(57)【要約】【課題】従来よりも冷却性能が向上した冷却装置を備えた光源装置、プロジェクターを提供すること。【解決手段】光源装置１１は、複数の発光素子を有する光源ユニット４１と、光源ユニット４１に接する突起部４３１と、突起部４３１が設けられた面と対向する面に設けられた凹部４３２と、を有する受熱板４３ａと、凹部４３２と嵌合する凸部としてのヒートパイプ４３３を有する熱拡散部材４３ｂと、熱拡散部材４３ｂに接するヒートシンク４３ｃと、を備え、光源ユニット４１は、受熱板４３ａおよび熱拡散部材４３ｂを介してヒートシンク４３ｃに接続される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子を有する光源ユニットと、
前記光源ユニットに接する突起部と、前記突起部が設けられた面と対向する面に設けられた凹部と、を有する受熱板と、
前記凹部と嵌合する凸部を有する熱拡散部材と、
前記熱拡散部材に接するヒートシンクと、を備え、
前記光源ユニットは、前記受熱板および前記熱拡散部材を介して前記ヒートシンクに接続される光源装置。
【請求項２】
前記凹部は、前記突起部と対向する位置に設けられている、請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記ヒートシンクは、フィンを有する、請求項１または請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記熱拡散部材は、ヒートパイプを有し、
前記フィンは、アルミニウム合金から成る、請求項３に記載の光源装置。
【請求項５】
前記熱拡散部材は、ベーパーチャンバーを有し、
前記フィンは、銅から成る、請求項３に記載の光源装置。
【請求項６】
前記ヒートシンクを冷却する冷却ファンを備えた、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光源装置を備えたプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置およびプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プロジェクターの光源として、発光素子を備えた光源装置が知られていた。例えば、特許文献１には、複数の発光素子を備えた光源装置が開示されている。発光素子は発光に伴って発熱することから、発光素子が複数であると発熱が顕著になりやすい。このような光源装置を作動させると、発光素子において、発熱による温度変動が生じて光出力が変動することがあった。
【０００３】
そこで、発光素子の発熱の影響を低減するために、光源装置に冷却装置を用いる場合がある。例えば、特許文献２には、受熱部、ヒートパイプ、本体部（ヒートシンク）を有する冷却装置を備えた光源装置が開示されている。該冷却装置において、発光素子の発熱は、受熱部およびヒートパイプを介して本体部に伝達されて放熱され、光源装置が冷却される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１３８４７１号公報
【特許文献２】特開２０１５−４０８７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２に記載の光源装置では、発光素子の数を増やした場合に、さらなる冷却性能の向上が求められるという課題があった。詳しくは、発光素子の数を増やすと、光源装置における発熱量が増大する。発熱量の増大に対して冷却装置の冷却性能が確保されないと、発光素子の過熱を招き、発光素子において光出力や寿命の低下が起きやすくなる。すなわち、従来よりも冷却性能が向上した冷却装置を備えた光源装置が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願の光源装置は、複数の発光素子を有する光源ユニットと、光源ユニットに接する突起部と、突起部が設けられた面と対向する面に設けられた凹部と、を有する受熱板と、凹部と嵌合する凸部を有する熱拡散部材と、熱拡散部材に接するヒートシンクと、を備え、光源ユニットは、受熱板および熱拡散部材を介してヒートシンクに接続される。
【０００７】
上記の光源装置において、凹部は、突起部と対向する位置に設けられていることが好ましい。
【０００８】
上記の光源装置において、ヒートシンクは、フィンを有することが好ましい。
【０００９】
上記の光源装置において、熱拡散部材は、ヒートパイプを有し、フィンは、アルミニウム合金から成ることが好ましい。
【００１０】
上記の光源装置において、熱拡散部材は、ベーパーチャンバーを有し、フィンは、銅から成ることが好ましい。
【００１１】
上記の光源装置は、ヒートシンクを冷却する冷却ファンを備えることが好ましい。
【００１２】
本願のプロジェクターは、上記の光源装置を備える。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態１に係るプロジェクターの構成を示す概略図。
【図２】光源装置の外観を示す斜視図。
【図３】冷却装置の外観を示す斜視図。
【図４】冷却装置の構成を示す分解斜視図。
【図５】図３の面Ｍに沿った、受熱板と熱拡散部材との嵌合状態を示す断面図。
