JP6881460B2 - 投射型表示装置 - Google Patents

Description

本開示は、光変換部およびその冷却部を備えた投射型表示装置に関する。

壁際やテーブル等に置いて映像を投射する短焦点プロジェクタでは、その商品外形は、横長の直方体状になる場合が多い。また、製品内部の部品レイアウトとしては、中央部に投射レンズを配置する場合が多い。このような短焦点プロジェクタにおいて、製品内部の空間の利用効率を向上させるためには、例えば、特許文献１における前面投射型液晶表示装置のように、光源ランプ部から投射レンズ部までの光学ユニットをＵの字状に配置することが有効である。

上記のような構成を有する短焦点プロジェクタでは、光学ユニット中の発熱量は、光源に近いほど大きく、投射レンズに近づくほど小さい。このため、光源には、光源用の冷却ファン等が設置されている。

特開平１０−９０８１１号公報

ところで、短焦点プロジェクタでは、光源とは別に、光源から出射される光を異なる波長に変換する光変換部を備えたものがある。このような短焦点プロジェクタでは、レーザダイオード（Laser Diode；ＬＤ）等の光源からの光を蛍光体に照射することにより、蛍光としての白色光を取り出しており、光学ユニットは、例えば、蛍光体を励起させる励起光を出射させる励起用光源（光源部）と、励起光を受けて励起光とは異なる波長光を発する蛍光体層を有する蛍光体ホイール（光変換部）とを備えている。このような光学ユニットでは、例えば、光源部の次に光変換部からの発熱量が多い。このため、蛍光体ホイール近傍を含めた冷却効率の向上が求められている。

冷却効率を向上させることが可能な投射型表示装置を提供することが望ましい。

本開示の一実施形態の投射型表示装置は、光源部、光源部からの出射光を、出射光の波長域とは異なる波長域の光に変換する光変換部および光変換部を冷却する冷却部を有する光源光学系と、光変換部を収容する第１の内部筐体と、冷却部を収容すると共に、第１の内部筐体と接続された第２の内部筐体と、光源光学系を収容すると共に、直線状の空気流路を形成する吸気口および排気口を有する外部筐体とを備えたものであり、光源部および光変換部は、空気流路上に配置され、冷却部は、空気流路上からシフトした位置に配置され、第２の内部筐体には、空気流路に沿って延在する複数のフィンが設けられている。

本開示の一実施形態の投射型表示装置では、外部筐体に設けられた吸気口および排気口によって形成される直線状の空気流路上に光源部および光変換部を配置し、光変換部を冷却する冷却部を空気流路からシフトした位置に配置するようにした。これにより、冷却部の圧力損失を低減することが可能となる。また、吸気口から取り入れられた空気によって効率よく光変換部の排熱を行うことが可能となる。

本開示の一実施形態の投射型表示装置によれば、直線状の空気流路上に光源部および光変換部を配置し、空気流路からシフトした位置に光変換部を冷却する冷却部を配置するようにしたので、冷却部の圧力損失が低減される。また、吸気口から取り入れられた空気による効率のよい光変換部の排熱が可能となる。よって、冷却効率を向上させることが可能となる。

なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれの効果であってもよい。

本開示の一実施の形態に係るプロジェクタの全体構成を表すブロック図である。 蛍光体ホイールの平面模式図である。 図２Ａに示した蛍光体ホイールの断面模式図である。 蛍光体ホイールおよび冷却ファンの収容部内における空気の流れを説明する模式図である。 蛍光体ホイールおよび冷却ファンの収容部内における空気の流れを説明する模式図である。 図１に示したプロジェクタの構成の一例を表す概略図である。 投射光学系３０の構成の一例を表す概略図である。 本開示の変形例１に係る冷却ファンの他の例を表す模式図である。 本開示の変形例２に係る冷却ファンの他の例を表す模式図である。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態（空気流路からシフトした位置に蛍光体ホイール用の冷却ファンを配置した例）
１−１．要部の構成
１−２．投射型表示装置の構成
１−３．作用・効果
２．変形例
２−１．変形例１（冷却ファンにフィンを設けた例）
２−２．変形例２（冷却ファンの一部が筐体から露出した例）

