CN106990653B - 光学装置、光源装置和投影仪 - Google Patents

光学装置、光源装置和投影仪 Download PDF

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Abstract

本发明提供光学装置、光源装置和投影仪。提供能够抑制光学元件的劣化且能够实现长寿命化的光学装置。光学装置具有:反射板(4A1);和旋转部件(6),其使反射板(4A1)的热散出,旋转部件(6)具有:基部(61),其与反射板(4A1)重叠;和多个叶片部(62),它们向与基部(61)相反的一侧突出,多个叶片部(62)具有相对于基部(61)倾斜的倾斜部(62a)。

Description

光学装置、光源装置和投影仪
技术领域
本发明涉及光学装置、光源装置和投影仪。
背景技术
以往,已知下述这样的投影仪:该投影仪根据图像信息对从光源射出的光进行调制,将图像投射到屏幕等投影面上。投影仪内的光学元件由于来自光源的光而发热,因此,提出了用于冷却该光学元件的技术(例如,参照专利文献1、专利文献2)。
专利文献1记述了一种光源装置,该光源装置具有射出激励光的激励光源部和荧光发光部。荧光发光部具有:具有荧光体层的荧光体板、载置荧光体板的基板以及散热器。荧光体板被照射从激励光源部射出的激励光,发出与激励光不同的波长带的荧光。散热器具有多个散热片,散出载置有荧光体板的基板(光学元件)的热。
专利文献2记述了一种光源装置,该光源装置具有半导体激光器、二向色镜、反射型色轮、旋转机构、以及作为反射型色轮的散热部发挥功能的散热片。散热片形成为通过旋转机构而旋转,借助离心力使空气扩散。
专利文献1:日本特开2014-123014号公报
专利文献2:日本特开2012-13897号公报
然而,在专利文献1公开的技术中,散热器的散热片向荧光体板的相反一侧较长地伸出,存在装置大型化的课题。
此外,还可考虑到这样的情况:专利文献2所述的散热片难以充分地利用由旋转而产生的空气的流动,导致翼片的转速变快以及散热片大型化的情况。存在这样的课题:当散热片的转速变快时,由于摩擦风音会导致噪音增加,当散热片大型化时,会导致光源装置大型化以及重量变大。
发明内容
本发明是为了解决上述课题中的至少一部分而完成的,通过以下的方式或应用例来实现。
[应用例1]
本应用例的光学装置的特征在于具有:光学元件;和散热部,其使所述光学元件的热散出,所述散热部具有:基部,其与所述光学元件重叠;和多个叶片部,它们从所述基部向与所述光学元件相反的一侧突出,所述多个叶片部具有相对于所述基部倾斜的倾斜部。
根据该结构,散热部能够经由基部将由于光的入射而发出的光学元件的热从叶片部散出。此外,叶片部具有相对于基部倾斜的倾斜部。由此,与具有相对于基部垂直地竖立设置的竖立设置部的结构相比,能够实现抑制了与基部垂直的垂直方向上的大小且具有较大的表面积的散热部。由此,能够提供抑制了大型化并能够高效地使光学元件的热散出的光学装置。
[应用例2]
在上述应用例的光学装置中,优选的是,所述散热部由金属板形成为一体。
根据该结构,能够通过冲压加工等形成散热部,因此,与通过由熔化的金属进行的成型而形成散热部、或通过从金属块进行切削等而形成散热部相比,能够进行更简单的制造。此外,与金属成型或切削加工相比,能够将基部和倾斜部的厚度形成得较薄,因此,能够实现散热部的轻量化乃至光学装置的轻量化。
[应用例3]
在上述应用例的光学装置中,优选的是,在所述叶片部上形成有开口部。
根据该结构,由于能够将叶片部的表面积形成得较大,因此,能够提高散热部的散热功能。
[应用例4]
在上述应用例的光学装置中,优选的是,在所述叶片部上设有凸部。
根据该结构,由于能够将叶片部的表面积形成得较大,因此,能够提高散热部的散热功能。
[应用例5]
本应用例的光源装置的特征在于具有:光源;入射从所述光源射出的光的上述的光学装置;以及旋转装置,其使所述光学装置旋转,所述散热部是与所述光学元件一同旋转的旋转部件,所述基部包围所述旋转部件的旋转中心轴,所述多个叶片部从所述基部以所述旋转中心轴为中心而向半径方向外侧突出,所述倾斜部以随着从以所述旋转中心轴为中心的半径方向外侧朝内侧接近所述光学元件侧的方式,相对于所述光学元件倾斜。
