JP7127662B2 - 光源装置およびプロジェクター - Google Patents

Description

本発明は、光源装置およびプロジェクターに関する。

近年、プロジェクターに用いる光源装置として、発光素子から射出された励起光を蛍光体に照射した際に蛍光体から発せられる蛍光を利用することが提案されている。下記の特許文献１には、蛍光体を含む平板状の波長変換部材と、励起光を射出する発光ダイオードと、を備え、波長変換部材の複数の面のうち、面積が広い面から励起光を入射させ、波長変換部材の面積が狭い面から変換光を射出させる光源装置が開示されている。

特表２００８－５２１２３３号公報

上記光源装置において、明るい照明光を得る場合、光源装置で生じる発熱量が増えるため、光源装置の放熱性を向上させる必要がある。しかしながら、一般的に光源装置の放熱性を向上させる場合、装置構成が大型化するという問題がある。

上記の課題を解決するために、本発明の第１態様によれば、第１波長帯の第１光を射出する第１光源と、第２波長帯の第２光を射出する第２光源と、蛍光体を含み、第１光源から射出された第１光を、第１波長帯とは異なる第３波長帯の第３光に変換する波長変換部と、複数の第１フィンを有し、第１光源から発生する熱を放熱する第１放熱部材と、複数の第２フィンを有し、第２光源から発生する熱を放熱する第２放熱部材と、を備え、複数の第１フィン間の隙間で規定され、冷却媒体が供給される第１流路の延びる第１方向と、複数の第２フィン間の隙間で規定され、冷却媒体が供給される第２流路の延びる第２方向と、が等しい光源装置が提供される。

本発明の第２態様によれば、本発明の第１態様の光源装置と、光源装置からの光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、光変調装置により変調された光を投写する投写光学装置と、を備えるプロジェクターが提供される。

第１実施形態のプロジェクターの構成を示す図である。 光源装置の概略構成を示す側面図である。 光源装置の概略構成を示す上面図である。 第１放熱部材および第２放熱部材の要部構成を示した斜視図である。 第２実施形態の光源装置の概略構成を示す側面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
本実施形態のプロジェクターは、光変調装置として液晶パネルを用いたプロジェクターの一例である。
なお、以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。

（第１実施形態）
図１は本実施形態のプロジェクターの構成を示す図である。
図１に示す本実施形態のプロジェクター１は、スクリーン（被投写面）ＳＣＲ上にカラー画像を表示する投写型画像表示装置である。プロジェクター１は、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、青色光ＬＢの各色光に対応した３つの光変調装置を用いている。

プロジェクター１は、光源装置２と、均一照明光学系４０と、色分離光学系３と、光変調装置４Ｒと、光変調装置４Ｇと、光変調装置４Ｂと、合成光学系５と、投写光学装置６と、ケース１１と、を備えている。ケース１１は、光源装置２と、均一照明光学系４０と、色分離光学系３と、光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂと、合成光学系５と、投写光学装置６とを収容する筐体である。ケース１１は、第１面１１ａ、第２面１１ｂ、および、第１面１１ａと第２面１１ｂとをつなぐケース側面１１ｃ、を有する。なお、以下の説明において必要に応じてＸＹＺ直交座標系を用いて説明する。Ｚ軸はプロジェクター１の上下に沿う軸であり、Ｘ軸とは光源装置２の光軸ＡＸと平行な軸であり、Ｙ軸はＸ軸およびＺ軸に直交する軸である。以下では、Ｚ軸に沿うＺ方向を上下方向として説明するが、プロジェクター１における上下方向はプロジェクター１の設置姿勢に応じて適宜変化するものであり、上記に限定されない。

光源装置２は、照明光ＷＬを均一照明光学系４０に向けて射出する。光源装置２の詳細な構成については、後で詳しく説明する。

均一照明光学系４０は、インテグレーター光学系３１と、偏光変換素子３２と、重畳光学系３３と、を備えている。インテグレーター光学系３１は、第１レンズアレイ３１ａと、第２レンズアレイ３１ｂと、を備えている。偏光変換素子３２はインテグレーター光学系３１から射出される光の偏光方向を変換する。具体的に偏光変換素子３２は、第１レンズアレイ３１ａで分割され、第２レンズアレイ３１ｂから射出された各部分光束を直線偏光に変換する。偏光変換素子３２は、光源装置２から射出される照明光ＷＬに含まれる偏光成分のうち一方の直線偏光成分をそのまま透過させるとともに、他方の直線偏光成分を光軸に垂直な方向に反射する偏光分離層と、偏光分離層で反射された他方の直線偏光成分を光軸に平行な方向に反射する反射層と、反射層で反射された他方の直線偏光成分を一方の直線偏光成分に変換する位相差板とを有している。重畳光学系３３はインテグレーター光学系３１と協働して、被照明領域における照明光ＷＬによる照度分布を均一化する。
このようにして均一照明光学系４０は、光源装置２から射出された照明光ＷＬの強度分布を、被照明領域である光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、および光変調装置４Ｂのそれぞれにおいて均一化する。均一照明光学系４０から射出された照明光ＷＬは、色分離光学系３へ入射する。

