JP4817274B1

JP4817274B1 - 画像表示装置

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Publication number: JP4817274B1
Application number: JP2011008140A
Authority: JP
Inventors: 博文榎本; 哲郎水島; 健二中山; 雄一畑瀬; 義隆北岡
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2011-01-18
Filing date: 2011-01-18
Publication date: 2011-11-16
Anticipated expiration: 2031-01-18
Also published as: JP2012150229A

Abstract

【課題】半導体レーザを光源とするレーザ光源装置を備えた画像表示装置において、コンパクトな構成により、レーザ光源装置の温度上昇に起因する画質劣化を抑制することを可能とする。
【解決手段】画像表示装置１は、緑色、赤色及び青色を出力するレーザ光源装置２〜４と、各色のレーザ光を外部に投射する投射光学系８と、各色のレーザ光源装置および投射光学系を支持する筐体２１と、各色のレーザ光源装置を冷却する冷却手段とを備え、筐体が、青色レーザ光源装置が取り付けられると共に投射光学系の投射口が形成された前壁部２３と、この前壁部に連なると共に、赤色および緑色レーザ光源装置が取り付けられた側壁部２４とを有し、冷却手段が、側壁部側に配置された構成とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体レーザを光源とするレーザ光源装置を備えた画像表示装置に関する。

近年、画像表示装置の光源に半導体レーザを用いる技術が注目されている。この半導体レーザは、画像表示装置に多用されてきた水銀ランプに比較して、色再現性がよい点、瞬時点灯が可能である点、長寿命である点、高効率で消費電力を低減することができる点、及び小型化が容易である点など種々の利点を有している。

半導体レーザを用いた従来の画像表示装置としては、例えば、半導体レーザを備えた３つのレーザ光源装置から出射された赤色、青色および緑色の３色のレーザ光を、画像光として外部のスクリーン上に投射するプロジェクタが知られている（特許文献１参照）。

特開２０１０−３２７９６号公報

ところで、上記の３つのレーザ光源装置はそれぞれ異なる温度特性を有し、基本的にレーザ光源装置の温度上昇はレーザ出力低下の要因となる。しかしながら、上記特許文献１に記載された従来技術では、上記のようなレーザ光源装置に対して効果的な冷却が行われていないため、長時間にわたる使用によってレーザ光源装置の温度が上昇し、投射する画像の画質が劣化するという問題があった。レーザ光源装置の冷却に関しては、赤色レーザ光源装置は温度上昇による出力低下が他の２つに比べて顕著であるため、その冷却は特に重要である。また、レーザ光源装置を冷却するための手段は、画像表示装置が大型化することがないように適切に配置することが望ましい。

本発明は、このような従来技術の課題を鑑みて案出されたものであり、コンパクトな構成でありながら、赤色レーザ光源装置を効果的に冷却することにより、レーザ光源装置の温度上昇に起因する画質劣化を抑制することを可能とした画像表示装置を提供することを主目的とする。

本発明の画像表示装置は、半導体レーザを光源として用いる画像表示装置であって、赤色のレーザ光を出力する赤色レーザ光源装置と、青色のレーザ光を出力する青色レーザ光源装置と、緑色のレーザ光を出力する緑色レーザ光源装置と、前記各色のレーザ光を外部に投射する投射光学系と、前記各色のレーザ光源装置および前記投射光学系を支持する筐体と、前記筐体の外側に配置され、前記各色のレーザ光源装置を冷却する冷却手段とを備え、前記筐体は、前記青色レーザ光源装置が取り付けられると共に前記投射光学系の投射口が形成された前壁部と、当該前壁部に連なると共に、前記赤色レーザ光源装置および前記緑色レーザ光源装置が取り付けられた側壁部とを有し、前記冷却手段は、前記側壁部側における赤色レーザ光源装置の近傍に配置されたことを特徴とする。

このように本発明によれば、コンパクトな構成でありながら、赤色レーザ光源装置を効果的に冷却することにより、レーザ光源装置の温度上昇に起因する画質劣化を抑制することが可能となるという優れた効果を奏する。

画像表示装置１を内蔵したノート型の情報処理装置１０１を示す斜視図光学エンジンユニット１ａの要部構成図光学エンジンユニット１ａの要部斜視図緑色レーザ光源装置２における緑色レーザ光の状況を示す模式図画像表示装置１を示す斜視図画像表示装置１の収容ケース５１の内部を示す斜視図光学エンジンユニット１ａのハウジング内部を示す平面図

