特許 7402900 光源装置および投射型映像表示装置

(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】

(24)【登録日】2023-12-13

(45)【発行日】2023-12-21

(54)【発明の名称】光源装置および投射型映像表示装置

(51)【国際特許分類】

   G03B 21/16 20060101AFI20231214BHJP

   G03B 21/14 20060101ALI20231214BHJP

   G03B 21/00 20060101ALI20231214BHJP

   F21S 2/00 20160101ALI20231214BHJP

   F21V 29/51 20150101ALI20231214BHJP

   F21V 29/67 20150101ALI20231214BHJP

   F21V 29/76 20150101ALI20231214BHJP

   F21Y 115/30 20160101ALN20231214BHJP

【ＦＩ】

G03B21/16

G03B21/14 A

G03B21/00 D

F21S2/00 311

F21S2/00 377

F21S2/00 375

F21V29/51

F21V29/67 100

F21V29/76

F21Y115:30

【請求項の数】 19

(21)【出願番号】P 2021575750

(86)(22)【出願日】2021-01-27

(86)【国際出願番号】 JP2021002894

(87)【国際公開番号】W WO2021157452

(87)【国際公開日】2021-08-12

【審査請求日】2022-07-04

(31)【優先権主張番号】P 2020017812

(32)【優先日】2020-02-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000005810

【氏名又は名称】マクセル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002066

【氏名又は名称】弁理士法人筒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中森 宏司

(72)【発明者】

【氏名】椎名 浩

(72)【発明者】

【氏名】鋪田 和夫

(72)【発明者】

【氏名】松本 祐輔

【審査官】川俣 郁子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１８９４４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１７２８７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０３５７７９０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－０３６７０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０１３８９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２０６５８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１２４４４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３４７２６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１９４６７５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

・調査した分野 ＩＰＣ

Ｆ２１Ｋ９／００－９／９０

Ｆ２１Ｓ２／００－４５／７０

Ｆ２１Ｖ２３／００－９９／００

Ｇ０３Ｂ２１／００－２１／１０

２１／１２－２１／１３

２１／１３４－２１／３０

３３／００－３３／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

青色光を発する発光素子と、前記青色光を受けて所定の光を発する蛍光体と、を有する光源装置であって、
底部と、前記底部から延伸する複数の放熱フィンと、を備えるヒートシンクと、
前記ヒートシンクの前記複数の放熱フィンを冷却するように配置されている単数または複数の冷却ファンと、
を有し、
前記発光素子は、前記ヒートシンクの前記底部に取り付けられ、
前記蛍光体は、前記ヒートシンクの前記底部に、前記発光素子から所定の間隔を空けて取り付けられ、
前記底部には、作動液の気化と液化とを繰り返すことで熱を伝導する単数または複数のヒートパイプが埋め込まれ、
前記単数または複数のヒートパイプのそれぞれには、前記底部の厚み方向で前記発光素子と対向する区間が設けられ、
前記底部に埋め込まれた前記単数または複数のヒートパイプは、前記区間において、前記発光素子を斜めに横断している、
光源装置。

【請求項2】

請求項１記載の光源装置において、
前記底部には、第１の面と前記第１の面と対向する第２の面とが形成され、
前記複数の放熱フィンは、前記第１の面から並んで延伸し、
前記発光素子は、前記底部の前記第２の面上に配置され、
前記蛍光体は、前記底部の前記第２の面上に前記発光素子から所定の間隔を空けて配置され、
前記単数または複数のヒートパイプのそれぞれには、前記第２の面の法線方向で前記発光素子と対向する区間が設けられる、
光源装置。

【請求項3】

請求項２記載の光源装置において、
前記単数または複数のヒートパイプのそれぞれには、前記第２の面の法線方向で前記蛍光体と対向する区間が設けられない、
光源装置。

【請求項4】

青色光を発する発光素子と、前記青色光を受けて所定の光を発する蛍光体と、を有する光源装置であって、
底部と、前記底部から延伸する複数の放熱フィンと、を備えるヒートシンクと、
前記ヒートシンクの前記複数の放熱フィンを冷却するように配置されている単数または複数の冷却ファンと、
を有し、
前記発光素子は、前記ヒートシンクの前記底部に取り付けられ、
前記蛍光体は、前記ヒートシンクの前記底部に、前記発光素子から所定の間隔を空けて取り付けられ、
前記底部には、作動液の気化と液化とを繰り返すことで熱を伝導する単数または複数のヒートパイプが埋め込まれ、
前記単数または複数のヒートパイプのそれぞれには、前記底部の厚み方向で前記発光素子と対向する区間が設けられ、
前記底部には、第１の面と前記第１の面と対向する第２の面とが形成され、
前記複数の放熱フィンは、前記第１の面から並んで延伸し、
前記発光素子は、前記底部の前記第２の面上に配置され、
前記蛍光体は、前記底部の前記第２の面上に前記発光素子から所定の間隔を空けて配置され、
前記単数または複数のヒートパイプのそれぞれには、前記第２の面の法線方向で前記発光素子と対向する区間が設けられ、
前記単数または複数のヒートパイプのそれぞれには、前記第２の面の法線方向で前記蛍光体と対向する区間が設けられず、
前記第２の面の形状は、第１の辺、および前記第１の辺と対向する第２の辺を構成要素とする矩形であり、
前記発光素子は、前記第２の辺よりも前記第１の辺との距離が近くなるように配置され、
前記蛍光体は、前記第１の辺よりも前記第２の辺との距離が近くなるように配置され、
前記複数のヒートパイプは、
前記第１の辺から前記発光素子と対向する第１の区間を通って前記第１の辺に戻るように形成される第１のヒートパイプと、
前記第２の辺から前記発光素子と対向する第２の区間を通って前記第２の辺に戻るように形成される第２のヒートパイプと、
を有し、
前記第２のヒートパイプには、前記第２の面の法線方向で前記蛍光体と対向する区間が設けられない、
光源装置。

【請求項5】

請求項４記載の光源装置において、
前記第２の面における前記第１の辺と交差する辺を第３の辺、前記第３の辺と対向する辺を第４の辺として、
前記複数のヒートパイプは、さらに、
前記第１のヒートパイプおよび前記第２のヒートパイプと前記第３の辺との間の位置で、前記第１の辺から前記発光素子と対向する第３の区間を通って前記第２の辺に向かうように形成される第３のヒートパイプと、
前記第１のヒートパイプおよび前記第２のヒートパイプと前記第４の辺との間の位置で、前記第１の辺から前記発光素子と対向する第４の区間を通って前記第２の辺に向かうように形成される第４のヒートパイプと、
を有し、
前記第３のヒートパイプおよび前記第４のヒートパイプには、前記第２の面の法線方向で前記蛍光体と対向する区間が設けられない、
光源装置。

【請求項6】

青色光を発する発光素子と、前記青色光を受けて所定の光を発する蛍光体と、を有する光源装置であって、
底部と、前記底部から延伸する複数の放熱フィンと、を備えるヒートシンクと、
前記ヒートシンクの前記複数の放熱フィンを冷却するように配置されている単数または複数の冷却ファンと、
を有し、
前記発光素子は、前記ヒートシンクの前記底部に取り付けられ、
前記蛍光体は、前記ヒートシンクの前記底部に、前記発光素子から所定の間隔を空けて取り付けられ、
前記底部には、作動液の気化と液化とを繰り返すことで熱を伝導する単数または複数のヒートパイプが埋め込まれ、
前記単数または複数のヒートパイプのそれぞれには、前記底部の厚み方向で前記発光素子と対向する区間が設けられ、
前記底部には、第１の面と前記第１の面と対向する第２の面とが形成され、
前記複数の放熱フィンは、前記第１の面から並んで延伸し、
前記発光素子は、前記底部の前記第２の面上に配置され、
前記蛍光体は、前記底部の前記第２の面上に前記発光素子から所定の間隔を空けて配置され、
前記単数または複数のヒートパイプのそれぞれには、前記第２の面の法線方向で前記発光素子と対向する区間が設けられ、
前記単数または複数のヒートパイプのそれぞれには、前記第２の面の法線方向で前記蛍光体と対向する区間が設けられず、
前記第２の面の形状は、第１の辺と、前記第１の辺と対向する第２の辺と、前記第１の辺と交差する第３の辺と、前記第３の辺と対向する第４の辺とで構成される矩形であり、
前記発光素子は、前記第２の辺よりも前記第１の辺との距離が近くなるように配置され、
前記蛍光体は、前記第１の辺よりも前記第２の辺との距離が近くなるように配置され、
前記複数のヒートパイプは、
前記第１の辺から前記発光素子と対向する第３の区間を通って前記第２の辺に向かうように形成される第３のヒートパイプと、
前記第３のヒートパイプと前記第４の辺との間の位置で、前記第１の辺から前記発光素子と対向する第４の区間を通って前記第２の辺に向かうように形成される第４のヒートパイプと、
を有し、
前記第３のヒートパイプおよび前記第４のヒートパイプには、前記第２の面の法線方向で前記蛍光体と対向する区間が設けられない、
光源装置。

