JP6429564B2

JP6429564B2 - 映像表示装置

Info

Publication number: JP6429564B2
Application number: JP2014198136A
Authority: JP
Inventors: 常男藤沼
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-09-29
Filing date: 2014-09-29
Publication date: 2018-11-28
Anticipated expiration: 2034-09-29
Also published as: JP2016071024A

Description

本発明は、映像表示装置に関し、特に、複数の投写型表示装置のスクリーンを少なくとも縦方向に配列してなる一の画面に映像を投写する映像表示装置に関する。

複数の投写型表示装置のスクリーンを縦方向及び横方向に配列されてなる一の大画面に、映像を投写する映像表示装置が知られている。このような映像表示装置の一種として、ディスプレイウォールがある。ディスプレイウォールでは、映像を結像表示させるスクリーンのみが壁面から露出しており、その他の部分は壁内に埋め込まれるように設置される。このようなディスプレイウォールでは、壁内に半ば密閉された状態で投写型表示装置が表示動作を行うので、当該表示動作に伴う熱を適切に外部に排出することが求められる。

例えば、複数の投写ユニットの吸排気が一直線上に配置され、そのうち複数の排気が集約されて一箇所から熱が排出される構成では、排気口に近い部品は、上流の投写ユニットの熱によってすでに暖められた空気で冷却されることになる。この結果、排気口に近い部品に対する冷却が不十分になることがある。これに対して、例えば特許文献１の技術では、排気ファンを複数配置したり排気ファンのスピードを速くしたりすることによって、排気口に近い部品に対する冷却を高めている。

特許第５１５９５７２号公報

近年、ディスプレイウォールなどの映像表示装置を構成する投写型表示装置は、周囲が明るくてもはっきりとした映像を表示させたいという市場の要求から、高輝度化が求められている。そこで、投写型表示装置の光源として、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）やレーザーが用いられてきている。

しかしながら、ＬＥＤ等の発光素子は温度が変化すると発光色及び発光量が変化する。そうであるにもかかわらず、映像表示装置における従来の冷却技術では、ＬＥＤ等の発光素子に対する冷却及び温度管理を十分に行うことができず、その結果として、表示品質が低下するという問題があった。

そこで、本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、映像を生成する映像生成ユニットに対する冷却を高めることが可能な技術を提供することを目的とする。

本発明に係る映像表示装置は、複数の投写型表示装置のスクリーンを少なくとも縦方向に配列してなる一の画面に映像を投写する映像表示装置であって、各前記投写型表示装置は、前記映像を生成する映像生成ユニットと、前記映像を生成するための電力を前記映像生成ユニットに供給する電源ユニットとを含む投写ユニットと、前記スクリーンが取り付けられ、前記投写ユニットを収容する筐体とを備える。各前記筐体は、前記投写ユニットを収容する領域の左側及び右側に配設され、それぞれ上下方向に延在して上部及び下部に開口を有する、通風用の第１及び第２ダクトを含む。各前記投写ユニットには、前記第１及び第２ダクトと連通可能な、前記電源ユニットを通らずに前記映像生成ユニットを通る第１通風経路と、前記第１及び第２ダクトと連通可能な、前記映像生成ユニットを通らずに前記電源ユニットを通る第２通風経路とが設けられている。前記投写ユニットは、前記第２通風経路に配設されたファンと、前記第２通風経路のうち前記ファンよりも下流の部分に対応し、前記ファンの騒音を抑制するように複数個所で屈曲された第３ダクトとをさらに含む。

本発明によれば、映像生成ユニットは、電源ユニットを通らない空気によって冷却されるので、映像生成ユニットに対する冷却を高めることができる。

実施の形態に係るディスプレイウォールの構成を示す斜視図である。実施の形態に係る投写型表示装置の構成を示す斜視図である。実施の形態に係る投写型表示装置の構成を示す分解斜視図である。実施の形態に係る投写ユニットの内部構成を示す斜視図である。実施の形態に係る投写ユニットの内部構成の一部を示す斜視図である。実施の形態に係る投写型表示装置における空気の流れを示す図である。実施の形態に係るディスプレイウォールにおける空気の流れを示す図である。変形例に係る投写型表示装置における空気の流れを示す図である。変形例に係るディスプレイウォールにおける空気の流れを示す図である。

