JP7259895B2 - 冷却装置、光源装置及び投影装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷却装置、冷却装置を備える光源装置及び光源装置を備える投影装置に関する。

特許文献１には、青色レーザダイオードを備える励起光照射装置と、励起光照射装置からの励起光により励起されて蛍光光を発する光学ホイール装置とを有する投影装置が開示される。光学ホイール装置は、一部がケース内に収納され、他の一部がケース上面に設けられるホイールカバーによりカバーされる。ホイールカバーの内側には、光学ホイールを冷却する整流放熱板が設けられる。

特開２０１７－２１９７４７号公報

ホイールカバーで光学ホイール装置の一部を覆うことで、防塵性を高めることができる。しかしながら、励起光により励起される蛍光発光領域を発熱部とされる光学ホイール周辺は温度が上昇しやすく、カバーにより密閉されるとさらに高温化することがあった。従って、特許文献１で開示されるホイールカバーでは、光学ホイールの正面側に空気の流れが発生するが、冷却が十分でないこともあった。

本発明は、発熱部の冷却効率を向上することができるカバーを備える冷却装置、冷却装置を備える光源装置及び光源装置を備える投影装置を提供することを目的とする。

本発明に係る冷却装置は、発熱部と、前記発熱部の少なくとも一部を覆い、一方側に第１の開口部が形成され、前記一方と対向する他方側に第２の開口部が形成され、側面視して凸円弧状に形成された第１のカバーと、前記第１のカバーの外側に配置され、前記第１の開口部から前記第２の開口部に導く流路を形成する、側面視して凸円弧状に形成された第２のカバーと、を有し、前記第１のカバーは、前記発熱部側に立設して前記第１の開口部として複数の貫通孔が形成される第１の前板と、前記第１の前板と対向する位置に立設する第１の後板と、該第１の前板と該第１の後板の上端を接続するように前記凸円弧状に形成される第１の上板と、前記第１の前板の両端と前記第１の後板の両端とをそれぞれ接続して上端は前記第１の上板と接続する２枚の第１の側板と、を有し、
前記第１の前板は、前記発熱部から発生する音によって前記複数の貫通孔内の空気を振動させるように設定されていることを特徴とする。

本発明に係る光源装置は、上述の冷却装置と、第１の波長帯域光を出射する励起光照射装置と、前記第１の波長帯域光とは異なる第２の波長帯域光を出射する半導体発光素子と、を備え、前記発熱部は、ホイールモータと、前記ホイールモータにより回転され、前記第１及び前記第２の波長帯域光とは異なる波長帯域の蛍光を出射する蛍光発光領域が敷設される光学ホイールと、を有することを特徴とする。

本発明に係る投影装置は、上述の光源装置と、前記光源装置からの出射光が照射されて画像光を形成する表示素子と、前記表示素子で形成された画像光をスクリーンに投影する投影光学系と、前記表示素子や前記光源装置の制御を行う制御部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、発熱部の冷却効率を向上することができるカバーを備える冷却装置、冷却装置を備える光源装置及び光源装置を備える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ブロックを示す図である。 本発明の実施形態に係る投影装置の内部構造を示す平面模式図である。 本発明の実施形態に係る光源装置の光学ケース内部の平面模式図である。 本発明の実施形態に係る光学ホイール装置の周辺を示し、ホイールカバーのみ分解斜視して示す、光学ホイール側から見た斜視図である。 本発明の実施形態に係る光学ホイール装置の周辺を示し、ホイールカバーのみ分解斜視して示す、ホイールモータ側から見た斜視図である。 本発明の実施形態に係るホイールカバーのみ断面で示す図２のＶＩ－ＶＩ断面図である。 本発明の実施形態に係るホイールカバーのみ断面で示す図２のＶＩＩ－ＶＩＩ断面図である。 本発明の実施形態に係るホイールカバーの変形例を示し、ホイールカバーのみ断面で示す図２のＶＩ－ＶＩ断面に相当する断面図である。

以下、本発明に係る実施形態を図に基づいて説明する。図１は投影装置１０の投影装置制御部（制御部）の機能回路ブロックを示す図である。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。

この制御部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、ＣＰＵ、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等により構成される。

そして、この制御手段により、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、入出力インターフェース２２、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た後、表示エンコーダ２４に出力される。

また、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このビデオ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、表示素子制御手段として機能するものであり、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を駆動するものである。

そして、この投影装置１０では、光源装置６０から出射された光線束について光学系を介して表示素子５１に照射することにより、表示素子５１の反射光で光像を形成し、投影光学系を介して図示しないスクリーンに画像を投影表示する。なお、この投影光学系の可動レンズ群２３５は、レンズモータ４５によりズーム調整やフォーカス調整のための駆動が行われる。

また、画像圧縮／伸長部３１は、画像信号の輝度信号及び色差信号をＡＤＣＴ及びハフマン符号化等の処理によりデータ圧縮して着脱自在な記録媒体とされるメモリカード３２に順次書き込む記録処理を行う。

さらに、画像圧縮／伸長部３１は、再生モード時にメモリカード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し、この画像データを、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う。

そして、投影装置１０の筐体に設けられるメインキー及びインジケータ等により構成されるキー／インジケータ部３７の操作信号は、直接に制御部３８に送出され、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で復調されたコード信号が制御部３８に出力される。

なお、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。この音声処理部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。

