特開 2023-183815 投射型画像表示装置および投射ヘッドユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023183815

(43)【公開日】2023-12-28

(54)【発明の名称】投射型画像表示装置および投射ヘッドユニット

(51)【国際特許分類】

   G03B 21/16 20060101AFI20231221BHJP

   G03B 21/00 20060101ALI20231221BHJP

   F21V 8/00 20060101ALI20231221BHJP

   F21S 2/00 20160101ALI20231221BHJP

   F21Y 115/30 20160101ALN20231221BHJP

【ＦＩ】

G03B21/16

G03B21/00 D

F21V8/00 261

F21V8/00 267

F21V8/00 281

F21S2/00 340

F21S2/00 311

F21Y115:30

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022097560

(22)【出願日】2022-06-16

(71)【出願人】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100132241

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 博史

(74)【代理人】

【識別番号】100183265

【弁理士】

【氏名又は名称】中谷 剣一

(72)【発明者】

【氏名】近山 学

(72)【発明者】

【氏名】前田 誠

(72)【発明者】

【氏名】松田 利彦

(72)【発明者】

【氏名】北出 直也

【テーマコード（参考）】

2K203

【Ｆターム（参考）】

2K203FA25

2K203FA32

2K203KA07

2K203LA03

2K203LA14

2K203LA36

2K203LA42

2K203MA24

(57)【要約】

【課題】投射型画像表示装置によって画像の投射が実行される空間内での騒音発生を抑制する。
【解決手段】投射型画像表示装置１０は、筺体１４と、筺体１４の外部に且つ離れて設けられた光源部５２と、筺体１４の内部空間１４ａに設けられ、光源部５２からの光を画像光に変換して投射する画像投射部１６と、筺体１４に設けられ、画像投射部１６から熱を吸収する吸熱部２０と、筺体１４に対して外部に且つ離れて設けられ、吸熱部２０が画像投射部１６から吸収した熱を放熱する放熱部５６と、光源部５２からの光を画像投射部１６に伝達する光伝達部材６０と、吸熱部２０が画像投射部１６から吸収した熱を放熱部５６に伝達する熱伝達部材９０と、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

筺体と、
前記筺体の外部に且つ離れて設けられた光源部と、
前記筺体の内部空間に設けられ、前記光源部からの光を画像光に変換して投射する画像投射部と、
前記筺体に設けられ、前記画像投射部から熱を吸収する吸熱部と、
前記筺体に対して外部に且つ離れて設けられ、前記吸熱部が前記画像投射部から吸収した熱を放熱する放熱部と、
前記光源部からの光を前記画像投射部に伝達する光伝達部材と、
前記吸熱部が前記画像投射部から吸収した熱を前記放熱部に伝達する熱伝達部材と、を有する、投射型画像表示装置。

【請求項2】

前記筺体の前記内部空間が、流体密に密閉された空間である、請求項１に記載の投射型画像表示装置。

【請求項3】

前記吸熱部が、前記筺体の前記内部空間に設けられている、請求項２に記載の投射型画像表示装置。

【請求項4】

前記画像投射部が、前記光源部からの光を画像光に変換して投射するための光学要素を収容するケーシングを含み、
前記吸熱部が、光の一部が当たる前記ケーシングの受光部から熱を吸収する、請求項１に記載の投射型画像表示装置。

【請求項5】

前記画像投射部が、光を変調して画像光に変換する反射型光変調素子を含み、
前記ケーシングの前記受光部が、前記反射型光変調素子からの反射光の一部が当たる前記ケーシングの部分である、請求項４に記載の投射型画像表示装置。

【請求項6】

前記筺体の前記内部空間に設けられ、前記反射型光変調素子を制御する制御基板を、さらに有し、
前記吸熱部が、前記制御基板の発熱部から熱を吸収する、請求項５に記載の投射型画像表示装置。

【請求項7】

前記熱伝達部材が、前記吸熱部から前記放熱部に向かって流れる冷媒である、請求項１に記載の投射型画像表示装置。

【請求項8】

前記光源部が、複数の光源部であって、
前記筺体の前記内部空間に設けられ、前記複数の光源部それぞれからの光を合成する合成光学系を、さらに有する、請求項１に記載の投射型画像表示装置。

【請求項9】

投射型画像表示装置の投射ヘッドユニットであって、
筺体と、
前記筺体の内部空間に設けられており、前記筺体の外部に且つ離れた光源から光伝達部材を介して伝達された光を画像光に変換して投射する画像投射部と、
前記筺体に設けられ、前記画像投射部から熱を吸収し、吸収した熱を前記筺体に対して外部に且つ離れた放熱部に熱伝達部材を介して伝達する吸熱部と、を有する、投射ヘッドユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、投射型画像表示装置およびその投射ヘッドユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１には、画像光をスクリーンなどに投射する投射型画像表示装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６－３１０１３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載された投射型画像表示装置の場合、冷却のためのファンが設けられている。その結果、画像の投射が実行される空間内に騒音が発生する。