色分離光学系３は、白色の照明光ＷＬを赤色光ＬＲと緑色光ＬＧと青色光ＬＢとに分離する。色分離光学系３は、第１ダイクロイックミラー７ａと、第２ダイクロイックミラー７ｂと、第１反射ミラー８ａと、第２反射ミラー８ｂと、第３反射ミラー８ｃと、第１リレーレンズ９ａと、第２リレーレンズ９ｂと、を備えている。

第１ダイクロイックミラー７ａは、光源装置２からの照明光ＷＬを赤色光ＬＲと、その他の光（緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢ）とに分離する。第１ダイクロイックミラー７ａは、分離された赤色光ＬＲを透過するとともに、その他の光（緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢ）を反射する。一方、第２ダイクロイックミラー７ｂは、その他の光を緑色光ＬＧと青色光ＬＢとに分離する。第２ダイクロイックミラー７ｂは、分離された緑色光ＬＧを反射し、青色光ＬＢを透過する。

第１反射ミラー８ａは、赤色光ＬＲの光路中に配置され、第１ダイクロイックミラー７ａを透過した赤色光ＬＲを光変調装置４Ｒに向けて反射する。一方、第２反射ミラー８ｂおよび第３反射ミラー８ｃは、青色光ＬＢの光路中に配置され、第２ダイクロイックミラー７ｂを透過した青色光ＬＢを光変調装置４Ｂに向けて反射する。また、緑色光ＬＧは、第２ダイクロイックミラー７ｂによって光変調装置４Ｇに向けて反射される。

第１リレーレンズ９ａおよび第２リレーレンズ９ｂは、青色光ＬＢの光路中における第２ダイクロイックミラー７ｂの光射出側に配置されている。第１リレーレンズ９ａおよび第２リレーレンズ９ｂは、青色光ＬＢの光路長が赤色光ＬＲや緑色光ＬＧの光路長よりも長いことに起因した青色光ＬＢの照明分布の違いを修正する。

光変調装置４Ｒは、赤色光ＬＲを画像情報に応じて変調し、赤色光ＬＲに対応した画像光を形成する。光変調装置４Ｇは、緑色光ＬＧを画像情報に応じて変調し、緑色光ＬＧに対応した画像光を形成する。光変調装置４Ｂは、青色光ＬＢを画像情報に応じて変調し、青色光ＬＢに対応した画像光を形成する。

光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、および光変調装置４Ｂには、例えば透過型の液晶パネルが用いられている。また、液晶パネルの入射側および射出側には、偏光板（図示せず）がそれぞれ配置され、特定の方向の直線偏光のみを通過させる構成となっている。

光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、および光変調装置４Ｂの入射側には、それぞれフィールドレンズ１０Ｒ、フィールドレンズ１０Ｇ、フィールドレンズ１０Ｂが配置されている。フィールドレンズ１０Ｒ、フィールドレンズ１０Ｇ、およびフィールドレンズ１０Ｂは、それぞれの光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、光変調装置４Ｂに入射する赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、青色光ＬＢの主光線を平行化する。

合成光学系５は、光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、および光変調装置４Ｂから射出された画像光が入射することにより、赤色光ＬＲ，緑色光ＬＧ，青色光ＬＢに対応した画像光を合成し、合成された画像光を投写光学装置６に向けて射出する。合成光学系５には、例えばクロスダイクロイックプリズムが用いられる。

投写光学装置６は、複数の投写レンズから構成されている。投写光学装置６は、合成光学系５により合成された画像光をスクリーンＳＣＲに向けて拡大投写する。これにより、スクリーンＳＣＲ上に画像が表示される。

以下、光源装置２について説明する。
図２は、光源装置２の概略構成を示す側面図である。図２は－Ｙ側から＋Ｙ側に向かって光源装置２を見た側面図である。図３は、光源装置２の概略構成を示す上面図である。図３は＋Ｚ側から－Ｚ側に向かって光源装置２を見た上面図である。

図２に示すように、光源装置２は、波長変換部５０と、第１光源５１と、第２光源５２と、光合成部５３と、角度変換部５４と、ミラー５５と、集光レンズ５６と、拡散板５７と、第１放熱部材５９と、第２放熱部材６０と、供給部６１と、第１コリメーターレンズ６２と、第２コリメーターレンズ６３と、を備えている。

本実施形態の光源装置２において、第１光源５１および第２光源５２は、ケース１１の厚さ方向、すなわちＺ軸方向に沿う上下方向に並んで配置されている。具体的に、ケース１１内において、第１光源５１は第１面１１ａに近い位置に設けられており、第２光源５２は第１光源５１よりも上側、すなわち、第１光源５１よりも第２面１１ｂに近い位置に設けられている。

波長変換部５０は、四角柱状の形状を有し、互いに対向する第１端部５０ａおよび第２端部５０ｂと、第１端部５０ａおよび第２端部５０ｂに交差する４つの側面５０ｃと、を有する。波長変換部５０は、蛍光体を少なくとも含み、励起波長帯の励起光Ｅを、励起波長である第１波長帯とは異なる第３波長帯を有する蛍光（第３光）Ｙに変換する。波長変換部５０において、励起光Ｅは側面５０ｃから入射し、蛍光Ｙは第１端部５０ａから＋Ｘ方向に向けて射出される。