＜１．実施の形態＞
図１は、本開示の一実施の形態に係る投射型表示装置（プロジェクタ１）の全体構成を表したものである。このプロジェクタ１は、壁面等のスクリーン２（被投射面）に対して映像（映像光）を投影する投射型の表示装置であり、光源光学系１０と、画像生成システム２０と、投射光学系３０と、電源ユニット４０と、これらを収容する筐体５０とを有する。光源光学系１０は、例えば、光源部１１と、光変換部１２と、光変換部１２を冷却する冷却部１３とを含んで構成されている。

（１−１．要部の構成）
本実施の形態のプロジェクタ１では、筐体５０には、筐体５０の内部を冷却するための空気を吸い込む吸気口５１と、筐体５０内部の空気を排出する排気口５２とが設けられている。吸気口５１は、スクリーン２と正対する面（背面Ｓ１、リア側）に、排気口５２は、背面Ｓ１と対向する面（前面Ｓ２、フロント側）に設けられており、互いに対向するように配設されている。これにより、筐体５０の内部には、Ｘ軸方向（背面Ｓ１から前面Ｓ２）に向かって直進する空気の流れ（流路Ｆ（空気流路））が形成される。

プロジェクタ１では、光源光学系１０、画像生成システム２０および投射光学系３０は、Ｕの字状に配置されている。即ち、光源光学系１０の光源部１１と、投射光学系３０とが近接するように配置されている。また、投射光学系３０から投射される画像ＩＭＧは、光源光学系１０を構成する光源部１１から出射される光と略同一方向を有する。

光源光学系１０を構成する光源部１１および光変換部１２は、対向配置された吸気口５１と排気口５２との間に、吸気口５１側から、光変換部１２および光源部１１の順に配置されている。光変換部１２を冷却する冷却部１３は、流路Ｆからシフトした位置に配置されている。具体的には、冷却部１３は、流路Ｆ上の光変換部１２を基準に、投射光学系３０とは反対側にシフトして配置されている。即ち、筐体５０の側面Ｓ３に近接して設置され配置されている。また、冷却部１３は、平面視的に長手方向ｌ１を有し、この長手方向ｌ１が、流路Ｆと略平行になるように配置されている。

以下に、光変換部１２および冷却部１３の構成について、詳細に説明する。

光変換部１２は、例えば、光源部１１から出射された光を異なる波長域の光に変換する蛍光体ホイール１２０と、光源部１１から出射された光を蛍光体ホイール１２０の所定の位置（発光点Ｘ）に集光させる集光レンズ１２４Ａ，１２４Ｂとを有する（図２Ａ，図２Ｂおよび図４参照）。

図２Ａは、蛍光体ホイール１２０の平面構成を表したものであり、図２Ｂは、図２Ａに示したＩ−Ｉ線における蛍光体ホイール１２０の断面構成を表したものである。蛍光体ホイール１２０は、例えば円盤形状の基体部１２１を有し、この基体部１２１上に蛍光体層１２２が設けられている。基体部１２１には、シャフト１２３を介してモータ１２４が接続されており、このモータ１２４によって、基体部１２１は、基体部１２１の中心を通る回転軸Ｏを中心に矢印Ｃ方向に回転可能となっている。

蛍光体層１２２は、光源部１１から照射される光によって励起されて、その光の波長域とは異なる波長域を有する蛍光を発するものである。本実施の形態では、蛍光体層１２２は、約４４５ｎｍの中心波長を持つ青色光Ｌｂ（青色レーザ光）によって励起されて蛍光を発する蛍光物質を含んでおり、光源部１１から照射される青色レーザ光Ｌｂを、例えば黄色光Ｌｙに変換して基体部１２１の背面側（照明光学系２１側）に出射する。

蛍光体層１２２に含まれる蛍光物質としては、例えば、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系蛍光体が用いられる。なお、蛍光物質の種類、励起される光の波長域、および励起により発生される可視光の波長域は限定されない。

蛍光体層１２２から出射された黄色光Ｌｙは、基体部１２１を透過して照明光学系２１（具体的には、折り返しミラー２１１）に出射される。

冷却部１３は、光変換部１２、具体的には、蛍光体ホイール１２０の発光点Ｘを冷却する冷却ファン１３０を有する。冷却ファン１３０としては、例えば、回転軸に対して直交方向に風が出るシロッコファンを用いることが好ましい。

