JP7049574B2 - 冷却装置、光源装置及び投影装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷却装置、光源装置及び投影装置に関する。

今日、パーソナルコンピュータの画面やビデオ画像、メモリカード等に記憶されている画像データによる画像等をスクリーンに投影する画像投影装置としてデータプロジェクタが多用されている。このプロジェクタは、光源から出射された光をＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）と呼ばれるマイクロミラー表示素子や液晶板に集光させ、スクリーン上にカラー画像を表示させるものである。

投影装置には、光源装置が搭載されている。この光源装置は、発光により発熱するため、内部の冷却装置によって冷却が行われている。

例えば、特許文献１の光源装置は、第１の光源の側方に配置される第１の光源用の第１のヒートシンクと、第２の光源の側方に配置される第２の光源用の第２のヒートシンクと、第１のヒートシンクと第２のヒートシンクとの間に両者と平行に配置される軸流型送風機である第１の冷却ファンとを備える。

特開２０１５－２２２３０１号公報

軸流型のファンは、吸気側については壁面等が近すぎる場合に急激に風速や風量が低下することが知られている。そのため、冷却ファンの吸気口側にヒートシンクを配置した、いわゆる引抜型の冷却方法において、ファンを効率良く駆動しようとした場合、吸気口からヒートシンクまでの距離をある程度設ける必要があった、

しかし、ファンとヒートシンクとの距離を設けると、デッドスペースが増加し、レイアウト上の制限が生じる。そのため、投影装置の冷却性能を確保しながら本体を小型にすることが難しいという課題があった。

本発明は、以上の点に鑑み、冷却に必要な空間を低減させた冷却装置、光源装置及び投影装置を提供することを目的とする。

本発明の冷却装置は、筐体と、前記筐体内に配置され、凹部が形成されたフィン組体を有するヒートシンクと、前記筐体内における前記ヒートシンクの前記フィン組体の前記凹部側に配置され、前記ヒートシンクを通過した前記筐体内の空気を吸気して排気する軸流型のファンと、を備え、前記軸流型のファンは、前記ヒートシンクに前記凹部を設けたことにより、前記軸流型のファンの回転軸が前記ヒートシンクに近接しない構成とした。

本発明の光源装置は、上述の冷却装置と、前記ヒートシンクと接続される光源と、を備える。

本発明の投影装置は、上述の光源装置と、前記光源装置からの光源光が照射され、画像光を形成する表示素子と、前記表示素子から出射された前記画像光をスクリーンに投影する投影側光学系と、前記表示素子と前記光源装置を制御する制御部と、を有する。

本発明によれば、冷却に必要な空間を低減させた冷却装置、光源装置及び投影装置を提供することができる。

本発明の実施形態１に係る投影装置を示す外観斜視図である。 本発明の実施形態１に係る投影装置の機能ブロックを示す図である。 本発明の実施形態１に係る投影装置の内部構造を示す平面模式図である。 本発明の実施形態１に係るヒートシンクの斜視図である。 本発明の実施形態１に係る図３のＰ部におけるヒートシンク及びファン周辺のＶ－Ｖ断面模式図である。 本発明の実施形態２に係るヒートシンクの斜視図であり、（ａ）は球欠状の凹部を有するヒートシンクを示し、（ｂ）はドーナツ状の凹部を有するヒートシンクを示す。 本発明の実施形態２に係るヒートシンクを、図３のＰ部に配置した場合におけるヒートシンク及びファン周辺のＶ－Ｖ断面模式図であり、（ａ）は球欠状の凹部を有するヒートシンクを備える例であり、（ｂ）はドーナツ状の凹部を有するヒートシンクを備える例である。

（実施形態１）
以下、本発明を実施するための形態について述べる。図１は、本実施形態に係る投影装置１００の外観斜視図である。なお、本実施形態の投影装置１００本体の説明において、左右とは投影方向に対しての左右方向を示し、前後とは投影方向の前後方向を示すものであり、図１における斜め右下方向を前方とする。

投影装置１００は、図１に示す様に略直方体形状である。投影装置１００は、上ケース１１０と下ケース１４０による筐体本体と、この筐体本体に脱着可能な左側板１１７を覆うコネクタカバー１５０とにより形成される。コネクタカバー１５０は、左側板１１７の外周縁を覆うように凹状に形成される。下ケース１４０の底板１４１の各種機器や回路基板は、上ケース１１０により覆われる。本実施形態の投影装置１００は、上ケース１１０の前側板１１３に正面排気孔１６１を、右側板１１９に吸気孔１８１を有している。また、投影装置１００は、背面板１１５に、背面側吸気孔とスピーカの放音用の孔部を有する。

上ケース１１０の上面板１１１の後方にはキー／インジケータ部２２３が設けられる。このキー／インジケータ部２２３には、電源スイッチキー、投影のオン又はオフを切り替える投影スイッチキーや、電源のオン又はオフを報知するパワーインジケータ、光源ユニットや表示素子又は制御回路などが過熱したときに報知をする加熱インジケータ等のキーやインジケータが配置されている。

