特許 6551752 光源装置及び投影装置

(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】6551752

(24)【登録日】2019年7月12日

(45)【発行日】2019年7月31日

(54)【発明の名称】光源装置及び投影装置

(51)【国際特許分類】

   G03B 21/16 20060101AFI20190722BHJP

   G03B 21/14 20060101ALI20190722BHJP

   G03B 21/00 20060101ALI20190722BHJP

   F21S 2/00 20160101ALI20190722BHJP

   F21V 29/74 20150101ALI20190722BHJP

   F21V 29/83 20150101ALI20190722BHJP

   F21V 29/15 20150101ALI20190722BHJP

   F21V 5/04 20060101ALI20190722BHJP

   F21V 29/503 20150101ALI20190722BHJP

   F21V 29/502 20150101ALI20190722BHJP

   H04N 5/74 20060101ALI20190722BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20190722BHJP

   F21Y 115/30 20160101ALN20190722BHJP

【ＦＩ】

   G03B21/16

   G03B21/14 A

   G03B21/00 F

   F21S2/00 375

   F21V29/74

   F21V29/83

   F21V29/15

   F21V5/04 400

   F21V29/503

   F21V29/502 100

   H04N5/74 Z

   F21Y115:10

   F21Y115:30

【請求項の数】10

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2017-25503(P2017-25503)

(22)【出願日】2017年2月15日

(65)【公開番号】特開2018-132618(P2018-132618A)

(43)【公開日】2018年8月23日

【審査請求日】2018年2月9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】菊地 綾

(72)【発明者】

【氏名】加瀬 智史

(72)【発明者】

【氏名】吉田 直人

【審査官】 中村 直行

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−０１８７６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−００７６９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２２１８２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１３９６３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００５／０２０７１６６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｂ ２１／００ − ２１／６４

Ｆ２１Ｓ ２／００

Ｆ２１Ｖ ５／０４

Ｆ２１Ｖ ２９／１５

Ｆ２１Ｖ ２９／５０２

Ｆ２１Ｖ ２９／５０３

Ｆ２１Ｖ ２９／７４

Ｆ２１Ｖ ２９／８３

Ｈ０４Ｎ ５／７４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光学装置を支持する支持部材と、前記支持部材と接続された伝熱部材と、前記伝熱部材と接続された放熱部材と、が前記支持部材を固定し第二開口部が形成されたケースと、カバーと、によって形成された空間の内部に設けられており、
前記放熱部材は、前記ケースに固定され、前記第二開口部と対応する第一開口部が形成され、前記第一開口部内に突出する熱伝達部を有し、前記空間の内部から、前記ケースと前記カバーとで挟持された間を介して、前記空間の外部に跨って配置されており、
前記伝熱部材は、前記放熱部材の前記熱伝達部と前記支持部材とにより狭持されることを特徴とする光源装置。

【請求項2】

第二開口部が形成されたケースと、開口縁にフランジ部を有する有底筒状に形成されたカバーと、によって形成された空間の内部に、発熱体を支持する支持部材と、前記支持部材と接続された伝熱部材と、前記伝熱部材と接続された放熱部材と、が設けられており、
前記放熱部材は、前記ケースの前記第二開口部と対応する位置に第一開口部が形成され、前記第一開口部の周縁は、前記ケースの前記第二開口部の周縁と、前記カバーの前記フランジ部と、により挟持され、前記空間の内部から、前記ケースと前記カバーとで挟持された間を介して、前記空間の外部に跨って配置されることを特徴とする光源装置。

【請求項3】

前記発熱体は、光学装置であり、
前記ケースは、前記支持部材を固定し、
前記放熱部材は、前記ケースに固定され、前記第一開口部内に突出する熱伝達部を有し、
前記伝熱部材は、前記放熱部材の前記熱伝達部と前記支持部材とにより狭持されることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。

【請求項4】

前記伝熱部材は、前記支持部材の位置調整方向と垂直な方向に挟持されることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の光源装置。

【請求項5】

前記放熱部材は、前記ケースとの間に間隙を設けて配置されるフィンを有することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の光源装置。

【請求項6】

前記熱伝達部は、前記支持部材側に突出して前記伝熱部材と接することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の光源装置。

【請求項7】

前記支持部材は、光学部材を保持する保持部材を介して、前記ケースに固定されることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載の光源装置。

【請求項8】

前記光学部材は、集光レンズであり、
前記光学装置は、蛍光板と、該蛍光板の光学機能部を前記集光レンズの光軸上に移動可能なモータと、を含む、
ことを特徴とする請求項７に記載の光源装置。

【請求項9】

前記ケースと前記放熱部材との間に挟持される断熱部材を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れかに記載の光源装置。

【請求項10】

請求項１乃至請求項９の何れか記載の光源装置と、
前記光源装置からの光源光が照射され、画像光を形成する表示素子と、
前記表示素子から出射された前記画像光をスクリーンに投影する投影側光学系と、
前記表示素子と前記光源装置を制御する制御部と、
を有することを特徴とする投影装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光源装置及びこの光源装置を備える投影装置に関する。

【背景技術】

【0002】

今日、パーソナルコンピュータの画面やビデオ画面、さらにメモリカード等に記憶されている画像データによる画像等をスクリーンに投影する投影装置として、データプロジェクタが多用されている。このプロジェクタは、光源から出射された光をＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）と呼ばれるマイクロミラー表示素子、又は液晶板に集光させ、スクリーン上にカラー画像を表示させる。

