JP4511275B2 - 投写型映像表示装置 - Google Patents

Description

この発明は、液晶プロジェクタなどの投写型映像表示装置に関する。

投写型映像表示装置の光源としては、一般に、ランプとパラボラリフレクタとから成るものが用いられる。パラボラリフレクタは、従来、ガラスを用いて形成されている（例えば特許文献１参照）。
特開２００２−２１６５３１号公報

しかしながら、ランプ点灯時の発熱によって光源は高温となり、ガラス製リフレクタでは放熱性が低いため、リフレクタに通気用開口を設けて冷却風の通りを確保する必要がある。一方、ランプ破裂時の飛散防止を図る必要があるが、前記通気用開口を設ける場合、この開口から破片等が飛散する可能性が高くなる。また、ガラス製リフレクタでは光漏れが生じがちになるため、筐体の通気口には遮光のための構造が必要になる場合がある。

この発明は、上記の事情に鑑み、放熱性が高くしかも光漏れを殆ど生じない光源を備えた投写型映像表示装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための手段は、光源から出射された光を表示デバイスにて光変調して映像を投写する投写型映像表示装置において、前記光源はランプとランプの光を反射する凹形状の反射鏡とを有し、反射鏡は金属で形成されていると共に、透明板により閉塞されており、さらに、反射鏡の光出射開口部縁の外表面には、反射鏡自体の加工による螺子部が形成されていると共に、反射鏡の光出射開口部の近傍には、微小な開口が形成されていることを特徴とする。

上記課題を解決するための手段において、前記反射鏡の少なくともランプの光を反射する反射面には、アルミニウムがコーティングされてもよい。

また、前記反射鏡は、アルミニウムで形成されてもよい。

また、前記反射鏡の外表面には、放熱フィンが形成されてもよい。

本発明の請求項１構成によれば、金属製の反射鏡は、放熱性が高いため、光源を効率良く冷却することができると共に、光漏れを生じないため、装置筐体の通気口に遮光構造を設ける等の対策をする必要がなく、構成を簡素することができる等の効果を奏する。

本発明の請求項２の構成によれば、水銀を含有するランプが破裂した場合、ランプから漏れ出た水銀は光源から外部へ流出することはなく、反射鏡にコーティグされたアルムニウムと反応して合金となるため、水銀が使用者に触れることを防いで安全性を向上させることができる。また、必要な所だけにアルミニウムを使用しているため反射鏡のコストを低減させることができる等の効果を奏する。

本発明の請求項３の構成によれば、水銀を含有するランプが破裂した場合、ランプから漏れ出た水銀は光源から外部へ流出することはなく、アルミニウム製の反射鏡と反応して合金となるため、水銀が使用者に触れることを防いで安全性を向上させることができる等の効果を奏する。

本発明の請求項４の構成によれば、反射鏡の外表面に放熱フィンが形成されているためより高い放熱効果を得ることができる等の効果を奏する。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態の液晶プロジェクタを図１及び図２に基づいて説明する。

図１はこの実施形態の３板式液晶プロジェクタを示した図である。光源１は、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等のランプ２を備えており、その照射光は反射鏡であるパラボラリフレクタ３によって平行光となって出射され、インテグレータレンズ４へと導かれる。

インテグレータレンズ４は一対のレンズ群（フライアイレンズ）４ａ・４ｂから構成されており、個々のレンズ部分がランプ２から出射された光を後述する表示デバイスである各液晶ライトバルブ３１，３２，３３の全面に導くようになっており、ランプ２において存在する部分的な輝度ムラを平均化し、画面中央と周辺部とでの光量差を低減する。インテグレータレンズ４を経た光は、偏光変換装置５、及び集光レンズ６を経た後、第１ダイクロイックミラー７へと導かれることになる。

偏光変換装置５は、偏光ビームスプリッタアレイ（以下、ＰＢＳアレイと称する）によって構成されている。ＰＢＳアレイは、偏光分離膜と位相差板（１／２λ板）とを備える。ＰＢＳアレイの各偏光分離膜は、インテグレータレンズ４からの光のうち例えばＰ偏光を通過させ、Ｓ偏光を９０°光路変更する。光路偏光されたＳ偏光は隣接の偏光分離膜にて反射されてそのまま出射される。一方、偏光分離膜を透過したＰ偏光はその前側（光出射側）に設けてある前記位相差板によってＳ偏光に変換されて出射される。すなわち、この場合には、ほぼ全ての光はＳ偏光に変換されるようになっている。

