(57)【要約】【課題】内部に収容する熱源体で発生する熱を放熱し、かつ、軽量化が可能な放熱構造を提供する。【解決手段】放熱構造１０は、熱源体１１０を収容する筐体１１と、筐体の一部に取り付けられ、筐体１１の内部と外部との熱交換を行う熱交換部２０と、筐体１１の内部に収容され、前記筐体の内部で空気流を発生させる回転フィン３０とを備える。熱交換部２０は、厚さ０．０５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下の金属材料を含む板部材と、板部材の外周部に設けられた樹脂部材とを備え、樹脂部材を介して筐体１１に取り付けられる。【選択図】図３
2018022000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源体を収容する筐体と、
前記筐体の一部に取り付けられ、前記筐体の内部と外部との熱交換を行う熱交換部と、
前記筐体の内部に収容され、前記前記筐体の内部で空気流を発生させる第１送風部と、
を備え、
前記熱交換部は、
厚さ０．０５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下の金属材料を含む板部材と、前記板部材の外周部に設けられた樹脂部材とを備え、
前記樹脂部材を介して前記筐体に取り付けられる、
放熱構造。
【請求項２】
前記板部材は波板状に形成される請求項１に記載の放熱構造。
【請求項３】
前記熱交換部における前記樹脂部材は、前記板部材の成形時にインサート成形により成形される請求項１又は２に記載の放熱構造。
【請求項４】
前記筐体の外部に設けられ、前記熱交換部の外面に向けて空気流を発生させる第２送風部をさらに備える請求項１〜３の何れか１項に記載の放熱構造。
【請求項５】
前記熱源体は、入射光を励起光として蛍光変換する蛍光体である請求項１〜４の何れか１項に記載の放熱構造。
【請求項６】
前記蛍光体は、モータにより回動駆動される円盤状の蛍光体ホイールの面上の外周部に形成されており、
前記第１送風部は、前記モータにより前記蛍光体ホイールと共に回転駆動される複数のフィンを備える、
請求項５に記載の放熱構造。
【請求項７】
前記熱交換部は、前記第１送風部により空気流が送出される方向に位置する、
請求項１〜６の何れか１項に記載の放熱構造。
【請求項８】
前記筐体は樹脂からなり、
前記筐体と前記熱交換部の前記樹脂部材とは一体的に形成される、
請求項１に記載の放熱構造。
【請求項９】
複数の光源と、前記複数の光源からの光を励起光として蛍光を発光する蛍光体を前記熱源体として収容する請求項１〜８のいずれかに記載の放熱構造とを含む照明装置と、
前記照明装置からの光を映像信号に基づいて変調して映像光を生成する映像生成部と、
前記照明装置からの光を前記映像生成部へ導くリレー光学系と、
前記映像生成部からの映像光を投写する投写光学系と、
を備える投写型映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、内部に収容する熱源体で発生する熱を放熱する放熱構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、内部に収容する熱源体で発生する熱を放熱する放熱構造を開示する。この放熱構造は、熱源体（ライトトンネル（すなわちロッドインテグレータ）、蛍光体ホイール、ホイールモータ、ホイールモータ軸）を密閉収容する筐体と、筐体の壁に設けられた熱交換器（ヒートシンク）と、筐体の内部の空気を攪拌する攪拌ファンと、熱交換器を冷却する冷却ファンとを備える。熱交換器は、筐体の内部側の下部、及び、筐体の外部側の下部に複数のフィンを有する。この放熱構造では、攪拌ファンが筐体の内部の密閉空間内の全体の空気を攪拌し、内部空気の攪拌による温度の均一化により、熱交換器の下部のフィンへの熱移動を促進する。熱交換器は下部のフィンから吸熱した熱を上部のフィンに熱移動させ、冷却ファンからの送風で、冷却され放熱される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５１５０９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、内部に収容する熱源体で発生する熱を放熱し、かつ、軽量化が可能な放熱構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示における放熱構造は、熱源体を収容する筐体と、筐体の一部に取り付けられ、筐体の内部と外部との熱交換を行う熱交換部と、筐体の内部に収容され、前記筐体の内部で空気流を発生させる第１送風部とを備え、熱交換部は、厚さ０．０５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下の金属材料を含む板部材と、板部材の外周部に設けられた樹脂部材とを備え、樹脂部材を介して筐体に取り付けられる。