【図６】実施形態２に係る光源装置の外観を示す斜視図。
【図７】冷却装置の外観を示す斜視図。
【図８】冷却装置の構成を示す分解斜視図。
【図９】冷却装置の構成を示す分解斜視図。
【図１０】図７の面Ｎに沿った、受熱板と熱拡散部材との嵌合状態を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。以下に説明する実施の形態は、本発明の一例を説明するものである。本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形例も、本発明に含まれる。なお、以下の各図においては、各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各部材の尺度を実際とは異ならせしめている。
【００１５】
（実施形態１）
＜プロジェクター＞
本実施形態に係るプロジェクターの構成について、図１を参照して説明する。図１は、実施形態１に係るプロジェクターの構成を示す概略図である。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態に係るプロジェクター１は、照明装置２、投射光学系３、第１の反射ミラー５、ダイクロイックミラー６、第２の反射ミラー７、第３の反射ミラー８、光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ、合成光学系１０を備えている。プロジェクター１は、画像情報に応じて形成した画像光をスクリーンなどの投射面に投射する機能を有している。
【００１７】
照明装置２は、光源装置１１、第１のインテグレーター光学系１２、位相差板１３、偏光分離素子１４、ピックアップ光学系１５、蛍光発光素子１６を備えている。また、照明装置２は、青色光用重畳レンズ１７、反射ミラー１８を備えている。さらに、照明装置２は、第２のインテグレーター光学系１９、偏光変換素子２０、黄色光用重畳レンズ２１、反射ミラー２２を備えている。
【００１８】
光源装置１１は、コリメーターレンズ４２、青色光を射出する光源ユニット４１、光源ユニット４１を冷却する冷却装置４３を備えている。冷却装置４３は、冷却ファン４９を含んでいる。光源ユニット４１は、図示を省略するが、複数の発光素子を備えている。発光素子としては、例えば、半導体レーザーを用いる。光源ユニット４１から射出される光線束Ｋは、コリメーターレンズ４２によって平行化される。光源装置１１の詳細は後述する。ここで、プロジェクター１において、光源装置１１の数は１個に限定されず、複数個が備えられていてもよい。なお、以下の説明において、光源ユニット４１の光軸を光軸Ｌ１とし、光軸Ｌ１と同一平面内にあって、光軸Ｌ１と直交する光軸を光軸Ｌ２とする。
【００１９】
光線束Ｋは、第１のインテグレーター光学系１２に入射する。第１のインテグレーター光学系１２は、第１レンズアレイ１２ａと第２レンズアレイ１２ｂとを有している。第１レンズアレイ１２ａを構成する各レンズと、第２レンズアレイ１２ｂを構成する各レンズとは、それぞれ対応している。ここで、第１レンズアレイ１２ａと、第１レンズアレイ１２ａの光軸Ｌ１上の蛍光発光素子１６とは、光学的に互いに共役である。また、第１レンズアレイ１２ａと、光変調装置４Ｂとは、光学的に互いに共役である。さらに、光源ユニット４１の光射出面と、第２レンズアレイ１２ｂとは、光学的に互いに共役である。
【００２０】
第１のインテグレーター光学系１２は、ピックアップ光学系１５と共に、蛍光発光素子１６を照射する光の照度分布（明るさ）を均一化する。また、第１のインテグレーター光学系１２は、青色光用重畳レンズ１７と共に、光変調装置４Ｂの画像形成領域における光の照度分布を均一化する。
【００２１】
第１のインテグレーター光学系１２を透過した光線束Ｋは、位相差板１３に入射する。位相差板１３は、１／２波長板である。１／２波長板の回転角度を調節することにより、位相差板１３を透過した光線束Ｋを、偏光分離素子１４に対するＳ偏光成分とＰ偏光成分とを所定の比率で含む光にすることが可能である。
【００２２】
偏光分離素子１４は、光軸Ｌ１および光軸Ｌ２に対して、それぞれ４５度の角度を成すように配置されている。偏光分離素子１４は、位相差板１３を通過した光線束Ｋを、Ｓ偏光成分とＰ偏光成分とに分離する。また、偏光分離素子１４は、青色の光線束Ｋとは波長域が異なる光、すなわち後述する蛍光光から成る黄色光ＹＬを、その変更状態にかかわらず反射させる。
【００２３】
具体的には、偏光分離素子１４は、入射光（光線束Ｋ）のうちのＳ偏光成分の光線ＢＬｓを反射させ、入射光のうちのＰ偏光成分の光線ＢＬｐを透過させて、入射光を分離する。光線ＢＬｓ（Ｓ偏光成分）は、偏光分離素子１４で反射して青色光用重畳レンズ１７に向かう。光線ＢＬｐ（Ｐ偏光成分）は、偏光分離素子１４を透過して蛍光発光素子１６に向かう。
【００２４】
偏光分離素子１４から射出された光線ＢＬｓは、青色光用重畳レンズ１７に入射する。青色光用重畳レンズ１７は、第１のインテグレーター光学系１２と共に、光変調装置４Ｂの画像形成領域に光線ＢＬｓを重畳させる。これにより、青色光ＬＢの照度分布が均一化される。青色光用重畳レンズ１７を透過した青色光ＢＬｓは、反射ミラー１８、第１の反射ミラー５、フィールドレンズ９Ｂを介して光変調装置４Ｂに入射する。
