光源装置以及具备该光源装置的图像投影装置转让专利

申请号 : CN201410046082.3

文献号 : CN104007603B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 西森丈裕藤田和弘村井俊晴前田育夫高桥达也

申请人 : 株式会社理光

摘要 :

本发明涉及光源装置以及具备该光源装置的图像投影装置,其目的在于不仅冷却光源装置中多个发光元件构成的发光元件组,而且还有效冷却使发光元件组发射的光返回该发光元件组内侧的光反射部件。本发明的光源单元(1)具有发射光照射对象物的发光元件组,该发光元件组具有多个被保持在光源保持体(13)上呈平面布置的发光元件(11-1)~(11-12),在所述发光元件组发射光的一侧设有第二反射镜(10),该第二反射镜(10)隔着空间与光源保持体(13)相对设置,用于反射发光元件组发射的光,使得光返回该发光元件组的多个发光元件内侧,并且形成冷却风的流路,用以使得由轴流风扇(3)送入的冷却风通过上述空间。

权利要求 :

1.一种光源装置,其中具有发射光照射照射对象物的发光元件组,该发光元件组具有多个被保持在发光元件保持部件上且呈平面布置的发光元件,该光源装置的特征在于,在所述发光元件组发射光的一侧设有光反射部件,该光反射部件隔着空间与所述发光元件保持部件相对设置,用于反射该发光元件组发射的光,使得该光返回该发光元件组的多个呈平面布置的发光元件的内侧,形成冷却风的流路,用以使得由送风装置送入的冷却风通过所述光反射部件和所述发光元件保持部件之间的空间;并且进一步具有导光部件,该导光部件位于所述发光元件组的多个呈平面布置的发光元件的内侧,用于引导入射光,使得该入射光沿着该光源装置的光射出方向射出,而且,所述光反射部件具备开口,所述导光部件引导的光从所述开口射出,所述光反射部件反射所述发光元件组发射的光,使得该光入射所述导光部件。

2.根据权利要求1所述的光源装置,其特征在于,

在所述发光元件组发射光一侧的背面设有冷却风的送风装置,

所述流路中包含绕转流路,该绕转流路可使得所述送风装置送出的冷却风绕过所述发光元件保持部件的侧面转向所述发光元件组发射光一侧,经过该绕转流路的冷却风通过所述空间。

3.根据权利要求2所述的光源装置,其特征在于,在所述发光元件保持部件的保持所述发光元件组发射光一侧的背后设有倾斜部件,该倾斜部件向着使得所述送风装置送出的冷却风向所述绕转流路流动的方向倾斜。

4.根据权利要求3所述的光源装置,其特征在于,所述倾斜部件为散热部件,该散热部件设于所述发光元件保持部件中位于所述发光元件组发射光一侧的背后,用于发散该发光元件产生的热。

5.根据权利要求2~4中任意一项所述的光源装置,其特征在于,所述流路构成为,所述冷却风绕过所述绕转流路进入所述空间,通过该空间后从所述发光元件保持部件与形成所述绕转流路一侧侧面相反的另一侧侧面排出。

6.根据权利要求1~4中任意一项所述的光源装置,其特征在于,进一步具有光源壳体,该光源壳体内收纳所述发光元件保持部件以及所述发光元件组,该光源壳体上设有光射出口,供所述发光元件组发射的光射出,该光射出口为开口,所述冷却风经过所述空间后从该光射出口排出该光源壳体。

7.一种图像投影装置,其特征在于,具备:

权利要求1~6中任意一项所述的光源装置;

照明装置,用于将该光源装置射出的光传送到图像形成部件;以及,

投射光学系统,用于放大投射所述图像形成部件形成的图像。

说明书 :

