JP2023073672A - プロジェクター - Google Patents
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Abstract
【課題】小型化を図りつつ、投射画像の明るさを向上できるプロジェクターを提供する。【解決手段】プロジェクターは、照明光を出射する光源ユニットと、照明光を変調して画像光を生成する画像生成ユニットと、画像光を投射する投射光学ユニットと、光源ユニットに第1冷却気体を流通させる第1ファンとを備え、光源ユニットは、発光素子と、発光素子から出射された光を受光して、発光素子から出射された光の波長を変換する波長変換素子と、発光素子及び波長変換素子のうち少なくとも1つの素子の熱を放熱する放熱部材とを備え、画像生成ユニットは、光源ユニットから出射された照明光を導光する導光光学装置と、導光光学装置によって導光された照明光を変調する光変調素子と、導光光学装置及び光変調素子を支持する第1ベース部材とを備え、第1ベース部材は、放熱部材に接触し、放熱部材から受熱する熱伝導性の受熱部を有する。【選択図】図11
Description
本開示は、プロジェクターに関する。
従来、励起光源と、励起光源から出射された励起光の波長を変換する蛍光体と、を有し、光変調装置を照明する照明光を出射する光源装置を備えた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では、励起光を出射する励起光源は、ヒートシンク上にアレイ状に配置された複数のレーザーダイオードから構成される。蛍光体は、モーターによって回転される円盤基板に設けられている。光源装置は、1つの送風ファンを備え、1つの送風ファンによって送出された冷却風は、送風ダクトを通って、ヒートシンク及び円盤基板に導入され、これにより、励起光源及び蛍光体が冷却される。
特許文献1に記載のプロジェクターでは、励起光を出射する励起光源は、ヒートシンク上にアレイ状に配置された複数のレーザーダイオードから構成される。蛍光体は、モーターによって回転される円盤基板に設けられている。光源装置は、1つの送風ファンを備え、1つの送風ファンによって送出された冷却風は、送風ダクトを通って、ヒートシンク及び円盤基板に導入され、これにより、励起光源及び蛍光体が冷却される。
近年、プロジェクターは、小型化に加え、投射画像の明るさの向上が要望されている。
小型化の一つ手段としては、特許文献1に記載のプロジェクターのように、光源装置の冷却に用いるファンの数を減らすことである。しかしながら、明るさの向上のために、例えばレーザーダイオードの数を増やすと、光源装置にて一層多くの熱が発生する。これに対し、ファンの性能を向上させることによって、ファンの数を維持しつつ、光源装置を冷却することが考えられる。
しかしながら、ファンを大きくして、冷却気体の流通量を増加させると、プロジェクターが大型化する。一方、ファンの単位時間当たりの回転数を増加させると、ファンの騒音が大きくなるため、騒音対策の構造を更に追加する必要が生じて、プロジェクターが大型化する。
これらのことから、小型化を図りつつ、投射画像の明るさを向上できる構成が要望されてきた。
小型化の一つ手段としては、特許文献1に記載のプロジェクターのように、光源装置の冷却に用いるファンの数を減らすことである。しかしながら、明るさの向上のために、例えばレーザーダイオードの数を増やすと、光源装置にて一層多くの熱が発生する。これに対し、ファンの性能を向上させることによって、ファンの数を維持しつつ、光源装置を冷却することが考えられる。
しかしながら、ファンを大きくして、冷却気体の流通量を増加させると、プロジェクターが大型化する。一方、ファンの単位時間当たりの回転数を増加させると、ファンの騒音が大きくなるため、騒音対策の構造を更に追加する必要が生じて、プロジェクターが大型化する。
これらのことから、小型化を図りつつ、投射画像の明るさを向上できる構成が要望されてきた。
本開示の一態様に係るプロジェクターは、照明光を出射する光源ユニットと、前記光源ユニットから出射された前記照明光を変調して画像光を生成する画像生成ユニットと、前記画像生成ユニットによって生成された前記画像光を投射する投射光学ユニットと、前記光源ユニットに第1冷却気体を流通させる第1ファンと、を備え、前記光源ユニットは、発光素子と、前記発光素子から出射された光を受光して、前記発光素子から出射された光の波長を変換する波長変換素子と、前記発光素子及び前記波長変換素子のうち少なくとも1つの素子の熱を放熱する放熱部材と、を備え、前記画像生成ユニットは、前記光源ユニットから出射された前記照明光を導光する導光光学装置と、前記導光光学装置によって導光された前記照明光を変調する光変調素子と、前記導光光学装置及び前記光変調素子を支持する第1ベース部材と、を備え、前記第1ベース部材は、前記放熱部材に接触し、前記放熱部材から受熱する熱伝導性の受熱部を有する。
[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の外観を示す斜視図である。
本実施形態に係るプロジェクター1は、光源から出射された光を変調して画像情報に応じた画像光を生成し、生成した画像光をスクリーン等の被投射面に投射する画像表示装置である。プロジェクター1は、図1に示すように、プロジェクター1の外装を構成する外装筐体2を備える。
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の外観を示す斜視図である。
本実施形態に係るプロジェクター1は、光源から出射された光を変調して画像情報に応じた画像光を生成し、生成した画像光をスクリーン等の被投射面に投射する画像表示装置である。プロジェクター1は、図1に示すように、プロジェクター1の外装を構成する外装筐体2を備える。
[外装筐体の構成]
外装筐体2は、後述する画像投射装置3及び冷却装置7(図3参照)等を内部に収容する。外装筐体2は、アッパーケース21とロアーケース22とが組み合わされて略直方体形状に構成されている。外装筐体2は、天面部2A、底面部2B、正面部2C、背面部2D、左側面部2E及び右側面部2Fを備える。
外装筐体2は、後述する画像投射装置3及び冷却装置7(図3参照)等を内部に収容する。外装筐体2は、アッパーケース21とロアーケース22とが組み合わされて略直方体形状に構成されている。外装筐体2は、天面部2A、底面部2B、正面部2C、背面部2D、左側面部2E及び右側面部2Fを備える。
天面部2Aは、投射光学ユニット6を構成するシフト装置62のダイヤル621,622を露出させる開口部2A1,2A2を有する。
正面部2Cは、開口部2C1、第1導入口2C2及び第2導入口2C3を有する。
開口部2C1は、投射光学ユニット6を構成する投射光学装置61を露出させる。
第1導入口2C2は、開口部2C1に対して左側面部2E側に設けられている。第1導入口2C2は、外装筐体2の外部の空気を第1冷却気体として外装筐体2の内部に導入する。
第2導入口2C3は、開口部2C1に対して右側面部2F側に設けられている。第2導入口2C3は、外装筐体2の外部の空気を第2冷却気体として外装筐体2の内部に導入する。
なお、左側面部2Eには、外装筐体2の内部を流通して冷却対象を冷却した冷却気体を排出する排出口2E1(図10参照)が設けられている。
正面部2Cは、開口部2C1、第1導入口2C2及び第2導入口2C3を有する。
開口部2C1は、投射光学ユニット6を構成する投射光学装置61を露出させる。
第1導入口2C2は、開口部2C1に対して左側面部2E側に設けられている。第1導入口2C2は、外装筐体2の外部の空気を第1冷却気体として外装筐体2の内部に導入する。
第2導入口2C3は、開口部2C1に対して右側面部2F側に設けられている。第2導入口2C3は、外装筐体2の外部の空気を第2冷却気体として外装筐体2の内部に導入する。
なお、左側面部2Eには、外装筐体2の内部を流通して冷却対象を冷却した冷却気体を排出する排出口2E1(図10参照)が設けられている。
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。+X方向は、左側面部2Eから右側面部2Fに向かう方向であり、後述する光源ユニット4が照明光を出射する方向である。+Y方向は、底面部2Bから天面部2Aに向かう方向であり、プロジェクター1が通常の姿勢である正置き姿勢で配置されたときの上方向である。+Z方向は、背面部2Dから正面部2Cに向かう方向である。+Y方向から見た場合、+Z方向は、投射光学ユニット6が画像光を投射する方向である。
図示を省略するが、+X方向とは反対方向を-X方向とし、+Y方向とは反対方向を-Y方向とし、+Z方向とは反対方向を-Z方向とする。
図示を省略するが、+X方向とは反対方向を-X方向とし、+Y方向とは反対方向を-Y方向とし、+Z方向とは反対方向を-Z方向とする。
[プロジェクターの内部構成]
図2及び図3は、プロジェクター1の内部の構成を示す平面図である。すなわち、図2及び図3は、アッパーケース21を取り外した状態のプロジェクター1を+Y方向から見た図である。なお、図3は、冷却装置7のダクト71を構成する後述する隔壁73を取り外した状態のプロジェクター1を示す平面図である。
プロジェクター1は、図2及び図3に示すように、外装筐体2内に配置される画像投射装置3及び冷却装置7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を制御する制御装置、及び、プロジェクター1の電子部品に電力を供給する電源装置を備える。
図2及び図3は、プロジェクター1の内部の構成を示す平面図である。すなわち、図2及び図3は、アッパーケース21を取り外した状態のプロジェクター1を+Y方向から見た図である。なお、図3は、冷却装置7のダクト71を構成する後述する隔壁73を取り外した状態のプロジェクター1を示す平面図である。
プロジェクター1は、図2及び図3に示すように、外装筐体2内に配置される画像投射装置3及び冷却装置7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を制御する制御装置、及び、プロジェクター1の電子部品に電力を供給する電源装置を備える。
[画像投射装置の構成]
図4は、画像投射装置3の構成を示す模式図である。
画像投射装置3は、制御装置から入力する画像情報に応じた画像光を生成し、生成した画像光を被投射面に投射する。画像投射装置3は、図4に示すように、光源ユニット4、画像生成ユニット5及び投射光学ユニット6を備える。
光源ユニット4は、画像生成ユニット5に照明光を出射する。光源ユニット4の構成については、後に詳述する。
図4は、画像投射装置3の構成を示す模式図である。
画像投射装置3は、制御装置から入力する画像情報に応じた画像光を生成し、生成した画像光を被投射面に投射する。画像投射装置3は、図4に示すように、光源ユニット4、画像生成ユニット5及び投射光学ユニット6を備える。
光源ユニット4は、画像生成ユニット5に照明光を出射する。光源ユニット4の構成については、後に詳述する。
[画像生成ユニットの構成]
画像生成ユニット5は、光源ユニット4から入射する照明光を変調して画像光を生成する。画像生成ユニット5は、図2~図4に示すように、導光光学装置51、画像形成装置56及びベース部材57を備える。
画像生成ユニット5は、光源ユニット4から入射する照明光を変調して画像光を生成する。画像生成ユニット5は、図2~図4に示すように、導光光学装置51、画像形成装置56及びベース部材57を備える。
[導光光学装置の構成]
導光光学装置51は、図4に示すように、光源ユニット4から出射された照明光を画像形成装置56の光変調素子564に導光する。導光光学装置51は、均一化部52、色分離部53、リレー部54及び光学部品用筐体55を備える。
均一化部52は、光源ユニット4から出射された照明光の照度分布を均一化するとともに、照明光の偏光方向を揃える。均一化部52は、第1レンズアレイ521、第2レンズアレイ522、偏光変換素子523及び重畳レンズ524を備える。
導光光学装置51は、図4に示すように、光源ユニット4から出射された照明光を画像形成装置56の光変調素子564に導光する。導光光学装置51は、均一化部52、色分離部53、リレー部54及び光学部品用筐体55を備える。
均一化部52は、光源ユニット4から出射された照明光の照度分布を均一化するとともに、照明光の偏光方向を揃える。均一化部52は、第1レンズアレイ521、第2レンズアレイ522、偏光変換素子523及び重畳レンズ524を備える。
色分離部53は、均一化部52から入射する光を赤、緑及び青の各色光に分離する。色分離部53は、2つのダイクロイックミラー531,532と、1つの反射ミラー533と、を備える。
ダイクロイックミラー531は、均一化部52から入射する光のうち、赤色光及び緑色光を透過し、青色光を反射する。
ダイクロイックミラー532は、ダイクロイックミラー531によって分離された赤色光及び緑色光のうち、赤色光を透過させ、緑色光を反射する。
反射ミラー533は、ダイクロイックミラー531にて分離された青色光を画像形成装置56に向けて反射する。
ダイクロイックミラー531は、均一化部52から入射する光のうち、赤色光及び緑色光を透過し、青色光を反射する。
ダイクロイックミラー532は、ダイクロイックミラー531によって分離された赤色光及び緑色光のうち、赤色光を透過させ、緑色光を反射する。
反射ミラー533は、ダイクロイックミラー531にて分離された青色光を画像形成装置56に向けて反射する。
リレー部54は、色分離部53にて分離された3つの色光のうち、青色光の光路及び赤色光の光路よりも長い光路を有する赤色光の損失を抑えつつ、赤色光を画像形成装置56に導く。リレー部54は、入射側レンズ541、リレーレンズ542及び反射ミラー543,544を備える。なお、本実施形態では、リレー部54には赤色光が通過する構成としたが、他の色光、例えば青色光がリレー部54を通過する構成としてもよい。
光学部品用筐体55は、均一化部52、色分離部53及びリレー部54を構成する光学部品を内部に収容する。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55は、照明光軸Axにおける所定位置に各部52~54を保持する。光源ユニット4及び投射光学ユニット6は、照明光軸Axにおける所定位置に配置される。光学部品用筐体55は、ベース部材57に固定される。
光学部品用筐体55は、均一化部52、色分離部53及びリレー部54を構成する光学部品を内部に収容する。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55は、照明光軸Axにおける所定位置に各部52~54を保持する。光源ユニット4及び投射光学ユニット6は、照明光軸Axにおける所定位置に配置される。光学部品用筐体55は、ベース部材57に固定される。
[画像形成装置の構成]
画像形成装置56は、導光光学装置51にて分離された赤、緑及び青の各色光を変調して、変調された各色光を合成する。画像形成装置56にて合成された光は、投射光学ユニット6によって投射される画像光である。画像形成装置56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561と、3つの入射側偏光板562と、1つの画像形成部563と、を備える。
3つのフィールドレンズ561及び3つの入射側偏光板562は、光学部品用筐体55に取り付けられる。
