JP7591732B2 - 投写型映像表示装置 - Google Patents

Description

本開示は、投写型映像表示装置に関し、特にその冷却構造に関する。

特許文献１には、防塵効果と冷却効果とを得るための投写型映像表示装置が開示されている。画像表示器と、画像表示器に隣接して配置される光学部材とで形成される空間内の温度上昇を軽減すると共に防塵を図り、投写画像のコントラストが良好な画像投写装置が記載されている。

特許第５０３８０４３号

分離された色光ごとに用意された表示パネルでそれぞれの色光を変調してそれぞれの色光の映像光を生成する場合、ある表示パネルが生成した映像光の一部が迷光として別の表示パネルの周囲を加熱してこの表示パネルの温度分布に偏りを生じさせ、表示パネルの表示性能を低下させる。

本開示は、迷光が照射される表示パネルの温度分布の偏りを抑制する投写型映像表示装置を提供することを目的とする。

本開示の投写型映像表示装置は、入射された光を複数の異なる色光に分離し、分離したそれぞれの色光を合成して出射する光学素子と、光学素子で分離された第１の色光を反射して変調する第１表示パネルと、光学素子で分離された第２の色光を反射して変調する第２表示パネルと、第１表示パネルの熱を放熱する第１放熱部と、第２表示パネルの熱を放熱する第２放熱部と、第２表示パネルにより反射された第２の色光の一部が第１表示パネルに向けて進行するのを遮光する遮光部と、遮光部の熱を放熱する遮光放熱部と、光学素子、第１表示パネル、第２表示パネル、遮光部、第１放熱部、及び遮光放熱部を密閉収納する容器と、を備え、第２放熱部は、容器の外部に配置されている。

本開示における投写型映像表示装置は、迷光が照射される表示パネルの温度分布の偏りを抑制する投写型映像表示装置を提供することが可能である。

実施の形態における投写型映像表示装置の全体構成を示すブロック図 実施の形態における映像変調部において光の入射軸を説明する平面図 実施の形態における映像変調部において光の出射軸を説明する平面図 実施の形態における容器に収納された表示パネルブロックの構成を示す斜視図 実施の形態における映像変調部を収納する容器の外観斜視図 実施の形態における表示パネルブロックの分解斜視図 実施の形態における容器の蓋を開けた状態の映像変調部を示す平面図 実施の形態における表示パネルブロックの構成を示す分解斜視図 実施の形態における遮光部の分解斜視図 変形例における容器の蓋を開けた状態の映像変調部を示す平面図 変形例における容器の蓋を開けた状態の映像変調部を示す平面図

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明を省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、発明者（ら）は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

（実施の形態）
以下、図１～図９を用いて、実施の形態を説明する。本開示において、映像とは、静止画像及び動画像を含む。

［１－１．構成］
［１－１－１．全体の構成］
図１を参照する。図１は、本開示の投写型映像表示装置１０の光学系の構成を説明するための図である。

投写型映像表示装置１０は、光を出射する光源部３０と、光源部３０から出射された光を映像変調部５０へ導光する導光光学系４０と、入射した光に映像情報を与えて映像光として出射する映像変調部５０と、入射した映像光を投写する投写レンズユニット６０と、光源部３０及び映像変調部５０を制御する制御部２０と、を備える。

光源部３０は、例えば、励起光源であるレーザ光源を備え、白色光を出射する。光源部３０は、例えば、レーザ光源から出射される青色レーザ光から、ダイクロイックミラーや蛍光体ホイール装置等を用いて白色光を生成する。

導光光学系４０は、光源部３０から出射された光を映像変調部５０へ導光する。導光光学系４０は、例えば、複数のレンズにより構成される。

映像変調部５０は、入射した白色光を赤色光、緑色光、青色光にそれぞれ分離し、それぞれの色光を制御部２０からの画像情報にしたがって変調し、変調により生成されたそれぞれの色の映像光を再び合成して出射する。

投写レンズユニット６０は、映像変調部５０から出射される映像光を拡大して投写する。投写レンズユニット６０は、複数のレンズにより構成される。

制御部２０は、光源部３０から出射される光の光量及び出射タイミングを制御する。また、制御部２０は、映像変調部５０での各色光の変調を制御する。制御部２０は、半導体素子などで実現可能である。制御部２０は、例えば、マイコン、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵ、ＤＳＰ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣで構成することができる。制御部２０の機能は、ハードウェアのみで構成してもよいし、ハードウェアとソフトウェアとを組み合わせることにより実現してもよい。制御部２０は、ハードディスク（ＨＤＤ）、ＳＳＤ、メモリ等の記憶部を有しており、記憶部に格納されたデータやプログラムを読み出して種々の演算処理を行うことで、所定の機能を実現する。

次に、図２を参照して、映像変調部５０の光学系の構成を説明する。図２は実施の形態における映像変調部５０において光の入射を説明する平面図である。

映像変調部５０は、ダイクロイックプリズム１００と、第１表示パネル１１０、第２表示パネル１１１、第３表示パネル１１２とを備える。ダイクロイックプリズム１００は、入射した白色光を赤色光、緑色光、及び青色光へと分離し、さらに、第１表示パネル１１０～第３表示パネル１１２のそれぞれにおいて変調された赤色光、緑色光、及び青色光を合成する。