【００２５】
これに対して、光線ＢＬｐは、偏光分離素子１４を透過してピックアップ光学系１５に入射する。ピックアップ光学系１５は、光線ＢＬｐを蛍光発光素子１６の蛍光体層３４上に集光させる機能と、蛍光体層３４から射出された蛍光をピックアップして平行化する機能と、を有している。ピックアップ光学系１５は、例えば、ピックアップレンズ１５ａとピックアップレンズ１５ｂとから成る。ピックアップ光学系１５は、第１のインテグレーター光学系１２と共に、蛍光発光素子１６の蛍光体層３４上に光線ＢＬｐを重畳させる。
【００２６】
蛍光発光素子１６は、蛍光体層３４、蛍光体層３４を支持する基板３５、駆動部３６を有している。基板３５は、駆動部３６によって回転軸の周りに回転可能とされた円板である。基板３５は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金、銅などの放熱性に優れた金属から成る。蛍光体層３４は、基板３５の一面に、基板３５の円周方向に沿って設けられている。駆動部３６は、基板３５を回転させるための、モーターなどの駆動源を備えている。
【００２７】
蛍光体層３４は、蛍光体粒子を含み、該蛍光体粒子により青色の光線ＢＬｐを吸収して蛍光から成る黄色光ＹＬに変換して射出する。蛍光体粒子としては、例えば、ＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）系蛍光体が用いられる。蛍光体層３４としては、アルミナなどの無機バインダー中に蛍光体粒子を分散させた蛍光体層や、バインダーを用いずに蛍光体粒子を焼結させた蛍光体層などが用いられる。
【００２８】
蛍光体層３４の光線ＢＬｐが入射する側と反対側には、反射部（図示せず）が設けられている。反射部は、蛍光体層３４で生成された黄色光ＹＬを、ピックアップ光学系１５の側に向けて反射させる。
【００２９】
蛍光体層３４から射出された黄色光ＹＬは、ピックアップ光学系１５によって平行光に変換される。ピックアップ光学系１５から射出された黄色光ＹＬは、偏光分離素子１４で反射して、第２のインテグレーター光学系１９に入射する。
【００３０】
第２のインテグレーター光学系１９は、黄色光用重畳レンズ２１と共に、被照明領域での黄色光ＹＬによる照度分布を均一化する。第２のインテグレーター光学系１９は、例えば、第１レンズアレイ１９ａと第２レンズアレイ１９ｂとから成る。
【００３１】
第２のインテグレーター光学系１９を通過した黄色光ＹＬは、偏光変換素子２０に入射する。偏光変換素子２０は、例えば、偏光分離膜と位相差板とを有している。偏光変換素子２０は、黄色光ＹＬを直線変更に変換する。
【００３２】
偏光変換素子２０を通過した黄色光ＹＬは、黄色光用重畳レンズ２１に入射する。黄色光用重畳レンズ２１は、偏光変換素子２０から射出された黄色光ＹＬを、被照明領域である赤色光用および緑色光用の光変調装置４Ｒの画像形成領域上に重畳させる。第２のインテグレーター光学系１９と黄色光用重畳レンズ２１とによって、被照明領域における照度分布が均一化される。
【００３３】
ここで、ダイクロイックミラー６は、黄色光ＹＬの光路上に配置されている。ダイクロイックミラー６は、照明装置２から射出された黄色光ＹＬを、赤色光ＬＲと緑色光ＬＧとに分離する。すなわち、ダイクロイックミラー６は、赤色光ＬＲを透過させると共に、緑色光ＬＧを反射させて黄色光ＹＬを分離する。
【００３４】
第２の反射ミラー７は、緑色光ＬＧの光路上に配置されている。第２の反射ミラー７は、ダイクロイックミラー６によって分離された緑色光ＬＧの光路上に配置されている。第２の反射ミラー７は、ダイクロイックミラー６によって分離された緑色光ＬＧを、光変調装置４Ｇに向けて反射させる。緑色光ＬＧは、ダイクロイックミラー６および第２の反射ミラー７で反射した後、フィールドレンズ９Ｇを経て、緑色光用の光変調装置４Ｇの画像形成領域を照明する。
【００３５】
第３の反射ミラー８は、赤色光ＬＲの光路上に配置されている。第３の反射ミラー８は、ダイクロイックミラー６によって分離された赤色光ＬＲを、光変調装置４Ｒに向けて反射させる。赤色光ＬＲは、ダイクロイックミラー６を透過し、第３の反射ミラー８およびフィールドレンズ９Ｒを経て、赤色光用の光変調装置４Ｒの画像形成領域を照明する。
【００３６】
光変調装置４Ｒは、赤色光ＬＲを通過させる間に、赤色光ＬＲを画像情報に応じて変調し、赤色光ＬＲに対応した画像光を形成する。光変調装置４Ｇは、緑色光ＬＧを通過させる間に、緑色光ＬＧを画像情報に応じて変調し、緑色光ＬＧに対応した画像光を形成する。光変調装置４Ｂは、青色光ＬＢを通過させる間に、青色光ＬＢを画像情報に応じて変調し、青色光ＬＢに対応した画像光を形成する。
【００３７】
光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂには、例えば、透過型の液晶パネルが用いられる。液晶パネルの入射側および出射側には、一対の偏光板（図示せず）が配置されている。光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、光変調装置４Ｂの入射側には、それぞれフィールドレンズ９Ｒ、フィールドレンズ９Ｇ、フィールドレンズ９Ｂが配置されている。