光源装置以及具备该光源装置的图像投影装置

技术领域

[0001] 本发明涉及发射光照射被照射对象的光源装置、以及具备该光源装置的图像投影装置。

背景技术

[0002] 图像投影装置用来将以电脑画面、视频图像、以及保存在存储卡等中的图像数据形成的图像投影到屏幕上。而投影机通常使用上述光源装置,将该光源装置发射的光汇聚到数字微型镜(Digital Micromirror Device,简称DMD)显示元件或液晶板等图像形成部件上,而后将图像显示到屏幕上。
[0003] 以往的图像投影装置主要采用以高亮度放电灯作为光源的光源装置。然而,近年来出现了用发光二极管(LED)、激光二极管(LD)、以及有机EL等半导体发光元件作为光源的图像投影装置。尤其是用LD等激光光源作为光源的图像投影装置具有颜色再现性能、发光效率、以及光利用效率等方面的优势。另外,激光光源为点光源或以平行光照射的光源,照明系统的设计比较方便,因而,还具有色合成简易、能够减小投影透镜NA等的优点。
[0004] 在用LD等发光元件作为光源的情况下,单个发光元件的光量不足以获得作为图像投影装置的光源所需要的光量。对此,例如专利文献1公开了一种光源装置,该光源装置为半导体光源装置,其中多个发光元件呈平面布置,多个发光元件的发光总量满足需要的光量。该半导体光源装置用保持体(发光元件的保持部件)保持多个排列成阵列的半导体发光元件,使得各个半导体发光元件的光轴互相之间基本平行。每个发光元件的透镜安装架上还保持准直透镜,用该准直透镜用来会聚半导体发光元件发射的光,使得光汇聚后的总量达到作为图像投影装置的光源需要具有的光量。
[0005] 在以多个平面布置的发光元件构成的发光元件组作为光源的图像投影装置中,如何有效冷却发光元件十分重要。如果冷却不充分,则难以获得稳定的发光光量,缩短使用寿命。发光元件组的冷却方法通常有,例如在保持发光元件组的发光元件保持部背后设置散热器等散热部件,并向该散热部件送风,用以冷却发光元件组。上述专利文献1公开的半导体光源装置便采用这种冷却方式,即在保持体上、与保持多个发光元件相反一侧(保持体背面)安装散热器,并用设于图像投影装置内部的冷却风扇送风来进行冷却。
[0006] 然而,上述用来冷却发光元件保持部件背面的结构在某些情况下难以获得充分的冷却效果。尤其是在提高发光元件设置密度以达到光源小型化等目的,或者使用更多发光元件以达到增加光量目的的情况下,通常无法获得充分的冷却效果。
[0007] 在上述专利文献1公开的半导体发光装置中,用于保持各个发光元件的准直透镜的透镜安装架隔着间隔部件,与保持体中位于保持多个发光元件一侧的保持体部分相对设置,因而保持体与透镜安装架之间形成规定间隙。该间隙构成图像投影装置内部的冷却风扇送风通道,从冷却风扇送出去的冷却风不仅经过散热器,而且还通过保持体与透镜安装架之间的间隙,直接吹到该保持体保持的多个发光元件上。为此,保持体上的多个发光元件受到该保持体前后双方的冷却,与仅冷却保持体后方的结构相比,专利文献1公开的冷却结构具有能够更加有效冷却多个发光元件的效果。
[0008] 上述专利文献1公开的半导体发光装置中,仅对保持体与透镜安装架之间的间隙送风,而位于透镜安装架保持的准直透镜之后的光路上的反射镜等光学部件并没有受到冷却风的冷却。在一般情况下,入射反射镜等光学部件的光的一部分转变为热能,该热能逐渐积累,引起光学部件变形等,使得光学特性出现变化,因而无法获得需要的光学特性。因而,不仅发光元件,而且光学元件也需要冷却。
[0009] 例如本发明人目前开发的一种光源装置,该光源装置中,发光元件组的发光元件为平面布置,在发光元件组设有的发光元件发射光的一侧,设置反射镜等光反射部件,该光反射部件与发光元件保持部件相对设置,其间留有空间。该光反射部件使得发光元件组发射的光返回发光元件组的多个平面设置的发光元件的内侧,用以缩小光源装置发射的光束的截面积。该光源装置中,入射光反射部件的一部分光转变为热能积蓄在光反射部件中,引起光反射部件的光学性能发生变化,从而使得光源装置无法发射满足要求的光束。
[0010] 上述光源装置中,发光元件保持部与光反射部件之间的空间邻接发光元件组发射光的一侧,各发光元件产生的热量尤其容易传播到该空间,使得该空间的温度变得容易上升。而且,该空间是位于发光元件保持部件与光反射部件之间的狭窄空间,热量比较容易积蓄,因而会引起与该空间相邻接的光反射部件温度上升,造成光学特性发生变化。
[0011] 而在上述专利文献1公开的半导体光源装置中,位于准直透镜之后的光路上的光学部件未能受到冷却风的冷却,因而若将该半导体光源装置的冷却设备用于上述光源装置,冷却风只能冷却发光元件,却无法冷却光反射部件。在这种情况下,有必要另行开发一种不仅能够冷却发光元件,而且还能够有效地冷却光反射部件的新的冷却方法。

