(57)【要約】【課題】  照明光学系及び投写光学系を省スペースで配置することを可能とする投写型映像表示装置を提供する。【解決手段】  投写型映像表示装置１００は、照明光学系３１０、投写光学系３２０及び冷却装置３３０を収容する筐体２００を有する。筐体２００は、第１配置スペース４１０及び第２配置スペース４２０を有する配置スペース４００）を有する。投写光学系３２０は、第１配置スペース４１０に配置される。照明光学系３１０及び冷却装置３３０の少なくとも一部は、第２配置スペース４２０に配置される。照明光学系３１０及び冷却装置３３０は、投写光学系３２０に対して対称の位置関係で配置される。【選択図】  図３
2012118230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光学系、投写光学系及び冷却ユニットを収容する筐体を有する投写型映像表示装置であって、
前記筐体は、前記投写光学系の光軸に対する垂直断面における前記投写光学系の外接円を底として有する仮想円柱状の配置スペースを有しており、
前記配置スペースは、略円錐状の第１配置スペースと、前記第１配置スペースを除いた第２配置スペースとを有しており、
前記投写光学系は、前記第１配置スペースに設けられており、
前記照明光学系及び前記冷却ユニットの少なくとも一部は、前記第２配置スペースに設けられており、
前記照明光学系及び前記冷却ユニットは、前記投写光学系に対して対称の位置関係で配置されることを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項２】
前記冷却ユニットは、前記照明光学系とヒートパイプによって接続されることを特徴とする請求項１に記載の投写型映像表示装置。
【請求項３】
前記照明光学系は、光源と、前記から出射される光を変調する光変調素子とを含み、
前記筐体は、前記光変調素子によって生じる熱を前記筐体の外部に逃がす空気流路を形成するダクトを収容しており、
前記ダクトは、前記冷却ユニットによって吸収された熱を前記筐体の外部に逃がす空気流路を形成することを特徴とする請求項１に記載の投写型映像表示装置。
【請求項４】
前記ダクトによって形成される空気流路内において、上方から下方への空気流を形成するファンをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の投写型映像表示装置。
【請求項５】
照明光学系、投写光学系及び冷却ユニットを収容する筐体を有する投写型映像表示装置であって、
前記筐体の正面視において、前記照明光学系及び前記冷却ユニットは、前記投写光学系に対して対称の位置関係で配置されており、
前記筐体の側面視において、前記照明光学系及び前記冷却ユニットは、前記投写光学系と重なるように配置されることを特徴とする投写型映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明光学系、投写光学系及び冷却ユニットを収容する筐体を有する投写型映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、照明光学系から出射される光を投写面上に投写する投写光学系を有する投写型映像表示装置が知られている。照明光学系は、例えば、LＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）などの光源と、光源から出射された光を変調する光変調素子とを含む。また、投写型映像表示装置は、光源を冷却するヒートシンクなどの冷却ユニットを有する。
【０００３】
ここで、投写型映像表示装置では、投写光学系の光軸に対して照明光学系の光軸が垂直となるように、照明光学系及び投写光学系が配置されることが一般的である（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−４５７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、照明光学系、投写光学系及び冷却ユニットを収容する筐体において、投写光学系を中央に配置したいというニーズが存在する。また、筐体の小型化も望まれている。
【０００６】
一般的な投写型映像表示装置では、投写光学系の光軸に対して照明光学系の光軸が垂直であるため、投写光学系を筐体の中央に配置するとともに、照明光学系、投写光学系及び冷却ユニットを収容する筐体の小型化を図ることができない。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、投写光学系を筐体の中央に配置しながら、照明光学系、投写光学系及び冷却ユニットを省スペースで配置することを可能とする投写型映像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１実施形態に係る投写型映像表示装置（投写型映像表示装置１００）は、照明光学系（照明光学系３１０）、投写光学系（投写光学系３２０）及び冷却ユニット（冷却装置３３０）を収容する筐体（筐体２００）を有する。前記筐体は、前記投写光学系の光軸に対する垂直断面における前記投写光学系の外接円を底として有する仮想円柱状の配置スペース（配置スペース４００）を有する。前記配置スペースは、略円錐状の第１配置スペース（第１配置スペース４１０）と、前記第１配置スペースを除いた第２配置スペース（第２配置スペース４２０）とを有する。前記投写光学系は、前記第１配置スペースに配置される。前記照明光学系及び前記冷却ユニットの少なくとも一部は、前記第２配置スペースに配置される。前記照明光学系及び前記冷却ユニットは、前記投写光学系に対して対称の位置関係で配置される。