画像形成装置56は、導光光学装置51にて分離された赤、緑及び青の各色光を変調して、変調された各色光を合成する。画像形成装置56にて合成された光は、投射光学ユニット6によって投射される画像光である。画像形成装置56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561と、3つの入射側偏光板562と、1つの画像形成部563と、を備える。
3つのフィールドレンズ561及び3つの入射側偏光板562は、光学部品用筐体55に取り付けられる。
画像形成部563は、赤、緑及び青の各色光に応じて設けられる3つの光変調素子564、3つの出射側偏光板565と、1つの色合成装置566と、を有し、これらが一体化されたものである。
光変調素子564は、導光光学装置51によって導光された照明光を画像情報に応じて変調する。すなわち、画像生成ユニット5は、導光光学装置51によって導光された照明光を変調する光変調素子564を備える。3つの光変調素子564は、赤色光用の光変調素子564R、緑色光用の光変調素子564G及び青色光用の光変調素子564Bを含む。本実施形態では、光変調素子564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562、光変調素子564、出射側偏光板565によって液晶ライトバルブが構成される。
色合成装置566は、光変調素子564R,564G,564Bによって変調された各色光を合成して画像光を形成する。本実施形態では、色合成装置566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。
このような画像形成部563は、ベース部材57に固定される。
光変調素子564は、導光光学装置51によって導光された照明光を画像情報に応じて変調する。すなわち、画像生成ユニット5は、導光光学装置51によって導光された照明光を変調する光変調素子564を備える。3つの光変調素子564は、赤色光用の光変調素子564R、緑色光用の光変調素子564G及び青色光用の光変調素子564Bを含む。本実施形態では、光変調素子564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562、光変調素子564、出射側偏光板565によって液晶ライトバルブが構成される。
色合成装置566は、光変調素子564R,564G,564Bによって変調された各色光を合成して画像光を形成する。本実施形態では、色合成装置566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。
このような画像形成部563は、ベース部材57に固定される。
[ベース部材の構成]
図5は、+Y方向において互いに重ね合されて配置されるベース部材57とダクト部材72とを示す斜視図である。
ベース部材57は、第1ベース部材に相当する。ベース部材57は、図2及び図3に示すように、導光光学装置51及び画像形成装置56を支持する。ベース部材57は、金属によって形成され、底面部2Bの内面2B1に固定される。ベース部材57は、図5に示すように、支持部571、延出部572及び受熱部573を有する。
図5は、+Y方向において互いに重ね合されて配置されるベース部材57とダクト部材72とを示す斜視図である。
ベース部材57は、第1ベース部材に相当する。ベース部材57は、図2及び図3に示すように、導光光学装置51及び画像形成装置56を支持する。ベース部材57は、金属によって形成され、底面部2Bの内面2B1に固定される。ベース部材57は、図5に示すように、支持部571、延出部572及び受熱部573を有する。
支持部571は、図2及び図3に示すように、光学部品用筐体55及び画像形成部563を支持する。光学部品用筐体55は、上記のように、均一化部52、色分離部53、リレー部54、フィールドレンズ561及び入射側偏光板562を収容することから、支持部571は、画像生成ユニット5を構成する部品のうち、ベース部材57以外の部品を支持する。
延出部572は、支持部571から光源ユニット4側(-X方向)に延出した平板状の部分である。延出部572には、図5に示すように、後述するダクト部材72が+Y方向に重ねて配置される。
延出部572は、支持部571から光源ユニット4側(-X方向)に延出した平板状の部分である。延出部572には、図5に示すように、後述するダクト部材72が+Y方向に重ねて配置される。
受熱部573は、延出部572から+Y方向に突出している。詳述すると、受熱部573は、延出部572において所定の間隔を空けて4つ設けられている。受熱部573は、光源ユニット4を構成する光源用筐体46を支持し、光源用筐体46と接触して、光源用筐体46から受熱する。すなわち、受熱部573は、光源用筐体46を支持する支持部でもある。受熱部573は、放熱用の凸部574を有する。
凸部574は、受熱部573からXY平面又はYZ平面に沿って突出している。凸部574は、受熱部573によって光源用筐体46から受熱された熱を放熱する。このような凸部574が受熱部573に設けられることによって、受熱部573にて受熱した熱の放熱面積が拡大する。
なお、受熱部573は、支持部571とは異なる材料によって形成されていてもよい。例えば、受熱部573は、支持部571の熱伝導性よりも高い熱伝導性を有する材料によって形成される一方で、支持部571は、受熱部573の強度よりも高い強度を有する材料によって形成されていてもよい。
凸部574は、受熱部573からXY平面又はYZ平面に沿って突出している。凸部574は、受熱部573によって光源用筐体46から受熱された熱を放熱する。このような凸部574が受熱部573に設けられることによって、受熱部573にて受熱した熱の放熱面積が拡大する。
なお、受熱部573は、支持部571とは異なる材料によって形成されていてもよい。例えば、受熱部573は、支持部571の熱伝導性よりも高い熱伝導性を有する材料によって形成される一方で、支持部571は、受熱部573の強度よりも高い強度を有する材料によって形成されていてもよい。
[投射光学ユニットの構成]
投射光学ユニット6は、画像生成ユニット5によって生成された画像光を投射する。投射光学ユニット6は、図2~図4に示すように、投射光学装置61及びシフト装置62を備える。
投射光学ユニット6は、画像生成ユニット5によって生成された画像光を投射する。投射光学ユニット6は、図2~図4に示すように、投射光学装置61及びシフト装置62を備える。
投射光学装置61は、画像生成ユニット5から入射する画像光を投射する投射レンズである。すなわち、投射光学装置61は、光変調素子564によって変調された光を投射する。投射光学装置61は、例えば筒状の鏡筒内に複数のレンズが収納された組レンズとして構成される。
シフト装置62は、投射光学装置61を支持し、投射光学装置61による画像光の投射方向に直交する二方向に投射光学装置61をシフトさせる。本実施形態では、シフト装置62は、投射光学装置61を+Z方向に直交する+X方向及び+Y方向に沿ってシフトさせる。シフト装置62は、図1に示したダイヤル621,622と、図示しない第1シフト機構及び第2シフト機構と、を備える。
第1シフト機構は、ダイヤル621,622のうち一方のダイヤルが操作されると、投射光学装置61を+X方向に沿ってシフトさせる。第2シフト機構は、他方のダイヤルが操作されると、投射光学装置61を+Y方向に沿ってシフトさせる。
本実施形態では、投射光学ユニット6は、底面部2Bの内面2B1に取り付けられているが、これに限らず、ベース部材57に取り付けられていてもよい。また、投射光学ユニット6は、シフト装置62を備えなくてもよい。
シフト装置62は、投射光学装置61を支持し、投射光学装置61による画像光の投射方向に直交する二方向に投射光学装置61をシフトさせる。本実施形態では、シフト装置62は、投射光学装置61を+Z方向に直交する+X方向及び+Y方向に沿ってシフトさせる。シフト装置62は、図1に示したダイヤル621,622と、図示しない第1シフト機構及び第2シフト機構と、を備える。
第1シフト機構は、ダイヤル621,622のうち一方のダイヤルが操作されると、投射光学装置61を+X方向に沿ってシフトさせる。第2シフト機構は、他方のダイヤルが操作されると、投射光学装置61を+Y方向に沿ってシフトさせる。
本実施形態では、投射光学ユニット6は、底面部2Bの内面2B1に取り付けられているが、これに限らず、ベース部材57に取り付けられていてもよい。また、投射光学ユニット6は、シフト装置62を備えなくてもよい。
[光源ユニットの構成]
図6及び図7は、光源ユニット4を示す斜視図である。詳述すると、図6は、光源ユニット4を光出射側から見た斜視図であり、図7は、光源ユニット4を光出射側とは反対側から見た斜視図である。
光源ユニット4は、画像生成ユニット5に対して-X方向に配置され、画像生成ユニット5に対して照明光を+X方向に出射する。すなわち、光源ユニット4は、図3に示すように、画像生成ユニット5と左側面部2Eとの間に設けられている。
光源ユニット4は、図3、図6及び図7に示すように、光源装置41、ヒートパイプ47及びヒートシンク48を備える。
図6及び図7は、光源ユニット4を示す斜視図である。詳述すると、図6は、光源ユニット4を光出射側から見た斜視図であり、図7は、光源ユニット4を光出射側とは反対側から見た斜視図である。
光源ユニット4は、画像生成ユニット5に対して-X方向に配置され、画像生成ユニット5に対して照明光を+X方向に出射する。すなわち、光源ユニット4は、図3に示すように、画像生成ユニット5と左側面部2Eとの間に設けられている。
光源ユニット4は、図3、図6及び図7に示すように、光源装置41、ヒートパイプ47及びヒートシンク48を備える。
[光源装置の構成]
図8は、XY平面に沿う光源装置41の断面を+Y方向から見た図である。
光源装置41は、照明光を出射する。光源装置41は、図8に示すように、光源部42、第1光学部43、波長変換部44、第2光学部45及び光源用筐体46を備える。
図8は、XY平面に沿う光源装置41の断面を+Y方向から見た図である。
光源装置41は、照明光を出射する。光源装置41は、図8に示すように、光源部42、第1光学部43、波長変換部44、第2光学部45及び光源用筐体46を備える。
[光源部の構成]
光源部42は、第1光源421、第2光源422及び受熱板423を有する。
第1光源421は、第1発光素子4211と、第1発光素子4211が実装される第1光源実装基板4212と、を有する。
第1発光素子4211は、本開示の発光素子を構成する。第1発光素子4211は、第1光源実装基板4212において+X方向に直交する平面にマトリクス状に配置されて、+Z方向に光を出射する。第1発光素子4211から出射された光は、第1光学部43の集光素子431に入射する。第1発光素子4211は、LD(Laser Diode)であり、第1発光素子4211が出射するレーザー光は、例えばピーク波長が440nmの青色光である。しかしながら、これに限らず、第1発光素子4211は、LED(Light Emitting Diode)であってもよい。
光源部42は、第1光源421、第2光源422及び受熱板423を有する。
第1光源421は、第1発光素子4211と、第1発光素子4211が実装される第1光源実装基板4212と、を有する。
第1発光素子4211は、本開示の発光素子を構成する。第1発光素子4211は、第1光源実装基板4212において+X方向に直交する平面にマトリクス状に配置されて、+Z方向に光を出射する。第1発光素子4211から出射された光は、第1光学部43の集光素子431に入射する。第1発光素子4211は、LD(Laser Diode)であり、第1発光素子4211が出射するレーザー光は、例えばピーク波長が440nmの青色光である。しかしながら、これに限らず、第1発光素子4211は、LED(Light Emitting Diode)であってもよい。
第2光源422は、第1光源421に対して-Z方向に設けられている。第2光源422は、第2発光素子4221と、第2発光素子4221が実装される第2光源実装基板4222と、を有する。
第2発光素子4221は、本開示の発光素子を構成する。第2発光素子4221は、第2光源実装基板4222において+X方向に直交する平面に配置されて、+Z方向に光を出射する。第2発光素子4221から出射された光は、第1光学部43の光路変更部材434を介して集光素子431に入射する。第2発光素子4221は、第1発光素子4211と同様のLDによって構成されているが、LEDであってもよい。また、第2発光素子4221が出射する光の波長は、第1発光素子4211が出射する光の波長と異なっていてもよい。また、第2発光素子4221の数は、第1発光素子4211の数と同じでもよく、異なっていてもよい。更に、第2光源422は無くてもよい。
第2発光素子4221は、本開示の発光素子を構成する。第2発光素子4221は、第2光源実装基板4222において+X方向に直交する平面に配置されて、+Z方向に光を出射する。第2発光素子4221から出射された光は、第1光学部43の光路変更部材434を介して集光素子431に入射する。第2発光素子4221は、第1発光素子4211と同様のLDによって構成されているが、LEDであってもよい。また、第2発光素子4221が出射する光の波長は、第1発光素子4211が出射する光の波長と異なっていてもよい。また、第2発光素子4221の数は、第1発光素子4211の数と同じでもよく、異なっていてもよい。更に、第2光源422は無くてもよい。
受熱板423は、第1光源実装基板4212及び第2光源実装基板4222に対して-X方向に設けられている。受熱板423は、各光源実装基板4212,4222と熱伝達可能に接続され、各光源実装基板4212,4222から受熱する。すなわち、受熱板423は、第1発光素子4211及び第2発光素子4221の熱を受熱する。受熱板423は、後述する光学筐体461と接続され、光源用筐体46の一部を構成する。
[第1光学部の構成]
第1光学部43は、光源部42の各発光素子4211,4221から出射された光を波長変換部44の波長変換素子441に導光する。第1光学部43は、集光素子431及び光路変更部材434を有する。
集光素子431は、第1光源421の光軸上に設けられ、光源部42から出射された光を波長変換部44に集光する。集光素子431は、第1レンズ432と、第1レンズ432に対して+X方向に配置される第2レンズ433と、を有する。
光路変更部材434は、第2発光素子4221から出射された光の光路を変更する。光路変更部材434は、第2発光素子4221による光の出射方向に配置されたプリズムである。光路変更部材434は、第2発光素子4221から+X方向に入射する光を+Z方向に屈曲させた後に+X方向に屈曲させて、集光素子431の有効径内に入射させる。
第1光学部43は、光源用筐体46を構成する光学筐体461内に配置される。
第1光学部43は、光源部42の各発光素子4211,4221から出射された光を波長変換部44の波長変換素子441に導光する。第1光学部43は、集光素子431及び光路変更部材434を有する。
集光素子431は、第1光源421の光軸上に設けられ、光源部42から出射された光を波長変換部44に集光する。集光素子431は、第1レンズ432と、第1レンズ432に対して+X方向に配置される第2レンズ433と、を有する。
光路変更部材434は、第2発光素子4221から出射された光の光路を変更する。光路変更部材434は、第2発光素子4221による光の出射方向に配置されたプリズムである。光路変更部材434は、第2発光素子4221から+X方向に入射する光を+Z方向に屈曲させた後に+X方向に屈曲させて、集光素子431の有効径内に入射させる。
第1光学部43は、光源用筐体46を構成する光学筐体461内に配置される。