この上ケース１１０の上面板１１１には、本体の右側から左側のコネクタカバー１５０に亘って左右方向に延びる略Ｖ形状の切込み溝１２１が形成される。切込み溝１２１には、投影口１２５が形成される。投影口１２５は、斜め前方に画像光を出射可能としている。

左側板１１７には、図示しないが、アナログＲＧＢ映像信号が入力される映像信号入力用のＤ－ＳＵＢ端子、Ｓ端子、ＲＣＡ端子、音声出力端子、及び、電源アダプタやプラグ等の各種端子（群）が設けられる。なお、左側板１１７にも、吸気孔が設けられている。

つぎに、投影装置１００の投影装置制御部等について、図２の機能ブロック図を用いて述べる。投影装置制御部は、制御部２３１、入出力インターフェース２１２、画像変換部２１３、表示エンコーダ２１４、表示駆動部２１６等から構成される。

この投影装置制御部により、入出力コネクタ部２１１から入力された各種規格の画像信号は、入出力インターフェース２１２、システムバス（ＳＢ）を介して画像変換部２１３で表示に適した所定のフォーマットの画像信号に統一するように変換された後、表示エンコーダ２１４に出力される。

制御部２３１は、投影装置１００内の各回路の動作制御を司るものであって、演算装置としてのＣＰＵや各種セッティング等の動作プログラムを固定的に記憶したＲＯＭ及びワークメモリとして使用されるＲＡＭ等により構成されている。

また、表示エンコーダ２１４は、入力された画像信号をビデオＲＡＭ２１５に展開記憶させた上で、このビデオＲＡＭ２１５の記憶内容からビデオ信号を生成して表示駆動部２１６に出力する。

表示駆動部２１６は、表示素子制御手段として機能するものであり、表示エンコーダ２１４から出力された画像信号に対応して適宜のフレームレートで空間的光変調素子（ＳＯＭ）である表示素子４１１を駆動させる。

投影装置１００は、光源装置２５０を備える。制御部２３１は、光源制御手段として光源制御回路２３２を制御している。この光源制御回路２３２は、画像生成時に要求される所定波長帯域の光源光が光源装置２５０から出射されるように、光源装置２５０の励起光照射装置３１０及び赤色光源装置３５０の発光を個別に制御すると共に、ホイール制御部２３４により緑色光源装置３３０における蛍光板３３１の回転を制御する（図３参照）。

投影装置１００は、光源装置２５０から出射される光線束を、表示素子４１１に照射することにより、表示素子４１１の反射光で光像を形成し、投影側光学系を介してスクリーン等に映像を投影表示する。

投影側光学系は、可動レンズ群４１６を有する。可動レンズ群４１６は、レンズモータ２３９によりズーム調整やフォーカス調整のための駆動が行われる。

画像圧縮／伸長部２２１は、再生時にメモリカード２２２に記録された画像データを読み出し、一連の動画を構成する個々の画像データを１フレーム単位で伸長する。画像圧縮／伸長部２２１は、その画像データを、画像変換部２１３を介して表示エンコーダ２１４に出力し、メモリカード２２２に記憶された画像データに基づいて動画等の表示を可能とする処理を行う。

上ケース１１０に設けられたキー／インジケータ部２２３からの操作信号は、直接に制御部２３１に送出される。また、リモートコントローラからのキー操作信号はＩｒ受信部２２５で受信され、Ｉｒ処理部２２６で復調されたコード信号が制御部２３１に出力される。

制御部２３１には、システムバス（ＳＢ）を介して音声処理部２３５が接続されている。この音声処理部２３５は、ＰＣＭ音源等の音源回路を備えており、投影モード及び再生モード時には音声データをアナログ化し、スピーカ２３６を駆動して拡散放音させる。

さらに、制御部２３１は、冷却ファン駆動制御回路２３３に光源装置２５０等に設けた複数の温度センサによる温度検出を行わせ、この温度検出の結果から冷却ファンの回転速度を制御させる。また、制御部２３１は、冷却ファン駆動制御回路２３３にタイマー等によって投影装置１００本体の電源オフ後も冷却ファンの回転を持続させる、あるいは、温度センサによる温度検出の結果によって投影装置１００本体の電源をオフにする等の制御を行う。

つぎに、投影装置１００の内部構造について述べる。図３は、投影装置１００の内部構造を示す平面模式図である。投影装置１００は、背面板１１５の近傍に主制御回路基板４４１や電源制御回路基板４４３を備える。