根据该结构,由于光源装置具有上述旋转装置以及作为散热部的旋转部件,因此,能够利用叶片部将由旋转部件的旋转而产生的空气的流动引导至光学元件。由此,能够有效地利用由旋转部件的旋转而产生的空气的流动高效地对光学元件进行冷却。因此,能够提供能够抑制光学元件的劣化且能够实现长寿命化的光源装置。
此外,在旋转部件由金属板形成为一体的情况下,由于能够进一步实现旋转部件的轻量化,因此,能够采用低功率的旋转装置、即能够采用小型且低功耗的旋转装置。
[应用例6]
在上述应用例的光源装置中,优选的是,所述倾斜部具有倾斜突起部,该倾斜突起部在所述旋转部件的旋转方向上的后侧向与该旋转方向相反的方向突出。
根据该结构,由于倾斜部具有前述的倾斜突起部,因此,能够利用旋转部件的旋转将更多的空气引导至光学元件。由此,能够更高效地对光学元件进行冷却。
[应用例7]
在上述应用例的光源装置中,优选的是,所述叶片部具有弯曲部,该弯曲部以与所述光学元件相对的方式从所述倾斜突起部的端部弯曲。
根据该结构,由于在倾斜突起部的末端形成有弯曲部,因此,能够使伴随旋转部件的旋转的空气的流动顺畅,降低叶片部的风噪声。由此,能够高效地对光学元件进行冷却,能够抑制噪音并使旋转部件旋转。
[应用例8]
本应用例的投影仪具有:上述的光源装置;光调制装置,其对从所述光源装置射出的光进行调制;以及投影光学装置,其投射由所述光调制装置调制后的光。
根据该结构,由于投影仪具有上述光源装置,因此,能够保持光学元件具有的光学性能,能够长期进行高亮度且画质良好的图像的投影。
附图说明
图1是示出本实施方式的投影仪的结构的示意图。
图2是示出本实施方式的照明装置的结构的示意图。
图3是本实施方式的扩散装置的立体图。
图4是本实施方式的扩散装置的分解立体图。
图5是本实施方式的旋转部件的俯视图。
图6是本实施方式的扩散装置的俯视图。
图7是本实施方式的扩散装置的剖视图。
图8是本实施方式的扩散装置的侧视图。
图9是示出本实施方式的扩散装置中的倾斜角与热阻以及噪音之间的关系的仿真结果的曲线图。
图10是变形例的旋转部件的局部立体图。
图11是变形例的扩散装置的立体图。
图12是变形例的旋转部件的立体图。
标号说明
1:投影仪;4:光源装置;4A、8A:扩散装置(光学装置);4A1:反射板(光学元件);4A2:马达(旋转装置);4Ac:旋转中心轴;6、7、8:旋转部件(散热部);6R、8R:旋转方向;34:光调制装置;36:投影光学装置;61、71、81:基部;62、72、82:叶片部;62a、72a、82a:倾斜部;62b:弯曲部;621:倾斜突起部;721:凸部;722:开口部;SS:固体光源(光源)。
具体实施方式
以下,参照附图对本实施方式的投影仪进行说明。
[投影仪的概要结构]
图1是示出本实施方式的投影仪1的结构的示意图。
本实施方式的投影仪1是这样的显示装置:对从设置于内部的照明装置31射出的光进行调制,形成与图像信息对应的图像,将该图像放大投影到作为投影面的屏幕SC上。
如图1所示,投影仪1具有外装壳体2以及收纳于外装壳体2内的光学单元3。此外,虽然省略图示,投影仪1还具有控制该投影仪1的控制装置、冷却光学部件等冷却对象的冷却装置、以及对电子部件供给电力的电源装置。
[光学单元的结构]
光学单元3具有照明装置31、色分离装置32、平行化透镜33、光调制装置34、色合成装置35以及投影光学装置36。
照明装置31射出照明光WL。另外,后面详细叙述照明装置31的结构。
色分离装置32将从照明装置31射出的照明光WL分离为红色光LR、绿色光LG及蓝色光LB。该色分离装置32具有二向色镜321、322、反射镜323、324、325及中继透镜326、327。
其中,二向色镜321将照明光WL分离为红色光LR及其它色光(绿色光LG和蓝色光LB)。分离出的红色光LR被反射镜323反射而被引导至平行化透镜33(33R)。此外,分离出的该其它色光入射到二向色镜322。
二向色镜322将上述其它色光分离为绿色光LG和蓝色光LB。分离出的绿色光LG被引导至平行化透镜33(33G)。此外,分离出的蓝色光LB经由中继透镜326、反射镜324、中继透镜327以及反射镜325而被引导至平行化透镜33(33B)。
平行化透镜33(将红、绿和蓝的各色光LR、LG、LB用的平行化透镜分别设为33R、33G、33B)使入射的光平行化。
