JPWO2014045364A1 - 投写型画像表示装置 - Google Patents

Abstract

複数の振動体から生じる振動を軽減することができる振動体実装構造を提供する。振動体実装構造（４８）は、ベース部材（４０）と、複数の保持部材（３９，４５）と、連結ダンパ（４９）と、を備える。保持部材は、ベース部材に固定された第１の部位（３９ａ，４５ａ）と、第１の部位に隣接し、振動体（２４，２５）を保持する第２の部位（３９ｂ，４５ｂ）と、を含む。連結ダンパは、複数の保持部材のうちの一の保持部材（３９）の第２の部位（３９ｂ）と、複数の保持部材のうちの他の保持部材（４５）の第２の部位（４５ｂ）と、を連結する。

Description

本発明は、複数の振動体を実装するための構造、および当該構造を備えた投写型画像表示装置に関する。

投写型画像表示装置は、パーソナルシアターや業務用プレゼンテーションまで幅広く利用されている。投写型画像表示装置の一例が特許第４９００７３６号公報（以下、「特許文献１」と称す）に開示されている。

図１Ａないし１Ｄを用いて、特許文献１に開示の投写型画像表示装置について説明する。

図１Ａは、特許文献１に開示されている投写型画像表示装置の内部の概略を示す平面図である。図１Ａに示すように、特許文献１に開示の投写型画像表示装置１は、光を発する光源ユニット２と、光源ユニット２から発せられた光を用いて画像を形成し該画像を投写する画像投写ユニット３と、を備える。光源ユニット２および画像投写ユニット３はベース部材４に取り付けられている。

図１Ｂは図１Ａに示される光源ユニット２の拡大平面図である。図１Ｂに示されるように光源ユニット２は、青色のレーザ光を発するレーザ光源５と、レーザ光源５から発せられた青色のレーザ光を赤色光および緑色光に変換する蛍光ホイールユニット６と、を備える。図１Ｃは図１Ｂに示される蛍光ホイールユニット６の正面図であり、図１Ｄは図１Ｂに示される蛍光ホイールユニット６の断面模式図である。

図１Ｂ、１Ｃおよび１Ｄに示されるように、蛍光ホイールユニット６は、円形基板７に蛍光体８および９が塗布されてなる蛍光ホイール１０と、蛍光ホイール１０を回転させるモータ１１と、を含む。蛍光体８はレーザ光の照射に応じて赤色光を発し、蛍光体９はレーザ光の照射に応じて緑色光を発する。また、蛍光ホイール１０はレーザ光を透過する透過領域１２を有する。

回転している蛍光ホイール１０の蛍光体８および９並びに透過領域１２にレーザ光源５から発せられたレーザ光を照射することによって、赤色および緑色の蛍光と、青色のレーザ光が得られる。画像投写ユニット３（図１Ａ参照）は、蛍光ホイールユニット６を用いて得られた赤色光、緑色光および青色光を用いて画像を形成し、当該画像を投写する。

特開２０１０−８６８１５号公報（以下、「特許文献２」と称す）では、特許文献１に開示の光源ユニット２とは異なる光源ユニットを備えた投写型画像表示装置が開示されている。図２Ａおよび図２Ｂを用いて、特許文献２に開示の投写型画像表示装置について説明する。なお、図１Ａに示されるものと同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図２Ａは特許文献２に開示されている投写型画像表示装置の内部の概略を示す平面図である。図２Ａに示すように、特許文献２に開示の投写型画像表示装置１３は、ベース部材４に取り付けられた光源ユニット１４および画像投写ユニット３を備える。図２Ｂは光源ユニット１４の拡大平面図である。

図２Ｂに示されるように、光源ユニット１４は、レーザ光源１５ａ，１５ｂおよび１５ｃと、蛍光ホイールユニット１６ａ，１６ｂおよび１６ｃと、を含む。

蛍光ホイールユニット１６ａは、レーザ光の照射に応じて青色光を発する蛍光体１７ａが円形基板１８ａに塗布されてなる蛍光ホイール１９ａと、蛍光ホイール１９ａを回転させるモータ２０ａと、を含む。回転している蛍光ホイール１９ａの蛍光体１７ａにレーザ光源１５ａから発せられたレーザ光を照射することによって青色光が得られる。

同様に、蛍光ホイールユニット１６ｂは、レーザ光の照射に応じて緑色光を発する蛍光体１７ｂが円形基板１８ｂに塗布されてなる蛍光ホイール１９ｂと、蛍光ホイール１９ｂを回転させるモータ２０ｂと、を含む。蛍光ホイールユニット１６ｃは、レーザ光の照射に応じて赤色光を発する蛍光体１７ｃが円形基板１８ｃに塗布されてなる蛍光ホイール１９ｃと、蛍光ホイール１９ｃを回転させるモータ２０ｃと、を含む。回転している蛍光ホイール１９ｂおよび１９ｃの蛍光体１７ｂおよび１７ｃにレーザ光源１５ｂおよび１５ｃからのレーザ光を照射することによって、緑色光および赤色光が得られる。

光源ユニット１４は、青色光を透過し緑色光を反射するダイクロイックミラー２１ａと、青色光および緑色光を透過し赤色光を反射するダイクロイックミラー２１ｂと、をさらに備える。

ダイクロイックミラー２１ａは、蛍光ホイールユニット１６ａを用いて得られた青色光と、蛍光ホイールユニット１６ｂを用いて得られた緑色光と、が交わる位置に配されている。蛍光ホイールユニット１６ｂからの緑色光はダイクロイックミラー２１ａによって反射され、当該緑色光の進行方向は蛍光ホイールユニット１６ａからの青色光の進行方向へ変えられる。

ダイクロイックミラー２１ｂは、蛍光ホイールユニット１６ａを用いて得られた青色光と、蛍光ホイールユニット１６ｃを用いて得られた赤色光と、が交わる位置に配されている。蛍光ホイールユニット１６ｃからの赤色光はダイクロイックミラー２１ｂによって反射され、当該赤色光の進行方向は蛍光ホイールユニット１６ａからの青色光の進行方向へ変えられる。

