JPH09284685A - 投写形液晶ディスプレイ装置 - Google Patents

投写形液晶ディスプレイ装置

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JPH09284685A
JPH09284685A JP8095037A JP9503796A JPH09284685A JP H09284685 A JPH09284685 A JP H09284685A JP 8095037 A JP8095037 A JP 8095037A JP 9503796 A JP9503796 A JP 9503796A JP H09284685 A JPH09284685 A JP H09284685A
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JP
Japan
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heat
liquid crystal
peltier element
guide wall
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JP8095037A
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English (en)
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Masanori Ogino
正規 荻野
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/015Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on semiconductor elements having potential barriers, e.g. having a PN or PIN junction
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
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    • G03B21/16Cooling; Preventing overheating
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Abstract

(57)【要約】 【課題】投写形液晶プロジェクタにおいて、熱放散と光
学素子へのゴミの付着排除の両立化を図る。 【解決手段】1はスクリーン、2は投写レンズ、3は液
晶パネル、4は導光壁、5,6はフレネルレンズ、7は
ランプ、8はミラー、15はペルチエ素子、17は放熱
板、19は強制対流手段、20は空気流である。ペルチ
エ素子15、強制対流手段19は、導光路壁熱抵抗低減
手段として作用する。導光路内空間と導光路外空間との
間の強制換気手段を不要化でき、従ってゴミ付着を防止
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐塵性の改善され
た投写形液晶ディスプレイ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】CRT式の投写形ディスプレイにおいて
は、投写用レンズとCRTとの間のスペースに冷媒を充
填する、いわゆるオプチカルカップリング方式によっ
て、ゴミの光学素子の界面への付着に起因するコントラ
スト比の劣化に代表される画質劣化がほヾ完全に克服さ
れている。
【0003】一方投写形液晶ディスプレイにおいては、
ゴミの付着に起因するコントラスト比の劣化、画質の劣
化が近年認識されるに至っている。
【0004】ゴミの付着に起因する画質劣化を従来技術
を示す図1を用いて説明する。
【0005】図1において、1はスクリーン、2は投写
レンズ、3は単板式液晶パネル、4は導光路壁、5,
6,8はコリメータ手段、5は後置フレネルレンズ、6
は前置フレネルレンズ、8は球面ミラーで導光路壁の一
部をなす。7は有電極ランプ手段、9,9′,10,1
0′は換気手段、11,12,13は空気流である。
【0006】同図において、5,6のフレネルレンズに
は通常、少く共部分的に樹脂材が使用される。液晶パネ
ル3にも周知の通り部分的に樹脂材が用いられる。この
ため、これらの部品は長寿命化のために極力低温(例え
ば60℃)に保つことが望まれていた。このため、換気
手段9,9′,10,10′によって、導光路内空間か
ら外部空間への強制対流を行っていた。この換気手段の
副作用として、外部空間に存在するゴミが導光路内空間
に侵入し、ランプ7、ミラー8、フレネルレンズ5,6
及び液晶パネル3の表面にゴミを付着させ、従って例え
ば数ヶ月の使用の後には、表面にゴミを集積し、その結
果、光伝送効率を劣化させるのみならず、フォーカス性
能及びコントラスト性能即ち画質を劣化させるという問
題があった。またランプ(7)が高温(約900℃)で
あるためゴミが焼けて有害なススになると云う問題があ
った。
【0007】その対策として、内外空間境界部にゴミフ
ィルタを挿入することが行われていたが、ゴミによるフ
ィルタの目ずまり等の問題を発生し、根本解決に至って
いなかった。
【0008】更に有電極ランプ手段はその寿命が短かい
という問題があった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明のひとつの目的
は、主要光学素子の表面へのゴミ付着を低減ないしは排
除して、かつ熱放散を達成可能な投写形液晶ディスプレ
イ装置を提供するにある。
【0010】本発明の他のひとつの目的は、画質のより