光调制装置34(将红、绿和蓝的各色光LR、LG、LB用的光调制装置分别设为34R、34G、34B)对分别入射的色光LR、LG、LB进行调制,形成与图像信息对应的图像光。这些光调制装置34构成为具有对所入射的色光进行调制的液晶面板以及配置于液晶面板的入射侧和出射侧的一对偏振板。另外,后述的照明装置31的被照明区域被设定为在光调制装置34中对入射的色光进行调制而形成图像的图像形成区域(调制区域)。
色合成装置35对从光调制装置34R、34G、34B射出的图像光(由上述色光LR、LG、LB分别形成的图像光)进行合成。该色合成装置35例如能够由十字分色棱镜构成,但是,也可以由多个二向色镜构成。
投影光学装置36将由色合成装置35合成的图像光投影到屏幕SC上。虽然省略图示,作为这种投影光学装置,能够采用在镜筒内配置多个透镜而成的组透镜。
利用这种光学单元3,将放大后的图像投影到屏幕SC上。
[照明装置的结构]
图2是示出照明装置31的结构的示意图。
如上所述,照明装置31朝色分离装置32射出照明光WL。如图2所示,该照明装置31具有光源装置4和均匀化装置5。
[光源装置的结构]
光源装置4向均匀化装置5射出光束。该光源装置4具有光源部41、无焦光学系统42、第1相位差元件43、均化器光学系统44、光分离元件45、第1聚光系统46、波长转换装置47、第2相位差元件48、第2聚光系统49以及作为光学装置的扩散装置4A。
其中,光源部41、无焦光学系统42、第1相位差元件43、均化器光学系统44、光分离元件45、第2相位差元件48、第2聚光系统49以及扩散装置4A配置于设定在光源装置4中的第1照明光轴Ax1上。另外,光分离元件45配置于第1照明光轴Ax1与第2照明光轴Ax2的交叉部分,该第2照明光轴Ax2与该第1照明光轴Ax1垂直。
另一方面,第1聚光系统46和波长转换装置47配置于上述第2照明光轴Ax2上。
[光源部的结构]
光源部41朝无焦光学系统42射出作为蓝色光的激励光。该光源部41具有第1光源部411和第2光源部412、以及光合成部件413。
第1光源部411具有:由作为LD(Laser Diode:激光二极管)的多个固体光源SS(光源)排列成矩阵状的固体光源阵列4111;以及与各固体光源SS对应的多个平行化透镜(省略图示)。此外,第2光源部412也同样地具有:由多个固体光源SS排列成矩阵状的固体光源阵列4121;以及与各固体光源SS对应的多个平行化透镜(省略图示)。这些固体光源SS例如对440nm~460nm的波长区域射出具有峰值波长的光。从这些固体光源SS射出的激励光被平行化透镜平行化而向光合成部件413射出。在本实施方式中,从各固体光源SS射出的激励光为S偏振光。
光合成部件413使从第1光源部411沿着第1照明光轴Ax1射出的激励光透过,使从第2光源部412沿着与第1照明光轴Ax1垂直的方向射出的激励光沿着第1照明光轴Ax1反射,将各激励光合成。虽然省略详细的图示,该光合成部件413构成为多个透过部和多个反射部交替排列的板状体,其中,所述多个透过部配置于从第1光源部411射出的激励光的入射位置,使该激励光透过,所述多个反射部配置于从第2光源部412射出的激励光的入射位置,使该激励光反射。经由这种光合成部件413的激励光向无焦光学系统42射出。
[无焦光学系统的结构]
无焦光学系统42用于调整从光源部41射出的激励光的光束直径。具体而言,无焦光学系统42是这样的光学系统:使作为平行光从光源部41射出的激励光聚光而缩小光束直径,进而,使该激励光平行化后射出。该无焦光学系统42构成为具有分别作为凸透镜和凹透镜的透镜421、422。从光源部41射出的激励光被无焦光学系统42聚光而向第1相位差元件43射出。
[第1相位差元件的结构]
第1相位差元件43为1/2波长板。由于透过该第1相位差元件43,因而从无焦光学系统42射出的作为S偏振光的激励光的一部分被转换为P偏振光,该激励光成为S偏振光与P偏振光混合的光。透过这种第1相位差元件43的激励光入射到均化器光学系统44。
另外,在本实施方式中,第1相位差元件43构成为能够以该第1相位差元件43的光轴(与第1照明光轴Ax1一致)为中心转动。通过该第1相位差元件43进行旋转,能够根据该第1相位差元件43的转动量(转动角)调整透过第1相位差元件43的激励光中的S偏振光与P偏振光的比例。
[均化器光学系统的结构]
均化器光学系统44使入射到后述的作为波长转换装置47中的被照明区域处的荧光体层473的激励光的照度分布均匀化。该均化器光学系统44具有第1多透镜(multi-lens)441和第2多透镜442。
