JP6680551B2 - 投射型映像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、投射型映像表示装置の技術に関し、特に、複数の光源を用いて映像を投射する投射型映像表示装置に適用して有効な技術に関するものである。

液晶プロジェクタなどの投射型映像表示装置では、映像をスクリーンに投射する光源として白色光源が使用されている。また、近年では、３色（赤・緑・青）の光源を設けたプロジェクタが提供されるようになっている。

例えば、特開２０１０−１９７４９７号公報（特許文献１）には、各色（赤・緑・青）に対応する発光装置が設けられており、それぞれの発光装置では、蛍光体層に励起光を照射することにより、各色（赤・緑・青）の光を射出させ、これら各色の光から合成された白色光を投射用の光源として使用するプロジェクタが開示されている。

特開２０１０−１９７４９７号公報

プロジェクタを使用すると、光源から多量の熱が発生する。光源の温度が上昇すると、光源の能力が落ちるため、投射された画像の明るさが低下する。このため、プロジェクタ内部には光源を冷却するための冷却部が設けられている。

冷却部の冷却性能は、プロジェクタの設置姿勢により変化するのが一般的である。白色光源であれば、冷却部の冷却性能の変化は画像の明るさの低下につながる。さらに、複数の光源を備えていると複数の冷却部が必要になる。このとき冷却部の冷却性能がプロジェクタの設置姿勢の変化により各冷却部の冷却状態がばらばらに変化すると、各光源の発光量のバランスが悪化し投射画像の色バランスが乱れることになる。この状況で最も冷却状態が悪化した光源の発光量に合わせて正しい色バランスに調整するためには、他の光源の出力を低下させる必要があり、プロジェクタの投射画像の明るさの低下を招く。

そこで本発明の目的は、複数の光源をより好適に冷却し、より好適な画像を投射可能なプロジェクタを提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。

本発明の代表的な実施の形態による投射型映像表示装置は、表示素子に形成された画像を複数の光源からの光を用いて投射する投射型映像表示装置であって、前記複数の光源ごとに設けられ前記光源を冷却する光源冷却部を備え、前記光源冷却部は、前記光源の熱を吸収する吸熱部に対する前記光源の前記熱を放出する放熱部の方向である光源放熱方向が、すべての前記光源冷却部において略同一となるように配置されていることを特徴とするものである。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

すなわち、本発明の代表的な実施の形態によれば、複数の光源をより好適に冷却し、より好適な画像を投射可能なプロジェクタを提供する。

本発明の一実施の形態である投射型映像表示装置の構成例についての概要を示す図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明の一実施の形態における投射型映像表示装置の内部構造についての具体的な構成例を模式的に示す図である。 （ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施の形態における投射型映像表示装置の内部構造についての構成例をそれぞれの方向から模式的に示す斜視図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明の一実施の形態である投射型映像表示装置の構成例についての概要を示す図である。 （ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施の形態における投射型映像表示装置の内部構造についての構成例をそれぞれの方向から模式的に示す斜視図である。 本実施の形態に係る投射型映像表示装置の使用状態の一例を模式的に示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全ての図において、同一部には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

（実施の形態１）
＜装置構成＞
図１は、本発明の一実施の形態である投射型映像表示装置の構成例についての概要を示す図である。図２は、本実施の形態に係る投射型映像表示装置の内部構造についての具体的な構成例を模式的に示す図である。図２（ａ）はＺ軸の正方向における投射型映像表示装置の内部構造を模式的に示す図であり、図２（ｂ）はＹ軸の負方向における投射型映像表示装置の内部構造を模式的に示す図である。図３は、本実施の形態に係る投射型映像表示装置の内部構造についての構成例をそれぞれの方向から模式的に示す斜視図である。図１において、投射型映像表示装置１００は、例えば、図示しない外部電源から電力の供給を受けて、図示しないスクリーンに対して映像を投射して拡大表示する液晶プロジェクタ等である。

投射型映像表示装置１００は、図１に示すように、例えば、筐体１９０内に、投射光学系１０１、表示素子１０２、表示素子駆動部１０３、照明光学系１０４、照度センサ１０５、光源１０６Ｒ、光源１０６Ｇ、光源１０６Ｂ、光源ドライバ１０７Ｒ、光源ドライバ１０７Ｇ、光源ドライバ１０７Ｂ、電源１０８、光源冷却部１１０Ｒ、光源冷却部１１０Ｇ、光源冷却部１１０Ｂ、音声出力部１１１、映像入力部１１２、音声入力部１１３、通信部１１４、操作信号入力部１１５、不揮発性メモリ１１６、メモリ１１７、光源放熱方向検出部１１８、および制御部１２０、などの各部を有する。

光源ドライバ１０７Ｒは、後述する制御部１２０からの制御に従って光源１０６Ｒを駆動する。光源ドライバ１０７Ｇは、後述する制御部１２０からの制御に従って光源１０６Ｇを駆動する。光源ドライバ１０７Ｂは、後述する制御部１２０からの制御に従って光源１０６Ｂを駆動する。

光源１０６Ｒは、光源ドライバ１０７Ｒからの制御に基づいて、画像を投射する光のうち赤色（Ｒ）の光を発光する。

光源１０６Ｇは、光源ドライバ１０７Ｇからの制御に基づいて、画像を投射する光のうち緑色（Ｇ）の光を発光する。光源１０６Ｇは、図２（ａ）に示すように、ロッドレンズ１４０Ｇと組み合わせて構成されている。ロッドレンズ１４０Ｇは、光源１０６Ｇが発光した光を集光したり、シート状にしたり、拡散させたりする。