第１ダイクロイックミラー７は、赤色波長帯域の光を透過し、シアン（緑＋青）の波長帯域の光を反射する。第１ダイクロイックミラー７を透過した赤色波長帯域の光は、反射ミラー８にて反射されて光路を変更される。反射ミラー８にて反射された赤色光はレンズ９を経て赤色光用の透過型の液晶ライトバルブ３１を透過することによって光変調される。一方、第１ダイクロイックミラー７にて反射したシアンの波長帯域の光は、第２ダイクロイックミラー１０に導かれる。

第２ダイクロイックミラー１０は、青色波長帯域の光を透過し、緑色波長帯域の光を反射する。第２ダイクロイックミラー１０にて反射した緑色波長帯域の光は、レンズ１１を経て緑色光用の透過型の液晶ライトバルブ３２に導かれ、これを透過することで光変調される。また、第２ダイクロイックミラー１０を透過した青色波長帯域の光は、全反射ミラー１２、全反射ミラー１３、レンズ１４を経て青色光用の透過型の液晶ライトバルブ３３に導かれ、これを透過することで光変調される。

各液晶ライトバルブ３１，３２，３３は、入射側偏光板３１ａ，３２ａ，３３ａと、一対のガラス基板（画素電極や配向膜を形成してある）間に液晶を封入して成るパネル部３１ｂ，３２ｂ，３３ｂと、出射側偏光板３１ｃ，３２ｃ，３３ｃとを備えている。

液晶ライトバルブ３１，３２，３３を経ることで変調された変調光（各色映像光）は、クロスダイクロイックプリズム１５によって合成されてカラー映像光となる。このカラー映像光は、投写レンズ１６によって拡大投写され、図示しないスクリーン上に投写表示される。

パラボラリフレクタ３は、鉄、銅、ステンレス等の各種合金などの金属を加工することにより作製される。この作製には、プレス加工やへら絞り加工の他、鋳造、ダイキャスト（高圧鋳造）などが用いられる。金属製のパラボラリフレクタ３は、放熱性が高いので、光源１を効率良く冷却することができる。また、金属製のパラボラリフレクタ３は、光漏れを生じないため、装置筐体の通気口（図示せず）に遮光構造を設ける必要もない。パラボラリフレクタ３の内表面は凹凸が極力少なくなるようにアンダーコートが施されており、このアンダーコート上に例えば、高反射率を有する金属膜が蒸着される。そして、この金属膜上にその保護用のトップコートが施される。前記ランプ２における一対の電極は共にパラボラリフレクタ３の後端部に形成されている穴部から引き出される。

パラボラリフレクタ３には、送風用開口（切欠き）は形成されていない。そして、パラボラリフレクタ３の光出射開口部にはガラス等から成る透明板３ａが貼付される。前記透明板３ａはランプ破裂時の破片等飛散を防止するためのものである。前記のごとく、送風用開口（切欠き）が存在しないため、ランプ破裂時の破片等飛散は確実に防止されることになる。なお、透明板３ａの貼付でパラボラリフレクタ３内が完全密封された場合にランプ点灯時のパラボラリフレクタ３内の空気膨張による不具合が予想されるのであれば、パラボラリフレクタ３に微小な開口（破片等を通さないような微小開口）を設けるか、或いは、ランプ挿入用の後端穴部に隙間を持たせるようにすればよい。また、このような微小開口を例えば光出射開口部の近傍に多数形成してメッシュ状領域を形成すれば、ランプ破裂時の破片等飛散を防止しつつ送風を可能にし得ることになる。パラボラリフレクタ３は金属製であるので、前記メッシュ状領域の形成は容易である。