【0005】

そこで、本開示は、投射型画像表示装置によって画像の投射が実行される空間内での騒音発生を抑制することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述の課題を解決するために、本開示の一態様によれば、
筺体と、
前記筺体の外部に且つ離れて設けられた光源部と、
前記筺体の内部空間に設けられ、前記光源部からの光を画像光に変換して投射する画像投射部と、
前記筺体に設けられ、前記画像投射部から熱を吸収する吸熱部と、
前記筺体に対して外部に且つ離れて設けられ、前記吸熱部が前記画像投射部から吸収した熱を放熱する放熱部と、
前記光源部からの光を前記画像投射部に伝達する光伝達部材と、
前記吸熱部が前記画像投射部から吸収した熱を前記放熱部に伝達する熱伝達部材と、を有する、投射型画像表示装置が提供される。

【0007】

また、本開示の別態様によれば、
投射型画像表示装置の投射ヘッドユニットであって、
筺体と、
前記筺体の内部空間に設けられており、前記筺体の外部に且つ離れた光源から光伝達部材を介して伝達された光を画像光に変換して投射する画像投射部と、
前記筺体に設けられ、前記画像投射部から熱を吸収し、吸収した熱を前記筺体に対して外部に且つ離れた放熱部に熱伝達部材を介して伝達する吸熱部と、を有する、投射ヘッドユニットが提供される。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、投射型画像表示装置によって画像の投射が実行される空間内での騒音発生を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の実施の形態１に係る投射型画像表示装置の構成を示すブロック図

【図2】実施の形態１に係る投射ヘッドユニットの前方斜視図

【図3】実施の形態１に係る投射ヘッドユニットの後方斜視図

【図4】筺体を取り除いた状態の実施の形態１に係る投射ヘッドユニットの斜視図

【図5】筺体を取り除いた状態の実施の形態１に係る投射ヘッドユニットの分解斜視図

【図6】実施の形態１に係る画像投射モジュールのケーシング内を概略的に示す断面図

【図7】実施の形態１に係る吸熱モジュールの分解斜視図

【図8】本開示の実施の形態２に係る投射型画像表示装置の構成を示すブロック図

【図9】実施の形態２に係る投射ヘッドユニットの前方斜視図

【図10】実施の形態２に係る投射ヘッドユニットの後方斜視図

【図11】実施の形態２に係る画像投射モジュールの斜視図

【図12】合成光学系の斜視図

【図13】合成光学系の側面図

【図14】実施の形態２に係る投射ヘッドユニットの部分断面図

【発明を実施するための形態】

【0010】

本開示の一態様に係る投射型画像表示装置は、筺体と、前記筺体の外部に且つ離れて設けられた光源部と、前記筺体の内部空間に設けられ、前記光源部からの光を画像光に変換して投射する画像投射部と、前記筺体に設けられ、前記画像投射部から熱を吸収する吸熱部と、前記筺体に対して外部に且つ離れて設けられ、前記吸熱部が前記画像投射部から吸収した熱を放熱する放熱部と、前記光源部からの光を前記画像投射部に伝達する光伝達部材と、前記吸熱部が前記画像投射部から吸収した熱を前記放熱部に伝達する熱伝達部材と、を有する。

【0011】

このような態様によれば、投射型画像表示装置によって画像の投射が実行される空間内での騒音発生を抑制することができる。

【0012】

例えば、前記筺体の前記内部空間が、流体密に密閉された空間であってもよい。

【0013】

例えば、前記吸熱部が、前記筺体の前記内部空間に設けられてもよい。

【0014】

例えば、前記画像投射部が前記光源部からの光を画像光に変換して投射するための光学要素を収容するケーシングを含む場合、前記吸熱部が、光の一部が当たる前記ケーシングの受光部から熱を吸収してもよい。

【0015】

例えば、前記画像投射部が、光を変調して画像光に変換する反射型光変調素子を含んでもよい。この場合、前記ケーシングの前記受光部が、前記反射型光変調素子からの反射光の一部が当たる前記ケーシングの部分であってもよい。

【0016】

例えば、投射型画像表示装置が、前記筺体の前記内部空間に設けられ、前記反射型光変調素子を制御する制御基板を、さらに有してもよい。この場合、前記吸熱部が、前記制御基板の発熱部から熱を吸収してもよい。

【0017】

例えば、前記熱伝達部材が、前記吸熱部から前記放熱部に向かって流れる冷媒であってもよい。

【0018】

例えば、前記光源部が複数の光源部である場合、投射型画像表示装置が、前記筺体の前記内部空間に設けられ、前記複数の光源部それぞれからの光を合成する合成光学系を、さらに有してもよい。

