(57)【要約】【課題】  小型の投射型表示装置に適する、小型で高輝度な光源装置およびこれを用いた投射型表示装置を提供する。【解決手段】  光を出射する固体光源２１と、固体光源２１で発生する熱を奪う液媒体と、液媒体がその内部を流れる流路３１、３６と、を備え、流路３１、３６が固体光源の一方の面および他方の面と熱交換するように配置されていることを特徴とする。【選択図】  図３
2005079066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出射する固体光源と、該固体光源で発生する熱を奪う液媒体と、該液媒体がその内部を流れる流路と、を備え、
前記流路が、前記固体光源の一方の面および他方の面と熱交換するように配置されていることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記流路に前記液媒体と前記流路外の媒体との熱交換を行う放熱手段が備えられていることを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項３】
前記流路が前記固体光源と熱交換している領域において、
前記流路の熱交換面が前記一方の面または前記他方の面よりも広いことを特徴とする請求項１または２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記流路および前記液媒体の屈折率が、前記流路の周囲に存在する媒体の屈折率と略同一であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光源装置。
【請求項５】
前記一方の面と熱交換する前記流路内を流れる液媒体の流量と、前記他方の面と熱交換する前記流路内を流れる液媒体の流量と、が異なることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光源装置。
【請求項６】
前記一方の面と熱交換する前記流路内を流れる液媒体と、前記他方の面と熱交換する前記流路内を流れる液媒体と、が異なることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の光源装置。
【請求項７】
前記流路が循環流路であって、
該循環流路には前記液媒体を循環させる循環手段が備えられていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の光源装置。
【請求項８】
前記循環流路には、前記一方の面と熱交換する第１流路と、前記他方の面と熱交換する第２流路と、が形成され、
前記第１流路と前記第２流路とが、並列に接続されていることを特徴とする請求項７記載の光源装置。
【請求項９】
前記循環流路には、前記一方の面と熱交換する第１流路と、前記他方の面と熱交換する第２流路と、が形成され、
前記第１流路と前記第２流路とが、直列に接続されていることを特徴とする請求項７記載の光源装置。
【請求項１０】
前記流路が、前記一方の面と熱交換する第１循環流路と、前記他方の面と熱交換する第２循環流路と、であって、
前記第１循環流路と、前記第２循環流路とには、前記液媒体を循環させる循環手段が備えられていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の光源装置。
【請求項１１】
光を出射する光源装置と、該光源装置からの光を変調する光変調手段と、該光変調手段によって変調された光を投射する投射手段とを備えた投射型表示装置であって、
前記光源装置が、請求項１から１０のいずれかに記載の光源装置であることを特徴とする投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置および投射型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
投射型表示装置は、近年小型化、高輝度化、長寿命化、廉価化等が図られてきている。例えば、小型化に対しては液晶パネル（光変調素子）サイズは対角１．３ｉｎが０．５ｉｎになり面積比で１／６強の小型化がされてきている。
【０００３】
