WO2014041694A1 - 光源装置および電子機器 - Google Patents

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祐輔 谷
義信 守谷
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Definitions

  • the present invention relates to a light source device including a light shielding body that blocks a part of emitted light emitted from a light emitting unit, and an electronic apparatus including the light source device.
  • an electronic device such as a projection display device has a housing that houses components such as a light source device.
  • components such as a light source device.
  • a projection display device there is a strong demand for miniaturization and weight reduction, and simplification of components for holding a light source device and a display device is important.
  • cases in which resin parts are used as parts of apparatuses are increasing.
  • a light shielding body made of sheet metal may be provided.
  • part of the light shielding plate may be painted black or black tape may be applied to part of the light shielding body. Is called.
  • this antireflection structure transmits light, it cannot block light.
  • the antireflection structure is used together with the light blocking body.
  • the weight of the device increases and the cost of the device increases. Therefore, another means for suppressing a reflection of a part of the emitted light in a specific direction while shielding a part of the emitted light is desired.
  • a light source device includes a light-emitting unit that emits light, a reflector that reflects outgoing light emitted from the light-emitting unit in a specific direction, and a light-blocking body that includes a metal disposed on a side surface or rear of the reflector. And. A plurality of concave portions or convex portions are formed in at least a partial region of the light shielding body.
  • the present invention also includes an electronic device including the light source device.
  • the above-described light shielding body can suppress reflection of a part of the emitted light in a specific direction while shielding a part of the emitted light emitted from the light emitting unit.
  • FIG. 7 is a view of the light shield broken along line BB in FIG. 6 as viewed from an oblique direction.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the light shielding body along the line BB in FIG. 6.
  • FIG. 11 is a view of a light shielding body broken along a line CC in FIG. 10 as seen from an oblique direction.
  • FIG. 1 is a perspective view of a projection display device provided with a light source device.
  • the projection display device 10 includes a casing 12 that houses each component and a projection lens 14 that projects light for forming an image onto a screen.
  • the casing 12 is formed with an exhaust port 16 for exhausting internal heat.
  • a light source device 20 and an optical engine for optically processing light emitted from the light source device 20 are provided inside the housing 12.
  • the light emitted from the light source device 20 is optically processed by optical components inside the optical engine, and then projected onto the screen through the projection lens 14.
  • FIG. 2 shows the light source device 20 disposed on the bottom plate 13 of the housing 12, and FIG. 3 shows the configuration of the light source device 20.
  • the light source device 20 includes a light emitting unit that emits light, a light shielding body 30 placed around the light emitting unit, and a lamp holder.
  • the light emitting unit may be, for example, an ultra high pressure mercury lamp.
  • the light source device 20 includes a reflector 24 that reflects light (emitted light) emitted from the light emitting unit toward a specific direction, for example, an optical engine.
  • the inner surface of the reflector 24 is mirror-finished.
  • the lamp holder is a member that holds the light emitting unit.
  • the light shield 30 is provided on the side or rear of the light emitting unit of the light source device 20.
  • the light emitting unit is surrounded by the reflector 24, and a light shielding body 30 is provided on the side or rear of the reflector 24.
  • the light shield 30 may be provided at an arbitrary position as long as it needs to be shielded from light.
  • FIG. 4 shows the light shield 30 and FIG. 5 is an enlarged view of the region A in FIG.
  • the light shield 30 is made of metal and shields unnecessary light generated in the light emitting unit.
  • the unnecessary light is a part of the emitted light and, as described above, means light that travels in a direction other than the intended direction among the light emitted from the light source device 20.
  • the unnecessary light is light that is emitted from the light emitting unit and passes through the gap between the reflector 24 and the lamp holder, and the light blocking body 30 is disposed at a portion where the unnecessary light reaches. .
  • FIG. 6 shows a plan view of the light shield 30 in the first embodiment.
  • FIG. 7 is a perspective view of the broken light shield 30 taken along the line BB in FIG.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the light shield 30 taken along line BB in FIG.
