JP7216894B2

JP7216894B2 - 電子装置及び投影装置

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Publication number: JP7216894B2
Application number: JP2019056015A
Authority: JP
Inventors: 智之上田
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2019-03-25
Filing date: 2019-03-25
Publication date: 2023-02-02
Anticipated expiration: 2039-03-25
Also published as: JP2020160109A

Description

本発明は、電子装置及びこの電子装置を備える投影装置に関する。

従来から、発熱体及び発熱体を冷却するヒートシンクを備える電子装置が開示されている。例えば、特許文献１に開示される電子装置は、発熱体であるレーザダイオードを光源とし、複数のレーザダイオードを保持する素子ホルダが設けられる光源装置及び投影装置である。この電子装置には、素子ホルダの背面にヒートシンクが接続されている。

特開２０１８－１２８６９５号公報

素子ホルダは、複数個の発熱体を備えるユニットとして形成されることがある。そして、電子装置には、その構成によって複数の素子ホルダが設けられることがある。これらの素子ホルダは、略同等の発熱量とされる。これらの素子ホルダは、保持する素子の寿命や機能を均一とするため、均等な冷却が求められる。一方、電子装置を備える、例えば投影装置は、内部のレイアウトの都合上、ヒートシンクの配置場所やスペースに制約がある場合がある。このような場合、複数の素子ホルダを均等に冷却することができないことがある。

本発明は以上の点に鑑み、複数の素子ホルダを均等に冷却することができる電子装置及び投影装置を提供することを目的とする。

本発明に係る電子装置は、複数の発熱体が配置される第１の素子ホルダ及び第２の素子ホルダと、前記第１の素子ホルダ及び前記第２の素子ホルダと夫々接続され、並べて設けられる第１の熱伝プレート及び第２の熱伝プレートと、前記第１の素子ホルダと前記第２の素子ホルダとが配置される方向と略直交する方向に配置された、前記第１の熱伝プレートから夫々直線状に延設される第１のヒートパイプ、及び前記第２の熱伝プレートから夫々直線状に延設される第２のヒートパイプと、前記第１のヒートパイプと接続される第１のヒートシンクと、前記第２のヒートパイプと接続され前記第１のヒートシンクよりも面積が大きい第２のヒートシンクと、を有し、前記第２のヒートパイプは、前記第２の素子ホルダの所定の行に配置される複数の発熱体の行方向の中心線に対してずれて配置されており、前記第２のヒートパイプの中心線と、前記第２の素子ホルダの所定の行に配置される複数の発熱体の行方向の中心線との間のずれ量は、前記第１のヒートパイプの中心線と、前記第１の素子ホルダの所定の行に配置される複数の発熱体の行方向の中心線との間のずれ量よりも大きいことを特徴とする。

本発明に係る投影装置は、上述の電子装置を有し、前記発熱体は、レーザダイオードを含み、前記レーザダイオードからの光源光が照射され、画像光を形成する表示素子と、前記表示素子から出射された前記画像光をスクリーンに投影する投影光学系と、前記表示素子と前記レーザダイオードを制御する制御部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、複数の素子ホルダを均等に冷却することができる電子装置及び投影装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る投影装置の機能回路ブロック図である。本発明の実施形態に係る投影装置の内部構造の平面模式図である。本発明の実施形態に係る光源装置の内部構造の平面模式図である。本発明の実施形態に係る励起光照射装置の放熱部を示す斜視図である。本発明の実施形態に係る励起光照射装置の放熱部を示す正面図である。本発明の実施形態に係る励起光照射装置の放熱部を示す背面図である。本発明の実施形態に係る励起光照射装置の放熱部を示す図５のＶＩＩ－ＶＩＩ断面図である。本発明の実施形態に係る励起光照射装置のヒートシンクのフィンを示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。図１は、投影装置１０の機能ブロック図である。制御手段（投影装置制御部）は、制御部３８、入出力インターフェース２２、画像変換部２３、表示エンコーダ２４、表示駆動部２６等から構成される。入出力コネクタ部２１から入力された各種規格の画像信号は、制御手段により、入出力インターフェース２２及びシステムバス（ＳＢ）を介して画像変換部２３で表示に適した所定のフォーマットの画像信号に統一するように変換され、表示エンコーダ２４に出力される。

制御部３８は、投影装置１０内の各回路の動作制御を司るものであって、演算装置としてのＣＰＵや各種セッティング等の動作プログラムを固定的に記憶したＲＯＭ及びワークメモリとして使用されるＲＡＭ等により構成されている。

表示エンコーダ２４は、入力された画像信号をビデオＲＡＭ２５に展開記憶させた上で、ビデオＲＡＭ２５の記憶内容からビデオ信号を生成して表示駆動部２６に出力する。

表示駆動部２６は、表示エンコーダ２４から出力された画像信号に対応して適宜フレームレートで空間的光変調素子（ＳＯＭ）である表示素子５１を駆動する。

投影装置１０は、青色波長帯域光、緑色波長帯域光及び赤色波長帯域光を出射する光源装置６０を備える。光源装置６０から出射された出射光は表示素子５１に照射されることにより表示素子５１で反射されて画像光を形成する。反射された画像光は後述する投影光学系２２０を介してスクリーン等に投影される。

投影光学系２２０は可動レンズ群を有する。可動レンズ群は、レンズモータ４５によりズーム調節やフォーカス調節のための駆動を行う。

画像圧縮／伸長部３１は、再生時にメモリカード３２に記録された画像データを読み出し、一連の動画を構成する個々の画像データを１フレーム単位で伸長する。また、画像圧縮／伸長部３１は、伸長した画像データを、画像変換部２３を介して表示エンコーダ２４に出力し、メモリカード３２に記憶された画像データに基づいて動画等の表示を可能とする処理を行わせる。

