特許 6376414 蛍光発光装置及び光源装置と画像投影装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6376414

(24)【登録日】2018年8月3日

(45)【発行日】2018年8月22日

(54)【発明の名称】蛍光発光装置及び光源装置と画像投影装置

(51)【国際特許分類】

   G03B 21/14 20060101AFI20180813BHJP

   G03B 21/00 20060101ALI20180813BHJP

   F21V 13/06 20060101ALI20180813BHJP

   F21V 7/00 20060101ALI20180813BHJP

   F21S 2/00 20160101ALI20180813BHJP

   F21V 29/78 20150101ALI20180813BHJP

   F21V 29/502 20150101ALI20180813BHJP

   F21V 29/505 20150101ALI20180813BHJP

   H04N 5/74 20060101ALI20180813BHJP

   G03B 21/16 20060101ALI20180813BHJP

   F21Y 115/30 20160101ALN20180813BHJP

【ＦＩ】

   G03B21/14 A

   G03B21/00 F

   F21V13/06

   F21V7/00 300

   F21S2/00 340

   F21S2/00 310

   F21S2/00 373

   F21V29/78

   F21V29/502 100

   F21V29/505

   H04N5/74 Z

   G03B21/16

   F21Y115:30

【請求項の数】12

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2016-114991(P2016-114991)

(22)【出願日】2016年6月9日

(65)【公開番号】特開2017-219747(P2017-219747A)

(43)【公開日】2017年12月14日

【審査請求日】2017年2月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001443

【氏名又は名称】カシオ計算機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002022

【氏名又は名称】特許業務法人コスモ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】上田 智之

【審査官】 小野 博之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−０６６０６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／００７９８５３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 中国実用新案第２０５００３４３１（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２１Ｋ９／００−９／９０

Ｆ２１Ｓ２／００−１９／００

Ｆ２１Ｖ１／００−１５／０４

２３／００−３７／０２

９９／００

Ｇ０３Ｂ２１／００−２１／１０

２１／１２−２１／１３

２１／１３４−２１／３０

３３／００−３３／１６

Ｈ０４Ｎ５／６６−５／７４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ホイールモータと、
前記ホイールモータにより回転される蛍光体ホイールと、
前記蛍光体ホイールの少なくとも一部を覆うホイールカバーと、
を備え、
前記ホイールカバーは、その内側に配置された複数の整流放熱部材を有し、
前記整流放熱部材は、前記ホイールカバーの内側に前記蛍光体ホイールの内側から外周に向かって配置された複数の内部放熱板であり、
前記複数の内部放熱板は、前記蛍光体ホイールの前記内側から前記外周に向かって厚さが徐々に厚くなるように配置されていることを特徴とする蛍光発光装置。

【請求項2】

ホイールモータと、
前記ホイールモータにより回転される蛍光体ホイールと、
前記蛍光体ホイールの少なくとも一部を覆うホイールカバーと、
を備え、
前記ホイールカバーは、その内側に配置された複数の整流放熱部材を有し、
前記整流放熱部材は、前記ホイールカバーの内側に前記蛍光体ホイールの内側から外周に向かって配置された複数の内部放熱板であり、
隣接する前記内部放熱板の間の前記外周側に、前記内部放熱板より長さの短い内部放熱板を配置したことを特徴とする蛍光発光装置。

【請求項3】

ホイールモータと、
前記ホイールモータにより回転される蛍光体ホイールと、
前記蛍光体ホイールの少なくとも一部を覆うホイールカバーと、
を備え、
前記ホイールカバーは、その内側に配置された複数の整流放熱部材を有し、
前記整流放熱部材は、前記ホイールカバーの内側に前記蛍光体ホイールの内側から外周に向かって配置された複数の内部放熱板であり、
前記複数の内部放熱板は、前記蛍光体ホイールの中心の回転軸に対して傾斜して配置されていることを特徴とする蛍光発光装置。

【請求項4】

前記複数の内部放熱板は、前記蛍光体ホイールの中心からの放射方向と斜めに交わるように前記蛍光体ホイールの前記内側から前記外周に向かって配置されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載した蛍光発光装置。

【請求項5】

前記複数の内部放熱板は、前記蛍光体ホイールの蛍光体が形成された面側に配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載した蛍光発光装置。

【請求項6】

前記ホイールカバーは、前記蛍光体ホイールの蛍光体領域が形成されない面側に、前記蛍光体ホイールと略平行に配置される良熱伝導性材料により形成された補助放熱板を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載した蛍光発光装置。

【請求項7】

前記ホイールカバー及び前記内部放熱板は、良熱伝導性材料により形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載した蛍光発光装置。

【請求項8】

前記良熱伝導性材料は、金属または高熱伝導樹脂の何れかを含むことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載した蛍光発光装置。

【請求項9】

前記蛍光体ホイールの前記一部とは異なる他の一部を覆うレンズ保持体を更に有し、
前記レンズ保持体は、前記蛍光体ホイールの前記蛍光体領域における照射スポットに励起光を集光する集光レンズを備え、
前記レンズ保持体と前記ホイールカバーとにより前記蛍光体ホイール全体を覆うことを特徴とする請求項６に記載した蛍光発光装置。

【請求項10】

前記ホイールカバーは、前記蛍光体ホイールと前記ホイールモータとを収納するように覆うことを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れかに記載した蛍光発光装置。

【請求項11】

請求項１乃至請求項１０の何れか記載の蛍光発光装置と、
励起光照射装置と、
前記蛍光体ホイールが発する蛍光光とは異なる波長帯域光を発する半導体発光素子と、
を備えることを特徴とする光源装置。

【請求項12】

請求項１１に記載の光源装置と、
前記光源装置からの出射光が照射されて画像光を形成する表示素子と、
前記表示素子で形成された画像光をスクリーンに投影する投影光学系と、
前記表示素子や前記光源装置の制御を行うプロジェクタ制御手段と、
を備えることを特徴とする画像投影装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蛍光発光装置及びこの蛍光発光装置を含む光学装置とこの光源装置を備えた画像投影装置に関する。

【背景技術】

【0002】

光源としてレーザ発光素子を用い、レーザ光とこのレーザ光を励起光として蛍光体を発光させ、レーザ光と蛍光光とを組み合わせて明るい画像形成用の光源光を形成し、高輝度の画像光を出射可能な画像投影装置では、光源装置に組み込まれる光学部材等が時間経過によって汚れた場合、僅かではあるが、画像の明るさが低下することがある。この場合、画像の明るさが低下するのみでなく、投影画像に色調や鮮明度の低下を生じさせることとなり、更には、光学系における発熱量の増加等、種々の問題を生じさせる原因となることがあった。

【0003】

このため、本願出願人は、複数のレーザ発光素子と回転可能な蛍光体板とを組み合わせた光源と、赤色発光ダイオードによる光源とを組み合わせて三原色光源とし、この三原色光源とＤＭＤなどの画像光を形成する表示素子、及び、投影光学系とする投影レンズと、を光学ユニットの内部に収納し、各光源素子や各光学素子をユニット内に封入して防塵対策を施し、且つ、各熱源の放熱を効果的に行うことのできる光源装置及びプロジェクタを提案（例えば特許文献１）している。

【0004】

そして、この画像投影装置では、プロジェクタ制御手段とする演算装置としたＣＰＵを含む制御回路や光源装置などに電力を供給する電源回路等の熱源の他、レーザ発光素子や発光ダイオードなどの発光源、レーザ光が集光される回転可能とされた蛍光体板も発熱量が多く、種々の放熱対策が施されている。

【0005】

尚、プロジェクタなどの投影装置では、回転可能とされた蛍光体板である蛍光体ホイールと近似するカラーホイールに関し、カラーホイールを密閉したケースに収納すると共に、このケースの外表面に放熱用フィンを設けてカラーホイールの放熱効果を高める提案がなされている（例えば特許文献２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１５−２２２３００号公報

【特許文献2】特開２００２−０９０８８６号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

レーザ発光素子等の半導体発光素子及び蛍光体ホイール等の蛍光体発光板を用いた光源装置は、高輝度の三原色の形成が容易であり、明るい画像の投影を可能とすることができるが、高輝度の光源は発熱量が多く、小型で冷却放熱効果の高い光源装置とすることが困難であった。

【0008】

特に、プロジェクタ制御回路や電源回路、発光素子などの固定部分の放熱とは異なり、蛍光体ホイールの様に回転駆動される部材の放熱を効果的に行うことは困難であり、蛍光体ホイールの温度が上昇する場合、発光効率が低下することがあり、また、蛍光体の劣化を速めて寿命を短くするなどの問題が生じることもあった。

