(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の半導体発光素子と、
前記半導体発光素子を保持する保持部材と、
前記半導体発光素子と電気的に接続される基板と、
伝熱部材を介して前記保持部材と圧接することで、前記半導体発光素子と当接するヒートシンクと、を備え、
前記半導体発光素子は、各々、該半導体発光素子の底部に対し垂直方向に延伸したリード端子を複数具備し、
前記基板は、該基板の面が前記複数のリード端子のうち少なくとも２つのリード端子に当接するように、前記半導体発光素子の底部に対して垂直に配置され、前記リード端子と電気的に接続されていることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記基板は、前記半導体発光素子の前記複数のリード端子間に挟みこまれて配置されることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記保持部材は支持部を有し、
前記基板は、さらに前記支持部に支持されて配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記基板には、前記複数の半導体発光素子の各リード端子と接続される電極板が各々設けられ、前記リード端子と接続された前記電極板が各々基板の端部に設けた連絡端子に接続されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の光源装置。
【請求項５】
前記ヒートシンクは、前記基板及び前記複数の半導体発光素子のリード端子と接触することなく前記基板を収納するコの字形状の溝部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の光源装置。
【請求項６】
前記半導体発光素子は、青色レーザーダイオードであることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の光源装置。
【請求項７】
光源ユニットと、表示素子と、前記光源ユニットからの光を前記表示素子に導光する導光光学系と、前記表示素子から射出された画像をスクリーンに投影する投影側光学系と、前記光源ユニットや表示素子を制御するプロジェクタ制御手段と、を備えるプロジェクタであって、
前記光源ユニットは、赤色波長帯域光を発する赤色光源装置と、青色波長帯域光を発する青色光源装置と、励起光を発する励起光照射装置として請求項６に記載の光源装置と、緑色蛍光体を敷設した蛍光板に励起光を照射することにより緑色波長帯域光を射出する蛍光ホイールと、を備えることを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置及びこれを用いたプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、パーソナルコンピュータの画面やビデオ画像、さらにメモリカード等に記憶されている画像データによる画像等をスクリーンに投影する画像投影装置としてのデータプロジェクタが多用されている。このプロジェクタは、光源から射出された光をＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）と呼ばれるマイクロミラー表示素子、又は、液晶板に集光させ、スクリーン上にカラー画像を表示させるものである。
【０００３】
このようなプロジェクタにおいて、従来は高輝度の放電ランプを光源とするものが主流であったが、近年、光源として発光ダイオードやレーザーダイオード、あるいは、有機ＥＬ、蛍光体等を用いる種々のプロジェクタの開発が多々なされている。
【０００４】
例えば、特開２００６−１８６２４３号公報（特許文献１）では、赤色、緑色及び青色の三色の半導体レーザを互いに近接して、支持する基板上に配置することにより、小型でしかも放熱しやすいレーザーダイオードが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１８６２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献１の提案は、赤色、緑色及び青色の三色の半導体レーザをワンチップのパッケージとする本体部に実装した小型のレーザーダイオードであり、所定の輝度を確保するために複数のレーザーダイオードを用いるものではなかった。特に、複数のレーザーダイオード等の半導体発光素子により高輝度の光源を構成する場合は、各半導体発光素子を密集させるため、各半導体発光素子の本体部が高温となることから放熱対策が必要となって、各半導体発光素子の本体部を冷却するためのヒートシンク等の冷却部材の配置等が困難であった。
【０００７】
