JP4007013B2 - 投射型表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶プロジェクター等に適用するのに最適な投射型表示装置であって、特に、家屋等の天井に吊り下げて使用するのに最適なものの技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、投射型表示装置の一例である液晶プロジェクターとして図１５及び図１６に示すものがある。この従来の液晶プロジェクター８１は、光学ユニット（図示せず）が内蔵された外筐８２の前面８２ａに投射レンズ８３と排気口８４とを左右に並べて配置及び形成し、光学ユニットにあって高温の熱を発生する内部熱源である光源部８５と排気口８４との間に排気ファン８６を有する排気ダクト８７を配置している。そして、投射レンズ８３によって画像をスクリーン等の投射面８８に投射すると同時に、排気ファン８６を作動させて、光源部８５で発生する高温の熱やその他の内部熱源である電源部（図示せず）等で発生する熱を１つの排気ファン８６によって排気ダクト８７を通して排気口８４から外筐８２の前方で、投射レンズ８３の光軸Ｐと平行な方向へ排気することにより、これらの光源部８５や電源部等の内部熱源をを空冷している。
【０００３】
この際、排気口８４を外筐８２の左右両側面や後面等に配置することも考えられる。しかし、投射レンズ８３によって投射面８８に投射される画像を視聴する視聴者は投射レンズ８３により投射面８８に投射される画像の投射光束８９外である液晶プロジェクター８１の前方以外の周囲に着席することが一般的であることから、光源部８５等で発生する高熱の排気熱風９０を外筐８２の前面８２ａに形成された排気口８４から投射レンズ８３の投射方向と同じ方向である外筐８２の前方へ排気するように構成すれば、その排気口８４から排気される高温の排気熱風９０が視聴者に直接飛散されて不快感を与えたり、排気ファン８６の作動による風切音が視聴者の耳障りになり難い点で最も好ましいものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の液晶プロジェクター８１のように、光源部８５や電源部等で発生する熱を１つの排気ファン８６を用いて１つの排気ダクト８７により１つの排気口８４から排気する方式では、光源部８５の熱は比較的効率良く排気できても、通常、光源部８５から離れた位置に配置されているセット用電源基板や光源部用電源基板等の電源部の熱については、１つの排気ファン８６の作動による外筐８２内部での空気の移動によって冷却されるだけであり、液晶プロジェクター８１内全体の冷却効率が悪かった。このため、従来は、電源部等で発生する熱によってその近傍のＩＣ等の電子部品が悪影響を受けて、性能劣化や寿命短縮等を招き易いと言う問題があった。
そして電源部を含めて電子部品を光源部８５の近くに配置する場合は、電源部に比べて高温となる光源部の熱によって電源部及び電子部品が悪影響を受け、さらに性能劣化や寿命短縮等を招き易くなる問題があった。
【０００５】
また、従来の液晶プロジェクター８１のように、外筐８２の前面８２ａに投射レンズ８３と排気口８４とを左右に並べて配置する構造では、外筐８２内の光学ユニット及び投射レンズ８３が外筐８２の左右幅方向のセンターに対して一側方にオフセットされてしまうために、液晶プロジェクター８１の左右幅方向の重量バランスがアンバランスになる。このため、図１６に示すように、この液晶プロジェクター８１を室内等の天井９３に吊下げ具９４によって吊り下げた時に、液晶プロジェクター８１の左右幅方向の傾きが生じ易かったり、その液晶プロジェクター８１を天井９３へ吊り下げるべく、作業者が液晶プロジェクター８１を両手で頭上に掲げて天井９３への取付け作業を行う際に、液晶プロジェクター８１の左右方向のバランスを取り難く、取付け作業が著しく阻害されたり、そのバランスを崩して転倒、落下等の事故すら招き易かった。また、液晶プロジェクター８１を室内等の天井９３に吊下げ具９４によって吊り下げる際に、一般的に、作業者が液晶プロジェクター８１を両手で頭上に掲げるようにして、投射レンズ８３を壁等にかけられたスクリーン等の投射面８８の中央位置に設定する作業を行うが、投射レンズ８３が外筐８２の一側方にオフセットされていると、作業者の頭位置から投射レンズ８３が一側方にずれた状態になることから、作業者の頭位置を目安にして、投射レンズ８３を投射面８８の中央に位置決めすることができず、作業性が非常に悪かった。
【０００６】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであって、外筐内部の複数の熱源で発生する熱を効率良く排気することができ、外筐の左右方向の重量バランスもとり易いようにした投射型表示装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明の投射型表示装置の請求項１は、外筺内のほぼ中央に配置された投射レンズの後部の光学ユニットカバー内にライトバルブを備えた光学ユニットが収容され、該光学ユニットカバーの後端で上記外筺の一方の側面の側へ偏倚された位置に配置された光源部カバー内に光源部が配置され、該光源部カバーの前面側に排気用開口部が形成され、シロッコファンにより吸気された冷却風を上記ライトバルブ及び上記光源部へ導く吸気ダクトが上記外筺内部の底部に配置され、上記外筺の前面の一方の端部側へ偏倚された位置に形成された第１の排気口に接続された第１の排気ダクトが該外筺の一方の側面の内側に沿って配置され、該第１の排気ダクトの吸気側端部内に配置された第１の排気ファンが前記光源部カバーの排気用開口部に近接されて第１の排気機構が構成され、
上記外筺の前面の他方の端部側へ偏倚された位置に形成された第２の排気口に接続された第２の排気ダクトが該外筺の他方の側面に沿って形成され、該第２の排気ダクト内に上記光源用電源部を含む電源部が配置され、該第２の排気ダクトの上記第２の排気口側に第２の排気ファンが配置されて第２の排気機構が構成されたものである。
また、本願発明の投射型表示装置の請求項１に従属する請求項２は、上記第２の排気機構の上記第２の排気ダクトが上記外筺の側面と、上記光学ユニットカバーの側面及び上記光学ユニットカバーの側面とから上記外筺の前面側との間に配置された絶縁板とによって構成されているものである。
また、本願発明の投射型表示装置の請求項２に従属する請求項３は、上記第２の排気機構における上記第２の排気ダクトをほぼＪ型に形成することにより、上記外筺が扁平な箱型で、左右両側面が後方にかけて緩やかな連続曲面によって左右対称形状のほぼＵ型に形成されているものである。
【０００８】
上記のように構成された本発明の投射型表示装置の請求項１は、第１の排気機構が、光源部カバーが光学ユニットカバーに対して外筺の一方の側面の側へ偏倚され、更に、その光源部カバーの前面側に排気用開口部が形成されていて、シロッコファンにより吸気された冷却風を吸気ダクトによって光学ユニットカバー内のライトバルブ及び光源部カバー内の光源部へ吸気すると共に、光源部カバーの前面側の排気用開口部に近接された第１の排気ファンによって光源部の熱を第１の排気ダクトを介して外筺の前面の一方の端部側へ偏倚された第１の排気口から外筺の外部へ効率よく強制排気するように構成されている。第２の排気機構が、外筺の前面の他方の端部側へ偏倚された第２の排気口に接続され、内部に光源用電源部を含む電源部が配置された第２の排気ダクトを該外筺の他方の側面に沿って形成し、第２の排気ダクトの第２の排気口側に配置された第２の排気ファンによって光源用電源部を含む電源部を効率よく強制排気するように構成されている。
この際、第１の排気機構の光源部カバーが光学ユニットカバーに対して外筺の一方の側面の側へ偏倚され、更に、その光源部カバーの前面側に排気用開口部が形成されていることによって、高温となる光源部からの排気熱が第２の排気ダクト内の光源用電源部を含む電源部の排気に熱的な影響を及ぼし難く、光源用電源部を含む電源部の熱を第２の排気ファンによって第２の排気ダクトを通して、かつ、光源部に対して独立して効率よく排気することができ、光源用電源部を含む電源部が光源部からの高温の熱による悪影響を受けて、性能劣化や寿命短縮を招き難いと言う相乗効果がある。また、第１の排気機構と、第２の排気機構が投射レンズの両側に配置されているので、投射型表示装置の薄型化が可能である。
また、本願発明の投射型表示装置の請求項２は、第２の排気機構の第２の排気ダクトが外筺の側面と、光学ユニットカバーの側面及び光学ユニットカバーの側面と外筺の前面側との間に配置された絶縁板とによって構成されていので、部品の共通化によるコストダウン及び省スペース化による小型化が可能である。
また、本願発明の投射型表示装置の請求項３は、第２の排気ダクトをほぼＪ型に形成することにより、外筺が扁平な箱型で、左右両側面が後方にかけて緩やかな連続曲面によって左右対称形状のほぼＵ型に形成することができた、扁平で、流麗なデザインの投射型表示装置を提供することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の投射型表示装置を液晶プロジェクターに適用した実施の形態を図１から図１３を参照して説明する。
まず、図１から図９によって、液晶プロジェクター１の基本となる実施の形態を説明する。外筐２は耐熱合成樹脂等によって成形された下ケース３と上ケース４とによって扁平な箱型に構成されていて、上ケース４が下ケース３の上部にネジ止め等にて脱着可能に結合されている。そして、この外筐２の前面２ａは緩やかな円弧状に湾曲されていて、この外筐２の左右両側面２ｂ、２ｃから後面２ｄにかけては緩やかな連続曲面によって左右対称形状のほぼＵ型に湾曲されている。そして、この外筐２の底面２ｅの前面２ａ側に、偏位された位置には左右一対のアジャスタ５が取り付けられていて、その底面２ｅの後面２ｄ側に偏位された位置のほぼ中央部には下ケース３に一体成形された１つのスタンド部６が配置されている。従って、この液晶プロジェクター１をテーブル上等に載置する際には、これら左右一対のアジャスタ５の高さを調整し、アジャスタ５とスタンド部６とによる３点支持によって水平に保つことができるように構成されている。また、この液晶プロジェクター１を天井に吊り下げる際には、下ケース３の４箇所に設けられたネジ穴７を介して天井に設置された図示せぬ天吊り金具にボルト等で取り付けられる。
【００１０】
次に、外筐２の内部で、その外筐２の左右方向のセンターＰ１上に光学ユニット１１が水平に配置されていて、この光学ユニット１１は下ケース３上の所定高さ位置にネジ止めされている。そして、光学ユニット１１の後述する画像合成部１１ｂの前端に接続されている投射レンズ１２の光軸Ｐ２がその外筐２のセンターＰ１とほぼ同心状に配置されていて、その投射レンズ１２は外筐２の前面２ａの前方に突出された状態で、下ケース３上にネジ止めされている。そして、後述する画像の投射中において最も高温の熱を発生する第１の内部熱源である光学ユニット１１の光源部１１ａが外筐２内で、光学ユニット１１の後端部の一方の側面２ｂ側に偏倚された位置に配置されていて、この光源部１１ａも下ケース３上にネジ止めされている。
【００１１】
また、後述する画像の投射中において低温の熱を発生する第２の内部熱源であって、液晶プロジェクター１を駆動するための電力を供給する電源部を構成しているセット用電源基板１３と光源部用電源基板１４が存在している。セット用電源基板１３は、プロジェクター１の制御回路や信号処理回路、液晶パネル駆動回路等の一般的表示装置に必要な回路を駆動させるための電源回路基板である。また、光源部用電源基板１４は、光源部を点灯し発光させるための電源回路基板である。そして、セット用電源基板１３が外筐２内で、光学ユニット１１の他方の側面２ｃ側に水平に配置されていて、光源部用電源基板１４が外筐２内で、光学ユニット１１の後側部側である後面２ｄ側に水平に配置されている。なお、これらセット用電源基板１３及び光源部用電源基板１４も下ケース３上の所定高さ位置に水平にネジ止めされている。
