JP6112333B2 - 光源装置及びプロジェクタ - Google Patents

Description

本発明は、光源装置及びプロジェクタに関する。

今日、パーソナルコンピュータの画面やビデオ画像、さらにメモリカード等に記憶されている画像データによる画像等をスクリーンに投影する画像投影装置としてのデータプロジェクタが多用されている。このプロジェクタは、光源から射出された光をＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）と呼ばれるマイクロミラー表示素子、又は、液晶板に集光させ、スクリーン上にカラー画像を表示させるものである。

そして、プロジェクタは、パーソナルコンピュータやＤＶＤプレーヤーなどの映像機器の普及に伴って、業務用プレゼンテーションから家庭用に至るまで、用途が拡大している。このようなプロジェクタにおいて、従来は高輝度の放電ランプを光源とするものが主流であったが、近年、光源として複数のレーザーダイオード等の半導体発光素子を用い、それに伴い複数のレンズやミラー等の光学部品により構成される光源装置の開発や提案が多々なされている。

そして、下記に示す特許文献１には、レンズホルダと光源ホルダとを、少なくとも３本の止めネジで組み付け、ねじ込むという簡単な構成で、ねじ込み量の大きさと、止めネジ相互のねじ込み量の差によって、発光素子の焦点合わせと、レンズに対する発光素子の光軸を調整することができる光源装置が提案されている。

特開２００４−３４１４５１号公報

しかしながら、上述の光源装置では、ネジで組み付けられたレンズホルダと光源ホルダとを分離すると光源ホルダに配置された発光素子を簡単に抜き取ることが可能であった。

本発明は上述したような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、発光素子の抜き取りを防止可能な光源装置、及びプロジェクタを提供することを目的とする。

本発明の光源装置は、フランジ部と当該フランジ部から突出するシリンダ部とを有する固体発光素子と、前記固体発光素子を支持するホルダと、を備える光源装置であって、前記固体発光素子は前記フランジ部から前記シリンダ部が突出する方向に向けて光を照射し、前記ホルダは、当該ホルダの第一の面に前記固体発光素子のフランジ部が挿入されるフランジ用凹部が形成され、前記フランジ用凹部と略同軸に且つ連続的に前記固体発光素子のシリンダ部が挿入されるシリンダ用凹部が形成され、前記固体発光素子のフランジ部が前記ホルダのフランジ用凹部に配置され、前記固体発光素子のシリンダ部が前記ホルダのシリンダ用凹部に配置され、且つ前記フランジ部の、前記固体発光素子の光照射方向側とは逆側の面が、前記ホルダの第一の面よりも、前記固体発光素子の光照射方向側に位置するように前記固体発光素子が前記ホルダの内部に配置されており、前記ホルダは、当該ホルダの前記第一の面とは逆側の第二の面に、前記固体発光素子の光照射口から照射される射出光を外方に通す光透過孔を有し、当該光透過孔の最小径は前記固体発光素子の光照射口と略同一な大きさであることを特徴とする。

本発明のプロジェクタは、光源装置と、表示素子と、前記光源装置からの光を前記表示素子に導光する光源側光学系と、前記表示素子から射出された画像をスクリーンに投影する投影側光学系と、前記光源装置や表示素子を制御するプロジェクタ制御手段と、を備え、前記光源装置が、本発明の上記記載の光源装置であることを特徴とする。

本発明によれば、発光素子の抜き取りを防止可能な光源装置、及びプロジェクタを提供することができる。

本発明の実施形態に係るプロジェクタを示す外観斜視図である。 本発明の実施形態に係るプロジェクタ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プロジェクタ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断面模式図である。 本発明の実施形態に係る光源装置の光透過孔を逆テーパー形状とした場合の断面模式図である。 本発明の実施形態に係る光源装置の光透過孔を階段形状とした場合の断面模式図である。 本発明の実施形態に係る光源装置のホルダにテーパーを形成した場合の断面模式図である。 本発明の実施形態に係る光源装置のホルダにテーパーを形成した場合の断面模式図である。

以下、本発明の実施形態を図に基づいて詳説する。図１は、プロジェクタ10の外観斜視図である。なお、本実施形態において、プロジェクタ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、前後とはプロジェクタ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。