一方、投射型表示装置の光源として、固体光源である発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）光源を用いることよる小型化が提案されている。ＬＥＤ光源は、電源を含めて小型であり、瞬時点灯／消灯が可能であること、色再現性が広く長寿命であることなど、投射型表示装置用光源としてメリットを有している。また、水銀などの有害物質を含まないため、環境保全上からみても好ましいものである。
【０００４】
しかしながら、ＬＥＤ光源を投射型表示装置用光源に用いるためには、光源としての明るさが不足しており、少なくとも放電型光源ランプレベルの明るさを確保（高輝度化、低エテンデュ化）する必要があった。ここで、エテンデュとは、有効に活用できる光束が存在する空間的な広がりを面積と立体角の積で表される数値であって、光学的に保存されるものである。先に述べたように、液晶パネルの小型化が図られ液晶パネルのエテンデュは小さくなってきているため、光源のエテンデュも同等以下にする必要がある。
【０００５】
ところが、ＬＥＤ光源を高輝度化するにつれて益々ＬＥＤ光源からの発熱は増大し、ＬＥＤ光源の温度が上昇すると発光効率が低下するため、何らかの発熱対策をとる必要があった。一般的に採用されているファンによる強制空冷方式では冷却効率が不十分であったり、ファンの騒音が問題となったりしている。そのため、液体を用いてＬＥＤ光源を強制冷却する方法が提案されている。液体冷却方法によれば、強制空冷方式の騒音の解消にも効果が期待されるものである（例えば、特許文献１、２参照。）。
【特許文献１】特開平６−５９２３号公報
【特許文献２】特開平７−９９３７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、特許文献１におけるＬＥＤ光源においては、ＬＥＤの周囲に液体窒素などの冷却材を流すことにより、ＬＥＤと冷却材とを直接接触させて強制冷却している。しかしながら、断熱ケースが必要になるなどＬＥＤ光源の構成が複雑となり、その製作が現実的でないため、少なくとも放電型光源ランプレベルの明るさを確保することが困難という問題があった。
【０００７】
特許文献２におけるＬＥＤ光源においては、ＬＥＤチップの周囲に絶縁不活性液体を封入してＬＥＤチップを冷却している。しかしながら、絶縁不活性液体を積極的に冷却する手段が設けられておらず、冷却効果が低く長時間ＬＥＤチップを冷却することが困難であり、少なくとも放電型光源ランプレベルの明るさを確保することが困難という問題があった。
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、小型の投射型表示装置に適する、小型で高輝度な光源装置およびこれを用いた投射型表示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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の光源装置は、光を出射する固体光源と、固体光源で発生する熱を奪う液媒体と、液媒体がその内部を流れる流路と、を備え、流路が固体光源の一方の面および他方の面と熱交換するように配置されていることを特徴とする。
【００１０】
すなわち、本発明の光源装置は、液媒体が流れる流路が固体光源の一方の面および他方の面と熱交換するように配置されているため、固体光源で発生する熱を一方の面および他方の面から奪い、冷却することができる。その結果、固体光源への投入電力を上げることが可能となり、固体光源から射出できる光量を増大させ、高輝度化を図ることができる。
また、固体光源の面積を小さくしてエテンデュを下げても、投入電力を上げることができるため、高輝度を維持することができる。
【００１１】
上記の構成を実現するために、流路に液媒体と流路外の媒体との熱交換を行う放熱手段が備えられていることが望ましい。
この構成によれば、放熱手段により液媒体の熱を流路外の媒体に放出することができるため、液媒体の温度を下げることができる。液媒体の温度が下がることにより固体光源との温度差が大きくなり、固体光源からより多くの熱を奪うことができる。その結果、固体光源への投入電力をより上げることが可能となり、固体光源から射出できる光量をさらに増大させ、より高輝度化を図ることができる。また、液媒体の冷却能力を長時間にわたり維持することができることにより、固体光源の高輝度化を長時間にわたり維持することができる。