【発明の効果】
【０００６】
本開示における放熱構造は、内部に収容する熱源体で発生する熱を放熱し、かつ、軽量化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施の形態１にかかるプロジェクタ装置の内部構成を示す図
【図２】蛍光体ホイールを励起光の入射方向からみた図
【図３】実施の形態１にかかる蛍光体ホイール装置の内部構成、及び、その放熱構造の構成を示す図
【図４】回転フィンを蛍光体ホイール側からみた斜視図
【図５】熱交換部を放熱構造の外側からみた斜視図
【図６】熱交換部を放熱構造の内側からみた斜視図
【図７】図５に示すＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面を示す断面斜視図
【図８】実施の形態２にかかる蛍光体ホイール装置の内部構成、及び、その放熱構造の構成を示す図
【図９】実施の形態３にかかる蛍光体ホイール装置の内部構成、及び、その放熱構造の構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【０００９】
なお、発明者（ら）は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００１０】
（本開示に至った背景）
特許文献１に開示の熱交換器のような複数のフィンを有するヒートシンクは、押し出しや鍛造、ダイキャストなどによって製作されるが、金型投資が大きい。また、そのようなヒートシンクには、共用部材（汎用品）として流通しているものもあるが、冷却能力を上げるためにはフィンの数を増やしたり、フィンを薄く形成したりする必要があり、高価である。さらに、ヒートシンクを筐体の壁面に別部材として取り付ける場合、ヒートシンクを壁面に密着させる必要があり、ヒートシンクの当てつけ部には平面度が要求される。さらに、熱伝導性能を高めるためには伝熱グリスや伝熱シートを取り付けることも求められる。また、ヒートシンクの当てつけ部の平面度を得るのにヒートシンクの厚さを一定の厚さにする必要があり、ヒートシンクの重量が装置全体の重量において大きな比率を占めてしまう。
【００１１】
そこで、本開示は、内部に収容する熱源体で発生する熱を効果的に放熱し、かつ、軽量化、低価格化が可能な放熱構造を提供する。特に、投写型映像表示装置の照明装置における蛍光体ホイール装置であって、高いエネルギーを有する励起光を受けて発熱する蛍光体を用いた蛍光体ホイール装置の発熱課題を解決する。
【００１２】
（実施の形態１）
以下、図１〜図７を用いて、実施の形態１を説明する。以下では、本開示にかかる投写型映像表示装置の具体的な実施の形態としてプロジェクタ装置を説明する。
【００１３】
［１−１．構成］
［１−１−１．全体構成］
図１は、実施の形態１にかかるプロジェクタ装置の内部構成を示す図である。図１に示すプロジェクタ装置１は、照明装置２００と、リレー光学系３００と、映像生成部４００と、投写光学系５００と、キャビネット２とを備える。照明装置２００は、蛍光体ホイール装置１００（後述）を備える。キャビネット２は、照明装置２００における蛍光体ホイール装置１００を除く部分、リレー光学系３００及び映像生成部４００を内部に収容する。蛍光体ホイール装置１００及び投写光学系５００はキャビネット２の外部に配置される。
【００１４】
プロジェクタ装置１は、照明装置２００で生成された光を、映像生成部４００におけるデジタルマイクロミラーデバイス（以下、「ＤＭＤ」と称する）を用いて制御部（図示せず）からの映像信号に応じて変調することによって映像光を生成する。プロジェクタ装置１は、生成した映像光を投写光学系５００によってスクリーン等に投写する。以下、各部構成について詳細に説明する。
【００１５】
照明装置２００は、青色光と、緑色光と、赤色光とを時分割して出射する。照明装置２００は、複数の半導体レーザ（以下、「ＬＤ」という。）２０１と、複数のレンズ２０２と、レンズ２０３、２０４と、拡散板２０５と、複数のＬＤ２１１と、複数のレンズ２１２と、レンズ２１３、２１４と、拡散板２１５と、ダイクロイックミラー２２０と、蛍光体ホイール装置１００とを備える。ＬＤ２０１は第１の方向に光を出射し、ＬＤ２１１は第１の方向と直交する第２の方向に光を出射する。
【００１６】
ＬＤ２０１は、蛍光体を励起するための青色光を発光する。レンズ２０２は、ＬＤ２０１からの出射光を平行光化するコリメートレンズである。レンズ２０３、２０４は、平行光を収束して平行光を生成するアフォーカル系を構成する。具体的には、レンズ２０３は、複数のレンズ２０２からの平行光を集光するコンデンサレンズであり、レンズ２０４は、レンズ２０３からの光を平行光化する凹レンズである。拡散板２０５は、レンズ２０４からの光を拡散する拡散板である。
