本發明涉及光學裝置、光源裝置和投影儀。
背景技術:
以往,已知下述這樣的投影儀:該投影儀根據圖像信息對從光源射出的光進行調制,將圖像投射到屏幕等投影面上。投影儀內的光學元件由于來自光源的光而發熱,因此,提出了用于冷卻該光學元件的技術(例如,參照專利文獻1、專利文獻2)。
專利文獻1記述了一種光源裝置,該光源裝置具有射出激勵光的激勵光源部和熒光發光部。熒光發光部具有:具有熒光體層的熒光體板、載置熒光體板的基板以及散熱器。熒光體板被照射從激勵光源部射出的激勵光,發出與激勵光不同的波長帶的熒光。散熱器具有多個散熱片,散出載置有熒光體板的基板(光學元件)的熱。
專利文獻2記述了一種光源裝置,該光源裝置具有半導體激光器、二向色鏡、反射型色輪、旋轉機構、以及作為反射型色輪的散熱部發揮功能的散熱片。散熱片形成為通過旋轉機構而旋轉,借助離心力使空氣擴散。
專利文獻1:日本特開2014-123014號公報
專利文獻2:日本特開2012-13897號公報
然而,在專利文獻1公開的技術中,散熱器的散熱片向熒光體板的相反一側較長地伸出,存在裝置大型化的課題。
此外,還可考慮到這樣的情況:專利文獻2所述的散熱片難以充分地利用由旋轉而產生的空氣的流動,導致翼片的轉速變快以及散熱片大型化的情況。存在這樣的課題:當散熱片的轉速變快時,由于摩擦風音會導致噪音增加,當散熱片大型化時,會導致光源裝置大型化以及重量變大。
技術實現要素:
本發明是為了解決上述課題中的至少一部分而完成的,通過以下的方式或應用例來實現。
[應用例1]
本應用例的光學裝置的特征在于具有:光學元件;和散熱部,其使所述光學元件的熱散出,所述散熱部具有:基部,其與所述光學元件重疊;和多個葉片部,它們從所述基部向與所述光學元件相反的一側突出,所述多個葉片部具有相對于所述基部傾斜的傾斜部。
根據該結構,散熱部能夠經由基部將由于光的入射而發出的光學元件的熱從葉片部散出。此外,葉片部具有相對于基部傾斜的傾斜部。由此,與具有相對于基部垂直地豎立設置的豎立設置部的結構相比,能夠實現抑制了與基部垂直的垂直方向上的大小且具有較大的表面積的散熱部。由此,能夠提供抑制了大型化并能夠高效地使光學元件的熱散出的光學裝置。
[應用例2]
在上述應用例的光學裝置中,優選的是,所述散熱部由金屬板形成為一體。
根據該結構,能夠通過沖壓加工等形成散熱部,因此,與通過由熔化的金屬進行的成型而形成散熱部、或通過從金屬塊進行切削等而形成散熱部相比,能夠進行更簡單的制造。此外,與金屬成型或切削加工相比,能夠將基部和傾斜部的厚度形成得較薄,因此,能夠實現散熱部的輕量化乃至光學裝置的輕量化。
[應用例3]
在上述應用例的光學裝置中,優選的是,在所述葉片部上形成有開口部。
根據該結構,由于能夠將葉片部的表面積形成得較大,因此,能夠提高散熱部的散熱功能。
[應用例4]
在上述應用例的光學裝置中,優選的是,在所述葉片部上設有凸部。
根據該結構,由于能夠將葉片部的表面積形成得較大,因此,能夠提高散熱部的散熱功能。
[應用例5]
本應用例的光源裝置的特征在于具有:光源;入射從所述光源射出的光的上述的光學裝置;以及旋轉裝置,其使所述光學裝置旋轉,所述散熱部是與所述光學元件一同旋轉的旋轉部件,所述基部包圍所述旋轉部件的旋轉中心軸,所述多個葉片部從所述基部以所述旋轉中心軸為中心而向半徑方向外側突出,所述傾斜部以隨著從以所述旋轉中心軸為中心的半徑方向外側朝內側接近所述光學元件側的方式,相對于所述光學元件傾斜。
根據該結構,由于光源裝置具有上述旋轉裝置以及作為散熱部的旋轉部件,因此,能夠利用葉片部將由旋轉部件的旋轉而產生的空氣的流動引導至光學元件。由此,能夠有效地利用由旋轉部件的旋轉而產生的空氣的流動高效地對光學元件進行冷卻。因此,能夠提供能夠抑制光學元件的劣化且能夠實現長壽命化的光源裝置。
此外,在旋轉部件由金屬板形成為一體的情況下,由于能夠進一步實現旋轉部件的輕量化,因此,能夠采用低功率的旋轉裝置、即能夠采用小型且低功耗的旋轉裝置。
[應用例6]
在上述應用例的光源裝置中,優選的是,所述傾斜部具有傾斜突起部,該傾斜突起部在所述旋轉部件的旋轉方向上的后側向與該旋轉方向相反的方向突出。
