JPH0949985A - 投写型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は投写型表示装置に関し、液晶パネル
の冷却効果を維持しつつ、装置の厚さを薄くして、携帯
性を向上した投写型表示装置を実現することを目的とす
る。 【解決手段】 少なくとも、光源部と、光源からの光を
変調する複数の液晶パネル部と、変調された光を投写す
る投写光学部から構成された投写型表示装置において、
２枚の板がある間隔を以て対面し、この２枚の間に生じ
る空間（ａ）の間に、前記構成部材が固定され、前記空
間（ａ）内において、パネル部周辺の空間同士がつなが
っており、且つこのパネル部周辺空間群が他の構成部材
周辺の空間とは遮断されており、且つパネル部周辺の空
間が空間（ａ）外とつながる開口部が２つ以上設けられ
て成るように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は投写型表示装置に関
する。詳しくは、液晶パネルの冷却効果を維持しつつ、
装置の厚さを薄くして、携帯性を向上した投写型表示装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の投写型表示装置の光学系構成図を
図５に、外形例を図６に示す。この投写型表示装置の光
源としては、ハロゲンランプやメタルハライドランプな
どがが用いられ、色分離光学素子及び合成光学素子とし
ては、ダイクロイックミラーやダイクロイックプリズム
などが用いられている。図５において、光源１から出る
白色光は、紫外光や赤外光をＵＶ／ＲＩカットフィルタ
２によりカットされた後、第１ダイクロイックミラー３
により青色帯域の光が透過し、緑〜赤帯域光は反射され
る。

【０００３】青色光は第１全反射ミラー４で光路を９０
°変え、第１液晶パネル５へ入射され、ここで、入力信
号に応じて光変調される。変調された光は第２ダイクロ
イックミラー６へ入射されるが、第２ダイクロイックミ
ラー６は赤帯域光以外は通過させる特性を持っているた
め、変調後の青色光は第２ダイクロイックミラー６を通
過し、第３ダイクロイックミラー７へ向かう。第３ダイ
クロイックミラー７は緑帯域光以外は反射させる特性を
持っているため、青色光は第３ダイクロイックミラー７
で反射され、９０°方向をかえて投写レンズ８へ入射す
る。

【０００４】一方、第１ダイクロイックミラー３で反射
され９０°方向を変えた緑〜赤光は第４ダイクロイック
ミラー９へ入射する。第４ダイクロイックミラー９は赤
色光を反射する特性を持っており、ここで、赤色光が反
射され９０°方向を変えて第２液晶パネル１０へ入射す
る。光変調を受けた赤色光は第２ダイクロイックミラー
６へ入射するが、第２ダイクロイックミラー６は赤色光
を反射させる特性を持っているため、ここで反射され９
０°方向をかえる。第３ダイクロイックミラー７では緑
色光以外は反射させる特性を持っているため、赤色光は
反射され９０°方向をかえて投写レンズ８へ入射する。

【０００５】また、第４ダイクロイックミラー９を透過
した緑色光は第３液晶パネル１１へ入射する。ここで、
光変調を受けた緑色光は第２全反射ミラー１２で９０°
方向を変え、第３ダイクロイックミラー７へ入射する。
第３ダイクロイックミラー７は緑帯域光を透過する特性
を持っているため、緑色光はそのまま第３ダイクロイッ
クミラー７を透過して投写レンズ８へ入射する。そし
て、投写レンズ８に入射した光がスクリーン上に投影さ
れ、画像を形成する。なお、各液晶パネルに隣接して設
けられた集光レンズ１３は、パネルを出た光が効率よく
投写レンズに入るようにするものである。また、各液晶
パネルの前後には、入射側偏光板１４と出射側偏光板１
５が設けられている。

【０００６】この入射側偏光板１４と液晶パネルと出射
側偏光板１５とを含む液晶パネルの周辺の空間は、最適
な動作を行わせるために、所定温度範囲内に設定する必
要がある。このため、これら部材は冷却用ファンにより
空冷されている。冷却用ファンは図６に示すように、光
学部材１６をはさんで固定している側板１７，１７′の
一方に吸気ファン１８及びフィルタ１９が、後部に排気
ファン２０が取り付けられている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のような構成を有
する従来の投射型表示装置では、側板の片側に冷却用フ
ァン１８が設けられているため装置の横幅が大となって
いる。即ち、側板１７，１７′間の厚さとファン１８の
厚さに加え、さらにファン動作時の風切り音を抑えるた
めに側板１７とファン１８との間、及びフアン１８とフ
ィルタ１９との間に所定の間隔が必要なため、装置とし
てはかなり横幅が大となってしまう。このため、装置を
手で持難く、携帯性が著しく悪い。

