JP3608428B2 - 投写型表示装置 - Google Patents
投写型表示装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3608428B2 JP3608428B2 JP10825799A JP10825799A JP3608428B2 JP 3608428 B2 JP3608428 B2 JP 3608428B2 JP 10825799 A JP10825799 A JP 10825799A JP 10825799 A JP10825799 A JP 10825799A JP 3608428 B2 JP3608428 B2 JP 3608428B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- electro
- projection display
- cooling
- display device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
- G03B21/14—Details
- G03B21/16—Cooling; Preventing overheating
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
- Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像情報に応じて光学像を形成する電気光学装置と、この電気光学装置で形成された画像を拡大投写する投写レンズとを備えた投写型表示装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来より、光源と、この光源から出射された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する光学系と、変調された光束を拡大投写する投写レンズとを備えた投写型表示装置が利用されている。光学系は、光源からの出射光束の面内照度分布を均一化する照明光学系、この照明光学系からの光束を赤、青、緑の三原色に分離する色分離光学系、各色光束を画像情報に応じて変調する電気光学装置、および変調後の各色光束を合成する色合成光学系を含んで構成される。電気光学装置は、色分離光学系により分離された赤色光束、青色光束、緑色光束のそれぞれを画像情報に応じて変調する３つの光変調装置を含んで構成される。
【０００３】
このような光変調装置には、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子とした液晶パネル等が採用されている。この光変調装置は、画像情報に応じて光学像を形成する重要な部分であるから、液晶パネル等の表面に塵埃、油煙等が付着すると、投写型表示装置の画質が劣化してしまうという問題がある。このため、電気光学装置から投写レンズまでの光路を密閉する密閉構造を備えた投写型表示装置を採用することが考えられる。このような密閉構造を備えた投写型表示装置であれば、密閉構造により、外部から塵埃、油煙等が侵入することを防止できるので、液晶パネル面に塵埃、油煙等が付着することがなく、投写型表示装置の画質を長期的に安定して確保することができ、天井吊り型等の据え置きタイプの投写型表示装置として好適である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、液晶パネル等の光変調装置は、一般的に熱に弱いため、上述したように、電気光学装置から投写レンズまでの光路を密閉構造により密閉してしまうと、装置外部から冷却空気を導入して光変調装置つまり電気光学装置を効率的に冷却することが困難であるという問題がある。特に、近年の投写型表示装置の高輝度化、小型化という流れにおいては、電気光学装置を効率的に冷却することが重要な問題となる。
【０００５】
本発明の目的は、電気光学装置を効率的に冷却することができ、かつ、画質を長期的に安定して確保することのできる投写型表示装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、画像情報に応じて光学像を形成する電気光学装置と、この電気光学装置で形成された画像を拡大投写する投写レンズとを備えた投写型表示装置であって、前記電気光学装置から前記投写レンズまでの光路を、断熱性部材で密閉した密閉構造と、この密閉構造内部の空気を冷却する冷却手段とを備え、前記密閉構造内部には、当該密閉構造内部の空気を循環させるための循環ファンが設けられ、前記電気光学装置は、前記冷却手段と、前記循環ファンとの間に介在配置され、前記循環ファンは、当該循環ファンの吸気面が前記電気光学装置に対向するように配置されていることを特徴とする。
【０００７】
ここで、断熱性部材としては、プラスチックや、ガラス繊維、石綿、コルク質等で形成された部材が採用できる。
【０００８】
このような本発明においては、電気光学装置から投写レンズまでの光路を密閉構造により密閉し、密閉構造内部の空気を冷却手段で冷却することで、電気光学装置を効率的に冷却することが可能となる。また、密閉構造により、外部からの塵埃、油煙等の侵入が防止されるので、電気光学装置等に塵埃、油煙等が付着することがなく、投写型表示装置の画質を長期的に安定して確保することが可能となる。
【０００９】
さらに、密閉構造が断熱性部材で形成されているので、密閉構造の内外を熱的に遮断することで、冷却手段による冷却効率が一層向上する上、結露等の発生もない。
【００１０】
また、前述の密閉構造内部には、当該密閉構造内部の空気を循環させるための循環ファンが設けられている。
【００１１】
このため、循環ファンにより、密閉構造内部の空気が強制的に循環するので、電気光学装置をより効率よく冷却することが可能となる。
【００１２】
また、前述の冷却手段は、密閉構造の内部に面する吸熱面および密閉構造の外部に面する放熱面を備えた熱電変換素子であることが望ましい。
【００１３】
ここで、熱電変換素子としては、二つの異種金属または半導体を電気的に直列に接合して直流電流を流すと、その接合部分にジュール熱以外の吸熱および放熱が発生する現象を有するペルチェ素子が採用できる。
【００１４】
このようにすれば、熱電変換素子の吸熱面を密閉構造内部に露出させ、放熱面を密閉構造外部に露出させることで、密閉構造内部の空気に含まれる熱を密閉構造外部に放熱させることが簡単に可能となる。これにより、冷却手段の構造を簡易、かつ、小型なものとすることが可能となる。
【００１５】
さらに、前述の吸熱面および／または放熱面には、それぞれ伝熱性を有する伝熱部材が設けられていることが好ましい。
【００１６】
ここで、吸熱面に設ける伝熱部材としては、密閉構造内部の気流上に配置されるアルミニウム製の板状部材等を採用することができ、放熱面に設ける伝熱部材としては、アルミニウム製の放熱フィン等が採用できる。
【００１７】
このように、吸熱面に伝熱部材を設ければ、当該伝熱部材を、密閉構造内部の気流上に配置することで、内部の空気と伝熱部材との間の熱交換が速やかに行われ、当該密閉構造内部の熱を吸熱面に効率よく伝えることが可能となる。
【００１８】
また、放熱面に伝熱部材を設ければ、放熱面から熱を密閉構造外部に放熱する際に、伝熱部材から効率よく放熱することが可能となる。つまり、吸熱面および放熱面に伝熱部材を設けることで、熱電変換素子の吸熱作用および放熱作用が効率よく行われるようになる。
【００１９】
また、前述の放熱面に設けられる伝熱部材と互いに対向する位置には、当該伝熱部材を冷却するための冷却ファンが設けられていることが望ましい。
【００２０】
このようにすれば、伝熱部材が強制的に冷却されるので、伝熱部材からの放熱で、装置内部の温度が上昇するのを防ぐことが可能となる。また、伝熱部材が強制的に冷却されるので、放熱面から伝熱部材に効率よく熱が伝わり、この点からも、熱電変換素子の放熱作用が効率よく行われるようになる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
（１）装置の全体構成
図１、図２には、本実施形態に係る投写型表示装置１の概略斜視図が示され、図１は上面側から見た斜視図、図２は下面側から見た斜視図である。
【００２３】
投写型表示装置１は、光源としての光源ランプから出射された光束を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三原色に分離し、これらの各色光束を電気光学装置を構成する液晶パネルを通して画像情報に対応させて変調し、変調した後の各色の変調光束をプリズム（色合成光学系）により合成して、投写レンズ６を介して投写面上に拡大表示する形式のものである。投写レンズ６の一部を除いて、各構成部品は筐体としての外装ケース２の内部に収納されている。
【００２４】
（２）外装ケースの構造
外装ケース２は、基本的には、装置上面を覆うアッパーケース３と、装置底面を構成するロアーケース４と、背面部分を覆うリアケース５（図２）と、前面部分を覆うフロントケース９とから構成され、リアケース５が樹脂製である他はマグネシウム等の金属製である。
【００２５】
図１に示されるように、アッパーケース３の上面において、その前方側の左右の端には、スピーカ用の多数の連通孔２５Ｒ、２５Ｌが形成されている。また、これらの連通孔２５Ｒ、２５Ｌ間には、投写型表示装置１の画質等を調整するための操作パネル６０が設けられている。さらに、フロントケース９の前面の向かって右上部分には、図示略のリモートコントローラからの光信号を受信するための受光部７０が設けられている。
【００２６】