光源装置２５０は、光源ケース内に緑色光源装置３３０を有する。また、光源装置２５０は、導光路として、導光光学系３７０と光源側光学系３８０とを備える。

励起光照射装置３１０は、投影装置１００の筐体内において右側板１１９近傍に配置される。励起光照射装置３１０には、半導体発光素子である複数の青色レーザダイオード３１２が設けられる。青色レーザダイオード３１２は、光源ホルダ３１４に保持される。また、各青色レーザダイオード３１２の光軸上には、青色レーザダイオード３１２からの出射光を、指向性を高めるように平行光に変換するコリメータレンズ３１３が配置されている。なお、本実施形態において、青色レーザダイオード３１２及びコリメータレンズ３１３は、それぞれ６行６列の合計３６個が配置される。

コリメータレンズ３１３の正面には、集光レンズ３１５が設けられる。集光レンズ３１５は、各コリメータレンズ３１３から出射された青色波長帯域光を集光し、拡散板３１７に導光する。拡散板３１７は、入射した青色波長帯域光を拡散透過し、緑色光源装置３３０へ導光する。

赤色光源装置３５０は、赤色光源３５２と、集光レンズ群３５３とを備える。赤色光源３５２は、赤色波長帯域の光を出射する半導体発光素子である赤色発光ダイオードである。赤色光源３５２は、青色レーザダイオード３１２の出射光と光軸が平行となるように配置される。集光レンズ群３５３は、赤色光源３５２から出射された赤色波長帯域光を集光する。

赤色光源装置３５０の前側板１１３側には、赤色光源装置３５０のヒートシンク３６５が配置される。また、励起光照射装置３１０の前側板１１３側には、励起光照射装置３１０のヒートシンク５０が配置される。ヒートシンク５０とヒートシンク３６５との間にはファン６０が配置されている。また、ヒートシンク３６５の左側板１１７側にもファン３６７が配置されている。各ファン６０，３６７は、複数の羽根を有する軸流型のファンである。本実施形態のファン６０，３６７は、引き抜き型の冷却を行う。すなわち、ファン６０，３６７による引込風は、励起光照射装置３１０のヒートシンク５０や赤色光源装置３５０のヒートシンク３６５を介して吸気される。よって、青色レーザダイオード３１２及び赤色光源３５２は、それぞれのヒートシンク５０，３６５により冷却される。

緑色光源装置３３０を構成する蛍光板３３１は、投影装置１００の略中央に配置される。蛍光板３３１は、円板状に形成され、励起光照射装置３１０から出射された励起光の光路上に配置される。蛍光板３３１は、モータにより回転駆動される。

蛍光板３３１の励起光照射装置３１０側には集光レンズ群３３２が配置され、その反対側である反射ミラー３７７側にも集光レンズ（不図示）が配置される。

集光レンズ群３３２は、励起光照射装置３１０から出射されて第一ダイクロイックミラー３７１を透過した励起光の光線束を、蛍光板３３１に集光させるとともに蛍光板３３１から励起光照射装置３１０方向に出射される蛍光光を集光する。

蛍光板３３１には、蛍光発光領域と透過領域とが周方向に連続して設けられている。蛍光発光領域は、励起光照射装置３１０から集光レンズ群３３２を介して集光された光を励起光として受けて、緑色波長帯域の蛍光光を出射する。透過領域は、励起光照射装置３１０から出射された励起光を透過又は拡散透過させる。

蛍光板３３１の基材には銅やアルミニウム等からなる金属基材を用いることができる。この基材の励起光照射装置３１０側の表面には、環状の溝が形成される。この溝の底部は、銀蒸着等によってミラー加工がされており、その底部には緑色蛍光体層が敷設されている。また、透過領域には基材の切抜き透光部に透光性を有する透明基材が嵌入される。なお、透過領域として、励起光を拡散透過する領域が配置される場合、切抜き透孔部には表面をサンドブラスト等で微細凹凸を設けた透明基材が嵌入される。

蛍光板３３１の緑色蛍光体層は、励起光照射装置３１０から出射された青色波長帯域光が照射されると緑色蛍光体が励起されるため、全方位に緑色波長帯域光を出射する。蛍光発光された緑色波長帯域光は、右側板１１９側へ出射され、集光レンズ群３３２に入射する。一方、透明領域に入射した励起光照射装置３１０から出射された青色波長帯域光は、蛍光板３３１を透過又は拡散透過し、蛍光板３３１の背面側（換言すれば、左側板１１７側）に配置された集光レンズ（不図示）に入射する。

導光光学系３７０は、青色波長帯域光、赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光の光線束を集光させる集光レンズや、各色波長帯域の光線束の光軸を変換して同一の光軸に導光する反射ミラーやダイクロイックミラー等を備える。具体的に、導光光学系３７０は、第一ダイクロイックミラー３７１、第二ダイクロイックミラー３７３、第三ダイクロイックミラー３７５、反射ミラー３７７、及び複数の集光レンズ３７９を備える。

