JP5031212B2

JP5031212B2 - 投射型画像表示装置

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Publication number: JP5031212B2
Application number: JP2005265508A
Authority: JP
Inventors: 隆司鈴木
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Priority date: 2005-09-13
Filing date: 2005-09-13
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2025-09-13
Also published as: JP2007078986A

Description

本発明は、温度による影響を受けやすい画像表示素子の周辺に高温化された空気が堆積しないように風の流れを作成する投射型画像表示装置に関するものである。

画像表示素子（反射型映像表示素子）近傍に軸流ファンを配置して画像表示素子を冷却する一方、軸流ファン配置部とは反対側に、画像表示素子を駆動する駆動回路基板を配置している構成が特許文献１の図９に開示されている。また、特許文献１の図８には、画像表示素子（反射型映像表示素子）を駆動する駆動回路基板の近傍に軸流ファンを配置して、駆動回路基板を介して画像表示素子側に風の流れを作成して画像表示素子を冷却する構成が開示されている。
特開２００４−６１５６９号公報図９、図８参照

しかしながら、特許文献１の図９においては、軸流ファンは画像表示素子を駆動する駆動回路基板から遠く離れた位置に配置されている為、駆動回路基板周辺では風の流れは遅くなる。その為、駆動回路基板上の電気素子の発熱により高温化された空気は画像表示素子周辺に堆積して、画像表示素子自体を冷却しづらくなるという問題点があった。また、この構成において、軸流ファンの吸気力にて画像表示素子を冷却する方法であると駆動回路基板上の電気素子の発熱により高温化された空気が直接、風の流れにより画像表示素子に当たることになる。その為、画像表示素子自体を冷却しづらくなるという問題点があった。一方、特許文献１の図８においては、画像表示素子を駆動する駆動回路基板上の電気素子の発熱により高温化された空気を軸流ファンの吸気力にて画像表示素子周辺から遠ざけるように風の流れを作成することが可能な構成である。しかしながら、肝心な画像表示素子自体の冷却に関しては、前述した特許文献１の図９の例と同様、軸流ファンより遠く離れた位置に画像表示素子が位置している為、風速が遅くなり、画像表示素子自体を冷却しづらい構成となるという問題点があった。

本発明は、吹き付けファン及び排気ファンにて作成される風の流れを利用して、画像表示素子周辺に高温化した空気が堆積しないようにして、画像表示素子の性能劣化防止、耐久性向上、信頼性向上が図られた投射型画像表示装置を提供するものである。

本発明の投射型画像表示装置は、画像表示素子と、該画像表示素子を駆動する駆動回路基板と、電源と、前記画像表示素子を冷却する吹き付けファンと、前記画像表示素子を冷却した風を装置外部へ導く排気ファンと、光源からの光を色分解して前記画像表示素子に導くとともに前記画像表示素子により変調された光を合成する色分解合成光学系とを有する投射型画像表示装置であって、前記排気ファンは軸流ファンであって、該軸流ファンの回転軸が前記画像表示素子を流れる風の方向と同じ方向となるように配置されており、前記吹き付けファンからの風は、前記色分解合成光学系の分解合成光路に対して垂直方向から導入され、前記色分解合成光学系を構成する複数のプリズムおよび前記画像表示素子の間を通過したのち、前記駆動回路基板、前記電源、前記排気ファンを順に通過することを特徴とする。

本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付の図面を参照して説明される好ましい実施例等によって明らかにされるであろう。

本出願に係る第１の発明によれば、排気ファンの回転軸を、画像表示素子を流れる風の方向に合わせて配置するとともに、吹き付けファンから排気ファンに至る風の流れの上流方向から下流方向に向けて、画像表示素子、駆動回路基板、排気ファンの順に配置した。このことで、画像表示素子自体の冷却に対しては吹き付けファンでの吹き付け風の風速の速い状態で冷却が可能となる。その一方、吹き付けファンと排気ファンによる空気の流れ方向が変わることなく略一直線的に構成可能な為、駆動回路基板の電気素子の発熱での高温空気を、画像表示素子周辺に堆積させずに効率良く排気ファンに導いた。その結果、画像表示素子の高温化が防止でき、画像表示素子としての性能劣化防止、耐久性向上、信頼性向上が図られた投射型画像表示装置が提供できるという効果が期待できる。また、２つのファンにて空気の流れを作成した為、高温空気の堆積防止をファン電圧を上げずに対策出来る為、サイレントな投射型画像表示装置が提供できるという効果が期待できる。

