(57)【要約】【課題】簡便な構造により光学モジュール部品への結露水の付着を防止することができ、光源部を効果的に冷却することが可能なプロジェクタを提供する。【解決手段】プロジェクタ１は、ハウジング１０の内部に収容された、光ビームを出射する光源部１１ｃと、ハウジング１０に設けた開口１０１ｄにシール部材１０７を介して嵌合するとともにハウジング１０の内側に位置する一部で光源部１１ｃに熱的に接続する、ハウジング１０より熱伝導性が高い材料で形成した熱伝導部材１４１ｃと、熱伝導部材１４１ｃに対向するようハウジング１０の外部に配置した、ハウジング１０の外部から熱伝導部材１４１ｃを冷却するペルチェ素子１４２ｃと、を備える。熱伝導部材１４１ｃはハウジング１０の内側に、光源部１１ｃが接触せず、周囲より局部的に温度が低い低温部である凹部１４１５ｃを有する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングの内部に収容された、光ビームを出射する光源部と、
前記ハウジングに設けた開口にシール部材を介して嵌合するとともに前記ハウジングの内側に位置する一部で前記光源部に熱的に接続する、前記ハウジングより熱伝導性が高い材料で形成した熱伝導部材と、
前記熱伝導部材に対向するよう前記ハウジングの外部に配置した、前記ハウジングの外部から前記熱伝導部材を冷却する冷却器と、
を備え、
前記熱伝導部材は、前記ハウジングの内側に、前記光源部が接触せず、周囲より局部的に温度が低い低温部を有することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
前記低温部は、前記熱伝導部材の前記冷却器との対向面に対する距離が前記周囲の前記対向面に対する距離より短いことから前記周囲より局部的に温度が低いことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
【請求項３】
前記低温部は、前記熱伝導部材の前記ハウジングの内側に位置する一面から前記熱伝導部材の前記冷却器との前記対向面に向かって窪んだ凹部で形成されることを特徴とする請求項２に記載のプロジェクタ。
【請求項４】
前記熱伝導部材の前記光源部との接触部を覆うカバー材を備え、
前記低温部は、前記カバー材で覆われていないことにより前記周囲より局部的に温度が低いことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のプロジェクタを備えたことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプロジェクタ及びヘッドアップディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタやヘッドアップディスプレイ装置などの装置には、映像をスクリーンに投影するための光源として例えばレーザダイオードを利用した光学モジュールを搭載しているものがある。レーザダイオードは性能に温度依存性があり、高温になるとその性能が大きく損なわれる。これにより、光学モジュールには発光とともに発熱するレーザダイオードを冷却するための冷却器が併設されていることが多い。そのような従来の光学モジュールが例えば特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載された従来の光学モジュールは光学モジュール部品を内部に収容するパッケージとレーザダイオードを冷却するためのペルチェ素子を備える。冷却によるレーザダイオード等の光学モジュール部品への結露水の付着を防止するため、パッケージは密封構造をなす。レーザダイオードとペルチェ素子との間に存在するパッケージの底面板等は熱伝導性が比較的高い銅やアルミニウムの合金で形成される。これにより、発光によるレーザダイオードの発熱を効率良く外部に放出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１６８４４７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、上記従来の光学モジュールはハウジング（パッケージ）を密封するために、側面板や底面板、蓋などハウジングの部材をロウ付けや接着によりしっかりと接合しなければならない。このため、専用の接合装置や治具が必要になる虞があるとともに、多くの作業時間を要する可能性がある。したがって、光学モジュールを効率良く製造することができない虞がある。