JP2022146685A - 光源装置及びプロジェクター - Google Patents

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Abstract

【課題】発光素子を効率よく冷却できる光源装置及びプロジェクターを提供する。【解決手段】光を出射する発光素子と、発光素子が配置された基板と、基板と熱的に接続された第1放熱部材と、第1放熱部材を支持するベースと、ベースに固定され、発光素子及び基板を囲むフレームと、フレームに固定され、基板を第1放熱部材に向けて押圧する押圧部材と、を備える。【選択図】図4

Description

本開示は、光源装置及びプロジェクターに関する。
従来、光源装置と、光源装置から出射された光を変調する光変調装置と、光変調装置によって変調された光を投射する投射光学装置と、を備えるプロジェクターが知られている(例えば特許文献1参照)。
特許文献1に記載のプロジェクターが備える光源装置は、光源ユニット及び冷却機構を備える。光源ユニットは、複数の発光素子と、複数の発光素子を保持するベース部材と、を備える。冷却機構は、受熱板、熱拡散部材、放熱フィン及び冷却ファンを備える。受熱板には、ベース部材がねじによって固定される。受熱板は、ベース部材によって被われる開口部を有する。熱拡散部材は、ベイパーチャンバーであり、受熱板の開口部に挿入可能な大きさの突出部分と、受熱板においてベース部材が固定される第1面とは反対側の第2面に固定される本体部分を有する。放熱フィンは、熱拡散部材の容器に固定された複数の放熱板と、放熱板から立ち上がる複数枚のフィンと、を備える。隣り合うフィン間には、冷却ファンによって発生した気流が放熱板に向かって流通する。
特開2019-128465号公報
特許文献1に記載の光源装置では、複数の発光素子を保持するベース部材は、ねじによって受熱板に固定され、受熱板の開口部内にて熱拡散部材と面で接触する。このため、ベース部材において受熱板とねじで固定される部分は、熱拡散部材と接触できない。このことから、ベース部材から熱拡散部材に複数の発光素子の熱を効率よく伝達できない可能性がある。
本開示の第1態様に係る光源装置は、光を出射する発光素子と、前記発光素子が配置された基板と、前記基板と熱的に接続された第1放熱部材と、前記第1放熱部材を支持するベースと、前記ベースに固定され、前記発光素子及び前記基板を囲むフレームと、前記フレームに固定され、前記基板を前記第1放熱部材に向けて押圧する押圧部材と、を備える。
本開示の第2態様に係るプロジェクターは、上記第1態様に係る光源装置と、前記光源装置から出射された光を変調する光変調装置と、前記光変調装置によって変調された光を投射する投射光学装置と、を備える。
第1実施形態におけるプロジェクターの構成を示す模式図。 第1実施形態における照明装置の構成を示す模式図。 第1実施形態における光源装置を示す平面図。 第1実施形態における光源装置を示す斜視図。 第1実施形態における光源装置を示す分解斜視図。 第1実施形態における光源装置を示す分解斜視図。 第1実施形態における光源装置を示す斜視図。 第1実施形態に係る固定ユニットを示す分解斜視図。 第1実施形態に係る固定ユニットを示す分解斜視図。 第1実施形態における光源装置を示す断面図。 第2実施形態におけるプロジェクターが備える光源装置を示す側面図。
[第1実施形態]
以下、本開示の第1実施形態を図面に基づいて説明する。
[プロジェクターの概略構成]
図1は、本実施形態に係るプロジェクター1の構成を示す模式図である。
本実施形態に係るプロジェクター1は、光源装置5(図3及び図4参照)から出射された光を変調して画像情報に応じた画像を形成し、形成された画像をスクリーン等の被投射面に拡大投射する。プロジェクター1は、図1に示すように、外装筐体2及び画像投射装置3を備える。この他、図示を省略するが、プロジェクター1は、プロジェクター1を構成する電子部品に電力を供給する電源装置、プロジェクター1の動作を制御する制御装置、及び、プロジェクター1を構成する冷却対象を冷却する冷却装置を備える。冷却装置には、後述する第2放熱部材72に冷却気体を流通させるファンが含まれる。
[外装筐体の構成]
外装筐体2は、プロジェクター1の外装を構成し、画像投射装置3、電源装置、制御装置及び冷却装置を内部に収容する。
外装筐体2は、正面部21、背面部22、左側面部23及び右側面部24を有する。図示を省略するが、外装筐体2は、各面部21~24における一方の端部間を接続する天面部と、各面部21~24における他方の端部間を接続する底面部と、を有する。外装筐体2は、例えば略直方体形状に形成される。
右側面部24は、吸気口241を有する。吸気口241は、外装筐体2の外部の空気を外装筐体2の内部に導入する。吸気口241には、吸気口241を通過する空気に含まれる塵埃を捕集するフィルターが設けられていてもよい。
正面部21は、正面部21における略中央に位置する通過口211を有する。後述する投射光学装置36から投射された光は、通過口211を通過する。
正面部21は、正面部21における左側面部23側に位置する排気口212を有する。排気口212は、外装筐体2内に設けられた冷却対象を冷却した空気を、外装筐体2の外部に排出する。
[画像投射装置の構成]
画像投射装置3は、制御装置から入力される画像情報に応じた画像を形成し、形成された画像を投射する。画像投射装置3は、照明装置4、均一化部31、色分離部32、リレー部33、画像形成部34、光学部品用筐体35及び投射光学装置36を備える。
なお、照明装置4の構成については、後に詳述する。
均一化部31は、照明装置4から出射された光を均一化する。均一化された光は、色分離部32及びリレー部33を経て、後述する光変調装置343の変調領域を照明する。均一化部31は、2つのレンズアレイ311,312、偏光変換素子313及び重畳レンズ314を備える。
色分離部32は、均一化部31から入射される光を赤、緑及び青の各色光に分離する。色分離部32は、2つのダイクロイックミラー321,322と、ダイクロイックミラー321によって分離された青色光を反射させる反射ミラー323と、を備える。
リレー部33は、他の色光の光路より長い赤色光の光路に設けられ、赤色光の損失を抑制する。リレー部33は、入射側レンズ331、リレーレンズ333、反射ミラー332,334を備える。なお、本実施形態では、赤色光の光路上にリレー部33を設けることとした。しかしながら、これに限らず、例えば他の色光より光路が長い色光を青色光とし、青色光の光路上にリレー部33を設ける構成としてもよい。
画像形成部34は、入射される赤、緑及び青の各色光を変調し、変調された各色光を合成して、画像を形成する。画像形成部34は、入射される色光に応じて設けられる3つのフィールドレンズ341、3つの入射側偏光板342、3つの光変調装置343、3つの視野角補償板344及び3つの出射側偏光板345と、1つの色合成部346と、を備える。
光変調装置343は、照明装置4から出射された光を画像情報に応じて変調する。詳述すると、光変調装置343は、照明装置4を構成する光源装置5から出射された光を変調する。3つの光変調装置343は、赤色光を変調する光変調装置343R、緑色光を変調する光変調装置343G、及び、青色光を変調する光変調装置343Bを含む。光変調装置343は、透過型の液晶パネルによって構成されており、入射側偏光板342、光変調装置343、出射側偏光板345によって液晶ライトバルブが構成される。
色合成部346は、光変調装置343B,343G,343Rによって変調された3つの色光を合成して画像を形成し、形成した画像を投射光学装置36に出射する。本実施形態では、色合成部346は、クロスダイクロイックプリズムによって構成されているが、これに限らず、例えば複数のダイクロイックミラーによって構成することも可能である。