本出願に係る第２の発明によれば、排気ファンの回転軸を、画像表示素子を流れる風の方向に合わせて配置するとともに、吹き付けファンから排気ファンに至る風の流れの上流方向から下流方向に向けて、画像表示素子、電源、排気ファンの順に配置した。このことで、第一の発明の効果と同様、画像表示素子自体の冷却に対しては吹き付けファンでの吹き付け風の風速の速い状態で冷却が可能となる。その一方、吹き付けファンと排気ファンによる空気の流れ方向が変わることなく略一直線的に構成可能な為、電源の発熱での高温空気を、画像表示素子周辺に堆積させずに効率良く排気ファンに導いた。その結果、画像表示素子の高温化が防止でき、画像表示素子としての性能劣化防止、耐久性向上、信頼性向上が図られた投射型画像表示装置が提供できるという効果が期待できる。また、２つのファンにて空気の流れを作成した為、高温空気の堆積防止をファン電圧を上げずに対策出来る為、サイレントな投射型画像表示装置が提供できるという効果が期待できる。

本出願に係る第３、第４の発明によれば、第１、第２の発明において、画像表示素子を照明する光を発生する為のランプと、該ランプからの光を色分解合成する色分解合成光学系と、を設けている。この構成において、該色分解合成光学系を通過する分解合成光路に対して略垂直方向から吹き付けファンによる吹き付け風を送風するように構成した。また、色分解合成光学系を偏光ビームスプリッターを成す複数のプリズムにて形成する一方、複数のプリズム、及び画像表示素子の間隙空間を吹き付けファンによる吹き付け風が通風するように構成した。このことで、もともとプリズム、及び画像表示素子の間隙空間は導風路に成り得るような構成となっていることから、吹き付け風は風の抵抗をほとんど受けないで排気ファンへと導かれる。即ち、吹き付けファンの風速ダウンが少なく効率良く画像表示素子を冷却可能となる。これにより、画像表示素子周辺の高温空気の堆積が起こりにくい、画像表示素子の性能劣化防止、耐久性向上、信頼性向上が図られた投射型画像表示装置が提供できるという効果が期待できる。

本出願に係る第５の発明によれば、第１〜４の発明において、駆動回路基板には穴部、または切り欠き部を設け、該穴部、または該切り欠き部の位相に合わせた位置に吹き付けファンによる吹き付け風の送風口を設けた。このことで、吹き付け風は駆動回路基板に衝突することによる風の抵抗を受けないで排気ファンへと導かれる。即ち、吹き付けファンの風速ダウンが少なく効率良く画像表示素子を冷却可能となる。さらに、画像表示素子周辺の高温空気の堆積が起こりにくい、画像表示素子の性能劣化防止、耐久性向上、信頼性向上が図られた投射型画像表示装置が提供できるという効果が期待できる。

以下に、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の投射型画像表示装置（投射表示装置）を示している。

図１において、１は光源ランプ、２はランプ１を保持するランプホルダー、３は防爆ガラス、４はガラス押さえである。αはランプ１からの光を入射する照明光学系、βは照明光学系からの出射光を入射するＲＧＢの３色用の画像表示素子（反射型液晶表示素子）を備えた色分解合成光学系である。５は色分解合成光学系からの出射光を入射して図示せぬスクリーン（被投射面）に画像を投射する投射レンズ鏡筒であり、投射レンズ鏡筒５内には後述する投射レンズ光学系を収納している。６はランプ１、照明光学系α、色分解合成光学系βを収納するとともに投射レンズ５が固定される光学ボックスであり、該光学ボックス６にはランプ１の周囲を囲むランプ周辺部材としてのランプケース部材６ａが形成されている。