  • a plurality of minute recesses 34 are arranged in at least a part of the region 32 of the light shield 30.
  • the recesses 34 are preferably arranged regularly in a matrix.
  • each recess 34 has a regular quadrangular pyramid shape.
  • the plurality of recessed portions 34 are arranged in a square lattice shape.
  • the light shield 30 reflects unnecessary light that is a part of the emitted light.
  • part of unnecessary light reflected by the light shielding body 30 irradiates a member having low heat resistance or leaks from the exhaust port 16 of the housing 12 to the outside of the housing. Therefore, it is possible to suppress the amount of unnecessary light (hereinafter sometimes referred to as heat generation light) that irradiates a member having low heat resistance or unnecessary light (hereinafter also referred to as leakage light) that leaks from the housing. desired.
  • a plurality of concave portions 34 are formed in a portion of the surface of the light shielding body 30 that causes these heat generation light and leakage light. Specifically, a plurality of recesses 34 are formed in a portion that reflects unnecessary light toward a member having low heat resistance when the recesses 34 are not formed. As a member having low heat resistance, there are parts such as a resin member installed in the housing 12. In addition, when the concave portion 34 is not formed, a plurality of concave portions 34 may be formed in a portion that reflects unnecessary light toward the exhaust port 16 of the housing 12.
  • the light reaching the light shield from the light emitting unit of the light source device is irregularly reflected due to the plurality of concave portions 34.
  • the heat generation light and the leakage light are dispersed and irradiated to the member having low heat resistance and the exhaust port 16. And the light quantity which reaches
  • a region 32 in which a plurality of recesses 34 are formed is formed only in a part of the light shielding body 30.
  • the region 32 where the plurality of recesses 34 are formed is a portion where the temperature is likely to rise because unnecessary light is irradiated. Since the portion where the plurality of recesses 34 are formed reflects light without absorbing light, the light shield 30 does not generate more heat due to the recesses 34. Therefore, the recesses 34 may be provided on the entire surface of the light shield 30.
  • the light shield 30 is preferably a sheet metal formed of a metal material.
  • the light shield 30 can be formed by bending the press die, and at the same time, the recess 34 can be formed by shape transfer such as engraving.
  • the mold is not complicated, and the light shielding body can be mass-produced at a low cost.
  • the surface of the light shielding body 30 opposite to the surface having the plurality of recesses 34 is a flat surface. In other words, it is preferable to provide the plurality of recesses 34 only on one surface of the light shielding body 30.
  • the light source device 20 used in the projection display device 10 usually has a light shielding body made of metal. If a plurality of recesses 34 are formed in the light shielding body made of metal, there is an advantage that the amount of leakage light and heat generation light can be suppressed without adding new parts.
  • the recesses 34 have a quadrangular pyramid shape with a base of 0.4 mm and are arranged at a pitch of 0.5 mm.
  • the concave portion 34 is provided in a region that is approximately half or more of the area of the portion where it is desired to diffusely reflect unnecessary light. By doing so, unnecessary light can be reliably diffused and the amount of light reaching the heat resistant member or the exhaust port 16 can be suppressed.
  • the plurality of recesses 34 are regularly arranged, and there is a flat portion between the recesses 34. This flat portion may or may not be present.
  • the pitch is not limited to 0.5 mm.
  • the pitch may be in the range between 0.2 mm and 1.2 mm.
  • the pitch only needs to be sufficiently larger than the wavelength of unnecessary light (infrared rays), for example, 100 times or more of the wavelength.
  • the pitch is preferably 1.2 mm or less so as not to reduce the irregular reflection effect by the concave portion 34.
  • the angle formed by the surface where the recess 34 is formed and the side surface of the pyramid forming the recess 34 is 45 °.
  • the angle is not limited to 45 °.
  • the angle may be in a range between 30 ° and 60 °. If the angle is smaller than 30 °, the side surface of the pyramid is close to vertical, and if the angle is larger than 60 °, the side surface of the pyramid is close to a flat surface, so that the irregular reflection effect is reduced.
