JP3995685B2

JP3995685B2 - 投写型映像表示装置

Info

Publication number: JP3995685B2
Application number: JP2004372703A
Authority: JP
Inventors: 隆治安達; 忠志蓮佛; 昌二岡崎
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2004-12-24
Filing date: 2004-12-24
Publication date: 2007-10-24
Anticipated expiration: 2024-12-24
Also published as: DE602005003771D1; TW200622469A; KR100711482B1; TWI281090B; US7513626B2; CN1794084A; CN100478777C; DE602005003771T2; KR20060073515A; EP1674926A1; US20060164843A1; JP2006178258A; EP1674926B1

Description

本発明は液晶プロジェクタなどの投写型映像表示装置の光源の発光体を冷却する冷却装置を備えた投写型映像表示装置に関する。

この種、投写型映像表示装置の光源の発光体は、発光体の下方よりも発光体の上方のほうが温度が高くなっている。発光体の温度が上昇し過ぎると破裂、白濁や寿命の低下等の問題が発生する虞があると共に、逆に、発光体の温度が低下し過ぎると黒化や光源の輝度低下等の問題が発生する等の虞がある。

そのため、発光体の上側をより効率的に冷却する方法が種々発明されているが、投写型映像表示装置を据え置きと天井に取り付けて使用する場合とでは、投写型映像表示装置の上下方向が逆になり、当然発光体の向きも上下方向が逆になる。

従って、発光体の上側を効率よく冷却する冷却装置を備えていても、設置状態により投写型映像表示装置の上下方向が反転した場合、比較的温度が低い発光体の下側を重点的に冷却することになってしまい、発光体の温度が低下し過ぎることにより黒化や光源の輝度低下等の問題が発生する虞がある。

この問題を解決するために、リフレクタの上方と下方位置に冷却風を発光体に取り入れるための夫々上風路と下風路を形成すると共に、夫々の風路を自重により開閉自在に閉塞する上下一対の可動規制手段を設けたものが知られている。そして、上側の可動規制手段は自重により上風路を開放する方向に回動すると共に、下側の可動規制手段は自重により下風路を閉塞する方向に回動するようになっている。

この結果、上下方向が反転しても発光体の上側を効率よく冷却することができると共に、発光体の下側の過冷却を防止することができるため、光源の破裂、白濁や寿命低下を防止することができると共に、黒化や輝度低下を防止することができるものが知られている（例えば特許文献１参照）。
特開平９−３０４８３５号公報

しかしながら、上述の投写型映像表示装置では、リフレクタの上下２箇所に発光体の冷却用の流路を形成する必要があると共に、夫々の流路に可動規制手段を配設する必要があり、装置が大型化するという課題を有するものである。

そこで本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、構成を簡素化しても、設置状態に関係なく発光体の上側を重点的に冷却することができると共に、発光体の下側の過冷却を防止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課題とする。

上記課題を解決するための手段は、光源から出射された光を表示デバイスを介して映像を投写する投写型映像表示装置において、前記光源は、発光体と、発光体を収納すると共に、発光体から出射された光を反射するリフレクタと、リフレクタを保持する支持体とから構成され、投写型映像表示装置が据え置き状態において、支持体の下方に冷却風を吸入する吸入口を形成すると共に、吸入口に連通する吸入孔をリフレクタに形成し、吸入口から吸入孔間の支持体には、光源の光軸方向から見てテーパー状に傾斜させることによりリフレクタ内に旋回流を発生させる旋回流発生手段を形成すると共に、風向板が錘の重みにより光軸方向に回動自在に回動する風向変更装置を装着し、風向変更装置は、投写型映像表示装置が据え置き状態においては、風向板が旋回流発生手段のテーパー状に沿う位置まで回動することにより、リフレクタ内に旋回流を発生させて冷却風を発光体の上方に直接到達させ、投写型映像表示装置が天井取り付け状態においては、風向板が吸入孔の一部を閉塞する位置まで回動することにより、風向板が旋回流発生手段により発生した旋回流の流れを遮り、リフレクタ内に旋回流が発生することを防止することにより、旋回しない冷却風を発光体の上方に直接到達させるように構成されていることを特徴とする。

上記課題を解決するための手段において、前記風向変更装置は、支持体とリフレクタ間に位置決めされて回動自在に支持されてもよい。

本発明の請求項１の構成によれば、１つの流路と１つの風向変更装置という簡単な構成により、投写型映像表示装置の設置状態に関係なく、発光体の上側を重点的に冷却することができると共に、発光体の下側の過冷却を防止することができるため、発光体の破裂、白濁や寿命低下を防止することができると共に、黒化や輝度低下を防止することができる等の効果を奏する。

本発明の請求項２の構成によれば、風向変更装置は、支持体とリフレクタとの間に回動自在に位置決め支持することができるため、風向変換装置の組立作業性を向上させることができる等の効果を奏する。