第１表示パネル１１０～第３表示パネル１１２は、それぞれ、入射する光を変調して反射する反射型画像表示器であり、例えば、ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）である。ＤＭＤは画素に相当する複数のマイクロミラーを有しており、映像コンテンツに合わせて表示素子としてのマイクロミラーの回転が制御部２０に制御される。なお、反射型画像表示器として、ＤＭＤの他にも液晶パネルを採用してもよい。

ダイクロイックプリズム１００は、例えば、第１プリズム１００ａ、第２プリズム１００ｂ、及び第３プリズム１００ｃから構成され、各プリズムの境界面にダイクロイック層が形成されている。ダイクロイックプリズム１００に入射した光はこのダイクロイック層において分離され、また、分離された光は第１表示パネル１１０～第３表示パネル１１２のそれぞれにおいて反射されてこのダイクロイック層において合成される。

ダイクロイックプリズム１００に入射する白色入射光１２０は、第１プリズム１００ａと第２プリズム１００ｂとの境界面で青色入射光１２３が反射して分離される。分離された青色入射光１２３は、第１プリズム１００ａ内で反射して、第３表示パネル１１２へ入射する。

第１プリズム１００ａと第２プリズム１００ｂとの境界面で青色入射光１２３が分離された光は、第２プリズム１００ｂと第３プリズム１００ｃとの境界面で赤色入射光１２１と緑色入射光１２２とに分離される。第２プリズム１００ｂと第３プリズム１００ｃとの境界面で反射されて分離された赤色入射光１２１は、第２プリズム１００ｂ内で反射して、第１表示パネル１１０へ入射する。

第２プリズム１００ｂと第３プリズム１００ｃとの境界面で分離された緑色入射光１２２は、第３プリズム内を直進して、第２表示パネル１１１へ入射する。

次に、図３を参照して、ダイクロイックプリズム１００で分離されて各表示パネルで反射された光の合成を説明する。図３は実施の形態における映像変調部５０において光の出射を説明する平面図である。

第２表示パネル１１１で反射した緑色反射光１３２は、第３プリズム１００ｃへ入射して直進する。第１表示パネル１１０で反射した赤色反射光１３１は、第２プリズム１００ｂへ入射し、第２プリズム１００ｂ内で反射して、第２プリズム１００ｂと第３プリズム１００ｃとの境界面で反射して、緑色反射光１３２と合成される。

第３表示パネル１１２で反射した青色反射光１３３は、第１プリズム１００ａ内で反射して、第１プリズム１００ａと第２プリズム１００ｂとの境界面で反射して、赤色反射光１３１及び緑色反射光１３２と合成され、白色反射光１３０が生成される。白色反射光１３０は、ダイクロイックプリズム１００から出射して、投写レンズユニット６０へ入射する。

第１プリズム１００ａと第２プリズム１００ｂとの境界面において、青色反射光１３３の一部が直進し、緑色反射光１３２の一部が反射することで、迷光１３４が発生する。迷光１３４は、第１表示パネル１１０へ進行し、第１表示パネル１１０のダイクロイックプリズム１００側を照射する。第１表示パネル１１０の表示素子（マイクロミラー）以外のダイクロイックプリズム１００側の部分は、迷光１３４が照射されることで温度が上昇する。したがって、第１表示パネル１１０のダイクロイックプリズム１００側とその反対側とで温度差が発生すると共に、第１表示パネル１１０自体の温度も上昇する。

また、第１表示パネル１１０～第３表示パネル１１２は、それぞれ、高速で表示素子を駆動させるので、熱を発生する。これら、迷光及び表示素子の駆動による温度上昇を冷却する冷却装置が必要となる。第１表示パネル１１０～第３表示パネル１１２は、それぞれの表面に埃が付着すると、それぞれの色の反射光が暗くなる。したがって、第１表示パネル１１０～第３表示パネル１１２に埃の侵入を防止する防塵構造が必要となる。

［１－１－２．要部の構成］
次に、図４及び図５を参照して、映像変調部５０の冷却構造および防塵構造の構成を説明する。図４は、実施の形態における容器１９０に収納された表示パネルブロック２２０の構成を示す斜視図である。図５は、実施の形態における映像変調部５０を収納する容器１９０の外観斜視図である。

映像変調部５０は、表示パネルブロック２２０、レンズ２００、光伝送部２０１、及び容器１９０を備える。

容器１９０は、容器本体１９１と蓋１９２とを有する。容器本体１９１にOリング等のシール材を介して蓋１９２が締結される。表示パネルブロック２２０、及び、光伝送部２０１も容器本体１９１に締結される。容器本体１９１の底面には光入射開口１９３が設けられ、側面には光出射開口１９４と、第２熱輸送部１６２を通す開口１９５と、第３熱輸送部１７２を通す開口１９６とが設けられている。

容器１９０の光入射開口１９３には、レンズ２００が取り付けられている。また、容器１９０の光出射開口１９４には、投写レンズユニット６０が取り付けられている。容器１９０の開口１９５、１９６それぞれと第２熱輸送部１６２及び第３熱輸送部１７２それぞれとの間にもシール部材が設けられている。このように、容器１９０は防塵構造を有しており、容器１９０内の空間に外部から空気が侵入しない構造にされている。