図２に示されるように、ロアーケース４の底面の略中央には、装置内部を冷却する冷却空気を取り入れるための空気取入口２４０が設けられている。空気取入口２４０は、樹脂製のフィルタ交換蓋２４１に設けられており、このフィルタ交換蓋２４１をロアーケース４の側面側から着脱することで、内部のフィルタを交換することが可能である。
【００２７】
また、ロアーケース４の底面には、その前端の左右の角部にフット３１Ｒ、３１Ｌが設けられ、後端の略中央部にフット３１Ｃが設けられている。尚、フット３１Ｒ、３１Ｌの上下の進退量を調整することによって、表示画面の傾きを変更することが可能である。
【００２８】
このロアーケース４の一方の立上部分には、装置１持ち運び用のハンドル９０が設けられている。
【００２９】
リアケース５には、図２に示されるように、外部電力供給用のＡＣインレット５０や各種の入出力端子群５１が配置され、これらの入出力端子群５１に隣接して、装置内部の空気を排出する通気口としての排気口１６０が形成されている。そして、このリアケース５にも、フロントケース９と同様に受光部７０が設けられている。
【００３０】
（３）装置の内部構造
図３には、投写型表示装置１の内部構造が示されている。
【００３１】
この図に示されるように、装置１の内部には、投写レンズ６の一側方に配置された電源としての電源ユニット７、電源ユニット７の後方に配置された光源ランプユニット８、光学系を構成する光学ユニット１０、ユニット１０内の電気光学装置９２５を駆動するドライバーボード（図示せず）、および装置１全体を制御するメインボード（図示せず）などが収容されている。
【００３２】
電源ユニット７は、図２に示すＡＣインレット５０からの電力を変圧して光源ランプユニット８や、ドライバーボード、メインボード、電気光学装置９２５の下方または上下両方に配置された吸気ファン（図示せず）、および光源ランプユニット８の後方に配置された排気ファン１６などに供給するものであり、電源フィルタ、トランス（変圧器）、整流回路、平滑回路、電圧安定回路等が形成された電源回路基板の他、光源ランプユニット８の光源ランプ１８１を駆動するためのランプ駆動基板等を備えている。
【００３３】
光源ランプユニット８は、投写型表示装置１の光源部分を構成するものであり、図４にも示されるように、光源ランプ１８１およびリフレクタ１８２からなる光源装置１８３と、この光源装置１８３を収納するランプハウジング（図示せず）とを有している。このような光源ランプユニット８は、前述した吸気ファンからの冷却空気や、外装ケース２と投写レンズ６との間の隙間から吸引される冷却空気で冷却される。冷却空気は、先ず、吸引された直後に電源ユニット７等を冷却し、この後に装置１内部の略全域を冷却するように後方に流れ、最終的にはその大部分が光源ランプユニット８内を通って背後の排気ファン１６で排気される。従って、排気ファン１６の直前に光源ランプユニット８が配置されていることにより、その内部の光源装置１８３を大量の冷却空気で効率よく冷却することが可能である。
【００３４】
光学ユニット１０は、光源ランプユニット８から出射された光束を、光学的に処理して画像情報に対応した光学像を形成するユニットであり、照明光学系９２３、色分離光学系９２４、電気光学装置９２５、および色合成光学系としてのプリズムユニット９１０とを含んで構成される。電気光学装置９２５およびプリズムユニット９１０以外の光学ユニット１０の光学素子は、上下のライトガイド（図示せず）の間に上下に挟まれて保持された構成となっている。尚、これらの上ライトガイド、下ライトガイドは一体とされて、ロアーケース４の側に固定ネジにより固定されている。また、これらのライトガイドは、プリズムユニット９１０の側に同じく固定ネジによって固定されている。
【００３５】
直方体状のプリズムユニット９１０は、図示を省略するが、マグネシウムの一体成形品から構成される側面略Ｌ字状のヘッド体９０３の裏面側に固定ネジにより固定されている。また、電気光学装置９２５を構成する各液晶パネル９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂは、プリズムユニット９１０の３側面に固定部材を介して固定されている。
【００３６】
このようなプリズムユニット９１０および電気光学装置９２５は、プラスチック等の断熱性部材２０１で形成された密閉ボックス２０２によって密閉され、電気光学装置９２５から投写レンズ６までの光路が密閉構造２００とされている。
【００３７】
さらに、図示は省略されているが、電気光学装置９２５の各液晶パネル９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂを駆動・制御するためのドライバーボードが光学ユニット１０の上方に配置され、その上に、投写型表示装置１全体を制御する制御回路が形成されたメインボードが配置される。メインボードは、前述のドライバーボードおよび操作パネル６０と電気的に接続される。
【００３８】
（４）光学系の構造
次に、投写型表示装置１の光学系即ち光学ユニット１０の構造について、図４に示す模式図に基づいて説明する。
【００３９】
上述したように、光学ユニット１０は、光源ランプユニット８からの光束（Ｗ）の面内照度分布を均一化する照明光学系９２３と、この照明光学系９２３からの光束（Ｗ）を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に分離する色分離光学系９２４と、各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂを画像情報に応じて変調する電気光学装置９２５と、変調後の各色光束を合成するプリズムユニット９１０とを含んで構成されている。照明光学系９２３は、第１のレンズ板９２１と、その出射側に配置された第２のレンズ板９２２と、光源ランプユニット８から出射された光束Ｗの中心軸１ａを装置１前方向に折り曲げる反射ミラー９３１とを備えている。
【００４０】
第１のレンズ板９２１は、マトリクス状に配置された複数の矩形レンズを有しており、光源から出射された光束を複数の部分光束に分割し、各部分光束を第２のレンズ板９２２の近傍で集光させる。
【００４１】
第２のレンズ板９２２は、マトリクス状に配置された複数の矩形レンズを有しており、第１のレンズ板９２１から出射された各部分光束を電気光学装置９２５を構成する液晶パネル９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂ（後述）上に重畳させる機能を有している。
【００４２】
このように、本例の投写型表示装置１では、照明光学系９２３により、液晶パネル９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂ上をほぼ均一な照度の光で照明することができるので、照度ムラのない投写画像を得ることができる。
【００４３】
色分離光学系９２４は、青緑反射ダイクロイックミラー９４１と、緑反射ダイクロイックミラー９４２と、反射ミラー９４３から構成される。まず、青緑反射ダイクロイックミラー９４１において、照明光学系９２３から出射される光束Ｗに含まれている青色光束Ｂおよび緑色光束Ｇが直角に反射され、緑反射ダイクロイックミラー９４２の側に向かう。
【００４４】
赤色光束Ｒは、この青緑反射ダイクロイックミラー９４１を通過し、後方の反射ミラー９４３で直角に反射されて、赤色光束Ｒの出射部９４４からプリズムユニット９１０の側に出射される。
【００４５】
次に、青緑反射ダイクロイックミラー９４１で反射された青色、緑色光束Ｂ、Ｇのうち、緑反射ダイクロイックミラー９４２において、緑色光束Ｇのみが直角に反射されて、緑色光束Ｇの出射部９４５からプリズムユニット９１０側に出射される。
【００４６】
この緑反射ダイクロイックミラー９４２を通過した青色光束Ｂは、青色光束Ｂの出射部９４６からリレー光学系９２７の側に出射される。本例では、照明光学系９２３の光束Ｗの出射部から、色分離光学系９２４における各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂの出射部９４４、９４５、９４６までの距離が全て等しくなるように設定されている。
【００４７】
色分離光学系９２４の赤色、緑色光束Ｒ、Ｇの出射部９４４、９４５の出射側には、それぞれ集光レンズ９５１、９５２が配置されている。従って、各出射部から出射した赤色、緑色光束Ｒ、Ｇは、これらの集光レンズ９５１、９５２に入射して平行化される。
【００４８】
このように平行化された赤色、緑色光束Ｒ、Ｇは、入射側偏光板９６０Ｒ、９６０Ｇを通って光変調装置である液晶パネル９２５Ｒ、９２５Ｇに入射して変調され、各色光に対応した画像情報が付加される。すなわち、これらの液晶パネル９２５Ｒ、９２５Ｇは、前述のドライバーボードによって画像情報に応じてスイッチング制御されて、これにより、ここを通過する各色光の変調が行われる。
【００４９】
一方、青色光束Ｂは、リレー光学系９２７を介して対応する液晶パネル９２５Ｂに導かれ、ここにおいて、同様に画像情報に応じて変調が施される。尚、本実施形態の液晶パネル９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂとしては、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として用いたものを採用することができる。
【００５０】
リレー光学系９２７は、青色光束Ｂの出射部９４６の出射側に配置した集光レンズ９５４と、入射側反射ミラー９７１と、出射側反射ミラー９７２と、これらの反射ミラーの間に配置した中間レンズ９７３と、液晶パネル９２５Ｂの手前側に配置した集光レンズ９５３とから構成されており、集光レンズ９５３から出射した青色光束Ｂは、入射側偏光板９６０Ｂを通って液晶パネル９２５Ｂに入射して変調される。
