JP2005077891A - 投写型映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【目的】 ライトバルブに付着した塵埃を除去することができる投写型映像表示装置を提供する。
【構成】 各ファン装置２１は、ファンの回転により生成された気流を上向き開口２１ａから吹き出すように配置・構成されている。各開口２１ａ上には、液晶ライトバルブ３１，３２，３３がその入射側偏光板とパネル部と出射側偏光板とを互いに離間させて配置されており、偏光板の露呈面及びパネル部の露呈面に空気流が吹き当たるようになっている。前記ファンを駆動するモータの回転数はモータドライバ（駆動ＩＣ）によって制御され、第１の回転数状態（冷却時回転）と第２の回転数状態（冷却時回転よりも高速回転となる）とを形成できる。第２の回転数状態によって液晶ライトバルブに付着した塵埃が吹き飛ばされる。
【選択図】 図３

Description

この発明は、液晶プロジェクタなどの投写型映像表示装置に関する。

投写型映像表示装置は、ランプ等の光源と、前記光源からの光束を均一且つ効率良く集光させる照明光学系と、前記照明光学系によって集光された光を光変調するライトバルブと、このライトバルブを経て得られた映像光を拡大投写する投写レンズとを備えている。また、カラー表示を行う構成では、１枚のライトバルブを用いる単板方式と、赤、緑、青の３つの色に対応した３枚のライトバルブを用いる３板方式とがある。

このような投写型映像表示装置に使用されるライトバルブは、耐熱性に劣る材料から成るため、冷却ファンを用いて外部から空気を取り込み、装置筐体内部の空気を循環させて、前記ライトバルブの温度を下げるようにしている。また、ライトバルブとして液晶表示パネルを用いる場合は、光入射側と光出射側に偏光板を必要とし、この偏光板も耐熱性に劣るため冷却が必要となる。

ところで、このように冷却のために外部からの空気を取り込むと、空気中にある塵埃が筐体内の光学系に侵入して循環することになる。光学系内を循環する塵埃がライトバルブに付着すると、前記塵埃がスクリーン上に拡大投写されることとなり、画質劣化の要因となるおそれがある。

そこで、このような塵埃侵入を抑制する技術として、筐体内を正圧状態に保つようにファン駆動制御を行う技術が知られている（特許文献１参照）。また、外部空気中の塵埃が筐体内に入り込むのを防ぐために、細かい目のフィルタを用いる方法もある。
特開２００１−２４２４３４号公報

しかしながら、上記従来の技術は、外部空気中の塵埃が筐体内に入り込むのを防止する技術であり、入り込んだ塵埃がライトバルブに付着してしまった場合の解決策を提供するものではなかった。

この発明は、上記の事情に鑑み、ライトバルブに付着した塵埃を除去することができる投写型映像表示装置を提供することを目的とする。

この発明の投写型映像表示装置は、上記課題を解決するために、光源から出射された光をライトバルブにて光変調して映像投写する投写型映像表示装置において、空気流を生成して前記ライトバルブに吹き当てる空気流生成手段と、塵埃除去モードが設定された際に前記空気流生成手段が出力する空気流の風速を冷却時よりも高める制御手段と、を備えたことを特徴とする。

上記の構成であれば、冷却時よりも高められた風速の空気流によって、ライトバルブに付着した塵埃が除去されることになる。

前記空気流生成手段の空気吹き出し口の面積を調節する絞り手段を備え、塵埃除去モードが設定された際に前記面積を冷却時よりも狭めるように構成されているのがよ。これによれば、絞りによって更に空気流の流速を高めることができ、塵埃除去能力が向上する。

前記ライトバルブにおける前記空気流が吹き当たる面が撥水処理されているのがよい。この撥水処理により、塵埃の付着力が弱まり、空気流による塵埃の吹き飛ばしが容易になる。

前記ライトバルブにおける前記空気流が吹き当たる面が帯電防止処理されているのがよい。この帯電防止処理により、帯電状態の塵埃の付着力が弱まり、空気流による塵埃の吹き飛ばしが容易になる。

前記ライトバルブを挟んで前記空気吹き出し口とは反対の側に空気吸い込み口が形成され、この空気吸い込み口から吸引された空気を筐体外へ排出する排出手段を備えていてもよい。これによれば、空気流で吹き飛ばされた塵埃が筐体内を再循環して再びライトバルブに付着してしまうのを軽減できることになる。

以上説明したように、この発明によれば、冷却用よりも高められた風速の空気流によってライトバルブに付着した塵埃が除去され、塵埃付着による画質劣化を防止できるという効果を奏する。

以下、この発明の実施形態の液晶プロジェクタを図１乃至図３に基づいて説明する。

図１はこの実施形態の３板式液晶プロジェクタの光学系を示した図である。光源１における発光部は、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等から成り、その照射光はパラボラリフレクタによって平行光となって出射され、インテグレータレンズ４へと導かれる。

