JP2006153922A - 光源装置及びその製造方法、並びにプロジェクタ - Google Patents
光源装置及びその製造方法、並びにプロジェクタ Download PDFInfo
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Abstract
【課題】 冷却媒体が流れる流路を有する光源装置において、その製造コストを低減させる。
【解決手段】 電力が供給されることによって光を射出する固体光源20と、該固体光源20が載置されるとともにその内部に冷却媒体が流れる流路11が形成された基台10(12,13)と、上記固体光源20の周囲を囲み、上記固体光源20から射出された光を導光するリフレクタ14とを備える光源装置であって、上記基台10と上記リフレクタ14とが同一材料により一体形成されている。
【選択図】 図2
【解決手段】 電力が供給されることによって光を射出する固体光源20と、該固体光源20が載置されるとともにその内部に冷却媒体が流れる流路11が形成された基台10(12,13)と、上記固体光源20の周囲を囲み、上記固体光源20から射出された光を導光するリフレクタ14とを備える光源装置であって、上記基台10と上記リフレクタ14とが同一材料により一体形成されている。
【選択図】 図2
Description
本発明は、光源装置及びその製造方法、並びにプロジェクタに関するものである。
プロジェクタは、近年小型化、高輝度化、長寿命化、廉価化等が図られてきている。例えば、小型化に対しては液晶パネル(光変調素子)サイズは対角1.3インチが0.5インチになり面積比で1/6強の小型化がされてきている。
一方、プロジェクタの光源として、固体光源を用いることよる小型化が提案されている。固体光源は、電源を含めて小型であり、瞬時点灯/消灯が可能であること、色再現性が広く長寿命であることなど、プロジェクタ用光源としてのメリットを有している。また、水銀などの有害物質を含まないため、環境保全上からみても好ましいものである。
しかしながら、固体光源をプロジェクタ用光源に用いるためには、光源としての明るさが不足しており、少なくとも放電型光源ランプレベルの明るさを確保(高輝度化)する必要があった。ところが、固体光源を高輝度化するにつれて益々固体光源からの発熱は増大する。固体光源の温度が上昇すると発光効率が低下するため、何らかの発熱対策をとる必要があった。
特許文献1には、固体光源のような高発熱源が載置される基台に冷却媒体が流れる流路を形成し、この流路に冷却媒体を流すことによって熱源を冷却する技術が開示されている。この技術によれば、固体光源も効率的に冷却することができるため、固体光源をより大電流で駆動し、高輝度化することができる。
特開平11−40715号公報
しかしながら、上述のような技術を実現させるには、流路が形成された基台に別体の固体光源モジュールを載置する必要があるため、固体光源を備える光源装置の製造コストが増加するという問題が生じる。このため、基台に冷却媒体が流れる流路を有する光源装置は、基台に冷却媒体が流れる流路を有さない光源装置と比較して割高となってしまい、プロジェクタの値段が高くなってしまう。
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、基台に冷却媒体が流れる流路を有する固体光源装置において、その製造コストを低減させることを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の光源装置は、電力が供給されることによって光を射出する固体光源と、該固体光源が載置されるとともにその内部に冷却媒体が流れる流路が形成された基台と、上記固体光源の周囲を囲み、上記固体光源から射出された光を導光するリフレクタとを備える光源装置であって、上記基台と上記リフレクタとが一体形成されていることを特徴とする。
また、本発明の光源装置の製造方法は、電力が供給されることによって光を射出する固体光源と、該固体光源が載置されるとともにその内部に冷却媒体が流れる流路が形成された基台と、上記固体光源の周囲を囲み、上記固体光源から射出された光を導光するリフレクタとを備える光源装置の製造方法であって、上記基台と上記リフレクタとを同一材料により一体形成する工程と、上記流路を形成する工程と、上記固体光源を配置する工程とを有することを特徴とする。