また、制御部３８は、光源制御手段としての光源制御回路４１を制御しており、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が光源装置６０から出射されるように、光源装置６０の赤色光源装置、緑色光源装置及び青色光源装置の発光を個別に制御する。

さらに、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ている。また、制御部３８は、冷却ファン駆動制御回路４３にタイマー等により投影装置１０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う。

次に、図２及び図３に基づいて、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出射部１２ａから出射する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、電源装置３０１、制御回路基板３０２、光源装置６０を備える。また、投影装置１０は、冷却ファンとして、吸気ファン２６０、吸気ファン２７０、排気ファン２８０を備える。

光源装置６０は、投影装置１０の筐体の略中央に配置される。光源装置６０は、光学ケース６１を備える。光学ケース６１は、上部が開口され、カバー６１ａが取り付けられる。この光学ケース６１の内部に各色光源やレンズ、ミラー等の光学部材が収容される。電源装置３０１は、光源装置６０の左側パネル１５側に配置される。電源装置３０１の基板は、左側パネル１５と略平行に配置される。制御回路基板３０２は、光源装置６０の背面パネル１３側に配置される。制御回路基板３０２は、上下方向に対し略垂直に配置される。制御回路基板３０２は、電源回路ブロックや光源制御ブロック等を備える。また、制御回路基板３０２は、電源回路ブロックや光源制御ブロック等の機能毎に分けて、複数備えることができる。

ここで、光源装置６０の内部構造について説明する。図３は、光源装置６０の光学ケース６１のカバー６１ａを省略して示す平面模式図である。光源装置６０は、赤色波長帯域光（第２の波長帯域光）の光源である赤色光源装置１２０（半導体発光素子）と、緑色波長帯域光の光源である緑色光源装置８０と、青色波長帯域光（第１の波長帯域光）の光源である青色光源装置であると共に励起光源でもある励起光照射装置７０と、を備える。緑色光源装置８０は、励起光照射装置７０と、光学ホイール装置１００（発熱装置）により構成される。光源装置６０は、導光光学系１４０を有する。導光光学系１４０は、緑色波長帯域光及び青色波長帯域光及び赤色波長帯域光の光線束を合わせて、各色波長帯域の光線束を同一光路上に導光する。

励起光照射装置７０は、投影装置１０筐体の右側パネル１４側に配置される。励起光照射装置７０は、背面パネル１３と光軸が平行になるよう配置された複数の半導体発光素子を備える。本実施形態の半導体発光素子は、青色波長帯域光を発する複数の青色レーザダイオード７１である。また、複数の青色レーザダイオード７１は、右側パネル１４と平行に並べて配置されている。これら青色レーザダイオード７１は、ホルダ７４に固定される。

また、励起光照射装置７０は、反射ミラー７６、拡散板７８、ヒートシンク８１を備える。反射ミラー７６は、各青色レーザダイオード７１からの出射光の光軸を拡散板７８に向けて略９０度変換する。拡散板７８は、反射ミラー７６で反射した各青色レーザダイオード７１からの出射光を予め定められた拡散角度で拡散する。ヒートシンク８１は、青色レーザダイオード７１と右側パネル１４との間に配置される。

各青色レーザダイオード７１からの光路上には、青色レーザダイオード７１からの出射光の指向性を高めて平行光に変換するコリメータレンズ７３が夫々配置されている。これらコリメータレンズ７３は、青色レーザダイオード７１とともにホルダ７４に保持される。

赤色光源装置１２０は、青色レーザダイオード７１の光線束と光軸が平行となるように配置された赤色光源１２１と、赤色光源１２１からの出射光を集光する集光レンズ群１２５と、を備える。この赤色光源１２１は、赤色波長帯域光を出射する半導体発光素子である赤色発光ダイオードである。赤色光源装置１２０は、赤色光源装置１２０が出射する赤色波長帯域光の光軸が、蛍光板とされる光学ホイール１０１から出射される緑色波長帯域光の光軸と交差するように配置される。また、赤色光源装置１２０は、赤色光源１２１の右側パネル１４側にヒートシンク１３０を備える。

緑色光源装置８０を構成する光学ホイール装置１００（発熱装置）は、光学ホイール１０１及びホイールモータ１１０を含む発熱部と、入射側の集光レンズ群１１７と、出射側の集光レンズ１１５と、を備える。光学ホイール１０１は、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た蛍光ホイールである。この光学ホイール１０１はホイールモータ１１０により回転駆動する。集光レンズ群１１７は、励起光照射装置７０から出射される励起光の光線束を光学ホイール１０１に集光する。集光レンズ１１５は、光学ホイール１０１から正面パネル１２方向に出射される光線束を集光する。なお、光学ホイール装置１００は、集光レンズ群１１７及び集光レンズ１１５の上方に配置される。そのため、光学ホイール１０１の下方の一部が集光レンズ群１１７及び集光レンズ１１５の光路上に配置される。

光学ホイール１０１には、蛍光発光領域と拡散透過領域とが周方向に並設されている。光学ホイール１０１に敷設される蛍光発光領域は、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を励起光として受けて、励起された緑色波長帯域の蛍光光を出射する。拡散透過領域は、青色レーザダイオード７１からの出射光を拡散透過する。拡散透過した出射光は、光源装置６０の青色波長帯域光として出射される。