第一ダイクロイックミラー３７１は、拡散板３１７と集光レンズ群３３２の間に配置される。また、第一ダイクロイックミラー３７１は、青色波長帯域光を透過し、緑色波長帯域光を反射する。蛍光板３３１から出射された緑色波長帯域光は、第一ダイクロイックミラー３７１により反射され、集光レンズ３７９を介して第二ダイクロイックミラー３７３に導光される。

第二ダイクロイックミラー３７３は、第一ダイクロイックミラー３７１から出射された緑色波長帯域光と、赤色光源装置３５０から出射された赤色波長帯域光とが、交差する位置に配置される。第二ダイクロイックミラー３７３は、緑色波長帯域光を反射し、赤色波長帯域光を透過する。第一ダイクロイックミラー３７１から出射された緑色波長帯域光は、第二ダイクロイックミラー３７３により反射され、左側板１１７側にある集光レンズ３７９を介して第三ダイクロイックミラー３７５に導光される。

また、赤色光源装置３５０から出射された赤色波長帯域光は、第二ダイクロイックミラー３７３を透過し、緑色波長帯域光と光軸が一致する。その後、赤色波長帯域光は、集光レンズ３７９を介して第三ダイクロイックミラー３７５に導光される。

一方、励起光照射装置３１０から出射されて拡散板３１７によって拡散された青色波長帯域光のうち、蛍光板３３１の透過領域に入射した青色波長帯域光は、反射ミラー３７７により反射し、集光レンズ３７９を介して第三ダイクロイックミラー３７５に導光される。

第三ダイクロイックミラー３７５は、緑色波長帯域光及び赤色波長帯域光を反射し、青色波長帯域光を透過する。よって、第二ダイクロイックミラー３７３で反射した緑色波長帯域光の光軸、及び第二ダイクロイックミラー３７３を透過した赤色波長帯域光の光軸は、第三ダイクロイックミラー３７５で反射し、光源側光学系３８０の集光レンズ３８１に入射する。一方、反射ミラー３７７で反射した青色波長帯域光は、第三ダイクロイックミラー３７５を透過し、光源側光学系３８０の集光レンズ３８１に導光される。

このように、青色波長帯域光、赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光の各光軸は、第三ダイクロイックミラー３７５で透過又は反射することにより一致する。

光源側光学系３８０は、集光レンズ３８１、ライトトンネル３８３、集光レンズ３８５、照射ミラー３８７、ＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）プリズム（全反射プリズム）３８９を備える。なお、ＴＩＲプリズム３８９は、後述の投影側光学系４１０の一部でもある。集光レンズ３８１は、第三ダイクロイックミラー３７５から出射された光を集光する。集光レンズ３８１により集光された青色波長帯域光、赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光は、ライトトンネル３８３に入射する。ライトトンネル３８３に入射した光線束は、ライトトンネル３８３により均一な強度分布となる。

集光レンズ３８５は、ライトトンネル３８３の前側板１１３側の光軸上に配置される。ライトトンネル３８３から出射された光線束は、集光レンズ３８５で集光されて照射ミラー３８７に照射される。

投影側光学系４１０は、ＴＩＲプリズム３８９、表示素子４１１、レンズ鏡筒４１２、非球面ミラー４１７を有する。照射ミラー３８７で反射された光線束は、ＴＩＲプリズム３８９に入射し、前側板１１３側に配置された表示素子４１１の画像形成面に照射される。表示素子４１１により形成された画像光は、背面板１１５側に設けられたレンズ鏡筒４１２内の固定レンズ群や可動レンズ群４１６を介して、非球面ミラー４１７に照射される。

非球面ミラー４１７により反射された画像光は、カバーガラス４１９（図１も参照）を介して投影装置１００の外部に出射され、スクリーンに投影される。

このように投影装置１００を構成することで、蛍光板３３１を回転させるとともに励起光照射装置３１０及び赤色光源装置３５０から異なるタイミングで光を出射すると、青色波長帯域光、赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光の各光は、導光光学系３７０を介して光源側光学系３８０の集光レンズ３８１、ライトトンネル３８３等に順次入射し、その後表示素子４１１に入射する。そのため、投影装置１００の表示素子４１１であるＤＭＤが表示させるデータに応じて各色の光を時分割反射することにより、スクリーンにカラー画像を投影することができる。

次に、投影装置１００の冷却装置について説明する。冷却装置は、ヒートシンク及びファンを備える。図３の例では、冷却装置は、Ｐ部に示すヒートシンク５０及びファン６０により構成することができる。

図４は、ヒートシンク５０の斜視図である。ヒートシンク５０は、熱伝達部５１と、フィン組体５２とを備える。熱伝達部５１と、フィン組体５２とは、３本のヒートパイプ５３によって接続される。

熱伝達部５１は、略矩形板状に形成される。熱伝達部５１は、複数の螺子用孔５１１を有する。また、熱伝達部５１は、円形状の位置決孔５１２と長孔状の位置決孔５１３を有する。これら螺子用孔５１１及び位置決孔５１２，５１３により、図３に示すように、熱伝達部５１が、光源ホルダ３１４に対して固定される。熱伝達部５１は、青色レーザダイオード３１２の駆動によって発生した熱を、ヒートパイプ５３を介してフィン組体５２に伝達する。

