JP6393101B2 - 光モジュールおよび投写型画像表示装置 - Google Patents
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Description
本発明は、光モジュールおよび投写型画像表示装置に関し、例えば、発光ダイオードなどの複数の発光素子を用いた光学モジュールおよび投写型画像表示装置に関する。
近年、手軽に持ち歩きが可能で、大きな画面で表示できる小型プロジェクタの開発が盛んである。すでにノートＰＣなどに接続できる小型のプロジェクタや、記録画像を投写できるプロジェクタを内蔵したビデオカメラなどが市販されている。今後、携帯電話やスマートフォンに内蔵されるものも登場すると思われる。
プロジェクタとしては、従来のランプ光源に代わり発光ダイオードを光源として用いる投写型画像表装置が知られている。このような投写型画像表装置は、画像の高輝度を生かして自動車などに搭載され、フロントガラスに投写して、ナビゲートの表示などを行うヘッドアップディスプレイへの展開が考えられている。この発光ダイオードは、ランプよりも長寿命、省電力であるといった利点がある。その一方で、発光ダイオード、特に、赤色の発光ダイオードは、温度上昇による光量の低下が顕著であるという特徴がある。
赤色、緑色、青色の３色の光を混光して画像を描画する投写型画像表示装置において、使用時間とともに赤色の光源の温度が上昇して光量が低下すると、赤色の光量に合わせて緑色と青色の光量を下げざるを得ない。このため、この特徴は、長時間にわたって明るい映像を維持できなくなるなどの問題を生じさせる。したがって、明るい映像を実現するためには、赤色の光源の温度上昇を低減して、光量の低下を抑えることが重要である。
この改善策として、放熱板を介して放熱する方法が、特開２０１０−１７７０７６号公報（特許文献1）に開示されている。特許文献１には、ＬＥＤ（発光ダイオード）基板からの熱を、放熱板を介してフレームに伝達し、ＬＥＤの温度上昇を防ぐことが記載されている。
自動車などに搭載するヘッドアップディスプレイなど使用温度が高い光モジュールに対しては、放熱性の向上が必要となる。
しかしながら特許文献１の構造は、更なる放熱性の向上のためには大型化してしまうという課題があった。
本発明の目的は、装置の大型化を伴うことなく簡便で光源の放熱性を向上させる構造を備えた光モジュール及び投写型画像表示装置を提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明の光モジュールは、光源と、前記光源を搭載した基板と、前記基板が取り付けられ前記基板を補強する補強板とを有して構成される光源搭載部品を複数備え、前記光源搭載部品を光学部品が装備される筺体の側面に取り付け、複数の光源からの光を結合し所望の位置に照射する光モジュールにおいて、前記光源搭載部品が取り付けられる筺体側面の外周側に形成された突出部を備え、前記補強板の前記基板が取り付けられる面とは異なる面に熱伝導可能に接続される第一の面と前記突出部に熱伝導可能に接続される第二の面とを有し、前記第一の面と前記第二の面とがＬ字状を成す熱伝導部材を備え、前記熱伝導部材は、前記第一の面の裏面側に前記第一の面に沿って前記第二の面に近づくに従って前記第一の面との間に形成される肉厚が厚くなるように形成された斜面と、前記斜面の両側に設けられるねじ配置面と、を有し、前記ねじ配置面は、ねじの締結力により、前記第一の面が前記補強板に押し付けられ、かつ前記第二の面が前記突出部に押し付けられるように、前記突出部及び前記補強板に対して斜めの面で構成されること特徴とする。
また、本発明の光モジュールは、光源と、前記光源を搭載した基板と、前記基板が取り付けられ前記基板を補強する補強板とを有して構成される光源搭載部品を複数備え、前記光源搭載部品を光学部品が装備される筺体の側面に取り付け、複数の光源からの光を結合し所望の位置に照射する光モジュールにおいて、前記光源搭載部品が取り付けられる筺体側面の外周側に形成された突出部を備え、前記補強板の前記基板が取り付けられる面とは異なる面に熱伝導可能に接続される第一の面と、前記突出部に熱伝導可能に接続される第二の面とを有する熱伝導部材を備え、前記熱伝導部材は、前記第一の面の裏面側に、前記第一の面に沿って前記第二の面に近づくに従って、前記第一の面との間に形成される肉厚が厚くなるように形成された斜面を有し、前記斜面は、前記光源を中心に配置Ｕ、前記熱伝導部材の中心に対してオフセットして配置されたこと特徴とする。
また、本発明の光モジュールは、光源と、前記光源を搭載した基板と、前記基板が取り付けられ前記基板を補強する補強板とを有して構成される光源搭載部品を複数備え、前記光源搭載部品を光学部品が装備される筺体の側面に取り付け、複数の光源からの光を結合し所望の位置に照射する光モジュールにおいて、前記複数の光源は相互に垂直に交わる２つの筐体側面に分けて設けられ、前記光源搭載部品が取り付けられる筺体側面の外周側に形成された突出部を備え、前記補強板の前記基板が取り付けられる面とは異なる面に熱伝導可能に接続される第一の面と、前記突出部に熱伝導可能に接続される第二の面とを有する熱伝導部材を備え、前記熱伝導部材は、前記第一の面の裏面側に前記第一の面に沿って前記第二の面に近づくに従って前記第一の面との間に形成される肉厚が厚くなるように形成された斜面を有し、さらに前記熱伝導部材は、全ての光源に設置できるようにＬ字状の構造となっており、前記Ｌ字状の構造の中に２つの斜面を持つこと特徴とする。