キー／インジケータ部３７は、投影装置１０の筐体に設けられる。キー／インジケータ部３７からの操作信号は制御部３８に直接送出される。リモートコントローラからのキー操作信号は、Ｉｒ受信部３５で受信され、Ｉｒ処理部３６で復調されて制御部３８に出力される。

制御部３８にはシステムバス（ＳＢ）を介して音声処理部４７が接続されている。音声処理部４７は、ＰＣＭ音源等の音源回路を備えており、投影モード及び再生モード時には音声データをアナログ化し、スピーカ４８を駆動して拡声放音させる。

制御部３８は、光源制御回路４１を制御している。この光源制御回路４１は、画像生成時に要求される所定波長帯域の光源光が光源装置６０から出射されるように制御する。

また、制御部３８は、冷却ファン駆動制御回路４３に光源装置６０等に設けた複数の温度センサによる温度検出を行わせ、この温度検出の結果から冷却ファンの回転速度を制御させることができる。制御部３８は、冷却ファン駆動制御回路４３にタイマー等によって投影装置本体の電源オフ後も冷却ファンの回転を持続させる、あるいは、温度センサによる温度検出の結果によっては投影装置１０本体の電源をオフにする等の制御も行なわせることができる。

次に、この投影装置１０の内部構造について述べる。図２は、投影装置１０の内部構造を示す平面模式図である。ここで、投影装置１０の筐体は、略箱状に形成されて、上面及び下面と、正面パネル１２、背面パネル１３、右側パネル１４及び左側パネル１５を備える。なお、以下の説明においては、投影装置１０における左右とは投影方向に対しての左右方向を示し、前後とは投影装置１０のスクリーン側方向及び光線束の進行方向に対しての前後方向を示す。

投影装置１０は、前方側及び中央側に、光源装置６０、光源光学系１７０及び投影光学系２２０等を備える。また、投影装置１０は、後方側に入出力コネクタ部２１と接続される回路基板２４１や、電源回路ブロックや光源制御ブロック等を含む制御回路基板２４２を備える。

投影装置１０は、筐体の右側パネル１４の内側に近接して配置された３個の排気ファン４０１～４０３を備える。各排気ファン４０１～４０３は、右側パネル１４に形成される排気口３３０側に空気を送風するように、右側パネル１４と略平行に並設された軸流ファンである。したがって、投影装置１０内の全体の冷却風は、左側パネル１５に形成された吸気口３２０から、右側パネル１４に形成された排気口３３０に向かって流通する。

ここで、図３を参照して、光源装置６０及び光源光学系１７０の構成について説明する。光源装置６０は、青色波長帯域光の光源であって励起光源でもある励起光照射装置７０（電子装置）と、緑色波長帯域光の光源である緑色光源装置８０と、赤色波長帯域光の光源である赤色光源装置１２０と、カラーホイール装置２００とを備える。緑色光源装置８０は、励起光照射装置７０と蛍光ホイール装置１００とにより構成される。

光源装置６０には、各色波長帯域光を導光する導光光学系１４０が配置されている。導光光学系１４０は、励起光照射装置７０、緑色光源装置８０及び赤色光源装置１２０から出射される光を光源光学系１７０に導光する。

励起光照射装置７０は、投影装置１０の正面パネル１２近傍に配置される。励起光照射装置７０は、素子ホルダ７２に保持される複数の青色レーザダイオード７１、集光レンズ７７，７８及び拡散板７９を備える。青色レーザダイオード７１は、半導体発光素子であり、背面パネル１３と光軸が平行となるよう配置される。励起光照射装置７０は、投影装置１０内に配置された放熱部５００等によって冷却される。励起光照射装置７０とヒートパイプ５１０を介して接続される放熱部５００のヒートシンク５２０は、投影装置１０の前後方向における略中央側に配置される（図２参照）。

上述の光源群は、詳細は後述するが、複数の青色レーザダイオード７１がマトリクス状（複数行複数列）に配置されて形成される。各青色レーザダイオード７１の光軸上には、青色レーザダイオード７１からの出射光の指向性を高めるように、各々平行光に変換するコリメータレンズ７３が配置される。集光レンズ７７及び集光レンズ７８は、青色レーザダイオード７１から出射される光線束を一方向に縮小して拡散板７９に出射する。拡散板７９は、入射した青色波長帯域光を、蛍光ホイール１０１側に配置された第一ダイクロイックミラー１４１へ拡散透過する。

蛍光ホイール装置１００は、励起光照射装置７０から出射される励起光の光路上であって、正面パネル１２の近傍に配置される。蛍光ホイール装置１００は、蛍光ホイール１０１、モータ１１０、集光レンズ群１１１及び集光レンズ１１５を備える。蛍光ホイール１０１は、蛍光ホイール１０１の上位置にて励起光照射装置７０からの出射光の光軸と直交するように配置される。集光レンズ群１１１及び集光レンズ１１５の下方に配置されるモータ１１０は、蛍光ホイール１０１を回転駆動する。

蛍光ホイール１０１は、円板状に形成され、モータ１１０の駆動により回転することができる。蛍光ホイール１０１は、図示はしないが、蛍光発光領域と透過領域を、周方向に並設している。蛍光ホイール１０１の基材は銅やアルミニウム等の金属基材により形成することができる。この基材の励起光照射装置７０側の表面は銀蒸着等によってミラー加工されている。蛍光発光領域には、このミラー加工された表面に形成された緑色蛍光体層が形成される。蛍光発光領域は、励起光照射装置７０から青色波長帯域光を励起光として受けて、全方位に緑色波長帯域の蛍光を出射する。その蛍光の一部は直接集光レンズ１１１へ出射され、他の一部は蛍光ホイール１０１の反射面で反射した後に集光レンズ１１１へ出射される。