光源１０６Ｂは、光源ドライバ１０７Ｂからの制御に基づいて、画像を投射する光のうち青色（Ｂ）の光を発光する。

光源１０６Ｒ、光源１０６Ｇ、光源１０６Ｂは、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源、レーザー光源等により構成される。

照明光学系１０４は、光源１０６Ｒ、光源１０６Ｇ、光源１０６Ｂから発光された光を収束させて白色光を生成する１つ以上のレンズなどの光学要素を有する光学系である。

照度センサ１０５は、照明光学系１０４において画像投射用の光の光量をセンシングし、センシングした光量データを制御部１２０に送信する。

表示素子１０２は、透過型または反射型液晶パネル、あるいはＤＭＤ（Digital Micromirror Device：登録商標）パネル等により構成される。表示素子１０２は、制御部１２０から送信された映像データに基づいて投射する画像を形成する。表示素子１０２は、照明光学系１０４により収束された光を透過もしくは反射させて素子に形成された画像を投射する。

投射光学系１０１は、表示素子１０２の光学像を拡大して画像として図示しないスクリーン等に対して投射する１つ以上のレンズまたはミラーなどの光学要素を有する光学系である。

音声出力部１１１は、スピーカーや外部出力端子等を備え、表示映像に関連する音声データを出力したり、投射型映像表示装置１００の操作やエラー等に係る通知音や警告音、音声データなどを出力したりする。

映像入力部１１２は、図示しない映像入力端子を介して接続された図示しないＰＣ（Personal Computer）等の情報処理端末から、投射する映像データの入力を受け付けて、制御部１２０へ送信する外部インタフェースである。なお、映像入力端子は、例えば、ＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface・登録商標）やＶＧＡ（Video Graphics Array）、ＤＶＩ（Digital Visual Interface）など複数種類有していてもよい。

音声入力部１１３は、外部インタフェースを介して接続された情報処理端末から、投射する映像データに関連する音声データ等を入力する。入力した映像データや音声データは後述するメモリ１１７にバッファリングされてもよい。

通信部１１４は、例えば図示しないＰＣ、タブレット端末、スマートフォン等の情報処理端末と通信を行い、各種制御信号等を入出力する機能を有する。操作信号入力部１１５は、投射型映像表示装置１００に対する操作を行うための入力インタフェースであり、例えば、投射型映像表示装置１００の本体上に設けられた操作ボタンや、リモコンの受光部により構成され、ユーザからの操作データを入力する。

操作信号入力部１１５は、投射型映像表示装置１００の外装である筐体１９０に設けられた図示しないパネル等を介して、図示しないボタン等の操作によりユーザからの投射型映像表示装置１００に対する指示の入力を受け付けて、制御部１２０に送信する外部インタフェースである。また、操作信号入力部１１５は、例えば受信部を備え、受信部が図示しないリモコン等による操作を受け付けるように構成されていてもよい。

不揮発性メモリ１１６は、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリにより構成されている。不揮発性メモリ１１６は、投射型映像表示装置１００の制御プログラム、各種操作用の表示アイコンなどの画像データ、操作やエラー等に係る通知音、警告音等の音声データ等を記憶する。また、投射型映像表示装置１００単独で映像を投射するための映像データ（テンプレート画像などを含む）を保持するようにしてもよい。

メモリ１１７は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の揮発性メモリにより構成されている。メモリ１１７は、不揮発性メモリ１１６に記憶された制御プログラム、投射型映像表示装置１００に係る各種制御用データ等を展開して保持したりする。また、メモリ１１７は、映像入力部１１２等を介して入力された投射対象の映像データ、音声データ等をバッファリングしたりする。

光源放熱方向検出部１１８は、後述する光源放熱部１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの光源放熱方向を検出する。光源放熱方向検出部１１８は、検出した光源放熱方向データを制御部１２０に送信する。なお、光源放熱方向については後述する。

電源１０８は、図示しない外部電源からの電力の供給を受けて、投射型映像表示装置１００を構成する各部に対して、動作用の電力を供給する。

制御部１２０は、例えば、マイコンの動作や、ＣＰＵ（Central Processing Unit）による制御プログラムの実行などにより、表示素子１０２における投射画像の形成と、光源ドライバ１０７Ｒ、１０７Ｇ、１０７Ｂの制御による映像の投射、照度センサ１０５から受信した光量データに基づいた光量の制御、光源放熱方向検出部１１８から受信した光源放熱方向データに基づいた制御等、投射型映像表示装置１００の各部の動作を制御する機能を有する。

＜光源冷却部の構成＞
次に、光源１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂを冷却する光源冷却部１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂについて説明する。光源冷却部１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂは、例えばヒートパイプ等で構成される。ヒートパイプは、熱伝導性に優れた材質により形成されていることが望ましい。ヒートパイプに適した材質としては、例えば銅等の金属等が挙げられる。

光源冷却部１１０Ｒは、光源１０６Ｒを冷却する部材である。光源冷却部１１０Ｒは、図２（ａ）に示すように一方の端部が光源１０６Ｒと接するように設けられ、他方の端部が一方の端部に対して図示で略Ｙ軸の正方向に設けられるように延在して配置されている。

