(57)【要約】      （修正有）【課題】光源部を効率よく冷却できる光源装置、照明装置及びプロジェクターを提供すること。【解決手段】光源装置５は、光を出射する光源部５１と、光源部にて生じた熱を受熱する受熱部５２と、受熱部から伝導された熱を放熱する放熱部５３と、を備え、放熱部は、第１方向＋Ｙ及び第１方向に直交する第２方向＋Ｚにより規定される平面に沿って延出し、第１方向及び第２方向のそれぞれに直交する第３方向＋Ｘにそれぞれ対向配置される複数の板状体５４１と、複数の板状体において第２方向側に位置し、受熱部と接続される接続部５４Ａ１と、放熱部において第２方向とは反対方向側で、接続部に応じた位置に位置する開口部５４Ｂ１と、放熱部において第２方向とは反対方向側で、開口部の周囲に位置する遮蔽部５４Ｂ２と、を有する。【選択図】図３
2020144392.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出射する光源部と、
前記光源部にて生じた熱を受熱する受熱部と、
前記受熱部から伝導された熱を放熱する放熱部と、を備え、
前記放熱部は、
第１方向及び前記第１方向に直交する第２方向により規定される平面に沿って延出し、前記第１方向及び前記第２方向のそれぞれに直交する第３方向にそれぞれ対向配置される複数の板状体と、
前記複数の板状体において前記第２方向側に位置し、前記受熱部と接続される接続部と、
前記放熱部において前記第２方向とは反対方向側で、前記接続部に応じた位置に位置する開口部と、
前記放熱部において前記第２方向とは反対方向側で、前記開口部の周囲に位置する遮蔽部と、
前記接続部に対して前記第１方向側及び前記第１方向とは反対方向側の少なくともいずれかに位置し、前記放熱部の内部を流通した冷却気体を外部に排出する排出部と、を有し、
前記開口部は、前記放熱部において前記第３方向における一端から他端に亘って位置し、
前記遮蔽部は、前記放熱部における前記第２方向とは反対方向側の面において、前記開口部に対して前記第１方向側の部位及び前記第１方向とは反対方向側の部位に位置することを特徴とする光源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光源装置において、
前記排出部は、前記放熱部において前記第１方向側の端面及び前記第１方向とは反対方向側の端面のそれぞれに位置することを特徴とする光源装置。
【請求項３】
光を出射する光源部と、
前記光源部にて生じた熱を受熱する受熱部と、
前記受熱部から伝導された熱を放熱する放熱部と、を備え、
前記放熱部は、
第１方向及び前記第１方向に直交する第２方向により規定される平面に沿って延出し、前記第１方向及び前記第２方向のそれぞれに直交する第３方向にそれぞれ対向配置される複数の板状体と、
前記複数の板状体において前記第２方向側に位置し、前記受熱部と接続される接続部と、
前記放熱部において前記第２方向とは反対方向側で、前記接続部に応じた位置に位置する開口部と、
前記放熱部において前記第２方向とは反対方向側で、前記開口部の周囲に位置する遮蔽部と、
前記接続部に対して前記第１方向側及び前記第１方向とは反対方向側の少なくともいずれかに、内部を流通した冷却気体を外部に排出する排出部と、を有し、
前記排出部は、前記放熱部において前記接続部が位置する面と同じ面に位置することを特徴とする光源装置。
【請求項４】
光を出射する光源部と、
前記光源部にて生じた熱を受熱する受熱部と、
前記受熱部から伝導された熱を放熱する放熱部と、を備え、
前記放熱部は、
第１方向及び前記第１方向に直交する第２方向により規定される平面に沿って延出し、前記第１方向及び前記第２方向のそれぞれに直交する第３方向にそれぞれ対向配置される複数の板状体と、
前記複数の板状体において前記第２方向側に位置し、前記受熱部と接続される接続部と、
前記放熱部において前記第２方向とは反対方向側で、前記接続部に応じた位置に位置する開口部と、
前記放熱部において前記第２方向とは反対方向側で、前記開口部の周囲に位置する遮蔽部と、
前記接続部に対して前記第１方向側及び前記第１方向とは反対方向側の少なくともいずれかに、内部を流通した冷却気体を外部に排出する排出部と、を有し、
前記排出部は、前記放熱部において前記第２方向側に位置し、かつ、
前記排出部は、前記第２方向から見て、前記放熱部において前記第２方向とは反対方向側に設けられた前記遮蔽部に対応する位置に設けられていることを特徴とする光源装置。
【請求項５】
請求項４に記載の光源装置において、
前記排出部は、前記放熱部の前記第２方向側において、前記接続部以外の領域に亘って設けられていることを特徴とする光源装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の光源装置において、
前記開口部を介して前記放熱部の内部に流通した冷却気体は、前記複数の板状体の間を前記第２方向に沿って流通することを特徴とする光源装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の光源装置において、
前記開口部の前記第１方向における寸法は、前記接続部の前記第１方向における寸法以下であることを特徴とする光源装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の光源装置と、
前記放熱部に流通される冷却気体及び前記放熱部を冷却した冷却気体の少なくともいずれかが内部を流通するダクトと、
前記ダクトに設けられ、冷却気体を前記放熱部に流通させるファンと、
前記光源装置から出射された光に作用する複数の光学部品と、を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項９】
光を出射する光源と、
前記光源に接続され、前記光源にて生じた熱を受熱する受熱部と、
前記受熱部に接続され、前記受熱部から伝導された熱を放熱する放熱部と、
前記放熱部に接続されるダクトと、
前記ダクトを介して前記放熱部に冷却気体を流通させるファンと、を備え、
前記放熱部は、
第１方向及び前記第１方向に直交する第２方向により規定される平面に沿って延出し、前記第１方向及び前記第２方向のそれぞれに直交する第３方向にそれぞれ対向配置される複数の板状体と、
前記複数の板状体において前記第２方向側に位置し、前記受熱部と接続される接続部と、
前記複数の板状体において前記第２方向とは反対方向側に位置し、かつ、前記接続部に応じた位置に位置する開口部と、
前記複数の板状体において前記第２方向とは反対方向側に位置し、かつ、前記開口部の周囲に位置する遮蔽部と、
前記複数の板状体において前記第２方向側に位置する第１排出部及び第２排出部と、を有し、
前記ダクトには、前記放熱部を冷却した前記冷却気体が内部を流通し、
前記ダクトは、
一端が前記第１排出部に接続され、他端が前記ファンに接続される第１ダクトと、
一端が前記第２排出部に接続され、他端が前記ファンに接続される第２ダクトと、
前記第１ダクト及び前記第２ダクトを流通した前記冷却気体を合流させる合流部と、を有することを特徴とする照明装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の照明装置において、
前記ファンは、前記合流部において合流した前記冷却気体を排気するファンであることを特徴とする照明装置。
【請求項１１】
請求項９又は請求項１０に記載の照明装置において、
前記光源から出射された光に作用する光学部品と、
前記光学部品を内部に収容する筐体と、を備え、
前記筐体は、前記第１ダクト及び前記第２ダクトの間に配置されることを特徴とする照明装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の照明装置において、
前記光学部品は、入射する第１波長の光を前記第１波長とは異なる第２波長の光に変換する波長変換素子を含むことを特徴とする照明装置。
【請求項１３】
請求項９から請求項１２のいずれか一項に記載の照明装置において、
第１出射方向に沿って光を出射する前記光源である第１光源、前記受熱部及び前記放熱部を有する第１光源装置と、
前記第１出射方向に交差する第２出射方向に沿って光を出射する前記光源である第２光源、前記受熱部及び前記放熱部を有する第２光源装置と、を備え、
前記第１ダクトは、前記第１光源装置が有する前記放熱部の前記第１排出部、及び、前記第２光源装置が有する前記放熱部の前記第１排出部に接続され、
前記第２ダクトは、前記第１光源装置が有する前記放熱部の前記第２排出部、及び、前記第２光源装置が有する前記放熱部の前記第２排出部に接続されることを特徴とする照明装置。
【請求項１４】
請求項８から請求項１３のいずれか一項に記載の照明装置と、
前記照明装置から出射された光を変調する光変調装置と、