本発明は上述したような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、ヒートシンクと複数の半導体発光素子の本体部との接触面積を大きくすることができ、複数の半導体発光素子の冷却効率を上げることができる光源装置及びプロジェクタを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る光源装置は、複数の半導体発光素子と、前記半導体発光素子を保持する保持部材と、前記半導体発光素子と電気的に接続される基板と、伝熱部材を介して前記保持部材と圧接することで前記半導体発光素子と当接するヒートシンクと、を備え、前記半導体発光素子は各々該半導体発光素子の底部に対し垂直方向に延伸したリード端子を複数具備し、前記基板は該基板の面が前記複数のリード端子のうち少なくとも２つのリード端子に当接するように前記半導体発光素子の底部に対して垂直に配置され前記リード端子と電気的に接続されていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る光源装置における前記基板は、前記半導体発光素子の前記複数のリード端子間に挟みこまれて配置されるものである。
【００１０】
さらに、本発明に係る光源装置における前記保持部材は支持部を有し、前記基板は、さらに前記支持部に支持されて配置されることが好ましい。
【００１１】
そして、本発明に係る光源装置における前記基板には、前記複数の半導体発光素子の各リード端子と接続される電極板が各々設けられ、前記リード端子と接続された前記電極板が各々基板の端部に設けた連絡端子に接続されているものである。
【００１２】
また、本発明に係る光源装置における前記ヒートシンクは、前記基板及び前記複数の半導体発光素子のリード端子と接触することなく前記基板を収納するコの字形状の溝部を有するものである。
【００１３】
さらに、本発明に係る光源装置における前記半導体発光素子は、青色レーザーダイオードである。
【００１４】
そして、本発明に係るプロジェクタは、光源ユニットと、表示素子と、前記光源ユニットからの光を前記表示素子に導光する導光光学系と、前記表示素子から射出された画像をスクリーンに投影する投影側光学系と、前記光源ユニットや表示素子を制御するプロジェクタ制御手段と、を備えるプロジェクタであって、前記光源ユニットは、赤色波長帯域光を発する赤色光源装置と、青色波長帯域光を発する青色光源装置と、励起光を発する励起光照射装置として上述の光源装置と、緑色蛍光体を敷設した蛍光板に励起光を照射することにより緑色波長帯域光を射出する蛍光ホイールと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ヒートシンクと複数の半導体発光素子の本体部との接触面積を大きくすることができ、複数の半導体発光素子の冷却効率を上げることができる光源装置及びプロジェクタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例に係るプロジェクタを示す外観斜視図である。
【図２】本発明の実施例に係るプロジェクタの機能回路ブロックを示す図である。
【図３】本発明の実施例に係るプロジェクタの内部構造を示す平面模式図である。
【図４】本発明の実施例に係る光源装置のレーザユニットの外観斜視図である。
【図５】本発明の実施例に係る光源装置のレーザユニットの断面図である。
【図６】本発明の実施例に係る光源装置のレーザユニットからヒートシンクを外した背面からの斜視図である。
【図７】本発明の実施例に係る光源装置のヒートシンクを外したレーザユニットの背面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態について述べる。プロジェクタ10は、光源ユニット60と、表示素子51と、光源ユニット60からの光を表示素子51に導光する導光光学系170と、表示素子51から射出された画像をスクリーンに投影する投影側光学系220と、光源ユニット60や表示素子51を制御するプロジェクタ制御手段と、を備えている。
【００１８】
そして、この光源ユニット60は、赤色波長帯域光を発する赤色光源装置120と、青色波長帯域光を発する青色光源装置300と、励起光を発する励起光照射装置70としての光源装置と、緑色蛍光体を敷設した蛍光板に励起光を照射することにより緑色波長帯域光を射出する蛍光ホイール101と、を備える。
【００１９】
そして、この励起光照射装置70としての光源装置は、複数の半導体発光素子である励起光源71と、励起光源71の周縁を保持する保持部材とされる光源保持体79と、を備える。また、光源装置は、複数の励起光源71と電気的に接続される基板90を備える。そして、光源装置は、伝熱部材80を介して光源保持体79と圧接することにより励起光源71に当接されるヒートシンク81を備える。そして、光源装置において、励起光源71は、各々、励起光源71の底部に対し垂直方向に延伸したリード端子71aを複数具備する。また、基板90は、その基板の面が複数のリード端子71aのうち少なくとも２つのリード端子71aに当接するように、励起光源71の底部に対して垂直に配置され、前記リード端子71aと電気的に接続されている。
【００２０】
また、基板90は、励起光源71の複数のリード端子71a間に挟みこまれて配置される。そして、光源保持体79は支持部79aを有し、基板90は、その支持部79aに支持されて配置される。
【００２１】
さらに基板90には、両面に複数の励起光源71の各リード端子71aと接続される電極板が各々設けられ、リード端子71aと接続された電極板が各々基板90の端部に設けた連絡端子に接続されている。
【００２２】