【請求項7】

請求項４記載の光源装置において、
前記複数の冷却ファンは、
前記第２の面の法線方向で前記発光素子と対向する領域が生じるように配置される第１の冷却ファンと、
前記第２の面の法線方向で前記蛍光体と対向する領域が生じるように配置される第２の冷却ファンと、
を有する、
光源装置。

【請求項8】

青色光を発する発光素子と、前記青色光を受けて所定の光を発する蛍光体と、を有する光源装置であって、
底部と、前記底部から延伸する複数の放熱フィンと、を備えるヒートシンクと、
前記ヒートシンクの前記複数の放熱フィンを冷却するように配置されている単数または複数の冷却ファンと、
を有し、
前記発光素子は、前記ヒートシンクの前記底部に取り付けられ、
前記蛍光体は、前記ヒートシンクの前記底部に、前記発光素子から所定の間隔を空けて取り付けられ、
前記底部には、作動液の気化と液化とを繰り返すことで熱を伝導する単数または複数のヒートパイプが埋め込まれ、
前記単数または複数のヒートパイプのそれぞれには、前記底部の厚み方向で前記発光素子と対向する区間が設けられ、
前記底部には、第１の面と前記第１の面と対向する第２の面とが形成され、
前記複数の放熱フィンは、前記第１の面から並んで延伸し、
前記発光素子は、前記底部の前記第２の面上に配置され、
前記蛍光体は、前記底部の前記第２の面上に前記発光素子から所定の間隔を空けて配置され、
前記単数または複数のヒートパイプのそれぞれには、前記第２の面の法線方向で前記発光素子と対向する区間が設けられ、
前記複数の冷却ファンは、
前記第２の面の法線方向で前記発光素子と対向する領域が生じるように配置される第１の冷却ファンと、
前記第２の面の法線方向で前記蛍光体と対向する領域が生じるように配置される第２の冷却ファンと、
を有し、さらに、
前記発光素子の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサの検出結果に基づいて、前記第１の冷却ファンと前記第２の冷却ファンとに同一のファン回転数を指示する制御部と、
を有する、
光源装置。

【請求項9】

請求項４記載の光源装置において、
前記蛍光体は、前記青色光を受けて黄色光を発し、
前記光源装置は、前記青色光と前記黄色光とを混合することで白色光を生成する、
光源装置。

【請求項10】

請求項４記載の光源装置において、
前記底部において、前記発光素子の取り付け箇所の厚みと、前記蛍光体の取り付け箇所の厚みとは異なっている、
光源装置。

【請求項11】

青色光と黄色光とを混合することで白色光を生成する光源装置と、
前記光源装置からの前記白色光に基づいて生成される光を表示素子で変調し、変調した光を外部の投射面へ投射する光学系と、
を有する投射型映像表示装置であって、
前記光源装置は、
底部と、前記底部から延伸する複数の放熱フィンと、を備えるヒートシンクと、
前記ヒートシンクの前記複数の放熱フィンを冷却するように配置されている単数または複数の冷却ファンと、
前記ヒートシンクの前記底部に取り付けられ、前記青色光を発する発光素子と、
前記ヒートシンクの前記底部に、前記発光素子から所定の間隔を空けて取り付けられ、前記青色光を受けて前記黄色光を発する蛍光体と、
を有し、
前記底部には、作動液の気化と液化とを繰り返すことで熱を伝導する単数または複数のヒートパイプが埋め込まれ、
前記単数または複数のヒートパイプのそれぞれには、前記底部の厚み方向で前記発光素子と対向する区間が設けられ、
前記底部に埋め込まれた前記単数または複数のヒートパイプは、前記区間において、前記発光素子を斜めに横断している、
投射型映像表示装置。

【請求項12】

請求項１１記載の投射型映像表示装置において、
前記底部には、第１の面と前記第１の面と対向する第２の面とが形成され、
前記複数の放熱フィンは、前記第１の面から並んで延伸し、
前記発光素子は、前記底部の前記第２の面上に配置され、
前記蛍光体は、前記底部の前記第２の面上に前記発光素子から所定の間隔を空けて配置され、
前記単数または複数のヒートパイプのそれぞれには、前記第２の面の法線方向で前記発光素子と対向する区間が設けられる、
投射型映像表示装置。

【請求項13】

請求項１２記載の投射型映像表示装置において、
前記単数または複数のヒートパイプのそれぞれには、前記第２の面の法線方向で前記蛍光体と対向する区間が設けられない、
投射型映像表示装置。

【請求項14】

青色光と黄色光とを混合することで白色光を生成する光源装置と、
前記光源装置からの前記白色光に基づいて生成される光を表示素子で変調し、変調した光を外部の投射面へ投射する光学系と、
を有する投射型映像表示装置であって、
前記光源装置は、
底部と、前記底部から延伸する複数の放熱フィンと、を備えるヒートシンクと、
前記ヒートシンクの前記複数の放熱フィンを冷却するように配置されている単数または複数の冷却ファンと、
前記ヒートシンクの前記底部に取り付けられ、前記青色光を発する発光素子と、
前記ヒートシンクの前記底部に、前記発光素子から所定の間隔を空けて取り付けられ、前記青色光を受けて前記黄色光を発する蛍光体と、
を有し、
前記底部には、作動液の気化と液化とを繰り返すことで熱を伝導する単数または複数のヒートパイプが埋め込まれ、
前記単数または複数のヒートパイプのそれぞれには、前記底部の厚み方向で前記発光素子と対向する区間が設けられ、
前記底部には、第１の面と前記第１の面と対向する第２の面とが形成され、
前記複数の放熱フィンは、前記第１の面から並んで延伸し、
前記発光素子は、前記底部の前記第２の面上に配置され、
前記蛍光体は、前記底部の前記第２の面上に前記発光素子から所定の間隔を空けて配置され、
前記単数または複数のヒートパイプのそれぞれには、前記第２の面の法線方向で前記発光素子と対向する区間が設けられ、
前記単数または複数のヒートパイプのそれぞれには、前記第２の面の法線方向で前記蛍光体と対向する区間が設けられず、
前記第２の面の形状は、第１の辺、および前記第１の辺と対向する第２の辺を構成要素とする矩形であり、
前記発光素子は、前記第２の辺よりも前記第１の辺との距離が近くなるように配置され、
前記蛍光体は、前記第１の辺よりも前記第２の辺との距離が近くなるように配置され、
前記複数のヒートパイプは、
前記第１の辺から前記発光素子と対向する第１の区間を通って前記第１の辺に戻るように形成される第１のヒートパイプと、
前記第２の辺から前記発光素子と対向する第２の区間を通って前記第２の辺に戻るように形成される第２のヒートパイプと、
を有し、
前記第２のヒートパイプには、前記第２の面の法線方向で前記蛍光体と対向する区間が設けられない、
投射型映像表示装置。

【請求項15】

請求項１４記載の投射型映像表示装置において、
前記第２の面における前記第１の辺と交差する辺を第３の辺、前記第３の辺と対向する辺を第４の辺として、
前記複数のヒートパイプは、さらに、
前記第１のヒートパイプおよび前記第２のヒートパイプと前記第３の辺との間の位置で、前記第１の辺から前記発光素子と対向する第３の区間を通って前記第２の辺に向かうように形成される第３のヒートパイプと、
前記第１のヒートパイプおよび前記第２のヒートパイプと前記第４の辺との間の位置で、前記第１の辺から前記発光素子と対向する第４の区間を通って前記第２の辺に向かうように形成される第４のヒートパイプと、
を有し、
前記第３のヒートパイプおよび前記第４のヒートパイプには、前記第２の面の法線方向で前記蛍光体と対向する区間が設けられない、
投射型映像表示装置。