導光光学系４０から伝送された光は、レンズ２００から容器１９０内へ入射し、光伝送部２０１を通じて表示パネルブロック２２０へ入射する。表示パネルブロック２２０で変調された光は、光出射開口１９４を通って投写レンズユニット６０へ入射する。

次に図６を参照する。図６は、実施の形態における表示パネルブロック２２０の分解斜視図である。

表示パネルブロック２２０は、ダイクロイックプリズム１００、底面保持具２３０、天面保持具２３１、側面保持具２３２、２３３、２３４、第１表示パネルブロック２５０、第２表示パネルブロック２５１、及び第３表示パネルブロック２５２で構成される。

底面保持具２３０は、ダイクロイックプリズム１００の底面に接着され、ダイクロイックプリズム１００を保持する。天面保持具２３１は、ダイクロイックプリズム１００の天面に接着され、ダイクロイックプリズム１００を保持する。また、底面保持具２３０及び天面保持具２３１は、３枚の側面保持具２３２、２３３、２３４をそれぞれ保持する。

側面保持具２３２は第１表示パネルブロック２５０を保持し、側面保持具２３３は第２表示パネルブロック２５１を保持し、側面保持具２３４は第３表示パネルブロック２５２を保持する。

各側面保持具２３２、２３３、２３４は、ダイクロイックプリズム１００と第１表示パネルブロック２５０～第３表示パネルブロック２５２との間でそれぞれ光が通過するための開口２３５が設けられている。開口２３５の周囲には、ダイクロイックプリズム１００及び第１表示パネル１１０～第３表示パネル１１２のそれぞれの表面への埃の付着を防止するための防塵材２３６が配置されている。防塵材２３６は、シート部材で、例えば、アクリル製の透明シートである。

次に、図７を参照して、各表示パネルブロックの構成を説明する。図７は、実施の形態における容器１９０の蓋１９２を開けた状態の映像変調部５０を示す平面図である。

第１表示パネルブロック２５０は、第１表示パネル１１０、第１受熱部１５０、第１放熱部１５１、及び遮光ユニット１８０を備える。第２表示パネルブロック２５１は、第２表示パネル１１１、第２受熱部１６０、第２放熱部１６１、及び、第２熱輸送部１６２を備える。第３表示パネルブロック２５２は、第３表示パネル１１２、第３受熱部１７０、第３放熱部１７１、及び、第３熱輸送部１７２を備える。

第１表示パネルブロック２５０の遮光ユニット１８０は、遮光部１８１と遮光放熱部１８２とを備える。遮光部１８１は、第１表示パネル１１０とダイクロイックプリズム１００との間に配置されている。遮光部１８１は、第１表示パネル１１０に向けて進行する迷光の少なくとも一部を遮光する。遮光部１８１は、第１表示パネル１１０のダイクロイックプリズム１００側の面（表面）に取り付けられている。

遮光放熱部１８２は、遮光部１８１と接続されており、遮光部１８１の熱を周りの空気中に放熱する。

ダイクロイックプリズム１００側と反対側の第１表示パネル１１０の面（裏面）に、第１受熱部１５０が取り付けられている。第１受熱部１５０は、第１表示パネル１１０の熱を吸熱する。

第１表示パネル１１０側と反対側の第１受熱部１５０の面に、第１放熱部１５１が取り付けられている。第１放熱部１５１は、第１受熱部１５０の熱を放熱する。したがって、第１放熱部１５１は、第１受熱部１５０を介して第１表示パネルの熱を放熱する。

第２表示パネルブロック２５１において、ダイクロイックプリズム１００側と反対側の第２表示パネル１１１の面に、第２受熱部１６０が取り付けられている。第２受熱部１６０は、第２表示パネル１１１の熱を吸熱する。

第２受熱部１６０は、第２熱輸送部１６２を介して第２放熱部１６１と接続されている。第２熱輸送部１６２は、第２受熱部１６０の熱を第２放熱部１６１へ伝熱する。第２放熱部１６１は、第２熱輸送部１６２を介して第２受熱部１６０の熱を放熱する。

第３表示パネルブロック２５２において、ダイクロイックプリズム１００側と反対側の第３表示パネル１１２の面に、第３受熱部１７０が取り付けられている。第３受熱部１７０は、第３表示パネル１１２の熱を吸熱する。

第３受熱部１７０は、第３熱輸送部１７２を介して第３放熱部１７１と接続されている。第３熱輸送部１７２は、第３受熱部１７０の熱を第３放熱部１７１へ伝熱する。第３放熱部１７１は、第３熱輸送部１７２を介して第３受熱部１７０の熱を放熱する。

容器１９０は、ダイクロイックプリズム１００、第１表示パネル１１０、第１受熱部１５０、第１放熱部１５１、遮光部１８１、遮光放熱部１８２、第２表示パネル１１１、第２受熱部１６０、第３表示パネル１１２、及び第３受熱部１７０を内部に収容する。

容器１９０の外部に、第２放熱部１６１及び第３放熱部１７１が露出して配置されている。容器１９０の内部の第２受熱部１６０と容器１９０の外部に配置された第２放熱部１６１とが第２熱輸送部１６２により接続されている。また、容器１９０の内部の第３受熱部１７０と容器１９０の外部に配置された第３放熱部１７１とが第３熱輸送部１７２により接続されている。