上記課題を解決するためになされた第１の発明は、半導体レーザを光源として用いる画像表示装置であって、赤色のレーザ光を出力する赤色レーザ光源装置と、青色のレーザ光を出力する青色レーザ光源装置と、緑色のレーザ光を出力する緑色レーザ光源装置と、前記各色のレーザ光を外部に投射する投射光学系と、前記各色のレーザ光源装置および前記投射光学系を支持する筐体と、前記筐体の外側に配置され、前記各色のレーザ光源装置を冷却する冷却手段とを備え、前記筐体は、前記青色レーザ光源装置が取り付けられると共に前記投射光学系の投射口が形成された前壁部と、当該前壁部に連なると共に、前記赤色レーザ光源装置および前記緑色レーザ光源装置が取り付けられた側壁部とを有し、前記冷却手段は、前記側壁部側における赤色レーザ光源装置の近傍に配置された構成とする。

これによると、コンパクトな構成でありながら、赤色レーザ光源装置を効果的に冷却することにより、レーザ光源装置の温度上昇に起因する画質劣化を抑制することが可能となる。

また、第２の発明は、前記投射口は、前記前壁部において前記側壁部と接続されない端部側に配置され、前記赤色レーザ光源装置は、前記側壁部において前記前壁部と接続されない端部側に配置された構成とする。

これによると、赤色レーザ光源装置の近傍に冷却手段を配置した場合でも、投射口からの画像光の投射が阻害されることはなく、また、装置の大型化を回避することができる。

また、第３の発明は、前記緑色レーザ光源装置は、赤外レーザ光の波長を変換することにより、緑色のレーザ光を出力し、前記側壁部は、前記前壁部の一端を延長する方向に突設されると共に、前記緑色レーザ光源装置が取り付けられる突出部を有し、前記冷却手段は、前記赤色レーザ光源装置の外側に配置された構成とする。

これによると、装置内の空所を有効利用して装置のコンパクト化が図れる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は本発明に係る画像表示装置１を内蔵したノート型の情報処理装置１０１を示す斜視図である。情報処理装置１０１において、本体１０２のキーボードの裏面側には、画像表示装置１が出没自在に格納される収容スペースが形成されている。画像表示装置１は、周知のＤＶＤ（Digital Versatile Disc）ドライブと同様に、不使用時には収容スペース内に収容され、使用時には収容スペースから引き出される。画像表示装置１の光学エンジンユニット１ａは、制御ユニット１ｂによって回動自在に支持されている。使用者は、光学エンジンユニット１ａを所要の角度に回動させることで、画像表示装置１からのレーザ光をスクリーンＳに投射させることができる。

図２は光学エンジンユニット１ａの要部構成図であり、図３は光学エンジンユニット１ａの要部斜視図である。この光学エンジンユニット１ａは、所要の画像をスクリーンＳに拡大して投影表示するものであり、緑色レーザ光を出力する緑色レーザ光源装置２と、赤色レーザ光を出力する赤色レーザ光源装置３と、青色レーザ光を出力する青色レーザ光源装置４と、映像信号に応じて各レーザ光源装置２〜４からのレーザ光を空間的に変調して像を形成する液晶反射型の空間光変調器５と、各レーザ光源装置２〜４からのレーザ光を反射させて空間光変調器５に照射させるとともに空間光変調器５から出射された変調レーザ光を透過させる偏光ビームスプリッタ６と、各レーザ光源装置２〜４から出射されるレーザ光を偏光ビームスプリッタ６に導くリレー光学系７と、偏光ビームスプリッタ６を透過した変調レーザ光を外部のスクリーンＳに投射する投射レンズを含む投射光学系８とを備えている。

画像表示装置１は、いわゆるフィールドシーケンシャル方式（時分割表示方式）でカラー画像を表示するものであり、各レーザ光源装置２〜４から各色のレーザ光が時分割で順次出力され、各色のレーザ光による画像が残像によってカラー画像として認識される。

リレー光学系７は、各レーザ光源装置２〜４から出射される各色のレーザ光を平行ビームに変換するコリメータレンズ１１〜１３と、コリメータレンズ１１〜１３を通過した各色のレーザ光を所要の方向に導く第１および第２のダイクロイックミラー１４、１５と、ダイクロイックミラー１４、１５により導かれたレーザ光を拡散させる拡散板１６と、拡散板１６を通過したレーザ光を収束レーザに変換するフィールドレンズ１７とを備えている。