このような特徴を有する本発明の光源装置及びその製造方法によれば、固体光源が載置される基台と、固体光源から射出された光を導光するリフレクタとが同一材料により一体形成される。従来の光源装置においては、基台とリフレクタとが別体で形成された後に接合されていたため、本発明の光源装置及びその製造方法によれば、従来の光源装置よりも安価な光源装置を提供することができる。したがって、本発明の光源装置及びその製造方法によれば、冷却媒体が流れる流路を有する光源装置において、その製造コストを低減させることが可能となる。
また、本発明の光源装置においては、上記基台が金属材料によって形成されているという構成を採用することができる。
このような構成を採用することによって、熱伝導率の高い基台とすることができるため、固体光源において発熱した熱量が基台を伝って冷却媒体に伝導され易くなり、より効率的に固体光源を冷却することが可能となる。
このような構成を採用することによって、熱伝導率の高い基台とすることができるため、固体光源において発熱した熱量が基台を伝って冷却媒体に伝導され易くなり、より効率的に固体光源を冷却することが可能となる。
また、本発明の光源装置においては、上記基台が金属材料によって形成されている場合には、上記基台上に上記光に対して透明で、かつ、絶縁性の膜が形成されているという構成を採用することが好ましい。
仮に、基台上に絶縁性の膜が形成されていない場合には、固体光源に供給される電力が基台側にリークする恐れがある。例えば、基台上に載置される固体光源が複数あった場合には、固体光源間でショートする可能性が生じる。
また、この絶縁性の膜を固体光源から射出される光に対して透明とすることによって、基台上に反射される光が変調されることなく射出される。このため、光源装置の発光特性が劣化されることを防止することができる。
仮に、基台上に絶縁性の膜が形成されていない場合には、固体光源に供給される電力が基台側にリークする恐れがある。例えば、基台上に載置される固体光源が複数あった場合には、固体光源間でショートする可能性が生じる。
また、この絶縁性の膜を固体光源から射出される光に対して透明とすることによって、基台上に反射される光が変調されることなく射出される。このため、光源装置の発光特性が劣化されることを防止することができる。
また、本発明の光源装置においては、上記金属材料がアルミニウムであるという構成を採用することができる。
また、本発明の光源装置においては、上記金属材料が銅であるという構成を採用することもできる。
なお、上記金属材料が銅である場合には、熱伝導性が高いものの、反射率が低い。このため、上記基台と上記膜との間にニッケルメッキ層が形成されているという構成を採用することが好ましい。このようなニッケルメッキ層を形成することによって、熱伝導性が高く、かつ、反射率の高い基台及びリフレクタとすることができる。
また、本発明の光源装置においては、上記金属材料が銅であるという構成を採用することもできる。
なお、上記金属材料が銅である場合には、熱伝導性が高いものの、反射率が低い。このため、上記基台と上記膜との間にニッケルメッキ層が形成されているという構成を採用することが好ましい。このようなニッケルメッキ層を形成することによって、熱伝導性が高く、かつ、反射率の高い基台及びリフレクタとすることができる。
また、本発明の光源装置においては、上記流路を複数に分割する流路壁を備えるという構成を採用することができる。このような構成を採用することによって、固体光源において発生した熱が流路壁も伝って冷却媒体に伝導されるため、より固体光源の冷却効率を向上させることができる。また、流路壁によって基台の剛性を向上させることができるため、堅固な光源装置とすることができる。
なお、上記流路が複数に分割されることによって形成された各小流路の流路幅は、固体光源の幅よりも小さいことが好ましい。小流路の流路幅を固体光源の幅より小さくすることによって、流路壁を伝って冷却媒体に伝導される熱量が増加するため、より効率的に固体光源を冷却することが可能となる。
なお、上記流路が複数に分割されることによって形成された各小流路の流路幅は、固体光源の幅よりも小さいことが好ましい。小流路の流路幅を固体光源の幅より小さくすることによって、流路壁を伝って冷却媒体に伝導される熱量が増加するため、より効率的に固体光源を冷却することが可能となる。
また、本発明の光源装置においては、上記固体光源が、LED(Light Emitting Diode)であるという構成を採用することができる。
次に、本発明のプロジェクタは、光源装置から射出された光を変調して表示面に投射することによって画像を形成するプロジェクタであって、上記光源装置として、本発明の光源装置を備えることを特徴とする。