【００１２】
上記の構成を実現するために、より具体的には、流路が固体光源と熱交換している領域において、流路の熱交換面が固体光源の一方の面または他方の面よりも広いことが望ましい。
この構成によれば、熱交換面が上記一方の面または上記他方の面よりも広いため、熱交換面が固体光源よりも横方向に張り出している。液冷媒はその張り出し部から固体光源の端面（上記一方の面と上記他方の面との間の面）と接触する媒体（例えば空気）の熱を奪い、熱を奪われた媒体は固体光源から熱を奪い、固体光源を冷却することができる。
【００１３】
上記の構成を実現するために、より具体的には、流路および液媒体の屈折率が流路の周囲に存在する媒体の屈折率と略同一であることが望ましい。
この構成によれば、上記固体光源から出射された光が、流路および液媒体を透過する際に、それぞれの界面で光が屈折することなく透過することができる。
【００１４】
上記の構成を実現するために、より具体的には、一方の面と熱交換する流路内を流れる液媒体の流量と、他方の面と熱交換する流路内を流れる液媒体の流量と、が異なってもよい。
この構成によれば、液媒体が固体光源の一方の面と交換できる熱量と、他方の面と交換できる熱量とを変えることができる。
例えば、固体光源の発熱部が一方の面に近いと、一方の面が他方の面より温度が高くなる。そこで、一方の面と熱交換する流路における液媒体の単位時間あたりの流量を上げて、一方の面からより多くの熱量を奪うことで効率良く固体光源の熱を奪うことができる。
【００１５】
上記の構成を実現するために、より具体的には、一方の面と熱交換する流路内を流れる液媒体と、他方の面と熱交換する流路内を流れる液媒体と、が異なってもよい。
この構成によれば、液媒体を変えることにより、液媒体が固体光源の一方の面と交換できる熱量と、他方の面と交換できる熱量とを変えることができる。
例えば、固体光源の発熱部が一方の面に近いと、一方の面が他方の面より温度が高くなる。そこで、一方の面と熱交換する流路の液媒体をより比熱および／もしくは熱伝導率の高い液媒体にすることで、一方の面からより多くの熱量を奪うことができ、効率良く固体光源の熱を奪うことができる。
【００１６】
上記の構成を実現するために、より具体的には、流路が循環流路であって、循環流路には液媒体を循環させる循環手段が備えられていることが望ましい。
この構成によれば、循環手段によって液媒体が循環流路内を常に流れるため、固体光源の一方の面および他方の面と熱交換する流路にも常に液媒体が流れる。そのため、一方の面および他方の面と上記流路内を流れる液媒体との温度差を一定に維持することができ、液媒体の固体光源に対する冷却能力をさらに安定して維持することができる。
【００１７】
上記の構成を実現するために、より具体的には、循環流路には、一方の面と熱交換する第１流路と、他方の面と熱交換する第２流路と、が形成され、第１流路と前記第２流路とが並列に接続されていてもよい。
この構成によれば、例えば、第１流路と第２流路との流路抵抗を異ならせることで、第１流路と第２流路とに流れる液媒体の単位時間当たりの流量を異ならせることができる。そのため、上記一方の面が上記他方の面より温度が高い時には、第１流路を流れる液媒体の流量を第２流路の流量よりも増やして上記一方の面からより多くの熱を奪い、固体光源を効率良く冷却することができる。
【００１８】
上記の構成を実現するために、より具体的には、循環流路には、一方の面と熱交換する第１流路と、他方の面と熱交換する第２流路と、が形成され、第１流路と前記第２流路とが直列に接続されていてもよい。
この構成によれば、例えば、上記一方の面が上記他方の面より温度が高い時には、先に第２流路に液媒体を流し、その後第１流路に液媒体を流すことにより、温度の高い上記一方の面だけでなく温度の低い上記他方の面からも効果的に熱を奪うことができ、固体光源を効果的に冷却することができる。
【００１９】
上記の構成を実現するために、より具体的には、流路が一方の面と熱交換する第１循環流路と、他方の面と熱交換する第２循環流路と、であって、第１循環流路と、第２循環流路とには、液媒体を循環させる循環手段が備えられていてもよい。
