other by 1 mm or more to prevent the heat of both from being directly transmitted. In general, a structure in which cooling air is passed between them is common. However, the air cooling method needs to increase the air flow rate of the cooling fan in order to cope with the increase in heat load. If the air flow rate is increased, the size of the device is restricted, and the noise of the cooling device also becomes a problem. .

このため、一般に青板ガラスまたは白板ガラスからなる基板１５４Ｒ，１５４Ｇ、１５４Ｂの材質を、熱伝導性能の高いサファイアに変更して、偏光板１５２Ｒ、１５２Ｇ、１５２Ｂで発生した熱を、基板に効率的に伝導して放熱する技術が提案されている（例えば、特許文献１。）。 Therefore, the material of the substrates 154R, 154G, and 154B, which are generally made of blue plate glass or white plate glass, is changed to sapphire having high thermal conductivity, and the heat generated in the polarizing plates 152R, 152G, and 152B is efficiently applied to the substrate. A technique for conducting and radiating heat has been proposed (for example, Patent Document 1).

さらに、一層の放熱性向上が可能な構造として、基板１５６Ｒ、１５６Ｇ、１５６Ｂを熱伝導率の高いサファイアで製作して、これを直接クロスダイクロイックプリズム１０６に貼り付ける技術が提案されている（例えば、特許文献２。）。また、検光板１５５Ｒ、１５５Ｇ、１５５Ｂを液晶パネル１５３Ｒ、１５３Ｇ、１５３Ｂに密着支持させ、これらをクロスダイクロイックプリズム１０６に貼り付ける技術も提案されている（例えば、特許文献３。）。
特開平６―６７１４３号公報特開２００２―９０８７３号公報特開平１０―２８２４８３号公報 Further, as a structure capable of further improving heat dissipation, a technique has been proposed in which the substrates 156R, 156G, and 156B are made of sapphire having high thermal conductivity and are directly attached to the cross dichroic prism 106 (for example, Patent Document 2). In addition, a technique has been proposed in which the light detection plates 155R, 155G, and 155B are closely supported by the liquid crystal panels 153R, 153G, and 153B, and these are attached to the cross dichroic prism 106 (for example, Patent Document 3).
JP-A-6-67143 JP 2002-90873 A Japanese Patent Laid-Open No. 10-28283

このように偏光板を集光レンズから分離して単体で設置する構造においては、基板の材質の工夫等によって、ある程度偏光板の放熱性を改善することは可能であるが、熱負荷が増加すると十分な冷却効果が得ることができない。また、冷却ファンの高速回転による騒音の問題も依然として残る。さらに、冷却風の流路の確保の必要性から、小型化にも限界があった。 Thus, in the structure where the polarizing plate is separated from the condenser lens and installed alone, the heat dissipation of the polarizing plate can be improved to some extent by devising the material of the substrate, etc. A sufficient cooling effect cannot be obtained. Moreover, the problem of noise due to the high speed rotation of the cooling fan still remains. Furthermore, there is a limit to downsizing due to the necessity of securing a cooling air flow path.

一方、検光板を支持するサファイア製の基板を、直接クロスダイクロイックプリズムに貼り付けた構造においては、クロスダイクロイックプリズムの材質の熱伝導率が低く、また、冷却風の流路も閉ざされてしまうため、十分な放熱効果は得られない。 On the other hand, in the structure in which the sapphire substrate that supports the analyzer plate is directly attached to the cross dichroic prism, the heat conductivity of the material of the cross dichroic prism is low, and the cooling air flow path is also closed. A sufficient heat dissipation effect cannot be obtained.

本発明は、上記の状況に鑑み、偏光板と検光板の冷却効率を改善する冷却構造を有し、小型化および低騒音化の可能な投写型表示装置を提供することを目的とする。 In view of the above situation, an object of the present invention is to provide a projection display device that has a cooling structure that improves the cooling efficiency of a polarizing plate and an analyzer plate, and that can be reduced in size and noise.