【0003】

例えば、特許文献１には、効果的に光源装置及びこの光源装置を含む光学装置全体の放熱を行うことができる光学装置及び画像投影装置が開示されている。この光学装置は、主光源部に蛍光体発光装置を有しており、ホイールモータにより回転する蛍光体ホイールを含む。蛍光体ホイールは、青色レーザ光が照射されることにより、蛍光光として緑色波長帯域光を出射する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１５−２２２３０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

青色レーザ光は蛍光体ホイールに直接照射されるため、青色レーザ光を緑色波長帯域光に変換する際の変換ロスとして熱が発生する。蛍光体ホイールは温度が高くなると蛍光体ホイールを回転支持しているモータの温度を上昇させ、モータに破損等の不具合を発生させてしまう場合がある。そのため、モータの温度を上昇させないように、冷却する必要がある。

【0006】

近年の光源装置では防塵性を確保する観点から、モータが光源ケース内の空気が流れない冷却の難しい箇所に実装されることがある。一般的には、光源ケースそのものを冷やすことが行われているが、光源装置の高輝度化等に伴い、モータやその周辺部材を十分に冷却することが難しくなっている。

【0007】

本発明は、以上の点に鑑み、放熱性を向上させた光源装置及びこの光源装置を用いた投影装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の光源装置は、光学装置を支持する支持部材と、前記支持部材と接続された伝熱部材と、前記伝熱部材と接続された放熱部材と、が前記支持部材を固定し第二開口部が形成されたケースと、カバーと、によって形成された空間の内部に設けられており、前記放熱部材は、前記ケースに固定され、前記第二開口部と対応する第一開口部が形成され、前記第一開口部内に突出する熱伝達部を有し、前記空間の内部から、前記ケースと前記カバーとで挟持された間を介して、前記空間の外部に跨って配置されており、前記伝熱部材は、前記放熱部材の前記熱伝達部と前記支持部材とにより狭持されることを特徴とする。
本発明の他の光源装置は、第二開口部が形成されたケースと、開口縁にフランジ部を有する有底筒状に形成されたカバーと、によって形成された空間の内部に、発熱体を支持する支持部材と、前記支持部材と接続された伝熱部材と、前記伝熱部材と接続された放熱部材と、が設けられており、前記放熱部材は、前記ケースの前記第二開口部と対応する位置に第一開口部が形成され、前記第一開口部の周縁は、前記ケースの前記第二開口部の周縁と、前記カバーの前記フランジ部と、により挟持され、前記空間の内部から、前記ケースと前記カバーとで挟持された間を介して、前記空間の外部に跨って配置されることを特徴とする。

【0009】

また、本発明の投影装置は、上述の光源装置と、前記光源装置からの光源光が照射され、画像光を形成する表示素子と、前記表示素子から出射された前記画像光をスクリーンに投影する投影側光学系と、前記表示素子と前記光源装置を制御する制御部と、を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、放熱性を向上させた光源装置及びこの光源装置を用いた投影装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態に係る投影装置を示す外観斜視図である。

【図2】本発明の実施形態に係る投影装置の機能ブロックを示す図である。

【図3】本発明の実施形態に係る投影装置の内部構造を示す平面模式図である。

【図4】本発明の実施形態に係る光源装置の緑色光源装置周辺の斜視図である。

【図5】本発明の実施形態に係る図３に示す緑色光源装置のＶ−Ｖ断面図である。

【図6】本発明の実施形態に係るバレル、支持部材、伝熱部材及び放熱部材の分解斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明を実施するための形態について述べる。図１は、本実施形態に係る投影装置１００の外観斜視図である。なお、本実施形態の投影装置１００本体の説明において、左右とは投影方向に対しての左右方向を示し、前後とは投影方向の前後方向を示すものであり、図１における斜め右下方向を前方とする。

【0013】

投影装置１００は、図１に示す様に略直方体形状である。投影装置１００は、上ケース１１０と下ケース１４０による筐体本体と、この筐体本体に脱着可能な左側板１１７を覆うコネクタカバー１５０とにより形成される。コネクタカバー１５０は、左側板１１７の外周縁を覆うように凹状に形成される。下ケース１４０の底板１４１の各種機器や回路基板は、上ケース１１０により覆われる。投影装置１００は、上ケース１１０の前側板１１３に正面吸気孔１６１を、右側板１１９に排気孔１８１を有している。また、投影装置１００は、背面板１１５に、背面側吸気孔とスピーカの放音用の孔部を有する。

【0014】

上ケース１１０の上面板１１１の後方にはキー／インジケータ部２２３が設けられる。このキー／インジケータ部２２３には、電源スイッチキー、投影のオン又はオフを切り替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などが過熱したときに報知をする加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。

【0015】

この上ケース１１０の上面板１１１には、本体の右側から左側のコネクタカバー１５０に亘って左右方向に延びる略Ｖ形状の切込み溝１２１が形成される。切込み溝１２１には、投影口１２５が形成される。投影口１２５は、斜め前方に画像光を出射可能としている。

【0016】

左側板１１７には、図示しないが、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）が設けられる。なお、左側板１１７にも、吸気孔が設けられている。

【0017】

つぎに、投影装置１００の投影装置制御部等について、図２の機能ブロック図を用いて述べる。投影装置制御部は、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。

【0018】

この投影装置制御部により、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。

【0019】

制御部２３１は、投影装置１００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。

【0020】

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。

【0021】

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のフレームレートで空間的光変調素子（ＳＯＭ）である表示素子４１１を駆動させる。

【0022】

投影装置１００は、光源装置２５０を備える。また、制御部２３１は、光源制御手段として光源制御回路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装置２５０から出射されるように、光源装置２５０の励起光照射装置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により緑色光源装置３３０における蛍光板３３１（図３参照）の回転を制御する。

