JP6662069B2 - 光源装置及びプロジェクター - Google Patents
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蛍光発光板は、蛍光体を含む蛍光体層を有し、入射された青色光により励起されて緑成分及び赤成分を含む黄色光(蛍光)を出射する。この黄色光は、ダイクロイックミラーを透過する。
偏光方向変換部は、入射された光の偏光方向を変換して反射させる。この偏光方向変換部によって偏光方向が変換された光は、ダイクロイックミラーによって、上記蛍光の進行方向と同方向に反射される。
このように、当該光源装置は、ダイクロイックミラーによって、青色光と、緑成分及び赤成分を含む蛍光とが合成された白色光を出射する。
このような光源装置は、例えば、半導体レーザーと、入射された光を偏光方向に応じて分離する偏光分離装置と、複数のレンズにより構成され、上記他の一部の光を集光する集光光学系と、当該集光光学系を介した光が入射される拡散反射素子と、偏光分離装置と集光光学系との間に配置され、直線偏光を円偏光に変換する位相差板(λ/4板)と、を備える。
上記第1態様によれば、集光光学系を介して分離合成素子に入射される光により、当該集光光学系の温度が上昇しても、当該集光光学系を冷却する冷却装置を備えるので、集光光学系を確実に冷却できる。これにより、集光光学系の熱歪みによる透過光の偏光方向の回転を抑制できる。従って、分離合成素子により、拡散素子により拡散された光の略全てと他方から入射された光とを合成して出射できるので、光源装置から出射される光の出射効率の低減を抑制できる。
上記第1態様によれば、集光光学系を第1光が2度透過することにより、当該集光光学系の温度が上昇しても、当該集光光学系を冷却する冷却装置を備えているので、集光光学系の熱を確実に放熱できる。また、例えば、上記第2光を蛍光光に変換して反射させる蛍光反射素子を備えていれば、第2光の光束径よりも大きい光束径として出射される蛍光と、拡散された第1光の光束径と、を揃えることができるので、白色光を光源装置から出射させることができる。
なお、複数の集光素子としては、複数のレンズを例示できる。
ここで、集光光学系を構成する複数の集光素子(レンズ)のうち、拡散素子から最も離れた集光素子は、レンズ設計の面から加工しやすい素材(例えば、樹脂やガラス等)により構成される。このため、拡散素子から最も離れた集光素子は、熱ひずみが生じやすい。
これに対して、上記第1態様では、冷却装置が少なくとも拡散素子から最も離れた集光素子に冷却気体を流通させるので、当該集光素子を確実に冷却でき、熱ひずみの発生を抑制できる。従って、集光光学系に入射され、出射される第1光の偏光方向の変化をより確実に抑制できる。
上記第1態様では、支持部材が集光光学系を収容した収容部材を拡散素子により拡散反射されて出射される第1光の出射方向に沿って摺動可能に支持するので、拡散素子に対して集光されて入射される第1光の光束径を調整できる。
上記第1態様では、収容部材及び支持部材が互いに連通する開口部を有しているので、例えば、支持部材に流通された冷却気体が収容部材、ひいては、収容部材に収容された集光光学系を冷却できる。従って、集光光学系をより確実に冷却できる。
上記第1態様では、支持部材の一部と一体化する筐体を備えているので、例えば、筐体に冷却ファンから流出される冷却気体が供給された場合、当該冷却気体が筐体、支持部材の一部及び当該支持部材に支持される収容部材に流通する。これによれば、冷却ファンの駆動により、筐体、支持部材及び収容部材、ひいては、収容部材に収容された集光光学系を冷却できる。従って、集光光学系を更に確実に冷却できる。
上記第1態様では、略密閉された筐体、すなわち、当該筐体、当該筐体と一体化された収容部材及び支持部材の一部内を循環するので、収容部材に収容された集光光学系を継続的に冷却できる。また、筐体が略密閉されているので、当該筐体内への塵埃の侵入を抑制でき、集光光学系に塵埃が付着することを抑制できる。
上記第1態様では、筐体内を循環する冷却気体の熱を放熱部材により筐体外に放熱できる。従って、放熱された冷却気体を収容部材に収容された集光光学系に供給できるので、当該集光光学系を確実に冷却できる。
上記第1態様によれば、分離合成素子により分離された第1光は、位相差板を介して集光光学系により集光され、拡散反射素子に入射され、当該拡散反射素子により拡散反射される。そして、拡散反射された第1光は、集光光学系を介して、再度、位相差板を介して分離合成素子に入射される。例えば、第1光がp偏光の光であり、第2光がs偏光の光であり、かつ位相差板が入射された第1光を円偏光に変換させるλ/4板であれば、第1光が上記位相差板を2回透過することにより、当該拡散された第1光は、第2光として分離合成素子に入射される。これにより、拡散反射された第2光は、上記偏光分離層により反射され、上記波長変換素子により蛍光に変換された第2光(蛍光光)とともに、分離合成素子から同方向に出射される。