画像投写ユニット３（図２Ａ参照）は、蛍光ホイールユニット１６ａ，１６ｂおよび１６ｃを用いて得られた青色光、緑色光および赤色光を用いて画像を形成し、当該画像を投写する。

ここで、図１Ｂおよび２Ｂに示される蛍光ホイール１０，１９ａ，１９ｂおよび１９ｃを回転させている理由は、蛍光体８，９，１７ａ，１７ｂおよび１７ｃの蛍光変換効率の低下や熱的な損傷を抑制するためである。

例えば、レーザ光源１５ａからのレーザ光が蛍光体１７ａの一部に長時間照射されると、当該一部の温度が上昇する。温度が所定の値を超えると、熱飽和と呼ばれる、蛍光体１７ａから発せられる蛍光の量が低下する現象が発生する。また、蛍光体１７ａの一部の温度がさらに上がると、当該部分が焦げ付いてしまう。蛍光ホイール１９ａを回転させることによってレーザ光のエネルギが蛍光体１７ａの全体に分散され、蛍光体１７ａの部分的な蛍光変換効率の低下や焦げ付きが抑制される。

熱飽和が発生する温度は、青色光を発する蛍光体１７ａ、緑色光を発する蛍光体１７ｂおよび赤色光を発する蛍光体１７ｃでそれぞれ異なる。そこで、特開２０１１−１４５６８１号公報（以下、「特許文献３」と称す）では、各蛍光体１７ａ，１７ｂおよび１７ｃの熱飽和特性に応じて蛍光ホイール１９ａ，１９ｂおよび１９ｃの回転数を制御する投写型画像表示装置が開示されている。

また、近年では、レーザ光を黄色光に変換する蛍光ホイールユニットと、黄色光を赤色光、緑色光、青色光および黄色光に分けるカラーホイールユニットと、を備えた光源ユニットが提案されている。カラーホイールユニットは、所定の色光を透過する複数のカラーフィルタが円形基板に配列されてなるカラーホイールと、カラーホイールを回転させるモータと、を含む。

回転しているカラーホイールに黄色光が照射されることによって赤色光、緑色光、青色光および黄色光が得られる。黄色光を発する発光体は高い蛍光変換効率と優れた熱飽和特性を有する。黄色光を発する蛍光体を用いることによって、光源ユニットの輝度をより高めることができる。

特許第４９００７３６号 特開２０１０−８６８１５号公報 特開２０１１−１４５６８１号公報

ところで、蛍光ホイールユニットやカラーホイールユニットが作動することによって振動が発生する。蛍光ホイールユニットやカラーホイールユニットといった複数の振動体を備える投写型画像表示装置では、次のような問題があった。

特許文献２，３に開示されている投写型画像表示装置では、複数の蛍光ホイールユニットから生じる振動が共振し、それぞれの蛍光ホイールユニットがより大きな振幅で振動することがある。振動が増幅されることにより、より大きな騒音が発生するかもしれない。また、増幅された振動によって蛍光ホイールユニットが損傷し、投写型画像表示装置の寿命が短くなる虞もある。

１つの蛍光ホイールユニットおよび１つのカラーホイールユニットを備える投写型画像表示装置においても、蛍光ホイールユニットおよびカラーホイールユニットから生じる振動が共振することがある。その結果、騒音が発生したり、投写型画像表示装置の寿命が短くなったりする虞もある。

また、１つの蛍光ホイールユニットを備える投写型画像表示装置（特許文献１参照）であっても、蛍光ホイールユニットやレーザ光源を冷却するファンを備えていることがある。蛍光ホイールおよびファンの回転により生じる振動の共振が騒音の発生や投写型画像表示装置の短命化を招いてしまう。

以上のような理由から、蛍光ホイールユニット、カラーホイールユニットまたはファンといった複数の振動体からの振動を軽減することが求められている。

本発明の目的の一例は、複数の振動体から生じる振動を軽減することができる振動体実装構造、および該振動体実装構造を備えた投写型画像表示装置を提供することにある。

本発明の一つの態様は、複数の振動体を実装するための構造に係る。この態様において、振動体実装構造は、ベース部材と、複数の保持部材と、連結ダンパと、を備える。保持部材は、ベース部材に固定された第１の部位と、第１の部位に隣接し、振動体を保持する第２の部位と、を含む。連結ダンパは、複数の保持部材のうちの一の保持部材の第２の部位と、複数の保持部材のうちの他の保持部材の第２の部位と、を連結する。

本発明によれば、複数の振動体から生じる振動を軽減することができる。

特許文献１に開示されている投写型画像表示装置の内部の概略を示す平面図である。 図１Ａに示される光源ユニットの拡大平面図である。 図１Ｂに示される蛍光ホイールの正面図である。 図１Ｂに示される蛍光ホイールの断面模式図である。 特許文献２に開示されている投写型画像表示装置の内部の概略を示す平面図である。 図２Ａに示される光源ユニットの拡大平面図である。 本発明の第１の実施形態例に係る振動体実装構造を備えた投写型画像表示装置の概略を示す平面図である。 蛍光ホイールユニットの周辺を示す図である。 カラーホイールユニットの周辺を示す図である。 本発明の第１の実施形態例に係る振動体実装構造の斜視図である。 図３Ａに示される平面図に、模式的に表された連結ダンパを追加した図である。 保持部材の一例を示す斜視図である。 図６Ａに示される保持部材の側面図である。 保持部材の他の例を示す斜視図である。 図７Ａに示される保持部材の側面図である。 保持部材の他の例を示す斜視図である。 図８Ａに示される保持部材の側面図である。 連結ダンパの一例を示す斜視図である。 連結ダンパの他の例を示す斜視図である。 連結ダンパの他の例を示す斜視図である。 連結ダンパの他の例を示す斜視図である。 関連する振動体実装構造の動作を説明するための図である。 本実施形態例に係る振動体実装構造の動作を説明するための図である。 動吸振器を用いて振動体の振動を抑制する方法を説明するための模式図である。 連結型吸振器を用いて振動体の振動を抑制する方法を説明するための模式図である。 本発明の第２の実施形態例に係る振動体実装構造の側面図である。 図１７Ａに示される振動体実装構造の平面図である。 ３つの振動体が相互に連結された振動体実装構造の平面図である。 本発明の第３の実施形態例に係る振動体実装構造の斜視図である。