根據該結構,由于傾斜部具有前述的傾斜突起部,因此,能夠利用旋轉部件的旋轉將更多的空氣引導至光學元件。由此,能夠更高效地對光學元件進行冷卻。
[應用例7]
在上述應用例的光源裝置中,優選的是,所述葉片部具有彎曲部,該彎曲部以與所述光學元件相對的方式從所述傾斜突起部的端部彎曲。
根據該結構,由于在傾斜突起部的末端形成有彎曲部,因此,能夠使伴隨旋轉部件的旋轉的空氣的流動順暢,降低葉片部的風噪聲。由此,能夠高效地對光學元件進行冷卻,能夠抑制噪音并使旋轉部件旋轉。
[應用例8]
本應用例的投影儀具有:上述的光源裝置;光調制裝置,其對從所述光源裝置射出的光進行調制;以及投影光學裝置,其投射由所述光調制裝置調制后的光。
根據該結構,由于投影儀具有上述光源裝置,因此,能夠保持光學元件具有的光學性能,能夠長期進行高亮度且畫質良好的圖像的投影。
附圖說明
圖1是示出本實施方式的投影儀的結構的示意圖。
圖2是示出本實施方式的照明裝置的結構的示意圖。
圖3是本實施方式的擴散裝置的立體圖。
圖4是本實施方式的擴散裝置的分解立體圖。
圖5是本實施方式的旋轉部件的俯視圖。
圖6是本實施方式的擴散裝置的俯視圖。
圖7是本實施方式的擴散裝置的剖視圖。
圖8是本實施方式的擴散裝置的側視圖。
圖9是示出本實施方式的擴散裝置中的傾斜角與熱阻以及噪音之間的關系的仿真結果的曲線圖。
圖10是變形例的旋轉部件的局部立體圖。
圖11是變形例的擴散裝置的立體圖。
圖12是變形例的旋轉部件的立體圖。
標號說明
1:投影儀;4:光源裝置;4a、8a:擴散裝置(光學裝置);4a1:反射板(光學元件);4a2:馬達(旋轉裝置);4ac:旋轉中心軸;6、7、8:旋轉部件(散熱部);6r、8r:旋轉方向;34:光調制裝置;36:投影光學裝置;61、71、81:基部;62、72、82:葉片部;62a、72a、82a:傾斜部;62b:彎曲部;621:傾斜突起部;721:凸部;722:開口部;ss:固體光源(光源)。
具體實施方式
以下,參照附圖對本實施方式的投影儀進行說明。
[投影儀的概要結構]
圖1是示出本實施方式的投影儀1的結構的示意圖。
本實施方式的投影儀1是這樣的顯示裝置:對從設置于內部的照明裝置31射出的光進行調制,形成與圖像信息對應的圖像,將該圖像放大投影到作為投影面的屏幕sc上。
如圖1所示,投影儀1具有外裝殼體2以及收納于外裝殼體2內的光學單元3。此外,雖然省略圖示,投影儀1還具有控制該投影儀1的控制裝置、冷卻光學部件等冷卻對象的冷卻裝置、以及對電子部件供給電力的電源裝置。
[光學單元的結構]
光學單元3具有照明裝置31、色分離裝置32、平行化透鏡33、光調制裝置34、色合成裝置35以及投影光學裝置36。
照明裝置31射出照明光wl。另外,后面詳細敘述照明裝置31的結構。
色分離裝置32將從照明裝置31射出的照明光wl分離為紅色光lr、綠色光lg及藍色光lb。該色分離裝置32具有二向色鏡321、322、反射鏡323、324、325及中繼透鏡326、327。
其中,二向色鏡321將照明光wl分離為紅色光lr及其它色光(綠色光lg和藍色光lb)。分離出的紅色光lr被反射鏡323反射而被引導至平行化透鏡33(33r)。此外,分離出的該其它色光入射到二向色鏡322。
二向色鏡322將上述其它色光分離為綠色光lg和藍色光lb。分離出的綠色光lg被引導至平行化透鏡33(33g)。此外,分離出的藍色光lb經由中繼透鏡326、反射鏡324、中繼透鏡327以及反射鏡325而被引導至平行化透鏡33(33b)。
平行化透鏡33(將紅、綠和藍的各色光lr、lg、lb用的平行化透鏡分別設為33r、33g、33b)使入射的光平行化。
光調制裝置34(將紅、綠和藍的各色光lr、lg、lb用的光調制裝置分別設為34r、34g、34b)對分別入射的色光lr、lg、lb進行調制,形成與圖像信息對應的圖像光。這些光調制裝置34構成為具有對所入射的色光進行調制的液晶面板以及配置于液晶面板的入射側和出射側的一對偏振板。另外,后述的照明裝置31的被照明區域被設定為在光調制裝置34中對入射的色光進行調制而形成圖像的圖像形成區域(調制區域)。