【０００８】本発明は上記従来の問題点に鑑み、液晶パ
ネルの冷却効果を維持しつつ、装置の厚さを薄くして、
携帯性を向上した投写型表示装置を実現することを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の投写型表示装置
に於いては、少なくとも、光源部と、光源からの光を変
調する複数の液晶パネル部と、変調された光を投写する
投写光学部から構成された投写型表示装置において、２
枚の板がある間隔を以て対面し、この２枚の間に生じる
空間（ａ）の間に、前記構成部材が固定され、前記空間
（ａ）内において、パネル部周辺の空間同士がつながっ
ており、且つこのパネル部周辺空間群が他の構成部材周
辺の空間とは遮断されており、且つパネル部周辺の空間
が空間（ａ）外とつながる開口部が２つ以上設けられて
いることを特徴とする。

【００１０】また、それに加えて、パネル部周辺の空間
が空間（ａ）外とつながる開口部のうち、少なくとも１
つの開口部に正圧または負圧を発生させる手段を有する
ことを特徴とする。また、パネル部周辺の空間が空間
（ａ）外とつながる開口部を２つ有し、一方には正圧を
発生する手段を、もう一方には負圧を発生する手段を有
することを特徴とする。

【００１１】また、複数のパネル部周辺の空間同士が直
列につながっており、つながりを有さない側には開口部
を持ち、この開口部に正圧または負圧を発生させる手段
を有することを特徴とする。また、複数のパネル部周辺
の空間同士が直列につながっており、つながりを有さな
い側には開口部を持ち、一方には正圧を発生する手段
を、もう一方には負圧を発生する手段を有することを特
徴とする。また、正圧または負圧を発生させる手段が、
前記２枚の板の間の延長上空間に存在することを特徴と
する。

【００１２】また、パネル部周辺群の空間の内、光が液
晶パネルから投写光学部の方向へ出射する面側におい
て、他の部材周辺空間との遮蔽が偏光光学部材でなされ
ていることを特徴とする。また、パネル部周辺群の空間
の内、光が液晶パネルから投写光学部の方向へ出射する
面側において、他の部材周辺空間との遮蔽が偏光フィル
ムが貼付された偏光板でなされており、且つフィルム面
が液晶パネル側へ向けられていることを特徴とする。

【００１３】また、パネル部周辺群の空間の内、光が光
源部から液晶パネルの方向へ入射する面側において、他
の部材周辺空間との遮蔽が偏光光学部材でなされること
を特徴とする。また、パネル部周辺群の空間の内、光が
光源部から液晶パネルの方向へ入射する面側において、
他の部材周辺空間との遮蔽が偏光フィルムが貼付された
偏光板でなされており、且つフィルム面が液晶パネル側
へ向けられていることを特徴とする。また、パネル部周
辺群の空間の内、光が光源部から液晶パネルの方向へ入
射する面側において、他の部材周辺空間との遮蔽が集光
レンズでなされていることを特徴とする。

【００１４】また、パネル部周辺群の空間の内、光が光
源部から液晶パネルの方向へ入射する面側において、他
の部材周辺空間との遮蔽が集光レンズでなされており、
且つその液晶パネル側に偏光フィルムが貼られているこ
とを特徴とする。さらに、パネル部周辺群の空間の内、
光が液晶パネルから投写光学部の方向へ出射する面側に
おいて、他の部材周辺空間との遮蔽がガラス板で行われ
ており、且つ、偏光フィルムが液晶パネルのガラス面に
貼合されていることを特徴とする。

【００１５】そして、上記のように、パネル部周辺空間
と他の部材周辺空間とを分離させる構成にすることで、
冷却空間が必要最小限となり、冷却用ファンによる冷却
効率が向上する。また、ファンが従来のように側板上に
ないため、装置の厚さが純粋に側板間の厚さだけとな
り、薄型となる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１及び図２は本発明の第１の実
施の形態を示す図で、図１は正面図、図２は側面断面図
である。同図において、２１は光源、２２は紫外線及び
赤外線遮断用のＵＶ／ＩＲカットフィルタ、２３は光源
からの白色光のうち青色帯域の光を透過し緑〜赤色帯域
の光を反射する第１ダイクロイックミラー、２４は第１
全反射ミラー、２５は青色表示用の第１液晶パネル、２
６は青色帯域の光を透過し赤色帯域の光を反射する第２
ダイクロイックミラー、２７は青色及び赤色帯域の光を
反射し緑色帯域の光を透過する第３ダイクロイックミラ
ー、２８は投写レンズ、２９は緑色帯域の光を透過し赤
色帯域の光を反射する第４ダイクロイックミラー、３０
は赤色表示用の第２液晶パネル、３１は緑色表示用の第
３液晶パネル、３２は第２全反射ミラー、である。