【００１７】
一方、ＬＤ２１１は、映像光のための青色光を発光する。レンズ２１２は、ＬＤ２１１からの出射光を平行光化するコリメートレンズである。レンズ２１３は、複数のレンズ２１２からの平行光を集光するコンデンサレンズであり、レンズ２１４は、レンズ２１３からの光を平行光化するコンデンサレンズである。拡散板２１５は、レンズ２１４からの光を拡散する拡散板である。
【００１８】
ダイクロイックミラー２２０は、拡散板２０５からの光及び拡散板２１５からの光、並びに蛍光体ホイール装置１００からの光に対して略４５度の角度をなすように配置される。ダイクロイックミラー２２０は、青色光を透過し、それ以外の色の光を反射する特性を有するダイクロイックミラーである。これより、ダイクロイックミラー２２０は、ＬＤ２０１からの励起光用の青色光を透過して蛍光体ホイール装置１００に導く。また、ダイクロイックミラー２２０は、蛍光体ホイール装置１００からの緑色光及び赤色光を反射してリレー光学系３００に出射する。また、ダイクロイックミラー２２０は、ＬＤ２１１からの映像光用の青色光を透過してリレー光学系３００に出射する。
【００１９】
蛍光体ホイール装置１００は、レンズ１０１、１０２と、ホイールモータ１０６と、固定金具１０７と、蛍光体ホイール１１０と、放熱構造１０とを備える。
【００２０】
レンズ１０１は、ダイクロイックミラー２２０からの青色光を集光する集光レンズであり、レンズ１０２は、レンズ１０１で集光された光をさらに集光する集光レンズである。ホイールモータ１０６は、固定金具１０７によって放熱構造１０の光入出射側壁に固定される（放熱構造１０の詳細は後述する）。ホイールモータ１０６は、蛍光体ホイール１１０の中心部に取り付けられ、蛍光体ホイール１１０を回転軸１１０Ｘを中心として回転させる。
【００２１】
図２は、蛍光体ホイール１１０を励起光の入射方向からみた図である。蛍光体ホイール１１０は、基板１１１と、蛍光体１１３、１１４とを有する。
【００２２】
基板１１１は、励起光の入射方向に平行な回転軸１１０Ｘを中心とする円盤状をなしている。基板１１１の光入射面上には高反射膜１１２が形成される。
【００２３】
蛍光体ホイール１１０は、基板１１１の円周部に蛍光体領域Ｒ１１３、Ｒ１１４と、反射領域Ｒ１１２とを有する。
【００２４】
蛍光体領域Ｒ１１３において、高反射膜１１２上に蛍光体１１３が回転軸１１０Ｘを中心とする扇形形状に形成される。蛍光体１１３は、青色光を励起光として緑色光を発する特性を有する。これより、蛍光体領域Ｒ１１３では、青色光を受けて、緑色光を出射する。
【００２５】
蛍光体領域Ｒ１１４において、高反射膜１１２上に蛍光体１１４が回転軸１１０Ｘを中心とする扇形形状に形成される。蛍光体１１４は、青色光を励起光として赤色光を発する特性を有する。これより、蛍光体領域Ｒ１１４では、青色光を受けて、赤色光を出射する。
【００２６】
反射領域Ｒ１１２では、入射する青色光を直接高反射膜１１２で反射する。これより、反射領域Ｒ１１２では、青色光がそのまま反射される。蛍光体ホイール１００から出射される各色の光は、ダイクロイックミラー２２０に出射される。
【００２７】
図１に戻り、ＬＤ２０１は、制御部（図示せず）により、蛍光体ホイール１１０の蛍光体領域Ｒ１１３、Ｒ１１４に青色光が照射される期間においてオン状態に制御される。このとき、ＬＤ２１１は制御部によりオフ状態に制御される。一方、ＬＤ２０１は、制御部により、蛍光体ホイール１１０の反射領域Ｒ１１２に青色光が照射され得る期間においてオフ状態に制御される。このとき、ＬＤ２１１は制御部によりオン状態に制御される。これより、照明装置２００は、蛍光体ホイール装置１００の蛍光体ホイール１１０からの緑色光及び赤色光と、ＬＤ２１１からの青色光とを時分割して出射する。
【００２８】
リレー光学系３００は、照明装置２００からの光を映像生成部４００に導く。リレー光学系３００は、ロッドインテグレータ３１０と、レンズ３２１、３２２、３２３とを備える。
【００２９】
レンズ３２１は、照明装置２００からの光をロッドインテグレータ３１０へ導くレンズである。
【００３０】
ロッドインテグレータ３１０は、ガラスなどの透明部材によって構成される中実のロッドである。ロッドインテグレータ３１０は、入射する光を内部で複数回反射させることにより、光強度分布を均一化した光を生成する。なお、ロッドインテグレータ３１０は、内壁がミラー面によって構成される中空のロッドであってもよい。
【００３１】
レンズ３２２、３２３は、ロッドインテグレータ３１０からの出射光を映像生成部４００におけるＤＭＤ上に略結像するリレーレンズである。