上記第1態様では、集光光学系を介して拡散反射素子に入射される第1光により、当該集光光学系の温度が上昇しても、当該集光光学系を冷却する冷却装置を備えるので、集光光学系を確実に冷却できる。また、集光光学系が確実に冷却できるので、第1光の偏光方向の変化を抑制できる。従って、分離合成素子に偏光方向が90°回転した状態の第1光(すなわち、第2光)を入射させることができるので、当該拡散された青色光の略全てを偏光分離層により反射させ、上記蛍光とともに出射させることができる。従って、出射光の出射効率の低下を抑制できる。
上記第3態様では、上記第1態様及び上記第2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。また、光源装置から出射光が確実に出射されるので、投射光学装置から投射される投射画像の彩度及び輝度の低下を抑制でき、プロジェクターの信頼性を高めることができる。
以下、本発明の第1実施形態について、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。
プロジェクター1は、内部に設けられた光源から出射された光束を変調して画像情報に応じた画像を形成し、当該画像をスクリーンSC1等の被投射面上に拡大投射する表示装置である。
このプロジェクター1は、図1に示すように、外装筐体2と、当該外装筐体2内に収納される光学ユニット3、当該プロジェクター1を制御する制御装置CUの他、図示を省略するが、冷却対象を冷却する冷却装置、及び当該プロジェクター1を構成する電子部品に電力を供給する電源装置を備える。また、プロジェクター1は、色合成装置に入射される光の成分比率に応じて、投射光学装置から投射される画像の色域を変化させる機能を有する。
光学ユニット3は、照明装置31、色分離装置32、平行化レンズ33、複数の光変調装置34、色合成装置35、及び投射光学装置36を備える。
照明装置31は、照明光WLを出射する。なお、照明装置31の構成については、後述する。
色分離装置32は、照明装置31から入射された照明光WLを赤色光LR、緑色光LG及び青色光LBの3つの色光に分離する。この色分離装置32は、ダイクロイックミラー321,322、全反射ミラー323,324,325及びリレーレンズ326,327を備える。
ダイクロイックミラー322は、ダイクロイックミラー321により分離された上記光から緑色光LG及び赤色光LRを分離する。具体的に、ダイクロイックミラー322は、緑色光LGを反射するとともに、赤色光LRを透過させる。
リレーレンズ326,327は、赤色光LRの光路の、ダイクロイックミラー322の下流に配置されている。これらリレーレンズ326,327は、赤色光LRの光路長が青色光LBや緑色光LGの光路長よりも長くなることによる赤色光LRの光損失を補償する機能を有する。
投射光学装置36は、色合成装置35にて合成された画像光をスクリーンSC1等の被投射面に投射する。このような構成により、スクリーンSC1に拡大された画像が投射される。
図2は、本実施形態のプロジェクター1における照明装置31の構成を示す概略図である。
照明装置31は、前述したように照明光WLを色分離装置32に向けて出射する。この照明装置31は、図2に示すように、光源装置4及び均一化装置5を備える。この光源装置4は、均一化装置5に向けて青色光及び蛍光を出射させ、均一化装置5は、当該入射された青色光及び蛍光を均一化し、照明光WLとして色分離装置32に向けて出射させる。
光源装置4は、図2に示すように、光源部41、アフォーカルレンズ42、ホモジナイザー光学系43、第1位相差板44、偏光分離装置45、第2位相差板46、蛍光反射装置6及び青色光反射装置8を備える。
光源部41は、アレイ光源411及びコリメーター光学系412を備える。このアレイ光源411は、本発明の光源に相当する複数の半導体レーザー4111により構成される。具体的に、アレイ光源411は、当該アレイ光源411から出射される光束の照明光軸Ax1に直交する一平面内に複数の半導体レーザー4111がアレイ状に配列されることにより形成される。なお、詳しくは後述するが、蛍光反射装置6にて反射された光束の照明光軸をAx2としたとき、照明光軸Ax1と照明光軸Ax2とは同一平面内にあり、且つ互いに直交している。照明光軸Ax1上においては、アレイ光源411と、コリメーター光学系412と、アフォーカルレンズ42と、ホモジナイザー光学系43と、第1位相差板44と、偏光分離装置45と、第2位相差板46と、青色光反射装置8とが、この順に並んで配置されている。