本実施の形態では、光変換部１２を構成する蛍光体ホイール１２０および集光レンズ１２４Ａ，１２４Ｂと、冷却部１３を構成する冷却ファン１３０は、それぞれ、図３Ａおよび図３Ｂに示したように、筐体１２５（第１の内部筐体）および筐体１３２（第２の内部筐体）に収容されていることが好ましい。筐体１２５および筐体１３２とは、それぞれ、略直方体形状を有し、それぞれ、筐体１２５の長手方向ｌ２と、筐体１３２の長手方向ｌ１とが互いに直交するように接続されている。換言すると、光変換部１２を構成する蛍光体ホイール１２０の基体部１２１の平面方向（長手方向ｌ２）と、冷却部１３を構成する冷却ファン１３０の長手方向ｌ１とは、互いに略直角になるように配置されている。

蛍光体ホイール１２０および集光レンズ１２４Ａ，１２４Ｂを収容する筐体１２５は、その側面の１つに、筐体１３２と接続される開口１２５Ａおよび開口１２５Ｂを有する。筐体１３２は、隔壁１３２Ａによって仕切られた２つの空間１３３，１３４を有し、空間１３３には、冷却ファン１３０が収容されている。空間１３４には、筐体１２５と接続される２つの開口（吹き出し口１３４Ａおよび吸い込み口１３４Ｂ）が設けられており、吸い込み口１３４Ｂを介して蛍光体ホイール１２０上の発光点Ｘにおいて暖められた空気（暖風）を冷却ファン１３０の吸気口１３１に送るための送風路となっている。

即ち、本実施の形態では、筐体１２５の開口１２５Ａは、筐体１３２の吹き出し口１３４Ａと接合され、筐体１２５の開口１２５Ｂは、筐体１３２の吸い込み口１３４Ｂと接合されている。これにより、光変換部１２および冷却部１３は、密閉空間に収容されている。即ち、光変換部１２の冷却は、密閉循環冷却となっている。

この密閉空間における空気の流れは、以下の通りである。冷却部１３では、冷却ファン１３０の送風口１３５から送風された空気（冷風）は、図３Ａおよび図３Ｂに示したように、筐体１３２の吹き出し口１３４Ａおよびこれに接続された開口１２５Ａを通って筐体１２５内に送られ、蛍光体ホイール１２０上の発光点を冷却する。蛍光体ホイール１２０上の発光点Ｘにおいて暖められた空気（暖風）は、筐体１２５の開口１２５Ｂおよびこれに接続された吸い込み口１３４Ｂを通って冷却ファン１３０の吸気口１３１に吸い込まれる。

なお、筐体１３２の吹き出し口１３４Ａおよびこれに接続される筐体１２５の開口１２５Ａは、蛍光体ホイール１２０の発光点Ｘの近傍に位置するように形成することが好ましい。これにより、発光点Ｘの冷却効率が向上する。また、筐体１２５の開口１２５Ｂおよびこれに接続される筐体１３２の吸い込み口１３４Ｂは、蛍光体ホイール１２０の発光点Ｘを基準にして、蛍光体ホイール１２０の回転方向の下流側、例えば、蛍光体ホイール１２０が図３Ａに示した矢印Ｃ方向に回転する場合には、筐体１３２の吹き出し口１３４Ａおよび筐体１２５の開口１２５Ａの上側に形成することが好ましい。これにより、筐体１２５内の排熱効率が向上する。

また、冷却部１３が収容される筐体１３２は、長手方向ｌ１が、光変換部１２から吸気口５１に向かって延在していることが好ましい。換言すると、筐体１３２は、筐体５０の側面Ｓ３近傍に配置することが好ましい。これにより、筐体５０内のスペースを有効に利用することができ、プロジェクタ１を小型化することが可能となる。

更に、光変換部１２が収容される筐体１２５は、対向配置された吸気口５１と排気口５２との間、即ち、流路Ｆ上に、筐体１２５の長手方向ｌ２が流路Ｆと直交するように配置することが好ましく、筐体１３２は、その長手方向ｌ１が、筐体５０の側面Ｓ３および流路Ｆと略平行になるように配置することが好ましい。これにより、吸気口５１から吸い込まれた空気が、冷却部１３によって妨げられることなく、光変換部１２を冷却すること可能となり、冷却効率が向上する。

なお、筐体１２５には、蛍光体ホイール１２０の発光点Ｘと正対する光源部１１側および照明光学系２１側の面に、それぞれ光源部１１から出射された光が通過する開口（図示せず）が設けられているが、この開口には、例えば、集光レンズ等がはめ込まれている。

