JP2021156997A - プロジェクター - Google Patents
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Abstract
Description
また、半導体レーザーが配置された光入射面とは異なる蛍光体の側面には、ヒートシンク状の冷却部材が配置されている。
つまり、小型で冷却効率が良いプロジェクターを提供することを課題とする。
***プロジェクターの概要***
図1は、本実施形態に係るプロジェクターの概略構成図である。
プロジェクター100は、被投射面となるスクリーンSCR上にカラー映像を投射表示する投射型の画像表示装置である。
プロジェクター100は、照明装置80と、色分離光学系3と、光変調装置4R、光変調装置4G、光変調装置4Bと、光合成光学系5と、投射光学系6とを備えている。
色分離光学系3は、照明装置80からの照明光WLを赤色光LR、緑色光LG、青色光LBに分離する。光変調装置4R、光変調装置4G、光変調装置4Bはそれぞれ、赤色光LR、緑色光LG、青色光LBを画像情報に応じて変調し、各色の画像光を形成する。光合成光学系5は、各光変調装置4R,4G,4Bからの各色の画像光を合成する。投射光学系6は、光合成光学系5からの合成された画像光をスクリーンSCRに向かって投射する。
図2は、照明装置の概略構成を示す図である。
照明装置80は、第1光源装置11、第2光源装置12、ダイクロイックミラー13、均一照明光学系60などから構成されている。
光源71は、第1光源装置11における光源と同様に、青色光Bを出射する半導体レーザーを用いている。光源71は、1つの半導体レーザーで構成されていても良いし、複数の半導体レーザーで構成されていても良い。また、光源71は、LED(Light Emitting Diode)で構成されていても良い。
散乱板73は、光源71からの青色光Bを散乱させ、第1光源装置11から出射される蛍光光Yの配光分布に近い配光分布を有する青色光Bを生成する。散乱板73として、例えば、光学ガラスからなる磨りガラスを用いることができる。
コリメート光学系74は、第1レンズ74aと、第2レンズ74bと、を備える。コリメート光学系74は、散乱板73から出射された光を略平行化する。第1レンズ74a及び第2レンズ74bは、凸レンズで構成されている。
第2光源装置12から出射された青色光Bは、ダイクロイックミラー13により反射され、第1光源装置11から出射されてダイクロイックミラー13を透過した蛍光光Yと合成されることで白色の照明光WLとなる。照明光WLは、均一照明光学系60に入射する。
第1レンズアレイ40は、照明光WLを複数の部分光束に分割するための複数の第1レンズ40aを有する。複数の第1レンズ40aは、照明光軸79と直交する面内においてマトリクス状に配列されている。
偏光変換素子43は、第2レンズアレイ41から出射された光を直線偏光に変換する。偏光変換素子43は、例えば、偏光分離膜と位相差板と(図示せず)を備えている。
重畳レンズ44は、偏光変換素子43から出射された各部分光束を集光して、光変調装置4R、光変調装置4G、及び光変調装置4Bの画像形成領域の近傍に重畳させる。
上述した構成の照明装置80は、略均一な照度分布を有する照明光WLを色分離光学系3に向けて出射する。
図3Aは第1光源装置の側面図であり、図3Bは背面図、図3Cは平面図である。
第1光源装置11は、波長変換部25、第1光源部22、第2光源部24、第1冷却部28、第2冷却部29、ピックアップレンズ27などから構成されている。
また、蛍光体粒子は、1種であってもよいし、2種以上の材料を用いて形成された粒子が混合されたものが用いられても良い。蛍光体粒子としては、アルミナ等の無機バインダー中に蛍光体粒子を分散させたもの、或いは、バインダーを用いずに蛍光体粒子を焼結したものが好適に用いられる。