一方、照明光軸Ax2上においては、蛍光反射装置6(波長変換素子7及びピックアップ光学系61)と、偏光分離装置45と、均一化装置5(第1レンズアレイ51、第2レンズアレイ52、偏光変換素子53及び重畳レンズ54)とが、この順に並んで配置されている。
アフォーカルレンズ42は、コリメーター光学系412から入射された青色光BLの光束径を調整する。このアフォーカルレンズ42は、レンズ421と、レンズ422とを備え、青色光BLは、レンズ421により集光され、レンズ422により平行化されて、ホモジナイザー光学系43に入射する。
第1位相差板44は、ホモジナイザー光学系43と偏光分離装置45との間に配置され、入射される青色光BLの偏光方向を略90°回転させる。本実施形態では、第1位相差板44は、λ/2波長板により構成される。この第1位相差板44に入射された青色光BLは、偏光方向が略90°回転され、p偏光成分の青色光BLp及びs偏光成分の青色光BLsに分離され、偏光分離装置45に入射される。
偏光分離装置45は、いわゆるプリズム型の偏光ビームスプリッターであり、p偏光及びs偏光のうち、一方の偏光光を通過させ、他方の偏光光を反射させる。この偏光分離装置45は、本発明の分離合成素子に相当し、プリズム451,452及び偏光分離層453を備える。これらプリズム451,452は、略三角柱形状に形成され、それぞれ照明光軸Ax1に対して45°の角度をなす傾斜面を有し、かつ、照明光軸Ax2に対して45°の角度をなしている。
そして、偏光分離層453に入射した青色光BLp,BLsのうち、s偏光成分の青色光BLsは、偏光分離装置45から蛍光反射装置6に向けて出射され、p偏光成分の青色光BLpは、偏光分離装置45から青色光反射装置8に向けて出射される。
蛍光反射装置6は、偏光分離装置45から入射されたs偏光成分の青色光(励起光)BLsを蛍光YLに変換し、当該偏光分離装置45に向けて反射させる。この蛍光反射装置6は、ピックアップ光学系61及び波長変換素子7を備える。これらのうち、ピックアップ光学系61は、青色光BLsを波長変換素子7の波長変換層72に向けて集光させる。このピックアップ光学系61は、レンズ611、レンズ612及びレンズ613を備える。具体的に、ピックアップ光学系61は、入射された複数の光束(青色光BLs)を後述する波長変換層72に向けて集光させるとともに、当該波長変換層72上で互いに重畳させる。
モーター73は、基材71の上記波長変換層72が設けられた側とは反対方向側に取り付けられ、当該モーター73の駆動により基材71が回転する。これにより、波長変換層72の温度が上昇することを抑制している。このような構成により、波長変換層72により青色光BLsは、蛍光YLに変換され、再度ピックアップ光学系61に入射され、当該ピックアップ光学系61を介して偏光分離装置45に入射される。
第2位相差板46は、青色光反射装置8と偏光分離装置45との間に配置され、入射されるp偏光成分の青色光BLpを円偏光に変換させる。本実施形態では、この第2位相差板46は、λ/4波長板により構成される。そして、第2位相差板46により上記円偏光に変換された青色光BLpは、青色光反射装置8の拡散反射装置82に入射される。
なお、青色光反射装置8の詳しい構成については、後述する。
一方、偏光分離装置45に入射された蛍光YLは、偏光分離層453を介して、当該偏光分離装置45のプリズム452側から出射され、上記均一化装置5に向けて出射される。
均一化装置5は、光源装置4から出射された青色光BL及び蛍光YLを均一化する機能を有する。この均一化装置5は、図2に示すように、第1レンズアレイ51、第2レンズアレイ52、偏光変換素子53及び重畳レンズ54を備える。
第1レンズアレイ51は、偏光分離装置45から出射された光(光束)の中心軸(上記照明光軸Ax2)に対する直交面内にアレイ状に配列された複数の第1レンズ511を有する。この第1レンズアレイ51は、第1レンズアレイ51の複数の第1レンズ511により、当該第1レンズアレイ51に入射された光束を複数の部分光束に分割する。
第2レンズアレイ52は、上記照明光軸Ax1に対する直交面内にアレイ状に配列された第1レンズアレイ51の複数の第1レンズ511に応じた複数の第2レンズ521を有する。この第2レンズアレイ52は、複数の第2レンズ521により、第1レンズ511により分割された部分光束を偏光変換素子53に向けて出射させる。
なお、本実施形態では、偏光変換素子53は、入射された光の偏光方向をs偏光に揃えることとしたが、p偏光に揃えるようにしてもよい。
重畳レンズ54は、照明光WLを被照明領域において重畳させることにより、被照明領域の照度分布を均一化する。このようにして、蛍光YL及び青色光BLは、重畳レンズ54により合成され、照度分布が均一化された照明光WLとして、照明装置31からダイクロイックミラー321に向けて出射される。