【００１２】
そして、外筐２の緩やかな円弧状の前面２ａの左右両側位置で、投射レンズ１２を中心とする左右対称位置には第１、第２の排気口１５、１６が左右対称状に形成されている。そして、これら第１、第２の排気口１５、１６は緩やかな円弧状の前面２ａに沿って左右対称状に形成されていることから、これら第１、第２の排気口１５、１６には、投射レンズ１２の光軸Ｐ２に対して直角な基準面Ｐ３に対して左右両側方への左右対称状の開き角度θ１が設定されている。なお、これら第１、第２の排気口１５、１６にはパンチングメタルや網状部材等の多孔板で構成された前面グリル１７が取り付けられている。また、外筐２の前面２ａで、投射レンズ１２及び第１、第２の排気口１５、１６の下部相当位置には多数のコネクター類１８等が設けられている。
【００１３】
そして、外筐２内には第１の内部熱源である光学ユニット１１の光源部１１ａが発生する高温の熱を第１の排気口１５から外筐２外へ排気するための第１の排気機構２１と、第２の内部熱源であるセット用電源基板１３及び光源部用電源基板１４部分で発生する低温の熱を第２の排気口１６から外筐２外へ排気する第２の排気機構２６とが設けられている。
【００１４】
そして、第１の排気機構２１は、光学ユニット１１の一側部である一方の側面２ｂ（図４）側の内部に配置されていて、光源部１１ａと第１の排気口１５との間に接続された耐熱合成樹脂等によって成形された角筒型や円筒型の第１の排気ダクト２２と、その第１の排気ダクト２２内の光源部１１ａ側に近接された吸気側端部２２ａ内に配置された大出力用の排気ファンである第１の排気ファン２３と、その第１の排気ダクト２２内の第１の排気口１５側に近接された排気側端部２２ｂ内に一体成形された導風手段である垂直状で平行な複数の第１の導風板２４とによってこの第１の排気機構２１が構成されている。なお、第１の排気ファン２３が第１の排気ダクト２２内にネジ止めされて、その第１の排気ダクト２２が下ケース３上にネジ止めされている。
【００１５】
また、第２の排気機構２６は光学ユニット１１の他方の側面２ｃ（図６）の内部に配置されていて、図１に斜線で示すように、光学ユニット１１の他側部及び後側部にかけて外筐２の他方の側面２ｃ及び後面２ｄの内側に沿ってほぼＪ型又はほぼＬ型に湾曲されて長く形成された異径筒型の第２の排気ダクト２７と、その第２の排気ダクト２７と第２の排気口１６との間に配置された角筒型や円筒型の第２の補助排気ダクト２８と、その第２の補助排気ダクト２８内の第２の排気ダクト２７側に近接された吸気側端部２８ａ内に配置された小型の第２の排気ファン２９と、その第２の補助排気ダクト２８内の第２の排気口１６側に近接された排気側端部２８ｂ内に一体成形された垂直状で平行な複数の第２の導風板３０とによってこの第２の排気機構２６が構成されている。
【００１６】
そして、この第２の排気機構２６におけるほぼＪ型に湾曲された第２の排気ダクト２７の底面部がセット用電源基板１３と光源部用電源基板１４とによって構成され、外側側面部及び外側後面部が上ケース４で兼用されたダクト壁４ｃ、４ｄで構成され、内側後面部が光学ユニット１１の後面部１１ｄで構成され、内側側面部が絶縁板３１で構成されている。なお、絶縁板３１はセット用電源基板１４とネジによる共締め等によって下ケース３上に取り付けられていて、この絶縁板３１はセット用電源基板１４の上部にほぼＬ型に立ち上げられている。そして、この絶縁板３１の、セット用電源基板１４から上方に垂直状に立ち上げられた垂直部３１ａによって光学ユニット１１の側面部から前面部にかけて存在する歪形状部１１ｃ部分を上ケース４のダクト壁４ｃとほぼ平行状に覆っていて、その垂直部３１ａから外側へ水平状に折り曲げられた水平部３１ｂが第２の排気ダクト２７の上部位置に配置されている（図１、図６）。そして、下ケース３の底部で第２の排気ダクト２７の底部相当位置の複数箇所には多数の平行状スリットで形成された複数の吸気口３２が形成されている。
【００１７】
そして、この第２の排気ダクト２７のように、上ケース４で兼用されたダクト壁４ｃ、４ｄと、光学ユニット１１の後面部１１ｄ及び絶縁板３１によって剪断面形状が異径で、緩やかなほぼＪ型に湾曲された長い排気用空洞部を構成すれば、外筐２の内部に大面積で、かつ、空気の流通性に優れた排気用空洞部を容易に形成できる。従って、この第２の排気ダクト２７内にセット用電源基板１３や光源部用電源基板１４等の大型の発熱部品を容易に収容して効率的に空冷することができる上に、部品点数及び組立工数の削減によるコストダウンにも有効である。
【００１８】
そして、第１、第２の排気機構２１、２６における垂直状で平行な複数の第１、第２の導風板２４、３０が後述する排気熱風を後述する投射光束内に侵入させないように、これらの排気熱風をその投射光束の左右両側方へ導風する導風手段に構成されていて、これら垂直状で平行な複数の第１、第２の導風板２４、３０には投射レンズ１２の光軸Ｐ２と平行な基準線Ｐ４に対して外筐２の前方に向って左右両側方に広がる左右対称形状の傾斜角度θ２が設定されている。
【００１９】
次に、外筐２の底面２ｅの内部で光学ユニット１１の下部位置には吸気機構３５が水平状に組み込まれていて、下ケース３の底部に形成された複数の平行状スリットで形成された吸気口３６と、シロッコファン等の吸気ファン３７と吸気ダクト３８とによってこの吸気機構３５が構成されている。そして、吸気ダクト３８には後述する光学ユニット１１の画像合成部１１ｂに下方から冷却空気を送り込む３つの送込み口３９と、光源部１１ａに下から冷却空気を送り込む１つの送込み口４０とが設けられている。
【００２０】
次に、図８によって光学ユニット１１について説明すると、まず、この光学ユニット１１の光源部１１ａは光源部カバー４５内に収められたリフレクタである反射鏡４６と、その反射鏡４６内の中心に組み込まれた光源である高圧水銀ランプ等の放電ランプ４７とを備えている。そして、光源部カバー４５の前側に開口された排気用開口部４５ａに第１の排気機構２１における第１の排気ダクト２２の吸気側端部２２ａ及び第１の排気ファン２３が臨まれている。次に、光学ユニット１１の画像合成部１１ｂは光学ユニットカバー４９内の前端部に配置されていて、この画像合成部１１ｂは投射レンズ１２の光軸Ｐ２の延長線上にある光軸Ｐ１１上に配置された色合成手段（画像合成手段）である正方形状のクロスプリズム５０と、そのクロスプリズム５０の投射レンズ１２側を除く３面に平行状に近接されて配置された空間変調素子である３枚の液晶パネル５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂ等によって構成されている。そして、各液晶パネル５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂは、その入射面と出射面とにそれぞれ入射側偏光板５２ａと出射側偏光板５２ｂが配置され、印加された信号に基づき入射した光を変調して出射するライトバルブを構成している。
【００２１】
そして、光学ユニットカバー４９の内部において、光源部１１ａからの出射される白色光の光軸Ｐ１２は光軸Ｐ１１に対して直角状に配置されていて、この光軸Ｐ１２上に各液晶パネル５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂの面を照射する光を均一化する手段である第１、第２マルチレンズアレイ５３ａ、５３ｂが配置され、更に、光源部１１ａからの光を所定の偏光方向の光に変換する偏光変換手段であるＰＳコンバータ５４と、集光レンズ５５が配置されている。そして、その光源部１１ａから出射される白色光が光軸Ｐ１２上に４５°に傾斜されて配置されたミラー５６ａで９０°に反射されて投射レンズ１２の光軸Ｐ１２と平行となった光軸Ｐ１３上にＢ透過用で、Ｇ、Ｒ反射用の第１ダイクロイックミラー５７ａと、ミラー５６ｂがそれぞれ４５°に傾斜されて配置されている。そして、第１ダイクロイックミラー５７ａで光軸Ｐ１３に対して９０°に反射された光軸Ｐ１４上にＲ透過用で、Ｇ反射用の第２ダイクロイックミラー５７ｂと、リレーレンズ５８ａと、Ｒ反射用のミラー５６ｃが配置されている。そして、ダイクロイックミラー５７ｂは光軸Ｐ１１と光軸Ｐ１４の交点で、これらの光軸Ｐ１１とＰ１４に対して共に４５°に傾斜されている。
【００２２】
そして、ミラー５６ｃは光軸Ｐ１４に対して４５°に傾斜されていて、そのミラー５６ｃで９０°に反射された光軸Ｐ１５上にリレーレンズ５８ｂとＲ反射用のミラー５６ｄが配置されている。そして、２つのミラー５６ｂと５６ｄでそれぞれ９０°に反射されてクロスプリズム５０の左右両側に互いに反対側から入射される光軸Ｐ１６とＰ１７上に２つの液晶パネル５１Ｒと５１Ｂが配置され、ダイクロイックミラー５７ｂで９０°に反射されてクロスプリズム５０に入射される光軸Ｐ１１に１つの液晶パネル５１Ｇが配置されている。そして、これら３つの光軸Ｐ１１、Ｐ１６、Ｐ１７上の液晶パネル５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂのそれぞれクロスプリズム５０とは反対側の位置に集光レンズ５９ａ、５９ｂ、５９ｃが配置されている。なお、画像合成部１１ｂのクロスプリズム５０と３枚の液晶パネル５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂとの間と、これら３枚の液晶パネル５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂと３枚の集光レンズ５９ａ、５９ｂ、５９ｃとの間には空冷用隙間６０が垂直状に形成されている。
【００２３】
そして、図１、図５及び図７に示すように、吸気機構３５の吸気ダクト３８の上部に液晶パネル５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂに対応して３つの送込み口３９がコ字状に形成され、その吸気ダクト３８の先端の上部には１つの送込み口４０が形成されている。そして、光学ユニット１１の光学ユニットカバー４９の底部４９ａ及び上部４９ｂで、前述したクロスプリズム５０の周囲３面の３枚の液晶パネル５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂの両側に形成されている垂直状の空冷用隙間６０の上下方向位置に３つの底部開口部４９ｃ及び上部開口部４９ｄがコ字状に配置されて形成されている。そして、吸気ダクト３８に形成された３つの第２送込み口３９が３つの底部開口部４９ｃの下部に対向されている。また、吸気ダクト３８の先端の上部に形成されている送込み口４０は光学ユニットカバー４９の底部４９ａに形成された底部開口部４９ｅを通して光源部カバー４５の吸気開口部４５ｂの下部に接続されている。
【００２４】
この光学ユニット１１は以上のように構成されていて、光源部１１ａの放電ランプ４７の点灯によって発光された白色光が反射鏡４６で反射されてほぼ平行光となり、この白色光が光軸Ｐ１２に沿って出射される。そして、この白色光が多数のレンズで構成されている第１、第２マルチレンズアレイ５３ａ、５３ｂによって輝度むらのない均一の白色光に形成される。即ち、白色光のほぼ平行光が第１マルチレンズアレイ５３ａの多数のレンズによって多数の光束に分割された後、その多数の光束が第２マルチレンズアレイ５３ｂの対応する多数のレンズのほぼ中心に集光され、その集光された多数の光がＰＳコンバータ５４を透過して偏光変換されると共に、集光レンズ５５で液晶パネル面に対応する領域を照射するように集光することによって輝度むらのない均一の白色光が形成される。そして、その輝度むらのない均一の白色光が光軸Ｐ１１、Ｐ１３、Ｐ１４、Ｐ１５、Ｐ１６、Ｐ１７を経由して後述する３枚の液晶パネル５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂの全面にほぼ均一に入射、照明されることになる。
【００２５】