光学部品用筐体35は、上記した各部31~34を内部に収容する。なお、画像投射装置3には、設計上の光軸である照明光軸Axが設定されており、光学部品用筐体35は、照明光軸Axにおける所定位置に各部31~34を保持する。照明装置4及び投射光学装置36は、照明光軸Axにおける所定位置に配置される。
投射光学装置36は、画像形成部34から入射される画像を被投射面に拡大して投射する投射レンズである。すなわち、投射光学装置36は、光変調装置343によって変調された光を投射する。投射光学装置36としては、複数のレンズと、複数のレンズが内部に収容される筒状の鏡筒とを有する組レンズを例示できる。
[照明装置の構成]
図2は、照明装置4の構成を示す模式図である。
照明装置4は、光変調装置343を照明する照明光を均一化部31に出射する。照明装置4は、図2に示すように、光源装置5、拡散透過部41、光分離部42、第1集光素子43、波長変換素子44、第2集光素子45、拡散反射素子46、位相差部47及び筐体48を備える。
以下の説明では、互いに直交する三つの方向を、+X方向、+Y方向及び+Z方向とする。+Z方向は、光源装置5が光を出射する方向である。図示を省略するが、+X方向の反対方向を-X方向とし、+Y方向の反対方向を-Y方向とし、+Z方向の反対方向を-Z方向とする。-X方向は、照明装置4が照明光を均一化部31に出射する方向に沿う。
照明装置4には、+Z方向に沿う照明光軸Ax1と、+X方向に沿う照明光軸Ax2とが設定されている。照明装置4の光学部品は、照明光軸Ax1又は照明光軸Ax2上に配置される。
具体的に、光源装置5、拡散透過部41、光分離部42、第1集光素子43及び波長変換素子44は、照明光軸Ax1上に配置されている。
光分離部42、第2集光素子45、拡散反射素子46及び位相差部47は、照明光軸Ax1に直交する照明光軸Ax2上に配置されている。すなわち、光分離部42は、照明光軸Ax1と照明光軸Ax2との交差部に配置されている。
照明光軸Ax2は、レンズアレイ311の位置にて、照明光軸Axと一致する。換言すると、照明光軸Ax2は、照明光軸Axの延長線上に設定されている。
なお、光源装置5の詳しい構成は、後に詳述する。
[拡散透過部の構成]
拡散透過部41は、光源装置5から入射された光を拡散させて、拡散透過部41から出射される光の照度分布を均一化する。拡散透過部41は、ホログラムを有する構成、複数の小レンズが光軸直交面に配列された構成、及び、光が通過する面が粗面である構成を例示できる。
なお、拡散透過部41に代えて、一対のマルチレンズアレイを有するホモジナイザー光学素子を照明装置4に採用してもよい。一方、拡散透過部41が採用される場合には、ホモジナイザー光学素子が採用される場合に比べて、光源装置5から光分離部42までの距離を短くできる。
[光分離部の構成]
拡散透過部41から出射された光は、光分離部42に入射する。
光分離部42は、光源装置5から拡散透過部41を介して入射される光のうち、一部の光を通過させ、他の光を反射させるハーフミラーの機能を有する。光分離部42は、拡散反射素子46から入射される青色光を通過させ、波長変換素子44から入射され、青色光の波長よりも長い波長を有する光を反射させるダイクロイックミラーの機能を有する。
詳述すると、光分離部42は、拡散透過部41から入射される青色光のうち、一部の青色光である第1部分光を通過させて第1集光素子43に入射させ、他の青色光である第2部分光を反射させて第2集光素子45に入射させる。
本実施形態では、波長変換素子44における光の吸収を考慮して、光分離部42は、第1部分光の光量を、第2部分光の光量よりも大きくしている。しかしながら、これに限らず、第1部分光の光量は、第2部分光の光量と同じでもよく、第2部分光の光量よりも小さくてもよい。
[第1集光素子の構成]
第1集光素子43は、光分離部42を通過した第1部分光を波長変換素子44に集光する。また、第1集光素子43は、波長変換素子44から入射される光を平行化する。
本実施形態では、第1集光素子43は、2つのレンズ431,432を有するが、第1集光素子43を構成するレンズの数は、2に限定されない。
[波長変換素子の構成]
波長変換素子44は、光を出射する光学素子である。波長変換素子44は、入射される光の波長を変換した光を、入射される光の入射方向とは反対方向に拡散させて出射する。詳述すると、波長変換素子44は、青色光が入射されることによって励起されて、入射された青色光よりも波長が長い蛍光を第1集光素子43に向けて拡散させて出射する。すなわち、波長変換素子44は、光源装置5から出射された第1波長帯を有する光を、第1波長帯とは異なる第2波長帯を有する光に変換する。波長変換素子44から出射される光は、例えば、ピーク波長が500~700nmの蛍光である。
波長変換素子44は、基板441、波長変換層442及び反射層443を有する。
基板441は、金属によって形成された板状体であり、波長変換層442及び反射層443を支持する。基板441は、筐体48に固定される。
波長変換層442は、基板441において第1集光素子43に対向する位置に設けられている。波長変換層442は、第1集光素子43から入射される青色光の波長を変換した非偏光光である蛍光を拡散して出射する蛍光体を含む蛍光体層である。
反射層443は、波長変換層442に対して青色光の入射側とは反対側に位置し、波長変換層442から入射される蛍光を波長変換層442側に反射させる。
波長変換素子44から出射された蛍光は、照明光軸Ax1に沿って第1集光素子43を通過した後、光分離部42に入射される。光分離部42に入射された蛍光は、光分離部42にて照明光軸Ax2に沿う方向に反射されて、位相差部47に入射される。
[第2集光素子の構成]
第2集光素子45は、光分離部42にて反射されて入射される第2部分光を拡散反射素子46に集光する。また、第2集光素子45は、拡散反射素子46から入射される青色光を平行化する。
本実施形態では、第2集光素子45は、第1集光素子43と同様に、2つのレンズ451,452を有するが、第2集光素子45を構成するレンズの数は、2に限定されない。
[拡散反射素子の構成]
拡散反射素子46は、基板461と、基板461において第2集光素子45に対向する位置に設けられる拡散反射層462と、を有する。
拡散反射層462は、波長変換素子44から出射される蛍光と同様の拡散角で、第2集光素子45から入射される青色光を反射して拡散させる。すなわち、拡散反射層462は、入射された光の波長を変換せずに、入射される光を反射して拡散させる。
拡散反射層462にて反射された青色光は、第2集光素子45を通過した後、光分離部42を通過して、位相差部47に入射される。すなわち、光分離部42から位相差部47に入射される光は、青色光及び蛍光が混在した白色光である。
[位相差部の構成]
位相差部47は、光分離部42から入射される白色光をs偏光及びp偏光が混在する光に変換する。このように変換された白色の照明光は、上記した均一化部31に入射される。
筐体48は、光源装置5の一部、拡散透過部41、光分離部42、第1集光素子43、波長変換素子44、第2集光素子45、拡散反射素子46及び位相差部47を収容する。本実施形態では、筐体48は、内部に塵埃が侵入しにくい密閉筐体である。しかしながら、これに限らず、筐体48は、上記した光学部品を収容できればよい。
[光源装置の構成]
図3は、+Z方向から見た光源装置5を示す平面図である。図4は、+Z方向から見た光源装置5を示す斜視図である。図5は、+Z方向から見た光源装置5を示す分解斜視図である。
光源装置5は、光を出射する。光源装置5は、図3~図5に示すように、光源ユニット6、冷却ユニット7及び固定ユニット8を備える。