７は光学ボックス６内に照明光学系α、色分解合成光学系βを収納した状態で蓋をする光学ボックス蓋である。８は電源、９は電源フィルタ、１０は８の電源と合体しランプ１を点灯する為のバラスト電源で、１１は電源８からの電力により画像表示素子の駆動、及びランプ１の点灯指令を送る為の回路基板である。１２Ａ・１２Ｂは後述する外装キャビネット２１の吸気口２１ａから空気を吸い込むことで色分解合成光学系β内の画像表示素子等の光学素子を冷却する為の光学系用の冷却ファンＡ・冷却ファンＢである。１３は光学冷却ファン１２による風を色分解合成光学系β内の画像表示素子等の光学素子に送る為のＲＧＢダクトＡである。

１４はランプ１に対して吹き付け風を送り、ランプ１を冷却する為の光源ランプ用の冷却ファンである。１５はランプ冷却ファン１４を保持しつつ冷却風をランプに送るためのランプダクトＡであり、１６は冷却ファン１４を押さえて１５のランプダクトＡと合わせてダクトを構築するためのランプダクトＢである。１７は後述する外装キャビネット２１に設けた吸気口２１ｂから空気を吸い込むことで電源８とバラスト１０内に風を流通させて電源８及びバラスト電源１０を同時に冷却する為の電源用の冷却ファン（排気ファン）である。１８は排気ファンであり、排気ファン１８はランプ冷却ファン１４によるランプ１を通過した後の熱風を排出する。

１９はランプ排気ルーバーＡ、２０はランプ排気ルーバーＢであり、ランプ１からの光が装置外部に漏れないような遮光機能を有している。

２１は光学ボックス６等を収納する為の外装キャビネット（外装ケース下部）、２２は外装キャビネット２１に光学ボックス６等を収納した状態で蓋をする為の外装キャビネット蓋（外装ケース上部）である。２３は側板Ａ、２４は側板Ｂであり、外装キャビネット２１には上述した吸気口２１ａ、２１ｂが形成されており、側板Ｂ２４には上述した排気口２４ａが形成されている。

２５は各種信号を取り込むコネクターが搭載されるインターフェース基板で、２６は側板Ａ２３の内側に取り付けられたインターフェース補強板である。

２７はランプ１からの排気熱を１８の排気ファンまで導き、装置内部に排気風を放散させないためのランプ排気ボックスで、１９のランプ排気ルーバーＡと２０のランプ排気ルーバーＢを保持する。

２８はランプ蓋で、ランプ蓋２８は外装キャビネット２１の底面に着脱自在に設けられており、図示を省略したビスにより固定されている。また、２９はセット調整脚で、セット調整脚２９は外装キャビネット２１に固定されており、その脚部２９ａの高さを調整可能となっている。脚部２９ａの高さ調整により、装置本体の傾斜角度を調整できるように構成されている。

３０は外装キャビネット２１の吸気口２１ａ外側に取り付く不図示のフィルターを押えるＲＧＢ吸気プレートである。

３１はβの色分解合成光学系を保持するプリズムベースである。３２は、βの色分解合成光学系の光学素子と画像表示素子を冷却するために１２Ａ・１２Ｂの冷却ファンＡ・冷却ファンＢからの冷却風を導くためのダクト形状部を有するボックスサイドカバーである。３３は３２のボックスサイドカバーと合わせることでダクトを形成するためのＲＧＢダクトＢである。

３４はβの色分解合成光学系内に配置されるところの、画像表示素子から出ているＦＰＣが接続され、１１の回路基板に接続されるＲＧＢ基板（駆動回路基板）で、３５は３４のＲＧＢ基板に電気ノイズが入り込まないようにするためのＲＧＢ基板カバーである。

次に、前述したランプ１、照明光学系α、色分解合成光学系β、投射レンズ５にて構成される画像表示素子（反射型液晶表示素子）を搭載した投射型画像表示装置の光学構成について図２にて説明する。