【0023】

投影装置１００は、光源装置２５０から出射される光線束を、表示素子４１１に照射することにより、表示素子４１１の反射光で光像を形成し、投影光学系を介してスクリーン等に映像を投影表示する。

【0024】

投影光学系は、可動レンズ群４１６を有する。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。

【0025】

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う。

【0026】

また、上ケース１１０に設けられたキー／インジケータ部２２３からの操作信号は、直後に制御部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。

【0027】

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を駆動して拡散放音させる。

【0028】

さらに、制御部２３１は、冷却ファン駆動制御回路２３３に光源装置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。また、制御部２３１は、冷却ファン駆動制御回路２３３にタイマー等によって投影装置１００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投影装置１００本体の電源をオフにする等の制御を行う。

【0029】

つぎに、投影装置１００の内部構造について述べる。図３は、投影装置１００の内部構造を示す平面模式図である。投影装置１００は、背面板１１５の近傍に主制御回路基板４４１や電源制御回路基板４４３を備える。

【0030】

光源装置２５０は、光源ケース（ケース）５０内に緑色光源装置３３０を有する。また、光源装置２５０は、導光路として、導光光学系３７０と光源側光学系３８０とを備える。なお、図３では、光源ケース５０の上ケースを省略している。

【0031】

励起光照射装置３１０は、投影装置１００の筐体内において右側板１１９近傍に配置される。励起光照射装置３１０には、半導体発光素子である複数の青色レーザダイオード３１２が設けられる。また、各青色レーザダイオード３１２の光軸上には、青色レーザダイオード３１２からの出射光を、指向性を高めるように平行光に変換するコリメータレンズ３１３が配置されている。なお、本実施形態において、青色レーザダイオード３１２及びコリメータレンズ３１３は、それぞれ２行６列の合計１２個が配置される。

【0032】

コリメータレンズ３１３の正面には、集光レンズ３１５が設けられる。集光レンズ３１５は、各コリメータレンズ３１３から出射された青色波長帯域光を集光し、拡散板３１７に導光する。拡散板３１７は、入射した青色波長帯域光を拡散透過し、緑色光源装置３３０へ導光する。

【0033】

赤色光源装置３５０は、赤色光源３５２と、集光レンズ群３５３とを備える。赤色光源３５２は、赤色波長帯域の光を出射する半導体発光素子である赤色発光ダイオードである。赤色光源３５２は、青色レーザダイオード３１２の出射光と光軸が平行となるように配置される。集光レンズ群３５３は、赤色光源３５２から出射された赤色波長帯域光を集光する。

【0034】

赤色光源装置３５０の前側板１１３側には、赤色光源装置３５０のヒートシンク３６５が配置される。また、励起光照射装置３１０の前側板１１３側には、励起光照射装置３１０のヒートシンク３２５が配置される。ヒートシンク３２５とヒートシンク３６５との間には冷却ファン３２７が配置されている。また、ヒートシンク３６５の左側板１１７側にも冷却ファン３６７が配置されている。冷却ファン３２７，３６７による冷却風は、励起光照射装置３１０のヒートシンク３２５や赤色光源装置３５０のヒートシンク３６５に送風される。よって、青色レーザダイオード３１２及び赤色光源３５２は、それぞれのヒートシンク３２５，３６５により冷却される。

【0035】

緑色光源装置３３０を構成する蛍光板３３１は、投影装置１００の略中央に配置される。蛍光板３３１は、円板状に形成され、励起光照射装置３１０から出射された励起光の光路上に配置される。蛍光板３３１は、モータ９２（図５参照）により回転駆動される。

【0036】

蛍光板３３１の励起光照射装置３１０側には集光レンズ群３３２が配置され、その反対側である反射ミラー３７７側にも集光レンズ３３３（図５参照）が配置される。

【0037】

集光レンズ群３３２は、励起光照射装置３１０から出射されて第一ダイクロイックミラー３７１を透過した励起光の光線束を、蛍光板３３１に集光させるとともに蛍光板３３１から励起光照射装置３１０方向に出射される蛍光光を集光する。

【0038】

蛍光板３３１には、光学機能部として蛍光発光領域と透過領域とが周方向に連続して設けられている。蛍光発光領域は、励起光照射装置３１０から集光レンズ群３３２を介して集光された光を励起光として受けて、緑色波長帯域の蛍光光を出射する。透過領域は、励起光照射装置３１０から出射された励起光を透過又は拡散透過させる。

【0039】

蛍光板３３１の基材には銅やアルミニウム等からなる金属基材を用いることができる。この基材の励起光照射装置３１０側の表面には、環状の溝が形成される。この溝の底部は、銀蒸着等によってミラー加工がされており、その底部には緑色蛍光体層が敷設されている。また、透過領域には基材の切抜き透光部に透光性を有する透明基材が嵌入される。なお、透過領域として、励起光を拡散透過する領域が配置される場合、切抜き透孔部には表面をサンドブラスト等で微細凹凸を設けた透明基材が嵌入される。

【0040】

蛍光板３３１の緑色蛍光体層は、励起光照射装置３１０から出射された青色波長帯域光が照射されると緑色蛍光体が励起されるため、全方位に緑色波長帯域光を出射する。蛍光発光された緑色波長帯域光は、右側板１１９側へ出射され、集光レンズ群３３２に入射する。一方、透明領域に入射した励起光照射装置３１０から出射された青色波長帯域光は、蛍光板３３１を透過又は拡散透過し、蛍光板３３１の背面側（換言すれば、左側板１１７側）に配置された集光レンズ３３３（図５参照）に入射する。