【0009】

本発明は上述したような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、光源装置における回転駆動される光学部材である蛍光体ホイールの放熱を確実に行うことのできる蛍光発光装置を含む光源装置と、この光源装置を備える画像投影装置を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明に係る蛍光発光装置は、ホイールモータと、前記ホイールモータにより回転される蛍光体ホイールと、前記蛍光体ホイールの少なくとも一部を覆うホイールカバーと、を備え、前記ホイールカバーは、その内側に配置された複数の整流放熱部材を有し、前記整流放熱部材は、前記ホイールカバーの内側に前記蛍光体ホイールの内側から外周に向かって配置された複数の内部放熱板であり、前記複数の内部放熱板は、前記蛍光体ホイールの前記内側から前記外周に向かって厚さが徐々に厚くなるように配置されていることを特徴とする。
本発明に係る蛍光発光装置は、ホイールモータと、前記ホイールモータにより回転される蛍光体ホイールと、前記蛍光体ホイールの少なくとも一部を覆うホイールカバーと、を備え、前記ホイールカバーは、その内側に配置された複数の整流放熱部材を有し、前記整流放熱部材は、前記ホイールカバーの内側に前記蛍光体ホイールの内側から外周に向かって配置された複数の内部放熱板であり、隣接する前記内部放熱板の間の前記外周側に、前記内部放熱板より長さの短い内部放熱板を配置したことを特徴とする。
本発明に係る蛍光発光装置は、ホイールモータと、前記ホイールモータにより回転される蛍光体ホイールと、前記蛍光体ホイールの少なくとも一部を覆うホイールカバーと、を備え、前記ホイールカバーは、その内側に配置された複数の整流放熱部材を有し、前記整流放熱部材は、前記ホイールカバーの内側に前記蛍光体ホイールの内側から外周に向かって配置された複数の内部放熱板であり、前記複数の内部放熱板は、前記蛍光体ホイールの中心の回転軸に対して傾斜して配置されていることを特徴とする。

【0011】

本発明に係る光源装置は、上記本発明に係る蛍光発光装置と、励起光照射装置と、前記蛍光体ホイールが発する蛍光光とは異なる波長帯域光を発する半導体発光素子と、を備えることを特徴とする。

【0012】

そして、本発明に係る画像投影装置は、上記本発明に係る光源装置と、前記光源装置からの出射光が照射されて画像光を形成する表示素子と、前記表示素子で形成された画像光をスクリーンに投影する投影光学系と、前記表示素子や前記光源装置の制御を行うプロジェクタ制御手段と、を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、光源装置における蛍光体ホイールの温度上昇を防止し、且つ、効果的に放熱を行うことのできる光源装置と、この光源装置を備える画像投影装置とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施の形態に係るプロジェクタの一例を示す外観斜視図である。

【図2】本発明の実施の形態に係るプロジェクタのコネクタカバーを外した状態を示す後方外観斜視図である。

【図3】本発明の実施の形態に係るプロジェクタの機能回路ブロック図である。

【図4】本発明の実施の形態に係るプロジェクタの光学系を中心とする内部構造模式図である。

【図5】本発明の実施の形態に係るプロジェクタの上ケースを外し、光源装置相互の配置等における内部構造の一例を示す斜視図である。

【図6】本発明の実施の形態に係る蛍光発光装置の分解図である。

【図7】本発明の実施の形態に係る蛍光発光装置のホイールカバーの内部を示す斜視図である。

【図8】本発明の実施の形態に係る蛍光発光装置の概要を示す断面斜視図である。

【図9】本発明の実施の形態に係る蛍光発光装置の他の概要を示す断面斜視図である。

【図10】本発明の実施の形態に係る蛍光発光装置の他の実施形態を示す斜視図である。

【図11】本発明の実施の形態に係る蛍光発光装置の他の実施形態における垂直断面斜視図である。

【図12】本発明の実施の形態に係る蛍光発光装置における補助放熱板を示す模式図である。

【図13】本発明の他の実施の形態に係るプロジェクタの外観斜視図である。

【図14】本発明の他の実施の形態に係るプロジェクタの内部構造の一例を示す図である。

【図15】本発明の他の実施の形態に係るプロジェクタの蛍光発光装置における補助放熱板の例を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

［第１実施例］
以下、本発明の実施形態を図に基づいて詳説する。図１は、画像投影装置であるプロジェクタ１００の外観斜視図である。なお、本実施形態において、プロジェクタ１００における左右とは投影方向に対しての左右方向を示し、前後とはプロジェクタ１００の投影方向の前後方向を示すものであり、図1における右下方向を前方とする。

【0016】

また、後述する蛍光発光装置の細部の説明に際しては、蛍光体ホイールの蛍光体領域が形成されて蛍光体ホイールに励起光が入射される面の方向を前方として説明する。

【0017】

この画像投影装置は、図１及び図２に示すように、略直方体形状をしたプロジェクタ１００であって、下ケース１４０における底板１４１の上面に固定する各種機器や回路基板を上ケース１１０が覆うようにしている。尚、図２は、当該プロジェクタ１００の背面を斜め上方から見た図であり、コネクタカバー１５０を外した状態を示すものである。

【0018】

そして、図１に示したプロジェクタ１００における筐体とする上ケース１１０の正面板１１３には、正面側吸気孔１６１を、右側板１１９には、右側板１１９の前方、中央、後方の部分に夫々前部排気孔１８１、中央排気孔１８３、後部排気孔１８５の各排気孔が形成される。

【0019】

尚、下ケース１４０には、高さ調整を可能とするネジ部を備えた脚１４５が底板１４１の３カ所に取り付けられている。

【0020】

そして、この上ケース１１０の上面板１１１にはキー／インジケータ部２２３が設けられている。このキー／インジケータ部２２３には、電源スイッチキー、投影のオン、オフを切りかえる投影スイッチキーや、電源のオン又はオフを報知するパワーインジケータ、光源ユニットや表示素子又は制御回路等が過熱したときに報知をする過熱インジケータ等のキーやインジケータが配置されている。

【0021】

更に、この上ケース１１０の上面板１１１には前傾斜部１２２と後傾斜部１２３によるＶ字形状の切込み溝１２１が左右方向に延びるように形成されている。この後傾斜部１２３には、投影口１２５が形成され、投影口１２５から斜め前方に画像光を出射可能としている。

【0022】

尚、切込み溝１２１は、上ケース１１０の上面板１１１からコネクタカバー１５０の上面部１５１に亙って形成されている。

【0023】

また、プロジェクタ筐体は、この上ケース１１０と下ケース１４０とによる筐体本体と、この筐体本体に着脱可能とされて筐体本体の左側板を覆うコネクタカバー１５０とで形成される。

【0024】

そして、コネクタカバー１５０は、上ケース１１０の左側板１１７を覆うように、上面部１５１及び上面部１５１の周縁から下方に延設される側面部１５３を有し、下面部及び右側面に開口部を形成して、上ケース１１０の左側板の入出力コネクタ部に接続する各種コネクタのコードを引き出し可能とするものである。

【0025】

また、図２に示したように、コネクタカバー１５０の内側に位置する上ケース１１０の左側板１１７には、入出力コネクタ部２１１を有し、ＳＢ（シリアルバス）端子やアナログＲＧＢ映像信号が入力される映像信号入力用のＤ−ＳＵＢ端子、Ｓ端子、ＲＣＡ端子、音声出力端子、及び、電源アダプタやプラグ等の各種端子（群）がコネクタボード２４５に設けられ、左側板１１７の前方部分には側面前部吸気孔１６３が、左側板１１７の後方部分には側面後部吸気孔１６５が設けられている。

【0026】

更に、上ケース１１０の背面板１１５にも背面側吸気孔１６７が設けられており、背面側吸気孔１６７の内、右端近傍部分は、スピーカの放音用の孔を兼ねる。

【0027】

次に、プロジェクタ１００のプロジェクタ制御手段について図３の機能ブロック図を用いて述べる。

【0028】

プロジェクタ制御手段は、制御部２３１、入出力インターフェース２１２、画像変換部２１３、表示エンコーダ２１４、表示駆動部２１６等から構成される。

【0029】

このプロジェクタ制御手段により、入出力コネクタ部２１１から入力された各種規格の画像信号は、入出力インターフェース２１２、システムバス（ＳＢ）を介して画像変換部２１３で表示に適した所定のフォーマットの画像信号に統一するように変換された後、表示エンコーダ２１４に出力される。

【0030】

そして、制御部２３１は、プロジェクタ内の各回路の動作制御を司るものであって、演算装置としてのＣＰＵや各種セッティング等の動作プログラムを固定的に記憶したＲＯＭ及びワークメモリとして使用されるＲＡＭ等により構成されている。

【0031】

また、表示エンコーダ２１４は、入力された画像信号をビデオＲＡＭ２１５に展開記憶させた上で、このビデオＲＡＭ２１５の記憶内容からビデオ信号を生成して表示駆動部２１６に出力する。