＜実施の形態＞
本発明の実施の形態では、本発明に係る映像表示装置がディスプレイウォールに適用されたものとして説明する。図１は、本実施の形態に係るディスプレイウォール９００の構成を示す斜視図である。図１のディスプレイウォール９００は、複数の投写型表示装置１００と、複数の投写型表示装置１００が積み上げられた架台３００とを備える。

このディスプレイウォール９００は、複数の投写型表示装置のスクリーン１０を配列してなる一の画面に、映像を投写（表示）する。なお、図１の一の画面は、縦方向（Ｙ方向）及び横方向（Ｘ方向）に３つずつ配列された、計９つのスクリーン１０を配列して形成されている。しかし、一の画面を形成するスクリーン１０の数はこれに限ったものではない。また、スクリーン１０は少なくとも縦方向に配列されていればよく、横方向に配列されていなくてもよい。

複数の投写型表示装置１００の構成要素のうち、スクリーン１０が外郭壁８００から露出され、それ以外の構成要素は外郭壁８００の奥側にはめ込まれている。最下段の投写型表示装置１００のスクリーン１０よりも下側（−Ｙ側）の、外郭壁８００の部分には、吸気口８０１が設けられている。また、最上段の投写型表示装置１００のスクリーン１０よりも上側（＋Ｙ側）の、外郭壁８００の部分には、排気口８０２が設けられている。

後で詳細に説明するが、吸気口８０１と排気口８０２とは、架台３００の内部空間と、縦方向に配列された複数の投写型表示装置１００の内部空間とを介して連通されている。そして、吸気口８０１にて矢印７０１のように吸入される空気が、投写型表示装置１００の熱を吸収して、排気口８０２から矢印７０２のように排出されるように構成されている。これにより、投写型表示装置１００は、外郭壁８００内に半ば密閉された状態であっても、表示動作に伴う熱を外部に放出することが可能となっている。

＜投写型表示装置＞
以下、投写型表示装置１００の構成について説明するが、本実施の形態では、その説明内容は、複数の投写型表示装置１００に共通しているものとする。

図２は、各投写型表示装置１００の構成を正面側からみた斜視図であり、図３は、投写型表示装置１００の構成を背面側からみた分解斜視図である。図２及び図３に示すように、各投写型表示装置１００は、透過型のスクリーン１０と、投写ユニット２０と、筐体３０とを備えている。

投写ユニット２０は、映像を映し出す光源や電気回路などからなる。映像は、投写ユニット２０の投写レンズ２１ａから出力され、図示しないミラーなどの光学素子によってスクリーン１０に投写されて結像する。

投写ユニット２０のうち上述の光源や電気回路などは熱源となるので、これらに対する適切な冷却が求められる。これらに対する冷却を実現するために、図３に示されるように、投写ユニット２０の側部の一方（ここでは＋Ｘ側の右側部）には、矢印７１１のように空気を吸入する吸気口２０ａが設けられ、他方（ここでは−Ｘ側の左側部）には、矢印７１２のように空気を排出する排気口２０ｂが設けられている。

筐体３０は、スクリーン１０が取り付けられ、投写ユニット２０を収容（内蔵）して、外光を遮光する。一の投写型表示装置１００の筐体３０は、他の投写型表示装置１００の筐体３０を積み重ね可能に強固に構成されている。

また、各筐体３０は、通風用の第１ダクト３１と、通風用の第２ダクト３２とを含む。第１ダクト３１は、投写ユニット２０を収容する筐体３０の領域３３（以下「収容領域３３」と記す）の左側（−Ｘ側）に配設され、上下方向（Ｙ方向）に延在して上部及び下部に開口を有する。第２ダクト３２は、収容領域３３の右側（＋Ｘ側）に配設され、上下方向（Ｙ方向）に延在して上部及び下部に開口を有する。

収容領域３３は、第１ダクト３１及び第２ダクト３２と連通している。このため、投写ユニット２０が収容領域３３に収容された場合には、投写ユニット２０の内部空間は、投写ユニット２０の吸気口２０ａ及び排気口２０ｂを介して、第１ダクト３１及び第２ダクト３２と連通可能となっている。

縦方向に配列された任意の２つの投写型表示装置１００において、第１ダクト３１同士は連通するとともに、第２ダクト３２同士は連通する。これにより、縦方向に配列された複数の投写型表示装置１００において一律に、吸気口８０１（図１）からの外気が、第１及び第２ダクト３１，３２の一方を介して供給され、投写ユニット２０の熱を吸収した空気が、他方を介して排気口８０２から排出される。このように、本実施の形態では、吸気経路と排気経路とが独立した吸排気システムが構成される。