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、簡便な構造により光学モジュール部品への結露水の付着を防止することができ、光源部を効果的に冷却することが可能なプロジェクタ及びヘッドアップディスプレイ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明のプロジェクタは、ハウジングの内部に収容された、光ビームを出射する光源部と、前記ハウジングに設けた開口にシール部材を介して嵌合するとともに前記ハウジングの内側に位置する一部で前記光源部に熱的に接続する、前記ハウジングより熱伝導性が高い材料で形成した熱伝導部材と、前記熱伝導部材に対向するよう前記ハウジングの外部に配置した、前記ハウジングの外部から前記熱伝導部材を冷却する冷却器と、を備え、前記熱伝導部材は、前記ハウジングの内側に、前記光源部が接触せず、周囲より局部的に温度が低い低温部を有することを特徴としている。
【０００８】
この構成によれば、熱伝導部材をハウジングの開口にシール部材を介して嵌合させることによる簡便な構造でハウジングが密封される。そして、光源部は熱伝導部材を介して冷却器により冷却される。冷却により熱伝導部材のハウジング内側部分で結露が生じたとしても、低温部で結露水が発生する。低温部には光源部が接触していないので、プロジェクタの光源部への結露水の付着を防止することができる。なお、光源部と熱伝導部材との間にグリスなどの他の部材が介在しても良い。
【０００９】
また、上記構成のプロジェクタにおいて、前記低温部は、前記熱伝導部材の前記冷却器との対向面に対する距離が前記周囲の前記対向面に対する距離より短いことから前記周囲より局部的に温度が低いことを特徴としている。
【００１０】
この構成によれば、低温部は熱抵抗が小さくなり、周囲と比較して局部的に低温になり易い。したがって、低温部はその周囲と比較して結露し易くなる。
【００１１】
また、上記構成のプロジェクタにおいて、前記低温部は、前記熱伝導部材の前記ハウジングの内側に位置する一面から前記熱伝導部材の前記冷却器との前記対向面に向かって窪んだ凹部で形成されることを特徴としている。
【００１２】
この構成によれば、低温部で発生する結露水が凹部に貯留する。したがって、光源部への結露水の付着を防止する効果を高めることができる。また、凹部が断面円形であれば、ドリルなどで切削して容易に形成することができる。
【００１３】
また、上記構成のプロジェクタにおいて、前記熱伝導部材の前記光源部との接触部を覆うカバー材を備え、前記低温部は、前記カバー材で覆われていないことにより前記周囲より局部的に温度が低いことを特徴としている。
【００１４】
この構成によれば、カバー材で覆うことで、光源部と接触する熱伝導部材の一部をカバー材で覆われていない領域と比較して高温にすることができる。すなわち、光源部と接触しない熱伝導部材の一部が低温部となり、この領域で結露水を発生させることができる。
【００１５】
また本発明では、ヘッドアップディスプレイ装置が上記プロジェクタを備えることとした。
【００１６】
この構成によれば、ヘッドアップディスプレイ装置において、光源部が熱伝導部材を介して冷却器により冷却される。冷却により熱伝導部材のハウジング内側部分で結露が生じる場合、低温部で結露水が発生する。低温部には光源部が接触していないので、ヘッドアップディスプレイ装置の光源部への結露水の付着を防止することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の構成によれば、簡便な構造により光学モジュール部品への結露水の付着を防止することができ、光源部を効果的に冷却することが可能なプロジェクタ及びヘッドアップディスプレイ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態のヘッドアップディスプレイ装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態のヘッドアップディスプレイ装置のプロジェクタの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態のプロジェクタのハウジングの分解斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態のプロジェクタのハウジングの平面図である。
【図５】本発明の第１実施形態のプロジェクタのハウジングとその周辺の構成を示す断面斜視図である。