本発明の光源装置によれば、冷却媒体が流れる流路を有する光源装置において、その製造コストを低減させることができる。したがって、このような本発明の光源装置を備える本発明のプロジェクタは、安価なものとなる。
本発明の光源装置によれば、冷却媒体が流れる流路を有する光源装置において、その製造コストを低減させることができる。したがって、このような本発明の光源装置を備える本発明のプロジェクタは、安価なものとなる。
また、本発明の光源装置の製造方法においては、上記基台が第1基台及び第2基台を備えて構成され、上記流路を形成する工程は、上記リフレクタが一体形成されるとともに上記リフレクタ形成面の裏面に上記固体光源の配置領域に対応する溝部が形成された第1基台と、第2基台とを接合する工程であるという構成を採用することができる。
このような構成を採用することによって、容易に流路を形成することができるとともに、流路の側壁部が、固体光源が載置される第1基台と一体形成される。このため、流路の底部を除いた大部分に接合面がなく、流路に至るまでの熱伝導率が高くなる。したがって、より効率的に固体光源を冷却することが可能となる。
このような構成を採用することによって、容易に流路を形成することができるとともに、流路の側壁部が、固体光源が載置される第1基台と一体形成される。このため、流路の底部を除いた大部分に接合面がなく、流路に至るまでの熱伝導率が高くなる。したがって、より効率的に固体光源を冷却することが可能となる。
また、本発明の光源装置の製造方法においては、上記第1基台の上記溝部に上記流路を複数に分割するための流路壁が、上記第1基台の一体形成されて配置されているという構成を採用することができる。
このような構成を採用することによって、容易に流路壁を有する流路を形成することができるとともに、流路壁が第1基台と一体形成されているため、第1基台から流路壁までの間に接合面が存在せず、固体光源において発生した熱量が効率的に流路壁に伝導される。したがって、より効率的に固体光源において発生した熱量を冷却媒体に伝熱させることができ、より効率的に固体光源を冷却することが可能となる。
このような構成を採用することによって、容易に流路壁を有する流路を形成することができるとともに、流路壁が第1基台と一体形成されているため、第1基台から流路壁までの間に接合面が存在せず、固体光源において発生した熱量が効率的に流路壁に伝導される。したがって、より効率的に固体光源において発生した熱量を冷却媒体に伝熱させることができ、より効率的に固体光源を冷却することが可能となる。
また、本発明の光源装置の製造方法においては、上記基台がアルミニウムによって形成されており、上記基台に対して陽極酸化処理を行うことによって上記基台上に陽極酸化被膜を形成する工程を有するという構成を採用することができる。
このような構成を採用することによって、容易に基台上に固体光源から射出された光に対して透明で、かつ、絶縁性の膜を形成することができ、固体光源に供給される電力が基台側にリークすることを防止することができる。また、陽極酸化被膜は、非常に薄く形成することができるため、固体光源において発生した熱量の基台側への伝導率の低下を最小限に抑えることが可能となる。
このような構成を採用することによって、容易に基台上に固体光源から射出された光に対して透明で、かつ、絶縁性の膜を形成することができ、固体光源に供給される電力が基台側にリークすることを防止することができる。また、陽極酸化被膜は、非常に薄く形成することができるため、固体光源において発生した熱量の基台側への伝導率の低下を最小限に抑えることが可能となる。
また、本発明の光源装置の製造方法においては、上記基台が銅によって形成されており、上記基台上にニッケルメッキ層を形成する工程と、上記ニッケルメッキ層上に上記光に対して透明で、かつ、絶縁性の膜を形成する工程とを有するという構成を採用することができる。
このような構成を採用することによって、容易に基台及びリフレクタの反射率を向上させることができるとともに、基台上に固体光源から射出された光に対して透明で、かつ、絶縁性の膜を形成することができる。
このような構成を採用することによって、容易に基台及びリフレクタの反射率を向上させることができるとともに、基台上に固体光源から射出された光に対して透明で、かつ、絶縁性の膜を形成することができる。
以下、図面を参照して、本発明に係る光源装置及びその製造方法、並びにプロジェクタの一実施形態について説明する。