上記目的を達成するために、本発明は、光源から出射され複数の色に分離された光をそれぞれ集光する集光レンズと、集光レンズを通過した光をそれぞれ偏光する偏光板とを有し、偏光板を通過した光を変調し、合成し、投写する投写型表示装置であって、偏光板は、光の入射する面において、４０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する透明基板に密着して支持され、透明基板の光の入射する面は、集光レンズと密着している投写型表示装置を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention includes a condensing lens that condenses light emitted from a light source and separated into a plurality of colors, and a polarizing plate that polarizes light that has passed through the condensing lens. A projection display device that modulates, synthesizes, and projects light that has passed through a polarizing plate, and the polarizing plate has a thermal conductivity of 40 W / m · K or more on the light incident surface Provided is a projection display device in which the light incident surface of the transparent substrate is in close contact with and is in close contact with the condenser lens.

これによって、主たる熱の発生源である偏光板からの発生熱は、透明基板に直接伝達され、その熱を受け取った透明基板は、従来の石英ガラスよりも１０倍以上大きな熱伝導率によって、透明基板内を効率よく伝導するので、透明基板に接する空気によって放熱されやすくなる。さらに、透明基板に多くの熱が伝達され、かつ透明基板と集光レンズが密着しているため、透明基板から集光レンズへの熱伝達も促進され、集光レンズでも放熱されやすくなる。このため、投写型表示装置の温度上昇を効果的に抑制することができ、より高輝度の投写型表示装置の実現が可能となるばかりでなく、冷却ファンを併用する場合には冷却ファンの小型化が可能となり、装置の低騒音化にも資することができる。 As a result, the heat generated from the polarizing plate, which is the main heat generation source, is directly transmitted to the transparent substrate, and the transparent substrate that has received the heat is transparent with a thermal conductivity that is 10 times greater than that of conventional quartz glass. Since the inside of the substrate is efficiently conducted, heat is easily radiated by the air in contact with the transparent substrate. Furthermore, since a large amount of heat is transmitted to the transparent substrate and the transparent substrate and the condensing lens are in close contact with each other, heat transfer from the transparent substrate to the condensing lens is also promoted, and the condensing lens is easily radiated. For this reason, the temperature rise of the projection display device can be effectively suppressed, and not only a projection display device with higher brightness can be realized, but also when the cooling fan is used in combination, the cooling fan can be reduced in size. And can contribute to lower noise of the apparatus.

本発明は、また、光源から出射され複数の色に分離された光をそれぞれ集光する集光レンズと、集光レンズを通過した光をそれぞれ偏光する偏光板とを有し、偏光板を通過した光を、変調し、合成し、投写する投写型表示装置であって、偏光板は、光の入射する面において、４０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する集光レンズに密着して支持されている投写型表示装置を提供する。 The present invention also includes a condensing lens that condenses the light emitted from the light source and separated into a plurality of colors, and a polarizing plate that polarizes the light that has passed through the condensing lens, and passes through the polarizing plate. The polarizing plate is closely attached to a condenser lens having a thermal conductivity of 40 W / m · K or more on the light incident surface. A supported projection display device is provided.

これによって、主たる熱の発生源である偏光板からの発生熱は、熱伝導率の高い集光レンズに直接伝達されるだけでなく、集光レンズの裏面は通常空気に直接接しているので空気への放熱が促進され、放熱性能をさらに高めることができる。 As a result, the heat generated from the polarizing plate, which is the main heat source, is not only directly transmitted to the condensing lens with high thermal conductivity, but also the back surface of the condensing lens is usually in direct contact with air. The heat dissipation to can be promoted, and the heat dissipation performance can be further enhanced.

本発明は、さらに、光源から出射され、複数の色に分離され、偏光され、変調された光をそれぞれ偏光する検光板と、前記検光板をそれぞれ通過した光を合成するクロスダイクロイックプリズムとを有する投写型表示装置であって、検光板は、光の出射する面において、４０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有するクロスダイクロイックプリズムに密着して支持されている投写型表示装置を提供する。 The present invention further includes an analyzer plate that polarizes light emitted from the light source, separated into a plurality of colors, polarized, and modulated, and a cross dichroic prism that combines the light that has passed through the analyzer plate. In the projection display device, the light detection plate provides a projection display device that is supported in close contact with a cross dichroic prism having a thermal conductivity of 40 W / m · K or more on a light emitting surface.