光源冷却部１１０Ｒは、光源１０６Ｒと接する一方の端部から光源１０６Ｒの熱を吸収し、吸収した熱を他方の端部に向かって熱伝導させ、他方の端部から放熱する。光源冷却部１１０Ｒから放出された熱は、図示しない排気口を通じて装置の外部に排出される。すなわち、光源冷却部１１０Ｒの一方の端部は、光源１０６Ｒの熱を吸熱する吸熱部として機能し、光源冷却部１１０Ｒの他方の端部は、光源１０６Ｒの熱を放出する放熱部として機能する。

光源冷却部１１０Ｇは、光源１０６Ｇを冷却する部材である。光源冷却部１１０Ｇは、図２（ａ）に示すように一方の端部が光源１０６Ｇと接するように設けられ、他方の端部が一方の端部に対して図示で略Ｙ軸の正方向に設けられるように延在して配置されている。上述の通り、光源１０６Ｇはロッドレンズ１４０Ｇと組み合わせた構成となっている。このため、光源冷却部１１０Ｇの光源１０６Ｇ側の端部は、図示でＹ軸方向の全域わたって、光源１０６Ｇ及びロッドレンズ１４０Ｇと直接又は熱的に接触するように配置されている。

光源冷却部１１０Ｇは、光源１０６Ｇと接する一方の端部から光源１０６Ｇ及びロッドレンズ１４０Ｇの熱を吸収し、吸収した熱を他方の端部に向かって熱伝導させ、他方の端部から放熱する。光源冷却部１１０Ｇから放出された熱は、図示しない排気口を通じて装置の外部に排出される。すなわち、光源冷却部１１０Ｇの一方の端部は、光源１０６Ｇ及びロッドレンズ１４０Ｇの熱を吸熱する吸熱部として機能し、光源冷却部１１０Ｇの他方の端部は、光源１０６Ｇ及びロッドレンズ１４０Ｇの熱を放出する放熱部として機能する。

光源冷却部１１０Ｂは、光源１０６Ｂを冷却する部材である。光源冷却部１１０Ｂは、図２（ａ）に示すように一方の端部が光源１０６Ｂと接するように設けられ、他方の端部が一方の端部に対して図示で略Ｙ軸の正方向に設けられるように延在して配置されている。

光源冷却部１１０Ｂは、光源１０６Ｂと接する一方の端部から光源１０６Ｂの熱を吸収し、吸収した熱を他方の端部に向かって熱伝導させ、他方の端部から放熱する。光源冷却部１１０Ｂから放出された熱は、図示しない排気口を通じて装置の外部に排出される。すなわち、光源冷却部１１０Ｂの一方の端部は、光源１０６Ｂの熱を吸熱する吸熱部として機能し、光源冷却部１１０Ｂの他方の端部は、光源１０６Ｂの熱を放出する放熱部として機能する。

これら光源冷却部１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂを比較すると、光源冷却部１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂにおける吸熱部に対する放熱部の方向である光源放熱方向は、図２、図３に示すように、いずれもＹ軸の正方向であり略同一となっている。

これまでの説明の中で、各光源１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂにおける光源冷却部１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの数量について特に言及していないが、例えば、図２、図３に示すように、すべての光源１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂについてそれぞれ複数の光源冷却部が設けられていても良いし、光源１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂのうちのいずれかについてのみ複数の光源冷却部１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂが設けられるようにしてもよい。例えば、発熱量が少ない光源について、光源冷却部の数を１つ又は数本とし、発熱量が多い光源について、光源冷却部の数をより多くするといった構成とすることも可能である。

また、本実施の形態においては、例えば図２、図３に示すように、光源冷却部１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの放熱部に放熱を促す放熱促進部材１３０Ｒ、１３０Ｇ、１３１Ｇ、１３０Ｂが設けられるようにしてもよい。放熱促進部材１３０Ｒ、１３０Ｇ、１３１Ｇ、１３０Ｂは、熱伝導性に優れた材質により形成されていることが望ましい。放熱フィンの材質としては、例えば銅やアルミニウム等の金属が挙げられる。

放熱促進部材１３０Ｒ、１３０Ｇ、１３１Ｇ、１３０Ｂは、放熱フィン等で構成されていてもよい。放熱フィンは、例えば、光源冷却部１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの放熱部を覆う板状部材で構成されていてもよい。また、放熱促進部材１３０Ｒ、１３０Ｇ、１３１Ｇ、１３０Ｂがヒートシンクで構成されていてもよい。ヒートシンクを用いれば、光源冷却部１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの放熱部における空気との接触面積をさらに増大させ、光源冷却部１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの放熱部からの放熱をより促すことができる。

放熱促進部材１３０Ｒは、図２（ａ）、図３に示すように、Ｙ−Ｚ平面上に拡がって配置されている。放熱促進部材１３０Ｒは、Ｙ−Ｚ平面上にＺ軸方向に沿って並んで配置された３本の光源冷却部１１０Ｒの放熱部を覆っている。放熱促進部材１３０Ｒは、光源冷却部１１０Ｒの放熱部における空気との接触面積を増大させ、光源冷却部１１０Ｒの放熱部からの放熱を促している。

放熱促進部材１３０Ｇ、１３１Ｇは、図２、図３に示すように、Ｙ−Ｚ平面上に拡がって配置されている。放熱促進部材１３０Ｇは、６本ある光源冷却部１１０Ｇのうち、図示で光源１０６Ｒ側に配置された３本の光源冷却部１１０Ｇの放熱部を覆って設けられている。放熱促進部材１３１Ｇは、６本ある光源冷却部１１０Ｇのうち、光源１０６Ｂ側に配置された３本の光源冷却部１１０Ｇの冷却部を覆って設けられている。放熱促進部材１３０Ｇ、１３１Ｇは、光源冷却部１１０Ｇの放熱部における空気との接触面積を増大させ、光源冷却部１１０Ｇの放熱部からの放熱を促している。