发明内容

[0012] 鉴于上述现有的技术,本发明提出一种光源装置以及具备该光源装置的图像投影装置,其目的在于,不仅冷却该光源装置中多个以平面布置的发光元件构成的发光元件组,而且还有效冷却用于使该发光元件组发射的光返回该发光元件组的多个平面布置的发光元件内侧的光反射部件。
[0013] 为了达到上述目的,本发明提供一种光源装置,其中具有发射光照射照射对象物的发光元件组,该发光元件组具有多个被保持在发光元件保持部件上且呈平面布置的发光元件,该光源装置的特征在于,在所述发光元件组发射光的一侧设有光反射部件,该光反射部件隔着空间与所述发光元件保持部件相对设置,用于反射该发光元件组发射的光,使得该光返回该发光元件组的多个呈平面布置的发光元件的内侧,并且形成冷却风的流路,用以使得由送风装置送入的冷却风通过所述光反射部件和所述发光元件保持部件之间的空间。
[0014] 本发明效果如下。
[0015] 在本发明的光源装置中,冷却风通过位于发光元件组发射光一侧的发光元件保持部件与光反射部件之间的空间,吸收该空间中的热量,因而,该光源装置能够用冷却风同时冷却发光元件保持部件上的发光元件组以及光反射部件,具有良好的冷却效果。

附图说明

[0016] 图1是实施方式1用于作为光源装置的光源单元的正视图。
[0017] 图2是图1所示光源单元的A-A截面图。
[0018] 图3是图2所示光源单元的B-B截面图。
[0019] 图4是图2所示光源单元的C-C截面图。
[0020] 图5是用于说明图1所示光源单元中光源与耦合透镜之间位置关系的示意图。
[0021] 图6是实施方式2用于作为光源装置的光源单元的正视图。
[0022] 图7是图6所示光源单元的A-A截面图。
[0023] 图8是图7所示光源单元的B-B截面图。
[0024] 图9是图7所示光源单元的C-C截面图。
[0025] 图10是实施方式3用于作为光源装置的光源单元的正视图。
[0026] 图11是图10所示光源单元的A-A截面图。
[0027] 图12是从光源单元的光源保持体后方看到的散热器的后视图。
[0028] 图13是实施方式4用于作为光源装置的光源单元的正视图。
[0029] 图14是图13所示光源单元的A-A截面图。
[0030] 图15是从光源单元的光源保持体后方看到的散热器的后视图。
[0031] 图16是实施方式5的一例投影机的示意图。