図２において、４１は連続スペクトルで白色光を発光する発光管、４２は発光管４１からの光を所定の方向に集光するリフレクターであり、発光管４１とリフレクター４２によりランプ１を形成する。

４３ａは水平方向（ランプ１からの光の進行方向における水平方向（紙面垂直方向））において屈折力を有するレンズアレイで構成された第１のシリンダアレイである。４３ｂは第１のシリンダアレイ４３ａの個々のレンズに対応したレンズアレイを有する第２のシリンダアレイである。４４は紫外線吸収フィルタ、４５は無偏光光を所定の偏光光に揃える偏光変換素子である。

４６は垂直方向において屈折力を有するシリンドリカルレンズで構成されたフロントコンプレッサ、４７は光軸を８８度変換する為の全反射ミラーである。４３ｃは垂直方向（ランプ１からの光の進行方向における垂直方向（紙面垂直方向））において屈折力を有するレンズアレイで構成された第３のシリンダアレイである。４３ｄは第３のシリンダアレイ４３ｃの個々のレンズに対応したレンズアレイを有する第４のシリンダアレイである。５０は色座標をある値に調整するために特定波長域の色をランプに戻すためのカラーフィルターである。４８はコンデンサーレンズ、４９は垂直方向において屈折力を有するシリンドリカルレンズで構成されたリアコンプレッサである。以上により照明光学系αが構成される。

５８は青（Ｂ）と赤（Ｒ）の波長領域の光を反射し、緑（Ｇ）の波長領域の光を透過するダイクロイックミラーであり、５９は透明基板に偏光素子を貼着したＧ用の入射側偏光板であり、Ｐ偏光光のみを透過する。６０はＰ偏光光を透過し、Ｓ偏光光を反射する第１の偏光ビームスプリッターであり、偏光分離面を有する。

６１Ｒ，６１Ｇ，６１Ｂはそれぞれ入射した光を反射するとともに画像変調する赤用の反射型液晶表示素子、緑用の反射型液晶表示素子、青用の反射型液晶表示素子である。６２Ｒ，６２Ｇ，６２Ｂはそれぞれ、赤用の１／４波長板、緑用の１／４波長板、青用の１／４波長板である。６４ａはＲの色純度を高めるためにオレンジ光をランプに戻すトリミングフィルターで、６４ｂは透明基板に偏光素子を貼着したＲＢ用の入射側偏光板であり、Ｐ偏光のみを透過する。６５はＲの光の偏光方向を９０度変換し、Ｂの光の偏光方向は変換しない色選択性位相差板である。６６はＰ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する第２の偏光ビームスプリッターであり、偏光分離面を有する。

６８ＢはＢ用出射側偏光板（偏光素子）であり、ＢのＳ偏光のみを整流し、６８ＧはＳ偏光のみを透過させるＧ用出側偏光板である。６９はＲＢ光を透過し、Ｇ光を反射するダイクロイックプリズムである。

以上のダイクロイックミラー５８から６９のダイクロイックプリズムにより、色分解合成光学系βが構成される。

ここでＰ偏光とＳ偏光の定義を明確にすると、４５の偏光変換素子では、Ｐ偏光をＳ偏光に変換するが、ここでゆうＰ偏光とＳ偏光は４５の偏光変換素子を基準として述べている。一方５８のダイクロイックミラーに入射する光は６０と６６の偏光ビームスプリッター基準で考えるのでＰ偏光光が入射するものとする。４５の偏光変換素子から射出された光はＳ偏光だが、同じＳ偏光光を５８のダイクロイックミラーに入射する光をＰ偏光光として本実施例では定義するものである。

次に光学的な作用を説明する。

発光管４１から発した光はリフレクター４２により所定の方向に集光される。リフレクター４２は放物面形状を有しており、放物面の焦点位置からの光は放物面の対称軸に平行な光束となる。但し、発光管４１からの光源は理想的な点光源ではなく有限の大きさを有しているので、集光する光束には放物面の対称軸に平行でない光の成分も多く含まれている。これらの光束は、第１のシリンダアレイ４３ａに入射する。第１のシリンダアレイ４３ａに入射した光束はそれぞれのシリンダレンズに応じた複数の光束に分割、集光され（垂直方向に帯状の複数の光束）、紫外線吸収フィルタ４４を介して、第２のシリンダアレイ４３ｂに入射する。そして、第２のシリンダアレイ４３ｂを経て、複数の光束（垂直方向に帯状の複数の光束）を偏光変換素子４５の近傍に形成する。