＜投写ユニット＞
以下、投写ユニット２０の構成について説明するが、本実施の形態では、その説明内容は、複数の投写ユニット２０に共通しているものとする。

図４は、投写ユニット２０の内部構成を詳細に示した斜視図である。各投写ユニット２０は、光学ユニット２１と、光源ユニット２２と、調整ユニット２３と、電源ユニット２４と、カバー２５と、第１ファン２６とを含む。

光学ユニット２１は、映像を出力するレンズである投写レンズ２１ａと、図示しない映像表示素子とを含む。このように構成された光学ユニット２１は、スクリーン１０に投写すべき映像を結像する。

光源ユニット２２は、光源ユニット２２が、ＬＥＤ等の発光素子を含む。このように構成された光源ユニット２２は、スクリーン１０に投写すべき映像を生成するための光を生成する。

以上のように構成された本実施の形態では、光学ユニット２１及び光源ユニット２２はいずれも、スクリーン１０に投写すべき映像を生成する映像生成ユニットとして適用される。ただしこれに限ったものではなく、光学ユニット２１及び光源ユニット２２のいずれか一方が、スクリーン１０に投写すべき映像を生成する映像生成ユニットとして適用されてもよい。

調整ユニット２３は、光学ユニット２１及び光源ユニット２２を搭載しており、スクリーン１０に対する光学ユニット２１の前後、左右、上下の相対位置を調整する。

電源ユニット２４は、スクリーン１０に投写すべき映像を生成するための電力を、映像生成ユニット（光学ユニット２１及び光源ユニット２２）に供給する。

以上に説明した投写ユニット２０の構成要素のうち、映像生成ユニット（光学ユニット２１及び光源ユニット２２）と、電源ユニット２４とは、動作時に発熱する。

このうち光学ユニット２１の映像表示素子の発熱は、ヒートパイプによって光学ユニット２１外部に運ばれ、上側の吸気口２０ａから投写ユニット２０内に導かれた空気に吸熱される。そして、吸熱した空気が、排気口２０ｂ近傍の第１ファン２６によって、投写ユニット２０の外部に排気される。これにより、光学ユニット２１が冷却される。

光源ユニット２２の素子の発熱は、それぞれの放熱器によって光源ユニット２２外部に運ばれ、上側の吸気口２０ａから投写ユニット２０内に導かれた空気に吸熱される。そして、吸熱した空気が、排気口２０ｂ近傍の第１ファン２６によって、投写ユニット２０の外部に排気される。つまり、光学ユニット２１と同様の通風経路を通る空気によって、光源ユニット２２が冷却される。

ここで、電源ユニット２４の排気口２０ｂ側は、カバー２５によって覆われている。このカバー２５は、電源ユニット２４の周囲の空間と、映像生成ユニット（光学ユニット２１及び光源ユニット２２）の周囲の空間とを隔てる。

このため、投写ユニット２０は、電源ユニット２４を通らずに映像生成ユニット（光学ユニット２１及び光源ユニット２２）を通る第１通風経路と、映像生成ユニット（光学ユニット２１及び光源ユニット２２）を通らずに電源ユニット２４を通る第２通風経路とが設けられている。なお、投写ユニット２０が収容領域３３に収容された場合には、第１及び第２通風経路は、第１及び第２ダクト３１，３２と連通する。

このような第１及び第２通風経路により、電源ユニット２４の発熱にほぼ影響を受けずに、映像生成ユニット（光学ユニット２１及び光源ユニット２２）を冷却することができる。

図５は、投写ユニット２０の内部構成の一部を詳細に示した斜視図である。具体的には、図５では、図４に示した構成から光学ユニット２１、光源ユニット２２及び調整ユニット２３の図示が省略されている。以下、電源ユニット２４に対する冷却に関する構成について説明する。

図５に示すように、光源ユニット２２は、第２ファン２７と、第３ダクト２８を含んでいる。

ファンである第２ファン２７は、電源ユニット２４を通る第２通風経路に設けられている。第３ダクト２８は、第２通風経路のうち第２ファン２７の下流の部分に対応し、複数個所で屈曲されている。また、第３ダクト２８は、投写ユニット２０の外郭に沿って配設されている。