前記光変調装置によって変調された光を投射する投射光学装置と、を備えることを特徴とするプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置、照明装置及びプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源装置と、当該光源装置から出射された光を変調して画像情報に応じた画像を形成する光変調装置と、形成された画像をスクリーン等の被投射面上に拡大投射する投射光学装置と、を備えるプロジェクターが知られている。このようなプロジェクターに用いられる光源装置として、青色波長域のレーザー光、及び、当該レーザー光によって励起される蛍光物質から生じる赤色波長域から緑色波長域の光を合成して、白色光を出射する光源装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１に記載の光源装置は、筐体部と、当該筐体部に保持される２つの光源部及び１つの蛍光体ユニットとを備える。これらにうち、光源部は、１以上の固体光源を有し、蛍光体ユニットは、光源部からの光を受けて白色光を生成及び出射する。
このような光源装置において、それぞれの光源部の後方側にはヒートシンクが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２３８４８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、固体光源は、点灯時に熱を発生させる一方で、高温状態が続くと寿命が短縮されるため、適切な冷却が必要である。
しかしながら、上記特許文献１に記載の光源装置では、１以上の固体光源を有する光源部の後方側（光出射側とは反対側）に配置されたヒートシンクに対して、当該ヒートシンクの後方側の面に冷却気体を送出すると、一部の冷却気体のみが光源部に流通し、他の冷却気体は、光源部に流通せずに、フィン間を通り抜けて排出されてしまう。このため、光源部の冷却効率が高くないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決することを目的としたものであり、光源部を効率よく冷却できる光源装置、照明装置及びプロジェクターを提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１態様に係る光源装置は、光を出射する光源部と、前記光源部にて生じた熱を受熱する受熱部と、前記受熱部から伝導された熱を放熱する放熱部と、を備え、前記放熱部は、第１方向及び前記第１方向に直交する第２方向により規定される平面に沿って延出し、前記第１方向及び前記第２方向のそれぞれに直交する第３方向にそれぞれ対向配置される複数の板状体と、前記複数の板状体において前記第２方向側に位置し、前記受熱部と接続される接続部と、前記放熱部において前記第２方向とは反対方向側で、前記接続部に応じた位置に位置する開口部と、前記放熱部において前記第２方向とは反対方向側で、前記開口部の周囲に位置する遮蔽部と、を有することを特徴とする。
【０００７】
なお、このような光源部としては、ＬＤ（Laser Diode）やＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の固体光源を有する構成や、超高圧水銀ランプ等の光源ランプを有する構成を例示できる。
上記第１態様によれば、第２方向に沿って冷却気体が放熱部に流通する場合、当該冷却気体は、遮蔽部により遮られて開口部から放熱部内に導入される。この冷却気体は、複数の板状体の間を第２方向に流通するが、当該開口部は、受熱部と接続される接続部に応じた位置に位置する。このため、複数の板状体間を第２方向に流通した冷却気体は、受熱部から熱が伝導されて高温となる接続部に、最短距離で流通する。これによれば、当該冷却気体の流通により、接続部を効率よく冷却できる。従って、遮蔽部によって開口部に冷却気体を導くことができ、これにより、接続部に確実かつ効果的に冷却気体を流通させることができるので、受熱部、ひいては、光源部を効率よく冷却できる。また、このように光源部が冷却されるので、光源部、ひいては、光源装置の長寿命化を図ることができる。
【０００８】
上記第１態様では、前記開口部を介して前記放熱部の内部に流通した冷却気体は、前記複数の板状体の間を前記第２方向に沿って流通することが好ましい。
このような構成によれば、上記のように、開口部を介して放熱部の内部に流通した冷却気体が第２方向に沿って流通することにより、当該冷却気体を接続部に確実に流通させることができる。従って、受熱部及び光源部を確実に効率よく冷却できる。
【０００９】
上記第１態様では、前記遮蔽部は、前記放熱部における前記第２方向とは反対方向側の面における前記第１方向側の部位及び前記第１方向とは反対方向側の部位の少なくともいずれかに位置することが好ましい。
このような構成によれば、開口部を介して放熱部内に導入されて接続部を冷却した冷却気体が、各板状体の間を通って第１方向及び第１方向とは反対方向に流通する流路を長くすることができる。従って、接続部から熱が伝導される複数の板状体を効率よく冷却できる。
【００１０】
上記第１態様では、前記開口部の前記第１方向における寸法は、前記接続部の前記第１方向における寸法以下であることが好ましい。
ここで、開口部の第１方向における寸法が、受熱部から熱が伝導される接続部の第１方向における寸法より大きい場合には、当該接続部に流通しない冷却気体が生じやすくなり、接続部の冷却効率が下がる。
これに対し、上記構成によれば、開口部から導入された冷却気体の略全てを確実に接続部に流通させることができる。従って、接続部に流通する冷却気体の流量を多くすることができ、受熱部及び光源部の冷却効率を一層高めることができる。
【００１１】
上記第１態様では、前記放熱部は、前記接続部に対して前記第１方向側及び前記第１方向とは反対方向側の少なくともいずれかに、内部を流通した冷却気体を外部に排出する排出部を有することが好ましい。
このような構成によれば、開口部を介して導入された冷却気体は、接続部に流通した後、複数の板状体の間を通って、接続部の第１方向側又は第１方向とは反対方向側に流通して排出部から排出される。これによれば、接続部を冷却した冷却気体を滞りなく第１方向側及び第１方向とは反対方向側の少なくともいずれかに流通させることができる。従って、各板状体の間に冷却気体を確実に流通させることができるので、これら板状体の冷却、ひいては、受熱部及び光源部の冷却効率を向上させることができる。この他、冷却気体が滞りなく流通することにより、当該冷却気体の流速を高めることができる。従って、この点においても、接続部を介して伝導される熱の冷却効率を向上でき、ひいては、受熱部及び光源部の冷却効率を向上させることができる。
【００１２】
上記第１態様では、前記排出部は、前記放熱部において前記接続部が位置する面と同じ面に位置することが好ましい。
このような構成によれば、例えば、排出部にダクトが接続される場合に、光源装置と、当該ダクトとを含めた照明装置の第１方向における寸法が大きくなることを抑制できる。
【００１３】
上記第１態様では、前記排出部は、前記放熱部において前記第１方向側の端面及び前記第１方向とは反対方向側の端面のそれぞれに位置することが好ましい。
このような構成によれば、各板状体の第１方向に沿う全面に冷却気体を流通させることができる。従って、各板状体の冷却効率を向上させることができ、ひいては、受熱部及び光源部の冷却効率を向上させることができる。
【００１４】
本発明の第２態様に係る照明装置は、上記光源装置と、前記放熱部に流通される冷却気体及び前記放熱部を冷却した冷却気体の少なくともいずれかが内部を流通するダクトと、前記ダクトに設けられ、冷却気体を前記放熱部に流通させるファンと、前記光源装置から出射された光に作用する複数の光学部品と、を備えることを特徴とする。
上記第２態様によれば、上記第１態様に係る光源装置と同様の効果を奏することができる。また、ファンによって、放熱部に確実に冷却気体を流通させることができる。
【００１５】
上記第２態様では、２つの前記光源装置と、２つの前記光源装置から出射された光を合成する光合成部材と、を備えることが好ましい。
このような構成によれば、２つの光源装置から出射され、それぞれ光合成部材によって合成された光が照明装置から出射される。これにより、１の光源装置が採用された照明装置に比べて、出射される光量を増加させることができる。
【００１６】
本発明の第３態様に係るプロジェクターは、上記照明装置と、前記照明装置から出射された光を変調する光変調装置と、前記光変調装置によって変調された光を投射する投射光学装置と、を備えることを特徴とする。
上記第３態様によれば、上記第２態様に係る照明装置と同様の効果を奏することができるので、安定して画像を投射可能なプロジェクターを構成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプロジェクターの構成を示す模式図。