そして、プロジェクタ10は、図１に示すように、略直方体形状であって、プロジェクタ筐体の前方の側板とされる正面パネル12の側方に投影口を覆うレンズカバー19を有するとともに、この正面パネル12には複数の吸気孔18を設けている。さらに、図示しないがリモートコントローラからの制御信号を受信するＩｒ受信部を備えている。

また、筐体の上面パネル11にはキー／インジケータ部37が設けられ、このキー／インジケータ部37には、電源スイッチキーや電源のオン又はオフを報知するパワーインジケータ、投影のオン、オフを切りかえる投影スイッチキー、光源ユニットや表示素子又は制御回路等が過熱したときに報知をする過熱インジケータ等のキーやインジケータが配置されている。

さらに、筐体の背面には、背面パネルにＵＳＢ端子やアナログＲＧＢ映像信号が入力される映像信号入力用のＤ−ＳＵＢ端子、Ｓ端子、ＲＣＡ端子、音声出力端子等を設ける入出力コネクタ部及び電源アダプタプラグ等の各種端子20が設けられている。また、背面パネルには、複数の吸気孔が形成されている。なお、図示しない筐体の側板である右側パネル、及び、図１に示した側板である左側パネル15には、各々複数の排気孔17が形成されている。また、左側パネル15の背面パネル近傍の隅部には、吸気孔18も形成されている。

次に、プロジェクタ10のプロジェクタ制御手段について図２の機能ブロック図を用いて述べる。プロジェクタ制御手段は、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、プロジェクタ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等により構成されている。

そして、このプロジェクタ制御手段により、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あと、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、このプロジェクタ10は、光源ユニット60から射出された光線束を後述の光源側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、投影側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、この投影側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、筐体の上面パネル11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ユニット60から射出されるように、光源ユニット60の赤色、緑色及び青色の波長帯域光を発光させる個別の制御を行う。

さらに、制御部38は、冷却ファン駆動制御回路43に光源ユニット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プロジェクタ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プロジェクタ本体の電源をオフにする等の制御も行う。

次に、このプロジェクタ10の内部構造について述べる。図３は、プロジェクタ10の内部構造を示す平面模式図である。プロジェクタ10は、図３に示すように、右側パネル14の近傍に制御回路基板241を備えている。この制御回路基板241は、電源回路ブロックや光源制御ブロック等を備えてなる。また、プロジェクタ10は、制御回路基板241の側方、つまり、プロジェクタ筐体の略中央部分に光源ユニット60を備えている。さらに、プロジェクタ10は、光源ユニット60と左側パネル15との間に光学系ユニット160を備えている。

光源ユニット60は、プロジェクタ筐体の左右方向における略中央部分であって背面パネル13近傍に配置される励起光照射装置70と、この励起光照射装置70から射出される光線束の光軸上であって正面パネル12の近傍に配置される蛍光発光装置100と、励起光照射装置70と蛍光発光装置100との間に配置される赤色光源装置120と、蛍光発光装置100からの射出光や赤色光源装置120からの射出光の光軸が同一の光軸となるように変換して、各色光を所定の一面であるライトトンネル175の入射口に集光する導光光学系140と、を備える。

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固体発光素子である複数の励起光源71から成る光源群72、各励起光源71からの射出光の光軸を正面パネル12方向に９０度変換する複数の反射ミラー75、複数の反射ミラー75で反射した各励起光源71からの射出光を集光する集光レンズ78、及び、励起光源71と右側パネル14との間に配置されたヒートシンク81等を備える。

光源群72は、複数の青色レーザーダイオードとされる励起光源71がマトリクス状に配列されて成る。また、各励起光源71の光軸上には、各青色レーザーダイオードからの射出光を平行光に変換する集光レンズであるコリメータレンズをマトリクス状に配列して形成したレンズアレイ73が配置されている。そして、複数の反射ミラー75は、階段状に配列されて、各励起光源71から射出される光源光束同士の間隔を狭めることにより、光源群72から射出される光線束の断面積を水平方向において縮小して、集光レンズ78に向けて反射する。

ヒートシンク81と背面パネル13との間には冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261とヒートシンク81とによって励起光源71が冷却される。さらに、反射ミラー75と背面パネル13との間にも冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261によって反射ミラー75や集光レンズ78が冷却される。