第1多透镜441具有多个第1透镜4411在与第1照明光轴Ax1垂直的垂直面内排列成矩阵状的结构,将通过该多个第1透镜4411入射的激励光分割成多个部分光束(激励部分光束)。
第2多透镜442具有与上述多个第1透镜4411对应的多个第2透镜4421在与第1照明光轴Ax1垂直的垂直面内排列成矩阵状的结构。并且,第2多透镜442与各第2透镜4421以及第1聚光系统46协作而使由各第1透镜4411分割的多个激励部分光束叠加在作为上述被照明区域的荧光体层473上。由此,使得与入射到该荧光体层473的激励光的中心轴垂直的面内(与第2照明光轴Ax2垂直的面内)的照度均匀化。
经由该均化器光学系统44的激励光入射到光分离元件45。
构成均化器光学系统44的多透镜441、442构成为能够沿着与第1照明光轴Ax1垂直的面移动。通过这些多透镜441、442的移动,调整从均化器光学系统44射出的激励光的行进方向。多透镜441、442也可以不是能够各自独立地移动,该多透镜441、442也可以是能够同时移动。
[光分离元件的结构]
光分离元件45为棱镜型的PBS(Polarizing Beam Splitter),分别形成为大致三棱柱状的棱镜451、452在界面处贴合从而整体形成为大致长方体形状。这些棱镜451、452的界面相对于第1照明光轴Ax1和第2照明光轴Ax2分别倾斜大致45°。并且,在光分离元件45中,在位于均化器光学系统44侧(即光源部41侧)的棱镜451的界面处形成有具有波长选择性的偏振分离层453。
偏振分离层453除了具有将激励光中包含的S偏振光(第1激励光)与P偏振光(第2激励光)分离的特性外,还具有与通过对后述的波长转换装置47照射激励光而产生的荧光的偏振状态无关地使该荧光透过的特性。即,偏振分离层453具有下述这样的波长选择性的偏振光分离特性:对于规定波长区域的光,将S偏振光与P偏振光分离,对于其它规定波长区域的光,分别使S偏振光和P偏振光透过。
利用这种光分离元件45使从均化器光学系统44射出的激励光中的P偏振光沿着第1照明光轴Ax1向第2相位差元件48侧透过,使S偏振光沿着第2照明光轴Ax2向第1聚光系统46侧反射。即,光分离元件45使该激励光中的P偏振光朝第2相位差元件48(进而向扩散装置4A)射出,使S偏振光朝第1聚光系统46射出。
[第1聚光系统的结构]
通过均化器光学系统44而被偏振分离层453反射后的S偏振光的激励光入射到第1聚光系统46。该第1聚光系统46除了使该激励光聚光(会聚)到波长转换元件471外,还使从该波长转换元件471射出的荧光聚光并平行化,使该荧光朝偏振分离层453射出。该第1聚光系统46由3个拾取透镜461~463构成。另外,构成第1聚光系统46的透镜的数量不限于3个。
[波长转换装置的结构]
波长转换装置47将入射的激励光转换为荧光。该波长转换装置47具有波长转换元件471和旋转装置475。
旋转装置475由马达等构成,使形成为平板状的波长转换元件471旋转。
波长转换元件471具有:基板472;以及在该基板472上位于激励光的入射侧的面上的荧光体层473和反射层474。
从激励光的入射侧观察,基板472形成为大致圆形状。能够由金属或陶瓷等构成该基板472。
荧光体层473包含被所入射的激励光激励而射出作为非偏振光的荧光(含有绿色光和红色光的黄色光,例如在500~700nm的波长区域具有峰值波长的荧光)的荧光体。该荧光体层473所产生的荧光的一部分向第1聚光系统46侧射出,另一部分向反射层474射出。
反射层474配置于荧光体层473与基板472之间,使从该荧光体层473射出的荧光向第1聚光系统46侧反射。
当对这种波长转换元件471照射激励光时,上述荧光由荧光体层473和反射层474向第1聚光系统46侧扩散射出。然后,该荧光经由第1聚光系统46入射到光分离元件45的偏振分离层453,沿着第2照明光轴Ax2透过偏振分离层453,向均匀化装置5射出。即,波长转换元件471产生的荧光通过光分离元件45向第2照明光轴Ax2方向射出。
波长转换装置47构成为至少荧光体层473的位置能够沿着第2照明光轴Ax2相对于第1聚光系统46移动。具体而言,在本实施方式中,波长转换装置47整体构成为能够沿着第2照明光轴Ax2移动。即,虽然省略图示,波长转换装置47具有移动机构,该移动机构能够以能够沿着第2照明光轴Ax2移动的方式支承上述旋转装置475。这样,通过波长转换装置47(荧光体层473)的移动,能够调整激励光相对于荧光体层473的散焦位置。因此,能够调整从波长转换装置47扩散射出的荧光的光束直径,进而能够调整透过偏振分离层453而朝均匀化装置5行进的该荧光的光束直径。
