(57)【要約】【課題】吸気効率の低下を有効に防止すると共に、外気中のゴミや埃等を有効に除去する投射型表示装置を提供する。【解決手段】投射型表示装置は、光源装置部と、照明系ユニット部と、液晶ライトバルブ、偏光板およびプリズムで構成される光学素子部と、光学素子部を冷却するための外気を取り入れる吸気ファンと、光学素子部を電気的に駆動する電気回路部を備える。吸気ファンにより取り入れられた外気を光学素子部に送風案内する導風路１１ａを有する導風部材１１を設ける。導風路１１ａに円弧状のアール導風部１１Ｂが備えられると共に、導風路１１ａにおけるアール導風部１１Ｂの外周部に沿ってスポンジ状の発泡体１２が配置されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源装置と、照明系と、液晶ライトバルブ、偏光板およびプリズムで構成される光学素子部と、前記光学素子部を冷却するための外気を取り入れる吸気ファンと、前記光学素子部を電気的に駆動する電気回路部を備えた投射型表示装置において、
前記吸気ファンにより取り入れられた外気を前記光学素子部に送風案内する導風路を有する導風部材が設けられ、前記導風路に弧状のアール導風部が備えられると共に、導風路における少なくとも前記アール導風部の外周部に沿って発泡体が配置されていることを特徴とする投射型表示装置。
【請求項２】
前記導風部材が発泡体で形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。
【請求項３】
前記導風部材の外周を箱型の収容容器で覆ったことを特徴とする請求項２に記載の投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光学素子部を備えた液晶プロジェクタ装置のような投射型表示装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の投射型表示装置として、放電ランプ、光変調手段としての空間変調素子、偏光板、ＰＳ変換素子等の加熱により誤動作する部分を空冷ファン（軸流ファン・送風用ファン・排気用ファン）によって冷却するカラー液晶プロジェクタ装置がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
そして、空冷ファンによって外気が筐体内に吸引される外気の通過する筐体部分であって、空冷ファンの外側に、永久的分極を保持する誘電体を用いた帯電フィルタユニットを備え、帯電フィルタにより塵芥を捕集し、塵芥の筐体内部への侵入を防止していた。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１７４８５５号公報（第１−１３頁、図１、図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
即ち、空間変調素子、偏光板等からなる光学素子部の冷却方法として、空冷ファンによって外気を取り込み、高温となる光学素子部に外気を吹付けて、光学素子部を適正な温度に保つ方法が採用されている。一方、外気にはゴミや埃等が含まれ、光学素子部にゴミや埃等が付着すると映像上に画面欠点として現れ、支障が生じる。
【０００６】
このような外気中のゴミや埃等を除去する手段として、フィルタを用いた構造があるが、これらのフィルタは空冷ファンの吸気効率を損なわないようにしなければ光学素子部の冷却目的が達成できない。従って、これらのフィルタは非常に目の粗いものが一般的に用いられている。即ち、空冷ファンによって取り入れた外気中にはフィルタの目を通ったゴミや埃等が含まれる。
【０００７】
そして、取り入れた外気を直接、光学素子部に送風するため、フィルタの目を通ったゴミや埃等が光学素子部に付着してしまうおそれがあった。また、光学素子部は電気的に駆動するための回路により動作を行っているため電流が流れており、常に帯電しているので、帯電していない場合よりも多くのゴミや埃等が付着する欠点もある。
【０００８】
これに対し、特許文献１に開示の投射型表示装置によれば、帯電フィルタにより塵芥を捕集する方式であるため、外気中に含まれるゴミや埃等を少しでも軽減する構造となっているものの、空冷ファンの吸気側に帯電フィルタが配置された構造であるため、空冷ファンの吸気効率の低下を招くだけでなく、帯電フィルタに対するゴミや埃等の付着に伴って前記吸気効率の低下がよりひどくなるという欠点があった。また、帯電フィルタによる吸気効率の低下を補うため、空冷ファンの電圧を上げれば、ファンの回転に起因する騒音が大きくなる欠点もある。