（１−２．投射型表示装置の構成）
図４は、プロジェクタ１を構成する各光学系の構成の一例を表す概略図である。本実施の形態のプロジェクタ１は、上記のように、光源光学系１０と、画像生成システム２０と、投射光学系３０とを有する。画像生成システム２０は、照射された光を元に画像を生成する画像生成素子２３と、画像生成素子２３に光源光学系１０から出射された光を照射する照明光学系２１とを有する。投射光学系３０は、画像生成素子２３により生成された画像を投射する。

光源部１１は、例えば、複数のＬＤを備えた光源１１１と、光源１１１から出射された光を蛍光体ホイール１２０に集光させるための光学系としての集光ミラー１１２Ａ，１１２Ｂおよび集光ミラー１１３とを有する。また、図４では図示していないが、例えば、光変換部１２から出射された光（黄色光Ｌｙ）と合成して白色光（Ｌｗ）とするための青色レーザ光Ｌｂを出射する青色光源等を有する。

光源１１１は、例えば、４００ｎｍ〜５００ｎｍの波長範囲内に発光強度のピーク波長を有する青色レーザ光Ｌｂを発振可能な青色ＬＤである。光源１１１には、ＬＤのほか、ＬＥＤ等の他の光源が用いられていてもよい。また、波長範囲も、上記４００ｎｍ〜５００ｎｍに発光強度のピーク波長を有する青色レーザ光Ｌｂに限定されるものではない。

集光ミラー１１２Ａ，１１２Ｂは、光源１１１に配置された複数のＬＤから出射される光の光束を略平行にすると共に、集光ミラー１１３に集中させる凹面反射面を有するものである。集光ミラー１１３は、集光ミラー１１２Ａ，１１２Ｂによって集中した光を蛍光体ホイール１２０へ反射するためのものである。

なお、光源部１１は、筐体（図示せず）に収容されており、この光源部１１が収容されている筐体には、例えば蛍光体ホイール１２０等が収容された筐体１２５が接続されている。

光変換部１２は、上記のように、蛍光体ホイール１２０と、光源部１１から入射した光を蛍光体ホイール１２０の所定の位置に集光させる集光レンズ１２４Ａ，１２４Ｂを有する。これら蛍光体ホイール１２０および集光レンズ１２４Ａ，１２４Ｂは、例えば、筐体１２５に収容されている。

光源部１１から入射された光は、集光レンズ１２４Ａ，１２４Ｂによって、蛍光体ホイール１２０上の蛍光体層１２２の所定の位置（発光点Ｘ）に照射される。蛍光体層１２２は、光源部１１から照射される光によって励起されて、その光（例えば、青色レーザ光Ｌｂ）の波長域とは異なる波長域を有する蛍光（例えば黄色光Ｌｙ）を発する。即ち、蛍光体層１２２は、光源部１１から照射される青色レーザ光Ｌｂを、黄色光Ｌｙに変換して照明光学系２１側に出射する。なお、この黄色光Ｌｙは、上述した青色光源から出射された青色レーザ光Ｌｂと合成されて白色光（Ｌｗ）として、照明光学系２１側に出射される。

照明光学系２１は、図４に示したように、例えば、折り返しミラー２１１と、インテグレータ素子２１４と、偏光変換素子２１５と、集光レンズ２１６とを有する。インテグレータ素子２１４は、二次元に配列された複数のマイクロレンズを有する第１のフライアイレンズ２１２およびその各マイクロレンズに１つずつ対応するように配列された複数のマイクロレンズを有する第２のフライアイレンズ２１３を含んでいる。

光源光学系１０からインテグレータ素子２１４に入射する光（平行光）は、第１のフライアイレンズ２１２のマイクロレンズによって複数の光束に分割され、第２のフライアイレンズ２１３における対応するマイクロレンズにそれぞれ結像される。第２のフライアイレンズ２１３のマイクロレンズのそれぞれが、二次光源として機能し、輝度が揃った複数の平行光を、偏光変換素子２１５に入射光として照射する。

インテグレータ素子２１４は、全体として、光源光学系１０から偏光変換素子２１５に照射される入射光を、均一な輝度分布に整える機能を有する。

偏光変換素子２１５は、インテグレータ素子２１４等を介して入射する入射光の偏光状態を揃える機能を有する。この偏光変換素子２１５は、例えば、光源光学系１０の出射側に配置された集光レンズ２１６等を介して、青色光Ｂ、緑色光Ｇおよび赤色光Ｒを含む出射光を出射する。