なお、波長変換部５０は、必ずしも四角柱状の形状を有していなくてもよく、三角柱などの他の多角形状であってもよい。もしくは、波長変換部５０は、円柱状であってもよい。

波長変換部５０は、励起光Ｅを蛍光Ｙに波長変換するセラミック蛍光体（多結晶蛍光体）を含んでいる。蛍光Ｙの波長帯は、例えば４９０～７５０ｎｍの黄色の波長域である。すなわち、蛍光Ｙは、赤色光成分および緑色光成分を含む黄色の蛍光である。

波長変換部５０は、多結晶蛍光体に代えて、単結晶蛍光体を含んでいてもよい。もしくは、波長変換部５０は、蛍光ガラスから構成されていてもよい。もしくは、波長変換部５０は、ガラスや樹脂からなるバインダー中に多数の蛍光体粒子が分散された材料から構成されていてもよい。このような材料からなる波長変換部５０は、励起光Ｅを第３波長帯の蛍光Ｙに変換する。

具体的には、波長変換部５０の材料は、例えばイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）系蛍光体を含んでいる。賦活剤としてのセリウム（Ｃｅ）を含有するＹＡＧ：Ｃｅを例に挙げると、波長変換部５０の材料として、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＣｅＯ３等の構成元素を含む原料粉末を混合して固相反応させた材料、共沈法、ゾルゲル法等の湿式法により得られるＹ－Ａｌ－Ｏアモルファス粒子、噴霧乾燥法、火炎熱分解法、熱プラズマ法等の気相法により得られるＹＡＧ粒子等を用いることができる。

第１光源５１は、青色の励起光（第１光）Ｅを射出するＬＥＤを有する。本実施形態において、光源装置２は第１光源５１を２つ有している。２つの第１光源５１は、波長変換部５０の側面５０ｃに互いに対向して設けられ、側面５０ｃに向けて励起光Ｅを射出する。第１波長帯である励起波長帯は、例えば４００ｎｍ～４８０ｎｍの青色の波長域であり、ピーク波長は例えば４４５ｎｍである。すなわち、励起光Ｅは青色光である。第１光源５１は、波長変換部５０の４つの側面５０ｃのうち、一部の側面５０ｃに対向して設けられていてもよいし、全ての側面５０ｃに対向して設けられていてもよい。本実施形態の光源装置２において、第１光源５１は、波長変換部５０の４つの側面５０ｃのうち、上側である＋Ｚ側を向く側面５０ｃおよび下側である－Ｚ側を向く側面５０ｃに対向して設けられている。本実施形態において、光源装置２は、２つの第１光源５１を有するが、これに限らず、第１光源５１が一つでもよく、３つ以上の第１光源５１を有していてもよい。

第１光源５１は、青色の励起光Ｅを射出するＬＥＤを有しているが、ＬＥＤの他、導光板、拡散板、レンズ等の他の光学部材を備えていてもよい。ＬＥＤの個数は、特に限定されない。

第１放熱部材５９は、第１光源５１から発生する熱を放熱する。第１放熱部材５９は複数の第１フィン５９ａを有し、複数の第１フィン５９ａの隙間で規定される第１流路Ｒ１を含む。第１放熱部材５９は第１流路Ｒ１に供給された冷却媒体と熱交換することで放熱する。第１放熱部材５９は、放熱性の高い金属製のヒートシンクで構成される。光源装置２は第１放熱部材を２つ有している。一方の第１放熱部材５９は、一方の第１光源５１における励起光Ｅの射出方向と反対面に取り付けられ、他方の第１放熱部材５９は、他方の第１光源５１における励起光Ｅの射出方向と反対面に取り付けられている。本実施形態において、光源装置２は、２つの第１放熱部材５９を有するが、これに限らず、第１放熱部材５９が一つでもよく、３つ以上の第１放熱部材５９を有していてもよい。

第１フィン５９ａはＹＺ平面に沿う板状部材である。第１放熱部材５９は複数の第１フィン５９ａをＸ軸方向に沿って並べることで構成される。各第１フィン５９ａは隣り合うフィンとの間に第１流路Ｒ１を構成するように所定の隙間を設けた状態で配列される。第１流路Ｒ１はＹ軸方向に沿って延びる。すなわち、本実施形態の第１放熱部材５９において、第１流路Ｒ１の延びる第１方向は「Ｙ軸方向」に相当する。

ミラー５５は、波長変換部５０の第２端部５０ｂに設けられている。ミラー５５は、波長変換部５０の内部を導光し、第２端部５０ｂに到達した蛍光Ｙを反射させる。ミラー５５は、波長変換部５０の第２端部５０ｂに形成された金属膜や誘電体多層膜から構成されている。

上記構成の光源装置２において、第１光源５１から射出された励起光Ｅが波長変換部５０に入射すると、波長変換部５０に含まれる蛍光体が励起され、任意の発光点から蛍光Ｙが発せられる。蛍光Ｙは任意の発光点から全ての方向に向かって進むが、側面５０ｃに向かった蛍光Ｙは、側面５０ｃで全反射し、全反射を繰り返しつつ第１端部５０ａもしくは第２端部５０ｂに向かって進む。第１端部５０ａに向かった蛍光Ｙは角度変換部５４に入射する。一方、第２端部５０ｂに向かった蛍光Ｙは、ミラー５５で反射され、第１端部５０ａに向かって進む。