投射光学系８の投射口８ａからスクリーンＳに向けてレーザ光が出射される側を前側とすると、青色レーザ光源装置４から青色レーザ光が後方に向けて出射される。この青色レーザ光の光軸に対して緑色レーザ光の光軸および赤色レーザ光の光軸が互いに直交するように、緑色レーザ光源装置２および赤色レーザ光源装置３から緑色レーザ光および赤色レーザ光が出射され、この青色レーザ光、赤色レーザ光、および緑色レーザ光が、２つのダイクロイックミラー１４，１５で同一の光路に導かれる。すなわち、青色レーザ光と緑色レーザ光が第１のダイクロイックミラー１４で同一の光路に導かれ、青色レーザ光および緑色レーザ光と赤色レーザ光が第２のダイクロイックミラー１５で同一の光路に導かれる。

第１および第２のダイクロイックミラー１４，１５は、表面に所定の波長のレーザ光を透過および反射させるための膜が形成されたものであり、第１のダイクロイックミラー１４は、青色レーザ光を透過するとともに緑色レーザ光を反射させる。第２のダイクロイックミラー１５は、赤色レーザ光を透過するとともに青色レーザ光および緑色レーザ光を反射させる。

これらの各光学部材は、銅やアルミ等の熱伝導性の高い材料で形成した筐体２１に支持されている。筐体２１は、各レーザ光源装置２〜４で発生した熱を放熱する放熱体として機能し、アルミニウムや銅などの熱伝導性の高い材料で形成されている。また、筐体２１には、空間光変調器５、偏光ビームスプリッタ６、リレー光学系７、及び投射光学系８等が取り付けられている。筐体２１の上部開口は、投射光学系８以外から外部にレーザ光が漏れることを防ぐために、金属製の蓋１９によって密閉される。

緑色レーザ光源装置２は、筐体２１の本体部２１ａから側方に向けて突出した状態で筐体２１に形成された取付板（突出部）２２に取り付けられている。この取付板２２は、リレー光学系７の収容スペースの前方と側方にそれぞれ位置する前壁部２３と側壁部２４とが直交する角部から当該前壁部２３を延長するように側壁部２４に直交する向きに突出する。このような構成により、取付板２２はヒートシンクとしての機能を有し、緑色レーザ光源装置２の放熱が促進されると共に、その熱が筐体２１に伝わりにくくなり、他のレーザ光源装置への熱的な影響を抑制することができる。なお、取付板２２は、本体部２１ａと別部材として設けてもよいが、本実施形態のように本体部２１ａと一体に設けることで放熱の効果がより高まる。赤色レーザ光源装置３は、ホルダ２５に保持された状態で側壁部２４の外面２４ａに取り付けられている。青色レーザ光源装置４は、ホルダ２６に保持された状態で前壁部２３の外面２３ａに取り付けられている。ここで、外面２４ａを含む仮想平面と外面２３ａを含む仮想平面とは互いに直交する関係にある。なお、緑色レーザ光源装置２については、赤色レーザ光源装置３と同様に側壁部２４の外面２４ａに取り付ける構成も可能である。

筐体２１では、投射光学系８の投射口８ａが配置される前壁部２３の右端部が前方に突出するように設けられている。そして、その突出部位の左側の空所に青色レーザ光源装置４が取り付けられることにより、光学エンジンユニット１ａコンパクト化が図られている。

赤色レーザ光源装置３および青色レーザ光源装置４は、いわゆるＣＡＮパッケージで構成され、レーザ光を出力するレーザチップが、ステムに支持された状態で缶状の外装部の中心軸上に光軸が位置するように配置されたものであり、外装部の開口に設けられたガラス窓からレーザ光が出射される。この赤色レーザ光源装置３および青色レーザ光源装置４は、ホルダ２５、２６に開設された取付孔２７、２８に圧入するなどしてホルダ２５、２６に対して固定される。青色レーザ光源装置４および赤色レーザ光源装置３のレーザチップの発熱は、ホルダ２５、２６を介して筐体２１に伝達されて放熱される。各ホルダ２５、２６は、アルミニウムや銅などの熱伝導率の高い材料で形成されている。