【図２】上記第１実施形態における均一照明装置の構成を示す模式図。
【図３】上記第１実施形態における光源装置を光出射側から見た斜視図。
【図４】上記第１実施形態における光源装置を光出射側とは反対側から見た斜視図。
【図５】上記第１実施形態における光源装置及び光源冷却装置を光出射側とは反対側から見た斜視図。
【図６】上記第１実施形態における光源装置及び光源冷却装置を光出射側から見た斜視図。
【図７】上記第１実施形態における放熱部及びダクトを流通する冷却気体の流れを示す模式図。
【図８】上記第１実施形態における放熱部及びダクトの変形を示す模式図。
【図９】本発明の第２実施形態に係るプロジェクターが備える照明装置の一部を示す模式図。
【図１０】上記第２実施形態における照明装置が有する光源装置及び光源冷却装置を示す斜視図。
【図１１】上記第２実施形態における光源装置及び光源冷却装置を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図面に基づいて説明する。
［プロジェクターの概略構成］
図１は、本実施形態に係るプロジェクター１の構成を示す模式図である。
本実施形態に係るプロジェクター１は、後述する均一照明装置３１から出射される光を変調して画像情報に応じた画像を形成し、当該画像をスクリーン等の被投射面ＰＳ上に拡大投射する投射型表示装置である。このプロジェクター１は、図１に示すように、外装を構成する外装筐体２と、当該外装筐体２内に収容される画像投射装置３と、を備える。この他、図示を省略するが、プロジェクター１は、発熱体を冷却する冷却装置の他、プロジェクター１を制御する制御装置、及び、電子部品に電力を供給する電源装置を備える。
このようなプロジェクター１は、後述する光源部５１を効率よく冷却可能な光源装置５及び照明装置４を有することを特徴の１つとしている。
【００１９】
［画像投射装置の構成］
画像投射装置３は、上記画像を形成及び投射する。この画像投射装置３は、均一照明装置３１、色分離装置３２、平行化レンズ３３、光変調装置３４、色合成装置３５及び投射光学装置３６を備える。
これらのうち、均一照明装置３１は、光変調装置３４を均一に照明する白色の照明光ＷＬを出射する。なお、均一照明装置３１の構成については、後に詳述する。
【００２０】
色分離装置３２は、均一照明装置３１から入射される照明光ＷＬを赤、緑及び青の色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢに分離する。この色分離装置３２は、ダイクロイックミラー３２１，３２２、反射ミラー３２３，３２４，３２５及びリレーレンズ３２６，３２７と、これらを内部に収容する光学部品用筐体３２８と、を備える。
ダイクロイックミラー３２１は、上記照明光ＷＬから青色光ＬＢと他の色光（緑色光ＬＧ及び赤色光ＬＲ）とを分離する。分離された青色光ＬＢは、反射ミラー３２３によって反射されて、平行化レンズ３３（３３Ｂ）に導かれる。
ダイクロイックミラー３２２は、分離された上記他の色光から緑色光ＬＧと赤色光ＬＲとを分離する。分離された緑色光ＬＧは、平行化レンズ３３（３３Ｇ）に導かれる。また、分離された赤色光ＬＲは、リレーレンズ３２６、反射ミラー３２４、リレーレンズ３２７及び反射ミラー３２５を介して、平行化レンズ３３（３３Ｒ）に導かれる。
なお、平行化レンズ３３（赤、緑及び青の各色光用の平行化レンズを、それぞれ３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂとする）は、入射される光を平行化する。
【００２１】
光変調装置３４（赤、緑及び青の各色光用の光変調装置を、それぞれ３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂとする）は、それぞれ入射される上記色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢを変調して、画像情報に応じた各色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢによる画像光を形成する。これら光変調装置３４のそれぞれは、例えば、入射される光を変調する液晶パネルと、当該液晶パネルの入射側及び射出側に配置される一対の偏光板と、を備えて構成される。
【００２２】
色合成装置３５には、各光変調装置３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂから入射される各色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢの画像光を合成する。このような色合成装置３５は、本実施形態では、クロスダイクロイックプリズムにより構成されている。
投射光学装置３６は、色合成装置３５にて合成された画像光を上記被投射面ＰＳに拡大投射する。このような投射光学装置３６として、例えば、鏡筒と、当該鏡筒内に配置される複数のレンズとにより構成される組レンズを採用できる。
【００２３】
［均一照明装置の構成］
図２は、均一照明装置３１の構成を示す模式図である。
均一照明装置３１は、上記のように、白色の照明光ＷＬを色分離装置３２に向けて出射する。この均一照明装置３１は、図２に示すように、照明装置４及び均一化装置８を有し、照明装置４は、光源装置５及び照明光生成装置６と、後述する光源冷却装置７（図５及び図６参照）と、を有する。
【００２４】
［光源装置の構成］
光源装置５は、励起光を出射する光源部５１を有する。
光源部５１は、基板５１１と、ＬＤ（Laser Diode）であり、当該基板５１１に配列される複数の固体光源５１２と、各固体光源５１２に応じてそれぞれ設けられる平行化レンズ５１３とを有し、照明光生成装置６に向けて青色光である励起光を出射する。なお、本実施形態では、固体光源５１２は、ピーク波長が４４０ｎｍの励起光を射出するＬＤであるが、ピーク波長が４４６ｎｍの励起光を出射するＬＤを採用してもよく、ピーク波長が４４０ｎｍ及び４４６ｎｍの励起光をそれぞれ出射するＬＤを混在させてもよい。これら固体光源５１２から出射された励起光は、平行化レンズ５１３により平行化されて照明光生成装置６に入射される。なお、本実施形態では、各固体光源５１２から出射される励起光は、Ｓ偏光光である。
この他、図２では図示を省略するが、光源装置５は、基板５１１に接続される受熱部５２と、当該受熱部５２に接続される放熱部５３と、を備える。これらについては、後に詳述する。
【００２５】
［照明光生成装置の構成］
照明光生成装置６は、光源装置５から入射される励起光から白色光である照明光ＷＬを生成し、当該照明光ＷＬを均一化装置８に出射する。この照明光生成装置６は、それぞれ本発明の光学部品に相当するアフォーカル光学系６１、ホモジナイザー光学系６２、第１位相差素子６３、光分離装置６４、第２位相差素子６５、第１集光素子６６、拡散装置６７、第２集光素子６８及び波長変換装置６９を備える。
なお、上記光源装置５の光源部５１と、アフォーカル光学系６１、ホモジナイザー光学系６２、第１位相差素子６３、第２位相差素子６５、第１集光素子６６及び拡散装置６７とは、照明光軸Ａｘ１上に配置されている。また、第２集光素子６８及び波長変換装置６９は、当該照明光軸Ａｘ１に直交する照明光軸Ａｘ２上に配置されている。なお、光分離装置６４は、照明光軸Ａｘ１と照明光軸Ａｘ２との交差部分に配置される。
【００２６】
アフォーカル光学系６１は、光源部５１から入射される励起光の光束径を調整する。このアフォーカル光学系６１は、レンズ６１１，６１２を備える。このアフォーカル光学系６１を通過した励起光は、ホモジナイザー光学系６２に入射される。
ホモジナイザー光学系６２は、後述する各集光素子６６，６８と協同して、拡散装置６７及び波長変換装置６９のそれぞれの被照明領域における励起光の照度分布を均一化する。このホモジナイザー光学系６２は、それぞれ複数の小レンズが光軸直交面内にマトリクス状に配列された一対のマルチレンズアレイ６２１，６２２を備える。このホモジナイザー光学系６２から射出された励起光は、第１位相差素子６３に入射される。
第１位相差素子６３は、１／２波長板である。この第１位相差素子６３は、入射されたＳ偏光光である励起光の一部をＰ偏光光に変換し、Ｓ偏光光とＰ偏光光とが混在した励起光を出射する。この励起光は、光分離装置６４に入射される。
【００２７】
光分離装置６４は、プリズム型のＰＢＳ（Polarizing Beam Splitter）であり、それぞれ略三角柱状に形成されたプリズム６４１，６４２が斜辺に応じた界面にて貼り合わされ、これにより略直方体形状に形成されている。この界面は、照明光軸Ａｘ１及び照明光軸Ａｘ２のそれぞれに対して略４５°傾斜している。そして、光分離装置６４において第１位相差素子６３側（すなわち光源部５１側）に位置するプリズム６４１の界面には、偏光分離層６４３が形成されている。