蛍光発光装置100は、正面パネル12と平行となるように、つまり、励起光照射装置70からの射出光の光軸と直交するように配置された蛍光ホイール101と、この蛍光ホイール101を回転駆動するホイールモータ110と、励起光照射装置70から射出される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から背面パネル13方向に射出される光線束を集光する集光レンズ群111と、蛍光ホイール101から正面パネル12方向に射出される光線束を集光する集光レンズ115と、を備える。

蛍光ホイール101は、励起光照射装置70からの射出光を励起光として受けて緑色波長帯域の蛍光発光光を射出する緑色蛍光発光領域と、励起光照射装置70からの射出光を拡散透過する拡散透過領域と、が周方向に並設してなる。また、緑色蛍光発光領域における基材は銅やアルミニウム等から成る金属基材であって、この基材の背面パネル13側の表面は、銀蒸着等によってミラー加工されており、このミラー加工された表面に緑色蛍光体の層が敷設されている。さらに、拡散透過領域における基材は透光性を有する透明基材であって、この基材の表面には、サンドブラスト等によって微細凹凸が形成されている。

そして、蛍光ホイール101の緑色蛍光体層に照射された励起光照射装置70からの射出光は、緑色蛍光体層における緑色蛍光体を励起し、緑色蛍光体から全方位に蛍光発光された光線束は、直接背面パネル13側へ、あるいは、蛍光ホイール101の表面で反射した後に背面パネル13側へ射出され、集光レンズ群111に入射する。また、蛍光ホイール101の拡散透過領域に照射された励起光照射装置70からの射出光は、微細凹凸によって拡散された拡散透過光として集光レンズ115に入射する。なお、ホイールモータ110と正面パネル12との間には冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261によって蛍光発光装置100等が冷却される。

赤色光源装置120は、励起光源71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からの射出光を集光する集光レンズ群125と、を備える単色発光装置である。この赤色光源121は、赤色波長帯域の光を発する赤色発光ダイオードである。そして、この赤色光源装置120は、励起光照射装置70からの射出光及び蛍光ホイール101から射出される緑色波長帯域光と光軸が交差するように配置されている。さらに、赤色光源装置120は、赤色光源121の右側パネル14側に配置されるヒートシンク130を備える。そして、ヒートシンク130と正面パネル12との間には冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261によって赤色光源121が冷却される。

そして、導光光学系140は、赤色、緑色、青色波長帯域の光線束を集光させる集光レンズや、各色波長帯域の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、ダイクロイックミラー等からなる。具体的には、励起光照射装置70から射出される青色波長帯域光及び蛍光ホイール101から射出される緑色波長帯域光と、赤色光源装置120から射出される赤色波長帯域光とが交差する位置に、青色及び赤色波長帯域光を透過し、緑色波長帯域光を反射してこの緑色光の光軸を左側パネル15方向に９０度変換する第一ダイクロイックミラー141が配置されている。

また、蛍光ホイール101を拡散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との間には、青色波長帯域光を反射してこの青色光の光軸を左側パネル15方向に９０度変換する第一反射ミラー143が配置されている。さらに、第一反射ミラー143で反射した青色波長帯域光の光軸上であって光学系ユニット160の近傍には、この青色光の光軸を背面パネル13方向に９０度変換する第二反射ミラー145が配置されている。

また、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及びこの光軸と一致するように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、第二反射ミラー145で反射した青色波長帯域光の光軸とが交差する位置には、青色波長帯域光を透過し、赤色及び緑色波長帯域光を反射してこれら赤色及び緑色光の光軸を背面パネル13方向に９０度変換する第二ダイクロイックミラー148が配置されている。そして、ダイクロイックミラーや反射ミラーの間には、夫々集光レンズが配置されている。さらに、ライトトンネル175の近傍には、ライトトンネル175の入射口に光源光を集光する集光レンズ173が配置されている。

光学系ユニット160は、励起光照射装置70の左側方に位置する照明側ブロック161と、背面パネル13と左側パネル15とが交差する位置の近傍に位置する画像生成ブロック165と、導光光学系140と左側パネル15との間に位置する投影側ブロック168と、の３つのブロックによって略コの字状に構成されている。