この際、その白色光がミラー５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄ及びダイクロイックミラー５７ａ、５７ｂで構成された色分離手段を反射及び／又は透過することによって波長帯域が赤色光であるＲと、緑色光であるＧと、青色光であるＢとの３色の光に分割される（以下、赤色光、緑色光、青色光を単にＲ、Ｇ、Ｂと記載する）。まず白色光は、ミラー５６ａによって反射されて光軸Ｐ１２から光軸Ｐ１３へ進行方向を９０°に変えた後、第１ダイクロイックミラー５７ａに入射される。そして、この第１ダイクロイックミラー５７ａはＲとＧを反射して光軸Ｐ１４へ９０°進行方向を変える一方、Ｂを透過する。そして、この第１ダイクロイックミラー５７ａで反射されたＲ、Ｇが第２ダイクロイックミラー５７ｂに入射され、この第２ダイクロイックミラー５７ｂはＲを透過し、Ｇを反射して光軸Ｐ２へ９０°進行方向を変える。
【００２６】
そして、第２ダイクロイックミラー５７ｂを透過したＲは、光軸Ｐ１４上でリレーレンズ５８ａを透過し、ミラー５６ｃで反射されて９０°進行方向が変化し、光軸Ｐ１５上のリレーレンズ５８ｂを透過した後、ミラー５６ｄで反射されて９０°進行方向が変化して光軸Ｐ１６上の集光レンズ５９ａを介して液晶パネル５１Ｒの入射面に入射する。
【００２７】
また、第２ダイクロイックミラー５７ｂで反射され９０°進行方向を変えたＧは、光軸Ｐ１１上の集光レンズ５９ｂを介して液晶パネル５１Ｇの入射面に入射する。また、ミラー５６ｂによって反射され９０°進行方向を変えたＢが光軸Ｐ１７上の集光レンズ５９ｃを介して液晶パネル５１Ｂの入射面に入射する。
【００２８】
この際、Ｒ、Ｇ、Ｂの３つの光は３枚の液晶パネル５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂのそれぞれ入射側偏光板５２ａで偏光方向が揃えられ、これら３枚の液晶パネル５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂに入射する。そして、３枚の液晶パネル５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂは各波長帯域に対応して印加された映像信号により変調され、光の偏光面が回転する。偏光面が回転したＲ、Ｇ、Ｂの３つの光について、これら３枚の液晶パネル５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂのそれぞれ出射側偏光板５２ｂにより所定の偏光成分を透過させることにより映像光が得られ、これらＲ、Ｇ、Ｂの３つの映像光がクロスプリズム５０の３面に３つの光軸Ｐ１１、Ｐ１６、Ｐ１７から入射される。
【００２９】
そして、クロスプリズム５０がＲとＢの映像光を直交する２つの反射面５０ａ、５０ｂで９０°に反射すると共に、Ｇの映像光をその２つの反射面５０ａ、５０ｂで透過させるようにして、このクロスプリズム５０によってＲ、Ｇ、Ｂの３つの映像光が合成される。そして、その合成されたＲ、Ｇ、Ｂの３つの映像光が投射レンズ１２によってスクリーン等の投射面６１に投射されて、フルカラーの画像（映像）がその投射面６１に映し出されることになる。
【００３０】
ところで、この光学ユニット１１による投射面６１への画像の投射中においては、放電ランプ４７が発生する熱によって光源部１１ａ部分が最も高い温度に加熱される。また、光学ユニット１１の画像合成部１１ｂにおけるクロスプリズム５０の周囲３面に配置されている３枚の液晶パネル５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂと、これらの両面である入射面と出射面にそれぞれ配置されている入射側偏光板５２ａや出射側偏光板５２ｂが、入射光の不要な偏光成分の光の吸収や映像信号の印加により偏光面が回転した光の吸収に伴う熱によって加熱されることから、この画像合成部１１ｂ全体の温度も上昇する。更には、セット用電源基板１３及び光源部用電源基板１４上にはコンデンサやＩＣ等の発熱部品がマウントされていることから、これらセット用電源基板１３及び光源部用電源基板１４上においても熱が発生する。
【００３１】
そこで、この液晶プロジェクター１では、画像の投射中において、光学ユニット１１の光源部１１ａ及び画像合成部１１ｂと、セット用電源基板１３及び光源部用電源基板１４等の第１、第２の内部熱源で発生する熱を第１の排気機構２１及び吸気機構３５と、第２の排気機構２６とによって効率良く強制空冷することができるように構成されている。
【００３２】
ここで、図１から図８によって、光学ユニット１１の光源部１１ａと画像合成部１１ｂの強制空冷動作を説明すると、まず、図７に示される吸気機構３５の吸気ファン３７を作動させて、外筐２の底面２ｅの吸気口３６から外部冷却空気を吸気ダクト３８内に吸入して、その外部冷却空気の一部を吸気ダクト３８の基端側の３つの送込み口３９から光学ユニット１１の画像合成部１１ｂの下部に３つの底部開口部４９ｃを通して上方に向けて垂直状に送り込み、その冷却空気を図７及び図８に示されたクロスプリズム５０の周囲３面の３枚の液晶パネル５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂの両側の空冷用隙間６０内に下方から上方に向けて垂直状に送り込んで、これらのクロスプリズム５０の周囲と液晶パネル５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂの周囲で、特に、それぞれの入射側偏光板５２ａ及び入射側偏光板５２ｂ部分を強制空冷する。そして、これと共に、吸気ダクト３８内に吸気した外部冷却空気の他の一部を送込み口４０から光学ユニット１１の光源部１１ａにおける光源部カバー４５内に底部開口部４９ｅ及び吸気用開口部４５ｂを通して送り込む。
【００３３】
そして、これと同時に、第１の排気機構２１の第１の排気ファン２３を作動させて、光源部１１ａにおける光源部カバー４５の排気用開口部４５ａからその光源部カバー４５内の高温の熱風を第１の排気ダクト２２の吸気側端部２２ａ内に強制吸気すると共に、その光源部カバー４５の外周部分の熱風もその第１の排気ダクト２２の吸気側端部２２ａ内に強制吸気する。そして、その第１の排気ダクト２２内に強制吸気した第１の排気熱風４１を第１の排気ダクト２２内を通して外筐２の前面２ａの第１の排気口１５から外部へ強制排気する。
【００３４】
この結果、光源部１１ａにおいては、吸気機構３５による外部空気の強制吸気作用と、第１の排気機構２１による強制排気作用とが相乗して行われることになり、この光源部１１ｂを効率良く強制空冷することができる。なお、この時、吸気機構３５の吸気ファン３７によって吸気ダクト３８内に吸気されて、３つの送込み口３９から３つの底部開口部４９ｃを通して光学ユニットカバー４９内のクロスプリズム５０の周囲３箇所の垂直状の空冷用隙間６０内に下方から送り込まれた外部冷却空気の一部によってクロスプリズム５０及び３枚の液晶パネル５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂの両側面の入射側偏光板５２ａ及び入射側偏光板５２ｂも効果的に空冷される。なお、空冷用隙間６０内に下方から送り込まれた外部空気の一部は第１の排気機構２１の第１の排気ファン２３による吸引作用によって光学ユニットカバー４９内の光源部カバー４５へ吸引されたり、３つの上部開口部４９ｄから光学ユニットカバー４９外へ出た後に光源部カバー４５の外周部分に吸引されて第１の排気ダクト２２により排気口１５から排気される。
【００３５】
次に、図１から図８によって、セット用電源基板１３及び光源部用電源基板１４の強制空冷動作を説明すると、第２の排気機構２６の第２の排気ファン２９を作動させると、外筐の底面２ｅの複数の吸気口３２から外部冷却空気を第２の排気ダクト２７内に吸入し、その第２の排気ダクト２７内のセット用電源基板１３や光源部用電源基板１４部分で発生している熱である第２の排気熱風４２を第２の補助排気ダクト２８を通して外筐２の前面２ａの第２の排気口１６から外部へ強制排気する。この際、この第２の排気ダクト２７は前述したように空気の流動性が良いことから、熱風の排気効率が良く、セット用電源基板１３や光源部用電源基板１４等の大型の発熱部品を効率良く強制空冷することができる。
【００３６】
次に、第１、第２の排気機構２１、２６における導風手段を構成しているそれぞれ複数の第１、第２の導風板２４、３０による排気熱風の導風作用について説明する。
【００３７】
図１に示されているように、この液晶プロジェクター１は、第１の内部熱源である光源部１１ａで発生する高温の熱である第１の排気熱風４１と、第２の内部熱源であるセット用電源基板１３及び光源部用電源基板１４で発生する熱である第２の排気熱風４２を第１、第２の排気機構２１、２６における第１、第２の排気ファン２３、２９によって外筐２の前面２ａの第１、第２の排気口１５、１６から投射レンズ１２による画像の投射方向と同じ方向である外筐２の前方側へ排気している。
【００３８】
この際、第１、第２の排気口１５、１６から外筐２の前方へ排出される第１、第２の排気熱風４１、４２の排気方向が投射レンズ１２の光軸Ｐ２と平行な方向である場合には、特に、投射レンズ１２に焦点距離が短い短焦点レンズが使用されて、その投射レンズ１２によってスクリーン等の投射面６１に投射される画像の投射光束６２の投射角度（画角）θが大きい場合においては、その投射光束６２内の一部に第１、第２の排気熱風４１、４２の一部が侵入して、その侵入部において投射光束６２内の空気の屈折率が局部的に変化してしまう空気密度の不均一領域が発生する。この結果、その空気密度の不均一領域内を通して投射面６１に投射される画像の一部に画像の揺らぎや歪み等を発生させる陽炎現象による画質劣化が発生してしまう。
【００３９】
そこで、液晶プロジェクター１では、図１に示されているように、第１、第２の排気機構２１、２６のそれぞれ垂直状で平行な複数の第１、第２の導風板２４、３０に、投射レンズ１２の光軸Ｐ２と平行な基準線Ｐ４に対して外筐２の前方に向って左右両側方に広がるような左右対称形状の傾斜角度θ２を設定し、その上、第１、第２の排気口１５、１６にも、投射レンズ１２の光軸Ｐ２に対して直角な基準面Ｐ３に対して左右両側方への左右対称状の開き角度θ１を設定している。
【００４０】
この結果、第１、第２の排気口１５、１６から外筐２の前方へ排気される第１、第２の排気熱風４１、４２を投射レンズ１２により投射面６１に投射される画像の投射光束６２に対して左右両側方である矢印Ａ、Ｂ方向に投射光束６２の外側の領域へと逃がすことができる。従って、これら第１、第２の排気口１５、１６から外筐２の前方へ排気される第１、第２の排気熱風４１、４２の一部が投射レンズ１２の投射光束６２内に侵入したために、投射面６１に投射される画像の一部に陽炎現象による画像の揺らぎや歪み等の画質劣化が発生することを未然に防止して、投射面６１に常に良質の画像を投射することができる。
【００４１】
次に、図９によって、液晶プロジェクター１の家屋の天井６４への吊り下げ作用について説明する。前述したように、この液晶プロジェクター１は、投射レンズ１２の光軸Ｐ２を外筐２の左右方向のセンターＰ１上に配置し、第１、第２の排気口１５、１６及び第１、第２の排気機構２１、２６を外筐２のセンターＰ１の左右両側位置に左右ほぼ対称状に配置したことにより、更にまた、投射型表示装置全体の中で重量的に大きな割合を占める投射レンズ及び色分離・合成を行う光学ユニットが中央部に位置する構造となるので、この液晶プロジェクター１の左右幅方向における重量のバランスを取り易い。従って、作業者が液晶プロジェクター１を上下逆向きにして両手で頭上に掲げるようにして、図示せぬ天吊り金具によってこの液晶プロジェクター１を天井６４に吊り下げた時に、液晶プロジェクター１に左右方向の傾きが生じ難い。また、その液晶プロジェクター１を天井６４に吊り下げるべく、作業者が液晶プロジェクター１を両手で頭上に掲げて天井６４への取付り作業を行う際に、液晶プロジェクター１の左右方向の重量バランスを取り難いことから、バランスを崩して転倒、落下等の事故を未然に防止して、その天井６４への液晶プロジェクター１の吊下げ作業を安全に行える。