インテグレータレンズ４は一対のレンズ群（フライアイレンズ）４ａ・４ｂから構成されており、個々のレンズ部分が光源１から出射された光を後述する液晶ライトバルブの全面に導くようになっており、光源１において存在する部分的な輝度ムラを平均化し、画面中央と周辺部とでの光量差を低減する。インテグレータレンズ４を経た光は、偏光変換装置５、及び集光レンズ６を経た後、第１ダイクロイックミラー７へと導かれることになる。

偏光変換装置５は、偏光ビームスプリッタアレイ（以下、ＰＢＳアレイと称する）によって構成されている。ＰＢＳアレイは、偏光分離膜と位相差板（１／２λ板）とを備える。ＰＢＳアレイの各偏光分離膜は、インテグレータレンズ４からの光のうち例えばＰ偏光を通過させ、Ｓ偏光を９０°光路変更する。光路偏光されたＳ偏光は隣接の偏光分離膜にて反射されてそのまま出射される。一方、偏光分離膜を透過したＰ偏光はその前側（光出射側）に設けてある前記位相差板によってＳ偏光に変換されて出射される。すなわち、この場合には、ほぼ全ての光はＳ偏光に変換されるようになっている。

第１ダイクロイックミラー７は、赤色波長帯域の光を透過し、シアン（緑＋青）の波長帯域の光を反射する。第１ダイクロイックミラー７を透過した赤色波長帯域の光は、反射ミラー８にて反射されて光路を変更される。反射ミラー８にて反射された赤色光はレンズ９を経て赤色光用の透過型の液晶ライトバルブ３１を透過することによって光変調される。一方、第１ダイクロイックミラー７にて反射したシアンの波長帯域の光は、第２ダイクロイックミラー１０に導かれる。

第２ダイクロイックミラー１０は、青色波長帯域の光を透過し、緑色波長帯域の光を反射する。第２ダイクロイックミラー１０にて反射した緑色波長帯域の光は、レンズ１１を経て緑色光用の透過型の液晶ライトバルブ３２に導かれ、これを透過することで光変調される。また、第２ダイクロイックミラー１０を透過した青色波長帯域の光は、全反射ミラー１２、全反射ミラー１３、レンズ１４を経て青色光用の透過型の液晶ライトバルブ３３に導かれ、これを透過することで光変調される。

各液晶ライトバルブ３１，３２，３３は、入射側偏光板３１ａ，３２ａ，３３ａと、一対のガラス基板（画素電極や配向膜を形成してある）間に液晶を封入して成るパネル部３１ｂ，３２ｂ，３３ｂと、出射側偏光板３１ｃ，３２ｃ，３３ｃとを備えて成る。

液晶ライトバルブ３１，３２，３３を経ることで変調された変調光（各色映像光）は、クロスダイクロイックプリズム１５によって合成されてカラー映像光となる。このカラー映像光は、投写レンズ１６によって拡大投写され、図示しないスクリーン上に投写表示される。

図２はファン装置２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ（以下、特定のファン装置を表さない場合には、符号２１を付記する）を示した斜視図であり、図３はファン装置２１と映像光合成系及び拡大投写系との配置関係を示した斜視図である。ファン装置２１Ａは液晶ライトバルブ３１の冷却を担い、ファン装置２１Ｂは液晶ライトバルブ３２の冷却を担い、ファン装置２１Ｃは液晶ライトバルブ３３の冷却を担う。

各ファン装置２１は、ファンの回転により生成された気流を上向き開口２１ａから上方へ吹き出すように配置・構成されている。各開口２１ａ上には、液晶ライトバルブ３１，３２，３３がその入射側偏光板とパネル部と出射側偏光板とを互いに離間させて配置されており、偏光板の露呈面及びパネル部の露呈面に空気流が吹き当たるようになっている。前記ファンを駆動するモータの回転数はモータドライバ（駆動ＩＣ）によって制御される。回転数制御は例えばＰＷＭ制御や位相制御などにより行われ、第１の回転数状態（冷却時回転）と第２の回転数状態（冷却時回転よりも高速回転となる）を形成するようにしている。

図示しないマイクロコンピュータは、この液晶プロジェクタにおける各種制御を行う他、前記モータドライバに対して第１回転指令と第２回転指令を与える。ＰＷＭ制御であれば、第１回転指令として所定のＯＮデューティ比を示す信号を与え、第２回転指令として前記ＯＮデューティ比よりも長いＯＮデューティ比を示す信号を所定時間或いはストップ操作がなされるまで与えればよい。マイクロコンピュータは、電源ＯＮ時、或いは、図示しない温度センサーにて液晶ライトバルブ等が所定温度以上となったことを検出したときに、モータドライバに対して第１回転指令を与え、塵埃除去モードが要求されたときに、モータドライバに対して第２回転指令を与える。マイクロコンピュータは、例えば、リモコン送信機（図示せず）或いは操作パネルにおける「クリーニング」といった表記がなされたキーが操作されたときに塵埃除去モードが要求されたと判断する。