【0019】

また、本開示の別態様に係る投射ヘッドユニットは、投射型画像表示装置の投射ヘッドユニットであって、筺体と、前記筺体の内部空間に設けられており、前記筺体の外部に且つ離れた光源から光伝達部材を介して伝達された光を画像光に変換して投射する画像投射部と、前記筺体に設けられ、前記画像投射部から熱を吸収し、吸収した熱を前記筺体に対して外部に且つ離れた放熱部に熱伝達部材を介して伝達する吸熱部と、を有する。

【0020】

このような態様によれば、投射型画像表示装置によって画像の投射が実行される空間内での騒音発生を抑制することができる。

【0021】

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。但し、必要以上に詳細な説明は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。

【0022】

なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

【0023】

以下、図面を参照しながら、本開示の実施の形態に係る投射型画像表示装置について説明する。

【0024】

（実施の形態１）
図１は、本開示の実施の形態１に係る投射型画像表示装置の構成を示すブロック図である。なお、図において、実線矢印は電流、すなわち電力や信号の経路を示し、破線矢印は光の経路を示し、二点鎖線矢印は熱の経路を示している。

【0025】

図１に示すように、本実施の形態１に係る投射型画像表示装置１０は、投射ヘッドユニット１２と、本体ユニット５０とに分かれている。

【0026】

投射ヘッドユニット１２は、筺体１４を備える。その筺体１４の内部空間１４ａに、画像を投射する画像投射モジュール１６（画像投射部）、画像投射モジュール１６を制御する制御モジュール１８、および画像投射モジュール１６で発生した熱を吸収する吸熱モジュール２０（吸熱部）が設けられている。

【0027】

図２は、投射ヘッドユニットの前方斜視図である。また、図３は、投射ヘッドユニットの後方斜視図である。さらに、図４は、筺体を取り除いた状態の投射ヘッドユニットの斜視図である。さらにまた、図５は、筺体を取り除いた状態の投射ヘッドユニットの分解斜視図である。なお、図１に示すＸ－Ｙ－Ｚ直交座標系は、本開示の実施の形態の理解を容易するためのものであって、本開示を制限するものではない。

【0028】

図１～図５に示すように、投射ヘッドユニット１２は、略直方体形状の筺体１４の内部空間１４ａ内に、画像投射モジュール１６、制御モジュール１８、および吸熱モジュール２０を積層した状態で収容したアセンブリである。

【0029】

図３および図４に示すように、画像投射モジュール１６は、詳細は後述する図１に示す光源モジュール５２からの光Ｌ０を画像光Ｌ１に変換して投射するモジュールであって、ケーシング２２と、ケーシング２２に取り付けられた基板２４とを含んでいる。

【0030】

図６は、画像投射モジュールのケーシング内を概略的に示す断面図である。

【0031】

図６に示すように、画像投射モジュール１６のケーシング２２は、高い熱伝導率を備えるアルミニウムなどの材料から作製され、光Ｌ０が伝播する内部空間２２ａを備える。また、ケーシング２２は、光源モジュール５２からの光Ｌ０が内部空間２２ａに入射するための入射口２２ｂと、変調済みの光Ｌ０が内部空間２２ａからケーシング２２の外部に出射するための出射口２２ｃとを備える。

【0032】

また、ケーシング２２内には、光Ｌ０を変調して画像光Ｌ１に変換するための光変調素子２６が配置されている。本実施の形態１の場合、光変調素子２６は、光Ｌ０を反射する複数の微小ミラーを備え、微小ミラーそれぞれを選択的に傾けることにより光Ｌ０を変調する反射型光変調素子２６、いわゆるＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）である。光変調素子２６は、変調済みの光Ｌ０、すなわち画像光Ｌ１（ＯＮ光）を出射口２２ｃに向かって反射する。また、光変調素子２６は、画像光Ｌ１を構成しない残りの光Ｌ２（ＯＦＦ光）をケーシング２２の内側表面における一部分２２ｄ（受光部）に向かって反射する。ケーシング２２の出射口２２ｃから出射された画像光Ｌ１は、図２に示す筺体１４の投射口１４ｂを介して、スクリーンなどに投射される。

【0033】

なお、本実施の形態１の場合、光変調素子２６は、ケーシング２２の外部に配置された基板２４に実装されている。そのため、図６に示すように、光変調素子２６を内部空間２２ａ内に露出させるための貫通穴２２ｅが、ケーシング２２に形成されている。

【0034】

図１に示すように、画像投射モジュール１６に入射した光Ｌ０は、導光光学系２８を介して光変調素子２６に導かれる。図６に示すように、導光光学系２８を構成する複数の光学要素２８Ａ～２８Ｅが、ケーシング２２内に収容され、ケーシング２２の入射口２２ｂと光変調素子２６との間の光路上に配置されている。本実施の形態１の場合、導光光学系２８は、光Ｌ０を反射する（光Ｌ０の伝播方向を変更する）複数のミラー２８Ａ～２８Ｄと、光Ｌ０の輝度を均一化するロッドインテグレータ２８Ｅとから構成されている。