次に、本発明の実施形態例について、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態例）
まず、本発明の第１の実施形態例に係る振動源実装構造を備えた投写型画像表示装置について、図３Ａないし３Ｃを用いて説明する。本実施形態例は、レーザ光を黄色光に変換する蛍光ホイールユニットと、黄色光を赤色光、緑色光、青色光および黄色光に分けるカラーホイールユニットと、を含んでいるが、本発明はこのような投写型画像表示装置に限定されるものではない。

図３Ａは、本実施形態例に係る投写型画像表示装置の概略を示す平面図である。なお、図３Ａでは、後述する連結ダンパは省略されている。本実施形態例に係る投写型画像表示装置２２は、レーザ光源２３と、蛍光ホイールユニット２４と、カラーホイールユニット２５と、ライトトンネル２６と、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）２７と、投写レンズ２８と、を備える。

レーザ光源２３と蛍光ホイールユニット２４との間には、コリメータレンズ２９とダイクロイックミラー３０と集光レンズ３１とが配置されている。カラーホイールユニット２５とライトトンネル２６の前後には、一対の反射ミラー３２ａおよび３２ｂと、一対の集光レンズ３３ａおよび３３ｂが配されている。また、ＤＭＤ２７と投写レンズ２８との間には内部全反射（Ｔｏｔａｌ Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）プリズム３４が配されている。

図３Ｂは蛍光ホイールユニット２４の周辺を示す図であり、図３Ｃはカラーホイールユニット２５の周辺を示す図である。

図３Ｂに示すように、蛍光ホイールユニット２４は、蛍光体３５が円形基板３６に塗布されてなる蛍光ホイール３７と、蛍光ホイール３７を回転させるモータ３８と、を含む。また、蛍光ホイールユニット２４は第１の保持部材３９を用いて投写型画像表示装置２２のベース部材４０に保持されている。

図３Ｃに示すように、カラーホイールユニット２５は、複数のカラーフィルタ４１ｒ，４１ｇ，４１ｂおよび４１ｙが円形基板４２に同心の扇形に配列されてなるカラーホイール４３と、カラーホイール４３を回転させるモータ４４と、を含む。カラーフィルタ４１ｒ，４１ｇ，４１ｂおよび４１ｙは、所定の色光を透過するフィルタであり、誘電多層膜を蒸着することによって形成される。

また、カラーホイールユニット２５は、第２の保持部材４５を用いて投写型画像表示装置２２のベース部材４０に保持されている。

投写型画像表示装置２２の動作について、図３Ａないし３Ｃを用いて説明する。

レーザ光源２３から発せられたレーザ光４６は、コリメータレンズ２９とダイクロイックミラー３０を通過し、集光レンズ３１を介して蛍光ホイール３７に照射される。蛍光ホイール３７の蛍光体３５はレーザ光４６によって励起し、レーザ光４６とは異なる波長の蛍光（例えば黄色の蛍光）４７を発する。

蛍光４７は、集光レンズ３１を通過し、ダイクロイックミラー３０を介して反射ミラー３２ａへ到達する。その後、蛍光４７は、反射ミラー３２ａによって反射され、集光レンズ３３ａを介してカラーホイール４３に照射される。蛍光４７は、カラーフィルタ４１ｒ，４１ｇ，４１ｂおよび４１ｙに応じて、赤色光、緑色光、青色光および黄色光に分けられる。これらの色光は、ライトトンネル２６によって照度が均一の矩形状の光束に変換される。

矩形状の光束は集光レンズ３３ｂ、反射ミラー３２ｂおよび内部全反射プリズム３４を経由してＤＭＤ２７に照射される。そして、矩形状の光束は画像信号に応じて変調されて画像光となる。画像光は内部全反射プリズム３４を経由して投写レンズ２８に入射し、スクリーン（不図示）へ向けて拡大投写される。

なお、ここでは、空間光変調素子としてＤＭＤ２７を用い、光インテグレータとしてライトトンネル２６を用い、ビーム分離素子として内部全反射プリズム３４を用いた投写型画像表示装置を説明しているが、本発明はこの例に限られない。例えば、空間光変調素子として液晶パネルが用いられ、光インテグレータとしてフライアイレンズが用いられ、ビーム分離素子としてフィールドレンズやミラーが用いられていてもよい。

また図３Ａでは、レーザ光４６を全て蛍光体３５に照射し、発生した蛍光４７をカラーホイール４３で赤色光、緑色光、青色光および黄色光に分ける例について示したが、本発明はこの例に限られない。

例えば、レーザ光源２３を青色のレーザ光を発する光源とし、蛍光ホイール３７の一部を扇形の反射ミラーとした例が挙げられる。この例によれば、蛍光ホイール３７に照射された青色のレーザ光４６の一部が反射ミラーで反射されてカラーホイール４３を通過する。そして、ライトトンネル２６が、赤色、緑色および黄色の蛍光と、青色のレーザ光とが合わせられたハイブリッド光を形成する。ハイブリッド光がＤＭＤ２７によって変調されて画像光となる。

図４は、本実施形態例に係る振動体実装構造の斜視図である。なお、図４ではベース部材４０は省略されている。図４に示すように、本実施形態例に係る振動体実装構造４８は、第１の保持部材３９と第２の保持部材４５とを連結する連結ダンパ４９をさらに備えている。