色合成裝置35對從光調制裝置34r、34g、34b射出的圖像光(由上述色光lr、lg、lb分別形成的圖像光)進行合成。該色合成裝置35例如能夠由十字分色棱鏡構成,但是,也可以由多個二向色鏡構成。
投影光學裝置36將由色合成裝置35合成的圖像光投影到屏幕sc上。雖然省略圖示,作為這種投影光學裝置,能夠采用在鏡筒內配置多個透鏡而成的組透鏡。
利用這種光學單元3,將放大后的圖像投影到屏幕sc上。
[照明裝置的結構]
圖2是示出照明裝置31的結構的示意圖。
如上所述,照明裝置31朝色分離裝置32射出照明光wl。如圖2所示,該照明裝置31具有光源裝置4和均勻化裝置5。
[光源裝置的結構]
光源裝置4向均勻化裝置5射出光束。該光源裝置4具有光源部41、無焦光學系統42、第1相位差元件43、均化器光學系統44、光分離元件45、第1聚光系統46、波長轉換裝置47、第2相位差元件48、第2聚光系統49以及作為光學裝置的擴散裝置4a。
其中,光源部41、無焦光學系統42、第1相位差元件43、均化器光學系統44、光分離元件45、第2相位差元件48、第2聚光系統49以及擴散裝置4a配置于設定在光源裝置4中的第1照明光軸ax1上。另外,光分離元件45配置于第1照明光軸ax1與第2照明光軸ax2的交叉部分,該第2照明光軸ax2與該第1照明光軸ax1垂直。
另一方面,第1聚光系統46和波長轉換裝置47配置于上述第2照明光軸ax2上。
[光源部的結構]
光源部41朝無焦光學系統42射出作為藍色光的激勵光。該光源部41具有第1光源部411和第2光源部412、以及光合成部件413。
第1光源部411具有:由作為ld(laserdiode:激光二極管)的多個固體光源ss(光源)排列成矩陣狀的固體光源陣列4111;以及與各固體光源ss對應的多個平行化透鏡(省略圖示)。此外,第2光源部412也同樣地具有:由多個固體光源ss排列成矩陣狀的固體光源陣列4121;以及與各固體光源ss對應的多個平行化透鏡(省略圖示)。這些固體光源ss例如對440nm~460nm的波長區域射出具有峰值波長的光。從這些固體光源ss射出的激勵光被平行化透鏡平行化而向光合成部件413射出。在本實施方式中,從各固體光源ss射出的激勵光為s偏振光。
光合成部件413使從第1光源部411沿著第1照明光軸ax1射出的激勵光透過,使從第2光源部412沿著與第1照明光軸ax1垂直的方向射出的激勵光沿著第1照明光軸ax1反射,將各激勵光合成。雖然省略詳細的圖示,該光合成部件413構成為多個透過部和多個反射部交替排列的板狀體,其中,所述多個透過部配置于從第1光源部411射出的激勵光的入射位置,使該激勵光透過,所述多個反射部配置于從第2光源部412射出的激勵光的入射位置,使該激勵光反射。經由這種光合成部件413的激勵光向無焦光學系統42射出。
[無焦光學系統的結構]
無焦光學系統42用于調整從光源部41射出的激勵光的光束直徑。具體而言,無焦光學系統42是這樣的光學系統:使作為平行光從光源部41射出的激勵光聚光而縮小光束直徑,進而,使該激勵光平行化后射出。該無焦光學系統42構成為具有分別作為凸透鏡和凹透鏡的透鏡421、422。從光源部41射出的激勵光被無焦光學系統42聚光而向第1相位差元件43射出。
[第1相位差元件的結構]
第1相位差元件43為1/2波長板。由于透過該第1相位差元件43,因而從無焦光學系統42射出的作為s偏振光的激勵光的一部分被轉換為p偏振光,該激勵光成為s偏振光與p偏振光混合的光。透過這種第1相位差元件43的激勵光入射到均化器光學系統44。
另外,在本實施方式中,第1相位差元件43構成為能夠以該第1相位差元件43的光軸(與第1照明光軸ax1一致)為中心轉動。通過該第1相位差元件43進行旋轉,能夠根據該第1相位差元件43的轉動量(轉動角)調整透過第1相位差元件43的激勵光中的s偏振光與p偏振光的比例。
[均化器光學系統的結構]