[光源ユニットの構成]
光源ユニット6は、+Z方向に光を出射する。光源ユニット6は、図3~図5に示すように、2つの発光部61を備える。
2つの発光部61は、+Y方向に配置される発光部61U、及び、-Y方向に配置される発光部61Dである。各発光部61は、図5に示すように、発光素子62、基板63及び図示しないコリメーターレンズを有する。すなわち、光源装置5は、複数の発光素子62と、複数の基板63とを備える。
複数の発光素子62は、光を出射する。本実施形態では、各発光素子62は、青色光を出射する複数の半導体レーザーによって構成されている。発光素子62から出射された光は、コリメーターレンズによって平行化されて、拡散透過部41に入射される。
なお、光源装置5は、図2に示すように、筐体48に取り付けられる。複数の発光素子62及び複数の基板63は、筐体48の内部に収容され、後述する冷却ユニット7の少なくとも一部は、筐体48の外部に配置される。詳しくは後述するが、発光素子62から熱が伝達される冷却ユニット7は、図示しないファンから送られた冷却気体によって冷却され、これにより、発光素子62が冷却される。
複数の基板63のそれぞれは、図5に示すように、複数の発光素子62のうち対応する発光素子62を保持する。すなわち、基板63には、発光素子62が配置されている。
基板63における+Z方向の面は、発光素子62が配置される配置面63Aである。配置面63Aには、冷却ユニット7の後述する第1放熱部材71に向かって基板63を押圧する押圧力が固定ユニット8によって作用する。
基板63における-Z方向の面は、第1放熱部材71が熱伝達可能に接続される接続面63Bである。すなわち、基板63において配置面63Aとは反対側の接続面63Bには、第1放熱部材71の受熱面711Aが熱的に接続される。
複数の基板63のそれぞれは、+Z方向に基板63を貫通する複数の位置決め孔631及び複数の貫通孔632を有する。
複数の位置決め孔631は、基板63において発光素子62の配置領域を挟む部分に設けられている。本実施形態では、位置決め孔631は、発光素子62を+X方向において挟む位置に1つずつ設けられている。位置決め孔631には、固定ユニット8の後述するフレーム81が有する位置決め部815U及び位置決め部815D(図9参照)のうち、対応する位置決め部815が+Z方向から挿入される。
複数の貫通孔632は、位置決め孔631の近傍に設けられている。本実施形態では、貫通孔632は、+X方向において発光素子62を挟む位置に1つずつ設けられている。貫通孔632は、接続面63Bと第1放熱部材71の受熱面711Aとの間に設けられる熱伝導性グリスの余剰分が溜まる孔として機能する。
なお、1つの基板63に設けられる発光素子62の数は、1に限らず、2以上であってもよい。すなわち、複数の発光素子62が1つの基板63に配置されてもよい。また、光源ユニット6が有する発光部61の数は2に限らず、1でもよく、3以上でもよい。すなわち、光源ユニット6は、少なくとも1つの基板63を備えればよい。
[冷却ユニットの構成]
図6は、+Z方向から見た光源装置5を示す分解斜視図である。
冷却ユニット7は、光源ユニット6の熱を放熱して、光源ユニット6を冷却する。具体的に、冷却ユニット7は、基板63から伝達される発光素子62等の熱を、図示しないファンによって流通する冷却気体に伝達して、発光素子62を冷却する。
冷却ユニット7は、図6に示すように、第1放熱部材71、第2放熱部材72及びベース73を備える。
[第1放熱部材の構成]
第1放熱部材71は、各基板63と熱的に接続される。詳述すると、第1放熱部材71は、各基板63の接続面63Bと接続される。第1放熱部材71は、基板63から伝達される熱を第2放熱部材72に放熱する。
本実施形態では、第1放熱部材71は、平板状に構成されたベイパーチャンバーである。第1放熱部材71は、+Z方向を向く面71Aから+Z方向に略矩形状に突出する受熱部711と、面71Aとは反対側の面である放熱面712と、を有する。
受熱部711における+Z方向の面は、基板63の接続面63Bと熱的に接続されて、基板63の熱が伝達される受熱面711Aである。受熱面711Aの面積は、光源ユニット6における-Z方向の面の面積よりも大きい。すなわち、受熱面711Aの面積は、発光部61Uが有する基板63の接続面63Bの面積と、発光部61Dが有する基板63の接続面63Bの面積とを加算した面積よりも大きい。このため、受熱面711Aは、各接続面63Bの略全面と面接触する。
放熱面712は、第2放熱部材72の受熱面721Aと熱的に接続される。
[第2放熱部材の構成]
図7は、-Z方向から見た光源装置5を示す斜視図である。
第2放熱部材72は、第1放熱部材71に熱的に接続され、第1放熱部材71から伝達される熱を放熱する。第2放熱部材72は、いわゆるヒートシンクであり、図6及び図7に示すように、受熱部721及び複数のフィン722を有する。
受熱部721は、+Z方向を向き、+Z方向に直交する受熱面721Aを有する。受熱面721Aは、放熱面712の略全面と面接触する。第1放熱部材71から受熱部721に伝達された発光素子62の熱は、複数のフィン722に伝導される。
複数のフィン722は、受熱部721における-Z方向の面から-Z方向に延出している。複数のフィン722間の隙間には、図示しないファンによって冷却気体が流通する。複数のフィン722は、第1放熱部材71から伝達された熱、すなわち、発光素子62の熱を冷却気体に伝達することによって発光素子62の熱を放熱する。これにより、光源ユニット6は冷却される。
[ベースの構成]
ベース73は、第1放熱部材71及び第2放熱部材72を支持するものであり、略矩形枠状に形成されている。すなわち、ベース73には、第1放熱部材71及び第2放熱部材72が取り付けられる。ベース73は、図6に示すように、開口部731、位置決め部732L,732R、固定部733L,733R、第1取付部734L,734R及び第2取付部735L,735Rを有する。
なお、ベース73における-Z方向の面73Bには、第1放熱部材71の面71Aが接続される。
開口部731は、+Z方向からベース73を見たときの略中央に設けられた略矩形状の開口部であり、ベース73を+Z方向に貫通している。開口部731内には、-Z方向から第1放熱部材71の受熱部711が配置される。すなわち、ベース73は、+Z方向から見て受熱部711を囲む。開口部731は、+Z方向からベース73に配置される固定ユニット8によって覆われる。
位置決め部732Rは、開口部731に対して+X方向に配置され、位置決め部732Lは、開口部731に対して-X方向に配置されている。すなわち、位置決め部732L,732Rは、開口部731を+X方向において挟む。位置決め部732L,732Rは、ベース73における+Z方向の面73Aから+Z方向に突出する位置決めピンである。位置決め部732L,732Rは、固定ユニット8の後述するフレーム81に挿入され、フレーム81を位置決めする。
固定部733Rは、位置決め部732Rを+Y方向に挟む位置に配置され、固定部733Lは、位置決め部732Lを+Y方向に挟む位置に配置されている。すなわち、固定部733Rは、開口部731に対して+X方向に2つ設けられ、固定部733Lは、開口部731に対して-X方向に2つ設けられている。固定部733L,733Rは、フレーム81を挿通するねじ等の固定部材FM1が固定される孔部である。固定部材FM1が固定部733L,733Rに固定されることによって、フレーム81は、面73Aに固定される。
第1取付部734L,734Rは、他の光学部品が取り付けられる部分である。第1取付部734Rは、固定部733Rに対して+X方向に配置され、第1取付部734Lは、固定部733Lに対して-X方向に配置されている。