【００３２】
映像生成部４００は、リレー光学系３００からの光を制御部（図示省略）からの映像信号によって変調して映像光を生成する。映像生成部４００は、ＤＭＤ４１０と、ミラー４２１、４２２とを備える。
【００３３】
ミラー４２１は、入射する光を反射してミラー４２２に導く。ミラー４２２は、紙面について奥に配置されており、手前側に跳ね上げる方向に反射する。反射した光は、ＤＭＤ４１０に入射する。
【００３４】
ＤＭＤ４１０は、ミラー４２２から時分割で入射する緑色光、赤色光、青色光を、各色光の入射タイミングに合わせて制御部から時分割で受信する緑色、赤色、青色の映像信号に基づいて変調し、各色の映像光を時分割で生成する。
【００３５】
具体的には、ＤＭＤ４１０は、複数の可動式の微小ミラーを有する。各微小ミラーは、基本的に１画素に相当する。ＤＭＤ４１０は、制御部からの映像信号に基づいて各微小ミラーの角度を変更することにより、反射光を投写光学系５００に向けるか否かを切り替える。ＤＭＤ４１０で反射された光のうち投写光学系５００に入射する光は、投写光学系５００に入射する。
【００３６】
投写光学系５００は、映像生成部４００からの緑色、赤色、青色の映像光を拡大して例えばスクリーン等に投写する。
【００３７】
［１−１−２．蛍光体ホイール装置１００、及び、放熱構造１０の構成］
図３は、実施の形態１にかかる蛍光体ホイール装置１００の構成、及び、その放熱構造１０を示す図である。蛍光体ホイール装置１００は、上述した蛍光体ホイール１１０と、ホイールモータ１０６と、固定金具１０７とを放熱構造１０の内部に収容する。蛍光体ホイール１１０における蛍光体１１３、１１４は、後述するように熱源体の一例である。
【００３８】
放熱構造１０は、筐体１１と、レンズ支持部１５と、熱交換部２０と、回転フィン３０と、冷却ファン４０とを備える。なお、図３には、ＸＹＺ直交座標系が示されている。Ｘ方向は、蛍光体ホイール装置１００において光の入射方向、すなわち蛍光体ホイール１１０における蛍光体１１３、１１４形成面と直交する方向である。Ｙ方向及びＺ方向は、蛍光体ホイール１１０における蛍光体１１３、１１４形成面に平行な方向である。本実施の形態では、Ｙ方向における筐体１１の側壁の一部に熱交換部２０が設けられる。
【００３９】
筐体１１は、直方体形状をなしており、熱源体である蛍光体１１３、１１４を有する蛍光体ホイール１１０を収容する。筐体１１は密閉されている。筐体１１は、Ｘ方向における光入出射側壁の光入出射部分に開口部１１ｈを有し、この開口部１１ｈにはレンズ支持部１５が設けられている。レンズ支持部１５には、上述したレンズ１０１、１０２が取り付けられている。放熱構造１０の密閉性を得るために、レンズ１０１、１０２はレンズ支持部１５に密着しており、レンズ支持部１５は筐体１１に密着している。
【００４０】
また、筐体１１は、Ｙ方向において互いに対向する側壁の一部に略長方形状の開口部１２ｈを有し、開口部１２ｈそれぞれには熱交換部２０が取り付けられている。熱交換部２０の詳細は後述する。
【００４１】
筐体１１の内部には、回転フィン３０が設けられている。回転フィン３０は、Ｘ方向において筐体１１の光入出射側壁に対向する背面壁の内面に設けられる。より具体的には、回転フィン３０は、蛍光体ホイール１１０と対向して配置される。
【００４２】
図４は、回転フィン３０を蛍光体ホイール１１０側からみた斜視図である。回転フィン３０は、基板３１と、複数のフィン３２と、モータ３３とを備える。基板３１は、蛍光体ホイール１１０の回転軸１１０Ｘを中心とする円盤状をなしている。基板３１の中心部にはモータ３３が設けられ、モータ３３により回転軸１１０Ｘを中心として回転駆動される。また、基板３１の蛍光体ホイール１１０側の面には、複数のフィン３２が回転軸１１０Ｘに対して放射状に設けられている。回転フィン３０は、回転するときに半径方向に気流を発生する。これにより、回転フィン３０は、蛍光体ホイール１１０の蛍光体１１３、１１４で加熱された空気を熱交換部２０の内面に導く。回転フィン３０は、筐体１１の内部で空気流を発生させる第１送風部の一例である。
【００４３】
冷却ファン４０は、放熱構造１０の外側において熱交換部２０に対向して設けられる。冷却ファン４０は、モータを備え、モータにより回転駆動される。これにより、冷却ファン４０は、熱交換部２０の外面に向けて空気流を発生させて熱交換部２０を冷却する。なお、冷却ファン４０は、熱交換部２０と対向していなくともよく、熱交換部２０の外面に向けて空気流を発生させて熱交換部２０を冷却できる位置に配置されればよい。冷却ファン４０は、熱交換部２０の外面に向けて空気流を発生させる第２送風部の一例である。
【００４４】