【０００９】
そこで、この発明は上記のような問題を解決するためになされたもので、吸気効率の低下を有効に防止すると共に、外気中のゴミや埃等を有効に除去する投射型表示装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
投射型表示装置にかかる発明は、光源装置と、照明系と、液晶ライトバルブ、偏光板およびプリズムで構成される光学素子部と、前記光学素子部を冷却するための外気を取り入れる吸気ファンと、前記光学素子部を電気的に駆動する電気回路部を備えた投射型表示装置において、前記吸気ファンにより取り入れられた外気を前記光学素子部に送風案内する導風路を有する導風部材が設けられ、前記導風路に弧状のアール導風部が備えられると共に、導風路における少なくとも前記アール導風部の外周部に沿って発泡体が配置されている点にある。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
【００１２】
＜実施の形態１＞
図２は、投射型表示装置の一例としてのカラー液晶プロジェクタ装置における光学ユニット１の平面図を示しており、前述の特許文献１と同様、筐体内に組み込まれる構造とされている。
【００１３】
この光学ユニット１は、光源装置としてのランプが配置された光源装置部２と、Ｒ（赤）／Ｇ（緑）／Ｂ（青）の各々の液晶ライトバルブ３Ｒ、３Ｇ、３Ｂ、各偏光板４Ｒ、４Ｇ、４Ｂおよびプリズム５がひとつのユニットとして構成された光学素子部６と、光源装置部２からの光を照明系であるレンズで集光し、ミラー、マルチレンズ等を介してＲ／Ｇ／Ｂ各色に分解された光を光学素子部６に案内する照明系ユニット部７と、光学素子部６からの映像を拡大表示する投射レンズ部８とを備えている。
【００１４】
前記光学素子部６は、光源装置部２からの自然光を偏光板４Ｒ、４Ｇ、４Ｂによって直線偏光し、液晶ライトバルブ３Ｒ、３Ｇ、３Ｂによって映像信号を持たせ、さらにプリズム５側へ光を偏光させる役目をしており、液晶プロジェクタ装置における最も重要な部品ユニットを構成している。
【００１５】
そして、液晶ライトバルブ３Ｒ、３Ｇ、３Ｂは偏光基板、電気回路部としての駆動ＩＣ等によって電気的に駆動しているが、その電気的動作によって発熱すると、光源装置部２からの熱エネルギーと液晶ライトバルブ３Ｒ、３Ｇ、３Ｂ自身から放出される熱で熱くなり、液晶ライトバルブ３Ｒ、３Ｇ、３Ｂの性能が発揮できなくなると共に、長寿命化が図れない等の信頼性に乏しいものになってしまう。そのために、光学素子部６を常に一定温度に保つための冷却構造が必要となる。
【００１６】
また、各偏光板４Ｒ、４Ｇ、４Ｂは約６０％の光を吸収するので、吸収された光が熱エネルギーへと変わる。その結果、偏光板４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ自身も高温になるため、その性能を維持するための冷却構造が必要となる。
【００１７】
そこで、本実施の形態においては、冷却用の外気を取り入れるための吸気ファン１０を筐体内における光学ユニット１の一側部に備えると共に、吸気ファン１０により筐体外部より取り入れられた外気を光学素子部６に送風案内する導風路１１ａを有する導風部材１１が備えられた構造とされている。
【００１８】
導風部材１１は、樹脂等で成形され、光学ユニット１の下面側に配置されると共に、図２における左右方向に沿って配置されており、図１にも示される如く、吸気ファン１０により取り入れられた外気を分岐して案内すべく、上面が開放された溝形状の２通路の導風路１１ａが備えられている。
【００１９】
そして、各導風路１１ａは、光学ユニット１の中央下部に位置した部分がそれぞれ略直線状の直線導風部１１Ａとされ、光学ユニット１の一側下部に位置した部分がそれぞれ大きな半径を有する円弧状のアール導風部１１Ｂとされており、この各アール導風部１１Ｂの外周部に沿ってそれぞれスポンジ状の発泡体１２が接着等により配置されている。この発泡体１２としては、例えば、イノアック社製カームフレックスＦ−２（ポリウレタン）が使用されている。なお、ポリウレタンに限らず、ポリエチレンやポリ塩化ビニル等のその他の発泡材料により発泡成形した発泡体１２であってもよい。
【００２０】
また、各アール導風部１１Ｂの一端部は、直線導風部１１Ａの延びる直線方向と直交する方向に面して開放されており、吸気ファン１０によって取り入れられた外気が送風されてくる導風路１３に連通する構造とされている。
【００２１】