均化器光學系統44使入射到后述的作為波長轉換裝置47中的被照明區域處的熒光體層473的激勵光的照度分布均勻化。該均化器光學系統44具有第1多透鏡(multi-lens)441和第2多透鏡442。
第1多透鏡441具有多個第1透鏡4411在與第1照明光軸ax1垂直的垂直面內排列成矩陣狀的結構,將通過該多個第1透鏡4411入射的激勵光分割成多個部分光束(激勵部分光束)。
第2多透鏡442具有與上述多個第1透鏡4411對應的多個第2透鏡4421在與第1照明光軸ax1垂直的垂直面內排列成矩陣狀的結構。并且,第2多透鏡442與各第2透鏡4421以及第1聚光系統46協作而使由各第1透鏡4411分割的多個激勵部分光束疊加在作為上述被照明區域的熒光體層473上。由此,使得與入射到該熒光體層473的激勵光的中心軸垂直的面內(與第2照明光軸ax2垂直的面內)的照度均勻化。
經由該均化器光學系統44的激勵光入射到光分離元件45。
構成均化器光學系統44的多透鏡441、442構成為能夠沿著與第1照明光軸ax1垂直的面移動。通過這些多透鏡441、442的移動,調整從均化器光學系統44射出的激勵光的行進方向。多透鏡441、442也可以不是能夠各自獨立地移動,該多透鏡441、442也可以是能夠同時移動。
[光分離元件的結構]
光分離元件45為棱鏡型的pbs(polarizingbeamsplitter),分別形成為大致三棱柱狀的棱鏡451、452在界面處貼合從而整體形成為大致長方體形狀。這些棱鏡451、452的界面相對于第1照明光軸ax1和第2照明光軸ax2分別傾斜大致45°。并且,在光分離元件45中,在位于均化器光學系統44側(即光源部41側)的棱鏡451的界面處形成有具有波長選擇性的偏振分離層453。
偏振分離層453除了具有將激勵光中包含的s偏振光(第1激勵光)與p偏振光(第2激勵光)分離的特性外,還具有與通過對后述的波長轉換裝置47照射激勵光而產生的熒光的偏振狀態無關地使該熒光透過的特性。即,偏振分離層453具有下述這樣的波長選擇性的偏振光分離特性:對于規定波長區域的光,將s偏振光與p偏振光分離,對于其它規定波長區域的光,分別使s偏振光和p偏振光透過。
利用這種光分離元件45使從均化器光學系統44射出的激勵光中的p偏振光沿著第1照明光軸ax1向第2相位差元件48側透過,使s偏振光沿著第2照明光軸ax2向第1聚光系統46側反射。即,光分離元件45使該激勵光中的p偏振光朝第2相位差元件48(進而向擴散裝置4a)射出,使s偏振光朝第1聚光系統46射出。
[第1聚光系統的結構]
通過均化器光學系統44而被偏振分離層453反射后的s偏振光的激勵光入射到第1聚光系統46。該第1聚光系統46除了使該激勵光聚光(會聚)到波長轉換元件471外,還使從該波長轉換元件471射出的熒光聚光并平行化,使該熒光朝偏振分離層453射出。該第1聚光系統46由3個拾取透鏡461~463構成。另外,構成第1聚光系統46的透鏡的數量不限于3個。
[波長轉換裝置的結構]
波長轉換裝置47將入射的激勵光轉換為熒光。該波長轉換裝置47具有波長轉換元件471和旋轉裝置475。
旋轉裝置475由馬達等構成,使形成為平板狀的波長轉換元件471旋轉。
波長轉換元件471具有:基板472;以及在該基板472上位于激勵光的入射側的面上的熒光體層473和反射層474。
從激勵光的入射側觀察,基板472形成為大致圓形狀。能夠由金屬或陶瓷等構成該基板472。
熒光體層473包含被所入射的激勵光激勵而射出作為非偏振光的熒光(含有綠色光和紅色光的黃色光,例如在500~700nm的波長區域具有峰值波長的熒光)的熒光體。該熒光體層473所產生的熒光的一部分向第1聚光系統46側射出,另一部分向反射層474射出。
反射層474配置于熒光體層473與基板472之間,使從該熒光體層473射出的熒光向第1聚光系統46側反射。
當對這種波長轉換元件471照射激勵光時,上述熒光由熒光體層473和反射層474向第1聚光系統46側擴散射出。然后,該熒光經由第1聚光系統46入射到光分離元件45的偏振分離層453,沿著第2照明光軸ax2透過偏振分離層453,向均勻化裝置5射出。即,波長轉換元件471產生的熒光通過光分離元件45向第2照明光軸ax2方向射出。