図５は、熱交換部２０の外側からみた斜視図であり、図６は、熱交換部２０の内側からみた斜視図である。また、図７は、図５に示すＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面を示す断面斜視図である。図５〜７には、図３に示す上側の熱交換部２０を示すが、下側の熱交換部２０も同様である。
【００４５】
熱交換部２０は、筐体１１の側壁の一部をなし、筐体１１の内部と外部との熱交換を行う。熱交換部２０は、板部材２１と樹脂部材２２とを有する。板部材２１は、金属部材からなり、例えば板厚０．０５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下の非常に薄い板状部材である。板部材２１は、板状部材をＸ方向に交互に山折り及び谷折りするように断面台形形状の波板状に成形されている。すなわち、波板状の板部材２１は、略一定の厚みを有する。板部材２１は、例えばプレス加工により成型される。
【００４６】
板部材２１のＸ方向の両端部には、放熱構造１０に取り付けたときに、筐体１１の外側の面と対抗する取付部２１ｔが設けられている。取付部２１ｔには複数の穴部２１ｈが設けられている。この穴部２１ｈにビスを挿入して、熱交換部２０を筐体１１に固定する。
【００４７】
樹脂部材２２は、リング部２２ａと密閉部２２ｂとを備える。リング部２２ａは、長方形状のリングをなし、板部材２１の周囲を周回して設けられている。具体的には、リング部２２ａの一部は、板部材２１の取付部２１ｔの筐体１１側に設けられている。また、リング部２２ａの一部以外の部分は、板部材２１のＺ方向の端部において、筐体１１に取り付けたときに、筐体１１の外側の面と対向して設けられる。これにより、板部材２１は、樹脂部材２２を介して筐体１１に取り付けられ、放熱構造１０の密閉性が確保される。密閉部２２ｂは、板部材２１のＺ方向の端部において、内面に囲われる台形形状の開口部を覆う。これにより、波板形状に成形することにより形成される端部の隙間を埋めて放熱構造１０の密閉性を確保するとともに、薄い板部材による波板形状を保持する。樹脂部材２２は、例えば板部材２１の成形時にインサート成形により成型される。
【００４８】
［１−２．動作］
以上のように構成されたプロジェクタ装置１について、その動作を以下に説明する。
【００４９】
［１−２−１．映像投写動作］
図１において、照明装置２００のＬＤ２０１から出射された青色光は、レンズ２０２、２０３、２０４及び拡散板２０５を介してダイクロイックミラー２２０に入射し、ダイクロイックミラー２２０を透過して蛍光体ホイール装置１００に入射する。図３及び図２において、蛍光体ホイール装置１００に入射した光は、レンズ１０１、１０２で集光され、回転している蛍光体ホイール１１０の蛍光体領域Ｒ１１３及び蛍光体領域Ｒ１１４に順次に入射する。蛍光体領域Ｒ１１３では、蛍光体１１３が青色光で励起されて緑色光を出射する。蛍光体領域Ｒ１１４では、蛍光体１１４が青色光で励起されて赤色光を出射する。これにより、緑色光、赤色光がレンズ１０１、１０２を介してダイクロイックミラー２２０に時分割で入射し、ダイクロイックミラー２２０で反射されて、リレー光学系３００に導かれる。このとき、ＬＤ２１１はオフ状態である。
【００５０】
次に、蛍光体ホイール１１０の反射領域Ｒ１１２が青色光の照射位置を通過するとき、ＬＤ２０１がオフ状態となり、ＬＤ２１１がオン状態となる。このとき、ＬＤ２１１から出射された青色光は、レンズ２１２、２１３、２１４及び拡散板２１５を介してダイクロイックミラー２２０に入射し、ダイクロイックミラー２２０を透過してリレー光学系３００に導かれる。これにより、照明装置２００は、蛍光体ホイール装置１００からの緑色光、赤色光と、ＬＤ２１１からの青色光とを時分割して出力する。
【００５１】
照明装置２００から出射した緑色光、赤色光、青色光は、リレー光学系３００を介して映像生成部４００のＤＭＤ４１０に順に入射する。ＤＭＤ４１０は、時分割で入射する緑色光、赤色光、青色光を、それぞれに対応した映像信号に基づいて変調して緑色映像光、赤色映像光、青色映像光を生成する。生成された緑色映像光、赤色映像光、青色映像光は、投写光学系５００を介して時分割で出射される。
【００５２】
ここで、蛍光体ホイール１１０の蛍光体１１３、１１４では、励起光を受けて蛍光する際に励起光が蛍光光に変換される変換効率は２５−５０％程度であり、その他の励起光のエネルギーは熱に変換される。したがって、励起光のエネルギーが大きい場合、蛍光体のやけが生じてしまう。この点に関し、本実施の形態では、蛍光体１１３、１１４の面積を扇形状に拡大し、励起光の照射位置に対して蛍光体ホイール１１０を回転することにより、蛍光体１１３、１１４における特定の箇所に励起光が照射され続けることを防止し、蛍光体１１３、１１４の発熱を抑制することができ、蛍光体のやけを抑制することができる。