改善された投写形液晶ディスプレイ装置を提供するにあ
る。
【0011】本発明の他のひとつの目的は、より長寿命
化された、投写形液晶ディスプレイ装置を提供するにあ
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明においては、図2の比較表に示された各手段を
備える。
【0013】本発明の各実施例においては、導光路壁熱
抵抗低減手段を備える。該低減手段の採用によって、従
来技術において必要とされた内外空間流通式の換気手段
を不要化できる。従って、悪の根源を排除できる。
【0014】本発明のひとつの実施例においては、該低
減手段は、導光路壁に設けられたペルチエ素子手段によ
って具現化される。
【0015】本発明の他のひとつの実施例においては、
該低減手段は、導光路内閉空間における強制対流手段に
よって具現化される。
【0016】本発明の他のひとつの実施例においては、
該低減手段は、液浸式ランプ手段によって具現化され
る。
【0017】
【発明の実施の形態】以下に示す本発明の各実施例にお
ける具体数値例は光出力約300lmの投写形ディスプ
レイについて例示する。
【0018】本発明の第1の実施例を図3に示す。同図
において、1〜8は既述のものと同一である。14〜1
6はペルチエ素子手段、14は吸熱側プレート、15は
ペルチエ素子、16は放熱側プレート、17は放熱板で
ある。簡略化のために図示を省いてある配線を経由し
て、約10Wの電力をペルチエ素子へ供給することによ
り、両プレート間に約20℃の温度差を付与してかつ、
約10Wの熱流を吸熱プレート側(低温側)から吸収し
て、合計20Wの熱流を放熱プレート側(高温側)から
放出することができる。断面積約(4cm)2の市販のペル
チエ素子手段を用いて上記のことが可能である。尚、導
光路壁手段4の材質としては、熱伝導性の良いメタル材
の使用が必須ではないが推奨される。導光壁手段4を削
除して、吸熱側プレート14で代替することが可能であ
る。同図は、片方の壁にのみペルチエ素子を配置する例
を示したが、これを両側に配置しても良い。
【0019】従来技術においては、図3に示されたゴミ
不侵入化密封構造においては、外気温度40℃の場合に
おいて、フレネルレンズ5及び液晶パネル3の温度が約
70℃と過大であったのを、本実施例によれば約60℃
以下に低減できる。
【0020】以上で図3の説明を終る。
【0021】図4に本発明の第2の実施例を示す。同図
において18は閉空間形成用壁部材であって、熱伝導性
の良いメタル材の使用が必須ではないが推奨される。1
9は強制対流手段であって図示しないが市販の約1W〜
4Wの小形モータによって駆動される。20は流速約1
m/sec以上の空気流である。
【0022】本構成によれば、壁部材18の内壁の熱伝
達率を約1mW/(cm)2から約10mW/(cm)2と、約
1桁低減できる。従ってより少ない消費電力の注入(1
W〜4W)によって、第1の実施例と同等の効果を得る
ことができる。尚、本例においても、壁部材の外側に放
熱板(図3の17)を追加して、放熱効率を高めること
ができる。
【0023】以上で図4の説明を終る。
【0024】図5に本発明の第3の実施例を示す。本図
は第1、2実施例を組合せたものであり、より大出力の
用途に適する。以上で本図の説明を終る。
【0025】図6に本発明の第4の実施例(図2の本発
明、型〔III〕)を示す。同図は、ラン周辺部の改良の
みを示す。
【0026】図6において、41は強制対流手段、21
は無電極ランプ手段、22は高周波電力供給手段で、具
体的には、約200Wの2.4GHz帯電力を発生する
市販のマグネトロンを使用できる。23は容器手段、2
4は容器内液体である。東西南北の方向を図示の通りに
定義し更に局所拡大図、図7によって説明する。21′
はランプのステム、22′は中心導体、22″は電気絶
縁部である。紙面において22″より上方に描かれた部
分は以下に特記されない限り、中心導体22′に関して
回転対称の構造であって図7は子午面の断面図である。
但し、西半球外表面26には、可視光反射用ミラー部が
形成され、東半球外表面27には可視光を透過し、か
つ、少く共一部の赤外光を反射する膜が形成される。そ
のような膜の一例はITD膜(Indium Tin Dxide)
である。25はシールドネットであって、高周波電力の
容器外への漏洩を阻止し、かつ導波路ないしは空洞共振
器の一部を形成する。シールドネットの具体構成例は、
線材直径50μm、線材間隔0.6mmの格子網構造で
ある。40,40′は円筒部の外表面に形成された導電
膜であって、例えば約1μm厚以上のアルミニウム膜で
ある。28は、パイプ状導体、29はキャップ導体、3
0はすだれバネ状の端末部導体である。端末部導体によ
って、既述導電膜40またはシールドネット25へと電
流路が連結される。31はランプステム21′を固定す
るための固定用部材(例えば接着材)、32は液体封止
用オーリングであって更にスペーサ状のつば部(非図
示)と一体化しても良い。
【0027】ランプ21の内部には、可視光発光に適し
た元素(例えばSulphur)が予め封入される。
【0028】液体24の材質としては、高周波帯におい
て損失の少ない材質、例えば、シリコーンオイル(3G
Hzにて誘電体損失約0.4%)あるいは弗素系オイル
であって、定常動作状態における動粘度約50(cm)2
sec以内のものが推奨される。
【0029】以上で構成の説明を終り、次にその動作を
説明する。
【0030】高周波電力供給手段22から供給される電
力は、中心導体22′のランプ端及びパイプ状導体28
のランプ端の間に配置されたランプ21の部分に強い電
磁界を発生する。この電磁界によってランプ内のプラズ
マへ電力が供給され、光、赤外光及び熱に変換される。