偏光分離層６４３は、波長選択性の偏光分離特性を有する。具体的に、偏光分離層６４３は、励起光に含まれるＳ偏光光及びＰ偏光光のうち、一方を反射し、他方を透過させて、これら偏光光を分離する特性を有する。また、偏光分離層６４３は、波長変換装置６９にて生じる蛍光光（緑色光及び赤色光を含む光）を偏光状態にかかわらず透過させる特性を有する。
このような光分離装置６４により、本実施形態では、第１位相差素子６３から入射された励起光のうち、Ｐ偏光光は、照明光軸Ａｘ１に沿って第２位相差素子６５側に透過され、Ｓ偏光光は、照明光軸Ａｘ２に沿って第２集光素子６８側に反射される。
【００２８】
第２位相差素子６５は、１／４波長板であり、光分離装置６４から入射される励起光（直線偏光）を円偏光に変換し、第１集光素子６６から入射される励起光（円偏光）を直線偏光に変換する。
第１集光素子６６は、第２位相差素子６５を透過した励起光を拡散装置６７に集光（集束）させる光学素子であり、本実施形態では、３つのレンズにより構成されている。しかしながら、第１集光素子６６を構成するレンズの数は３に限らない。
拡散装置６７は、波長変換装置６９にて生成及び出射される蛍光光と同様の拡散角で、入射される励起光を拡散反射させる。この拡散装置６７は、図示を省略するが、入射光をランバート反射させる反射板と、当該反射板を回転させて冷却する回転装置とを有する。
【００２９】
このような拡散装置６７にて拡散反射された励起光は、第１集光素子６６を介して再び第２位相差素子６５に入射される。この拡散装置６７にて反射される時に、拡散装置６７に入射された円偏光は逆廻りの円偏光となり、第２位相差素子６５を透過する過程にて、光分離装置６４から入射されたＰ偏光の励起光に対して偏光方向が９０°回転されたＳ偏光の励起光に変換される。そして、当該励起光は、上記偏光分離層６４３によって反射され、照明光軸Ａｘ２に沿って均一化装置８に青色光として入射される。すなわち、拡散装置６７にて拡散反射された励起光は、光分離装置６４により、照明光軸Ａｘ２方向に出射される。
【００３０】
第２集光素子６８及び波長変換装置６９は、上記のように、照明光軸Ａｘ２上に配置されている。
第２集光素子６８には、第１位相差素子６３から偏光分離層６４３を介して入射されたＳ偏光光の励起光を、波長変換装置６９に集束させる。なお、本実施形態では、第２集光素子６８は、上記第１集光素子６６と同様に、３つのレンズを有するレンズ群として構成されているが、レンズの数は問わない。
【００３１】
波長変換装置６９は、入射される励起光を蛍光光に変換する。この波長変換装置６９は、波長変換素子６９１及び回転装置６９５を備える。
これらのうち、回転装置６９５は、波長変換素子６９１の中心軸を中心として回転させるモーター等により構成されている。
【００３２】
波長変換素子６９１は、基板６９２と、当該基板６９２において励起光の入射側の面に位置する蛍光体層６９３及び反射層６９４と、を有する。
基板６９２は、励起光の入射側から見て略円形状に形成されている。この基板６９２は、金属やセラミックス等により構成できる。
蛍光体層６９３は、入射された励起光により励起されて蛍光光（例えば５００〜７００ｎｍの波長域にピーク波長を有する蛍光光）を出射する蛍光体を含む波長変換層である。この蛍光体層６９３にて生じる蛍光光の一部は、第２集光素子６８側に出射され、他の一部は、反射層６９４側に出射される。
反射層６９４は、蛍光体層６９３と基板６９２との間に配置され、当該蛍光体層６９３から入射される蛍光光を第２集光素子６８側に反射させる。
このような波長変換素子６９１から射出された蛍光光は、非偏光光である。この蛍光光は、第２集光素子６８を介して光分離装置６４の偏光分離層６４３に入射され、照明光軸Ａｘ２に沿って偏光分離層６４３を透過して、均一化装置８に入射される。
【００３３】
このように、光源装置５（光源部５１）から出射されて光分離装置６４に入射された励起光のうち、Ｐ偏光光は、第２位相差素子６５を透過して上記拡散装置６７によって拡散反射された後、再度第２位相差素子６５を透過することによりＳ偏光光に変換され、光分離装置６４によって均一化装置８側に反射される。
一方、光源装置５から出射されて光分離装置６４に入射された励起光のうち、Ｓ偏光光は、波長変換装置６９によって蛍光光に波長変換された後、光分離装置６４を透過して均一化装置８側に出射される。
すなわち、励起光の一部である青色光と蛍光光（緑色光及び赤色光が含まれる光）とは、光分離装置６４にて合成され、白色の照明光ＷＬとして均一化装置８に入射される。このため、光分離装置６４は、光合成装置ということもできる。
【００３４】
［均一化装置の構成］
均一化装置８は、均一照明装置３１の被照明領域である各光変調装置３４（３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂ）に入射される光の光軸直交面内の照度を均一化する他、偏光方向を揃える機能を有する。この均一化装置８は、それぞれ照明光軸Ａｘ２上に配置される第１レンズアレイ８１、第２レンズアレイ８２、偏光変換素子８３及び重畳レンズ８４を備える。
第１レンズアレイ８１は、第１レンズ８１１が照明光軸Ａｘ２に直交する面内にてマトリクス状に配列された構成を有し、入射される照明光ＷＬを複数の部分光束に分割する。
第２レンズアレイ８２は、第１レンズ８１１に対応する第２レンズ８２１が照明光軸Ａｘ２に直交する面内にてマトリクス状に配列された構成を有する。この第２レンズアレイ８２は、各第１レンズ８１１により分割された複数の部分光束を、重畳レンズ８４とともに各光変調装置３４に重畳させる。
偏光変換素子８３は、第２レンズアレイ８２と重畳レンズ８４との間に配置され、上記複数の部分光束の偏光方向を揃える。この偏光変換素子８３によって偏光方向が揃えられた複数の部分光束により形成される照明光ＷＬは、重畳レンズ８４を介して、上記色分離装置３２に入射される。
【００３５】
［光源装置の構成］
図３は、光出射側から見た光源装置５を示す斜視図である。なお、図３においては、放熱部５３を構成するカバー部材５５の図示を省略している他、見易さを考慮して、平行化レンズ５１３及び収容部５１４１の一部についてのみ符号を付す。
光源装置５は、図３に示すように、上記光源部５１と、当該光源部５１の支持部材５１４に接続される受熱部５２と、当該受熱部５２に接続される放熱部５３とを備える。
【００３６】
［光源部の構成］
光源部５１は、それぞれ上記した基板５１１、固体光源５１２及び平行化レンズ５１３を有する他、これらを支持する支持部材５１４を更に有する。
支持部材５１４は、略直方体形状に形成され、固体光源５１２（図３では図示省略）及び平行化レンズ５１３がそれぞれ１つずつ収容される略円筒状の孔部である収容部５１４１を複数有する。これら収容部５１４１は、支持部材５１４において上記照明光軸Ａｘ１に直交する矩形状の面５１４Ａに、当該面５１４Ａの長手方向及び短手方向に沿って配列されており、これにより、各収容部５１４１に収容された固体光源５１２及び平行化レンズ５１３は、照明光軸Ａｘ１に直交する平面内にマトリクス状に配列される。
また、支持部材５１４において、固体光源５１２からの励起光の出射方向とは反対方向側には、上記基板５１１が配置される。
【００３７】
このような支持部材５１４は、熱伝導性を有する金属により形成されている。このため、支持部材５１４は、基板５１１、固体光源５１２及び平行化レンズ５１３を安定して支持する機能の他、これらと接触することにより伝導された熱を放熱するとともに、当該熱を受熱部５２に伝導する機能も有する。
【００３８】
なお、以下の説明では、光源部５１から出射される励起光の進行方向を＋Ｚ方向とし、当該＋Ｚ方向に対してそれぞれ直交する二方向を＋Ｘ方向及び＋Ｙ方向とする。これら＋Ｘ方向及び＋Ｙ方向のうち、＋Ｘ方向を、上記面５１４Ａの長手方向に沿う一方向とし、＋Ｙ方向を、当該面５１４Ａの短手方向に沿う一方向とする。より詳述すると、面５１４Ａの長手方向が左右方向となり、短手方向が上下方向となるように、当該面５１４Ａを見た場合に、左から右に向かう方向を＋Ｘ方向とし、下から上に向かう方向を＋Ｙ方向とする。なお、面５１４Ａが矩形以外の形状を有する場合や、固体光源５１２及び平行化レンズ５１３がランダムに配列される場合でも、＋Ｚ方向にそれぞれ直交し、かつ、互いに直交する二方向のうち、一方を＋Ｘ方向とし、他方を＋Ｙ方向とすればよい。
また、＋Ｚ方向の反対方向を−Ｚ方向とする。−Ｘ方向及び−Ｙ方向も同様である。
なお、＋Ｙ方向は、本発明の第１方向に相当し、＋Ｚ方向は、本発明の第２方向に相当し、＋Ｘ方向は、本発明の第３方向に相当する。
【００３９】
［受熱部の構成］