また、蛍光ホイール１０１の透過領域は、蛍光ホイール１０１の基材に形成された切抜部に、透光性を有する透明基材を嵌入して形成することができる。透明基材は、ガラスや樹脂等の透明な材料で形成される。また、透明基材には、青色波長帯域光が照射される側又はその反対側の表面に拡散層を設けてもよい。拡散層は、例えば、その透明基材の表面に、サンドブラスト等による微細凹凸を形成して設けることができる。透過領域に入射された励起光照射装置７０からの青色波長帯域光は、透過領域を透過又は拡散透過し、集光レンズ１１５に入射する。

集光レンズ群１１１は、励起光照射装置７０から出射された青色波長帯域光の光線束を蛍光ホイール１０１に集光するとともに蛍光ホイール１０１から右側パネル１４方向に出射された蛍光を集光する。集光レンズ１１５は、蛍光ホイール１０１から左側パネル１５方向に出射された光線束を集光する。

赤色光源装置１２０は、青色レーザダイオード７１と出射光の光軸が平行となるように配置された半導体発光素子である赤色発光ダイオード１２１と、赤色発光ダイオード１２１から出射された赤色波長帯域光を集光する集光レンズ群１２５と、を備える。赤色光源装置１２０は、赤色発光ダイオード１２１が出射する赤色波長帯域光の光軸と、蛍光ホイール１０１から出射されて第一ダイクロイックミラー１４１で反射された緑色波長帯域光の光軸とが交差するように配置される。赤色光源装置１２０は、赤色光源装置１２０の背面パネル１３側に配置された放熱部６００等によって冷却される。赤色光源装置１２０とヒートパイプ６１０を介して接続される放熱部６００のヒートシンク６２０は、投影装置１０の前後方向における略中央側に配置される（図２参照）。

導光光学系１４０は、第一ダイクロイックミラー１４１，第二ダイクロイックミラー１４２，第三ダイクロイックミラー１４３、光線束を集光させる集光レンズ１４５，１４６，１４７、各光線束の光軸を変換して同一の光軸とさせる反射ミラー１４４等からなる。以下、各部材について説明する。

第一ダイクロイックミラー１４１は、拡散板７９と集光レンズ群１１１との間の位置に配置される。第一ダイクロイックミラー１４１は、青色波長帯域光を集光レンズ群１１１側へ透過するとともに、緑色波長帯域光を集光レンズ１４５方向に反射してその光軸を９０度変換する。

第二ダイクロイックミラー１４２は、緑色波長帯域光と赤色波長帯域光とを同一光軸に合成する合成手段であり、緑色波長帯域光を反射し、赤色波長帯域光を透過する。第一ダイクロイックミラー１４１で反射された緑色波長帯域光は、集光レンズ１４５で集光されて、第二ダイクロイックミラー１４２に入射する。

第二ダイクロイックミラー１４２で反射された緑色波長帯域光は、集光レンズ１４６で集光され、集光レンズ１４６の左側パネル１５側に配置された第三ダイクロイックミラー１４３に入射する。第三ダイクロイックミラー１４３は、赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光を反射して、青色波長帯域光を透過する。従って、第三ダイクロイックミラー１４３は、集光レンズ１４６で集光された赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光を集光レンズ１７３へ反射して、赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光を導光する。

また、蛍光ホイール１０１における青色波長帯域光の照射領域が透過領域であるとき、青色レーザダイオード７１から出射された青色波長帯域光は蛍光ホイール１０１を透過し、集光レンズ１１５で集光された後に反射ミラー１４４に導光される。反射ミラー１４４は、蛍光ホイール１０１を透過又は拡散透過する青色波長帯域光の光軸上に配置される。反射ミラー１４４は、青色波長帯域光を反射してその光軸を背面パネル１３側に配置された集光レンズ１４７に導光する。第三ダイクロイックミラー１４３は、集光レンズ１４７により集光された青色波長帯域光を透過して、集光レンズ１７３に向けて導光する。

光源光学系１７０は、集光レンズ１７３、ライトトンネル１７５、集光レンズ１７８、光軸変換ミラー１８１、集光レンズ１８３、照射ミラー１８５、コンデンサレンズ１９５を備える。なお、コンデンサレンズ１９５は、コンデンサレンズ１９５の背面パネル１３側に配置される表示素子５１から出射された画像光を投影光学系２２０に向けて出射するので、投影光学系２２０の一部でもある。

集光レンズ１７３は、ライトトンネル１７５の第三ダイクロイックミラー１４３側に配置される。集光レンズ１７３は、第三ダイクロイックミラー１４３から導光された緑色波長帯域光、青色波長帯域光及び赤色波長帯域光を集光する。集光レンズ１７３により集光された各色波長帯域光は、カラーホイール装置２００のカラーホイール２０１に照射される。

カラーホイール装置２００は、カラーホイール２０１と、そのカラーホイール２０１を回転駆動するモータ２１０とを備える。カラーホイール装置２００は、集光レンズ１７３から出射された光線束の光軸とカラーホイール２０１上の照射面が直交するように、集光レンズ１７３とライトトンネル１７５との間に配置される。

カラーホイール２０１は、円板状に形成され、モータ２１０により回転駆動することができる。カラーホイール２０１は、全色透過領域と、青赤透過領域とを周方向に並設している。全色透過領域は、青色波長帯域光、緑色波長帯域光及び赤色波長帯域光を透過させることができる。また、青赤透過領域は、青色波長帯域光及び赤色波長帯域光を透過させることができる。カラーホイール２０１に入射した青色波長帯域光、緑色波長帯域光及び赤色波長帯域光は、全色透過領域又は青赤透過領域を透過して調光された後、ライトトンネル１７５に向かって導光される。ライトトンネル１７５に入射した光線束は、ライトトンネル１７５内で均一な強度分布の光線束となる。