光学ホイール装置１００は、光学ホイール１０１やホイールモータ１１０の一部が光学ケース６１内に収められ、一部はカバー６１ａと光学ホイール１０１等との干渉を回避するため光学ケース６１のカバー６１ａの開口部６１ｂ（図４及び図５参照）から露出して、ホイールカバー５００により覆われている（図２参照）。

光学ホイール装置１００が備える光学ホイール１０１の一部を覆うホイールカバー５００は二重構造とされ、ヘルムホルツの原理により静音化されるとともに、ホイールカバー５００内部の空気流動により光学ホイール１０１等の冷却が実現される。ホイールカバー５００については、詳細を後述する。

導光光学系１４０は、第一ダイクロイックミラー１４１、集光レンズ１４９、第二ダイクロイックミラー１４８、第一反射ミラー１４３、集光レンズ１４６、第二反射ミラー１４５、集光レンズ１４７を有する。第一ダイクロイックミラー１４１は、励起光照射装置７０から出射される青色波長帯域光及び光学ホイール１０１から出射される緑色波長帯域光と、赤色光源装置１２０から出射される赤色波長帯域光とが交差する位置に配置される。第一ダイクロイックミラー１４１は、青色波長帯域光及び赤色波長帯域光を透過し、緑色波長帯域光を反射する。第一ダイクロイックミラー１４１が反射した緑色波長帯域光の光軸は、集光レンズ１４９に向かう左側パネル１５方向に９０度変換される。したがって、第一ダイクロイックミラー１４１を透過した赤色波長帯域光の光軸は、第一ダイクロイックミラー１４１により反射された緑色波長帯域光の光軸と一致する。

集光レンズ１４９は、第一ダイクロイックミラー１４１の左側パネル１５側に配置される。第一ダイクロイックミラー１４１を透過した赤色波長帯域光及び第一ダイクロイックミラー１４１により反射された緑色波長帯域光は、共に集光レンズ１４９に入射する。第二ダイクロイックミラー１４８は、集光レンズ１４９の左側パネル１５側であって、集光レンズ１４７の背面パネル１３側に配置される。第二ダイクロイックミラー１４８は、赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光を反射し、青色波長帯域光を透過する。したがって、集光レンズ１４９で集光された赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光は、第二ダイクロイックミラー１４８によって反射されて、背面パネル１３側に９０度変換される。第二ダイクロイックミラー１４８の背面パネル１３側には、集光レンズ１７３が配置される。第二ダイクロイックミラー１４８により反射された赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光は、集光レンズ１７３に入射する。

第一反射ミラー１４３は、光学ホイール１０１を透過した青色波長帯域光の光軸上、つまり、集光レンズ１１５と正面パネル１２との間に配置される。第一反射ミラー１４３は、青色波長帯域光を反射して、この青色波長帯域光の光軸を左側パネル１５方向に９０度変換する。集光レンズ１４６は、第一反射ミラー１４３の左側パネル１５側に配置される。また、第二反射ミラー１４５は、集光レンズ１４６の左側パネル１５側に配置される。第二反射ミラー１４５は、第一反射ミラー１４３により反射されて、集光レンズ１４６により集光された青色波長帯域光の光軸を、背面パネル１３側に９０度変換する。集光レンズ１４７は、第二反射ミラー１４５の背面パネル１３側に配置される。第二反射ミラー１４５により反射された青色波長帯域光は、集光レンズ１４７を介して第二ダイクロイックミラー１４８を透過し、集光レンズ１７３に入射する。このようにして、導光光学系１４０により導光された赤色、緑色、青色の各波長帯域光の光線束は、光源光学系１７０の同一光路上に導光される。

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１７９、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に向けて出射するため、投影光学系２２０の一部でもある。

集光レンズ１７３から出射した各光線束は、ライトトンネル１７５に入射する。ライトトンネル１７５に入射される各光線束は、ライトトンネル１７５により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を介して、光軸変換ミラー１７９が配置されている。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１７９により、集光レンズ１８３に向かう光軸に変換される。

光軸変換ミラー１７９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。なお、表示素子５１の背面パネル１３側にはヒートシンク１９０が設けられている。ＤＭＤとされる表示素子５１は、このヒートシンク１９０により冷却される。

そして、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である光線束は、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。

投影光学系２２０は、コンデンサレンズ１９５、可動レンズ群２３５、固定レンズ群２２５により構成される。固定レンズ群２２５は、固定鏡筒に内蔵される。可動レンズ群２３５は、可動鏡筒に内蔵され、手動又は自動により移動されることにより、ズーム調整やフォーカス調整を可能としている。

このように投影装置１０を構成することで、光学ホイール１０１を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から異なるタイミングで光を出射すると、赤色、緑色及び青色の各波長帯域光が導光光学系１４０を介してライトトンネル１７５に入射され、さらに光源光学系１７０を介して表示素子５１に入射される。よって、投影装置１０の表示素子５１であるＤＭＤ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、ホイールカバー５００について、図４～図７に基づいて詳述する。図４、図５はホイールカバー５００を分解斜視図として、光学ホイール装置１００や光学ケース６１の一部を拡大して示す斜視図である。ここで、図４，５に示す光学ホイール装置１００には、光学ホイール１０１やホイールモータ１１０と共に、ホイールモータ１１０の上方に取り付けられてホイールモータ１１０を回転制御する制御回路を備える基板１０３が示される。図４は光学ホイール１０１側から見た斜視図であり、図５はホイールモータ１１０側から見た斜視図である。図６及び図７は、ホイールカバー５００が光学ケース６１に装着された状態における、図２のＶＩ－ＶＩ断面図、ＶＩＩ－ＶＩＩ断面図である。