[第2相位差元件、第2聚光系统和扩散装置的结构]
第2相位差元件48为1/4波长板,使从光分离元件45射出的激励光(直线偏振)的偏振状态成为圆偏振。
第2聚光系统49是使透过第2相位差元件48的激励光在扩散装置4A处聚光(会聚)的光学系统,在本实施方式中,第2聚光系统49由3个拾取透镜491~493构成。另外,构成第2聚光系统49的透镜的数量与上述第1聚光系统46同样,不限于3个。
扩散装置4A使入射的激励光以与波长转换装置47生成并射出的荧光相同的扩散角进行扩散反射。该扩散装置4A具有:反射板4A1,其使入射光进行朗伯特(Lambertian)反射;旋转部件6,其配置于反射板4A1的反射面的相反侧的面上;以及作为旋转装置的马达4A2,其使该反射板4A1和旋转部件6旋转。反射板4A1相当于光学元件,旋转部件6相当于使反射板4A1(光学元件)的热散出的散热部。另外,将反射板4A1的反射面的相反侧的面作为背面4A1b(参照图4)。
这种扩散装置4A扩散反射的激励光经由第2聚光系统49再次入射到第2相位差元件48。在该扩散装置4A反射时,射出到扩散装置4A的圆偏振光成为反绕的圆偏振光,在透过第2相位差元件48的过程中,转换为相对于激励光的偏振旋转90°后的S偏振光的激励光。然后,该激励光被上述偏振分离层453反射而作为蓝色光沿着第2照明光轴Ax2入射到均匀化装置5。即,扩散装置4A扩散反射的激励光通过光分离元件45向第2照明光轴Ax2方向射出。
第2聚光系统49构成为能够沿着与第1照明光轴Ax1垂直的面移动。这样,通过第2聚光系统49的移动,能够调整扩散装置4A扩散后的激励光(蓝色光)相对于偏振分离层453的入射角,进而,能够调整被该偏振分离层453反射而朝均匀化装置5行进的该激励光相对于第2照明光轴Ax2的倾斜角。另外,当上述均化器光学系统44移动时,通过该均化器光学系统44后的激励光的光路被变更,因此,通过第2聚光系统49的激励光的光路也被变更。由此,第2聚光系统49的移动还具有对于蓝色光补充由均化器光学系统44的移动而引起光路变更的功能。
此外,在本实施方式中,扩散装置4A构成为能够沿着该第1照明光轴Ax1移动。这样,通过扩散装置4A的移动,能够调整入射到该扩散装置4A的激励光的光束直径,因此,能够调整被该扩散装置4A扩散的激励光的光束直径,进而,能够调整被偏振分离层453反射而朝均匀化装置5行进的该激励光的光束直径。另外,扩散装置4A构成为具有马达4A2和旋转部件6,因此,能够高效地冷却反射板4A1。关于扩散装置4A,在后面详细进行说明。
这样,经由均化器光学系统44而射出到光分离元件45的激励光中的S偏振光(第1激励光)被波长转换装置47转换为包含绿色光和红色光的黄色光,然后,透过光分离元件45而向均匀化装置5射出。另一方面,P偏振光(第2激励光)入射到扩散装置4A,由此被扩散反射,并且,两次透过第2相位差元件48,被光分离元件45反射而作为蓝色光向均匀化装置5射出。即,这些蓝色光和黄色光被光分离元件45合成而作为白色的照明光WL向均匀化装置5射出。
[均匀化装置的结构]
均匀化装置5是使与从光源装置4射出的照明光WL的中心轴(第2照明光轴Ax2)垂直的面(光轴垂直面)的照度均匀化的装置,具体而言,使各光调制装置34(34R、34G、34B)中的作为被照明区域的图像形成区域(调制区域)中的光束的照度分布均匀化。该均匀化装置5具有第1透镜阵列51、第2透镜阵列52、偏振光转换元件53和重叠透镜54。
第1透镜阵列51具有各自作为小透镜的多个小透镜511在光轴垂直面上排列成矩阵状的结构,利用该多个小透镜511将入射的照明光WL分割成多个部分光束。
第2透镜阵列52与第1透镜阵列51同样地具有多个小透镜521在光轴垂直面上排列成矩阵状的结构,各小透镜521与所对应的小透镜511处于一对一的关系。即,某个小透镜521被入射从所对应的小透镜511射出的部分光束。这些小透镜521与重叠透镜54一起将由各小透镜511分割的多个部分光束叠加到各光调制装置34的上述图像形成区域。
偏振光转换元件53配置于第2透镜阵列52与重叠透镜54之间,具有使入射的多个部分光束的偏振方向一致的功能。