【請求項16】

青色光と黄色光とを混合することで白色光を生成する光源装置と、
前記光源装置からの前記白色光に基づいて生成される光を表示素子で変調し、変調した光を外部の投射面へ投射する光学系と、
を有する投射型映像表示装置であって、
前記光源装置は、
底部と、前記底部から延伸する複数の放熱フィンと、を備えるヒートシンクと、
前記ヒートシンクの前記複数の放熱フィンを冷却するように配置されている単数または複数の冷却ファンと、
前記ヒートシンクの前記底部に取り付けられ、前記青色光を発する発光素子と、
前記ヒートシンクの前記底部に、前記発光素子から所定の間隔を空けて取り付けられ、前記青色光を受けて前記黄色光を発する蛍光体と、
を有し、
前記底部には、作動液の気化と液化とを繰り返すことで熱を伝導する単数または複数のヒートパイプが埋め込まれ、
前記単数または複数のヒートパイプのそれぞれには、前記底部の厚み方向で前記発光素子と対向する区間が設けられ、
前記底部には、第１の面と前記第１の面と対向する第２の面とが形成され、
前記複数の放熱フィンは、前記第１の面から並んで延伸し、
前記発光素子は、前記底部の前記第２の面上に配置され、
前記蛍光体は、前記底部の前記第２の面上に前記発光素子から所定の間隔を空けて配置され、
前記単数または複数のヒートパイプのそれぞれには、前記第２の面の法線方向で前記発光素子と対向する区間が設けられ、
前記単数または複数のヒートパイプのそれぞれには、前記第２の面の法線方向で前記蛍光体と対向する区間が設けられず、
前記第２の面の形状は、第１の辺と、前記第１の辺と対向する第２の辺と、前記第１の辺と交差する第３の辺と、前記第３の辺と対向する第４の辺とで構成される矩形であり、
前記発光素子は、前記第２の辺よりも前記第１の辺との距離が近くなるように配置され、
前記蛍光体は、前記第１の辺よりも前記第２の辺との距離が近くなるように配置され、
前記複数のヒートパイプは、
前記第１の辺から前記発光素子と対向する第３の区間を通って前記第２の辺に向かうように形成される第３のヒートパイプと、
前記第３のヒートパイプと前記第４の辺との間の位置で、前記第１の辺から前記発光素子と対向する第４の区間を通って前記第２の辺に向かうように形成される第４のヒートパイプと、
を有し、
前記第３のヒートパイプおよび前記第４のヒートパイプには、前記第２の面の法線方向で前記蛍光体と対向する区間が設けられない、
投射型映像表示装置。

【請求項17】

請求項１４記載の投射型映像表示装置において、
前記複数の冷却ファンは、
前記第２の面の法線方向で前記発光素子と対向する領域が生じるように配置される第１の冷却ファンと、
前記第２の面の法線方向で前記蛍光体と対向する領域が生じるように配置される第２の冷却ファンと、
を有する、
投射型映像表示装置。

【請求項18】

青色光と黄色光とを混合することで白色光を生成する光源装置と、
前記光源装置からの前記白色光に基づいて生成される光を表示素子で変調し、変調した光を外部の投射面へ投射する光学系と、
を有する投射型映像表示装置であって、
前記光源装置は、
底部と、前記底部から延伸する複数の放熱フィンと、を備えるヒートシンクと、
前記ヒートシンクの前記複数の放熱フィンを冷却するように配置されている単数または複数の冷却ファンと、
前記ヒートシンクの前記底部に取り付けられ、前記青色光を発する発光素子と、
前記ヒートシンクの前記底部に、前記発光素子から所定の間隔を空けて取り付けられ、前記青色光を受けて前記黄色光を発する蛍光体と、
を有し、
前記底部には、作動液の気化と液化とを繰り返すことで熱を伝導する単数または複数のヒートパイプが埋め込まれ、
前記単数または複数のヒートパイプのそれぞれには、前記底部の厚み方向で前記発光素子と対向する区間が設けられ、
前記底部には、第１の面と前記第１の面と対向する第２の面とが形成され、
前記複数の放熱フィンは、前記第１の面から並んで延伸し、
前記発光素子は、前記底部の前記第２の面上に配置され、
前記蛍光体は、前記底部の前記第２の面上に前記発光素子から所定の間隔を空けて配置され、
前記単数または複数のヒートパイプのそれぞれには、前記第２の面の法線方向で前記発光素子と対向する区間が設けられ、
前記複数の冷却ファンは、
前記第２の面の法線方向で前記発光素子と対向する領域が生じるように配置される第１の冷却ファンと、
前記第２の面の法線方向で前記蛍光体と対向する領域が生じるように配置される第２の冷却ファンと、
を有し、さらに、
前記発光素子の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサの検出結果に基づいて、前記第１の冷却ファンと前記第２の冷却ファンとに同一のファン回転数を指示する制御部と、
を有する、
投射型映像表示装置。

【請求項19】

請求項１４記載の投射型映像表示装置において、
前記底部において、前記発光素子の取り付け箇所の厚みと、前記蛍光体の取り付け箇所の厚みとは異なっている、
投射型映像表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光源装置および投射型映像表示装置に関し、例えば、光源装置の冷却技術に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、青色光源装置と、赤色光源装置と、青色光源装置からの青色光を受けて緑色光を発すると共に青色光を拡散する蛍光ホイールとを有するプロジェクタが示される。当該プロジェクタでは、青色光源装置を冷却するためのヒートシンクおよび冷却ファンと、赤色光源装置を冷却するための別のヒートシンクおよび冷却ファンと、蛍光ホイールを冷却するための更に別の冷却ファンとが設けられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１１－７５８９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

例えば、特許文献１等に示されるように、青色光を発する発光素子と、当該青色光を受けて所定の色の光を発する蛍光体と、を有する光源装置が知られている。このような光源装置の一つとして、一般的に、黄色光を発する蛍光体を用い、青色光と黄色光とを混合することで白色光を生成するようなものが知られている。ここで、発光素子は、通常、発熱に伴い光量が低下するため、冷却される必要がある。

【0005】

発光素子を冷却する方式として、特許文献１に示されるように、発光素子に対してヒートシンクおよび冷却ファンを設ける方式が知られている。しかし、発光素子に対して単純にヒートシンクおよび冷却ファンを設けるだけでは、発熱量が大きい発光素子を十分に冷却するために冷却ファンを高回転で回す必要性が生じ得る。その結果、冷却ファンの騒音が増大する恐れがある。

【0006】

本発明は、このようなことに鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、冷却ファンによって冷却が行われる光源装置、および当該光源装置を含んだ投射型映像表示装置において、冷却ファンの騒音を低減することにある。

【0007】

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴については、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一実施の態様では、例えば、青色光を発する発光素子と、青色光を受けて所定の光を発する蛍光体と、底部および底部から延伸する複数の放熱フィンを備えるヒートシンクと、ヒートシンクの複数の放熱フィンを冷却するように配置されている単数または複数の冷却ファンと、を有し、発光素子は、ヒートシンクの底部に取り付けられ、蛍光体は、ヒートシンクの底部に、発光素子から所定の間隔を空けて取り付けられ、底部には、作動液の気化と液化とを繰り返すことで熱を伝導する単数または複数のヒートパイプが埋め込まれ、単数または複数のヒートパイプのそれぞれには、底部の厚み方向で発光素子と対向する区間が設けられる、ように構成されればよい。

【発明の効果】

【0009】

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、冷却ファンによって冷却が行われる光源装置、および当該光源装置を含んだ投射型映像表示装置において、冷却ファンの騒音を低減することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施の形態１による投射型映像表示装置の内部構成例を示すブロック図である。