このように、塵埃除去モードが要求されたときには、第２回転指令がファン装置２１のモータドライバに与えられ、冷却時よりも高い回転数でファンが回転することになり、冷却用よりも高められた風速の空気流が液晶ライトバルブ３１，３２，３３に吹き当てられ、その偏光板やパネル部に付着した塵埃が除去されることになる。

図２に示しているように、各ファン装置２１の各開口２１ａに、空気流の吹き出し面積を調節する絞り板２２を備えていてもよい。この絞り板２２は、図示しないアクチュエータ（例えば、電磁ソレノイド、モータ等）によって直線移動或いは揺動することによって空気流の吹き出し面積を調節する。前記アクチュエータはマイクロコンピュータによって制御される。マイクロコンピュータは、塵埃除去モードが要求されたときには、空気流の吹き出し面積を狭めるよう前記アクチュエータを制御する。これによれば、各開口２１ａが絞られて各開口２１ａから吹き出る空気流の流速を高めることができ、塵埃除去能力が向上する。

また、図３に示しているように、クロスダイクロイックプリズム１５の上方位置（液晶ライトバルブ３１，３２，３３を挟んで前記開口２１ａとは反対となる側：空気流の下流側）に空気吸い込みフード２３及び吸気ファン（図示せず）を設け、塵埃除去モードが要求されたときに前記吸気ファンを回転させて排気処理を行うようにしてもよい。これによれば、空気流で吹き飛ばされた塵埃が筐体内を再循環して再び液晶ライトバルブ３１，３２，３３に付着してしまうのを軽減できることになる。なお、前記空気流の下流側の箇所（フード２３など）に粘着部を形成しておき、この粘着部に塵埃を固定し、塵埃の再循環を防止するようにしてもよい。上記粘着部は交換可能に設けるのがよい。

前記液晶ライトバルブ３１，３２，３３の入射側偏光板３１ａ，３２ａ，３３ａ、パネル部３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ、及び出射側偏光板３１ｃ，３２ｃ，３３ｃにおける空気流が吹き当たる面は撥水処理されているのがよい。この撥水処理により、塵埃の付着力が弱まり、空気流による塵埃の吹き飛ばしが容易になる。例えば、パネル部３１ｂ，３２ｂ，３３ｂの最表面には、反射防止層（ＡＲ層）が形成される。この反射防止膜は有機物質の中間屈折率膜、高屈折率膜、低屈折率膜から成り、前記低屈折率膜上に低屈折率の撥水性を有する有機物質を蒸着したり、或いは前記低屈折率膜そのものが撥水性を有する有機物質から成るようにすればよい。

前記液晶ライトバルブ３１，３２，３３の入射側偏光板３１ａ，３２ａ，３３ａ、パネル部３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ、及び出射側偏光板３１ｃ，３２ｃ，３３ｃにおける空気流が吹き当たる面は帯電防止処理されているのがよい。この帯電防止処理により、塵埃の付着力が弱まり、空気流による塵埃の吹き飛ばしが容易になる。帯電防止処理としては透明導電膜（例えば、ＩＴＯ：indium tin oxide）を形成し、これを例えばフッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）でコーティングすればよい。

なお、以上の説明では、液晶ライトバルブを用いる投写型映像表示装置を示したが、他のライトバルブを用いる構成にも適用できる。

この発明の実施形態の液晶プロジェクタの光学系を示した構成図である。 ファン装置の斜視図である。 ファン装置と映像光合成系及び拡大投写系との配置関係を示した斜視図である。

符号の説明

１ 光源
４ インテグレータレンズ
４ａ・４ｂ レンズ群（フライアイレンズ）
５ 偏光変換装置
２１ ファン装置
２１ａ 開口
２２ 絞り板
３１，３２，３３ 液晶ライトバルブ

Claims (5)

1. 光源から出射された光をライトバルブにて光変調して映像投写する投写型映像表示装置において、空気流を生成して前記ライトバルブに吹き当てる空気流生成手段と、塵埃除去モードが設定された際に前記空気流生成手段が出力する空気流の風速を冷却時よりも高める制御手段と、を備えたことを特徴とする投写型映像表示装置。
2. 請求項１に記載の投写型映像表示装置において、前記空気流生成手段の空気吹き出し口の面積を調節する絞り手段を備え、塵埃除去モードが設定された際に前記面積を冷却時よりも狭めるように構成されたことを特徴とする投写型映像表示装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の投写型映像表示装置において、前記ライトバルブにおける前記空気流が吹き当たる面が撥水処理されていることを特徴とする投写型映像表示装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の投写型映像表示装置において、前記ライトバルブにおける前記空気流が吹き当たる面が帯電防止処理されていることを特徴とする投写型映像表示装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の投写型映像表示装置において、前記ライトバルブを挟んで前記空気吹き出し口とは反対の側に空気吸い込み口が形成され、この空気吸い込み口から吸引された空気を筐体外へ排出する排出手段を備えたことを特徴とする投写型映像表示装置。

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