波長変換部５０に入射した励起光Ｅのうち、蛍光体の励起に使われなかった励起光Ｅの一部は第２端部５０ｂに設けられたミラー５５で反射されるため、波長変換部５０の内部に閉じ込められて再利用される。

波長変換部５０で生成された蛍光Ｙは角度変換部５４に入射する。角度変換部５４は、波長変換部５０の第１端部５０ａの光射出側に設けられ、波長変換部５０から射出された蛍光Ｙを集光する集光レンズとして機能する。また、角度変換部５４は、波長変換部５０から射出された蛍光Ｙをピックアップするピックアップレンズとしての機能も有する。角度変換部５４は透光性接着層（図示略）を介して波長変換部５０の第１端部５０ａに貼り付けられる。

角度変換部５４は、波長変換部５０に対向する第１端部５４ａと、第１コリメーターレンズ６２に対向する第２端部５４ｂと、入射した光を反射させる側面５４ｃと、を有するテーパーロッドから構成されている。

ここで、波長変換部５０の第１端部５０ａおよび第２端部５０ｂの中心を通る中心軸を波長変換部５０の光軸Ｊ１と定義する。また、光軸Ｊ１と平行に延びる軸を第２光源５２の光軸Ｊ２と定義する。また、光軸Ｊ１および光軸Ｊ２に直交し、光合成部５３の中心を通る軸を光軸Ｊ３と定義する。本実施形態において、光源装置２の光軸ＡＸは波長変換部５０の光軸Ｊ１に一致している。

本実施形態において、角度変換部５４は、四角錐台状の形状を有し、光軸Ｊ１に垂直な断面積が光の進行方向に沿って拡がっており、第２端部５４ｂの断面積は第１端部５４ａの断面積よりも大きい。

上記構成の角度変換部５４に入射した蛍光Ｙは、角度変換部５４の内部を進行する間に、側面５４ｃで全反射する毎に光軸Ｊ１に平行な方向に向きを変える。このようにして、角度変換部５４は、第２端部５４ｂにおける蛍光Ｙの最大射出角度を第１端部５４ａにおける蛍光Ｙの最大入射角度よりも小さくする。すなわち、角度変換部５４は蛍光Ｙを平行化して第２端部５４ｂから射出する。

なお、角度変換部５４として、複合放物面型集光器（Compound Parabolic Concentrator, ＣＰＣ）が用いられてもよい。角度変換部５４としてＣＰＣを用いた場合も、テーパーロッドを用いた場合と同様の効果が得られる。

第１コリメーターレンズ６２は、角度変換部５４の第２端部５４ｂの光射出側に設けられている。第１コリメーターレンズ６２は、凸レンズで構成されている。第１コリメーターレンズ６２は、角度変換部５４から射出された蛍光Ｙを平行化する。すなわち、角度変換部５４によって角度分布が変換された蛍光Ｙの平行度が第１コリメーターレンズ６２によってさらに高められる。このように第１コリメーターレンズ６２は蛍光Ｙの平行度をより高めることで、後段に配置される均一照明光学系４０における光利用効率を高めることができる。なお、角度変換部５４のみで蛍光Ｙの平行度が十分得られる場合、第１コリメーターレンズ６２は省略してもよい。

第２光源５２は複数の半導体レーザー５２ａを含む。第２光源５２の光軸Ｊ２の方向から視て、複数の半導体レーザー５２ａはアレイ状に配置されている。複数の半導体レーザー５２ａのそれぞれは、蛍光Ｙの第３波長帯とは異なる第２波長帯の青色光（第２光）Ｂを拡散板５７に向けて射出する。第２波長帯は、例えば４４０ｎｍ～４８０ｎｍの青色の波長帯である。なお、第２光源５２は１個の半導体レーザー５２ａのみで構成されてもよい。第２光源５２は、青色光Ｂを＋Ｘ方向に向けて射出する。本実施形態において、波長変換部５０における蛍光Ｙの射出方向（＋Ｘ方向）は、第２光源５２における青色光Ｂの射出方向（＋Ｘ方向）と等しい。

第２放熱部材６０は、第２光源５２から発生する熱を放熱する。第２放熱部材６０は複数の第２フィン６０ａを有し、複数の第２フィン６０ａの隙間で規定される第２流路Ｒ２を含む。第２放熱部材６０は第２流路Ｒ２に供給された冷却媒体と熱交換することで放熱する。第２放熱部材６０は、放熱性の高い金属製のヒートシンクで構成される。第２放熱部材６０は、第２光源５２における青色光Ｂの射出方向と反対面に取り付けられている。

第２フィン６０ａはＸＹ平面に沿う板状部材である。第２放熱部材６０は複数の第２フィン６０ａをＺ軸方向に沿って並べることで構成される。各第２フィン６０ａは隣り合うフィンとの間に第２流路Ｒ２を構成するように所定の隙間を設けた状態で配列される。第２流路Ｒ２はＹ軸方向に沿って延びる。すなわち、本実施形態の第２放熱部材６０において、第２流路Ｒ２の延びる第２方向は「Ｙ軸方向」に相当する。
なお、第１放熱部材５９および第２放熱部材６０は熱的に分離されている。すなわち、第１放熱部材５９および第２放熱部材６０は近接した状態に配置されるものの、互いに接触していない。また、第１放熱部材５９は、第２放熱部材６０と第１光源５１との間に配置されている。