ライトトンネル１７５の背面パネル１３側の光軸上には、集光レンズ１７８が配置される。集光レンズ１７８のさらに背面パネル１３側には、光軸変換ミラー１８１が配置される。ライトトンネル１７５の出射口から出射した光線束は、集光レンズ１７８で集光された後、光軸変換ミラー１８１により、左側パネル１５側に反射される。

光軸変換ミラー１８１で反射した光線束は、集光レンズ１８３により集光された後、照射ミラー１８５により、コンデンサレンズ１９５を介して表示素子５１に所定の角度で照射される。ＤＭＤである表示素子５１の下方前方側にはヒートシンク１９０が設けられる。表示素子５１は、このヒートシンク１９０により冷却される。

光源光学系１７０により表示素子５１の画像形成面に照射された光源光は、表示素子５１の画像形成面で反射され、投影光として投影光学系２２０を介してスクリーンに投影される。ここで、投影光学系２２０は、コンデンサレンズ１９５と、レンズ鏡筒２３０内に設けられた可動レンズ群及び固定レンズ群により構成される。レンズ鏡筒２３０は、可変焦点型レンズとされ、ズーム調節やフォーカス調節が可能に形成される。可動レンズ群は、レンズモータ４５により自動で又は投影画像調整部１５ａにより手動で移動可能に形成される。

このように投影装置１０を構成することで、蛍光ホイール１０１及びカラーホイール２０１を同期回転させるとともに励起光照射装置７０及び赤色光源装置１２０から適宜のタイミングで光を出射すると、緑色、青色及び赤色の各波長帯域光が導光光学系１４０を介して集光レンズ１７３に入射され、光源光学系１７０を介して表示素子５１に入射される。そのため、表示素子５１がデータに応じて各色の光を時分割表示することにより、スクリーンにカラー画像を投影することができる。

次に、電子装置である励起光照射装置７０を冷却する励起光照射装置７０の放熱部５００について、図４～図８に基づいて詳述する。なお、図４～図７において、素子ホルダ７２０と熱伝プレート５３０との間に配置される基板は省略している。前述の通り、励起光照射装置７０は、素子ホルダ７２により青色レーザダイオード７１を保持している。具体的には、図４に示すように、第１の素子ホルダ７２１と第２の素子ホルダ７２２には、夫々２行５列で青色レーザダイオード７１が配置される。青色レーザダイオード７１は、発光時に発熱する発熱体である。そして、第１の素子ホルダ７２１と第２の素子ホルダ７２２は、同数の青色レーザダイオード７１を同形状の素子ホルダ７２０により２行５列で保持している。従って、第１の素子ホルダ７２１と第２の素子ホルダ７２２における両者の発熱量は同等とされる。第１の素子ホルダ７２１と第２の素子ホルダ７２２は、青色レーザダイオード７１が配置される列方向に並べて配置される。

第１の素子ホルダ７２１における青色レーザダイオード７１の出射方向側（以下、前面側ともいう。）と反対側（以下、背面側ともいう。）には、第１の熱伝プレート５３１が設けられる。同様に、第２の素子ホルダ７２２の背面側には、第２の熱伝プレート５３２が設けられる。第１の熱伝プレート５３１と第２の熱伝プレート５３２は、夫々第１の素子ホルダ７２１、第２の素子ホルダ７２２の各背面側と熱伝達可能に接続する。図示しないが、素子ホルダ７２０と熱伝プレート５３０との間には、グリスや熱伝達可能なサーマルシートを配置することもできる。第１の熱伝プレート５３１と第２の熱伝プレート５３２は、青色レーザダイオード７１が配置される列方向に並べて設けられる。

第１の熱伝プレート５３１の背面からは、第１のヒートパイプ群５１１（第１のヒートパイプ）が青色レーザダイオード７１の配置される一方の行方向（換言すれば、第１の素子ホルダ７２１と第２の素子ホルダ７２２とが配置される方向と略直交する方向）に向けて直線状に延設される。図７に示すように、第１のヒートパイプ群５１１は、第１の素子ホルダ７２１の上側の行Ｒ１１に対応するヒートパイプ５１１ａと、第１の素子ホルダ７２１の下側の行Ｒ１２に対応するヒートパイプ５１１ｂとを備える。行Ｒ１１の中心線（すなわち、行Ｒ１１に配置される複数の青色レーザダイオード７１の行方向の中心線、以下同様）とヒートパイプ５１１ａの中心線との芯ズレ量Ｓ１１及び行Ｒ１２の中心線とヒートパイプ５１１ｂの中心線との芯ズレ量Ｓ１２は、第１のヒートパイプ群５１１における各行からの所定の芯ズレ量として設定される。なお、芯ズレ量Ｓ１１は、芯ズレ量Ｓ１２よりも小さい。