受熱部５２は、熱伝導性を有する材料（例えば金属）により形成された略直方体状の平板状部材であり、上記支持部材５１４より＋Ｘ方向及び＋Ｙ方向の寸法が大きく形成されている。この受熱部５２における＋Ｚ方向側の面５２Ａの略中央には、支持部材５１４の長手方向が受熱部５２の長手方向と一致するように、当該支持部材５１４における−Ｚ方向側の面（面５１４Ａとは反対側の面）が熱伝導可能に接続される。これにより、光源部５１にて生じた熱が、支持部材５１４を介して受熱部５２に伝導される。
【００４０】
［放熱部の構成］
図４は、光出射側とは反対側から見た光源装置５を示す斜視図である。なお、図４においても、放熱部５３を構成するカバー部材５５については、図示を省略している。
放熱部５３は、受熱部５２と熱伝導可能に接続され、当該受熱部５２から伝導される熱を、後述するファン７２の駆動によって流通する冷却気体に放熱し、これにより、受熱部５２、ひいては、光源部５１を冷却する。
この放熱部５３は、図３及び図４に示すように、本体部５４と、後述する光源冷却装置７のダクト７１に当該本体部５４を接続するカバー部材５５（図５及び図６参照）と、を有する。
【００４１】
［本体部の構成］
本体部５４は、＋Ｙ方向及び＋Ｚ方向により規定されるＹＺ平面に沿う複数の板状体５４１が＋Ｘ方向に沿って対向配置された、いわゆるヒートシンクである。
この本体部５４は、図４に示すように、−Ｚ方向側の端面５４Ｂ（複数の板状体５４１における−Ｚ方向側の端部を繋いだ端面５４Ｂ）に、開口部５４Ｂ１及び遮蔽部５４Ｂ２を有する。
開口部５４Ｂ１は、板状体５４１間の隙間が露出する部分であり、−Ｚ方向側から流通する冷却気体を本体部５４内に導入する部分である。この開口部５４Ｂ１は、全ての板状体５４１に冷却気体が流通するように、端面５４Ｂにおける＋Ｘ方向側の端部から−Ｘ方向側の端部までの全域に亘って形成されている。このような開口部５４Ｂ１は、−Ｚ方向側から見て受熱部５２に対応する位置に位置し、本実施形態では、＋Ｙ方向における端面５４Ｂの略中央に位置している。詳述すると、放熱部５３を−Ｚ方向側から見た場合に、開口部５４Ｂ１は、当該開口部５４Ｂ１の中心位置が、受熱部５２の中心位置と略一致するように位置付けられる。
【００４２】
遮蔽部５４Ｂ２は、端面５４Ｂにおいて開口部５４Ｂ１の周囲に位置し、−Ｚ方向側から＋Ｚ方向に沿って流通する冷却気体の一部を遮蔽して、上記開口部５４Ｂ１を介して当該冷却気体を本体部５４内に導く。本実施形態では、遮蔽部５４Ｂ２は、端面５４Ｂにおいて開口部５４Ｂ１以外の部分であり、端面５４Ｂの略中央に位置する開口部５４Ｂ１を＋Ｙ方向側及び−Ｙ方向側にて挟むように位置している。なお、−Ｚ方向側から放熱部５３（本体部５４）を見た場合に、開口部５４Ｂ１の中心位置が本体部５４における中心位置から＋Ｙ方向側又は−Ｙ方向側にずれている場合には、各遮蔽部５４Ｂ２の＋Ｙ方向における寸法も、当該開口部５４Ｂ１の中心位置に応じて変えられる。
このような遮蔽部５４Ｂ２は、本実施形態では、端面５４Ｂに平板状部材を取り付けることによって形成されている。しかしながら、これに限らず、各板状体５４１における−Ｚ方向側の端部をそれぞれ同方向（例えば＋Ｘ方向）に折り曲げることによって形成してもよい。
【００４３】
また、本体部５４は、図３及び図４に示すように、＋Ｚ方向側の端面５４Ａ（複数の板状体５４１における＋Ｚ方向側の端部を繋いだ端面５４Ａ）に、接続部５４Ａ１及び排出部５４Ａ２を有する。
接続部５４Ａ１は、上記受熱部５２における−Ｚ方向側の端面が熱伝導可能に接続される部位であり、本実施形態では、端面５４Ａにおける＋Ｙ方向の略中央に位置している。この接続部５４Ａ１の＋Ｙ方向における寸法は、受熱部５２の＋Ｙ方向における寸法と略一致している。このような接続部５４Ａ１は、遮蔽部５４Ｂ２と同様に平板状部材を取り付けることによって構成されてもよく、各板状体５４１を折り曲げることによって構成されてもよく、何も付加及び加工されていない部位であってもよい。
【００４４】
排出部５４Ａ２は、端面５４Ａにおいて接続部５４Ａ１以外の部分に位置し、本実施形態では、接続部５４Ａ１を挟むように２箇所設けられている。これら排出部５４Ａ２は、＋Ｙ方向に沿う板状体５４１間の隙間が外部に露出する部分であり、換言すると、開口部５４Ｂ１を介して本体部５４内に導入されて接続部５４Ａ１に流通した冷却気体を排出する部位である。これら排出部５４Ａ２は、後述するダクト７１の導入口と対向配置され、排出部５４Ａ２を介して排出された冷却気体は、当該導入口を介してダクト７１内に導入される。
なお、本実施形態では、本体部５４における＋Ｙ方向側の端面５４Ｃ、及び、−Ｙ方向側の端面５４Ｄには、各板状体５４１間の隙間が露出されているが、これら端面５４Ｃ，５４Ｄは、後述するカバー部材５５に覆われることによって閉塞される。しかしながら、これに限らず、端面５４Ｃ，５４Ｄは、平板状部材の取付や板状体５４１の折曲等によって閉塞されていてもよい。
【００４５】
［カバー部材の構成］
図５及び図６は、光源装置５と光源冷却装置７とを示す斜視図である。これらのうち、図５は、光源装置５及び光源冷却装置７を当該光源装置５の光出射側とは反対側（−Ｚ方向側）から見た斜視図であり、図６は、光源装置５及び光源冷却装置７を当該光出射側（＋Ｚ方向側）から見た斜視図である。
カバー部材５５は、図５及び図６に示すように、光源部５１及び受熱部５２と接続された本体部５４を−Ｚ方向側から覆って、光源冷却装置７を構成するダクト７１に取り付けるものである。
このカバー部材５５は、図５に示すように、開口部５４Ｂ１に応じた位置に、当該開口部５４Ｂ１と同様の形状及び寸法を有する開口部５５１が形成されている。なお、カバー部材５５において−Ｚ方向側の面５５Ｂにおける開口部５５１以外の部分は、冷却気体を遮蔽して、開口部５５１以外の部分から冷却気体がカバー部材５５内に流入しないように構成されている。このことから、当該開口部５５１以外の部分は、カバー部材５５における遮蔽部ということもできる。
【００４６】
カバー部材５５における＋Ｘ方向及び−Ｘ方向の端面には、＋Ｚ方向側の位置に凹部５５２が形成されており、当該凹部５５２内には、上記受熱部５２が嵌め込まれる。このため、受熱部５２に伝導された熱の一部は、カバー部材５５に直接伝導されて放熱される他、当該カバー部材５５は、本体部５４と接続されるため、当該本体部５４に伝導された熱の一部も、カバー部材５５によって放熱される。
【００４７】
また、カバー部材５５は、＋Ｚ方向側の端面で、かつ、光源部５１及び受熱部５２を挟む位置に、ダクト７１の第１ダクト部７１１と接続される接続部５５３、及び、第２ダクト部７１２と接続される接続部５５４を有する。これら接続部５５３，５５４には、図示を省略するが、上記排出部５４Ａ２に応じた位置に開口部が形成されており、これにより、排出部５４Ａ２から排出された冷却気体が、当該開口部を介して、放熱部５３の外部に排出される。
【００４８】
［光源冷却装置の構成］
光源冷却装置７は、上記のように、光源装置５の放熱部５３と接続され、当該放熱部５３に冷却気体を流通させて、当該放熱部５３、ひいては、受熱部５２及び光源部５１を冷却する。この光源冷却装置７は、図５及び図６に示すように、ダクト７１及びファン７２を有する。
ダクト７１は、それぞれ＋Ｚ方向に沿って延出する第１ダクト部７１１及び第２ダクト部７１２と、これらダクト部７１１，７１２を接続して、当該ダクト部７１１，７１２内を流通した冷却気体を合流させる合流部７１３とを備え、これらにより、−Ｘ方向側から見て横向きの略Ｕ字状に形成されている。そして、第１ダクト部７１１と第２ダクト部７１２との間の空間ＳＰには、照明光生成装置６を収容する筐体（図示省略）、又は、色分離装置３２の光学部品用筐体３２８の一部が配置される。
【００４９】
第１ダクト部７１１において合流部７１３とは反対側の端部（−Ｚ方向側の端部）は、上記接続部５５３が接続される接続部７１１１として構成され、第２ダクト部７１２において合流部７１３とは反対側の端部（−Ｚ方向側の端部）は、上記接続部５５４が接続される接続部７１２１として構成されている。
これら接続部７１１１，７１２１には、図５及び図６では図示を省略するが、排出部５４Ａ２及び上記開口部を介して放熱部５３から排出された冷却気体を各ダクト部７１１，７１２内に導入する導入口７１１２，７１２２（図７参照）が形成されている。
【００５０】
合流部７１３は、各ダクト部７１１，７１２内を流通した冷却気体を合流させて、ダクト７１外に排出する。この合流部７１３における＋Ｚ方向側の端部には、当該冷却気体を排出する排気口７１３１が形成されており、当該排気口７１３１内には、ファン７２が配置されている。
ファン７２は、ダクト７１を介して放熱部５３内に導入された冷却気体を吸引し、排気口７１３１から排出する。
【００５１】
［ファンの駆動による冷却気体の流れ］