これによって、もう一つの主たる熱の発生源である検光板からの発生熱は、クロスダイクロイックプリズムに直接伝達され、従来の石英ガラスよりも１０倍以上大きな熱伝導率によって、プリズム内を効率よく伝導するので、放熱性が改善される。このため、投写型表示装置の温度上昇を効果的に抑制することができ、より高輝度の投写型表示装置の実現が可能となるばかりでなく、冷却ファンを併用する場合には冷却ファンの小型化が可能となり、装置の低騒音化にも資することができる。 As a result, heat generated from the analyzer plate, which is another main heat generation source, is directly transmitted to the cross dichroic prism, and is efficiently conducted in the prism with a thermal conductivity 10 times greater than that of conventional quartz glass. Therefore, heat dissipation is improved. For this reason, the temperature rise of the projection display device can be effectively suppressed, and not only a projection display device with higher brightness can be realized, but also when the cooling fan is used in combination, the cooling fan can be reduced in size. And can contribute to lower noise of the apparatus.

上記の各投写型表示装置では、偏光板の透過偏光軸と、透明基板または集光レンズの、Ｃ軸またはＣ軸投影方向とのなす角度を４°以内とすることができる。同様に、検光板の透過偏光軸と、クロスダイクロイックプリズムのＣ軸またはＣ軸投影方向とのなす角度を４°以内とすることができる。これによって、結晶内部の複屈折による旋光が発生しにくくなり、映像の乱れ等の影響を緩和することができる。 In each of the projection display devices described above, the angle formed by the transmission polarization axis of the polarizing plate and the C-axis or C-axis projection direction of the transparent substrate or the condenser lens can be within 4 °. Similarly, the angle formed by the transmission polarization axis of the analyzer plate and the C-axis or C-axis projection direction of the cross dichroic prism can be within 4 °. As a result, optical rotation due to birefringence inside the crystal is less likely to occur, and the influence of image disturbance and the like can be mitigated.

上記の各投写型表示装置では、透明基板、集光レンズまたはクロスダイクロイックプリズムはサファイアから構成することができる。サファイアは、例えばＥＦＧ（Edge-defined Film-fed Growth）法によって工業的に大量生産することが可能となっており、冷却性能に優れた投写型表示装置を、経済的に提供することができる。 In each of the projection display devices described above, the transparent substrate, the condenser lens, or the cross dichroic prism can be made of sapphire. Sapphire can be industrially mass-produced by, for example, the EFG (Edge-defined Film-fed Growth) method, and a projection display device having excellent cooling performance can be economically provided.

上記の各投写型表示装置では、透明基板、集光レンズまたはクロスダイクロイックプリズムは放熱手段を備えた構成とすることができる。これによって、冷却性能をさらに改善し、あるいは冷却ファンの一層の小型を可能とすることができる。 In each of the above projection display devices, the transparent substrate, the condensing lens, or the cross dichroic prism can be configured to include a heat radiating unit. As a result, the cooling performance can be further improved, or the cooling fan can be further reduced in size.

以上のように本発明によれば、液晶パネルの入射側にある偏光板および出射側にある検光板の放熱効果が向上し、これによって、投写型表示装置の温度上昇を効果的に抑制することができ、より高輝度の投写型表示装置の実現が可能となる。 As described above, according to the present invention, the heat dissipation effect of the polarizing plate on the incident side of the liquid crystal panel and the analyzer plate on the outgoing side is improved, thereby effectively suppressing the temperature rise of the projection display device. Therefore, it is possible to realize a projection display device with higher brightness.

また、偏光板を集光レンズに密着支持し、検光板をクロスダイクロイックプリズムに密着支持したことで、部品間の隙間が不要となり省スペース化を図ることができること、および、温度上昇の抑制効果が高いため、冷却用ファンの容量を抑制することができることによって、投写型表示装置の一層の小型化にも寄与する。さらに、上記冷却用ファンの容量低減によって、装置の低騒音化も図ることができる。 In addition, since the polarizing plate is closely supported by the condenser lens and the analyzer plate is closely supported by the cross dichroic prism, there is no need for a gap between components, and space saving can be achieved, and an effect of suppressing temperature rise can be achieved. Since it is high, the capacity of the cooling fan can be suppressed, which contributes to further miniaturization of the projection display device. Further, the noise of the apparatus can be reduced by reducing the capacity of the cooling fan.