同様に、第２の熱伝プレート５３２の背面からは、第２のヒートパイプ群５１２（第２のヒートパイプ）が青色レーザダイオード７１の行方向に向けて直線状に延設される。図７に示すように、第２のヒートパイプ群５１２は、第２の素子ホルダ７２２の上側の行Ｒ２１に対応するヒートパイプ５１２ａと、第２の素子ホルダ７２２の下側の行Ｒ２２に対応するヒートパイプ５１２ｂとを備える。行Ｒ２１の中心線とヒートパイプ５１２ａの中心線との芯ズレ量Ｓ２１及び行Ｒ２２の中心線とヒートパイプ５１２ｂの中心線との芯ズレ量Ｓ２２（すなわち、第２のヒートパイプ群５１２における各行からの芯ズレ量）は、第１のヒートパイプ群５１１における各行からの所定の芯ズレ量よりも大きい芯ズレ量として設定される。例えば、第１のヒートパイプ群５１１における各行からの所定の芯ズレ量を各芯ズレ量の和（Ｓ１１＋Ｓ１２）とし、第２のヒートパイプ群５１２における各行からの芯ズレ量を各芯ズレ量の和（Ｓ２１＋Ｓ２２）とすれば、Ｓ１１＋Ｓ１２＜Ｓ２１＋Ｓ２２となる。

また、第１のヒートパイプ群５１１の下行Ｒ１２に対応するヒートパイプ５１１ｂ（すなわち、第２のヒートパイプ群５１２に近い位置に配置されるヒートパイプ５１１ｂ）及び第２のヒートパイプ群５１２のヒートパイプ５１２ａ，５１２ｂは、全て同径に形成されるが、第１のヒートパイプ群５１１の上行Ｒ１１に対応するヒートパイプ５１１ａ（すなわち、第２のヒートパイプ群５１２から離れた位置に配置されるヒートパイプ５１１ａ）は、他のヒートパイプ５１１ｂ，５１２ａ，５１２ｂよりも小径とされる。換言すれば、第１のヒートパイプ群５１１のヒートパイプ５１１ａ，５１１ｂの内最も小さい径のヒートパイプ５１１ａの径は、第２のヒートパイプ群５１２のヒートパイプ５１２ａ，５１２ｂの内最も小さい径（本実施形態では同じ径）のヒートパイプ５１２ａ，５１２ｂの径よりも小さく形成される。

また、図６に示すように、第１のヒートパイプ群５１１が第１の熱伝プレート５３１と接続する長さは、第２のヒートパイプ群５１２が第２の熱伝プレート５３２と接続する長さよりも短い。ここで、第１の熱伝プレート５３１の取付孔５３１ａは第１のヒートパイプ群５１１の各ヒートパイプ５１１ａ，５１１ｂの延長線上に設けられる。従って、第１のヒートパイプ群５１１の長さが制限される。

第１のヒートパイプ群５１１は、第１のヒートシンク５２１と接続される。第２のヒートパイプ群５１２は、第２のヒートシンク５２２と接続される。第１のヒートシンク５２１と第２のヒートシンク５２２は、青色レーザダイオード７１の列方向に並べて配置される。第１のヒートシンク５２１と第２のヒートシンク５２２は、背面は略面一に形成され、正面は前後方向が異なる段部が形成されるが、第１のヒートシンク５２１と第２のヒートシンク５２２の段部の位置は同じであり、よって前後方向の長さは同一とされる。しかしながら、第１のヒートシンク５２１と第２のヒートシンク５２２の上下方向の長さは、第２のヒートシンク５２２の方が長い。このようにして、第２のヒートシンク５２２は、第１のヒートシンク５２１よりも大型に形成される。換言すれば、第２のヒートシンク５２２は、第１のヒートシンク５２１よりも放熱面積が大きく形成される。

また、図６に示すように、第１のヒートパイプ群５１１のヒートパイプ５１１ａ，５１１ｂは、第１のヒートシンク５２１のセンターＣＬ１に対して振り分け（均等）に配置される。一方、第２のヒートパイプ群５１２のヒートパイプ５１２ａ，５１２ｂは、第２のヒートシンク５２２のセンターＣＬ２に対して、第１のヒートシンク５２１側に寄せて配置される。なお、センターＣＬ１，ＣＬ２は、ヒートシンク５２０における青色レーザダイオード７１が配置される行方向に平行な方向の各ヒートシンク５２０の中心線である。

このように形成される励起光照射装置７０の放熱部５００によれば、第１の素子ホルダ７２１と第２の素子ホルダ７２２の各熱抵抗値を同等とすることができる。すなわち、同等の発熱量である各素子ホルダ７２０に対して、装置内部の制約により、青色レーザダイオード７１（発熱体）とヒートパイプ５１０に所定の芯ズレ量が生じる場合に、ヒートシンク５２０の放熱面積、各ヒートパイプ５１０の太さ及び熱伝プレート５３０との接触長さを調節することにより、各素子ホルダ７２０の熱抵抗値を同等にして、装置使用時における各素子ホルダ７２０の温度上昇を同等とした。

なお、本実施形態においては、ヒートシンク５２０の放熱面積、各ヒートパイプ５１０の太さ及び熱伝プレート５３０との接触長さにより各素子ホルダ７２０の熱抵抗値を調節したが、例えばヒートシンク５２０の放熱面積、各ヒートパイプ５１０の太さ及び熱伝プレート５３０との接触長さを夫々単独、又は２つを組み合わせて調節することもできる。

一方、図３に示すように、本実施形態におけるヒートシンク５２０が備える複数のフィン５２３には、投影装置１０の内側に向く端部５２３ａ近傍に屈曲部５２３ｂが形成される。屈曲部５２３ｂが屈曲して端部５２３ａが向く方向は、背面パネル１３方向であり、この屈曲方向は全てのフィン５２３で揃えられる。

より詳細には、図８に示す第１のヒートシンク５２１のフィン５２１ａを例として説明すると、フィン５２１ａは板状に形成されて、略中央上下に２つの孔５５１，５５２が形成される。孔５５１には、第１のヒートパイプ群５１１のヒートパイプ５１１ａが通されて、孔５５２には、ヒートパイプ５１１ｂが通される。孔５５１，５５２の周囲には、第１のヒートパイプ群５１１が延設される方向に立設するＣ環状立壁部５５１ａ，５５２ａが形成される。孔５５１，５５２には、Ｃ環状立壁部５５１ａ，５５２ａの開放部と共に小孔５５１ｂ，５５２ｂが接続される。Ｃ環状立壁部５５１ａ，５５２ａにより、フィン５２１ａは第１のヒートパイプ群５１１で保持される。