この照明側ブロック161は、光源ユニット60から射出された光源光を画像生成ブロック165が備える表示素子51に導光する光源側光学系170の一部を備えている。この照明側ブロック161が有する光源側光学系170としては、光源ユニット60から射出された光線束を均一な強度分布の光束とするライトトンネル175や、ライトトンネル175から射出された光を集光する集光レンズ178、ライトトンネル175から射出された光線束の光軸を画像生成ブロック165方向に変換する光軸変換ミラー181等がある。

画像生成ブロック165は、光源側光学系170として、光軸変換ミラー181で反射した光源光を表示素子51に集光させる集光レンズ183と、この集光レンズ183を透過した光線束を表示素子51に所定の角度で照射する照射ミラー185と、を有している。さらに、画像生成ブロック165は、表示素子51とするＤＭＤを備え、この表示素子51と背面パネル13との間には表示素子51を冷却するためのヒートシンク190が配置されて、このヒートシンク190によって表示素子51が冷却される。また、表示素子51の正面近傍には、投影側光学系220としての集光レンズ195が配置されている。

投影側ブロック168は、表示素子51で反射されたオン光をスクリーンに放出する投影側光学系220のレンズ群を有している。この投影側光学系220としては、固定鏡筒に内蔵する固定レンズ群225と可動鏡筒に内蔵する可動レンズ群235とを備えてズーム機能を備えた可変焦点型レンズとされ、レンズモータにより可動レンズ群235を移動させ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。

次に、本発明の青色波長帯域光を発する光源装置であるとともに、緑色波長帯域光を発する光源装置における励起光照射装置70であるレンズアレイ73及び青色レーザーダイオードからなる励起光源71を有する光源装置の構成について図を用いて詳細に説明する。図４は、光源装置のレンズアレイ73、励起光源71、ホルダ79、及び、ベース91等の実装構造を示す断面模式図である。なお、本実施形態において、本発明の光源装置における左右とは、図４に示す励起光源71の射出方向に対しての左右を示し、前後については、励起光源71の射出方向を前方向とする。

励起光照射装置70は、所定の波長帯域の光を照射する複数の励起光源71、複数の励起光源71から射出される各光を平行光として集光させる複数のコリメータレンズからなるレンズアレイ73、レンズアレイ73を配置させるとともに励起光源71を埋没するように格納させるホルダ79、レンズアレイ73をホルダ79に配置させて固定させる押さえ板金89、ホルダ79後方に配置されて励起光源71の冷却用のヒートシンク81と熱接続されるベース91を備える。

励起光源71は、青色の波長帯域の光を照射する複数個の半導体発光素子である青色レーザーダイオードがマトリクス状に配列されている。そして、この励起光源71は、フランジ部71aとこのフランジ部71aから突出するシリンダ部71bとを有し、フランジ部71aからシリンダ部71bが突出する方向に向けて光を照射する。また、この励起光源71は、フランジ部71aの後方の面がホルダ79の後方の面よりも励起光源71の光照射方向側に位置するようにしてホルダ内に埋没するように設置させている。

ホルダ79は、アルミニウム等の放熱部材であって、励起光源71のシリンダ部71bを収納するための円柱形状をして光線の射出用に中央にシリンダ部71bよりも小径であって、レーザーの光射出部のガラス径と略一致する径の光透過孔79fを有するシリンダ用凹部79bと、励起光源71のフランジ部71aを収納するための凹部であるフランジ用凹部79aと、を形成している。即ち、ホルダ79は、ホルダ後面79k（第一の面）に励起光源71のフランジ部71aが挿入されるフランジ用凹部79aが形成され、フランジ用凹部79aと略同軸に且つ連続的に励起光源71のシリンダ部71bが挿入されるシリンダ用凹部79bが形成されている。

そして、励起光源71の円柱形状のフランジ部71aの径は、ホルダ79の円柱形状のフランジ用凹部79aの径と略同一とし、励起光源71をホルダ79に、例えば、圧入するように配置して、励起光源71を固定させている。そして、励起光源71の射出光の光軸に対する垂直方向の位置出しについては、ホルダ79のフランジ側面71iが励起光源71のフランジ部71aの外周、即ちホルダ79のフランジ用凹部側壁面79jと接するように形成して、励起光源71をホルダ79に配置することで適正とさせている。