【００５１】
この際、光束Ｗの中心軸１ａおよび各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂの中心軸１ｒ、１ｇ、１ｂは同一平面内に形成されるようになる。そして、各色光束の光路の長さ、すなわち光源ランプ１８１から各液晶パネルまでの距離は、青色光束Ｂが最も長くなり、従って、この光束の光量損失が最も多くなる。しかし、リレー光学系９２７を介在させることにより、光量損失を抑制できる。
【００５２】
次に、各液晶パネル９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂを通って変調された各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂは、出射側偏光板９６１Ｒ、９６１Ｇ、９６１Ｂを通ってプリズムユニット９１０に入射され、ここで合成される。そして、このプリズムユニット９１０によって合成されたカラー画像が投写レンズ６を介して所定の位置にある投写面１００上に拡大投写されるようになっている。
【００５３】
（５）電気光学装置の冷却構造
図５には、図３におけるＶ−Ｖ線に沿った電気光学装置９２５の冷却構造の概略が示されている。前述のように、電気光学装置９２５およびプリズムユニット９１０は、断熱性部材２０１で形成された密閉ボックス２０２で密閉され、電気光学装置９２５から投写レンズ６までの光路が密閉構造２００とされている。この密閉ボックス２０２には、図示を省略するが、光源からの出射光束を、密閉ボックス２０２内の電気光学装置９２５に導くための開口が形成されている。この開口は、透明ガラスで密閉されている。同様に、プリズムユニット９１０と投写レンズ６との区画部分にも開口が形成され、当該開口は、透明ガラスで密閉されている。
【００５４】
電気光学装置９２５の上部には、密閉構造２００内部の空気を強制的に循環させるための循環ファン２０３が設けられている。循環ファン２０３は、ファンの回転軸に沿った方向から空気を吸引し、ファンの回転接線方向に空気を排出する遠心力ファンから構成されている。
【００５５】
また、密閉構造２００内部の下方には、内外を連通する開口部２０４が形成されている。この開口部２０４には、密閉構造２００内部の空気を冷却するための冷却装置２１０が設けられている。この冷却装置２１０は、密閉構造２００内部の空気を冷却する冷却手段である熱電変換素子２１２と、密閉構造２００の内外に設けられる２つの伝熱部材２１３、２１４と、冷却ファン２１５とを含んで構成されている。
【００５６】
熱電変換素子２１２は、直流電流を流すことによってヒートポンプとして作動するものであり、２種類（Ｐ形とＮ形）の熱電半導体を直列に複数組み合わせ、電気的に接続した素子本体２１１と、この素子本体２１１を上下両側から挟み込む一対のセラミック製の基板２１６、２１７とを有している。この熱電変換素子２１２は、ペルチェ素子であり、素子本体２１１に直流電流を流すと、２種類の熱電半導体の各接続部分に、接合面に沿って一方向に熱が流れる現象が発生する。つまり、接合面の一方の側の熱が、他方の側に流れることから、一方の側は、熱を吸熱する作用を有し、他方の側は熱を放熱する作用を有している。
【００５７】
基板２１６、２１７は、それぞれ素子本体２１１の吸熱作用を有する側および放熱作用の有する側に貼り付けられている。これにより、基板２１６の表面は、吸熱が発生する吸熱面２１８とされ、基板２１７の表面は、放熱が発生する放熱面２１９とされている。吸熱面２１８は、密閉構造２００内部に配置され、当該密閉構造２００内部の空気と、後述する伝熱部材２１３との間で行われる熱交換によって伝達される熱を吸熱するようになっている。放熱面２１９は、密閉構造２００外部に配置され、吸熱面２１８で吸熱した熱を密閉構造２００外部に放熱するようになっている。
【００５８】
密閉構造２００内部に設けられる伝熱部材２１３は、伝熱性を有するアルミニウム製の板状部材であり、吸熱面２１８に取り付けられ、循環ファン２０３によって作られる密閉構造２００内部の気流上に配置されている。密閉構造２００外部に設けられる伝熱部材２１４は、伝熱性を有するアルミニウム製の放熱フィンであり、放熱面２１９に取り付けられている。冷却ファン２１５は、伝熱部材２１４を冷却するためのものであり、当該伝熱部材２１４と互いに対向する位置に設けられている。冷却ファン２１５で伝熱部材２１４を冷却することにより、基板２１６や伝熱部材２１３の温度を迅速に下げることができ、密閉構造２００内部の空気を急速に冷却するようになっている。
【００５９】
次に、密閉構造２００内部の空気の循環および電気光学装置９２５の冷却について説明する。密閉構造２００内部の空気は、循環ファン２０３によって矢印Ａの経路で循環する。この空気は、伝熱部材２１３に当たって冷却装置２１０により冷却された後、電気光学装置９２５の下部から上部に流れることにより、当該電気光学装置９２５を冷却する。
【００６０】
伝熱部材２１３に当たった空気は、当該伝熱部材２１３との間で熱交換が行われる（矢印Ｂ）。伝熱部材２１３に伝達された熱は、熱電変換素子２１２の吸熱面２１８によって吸熱され、素子本体２１１を介して放熱面２１９に流れる（矢印Ｃ）。そして、この熱は、放熱面２１９から伝熱部材２１４に伝達され、伝熱部材２１４から密閉構造２００外部に放熱する（矢印Ｄ）。冷却ファン２１５で伝熱部材２１４および基板２１７を冷却し（矢印Ｅ）、基板２１６や伝熱部材２１３の温度を迅速に下げる。これにより、密閉構造２００内部の空気が冷却され、電気光学装置９２５が冷却される。なお、密閉構造２００内部の空気を冷却しても、密閉構造２００は、断熱性部材２０１で形成した密閉ボックス２０２で構成しているので、結露等は発生しないようになっている。
【００６１】
（６）実施形態の効果
前述のような本実施形態によれば、以下のような効果がある。
【００６２】
すなわち、電気光学装置９２５から投写レンズ６までの光路を密閉構造２００により密閉し、密閉構造２００内部の空気を熱電変換素子２１２で冷却しているので、電気光学装置９２５を効率的に冷却することができる。また、密閉構造２００により、外部からの塵埃、油煙等の侵入が防止されるので、電気光学装置９２５等に塵埃、油煙等が付着することがなく、投写型表示装置１の画質を長期的に安定して確保することができる。さらに、密閉構造２００を、断熱性部材２０１で形成したので、密閉構造２００の内外を熱的に遮断することで、熱電変換素子２１２による冷却効率が一層向上する上、結露等の発生もない。
【００６３】
また、循環ファン２０３を設けたので、密閉構造２００内部の空気が強制的に循環し、電気光学装置９２５をより効率よく冷却できる。
【００６４】
さらに、熱電変換素子２１２の吸熱面２１８を密閉構造２００内部に露出させ、放熱面２１９を密閉構造２００外部に露出させたので、密閉構造２００内部の空気に含まれる熱を密閉構造２００外部に放熱させることが簡単にできる。これにより、冷却手段の構造を簡易、かつ、小型なものにできる。
【００６５】
また、吸熱面２１８に伝熱部材２１３を設け、当該伝熱部材２１３を、密閉構造２００内部の気流上に配置したので、内部の空気と伝熱部材２１３との間の熱交換が速やかに行われ、当該密閉構造２００内部の熱を吸熱面２１８に効率よく伝えることができる。さらに、放熱面２１９に伝熱部材２１４を設けたので、放熱面２１９から熱を密閉構造２００外部に放熱する際に、伝熱部材２１４から効率よく放熱することができる。
【００６６】
また、伝熱部材２１４を冷却するために、冷却ファン２１５を設けたので、伝熱部材２１４が強制的に冷却され、伝熱部材２１４からの放熱で、装置１内部の温度が上昇するのを防ぐことができる。さらに、冷却ファン２１５で伝熱部材２１４が強制的に冷却されるので、放熱面２１９から伝熱部材２１４に効率よく熱が伝わり、熱電変換素子２１２の放熱作用を効率よく行うことができる。
【００６７】
（７）実施形態の変形
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、以下に示すような変形をも含むものである。
【００６８】
例えば、前記実施形態では、冷却ファン２１５が設けられていたが、これに限らず、例えば、伝熱部材２１４の放熱特性が優れており、常に放熱面２１９から効率よく熱が伝わるものであれば、設けなくてもよい。
【００６９】
また、伝熱部材２１３、２１４としては、吸熱面２１８および放熱面２１９の両方にそれぞれ設けるに限らず、例えば、吸熱面２１８にだけ設けてもよく、放熱面２１９にだけ設けてもよく、どちらに設けるかは、実施に当たって適宜決めればよい。
【００７０】
さらに、前記実施形態では、伝熱部材２１３、２１４を設けていたが、これに限らず、例えば、吸熱面２１８および放熱面２１９で、熱電変換素子２１２の吸熱作用および放熱作用が効率よく行われるようになっていれば、設けなくてもよい。
【００７１】
また、冷却手段としては、熱電変換素子２１２に限らず、密閉構造２００内部の空気を冷却するものであればよく、その構造や形状、手段等は、実施に当たって適宜決めればよい。
【００７３】
また、前記実施形態では、伝熱部材２１３、２１４は、基板２１６、２１７に貼り付けられていたが、これに限らず、例えば、素子本体２１１に伝熱部材２１３、２１４を接着剤等で直接取り付けてもよい。
【００７４】
前記実施形態では、電気光学装置９２５は、ＴＦＴ駆動の液晶パネル９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂから構成されていたが、これに限らず、ＴＮ、ＳＴＮ等他の駆動方式から構成される光変調装置を備えた投写型表示装置に本発明を採用してもよい。
【００７５】