【0032】

表示駆動部２１６は、表示素子制御手段として機能するものであり、表示エンコーダ２１４から出力された画像信号に対応して適宜フレームレートで空間的光変調素子（ＳＯＭ）である表示素子４２０を駆動するものである。

【0033】

このプロジェクタ１００は、後に詳述するように、励起光照射装置３１０、蛍光発光装置３３１、赤色光源装置３５０、導光光学系３７０を有する主光源部３３０と、ライトトンネル３８３等を有する光源側光学装置３８０とを含む光源ユニット２５０を備える。

【0034】

そして、このプロジェクタ１００は、光源ユニット２５０の主光源部３３０から出射された光線束を光源ユニット２５０の光源側光学装置３８０を介して表示素子４２０に照射することにより、表示素子４２０の反射光で光像を形成し、後述する投影光学系を介して壁面などに画像を投影表示する。

【0035】

なお、この投影光学系の可動レンズ群４１６は、レンズモータ２３９によりズーム調整やフォーカス調整のための駆動が行われるものである。

【0036】

また、画像圧縮伸長部２２１は、再生時にメモリカード２２２に記録された画像データを読み出し、一連の動画を構成する個々の画像データを１フレーム単位で伸長し、この画像データを、画像変換部２１３を介して表示エンコーダ２１４に出力し、メモリカード２２２に記憶された画像データに基づいて動画等の表示を可能とする処理を行なう。

【0037】

そして、筐体の上ケース１１０に設けられるキー／インジケータ部２２３からの操作信号は、直接に制御部２３１に送出される。また、リモートコントローラからのキー操作信号は、Ｉｒ受信部２２５で受信され、Ｉｒ処理部２２６で復調されたコード信号が制御部２３１に出力される。

【0038】

なお、制御部２３１にはシステムバス（ＳＢ）を介して音声処理部２３５が接続されている。この音声処理部２３５は、ＰＣＭ音源等の音源回路を備えており、投影モード及び再生モード時には音声データをアナログ化し、スピーカ２３６を駆動して拡声放音させる。

【0039】

また、制御部２３１は、光源制御手段としての光源制御回路２３２を制御している。この光源制御回路２３２は、画像生成時に要求される所定波長帯域の光源光が光源ユニット２５０の主光源部３３０から出射されるように、光源ユニット２５０の励起光照射装置（励起光源）３１０及び赤色光源装置３５０の発光を個別に制御すると共に、ホイール制御部２３４を介して蛍光発光装置３３１の蛍光体ホイール３３３の回転を制御する。

【0040】

さらに、制御部２３１は、冷却ファン駆動制御回路２３３に光源ユニット２５０等に設けた複数の温度センサによる温度検出を行わせ、この温度検出の結果から冷却ファンの回転速度を制御させる。

【0041】

また、制御部２３１は、冷却ファン駆動制御回路２３３にタイマー等によりプロジェクタ本体の電源オフ後も冷却ファンの回転を持続させる、あるいは、温度センサによる温度検出の結果によってはプロジェクタ本体の電源をオフにする等の制御も行う。

【0042】

次に、このプロジェクタ１００の内部構造について述べる。図４は、光学系を中心とする内部構造模式図であり、図５は、プロジェクタ１００の各部材相互の配置を示す斜視図である。尚、図４の上方が図５の左斜め下方向となり、図４の左側が図５の右下方向となるようにして図示している。

【0043】

この画像投影装置であるプロジェクタ１００は、図５に示す底板１４１の右前方隅角部（図５の下隅角）に設けられるヒートシンクカバー４３０の内部には、図４（図４の左上隅）に示すように、励起光源を冷却する放熱フィンとする励起光源用ヒートシンク３２５や、赤色光源を冷却する放熱フィンとする赤色光源用ヒートシンク３６５、第１冷却ファン３２７、第２冷却ファン３６７を備える。

【0044】

そして、励起光源用ヒートシンク３２５の後方である底板１４１の右端中央部（図５の左下辺中央、図４の上方中央）には、光源ユニット２５０に収納される励起光照射装置３１０が配置され、図５に示したように、励起光照射装置３１０を覆うユニットカバー２６１の励起光源天板部２６３が、ヒートシンクカバー４３０のカバー上部板４３１よりも低く配置されている。

【0045】

更に、励起光照射装置３１０の後方（図５の左隅角）には軸流型送風機である制御部冷却ファン４４５が配置されている。

【0046】

また、底板１４１の略中央には、ホイールカバー３４５を上方に突出させた主光源部３３０の蛍光発光装置３３１が配置され、ホイールカバー３４５の右側には、シロッコファンであるブロア型送風機３９１が配置されている。

【0047】

そして、図５に示したこのブロア型送風機３９１は、励起光照射装置３１０とホイールカバー３４５との中間位置上方であるユニットカバー２６１の上方直近に配置されるように上ケース１１０における上面板１１１の内側に取り付けられ、排気口３９５を励起光照射装置３１０の上方である右方向とし、前後方向に延びる排気口仕切板１３５を備える。

【0048】

更に、ヒートシンクカバー４３０の左側である底板１４１の前方側（図４の左方、図５の右下方）の中央には、後述する光源側光学装置３８０が配置され、この光源側光学装置３８０を覆うユニットカバー２６１における光学装置天板部２６７が、ヒートシンクカバー４３０のカバー上部板４３１よりも低く配置されている。

【0049】

そして、光源ユニット２５０の光源側光学装置３８０や主光源部３３０の左側には、投影光学系ユニット４１０が配置されている。

【0050】

この投影光学系ユニット４１０は、前方にＤＭＤと呼ばれるデジタルマイクロミラーデバイスを表示素子４２０として備える。そして、表示素子４２０の後方に配置されるレンズ鏡筒４１５には固定レンズ群及び可動レンズ群４１６による投影光学系のレンズ群が内蔵され、レンズ鏡筒４１５の後方には非球面ミラー（背面投射用ミラー）を収納する投影ユニットケース４１１のケース後方部４１４が配置され近接投影光学系を構成している。

【0051】

そして、表示素子４２０の背面側である投影光学系ユニット４１０の前端に表示素子４２０用の放熱フィン４２３を有し、非球面ミラーで反射された画像光はカバーガラス４１９を介して上ケース１１０の投影口１２５から斜め前方に出射される。

【0052】

そして、ヒートシンクカバー４３０は、励起光源用ヒートシンク３２５や赤色光源用ヒートシンク３６５及び第１冷却ファン３２７や第２冷却ファン３６７を覆う板状のカバー上部板４３１を有し、カバー上部板４３１の前端右側から下方に垂下するカバー前壁部４３２を有し、カバー前壁部４３２の左側は開口されフィルタ４３５を備える。

【0053】

更に、このヒートシンクカバー４３０は、カバー上部板４３１の後方にはカバー後壁部４３３を有し、このカバー後壁部４３３はカバー上部板４３１の後端全体から垂下させて隔壁とするように設けられている。

【0054】

また、カバー上部板４３１の左側は、下部隔壁４３７が設けられ、それにより、ヒートシンクカバー４３０の左側を閉じている。

【0055】

尚、下部隔壁４３７は、コ字形状とされ、光源側光学装置３８０の上方の空間を囲い、光源側光学装置３８０の上方の空間と、カバー上部板４３１の下方である赤色光源用ヒートシンク３６５及び第２冷却ファン３６７等を収納する空間と、を連通させる通気孔を備える。

【0056】

そして、図４に示したように、略中央に配置された励起光照射装置３１０及び主光源部３３０の後方(図４における右側)には、板状の区画板４４７が左右(図４の上下方向)に延びるように設けられている。

【0057】

この区画板４４７の後方において、制御部冷却ファン４４５の左にスピーカ２３６が配置され、区画板４４７の後方面や下ケース１４０の底板１４１の上面に、ＣＰＵやメモリを搭載する主制御回路基板４４１や電源制御回路基板４４３の他、各種基板が配置される。

【0058】

また、この画像投影装置であるプロジェクタ１００の光学系は、光源ユニット２５０のユニット底板２５３における励起光源底板部２５５の上に励起光照射装置３１０が配置され、この励起光照射装置３１０は、励起光源やコリメータレンズ３１３、集光レンズ３１５及び拡散板３１７を有する。

【0059】

そして、半導体発光素子である青色レーザ発光器が励起光源として素子ホルダー３２１に３２個配置され、各青色レーザ発光器からのレーザ光は、コリメータレンズ３１３により略平行な光線束に変換され、集光レンズ３１５に入射し、集光レンズ３１５により集光された全てのレーザ光は、拡散板３１７に入射され、拡散板３１７によりレーザ光のコヒーレント性を低くされて蛍光発光装置３３１の蛍光体ホイール３３３などに入射される。