照明光学系２１は、ダイクロイックミラー２１７，２１８、ミラー２１９，２２０，２２１、リレーレンズ２２３，２２４、フィールドレンズ２２２Ｒ，２２２Ｇ，２２２Ｂ、画像生成素子としての液晶ライトバルブ２３１Ｒ，２３１Ｇ，２３１Ｂ、ダイクロイックプリズム２３２を含んでいる。

ダイクロイックミラー２１７，２１８は、所定の波長域の色光を選択的に反射し、それ以外の波長域の光を透過させる性質を有する。図４を参照して、例えば、ダイクロイックミラー２１７は、赤色光Ｒ（Ｌｒ）を選択的に反射する。ダイクロイックミラー２１８は、ダイクロイックミラー２１７を透過した緑色光Ｇおよび青色光Ｂうち、緑色光Ｇ（Ｌｇ）を選択的に反射する。残る青色光Ｂ（Ｌｂ）が、ダイクロイックミラー２１８を透過する。これにより、光源光学系１０から出射された光（白色光Ｌｗ）が、異なる色の複数の色光に分離される。

分離された赤色光Ｌｒは、ミラー２１９により反射され、フィールドレンズ２２２Ｒを通ることによって平行化された後、赤色光の変調用の液晶ライトバルブ２３１Ｒに入射する。緑色光Ｌｇは、フィールドレンズ２２２Ｇを通ることによって平行化された後、緑色光の変調用の液晶ライトバルブ２３１Ｇに入射する。青色レーザ光Ｌｂは、リレーレンズ２２３を通ってミラー２２０により反射され、さらにリレーレンズ２２４を通ってミラー２２１により反射される。ミラー２２１により反射された青色レーザ光Ｌｂは、フィールドレンズ２２２Ｂを通ることによって平行化された後、青色レーザ光Ｌｂの変調用の液晶ライトバルブ２３１Ｂに入射する。

液晶ライトバルブ２３１Ｒ，２３１Ｇ，２３１Ｂは、画像情報を含んだ画像信号を供給する図示しない信号源（例えば、ＰＣ等）と電気的に接続されている。液晶ライトバルブ２３１Ｒ，２３１Ｇ，２３１Ｂは、供給される各色の画像信号に基づき、入射光を画素毎に変調し、それぞれ赤色画像、緑色画像および青色画像を生成する。変調された各色の光（形成された画像）は、ダイクロイックプリズム２３２に入射して合成される。ダイクロイックプリズム２３２は、３つの方向から入射した各色の光を重ね合わせて合成し、投射光学系３０に向けて出射する。

図５は、投射光学系３０の構成を表したものである。投射光学系３０は、例えば入射側から順に１または２以上の投射用のレンズ３１２と凹面ミラー３１１とを有し、入射光を利用して画像ＩＭＧを例えば、壁面ＷＳへ投影するものである。なお、この壁面ＷＳは、例えば、図１におけるプロジェクタ１の背面Ｓ１側に配置されているスクリーン２に相当する。

レンズ３１２は、同一の中心軸Ｓ上に配置された対称光学系であり、例えば、鏡筒３１３に収容されている。レンズ３１２は、画像生成素子２３により変調された照明光（映像光）を壁面ＷＳに対して投影（拡大投影）するためのレンズである。レンズ３１２は、凹面ミラー３１１の手前に中間結像Ｍを形成する。中間結像Ｍの形成位置は凹面ミラー３１１の手前であればレンズ３１２と凹面ミラー３１１との間であってもよいし、あるいはレンズ３１２の内部であってもよい。

投射光学系３０は、さらに、凹面ミラー３１１によって反射される光の光路上に、ガラスなどからなる透明平板３１５を有している。投射光学系３０は、例えば、筐体５０に収容されている。なお、凹面ミラー３１１は、レンズ３１２と共に鏡筒３１３に収容されていてもよい。筐体５０は、凹面ミラー３１１によって反射される光の光路上に開口５３を有し、その開口５３を密封するように透明平板３１５が隙間無く設けられている。

透明平板３１５は、レンズ３１２の中心軸Ｓと実質的に平行に延在しているとよい。また、透明平板３１５における、入射側の通過光束重心位置および出射側の通過光束重心位置は、それぞれ、レンズ３１２の中心軸Ｓから投射光学系３０の焦点距離ｆの４．６倍以下の距離に配置されていることが望ましい。