波長轉換裝置47構成為至少熒光體層473的位置能夠沿著第2照明光軸ax2相對于第1聚光系統46移動。具體而言,在本實施方式中,波長轉換裝置47整體構成為能夠沿著第2照明光軸ax2移動。即,雖然省略圖示,波長轉換裝置47具有移動機構,該移動機構能夠以能夠沿著第2照明光軸ax2移動的方式支承上述旋轉裝置475。這樣,通過波長轉換裝置47(熒光體層473)的移動,能夠調整激勵光相對于熒光體層473的散焦位置。因此,能夠調整從波長轉換裝置47擴散射出的熒光的光束直徑,進而能夠調整透過偏振分離層453而朝均勻化裝置5行進的該熒光的光束直徑。
[第2相位差元件、第2聚光系統和擴散裝置的結構]
第2相位差元件48為1/4波長板,使從光分離元件45射出的激勵光(直線偏振)的偏振狀態成為圓偏振。
第2聚光系統49是使透過第2相位差元件48的激勵光在擴散裝置4a處聚光(會聚)的光學系統,在本實施方式中,第2聚光系統49由3個拾取透鏡491~493構成。另外,構成第2聚光系統49的透鏡的數量與上述第1聚光系統46同樣,不限于3個。
擴散裝置4a使入射的激勵光以與波長轉換裝置47生成并射出的熒光相同的擴散角進行擴散反射。該擴散裝置4a具有:反射板4a1,其使入射光進行朗伯特(lambertian)反射;旋轉部件6,其配置于反射板4a1的反射面的相反側的面上;以及作為旋轉裝置的馬達4a2,其使該反射板4a1和旋轉部件6旋轉。反射板4a1相當于光學元件,旋轉部件6相當于使反射板4a1(光學元件)的熱散出的散熱部。另外,將反射板4a1的反射面的相反側的面作為背面4a1b(參照圖4)。
這種擴散裝置4a擴散反射的激勵光經由第2聚光系統49再次入射到第2相位差元件48。在該擴散裝置4a反射時,射出到擴散裝置4a的圓偏振光成為反繞的圓偏振光,在透過第2相位差元件48的過程中,轉換為相對于激勵光的偏振旋轉90°后的s偏振光的激勵光。然后,該激勵光被上述偏振分離層453反射而作為藍色光沿著第2照明光軸ax2入射到均勻化裝置5。即,擴散裝置4a擴散反射的激勵光通過光分離元件45向第2照明光軸ax2方向射出。
第2聚光系統49構成為能夠沿著與第1照明光軸ax1垂直的面移動。這樣,通過第2聚光系統49的移動,能夠調整擴散裝置4a擴散后的激勵光(藍色光)相對于偏振分離層453的入射角,進而,能夠調整被該偏振分離層453反射而朝均勻化裝置5行進的該激勵光相對于第2照明光軸ax2的傾斜角。另外,當上述均化器光學系統44移動時,通過該均化器光學系統44后的激勵光的光路被變更,因此,通過第2聚光系統49的激勵光的光路也被變更。由此,第2聚光系統49的移動還具有對于藍色光補充由均化器光學系統44的移動而引起光路變更的功能。
此外,在本實施方式中,擴散裝置4a構成為能夠沿著該第1照明光軸ax1移動。這樣,通過擴散裝置4a的移動,能夠調整入射到該擴散裝置4a的激勵光的光束直徑,因此,能夠調整被該擴散裝置4a擴散的激勵光的光束直徑,進而,能夠調整被偏振分離層453反射而朝均勻化裝置5行進的該激勵光的光束直徑。另外,擴散裝置4a構成為具有馬達4a2和旋轉部件6,因此,能夠高效地冷卻反射板4a1。關于擴散裝置4a,在后面詳細進行說明。
這樣,經由均化器光學系統44而射出到光分離元件45的激勵光中的s偏振光(第1激勵光)被波長轉換裝置47轉換為包含綠色光和紅色光的黃色光,然后,透過光分離元件45而向均勻化裝置5射出。另一方面,p偏振光(第2激勵光)入射到擴散裝置4a,由此被擴散反射,并且,兩次透過第2相位差元件48,被光分離元件45反射而作為藍色光向均勻化裝置5射出。即,這些藍色光和黃色光被光分離元件45合成而作為白色的照明光wl向均勻化裝置5射出。
[均勻化裝置的結構]