[波長変換部の構成]
波長変換部44は、入射する光の波長を変換する。波長変換部44は、光源用筐体46を構成する素子用筐体466内に配置される。波長変換部44は、波長変換素子441と、波長変換素子441を回転させる回転装置443と、を有する。
回転装置443は、+X方向に沿う回転軸を中心に波長変換素子441を回転させる。回転装置443は、例えばモーターによって構成できる。
波長変換部44は、入射する光の波長を変換する。波長変換部44は、光源用筐体46を構成する素子用筐体466内に配置される。波長変換部44は、波長変換素子441と、波長変換素子441を回転させる回転装置443と、を有する。
回転装置443は、+X方向に沿う回転軸を中心に波長変換素子441を回転させる。回転装置443は、例えばモーターによって構成できる。
波長変換素子441は、集光素子431から入射する光の波長を変換して出射する。具体的に、波長変換素子441は、集光素子431から入射する青色光の一部を、青色光の波長よりも長い波長を有する蛍光に変換して、集光素子431から入射する青色光の残りとともに+X方向に出射する。すなわち、波長変換素子441は、入射された青色光を用いて、青色光と蛍光とを含む白色の照明光を出射する。
波長変換素子441は、透過型の波長変換素子であり、青色光が+X方向に沿って入射する入射面441Aと、入射面441Aとは反対側の面であり、照明光を+X方向に沿って出射する出射面441Bと、を有する。入射面441Aは、第1面に相当し、出射面441Bは、第1面とは反対側の面に相当する。
波長変換素子441は、透過型の波長変換素子であり、青色光が+X方向に沿って入射する入射面441Aと、入射面441Aとは反対側の面であり、照明光を+X方向に沿って出射する出射面441Bと、を有する。入射面441Aは、第1面に相当し、出射面441Bは、第1面とは反対側の面に相当する。
波長変換素子441は、支持基板442と、図示しない透過/反射層及び波長変換層とを備える。
支持基板442は、透過/反射層及び波長変換層を支持する透光性の円板である。
透過/反射層は、波長変換層に対して青色光の入射側に配置されている。透過/反射層は、集光素子431から入射する青色光を透過し、波長変換層から入射する蛍光を波長変換層側に反射する。
波長変換層は、波長変換素子441の回転軸を中心とするリング状に設けられ、波長変換層の少なくとも一部は、第1光学部43の光軸上に設けられる。波長変換層は、入射する青色光によって励起されて、青色光を蛍光に波長変換する蛍光体を含有している。波長変換層から+X方向に出射された蛍光、及び、波長変換層を+X方向に通過した青色光は、照明光として第2光学部45に入射する。
なお、本実施形態では、波長変換部44は、回転装置443を備えるが、これに限らず、回転装置443を備えなくてもよい。すなわち、波長変換部44は、波長変換素子441が回転されない構成としてもよい。
支持基板442は、透過/反射層及び波長変換層を支持する透光性の円板である。
透過/反射層は、波長変換層に対して青色光の入射側に配置されている。透過/反射層は、集光素子431から入射する青色光を透過し、波長変換層から入射する蛍光を波長変換層側に反射する。
波長変換層は、波長変換素子441の回転軸を中心とするリング状に設けられ、波長変換層の少なくとも一部は、第1光学部43の光軸上に設けられる。波長変換層は、入射する青色光によって励起されて、青色光を蛍光に波長変換する蛍光体を含有している。波長変換層から+X方向に出射された蛍光、及び、波長変換層を+X方向に通過した青色光は、照明光として第2光学部45に入射する。
なお、本実施形態では、波長変換部44は、回転装置443を備えるが、これに限らず、回転装置443を備えなくてもよい。すなわち、波長変換部44は、波長変換素子441が回転されない構成としてもよい。
[第2光学部の構成]
第2光学部45は、波長変換素子441からの光を用いて照明光を出射する。すなわち、第2光学部45は、波長変換部44から出射された照明光を集光するとともに平行化して出射するピックアップレンズである。第2光学部45は、3つのレンズ451,452,453によって構成され、光源用筐体46を構成する光学筐体461内に配置される。3つのレンズ451~453のうち、最も光出射側に配置されるレンズ453は、光学筐体461を密閉するように、接着剤等によって光学筐体461に固定される。レンズ453の一部は、光学筐体461の外部に露出する。
なお、第2光学部45を構成するレンズの数は、3に限らず、適宜変更可能である。
第2光学部45は、波長変換素子441からの光を用いて照明光を出射する。すなわち、第2光学部45は、波長変換部44から出射された照明光を集光するとともに平行化して出射するピックアップレンズである。第2光学部45は、3つのレンズ451,452,453によって構成され、光源用筐体46を構成する光学筐体461内に配置される。3つのレンズ451~453のうち、最も光出射側に配置されるレンズ453は、光学筐体461を密閉するように、接着剤等によって光学筐体461に固定される。レンズ453の一部は、光学筐体461の外部に露出する。
なお、第2光学部45を構成するレンズの数は、3に限らず、適宜変更可能である。
[光源用筐体の構成]
光源用筐体46は、光源部42、第1光学部43、波長変換部44及び第2光学部45を内部に収容する密閉筐体である。光源用筐体46は、光源部42、第1光学部43、波長変換部44及び第2光学部45にて発生した熱を受熱して、受熱した熱を放熱する放熱部材である。光源用筐体46は、光学筐体461及び素子用筐体466を有する。
なお、密閉筐体は、内部に塵埃が侵入しづらい筐体であればよく、完全に密閉されていなくてもよい。
光源用筐体46は、光源部42、第1光学部43、波長変換部44及び第2光学部45を内部に収容する密閉筐体である。光源用筐体46は、光源部42、第1光学部43、波長変換部44及び第2光学部45にて発生した熱を受熱して、受熱した熱を放熱する放熱部材である。光源用筐体46は、光学筐体461及び素子用筐体466を有する。
なお、密閉筐体は、内部に塵埃が侵入しづらい筐体であればよく、完全に密閉されていなくてもよい。
[光学筐体の構成]
光学筐体461は、第1光学部43及び第2光学部45を内部に収容する。また、光学筐体461は、受熱板423が取り付けられることによって、発光素子4211,4221及び光源実装基板4212,4222を内部に収容する。光学筐体461は、光源取付部462、第1配置部463、第2配置部464及び第3配置部465を有する。
光源取付部462は、光学筐体461において-X方向の位置に設けられている。光源取付部462には、光源部42が取り付けられる。詳述すると、光源取付部462には、第1光源実装基板4212及び第2光源実装基板4222が+X方向の面に固定された受熱板423が-X方向から取り付けられる。
光学筐体461は、第1光学部43及び第2光学部45を内部に収容する。また、光学筐体461は、受熱板423が取り付けられることによって、発光素子4211,4221及び光源実装基板4212,4222を内部に収容する。光学筐体461は、光源取付部462、第1配置部463、第2配置部464及び第3配置部465を有する。
光源取付部462は、光学筐体461において-X方向の位置に設けられている。光源取付部462には、光源部42が取り付けられる。詳述すると、光源取付部462には、第1光源実装基板4212及び第2光源実装基板4222が+X方向の面に固定された受熱板423が-X方向から取り付けられる。
第1配置部463は、第1光学部43が配置される筒状部である。
第2配置部464は、波長変換素子441の一部が配置される。第2配置部464は、+Z方向に開口しており、第2配置部464に波長変換素子441が配置されるようにして素子用筐体466が光学筐体461に固定されることによって、第2配置部464は閉塞される。
第3配置部465は、第2光学部45が配置される筒状部である。上記のように、レンズ451~453のうち、最も+X方向に設けられるレンズ453によって、第3配置部465は密封される。
第2配置部464は、波長変換素子441の一部が配置される。第2配置部464は、+Z方向に開口しており、第2配置部464に波長変換素子441が配置されるようにして素子用筐体466が光学筐体461に固定されることによって、第2配置部464は閉塞される。
第3配置部465は、第2光学部45が配置される筒状部である。上記のように、レンズ451~453のうち、最も+X方向に設けられるレンズ453によって、第3配置部465は密封される。
[素子用筐体の構成]
素子用筐体466は、内部に波長変換部44を収容する箱状筐体である。具体的に、素子用筐体466は、波長変換素子441を支持する回転装置443が素子用筐体466内に固定されることによって、波長変換部44を内部に収容する。素子用筐体466は、光学筐体461と接続され、光学筐体461と一体化される。
このように、光源部42、第1光学部43及び第2光学部45が取り付けられた光学筐体461と、波長変換部44を収容する素子用筐体466とが組み合わされることによって、光源用筐体46は、内部が密閉された密閉筐体として構成される。
素子用筐体466は、内部に波長変換部44を収容する箱状筐体である。具体的に、素子用筐体466は、波長変換素子441を支持する回転装置443が素子用筐体466内に固定されることによって、波長変換部44を内部に収容する。素子用筐体466は、光学筐体461と接続され、光学筐体461と一体化される。
このように、光源部42、第1光学部43及び第2光学部45が取り付けられた光学筐体461と、波長変換部44を収容する素子用筐体466とが組み合わされることによって、光源用筐体46は、内部が密閉された密閉筐体として構成される。
素子用筐体466は、図6~図8に示すように、放熱用のフィン467を有する。フィン467は、素子用筐体466の外面に複数設けられている。詳述すると、フィン467は、素子用筐体466における+X方向の外面と-X方向の外面とに設けられている。
複数のフィン467のそれぞれは、XZ平面に沿う板状に形成され、複数のフィン467は、+Y方向に沿って配置されている。すなわち、複数のフィン467は、冷却装置7の第1ファン74による第1冷却気体の流通方向に沿って配置されている。
複数のフィン467には、第1ファン74によって外装筐体2内に導入された第1冷却気体が流通する。複数のフィン467は、素子用筐体466にて受熱した波長変換部44の熱を第1冷却気体に伝達することによって、波長変換部44を冷却する。
また、素子用筐体466は、光学筐体461に熱伝達可能に接続されているので、素子用筐体466にて受熱した波長変換部44の熱は、光学筐体461にも伝達される。
複数のフィン467のそれぞれは、XZ平面に沿う板状に形成され、複数のフィン467は、+Y方向に沿って配置されている。すなわち、複数のフィン467は、冷却装置7の第1ファン74による第1冷却気体の流通方向に沿って配置されている。
複数のフィン467には、第1ファン74によって外装筐体2内に導入された第1冷却気体が流通する。複数のフィン467は、素子用筐体466にて受熱した波長変換部44の熱を第1冷却気体に伝達することによって、波長変換部44を冷却する。
また、素子用筐体466は、光学筐体461に熱伝達可能に接続されているので、素子用筐体466にて受熱した波長変換部44の熱は、光学筐体461にも伝達される。
[ヒートパイプの構成]
ヒートパイプ47は、図6~図8に示すように、光源装置41とヒートシンク48とを熱伝達可能に接続して、光源装置41の熱をヒートシンク48に伝達する熱伝達部材である。本実施形態では、ヒートパイプ47は、複数設けられている。
複数のヒートパイプ47のうち、ヒートパイプ471は、光源用筐体46の光学筐体461における-Z方向の外面とヒートシンク48とを接続している。これにより、光源用筐体46にて受熱した光源部42、第1光学部43、波長変換部44及び第2光学部45の熱が、ヒートシンク48に伝達される。すなわち、波長変換素子441の熱は、ヒートシンク48に伝達される。
複数のヒートパイプ47のうち、残りのヒートパイプ472は、受熱板423とヒートシンク48とを接続している。これにより、受熱板423にて受熱した第1発光素子4211及び第2発光素子4221の熱がヒートシンク48に伝達される。
ヒートパイプ47は、図6~図8に示すように、光源装置41とヒートシンク48とを熱伝達可能に接続して、光源装置41の熱をヒートシンク48に伝達する熱伝達部材である。本実施形態では、ヒートパイプ47は、複数設けられている。
複数のヒートパイプ47のうち、ヒートパイプ471は、光源用筐体46の光学筐体461における-Z方向の外面とヒートシンク48とを接続している。これにより、光源用筐体46にて受熱した光源部42、第1光学部43、波長変換部44及び第2光学部45の熱が、ヒートシンク48に伝達される。すなわち、波長変換素子441の熱は、ヒートシンク48に伝達される。
複数のヒートパイプ47のうち、残りのヒートパイプ472は、受熱板423とヒートシンク48とを接続している。これにより、受熱板423にて受熱した第1発光素子4211及び第2発光素子4221の熱がヒートシンク48に伝達される。
[ヒートシンクの構成]
ヒートシンク48は、第1導入口2C2に対応して設けられている。具体的に、ヒートシンク48は、第1導入口2C2と光源装置41との間に設けられている。なお、後述する第1ファン74は、第1導入口2C2とヒートシンク48との間に設けられている。
ヒートシンク48は、YZ平面に沿う板状のフィン481が+X方向に沿って複数配列されて構成されており、第1ファン74によって第1冷却気体が-Z方向に流通可能に構成されている。そして、ヒートシンク48は、ヒートパイプ47を介して光源装置41から伝達される熱を第1冷却気体に伝達することによって、光源装置41を冷却する。
ヒートシンク48は、第1導入口2C2に対応して設けられている。具体的に、ヒートシンク48は、第1導入口2C2と光源装置41との間に設けられている。なお、後述する第1ファン74は、第1導入口2C2とヒートシンク48との間に設けられている。
ヒートシンク48は、YZ平面に沿う板状のフィン481が+X方向に沿って複数配列されて構成されており、第1ファン74によって第1冷却気体が-Z方向に流通可能に構成されている。そして、ヒートシンク48は、ヒートパイプ47を介して光源装置41から伝達される熱を第1冷却気体に伝達することによって、光源装置41を冷却する。
[冷却装置の構成]
冷却装置7は、プロジェクター1を構成する冷却対象に、外装筐体2内に導入した冷却気体を流通させて、冷却対象を冷却する。冷却装置7は、図2及び図3に示すように、ダクト71、第1ファン74及び第2ファン75を備える。
冷却装置7は、プロジェクター1を構成する冷却対象に、外装筐体2内に導入した冷却気体を流通させて、冷却対象を冷却する。冷却装置7は、図2及び図3に示すように、ダクト71、第1ファン74及び第2ファン75を備える。
[ダクトの構成]
図9及び図10は、ダクト71を示す分解斜視図である。詳述すると、図9は、ダクト71を+X方向及び+Y方向から見た分解斜視図であり、図10は、-X方向及び-Y方向から見た分解斜視図である。
ダクト71は、図2に示したように、第1導入口2C2及び排出口2E1を接続している。ダクト71は、光源装置41、ヒートパイプ47、ヒートシンク48及び第1ファン74を収容し、第1ファン74によって第1導入口2C2を介して外装筐体2の外部から導入した冷却気体を、光源装置41を介して排出口2E1に流通させる。すなわち、ダクト71は、外装筐体2の内部において光源ユニット4が配置される空間を仕切って、光源ユニット4をプロジェクター1の他の内部構成に対して熱的に隔離する。