第1光源部22、および第2光源部24から出射された励起光B1は波長変換部25に入射する。波長変換部25は、励起光B1を第1波長帯とは異なる第2波長帯の第2の光としての蛍光光Yに変換し、蛍光光Yを第1端面25aから射出方向に向けて射出する。好適例において第2波長帯の光は、520nm〜580nmに発光強度のピークを有する黄色の光に相当する。なお、第2波長帯は、黄色を構成する波長帯として、480nm〜700nmの範囲内の光であれば良い。なお、ここでいう射出方向とは、第1端面25aから射出される蛍光光Yの光軸の方向であり、ピックアップレンズ27の光軸方向、および第1端面25aの法線方向、に沿う方向である。
また、第2冷却部29も、第1冷却部28と同じ構成である。詳しくは、基体29a、および複数のフィン29bから構成されたヒートシンクである。フィン29bは、第2フィンに相当する。第2冷却部29は、第2光源部24の基板23の背面に固定される。
第1光源装置11において、最大の発熱源は、第1光源部22、および第2光源部24であり、次いで波長変換部25、次いで第1冷却部28、第2冷却部29となる。図3Aに示すように、側面視においては、これらの発熱源が、波長変換部25を中心にして上下対象に一列に並んだ状態となっている。よって、この状態の第1光源装置11に対して、正対して冷却風を送風することにより、大きな冷却効果が期待できる。
図4Aはプロジェクターの冷却構成を示す平面図であり、図1に対応している。図4Bは冷却構成の側面図である。
プロジェクター100の筐体30は、略長方形をなしており、一方の長辺には、吸気口31が設けられている。他方の長辺には、投射光学系6、排気口33などが設けられている。光源装置の冷却構成は、第1のファン32、第2のファン34などから構成される。
第1のファン32は、軸流ファンであり、吸気口31に面して配置されている。第1のファン32は、吸気口31から外部の空気を取り入れ、冷却風として第1光源装置11に吹き付ける。
さらに、冷却風の一部は、図4Aの矢印で示すように、第1冷却部28の複数のフィン28bの間隙を通過し、第2のファン34に向かう。複数のフィン28bは、射出方向と交差する第2の方向としての冷却風の風上から風下方向(Y軸方向)に沿って延在しているため、冷却風は隣り合うフィン28bの間隙を通過することができる。冷却風は、隣り合うフィン28bの間隙を通過する際に第1冷却部28の熱を吸収する。なお、第2冷却部29の複数のフィン29bにおいても同様である。
よって、第1の方向および射出方向と交差する第2の方向としてのY軸方向に第1のファン32を配置することにより、第1冷却部28、第1光源部22、波長変換部25、第2光源部24、第2冷却部29に対して、冷却風を正面から一緒に当てることにより効率的に冷却することができる。
よって、蛍光体の対向面に配置された2つの光源を冷却するのに、蛍光体を挟んで2つの冷却ファンを向い合うように配置したことで、大型化していた従来の冷却構成と異なり、本願によれば、1つの第1のファン32による小型の構成で、2つの光源を効率良く冷却することができる。
従って、小型で冷却効率が良いプロジェクター100を提供することができる。
これによれば、第1のファン32による冷却風は隣り合うフィン28bの間隙を通過することができ、当該間隙を通過する際に第1冷却部28の熱を吸収することができる。よって、冷却効率が向上する。
これによれば、第1冷却部28、第1光源部22、波長変換部25、第2光源部24、第2冷却部29に対して、冷却風を正面から一緒に当てることにより効率的に冷却することができる。
これによれば、第1のファン32は、吸気口31から外部の空気を取り入れ、冷却風として第1光源装置11に吹き付ける。第1光源装置11を通過して吸熱した排気は、第2のファン34によって、排気口33から外部に放出される。図4A、図4Bに示すように、冷却風の経路は、第2の方向(Y軸方向)に沿って略直線となるため、風流の障害が少なく、冷却効率に優れている。
従って、小型で冷却効率が良いプロジェクター100を提供することができる。
なお、冷却風の経路は、好適例である略直線となる関係に限定するものではなく、第1の方向に直交する同一平面内に流路を形成することもできる。同一平面内であれば、平面に直交する上面や下面に流路を曲げるような直角の経路をとらず、比較的なだらかな角度で流路を形成することができる。また、筐体30は、照明装置80を収容する内部筐体であってもよいし、第1光源装置を収容する光源筐体であってもよい。