【００４２】
しかも、液晶プロジェクター１を天井６４に吊り下げるべく、作業者がその液晶プロジェクター１を両手で頭上に掲げた時に、投射レンズ１２を作業者の頭上に容易に位置決めすることができるので、その作業者の頭位置を目安にして、投射レンズ１２を壁等にかけられたスクリーン等の投射面６１の中央に位置決めすることができて、天井６４への液晶プロジェクター１の吊り作業の作業性を飛躍的に向上することができる。
【００４３】
次に、図１０から図１４によって、この液晶プロジェクター１の実施の形態等の変形例について順次説明する。まず、図１０に示された液晶プロジェクター１の第１の変形例は、第１、第２の排気機構２１、２６の導風手段である第１、第２の排気ファン２３及び２９を第１の排気ダクト２２の排気側端部２２ｂ及び第２の補助排気ダクト２８の排気側端部２８ｂ内に配置し、かつ、これら第１、第２の排気ファン２３及び２９の排気方向である矢印Ａ、Ｂ方向を投射レンズ１２の光軸Ｐ２と平行な基準線Ｐ４に対して外筐２の前方に向って左右両側方に広がるような左右対称形状の傾斜角度θ２に設定したものである。
【００４４】
この結果、第１、第２の排気ファン２３、２９によって第１、第２の排気口１５、１６から外筐２の前方に排気される第１、第２の排気熱風４１、４２を投射レンズ１２により投射面６１に投射される画像の投射光束６２に対して左右両側方である矢印Ａ、Ｂ方向に左右対称状に逃がすことができて、前述した基本の実施の形態と同様にこれら第１、第２の排気熱風４１、４２の一部が投射光束６２内に侵入して、投射面６１に投射される画像の揺らぎや歪み等の画質劣化が発生することを未然に防止することができる。
また、排気温度が電源部を構成しているセット用電源基板１３及び光源部用電源基板１４からの排気熱風４２より高温となる光源部１１ａからの排気熱風４１のみを第１の排気ファン２３の排気方向Ａに傾斜角度θ２だけ傾け、投射光束６２内に侵入させないようにしてもよい。
【００４５】
次に、図１１に示された液晶プロジェクター１の第２の変形例は、第１の排気口１５のみを示し、第２の排気口１６を省略しているが、耐熱合成樹脂等で成形された外筐２の前面で、第１、第２の排気口１５、１６内に導風手段である垂直状で平行な複数の第１、第２の導風板２４、３０を一体成形し、これら第１、第２の導風板２４、３０に投射レンズ１２の光軸Ｐ２と平行な基準線Ｐ４に対して外筐２の前方に向って左右両側方に広がるような左右対称形状の傾斜角度θ２を設定したものである。そして、この第２の変形例によれば、前述した基本の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００４６】
次に、図１２に示された液晶プロジェクター１の第３の変形例は、第１の排気口１５のみを示し、第２の排気口１６を省略しているが、耐熱合成樹脂で成形された前面グリル６６内に導風手段である垂直状で平行な複数の導風板６７を一体成形し、この前面グリル６６を外筐２の前面２ａの第１、第２の排気口１５、１６内に左右対称状に、かつ、脱着可能に装着させたものである。そして、これらの前面グリル６６内の導風板６７に投射レンズ１２の光軸Ｐ２と平行な基準線Ｐ４に対して外筐２の前方に向って左右両側方に広がるような左右対称形状の傾斜角度θ２を設定したものである。そして、この第３の変形例によれば、前述した第２の変形例と同様の効果を奏することができる。
【００４７】
次に、図１３に示された液晶プロジェクター１の第４の変形例は、第１の排気口１５のみを示し、第２の排気口１６を省略しているが、前述した第３の変形例で示した前面グリル６６の外周面に、球面の一部をカットした形の部分球面６８を形成し、外筐２の前面２ａの第１、第２の排気口１５、１６の内周面に形成された部分球面６９で前面グリル６６の外周の部分球面６８を摺動可能に支持することによって、導風板６７の傾斜角度を自在に調整できるようにした導風板６７の傾斜角度調整機構７０を示したものである。即ち、この場合は、前面グリル６６を部分球面６９の中心の周りに直交する２つの円周方向に自在に回転調整することが可能であり、この前面グリル６６の回転調整によって導風板６７の傾斜方向を全方向（３６０°）に自在に調整することができる。
【００４８】
次に、図１４に示された液晶プロジェクター１の第５の変形例は、導風板６７の傾斜角度調整機構７０の別の例を示したものであって、垂直状で平行な複数の導風板６７の一端を複数の支点ピン７１で回転自在に支持し、これらの導風板６７の他端側に１本の角度調整用リンク７２を複数の連結ピン７３によって相互に回転自在に連結し、そのリンク７２を長方向にスライド操作することによって複数の導風板６７を複数の支点ピン７１を中心に同時に回転させて、これら複数の導風板６７の傾斜角度を自在に調整できるようにしたものである。
【００４９】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変更が可能である。
【００５０】
【発明の効果】
以上のように構成された本発明の投射型表示装置は、外筐内の光源部や電源部等の互いに温度の異なる第１及び第２の内部熱源でそれぞれ発生する２箇所の熱を第１及び第２の排気ファンを有する第１及び第２の排気機構によってそれぞれ独立して排気することができるようにしたので、外筐内部の第１及び第２の内部熱源をそれぞれ個別に、しかも、互いに熱的な影響を受けることなく、それぞれ効率よく空冷することができて、外筐内部全体の空冷効率を著しく向上させることができる。そして、例えば、電源部を空冷する排気機構では、電源部に比べて高温な内部熱源となる光源部からの熱的な影響を受けることなく他の回路の電子部品を空冷することが可能となるので、電源部及び回路の電子部品が光源部からの高温の熱による悪影響を受けて、性能劣化や寿命短縮等を招くことを極力防止することができて、高性能、高耐久の投射型表示装置を実現することができる。
【００５１】
また、外筐のほぼ中央に投射レンズを配置し、第１及び第２の排気機構の第１及び第２の排気口を外筐の前面で投射レンズの左右両側に配置したので、投射型表示装置全体の重量バランスを取り易く、投射型表示装置を家屋の天井等に安定良く吊り下げることができる上に、第１及び第２の排気口から排気される熱風の排気方向を投射レンズによるスクリーン等の投射面への画像の投射方向と同じ方向に設定することができるので、高温の排気熱風が視聴者に直接飛散されて不快感を与えたり、第１及び第２の排気ファンの作動による風切音が視聴者の耳障りになり難く、使い勝手を著しく向上させることができる。また、特に、作業者が投射型表示装置を両手で頭上に掲げて家屋の天井へ取り付ける作業を行う際に、投射型表示装置の重量バランスを取り易い上に、投射型表示装置を両手で頭上に掲げた時に、投射レンズを自然に頭上位置に位置決めすることができるので、作業者の頭位置を目安にして、投射レンズを投射面の中央に容易に位置決めすることができて、天井への投射型表示装置の取付け作業を容易に行える。
【００５２】
また、第１及び第２の内部熱源と第１及び第２の排気口との間に第１及び第２の排気ダクトを備えたので第１及び第２の内部熱源が発生する熱を第１及び第２の排気ダクトを通じて第１及び第２の排気口から効率良く排出することができる。
【００５３】
また、第１及び第２の排気ダクトのうちの少なくとも一方のダクト壁を外筐の一部で兼用させたので、構造及び製造が簡単であり、部品点数及び組立て工数の削減によるコストダウンを図ることができる。
【００５４】
また、外筐の内部で、その外筐のほぼ中央部に配置された光学ユニットの両側に第１及び第２の排気ダクトを配置したので、投射型表示装置の重量バランスを取り易い。
【００５５】
また、外筐内部の第２の排気ダクトを外筐で兼用されるダクト壁に沿ってほぼＪ型又はほぼＬ型に形成したので、この第２の排気ダクト内の容積を大きくとることができて、この第２の排気ダクト内にセット用電源基板や光源部用電源基板等の複数の電源部を容易に配置し、かつ、これら複数の電源部を効率良く空冷することができる。
【００５６】
また、第１及び第２の排気ダクトへの吸気口を外筐に形成したので、これらの吸気口から第１及び第２の排気ダクト内へ外部冷却空気を吸気するようにして、第１及び第２の内部熱源を効率良く強制空冷することができる。
【００５７】
また、光学ユニットの画像合成部及び光源部へ強制吸気を行う吸気ファン及び吸気ダクトを外筐の底部に配置したので、この吸気機構による画像合成部及び光源部への強制吸気作用と第１の排気機構による強制排気作用との相乗効果によって、画像合成部及び光源部を効率良く強制空冷することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の投射型表示装置を液晶プロジェクターに適用した基本となる実施の形態を説明する一部切欠き平面図である。
【図２】 同上の液晶プロジェクターの上ケースを取り外した状態の平面図である。
【図３】 同上の液晶プロジェクターの正面図である。
【図４】 同上の液晶プロジェクターの上面図である。
【図５】 同上の液晶プロジェクターの下面図である。
【図６】 同上の液晶プロジェクターの図４でのＡ−Ａ矢視での断面図である。
【図７】 同上の液晶プロジェクターの吸気機構を展開して示した断面図である。
【図８】 同上の液晶プロジェクターの光学ユニットを説明する一部切欠き平面図である。
【図９】 同上の液晶プロジェクターの家屋の天井への取付け作業を説明する背面図である。
【図１０】 同上の液晶プロジェクターの実施の形態における第１の変形例を示した一部切欠き平面図である。
【図１１】 同上の液晶プロジェクターの実施の形態における第２の変形例を示した一部切欠き平面図である。
【図１２】 同上の液晶プロジェクターの実施の形態における第３の変形例の要部を示した一部切欠き平面図である。
【図１３】 同上の液晶プロジェクターの実施の形態における第４の変形例の要部を示した一部切欠き平面図である。
【図１４】 同上の液晶プロジェクターの実施の形態における第５の変形例の要部を示した一部切欠き平面図である。
【図１５】 従来の液晶プロジェクターを説明する一部切欠き平面図である。
【図１６】 従来の液晶プロジェクターの家屋の天井への取付け作業を説明する背面図である。
【符号の説明】
１は投射型表示装置である液晶プロジェクター、２は外筐、２ａは外筐の前面、３は下ケース、４は上ケース、４ｃ、４ｄは上ケースで兼用されたダクト壁、５はスタンド部兼用のアジャスタ、６はスタンド部、１１は光学ユニット、１１ａは第１の内部熱源である光学ユニットの光源部、１１ｂは第１の内部熱源である光学ユニットの画像合成部、１２は投射レンズ、１３及び１４は第２の内部熱源であると共に電源部であるセット用電源基板及び光源部用電源基板、１５及び１６は第１、第２の排気口、２１及び２６は第１、第２の排気機構、２２及び２７は第１、第２の排気ダクト、２３及び２９は第１、第２の排気ファン、３５は吸気機構、３２、３６は吸気口、３７は吸気ファン、３８は吸気ダクトである。
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶プロジェクター等に適用するのに最適な投射型表示装置であって、特に、家屋等の天井に吊り下げて使用するのに最適なものの技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、投射型表示装置の一例である液晶プロジェクターとして図１５及び図１６に示すものがある。この従来の液晶プロジェクター８１は、光学ユニット（図示せず）が内蔵された外筐８２の前面８２ａに投射レンズ８３と排気口８４とを左右に並べて配置及び形成し、光学ユニットにあって高温の熱を発生する内部熱源である光源部８５と排気口８４との間に排気ファン８６を有する排気ダクト８７を配置している。そして、投射レンズ８３によって画像をスクリーン等の投射面８８に投射すると同時に、排気ファン８６を作動させて、光源部８５で発生する高温の熱やその他の内部熱源である電源部（図示せず）等で発生する熱を１つの排気ファン８６によって排気ダクト８７を通して排気口８４から外筐８２の前方で、投射レンズ８３の光軸Ｐと平行な方向へ排気することにより、これらの光源部８５や電源部等の内部熱源をを空冷している。