(第1実施形態)
図1は、本第1実施形態の光源装置1の概略構成を示した平面図である。また、図2は図1におけるA−A’断面図、図3は図1におけるB−B’断面図である。
これらの図に示すように、本実施形態の光源装置1は、基台10と、LEDチップ20(固体光源)と、樹脂フレーム30と、キャップ40とを備えて構成されている。
図1は、本第1実施形態の光源装置1の概略構成を示した平面図である。また、図2は図1におけるA−A’断面図、図3は図1におけるB−B’断面図である。
これらの図に示すように、本実施形態の光源装置1は、基台10と、LEDチップ20(固体光源)と、樹脂フレーム30と、キャップ40とを備えて構成されている。
基台10は、アルミニウムによって形成されており、その内部に液媒体(冷却媒体)が流れる流路11が形成されている。この基台10は、具体的には、第1基台12及び第2基台13を備えて構成されている。第1基台12の上面には、LEDチップ20が実装されており、このLEDチップ20の周囲を環状に囲むようにリフレクタ14が形成されている。このリフレクタ14は、LEDチップ20から射出された光を導光するものである。そして、本実施形態の光源装置1においては、第1基台12(基台)とリフレクタ14とが同一材料、すなわちアルミニウムによって一体形成されている。また、第1基台12の下面(リフレクタ形成面の裏面)には、LEDチップ20の配置領域に対応した溝部が形成されており、この第1基台12と上面が平らな第2基台13とが接合されることによって、上述の流路11が形成されている。
LEDチップ20は、電力を供給されることによって光を射出するものであり、図4の拡大図に示すように、本実施形態の光源装置1においては、シリコン等によって形成されかつLEDチップ20に電力を供給するための配線が形成されたサブマウント21上にフリップチップ実装され、このサブマウント21ごと熱伝導性の接着剤(例えば、銀ペースト)によって第1基台12上に実装されている。また、図4に示すように、第1基台12上には、アルミナ被膜(膜,陽極酸化膜)15が形成されており、このアルミナ被膜15を介してサブマウント21が配置されている。このように、第1基台12上に、LED光源20から射出される光に対して透明で、かつ、絶縁性のアルミナ皮膜15を形成することによって、LEDチップ20に供給されるはずの電力がサブマウント21等を介して第1基台12側にリークすることを防止することができ、光源装置1がショートすることを防止することができる。
また、本実施形態の光源装置1においては、図2及び図4に示すように、流路11が複数の流路壁16によって複数の小流路11aに分割されている。このような流路壁16を形成することによって、LEDチップ20において発生した熱量が基台10及び流路壁16を伝わって液媒体に伝導されるため、よりLEDチップ20の冷却効率を向上させることができる。また、このような流路壁16を形成することによって、第1基台12の剛性を向上させることができるため、堅固な光源装置1となる。
なお、図4に示すように、小流路の流路幅dは、LEDチップ20の幅Dよりも小さいことが好ましい。小流路の流路幅dをLEDチップ20の幅Dよりも小さくすることによって、流路壁16を伝って液媒体に伝導される熱量が増加するため、より効率的にLEDチップ20を冷却することが可能となる。
なお、図4に示すように、小流路の流路幅dは、LEDチップ20の幅Dよりも小さいことが好ましい。小流路の流路幅dをLEDチップ20の幅Dよりも小さくすることによって、流路壁16を伝って液媒体に伝導される熱量が増加するため、より効率的にLEDチップ20を冷却することが可能となる。
また、第1基台12の上面には、リフレクタ14を囲うように樹脂フレーム30が配置されている。そして、樹脂フレーム30の上部に支持されてキャップ40が配置されており、キャップ40と樹脂フレーム30によって形成された空間内には、シリコンオイル等が充填されている。図1及び図2に示すように、樹脂フレーム30には、アウターリード31,32がインサードモールドされており、このアウターリード31,32の一端が第1基台12上に配置されたフレキシブル基板17,18と接続され、他端が金ワイヤ22等によってサブマウント21上に形成された接続パッドと接続されている。そして、サブマウント21、フレキシブル基板17,18、アウターリード31,32及び金ワイヤ22を介してLEDチップ20に電力が供給される。なお、本実施形態においては、図1に示すように、各アウターリード31,32に3本ずつの金ワイヤ22が接続されているが、LEDチップ20に供給される電力量に応じて金ワイヤ22の本数は変更される。