本実施の形態の投射光学系３０では、凹面ミラー３１１からの光を、筐体５０の設置面と交差する投影面（例えば筐体５０のフットプリントに垂直な投影面）である壁面ＷＳ（例えば、スクリーン２）に画像ＩＭＧを投射する。

電源ユニット４０は、複数の素子によって構成されている。これら素子は、例えば、金属製のシールドケース（図示せず）の内部に内蔵されており、発生する電気的および磁気的なノイズが外部に漏れることを防止している。この電源ユニット４０は、例えば、筐体５０内の左右どちらかの側面（図１では、側面Ｓ４）に沿って配置されており、例えば、仕切り板５４によって、光源光学系１０、画像生成システム２０、投射光学系３０とは仕切られている。なお、この仕切り板５４は、筐体５０内を、電源ユニット４０を配置する領域と、上記光学系を配置する領域とを区画するものである。仕切り板５４は、図１に示したように、例えば、その両端と背面Ｓ１および前面Ｓ２との間に空間があってもよいし、仕切り板５４の両端が背面Ｓ１および前面Ｓ２に接して筐体５０内の空間を完全に分割するようにしてもよい。

筐体５０は、例えば、略直方体形状を有し、例えば、スクリーン２に正対する背面Ｓ１と、背面Ｓ１に対向する前面Ｓ２と、この背面Ｓ１と前面Ｓ２との間に対向するように配置された側面Ｓ３，Ｓ４とを有する。なお、ここでは、プロジェクタ１によって投影される画像ＩＭＧを視聴者側に面する面を前面Ｓ２（フロント側）とし、画像ＩＭＧが投影される側を背面Ｓ１（リア側）としている。上述したように、背面Ｓ１には、吸気口５１が設けられており、前面Ｓ２の吸気口５１と対向する位置には、排気口５２が設けられている。

なお、この吸気口５１および排気口５２は、筐体５０の中央部分からシフトした位置に設けられている。具体的には、吸気口５１および排気口５２は、上記光源光学系１０、画像生成システム２０、投射光学系３０および電源ユニット４０を収容した際に、吸気口５１と排気口５２との間に光源光学系１０の光源部１１および光変換部１２が配置される位置に設けられている。また、吸気口５１および排気口５２は、リア側（背面Ｓ１）からフロント側（前面Ｓ２）に向けて流れる直線状の流路Ｆが形成できればよく、完全に対向する位置に設けられていなくてもよい。

光源部１１と排気口５２との間には、例えば、排気ファン６１が設置されている。プロジェクタ１では、この排気ファン６１によって吸気口５１から空気が吸引され、光変換部１２および光源部１１を冷却する。また、プロジェクタ１では、この排気ファン６１によって筐体５０内で、光変換部１２および光源部１１等によって暖められた空気が排気口５２を介して外部へ排出される。

なお、必ずしも吸気口５１が背面Ｓ１に、排気口５２が前面Ｓ２に設けられている必要はなく、吸気口５１が前面Ｓ２に、排気口５２が背面Ｓ１に設けられていてもよい。但し、背面Ｓ１側に排気口５２を設けた場合には、排気口５２から排出される空気によって投影される画像ＩＭＧに乱れが生じる虞がある。このため、流路Ｆは、リア側からフロント側に向かって流れることが好ましく、図１に示したように、吸気口５１を背面Ｓ１に、排気口５２を前面Ｓ２に設けることが好ましい。

（１−３．作用・効果）
前述したように、光学ユニットとして、例えば、蛍光体を励起させる励起光を出射させる励起用光源（光源部）と、励起光を受けて励起光とは異なる波長光を発する蛍光体層を有する蛍光体ホイール（光変換部）とを備えた投射型表示装置では、光源部が最も発熱量が多く、次いで、光変換部からの発熱量が多い。このため、蛍光体ホイール近傍を含めた冷却効率の向上が求められている。

これに対して本実施の形態におけるプロジェクタ１では、筐体５０に設けられた吸気口５１と排気口５２とを結ぶ直線状の流路Ｆ上に、光源部１１および光変換部１２を配置し、この流路Ｆからシフトした位置に光変換部１２を冷却する冷却部１３を配置するようにした。これにより、冷却部１３の圧力損失を低減することが可能となる。また、吸気口５１から取り入れられた空気によって光変換部１２の排熱を効率よく行うことが可能となる。