そして、ヒートシンク81は、基板90及び複数の励起光源71のリード端子71aと接触することなく基板90を収納するコの字形状の溝部を有する。そして、その励起光源71は、青色レーザーダイオードである。
【実施例】
【００２３】
以下、本発明の実施例を図に基づいて詳説する。図１は、プロジェクタ10の外観斜視図である。なお、本実施例において、プロジェクタ10における左右とは投影方向に対しての左右方向を示し、前後とはプロジェクタ10のスクリーン側方向及び光線束の進行方向に対しての前後方向を示す。
【００２４】
そして、プロジェクタ10は、図１に示すように、略直方体形状であって、プロジェクタ筐体の前方の側板とされる正面パネル12の側方に投影口を覆うレンズカバー19を有するとともに、この正面パネル12には複数の吸気孔18を設けている。さらに、図示しないがリモートコントローラからの制御信号を受信するＩｒ受信部を備えている。
【００２５】
また、筐体の上面パネル11にはキー／インジケータ部37が設けられ、このキー／インジケータ部37には、電源スイッチキーや電源のオン又はオフを報知するパワーインジケータ、投影のオン、オフを切りかえる投影スイッチキー、光源ユニットや表示素子又は制御回路等が過熱したときに報知をする過熱インジケータ等のキーやインジケータが配置されている。
【００２６】
さらに、筐体の背面には、背面パネルにＵＳＢ端子や画像信号入力用のＤ−ＳＵＢ端子、Ｓ端子、ＲＣＡ端子等を設ける入出力コネクタ部及び電源アダプタプラグ等の各種端子20が設けられている。また、背面パネルには、複数の吸気孔が形成されている。なお、図示しない筐体の側板である右側パネル、及び、図１に示した側板である左側パネル15には、各々複数の排気孔17が形成されている。また、左側パネル15の背面パネル近傍の隅部には、吸気孔18も形成されている。
【００２７】
次に、プロジェクタ10のプロジェクタ制御手段について図２の機能ブロック図を用いて述べる。プロジェクタ制御手段は、制御部38、入出力インターフェース22、画像変換部23、表示エンコーダ24、表示駆動部26等から構成される。この制御部38は、プロジェクタ10内の各回路の動作制御を司るものであって、ＣＰＵや各種セッティング等の動作プログラムを固定的に記憶したＲＯＭ及びワークメモリとして使用されるＲＡＭ等により構成されている。
【００２８】
そして、このプロジェクタ制御手段により、入出力コネクタ部21から入力された各種規格の画像信号は、入出力インターフェース22、システムバス（ＳＢ）を介して画像変換部23で表示に適した所定のフォーマットの画像信号に統一するように変換された後、表示エンコーダ24に出力される。
【００２９】
また、表示エンコーダ24は、入力された画像信号をビデオＲＡＭ25に展開記憶させた上でこのビデオＲＡＭ25の記憶内容からビデオ信号を生成して表示駆動部26に出力する。
【００３０】
表示駆動部26は、表示素子制御手段として機能するものであり、表示エンコーダ24から出力された画像信号に対応して適宜フレームレートで空間的光変調素子（ＳＯＭ）である表示素子51を駆動するものであり、光源ユニット60から射出された光線束を導光光学系を介して表示素子51に照射することにより、表示素子51の反射光で光像を形成し、後述する投影側光学系を介して図示しないスクリーンに画像を投影表示する。なお、この投影側光学系の可動レンズ群235は、レンズモータ45によりズーム調整やフォーカス調整のための駆動が行われる。
【００３１】
また、画像圧縮伸長部31は、画像信号の輝度信号及び色差信号をＡＤＣＴ及びハフマン符号化等の処理によりデータ圧縮して着脱自在な記録媒体とされるメモリカード32に順次書き込む記録処理を行う。さらに、画像圧縮伸長部31は、再生モード時にメモリカード32に記録された画像データを読み出し、一連の動画を構成する個々の画像データを１フレーム単位で伸長し、この画像データを画像変換部23を介して表示エンコーダ24に出力し、メモリカード32に記憶された画像データに基づいて動画等の表示を可能とする処理を行う。
【００３２】
そして、筐体の上面パネル11に設けられるメインキー及びインジケータ等により構成されるキー／インジケータ部37の操作信号は、直接に制御部38に送出され、リモートコントローラからのキー操作信号は、Ｉｒ受信部35で受信され、Ｉｒ処理部36で復調されたコード信号が制御部38に出力される。
【００３３】
なお、制御部38にはシステムバス（ＳＢ）を介して音声処理部47が接続されている。この音声処理部47は、ＰＣＭ音源等の音源回路を備えており、投影モード及び再生モード時には音声データをアナログ化し、スピーカ48を駆動して拡声放音させる。
【００３４】
また、制御部38は、光源制御手段としての光源制御回路41を制御しており、この光源制御回路41は、画像生成時に要求される所定波長帯域の光が光源ユニット60から射出されるように、光源ユニット60の励起光照射装置、赤色光源装置及び青色光源装置の発光を個別に制御する。
【００３５】
さらに、制御部38は、冷却ファン駆動制御回路43に光源ユニット60等に設けた複数の温度センサによる温度検出を行わせ、この温度検出の結果から冷却ファンの回転速度を制御させている。また、制御部38は、冷却ファン駆動制御回路43にタイマー等によりプロジェクタ本体の電源ＯＦＦ後も冷却ファンの回転を持続させる、あるいは、温度センサによる温度検出の結果によってはプロジェクタ本体の電源をＯＦＦにする等の制御も行う。