そして、前記実施形態では、電気光学装置９２５は、３枚の液晶パネル９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂから構成されていたが、これに限らず、１枚、２枚の液晶パネルから構成される光変調装置に本発明を採用してもよい。
【００７６】
また、前記実施形態では、電気光学装置９２５を構成するパネルは液晶素子から構成されていたが、液晶以外のプラズマ素子、マイクロミラーを用いたデバイスパネルから構成される光変調装置を備えた投写型表示装置に本発明を採用してもよい。
【００７７】
さらに、前記実施形態における電気光学装置９２５は、光束Ｒ、Ｇ、Ｂを透過して変調する形式のものであったが、これに限らず、入射した光を反射しつつ変調して出射する反射型の光変調装置を備えた投写型表示装置に本発明を採用してもよい。
【００７８】
その他、本発明の実施の際の具体的な構造および形状等は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。
【００７９】
【発明の効果】
前述のような本発明の投写型表示装置によれば、電気光学装置から投写レンズまでの光路を断熱性部材で密閉した密閉構造と、この密閉構造内部の空気を冷却する冷却手段とを備えたので、電気光学装置を効率的に冷却することができ、かつ、画質を長期的に安定して確保することのできるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る投写型表示装置の上部から見た外観斜視図である。
【図２】前記実施形態における投写型表示装置の下部から見た外観斜視図である。
【図３】前記実施形態における投写型表示装置の内部構造を表す斜視図である。
【図４】前記実施形態における光学系の構造を説明するための模式図である。
【図５】前記実施形態における電気光学装置の冷却構造を示す概略図である。
【符号の説明】
１ 投写型表示装置
２ 外装ケース
６ 投写レンズ
８ 光源
２００ 密閉構造
２０１ 断熱性部材
２０３ 循環ファン
２１２ 冷却手段である熱電変換素子
２１３、２１４ 伝熱部材
２１５ 冷却ファン
２１８ 吸熱面
２１９ 放熱面
９２５ 電気光学装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像情報に応じて光学像を形成する電気光学装置と、この電気光学装置で形成された画像を拡大投写する投写レンズとを備えた投写型表示装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来より、光源と、この光源から出射された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する光学系と、変調された光束を拡大投写する投写レンズとを備えた投写型表示装置が利用されている。光学系は、光源からの出射光束の面内照度分布を均一化する照明光学系、この照明光学系からの光束を赤、青、緑の三原色に分離する色分離光学系、各色光束を画像情報に応じて変調する電気光学装置、および変調後の各色光束を合成する色合成光学系を含んで構成される。電気光学装置は、色分離光学系により分離された赤色光束、青色光束、緑色光束のそれぞれを画像情報に応じて変調する３つの光変調装置を含んで構成される。
【０００３】
このような光変調装置には、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子とした液晶パネル等が採用されている。この光変調装置は、画像情報に応じて光学像を形成する重要な部分であるから、液晶パネル等の表面に塵埃、油煙等が付着すると、投写型表示装置の画質が劣化してしまうという問題がある。このため、電気光学装置から投写レンズまでの光路を密閉する密閉構造を備えた投写型表示装置を採用することが考えられる。このような密閉構造を備えた投写型表示装置であれば、密閉構造により、外部から塵埃、油煙等が侵入することを防止できるので、液晶パネル面に塵埃、油煙等が付着することがなく、投写型表示装置の画質を長期的に安定して確保することができ、天井吊り型等の据え置きタイプの投写型表示装置として好適である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、液晶パネル等の光変調装置は、一般的に熱に弱いため、上述したように、電気光学装置から投写レンズまでの光路を密閉構造により密閉してしまうと、装置外部から冷却空気を導入して光変調装置つまり電気光学装置を効率的に冷却することが困難であるという問題がある。特に、近年の投写型表示装置の高輝度化、小型化という流れにおいては、電気光学装置を効率的に冷却することが重要な問題となる。
【０００５】
本発明の目的は、電気光学装置を効率的に冷却することができ、かつ、画質を長期的に安定して確保することのできる投写型表示装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、画像情報に応じて光学像を形成する電気光学装置と、この電気光学装置で形成された画像を拡大投写する投写レンズとを備えた投写型表示装置であって、前記電気光学装置から前記投写レンズまでの光路を、断熱性部材で密閉した密閉構造と、この密閉構造内部の空気を冷却する冷却手段とを備え、前記密閉構造内部には、当該密閉構造内部の空気を循環させるための循環ファンが設けられ、前記電気光学装置は、前記冷却手段と、前記循環ファンとの間に介在配置され、前記循環ファンは、当該循環ファンの吸気面が前記電気光学装置に対向するように配置されていることを特徴とする。
【０００７】
ここで、断熱性部材としては、プラスチックや、ガラス繊維、石綿、コルク質等で形成された部材が採用できる。
【０００８】
このような本発明においては、電気光学装置から投写レンズまでの光路を密閉構造により密閉し、密閉構造内部の空気を冷却手段で冷却することで、電気光学装置を効率的に冷却することが可能となる。また、密閉構造により、外部からの塵埃、油煙等の侵入が防止されるので、電気光学装置等に塵埃、油煙等が付着することがなく、投写型表示装置の画質を長期的に安定して確保することが可能となる。
【０００９】
さらに、密閉構造が断熱性部材で形成されているので、密閉構造の内外を熱的に遮断することで、冷却手段による冷却効率が一層向上する上、結露等の発生もない。
【００１０】
また、前述の密閉構造内部には、当該密閉構造内部の空気を循環させるための循環ファンが設けられている。
【００１１】
このため、循環ファンにより、密閉構造内部の空気が強制的に循環するので、電気光学装置をより効率よく冷却することが可能となる。
【００１２】
また、前述の冷却手段は、密閉構造の内部に面する吸熱面および密閉構造の外部に面する放熱面を備えた熱電変換素子であることが望ましい。
【００１３】
ここで、熱電変換素子としては、二つの異種金属または半導体を電気的に直列に接合して直流電流を流すと、その接合部分にジュール熱以外の吸熱および放熱が発生する現象を有するペルチェ素子が採用できる。
【００１４】
このようにすれば、熱電変換素子の吸熱面を密閉構造内部に露出させ、放熱面を密閉構造外部に露出させることで、密閉構造内部の空気に含まれる熱を密閉構造外部に放熱させることが簡単に可能となる。これにより、冷却手段の構造を簡易、かつ、小型なものとすることが可能となる。
【００１５】
さらに、前述の吸熱面および／または放熱面には、それぞれ伝熱性を有する伝熱部材が設けられていることが好ましい。
【００１６】
ここで、吸熱面に設ける伝熱部材としては、密閉構造内部の気流上に配置されるアルミニウム製の板状部材等を採用することができ、放熱面に設ける伝熱部材としては、アルミニウム製の放熱フィン等が採用できる。
【００１７】
このように、吸熱面に伝熱部材を設ければ、当該伝熱部材を、密閉構造内部の気流上に配置することで、内部の空気と伝熱部材との間の熱交換が速やかに行われ、当該密閉構造内部の熱を吸熱面に効率よく伝えることが可能となる。
【００１８】
また、放熱面に伝熱部材を設ければ、放熱面から熱を密閉構造外部に放熱する際に、伝熱部材から効率よく放熱することが可能となる。つまり、吸熱面および放熱面に伝熱部材を設けることで、熱電変換素子の吸熱作用および放熱作用が効率よく行われるようになる。
【００１９】
また、前述の放熱面に設けられる伝熱部材と互いに対向する位置には、当該伝熱部材を冷却するための冷却ファンが設けられていることが望ましい。
【００２０】
このようにすれば、伝熱部材が強制的に冷却されるので、伝熱部材からの放熱で、装置内部の温度が上昇するのを防ぐことが可能となる。また、伝熱部材が強制的に冷却されるので、放熱面から伝熱部材に効率よく熱が伝わり、この点からも、熱電変換素子の放熱作用が効率よく行われるようになる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
（１）装置の全体構成
図１、図２には、本実施形態に係る投写型表示装置１の概略斜視図が示され、図１は上面側から見た斜視図、図２は下面側から見た斜視図である。
【００２３】
投写型表示装置１は、光源としての光源ランプから出射された光束を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三原色に分離し、これらの各色光束を電気光学装置を構成する液晶パネルを通して画像情報に対応させて変調し、変調した後の各色の変調光束をプリズム（色合成光学系）により合成して、投写レンズ６を介して投写面上に拡大表示する形式のものである。投写レンズ６の一部を除いて、各構成部品は筐体としての外装ケース２の内部に収納されている。
【００２４】
（２）外装ケースの構造