赤色レーザ光は、６４０ｎｍの波長を有するが、少なくとも赤色と認識できるものであればよく、例えばピーク波長が６１０〜７５０ｎｍの範囲となる波長領域のものを用いるとよい。また、青色レーザ光は、４５０ｎｍの波長を有するが、少なくとも青色と認識できるものであればよく、例えばピーク波長が４３５〜４８０ｎｍの範囲となる波長領域のものを用いるとよい。

緑色レーザ光源装置２は、図２に示すように、励起用レーザ光を出力する半導体レーザ３１と、半導体レーザ３１から出力された励起用レーザ光を集光する集光レンズであるＦＡＣ（Fast-Axis Collimator）レンズ３２およびロッドレンズ３３と、励起用レーザ光により励起されて基本レーザ光（赤外レーザ光）を出力するレーザ媒体３４と、基本レーザ光の波長を変換して半波長レーザ光（緑色レーザ光）を出力する波長変換素子３５と、レーザ媒体３４とともに共振器を構成する凹面ミラー３６と、励起用レーザ光および基本波長レーザ光の漏洩を阻止するガラスカバー３７と、各部を支持する基台３８と、各部を覆うカバー体３９とを備えている。

図２において、緑色レーザ光源装置２と筐体２１の側壁部２４との間には所要の幅（例えば０．５ｍｍ以下）の間隙Ｇ１が形成される。これにより、緑色レーザ光源装置２の熱が赤色レーザ光源装置３に伝わりにくくなり、赤色レーザ光源装置３の昇温が抑制されて、温度特性の悪い赤色レーザ光源装置３を安定的に動作させることができる。また、間隙Ｇ１を０．５ｍｍ以下とすれば、緑色レーザ光の拡散による利用効率の低下を防止できる。また、赤色レーザ光源装置３の所要の光軸調整代（例えば０．３ｍｍ程度）を確保するため、緑色レーザ光源装置２と赤色レーザ光源装置３との間に所要の幅（例えば０．３ｍｍ以上）の間隙Ｇ２が設けられている。

図４は、緑色レーザ光源装置２における緑色レーザ光の状況を示す模式図である。半導体レーザ３１のレーザチップ４１は、波長８０８ｎｍの励起用レーザ光を出力する。ＦＡＣレンズ３２は、レーザ光のファースト軸（光軸方向に対して直交し且つ図の紙面に沿う方向）の拡がりを低減する。ロッドレンズ３３は、レーザ光のスロー軸（図の紙面に対して直交する方向）の拡がりを低減する。

レーザ媒体３４は、いわゆる固体レーザ結晶であり、ロッドレンズ３３を通過した波長８０８ｎｍの励起用レーザ光により励起されて波長１０６４ｎｍの基本波長レーザ光（赤外レーザ光）を出力する。このレーザ媒体３４は、Ｙ（イットリウム）ＶＯ_４（バナデート）からなる無機光学活性物質（結晶）にＮｄ（ネオジウム）をドーピングしたものであり、より具体的には、母材であるＹＶＯ_４のＹを、蛍光を発する元素であるＮｄ^＋３に置換してドーピングしたものである。

レーザ媒体３４におけるロッドレンズ３３に対向する側には、波長８０８ｎｍの励起用レーザ光に対する反射防止と、波長１０６４ｎｍの基本波長レーザ光および波長５３２ｎｍの半波長レーザ光に対する高反射の機能を有する膜４２が形成されている。レーザ媒体３４における波長変換素子３５に対向する側には、波長１０６４ｎｍの基本波長レーザ光および波長５３２ｎｍの半波長レーザ光に対する反射防止の機能を有する膜４３が形成されている。

波長変換素子３５は、いわゆるＳＨＧ（Second Harmonics Generation）素子であり、レーザ媒体３４から出力される波長１０６４ｎｍの基本波長レーザ光（赤外レーザ光）の波長を変換して波長５３２ｎｍの半波長レーザ光（緑色レーザ光）を生成する。この波長変換素子３５は、強誘電体結晶に、分極が反転した領域とそのままの領域とを交互に形成した、周期的な分極反転構造を備えたものであり、分極反転周期方向（分極反転領域の配列方向）に基本波長レーザ光を入射させる。なお、強誘電体結晶には、例えばＬＮ（ニオブ酸リチウム）にＭｇＯを添加したものが用いられる。