【0035】

図１に示すように、光変調素子２６によって変調された光Ｌ０（すなわち画像光Ｌ１）は、投射光学系３０を介して、画像投射モジュール１６の外部に投射される。図６に示すように、投射光学系３０を構成する１つの構成要素である投射レンズ３０Ａが、出射口２２ｃ近傍のケーシング２２内に配置されている。

【0036】

なお、投射光学系３０を構成する投射レンズ３０Ａ以外の光学要素が、ケーシング２２の出射口２２ｃと筺体１４の投射口１４ｂの間の空間に配置されてもよい。例えば、画像光Ｌ１の伝播方向にシフトするピント調節用レンズが、出射口２２ｃと投射口１４ｂの間の空間に配置されてもよい。

【0037】

図４および図５に示すように、制御モジュール１８は、画像投射モジュール１６近傍に位置するように、筺体１４内に配置されている。また、制御モジュール１８は、画像投射モジュール１６の光変調素子２６を制御する制御基板３２を含んでいる。

【0038】

制御基板３２は、詳細は後述する図１に示すメイン制御モジュール５４から電力の供給を受けて動作する。そのために、制御基板３２は、電力端子３２ａを備える。また、制御基板３２は、メイン制御モジュール５４から送信された映像信号を受信し、その映像信号に基づいて光変調素子２６を制御する。そのために、制御基板３２は、映像信号を受信するための映像信号端子３２ｂと、光変調素子２６を制御するためのＩＣチップ３２ｃとを備える。さらに、メイン制御モジュール５４と映像信号以外の制御信号をやり取りするための制御信号端子３２ｄと、他の制御を実行するためのＩＣチップ３２ｅとを備える。

【0039】

なお、本実施の形態１の場合、投射型画像表示装置１０は、リモートコントーラ（図示せず）を介してユーザに操作される。そのために、制御基板３２には、リモートコントローラからの赤外線信号を受光する受光素子３２ｆが搭載されている。その赤外線信号が透過する透過窓１４ｃが、図２に示すように、投射ヘッドユニット１２の筺体１４に設けられている。受光素子３２ｆによって受信された信号は、制御基板３２のＩＣチップ３２ｅを介して、メイン制御モジュール５４に送信される。

【0040】

図４および図５に示すように、吸熱モジュール２０は、画像投射モジュール１６と制御モジュール１８の近傍に位置するように、筺体１４内に配置されている。吸熱モジュール２０は、画像投射モジュール１６で発生した熱を吸収する。また、本実施の形態１の場合、吸熱モジュール２０は、制御モジュール１８で発生した熱も吸収する。

【0041】

図７は、吸熱モジュールの分解斜視図である。

【0042】

図７に示すように、吸熱モジュール２０は、画像投射モジュール１６で発生した熱を吸収する吸熱プレート３４と、熱を吸収して高温状態の吸熱プレート３４を冷却する冷却ブロック３６とを含んでいる。また、本実施の形態１の場合、吸熱モジュール２０は、制御モジュール１８で発生した熱を吸収して吸熱プレート３４に伝達する熱伝達プレート３８を含んでいる。

【0043】

吸熱モジュール２０の吸熱プレート３４は、画像投射モジュール１６で発生した熱を吸収する、例えばアルミニウムなどの熱伝導率が高い材料から作製されている。具体的には、本実施の形態１の場合、吸熱プレート３４は、画像投射モジュール１６におけるケーシング２２と光変調素子２６とから熱を吸収する。

【0044】

具体的には、図６および図７に示すように、吸熱プレート３４は、伝熱シート４０を介して、光変調素子２６と接触する突出部３４ａを備える。そのために、図６に示すように、基板２４には、突出部３４ａが通過する貫通穴２４ａが形成されている。この突出部３４ａを介して、光変調素子２６の熱が吸熱プレート３４に吸収される。

【0045】

また、図６および図７に示すように、吸熱プレート３４は、伝熱シート４２を介して、ケーシング２２と接触する突出部３４ｂを備える。具体的には、突出部３４ｂは、制御モジュール１８の制御基板３２に間隔をあけて対向するケーシング２２の外側表面部分に接触する。この突出部３４ｂを介して、ケーシング２２の熱が吸熱プレート３４に吸収される。

【0046】

特に、図６に示すように、本実施の形態１の場合、吸熱プレート３４の突出部３４ｂは、ケーシング２２において最も高温になりやすい光変調素子２６から反射されたＯＦＦ光Ｌ２が当たる部分２２ｄ（受光部）に接触する。これにより、ケーシング２２が全体にわたって高温状態になることが抑制される。

