(57)【要約】【課題】小型薄型化に適した簡単な構成で光源用ＬＥＤの発熱を効率良く放熱させるプロジェクタ用光源装置を提案する。【解決手段】光源装置は、モータによって回転する回転部材２４と、回転部材２４に等間隔に配置された複数の羽根板２５と、複数の羽根板２５を連設するリング部材２６及び連結環２７と、隣り合う２枚の羽根板２５の間に配置されリング部材２６の外周面２８に固定された複数のＬＥＤ３０と、ケース２１に固定された集光レンズ３２とによって構成される。ケース２１には上面に吸気口３４が側面に排気口３５が設けられ、ＤＭＤ１５の冷却板３６と排気口３５との間に送風ダクト３７が設けられる。複数の羽根板２５は、回転によって吸気口３４から空気を吸い込み、内側から外側に向かって送り出す。送り出された空気は排気口３５から排出され、送風ダクト３７を通って冷却板３６に吹付けられる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像が付与された光を投射してスクリーン上に前記画像を表示するプロジェクタの光源装置において、
回転軸を中心に回転自在に支持される回転部材と、
前記回転部材に固定されるとともに前記回転軸を中心とする円周上に配置され、前記回転軸を中心に回転して中心側から外周側へ空気の流れを発生させる複数の羽根板と、
隣り合う２枚の前記羽根板の間に配置され、所定の波長域の光をそれぞれ出射する複数の発光素子と、
を備えたことを特徴とするプロジェクタ用光源装置。
【請求項２】
前記発光素子は出射した光が前記回転軸に対して放射方向となる姿勢に支持されることを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ用光源装置。
【請求項３】
前記複数の発光素子は前記複数の羽根板に固定されたリング部材の外周面に固定されたことを特徴とする請求項１又は２記載のプロジェクタ用光源装置。
【請求項４】
前記回転部材はモータによって回転されることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載のプロジェクタ用光源装置。
【請求項５】
前記複数の発光素子の１つが所定の位置で出射した光を集光する集光レンズと、
前記集光レンズが固定されるとともに、前記回転部材が回転自在に支持されたケースと、
を備えたことを特徴とする請求項１〜４いずれか記載のプロジェクタ用光源装置。
【請求項６】
前記ケースは吸気口と排気口とを備えたことを特徴とする請求項５記載のプロジェクタ用光源装置。
【請求項７】
請求項１〜６いずれか記載のプロジェクタ用光源装置が搭載され、入力される映像信号に基づいて前記光源装置からの光を変調して画像を付与する画像変調素子を備えたプロジェクタにおいて、
前記複数の発光素子は、青、緑、赤の３色のＬＥＤであり、
前記画像変調素子は、前記ＬＥＤの回転に同期して、青画像、緑画像、赤画像用の変調を行う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、プロジェクタ用光源装置及びプロジェクタ用光源装置を備えたプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
画像が付与された光をスクリーンに投射してスクリーン上に画像を表示するプロジェクタとして、デジタルマイクロミラーデバイス（以下、ＤＭＤという）やＬＣＤなどの光変調装置を用いたものが知られている。光源装置から出射された光（照明光）は照明光学系を通して光変調装置に照射される。光変調装置は、光入射面（光変調領域あるいは画素領域とも呼ぶ。）に照射された光を画像信号（画像情報）に応じて変調し、画像を表す画像光として出射する。光変調装置から射出された画像光は、投映光学系によってスクリーン上に投映される。
【０００３】
一方、光源としてのＬＥＤは発光光量が飛躍的に増大し、また、青色ＬＥＤが開発されたことによって、いろいろな機器で従来の光源からの置き換わりが進んでいる。プロジェクタにおいても、従来用いられた超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等の高輝度放電ランプからＲＧＢ３色のＬＥＤを用いたものに置き換わりつつある。特に、小型化が必須の携帯型プロジェクタではＬＥＤによる省スペース化は重要である。しかし、小型化されたとはいえ、発光光量は大きいので夫々のＬＥＤに放熱板を設けたり、送風用のファンを設けなければならず、以外と大きなスペースが必要となってしまう。プロジェクタを小型化するには、発熱対策が従来以上に重要な課題とになっている。
【０００４】
下記特許文献１に示されたプロジェクタの照明光源装置は、表面側に３色のＬＥＤが取り付けられ、モータによって回転されるアルミ基板からなる冷却構造が記載されている。アルミ基板には裏面側に複数の冷却フィンが回転中心から放射状に形成され、アルミ基板がモータによって回転され冷却フィンが周囲の空気を掻き回すので、通常の静止した冷却フィンよりも冷却効果が高いというものである。また、下記特許文献２には、ＬＥＤチップに冷却流体物を吹付けて強制的にＬＥＤの発熱を冷却する冷却構造が記載されている。冷却流体物は専用の循環通路から供給され、ポンプによって循環される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２９３１２５号公報