具体实施方式

[0032] 实施方式1
[0033] 以下详述将本发明的光源装置用于作为图像投影装置的投影机中的光源装置的一种实施方式(以下称为实施方式1)。
[0034] 图1是实施方式1涉及的用于作为光源装置的光源单元1的正视图。
[0035] 图2是图1所示光源单元1的A-A截面图。
[0036] 图3是图2所示光源单元1的B-B截面图。
[0037] 图4是图2所示光源单元1的C-C截面图。
[0038] 实施方式1的光源单元1具有以多个呈平面布置的光源11-1~11-12(共12个)构成的光源组(发光元件组)。光源11-1~11-12以及与各光源对应设置的耦合透镜12-1~12-12被环形排列在作为发光元件保持部件的光源支持体13上。光源支持体13的光源11-1~11-12发射光的一侧(以下称为前面)的背后,设有轴流风扇3,用以作为送风装置。
[0039] 例如可以用半导体激光等激光光源作为光源11-1~11-12,各光源11-1~11-12发射不同颜色的光。耦合透镜12-1~12-12是以玻璃或塑料等材料形成的凸镜。如图5所示,各耦合透镜的曲率中心轴L相对于各自对应的光源11-1~11-12的光轴L1,偏向环形设置的圆环内侧,轴间偏离量为d。如此光源11-1~11-12和耦合透镜12-1~12-12的设置,使得光源11-1~11-12发射的光通过各自对应的耦合透镜12-1~12-12后倾斜地射向圆环中心。
[0040] 关于光源支持体13,例如用铝等金属材料或者树脂成形材料等形成,支承设于环形排列的光源11-1~11-12的圆环内侧的第一反射镜9。该第一反射镜9作为导光部件,用来将入射光引导到光源单元1的光射出方向上。另外还具有第二反射镜10,该第二反射镜10作为导光部件,用来引导从环形布置的光源11-1~11-12发射的光,使得该光入射第一反射镜9。光源11-1~11-12发射的光通过耦合透镜12-1~12-12后,受到第二反射镜10的反射,反射光入射第一反射镜9,受到第一反射镜9的反射后,最终射出光源单元1。
[0041] 第一反射镜9为圆盘形平板部件,受到环形布置的光源11-1~11-12的圆环内侧的光源支持体13表面的支承。可以用圆盘形玻璃板作为第一反射镜9,该玻璃板的一侧表面例如用蒸镀形成铝膜,构成作为反射部的反射面。
[0042] 如图2和图3所示,第二反射镜10以围绕环形排列的光源11-1~11-12设置的圆环形平板部件构成,受到镜保持体14保持,而该镜保持体14则由设于光源保持体13表面的单元侧壁8的前端部分支承。与上述光源支持体13相同,单元侧壁8以及镜保持体14例如以铝等金属或成形树脂等形成。第二反射镜10位于能够将各光源11-1~11-12发射的光反射到位于该光源11-1~11-12圆环内侧的第一反射镜9的位置。第二反射镜10的圆环形玻璃板的一侧表面为反射面,通过施加金属铝蒸镀形成金属铝薄膜,起到反射部作用。
[0043] 第二反射镜10的中心部分为光射出口10a,经过第一反射镜9反射的光最终通过该光射出口10a射出光源单元1。为此,需要用光透射部件来构成第二反射镜10的中心部分,如形成为开口或使用未施加金属铝蒸镀的玻璃板,让光透过。
[0044] 各光源11-1~11-12发射的光通过对应的耦合透镜12-1~12-12后,受到第二反射镜10反射,而后射往位于光源11-1~11-12圆环内侧的第一光反射镜9,再次受到第一光反射镜9的反射。在本实施方式中,光反复受到第一反射镜9和第二反射镜10之间的反射后,通过位于第二反射镜10中心部分的光射出口10a射出光源单元1。如此,光源11-1~11-12发射的光反复受到反射后,光束截面面积逐渐缩小,从而提高了从光源单元1射出的光束的密度。而且,通过缩小光源单元1发射的光束的截面面积,还能够缩短该射出光束会聚的距离,有利于光源单元1被设置在该光源单元1的光发射方向上的投影机等装置的小型化。
[0045] 在本实施方式中,设定光源单元1发射的光在入射用于将光引导到光的最终射出方向上的第一反射镜9之前反复受到反射的次数为三次,但是本发明对反射次数没有限制,既可以为一次,也可以为二次以上。随着反复次数的增加,光源单元1发射的光的光束截面面积减小。