第2取付部735L,735Rは、ベース73を筐体48に取り付けるための部分である。第2取付部735Rは、ベース73における+X方向の端部に配置され、第2取付部735Lは、ベース73における-X方向の端部に配置されている。
[固定ユニットの構成]
固定ユニット8は、ベース73に取り付けられ、光源ユニット6を第1放熱部材71に押圧して固定する。固定ユニット8は、図3~図6に示すように、フレーム81、スペーサー82及び複数の押圧部材84(84U,84D)を有する。
[フレームの構成]
フレーム81は、図3及び図4に示すように、ベース73に固定される。フレーム81は、+Z方向から見て矩形状の枠体であり、図3に示すように、+Z方向から見て発光部61U,61Dを囲む。すなわち、フレーム81は、複数の発光素子62及び複数の基板63を囲む。
フレーム81は、光源ユニット6を固定する機能、及び、押圧部材84を支持する機能を有する。また、フレーム81は、遮光性及び熱伝導性を有する金属材料によって形成されている。すなわち、フレーム81は、遮光性及び放熱性を有する。フレーム81は、拡散透過部41等の光学部品から光源ユニット6に向かって進行する戻り光を遮蔽し、戻り光が光源ユニット6、特に基板63に入射することを抑制する。また、フレーム81は、基板63から伝達する熱を放熱する。
図8は、+Z方向から見た固定ユニット8を示す分解斜視図である。
フレーム81は、図8に示すように、本体部811及び段差部816L,816Rを有する。
本体部811は、+Z方向から見て略矩形枠状に形成されている。本体部811は、開口部812、位置決め部813U,813D及び固定部814U,814Dを有する。
開口部812は、+Z方向から見て本体部811の中央に略矩形状に設けられている。フレーム81がベース73に固定されたときに、開口部812内には、各発光素子62とスペーサー82とが配置される。なお、+Z方向から見て開口部812の四隅は、開口部812の内側に向かって突出している。
位置決め部813U,813Dは、本体部811における+Z方向の面811Aに設けられている。
位置決め部813Uは、押圧部材84Uを位置決めする。位置決め部813Uは、開口部812に対して+Y方向の位置に、+X方向に離間して2つ設けられている。
位置決め部813Dは、押圧部材84Dを位置決めする。位置決め部813Dは、開口部812に対して-Y方向の位置に、+X方向に離間して2つ設けられている。
複数の固定部814U,814Dは、面811Aに設けられている。
固定部814Uは、押圧部材84Uを固定する。固定部814Uは、開口部812に対して+Y方向の位置で、位置決め部813Uを+X方向において挟む位置に設けられている。固定部814Uには、押圧部材84Uを挿通する固定部材FM2が固定される。
固定部814Dは、押圧部材84Dを固定する。固定部814Dは、開口部812に対して-Y方向の位置で、位置決め部813Dを+X方向において挟む位置に設けられている。固定部814Dには、押圧部材84Dを挿通する固定部材FM2が固定される。
図9は、-Z方向から見た固定ユニット8を示す分解斜視図である。
本体部811は、図9に示すように、基板63を位置決めする位置決め部815U,815Dを更に有する。
位置決め部815U,815Dは、本体部811における-Z方向の面811Bに設けられている。
位置決め部815Uは、面811Bにおいて開口部812の四隅に応じた位置のうち+Y方向の位置に設けられている。すなわち、位置決め部815Uは、面811Bにおいて+Y方向の位置に、+X方向に離間して2つ設けられている。
位置決め部815Dは、面811Bにおいて開口部812の四隅に応じた位置のうち-Y方向の位置に設けられている。すなわち、位置決め部815Dは、面811Bにおいて-Y方向の位置に、+X方向に離間して2つ設けられている。
位置決め部815U,815Dのそれぞれは、面811Bから-Z方向に突出する位置決めピンである。2つの位置決め部815Uは、発光部61Uの基板63に設けられた2つの位置決め孔631(図5参照)に挿入されて、発光部61Uの基板63を位置決めする。2つの位置決め部815Dは、発光部61Dの基板63に設けられた2つの位置決め孔631(図5参照)に挿入されて、発光部61Dの基板63を位置決めする。
図8に示すように、段差部816Rは、本体部811に対する+X方向に設けられている。段差部816Rは、本体部811における+X方向の端部から-Z方向に延出した後、+X方向に延出する部分である。段差部816Rは、位置決め孔817R及び孔部818Rを有する。
位置決め孔817Rは、段差部816Rにおける+Y方向の略中央に設けられ、段差部816Rを+Z方向に沿って貫通している。位置決め孔817Rには、ベース73の面73Aに突設けられた位置決め部732Rが挿入される。
孔部818Rは、位置決め孔817Rを+Y方向に挟む位置に設けられている。すなわち、孔部818Rは、段差部816Rに2つ設けられている。フレーム81をベース73に固定する固定部材FM1は、2つの孔部818Rを挿通して、固定部733Rに固定される。
段差部816Lは、本体部811における-X方向の端部から-Z方向に延出した後、-X方向に延出する部分である。段差部816Lは、段差部816Rと同様に、位置決め孔817L及び孔部818Lを有する。
なお、段差部816Lにおける位置決め孔817L及び孔部818Lは、段差部816Rにおける位置決め孔817R及び孔部818Rと同様に作用する。このため、位置決め孔817L及び孔部818Lについての説明を省略する。
なお、第1放熱部材71に接続面63Bが熱的に接続されるように光源ユニット6が配置され、ベース73にフレーム81が取り付けられた場合には、図3に点線にて示すように、発光部61Uの基板63及び発光部61Dの基板63の+Z方向の各部分は、フレーム81によって覆われる。
[スペーサーの構成]
スペーサー82は、各発光部61U,61Dの基板63の配置面63Aと接触するように、開口部812内に配置される。スペーサー82は、押圧部材84の付勢力によって、各基板63を第1放熱部材71に向かって押圧する。換言すると、スペーサー82は、+Z方向において、押圧部材84の押圧部844と配置面63Aとの間に設けられる介装部材である。
+Z方向から見てスペーサー82は、略8字状に構成されている。スペーサー82の外形は、開口部812の端縁に沿う形状である。このため、スペーサー82は、開口部812内に嵌合されることによって、開口部812内に位置決めされる。
スペーサー82は、+Y方向に設けられた略矩形の開口部82Uと、-Y方向に設けられた略矩形の開口部82Dと、を有する。
開口部82Uは、スペーサー82が開口部812内に配置されたときに、発光部61Uの発光素子62を露出させる。換言すると、開口部82Uは、発光素子62を避けるための開口部である。
開口部82Dは、スペーサー82が開口部812内に配置されたときに、発光部61Dの発光素子62を露出させる。換言すると、開口部82Dは、発光素子62を避けるための開口部である。
スペーサー82において、+Z方向の面は、押圧部844と接触する接触面82Aである。スペーサー82において、-Z方向の面は、各発光部61の基板63と接触して、各基板63を第1放熱部材71に向かって押圧する押圧面82Bである。
スペーサー82は、遮光性及び熱伝導性を有する金属材料によって形成されている。すなわち、スペーサー82は、フレーム81と同様に、遮光性及び放熱性を有する。スペーサー82は、基板63に対する+Z方向にて開口部812内に配置されることによって、拡散透過部41等の光学部品から基板63に入射する戻り光を遮蔽する。これにより、戻り光が基板63に入射することが抑制される。また、スペーサー82は、基板63から伝達される発光素子62の熱を放熱する。