【００３８】
合成光学系１０は、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、青色光ＬＢに対応した各画像光を合成し、合成された画像光を投射光学系３に向けて射出する。合成光学系１０には、例えば、クロスダイクロイックプリズムが用いられる。
【００３９】
投射光学系３は、複数の投射レンズから成る。投射光学系３は、合成光学系１０によって合成された画像光を、スクリーンＳＣＲに向けて拡大投射する。これによって、スクリーンＳＣＲ上には、拡大されたカラー画像が表示される。
【００４０】
＜光源装置＞
本実施形態に係る光源装置および冷却装置の構成について、図２、図３、図４、図５を参照して説明する。図２は、光源装置の外観を示す斜視図である。図３は、冷却装置の外観を示す斜視図である。図４は、冷却装置の構成を示す分解斜視図である。図５は、図３の面Ｍに沿った、受熱板と熱拡散部材との嵌合状態を示す断面図である。ここで、図２から図５では、冷却ファン４９の図示を省略している。なお、図２においては、光源装置１１に接続される配線類、およびコリメーターレンズ４２の図示を省略している。また、図３において、面ＭはＹ−Ｚ平面と平行な面であり、破線矢印は図５（断面図）の視線の方向を示している。さらに、図４においては、冷却装置４３に対して光源ユニット４１も図示している。
【００４１】
図２に示すように、光源装置１１は、複数の発光素子（図示せず）を有する光源ユニット４１と冷却装置４３とを備えている。冷却装置４３は、受熱板４３ａ、熱拡散部材４３ｂ、熱拡散部材４３ｂに接するヒートシンク４３ｃを有している。
【００４２】
受熱板４３ａは、第１辺部４３ａ１および第２辺部４３ａ２を含む略矩形の平板状であり、光源ユニット４１と接する突起部４３１を有している。受熱板４３ａは、光源装置１１をプロジェクター１（図１参照）に固定するための固定部材であってもよい。すなわち、受熱板４３ａを用いて、光源装置１１をプロジェクター１のフレームなどに取り付けてもよい。受熱板４３ａの形成材料としては、特に限定されないが、本実施形態ではアルミニウム合金を採用している。
【００４３】
光源ユニット４１は、光線束Ｋの射出方向を向く面に、複数の発光素子がマトリクス状に配置されている。光源ユニット４１における発光素子の数は、特に限定されないが、例えば６０個である。また、光源ユニット４１は、発光素子の発光などを制御する回路基板（図示せず）を備えていてもよい。
【００４４】
突起部４３１は、正のＺ方向側から見た平面形状が略矩形の柱状であり、受熱板４３ａの第１辺部４３ａ１に沿う方向が細長く形成されている。突起部４３１は、受熱板４３ａの第２辺部４３ａ２に沿う方向に並んで、複数が配置されている。
【００４５】
ここで、本明細書では、光源ユニット４１から光線束Ｋが射出される方向を、正のＺ方向とし、Ｚ方向と直交し、第１辺部４３ａ１に沿った方向をＹ方向とし、Ｙ方向およびＺ方向と直交し、第２辺部４３ａ２に沿った方向をＸ方向とする。
【００４６】
光源ユニット４１、受熱板４３ａ、熱拡散部材４３ｂ、ヒートシンク４３ｃは、この順番でＺ方向に重ねられて配置されている。すなわち、光源ユニット４１は、受熱板４３ａおよび熱拡散部材４３ｂを介してヒートシンク４３ｃに接続されている。そのため、光源ユニット４１の複数の発光素子から発せられた熱は、複数の突起部４３１から受熱板４３ａに伝導され、さらに受熱板４３ａから熱拡散部材４３ｂを経てヒートシンク４３ｃへと伝導される。
【００４７】
なお、光源ユニット４１と突起部４３１との間に熱伝導グリスを塗布して、光源ユニット４１と突起部４３１との密着性を向上させてもよい。熱伝導グリスを用いても、突起部４３１以外の領域では、光源ユニット４１と受熱板４３ａとは離間しているため、光源ユニット４１と受熱板４３ａとを容易に分解することができる。
【００４８】
図３に示すように、ヒートシンク４３ｃは、熱拡散部材４３ｂを介して受熱板４３ａと接続されている。ヒートシンク４３ｃは、複数のフィン４４を有している。フィン４４は、長方形の１つの角が取られた略五角形の平板である。フィン４４は、上記長方形の長辺がＹ方向に沿い、上記長方形の短辺がＺ方向に沿って配置されている。フィン４４の形成材料としては、熱伝導性を有する金属などが挙げられる。本実施形態では、フィン４４の形成材料として、アルミニウム合金を採用している。複数のフィン４４は、Ｘ方向に並べられて互いに略平行に配置されている。そのため、ヒートシンク４３ｃにおいて、Ｙ方向および負のＺ方向側は開放されている。換言すれば、Ｘ方向に並んだ複数のフィン４４の隙間を、気流が通ることが可能である。なお、フィン４４の個数、形状、形成材料は、上記に限定されない。また、ヒートシンク４３ｃは、フィン４４を有することに限定されず、フィン４４に替えて表面の凹凸や針状の突起などを有していてもよい。
【００４９】