外装ケース２は、基本的には、装置上面を覆うアッパーケース３と、装置底面を構成するロアーケース４と、背面部分を覆うリアケース５（図２）と、前面部分を覆うフロントケース９とから構成され、リアケース５が樹脂製である他はマグネシウム等の金属製である。
【００２５】
図１に示されるように、アッパーケース３の上面において、その前方側の左右の端には、スピーカ用の多数の連通孔２５Ｒ、２５Ｌが形成されている。また、これらの連通孔２５Ｒ、２５Ｌ間には、投写型表示装置１の画質等を調整するための操作パネル６０が設けられている。さらに、フロントケース９の前面の向かって右上部分には、図示略のリモートコントローラからの光信号を受信するための受光部７０が設けられている。
【００２６】
図２に示されるように、ロアーケース４の底面の略中央には、装置内部を冷却する冷却空気を取り入れるための空気取入口２４０が設けられている。空気取入口２４０は、樹脂製のフィルタ交換蓋２４１に設けられており、このフィルタ交換蓋２４１をロアーケース４の側面側から着脱することで、内部のフィルタを交換することが可能である。
【００２７】
また、ロアーケース４の底面には、その前端の左右の角部にフット３１Ｒ、３１Ｌが設けられ、後端の略中央部にフット３１Ｃが設けられている。尚、フット３１Ｒ、３１Ｌの上下の進退量を調整することによって、表示画面の傾きを変更することが可能である。
【００２８】
このロアーケース４の一方の立上部分には、装置１持ち運び用のハンドル９０が設けられている。
【００２９】
リアケース５には、図２に示されるように、外部電力供給用のＡＣインレット５０や各種の入出力端子群５１が配置され、これらの入出力端子群５１に隣接して、装置内部の空気を排出する通気口としての排気口１６０が形成されている。そして、このリアケース５にも、フロントケース９と同様に受光部７０が設けられている。
【００３０】
（３）装置の内部構造
図３には、投写型表示装置１の内部構造が示されている。
【００３１】
この図に示されるように、装置１の内部には、投写レンズ６の一側方に配置された電源としての電源ユニット７、電源ユニット７の後方に配置された光源ランプユニット８、光学系を構成する光学ユニット１０、ユニット１０内の電気光学装置９２５を駆動するドライバーボード（図示せず）、および装置１全体を制御するメインボード（図示せず）などが収容されている。
【００３２】
電源ユニット７は、図２に示すＡＣインレット５０からの電力を変圧して光源ランプユニット８や、ドライバーボード、メインボード、電気光学装置９２５の下方または上下両方に配置された吸気ファン（図示せず）、および光源ランプユニット８の後方に配置された排気ファン１６などに供給するものであり、電源フィルタ、トランス（変圧器）、整流回路、平滑回路、電圧安定回路等が形成された電源回路基板の他、光源ランプユニット８の光源ランプ１８１を駆動するためのランプ駆動基板等を備えている。
【００３３】
光源ランプユニット８は、投写型表示装置１の光源部分を構成するものであり、図４にも示されるように、光源ランプ１８１およびリフレクタ１８２からなる光源装置１８３と、この光源装置１８３を収納するランプハウジング（図示せず）とを有している。このような光源ランプユニット８は、前述した吸気ファンからの冷却空気や、外装ケース２と投写レンズ６との間の隙間から吸引される冷却空気で冷却される。冷却空気は、先ず、吸引された直後に電源ユニット７等を冷却し、この後に装置１内部の略全域を冷却するように後方に流れ、最終的にはその大部分が光源ランプユニット８内を通って背後の排気ファン１６で排気される。従って、排気ファン１６の直前に光源ランプユニット８が配置されていることにより、その内部の光源装置１８３を大量の冷却空気で効率よく冷却することが可能である。
【００３４】
光学ユニット１０は、光源ランプユニット８から出射された光束を、光学的に処理して画像情報に対応した光学像を形成するユニットであり、照明光学系９２３、色分離光学系９２４、電気光学装置９２５、および色合成光学系としてのプリズムユニット９１０とを含んで構成される。電気光学装置９２５およびプリズムユニット９１０以外の光学ユニット１０の光学素子は、上下のライトガイド（図示せず）の間に上下に挟まれて保持された構成となっている。尚、これらの上ライトガイド、下ライトガイドは一体とされて、ロアーケース４の側に固定ネジにより固定されている。また、これらのライトガイドは、プリズムユニット９１０の側に同じく固定ネジによって固定されている。
【００３５】
直方体状のプリズムユニット９１０は、図示を省略するが、マグネシウムの一体成形品から構成される側面略Ｌ字状のヘッド体９０３の裏面側に固定ネジにより固定されている。また、電気光学装置９２５を構成する各液晶パネル９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂは、プリズムユニット９１０の３側面に固定部材を介して固定されている。
【００３６】
このようなプリズムユニット９１０および電気光学装置９２５は、プラスチック等の断熱性部材２０１で形成された密閉ボックス２０２によって密閉され、電気光学装置９２５から投写レンズ６までの光路が密閉構造２００とされている。
【００３７】
さらに、図示は省略されているが、電気光学装置９２５の各液晶パネル９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂを駆動・制御するためのドライバーボードが光学ユニット１０の上方に配置され、その上に、投写型表示装置１全体を制御する制御回路が形成されたメインボードが配置される。メインボードは、前述のドライバーボードおよび操作パネル６０と電気的に接続される。
【００３８】
（４）光学系の構造
次に、投写型表示装置１の光学系即ち光学ユニット１０の構造について、図４に示す模式図に基づいて説明する。
【００３９】
上述したように、光学ユニット１０は、光源ランプユニット８からの光束（Ｗ）の面内照度分布を均一化する照明光学系９２３と、この照明光学系９２３からの光束（Ｗ）を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に分離する色分離光学系９２４と、各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂを画像情報に応じて変調する電気光学装置９２５と、変調後の各色光束を合成するプリズムユニット９１０とを含んで構成されている。照明光学系９２３は、第１のレンズ板９２１と、その出射側に配置された第２のレンズ板９２２と、光源ランプユニット８から出射された光束Ｗの中心軸１ａを装置１前方向に折り曲げる反射ミラー９３１とを備えている。
【００４０】
第１のレンズ板９２１は、マトリクス状に配置された複数の矩形レンズを有しており、光源から出射された光束を複数の部分光束に分割し、各部分光束を第２のレンズ板９２２の近傍で集光させる。
【００４１】
第２のレンズ板９２２は、マトリクス状に配置された複数の矩形レンズを有しており、第１のレンズ板９２１から出射された各部分光束を電気光学装置９２５を構成する液晶パネル９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂ（後述）上に重畳させる機能を有している。
【００４２】
このように、本例の投写型表示装置１では、照明光学系９２３により、液晶パネル９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂ上をほぼ均一な照度の光で照明することができるので、照度ムラのない投写画像を得ることができる。
【００４３】
色分離光学系９２４は、青緑反射ダイクロイックミラー９４１と、緑反射ダイクロイックミラー９４２と、反射ミラー９４３から構成される。まず、青緑反射ダイクロイックミラー９４１において、照明光学系９２３から出射される光束Ｗに含まれている青色光束Ｂおよび緑色光束Ｇが直角に反射され、緑反射ダイクロイックミラー９４２の側に向かう。
【００４４】
赤色光束Ｒは、この青緑反射ダイクロイックミラー９４１を通過し、後方の反射ミラー９４３で直角に反射されて、赤色光束Ｒの出射部９４４からプリズムユニット９１０の側に出射される。
【００４５】
次に、青緑反射ダイクロイックミラー９４１で反射された青色、緑色光束Ｂ、Ｇのうち、緑反射ダイクロイックミラー９４２において、緑色光束Ｇのみが直角に反射されて、緑色光束Ｇの出射部９４５からプリズムユニット９１０側に出射される。
【００４６】
この緑反射ダイクロイックミラー９４２を通過した青色光束Ｂは、青色光束Ｂの出射部９４６からリレー光学系９２７の側に出射される。本例では、照明光学系９２３の光束Ｗの出射部から、色分離光学系９２４における各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂの出射部９４４、９４５、９４６までの距離が全て等しくなるように設定されている。
【００４７】
色分離光学系９２４の赤色、緑色光束Ｒ、Ｇの出射部９４４、９４５の出射側には、それぞれ集光レンズ９５１、９５２が配置されている。従って、各出射部から出射した赤色、緑色光束Ｒ、Ｇは、これらの集光レンズ９５１、９５２に入射して平行化される。
【００４８】
このように平行化された赤色、緑色光束Ｒ、Ｇは、入射側偏光板９６０Ｒ、９６０Ｇを通って光変調装置である液晶パネル９２５Ｒ、９２５Ｇに入射して変調され、各色光に対応した画像情報が付加される。すなわち、これらの液晶パネル９２５Ｒ、９２５Ｇは、前述のドライバーボードによって画像情報に応じてスイッチング制御されて、これにより、ここを通過する各色光の変調が行われる。
【００４９】