図４に戻り、フィン組体５２は、全体が略矩形板状であり、複数の板状のフィン５２１がヒートパイプ５３に接続されることにより形成される。隣接する各フィン５２１の側面同士は互いに略平行である。また、各フィン５２１の側面は、後述のファン６０の軸部材６４の回転軸に対し平行となるように配置される。各フィン５２１には、切欠部５２２が形成される。切欠部５２２は、凹円弧状に形成される。また、各切欠部５２２の曲率半径及び深さは、略同じとなるように形成される。フィン組体５２には、切欠部５２２によって、ヒートパイプ５３が延長される方向に凹円弧溝状に窪んだ凹部５２３が形成される。このように、ファン６０に対応する領域の、フィン組体５２を構成する複数のフィン５２１は、全て同一形状である。

図５は、図３のＰ部におけるヒートシンク５０及びファン６０周辺のＶ－Ｖ断面模式図である。ヒートシンク５０及びファン６０は、投影装置１００の上面板１１１と底板１４１との間に配置される。ヒートシンク５０のフィン組体５２は、ファン６０の吸気口６２１側において、ファン６０側に凹部５２３が向くように配置される。

フィン組体５２は、ファン６０の開口部６２を覆う大きさに形成される。フィン組体５２の切欠部５２２の底部５２２ａは、ファン６０の軸部材６４を通る中心軸Ａ２上に配置される。なお、３本のヒートパイプ５３のうちの中央のヒートパイプ５３も、中心軸Ａ２上に配置される。

ファン６０は、略矩形枠状に形成されたケース６１を有する。ケース６１には、略円形状の開口部６２が設けられる。開口部６２内には、羽部６３及びこの羽部６３の軸部材６４が配置される。

羽部６３は、軸部材６４の駆動により、開口部６２内で回転する。すると、吸気口６２１側の引込風ｗ１は、フィン５２１の間を通ってファン６０の吸気口６２１側から吸気される。その後、ファン６０は、吸気した引込風ｗ１をファン６０の排気口６２２側から排気風ｗ２として排出する。

軸流型のファン６０は、排気口６２２側と比較して、吸気口６２１側の方が空気流の指向性が低く、流速が遅い場合がある。そのため、吸気口６２１側の直ぐ近くにフィン５２１などの部材を配置させると、フィン５２１間の流路抵抗により流速がさらに低下してしまう。しかし、本実施形態のフィン組体５２は、凹部５２３を設けたことにより、吸気口６２１側の近傍にフィン５２１が近接しない構成とした。これにより、ファン６０が駆動する際に、空気流に対する流路抵抗を低減させ、流速の低下を抑えながら、フィン組体５２とファン６０とを近接させて配置することができる。よって、投影装置１００内の余剰空間を低減させることができるため、投影装置１００は、レイアウトの自由度を高めたり、小型化させることができる。

また、本実施形態のフィン組体５２及びファン６０は、上面板１１１と底板１４１との隙間を狭くして配置される。よって、ファン６０の駆動により生じた引込風ｗ１がフィン組体５２の外周を介して吸気口６２１側に引き込まれることを低減して、放熱に寄与する引込風ｗ１を、フィン５２１間を通過するように導くことができる。

また、フィン組体５２の凹部５２３は、ヒートパイプ５３が延長される方向である一方向に向かって溝状に形成されるため、各フィン５２１の切欠部５２２の形状は、略同じとすることができる。これにより、凹部５２３を備えたフィン組体５２を容易に構成することができる。なお、フィン組体５２は、いずれも同一形状のフィン５２１により構成してもよい。

（実施形態２）
次に、実施形態２について説明する。本実施形態では、実施形態１の凹部５２３に代えて、椀状の凹部５２５，５２７を設けたフィン組体５２Ａ，５２Ｂについて説明する。図６（ａ）は、球欠状に窪んだ凹部５２５を有するヒートシンク５０Ａの斜視図である。図６（ｂ）は、中央に島状部を有したドーナツ状の凹部５２７を有するヒートシンク５０Ｂの斜視図である。なお、以下、ヒートシンク５０Ａ，５０Ｂの説明において、実施形態１のヒートシンク５０と同様の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。

まず、図６（ａ）のヒートシンク５０Ａについて説明する。フィン組体５２Ａの一部のフィン５２１Ａには、切欠部５２４が形成される。各切欠部５２４は、凹円弧状に形成される。各切欠部５２４は、フィン組体５２Ａに凹部５２５が形成されるように、切り欠きの幅及び深さがフィン５２１Ａの配置位置によって異なるようにしている。よって、凹部５２５は、球欠状或いは椀状に窪むように形成される。