【図６】本発明の第１実施形態のプロジェクタのハウジングの光源部周辺の構成を示す部分拡大断面斜視図である。
【図７】本発明の第２実施形態のヘッドアップディスプレイ装置の光源部周辺の構成を示す部分拡大断面斜視図である。
【図８】本発明の第３実施形態のヘッドアップディスプレイ装置の光源部周辺の構成を示す部分拡大断面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図１〜図８に基づき説明する。なおここでは、車両用のヘッドアップディスプレイ装置を例に掲げて説明する。以下、ヘッドアップディスプレイ装置をＨＵＤ（Head-Up Display）装置と称する。
【００２０】
＜第１実施形態＞
最初に、本発明の第１実施形態のＨＵＤ装置について、図１を用いてその構成の概略を説明する。図１はＨＵＤ装置の概略構成図である。
【００２１】
図１に示すように、ＨＵＤ装置１００は車両８に搭載される。なお、ＨＵＤ装置１００は車両に限らず、他の乗り物（例えば航空機等）に搭載されても良い。ＨＵＤ装置１００はプロジェクタ１から走査レーザ光７（投射光）を車両８のフロントガラス８１に向けて投射し、投影像をユーザの視野内に重ねて表示する表示装置である。図１において、一点鎖線の矢印６は車両８の運転席に座っているユーザの視線を示す。
【００２２】
フロントガラス８１の内面には、例えばハーフミラーなどの半透過性の反射材料を用いて形成されるコンバイナ８２が貼り付けられる。コンバイナ８２にプロジェクタ１から走査レーザ光７が投射されることによって、コンバイナ８２の所定領域に虚像が形成される。このため、車両の前方（すなわち視線６の方向）を見ているユーザは、車両８の前方の外界像と、プロジェクタ１から投射される投射画像とを同時に視認することができる。
【００２３】
続いて、プロジェクタ１の構成について、図２を用いて説明する。図２はプロジェクタの構成を示すブロック図である。
【００２４】
図２に示すように、プロジェクタ１は、プロジェクタ１を構成する各種の構成要素を収容する本体筐体１５を備える。本体筐体１５には走査レーザ光７を出射するための光出射部１５ａが形成される。光出射部１５ａは開口であっても良いが、例えばガラスまたは透光性の樹脂材料などを用いて形成されることが望ましい。これにより、本体筐体１５内部への塵埃や水分（例えば水滴、水気を含む空気）などの侵入を防止することができる。
【００２５】
本体筐体１５の内部には、ハウジング（パッケージ）１０と、レーザダイオード（以下ＬＤと称する）を擁する光源部１１ａ〜１１ｃと、光学系１２と、サーミスタ１３と、加熱冷却部１４ａ〜１４ｃと、が搭載される。また、本体筐体１５の内部には、ＬＤドライバ１６と、ミラーサーボ部１７と、ペルチェ素子ドライバ１８と、電源部１９と、入出力Ｉ／Ｆ２２と、操作部２３と、記憶部２４と、ＣＰＵ２５と、を備える。このほか、プロジェクタ１は、例えばスピーカなどの音声出力部を備えていても良い。
【００２６】
ハウジング１０は、光源部１１ａ〜１１ｃと、光学系１２と、サーミスタ１３と、加熱冷却部１４ａ〜１４ｃと、を搭載する気密性の筐体部である。また、ハウジング１０には、光学系１２から出射される走査レーザ光７を外部に出射するための窓部１０ａと、後述する熱伝導部材１４１ａ〜１４１ｃが配設される開口（不図示）と、が形成される。窓部１０ａは、例えばガラス又は透光性の樹脂材料などを用いて形成される。
【００２７】
光源部１１ａは青色レーザ光を出射する発光素子（ＬＤ）を備える。光源部１１ｂは緑色レーザ光を出射する発光素子（ＬＤ）を備える。光源部１１ｃは赤色レーザ光を出射する発光素子（ＬＤ）を備える。
【００２８】
光学系１２は、コリメータレンズ１２１ａ〜１２１ｃと、ビームスプリッタ１２２ａ及び１２２ｂと、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）ミラー１２４と、を含む。なお、光学系１２にはプリズムや集光レンズ等の他の光学素子が適宜配置されて良い。
【００２９】
コリメータレンズ１２１ａ〜１２１ｃは、光源部１１ａ〜１１ｃ各々から出射される光ビームであるレーザ光を平行光に変換する光学素子である。ビームスプリッタ１２２ａ及び１２２ｂは、例えばダイクロイックミラーで構成して良い。この場合、ビームスプリッタ１２２ａ及び１２２ｂは特定の波長の光を反射し、その他の波長の光を透過する光学素子となる。ビームスプリッタ１２２ａは青色レーザ光を反射し、赤色及び緑色レーザ光を透過する。ビームスプリッタ１２２ｂは緑色レーザ光を反射し、赤色レーザ光を透過する。ただし、ビームスプリッタ―１２２ａ及び１２２ｂはダイクロイックミラーではなく、例えばハーフミラーで構成されても良い。ＭＥＭＳミラー１２４は入射される各色のレーザ光を反射する光学反射素子である。