図3は、青色光反射装置8を光入射側から見た斜視図であり、図4は、青色光反射装置8の分解斜視図である。
青色光反射装置8は、図3及び図4に示すように、ピックアップ光学系81、拡散反射装置82、収容部材83、支持部材84、固定部材85、筐体86及び冷却ファン87(図5及び図6参照)を備える。これらのうち、収容部材83、支持部材84及び冷却ファン87は、本発明の冷却装置RUを構成する。
なお、以下の説明では、青色光反射装置8から拡散されて出射される青色光BLpの出射方向をZ方向とし、当該Z方向にそれぞれ直交し、かつ、互いに直交する方向をX方向及びY方向として説明する。
ピックアップ光学系81は、本発明の集光光学系に相当し、青色光BLpを拡散反射装置82の拡散反射層822に向けて集光させる。このピックアップ光学系81は、第1レンズ811、第2レンズ812及び第3レンズ813を備える。具体的に、ピックアップ光学系81は、入射された複数の光束(青色光BLp)を拡散反射層822に向けて集光させるとともに、当該拡散反射層822上で互いに重畳させる。すなわち、第1〜第3レンズ811〜813は、本発明の集光素子に相当する。
このため、発明者は、鋭意研究の結果、第1〜第3レンズ811〜813の少なくともいずれかが、以下の式(1)を満たす場合に、位相差が発生しにくいことを発見した。
なお、式(1)において、αは、熱膨張率であり、βは、光弾性係数であり、Eは、ヤング率であり、kは、熱伝導率であり、τは、透過率である。
((α×β×E)÷k)×(1−τ))>0.1 …(1)
拡散反射装置82は、本発明の拡散素子(拡散反射素子)に相当し、ピックアップ光学系81のZ方向とは反対方向側に位置する固定部材85により固定され、当該ピックアップ光学系81から入射された青色光BLpを拡散させて反射させる機能を有する。この拡散反射装置82は、基材821、拡散反射層822及びモーター823を備える。基材821は、略円板状の基材により構成され、当該基材821のピックアップ光学系81側の面には、拡散反射層822が形成されている。この拡散反射層822は、入射された光を散乱させて反射させる機能を有する。
モーター823は、基材821の上記拡散反射層822が設けられた側とは反対方向側に取り付けられ、当該モーター823の駆動により基材821が回転する。これにより、拡散反射層822の温度が上昇することを抑制している。なお、モーター823は、上記制御装置CUとケーブルCBを介して接続され、当該制御装置CUの制御により回転速度が調整される。
このような構成により、拡散反射装置82に入射された青色光BLpは、拡散反射層822に入射され、当該拡散反射層822により拡散(散乱)され、ピックアップ光学系81に向けて出射される。
図5は、青色光反射装置8を図3のA1−A1線に沿って切断した断面をY方向側から見た断面図であり、図6は、青色光反射装置8を図3のB1−B1線に沿って切断した断面をX方向とは反対方向側から見た断面図である。
収容部材83は、図3〜図6に示すように、ピックアップ光学系81を構成する第1レンズ811,第2レンズ812及び第3レンズ813を収容する。この収容部材83は、本体部831、第1開口部832、第2開口部833、及び溝部834,835,836を備える。これらのうち、本体部831は、円筒状に形成されている。この本体部831のY方向側には、第1開口部832が形成され、当該本体部831のY方向とは反対方向側には、第2開口部833が形成されている。換言すると、第1開口部832及び第2開口部833は、本体部831のY方向に沿う方向に対向配置されている。これら第1開口部832及び第2開口部833は、同形状に形成され、当該第1及び第2開口部832,833のZ方向に沿う幅寸法は、後述する支持部材84の支持部842における開口部8422及び開口部8423の幅寸法よりも大きい。
このような収容部材83は、後述する支持部材84にZ方向に沿って摺動自在に支持され、所望の位置にて当該支持部材84に接着剤等により固定される。なお、本実施形態では、支持部材84に接着剤等により固定されることとしたが、これに限らず、例えば、接着剤等により固定されることなく、常に摺動自在に支持部材84に固定される構成であってもよい。
支持部材84は、拡散反射装置82により拡散されて出射される青色光BLpの出射方向、すなわち、Z方向に沿って上記収容部材83を摺動可能に支持する機能を有する。この支持部材84は、図3〜図6に示すように、板状部841、支持部842及び整流部材843,844を備える。これらのうち、板状部841は、Y方向側から見て、矩形板状に形成され、当該板状部841のY方向側の面8411におけるZ方向側とは反対方向側には、上記拡散反射装置82を固定する固定部材85が配置される。一方、板状部841の上記面8411のZ方向側の位置には、当該位置からY方向に突出する支持部842が配置される。