[扩散装置的结构]
在此,对作为光学装置的扩散装置4A详细进行说明。
图3是扩散装置4A的立体图。图4是扩散装置4A的分解立体图。
如图3、图4所示,扩散装置4A除了具有作为光学元件的反射板4A1、作为旋转装置的马达4A2以及作为散热部的旋转部件6以外,还具有间隔部件4A3。
反射板4A1由热传导率高的金属材料(例如,铝、铜、银或含有这些材料的合金)形成为板状。如图4所示,反射板4A1在俯视时形成为圆形,在中央形成有圆孔4A11。
如图4所示,马达4A2具有以旋转中心轴4Ac为中心旋转的圆筒状的轮毂4A21。反射板4A1与轮毂4A21嵌合而与轮毂4A21一同旋转。
旋转部件6由比反射板4A1的板材厚度薄的金属板通过冲压加工等而形成为一体。旋转部件6的材料例如能够例示热传导率高的铝、铜、银或含有这些材料的合金。
图5是旋转部件6的俯视图,是从马达4A2侧观察的图。
如图4、图5所示,旋转部件6具有平坦地形成的基部61以及从基部61弯曲的多个叶片部62。另外,在示出多个叶片部62的图中,关注多个叶片部62中的1个叶片部而标注标号。
在基部61的中央,与反射板4A1的圆孔4A11同样地形成有供轮毂4A21嵌合的圆孔611。如图4所示,旋转部件6被配置成:基部61与反射板4A1的背面4A1b重叠,多个叶片部62向反射板4A1的相反侧突出。
此外,在基部61的外周的缘部与叶片部62的个数对应地具有多个突起部612,该多个突起部612呈放射状地突出。
如图4所示,多个叶片部62从多个突起部612的各端部612e弯曲。如图5所示,端部612e相对于旋转方向6R倾斜。具体而言,端部612e以旋转部件6的旋转方向6R的前侧比后侧更接近旋转中心轴4Ac的方式倾斜。虽然旋转部件6是由作为母材的一个金属板而形成的,但是,通过倾斜地形成端部612e,叶片部62形成为具有足够的表面积。
如图4所示,间隔部件4A3具有供轮毂4A21插入的圆孔4A31,层叠于基部61的与反射板4A1相反的一侧。
旋转部件6的基部61借助粘结剂而固定于反射板4A1上,旋转部件6被反射板4A1与间隔部件4A3夹持而与反射板4A1一同旋转。
图6是扩散装置4A的俯视图,是从马达4A2侧观察的图。
如图6所示,旋转部件6的外形形成得比反射板4A1的外形小。如图5所示,多个叶片部62从多个突起部612各自的端部612e伸出,在以旋转中心轴4Ac为中心的旋转方向6R上等间隔地配设。
由于如上述那样形成多个突起部612,因此,多个叶片部62以旋转中心轴4Ac为中心向半径方向外侧突出。换言之,多个叶片部62从旋转中心轴4Ac侧向远离旋转中心轴4Ac的方向突出。本实施方式的旋转部件6具有8个叶片部62。另外,叶片部62的数量不限于8个。如图6所示(从马达4A2侧观察),旋转部件6通过马达4A2的驱动而与反射板4A1一同逆时针旋转。
在此,详细说明叶片部62的形状。
如图4所示,叶片部62具有相对于反射板4A1倾斜的倾斜部62a以及从倾斜部62a的端部弯曲的弯曲部62b。
图7是扩散装置4A的剖视图。
如图7所示,倾斜部62a以随着从以旋转中心轴4Ac为中心的半径方向外侧朝内侧而接近反射板4A1的方式倾斜。具体而言,倾斜部62a相对于背面4A1b(与旋转中心轴4Ac垂直的平面)的倾斜角θ(参照图7)例如能够例示20°~70°的范围。
此外,如图5所示,倾斜部62a在旋转方向6R的后侧具有倾斜突起部621,外周的端部在俯视时形成为圆弧状。倾斜突起部621向与旋转方向6R相反的方向突出。
弯曲部62b以与反射板4A1(背面4A1b)相对的方式(参照图4)从倾斜突起部621的端部弯曲。具体而言,弯曲部62b设置在位于设有该弯曲部62b的叶片部62的旋转方向6R后侧的叶片部62侧。此外,如图5所示,弯曲部62b形成为位于端部612e的延长方向上。即,如图7所示,弯曲部62b形成于接近背面4A1b的位置上,此外,以与背面4A1b大致平行的方式弯曲。弯曲部62b具有这样的功能:使伴随旋转部件6的旋转的空气的流动顺畅,降低叶片部62的风噪声。
图8是扩散装置4A的侧视图。