【特許文献２】特開２００５−０７９１５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
プロジェクタでは、通常、光源装置と光変調装置の間に集光レンズやロッドインテグレータなどが配置され、光源装置から出射された光が集光レンズによってロッドインテグレータの入射面に集光される。ロッドインテグレータに入射した光は、内面で全反射を繰り返し照度分布が均一化されて射出し、リレーレンズ等を介して光変調装置に照射される。特許文献１記載の光源装置は、ＬＥＤが円盤状の基板の上に複数の同心円上に配置されているため、外側の円上に配置されたＬＥＤと内側に配置されたＬＥＤでは集光レンズによるロッドインテグレータの入射面上の集光位置が異なってしまう。また、冷却フィンで周囲の空気を掻き回すだけでは、空気が温まってしまうと効果が小さい。
【０００７】
特許文献２記載の方法は、冷却媒体をＬＥＤチップに直接接触させるので冷却効果は十分に期待できるが、冷却媒体を環流させる通路やポンプなどが必要であり、構造が複雑でスペース、コストともに大きな問題がある。
【０００８】
本発明は上記問題点に鑑み、小型薄型化に適した簡単な構成で、光源用ＬＥＤの発熱を、効率良く放熱させるプロジェクタ用光源装置を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による光源装置は、画像が付与された光を投射してスクリーン上に前記画像を表示するプロジェクタの光源装置であって、回転軸を中心に回転自在に支持される回転部材と、前記回転部材に固定されるとともに前記回転軸を中心とする円周上に配置され、前記回転軸を中心に回転して中心側から外周側へ空気の流れを発生させる複数の羽根板と、隣り合う２枚の前記羽根板の間に配置され所定の波長域の光をそれぞれ出射する複数の発光素子と、を備えたことを特徴とする。前記発光素子は出射した光が前記回転軸に対して放射方向となる姿勢に支持されるようにすると良い。
【００１０】
前記複数の発光素子は前記複数の羽根板に固定されたリング部材の外周面に固定されるようにすると良い。前記回転部材はモータによって回転されるようにすると良い。前記複数の発光素子の１つが所定の位置で出射した光を集光する集光レンズと、前記集光レンズが固定されるとともに前記回転部材が回転自在に支持されたケースとを備えるようにすると良い。前記ケースは吸気口と排気口とを備えるようにすると良い。本発明によるプロジェクタは、前記光源装置に青、緑、赤の３色のＬＥＤを採用し、前記ＬＥＤの回転に同期して、青画像、緑画像、赤画像用の変調を行う画像変調素子を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、複数の発光素子を回転させて光量の均一化を図るとともに回転によって外気を取り込み発光素子を冷却する構成としたので、薄型スペースに十分に配置可能なプロジェクタ用光源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明による光源装置を備えたプロジェクタの構成を示す図である。
【図２】図２の説明用の模式図である。
【図３】本発明による光源装置を説明する斜視図である。
【図４】光源装置の構成を示す断面図である。
【図５】空気の流れを説明する図である。
【図６】別の光源装置の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１及び図２に示すように、本発明によるプロジェクタ用光源装置（以下、単に光源装置という）２０が搭載される携帯用プロジェクタ１０は、略直方体をした筐体１１に、光源装置２０及びロッドインテグレータ１２、リレーレンズ１３、全反射プリズム１４、デジタルマイクロミラーデバイス（以下、ＤＭＤという。）１５、投写レンズ１６、制御装置１７が収容される。光源装置２０から出射された光（照明光）は、ロッドインテグレータ１２、リレーレンズ１３を透過し全反射プリズム１４で反射されてＤＭＤ１５の受光面を照射する。ＤＭＤ１５に照射された光は画像が付与された後、全反射プリズム１４を透過して投写レンズ１６に入射、投写レンズ１６からスクリーン（図示せず）に投写される。投写された画像は、筐体１１に設けられたズームボタンやフォーカスボタン（図示せず）によって調節される。
【００１４】
図３及び図４に示すように、光源装置２０は、ケース２１に固定されたモータ２２と、モータ２２の回転軸２３に固定された回転部材２４と、回転部材２４に等間隔で円環状に立設された複数の羽根板２５と、複数の羽根板２５を連設するリング部材２６及び連結環２７と、隣り合う２枚の羽根板２５の間に配置されリング部材２６の外周面２８に固定された高輝度ＬＥＤ（発光素子）（以下、単にＬＥＤと言う）３０と、ＬＥＤ３０の発光する光の光軸が中心を通るようにケース２１に固定される集光レンズ３２とによって構成される。リング部材２６には夫々所定の波長域の光を出射するＢ，Ｇ，Ｒ３色のＬＥＤが合わせて１２個のＬＥＤ３０が取り付けられ、矢印の示す方向に回転して、順次、集光レンズ３２に向かって光を出射する。