ホイールカバー５００は、インナカバー５１０（第１のカバー）とアウタカバー５２０（第２のカバー）を備える。アウタカバー５２０は、インナカバー５１０と所定の間隔を空けてインナカバー５１０の外側に形成される。

インナカバー５１０は、略矩形箱状に形成され、上面は側面視（縦断面視）において外側に凸円弧状に形成される。インナカバー５１０は、光学ホイール１０１側に立設するインナカバー前板５１１（第１の前板）と、ホイールモータ１１０側に立設するインナカバー後板５１２（第１の後板）を備える。インナカバー前板５１１には、複数の貫通孔５１１ａが形成される。本実施形態では、図４に示すように、複数の貫通孔５１１ａが３段に千鳥状配置され、上段及び下段には横方向に各３個の貫通孔５１１ａが形成され、中段には横方向に４個の貫通孔５１１ａが形成される。

インナカバー５１０のインナカバー後板５１２（第１の後板）は、横方向に長い長孔５１２ａが、インナカバー後板５１２のやや下方に形成される。ここで、複数の貫通孔５１１ａの総面積と、長孔５１２ａの面積は略同じとされる。インナカバー５１０には、インナカバー前板５１１とインナカバー後板５１２の上端を接続するインナカバー上板５１３（第１の上板）が形成される。インナカバー上板５１３は、側面視（縦断面視）において外側に向けて凸円弧状に形成される。また、インナカバー前板５１１の左右両端とインナカバー後板５１２の左右両端は、２枚のインナカバー側板５１４（第１の側板）によりそれぞれ接続される。インナカバー側板５１４の上端はインナカバー上板５１３の左右両端と接続される。インナカバー５１０の下方に開口する縁部周辺には、光学ケース６１への取り付けのためのフランジ部５１５が形成される。

一方、アウタカバー５２０は、インナカバー５１０と略相似した外形形状とされる略矩形箱状であり、インナカバー５１０と同様に上面は側面視（縦断面視）において凸円弧状に形成される。アウタカバー５２０は、インナカバー５１０のインナカバー前板５１１と所定の間隔を有して対向して立設するアウタカバー前板５２１（第２の前板）と、同様にインナカバー後板５１２と所定の間隔を有して対向して立設するアウタカバー後板５２２（第２の後板）とを有する。また、アウタカバー５２０には、インナカバー５１０のインナカバー上板５１３と所定の間隔を有して対向し、アウタカバー前板５２１とアウタカバー後板５２２の上端を接続するアウタカバー上板５２３が形成される。アウタカバー上板５２３（第２の上板）は、側面視（縦断面視）において外側に向けて凸円弧状に形成される。

また、アウタカバー５２０には、インナカバー５１０のインナカバー側板５１４と近接するよう対向してアウタカバー前板５２１、アウタカバー後板５２２の左右両端を接続して上端がアウタカバー上板５２３と接続される２枚のアウタカバー側板５２４（第２の側板）が形成される。アウタカバー５２０の下方開口の縁部周辺には、光学ケース６１への取り付けのためのフランジ部５２５が形成される。

インナカバー５１０とアウタカバー５２０は、図６及び図７に示すように、ラバーシート５０１を介して各フランジ部５１５，５２５がボルト５０３により共締めされて光学ケース６１に取り付けられる。このとき、インナカバー５１０のインナカバー前板５１１、インナカバー後板５１２、インナカバー上板５１３の外面と、アウタカバー５２０のアウタカバー前板５２１、アウタカバー後板５２２、アウタカバー上板５２３の内面との間には、所定の間隔が形成される。また、図７に示すように、インナカバー５１０のインナカバー側板５１４の外面とアウタカバー５２０のアウタカバー側板５２４の内面との間の隙間は、インナカバー５１０にアウタカバー５２０が被せることができる程度の小さい隙間とされる。

ホイールカバー５００の内部は、ヘルムホルツ吸音器の原理が適用可能に形成される。吸音対象の音の音源は、光学ホイール１０１の回転音である。音源で発生する音は、インナカバー５１０の内側の光学ホイール１０１から複数の貫通孔５１１ａに入り、複数の貫通孔５１１ａ内の空気を振動させる。このとき、ホイールカバー５００について、次式で示すヘルムホルツ吸音器に関する式が成り立つ。
ここで、上述の通り、インナカバー側板５１４の外面とアウタカバー５２０のアウタカバー側板５２４の内面との間は近接しているので、孔後部空間（Ｖ）は、インナカバー前板５１１、インナカバー後板５１２、インナカバー上板５１３の外面と、アウタカバー５２０のアウタカバー前板５２１、アウタカバー後板５２２、アウタカバー上板５２３の内面との間の所定の空間により形成されるものとする。

ｆ_０；共振周波数［Ｈｚ］
ｃ；音速［ｍ／ｓ］
Ｓ；孔断面積［ｍ^２］（複数の貫通孔５１１ａのトータルの面積）
Ｖ；孔後部空間の体積［ｍ^３］
Ｌ；孔深さ［ｍ］（インナカバー５１０のインナカバー前板５１１の板厚）