在扩散装置4A中,当旋转部件6通过马达4A2的驱动而旋转时,由叶片部62产生空气的流动,空气如图8所示那样在倾斜部62a与反射板4A1之间流动。由于倾斜部62a如前述那样地倾斜,因此,该空气朝反射板4A1流动。并且,由于所入射的光而发热的反射板4A1被该空气的流动冷却。此外,反射板4A1的热还经由基部61而传递至多个叶片部62,因此,也通过由旋转部件6实现的散热对反射板4A1进行冷却。即,旋转部件6具有将空气引导至反射板4A1的导风功能以及使反射板4A1的热散出的散热功能。
此外,关于旋转部件6,优选以低噪音且更多的空气被引导至反射板4A1即进一步冷却反射板4A1的方式设定倾斜部62a的倾斜角θ。
图9是示出扩散装置4A中的倾斜部62a的倾斜角θ与热阻以及噪音之间的关系的仿真结果的曲线图。热阻与反射板4A1的冷却性对应,值越小,越意味着能够更好地冷却。热阻是根据伴随倾斜角θ的变化的从叶片部62传递给空气的热传递系数而计算的。
如图9所示,倾斜部62a的倾斜角θ越大,则扩散装置4A的噪音越大。这可以认为是因为:倾斜角θ越大,则倾斜部62a伴随着旋转而移动的空气的量越增加。
另一方面,如图9所示,在倾斜角θ为75°左右以下的范围内,倾斜角θ越大,则热阻越小,但是,倾斜角θ超过75°左右时,则热阻变大。这可以考虑以下的原因。即,可以认为是因为:伴随着旋转而与倾斜部62a碰撞的空气在倾斜角θ为75°左右以下时,大部分朝向反射板4A1,但是,当倾斜角θ超过75°左右时,朝与反射板4A1侧不同的一侧的空气增加,无法有效地将空气引导至反射板4A1。
这样,可以认为:在扩散装置4A中,在倾斜角θ为75°左右时,能够最高效地冷却反射板4A1,但是,噪音增大,因此,优选将倾斜角θ设定在35°~65°的范围内。另外,在构成不要求低噪音的扩散装置4A的情况下,优选将倾斜角θ设定在75°左右。
如以上说明的那样,根据本实施方式,能够得到以下的效果。
(1)旋转部件6(散热部)经由基部61将由于光的入射而发出的反射板4A1的热从多个叶片部62散出。此外,叶片部62具有相对于基部61倾斜的倾斜部62a。由此,与具有相对于基部61垂直地竖立设置的竖立设置部的结构相比,能够实现抑制了与基部61垂直的垂直方向上的大小且具有较大的表面积的旋转部件6。由此,能够提供抑制大型化并能够高效地使反射板4A1的热散出的扩散装置4A(光学装置)。
(2)扩散装置4A具有旋转部件6,该旋转部件6除了具有散热功能外,还具有导风功能,因此,能够高效地冷却反射板4A1。因此,能够提供抑制反射板4A1的劣化且能够实现长寿命化的扩散装置4A。
(3)由于叶片部62具有倾斜突起部621,因此,能够将更多的空气引导至反射板4A1。由此,能够更高效地冷却反射板4A1。
(4)由于在倾斜突起部621的端部形成有弯曲部62b,因此,能够降低叶片部62的风噪声。由此,能够高效地冷却反射板4A1,并能够抑制噪音,使旋转部件6旋转。
(5)由于旋转部件6是由金属板通过冲压加工而形成的,因此,与其它制造方法(金属成型或金属切削加工等)相比,能够容易地进行制造。
此外,与其它制造方法相比,能够将板材厚度形成得较薄,因此,能够实现旋转部件6的轻量化。而且,由于能够实现旋转部件6的轻量化,因此,能够采用低功率的马达4A2、即能够采用小型且低功耗的马达4A2。
由于光源装置4具有上述扩散装置4A,因此,能够抑制反射板4A1的劣化,并能够实现长寿命化。
(6)由于投影仪1具有上述光源装置4,因此,能够保持反射板4A1具有的光学性能,能够长期进行高亮度且画质良好的图像的投影。
(变形例)
另外,也可以如以下那样变更所述实施方式。
图10是变形例的旋转部件7(散热部)的局部立体图,是示出基部71的一部分和1个叶片部72的图。
如图10所示,在叶片部72的倾斜部72a上形成有多个凸部721以及分别与多个凸部721对应地设置的多个开口部722。通过冲压加工,将倾斜部72a的一部分切除而形成凸部721和开口部722。这样,通过在叶片部72上设置凸部721和开口部722,使得表面积变大,因此,能够提高旋转部件7的散热功能。另外,也可以是不具有凸部721而具有开口部722的形状。
此外,虽然省略图示,也可以在图10所示的倾斜部72a的外周端部72ae设置凹凸形状。由此,能够将旋转部件7的表面积形成得较大,因此,能够提高旋转部件7的散热功能。
图11、图12是用于说明变形例的旋转部件8(散热部)的图,图11是具有旋转部件8的扩散装置8A(光学装置)的立体图,图12是旋转部件8的立体图。
如图11所示,扩散装置8A除了具有旋转部件8以外,与所述实施方式的扩散装置4A同样,还具有反射板4A1、马达4A2和间隔部件4A3。