波長変換素子３５におけるレーザ媒体３４に対向する側には、波長１０６４ｎｍの基本波長レーザ光に対する反射防止と、波長５３２ｎｍの半波長レーザ光に対する高反射の機能を有する膜４４が形成されている。波長変換素子３５における凹面ミラー３６に対向する側には、波長１０６４ｎｍの基本波長レーザ光および波長５３２ｎｍの半波長レーザ光に対する反射防止の機能を有する膜４５が形成されている。

凹面ミラー３６は、波長変換素子３５に対向する側に凹面を有し、この凹面には、波長１０６４ｎｍの基本波長レーザ光に対する高反射と、波長５３２ｎｍの半波長レーザ光に対する反射防止の機能を有する膜４６が形成されている。これにより、レーザ媒体３４の膜４２と凹面ミラー３６の膜４６との間で、波長１０６４ｎｍの基本波長レーザ光が共振して増幅される。

波長変換素子３５では、レーザ媒体３４から入射した波長１０６４ｎｍの基本波長レーザ光の一部が波長５３２ｎｍの半波長レーザ光に変換され、変換されずに波長変換素子３５を通過した波長１０６４ｎｍの基本波長レーザ光は、凹面ミラー３６で反射されて波長変換素子３５に再度入射し、波長５３２ｎｍの半波長レーザ光に変換される。この波長５３２ｎｍの半波長レーザ光は、波長変換素子３５の膜４４で反射されて波長変換素子３５から出射される。

ここで、レーザ媒体３４から波長変換素子３５に入射して波長変換素子３５で波長変化されて波長変換素子３５から出射されるレーザ光のビームＢ１と、凹面ミラー３６で一旦反射されて波長変換素子３５に入射して膜４４で反射されて波長変換素子３５から出射されるレーザ光のビームＢ２とが干渉を起すと、出力が低下する。そこで、波長変換素子３５を光軸方向に対して傾斜させて、屈折作用によりレーザ光のビームＢ１、Ｂ２が互いに干渉しないようにしており、これにより出力低下を避けることができる。

なお、図１に示したガラスカバー３７には、波長８０８ｎｍの励起用レーザ光および波長１０６４ｎｍの基本波長レーザ光が外部に漏洩することを防止するため、これらのレーザ光を透過させない膜が形成されている。

前記の例では、緑色レーザ光源装置２のレーザチップ４１、レーザ媒体３４、および波長変換素子３５がそれぞれ、波長８０８ｎｍの励起用レーザ光、波長１０６４ｎｍの基本波長レーザ光（赤外レーザ光）、および波長５３２ｎｍの半波長レーザ光（緑色レーザ光）を出力するものとしたが、本発明はこれに限定されるものではない。最終的に緑色レーザ光源装置２から出力されるレーザ光が緑色と認識できるものであればよく、例えばピーク波長が５００ｎｍ〜５６０ｎｍの範囲となる波長領域のレーザ光を出力するようにするとよい。また、緑色レーザ光源装置２については、上述のように赤外レーザ光の波長を変換するものではなく、赤色レーザ光源装置３および青色レーザ光源装置４と同様に、緑色レーザ光を出力する半導体レーザチップを用いてもよい。

図５は、画像表示装置１を示す斜視図であり、図６は、画像表示装置１の収容ケース５１の内部を示す斜視図である。図５（Ａ）には、光学エンジンユニット１ａおよび制御ユニット１ｂを収容ケース５１内に格納した格納状態が、図５（Ｂ）には、光学エンジンユニット１ａおよび制御ユニット１ｂの一部を収容ケース５１から引き出した使用状態がそれぞれ示されている。

光学エンジンユニット１ａおよび制御ユニット１ｂの各ハウジングは、高さ方向の寸法が短い扁平な箱形状をなしている。光学エンジンユニット１ａおよび制御ユニット１ｂの各ハウジングの両側縁には、収容ケース５１内に設けられた図示しないガイドレールに沿ってスライドするスライダ５２，５３が設けられており、使用者による押し引き操作で、矢印Ａで示すように、収容ケース５１に対して光学エンジンユニット１ａの全体および制御ユニット１ｂの一部が出し入れされる。

光学エンジンユニット１ａと制御ユニット１ｂとはヒンジ部５５を介して連結されており、光学エンジンユニット１ａが制御ユニット１ｂ（本体側の部材）に回動可能に支持されている。光学エンジンユニット１ａにおけるヒンジ部５５と相反する側の端部には出射窓５６が設けられており、この出射窓５６から光学エンジンユニット１ａの投射光学系８（図２参照）を通過したレーザ光が出射される。

