(57)【要約】【課題】投写型表示装置において冷却性能を損なうことなく、光学素子部に付着する塵、埃等を大幅に低減する。【解決手段】光源装置、照明装置、液晶ライトバルブと偏光板とを含む光学素子部、及び該光学素子部を冷却する外気を取り入れる吸気ファンを備える投写型表示装置において、吸気ファンと光学素子部との間に配設された導風路２内にスポンジ状の角型の塵埃除去用フィルタ９を設ける。更に吸気ファンの外気取り入れ口に別の塵埃除去用フィルタを設けてもよい。【選択図】　　　　図３
2004126421.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源装置、照明装置、液晶ライトバルブと偏光板とを含む光学素子部、及び該光学素子部を冷却する外気を取り入れる吸気ファンを備える投写型表示装置において、
前記吸気ファンと前記光学素子部との間に配設された導風路内に塵埃除去用フィルタを設けたことを特徴とする投写型表示装置。
【請求項２】
前記塵埃除去用フィルタは、スポンジ状の角型フィルタであることを特徴とする請求項１に記載の投写型表示装置。
【請求項３】
光源装置、照明装置、液晶ライトバルブと偏光板とを含む光学素子部、及び該光学素子部を冷却する外気を取り入れる吸気ファンを備える投写型表示装置において、
前記吸気ファンの外気取り入れ口に第１の塵埃除去用フィルタを設け、更に前記吸気ファンと前記光学素子部との間に配設された導風路内に第２の塵埃除去用フィルタを設けたことを特徴とする投写型表示装置。
【請求項４】
前記第２の塵埃除去用フィルタは、スポンジ状の角型フィルタであることを特徴とする請求項３に記載の投写型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶プロジェクタ等の投写型表示装置に用いられる光学素子部の冷却機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶プロジェクタ等の投写型表示装置は、企業のプレゼンテーションや学校での授業、公共施設における情報表示用途等に広く使用されており、自然画だけでなく文字、表あるいは図形等の画像を拡大して投写表示する手段としてのニーズが高まっている。最近では装置の小形化、軽量化の要求に加え、表示性能の向上のため画面の高輝度化、高精細化といった要求が強まっている。
【０００３】
液晶プロジェクタ等の投写型表示装置においては、光源であるランプからの光をレンズで集光し、ミラー、マルチレンズを介し、Ｒ，Ｇ，Ｂそれそれの液晶パネルに導き、偏光板を通して液晶パネルに入射し、映像信号に応じてその偏光面を回転させ、液晶パネルから出射する光を偏光板を通過させることによりＲ，Ｇ，Ｂの画像を形成する。その後、Ｒ，Ｇ，Ｂの画像はプリズムで１つにまとめられ、投写レンズを介してカラー映像として拡大表示される。Ｒ，Ｇ，Ｂ各々の液晶ライトバルブ・偏光板・プリズム等の光学素子は一つのユニット（光学素子部）に構成されており、液晶プロジェクタの最も重要なユニットである。
【０００４】
近年、液晶プロジェクタの高輝度化が強く求められており、そのため、液晶ライトバルブの開口率を上げること、あるいは光源であるランプを高輝度化すること等により画面の輝度を向上させている。
【０００５】
液晶ライトバルブ、偏光板等を含む光学素子部は、偏光基板、駆動ＩＣ、ガラス、液晶セルなどで構成されており、装置の使用時、光源から放出される熱エネルギーと自身から放出される熱とにより熱くなる。光学素子部の温度が過度に上昇すると、液晶ライトバルブの性能が低下したり、寿命が短くなるといった問題が生じるので、光学素子部を常に一定温度に保つための冷却機構が必要となる。
【０００６】
また、液晶パネルの入射側には光源からの自然光から直線偏光を得るために偏光板が配置され、また、出射側には液晶パネルでの偏光面の回転を光の強度に変換するために別の偏光板が配置されている。偏光板は約６０％の光を吸収し、吸収された光が熱エネルギーへと変わるので、偏光板自身も高温になる。従って偏光板の性能を維持するためにも冷却機構が必要となる。このように、投写型表示装置では光学素子部を集中的に冷却する機構は必須であるが、一般には安価に実現できる空冷システムを冷却機構として採用している。
【０００７】