一方、青色光束Ｂは、リレー光学系９２７を介して対応する液晶パネル９２５Ｂに導かれ、ここにおいて、同様に画像情報に応じて変調が施される。尚、本実施形態の液晶パネル９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂとしては、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として用いたものを採用することができる。
【００５０】
リレー光学系９２７は、青色光束Ｂの出射部９４６の出射側に配置した集光レンズ９５４と、入射側反射ミラー９７１と、出射側反射ミラー９７２と、これらの反射ミラーの間に配置した中間レンズ９７３と、液晶パネル９２５Ｂの手前側に配置した集光レンズ９５３とから構成されており、集光レンズ９５３から出射した青色光束Ｂは、入射側偏光板９６０Ｂを通って液晶パネル９２５Ｂに入射して変調される。
【００５１】
この際、光束Ｗの中心軸１ａおよび各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂの中心軸１ｒ、１ｇ、１ｂは同一平面内に形成されるようになる。そして、各色光束の光路の長さ、すなわち光源ランプ１８１から各液晶パネルまでの距離は、青色光束Ｂが最も長くなり、従って、この光束の光量損失が最も多くなる。しかし、リレー光学系９２７を介在させることにより、光量損失を抑制できる。
【００５２】
次に、各液晶パネル９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂを通って変調された各色光束Ｒ、Ｇ、Ｂは、出射側偏光板９６１Ｒ、９６１Ｇ、９６１Ｂを通ってプリズムユニット９１０に入射され、ここで合成される。そして、このプリズムユニット９１０によって合成されたカラー画像が投写レンズ６を介して所定の位置にある投写面１００上に拡大投写されるようになっている。
【００５３】
（５）電気光学装置の冷却構造
図５には、図３におけるＶ−Ｖ線に沿った電気光学装置９２５の冷却構造の概略が示されている。前述のように、電気光学装置９２５およびプリズムユニット９１０は、断熱性部材２０１で形成された密閉ボックス２０２で密閉され、電気光学装置９２５から投写レンズ６までの光路が密閉構造２００とされている。この密閉ボックス２０２には、図示を省略するが、光源からの出射光束を、密閉ボックス２０２内の電気光学装置９２５に導くための開口が形成されている。この開口は、透明ガラスで密閉されている。同様に、プリズムユニット９１０と投写レンズ６との区画部分にも開口が形成され、当該開口は、透明ガラスで密閉されている。
【００５４】
電気光学装置９２５の上部には、密閉構造２００内部の空気を強制的に循環させるための循環ファン２０３が設けられている。循環ファン２０３は、ファンの回転軸に沿った方向から空気を吸引し、ファンの回転接線方向に空気を排出する遠心力ファンから構成されている。
【００５５】
また、密閉構造２００内部の下方には、内外を連通する開口部２０４が形成されている。この開口部２０４には、密閉構造２００内部の空気を冷却するための冷却装置２１０が設けられている。この冷却装置２１０は、密閉構造２００内部の空気を冷却する冷却手段である熱電変換素子２１２と、密閉構造２００の内外に設けられる２つの伝熱部材２１３、２１４と、冷却ファン２１５とを含んで構成されている。
【００５６】
熱電変換素子２１２は、直流電流を流すことによってヒートポンプとして作動するものであり、２種類（Ｐ形とＮ形）の熱電半導体を直列に複数組み合わせ、電気的に接続した素子本体２１１と、この素子本体２１１を上下両側から挟み込む一対のセラミック製の基板２１６、２１７とを有している。この熱電変換素子２１２は、ペルチェ素子であり、素子本体２１１に直流電流を流すと、２種類の熱電半導体の各接続部分に、接合面に沿って一方向に熱が流れる現象が発生する。つまり、接合面の一方の側の熱が、他方の側に流れることから、一方の側は、熱を吸熱する作用を有し、他方の側は熱を放熱する作用を有している。
【００５７】
基板２１６、２１７は、それぞれ素子本体２１１の吸熱作用を有する側および放熱作用の有する側に貼り付けられている。これにより、基板２１６の表面は、吸熱が発生する吸熱面２１８とされ、基板２１７の表面は、放熱が発生する放熱面２１９とされている。吸熱面２１８は、密閉構造２００内部に配置され、当該密閉構造２００内部の空気と、後述する伝熱部材２１３との間で行われる熱交換によって伝達される熱を吸熱するようになっている。放熱面２１９は、密閉構造２００外部に配置され、吸熱面２１８で吸熱した熱を密閉構造２００外部に放熱するようになっている。
【００５８】
密閉構造２００内部に設けられる伝熱部材２１３は、伝熱性を有するアルミニウム製の板状部材であり、吸熱面２１８に取り付けられ、循環ファン２０３によって作られる密閉構造２００内部の気流上に配置されている。密閉構造２００外部に設けられる伝熱部材２１４は、伝熱性を有するアルミニウム製の放熱フィンであり、放熱面２１９に取り付けられている。冷却ファン２１５は、伝熱部材２１４を冷却するためのものであり、当該伝熱部材２１４と互いに対向する位置に設けられている。冷却ファン２１５で伝熱部材２１４を冷却することにより、基板２１６や伝熱部材２１３の温度を迅速に下げることができ、密閉構造２００内部の空気を急速に冷却するようになっている。
【００５９】
次に、密閉構造２００内部の空気の循環および電気光学装置９２５の冷却について説明する。密閉構造２００内部の空気は、循環ファン２０３によって矢印Ａの経路で循環する。この空気は、伝熱部材２１３に当たって冷却装置２１０により冷却された後、電気光学装置９２５の下部から上部に流れることにより、当該電気光学装置９２５を冷却する。
【００６０】
伝熱部材２１３に当たった空気は、当該伝熱部材２１３との間で熱交換が行われる（矢印Ｂ）。伝熱部材２１３に伝達された熱は、熱電変換素子２１２の吸熱面２１８によって吸熱され、素子本体２１１を介して放熱面２１９に流れる（矢印Ｃ）。そして、この熱は、放熱面２１９から伝熱部材２１４に伝達され、伝熱部材２１４から密閉構造２００外部に放熱する（矢印Ｄ）。冷却ファン２１５で伝熱部材２１４および基板２１７を冷却し（矢印Ｅ）、基板２１６や伝熱部材２１３の温度を迅速に下げる。これにより、密閉構造２００内部の空気が冷却され、電気光学装置９２５が冷却される。なお、密閉構造２００内部の空気を冷却しても、密閉構造２００は、断熱性部材２０１で形成した密閉ボックス２０２で構成しているので、結露等は発生しないようになっている。
【００６１】
（６）実施形態の効果
前述のような本実施形態によれば、以下のような効果がある。
【００６２】
すなわち、電気光学装置９２５から投写レンズ６までの光路を密閉構造２００により密閉し、密閉構造２００内部の空気を熱電変換素子２１２で冷却しているので、電気光学装置９２５を効率的に冷却することができる。また、密閉構造２００により、外部からの塵埃、油煙等の侵入が防止されるので、電気光学装置９２５等に塵埃、油煙等が付着することがなく、投写型表示装置１の画質を長期的に安定して確保することができる。さらに、密閉構造２００を、断熱性部材２０１で形成したので、密閉構造２００の内外を熱的に遮断することで、熱電変換素子２１２による冷却効率が一層向上する上、結露等の発生もない。
【００６３】
また、循環ファン２０３を設けたので、密閉構造２００内部の空気が強制的に循環し、電気光学装置９２５をより効率よく冷却できる。
【００６４】
さらに、熱電変換素子２１２の吸熱面２１８を密閉構造２００内部に露出させ、放熱面２１９を密閉構造２００外部に露出させたので、密閉構造２００内部の空気に含まれる熱を密閉構造２００外部に放熱させることが簡単にできる。これにより、冷却手段の構造を簡易、かつ、小型なものにできる。
【００６５】
また、吸熱面２１８に伝熱部材２１３を設け、当該伝熱部材２１３を、密閉構造２００内部の気流上に配置したので、内部の空気と伝熱部材２１３との間の熱交換が速やかに行われ、当該密閉構造２００内部の熱を吸熱面２１８に効率よく伝えることができる。さらに、放熱面２１９に伝熱部材２１４を設けたので、放熱面２１９から熱を密閉構造２００外部に放熱する際に、伝熱部材２１４から効率よく放熱することができる。
【００６６】
また、伝熱部材２１４を冷却するために、冷却ファン２１５を設けたので、伝熱部材２１４が強制的に冷却され、伝熱部材２１４からの放熱で、装置１内部の温度が上昇するのを防ぐことができる。さらに、冷却ファン２１５で伝熱部材２１４が強制的に冷却されるので、放熱面２１９から伝熱部材２１４に効率よく熱が伝わり、熱電変換素子２１２の放熱作用を効率よく行うことができる。
【００６７】
（７）実施形態の変形
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、以下に示すような変形をも含むものである。
【００６８】
例えば、前記実施形態では、冷却ファン２１５が設けられていたが、これに限らず、例えば、伝熱部材２１４の放熱特性が優れており、常に放熱面２１９から効率よく熱が伝わるものであれば、設けなくてもよい。
【００６９】
また、伝熱部材２１３、２１４としては、吸熱面２１８および放熱面２１９の両方にそれぞれ設けるに限らず、例えば、吸熱面２１８にだけ設けてもよく、放熱面２１９にだけ設けてもよく、どちらに設けるかは、実施に当たって適宜決めればよい。
【００７０】
さらに、前記実施形態では、伝熱部材２１３、２１４を設けていたが、これに限らず、例えば、吸熱面２１８および放熱面２１９で、熱電変換素子２１２の吸熱作用および放熱作用が効率よく行われるようになっていれば、設けなくてもよい。
【００７１】
また、冷却手段としては、熱電変換素子２１２に限らず、密閉構造２００内部の空気を冷却するものであればよく、その構造や形状、手段等は、実施に当たって適宜決めればよい。