偏光変換素子４５は、偏光分離面と反射面と１／２波長板とからなり、複数の光束は、その列に対応した偏光分離面に入射し、透過するＰ偏光成分の光と反射するＳ偏光成分の光に分割される。反射されたＳ偏光成分の光は反射面で反射し、Ｐ偏光成分と同じ方向に出射する。一方、透過したＰ偏光成分の光は、１／２波長板を透過してＳ偏光成分と同じ偏光成分に変換され、偏光方向が揃った光として出射する。偏光変換された複数の光束（垂直方向に帯状の複数の光束）は、偏光変換素子４５を出射した後、フロントコンプレッサ４６を介して、反射ミラー４７にて８８度反射し、第３のシリンダアレイ４３ｃに入射する。第３のシリンダアレイ４３ｃに入射した光束はそれぞれのシリンダレンズに応じた複数の光束に分割、集光される（水平方向に帯状の複数の光束）。そして、その後、第４のシリンダアレイ４３ｄを経て、複数の光束（水平方向に帯状の複数の光束）となり、コンデンサーレンズ４８、リアコンプレッサ４９に至る。

ここで、フロントコンプレッサ４６、コンデンサーレンズ４８、リアコンプレッサ４９の光学的作用の関係で、複数の光束は矩形形状の像が重なった形で矩形の均一な照明エリアが形成されることになる。この照明エリアに後述の反射型液晶表示素子６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂを配置する。次に、偏光変換素子４５によりＳ偏光とされた光は、ダイクロイックミラー５８に入射する。尚、ダイクロイックミラー５８は、Ｂ（４３０〜４９５ｎｍ）とＲ（５９０〜６５０ｎｍ）の光は反射し、Ｇ（５０５〜５８０ｎｍ）の光は透過する。

次に、Ｇの光路について説明する。

ダイクロイックミラー５８を透過したＧの光は入射側偏光板５９に入射する。尚、Ｇの光はダイクロイックミラー５８によって分解された後もＰ偏光（４５の偏光変換素子基準の場合はＳ偏光）となっている。そしてＧの光は、入射側偏光板５９から出射した後、第１の偏光ビームスプリッター６０に対してＰ偏光として入射して偏光分離面で透過して、Ｇ用の反射型液晶表示素子６１Ｇへと至る。Ｇ用の反射型液晶表示素子６１Ｇにおいては、Ｇの光が画像変調されて反射される。画像変調されたＧの反射光のうちＰ偏光成分は、再び第１の偏光ビームスプリッター６０の偏光分離面で透過して光源側に戻され、投射光から除去される。一方、画像変調されたＧの反射光のうちＳ偏光成分は、第１の偏光ビームスプリッター６０の偏光分離面で反射され、投射光としてダイクロイックプリズム６９に向かう。第１の偏光ビームスプリッター６０から出射したＧの光は、第３の偏光ビームスプリッター６９に対してＳ偏光として入射し、ダイクロイックプリズム６９のダイクロイック膜面でＧ光を反射して投射レンズ７０へと至る。なお、Ｇ用の反射型液晶表示素子６１Ｇがすべての偏光成分をＰ偏光に変換した状態（黒を表示した状態）において、第１の偏光ビームスプリッター６０とＧ用の反射型液晶表示素子６１Ｇとの間に設けられた１／４波長板６２Ｇの遅相軸を所定の方向に調整する。この調整により、第１の偏光ビームスプリッター６０とＧ用の反射型液晶表示素子６１Ｇで発生する偏光状態の乱れの影響を小さく抑えることができる。