また、これら開口部8422及び開口部8423のZ方向に沿う方向の幅寸法は、収容部材83の第1開口部832及び第2開口部833のZ方向に沿う方向の幅寸法より小さくなっているので、例えば収容部材83がZ方向に沿って摺動した場合であっても、当該開口部8422及び開口部8423の開口面積の略全領域に冷却気体が流通することとなる。
整流部材844は、図6に示すように、開口部8422から収容部材83の第1開口部832に向けて延び、かつ、上記第1開口部832(第2レンズ812)に向かうに従ってZ方向に傾斜している。また、整流部材844は、開口部8423から収容部材83の第2開口部833に向けて延び、かつ、上記第2開口部833(第2レンズ812)に向かうに従ってZ方向に傾斜している。
固定部材85は、図4〜図6に示すように、1枚の板状体の一部を折り曲げることにより形成され、板状部851及び突出部852を備える。板状部851は、支持部材84の板状部841の面8411に固定される。また、突出部852は、板状部851のZ方向側の端部からY方向に向けて突出する矩形板状の部材であり、当該突出部852のZ方向側の面8521に上記モーター823が固定される。これにより、拡散反射装置82の拡散反射層822がピックアップ光学系81に対向する位置に固定され、当該ピックアップ光学系81を介した青色光BLpが拡散反射装置82の拡散反射層822に入射され、拡散反射される。
筐体86は、中空状に形成された筐体であり、図3〜図6に示すように、収容部材83及び支持部材84の一部である支持部842と一体化され、略密閉された空間を構成する。この筐体86は、Y方向側に位置する第1筐体86U及びY方向とは反対方向側に位置する第2筐体86Lにより構成される。具体的に、第1筐体86U及び第2筐体86Lが上記収容部材83を支持した支持部材84を挟持して略密閉された空間を構成している。
第1筐体86Uは、四角柱状の本体部86U1と、当該本体部86U1からX方向とは反対方向に延びる延出部86U2を有する。これら本体部86U1及び延出部86U2は、それぞれ中空状に形成され、それぞれ連通している。また、延出部86U2は、支持部842の開口部8422とそれぞれ連通している。
同様に、第2筐体86Lは、四角柱状の本体部86L1と、当該本体部86L1からX方向とは反対方向に延びる延出部86L2を有する。これら本体部86L1及び延出部86L2は、それぞれ中空状に形成され、それぞれ連通している。この延出部86L2は、X方向とは反対方向側に延出するに従って、Y方向に向けて収縮する形状である。具体的に、延出部86L2は、当該延出部86L2のZ方向に沿う方向の幅寸法がX方向とは反対方向に向かうに従って小さくなり、かつ、当該延出部86L2のY方向とは反対方向側の面がY方向に向けて傾斜している。この延出部86L2は、上記支持部842の開口部8423と連通している。
なお、詳しくは後述するが、当該第2筐体86Lには、冷却ファン87が配置される。
冷却ファン87は、図5及び図6に示すように、筐体86を構成する第2筐体86Lの内部において、Y方向とは反対側に、回転軸がY方向となるように配置される。この冷却ファン87は、シロッコファンにより構成され、冷却気体を吸引する吸気面871と、当該吸気面871から吸気した冷却気体を吐出する吐出口872と、を備える。これらのうち、吸気面871は、Y方向側に配置され、筐体86内を流通した冷却気体を当該方向から吸引する。また、吐出口872は、X方向とは反対方向側に設けられ、当該吐出口872から上記吸引された冷却気体がX方向とは反対方向に向けて吐出させる。
なお、本実施形態では、冷却ファン87は、シロッコファンにより構成することとしたが、これに限られず、軸流ファン等により構成されてもよい。
冷却装置RU内における冷却気体は、当該冷却装置RU(筐体86)内を循環する。具体的に、冷却ファン87が駆動すると、冷却ファン87の吐出口872から冷却気体がX方向とは反対方向側に吐出される。この冷却気体は、筐体86の第2筐体86Lに沿ってX方向とは反対方向側に流通する。上述したように、筐体86を構成する第2筐体86Lの延出部86L2は、X方向とは反対方向側に延出するに従って、Y方向に向けて収縮する形状であることから、上記冷却気体は、当該延出部86L2に沿って流通し、当該第2筐体86LのX方向とは反対側の面に衝突し、Y方向に向けて流通する。
以上説明したプロジェクター1は、以下の効果がある。
ピックアップ光学系81を介して偏光分離装置45に入射される光により、当該ピックアップ光学系81の温度が上昇しても、当該ピックアップ光学系81を冷却する冷却装置RUを備えるので、ピックアップ光学系81を確実に冷却できる。これにより、ピックアップ光学系81の熱歪みによる透過光の偏光方向の回転を抑制できる。従って、偏光分離装置45により、拡散反射装置により拡散された青色光BLsの略全てと他方から入射された蛍光YLとを合成して出射できるので、光源装置4から出射される光の出射効率の低減を抑制できる。