また、本発明の光モジュールは、光源と、前記光源を搭載した基板と、前記基板が取り付けられ前記基板を補強する補強板とを有して構成される光源搭載部品を複数備え、前記光源搭載部品を光学部品が装備される筺体の側面に取り付け、複数の光源からの光を結合し所望の位置に照射する光モジュールにおいて、前記光源搭載部品が取り付けられる筺体側面の外周側に形成された突出部を備え、前記補強板の前記基板が取り付けられる面とは異なる面に熱伝導可能に接続される第一の面と、前記突出部に熱伝導可能に接続される第二の面とを有する熱伝導部材を備え、前記熱伝導部材は、前記第一の面の裏面側に、前記第一の面に沿って前記第二の面に近づくに従って、前記第一の面との間に形成される肉厚が厚くなるように形成された斜面を有し、前記斜面は、前記光源を中心に配置Ｕ、前記熱伝導部材の中心に対してオフセットして配置されたこと特徴とする。
また、本発明の光モジュールは、光源と、前記光源を搭載した基板と、前記基板が取り付けられ前記基板を補強する補強板とを有して構成される光源搭載部品を複数備え、前記光源搭載部品を光学部品が装備される筺体の側面に取り付け、複数の光源からの光を結合し所望の位置に照射する光モジュールにおいて、前記複数の光源は相互に垂直に交わる２つの筐体側面に分けて設けられ、前記光源搭載部品が取り付けられる筺体側面の外周側に形成された突出部を備え、前記補強板の前記基板が取り付けられる面とは異なる面に熱伝導可能に接続される第一の面と、前記突出部に熱伝導可能に接続される第二の面とを有する熱伝導部材を備え、前記熱伝導部材は、前記第一の面の裏面側に前記第一の面に沿って前記第二の面に近づくに従って前記第一の面との間に形成される肉厚が厚くなるように形成された斜面を有し、さらに前記熱伝導部材は、全ての光源に設置できるようにＬ字状の構造となっており、前記Ｌ字状の構造の中に２つの斜面を持つこと特徴とする。
また、本発明の走査型画像表示装置は、光源と、前記光源を搭載した基板と、前記基板が取り付けられ前記基板を補強する補強板とを有して構成される光源搭載部品を複数備え、前記光源搭載部品を光学部品が装備される筺体の側面に取り付け、複数の光源からの光を結合し所望の位置に照射する光モジュールと、外部から入力される画像信号から画像信号を生成するビデオ信号処理回路と、前記光源へ駆動電流を供給する光源駆動回路と、変調素子を制御する変調素子駆動回路を備えた投写型画像表示装置において、前記光源搭載部品が取り付けられる筺体側面の外周側に形成された突出部を備え、前記補強板の前記基板が取り付けられる面とは異なる面に熱伝導可能に接続される第一の面と前記突出部に熱伝導可能に接続される第二の面とを有し、前記第一の面と前記第二の面とがＬ字状を成す熱伝導部材を備え、前記熱伝導部材は、前記第一の面の裏面側に前記第一の面に沿って前記第二の面に近づくに従って前記第一の面との間に形成される肉厚が厚くなるように形成された斜面を有と、前記斜面の両側に設けられるねじ配置面と、を有し、前記ねじ配置面は、ねじの締結力により、前記第一の面が前記補強板に押し付けられ、かつ前記第二の面が前記突出部に押し付けられるように、前記突出部及び前記補強板に対して斜めの面で構成されること特徴とする。
また、本発明の走査型画像表示装置は、光源と、前記光源を搭載した基板と、前記基板が取り付けられ前記基板を補強する補強板とを有して構成される光源搭載部品を複数備え、前記光源搭載部品を光学部品が装備される筺体の側面に取り付け、複数の光源からの光を結合し所望の位置に照射する光モジュールと、外部から入力される画像信号から画像信号を生成するビデオ信号処理回路と、前記光源へ駆動電流を供給する光源駆動回路と、変調素子を制御する変調素子駆動回路を備えた投写型画像表示装置において、前記光源搭載部品が取り付けられる筺体側面の外周側に形成された突出部を備え、前記補強板の前記基板が取り付けられる面とは異なる面に熱伝導可能に接続される第一の面と、前記突出部に熱伝導可能に接続される第二の面とを有する熱伝導部材を備え、前記熱伝導部材は、前記第一の面の裏面側に、前記第一の面に沿って前記第二の面に近づくに従って、前記第一の面との間に形成される肉厚が厚くなるように形成された斜面を有し、前記斜面は、前記光源を中心に配置され、前記熱伝導部材の中心に対してオフセットして配置されたこと特徴とする。