一方、ダイクロイックミラー５８を反射したＲとＢの光は、入射側偏光板６４ａに入射する。尚、ＲとＢの光はダイクロイックミラー５８によって分解された後もＰ偏光となっている。そしてＲとＢの光は、トリミングフィルター６４ａでオレンジ光をカットされた後、６４ｂの入射側偏光板から出射し、色選択性位相差板６５に入射する。色選択性位相差板６５は、Ｒの光のみ偏光方向を９０度回転する作用を持っており、これによりＲの光はＳ偏光として、Ｂの光はＰ偏光として第２の偏光ビームスプリッター６６に入射する。Ｓ偏光として第２の偏光ビームスプリッター６６に入射したＲの光は、第２の偏光ビームスプリッター６６の偏光分離面で反射され、Ｒ用の反射型液晶表示素子６１Ｒへと至る。また、Ｐ偏光として第２の偏光ビームスプリッター６６に入射したＢの光は、第２の偏光ビームスプリッター６６の偏光分離面を透過してＢ用の反射型液晶表示素子６１Ｂへと至る。

Ｒ用の反射型液晶表示素子６１Ｒに入射したＲの光は画像変調されて反射される。画像変調されたＲの反射光のうちＳ偏光成分は、再び第２の偏光ビームスプリッター６６の偏光分離面で反射されて光源側に戻され、投射光から除去される。一方、画像変調されたＲの反射光のうちＰ偏光成分は第２の偏光ビームスプリッター６６の偏光分離面を透過して投射光として６９のダイクロイックプリズムに向かう。

また、Ｂ用の反射型液晶表示素子６１Ｂに入射したＢの光は画像変調されて反射される。画像変調されたＢの反射光のうちＰ偏光成分は、再び第２の偏光ビームスプリッター６６の偏光分離面を透過して光源側に戻され、投射光から除去される。一方、画像変調されたＢの反射光のうちＳ偏光成分は第２の偏光ビームスプリッター６６の偏光分離面で反射して投射光として６９のダイクロイックプリズムに向かう。

このとき、第２の偏光ビームスプリッター６６とＲ用，Ｂ用の反射型液晶表示素子６１Ｒ，６１Ｂの間に設けられた１／４波長板６２Ｒ，６２Ｂの遅相軸を調整することにより、Ｇの場合と同じようにＲ，Ｂそれぞれの黒の表示の調整を行うことができる。

こうして１つの光束に合成され、第２の偏光ビームスプリッター６６から出射したＲとＢの投射光のうちＢの光は、出射側偏光板６８Ｂで検光されて６９のダイクロイックプリズムに入射する。また、Ｒの光はＰ偏光のまま６８Ｂの偏光板をそのまま透過し、６９のダイクロイックプリズムに入射する。

尚、出射側偏光板６８Ｂで検光されることにより、Ｂの投射光は第２の偏光ビームスプリッター６６とＢ用の反射型液晶表示素子６１Ｂ、１／４波長板６２Ｂを通ることによって生じた無効な成分をカットされた光となる。

そして、６９のダイクロイックプリズムに入射したＲとＢの投射光は６９のダイクロイックプリズムのダイクロイック膜面を透過し、前述した該ダイクロイック膜面にて反射したＧの光と合成されて投射レンズ５に至る。

そして、合成されたＲ，Ｇ，Ｂの投射光は、投射レンズ５によってスクリーンなどの被投射面に拡大投影される。

以上説明した光路は反射型液晶表示素子が白表示の場合である為、以下に反射型液晶表示素子が黒表示の場合での光路を説明する。

まず、Ｇの光路について説明する。

ダイクロイックミラー５８を透過したＧの光のＰ偏光光は入射側偏光板５９に入射し、その後、第１の偏光ビームスプリッター６０に入射して偏光分離面で透過され、Ｇ用の反射型液晶表示素子６１Ｇへと至る。しかし、反射型液晶表示素子６１Ｇが黒表示の為、Ｇの光は画像変調されないまま反射される。従って、反射型液晶表示素子６１Ｇで反射された後もＧの光はＰ偏光光のままである為、再び第１の偏光ビームスプリッター６０の偏光分離面で透過し、入射側偏光板５９を透過して光源側に戻され、投射光から除去される。