そして、吸気ファン１０の駆動によって、液晶プロジェクタ装置における筐体の下部もしくは側部から外気が吸引され、取り入れられた外気は、導風路１３を通じて導風部材１１の各アール導風部１１Ｂにそれぞれ案内され、その後、各直線導風部１１Ａに案内されて、各液晶ライトバルブ３Ｒ、３Ｇ、３Ｂおよび各偏光板４Ｒ、４Ｇ、４Ｂの下側から上方に向けて送風される構造とされている。
【００２２】
この際、各液晶ライトバルブ３Ｒ、３Ｇ、３Ｂおよび各偏光板４Ｒ、４Ｇ、４Ｂに対応する位置における光学ユニット１上面および下面にはそれぞれ適宜大きさの外気通過開口が形成されており、これら外気通過開口を通じて導風路１１ａに沿って案内された外気が、下側から上方に向けて送風される。そして、導風部材１１上面の開放部分は、前記外気通過開口に対応する部分以外は、光学ユニット１等で閉塞状とされた構造とされている。
【００２３】
また、光源装置部２の近くには、ランプ冷却ファン１５が配置されており、ランプ冷却ファン１５の駆動によって、外気を取り入れて送風することにより、光源装置部２のランプを冷却する構造とされている。
【００２４】
本実施形態は以上のように構成されており、光源装置部２のランプから発光された光は照明系ユニット部７を通り、Ｒ／Ｇ／Ｂ各色に分解された光が光学素子部６の各液晶ライトバルブ３Ｒ、３Ｇ、３Ｂに到着する。ここで明るさを作り、次に光を偏光させることで色を構成している。光の偏光は、液晶ライトバルブ３Ｒ、３Ｇ、３Ｂに組み込まれたＩＣによりカラー信号を電圧の変化で操作している。
【００２５】
そして、各液晶ライトバルブ３Ｒ、３Ｇ、３Ｂに光を通すことにより映像信号と光が組み合わされて映像画が構成され、映像信号を偏光変換し、プリズム５で合成され、投射レンズ部８を介して映像が拡大表示される。
【００２６】
次に、光学素子部６の冷却動作について説明する。
【００２７】
吸気ファン１０の駆動により外気が吸引され、取り入れられた外気は、導風路１３を通じて導風部材１１の各アール導風部１１Ｂにそれぞれ案内され、その後、各直線導風部１１Ａに案内されて、各液晶ライトバルブ３Ｒ、３Ｇ、３Ｂおよび各偏光板４Ｒ、４Ｇ、４Ｂの下側から前記外気通過開口を通じて上方に向けて送風され、外気の通過により各液晶ライトバルブ３Ｒ、３Ｇ、３Ｂおよび各偏光板４Ｒ、４Ｇ、４Ｂが冷却される。
【００２８】
この際、図２に示される如く、吸気ファン１０によって吸引された外気を各導風路１１ａを通じて各液晶ライトバルブ３Ｒ、３Ｇ、３Ｂおよび各偏光板４Ｒ、４Ｇ、４Ｂの下側に案内し、各液晶ライトバルブ３Ｒ、３Ｇ、３Ｂおよび各偏光板４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ位置で下側から光学ユニット１の外気通過開口を通じて上方に向けて送風する構成であり、吸引された外気は各液晶ライトバルブ３Ｒ、３Ｇ、３Ｂおよび各偏光板４Ｒ、４Ｇ、４Ｂに向けて集中的に送風される構造とされており、熱を持つ各液晶ライトバルブ３Ｒ、３Ｇ、３Ｂや各偏光板４Ｒ、４Ｇ、４Ｂを効率よく冷却することができる。
【００２９】
また、案内される外気の流れを変える各アール導風部１１Ｂ部分も大きな半径を有する円弧状に構成されているため、送風速度の損失も少なく、この点からも効率よく冷却することができる。
【００３０】
一方、この各アール導風部１１Ｂの外周部に沿ってスポンジ状の発泡体１２が配置されており、発泡体１２は静電気を帯び易いため、吸引された外気が通過する際の外気との摩擦により常に帯電状態となっている。
【００３１】
そして、吸引された外気が各アール導風部１１Ｂを通過する際、遠心力により外周部の発泡体１２に沿って流れるため、外気中に含まれるゴミや埃等は多くの空洞部を有する発泡体１２に引っ掛かり除去されると共に発泡体１２自体の帯電による吸着作用により吸着除去され、光学素子部６に達した際にはゴミや埃等の少ないきれいな冷却風となっている。その結果、各液晶ライトバルブ３Ｒ、３Ｇ、３Ｂに対するゴミや埃等の付着が防止でき、ゴミや埃等に起因する表示画面上の画面欠点を軽減することができる。
【００３２】
従って、従来のような帯電フィルタ等を吸気ファン１０の吸気側に配置しなくても、外気中のゴミや埃等を有効に除去できるため、吸気ファン１０による吸気効率の低下を有効に防止することができ、吸気ファン１０の性能を損なわず、この点からも効率よく冷却することができる。
【００３３】
なお、発泡体１２を形成する発泡材料としては、ゴミや埃等の効率的な除去を図る観点から、できるだけ静電気を帯び易い材料が好ましく、適宜選択すればよい。