[0046] 此外,使得光源11-1~11-12发射的光返回平面布置的光源11-1~11-12内侧(圆环内侧)的光反射部件也不局限于通过反射来改变光路的第二反射镜10等反射镜部件,例如还可以用通过折射来改变光路等的其他光路改变部件。与此相同,用于将光源单元1发射的光最终引导到射出方向上的导光部件也并不局限于第一反射镜9等反射镜部件,例如还可以用通过折射来改变光路等的其他光路改变部件。
[0047] 如图2所示,在本实施方式中,轴流风扇3将冷却风送入光源单元1,该冷却风的流路经过光源保持体13和第二反射镜10之间形成的空间。具体来说,本实施方式中用流路形成部件2形成绕转流路,使得轴流风扇3送入的冷却风绕过光源保持体13的侧面(图中上侧)进入上述空间。这样,轴流风扇3送出的冷却风吹到光源支持体13的背面,沿着该背面流向位于光源保持体13侧面的绕转流路,通过该绕转流路流入光源保持体13前面。
[0048] 在本实施方式中,轴流风扇3的冷却风首先吹到光源保持体13的背面,该背面略呈楔形,从光源保持体13的中心部(垂直于图2表面)部向侧面(图2的上下两侧)倾斜,用以减小冷却风受到的阻力,抑制沿着光源保持体13背面流动的冷却风的流速下降。向光源保持体13的图2下侧侧面流动的冷却风,吸收光源保持体13背面的热量后排出光源单元1。
[0049] 另一方面,向光源保持体13的图2上侧侧面流动的冷却风吸收光源保持体13背面的热量后流入绕转流路,经过该绕转流路流向光源保持体13前方,进入光源保持体13前面与第二反射镜10之间的空间。通过该空间的冷却风从光源保持体13的另一端(图2下侧)排出光源单元1。
[0050] 按照本实施方式,轴流风扇送出的冷却风不仅直接吹到光源保持体13背面,强制性地吸收光源11-1~11-12传送到光源保持体13上的热量,而且还绕到光源保持体13的前方,将光源保持体13与第二反射镜10之间的空间内、受到光源11-1~11-12以及光源保持体13放热、经过自然对流而变热的热空气(热流)排出光源单元1。这样,本实施方式能够使得光源保持体13前后两侧均受到冷却风冷却,与仅光源保持体13的背面或前面受到冷却的结构相比,上述本实施方式的结构能够更加有效地冷却光源11-1~11-12。而且本实施方式仅用一台轴流风扇3来冷却光源保持体13的前后两侧。
[0051] 而且,本实施方式用冷却风将光源保持体13的表面与第二反射镜10之间的空间内的热空气(热流)排出光源单元1,抑制了该热空气造成第二反射镜10温度上升而使得光学性能发生变化。而且还抑制了该热空气使得第一反射镜9温度上升,从而抑制了第一反射镜9的光学性能变化。
[0052] 在本实施方式中,可以任意设定光源保持体13的大小以及光源11-1~11-12形成的圆环的直径大小,因而,可以适当设定光源个数。加大光源保持体13的热容量可以提高放热性能。
[0053] 本实施方式的光源单元1具有良好的光源11-1~11-12冷却作用,因而在发光量的稳定性和使用寿命上效果显著,而且设计自由度大,能够应对各种需求和用途。本实施方式的光源单元1尤其适用于投影机等图像投射装置。
[0054] 实施方式2
[0055] 以下详述涉及本发明的光源装置的其他实施方式(以下称为实施方式2)。
[0056] 本实施方式涉及的光源单元101除了冷却风的流路以外,其他结构与上述实施方式1的光源装置基本相同。以下主要针对与上述实施方式1的光源装置的不同之处进行说明。
[0057] 在以下的说明中,对本实施方式中与实施方式1不同的部件赋予与实施方式1不同的标记,而对与实施方式1相同的部件则保留实施方式1中的标记。
[0058] 图6是实施方式2涉及的用于作为光源装置的光源单元101的正视图。
[0059] 图7是图6所示光源单元101的A-A截面图。
[0060] 图8是图7所示光源单元101的B-B截面图。
[0061] 图9是图7所示光源单元101的C-C截面图。
[0062] 在本实施方式的光源装置101中,用于保持多个光源11-1~11-12以及多个耦合透镜12-1~12-12的光源保持体113为圆盘形。围绕光源保持体113外周设置流路形成部件102。为此,本实施方式的绕转流路围绕光源保持体113的整个外周部。