この構成によれば、第１循環流路と第２循環流路とが独立したそれぞれ循環流路を形成しているため、各循環流路内に流れる液媒体の種類を変えることや、液媒体の単位時間あたりの流量を変えることができる。そのため、上記一方の面および上記他方の面を冷却するのに適切な液媒体および流量をそれぞれ選定することができ、固体光源を効果的に冷却することができる。
【００２０】
本発明の投射型表示装置は、光を出射する光源装置と、光源装置からの光を変調する光変調手段と、光変調手段によって変調された光を投射する投射手段とを備えた投射型表示装置であって、光源装置が上記本発明の光源装置であることを特徴とする。
【００２１】
すなわち、本発明の投射型表示装置は、上記本発明の光源装置を備えることにより、
投射型表示装置の大きさを小さくすることができるとともに、表示される画像の明るさを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
〔光源装置〕
以下、本発明の実施の形態である光源装置について図１から図７を参照して説明する。
図１は、本発明における光源装置の概略図である。
光源装置１０は、図１に示すように、光を出射する光源部２０と、光源部２０を冷却する液体５０が流れる循環流路５５と、液体（液媒体）５０を循環させる循環ポンプ（循環手段）５６と、光源部２０から熱を奪い温度の高くなった液体５０を冷却する冷却フィン（放熱手段）５７とから概略構成されている。
【００２３】
図２は、光源装置の光源部の平面図である。図３は図２におけるＡ−Ａ線矢視断面図である。
光源部２０は、図２および図３に示すように、光を出射するＬＥＤチップ（固体光源）２１と、出射された光を被照明領域に導く光学系２５と、ＬＥＤチップ２１を冷却する第１流路（流路）３１および第２流路（流路）３６と、ＬＥＤチップ２１に電気を供給する導電系４０と、から概略構成されている。
ＬＥＤチップ２１は、基板４５上にフリップチップ実装されている。基板４５上には、導電系４０である基板端子４１と実装端子４２が配置され、熱伝導性のよい絶縁性樹脂４３が基板４５とＬＥＤチップ２１との間隙を埋めるように配置されている。
【００２４】
図４（ａ）は、光源部の下面冷却部の平面概略図であり、図４（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
基板４５の下面には、図３に示すように、下面冷却部４６が配置されている。下面冷却部４６には、冷却部本体４６ａと蓋体４６ｂとから構成され、冷却部本体４６ａには溝が形成され、冷却部本体４６ａと蓋体４６ｂとを貼りあわせることで、図３および図４（ａ）、（ｂ）に示すような、第１流路３１が形成されている。第１流路３１には、ＬＥＤチップ２１が実装される領域でその流路幅がＷに広がる熱交換面３１ａが形成されている。
【００２５】
図５（ａ）は、光源部の上面冷却部の平面概略図であり、図５（ｂ）は、（ａ）のＣ−Ｃ線矢視断面図である。
ＬＥＤチップ２１の上面には、図３に示すように、上面冷却部４７が配置されている。上面冷却部４７には、冷却部本体４７ａと蓋体４７ｂとから構成され、冷却部本体４７ａには溝が形成され、冷却部本体４７ａと蓋体４７ｂとを貼り合わせることで、図３および図５（ａ）、（ｂ）に示すような、第２流路３６が形成されている。第２流路３６には、ＬＥＤチップ２１が実装される領域でその流路幅がＷに広がる熱交換面３６ａが形成されている。
また、上面冷却部４７は、材料として透明で液体５０に対して化学的に安定であって、ＬＥＤチップ２１からの出射光が損なわれることなく透過する光学機能を有している（例えば、ガラスやアクリル樹脂、ポリカーボネートなど）。
【００２６】
図６は、ＬＥＤチップ実装部の拡大断面図である。
上面冷却部４７および下面冷却部４６は、図６に示すように、ＬＥＤチップ２１の上面または下面から熱交換できるように配置されるとともに、ＬＥＤチップ２１が、熱交換面３１ａ、３６ａの略中央部に配置されている。
熱交換面３１ａ、３６ａにおけるＬＥＤチップ２１よりも外側に張り出した長さをＬ、第１流路３１と第２流路３６との間隔をＴとする。その時、Lの値をどのように設定すれば良いかという問題が生じる。この問題はTの値だけでなく、第１流路３１と第２流路３６の間にある物質の熱伝導率などの物性、さらには冷却目標値などにより変化し、一義的に決める事はできない。定性的には冷却能力に対して発熱量が多くなるにつれLの値はある程度大きくしたほうが冷却効率は上がる。但し不必要にLを大きくすることはかえって冷却効率を悪くしてしまう。いずれにせよ効率的な冷却のためのL最適値はゼロでもマイナスでもなく、正の値となる。以上の基本認識を踏まえた上で、おおよその目安としては、張り出し長さＬと間隔Ｔとの間には下記の関係が成り立つように、設定するのが望ましい。