本実施形態では、スペーサー82は、複数のスペーサー要素83が組み合わされることによって構成されている。具体的に、スペーサー82は、2つのスペーサー要素83が組み合わされて構成されている。2つのスペーサー要素83のうち、1つのスペーサー要素83は、+Y方向に配置されるスペーサー要素83Uであり、他のスペーサー要素83は、-Y方向に配置されるスペーサー要素83Dである。
スペーサー要素83U,83Dの形状は同じであり、スペーサー要素83Uとスペーサー要素83Dとが、+X方向に沿う軸を中心として線対称となるように組み合わされることによって、スペーサー82は構成される。
[押圧部材の構成]
複数の押圧部材84のそれぞれは、フレーム81に固定され、各基板63を第1放熱部材71に向けて押圧する。本実施形態では、各押圧部材84は、スペーサー82を介して各基板63を第1放熱部材71に向けて押圧する。
複数の押圧部材84は、+Y方向に設けられる押圧部材84Uと、-Y方向に設けられる押圧部材84Dと、を含む。
本実施形態では、押圧部材84U,84Dは、金属製の板ばねである。すなわち、押圧部材84U,84Dは、金属によって形成され、ばね特性を有する。
各押圧部材84は、本体部841、位置決め孔842、貫通孔843及び押圧部844を有する。
本体部841は、矩形の板状に形成されている。本体部841における-Z方向の面は、フレーム81の本体部811の面811Aと接触する。
位置決め孔842は、+X方向に離間して本体部841に2つ設けられている。各位置決め孔842には、位置決め部813が-Z方向から挿入される。具体的に、押圧部材84Uが有する2つの位置決め孔842には、位置決め部813Uが挿入され、押圧部材84Dが有する2つの位置決め孔842には、位置決め部813Dが挿入される。これにより、フレーム81に対して押圧部材84U,84Dが位置決めされる。
貫通孔843は、+X方向に離間して本体部841に2つ設けられている。2つの貫通孔843は、+X方向において2つの位置決め孔842を挟む位置に設けられている。各貫通孔843には、固定部材FM2が+Z方向から挿入される。押圧部材84Uの貫通孔843を挿通した固定部材FM2は、固定部814Uに固定され、これにより、フレーム81に対して押圧部材84Uが固定される。押圧部材84Dの貫通孔843を挿通した固定部材FM2は、固定部814Dに固定される。これにより、フレーム81に対して押圧部材84Dが固定される。
押圧部844は、各押圧部材84に2つ設けられている。2つの押圧部844は、+Z方向から見て本体部841の端縁から同方向に突出している。具体的に、押圧部材84Uにおける押圧部844は、本体部841における-Y方向の端縁から-Y方向に突出し、押圧部材84Dにおける押圧部844は、本体部841における+Y方向の端縁から+Y方向に突出している。
各押圧部844は、押圧部材84がフレーム81に固定されたときに、スペーサー82の接触面82Aに接触して、スペーサー82、ひいては、基板63を第1放熱部材71に向けて押圧する。
詳述すると、押圧部材84Uの押圧部844は、スペーサー要素83Uを第1放熱部材71に向けて押圧して、発光部61Uの基板63を第1放熱部材71に向けて押圧する。
押圧部材84Dの押圧部844は、スペーサー要素83Dを第1放熱部材71に向けて押圧して、発光部61Dの基板63を第1放熱部材71に向けて押圧する。
これにより、基板63と第1放熱部材71とが適度な圧力で面接触する。なお、押圧部材84に設けられる押圧部844の数は、1以上であれば、適宜変更可能である。
[光源装置の組立]
以上説明した光源装置5は、例えば以下のように組み立てられる。
まず、冷却ユニット7を組み立てる。図7に示したように、第1放熱部材71の放熱面71Bと第2放熱部材72の受熱面721Aとを熱的に接続する。これとともに、第1放熱部材71の受熱部711がベース73の開口部731内に配置されるように、第1放熱部材71とベース73とを接続する。これにより、冷却ユニット7が組み立てられる。
次に、光源ユニット6を冷却ユニット7に配置する。
具体的に、光源ユニット6を構成する各発光部61U,61Dの基板63を第1放熱部材71の受熱面711Aに配置する。このとき、各基板63の接続面63Bと受熱面711Aとの間に、熱伝導性グリスを配置する。また、接続面63Bの全てが受熱面711Aと熱的に接続されるように、各基板63を配置する。
これにより、各基板63の接続面63Bの略全面を、受熱面711Aに対する熱伝達面として利用でき、光源ユニット6から第1放熱部材71に熱を効率よく伝達できる。
図10は、XZ平面に沿う光源装置5の断面を示す図である。具体的に、図10は、図3におけるX-X線における光源装置5の断面を示す図である。
この後、固定ユニット8によって光源ユニット6を冷却ユニット7に固定する。
まず、ベース73にフレーム81を取り付ける。このとき、図10に示すように、フレーム81の位置決め部815Uを、発光部61Uの基板63に設けられた位置決め孔631に挿入する。また、フレーム81の位置決め部815Dを、発光部61Dの基板63に設けられた位置決め孔631に挿入する。これにより、第1放熱部材71に対して各基板63が位置決めされる。
また、ベース73の位置決め部732Lをフレーム81の位置決め孔817Lに挿入し、かつ、ベース73の位置決め部732Rをフレーム81の位置決め孔817Rに挿入する。これにより、ベース73に対してフレーム81が位置決めされる。
そして、フレーム81の孔部818L,818Rを挿通する固定部材FM1をベース73の固定部733L,733Rに固定する。これにより、フレーム81がベース73に固定される。
次に、フレーム81の開口部812内にスペーサー82を配置する。これにより、スペーサー82の接触面82Aは、各基板63の配置面63Aと接触する。
上記のように、スペーサー82の外形は、開口部812の内縁の形状と略一致することから、スペーサー82は、開口部812内に嵌め込まれ、スペーサー82の開口部82U,82Dを介して、各発光素子62が露出される。
この後、本体部811に設けられた複数の位置決め部813及び複数の固定部814U,814Dによって、フレーム81に押圧部材84を固定する。
具体的に、押圧部材84Uの位置決め孔842に位置決め部813Uを-Z方向から挿入して、フレーム81に押圧部材84Uを位置決めする。同様に、押圧部材84Dの位置決め孔842に位置決め部813Dを-Z方向から挿入して、フレーム81に押圧部材84Dを位置決めする。これにより、押圧部844がスペーサー82と接触する。
そして、押圧部材84Uの貫通孔843を挿通した固定部材FM2を固定部814Uに固定するとともに、押圧部材84Dの貫通孔843を挿通した固定部材FM2を固定部814Dに固定する。これにより、フレーム81に押圧部材84U,84Dが固定される。
このように、板ばねである押圧部材84Uは、フレーム81に固定されることによって、押圧部844にてスペーサー82のスペーサー要素83Uを介して発光部61Uの基板63を第1放熱部材71に押圧する。同様に、板ばねである押圧部材84Dは、フレーム81に固定されることによって、押圧部844にてスペーサー82のスペーサー要素83Dを介して発光部61Dの基板63を第1放熱部材71に押圧する。
これにより、各基板63の接続面63Bの全体が、第1放熱部材71の受熱面711Aと面接触により熱的に接続される。このため、発光素子62の熱は、基板63を介して第1放熱部材71に効率よく伝達される。また、各基板63は、押圧部材84による適度な圧力で受熱面711Aと接続されるので、各基板63から第1放熱部材71への熱伝達を促進できる。