【0060】

この主光源部３３０は、蛍光発光装置３３１としてのホイールモータ３４１により回転する蛍光体ホイール３３３や、赤色光源装置３５０及び導光光学系３７０を含み、これらは、ユニット底板２５３における主光源底板部２５７の上に配置される。

【0061】

この蛍光体ホイール３３３は、拡散透過領域３３７と蛍光体領域３３５とを連続させるように環状とされて同一円周上に有する（図６参照）。この拡散透過領域３３７は、銅やアルミニウム等から成る金属基材による回転板基材の切抜き透孔部に、硝子等の透光性を有する透明基材を嵌入するものである。この透明基材は、その表面にサンドブラスト等による微細凹凸が形成されており、光を透過拡散させる板状体である。

【0062】

また、蛍光体領域３３５は、銅やアルミニウム等から成る金属基材による回転板基材の表面に環状の溝を形成し、この溝の底部を銀蒸着等によってミラー加工し、このミラー加工した表面に緑色蛍光体層を敷設して蛍光体領域３３５を形成しているものである。

【0063】

そして、ホイールモータ３４１は主光源天板部２６５の上面に固定され、この蛍光体ホイール３３３の回転軸は集光レンズ３１５や拡散板３１７を透過した励起光の光軸の上方に位置し、励起光の光軸と回転軸とが平行になるように配置される。

【0064】

また、赤色光源装置３５０は、素子ホルダー３６１により、励起光照射装置３１０からの励起光の光軸と光軸が平行となるように配置された半導体発光素子である赤色発光ダイオードと、この赤色発光ダイオードからの出射光を集光する集光レンズ群３５３と、を備える単色発光装置である。

【0065】

そして、導光光学系３７０は、ダイクロイックミラーや集光レンズ等により構成される。即ち、導光光学系３７０は、励起光照射装置３１０の拡散板３１７と蛍光体ホイール３３３との間に配置される第一ダイクロイックミラー３７１、第一ダイクロイックミラー３７１の前方であって赤色光源装置３５０の出射光光軸の位置に配置される第二ダイクロイックミラー３７３、蛍光体ホイール３３３の左側に配置される反射ミラー３７７、反射ミラー３７７の前方であって第二ダイクロイックミラー３７３の左側に配置される第三ダイクロイックミラー３７５と、各ダイクロイックミラーの間や反射ミラー３７７とダイクロイックミラーとの間に配置される各集光レンズ３７９と、で構成される。

【0066】

この第一ダイクロイックミラー３７１は、青色波長帯域光を透過させ、緑色波長帯域光を反射するものである。従って、励起光照射装置３１０からの励起光を透過させて蛍光体ホイール３３３に照射可能とし、蛍光体ホイール３３３からの蛍光光をプロジェクタ１００の前方に反射する。

【0067】

第二ダイクロイックミラー３７３は、赤色波長帯域光を透過させ、緑色波長帯域光を反射する。従って、第一ダイクロイックミラー３７１で反射されて集光レンズ３７９を介した緑色波長帯域光をプロジェクタ１００の左方向に反射し、この反射した緑色波長帯域光と光軸を合わせるようにして赤色光源装置３５０から出射された赤色波長帯域光を透過させる。

【0068】

また、反射ミラー３７７は、励起光照射装置３１０からの励起光であって、蛍光体ホイール３３３の拡散透過領域３３７を透過した青色波長帯域光をプロジェクタ１００の前方に反射するものである。

【0069】

そして、第三ダイクロイックミラー３７５は、青色波長帯域光を透過させ、緑色波長帯域光及び赤色波長帯域光を反射する。従って、反射ミラー３７７からの青色波長帯域光を透過させ、第二ダイクロイックミラー３７３で透過及び反射した赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光を反射し、青色波長帯域光、緑色波長帯域光、赤色波長帯域光の光軸を一致させて前方の光源側光学装置３８０に出射させる。

【0070】

この光源側光学装置３８０は、光源光を均一化して投影光学系ユニット４１０の表示素子４２０に導くものであって、光源ユニット２５０のユニット底板２５３における光学装置底板部２５９の上に配置される集光レンズ３８１、３８５やライトトンネル３８３、光軸変更ミラー３８７により構成される。

【0071】

この光源側光学装置３８０は、主光源部３３０の第三ダイクロイックミラー３７５を介した光源光を、集光レンズ３８１により集光してライトトンネル３８３に入射させ、その光源光を均一化する。更に、均一化されてライトトンネル３８３から出射される光を集光レンズ３８５により集光して光軸変更ミラー３８７に照射させる。そして、光軸変更ミラー３８７で反射した光を、投影光学系ユニット４１０に入射させる。

【0072】

この光軸変更ミラー３８７は、ライトトンネル３８３から出射される光の光軸を左方向に９０度変化させ、表示素子４２０や正面板１１３と平行として、斜め４５度上方に反射する。

【0073】

このように、光軸変更ミラー３８７により進行方向を変更された光源光は、表示素子４２０の入射面と平行となるように進行し、表示素子４２０の前面直近に配置されるＴＩＲプリズム３８９に入射して、表示素子４２０の画像形成面に照射される。このため、光軸変更ミラー３８７と表示素子４２０やＴＩＲプリズム３８９の位置を近接させ、光源側光学装置３８０の前端と投影光学系ユニット４１０の前端とを略揃えることができる。

【0074】

そして、投影光学系ユニット４１０は、表示素子４２０の前面直近にＴＩＲプリズム３８９を有し、光軸変更ミラー３８７からの光がＴＩＲプリズム３８９に入射されると、この入射光を表示素子４２０に照射させる。そして、表示素子４２０により形成された画像光を、表示素子４２０よりもプロジェクタ１００の後方に位置するレンズ鏡筒４１５内の固定レンズ群や可動レンズ群４１６を介して、プロジェクタ１００の後方に位置する非球面ミラー４１７に照射させる。

【0075】

また、非球面ミラー４１７により反射された画像光は、投影ユニットケース４１１に取り付けられたカバーガラス４１９を介して投影光学系ユニット４１０から射出され、クッション材１２７を介してカバーガラス４１９の直近に配置される上ケース１１０の投影口１２５を透過してスクリーン等に投影される。

【0076】

この励起光源を備える励起光照射装置３１０や蛍光発光装置３３１、赤色光源を備える赤色光源装置３５０、及び、導光光学系３７０や光源側光学装置３８０を備える光源ユニット２５０は、ホイールカバー３４５を含む光源ユニットケース２５１に収納される。

【0077】

そして、ＴＩＲプリズム３８９及び表示素子４２０や投影光学系のレンズ群及び非球面ミラー４１７を備える投影光学系ユニット４１０も、投影ユニットケース４１１に収納される。

【0078】

この光源ユニットケース２５１は、耐熱樹脂製のユニット底板２５３と、マグネシウム合金などの良熱伝導性を有する軽金属合金製のユニットカバー２６１及びホイールカバー３４５とで構成される。

【0079】

そして、蛍光体ホイール３３３やホイールモータ３４１及びホイールカバー３４５で構成する蛍光発光装置３３１のホイールカバー３４５が、光源ユニット２５０の主光源天板部２６５に固定され、ホイールカバー３４５により、ユニットカバー２６１の主光源天板部２６５の上面に固定されるホイールモータ３４１及びホイール制御回路板３４３と蛍光体ホイール３３３の一部（上方半分余り）とを収納している。

【0080】

この蛍光体ホイール３３３は、その下方の一部を励起光照射装置３１０から出射された励起光である青色波長帯域光の光路と交差するように配置される。蛍光体ホイール３３３の多くの部分は、主光源部３３０の上方に位置されてホイールカバー３４５で覆われる。

【0081】

このホイールカバー３４５は、図６に示すように、ホイールモータ３４１やホイール制御回路板３４３、蛍光体ホイール３３３の上方を覆う平板上のカバー天板４５１、カバー天板４５１の端部から下方に伸びて蛍光体ホイール３３３の蛍光体領域３３５が設けられる前方面の一部（半分余り）を覆うカバー前側板４５３、カバー天板４５１の他の端部からそれぞれ下方に伸びる２枚のカバー側方板４５７、２枚のカバー側方板４５７やカバー天板４５１と合わせてホイールモータ３４１等を覆うカバー後側板４５５を有するものである。

【0082】

そして、カバー天板４５１の対向する２つの端部に夫々接続されて相互に略平行とされたカバー前側板４５３とカバー後側板４５５との端部を相互に接続するように、カバー天板４５１の対向する端部に夫々接続された２枚のカバー側方板４５７を設け、カバー前側板４５３、カバー後側板４５５、及び２枚のカバー側方板４５７でカバー天板４５１の内面側に空間を形成してホイールモータ３４１やホイール制御回路板３４３、及び、蛍光体ホイール３３３の一部（半分余り）を収納可能としているものである。