【図2】図１における光源装置および光学系の詳細な構成例を示す図である。

【図3A】図２における発光ユニットの詳細な構成例を示す平面図である。

【図3B】図３ＡにおけるＡ－Ａ’間の構成例を示す断面図である。

【図3C】図３ＡにおけるＢ－Ｂ’間の構成例を示す断面図である。

【図3D】図３ＡにおけるＣ－Ｃ’間の構成例を示す断面図である。

【図4】図２における発光ユニットの冷却制御方式の一例を示す図である。

【図5】図４の冷却制御方式を用いた場合の実測結果の一例を示す図である。

【図6A】冷却ファンの回転数に対する騒音の特性例を示す図である。

【図6B】２個の冷却ファンによる合成騒音の特性例を示す図である。

【図7】本発明の実施の形態２による光源装置において、図２における発光ユニットの詳細な構成例を示す断面図である。

【図8】本発明の実施の形態３による光源装置において、図２における発光ユニットの詳細な構成例を示す平面図である。

【図9】本発明の実施の形態３による光源装置において、図２における発光ユニットの別の詳細な構成例を示す平面図である。

【図10A】本発明の実施の形態４による光源装置において、図２における発光ユニットの詳細な構成例を示す平面図である。

【図10B】図１０Ａを変形した構成例を示す平面図である。

【図11A】本発明の実施の形態５による光源装置において、図３Ａの発光ユニットのＡ－Ａ’間の構成例を示す断面図である。

【図11B】図１１Ａとは異なる構成例を示す断面図である。

【図11C】図１１Ａとは更に異なる構成例を示す断面図である。

【図11D】図１１Ａとは更に異なる構成例を示す断面図である。

【図11E】図１１Ａとは更に異なる構成例を示す断面図である。

【図11F】図１１Ａとは更に異なる構成例を示す断面図である。

【図11G】図１１Ａとは更に異なる構成例を示す断面図である。

【図11H】図１１Ａとは更に異なる構成例を示す断面図である。

【図11I】図１１Ａとは更に異なる構成例を示す断面図である。

【図12】図１１Ａ～図１１Ｉを変形した構成例を示す断面図である。

【図13】図１１Ａ～図１１Ｉおよび図１２を変形した構成例を示す断面図である。

【図14】図１１Ａ～図１１Ｉおよび図１２を変形した構成例を示す断面図である。

【図15A】図３Ｂの発光ユニットを用いた場合の蛍光体への光照射領域を示す模式図である。

【図15B】図１２の発光ユニットを用いた場合の蛍光体への光照射領域を示す模式図である。

【図15C】図１１Ａの発光ユニットを用いた場合の蛍光体への光照射領域を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

【0012】

（実施の形態１）
《投射型映像表示装置の概略》
図１は、本発明の実施の形態１による投射型映像表示装置の内部構成例を示すブロック図である。図１の投射型映像表示装置１００は、例えば、プロジェクタ等であり、光源装置２、光学系１１、表示素子駆動部１０５、電源回路１０６、操作入力部１０７、不揮発性メモリ１０８、メモリ１０９、および制御部１１０を備える。さらに、投射型映像表示装置１００は、通信部１３１、映像信号入力部１３２、音声信号入力部１３３、映像信号出力部１３４、音声信号出力部１３５、スピーカー１４０、画像調整部１６０、ストレージ部１７０、姿勢センサ１８０、およびカメラ１９０などを備えてもよい。

【0013】

光源装置２は、詳細は後述するが、青色光を発する発光素子と、当該青色光を受けて所定の光（この例では黄色光）を発する蛍光体（黄色蛍光体）と有し、青色光と黄色光とを混合することで白色光を生成する。また、光源装置２は、発光素子および蛍光体を冷却するための冷却機構を含んでいる。電源回路１０６は、外部から入力されるＡＣ電力をＤＣ電力に変換して、光源装置２に電源（ＤＣ電力）を供給する。さらに、電源回路１０６は、その他の各部にそれぞれ必要な電源（ＤＣ電力）を供給する。

【0014】

光学系１１は、照明光学系３と、色分離光学系４と、表示素子６と、投射光学系１０とを有し、概略的には、光源装置２からの白色光に基づいて生成される光を表示素子６で変調し、変調した光を外部の投射面２００へ投射する、照明光学系３は、光源装置２からので白色光を集光し、より均一化して色分離光学系４へ照射する。色分離光学系４は、照射された白色光を、赤色光と緑色光と青色光とに分離する。

【0015】

表示素子６は、分離された赤色光、緑色光、青色光を透過または反射し、その際に、各色の光の強度をそれぞれ変調する。表示素子駆動部１０５は、表示素子６に、映像信号に応じた駆動信号（変調信号）を送信し、表示素子６は、当該駆動信号に応じて各色の光を変調する。投射光学系１０は、表示素子６からの変調された各色の光をカラー映像光として合成し、カラー映像光を投射面２００へ拡大投射する。

【0016】

ここで、表示素子駆動部１０５が参照する映像信号は、映像信号入力部１３２を介して外部から入力される入力映像信号でもよく、当該入力映像信号に対して画像調整部１６０が画像調整を行った後の映像信号でもよく、これらの映像信号にＯＳＤ画像信号を重畳した後の信号であってもよい。この際に、例えば、制御部１１０は、不揮発性メモリ１０８やストレージ部１７０に格納された画像を用いることで、映像信号にＯＳＤ画像信号を重畳した信号を生成することができる。

【0017】

姿勢センサ１８０は、重力センサまたはジャイロセンサ等により構成され、投射型映像表示装置１００の設置姿勢を検出する。例えば、制御部１１０は、検出された設置姿勢に関する情報を用いて、表示素子６に表示する映像の方向を回転し、自動的に設置状態と違和感のない表示方向とする制御を行ってもよい。

【0018】

カメラ１９０は、例えば、赤外線を主な検出波長とする赤外線カメラである。この場合、カメラ１９０は、赤外線を発光または反射するポインター装置を用いて示される投射面２００上のポインティング位置を検出してもよい。さらに、カメラ１９０は、投射映像の光出力を下げるなどの防眩制御等を行うために、投射面２００の前に立つ人物の検出等を行ってもよい。また、カメラ１９０は、可視光カメラであってもよい。この場合、カメラ１９０は、例えば、投射面２００周辺の映像を記録または外部に出力するために用いられる。

【0019】

操作入力部１０７は、操作ボタンやリモコンの受光部であり、ユーザからの操作信号を入力する。スピーカー１４０は、音声信号入力部１３３に入力された音声データに基づいた音声出力を行うことが可能である。また、スピーカー１４０は、内蔵の操作音やエラー警告音を出力してもよい。通信部１３１は、有線または無線のインターフェースを介して外部機器、ネットワーク、またはサーバ等と、制御データやコンテンツなどの各種データを通信する。

【0020】

不揮発性メモリ１０８は、プロジェクタ機能で用いる各種データを格納する。メモリ１０９は、投射する映像データや装置の制御用データを記憶する。メモリ１０９または不揮発性メモリ１０８は、ＧＵＩ（Graphical User Interface）画像の生成に用いられる画像データを記憶しておいてもよい。制御部１１０は、バスを介して接続される各部の動作を制御する。

【0021】

画像調整部１６０は、映像信号入力部１３２で入力された映像データに対して画像処理を行うものである。当該画像処理としては、例えば、画像の拡大、縮小、変形などを行うスケーリング処理、輝度を変更するブライトネス調整処理、画像のコントラストカーブを変更するコントラスト調整処理、画像の階調特性を示すガンマカーブを変更するガンマ調整処理、画像を光の成分に分解して成分ごとの重みづけを変更するレティネックス処理などがある。

【0022】

ストレージ部１７０は、映像、画像、音声、各種データなどを記録するものである。例えば、製品出荷時に予め映像、画像、音声、各種データなどを記録しておいてもよく、通信部１３１を介して外部機器や外部のサーバなどから取得した映像データ、画像データ、音声データ、その他データなどの各種データを記録してもよい。ストレージ部１７０に記録された映像、画像、各種データなどは、表示素子６と投射光学系１０とを介して投射映像として出力可能である。ストレージ部１７０に記録された音声は、スピーカー１４０から音声として出力可能である。

【0023】

映像信号入力部１３２は、有線または無線のインターフェースを介して外部機器から映像信号を入力する。音声信号入力部１３３は、有線または無線のインターフェースを介して外部機器から音声信号を入力する。映像信号出力部１３４は、有線または無線のインターフェースを介して外部機器へ映像信号を出力する。なお、映像信号出力部１３４は、映像信号入力部１３２を介して第１の外部機器から入力された映像信号をそのまま第２の外部機器に出力する機能を有してもよい。また、映像信号出力部１３４は、ストレージ部１７０に記録されている映像データに基づく映像信号を外部機器に出力する機能や、カメラ１９０で撮像した映像に基づく映像信号を外部機器に出力する機能を有してもよい。