***第1光源装置の異なる構成***
図5Aは、本実施形態に係る第1光源装置の平面図であり、図3Cに対応している。図5Bは背面図であり、図3Bに対応している。
よって、第2の方向としてのX軸方向にファン38を配置することにより、第3冷却部58、第1光源部22、波長変換部25、第2光源部24、第4冷却部59に対して、冷却風を正面から一緒に当てることにより効率的に冷却することができる。
***その他の応用例***
上記実施形態では、3つの光変調装置4R,4G,4Bを備えるプロジェクター100を例示したが、1つの光変調装置でカラー映像を表示するプロジェクターに適用することも可能である。また、光変調装置として、デジタルミラーデバイスを用いても良い。
アップレンズ27と、第1冷却部28のストライプ状の複数のフィン28bとが主に観察
される。側面視においては、図3Aに示すように、第1冷却部28、第1光源部22、波
長変換部25、第2光源部24、第2冷却部29がZ軸方向に沿って配置されている。換
言すれば、射出方向と直交する第1の方向としてのZ軸方向に沿って、第1冷却部28、
第1光源部22、波長変換部25、第2光源部24、第2冷却部29が重なって配置され
ている。さらに換言すれば、第1の方向としてのZ軸方向に沿って、第1光源部22は、
波長変換部25と第1冷却部28との間に配置されており、第2光源部24は、波長変換
部25と第2冷却部29との間に配置されている。
第1光源装置11において、最大の発熱源は、第1光源部22、および第2光源部24
であり、次いで波長変換部25、次いで第1冷却部28、第2冷却部29となる。図3A
に示すように、側面視においては、これらの発熱源が、波長変換部25を中心にして上下
対称に一列に並んだ状態となっている。よって、この状態の第1光源装置11に対して、
正対して冷却風を送風することにより、大きな冷却効果が期待できる。
Claims (8)
- 第1波長帯の第1の光を射出する第1光源、を有する第1光源部と、
蛍光体を含み、前記第1光源部から射出された光を、前記第1波長帯とは異なる第2波長帯の第2の光に変換する波長変換部と、
前記第1光源部を冷却する第1冷却部と、を含む光源装置を有し、
前記波長変換部は、互いに対向する第1端面および第2端面と、前記第1端面および前記第2端面と交差し、互いに対向する第1側面および第2側面と、を有し、前記第1端面から射出方向に向けて前記第2の光を射出し、
前記第1端面および前記第2端面は、前記第1側面および前記第2側面よりも面積が小さく、
前記第1側面には、前記第1光源部が配置されており、
前記第1光源部は、前記射出方向と直交する第1の方向において、前記波長変換部と、前記第1冷却部との間に配置されている、プロジェクター。 - 前記第1冷却部には、複数の第1フィンが設けられ、
前記第1フィンは、前記第1の方向と交差する第2の方向に沿って延在している、
請求項1に記載のプロジェクター。 - 前記第2の方向は、前記射出方向と交差する、
請求項2に記載のプロジェクター。 - 前記第2の方向は、前記射出方向に沿っている、
請求項2に記載のプロジェクター。 - 前記光源装置は、
前記第1波長帯の第1の光を射出する第2光源、を有する第2光源部と、
前記第2光源部を冷却する第2冷却部と、を含み、
前記第2側面には前記第2光源部が配置され、
前記第1の方向において、前記第2光源部は、前記波長変換部と、前記第2冷却部との間に配置される、請求項1〜3のいずれか一項に記載のプロジェクター。 - 前記第2冷却部には、複数の第2フィンが設けられ、
前記第2フィンは、前記第2の方向に沿って延在している、請求項5に記載のプロジェクター。 - 前記第2の方向に沿って冷却媒体を供給する第1のファンを備える、請求項2〜4のいずれか一項に記載のプロジェクター。
- 前記光源装置を収容する筐体を備え、
前記第1のファンは、前記筐体の吸気口に面して配置され、
前記筐体の排気口に面して配置される第2のファンを、さらに備え、
前記第2の方向に沿って、前記第1のファン、前記光源装置、前記第2のファンの順番に配置される、請求項7に記載のプロジェクター。
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