【0047】

図７に示すように、吸熱モジュール２０の冷却ブロック３６は、本実施の形態１の場合、吸熱プレート３４と面接触する銅板３６ａと、銅板３６ａと協働して冷媒が流れる内部流路を画定するエンクロージャ３６ｂとから構成されている。冷媒が、銅板３６ａを介して、吸熱プレート３４の熱を吸収する。また、冷却ブロック３６は、冷媒を介して、詳細は後述する図１に示す放熱モジュール５６に熱的に接続されている。これにより、冷却ブロック３６が吸収した熱が、放熱モジュール５６で放熱される。すなわち、冷媒が、冷却ブロック３６から放熱モジュール５６に向かって熱を伝達する熱伝達部材として機能する。

【0048】

吸熱モジュール２０の熱伝達プレート３８は、例えば銅などの熱伝導率が高い材料から作製されている。また、熱伝達プレート３８は、吸熱プレート３４に取り付け部３８ａを介して固定され、それにより吸熱プレート３４に熱的に接続されている。

【0049】

熱伝達プレート３８は、伝熱シート４４を介して制御モジュール１８における発熱部であるＩＣチップ３２ｃと接触し、ＩＣチップ３２ｃで発生した熱を吸収する。これにより、ＩＣチップ３２ｃは、安定して動作する。また、熱伝達プレート３８は、伝熱シート４６を介して制御モジュール１８における発熱部であるＩＣチップ３２ｅと接触し、ＩＣチップ３２ｅで発生した熱を吸収する。これにより、ＩＣチップ３２ｅは、安定して動作する。

【0050】

ここまでは、投射型画像表示装置１０における投射ヘッドユニット１２の構成について説明してきた。ここからは、図１を参照しながら、投射型画像表示装置１０における本体ユニット５０について説明する。

【0051】

図１に示すように、投射型画像表示装置１０の本体ユニット５０は、投射ヘッドユニット１２から離れた位置に設置されて使用される。例えば、投射ヘッドユニット１２が設置された空間（例えば部屋）、すなわち画像が投射される空間から隔離された空間（例えば壁を隔てた別の部屋）に設置される。

【0052】

本体ユニット５０は、光源モジュール５２と、メイン制御モジュール５４と、放熱モジュール５６を備える。

【0053】

本体ユニット５０の光源モジュール５２は、投射ヘッドユニット１２の画像投射モジュール１６に対して光Ｌ０を出力する。そのために、光源モジュール５２は、例えば光ファイバーケーブル６０（光伝達部材）を介して、画像投射モジュール１６に接続されている。光ファイバーケーブル６０は、図６に示すように、画像投射モジュール１６のケーシング２２に設けられたコネクタ部２２ｆに着脱可能に接続されている。

【0054】

光源モジュール５２は、光源６２と、光源６２から出力された光を光ファイバーケーブル６０に導く導光光学系６４とを含んでいる。本実施の形態１の場合、光源６２は、赤色、緑色、および青色の光をそれぞれ出力する複数のレーザ装置である。また、導光光学系６４は、複数のレーザ装置それぞれから出力された光を光ファイバーケーブル６０に導く、複数のミラーなどの光学要素から構成されている。これにより、光源モジュール５２は、光Ｌ０として、赤色光、緑色光、および青色光を、順番に繰り返し、投射ヘッドユニット１２の画像投射モジュール１６に対して出力する。順番に繰り返し到達する赤色光、緑色光、および青色光それぞれを、光変調素子２６が赤色画像光、緑色画像光、および青色画像光に変換する。その結果、スクリーンにはフルカラーの画像光が投射される。

【0055】

代わりとして、光源モジュール５２は、１つのレーザ装置と、レーザ装置からの光が透過するカラーホイールとから構成されてもよい。回転するカラーホイールに設けられた赤色フィルタ、緑色フィルタ、および青色フィルタを、レーザ装置からの光が順に透過することにより、三色の光が順番に繰り返して生成される。なお、レーザ装置に代わって、光源はＬＥＤであってもよい。

【0056】

メイン制御モジュール５４は、投射型画像表示装置１０全体を制御するモジュールである。メイン制御モジュール５４は、電源６６と、光源モジュール５２を制御する光源制御部６８と、投射ヘッドユニット１２の制御モジュール１８を制御するシステム制御部７０と、放熱モジュール５６を制御する冷却制御部７２とを含んでいる。光源制御部６８、システム制御部７０、および冷却制御部７２は、例えば、異なる基板上にそれぞれ形成された回路である、または１つの基板上に形成された異なる回路である。