なお、押圧部材84による第1放熱部材71に対する基板63の押圧力は、固定部材FM2によるフレーム81への押圧部材84の締結を調節することによって、調節可能である。
[第1実施形態の効果]
以上説明した本実施形態に係るプロジェクター1は、以下の効果を奏する。
プロジェクター1は、光源装置5と、光源装置5から出射された光を変調する光変調装置343と、光変調装置343によって変調された光を投射する投射光学装置36と、を備える。
光源装置5は、光を出射する発光素子62と、発光素子が配置された基板63と、第1放熱部材71、ベース73、フレーム81及び押圧部材84を備える。第1放熱部材71は、基板63と熱的に接続される。ベース73は、第1放熱部材71を支持する。フレーム81は、ベース73に固定され、発光素子62及び基板63を囲む。押圧部材84は、フレーム81に固定され、基板63を第1放熱部材71に向けて押圧する。
このような構成によれば、発光素子62が設けられた基板63は、第1放熱部材71と熱的に接続された状態にて、第1放熱部材71を支持するベース73に固定されたフレーム81に固定された押圧部材84によって、第1放熱部材71に向けて押圧される。これによれば、基板63と第1放熱部材71とを面接触させることができる他、押圧部材84による適度な圧力にて基板63と第1放熱部材71とを熱的に接続できる。このため、基板63がベース73又は第1放熱部材71にねじによって固定される場合に比べて、基板63から第1放熱部材71に熱を効率よく伝達できる。従って、発光素子62及び基板63、ひいては、光源ユニット6を効率よく冷却できる。
光源装置5では、押圧部材84は、金属によって形成され、ばね特性を有する板ばねである。
このような構成によれば、押圧部材84の劣化を抑制できる他、基板63から伝達される熱を押圧部材84によって放熱できる。また、押圧部材84がばね特性を有することによって、簡易な構成の押圧部材84によって基板63を第1放熱部材71に押圧できる。
光源装置5では、フレーム81は、基板63に入射する光を遮蔽する。
このような構成によれば、外部から基板63に入射する光によって基板63が劣化することを抑制できる。例えば、基板63に設けられたソルダーレジスト及び電極、並びに、基板63の配置面63Aに接続されるケーブル等の部品の劣化を抑制できる。
光源装置5では、フレーム81は、基板63を位置決めする位置決め部815U,815Dを有する。
このような構成によれば、第1放熱部材71を支持するベース73にフレーム81を固定することによって、基板63を第1放熱部材71に位置決めできる。これによれば、第1放熱部材71に基板63を位置決めする構成を少なくすることができる。従って、公差の累積を抑制でき、第1放熱部材71に基板63を精度よく配置できる。
光源装置5は、基板63と押圧部材84との間に配置されたスペーサー82を備える。押圧部材84は、スペーサー82を介して基板63を第1放熱部材71に向けて押圧する。
このような構成によれば、スペーサー82が基板63と接触することによって、基板63から伝達される熱の放熱面積を拡大できる。また、押圧部材84は、スペーサー82を介して基板63を押圧することによって、押圧部材84が基板63と直接接触する場合に比べて、基板63において押圧部材84による押圧力が作用する面積を拡大できる。これにより、基板63に対して略均一に押圧力を作用させることができるので、押圧部材84によって基板63が局所的に押圧される場合に比べて、基板63の変形を抑制しつつ、基板63の接続面63Bの略全面を第1放熱部材71に略均一に押圧できる。また、基板63に対する押圧力が略均一となることから、基板63と第1放熱部材71との間の熱伝導性グリスの膜厚を均一化できる。従って、基板63の熱を第1放熱部材に効率よく伝達できる。
光源装置5では、スペーサー82は、基板63に入射する光を遮蔽する。
このような構成によれば、外部から基板63に入射する光によって基板63が劣化することを抑制できる。例えば、基板63に設けられたソルダーレジスト及び電極、並びに、基板63に接続されるケーブル等の部品の劣化を抑制できる。
光源装置5は、第1放熱部材71に熱的に接続され、第1放熱部材71から伝達される熱を放熱する第2放熱部材72を備える。第1放熱部材71は、ベイパーチャンバーである。
このような構成によれば、第2放熱部材72によって、基板63から伝達される熱の放熱面積を拡大できるので、発光素子62及び基板63の熱を効率よく放熱できる。
また、第1放熱部材71がベイパーチャンバーであることによって、基板63から伝達される熱を第2放熱部材72に効率よく伝達できる。従って、発光素子62及び基板63の冷却効率を高めることができる。
[第2実施形態]
次に、本開示の第2実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、第1実施形態に係るプロジェクター1と同様の構成を備えるが、冷却ユニットの構成が異なる。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
[光源装置の構成]
図11は、本実施形態に係るプロジェクターが備える光源装置5Aを+X方向から見た側面図である。
本実施形態に係るプロジェクターは、第1実施形態に係る光源装置5に代えて光源装置5Aを備える他は、第1実施形態に係るプロジェクター1と同様の構成及び機能を備える。また、光源装置5Aは、図11に示すように、第1実施形態に係る冷却ユニット7に代えて冷却ユニット7Aを備える他は、第1実施形態に係る光源装置5と同様の構成及び機能を備える。すなわち、本実施形態に係る光源装置5Aは、光源ユニット6、冷却ユニット7A及び固定ユニット8を備える。
[冷却ユニットの構成]
冷却ユニット7Aは、冷却ユニット7と同様に、各発光部61U,61Dの基板63から伝達される熱を放熱して、発光素子62及び基板63を冷却する。冷却ユニット7Aは、第1実施形態に係るベース73と、第1放熱部材74と、第2放熱部材75と、を備える。なお、本実施形態では、ベース73は、第1放熱部材74を支持する。
[第1放熱部材の構成]
第1放熱部材74は、基板63と熱的に接続され、基板63から伝達される熱を第2放熱部材75に放熱する。第1放熱部材74は、受熱部材741及びヒートパイプ742を備える。
受熱部材741は、金属製の板状体である。受熱部材741は、+Z方向の面741Aがベース73における-Z方向の面73Bに接続され、ベース73によって保持される。図示を省略するが、受熱部材741は、受熱部711と同様の受熱部を有する。すなわち、受熱部材741は、面741Aから+Z方向に突出してベース73の開口部731内に配置される受熱部を有する。そして、受熱部材741は、受熱部にて基板63と熱的に接続される。受熱部における+Z方向の面は、各基板63の接続面63Bと面接触して基板63からの熱を受熱する受熱面である。本実施形態においても、基板63と受熱面との間には、熱伝導性グリスが配置されている。
ヒートパイプ742は、受熱部材741に伝達された熱を第2放熱部材75に伝達する熱伝達部材である。ヒートパイプ742の受熱端は、受熱部材741に接続されている。本実施形態では、ヒートパイプ742の受熱端は、受熱部材741の内部に挿入されている。なお、受熱部材741に伝達された熱を第2放熱部材75に効率よく伝達可能であれば、ヒートパイプ742の数は問わない。
[第2放熱部材の構成]
第2放熱部材75は、第1放熱部材74に熱的に接続され、第1放熱部材74から伝達される熱を放熱する。第2放熱部材75は、受熱部材751及びヒートシンク752を備える。
受熱部材751は、金属製の板状体である。受熱部材751には、ヒートパイプ742の放熱端が接続されている。本実施形態では、ヒートパイプ742の放熱端は、受熱部材751の内部に挿入されている。これにより、受熱部材751には、ヒートパイプ742を介して熱が伝達される。