上述のように第１放熱部材５９において、第１流路Ｒ１はＹ軸方向に延びている。すなわち、本実施形態の光源装置２において、第１流路Ｒ１の延びる第１方向と第２流路Ｒ２の延びる第２方向とは等しい。

拡散板５７は、第２光源５２の光射出側に設けられている。拡散板５７は、第２光源５２から射出された青色光Ｂを拡散させる。拡散板５７は、例えばマイクロレンズアレイ、ホログラフィックディフューザー、表面に凹凸が設けられた磨りガラス、２枚のマイクロレンズアレイからなるフライアイレンズ等から構成されている。拡散板５７を透過した後の青色光Ｂの拡散角度分布は、拡散板５７を透過する前の青色光Ｂの拡散角度分布よりも広くなる。これにより、青色光Ｂの拡散角度を蛍光Ｙの拡散角度と同等に広げることができる。その結果、青色光Ｂの拡散角度と蛍光Ｙの拡散角度とが異なることに起因する照明光ＷＬの色ムラを抑制できる。

第２コリメーターレンズ６３は、拡散板５７の光射出側に設けられている。第２コリメーターレンズ６３は、拡散板５７から射出された青色光Ｂを平行化して光合成部５３に導く。

本実施形態において、波長変換部５０における蛍光Ｙの射出方向（＋Ｘ方向）と第２光源５２における青色光Ｂの射出方向（＋Ｘ方向）とは等しい。光合成部５３は、波長変換部５０および第２光源５２の光射出側に配置される。

光合成部５３は、第２光源５２から射出された青色光Ｂと、波長変換部から射出された蛍光Ｙとを合成する。光合成部５３は、反射ミラー５３ａと、ダイクロイックミラー５３ｂと、を有する。反射ミラー５３ａは、第２光源５２から射出された青色光Ｂをダイクロイックミラー５３ｂに向けて反射する。ダイクロイックミラー５３ｂは光軸Ｊ１および光軸Ｊ３に対して４５度の角度をなすように配置されている。

ダイクロイックミラー５３ｂは、誘電体多層膜から構成され、反射ミラー５３ａで反射された青色光Ｂを均一照明光学系４０に向けて反射するとともに、波長変換部５０から射出された蛍光Ｙを透過させる。その結果、黄色の蛍光Ｙと青色光Ｂとが合成された白色の照明光ＷＬが光合成部５３のダイクロイックミラー５３ｂから射出される。

光源装置２から射出された照明光ＷＬは、図１に示した均一照明光学系４０に入射する。照明光ＷＬは、均一照明光学系４０によって、被照明領域である光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、および光変調装置４Ｂを均一に照明する。

供給部６１は、第１放熱部材５９の第１流路Ｒ１および第２放熱部材６０の第２流路Ｒ２に対して冷却媒体を供給する。供給部６１は第１流路Ｒ１および第２流路Ｒ２に冷却媒体として空気を供給する。

本実施形態において、第１光源５１および第２光源５２はケース１１の厚さ方向（上下方向）に並んで配置される。供給部６１による冷却媒体の供給方向は、第１光源５１および第２光源５２の並ぶ方向と異なる方向に設定される。

具体的に供給部６１は、ＸＹ平面に沿うケース１１の第１面１１ａおよび第２面１１ｂに沿うＹ軸方向に冷却媒体を供給する。上述のように第１流路Ｒ１および第２流路Ｒ２はそれぞれＹ軸方向に延びるため、供給部６１は第１流路Ｒ１および第２流路Ｒ２に空気を供給することができる。

なお、冷却媒体としては空気のみに限定されず、第１放熱部材５９および第２放熱部材６０に対する冷却効果を生じる媒体であれば特に限定されない。また、予め常温よりも低い温度まで冷やした空気を供給部６１で供給することで第１放熱部材５９および第２放熱部材６０の放熱性を向上させてもよい。

図３に示すように、本実施形態の供給部６１は、第１流路Ｒ１および第２流路Ｒ２の－Ｙ方向である流路上流側に設けられた第１ファン６１ａと、第１流路Ｒ１および第２流路Ｒ２の＋Ｙ方向である流路下流側に設けられた第２ファン６１ｂと、を含む。第１ファン６１ａおよび第２ファン６１ｂは、第１流路Ｒ１および第２流路Ｒ２を挟んで、互いが対向するように配置されている。

本実施形態において、第１ファン６１ａおよび第２ファン６１ｂは軸流ファンである。第１ファン６１ａ、あるいは第２ファン６１ｂは、これに限らず、例えば、シロッコファン等でもよいが、軸流ファンであることが望ましい。第１ファン６１ａおよび第２ファン６１ｂが軸流ファンである場合は、例えばシロッコファン等の他のファンに比べて風量を稼ぐことができる。これにより、供給部６１は第１放熱部材５９および第２放熱部材６０を効率良く冷却できる。