以上のような構成により、電源ユニット２４の発熱は、下側の吸気口２０ａから投写ユニット２０内に導かれた空気に吸熱される。そして、第２ファン２７によって、吸熱した空気が、第３ダクト２８を経て投写ユニット２０の外部に排気される。以上により、電源ユニット２４が冷却される。

図６は、投写型表示装置１００における空気の流れを矢印で可視化した図である。図６に示されるように、投写型表示装置１００の外部から第２ダクト３２に吸入された外気は、投写ユニット２０において第１通風経路と第２通風経路とに分かれ、映像生成ユニット及び電源ユニット２４のうち一方の熱源を通ることなく他方の熱源に直接送り込まれる。そして、映像生成ユニット及び電源ユニット２４一方を通過した空気は、投写ユニット２０から放出された後、第１ダクト３１から投写型表示装置１００の外部に排出される。

図７は、ディスプレイウォール９００における空気の流れを矢印で可視化した図である。実際には、図７のように複数の投写型表示装置１００を上下に連結して使用することが想定される。第１及び第２ダクト３１，３２は独立した風路を構成しており、上段の投写型表示装置１００ａの投写ユニット２０は、下段の投写型表示装置１００ｂ，１００ｃの投写ユニット２０の排熱からほぼ影響を受けずに、外気によって冷却することができる。

＜実施の形態のまとめ＞
以上のような本実施の形態に係るディスプレイウォール９００によれば、第１及び第２ダクト３１，３２と連通可能な、第１及び第２通風経路が設けられている。そして、第１通風経路は、電源ユニット２４を通らずに映像生成ユニット（光学ユニット２１及び光源ユニット２２）を通り、第２通風経路は、映像生成ユニット（光学ユニット２１及び光源ユニット２２）を通らずに電源ユニット２４を通る。

これにより、映像生成ユニット（光学ユニット２１及び光源ユニット２２）は、電源ユニット２４を通らない空気によって冷却されるので、映像生成ユニット（光学ユニット２１及び光源ユニット２２）に対する冷却を高めることができる。この結果、表示動作時の熱に起因する表示品質の低下を抑制することができる。また、各投写ユニット２０（例えば光源）を冷却する空気の温度を同一にすることができるので、複数の投写型表示装置１００における発光色及び発光量の不要なばらつきを抑制することができる。

また、本実施の形態では、第３ダクト２８が、第２通風経路のうち第２ファン２７の下流の部分に対応し、複数個所で屈曲されている。これにより、騒音源である第２ファン２７からの騒音の、排気口２０ｂへの直接到達を抑制することができ、当該騒音を、第３ダクト２８、ひいては投写ユニット２０内に吸収させることができる。よって、低騒音化を実現することができ、視聴者の視聴に対する集中が騒音によって損なわれることを抑制することなどが実現可能となる。

また、本実施の形態では、第３ダクト２８は投写ユニット２０の外郭に沿って配設されている。これにより、電源ユニット２４の熱を吸熱した空気が、映像生成ユニット（光学ユニット２１及び光源ユニット２２）に干渉することを抑制することができる。

＜変形例＞
図８は、本変形例に係るディスプレイウォール９００の構成（レイアウト）を示す図である。実運用上、ディスプレイウォール９００（投写型表示装置１００）の装置背面を壁面などに密着させて使用する場合がある。この場合、背面側から投写ユニット２０の接続やメンテナンスを実施することができない。そこで、本変形例では、スクリーン１０を含む正面側のスクリーンユニットを外してメンテナンス等を実施することが可能となっている。

具体的には、投写ユニット２０において、第１及び第２通風経路の、第１及び第２ダクト３１，３２と接続する部分である吸気口２０ａ及び排気口２０ｂは、互いに投写レンズ２１ａを中心として回転対称である範囲に設けられている。そして、筐体３０は、第１姿勢（吸気口２０ａが＋Ｘ側、排気口２０ｂが−Ｘ側）の投写ユニット２０と、第１姿勢から投写レンズ２１ａを中心として１８０度回転された第２姿勢（吸気口２０ａが−Ｘ側、排気口２０ｂが＋Ｘ側）の投写ユニット２０とを選択的に、収容領域３３にて収容可能となっている。