第２熱輸送部１６２は、第２受熱部１６０と第２放熱部１６１との間でファンまたはポンプ（不図示）により熱媒体を循環させる。熱媒体は、気体でもよいし、液体でもよい。第２熱輸送部１６２は、例えば、２本の配管を備える。第２受熱部１６０から熱を吸熱した熱媒体は、第２熱輸送部１６２の一方の配管を通って第２放熱部で放熱し、温度が下がった熱媒体は第２熱輸送部１６２の他方の配管を通って第２受熱部１６０へ戻る。同様に、第３熱輸送部１７２も、第３受熱部１７０と第３放熱部１７１との間でファンまたはポンプ（不図示）により熱媒体を循環させる。第２放熱部１６１及び第３放熱部１７１は、例えば液冷の場合ラジエータであり、例えば空冷の場合複数のフィンチューブを備える。

次に、図８を参照して、第１表示パネルブロック２５０の構成を詳細に説明する。図８は第１表示パネルブロック２５０の構成を示す分解斜視図である。

第１表示パネルブロック２５０は、パネル保持具２５８、インターポーザ２５３、回路基板２５４、絶縁材２５５、及び、放熱部保持具２５６をさらに備える。ダイクロイックプリズム１００の近傍に配置された側面保持具２３２から、遮光部１８１、パネル保持具２５８、第１表示パネル１１０、インターポーザ２５３、回路基板２５４、絶縁材２５５、放熱部保持具２５６、第１受熱部１５０、第１放熱部１５１が順に配置されている。以下、これらの部材のダイクロイックプリズム１００側のそれぞれの面を表面、表面と対向する反対側の面を裏面と称する。

第１表示パネル１１０は、裏面方向にインターポーザ２５３により回路基板２５４に固定及び電気的に接続されている。回路基板２５４から第１表示パネル１１０の裏面方向に、絶縁材２５５を介して放熱部保持具２５６が配置されている。

第１受熱部１５０は、例えば、ブロック状の受熱金属である。第１放熱部１５１は、例えば、放熱フィンであり、第１受熱部１５０の熱を容器１９０内の空気中に放熱する。第１受熱部１５０及び第１放熱部１５１とは一体的に構成されており、第１受熱部１５０及び第１放熱部１５１がねじ２６０により放熱部保持具２５６に固定されている。第１放熱部１５１は、第１表示パネル１１０のダイクロイックプリズム１００から離れる方向の面、すなわち、第１表示パネル１１０の裏面と、第１受熱部を介して接続されている。したがって、第１表示パネル１１０の駆動熱が第１放熱部１５１へ直接伝熱する。

インターポーザ２５３、回路基板２５４、絶縁材２５５、及び放熱部保持具２５６のそれぞれの中央部には開口２５３ａ、２５４ａ、２５５ａ、２５６ａが設けられており、第１受熱部１５０はこれらの開口を貫通して第１表示パネル１１０の裏面に直接接触している。これにより、第１表示パネル１１０の各画素に相当するマイクロミラーの駆動による熱を第１受熱部１５０が吸熱することができる。

第１表示パネル１１０を支持する回路基板２５４と、絶縁材２５５と、第１放熱部１５１を支持する放熱部保持具２５６とが、ねじ２５７によりパネル保持具２５８の裏面側に固定される。遮光部１８１がパネル保持具２５８の表面側にねじ２８０により固定される。パネル保持具２５８は、側面保持具２３２の裏面側に接着剤２５９により固定される。

第２表示パネルブロック２５１、第３表示パネルブロック２５２は、第１表示パネルブロック２５０の第１放熱部１５１の代わりに、液冷やヒートパイプなどの熱輸送手段により第２放熱部１６１及び第３放熱部１７１が容器１９０の外部に配置されている。また、第２表示パネルブロック２５１、第３表示パネルブロック２５２において、遮光部１８１を省略してもよい。第２表示パネルブロック２５１及び第３表示パネルブロック２５２において、その他の構成については、第１表示パネルブロック２５０と同様の構成である。

次に図９を参照して、遮光ユニット１８０の構成を説明する。図９は、実施の形態における遮光ユニット１８０の分解斜視図である。

遮光ユニット１８０は、遮光部１８１、遮光放熱部１８２、放熱シート３０２、及び、防塵材３０８を備える。ダイクロイックプリズム１００側から防塵材３０８、遮光放熱部１８２、放熱シート３０２、遮光部１８１が順に配置されている。

遮光部１８１は、板状の透明部材３００と、透明部材３００の表面に形成された遮光マスク部３０１とを備える。透明部材３００は、第１表示パネル１１０への色光及び第１表示パネル１１０からの色光が通過するように透過率が高い材料で構成され、例えば、テンパックスまたはサファイア材で形成されたガラスで構成されている。

遮光マスク部３０１は、第１表示パネル１１０への迷光を吸収する薄膜として構成されている。遮光マスク部３０１は、数μｍ程度の厚みの金属膜または誘電体膜である。金属膜は、例えば、クロム多層膜であるが、他の金属を用いてもよい。金属膜は、例えば、蒸着またはスパッタリングにより製膜される。誘電体膜は、例えば、シリコン系膜である。

遮光部１８１は、放熱シート３０２を介して保持材３０６に支持されて遮光放熱部１８２の金属板３０３に取り付けられる。保持材３０６は、例えば、金属製の板金であり、ねじ３０７により金属板３０３の裏面に固定される。