放熱促進部材１３０Ｂは、図２、図３に示すように、Ｘ−Ｙ平面上に拡がって配置されている。放熱促進部材１３０Ｂは、Ｘ軸方向に並んで配置された３本の光源冷却部１１０Ｂの放熱部を覆って設けられている。放熱促進部材１３０Ｂは、光源冷却部１１０Ｂの放熱部における空気との接触面積を増大させ、光源冷却部１１０Ｂの放熱部からの放熱を促している。

以上に説明したように、本発明の実施の形態１である投射型映像表示装置１００によれば、各光源１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂの光源冷却部１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂが、光源放熱方向が略同一方向（Ｙ軸の正方向）となるように配置されていることから、各光源１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂから発生した熱を略同一方向に移動させることができる。これにより、各光源１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂから発生した熱が放出される領域を装置内の所定の領域に集約することができ、装置外への排熱を効率的に行うことができる。その結果、装置内部における温度上昇が抑えられることから、光源１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂを効率的に冷却することが可能となる。

また、光源冷却部１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの放熱部に放熱促進部材１３０Ｒ、１３０Ｇ、１３１Ｇ、１３０Ｂを用いれば、光源冷却部１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの放熱部が空気と接触する面積を増大させることができる。これにより、光源冷却部１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの放熱部による放熱が促進され、光源１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂの冷却効率をより向上させることができる。

また、本実施の形態では、各光源１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂにおける光源冷却部１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの数量を複数とすることができるため、光源冷却部１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂによる各光源１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂの冷却をより効率的に行うことができる。

また、本実施の形態では、光源冷却部１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂのそれぞれの数量を、各光源１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂからの発熱量に応じて任意に設定することができる。これにより、光源１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂの光量を所定の範囲内となるように、各光源１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂの温度を制御することができ、投射された画像における色バランスの乱れを抑えることができる。

また、本実施の形態では、光源冷却部１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの光源冷却方向を略同一方向に揃えているため、各光源１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂから発生した熱が他の光源１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂに干渉しにくくなる。このため、３色（赤、緑、青）の光源１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂの光量が同じような傾向で変化するため、投射用の光における色バランスの乱れが発生しにくくなる。このような構成は、各色の光量をセンシングしながら光量を制御するフィードバック機能を備えていない投射型映像表示装置においては特に有効である。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。図４は、本発明の一実施の形態である投射型映像表示装置の構成例についての概要を示す図である。図５は、本発明の一実施の形態における投射型映像表示装置の内部構造についての構成例をそれぞれの方向から模式的に示す斜視図である。

本実施の形態２に係る投射型映像表示装置２００は、図４、図５に示すように、実施の形態１に係る投射型映像表示装置１００に冷却ファン２６０Ｒ、２６０Ｇ、２６１Ｇが追加された構成となっている。冷却ファン２６０Ｒ、２６０Ｇ、２６１Ｇは、光源冷却部１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの放熱部からの放熱を促すとともに、光源冷却部１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの放熱部から放出された熱の装置外部への排出を促進させるものである。

冷却ファン２６０Ｒ、２６０Ｇ、２６１Ｇは、映像を投射している間だけでなく、映像の投射が終了して各光源１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂが発光を停止した後も、所定の時間もしくは各光源１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂが所定の温度より低くなるまで動作するよう、制御部１２０により制御される。

冷却ファン２６０Ｒは、図４（ａ）、図５に示すように、放熱促進部材１３０ＲのＸ軸の負側から放熱促進部材１３０Ｒを覆うように配置されている。冷却ファン２６０Ｒは、放熱促進部材１３０Ｒに向けて（図示でＸ軸の正方向）、光源冷却部１１０Ｒの放熱部からの放熱を促進する冷却用空気を送る。放熱促進部材１３０Ｒの内部に配置された光源冷却部１１０Ｒの放熱部は、冷却用空気の流路内において、図示でＺ軸方向に沿って並んで配置されている。冷却ファン２６０Ｒから冷却用空気が送られると、放熱促進部材１３０Ｒが冷却されることとなり、これにより光源冷却部１１０Ｒが冷却される。

冷却ファン２６０Ｇは、図４、図５に示すように、放熱促進部材１３０ＧのＸ軸の負側から放熱促進部材１３０Ｇを覆うように配置されている。冷却ファン２６０Ｇは、放熱促進部材１３０Ｇ側（図示でＸ軸の正方向）に向けて、放熱促進部材１３０Ｇと接続された光源冷却部１１０Ｇの放熱部からの放熱を促進する冷却用空気を送る。放熱促進部材１３０Ｇの内部に配置された光源冷却部１１０Ｇの放熱部は、冷却用空気の流路内において、図示でＺ軸方向に沿って並んで配置されている。冷却ファン２６０Ｇから冷却用空気が送られると、放熱促進部材１３０Ｇが冷却され、これにより放熱促進部材１３０Ｇと接続された光源冷却部１１０Ｇが冷却される。