また、本発明の走査型画像表示装置は、光源と、前記光源を搭載した基板と、前記基板が取り付けられ前記基板を補強する補強板とを有して構成される光源搭載部品を複数備え、前記光源搭載部品を光学部品が装備される筺体の側面に取り付け、複数の光源からの光を結合し所望の位置に照射する光モジュールと、外部から入力される画像信号から画像信号を生成するビデオ信号処理回路と、前記光源へ駆動電流を供給する光源駆動回路と、変調素子を制御する変調素子駆動回路を備えた投写型画像表示装置において、前記光源搭載部品が取り付けられる筺体側面の外周側に形成された突出部を備え、前記補強板の前記基板が取り付けられる面とは異なる面に熱伝導可能に接続される第一の面と、前記突出部に熱伝導可能に接続される第二の面とを有する熱伝導部材を備え、前記熱伝導部材は、前記第一の面の裏面側に、前記第一の面に沿って前記第二の面に近づくに従って、前記第一の面との間に形成される肉厚が厚くなるように形成された斜面を有し、前記斜面は、前記光源を中心に配置され、前記熱伝導部材の中心に対してオフセットして配置されたこと特徴とする。
本発明によれば、装置の大型化を伴うことなく、効率的に赤色光源の温度上昇を低減することができる。これによって、赤色の光源の光量低下を抑えることできるため、長時間にわたって明るい映像を維持することができる光モジュール及び走査型画像表示装置を提供できる。また、低消費電力で明るい映像を映すことができる光モジュール及び走査型画像表示装置を提供できる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。なお、同一の符号を付された構成は、同一の機能を有するので、既に説明されている場合それらの説明は省略することがある。
また、図面には、必要に応じて、各部の位置の説明を明確にするために、x軸、y軸及びz軸からなる直交座標軸を記載している。
本実施例では、赤色の光源の温度上昇を低減し、長時間にわたって明るい映像を維持するという目的を、装置の大型化や消費電力の増加を伴わずに実現した光モジュール１０１およびそれを用いた投写型画像表示装置１１０の例を説明する。
図１乃至図４、図８及び図９を用いて、本発明に係る第一の実施例を説明する。図１は本実施例に係る投写型画像表示装置の全体構成図である。図２は本実施例に係る光モジュール１０１の構成図である。図３は、本実施例に係わる光モジュール１０１の概略の構成を示した斜視図である。図４は、図２のＡ-Ａ断面を示す断面図である。図８は、本実施例に係る光モジュールの第一の光源１ａの近傍を拡大して示す構成図である。図９は、本実施例に係る熱伝導部材７ａの構成を示す構成図である。
図１から図４、図８及び図９の中で同一の符号を付された構成は、同一の機能を有する。
図１に示されるように、投写型画像表示装置１１０は、光モジュール１０１、ビデオ信号処理回路１０３、光源駆動回路１０４、フロントモニター信号検出回路１０６及び変調素子駆動回路１０５からなり、画像入力信号に対応する変調素子１２を駆動し、投写光学系１３を介してスクリーン１０７へ画像光を投射するよう構成されている。フロントモニター信号検出回路１０６は、フロントモニター１０９からの信号を入力して、光源からの出力レベルを検出する。検出された出力レベルは、ビデオ信号処理回路１０３に入力され、所定の出力になるよう光源の出力が制御される。
光モジュール１０１は、照明光学系１００と、変調素子１２と、投射光学系１３とを、１つの保持体筺体９に実装している。すなわち、保持体筺体９に照明光学系１００、変調素子１２及び投射光学系１３等の光学部品が装備され、光モジュール１０１は複数の光源からの光を結合し所望の位置に照射する。
照明光学系１００は、波長の異なる複数の光の光路を合成して変調素子１２に結像するもので、第一の光源１ａ、第二の光源１ｂ、第三の光源１ｃ、第一のコリメートレンズ２ａ、第二のコリメートレンズ２ｂ、第三のコリメートレンズ２ｃ、第一のダイクロイックミラー３ａ、第二のダイクロイックミラー３ｂ及びプリズム１１が、光源側からこの順に配列されて構成される。
第一の光源１ａは赤色の光を出射する発光ダイオードが封止されており、赤色の光を出射する。第二の光源１ｂは青色の光を出射する発光ダイオードが封止されており、青色の光を出射する。第三の光源１ｃは緑色の光を出射する発光ダイオードが封止されており、緑色の光を出射する。第一のコリメートレンズ２ａは、第一の光源１ａから出射された赤色の光を平行光にする。第二のコリメートレンズ２ｂは、第二の光源１ｂから出射された青色の光を平行光にする。第三のコリメートレンズ２ｃは、第三の光源１ｃから出射された緑色の光を平行光にする。第一のコリメートレンズ２ａ、第二のコリメートレンズ２ｂ及び第三のコリメータレンズ２ｃは、それぞれ、単一のレンズで構成してもよいし、複数のレンズで構成してもよい。第一のダイクロイックミラー３ａは、第一の光源１ａ側から入射する赤色の光３０ａをミラー表面側に透過し、一方、第二の光源１ｂ側から入射する青色の光３０ｂをミラー表面で反射して、２色の光路３１を合成する。同様に第二のダイクロイックミラー３ｂは、第三の光源１ｃ側から入射する緑色の光３０ｃをミラー表面側に透過し、一方、第一の光源１ａから入射する赤色の光３０ａと、第二の光源１ｂ側から入射する青色の光３０ｂとをミラー表面で反射して、３色の光路３２を合成する。
プリズム１１は、第一の光源１ａ側と第二の光源１ｂ側と第三の光源１ｃ側とから入射する光３０ａ，３０ｂ，３０ｃを符号３３で示すように透過し、符号３４で示すように変調素子１２で反射されて再入射する光３０ａ，３０ｂ，３０ｃを符号３５で示すように投写光学系１３側へ反射する。