以下、図を用いて本発明の投写型表示装置の実施の形態を説明する。 Embodiments of a projection display device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の投写型表示装置の第１の実施形態における、光変調系およびクロスダイクロイックプリズム６の構成図である。光源、集光系、色分離光学系、投写レンズは図６に示した従来の構成と同様であるため、図および説明は省略する。 FIG. 1 is a configuration diagram of a light modulation system and a cross dichroic prism 6 in the first embodiment of the projection display apparatus of the present invention. The light source, the condensing system, the color separation optical system, and the projection lens are the same as those in the conventional configuration shown in FIG.

光変調系は青色光の場合、光の通過する順に、集光レンズ１Ｂ、透明基板３Ｂ、偏光板２Ｂ、液晶パネル４Ｂ、検光板５Ｂの順に配置されている。赤色光、緑色光の場合も同様である。 In the case of blue light, the light modulation system is arranged in the order of the light passing through the condenser lens 1B, the transparent substrate 3B, the polarizing plate 2B, the liquid crystal panel 4B, and the light detection plate 5B. The same applies to red light and green light.

偏光板２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの入射面側は、透明粘着剤（図示せず）を用いて透明基板３Ｒ、３Ｇ、３Ｂに密着支持されている。透明基板３Ｒ、３Ｇ、３Ｂの反対面は、透明粘着剤（図示せず）によって、集光レンズ１Ｒ、１Ｇ、１Ｂに密着している。透明基板３Ｒ、３Ｇ、３Ｂは、偏光板２Ｒ、２Ｇ、２Ｂおよび集光レンズ１Ｒ、１Ｇ、１Ｂより大きな平面積を有しており、その外周部は直接空気に接するような形状となっている。偏光板２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの出射面側には、間隔をおいてそれぞれ液晶パネル４Ｒ、４Ｇ、4Ｂが配置されており、各液晶パネル４Ｒ、４Ｇ、４Ｂの出射面側には再び間隔をおいて検光板５Ｒ、５Ｇ、５Ｂがそれぞれ配置されている。検光板５Ｒ、５Ｇ、５Ｂは、サファイアからなるクロスダイクロイックプリズム６の入射側の面に透明粘着剤（図示せず）を用いて密着支持されている。 The incident surface sides of the polarizing plates 2R, 2G, and 2B are closely supported by the transparent substrates 3R, 3G, and 3B using a transparent adhesive (not shown). The opposite surfaces of the transparent substrates 3R, 3G, and 3B are in close contact with the condenser lenses 1R, 1G, and 1B by a transparent adhesive (not shown). The transparent substrates 3R, 3G, and 3B have a larger plane area than the polarizing plates 2R, 2G, and 2B and the condensing lenses 1R, 1G, and 1B, and the outer periphery thereof has a shape that is in direct contact with air. . Liquid crystal panels 4R, 4G, and 4B are arranged at intervals on the exit surface side of the polarizing plates 2R, 2G, and 2B, respectively, and again on the exit surface side of each liquid crystal panel 4R, 4G, and 4B. Analyzing plates 5R, 5G, 5B are arranged respectively. The light detection plates 5R, 5G, and 5B are closely supported by using a transparent adhesive (not shown) on the incident side surface of the cross dichroic prism 6 made of sapphire.