従って、投影装置１０（光源装置６０）を駆動し、光学ホイール装置１００が駆動されると、光学ホイール１０１がホイールモータ１１０で回転され、光学ホイール１０１の回転音（風切り音）が発生する。この回転音は、複数の貫通孔５１１ａにおける板厚中の空気が振動することで吸音される。回転音の吸音は、人が最も聞こえる２０００Ｈｚ前後の音域に対して行われるよう孔断面積（Ｓ）や孔後部空間の体積（Ｖ）を適宜調整すると良い。

更に、複数の貫通孔５１１ａの板厚中の空気が振動することで、インナカバー５１０とアウタカバー５２０との間の所定の空間（孔後部空間）に空気の流動が発生する。すなわち、複数の貫通孔５１１ａの板厚中の空気が連続し振動することで貫通孔５１１ａ周辺の空気が押し出される。すると、図６の白抜きの矢印に示すように、複数の貫通孔５１１ａから出た空気はアウタカバー５２０の内面及びインナカバー５１０の外面に沿うようにしてインナカバー前板５１１、アウタカバー前板５２１間からインナカバー上板５１３、アウタカバー上板５２３間を通ってインナカバー後板５１２、アウタカバー後板５２２間に到達して長孔５１２ａからインナカバー５１０内に流入する。

このようにして、インナカバー５１０内の空気がインナカバー５１０の複数の貫通孔５１１ａから排気され、長孔５１２ａから流入するよう空気流動が起きるので、発熱部とされる光学ホイール１０１やホイールモータ１１０を冷却することができる。すなわち、インナカバー５１０内で光学ホイール１０１等を冷却した空気は、インナカバー５１０とアウタカバー５２０の空間内を流動することで冷却されて、再び長孔５１２ａを介してインナカバー５１０内に流入して光学ホイール１０１等を冷却する。

ここで、前述の通り、複数の貫通孔５１１ａの総面積と長孔５１２ａの面積とを同じとしているので、複数の貫通孔５１１ａから押し出される空気と長孔５１２ａから流入する空気の量が略一致して、効率よく空気の流動を発生させることができる。また、インナカバー上板５１３、アウタカバー上板５２３が湾曲して形成されるため、光学ホイール１０１側からホイールモータ１１０側にスムーズに空気流動を起こすことができる。また、インナカバー側板５１４とアウタカバー側板５２４間の隙間をほとんどなくしたことにより、空気流動がインナカバー前板５１１からインナカバー上板５１３、インナカバー後板５１２に亘る流路で起こるので、空気流動の乱れなくスムーズに空気流動をさせることができる。

また、図８にホイールカバー５００の変形例としてホイールカバー５００Ａを示す。ホイールカバー５００Ａは、インナカバー５１０Ａ（第１のカバー）及びアウタカバー５２０Ａ（第２のカバー）をそれぞれ半球状に形成したものである。インナカバー５１０Ａの光学ホイール１０１側には、複数の貫通孔５１０Ａａが、横方向に２列設けられ、上列は７個、下列には５個設けられる。複数の貫通孔５１０Ａａの下方には、横方向に長い排気用の長孔５１０Ａｂが設けられる。インナカバー５１０Ａのホイールモータ１１０側には、横方向に長い吸気用の長孔５１０Ａｃが形成される。排気用、吸気用の各長孔５１０Ａｂ，５１０Ａｃは、略同じ面積とされる。

本構成のホイールカバー５００Ａにおいても、ホイールカバー５００Ａの内部で空気流動が発生する。ホイールカバー５００Ａでは、半球状のインナカバー５１０Ａの外面全域及び同様の半球状のアウタカバー５２０Ａの内面全域に沿って空気流動が発生する。従って、インナカバー５１０Ａの吸気用の長孔５１０Ａｃ周辺にて空気の流れが乱れる箇所が発生する場合がある。

略箱状のホイールカバー５００と半球状のホイールカバー５００Ａにおいて、上記実施形態のもの（以下では「孔有り」と記載する）と、インナカバー５１０，５１０Ａの内面側から貫通孔５１１ａ，５１０Ａａ及びインナカバー５１０Ａにおいては吸排気用の長孔５１０Ａｂ，５１０Ａｃをテープで塞いだもの（以下では「孔無し」と記載する）について、ホイールモータ１１０の後面に熱電対を取り付けることでホイールカバー５００，５００Ａの冷却効果を確認するための温度測定試験を行った。なお、各ホイールカバー５００，５００Ａの内容積は同一に形成した。また、材質は、インナカバー５１０，５１０Ａはアルミで形成し、アウタカバー５２０，５２０Ａは樹脂材料（ポリカーボネート）にて形成した。

ホイールカバー５００ 孔有り ８３．８度
ホイールカバー５００ 孔無し ８９．７度
ホイールカバー５００Ａ 孔有り ８５．８度
ホイールカバー５００Ａ 孔無し ９０．１度

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は本実施形態によって限定されることはなく、適宜変更して実施することができる。例えば、ホイールカバー（インナカバー、アウタカバー）の形状は、略箱状や半球状だけではなく、適宜変更することができる。ただし、冷却効果を考慮すると、上記試験の結果から見て、略箱状のホイールカバー５００が好適である。また、ホイールカバー（インナカバー、アウタカバー）の材質は、金属材料や樹脂材料を適宜選択することができる。また、ホイールカバー５００，５００Ａは、蛍光体が敷設された光学ホイール１０１を備える光学ホイール装置１００に限られず、カラーホイール等の光学ホイール装置にも適用することができる。