【0083】

また、カバー後側板４５５やカバー側方板４５７の下端には、外方に延設される固定鍔部４５９を有し、主光源天板部２６５にこのホイールカバー３４５を取り付けることを可能としているものである。

【0084】

更に、このホイールカバー３４５は、図７及び図８に示すように、カバー前側板４５３の内側に複数枚の板状形状とされた整流放熱板４６１を有する。この整流放熱板４６１は、蛍光体ホイール３３３の周縁部において、蛍光体ホイール３３３の中心近傍から円周方向に向かって螺旋形を描くように配置されるものである。

【0085】

即ち、蛍光体ホイール３３３をホイールモータ３４１の回転軸に固定するために蛍光体ホイール３３３の中心に形成されたホイール固定部３３４を除くようにして、蛍光体ホイール３３３の中央部から蛍光体ホイール３３３の外周に向かって蛍光体ホイール３３３の中心を通る放射方向と斜めに交わらせて複数枚が配置される。

【0086】

そして、蛍光体ホイール３３３の回転方向Ａに合わせ、整流放熱板４６１の内側端部をホイール固定部３３４の周縁直近前方位置とし、蛍光体ホイール３３３の回転方向Ａに従って順次蛍光体ホイール３３３の外周に向かい、蛍光体ホイール３３３の外周円よりも外方に至る長さとしてカバー前側板４５３の内側面に設けられるものである。

【0087】

この、各整流放熱板４６１は、カバー前側板４５３の内側面から蛍光体ホイール３３３の蛍光体領域３３５が設けられた面の直近に至る幅の板状とされるもの（図１１参照）であって、蛍光体ホイール３３３が回転したとき、蛍光体ホイール３３３の回転に合わせて蛍光体ホイール３３３の表面付近の空気が回転すると、この回転する空気を蛍光体ホイール３３３の中心から外周方向に誘導するように蛍光体ホイール３３３の回転に合わせて移動させるものである。

【0088】

従って、ホイールカバー３４５内において、照射スポット３３９に順次位置して高温となる環状の蛍光体領域３３５を含む蛍光体ホイール３３３の前方側表面付近の空気を蛍光体ホイール３３３の中心部から周縁部に移動させるように循環させ、蛍光体ホイール３３３の放熱効果を高めることができる。

【0089】

また、複数の整流放熱板４６１は、その内側端部の位置を蛍光体ホイール３３３の回転中心から等距離の位置とするものであるが、各整流放熱板の内側端部位置は、蛍光体ホイール３３３の回転中心から等距離の位置に限るものでなく、中央部から外周方向への長さを短くした整流放熱板４６２を設けることもある。

【0090】

即ち、複数の整流放熱板４６１を、蛍光体ホイール３３３の中央部から外周に向かって蛍光体ホイール３３３の半径方向に放射状に伸びるように配した際、隣接する各整流放熱板４６１間の距離が、蛍光体ホイール３３３の中央部側より外周側の方が大きいため、各整流放熱板４６１間の外周側に、整流放熱板の内側端部位置が蛍光体ホイール３３３の回転中心から等距離の位置とした整流放熱板４６１の内側端部位置よりも蛍光体ホイール３３３の回転中心から離れた位置とした、長さの短い整流放熱板４６２を配置するものである。

【0091】

更に、図９に示すように、中央部側から外周側にかけて長手方向である整流放熱板４６１の外周側はホイールカバー３４５に接続されていない構造でも良い。即ち、各整流放熱板４６１の一側面がカバー前側板４５３と接続され、各整流放熱板４６１の外側端部とカバー天板４５１やカバー側方板４５７であるホイールカバー３４５との間には間隙空間を設けるものである。従って、図８の各整流放熱板４６１に対し、各整流放熱板４６１の外周側が切れているので、外周側を風が循環して流れ易くなり、従ってより放熱し易くすることができる。

【0092】

また、複数の整流放熱板４６１は、蛍光体ホイール３３３の中央部から外周に向かって、蛍光体ホイール３３３の半径方向に放射状に伸びる際、中央部側から外周側に向かって、厚さが徐々に厚くなるように配置されていても良い。このように整流放熱板４６１の厚さを蛍光体ホイール３３３の中央部から外周に向かって厚くすることで、熱を厚さの薄い中央部側から厚さの厚い外周側に向かって効率良く伝熱することができ、より放熱し易くすることができる。

【0093】

なお、複数の整流放熱板４６１は、蛍光体ホイール３３３の中心又は中心から近い位置である中央部から円周方向に向かって、蛍光体ホイール３３３の半径方向に放射状に伸びるように配置されることもある。

【0094】

そして、複数の整流放熱板４６１は、蛍光体ホイール３３３の中心の回転軸に対して平行として中央部から外周方向に延びる平板状とされる場合に限ることなく、回転軸に対して傾斜するねじれの配置として中央部から周縁方向に延びる板状体とすることもある。

【0095】

また、ホイールカバー３４５及び整流放熱板４６１は、アルミニウムや銅などの熱伝導性の良い金属（良熱伝導性金属）、またはポリフェニレンスルフィド（PPS）樹脂等の熱伝導性の高い良熱伝導性樹脂（高熱伝導樹脂）を用いて形成しており、蛍光体ホイール３３３及びその周辺の空気の熱を、ホイールカバー３４５を介してホイールカバー３４５の外部の空気に放熱することができる。

【0096】

このように、ホイールモータ３４１やホイール制御回路板３４３、蛍光体ホイール３３３の一部（半分余り）を覆うホイールカバー３４５を備え、このホイールカバー３４５の内面において、ホイールカバー３４５の内面から蛍光体ホイール３３３の蛍光体領域３３５が形成された面の直近まで伸びる複数枚の整流放熱板４６１を有する蛍光発光装置３３１は、蛍光体ホイール３３３の放熱効果を高め、蛍光体ホイール３３３の高温化を容易に防止することができる。

【0097】

従って、この蛍光発光装置３３１と励起光照射装置３１０とを組み合わせることにより、蛍光体ホイール３３３の温度上昇を防止し、蛍光光の発光効率を高く維持し、高輝度とした蛍光光の出射が可能な光源装置とすることができる。

【0098】

そして、上ケース１１０の上面板１１１内側に取り付けられるシロッコファン型のブロア型送風機３９１は、吸気口３９３を下面中央に有し、ホイールカバー３４５の右側であって主光源部３３０の上方に吊るされるようにして、上ケース１１０における上面板１１１の内側に固定される。

【0099】

また、光源ユニット２５０の上方に配置されるブロア型送風機３９１は、光源ユニット２５０のユニットカバー２６１近辺の空気を吸引して右側板１１９の中央排気孔１８３から励起光照射装置３１０の上面に沿って右側に噴出されるように空気を排出する。

【0100】

従って、このような構造により、レンズやダイクロイックミラー等、高輝度とされた光が照射され、この光を屈折透過又は反射させる等の光学処理を行う光学部材及び蛍光発光装置３３１が配置された主光源部３３０をブロア型送風機３９１により冷却しつつ、空気を、高発熱体である励起光照射装置３１０の光源直近を通過させてプロジェクタ１００の外部に排出し、励起光照射装置３１０の一部を冷却することができる。

【0101】

また、励起光としてのレーザ光が照射される蛍光体ホイール３３３は、ホイールモータ３４１及び回転軸が光源ユニット２５０のユニットカバー２６１の上方に配置されホイール径を大きくすることにより、光照射による蛍光体の劣化や疲労を軽減すると共に熱の放散効果を高め、ホイールカバー３４５周辺の温められた空気をブロア型送風機３９１に吸気させてホイールカバー３４５ひいては蛍光発光装置３３１及び主光源部３３０を効果的に冷却することができる。

【0102】

また、正面側吸気孔１６１から吸気される外気として、ヒートシンクカバー４３０よりも下方の位置のフィルタ４３５を通る外気が、第１冷却ファン３２７によりヒートシンクカバー４３０の内部に吸引され、通気穴を介して赤色光源用ヒートシンク３６５に吹き付けられた外気と共に、励起光源用ヒートシンク３２５にも吹き付けられ、右側板１１９の前部排気孔１８１からプロジェクタ１００の外部に排気されて励起光源や赤色光源を効果的に冷却する。

【0103】

そして、制御部冷却ファン４４５は、プロジェクタ筐体内の空気を吸引して右側板１１９の後部排気孔１８５から排出するものであるが、区画板４４７により光源ユニット２５０を収納する空間と光源ユニット２５０の後方の空間とが区切られているため、背面板１１５に設けられた背面側吸気孔１６７及び左側板１１７の側面後部吸気孔１６５からプロジェクタ１００筐体内に吸い込まれた外気より、プロジェクタ筐体内の背面板１１５近傍に配置された回路基板等が冷却される。そして、制御部冷却ファン４４５は、その外気をプロジェクタ１００の外部に排出する。