図７は、ファン７２が駆動した際に放熱部５３及びダクト７１を流通する冷却気体の流れを示す模式図である。なお、図７においては、カバー部材５５の図示を省略している。
ファン７２が駆動されると、図７に示すように、放熱部５３外の冷却気体Ｆが、開口部５５１，５４Ｂ１を介して当該放熱部５３内、すなわち、本体部５４内に導入される。この冷却気体Ｆは、板状体５４１間の隙間を通って＋Ｚ方向に進行し、当該開口部５４Ｂ１に対して＋Ｚ方向に位置し、受熱部５２と接続される接続部５４Ａ１に到達する。
【００５２】
ここで、開口部５４Ｂ１の＋Ｙ方向における寸法Ｌ１は、受熱部５２が接続される接続部５４Ａ１の＋Ｙ方向における寸法Ｌ２以下であり、本実施形態では、寸法Ｌ１は、当該寸法Ｌ２より小さい。更に、−Ｚ方向側から放熱部５３（本体部５４）を見た場合に、開口部５４Ｂ１における＋Ｙ方向の端縁が、接続部５４Ａ１における＋Ｙ方向側の端縁より−Ｙ方向側に位置し、かつ、開口部５４Ｂ１における−Ｙ方向の端縁が、接続部５４Ａ１における−Ｙ方向側の端縁より＋Ｙ方向側に位置するように、開口部５４Ｂ１の位置は設定される。
このため、放熱部５３内に導入された冷却気体Ｆは、受熱部５２に応じた接続部５４Ａ１の部位Ｓに流通され、接続部５４Ａ１、ひいては、受熱部５２及び光源部５１が効果的に冷却される。
【００５３】
この後、部位Ｓに流通した冷却気体Ｆは、ファン７２によって更に吸引され、一部の冷却気体Ｆ１は、板状体５４１間を＋Ｙ方向に流通し、他の冷却気体Ｆ２は、板状体５４１間を−Ｙ方向に流通する。この際、冷却気体Ｆ１，Ｆ２には、板状体５４１に伝導された熱が伝導され、これにより、当該板状体５４１、ひいては、本体部５４が冷却される。
そして、板状体５４１間を通って本体部５４内を＋Ｙ方向側に流通した冷却気体Ｆ１は、排出部５４Ａ２及び接続部５５３を介して、第１ダクト部７１１内に導入される。また、同じく板状体５４１間を通って本体部５４内を−Ｙ方向側に流通した冷却気体Ｆ２は、排出部５４Ａ２及び接続部５５４を介して、第２ダクト部７１２内に導入される。
これらダクト部７１１，７１２内に導入された冷却気体Ｆ１，Ｆ２は、それぞれダクト部７１１，７１２内を＋Ｚ方向に流通して合流部７１３に到達し、当該合流部７１３の排気口７１３１を介してファン７２によって排出される。
このようにして、光源装置５は冷却される。
【００５４】
［第１実施形態の効果］
以上説明した本実施形態に係るプロジェクター１によれば、以下の効果がある。
放熱部５３の本体部５４における−Ｚ方向側の端面５４Ｂには、当該端面５４Ｂに流通する冷却気体を遮蔽して、開口部５４Ｂ１を介してのみ本体部５４内に冷却気体を導入させる遮蔽部５４Ｂ２が、当該開口部５４Ｂ１の周囲に位置している。また、開口部５４Ｂ１は、−Ｚ方向側から見て、受熱部５２の熱が伝導される接続部５４Ａ１に応じた位置に位置している。これによれば、光源装置５の開口部５５１，５４Ｂ１を介して放熱部５３（本体部５４）内に導入された冷却気体を、高温となる接続部５４Ａ１に最短距離で流通させることができる。従って、当該接続部５４Ａ１を効率よく冷却でき、受熱部５２、ひいては、光源部５１を効率よく冷却できる。
【００５５】
上記のように、開口部５５１，５４Ｂ１を介して放熱部５３（本体部５４）の内部に流通した冷却気体は、複数の板状体５４１の間を＋Ｚ方向に沿って流通する。これによれば、上記のように、当該冷却気体を、開口部５５１に対して＋Ｚ方向側に位置する接続部５４Ａ１に確実に流通させることができる。従って、接続部５４Ａ１を効率よく冷却でき、ひいては、受熱部５２及び光源部５１を確実に効率よく冷却できる。
【００５６】
本体部５４の−Ｚ方向側の端面５４Ｂにおいて、遮蔽部５４Ｂ２は、開口部５４Ｂ１を挟むように、＋Ｙ方向側及び−Ｙ方向側に位置する。これによれば、開口部５４Ｂ１を介して導入された冷却気体が板状体５４１の間を沿って＋Ｙ方向及び−Ｙ方向に流通する流路を長くすることができる。従って、接続部５４Ａ１から熱が伝導される複数の板状体５４１を効率よく冷却できる。
【００５７】
ここで、開口部５４Ｂ１の＋Ｙ方向における寸法が、受熱部５２から熱が伝導される接続部５４Ａ１の＋Ｙ方向における寸法より大きい場合には、当該接続部５４Ａ１に流通しない冷却気体が生じやすくなり、接続部５４Ａ１の冷却効率が下がる。これに対し、開口部５４Ｂ１の＋Ｙ方向における寸法Ｌ１は、受熱部５２の＋Ｙ方向における寸法と略一致する接続部５４Ａ１の＋Ｙ方向における寸法Ｌ２より小さい。これによれば、開口部５４Ｂ１から導入された冷却気体の略全てを確実に接続部５４Ａ１に流通させることができる。従って、接続部５４Ａ１、ひいては、受熱部５２及び光源部５１の冷却効率を一層高めることができる。
【００５８】
放熱部５３を構成する本体部５４は、接続部５４Ａ１に対して＋Ｙ方向側及び−Ｙ方向側に、接続部５４Ａ１に流通した冷却気体を外部に排出する排出部５４Ａ２を有する。これによれば、接続部５４Ａ１を冷却した冷却気体を滞りなく＋Ｙ方向側及び−Ｙ方向側に流通させることができる。従って、板状体５４１に沿って冷却気体を確実に流通させることができるので、これら板状体５４１の冷却、ひいては、受熱部５２及び光源部５１の冷却効率を向上させることができる。また、このように滞りなく冷却気体が流通して排出されるので、冷却気体の流速を高めることができるので、この点においても、接続部５４Ａ１を介して伝導される熱の冷却効率を向上でき、ひいては、受熱部５２及び光源部５１の冷却効率を向上させることができる。
【００５９】
排出部５４Ａ２は、放熱部５３の本体部５４において接続部５４Ａ１と同じ端面５４Ａに位置する。これによれば、光源装置５と、当該光源装置５の排出部５４Ａ２に接続されるダクト７１を有する光源冷却装置７とを備える照明装置４における＋Ｙ方向における寸法が大きくなることを抑制できる。
【００６０】
［第１実施形態の変形］
上記光源装置５及び光源冷却装置７では、放熱部５３の本体部５４は、＋Ｚ方向側の端面５４Ａにおける＋Ｙ方向側及び−Ｙ方向側に排出部５４Ａ２を有し、当該放熱部５３は、カバー部材５５における＋Ｚ方向側の端面において＋Ｙ方向側及び−Ｙ方向側に位置する接続部５５３，５５４にて、第１ダクト部７１１及び第２ダクト部７１２と接続されていた。しかしながら、これに限らず、放熱部５３とダクト７１との接続位置は、他の位置でもよい。
【００６１】
図８は、放熱部５３及びダクト７１の変形を示す模式図である。
例えば、放熱部５３からの冷却気体の排出方向を＋Ｚ方向ではなく、図８に示すように、＋Ｙ方向及び−Ｙ方向としてもよい。この場合、本体部５４の端面５４Ａにおいて排出部５４Ａ２が設定されていた部位を閉塞し、上記端面５４Ｃ，５４Ｄを開放して、当該端面５４Ｃ，５４Ｄに、冷却気体を排出する排出部５４Ｃ１，５４Ｄ１を設定する。同様に、本体部５４を覆うカバー部材５５においても、当該排出部５４Ｃ１，５４Ｄ１に応じた位置に、ダクト７１と接続される接続部５５３，５５４と同様の接続部５５５，５５６を設定する。
一方、ダクト７１の第１ダクト部７１１が有する接続部７１１１を、当該第１ダクト部７１１における−Ｚ方向側の端部近傍で、かつ、−Ｙ方向側の部位に設定し、第２ダクト部７１２が有する接続部７１２１を、当該第２ダクト部７１２における−Ｚ方向側の端部近傍で、かつ、＋Ｙ方向側の部位に設定する。
【００６２】
そして、これら接続部７１１１，７１２１と上記排出部５４Ｃ１，５４Ｄ１とが対向するように、ダクト７１に放熱部５３を接続し、ファン７２を駆動させると、上記と同様に、放熱部５３の本体部５４内に導入された冷却気体Ｆは、板状体５４１間の隙間を通って＋Ｚ方向に進行して、接続部５４Ａ１における上記部位Ｓに到達する。
この後、一部の冷却気体Ｆ１は、板状体５４１間を＋Ｙ方向に流通して、本体部５４における＋Ｙ方向側の端面５４Ｃに設定された排出部５４Ｃ１及び接続部５５５，７１１１を介して、第１ダクト部７１１内に流入される。また、他の冷却気体Ｆ２は、板状体５４１間を−Ｙ方向に流通して、本体部５４における−Ｙ方向側の端面５４Ｄに設定された排出部５４Ｄ１及び接続部５５６，７１２１を介して、第２ダクト部７１２内に流入される。これらダクト部７１１，７１２内に導入された冷却気体Ｆ１，Ｆ２は、上記と同様に、それぞれダクト部７１１，７１２内を＋Ｚ方向に流通して、合流部７１３の排気口７１３１を介してファン７２によって排出される。
【００６３】
このような光源装置５及び光源冷却装置７を有する照明装置４によれば、上記と同様の効果を奏することができる他、板状体５４１の＋Ｙ方向に沿う全面に冷却気体を流通させることができる。従って、各板状体５４１の冷却効率を向上させることができ、ひいては、受熱部５２及び光源部５１の冷却効率を向上させることができる。
【００６４】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、上記プロジェクター１と同様の構成を有するが、光源装置５が２つ設けられ、これら２つの光源装置５が１つのダクトに接続されている点で、上記プロジェクター１と相違する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６５】