なお、例えば、ホルダ79内で圧入するように励起光源71を配置させるとともに、さらにフランジ側面71iからフランジ後方の面にかけて接着剤、例えば熱伝導性接着剤を充填させて励起光源71をホルダ79に固定させることとしてもよい。つまり、フランジ部71aの側面71iとホルダ79のフランジ用凹部側壁面79jとの間に接着剤が充填される。

そして、ホルダ79は、励起光源71の光照射口71cの周縁のシリンダ部71bの前面を、当該前面と対向するホルダ79のシリンダ用凹部79bのシリンダ受け部79dに接触することで光軸方向の位置調整を適正とさせている。

レンズアレイ73は、板状で略長方形の形状をしており、透光性を有するガラス素材（硝材）等からなり、複数の励起光源71のそれぞれに対応して配列され、各光を平行光として集光させる複数のコリメータレンズが一体的に成形されており、平板部とレンズ部とが一体で成形されている。

そして、レンズアレイ73は、平板部周縁でホルダ79のレンズ受け部79cで位置決めされて光軸方向の取り付け位置を規制させて固定される。

また、レンズアレイ73後方に位置するホルダ79は、ホルダ前面79l（第二の面）に励起光源71のシリンダ部71bの径よりも小径、即ち、励起光源71の光照射口71cとなるガラス部の径と略同一の径の励起光源71の光照射口71cから照射される光を外方に通す光透過孔79fを有する。即ち、そして、光透過孔79fは、側壁をライトガイド側壁79eとして活用する。

例えば、ライトガイド側壁79eは、シリンダ用凹部79bの光線射出用の光透過孔79fの側壁を鏡面処理とすることにより、相互に光があたって確実に光を孔から前方に射出することができる。

また、光透過孔79fは、励起光源71の光照射口71cから離れるに従って順次、光透過孔79fの平面形状が広くなるよう、即ち、シリンダ用凹部79bの光線射出用の光透過孔79fの形状を励起光源71の光照射口71cとなるガラス部の径と略同一の径から順次前方を広くするように形成してもよい。例えば、図５に示すような逆テーパー形状又は図６に示すような階段状とすることにより、光を孔壁に照射させて無駄に発熱させることを防止することができる。また、光透過孔79fの形状を階段状にすれば、ライトガイド側壁79eの表面積が大きくなるので、空気に触れる面積を増やすことができ、冷却効果を高めることができる。

このように、ホルダ79の光透過孔79fの側壁をライトガイド側壁79eとして加工することにより、励起光源71により射出される光が孔壁に照射させて無駄に発熱させたり、光を減衰させるのを防止することができる。

なお、光透過孔79fの直径又は最小径を励起光源71の光照射口71cとなるガラス部の径と略同一な径とすることにより、例えば、励起光源71の抜き取りを実行しようとして、前方から突き棒等により押し出そうとすればガラス部を損傷させることとなる。励起光源71のシリンダ部内には、レーザー光を発生させる発光体が配置され且つ半導体レーザーとしての高い発光効率を維持するために窒素などの不活性ガスが充填されている。もし、励起光源71のガラス部が破損し、シリンダ部内に空気が入った場合、空気中の酸素でレーザー光を発生させる発光体の発光層が劣化して発光効率が著しく低下することとなる。このような構成にすることで、ホルダの前方から突き棒等を利用して、正常な励起光源71を抜き取ることを出来なくしている。

このようにして、光源装置は、励起光源71のフランジ部71aの後方の面がホルダ79の後方の面よりも励起光源71の光照射方向側に位置するようにして、励起光源71をホルダ内に埋没させることにより、励起光源71の抜き取りを防止可能とすることができる。

なお、上記実施形態では、励起光源71の抜き取りを防止可能な光源装置、及びプロジェクタ10について説明してきたが、この構成に限定されるものではなく、例えば、ベースを不要とし、直接ホルダをヒートシンクに熱接続させる構成としても構わない。