冷却装置４３は、ヒートシンク４３ｃを冷却する冷却ファン４９（図１参照）を備えている。冷却ファン４９は、送風ファンと吸引ファンとから成る。ヒートシンク４３ｃに対して、正のＹ方向側に送風ファンが配置され、負のＹ方向側に吸引ファンが配置されている。そのため、送風ファンから送り出された気流は、負のＹ方向側に流れて複数のフィン４４の隙間を通り、吸引ファンに吸引されて冷却装置４３の外に放出される。これによって、光源ユニット４１（図２参照）からヒートシンク４３ｃに伝導された熱が上記気流に移行して、ヒートシンク４３ｃの冷却が促進される。
【００５０】
ここで、冷却装置４３は、冷却ファン４９として送風ファンと吸引ファンとを備えた形態としたが、これに限定されない。冷却ファン４９は、送風ファンまたは吸引ファンのいずれか一方としてもよい。また、ヒートシンク４３ｃの放熱性能が充分である場合には、冷却ファン４９を省略してもよい。
【００５１】
図４に示すように、受熱板４３ａは、突起部４３１（図２参照）が設けられた面（表面）と対向する面（裏面）に、複数の凹部４３２を有している。凹部４３２は、後述する熱拡散部材４３ｂの凸部と嵌合するように、Ｘ方向に沿う細長い溝状に形成されている。上記凸部の数に対応して、８個の凹部４３２がＹ方向に並べられて配置されている。複数の凹部４３２は、受熱板４３ａの表面に設けられた突起部４３１と対向する位置に設けられている。
【００５２】
ここで、光源ユニット４１と受熱板４３ａとは、ねじを用いて締結してもよい。その場合に、突起部４３１にねじ穴を設けることが可能となる。これにより、受熱板４３ａ裏面の凹部４３２の配置や受熱板４３ａの厚さなどが、ねじ穴の位置や深さによって影響されなくなる。つまり、突起部４３１を設けずに、ねじによる締結を採用すると、凹部４３２の配置や形状、受熱板４３ａの厚さなどに影響が及びやすくなる。凹部４３２の配置や形状が制約されると、後述するヒートシンク４３ｃの形状にも影響が及ぶことがある。
【００５３】
熱拡散部材４３ｂは、凹部４３２と嵌合する凸部としての複数のヒートパイプ４３３ａ，４３３ｂ，４３３ｃ，４３３ｄ，４３３ｅ，４３３ｆ，４３３ｇ，４３３ｈ（以降、単に「ヒートパイプ４３３」ともいう。）を有している。ヒートパイプ４３３は、Ｘ方向に細長く、ヒートパイプ４３３ａ以外のＸ方向の長さが、受熱板４３ａの第２辺部４３ａ２の長さにほぼ等しい。ヒートパイプ４３３ａのＸ方向の長さは、第２辺部４３ａ２の長さより短い。
【００５４】
図５に示すように、ヒートパイプ４３３は、Ｚ方向に厚みを有し、該厚みが熱拡散部材４３ｂの凸部として凹部４３２に嵌合している。そして、８個のヒートパイプ４３３が、８個の凹部４３２に嵌合して、Ｙ方向に並んで配置される。これにより、受熱板４３ａと熱拡散部材４３ｂとが嵌合する。また、ヒートパイプ４３３は、凹部４３２と嵌合する面と、Ｚ方向において対向する面がヒートシンク４３ｃと接している。
【００５５】
ヒートパイプ４３３は、例えば、銅などの形成材料から成り、内部空間に作動液が収容されている。ヒートパイプ４３３は、内部空間において、作動液の蒸発（気化）、気体の移動、気体の凝集（液化）を繰り返すことにより、熱を移動、拡散させる機能を有している。これにより、ヒートパイプ４３３は、受熱板４３ａから伝導された熱を拡散させながらヒートシンク４３ｃへ伝導させる。
【００５６】
図４に戻り、ヒートパイプ４３３ｅ，４３３ｆ，４３３ｇ，４３３ｈには、それぞれ延長部４３４ｅ，４３４ｆ，４３４ｇ，４３４ｈ（以降、単に「延長部４３４」ともいう。）が設けられている。延長部４３４の内部には、ヒートパイプ４３３の内部空間が延在している。そのため、ヒートパイプ４３３ｅ，４３３ｆ，４３３ｇ，４３３ｈは、Ｘ方向における内部空間の延長距離が、他のヒートパイプ４３３ａ，４３３ｂなどよりも長い。
【００５７】
延長部４３４ｅ，４３４ｇは、それぞれヒートパイプ４３３ｅ，４３３ｇの正のＸ方向側端部から、屈曲されて負のＺ方向側に立ち上げられてから、負のＸ方向側に屈曲されてヒートシンク４３ｃの負のＸ方向側の端部まで延在している。そのため、ヒートパイプ４３３ｅ，４３３ｇは、Ｙ方向側から見ると「Ｕ」字状に形成されている。
【００５８】
延長部４３４ｆ，４３４ｈは、それぞれヒートパイプ４３３ｆ，４３３ｈの負のＸ方向側端部から、屈曲されて負のＺ方向側に立ち上げられてから、正のＸ方向側に屈曲されてヒートシンク４３ｃの正のＸ方向側の端部まで延在している。そのため、ヒートパイプ４３３ｆ，４３３ｈは、Ｙ方向側から見ると「Ｕ」字状に形成されている。
【００５９】
ヒートシンク４３ｃのフィン４４には、延長部４３４が干渉しないように切欠き部４５が設けられている。すなわち、延長部４３４は、フィン４４側に食い込むようにして設けられている。これにより、延長部４３４は、上述した冷却ファンの気流が当たりやすい位置に配置される。そのため、ヒートパイプ４３３ｅ，４３３ｆ，４３３ｇ，４３３ｈでは、熱の拡散機能に加えて放熱性能が向上している。
【００６０】
本実施形態では、送風ファン（図示せず）が、ヒートシンク４３ｃの正のＹ方向側に配置される。そのため、Ｙ方向に並べられて配置されたヒートパイプ４３３のうち、送風ファンから遠い、ヒートパイプ４３３ｅ，４３３ｆ，４３３ｇ，４３３ｈに延長部４３４を設けている。そのため、ヒートパイプ４３３ｅからヒートパイプ４３３ｈにおいても、冷却性能を確保することができる。さらに、これによって、複数のヒートパイプ４３３同士で冷却性能のばらつきの発生が抑えられるため、光源ユニット４１の複数の発光素子に対して、冷却性能の偏りを低減することができる。