【0041】

導光光学系３７０は、青色波長帯域光、赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光の光線束を集光させる集光レンズや、各色波長帯域の光線束の光軸を変換して同一の光軸に導光する反射ミラーやダイクロイックミラー等を備える。具体的に、導光光学系３７０は、第一ダイクロイックミラー３７１、第二ダイクロイックミラー３７３、第三ダイクロイックミラー３７５、反射ミラー３７７、及び複数の集光レンズ３７９を備える。

【0042】

第一ダイクロイックミラー３７１は、拡散板３１７と集光レンズ群３３２の間に配置される。また、第一ダイクロイックミラー３７１は、青色波長帯域光を透過し、緑色波長帯域光を反射する。蛍光板３３１から出射された緑色波長帯域光は、第一ダイクロイックミラー３７１により反射され、集光レンズ３７９を介して第二ダイクロイックミラー３７３に導光される。

【0043】

第二ダイクロイックミラー３７３は、第一ダイクロイックミラー３７１から出射された緑色波長帯域光と、赤色光源装置３５０から出射された赤色波長帯域光とが、交差する位置に配置される。第二ダイクロイックミラー３７３は、緑色波長帯域光を反射し、赤色波長帯域光を透過する。第一ダイクロイックミラー３７１から出射された緑色波長帯域光は、第二ダイクロイックミラー３７３により反射され、左側板１１７側にある集光レンズ３７９を介して第三ダイクロイックミラー３７５に導光される。

【0044】

また、赤色光源装置３５０から出射された赤色波長帯域光は、第二ダイクロイックミラー３７３を透過し、緑色波長帯域光と光軸が一致する。その後、赤色波長帯域光は、集光レンズ３７９を介して第三ダイクロイックミラー３７５に導光される。

【0045】

一方、励起光照射装置３１０から出射されて拡散板３１７によって拡散された青色波長帯域光のうち、蛍光板３３１の透過領域に入射した青色波長帯域光は、反射ミラー３７７により反射し、集光レンズ３７９を介して第三ダイクロイックミラー３７５に導光される。

【0046】

第三ダイクロイックミラー３７５は、緑色波長帯域光及び赤色波長帯域光を反射し、青色波長帯域光を透過する。よって、第二ダイクロイックミラー３７３で反射した緑色波長帯域光の光軸、及び第二ダイクロイックミラー３７３を透過した赤色波長帯域光の光軸は、第三ダイクロイックミラー３７５で反射し、光源側光学系３８０の集光レンズ３８１に入射する。一方、反射ミラー３７７で反射した青色波長帯域光は、第三ダイクロイックミラー３７５を透過し、光源側光学系３８０の集光レンズ３８１に導光される。

【0047】

このように、青色波長帯域光、赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光の各光軸は、第三ダイクロイックミラー３７５で透過又は反射することにより一致する。

【0048】

光源側光学系３８０は、集光レンズ３８１、ライトトンネル３８３、集光レンズ３８５、照射ミラー３８７、ＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）プリズム（全反射プリズム）３８９を備える。なお、ＴＩＲプリズム３８９は、後述の投影側光学系４１０の一部でもある。集光レンズ３８１は、第三ダイクロイックミラー３７５から出射された光を集光する。集光レンズ３８１により集光された青色波長帯域光、赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光は、ライトトンネル３８３に入射する。ライトトンネル３８３に入射した光線束は、ライトトンネル３８３により均一な強度分布となる。

【0049】

集光レンズ３８５は、ライトトンネル３８３の前側板１１３側の光軸上に配置される。ライトトンネル３８３から出射された光線束は、集光レンズ３８５で集光されて照射ミラー３８７に照射される。

【0050】

投影側光学系４１０は、ＴＩＲプリズム３８９、表示素子４１１、レンズ鏡筒４１２、非球面ミラー４１７を有する。照射ミラー３８７で反射された光線束は、ＴＩＲプリズム３８９に入射し、前側板１１３側に配置された表示素子４１１の画像形成面に照射される。表示素子４１１により形成された画像光は、背面板１１５側に設けられたレンズ鏡筒４１２内の固定レンズ群や可動レンズ群４１６を介して、非球面ミラー４１７に照射される。

【0051】

非球面ミラー４１７により反射された画像光は、カバーガラス４１９（図１も参照）を介して投影装置１００の外部に出射され、スクリーンに投影される。

【0052】

このように投影装置１００を構成することで、蛍光板３３１を回転させるとともに励起光照射装置３１０及び赤色光源装置３５０から異なるタイミングで光を出射すると、青色波長帯域光、赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光の各光は、導光光学系３７０を介して光源側光学系３８０の集光レンズ３８１、ライトトンネル３８３等に順次入射し、その後表示素子４１１に入射する。そのため、投影装置１００の表示素子４１１であるＤＭＤが表示させるデータに応じて各色の光を時分割反射することにより、スクリーンにカラー画像を投影することができる。

【0053】

つぎに、本実施形態の緑色光源装置３３０周辺の構成について図４〜図６を用いて説明する。図４は、図３のＰ方向から見た光源装置２５０の緑色光源装置３３０周辺の斜視図である。図５は、図３の緑色光源装置３３０のＶ−Ｖ断面図である。また、図６は、保持部材であるバレル６０、支持部材７０、伝熱部材９４及び放熱部材８０の斜視図である。