冷却ファン２６１Ｇは、図４、図５に示すように、放熱促進部材１３１ＧのＸ軸の正側から放熱促進部材１３１Ｇを覆うように配置されている。冷却ファン２６１Ｇは、放熱促進部材１３１Ｇに向けて（図示でＸ軸の負方向）、放熱促進部材１３１Ｇと接続された光源冷却部１１０Ｇの放熱部からの放熱を促進する冷却用空気を送る。放熱促進部材１３１Ｇの内部に配置された光源冷却部１１０Ｇの放熱部は、冷却用空気の流路内において、図示でＺ軸方向に沿って並んで配置されている。冷却ファン２６１Ｇから冷却用空気が送られると、放熱促進部材１３１Ｇが冷却されることとなり、これによって放熱促進部材１３１Ｇと接続された光源冷却部１１０Ｇが冷却される。

光源１０６Ｂについては、図４、図５に示すように、光源冷却部１１０Ｂの放熱部の冷却を促進する冷却ファンが設けられていない。この場合には、光源冷却部１１０Ｂの放熱部を冷却ファンにより直接冷却することはできないが、例えば、冷却ファン２６０Ｒ、２６０Ｇ、２６１Ｇから送られた冷却用空気がそれぞれの放熱促進部材１３０Ｒ、１３０Ｇ、１３１Ｇを冷却し、その後、放熱促進部材１３０Ｂを間接的に冷却することにより光源冷却部１１０Ｂの放熱部が冷却される。

本発明の実施の形態２である投射型映像表示装置２００によれば、光源冷却部１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの放熱部が冷却ファン２６０Ｒ、２６０Ｇ、２６１Ｇから送られる冷却用空気により冷却されることにより、光源冷却部１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの放熱部による放熱がより促進される。また、放熱促進部材１３０Ｒ、１３０Ｇ、１３１Ｇ、１３０Ｂと組み合わせた構成とすれば、光源冷却部１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの放熱部からの放熱がさらに促進され、光源１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂの冷却効率をより一層向上させることができる。

図４に示すように、光源冷却部１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂが複数設けられている場合には、光源冷却部１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの放熱部が、冷却用空気の流路方向において互いに交差しないように配置されていることが好ましい。

例えば、光源冷却部１１０Ｂについて、図４（ｂ）に示すように、複数の光源冷却部１１０Ｂの放熱部は、Ｘ−Ｚ平面内において、Ｘ軸の負側及びＺ軸の負側からＸ軸の正側及びＺ軸の正側に向かって斜めに配置されており、冷却用空気の流路方向において互いに交差しないように配置されている。

光源冷却部１１０Ｂの放熱部をこのような配置とすることで、流路方向（例えばＸ軸の正方向）を流れる冷却用空気により光源冷却部１１０Ｂの放熱部の冷却が均一に行われる。これにより、光源冷却部１１０Ｂの放熱部を冷却する際の複数の光源冷却部１１０Ｂ間における冷却ムラを抑え、光源冷却部１１０Ｂによる光源１０６Ｂの冷却効率が低下することを抑えることが可能となる。

また、光源冷却部１１０Ｂの放熱部をこのような配置とすることで、本来の流路方向とは異なる方向から流れてくる冷却用空気により、光源冷却部１１０Ｂの放熱部を間接的に冷却されるようにすることができる。これにより、光源冷却部１１０Ｂの放熱部を冷却する際の冷却ムラを抑え、光源冷却部１１０Ｂによる光源１０６Ｂの冷却効率の低下を抑えることが可能となる。このような構成とすることは、放熱促進部材１３０Ｂが設けられていない場合には特に有効である。

図４、図５では、複数の光源冷却部１１０Ｂの放熱部が冷却用空気の流路方向に沿って配置される場合について説明したが、例えば、光源冷却部１１０Ｒ、１１０Ｇの放熱部が冷却用空気の流路方向に沿って配置される場合にも同様の構成とすることが好ましい。

また、図４、図５では、光源冷却部１１０Ｂの放熱部を直接冷却する冷却ファンは設けられていないが、各光源１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂのそれぞれに対して、光源冷却部１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの放熱部からの放熱を促す冷却ファンを設けてもよい。

このような構成とすれば、すべての光源冷却部１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの放熱部からの放熱を促進させるので、光源１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂ間における冷却ムラを抑えるとともに、光源１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂの冷却効率を向上させることができる。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態に係る投射型映像表示装置は、表示素子１０２を冷却する表示素子冷却部１５０を備えている。なお、表示素子冷却部１５０は、上述した実施の形態１、２に係る投射型映像表示装置１００、２００のいずれにおいても用いられるため、ここでは主に実施の形態１に係る図２、図３を用いて説明する。

表示素子冷却部１５０は、図２、図３に示すように、表示素子１０２のＸ軸の負側から表示素子１０２を覆うように配置され、表示素子１０２と熱的に接している。表示素子冷却部１５０は、熱伝導性に優れた材質により形成されていることが望ましい。表示素子冷却部１５０の材質としては、例えば銅やアルミニウム等の金属が挙げられる。

表示素子冷却部１５０は、例えば図２、図３に示すように、ヒートシンクで構成されている。表示素子１０２から発生した熱は、表示素子冷却部１５０に吸収され、吸収された熱が表示素子冷却部１５０から放熱される。これにより、表示素子１０２は冷却される。

本実施の形態３に係る投射型映像表示装置１００、２００によれば、光源１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂからの光が反射又は透過する際に発生する熱や、投射用の画像を形成する際に発生する熱が、表示素子１０２から表示素子冷却部１５０に吸収される。これにより、表示素子１０２の温度上昇を抑えることができ、表示素子１０２に形成される投射用の画像の品質低下を抑えることができる。