フィン５２１ａの上下の縁部には、フィン５２１ａの板面に対して第１のヒートパイプ群５１１の延設方向に直角に折れ曲がる立壁５５３，５５４が形成される。そして、フィン５２１ａの一方側（前側）の端部５５５の近傍には、屈曲部５５６が形成される。屈曲部５５６により端部５５５が折れ曲がる方向は、第１のヒートパイプ群５１１が延設される方向とされる。

このようにして、ヒートシンク５２０に屈曲部５２３ｂが形成されることで、例えば投影装置１０のケースの外側の吸排気孔から内部を覗いた場合であっても、投影装置１０の内部を見えなくすることができると共に、フィン５２３間の空気流通をほとんど阻害されることなくヒートシンク５２０を形成することができる。

なお、ヒートシンク１９０においても同様に、端部近傍に屈曲部が形成される。

以上、本発明の実施形態によれば、励起光照射装置７０は、複数行複数列に亘って青色レーザダイオード７１が配置され、発熱量が同等とされる第１の素子ホルダ７２１、第２の素子ホルダ７２２及びこれら素子ホルダ７２０と接続される第１の熱伝プレート５３１、第２の熱伝プレート５３２と、第１の素子ホルダ７２１と第２の素子ホルダ７２２が配置される方向と略直交する方向に配置された、第１の熱伝プレート５３１から夫々直線状に延設される第１のヒートパイプ（群）５１１、及び第２の熱伝プレート５３２から夫々直線状に延設される第２のヒートパイプ（群）５１２と、第１のヒートパイプと接続される第１のヒートシンク５２１と、第２のヒートパイプと接続され第１のヒートシンク５２１よりも面積が大きい第２のヒートシンク５２２とを有する。そして、第２のヒートパイプは、第２の素子ホルダ７２２の中心に対してずれて配置される。

これにより、ヒートパイプ５１０との芯ズレ量が大きい方の素子ホルダ７２０である第２の素子ホルダ７２２の熱抵抗値を下げて、第１の素子ホルダ７２１と第２の素子ホルダ７２２の熱抵抗値を同等とすることができる。よって、各素子ホルダ７２０を均等に冷却することができる。従って、各素子ホルダ７２０が保持する複数の青色レーザダイオード７１を均等に冷却することができるので、各青色レーザダイオード７１の寿命を均一にすることができる。即ち、一方側に寄っている第１の素子ホルダ７２１及び第２の素子ホルダ７２２を、ヒートパイプ５１０を介してそれぞれ第１のヒートシンク５２１及び第２のヒートシンク５２２に接続する際、ヒートパイプ５１０を曲げるスペースがあれば、第１の素子ホルダ７２１の青色レーザダイオード７１を通るラインと第１のヒートシンク５２１の中心寄りの位置、及び第２の素子ホルダ７２２の青色レーザダイオード７１を通るラインと第２のヒートシンク５２２の中心寄りの位置を、それぞれヒートパイプ５１０で接続することができる。しかし、第１の素子ホルダ７２１と第１のヒートシンク５２１間、及び第２の素子ホルダ７２２と第２のヒートシンク５２２との間に十分なスペースを確保できず、ヒートパイプ５１０を曲げることができない場合、直線状のヒートパイプ５１０を用いるしかない。このように限られた配置位置や配置スペースであっても、本実施形態のような構成を採ることで、第１の素子ホルダ７２１及び第２の素子ホルダ７２２をほぼ均一に冷却することができる。

また、第１のヒートパイプ群５１１の一部のヒートパイプであるヒートパイプ５１１ａの径は、第２のヒートパイプ群５１２のヒートパイプ５１２ａ，５１２ｂの径よりも小さい。これにより、ヒートパイプ５１０との芯ズレ量が大きい方の素子ホルダ７２０である第２の素子ホルダ７２２の熱抵抗値を更に下げることができるので、更に複数の青色レーザダイオード７１を均等に冷却することができる。

また、第１のヒートパイプ群５１１は、第２のヒートパイプ群５１２から離れた位置に配置されるヒートパイプ５１１ａと、第２のヒートパイプ群５１２に近い位置に配置されるヒートパイプ５１１ｂを有し、ヒートパイプ５１１ｂと第２のヒートパイプ群５１２のヒートパイプ５１２ａ，５１２ｂは全て同じ直径で形成され、ヒートパイプ５１１ａはヒートパイプ５１１ｂよりも小さい直径で形成される。これにより、ヒートパイプ５１０との芯ズレ量が大きい方の第２の素子ホルダ７２２側（すなわち熱い側）に太いヒートパイプ５１０を配置することができる。

また、第２のヒートパイプ群５１２のヒートパイプ５１２ａ，５１２ｂは、第２のヒートシンク５２２のセンターＣＬ２に対して、第１のヒートシンク５２１側に寄せて配置される。これにより、ヒートパイプ５１０との芯ズレ量が大きく熱抵抗値が高くなる第２の素子ホルダ７２２に対応する第２のヒートシンク５２２を容易に大きく形成することができる。

そして、光源装置６０は、電子装置である励起光照射装置７０を備え、投影装置１０は、表示素子５１、投影光学系２２０、投影装置制御部を備える。これにより、複数の素子ホルダを均等に冷却して、発熱体である複数の青色レーザダイオード７１の寿命が均等とされる光源装置６０、投影装置１０を提供することができる。