【００１７】また、各液晶パネル２５，３０，３１の前
後には、集光レンズ３３と、偏光光学部材としての入射
側偏光板３４及び出射側偏光板３５とが設けられパネル
部を構成している。（なお、偏光光学部材とは、偏光フ
ィルムあるいは偏光フィルムをガラス板に貼り付けた偏
光板などである。）これらの光学部材は２枚の側板３
６，３６′間に配置されて光学系部３７を構成し、さら
に筐体３８に収容されている。そして、液晶パネル２
５，３０，３１と集光レンズ３３と入射側偏光板３４及
び出射側偏光板３５とを有するパネル部周辺空間を、２
枚のガラス板３９と遮断金具４０により他の部材空間と
遮断されている。このガラス板３９は、少なくとも光路
面の空間遮断を行い、遮断金具４０は光路面以外の空間
遮断を行っている。これらのパネル部空間は、青表示用
の第１液晶パネル２５周辺空間と赤表示用の第２液晶パ
ネル３０周辺空間，と緑表示用の第３液晶パネル３１周
辺空間がつながっており、青表示用の第１液晶パネル２
５周辺空間と緑表示用の第３液晶パネル３１周辺空間の
それぞれつながっていない方の開口部は外部空間とつな
がっている。

【００１８】この外部空間とつながっている２つの開口
部には、それぞれ冷却用ファンが設けられており、例え
ば、第１液晶パネル２５側のファンは正圧を発生する吸
気ファン４１とし、他方の第３液晶パネル３１側のファ
ンは負圧を発生する排気ファン４２とする。また４３は
排気ファン４２から吹き出された空気を外部に排出する
ように筐体３８に設けられた装置冷却用ファンである。
また、４４は吸気ファン用のフィルタである。

【００１９】このように構成された本第１の実施の形態
は、第１ダイクロイックミラー２３及び第４ダイクロイ
ックミラー２９で分離された青，赤，緑の光を第１〜３
液晶パネル２５，３０，３１でそれぞれ画像変調し、そ
の画像変調光を第２ダイクロイックミラー２６及び第３
ダイクロイックミラー２７で合成して投写レンズ２８に
よりスクリーンに投写することができる。

【００２０】この場合、遮断金具４０の一方の開口部に
設けられた吸気ファン４１から吸入される空気は第１〜
３液晶パネル２５，３０，３１を順次冷却し、他方の開
口部に設けられた排気ファン４２により排出される。こ
れにより各液晶パネル２５，３０，３１の温度上昇は抑
えられる。また排気ファン４２によりは排出された空気
は電源部や回路部，光源部などを冷却しながら装置冷却
用ファン４３により筐体外部に放出される。なお、排気
ファン４２は装置冷却用ファン４３と兼用しても良い。

【００２１】また、パネル部空間の２つの開口部にそれ
ぞれファンを設けたが、いずれか一方だけでも良く、そ
の場合は冷却効果が弱まるため、開口部両方にファンを
設けるか一方のみにするかは、冷却の程度により選択す
れば良い。また液晶パネル部冷却用ファンは、側板間の
延長空間上に設置されている。従って装置の厚さは、純
粋に側板間の厚さだけとなる。しかもファンの風切り音
低下のためのファンとフィルタの間隔を十分にあけても
装置の厚さ方向への影響はない。

【００２２】本第１の実施の形態によれば、遮断金具４
０及びガラス板３９によりパネル部周辺空間と他の部材
周辺空間とを分離させる構成にすることで、冷却空間が
必要最小限となり、冷却用ファンによる冷却効率が向上
する。また、ファンが従来のように側板上にないため、
装置の厚さが純粋に側板間の厚さだけとなり、薄型化が
可能となる。