【０００９】
第１の特徴において、前記冷却ユニットは、前記照明光学系とヒートパイプによって接続される。
【００１０】
第１の特徴において、前記照明光学系は、光源と、前記から出射される光を変調する光変調素子とを含む。前記筐体は、前記光変調素子によって生じる熱を前記筐体の外部に逃がす空気流路を形成するダクトを収容する。前記ダクトは、前記冷却ユニットによって吸収された熱を前記筐体の外部に逃がす空気流路を形成する。
【００１１】
第１の特徴において、前記ダクトによって形成される空気流路内において、上方から下方への空気流を形成するファンをさらに備える。
【００１２】
第２の特徴において、投写型映像表示装置（投写型映像表示装置１００）は、照明光学系（照明光学系３１０）、投写光学系（投写光学系３２０）及び冷却ユニット（冷却装置３３０）を収容する筐体（筐体２００）を有する。前記筐体の正面視において、前記照明光学系及び前記冷却ユニットは、前記投写光学系に対して対称の位置関係で配置される。前記筐体の側面視において、前記照明光学系及び前記冷却ユニットは、前記投写光学系と重なるように配置される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、投写光学系を筐体の中央に配置しながら、照明光学系、投写光学系及び冷却ユニットを省スペースで配置することを可能とする投写型映像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００の概略を示す図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００の概略を示す図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００の詳細を示す図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００の詳細を示す図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係る照明光学系３１０の構成を示す図である。
【図６】第１実施形態に係るヒートパイプ３４０の構成を示す図である。
【図７】図７は、第１実施形態に係る配置スペースを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下において、本発明の実施形態に係る投写型映像表示装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。
【００１６】
ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１７】
［実施形態の概要］
第１に、実施形態に係る投写型映像表示装置は、照明光学系、投写光学系及び冷却ユニットを収容する筐体を有する。筐体は、投写光学系の光軸に対する垂直断面における投写光学系の外接円を底として有する仮想円柱状の配置スペースを有する。配置スペースは、略円錐状の第１配置スペースと、第１配置スペースを除いた第２配置スペースとを有する。投写光学系は、第１配置スペースに配置される。照明光学系及び冷却ユニットの少なくとも一部は、第２配置スペースに配置される。照明光学系及び冷却ユニットは、投写光学系に対して対称の位置関係で配置される。
【００１８】
実施形態では、投写光学系が略円錐状の第１配置スペースに設けられており、投写光学系の配置によって筐体内に生じるデッドスペース（第２配置スペース）に照明光学系及び冷却ユニットの少なくとも一部が配置される。すなわち、デッドスペースが有効に利用されるため、照明光学系、投写光学系及び冷却ユニットを省スペースで配置することができる。
【００１９】
実施形態では、照明光学系及び冷却ユニットは、投写光学系に対して対称の位置関係で配置される。従って、投写光学系を筐体の中央に配置することができる。
【００２０】
第２に、投写型映像表示装置は、照明光学系、投写光学系及び冷却ユニットを収容する筐体を有する。筐体の正面視において、照明光学系及び冷却ユニットは、投写光学系に対して対称の位置関係で配置される。筐体の側面視において、照明光学系及び冷却ユニットは、投写光学系と重なるように配置される。
【００２１】
実施形態では、照明光学系及び冷却ユニットは、筐体の正面視において、投写光学系に対して対称の位置関係で配置される。筐体の側面視において、照明光学系及び冷却ユニットは、投写光学系と重なるように配置される。従って、投写光学系を筐体の中央に配置しながら、照明光学系、投写光学系及び冷却ユニットを省スペースで配置することができる。