図９は、本実施形態に係るプロジェクターが備える照明装置４Ａの一部を示す模式図である。また、図１０は、当該照明装置４Ａが有する光源装置５Ａ，５Ｂ及び光源冷却装置７Ａを示す斜視図である。更に、図１１は、図１０に示した状態からカバー部材５５を取り外した光源装置５Ａ，５Ｂ及び光源冷却装置７Ａを示す斜視図である。
本実施形態に係るプロジェクターは、照明装置４に代えて照明装置４Ａを有する他は、上記プロジェクター１と同様の構成及び機能を有する。
また、照明装置４Ａは、図９に示すように、２つの光源装置５（５Ａ，５Ｂ）及び光合成部材ＰＭを備え、更に、図１０及び図１１に示すように、光源冷却装置７に代えて光源冷却装置７Ａを備える他は、上記照明装置４と同様の構成及び機能を有する。
【００６６】
［光源冷却装置の構成］
光源冷却装置７Ａは、図１０及び図１１に示すように、ダクト７１に代えてダクト７３を有する他は、上記光源冷却装置７と同様の構成を有する。
ダクト７３は、上記ダクト７１と同様に、それぞれ＋Ｚ方向に沿って延出する第１ダクト部７３１及び第２ダクト部７３２と、＋Ｚ方向側にて当該ダクト部７３１，７３２を接続し、これらダクト部７３１，７３２内を流通した冷却気体を合流させて排出する合流部７１３と、を有する。
【００６７】
第１ダクト部７３１及び第２ダクト部７３２の−Ｚ方向側の端部は、図９及び図１０に示すように、上記ダクト部７１１，７１２と同様に、光源装置５Ａの接続部５５３，５５４と接続される接続部７３１１，７３２１として構成されている。
また、各ダクト部７３１，７３２の＋Ｘ方向側の端面における−Ｚ方向側の部位には、光源装置５Ｂの接続部５５３，５５４と接続される接続部７３１３，７３２３が、当該端面から＋Ｘ方向に突出するように設けられている。
これら接続部７３１１，７３２１には、図１０に示すように、光源装置５Ａの排出部５４Ａ２と対向する位置に導入口７３１２，７３２２が形成され、接続部７３１３，７３２３には、光源装置５Ｂの排出部５４Ａ２と対向する位置に導入口７３１４，７３２４が形成されている。
【００６８】
このようなダクト７３に取り付けられた光源装置５Ａ，５Ｂは、励起光の出射方向が互いに直交するように配置される。そして、上記光合成部材ＰＭは、図９に示すように、光源装置５Ａ，４Ｂのそれぞれと対向するように配置される。これら光源装置５Ａ，５Ｂのうち、一方は、上記照明光軸Ａｘ１上に配置される。
この光合成部材ＰＭは、光源装置５Ａ，５Ｂのうち、一方の光源装置から照明光軸Ａｘ１に沿って出射された励起光を透過させ、他方の光源装置から出射された励起光を照明光軸Ａｘ１に沿うように反射させることにより、これら励起光を合成する。このような光合成部材ＰＭを介した励起光は、上記アフォーカル光学系６１に入射される。
【００６９】
［冷却気体の流れ］
図１０及び図１１に示した上記光源冷却装置７Ａにおいて、合流部７１３内に位置するファン７２が駆動されると、光源装置５Ａ，５Ｂの開口部５５１，５４Ｂ１を介して冷却気体が放熱部５３内に流入される。この冷却気体は、上記のように、本体部５４の板状体５４１間を流通して、受熱部５２と接続される接続部５４Ａ１の部位Ｓに到達した後、一部の冷却気体は、＋Ｙ方向側に流通し、他の冷却気体は、−Ｙ方向側に流通する。
光源装置５Ａにて＋Ｙ方向側に流通した冷却気体は、排出部５４Ａ２及び接続部５５３，７３１１を介して第１ダクト部７３１内に流入し、−Ｙ方向側に流通した冷却気体は、排出部５４Ａ２及び接続部５５４，７３２１を介して第２ダクト部７３２内に流入する。
光源装置５Ｂにて＋Ｙ方向側に流通した冷却気体は、排出部５４Ａ２及び接続部５５３，７３１３を介して第１ダクト部７３１内に流入し、−Ｙ方向側に流通した冷却気体は、排出部５４Ａ２及び接続部５５４，７３２３を介して第２ダクト部７３２内に流入する。
これら各ダクト部７３１，７３２内に流入した冷却気体は、合流部７１３にて合流し、ファン７２によって排気口７１３１から外部に排出される。
【００７０】
［第２実施形態の効果］
以上説明した本実施形態に係るプロジェクターによれば、上記プロジェクター１と同様の効果を奏することができる他、以下の効果を奏することができる。
光源装置５Ａは、光源部５１から出射される励起光が＋Ｚ方向に進行するように配置され、光源装置５Ｂは、光源部５１から出射される励起光が−Ｘ方向に進行するように配置される。そして、光源装置５Ａが有する板状体５４１は、ＹＺ平面に沿い、光源装置５Ｂが有する板状体５４１は、ＸＹ平面に沿っている。すなわち、各光源装置５Ａ，５Ｂの板状体５４１を＋Ｙ方向又は−Ｙ方向に延ばしても、各光源装置５Ａ，５Ｂに干渉しない。これによれば、それぞれの光源装置５Ａ，５Ｂの板状体５４１が互いに干渉しないように、これら光源装置５Ａ，５Ｂを近接して配置できる。従って、２つの光源装置５Ａ，５Ｂを設けたことによる照明装置４Ａの大型化を抑制できる。
【００７１】
照明装置４Ａは、上記光源装置５Ａ，５Ｂと、これら光源装置５Ａ，５Ｂから出射された光を合成する光合成部材ＰＭと、を有する。これによれば、これら光源装置５Ａ，５Ｂから出射された光を１つの光束として利用でき、１つの光源装置５を有する照明装置４に比べて、出射される光量を増加させることができる。従って、より輝度が高い画像を形成及び投射できる。
【００７２】
［実施形態の変形］
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
放熱部５３は、ヒートシンクである本体部５４と、当該本体部５４を覆ってダクト７１，７３に本体部５４を取り付けるカバー部材５５と、を有する構成であった。しかしながら、本発明はこれに限らない。例えば、本体部５４をダクト７１，７３等に直接取付可能であれば、カバー部材５５は無くてもよい。この場合で、例えば、排出部５４Ａ２とダクト７１，７３の接続部７１１１，７１２１，７３１１，７３１３，７３２１，７３２３とが対向するように放熱部５３（本体部５４）を接続する場合には、当該本体部５４における端面５４Ｃ，５４Ｄを閉塞すればよい。
【００７３】
放熱部５３を−Ｚ方向側から見た場合、開口部５４Ｂ１は、端面５４Ｂの＋Ｙ方向における略中央に位置し、遮蔽部５４Ｂ２は、＋Ｙ方向側及び−Ｙ方向側に開口部５４Ｂ１を挟むように配置されるとした。また、開口部５５１は、開口部５４Ｂ１に応じて形成されるとした。しかしながら、本発明はこれに限らない。すなわち、開口部５４Ｂ１，５５１の位置は、本体部５４及びカバー部材５５における−Ｚ方向側の面内のどの位置でもよく、遮蔽部５４Ｂ２の位置も、開口部５４Ｂ１の周囲に位置していれば、どの位置でもよい。なお、ここでいう周囲とは、開口部５４Ｂ１の端縁と接続される位置を示し、必ずしも開口部５４Ｂ１を囲んでいなくてもよい。また、上記のように、遮蔽部５４Ｂ２が開口部５４Ｂ１に対して＋Ｙ方向側及び−Ｙ方向側に位置する場合、各遮蔽部５４Ｂ２の＋Ｙ方向おける寸法は、それぞれ異なっていてもよく、同じでもよい。
【００７４】
開口部５４Ｂ１の＋Ｙ方向における寸法Ｌ１は、受熱部５２及び接続部５４Ａ１の＋Ｙ方向における寸法Ｌ２より小さいとした。しかしながら、本発明はこれに限らない。すなわち、開口部５４Ｂ１を介して本体部５４内に導入された冷却気体が接続部５４Ａ１（特に部位Ｓ）に流通可能であれば、上記寸法Ｌ１は、上記寸法Ｌ２と同じでもよく、当該寸法Ｌ２より大きくてもよい。また、放熱部５３（本体部５４）に対してファンが冷却気体を吐出する場合等、当該放熱部５３に対する冷却気体の流通方向が、＋Ｚ方向に対して＋Ｙ方向側又は−Ｙ方向側、或いは、＋Ｘ方向側又は−Ｘ方向側に傾斜している場合には、当該冷却気体の流通方向において、接続部５４Ａ１に対して開口部５４Ｂ１の位置がずれていてもよい。
【００７５】
本体部５４内に導入されて接続部５４Ａ１に流通した冷却気体は、当該接続部５４Ａ１に対して＋Ｙ方向側及び−Ｙ方向側に位置する排出部５４Ａ２又は排出部５４Ｃ１，５４Ｄ１を介して本体部５４の外部に排出されるとした。しかしながら、本発明はこれに限らない。例えば、排出部５４Ａ２、５４Ｃ１，５４Ｄ１のうちの１つのみが、本体部５４に設けられる構成としてもよい。この場合、開口部５４Ｂ１が、端面５４Ｂにおいて当該１つの排出部とは反対側の端部側に位置するように構成してもよい。更に、ダクトが端面５４Ｂに接続される場合には、排出部は、端面５４Ｂに位置していてもよい。すなわち、排出部は、本体部５４においてどこにあってもよい。
【００７６】