【００３０】
ＭＥＭＳミラー１２４はレーザ光の反射方向を２軸方向に変化させることができる。ＭＥＭＳミラー１２４がレーザ光の反射方向を変化させることにより、光学系１２から走査レーザ光７が出射される。走査レーザ光７はハウジング１０の窓部１０ａ及び本体筐体１５の光出射部１５ａを通過して本体筐体１５の外部に出射され、フロントガラス８１上のコンバイナ８２に投射される。
【００３１】
サーミスタ１３は光源部１１ａ〜１１ｃ各々の環境温度を計測するためにハウジング１０の内部に設けられる温度検出部である。サーミスタ１３が検出する温度により、光源部１１ａ〜１１ｃの各温度を推定することができる。なお、図２では１つのサーミスタ１３を用いて光源部１１ａ〜１１ｃ各々の動作温度を計測しているが、複数のサーミスタ１３を用いて光源部１１ａ〜１１ｃ各々の動作温度を個別に計測するようにしても良い。
【００３２】
加熱冷却部１４ａ〜１４ｃはサーミスタ１３が検知する温度に応じて、各光源部１１ａ〜１１ｃを加熱または冷却する。加熱冷却部１４ａ〜１４ｃは各々、熱伝導部材１４１ａ〜１４１ｃと、冷却器であるペルチェ素子１４２ａ〜１４２ｃと、を含んで構成される。熱伝導部材１４１ａ〜１４１ｃは、例えばＣｕ、Ａｌ、Ａｕ、またはそれら材料のうち少なくとも１つを含む合金等の金属材料や熱伝導率の高いセラミック材料などの、ハウジング１０自体より熱伝導性が高い材料を用いて形成される。
【００３３】
熱伝導部材１４１ａ〜１４１ｃは光源部１１ａ〜１１ｃとペルチェ素子１４２ａ〜１４２ｃとの間で熱を受け渡す。ペルチェ素子１４２ａ〜１４２ｃはペルチェ効果を利用した熱電素子であり、光源部１１ａ〜１１ｃの加熱と冷却とを可能にする素子である。なお、プロジェクタ１はペルチェ素子１４２ａ〜１４２ｂから発生する熱を放熱するための放熱部を含むが、これについての詳細は後述する。
【００３４】
ＬＤドライバ１６は光源部１１ａ〜１１ｃ各々が擁するＬＤの駆動制御を行う。ＬＤドライバ１６は光源部１１ａ〜１１ｃ各々について発光及び光出力等に関する駆動制御を行うことができるように設けられる。
【００３５】
ミラーサーボ部１７はＭＥＭＳミラー１２４を制御する駆動制御部である。例えば、ミラーサーボ部１７はＣＰＵ２５からの水平同期信号に応じてＭＥＭＳミラー１２４を駆動し、ＭＥＭＳミラー１２４によるレーザ光の反射方向を水平方向に偏向させる。また、ミラーサーボ部１７はＣＰＵ２５からの垂直同期信号に応じてＭＥＭＳミラー１２４を駆動し、ＭＥＭＳミラー１２４によるレーザ光の反射方向を垂直方向に偏向させる。
【００３６】
ペルチェ素子ドライバ１８は各ペルチェ素子１４２ａ〜１４２ｃの駆動制御を行う。ペルチェ素子ドライバ１８はペルチェ素子１４２ａ〜１４２ｃ各々について加熱動作及び冷却動作の駆動制御を行うことができるように設けられる。なお、ペルチェ素子ドライバ１８には各ペルチェ素子１４２ａ〜１４２ｃの動作（加熱動作、冷却動作、動作停止など）を切り替えるための切替部が含まれる。切替部には、例えばＦＥＴ（Field Effect Transistor）などが用いられる。
【００３７】
電源部１９は例えば車両８の蓄電池（不図示）などの電力源から電力の供給を受ける。電源部１９は電力をプロジェクタ１の各構成要素に対応した所定の電圧に変換し、変換された電力を各構成要素に供給する。入出力Ｉ／Ｆ２２は外部装置と有線通信または無線通信するための通信インターフェースである。操作部２３はユーザの操作入力を受け付ける入力ユニットである。
【００３８】
記憶部２４は不揮発性の記憶媒体であり、プロジェクタ１の各構成要素（例えばＣＰＵ２５）により用いられるプログラム及び制御情報を格納する。このほか、記憶部２４は、例えばコンバイナ８２に投影する映像情報なども格納する。なお、図２では、記憶部２４がＣＰＵ２５と別の構成要素となっているが、この例に限定されずＣＰＵ２５に含まれていても良い。
【００３９】
ＣＰＵ２５は記憶部２４に格納されたプログラム及び制御情報などを用いて、プロジェクタ１の各構成要素を制御する制御部である。ＣＰＵ２５は、映像処理部２５１と、ＬＤ制御部２５２と、加熱冷却制御部２５３と、ミラー制御部２５６と、を有する。