次に、ＲとＢの光路について説明する。

ダイクロイックミラー５８を反射したＲとＢの光のＰ偏光光は、入射側偏光板６４ｂに入射する。そしてＲとＢの光は、入射側偏光板６４ｂから出射した後、色選択性位相差板６５に入射する。色選択性位相差板６５は、Ｒの光のみ偏光方向を９０度回転する作用を持っており、これによりＲの光はＳ偏光として、Ｂの光はＰ偏光として第２の偏光ビームスプリッター６６に入射する。Ｓ偏光として第２の偏光ビームスプリッター６６に入射したＲの光は、第２の偏光ビームスプリッター６６の偏光分離面で反射され、Ｒ用の反射型液晶表示素子６１Ｒへと至る。また、Ｐ偏光として第２の偏光ビームスプリッター６６に入射したＢの光は、第２の偏光ビームスプリッター６６の偏光分離面を透過してＢ用の反射型液晶表示素子６１Ｂへと至る。ここでＲ用の反射型液晶表示素子６１Ｒは黒表示の為、Ｒ用の反射型液晶表示素子６１Ｒに入射したＲの光は画像変調されないまま反射される。従って、Ｒ用の反射型液晶表示素子６１Ｒで反射された後もＲの光はＳ偏光光のままである為、再び第１の偏光ビームスプリッター６０の偏光分離面で反射し、入射側偏光板６４ｂを通過して光源側に戻され、投射光から除去される為、黒表示となる。一方、Ｂ用の反射型液晶表示素子６１Ｂに入射したＢの光はＢ用の反射型液晶表示素子６１Ｂが黒表示の為、画像変調されないまま反射される。従って、Ｂ用の反射型液晶表示素子６１Ｂで反射された後もＢの光はＰ偏光光のままである為、再び第１の偏光ビームスプリッター６０の偏光分離面を透過し、色選択性位相差板６５により、Ｐ偏光に変換される。そして、その後、入射側偏光板６４ｂを透過して光源側に戻されて投射光から除去される。

以上が、反射型液晶表示素子（反射型液晶パネル）を使用した投射型画像表示装置での光学構成である。

次に、本発明による冷却構成の配置、及び風の流れについて図２、図３、図４にて詳細に説明する。

図３、図４において、冷却ファン１２Ａ・１２Ｂ（不図示、図１参照）は前述したように色分解合成光学系β内の反射型液晶表示素子６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂを吹き付けて冷却する為の冷却ファンＡ・冷却ファンＢである。この冷却ファン１２Ａ・冷却ファン１２Ｂから吹き出される風は、ＲＧＢダクトＡ１３を介してボックスサイドカバー３２に流れ、ボックスサイドカバー３２のダクト形状部を介して、送風口３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂに分岐することになる。そして、送風口３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂからの風は、プリズムベース３１のそれぞれの穴部３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂを通過して、色分解合成光学系β内の反射型液晶表示素子６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂに送る。そして反射型液晶表示素子６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂを通る風は、図２で示すように、それぞれ偏光ビームスプリッター６０、６６との間隙を含めた部分を通過し、光学ボックス６をも通過する。そして、その風はそれぞれＲＧＢ基板カバーの穴部３５Ｒ、切り欠き部３５Ｇ、穴部３５Ｂを通過し、さらにＲＧＢ基板（駆動回路基板）３４の穴部３４Ｒ、切り欠き部３４Ｇ、穴部３４Ｂを通過することになる。そして、その風がＲＧＢ基板３４の穴部３４Ｒ、切り欠き部３４Ｇ、穴部３４Ｂを通る。この風の風速は、冷却ファン１２Ａ、１２Ｂから遠く離れて配置されている為、遅くなる。ここで、ＲＧＢ基板３４の穴部３４Ｒ、切り欠き部３４Ｇ、穴部３４Ｂを通過した風は、冷却ファン（排気ファン）１７の吸気力により、電源８、バラスト電源１０のカバーの穴部を通過し、冷却ファン１７側に流れることになる。そしてその結果、冷却の終わった風（温風化された風）は、冷却ファン（排気ファン）１７により、装置外に排出することが可能となる。