【００５３】
［１−２−２．蛍光体ホイールの放熱に関する動作
蛍光体ホイール装置１００において放熱構造１０における回転フィン３０は、回転することにより半径方向に気流を発生し、筐体１１の内部で空気の流れを発生させる。これにより、蛍光体ホイール１１０の蛍光体１１３、１１４で加熱された空気は熱交換部２０の内面に当たり、蛍光体１１３、１１４で発生した熱の一部が熱交換部２０に伝導する。一方、冷却ファン４０は、熱交換部２０の外面に向けて空気流を発生させて熱交換部２０を冷却する。このようにして、熱交換部２０の板部材２１における内面から外面への熱交換が促進される。
【００５４】
ここで、熱交換部２０の板部材２１は波板状に形成されているので、放熱構造１０の内部の空気及び外部の空気に接する面積が大きく、熱交換部２０の板部材２１における内面から外面への熱交換が効率的に行われる。
【００５５】
さらに、本実施の形態では、熱交換部２０の板部材２１の厚さが０．０５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下と非常に薄いので、熱交換部２０の板部材２１における内面から外面への熱交換がさらに効率的に行われる。
【００５６】
一般に、熱交換部２０の板部材２１の材料としては、熱伝導性能が高いアルミニウムなどが望ましいと考えられる。しかし、上述したように本実施の形態の熱交換部２０の板部材２１は極めて薄いため、熱交換部２０の板部材２１における内面から外面への熱交換の効率に、板部材２１の材料の熱伝導性の影響が少ない。このため、本実施の形態の熱交換部２０板部材２１の材料として、種々の金属材料が適用可能である。
【００５７】
ところで、熱交換部の板部材を薄くすると、この板部材の平面度を確保しにくく、筐体に密着して固定すること、すなわち筐体の密閉性を確保することが非常に困難である。この問題点に関し、本実施の形態では、熱交換部２０において、板部材２１の外周部に樹脂部材２２を設け、板部材２１を樹脂部材２２を介して筐体１１に取り付ける。これにより、熱交換部２０を筐体１１に密着して固定することができ、放熱構造１０の密閉性を確保することができる。
【００５８】
一般に、樹脂部材は断熱部材として知られているが、本実施の形態では、波板状の薄い板部材２１を用いることにより十分な放熱性能を得ることができるため、樹脂部材２２を用いることができる。樹脂部材２２を用いることにより、密閉性を高め、インサート成形等の成形性を高めることができる。これにより、簡単に密閉性を確保しながら熱交換、すなわち高温環境下での温度低減を可能にする。さらに、熱交換部２０の板部材２１が薄いので、放熱構造１０の軽量化、低価格化が可能である。さらに、熱交換部２０は、例えば板部材２１の成形時にインサート樹脂成形により成型することができるので、低価格化が可能である。
【００５９】
また、本実施の形態では、蛍光体ホイール装置１００は、筐体１１、レンズ１０１、１０２、熱交換部２０によって密閉された放熱構造１０の内部に蛍光体ホイール１１０を収容する。これにより、外部からの埃による明るさ劣化を抑制すると共に、蛍光体ホイール１１０のホイールモータ１０６や回転フィン３０のモータ３３等の回転音を抑制することができる。
【００６０】
［１−３．効果等］
以上のように、本実施の形態において、放熱構造１０は、筐体１１と、熱交換部２０と、回転フィン３０とを備える。筐体１１は、蛍光体１１３、１１４を有する蛍光体ホイール１１０を収容する。熱交換部２０は、筐体１１の一部に取り付けられ、筐体１１の内部と外部との熱交換を行う。回転フィン３０は、筐体１１の内部に収容され、筐体の内部で空気流を発生させる。熱交換部２０は、厚さ０．０５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下の金属材料を含む板部材２１と、板部材２１の外周部に設けられた樹脂部材２２とを備え、樹脂部材２２を介して筐体１１に取り付けられる。
【００６１】
このように、本実施の形態では、熱交換部２０の板部材２１の厚さが０．０５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下と非常に薄いので、熱交換部２０の板部材２１における内面から外面への熱交換が効率的に行われる。
【００６２】
また、本実施の形態では、熱交換部２０が、板部材２１の外周部に樹脂部材２２を備え、樹脂部材２２を介して筐体１１に取り付ける。これにより、熱交換部２０を筐体１１に密着して固定することができ、放熱構造１０の密閉性を確保することができる。
【００６３】