これに対して、本実施形態では、冷却装置RUが少なくとも拡散反射装置82から最も離れた第1レンズ811に冷却気体を流通させるので、当該第1レンズ811を確実に冷却でき、熱ひずみの発生を抑制できる。従って、ピックアップ光学系81に入射され、出射される青色光BLpの偏光方向の変化をより確実に抑制できる。
また、収容部材83及び支持部材84の支持部842が互いに連通する第1開口部832、第2開口部833及び開口部8422,8423を有しているので、支持部材84の支持部842に流通された冷却気体が収容部材83、ひいては、収容部材83に収容されたピックアップ光学系81を冷却できる。従って、ピックアップ光学系81をより確実に冷却できる。
本実施形態では、ピックアップ光学系81を介して拡散反射装置82に入射される青色光BLpにより、当該ピックアップ光学系81の温度が上昇しても、当該ピックアップ光学系81を冷却する冷却装置RUを備えるので、ピックアップ光学系81を確実に冷却できる。また、ピックアップ光学系81が確実に冷却できるので、青色光BLpの偏光方向の変化を抑制できる。従って、偏光分離装置45に偏光方向が90°回転した状態の青色光(すなわち、青色光BLs)を入射させることができるので、当該拡散された青色光BLsの略全てを偏光分離層453により反射させ、上記蛍光YLとともに出射させることができる。従って、光源装置4から出射される出射光の出射効率の低下を抑制できる。
また、光源装置4から出射光が確実に出射されるので、投射光学装置36から投射される投射画像の彩度及び輝度の低下を抑制でき、プロジェクター1の信頼性を高めることができる。
次に、本発明の第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、上記第1実施形態に係るプロジェクター1と略同一の構成を備える他、上記プロジェクター1と青色光反射装置の構成が一部異なる。具体的に、上記プロジェクター1の青色光反射装置8は、ヒートシンクを備えないのに対し、本実施形態の青色光反射装置は、ヒートシンクを備えている点で相違する。
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、同様の符号を付して説明を省略する。
青色光反射装置8Aは、上記青色光反射装置8と同一の構成を備える他、本発明の放熱部材としてのヒートシンク8A1を備える。このヒートシンク8A1は、筐体86のX方向側の面に設けられ、筐体86内を流通する冷却気体の熱を当該筐体86外に放熱する機能を有する。これにより、筐体86内を流通する冷却気体は、当該筐体86内を流通する際に冷却される。
本実施形態に係るプロジェクターは、上記プロジェクター1と同様の効果を奏する他、以下の効果を奏する。
筐体86内を循環する冷却気体の熱をヒートシンク8A1により筐体86外に放熱できる。従って、放熱された冷却気体を収容部材83に収容されたピックアップ光学系81に供給できるので、当該ピックアップ光学系81を確実に冷却できる。
次に、本発明の第3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、上記第1実施形態に係るプロジェクター1と略同一の構成を備える他、上記プロジェクター1と青色光反射装置の構成が一部異なる。具体的に、上記プロジェクター1の青色光反射装置8は、冷却気体を第1レンズ811及び第2レンズ812により構成される流路、並びに、第2レンズ812及び第3レンズ813により構成される流路を流通させているのに対し、本実施形態の青色光反射装置は、当該2つの流路に加えて、第1レンズ811及び第2位相差板46により構成される流路にも冷却気体を流通させている点で相違する。
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、同様の符号を付して説明を省略する。
青色光反射装置8Bは、上記青色光反射装置8と略同一の構成を備える他、収容部材83に代えて収容部材83Bを備え、筐体86に代えて筐体86Bを備える。
収容部材83Bは、図8に示すように、ピックアップ光学系81を構成する第1レンズ811,第2レンズ812及び第3レンズ813、並びに、第2位相差板46を収容する。この収容部材83Bは、本体部831B、第1開口部832、第2開口部833、溝部834,835,836、保持部83B1、第3開口部83B2及び第4開口部83B3を備える。これらのうち、本体部831Bは、円筒状に形成され、当該本体部831BのZ方向側の端部に、上記保持部83B1が設けられている。この保持部83B1は、上記第2位相差板46を保持する機能を有する。