均勻化裝置5是使與從光源裝置4射出的照明光wl的中心軸(第2照明光軸ax2)垂直的面(光軸垂直面)的照度均勻化的裝置,具體而言,使各光調制裝置34(34r、34g、34b)中的作為被照明區域的圖像形成區域(調制區域)中的光束的照度分布均勻化。該均勻化裝置5具有第1透鏡陣列51、第2透鏡陣列52、偏振光轉換元件53和重疊透鏡54。
第1透鏡陣列51具有各自作為小透鏡的多個小透鏡511在光軸垂直面上排列成矩陣狀的結構,利用該多個小透鏡511將入射的照明光wl分割成多個部分光束。
第2透鏡陣列52與第1透鏡陣列51同樣地具有多個小透鏡521在光軸垂直面上排列成矩陣狀的結構,各小透鏡521與所對應的小透鏡511處于一對一的關系。即,某個小透鏡521被入射從所對應的小透鏡511射出的部分光束。這些小透鏡521與重疊透鏡54一起將由各小透鏡511分割的多個部分光束疊加到各光調制裝置34的上述圖像形成區域。
偏振光轉換元件53配置于第2透鏡陣列52與重疊透鏡54之間,具有使入射的多個部分光束的偏振方向一致的功能。
[擴散裝置的結構]
在此,對作為光學裝置的擴散裝置4a詳細進行說明。
圖3是擴散裝置4a的立體圖。圖4是擴散裝置4a的分解立體圖。
如圖3、圖4所示,擴散裝置4a除了具有作為光學元件的反射板4a1、作為旋轉裝置的馬達4a2以及作為散熱部的旋轉部件6以外,還具有間隔部件4a3。
反射板4a1由熱傳導率高的金屬材料(例如,鋁、銅、銀或含有這些材料的合金)形成為板狀。如圖4所示,反射板4a1在俯視時形成為圓形,在中央形成有圓孔4a11。
如圖4所示,馬達4a2具有以旋轉中心軸4ac為中心旋轉的圓筒狀的輪轂4a21。反射板4a1與輪轂4a21嵌合而與輪轂4a21一同旋轉。
旋轉部件6由比反射板4a1的板材厚度薄的金屬板通過沖壓加工等而形成為一體。旋轉部件6的材料例如能夠例示熱傳導率高的鋁、銅、銀或含有這些材料的合金。
圖5是旋轉部件6的俯視圖,是從馬達4a2側觀察的圖。
如圖4、圖5所示,旋轉部件6具有平坦地形成的基部61以及從基部61彎曲的多個葉片部62。另外,在示出多個葉片部62的圖中,關注多個葉片部62中的1個葉片部而標注標號。
在基部61的中央,與反射板4a1的圓孔4a11同樣地形成有供輪轂4a21嵌合的圓孔611。如圖4所示,旋轉部件6被配置成:基部61與反射板4a1的背面4a1b重疊,多個葉片部62向反射板4a1的相反側突出。
此外,在基部61的外周的緣部與葉片部62的個數對應地具有多個突起部612,該多個突起部612呈放射狀地突出。
如圖4所示,多個葉片部62從多個突起部612的各端部612e彎曲。如圖5所示,端部612e相對于旋轉方向6r傾斜。具體而言,端部612e以旋轉部件6的旋轉方向6r的前側比后側更接近旋轉中心軸4ac的方式傾斜。雖然旋轉部件6是由作為母材的一個金屬板而形成的,但是,通過傾斜地形成端部612e,葉片部62形成為具有足夠的表面積。
如圖4所示,間隔部件4a3具有供輪轂4a21插入的圓孔4a31,層疊于基部61的與反射板4a1相反的一側。
旋轉部件6的基部61借助粘結劑而固定于反射板4a1上,旋轉部件6被反射板4a1與間隔部件4a3夾持而與反射板4a1一同旋轉。
圖6是擴散裝置4a的俯視圖,是從馬達4a2側觀察的圖。
如圖6所示,旋轉部件6的外形形成得比反射板4a1的外形小。如圖5所示,多個葉片部62從多個突起部612各自的端部612e伸出,在以旋轉中心軸4ac為中心的旋轉方向6r上等間隔地配設。
由于如上述那樣形成多個突起部612,因此,多個葉片部62以旋轉中心軸4ac為中心向半徑方向外側突出。換言之,多個葉片部62從旋轉中心軸4ac側向遠離旋轉中心軸4ac的方向突出。本實施方式的旋轉部件6具有8個葉片部62。另外,葉片部62的數量不限于8個。如圖6所示(從馬達4a2側觀察),旋轉部件6通過馬達4a2的驅動而與反射板4a1一同逆時針旋轉。
在此,詳細說明葉片部62的形狀。
如圖4所示,葉片部62具有相對于反射板4a1傾斜的傾斜部62a以及從傾斜部62a的端部彎曲的彎曲部62b。
圖7是擴散裝置4a的剖視圖。