また、本実施の形態では、熱交換部２０の板部材２１が非常に薄いので、放熱構造１０の軽量化、低価格化が可能である。さらに、熱交換部２０は、例えば板部材２１の成形時にインサート樹脂成形により成型することができるので、低価格化が可能である。
【００６４】
（実施の形態２）
実施の形態１では、蛍光体ホイール装置１００の放熱構造１０において、回転フィン３０を筐体１１の背面壁に蛍光体ホイール１１０と対向して別に設けた。実施の形態２では、回転フィンを筐体１１の光入出射側壁に蛍光体ホイール１１０と一体的に設ける。以下、図８を用いて、実施の形態２にかかる蛍光体ホイール装置１００、及び、その放熱構造１０を説明する。
【００６５】
図８は、実施の形態２にかかる蛍光体ホイール装置１００の構成、及び、その放熱構造１０を示す図である。図８に示す実施の形態２にかかる蛍光体ホイール装置１００における放熱構造１０は、図３に示す実施の形態１の蛍光体ホイール装置１００における放熱構造１０と比較して、回転フィン３０の位置が異なる。回転フィン３０Ａは、図４に示す回転フィン３０においてモータ３３を備えない点で回転フィン３０と異なる。
【００６６】
回転フィン３０Ａは、蛍光体ホイール１１０の光入射面と反対側に蛍光体ホイール１１０と隣接して設けられる。回転フィン３０Ａは、蛍光体ホイール１１０のホイールモータ１０６により回転軸１１０Ｘを中心として、蛍光体ホイール１１０とともに回転駆動される。回転フィン３０Ａは、回転するときに半径方向に気流を発生する。これにより、回転フィン３０は、蛍光体ホイール１１０の蛍光体１１３、１１４で加熱された空気を熱交換部２０の内面に導く。
【００６７】
本実施の形態２の放熱構造１０でも、実施の形態１の放熱構造１０と同様の利点を得ることができる。さらに、本実施の形態２の放熱構造１０では、回転フィン３０Ａのためのモータを削減することができるので、さらに軽量化、低価格化を実現することができる。
【００６８】
また、本実施の形態２の放熱構造１０では、回転フィン３０Ａを蛍光体ホイール１１０の近傍に配置しているので、蛍光体ホイール１１０の基板１１１をアルミニウムなど熱伝導性に優れた材料で形成することにより、基板１１１からの放熱性をさらに向上させることができる。
【００６９】
（実施の形態３）
実施の形態３では、実施の形態２の蛍光体ホイール装置１００の放熱構造１０において、さらに熱交換部２０Ａを筐体１１の背面壁の一部に設ける。以下、図９を用いて、実施の形態３にかかる蛍光体ホイール装置１００、及び、その放熱構造１０を説明する。
【００７０】
図９は、実施の形態３にかかる蛍光体ホイール装置１００の内部構成、及び、その放熱構造１０を示す図である。図９に示す実施の形態３にかかる蛍光体ホイール装置１００における放熱構造１０は、図８に示す実施の形態２の蛍光体ホイール装置１００における放熱構造１０と比較して、さらに熱交換部２０Ａを備える点で異なる。
【００７１】
熱交換部２０Ａは、図５〜図７に示す熱交換部２０と同様に、波板状に形成された板部材２１と、板部材２１の外周部に設けられた樹脂部材２２とを有する。熱交換部２０Ａは、筐体１１の背面壁の一部における略長方形状の開口部１３ｈに設けられる。すなわち、熱交換部２０Ａは、蛍光体ホイール１１０及び回転フィン３０Ａの回転軸１１０Ｘと直交し、回転フィン３０Ａと対向する筐体１１の背面壁の一部に設けられる。
【００７２】
熱交換部２０Ａは、冷却ファン４０からの送風により冷却される。また、回転フィン３０Ａによって筐体１１の内部の空気が循環される際、熱交換部２０Ａの内面における回転フィン３０Ａの回転軸１１０Ｘ付近の空気は、吸気用として使用されることとなる。
【００７３】
本実施の形態３の放熱構造１０でも、実施の形態２の放熱構造１０と同様の利点を得ることができる。さらに、本実施の形態３の放熱構造１０では、さらに熱交換部２０Ａを筐体１１の背面壁の一部に設けるので、さらに熱交換性能を向上することができる。
【００７４】
（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１〜３を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態１〜３で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
【００７５】
（１）本実施の形態では、熱交換部２０を放熱構造１０におけるＹ方向の側壁の一部に設けたが、放熱構造１０におけるＺ方向の側壁の一部に設けてもよい。
【００７６】
（２）また、本実施の形態では、熱交換部２０の板部材２１は、Ｚ方向（蛍光体ホイール１１０及び回転フィン３０の円周の接線方向）に波板形状の折り目が沿うように配置されたが、Ｘ方向（接線方向に直交する方向）に波板形状の折り目が沿うように配置されてもよい。
【００７７】