【0024】

音声信号出力部１３５は、有線または無線のインターフェースを介して外部機器へ音声信号を出力する。なお、音声信号出力部１３５は、音声信号入力部１３３を介して第１の外部機器から入力された音声信号をそのまま第２の外部機器に出力する機能を有してもよい。また、音声信号出力部１３５は、ストレージ部１７０に記録されている音声データに基づく音声信号を外部機器に出力する機能を有してもよい。

【0025】

以上説明したように、投射型映像表示装置１００には様々な機能を載せることが可能である。

【0026】

《光源装置および光学系の詳細》
図２は、図１における光源装置および光学系の詳細な構成例を示す図である。図２において、光源装置２は、発光ユニット２０と、光源光学系２１とを有する。発光ユニット２０は、１個のヒートシンクＨＳと、１個のヒートシンクＨＳに対して配置される発光素子（言い換えれば光源）２２および蛍光体２８と、ヒートシンクＨＳ（詳細にはその放熱フィン）を冷却する２個の冷却ファンＦＮ１，ＦＮ２とを備える。ヒートシンクＨＳおよび冷却ファンＦＮ１，ＦＮ２は、発光素子２２および蛍光体２８の冷却機構である。発光ユニット２０の詳細については後述する。また、光源光学系２１は、反射ミラー２３と、ダイクロイックミラー２４と、集光レンズ２５，２７と、拡散板２６とを備える。

【0027】

発光素子２２は、青色光を発するＬＤ（Laser Diode）素子またはＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子である。反射ミラー２３は、発光素子２２からの青色光をダイクロイックミラー２４に向けて反射する。ダイクロイックミラー２４は、発光素子２２からの青色光を反射および透過する。ダイクロイックミラー２４で透過された青色光は、集光レンズ２５によって集光され、例えば、アルミナセラミック板等の拡散板２６に照射される。これを受けて、拡散板２６は、集光された青色光を拡散する。

【0028】

一方、ダイクロイックミラー２４で反射された青色光は、集光レンズ２７で集光され、蛍光体２８へ照射される。蛍光体２８は、集光された青色光を励起光として黄色光を発する。ここで、当該黄色光は、詳細には、緑色帯域の光と赤色帯域の光を含む黄色蛍光である。蛍光体２８が発した黄色光ＹＹは、集光レンズ２７を介してダイクロイックミラー２４に向かう。また、拡散板２６で拡散された青色光ＢＢは、集光レンズ２５を介してダイクロイックミラー２４に向かう。ダイクロイックミラー２４は、黄色光ＹＹを透過し、青色光ＢＢを反射する。その結果、光源装置２は、青色光ＢＢと黄色光ＹＹとの混合によって生成された白色光を照明光学系３に照射する。

【0029】

照明光学系３は、マルチレンズ３１，３２と、偏光変換素子３３と、集光レンズ３４とを備える。光源装置２からの白色光は、マルチレンズ３１の複数のレンズセルにより複数の光に分割され、効率よくマルチレンズ３２と偏光変換素子３３に導かれる。そして、偏光変換素子３３により、光が所定の偏光方向に偏光される。偏光された光は、集光レンズ３４により集光され、色分離光学系４に照射される。

【0030】

色分離光学系４は、ダイクロイックミラー４１Ｂ，４１Ｇと、反射ミラー４２ａ，４２ｂ，４２ｃと、リレーレンズ４３，４４とを備える。ダイクロイックミラー４１Ｂは、照明光学系３から照射された白色光のうち、青色光（青色帯域の光）を反射し、緑色光（緑色帯域の光）および赤色光（赤色帯域の光）を透過する。反射された青色光は、反射ミラー４２ａにより反射され、集光レンズ５Ｂを介して表示素子６Ｂに入射される。

【0031】

ダイクロイックミラー４１Ｇは、ダイクロイックミラー４１Ｂを透過した緑色光および赤色光を受けて、緑色光を反射し、赤色光を透過する。反射された緑色光は、集光レンズ５Ｇを介して表示素子６Ｇに入射される。また、ダイクロイックミラー４１Ｇを透過した赤色光は、リレーレンズ４３により集光され、その後、反射ミラー４２ｂにより反射される。当該反射された赤色光は、再びリレーレンズ４４により集光され、反射ミラー４２ｃにより反射される。当該反射された赤色光は、集光レンズ５Ｒを介して表示素子６Ｒに入射される。

【0032】

表示素子６Ｂ，６Ｇ，６Ｒは、それぞれ、入射された青色光ＬＢ、緑色光ＬＧ、赤色光ＬＲに対し、図１の表示素子駆動部１０５からの駆動信号（変調信号）に応じて画素ごとに光強度変調を行うことで、所定の映像を得るための出射光を生成する。表示素子６Ｂ，６Ｇ，６Ｒは、具体的には、透過型液晶パネル、反射型液晶パネル、またはＤＭＤ（Digital Micromirror Device：登録商標）パネルなどが用いられ、図２の例では、透過型液晶パネルが用いられる。

【0033】

表示素子６Ｂ，６Ｇ，６Ｒの各出射光である青色光、緑色光、赤色光は、光合成プリズム７および投射レンズ８を備える投射光学系１０に入射される。光合成プリズム７は、入射された青色光、緑色光、赤色光をカラー映像光として合成する。投射レンズ８は、当該カラー映像光を、図１の投影面２００に拡大投射する。

【0034】

《前提となる問題点》
図２の発光ユニット２０のように、一つのヒートシンクＨＳに対して、発光素子２２と蛍光体２８とを近接して配置することで、例えば、発光素子と蛍光体とを離れた位置に配置し、それぞれに対して個別に冷却機構を設けるような場合と比較して、発光ユニット２０ひいては光源装置２の小型化が可能になる。また、発光素子２２と蛍光体２８とでヒートシンクＨＳを併用することで、特に発熱が大きい発光素子２２に対して、サイズが大きいヒートシンクＨＳを無駄なく配置することができるため、発光素子２２の冷却効率が高まることが期待される。

【0035】

しかし、実際上、ヒートシンクＨＳの熱伝導率によっては、ヒートシンクＨＳにおける発光素子２２に近い一部の領域のみに熱が偏るような事態が生じ得る。この場合、冷却ファンＦＮ２（およびその冷却対象領域に位置する放熱フィン）を有効に活用することができず、実質的に、冷却ファンＦＮ１のみでヒートシンクＨＳ（ひいては発光素子２２）の冷却が行われる。その結果、冷却ファンＦＮ１を高回転で回転させる必要性が生じ、冷却ファンＦＮ１の騒音が増大する恐れがある。そこで、以下に説明する発光ユニットを用いることが有益となる。

【0036】

《発光ユニットの詳細》
図３Ａは、図２における発光ユニットの詳細な構成例を示す平面図である。図３Ｂは、図３ＡにおけるＡ－Ａ’間の構成例を示す断面図である。図３Ｃは、図３ＡにおけるＢ－Ｂ’間の構成例を示す断面図である。図３Ｄは、図３ＡにおけるＣ－Ｃ’間の構成例を示す断面図である。

【0037】

ヒートシンクＨＳは、図３Ｃ（および図３Ａ）に示されるように、面２１１ａと面２１１ａと対向する面２１１ｂとが形成される底部２１２と、面２１１ａから並んで延伸する複数の放熱フィン２１３とを備える。ヒートシンクＨＳの材質は、代表的には、アルミ合金等である。面２１１ｂの形状は、図３Ａに示されるように、短手方向の辺２１０ａと、辺２１０ａと対向する辺２１０ｂと、辺２１０ａと交差する長手方向の辺２１０ｃと、辺２１０ｃと対向する辺２１０ｄとで構成される矩形（詳細には長方形）である。

【0038】

明細書では、図３Ａに示される面２１１ｂの長手方向および短手方向をそれぞれＸ軸方向およびＹ軸方向とし、面２１１ｂの法線方向をＺ軸方向とする。図３Ａに示されるように、発光素子（言い換えれば光源）２２は、底部２１２の面２１１ｂ上にグリス等を介して配置（または固着）される。蛍光体２８は、底部２１２の面２１１ｂ上に、発光素子２２から所定の間隔を空けて、グリス等を介して配置（または固着）される。詳細には、発光素子２２は、辺２１０ｂよりも辺２１０ａとの距離が近くなるように配置され、蛍光体２８は、辺２１０ａよりも辺２１０ｂとの距離が近くなるように配置される。