【０００３】
この際、排気口８４を外筐８２の左右両側面や後面等に配置することも考えられる。しかし、投射レンズ８３によって投射面８８に投射される画像を視聴する視聴者は投射レンズ８３により投射面８８に投射される画像の投射光束８９外である液晶プロジェクター８１の前方以外の周囲に着席することが一般的であることから、光源部８５等で発生する高熱の排気熱風９０を外筐８２の前面８２ａに形成された排気口８４から投射レンズ８３の投射方向と同じ方向である外筐８２の前方へ排気するように構成すれば、その排気口８４から排気される高温の排気熱風９０が視聴者に直接飛散されて不快感を与えたり、排気ファン８６の作動による風切音が視聴者の耳障りになり難い点で最も好ましいものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の液晶プロジェクター８１のように、光源部８５や電源部等で発生する熱を１つの排気ファン８６を用いて１つの排気ダクト８７により１つの排気口８４から排気する方式では、光源部８５の熱は比較的効率良く排気できても、通常、光源部８５から離れた位置に配置されているセット用電源基板や光源部用電源基板等の電源部の熱については、１つの排気ファン８６の作動による外筐８２内部での空気の移動によって冷却されるだけであり、液晶プロジェクター８１内全体の冷却効率が悪かった。このため、従来は、電源部等で発生する熱によってその近傍のＩＣ等の電子部品が悪影響を受けて、性能劣化や寿命短縮等を招き易いと言う問題があった。
そして電源部を含めて電子部品を光源部８５の近くに配置する場合は、電源部に比べて高温となる光源部の熱によって電源部及び電子部品が悪影響を受け、さらに性能劣化や寿命短縮等を招き易くなる問題があった。
【０００５】
また、従来の液晶プロジェクター８１のように、外筐８２の前面８２ａに投射レンズ８３と排気口８４とを左右に並べて配置する構造では、外筐８２内の光学ユニット及び投射レンズ８３が外筐８２の左右幅方向のセンターに対して一側方にオフセットされてしまうために、液晶プロジェクター８１の左右幅方向の重量バランスがアンバランスになる。このため、図１６に示すように、この液晶プロジェクター８１を室内等の天井９３に吊下げ具９４によって吊り下げた時に、液晶プロジェクター８１の左右幅方向の傾きが生じ易かったり、その液晶プロジェクター８１を天井９３へ吊り下げるべく、作業者が液晶プロジェクター８１を両手で頭上に掲げて天井９３への取付け作業を行う際に、液晶プロジェクター８１の左右方向のバランスを取り難く、取付け作業が著しく阻害されたり、そのバランスを崩して転倒、落下等の事故すら招き易かった。また、液晶プロジェクター８１を室内等の天井９３に吊下げ具９４によって吊り下げる際に、一般的に、作業者が液晶プロジェクター８１を両手で頭上に掲げるようにして、投射レンズ８３を壁等にかけられたスクリーン等の投射面８８の中央位置に設定する作業を行うが、投射レンズ８３が外筐８２の一側方にオフセットされていると、作業者の頭位置から投射レンズ８３が一側方にずれた状態になることから、作業者の頭位置を目安にして、投射レンズ８３を投射面８８の中央に位置決めすることができず、作業性が非常に悪かった。
【０００６】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであって、外筐内部の複数の熱源で発生する熱を効率良く排気することができ、外筐の左右方向の重量バランスもとり易いようにした投射型表示装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明の投射型表示装置の請求項１は、外筺内のほぼ中央に配置された投射レンズの後部の光学ユニットカバー内にライトバルブを備えた光学ユニットが収容され、該光学ユニットカバーの後端で上記外筺の一方の側面の側へ偏倚された位置に配置された光源部カバー内に光源部が配置され、該光源部カバーの前面側に排気用開口部が形成され、シロッコファンにより吸気された冷却風を上記ライトバルブ及び上記光源部へ導く吸気ダクトが上記外筺内部の底部に配置され、上記外筺の前面の一方の端部側へ偏倚された位置に形成された第１の排気口に接続された第１の排気ダクトが該外筺の一方の側面の内側に沿って配置され、該第１の排気ダクトの吸気側端部内に配置された第１の排気ファンが前記光源部カバーの排気用開口部に近接されて第１の排気機構が構成され、
上記外筺の前面の他方の端部側へ偏倚された位置に形成された第２の排気口に接続された第２の排気ダクトが該外筺の他方の側面に沿って形成され、該第２の排気ダクト内に上記光源用電源部を含む電源部が配置され、該第２の排気ダクトの上記第２の排気口側に第２の排気ファンが配置されて第２の排気機構が構成されたものである。
また、本願発明の投射型表示装置の請求項１に従属する請求項２は、上記第２の排気機構の上記第２の排気ダクトが上記外筺の側面と、上記光学ユニットカバーの側面及び上記光学ユニットカバーの側面とから上記外筺の前面側との間に配置された絶縁板とによって構成されているものである。
また、本願発明の投射型表示装置の請求項２に従属する請求項３は、上記第２の排気機構における上記第２の排気ダクトをほぼＪ型に形成することにより、上記外筺が扁平な箱型で、左右両側面が後方にかけて緩やかな連続曲面によって左右対称形状のほぼＵ型に形成されているものである。
【０００８】
上記のように構成された本発明の投射型表示装置の請求項１は、第１の排気機構が、光源部カバーが光学ユニットカバーに対して外筺の一方の側面の側へ偏倚され、更に、その光源部カバーの前面側に排気用開口部が形成されていて、シロッコファンにより吸気された冷却風を吸気ダクトによって光学ユニットカバー内のライトバルブ及び光源部カバー内の光源部へ吸気すると共に、光源部カバーの前面側の排気用開口部に近接された第１の排気ファンによって光源部の熱を第１の排気ダクトを介して外筺の前面の一方の端部側へ偏倚された第１の排気口から外筺の外部へ効率よく強制排気するように構成されている。第２の排気機構が、外筺の前面の他方の端部側へ偏倚された第２の排気口に接続され、内部に光源用電源部を含む電源部が配置された第２の排気ダクトを該外筺の他方の側面に沿って形成し、第２の排気ダクトの第２の排気口側に配置された第２の排気ファンによって光源用電源部を含む電源部を効率よく強制排気するように構成されている。
この際、第１の排気機構の光源部カバーが光学ユニットカバーに対して外筺の一方の側面の側へ偏倚され、更に、その光源部カバーの前面側に排気用開口部が形成されていることによって、高温となる光源部からの排気熱が第２の排気ダクト内の光源用電源部を含む電源部の排気に熱的な影響を及ぼし難く、光源用電源部を含む電源部の熱を第２の排気ファンによって第２の排気ダクトを通して、かつ、光源部に対して独立して効率よく排気することができ、光源用電源部を含む電源部が光源部からの高温の熱による悪影響を受けて、性能劣化や寿命短縮を招き難いと言う相乗効果がある。また、第１の排気機構と、第２の排気機構が投射レンズの両側に配置されているので、投射型表示装置の薄型化が可能である。
また、本願発明の投射型表示装置の請求項２は、第２の排気機構の第２の排気ダクトが外筺の側面と、光学ユニットカバーの側面及び光学ユニットカバーの側面と外筺の前面側との間に配置された絶縁板とによって構成されていので、部品の共通化によるコストダウン及び省スペース化による小型化が可能である。
また、本願発明の投射型表示装置の請求項３は、第２の排気ダクトをほぼＪ型に形成することにより、外筺が扁平な箱型で、左右両側面が後方にかけて緩やかな連続曲面によって左右対称形状のほぼＵ型に形成することができた、扁平で、流麗なデザインの投射型表示装置を提供することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の投射型表示装置を液晶プロジェクターに適用した実施の形態を図１から図１３を参照して説明する。
まず、図１から図９によって、液晶プロジェクター１の基本となる実施の形態を説明する。外筐２は耐熱合成樹脂等によって成形された下ケース３と上ケース４とによって扁平な箱型に構成されていて、上ケース４が下ケース３の上部にネジ止め等にて脱着可能に結合されている。そして、この外筐２の前面２ａは緩やかな円弧状に湾曲されていて、この外筐２の左右両側面２ｂ、２ｃから後面２ｄにかけては緩やかな連続曲面によって左右対称形状のほぼＵ型に湾曲されている。そして、この外筐２の底面２ｅの前面２ａ側に、偏位された位置には左右一対のアジャスタ５が取り付けられていて、その底面２ｅの後面２ｄ側に偏位された位置のほぼ中央部には下ケース３に一体成形された１つのスタンド部６が配置されている。従って、この液晶プロジェクター１をテーブル上等に載置する際には、これら左右一対のアジャスタ５の高さを調整し、アジャスタ５とスタンド部６とによる３点支持によって水平に保つことができるように構成されている。また、この液晶プロジェクター１を天井に吊り下げる際には、下ケース３の４箇所に設けられたネジ穴７を介して天井に設置された図示せぬ天吊り金具にボルト等で取り付けられる。
【００１０】
次に、外筐２の内部で、その外筐２の左右方向のセンターＰ１上に光学ユニット１１が水平に配置されていて、この光学ユニット１１は下ケース３上の所定高さ位置にネジ止めされている。そして、光学ユニット１１の後述する画像合成部１１ｂの前端に接続されている投射レンズ１２の光軸Ｐ２がその外筐２のセンターＰ１とほぼ同心状に配置されていて、その投射レンズ１２は外筐２の前面２ａの前方に突出された状態で、下ケース３上にネジ止めされている。そして、後述する画像の投射中において最も高温の熱を発生する第１の内部熱源である光学ユニット１１の光源部１１ａが外筐２内で、光学ユニット１１の後端部の一方の側面２ｂ側に偏倚された位置に配置されていて、この光源部１１ａも下ケース３上にネジ止めされている。
【００１１】
また、後述する画像の投射中において低温の熱を発生する第２の内部熱源であって、液晶プロジェクター１を駆動するための電力を供給する電源部を構成しているセット用電源基板１３と光源部用電源基板１４が存在している。セット用電源基板１３は、プロジェクター１の制御回路や信号処理回路、液晶パネル駆動回路等の一般的表示装置に必要な回路を駆動させるための電源回路基板である。また、光源部用電源基板１４は、光源部を点灯し発光させるための電源回路基板である。そして、セット用電源基板１３が外筐２内で、光学ユニット１１の他方の側面２ｃ側に水平に配置されていて、光源部用電源基板１４が外筐２内で、光学ユニット１１の後側部側である後面２ｄ側に水平に配置されている。なお、これらセット用電源基板１３及び光源部用電源基板１４も下ケース３上の所定高さ位置に水平にネジ止めされている。
【００１２】
そして、外筐２の緩やかな円弧状の前面２ａの左右両側位置で、投射レンズ１２を中心とする左右対称位置には第１、第２の排気口１５、１６が左右対称状に形成されている。そして、これら第１、第２の排気口１５、１６は緩やかな円弧状の前面２ａに沿って左右対称状に形成されていることから、これら第１、第２の排気口１５、１６には、投射レンズ１２の光軸Ｐ２に対して直角な基準面Ｐ３に対して左右両側方への左右対称状の開き角度θ１が設定されている。なお、これら第１、第２の排気口１５、１６にはパンチングメタルや網状部材等の多孔板で構成された前面グリル１７が取り付けられている。また、外筐２の前面２ａで、投射レンズ１２及び第１、第２の排気口１５、１６の下部相当位置には多数のコネクター類１８等が設けられている。
【００１３】