【００３４】
また、使用される環境に応じてその発泡倍率を適宜変更して発泡成形し、発泡体１２における空洞部の開口率を最適に調整すればよい。そして、発泡体１２の発泡成形に際しては、本実施の形態のように、連続発泡による成形がゴミや埃等の除去効率の観点から好ましい。
【００３５】
さらに、上記実施の形態において、導風部材１１のアール導風部１１Ｂ外周部に、発泡体１２を接着等により配置する構造を示しているが、係脱自在な係止部等を形成し、着脱自在に装着する構造であってもよい。この場合、発泡体１２の洗浄や交換等のメンテナンスが容易となる。
【００３６】
＜実施の形態２＞
図３は、この発明の実施の形態２にかかる導風部材１１を示し、前記実施の形態１と同様の位置に配置される。なお、前記実施の形態１と同様構成部分は同一符号を付し、その説明を省略する。
【００３７】
即ち、本実施の形態においては、導風部材１１自体をスポンジ状の発泡体で形成した構造とされている。従って、各アール導風部１１Ｂの外周部だけでなく、各導風路１１ａの全体が発泡体で構成されている。そして、光学ユニット１の下面側に備えられた保持部や光学ユニット１が収容される筐体に備えられた保持部等により、所定位置に着脱自在に保持される構造とされている。
【００３８】
そして、本実施の形態においても実施の形態１と同様、吸気ファン１０により取り入れられた外気は、導風路１３を通じて導風部材１１の各アール導風部１１Ｂ、各直線導風部１１Ａを通じて、各液晶ライトバルブ３Ｒ、３Ｇ、３Ｂおよび各偏光板４Ｒ、４Ｇ、４Ｂの下側から外気通過開口を通じて上方に向けて送風され、外気の通過により各液晶ライトバルブ３Ｒ、３Ｇ、３Ｂおよび各偏光板４Ｒ、４Ｇ、４Ｂが効率よく冷却される。
【００３９】
また、案内される外気の流れを変える各アール導風部１１Ｂ部分も大きな半径を有する円弧状に構成されているため、送風速度の損失も少なく、この点からも効率よく冷却することができる。
【００４０】
そして、吸引された外気が各アール導風部１１Ｂを通過する際、遠心力により外周部に沿って流れるため、外気中に含まれるゴミや埃等は多くの空洞部を有する外周部に引っ掛かり除去されると共に発泡体からなる導風部材１１自体の帯電による吸着作用により吸着除去され、光学素子部６に達した際にはゴミや埃等の少ないきれいな冷却風となっている。特に、導風部材１１自体が発泡体で形成されているため、吸引された外気の通過により導風部材１１の導風路１１ａ全体が帯電状態となっており、各アール導風部１１Ｂの外周部によるゴミや埃等の除去作用だけでなく、各導風路１１ａ全体で同様のゴミや埃等の除去作用が発揮できる。
【００４１】
その結果、各液晶ライトバルブ３Ｒ、３Ｇ、３Ｂに対するゴミや埃等の付着がより有効に防止でき、ゴミや埃等に起因する表示画面上の画面欠点を一層軽減することができ、従来のような帯電フィルタ等を吸気ファン１０の吸気側に配置しなくても、外気中のゴミや埃等を有効に除去できるため、吸気ファン１０による吸気効率の低下を有効に防止することができ、吸気ファン１０の性能を損なわずに、効率よく冷却することができる。
【００４２】
なお、導風部材１１を形成する発泡材料としては、ゴミや埃等の効率的な除去を図る観点から、できるだけ静電気を帯び易い材料が好ましく、適宜選択すればよい。また、使用される環境に応じてその発泡倍率を適宜変更して発泡成形し、導風部材１１における空洞部の開口率を最適に調整すればよい。
【００４３】
＜実施の形態３＞
図４は、この発明の実施の形態３にかかる導風部材１１を示し、前記実施の形態１と同様の位置に配置される。なお、前記実施の形態１と同様構成部分は同一符号を付し、その説明を省略する。
【００４４】
即ち、本実施の形態においては、実施の形態２と同様、導風部材１１自体をスポンジ状の発泡体で形成した構造とされている。従って、各アール導風部１１Ｂの外周部だけでなく、各導風路１１ａの全体が発泡体で構成されている。そして、樹脂等により形成された箱形の収容容器１７内に導風部材１１が嵌合状態で収容され、その導風部材１１の外周を収容容器１７で覆った構造とされている。
【００４５】
そして、この収容容器１７が光学ユニット１の下面側に備えられた保持部や光学ユニット１が収容される筐体に備えられた保持部等に、ネジ固定等により着脱自在に保持される構造とされている。
【００４６】