【００３６】
次に、このプロジェクタ10の内部構造について述べる。図３は、プロジェクタ10の内部構造を示す平面模式図である。プロジェクタ10は、図３に示すように、右側パネル14の近傍に制御回路基板241を備えている。この制御回路基板241は、電源回路ブロックや光源制御ブロック等を備えてなる。また、プロジェクタ10は、制御回路基板241の側方、つまり、プロジェクタ筐体の略中央部分に光源ユニット60を備えている。さらに、プロジェクタ10は、光源ユニット60と左側パネル15との間に光学系ユニット160を備えている。
【００３７】
光源ユニット60は、プロジェクタ筐体の左右方向における略中央部分であって背面パネル13近傍に配置される励起光照射装置70と、この励起光照射装置70から射出される光線束の光軸上であって正面パネル12の近傍に配置される蛍光発光装置100と、この蛍光発光装置100から射出される光線束と平行となるように正面パネル12の近傍に配置される青色光源装置300と、励起光照射装置70と蛍光発光装置100との間に配置される赤色光源装置120と、蛍光発光装置100からの射出光や赤色光源装置120からの射出光、青色光源装置300からの射出光の光軸が夫々同一の光軸となるように変換して各色光を所定の一面であるライトトンネル175の入射口に集光する光源側光学系140と、を備える。
【００３８】
励起光照射装置70は、背面パネル13と光軸が平行になるよう配置された半導体発光素子による励起光源71と、励起光源71からの射出光の光軸を正面パネル12方向に９０度変換する反射ミラー群75と、反射ミラー群75で反射した励起光源71からの射出光を集光する集光レンズ78と、励起光源71と右側パネル14との間に配置されたヒートシンク81と、を備える。
【００３９】
励起光源71は、３行８列の計２４個の半導体発光素子である青色レーザーダイオードがマトリクス状に配列されており、各青色レーザーダイオードの光軸上には、各青色レーザーダイオードからの射出光を平行光に変換する集光レンズであるコリメータレンズ73が夫々配置されている。また、反射ミラー群75は、複数の反射ミラーが階段状に配列されてなり、励起光源71から射出される光線束の断面積を一方向に縮小して集光レンズ78に射出する。
【００４０】
ヒートシンク81と背面パネル13との間には冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261とヒートシンク81とによって励起光源71が冷却される。さらに、反射ミラー群75と背面パネル13との間にも冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261によって反射ミラー群75や集光レンズ78が冷却される。
【００４１】
蛍光発光装置100は、正面パネル12と平行となるように、つまり、励起光照射装置70からの射出光の光軸と直交するように配置された蛍光ホイール101と、この蛍光ホイール101を回転駆動するホイールモータ110と、蛍光ホイール101から背面パネル13方向に射出される光線束を集光する集光レンズ群111と、を備える。
【００４２】
蛍光ホイール101は、円板状の金属基材であって、励起光源71からの射出光を励起光として緑色波長帯域の蛍光発光光を射出する環状の蛍光発光領域が凹部として形成され、励起光を受けて蛍光発光する蛍光板として機能する。また、蛍光発光領域を含む蛍光ホイール101の励起光源71側の表面は、銀蒸着等によってミラー加工されることで光を反射する反射面が形成され、この反射面上に緑色蛍光体の層が敷設されている。
【００４３】
そして、蛍光ホイール101の緑色蛍光体層に照射された励起光照射装置70からの射出光は、緑色蛍光体層における緑色蛍光体を励起し、緑色蛍光体から全方位に蛍光発光された光線束は、直接励起光源71側へ、あるいは、蛍光ホイール101の反射面で反射した後に励起光源71側へ射出される。また、蛍光体層の蛍光体に吸収されることなく、金属基材に照射された励起光は、反射面により反射されて再び蛍光体層に入射し、蛍光体を励起することとなる。よって、蛍光ホイール101の凹部の表面を反射面とすることにより、励起光源71から射出される励起光の利用効率を上げることができ、より明るく発光させることができる。
【００４４】
なお、蛍光ホイール101の反射面で蛍光体層側に反射された励起光において蛍光体に吸収されることなく励起光源71側に射出された励起光は、後述する第一ダイクロイックミラー141を透過し、蛍光光は第一ダイクロイックミラー141により反射されるため、励起光が外部に射出されることはない。そして、ホイールモータ110と正面パネル12との間には冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261によって蛍光ホイール101が冷却される。
【００４５】