【0104】

このように本実施の形態では、励起光照射装置３１０、この励起光照射装置３１０からの青色波長帯域光の光路及びこの光路に配置されるレンズや拡散板３１７及びミラー類、蛍光発光装置３３１の蛍光体ホイール３３３から出射された緑色波長帯域光の光路及びこの光路に配置されるレンズやダイクロイックミラー、半導体発光素子を用いた赤色光源装置３５０及び赤色波長帯域光の光路とこの光路に配置されるレンズやダイクロイックミラー、により、三原色の光を同一光路として出射可能な光源装置、及び、この光源装置から出射される三原色光を表示素子４２０直近のＴＩＲプリズム３８９に導く光源側光学装置３８０が、ユニットカバー２６１により覆われている。

【0105】

従って、このプロジェクタ１００にあっては、筐体内で光源光の通路が密閉されているので、大気中のゴミ等の侵入を阻止し、各種光学部材の汚れを防止してその光学部材の時間経過による機能低下を防止しつつ、各熱源を効果的に冷却することができ、高輝度の三原色光の光源光を長期間出射可能な光源装置とし、明るく鮮明な画像の投影が可能なプロジェクタ１００とすることができる。

【0106】

尚、光源光の通路が密閉されず、外部からプロジェクタ１００内に吸気される冷却風等が光源光の通路となる空間に一部が侵入する場合などは、蛍光発光装置３３１として、前述の様に蛍光体ホイール３３３の一部(半分余り)をホイールカバー３４５により覆うのみでなく、蛍光体ホイール３３３の全体を覆うようにすることもある。この場合は、図１０に示すように、蛍光体ホイール３３３の前記一部とは異なる他の一部（略下半分）を覆うレンズ保自体４７０を追加するものである。

【0107】

このレンズ保持体４７０は、主光源天板部２６５の下面に配置されるものであって、ホイールカバー３４５とレンズ保持体４７０とにより、ホイールモータ３４１やホイール制御回路板３４３及び蛍光体ホイール３３３の全体を覆うように収納し、蛍光体ホイール３３３を密閉構造とした蛍光発光装置３３１とすることができるものである。

【0108】

このレンズ保持体４７０は、図１０及び図１１に示すように、集光レンズ３７９を蛍光体ホイール３３３の前後に配置するようにして、蛍光体ホイール３３３の略下半分を収納するものであり、蛍光体ホイール３３３の前方に配置した集光レンズ３７９により照射スポット３３９に励起光を集光して照射するものである。
ある。

【0109】

そして、このレンズ保持体４７０は、主光源天板部２６５の下面に固定されるものであって、枠形状のレンズ固定フレーム４７１を有し、このレンズ固定フレーム４７１の略中央に挿入する集光レンズ３７９をレンズ固定フレーム４７１に固定するためのレンズ押え板４７９を備え、レンズ固定フレーム４７１の両側方上方部分には蛍光体ホイール３３３の周縁部分を覆うホイールカバー部４７３を左右に突出させ、レンズ固定フレーム４７１に固定した集光レンズ３７９と合わせて主光源天板部２６５から主光源部３３０に突出する蛍光体ホイール３３３の約下半分の部分を収納するものである。

【0110】

また、このレンズ保持体４７０は、レンズ固定フレーム４７１の上端から側方に突出するモータ固定部４７５を有し、ホイールモータ３４１を固定してレンズ保持体４７０とホイールモータ３４１とを一体として主光源天板部２６５にホイールモータ３４１と共に固定するものである。

【0111】

尚、モータ固定部４７５には、ホイール制御板支持部３４４を有し、ホイールモータ３４１の回転制御を行うホイール制御部２３４としてのホイール制御回路板３４３をホイールモータ３４１と共にレンズ保持体４７０に固定している。

【0112】

従って、図１１に示した蛍光発光装置３３１は、主光源天板部２６５の上面に固定されてホイールモータ３４１や蛍光体ホイール３３３等を覆うホイールカバー３４５と、ホイールモータ３４１と一体とされて主光源天板部２６５に固定されて蛍光体ホイール３３３の主光源部３３０に突出する部分を覆うレンズ保持体４７０及びレンズ保持体４７０に固定された集光レンズ３７９とにより、ホイールモータ３４１及び蛍光体ホイール３３３等を閉鎖空間内に収納しているものである。

【0113】

このように、蛍光体ホイール３３３とホイールモータ３４１とを閉鎖空間に収納した蛍光発光装置３３１は、蛍光体ホイール３３３に空気中のゴミ等が付着して汚れることを防止しつつ、蛍光体ホイール３３３の蛍光体領域３３５を形成した面の直近に配置する整流放熱板４６１により閉鎖空間内の空気を循環させて蛍光体ホイール３３３の温度上昇を防止することができる。

【0114】

尚、図１１に示した蛍光発光装置３３１は、光源ユニットケース２５１におけるユニットカバー２６１の主光源天板部２６５にホイールカバー３４５を固定すると共に、主光源天板部２６５にレンズ保持体４７０も固定し、主光源天板部２６５を介してホイールカバー３４５とレンズ保持体４７０とを一体化しているも、レンズ保持体４７０のレンズ固定フレーム４７１やホイールカバー部４７３の上端及びモータ固定部４７５の周縁部をホイールカバー３４５のカバー前側板４５３、カバー後側板４５５、及び、カバー側方板４５７の下端と直接に接続し、ホイールカバー３４５とレンズ保持体４７０とを一体としてホイールモータ３４１や蛍光体ホイール３３３を内蔵する蛍光発光装置３３１を主光源天板部２６５に取り付けることもある。

【0115】

また、主光源天板部２６５を介し、又は主光源天板部２６５を介さずにホイールカバー３４５とレンズ保持体４７０とを一体としてホイールモータ３４１や蛍光体ホイール３３３を収納する蛍光発光装置３３１は、ホイールモータ３４１や蛍光体ホイール３３３を収納する内部空間を閉鎖空間とする場合に限ることなく、モータ固定部４７５の一部やホイールカバー部４７３等に間隙やスリット等を形成し、閉鎖空間に通気性を持たせることもある。

【0116】

この様に、ホイールカバー３４５とレンズ保持体４７０とにより蛍光体ホイール３３３及びホイールモータ３４１を内部に収納した蛍光発光装置３３１は、蛍光発光装置３３１の取り扱いを容易とし、また、励起光照射装置３１０と組み合わせた光源装置として、高輝度の光源光を長期に亘って出射させることができる。

【0117】

そして、この蛍光発光装置３３１では、ホイールカバー３４５の内部において、蛍光体ホイール３３３の蛍光体領域３３５を形成する面に近接させるように複数枚の整流放熱板４６１を設けると共に、蛍光体ホイール３３３の蛍光体領域３３５を設けない面の直近に補助放熱板４６５を設けることもある（図１１参照）。

【0118】

この補助放熱板４６５は、薄板状の良熱伝導性金属板であって、図１２に示すように、周縁部をホイールカバー３４５のカバー天板４５１及びカバー側方板４５７に固定され、蛍光体ホイール３３３のモータ固定部４７５又はホイールモータ３４１と、集光レンズ３７９が配置される部分と、を除くように左右を蛍光体ホイール３３３の側方に沿って下方に延設する形状とし、蛍光体ホイール３３３の蛍光体領域３３５を設けない蛍光体ホイール３３３の後方面に対して平行として、当該蛍光体ホイール３３３の後方面直近に配置するものである。

【0119】

従って、蛍光体ホイール３３３からの輻射熱及び蛍光体ホイール３３３直近の空気熱を補助放熱板４６５によりホイールカバー３４５に伝達してホイールカバー３４５から放熱させることにより、蛍光体ホイール３３３の温度上昇を抑制することができるものである。なお、蛍光体ホイール３３３の裏面側に位置する補助放熱板４６５は、拡散せずに風が流れるよう隔壁の役割をもするものである。

【0120】

尚、図８や図１１等に示したホイールカバー３４５は、蛍光体ホイール３３３と共にホイールモータ３４１やホイール制御回路板３４３を覆うようにしているも、ホイール制御回路板３４３をホイールカバー３４５の外部に固定し、ホイールモータ３４１の後半もホイールカバー３４５のカバー後側板４５５からホイールカバー３４５の外部に露出させ、ホイールモータ３４１に蛍光体ホイール３３３が固定されるホイールモータ３４１の前方部分と蛍光体ホイール３３３とをホイールカバー３４５の内部に収納し、少なくとも蛍光体ホイール３３３の一部である上半部分をホイールカバー３４５で覆うようにすれば足りるものである。