また、本実施形態の光源装置1においては、基台10の端部の一部が広く開口されて開口部19が形成されている。この開口部19は、第1基台12及び第2基台13が変形されることによって形成されており、流路11と接続されている。そして、この流路11に液媒体を供給するためのパイプが接続される。
このように構成された本実施形態の光源装置1において、LEDチップ20に電力が供給されると、LEDチップ20から光が射出され、この射出された光がキャップ40を介して光源装置1から射出される。そして、LEDチップ20から側方に射出された光は、リフレクタ14によってキャップ40方向に反射され、その後キャップ40を介して光源装置1から射出される。ここで、本実施形態の光源装置1においては、第1基台12上にアルミナ被膜15が形成されているため、第1基台12と一体形成されているリフレクタ14の表面にもアルミナ被膜15が形成されている。しかしながら、このアルミナ被膜15は、LEDチップ20から射出される光に対して透明であるため、LEDチップ20から側方に射出された光は、アルミナ被膜15で変調されることなく反射される。このため、光源装置1の発光特性が劣化されることを防止することができる。
また、アルミナ被膜15は、非常に薄い膜であるため、LEDチップ20において発生した熱量の基台10側への伝導率の低下を最小限に抑えることが可能となる。
次に、本実施形態の光源装置1の製造方法について説明する。
まず、図5(a)に示すように、第1基台12及び第2基台13がアルミニウムのプレス成形によって作成される。ここで、本実施形態の光源装置1の製造方法においては、第1基台12が作成される際に、リフレクタ14が第1基台12と同一材料(本実施形態においてはアルミニウム)によって、第1基台12と一体形成される。このように、第1基台12とリフレクタ14とを一体形成することによって、1つの工程において第1基台12とリフレクタ14とを作成することができるため、製造コストを低減させることが可能となる。
なお、第1基台12の下面には、図示するように、流路11の一部を構成する溝部11bが形成されている。このような溝部11bは、第1基台12をプレス成形する際に容易に形成することができる。また、このような溝部11bを第1基台12に形成することによって、流路11の側壁部が、第1基台12と一体形成されるため、流路11の底部を除いた大部分に接合面がなく、流路11に至るまでの熱伝導率が高くなる。したがって、より効率的にLEDチップ20を冷却することが可能となる。
また、この溝部11bには、流路11を複数に分割するための流路壁16が、第1基台12と一体形成されている。このような流路壁16も、第1基台12をプレス成形する際に容易に形成することができる。また、このように流路壁16と一体形成することによって、第1基台12から流路壁16までの間に接合面が存在せず、LEDチップ20において発生した熱量が効率的に流路壁16に伝導される。したがって、より効率的にLEDチップ20において発生した熱量を液媒体に伝熱させることができ、より効率的にLEDチップ20を冷却することが可能となる。
その後、図5(b)に示すように、第1基台12上にアルミナ被膜15を形成する。具体的には、第1基台12を陽極酸化処理することによって、第1基台12の表層部をアルミナ被膜15に変質させることによって、第1基台12上にアルミナ被膜15を形成する。このように、陽極酸化処理によってアルミナ被膜15を形成することによって、第1基台12上に、非常に薄いアルミナ被膜15を形成することができる。
そして、図5(c)に示すように、第1基台12と第2基台13とが接合されることによって、流路11が形成される。具体的には、第1基台12と第2基台13とをろう付け材によって接合することができる。なお、この際に、同時に基台10に形成される開口部19(図5においては不図示)に液媒体を供給するためのパイプをろう付け材にて接合しても良い。
続いて、図5(d)に示すように、配線パターンが形成されたフレキシブル基板17,18を第1基台12上に貼り付ける。
そして、図6(a)に示すように、アウターリード31,32がインサードモールドされた樹脂フレーム30に接合し、アクターリード31,32をフレキシブル基板17,18に半田付けする。