また、偏光板２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの透過偏光軸と、透明基板３Ｒ、３Ｇ、３ＢのＣ軸方向またはＣ軸投影方向とのなす角度は、±４°以内になるように調整されている。図２は、偏光板２Ｂと透明基板３Ｂとの接合の状況を示しており、透明基板３ＢのＣ軸１２は鉛直方向に延びており、偏光板２の透過偏光軸１１は鉛直方向から２．５°ずれている。同様に、検光板５Ｒ、５Ｇ、５Ｂの透過偏光軸と、クロスダイクロイックプリズム６のＣ軸方向またはＣ軸投影方向とのなす角度も±４°以内となるように調整されている（図示せず）。ここで、偏光板の透過偏光軸と透明基板のＣ軸をできるだけ一致させるのは、偏光板２Ｒ、２Ｇ、２Ｂによって生成された偏光が、サファイア結晶内部の複屈折による旋光を発生させないようにするためである。旋光が発生すると、映像の乱れ等の影響が生じやすくなる。従来この角度は±２°程度に収めるのが通常であったが、±４°程度でも実用上大きな問題とはならないことが分かっている。 The angle formed between the transmission polarization axes of the polarizing plates 2R, 2G, and 2B and the C-axis direction or the C-axis projection direction of the transparent substrates 3R, 3G, and 3B is adjusted to be within ± 4 °. FIG. 2 shows a state of bonding between the polarizing plate 2B and the transparent substrate 3B. The C-axis 12 of the transparent substrate 3B extends in the vertical direction, and the transmission polarizing axis 11 of the polarizing plate 2 is 2. It is 5 ° off. Similarly, the angle formed between the transmission polarization axes of the analyzer plates 5R, 5G, and 5B and the C-axis direction or the C-axis projection direction of the cross dichroic prism 6 is adjusted to be within ± 4 ° (not shown). ). Here, the transmission polarization axis of the polarizing plate and the C axis of the transparent substrate are matched as much as possible so that the polarized light generated by the polarizing plates 2R, 2G, and 2B does not generate optical rotation due to birefringence inside the sapphire crystal. Because. When the optical rotation occurs, an influence such as an image disturbance is likely to occur. Conventionally, this angle is normally within about ± 2 °, but it has been found that even about ± 4 ° does not cause a significant problem in practice.

集光レンズ１Ｒ、１Ｇ、１Ｂによって集光されたＲＧＢの各色光は、液晶パネル４Ｒ、４Ｇ、４Ｂに入射する前に、偏光板２Ｒ、２Ｇ、２Ｂによって偏光が整えられる。液晶パネル４Ｒ、４Ｇ、４Ｂに入射した各色光は、画像情報に応じて変調され、液晶パネル４Ｒ、４Ｇ、４Ｂで捩られて出てくる光を検光板５Ｒ、５Ｇ、５Ｂが吸収遮光して、白・グレイ・黒の映像を検出する。そして、検光板５Ｒ、５Ｇ、５Ｂを通過した各色光は、クロスダイクロイックプリズム６で合成され、投写レンズ１０７（図６参照）によって前方のスクリーンに投写される。 The RGB color lights collected by the condenser lenses 1R, 1G, and 1B are polarized by the polarizing plates 2R, 2G, and 2B before entering the liquid crystal panels 4R, 4G, and 4B. Each color light incident on the liquid crystal panels 4R, 4G, and 4B is modulated according to image information, and the light that is twisted by the liquid crystal panels 4R, 4G, and 4B is absorbed and shielded by the light detection plates 5R, 5G, and 5B. Detect white, gray and black images. The color lights that have passed through the light detection plates 5R, 5G, and 5B are combined by the cross dichroic prism 6 and projected onto the front screen by the projection lens 107 (see FIG. 6).