本実施形態の光源装置２において、第１ファン６１ａおよび第２ファン６１ｂはケース１１の厚さ方向と異なるＹ軸方向に沿って配置される。すなわち、第１ファン６１ａおよび第２ファン６１ｂはケース１１の厚さ方向に配置されないため、ケース１１の厚さ方向における寸法の大型化を抑制できる。ここでいうケース１１の厚さ方向とは、第１面１１ａと第２面１１ｂとの距離が、第１面１１ａの最大寸法より大きい場合は、第１面１１ａから第２面１１ｂへ向かう方向、すなわち第１面１１ａに直交する方向のことをいう。あるいは、第１面１１ａと第２面１１ｂとの距離が、第１面１１ａの最大寸法より小さい場合は、厚さ方向は互いに対向するケース側面１１ｃにおいて、一方のケース側面１１ｃから他方のケース側面１１ｃへ向かう方向、すなわち一つのケース側面に直交する方向をいう。本実施形態の光源装置２において、厚さ方向は、第１面１１ａから第２面１１ｂへ向かう方向、すなわち第１面１１ａに直交する方向である。

図４は第１放熱部材５９および第２放熱部材６０の要部構成を示した斜視図である。
図４に示すように、第１流路Ｒ１および第２流路Ｒ２には、流路上流に設けられた第１ファン６１ａによって空気（冷却媒体）１００が供給される。第１ファン６１ａにより供給された空気１００は、第１流路Ｒ１および第２流路Ｒ２を通過する過程で第１放熱部材５９の複数の第１フィン５９ａおよび第２放熱部材６０の複数の第２フィン６０ａと熱交換する。第１放熱部材５９および第２放熱部材６０と熱交換した空気１００は、第１流路Ｒ１および第２流路Ｒ２の流路下流に設けられた第２ファン６１ｂによって第１流路Ｒ１および第２流路Ｒ２から外部へと排出される。

上記構成を有する供給部６１によれば、第１流路Ｒ１および第２流路Ｒ２の流路上流に配置された第１ファン６１ａと、第１流路Ｒ１および第２流路Ｒ２の流路下流に配置された第２ファン６１ｂとによって、第１流路Ｒ１および第２流路Ｒ２に冷却媒体としての空気１００を効率良く供給するとともに、熱交換後の空気１００を第１流路Ｒ１および第２流路Ｒ２から効率良く排出する。

（実施形態の効果）
本実施形態の光源装置２によれば以下の効果を奏する。
本実施形態の光源装置２は、励起光Ｅを射出する第１光源５１と、青色光Ｂを射出する第２光源５２と、蛍光体を含み、第１光源５１から射出された励起光Ｅを、蛍光Ｙに変換する波長変換部５０と、複数の第１フィン５９ａを有し、第１光源５１から発生する熱を放熱する第１放熱部材５９と、複数の第２フィン６０ａを有し、第２光源５２から発生する熱を放熱する第２放熱部材６０と、を備え、複数の第１フィン５９ａ間の隙間で規定され、冷却媒体としての空気１００が供給される第１流路Ｒ１の延びる第１方向（Ｙ軸方向）と、複数の第２フィン６０ａ間の隙間で規定され、冷却媒体としての空気１００が供給される第２流路Ｒ２の延びる第２方向（Ｙ軸方向）と、が等しい。

本実施形態の光源装置２によれば、冷却媒体である空気１００の流れ方向と第１流路Ｒ１および第２流路Ｒ２の延びる方向とが一致するため、第１流路Ｒ１および第２流路Ｒ２に対する空気１００の供給方向と第１流路Ｒ１および第２流路Ｒ２からの空気１００の排出方向とを一方向に揃えることができる。このように、第１流路Ｒ１および第２流路Ｒ２に対する空気１００の供給方向と排出方向とを揃えることで、一方向に流れる空気１００によって第１光源５１および第２光源５２を同時に冷却できる。よって、第１光源５１および第２光源５２に空気１００を供給する供給部６１を共通化できるので、光源装置２における冷却構造を小型化できる。よって、放熱性に優れた小型の光源装置２が提供される。

また、第１流路Ｒ１および第２流路Ｒ２に対する空気１００の供給方向と排出方向とを揃えることで、第１流路Ｒ１および第２流路Ｒ２における空気１００の流路抵抗を抑制できる。よって、第１放熱部材５９および第２放熱部材６０の冷却効率を向上させることができる。

また、本実施形態の光源装置２において、波長変換部５０における蛍光Ｙの射出方向は、第２光源５２における青色光Ｂの射出方向と等しい。また、本実施形態の光源装置２において、第１方向および第２方向は、第２光源５２における青色光Ｂの射出方向と直交する。
この構成によれば、蛍光Ｙおよび青色光Ｂが同じ方向に射出されるため、蛍光Ｙおよび青色光Ｂを合成して照明光ＷＬを生成し易くなる。また、第１流路Ｒ１および第２流路Ｒ２の延びる方向、すなわち、空気１００が排出される方向は、蛍光Ｙおよび青色光Ｂの射出方向と異なる。よって、光源装置２における光（蛍光Ｙおよび青色光Ｂ）の射出方向と異なる方向に空気１００が排出されるので、空気１００の排気中に含まれた埃や異物が蛍光Ｙおよび青色光Ｂの光路上に入り込むリスクを低減できる。したがって、蛍光Ｙおよび青色光Ｂが入射する光学部品への埃や異物の付着といった不具合の発生を抑制できる。

また、本実施形態の光源装置２において、第２光源５２から射出された青色光Ｂと、波長変換部５０から射出された蛍光Ｙと、を合成する光合成部５３を備えている。
この構成によれば、蛍光Ｙおよび青色光Ｂを合成した照明光ＷＬを生成できる。