そして、図6(a)に示すように、アウターリード31,32がインサードモールドされた樹脂フレーム30に接合し、アクターリード31,32をフレキシブル基板17,18に半田付けする。
そして、図6(b)に示すように、リフレクタ14によって囲まれた領域の中心部(第1基台の上面)に、サブマウント21に実装されたLEDチップ20をサブマウント21ごと実装する。
その後、図6(c)に示すように、金ワイヤ22によってサブマウント21上に形成された接続パッドとアウターリード31,32とが電気的に接続される。
その後、図6(c)に示すように、金ワイヤ22によってサブマウント21上に形成された接続パッドとアウターリード31,32とが電気的に接続される。
続いて、図6(d)に示すように、樹脂フレーム30によって囲まれた空間内に、シリコンオイルを充填し、樹脂フレーム30の上部に支持させる形でキャップ40を配置することによって、本実施形態の光源装置1が製造される。
このような本実施形態の光源装置1及びその製造方法によれば、第1基台12とリフレクタ14とが同一材料によって一体形成されているため、第1基台とリフレクタとが別体で形成された後接合される従来の光源装置及びその製造方法と比較して、安価な光源装置となる。したがって、本実施形態の光源装置1及びその製造方法によれば、液媒体が流れる流路11を有する光源装置において、その製造コストを低減させることが可能となる。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、本第2実施形態の説明において、上記第1実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、本第2実施形態の説明において、上記第1実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
本第2実施形態の光源装置2においては、上記第1実施形態においてアルミニウムによって形成されていた基台10が銅によって形成されている。
図7は、本第2実施形態の光源装置2の概略構成を示した断面図である。この図に示すように、本第2実施形態の光源装置2においては、基台10(第1基台12及び第2基台13)が銅によって形成されており、第1基台12の上面には、ニッケルメッキ層50と酸化シリコン膜60(膜)が積層されている。
図7は、本第2実施形態の光源装置2の概略構成を示した断面図である。この図に示すように、本第2実施形態の光源装置2においては、基台10(第1基台12及び第2基台13)が銅によって形成されており、第1基台12の上面には、ニッケルメッキ層50と酸化シリコン膜60(膜)が積層されている。
このような構成を有する本第2実施形態の光源装置2によれば、基台10が銅によって形成されているため、基台10がアルミニウムによって形成されている場合よりも基台10の熱伝導率が約1.5倍に向上され、より効率的にLEDチップ20を冷却することが可能となる。なお、銅は、アルミニウムと比較して反射率が低いが、本実施形態の光源装置1においては、第1基台12の上面にニッケルメッキ層50が形成されており、第1基台12の上面及びリフレクタ14の表面に充分な反射率が付与されているため、LEDチップ20から射出された光を損失することなく光源装置2の外部に射出することができる。また、ニッケルメッキ層50上には、LEDチップ20から射出される光に対して透明で、かつ、絶縁性の酸化シリコン膜60が形成されているため、上記第1実施形態のアルミナ被膜15と同様に、LEDチップ20に供給される電力が基台10側にリークすることを防止することができる。また、このシリコン酸化膜60は、LEDチップ20から射出される光に対して透明であるため、LEDチップ20から射出された光を変調することなく光源装置2の外部に射出することができる。
なお、本第2実施形態の光源装置2を製造する場合には、銅板を上記第1実施形態と同様にプレス成形することによって、第1基台12とリフレクタ14とが一体形成される。このため、上記第1実施形態と同様に、安価な光源装置2とすることができる。また、ニッケルメッキ層50は、周知のメッキ処理によって容易に形成することができる。また、シリコン酸化膜60は、スパッタ法によって、容易に薄く形成することができる。
(第3実施形態)
次ぎに、本発明の第3実施形態について説明する。なお、本第3実施形態の説明においても上記第1実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