サファイアは熱伝導率が高いことで知られており、一般的には４２〜４６Ｗ／ｍ・Ｋ程度の数値を有している。これは石英ガラスと比べて１０倍以上の値である。このように、熱伝導率の高いサファイアを用いることによって、入射側の偏光板２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの熱負荷は、透明基板３Ｒ、３Ｇ、３Ｂに効果的に伝達し、さらに透明基板３Ｒ、３Ｇ、３Ｂから集光レンズ１Ｒ、１Ｇ、１Ｂへと伝わるため、効率よく放熱させることができる。同様に、出射側の検光板５Ｒ、５Ｇ、５Ｂの熱負荷もサファイア製のクロスダイクロイックプリズム６に効果的に伝達し、効率よく放熱させることができる。また、偏光板２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ、透明基板３Ｒ、３Ｇ、３Ｂおよび集光レンズ１Ｒ、１Ｇ、１Ｂが一体化され、かつ、検光板５Ｒ、５Ｇ、５Ｂとクロスダイクロイックプリズム６も一体化しているため、投写型表示装置をより小型化することができる。さらに、冷却ファンと組み合わせて使用しても、送風量や風圧を減らせるので、ファンの大型化や騒音の問題が軽減できる。 Sapphire is known for its high thermal conductivity, and generally has a numerical value of about 42 to 46 W / m · K. This is a value that is at least 10 times that of quartz glass. As described above, by using sapphire having high thermal conductivity, the thermal load of the polarizing plates 2R, 2G, and 2B on the incident side is effectively transmitted to the transparent substrates 3R, 3G, and 3B, and the transparent substrates 3R, 3G are further transmitted. Since 3B is transmitted to the condenser lenses 1R, 1G, and 1B, heat can be efficiently radiated. Similarly, the thermal loads on the light-exiting analyzer plates 5R, 5G, and 5B can be effectively transmitted to the sapphire cross dichroic prism 6 to efficiently dissipate heat. Further, the polarizing plates 2R, 2G, and 2B, the transparent substrates 3R, 3G, and 3B and the condenser lenses 1R, 1G, and 1B are integrated, and the analyzing plates 5R, 5G, and 5B and the cross dichroic prism 6 are also integrated. Therefore, the projection display device can be further downsized. Furthermore, even when used in combination with a cooling fan, the amount of air blown and the wind pressure can be reduced, so that the problem of an increase in fan size and noise can be reduced.

図３は、本発明の投写型表示装置の第２の実施形態における、光変調系およびクロスダイクロイックプリズムの構成図である。第１の実施形態と同様、光源、集光系、色分離光学系、投写レンズは従来と同様であるので、その説明は省略する。 FIG. 3 is a configuration diagram of a light modulation system and a cross dichroic prism in the second embodiment of the projection display apparatus of the present invention. As in the first embodiment, the light source, the condensing system, the color separation optical system, and the projection lens are the same as those in the prior art, and the description thereof is omitted.

本実施形態は、偏光板２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの入射面側が、透明粘着剤を用いて、サファイアからなる集光レンズ２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂに、直接密着支持されている点が第１の実施形態と異なる。 In the present embodiment, the light incident surfaces of the polarizing plates 2R, 2G, and 2B are directly and closely supported by the condensing lenses 21R, 21G, and 21B made of sapphire using a transparent adhesive. And different.

また、図４に示すように、偏光板２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの透過偏光軸と集光レンズ２１Ｒ、２１Ｇ、２１ＢのＣ軸方向またはＣ軸投影方向となす角度は、±４°以内となるように調整されている。 Further, as shown in FIG. 4, the angle formed between the transmission polarization axes of the polarizing plates 2R, 2G, and 2B and the C-axis direction or the C-axis projection direction of the condenser lenses 21R, 21G, and 21B is within ± 4 °. Has been adjusted.

本実施形態においては、第１の実施形態で設置されていた透明基板３Ｒ、３Ｇ、３Ｂが不要となる。また、第１の実施形態では、透明基板３Ｒ、３Ｇ、３Ｂの両面がふさがれているのに対して、本実施形態においては、主たる放熱源である集光レンズ２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂの裏面が完全に開放されており、放熱効果がより高い。 In the present embodiment, the transparent substrates 3R, 3G, and 3B installed in the first embodiment are not necessary. Further, in the first embodiment, both sides of the transparent substrates 3R, 3G, and 3B are blocked, whereas in this embodiment, the back surfaces of the condensing lenses 21R, 21G, and 21B, which are main heat radiation sources, are covered. It is fully open and has a higher heat dissipation effect.