光は、東方コリメータへと伝送される。赤外光は少く共
その一部が東半球外表面27に設けられた赤外光反射膜
によってランプ側へ再帰され、西半球可視光ミラー部2
6を透過して西方へと放出される。熱は液体24の対流
によって、容器手段23へと運ばれ、その表面から強制
対流手段41によって効率良く放散される。この強制対
流手段41は、導光路外空間の可視光非通過部のみに空
気流を運ぶので、ゴミ付着に起因する画質劣化障害を発
生しない。また、高温のランプが直接ゴミと接触するこ
とが防止されるので、ランプによってゴミが焼かれて黒
いススとなることが防止される。従ってススに起因する
画質劣化障害も防止される。
【0031】また無電極ランプの使用に際して従来必要
とされていた高速気流のランプへの直接吹きつけが不要
化され、従って騒音の大幅な低減が可能となる。
【0032】更に、容器の有効光出射面の形状がランプ
をその中心とする球面状であるため光線は、界面に対し
てほヾ垂直に入出射する。従って界面における全反射に
起因する光の損失を防止でき、反射損失の最小化が可能
となる。
【0033】以上で本実施例の説明を終る。
【0034】図8に図7の局所変形例を示す。同図は出
力の増大化を図るために、液体拡はん手段を付加した例
である。
【0035】図8において、29′はキャップ導体29
に設けられた多数の約1〜3mmφの穴である。穴の面
積率は約50%である。33は、延長容器手段、尚、3
3′の部分は接着または別途シール手段によって液体の
散逸が防止される。34は液体の膨張、収縮に応じるた
めの可変形部材、35はモータ、36はモータ取付け部
材、37は液体拡はん手段またはポンプ手段、38は液
流、39はモータ用配線である。モータの回転軸はラン
プステムと同軸化されており、従ってモータによってラ
ンプ21と共に液体拡はん手段37が回転される。従っ
てランプから液体への熱伝達及び液体の対流を加速でき
る。
【0036】以上で本実施例の説明を終る。更に本実施
例の変形として、液体伝送管手段によって、ディスプレ
イ装置のキャビネットの後壁まで液体を伝送し、後壁に
設けた熱交換器を経て、外部へと熱を排出し、然る後、
容器手段へと還流させても良い。
【0037】以上で本発明の各実施例の説明を終る。図
2に記した本発明の〔I〕,〔II〕,〔III〕を任意に
組み合わせて実施することができる。
【0038】
【発明の効果】本発明によって、主要光学素子の表面へ
のゴミ付着を低減排除して、かつ、熱放散を達成でき
る。
【0039】従ってより画質の改善されたより長寿命の
投写形液晶ディスプレイ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術を示す断面図。
【図2】本発明と従来技術の比較を示す表。
【図3】本発明の第1の実施例を示す断面図。
【図4】本発明の第2の実施例を示す断面図。
【図5】本発明の第3の実施例を示す断面図。
【図6】本発明の第4の実施例を示す断面図。
【図7】本発明の第4の実施例の局所詳細断面図。
【図8】本発明の第4の実施例の局所変形例の断面図。
【符号の説明】
1…スクリーン手段、 2…投写レンズ手段、 3…単板式液晶パネル手段、 4…導光路壁、 5,6,8…コリメータ手段、 5…後置フレネルレンズ手段、 6,6′…前置フレネルレンズ手段、 7…有電極ランプ手段、 8…球面ミラー手段、 9,9′,10,10′…換気手段、 11,12,13…空気流、 14…吸熱側プレート、 15…ペルチエ素子、 16…放熱側プレート、 17…放熱板、 18…閉空間形成用壁部材、 19…強制対流手段、 20…空気流、 21…無電極ランプ手段、 22…高周波電力供給手段、 23…容器手段、 24…液体、 25…シールドネット、 26…西半球ミラー部、 27…東半球光透過部、 28…パイプ状導体、 29…キャップ導体、 30…端末部、 31…固定用部材、 32…シーリング用部材、 21′…ランプステム、 22…中心導体、 22″…絶縁部、 29′…穴、 33…延長容器手段、 33′…固定部、 34…可変形部材、 35…モータ、 36…モータ取付部材、 37…液体拡はん手段、 38…液流、 39…配線手段。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光源手段、コリメータ手段、液晶パネル手
    段、投写レンズ手段、スクリーン手段を備えた投写形液
    晶ディスプレイにおいて、導光路の内壁熱抵抗低減手段
    を備えたことを特徴とする投写形液晶ディスプレイ装
    置。
  2. 【請求項2】請求項1において、該内壁熱抵抗低減手段
    が、導光路壁に設けられたペルチエ素子手段によって形
    成されてなる投写形液晶ディスプレイ装置。
  3. 【請求項3】請求項1において、該内壁熱抵抗低減手段
    が、導光路内閉空間における強制対流手段によって形成
    されてなる投写形液晶ディスプレイ装置。
  4. 【請求項4】請求項1において、該内壁熱抵抗低減手段
    が液浸ランプ手段によって形成されかつ、液体収容用容
    器手段の壁画一部が球面状に形成されてなる投写形液晶
    ディスプレイ装置。
JP8095037A 1996-04-17 1996-04-17 投写形液晶ディスプレイ装置 Pending JPH09284685A (ja)

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JP8095037A JPH09284685A (ja) 1996-04-17 1996-04-17 投写形液晶ディスプレイ装置
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