遮光放熱部１８２は、金属板３０３、熱輸送部３０４、及び、放熱フィン３０５を備える。第１遮光放熱器としての金属板３０３は、遮光部１８１の遮光マスク部３０１が吸収した熱を放熱シート３０２を介して吸熱し、周囲の空気中に放熱する。金属板３０３の中央部には、色光が通るための開口３０３ａが設けられている。

金属板３０３の表面側に熱輸送部３０４の一端が取り付けられ、熱輸送部３０４の他端には、第２遮光放熱器としての放熱フィン３０５が接続されている。金属板３０３の熱が熱輸送部３０４により放熱フィン３０５に伝えられ、放熱フィン３０５から周囲の空気中へ放熱される。熱輸送部３０４は、例えば、ヒートパイプである。このように、遮光放熱部１８２は、熱輸送部３０４及び放熱フィン３０５を備えることにより、放熱効率を向上させることができるが、金属板３０３だけで迷光による熱量を十分に放熱できる場合には、熱輸送部３０４及び放熱フィン３０５を省略してもよい。

熱輸送部３０４は、金属板３０３において迷光が照射される領域に沿って配置されている。具体的には、熱輸送部３０４は、金属板３０３の開口３０３ａの周囲に沿って延びるように配置されている。開口３０３ａが例えば矩形の場合、開口３０３ａの短辺および長辺に沿って熱輸送部３０４が配置されている。金属板３０３において、迷光が照射される領域は、色光が通過する開口３０３ａ及び開口３０３ａの周囲の領域である。したがって、熱輸送部３０４を開口３０３ａの周囲領域に配置することで、迷光が熱輸送部３０４を直接照射するので、放熱効率を向上させることができる。

金属板３０３は、防塵材３０８を介して側面保持具２３２へ接触することで、金属板３０３を側面保持具２３２へ密着することができ、透明部材３００の表面を防塵することができる。防塵材３０８は、クッション性を備えた材料から形成され、例えば、シリコーンゴム製である。組み立て時に、第１表示パネル１１０～第３表示パネル１１２それぞれの映像が精度よく重なるように、第１表示パネル１１０～第３表示パネル１１２をそれぞれ３次元的に動かして位置調整を行う。防塵材３０８は、クッション性を備えることで、第１表示パネル１１０～第３表示パネル１１２の位置調整がしやすくなる。

第１表示パネル１１０の駆動熱を放熱する第１放熱部１５１と、遮光部１８１の熱を放熱する遮光放熱部１８２とが同じ容器内の空気中で放熱するので、第１放熱部１５１と遮光放熱部１８２との温度差を低減することができる。また、遮光部１８１により、第１表示パネル１１０の表面の発熱が抑制される。さらに、第１表示パネル１１０の熱が空気層を介して遮光部１８１の透明部材３００へ伝熱されるので、第１表示パネル１１０の表面の温度上昇を抑制し、表面と裏面との温度差がさらに抑制される。透明部材３００と第１表示パネル１１０とは、近接配置されており、透明部材３００と第１表示パネル１１０との距離が近いほど、第１表示パネル１１０から透明部材３００への伝熱効果が高まる。

[１－２．効果等]
以上のように、本実施の形態に係る投写型映像表示装置１０は、入射された光を複数の異なる色光に分離し、分離したそれぞれの色光を合成して出射するダイクロイックプリズム１００と、ダイクロイックプリズム１００で分離された赤色入射光を反射して変調する第１表示パネル１１０と、を備える。投写型映像表示装置１０は、ダイクロイックプリズム１００で分離された緑色光を反射して変調する第２表示パネル１１１と、第１表示パネル１１０の熱を放熱する第１放熱部１５１と、第２表示パネル１１１の熱を放熱する第２放熱部１６１と、を備える。投写型映像表示装置１０は、第２表示パネル１１１により反射された緑色反射光の一部が第１表示パネル１１０に向けて進行するのを遮光する遮光部１８１と、遮光部１８１の熱を放熱する遮光放熱部１８２と、を備える。投写型映像表示装置１０は、さらに、ダイクロイックプリズム１００、第１表示パネル１１０、第２表示パネル１１１、遮光部１８１、第１放熱部１５１、及び遮光放熱部１８２を密閉収納する容器１９０を備える。第２放熱部１６１は、容器１９０の外部に配置されている。

本実施の形態において、第２表示パネル１１１からの迷光が入射する第１表示パネル１１０には、遮光部１８１が設けられている。第１表示パネル１１０の駆動熱を放熱する第１放熱部１５１と、遮光部１８１の熱を放熱する遮光放熱部１８２とが同じ容器内の空気中で放熱するので、第１放熱部１５１と遮光放熱部１８２との温度差を低減することができる。したがって、第１表示パネル１１０の遮光放熱部１８２側と第１放熱部１５１側との温度分布の偏りを低減することができる。また、迷光の影響が低い第２表示パネル１１１の熱を放熱する第２放熱部１６１は容器１９０の外部に配置されているので、容器１９０内の温度が過度に上昇し、第１表示パネル１１０及び第２表示パネル１１１が動作不良になるのを防止することができる。また、密閉された容器１９０内に第１表示パネル１１０及び第２表示パネル１１１が収容されているので、第１表示パネル１１０及び第２表示パネル１１１に対して防塵することができる。