これにより、収容部材83BをZ方向に沿う方向に移動させることで、当該収容部材83Bに固定されたピックアップ光学系81及び第2位相差板46をZ方向に沿う方向に移動させることができる。また、このような収容部材83Bは、支持部材84にZ方向に沿って摺動自在に支持され、所望の位置にて当該支持部材84に接着剤等により固定される。
第1筐体86UBは、上記四角柱状の本体部86U1と同形状の本体部と、当該本体部からX方向とは反対方向に延びる延出部86UB2を有する。これら上記本体部及び延出部86UB2は、それぞれ中空状に形成され、それぞれ連通している。また、延出部86UB2は、支持部842の開口部8422及び収容部材83Bの第3開口部83B2とそれぞれ連通している。
同様に、第2筐体86LBは、上記本体部86L1と同形状の本体部と、当該本体部からX方向とは反対方向に延びる延出部86LB2を有する。これら上記本体部及び延出部86LB2は、それぞれ中空状に形成され、それぞれ連通している。この延出部86LB2は、上記延出部86L2と同様に、X方向とは反対方向側に延出するに従って、Y方向に向けて収縮する形状である。この延出部86LB2は、上記支持部842の開口部8423及び収容部材83Bの第4開口部83B3とそれぞれ連通している。
冷却装置RU内における冷却気体は、当該冷却装置RU(筐体86B)内を循環する。具体的に、冷却ファン87が駆動すると、冷却ファン87の吐出口872から冷却気体がX方向とは反対方向側に吐出される。この冷却気体は、筐体86Bの延出部86LB2に沿ってX方向とは反対方向側に流通する。上述したように、筐体86Bを構成する第2筐体86LBの延出部86LB2は、X方向とは反対方向側に延出するに従って、Y方向に向けて収縮する形状であることから、上記冷却気体は、当該延出部86LB2に沿って流通し、当該第2筐体86LBのX方向とは反対方向側の面に衝突し、Y方向に向けて流通する。
また、第4開口部83B3を介して流入される冷却気体は、第1レンズ811及び第2位相差板46により構成される流路をY方向に向けて流通する。すなわち、本実施形態では、第1レンズ811のZ方向側の面及びZ方向とは反対方向側の面を冷却気体により冷却している。換言すると、冷却気体は、拡散反射装置82から最も離れた位置に配置された第1レンズ811により構成される2つの流路に最も流通し、当該第1レンズ811を冷却する。
本実施形態に係るプロジェクターは、上記プロジェクター1と同様の効果を奏する他、以下の効果を奏する。
本実施形態では、冷却気体が第1レンズ811及び第2位相差板46により構成される流路にも流通するので、第1レンズ811のZ方向とは反対方向側の面のみならず、Z方向側の面も冷却できる。これによれば、樹脂等により構成される第1レンズ811を確実に冷却できるので、熱ひずみによりピックアップ光学系81を透過する青色光BLpの偏光方向が変更されることを確実に抑制できる。従って、光源装置4から出射される出射光の出射効率が低減することを確実に抑制できる。
本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
上記各実施形態では、ピックアップ光学系81は、第1〜第3レンズ811〜813を備えることとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、第2レンズ812はなくてもよいし、これら第1〜第3レンズ811〜813に加えて、他のレンズを備えてもよい。このような場合であっても、拡散反射装置82から最も離れた位置に配置されるレンズに冷却気体が流通すればよい。
また、上記各実施形態では、支持部材84に収容部材83,83Bを所望の位置に摺動させた後、接着剤等により固定することとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、接着剤等により固定することなく、収容部材83,83Bを常に摺動可能に支持部材84に支持させるようにしてもよい。
また、冷却ファン87は、筐体86内に配置されることとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、冷却ファン87は、筐体86外に配置され、当該筐体86内に冷却気体を流通させる構成であってもよい。
上記各実施形態では、筐体86,86Bは、第1筐体86U,86UB及び第2筐体86L,86LBにより構成されることとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、筐体86,86Bは、一体形成されることとしてもよいし、更に分割できることとしてもよい。