より詳細には、第１の保持部材３９は、ベース部材４０に固定された第１の部位３９ａと、第１の部位３９ａに隣接し、蛍光ホイールユニット２４を保持する第２の部位３９ｂと、を含む。第２の保持部材４５は、ベース部材４０に固定された第１の部位４５ａと、第１の部位４５ａに隣接し、カラーホイールユニット２５を保持する第２の部位４５ｂと、を含む。そして、連結ダンパ４９は第２の部位３９ｂと第２の部位４５ｂとを連結している。

図５は、図３Ａに示される平面図に、模式的に表された連結ダンパ４９を追加した図である。連結ダンパ４９は、図５に示されるように、バネ要素と減衰要素とを有する部材である。

ここで、第１および第２の保持部材３９および４５の例を図６Ａ，６Ｂ，７Ａ，７Ｂ，８Ａ，８Ｂを用いて説明する。なお、第２の保持部材４５は第１の保持部材３９と同じ構造とすることができるため、ここでは第１の保持部材３９のみを例示する。

図６Ａは第１の保持部材３９の一例を示す斜視図であり、図６Ｂは図６Ａに示される第１の保持部材３９の側面図である。図６Ａおよび６Ｂに示される例では、第１の保持部材３９は、厚さｔ０を有する１枚の板状の部材である。

図７Ａは第１の保持部材３９の他の例を示す斜視図であり、図７Ｂは図７Ａに示される第１の保持部材３９の側面図である。図７Ａおよび７Ｂに示される例では、第１の保持部材３９は、厚さｔ０よりも厚い厚さｔ１を有する１枚の板状の部材である。

図８Ａは第１の保持部材３９の他の例を示す斜視図であり、図８Ｂは図８Ａに示される第１の保持部材３９の側面図である。図８Ａおよび８Ｂに示される例では、第１の保持部材３９は、厚さｔ０を有する１枚の板状に開口５０が形成されてなる部材である。

なお、図６Ａ，６Ｂ，７Ａ，７Ｂ，８Ａ，８Ｂに示される例において、第１の保持部材３９は同じ素材で形成されているものとする。

第２の保持部材４５は、図６Ａ，６Ｂ，７Ａ，７Ｂ，８Ａ，８Ｂで示したような部材から採用される。ただし、第２の保持部材４５は、蛍光ホイールユニット２４および第１の保持部材３９を含む第１の組み立て体５１（図４参照）と、カラーホイールユニット２５および第２の保持部材４５を含む第２の組み立て体５２と、の固有振動数が異なるように設計される。

第１および第２の保持部材３９および４５の設計例について、図４，６Ａ，６Ｂ，７Ａおよび７Ｂを用いて説明する。

蛍光ホイールユニット２４の質量とカラーホイールユニット２５の質量とが同じであり、かつ蛍光ホイール３７の回転数とカラーホイール４３の回転数とが同じ場合を考える。このような場合、例えば、第１の保持部材３９に図６Ａおよび６Ｂに示されるような厚さｔ０を有する板部材が採用され、第２の保持部材４５に図７Ａおよび７Ｂに示されるような厚さｔ１を有する板部材が採用される。

第１の保持部材３９に図６Ａおよび６Ｂに示される板部材が採用され、第２の保持部材４５に図７Ａおよび７Ｂに示される板部材が採用されることによって、第２の保持部材４５の剛性は第１の保持部材３９よりも大きくなる。そのため、第２の組み立て体５２の固有振動数は、第１の組み立て体５１よりも大きくなる。その結果、蛍光ホイールユニット２４およびカラーホイールユニット２５が作動して振動が発生しても、共振は起こりにくい。

なお、第２の組み立て体５２の固有振動数を第１の組み立て体５１よりも小さくなるように第１および第２の保持部材３９および４５を設計してもよい。

言い換えれば、蛍光ホイールユニット２４を含む第１の組み立て体５１の固有振動数と、カラーホイールユニット２５を含む第２の組み立て体５２の固有振動数とが一致しないように第１および第２の保持部材３９および４５が決定される。したがって、第１および第２の保持部材３９および４５は、図６Ａ，６Ｂ，７Ａ，７Ｂ，８Ａ，８Ｂで示した例に限定されるものではない。

なお、蛍光ホイールユニット２４の質量とカラーホイールユニット２５の質量とが大きく異なる場合や、蛍光ホイール３７の回転数とカラーホイール４３の回転数とが大きく異なる場合には、第１および第２の保持部材３９および４５を同じ構造としてもよい。第１および第２の保持部材３９および４５が同じ構造であっても、蛍光ホイールユニット２４を含む第１の組み立て体５１の固有振動数と、カラーホイールユニット２５を含む第２の組み立て体５２の固有振動数とが一致しないためである。

続いて、連結ダンパ４９の例を、図９ないし１２を用いて説明する。図９ないし１２は連結ダンパ４９の一例を示す斜視図である。

図９に示される連結ダンパ４９は、板バネ５３と、板バネ５３に固定された粘弾性部材５４と、を含む。板バネ５３は、２つの平板部５３ａおよび５３ｂと、２つの平板部５３ａおよび５３ｂの間に位置する屈曲部５３ｃを有する。粘弾性部材５４は屈曲部５３ｃに配されている。

粘弾性部材５４を形成する粘弾性材料（Ｖｉｓｃｏ−Ｅｌａｓｔｉｃｉｔｙ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ：ＶＥＭ）は、弾性率が比較的大きく、また分子レベルでの内部粘性に起因する減衰力を有する。そのため、比較的低い振動数から比較的高い振動数までの範囲で、連結ダンパ４９に加えられた振動を減衰することができる。

板バネ５３の最も変形量の大きな部位、すなわち屈曲部５３ｃに粘弾性部材５４を固定することで、板バネ５３の変形に追従して粘弾性部材５４が引っ張り／圧縮／せん断変形する。粘弾性部材５４の粘性によって板バネ５３の振動エネルギは熱エネルギに変化する。その結果、板バネ５３の振動が減衰する。