ダクト71は、図9及び図10に示すように、ダクト部材72及び隔壁73によって構成されている。
図9及び図10は、ダクト71を示す分解斜視図である。詳述すると、図9は、ダクト71を+X方向及び+Y方向から見た分解斜視図であり、図10は、-X方向及び-Y方向から見た分解斜視図である。
ダクト71は、図2に示したように、第1導入口2C2及び排出口2E1を接続している。ダクト71は、光源装置41、ヒートパイプ47、ヒートシンク48及び第1ファン74を収容し、第1ファン74によって第1導入口2C2を介して外装筐体2の外部から導入した冷却気体を、光源装置41を介して排出口2E1に流通させる。すなわち、ダクト71は、外装筐体2の内部において光源ユニット4が配置される空間を仕切って、光源ユニット4をプロジェクター1の他の内部構成に対して熱的に隔離する。
ダクト71は、図9及び図10に示すように、ダクト部材72及び隔壁73によって構成されている。
[ダクト部材の構成]
ダクト部材72は、第2ベース部材に相当する。ダクト部材72は、図3に示したように、第1導入口2C2と排出口2E1とを接続する平板状に構成されている。ダクト部材72は、第1ベース部材であるベース部材57の延出部572と、光源装置41、ヒートパイプ47及びヒートシンク48との間に配置される。すなわち、ダクト部材72は、延出部572に対する+Y方向に配置され、ベース部材57とダクト部材72とは、延出部572の位置において重なって配置される。
ダクト部材72は、図5、図9及び図10に示すように、+Y方向に沿ってダクト部材72を貫通する開口部721を有する。開口部721には、延出部572から+Y方向に突出する受熱部573が挿通する。すなわち、受熱部573は、開口部721を介して放熱部材である光源用筐体46側に突出する。
ダクト部材72は、第2ベース部材に相当する。ダクト部材72は、図3に示したように、第1導入口2C2と排出口2E1とを接続する平板状に構成されている。ダクト部材72は、第1ベース部材であるベース部材57の延出部572と、光源装置41、ヒートパイプ47及びヒートシンク48との間に配置される。すなわち、ダクト部材72は、延出部572に対する+Y方向に配置され、ベース部材57とダクト部材72とは、延出部572の位置において重なって配置される。
ダクト部材72は、図5、図9及び図10に示すように、+Y方向に沿ってダクト部材72を貫通する開口部721を有する。開口部721には、延出部572から+Y方向に突出する受熱部573が挿通する。すなわち、受熱部573は、開口部721を介して放熱部材である光源用筐体46側に突出する。
図11は、光源用筐体46と受熱部573との接続状態を示す断面図である。詳述すると、図11は、受熱部573との接続部分におけるXZ平面に沿う光源用筐体46の断面を示す図である。
開口部721を+Y方向に挿通した受熱部573は、図11に示すように、光源用筐体46と接触する。熱伝導性を有する受熱部573は、光源用筐体46から受熱する。このような受熱部573によって、光源用筐体46の熱、すなわち、光源装置41の熱の放熱面積を拡大できる。
更に、4つの受熱部573のうち-Z方向に配置された2つの受熱部573には、放熱用の凸部574が設けられている。このため、光源用筐体46から伝達される熱の放熱面積を更に拡大でき、光源装置41を効率よく冷却できる。凸部574は、フィンとしても定義できる。
本実施形態では、詳しい図示を省略するが、光源用筐体46と受熱部573とは、熱伝導性の接着剤又はグリス等の熱伝達部材を介して熱伝達可能に接続されている。しかしながら、これに限らず、光源用筐体46と受熱部573とは、直接接続されていてもよい。
開口部721を+Y方向に挿通した受熱部573は、図11に示すように、光源用筐体46と接触する。熱伝導性を有する受熱部573は、光源用筐体46から受熱する。このような受熱部573によって、光源用筐体46の熱、すなわち、光源装置41の熱の放熱面積を拡大できる。
更に、4つの受熱部573のうち-Z方向に配置された2つの受熱部573には、放熱用の凸部574が設けられている。このため、光源用筐体46から伝達される熱の放熱面積を更に拡大でき、光源装置41を効率よく冷却できる。凸部574は、フィンとしても定義できる。
本実施形態では、詳しい図示を省略するが、光源用筐体46と受熱部573とは、熱伝導性の接着剤又はグリス等の熱伝達部材を介して熱伝達可能に接続されている。しかしながら、これに限らず、光源用筐体46と受熱部573とは、直接接続されていてもよい。
この他、ダクト部材72は、図9~図11に示すように、湾曲部722を有する。
湾曲部722は、ダクト部材72において+X方向かつ-Z方向の部分に設けられている。湾曲部722は、隔壁73と組み合わされてダクト71を構成したときに、ダクト71内を-Z方向に流通する第1冷却気体を排出口2E1に向けて流通させる。
湾曲部722は、ダクト部材72において+X方向かつ-Z方向の部分に設けられている。湾曲部722は、隔壁73と組み合わされてダクト71を構成したときに、ダクト71内を-Z方向に流通する第1冷却気体を排出口2E1に向けて流通させる。
[隔壁の構成]
隔壁73は、ダクト部材72と組み合わされて、ダクト71を構成する。隔壁73は、ダクト部材72と同様に、第1導入口2C2と排出口2E1とに接続される。
隔壁73は、図10に示すように、-X方向、-Y方向及び+Z方向に開口した筒状に形成されている。隔壁73は、図9及び図10に示すように、第1開口部731、第2開口部732、第3開口部733、第4開口部734及び湾曲部735を有する。
第1開口部731は、+Z方向に開口している。第1開口部731の端縁は、第1導入口2C2と接続される。第1開口部731は、第1導入口2C2から導入された第1冷却気体をダクト71の内部に導入する導入口である。
第2開口部732は、-X方向に開口している。第2開口部732の端縁は、排出口2E1と接続される。第2開口部732は、ダクト71内を流通した第1冷却気体をダクト71外に排出する排出口である。第2開口部732からダクト71の外部に排出された第1冷却気体は、排出口2E1を介して外装筐体2の外部に排出される。
隔壁73は、ダクト部材72と組み合わされて、ダクト71を構成する。隔壁73は、ダクト部材72と同様に、第1導入口2C2と排出口2E1とに接続される。
隔壁73は、図10に示すように、-X方向、-Y方向及び+Z方向に開口した筒状に形成されている。隔壁73は、図9及び図10に示すように、第1開口部731、第2開口部732、第3開口部733、第4開口部734及び湾曲部735を有する。
第1開口部731は、+Z方向に開口している。第1開口部731の端縁は、第1導入口2C2と接続される。第1開口部731は、第1導入口2C2から導入された第1冷却気体をダクト71の内部に導入する導入口である。
第2開口部732は、-X方向に開口している。第2開口部732の端縁は、排出口2E1と接続される。第2開口部732は、ダクト71内を流通した第1冷却気体をダクト71外に排出する排出口である。第2開口部732からダクト71の外部に排出された第1冷却気体は、排出口2E1を介して外装筐体2の外部に排出される。
第3開口部733は、-Y方向に開口している。第3開口部733は、ダクト部材72によって閉塞される。
第4開口部734は、+X方向に開口している。第4開口部734は、隔壁73がダクト部材72と組み合わされたときに、光源用筐体46において照明光の出射部分を避ける部分である。第4開口部734の端縁は、光学筐体461に接続される。
湾曲部735は、湾曲部722と同様に、隔壁73における+X方向かつ-Z方向の部分に設けられ、-Z方向に向かうに従って-X方向に湾曲している。湾曲部735は、湾曲部722とともに、ダクト71内を-Z方向に流通した第1冷却気体を第2開口部732に向けて流通させる。
第4開口部734は、+X方向に開口している。第4開口部734は、隔壁73がダクト部材72と組み合わされたときに、光源用筐体46において照明光の出射部分を避ける部分である。第4開口部734の端縁は、光学筐体461に接続される。
湾曲部735は、湾曲部722と同様に、隔壁73における+X方向かつ-Z方向の部分に設けられ、-Z方向に向かうに従って-X方向に湾曲している。湾曲部735は、湾曲部722とともに、ダクト71内を-Z方向に流通した第1冷却気体を第2開口部732に向けて流通させる。
[第1ファンの構成]
図12は、ダクト71内における冷却気体の流通方向を示す図である。
第1ファン74は、図12に示すように、外装筐体2の内部において第1導入口2C2に応じた位置に設けられている。詳述すると、第1ファン74は、第1導入口2C2に応じて設けられたダクト71の内部に設けられている。第1ファン74は、矢印A11に示すように、第1導入口2C2を介して外装筐体2の外部の空気を第1冷却気体として吸引する。
第1ファン74は、矢印A12に示すように、吸引した第1冷却気体を-Z方向に送出して、ダクト71内に流通させる。第1冷却気体は、ダクト71内に配置されたヒートシンク48に流通し、ヒートシンク48を冷却する。ヒートシンク48を流通した第1冷却気体は、矢印A12に示すように、光源用筐体46に沿って流通して、光源用筐体46を冷却する。光源用筐体46を流通した第1冷却気体は、矢印A13に示すように、湾曲部722,735に沿って-X方向に流通し、第2開口部732及び排出口2E1から外装筐体2の外部に排出される。
本実施形態では、第1ファン74は、軸流ファンによって構成されているが、遠心力ファンによって構成してもよい。
図12は、ダクト71内における冷却気体の流通方向を示す図である。
第1ファン74は、図12に示すように、外装筐体2の内部において第1導入口2C2に応じた位置に設けられている。詳述すると、第1ファン74は、第1導入口2C2に応じて設けられたダクト71の内部に設けられている。第1ファン74は、矢印A11に示すように、第1導入口2C2を介して外装筐体2の外部の空気を第1冷却気体として吸引する。
第1ファン74は、矢印A12に示すように、吸引した第1冷却気体を-Z方向に送出して、ダクト71内に流通させる。第1冷却気体は、ダクト71内に配置されたヒートシンク48に流通し、ヒートシンク48を冷却する。ヒートシンク48を流通した第1冷却気体は、矢印A12に示すように、光源用筐体46に沿って流通して、光源用筐体46を冷却する。光源用筐体46を流通した第1冷却気体は、矢印A13に示すように、湾曲部722,735に沿って-X方向に流通し、第2開口部732及び排出口2E1から外装筐体2の外部に排出される。
本実施形態では、第1ファン74は、軸流ファンによって構成されているが、遠心力ファンによって構成してもよい。
[第2ファンの構成]
第2ファン75は、図2及び図3に示すように、外装筐体2内において背面部2Dの略中央に応じた位置に配置されている。第2ファン75は、第2導入口2C3から外装筐体2内に導入された第2冷却気体を吸引する過程にて、外装筐体2内に配置された冷却対象に第2冷却気体を流通させて、冷却対象を冷却する。例えば、第2ファン75は、画像形成部563に第2冷却気体を流通させて、画像形成部563の光変調素子564及び出射側偏光板565を冷却する。また例えば、第2ファン75は、電源装置及び制御装置に冷却気体を流通させて、電源装置及び制御装置を冷却する。
第2ファン75は、図2及び図3に示すように、外装筐体2内において背面部2Dの略中央に応じた位置に配置されている。第2ファン75は、第2導入口2C3から外装筐体2内に導入された第2冷却気体を吸引する過程にて、外装筐体2内に配置された冷却対象に第2冷却気体を流通させて、冷却対象を冷却する。例えば、第2ファン75は、画像形成部563に第2冷却気体を流通させて、画像形成部563の光変調素子564及び出射側偏光板565を冷却する。また例えば、第2ファン75は、電源装置及び制御装置に冷却気体を流通させて、電源装置及び制御装置を冷却する。
図13は、第2ファン75による第2冷却気体の流通方向を示す図である。具体的に、図13は、第2ファン75の位置におけるXY平面に沿うプロジェクター1の断面を示す図である。
第2ファン75は、本実施形態では遠心力ファンである。図13に示すように、第2ファン75の吸気口751は、外装筐体2内に開口し、吐出口752は、排出口2E1を向くように配置されている。
第2ファン75は、矢印A21に示すように、外装筐体2内の第2冷却気体を吸引する。第2ファン75は、矢印A22に示すように、排出口2E1に向かって第2冷却気体を送出する。送出された第2冷却気体は、矢印A23に示すように、底面部2Bの内面2B1とダクト部材72との間の空間を-X方向に流通し、排出口2E1から外装筐体2の外部に排出される。すなわち、第2ファン75は、画像生成ユニット5を流通した第2冷却気体を、ダクト部材72に対して光源用筐体46とは反対側の空間を介して排出口2E1に流通させる。
第2ファン75は、本実施形態では遠心力ファンである。図13に示すように、第2ファン75の吸気口751は、外装筐体2内に開口し、吐出口752は、排出口2E1を向くように配置されている。
第2ファン75は、矢印A21に示すように、外装筐体2内の第2冷却気体を吸引する。第2ファン75は、矢印A22に示すように、排出口2E1に向かって第2冷却気体を送出する。送出された第2冷却気体は、矢印A23に示すように、底面部2Bの内面2B1とダクト部材72との間の空間を-X方向に流通し、排出口2E1から外装筐体2の外部に排出される。すなわち、第2ファン75は、画像生成ユニット5を流通した第2冷却気体を、ダクト部材72に対して光源用筐体46とは反対側の空間を介して排出口2E1に流通させる。
なお、-X方向から排出口2E1を見たときに、排出口2E1は、ダクト部材72によって、ダクト部材72に対する+Y方向の第1排出領域2E11と、ダクト部材72に対する-Y方向の第2排出領域2E12とに区分される。
そして、第1ファン74によってダクト71内を流通した第1冷却気体は、第1排出領域2E11から外装筐体2の外部に排出され、第2ファン75によって底面部2Bの内面2B1とダクト部材72との間を流通した第2冷却気体は、第2排出領域2E12から外装筐体2の外部に排出される。すなわち、第2ベース部材としてのダクト部材72は、第1冷却気体を排出する第1排出領域2E11と、第2冷却気体を排出する第2排出領域2E12とを区分する。このため、光源ユニット4を冷却した第1冷却気体と、光源ユニット4以外の冷却対象を冷却した第2冷却気体とは、外装筐体2内において互いに干渉することなく、排出口2E1から排出される。
そして、第1ファン74によってダクト71内を流通した第1冷却気体は、第1排出領域2E11から外装筐体2の外部に排出され、第2ファン75によって底面部2Bの内面2B1とダクト部材72との間を流通した第2冷却気体は、第2排出領域2E12から外装筐体2の外部に排出される。すなわち、第2ベース部材としてのダクト部材72は、第1冷却気体を排出する第1排出領域2E11と、第2冷却気体を排出する第2排出領域2E12とを区分する。このため、光源ユニット4を冷却した第1冷却気体と、光源ユニット4以外の冷却対象を冷却した第2冷却気体とは、外装筐体2内において互いに干渉することなく、排出口2E1から排出される。