変調素子１２は第一の光源１ａと第二の光源１ｂと第三の光源１ｃとから出射された光を変調して画像光を生成する。投写光学系１３はその画像光を拡大し、筐体９に設けた投写口からスクリーン１０７上に投写する。
ここで、第一の光源１ａと第二の光源１ｂと第三の光源１ｃとの内、温度上昇に伴う光量低下が大きい赤色の発光ダイオードと、発熱量が大きくなる緑色の発光ダイオードとを離れた位置に配置する。また、赤色の発光ダイオードの放熱性を確保しやすくするため、赤色の発光ダイオードを、緑色と青色の発光ダイオードを取り付ける筺体９の面とは異なる筺体面に配置する。すなわち図２に示すような第一の光源１ａを赤色の発光ダイオード、第三の光源１ｃを緑色の発光ダイオードとすると、赤色の発光ダイオードの放熱性を向上させることが容易となる。
赤色、緑色及び青色の発光ダイオードの配置について、具体的に説明する。本実施例では、筐体９の側壁９Ａ１と側壁９Ａ２とが垂直に交わり、側壁９Ａ２と側壁９Ａ３とが垂直に交わり、図２に示す筐体９の断面が矩形状を成すように構成されている。なお、図２に示す断面は光路３１，３２，３３，３４，３５に平行である。赤色の発光ダイオードで構成される第一の光源１ａは側壁９Ａ３に配置され、青色の発光ダイオードで構成される第三の光源１ｂと緑色の発光ダイオードで構成される第三の光源１ｃとは側壁９Ａ２に配置されている。また、側壁９Ａ２において、青色の発光ダイオードで構成される第二の光源１ｂが赤色の発光ダイオードで構成される第一の光源１ａ側に配置されている。緑色の発光ダイオードで構成される第三の光源１ｃは、青色の発光ダイオードで構成される第三の光源１ｂを挟んで、赤色の発光ダイオードで構成される第一の光源１ａから距離を置くようにして配置されている。
図２及び図４を用いて、各光源１ａ，１ｂ，１ｃの近傍の構成について説明する。なお、各光源１ａ，１ｂ，１ｃは同様に構成されるため、第一の光源１ａについて説明する。各光源１ａ，１ｂ，１ｃにおいて異なる構成については、適宜説明する。
第一の光源１ａは第一の基板４ａに搭載され、第二の光源１ｂと第三の光源１ｃと光路が合成できるように、筺体９の側面９Ａ３に取付けられる。第一の基板４ａはフレキシブ基板等でできており、第一の補強板５ａに取り付けて剛性を確保している。また、この第一の補強板５ａは高熱伝導であるアルミなどで製作し、第一の光源１ａの熱を第一の基板４ａを通じて第一の補強板５ａに熱伝導し、第一の補強板５ａで熱を広げて再び第一の基板４ａを通じて筺体９の側面９Ａ３に熱伝導する熱パス２２ａを形成する。一般的な光モジュール１０１は、熱パス２２ａにて第一の光源１ａの放熱性を確保している。しかしながら、自動車などに搭載するヘッドアップディスプレイなど使用温度が高い光モジュール１０１に対しては、更なる放熱性の向上が必要となる。そのため第一の補強板５ａの第一の基板４ａが取り付けられた面５ａａとは異なる面５ａｂと、筺体９の第一の基板４ａを取り付ける面９ａと略垂直な面９ｂを形成する底面部９Ｂから筐体９の外側に伸ばした延長部１０に接するように、Ｌ字状の熱伝導部材７ａを設けている。
本実施例では、第一の光源１ａと第一の基板４ａと第一の補強板５ａとで第一の光源搭載部品が構成される。また、第二の光源１ｂと第二の基板４ｂと第二の補強板５ｂとで第二の光源搭載部品が構成される。また、第三の光源１ｃと第三の基板４ｃと第三の補強板５ｃとで第三の光源搭載部品が構成される。
延長部１０は筐体９の側壁９Ａ２,９Ａ３の周囲に鍔部を構成する。この鍔部１０は、光源搭載部品が取り付けられる筺体９の側壁（側面）９Ａ２,９Ａ３の外周側に形成された突出部である。熱伝導部材７ａは第一の辺部７ａ１と第二の辺部７ａ２とを有し、第一の辺部７ａ１と第二の辺部７ａ２とが略垂直に交わるように構成されてＬ字状を成している。すなわち、第一の辺部７ａ１と第二の辺部７ａ２とは、折れ曲がった形状を成している。
この折れ曲がり形状の凸状となる側（外側）において、第一の辺部７ａ１に構成される第一の面７ａａが第一の補強板５ａの面５ａｂと当接して熱伝導可能に接続される。また、折れ曲がり形状の凸状となる側（外側）において、第二の辺部７ａ２に構成される第二の面７ａｂが延長部１０の面１０ａと当接して熱伝導可能に接続される。すなわち、第一の面７ａａは補強板５ａの基板４ａを取り付ける面５ａａとは異なる面５ａｂに熱伝導可能に接続され、第二の面７ａｂは突出部１０に熱伝導可能に接続される。
本実施例では、第一の辺部７ａ１の第一の面７ａａと第一の補強板５ａの面５ａｂとの当接部と、第二の辺部７ａ２の第二の面７ａｂと延長部１０の面１０ａとの当接部とを介して、第二の熱パス２２ｂが構成される。
この熱伝導部材７ａを用いた第二の熱パス２２ｂは、第一の光源１ａの熱を第一の基板４ａを通じて補強板５ａに熱伝導し、補強板５ａで熱を広げて熱伝導部材７ａを通じて筺体９の底面部９Ｂから伸ばした延長部１０に熱伝導するように形成されている。第二の熱パス２２ｂの放熱性を更に向上させるため、第一の熱伝導部材７ａの第一の補強板５ａ側の面７ａａと、第一の熱伝導部材７ａの延長部１０側の面７ａｂを結ぶ、ブロック状の斜面（傾斜面）８ａを第一の熱伝導部材７ａに設けた。