図５は、本発明の投写型表示装置の第３の実施形態における、透明基板の冷却構造を示すものである。透明基板３Ｂの１面には偏光板２Ｂが接着されており、また周囲３辺には冷却用フィン３１ａ、３１ｂが取り付けられている。図５は青色光について示しているが、青色光以外の光についても同様である。冷却用フィン３１ａ、３１ｂはサファイアで製作し、接着剤で透明基板３Ｂに固定してもよいが、より熱伝導率の高い金属で製作することもできる。偏光板２Ｂで発生した熱は第１の実施形態と同様、熱伝導率の高い透明基板３Ｂに伝達し、さらに冷却用フィン３１ａ、３１ｂに伝えられるので、放熱効果をより一層高めることができる。また、一般に、発生する熱は青色光が最も多いため、青色光だけに冷却用フィン３１ａ、３１ｂを設けたり、青色光の冷却用フィンのサイズを大きくしたりなど、本実施形態の範囲で適宜変更できることは勿論である。 FIG. 5 shows a transparent substrate cooling structure in a third embodiment of the projection display apparatus of the present invention. A polarizing plate 2B is bonded to one surface of the transparent substrate 3B, and cooling fins 31a and 31b are attached to the three surrounding sides. Although FIG. 5 shows blue light, the same applies to light other than blue light. The cooling fins 31a and 31b may be made of sapphire and fixed to the transparent substrate 3B with an adhesive, but can also be made of a metal having higher thermal conductivity. As in the first embodiment, the heat generated in the polarizing plate 2B is transmitted to the transparent substrate 3B having a high thermal conductivity and further transmitted to the cooling fins 31a and 31b, so that the heat dissipation effect can be further enhanced. In general, the amount of generated heat is the largest in blue light, so that cooling fins 31a and 31b are provided only for blue light, and the size of the blue light cooling fins is increased. Of course, it can be changed.

なお、以上説明した各実施形態では、透明基板、集光レンズ、クロスダイクロイックプリズムはサファイアで構成しているが、熱伝導率が高い他の材料を用いても構わない。 In each of the embodiments described above, the transparent substrate, the condenser lens, and the cross dichroic prism are made of sapphire, but other materials having high thermal conductivity may be used.

本発明の第１の実施形態による投写型表示装置の部分構成図である。1 is a partial configuration diagram of a projection display device according to a first embodiment of the present invention. 図１に示した投写型表示装置の、偏光板の透過偏光軸と透明基板のＣ軸との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the transmission polarization axis of a polarizing plate, and the C axis | shaft of a transparent substrate of the projection type display apparatus shown in FIG. 本発明の第２の実施形態による投写型表示装置の部分拡大図である。It is the elements on larger scale of the projection type display apparatus by the 2nd Embodiment of this invention. 図３に示した投写型表示装置の、偏光板の透過偏光軸と集光レンズのＣ軸との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the transmission polarizing axis of a polarizing plate, and the C axis | shaft of a condensing lens of the projection type display apparatus shown in FIG. 本発明の第３の実施形態による投写型表示装置の、透明基板の部分拡大図である。It is the elements on larger scale of the transparent substrate of the projection type display apparatus by the 3rd Embodiment of this invention. 従来の投写型表示装置の全体構成図である。It is a whole block diagram of the conventional projection type display apparatus. 従来の投写型表示装置の部分構成図である。It is a partial block diagram of the conventional projection display apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ集光レンズ
２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ偏光板
３Ｒ、３Ｇ、３Ｂ透明基板
４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ液晶パネル
５Ｒ、５Ｇ、５Ｂ検光板
６、１０６クロスダイクロイックプリズム
７Ｒ、７Ｇ、７Ｂ偏光子
１１透過偏光軸
１２Ｃ軸
２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ集光レンズ
１０１光源
１０２集光系
１０３色分離光学系
１０４光変調系
１０７投写レンズ 1R, 1G, 1B condenser lens
2R, 2G, 2B Polarizer
3R, 3G, 3B transparent substrate
4R, 4G, 4B LCD panel
5R, 5G, 5B Analyzer
6, 106 Cross dichroic prism
7R, 7G, 7B Polarizer 11 Transmission polarization axis 12 C axis 21R, 21G, 21B Condensing lens
101 Light source
102 Condensing system 103 Color separation optical system 104 Light modulation system 107 Projection lens

Claims

光源から出射され複数の色に分離された光をそれぞれ集光する集光レンズと、前記集光レンズを通過した光をそれぞれ偏光する偏光板とを有し、前記偏光板を通過した光を変調し、合成し、投写する投写型表示装置において、
前記偏光板は、光の入射する面において、４０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する透明基板に密着して支持され、該透明基板の光の入射する面は、前記集光レンズと密着していることを特徴とする投写型表示装置。
A condensing lens that condenses the light emitted from the light source and separated into a plurality of colors, and a polarizing plate that polarizes the light that has passed through the condensing lens, and modulates the light that has passed through the polarizing plate In a projection display device that combines, projects, and projects,
The polarizing plate is supported in close contact with a transparent substrate having a thermal conductivity of 40 W / m · K or more on the light incident surface, and the light incident surface of the transparent substrate is in close contact with the condenser lens. A projection display device characterized by that.