また、投写型映像表示装置１０は、ダイクロイックプリズム１００で分離された青色光を反射して変調する第３表示パネル１１２と、第３表示パネル１１２の熱を放熱する第３放熱部１７１と、を備える。投写型映像表示装置１０の遮光部１８１は、第３表示パネル１１２により反射された青色反射光の一部が第１表示パネル１１０に向けて進行するのを遮光する。投写型映像表示装置１０の容器１９０は、第３表示パネル１１２を密閉収納し、第３放熱部１７１は、容器１９０の外部に配置されている。したがって、第３表示パネル１１２からの迷光が入射する第１表示パネル１１０には、遮光部１８１が設けられているので、遮光部１８１が迷光を吸収し、これにより生じる熱を遮光放熱部１８２が容器内の空気中で放熱する。この結果、第１放熱部１５１と遮光放熱部１８２との温度差を低減することができる。また、迷光の影響が低い第３表示パネル１１２の熱を放熱する第３放熱部１７１は容器１９０の外部に配置されているので、容器１９０内の温度が過度に上昇し、第１表示パネル１１０及び第３表示パネル１１２が動作不良になるのを防止することができる。また、密閉された容器１９０内に第１表示パネル１１０及び第３表示パネル１１２が収容されているので、第１表示パネル１１０及び第３表示パネル１１２に対して防塵することができる。

本実施の形態において、遮光部１８１と第１放熱部１５１との間に第１表示パネル１１０が配置され、第１表示パネル１１０の表面側に遮光部１８１が配置され、第１放熱部１５１と第１表示パネル１１０の裏面とが接続されている。これにより、第１表示パネル１１０の表面と裏面との温度ギャップを抑制することができる。

本実施の形態において、遮光放熱部１８２は、遮光部１８１の熱を放熱する金属板３０３及び放熱フィン３０５と、を備える。金属板３０３と放熱フィン３０５とを連結し、冷媒または潜熱による熱移動を利用して金属板３０３の熱を放熱フィン３０５へ輸送する熱輸送部３０４とを備える。熱輸送部３０４の一部は、金属板３０３において第２表示パネル１１１により反射された第２の色光が照射される領域に沿って配置される。これにより、熱輸送部３０４が迷光である第２の色光に直接照射されるので、照射により発生する熱を放熱フィン３０５へ輸送することができ、放熱フィン３０５から放熱することができる。この結果、放熱効率を向上させることができる。

（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、上記実施の形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。

実施の形態では、容器１９０内の熱は容器１９０の壁を介して外気に放熱していたが、これに限定されない。図１０に示すように、映像変調部５０Ａは、容器１９０内の熱を容器１９０の外へ排熱する空気熱交換器３１０と空気熱交換器３１０に容器１９０内の空気を送る送風部３１５とを備えてもよい。図１０に示す映像変調部５０Ａは、実施の形態の映像変調部５０の構成に空気熱交換器３１０と送風部３１５とを追加した構成であり、その他の構成は共通である。

空気熱交換器３１０は、容器１９０内の熱を吸熱する受熱フィン３１１と、受熱フィン３１１の熱を容器１９０外の空気中に放熱する放熱フィン３１２と、容器１９０の容器本体１９１に設けられた開口１９７を通って受熱フィン３１１の熱を放熱フィン３１２へ伝える熱輸送部３１３とを備える。熱輸送部３１３は、例えば、熱伝導率の高い金属棒であり、中央部に固定プレート１９８が溶接されている。空気熱交換器３１０は、固定プレート１９８を介して容器１９０の容器本体１９１に固定される。送風部３１５は、容器１９０内の空気を循環させる。送風部３１５から排気された風は、第１放熱部１５１を冷却し、さらに遮光放熱部１８２を冷却する。容器１９０内を循環した風は、受熱フィン３１１で吸熱されて冷却される。冷却された風は送風部３１５に吸引されて再び容器１９０内に排気される。

空気熱交換器３１０が吸熱した容器１９０内の熱を容器１９０外へ伝熱して放熱するので、第１放熱部１５１及び遮光放熱部１８２による容器１９０内の温度上昇を抑制することができる。これにより、第１表示パネル１１０～第３表示パネル１１２のそれぞれの温度上昇を抑制することができる。空気熱交換器３１０は、液冷の場合例えばラジエータであり、空冷の場合例えば複数のフィンチューブを備える。なお、空気熱交換器３１０だけで容器１９０内の熱量を十分に放熱できる場合には、送風部３１５を省略してもよい。

また、図１１に示すように、映像変調部５０Ｂは、容器１９０内の熱を容器１９０の外の第２放熱部１６１へ排熱する空気熱交換器３２０を備えてもよい。図１１に示す映像変調部５０Ｂは、実施の形態の映像変調部５０の構成に空気熱交換器３２０と送風部３１５とを追加した構成であり、その他の構成は共通である。

第２熱輸送部１６２Ｂは、第２放熱部１６１、第２受熱部１６０と空気熱交換器３２０との間でファンまたはポンプ（不図示）により熱媒体を循環させる。第２熱輸送部１６２は、第２放熱部１６１で冷却された冷媒を第２受熱部１６０へ送る配管１６２Ｂａと、第２受熱部１６０で昇温した冷媒を空気熱交換器３２０へ送る配管１６２Ｂｂと、空気熱交換器３２０でさらに昇温した冷媒を第２放熱部１６１へ送る配管１６２Ｂｃとを備える。第２受熱部１６０から熱を吸熱した熱媒体は、配管１６２Ｂｂを通って空気熱交換器３２０で容器１９０内の空気から熱を吸熱し、配管１６２Ｂｃを通って第２放熱部で放熱する。温度が下がった熱媒体は配管１６２Ｂａを通って第２受熱部１６０へ戻る。