【0121】

また、図１０等に示した蛍光発光装置３３１の実施の形態は、蛍光体ホイール３３３を回転させるホイールモータ３４１が、照射スポット３３９即ち励起光の光軸よりも上方に配置されるものであるも、ホイールモータ３４１を励起光の光軸の水平横方向に配置することもある。

【0122】

［第２実施例］
上記ホイールモータ３４１が励起光の光軸の横方向に配置される蛍光発光装置３３１は、図１３に示すように、薄型のプロジェクタ１００に組み込まれるものである。

【0123】

この薄型の画像投影装置であるプロジェクタ１００も、図１及び図２に示したプロジェクタ１００と同様に、下ケース１４０に光学素子や回路基板等を固定して上ケース１１０により光学素子等を覆うものである。そして、上ケース１１０の正面板１１３には吸排気孔１８９を有して正面板１１３の左端部位置に投影口カバー１２６を有し、この投影口カバー１２６を取り外して画像光をスクリーン等に投影するプロジェクタ１００としているものである。

【0124】

そして、上ケース１１０の上面にはキー／インジケータ部２２３が設けられ、上ケース１１０の背面板１１５には入出力コネクタ部２１１の各種端子（群）が設けられるものであり、上ケース１１０の右側板１１９にも複数の吸排気孔１８９が設けられるものである。

【0125】

尚、下ケースには、高さ調整を可能とするネジ部を備えた脚１４５が取り付けられており、プロジェクタ１００としての機能や取扱い操作等は、図１等に示したプロジェクタ１００と同等のものである。

【0126】

そして、この薄型のプロジェクタ１００では、図１４に示すように、右側板１１９の内側近傍に主制御回路基板４４１や電源制御回路基板４４３を有し、背面板１１５の中央右寄りの内側には励起光照射装置３１０等を冷却するための冷却ファン３２９を配置し、正面板１１３の中央内側には赤色光源装置３５０や青色光源装置２９０、蛍光発光装置３３１等を冷却するための冷却ファン３２９を配置している。

【0127】

また、コリメータレンズを備える青色レーザ発光器の複数個を備える励起光照射装置３１０をプロジェクタ１００の略中央に有し、励起光照射装置３１０の右側に励起光源用ヒートシンク３２５を有し、更に青色レーザ発光器から背面板１１５と平行に左側へ出射されるレーザ光を反射ミラー３１４を有して正面板１１３の方向にレーザ光を反射し、集光レンズ３１５及び拡散板３１７を介して蛍光発光装置３３１の蛍光体ホイール３３３にレーザ光を照射するものである。

【0128】

この図１４に示した画像投影装置であるプロジェクタ１００は、集光レンズ群３５３と赤色発光ダイオードを素子ホルダー３６１で保持した赤色光源装置３５０を蛍光発光装置３３１の右後方に有すると共に、蛍光発光装置３３１の左側には青色発光ダイオード２９１を素子ホルダー２９３で保持して青色発光ダイオード２９１からの出射光を集光する集光レンズ群２９５を有する青色光源装置２９０を備えている。

【0129】

このように、このプロジェクタ１００は、励起光照射装置３１０と蛍光発光装置３３１とによる緑色光源装置の他、半導体発光素子である発光ダイオードを用いた赤色光源装置３５０と青色光源装置２９０とを備えるものであり、蛍光発光装置３３１の蛍光体ホイール３３３は、拡散透過領域３３７を有することなく、緑色蛍光体層による蛍光体領域３３５を円環形状として蛍光体ホイール３３３の一側面（前方面）における円周の全周に亘って備えるものである。

【0130】

そして、この蛍光発光装置３３１は、正面板１１３の略中央において蛍光体ホイール３３３を正面板１１３と平行とするように配置され、ホイールモータ３４１の回転軸と同一高さで回転軸の左側方に照射スポット３３９が位置するように下ケース１４０に固定され、蛍光体ホイール３３３の蛍光体領域３３５が設けられた面に近接させて整流放熱板４６１を配置して光体ホイール３３３の略右半分を覆うホイールカバー３４５を有するものである。

【0131】

また、赤色光源装置３５０は、赤色波長帯域光を正面板１１３と平行に左側へ出射するものであり、青色光源装置２９０は、青色波長帯域光を背面板１１５の方向に出射するものであって、青色光源装置２９０の後方には、光源側光学装置３８０の集光レンズ３８１、３８５やライトトンネル３８３、光軸変換ミラーが設けられている。

【0132】

更に、導光光学系３７０としての第一ダイクロイックミラー３７１及び第二ダイクロイックミラー３７３と集光レンズ３７９とを備え、蛍光発光装置３３１の集光レンズ３７９の後方にして赤色光源装置３５０の左側には、青色波長帯域光及び赤色波長帯域光を透過し且つ緑色波長帯域光を反射する第一ダイクロイックミラー３７１が、青色光源装置２９０の後方であって赤色光源装置３５０の左側には、青色波長帯域光を透過し且つ赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光を反射する第二ダイクロイックミラー３７３を有するものである。

【0133】

従って、第一ダイクロイックミラー３７１を透過した赤色波長帯域光と第一ダイクロイックミラー３７１で反射された緑色波長帯域光を集光レンズ３７９を介して第二ダイクロイックミラー３７３に照射し、第二ダイクロイックミラー３７３で反射させ、第二ダイクロイックミラー３７３を透過する青色波長帯域光と合わせて光源側光学装置３８０の集光レンズ３８１を介してライトトンネル３８３に入射させることができる。

【0134】

そして光源側光学装置３８０の光軸変更ミラー３８７は、ライトトンネル３８３を透過して入射された光を左斜め下方に反射して照射ミラー３８８に照射し、照射ミラー３８８によって背面板１１５の左端近傍に配置した表示素子４２０に光源光を照射するものである。

【0135】

そして、表示素子４２０は画像光を左側板に沿って正面板１１３の方向に反射し、左側板の内側に沿って設けた投影光学系ユニット４１０に入射し、稼働レンズ群４１６や固定レンズ群を介してスクリーンに画像光を投影するものである。

【0136】

この薄型のプロジェクタ１００においては、ホイールモータ３４１のモータ軸中心と蛍光体ホイール３３３に励起光を照射する照射スポット３３９とが同一高さとされているため、蛍光発光装置３３１は、ホイールカバー３４５のカバー天板４５１を蛍光発光装置３３１の右側に配置し、一方のカバー側方板４５７によりホイールモータ３４１の上方や蛍光体ホイール３３３の右側半分の上方を覆うようにして他方のカバー側方板４５７によりホイールモータ３４１と共にプロジェクタ１００の下ケース１４０に固定されるものである。

【0137】

尚、カバー側方板４５７の一方を外し、カバー天板４５１、カバー前側板４５３、カバー後側板４５５をプロジェクタ１００の下ケース１４０における底板に固定するようにして１枚のカバー側方板４５７により蛍光体ホイール３３３の約半分の部分等の上方を覆うようにすることもある。

【0138】

この場合も、下ケース１４０の底板から立ち上げるカバー天板４５１で蛍光体ホイール３３３の側方部分を、カバー前側板４５３で蛍光体ホイール３３３の半分余りの前方を、カバー後側板４５５で蛍光体ホイール３３３の半分余りの後方を区画しつつ、１枚のカバー側方板４５７で蛍光体ホイール３３３等の上方を覆い、カバー前側板４５３の内側に設ける整流放熱板４６１を蛍光体ホイール３３３の蛍光体領域３３５が設けられる前方面の直近に位置させ、蛍光体ホイール３３３周辺の空気を蛍光体ホイール３３３の中心から外周に流すように移動させるものである。

【0139】

また、図１４には示されていないが、図１１に示した実施の形態と同様に、蛍光体ホイール３３３の照射スポット３３９が形成される左半分を覆うレンズ保持体を設け、このレンズ保持体に蛍光体ホイール３３３の前方直近に配置した集光レンズ３７９を固定し、ホイールカバー３４５とレンズ保持体とにより蛍光体ホイール３３３の全体を覆うようにすることもある。

【0140】

そして、ホイールカバー３４５にレンズ保持体４７０を取り付けるに際しては、蛍光体ホイール３３３が拡散透過領域３３７を有しないため、集光レンズ群２９５は蛍光体ホイール３３３の蛍光体領域３３５が設けられた面に対向させて設ければ足りるものである。また、補助放熱板４６５を蛍光体ホイール３３３の後方面に対向して設ける場合、図１５に示すように、ホイールモータ３４１又はモータ固定部４７５を除くようにＵ字形状の切込みを設けて補助放熱板４６５の上下を側方に延長する形状とすることができる。