また、本実施形態の光源装置２において、第１流路Ｒ１および第２流路Ｒ２に空気１００を供給する供給部６１を備える。また、本実施形態の光源装置２において、供給部６１は、第１流路Ｒ１および第２流路Ｒ２の上流側に設けられた第１ファン６１ａと、第１流路Ｒ１および第２流路Ｒ２における下流側に設けられた第２ファン６１ｂと、を含む。また、本実施形態の光源装置２において、第１ファン６１ａおよび第２ファン６１ｂが軸流ファンであるのが望ましい。
この構成によれば、供給部６１によって第１流路Ｒ１および第２流路Ｒ２に対して空気１００を供給することができる。また、第１ファン６１ａによって第１流路Ｒ１および第２流路Ｒ２に空気１００を効率良く供給するとともに、第２ファン６１ｂによって熱交換後の空気１００を第１流路Ｒ１および第２流路Ｒ２から効率良く排出できる。また、第１ファン６１ａおよび第２ファン６１ｂとして軸流ファンを用いることで風量を稼ぐことができるので、第１放熱部材５９および第２放熱部材６０を効率良く冷却できる。

本実施形態のプロジェクターは、上記の光源装置２と、光源装置２からの光を画像情報に応じて変調する光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂと、光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂにより変調された光を投写する投写光学装置６と、を備える。

本実施形態のプロジェクター１によれば、上述した放熱性に優れた小型の光源装置２を備えているため、小型化が図れるとともに、放熱性に優れた信頼性の高いプロジェクターを提供できる。

また、本実施形態のプロジェクター１において、光源装置２、光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ、および投写光学装置６を収容するケース１１を備え、第１光源５１および第２光源５２は、ケース１１の厚さ方向に並んで配置される。また、本実施形態のプロジェクター１において、第１流路Ｒ１および第２流路Ｒ２において、空気１００は、ケース１１の第１面１１ａに沿って供給されるのが望ましい。
この構成によれば、ケース１１の上下方向に交差するＹ軸方向から第１流路Ｒ１および第２流路Ｒ２に空気１００を供給することが可能となる。この場合、空気１００を供給する供給部６１はケース１１の厚さ方向と異なるＹ軸方向に配置される。そのため、供給部６１はケース１１の厚さ方向に配置されないため、ケース１１の厚さ方向における寸法の大型化を抑制できる。
また、ケース１１内において空気１００が第１面１１ａに沿ってスムーズに供給される。よって、空気１００は、第１流路Ｒ１および第２流路Ｒ２をスムーズに通過するので、第１流路Ｒ１および第２流路Ｒ２の流路抵抗を抑制できる。

（第２実施形態）
続いて、本発明の第２実施形態に係る光源装置について説明する。本実施形態と第１実施形態と共通の構成については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。本実施形態の光源装置と第１実施形態の光源装置２との違いは、第１放熱部材および第２放熱部材の構造およびレイアウトであり、それ以外の構成は共通である。

図５は、本実施形態の光源装置２Ａの概略構成を示す側面図である。図５は－Ｙ側から＋Ｙ側に向かって光源装置２Ａを見た側面図である。なお、図５において、第１実施形態と共通の部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。

図５に示すように、本実施形態の光源装置２Ａにおいて、第１放熱部材１５９は複数の第１フィン１５９ａを有している。複数の第１フィン１５９ａは、複数の小型フィン部材１６１と、小型フィン部材１６１よりもサイズが大きい複数の大型フィン部材１６２と、を含む。

本実施形態において、波長変換部５０の両側に配置される一対の第１放熱部材１５９のうちの一方、すなわち第２光源５２側に位置する第１放熱部材１５９は、複数の小型フィン部材１６１が配置された第１部位１６５と、複数の大型フィン部材１６２が配置された第２部位１６６と、第１部位１６５および第２部位１６６で構成される段部１６７と、を有する。一対の第１放熱部材１５９のうちの他方、すなわち第２光源５２と反対側に位置する第１放熱部材１５９は上記第１部位１６５のみを有する。

第２放熱部材１６０は複数の第２フィン１６０ａを有している。本実施形態において、複数の第２フィン１６０ａは全て同じサイズの板状部材で構成され、各板状部材は上記小型フィン部材１６１よりもサイズが大きい。第２放熱部材１６０は、第１放熱部材１５９の段部１６７に配置されている。なお、第１放熱部材１５９および第２放熱部材１６０は熱的に分離されている。

本実施形態の光源装置２Ａによれば以下の効果を奏する。
本実施形態の光源装置２Ａにおいて、複数の第１フィン１５９ａは、複数の小型フィン部材１６１と、小型フィン部材１６１よりもサイズが大きい複数の大型フィン部材１６２と、を含み、第１放熱部材１５９は、複数の小型フィン部材１６１が配置された第１部位１６５と、複数の大型フィン部材１６２が配置された第２部位１６６と、第１部位１６５および第２部位１６６で構成される段部１６７と、を有し、第２放熱部材１６０は、段部１６７に配置された構成を有している。

本実施形態の光源装置２Ａによれば、第２放熱部材１６０の非形成領域によって生じたデッドスペースに第１放熱部材１５９が配置される。これにより、第１放熱部材１５９および第２放熱部材１６０として必要十分な面積を確保しつつ、デッドスペースを有効に利用して第１放熱部材１５９および第２放熱部材１６０を配置できる。これにより、光源装置２Ａにおける大型化を抑制しつつ、放熱性を向上させることができる。