空気熱交換器３２０は、液冷の場合例えばラジエータであり、空冷の場合例えば複数のフィンチューブを備える。

空気熱交換器３２０を流れる熱媒体が容器１９０内の熱を吸熱し容器１９０外の第２放熱部１６１へ伝えて放熱するので、第１放熱部１５１及び遮光放熱部１８２による容器１９０内の温度上昇を抑制することができる。これにより、第１表示パネル１１０～第３表示パネル１１２のそれぞれの温度上昇を抑制することができる。また、空気熱交換器３２０が容器１９０内の熱を第２放熱部１６１で放熱するので、空気熱交換器３２０は専用の放熱部を備える必要がないので、部品数の削減をすることができる。

以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

（実施の形態の概要）
（１）本開示の投写型映像表示装置は、入射された光を複数の異なる色光に分離し、分離したそれぞれの色光を合成して出射する光学素子と、光学素子で分離された第１の色光を反射して変調する第１表示パネルと、光学素子で分離された第２の色光を反射して変調する第２表示パネルと、第１表示パネルの熱を放熱する第１放熱部と、第２表示パネルの熱を放熱する第２放熱部と、第２表示パネルにより反射された第２の色光の一部が第１表示パネルに向けて進行するのを遮光する遮光部と、遮光部の熱を放熱する遮光放熱部と、光学素子、第１表示パネル、第２表示パネル、遮光部、第１放熱部、及び遮光放熱部を密閉収納する容器と、を備え、第２放熱部は、容器の外部に配置されている。

このように、容器が光学素子、第１表示パネル、第２表示パネル、遮光部、第１放熱部、及び遮光放熱部を密閉収納しているので防塵効果を得ることができる。また、第１放熱部と遮光放熱部とが容器内で放熱しているので、第１表示パネルの温度分布の偏りを低減することができる。これにより、投写型映像表示装置は、迷光が照射される表示パネルの温度分布の偏りの抑制と、表示パネルの防塵とを両立させることができる。

（２）（１）の投写型映像表示装置において、遮光部と第１放熱部との間に第１表示パネルが配置され、第１表示パネルの光学素子側に遮光部が配置され、第１放熱部と第１表示パネルの光学素子から離れる方向の面とが接続されている。これにより、第１表示パネルの温度分布を均一に近づけることができる。

（３）（１）または（２）の投写型映像表示装置において、遮光放熱部は、遮光部の熱を放熱する第１遮光放熱器及び第２遮光放熱器と、第１遮光放熱器と第２遮光放熱器とを連結し、冷媒または潜熱による熱移動を利用して第１遮光放熱器の熱を第２遮光放熱器へ輸送する熱輸送部とを備え、熱輸送部の一部は、第１遮光放熱器において第２表示パネルにより反射された第２の色光が照射される領域に沿って配置される。これにより、熱輸送部が第２表示パネルにより反射された第２の色光が直接照射されるので、第２の色光による熱を第２遮光放熱器へ伝えることができ第２遮光放熱器から放熱することができる。これにより、放熱効率を向上させることができる。

（４）（１）から（３）のいずれか１つの投写型映像表示装置において、容器内の熱を容器の外へ排熱する空気熱交換器を備える。これにより、容器内の温度上昇を抑制することができる。

（５）（１）から（３）のいずれか１つの投写型映像表示装置において、容器内の熱を第２放熱部で放熱する空気熱交換器を備える。

本開示は、プロジェクタなどの投写型映像表示装置に適用可能である。

１０ 投写型映像表示装置
２０ 制御部
３０ 光源部
４０ 導光光学系
５０、５０Ａ、５０Ｂ 映像変調部
６０ 投写レンズユニット
１００ ダイクロイックプリズム
１１０ 第１表示パネル
１１１ 第２表示パネル
１１２ 第３表示パネル
１２０ 白色入射光
１２１ 赤色入射光
１２２ 緑色入射光
１２３ 青色入射光
１３０ 白色反射光
１３１ 赤色反射光
１３２ 緑色反射光
１３３ 青色反射光
１３４ 迷光
１５０ 第１受熱部
１５１ 第１放熱部
１６０ 第２受熱部
１６１ 第２放熱部
１６２ 第２熱輸送部
１７０ 第３受熱部
１７１ 第３放熱部
１７２ 第３熱輸送部
１８０ 遮光ユニット
１８１ 遮光部
１８２ 遮光放熱部
１９０ 容器
１９１ 容器本体
１９２ 蓋
１９３ 光入射開口
１９４ 光出射開口
１９５、１９６、１９７ 開口
２００ レンズ
２０１ 光伝送部
２２０ 表示パネルブロック
２３０ 底面保持具
２３１ 天面保持具
２３２ 側面保持具
２３３ 側面保持具
２３４ 側面保持具
２３５ 開口
２３６ 防塵材
２５０ 第１表示パネルブロック
２５１ 第２表示パネルブロック
２５２ 第３表示パネルブロック
２５３ インターポーザ
２５３ａ 開口
２５４ 回路基板
２５４ａ 開口
２５５ 絶縁材
２５５ａ 開口
２５６ 放熱部保持具
２５６ａ 開口
２５７ ねじ
２５８ パネル保持具
２５９ 接着剤
２６０ ねじ
２７０ 遮光ユニット
２８０ ねじ
３００ 透明部材
３０１ 遮光マスク部
３０２ 放熱シート
３０３ 金属板
３０３ａ 開口
３０４ 熱輸送部
３０５ 放熱フィン
３０６ 保持材
３０７ ねじ
３０８ 防塵材
３１０、３２０ 空気熱交換器
３１１、３２１ 受熱フィン
３１２ 放熱フィン
３１３、３２３ 熱輸送部