図１に示したように、画像表示装置１に内蔵される収容ケース５１は、情報処理装置１０１の本体１０２の側面に開口を有しており、情報処理装置１０１の本体１０２の側面に対して略直交する向きに光学エンジンユニット１ａおよび制御ユニット１ｂを出し入れする構成となっている。画像表示装置１の収容ケース５１は、情報処理装置１０１の本体１０２の収容スペース内に固定され、使用状態では光学エンジンユニット１ａと制御ユニット１ｂの一部が、情報処理装置１０１の本体１０２の側方に突出した状態となる。情報処理装置１０１はその側面がスクリーンＳに正対するように配置され、これにより光学エンジンユニット１ａに設けられた出射窓５６をスクリーンＳに正対させることができる。

また、図５に示したヒンジ部５５は直交２軸構造を有し、図５（Ｂ）に示す使用状態では、制御ユニット１ｂが収容ケース５１のガイドレールに支持される一方で、光学エンジンユニット１ａは収容ケース５１から完全に抜け出し、矢印Ｂで示すように、光学エンジンユニット１ａを上下方向に回動させることができ、また、矢印Ｃで示すように、前後方向、すなわち可動体１２の出し入れ方向の軸回りに光学エンジンユニット１ａを回動させることができる。

光学エンジンユニット１ａの前面には、後述する光学エンジンユニット１ａの冷却空気用の排気口６０が設けられている。また、制御ユニット１ｂの上面には、操作部６１が設けられており、操作部６１には、電源用の操作ボタン６２と、輝度切り替え用の操作ボタン６３と、台形歪み補正用の２つの操作ボタン６４，６５とが設けられている。この他に収容ケース５１内には、光学エンジンユニット１ａおよび制御ユニット１ｂを格納位置に保持するために、図示しないラッチロックが設けられている。

画像表示装置１の収容ケース５１には、情報処理装置１０１から電力を供給するための給電線および情報処理装置１０１から映像信号を送信するための信号線が接続されるインタフェイス部７１が設けられており、このインタフェイス部７１と制御ユニット１ｂとが配線ケーブル７２で結ばれている。この配線ケーブル７２は、可撓性を有し、収容ケース５１に対して光学エンジンユニット１ａおよび制御ユニット１ｂを出し入れする際には、制御ユニット１ｂに追随するように屈曲変形する。

図６に示すように、スイッチ８１は、制御ユニット１ｂの側縁部に接触するように設けられており、収容ケース５１に対する光学エンジンユニット１ａおよび制御ユニット１ｂの出し入れ動作に伴って、制御ユニット１ｂに接触する接触子８２が動作するのに応じてオンオフされる。接触子８２は、スイッチ８１の本体に出没自在に設けられ、図示しないばねで突出方向に付勢されている。一方、制御ユニット１ｂには、接触子８２に当接する当接部８３が側縁部に沿って設けられており、当接部８３が接触子８２と整合する位置に移動すると、当接部８３により接触子８２が押し込まれる。ここでは、２つの接触子８２の両方が押し込まれていない状態でスイッチ８１がオンとなり、２つの接触子８２の両方が押し込まれた状態でスイッチ８１がオフとなる。

図７は、光学エンジンユニット１ａのハウジング内部を示す平面図である。光学エンジンユニット１ａのハウジング内には、各色のレーザ光源装置２〜４の冷却手段として冷却ファン９１が設けられている。光学エンジンユニット１ａのハウジング内は、平面視において、筐体２１の左右幅が収まるように適合した左右方向の１対の長辺枠と、筐体２１の前後幅が収まるように適合した前後方向の１対の短辺枠とによって画成される長方形状の空間を有している。冷却ファン９１は、筐体２１から左方に突出する緑色レーザ光源装置２の後方且つ赤色レーザ光源装置３の左方に配置されている。

冷却ファン９１の直下には図示しない吸気口が設けられている。図５（Ｂ）に示したように、光学エンジンユニット１ａおよび制御ユニット１ｂを引き出した状態で冷却ファン９１を動作させると、吸気口から外気が取り込まれ、この取り込まれた空気は、光学エンジンユニット１ａのハウジング内で循環した後に排気口６０から外部に排出される。このとき、冷却空気の進路は、図７中の矢印Ｄに示すように、赤色レーザ光源装置３の左側に付設されたヒートシンク９２に向けられると共に、矢印Ｅに示すように、光学エンジンユニット１ａのハウジングの内壁と筐体２１の外壁とによって画成された冷却風路に沿って、ヒートシンクとして機能する緑色レーザ光源装置２用の取付板２２を経た後、ヒートシンクとして機能する青色レーザ光源装置４のホルダ２６まで到達する。