以上、本発明の実施形態によれば、光学ホイール装置１００は、ホイールモータ１１０と、ホイールモータ１１０により回転される光学ホイール１０１と、光学ホイール１０１の一部を覆うホイールカバー５００，５００Ａとを有し、ホイールカバー５００，５００Ａは、複数の貫通孔が形成されるインナカバー５１０，５１０Ａと、インナカバー５１０，５１０Ａと所定の間隔を空けてインナカバー５１０，５１０Ａの外側に設けられるアウタカバー５２０，５２０Ａと、を有する。

これにより、ホイールカバー５００，５００Ａ内に空気の流動を発生させることができ、インナカバー５１０，５１０Ａの内部とインナカバー５１０，５１０Ａとアウタカバー５２０，５２０Ａとの間で空気が循環する。従って、光学ホイール１０１の冷却効率を向上させることができる。さらに、ホルムヘルツの吸音器の構成が形成されるので、静音化の効率も向上させることができる。

また、複数の貫通孔５１１ａ，５１０Ａａは、光学ホイール１０１側に形成される。従って、音源とされる光学ホイール１０１の回転音を複数の貫通孔５１１ａ，５１０Ａａに直接的に伝搬させることができるとともに、複数の貫通孔５１１ａ，５１０Ａａ内の空気の振動も大きいので、ホイールカバー５００，５００Ａ内の空気流動も大きくすることができる。

また、インナカバー５１０，５１０Ａのホイールモータ１１０側には、長孔５１２ａ，５１０Ａｃが形成される。これにより、インナカバー５１０，５１０Ａの光学ホイール１０１側から押し出された空気を長孔５１２ａ，５１０Ａｃを介してインナカバー５１０，５１０Ａ内に流入させることができる。

また、インナカバー５１０において、複数の貫通孔５１１ａと長孔５１２ａとの面積は同じとした。これにより、複数の貫通孔５１１ａを介してインナカバー５１０の内部から押し出される空気量と長孔５１２ａから流入する空気量が略同じとなるので、空気流動をスムーズとすることができる。

また、インナカバー５１０は、インナカバー前板５１１と、インナカバー後板５１２と、凸円弧状のインナカバー上板５１３と、２枚のインナカバー側板５１４とにより形成される。これにより、光学ホイール１０１と略平行にインナカバー前板５１１を立設して複数の貫通孔５１１ａを設けることができるので、光学ホイール１０１からの吸音を効率よく行うことができる。そして、凸円弧状のインナカバー上板５１３に沿って、インナカバー前板５１１の外面からインナカバー後板５１２への空気流動をスムーズとすることができる。

また、アウタカバー５２０は、インナカバー５１０のインナカバー前板５１１、インナカバー後板５１２、インナカバー上板５１３と所定の間隔を有して対向するアウタカバー前板５２１、アウタカバー後板５２２、凸円弧状のアウタカバー上板と、２枚のアウタカバー側板５２４とにより形成される。これにより、アウタカバー５２０のアウタカバー前板５２１、アウタカバー後板５２２、凸円弧状のアウタカバー上板の内面に沿って空気がスムーズに流動し、冷却効率を向上することができる。

また、インナカバー５１０Ａ及びアウタカバー５２０Ａは、それぞれ半球状に形成される。これにより、空気流動と静音化を実現した半球状のホイールカバー５００Ａを形成することができる。

また、光源装置６０は、ホイールカバー５００，５００Ａを備えて蛍光発光領域が敷設される光学ホイール１０１を備える光学ホイール装置１００と、光学ホイール装置１００から出射される緑色波長帯域光とは異なる青色波長帯域光を出射する半導体発光素子である青色レーザダイオード７１を複数備える励起光照射装置７０と、を有する。これにより、光学ホイール装置１００の冷却効率を向上して静音化も実現した光源装置６０を提供することができる。

また、投影装置１０は、光源装置６０と、表示素子５１と、投影光学系２２０と、投影装置制御部とを備える。これにより、光学ホイール装置１００の冷却効率を向上して静音化も実現した投影装置１０を提供することができる。

なお、以上説明した各実施形態では、発熱部として、ホイールモータ１１０と、ホイールモータ１１０により回転され、青色波長帯域光（第１の波長帯域光）及び赤色波長帯域光（第２の波長帯域光）とは異なる緑色波長帯域の蛍光を出射する蛍光発光領域が敷設される光学ホイール１０１と、を有する例を示したが、この構成に限らない。例えば、発熱部は、半導体発光素子である青色レーザダイオード７１、または半導体発光素子である赤色光源１２１（赤色発光ダイオードで）等、他の光源であっても良い。或いは青色レーザダイオード７１または赤色光源１２１等の光源の放熱板やフィン等の放熱部であっても良い。

また、インナカバー５１０，５１０Ａ（第１のカバー）の下端から複数の貫通孔５１１ａ，５１０Ａａ（第１の開口部）の開口中心迄の高さは、インナカバー５１０，５１０Ａ（第１のカバー）の下端から長孔５１２ａ（第２の開口部）の開口中心迄の高さより高い。よって、第１のカバー内部の比較的温度の高い領域の気体を、効率良くインナカバー５１０，５１０Ａ（第１のカバー）の外部に排出し、排出された気体がインナカバー５１０，５１０Ａ（第１のカバー）とアウタカバー５２０，５２０Ａ（第２のカバー）の間の流路を通って吸気孔に流れるので、発熱部を効率良く冷却することができる。