【0057】

メイン制御モジュール５４の電源６６は、例えば商用電源に接続され、商用電源から供給された電力を光源制御部６８、システム制御部７０、および冷却制御部７２に分電する。

【0058】

メイン制御モジュール５４の光源制御部６８は、光源モジュール５２の光源６２に電力を供給するとともに、光源６２の出力を制御する。

【0059】

メイン制御モジュール５４のシステム制御部７０は、電力、映像信号、および制御信号それぞれを、電力ケーブル７４、映像信号ケーブル７６、および制御信号ケーブル７８を介して、投射ヘッドユニット１２の制御モジュール１８に送信する。図５に示すように、電力ケーブル７４は、制御モジュール１８の制御基板３２上の電力端子３２ａに着脱可能に接続されている。また、映像信号ケーブル７６は、映像信号端子３２ｂに着脱可能に接続されている。さらに、制御信号ケーブル７８は、制御信号端子３２ｄに着脱可能に接続されている。なお、システム制御部７０は、外部から映像データを取得し、その映像データに対応する映像信号を生成するように構成されている。

【0060】

メイン制御モジュール５４の冷却制御部７２は、本体ユニット５０内で発生した熱、すなわち、光源モジュール５２、メイン制御モジュール５４、および放熱モジュール５６それぞれで発生した熱を外部に排出する排熱デバイス８０を制御する。排熱デバイス８０は、例えばファンである。また、冷却制御部７２は、詳細は後述する放熱モジュール５６の循環ポンプ８２を制御する。

【0061】

放熱モジュール５６は、投射ヘッドユニット１２の吸熱モジュール２０が吸収した熱を放熱する。放熱モジュール５６から放熱された熱は、排熱デバイス８０によって外部に排熱される。

【0062】

放熱モジュール５６は、冷媒を吸熱モジュール２０の冷却ブロック３６に送出する循環ポンプ８２と、冷媒から熱を吸収して放熱するラジエータなどの放熱デバイス８４と、冷媒を貯留する冷媒タンク８６とを備える。循環ポンプ８２から吐出された冷媒は、放熱デバイス８４の通過時に熱を奪われて、冷媒供給チューブ８８内に流入する。放熱デバイス８４は冷媒から奪った熱を放熱し、その放熱された熱を排熱デバイス８０が外部に排熱する。

【0063】

図７に示すように、冷媒供給チューブ８８は、冷却ブロック３６に着脱可能に接続されている。冷却ブロック３６内で吸熱プレート３４の熱を回収した冷媒は、図１に示すように、冷媒回収チューブ９０を介して冷媒タンク８６に戻る。冷媒タンク８６内の冷媒は、循環ポンプ８２に供給される。これにより、循環ポンプ８２、放熱デバイス８４、冷却ブロック３６、冷媒タンク８６を順に流れる冷媒の循環経路が形成されている。

【0064】

なお、図１に示すように、光源モジュール５２、メイン制御モジュール５４、および放熱モジュール５６は、１つの本体ユニット５０に組み込まれることによって一体化されている。これに代わって、これらのモジュールは、互いに独立したユニットであってもよい。あるいは、２つのモジュールが一体化され、残りの１つのモジュールが他のモジュールから独立してもよい。これにより、用途に応じて、光源モジュール５２、メイン制御モジュール５４、および放熱モジュール５６それぞれを最適な位置に設置することができる。例えば、光源モジュール５２を投射ヘッドユニット１２近傍に設置し、メイン制御モジュール５４および放熱モジュール５６を投射ヘッドユニット１２の遠方に設置してもよい。これにより、高価な光ファイバーケーブル６０を短くすることができる。

【0065】

このような投射型画像表示装置１０によれば、投射型画像表示装置１０は、画像（画像光Ｌ１）の投射を実行する空間内での騒音発生を抑制することができる。

【0066】

具体的には、まず、大熱源である光源モジュール５２（特に光源６２）が投射ヘッドユニット１２の筺体１４の外部に且つ離れて設けられているため、投射ヘッドユニット１２の筺体１４内で発生する熱量が減少する（光源モジュール５２が筺体１４内に設けられている場合に比べて）。また、光源モジュール５２を収容しないので、投射ヘッドユニット１２が小型化されるというメリットもある。

【0067】

また、投射ヘッドユニット１２の筺体１４内で発生した熱は、吸熱モジュール２０に吸収される。吸熱モジュール２０が吸収した熱は、筺体１４の外部に且つ離れて設けられた放熱モジュール５６に伝達され、その放熱モジュール５６で放熱される。

【0068】

これらの構成により、投射ヘッドユニット１２の筺体１４に、吸気口、排気口、および排熱ファンを設ける必要がなくなる。したがって、排熱ファンによる騒音発生がなくなる。その結果、画像が投射される空間内に設置される投射ヘッドユニット１２からの騒音発生が抑制される。

【0069】

なお、筺体１４に、内部空間１４ａと外部とを連通する吸気口や排気口などの開口などを形成する必要がなくなるので、筺体１４内への異物侵入が抑制される。また、図３に示すように、映像信号ケーブル７６や冷媒供給チューブ８８などが通過する筺体１４の開口１４ｄ、１４ｅをシリコン接着剤などの封止剤で塞ぐことにより、筺体１４の内部空間１４ａを流体密に密閉された空間にすることができる。これにより、筺体１４内への水などの液体の侵入を抑制することできる。その結果、投射ヘッドユニット１２を、例えば風雨に曝される屋外などの環境下で使用することができる。