図１０に示す連結ダンパ４９は、２つの平板部５５ａおよび５５ｂと、２つの平板部５５ａおよび５５ｂの間に位置するリング状のたわみ部５５ｃと、を有する板バネ５５を含む。平板部５５ａおよび５５ｂに粘弾性部材５６ａおよび５６ｂが固定されている。板バネ５５に衝撃（例えば、モータ３８および４４の回転過渡期における一時的な共振）が加えられても、リング状のたわみ部５５ｃ並びに粘弾性部材５６ａおよび５６ｂによりその衝撃は和らげられる。

図１１に示す連結ダンパ４９は、２つの平板部５７ａおよび５７ｂと、２つの平板部５７ａおよび５７ｂの間に配置され、Ｓ字を形作る２つの湾曲部５７ｃおよび５７ｄと、を有する板バネ５７を含む。湾曲部５７ｃおよび５７ｄの内側に粘弾性部材５８ａおよび５８ｂが固定されている。２つの平板部５７ａおよび５７ｂには、板バネ保持部材５９ａおよび５９ｂが固定されている。

板バネ５７は、湾曲部５７ｃおよび５７ｄが湾曲している方向の振動に対して追従し易い。また、その振動による引っ張り／圧縮／せん断変形が集中する箇所に粘弾性部材５８ａおよび５８ｂが配されている。したがって、板バネ５７に加えられた振動を減衰させることができる。

また部品点数は増えてしまうが、別の剛体部材（図示せず）を用いて粘弾性部材５８ａおよび５８ｂを板バネ５７で挟み込んでもよい。この場合、板バネ５７と剛体部材との間の相対的な変形に粘弾性部材５８ａおよび５８ｂが追従して圧縮・引っ張り変形するため、板バネ５７に加えられた振動がさらに減衰する。

図１２に示す連結ダンパ４９は、それぞれ大きさの異なる板バネ６０ａ，６０ｂ，６０ｃおよび６０ｄを含む。板バネ６０ａ，６０ｂ，６０ｃおよび６０ｄはその厚さ方向に重ねられ、さらに固定ネジ６１を用いて１つに束ねられている。

各板バネ６０ａ，６０ｂ，６０ｃおよび６０ｄの接触面の摩擦により板バネ６０ａに加えられた振動が減衰する（滑り摩擦減衰）。図１２に示される連結ダンパ４９は、粘弾性部材を含まないため比較的大きい負荷荷重にも耐えられる。したがって、図１２に示される連結ダンパ４９は、連結ダンパ４９に加えられる力が大きい場合に適している。

このように、連結ダンパ４９で求められる性能は、第１および第２の保持部材３９および４５を連結するための高い剛性と、第１および第２の保持部材３９および４５から加えられる振動を減衰するための高い減衰性能である。これらの性能を備えていれば、連結ダンパ４９は、図９ないし１２に示される例に限定されるものではない。

連結ダンパ４９を接続する箇所は制振対象となる構造体のうち最も振幅が大きくなる位置が望ましい。

本実施形態例の動作について、図１３および１４を用いて説明する。

まず、関連する振動体実装構造の動作について図１３を用いて説明する。図１３は、関連する振動体実装構造の動作を説明するための図である。図１３に示されているように、関連する振動体実装構造６２は、第１の保持部材３９および第２の保持部材４５を連結する連結ダンパを備えていない。

第１の保持部材３９は、第２の部位３９ｂにおいて蛍光ホイールユニット２４を保持している。また、第１の保持部材３９の第１の部位３９ａはベース部材４０に固定されている。したがって、蛍光ホイールユニット２４の振動によって、第２の部位３９ｂは、第１の部位３９ａに隣接する位置を中心に振動する。

第２の保持部材４５は、第２の部位４５ｂにおいてカラーホイールユニット２５を保持している。また、第２の保持部材４５の第１の部位４５ａはベース部材４０に固定されている。したがって、カラーホイールユニット２５の振動によって、第２の部位４５ｂは、第１の部位４５ａに隣接する位置を中心に振動する。

蛍光ホイールユニット２４の動作をカラーホイールユニット２５の動作と合わせるために蛍光ホイール３７の回転数とカラーホイール４３の回転数を一致させる場合が多い。この場合、蛍光ホイールユニット２４を含む第１の組み立て体５１の固有振動数が、カラーホイールユニット２５を含む第２の組み立て体５２の固有振動数と同じになるかもしれない。

第１の組み立て体５１の固有振動数と第２の組み立て体５２の固有振動数が同じ場合、蛍光ホイールユニット２４による振動とカラーホイールユニット２５による振動とが共振し、振幅が増幅してしまう。

蛍光ホイールユニット２４やカラーホイールユニット２５が比較的大きな振幅で振動することによって、より大きな騒音が発生するかもしれない。また、増幅された振動によって蛍光ホイール３７、カラーホイール４３並びにモータ３８および４４が損傷し、投写型画像表示装置の寿命が短くなる虞もある。

特に、蛍光ホイールユニット２４が共振により大きな振幅で振動すると、蛍光体３５（図３Ｂ参照）の、レーザ光４６（図３Ａ参照）が照射される位置がレーザ光４６の進行方向に大きく変動する。その結果、集光レンズ３１（図３Ａ参照）によって調整されたレーザ光４６の照射スポット径が時間の経過に伴って大きく変動する。

意図しない振動により、投写型画像表示装置２２の設計時に想定した照射スポット径とは異なる照射スポット径でレーザ光４６が蛍光体３５に照射されると、振動に伴って蛍光変換効率が悪化し、スクリーン照度が低下したり、輝度が不安定になったりする。

また、蛍光ホイールユニット２４の振動によってレーザ光４６の照射スポット径が小さくなると、レーザ光４６のエネルギ密度が上昇する。エネルギ密度の上昇の程度によっては、蛍光体３５の熱的損傷（焦げ）を引き起こし、その蛍光体に応じた色の画像が投写されなくなる虞もある。

そこで、本実施形態例の第１の保持部材３９は、連結ダンパ４９を介して第２の保持部材４５と連結されている。図１４は、本実施形態例に係る振動体実装構造４８の動作を説明するための図である。