[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、光源ユニット4、画像生成ユニット5、投射光学ユニット6及び第1ファン74を備える。投射光学ユニット6は、画像生成ユニット5によって生成された画像光を投射する。第1ファン74は、光源ユニット4に第1冷却気体を流通させる。
光源ユニット4は、照明光を出射する。光源ユニット4は、第1発光素子4211、第2発光素子4221、波長変換素子441及び光源用筐体46を備える。第1発光素子4211及び第2発光素子4221は、発光素子に相当する。波長変換素子441は、各発光素子4211,4221から出射された光を受光して、各発光素子4211,4221から出射された光の波長を変換する。光源用筐体46は、放熱部材に相当する。光源用筐体46は、発光素子4211,4221及び波長変換素子441の熱を放熱する。
画像生成ユニット5は、光源ユニット4から出射された照明光を変調して画像光を生成する。画像生成ユニット5は、導光光学装置51、光変調素子564及びベース部材57を備える。導光光学装置51は、光源ユニット4から出射された照明光を導光する。光変調素子564は、導光光学装置51によって導光された照明光を変調する。ベース部材57は、第1ベース部材に相当する。ベース部材57は、導光光学装置51及び光変調素子564を支持する。ベース部材57は、放熱部材である光源用筐体46に接触し、光源用筐体46から受熱する熱伝導性の受熱部573を有する。
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、光源ユニット4、画像生成ユニット5、投射光学ユニット6及び第1ファン74を備える。投射光学ユニット6は、画像生成ユニット5によって生成された画像光を投射する。第1ファン74は、光源ユニット4に第1冷却気体を流通させる。
光源ユニット4は、照明光を出射する。光源ユニット4は、第1発光素子4211、第2発光素子4221、波長変換素子441及び光源用筐体46を備える。第1発光素子4211及び第2発光素子4221は、発光素子に相当する。波長変換素子441は、各発光素子4211,4221から出射された光を受光して、各発光素子4211,4221から出射された光の波長を変換する。光源用筐体46は、放熱部材に相当する。光源用筐体46は、発光素子4211,4221及び波長変換素子441の熱を放熱する。
画像生成ユニット5は、光源ユニット4から出射された照明光を変調して画像光を生成する。画像生成ユニット5は、導光光学装置51、光変調素子564及びベース部材57を備える。導光光学装置51は、光源ユニット4から出射された照明光を導光する。光変調素子564は、導光光学装置51によって導光された照明光を変調する。ベース部材57は、第1ベース部材に相当する。ベース部材57は、導光光学装置51及び光変調素子564を支持する。ベース部材57は、放熱部材である光源用筐体46に接触し、光源用筐体46から受熱する熱伝導性の受熱部573を有する。
このような構成によれば、ベース部材57の受熱部573が、光源ユニット4の光源用筐体46と接触することによって、発光素子4211,4221及び波長変換素子441の熱の放熱面積を拡大できる。これにより、発光素子4211,4221及び波長変換素子441の冷却効率を高めることができ、第1ファン74を大型化する必要がない他、第1ファン74の単位時間当たりの回転数を増加させる必要がない。従って、プロジェクター1を小型化できる他、静音化できる。
また、発光素子4211,4221及び波長変換素子441の冷却効率を高めることができるので、発光素子4211,4221の発光輝度を高めたり、波長変換素子441に入射する光量を増加させたりすることができる。従って、光源ユニット4から出射される照明光の輝度を高めることができるので、投射画像の明るさを向上させることができる。
また、発光素子4211,4221及び波長変換素子441の冷却効率を高めることができるので、発光素子4211,4221の発光輝度を高めたり、波長変換素子441に入射する光量を増加させたりすることができる。従って、光源ユニット4から出射される照明光の輝度を高めることができるので、投射画像の明るさを向上させることができる。
プロジェクター1では、光源ユニット4は、第1光学部43、第2光学部45及び光学筐体461を備える。第1光学部43は、発光素子4211,4221から出射された光を波長変換素子441に導光する。第2光学部45は、波長変換素子441からの光を用いて照明光を出射する。光学筐体461は、第1光学部43及び第2光学部45を収容する。放熱部材である光源用筐体46は、光学筐体461を含む。
このような構成によれば、光学筐体461には、光学筐体461に収容される第1光学部43及び第2光学部45の熱の一部が伝達される。光学筐体461が、受熱部573と接触する光源用筐体46に含まれることによって、第1光学部43及び第2光学部45の熱の放熱面積を拡大でき、第1光学部及び第2光学部を効率よく冷却できる。従って、光源ユニット4、ひいては、プロジェクター1の長寿命化を図ることができる。
このような構成によれば、光学筐体461には、光学筐体461に収容される第1光学部43及び第2光学部45の熱の一部が伝達される。光学筐体461が、受熱部573と接触する光源用筐体46に含まれることによって、第1光学部43及び第2光学部45の熱の放熱面積を拡大でき、第1光学部及び第2光学部を効率よく冷却できる。従って、光源ユニット4、ひいては、プロジェクター1の長寿命化を図ることができる。
プロジェクター1では、光源ユニット4は、波長変換素子441を収容し、光学筐体461と接続される素子用筐体466を有する。放熱部材である光源用筐体46は、素子用筐体466を含む。
このような構成によれば、素子用筐体466には、波長変換素子441の熱の一部が伝達される。素子用筐体466が、受熱部573と接触する光源用筐体46に含まれることによって、波長変換素子441の熱の放熱面積を拡大でき、波長変換素子441を効率よく冷却できる。従って、光源ユニット4、ひいては、プロジェクター1の長寿命化を図ることができる。
このような構成によれば、素子用筐体466には、波長変換素子441の熱の一部が伝達される。素子用筐体466が、受熱部573と接触する光源用筐体46に含まれることによって、波長変換素子441の熱の放熱面積を拡大でき、波長変換素子441を効率よく冷却できる。従って、光源ユニット4、ひいては、プロジェクター1の長寿命化を図ることができる。
プロジェクター1では、発光素子4211,4221から出射された光は、波長変換素子441の入射面441Aに入射する。波長変換素子441は、波長変換した光を出射面441Bから出射する。入射面441Aは、第1面に相当し、出射面441Bは、第1面とは反対側の面に相当する。
このような構成によれば、波長変換素子441は、いわゆる透過型の波長変換素子として構成される。波長変換素子441は、入射する光の一部の波長を変換するので、波長変換素子441は、白色光を出射することから、光源ユニット4の構成を簡略化できる。従って、光源ユニット4を小型化できる。
このような構成によれば、波長変換素子441は、いわゆる透過型の波長変換素子として構成される。波長変換素子441は、入射する光の一部の波長を変換するので、波長変換素子441は、白色光を出射することから、光源ユニット4の構成を簡略化できる。従って、光源ユニット4を小型化できる。
プロジェクター1では、光源ユニット4は、第1発光素子4211が実装される第1光源実装基板4212と、第2発光素子4221が実装される第2光源実装基板4222と、各光源実装基板4212,4222の熱を受熱する受熱板423と、ヒートシンク48と、を備える。第1光源実装基板4212及び第2光源実装基板4222は、光源実装基板に相当する。ヒートシンク48には、受熱板423の熱が伝達される。
このような構成によれば、発光素子4211,4221の熱は、各光源実装基板4212,4222及び受熱板423を介してヒートシンク48に伝達される。これによれば、発光素子4211,4221の熱の放熱面積を一層拡大でき、発光素子4211,4221の冷却効率を一層高めることができる。従って、発光素子4211,4221の長寿命化を図ることができる。
このような構成によれば、発光素子4211,4221の熱は、各光源実装基板4212,4222及び受熱板423を介してヒートシンク48に伝達される。これによれば、発光素子4211,4221の熱の放熱面積を一層拡大でき、発光素子4211,4221の冷却効率を一層高めることができる。従って、発光素子4211,4221の長寿命化を図ることができる。
プロジェクター1では、波長変換素子441の熱は、ヒートシンク48に伝達される。
このような構成によれば、波長変換素子441の熱の放熱面積を拡大でき、波長変換素子441の冷却効率を高めることができる。従って、波長変換素子441の長寿命化を図ることができる他、波長変換素子441に入射した光の波長変換効率が熱によって低下することを抑制できる。
このような構成によれば、波長変換素子441の熱の放熱面積を拡大でき、波長変換素子441の冷却効率を高めることができる。従って、波長変換素子441の長寿命化を図ることができる他、波長変換素子441に入射した光の波長変換効率が熱によって低下することを抑制できる。
プロジェクター1では、受熱部573は、伝達された熱を放熱する凸部574を備える。
このような構成によれば、凸部574が無い場合に比べて、受熱部573の表面積を大きくできる。このため、受熱部573に伝達される熱の放熱面積を一層拡大できる。従って、発光素子4211,4221及び波長変換素子441の冷却効率を一層高めることができ、発光素子4211,4221及び波長変換素子441の長寿命化を図ることができる。
このような構成によれば、凸部574が無い場合に比べて、受熱部573の表面積を大きくできる。このため、受熱部573に伝達される熱の放熱面積を一層拡大できる。従って、発光素子4211,4221及び波長変換素子441の冷却効率を一層高めることができ、発光素子4211,4221及び波長変換素子441の長寿命化を図ることができる。
プロジェクター1は、ベース部材57と光源ユニット4との間に設けられるダクト部材72を備える。ダクト部材72は、第2ベース部材に相当する。ベース部材57とダクト部材72とは、重なって配置される。ダクト部材72は、開口部721を有し、受熱部573は、開口部721を介して光源用筐体46側に突出する。
このような構成によれば、ベース部材57とダクト部材72とが重なって配置されることから、ベース部材57とダクト部材72とが重ならない場合に比べて、プロジェクター1を小型化できる。
このような構成によれば、ベース部材57とダクト部材72とが重なって配置されることから、ベース部材57とダクト部材72とが重ならない場合に比べて、プロジェクター1を小型化できる。
プロジェクター1は、第2ファン75及び外装筐体2を備える。
第2ファン75は、画像生成ユニット5に第2冷却気体を流通させる。外装筐体2は、光源ユニット4、画像生成ユニット5、投射光学ユニット6、第1ファン74及び第2ファン75を収容する。外装筐体2は、第1導入口2C2、第2導入口2C3及び排出口2E1を有する。第1導入口2C2は、第1冷却気体を内部に導入し、第2導入口2C3は、第2冷却気体を内部に導入する。排出口2E1は、光源ユニット4を流通した第1冷却気体、及び、画像生成ユニット5を流通した第2冷却気体を排出する。
第1ファン74は、光源ユニット4を流通した第1冷却気体を排出口2E1に流通させる。第2ファン75は、画像生成ユニット5を流通した第2冷却気体を、ダクト部材72に対して光源用筐体46とは反対側の空間を介して排出口2E1に流通させる。
第2ファン75は、画像生成ユニット5に第2冷却気体を流通させる。外装筐体2は、光源ユニット4、画像生成ユニット5、投射光学ユニット6、第1ファン74及び第2ファン75を収容する。外装筐体2は、第1導入口2C2、第2導入口2C3及び排出口2E1を有する。第1導入口2C2は、第1冷却気体を内部に導入し、第2導入口2C3は、第2冷却気体を内部に導入する。排出口2E1は、光源ユニット4を流通した第1冷却気体、及び、画像生成ユニット5を流通した第2冷却気体を排出する。
第1ファン74は、光源ユニット4を流通した第1冷却気体を排出口2E1に流通させる。第2ファン75は、画像生成ユニット5を流通した第2冷却気体を、ダクト部材72に対して光源用筐体46とは反対側の空間を介して排出口2E1に流通させる。
このような構成によれば、第2導入口2C3を介して外装筐体2の内部に導入されて、画像生成ユニット5に流通する第2冷却気体は、第1導入口2C2を介して外装筐体2の内部に導入されて、光源ユニット4に流通する第1冷却気体に干渉することなく、排出口2E1から外装筐体2の外部に排出される。これによれば、光源ユニット4を介して排出口2E1から排出される第1冷却気体の流通が第2冷却気体によって妨げられることを抑制できる。この他、第1冷却気体の温度が第2冷却気体によって高くなって、光源ユニット4の冷却効率が低下することを抑制できる。従って、光源ユニット4及び画像生成ユニット5のそれぞれを効率よく冷却できる。
プロジェクター1では、排出口2E1は、第1冷却気体を排出する第1排出領域2E11と、第2冷却気体を排出する第2排出領域2E12と、を有する。ダクト部材72は、第1排出領域2E11と第2排出領域2E12とを区分する。
このような構成によれば、排出口2E1から第1冷却気体と第2冷却気体とを分けて排出できる。従って、外装筐体2の内部において第1冷却気体と第2冷却気体とが互いに干渉することを抑制できる。
このような構成によれば、排出口2E1から第1冷却気体と第2冷却気体とを分けて排出できる。従って、外装筐体2の内部において第1冷却気体と第2冷却気体とが互いに干渉することを抑制できる。
[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、光源装置の構成が異なる。詳述すると、第1実施形態に係るプロジェクター1の光源装置41が、透過型の波長変換素子441を備えるのに対し、本実施形態に係るプロジェクターの光源装置は、反射型の波長変換素子を備える。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。
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、光源装置の構成が異なる。詳述すると、第1実施形態に係るプロジェクター1の光源装置41が、透過型の波長変換素子441を備えるのに対し、本実施形態に係るプロジェクターの光源装置は、反射型の波長変換素子を備える。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。
[プロジェクターの概略構成]
図14は、本実施形態に係るプロジェクターが備える光源装置9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は、光源装置41に代えて、図14に示す光源装置9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。すなわち、本実施形態に係る光源ユニット4は、光源装置41に代えて光源装置9を備える他、第1実施形態に係るヒートパイプ47及びヒートシンク48を備える。
図14は、本実施形態に係るプロジェクターが備える光源装置9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は、光源装置41に代えて、図14に示す光源装置9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。すなわち、本実施形態に係る光源ユニット4は、光源装置41に代えて光源装置9を備える他、第1実施形態に係るヒートパイプ47及びヒートシンク48を備える。