また、ホルダ79のフランジ用凹部79aは、励起光源71のフランジ部71aを圧入する形状とした凹部を形成しているとして説明してきたが、これに限定されるものでなく、例えば、図７に示すようにフランジ用凹部79aの励起光源71が挿入される入口近傍をテーパー形状79iとして、励起光源71をホルダ内部に配置しやすくする構成としても構わない。

また、励起光源71の射出光の光軸に対する垂直方向の位置出しについて、ホルダ79が励起光源71のフランジ部71aの外周、即ちホルダ79のフランジ用凹部側壁面79jと接するように形成して、励起光源71を配置するだけで適正な位置となる構成で説明してきたが、それに限定されず、例えば、ホルダ79は、励起光源71のシリンダ部71bの外周、即ちホルダ79のシリンダ用凹部側壁面79mに接するように形成されているようにしても構わない。つまり、ホルダ79は、シリンダ用凹部79bを励起光源71の円柱形状をしたシリンダ部71bの外周に接触するような凹部に形成させて適用するようにしても構わない。

そして、このホルダ79のシリンダ用凹部79bを、図８に示すようにシリンダ用凹部79bの励起光源71が挿入される入口近傍をテーパー形状79gとさせれば、励起光源71の配置を容易とすることができる。

なお、上記実施形態では、プロジェクタ10の光源装置として青色光源を兼ねた励起光照射装置70の構成について説明してきたが、本発明の光源装置は、例えば、プロジェクタ10の赤色光源装置や緑色光源装置についても複数の光源が行及び列をなすように平面状に配列された光源群と、各光源から射出された各光線束を集光させる等のレンズ群と、を有する光学系の構成とする場合には同様に適用できる。

また、上記実施形態では、プロジェクタ10の光源装置として、半導体発光素子である青色レーザーダイオードをマトリクス状に複数配置して形成される励起光照射装置70の構成について説明してきたが、本発明の光源装置は、例えば、１個の素子であっても発光量の大きな発光素子による光源と、その光源から射出された光線束を集光させる集光レンズ等のレンズと、による光源装置の構成とする場合にも同様に適用できる。

以上のように本発明の実施形態によれば、発光素子である励起光源71の正常状態での抜き取りを防止可能な光源装置、及びプロジェクタ10を提供することができる。

そして、本発明の実施形態によれば、ホルダ79の前面に光透過孔79fが形成され、その光透過孔79fは励起光源71の光照射口71cであるガラス部と略同一な大きさの孔であることから、前方から押し出すように抜き取る動作を行うと、励起光源71を破壊させてしまい、正常に励起光源71を抜き取ることを防止している。

また、本発明の実施形態によれば、シリンダ用凹部79bの光透過孔79fの側面には鏡面処理、又は、励起光源71の光照射口71cから離れるに従って順次、光透過孔79fの平面形状が広くなるようにした逆テーパー形状または階段形状とすることにより、励起光源71の射出光を投影光として効率良く利用することができる。

さらに、本発明の実施形態によれば、励起光源71のシリンダ部71bの前面と当該前面と対向するホルダ79のシリンダ用凹部79bの受け面であるシリンダ受け部79dとが接触することにより、光軸方向の位置調整を適正とすることができる。

また、本発明の実施形態によれば、励起光源71としてレーザーダイオードを用いることにより、蛍光体を効率よく励起させて発光させることができる。そして、蛍光ホイール101に、少なくとも緑色波長帯域光を発する蛍光体を有する蛍光体層を形成することで、原色である緑色の波長帯域光を生成することができる。

さらに、本発明の実施形態によれば、ホルダ79のフランジ用凹部79aは、励起光源71のフランジ部71aの外周に接触するように形成されていれば、光軸垂直方向の位置を適正とすることができる。

そして、本発明の実施形態によれば、励起光源71のフランジ部71aの側面とホルダ79のフランジ用凹部79aのフランジ用凹部側壁面79jとの間に接着剤80を充填させてホルダ79と励起光源71を固定させることにより、光源装置におけるホルダ79を抜き取られても、励起光源71単体を正常状態で取り外されることを防止している。

さらに、本発明の実施形態によれば、励起光源71のフランジ部71aの外周に接触するように形成されている場合に、ホルダ79のフランジ用凹部79aの前記固体発光素子が挿入される凹部入口近傍をテーパー形状79iとすることにより、励起光源71をホルダ79内部に容易に配置することができる。