次ぎに、本発明の第3実施形態について説明する。なお、本第3実施形態の説明においても上記第1実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
図8は、本第3実施形態の光源装置3の概略構成を示した平面図である。この図に示すように、本第3実施形態の光源装置3は、3つのLEDチップ20を備えて構成されており、各LEDチップ20に対応して樹脂フレーム30及びキャップ40が各々3つ配置されている。
そして、第1基台12の下面図である図9に示すように、本実施形態の光源装置3においては、各LEDチップ20の配置領域に対応して複数の流路11が形成されている。このような第1基台12もプレス成形において容易に形成することができる。
このような本実施形態の光源装置3によれば、複数のLEDチップ20を備えるため、より高輝度の光源装置となる。
なお、異なる色光(例えば、R,G,B)を射出するLEDチップを1つずつ配置し、これらのLEDチップを交番発光させることによって、端板式のプロジェクタの光源装置として用いることもできる。
また、LEDチップ20の数は、必ずしも3つである必要はなく、もっと複数のLEDチップ20を配置しても良い。この場合には、LEDチップ20の数に応じた流路が形成されることとなる。
なお、異なる色光(例えば、R,G,B)を射出するLEDチップを1つずつ配置し、これらのLEDチップを交番発光させることによって、端板式のプロジェクタの光源装置として用いることもできる。
また、LEDチップ20の数は、必ずしも3つである必要はなく、もっと複数のLEDチップ20を配置しても良い。この場合には、LEDチップ20の数に応じた流路が形成されることとなる。
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態として、上記実施形態の光源装置を備えるプロジェクタについて説明する。
次に、本発明の第4実施形態として、上記実施形態の光源装置を備えるプロジェクタについて説明する。
図10は、上記実施形態の光源装置を備えたプロジェクタ500の説明図である。図中、符号512、513、514は上記実施形態の光源装置、522、523、524は液晶ライトバルブ(光変調手段)、525はクロスダイクロイックプリズム(色光合成手段)、526は投写レンズ(投写手段)を示している。
図23のプロジェクタ500は、本実施形態のように構成した3個の光源装置512、513、514を備えている。各光源装置512、513、514には、それぞれ赤(R)、緑(G)、青(B)に発光するLEDが採用されている。なお、光源光の照度分布を均一化させるための均一照明系として、各光源装置の後方にロッドレンズやフライアイレンズを配置してもよい。
赤色光源装置512からの光束は、重畳レンズ535Rを透過して反射ミラー517で反射され、赤色光用液晶ライトバルブ522に入射する。また、緑色光源装置513からの光束は、重畳レンズ535Gを透過して緑色光用液晶ライトバルブ523に入射する。
また、青色光源装置514からの光束は、重畳レンズ535Bを透過して反射ミラー516で反射され、青色光用液晶ライトバルブ524に入射する。なお、各光源からの光束は重畳レンズを介することにより液晶ライトバルブの表示領域において重畳され、液晶ライトバルブが均一に照明されるようになっている。
また、青色光源装置514からの光束は、重畳レンズ535Bを透過して反射ミラー516で反射され、青色光用液晶ライトバルブ524に入射する。なお、各光源からの光束は重畳レンズを介することにより液晶ライトバルブの表示領域において重畳され、液晶ライトバルブが均一に照明されるようになっている。
また、各液晶ライトバルブの入射側および出射側には、偏光板(図示せず)が配置されている。そして、各光源からの光束のうち所定方向の直線偏光のみが入射側偏光板を透過して、各液晶ライトバルブに入射する。また、入射側偏光板の前方に偏光変換手段(図示せず)を設けてもよい。この場合、入射側偏光板で反射された光束をリサイクルして各液晶ライトバルブに入射させることが可能になり、光の利用効率を向上させることができる。
各液晶ライトバルブ522、523、524によって変調された3つの色光は、クロスダイクロイックプリズム525に入射する。このプリズムは4つの直角プリズムを貼り合わせて形成され、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に配置されている。これらの誘電体多層膜によって3つの色光が合成され、カラー画像を表す光が形成される。そして、合成された光は投写光学系である投写レンズ526により投写スクリーン527上に投写され、拡大された画像が表示される。