図７（ａ）は、ヒートシンク５０Ａを図３のヒートシンク５０の代わりに配置した場合における、Ｐ部のヒートシンク５０Ａ及びファン６０周辺のＶ－Ｖ断面模式図である。

ヒートシンク５０Ａ及びファン６０は、実施形態１と同様に、投影装置１００の上面板１１１と底板１４１との間に配置される。ヒートシンク５０Ａのフィン組体５２Ａは、ファン６０側に凹部５２５が向くように配置される。

フィン組体５２Ａの凹部５２５の底部５２４ａを通る中心軸Ａ１と、ファン６０の軸部材６４を通る中心軸Ａ２とは、略一致する。なお、３本のヒートパイプ５３のうちの中央のヒートパイプ５３は、中心軸Ａ１上に配置される。

本実施形態のフィン組体５２Ａは、ファン６０の吸気口６２１側の開口部６２の近傍には凹部５２５を形成し、その周辺には凹部５２５を形成しない構成とした。そのため、流速の低下を抑えることができる。更に、フィン組体５２Ａを構成する各フィン５２１Ａの合計の表面積を、実施形態１におけるフィン組体５２を構成する各フィン５２１の合計の表面積に比べて大きくすることができるので、放熱効果の低減を抑えながら、ヒートシンク５０Ａとファン６０を近接させて配置させることができる。

（実施形態２の変形例）
次に、実施形態２の変形例である、図６（ｂ）のヒートシンク５０Ｂについて説明する。フィン組体５２Ｂの一部のフィン５２１Ｂには、切欠部５２６が形成される。各切欠部５２６により、フィン組体５２Ｂには、凹部５２７が形成される。凹部５２７は全体が球欠状に窪んだ椀状であり、その中央には島状部５２６ａが形成される。換言すれば、凹部５２７は、略円弧状の環状に或いはドーナツ状に、窪むように形成される。よって、各切欠部５２６の切り欠き形状は、フィン５２１Ｂの配置位置によって異なっている。島状部５２６ａは、基部よりも頂部側の断面積が狭く形成される。

図７（ｂ）は、ヒートシンク５０Ｂを図３のヒートシンク５０の代わりに配置した場合におけるＰ部のヒートシンク５０Ｂ及びファン６０周辺のＶ－Ｖ断面模式図である。

ヒートシンク５０Ｂ及びファン６０は、実施形態１と同様に、投影装置１００の上面板１１１と底板１４１との間に配置される。ヒートシンク５０Ｂのフィン組体５２Ｂは、ファン６０側に凹部５２７が向くように配置される。

フィン組体５２Ｂの凹部５２７の島状部５２６ａの中央を通る中心軸Ａ１と、ファン６０の軸部材６４を通る中心軸Ａ２とは、略一致する。なお、３本のヒートパイプ５３のうちの中央のヒートパイプ５３は、中心軸Ａ１上に配置される。

本変形例のフィン組体５２Ｂは、ファン６０の吸気口６２１側の開口部６２の近傍は凹部５２７を設け、その周囲には、切欠部５２６を設けない構成とし、さらに、軸部材６４の近傍である凹部５２７の中央部には、島状部５２６ａを設けた。そのため、流速の低下を抑えるとともにフィン５２１の表面積を実施形態２のフィン組体５２Ａと比べさらに広くすることができ、放熱効果の低減を抑えながら、ヒートシンク５０Ｂとファン６０を近接させて配置させることができる。

なお、各実施形態においてフィン５２１は、板状に限らずピン型としてもよい。この場合も、凹部は各実施形態で示した凹部５２３，５２５，５２７と同様の形状に構成することができる。

また、各実施形態のフィン組体５２，５２Ａ，５２Ｂは、ファン６０の排気口６２２側において、凹部５２３，５２５，５２７がファン６０側を向くように配置してもよい。フィン組体５２，５２Ａ，５２Ｂを吸気口６２１側に配置したのと同様、流速の早い位置において、フィン５２１，５２１Ａ，５２１Ｂの厚みを薄くすることにより、排気口６２２側の流路抵抗を低減させることができる。よって、放熱効果の低減を抑えながら、フィン組体５２，５２Ａ，５２Ｂとファン６０を近接させることができ、投影装置１００の冷却に必要な空間を低減させることができる。

一方、ファン６０は、吸気口６２１側における流路の指向性が排気口６２２側に比べて低いため、吸気口６２１側にフィン組体５２，５２Ａ，５２Ｂを配置させた場合では、各フィン５２１，５２１Ａ，５２１Ｂの全体に引込風ｗ１を通過させることができ、フィン５２１，５２１Ａ，５２１Ｂ上の放熱ムラを低減することができる。