[光源装置の構成]
光源装置9は、光源装置41と同様に、光変調素子564を照明する照明光を導光光学装置51(図4参照)に出射する。光源装置9は、光源部91、拡散透過部92、光分離部93、第1集光素子94、波長変換素子95、第2集光素子96、拡散反射素子97、位相差部98及び光源用筐体99を備える。
拡散透過部92、光分離部93及び第1集光素子94は、本実施形態における第1光学部に相当し、第1集光素子94、光分離部93及び位相差部98は、本実施形態における第2光学部に相当する。
光源装置9は、光源装置41と同様に、光変調素子564を照明する照明光を導光光学装置51(図4参照)に出射する。光源装置9は、光源部91、拡散透過部92、光分離部93、第1集光素子94、波長変換素子95、第2集光素子96、拡散反射素子97、位相差部98及び光源用筐体99を備える。
拡散透過部92、光分離部93及び第1集光素子94は、本実施形態における第1光学部に相当し、第1集光素子94、光分離部93及び位相差部98は、本実施形態における第2光学部に相当する。
光源装置9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。光源装置9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、光源部91、拡散透過部92、光分離部93、第1集光素子94及び波長変換素子95は、照明光軸Ax1上に配置されている。
光分離部93、第2集光素子96、拡散反射素子97及び位相差部98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93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、第1レンズアレイ521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。
具体的に、光源部91、拡散透過部92、光分離部93、第1集光素子94及び波長変換素子95は、照明光軸Ax1上に配置されている。
光分離部93、第2集光素子96、拡散反射素子97及び位相差部98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93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、第1レンズアレイ521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。
[光源部の構成]
光源部91は、発光素子911、光源実装基板912及び受熱板913を備える。
発光素子911は、光源実装基板912において+Z方向に直交する平面にマトリクス状に配置され、-Z方向に光を出射する。発光素子911から出射された光は、図示しないコリメーターレンズを介して拡散透過部92に入射する。発光素子911は、例えばピーク波長が440nmの青色光を出射する。発光素子911は、第1実施形態に係る第1発光素子4211及び第2発光素子4221と同様のLDであってもよく、LEDであってもよい。
光源部91は、発光素子911、光源実装基板912及び受熱板913を備える。
発光素子911は、光源実装基板912において+Z方向に直交する平面にマトリクス状に配置され、-Z方向に光を出射する。発光素子911から出射された光は、図示しないコリメーターレンズを介して拡散透過部92に入射する。発光素子911は、例えばピーク波長が440nmの青色光を出射する。発光素子911は、第1実施形態に係る第1発光素子4211及び第2発光素子4221と同様のLDであってもよく、LEDであってもよい。
光源実装基板912は、発光素子911が実装された基板である。光源実装基板912において発光素子911が配置される面とは反対側の面は、受熱板913と熱伝達可能に接続されている。
受熱板913は、光学筐体991に固定されて、光源用筐体99の一部を構成する。受熱板913には、光源実装基板912の熱を受熱する。図示を省略するが、受熱板913は、ヒートパイプ47を介してヒートシンク48と熱伝達可能に接続されている。光源実装基板912から受熱した発光素子911の熱は、ヒートパイプ47を介して受熱板913からヒートシンク48に伝達される。
受熱板913は、光学筐体991に固定されて、光源用筐体99の一部を構成する。受熱板913には、光源実装基板912の熱を受熱する。図示を省略するが、受熱板913は、ヒートパイプ47を介してヒートシンク48と熱伝達可能に接続されている。光源実装基板912から受熱した発光素子911の熱は、ヒートパイプ47を介して受熱板913からヒートシンク48に伝達される。
[拡散透過部の構成]
拡散透過部92は、光源部91から入射された光を拡散させて、拡散透過部92から出射される光の照度分布を均一化する。拡散透過部92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92に代えて、一対のマルチレンズを有するホモジナイザー光学素子を採用してもよい。一方、拡散透過部92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、光源部91から光分離部93までの距離を短くできる。
拡散透過部92は、光源部91から入射された光を拡散させて、拡散透過部92から出射される光の照度分布を均一化する。拡散透過部92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92に代えて、一対のマルチレンズを有するホモジナイザー光学素子を採用してもよい。一方、拡散透過部92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、光源部91から光分離部93までの距離を短くできる。
[光分離部の構成]
拡散透過部92から出射された光は、光分離部93に入射する。
光分離部93は、光源部91から拡散透過部92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93は、拡散反射素子97から入射される青色光を通過させ、波長変換素子95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93は、拡散透過部92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94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96に入射させる。
本実施形態では、波長変換素子95における光の吸収を考慮して、光分離部93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。
拡散透過部92から出射された光は、光分離部93に入射する。
光分離部93は、光源部91から拡散透過部92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93は、拡散反射素子97から入射される青色光を通過させ、波長変換素子95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93は、拡散透過部92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94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96に入射させる。
本実施形態では、波長変換素子95における光の吸収を考慮して、光分離部93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94は、光分離部93を通過した第1部分光を波長変換素子95に集光する。また、第1集光素子94は、波長変換素子95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94は、2つのレンズ941,942を有するが、第1集光素子94を構成するレンズの数は、2に限定されない。
第1集光素子94は、光分離部93を通過した第1部分光を波長変換素子95に集光する。また、第1集光素子94は、波長変換素子95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94は、2つのレンズ941,942を有するが、第1集光素子94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95は、第1面95Aに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第1面95Aから拡散させて出射する。詳述すると、波長変換素子95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94に向けて拡散させて出射する。すなわち、波長変換素子95は、光源部91から出射された第1波長帯の光を、第1波長帯とは異なる第2波長帯の光に変換する。波長変換素子95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95は、第1面95Aに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第1面95Aから拡散させて出射する。詳述すると、波長変換素子95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94に向けて拡散させて出射する。すなわち、波長変換素子95は、光源部91から出射された第1波長帯の光を、第1波長帯とは異なる第2波長帯の光に変換する。波長変換素子95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95は、基板951、波長変換層952及び反射層953を有する。
基板951は、金属によって形成された板状体であり、波長変換層952及び反射層953を支持する。
波長変換層952は、基板951において第1集光素子94に対向する位置に設けられている。すなわち、波長変換層952において第1集光素子94に対向する面は、第1面95Aを構成する。波長変換層952は、第1集光素子94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953は、波長変換層952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952から入射される蛍光を波長変換層952側に反射させる。
波長変換素子95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94を通過した後、光分離部93に入射される。光分離部93に入射された蛍光は、光分離部93にて照明光軸Ax2に沿う方向に反射されて、位相差部98に入射される。
なお、光源装置9は、波長変換素子95を照明光軸Ax1に沿う回転軸を中心に回転させる回転装置を備えていてもよい。換言すると、波長変換素子95は、照明光軸Ax1に沿う回転軸を中心に回転されてもよい。この場合、波長変換層952は、基板951に回転軸を中心とするリング状に設けられていてもよい。
基板951は、金属によって形成された板状体であり、波長変換層952及び反射層953を支持する。
波長変換層952は、基板951において第1集光素子94に対向する位置に設けられている。すなわち、波長変換層952において第1集光素子94に対向する面は、第1面95Aを構成する。波長変換層952は、第1集光素子94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953は、波長変換層952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952から入射される蛍光を波長変換層952側に反射させる。
波長変換素子95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94を通過した後、光分離部93に入射される。光分離部93に入射された蛍光は、光分離部93にて照明光軸Ax2に沿う方向に反射されて、位相差部98に入射される。
なお、光源装置9は、波長変換素子95を照明光軸Ax1に沿う回転軸を中心に回転させる回転装置を備えていてもよい。換言すると、波長変換素子95は、照明光軸Ax1に沿う回転軸を中心に回転されてもよい。この場合、波長変換層952は、基板951に回転軸を中心とするリング状に設けられていてもよい。
[第2集光素子の構成]
第2集光素子96は、光分離部93にて反射されて入射される第2部分光を拡散反射素子97に集光する。また、第2集光素子96は、拡散反射素子97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96は、第1集光素子94と同様に、2つのレンズ961,962を有するが、第2集光素子96を構成するレンズの数は、2に限定されない。
第2集光素子96は、光分離部93にて反射されて入射される第2部分光を拡散反射素子97に集光する。また、第2集光素子96は、拡散反射素子97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96は、第1集光素子94と同様に、2つのレンズ961,962を有するが、第2集光素子96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97は、基板971と、基板971において第2集光素子96に対向する位置に設けられる拡散反射層972と、を有する。
拡散反射層972は、波長変換素子95から出射される蛍光と同様の拡散角で、第2集光素子96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972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972にて反射された青色光は、第2集光素子96を通過した後、光分離部93を通過して、位相差部98に入射される。すなわち、光分離部93から位相差部98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。
なお、光源装置9は、拡散反射素子97を照明光軸Ax2に沿う回転軸を中心に回転させる回転装置を備えていてもよい。換言すると、拡散反射素子97は、照明光軸Ax2に沿う回転軸を中心に回転されてもよい。この場合、拡散反射層972は、基板971に回転軸を中心とするリング状に設けられていてもよい。
拡散反射素子97は、基板971と、基板971において第2集光素子96に対向する位置に設けられる拡散反射層972と、を有する。
拡散反射層972は、波長変換素子95から出射される蛍光と同様の拡散角で、第2集光素子96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972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972にて反射された青色光は、第2集光素子96を通過した後、光分離部93を通過して、位相差部98に入射される。すなわち、光分離部93から位相差部98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。