上記各実施形態では、第1筐体86U,86UBは、四角柱状の本体部86U1,86UB1を備え、第2筐体86L,86LBは、四角柱状の本体部86L1,86LB1を備えることとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、上述したように、冷却ファン87が筐体86,86B内に配置されない場合は、当該筐体86,86Bを更に小さくできる。
また、上記第3実施形態では、収容部材83Bは、第2位相差板46を保持する保持部83B1を備えることとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、収容部材83Bは、保持部83B1を備えなくてもよい。この場合、筐体86Bが第2位相差板46を保持することとしてもよい。この場合であっても、当該収容部材をZ方向に移動させることで、ピックアップ光学系81をZ方向に沿って移動させることができる。
また、光変調装置として、デジタルマイクロミラーデバイス等、液晶パネル以外の光変調装置を用いてもよい。
Claims (11)
- 光源と、
前記光源から出射された光を第1光及び第2光に分離する分離合成素子と、
入射される前記第1光を集光する集光光学系と、
前記集光光学系により集光された前記光を拡散反射させる拡散素子と、
前記集光光学系を冷却する冷却装置と、
を備え、
前記冷却装置は、
前記集光光学系を収容する収容部材と、
前記拡散素子により拡散反射されて出射される前記第1光の出射方向に沿って前記収容部材を摺動可能に支持する支持部材と、
を有することを特徴とする光源装置。 - 請求項1に記載の光源装置において、
前記集光光学系は、複数の集光素子を有し、
前記冷却装置は、前記複数の集光素子のうち、少なくとも前記拡散素子から最も離れた集光素子に冷却気体を流通させることを特徴とする光源装置。 - 請求項1または2に記載の光源装置において、
前記収容部材及び前記支持部材は、互いに連通する開口部を有することを特徴とする光源装置。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載の光源装置において、
前記冷却装置は、
前記集光光学系に冷却気体を流通させる冷却ファンと、
前記支持部材の一部と一体化される筐体と、
を有することを特徴とする光源装置。 - 請求項4に記載の光源装置において、
前記筐体は、略密閉され、
前記冷却気体は、前記筐体内を循環することを特徴とする光源装置。 - 光源と、
前記光源から出射された光を第1光と第2光とに分離する分離合成素子と、
入射される前記第1光を集光する集光光学系と、
前記集光光学系により集光された光を拡散させて反射させる拡散素子を有する光反射装置と、
を備え、
前記光反射装置は、
冷却気体を送出する冷却ファンと、
前記冷却気体が流通する開口部を有し、前記集光光学系を収容する収容部材と、
前記収容部材及び前記冷却ファンを収容する筐体と、
を有し、
前記冷却ファンは、前記冷却気体を前記筐体内で循環させ、前記集光光学系を冷却することを特徴とする光源装置。 - 請求項6に記載の光源装置において、
前記集光光学系は、前記拡散素子により反射された光が進行する方向に沿って配置された第1レンズ、第2レンズ、及び第3レンズを有し、
前記収容部材は、前記第1レンズと前記第2レンズとの間に前記冷却気体が流通する第1流路と、前記第2レンズと前記第3レンズとの間に前記冷却気体が流通する第2流路と、を有することを特徴とする光源装置。 - 請求項7に記載の光源装置において、
前記第2流路を流通する前記冷却気体の風量は、前記第1流路を流通する前記冷却気体の風量よりも大きいことを特徴とする光源装置。 - 請求項4から8のいずれか一項に記載の光源装置において、
前記筐体に設けられ、前記筐体内を流通する冷却気体の熱を前記筐体外に放熱する放熱部材を備えることを特徴とする光源装置。 - 請求項1から9のいずれか一項に記載の光源装置において、
前記分離合成素子と前記集光光学系との間に位置し、入射された前記第1光の偏光方向を変化させる位相差板と、
入射される前記第2光の波長を変換させて蛍光光として反射させる波長変換素子と、
を備え、
前記分離合成素子は、前記第1光及び前記第2光のうち一方の光を反射させ、前記第1光及び前記第2光のうち他方の光を透過させ、かつ前記蛍光光を透過させる偏光分離層を有し、
前記分離合成素子は、前記拡散素子により拡散反射されて前記位相差板を介して入射される光と、前記波長変換素子から出射されて入射される前記蛍光光と、を合成して同方向に出射させることを特徴とする光源装置。 - 請求項1から10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り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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