如圖7所示,傾斜部62a以隨著從以旋轉中心軸4ac為中心的半徑方向外側朝內側而接近反射板4a1的方式傾斜。具體而言,傾斜部62a相對于背面4a1b(與旋轉中心軸4ac垂直的平面)的傾斜角θ(參照圖7)例如能夠例示20°~70°的范圍。
此外,如圖5所示,傾斜部62a在旋轉方向6r的后側具有傾斜突起部621,外周的端部在俯視時形成為圓弧狀。傾斜突起部621向與旋轉方向6r相反的方向突出。
彎曲部62b以與反射板4a1(背面4a1b)相對的方式(參照圖4)從傾斜突起部621的端部彎曲。具體而言,彎曲部62b設置在位于設有該彎曲部62b的葉片部62的旋轉方向6r后側的葉片部62側。此外,如圖5所示,彎曲部62b形成為位于端部612e的延長方向上。即,如圖7所示,彎曲部62b形成于接近背面4a1b的位置上,此外,以與背面4a1b大致平行的方式彎曲。彎曲部62b具有這樣的功能:使伴隨旋轉部件6的旋轉的空氣的流動順暢,降低葉片部62的風噪聲。
圖8是擴散裝置4a的側視圖。
在擴散裝置4a中,當旋轉部件6通過馬達4a2的驅動而旋轉時,由葉片部62產生空氣的流動,空氣如圖8所示那樣在傾斜部62a與反射板4a1之間流動。由于傾斜部62a如前述那樣地傾斜,因此,該空氣朝反射板4a1流動。并且,由于所入射的光而發熱的反射板4a1被該空氣的流動冷卻。此外,反射板4a1的熱還經由基部61而傳遞至多個葉片部62,因此,也通過由旋轉部件6實現的散熱對反射板4a1進行冷卻。即,旋轉部件6具有將空氣引導至反射板4a1的導風功能以及使反射板4a1的熱散出的散熱功能。
此外,關于旋轉部件6,優選以低噪音且更多的空氣被引導至反射板4a1即進一步冷卻反射板4a1的方式設定傾斜部62a的傾斜角θ。
圖9是示出擴散裝置4a中的傾斜部62a的傾斜角θ與熱阻以及噪音之間的關系的仿真結果的曲線圖。熱阻與反射板4a1的冷卻性對應,值越小,越意味著能夠更好地冷卻。熱阻是根據伴隨傾斜角θ的變化的從葉片部62傳遞給空氣的熱傳遞系數而計算的。
如圖9所示,傾斜部62a的傾斜角θ越大,則擴散裝置4a的噪音越大。這可以認為是因為:傾斜角θ越大,則傾斜部62a伴隨著旋轉而移動的空氣的量越增加。
另一方面,如圖9所示,在傾斜角θ為75°左右以下的范圍內,傾斜角θ越大,則熱阻越小,但是,傾斜角θ超過75°左右時,則熱阻變大。這可以考慮以下的原因。即,可以認為是因為:伴隨著旋轉而與傾斜部62a碰撞的空氣在傾斜角θ為75°左右以下時,大部分朝向反射板4a1,但是,當傾斜角θ超過75°左右時,朝與反射板4a1側不同的一側的空氣增加,無法有效地將空氣引導至反射板4a1。
這樣,可以認為:在擴散裝置4a中,在傾斜角θ為75°左右時,能夠最高效地冷卻反射板4a1,但是,噪音增大,因此,優選將傾斜角θ設定在35°~65°的范圍內。另外,在構成不要求低噪音的擴散裝置4a的情況下,優選將傾斜角θ設定在75°左右。
如以上說明的那樣,根據本實施方式,能夠得到以下的效果。
(1)旋轉部件6(散熱部)經由基部61將由于光的入射而發出的反射板4a1的熱從多個葉片部62散出。此外,葉片部62具有相對于基部61傾斜的傾斜部62a。由此,與具有相對于基部61垂直地豎立設置的豎立設置部的結構相比,能夠實現抑制了與基部61垂直的垂直方向上的大小且具有較大的表面積的旋轉部件6。由此,能夠提供抑制大型化并能夠高效地使反射板4a1的熱散出的擴散裝置4a(光學裝置)。
(2)擴散裝置4a具有旋轉部件6,該旋轉部件6除了具有散熱功能外,還具有導風功能,因此,能夠高效地冷卻反射板4a1。因此,能夠提供抑制反射板4a1的劣化且能夠實現長壽命化的擴散裝置4a。
(3)由于葉片部62具有傾斜突起部621,因此,能夠將更多的空氣引導至反射板4a1。由此,能夠更高效地冷卻反射板4a1。
(4)由于在傾斜突起部621的端部形成有彎曲部62b,因此,能夠降低葉片部62的風噪聲。由此,能夠高效地冷卻反射板4a1,并能夠抑制噪音,使旋轉部件6旋轉。
(5)由于旋轉部件6是由金屬板通過沖壓加工而形成的,因此,與其它制造方法(金屬成型或金屬切削加工等)相比,能夠容易地進行制造。