また、インナカバー５１０，５１０Ａ（第１のカバー）の光学ホイール１０１側に形成された複数の貫通孔５１１ａ，５１０Ａａ（第１の開口部）の総断面積は、インナカバー５１０，５１０Ａ（第１のカバー）のホイールモータ１１０側に形成された長孔５１２ａ，５１０Ａｃ（第２の開口部）の断面積以上である。よって、第１のカバー内部の熱は、第１の開口部から第１のカバーの外側に排出され、第１のカバーと第２のカバーとの間の流路を通って第２の開口部に導かれて循環されるため、効率良く冷却することができる。

また、インナカバー５１０，５１０Ａ（第１のカバー）とアウタカバー５２０，５２０Ａ（第２のカバー）との間の流路の断面積は、貫通孔５１１ａ，５１０Ａａ（第１の開口部）の断面積以上である。よって、流路抵抗を小さくできるので、気体を効率良く循環させることができる。

なお、複数の貫通孔５１１ａ，５１０Ａａ（第１の開口部）の総断面積と、長孔５１２ａ，５１０Ａｃ（第２の開口部）の断面積と、流路の断面積と、は略同一であることが望ましい。このような構成にすることで、流路の断面積が第１の開口部の断面積に対して大きすぎることによって生じる、気体の流れが滞留して淀みが発生するという問題や、流路の断面積が第１の開口部の断面積に対して小さすぎることによって流路抵抗が大きくなるという問題を解消することができる。

なお、アウタカバー側板５２４（第２の側板）とインナカバー側板５１４（第１の側板）との間は、所定の空間を介して近接していなくても良い。アウタカバー側板５２４（第２の側板）とインナカバー側板５１４（第１の側板）とは密着して配置されていても良い。このような構成にすることで、アウタカバー側板５２４（第２の側板）とインナカバー側板５１４（第１の側板）との間に気体が流れることが無いので、インナカバー上板５１３（第１の上板）とアウタカバー上板５２３（第２の上板）との間の空間をより一層多くの気体が流れるため、冷却効率を向上させることができる。

なお、以上説明した各実施形態は、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、発明の趣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］発熱部と、
前記発熱部の少なくとも一部を覆い、一方側に第１の開口部が形成され、前記一方と対向する他方側に第２の開口部が形成された第１のカバーと、
前記第１のカバーの外側に配置され、前記第１の開口部から前記第２の開口部に導く流路を形成する第２のカバーと、
を有し、
前記第１のカバーの下端から前記第１の開口部の開口中心迄の高さは、前記第１のカバーの下端から前記第２の開口部の開口中心迄の高さより高いことを特徴とする発熱装置。
［２］前記第１の開口部の断面積は、前記第２の開口部の断面積以上であることを特徴とする前記［１］に記載の発熱装置。
［３］前記流路の断面積は、前記第１の開口部の断面積以上であることを特徴とする前記［２］に記載の発熱装置。
［４］前記発熱部は、前記第１のカバー内部の前記一方側に配置されることを特徴とする前記［１］乃至前記［３］の何れか一項に記載の発熱装置。
［５］前記第１の開口部は複数の貫通孔により構成され、前記第２の開口部は長孔であることを特徴とする前記［１］乃至前記［４］の何れか一項に記載の発熱装置。
［６］前記第１のカバーの少なくとも一部及び前記第２のカバーの少なくとも一部は、側面視して凸円弧状に形成されていることを特徴とする前記［１］乃至前記［５］の何れか一項に記載の発熱装置。
［７］前記第１のカバーは、前記発熱部側に立設して前記複数の貫通孔が形成される第１の前板と、前記第１の前板と対向する位置に立設する第１の後板と、該第１の前板と該第１の後板の上端を接続するように前記凸円弧状に形成される第１の上板と、前記第１の前板の両端と前記第１の後板の両端とをそれぞれ接続して上端は前記第１の上板と接続する２枚の第１の側板と、を有することを特徴とする前記［６］に記載の発熱装置。
［８］前記第２のカバーは、前記第１の前板と所定の間隔を有して立設する第２の前板と、前記第１の後板と所定の間隔を有して立設する第２の後板と、前記第１の上板と所定の間隔を有し該第２の前板と該第２の後板の上端を接続するように形成される前記凸円弧状の第２の上板と、各前記第１の側板と近接し前記第２の前板と前記第２の後板とを両端で接続して上端が前記第２の上板と接続される２枚の第２の側板と、を有することを特徴とする前記［７］に記載の発熱装置。
［９］前記第１のカバー及び前記第２のカバーは、それぞれ半球状に形成されることを特徴とする前記［６］に記載の発熱装置。
［１０］前記［１］乃至前記［９］の何れか一項に記載の発熱装置と、
第１の波長帯域光を出射する励起光照射装置と、
前記第１の波長帯域光とは異なる第２の波長帯域光を出射する半導体発光素子と、
を備え、
前記発熱部は、ホイールモータと、前記ホイールモータにより回転され、前記第１及び前記第２の波長帯域光とは異なる波長帯域の蛍光を出射する蛍光発光領域が敷設される光学ホイールと、を有することを特徴とする光源装置。
［１１］前記［１０］に記載の光源装置と、
前記光源装置からの出射光が照射されて画像光を形成する表示素子と、
前記表示素子で形成された画像光をスクリーンに投影する投影光学系と、
前記表示素子や前記光源装置の制御を行う制御部と、
を備えることを特徴とする投影装置。