本発明の一実施形態の投写型映像表示装置を図１乃至図１２に基づいて以下に詳述する。

図１及び図２に示すように、本実施形態の投写型映像表示装置は３板式の液晶プロジェクタ３０を例として示している。液晶プロジェクタ３０の本体ケース４１内には、後述する光源１から投写レンズ１６に至るまでの光学系４２が配置されている。

図２は本体ケース４１内に配置された光学系４２を示している。光源１における発光部１ａ（図９参照）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２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３１，３２，３３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に導かれる。

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。また、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とから構成されている。

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表示される。

図９に示すように、光源１は、光を出射する発光体１ａと、発光体１ａを覆って保持すると共に、発光体１ａから出射した光を反射する凹状のリフレクタ２と、リフレクタ２の前面の開放部を閉塞する透明部材３と、リフレクタ２を覆って保持する支持体２０とから構成されている。リフレクタ２の凹状の先端部には、上下方向に相対向する一対の切欠きからなる吸入孔２１ａ及び排気孔２１ｂが夫々形成されている。

図９において、リフレクタ２の下方側に位置する吸入孔２１ａは支持体２０を介して図示しない給気路に連通し、リフレクタ２の上方側に位置する排気孔２１ｂは図示しない排出路に連通するようになっている。リフレクタ２を保持する支持体２０には、吸入孔２１ａに連通する吸入口２２が形成されている。支持体２０の吸入口２２には、後述する風向変更装置２３を装着するための風向変更装置装着部２９が形成されている。

風向変更装置２３は、略Ｌ字状に屈曲した支持軸２４と、支持軸２４の略Ｌ字状に屈曲した屈曲部２５の先端に装着された錘２６と、支持軸２４の直線部２７に、屈曲部２５の屈曲方向と略並行な状態で装着された風向板２８とから構成されている。

風向変更装置装着部２９は、支持軸２４の直線部２７先端を軸支する支持部３５と、支持軸２４の直線部２７を回動自在に保持するＵ溝状の保持部３６と、風向板２８を位置決め部４０により位置決めして収納すると共に、吸入口２２及び吸入孔２１ａに連通する風向板収納室３７と、錘２６を収納する錘収納室３８とから構成されている。支持体２０の上方から見て風向板収納室３７は、支持体２０の後方側が外側に向かって徐々に狭くなるテーパー状に形成されており、旋回流発生手段を構成している。この結果、吸入口２２、風向板収納室３７及び吸入孔２１ａを介してリフレクタ２内に供給される空気は、図７に示すように、支持体２０の正面から見て、吸入孔２１ａからリフレクタ２の内周方向に沿う旋回流となる。

風向変更装置２３は、位置決め部４０と風向板２８との接触により、光源１の光軸Ｌ方向に対して位置決めされている。また、風向板２８は、風向板収納室３７の支持体２０前面部側に対応する位置に配置されている（図４参照）。

次に、風向変更装置２３の組み立て方法について説明する。支持体２０の内側から風向変更装置２３の支持軸２４の直線部２７先端を支持部３５に挿入して支持軸２４を保持部３６に保持させ、風向板２８を風向板収納室３７に収納すると共に、錘２６を錘収納室３７に収納する。次に、発光体１ａを装着したリフレクタ２を図示しない係合手段により支持体２０に装着する。

この結果、風向変更装置２３は、位置決め部４０と風向板２８との接触により、光源１の光軸Ｌ方向に対して位置決めされる。また、風向変更装置２３は、支持体２０とリフレクタ２との間に回動自在に挟まれることによって、支持体２０の垂直方向に対して位置決めされる。このようにして、風向変更装置２３は、支持体２０とリフレクタ２との間に回動自在に挟み込まれることにより位置決めすることができるため、風向変更装置２３の組立作業性を向上させることができる。

そして、例えば、図７乃至図９に示すように、据え置き等によりリフレクタ２の吸入孔２１ａが下方になる状態でプロジェクタ３０が設置されている場合は、風向変更装置２３の風向板２８は錘２６の自重による下方への回動に伴って下方へ回動する。この結果、リフレクタ２の吸入孔２１ａは開放されるため、リフレクタ２の吸入孔２１ａを介してリフレクタ２内に流入した風は旋回して高温の発光体１ａの上方に直接到達し、発光体１ａの上部を重点的に冷却して排気孔２１ｂを介してリフレクタ２外へ排気される。また、一部の風はリフレクタ２内での旋回を続けて発光体１ａの下方に到達するが、この風は、最初に発光体１ａの上方に到達して高温の発光体１ａを冷却しているため、すでに温度が上昇しており、この風が発光体１ａの下方に到達しても発光体１ａの下方を冷却する効果はほとんどない。

従って、発光体１ａの上側を重点的に冷却することができると共に、発光体１ａの下側の過冷却を防止することができるため、発光体１ａの破裂、白濁や寿命低下を防止することができると共に、黒化や輝度低下を防止することができる。