  • the depth of the recess 34 is preferably 0.2 mm.
  • the depth is not limited to 0.2 mm.
  • the depth may be in the range between 0.05 mm and 0.25 mm.
  • the thickness of the light shielding body 30 is preferably about 0.3 mm.
  • FIG. 9 shows the light shield 30 in the second embodiment.
  • the light shielding body 30 is formed with concave portions 35 regularly arranged in a matrix.
  • Each recess 35 has a regular triangular pyramid shape.
  • the concave portions 34 having different directions are arranged alternately.
  • FIG. 10 shows the light shield 30 in the third embodiment
  • FIG. 11 is a view of the light shield broken along the line CC in FIG.
  • the light shield 30 is formed with recesses 36 regularly arranged in a matrix.
  • Each recess 36 has a conical shape.
  • the recessed portions 34 are preferably arranged in a triangular lattice shape.
  • each convex portion is preferably a cone shape or a pyramid shape, and more preferably a regular pyramid shape.
  • the range similar to the pitch or size of a recessed part may be sufficient.
  • the light source device 20 used in the projection display device has been described in detail.
  • the light source device 20 can be used in any electronic apparatus other than the projection display device.

Abstract

　本発明の一目的は、光源装置おいて、発光部から発せられた出射光の一部を遮光しつつ当該出射光の一部の特定方向への反射を抑制することにある。光源装置は、光を発する発光部と、発光部から発せられた出射光を特定の方向へ反射するリフレクタと、リフレクタの側面または後方に配置された金属からなる遮光体と、を備えている。遮光体の少なくとも一部の領域に複数の凹部または凸部が形成されている。

Description

光源装置および電子機器
　本発明は、発光部から発せられた出射光の一部を遮光する遮光体を備えた光源装置、及び当該光源装置を備えた電子機器に関する。
　例えば投写型表示装置のような電子機器は、光源装置などの構成部品を収容する筐体を有する。このような投写型表示装置については小型化や軽量化の要望が強く、光源装置や表示デバイスを保持する部品の簡素化が重要となっている。このような背景を考慮し、装置の部品として、樹脂部品が使用されるケースが増加している。
　しかしながら、樹脂部品は、金属部品と比較して耐熱性が低いという問題がある。したがって、光源装置から射出された光のうち意図した方向以外の方向に進行する光（以下、不要光と称する。）や、当該不要光の照射により生じる熱からこれらの樹脂部品を保護するため、板金からなる遮光体が設けられることがある。