（３）また、本実施の形態では、熱交換部２０の板部材２１は、波板状形状を同一の断面台形形状の繰り返しとしたが、板部材２１の一部の波板状形状のＸ方向の幅やＹ方向の高さを変えてもよいし、断面形状を変えてもよい。
【００７８】
（４）また、本実施の形態では、放熱構造１０における筐体１１が金属からなる形態を例示したが、筐体１１は樹脂からなってもよい。この場合、筐体１１と熱交換部２０の樹脂部材２２とは一体的に形成されればよい。例えば、筐体１１と熱交換部２０の樹脂部材２２とを一体的に成形し、この成形の際に熱交換部２０の板部材２１をインサートしてもよい。
【００７９】
（５）また、本実施の形態では、円周部に２種類の蛍光体１１３、１１４が形成される領域Ｒ１１３、Ｒ１１４と、蛍光体が形成されない領域Ｒ１１２とを有する蛍光体ホイール１１０を例示した。しかし、蛍光体ホイールはこれに限定されず、円周部に１種類の蛍光体が円環状に形成されたものであってもよいし、２種類以上の蛍光体が形成されたものであってもよい。
【００８０】
（６）また、本実施の形態では、照明装置２００が青色光、緑色光、赤色光を時分割で生成し、映像生成部４００が１枚のＤＭＤ４１０を用いて時分割で青色映像光、緑色映像光、赤色映像光を生成する形態を例示した。しかし、本開示はこれに限定されず、照明装置が白色光（青色光、緑色光、赤色光の混色光）を生成し、映像生成部が３枚のＤＭＤを用いて白色光における青色光成分、緑色光成分、赤色光成分をそれぞれ変調して合成した白色映像光を生成する形態であってもよい。また、映像生成部は、画像表示素子としてＤＭＤに代えて液晶パネルを用いる形態であってもよい。
【００８１】
（７）また、本実施の形態では、熱源体として蛍光体１１３、１１４を含む蛍光体ホイール１１０を収容する蛍光体ホイール装置１００に用いられる放熱構造１０を例示した。しかし、本開示はこれに限定されず、熱源体を収容し、密閉性能が要求される種々の放熱構造に適用可能である。例えば、投写型映像表示装置における偏光板や液晶パネル（発熱体）を収容する筐体に本開示の放熱構造を適用することにより、偏光板や液晶パネルにおいて入射する光のエネルギーを吸収して発生する熱を効果的に放熱構造の外部に放熱することができる。また、本開示の放熱構造の密閉性能により、防塵を実現できるため、液晶パネルにおいて、埃が映って生じる画質悪化や、より埃の付着が進んで生じる明るさ劣化を抑制することができる。
【００８２】
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。
【００８３】
したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
【００８４】
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本開示は、内部に収容する熱源体で発生する熱を放熱する放熱構造に適用可能である。例えば、内部に収容する蛍光体ホイールで発生する熱を放熱する放熱構造を備える蛍光体ホイール装置、及び、この蛍光体ホイール装置を備える投写型映像表示装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００８６】
１  プロジェクタ装置（投写型映像表示装置）
２  キャビネット
１０  放熱構造
１１  筐体
１１ｈ、１２ｈ、１３ｈ  開口部
１５  レンズ支持部
２０、２０Ａ  熱交換部
２１  板部材
２１ｔ  取付部
２１ｈ  穴部
２２  樹脂部材
２２ａ  リング部
２２ｂ  密閉部
３０、３０Ａ  回転フィン
３１  基板
３２  複数のフィン
３３  モータ
４０  冷却ファン
１００  蛍光体ホイール装置
１０１、１０２  レンズ
１０６  ホイールモータ
１０７  固定金具
１１０  蛍光体ホイール
１１０Ｘ  回転軸
１１１  基板
１１２  高反射膜
１１３、１１４  蛍光体
Ｒ１１３、Ｒ１１４  蛍光体領域
Ｒ１１２  反射領域
２００  照明装置
２０１、２１１  半導体レーザ（光源）
２０２、２０３、２０４、２１２、２１３、２１４  レンズ
２０５、２１５  拡散板
２２０  ダイクロイックミラー
３００  リレー光学系
３１０  ロッドインテグレータ
３２１、３２２、３２３  レンズ
４００  映像生成部
４１０  ＤＭＤ
４２１、４２２  ミラー
５００  投写光学系
【図１】
2018022000.tif 000003
【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】
2018022000.tif 000009
【図８】
2018022000.tif 000010
【図９】
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