１０ 投影装置 １２ 正面パネル
１２ａ 光出射部 １３ 背面パネル
１４ 右側パネル １５ 左側パネル
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ＲＡＭ ２６ 表示駆動部
３１ 画像圧縮／伸長部 ３２ メモリカード
３５ Ｉｒ受信部 ３６ Ｉｒ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 ６１ 光学ケース
６１ａ カバー ６１ｂ 開口部
７０ 励起光照射装置 ７１ 青色レーザダイオード
７３ コリメータレンズ ７４ ホルダ
７６ 反射ミラー ７８ 拡散板
８０ 緑色光源装置 ８１ ヒートシンク
１００ 光学ホイール装置 １０１ 光学ホイール
１０３ 基板 １１０ ホイールモータ
１１５ 集光レンズ １１７ 集光レンズ群
１２０ 光源装置 １２１ 赤色光源
１２５ 集光レンズ群 １３０ ヒートシンク
１４０ 導光光学系 １４１ 第一ダイクロイックミラー
１４３ 第一反射ミラー １４５ 第二反射ミラー
１４６ 集光レンズ １４７ 集光レンズ
１４８ 第二ダイクロイックミラー １４９ 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
１７９ 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 ２２０ 投影光学系
２２５ 固定レンズ群 ２３５ 可動レンズ群
２６０ 吸気ファン ２７０ 吸気ファン
２８０ 排気ファン ３０１ 電源装置
３０２ 制御回路基板 ５００ ホイールカバー
５００Ａ ホイールカバー ５０１ ラバーシート
５０３ ボルト ５１０ インナカバー（第１のカバー）
５１０Ａ インナカバー（第１のカバー）
５１０Ａａ 貫通孔
５１０Ａｂ 長孔 ５１０Ａｃ 長孔
５１１ インナカバー前板（第１の前板）
５１１ａ 貫通孔
５１２ インナカバー後板（第１の後板）
５１２ａ 長孔
５１３ インナカバー上板（第１の上板）
５１４ インナカバー側板（第１の側板）
５１５ フランジ部 ５２０ アウタカバー（第２のカバー）
５２０Ａ アウタカバー（第２のカバー）
５２１ アウタカバー前板（第２の前板）
５２２ アウタカバー後板（第２の後板）
５２３ アウタカバー上板（第２の上板）
５２４ アウタカバー側板（第２の側板）
５２５ フランジ部

Claims (9)

1. 発熱部と、
   前記発熱部の少なくとも一部を覆い、一方側に第１の開口部が形成され、前記一方と対向する他方側に第２の開口部が形成され、側面視して凸円弧状に形成された第１のカバーと、
   前記第１のカバーの外側に配置され、前記第１の開口部から前記第２の開口部に導く流路を形成する、側面視して凸円弧状に形成された第２のカバーと、
   を有し、
   前記第１のカバーは、前記発熱部側に立設して前記第１の開口部として複数の貫通孔が形成される第１の前板と、前記第１の前板と対向する位置に立設する第１の後板と、該第１の前板と該第１の後板の上端を接続するように前記凸円弧状に形成される第１の上板と、前記第１の前板の両端と前記第１の後板の両端とをそれぞれ接続して上端は前記第１の上板と接続する２枚の第１の側板と、を有し、
   前記第１の前板は、前記発熱部から発生する音によって前記複数の貫通孔内の空気を振動させるように設定されていることを特徴とする冷却装置。
2. 前記複数の貫通孔は、複数の行及び複数の列に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
3. 前記第２の開口部は長孔であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の冷却装置。
4. 前記第２のカバーは、前記第１の前板と所定の間隔を有して立設する第２の前板と、前記第１の後板と所定の間隔を有して立設する第２の後板と、前記第１の上板と所定の間隔を有し該第２の前板と該第２の後板の上端を接続するように形成される前記凸円弧状の第２の上板と、各前記第１の側板と近接し前記第２の前板と前記第２の後板とを両端で接続して上端が前記第２の上板と接続される２枚の第２の側板と、を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の冷却装置。
5. 前記第１のカバーは金属で形成され、前記第２のカバーは樹脂材料で形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の冷却装置。
6. 前記発熱部は、前記第１のカバー内部の前記一方側に配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の冷却装置。
7. 前記流路の断面積は、前記第１の開口部の断面積以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の冷却装置。
8. 請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載の冷却装置と、
   第１の波長帯域光を出射する励起光照射装置と、
   前記第１の波長帯域光とは異なる第２の波長帯域光を出射する半導体発光素子と、
   を備え、
   前記発熱部は、ホイールモータと、前記ホイールモータにより回転され、前記第１及び前記第２の波長帯域光とは異なる波長帯域の蛍光を出射する蛍光発光領域が敷設される光学ホイールと、を有することを特徴とする光源装置。
9. 請求項８に記載の光源装置と、
   前記光源装置からの出射光が照射されて画像光を形成する表示素子と、
   前記表示素子で形成された画像光をスクリーンに投影する投影光学系と、
   前記表示素子や前記光源装置の制御を行う制御部と、
   を備えることを特徴とする投影装置。

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