（１）（ＬＥＤチップ２１からの発熱量）／（冷却能力）比がそれほど大きくない時
Ｌ≧Ｔ
（２）（ＬＥＤチップ２１からの発熱量）／（冷却能力）比が大きい時
Ｌ＞２Ｔ〜３Ｔ
ただし、Ｌ＝（Ｗ−Ｗｔ）／２  （ＷｔはＬＥＤチップ２１の縦または横の長さ）
ここで、冷却能力とは、光源装置１０がＬＥＤ２１から発生した熱を冷却フィン５７から外部に放出する能力ことである。
【００２７】
上面冷却部４７と基板４５との間には、図３に示すように、ＬＥＤチップ２１の周囲を覆うように透明熱伝導体４９が配置されている。透明熱伝導体４９は、材料として熱伝導性が良く液体５０に対して化学的に安定であって、ＬＥＤチップ２１からの出射光が損なわれることなく透過する光学機能を有している（例えば、シリコンジェルなど）。
【００２８】
光学系２５には、図３に示すように、ＬＥＤチップ２１から略側方に出射された光を被照明領域方向に反射する反射部２６と、光を被照明領域に集光または平行光化するレンズ２７とが備えられている。
反射部２６は基板４５上に配置されている。また、反射部２６は、円環状に形成されているとともに、ＬＥＤチップ２１に対向する面は外側に向かって被照明領域側に傾斜する反射面２６ａが形成されている。レンズ２７は反射部２６上に配置されている。レンズ２７には、ＬＥＤチップ２１から出射された光を被照明領域に集光または平衡光化する凸部２７ａが形成されている。また、レンズ２７は、材料として透明で液体５０に対して化学的に安定であって、ＬＥＤチップ２１からの出射光が損なわれることなく透過する光学機能を有している（例えば、ガラスやアクリル樹脂、ポリカーボネートなど）。
上面冷却部４７および反射部２６とレンズ２７との間には、その空間を埋めるように透明樹脂４８が配置されている。透明樹脂４８は、材料として透明で、ＬＥＤチップ２１からの出射光が損なわれることなく透過する光学機能を有している（例えば、シリコンジェルなど）。
【００２９】
液体５０は、透光性液体である。好ましくは電気絶縁性であって、光源装置１１０に備えられた部材に対して非腐食性である液体から選定される。さらに好ましくは蒸気圧が小さく、凝固点が低く、熱安定性に優れていて、熱伝導率が大きい液体が望まれる。本発明に適用可能な液体を例示すれば、ビフェニルジフェニルエーテル系、アルキルベンゼン系、アルキルビフェニル系、トリアリールジメタン系、アルキルナフタレン系、水素化テルフェニル系、ジアリールアルカン系などの有機熱媒体として一般的に使用されているものを挙げることが出来る。また、シリコーン系、フッ素系の各液体も適用可能である。それらの中から、光源装置の用途、要求性能、環境保全性などを加味して選定される。
【００３０】
冷却フィン５７は、例えば、Ｆｅ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｇなどの金属や、それらを含む熱伝導性に優れた材料により形成されている。図１に示すように、冷却フィン５７には、多数のフィン（ひれ）を付けて表面積を大きくして、外部への放熱能力を高めている。本実施形態では、冷却フィン５７は、循環流路５５の外表面の一面に、循環流路５５からの熱伝導を損なわないように、適宜の手段を用いて固定されているが、他の複数の外表面に備えられていても良い。また、循環流路５５の一部に、密封容器と一体に形成されていても良い。また、フィンの間を流れる空気の自然対流だけでは放熱が不充分であれば、外部に電動空冷ファンを備えることにより強制的に空気対流させて、より放熱能力を高めることが出来る。
なお、本実施の形態においては、冷却を促進するための冷却フィン５７を設けた構成で説明しているが、光源装置１０の用途、使用環境によっては冷却フィン５７を設けない構成に適応することもできる。