【００６１】
ヒートパイプ４３３における作動液の種類や内部空間の配置などの構成については、公知の技術が採用可能である。なお、ヒートパイプ４３３、延長部４３４の形状、配置、個数などは、上述した形態に限定されない。
【００６２】
以上に述べたように、本実施形態に係る、プロジェクター１、光源装置１１によれば、以下の効果を得ることができる。
【００６３】
従来と比べて光源装置１１の冷却性能を向上させることができる。詳しくは、受熱板４３ａの凹部４３２と熱拡散部材４３ｂの凸部としてのヒートパイプ４３３とが嵌合するため、受熱板４３ａと熱拡散部材４３ｂとの接触面積が増大する。そのため、光源ユニット４１の熱が受熱板４３ａを介して熱拡散部材４３ｂに伝導されやすくなり、さらに熱拡散部材４３ｂからヒートシンク４３ｃに伝導されて外部へ放出される。これにより、光源ユニット４１における発光素子の数を増やした場合であっても、冷却装置４３の冷却性能を確保することができる。すなわち、冷却性能が向上した冷却装置４３を備えた光源装置１１を提供することができる。
【００６４】
凹部４３２は、突起部４３１と対向する位置に設けられているため、凹部４３２が突起部４３１と対向する位置に設けられていない場合と比べて、突起部４３１と凹部４３２との距離が小さくなる。そのため、光源ユニット４１の熱が、突起部４３１から凹部４３２を経て熱拡散部材４３ｂに伝導されやすくなり、冷却装置４３の冷却性能をより向上させることができる。
【００６５】
ヒートシンク４３ｃはフィン４４を有していることから、光源ユニット４１からヒートシンク４３ｃに伝導された熱が、フィン４４からも放出される。そのため、冷却装置４３の冷却性能をより向上させることができる。
【００６６】
光源ユニット４１から熱拡散部材４３ｂに伝導された熱が、ヒートパイプ４３３によってさらに拡散されてヒートシンク４３ｃに伝導される。そのため、受熱板４３ａとヒートシンク４３ｃとの間で熱の伝導が促進されると共に、ヒートシンク４３ｃにおける熱の偏在を低減することができる。これによって、冷却装置４３において、冷却性能をより向上させることができる。また、フィン４４がアルミニウム合金から成るため、例えば、フィン４４を銅で形成する場合と比べて、ヒートシンク４３ｃを軽量化しやすくなる。
【００６７】
ヒートシンク４３ｃを冷却する冷却ファン４９を備えていることから、冷却ファン４９によってヒートシンク４３ｃからの放熱が促進される。そのため、冷却装置４３の冷却性能をより向上させることができる。
【００６８】
プロジェクター１は、光源装置１１を備えているため、冷却装置４３の冷却性能が向上して、発光素子の数を増やしても発光素子の過熱が抑えられる。そのため、発光素子における光出力や寿命の低下が抑制され、品質が向上したプロジェクター１を提供することができる。
【００６９】
（実施形態２）
＜光源装置＞
本実施形態に係る光源装置の構成について、図６、図７を参照して説明する。図６は、実施形態２に係る光源装置の外観を示す斜視図である。図７は、冷却装置の外観を示す斜視図である。ここで、図６および図７では、冷却ファン４９の図示を省略している。なお、図６においては、光源装置に接続される配線類、およびコリメーターレンズ４２の図示を省略している。また、図７の面Ｎは、Ｙ−Ｚ平面と平行な面である。
【００７０】
本実施形態の冷却装置５３は、実施形態１の冷却装置４３に対して、受熱板および熱拡散部材の構成を異ならせたものである。そのため、実施形態１と同一の構成部位については、同一の符号を使用し、重複する説明は省略する。
【００７１】
図６に示すように、本実施形態の光源装置１１１は、複数の発光素子（図示せず）を有する光源ユニット４１と冷却装置５３とを備えている。冷却装置５３は、受熱板５３ａ、熱拡散部材５３ｂ、熱拡散部材５３ｂに接するヒートシンク５３ｃを有している。
【００７２】
受熱板５３ａは、第１辺部５３ａ１および第２辺部５３ａ２を含む略矩形の平板状であり、光源ユニット４１と接する突起部５３１を有している。受熱板５３ａは、光源装置１１１をプロジェクター１（図１参照）に固定するための固定部材であってもよい。すなわち、受熱板５３ａを用いて、光源装置１１１をプロジェクター１のフレームなどに取り付けてもよい。受熱板５３ａの形成材料としては、特に限定されないが、本実施形態ではアルミニウム合金を採用している。
【００７３】
突起部５３１は、正のＺ方向側から見た平面形状が略矩形の柱状であり、受熱板５３ａの第１辺部５３ａ１に沿う方向（Ｙ方向）が細長く形成されている。突起部５３１は、受熱板５３ａの第２辺部５３ａ２に沿う方向（Ｘ方向）に並んで、複数が配置されている。
【００７４】
光源ユニット４１、受熱板５３ａ、熱拡散部材５３ｂ、ヒートシンク５３ｃは、この順番でＺ方向に重ねられて配置されている。すなわち、光源ユニット４１は、受熱板５３ａおよび熱拡散部材５３ｂを介してヒートシンク５３ｃに接続されている。そのため、光源ユニット４１の複数の発光素子から発せられた熱は、複数の突起部５３１から受熱板５３ａに伝導され、さらに受熱板５３ａから熱拡散部材５３ｂを経てヒートシンク５３ｃへと伝導される。
【００７５】