上記の空冷システムとして、外気を吸い込む吸気ファンと、吸い込んだ外気を光学素子部及び光源装置にそれぞれ送り込む２つの導風路とを含み、光学素子部に直接外気を当てるようにしたものがある（例えば特許文献１参照）。
【０００８】
また、吸気ファンから吸い込んだ外気をペルチェ素子で冷却された金属板の孔に設けた金属フィルタのみを通過させるようにし、それにより、冷却風を効率的に液晶パネルに与えるようにしたものもある（例えば特許文献２参照）。
【０００９】
また、吸い込んだ外気を帯電フィルタを通過させることにより外気に含まれる塵埃を除去するようにしたものもある（例えば特許文献３参照）。
【００１０】
また、吸い込んだ外気に含まれる塵埃をろ過するフィルタを回転可能に軸支し、該フィルタの目詰まりしていない部分を順次使用することによりフィルタ交換の回数を減らすようにしたものもある（例えば特許文献４参照）。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００１‐１３３８８５号公報
【特許文献２】
特開２０００‐２６７１９０号公報
【特許文献３】
特開２００２‐１７４８５５号公報
【特許文献４】
特開平９−２００６６４号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１に記載の冷却機構では、吸気ファンの吸い込み口に外気に含まれる塵埃を取り除くフィルタを配置しているが、フィルタの目が細かいと十分な量の外気を吸入できず冷却性能が損なわれるので非常に目の粗いものを使用する必要がある。そのため、非常に小さい塵、埃は除去できず、外気を直接光学素子部に当てるとそれらが光学素子部に付着してしまう。また、装置の使用中は光学素子部の液晶ライトバルブには電流が流れ、常に帯電している。従って、液晶ライトバルブは１μｍ以下の大きさの塵、埃を吸着するので付着する塵、埃はそれだけ多くなる。付着した塵、埃はレンズを通して拡大投写されて、表示画面上に大きく現れ、画質の劣化として認識されてしまう。
【００１３】
特許文献２，３，４に記載の冷却機構も吸い込んだ外気を直接光学素子部に吹き付ける構造であり、冷却性能と塵埃除去性能とを両立させることが困難であるという上記の特許文献１に記載の冷却機構と同じ問題を抱えている。
【００１４】
本発明は上記問題に鑑みなされたものであり、その目的は、投写型表示装置において冷却性能を損なうことなく、光学素子部に付着する塵、埃等を大幅に低減することを可能にし、それにより高画質・長寿命の投写型表示装置を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、光源装置、照明装置、液晶ライトバルブと偏光板とを含む光学素子部、及び該光学素子部を冷却する外気を取り入れる吸気ファンを備える投写型表示装置において、吸気ファンと光学素子部との間に配設された導風路内に、例えばスポンジ状の角型のフィルタを設けることにより達成される。
【００１６】
上記目的はまた、光源装置、照明装置、液晶ライトバルブと偏光板とを含む光学素子部、及び該光学素子部を冷却する外気を取り入れる吸気ファンを備える投写型表示装置において、前記吸気ファンの外気取り入れ口に第１の塵埃除去用フィルタを設け、更に前記吸気ファンと前記光学素子部との間に配設された導風路内に例えばスポンジ状の角型の第２の塵埃除去用フィルタを設けることにより達成される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態に係る投写型表示装置の冷却機構の構成を示す斜視図、図２はその上面図である。本実施形態の冷却機構は外気を取り込む吸気ファン１、吸気ファン１から取り込んだ外気を光学素子部３に導く導風路２を含む。
【００１８】
光学素子部３は、Ｇ色用液晶ライトバルブ３ａ、及びＢ色用液晶ライトバルブ３ｂ、Ｒ色用液晶ライトバルブ３ｃ、これらの液晶ライトバルブからの各色の光を合成し投写レンズ６に送るプリズムを一体に含むユニットとして構成される。液晶ライトバルブ３ａ，３ｂ，３ｃとプリズム４との間にはそれぞれ偏光板が配置されている。
図３（ａ）の上面図にフィルタ９の導風路２内への配置例を示す。図３（ｂ）は配置の状態が見易くなるように導風路２の壁を一部切断した斜視図である。
【００１９】