そして、外筐２内には第１の内部熱源である光学ユニット１１の光源部１１ａが発生する高温の熱を第１の排気口１５から外筐２外へ排気するための第１の排気機構２１と、第２の内部熱源であるセット用電源基板１３及び光源部用電源基板１４部分で発生する低温の熱を第２の排気口１６から外筐２外へ排気する第２の排気機構２６とが設けられている。
【００１４】
そして、第１の排気機構２１は、光学ユニット１１の一側部である一方の側面２ｂ（図４）側の内部に配置されていて、光源部１１ａと第１の排気口１５との間に接続された耐熱合成樹脂等によって成形された角筒型や円筒型の第１の排気ダクト２２と、その第１の排気ダクト２２内の光源部１１ａ側に近接された吸気側端部２２ａ内に配置された大出力用の排気ファンである第１の排気ファン２３と、その第１の排気ダクト２２内の第１の排気口１５側に近接された排気側端部２２ｂ内に一体成形された導風手段である垂直状で平行な複数の第１の導風板２４とによってこの第１の排気機構２１が構成されている。なお、第１の排気ファン２３が第１の排気ダクト２２内にネジ止めされて、その第１の排気ダクト２２が下ケース３上にネジ止めされている。
【００１５】
また、第２の排気機構２６は光学ユニット１１の他方の側面２ｃ（図６）の内部に配置されていて、図１に斜線で示すように、光学ユニット１１の他側部及び後側部にかけて外筐２の他方の側面２ｃ及び後面２ｄの内側に沿ってほぼＪ型又はほぼＬ型に湾曲されて長く形成された異径筒型の第２の排気ダクト２７と、その第２の排気ダクト２７と第２の排気口１６との間に配置された角筒型や円筒型の第２の補助排気ダクト２８と、その第２の補助排気ダクト２８内の第２の排気ダクト２７側に近接された吸気側端部２８ａ内に配置された小型の第２の排気ファン２９と、その第２の補助排気ダクト２８内の第２の排気口１６側に近接された排気側端部２８ｂ内に一体成形された垂直状で平行な複数の第２の導風板３０とによってこの第２の排気機構２６が構成されている。
【００１６】
そして、この第２の排気機構２６におけるほぼＪ型に湾曲された第２の排気ダクト２７の底面部がセット用電源基板１３と光源部用電源基板１４とによって構成され、外側側面部及び外側後面部が上ケース４で兼用されたダクト壁４ｃ、４ｄで構成され、内側後面部が光学ユニット１１の後面部１１ｄで構成され、内側側面部が絶縁板３１で構成されている。なお、絶縁板３１はセット用電源基板１４とネジによる共締め等によって下ケース３上に取り付けられていて、この絶縁板３１はセット用電源基板１４の上部にほぼＬ型に立ち上げられている。そして、この絶縁板３１の、セット用電源基板１４から上方に垂直状に立ち上げられた垂直部３１ａによって光学ユニット１１の側面部から前面部にかけて存在する歪形状部１１ｃ部分を上ケース４のダクト壁４ｃとほぼ平行状に覆っていて、その垂直部３１ａから外側へ水平状に折り曲げられた水平部３１ｂが第２の排気ダクト２７の上部位置に配置されている（図１、図６）。そして、下ケース３の底部で第２の排気ダクト２７の底部相当位置の複数箇所には多数の平行状スリットで形成された複数の吸気口３２が形成されている。
【００１７】
そして、この第２の排気ダクト２７のように、上ケース４で兼用されたダクト壁４ｃ、４ｄと、光学ユニット１１の後面部１１ｄ及び絶縁板３１によって剪断面形状が異径で、緩やかなほぼＪ型に湾曲された長い排気用空洞部を構成すれば、外筐２の内部に大面積で、かつ、空気の流通性に優れた排気用空洞部を容易に形成できる。従って、この第２の排気ダクト２７内にセット用電源基板１３や光源部用電源基板１４等の大型の発熱部品を容易に収容して効率的に空冷することができる上に、部品点数及び組立工数の削減によるコストダウンにも有効である。
【００１８】
そして、第１、第２の排気機構２１、２６における垂直状で平行な複数の第１、第２の導風板２４、３０が後述する排気熱風を後述する投射光束内に侵入させないように、これらの排気熱風をその投射光束の左右両側方へ導風する導風手段に構成されていて、これら垂直状で平行な複数の第１、第２の導風板２４、３０には投射レンズ１２の光軸Ｐ２と平行な基準線Ｐ４に対して外筐２の前方に向って左右両側方に広がる左右対称形状の傾斜角度θ２が設定されている。
【００１９】
次に、外筐２の底面２ｅの内部で光学ユニット１１の下部位置には吸気機構３５が水平状に組み込まれていて、下ケース３の底部に形成された複数の平行状スリットで形成された吸気口３６と、シロッコファン等の吸気ファン３７と吸気ダクト３８とによってこの吸気機構３５が構成されている。そして、吸気ダクト３８には後述する光学ユニット１１の画像合成部１１ｂに下方から冷却空気を送り込む３つの送込み口３９と、光源部１１ａに下から冷却空気を送り込む１つの送込み口４０とが設けられている。
【００２０】
次に、図８によって光学ユニット１１について説明すると、まず、この光学ユニット１１の光源部１１ａは光源部カバー４５内に収められたリフレクタである反射鏡４６と、その反射鏡４６内の中心に組み込まれた光源である高圧水銀ランプ等の放電ランプ４７とを備えている。そして、光源部カバー４５の前側に開口された排気用開口部４５ａに第１の排気機構２１における第１の排気ダクト２２の吸気側端部２２ａ及び第１の排気ファン２３が臨まれている。次に、光学ユニット１１の画像合成部１１ｂは光学ユニットカバー４９内の前端部に配置されていて、この画像合成部１１ｂは投射レンズ１２の光軸Ｐ２の延長線上にある光軸Ｐ１１上に配置された色合成手段（画像合成手段）である正方形状のクロスプリズム５０と、そのクロスプリズム５０の投射レンズ１２側を除く３面に平行状に近接されて配置された空間変調素子である３枚の液晶パネル５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂ等によって構成されている。そして、各液晶パネル５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂは、その入射面と出射面とにそれぞれ入射側偏光板５２ａと出射側偏光板５２ｂが配置され、印加された信号に基づき入射した光を変調して出射するライトバルブを構成している。
【００２１】
そして、光学ユニットカバー４９の内部において、光源部１１ａからの出射される白色光の光軸Ｐ１２は光軸Ｐ１１に対して直角状に配置されていて、この光軸Ｐ１２上に各液晶パネル５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂの面を照射する光を均一化する手段である第１、第２マルチレンズアレイ５３ａ、５３ｂが配置され、更に、光源部１１ａからの光を所定の偏光方向の光に変換する偏光変換手段であるＰＳコンバータ５４と、集光レンズ５５が配置されている。そして、その光源部１１ａから出射される白色光が光軸Ｐ１２上に４５°に傾斜されて配置されたミラー５６ａで９０°に反射されて投射レンズ１２の光軸Ｐ１２と平行となった光軸Ｐ１３上にＢ透過用で、Ｇ、Ｒ反射用の第１ダイクロイックミラー５７ａと、ミラー５６ｂがそれぞれ４５°に傾斜されて配置されている。そして、第１ダイクロイックミラー５７ａで光軸Ｐ１３に対して９０°に反射された光軸Ｐ１４上にＲ透過用で、Ｇ反射用の第２ダイクロイックミラー５７ｂと、リレーレンズ５８ａと、Ｒ反射用のミラー５６ｃが配置されている。そして、ダイクロイックミラー５７ｂは光軸Ｐ１１と光軸Ｐ１４の交点で、これらの光軸Ｐ１１とＰ１４に対して共に４５°に傾斜されている。
【００２２】
そして、ミラー５６ｃは光軸Ｐ１４に対して４５°に傾斜されていて、そのミラー５６ｃで９０°に反射された光軸Ｐ１５上にリレーレンズ５８ｂとＲ反射用のミラー５６ｄが配置されている。そして、２つのミラー５６ｂと５６ｄでそれぞれ９０°に反射されてクロスプリズム５０の左右両側に互いに反対側から入射される光軸Ｐ１６とＰ１７上に２つの液晶パネル５１Ｒと５１Ｂが配置され、ダイクロイックミラー５７ｂで９０°に反射されてクロスプリズム５０に入射される光軸Ｐ１１に１つの液晶パネル５１Ｇが配置されている。そして、これら３つの光軸Ｐ１１、Ｐ１６、Ｐ１７上の液晶パネル５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂのそれぞれクロスプリズム５０とは反対側の位置に集光レンズ５９ａ、５９ｂ、５９ｃが配置されている。なお、画像合成部１１ｂのクロスプリズム５０と３枚の液晶パネル５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂとの間と、これら３枚の液晶パネル５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂと３枚の集光レンズ５９ａ、５９ｂ、５９ｃとの間には空冷用隙間６０が垂直状に形成されている。
【００２３】
そして、図１、図５及び図７に示すように、吸気機構３５の吸気ダクト３８の上部に液晶パネル５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂに対応して３つの送込み口３９がコ字状に形成され、その吸気ダクト３８の先端の上部には１つの送込み口４０が形成されている。そして、光学ユニット１１の光学ユニットカバー４９の底部４９ａ及び上部４９ｂで、前述したクロスプリズム５０の周囲３面の３枚の液晶パネル５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂの両側に形成されている垂直状の空冷用隙間６０の上下方向位置に３つの底部開口部４９ｃ及び上部開口部４９ｄがコ字状に配置されて形成されている。そして、吸気ダクト３８に形成された３つの第２送込み口３９が３つの底部開口部４９ｃの下部に対向されている。また、吸気ダクト３８の先端の上部に形成されている送込み口４０は光学ユニットカバー４９の底部４９ａに形成された底部開口部４９ｅを通して光源部カバー４５の吸気開口部４５ｂの下部に接続されている。
【００２４】
この光学ユニット１１は以上のように構成されていて、光源部１１ａの放電ランプ４７の点灯によって発光された白色光が反射鏡４６で反射されてほぼ平行光となり、この白色光が光軸Ｐ１２に沿って出射される。そして、この白色光が多数のレンズで構成されている第１、第２マルチレンズアレイ５３ａ、５３ｂによって輝度むらのない均一の白色光に形成される。即ち、白色光のほぼ平行光が第１マルチレンズアレイ５３ａの多数のレンズによって多数の光束に分割された後、その多数の光束が第２マルチレンズアレイ５３ｂの対応する多数のレンズのほぼ中心に集光され、その集光された多数の光がＰＳコンバータ５４を透過して偏光変換されると共に、集光レンズ５５で液晶パネル面に対応する領域を照射するように集光することによって輝度むらのない均一の白色光が形成される。そして、その輝度むらのない均一の白色光が光軸Ｐ１１、Ｐ１３、Ｐ１４、Ｐ１５、Ｐ１６、Ｐ１７を経由して後述する３枚の液晶パネル５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂの全面にほぼ均一に入射、照明されることになる。
【００２５】
この際、その白色光がミラー５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄ及びダイクロイックミラー５７ａ、５７ｂで構成された色分離手段を反射及び／又は透過することによって波長帯域が赤色光であるＲと、緑色光であるＧと、青色光であるＢとの３色の光に分割される（以下、赤色光、緑色光、青色光を単にＲ、Ｇ、Ｂと記載する）。まず白色光は、ミラー５６ａによって反射されて光軸Ｐ１２から光軸Ｐ１３へ進行方向を９０°に変えた後、第１ダイクロイックミラー５７ａに入射される。そして、この第１ダイクロイックミラー５７ａはＲとＧを反射して光軸Ｐ１４へ９０°進行方向を変える一方、Ｂを透過する。そして、この第１ダイクロイックミラー５７ａで反射されたＲ、Ｇが第２ダイクロイックミラー５７ｂに入射され、この第２ダイクロイックミラー５７ｂはＲを透過し、Ｇを反射して光軸Ｐ２へ９０°進行方向を変える。
【００２６】