以上の構成は、冷却ファン１２Ａ、１２Ｂ（吹き付けファン）と冷却ファン（排気ファン）１７との間で風の流れを作成するようにしている。したがって、ＲＧＢ基板（駆動回路基板）３４、電源８、バラスト電源１０の電気素子の発熱による高温空気が堆積することなく、反射型液晶表示素子６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂの冷却効率が悪くなることはない。

また、反射型液晶表示素子６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂに対して、ＲＧＢ基板（駆動回路基板）３４、電源８、バラスト電源１０が、風の流れの下流側に配置している。したがって、反射型液晶表示素子６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂには高温空気が流れることがなく、反射型液晶表示素子６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂの冷却効率が悪くなることはない。

また、ボックスサイドカバー３２の送風口３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂは、ＲＧＢ基板（駆動回路基板）３４の穴部３４Ｒ、切り欠き部３４Ｇ、穴部３４Ｂに対して、それぞれ位相を合わせた位置に設けている。その為、ＲＧＢ基板（駆動回路基板）３４に風が衝突することによる風の流れを妨げることなく、効率良く送風を可能にする構造になっている。

また、冷却ファン（排気ファン）１７の回転軸を、反射型液晶表示素子を６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂを流れる風の方向に合わせて配置している。その為、偏光ビームスプリッター６０、６６等に風が衝突することによる風の流れを妨げることなく、効率良く送風を可能にする構造になっている。

また、色分解合成光学系βを通過する分解合成光路に対して略垂直方向から冷却ファン１２Ａ、１２Ｂ（吹き付けファン）の吹き付け風を送風した。その為、偏光ビームスプリッター６０、６６等に風が衝突することによる風の流れを妨げることなく、効率良く送風を可能にする構造になっている。

本発明の反射型液晶表示素子を搭載した投射型画像表示装置の分解斜視図本発明の反射型液晶表示素子を搭載した投射型画像表示装置の光学構成図本発明の実施例を示す分解斜視図本発明の実施例を示す斜視図

符号の説明

１光源ランプ
６光学ボックス
８電源
１１回路基板
１２Ａ・１２Ｂ光学冷却ファンＡ・Ｂ（吹き付けファン）
１３ＲＧＢダクトＡ
１４ランプ冷却ファン
１５ランプダクトＡ
１６ランプダクトＢ
１７電源用冷却ファン（排気ファン）
１８排気ファン
３２ボックスサイドカバー
３４ＲＧＢ基板（駆動回路基板）
６１Ｒ，６１Ｇ，６１Ｂ反射型液晶表示装置
６０，６６偏光ビームスプリッター
α 照明光学系
β 色分解合成光学系

Claims

画像表示素子と、該画像表示素子を駆動する駆動回路基板と、電源と、前記画像表示素子を冷却する吹き付けファンと、前記画像表示素子を冷却した風を装置外部へ導く排気ファンと、光源からの光を色分解して前記画像表示素子に導くとともに前記画像表示素子により変調された光を合成する色分解合成光学系とを有する投射型画像表示装置であって、
前記排気ファンは軸流ファンであって、該軸流ファンの回転軸が前記画像表示素子を流れる風の方向と同じ方向となるように配置されており、前記吹き付けファンからの風は、前記色分解合成光学系の分解合成光路に対して垂直方向から導入され、前記色分解合成光学系を構成する複数のプリズムおよび前記画像表示素子の間を通過したのち、前記駆動回路基板、前記電源、前記排気ファンを順に通過することを特徴とする投射型画像表示装置。
前記駆動回路基板は穴部と切り欠き部の少なくとも一方を備え、前記吹き付けファンからの風は、前記駆動回路基板の穴部と切り欠き部の少なくとも一方を通過して前記排気ファンに導かれることを特徴とする請求項１に記載の投射型画像表示装置。