【００４０】
映像処理部２５１は記憶部２４に格納されたプログラム、入出力Ｉ／Ｆ２２から入力される情報及び記憶部２４に格納された情報などに基づく映像情報を生成する。さらに、映像処理部２５１は生成した映像情報を赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色の映像データに変換する。変換された３色の映像データはＬＤ制御部２５２に出力される。ＬＤ制御部２５２は３色の映像データに基づく各光源部１１ａ〜１１ｃの光制御信号を生成し、ＬＤドライバ１６に出力する。ミラー制御部２５６は映像情報に基づいてＭＥＭＳミラー１２４の方向を制御するための制御信号を生成し、ミラーサーボ部１７に出力する。
【００４１】
加熱冷却制御部２５３は、例えばサーミスタ１３から得られる情報等に基づいて各ペルチェ素子１４２ａ〜１４２ｃの駆動制御を行うための制御信号を生成し、ペルチェ素子ドライバ１８に出力する。
【００４２】
続いて、プロジェクタ１が備えるハウジング１０及びその周辺の構成について、詳細に説明する。図３はハウジング１０の分解斜視図である。図３に示すように、ハウジング１０は、主としてケース１０１と、カバー１１１と、を備える。
【００４３】
ケース１０１は外形が略直方体形状の箱形部材である。ケース１０１は、例えば熱伝導性の低い樹脂で形成される。ケース１０１の、長手方向（図３のＸ方向）に平行な２つの側壁のうちの一方の略中央部には、平面視略矩形状の第１の開口１０１ａが形成される。第１の開口１０１ａには電気接続端子部１０２に設けられる複数の電気接続端子１０２ａが嵌め込まれる。これにより、ケース１０１の外部及び内部に電気接続端子１０２ａが露出した状態になり、ケース１０１の内側の電気回路と外側に電気回路の電気的な接続が可能になる。なお、電気接続端子部１０２はハウジング１０内の気密性を確保するためのシール部材１０３（例えばＯリング）が間に挟み込まれた状態で、その外周側（電気接続端子１０２ａが設けられていない部分）がケース１０１の側壁にネジ止めされる。
【００４４】
ケース１０１の、短手方向（図３のＹ方向）に平行な２つの側壁のうちの一方の略中央部には、平面視略矩形状の第２の開口１０１ｂが形成される。第２の開口１０１ｂが形成される側壁の外面側には第２の開口１０１ｂを囲むように壁１０１ｃが立設され、凹部空間が形成される。この凹部空間内に、ガラス製の窓１０４が第２の開口１０１ｂを覆うように嵌め込まれる。なお、窓１０４は可視光の透過率が高い材料で構成されれば良く、その構成材料はガラスに限定されない。窓１０４はハウジング１０の内部の気密性を確保するためのシール部材１０５（例えばＯリング等）と共に、光を透過するための開口１０６ａが形成された窓枠１０６によって固定される。窓枠１０６はケース１０１の側壁にネジ止めによって固定される。
【００４５】
ケース１０１の底壁には、３つの熱伝導部材１４１ａ〜１４１ｃのそれぞれが嵌め込まれる第３の開口１０１ｄが３つ形成される。なお、図３では、第３の開口１０１ｄは２つしか示されていない。第３の開口１０１ｄはケース１０１の長手方向の一端部（窓１０４が設けられる側の反対側）寄りに設けられる。３つの熱伝導部材１４１ａ〜１４１ｃはいずれも周面が径方向内側に向かってくびれた形状をなし、この部分にシール部材１０７（例えばＯリング等）が嵌め込まれた状態でケース１０１に取り付けられる。このため、第３の開口１０１ｄが存在するにもかかわらず、ハウジング１０の内部の気密性が確保される。
【００４６】
ケース１０１内には３つの光源部１１ａ〜１１ｃ及び光学系１２が搭載された光学モジュール１０８が収容される。光学モジュール１０８は、例えばネジ止めによってケース１０１内に固定される。ここで、図４はケース１０１内に光学モジュール１０８が収容された状態を示すハウジング１０の平面図である。図４によれば、電気接続端子部１０２及び窓１０４がケース１０１に取り付けられていることが分かる。なお、図４では、本実施形態の構成の理解を容易にするためにレーザ光Ｌも例示している。また、図３と図４とではハウジング１０の左右の向きが反対になっている。
【００４７】
光学モジュール１０８がケース１０１内に収容された状態において、各光源部１１ａ〜１１ｃと、それらに対応する（図２参照）熱伝導部材１４１ａ〜１４１ｃとの熱的な接続が得られるように構成される。また、光源部１１ａ〜１１ｃやＭＥＭＳミラー１２４を構成する電気回路が電気接続端子１０２ａと接続される。