【0054】

緑色光源装置３３０は、図５に示すように、バレル６０により支持された複数の集光レンズ３３２ａ，３３２ｂ，３３３と、モータ９２により支持される蛍光板３３１とを含む。モータ９２と蛍光板３３１とにより光学装置が形成される。緑色光源装置３３０は、光源ケース５０内、及び、光源ケース５０の上面に設けられる第二開口部５０３を覆うカバー５２内に配置される。カバー５２は、開口縁５２１にフランジ部５２２を有し、有底角筒状に形成される（図４も参照）。また、フランジ部５２２には、固定用の複数の孔部５１１が形成される。

【0055】

まず、バレル６０について説明する。バレル６０は、図５に示すように、光源ケース５０に対して固定される。バレル６０は、本体部６１、放熱部６２、固定部６３を有する。

【0056】

本体部６１は、略直方体形状に形成される。また、本体部６１は、３個のレンズ保持部６１ａ，６１ｂ，６１ｃを有する。各レンズ保持部６１ａ〜６１ｃは、励起光照射装置３１０の出射光が入射してくるＸ軸負方向に、レンズ保持部６１ａ、レンズ保持部６１ｂ、レンズ保持部６１ｃの順に配置される。レンズ保持部６１ａ及びレンズ保持部６１ｂは、それぞれ集光レンズ３３２ａ及び集光レンズ３３２ｂを保持する。また、レンズ保持部６１ｃは、集光レンズ３３３を保持する。各集光レンズ３３２ａ，３３２ｂ，３３３の中心軸は、励起光照射装置３１０の出射光の光軸と略一致する。このように、本体部６１内には光路が形成される。

【0057】

本体部６１のレンズ保持部６１ｂとレンズ保持部６１ｃとの間には、溝部６１１が設けられる。溝部６１１は、図５の断面視でモータ９２側に開口するように形成される。また、溝部６１１は、集光レンズ３３２ａ，３３２ｂ，３３３に入射する励起光照射装置３１０の出射光の光軸と略垂直な面方向（Ｙ−Ｚ平面方向）に形成される。

【0058】

放熱部６２は、本体部６１の下面から下方に向かって立設する。放熱部６２は、底部６２ａを有した略角筒状に形成される。また、放熱部６２は、光源ケース５０の下方に設けられた開口部５０１内、及び蓋部５３の開口部５３１内に配置され、光源ケース５０外部の冷却風を直接当てることが可能に形成される。

【0059】

固定部６３は、本体部６１のレンズ保持部６１ｃ側の上部から延設される。固定部６３は、Ｘ−Ｙ平面と略平行な板状に溝部６１１とは反対側へ向けて形成される。図６に示すように、固定部６３の基部側には、開口部６３１が形成される。固定部６３の先端側の上面６３ａには、２個の位置決突起６３２ａ，６３２ｂが形成される。２個の位置決突起６３２ａ，６３２ｂは、励起光照射装置３１０から集光レンズ３３２ａ，３３２ｂ，３３３に入射する光の光軸方向に配置される。

【0060】

支持部材７０は、放熱部材８０側に開口した略枠状に形成される（図５参照）。図６に示すように、支持部材７０は、基部板７１を有する。基部板７１の下端からは下支持板７２が略直角方向に延設される。

【0061】

基部板７１の略中央には、図５に示したモータ９２を固定するための略円形の固定孔７１１が形成される。固定孔７１１の内縁には、複数の切欠部７１１ａが形成される。モータ９２は、図４に示す複数の螺子７１２により切欠部７１１ａに締結されることで、固定される。

【0062】

下支持板７２には、２個の貫通孔７２１と３個の長孔７２２ａ，７２２ｂ，７２３が形成される。３個の長孔７２２ａ，７２２ｂ，７２３は、２個の貫通孔７２１の内側に設けられる。各長孔７２２ａ，７２２ｂ，７２３の長手方向は、蛍光板３３１の面と略直角方向に、すなわち励起光照射装置３１０から出射される光の光軸方向に形成される。長孔７２２ａと長孔７２２ｂとの間に設けられる中央の長孔７２３は、長孔７２２ａ及び長孔７２２ｂよりも長く形成される。

【0063】

長孔７２３には、バレル６０の固定部６３上に配置された位置決突起６３２ａ，６３２ｂが挿通される。これにより、支持部材７０は、励起光照射装置３１０から出射される光の光軸方向に移動可能としつつその光軸方向と垂直で上面６３ａと平行な方向への移動が規制される。支持部材７０の位置は、長孔７２２ａ，７２２ｂに挿通された螺子を、固定部６３の螺子孔６３３ａ，６３３ｂに螺入することで固定される。よって、支持部材７０の位置をバレル６０に対し調整して固定することで、支持部材７０はバレル６０を介して光源ケース５０に固定される。

【0064】

また、基部板７１の上端からは上支持板７３１，７３２が基部板７１と略直角方向に延設される。下支持板７２と上支持板７３１は、同方向に形成される。一方、上支持板７３２は、基部板７１から上支持板７３１と反対方向に形成される。

【0065】

一方の上支持板７３１は、他方の上支持板７３２よりも幅広に形成される。上支持板７３１には螺子孔７３１ａが形成される。また、上支持板７３２にも螺子孔７３２ａが形成される。上支持板７３１と上支持板７３２の上面は略同一平面上に形成され、この上面には基板９１が載置される（図４及び図５参照）。基板９１は、略対角位置に設けられた貫通孔（不図示）に挿通された螺子が、螺子孔７３１ａ，７３２ａに螺入されることにより固定される。