すなわち、斜面８ａは、第一の面７ａａ及び第二の面７ａｂのそれぞれの裏面７ａｃ，７ａｄ側に形成されている。この斜面８ａにより、熱伝導部材７ａは、第一の面７ａａに沿って第二の面７ａｂに近づくに従って、第一の面７ａａと斜面８ａとの間に形成される肉厚が次第に厚くなるように形成されている。このように、斜面８ａは、第一の辺部７ａ１と第二の辺部７ａ２とによって形成される折れ曲がり形状の凹状となる側（内側）に形成されている。
この斜面８ａにより第一の熱伝導部材７ａの熱抵抗が小さくなり、第一の光源１ａに対する放熱性の向上が図られている。その際、第一の熱伝導部材７ａの第一の補強板５ａ側の面７ａａと、第一の熱伝導部材７ａの延長部１０側の面７ａｂを結ぶ距離より伝熱経路が長くなる、斜面８ａより外側の部分は、放熱性の向上の効果が小さいため削除している。これにより、直方体構造とした場合と比較して軽量な放熱構造にできる。
ここで、第一の基板４ａと筺体９との間、及び第一の補強板５ａと第一の熱伝導部材７ａとの間、及び第一の熱伝導部材７ａと筺体９の底面部９Ｂから伸ばした延長部１０との間には、部材間にグリスや熱伝導シート等を設け、部材間の密着性を向上させることにより熱抵抗を小さくし、放熱性を向上せてもよいものとする。
また上記構造は、第二の光源１ｂおよび第三の光源１ｃでも採用できるものとする。すなわち、第二の光源１ｂ側には、第二の基板４ｂと、第二の補強板５ｂと、第二の熱伝導部材７ｂと、第二の斜面８ｂとが設けられる。また、第三の光源１ｃ側には、第三の基板４ｃと、第三の補強板５ｃと、第三の熱伝導部材７ｃと、第三の斜面８ｃとが設けられる。
斜面８ａを設けた第一の熱伝導部材７ａを用いることにより、第一の光源１ａの熱を効率よく熱伝導を促進することができ放熱性の向上が図れ、小型で軽量な放熱構造が可能となり、赤色の光源の温度上昇を低減して、明るい映像を実現できる光モジュール１０１および投写型画像表示装置１１０となる。前記記述では、赤色の光源に関して述べているが、緑色の光源および青色の光源に対しても同様の放熱構造を採用し、各色の光源の温度上昇を低減すると、光源に投入する電力を小さくできる。すなわち、低消費電力で明るい映像を実現できる光モジュール１０１および投写型画像表示装置１１０となる。
図３を用いて、第一の熱伝導部材７ａについて、詳細に説明する。図３に示すように、第一の熱伝導部材７ａの斜面８ａの両側に、ねじなどの第一の取付部材（固定部材）１４ａと第二の取付部材（固定部材）１４ｂを取り付ける箇所を設け、第一の熱伝導部材７ａと第二の補強板５ａおよび筺体９の底面から伸ばした延長部１０の密着性を向上させ、熱抵抗を小さくし、放熱性を向上せてもよいものとする。
さてここで、光モジュール１０１を小型化するためには、第一の光源１ａおよび第二の光源１ｂを近づける必要がある。しかし、光源どうしを近づけると第一の基板４ａと筺体９との接触面積が小さくなる。同様に第二の基板４ｂと筺体９との接触面積が小さくなる。この第一の基板４ａと筺体９との接触面積の大きさは、放熱性能に係わる。接触面積を確保して放熱性能を向上するために、第二の光源１ｂとは逆側である投写光学系１３方向に第一の基板４ａを伸ばしている。そのため、図８に示すように、第一の基板４ａ、第一の補強板５ａ及び第一の熱伝導部材７ａの中心７ａｏに対して、第一の光源１ａはＬｏｆだけ片側（投写光学系１３とは反対側）に寄った状態で、オフセットして取り付けられている。この場合、第一の熱伝導部材７ａに設ける斜面８ａも第一の光源１ａの背面に位置するように、第一の基板４ａ、第一の補強板５ａ及び第一の熱伝導部材７ａの中心７ａｏに対して、Ｌｏｆだけ片側（投写光学系１３とは反対側）に寄った状態で、オフセットして設けられていてもよい。第一の光源１ａから距離のある斜面８ａを小さくすることで、軽量化を図っている。このような光源１ａ及び斜面８ａのオフセット構造は、第二の光源１ｂ及び第三の光源１ｃでも採用できるものとする。
第一の基板４ａ、第一の補強板５ａ及び第一の熱伝導部材７ａの中心７ａｏは、ｙ軸方向、すなわち、筐体９の側壁９Ａ３と延長部１０との交線に沿う方向における中心である。第一の光源１ａ及び斜面８ａのｙ軸方向における中心１ａｏは、第一の基板４ａ、第一の補強板５ａ及び第一の熱伝導部材７ａのｙ軸方向における左右の両端部からＷａ及びＷｂの距離にあり、ＷａはＷｂよりも大きい。
なお、第二の光源１ｂ及び斜面８ｂは、第二の基板４ｂ、第二の補強板５ｂ及び第二の熱伝導部材７ｂの中心に対して、筐体９の側壁９Ａ３側にオフセットするように、設けられる。また、第三の光源１ｃ及び斜面８ｃは、第三の基板４ｃ、第三の補強板５ｃ及び第三の熱伝導部材７ｃの中心に対して、筐体９の側壁９Ａ３側にオフセットするように、設けられる。
ここで、図９を用いて、斜面８ａの構成について、詳細に説明する。
斜面８ａは、第一の辺部７ａ１と第二の辺部７ａ２とが成す熱伝導部材７ａの折れ曲がり形状の内側に、第一の辺部７ａ１の一端部７ａ１ｅと第二の辺部７ａ２の一端部７ａ２ｅとを接続するように形成されている。ここで、第一の辺部７ａ１の一端部７ａ１ｅと第二の辺部７ａ２の一端部７ａ２ｅとは、折れ曲がり側（接続側）の端部（他端部）に対して反対側に位置する端部である。