また、本発明の実施形態によれば、ホルダ79のシリンダ用凹部79bは、励起光源71のシリンダ部71bの外周に接触するように形成されていれば、光軸垂直方向の位置を適正とすることができる。

そして、本発明の実施形態によれば、ホルダ79のシリンダ用凹部79bは、前記固体発光素子が挿入される凹部入口近傍をテーパー形状79gとすることにより、励起光源71をホルダ79内部に容易に配置することができる。

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] フランジ部と当該フランジ部から突出するシリンダ部とを有する固体発光素子と、前記固体発光素子を支持するホルダと、を備える光源装置であって、
前記固体発光素子は前記フランジ部から前記シリンダ部が突出する方向に向けて光を照射し、
前記ホルダは、当該ホルダの第1の面に前記固体発光素子のフランジ部が挿入されるフランジ用凹部が形成され、前記フランジ用凹部と略同軸に且つ連続的に前記固体発光素子のシリンダ部が挿入されるシリンダ用凹部が形成され、
前記固体発光素子のフランジ部が前記ホルダのフランジ用凹部に配置され、前記固体発光素子のシリンダ部が前記ホルダのシリンダ用凹部に配置され、且つ前記フランジ部の、前記固体発光素子の光照射方向側とは逆側の面が、前記ホルダの第一の面よりも、前記固体発光素子の光照射方向側に位置するように前記固体発光素子が前記ホルダの内部に配置されていることを特徴とする光源装置。
[２] 前記ホルダは、当該ホルダの前記第１の面とは逆側の第２の面に、前記固体発光素子の光照射口から照射される射出光を外方に通す光透過孔を有し、当該光透過孔は前記固体発光素子の光照射口と略同一な大きさの孔であることを特徴とする上記[１]に記載の光源装置。
[３] 前記光透過孔の側壁を鏡面処理することを特徴とする上記[２]に記載の光源装置。
[４] 前記光透過孔は、前記固体発光素子の光照射口から離れるに従って順次、前記光透過孔の平面形状が広くなるように形成されていることを特徴とする上記[２]又は上記[３]に記載の光源装置。
[５] 前記固体発光素子のシリンダ部の、前記固体発光素子の光照射方向側の面と、前記ホルダのシリンダ用凹部とが接触していることを特徴とする上記[１]乃至上記[４]の何れかに記載の光源装置。
[６] 前記固体発光素子は、レーザーダイオードであることを特徴とする上記[１]乃至上記[５]の何れかに記載の光源装置。
[７] 前記固体発光素子の前記フランジ部の外周に接触するように前記ホルダのフランジ用凹部が形成されていることを特徴とする上記[１]乃至上記[６]の何れかに記載の光源装置。
[８] 前記固体発光素子の前記フランジ部の側面と前記ホルダのフランジ用凹部の側壁面との間に接着剤が充填されていることを特徴とする上記[１]乃至上記[７]の何れかに記載の光源装置。
[９] 前記ホルダのフランジ用凹部の、当該フランジ用凹部へ前記固体発光素子が挿入される入口近傍がテーパ形状となるように形成されていることを特徴とする上記[１]乃至上記[８]の何れかに記載の光源装置。
[１０] 前記ホルダのシリンダ用凹部は、前記固体発光素子の前記シリンダ部の外周に接触するように形成されていることを特徴とする上記[１]乃至上記[６]の何れかに記載の光源装置。
[１１] 前記ホルダのシリンダ用凹部の、当該シリンダ用凹部へ前記固体発光素子が挿入される入口近傍がテーパ形状となるように形成されていることを特徴とする上記[１０]に記載の光源装置。
[１２] 光源装置と、
表示素子と、
前記光源装置からの光を前記表示素子に導光する光源側光学系と、
前記表示素子から射出された画像をスクリーンに投影する投影側光学系と、
前記光源装置や表示素子を制御するプロジェクタ制御手段と、を備え、
前記光源装置が、上記[１]乃至上記[１１]の何れかに記載の光源装置であることを特徴とするプロジェクタ。