そして、第２ダイクロイックミラー５７ｂを透過したＲは、光軸Ｐ１４上でリレーレンズ５８ａを透過し、ミラー５６ｃで反射されて９０°進行方向が変化し、光軸Ｐ１５上のリレーレンズ５８ｂを透過した後、ミラー５６ｄで反射されて９０°進行方向が変化して光軸Ｐ１６上の集光レンズ５９ａを介して液晶パネル５１Ｒの入射面に入射する。
【００２７】
また、第２ダイクロイックミラー５７ｂで反射され９０°進行方向を変えたＧは、光軸Ｐ１１上の集光レンズ５９ｂを介して液晶パネル５１Ｇの入射面に入射する。また、ミラー５６ｂによって反射され９０°進行方向を変えたＢが光軸Ｐ１７上の集光レンズ５９ｃを介して液晶パネル５１Ｂの入射面に入射する。
【００２８】
この際、Ｒ、Ｇ、Ｂの３つの光は３枚の液晶パネル５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂのそれぞれ入射側偏光板５２ａで偏光方向が揃えられ、これら３枚の液晶パネル５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂに入射する。そして、３枚の液晶パネル５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂは各波長帯域に対応して印加された映像信号により変調され、光の偏光面が回転する。偏光面が回転したＲ、Ｇ、Ｂの３つの光について、これら３枚の液晶パネル５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂのそれぞれ出射側偏光板５２ｂにより所定の偏光成分を透過させることにより映像光が得られ、これらＲ、Ｇ、Ｂの３つの映像光がクロスプリズム５０の３面に３つの光軸Ｐ１１、Ｐ１６、Ｐ１７から入射される。
【００２９】
そして、クロスプリズム５０がＲとＢの映像光を直交する２つの反射面５０ａ、５０ｂで９０°に反射すると共に、Ｇの映像光をその２つの反射面５０ａ、５０ｂで透過させるようにして、このクロスプリズム５０によってＲ、Ｇ、Ｂの３つの映像光が合成される。そして、その合成されたＲ、Ｇ、Ｂの３つの映像光が投射レンズ１２によってスクリーン等の投射面６１に投射されて、フルカラーの画像（映像）がその投射面６１に映し出されることになる。
【００３０】
ところで、この光学ユニット１１による投射面６１への画像の投射中においては、放電ランプ４７が発生する熱によって光源部１１ａ部分が最も高い温度に加熱される。また、光学ユニット１１の画像合成部１１ｂにおけるクロスプリズム５０の周囲３面に配置されている３枚の液晶パネル５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂと、これらの両面である入射面と出射面にそれぞれ配置されている入射側偏光板５２ａや出射側偏光板５２ｂが、入射光の不要な偏光成分の光の吸収や映像信号の印加により偏光面が回転した光の吸収に伴う熱によって加熱されることから、この画像合成部１１ｂ全体の温度も上昇する。更には、セット用電源基板１３及び光源部用電源基板１４上にはコンデンサやＩＣ等の発熱部品がマウントされていることから、これらセット用電源基板１３及び光源部用電源基板１４上においても熱が発生する。
【００３１】
そこで、この液晶プロジェクター１では、画像の投射中において、光学ユニット１１の光源部１１ａ及び画像合成部１１ｂと、セット用電源基板１３及び光源部用電源基板１４等の第１、第２の内部熱源で発生する熱を第１の排気機構２１及び吸気機構３５と、第２の排気機構２６とによって効率良く強制空冷することができるように構成されている。
【００３２】
ここで、図１から図８によって、光学ユニット１１の光源部１１ａと画像合成部１１ｂの強制空冷動作を説明すると、まず、図７に示される吸気機構３５の吸気ファン３７を作動させて、外筐２の底面２ｅの吸気口３６から外部冷却空気を吸気ダクト３８内に吸入して、その外部冷却空気の一部を吸気ダクト３８の基端側の３つの送込み口３９から光学ユニット１１の画像合成部１１ｂの下部に３つの底部開口部４９ｃを通して上方に向けて垂直状に送り込み、その冷却空気を図７及び図８に示されたクロスプリズム５０の周囲３面の３枚の液晶パネル５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂの両側の空冷用隙間６０内に下方から上方に向けて垂直状に送り込んで、これらのクロスプリズム５０の周囲と液晶パネル５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂの周囲で、特に、それぞれの入射側偏光板５２ａ及び入射側偏光板５２ｂ部分を強制空冷する。そして、これと共に、吸気ダクト３８内に吸気した外部冷却空気の他の一部を送込み口４０から光学ユニット１１の光源部１１ａにおける光源部カバー４５内に底部開口部４９ｅ及び吸気用開口部４５ｂを通して送り込む。
【００３３】
そして、これと同時に、第１の排気機構２１の第１の排気ファン２３を作動させて、光源部１１ａにおける光源部カバー４５の排気用開口部４５ａからその光源部カバー４５内の高温の熱風を第１の排気ダクト２２の吸気側端部２２ａ内に強制吸気すると共に、その光源部カバー４５の外周部分の熱風もその第１の排気ダクト２２の吸気側端部２２ａ内に強制吸気する。そして、その第１の排気ダクト２２内に強制吸気した第１の排気熱風４１を第１の排気ダクト２２内を通して外筐２の前面２ａの第１の排気口１５から外部へ強制排気する。
【００３４】
この結果、光源部１１ａにおいては、吸気機構３５による外部空気の強制吸気作用と、第１の排気機構２１による強制排気作用とが相乗して行われることになり、この光源部１１ｂを効率良く強制空冷することができる。なお、この時、吸気機構３５の吸気ファン３７によって吸気ダクト３８内に吸気されて、３つの送込み口３９から３つの底部開口部４９ｃを通して光学ユニットカバー４９内のクロスプリズム５０の周囲３箇所の垂直状の空冷用隙間６０内に下方から送り込まれた外部冷却空気の一部によってクロスプリズム５０及び３枚の液晶パネル５１Ｒ、５１Ｇ、５１Ｂの両側面の入射側偏光板５２ａ及び入射側偏光板５２ｂも効果的に空冷される。なお、空冷用隙間６０内に下方から送り込まれた外部空気の一部は第１の排気機構２１の第１の排気ファン２３による吸引作用によって光学ユニットカバー４９内の光源部カバー４５へ吸引されたり、３つの上部開口部４９ｄから光学ユニットカバー４９外へ出た後に光源部カバー４５の外周部分に吸引されて第１の排気ダクト２２により排気口１５から排気される。
【００３５】
次に、図１から図８によって、セット用電源基板１３及び光源部用電源基板１４の強制空冷動作を説明すると、第２の排気機構２６の第２の排気ファン２９を作動させると、外筐の底面２ｅの複数の吸気口３２から外部冷却空気を第２の排気ダクト２７内に吸入し、その第２の排気ダクト２７内のセット用電源基板１３や光源部用電源基板１４部分で発生している熱である第２の排気熱風４２を第２の補助排気ダクト２８を通して外筐２の前面２ａの第２の排気口１６から外部へ強制排気する。この際、この第２の排気ダクト２７は前述したように空気の流動性が良いことから、熱風の排気効率が良く、セット用電源基板１３や光源部用電源基板１４等の大型の発熱部品を効率良く強制空冷することができる。
【００３６】
次に、第１、第２の排気機構２１、２６における導風手段を構成しているそれぞれ複数の第１、第２の導風板２４、３０による排気熱風の導風作用について説明する。
【００３７】
図１に示されているように、この液晶プロジェクター１は、第１の内部熱源である光源部１１ａで発生する高温の熱である第１の排気熱風４１と、第２の内部熱源であるセット用電源基板１３及び光源部用電源基板１４で発生する熱である第２の排気熱風４２を第１、第２の排気機構２１、２６における第１、第２の排気ファン２３、２９によって外筐２の前面２ａの第１、第２の排気口１５、１６から投射レンズ１２による画像の投射方向と同じ方向である外筐２の前方側へ排気している。
【００３８】
この際、第１、第２の排気口１５、１６から外筐２の前方へ排出される第１、第２の排気熱風４１、４２の排気方向が投射レンズ１２の光軸Ｐ２と平行な方向である場合には、特に、投射レンズ１２に焦点距離が短い短焦点レンズが使用されて、その投射レンズ１２によってスクリーン等の投射面６１に投射される画像の投射光束６２の投射角度（画角）θが大きい場合においては、その投射光束６２内の一部に第１、第２の排気熱風４１、４２の一部が侵入して、その侵入部において投射光束６２内の空気の屈折率が局部的に変化してしまう空気密度の不均一領域が発生する。この結果、その空気密度の不均一領域内を通して投射面６１に投射される画像の一部に画像の揺らぎや歪み等を発生させる陽炎現象による画質劣化が発生してしまう。
【００３９】
そこで、液晶プロジェクター１では、図１に示されているように、第１、第２の排気機構２１、２６のそれぞれ垂直状で平行な複数の第１、第２の導風板２４、３０に、投射レンズ１２の光軸Ｐ２と平行な基準線Ｐ４に対して外筐２の前方に向って左右両側方に広がるような左右対称形状の傾斜角度θ２を設定し、その上、第１、第２の排気口１５、１６にも、投射レンズ１２の光軸Ｐ２に対して直角な基準面Ｐ３に対して左右両側方への左右対称状の開き角度θ１を設定している。
【００４０】
この結果、第１、第２の排気口１５、１６から外筐２の前方へ排気される第１、第２の排気熱風４１、４２を投射レンズ１２により投射面６１に投射される画像の投射光束６２に対して左右両側方である矢印Ａ、Ｂ方向に投射光束６２の外側の領域へと逃がすことができる。従って、これら第１、第２の排気口１５、１６から外筐２の前方へ排気される第１、第２の排気熱風４１、４２の一部が投射レンズ１２の投射光束６２内に侵入したために、投射面６１に投射される画像の一部に陽炎現象による画像の揺らぎや歪み等の画質劣化が発生することを未然に防止して、投射面６１に常に良質の画像を投射することができる。
【００４１】
次に、図９によって、液晶プロジェクター１の家屋の天井６４への吊り下げ作用について説明する。前述したように、この液晶プロジェクター１は、投射レンズ１２の光軸Ｐ２を外筐２の左右方向のセンターＰ１上に配置し、第１、第２の排気口１５、１６及び第１、第２の排気機構２１、２６を外筐２のセンターＰ１の左右両側位置に左右ほぼ対称状に配置したことにより、更にまた、投射型表示装置全体の中で重量的に大きな割合を占める投射レンズ及び色分離・合成を行う光学ユニットが中央部に位置する構造となるので、この液晶プロジェクター１の左右幅方向における重量のバランスを取り易い。従って、作業者が液晶プロジェクター１を上下逆向きにして両手で頭上に掲げるようにして、図示せぬ天吊り金具によってこの液晶プロジェクター１を天井６４に吊り下げた時に、液晶プロジェクター１に左右方向の傾きが生じ難い。また、その液晶プロジェクター１を天井６４に吊り下げるべく、作業者が液晶プロジェクター１を両手で頭上に掲げて天井６４への取付り作業を行う際に、液晶プロジェクター１の左右方向の重量バランスを取り難いことから、バランスを崩して転倒、落下等の事故を未然に防止して、その天井６４への液晶プロジェクター１の吊下げ作業を安全に行える。
【００４２】
しかも、液晶プロジェクター１を天井６４に吊り下げるべく、作業者がその液晶プロジェクター１を両手で頭上に掲げた時に、投射レンズ１２を作業者の頭上に容易に位置決めすることができるので、その作業者の頭位置を目安にして、投射レンズ１２を壁等にかけられたスクリーン等の投射面６１の中央に位置決めすることができて、天井６４への液晶プロジェクター１の吊り作業の作業性を飛躍的に向上することができる。
【００４３】
次に、図１０から図１４によって、この液晶プロジェクター１の実施の形態等の変形例について順次説明する。まず、図１０に示された液晶プロジェクター１の第１の変形例は、第１、第２の排気機構２１、２６の導風手段である第１、第２の排気ファン２３及び２９を第１の排気ダクト２２の排気側端部２２ｂ及び第２の補助排気ダクト２８の排気側端部２８ｂ内に配置し、かつ、これら第１、第２の排気ファン２３及び２９の排気方向である矢印Ａ、Ｂ方向を投射レンズ１２の光軸Ｐ２と平行な基準線Ｐ４に対して外筐２の前方に向って左右両側方に広がるような左右対称形状の傾斜角度θ２に設定したものである。