赤色光源装置120は、励起光源71と光軸が平行となるように配置された赤色光源121と、赤色光源121からの射出光を集光する集光レンズ群125と、を備える。そして、この赤色光源装置120は、励起光照射装置70からの射出光及び蛍光ホイール101から射出される緑色波長帯域光と光軸が交差するように配置されている。また、赤色光源121は、赤色の波長帯域光を発する半導体発光素子としての赤色発光ダイオードである。さらに、赤色光源装置120は、赤色光源121の右側パネル14側に配置されるヒートシンク130を備える。そして、ヒートシンク130と正面パネル12との間には冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261によって赤色光源121が冷却される。
【００４６】
青色光源装置300は、蛍光発光装置100からの射出光の光軸と平行となるように配置された青色光源301と、青色光源301からの射出光を集光する集光レンズ群305と、を備える。そして、この青色光源装置300は、赤色光源装置120からの射出光と光軸が交差するように配置されている。また、青色光源301は、青色の波長帯域光を発する半導体発光素子としての青色レーザーダイオードである。さらに、青色光源装置300は、青色光源301の正面パネル12側に配置されるヒートシンク310を備える。そして、ヒートシンク310と正面パネル12との間には冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261によって青色光源301が冷却される。
【００４７】
そして、光源側光学系140は、赤色、緑色、青色波長帯域の光線束を集光させる集光レンズや、各色波長帯域の光線束の光軸を変換して同一の光軸とさせるダイクロイックミラー等からなる。具体的には、励起光照射装置70から射出される青色波長帯域光及び蛍光ホイール101から射出される緑色波長帯域光の光軸と、赤色光源装置120から射出される赤色波長帯域光の光軸と、が交差する位置に、青色及び赤色波長帯域光を透過し、緑色波長帯域光を反射してこの緑色光の光軸を左側パネル15方向に９０度変換する第一ダイクロイックミラー141が配置されている。
【００４８】
また、青色光源装置300から射出される青色波長帯域光の光軸と、赤色光源装置120から射出される赤色波長帯域光の光軸と、が交差する位置に、青色波長帯域光を透過し、緑色及び赤色波長帯域光を反射してこの緑色及び赤色光の光軸を背面パネル13方向に９０度変換する第二ダイクロイックミラー148が配置されている。そして、第一ダイクロイックミラー141と第二ダイクロイックミラー148との間には、集光レンズが配置されている。さらに、ライトトンネル175の近傍には、ライトトンネル175の入射口に光源光を集光する集光レンズ173が配置されている。
【００４９】
光学系ユニット160は、励起光照射装置70の左側方に位置する照明側ブロック161と、背面パネル13と左側パネル15とが交差する位置の近傍に位置する画像生成ブロック165と、光源側光学系140と左側パネル15との間に位置する投影側ブロック168と、の３つのブロックによって略コの字状に構成されている。
【００５０】
この照明側ブロック161は、光源ユニット60から射出された光源光を画像生成ブロック165が備える表示素子51に導光する導光光学系170の一部を備えている。この照明側ブロック161が有する導光光学系170としては、光源ユニット60から射出された光線束を均一な強度分布の光束とするライトトンネル175、ライトトンネル175から射出された光を集光する集光レンズ178、ライトトンネル175から射出された光線束の光軸を画像生成ブロック165方向に変換する光軸変換ミラー181等がある。
【００５１】
画像生成ブロック165は、導光光学系170として、光軸変換ミラー181で反射した光源光を表示素子51に集光させる集光レンズ183と、この集光レンズ183を透過した光線束を表示素子51に所定の角度で照射する照射ミラー185と、を有している。さらに、画像生成ブロック165は、表示素子51とするＤＭＤを備え、この表示素子51と背面パネル13との間には表示素子51を冷却するためのヒートシンク190が配置されて、このヒートシンク190によって表示素子51が冷却される。また、表示素子51の正面近傍には、投影側光学系220としての集光レンズ195が配置されている。
【００５２】
投影側ブロック168は、表示素子51で反射されたオン光をスクリーンに放出する投影側光学系220のレンズ群を有している。この投影側光学系220としては、固定鏡筒に内蔵する固定レンズ群225と可動鏡筒に内蔵する可動レンズ群235とを備えてズーム機能を備えた可変焦点型レンズとされ、レンズモータにより可動レンズ群235を移動させることによりズーム調整やフォーカス調整を可能としている。
【００５３】
なお、光源装置における励起光源71は、上述のとおり３行８列の計２４個の青色レーザーダイオードがマトリクス状に配列されており、その内３行２列の計６個の青色レーザーダイオードからなるレーザユニット400が４つ並列されることにより構成されている。ここで、夫々のレーザユニット400の具体的な構成について図を用いながら詳説する。
【００５４】
図４は、レーザユニット400の斜視図であり、図５は、レーザユニット400の断面図であり、図６は、レーザユニット400においてヒートシンク81を外して基板90の接続状態を示した斜視図であり、図７は、図６に示したレーザユニット400の基板90の接続状態を示した背面図である。なお、レーザユニット400は、図４に示す発光面側を正面とし、ヒートシンク81側を背面とし、図４に示した斜視図における正面から見た上下左右の方向を夫々の方向として説明する。