10 プロジェクタ 11 上面パネル
12 正面パネル
13 背面パネル 14 右側パネル
15 左側パネル 17 排気孔
18 吸気孔 19 レンズカバー
20 各種端子 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 光源ユニット
70 励起光照射装置 71 励起光源
71a フランジ部 71b シリンダ部
71c 光照射口 71i フランジ側面
72 光源群
73 コリメータレンズ 75 反射ミラー群
78 集光レンズ
79 ホルダ 79a フランジ用凹部
79b シリンダ用凹部 79c レンズ支持部
79d シリンダ受け部 79e ライトガイド側壁
79f 光透過孔 79g テーパー形状
79i テーパー形状 79j フランジ用凹部側壁面
79k ホルダ後面 79l ホルダ前面
79m シリンダ用凹部側壁面
80 接着剤 81 ヒートシンク
89 押え板
91 ベース
100 蛍光発光装置 101 発光ホイール
110 ホイールモータ
111 集光レンズ群 115 集光レンズ
120 赤色光源装置 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 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 148 第二ダイクロイックミラー
160 光学系ユニット 161 照明側ブロック
165 画像生成ブロック 168 投影側ブロック
170 光源側光学系 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 220 投影側光学系
225 固定レンズ群 235 可動レンズ群
241 制御回路基板 261 冷却ファン

Claims (11)

1. フランジ部と当該フランジ部から突出するシリンダ部とを有する固体発光素子と、前記固体発光素子を支持するホルダと、を備える光源装置であって、
   前記固体発光素子は前記フランジ部から前記シリンダ部が突出する方向に向けて光を照射し、
   前記ホルダは、当該ホルダの第一の面に前記固体発光素子のフランジ部が挿入されるフランジ用凹部が形成され、前記フランジ用凹部と略同軸に且つ連続的に前記固体発光素子のシリンダ部が挿入されるシリンダ用凹部が形成され、
   前記固体発光素子のフランジ部が前記ホルダのフランジ用凹部に配置され、前記固体発光素子のシリンダ部が前記ホルダのシリンダ用凹部に配置され、且つ前記フランジ部の、前記固体発光素子の光照射方向側とは逆側の面が、前記ホルダの第一の面よりも、前記固体発光素子の光照射方向側に位置するように前記固体発光素子が前記ホルダの内部に配置されており、
   前記ホルダは、当該ホルダの前記第一の面とは逆側の第二の面に、前記固体発光素子の光照射口から照射される射出光を外方に通す光透過孔を有し、当該光透過孔の最小径は前記固体発光素子の光照射口と略同一な大きさであることを特徴とする光源装置。
   
2. 前記光透過孔の側壁を鏡面処理することを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 前記光透過孔は、前記固体発光素子の光照射口から離れるに従って順次、前記光透過孔の平面形状が広くなるように形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光源装置。
4. 前記固体発光素子のシリンダ部の、前記固体発光素子の光照射方向側の面と、前記ホルダのシリンダ用凹部とが接触していることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の光源装置。
5. 前記固体発光素子は、レーザーダイオードであることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の光源装置。
6. 前記固体発光素子の前記フランジ部の外周に接触するように前記ホルダのフランジ用凹部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の光源装置。
7. 前記固体発光素子の前記フランジ部の側面と前記ホルダのフランジ用凹部の側壁面との間に接着剤が充填されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載の光源装置。
8. 前記ホルダのフランジ用凹部の、当該フランジ用凹部へ前記固体発光素子が挿入される入口近傍がテーパー形状となるように形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れかに記載の光源装置。
9. 前記ホルダのシリンダ用凹部は、前記固体発光素子の前記シリンダ部の外周に接触するように形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の光源装置。
10. 前記ホルダのシリンダ用凹部の、当該シリンダ用凹部へ前記固体発光素子が挿入される入口近傍がテーパー形状となるように形成されていることを特徴とする請求項９に記載の光源装置。
11. 光源装置と、
    表示素子と、
    前記光源装置からの光を前記表示素子に導光する光源側光学系と、
    前記表示素子から射出された画像をスクリーンに投影する投影側光学系と、
    前記光源装置や表示素子を制御するプロジェクタ制御手段と、
    を備え、
    前記光源装置が、請求項１乃至請求項１０の何れかに記載の光源装置であることを特徴とするプロジェクタ。
    

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