【００４４】
この結果、第１、第２の排気ファン２３、２９によって第１、第２の排気口１５、１６から外筐２の前方に排気される第１、第２の排気熱風４１、４２を投射レンズ１２により投射面６１に投射される画像の投射光束６２に対して左右両側方である矢印Ａ、Ｂ方向に左右対称状に逃がすことができて、前述した基本の実施の形態と同様にこれら第１、第２の排気熱風４１、４２の一部が投射光束６２内に侵入して、投射面６１に投射される画像の揺らぎや歪み等の画質劣化が発生することを未然に防止することができる。
また、排気温度が電源部を構成しているセット用電源基板１３及び光源部用電源基板１４からの排気熱風４２より高温となる光源部１１ａからの排気熱風４１のみを第１の排気ファン２３の排気方向Ａに傾斜角度θ２だけ傾け、投射光束６２内に侵入させないようにしてもよい。
【００４５】
次に、図１１に示された液晶プロジェクター１の第２の変形例は、第１の排気口１５のみを示し、第２の排気口１６を省略しているが、耐熱合成樹脂等で成形された外筐２の前面で、第１、第２の排気口１５、１６内に導風手段である垂直状で平行な複数の第１、第２の導風板２４、３０を一体成形し、これら第１、第２の導風板２４、３０に投射レンズ１２の光軸Ｐ２と平行な基準線Ｐ４に対して外筐２の前方に向って左右両側方に広がるような左右対称形状の傾斜角度θ２を設定したものである。そして、この第２の変形例によれば、前述した基本の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００４６】
次に、図１２に示された液晶プロジェクター１の第３の変形例は、第１の排気口１５のみを示し、第２の排気口１６を省略しているが、耐熱合成樹脂で成形された前面グリル６６内に導風手段である垂直状で平行な複数の導風板６７を一体成形し、この前面グリル６６を外筐２の前面２ａの第１、第２の排気口１５、１６内に左右対称状に、かつ、脱着可能に装着させたものである。そして、これらの前面グリル６６内の導風板６７に投射レンズ１２の光軸Ｐ２と平行な基準線Ｐ４に対して外筐２の前方に向って左右両側方に広がるような左右対称形状の傾斜角度θ２を設定したものである。そして、この第３の変形例によれば、前述した第２の変形例と同様の効果を奏することができる。
【００４７】
次に、図１３に示された液晶プロジェクター１の第４の変形例は、第１の排気口１５のみを示し、第２の排気口１６を省略しているが、前述した第３の変形例で示した前面グリル６６の外周面に、球面の一部をカットした形の部分球面６８を形成し、外筐２の前面２ａの第１、第２の排気口１５、１６の内周面に形成された部分球面６９で前面グリル６６の外周の部分球面６８を摺動可能に支持することによって、導風板６７の傾斜角度を自在に調整できるようにした導風板６７の傾斜角度調整機構７０を示したものである。即ち、この場合は、前面グリル６６を部分球面６９の中心の周りに直交する２つの円周方向に自在に回転調整することが可能であり、この前面グリル６６の回転調整によって導風板６７の傾斜方向を全方向（３６０°）に自在に調整することができる。
【００４８】
次に、図１４に示された液晶プロジェクター１の第５の変形例は、導風板６７の傾斜角度調整機構７０の別の例を示したものであって、垂直状で平行な複数の導風板６７の一端を複数の支点ピン７１で回転自在に支持し、これらの導風板６７の他端側に１本の角度調整用リンク７２を複数の連結ピン７３によって相互に回転自在に連結し、そのリンク７２を長方向にスライド操作することによって複数の導風板６７を複数の支点ピン７１を中心に同時に回転させて、これら複数の導風板６７の傾斜角度を自在に調整できるようにしたものである。
【００４９】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変更が可能である。
【００５０】
【発明の効果】
以上のように構成された本発明の投射型表示装置は、外筐内の光源部や電源部等の互いに温度の異なる第１及び第２の内部熱源でそれぞれ発生する２箇所の熱を第１及び第２の排気ファンを有する第１及び第２の排気機構によってそれぞれ独立して排気することができるようにしたので、外筐内部の第１及び第２の内部熱源をそれぞれ個別に、しかも、互いに熱的な影響を受けることなく、それぞれ効率よく空冷することができて、外筐内部全体の空冷効率を著しく向上させることができる。そして、例えば、電源部を空冷する排気機構では、電源部に比べて高温な内部熱源となる光源部からの熱的な影響を受けることなく他の回路の電子部品を空冷することが可能となるので、電源部及び回路の電子部品が光源部からの高温の熱による悪影響を受けて、性能劣化や寿命短縮等を招くことを極力防止することができて、高性能、高耐久の投射型表示装置を実現することができる。
【００５１】
また、外筐のほぼ中央に投射レンズを配置し、第１及び第２の排気機構の第１及び第２の排気口を外筐の前面で投射レンズの左右両側に配置したので、投射型表示装置全体の重量バランスを取り易く、投射型表示装置を家屋の天井等に安定良く吊り下げることができる上に、第１及び第２の排気口から排気される熱風の排気方向を投射レンズによるスクリーン等の投射面への画像の投射方向と同じ方向に設定することができるので、高温の排気熱風が視聴者に直接飛散されて不快感を与えたり、第１及び第２の排気ファンの作動による風切音が視聴者の耳障りになり難く、使い勝手を著しく向上させることができる。また、特に、作業者が投射型表示装置を両手で頭上に掲げて家屋の天井へ取り付ける作業を行う際に、投射型表示装置の重量バランスを取り易い上に、投射型表示装置を両手で頭上に掲げた時に、投射レンズを自然に頭上位置に位置決めすることができるので、作業者の頭位置を目安にして、投射レンズを投射面の中央に容易に位置決めすることができて、天井への投射型表示装置の取付け作業を容易に行える。
【００５２】
また、第１及び第２の内部熱源と第１及び第２の排気口との間に第１及び第２の排気ダクトを備えたので第１及び第２の内部熱源が発生する熱を第１及び第２の排気ダクトを通じて第１及び第２の排気口から効率良く排出することができる。
【００５３】
また、第１及び第２の排気ダクトのうちの少なくとも一方のダクト壁を外筐の一部で兼用させたので、構造及び製造が簡単であり、部品点数及び組立て工数の削減によるコストダウンを図ることができる。
【００５４】
また、外筐の内部で、その外筐のほぼ中央部に配置された光学ユニットの両側に第１及び第２の排気ダクトを配置したので、投射型表示装置の重量バランスを取り易い。
【００５５】
また、外筐内部の第２の排気ダクトを外筐で兼用されるダクト壁に沿ってほぼＪ型又はほぼＬ型に形成したので、この第２の排気ダクト内の容積を大きくとることができて、この第２の排気ダクト内にセット用電源基板や光源部用電源基板等の複数の電源部を容易に配置し、かつ、これら複数の電源部を効率良く空冷することができる。
【００５６】
また、第１及び第２の排気ダクトへの吸気口を外筐に形成したので、これらの吸気口から第１及び第２の排気ダクト内へ外部冷却空気を吸気するようにして、第１及び第２の内部熱源を効率良く強制空冷することができる。
【００５７】
また、光学ユニットの画像合成部及び光源部へ強制吸気を行う吸気ファン及び吸気ダクトを外筐の底部に配置したので、この吸気機構による画像合成部及び光源部への強制吸気作用と第１の排気機構による強制排気作用との相乗効果によって、画像合成部及び光源部を効率良く強制空冷することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の投射型表示装置を液晶プロジェクターに適用した基本となる実施の形態を説明する一部切欠き平面図である。
【図２】 同上の液晶プロジェクターの上ケースを取り外した状態の平面図である。
【図３】 同上の液晶プロジェクターの正面図である。
【図４】 同上の液晶プロジェクターの上面図である。
【図５】 同上の液晶プロジェクターの下面図である。
【図６】 同上の液晶プロジェクターの図４でのＡ−Ａ矢視での断面図である。
【図７】 同上の液晶プロジェクターの吸気機構を展開して示した断面図である。
【図８】 同上の液晶プロジェクターの光学ユニットを説明する一部切欠き平面図である。
【図９】 同上の液晶プロジェクターの家屋の天井への取付け作業を説明する背面図である。
【図１０】 同上の液晶プロジェクターの実施の形態における第１の変形例を示した一部切欠き平面図である。
【図１１】 同上の液晶プロジェクターの実施の形態における第２の変形例を示した一部切欠き平面図である。
【図１２】 同上の液晶プロジェクターの実施の形態における第３の変形例の要部を示した一部切欠き平面図である。
【図１３】 同上の液晶プロジェクターの実施の形態における第４の変形例の要部を示した一部切欠き平面図である。
【図１４】 同上の液晶プロジェクターの実施の形態における第５の変形例の要部を示した一部切欠き平面図である。
【図１５】 従来の液晶プロジェクターを説明する一部切欠き平面図である。
【図１６】 従来の液晶プロジェクターの家屋の天井への取付け作業を説明する背面図である。
【符号の説明】
１は投射型表示装置である液晶プロジェクター、２は外筐、２ａは外筐の前面、３は下ケース、４は上ケース、４ｃ、４ｄは上ケースで兼用されたダクト壁、５はスタンド部兼用のアジャスタ、６はスタンド部、１１は光学ユニット、１１ａは第１の内部熱源である光学ユニットの光源部、１１ｂは第１の内部熱源である光学ユニットの画像合成部、１２は投射レンズ、１３及び１４は第２の内部熱源であると共に電源部であるセット用電源基板及び光源部用電源基板、１５及び１６は第１、第２の排気口、２１及び２６は第１、第２の排気機構、２２及び２７は第１、第２の排気ダクト、２３及び２９は第１、第２の排気ファン、３５は吸気機構、３２、３６は吸気口、３７は吸気ファン、３８は吸気ダクトである。
Claims (3)
- 外筺内のほぼ中央に配置された投射レンズの後部の光学ユニットカバー内にライトバルブを備えた光学ユニットが収容され、該光学ユニットカバーの後端で上記外筺の一方の側面の側へ偏倚された位置に配置された光源部カバー内に光源部が配置され、該光源部カバーの前面側に排気用開口部が形成され、シロッコファンにより吸気された冷却風を上記ライトバルブ及び上記光源部へ導く吸気ダクトが上記外筺内部の底部に配置され、上記外筺の前面の一方の端部側へ偏倚された位置に形成された第１の排気口に接続された第１の排気ダクトが該外筺の一方の側面の内側に沿って配置され、該第１の排気ダクトの吸気側端部内に配置された第１の排気ファンが前記光源部カバーの排気用開口部に近接されて第１の排気機構が構成され、
上記外筺の前面の他方の端部側へ偏倚された位置に形成された第２の排気口に接続された第２の排気ダクトが該外筺の他方の側面に沿って形成され、該第２の排気ダクト内に上記光源用電源部を含む電源部が配置され、該第２の排気ダクトの上記第２の排気口側に第２の排気ファンが配置されて第２の排気機構が構成された
ことを特徴とする投射型表示装置。 - 上記第２の排気機構の上記第２の排気ダクトが上記外筺の側面と、上記光学ユニットカバーの側面及び上記光学ユニットカバーの側面とから上記外筺の前面側との間に配置された絶縁板とによって構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の投射型表示装置。 - 上記第２の排気機構における上記第２の排気ダクトをほぼＪ型に形成することにより、上記外筺が扁平な箱型で、左右両側面が後方にかけて緩やかな連続曲面によって左右対称形状のほぼＵ型に形成されている
ことを特徴とする請求項２に記載の投射型表示装置。
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