図４では、斜面８ａの一方の端部８ａ１は第一の辺部７ａ１の端部７ａ１ｅと一致し、斜面８ａの他方の端部８ａ２は第二の辺部７ａ２の端部７ａ２ｅと一致している。しかし、図９に示すように、斜面８ａの端部８ａ１を熱伝導部材７ａの端部７ａ１ｅからｄ１だけずらしてもよい。また、斜面８ａの端部８ａ２を熱伝導部材７ａの端部７ａ２ｅからｄ２だけずらしてもよい。図９では、斜面８ａの両端部８ａ１，８ａ２をそれぞれ熱伝導部材７ａの両端部７ａ１ｅ，７ａ２ｅからずらしているが、斜面８ａの両端部８ａ１，８ａ２のうちいずれか一方の端部のみを熱伝導部材７ａの端部７ａ１ｅ，７ａ２ｅからずらしてもよい。この場合、端部８ａ１，８ａ２を端部７ａ１ｅ，７ａ２ｅからずらす大きさｄ１，ｄ２は任意であり、放熱性能を考慮して決定すればよい。
ブロック状の斜面８ａは、第一の辺部７ａ１と第二の辺部７ａ２とが成す折れ曲がり形状の内側に膨出部８ａを形成する。膨出部８ａが設けられることにより、筐体９の側壁面９Ａ３に垂直な方向における熱伝導部材７ａの寸法は、側壁面９Ａ３に沿って延長部（鍔部）１０側から離れるに従って小さくなる。すなわち、図４に示すように、膨出部８ａが設けられた第一の熱伝導部材７ａは、側壁面９Ａ３に垂直な方向における寸法が、延長部（鍔部）１０側ではＬａであり、第一の辺部７ａ１の端部７ａ１ｅ側ではＬｂであり、ＬａはＬｂよりも大きい。また、膨出部８ａが設けられた範囲（長さＬ８の範囲）の中間点においては、第一の熱伝導部材７ａの側壁面９Ａ３に垂直な方向における寸法はＬｃであり、ＬｃはＬｂよりも大きく、Ｌａよりも小さい。このような構造は、第二の熱伝導部材７ｂ及び第三の熱伝導部材７ｃの両方、或いはいずれか一方に適用してもよい。
なお、本実施例における膨出部８ａは、ｙ方向において、熱伝導部材７ａの一部に設けられている。
第一の熱伝導部材７ａに斜面８ａを設け、第一の取付部材１４ａと第二の取付部材１４ｂとを取り付ける箇所を設けることによって、第一の光源１ａの放熱性を向上させることが可能な小型で組立性のよい放熱構造となる。また、斜面８ａを設けることによって、放熱性の向上の効果が小さい部分を削除し、直方体構造と比較して軽量な放熱構造にできる。
上記構造によって、光源１ａ，１ｂ，１ｃの熱は、補強板５ａ，５ｂ，５ｃに伝わった後に、筺体９の壁に伝わる第一の熱パス２２ａと熱伝導部材７ａ，７ｂ，７ｃを介して筺体９の延長部（鍔部）１０に伝わる第二の熱パス２２ｂを有し、光源１ａ，１ｂ，１ｃの熱を効率よく放熱することができ、小型で軽量な放熱構造を実現できる。本実施例によれば、特に赤色の光源の温度上昇を低減して、低消費電力で明るい映像を実現できる光モジュール１０１および投写型画像表示装置１１０を実現できる。
図５は、本発明の第二の実施例に係る熱伝導部材１５の斜視図である。図５に示すように、本実施例においては、熱伝導部材１５の斜面２３をｙ方向の全体に設けている。すなわち、斜面２３によって形成される膨出部２３が、ｙ方向において、熱伝導部材１５の全体に設けられている。膨出部２３は、ｙ方向における設置範囲を除いて、第一の実施例と同様に構成することができる。このような構造であるため、第一の取付部材１４ａを取り付ける穴（凹形状部）１５ａと第二の取付部材１４ｂを取り付ける穴（凹形状部）１５ｂとを、斜面２３に形成した構造であっても良い。斜面２３を大きくとることによって、第一の光源１ａの放熱性を向上させ第一の光源１ａの温度上昇を低減し、低消費電力で明るい映像を実現できる光モジュール１０１および投写型画像表示装置１１０となる。
上記構造は第二の光源１ｂおよび第三の光源１ｃでも採用できるものとする。
図６は、本発明の第三の実施例に係る第一の熱伝導部材１６ａと第二の熱伝導部材１６ｂと第三の熱伝導部材１６ｃとの斜視図である。実施例１では第一の熱伝導部材７ａの第一の取付部材１４ａと第二の取付部材１４ｂとを筺体９の延長部（鍔部）１０に垂直に取り付ける構造である。これに対して本実施例では、第一の熱伝導部材７ａの第一の取付部材１４ａと第二の取付部材１４ｂとを筺体９の延長部（鍔部）１０に斜めに取り付ける第一の斜面構造１８ａと第二の斜面構造１８ｂとを設けたものである。ねじなどの第一の取付部材１７ａと第二の取付部材１７ｂとを斜めに取り付けることで、ねじの締め力により熱伝導部材１６ａを斜めに押し付け、補強板５ａと延長部１０とに同時に押しつけることができ、部材間を密着させ熱抵抗を低減することができる。前記熱抵抗を小さくすることによって、第一の光源１ａの熱を効率よく放熱することができ、小型で軽量な放熱構造ができ、第一の光源１ａの放熱性を向上させ第一の光源１ａの温度上昇を低減し、低消費電力で明るい映像を実現できる光モジュール１０１および投写型画像表示装置１１０ができる。
本実施例では、第一の熱伝導部材１６ａに斜面１９ａが設けられ、第二の熱伝導部材１６ｂに斜面１９ｂが設けられ、第三の熱伝導部材１６ｃに斜面１９ｃが設けられている。斜面１９ａ、斜面１９ｂ及び斜面１９ｃは、実施例１の斜面８ａと同様に構成することができる。また、斜面１９ａ、斜面１９ｂ及び斜面１９ｃを実施例２と同様に構成してもよい。