また、上面冷却部４７と液体５０と透明樹脂４８とに用いる材料を、レンズ２７の屈折率と略同一の屈折率を持つ材料を用いてもよい。この構成によれば、ＬＥＤチップ２１から出射された光が、上面冷却部４７、液体５０および透明樹脂４８を透過するときに、それぞれの界面で光が反射することなく透過することができる。
【００３１】
次に、上記の構成からなる光源装置１０における作用について説明する。
ＬＥＤチップ２１に基板端子４１から電力が供給されると、ＬＥＤチップ２１から周囲に向けて光が出射される。上面冷却部４７に入射した光は上面冷却部４７および液体５０を透過してレンズ２７に向けて出射され、反射部２６に入射した光はレンズ２７に向けて反射される。レンズ２７に入射した光は、凸部２７ａにより屈折され被照明領域に向けて集光または平行光化されて出射される。
【００３２】
液体５０は、循環ポンプ５６により循環流路５５内を光源部２０に向けて圧送される。光源部２０に流入した液体５０は、第１流路３１および第２流路３６に流入する。
ＬＥＤチップ２１において発生した熱は、直接接触している上面冷却部４７および絶縁性樹脂４３、基板４５を介して下面冷却部４６に伝えられる。第１流路３１および第２流路３６を流れる液体５０は、上面冷却部４７および下面冷却部４６に伝えられた熱を奪うことによりＬＥＤチップ２１を冷却する。熱を奪い温度が上昇した液体５０は、循環流路５５に合流して冷却フィン５７が配置されている部分に流入する。液体５０の熱は、循環流路５５の壁面を通って冷却フィン５７に伝達される。冷却フィン５０に伝えられた熱は、外部の例えば空気に放熱され、液体５０が冷却される。冷却された液体５０は、再び循環ポンプ５６に流入し、光源部２０に向けて再び圧送される。
また、ＬＥＤチップ２１から透明熱伝導体４９に伝えられた熱は、透明熱伝導体４９に直接接している上面冷却部４７および基板４５を介して下面冷却部４６に伝えられる。上面冷却部４７および下面冷却部４６に伝えられた熱は、液体５０によって奪われ、ＬＥＤチップ２１は冷却される。
【００３３】
上記の構成によれば、液体５０が流れる第１流路３１および第２流路３６がＬＥＤチップ２１の下面および上面と熱交換するように配置されているため、ＬＥＤチップ２１で発生する熱を上記上面および上記下面から奪い、冷却することができる。その結果、ＬＥＤチップ２１への投入電力を上げることが可能となり、ＬＥＤチップ２１から射出できる光量を増大させ、高輝度化を図ることができる。
また、ＬＥＤチップ２１の面積を小さくしてエテンデュを下げても、ＬＥＤチップ２１への投入電力を上げることができるため、高輝度を維持することができる。
【００３４】
放熱フィン５７により液体５０の熱を循環流路５５外の媒体に放出することができるため、液体５０の温度を下げることができる。液体５０の温度が下がることにより、液体５０とＬＥＤチップ２１との温度差が大きくなり、ＬＥＤチップ２１からより多くの熱を奪うことができる。その結果、ＬＥＤチップ２１への投入電力をより上げることが可能となり、ＬＥＤチップ２１から射出できる光量をさらに増大させ、より高輝度化を図ることができる。また、液体５０の冷却能力を長時間にわたり維持することができることにより、ＬＥＤチップ２１の高輝度化を長時間にわたり維持することができる。
【００３５】
熱交換面３１ａ、３６ａがＬＥＤチップ２１の下面および上面よりも広いため、熱交換面３１ａ、３６ａがＬＥＤチップ２１よりも横方向に張り出している。液体５０はその張り出し部からＬＥＤチップ２１の端面と接触する透明熱伝導体４９の熱を奪い、熱を奪われた透明熱伝導体４９はＬＥＤチップ２１から熱を奪い、ＬＥＤチップ２１を冷却することができる。
【００３６】
第１流路３１と第２流路３６とが並列に接続されているため、例えば、第１流路３１と第２流路３６との流路抵抗を異ならせることで、第１流路３１と第２流路３６とに流れる液体５０の単位時間当たりの流量を異ならせることができる。そのため、ＬＥＤチップ２１の下面が上面より温度が高い時には、第１流路３１を流れる液体５０の流量を第２流路３６の流量よりも増やすことができ、上記下面からより多くの熱を奪い、ＬＥＤチップ２１を効率良く冷却することができる。
【００３７】
循環ポンプ５６によって液体５０が循環流路５５内を常に流れるため、ＬＥＤチップ２１の上面および下面と熱交換する第１流路３１および第２流路３６にも常に液体５０が流れる。そのため、第１流路３１および第２流路３６を流れる液体５０との温度差を一定に維持することができ、液体５０のＬＥＤチップ２１に対する冷却能力をさらに安定して維持することができる。