上述した本実施形態の光源装置は、LEDチップが冷却されることによって高輝度化されるとともに安価に製造することができるものである。したがって、上述した光源装置を備えることにより、表示特性の優れたプロジェクタを安価に提供することができる。
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る光源装置及びその製造方法、並びにプロジェクタの好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
例えば、上記実施形態では固体光源としてLEDチップを採用したが、固体光源として半導体レーザ等を採用することも可能である。さらに、上述したプロジェクタでは光変調手段として液晶ライトバルブを採用したが、光変調手段として微小ミラーアレイデバイス等を採用することも可能である。
1,2,3……光源装置、10……基台、11……流路、12……第1基台、13……第2基台、14……リフレクタ、15……アルミナ被膜(膜)、16……流路壁、20……LEDチップ(固体光源)、50……ニッケルメッキ層、60……酸化シリコン膜(膜)
Claims (15)
- 電力が供給されることによって光を射出する固体光源と、該固体光源が載置されるとともにその内部に冷却媒体が流れる流路が形成された基台と、前記固体光源の周囲を囲み、前記固体光源から射出された光を導光するリフレクタとを備える光源装置であって、
前記基台と前記リフレクタとが同一材料により一体形成されていることを特徴とする光源装置。 - 前記基台が金属材料によって形成されていることを特徴とする請求項1記載の光源装置。
- 前記基台上に前記光に対して透明で、かつ、絶縁性の膜が形成されていることを特徴とする請求項2記載の光源装置。
- 前記金属材料がアルミニウムであることを特徴とする請求項2または3記載の光源装置。
- 前記金属材料が銅であることを特徴とする請求項2または3記載の光源装置。
- 前記基台と前記膜との間にニッケルメッキ層が形成されていることを特徴とする請求項5記載の光源装置。
- 前記流路を複数に分割する流路壁を備えることを特徴とする請求項1〜6いずれかに記載の光源装置。
- 前記流路が複数に分割されることによって形成された各小流路の流路幅が前記固体光源の幅よりも小さいことを特徴とする請求項7記載の光源装置。
- 前記固体光源は、LED(Light Emitting Diode)であることを特徴とする請求項1〜8いずれかに記載の光源装置。
- 光源装置から射出された光を変調して表示面に投射することによって画像を形成するプロジェクタであって、
前記光源装置として、請求項1〜9いずれかに記載の光源装置を備えることを特徴とするプロジェクタ。 - 電力が供給されることによって光を射出する固体光源と、該固体光源が載置されるとともにその内部に冷却媒体が流れる流路が形成された基台と、前記固体光源の周囲を囲み、前記固体光源から射出された光を導光するリフレクタとを備える光源装置の製造方法であって、
前記基台と前記リフレクタとを一体形成する工程と、
前記流路を形成する工程と、
前記固体光源を配置する工程と
を有することを特徴とする光源装置の製造方法。 - 前記基台が第1基台及び第2基台を備えて構成され、前記流路を形成する工程は、前記リフレクタが一体形成されるとともに前記リフレクタ形成面の裏面に前記固体光源の配置領域に対応する溝部が形成された第1基台と、第2基台とを接合する工程であることを特徴とする請求項11記載の光源装置の製造方法。
- 前記第1基台の前記溝部に前記流路を複数に分割するための流路壁が、前記第1基台の一体形成されて配置されていることを特徴とする請求項12記載の光源装置の製造方法。
- 前記基台がアルミニウムによって形成されており、前記基台に対して陽極酸化処理を行うことによって前記基台上に陽極酸化被膜を形成する工程を有することを特徴とする請求項11〜13いずれかに記載の光源装置の製造方法。
- 前記基台が銅によって形成されており、前記基台上にニッケルメッキ層を形成する工程と、前記ニッケルメッキ層上に前記光に対して透明で、かつ、絶縁性の膜を形成する工程とを有することを特徴とする請求項11〜13いずれかに記載の光源装置の製造方法。
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