[0063] 在本实施方式中,轴流风扇3送出的冷却风直接吹倒光源保持体113背面,沿着该背面流向光源保持体113外周的绕转流路,而后通过该绕转流路流向光源保持体113前方。轴流风扇3的冷却风首先吹到光源保持体13的背面,该背面略呈倾斜形状,从光源保持体
113的中心向侧面倾斜,以减小冷却风受到的阻力。具体来说,光源保持体113背面被形成为从其中心向外周以辐射形状倾斜的多角锥形,该结构能够抑制沿着光源保持体113背面流动的冷却风流速下降。
[0064] 流向光源保持体113外周的冷却风吸收光源保持体113背面的热量后流入绕转流路,经过该绕转流路流向光源保持体113前方,而后进入光源保持体113表面和第二反射镜10之间的空间。第二反射镜10的中心部分设有光射出口10a,该光射出口10a为开口,经过上述空间的冷却风通过该光射出口10a排出光源单元101。
[0065] 与实施方式1相同,本实施方式以用于保持多个光源11-1~11-12以及多个耦合透镜12-1~12-12的光源保持体113、保持第二反射镜10的单元侧壁8、以及镜保持体14构成光源单元101的壳体(光源壳体)。光源壳体通常需要尽可能减少通往外部的开口,避免外部空气中的尘埃等异物进入光源单元101。为此在一般情况下,优选用玻璃等光透射部件挡住光射出口10a。
[0066] 但是,本实施方式中光源单元101的光射出口10a呈开口状态,未设光透射部件。这样,从光源保持体113出发,经过绕转流路流入光源保持体113前方空间的冷却风能够通过光射出口10a排出光源单元101。如果光射出口10a上设置光透射部件,则需要如上述实施方式1在光源壳体上另设开口部,供光射出口10a内部的冷却风有效排出,但这会造成光源壳体刚性下降。
[0067] 本实施方式用光射出口10a的开口作为冷却风的排出口,能够在不降低光源壳体刚性的情况下确保较大的冷却风排出口,有效排出光源壳体内部的冷却风,保持冷却风带来的良好的冷却效果。本实施方式不仅具有良好的冷却效果,而且由于用光射出口10a的开口被作为冷却风排出口,冷却风从光源壳体内部通过在光射出口10a的开口时强烈地吹向外部,在这种情况下,即便将光射出口10a形成为开口,外部的尘埃等异物也不易进入光源壳体,为此,异物进入造成的问题比较轻微。
[0068] 实施方式3
[0069] 以下进一步例举其他涉及本发明的实施方式的光源装置(以下称为实施方式3)。
[0070] 本实施方式涉及的光源单元1除了为进一步提高冷却效果而设置的作为放热部件的散热器15以外,其他结构与上述实施方式1的光源装置基本相同。以下主要针对与上述实施方式1的光源装置的不同之处进行说明。
[0071] 在以下的说明中,对本实施方式中与实施方式1不同的部件赋予与实施方式1不同的标记,而对与实施方式1相同的部件则保留实施方式1中的标记。
[0072] 图10是实施方式3涉及的用于作为光源装置的光源单元201的正视图。
[0073] 图11是图10所示光源单元201的A-A截面图。
[0074] 图12是从光源单元201的光源保持体213后方看到的散热器的后视图。
[0075] 如图11所示,在本实施方式的光源单元201中,光源保持体213的背面为平面,散热器15安装在光源保持体213的背面,其中包括紧贴整个光源保持体213背面安装的基部15a和从该基部15a延伸的多片平板形叶片15b。
[0076] 在本实施方式中,散热器15的基部15a呈楔形,从基部15a的中心(垂直于图11表面)部向侧面(图11的上下两侧)倾斜,用以减小冷却风受到的阻力。这样,吹到光源保持体213背面的散热器15上的冷却风通过平板形叶片15b之间的间隙流向光源保持体213侧面(图11的上下两侧),抑制冷却风流速下降。
[0077] 根据本实施方式,轴流风扇的冷却风吹到光源保持体213背面的散热器15上,使得冷却风在通过平板形叶片15b之间的间隙流向光源保持体213侧部时,有效散发由光源保持体213保持的光源11-1~11-12通过光源保持体213传到散热器15上的热量,提高光源保持体213上保持的光源11-1~11-12的冷却效果。
[0078] 实施方式4
[0079] 以下进一步例举涉及本发明的光源装置的其他实施方式(以下称为实施方式4)。
[0080] 本实施方式涉及的光源单元1除了为进一步提高冷却效果而设置的作为放热部件的散热器315以外,其他结构与上述实施方式2的光源装置基本相同。以下主要针对与上述实施方式1的光源装置的不同之处进行说明。