【００３８】
図７は、本発明における別の実施の形態である光源装置の概略図である。
なお、循環流路５５と第１流路３１および第２流路３６との接続は、図１に示すような、並列な結合方法に限られることなく、図７に示すように、循環流路５５と第１流路３１と第２流路３６とを直列に配置して結合してもよい。
このような構成をとることにより、第１流路３１および第２流路３６に液体５０を一台の循環ポンプ５６により流すことができ、光源装置１０を小型化するのに好適となる。
【００３９】
図８は、本発明におけるさらに別の実施の形態である光源装置の概略図である。
また、１つの循環流路５５に第１流路３１および第２流路３６を設ける構成に限られることなく、図８に示すように、第１循環流路５５Ａおよび第２循環流路５５Ｂを設け、それぞれが第１流路３１および第２流路３６の役割を果たすようにしてもよい。
このような構成をとることにより、第１循環流路５５Ａと第２循環流路５５Ｂとが独立したそれぞれ循環流路を形成しているため、各循環流路内に流れる液体５０の種類を変えることや、液体５０の単位時間あたりの流量を変えることができる。そのため、ＬＥＤチップの上面および下面を冷却するのに適切な液媒体および流量をそれぞれ選定することができ、ＬＥＤチップを効果的に冷却することができる。
【００４０】
〔投射型表示装置〕
図９は、本発明の光源装置を用いた単板式投射型表示装置の概略構成図である。
図９に示す投射型表示装置１は、上述した光源装置１０を使用するのに適する小型の単板式の投射型表示装置である。
投射型表示装置１は、図９に示すように、白色光を出射する光源装置１０と、白色光を変調する液晶パネル（光変調手段）２００と、変調された光を投射する投射レンズ（投射手段）３００と、これらを収納する筐体５００とを備えて構成されている。液晶パネルが１枚の、いわゆる単板式の投射型表示装置である。
液晶パネル２００は、図示しない駆動回路に供給される制御信号の電圧の変化に応じて、画素単位で光を透過させたり透過させなかったりする光変調が可能に構成されている。また、液晶パネル２００はカラーフィルタを備え、ＲＧＢに対応する複数の画素でカラー画素が構成されている。そして、ＲＧＢ各色光の透過の有無を制御することでカラー表示が可能になっている。これらの構成は公知のカラーフィルタを備えた液晶パネルと同様のものである。
投射レンズ３００は、液晶パネル２００から射出された像をスクリーン６００上に結像させるように構成されている。同図では投射レンズが１枚図示されているのみだが、複数のレンズで構成されても良いことはもちろんである。筐体５００は、投射型表示装置全体の収納容器として構成されており、各光学要素を適当に配置できるように構成されている。
【００４１】
このような構成の投射型表示装置において、光源装置１０からは高輝度の白色光が射出され、液晶パネル２００でＲＧＢごとに光変調される。光変調された各色光は投射レンズ３００により、スクリーン６００上に明るいカラー画像として合成される。
【００４２】
図１０は、本発明の光源装置を用いた３板式投射型表示装置の概略構成図である。
図１０に示す投射型表示装置２は、上述した光源装置１０を使用するのに適する小型の３板式の投射型表示装置である。上述した投射型表示装置１とは、光源装置および液晶パネルをそれぞれ３セット備えている点が異なっている。したがって、投射型表示装置１と同一部分については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４３】
投射型表示装置２は、図１０に示すように、光源装置１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂと、３個の液晶パネル２００、ダイクロイックプリズム４００、投射レンズ３００および筐体５００とを備えて構成されている。液晶パネルが個の、いわゆる３板式の投射型表示装置である。