図７は、本発明の第四の実施例に係る熱伝導部材２１の斜視図である。実施例１は第一の熱伝導部材７ａと第二の熱伝導部材７ｂと第三の熱伝導部材７ｃとの３つの熱伝導部材を用いていた。これを一つにまとめ熱伝導部材２１としたものである。熱伝導部材２１を一つにしたことにより、取付部材は第一の取付部材２０ａ、第二の取付部材２０ｂ及び第三の取付部材２０ｃの３本に低減でき、部品点数の削減が可能となり、組立性が向上する。このことによって、低コストで第一の光源１ａの放熱性を向上させ第一の光源１ａの温度上昇を低減し、低消費電力で明るい映像を実現できる光モジュール１０１および投写型画像表示装置１１０ができる。
本実施例では、熱伝導部材２１に二つのブロック状の斜面（膨出部）２１ａ，２１ｂが設けられている。膨出部２１ａ，２１ｂは、実施例１と同様に、各光源１ａ，１ｂ，１ｃ毎に、分割して設けてもよい。また、実施例２と同様に、膨出部２１ａ，２１ｂをｘ方向とｙ方向との全範囲に設け、第一の取付部材２０ａ、第二の取付部材２０ｂ及び第三の取付部材２０ｃを取り付ける穴（凹形状部）を設けてもよい。また、実施例３と同様に、第一の取付部材２０ａ、第二の取付部材２０ｂ及び第三の取付部材２０ｃを筺体９の延長部（鍔部）１０に斜めに取り付けてもよい。また、実施例１乃至実施例３の構成を本実施例に適用してもよい。
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
１ａ 第一の光源
１ｂ 第二の光源
１ｃ 第三の光源
２ａ 第一のコリメータレンズ
２ｂ 第二のコリメータレンズ
２ｃ 第三のコリメータレンズ
３ａ 第一のダイクロイックミラー
３ｂ 第二のダイクロイックミラー
４ａ 第一の基板
４ｂ 第二の基板
４ｃ 第三の基板
５ａ 第一の補強板
５ｂ 第二の補強板
５ｃ 第三の補強板
７ａ 第一の熱伝導部材
７ｂ 第二の熱伝導部材
７ｃ 第三の熱伝導部材
８ａ 斜面（膨出部）
８ｂ 斜面（膨出部）
８ｃ 斜面（膨出部）
９ 筺体
１０ 延長部（鍔部）
１１ プリズム
１２ 変調素子
１３ 投写光学系
１４ａ 第一の取付部材
１４ｂ 第二の取付部材
１５ 熱伝導部材
１６ａ 熱伝導部材
１６ｂ 熱伝導部材
１６ｃ 熱伝導部材
１７ａ 取付部材
１７ａ 取付部材
１７ｂ 斜面構造
１８ａ 斜面構造
１８ｂ 斜面構造
１９ａ 斜面（膨出部）
１９ｂ 斜面（膨出部）
１９ｃ 斜面（膨出部）
２０ａ 取付部材
２０ｂ 取付部材
２０ｃ 取付部材
２１ 熱伝導部材
２２ａ 第一の熱パス
２２ｂ 第一の熱パス
２３ 斜面（膨出部）
２４ａ 斜面（膨出部）
２４ｂ 斜面（膨出部）
１０１ 光モジュール
１０２ 制御回路
１０３ ビデオ信号処理回路
１０４ 光源駆動回路
１０５ 変調素子駆動回路
１０６ フロントモニター信号検出回路
１０７ スクリーン
１０８ フロントモニター
１１０ 投写型画像表示装置
１ｂ 第二の光源
１ｃ 第三の光源
２ａ 第一のコリメータレンズ
２ｂ 第二のコリメータレンズ
２ｃ 第三のコリメータレンズ
３ａ 第一のダイクロイックミラー
３ｂ 第二のダイクロイックミラー
４ａ 第一の基板
４ｂ 第二の基板
４ｃ 第三の基板
５ａ 第一の補強板
５ｂ 第二の補強板
５ｃ 第三の補強板
７ａ 第一の熱伝導部材
７ｂ 第二の熱伝導部材
７ｃ 第三の熱伝導部材
８ａ 斜面（膨出部）
８ｂ 斜面（膨出部）
８ｃ 斜面（膨出部）
９ 筺体
１０ 延長部（鍔部）
１１ プリズム
１２ 変調素子
１３ 投写光学系
１４ａ 第一の取付部材
１４ｂ 第二の取付部材
１５ 熱伝導部材
１６ａ 熱伝導部材
１６ｂ 熱伝導部材
１６ｃ 熱伝導部材
１７ａ 取付部材
１７ａ 取付部材
１７ｂ 斜面構造
１８ａ 斜面構造
１８ｂ 斜面構造
１９ａ 斜面（膨出部）
１９ｂ 斜面（膨出部）
１９ｃ 斜面（膨出部）
２０ａ 取付部材
２０ｂ 取付部材
２０ｃ 取付部材
２１ 熱伝導部材
２２ａ 第一の熱パス
２２ｂ 第一の熱パス
２３ 斜面（膨出部）
２４ａ 斜面（膨出部）
２４ｂ 斜面（膨出部）
１０１ 光モジュール
１０２ 制御回路
１０３ ビデオ信号処理回路
１０４ 光源駆動回路
１０５ 変調素子駆動回路
１０６ フロントモニター信号検出回路
１０７ スクリーン
１０８ フロントモニター
１１０ 投写型画像表示装置
Claims (9)
- 光源と、前記光源を搭載した基板と、前記基板が取り付けられ前記基板を補強する補強板とを有して構成される光源搭載部品を複数備え、前記光源搭載部品を光学部品が装備される筺体の側面に取り付け、複数の光源からの光を結合し所望の位置に照射する光モジュールにおいて、
前記光源搭載部品が取り付けられる筺体側面の外周側に形成された突出部を備え、
前記補強板の前記基板が取り付けられる面とは異なる面に熱伝導可能に接続される第一の面と、前記突出部に熱伝導可能に接続される第二の面とを有し、前記第一の面と前記第二の面とがＬ字状を成す熱伝導部材を備え、
前記熱伝導部材は、前記第一の面の裏面側に前記第一の面に沿って前記第二の面に近づくに従って前記第一の面との間に形成される肉厚が厚くなるように形成された斜面と、前記斜面の両側に設けられるねじ配置面と、を有し、