図４（ａ）は、本実施形態の投写型表示装置の光学エンジン全体の構成を示す斜視図である。同図に示すように該光学エンジンは、光源装置５、光源装置５を冷却する外気を取り込む吸気ファン７、投写レンズ６、光学素子部３を冷却する外気を取り込む吸気ファン１、排気ファン１０、照明ユニット８を含む。図４（ｂ）はこの光学エンジンを裏から見た図であり、同図に示すように、導風路２は、吸気ファン１が吸い込んだ外気を熱に弱い光学素子部３に集中的に吹き付けるように配設されている。
【００２０】
次に本実施形態の投写型表示装置の動作について説明する。光源装置５内のランプの発した光は、レンズ・ミラー等からなる照明ユニット８の中を通り光学素子部３に到達し、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色に分解されてＲ，Ｇ，Ｂの液晶ライトバルブ３ａ，３ｂ，３ｃにそれぞれ入射する。上述したように、光学素子部３は液晶ライトバルブ及び偏光板を含み、液晶ライトバルブには内蔵のＩＣから映像信号として出力される電圧が印加され、また偏光板は光の約６０％を吸収するので光学素子部は熱エネルギーが蓄積されて熱くなる。
【００２１】
そのため吸気ファン１を回転させ、吸い込んだ外気で光学素子部を冷却する。本実施形態では、吸い込んだ外気をスムーズに導き、光学素子部３に集中させるようにするため導風路２はほぼ９０度に大きく湾曲した形状となっている。また、導風路２内には外気に含まれている塵、埃等を除去するフィルタ９が設置されているため、吸い込んだ外気に含まれていた塵、埃等の不純物が除去される。
【００２２】
フィルタ９により浄化された外気は光学素子部を冷却する空気となる。また、このとき対向する液晶ライトバルブの両方に冷却用の空気が当たるように空気流を切り分けるフィンなどを設ければ、より効果的に光学素子部３を冷却することができる。勿論、この冷却空気からはフィルタ９により塵、埃等の不純物が除去されているので、液晶ライトバルブに塵、埃等が付着することはない。
【００２３】
以上説明したように、本実施形態では、吸い込まれた外気は水平方向に進んでフィルタ９に入り、外気に含まれる塵や埃等の不純物が堰とめられ、浄化された外気はフィルタ９から出て垂直方向に進み、液晶ライトバルブを冷却する。フィルタ９は、不純物を除去する役目を有するものであり、十分な不純物除去能力を有する必要があるが、通過風量が少ないと液晶ライトバルブが高温になり寿命にも影響するので、十分な通過風量を有する必要もある。そのため、本実施形態では、不純物除去能力及び通過風量の両方に優れたスポンジ状の角型フィルタを用い、高い不純物除去能力と高い冷却能力とを両立させている。
【００２４】
また、スポンジタイプのフィルタ９の除去能力（塵、埃等の吸収率）は、穴の開効率（発泡倍率）、縦・横・厚み等の寸法により変わるので、フィルタ９の能力を使用環境に応じて設定することができる。尚、本実施の形態において、吸入ファン１の外気取り入れ口にも塵埃除去用フィルタを設けてもよく、その場合には塵埃除去能力が更に向上する。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、吸気ファンと光学素子部との間に配設された導風路内に、不純物除去能力及び通過風量の両方に優れた塵埃除去用フィルタを設けたので、冷却性能を損なうことなく光学素子部に付着する塵、埃等を大幅に低減することが可能であり、高画質・長寿命の投写型表示装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の投写型表示装置の冷却機構の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態の投写型表示装置の冷却機構の構成を示す上面図である。
【図３】本発明の一実施形態の投写型表示装置の導風路内に配置されるフィルタを示す図である。
【図４】本発明の一実施形態の投写型表示装置の光学エンジンの全体構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１　吸気ファン、　２　導風路、　３ａ　Ｇ色液晶ライトバルブ、　３ｂ　Ｂ色液晶ライトバルブ、　３ｃ　Ｒ色液晶ライトバルブ、　４　プリズム、　５　光源装置、　６　投写レンズ、　７　ランプ冷却ファン、　８　照明ユニット、９　フィルタ、　１０　排気ファン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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