また、表示素子冷却部１５０は、ヒートパイプで構成されていてもよい。この場合において、表示素子冷却部１５０は、表示素子１０２の熱を吸収する吸熱部に対する表示素子１０２の熱を放出する放熱部の方向である表示素子放熱方向が、光源冷却部１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの光源放熱方向と略同一となるように配置されていることが好ましい。例えば、ヒートパイプで構成された表示素子冷却部１５０は、その一方の端部が表示素子１０２と接するように設けられ、他方の端部が一方の端部に対して、図２（ａ）における略Ｙ軸の正方向に設けられるように延在して配置されていることが好ましい。

表示素子冷却部１５０をヒートパイプで構成する場合、表示素子冷却部１５０は、表示素子１０２と接する一方の端部から表示素子１０２の熱を吸収し、吸収した熱を他方の端部に向かって熱伝導させ、他方の端部から放熱する。表示素子冷却部１５０から放出された熱は、図示しない排気口を通じて装置の外部に排出される。すなわち、表示素子冷却部１５０の一方の端部は、表示素子１０２の熱を吸熱する吸熱部として機能し、表示素子冷却部１５０の他方の端部は、表示素子１０２の熱を放熱する放熱部として機能する。

表示素子冷却部１５０をヒートパイプで構成する場合、このような構成によれば、表示素子冷却部１５０における吸熱部に対する放熱部の方向である表示素子放熱方向は、略Ｙ軸の正方向となり、光源冷却部１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂにおける吸熱部に対する放熱部の方向である光源放熱方向と略同一とすることができる。これにより、他の光源１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂに干渉させることなく、表示素子１０２から発生した熱を移動させることができる。さらに、表示素子１０２の温度上昇が抑えられ、表示素子１０２に形成される投射用の画像の品質低下を抑えながら、３色（赤、緑、青）の光源１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂの光量が同じような傾向で変化するため、投射用の光における色バランスの乱れが発生しにくくなる。その結果、投射された画像の品質低下をより一層抑えることができる。

また、表示素子冷却部１５０は、複数本のヒートパイプで構成されていてもよい。この場合には、すべての表示素子冷却部１５０の表示素子放熱方向が光源放熱方向と略同一であることが好ましい。また、表示素子冷却部１５０の放熱部に、表示素子冷却部１５０の放熱部からの放熱を促す放熱促進部材が設けられていてもよいし、表示素子冷却部１５０の放熱部からの放熱をより促進するための冷却ファンが設けられていてもよい。

このような構成によれば、表示素子冷却部１５０による表示素子１０２の冷却効率をより向上させることができ、投射された画像の品質低下をより一層抑えることができる。

（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４について説明する。本実施の形態では、投射型映像表示装置を、横表示モード（第1の表示モード）と縦表示モード（第２の表示モード）とを切り替えて使用する場合について説明する。なお、本実施の形態に係る内容は、上述した実施の形態１から３に係る投射型映像表示装置１００、２００のいずれにおいても適用されることから、ここでは主に実施の形態１に係る図１、図２、図３、及び図６を用いて説明する。図６は、本実施の形態に係る投射型映像表示装置の使用状態の一例を模式的に示す図である。図６（ａ）は、横表示モード時における投射型映像表示装置の使用状態の一例を模式的に示す図である。図６（ｂ）は、縦表示モード時における投射型映像表示装置の使用状態の一例を模式的に示す図である。図６（ｃ）は、通常とは異なる使用状態の一例を模式的に示す図である。

横表示モードとは、表示素子１０２に形成される画像の短辺方向（例えば図２におけるＺ軸方向）を投射された映像の縦方向とし、表示素子１０２に形成される画像の長辺方向（例えば図２におけるＹ軸方向）を投射される映像の横方向として映像を投射するモードをいう。

縦表示モードとは、表示素子１０２に形成される画像の長辺方向（例えば図２におけるＹ軸方向）を投射される映像の縦方向とし、表示素子１０２に形成される画像の短辺方向（例えば図２におけるＺ軸方向）を投射される映像の横方向として映像を投射するモードをいう。

本実施の形態では、投射型映像表示装置１００の姿勢を変更することにより、横表示モードと縦表示モードとを切り替える。その際、光源冷却部１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂは、これらの光源放熱方向が水平（例えばＸ−Ｙ平面方向）又は水平よりも上方（例えばＺ軸の負方向）となるように、投射型映像表示装置１００が配置される。

すなわち、横表示モードにおける投射型映像表示装置１００の姿勢は、例えば図６（ａ）に示すように、Ｚ軸の正側が床に設置された状態となる。このとき、光源冷却部１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの光源放熱方向は、Ｙ軸の正方向であり略水平方向となる。

これに対して縦表示モードにおける投射型映像表示装置１００の姿勢は、例えば図６（ｂ）に示すように、Ｙ軸の負側が床に設置された状態となる。このとき、光源冷却部１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの光源放熱方向は、Ｙ軸の正方向であり略垂直上向きであり水平よりも上方となる。

このような構成によれば、光源冷却部１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの放熱部が吸熱部と水平、又は吸熱部よりも上方に配置されることとなる。これにより、表示モードを切り替えることにより光源冷却部１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの位置関係に変動が生じても、光源冷却部１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂによる光源１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂの光量が同じような傾向で変化するため、投射用の光における色バランスの乱れが発生しにくくなる。このような構成は、各色の光量をセンシングしながら光量を制御するフィードバック機能を備えていない投射型映像表示装置においては特に有効である。

