CN115128796B - 波长转换装置、光源装置以及投影仪 - Google Patents
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Abstract
本发明提供波长转换装置、光源装置以及投影仪,能够实现小型化。波长转换装置具有:马达,其具有旋转轴和中空空间;波长转换元件,其将入射的第1波段的第1光转换为与第1波段不同的第2波段的第2光;以及连接部件,其与波长转换元件热连接。连接部件的至少一部分配置于中空空间。马达使波长转换元件中的第1光的入射位置相对于波长转换元件相对地变化。
Description
技术领域
本发明涉及波长转换装置、光源装置以及投影仪。
背景技术
以往,已知有具有固体光源、对从固体光源射出的激励光的波长进行转换并射出荧光的荧光体轮以及使荧光体轮旋转的马达的光源装置(例如参照专利文献1)。
专利文献1所记载的荧光体轮具有:圆盘状的基板;荧光体层,其形成在基板的一个面上;反射膜,其设置在基板与荧光体层之间;以及散热构造部,其具有多个散热片。荧光体层在激励光入射时吸收激励光的一部分而发出规定波段的光。荧光体层在被激励光激励而发光时发热。当荧光体层的温度上升时,荧光体层的荧光转换效率降低。因此,通过马达旋转驱动荧光体轮,使荧光体层中的激励光的照射位置随时间变化,抑制照射位置的温度上升。另外,荧光体层的热经由基板传递到散热构造部而散热。
专利文献1:国际公开第2016/056285号
然而,在专利文献1所记载的荧光体轮中,散热构造体在以马达的旋转轴为中心的径向上设置于马达的外侧。因此,存在荧光体轮容易变大的问题。进而,蓝色的激光从固体光源将射出至荧光体,但由于能量高,因此还存在由于产生光集尘而导致灰尘附着于荧光体层、聚光透镜的问题。与此相对,虽然用壳体覆盖荧光体轮来进行防尘,但若将荧光体轮密闭,则存在热被封闭在壳体内的问题。
因此,期望能够构成为小型的波长转换装置的结构。
发明内容
本发明的第1方式的波长转换装置具有:马达,其具有旋转轴和中空空间;波长转换元件,其将入射的第1波段的第1光转换为与所述第1波段不同的第2波段的第2光;以及连接部件,其与所述波长转换元件热连接。所述连接部件的至少一部分配置于所述中空空间。所述马达使所述波长转换元件中的所述第1光的入射位置相对于所述波长转换元件相对地变化。
本发明的第2方式的光源装置具有:光源,其射出所述第1光;以及上述第1方式的波长转换装置,从所述光源射出的所述第1光入射到该波长转换装置。
本发明的第3方式的投影仪具有:上述第2方式的光源装置;光调制装置,其根据图像信息对从所述光源装置射出的光进行调制;以及投射光学装置,其投射由所述光调制装置调制后的光。
附图说明
图1是示出第1实施方式中的投影仪的结构的示意图。
图2是示出第1实施方式中的光源装置的结构的示意图。
图3是示出第1实施方式中的波长转换装置的结构的示意图。
图4是示出第1实施方式中的波长转换装置的结构的示意图。
图5是示出第2实施方式的投影仪所具有的光源装置所具有的波长转换装置的结构的示意图。
图6是示出第3实施方式的投影仪所具有的光源装置所具有的波长转换装置的结构的示意图。
图7是示出第4实施方式的投影仪所具有的光源装置所具有的波长转换装置的结构的示意图。
标号说明
1:投影仪;343(343R、343G、343B):光调制装置;36:投射光学装置;4A、4B、4C、4D:光源装置;41:光源用壳体;412:背面;421:光源;46:光分离元件;6A、6B、6C、6D:波长转换装置;61:光学元件;61A:入射面;62:波长转换元件;621:波长转换层;622:入射面;623:反射层;63:连接部件;631:支承部;632:连接部;64:散热部件;641:翅片;65:中空马达;651:转子部;652:定子部;66:基板;67:连接部件;68:热传递部件;69:散热部件;692A:面;6921:凹部;AT:安装部件;Ls:蓝色光(第1光);Rx:旋转轴;SP:中空空间;X1、X3:光轴(光学元件的光轴);X2:光轴(第1光的光轴);YL:荧光(第2光)。
具体实施方式
[第1实施方式]
以下,根据附图对本发明的第1实施方式进行说明。
[投影仪的概略结构]
图1是示出本实施方式的投影仪1的结构的示意图。
本实施方式的投影仪1对从后述的光源装置4A射出的光进行调制而形成与图像信息对应的图像,将形成的图像放大投射到屏幕等被投射面上。如图1所示,投影仪1具有外装壳体2和配置在外装壳体2内的图像投射装置3。此外,虽然省略了图示,但投影仪1具有控制投影仪1的动作的控制装置、向构成投影仪1的电子部件供给电力的电源装置以及对构成投影仪1的冷却对象进行冷却的冷却装置。
[外装壳体的结构]
外装壳体2构成投影仪1的外装。外装壳体2收纳图像投射装置3、控制装置、电源装置以及冷却装置。外装壳体2具有未图示的顶面部以及底面部、正面部21、背面部22、左侧面部23以及右侧面部24,形成为大致长方体形状。