上記実施形態において、第１の素子ホルダ７２１及び第２の素子ホルダ７２２のそれぞれにおいて複数行複数列に配置された複数の発熱体（青色レーザダイオード７１）を有するとしたが、この構成に限らない。各素子ホルダにおいて、１行に複数個の発熱体が配置されていても良い。または発熱体が、複数行複数列にマトリクス状に配置されていなくても、千鳥配置等、発熱体を複数有していればどのような配置の仕方でも構わない。

また、第１の素子ホルダ７２１及び第２の素子ホルダ７２２が配置される方向と略直交する方向に、第１のヒートパイプ（群）５１１及び第２のヒートパイプ（群）５１２が配置し、第２のヒートパイプが、第２の素子ホルダ７２２の中心に対してずれて配置されていれば良く、第１のヒートパイプが、第１の素子ホルダ７２１の中心に対してずれて配置されていなくても良い。いずれにしても、第２のヒートパイプが、第２の素子ホルダ７２２の中心に対してずれて配置されているずれ量（芯ズレ量）の方が、第１のヒートパイプが、第１の素子ホルダ７２１の中心に対してずれて配置されているずれ量より大きければ良い。

また、第１のヒートパイプの輸送する熱量は、第２のヒートパイプの輸送する熱量より小さい。例えば。第１のヒートパイプの径と第２のヒートパイプの径が同じであっても、第１のヒートパイプと第２のヒートパイプとで材質が異なり、熱伝導率が異なっていれば良い。これにより、第１のヒートシンク５２１よりも放熱する面積の大きい第２のヒートシンク５２２やずれて配置される第２のヒートパイプ（群）５１２と共に素子ホルダ７２０を均等に冷却することができる。

また、第１の素子ホルダ７２１に配置される複数の発熱体の行数は、第１のヒートパイプ（群）５１１の本数と同じであり、第２の素子ホルダ７２２に配置される複数の発熱体の行数は、第２のヒートパイプ（群）５１２の本数と同じである。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

以下に、本願出願の最初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］複数の発熱体が配置される第１の素子ホルダ及び第２の素子ホルダと、
前記第１の素子ホルダ及び前記第２の素子ホルダと夫々接続され、並べて設けられる第１の熱伝プレート及び第２の熱伝プレートと、
前記第１の素子ホルダと前記第２の素子ホルダとが配置される方向と略直交する方向に配置された、前記第１の熱伝プレートから夫々直線状に延設される第１のヒートパイプ、及び前記第２の熱伝プレートから夫々直線状に延設される第２のヒートパイプと、
前記第１のヒートパイプと接続される第１のヒートシンクと、前記第２のヒートパイプと接続され前記第１のヒートシンクよりも面積が大きい第２のヒートシンクと、
を有し、
前記第２のヒートパイプは、前記第２の素子ホルダの中心に対してずれて配置されていることを特徴とする電子装置。
［２］前記第１のヒートパイプの輸送する熱量は、前記第２のヒートパイプの輸送する熱量より小さいことを特徴とする前記［１］に記載の電子装置。
［３］前記第１の素子ホルダ及び前記第２の素子ホルダに配置される前記複数の発熱体は、それぞれ複数行複数列に亘って配置されており、
前記第１の素子ホルダに配置される前記複数の発熱体の行数は、前記第１のヒートパイプの本数と同じであり、
前記第２の素子ホルダに配置される前記複数の発熱体の行数は、前記第２のヒートパイプの本数と同じであることを特徴とする前記［１］又は前記［２］に記載の電子装置。
［４］前記第１のヒートパイプと前記第２のヒートパイプとは、材質が異なることを特徴とする前記［１］乃至前記［３］の何れかに記載の電子装置。
［５］前記第１のヒートパイプは、ヒートパイプを複数有する第１のヒートパイプ群であり、
前記第２のヒートパイプは、ヒートパイプを複数有する第２のヒートパイプ群であり、
前記第１のヒートパイプ群の一部のヒートパイプの径は、前記第２のヒートパイプ群のヒートパイプの径よりも小さいことを特徴とする前記［１］乃至前記［４］の何れかに記載の電子装置。
［６］前記第１のヒートパイプ群は、
前記第２のヒートパイプ群から離れた位置に配置されるヒートパイプと、
前記第２のヒートパイプ群に近い位置に配置されるヒートパイプと、
を有し、
前記第２のヒートパイプ群に近い位置に配置されるヒートパイプと、前記第２のヒートパイプ群の各ヒートパイプと、は同じ径で形成され、
前記第２のヒートパイプ群から離れた位置に配置されるヒートパイプは、前記第２のヒートパイプ群に近い位置に配置されるヒートパイプよりも小さい径で形成されることを特徴とする前記［５］に記載の電子装置。
［７］前記第２のヒートパイプ群のヒートパイプは、前記第２のヒートシンクのセンターに対して前記第１のヒートシンク側に寄せて配置されることを特徴とする前記［５］又は前記［６］に記載の電子装置。
［８］前記［１］乃至前記［７］の何れかに記載の電子装置を有し、
前記発熱体は、レーザダイオードを含み、
前記レーザダイオードからの光源光が照射され、画像光を形成する表示素子と、
前記表示素子から出射された前記画像光をスクリーンに投影する投影光学系と、
前記表示素子と前記レーザダイオードを制御する制御部と、
を有することを特徴とする投影装置。