また、例えば、図１０乃至図１２に示すように、天井取付等によりリフレクタ２の吸入孔１ａが上方になる状態でプロジェクタ３０が設置されている場合は、錘２６は自重により下方へ回動するが、錘２６の下方にはリフレクタ２が存在するため、錘２６はリフレクタ２に当接して停止する。この錘２６の回動に伴って風向板２８は回動し、リフレクタ２の先端部側の吸入孔２１ａを閉塞する位置で停止する。

この結果、開放されている吸入孔２１ａを介してリフレクタ２内に流入した風は、風向板２８によって旋回が妨げられているため、旋回せずに直接発光体１ａの上方に到達し、発光体１ａの上部を冷却して吸入孔２１ｂを介してリフレクタ２外へ排気される。また、リフレクタ２外へ排気される空気は、発光体１ａの下方を通過するが、この風は、最初に発光体１ａの上方に到達して高温の発光体１ａを冷却しているため、すでに温度が上昇しており、発光体１ａの下方を通過しても発光体１ａの下方を冷却する効果はほとんどない。

このようにして、プロジェクタ３０の設置状態によって、リフレクタ２の上下方向が反転した場合でも、常に発光体１ａの上側を重点的に冷却することができると共に、発光体１ａの下側の過冷却を防止することができるため、プロジェクタ３０の設置状態に関係なく、発光体１ａの破裂、白濁や寿命低下を防止することができると共に、黒化や輝度低下を防止することができる。

また、１つの流路と１つの風向変更装置２３によって、プロジェクタ３０の設置状態により上下方向が反転した場合でも、常に発光体１ａの上側を重点的に冷却することができると共に、発光体１ａの下側の過冷却を防止することができるため、構成を簡素化することができる。

また、本発明の実施形態では、液晶表示パネルを用いた液晶プロジェクタを示したが、他の映像光生成系を備える投写型映像表示装置においても本発明を適用できる。前面投写型の他、背面投写型映像表示装置においても本発明を適用することができる。また、ＤＬＰ（Digital Light Processing）（テキサス・インスツルメンツ（ＴＩ）社の登録商標）方式のプロジェクタにおいても本発明を適用することができる。

本発明の一実施形態の液晶プロジェクタの外観斜視図である。同液晶プロジェクタの光学系を示した構成図である。同液晶プロジェクタの光源の外観の斜視図である。同液晶プロジェクタの光源の支持体の外観斜視図で、風向変更装置を装着した状態を示す。同液晶プロジェクタの風向変更装置の外観斜視図である。同液晶プロジェクタの光源の支持体の外観斜視図で、風向変更装置を取り外した状態を示す。同液晶プロジェクタの吸入口が下側に位置している状態の風向変更装置の状態を示す正断面図である。図７の状態における、風向変更装置の拡大図である。同液晶プロジェクタの吸入口が下側に位置している状態の風向変更装置の状態を示す側断面図である。同液晶プロジェクタの吸入口が上側に位置している状態の風向変更装置の状態を示す正断面図である。図１０の状態における、風向変更装置の拡大図である。同液晶プロジェクタの吸入口が上側に位置している状態の風向変更装置の状態を示す側断面図である。

符号の説明

１光源
１ａ発光体
２リフレクタ
３透明部材
２０支持体
２１ａ吸入孔
２３風向変更装置
２４支持軸
２５屈曲部
２６錘
２７直線部
２８風向板
３１液晶ライトバルブ（表示デバイス）
３２液晶ライトバルブ（表示デバイス）
３３液晶ライトバルブ（表示デバイス）

Claims

光源から出射された光を表示デバイスを介して映像を投写する投写型映像表示装置において、前記光源は、発光体と、発光体を収納すると共に、発光体から出射された光を反射するリフレクタと、リフレクタを保持する支持体とから構成され、投写型映像表示装置が据え置き状態において、支持体の下方に冷却風を吸入する吸入口を形成すると共に、吸入口に連通する吸入孔をリフレクタに形成し、吸入口から吸入孔間の支持体には、光源の光軸方向から見てテーパー状に傾斜させることによりリフレクタ内に旋回流を発生させる旋回流発生手段を形成すると共に、風向板が錘の重みにより光軸方向に回動自在に回動する風向変更装置を装着し、風向変更装置は、投写型映像表示装置が据え置き状態においては、風向板が旋回流発生手段のテーパー状に沿う位置まで回動することにより、リフレクタ内に旋回流を発生させて冷却風を発光体の上方に直接到達させ、投写型映像表示装置が天井取り付け状態においては、風向板が吸入孔の一部を閉塞する位置まで回動することにより、風向板が旋回流発生手段により発生した旋回流の流れを遮り、リフレクタ内に旋回流が発生することを防止することにより、旋回しない冷却風を発光体の上方に直接到達させるように構成されていることを特徴とする投写型映像表示装置。
前記風向変更装置は、支持体とリフレクタ間に位置決めされて回動自在に支持されていることを特徴とする請求項１記載の投写型映像表示装置。