以上、本実施形態の投影装置１０は、軸流型のファン６０と、ファン６０側に凹部５２３，５２５，５２７が形成されたフィン組体５２，５２Ａ，５２Ｂを有するヒートシンク５０，５０Ａ，５０Ｂと、を備える。そのため、ファン６０が駆動する際に、流速が低下することを低減しながら、フィン組体５２とファン６０とを近接させて配置することができる。よって、冷却に必要な空間を低減させた冷却装置、光源装置及び投影装置を提供することができる。

また、凹部５２３，５２５，５２７は、フィン５２１，５２１Ａ，５２１Ｂに設けられた切欠部５２２，５２４，５２６により形成される。そのため、フィン５２１，５２１Ａ，５２１Ｂのうち、開口部６２周辺や軸部材６４付近の部分をファン６０に近接させて、その他の開口部６２に近い部分を切り欠くことにより、冷却性能の低下を抑え、フィン組体５２，５２Ａ，５２Ｂとファン６０の配置空間を低減させることができる。

また、フィン組体５２，５２Ａ，５２Ｂのフィン５２１，５２１Ａ，５２１Ｂは、板状であり、フィン組体５２，５２Ａ，５２Ｂのフィン５２１，５２１Ａ，５２１Ｂの側面は、ファン６０の回転軸に対し平行に配置される。そのため、引込風ｗ１の流路に沿ってフィン５２１，５２１Ａ，５２１Ｂが配置されることになり、引込風ｗ１への排熱時間を長く確保するとともに、流路抵抗の増加を低減させることができる。

実施形態１、実施形態２、実施形態２の変形例において、フィン組体５２，５２Ａ，５２Ｂは、ファン６０の吸気側に設けたが、この構成に限らない。フィン組体５２，５２Ａ，５２Ｂを、ファン６０の排気側に設けても良い。この場合も、ファン６０側のフィン組体５２，５２Ａ，５２Ｂに凹部が形成された構造となっている。また、フィン組体５２に形成されたヒートパイプ５３の位置は、ファン６０の軸部材６４に対応する位置と、風の流れの影響を受けにくい両端側が望ましい。また、フィン組体５２，５２Ａ，５２Ｂの形状は、実施形態１、実施形態２、実施形態２の変形例に記載した形状に限らず、軸流型のファン６０の風速分布特性に応じて適宜変更することが可能である。

なお、実施形態１、実施形態２、実施形態２の変形例において、フィン組体５２，５２Ａ，５２Ｂを構成する複数のフィン５２１，５２１Ａ，５２１Ｂは、上面板１１１や底板１４１の面に対して略垂直になるように配置されているが、この構成に限らない。即ち、フィン組体５２，５２Ａ，５２Ｂの複数のフィン５２１，５２１Ａ，５２１Ｂの側面は、ファン６０の回転軸に対し平行に配置されていれば良い。従って、フィン５２１，５２１Ａ，５２１Ｂの側面が、上面板１１１や底板１４１の面に対して略平行になるように配置されていても良いし、複数のフィン５２１，５２１Ａ，５２１Ｂの側面が、上面板１１１や底板１４１の面に対して所定の角度だけ傾斜して配置されていても良い。

また、以上説明した各実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

以下に、本願出願の最初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］ 軸流型のファンと、
前記ファン側に凹部が形成されたフィン組体を有するヒートシンクと、
を備えることを特徴とする冷却装置。
［２］ 前記凹部は、一方向に溝状に形成されており、
前記ファンに対応する領域の、前記フィン組体を構成する複数のフィンは、全て同一形状であることを特徴とする上記［１］に記載の冷却装置。
［３］ 前記凹部は、椀状に窪んで形成されることを特徴とする上記［１］に記載の冷却装置。
［４］ 前記凹部は、環状に窪んで形成されることを特徴とする上記［１］に記載の冷却装置。
［５］ 前記凹部は、中央に前記ファンの軸部材に近接する島状部を有することを特徴とする上記［４］に記載の冷却装置。
［６］ 前記フィン組体は、前記ファンの吸気口側に配置されることを特徴とする上記［１］乃至上記［５］の何れかに記載の冷却装置。
［７］ 前記凹部は、前記フィン組体の複数のフィンに設けられた切欠部により形成され、
隣接する前記フィンの側面同士は互いに略平行であることを特徴とする上記［１］乃至上記［６］の何れかに記載の冷却装置。
［８］ 前記フィン組体のフィンは、板状であり、前記フィン組体のフィンの側面は、前記ファンの回転軸に対し平行に配置される、ことを特徴とする上記［１］乃至上記［７］の何れかに記載の冷却装置。
［９］ 上記［１］乃至上記［８］の何れかに記載の冷却装置と、
前記ヒートシンクと接続される光源と、
を備えることを特徴とする光源装置。
［１０］ 上記［９］に記載の光源装置と、
前記光源装置からの光源光が照射され、画像光を形成する表示素子と、
前記表示素子から出射された前記画像光をスクリーンに投影する投影側光学系と、
前記表示素子と前記光源装置を制御する制御部と、
を有することを特徴とする投影装置。