以上のように、本実施の形態では、筐体５０内に形成される直線状の流路Ｆ上に、光源部１１および光変換部１２を配置するようにした。更に、この流路Ｆからシフトした位置に光変換部１２を冷却する冷却部１３を配置するようにした。これにより、冷却部１３の圧力損失が低減され、また、吸気口５１から取り入れられた空気によって光変換部１２の排熱が効率よく行われる。よって、冷却効率を向上させることが可能となる。

＜２．変形例＞
次に、上記実施の形態に係る変形例（変形例１，２）ついて説明する。以下では、上記実施の形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。

（２−１．変形例１）
図６は、本開示の変形例１に係る投射型表示装置（プロジェクタ１）を構成する冷却部７３の外観を模式的に表したものである。冷却部７３は、例えば、上記実施の形態と同様に、冷却ファン７３０は筐体１３２に収容されている。なお、ここでは、筐体１３２は、例えば、図３Ａにおける空間１３３のみを示している。本変形例の冷却部７３は、図６に示したように、筐体１３２の外側の、送風口７３５の手前のダクト７３０Ｄに対応する位置に複数のフィン７３６，７３７が設けられたものであり、この点が、上記実施の形態における冷却ファン１３０とは異なる。フィン７３６，７３７は、例えば、筐体５０内を流れる流路Ｆに沿って延在するように形成されていることが好ましい。これにより、フィン７３６，７３７による筐体１３２の内部の放熱が効率よく行われるようになり、冷却ファン７３０の冷却性能が向上する。よって、光変換部１２の冷却効率が向上し、上記実施の形態のプロジェクタ１における冷却効率をさらに向上させることが可能となる。

（２−２．変形例２）
図７は、本開示の変形例２に係る投射型表示装置（プロジェクタ１）を構成する冷却部８３の外観を模式的に表したものである。冷却部８３は、例えば、上記実施の形態と同様に、冷却ファン１３０は筐体８３２に収容されている。なお、ここでは、筐体８３２は、例えば、図３Ａにおける空間１３３のみを示している。本変形例の冷却部８３では、筐体８３２に開口８３６が設けられており、この開口８３６によって、冷却ファン１３０の一部、例えば、図７に示したように吸気口１３１側とは反対側の面が筐体８３２から露出している点が上記実施の形態とは異なる。このように、冷却ファン１３０の一部を外部に露出することによって、冷却ファン１３０の冷却性能が向上し、光変換部１２の冷却効率が向上する。即ち、上記実施の形態のプロジェクタ１における冷却効率をさらに向上させることが可能となる。

なお、冷却ファン１３０の開口８３６によって露出した露出部１３０Ｘには、例えば、ヒートシンク等の放熱部材を取り付けるようにしてもよい。これにより、冷却ファン１３０の冷却性能をさらに向上させることが可能となる。

以上、実施の形態および変形例を挙げて本技術を説明したが、本技術は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形が可能である。上記実施の形態では、各光学系の構成要素を具体的に挙げて説明したが、全ての構成要素を備える必要はなく、また、他の構成要素を更に備えていてもよい。

例えば、図３に示すプロジェクタ１では、透過型液晶パネルを用いて構成された画像生成システム２０を記載したが、反射型液晶パネルを用いた画像生成システムとしてもよい。画像生成素子として、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）等が用いられてもよい。更には、ダイクロイックプリズム２３２に代わり、偏光ビームスプリッター（ＰＢＳ）やＲＧＢ各色の映像信号を合成する色合成プリズム、ＴＩＲ（Total Internal Reflection）プリズム等が用いられてもよい。