【0039】

冷却ファンＦＮ１，ＦＮ２は、図３Ｂ、図３Ｃおよび図３Ｄに示されるように、ヒートシンクＨＳの複数の放熱フィン２１３を冷却するように、ヒートシンクＨＳに対してＺ軸方向に配置されている。冷却ファンＦＮ１は、図３Ｃ（および図３Ａ）に示されるように、Ｚ軸方向で発光素子２２と対向する領域が生じるように配置される。冷却ファンＦＮ２は、図３Ｄ（および図３Ａ）に示されるように、Ｚ軸方向で蛍光体２８と対向する領域が生じるように配置される。

【0040】

ここで、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃおよび図３Ｄに示されるように、ヒートシンクＨＳの底部２１２には、単数または複数（この例では２本）のヒートパイプＨＰ１，ＨＰ２が埋め込まれている。ヒートパイプＨＰ１，ＨＰ２は、代表的には、銅等の材質で構成され、内部に封入される作動液（純水やフロン等）の気化と液化とを繰り返すことで熱を伝導するものである。そして、複数のヒートパイプＨＰ１，ＨＰ２のそれぞれには、Ｚ軸方向で発光素子２２と対向する区間ＳＥ１，ＳＥ２が設けられるが、Ｚ軸方向で蛍光体２８と対向する区間は設けられない。

【0041】

具体的には、図３Ａに示されるように、ヒートパイプＨＰ１は、辺２１０ａから発光素子２２と対向する区間ＳＥ１を通って辺２１０ａに戻るように形成される。一方、ヒートパイプＨＰ２は、辺２１０ｂから発光素子２２と対向する区間ＳＥ２を通って辺２１０ｂに戻るように形成される。これにより、ヒートパイプＨＰ１の作動液は、発光素子２２での発熱に応じて区間ＳＥ１で気化したのち辺２１０ａの方向に向かう。同様に、ヒートパイプＨＰ２の作動液は、発光素子２２での発熱に応じて区間ＳＥ２で気化したのち辺２１０ｂの方向に向かう。また、気化された作動液は、熱の伝導先で液化され、区間ＳＥ１，ＳＥ２の方向に戻る。

【0042】

これにより、発光素子２２からの熱を、ヒートシンクＨＳの広範囲に伝導することが可能になる。また、この際に、蛍光体２８では、図２で述べたような青色光（例えばレーザ光）の照射に伴いある程度の発熱（ただし、発光素子２２よりは十分に小さい発熱）が生じる。ただし、ヒートパイプＨＰ２には、蛍光体２８と対向する区間が設けられない。このため、区間ＳＥ２と、辺２１０ｂの近辺との温度差が大きくなり、発光素子２２からの熱を、より効率的に伝導することが可能になる。

【0043】

ここで、一例として、図３Ａの面２１１ｂにおけるＸ軸方向のサイズは１５ｃｍ程度であり、Ｙ軸方向のサイズは６ｃｍ程度である。また、発光素子２２のＸ軸方向のサイズは３．５ｃｍ程度であり、Ｙ軸方向のサイズは３ｃｍ程度である。蛍光体２８のＸ軸方向およびＹ軸方向のサイズは、それぞれ２ｃｍ程度である。なお、厳密には、蛍光体２８自体のサイズは、例えば、数ｍｍ角等であり、それを搭載する銅板等のサイズが２ｃｍ角程度である。発光素子２２の中心点と蛍光体２８の中心点との距離は、６ｃｍ程度である。

【0044】

また、ヒートパイプＨＰ１，ＨＰ２の外径は、５ｍｍ程度である。ここで、ヒートパイプＨＰ１，ＨＰ２は、銅板等のヒートスプレッダと一体的に構成されてもよい。すなわち、例えば、図３Ａにおいて、面２１１ｂ上は露出しているヒートパイプＨＰ１，ＨＰ２の領域は、ヒートパイプＨＰ１，ＨＰ２に取り付けられたヒートスプレッダであってもよい。この場合、当該ヒートスプレッダに沿って、そのＺ軸方向にヒートパイプＨＰ１，ＨＰ２が設けられる。また、ヒートスプレッダの線幅は、８ｍｍ程度であってもよい。

【0045】

《発光ユニットの冷却制御方式》
図４は、図２における発光ユニットの冷却制御方式の一例を示す図である。図４には、図３Ｂの構成を備えた発光ユニットに加えて、温度センサ２１５と、図１に示した制御部１１０とが示される。温度センサ２１５は、発光素子２２に設置され、発光素子２２の温度を検出する。制御部１１０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いたプログラム処理等によって実装され、温度センサ２１５の検出結果に基づいて、２個の冷却ファンＦＮ１，ＦＮ２に同一のファン回転数Ｒを指示する。

【0046】

仮に、ヒートパイプが埋め込まれないヒートシンクを用いる場合を想定する。この場合、熱に偏りが生じるため、例えば、発光素子２２と蛍光体２８のそれぞれに温度センサを設置し、発光素子２２の温度およびその許容値に応じて冷却ファンＦＮ１のファン回転数を制御し、蛍光体２８の温度およびその許容値に応じて冷却ファンＦＮ２のファン回転数を制御するような方式となり得る。この場合、冷却ファンＦＮ１，ＦＮ２のファン回転数に隔たりが生じ（具体的には、冷却ファンＦＮ１のみがかなりの高回転となり）、冷却ファンＦＮ１，ＦＮ２全体としての騒音が増大する恐れがある。

【0047】

一方、図４のように、ヒートパイプＨＰ１，ＨＰ２が埋め込まれたヒートシンクＨＳを用いる場合、ヒートシンクＨＳ内で熱を均一化できる。この場合、２個の冷却ファンＦＮ１，ＦＮ２は、共に、同程度の発熱を冷却することになるため、同一のファン回転数Ｒに制御されてよい。２個の冷却ファンＦＮ１，ＦＮ２を同一のファン回転数Ｒに制御することで、冷却ファンＦＮ１，ＦＮ２全体としての騒音を低減できる。また、蛍光体２８に温度センサを設ける必要性も生じず、コスト等を低減できる。

【0048】

図５は、図４の冷却制御方式を用いた場合の実測結果の一例を示す図である。図５では、ヒートパイプ無しのヒートシンクを用いる場合と、ヒートパイプＨＰ１，ＨＰ２有りのヒートシンクＨＳを用いる場合とで比較を行っている。また、実測の際には、発光素子２２および蛍光体２８の発熱量を、それぞれ、１００［Ｗ］および２５［Ｗ］と仮定し、発光素子２２および蛍光体２８の代わりに、当該発熱量のヒータをそれぞれ用いている。

【0049】

図５に示されるように、冷却ファンＦＮ１，ＦＮ２のファン回転数を共に２７５０［ｒｐｍ］に設定した場合、ヒートパイプ有り時には、ヒートパイプ無し時と比べて、発光素子２２の温度を５．４℃だけ下げることができた。また、冷却ファンＦＮ１，ＦＮ２のファン回転数を共に５２５０［ｒｐｍ］に設定した場合、ヒートパイプ有り時には、ヒートパイプ無し時と比べて、発光素子２２の温度を４．９℃だけ下げることができた。

【0050】

さらに、冷却ファンＦＮ１，ＦＮ２のファン回転数がいずれの場合も、ヒートパイプ有り時には、ヒートパイプ無し時と比べて、発光素子２２の温度と蛍光体２８の温度との隔たりが小さくなっている。これにより、ヒートシンクＨＳ内で熱が均一化されていることが判る。なお、図５における熱抵抗［℃／Ｗ］は、発光素子２２（または蛍光体２８）の温度と外気温度との差分ΔＴ［℃］を、発光素子２２および蛍光体２８の合計発熱量（１２５［Ｗ］）で除算した値である。