なお、光源装置9は、拡散反射素子97を照明光軸Ax2に沿う回転軸を中心に回転させる回転装置を備えていてもよい。換言すると、拡散反射素子97は、照明光軸Ax2に沿う回転軸を中心に回転されてもよい。この場合、拡散反射層972は、基板971に回転軸を中心とするリング状に設けられていてもよい。
[位相差部の構成]
位相差部98は、光分離部93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、上記した導光光学装置51(図4参照)に入射される。
位相差部98は、光分離部93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、上記した導光光学装置51(図4参照)に入射される。
[光源用筐体の構成]
光源用筐体99は、本実施形態において受熱部573と接触する放熱部材に相当する。光源用筐体99は、発光素子911、拡散透過部92、光分離部93、第1集光素子94、波長変換素子95、第2集光素子96、拡散反射素子97及び位相差部98を収容する。本実施形態では、光源用筐体99は、内部に塵埃が侵入しにくい密閉筐体である。
光源用筐体99は、光学筐体991、第1素子用筐体992及び第2素子用筐体993を備え、各筐体991~993が組み合わされて構成されている。
光源用筐体99は、本実施形態において受熱部573と接触する放熱部材に相当する。光源用筐体99は、発光素子911、拡散透過部92、光分離部93、第1集光素子94、波長変換素子95、第2集光素子96、拡散反射素子97及び位相差部98を収容する。本実施形態では、光源用筐体99は、内部に塵埃が侵入しにくい密閉筐体である。
光源用筐体99は、光学筐体991、第1素子用筐体992及び第2素子用筐体993を備え、各筐体991~993が組み合わされて構成されている。
光学筐体991は、発光素子911、光源実装基板912、拡散透過部92、光分離部93、第1集光素子94、第2集光素子96及び位相差部98を収容する。光学筐体991には、受熱板913、第1素子用筐体992及び第2素子用筐体993が取り付けられ、これにより、光源用筐体99が密閉される。
第1素子用筐体992は、波長変換素子95を内部に収容した状態にて、光学筐体991に取り付けられる。第1素子用筐体992は、波長変換素子95から受熱する。
第2素子用筐体993は、拡散反射素子97を内部に収容した状態にて、光学筐体991に取り付けられる。第2素子用筐体993は、拡散反射素子97から受熱し、受熱した熱を放熱する。
光学筐体991、第1素子用筐体992及び第2素子用筐体993のうち、少なくとも1つの筐体には、ヒートシンク48に接続されたヒートパイプ47が接続されてもよい。このため、例えば波長変換素子95の熱は、ヒートシンク48に伝達される。
そして、第1実施形態で説明した受熱部573は、延出部572から+Y方向に突出して光源用筐体99を支持し、光源用筐体99と接触して、光源用筐体99から受熱する。
第1素子用筐体992は、波長変換素子95を内部に収容した状態にて、光学筐体991に取り付けられる。第1素子用筐体992は、波長変換素子95から受熱する。
第2素子用筐体993は、拡散反射素子97を内部に収容した状態にて、光学筐体991に取り付けられる。第2素子用筐体993は、拡散反射素子97から受熱し、受熱した熱を放熱する。
光学筐体991、第1素子用筐体992及び第2素子用筐体993のうち、少なくとも1つの筐体には、ヒートシンク48に接続されたヒートパイプ47が接続されてもよい。このため、例えば波長変換素子95の熱は、ヒートシンク48に伝達される。
そして、第1実施形態で説明した受熱部573は、延出部572から+Y方向に突出して光源用筐体99を支持し、光源用筐体99と接触して、光源用筐体99から受熱する。
[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。
本実施形態に係るプロジェクターでは、発光素子911から出射された光は、波長変換素子95の第1面95Aに入射する。波長変換素子95は、波長変換した光を第1面95Aから出射する。
このような構成によれば、波長変換素子95は、いわゆる反射型の波長変換素子として構成される。反射型の波長変換素子95が採用される場合には、透過型の波長変換素子に比べて波長変換効率を高めることができるので、光源ユニット4が出射する照明光の色度を調整しやすくすることができる。
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。
本実施形態に係るプロジェクターでは、発光素子911から出射された光は、波長変換素子95の第1面95Aに入射する。波長変換素子95は、波長変換した光を第1面95Aから出射する。
このような構成によれば、波長変換素子95は、いわゆる反射型の波長変換素子として構成される。反射型の波長変換素子95が採用される場合には、透過型の波長変換素子に比べて波長変換効率を高めることができるので、光源ユニット4が出射する照明光の色度を調整しやすくすることができる。
[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、ベース部材57が有する受熱部573は、光源用筐体46を支持するとした。しかしながら、これに限らず、受熱部573は、光源用筐体46と熱伝達可能に接触していればよく、必ずしも光源用筐体46を支持しなくてもよい。
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、ベース部材57が有する受熱部573は、光源用筐体46を支持するとした。しかしながら、これに限らず、受熱部573は、光源用筐体46と熱伝達可能に接触していればよく、必ずしも光源用筐体46を支持しなくてもよい。
上記各実施形態では、光源用筐体46は、光源部42、第1光学部43、波長変換部44及び第2光学部45から受熱した熱を放熱する放熱部材であるとした。しかしながら、これに限らず、光源用筐体46とは別に、発光素子4211,4221及び波長変換素子441のうち少なくとも1つの素子から受熱し、受熱した熱を放熱する放熱部材を設けてもよい。また、放熱部材は、発光素子4211,4221及び波長変換素子441のうち、少なくとも1つの素子の熱を放熱すればよく、必ずしも発光素子4211,4221及び波長変換素子441の全ての熱を放熱しなくてもよい。
上記各実施形態では、光源部42は、第1光源421及び第2光源422を備えるとした。すなわち、光源ユニット4は、第1発光素子4211及び第2発光素子4221を備えるとした。しかしながら、これに限らず、第1発光素子4211及び第2発光素子4221のうち、一方の発光素子を備えていればよい。
上記第1実施形態では、光源ユニット4を構成する光源装置41は、光源部42、第1光学部43、波長変換部44及び第2光学部45を備えるとした。上記第2実施形態では、光源ユニット4を構成する光源装置9は、光源部91、拡散透過部92、光分離部93、第1集光素子94、波長変換素子95、第2集光素子96、拡散反射素子97及び位相差部98を備えるとした。しかしながら、これに限らず、光源装置は、発光素子及び波長変換素子を備えていればよく、他の光学部品は、適宜変更可能である。
上記第1実施形態では、光源実装基板4212,4222の熱を受熱する受熱板423は、ヒートパイプ47を介してヒートシンク48と接続されるとした。上記第2実施形態では、光源実装基板912の熱を受熱する受熱板913は、ヒートパイプ47を介してヒートシンク48と接続されるとした。しかしながら、これに限らず、受熱板423,913は、必ずしもヒートシンク48と接続されなくてもよい。また、受熱板423,913は、ヒートシンク48と直接接続されてもよく、ヒートパイプ47は、無くてもよい。
上記第1実施形態では、波長変換素子441の熱は、素子用筐体466、光学筐体461及びヒートパイプ47を介してヒートシンク48に伝達されるとした。上記第2実施形態では、波長変換素子95の熱は、第1素子用筐体992及びヒートパイプ47を介してヒートシンク48に伝達されるとした。しかしながら、これに限らず、波長変換素子の熱は、必ずしもヒートシンク48に伝達されなくてもよい。例えば、波長変換素子の熱は、素子用筐体466又は第1素子用筐体992に設けられたフィンによって放熱されてもよい。
上記各実施形態では、受熱部573は、放熱用の凸部574を有するとした。しかしながら、これに限らず、受熱部573に凸部574は設けられていなくてもよい。また、受熱部573からの凸部574の突出方向も、適宜変更可能である。
上記各実施形態では、光源ユニット4は、第1ファン74によって第1冷却気体が流通するダクト71内に配置されているとした。しかしながら、これに限らず、光源ユニット4は、ダクト71内に配置されていなくてもよい。
また、ダクト71を構成するダクト部材72は、第2ベース部材に相当し、ダクト部材72は、ベース部材57と光源ユニット4との間に配置されるとした。しかしながら、これに限らず、ダクト部材72は、ベース部材57と光源ユニット4との間に配置されていなくてもよい。この場合、ダクト部材72に開口部721は設けられていなくてもよい。
また、ダクト71を構成するダクト部材72は、第2ベース部材に相当し、ダクト部材72は、ベース部材57と光源ユニット4との間に配置されるとした。しかしながら、これに限らず、ダクト部材72は、ベース部材57と光源ユニット4との間に配置されていなくてもよい。この場合、ダクト部材72に開口部721は設けられていなくてもよい。
上記各実施形態では、画像生成ユニット5に第2冷却気体を流通させる第2ファン75を備えるとした。しかしながら、これに限らず、第2ファン75は無くてもよい。また、第2冷却気体は、画像生成ユニット5に代えて、或いは、画像生成ユニット5に加えて、電源装置及び制御装置等の他の構成に流通してもよい。
また、外装筐体2は、第1冷却気体を導入する第1導入口2C2と、第2冷却気体を導入する第2導入口2C3と、を有するとした。しかしながら、これに限らず、1つの導入口から導入した冷却気体のうち、一部の冷却気体を第1冷却気体とし、他の一部の冷却気体を第2冷却気体として用いてもよい。
更に、第1導入口2C2及び第2導入口2C3は、正面部2Cに設けられているとした。すなわち、第1導入口2C2及び第2導入口2C3は、外装筐体2において同じ面に設けられているとした。しかしながら、これに限らず、外装筐体2において、第1導入口2C2が設けられる面と、第2導入口2C3が設けられる面とは、異なっていてもよい。
また、外装筐体2は、第1冷却気体を導入する第1導入口2C2と、第2冷却気体を導入する第2導入口2C3と、を有するとした。しかしながら、これに限らず、1つの導入口から導入した冷却気体のうち、一部の冷却気体を第1冷却気体とし、他の一部の冷却気体を第2冷却気体として用いてもよい。
更に、第1導入口2C2及び第2導入口2C3は、正面部2Cに設けられているとした。すなわち、第1導入口2C2及び第2導入口2C3は、外装筐体2において同じ面に設けられているとした。しかしながら、これに限らず、外装筐体2において、第1導入口2C2が設けられる面と、第2導入口2C3が設けられる面とは、異なっていてもよい。
上記各実施形態では、ダクト部材72は、排出口2E1を、第1冷却気体を排出する第1排出領域2E11と、第2冷却気体を排出する第2排出領域2E12とに区分するとした。しかしながら、これに限らず、排出口2E1は、第1冷却気体と第2冷却気体とが合流した冷却気体を排出してもよい。また、ダクト部材72は、排出口2E1を第1排出領域2E11及び第2排出領域2E12に区分しなくてもよい。
上記各実施形態では、プロジェクターは、3つの光変調素子564B,564G,564R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つ以上の光変調素子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、光変調素子564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、光変調素子として、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素子であれば、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、液晶以外の光変調素子を用いてもよい。
上記各実施形態では、光変調素子564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、光変調素子として、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素子であれば、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、液晶以外の光変調素子を用いてもよい。
[本開示のまとめ]
以下、本開示のまとめを付記する。
本開示の一態様に係るプロジェクターは、照明光を出射する光源ユニットと、前記光源ユニットから出射された前記照明光を変調して画像光を生成する画像生成ユニットと、前記画像生成ユニットによって生成された前記画像光を投射する投射光学ユニットと、前記光源ユニットに第1冷却気体を流通させる第1ファンと、を備え、前記光源ユニットは、発光素子と、前記発光素子から出射された光を受光して、前記発光素子から出射された光の波長を変換する波長変換素子と、前記発光素子及び前記波長変換素子のうち少なくとも1つの素子の熱を放熱する放熱部材と、を備え、前記画像生成ユニットは、前記光源ユニットから出射された前記照明光を導光する導光光学装置と、前記導光光学装置によって導光された前記照明光を変調する光変調素子と、前記導光光学装置及び前記光変調素子を支持する第1ベース部材と、を備え、前記第1ベース部材は、前記放熱部材に接触し、前記放熱部材から受熱する熱伝導性の受熱部を有する。
以下、本開示のまとめを付記する。
本開示の一態様に係るプロジェクターは、照明光を出射する光源ユニットと、前記光源ユニットから出射された前記照明光を変調して画像光を生成する画像生成ユニットと、前記画像生成ユニットによって生成された前記画像光を投射する投射光学ユニットと、前記光源ユニットに第1冷却気体を流通させる第1ファンと、を備え、前記光源ユニットは、発光素子と、前記発光素子から出射された光を受光して、前記発光素子から出射された光の波長を変換する波長変換素子と、前記発光素子及び前記波長変換素子のうち少なくとも1つの素子の熱を放熱する放熱部材と、を備え、前記画像生成ユニットは、前記光源ユニットから出射された前記照明光を導光する導光光学装置と、前記導光光学装置によって導光された前記照明光を変調する光変調素子と、前記導光光学装置及び前記光変調素子を支持する第1ベース部材と、を備え、前記第1ベース部材は、前記放熱部材に接触し、前記放熱部材から受熱する熱伝導性の受熱部を有する。
このような構成によれば、第1ベース部材の受熱部が、光源ユニットが備える放熱部材と接触することによって、発光素子及び波長変換素子のうち少なくとも1つの素子の熱を放熱する放熱面積を拡大できる。これにより、少なくとも1つの素子の冷却効率を高めることができるので、少なくとも1つの素子を冷却する第1ファンを大型化する必要がない他、第1ファンの単位時間当たりの回転数を増加させる必要がない。従って、プロジェクターを小型化できる他、静音化できる。
また、少なくとも1つの素子の冷却効率を高めることができるので、発光素子の発光輝度を高めたり、波長変換素子に入射する光量を増加させたりすることができる。従って、光源ユニットから出射される照明光の輝度を高めることができるので、投射画像の明るさを向上させることができる。