【0066】

基板９１には、モータ９２を制御するための制御回路が形成されている。基板９１には、図示しないケーブルが接続されて、主制御回路基板４４１等と制御信号の送受信を行う。

【0067】

放熱部材８０は、光源ケース５０の上面５０ａに配置される（図５参照）。図６で、放熱部材８０は板状に形成される。放熱部材８０は、光源ケース５０に固定される固定部８１と、固定部８１から伝達された熱を放熱させるフィン８２とを有する。固定部８１は、中央側に第一開口部８１ａを有した略四角枠状に形成され、四隅に円形に貫通した孔部８１１ａ〜８１１ｄを有する。固定部８１は、光源ケース５０の上面５０ａから立設する位置決突起５０２（図５では一部のみ図示）が挿通される位置決孔部８１２ａ，８１２ｂを有する。位置決孔部８１２ｂは、長孔として形成される。

【0068】

第一開口部８１ａの内縁８１ａ１には、熱伝達部８３が形成される。熱伝達部８３は、略矩形状に形成され、一部が第一開口部８１ａの内側へ突出する突出部８３１を有する。また、熱伝達部８３は、上面８３ａ側が縁部８１ａ１周辺を含めて下方へ窪んだ凹状に形成される（図５も参照）。一方で、熱伝達部８３は、下面８３ｂ側が縁部８１ａ１周辺を含めて下方へ突出した凸状に形成される。熱伝達部８３と固定部８１との境界縁８３２には、略円形の２個の貫通孔８３２ａ，８３２ｂが形成される。貫通孔８３２ａ，８３２ｂ内には、支持部材７０をバレル６０に固定する際に、長孔７２２ａ，７２２ｂを介して螺子孔６３３ａ，６３３ｂに螺入される螺子の頭部が固定部８１と干渉しないように収容される。

【0069】

フィン８２は、固定部８１の端縁から接続部８２１を介して延設される。フィン８２と固定部８１とは、略平行に形成される。接続部８２１は、固定部８１及びフィン８２に対し略垂直に接続される。フィン８２は略矩形状であり、一方の先端角部には切欠部８２２を有する。

【0070】

図４に示すように、フィン８２の下面８２ａと光源ケース５０との間には接続部８２１を設けたことにより間隙が形成される。この間隙によりフィン８２を冷却するための冷却風の流路Ｓ１が形成される。また、フィン８２の上面８２ｂ側にも、図１に示した投影装置１００の上ケース１１０内壁との間に、冷却風の流路Ｓ２が形成される。

【0071】

放熱部材８０の固定部８１の孔部８１１ａ，８１１ｂと、カバー５２の孔部５１１に挿入された螺子は、光源ケース５０の螺子孔（不図示）に螺止固定される。これにより、カバー５２は、光源ケース５０に対し固定される。また、放熱部材８０は、第一開口部８１ａの周縁が、フランジ部５２２と、光源ケース５０の第二開口部５０３の周縁とにより挟持されるように配置されて、カバー５２とともに共締めされることで光源ケース５０に対し固定される。

【0072】

放熱部材８０と支持部材７０との間には、サーマルシート等の伝熱部材９４が配置される。伝熱部材９４は、放熱部材８０と支持部材７０により挟持される。この挟持される方向は、支持部材７０の位置調整が可能な方向と垂直な方向（本実施形態では光路と垂直な方向であるＺ軸方向）である。これにより、支持部材７０は、伝熱部材９４を介して放熱部材８０と接続される。また、伝熱部材９４は、熱伝導性の可撓性部材により形成される。伝熱部材９４は、例えば、樹脂及びゴム等の可撓性があり、電気絶縁性及び耐熱性のある材料が用いることができる。よって、下支持板７２と熱伝達部８３により伝熱部材９４を挟持させる際、伝熱部材９４が下支持板７２と熱伝達部８３の接触面に沿うように変形するため、接触面積を広くすることができ、伝熱効果を高めることができる。また、熱伝達部８３は凸状のため、熱伝達部８３以外にはみ出した伝熱部材９４が熱伝導の不要な領域へ過剰に広がることを防止することができる。

【0073】

なお、放熱部材８０の方が光源ケース５０よりも高温の場合、支持部材７０から熱伝達部８３を介して移動してきた放熱部材８０の熱は、本実施形態のようにフィン８２と光源ケース５０の両方から放熱されるため高い放熱効果を得ることができる。一方で、光源ケース５０の方が放熱部材８０よりも高温の場合、光源ケース５０と放熱部材８０の間で熱移動が容易であると、放熱部材８０の温度を上昇させてしまい、モータ９２や蛍光板３３１の放熱効果の効率を低下させてしまう。よって、この場合、熱伝導性の低い断熱部材を放熱部材８０と光源ケース５０との間に設ける。断熱部材は、光源ケース５０の第二開口部５０３と第一開口部８１ａの周縁を封止するよう枠状に形成される。これにより、光源ケース５０から放熱部材８０への熱移動を遮断して放熱部材８０を熱流路として独立させ、モータ９２側から移動してくる熱を効率良く放熱部材８０のフィン８２側へ伝達させることができる。断熱部材としては、例えば、シリコン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を適用することができる。また、放熱部材８０と光源ケース５０との間に断熱部材を設けることにより、防塵効果を得ることができる。

【0074】

また、本実施形態では、バレル６０と支持部材７０を別体とした場合について示したが、バレル６０と支持部材７０を一体としてもよい。これにより、モータ９２と蛍光板３３１を、集光レンズ３３２ａ，３３２ｂ，３３３とともに一体の保持部材に対して固定させることができ、蛍光板３３１と集光レンズ３３２ａ，３３２ｂ，３３３との位置調整を不要とすることができる。また、バレル６０と支持部材７０を一体とした場合、モータ９２及び蛍光板３３１は、蛍光板３３１がバレル６０の溝部６１１と干渉しない方向から侵入させてバレル６０へ固定する構造とすることができる。