【0051】

図６Ａは、冷却ファンの回転数に対する騒音の特性例を示す図である。図６Ｂは、２個の冷却ファンによる合成騒音の特性例を示す図である。図６Ａに示されるように、冷却ファンの回転数［ｒｐｍ］が高くなるにつれて騒音［ｄＢ］は増大する。図６Ｂには、一方の冷却ファンＦＮ２の騒音を２０［ｄＢ］に固定した状態で、他方の冷却ファンＦＮ１の騒音を増加させた場合（すなわちファン回転数を高くした場合）における合成騒音の特性例が示される。合成騒音Ｌ［ｄＢ］は、冷却ファンＦＮ１の騒音をＬ１［ｄＢ］とし、冷却ファンＦＮ２の騒音をＬ２［ｄＢ］として、式（１）で算出される。
Ｌ＝１０ｌｏｇ_１０（１０^{（Ｌ１／１０）}＋１０^{（Ｌ２／１０）}） …（１）

【0052】

図６Ｂから判るように、合成騒音Ｌ［ｄＢ］は、２個の冷却ファンＦＮ１，ＦＮ２のそれぞれの騒音の内、大きい方の騒音に基づいてほぼ決定される。したがって、騒音を最小化するためには、２個の冷却ファンＦＮ１，ＦＮ２のそれぞれの騒音が等しくなるようにすればよい。そこで、図４に示したような冷却制御方式を用いることで、ヒートシンクＨＳ（ひいては発光素子２２）を２個の冷却ファンＦＮ１，ＦＮ２によって効率的に冷却できると共に、騒音の最小化を図ることが可能になる。

【0053】

《実施の形態１の主要な効果》
以上、実施の形態１の光源装置および投射型映像表示装置を用いることで、代表的には、光源装置２に含まれる発光素子（光源）２２を効率的に冷却することが可能になり、また、光源装置２の冷却機構を構成する冷却ファンの騒音を低減することが可能になる。さらに、光源装置２の小型化も実現できる。なお、この例では、蛍光体２８として黄色蛍光体を用いる場合を例としたが、例えば、緑色蛍光体を用いる場合等であっても、同様の冷却方式が適用可能である。

【0054】

また、この例では、光源装置２は、図１の投射型映像表示装置１００の一部であるが、これに限らず、光を用いる様々な装置の一部であってもよく、さらには、装置の一部ではなく照明器具等のように独立した単体のものであってもよい。例えば、液晶テレビ等のバックライト用の光源装置として適用することや、車両のヘッドランプ用の光源装置として適用すること等が可能である。

【0055】

（実施の形態２）
《発光ユニットの詳細》
図７は、本発明の実施の形態２による光源装置において、図２における発光ユニットの詳細な構成例を示す断面図である。図７に示す発光ユニットは、図３Ｂの構成例における２個の冷却ファンＦＮ１，ＦＮ２を１個の冷却ファンＦＮに置き換えたような構成を備える。

【0056】

実施の形態１で述べたように、ヒートシンクＨＳにヒートパイプＨＰ１，ＨＰ２を埋め込むことで、発光素子２２の発熱をヒートシンクＨＳ全体に分散させることができる。その結果、ヒートシンクＨＳが備える放熱フィン２１３全体を冷却機構として有効に活用できるため、ヒートパイプが埋め込まれない場合と比較して、発光素子２２の冷却効率を高めることができる。そして、このように、放熱フィン２１３を有効に活用できると、図７のように１個の冷却ファンＦＮで足りる場合がある。

【0057】

《実施の形態２の主要な効果》
以上、実施の形態２の光源装置を用いることで、実施の形態１の場合と同様の効果が得られ、例えば、ヒートパイプ無しのヒートシンクＨＳに１個の冷却ファンを配置する場合と比較して、放熱フィン２１３全体を有効活用できる分だけ冷却ファンＦＮの回転数を下げることができ、騒音を低減することが可能になる。また、実施の形態１の方式と比較して、冷却ファンが１個で足りるため、コストの低減や、消費電力の低減等が図れる。ただし、発光素子２２の温度を所定値以下に保つ場合、通常、２個の冷却ファンを用いる方が、１個の冷却ファンを用いる場合よりもファン回転数を下げられるため、騒音をより低減する観点では実施の形態１の方式が有益となる。

【0058】

（実施の形態３）
《発光ユニットの詳細》
図８は、本発明の実施の形態３による光源装置において、図２における発光ユニットの詳細な構成例を示す平面図である。図８に示す発光ユニットでは、ヒートシンクＨＳ（詳細には、その底部２１２（図３Ｂ参照））に、図３Ａの構成例とは異なる形状の複数のヒートパイプＨＰ３，ＨＰ４が埋め込まれている。複数のヒートパイプＨＰ３，ＨＰ４のそれぞれには、図３Ａの場合と同様に、Ｚ軸方向で発光素子２２と対向する区間ＳＥ３，ＳＥ４が設けられるが、Ｚ軸方向で蛍光体２８と対向する区間は設けられない。

【0059】

具体的には、図８に示されるように、ヒートパイプＨＰ３は、辺２１０ａから発光素子２２と対向する区間ＳＥ３を通って辺２１０ｂに向かうように形成される。一方、ヒートパイプＨＰ４は、ヒートパイプＨＰ３と辺２１０ｄとの間の位置で、辺２１０ａから発光素子２２と対向する区間ＳＥ４を通って辺２１０ｂに向かうように形成される。また、ヒートハイプＨＰ３とヒートハイプＨＰ４は、発光素子２２の中心点と蛍光体２８の中心点とを通るＸ軸方向の線を基準線２２０として、線対称となるように形成される。当該基準線２２０は、辺２１０ｃ，２１０ｄと平行であり、辺２１０ｃと辺２１０ｄの中間に位置する。

【0060】

図９は、本発明の実施の形態３による光源装置において、図２における発光ユニットの別の詳細な構成例を示す平面図である。図９に示す発光ユニットは、図３Ａに示したヒートパイプＨＰ１，ＨＰ２と、図８に示したヒートパイプＨＰ３，ＨＰ４とを組み合わせたような構成となっている。ヒートパイプＨＰ３は、ヒートパイプＨＰ１，ＨＰ２と辺２１０ｃとの間の位置で、辺２１０ａから発光素子２２と対向する区間ＳＥ３を通って辺２１０ｂに向かうように形成される。一方、ヒートパイプＨＰ４は、ヒートパイプＨＰ１，ＨＰ２と辺２１０ｄとの間の位置で、辺２１０ａから発光素子２２と対向する区間ＳＥ４を通って辺２１０ｂに向かうように形成される。

【0061】

《実施の形態３の主要な効果》
以上、実施の形態３の光源装置を用いることで、実施の形態１の場合と同様の効果が得られる。また、図９の構成例を用いた場合、図３Ａの構成例または図８の構成例と比較して、ヒートパイプの数の増大に伴いコストの増大が生じ得るが、ヒートシンクＨＳの熱をより均一化することが可能になる。その結果、冷却効率がより高まり、結果として、冷却ファンの騒音をより低減することが可能になる。

【0062】

（実施の形態４）
《発光ユニットの詳細》
図１０Ａは、本発明の実施の形態４による光源装置において、図２における発光ユニットの詳細な構成例を示す平面図である。図１０Ａに示す発光ユニットでは、ヒートシンクＨＳ（詳細には、その底部２１２（図３Ｂ参照））に、図３Ａの構成例とは数と形状が異なるヒートパイプＨＰ５が埋め込まれている。ヒートパイプＨＰ５には、図３Ａの場合と同様に、Ｚ軸方向で発光素子２２と対向する区間ＳＥ５が設けられるが、Ｚ軸方向で蛍光体２８と対向する区間は設けられない。ヒートパイプＨＰ５は、辺２１０ａの辺２１０ｄ寄りの箇所から区間ＳＥ５を通って辺２１０ｂの辺２１０ｃ寄りの箇所に向かうように形成される。

【0063】

図１０Ｂは、図１０Ａを変形した構成例を示す平面図である。図１０Ｂに示す発光ユニットでは、ヒートシンクＨＳ（その底部２１２）に、図１０Ａの場合とほぼ同様のヒートパイプＨＰ６が埋め込まれている。例えば、ヒートパイプＨＰ６は、図１０Ａの場合と異なり、辺２１０ａの辺２１０ｃ寄りの箇所から区間ＳＥ６を通って辺２１０ｂの辺２１０ｄ寄りの箇所に向かうように形成される。