　不要光が板金に照射されると、不要光は板金で反射する。この反射光の一部は、筐体の隙間や開口から筐体の外部に漏れたり、耐熱性の低い樹脂部品を照射したりする。このような筐体の外部に漏れる不要光や樹脂部品を照射する不要光の光量を抑制するため、遮光板の一部を黒く塗装したり、遮光体の一部に黒いテープを貼ることが行われる。これにより、特定の方向に反射される不要光の光量を抑えることもできるが、黒い塗装や黒いテープは、不要光を吸収し易く、遮光体の温度上昇を招いてしまう。また、黒いテープは、剥がれ落ちることもある。
　国際公開第２００９／０３１２９９号、特開２００６－２８５２２３号及び特開２００９－１９８６２７号は、複数の角錐形状の凸部または凹部が配列された誘電体からなる反射防止構造体を開示している。これらの文献に開示されている反射防止構造体の凸部または凹部は、光の波長よりも小さな周期（ピッチ）で配置されている。この構造により、反射防止構造体に入射した不要光の反射は大幅に抑制され、不要光の大部分は反射防止構造体を透過するか反射防止構造体に吸収される。
　しかしながら、この反射防止構造体は、光を透過するため光を遮光することができない。出射光の一部の遮光を必要とする場合には、反射防止構造体は遮光体とともに使用される。このような反射防止構造体を追加すると、装置の重量の増加や、装置のコストアップの要因になる。したがって、出射光の一部を遮光しつつ当該出射光の一部の特定方向への反射を抑制する別の手段が望まれる。
国際公開第２００９／０３１２９９号 特開２００６－２８５２２３号公報 特開２００９－１９８６２７号公報
　本発明の一実施形態における光源装置は、光を発する発光部と、発光部から発せられた出射光を特定の方向へ反射するリフレクタと、リフレクタの側面または後方に配置された金属からなる遮光体と、を備えている。遮光体の少なくとも一部の領域に複数の凹部または凸部が形成されている。また、本発明は、当該光源装置を備えた電子機器も含む。
　上記の遮光体により、発光部から発せられた出射光の一部を遮光しつつ、当該出射光の一部の特定方向への反射を抑制することができる。
投写型表示装置の斜視図である。 筐体の底板に配置された光源装置を示す斜視図である。 光源装置の斜視図である。 図３に示す遮光体の斜視図である。 図４の領域Ａを拡大した拡大図である。 第１の実施例における遮光体を示す平面図である。 図６のＢ－Ｂ線で破断した遮光体を斜め方向から見た図である。 図６のＢ－Ｂ線に沿った遮光体の断面図である。 第２の実施例における遮光体を示す平面図である。 第３の実施例における遮光体を示す平面図である。 図１０のＣ－Ｃ線で破断した遮光体を斜め方向から見た図である。
　次に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。以下の実施形態では、電子機器として投写型表示装置を例に挙げて詳細に説明する。
　図１は光源装置を備えた投写型表示装置の斜視図である。投写型表示装置１０は、各構成部品を収容する筐体１２と、画像を形成する光をスクリーンに投写する投写レンズ１４と、を備えている。筐体１２には、内部の熱を排気する排気口１６が形成されている。
　筐体１２の内部には、光源装置２０や、光源装置２０から出射した光を光学処理する光学エンジンなどが設けられている。光源装置２０から出射した光は、光学エンジンの内部の光学部品によって光学処理された後、投写レンズ１４を通ってスクリーンに投写される。
　図２は、筐体１２の底板１３に配置された光源装置２０を示しており、図３は、光源装置２０の構成を示している。光源装置２０は、光を発する発光部と、当該発光部の周りに置かれた遮光体３０と、ランプホルダーと、を備えている。発光部は、例えば超高圧水銀ランプであって良い。また、光源装置２０は、発光部から発せられた光（出射光）を特定方向、例えば光学エンジンの方へ反射させるリフレクタ２４を備えている。リフレクタ２４の内面は鏡面加工されている。ランプホルダーは発光部を保持する部材である。
　遮光体３０は、光源装置２０の発光部の側方や後方に設けられている。本実施形態では、発光部はリフレクタ２４に囲まれており、このリフレクタ２４の側方や後方に遮光体３０が設けられている。もっとも、遮光体３０は、遮光する必要がある箇所であれば、任意の位置に設けられていて良い。