なお、投写レンズ２１ａを中心として回転対称の外郭形状を有する投写ユニット２０であれば、上述のような収容を実現することができる。ただし、投写ユニット２０のサイズに対して、収容領域３３のサイズに多少余裕を持たせていれば、厳密には回転対称の外郭形状を有さないが、概ね回転対称の外郭形状を有する図８のような投写ユニット２０であっても、上述のような収容を実現することができる。

上述の図８には、第２姿勢の投写ユニット２０が収容された投写型表示装置１００「以下「投写型表示装置１０１」と記す」と、それにおける空気の流れを可視化した矢印とが示されている。図８に示すように、投写型表示装置１０１では、吸気口２０ａ及び排気口２０ｂが実施の形態に係る投写型表示装置１００（図６）と逆になり、空気の流れも逆になる。ただし、投写型表示装置１０１も、投写型表示装置１００と同様に、映像生成ユニット（光学ユニット２１及び光源ユニット２２）は、電源ユニット２４を通らない空気によって冷却されるので、映像生成ユニット（光学ユニット２１及び光源ユニット２２）に対する冷却を高めることができる。

図９は、上下に連結された複数の投写型表示装置１０１からなるディスプレイウォール９００における空気の流れを矢印で可視化した図である。図９のディスプレイウォール９００においては、第１及び第２ダクト３１，３２の機能が実施の形態に係るディスプレイウォール９００（図７）と逆になる。一方、図９のディスプレイウォール９００においても、図７と同様に、第１及び第２ダクト３１，３２は独立した風路を構成しており、上段の投写型表示装置１０１ａの投写ユニット２０は、下段の投写型表示装置１０１ｂ，１０１ｃの投写ユニット２０の排熱からほぼ影響を受けずに、外気によって冷却することができる。

以上のように本変形例によれば、背面側からメンテナンス等を実現することができなくても、スクリーンユニットを外して投写型表示装置１０１に変更することにより、正面側からメンテナンス等を実現することができる。つまり、フロントメンテナンス方式の投写型表示装置１０１を実現することができる。また、実施の形態と同様に、各投写ユニット２０（例えば光源）を冷却する空気の温度を同一にすることができるので、複数の投写型表示装置１０１における発光色及び発光量の不要なばらつきを抑制することができる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態及び変形例を適宜、変形、省略することが可能である。

１０スクリーン、２０投写ユニット、２０ａ吸気口、２０ｂ排気口、２１光学ユニット、２１ａ投写レンズ、２２光源ユニット、２４電源ユニット、２７第２ファン、２８第３ダクト、３０筐体、３１第１ダクト、３２第２ダクト、３３収容領域、１００，１０１投写型表示装置、９００ディスプレイウォール。

Claims

複数の投写型表示装置のスクリーンを少なくとも縦方向に配列してなる一の画面に映像を投写する映像表示装置であって、
各前記投写型表示装置は、
前記映像を生成する映像生成ユニットと、前記映像を生成するための電力を前記映像生成ユニットに供給する電源ユニットとを含む投写ユニットと、
前記スクリーンが取り付けられ、前記投写ユニットを収容する筐体とを備え、
各前記筐体は、
前記投写ユニットを収容する領域の左側及び右側に配設され、それぞれ上下方向に延在して上部及び下部に開口を有する、通風用の第１及び第２ダクトを含み、
各前記投写ユニットには、
前記第１及び第２ダクトと連通可能な、前記電源ユニットを通らずに前記映像生成ユニットを通る第１通風経路と、前記第１及び第２ダクトと連通可能な、前記映像生成ユニットを通らずに前記電源ユニットを通る第２通風経路とが設けられ、
前記投写ユニットは、
前記第２通風経路に配設されたファンと、
前記第２通風経路のうち前記ファンよりも下流の部分に対応し、前記ファンの騒音を抑制するように複数個所で屈曲された第３ダクトとをさらに含む、映像表示装置。
請求項１に記載の映像表示装置であって、
前記第３ダクトは前記投写ユニットの外郭に沿って配設された、映像表示装置。
請求項１または請求項２に記載の映像表示装置であって、
前記映像生成ユニットは、前記映像を出力するレンズを含み、
前記第１及び第２通風経路の、前記第１及び第２ダクトと接続する部分である吸気口及び排気口は、互いに前記レンズを中心として回転対称である範囲に設けられ、
前記筐体は、第１姿勢の前記投写ユニットと、前記第１姿勢から前記レンズを中心として１８０度回転された第２姿勢の前記投写ユニットとを選択的に収容可能である、映像表示装置。