【0064】

《実施の形態４の主要な効果》
以上、実施の形態４の光源装置を用いることで、実施の形態１の場合と同様の効果が得られる。また、実施の形態１の場合と比較して、特に、ヒートシンクＨＳにおけるＹ軸方向の熱の均一性が低下し得るが、ヒートパイプの数の低減に伴いコストの低減が可能になる。

【0065】

（実施の形態５）
《発光ユニットの詳細（各種変形例）》
図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１Ｃ、図１１Ｄ、図１１Ｅ、図１１Ｆ、図１１Ｇ、図１１Ｈおよび図１１Ｉのそれぞれは、本発明の実施の形態５による光源装置において、図３Ａの発光ユニットのＡ－Ａ’間の構成例を示す断面図であり、図３Ｂの各種変形例を示す図である。図１１Ａ～図１１Ｉに示す発光ユニットは、図３Ｂの構成例と比較して、発光素子２２および蛍光体２８が取り付けられる底部２１２の形状が異なっている。

【0066】

具体的には、図３Ｂの構成例では、底部２１２の面２１１ｂは、平坦な形状となっており、これに伴い、底部２１２のＺ軸方向、すなわち厚み方向のサイズは、均一となっている。一方、図１１Ａ～図１１Ｉの構成例では、底部２１２の面２１１ｂを、３個の領域２３０ａ，２３０ｂ，２３０ｃに区切った場合に、少なくともいずれか一つの領域２３０ａ，２３０ｂ，２３０ｃに段差が形成される。これに伴い、図１１Ａ～図１１Ｉの構成例では、底部２１２の厚み方向のサイズは、不均一となっている。

【0067】

領域２３０ａは、Ｘ軸方向において、辺２１０ａと発光素子２２とで区切られる領域である。領域２３０ｂは、Ｘ軸方向において、発光素子２２と蛍光体２８とで区切られる領域である。領域２３０ｃは、Ｘ軸方向において、蛍光体２８と辺２１０ｂとで区切られる領域である。辺２１０ａ，２１０ｂは、図３Ａに示したように、Ｙ軸方向に延伸する辺である。

【0068】

複数のヒートパイプＨＰ１，ＨＰ２は、このように厚みが不均一となっている底部２１２に埋め込まれる。ただし、複数のヒートパイプＨＰ１，ＨＰ２の埋め込み箇所に関しては、図３Ａおよび図３Ｂ等の場合と同様である。すなわち、複数のヒートパイプＨＰ１，ＨＰ２のそれぞれは、底部２１２の厚み方向で発光素子２２と対向する区間が設けられるように、底部２１２に埋め込まれる。また、複数のヒートパイプＨＰ１，ＨＰ２のそれぞれは、底部２１２の厚み方向で蛍光体２８と対向する区間が設けられないように、底部２１２に埋め込まれる。

【0069】

図１１Ａの構成例では、底部２１２において、発光素子２２の取り付け箇所の厚みが蛍光体２８の取り付け箇所の厚みに比べて厚くなるように、領域２３０ｂに段差が形成される。図１１Ｂの構成例では、図１１Ａの構成例に加えて、さらに、底部２１２において、辺２１０ａの部分の厚みが発光素子２２の取り付け箇所の厚みに比べて厚くなるように、領域２３０ａに段差が形成される。図１１Ｃの構成例では、図１１Ｂの構成例とは反対に、底部２１２において、辺２１０ａの部分の厚みが発光素子２２の取り付け箇所の厚みに比べて薄くなるように、領域２３０ａに段差が形成される。

【0070】

図１１Ｄ、図１１Ｅおよび図１１Ｆの構成例では、それぞれ、図１１Ａ、図１１Ｂおよび図１１Ｃの構成例に加えて、さらに、底部２１２において、辺２１０ｂの部分の厚みが蛍光体２８の取り付け箇所の厚みに比べて厚くなるように、領域２３０ｃに段差が形成される。図１１Ｇ、図１１Ｈおよび図１１Ｉの構成例では、それぞれ、図１１Ｄ、図１１Ｅおよび図１１Ｆの構成例とは反対に、底部２１２において、辺２１０ｂの部分の厚みが蛍光体２８の取り付け箇所の厚みに比べて薄くなるように、領域２３０ｃに段差が形成される。

【0071】

図１２は、図１１Ａ～図１１Ｉを変形した構成例を示す断面図である。図１２の構成例では、図１１Ａの構成例とは反対に、底部２１２において、発光素子２２の取り付け箇所の厚みが蛍光体２８の取り付け箇所の厚みに比べて薄くなるように、領域２３０ｂに段差が形成される。図１２では、段差は、領域２３０ｂのみに形成されるが、図１１Ｂ～図１１Ｉの場合と同様に、領域２３０ｂに加えて領域２３０ａ，２３０ｃに形成されてもよい。

【0072】

図１３、図１４のそれぞれは、図１１Ａ～図１１Ｉおよび図１２を変形した構成例を示す断面図である。図１３の構成例では、領域２３０ｂに凸状の段差が形成される。一方、図１４の構成例では、領域２３０ｂに凹状の段差が形成される。図１３および図１４の場合、底部２１２において、発光素子２２の取り付け箇所の厚みは、蛍光体２８の取り付け箇所の厚みと同等となる。なお、図１３および図１４では、領域２３０ｂに加えて領域２３０ａ，２３０ｃの一方または両方に、凸状、凹状、または図１１Ｂ～図１１Ｉの場合と同様のステップ状の段差が形成されてもよい。また、図３Ｂの構成例に対して、領域２３０ａ，２３０ｃの一方または両方に段差が形成されてもよい。

【0073】

以上のように、底部２１２の面２１１ｂに段差を形成することで、例えば、次の第１～第３のような活用を図れる場合がある。第１の活用として、図２の光源装置２のレイアウト効率を高められる場合がある。一例として、図２の光源装置２において、冷却ファンＦＮ１，ＦＮ２の他に別の冷却機構を発光ユニット２０周りに設置する場合、底部２１２の厚みを薄くする段差を利用して、別の冷却機構を効率的に配置することができる。

【0074】

第２の活用として、例えば、底部２１２の厚みを厚くする段差を形成することで、底部２１２の熱抵抗が下がり、冷却効率を高められる場合がある。第３の活用として、集光レンズ２７と併用して蛍光体２８への光照射領域を適切に調整できる場合がある。図１５Ａ、図１５Ｂおよび図１５Ｃは、それぞれ、図３Ｂ、図１２および図１１Ａの発光ユニットを用いた場合の蛍光体への光照射領域を示す模式図である。ここでは、前提として、図１５Ａに示されるように、図３Ｂの構成例を用いた場合に集光レンズ２７に伴う蛍光体２８への光照射領域２４０が最小となる場合を想定する。

【0075】

このような前提で、図１２の構成例を用いた場合、集光レンズ２７と蛍光体２８とのＺ軸方向の距離は、図３Ｂの場合と比較して短くなる。その結果、図１５Ｂに示されるように、蛍光体２８への光照射領域２４０は、図１５Ａの場合と比較して大きくなる。一方、図１１Ａの構成例を用いた場合、集光レンズ２７と蛍光体２８とのＺ軸方向の距離は、図３Ｂの場合と比較して長くなる。その結果、図１５Ｃに示されるように、蛍光体２８への光照射領域２４０は、図１５Ａの場合と比較して大きくなる。このように光照射領域２４０を調整することで、例えば、蛍光体２８の耐久性を高められる場合がある。

【0076】

なお、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

【0077】

また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。

【0078】

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

【符号の説明】

【0079】

２：光源装置、６：表示素子、１１：光学系、２０：発光ユニット、２２：発光素子、２８：蛍光体、１００：投射型映像表示装置、１１０：制御部、２１０ａ～２１０ｄ：辺、２１１ａ，２１１ｂ：面、２１２：底部、２１３：放熱フィン、２１５：温度センサ、ＦＮ，ＦＮ１，ＦＮ２：冷却ファン、ＨＰ１～ＨＰ６：ヒートパイプ、ＨＳ：ヒートシンク、ＳＥ１～ＳＥ６：区間

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10A】

【図10B】

【図11A】

【図11B】

【図11C】

【図11D】

【図11E】

【図11F】

【図11G】

【図11H】

【図11I】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15A】

【図15B】

【図15C】