更に、本技術に係る投射型表示装置として、上記プロジェクタ以外の装置が構成されてもよい。

なお、本技術は以下のような構成を取ることも可能である。
（１）
光源部、前記光源部からの出射光を、前記出射光の波長域とは異なる波長域の光に変換する光変換部および前記光変換部を冷却する冷却部を有する光源光学系と、
前記光変換部を収容する第１の内部筐体と、
前記冷却部を収容すると共に、前記第１の内部筐体と接続された第２の内部筐体と、
前記光源光学系を収容すると共に、直線状の空気流路を形成する吸気口および排気口を有する外部筐体とを備え、
前記光源部および前記光変換部は、前記空気流路上に配置され、
前記冷却部は、前記空気流路上からシフトした位置に配置され、
前記第２の内部筐体には、前記空気流路に沿って延在する複数のフィンが設けられている
投射型表示装置。
（２）
前記冷却部は、平面視的に長手方向を有し、
前記冷却部の前記長手方向は、前記空気流路と略平行である、前記（１）に記載の投射型表示装置。
（３）
前記光変換部は、平面視的に長手方向を有し、
前記光変換部の前記長手方向は、前記空気流路に対して直交している、前記（１）または（２）に記載の投射型表示装置。
（４）
前記光変換部は、平面視的に長手方向を有し、
前記光変換部および前記冷却部は、それぞれの前記長手方向が略直角となるように配置されている、前記（２）または（３）に記載の投射型表示装置。
（５）
前記冷却部は前記光変換部に接続され、
前記冷却部の前記長手方向は、前記光変換部から前記吸気口に向かって延在している、前記（２）乃至（４）のうちのいずれかに記載の投射型表示装置。
（６）
前記外部筐体は、さらに、前記光源光学系から照射された光を元に画像を生成する画像生成システムと、前記画像生成システムで生成された画像光を投射する投射光学系とを収容している、前記（１）乃至（５）のうちのいずれかに記載の投射型表示装置。
（７）
前記光源光学系の前記光源部と、前記投射光学系とが近接して配置されている、前記（６）に記載の投射型表示装置。
（８）
前記光源部の光出射方向と、前記投射光学系の前記画像光の投射方向とは、互いに等しい、前記（６）または（７）に記載の投射型表示装置。
（９）
前記冷却部は、一部が前記第２の内部筐体から露出している、前記（１）乃至（１０）のうちのいずれかに記載の投射型表示装置。
（１０）
前記冷却部は、前記第２の内部筐体から露出している部位に放熱部材を有する、前記（９）に記載の投射型表示装置。
（１１）
前記冷却部はシロッコファンを含んで構成されている、前記（１）乃至（１０）のうちのいずれかに記載の投射型表示装置。

本出願は、日本国特許庁において２０１６年８月３０日に出願された日本特許出願番号２０１６−１６７８９４号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願の全ての内容を参照によって本出願に援用する。

当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

Claims (11)

1. 光源部、前記光源部からの出射光を、前記出射光の波長域とは異なる波長域の光に変換する光変換部および前記光変換部を冷却する冷却部を有する光源光学系と、
   前記光変換部を収容する第１の内部筐体と、
   前記冷却部を収容すると共に、前記第１の内部筐体と接続された第２の内部筐体と、
   前記光源光学系を収容すると共に、直線状の空気流路を形成する吸気口および排気口を有する外部筐体とを備え、
   前記光源部および前記光変換部は、前記空気流路上に配置され、
   前記冷却部は、前記空気流路上からシフトした位置に配置され、
   前記第２の内部筐体には、前記空気流路に沿って延在する複数のフィンが設けられている
   投射型表示装置。
2. 前記冷却部は、平面視的に長手方向を有し、
   前記冷却部の前記長手方向は、前記空気流路と略平行である、請求項１に記載の投射型表示装置。
3. 前記光変換部は、平面視的に長手方向を有し、
   前記光変換部の前記長手方向は、前記空気流路に対して直交している、請求項１に記載の投射型表示装置。
4. 前記光変換部は、平面視的に長手方向を有し、
   前記光変換部および前記冷却部は、それぞれの長手方向が略直角となるように配置されている、請求項２に記載の投射型表示装置。
5. 前記冷却部は前記光変換部に接続され、
   前記冷却部の前記長手方向は、前記光変換部から前記吸気口に向かって延在している、請求項２に記載の投射型表示装置。
6. 前記外部筐体は、さらに、前記光源光学系から照射された光を元に画像を生成する画像生成システムと、前記画像生成システムで生成された画像光を投射する投射光学系とを収容している、請求項１に記載の投射型表示装置。
7. 前記光源光学系の前記光源部と、前記投射光学系とが近接して配置されている、請求項６に記載の投射型表示装置。
8. 前記光源部の光出射方向と、前記投射光学系の前記画像光の投射方向とは、互いに等しい、請求項６に記載の投射型表示装置。
9. 前記冷却部は、一部が前記第２の内部筐体から露出している、請求項１に記載の投射型表示装置。
10. 前記冷却部は、前記第２の内部筐体から露出している部位に放熱部材を有する、請求項９に記載の投射型表示装置。
11. 前記冷却部はシロッコファンを含んで構成されている、請求項１に記載の投射型表示装置。

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