本実施の形態においても実施の形態１と同様、吸気ファン１０により取り入れられた外気は、導風路１３を通じて導風部材１１の各アール導風部１１Ｂ、各直線導風部１１Ａを通じて、各液晶ライトバルブ３Ｒ、３Ｇ、３Ｂおよび各偏光板４Ｒ、４Ｇ、４Ｂの下側から外気通過開口を通じて上方に向けて送風され、外気の通過により各液晶ライトバルブ３Ｒ、３Ｇ、３Ｂおよび各偏光板４Ｒ、４Ｇ、４Ｂが効率よく冷却される。
【００４７】
また、案内される外気の流れを変える各アール導風部１１Ｂ部分も大きな半径を有する円弧状に構成されているため、送風速度の損失も少なく、この点からも効率よく冷却することができる。
【００４８】
そして、吸引された外気が各アール導風部１１Ｂを通過する際、遠心力により外周部に沿って流れるため、外気中に含まれるゴミや埃等は多くの空洞部を有する外周部に引っ掛かり除去されると共に発泡体からなる導風部材１１自体の帯電による吸着作用により吸着除去され、光学素子部６に達した際にはゴミや埃等の少ないきれいな冷却風となっている。特に、導風部材１１自体が発泡体で形成されているため、吸引された外気の通過により導風部材１１の導風路１１ａ全体が帯電状態となっており、各アール導風部１１Ｂの外周部によるゴミや埃等の除去作用だけでなく、各導風路１１ａ全体で同様のゴミや埃等の除去作用が発揮できる。
【００４９】
その結果、各液晶ライトバルブ３Ｒ、３Ｇ、３Ｂに対するゴミや埃等の付着がより有効に防止でき、ゴミや埃等に起因する表示画面上の画面欠点を一層軽減することができ、従来のような帯電フィルタ等を吸気ファン１０の吸気側に配置しなくても、外気中のゴミや埃等を有効に除去できるため、吸気ファン１０による吸気効率の低下を有効に防止することができ、吸気ファン１０の性能を損なわずに、効率よく冷却することができる。
【００５０】
さらに、前記実施の形態２では、発泡体で形成された導風部材１１を配置していたため、吸気ファン１０により吸引された外気はアール導風部１１Ｂ付近から導風部材１１外に微量ではあるが放出されていたため、若干の風量の損失があった。これに対し、本実施の形態においては、発泡体で形成された導風部材１１を収容容器１７に収容し、外周を覆った構造とされているため、導風部材１１の周囲から外部への不用意な外気の漏れを有効に防止でき、吸気ファン１０によって吸引された外気の損失を最小限に抑えることができる。
【００５１】
なお、導風部材１１を形成する発泡材料としては、ゴミや埃等の効率的な除去を図る観点から、できるだけ静電気を帯び易い材料が好ましく、適宜選択すればよい。また、使用される環境に応じてその発泡倍率を適宜変更して発泡成形し、導風部材１１における空洞部の開口率を最適に調整すればよい。
【００５２】
【発明の効果】
この発明における投射型表示装置によれば、吸気ファンにより取り入れられた外気を光学素子部に送風案内する導風路を有する導風部材が設けられ、導風路に弧状のアール導風部が備えられると共に、導風路における少なくともアール導風部の外周部に沿って発泡体が配置されている構造であり、吸気ファンにより吸引された外気中に含まれるゴミや埃等を、アール導風部を通過する際の遠心力や発泡体の帯電による吸着作用、発泡体の空洞部による引っ掛け作用により有効に除去することができ、光学素子部にゴミや埃等が付着することにより発生する表示画面上の画面欠点を軽減することができる。
【００５３】
また、従来のような帯電フィルタ等を吸気ファンの吸気側に配置しなくてもよいため、吸気ファンの吸気効率の低下を有効に防止することができるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる導風部材の斜視図である。
【図２】光学ユニットの平面図である。
【図３】本発明の実施の形態２にかかる導風部材の斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態３にかかる導風部材の斜視図である。
【符号の説明】
１  光学ユニット、２  光源装置部、３Ｒ  赤色液晶ライトバルブ、３Ｇ  緑色液晶ライトバルブ、３Ｂ  青色液晶ライトバルブ、４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ  偏光板、５  プリズム、６  光学素子部、７  照明系ユニット部、８  投射レンズ部、１０  吸気ファン、１１  導風部材、１１ａ  導風路、１１Ａ  直線導風部、１１Ｂ  アール導風部、１２  発泡体、１７  収容容器。
【図１】
2004271677.tif 000003
【図２】
2004271677.tif 000004
【図３】
2004271677.tif 000005
【図４】
2004271677.tif 000006