Claims (8)

1. 入射された光を複数の異なる色光に分離し、分離したそれぞれの色光を合成して出射する光学素子と、
   前記光学素子で分離された第１の色光を反射して変調する第１表示パネルと、
   前記光学素子で分離された第２の色光を反射して変調する第２表示パネルと、
   前記第１表示パネルの熱を放熱する第１放熱部と、
   前記第２表示パネルの熱を放熱する第２放熱部と、
   前記第２表示パネルにより反射された前記第２の色光の一部が前記第１表示パネルに向けて進行するのを遮光する遮光部と、
   前記遮光部の熱を放熱する遮光放熱部と、
   前記光学素子、前記第１表示パネル、前記第２表示パネル、前記遮光部、前記第１放熱部、及び前記遮光放熱部を密閉収納する容器と、を備え、
   任意のパネルによって反射された後に前記第１表示パネルに入射する光は、任意のパネルによって反射された後に前記第２表示パネルに入射する光よりも光量が大きく、
   前記第１放熱部および前記遮光放熱部は、前記第２放熱部と異なる空間に配置されており、
   前記第２放熱部は、前記容器の外部に配置されている、
   投写型映像表示装置。
2. 前記第２表示パネルによって反射された後に前記第１表示パネルに入射する光は、前記第１表示パネルによって反射された後に前記第２表示パネルに入射する光よりも光量が大きい、
   請求項１に記載の投写型映像表示装置。
3. 前記遮光放熱部は、
   前記遮光部の熱を放熱する第１遮光放熱器及び第２遮光放熱器と、
   前記第１遮光放熱器と前記第２遮光放熱器とを連結し、冷媒または潜熱による熱移動を利用して前記第１遮光放熱器の熱を前記第２遮光放熱器へ輸送する熱輸送部とを備え、
   前記熱輸送部の一部は、前記第１遮光放熱器において任意のパネルによって反射された後に前記第１表示パネルに入射する光の領域に沿って配置される、
   請求項１または２に記載の投写型映像表示装置。
4. 前記容器内の熱を前記容器の外へ排熱する空気熱交換器を備える、
   請求項１から３のいずれか１つに記載の投写型映像表示装置。
5. 前記容器内の熱を前記第２放熱部で放熱する空気熱交換器を備える、
   請求項１から４のいずれか１つに記載の投写型映像表示装置。
6. 前記光学素子で分離された第３の色光を反射して変調する第３表示パネルを備え、
   前記光学素子は、
   白色光が入射し、前記第３表示パネルへと第３の色光を導光する第１プリズムと、
   前記第１プリズムを出射した前記第３の色光および前記第２の色光の光を含む光が入射し、前記第１表示パネルへと第１の色光を導光する、第２プリズムと、
   前記第２のプリズムを出射した前記第２の色光の光を含む光が入射し、前記第２表示パネルへと第２の色光を導光する、第３プリズムと、を有し、
   任意のパネルによって反射された後に前記第１表示パネルに入射する光は、任意のパネルによって反射された後に前記第２表示パネルに入射する光、および任意のパネルによって反射された後に前記第３表示パネルに入射する光よりも光量が大きい、
   請求項１から５のいずれか１つに記載の投写型映像表示装置。
7. 前記第２表示パネルおよび前記第３表示パネルによって反射された後に前記第１表示パネルに入射する光は、前記第１表示パネルおよび前記第３表示パネルによって反射された後に前記第２表示パネルに入射する光および前記第１表示パネルおよび前記第２表示パネルによって反射された後に前記第３表示パネルに入射する光よりも光量が大きい、
   請求項６に記載の投写型映像表示装置。
8. 入射された光を複数の異なる色光に分離し、分離したそれぞれの色光を合成して出射する光学素子と、
   前記光学素子で分離された第１の色光を反射して変調する第１表示パネルと、
   前記光学素子で分離された第２の色光を反射して変調する第２表示パネルと、
   前記第１表示パネルの熱を放熱する第１放熱部と、
   前記第２表示パネルの熱を放熱する第２放熱部と、
   前記第２表示パネルにより反射された前記第２の色光の一部が前記第１表示パネルに向けて進行するのを遮光する遮光部と、
   前記遮光部の熱を放熱する遮光放熱部と、を備え、
   任意のパネルによって反射された後に前記第１表示パネルに入射する光は、任意のパネルによって反射された後に前記第２表示パネルに入射する光よりも光量が大きく、
   前記第１放熱部および前記遮光放熱部は、前記第２放熱部と異なる空間に配置されている、
   投写型映像表示装置。

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