【００７３】
また、前記実施形態では、伝熱部材２１３、２１４は、基板２１６、２１７に貼り付けられていたが、これに限らず、例えば、素子本体２１１に伝熱部材２１３、２１４を接着剤等で直接取り付けてもよい。
【００７４】
前記実施形態では、電気光学装置９２５は、ＴＦＴ駆動の液晶パネル９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂから構成されていたが、これに限らず、ＴＮ、ＳＴＮ等他の駆動方式から構成される光変調装置を備えた投写型表示装置に本発明を採用してもよい。
【００７５】
そして、前記実施形態では、電気光学装置９２５は、３枚の液晶パネル９２５Ｒ、９２５Ｇ、９２５Ｂから構成されていたが、これに限らず、１枚、２枚の液晶パネルから構成される光変調装置に本発明を採用してもよい。
【００７６】
また、前記実施形態では、電気光学装置９２５を構成するパネルは液晶素子から構成されていたが、液晶以外のプラズマ素子、マイクロミラーを用いたデバイスパネルから構成される光変調装置を備えた投写型表示装置に本発明を採用してもよい。
【００７７】
さらに、前記実施形態における電気光学装置９２５は、光束Ｒ、Ｇ、Ｂを透過して変調する形式のものであったが、これに限らず、入射した光を反射しつつ変調して出射する反射型の光変調装置を備えた投写型表示装置に本発明を採用してもよい。
【００７８】
その他、本発明の実施の際の具体的な構造および形状等は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。
【００７９】
【発明の効果】
前述のような本発明の投写型表示装置によれば、電気光学装置から投写レンズまでの光路を断熱性部材で密閉した密閉構造と、この密閉構造内部の空気を冷却する冷却手段とを備えたので、電気光学装置を効率的に冷却することができ、かつ、画質を長期的に安定して確保することのできるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る投写型表示装置の上部から見た外観斜視図である。
【図２】前記実施形態における投写型表示装置の下部から見た外観斜視図である。
【図３】前記実施形態における投写型表示装置の内部構造を表す斜視図である。
【図４】前記実施形態における光学系の構造を説明するための模式図である。
【図５】前記実施形態における電気光学装置の冷却構造を示す概略図である。
【符号の説明】
１ 投写型表示装置
２ 外装ケース
６ 投写レンズ
８ 光源
２００ 密閉構造
２０１ 断熱性部材
２０３ 循環ファン
２１２ 冷却手段である熱電変換素子
２１３、２１４ 伝熱部材
２１５ 冷却ファン
２１８ 吸熱面
２１９ 放熱面
９２５ 電気光学装置
Claims (4)
- 画像情報に応じて光学像を形成する電気光学装置と、この電気光学装置で形成された画像を拡大投写する投写レンズとを備えた投写型表示装置であって、
前記電気光学装置から前記投写レンズまでの光路を、断熱性部材で密閉した密閉構造と、この密閉構造内部の空気を冷却する冷却手段とを備え、
前記密閉構造内部には、当該密閉構造内部の空気を循環させるための循環ファンが設けられ、
前記電気光学装置は、前記冷却手段と、前記循環ファンとの間に介在配置され、
前記循環ファンは、当該循環ファンの吸気面が前記電気光学装置に対向するように配置されていることを特徴とする投写型表示装置。 - 請求項１に記載の投写型表示装置において、
前記冷却手段は、前記密閉構造の内部に面する吸熱面および前記密閉構造の外部に面する放熱面を備えた熱電変換素子であることを特徴とする投写型表示装置。 - 請求項２に記載の投写型表示装置において、
前記吸熱面および／または前記放熱面には、それぞれ伝熱性を有する伝熱部材が設けられていることを特徴とする投写型表示装置。 - 請求項３に記載の投写型表示装置において、
前記放熱面に設けられる伝熱部材と互いに対向する位置には、当該伝熱部材を冷却するための冷却ファンが設けられていることを特徴とする投写型表示装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10825799A JP3608428B2 (ja) | 1999-04-15 | 1999-04-15 | 投写型表示装置 |
| US09/525,257 US6428170B1 (en) | 1999-04-15 | 2000-03-14 | Optical projector with image enlarging and projecting capability and heat insulating and cooling means |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10825799A JP3608428B2 (ja) | 1999-04-15 | 1999-04-15 | 投写型表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000298311A JP2000298311A (ja) | 2000-10-24 |
| JP3608428B2 true JP3608428B2 (ja) | 2005-01-12 |
Family
ID=14480080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10825799A Expired - Fee Related JP3608428B2 (ja) | 1999-04-15 | 1999-04-15 | 投写型表示装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6428170B1 (ja) |
| JP (1) | JP3608428B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8007113B2 (en) | 2007-11-29 | 2011-08-30 | Seiko Epson Corporation | Projector |
Families Citing this family (33)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100585649B1 (ko) * | 2000-03-17 | 2006-06-07 | 엘지전자 주식회사 | 액정프로젝터의 액정패널 냉각장치 |
| EP1193982A1 (en) * | 2000-09-20 | 2002-04-03 | Barco N.V. | Projector with system for cooling the light modulators |
| US6840629B2 (en) * | 2000-11-14 | 2005-01-11 | Yamaha Corporation | Ventilating structure and mounting structure for electronic apparatus |
| US6816375B2 (en) * | 2001-08-03 | 2004-11-09 | Texas Instruments Incorporated | Heat sink attachment |
| US7077526B2 (en) * | 2001-09-28 | 2006-07-18 | Texas Instruments Incorporated | Mechanically adjustable thermal path for projection display device cooling |
| JP2003215702A (ja) * | 2002-01-23 | 2003-07-30 | Seiko Epson Corp | プロジェクタ |
| KR20030063779A (ko) * | 2002-01-24 | 2003-07-31 | 일진다이아몬드(주) | 열전모듈을 이용한 엘씨디 프로젝터의 냉각구조 |
| JP2005134858A (ja) | 2003-10-07 | 2005-05-26 | Seiko Epson Corp | 光学装置及びリアプロジェクタ |
| US7311044B1 (en) | 2003-10-14 | 2007-12-25 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Imaging device cooling system |
| TWI231403B (en) * | 2004-03-29 | 2005-04-21 | Coretronic Corp | A fixture for a projection system |
| US7252385B2 (en) * | 2004-05-11 | 2007-08-07 | Infocus Corporation | Projection LED cooling |
| CN1828387B (zh) * | 2005-03-05 | 2010-05-05 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 直下式背光模组 |
| KR100683171B1 (ko) * | 2005-03-08 | 2007-02-15 | 삼성전자주식회사 | 방열장치 및 그것을 구비하는 프로젝터 |
| KR100688978B1 (ko) * | 2005-04-21 | 2007-03-08 | 삼성전자주식회사 | 영상투사장치 |