【0075】

また、光学装置がモータ９２と蛍光板３３１を含む構成について説明したが、光源装置２５０の構成によっては、光学装置は他の構成を備えてもよい。例えば、蛍光板３３１は特定波長の光を遮光するカラーフィルタを含むカラーホイールとしてもよいし、蛍光板３３１の蛍光体層は緑色以外の他の色の蛍光光を出射する蛍光体層としてもよい。また、光学装置は、モータ９２を含まず、固定された蛍光板、拡散板、偏光板、反射ミラー等の光学部材を含む構成としてもよい。

【0076】

また、接続部８２１から延設されるフィン８２は、放熱効果を高めるために複数枚設ける構成としてもよい。

【0077】

以上、本実施形態において、支持部材７０は、モータ９２の支持位置と、光源ケース５０におけるバレル６０の固定位置との間に、放熱部材８０への熱流路を有する構成とした。そのため、冷却対象であるモータ９２の熱は、光源ケース５０におけるバレル６０の固定位置よりも手前の位置（すなわちモータ９２側の位置）で、放熱させることができることができるため、従来よりも放熱効果を得ることができる。また、モータ９２が取り付けられる支持部材７０は、位置調整方向である励起光照射装置３１０の出射光の光軸方向に対して調整されて固定される。一方、伝熱部材９４が挟持される際の放熱部材８０の押圧方向は、その支持部材７０の位置調整方向と略垂直な方向である。よって、伝熱部材９４の設置による蛍光板３３１の位置ずれの発生を抑えることができる。また、放熱部材８０を、光源ケース５０の第二開口部５０３の周縁を封止するようにカバー５２とともに固定する構成としたため、防塵性を確保することができる。また、モータ９２の放熱のための熱流路を、モータ９２の比較的近くに設けて放熱する構成としたため、モータ９２の温度上昇を低減させることができる。

【0078】

本実施形態の光源装置２５０は、光学装置（蛍光板３３１とモータ９２）を支持する支持部材７０と、支持部材７０を固定する光源ケース５０と、光源ケース５０に固定される放熱部材８０と、支持部材７０と光源ケース５０との間に配置される伝熱部材９４と、を備える。よって、冷却対象の光学装置と、支持部材７０が固定される光源ケース５０との距離が遠い場合であっても、光源装置２５０及び投影装置１００の放熱性を向上させることができる。

【0079】

また、伝熱部材９４が、放熱部材８０と支持部材７０により挟持される光源装置２５０は、伝熱部材９４が下支持板７２と熱伝達部８３の接触面に沿うように変形するため、接触面積を広くすることができ、伝熱効果を高くすることができる。

【0080】

また、伝熱部材９４が、支持部材７０の位置調整方向と垂直な方向に挟持される光源装置２５０は、光学部材に入射する光の光軸方向に対する位置ずれを防止しつつ、伝熱部材９４を配置させることができる。

【0081】

また、放熱部材８０が、支持部材７０側に突出して伝熱部材９４と接する熱伝達部８３を有する光源装置２５０は、伝熱部材９４を熱伝導させたい領域に確実に接触させることができる。また、熱伝導の不要な領域に伝熱部材９４が過剰に広がることを防止することができる。

【0082】

また、開口縁にフランジ部５２２を有する有底筒状のカバー５２を備え、熱伝達部８３が、放熱部材８０の第一開口部８１ａの内縁に形成され、第一開口部８１ａの周縁が、フランジ部５２２と、光源ケース５０の第二開口部５０３の周縁とにより挟持される、光源装置２５０は、光源ケース５０から突出してカバー５２により覆われた光学部材を、防塵機能を低下させることなく放熱部材８０を配置させて放熱効果を高めることができる。

【0083】

また、支持部材７０は、光学部材（集光レンズ３３２ａ，３３２ｂ，３３３）を保持する保持部材（バレル６０）を介して、光源ケース５０に固定される光源装置２５０は、支持部材７０の光学部材と、保持部材の他の光学部品との位置調整を、個別に行うことができる。よって、支持部材７０や保持部材の加工精度が十分でない場合であっても、位置調整工程により組み付け精度の高い光源装置２５０を構成することができる。また、保持部材を先に光源ケース５０に固定させ、その後に支持部材７０の位置調整を行うこともできるため、支持部材７０に支持される蛍光板３３１の位置を、励起光照射装置３１０から光を出射させる等しながら精度よく調整することができる。

【0084】

また、光学部材は、集光レンズ３３２ａ，３３２ｂ，３３３であり、光学装置は、蛍光板３３１と、該蛍光板３３１の光学機能部（蛍光発光領域、透過領域）を集光レンズ３３２ａ，３３２ｂ，３３３の光軸上に移動可能なモータ９２とを含む、光源装置２５０は、冷却機構を直接取り付けることができない蛍光板３３１の光学機能部を、集光レンズにより集光された光の光路上に配置させることができる。モータ９２は高速回転しているため、騒音を発生させる。この騒音は、蛍光板３３１から発生した熱がモータ９２に伝わり、モータ９２の温度が上昇することにより、増加することがある。よって、モータ９２の放熱機能を向上させることにより、モータ９２から発生する騒音も低減させることができる。

【0085】

また、放熱部材８０は、光源ケース５０との間に間隙を設けて配置されるフィン８２を有する光源装置２５０は、放熱部材８０の表側（上面８２ｂ側）及び裏側（下面８２ａ側）に冷却風の流路を確保することができるため、放熱機能を高めることができる。