【0070】

以上のような本実施の形態１によれば、投射型画像表示装置によって画像の投射が実行される空間内での騒音発生を抑制することができる。

【0071】

（実施の形態２）
本実施の形態２は、上述の実施の形態１の改良形態である。したがって、異なる点を中心に本実施の形態２について説明する。また、上述の実施の形態１の構成要素と実質的に同一の本実施の形態２の構成要素には、同一の符号が付されている。

【0072】

図８は、本開示の実施の形態２に係る投射型画像表示装置の構成を示すブロック図である。

【0073】

本実施の形態２の投射型画像表示装置１１０は、実施の形態１の投射型画像表示装置１０に比べて、高輝度の画像光を投射できるように構成されている。

【0074】

そのために、投射型画像表示装置１１０の本体ユニット１５０は、複数の光源モジュール５２Ａ、５２Ｂを備える。なお、光源モジュール５２Ａ、５２Ｂは、実施の形態１における光源モジュール５２と実施的に同一である。また、複数の光源モジュール５２Ａ、５２Ｂそれぞれからの光Ｌ０を合成する合成光学系１４８が、投射型画像表示装置１１０の投射ヘッドユニット１１２に設けられている。

【0075】

図９は、本実施の形態２に係る投射ヘッドユニットの前方斜視図である。また、図１０は、本実施の形態２に係る投射ヘッドユニットの後方斜視図である。さらに、図１１は、本実施の形態２に係る画像投射モジュールの斜視図である。さらにまた、図１２は、合成光学系の斜視図である。加えて、図１３は、合成光学系の側面図である。そして、図１４は、本実施の形態２に係る投射ヘッドユニットの部分断面図である。

【0076】

図８～図１０に示すように、複数の光源モジュール５２Ａ、５２Ｂそれぞれに接続された光ファイバーケーブル６０Ａ、６０Ｂが、投射ヘッドユニット１１２の筺体１１４内に進入する。図１１に示すように、光ファイバーケーブル６０Ａ、６０Ｂそれぞれの投射ヘッドユニット側の端部と画像投射モジュール１６のケーシング２２との間には、合成光学系１４８が配置されている。

【0077】

図１２および図１３に示すように、合成光学系１４８は、複数のミラー１４８Ａ、１４８Ｂと、複数の三角プリズム１４８Ｃ、１４８Ｄとから構成されている。一方の光ファイバーケーブル６０Ａから出射された光Ｌ０は、ミラー１４８Ａと三角プリズム１４８Ｃとによって反射され、画像投射モジュール１６のケーシング２２内に進入する。他方の光ファイバーケーブル６０Ｂから出射されたＬ０は、ミラー１４８Ｂと三角プリズム１４８Ｄとによって反射され、画像投射モジュール１６のケーシング２２内に進入する。複数のミラー１４８Ａ、１４８Ｂと三角プリズム１４８Ｃ、１４８Ｄは、三角プリズム１４８Ｃ、１４８Ｄそれぞれから反射された光Ｌ０が少なくとも部分的に重畳した状態で同一方向に伝播するように、配置されている。その結果、高輝度の光Ｌ０が変調素子２６によって高輝度な画像光Ｌ１に変換される。

【0078】

なお、図１４に示すように、本実施の形態２の場合、複数の光ファイバーケーブル６０Ａ、６０Ｂ、電力ケーブル７４、映像信号ケーブル７６、制御信号ケーブル７８、冷媒供給チューブ８８、および冷媒回収チューブ９０は、配線チューブ１９２によって保護されている。その配線チューブ１９２を接続するためのコネクタ部１９４を、投射ヘッドユニット１１２の筺体１１４は備える。

【0079】

コネクタ部１９４は、配線チューブ１９２に先端が挿入される筒状のアタッチメント１９６と、アタッチメント１９６を筺体１１４に固定するためのナット１９８とを含んでいる。筺体１１４は、光ファイバーケーブル６０Ａ、６０Ｂなどが通過する筒状部１１４ｆを備え、その筒状部１１４ｆの外周面にナット１９８と係合するおねじ部１１４ｇが形成されている。アタッチメント１９６の後端には、筒状部１１４ｆの頂面に着座するフランジ部１９６ａが設けられている。このフランジ部１９６ａがナット１９８と筒状部１１４ｆに挟持される。なお、筒状部１１４ｆ内に流体が侵入しないように、フランジ部１９６ａと筒状部１１４ｆとの間にリングシール２００が配置されている。その結果、筺体１１４の内部空間１１４ａが流体密に密閉された空間にされている。