図１４に示されているように、第１の保持部材３９と第２の保持部材４５とが連結ダンパ４９を介して互いに連結されているため、蛍光ホイールユニット２４およびカラーホイールユニット２５の振動は連結ダンパ４９に伝わる。そして、連結ダンパ４９に伝わったエネルギは連結ダンパ４９において熱エネルギに変換される。その結果、蛍光ホイールユニット２４およびカラーホイールユニット２５の振動が抑制される。

第１の保持部材３９の剛性が第２の保持部材４５の剛性と異なるように第１および第２の保持部材３９および４５の構造を決定することがより望ましい。

このように第１および第２の保持部材３９および４５の構造を決定することによって、第１の組み立て体５１の固有振動数が第２の組み立て体５２の固有振動数と異なる値となる。その結果、蛍光ホイールユニット２４の振動とカラーホイールユニット２５の振動とが共振しにくくなる。また、異なる固有振動数を有する第１および第２の組み立て体５１および５２が連結ダンパ４９で連結されているため、一方の振動が他方の振動を制限する力として作用し、互いの振動がより抑制される。

なお、蛍光ホイール３７の回転数がカラーホイール４３の回転数と比較的大きく異なる場合には、第１および第２の保持部材３９および４５が同じ構造であっても、第１の組み立て体５１の固有振動数は第２の組み立て体５２の固有振動数と同じにならない。したがって、この場合には、第１および第２の保持部材３９および４５を同じ構造としてもよい。

同様に、蛍光ホイールユニット２４の質量がカラーホイールユニット２５の質量と比較的大きく異なる場合には、第１および第２の保持部材３９および４５を同じ構造としてもよい。第１および第２の保持部材３９および４５を同じ構造であっても、第１の組み立て体５１の固有振動数は第２の組み立て体５２の固有振動数と同じにならないためである。

また、図１４に示される例では、図９に示される連結ダンパ４９が用いられているが、図１０ないし１２に示される連結ダンパ４９が用いられていてもよい。言い換えれば、連結ダンパ４９は、必要な減衰性能を持つ部材であれば良い。

ここで、動吸振器を用いた振動制御方法と、連結型吸振器を用いた振動抑制方法について、図１５および１６を用いて説明する。

一般に、図１５に示されるように、単一構造体６３の振動を抑制する方法としては、動吸振器６４を用いた方法が広く使われている。動吸振器６４は、質量ｍを有する部材６５と、バネ定数ｋを有するバネ６６と、減衰係数ｃを有するダンパ６７と、を含む。

質量ｍ、バネ定数ｋおよび減衰係数ｃは、動吸振器６４の固有振動数が質量Ｍおよび剛性Ｋを有する単一構造体６３の固有振動数と同じになるように決定される。動吸振器６４が単一構造体６３に取り付けられていることで、単一構造体６３が振動すると動吸振器６４が共振し、単一構造体６３の振動エネルギがダンパ６７に吸収される。

しかしながら、動吸振器６４を用いた方法では、単一構造体６３の固有振動数が動吸振器６４の固有振動数から少しでも外れると十分な制振効果が得られないといった欠点がある。

蛍光ホイールユニット２４やカラーホイールユニット２５の固有振動数は、蛍光ホイール３７やカラーホイール４３（図１４参照）の回転数が変化することで変化する。したがって、第１および第２の保持部材３９および４５（図１４参照）に動吸振器６４を取り付けても、蛍光ホイールユニット２４やカラーホイールユニット２５の振動を十分に抑制することができない。

図１６に示されるような、連結型吸振器６８を用いて振動を抑制する方法では、複数の構造体６９および７０は連結型吸振器６８で連結される。２つの構造体６９および７０の固有振動数が異なっており、かつ２つの構造体６９および７０が連結型吸振器６８で連結されている場合、構造体６９の振動が構造体７０の振動を制限する力として作用する。また、構造体７０の振動が構造体６９の振動を制限する力として作用する。

言い換えれば、異なる固有振動数を有する２つの構造体６９および７０が自身の振動を利用して他方の振動を抑制する。複数の構造体６９および７０の固有振動数の差をより大きくすることによって、より広い振動数帯域において十分な制振効果を得られる。

なお、ここで言う連結型吸振器６８とは、本発明の連結ダンパ４９（図１４参照）に対応する。

一般に、油圧アクチュエータやモータ駆動のボールねじ機構を用いた連結ダンパを用いる場合、図１５で示した動吸振器６４の設計に用いられる定点理論を用いて連結型吸振器６８のバネ定数や減衰係数が決定される。

図９ないし図１２で示した連結ダンパ４９のように、ＶＥＭの弾性率や板バネの滑り摩擦係数に応じて減衰力が変化する場合には、減衰力を調整することが比較的難しい。このような場合には、対象となる構造体（図１４に示される、蛍光ホイールユニット２４およびカラーホイールユニット２５）に応じた弾性率やすべり摩擦係数をカット＆トライで求めても良い。

なお、本実施形態例では、１つの蛍光ホイールユニット２４と１つのカラーホイールユニット２５を備えた投写型画像表示装置について説明したが、この例に限られない。例えば、２つの蛍光ホイールを備える投写型画像表示装置、または２つのカラーホイールを備える投写型画像表示装置にも適用することができることは自明である。

また、投写型画像表示装置２２の光源としてレーザ光源２３（図３Ａ参照）が用いられているが、超高圧水銀ランプが用いられてもよい。

ただし、超高圧水銀ランプの寿命は比較的短く、光源を比較的高い頻度で交換しなければならないという問題がある。また、近年の自然環境に対する意識の高まりに伴い、水銀を含まない光源を用いることが求められている。

このような理由から、光源としてのレーザ光源を用いることがより好ましい。レーザ光源の寿命は超高圧水銀ランプよりも長いため、光源の交換頻度を減らすことができる。また、レーザ光源は水銀を含んでいないため、自然環境への負荷が少なくなる。