光源装置５に接続されるダクト７１，７３は、上記のように横向きの略Ｕ字状に形成されているとした。しかしながら、本発明はこれに限らない。例えば、上記排出部５４Ａ２の位置や数に応じて、適宜変更可能である。また、開口部５５１，５４Ｂ１に接続されて、冷却気体を導くダクトと、当該ダクト内に冷却気体を送出するファンを、上記光源冷却装置７，７Ａのダクト７１，７３及びファン７２に代えて、或いは加えて採用してもよい。また、ダクト７１，７３自体を設けずに、プロジェクター１の外装筐体２の内面と、照明光生成装置６を収容する筐体（図示省略）の外面、又は、光学部品用筐体３２８の外面との間の空間に、光源装置５を冷却した冷却気体の流路が形成されるようにしてもよい。
【００７７】
プロジェクター１は、それぞれ液晶パネルを有する３つの光変調装置３４（３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂ）を備えるとした。しかしながら、本発明はこれに限らない。すなわち、２つ以下、あるいは、４つ以上の光変調装置を用いたプロジェクターにも、本発明を適用可能である。
また、光変調装置３４は、光束入射面と光束射出面とが異なる透過型の液晶パネルを用いていたが、光入射面と光射出面とが同一となる反射型の液晶パネルを用いてもよい。また、入射光束を変調して画像情報に応じた画像を形成可能な光変調装置であれば、マイクロミラーを用いたデバイス、例えば、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）等を利用したものなど、液晶以外の光変調装置を用いてもよい。
更に、画像投射装置３を構成する各光学部品の配置も、上記図１及び図２に示した配置に限らず、他の配置でもよい。
【００７８】
上記各実施形態では、光源装置５は、ＬＤである固体光源５１２を有する光源部５１を備えるとした。しかしながら、本発明はこれに限らない。例えば、ＬＥＤ等の他の固体光源を有する光源部を採用してもよく、光源ランプを有する光源部を採用してもよい。
また、上記各実施形態では、照明装置４，４Ａを構成する光学部品として、アフォーカル光学系６１、ホモジナイザー光学系６２、第１位相差素子６３、光分離装置６４、第２位相差素子６５、第１集光素子６６、拡散装置６７、第２集光素子６８及び波長変換装置６９を挙げた。しかしながら、本発明はこれに限らない。すなわち、光源装置５を有する照明装置の用途に応じて、光学部品の機能及び構成は適宜変更可能である。
更に、上記各実施形態では、本発明の光源装置５及び照明装置４，４Ａがプロジェクター１に適用される例を示した。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、本発明に係る光源装置は、照明器具及び自動車等のヘッドライト等に使用してもよい。
【符号の説明】
【００７９】
１…プロジェクター、３４（３４Ｂ，３４Ｇ，３４Ｒ）…光変調装置、３６…投射光学装置、４，４Ａ…照明装置、５（５Ａ，５Ｂ）…光源装置、５１…光源部、５１１…基板、５１３…平行化レンズ、５１４…支持部材、５１４Ａ…面、５２…受熱部、５２Ａ…面、５３…放熱部、５４…本体部、５４１…板状体、５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ，５４Ｄ…端面、５４Ａ１…接続部、５４Ａ２，５４Ｃ１，５４Ｄ１…排出部、５４Ｂ１…開口部、５４Ｂ２…遮蔽部、６１…アフォーカル光学系（光学部品）、６２…ホモジナイザー光学系（光学部品）、６３…第１位相差素子（光学部品）、６４…光分離装置（光学部品）、６５…第２位相差素子（光学部品）、６６…第１集光素子（光学部品）、６７…拡散装置（光学部品）、６８…第２集光素子（光学部品）、６９…波長変換装置（光学部品）、７１，７３…ダクト、７２…ファン、Ｌ１，Ｌ２…寸法、ＰＭ…光合成部材、＋Ｘ…方向（第３方向）、＋Ｙ…方向（第１方向）、＋Ｚ…方向（第２方向）。
【図１】
2020144392.tif 000003
【図２】
2020144392.tif 000004
【図３】
2020144392.tif 000005
【図４】
2020144392.tif 000006
【図５】
2020144392.tif 000007
【図６】
2020144392.tif 000008
【図７】
2020144392.tif 000009
【図８】
2020144392.tif 000010
【図９】
2020144392.tif 000011
【図１０】
2020144392.tif 000012
【図１１】
2020144392.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】令和2年6月5日(2020.6.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出射する光源と、
入射された第１波長の光を前記第１波長とは異なる第２波長の光に変換する波長変換素子と、
前記波長変換素子を収容する筐体と、
前記光源に接続され、前記光源にて生じた熱を受熱する受熱部と、
前記受熱部に接続され、前記受熱部から伝導された熱を放熱する放熱部と、
前記放熱部に接続され、前記放熱部を冷却した冷却気体が流通するダクトと、を備え、
前記放熱部は、
第１方向及び前記第１方向に直交する第２方向により規定された平面に沿って延出し、前記第１方向及び前記第２方向に直交する第３方向にそれぞれ対向配置された複数の板状体と、
前記複数の板状体において前記第２方向とは反対方向に位置する第１遮蔽部と、
前記複数の板状体において前記第２方向とは反対方向に位置し、かつ、前記複数の板状体において前記第１遮蔽部に対して前記第１方向とは反対方向に位置する第２遮蔽部と、
前記複数の板状体において前記第２方向に位置する第１排出部と、
前記複数の板状体において前記第２方向に位置し、かつ、前記複数の板状体において前記第１排出部に対して前記第１方向とは反対方向に位置する第２排出部と、を有し、
前記ダクトは、
前記第１排出部に接続された第１ダクトと、
前記第２排出部に接続された第２ダクトと、を有し、
前記波長変換素子を収容する前記筐体は、前記第１ダクトと前記第２ダクトとの間に配置されていることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
請求項１に記載の照明装置において、
前記筐体に収容され、入射された光を拡散反射する拡散装置と、
前記筐体に収容され、入射された光を、前記波長変換素子に向かう光と前記拡散装置に向かう光とに分離する光分離装置と、を備え、
前記拡散装置及び前記光分離装置を収容する前記筐体は、前記第１ダクトと前記第２ダクトとの間に配置されていることを特徴とする照明装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の照明装置において、
前記複数の板状体の一部を覆い、前記ダクトに接続されたカバー部材を備え、
前記カバー部材は、前記ダクトの一部を構成していることを特徴とする照明装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の照明装置において、
前記ダクトは、前記第１ダクトを流通した前記冷却気体及び前記第２ダクトを流通した前記冷却気体を合流させる合流部を有することを特徴とする照明装置。
【請求項５】
請求項４に記載の照明装置において、
前記ダクトを介して前記放熱部に前記冷却気体を流通させるファンを備え、
前記ファンは、前記合流部において合流した前記冷却気体を排気するファンであることを特徴とする照明装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の照明装置において、
第１出射方向に沿って光を出射する前記光源である第１光源、前記受熱部及び前記放熱部を有する第１光源装置と、
前記第１出射方向に交差する第２出射方向に沿って光を出射する前記光源である第２光源、前記受熱部及び前記放熱部を有する第２光源装置と、を備え、
前記第１ダクトは、前記第１光源装置が有する前記放熱部の前記第１排出部、及び、前記第２光源装置が有する前記放熱部の前記第１排出部に接続され、
前記第２ダクトは、前記第１光源装置が有する前記放熱部の前記第２排出部、及び、前記第２光源装置が有する前記放熱部の前記第２排出部に接続されていることを特徴とする照明装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の照明装置と、
前記照明装置から出射された光を変調する光変調装置と、
前記光変調装置によって変調された光を投射する投射光学装置と、を備えることを特徴とするプロジェクター。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、照明装置及びプロジェクターに関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決することを目的としたものであり、光源を効率よく冷却できる照明装置及びプロジェクターを提供することを目的の１つとする。