また、少なくとも1つの素子の冷却効率を高めることができるので、発光素子の発光輝度を高めたり、波長変換素子に入射する光量を増加させたりすることができる。従って、光源ユニットから出射される照明光の輝度を高めることができるので、投射画像の明るさを向上させることができる。
上記一態様では、前記光源ユニットは、前記発光素子から出射された光を前記波長変換素子に導光する第1光学部と、前記波長変換素子からの光を用いて前記照明光を出射する第2光学部と、前記第1光学部及び前記第2光学部を収容する光学筐体と、を備え、前記放熱部材は、前記光学筐体を含んでもよい。
このような構成によれば、光学筐体には、光学筐体に収容される第1光学部及び第2光学部の熱の一部が伝達される。光学筐体が放熱部材に含まれることによって、第1光学部及び第2光学部の熱の放熱面積を拡大でき、第1光学部及び第2光学部を効率よく冷却できる。従って、光源ユニット、ひいては、プロジェクターの長寿命化を図ることができる。
このような構成によれば、光学筐体には、光学筐体に収容される第1光学部及び第2光学部の熱の一部が伝達される。光学筐体が放熱部材に含まれることによって、第1光学部及び第2光学部の熱の放熱面積を拡大でき、第1光学部及び第2光学部を効率よく冷却できる。従って、光源ユニット、ひいては、プロジェクターの長寿命化を図ることができる。
上記一態様では、前記光源ユニットは、前記波長変換素子を収容し、前記光学筐体と接続される素子用筐体を有し、前記放熱部材は、前記素子用筐体を含んでもよい。
このような構成によれば、素子用筐体には、波長変換素子の熱の一部が伝達される。素子用筐体が放熱部材に含まれることによって、波長変換素子の熱の放熱面積を拡大でき、波長変換素子を効率よく冷却できる。従って、光源ユニット、ひいては、プロジェクターの長寿命化を図ることができる。
このような構成によれば、素子用筐体には、波長変換素子の熱の一部が伝達される。素子用筐体が放熱部材に含まれることによって、波長変換素子の熱の放熱面積を拡大でき、波長変換素子を効率よく冷却できる。従って、光源ユニット、ひいては、プロジェクターの長寿命化を図ることができる。
上記一態様では、前記発光素子から出射された光は、前記波長変換素子の第1面に入射し、前記波長変換素子は、波長変換した光を前記第1面とは反対側の面から出射してもよい。
このような構成によれば、波長変換素子は、いわゆる透過型の波長変換素子として構成される。透過型の波長変換素子が採用される場合で、波長変換素子が、入射する光の一部の波長を変換する場合には、波長変換素子から白色光を出射できるので、光源ユニットの構成を簡略化できる。従って、光源ユニットを小型化できる。
このような構成によれば、波長変換素子は、いわゆる透過型の波長変換素子として構成される。透過型の波長変換素子が採用される場合で、波長変換素子が、入射する光の一部の波長を変換する場合には、波長変換素子から白色光を出射できるので、光源ユニットの構成を簡略化できる。従って、光源ユニットを小型化できる。
上記一態様では、前記発光素子から出射された光は、前記波長変換素子の第1面に入射し、前記波長変換素子は、波長変換した光を前記第1面から出射してもよい。
このような構成によれば、波長変換素子は、いわゆる反射型の波長変換素子として構成される。反射型の波長変換素子が採用される場合には、透過型の波長変換素子に比べて波長変換効率を高めることができるので、光源ユニットが出射する照明光の色度を調整しやすくすることができる。
このような構成によれば、波長変換素子は、いわゆる反射型の波長変換素子として構成される。反射型の波長変換素子が採用される場合には、透過型の波長変換素子に比べて波長変換効率を高めることができるので、光源ユニットが出射する照明光の色度を調整しやすくすることができる。
上記一態様では、前記光源ユニットは、前記発光素子が実装される光源実装基板と、前記光源実装基板の熱を受熱する受熱板と、前記受熱板の熱が伝達されるヒートシンクと、を備えていてもよい。
このような構成によれば、発光素子の熱は、光源実装基板及び受熱板を介してヒートシンクに伝達される。これによれば、発光素子の熱の放熱面積を一層拡大でき、発光素子の冷却効率を一層高めることができる。従って、発光素子の長寿命化を図ることができる。
このような構成によれば、発光素子の熱は、光源実装基板及び受熱板を介してヒートシンクに伝達される。これによれば、発光素子の熱の放熱面積を一層拡大でき、発光素子の冷却効率を一層高めることができる。従って、発光素子の長寿命化を図ることができる。
上記一態様では、前記波長変換素子の熱は、前記ヒートシンクに伝達されてもよい。
このような構成によれば、波長変換素子の熱の放熱面積を拡大でき、波長変換素子の冷却効率を高めることができる。従って、波長変換素子の長寿命化を図ることができる他、波長変換素子に入射した光の波長変換効率が熱によって低下することを抑制できる。
このような構成によれば、波長変換素子の熱の放熱面積を拡大でき、波長変換素子の冷却効率を高めることができる。従って、波長変換素子の長寿命化を図ることができる他、波長変換素子に入射した光の波長変換効率が熱によって低下することを抑制できる。
上記一態様では、前記受熱部は、伝達された熱を放熱する凸部を備えていてもよい。
このような構成によれば、凸部が無い場合に比べて、受熱部の表面積を大きくできる。このため、受熱部に伝達される熱の放熱面積を一層拡大できる。従って、発光素子及び波長変換素子のうち少なくとも1つの素子の冷却効率を一層高めることができ、少なくとも1つの素子の長寿命化を図ることができる。
このような構成によれば、凸部が無い場合に比べて、受熱部の表面積を大きくできる。このため、受熱部に伝達される熱の放熱面積を一層拡大できる。従って、発光素子及び波長変換素子のうち少なくとも1つの素子の冷却効率を一層高めることができ、少なくとも1つの素子の長寿命化を図ることができる。
上記一態様では、前記第1ベース部材と前記光源ユニットとの間に設けられる第2ベース部材を備え、前記第1ベース部材と前記第2ベース部材とは、重なって配置され、前記第2ベース部材は、開口部を有し、前記受熱部は、前記開口部を介して前記放熱部材側に突出してもよい。
このような構成によれば、第1ベース部材と第2ベース部材とが重なって配置されることから、各ベース部材が重ならない場合に比べて、プロジェクターを小型化できる。
このような構成によれば、第1ベース部材と第2ベース部材とが重なって配置されることから、各ベース部材が重ならない場合に比べて、プロジェクターを小型化できる。
上記一態様では、前記画像生成ユニットに第2冷却気体を流通させる第2ファンと、前記光源ユニット、前記画像生成ユニット、前記投射光学ユニット、前記第1ファン及び前記第2ファンを収容する外装筐体と、を備え、前記外装筐体は、前記第1冷却気体を内部に導入する第1導入口と、前記第2冷却気体を内部に導入する第2導入口と、前記光源ユニットを流通した前記第1冷却気体、及び、前記画像生成ユニットを流通した前記第2冷却気体を排出する排出口と、を有し、前記第1ファンは、前記光源ユニットを流通した前記第1冷却気体を前記排出口に流通させ、前記第2ファンは、前記画像生成ユニットを流通した前記第2冷却気体を、前記第2ベース部材に対して前記放熱部材とは反対側の空間を介して前記排出口に流通させてもよい。
このような構成によれば、第2導入口を介して外装筐体の内部に導入されて、画像生成ユニットに流通する第2冷却気体は、第1導入口を介して外装筐体の内部に導入されて、光源ユニットに流通する第1冷却気体に干渉することなく、排出口から外装筐体の外部に排出される。これによれば、光源ユニットを介して排出口から排出される第1冷却気体の流通が第2冷却気体によって妨げられることを抑制できる。この他、第1冷却気体の温度が第2冷却気体によって高くなって、光源ユニットの冷却効率が低下することを抑制できる。従って、光源ユニット及び画像生成ユニットのそれぞれを効率よく冷却できる。
このような構成によれば、第2導入口を介して外装筐体の内部に導入されて、画像生成ユニットに流通する第2冷却気体は、第1導入口を介して外装筐体の内部に導入されて、光源ユニットに流通する第1冷却気体に干渉することなく、排出口から外装筐体の外部に排出される。これによれば、光源ユニットを介して排出口から排出される第1冷却気体の流通が第2冷却気体によって妨げられることを抑制できる。この他、第1冷却気体の温度が第2冷却気体によって高くなって、光源ユニットの冷却効率が低下することを抑制できる。従って、光源ユニット及び画像生成ユニットのそれぞれを効率よく冷却できる。
上記一態様では、前記排出口は、前記第1冷却気体を排出する第1排出領域と、前記第2冷却気体を排出する第2排出領域と、を有し、前記第2ベース部材は、前記第1排出領域と前記第2排出領域とを区分してもよい。
このような構成によれば、排出口から第1冷却気体と第2冷却気体とを分けて排出できる。従って、外装筐体の内部において第1冷却気体と第2冷却気体とが互いに干渉することを抑制できる。
このような構成によれば、排出口から第1冷却気体と第2冷却気体とを分けて排出できる。従って、外装筐体の内部において第1冷却気体と第2冷却気体とが互いに干渉することを抑制できる。
1…プロジェクター、2…外装筐体、2C2…第1導入口、2C3…第2導入口、2E1…排出口、2E11…第1排出領域、2E12…第2排出領域、3…画像投射装置、4…光源ユニット、41…光源装置、42…光源部、421…第1光源、4211…第1発光素子、4212…第1光源実装基板、422…第2光源、4221…第2発光素子、4222…第2光源実装基板、423…受熱板、43…第1光学部、431…集光素子、432…第1レンズ、433…第2レンズ、434…光路変更部材、44…波長変換部、441…波長変換素子、441A…入射面(第1面)、441B…出射面(第1面とは反対側の面)、442…支持基板、443…回転装置、45…第2光学部、451,452,453…レンズ、46…光源用筐体(放熱部材)、461…光学筐体、462…光源取付部、463…第1配置部、464…第2配置部、465…第3配置部、466…素子用筐体、467…フィン、47,471,472…ヒートパイプ、48…ヒートシンク、481…フィン、5…画像生成ユニット、51…導光光学装置、55…光学部品用筐体、564,564B,564G,564R…光変調素子、6…投射光学ユニット、61…投射光学装置、62…シフト装置、7…冷却装置、71…ダクト、72…ダクト部材(第2ベース部材)、721…開口部、722…湾曲部、73…隔壁、731…第1開口部、732…第2開口部、733…第3開口部、734…第4開口部、735…湾曲部、74…第1ファン、75…第2ファン、9…光源装置、91…光源部、911…発光素子、912…光源実装基板、913…受熱板、92…拡散透過部(第1光学部)、93…光分離部(第1光学部、第2光学部)、94…第1集光素子(第1光学部、第2光学部)、95…波長変換素子、95A…第1面、98…位相差部(第2光学部)。
Claims (11)
- 照明光を出射する光源ユニットと、
前記光源ユニットから出射された前記照明光を変調して画像光を生成する画像生成ユニットと、
前記画像生成ユニットによって生成された前記画像光を投射する投射光学ユニットと、
前記光源ユニットに第1冷却気体を流通させる第1ファンと、を備え、
前記光源ユニットは、
発光素子と、
前記発光素子から出射された光を受光して、前記発光素子から出射された光の波長を変換する波長変換素子と、
前記発光素子及び前記波長変換素子のうち少なくとも1つの素子の熱を放熱する放熱部材と、を備え、
前記画像生成ユニットは、
前記光源ユニットから出射された前記照明光を導光する導光光学装置と、
前記導光光学装置によって導光された前記照明光を変調する光変調素子と、
前記導光光学装置及び前記光変調素子を支持する第1ベース部材と、を備え、
前記第1ベース部材は、前記放熱部材に接触し、前記放熱部材から受熱する熱伝導性の受熱部を有することを特徴とするプロジェクター。 - 請求項1に記載のプロジェクターにおいて、
前記光源ユニットは、
前記発光素子から出射された光を前記波長変換素子に導光する第1光学部と、
前記波長変換素子からの光を用いて前記照明光を出射する第2光学部と、
前記第1光学部及び前記第2光学部を収容する光学筐体と、を備え、
前記放熱部材は、前記光学筐体を含む、ことを特徴とするプロジェクター。 - 請求項2に記載のプロジェクターにおいて、
前記光源ユニットは、前記波長変換素子を収容し、前記光学筐体と接続される素子用筐体を有し、
前記放熱部材は、前記素子用筐体を含む、ことを特徴とするプロジェクター。 - 請求項2又は請求項3に記載のプロジェクターにおいて、
前記発光素子から出射された光は、前記波長変換素子の第1面に入射し、
前記波長変換素子は、波長変換した光を前記第1面とは反対側の面から出射する、ことを特徴とするプロジェクター。 - 請求項2又は請求項3に記載のプロジェクターにおいて、
前記発光素子から出射された光は、前記波長変換素子の第1面に入射し、
前記波長変換素子は、波長変換した光を前記第1面から出射する、ことを特徴とするプロジェクター。 - 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のプロジェクターにおいて、
前記光源ユニットは、
前記発光素子が実装される光源実装基板と、
前記光源実装基板の熱を受熱する受熱板と、
前記受熱板の熱が伝達されるヒートシンクと、を備えることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項6に記載のプロジェクターにおいて、
前記波長変換素子の熱は、前記ヒートシンクに伝達される、ことを特徴とするプロジェクター。 - 請求項1から請求項7のいずれか一項に記載のプロジェクターにおいて、
前記受熱部は、伝達された熱を放熱する凸部を備える、ことを特徴とするプロジェクター。 - 請求項1から請求項8のいずれか一項に記載のプロジェクターにおいて、
前記第1ベース部材と前記光源ユニットとの間に設けられる第2ベース部材を備え、
前記第1ベース部材と前記第2ベース部材とは、重なって配置され、
前記第2ベース部材は、開口部を有し、
前記受熱部は、前記開口部を介して前記放熱部材側に突出する、ことを特徴とするプロジェクター。 - 請求項9に記載のプロジェクターにおいて、
前記画像生成ユニットに第2冷却気体を流通させる第2ファンと、
前記光源ユニット、前記画像生成ユニット、前記投射光学ユニット、前記第1ファン及び前記第2ファンを収容する外装筐体と、を備え、
前記外装筐体は、
前記第1冷却気体を内部に導入する第1導入口と、
前記第2冷却気体を内部に導入する第2導入口と、
前記光源ユニットを流通した前記第1冷却気体、及び、前記画像生成ユニットを流通した前記第2冷却気体を排出する排出口と、を有し、
前記第1ファンは、前記光源ユニットを流通した前記第1冷却気体を前記排出口に流通させ、
前記第2ファンは、前記画像生成ユニットを流通した前記第2冷却気体を、前記第2ベース部材に対して前記放熱部材とは反対側の空間を介して前記排出口に流通させる、ことを特徴とするプロジェクター。 - 請求項10に記載のプロジェクターにおいて、
前記排出口は、
前記第1冷却気体を排出する第1排出領域と、
前記第2冷却気体を排出する第2排出領域と、を有し、
前記第2ベース部材は、前記第1排出領域と前記第2排出領域とを区分する、ことを特徴とするプロジェクター。
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