【００２３】図３は本発明の第２の実施の形態を示す側
面断面図である。同図において、２１は光源、２２は紫
外線及び赤外線遮断用のＵＶ／ＩＲカットフィルタ、２
３は光源からの白色光のうち青色帯域の光を透過し緑〜
赤色帯域の光を反射する第１ダイクロイックミラー、２
４は第１全反射ミラー、２５は青色表示用の第１液晶パ
ネル、２６は青色帯域の光を透過し赤色帯域の光を反射
する第２ダイクロイックミラー、２７は青色及び赤色帯
域の光を反射し緑色帯域の光を透過する第３ダイクロイ
ックミラー、２８は投写レンズ、２９は緑色帯域の光を
透過し赤色帯域の光を反射する第４ダイクロイックミラ
ー、３０は赤色表示用の第２液晶パネル、３１は緑色表
示用の第３液晶パネル、３２は第２全反射ミラー、であ
る。

【００２４】また、各液晶パネル２５，３０，３１の前
後には、集光レンズ３３と入射側偏光板３４及び出射側
偏光板３５とが設けられパネル部を構成している。これ
らの光学部材は２枚の側板３６，３６′間に配置されて
光学系部を構成し、さらに筐体３８に収容されているこ
とは前実施の形態と同様である。そして、前実施の形態
と異なるところは、液晶パネル部周辺空間を、他の部材
空間と遮断するのに、前実施の形態では２枚のガラス板
３９と遮断金具４０を用いたのに対し、本実施の形態で
は２枚のガラス板３９の代わりに２枚の入射側偏光板３
４及び出射側偏光板３５を用い、集光レンズ３３は遮断
金具４０の外に配置したことである。なお、入射側及び
出射側偏光板の偏光フィルムは液晶パネル側に向いて配
置されている。

【００２５】このように構成された本第２の実施の形態
は、偏光板の偏光フィルムがパネル側を向いているた
め、冷却空気が偏光フィルム面と直接接触するため、偏
光フィルムの冷却効果が高まる。また、第１の実施の形
態と比べて、ガラスの数が減るため、表面反射による光
量損失（約１０％）が生じないため、高輝度表示ができ
る。なお、本実施の形態では、入射側及び出射側の偏光
板について、これを空間の遮断に用いたが、いずれか一
方のみで行っても良い。（残りの方は第１の実施の形態
と同手段）

【００２６】図４は本発明の第３の実施の形態を示す側
面断面図である。本第３の実施の形態が第２の実施の形
態と異なるところは、第２の実施の形態のパネル部周辺
の空間遮断を行っている入射側偏光板３４の代わりに集
光レンズ３３を用いていることである。この集光レンズ
３３は平凸型で、平面が液晶パネル側を向いており、さ
らにこの平面側に偏光フィルム４５が貼られている。

【００２７】このように構成された本第３の実施の形態
は第２の実施の形態に比べて、さらにガラス板が１枚削
除でき、それによる光量損失（約１０％）が生じないた
め、高輝度化が図れる。なお、集光レンズに偏光フィル
ムを貼らず、パネルと集光レンズの間に設置しても良
い。また、本実施の形態では、集光レンズがパネルの入
射側に設けられているが、出射側に設けてあっても同様
な効果が得られる。さらに、集光レンズとして平凸レン
ズを用いているが、フレネルレンズでも良い。フレネル
レンズの場合も、パネル面側に平面を向けるようにすれ
ばよい。また、図４にある偏光板の偏光フィルムを液晶
パネルのガラス表面に貼合し、遮断用偏光板の代わりに
ガラス板に置き換えても良い。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、パネル部周辺空間と他
の部材周辺空間とを分離させる構成にすることで、冷却
空間が必要最小限となり、冷却用ファンによる冷却効率
が向上する。また、ファンが従来のように側板上にない
ため、装置の厚さが純粋に側板間の厚さだけとなり、薄
型化が可能となり、装置の携帯性向上が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す正面図であ
る。

【図２】本発明の第１の実施の形態を示す側面断面図で
ある。

【図３】本発明の第２の実施の形態を示す側面断面図で
ある。

【図４】本発明の第３の実施の形態を示す側面断面図で
ある。

【図５】従来の投写型表示装置の光学系を示す構成図で
ある。

【図６】従来の投写型表示装置の外形例を示す図で、
（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。

【符号の説明】

２１…光源 ２２…ＵＶ／ＩＲカットフィルタ ２３…第１ダイクロイックミラー ２４…第１全反射ミラー ２５…第１液晶パネル ２６…第２ダイクロイックミラー ２７…第３ダイクロイックミラー ２８…投写レンズ ２９…第４ダイクロイックミラー ３０…第２液晶パネル ３１…第３液晶パネル ３２…第２全反射ミラー ３３…集光レンズ ３４…入射側偏光板 ３５…出射側偏光板 ３６，３６′…側板 ３７…光学系部 ３８…筐体 ３９…ガラス板 ４０…遮断金具 ４１…吸気ファン ４２…排気ファン ４３…装置冷却用ファン ４４…フィルタ ４５…偏光フィルム