【００５５】
図４に示すように、レーザユニット400は、光源保持体79と、先述の励起光源71としての半導体発光素子と、基板90と、リード線91と、ヒートシンク81と、を備える。
【００５６】
励起光源71は、図５に示すように本体部であるパッケージの周縁正面部分を光源保持体79の突起部で係止される。そして、励起光源71の本体部の底面部分は、光源保持体79の背面と同一平面とされて光源保持体79の背面とともに弾性部材である伝熱部材80を挟むようにしてヒートシンク81と結合され、発光時に発熱する励起光源71の本体部の底面部分をヒートシンク81により放熱させる。
【００５７】
なお、励起光源71の本体部の底面部分には、底面に対して垂直な方向に３本のリード端子71aが設けられており、これらのリード端子71aは、後述する基板90に電気的に接続されて実装されるものである。そして、後述するが励起光源71に設けられたリード端子71aと基板90とは平行に実装されている。
【００５８】
光源保持体79は、耐熱樹脂性で励起光源71の周縁正面部分を係止して保持するための部材である。光源保持体79は、図４及び図５に示したように各励起光源71の周縁を覆うようにしながら、各励起光源71の発光面を露出するように正面側が開口されている。また、光源保持体79は、正面に設けられた四箇所の螺子穴に螺子92を取り付けることにより、伝熱部材80を介してレーザユニット400の背部に位置するヒートシンク81と結合される。
【００５９】
基板90は、細長い棒状で幅８ｍｍ程度にして厚みが０．５ｍｍ程度の両面配線板のリジット基板である。そして、基板90は、図６及び図７に示すように光源保持体79の背面側で励起光源71に設けられた二等辺三角形を形成するように配置された３本のリード端子71aの頂角をなす１本のリード端子71aと、残る２本のリード端子71aとの隙間において、そのリード端子71aと平行としながら挟むようにして配置される。なお、図７に示した光源保持体79の左右に設けられた支持部79aでさらに支持され固定されても構わない。
【００６０】
そして、基板90は、各励起光源71の３本のリード端子71aと電気的に接続するための電極板を両面に設けており、基板90の電極板と各励起光源71のリード端子71aとは、夫々半田付けすることにより接続される。そして、各励起光源71のリード端子71aの電気的信号は、図４に示した基板90の左端部に設けられた連絡端子としての電極に先述の制御回路基板241からのリード線91を配線することにより光源制御回路41と電気的に接続される。
【００６１】
ヒートシンク81は、アルミや銅などの金属材料で形成されており、正面側については、基板90及び複数の励起光源71のリード端子71aと接触することなくコの字溝形状をしており、背面側については、放熱性を高めるために多くの突起を設けて表面積を増やしている。
【００６２】
また、光源保持体79及び励起光源71とヒートシンク81との間には、放熱性を高めるために、図５に示すような弾性体である伝熱部材80が敷設されている。
【００６３】
以上のように、本発明によれば、半導体発光素子である各励起光源71のリード端子71aと電気的に接続する基板90を、そのリード端子71aと平行となるように配置したことから、ヒートシンク81と複数の励起光源71の本体部との接触面積を大きくすることができ、複数の励起光源71の冷却効率を上げることができる放熱構造の光源装置及びプロジェクタ10を提供することができる。
【００６４】
また、本発明によれば、基板90は、半導体発光素子である各励起光源71のリード端子71aと平行となるように配置したことから、複数の励起光源71を同じ方向にそろえて接続することができ、励起光源71から射出される励起光を揃えることができる。さらに、基板90が固定されることから特別な治具を用いることなく、リード端子71aと基板90との半田付け作業を実施できる。
【００６５】
そして、本発明によれば、基板90の端部に設けた電極としての連絡端子に制御回路基板241からのリード線91を接続して配線することができることから、組み立て易い。
【００６６】
また、本発明によれば、半導体発光素子として青色レーザーダイオードを用いることにより、蛍光体を効率よく励起させて発光させることができる。そして、蛍光ホイール101に、少なくとも緑色波長帯域光を発する蛍光体を有する蛍光体層を形成することで、原色である緑色の波長帯域光を生成することができる。
【００６７】
上記本実施例では、励起光原71はリード端子71aを３本有する場合について説明したが、２本の場合でももちろん良い。その場合は、前述の光源保持体79の左右に設けられた支持部79aも用いて基板90を支持固定する。また、本実施例ではリード端子71aについて３本とも基板に電気的に接続される場合について説明したが、その限りではなく、リード端子71a３本を全て電気的に接続させなくてもよい。例えば、リード端子71a３本のうち２本が励起光原71のアノードとカソードであり、１本がノンコネクトとして電気的に接続されなくても構わないリード端子71ａである場合はもちろんアノード及びカソードに相当するリード端子71aのみを電気的に接続すればよい。