【0086】

また、光源ケース５０と放熱部材８０との間に挟持される断熱部材を備える光源装置２５０は、放熱部材８０の温度よりも、光源ケース５０の温度の方が高い場合であっても、放熱部材８０に冷却対象部材以外の部材から熱が流入するのを防ぐことができ、冷却対象部材の温度の放熱機能の低下を防ぐことができる。

【0087】

以上説明した実施形態は、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、発明の趣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。

【0088】

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］ 光学装置を支持する支持部材と、
前記支持部材を固定し、第二開口部が形成されるケースと、
前記ケースに固定され、前記第二開口部と対応する第一開口部が形成され、前記第一開口部内に突出する熱伝達部を有する放熱部材と、
前記放熱部材の前記熱伝達部と前記支持部材とにより狭持される伝熱部材と、
を備えることを特徴とする光源装置。
［２］ 前記伝熱部材は、前記支持部材の位置調整方向と垂直な方向に挟持されることを特徴とする上記［１］に記載の光源装置。
［３］ 前記放熱部材は、前記ケースとの間に間隙を設けて配置されるフィンを有することを特徴とする上記［１］又は上記［２］に記載の光源装置。
［４］ 前記熱伝達部は、前記支持部材側に突出して前記伝熱部材と接することを特徴とする上記［１］乃至上記［３］の何れかに記載の光源装置。
［５］ 開口縁にフランジ部を有する有底筒状のカバーを備え、
前記放熱部材の前記第一開口部の周縁は、前記カバーの前記フランジ部と、前記ケースの前記第二開口部の周縁とにより挟持される、
ことを特徴とする上記［４］に記載の光源装置。
［６］ 前記支持部材は、光学部材を保持する保持部材を介して、前記ケースに固定されることを特徴とする上記［１］乃至上記［５］の何れかに記載の光源装置。
［７］ 前記光学部材は、集光レンズであり、
前記光学装置は、蛍光板と、該蛍光板の光学機能部を前記集光レンズの光軸上に移動可能なモータとを含む、
ことを特徴とする上記［６］に記載の光源装置。
［８］ 前記ケースと前記放熱部材との間に挟持される断熱部材を備えることを特徴とする上記［１］乃至上記［７］の何れかに記載の光源装置。
［９］ 上記［１］乃至上記［８］の何れか記載の光源装置と、
前記光源装置からの光源光が照射され、画像光を形成する表示素子と、
前記表示素子から出射された前記画像光をスクリーンに投影する投影側光学系と、
前記表示素子と前記光源装置を制御する制御部と、
を有することを特徴とする投影装置。

【符号の説明】

【0089】

５０ 光源ケース（ケース） ５０ａ 上面
５２ カバー ５３ 蓋部
６０ バレル（保持部材） ６１ 本体部
６１ａ レンズ保持部 ６１ｂ レンズ保持部
６１ｃ レンズ保持部 ６２ 放熱部
６２ａ 底部 ６３ 固定部
６３ａ 上面 ７０ 支持部材
７１ 基部板 ７２ 下支持板
８０ 放熱部材 ８１ 固定部
８１ａ 第一開口部 ８１ａ１ 内縁
８２ フィン ８２ａ 下面
８２ｂ 上面 ８３ 熱伝達部
８３ａ 上面 ８３ｂ 下面
９１ 基板 ９２ モータ
９４ 伝熱部材
１００ 投影装置 １１０ 上ケース
１１１ 上面板 １１３ 前側板
１１５ 背面板 １１７ 左側板
１１９ 右側板 １２１ 切込み溝
１２５ 投影口 １４０ 下ケース
１４１ 底板 １５０ コネクタカバー
１６１ 正面吸気孔 １８１ 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
２５０ 光源装置 ３１０ 励起光照射装置
３１２ 青色レーザダイオード ３１３ コリメータレンズ
３１５ 集光レンズ ３１７ 拡散板
３２５ ヒートシンク ３２７ 冷却ファン
３３０ 緑色光源装置 ３３１ 蛍光板
３３２ 集光レンズ群 ３３２ａ 集光レンズ
３３２ｂ 集光レンズ ３３３ 集光レンズ
３５０ 赤色光源装置 ３５２ 赤色光源
３５３ 集光レンズ群 ３６５ ヒートシンク
３６７ 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 光源側光学系
３８１ 集光レンズ ３８３ ライトトンネル
３８５ 集光レンズ ３８７ 照射ミラー
３８９ ＴＩＲプリズム ４１０ 投影側光学系
４１１ 表示素子 ４１２ 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 ４４１ 主制御回路基板
４４３ 電源制御回路基板
５０１ 開口部 ５０２ 位置決突起
５０３ 第二開口部 ５１１ 孔部
５２１ 開口縁 ５２２ フランジ部
５３１ 開口部 ６１１ 溝部
６３１ 開口部 ６３２ａ 位置決突起
６３２ｂ 位置決突起 ７１１ 固定孔
７１１ａ 切欠部 ７１２ 螺子
７２１ 貫通孔 ７２２ａ 長孔
７２２ｂ 長孔 ７２３ 長孔
７３１ 上支持板 ７３１ａ 螺子孔
７３２ 上支持板 ７３２ａ 螺子孔
８１１ａ〜８１１ｄ 孔部 ８１２ａ，８１２ｂ 位置決孔部
８２２ 切欠部 ８３１ 突出部
８３２ 境界縁 ８３２ａ 貫通孔
８３２ｂ 貫通孔
Ｓ１ 流路 Ｓ２ 流路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】