なお、第１放熱部材および第２放熱部材のレイアウトは第１光源および第２光源に必要な放熱性に応じて適宜変更可能であり、例えば、第１放熱部材の非形成領域によるデッドスペースに第２放熱部材の一部が入り込むように配置してもよい。

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、上記実施形態において、第１光源５１は、波長変換部５０の４つの側面５０ｃのうち２つの側面５０ｃに対向して設けられている場合を例に挙げたが、１つの側面５０ｃのみに第１光源５１および第１放熱部材５９を設けてもよい。

また、上記実施形態においては、透過型のプロジェクターに本発明の光源装置を適用した場合の例について説明したが、本発明の光源装置は反射型のプロジェクターにも適用することも可能である。ここで、「透過型」とは、液晶パネル等を含む液晶ライトバルブが光を透過する形態であることを意味する。「反射型」とは、液晶ライトバルブが光を反射する形態であることを意味する。なお、光変調装置は、液晶ライトバルブに限られず、例えばデジタルマイクロミラーデバイスが用いられてもよい。

また、上記実施形態において、３つの液晶パネルを用いたプロジェクターの例を挙げたが、本発明は、１つの液晶ライトバルブのみを用いたプロジェクター、４つ以上の液晶ライトバルブを用いたプロジェクターにも適用可能である。

また、上記実施形態では、本発明の光源装置をプロジェクターに搭載した例を示したが、これに限定されない。本発明の光源装置は、照明器具や自動車のヘッドライト等にも適用することができる。

１…プロジェクター、２，２Ａ…光源装置、４Ｂ，４Ｇ，４Ｒ…光変調装置、６…投写光学装置、１１…ケース、１１ａ…底面、５０…波長変換部、５１…第１光源、５２…第２光源、５３…光合成部、５９，１５９…第１放熱部材、５９ａ，１５９ａ…第１フィン、６０，１６０…第２放熱部材、６０ａ，１６０ａ…第２フィン、６１…供給部、６１ａ…第１ファン、６１ｂ…第２ファン、１００…空気（冷却媒体）、１６１…小型フィン部材、１６２…大型フィン部材、１６５…第１部位、１６６…第２部位、１６７…段部、Ｂ…青色光（第２光）、Ｅ…励起光（第１光）、Ｒ１…第１流路、Ｒ２…第２流路、Ｙ…蛍光（第３光）。

Claims (10)

1. 第１波長帯の第１光を射出する第１光源と、
   第２波長帯の第２光を射出する第２光源と、
   蛍光体を含み、前記第１光源から射出された前記第１光を、前記第１波長帯とは異なる第３波長帯の第３光に変換する波長変換部と、
   複数の第１フィンを有し、前記第１光源から発生する熱を放熱する第１放熱部材と、
   複数の第２フィンを有し、前記第２光源から発生する熱を放熱する第２放熱部材と、
   冷却媒体を供給する供給部と、を備え、
   前記複数の第１フィン間の隙間で規定され、前記供給部から前記冷却媒体が供給される第１流路の延びる第１方向と、前記複数の第２フィン間の隙間で規定され、前記供給部から前記冷却媒体が供給される第２流路の延びる第２方向と、が等しく、
   前記供給部は、前記第１流路および前記第２流路の上流側に設けられた第１ファンと、前記第１流路および前記第２流路の下流側に設けられた第２ファンと、を含み、
   前記第１放熱部材および前記第２放熱部材が並ぶ方向は、前記第１ファンおよび前記第２ファンが並ぶ前記第１方向および前記第２方向と異なっている
   ことを特徴とする光源装置。
2. 前記波長変換部における前記第３光の射出方向は、前記第２光源における前記第２光の射出方向と等しい
   ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 前記第１方向および前記第２方向は、前記第２光源における前記第２光の射出方向と直交する
   ことを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
4. 前記第１放熱部材は、前記第２放熱部材と、前記第１光源との間に配置されている
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光源装置。
5. 前記第１ファンおよび前記第２ファンが軸流ファンである
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光源装置。
6. 前記複数の第１フィンは、複数の小型フィン部材と、前記小型フィン部材よりもサイズが大きい複数の大型フィン部材と、を含み、
   前記第１放熱部材は、前記複数の小型フィン部材が配置された第１部位と、前記複数の大型フィン部材が配置された第２部位と、前記第１部位および前記第２部位で構成される段部と、を有し、
   前記第２放熱部材は、前記段部に配置されている
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の光源装置。
7. 前記第２光源から射出された前記第２光と、前記波長変換部から射出された前記第３光と、を合成する光合成部を備える
   ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の光源装置。
8. 請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の光源装置と、
   前記光源装置からの光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
   前記光変調装置により変調された光を投写する投写光学装置と、を備える
   ことを特徴とするプロジェクター。
9. 前記光源装置、前記光変調装置、および前記投写光学装置を収容するケースを備え、
   前記第１光源および前記第２光源は、前記ケースの厚さ方向に並んで配置される
   ことを特徴とする請求項８に記載のプロジェクター。
10. 前記第１流路および前記第２流路において、前記冷却媒体は、前記ケースの底面に沿って供給される
    ことを特徴とする請求項９に記載のプロジェクター。

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