[0081] 在以下的说明中,对本实施方式中与实施方式2不同的部件赋予与实施方式2不同的标记,而对与实施方式2相同的部件则保留实施方式2中的标记。
[0082] 图13是实施方式4涉及的用于作为光源装置的光源单元301的正视图。
[0083] 图14是图13所示光源单元301的A-A截面图。
[0084] 图15是从光源单元301的光源保持体113看到的散热器的后视图。
[0085] 如图14所示,在本实施方式的光源单元301中,光源保持体113的背面为平面,散热器315安装在光源保持体113的背面,其中包括紧贴整个光源保持体113背面安装的基部315a和从该基部315a延伸的多根棒形叶片杆315b。
[0086] 与上述实施方式2相同,本实施方式的光源保持体113为圆盘形,围绕光源保持体113外周设置流路形成部件102。本实施方式使用分散布置多根棒形叶片杆315b的散热器
315,用以使得轴流风扇3送出的冷却风以辐射流动的形态吹向光源保持体113的外周。这样,来自轴流风扇3的冷却风便能够均匀分散流向光源保持体113的外周。
[0087] 根据本实施方式,轴流风扇的冷却风吹到光源保持体113背面的散热器315上,使得冷却风在通过棒形叶片杆315b之间的间隙流向光源保持体113外周,有效散发光源保持体113保持的光源11-1~11-12通过光源保持体113传送到散热器315上的热量,提高光源保持体113上保持的光源11-1~11-12的冷却效果。
[0088] 实施方式5
[0089] 以下详述一例作为图像投影装置的投影机的实施方式,该投影机利用本发明涉及的光源装置(以下称为实施方式5)。
[0090] 图16是本实施方式的投影机20的示意图。
[0091] 投影机20具有以下部件:光源单元301;均光杆16,为照明光学系统的光量均化装置;图像形成面板18,即图像形成部件;中继透镜17,用于构成将经过均光杆16光量均化后的射出光传送到图像形成面板18的照明光学系统;透射透镜19,为透射光学系统,用于对图像形成面板18上形成的图像进行放大投射。
[0092] 各光源11-1~11-12发射的光会聚后从光源单元301射出,入射公知的均光杆16,在均光杆16内部通过反复受到全反射而实现色合成以及光量均化等后,射出均光杆
16。从均光杆16射出的光通过中继透镜17入射图像形成面板18,而后由透射透镜19投射到未图示的外部屏幕上。
[0093] 本实施方式中采用基于调制信号形成图像的透射型面板作为一例图像形成面板,除此之外,还可以用反射型面板或微型镜器件(DMD)型的面板。均光杆16为具有代表性的一例光量均化装置,除此之外还可以采用其他公知的光量均化装置。关于中继透镜17以及投射透镜19,也不局限于本实施方式中的例举的部件。
[0094] 用上述实施方式的光源单元1作为上述投影机20的光源装置,不但减小多个光源发射的光合成之后的截面积,获得高密度光束,而且还减小入射均光杆16的入射角,抑制图像形成面板18的照明光扩散,从而能够使用NA较小(FA较大)的投射透镜19。为此,投射透镜19的设计制作相对简便,便于确保图像性能。换言之,利用上述光源单元301作为光源装置的投影机20能够在使用多个光源的同时,提高散热性能,有利于光量均化。进而,通过减小光源单元301射出的射出光束的截面积,缩短了该射出光束的会聚距离,因而可以距离光源单元1较近的位置设置均光杆16,有利于投影机20在光源单元1的光射出方向上的小型化。
[0095] 以上描述了光源11-1~11-12按圆环形设置的例子,但是本发明并不受此局限,只要是平面布置的光源,无论布置成格子形状,还是多角形状都可以。光源布置优选均等分布,但是也允许不均等分布。
[0096] 以上描述了本发明的实施方式,下述本发明的各种形态均有其特有的效果。
[0097] 〈形态A〉
[0098] 一种光源装置,如光源单元1等,其中具有发射光照射如均光杆16等照射对象的发光元件组,该发光元件组具有如光源11-1~11-12的多个被保持在如光源保持体13等发光元件保持部件上的发光元件,该光源装置的特征在于,在所述发光元件组的发射光的一侧设有光反射部件,如第二反射镜10等,该光反射部件隔着空间与所述发光元件保持部件相对设置,用于反射该发光元件组发射的光,使得该光返回该发光元件组的多个呈平面布置的发光元件的内侧,并且形成由如轴流风扇等送风装置送入的冷却风的流路,用以使得该冷却风通过所述光反射部件和所述发光元件保持部件之间的空间。