１０ 投影装置 ５０ ヒートシンク
５０Ａ ヒートシンク ５０Ｂ ヒートシンク
５１ 熱伝達部 ５２ フィン組体
５２Ａ フィン組体 ５２Ｂ フィン組体
５３ ヒートパイプ ６０ ファン
６１ ケース ６２ 開口部
６３ 羽部 ６４ 軸部材
１００ 投影装置 １１０ 上ケース
１１１ 上面板 １１３ 前側板
１１５ 背面板 １１７ 左側板
１１９ 右側板 １２１ 切込み溝
１２５ 投影口 １４０ 下ケース
１４１ 底板 １５０ コネクタカバー
１６１ 正面排気孔 １８１ 吸気孔
２１１ 入出力コネクタ部 ２１２ 入出力インターフェース
２１３ 画像変換部 ２１４ 表示エンコーダ
２１５ ビデオＲＡＭ ２１６ 表示駆動部
２２１ 画像圧縮／伸長部 ２２２ メモリカード
２２３ キー／インジケータ部 ２２５ Ｉｒ受信部
２２６ Ｉｒ処理部 ２３１ 制御部
２３２ 光源制御回路 ２３３ 冷却ファン駆動制御回路
２３４ ホイール制御部 ２３５ 音声処理部
２３６ スピーカ ２３９ レンズモータ
２５０ 光源装置 ３１０ 励起光照射装置
３１２ 青色レーザダイオード ３１３ コリメータレンズ
３１４ 光源ホルダ ３１５ 集光レンズ
３１７ 拡散板 ３３０ 緑色光源装置
３３１ 蛍光板 ３３２ 集光レンズ群
３５０ 赤色光源装置 ３５２ 赤色光源
３５３ 集光レンズ群 ３６５ ヒートシンク
３６７ ファン ３７０ 導光光学系
３７１ 第一ダイクロイックミラー ３７３ 第二ダイクロイックミラー
３７５ 第三ダイクロイックミラー ３７７ 反射ミラー
３７９ 集光レンズ ３８０ 光源側光学系
３８１ 集光レンズ ３８３ ライトトンネル
３８５ 集光レンズ ３８７ 照射ミラー
３８９ ＴＩＲプリズム ４１０ 投影側光学系
４１１ 表示素子 ４１２ レンズ鏡筒
４１６ 可動レンズ群 ４１７ 非球面ミラー
４１９ カバーガラス ４４１ 主制御回路基板
４４３ 電源制御回路基板 ５１１ 螺子用孔
５１２ 位置決孔 ５１３ 位置決孔
５２１ フィン ５２１Ａ フィン
５２１Ｂ フィン ５２２ 切欠部
５２２ａ 底部 ５２３ 凹部
５２４ 切欠部 ５２４ａ 底部
５２５ 凹部 ５２６ 切欠部
５２６ａ 島状部 ５２７ 凹部
６２１ 吸気口 ６２２ 排気口
Ａ１ 中心軸 Ａ２ 中心軸
ｗ１ 引込風 ｗ２ 排気風

Claims (9)

1. 筐体と、
   前記筐体内に配置され、凹部が形成されたフィン組体を有するヒートシンクと、
   前記筐体内における前記ヒートシンクの前記フィン組体の前記凹部側に配置され、前記ヒートシンクを通過した前記筐体内の空気を吸気して排気する軸流型のファンと、
   を備え、
   前記軸流型のファンは、前記ヒートシンクに前記凹部を設けたことにより、前記軸流型のファンの回転軸が前記ヒートシンクに近接しない構成としたことを特徴とする冷却装置。
2. 前記凹部は、一方向に溝状に形成されており、
   前記ファンに対応する領域の、前記フィン組体を構成する複数のフィンは、全て同一形状であることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
3. 前記凹部は、椀状に窪んで形成されることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
4. 前記凹部は、環状に窪んで形成されることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
5. 前記凹部は、中央に前記ファンの軸部材に近接する島状部を有することを特徴とする請求項４に記載の冷却装置。
6. 前記凹部は、前記フィン組体の複数のフィンに設けられた切欠部により形成され、
   隣接する前記フィンの側面同士は互いに略平行であることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の冷却装置。
7. 前記フィン組体のフィンは、板状であり、
   前記フィン組体のフィンの側面は、前記ファンの回転軸に対し平行に配置される、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載の冷却装置。
8. 請求項１乃至請求項７の何れかに記載の冷却装置と、
   前記ヒートシンクと接続される光源と、
   を備えることを特徴とする光源装置。
9. 請求項８に記載の光源装置と、
   前記光源装置からの光源光が照射され、画像光を形成する表示素子と、
   前記表示素子から出射された前記画像光をスクリーンに投影する投影側光学系と、
   前記表示素子と前記光源装置を制御する制御部と、
   を有することを特徴とする投影装置。

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