また、フィードバック機能を備えている場合には、横表示モードと縦表示モードとを切り替えて使用することにより光量に変化が生じても、光量の制御を容易に行うことができる。

また、例えば図６（ｃ）では、もう一方の縦表示モードにおける投射型映像表示装置１００の姿勢を示している。この場合は、光源冷却部１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの放熱部が吸熱部よりも下方に配置されることとなる。この場合、光源冷却部１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの冷却性能は、いずれも図６（ｂ）や図６（ａ）の例に示した場合と比べて厳しくなり、光源１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂの光量が低下する。しかしながら、本発明の投射型映像表示装置１００では、光源冷却部１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの光源放熱方向が揃っているため、光量低下も同じような傾向で起きることとなる。よって、本実施の形態の投射型映像表示装置１００は、図６（ｃ）の例に示すような姿勢でも投射用の光の低下は起こるものの、色バランスの乱れが発生しにくい。

なお、図６（ｃ）の例に示すような姿勢では、光源冷却部１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂすべての冷却効率が下がるため、図６（ｃ）の例に示すような姿勢であることを光源放熱方向検出部１１８が検知した場合には、光源ドライバ１０７Ｒ、光源ドライバ１０７Ｇ、および光源ドライバ１０７Ｂを制御して、光源１０６Ｒ、光源１０６Ｇ、光源１０６Ｂの各発光量を低減して、光源全体の発熱量を抑えて光源温度の上昇を抑えるようにしてもよい。また、冷却ファン２６０Ｒ、２６０Ｇ、２６１Ｇを備える場合には、図６（ｃ）の例に示すような姿勢であることを光源放熱方向検出部１１８が検知した場合に、冷却ファン２６０Ｒ、２６０Ｇ、２６１Ｇの回転数を上げて光源温度の上昇を抑えるようにしてもよい。または、当該発光量の低減と冷却ファンの回転数の上昇を同時に適用してもよい。

また、横表示モードと縦表示モードとを切り替える際に、光源冷却部１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの光源放熱方向が水平よりも下方であることを、図１に示す光源放熱方向検出部１１８が検出した場合には、制御部１２０は、投射型映像表示装置１００が所定の姿勢とは異なることを知らせるメッセージや画像を表示素子１０２に形成させるようにしてもよい。

例えば、投射型映像表示装置１００が、Ｚ軸の正側が床に設置されている場合（横表示モード）やＹ軸の負側が床に設置されている場合（縦表示モード）には、光源放熱方向検出部１１８は、光源放熱方向が水平又は上方であるという光源放熱方向データを制御部１２０に送信する。このとき、制御部１２０は、光源放熱方向検出部１１８から受信した光源放熱方向データに基づき投射型映像表示装置１００は所定の姿勢であると判断する。

これに対して、投射型映像表示装置１００が、例えば図６（ｃ）に示すように、Ｙ軸の正側が床に設置して使用されている場合等には、光源放熱方向検出部１１８は、光源放熱方向が下方であるという光源放熱方向データを制御部１２０に送信する。このとき、制御部１２０は、光源放熱方向検出部１１８から受信した光源放熱方向データに基づき投射型映像表示装置１００は所定の姿勢ではないと判断し、表示素子駆動部１０３を制御してユーザに対してメッセージを伝える画像を表示素子１０２に形成させてもよい。メッセージの例としては、例えば、同じ縦表示モードであっても、図６（ｃ）の例に示す向きよりも図６（ｂ）の例に示す向きの方がより性能が良い状態で投射型映像表示装置１００が使用可能である旨のメッセージなどである。これにより、より性能が良い状態で投射型映像表示装置１００を使用する使い方をユーザに促すことができる。

光源放熱方向検出部１１８は、例えば重力センサなどの姿勢センサで構成されていてもよい。このように構成すれば、例えば、光源放熱方向検出部１１８により投射型映像表示装置１００が設置されている姿勢を検出することができ、装置内の構成要素の位置情報と比較することにより、光源放熱方向を検出することができる。

例えば、不揮発性メモリ１１６に、重力センサなどの姿勢センサの検出結果の角度情報と光源放熱方向データとの関連を保持するテーブルを格納しておけば、重力センサなどの姿勢センサの検出結果から光源放熱方向データを取得することができる。また、例えば、投射型映像表示装置１００が光源放熱方向データ自体を保持していなくとも、重力センサなどの姿勢センサの検出結果の角度情報について、上記の各実施の形態において説明している光源放熱方向検出結果に対する各処理の切り替えのための閾値を、光源放熱方向の切り替えに対応する値として予め設定しておけば、重力センサなどの姿勢センサの検出結果と該閾値の単なる比較処理が実質的に光源放熱方向を検出する処理と等価になる。

表示素子１０２に形成させる画像としては、例えば、投射型映像表示装置１００が逆向きに設置されている旨の内容を表示するものや、逆向きに設置した方が明るく表示することができる旨の内容を表示したものを挙げることができる。

これ以外にも、例えば、サブディスプレイにこれらの内容を表示するようにしてもよい
し、音声出力部１１１から上記内容をユーザに対して音声で伝えるようにしてもよいし、警告音を発するようにしてもよい。