| KR100628726B1 (ko) * | 2005-07-26 | 2006-09-28 | 삼성전자주식회사 | 영상투사장치 |
| JP4172503B2 (ja) | 2006-06-15 | 2008-10-29 | セイコーエプソン株式会社 | 冷却装置、およびプロジェクタ |
| JP4175392B2 (ja) | 2006-06-15 | 2008-11-05 | セイコーエプソン株式会社 | プロジェクタ |
| JP2008281797A (ja) * | 2007-05-11 | 2008-11-20 | Hitachi Ltd | プロジェクタ |
| TWI346833B (en) * | 2007-09-12 | 2011-08-11 | Coretronic Corp | Projector |
| CN101398601B (zh) * | 2007-09-28 | 2010-11-10 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 散热装置 |
| KR101425473B1 (ko) * | 2007-10-12 | 2014-08-04 | 삼성전자주식회사 | 휴대용 프로젝터의 방열 구조 |
| CN102057328B (zh) * | 2008-06-13 | 2012-07-25 | 松下电器产业株式会社 | 图像显示装置 |
| JP5375109B2 (ja) * | 2009-01-13 | 2013-12-25 | 三洋電機株式会社 | 投射型映像表示装置 |
| JP2011028030A (ja) * | 2009-07-27 | 2011-02-10 | Panasonic Corp | 画像表示装置 |
| CN101986196B (zh) * | 2010-07-19 | 2012-05-09 | 深圳雅图数字视频技术有限公司 | 全密封式冷却系统dlp投影仪 |
| CN101986195B (zh) * | 2010-07-19 | 2012-09-12 | 深圳雅图数字视频技术有限公司 | 半导体致冷器全密封冷却系统dlp投影机 |
| CN101986194B (zh) * | 2010-07-19 | 2013-05-29 | 深圳雅图数字视频技术有限公司 | Lcd投影机半导体冷却系统 |
| CN101986201A (zh) * | 2010-07-19 | 2011-03-16 | 深圳雅图数字视频技术有限公司 | Lcos投影机半导体冷却系统 |
| TWI443440B (zh) | 2011-01-14 | 2014-07-01 | Delta Electronics Inc | 散熱總成及具該散熱總成之投影裝置 |
| WO2015136640A1 (ja) * | 2014-03-12 | 2015-09-17 | Ｎｅｃディスプレイソリューションズ株式会社 | 投写型表示装置 |
| JP7052816B2 (ja) | 2020-03-19 | 2022-04-12 | セイコーエプソン株式会社 | プロジェクター |
| JP2022070675A (ja) | 2020-10-27 | 2022-05-13 | セイコーエプソン株式会社 | プロジェクター |
| JP7570000B2 (ja) | 2022-08-03 | 2024-10-21 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 光源装置および投射型画像表示装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3624456B2 (ja) * | 1995-03-30 | 2005-03-02 | セイコーエプソン株式会社 | 投写型表示装置 |
| JPH09284685A (ja) * | 1996-04-17 | 1997-10-31 | Hitachi Ltd | 投写形液晶ディスプレイ装置 |
| JP3319996B2 (ja) * | 1997-10-20 | 2002-09-03 | 株式会社日立製作所 | 映像表示機構及び映像表示装置 |
| JP3100957B2 (ja) * | 1998-03-24 | 2000-10-23 | 三星電子株式会社 | 湿式電子写真方式プリンタのキャリア回収装置 |
-
1999
- 1999-04-15 JP JP10825799A patent/JP3608428B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-03-14 US US09/525,257 patent/US6428170B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8007113B2 (en) | 2007-11-29 | 2011-08-30 | Seiko Epson Corporation | Projector |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6428170B1 (en) | 2002-08-06 |
| JP2000298311A (ja) | 2000-10-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3608428B2 (ja) | 投写型表示装置 | |
| US7815315B2 (en) | Cooling device and projector | |
| JP3598752B2 (ja) | 投写型表示装置 | |
| US7841721B2 (en) | Projector with a sealed structure having an air-circulation path | |
| US7084931B2 (en) | Projection video device | |
| JP2000089364A (ja) | 光変調装置およびこの光変調装置を利用した投写型表示装置 | |
| JP3613010B2 (ja) | 投写型表示装置 | |
| JP5495026B2 (ja) | 半導体光源装置及びプロジェクタ | |
| JP3610813B2 (ja) | 投写型表示装置 | |
| JP2000269674A (ja) | 液晶プロジェクタ | |
| TWI252369B (en) | Cased electro-optical apparatus, projection display apparatus, and case | |
| JP3969448B2 (ja) | プロジェクタ | |
| JP2005121712A (ja) | プロジェクタ | |
| JP5369512B2 (ja) | 光変調装置およびプロジェクタ | |
| JP2016200657A (ja) | プロジェクター | |
| JP2000221598A (ja) | 投写型表示装置 | |
| JP2001042435A (ja) | プロジェクタ装置 | |
| JP2003195254A (ja) | 光学装置、およびこれを備えたプロジェクタ | |
| JP2004054055A (ja) | 投射型画像表示装置 | |
| JP5516168B2 (ja) | プロジェクター | |
| JP3807219B2 (ja) | プロジェクタ | |
| JP3613038B2 (ja) | 投写型表示装置 | |
| JP2005114997A (ja) | 光学装置、およびリアプロジェクタ | |
| JP2004279778A (ja) | プロジェクタ | |
| JP5938929B2 (ja) | プロジェクター |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040603 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040629 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040827 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040921 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20041004 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081022 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091022 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101022 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101022 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111022 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121022 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121022 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131022 Year of fee payment: 9 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |