JP6584133B2 - Light source device and image projection device - Google Patents
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Description
本発明は、画像投射装置に関し、特に固体光源を用いた画像投射装置に関する。 The present invention relates to an image projection apparatus, and more particularly to an image projection apparatus using a solid light source.
レーザーダイオードやＬＥＤ等の固体光源を用いた画像投射装置（プロジェクタ）においては、固体光源の冷却が必要である。ただし、レーザーダイオードのようにコヒーレント性の強い固体光源を用いる場合には、その光出射面に面した空間が遮光密閉される。このため、従来における固体光源の冷却は、特許文献１にて開示されているように、固体光源を保持する光源保持部材における該固体光源を保持する面とは反対側の面（裏面）にヒートシンク等の放熱部材その他の冷却部材を接触させることで行っている。特許文献１では、光源保持部材と冷却部材との間に伝熱部材を配置して、効率良く固体光源の熱を冷却部材に伝達するようにしている。 In an image projection apparatus (projector) using a solid light source such as a laser diode or an LED, it is necessary to cool the solid light source. However, when using a solid light source with strong coherence such as a laser diode, the space facing the light emitting surface is shielded from light. For this reason, the cooling of the solid light source in the related art is, as disclosed in Patent Document 1, a heat sink on a surface (back surface) opposite to the surface that holds the solid light source in the light source holding member that holds the solid light source. This is done by contacting a heat radiating member such as a cooling member. In Patent Document 1, a heat transfer member is arranged between the light source holding member and the cooling member so as to efficiently transfer the heat of the solid light source to the cooling member.
しかしながら、特許文献１にて開示されているように単に光源保持部材の裏面に冷却部材を配置するだけでは、複数の固体光源を用いて発熱量が増加した場合にこれら固体光源を十分に冷却することが難しい。冷却効率を高めるために冷却部材を大型化すると、プロジェクタの大型化や重量増加につながるため、好ましくない。 However, simply disposing the cooling member on the back surface of the light source holding member as disclosed in Patent Document 1 sufficiently cools these solid light sources when the amount of heat generated increases using a plurality of solid light sources. It is difficult. Increasing the size of the cooling member to increase the cooling efficiency is not preferable because it leads to an increase in the size and weight of the projector.
本発明は、小型かつ軽量な構成でありながらも、固体光源の数にかかわらず、該固体光源を効率良く十分に冷却することができるようにした画像投射装置用の光源装置を提供する。 The present invention provides a light source device for an image projection apparatus that can cool a solid light source efficiently and sufficiently regardless of the number of solid light sources, while having a small and light configuration.
本発明の一側面としての光源装置は、固体光源からの光を光変調素子で変調して被投射面に投射することにより画像を表示する画像投射装置用の光源装置である。該光源装置は、固体光源を保持する光源保持部材と、光源保持部材とともに固体光源の光出射面に面する空間を囲むように配置され、光出射面から出射して光変調素子に向かう光が通過する光通過部を有する遮蔽部材と、光源保持部材における固体光源を保持する面とは反対側の面に設けられた冷却部材と、冷却部材に対して第１の冷却用流体を流す第１の流路とを有する。遮蔽部材および光源保持部材のうち少なくとも一方に、上記空間の内側に形成される第２の流路に第２の冷却用流体を流すための流入口および流出口と、流入口および流出口から空間の外側への光の漏出をそれぞれ防ぐ流入口遮光部および流出口遮光部とが設けられており、遮蔽部材は、空間に面して固体光源からの光を反射して光通過部に導く反射部材を保持しており、流入口に第２の冷却用流体を導く第３の流路が遮蔽部材における反射部材を保持する面とは反対側の面に沿って設けられていることを特徴とする。 A light source device according to an aspect of the present invention is a light source device for an image projection device that displays an image by modulating light from a solid light source with a light modulation element and projecting the light onto a projection surface. The light source device is disposed so as to surround a light source holding member that holds a solid light source, and a space that faces the light emitting surface of the solid light source together with the light source holding member, and light emitted from the light emitting surface toward the light modulation element A shielding member having a light passage section that passes therethrough, a cooling member provided on a surface of the light source holding member opposite to the surface that holds the solid light source, and a first cooling fluid flowing through the cooling member. The flow path. At least one of the shielding member and the light source holding member has an inlet and an outlet for flowing the second cooling fluid through the second flow path formed inside the space, and a space from the inlet and the outlet. An inlet light shielding part and an outlet light shielding part for preventing light leakage to the outside of the light source are provided, and the shielding member reflects the light from the solid light source so as to face the space and guides it to the light passage part. And a third flow path for guiding the second cooling fluid to the inflow port is provided along a surface of the shielding member opposite to the surface holding the reflecting member. To do.
なお、上記光源装置と、該光源装置の光通過部から出射した光を変調する光変調素子と、該光変調素子により変調された光を被投射面に投射する光学系とを有する画像投射装置も、本発明の他の一側面を構成する。 An image projection apparatus comprising the light source device, a light modulation element that modulates light emitted from a light passage portion of the light source device, and an optical system that projects light modulated by the light modulation element onto a projection surface. Constitutes another aspect of the present invention.
本発明によれば、固体光源の裏面側を冷却部材によって冷却するとともに、固体光源の光出射面側も冷却用流体により冷却することができるので、冷却部材を小型化しつつ固体光源を効率良く十分に冷却することができる。したがって、小型かつ軽量な構成でありながらも、固体光源の数にかかわらず、該固体光源を効率良く十分に冷却することが可能な光源装置を実現することができる。そして、このような光源装置を用いることで、固体光源を用いた明るい画像の投射が可能な小型かつ軽量な画像投射装置を実現することができる。 According to the present invention, the back side of the solid light source can be cooled by the cooling member, and the light emitting surface side of the solid light source can also be cooled by the cooling fluid. Can be cooled to. Therefore, it is possible to realize a light source device capable of efficiently and sufficiently cooling the solid light sources regardless of the number of the solid light sources, while having a small and light configuration. By using such a light source device, a small and light image projection device capable of projecting a bright image using a solid light source can be realized.
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図１、図２および図３には、本発明の実施例１である画像投射装置用光源装置としての固体光源ユニット１００の構成を示している。また、図４には固体光源ユニット１００における光路を示している。 1, 2, and 3 show the configuration of a solid-state light source unit 100 as a light source device for an image projection apparatus that is Embodiment 1 of the present invention. FIG. 4 shows an optical path in the solid-state light source unit 100.
固体光源ユニット１００は、複数の固体光源１と、これら固体光源１を保持する光源保持部材としての光源ベース板２とを有する。本実施例では、固体光源１としてレーザーダイオードを用いている。ただし、固体光源１として、ＬＥＤ等の他のものを用いてもよい。固体光源１は、光源ベース板２における光源保持面２ａに、不図示の熱伝導部材を介して保持されている。固体光源１は、その光出射面１ａとは反対側に電極を有し、該電極に取り付けられた基板１１に電流が与えられることによって発光し、光出射面１ａから光を出射させる。本実施例では、図３に示すように、複数の固体光源１を複数の列（光源列）をなすように二次元配列している。 The solid light source unit 100 includes a plurality of solid light sources 1 and a light source base plate 2 as a light source holding member that holds the solid light sources 1. In this embodiment, a laser diode is used as the solid light source 1. However, you may use other things, such as LED, as the solid light source 1. FIG. The solid light source 1 is held on the light source holding surface 2a of the light source base plate 2 via a heat conduction member (not shown). The solid light source 1 has an electrode on the side opposite to the light emitting surface 1a, and emits light when a current is applied to the substrate 11 attached to the electrode, and emits light from the light emitting surface 1a. In this embodiment, as shown in FIG. 3, a plurality of solid light sources 1 are two-dimensionally arranged so as to form a plurality of rows (light source rows).
また、光源ベース板２における光源保持面２ａとは反対側の面（以下、裏面という）２ｂには、冷却部材３がねじ止め等により取り付けられている。光源ベース板２は、固体光源１を保持するとともに、固体光源１で発生した熱を冷却部材３に伝達する機能を有する。本実施例では、冷却部材３として、放熱部材としてのヒートシンクを用いている。ただし、冷却部材３として、ヒートシンク以外の放熱部材（ヒートパイプ等）や、ペルチェ素子等の吸熱部材と放熱部材とを組み合わせたものを用いてもよい。光源ベース板２と冷却部材３との間に、熱伝導性が高い不図示の熱伝導部材を配置してもよい。 A cooling member 3 is attached to a surface (hereinafter referred to as a back surface) 2b opposite to the light source holding surface 2a of the light source base plate 2 by screwing or the like. The light source base plate 2 has a function of holding the solid light source 1 and transmitting heat generated by the solid light source 1 to the cooling member 3. In this embodiment, a heat sink as a heat radiating member is used as the cooling member 3. However, the cooling member 3 may be a combination of a heat radiating member other than a heat sink (such as a heat pipe) or a heat absorbing member such as a Peltier element and a heat radiating member. Between the light source base plate 2 and the cooling member 3, a heat conduction member (not shown) having high heat conductivity may be disposed.
冷却部材３には、その周囲を囲むように、該冷却部材３の放熱部（フィン等）に対して第１の冷却用流体としての空気を流すための第１の流路を形成するダクト４が取り付けられている。ダクト４における上流側には、空気流を発生させるファン５が配置されている。 In the cooling member 3, a duct 4 that forms a first flow path for flowing air as a first cooling fluid to a heat radiating portion (fin or the like) of the cooling member 3 so as to surround the periphery of the cooling member 3. Is attached. A fan 5 that generates an air flow is disposed upstream of the duct 4.
また、固体光源ユニット１００は、光源ベース板２に結合され、該光源ベース板（光源保持面）２とともに固体光源１の光出射面１ａに面する空間Ｓを囲む遮蔽部材としての遮蔽カバー８を有する。遮蔽カバー８は、固体光源１の光出射面１ａから出射して後述する光変調素子に向かう光が通過する光通過部８ａを有し、該光通過部８ａにて光学部材である集光レンズ７を保持している。集光レンズ７は、押さえリング１２によって光通過部８ａに固定されている。 The solid light source unit 100 is coupled to the light source base plate 2 and includes a shielding cover 8 as a shielding member surrounding the space S facing the light emitting surface 1 a of the solid light source 1 together with the light source base plate (light source holding surface) 2. Have. The shielding cover 8 has a light passage portion 8a through which light emitted from the light emission surface 1a of the solid light source 1 and directed to a light modulation element described later passes, and a condensing lens that is an optical member in the light passage portion 8a. 7 is held. The condenser lens 7 is fixed to the light passage portion 8 a by a pressing ring 12.
また、遮蔽カバー８における固体光源１の光出射面１ａに対向する壁部（以下、ミラー保持壁部という）８ｂは、その内面にて複数の反射ミラー（反射部材）６を保持している。反射ミラー６は、ミラー保持壁部８ｂに接着等によって取り付けられている。なお、反射部材として、角度調整が可能な角度可変ミラーや反射プリズム等を用いてもよい。 A wall portion (hereinafter referred to as a mirror holding wall portion) 8 b facing the light emitting surface 1 a of the solid light source 1 in the shielding cover 8 holds a plurality of reflecting mirrors (reflecting members) 6 on the inner surface. The reflection mirror 6 is attached to the mirror holding wall 8b by adhesion or the like. In addition, you may use a variable angle mirror, a reflective prism, etc. which can adjust an angle as a reflection member.
図４に破線で示すように、複数の固体光源１のそれぞれの光出射面１ａから出射した光は、複数の光源列のそれぞれに対応するように設けられた複数の反射ミラー６によって反射されて光通過部８ａに保持された集光レンズ７に向かう。そして、これらの光は集光レンズ７を透過することで集光されながら遮蔽カバー８（空間Ｓ）外に出射して光変調素子に向かう。 As indicated by broken lines in FIG. 4, the light emitted from the light emission surfaces 1 a of the plurality of solid light sources 1 is reflected by the plurality of reflection mirrors 6 provided so as to correspond to the plurality of light source arrays. It heads for the condensing lens 7 hold | maintained at the light passage part 8a. Then, these lights pass through the condensing lens 7 and are condensed to be emitted to the outside of the shielding cover 8 (space S) toward the light modulation element.
さらに、遮蔽カバー８におけるミラー保持壁部８ｂの外面には、後述する第２の流路の流入口８ｃに第２の冷却用流体としての空気を導くためのダクト９が取り付けられている。このダクト９によって第３の流路が形成される。ダクト９における上流側には、空気流を発生させるファン１０が配置されている。 Further, a duct 9 for guiding air as a second cooling fluid to an inlet 8c of a second flow path to be described later is attached to the outer surface of the mirror holding wall portion 8b in the shielding cover 8. A third flow path is formed by the duct 9. A fan 10 that generates an air flow is disposed upstream of the duct 9.
図５には、固体光源ユニット１００における冷却流路を示している。具体的には、上述した第１の流路Ｐ１、第２の流路Ｐ２および第３の流路Ｐ３を示している。 FIG. 5 shows a cooling flow path in the solid-state light source unit 100. Specifically, the first flow path P1, the second flow path P2, and the third flow path P3 described above are shown.
ダクト４により形成された第１の流路Ｐ１は、前述したファン５からの空気（第１の冷却用流体）９１を冷却部材３の放熱部に対して流す。空気９１は、固体光源１からの熱が伝達された冷却部材３から熱を奪うことで固体光源１を冷却する。 The first flow path P <b> 1 formed by the duct 4 allows the air (first cooling fluid) 91 from the fan 5 to flow to the heat radiating portion of the cooling member 3. The air 91 cools the solid light source 1 by removing heat from the cooling member 3 to which the heat from the solid light source 1 is transmitted.
第２の流路Ｐ２は、遮蔽カバー８と光源ベース板２とにより囲まれた空間Ｓ内に形成される流路である。具体的には、第２の流路Ｐ２は、遮蔽カバー８に形成された流入口８ｃから空間Ｓ内に流入した空気９２を、複数の固体光源１の光射出面１ａや複数の反射ミラー６に沿って流して光源ベース板２に形成された流出口２ｃから流出させる流路である。流入口８ｃには、ダクト９により形成された第３の流路Ｐ３を介してファン１０からの空気９２が導かれる。 The second flow path P <b> 2 is a flow path formed in the space S surrounded by the shielding cover 8 and the light source base plate 2. Specifically, the second flow path P2 allows the air 92 that has flowed into the space S from the inflow port 8c formed in the shielding cover 8 to pass through the light exit surfaces 1a of the plurality of solid light sources 1 and the plurality of reflection mirrors 6. And a flow path that flows out from the outlet 2 c formed in the light source base plate 2. The air 92 from the fan 10 is guided to the inflow port 8c through the third flow path P3 formed by the duct 9.
流入口８ｃから空間Ｓ内に流入した空気９２のうち一部の空気９２ａは、複数の固体光源１の光出射面１ａの周辺を流れて該固体光源１を直接冷却しつつ流出口２ｃに向かう。また、空気９２のうち他の一部の空気９２ｂは、複数の反射ミラー６のミラー面に沿って流れて該反射ミラー６を直接冷却しつつ流出口２ｃに向かう。これにより、それ自体が発熱する複数の固体光源１と、固体光源１からの光を受けることで発熱して変形等のおそれがある複数の反射ミラー６の双方を良好に冷却することが可能となる。 A part of the air 92a that flows into the space S from the inflow port 8c flows around the light emitting surface 1a of the plurality of solid light sources 1 and directly cools the solid light sources 1 toward the outflow port 2c. . The other part of the air 92 b flows along the mirror surfaces of the plurality of reflection mirrors 6 and directly cools the reflection mirror 6 toward the outlet 2 c. Thereby, it is possible to satisfactorily cool both the plurality of solid light sources 1 that themselves generate heat and the plurality of reflecting mirrors 6 that generate heat and may be deformed by receiving light from the solid light source 1. Become.
また、空間Ｓに対して空気９２が流入出することで、該空間Ｓ内に熱が留まることを回避できる。つまりは、空間Ｓからの排熱を行うことができる。空間Ｓからの排熱は、冷却部材３の冷却能力を高める作用があり、この結果、冷却部材３を小型化することができる。 In addition, since the air 92 flows into and out of the space S, it is possible to avoid heat from remaining in the space S. That is, the exhaust heat from the space S can be performed. The exhaust heat from the space S has the effect of increasing the cooling capacity of the cooling member 3, and as a result, the cooling member 3 can be reduced in size.
さらに、本実施例では、流出口２ｃは、該流出口２ｃから流出した空気９２（９２ａ，９２ｂ）を第１の流路Ｐ１のうち冷却部材３よりも上流側に流すように形成されている。これにより、冷却部材３に対しては、ファン５からの空気９１に加えて空気９２も流れる。つまり、冷却部材３に対して流れる空気の流量が増加する。このため、冷却部材３による固体光源１の冷却効率を向上させることができるとともに、冷却部材３の小型化をも可能とすることができる。このような空気９２の流れを無理なく実現するために、本実施例では、第２の流路Ｐ２における空気９２の流れ方向を、第１の流路Ｐ１における空気９１の流れ方向に対して反対方向としている。 Further, in the present embodiment, the outlet 2c is formed so that the air 92 (92a, 92b) flowing out from the outlet 2c flows upstream of the cooling member 3 in the first flow path P1. . As a result, air 92 flows to the cooling member 3 in addition to the air 91 from the fan 5. That is, the flow rate of air flowing to the cooling member 3 increases. For this reason, while being able to improve the cooling efficiency of the solid light source 1 by the cooling member 3, the cooling member 3 can also be reduced in size. In order to realize such a flow of air 92 without difficulty, in this embodiment, the flow direction of air 92 in the second flow path P2 is opposite to the flow direction of air 91 in the first flow path P1. The direction.
また、遮蔽カバー８における流入口８ｃの近傍には、該流入口８ｃから空間Ｓの外側への光の漏出を防ぐ（遮光する）流入口遮光部８ｄが設けられている。一方、光源ベース板２における流出口２ｃの近傍には、該流出口２ｃから空間Ｓの外側への光の漏出を防ぐ（遮光する）流出口遮光部２ｄが設けられている。言い換えれば、遮蔽カバー８は流入口遮光部８ｄを備えた流入口８ｃを有し、光源ベース板２は流出口遮光部２ｄを備えた流出口２ｃを有する。このように形成された光源ベース板２と遮蔽カバー８は、それらの内側の空間Ｓに対する空気９２の流入出を可能としつつ、それらの外部への光漏出が生じない遮光密閉構造を実現する。本実施例では、固体光源１としてコヒーレント性が高いレーザーダイオードを使用しているため、このような遮光密閉構造によって製品の安全性を向上させることができる。 Further, in the vicinity of the inflow port 8 c in the shielding cover 8, an inflow port light shielding portion 8 d that prevents (shields) leakage of light from the inflow port 8 c to the outside of the space S is provided. On the other hand, in the vicinity of the outlet 2c in the light source base plate 2, there is provided an outlet shielding part 2d that prevents (shields) light leakage from the outlet 2c to the outside of the space S. In other words, the shielding cover 8 has an inlet 8c provided with an inlet shielding part 8d, and the light source base plate 2 has an outlet 2c provided with an outlet shielding part 2d. The light source base plate 2 and the shielding cover 8 formed in this way realize a light shielding and sealing structure that allows the air 92 to flow into and out of the space S inside of the light source base plate 2 and does not cause light leakage to the outside thereof. In the present embodiment, since a laser diode having high coherency is used as the solid-state light source 1, the product safety can be improved by such a light-shielding sealed structure.
なお、本実施例では、遮蔽カバー（遮蔽部材）８に流入口８ｃおよび流入口遮光部８ｄを設け、光源ベース板（光源保持部材）２に流出口２ｃおよび流出口遮光部２ｄを設けたが、これは例に過ぎない。流入口、流出口、流入口遮光部および流出口遮光部は、遮蔽部材および光源保持部材のいずれに設けてもよく、さらには遮蔽部材および光源保持部材のうち少なくとも一方に設ければよい。 In the present embodiment, the inflow port 8c and the inflow port light shielding portion 8d are provided in the shielding cover (shielding member) 8, and the outflow port 2c and the outflow port light shielding portion 2d are provided in the light source base plate (light source holding member) 2. This is just an example. The inflow port, the outflow port, the inflow port light shielding unit, and the outflow port light shielding unit may be provided in any of the shielding member and the light source holding member, and may be provided in at least one of the shielding member and the light source holding member.
第３の流路Ｐ３は、ファン１０からの空気９２を、遮蔽カバー８のミラー保持壁部８ｂの外面に沿って流しながら遮光カバー８の流入口８ｃに導く。空気９２がミラー保持壁部８ｂの外面に沿って流れることで、複数の反射ミラー６をその背面側から冷却することができる。 The third flow path P3 guides the air 92 from the fan 10 to the inlet 8c of the light shielding cover 8 while flowing along the outer surface of the mirror holding wall portion 8b of the shielding cover 8. Since the air 92 flows along the outer surface of the mirror holding wall 8b, the plurality of reflecting mirrors 6 can be cooled from the back side.
なお、本実施例では、第１の流路Ｐ１に空気を供給するためのファン５と、第３の流路Ｐ３を介して第２の流路Ｐ２に空気を供給するためのファン１０とを別々に設けた場合について説明した。しかし、いずれか一方のファン（例えば、ファン１０）のみを設け、このファンからの空気を第３および第２の流路Ｐ３，Ｐ２を経由して第１の流路Ｐ１に流すようにしてもよい。 In this embodiment, the fan 5 for supplying air to the first flow path P1 and the fan 10 for supplying air to the second flow path P2 via the third flow path P3 are provided. The case where it provided separately was demonstrated. However, only one of the fans (for example, the fan 10) is provided, and the air from this fan is allowed to flow to the first flow path P1 via the third and second flow paths P3 and P2. Good.
以上のように構成された固体光源ユニット１００は、図６に示す画像投射装置の光源装置として用いられる。固体光源ユニット１００から出射した光は、蛍光体ユニット１４に励起光として照射される。蛍光体ユニット１４は、所定の波長帯域の拡散光（例えば、白色光）を発生させる。蛍光体ユニット１４からの光は、照明光学系１５および色分離合成光学系１６を介して複数の色光に分離された後に複数の光変調素子（液晶パネルまたはデジタルマイクロミラーデバイス等）２０に導かれ、該光変調素子２０により変調される。複数の光変調素子２０からの光は、色分離合成光学系１６で合成され、投射レンズ１７を介して不図示の被投射面に投射される。これにより、カラー画像が表示される。 The solid light source unit 100 configured as described above is used as a light source device of the image projection apparatus shown in FIG. The light emitted from the solid light source unit 100 is applied to the phosphor unit 14 as excitation light. The phosphor unit 14 generates diffused light (for example, white light) in a predetermined wavelength band. The light from the phosphor unit 14 is separated into a plurality of color lights via the illumination optical system 15 and the color separation / synthesis optical system 16 and then guided to a plurality of light modulation elements (liquid crystal panel or digital micromirror device) 20. The light modulation element 20 modulates the light. Light from the plurality of light modulation elements 20 is synthesized by the color separation / synthesis optical system 16 and projected onto a projection surface (not shown) via the projection lens 17. Thereby, a color image is displayed.
図７には、本発明の実施例２である固体光源ユニット２００の構成を示している。図８には、固体光源ユニット２００における冷却流路および光路の一部を示している。 FIG. 7 shows the configuration of a solid-state light source unit 200 that is Embodiment 2 of the present invention. FIG. 8 shows a cooling channel and a part of the optical path in the solid-state light source unit 200.
本実施例の固体光源ユニット２００の基本的な構成や第１〜第３の流路Ｐ１〜Ｐ３は、実施例１の固体光源ユニット１００と同じである。このため、実施例１の固体光源ユニット１００と同じ構成要素には実施例１と同符号を付して説明に代える。 The basic configuration of the solid light source unit 200 of the present embodiment and the first to third flow paths P1 to P3 are the same as those of the solid light source unit 100 of the first embodiment. For this reason, the same components as those of the solid light source unit 100 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment, and are not described.
本実施例では、第２の流路Ｐ２が形成される空間Ｓの内部にガイド部材１８を配置している点で実施例１と異なる。ガイド部材１８は、遮蔽カバー８における光源ベース板２との結合部付近にて保持され、複数の固体光源１の光出射面１ａから離間した位置に、これら光射出面１ａにほぼ平行となるように配置されている。 The present embodiment is different from the first embodiment in that the guide member 18 is disposed in the space S where the second flow path P2 is formed. The guide member 18 is held in the vicinity of the coupling portion of the shielding cover 8 with the light source base plate 2 and is substantially parallel to the light emission surfaces 1a at positions separated from the light emission surfaces 1a of the plurality of solid light sources 1. Is arranged.
ガイド部材１８は、平板形状のベース部のうち複数の固体光源１の光出射面１ａに対向する部分に形成された開口部１８ａと、ベース部から固体光源１側に斜めに突出したガイド部１８ｂとを有する。開口部１８ａおよびベース部のうち開口部１８ａの縁を形成する部分は固体光源１の光出射面１ａとほぼ平行となるように配置されており、ガイド部１８ｂは後述するように光出射面１ａに対して傾くように配置されている。 The guide member 18 includes an opening 18a formed at a portion of the flat base portion facing the light emitting surfaces 1a of the plurality of solid light sources 1, and a guide portion 18b projecting obliquely from the base portion toward the solid light source 1 side. And have. Of the opening 18a and the base portion, the portion forming the edge of the opening 18a is disposed so as to be substantially parallel to the light emitting surface 1a of the solid light source 1, and the guide portion 18b is arranged as described later. It is arrange | positioned so that it may incline with respect to.
図８に示すように、ガイド部１８ｂは、遮蔽カバー８の流入口８ｃから空間Ｓ内に流入した空気９２ａを固体光源１に向かって流れるようにガイドする。このため、実施例１では空気９２ａは主として固体光源１ａの光出射面１ａに沿った方向に流れるだけであるが、本実施例では、空気９２ａが強制的に固体光源１の光出射面１ａに対して角度をなして向かうように流れる。したがって、本実施例によれば、実施例１に比べて、空気９２ａによる固体光源１の冷却効率をより高めることができる。 As shown in FIG. 8, the guide portion 18 b guides the air 92 a flowing into the space S from the inlet 8 c of the shielding cover 8 so as to flow toward the solid light source 1. For this reason, in the first embodiment, the air 92a mainly flows only in the direction along the light emitting surface 1a of the solid light source 1a. However, in this embodiment, the air 92a is forced to the light emitting surface 1a of the solid light source 1. It flows to make an angle with respect to it. Therefore, according to the present embodiment, the cooling efficiency of the solid light source 1 by the air 92a can be further increased as compared with the first embodiment.
また、ガイド部材１８に形成された開口部１８ａは、図８に破線で示したように、固体光源１の光出射面１ａから出射して反射ミラー６に向かう光を通過させる。このため、ガイド部材１８を設けたことで固体光源ユニット２００からの出射光量が低下することはない。 Further, the opening 18a formed in the guide member 18 allows light emitted from the light emitting surface 1a of the solid light source 1 and traveling toward the reflecting mirror 6 to pass therethrough as indicated by a broken line in FIG. For this reason, the amount of light emitted from the solid light source unit 200 is not reduced by providing the guide member 18.
実施例１，２の固体光源ユニット１００，２００によれば、固体光源１は裏面側が冷却部材３によって冷却されるだけでなく、光出射面１ａ側も空気９２により直接冷却されるので、冷却部材３を小型化しつつ固体光源１を効率良く十分に冷却することができる。したがって、固体光源ユニット１００，２００は、小型かつ軽量な構成を有しつつも、固体光源１の数にかかわらず、該固体光源１を効率良く十分に冷却することができる。そして、これらの固体光源ユニット１００，２００を用いることで、固体光源１を用いた明るい画像の投射が可能な小型かつ軽量な画像投射装置を実現することができる。
上記各実施例において、空気９１，９２を共に水等の液体（冷却用流体）に置き換えてもよいし、空気９１のみを液体に置き換えてもよい。
According to the solid light source units 100 and 200 of the first and second embodiments, the solid light source 1 is not only cooled on the back surface side by the cooling member 3, but also on the light emitting surface 1a side directly by the air 92. The solid light source 1 can be efficiently and sufficiently cooled while downsizing 3. Therefore, the solid light source units 100 and 200 can efficiently and sufficiently cool the solid light sources 1 regardless of the number of the solid light sources 1 while having a small and light configuration. By using these solid-state light source units 100 and 200, a small and lightweight image projection apparatus capable of projecting a bright image using the solid-state light source 1 can be realized.
In the above embodiments, both the air 91 and 92 may be replaced with a liquid such as water (cooling fluid), or only the air 91 may be replaced with a liquid.
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。 Each embodiment described above is only a representative example, and various modifications and changes can be made to each embodiment in carrying out the present invention.
１ 固体光源
１ａ 光出射面
２ 光源ベース板
３ 冷却部材
４ ダクト
５ 遮蔽カバー
２０ 光変調素子
Ｐ１ 第１の流路
Ｐ２ 第２の流路
９１，９２ 空気
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solid light source 1a Light emission surface 2 Light source base board 3 Cooling member 4 Duct 5 Shielding cover 20 Light modulation element P1 1st flow path P2 2nd flow path 91,92 Air
Claims (8)
前記固体光源を保持する光源保持部材と、
前記光源保持部材とともに前記固体光源の光出射面に面する空間を囲むように配置され、前記光出射面から出射して前記光変調素子に向かう前記光が通過する光通過部を有する遮蔽部材と、
前記光源保持部材における前記固体光源を保持する面とは反対側の面に設けられた冷却部材と、
前記冷却部材に対して第１の冷却用流体を流す第１の流路とを有し、
前記遮蔽部材および前記光源保持部材のうち少なくとも一方に、前記空間の内側に形成される第２の流路に第２の冷却用流体を流すための流入口および流出口と、前記流入口および前記流出口から前記空間の外側への前記光の漏出をそれぞれ防ぐ流入口遮光部および流出口遮光部とが設けられており、
前記遮蔽部材は、前記空間に面して前記固体光源からの前記光を反射して前記光通過部に導く反射部材を保持しており、
前記流入口に前記第２の冷却用流体を導く第３の流路が前記遮蔽部材における前記反射部材を保持する面とは反対側の面に沿って設けられていることを特徴とする光源装置。 A light source device for an image projection device that displays an image by modulating light from a solid light source with a light modulation element and projecting the light onto a projection surface,
A light source holding member for holding the solid light source;
A shielding member having a light passage portion which is disposed so as to surround the light source holding member and a space facing the light emitting surface of the solid state light source and through which the light emitted from the light emitting surface and traveling toward the light modulation element passes; ,
A cooling member provided on the surface of the light source holding member opposite to the surface holding the solid light source;
A first flow path for flowing a first cooling fluid to the cooling member;
At least one of the shielding member and the light source holding member includes an inlet and an outlet for flowing a second cooling fluid through a second flow path formed inside the space, the inlet and the An inlet shielding portion and an outlet shielding portion for preventing leakage of the light from the outlet to the outside of the space, respectively ;
The shielding member holds a reflecting member that faces the space and reflects the light from the solid-state light source and guides the light to the light passage portion.
A light source device characterized in that a third flow path for guiding the second cooling fluid to the inflow port is provided along a surface of the shielding member opposite to the surface holding the reflecting member. .
前記光源保持部材に、前記流出口および前記流出口遮光部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。 The shielding member is provided with the inlet and the inlet shielding portion,
The light source device according to claim 1, wherein the outlet and the outlet light shielding part are provided in the light source holding member.
該光源装置の前記光通過部から出射した前記光を変調する光変調素子と、
該光変調素子により変調された前記光を被投射面に投射する光学系とを有することを特徴とする画像投射装置。 The light source device according to any one of claims 1 to 7 ,
A light modulation element for modulating the light emitted from the light passage portion of the light source device;
An image projection apparatus comprising: an optical system that projects the light modulated by the light modulation element onto a projection surface.
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