【００６８】
さらに、本実施例では、緑色波長帯域の蛍光体を励起させる励起光照射装置70による励起光源71として青色波長帯域のレーザ光を射出する半導体発光素子である青色レーザーダイオードを採用し、赤色、青色については、夫々に赤色光源装置120、青色光源装置300を設けて生成する光源ユニット60の場合について説明した。しかし、例えば、青色光源装置300を設けずに、緑色波長帯域の蛍光体層及び拡散透過層を敷設した蛍光ホイール101と、その蛍光ホイール101の拡散透過層を通過した青色波長帯域光をライトトンネル175に導光するミラー及びレンズによる光学系とを設け、励起光照射装置70による青色波長帯域のレーザ光を射出する青色レーザーダイオードの励起光を回転した蛍光ホイール101に照射することにより緑色、青色の二色を夫々射出させる光源ユニット60とすることもできる。
【００６９】
このようにして、青色光源装置300を設けることなく励起光照射装置70と赤色光源装置120との光源からなる光源ユニット60によるプロジェクタ10にも本発明の放熱構造を採用することができる。
【００７０】
また、赤色光源装置120、青色光源装置300を設けずに、赤色及び緑色の蛍光体層と拡散透過層を周方向に夫々敷設した蛍光ホイール101を用いる場合も可能である。蛍光ホイール101の赤色波長帯域の蛍光体層及び緑色波長帯域の蛍光体層と拡散透過層に励起光を照射することにより射出される赤色波長帯域光、緑色波長帯域光及び青色波長帯域光をライトトンネル175に導光するミラー及びレンズによる光学系と、を設け、励起光照射装置70による青色波長帯域のレーザ光を射出する半導体発光素子である青色レーザーダイオードの励起光を回転した蛍光ホイール101に照射することにより赤色、緑色、青色を夫々射出させる光源ユニット60とすることもできる。
【００７１】
このようにして、赤色光源装置120と青色光源装置300とを設けることなく励起光照射装置70からなる光源ユニット60によるプロジェクタ10にも本発明の放熱構造を採用することができる。
【００７２】
そして、上述の励起光照射装置70における半導体発光素子としては励起光源71を青色レーザーダイオードではなく、紫外線レーザ光を射出する紫外線レーザーダイオードとする場合も可能である。この場合、蛍光ホイール101は、赤色の波長帯域光の蛍光光を発する蛍光体が敷設された赤色領域と、緑色の波長帯域光の蛍光光を発する蛍光体が敷設された緑色領域と、青色の波長帯域光の蛍光光を発する蛍光体が敷設された青色領域と、を周方向に夫々敷設したものとなる。
【００７３】
そして、蛍光ホイール101の赤色波長帯域の蛍光体層、緑色波長帯域の蛍光体層及び青色波長帯域の蛍光体層に励起光を照射することにより射出される赤色波長帯域光、緑色波長帯域光及び青色波長帯域光をライトトンネル175に導光するミラー及びレンズによる光学系と、を設け、励起光照射装置70による紫外線レーザ光を射出する紫外線レーザーダイオードの励起光を回転した蛍光ホイール101に照射することにより赤色、緑色、青色を夫々射出させる光源ユニット60とすることもできる。
【００７４】
このようにして、赤色光源装置120と青色光源装置300とを設けることなく励起光照射装置70が有する励起光源71としてエネルギー密度の高い紫外線レーザ光を発する紫外線レーザーダイオードを適用した光源ユニット60によるプロジェクタ10にも本発明の放熱構造を採用することができる。
【００７５】
さらに、本実施例では、緑色波長帯域の蛍光体を励起させる励起光照射装置70が有する励起光源71として半導体発光素子である青色レーザーダイオードを採用し、緑色以外の赤色、青色については、夫々に赤色光源装置120、青色光源装置300を設けて生成する光源ユニット60の場合について説明したが、例えば、赤色、緑色、青色の三色用に３個の励起光照射装置70を設け、夫々に半導体発光素子として紫外線レーザ光を射出する紫外線レーザーダイオードを設け、赤色、緑色、青色の各色を射出させるための３つの独立した蛍光ホイールである第一、第二、第三蛍光ホイールを設ける構成にしても構わない。
【００７６】
そして、第一蛍光ホイールの赤色波長帯域の蛍光体層から射出される赤色波長帯域光をライトトンネル175に導光するミラー及びレンズによる光学系と、第二蛍光ホイールの緑色波長帯域の蛍光体層から射出される緑色波長帯域光をライトトンネル175に導光するミラー及びレンズによる光学系と、第三蛍光ホイールの青色波長帯域の蛍光体層から射出される青色波長帯域光をライトトンネル175に導光するミラー及びレンズによる光学系と、を設け、各蛍光ホイールに半導体発光素子として紫外線レーザ光を照射させる紫外線レーザーダイオードによる励起光照射装置70を夫々に設けることにより、紫外線レーザ光を各蛍光ホイールに照射して赤色、緑色、青色を夫々射出させる光源ユニット60とすることもできる。
【００７７】
この場合、複数の励起光照射装置70を同様の放熱構造することができることから部品の共通化にも寄与できる。
【００７８】