光源装置１０Ｒ、１０Ｇ、１０ＢのそれぞれのＬＥＤチップが、赤の色光、緑の色光、および青の色光をそれぞれ射出する点を除いて、これらの光源装置１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂの構造は、上述した光源装置１０の構造と基本的に同じである。そのため、光源装置１０Ｒからは赤色（Ｒ）、光源装置１０Ｇからは緑色（Ｇ）、光源装置１０Ｂからは青色（Ｂ）の各色光が射出される。なお、ＲＧＢの色光を出射する光源装置１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂを用いるだけでなく、白色光を出射する光源装置を用い、光源装置１０と液晶パネル２００との間、または液晶パネル２００とダイクロイックプリズム４００との間に白色光をＲＧＢの各色光に変換するカラーフィルタを配置してもよい。
ダイクロイックプリズム４００は、Ｒのみを反射可能な多層膜４００Ｒと、Ｂのみを反射可能な多層膜４００Ｂとを備え、ＲＧＢごとに光変調された画像を合成して、投射レンズ３００に向けて射出可能に構成されている。
【００４４】
このような構成の投射型表示装置において、光源装置１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂからは、それぞれ高輝度の各色光が射出され、各光源装置に対応する液晶パネル２００でそれぞれ光変調される。光変調された各色光は投射レンズ３００により、スクリーン６００上に明るいカラー画像として合成される。この構成によれば、上述した単板式投射型表示装置1に比べ、さらに明るいカラー画像が得られる。
【００４５】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記の実施の形態においては、光源装置としてＬＥＤチップを用いる構成に適応して説明したが、このＬＥＤチップを用いる構成に限られることなく、半導体レーザなど、その他各種の固体発光素子に適応することができるものである。
また、放熱手段として冷却フィンを用いる構成に適応して説明したが、例えばペルチェ効果を用いた冷却素子を用いるなど、様々な放熱効果を高める手段を適用することもできる。さらに上記の実施の形態においては、光変調手段として透過型液晶パネルを用いる構成に適応して説明したが、この透過型液晶パネルを用いる構成に限られることなく、反射型液晶パネル（ＬＣＯＳ）や、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ、登録商標）など、他の光変調手段を用いることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明における実施の形態である光源装置の概略図である。
【図２】光源装置の光源部の平面図である。
【図３】光源装置の光源部の断面図である。
【図４】光源部の下面冷却部の平面概略図である。
【図５】光源部の上面冷却部の平面概略図である。
【図６】ＬＥＤチップ実装部の拡大断面図である。
【図７】本発明における別の実施の形態である光源装置の概略図である。
【図８】本発明におけるさらに別の実施の形態である光源装置の概略図である。
【図９】本発明の光源装置を用いた投射型表示装置の概略構成図である。
【図１０】本発明の光源装置を用いた投射型表示装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００４７】
１、２・・・投射型表示装置、  １０、１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂ・・・光源装置、  ２１・・・ＬＥＤチップ（固体光源）、  ３１・・・第１流路（流路）、  ３１ａ、３６ａ・・・熱交換面、  ３６・・・第２流路（流路）、  ５０・・・液体（液媒体）、  ５６・・・循環ポンプ（循環手段）、  ５７・・・冷却フィン（放熱手段）、  ２００・・・液晶パネル（光変調手段）、  ３００・・・投射レンズ（投射手段）
【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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【図９】
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【図１０】
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