[0099] 发光元件保持部件与光反射部件之间的空间邻接发光元件组的光发射一侧,因而容易受到多个发光元件的传热的影响而引起温度容易上升。而且该空间是由位于两侧的发光元件保持部件和光反射部件夹持构成的狭窄空间,容易积蓄热量。为此,与该空间邻接的光反射部件的温度容易上升,造成光学性能发生变化。对此,本形态利用冷却风吸收上述空间的热量,不仅能够冷却发光元件保持部件上保持的发光元件组,而且还能够冷却光反射部件,起到有效的冷却效果。
[0100] 〈形态B〉
[0101] 上述形态A的光源装置进一步具有如第一反射镜9等导光部件,该导光部件位于所述发光元件组的多个呈平面布置的发光元件的内侧,用于引导入射光,使得该入射光沿着该光源装置的光射出方向射出,所述光反射部件用于反射所述发光元件组发射的光,使得该光入射所述导光部件。
[0102] 本形态的光源装置能够缩小发光元件组发射的光束的截面积,提高光源装置射出的光束的密度。而且,由于从光源装置射出的光束的截面积减小,因而能够缩短该射出光束的会聚距离,有利于投影机等装置在光源装置的光射出方向上的小型化。
[0103] 〈形态C〉
[0104] 在上述形态A或B的光源装置中,在所述发光元件组发射光一侧的背面设有如轴流风扇3等的冷却风送风装置,所述流路中包含绕转流路,该绕转流路可使得所述送风装置送出的冷却风绕过所述发光元件保持部件的侧面转向所述发光元件组发射光一侧,经过该绕转流路送入的冷却风通过所述空间。
[0105] 本形态的光源装置可将送风装置设于发光元件组发射光一侧的背后,有利于节省空间。
[0106] 〈形态D〉
[0107] 在形态C的光源装置中,其特征在于,在所述发光元件保持部件的保持所述发光元件组发射光一侧的背后设有如光源保持体13的背面部分或散热器15的基部15a等倾斜部件,该倾斜部件向着使得所述送风装置送出的冷却风向所述绕转流路流动的方向倾斜。
[0108] 本形态的光源装置能够抑制送风装置送出的冷却风流速下降,使得冷却风流入绕转流路,保持良好的冷却效果。
[0109] 〈形态E〉
[0110] 在上述形态D的光源装置中的所述倾斜部件为如散热器15等散热部件,该散热部件设于所述发光元件保持部件中位于所述发光元件组发射光一侧的背后,用于发散该发光元件产生的热。
[0111] 据此,在设置具有优异冷却效果的放热部件时,也能够抑制送风装置送出的冷却风的流速下降,确保将冷却风送入绕转流路,保持良好的冷却效果。
[0112] 〈形态F〉
[0113] 在上述形态C~E中任意一种形态的光源装置中,所述流路构成为,所述冷却风绕过所述绕转流路进入所述空间,通过该空间后从所述发光元件保持部件与形成所述绕转流路一侧侧面相反的另一侧侧面排出。
[0114] 据此,能够在不需要大幅度改变经过绕转流路进入所述空间的冷却风的流动方向的情况下让该冷却风通过所述空间,有助于保持良好的冷却效果。
[0115] 〈形态G〉
[0116] 上述形态A~E中任意一种形态的光源装置进一步具有光源壳体,该光源壳体内收纳所述发光元件保持部件以及所述发光元件组,该光源壳体上设有光射出口10a,供所述发光元件组发射的光射出,该光射出口为开口,所述冷却风经过所述空间后从该光射出口排出该光源壳体。
[0117] 这样,可以在不降低光源壳体刚性的情况下,确保较大的冷却风排出口,保证冷却风以良好的排出效率排风,有助于保持冷却风良好的冷却效率。而且冷却风从光源壳体内部通过光射出口10a向外部流动时产生强烈的吹动,因而尽管光射出口10a被形成为开口,外部的尘埃等异物也不易进入光源壳体内部,因而异物进入光源壳体的问题比较轻微。
[0118] 〈形态H〉
[0119] 一种图像投影装置,如投影机20等,其特征在于,具备上述形态A~G中任意一种形态的光源装置、用于将该光源装置射出的光传送到图像形成部件的照明装置、以及、用于放大投射所述图像形成部件形成的图像的投射光学系统。
[0120] 本形态的图像投影装置具有上述实施形态5中描述的各种效果。