【００１５】
３色のＬＥＤ３０は、それぞれ出射する光量に応じて取り付けられる個数が決められ、出射した光が回転軸２３に対して放射方向となるように固定される。ＬＥＤ３０は回転部材２４に固定されて回転し、出射された３色の光はそれぞれ時分割され、順次にＤＭＤ１５の受光面に照射される。ＤＭＤ１５は３色の画像光を１つで生成する単板式が採用され、制御装置１７（図１参照）によって制御されて入力された映像信号に基づく画像光が生成される。制御装置１７は、ＤＭＤ１５に表示される画像の輝度や光源であるＬＥＤ３０の光量、あるいは図示しない絞り装置によって投映画像の光量など、携帯用プロジェクタ１０を統括的に制御する。
【００１６】
ＤＭＤ１５は、受光面に画素に対応する多数のミラー素子がマトリックス状に配列され、映像信号に基づいて各ミラー素子の角度を変えることによって受光した照明光の反射方向を変化させ、投写レンズ１６に向けて反射させるか否かを制御する。ＤＭＤ１５は、受光面に順次に照射される３色の光に対して、ＬＥＤ３０の回転に同期して順次に青画像、緑画像、赤画像用の変調を行い、これによってＤＭＤ１５の受光面に照射された光に画像が付与され画像光となって、全反射プリズム１４を透過して投写レンズ１６に入射される。
なお、ロッドインテグレータ１２とリレーレンズ１３からなる照明光学系や全反射プリズム１４などの構成や作動原理については周知技術であるから、説明を省略する。
【００１７】
光源装置２０のケース２１には空気を吸い込む吸気口３４と空気を排出する排気口３５とが設けられ、ＤＭＤ１５の冷却板３６と排気口３５との間に送風ダクト３７が設けられる。複数の羽根板２５は、回転によって吸気口３４から空気を吸い込み、内側（回転中心側、回転軸２３側）から外側に向かって送り出す。送り出された空気はケース２１に設けられた排気口３５から排出され、送風ダクト３７を通ってＤＭＤ１５を冷却する冷却板３６に吹付けられる。また、筐体１１の吸気口３４の上方に隣接する部分には吸気孔５１（図１参照）が設けられている。
【００１８】
次に、本発明による作用について説明する。図２に示すように、Ｂ，Ｇ，Ｒ３色のＬＥＤ３０が取り付けられたリング部材２６は矢印の示す方向に回転し、Ｂ，Ｇ，Ｒ３色の光が、順次、集光レンズ３２に向かって出射される。ＬＥＤ３０が回転するときには羽根板２５も回転する。図５に示すように、複数枚の羽根板２５が回転すると、羽根板２５より内側４１にある空気が羽根板２５より外側４２へ送り出されるので、ＬＥＤ３０の周囲の空気に流れが発生する。
【００１９】
羽根板２５の間に配置されたＬＥＤ３０は、筐体１１に形成された吸気孔５１から吸い込まれた外気がケース２１の吸気口３４を通ってケース２１内に流入し、ＬＥＤ３０が発生する熱を奪ってＬＥＤ３０を冷却する。ＬＥＤ３０を冷却した空気は排気口３５から排出され送風ダクト３７に送られる。送り出された空気は送風ダクト３７の出口からＤＭＤ１５の冷却板３６に吹付けられ、冷却板３６を冷却してＤＭＤ１５の発生する熱を奪ってＤＭＤ１５の冷却を促進させる。こうして温まった空気は筐体１１に形成された排気孔５２（図１参照）から筐体１１の外に排出される。このように、ＤＭＤ１５に３色の光を照射するためのＬＥＤ３０を回転させる回転部材２４に羽根板２５を設けることで、ＬＥＤやＤＭＤ１５を同時に冷却することができる。
【００２０】
また、図６に示すように、リング部材５６は、単なる円環状ではなく、ＬＥＤ３０の取り付け位置に対して片側が二股に分かれており、その間から流れだす空気がＬＥＤ３０に良く当たるようになっている。このように、ＬＥＤ３０への空気の当たり方が良くなるように、リング部材の形状をいろいろと工夫すると良い。
【符号の説明】
【００２１】
１０  携帯用プロジェクタ
１１  筐体
１２  ロッドインテグレータ
１３  リレーレンズ
１４  全反射プリズム
１５  ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）
１６  投写レンズ
１７  制御装置
２０  光源装置（プロジェクタ用光源装置）
２１  ケース
２２  モータ
２３  回転軸
２４  回転部材
２５  羽根板
２６，５６  リング部材
２７  連結環
２８  外周面
３０  ＬＥＤ（高輝度ＬＥＤ、発光素子）
３２  集光レンズ
３４  吸気口
３５  排気口
３６  冷却板
３７  送風ダクト
４１  羽根板２５より内側
４２  羽根板２５より外側
５１  吸気孔
５２  排気孔
【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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