このような構成によれば、横表示モードと縦表示モードとを切り替えて使用する際に、投射型映像表示装置１００の姿勢を装置自身で判断することができる。また、所定の姿勢ではない場合には、ユーザに対して所定の警告を与えることにより、投射型映像表示装置１００の誤用を抑止することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、上記の実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、上記の実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１００、２００…投射型映像表示装置、１０２…表示素子、１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂ…光源、１０８…電源、１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ…光源冷却部、１１８…光源放熱方向検出部、１２０…制御部、１３０Ｒ、１３０Ｇ、１３１Ｇ、１３０Ｂ…放熱促進部材、１５０…表示素子冷却部、１９０…筐体、２６０Ｒ、２６０Ｇ、２６１Ｇ…冷却ファン

Claims (13)

1. 表示素子に形成された画像を複数の光源からの光を用いて投射する投射型映像表示装置であって、
   前記光源ごとに設けられ前記光源を冷却する光源冷却部と、
   前記表示素子を冷却する表示素子冷却部と、
   を備え、
   前記光源冷却部は、前記光源の熱を吸収する吸熱部に対する前記光源の前記熱を放出する放熱部の方向である光源放熱方向が、すべての前記光源冷却部において略同一となるように配置されているものであり、
   前記表示素子冷却部は、前記表示素子の熱を吸収する吸熱部に対する前記表示素子の前記熱を放出する放熱部の方向である表示素子放熱方向が、前記光源冷却部の前記光源放熱方向と略同一となるように配置されていることを特徴とする投射型映像表示装置。
2. 請求項１に記載の投射型映像表示装置において、
   前記光源冷却部がヒートパイプで構成されていることを特徴とする投射型映像表示装置。
3. 請求項１に記載の投射型映像表示装置において、
   少なくともいずれか１つ以上の前記光源について、複数の前記光源冷却部を備えていることを特徴とする投射型映像表示装置。
4. 請求項１に記載の投射型映像表示装置において、
   前記光源冷却部の前記放熱部に、前記放熱部からの放熱を促す放熱促進部材が設けられていることを特徴とする投射型映像表示装置。
5. 請求項４に記載の投射型映像表示装置において、
   前記放熱促進部材が放熱フィンで構成されていることを特徴とする投射型映像表示装置。
6. 請求項１に記載の投射型映像表示装置において、
   前記光源冷却部の前記放熱部からの放熱を促す冷却ファンを備え、
   前記放熱部は、前記冷却ファンから送られる冷却用空気の流路内に配置されていることを特徴とする投射型映像表示装置。
7. 請求項１に記載の投射型映像表示装置において、
   前記表示素子冷却部がヒートパイプで構成されていることを特徴とする投射型映像表示装置。
8. 請求項１に記載の投射型映像表示装置において、
   前記表示素子冷却部がヒートシンクで構成されていることを特徴とする投射型映像表示装置。
9. 請求項１に記載の投射型映像表示装置において、
   前記投射型映像表示装置は、第１モードと第２モードとを含む複数の動作モードを有するものであり、前記複数の動作モードのそれぞれは、投射型映像表示装置の互いに異なる姿勢のそれぞれに対応するものであり、
   前記第１のモードは、前記表示素子に形成される前記画像の短辺方向を投射された映像の縦方向とし、前記表示素子に形成される前記画像の長辺方向を前記投射された映像の横方向として映像を投射する動作モードであり、
   前記第２のモードは、前記表示素子に形成される前記画像の長辺方向を前記投射された映像の縦方向とし、前記表示素子に形成される前記画像の短辺方向を前記投射された映像の横方向として映像を投射する動作モードであり、
   前記第１のモードおよび前記第２のモードにおいては、前記光源冷却部は、前記光源放熱方向が水平又は水平よりも上方となるように配置されている、
   ことを特徴とする投射型映像表示装置。
10. 請求項９に記載の投射型映像表示装置において、
    前記光源冷却部の前記光源放熱方向を検出する光源放熱方向検出部と、
    前記投射型映像表示装置の制御を行う制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、
    前記投射型映像表示装置の姿勢が、前記第１のモードにおける姿勢および前記第２のモードにおける姿勢のいずれか一方の姿勢から、その他の姿勢に変更された際に、前記光源放熱方向が水平よりも下方になったことを前記光源放熱方向検出部が検出した場合には、前記複数の光源の発光量を低減させる制御を行うことを特徴とする投射型映像表示装置。
11. 請求項９に記載の投射型映像表示装置において、
    前記光源冷却部の前記光源放熱方向を検出する光源放熱方向検出部と、
    前記投射型映像表示装置の制御を行う制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、
    前記投射型映像表示装置の姿勢が、前記第１のモードにおける姿勢および前記第２のモードにおける姿勢のいずれか一方の姿勢から、その他の姿勢に変更された際に、前記光源放熱方向が水平よりも下方になったことを前記光源放熱方向検出部が検出した場合には、前記冷却ファンの回転数を上げる制御を行うことを特徴とする投射型映像表示装置。
12. 請求項９に記載の投射型映像表示装置において、
    前記光源冷却部の前記光源放熱方向を検出する光源放熱方向検出部と、
    前記投射型映像表示装置の制御を行う制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、
    前記投射型映像表示装置の姿勢が、前記第１のモードにおける姿勢および前記第２のモードにおける姿勢のいずれか一方の姿勢から、その他の姿勢に変更された際に、前記光源放熱方向が水平よりも下方になったことを前記光源放熱方向検出部が検出した場合には、前記投射型映像表示装置が所定の姿勢とは異なることを知らせる画像を前記表示素子に形成させることを特徴とする投射型映像表示装置。
13. 請求項１０に記載の投射型映像表示装置において、
    前記光源放熱方向検出部が重力センサで構成されていることを特徴とする投射型映像表示装置。