　図４は遮光体３０を示しており、図５は図４の領域Ａの拡大図である。遮光体３０は、金属からなり、発光部で発生した不要光を遮光する。ここで、不要光とは、出射光の一部であって、前述したとおり、光源装置２０から射出された光のうち意図した方向以外の方向に進行する光のことをいう。図３に示す実施形態では、不要光は、発光部から発せられ、リフレクタ２４とランプホルダーとの隙間などを通過した光であり、遮光体３０は、不要光が到達する部分に配置されている。
　図６は、第１の実施例における遮光体３０の平面図を示している。図７は、図６のＢ－Ｂ線に沿った破断した遮光体３０を斜め方向から見た斜視図である。図８は、図６のＢ－Ｂ線に沿った遮光体３０の断面図である。
　遮光体３０の少なくとも一部の領域３２には、複数の微小な凹部３４が配置されている。この凹部３４は、マトリックス状に規則的に配列していることが好ましい。本実施例では、各々の凹部３４は正四角錘形状となっている。この場合、凹部３４を密に配置するため、複数の凹部３４は正方格子状に配列されていることが好ましい。
　遮光体３０は、出射光の一部である不要光を反射する。凹部３４が形成されていない場合、遮光体３０で反射した不要光の一部は、耐熱性の低い部材を照射したり、筐体１２の排気口１６などから筐体の外部へ漏れたりする。したがって、耐熱性の低い部材を照射する不要光（以下、発熱光と呼ぶことがある。）や筐体から漏れる不要光（以下、漏れ光と呼ぶことがある。）の光量を抑制することが望まれる。
　図３および図４に示す遮光体３０では、遮光体３０の表面のうち、これらの発熱光や漏れ光の原因となる部分に、複数の凹部３４が形成されている。具体的には、凹部３４が形成されていない場合に不要光を耐熱性の低い部材に向けて反射する部分に、複数の凹部３４が形成されている。耐熱性の低い部材としては、筐体１２内に設置された樹脂部材などの部品がある。また、凹部３４が形成されていない場合に不要光を筐体１２の排気口１６に向けて反射する部分に、複数の凹部３４が形成されていても良い。
　光源装置の発光部から遮光体へ到達した光は複数の凹部３４のために乱反射される。その結果、発熱光や漏れ光が分散されて耐熱性の低い部材や排気口１６に照射される。そして、耐熱性の低い部材や排気口１６へ到達する光量が抑制される。
　また、遮光体３０の一部にのみ、複数の凹部３４が形成されている領域３２が形成されていることが好ましい。複数の凹部３４が形成された領域３２は、不要光が照射されるので温度が上昇やすい箇所となる。複数の凹部３４が形成された部分は、光を吸収することなく光を反射するので、凹部３４によって遮光体３０がより発熱することはない。よって、遮光体３０の全ての表面に凹部３４を設けてもよい。
　遮光体３０は、金属材料から形成された板金であることが好ましい。この場合、プレス金型の曲げ加工により遮光体３０を形成すると同時に、刻印のような形状転写により凹部３４を形成することができる。その結果、金型が複雑になることがなく、低コストで遮光体を量産することができる。このような金属加工から、遮光体３０の、複数の凹部３４を有する面の反対側の面は平面であることが好ましい。換言すると、遮光体３０の一方の面にのみ複数の凹部３４を設けることが好ましい。
　投射型表示装置１０に用いられる光源装置２０は、通常、金属からなる遮光体を有している。この金属から成る遮光体に複数の凹部３４を形成すれば、新たな部品の追加をすることなく、漏れ光や発熱光の光量を抑制することができるという利点がある。
　次に、凹部３４について詳細に述べる。図８に示すように、凹部３４は、底辺が０．４ｍｍの四角錐状の形状で、０．５ｍｍのピッチで配列されていることが好ましい。本実施例では、不要光を乱反射したい部分の面積のおおよそ半分以上の領域に凹部３４を設けている。このようにすることにより、不要光を確実に乱反射させ、耐熱性の低い部材や排気口１６へ到達する光量を抑制できる。本実施例では、複数の凹部３４が規則的に配置されており、凹部３４と凹部３４との間には平坦部がある。この平坦部はあってもなくてもよい。つまり、凹部３４が複数あればよい。また、前記ピッチは０．５ｍｍに限られない。例えば、当該ピッチは０．２ｍｍ～１．２ｍｍの間の範囲であって良い。当該ピッチは、不要光の波長（赤外線）よりも十分に大きければよく、例えば、該波長の１００倍以上がよい。また、凹部３４による乱反射効果を小さくしないように、当該ピッチは１．２ｍｍ以下がよい。