なお、光源ユニット４１と突起部５３１との間に熱伝導グリスを塗布して、光源ユニット４１と突起部５３１との密着性を向上させてもよい。熱伝導グリスを用いても、突起部５３１以外の領域では、光源ユニット４１と受熱板５３ａとは離間しているため、光源ユニット４１と受熱板５３ａとを容易に分解することができる。
【００７６】
図７に示すように、ヒートシンク５３ｃは、熱拡散部材５３ｂを介して受熱板５３ａと接続されている。ヒートシンク５３ｃは、複数のフィン５４を有している。フィン５４は、銅から成る、長方形の平板である。フィン５４は、上記長方形の長辺がＹ方向に沿い、上記長方形の短辺がＺ方向に沿って配置されている。複数のフィン５４は、Ｘ方向に並べられて互いに略平行に配置されている。そのため、ヒートシンク５３ｃにおいて、Ｙ方向および負のＺ方向側は開放されている。換言すれば、Ｘ方向に並んだ複数のフィン５４の隙間を、気流が通ることが可能である。なお、フィン５４の個数、形状、形成材料は、上記に限定されない。また、ヒートシンク５３ｃは、フィン５４を有することに限定されず、フィン５４に替えて表面の凹凸や針状の突起などを有していてもよい。
【００７７】
冷却装置５３は、ヒートシンク５３ｃを冷却する冷却ファン４９（図１参照）を備えている。冷却ファン４９は、送風ファンと吸引ファンとから成る。ヒートシンク５３ｃに対して、正のＹ方向側に送風ファンが配置され、負のＹ方向側に吸引ファンが配置されている。そのため、送風ファンから送り出された気流は、負のＹ方向側に流れて複数のフィン５４の隙間を通り、吸引ファンに吸引されて冷却装置５３の外に放出される。これによって、光源ユニット４１（図６参照）からヒートシンク５３ｃに伝導された熱が上記気流に移行して、ヒートシンク５３ｃの冷却が促進される。
【００７８】
ここで、冷却装置５３は、冷却ファン４９として送風ファンと吸引ファンとを備えた形態としたが、これに限定されない。冷却ファン４９は、送風ファンまたは吸引ファンのいずれか一方としてもよい。また、ヒートシンク５３ｃの放熱性能が充分である場合には、冷却ファン４９を省略してもよい。
【００７９】
次に、冷却装置５３の構成について、図８、図９、図１０を参照して説明する。図８および図９は、冷却装置の構成を示す分解斜視図である。図１０は、図７の面Ｎに沿った、受熱板と熱拡散部材との嵌合状態を示す断面図である。なお、図１０では、図７における破線矢印の方向から見た断面を示している。
【００８０】
図８および図９に示すように、受熱板５３ａは、突起部５３１が設けられた面（表面）と対向する面（裏面）に、１個の凹部５３２を有している。熱拡散部材５３ｂは、凸部５３３を有している。凹部５３２は、凸部５３３と嵌合するように、負のＺ方向側からの平面形状が矩形に形成されている。凹部５３２は、受熱板５３ａの表面に設けられた突起部５３１と対向する位置に設けられている。
【００８１】
ここで、光源ユニット４１と受熱板５３ａとは、ねじを用いて締結してもよい。その場合に、突起部５３１にねじ穴を設けることが可能となる。これにより、受熱板５３ａ裏面の凹部５３２の配置や受熱板５３ａの厚さなどが、ねじ穴の位置や深さによって影響されなくなる。つまり、突起部５３１を設けずに、ねじによる締結を採用すると、凹部５３２の配置や形状、受熱板５３ａの厚さなどに影響が及びやすくなる。凹部５３２の配置や形状が制約されると、後述するヒートシンク５３ｃの形状にも影響が及ぶことがある。
【００８２】
熱拡散部材５３ｂは、内部にベーパーチャンバー（図示せず）を有している。すなわち、冷却装置５３の熱拡散部材５３ｂは、実施形態１における熱拡散部材４３ｂ（冷却装置４３）に対して、ヒートパイプに替えてベーパーチャンバーを有している点が異なっている。
【００８３】
図１０に示すように、熱拡散部材５３ｂの凸部５３３は、受熱板５３ａの凹部５３２に嵌合している。これにより、受熱板４３ａと熱拡散部材４３ｂとが嵌合する。熱拡散部材５３ｂは、凹部５３２と嵌合する面（凸部５３３が設けられた面）と、Ｚ方向において対向する面がヒートシンク５３ｃと接している。
【００８４】
ベーパーチャンバーは、例えば、銅などの形成材料から成り、内部空間に作動液が収容されている。ベーパーチャンバーは、内部空間において、作動液の蒸発（気化）、気体の移動、気体の凝集（液化）を繰り返すことにより、熱を移動、拡散させる機能を有している。これにより、ベーパーチャンバーは、受熱板５３ａから伝導された熱を拡散させながらヒートシンク５３ｃへ伝導させる。なお、ベーパーチャンバーの作動液の種類や内部空間の配置などの構成については、公知の技術が採用可能である。また、凹部５３２および凸部５３３の形状、配置、個数などは、上述した形態に限定されない。
【００８５】
以上に述べたように、本実施形態に係る光源装置１１１によれば、実施形態１における効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
【００８６】