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも、光源部と、光源からの光を
   変調する複数の液晶パネル部と、変調された光を投写す
   る投写光学部から構成された投写型表示装置において、 ２枚の板がある間隔を以て対面し、この２枚の間に生じ
   る空間（ａ）の間に、前記構成部材が固定され、 前記空間（ａ）内において、パネル部周辺の空間同士が
   つながっており、且つこのパネル部周辺空間群が他の構
   成部材周辺の空間とは遮断されており、且つパネル部周
   辺の空間が空間（ａ）外とつながる開口部が２つ以上設
   けられていることを特徴とする投写型表示装置。
2. 【請求項２】 パネル部周辺の空間が空間（ａ）外とつ
   ながる開口部のうち、少なくとも１つの開口部に正圧ま
   たは負圧を発生させる手段を有することを特徴とする請
   求項１記載の投写型表示装置。
3. 【請求項３】 パネル部周辺の空間が空間（ａ）外とつ
   ながる開口部を２つ有し、一方には正圧を発生する手段
   を、もう一方には負圧を発生する手段を有することを特
   徴とする請求項１または２記載の投写型表示装置。
4. 【請求項４】 複数のパネル部周辺の空間同士が直列に
   つながっており、つながりを有さない側には開口部を持
   ち、この開口部に正圧または負圧を発生させる手段を有
   することを特徴とする請求項１または２記載の投写型表
   示装置。
5. 【請求項５】 複数のパネル部周辺の空間同士が直列に
   つながっており、つながりを有さない側には開口部を持
   ち、一方には正圧を発生する手段を、もう一方には負圧
   を発生する手段を有することを特徴とする請求項１また
   は３記載の投写型表示装置。
6. 【請求項６】 正圧または負圧を発生させる手段が前記
   ２枚の板の間の延長上空間に存在することを特徴とする
   請求項１乃至５のうちの何れか１項記載の投写型表示装
   置。
7. 【請求項７】 パネル部周辺群の空間の内、光が液晶パ
   ネルから投写光学部の方向へ出射する面側において、他
   の部材周辺空間との遮蔽が偏光光学部材でなされている
   ことを特徴とする請求項１乃至６のうちの何れか１項記
   載の投写型表示装置。
8. 【請求項８】 パネル部周辺群の空間の内、光が液晶パ
   ネルから投写光学部の方向へ出射する面側において、他
   の部材周辺空間との遮蔽が偏光フィルムが貼付された偏
   光板でなされており、且つフィルム面が液晶パネル側へ
   向けられていることを特徴とする請求項７記載の投写型
   表示装置。
9. 【請求項９】 パネル部周辺群の空間の内、光が光源部
   から液晶パネルの方向へ入射する面側において、他の部
   材周辺空間との遮蔽が偏光光学部材でなされることを特
   徴とする請求項１乃至８のうちの何れか１項記載の投写
   型表示装置。
10. 【請求項１０】 パネル部周辺群の空間の内、光が光源
    部から液晶パネルの方向へ入射する面側において、他の
    部材周辺空間との遮蔽が偏光フィルムが貼付された偏光
    板でなされており、且つフィルム面が液晶パネル側へ向
    けられていることを特徴とする請求項９記載の投写型表
    示装置。
11. 【請求項１１】 パネル部周辺群の空間の内、光が光源
    部から液晶パネルの方向へ入射する面側において、他の
    部材周辺空間との遮蔽が集光レンズでなされていること
    を特徴とする請求項１乃至８のうちの何れか１項記載の
    投写型表示装置。
12. 【請求項１２】 パネル部周辺群の空間の内、光が光源
    部から液晶パネルの方向へ入射する面側において、他の
    部材周辺空間との遮蔽が集光レンズでなされており、且
    つその液晶パネル側に偏光フィルムが貼られていること
    を特徴とする請求項１乃至８のうちの何れか１項記載の
    投写型表示装置。
13. 【請求項１３】 パネル部周辺群の空間の内、光が液晶
    パネルから投写光学部の方向へ出射する面側において、
    他の部材周辺空間との遮蔽がガラス板で行われており、
    且つ、偏光フィルムが液晶パネルのガラス面に貼合され
    ていることを特徴とする請求項１乃至６のうちの何れか
    １項記載の投写型表示装置。