　さらに、凹部３４が形成されている面と凹部３４を形成する角錐の側面とがなす角度は４５°であることが好ましい。当該角度は４５°に限らず、例えば、当該角度は３０°～６０°の間の範囲であって良い。当該角度が３０°よりも小さいと角錐の側面が垂直に近くなり、当該角度が６０°よりも大きいと角錐の側面が平面に近くなるので、乱反射効果が小さくなってしまう。
　凹部３４の深さは、０．２ｍｍであることが好ましい。しかしながら、当該深さは０．２ｍｍに限られない。例えば、当該深さは０．０５ｍｍ～０．２５ｍｍの間の範囲であって良い。この場合、遮光体３０の板厚は、０．３ｍｍ程度であることが好ましい。
　図９は、第２の実施例における遮光体３０を示している。第２の実施例では、遮光体３０に、マトリックス状に規則的に配列された凹部３５が形成されている。各々の凹部３５は正三角錘形状となっている。この場合、凹部３４を密に配置するため、互いに向きの異なる凹部３４が交互に並んでいることが好ましい。
　図１０は、第３の実施例における遮光体３０を示しており、図１１は図１０のＣ－Ｃ線で破断した遮光体を斜め方向から見た図である。第３の実施例では、遮光体３０に、マトリックス状に規則的に配列された凹部３６が形成されている。各々の凹部３６は円錘形状となっている。この場合、凹部３４を密に配置するため、凹部３６は三角格子状に配列されていることが好ましい。
　図６～図１１では、遮光体３０に形成される凹部３４～３６の形状としていくつか好ましい例を挙げた。これらの例に限定されず、遮光体の凹部は、任意の角錐形状または円錐形状であって良い。また、遮光体３０に複数の微小な凸部が形成されていても良い。この場合、各々の凸部は、円錐形状または角錐形状であることが好ましく、正角錐形状であることがより好ましい。凸部のピッチまたはサイズについては、凹部のピッチまたはサイズと同様の範囲であって良い。
　上記の実施形態では、投射型表示装置に用いられる光源装置２０について詳細に説明したが、光源装置２０は、投射型表示装置以外の任意の電子機器に使用することができる。
　本発明の望ましい実施形態について提示し、詳細に説明したが、添付の特許請求の範囲の趣旨または範囲から逸脱しない限り、さまざまな変更及び修正が可能であることを理解されたい。
１０　　投射型表示装置
１２　　筐体
１３　　底板
１４　　投射レンズ
１６　　排気口
２０　　光源装置
２４　　リフレクタ
３０　　遮光体
３２　　微小構造領域
３４，３５，３６　　凹部

Claims (7)

  1. 　光を発する発光部と、
    　前記発光部から発せられた出射光を特定の方向へ反射するリフレクタと、
    　前記リフレクタの側面または後方に配置された金属からなる遮光体と、を備え、
    　前記遮光体の少なくとも一部の領域に複数の凹部または凸部が形成されている、光源装置。
  2. 　請求項１に記載の光源装置であって、
    　前記複数の凹部または凸部は、前記出射光の波長の１００倍以上のピッチで設けられている、光源装置。
  3. 　請求項１または請求項２に記載の光源装置であって、
    　前記複数の凹部または凸部はマトリックス状に規則的に配列している、光源装置。
  4. 　請求項１から３のいずれか１項に記載の光源装置であって、
    　前記複数の凹部または凸部は角錐形状である、光源装置。
  5. 　請求項１から４のいずれか１項に記載の光源装置であって、
    　前記複数の凹部または凸部を有する面の反対側の面は平面である、光源装置。
  6. 　請求項１から５のいずれか１項に記載の光源装置であって、
    　前記遮光体のうち、前記出射光の一部を耐熱性の低い部材に向けて反射する部分に、前記複数の凹部または凸部が形成されている、光源装置。
  7. 　請求項１から６のいずれか１項に記載の光源装置を備えた電子機器であって、
    　前記発光部及び前記遮光体を収容し、内部の熱を放出する排気口を有する筐体を備えており、
    　前記遮光体のうち、前記出射光の一部を前記排気口に向けて反射する部分に、前記複数の凹部または凸部が形成されている、電子機器。
     
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