【００２２】
［第１実施形態］
（投写型映像表示装置の概略）
以下において、第１実施形態に係る投写型映像表示装置の概略について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００（床面投写）を示す図である。図２は、第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００（壁面投写）を示す図である。
【００２３】
図１及び図２に示すように、投写型映像表示装置１００は、筐体２００を有しており、投写面（不図示）に映像を投写する。投写面は、図１に示すように、床面に設けられていてもよく、図２に示すように、壁面に設けられてもよい。なお、筐体２００には、映像光を透過する透過領域２１１が設けられている。
【００２４】
（投写型映像表示装置の詳細）
以下において、第１実施形態に係る投写型映像表示装置の詳細について、図面を参照しながら説明する。図３及び図４は、投写型映像表示装置１００の詳細を示す図である。図３は、図１及び図２に示すＡ方向から投写型映像表示装置１００を見た図である（正面視）。図４は、図３に示すＢ方向から投写型映像表示装置１００を見た図である（側面視）。なお、図３及び図４では、筐体２００を透過して、投写型映像表示装置１００の内部構成が示されている。
【００２５】
図３及び図４に示すように、投写型映像表示装置１００は、照明光学系３１０と、投写光学系３２０と、冷却装置３３０と、ヒートパイプ３４０と、ＤＭＤ３５０と、ヒートシンク３６０と、ダクト３７０と、ファン３８０とを有する。
【００２６】
照明光学系３１０は、後述するように、光源などを有しており、ＤＭＤ３５０に照射すべき光を出射する。なお、照明光学系３１０の詳細については後述する（図５を参照）。
【００２７】
投写光学系３２０は、ＤＭＤ３５０から出射される映像光を投写面に投写する。例えば、投写光学系３２０は、投写レンズ群３２１と、反射ミラー３２２とを有する。
【００２８】
投写レンズ群３２１は、ＤＭＤ３５０から出射される映像光を反射ミラー３２２側に出射する。投写レンズ群３２１は、投写光学系３２０の光軸Ｌを中心とする略円形形状のレンズ、投写光学系３２０の光軸Ｌを中心とする略円形形状の一部分によって構成される形状（例えば、下半分の半円形状）のレンズなどを含む。
【００２９】
なお、投写光学系３２０に含まれるレンズの径は、反射ミラー３２２に近いほど大きいことに留意すべきである。
【００３０】
反射ミラー３２２は、ＤＭＤ３５０から出射された映像光を投写面側に反射する。反射ミラー３２２は、例えば、ＤＭＤ３５０側に凹面を有する非球面ミラーである。
【００３１】
冷却装置３３０は、照明光学系３１０の熱源（例えば、光源）を冷却する機能を有する。具体的には、冷却装置３３０は、ヒートパイプ３４０を介して照明光学系３１０の熱源によって生じる熱を吸熱する。例えば、冷却装置３３０は、ヒートシンクなどの放熱部材である。
【００３２】
ヒートパイプ３４０は、照明光学系３１０の熱源（例えば、光源）が生じる熱を冷却装置３３０に伝達するパイプである。ヒートパイプ３４０は、高熱伝導率を有する部材（銅など）によって構成される。なお、ヒートパイプ３４０の詳細については後述する（図６を参照）。
【００３３】
ＤＭＤ３５０は、複数の微小ミラーによって構成されており、複数の微小ミラーは可動式である。ＤＭＤ３５０は、各微小ミラーの角度を変更することによって、照明光学系３１０から出射される光を反射するか否かを切り替える。
【００３４】
ここで、ＤＭＤ３５０の中心は、図４に示すように、投写光学系３２０の光軸Ｌからシフトしていることに留意すべきである。具体的には、ＤＭＤ３５０の中心は、投写光学系３２０の光軸Ｌよりも、投写面側にシフトしている。
【００３５】
ヒートシンク３６０は、ＤＭＤ３５０を冷却する放熱部材である。
【００３６】
ダクト３７０は、ＤＭＤ３５０によって生じる熱を筐体２００の外部に逃がす空気流路を形成する。また、第１実施形態では、冷却装置３３０によって吸熱された熱を筐体２００の外部に逃がす空気流路を形成する。
【００３７】
言い換えると、ダクト３７０は、ＤＭＤ３５０によって生じる熱を筐体２００の外部に逃がす機能、及び、照明光学系３１０の熱源によって生じる熱を筐体２００の外部に逃がす機能の双方を有する。なお、上述した冷却装置３３０及びヒートシンク３６０は、ダクト３７０内に配置されることに留意すべきである。
【００３８】
ファン３８０は、ダクト３７０によって形成される空気流路内において、上方から下方への空気流を形成する。具体的には、ファン３８０は、ファン３８０Ａ及びファン３８０Ｂを含む。
【００３９】
ファン３８０Ａは、筐体２００の外部の空気をダクト３７０の内部に導くファンである。ファン３８０Ａは、図３に示すように、筐体２００（ダクト３７０）の上部に配置される。一方で、ファン３８０Ｂは、ダクト３７０の内部の空気を筐体２００の外部に導くファンである。ファン３８０Ｂは、図３に示すように、筐体２００（ダクト３７０）の下部に配置される。