如图12所示,旋转部件8具有基部81以及从基部81突出的多个叶片部82,如图11所示,基部81层叠于反射板4A1上。叶片部82具有相对于反射板4A1倾斜的倾斜部82a以及从倾斜部82a的端部弯曲的弯曲部82b。
弯曲部82b以与反射板4A1(背面4A1b)相对的方式、且以与反射板4A1大致平行的方式弯曲。此外,弯曲部82b的旋转方向8R上的后侧从倾斜部82a突出。
根据该结构,虽然与所述实施方式的旋转部件6相比,引导至反射板4A1的空气的量减少,但是,即使增大倾斜部82a的倾斜角,也能够利用弯曲部82b阻挡朝向与反射板4A1相反的一侧的空气,能够使空气朝向反射板4A1。由此,能够提供实现了低噪音化并能够高效地冷却反射板4A1的扩散装置8A。通过将弯曲部82b配置成与4A1b面平行,与空气的接触阻力也减小,还能够减轻旋转的马达的负荷,因此,能够提高耐久性。
上述实施方式示出了旋转部件6层叠于作为光学元件的反射板4A1上的结构,但是,也可以将波长转换元件471(参照图2)作为光学元件,构成具有波长转换元件471以及层叠于该波长转换元件471上的旋转部件(散热部)的光学装置。
前述的光学装置(扩散装置4A、8A)虽然构成为具有旋转装置(马达4A2)且散热部(旋转部件6、7、8)旋转,但是,也可以构成不具有旋转装置、而是具有不旋转的光学元件以及使该光学元件的热散出的散热部的光学装置。并且,也可以构成为具有:该散热部与光学元件重叠的基部;以及具有倾斜部的多个叶片部。例如,虽然省略图示,也可以将构成为不旋转的波长转换元件作为光学元件,构成具有该光学元件以及使该光学元件的热散出的散热部的光学装置。
此外,优选的是,具有该光学装置的投影仪具有向该光学装置送出空气的冷却装置。
上述实施方式的旋转部件6虽然由金属板通过冲压加工而形成,但是,也可以通过其它制造方法(由熔化的金属进行成型的制造方法或从金属块切削等)来形成。在其它制造方法的情况下,也可以是未设有相当于变形例的旋转部件7(参照图10)上的开口部722的开口部的形状。
虽然上述实施方式的投影仪1使用透过型的液晶面板作为光调制装置34,但是,也可以使用反射型的液晶面板。此外,作为光调制装置,还可以利用微镜型的光调制装置例如DMD(Digital Micromirror Device)等。
上述实施方式的光调制装置34虽然采用使用了3个光调制装置34R、34G、34B的所谓3板方式,但不限于此,也可以采用单板方式,或者,还可以应用于具有2个或4个以上的光调制装置的投影仪。

Claims (8)

1.一种光学装置,其特征在于,所述光学装置具有:
光学元件;和
散热部,其使所述光学元件的热散出,
所述散热部是与所述光学元件一同旋转的旋转部件,
所述散热部具有:
基部,其与所述光学元件重叠,包围所述旋转部件的旋转中心轴;和
多个叶片部,它们从所述基部向与所述光学元件相反的一侧、且以所述旋转中心轴为中心而向半径方向外侧突出,
所述多个叶片部具有相对于所述基部倾斜的倾斜部,
所述倾斜部以随着从以所述旋转中心轴为中心的半径方向外侧朝内侧接近所述光学元件侧的方式,相对于所述光学元件倾斜。
2.根据权利要求1所述的光学装置,其特征在于,
所述散热部由金属板形成为一体。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的光学装置,其特征在于,
在所述叶片部上形成有开口部。
4.根据权利要求1所述的光学装置,其特征在于,
在所述叶片部上设有凸部。
5.一种光源装置,其特征在于,所述光源装置具有:
光源;
入射从所述光源射出的光的权利要求1~4中的任意一项所述的光学装置;以及旋转装置,其使所述光学装置旋转。
6.根据权利要求5所述的光源装置,其特征在于,
所述倾斜部具有倾斜突起部,该倾斜突起部在所述旋转部件的旋转方向上的后侧向与该旋转方向相反的方向突出。
7.根据权利要求6所述的光源装置,其特征在于,
所述叶片部具有弯曲部,该弯曲部以与所述光学元件相对的方式从所述倾斜突起部的端部弯曲。
8.一种投影仪,其特征在于,所述投影仪具有:
权利要求5~7中的任意一项所述的光源装置;
光调制装置,其对从所述光源装置射出的光进行调制;以及
投影光学装置,其投射由所述光调制装置调制后的光。
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