（第２の実施形態例）
次に本発明の第２の実施形態例に係る振動体実装構造について、図１７Ａ、１７Ｂおよび１８を参照しながら説明する。説明を簡単にするために、ここでは、第１の実施形態例と相違する要素についてのみ説明する。

図１７Ａは本実施形態例に係る振動体実装構造の側面図であり、図１７Ｂは図１７Ａに示される振動体実装構造の平面図である。本実施形態例は、振動を発生する３つの振動体を備える。

３つの振動体を備える構造としては、例えば、２つの蛍光ホイールユニットと１つのカラーホイールユニットとを備えた投写型画像表示装置が挙げられる。また、３原色（赤色、緑色および青色）に対応して、それぞれ異なる波長帯域の光を発光する３つの蛍光ホイールユニットを備える投写型画像表示装置が挙げられる。ここでは、３つの蛍光ホイールユニットを備える投写型画像表示装置について説明する。

図１７Ａおよび１７Ｂに示されるように、本実施形態例に係る振動体実装構造７１は、３つの蛍光ホイールユニット２４ａ，２４ｂおよび２４ｃを備える。

蛍光ホイールユニット２４ａは、蛍光ホイール３７ａと、蛍光ホイール３７ａを回転させるモータ３８ａと、を含む。また、蛍光ホイールユニット２４ａは、第１の保持部材３９を用いてベース部材４０に保持されている。

同様に、蛍光ホイール３７ｂと、蛍光ホイール３７ｂを回転させるモータ３８ｂと、を含む蛍光ホイールユニット２４ｂは、第２の保持部材４５を用いてベース部材４０に保持されている。蛍光ホイール３７ｃと、蛍光ホイール３７ｃを回転させるモータ３８ｃと、を含む蛍光ホイールユニット２４ｃは、第３の保持部材７２を用いてベース部材４０に保持されている。

蛍光ホイールユニット２４ａ，２４ｂおよび２４ｃは、それぞれ、蛍光ホイール３７ａ，３７ｂおよび３７ｃの回転によって振動を発生する振動体である。

第１および第２の保持部材３９および４５は、連結ダンパ４９ａを介して連結されている。また、第２および第３の保持部材４５および７２は、連結ダンパ４９ｂを介して連結されている。連結ダンパ４９ａおよび連結ダンパ４９ｂは、振動の振幅が最も大きくなる位置、すなわち第１、第２および第３の保持部材３９，４５および７２の、ベース部材４０から最も離れた位置に固定されていることが望ましい。

第１、第２および第３の保持部材３９，４５および７２の振動エネルギは、連結ダンパ４９ａおよび４９ｂに伝わり、熱エネルギに変換される。その結果、蛍光ホイールユニット２４ａ，２４ｂおよび２４ｃの振動が抑制される。

第１、第２および第３の保持部材３９，４５および７２の剛性がそれぞれ異なるように第１、第２および第３の保持部材３９，４５および７２の構造を決定することがより望ましい。このようにすることによって、３つの蛍光ホイールユニット２４ａ，２４ｂおよび２４ｃのそれぞれの振動が共振しにくくなる。

また、蛍光ホイールユニット２４ａ，２４ｂおよび２４ｃが連結ダンパ４９ａおよび４９ｂで連結されているため、１つの蛍光ホイールユニットの振動が他の蛍光ホイールユニットの振動を制限する力として作用し、互いの振動がより抑制される。

なお、３つの蛍光ホイール３７ａ，３７ｂおよび３７ｃの回転数がそれぞれ異なる場合には、第１、第２および第３の保持部材３９、４５および７２が同じ構造であっても、３つの蛍光ホイールユニット２４ａ，２４ｂおよび２４ｃの振動は共振しない。したがって、この場合には第１、第２および第３の保持部材３９、４５および７２を同じ構造としてもよい。

蛍光ホイールユニット２４ａの質量と、蛍光ホイールユニット２４ｂの質量と、蛍光体ホイールユニット２４ｃの質量とが、互いに比較的大きく異なる場合には、第１、第２および第３の保持部材３９、４５および７２を各々同じ構造としてもよい。第１、第２および第３の保持部材３９、４５および７２が同じ構造であっても、３つの蛍光ホイールユニット２４ａ、２４ｂおよび２４ｃの振動は互いに共振しにくいためである。

また、図１７Ａおよび１７ｂに示される例では、図９に示される連結ダンパ４９が用いられているが、図１０ないし１２に示される連結ダンパ４９が用いられていてもよい。連結ダンパ４９ａおよび４９ｂの種類が異なっていてもよい。言い換えれば、連結ダンパ４９ａおよび４９ｂは、必要な減衰性能を持つ部材であれば良い。

第１、第２および第３の保持部材３９，４５および７２の配置によっては、図１８に示されるように、第１および第３の保持部材３９および７２が連結ダンパ４９ｃを用いて連結されていてもよい。第１および第３の保持部材３９および７２を連結ダンパ４９ｃで連結することによって、蛍光ホイールユニット２４ａおよび２４ｃの振動をより抑制することができる。

本実施形態例では、３つの振動体（３つの蛍光ホイールユニット２４ａ，２４ｂおよび２４ｃ）を実装するための構造について説明したが、４つ以上の振動体を実装するための構造にも本発明を適用可能であることは自明である。

（第３の実施形態例）
次に、本発明の第３の実施形態例に係る振動体実装構造について、図１９を参照しながら説明する。ここでは、第１および第２の実施形態例と相違する要素についてのみ説明する。

図１９は、本実施形態例に係る振動体実装構造の側面図である。振動体実装構造に設けられた振動体は、風を送るファンである。ファンとしては、軸流ファンやシロッコファンが挙げられる。

投写型画像表示装置は、一般に、投写型画像表示装置の内部へ空気を吸い込んだり投写型画像表示装置の内部から空気を排出したりするファンを備えている。ファンは、ランプやＬＥＤ、レーザ光源といった光源、ＤＭＤや液晶パネルといった空間変調素子、蛍光ホイールやカラーホイールといったホイールを冷却するために用いられる。投写型画像表示装置が複数のファンを備えることもある。