【0141】

尚、この薄型のプロジェクタ１００においても、励起光の光路とライトトンネル３８３等の光源側光学装置３８０との間には内部区画壁２７１を設けると共に、光源側光学装置３８０と投影光学系ユニット４１０との間には主区画壁２７３を設け、赤色光源装置３５０と蛍光発光装置３３１との間には補助区画壁２７５を設け、プロジェクタ１００の吸排気孔１８９から吸入された外気により励起光源用ヒートシンク３２５や青色光源用ヒートシンク２９７、主制御回路基板４４１、電源用回路基板４４３等の熱源を冷却するに際し、励起光や三原色光とする光源光の光路には、外気を流入させることなくプロジェクタ１００の外部に排出するに様にしている。

【0142】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【0143】

以下に、本願出願の最初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[１] ホイールモータと、
前記ホイールモータにより回転される蛍光体ホイールと、
前記蛍光体ホイールの一部を覆うホイールカバーと、
を備え、
前記ホイールカバーは、その内側に前記蛍光体ホイールの中央部から外周に向かって配置された複数の整流放熱板を有することを特徴とする蛍光発光装置。
[２] 前記複数の整流放熱板は、前記蛍光体ホイールの中心からの放射方向と斜めに交わるように前記蛍光体ホイールの前記中央部から前記外周に向かって配置されたことを特徴とする前記[１]に記載した蛍光発光装置。
[３] 前記複数の整流放熱板は、前記蛍光体ホイールの前記中央部から前記外周に向かって厚さが徐々に厚くなるように配置されていることを特徴とする前記[１]又は前記[２]に記載した蛍光発光装置。
[４] 隣接する前記整流放熱板の間の前記外周側に、前記整流放熱板より長さの短い整流放熱板を配置したことを特徴とする前記[１]乃至前記[３]に記載した蛍光発光装置。
[５] 前記複数の整流放熱板は、前記蛍光体ホイールの中心の回転軸に対して傾斜して配置されていることを特徴とする前記[１]乃至前記[４]の何れかに記載した蛍光発光装置。
[６] 前記複数の整流放熱板は、前記蛍光体ホイールの蛍光体が形成された面側に配置されていることを特徴とする前記[１]乃至前記[５]の何れかに記載した蛍光発光装置。
[７] 前記ホイールカバーは、前記蛍光体ホイールの蛍光体領域が形成されない面側に、前記蛍光体ホイールと略平行に配置される良熱伝導性材料により形成された補助放熱板を有することを特徴とする前記[１]乃至前記[６]の何れかに記載した蛍光発光装置。
[８] 前記ホイールカバー及び前記整流放熱板は、良熱伝導性材料により形成されることを特徴とする前記[１]乃至前記[７]の何れかに記載した蛍光発光装置。
[９] 前記良熱伝導性材料は、金属または高熱伝導樹脂の何れかを含むことを特徴とする前記[７]又は前記[８]に記載した蛍光発光装置。
[１０] 前記蛍光体ホイールの前記一部とは異なる他の一部を覆うレンズ保持体を更に有し、
前記レンズ保持体は、前記蛍光体ホイールの前記蛍光体領域における照射スポットに励起光を集光する集光レンズを備え、
前記レンズ保持体と前記ホイールカバーとにより前記蛍光体ホイール全体を覆うことを特徴とする前記[１]乃至前記[９]の何れかに記載した蛍光発光装置。
[１１] 前記ホイールカバーは、前記蛍光体ホイールと前記ホイールモータとを収納するように覆うことを特徴とする前記[１]乃至前記[１０]の何れかに記載した蛍光発光装置。
[１２] 前記[１]乃至前記[１１]の何れか記載の蛍光発光装置と、
励起光照射装置と、
前記蛍光体ホイールが発する蛍光光とは異なる波長帯域光を発する半導体発光素子と、
を備えることを特徴とする光源装置。
[１３] 前記[１２]に記載の光源装置と、
前記光源装置からの出射光が照射されて画像光を形成する表示素子と、
前記表示素子で形成された画像光をスクリーンに投影する投影光学系と、
前記表示素子や前記光源装置の制御を行うプロジェクタ制御手段と、
を備えることを特徴とする画像投影装置。

【符号の説明】

【0144】

１００ プロジェクタ
１１０ 上ケース
１１１ 上面板 １１３ 正面板
１１５ 背面板 １１７ 左側板
１１９ 右側板
１２１ 切込み溝 １２２ 前傾斜部
１２３ 後傾斜部 １２５ 投影口
１２６ 投影口カバー
１３１ 上部隔壁 １３３ 吸気仕切板
１３５ 排気口仕切板
１４０ 下ケース
１４１ 底板 １４５ 脚
１５０ コネクタカバー
１５１ 上面部 １５３ 側面部
１６１ 正面側吸気孔 １６３ 側面前部吸気孔
１６５ 側面後部吸気孔 １６７ 背面側吸気孔
１８１ 前部排気孔 １８３ 中央排気孔
１８５ 後部排気孔 １８９ 吸排気孔
２１１ 入出力コネクタ部
２１２ 入出力インターフェース ２１３ 画像変換部
２１４ 表示エンコーダ ２１５ ビデオＲＡＭ
２１６ 表示駆動部 ２２１ 画像圧縮伸長部
２２２ メモリカード ２２３ キー／インジケータ部
２２５ Ｉｒ受信部 ２２６ Ｉｒ処理部
２３１ 制御部 ２３２ 光源制御回路
２３３ 冷却ファン駆動制御回路 ２３４ ホイール制御部
２３５ 音声処理部 ２３６ スピーカ
２３９ レンズモータ
２４５ コネクタボード ２４７ スイッチボード
２５０ 光源ユニット
２５１ 光源ユニットケース ２５３ ユニット底板
２５５ 励起光源底板部 ２５７ 主光源底板部
２５９ 光学装置底板部
２６１ ユニットカバー
２６３ 励起光源天板部 ２６４ 励起光源側板部
２６５ 主光源天板部 ２６６ 主光源側板部
２６７ 光学装置天板部 ２６８ 光学装置側板部
２７１ 内部区画壁 ２７３ 主区画壁
２７５ 補助区画壁
２９０ 青色光源装置
２９１ 青色発光ダイオード ２９３ 素子ホルダー
２９５ 集光レンズ群 ２９７ 青色光源用ヒートシンク
３１０ 励起光照射装置
３１３ コリメータレンズ ３１４ 反射ミラー
３１５ 集光レンズ ３１７ 拡散板
３２１ 素子ホルダー ３２３ ヒートパイプ
３２５ 励起光源用ヒートシンク ３２７ 第１冷却ファン
３２９ 冷却ファン
３３０ 主光源部
３３１ 蛍光発光装置 ３３３ 蛍光体ホイール
３３４ ホイール固定部 ３３５ 蛍光体領域
３３７ 拡散透過領域 ３３９ 照射スポット
３４１ ホイールモータ ３４３ ホイール制御回路板
３４４ ホイール制御板支持部
３４５ ホイールカバー
３５０ 赤色光源装置 ３５３ 集光レンズ群
３６１ 素子ホルダー ３６３ ヒートパイプ
３６５ 赤色光源用ヒートシンク ３６７ 第２冷却ファン
３７０ 導光光学系
３７１ 第一ダイクロイックミラー
３７３ 第二ダイクロイックミラー
３７５ 第三ダイクロイックミラー
３７７ 反射ミラー ３７９ 集光レンズ
３８０ 光源側光学装置
３８１ 集光レンズ ３８３ ライトトンネル
３８５ 集光レンズ ３８７ 光軸変更ミラー
３８８ 照射ミラー ３８９ ＴＩＲプリズム
３９１ ブロア型送風機
３９３ 吸気口 ３９５ 排気口
４１０ 投影光学系ユニット
４１１ 投影ユニットケース ４１２ ケース前方部
４１３ ケース中央部 ４１４ ケース後方部
４１５ レンズ鏡筒 ４１６ 可動レンズ群
４１７ 非球面ミラー ４１９ カバーガラス
４２０ 表示素子 ４２３ 放熱フィン
４２５ 区画リブ
４３０ ヒートシンクカバー
４３１ カバー上部 ４３２ カバー前壁部
４３３ カバー後壁部 ４３５ フィルタ
４３７ 下部隔壁
４４１ 主制御回路基板 ４４３ 電源制御回路基板
４４５ 制御部冷却ファン ４４７ 区画板
４５１ カバー天板 ４５３ カバー前側板
４５５ カバー後側板 ４５７ カバー側方板
４５９ 固定鍔部
４６１、４６２ 整流放熱板 ４６５ 補助放熱板
４７０ レンズ保持体
４７１ レンズ固定フレーム ４７３ ホイールカバー部
４７５ モータ固定部 ４７９ レンズ押え板

【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】

【図15】