前記偏光板の透過偏光軸と、前記透明基板のＣ軸またはＣ軸投影方向とのなす角度が４°以内である、請求項1に記載の投写型表示装置。 2. The projection display device according to claim 1, wherein an angle formed between a transmission polarization axis of the polarizing plate and a C-axis or C-axis projection direction of the transparent substrate is within 4 °.

前記透明基板はサファイアからなる、請求項１または２に記載の投写型表示装置。 The projection display device according to claim 1, wherein the transparent substrate is made of sapphire.

前記透明基板は放熱手段を備えた、請求項1から３のいずれか１項に記載の投写型表示装置。
The projection display device according to claim 1, wherein the transparent substrate includes a heat radiating unit.

光源から出射され複数の色に分離された光をそれぞれ集光する集光レンズと、前記集光レンズを通過した光をそれぞれ偏光する偏光板とを有し、前記偏光板を通過した光を、変調し、合成し、投写する投写型表示装置において、

前記偏光板は、光の入射する面において、４０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する前記集光レンズに密着して支持されていることを特徴とする投写型表示装置。
A condenser lens that condenses the light emitted from the light source and separated into a plurality of colors, and a polarizing plate that polarizes the light that has passed through the condenser lens, and the light that has passed through the polarizing plate, In a projection display device that modulates, combines, and projects,

The projection display device, wherein the polarizing plate is supported in close contact with the condenser lens having a thermal conductivity of 40 W / m · K or more on a light incident surface.

前記偏光板の透過偏光軸と、前記集光レンズのＣ軸またはＣ軸投影方向とのなす角度が４°以内である、請求項５に記載の投写型表示装置。 The projection display device according to claim 5, wherein an angle formed between a transmission polarization axis of the polarizing plate and a C-axis or C-axis projection direction of the condenser lens is within 4 °.

前記集光レンズはサファイアからなる、請求項５または６に記載の投写型表示装置。 The projection display device according to claim 5, wherein the condenser lens is made of sapphire.

前記集光レンズは放熱手段を備えた、請求項５から７のいずれか１項に記載の投写型表示装置。
The projection display device according to claim 5, wherein the condenser lens includes a heat radiating unit.

光源から出射され、複数の色に分離され、偏光され、変調された光をそれぞれ偏光する検光板と、前記検光板をそれぞれ通過した光を合成するクロスダイクロイックプリズムとを有する投写型表示装置において、
前記検光板は、光の出射する面において、４０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する前記クロスダイクロイックプリズムに密着して支持されていることを特徴とする投写型表示装置。
In a projection display apparatus having an analyzer plate that polarizes light emitted from a light source, separated into a plurality of colors, polarized, and modulated, and a cross dichroic prism that combines light that has passed through the analyzer plate, respectively.
The projection display device, wherein the light detection plate is supported in close contact with the cross dichroic prism having a thermal conductivity of 40 W / m · K or more on a light emitting surface.

前記検光板の透過偏光軸と、前記クロスダイクロイックプリズムのＣ軸またはＣ軸投影方向とのなす角度が４°以内である、請求項９に記載の投写型表示装置。 10. The projection display device according to claim 9, wherein an angle formed between a transmission polarization axis of the light detection plate and a C-axis or C-axis projection direction of the cross dichroic prism is within 4 °.

前記クロスダイクロイックプリズムはサファイアからなる、請求項９または１０に記載の投写型表示装置。 The projection display device according to claim 9, wherein the cross dichroic prism is made of sapphire.

前記クロスダイクロイックプリズムは放熱手段を備えた、請求項９から１１のいずれか１項に記載の投写型表示装置。 The projection display device according to claim 9, wherein the cross dichroic prism includes a heat radiating unit.