【００４０】
このように、ファン３８０Ａ及びファン３８０Ｂによって、上方から下方への空気流が形成される。但し、ファン３８０Ａ及びファン３８０Ｂが必ずしも必要ではない点に留意すべきである。ファン３８０Ａ及びファン３８０Ｂのうち、いずれか一方が設けられていればよい。
【００４１】
第１実施形態では、図３に示すように、筐体２００の正面視において、照明光学系３１０及び冷却装置３３０は、投写光学系３２０に対して対称の位置関係で配置されることが好ましい。また、図４に示すように、筐体２００の側面視において、照明光学系３１０及び冷却装置３３０は、投写光学系３２０と重なるように配置されることが好ましい。
【００４２】
（照明光学系の構成）
以下において、第１実施形態に係る照明光学系の構成について、図面を参照しながら説明する。図５は、第１実施形態に係る照明光学系３１０の構成を示す図である。
【００４３】
図５に示すように、照明光学系３１０は、光源１０（光源１０Ｒ、光源１０Ｇ及び光源１０Ｂ）と、ダイクロイックミラー２０と、ダイクロイックミラー３０と、ロッドインテグレータ４０と、反射ミラー５０と、反射ミラー６０と、打ち上げミラー７０とを有する。
【００４４】
光源１０Ｒは、赤成分光Ｒを出射する光源であり、例えば、赤ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）や赤ＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）である。光源１０Ｇは、緑成分光Ｇを出射する光源であり、例えば、緑ＬＥＤや緑ＬＤである。光源１０Ｂは、青成分光Ｂを出射する光源であり、例えば、青ＬＥＤや青ＬＤである。
【００４５】
ダイクロイックミラー２０は、光源１０Ｇから出射される緑成分光Ｇを透過し、光源１０Ｂから出射される青成分光Ｂを反射する。ダイクロイックミラー３０は、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを透過し、光源１０Ｒから出射される赤成分光Ｒを反射する。
【００４６】
ロッドインテグレータ４０は、光入射面と、光出射面と、光入射面の外周から光出射面の外周に亘って設けられる光反射側面とを有する。ロッドインテグレータ４０は、光源１０（光源１０Ｒ、光源１０Ｇ及び光源１０Ｂ）から出射された色成分光を均一化する。
【００４７】
反射ミラー５０及び反射ミラー６０は、ロッドインテグレータ４０から出射された色成分光を反射して、ロッドインテグレータ４０から出射された色成分光を打ち上げミラー７０に導く。
【００４８】
打ち上げミラー７０は、反射ミラー５０及び反射ミラー６０によって導かれた色成分光をＤＭＤ３５０側に反射する。
【００４９】
（ヒートパイプの構成）
以下において、第１実施形態に係るヒートパイプについて説明する。図６は、第１実施形態に係るヒートパイプ３４０の構成を示す図である。
【００５０】
図６に示すように、ヒートパイプ３４０の一端は、冷却装置３３０に接続される。一方で、ヒートパイプ３４０には、照明光学系３１０の熱源（例えば、光源１０）に接続される受熱部３４１が設けられる。
【００５１】
これによって、照明光学系３１０の熱源によって生じた熱を受熱部３４１が受け取り、受熱部３４１が受け取った熱がヒートパイプ３４０を介して冷却装置３３０に伝達される。
【００５２】
（配置スペース）
以下において、第１実施形態に係る配置スペースについて、図面を参照しながら説明する。図７は、第１実施形態に係る配置スペース４００を説明するための図である。
【００５３】
図３に示すように、筐体２００は、第１配置スペース４１０及び第２配置スペース４２０によって構成される配置スペース４００を有する。
【００５４】
配置スペース４００は、投写光学系３２０の光軸Ｌに対する垂直断面における投写光学系３２０の外接円を底として有する仮想円柱状を有する。配置スペース４００の底は、投写光学系３２０の光軸Ｌを中心として有する。配置スペース４００の底は、投写光学系３２０の光軸Ｌに対する垂直断面において、投写光学系３２０のうち、最も外側に張り出した部分（例えば、反射ミラー３２２）の外接円である。
【００５５】
第１配置スペース４１０は、略円錐状の形状を有する。詳細には、第１配置スペース４１０は、ＤＭＤ３５０側から反射ミラー３２２側に向けて末広がりの形状を有する。
【００５６】
第１配置スペース４１０には、投写光学系３２０が設けられる。投写光学系３２０は、投写光学系３２０の全体が第１配置スペース４１０内に完全に含まれるように配置されてもよく、投写光学系３２０の一部が第１配置スペース４１０からはみ出すように配置されてもよい。
【００５７】
第２配置スペース４２０は、配置スペース４００のうち、第１配置スペース４１０を除いたスペースである。第２配置スペース４２０の容積は、反射ミラー３２２側からＤＭＤ３５０側に向けて大きくなる。
【００５８】