１０投影装置１２正面パネル
１３背面パネル１４右側パネル
１５左側パネル１５ａ投影画像調整部
２１入出力コネクタ部２２入出力インターフェース
２３画像変換部２４表示エンコーダ
２５ビデオＲＡＭ２６表示駆動部
３１画像圧縮／伸長部３２メモリカード
３５Ｉｒ受信部３６Ｉｒ処理部
３７キー／インジケータ部３８制御部
４１光源制御回路４３冷却ファン駆動制御回路
４５レンズモータ４７音声処理部
４８スピーカ５１表示素子
６０光源装置７０励起光照射装置
７１青色レーザダイオード７２素子ホルダ
７３コリメータレンズ７７集光レンズ
７８集光レンズ７９拡散板
８０緑色光源装置１００蛍光ホイール装置
１０１蛍光ホイール１１０モータ
１１１集光レンズ１１１集光レンズ群
１１５集光レンズ１２０赤色光源装置
１２１赤色発光ダイオード１２５集光レンズ群
１４０導光光学系１４１第一ダイクロイックミラー
１４２第二ダイクロイックミラー１４３第三ダイクロイックミラー
１４４反射ミラー１４５集光レンズ
１４６集光レンズ１４７集光レンズ
１７０光源光学系１７３集光レンズ
１７５ライトトンネル１７８集光レンズ
１８１光軸変換ミラー１８３集光レンズ
１８５照射ミラー１９０ヒートシンク
１９５コンデンサレンズ２００カラーホイール装置
２０１カラーホイール２１０モータ
２２０投影光学系２３０レンズ鏡筒
２４１回路基板２４２制御回路基板
３２０吸気口３３０排気口
４０１排気ファン４０２排気ファン
４０３排気ファン５００放熱部
５１０ヒートパイプ５１１第１のヒートパイプ群
５１１ａヒートパイプ５１１ｂヒートパイプ
５１２第２のヒートパイプ群５１２ａヒートパイプ
５１２ｂヒートパイプ５２０ヒートシンク
５２１第１のヒートシンク５２１ａフィン
５２２第２のヒートシンク５２３フィン
５２３ａ端部５２３ｂ屈曲部
５３０熱伝プレート５３１第１の熱伝プレート
５３１ａ取付孔５３２第２の熱伝プレート
５５１孔５５１ａ環状立壁部
５５１ｂ小孔５５２孔
５５２ａ環状立壁部５５２ｂ小孔
５５３立壁５５４立壁
５５５端部５５６屈曲部
６００放熱部６１０ヒートパイプ
６２０ヒートシンク７２０素子ホルダ
７２１第１の素子ホルダ７２２第２の素子ホルダ

Claims

複数の発熱体が配置される第１の素子ホルダ及び第２の素子ホルダと、
前記第１の素子ホルダ及び前記第２の素子ホルダと夫々接続され、並べて設けられる第１の熱伝プレート及び第２の熱伝プレートと、
前記第１の素子ホルダと前記第２の素子ホルダとが配置される方向と略直交する方向に配置された、前記第１の熱伝プレートから夫々直線状に延設される第１のヒートパイプ、及び前記第２の熱伝プレートから夫々直線状に延設される第２のヒートパイプと、
前記第１のヒートパイプと接続される第１のヒートシンクと、前記第２のヒートパイプと接続され前記第１のヒートシンクよりも面積が大きい第２のヒートシンクと、
を有し、
前記第２のヒートパイプは、前記第２の素子ホルダの所定の行に配置される複数の発熱体の行方向の中心線に対してずれて配置されており、
前記第２のヒートパイプの中心線と、前記第２の素子ホルダの所定の行に配置される複数の発熱体の行方向の中心線との間のずれ量は、前記第１のヒートパイプの中心線と、前記第１の素子ホルダの所定の行に配置される複数の発熱体の行方向の中心線との間のずれ量よりも大きいことを特徴とする電子装置。
前記第１のヒートパイプの輸送する熱量は、前記第２のヒートパイプの輸送する熱量より小さいことを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
前記第１の素子ホルダ及び前記第２の素子ホルダに配置される前記複数の発熱体は、それぞれ複数行複数列に亘って配置されており、
前記第１の素子ホルダに配置される前記複数の発熱体の行数は、前記第１のヒートパイプの本数と同じであり、
前記第２の素子ホルダに配置される前記複数の発熱体の行数は、前記第２のヒートパイプの本数と同じであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子装置。
前記第１のヒートパイプと前記第２のヒートパイプとは、材質が異なることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の電子装置。
前記第１のヒートパイプは、ヒートパイプを複数有する第１のヒートパイプ群であり、
前記第２のヒートパイプは、ヒートパイプを複数有する第２のヒートパイプ群であり、
前記第１のヒートパイプ群の一部のヒートパイプの径は、前記第２のヒートパイプ群のヒートパイプの径よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の電子装置。
前記第１のヒートパイプ群は、
前記第２のヒートパイプ群から離れた位置に配置されるヒートパイプと、
前記第２のヒートパイプ群に近い位置に配置されるヒートパイプと、
を有し、
前記第２のヒートパイプ群に近い位置に配置されるヒートパイプと、前記第２のヒートパイプ群の各ヒートパイプと、は同じ径で形成され、
前記第２のヒートパイプ群から離れた位置に配置されるヒートパイプは、前記第２のヒートパイプ群に近い位置に配置されるヒートパイプよりも小さい径で形成されることを特徴とする請求項５に記載の電子装置。
前記第２のヒートパイプ群のヒートパイプは、前記第２のヒートシンクのセンターに対して前記第１のヒートシンク側に寄せて配置されることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の電子装置。
請求項１乃至請求項７の何れかに記載の電子装置を有し、
前記発熱体は、レーザダイオードを含み、
前記レーザダイオードからの光源光が照射され、画像光を形成する表示素子と、
前記表示素子から出射された前記画像光をスクリーンに投影する投影光学系と、
前記表示素子と前記レーザダイオードを制御する制御部と、
を有することを特徴とする投影装置。