このように、回動可能な光学エンジンユニット１ａのハウジング内に冷却ファン９１を設けることにより、画像表示装置１の動作時に発熱量が大きい光学系に対する高い冷却効果を実現できる。冷却ファン９１は、筐体２１の側壁部２４側における赤色レーザ光源装置３の近傍に配置されているため、他のレーザ光源装置２、４よりも温度特性が悪い赤色レーザ光源装置３を優先して冷却できるという利点がある。また、冷却空気は、筐体２１の外壁によって画成された冷却風路を流れるため、筐体２１を冷却する（すなわち、筐体２１を介して各色のレーザ光源装置２〜４を冷却する）効果も得られる。

また、図１、図７の平面視において、投射口８ａが前壁部２３の右端側（すなわち、側壁部２４と接続されない端部側）に配置されると共に、赤色レーザ光源装置３が側壁部２４の後端側（すなわち、前壁部２３と接続されない端部側）に配置された構成であるため、冷却ファン９１やヒートシンク９２によって投射口８ａからの画像光の投射が阻害されることはなく、また、光学エンジンユニット１ａの大型化を回避することができる。

さらに、冷却ファン９１は、筐体２１から左方に突出する緑色レーザ光源装置２の後方の空所に配置されているため、光学エンジンユニット１ａのハウジング内のスペースを有効利用でき、装置のコンパクト化が図れる。

なお、緑色レーザ光源装置２として、赤色レーザ光源装置３および青色レーザ光源装置４と同様の半導体レーザチップを用いる場合には、筐体２１から左方への突出量は、赤色レーザ光源装置３と同様となるため、緑色レーザ光源装置２の外側（左側）に冷却ファン９１を配置することが可能となる。

本発明について特定の実施形態に基づいて説明したが、この実施形態はあくまでも例示であって、本発明はこの実施形態によって限定されるものではない。なお、上記実施形態に示した本発明に係る画像表示装置の各構成要素は、必ずしも全てが必須ではなく、少なくとも本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。

本発明に係る画像表示装置は、コンパクトな構成でありながら、赤色レーザ光源装置を効果的に冷却することにより、レーザ光源装置の温度上昇に起因する画質劣化を抑制することを可能とし、半導体レーザを光源とするレーザ光源装置を備えた画像表示装置として有用である。

１画像表示装置
１ａ光学エンジンユニット
１ｂ制御ユニット
２緑色レーザ光源装置
３赤色レーザ光源装置
４青色レーザ光源装置
５空間光変調器
８投射光学系
８ａ投射口
１４第１のダイクロイックミラー
１５第２のダイクロイックミラー
２１筐体
２２取付板（突出部）
２３前壁部
２４側壁部

Claims

半導体レーザを光源として用いる画像表示装置であって、
赤色のレーザ光を出力する赤色レーザ光源装置と、
青色のレーザ光を出力する青色レーザ光源装置と、
緑色のレーザ光を出力する緑色レーザ光源装置と、
前記各色のレーザ光を外部に投射する投射光学系と、
前記各色のレーザ光源装置および前記投射光学系を支持する筐体と、
前記筐体の外側に配置され、前記各色のレーザ光源装置を冷却する冷却手段と
を備え、
前記筐体は、前記青色レーザ光源装置が取り付けられると共に前記投射光学系の投射口が形成された前壁部と、当該前壁部に連なると共に、前記赤色レーザ光源装置および前記緑色レーザ光源装置が取り付けられた側壁部とを有し、
前記冷却手段は、前記側壁部側における赤色レーザ光源装置の近傍に配置されたことを特徴とする画像表示装置。
前記投射口は、前記前壁部において前記側壁部と接続されない端部側に配置され、
前記赤色レーザ光源装置は、前記側壁部において前記前壁部と接続されない端部側に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
前記緑色レーザ光源装置は、赤外レーザ光の波長を変換することにより、緑色のレーザ光を出力し、
前記側壁部は、前記前壁部の一端を延長する方向に突設されると共に、前記緑色レーザ光源装置が取り付けられる突出部を有し、
前記冷却手段は、前記赤色レーザ光源装置の外側に配置されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像表示装置。