第２配置スペース４２０には、照明光学系３１０及び冷却装置３３０の少なくとも一部が配置される。例えば、第２配置スペース４２０には、照明光学系３１０に含まれる光学素子のうち、ロッドインテグレータ４０が配置される。
【００５９】
ここで、照明光学系３１０及び冷却装置３３０は、投写光学系３２０に対して対称の位置関係で配置される。詳細には、上下方向、左右方向又は斜め方向において、照明光学系３１０及び冷却装置３３０は、投写光学系３２０に対して対称の位置関係で配置される。
【００６０】
なお、筐体２００の正面視において、照明光学系３１０及び冷却装置３３０は、投写光学系３２０に対して対称の位置関係で配置されることが好ましい。また、筐体２００の側面視において、照明光学系３１０及び冷却装置３３０は、投写光学系３２０と重なるように配置されることが好ましい。
【００６１】
（作用及び効果）
第１実施形態では、投写光学系３２０が略円錐状の第１配置スペースに設けられており、投写光学系３２０の配置によって筐体２００内に生じるデッドスペース（第２配置スペース）に照明光学系３１０及び冷却装置３３０の少なくとも一部が配置される。すなわち、デッドスペースが有効に利用されるため、照明光学系３１０、投写光学系３２０及び冷却装置３３０を省スペースで配置することができる。
【００６２】
第１実施形態では、照明光学系３１０及び冷却装置３３０は、投写光学系３２０に対して対称の位置関係で配置される。従って、投写光学系３２０を筐体２００の中央に配置することができる。
【００６３】
第１実施形態では、筐体２００の正面視において、照明光学系３１０及び冷却装置３３０は、投写光学系３２０に対して対称の位置関係で配置される。筐体２００の側面視において、照明光学系３１０及び冷却装置３３０は、投写光学系３２０と重なるように配置される。従って、投写光学系３２０を筐体２００の中央に配置しながら、照明光学系３１０、投写光学系３２０及び冷却装置３３０を省スペースで配置することができる。
【００６４】
第１実施形態では、冷却装置３３０は、照明光学系３１０とヒートパイプ３４０によって接続される。従って、冷却装置３３０の配置の自由度が増大する。
【００６５】
第１実施形態では、ダクト３７０は、ＤＭＤ３５０によって生じる熱を筐体２００の外部に逃がす機能、及び、照明光学系３１０の熱源によって生じる熱を筐体２００の外部に逃がす機能の双方を有する。従って、ダクト３７０によって形成される空気流路を簡略化することができる。
【００６６】
第１実施形態では、ファン３８０は、ダクト３７０によって形成される空気流路内において、上方から下方への空気流を形成する。従って、空気流路の空気を効率的に筐体２００の外部に逃がすことができる。
【００６７】
［その他の実施形態］
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００６８】
実施形態では、光変調素子として、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）を例示したに過ぎない。光変調素子は、反射型の液晶パネルであってもよい。
【００６９】
実施形態では、投写光学系３２０の配置によって生じるデッドスペース（第２配置スペース４２０）のうち、投写光学系３２０の側方に設けられたスペースに照明光学系３１０及び冷却装置３３０が配置されるケースについて例示した。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。具体的には、投写光学系３２０の配置によって生じるデッドスペース（第２配置スペース４２０）のうち、投写光学系３２０の下方に設けられたスペースに照明光学系３１０及び冷却装置３３０が配置されてもよい。或いは、投写光学系３２０の配置によって生じるデッドスペース（第２配置スペース４２０）のうち、投写光学系３２０の上方に設けられたスペースに照明光学系３１０及び冷却装置３３０が配置されてもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１０…光源、２０…ダイクロイックミラー、３０…ダイクロイックミラー、４０…ロッドインテグレータ、５０…反射ミラー、６０…反射ミラー、７０…ミラー、１００…投写型映像表示装置、２００…筐体、２１１…透過領域、３１０…照明光学系、３２０…投写光学系、３２１…投写レンズ群、３２２…反射ミラー、３３０…冷却装置、３４０…ヒートパイプ、３４１…受熱部、３５０…ＤＭＤ、３６０…ヒートシンク、３７０…ダクト、３８０…ファン、４００…配置スペース、４１０…第１配置スペース、４２０…第２配置スペース
【図１】
2012118230.tif 000003
【図２】
2012118230.tif 000004
【図３】
2012118230.tif 000005
【図４】
2012118230.tif 000006
【図５】
2012118230.tif 000007
【図６】
2012118230.tif 000008
【図７】
2012118230.tif 000009