また、本発明は、以上の実施例に限定されるものでなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で自由に変更、改良が可能である。例えば、赤色光源装置120や青色光源装置300に上記の放熱構造を採用してもよい。また、レーザーダイオードのみならず、発光ダイオードの放熱構造として上記構成を採用することもできる。そして、上記の放熱構造を有する光源装置は、プロジェクタ10に搭載する場合に限定されることなく、露光装置や多数の半導体光源装置から構成されるイルミネーション照明装置、単色のスポットライトを照射可能な照明装置等種々の照明装置や表示装置に実装して用いることもできる。
【符号の説明】
【００７９】
10  プロジェクタ
11  上面パネル                             12  正面パネル
13  背面パネル                             14  右側パネル
15  左側パネル                             17  排気孔
18  吸気孔                                 19  レンズカバー
20  各種端子                               21  入出力コネクタ部
22  入出力インターフェース                 23  画像変換部
24  表示エンコーダ                         25  ビデオＲＡＭ
26  表示駆動部                             31  画像圧縮伸長部
32  メモリカード                           35  Ｉｒ受信部
36  Ｉｒ処理部                             37  キー／インジケータ部
38  制御部                                 41  光源制御回路
43  冷却ファン駆動制御回路                 45  レンズモータ
47  音声処理部                             48  スピーカ
51  表示素子                               60  光源ユニット
70  励起光照射装置                         71  励起光源
71a  リード端子                            73  コリメータレンズ
75  反射ミラー群                           78  集光レンズ
79  光源保持体                             79a  支持部
80  伝熱部材                               81  ヒートシンク
90  基板                                   91  リード線
92  螺子
100  蛍光発光装置                          101  蛍光ホイール
110  ホイールモータ                        111  集光レンズ群
120  赤色光源装置                          121  赤色光源
125  集光レンズ群                          130  ヒートシンク
140  光源側光学系                          141  第一ダイクロイックミラー
148  第二ダイクロイックミラー              160  光学系ユニット
161  照明側ブロック                        165  画像生成ブロック
168  投影側ブロック                        170  導光光学系
173  集光レンズ                            175  ライトトンネル
178  集光レンズ                            181  光軸変換ミラー
183  集光レンズ                            185  照射ミラー
190  ヒートシンク                          195  集光レンズ
220  投影側光学系                          225  固定レンズ群
235  可動レンズ群                          241  制御回路基板
261  冷却ファン                            300  青色光源装置
301  青色光源                              305  集光レンズ群
310  ヒートシンク                          400  レーザユニット
【図１】
0005505719.tif 000002
【図２】
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【図３】
0005505719.tif 000004
【図４】
0005505719.tif 000005
【図５】
0005505719.tif 000006
【図６】
0005505719.tif 000007
【図７】
0005505719.tif 000008