【００４８】
ケース１０１内に光学モジュール１０８が収容された状態で補強部材１０９をケース１０１内に収容してカバー１１１を被せると、光学モジュール１０８等が収容されたハウジング１０が得られる。なお、ハウジング１０内の気密性を確保するために、カバー１１１を被せる際にシール部材１１０が挟み込まれる。カバー１１１はケース１０１にネジ止めされる構成等でも良いが、本実施形態では後述の図５に示すように別部材（フレーム部材）にネジ止めされる。
【００４９】
図５はハウジング１０とその周囲の構成を示す断面斜視図である。なお、図３と図５とではハウジング１０の左右の向きが逆になっている。図５に示すように、ハウジング１０の下部側にはその下面側に多数のフィン３０ａが設けられた放熱板３０が配置される。放熱板３０の上面には３つのペルチェ素子１４２ａ〜１４２ｃが配置される。３つのペルチェ素子１４２ａ〜１４２ｃはそれぞれ対応する熱伝導部材１４１ａ〜１４１ｃの下面に熱的に接続するように配置される（図２参照）。
【００５０】
続いて、ハウジング１０の光源部１１ｃ周辺の構成について、図６を用いて詳細に説明する。図６はハウジング１０の光源部１１ｃ周辺の構成を示す部分拡大断面斜視図である。なおここでは、光源部周辺の構成について光源部１１ｃを一例として掲げて説明するが、光源部１１ａ、１１ｂ各々の周辺も同様の構成をなす。
【００５１】
図６に示すように、光源部１１ｃはＬＤ１１０１ｃと、ＬＤホルダ１１０２ｃと、ＬＤベース１１０３ｃと、を備える。
【００５２】
ＬＤホルダ１１０２ｃは略円柱形状をなすＬＤ１１０１ｃを内包して保持し、外形が略直方体形状をなす。ＬＤホルダ１１０２ｃはＬＤ１１０１ｃの軸線方向両端に対応する箇所が開口し、この開口を通してＬＤホルダ１１０２ｃへのＬＤ１１０１ｃの装着と、レーザ光の出射とが行われる。ＬＤホルダ１１０２ｃはその主たる略直方体形状をなす部分からＬＤベース１１０３ｃ側の端部が突出した突出部１１０４ｃを備える。突出部１１０４ｃの先端は外面が略球面状をなし、ＬＤベース１１０３ｃに設けた貫通孔１１０５ｃに挿入される。
【００５３】
ＬＤベース１１０３ｃは略板状をなし、その主面が光学モジュール１０８の筐体１０８ａの側面に接するように設けられる。ＬＤベース１１０３ｃはＬＤホルダ１１０２ｃの突出部１１０４ｃを受け入れ可能な円形の貫通孔１１０５ｃを備える。貫通孔１１０５ｃはその内面が突出部１１０４ｃの先端外面に対応して略球面状をなす。貫通孔１１０５ｃに突出部１１０４ｃが挿入されることで、ＬＤベース１１０３ｃはＬＤホルダ１１０２ｃと筐体１０８ａとの間に介在する。
【００５４】
ここで、ＬＤ１１０１ｃの光軸調整を行う際、筐体１０８ａの側面に沿った２次元方向（図６のＹ方向及びＺ方向）の位置調整は筐体１０８ａの側面に対してＬＤベース１１０３ｃを変位させることにより行う。ＬＤ１１０１ｃの光軸の所謂あおり（傾き）調整はＬＤホルダ１１０２ｃを突出部１１０４ｃの箇所において貫通孔１１０５ｃに対して滑らせて角度を変えることにより行う。ＬＤ１１０１ｃの光軸調整が済んだ光源部１１ｃは接着剤などを用いて筐体１０８ａに対して固定される。
【００５５】
冷却器であるペルチェ素子１４２ｃは熱伝導部材１４１ｃに対向するようハウジング１０の外部に配置される。なお、ペルチェ素子１４２ｃは、例えば熱伝導部材１４１ｃに対向する一面が１２ｍｍ角の略正方形状をなし、厚さが２ｍｍである。
【００５６】
熱伝導部材１４１ｃはその直径より軸線方向の長さが短い略円柱形状をなす。略円柱形状をなす熱伝導部材１４１ｃのハウジング１０内側に位置する内端面１４１１ｃで、熱伝導部材１４１ｃは光源部１１ｃのＬＤホルダ１１０２ｃと接触して熱的に接続する。略円柱形状をなす熱伝導部材１４１ｃのハウジング１０外側に位置する外端面、すなわちペルチェ素子１４２ｃとの対向面１４１２ｃで、熱伝導部材１４１ｃはペルチェ素子１４２ｃと接触して熱的に接続する。なお、熱伝導部材１４１ｃと光源部１１ｃとの間、及び熱伝導部材１４１ｃとペルチェ素子１４２ｃとの間には各々グリスなどの他の部材が介在しても良い。
【００５７】
これにより、熱伝導部材１４１ｃはハウジング１０の外部から接触されて熱的に接続するペルチェ素子１４２ｃにより熱を奪われて冷却される。さらに、熱伝導部材１４１ｃは接触することにより熱的に接続する光源部１１ｃの熱を奪い、光源部１１ｃを冷却する。なお、熱伝導部材１４１ｃは、例えば内端面１４１１ｃの直径が１２ｍｍであり、厚さが４．５ｍｍである。
【００５８】