【0080】

このような本実施の形態２も、上述の実施の形態１と同様に、投射型画像表示装置によって画像の投射が実行される空間内での騒音発生を抑制することができる。

【0081】

以上、上述の実施の形態を挙げて本開示を説明したが、本開示の実施の形態はこれらに限らない。

【0082】

例えば、上述の実施の形態１の場合、投射ヘッドユニット１２の吸熱モジュール２０は、制御モジュール１８の発熱部、すなわちＩＣチップ３２ｃ、３２ｅで発生する熱を吸収するように構成されている。しかしながら、本開示の実施の形態はこれに限らない。例えば、制御モジュール１８の機能を本体ユニット５０のメイン制御モジュール５４が備える場合、制御モジュール１８を投射ヘッドユニット１２内に設ける必要がなくなる。この場合、吸熱モジュール２０は、画像投射モジュール１６の熱を吸収するだけでよい。

【0083】

また、上述の実施の形態１の場合、投射ヘッドユニット１２の筺体１４の内部空間１４ａは流体密に密閉された空間である。しかしながら、本開示の実施の形態はこれに限らない。例えば、投射ヘッドユニットの設置される環境が室内である場合、筺体の内部空間は、流体密に密閉された空間でなくてもよい。

【0084】

さらに、上述の実施の形態１の場合、吸熱モジュール２０の冷却ブロック３６は、投射ヘッドユニット１２の筺体１４の内部空間１４ａ内に配置されている。しかしながら、本開示の実施の形態はこれに限らない。筺体１４が金属材料から作製されている場合、吸熱プレート３４が筺体１４の内側表面に接触し、冷却ブロック３６が筺体１４の外側表面に接触してもよい。すなわち、筺体１４が、吸熱プレート３４と冷却ブロック３６との間で熱を伝達する熱伝達部材として機能する。

【0085】

さらに、上述の実施の形態１の場合、投射型画像表示装置は、１つの反射型光変調素子を備え、その１つの反射型光変調素子が、赤色光、緑色光、および青色光それぞれを赤色画像光、緑色画像光、および青色画像光に変換するように構成されている。すなわち、実施の形態１に係る投射型画像表示装置は、いわゆる１チップ式のＤＬＰ（登録商標）プロジェクタである。しかしながら、本開示の実施の形態はこれに限らない。本開示の実施の形態に係る投射型画像表示装置は、例えば、３つの反射型光変調素子を備え、それらの反射型光変調素子それぞれが異なる色の光を画像光に変換する投射型画像表示装置であってもよい。この場合、光源モジュールは白色光を出力する。また、画像投射モジュールが、白色光を赤色光、緑色光、および青色光に分光して、それぞれの光を対応する反射型光変調素子に導く分光光学系を含んでいる。さらに、画像投射モジュールが、反射型光変調素子それぞれから反射された赤色画像光、緑色画像光、および青色画像光を集光して投射レンズに導く集光光学系を含んでいる。

【0086】

すなわち、本開示の実施の形態は、広義には、筺体と、前記筺体の外部に且つ離れて設けられた光源部と、前記筺体の内部空間に設けられ、前記光源部からの光を画像光に変換して投射する画像投射部と、前記筺体に設けられ、前記画像投射部から熱を吸収する吸熱部と、前記筺体に対して外部に且つ離れて設けられ、前記吸熱部が前記画像投射部から吸収した熱を放熱する放熱部と、前記光源部からの光を前記画像投射部に伝達する光伝達部材と、前記吸熱部が前記画像投射部から吸収した熱を前記放熱部に伝達する熱伝達部材と、を有する、投射型画像表示装置である。

【0087】

また、本開示の別の実施の形態は、広義には、投射型画像表示装置の投射ヘッドユニットであって、筺体と、前記筺体の内部空間に設けられており、前記筺体の外部に且つ離れた光源から光伝達部材を介して伝達された光を画像光に変換して投射する画像投射部と、前記筺体に設けられ、前記画像投射部から熱を吸収し、吸収した熱を前記筺体に対して外部に且つ離れた放熱部に熱伝達部材を介して伝達する吸熱部と、を有する、投射ヘッドユニットである。

【0088】

以上のように、本開示における技術の例示として、上述の実施の形態を説明してきた。そのために、図面および詳細な説明を提供している。したがって、図面及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、上述の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。

【0089】

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、特許請求の範囲又はその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略等を行うことができる。

【産業上の利用可能性】

【0090】

本開示は、投射型画像表示装置に適用可能である。

【符号の説明】

【0091】

１０ 投射型画像表示装置
１４ 筺体
１６ 画像投射部（画像投射モジュール）
２０ 吸熱部（吸熱モジュール）
５２ 光源部（光源モジュール）
５６ 放熱部（放熱モジュール）
６０ 光伝達部材（光ファイバーケーブル）
９０ 熱伝達部材（冷媒回収チューブ）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】