パラボラリフレクタ３の外表面には、放熱フィン３ｂ…が形成されている。これにより、パラボラリフレクタ３の外表面の表面積が実質的に広くなり、より高い放熱効果が得られる。放熱フィン３ｂ…は図示しないファンによる気流を妨げないように配置されるのがよく、図において縦方向に放熱フィン３ｂの長手方向を一致させる他、図において横方向に放熱フィン３ｂの長手方向を一致させるようにしてもよい。

パラボラリフレクタ３の光出射開口部縁の外表面には、パラボラリフレクタ３自体の加工による螺子部３ｃが形成されている。この螺子部３ｃを用いて光源１を取付部（図示せず）に簡単に取り付けることが可能になる。前記螺子部３ｃの他、凹凸状或いは鉤状等の係止部をパラボラリフレクタ３自体を加工することにより形成してもよい。パラボラリフレクタ３は金属製であるため、このような取付用構造部の形成が容易である。
（第２実施形態）
第２実施形態のパラボラリフレクタ３は、アルミニウムから構成され、第１実施形態と同様な加工により形状が作製されている。

ランプ２に超高圧水銀ランプ等の水銀を含有するランプ２を使用し、そのランプ２が破裂した場合、ランプ２の熱により気体状になった水銀がランプ２から漏れ出し光源１の隙間から外部へ流出する虞がある。

しかしながら、アルミニウムは水銀と反応して合金（アマルガム）を形成する特性を有しているため、ランプ２から漏れ出た気体状の水銀はアルミニウム製のパラボラリフレクタ３と反応し、パラボラリフレクタ３の反射面に合金となって付着する。この結果、水銀は使用者に触れることはなく安全性が向上する。

尚、第２実施形態では、パラボラリフレクタ３自身をアルミニウムで構成したが、この構成に限定されるものではない。ランプ２から漏れ出た水銀が接触する虞のあるパラボラリフレクタ３の少なくとも光の反射面（内表面）に、蒸着や塗布等によりアルミニウムをコーティングした構成にしてもよい。この構成により第２実施形態と同様な作用効果を奏することができる。また、必要な所だけにアルミニウムを使用することができるため、反射鏡のコストを低減させることができる。

尚、第１実施形態または第２実施形態では表示デバイスとして液晶表示パネルを用いた３板式の液晶プロジェクタを示したが、他の映像光生成系を備える投写型映像表示装置においても本発明を適用できる。前面投写型の他、背面投写型映像表示装置においても本発明を適用できる。また、ＤＬＰ（Digital Light Processing）（テキサス・インスツルメンツ（ＴＩ）社の登録商標）方式のプロジェクタにおいても本発明を適用できる。

また、パラボラリフレクタ３の光出射開口部の形状は丸形に限らず、表示パネルに相似の四角形状としてもよい。この四角形状とすることで形成される金属平面部に前記微小開口やメッシュ状領域を形成してもよい。パラボラリフレクタに限らず、凹形状楕円鏡（楕円リフレクタ）としてもよい。

この発明の実施形態の液晶プロジェクタの光学系を示した構成図である。 図１の液晶プロジェクタの光源を示した拡大断面図である。

符号の説明

１ 光源
２ ランプ
３ パラボラリフレクタ（反射鏡）
３ａ 透明板
３ｂ 放熱フィン
３ｃ 螺子部
３１，３２，３３ 液晶ライトバルブ（表示デバイス）

Claims (4)

1. 光源から出射された光を表示デバイスにて光変調して映像を投写する投写型映像表示装置において、前記光源はランプとランプの光を反射する凹形状の反射鏡とを有し、反射鏡は金属で形成されていると共に、透明板により閉塞されており、さらに、反射鏡の光出射開口部縁の外表面には、反射鏡自体の加工による螺子部が形成されていると共に、反射鏡の光出射開口部の近傍には、微小な開口が形成されていることを特徴とする投写型映像表示装置。
2. 前記反射鏡の少なくともランプの光を反射する反射面には、アルミニウムがコーティングされていることを特徴とする請求項１記載の投写型映像表示装置。
3. 前記反射鏡は、アルミニウムで形成されていることを特徴とする請求項１記載の投写型映像表示装置。
4. 前記反射鏡の外表面には、放熱フィンが形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の投写型映像表示装置。