熱伝導部材１４１ｃはシール部１４１３ｃと、フランジ部１４１４ｃと、凹部１４１５ｃと、を備える。
【００５９】
シール部１４１３ｃは周面が径方向内側に向かってくびれた形状で形成される。シール部１４１３ｃはシール部材１０７を収容可能な形状、大きさをなす。熱伝導部材１４１ｃはハウジング１０に設けた開口１０１ｄにシール部材１０７を介して嵌合する。
【００６０】
フランジ部１４１４ｃは熱伝導部材１４１ｃの、ハウジング１０の外側に対応する端部に形成される。フランジ部１４１４ｃの直径は開口１０１ｄの直径より大きく、熱伝導部材１４１ｃが必要以上にハウジング１０の内側に挿入されることを阻止する。
【００６１】
凹部１４１５ｃはハウジング１０の内側に位置する熱伝導部材１４１ｃの内端面１４１１ｃから熱伝導部材１４１ｃのペルチェ素子１４２ｃとの対向面１４１２ｃに向かって窪んだ凹部で形成される。凹部１４１５ｃは熱伝導部材１４１ｃの内端面１４１１ｃにおいて光源部１１ｃのＬＤホルダ１１０２ｃが接触しない箇所に配置される。凹部１４１５ｃは有底筒状をなし、例えば直径が４．５ｍｍであり、その深さが３ｍｍである。
【００６２】
凹部１４１５ｃは、図６に示すように熱伝導部材１４１ｃのペルチェ素子１４２ｃとの対向面１４１２ｃに対する距離Ｄ１が周囲、すなわち熱伝導部材１４１ｃの内端面１４１１ｃと対向面１４１２ｃとの距離Ｄ２より短い。これにより、凹部１４１５ｃは内端面１４１１ｃより局部的に温度が低い低温部となる。
【００６３】
上記のように、本発明の実施形態のＨＵＤ装置１００が備えるプロジェクタ１は、ハウジング１０の内部に収容された、光ビームを出射する光源部１１ｃと、ハウジング１０に設けた開口１０１ｄにシール部材１０７を介して嵌合するとともにハウジング１０の内側に位置する一部で光源部１１ｃに接触して熱的に接続する、ハウジング１０より熱伝導性が高い材料で形成した熱伝導部材１４１ｃと、熱伝導部材１４１ｃに対向するようハウジング１０の外部に配置した、ハウジング１０の外部から熱伝導部材１４１ｃを冷却するペルチェ素子１４２ｃと、を備える。熱伝導部材１４１ｃはハウジング１０の内側に、光源部１１ｃが接触せず、周囲より局部的に温度が低い低温部である凹部１４１５ｃを有する。これにより、熱伝導部材１４１ｃをハウジングの開口１０１ｄにシール部材１０７を介して嵌合させることによる簡便な構造でハウジング１０が密封される。そして、光源部１１ｃは熱伝導部材１４１ｃを介してペルチェ素子１４２ｃにより冷却される。冷却により熱伝導部材１４１ｃのハウジング１０内側部分で結露が生じたとしても、凹部１４１５ｃで結露水が発生する。凹部１４１５ｃには光源部１１ｃが接触していないので、プロジェクタ１の光源部１１ｃへの結露水の付着を防止することができる。
【００６４】
また、凹部１４１５ｃは、熱伝導部材１４１ｃのペルチェ素子１４２ｃとの対向面１４１２ｃに対する距離Ｄ１が周囲、すなわち内端面１４１１ｃの対向面１４１２ｃに対する距離Ｄ２より短い。これにより、凹部１４１５ｃの部分は熱抵抗が小さくなり、内端面１４１１ｃと比較して局部的に低温になり易い。したがって、凹部１４１５ｃの部分を内端面１４１１ｃと比較して結露し易くすることが可能になる。
【００６５】
さらに、凹部１４１５ｃは、熱伝導部材１４１ｃのハウジング１０内側に位置する内端面１４１１ｃから熱伝導部材１４１ｃのペルチェ素子１４２ｃとの対向面１４１２ｃに向かって窪んだ凹部で形成される。これにより、凹部１４１５ｃで発生する結露水が凹部１４１５ｃに貯留する。したがって、光源部１１ｃへの結露水の付着を防止する効果を高めることができる。また、凹部１４１５ｃは断面円形であるので、ドリルなどで切削して容易に形成することができる。
【００６６】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態のＨＵＤ装置について、図７を用いてその構成を説明する。図７はＨＵＤ装置の光源部周辺の構成を示す部分拡大断面斜視図である。なお、この実施形態の基本的な構成は図１〜図６を用いて説明した第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付し、図面の記載及びその説明を省略するものとする。
【００６７】
第２実施形態のＨＵＤ装置１００が備えるプロジェクタ１は、図７に示すように熱伝導部材１４１ｃが第１実施形態で見られた凹部１４１５ｃを備えず、代わりに段部１４１６ｃを備える。
【００６８】