複数のファンを備える投写型画像表示装置では、空力騒音だけでなく、ファンの振動に起因する騒音が問題となることもある。特に複数のファンの振動が共振する場合には、より大きな騒音が発生してしまう。本実施形態例は、複数のファンの振動に起因する騒音の低減を目的としている。

図１９に示されるように、ファン７３ａは第１の保持部材３９に保持されており、ファン７３ｂは第２の保持部材４５に保持されている。第１および第２の保持部材３９および４５の一端はベース部材４０に固定されており、第１および第２の保持部材３９および４５の他端は連結ダンパ４９を用いて連結されている。

連結ダンパ４９は、第１および第２の保持部材３９および４５の振動の振幅が最大となる位置でそれぞれ固定されていることが望ましい。

ファン７３ａおよび７３ｂの作動によって発生する振動エネルギは、連結ダンパ４９に伝わり、熱エネルギに変換される。その結果、ファン７３ａおよび７３ｂの振動が抑制され、騒音が減る。

第１および第２の保持部材３９および４５は、それぞれ異なる剛性を有することが好ましい。このようにすることによって、ファン７３ａおよび７３ｂの振動が共振しにくくなる。

また、第１および第２の保持部材３９および４５が連結ダンパ４９を用いて連結されている。そのため、ファン７３ａの振動がファン７３ｂの振動を制限する力として作用するとともに、ファン７３ｂの振動がファン７３ａの振動を制限する力として作用し、互いの振動がより抑制される。

なお、ファン７３ａおよび７３ｂの回転数がそれぞれ異なる場合には、第１および第２の保持部材３９および４５が同じ剛性を有していても、２つのファン７３ａおよび７３ｂの振動は共振しにくい。したがって、この場合には、第１および第２の保持部材３９および４５を同じ構造としてもよい。

ファン７３ａの質量とファン７３ｂの質量が比較的大きく異なる場合には、第１および第２の保持部材３９および４５を同じ構造としてもよい。第１および第２の保持部材３９および４５を同じ構造としても、２つのファン７３ａおよび７３ｂの振動は共振しにくいためである。

また、図１９に示される例では、図９に示される連結ダンパ４９が用いられているが、図１０ないし１２に示される連結ダンパ４９が用いられていてもよい。言い換えれば、連結ダンパ４９は、必要な減衰性能を持つ部材であれば良い。

なお、３つ以上のファンの振動を抑制したい場合は、第２の実施形態例と同様に、複数のファンを複数の連結ダンパで連結すればよい。また冷却に水冷システムを採用した場合のポンプや、レーザ光源のスペックル低減装置など、振動を発生するその他の構造体との組み合わせにおいても、同様の効果が期待できることも自明である。

このように、本発明に係る振動体実装構造によれば、蛍光ホイールユニットやカラーホイールユニット、ファンといった複数の振動体が連結ダンパで連結されているため振動体の振動が軽減される。振動体実装構造を備える投写型画像表示装置によれば、振動体の振動が軽減されるため、投写される画像の品質の向上、騒音の抑制および振動体の長寿命化を実現することが可能になる。

また、複数の振動体の固有振動数をそれぞれ異なる値とすることによって、互いの振動体の振動が相互に作用してそれぞれの振動体の振動がより効果的に低減される。

以上、実施例を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施例に限定されるものではない。本願発明の形や細部には、本願発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

２２ 投写型画像表示装置
２４ 蛍光ホイールユニット
２５ カラーホイールユニット
３９ 第１の保持部材
４０ ベース部材
４５ 第２の保持部材
４８ 振動体実装構造
４９ 連結ダンパ

Claims (10)

1. 複数の振動体を実装するための構造であって、
   ベース部材と、
   前記ベース部材に固定された第１の部位、および前記第１の部位に隣接し、前記振動体を保持する第２の部位を含む複数の保持部材と、
   前記複数の保持部材のうちの一の保持部材の前記第２の部位と、前記複数の保持部材のうちの他の保持部材の前記第２の部位と、を連結する連結ダンパと、を備えた振動体実装構造。
2. 請求項１に記載の振動体実装構造において、
   前記複数の保持部材の固有振動数がそれぞれ異なっている、振動体実装構造。
3. 請求項１または２に記載の振動体実装構造において、
   前記連結ダンパが、板バネと、前記板バネに固定された粘弾性部材と、を含む、振動体実装構造。
4. 請求項１または２に記載の振動体実装構造において、
   前記連結ダンパは、複数の板バネが１つに束ねられてなる部材を含む、振動体実装構造。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の振動体実装構造を備え、
   前記複数の振動体のうちの少なくとも１つが、蛍光体と、前記蛍光体が塗布された円形基板と、前記円形基板を回転させるモータと、を含む蛍光ホイールユニットである、投写型画像表示装置。
6. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の振動体実装構造を備え、
   前記複数の振動体のうちの少なくとも１つが、カラーフィルタと、前記カラーフィルタが配された円形基板と、前記円形基板を回転させるモータと、を含むカラーホイールユニットである、投写型画像表示装置。
7. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の振動体実装構造を備え、
   前記複数の振動体は、蛍光ホイールユニットおよびカラーホイールユニットを含み、
   前記蛍光ホイールユニットは、蛍光体と、前記蛍光体が塗布された第１の円形基板と、前記第１の円形基板を回転させる第１のモータと、を含み、
   前記カラーホイールユニットは、カラーフィルタと、前記カラーフィルタが配された第２の円形基板と、前記第２の円形基板を回転させる第２のモータと、を含む、投写型画像表示装置。
8. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の振動体実装構造を備え、
   前記複数の振動体が、空気を送るファンである、投写型画像表示装置。
9. 請求項８に記載の投写型画像表示装置において、
   前記ファンが軸流ファンである、投写型画像表示装置。
10. 請求項８に記載の投写型画像表示装置において、
    前記ファンがシロッコファンである、投写型画像表示装置。

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