ヒートシンク752は、受熱部材751に取り付けられ、受熱部材751から伝達される熱を放熱する。ヒートシンク752は、第1実施形態に係る第2放熱部材72と同様の構成を有する。すなわち、ヒートシンク752は、受熱部753及び複数のフィン754を有する。
受熱部753は、受熱部材751と熱的に接続される。
複数のフィン754のそれぞれは、受熱部材751とは反対方向に受熱部753から延出している。複数のフィン754は、受熱部材751から伝達された熱を、図示しないファンによって流通する冷却気体に伝達することによって、発光素子62及び基板63の熱を放熱する。
[第2実施形態の効果]
以上説明した本実施形態に係るプロジェクターは、第1実施形態に係るプロジェクター1と同様の効果を奏する他、以下の効果を奏する。
光源装置5Aは、第1放熱部材74の他、第1放熱部材74に熱的に接続され、第1放熱部材74から伝達される熱を放熱する第2放熱部材75を備える。第1放熱部材74は、基板63と熱的に接続される受熱部材741と、受熱部材741に伝達された熱を第2放熱部材75に伝達するヒートパイプ742と、を有する。
このような構成によれば、第2放熱部材75によって、基板63から伝達される熱の放熱面積を拡大できるので、発光素子62及び基板63の熱を効率よく放熱できる。
また、第1放熱部材74が、受熱部材741及びヒートパイプ742を有するので、基板63から伝達された熱を第2放熱部材75に効率よく伝達できる。従って、発光素子62及び基板63の冷却効率を高めることができる。この他、ヒートパイプ742によって、受熱部材741から離れた位置に第2放熱部材75を配置できるので、第2放熱部材75のレイアウト自由度を高めることができる。
[実施形態の変形]
本開示は、上記各実施形態に限定されるものではなく、本開示の目的を達成できる範囲での変形及び改良等は、本開示に含まれるものである。
上記各実施形態では、光源装置5,5Aは、2つの押圧部材84を備えるとした。しかしながら、これに限らず、本開示の光源装置が備える押圧部材の数は、1でもよく、3以上であってもよい。また、光源装置5,5Aは、2つのスペーサー要素83が組み合わされて構成されるスペーサー82を備えるとした。しかしながら、これに限らず、スペーサー82は、1つの部品によって構成されていてもよく、3以上のスペーサー要素83が組み合わされて構成されてもよい。
上記各実施形態では、光源装置5,5Aは、光源ユニット6を備え、光源ユニット6は、2つの発光部61U,61Dを有するとした。しかしながら、これに限らず、本開示の光源装置が備える発光部の数は、1でもよく、3以上であってもよい。すなわち、本開示の光源装置が備える基板の数は、1以上であればよく、基板に設けられる発光素子の数も、1以上であればよい。
上記各実施形態では、押圧部材84は、金属によって形成され、ばね特性を有する板ばねであるとした。しかしながら、これに限らず、押圧部材84は、金属以外の材料によって形成されていてもよい。また、押圧部材84は、ばね特性を有しなくてもよく、基板63を第1放熱部材71に押圧した状態にてフレーム81に固定される構成であってもよい。また、押圧部材84は、板ばねでなくてもよい。例えば、本開示の押圧部材は、フレーム81に設けられた係止部と、基板63又はスペーサー82との間に設けられて、基板63を第1放熱部材71に向けて押圧するコイルばね等の付勢部材であってもよい。
上記各実施形態では、ベース73に固定されるフレーム81は、第1放熱部材71の受熱面711Aにおいて各基板63を位置決めする位置決め部815U,815Dを有するとした。しかしながら、これに限らず、フレーム81は、基板63を位置決めしなくてもよい。一方、フレームは、スペーサーを位置決めする位置決め部を有してもよく、スペーサーは、基板を位置決めする位置決め部を有してもよい。
上記各実施形態では、押圧部材84は、スペーサー82を介して基板63を第1放熱部材71に向けて押圧するとした。すなわち、光源装置5,5Aは、基板63と押圧部材84の押圧部844との間に配置されるスペーサー82を備えるとした。しかしながら、これに限らず、スペーサー82は無くてもよい。すなわち、フレーム81に固定された押圧部材の押圧部が、上記各実施形態の押圧部844よりも-Z方向に延出しており、基板63に直接接触して、基板63を第1放熱部材71に向けて押圧してもよい。
上記各実施形態では、スペーサー82は、外部から基板63に入射する光を遮蔽する遮光性を有するとした。しかしながら、これに限らず、スペーサー82は、遮光性を備えていなくてもよい。また、スペーサー82は、金属によって形成され、基板63から伝達される熱を放熱する放熱性を有するとした。しかしながら、これに限らず、スペーサー82は、金属以外の材料によって形成されていてもよい。
上記第1実施形態では、第1放熱部材71は、ベイパーチャンバーであるとした。上記第2実施形態では、第1放熱部材74は、受熱部材741及びヒートパイプ742を有するとした。しかしながら、本開示の第1放熱部材の構成は、上記に限定されない。例えば、第1放熱部材は、受熱部材741に第2放熱部材72が接続されたものでもよい。
上記各実施形態では、波長変換素子44の波長変換層442及び反射層443は、筐体48に固定され筐体48の壁面から外側に突出した基板441に支持されるとした。しかしながら、これに限らず、波長変換層442及び反射層443は、筐体48の壁面に支持されてもよい。この場合、第2集光素子45のレンズ451,452は、例えば、筐体48の-Y方向の壁面又は+Y方向の壁面から延出する支持部材によって、筐体48に対して固定される。更には、波長変換層442及び反射層443は、筐体48の壁面から空間を空けて前述の支持部材によって筐体48に対して支持される構造としてもよい。
上記各実施形態では、拡散反射素子46の拡散反射層462は、筐体48に固定され筐体48の壁面から外側に突出した基板461に支持されるとした。しかしながら、これに限らず、波長変換層442及び反射層443と同様に、拡散反射層462は、筐体48の壁面に支持されてもよく、更には、筐体48の壁面から空間を空けて筐体48の壁面から延出する支持部材によって筐体48に対して支持される構造としてもよい。
上記各実施形態では、プロジェクターは、3つの光変調装置343B,343G,343Rを備えるとした。しかしながら、これに限らず、2つ以下、あるいは、4つ以上の光変調装置を備えるプロジェクターにも、本開示を適用可能である。
上記各実施形態では、光変調装置343は、光入射面と光出射面とが異なる透過型の液晶パネルであるとした。しかしながら、これに限らず、光変調装置として、光入射面と光出射面とが同一となる反射型の液晶パネルを用いてもよい。また、入射光束を変調して画像情報に応じた画像を形成可能な光変調装置であれば、マイクロミラーを用いたデバイス、例えば、DMD(Digital Micromirror Device)等を利用したものなど、液晶以外の光変調装置を用いてもよい。
上記各実施形態では、本開示の光源装置を備える構成として、プロジェクターを例示した。しかしながら、これに限らず、光源装置は、単体で利用できる他、プロジェクター以外の電子機器や装置に本開示の光源装置を適用してもよい。
[本開示のまとめ]
以下、本開示のまとめを付記する。
本開示の第1態様に係る光源装置は、光を出射する発光素子と、前記発光素子が配置された基板と、前記基板と熱的に接続された第1放熱部材と、前記第1放熱部材を支持するベースと、前記ベースに固定され、前記発光素子及び前記基板を囲むフレームと、前記フレームに固定され、前記基板を前記第1放熱部材に向けて押圧する押圧部材と、を備える。