此外,與其它制造方法相比,能夠將板材厚度形成得較薄,因此,能夠實現旋轉部件6的輕量化。而且,由于能夠實現旋轉部件6的輕量化,因此,能夠采用低功率的馬達4a2、即能夠采用小型且低功耗的馬達4a2。
由于光源裝置4具有上述擴散裝置4a,因此,能夠抑制反射板4a1的劣化,并能夠實現長壽命化。
(6)由于投影儀1具有上述光源裝置4,因此,能夠保持反射板4a1具有的光學性能,能夠長期進行高亮度且畫質良好的圖像的投影。
(變形例)
另外,也可以如以下那樣變更所述實施方式。
圖10是變形例的旋轉部件7(散熱部)的局部立體圖,是示出基部71的一部分和1個葉片部72的圖。
如圖10所示,在葉片部72的傾斜部72a上形成有多個凸部721以及分別與多個凸部721對應地設置的多個開口部722。通過沖壓加工,將傾斜部72a的一部分切除而形成凸部721和開口部722。這樣,通過在葉片部72上設置凸部721和開口部722,使得表面積變大,因此,能夠提高旋轉部件7的散熱功能。另外,也可以是不具有凸部721而具有開口部722的形狀。
此外,雖然省略圖示,也可以在圖10所示的傾斜部72a的外周端部72ae設置凹凸形狀。由此,能夠將旋轉部件7的表面積形成得較大,因此,能夠提高旋轉部件7的散熱功能。
圖11、圖12是用于說明變形例的旋轉部件8(散熱部)的圖,圖11是具有旋轉部件8的擴散裝置8a(光學裝置)的立體圖,圖12是旋轉部件8的立體圖。
如圖11所示,擴散裝置8a除了具有旋轉部件8以外,與所述實施方式的擴散裝置4a同樣,還具有反射板4a1、馬達4a2和間隔部件4a3。
如圖12所示,旋轉部件8具有基部81以及從基部81突出的多個葉片部82,如圖11所示,基部81層疊于反射板4a1上。葉片部82具有相對于反射板4a1傾斜的傾斜部82a以及從傾斜部82a的端部彎曲的彎曲部82b。
彎曲部82b以與反射板4a1(背面4a1b)相對的方式、且以與反射板4a1大致平行的方式彎曲。此外,彎曲部82b的旋轉方向8r上的后側從傾斜部82a突出。
根據該結構,雖然與所述實施方式的旋轉部件6相比,引導至反射板4a1的空氣的量減少,但是,即使增大傾斜部82a的傾斜角,也能夠利用彎曲部82b阻擋朝向與反射板4a1相反的一側的空氣,能夠使空氣朝向反射板4a1。由此,能夠提供實現了低噪音化并能夠高效地冷卻反射板4a1的擴散裝置8a。通過將彎曲部82b配置成與4a1b面平行,與空氣的接觸阻力也減小,還能夠減輕旋轉的馬達的負荷,因此,能夠提高耐久性。
上述實施方式示出了旋轉部件6層疊于作為光學元件的反射板4a1上的結構,但是,也可以將波長轉換元件471(參照圖2)作為光學元件,構成具有波長轉換元件471以及層疊于該波長轉換元件471上的旋轉部件(散熱部)的光學裝置。
前述的光學裝置(擴散裝置4a、8a)雖然構成為具有旋轉裝置(馬達4a2)且散熱部(旋轉部件6、7、8)旋轉,但是,也可以構成不具有旋轉裝置、而是具有不旋轉的光學元件以及使該光學元件的熱散出的散熱部的光學裝置。并且,也可以構成為具有:該散熱部與光學元件重疊的基部;以及具有傾斜部的多個葉片部。例如,雖然省略圖示,也可以將構成為不旋轉的波長轉換元件作為光學元件,構成具有該光學元件以及使該光學元件的熱散出的散熱部的光學裝置。
此外,優選的是,具有該光學裝置的投影儀具有向該光學裝置送出空氣的冷卻裝置。
上述實施方式的旋轉部件6雖然由金屬板通過沖壓加工而形成,但是,也可以通過其它制造方法(由熔化的金屬進行成型的制造方法或從金屬塊切削等)來形成。在其它制造方法的情況下,也可以是未設有相當于變形例的旋轉部件7(參照圖10)上的開口部722的開口部的形狀。
雖然上述實施方式的投影儀1使用透過型的液晶面板作為光調制裝置34,但是,也可以使用反射型的液晶面板。此外,作為光調制裝置,還可以利用微鏡型的光調制裝置例如dmd(digitalmicromirrordevice)等。
上述實施方式的光調制裝置34雖然采用使用了3個光調制裝置34r、34g、34b的所謂3板方式,但不限于此,也可以采用單板方式,或者,還可以應用于具有2個或4個以上的光調制裝置的投影儀。