前記ねじ配置面は、ねじの締結力により、前記第一の面が前記補強板に押し付けられ、かつ前記第二の面が前記突出部に押し付けられるように、前記突出部及び前記補強板に対して斜めの面で構成されること特徴とする光モジュール。 - 光源と、前記光源を搭載した基板と、前記基板が取り付けられ前記基板を補強する補強板とを有して構成される光源搭載部品を複数備え、前記光源搭載部品を光学部品が装備される筺体の側面に取り付け、複数の光源からの光を結合し所望の位置に照射する光モジュールにおいて、
前記光源搭載部品が取り付けられる筺体側面の外周側に形成された突出部を備え、
前記補強板の前記基板が取り付けられる面とは異なる面に熱伝導可能に接続される第一の面と、前記突出部に熱伝導可能に接続される第二の面とを有する熱伝導部材を備え、
前記熱伝導部材は、前記第一の面の裏面側に、前記第一の面に沿って前記第二の面に近づくに従って、前記第一の面との間に形成される肉厚が厚くなるように形成された斜面を有し、
前記斜面は、前記光源を中心に配置され、前記熱伝導部材の中心に対してオフセットして配置されたこと特徴とする光モジュール。 - 請求項２に記載の光モジュールにおいて、
前記熱伝導部材に設けた前記斜面の両側に取付部材を配置できる面を設けたことを特徴とする光モジュール。 - 請求項３に記載の光モジュールにおいて、
前記熱伝導部材に設けた前記斜面の両側に取付部材を配置する面は、前記突出部に対して斜めの面であることを特徴とする光モジュール。 - 光源と、前記光源を搭載した基板と、前記基板が取り付けられ前記基板を補強する補強板とを有して構成される光源搭載部品を複数備え、前記光源搭載部品を光学部品が装備される筺体の側面に取り付け、複数の光源からの光を結合し所望の位置に照射する光モジュールにおいて、
前記複数の光源は相互に垂直に交わる２つの筐体側面に分けて設けられ、
前記光源搭載部品が取り付けられる筺体側面の外周側に形成された突出部を備え、
前記補強板の前記基板が取り付けられる面とは異なる面に熱伝導可能に接続される第一の面と、前記突出部に熱伝導可能に接続される第二の面とを有する熱伝導部材を備え、
前記熱伝導部材は、前記第一の面の裏面側に前記第一の面に沿って前記第二の面に近づくに従って前記第一の面との間に形成される肉厚が厚くなるように形成された斜面を有し、
さらに前記熱伝導部材は、全ての光源に設置できるようにＬ字状の構造となっており、前記Ｌ字状の構造の中に２つの斜面を持つこと特徴とする光モジュール。 - 光源と、前記光源を搭載した基板と、前記基板が取り付けられ前記基板を補強する補強板とを有して構成される光源搭載部品を複数備え、前記光源搭載部品を光学部品が装備される筺体の側面に取り付け、複数の光源からの光を結合し所望の位置に照射する光モジュールと、外部から入力される画像信号から画像信号を生成するビデオ信号処理回路と、前記光源へ駆動電流を供給する光源駆動回路と、変調素子を制御する変調素子駆動回路を備えた投写型画像表示装置において、
前記光源搭載部品が取り付けられる筺体側面の外周側に形成された突出部を備え、
前記補強板の前記基板が取り付けられる面とは異なる面に熱伝導可能に接続される第一の面と、前記突出部に熱伝導可能に接続される第二の面とを有し、前記第一の面と前記第二の面とがＬ字状を成す熱伝導部材を備え、
前記熱伝導部材は、前記第一の面の裏面側に前記第一の面に沿って前記第二の面に近づくに従って前記第一の面との間に形成される肉厚が厚くなるように形成された斜面と、前記斜面の両側に設けられるねじ配置面と、を有し、
前記ねじ配置面は、ねじの締結力により、前記第一の面が前記補強板に押し付けられ、かつ前記第二の面が前記突出部に押し付けられるように、前記突出部及び前記補強板に対して斜めの面で構成されること特徴とする投写型画像表示装置。 - 光源と、前記光源を搭載した基板と、前記基板が取り付けられ前記基板を補強する補強板とを有して構成される光源搭載部品を複数備え、前記光源搭載部品を光学部品が装備される筺体の側面に取り付け、複数の光源からの光を結合し所望の位置に照射する光モジュールと、外部から入力される画像信号から画像信号を生成するビデオ信号処理回路と、前記光源へ駆動電流を供給する光源駆動回路と、変調素子を制御する変調素子駆動回路を備えた投写型画像表示装置において、
前記光源搭載部品が取り付けられる筺体側面の外周側に形成された突出部を備え、
前記補強板の前記基板が取り付けられる面とは異なる面に熱伝導可能に接続される第一の面と、前記突出部に熱伝導可能に接続される第二の面とを有する熱伝導部材を備え、
前記熱伝導部材は、前記第一の面の裏面側に、前記第一の面に沿って前記第二の面に近づくに従って、前記第一の面との間に形成される肉厚が厚くなるように形成された斜面を有し、
前記斜面は、前記光源を中心に配置され、前記熱伝導部材の中心に対してオフセットして配置されたこと特徴とする投写型画像表示装置。 - 請求項７に記載の投写型画像表示装置において、
前記熱伝導部材に設けた前記斜面の両側に取付部材を配置できる面を設けたことを特徴とする投写型画像表示装置。 - 請求項８に記載の投写型画像表示装置において、
前記熱伝導部材に設けた前記斜面の両側に取付部材を配置する面は、前記突出部に対して斜めの面であることを特徴とする投写型画像表示装置。
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