段部１４１６ｃは熱伝導部材１４１ｃの内端面１４１１ｃから対向面１４１２ｃに向かって窪んだ段差で形成される。段部１４１６ｃは熱伝導部材１４１ｃの内端面１４１１ｃにおいて光源部１１ｃのＬＤホルダ１１０２ｃが接触しない箇所に配置される。
【００６９】
段部１４１６ｃは、図７に示すように熱伝導部材１４１ｃの対向面１４１２ｃに対する距離Ｄ３が周囲、すなわち熱伝導部材１４１ｃの内端面１４１１ｃと対向面１４１２ｃとの距離Ｄ４より短い。これにより、段部１４１６ｃは内端面１４１１ｃより局部的に温度が低い低温部となる。
【００７０】
このような本発明の第２実施形態のＨＵＤ装置１００及びプロジェクタ１の構成においても、第１実施形態と同様の作用、効果を得ることができる。すなわち、ペルチェ素子１４２ｃによる冷却で熱伝導部材１４１ｃのハウジング１０内側部分で結露が生じる場合、段部１４１６ｃで結露水が発生する。段部１４１６ｃには光源部１１ｃが接触していないので、プロジェクタ１の光源部１１ｃへの結露水の付着を防止することができる。
【００７１】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態のＨＵＤ装置について、図８を用いてその構成を説明する。図８はＨＵＤ装置の光源部周辺の構成を示す部分拡大断面斜視図である。なお、この実施形態の基本的な構成は図１〜図６を用いて説明した第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付し、図面の記載及びその説明を省略するものとする。
【００７２】
第３実施形態のＨＵＤ装置１００が備えるプロジェクタ１は、図８に示すように加熱冷却部１４ｃがカバー材１４４ｃを備える。熱伝導部材１４１ｃは第１実施形態で見られた凹部１４１５ｃや、第２実施形態で見られた段部１４１６ｃを備えない。熱伝導部材１４１ｃの内端面１４１１ｃは面一である。
【００７３】
カバー材１４４ｃは、例えば熱伝導シートや熱伝導グリスなどで構成され、熱伝導部材１４１ｃの光源部１１ｃとの接触部である内端面１４１１ｃの一部を覆っている。すなわち、内端面１４１１ｃはその一部である光源部１１ｃとの接触部がカバー材１４４ｃで覆われ、それ以外の部分がカバー材１４４ｃで覆われていない。
【００７４】
この構成によれば、カバー材１４４ｃで覆うことで、光源部１１ｃと接触する熱伝導部材１４１ｃの内端面１４１１ｃの一部をカバー材１４４ｃで覆われていない領域と比較して高温にすることができる。すなわち、光源部１１ｃと接触していない熱伝導部材１４１ｃの内端面１４１１ｃの一部が低温部１４１７ｃとなり、この領域で結露水を発生させることができる。
【００７５】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【００７６】
例えば、上記実施形態では、熱伝導部材を介して光源部を冷却するための冷却器としてペルチェ素子を採用したが、冷却器がペルチェ素子に限定されるわけではなく、送風ファンなどであっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明はプロジェクタ及びヘッドアップディスプレイ装置において利用可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１    プロジェクタ
１０    ハウジング
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ    光源部
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ    加熱冷却部
１００    ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装置
１０１ｄ    開口
１０７    シール部材
１０８    光学モジュール
１４１ａ、１４１ｂ、１４１ｃ    熱伝導部材
１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃ    ペルチェ素子（冷却器）
１４４ｃ    カバー材
１４１１ｃ    内端面
１４１２ｃ    対向面
１４１５ｃ    凹部（低温部）
１４１６ｃ    段部（低温部）
１４１７ｃ    低温部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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