光源ユニット４１から熱拡散部材５３ｂに伝導された熱が、ベーパーチャンバーによってさらに拡散されてヒートシンク５３ｃに伝導される。そのため、受熱板５３ａとヒートシンク５３ｃとの間で熱の伝導が促進されると共に、ヒートシンク５３ｃにおける熱の偏在を低減することができる。これによって、光源装置１１１の冷却装置５３において、冷却性能をより向上させることができる。また、フィン５４が銅から成るため、例えば、フィンをアルミニウム合金で形成する場合と比べて熱伝導性がより向上する。そのため、冷却装置５３の冷却性能をいっそう向上させることができる。
【００８７】
凸部５３３および凹部５３２の個数が１個ずつであるため、冷却装置５３の製造工程において、凸部５３３および凹部５３２の形成に要する工数を低減することができる。
【００８８】
以下に、実施形態から導き出される内容を記載する。
【００８９】
光源装置は、複数の発光素子を有する光源ユニットと、光源ユニットに接する突起部と、突起部が設けられた面と対向する面に設けられた凹部と、を有する受熱板と、凹部と嵌合する凸部を有する熱拡散部材と、熱拡散部材に接するヒートシンクと、を備え、光源ユニットは、受熱板および熱拡散部材を介してヒートシンクに接続される。
【００９０】
この構成によれば、従来と比べて冷却性能を向上させることができる。詳しくは、受熱板の凹部と熱拡散部材の凸部とが嵌合するため、受熱板と熱拡散部材との接触面積が増大する。そのため、光源ユニットの熱が受熱板を介して熱拡散部材に伝導されやすくなり、さらに熱拡散部材からヒートシンクに伝導されて外部へ放出される。これにより、発光素子の数を増やした場合であっても、冷却装置の冷却性能を確保することができる。すなわち、冷却性能が向上した冷却装置を備えた光源装置を提供することができる。
【００９１】
上記の光源装置において、凹部は、突起部と対向する位置に設けられていることが好ましい。
【００９２】
この構成によれば、凹部が突起部と対向する位置に設けられていない場合と比べて、突起部と凹部との距離が小さくなる。そのため、光源ユニットの熱が、突起部から凹部を経て熱拡散部材に伝導されやすくなり、冷却装置の冷却性能をより向上させることができる。
【００９３】
上記の光源装置において、ヒートシンクは、フィンを有することが好ましい。
【００９４】
この構成によれば、光源ユニットからヒートシンクに伝導された熱が、フィンからも放出される。そのため、冷却装置の冷却性能をより向上させることができる。
【００９５】
上記の光源装置において、熱拡散部材は、ヒートパイプを有し、フィンは、アルミニウム合金から成ることが好ましい。
【００９６】
この構成によれば、光源ユニットから熱拡散部材に伝導された熱が、ヒートパイプによってさらに拡散されてヒートシンクに伝導される。そのため、受熱板とヒートシンクとの間で熱の伝導が促進されると共に、ヒートシンクにおける熱の偏在を低減することができる。これによって、冷却装置において、冷却性能をより向上させることができる。また、フィンがアルミニウム合金から成るため、例えば、フィンを銅で形成する場合と比べて、ヒートシンクを軽量化しやすくなる。
【００９７】
上記の光源装置において、熱拡散部材は、ベーパーチャンバーを有し、フィンは、銅から成ることが好ましい。
【００９８】
この構成によれば、光源ユニットから熱拡散部材に伝導された熱が、ベーパーチャンバーによってさらに拡散されてヒートシンクに伝導される。そのため、受熱板とヒートシンクとの間で熱の伝導が促進されると共に、ヒートシンクにおける熱の偏在を低減することができる。これによって、冷却装置において、冷却性能をより向上させることができる。また、フィンが銅から成るため、例えば、フィンをアルミニウム合金で形成する場合と比べて熱伝導性がより向上する。そのため、冷却装置の冷却性能をいっそう向上させることができる。
【００９９】
上記の光源装置は、ヒートシンクを冷却する冷却ファンを備えることが好ましい。
【０１００】
この構成によれば、冷却ファンによってヒートシンクからの放熱が促進される。そのため、冷却装置の冷却性能をより向上させることができる。
【０１０１】
プロジェクターは、上記の光源装置を備える。
【０１０２】
この構成によれば、冷却装置の冷却性能が向上することから、発光素子の過熱が抑えられる。そのため、発光素子の数を増やしても、発光素子における光出力や寿命の低下が抑制され、品質が向上したプロジェクターを提供することができる。
【符号の説明】
【０１０３】
１…プロジェクター、１１，１１１…光源装置、４１…光源ユニット、４３ａ，５３ａ…受熱板、４３ｂ，５３ｂ…熱拡散部材、４３ｃ，５３ｃ…ヒートシンク、４４，５４…フィン、４９…冷却ファン、４３１，５３１…突起部、４３２，５３２…凹部、４３３，４３３ａ，４３３ｂ，４３３ｃ，４３３ｄ，４３３ｅ，４３３ｆ，４３３ｇ，４３３ｈ…凸部としてのヒートパイプ、５３３…凸部。
【図１】
2020008719.tif 000003
【図２】
2020008719.tif 000004
【図３】
2020008719.tif 000005
【図４】
2020008719.tif 000006
【図５】
2020008719.tif 000007
【図６】
2020008719.tif 000008
【図７】
2020008719.tif 000009
【図８】
2020008719.tif 000010
【図９】
2020008719.tif 000011
【図１０】
2020008719.tif 000012