このような構成によれば、発光素子が設けられた基板は、第1放熱部材と熱的に接続された状態にて、第1放熱部材を支持するベースに固定されたフレームに固定された押圧部材によって、第1放熱部材に向けて押圧される。これによれば、基板と第1放熱部材とを面接触させることができる他、押圧部材による適度な圧力にて基板と第1放熱部材とを熱的に接続できる。このため、基板がベース又は第1放熱部材にねじによって固定される場合に比べて、基板から第1放熱部材に熱を効率よく伝達できる。従って、発光素子及び基板を効率よく冷却できる。
上記第1態様では、前記押圧部材は、金属によって形成され、ばね特性を有していてもよい。
このような構成によれば、押圧部材の劣化を抑制できる他、基板から伝達される熱を押圧部材によって放熱できる。また、押圧部材がばね特性を有することによって、簡易な構成の押圧部材によって基板を第1放熱部材に押圧できる。
上記第1態様では、前記フレームは、前記基板に入射する光を遮蔽してもよい。
このような構成によれば、外部から基板に入射する光によって基板が劣化することを抑制できる。例えば、基板に設けられたソルダーレジスト及び電極、並びに、基板に接続されるケーブル等の部品の劣化を抑制できる。
上記第1態様では、前記フレームは、前記基板を位置決めする位置決め部を有していてもよい。
このような構成によれば、第1放熱部材を支持するベースにフレームを固定することによって、基板を第1放熱部材に位置決めできる。これによれば、第1放熱部材に基板を位置決めする構成を少なくすることができる。従って、公差の累積を抑制でき、第1放熱部材に基板を精度よく配置できる。
上記第1態様では、前記基板と前記押圧部材との間に配置されたスペーサーを備え、前記押圧部材は、前記スペーサーを介して前記基板を前記第1放熱部材に向けて押圧してもよい。
このような構成によれば、スペーサーが基板と接触することによって、基板から伝達される熱の放熱面積を拡大できる。また、押圧部材は、スペーサーを介して基板を押圧することによって、押圧部材が基板と直接接触する場合に比べて、基板において押圧部材による押圧力が作用する面積を拡大できる。これにより、基板に対して略均一に押圧力を作用させることができるので、押圧部材によって基板が局所的に押圧される場合に比べて、基板の変形を抑制しつつ、基板を第1放熱部材に略均一に押圧できる。従って、基板の熱を第1放熱部材に効率よく伝達できる。
上記第1態様では、前記スペーサーは、前記基板に入射する光を遮蔽してもよい。
このような構成によれば、外部から基板に入射する光によって基板が劣化することを抑制できる。例えば、基板に設けられたソルダーレジスト及び電極、並びに、基板に接続されるケーブル等の部品の劣化を抑制できる。
上記第1態様では、前記第1放熱部材に熱的に接続され、前記第1放熱部材から伝達される熱を放熱する第2放熱部材を備え、前記第1放熱部材は、ベイパーチャンバーであってもよい。
このような構成によれば、第2放熱部材によって、基板から伝達される熱の放熱面積を拡大できるので、発光素子及び基板の熱を効率よく放熱できる。
また、第1放熱部材がベイパーチャンバーであることによって、基板から伝達される熱を第2放熱部材に効率よく伝達できる。従って、発光素子及び基板の冷却効率を高めることができる。
上記第1態様では、前記第1放熱部材に熱的に接続され、前記第1放熱部材から伝達される熱を放熱する第2放熱部材を備え、前記第1放熱部材は、前記基板と熱的に接続される受熱部材と、前記受熱部材に伝達された熱を前記第2放熱部材に伝達するヒートパイプと、を有していてもよい。
このような構成によれば、第2放熱部材によって、基板から伝達される熱の放熱面積を拡大できるので、発光素子及び基板の熱を効率よく放熱できる。
また、第1放熱部材が、受熱部材及びヒートパイプを有するので、基板から伝達された熱を第2放熱部材に効率よく伝達できる。従って、発光素子及び基板の冷却効率を高めることができる。この他、ヒートパイプによって、受熱部材から離れた位置に第2放熱部材を配置できるので、第2放熱部材のレイアウト自由度を高めることができる。
本開示の第2態様に係るプロジェクターは、上記第1態様に係る光源装置と、前記光源装置から出射された光を変調する光変調装置と、前記光変調装置によって変調された光を投射する投射光学装置と、を備える。
このような構成によれば、上記第1態様に係る光源装置と同様の効果を奏することができる。
1…プロジェクター、343(343G,343B,343R)…光変調装置、36…投射光学装置、5,5A…光源装置、6…光源ユニット、61(61U,61D)…発光部、62…発光素子、63…基板、7…冷却ユニット、71…第1放熱部材、72…第2放熱部材、73…ベース、74…第1放熱部材、741…受熱部材、742…ヒートパイプ、75…第2放熱部材、8…固定ユニット、81…フレーム、815U,815D…位置決め部、82…スペーサー、84(84U,84D)…押圧部材。

Claims (9)

  1. 光を出射する発光素子と、
    前記発光素子が配置された基板と、
    前記基板と熱的に接続された第1放熱部材と、
    前記第1放熱部材を支持するベースと、
    前記ベースに固定され、前記発光素子及び前記基板を囲むフレームと、
    前記フレームに固定され、前記基板を前記第1放熱部材に向けて押圧する押圧部材と、を備えることを特徴とする光源装置。
  2. 請求項1に記載の光源装置において、
    前記押圧部材は、金属によって形成され、ばね特性を有することを特徴とする光源装置。
  3. 請求項1又は請求項2に記載の光源装置において、
    前記フレームは、前記基板に入射する光を遮蔽することを特徴とする光源装置。
  4. 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の光源装置において、
    前記フレームは、前記基板を位置決めする位置決め部を有することを特徴とする光源装置。
  5. 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の光源装置において、
    前記基板と前記押圧部材との間に配置されたスペーサーを備え、
    前記押圧部材は、前記スペーサーを介して前記基板を前記第1放熱部材に向けて押圧することを特徴とする光源装置。
  6. 請求項5に記載の光源装置において、
    前記スペーサーは、前記基板に入射する光を遮蔽することを特徴とする光源装置。
  7. 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の光源装置において、
    前記第1放熱部材に熱的に接続され、前記第1放熱部材から伝達される熱を放熱する第2放熱部材を備え、
    前記第1放熱部材は、ベイパーチャンバーであることを特徴とする光源装置。
  8. 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の光源装置において、
    前記第1放熱部材に熱的に接続され、前記第1放熱部材から伝達される熱を放熱する第2放熱部材を備え、
    前記第1放熱部材は、
    前記基板と熱的に接続される受熱部材と、
    前記受熱部材に伝達された熱を前記第2放熱部材に伝達するヒートパイプと、を有することを特徴とする光源装置。
  9. 請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の光源装置と、
    前記光源装置から出射された光を変調する光変調装置と、
    前記光変調装置によって変調された光を投射する投射光学装置と、を備えることを特徴とするプロジェクター。
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