正面部21具有使后述的投射光学装置36的一部分露出的开口部211,由投射光学装置36投射的图像通过开口部211。另外,正面部21具有将对投影仪1内的冷却对象进行了冷却的冷却气体排出到外装壳体2的外部的排气口212。而且,右侧面部24具有将外装壳体2外的气体作为冷却气体向内部导入的导入口241。
[图像投射装置的结构]
图像投射装置3形成并投射与图像信息对应的图像。图像投射装置3具有光源装置4A、均匀化装置31、颜色分离装置32、中继装置33、图像形成装置34、光学部件用壳体35以及投射光学装置36。
光源装置4A射出光。光源装置4A的结构在后面详细叙述。
均匀化装置31使从光源装置4A射出的光均匀化。被均匀化装置31均匀化的光经过颜色分离装置32和中继装置33,对图像形成装置34的后述的光调制装置343的调制区域进行照明。均匀化装置31具有2个透镜阵列311、312、偏振转换元件313以及重叠透镜314。
颜色分离装置32将从均匀化装置31入射的光分离为红、绿以及蓝的各色光。颜色分离装置32具有2个分色镜321、322和使由分色镜321分离的蓝色光反射的反射镜323。
中继装置33设置于比蓝色光的光路和绿色光的光路更长的红色光的光路,抑制红色光的损失。中继装置33具有入射侧透镜331、中继透镜333以及反射镜332、334。
此外,在本实施方式中,在红色光的光路上设置有中继装置33,但不限于此,例如也可以构成为将光路比其他色光长的色光设为蓝色光,在蓝色光的光路上设置中继装置33。
图像形成装置34对入射的红、绿以及蓝的各色光进行调制,对调制后的各色光进行合成,形成由投射光学装置36投射的图像。图像形成装置34具有与入射的各色光对应地设置的3个场透镜341、3个入射侧偏振片342、3个光调制装置343、3个射出侧偏振片344以及1个颜色合成装置345。
光调制装置343根据图像信息对从光源装置4A射出的光进行调制。3个光调制装置343包含对红色光进行调制的光调制装置343R、对绿色光进行调制的光调制装置343G以及对蓝色光进行调制的光调制装置343B。在本实施方式中,光调制装置343由透过型的液晶面板构成,由入射侧偏振片342、光调制装置343以及射出侧偏振片344构成液晶光阀。
颜色合成装置345将由光调制装置343B、343G、343R调制后的各色光合成而形成图像。在本实施方式中,颜色合成装置345由十字分色棱镜构成,但不限于此,例如也可以由多个分色镜构成。
光学部件用壳体35在内部收纳均匀化装置31、颜色分离装置32、中继装置33以及图像形成装置34。此外,在图像投射装置3中设定有作为设计上的光轴的照明光轴Ax,光学部件用壳体35在照明光轴Ax上的规定位置保持均匀化装置31、颜色分离装置32、中继装置33以及图像形成装置34。光源装置4A和投射光学装置36配置在照明光轴Ax上的规定位置。
投射光学装置36将从图像形成装置34入射的图像放大投射到被投射面上。即,投射光学装置36投射由光调制装置343B、343G、343R调制后的光。投射光学装置36例如构成为在筒状的镜筒内收纳有多个透镜的组透镜。
[光源装置的结构]
图2是示出光源装置4A的示意图。
光源装置4A将对光调制装置343进行照明的照明光LT向均匀化装置31射出。如图2所示,光源装置4A具有光源用壳体41以及收纳在光源用壳体41内的光源部42、无焦光学元件43、第1相位差元件44、均束器光学元件45、光分离元件46、第2相位差元件47、聚光元件48、扩散反射元件49、第3相位差元件50、波长转换装置6A。
在以下的说明中,将相互垂直的三个方向设为+X方向、+Y方向以及+Z方向。将三个方向中的+X方向设为光源装置4A射出照明光LT的方向。另外,虽然省略了图示,但将与+X方向相反的方向设为-X方向,将与+Y方向相反的方向设为-Y方向,将与+Z方向相反的方向设为-Z方向。
[光源用壳体的结构]
光源用壳体41是尘埃等难以侵入内部的密闭壳体,形成为大致长方体形状。光源用壳体41具有正面411、背面412、右侧面413以及左侧面414。此外,虽然省略图示,但光源用壳体41具有将正面411、背面412、右侧面413以及左侧面414各自的+Y方向的端部间连接的顶面以及将-Y方向的端部间连接的底面。
正面411是在光源用壳体41中射出照明光LT的面,在光源用壳体41中配置于+Z方向。正面411具有射出照明光LT的射出口415。
背面412是与正面411相反侧的面,相对于正面411配置在-Z方向侧。在背面412安装有波长转换装置6A。
在光源用壳体41中设定有沿着+X方向的照明光轴Ax1和沿着+Z方向的照明光轴Ax2。即,照明光轴Ax1与照明光轴Ax2交叉。
光源部42、无焦光学元件43、第1相位差元件44、均束器光学元件45、光分离元件46、第2相位差元件47、聚光元件48以及扩散反射元件49配置在照明光轴Ax1上。
波长转换装置6A、光分离元件46和第3相位差元件50配置在照明光轴Ax2上。光分离元件46配置在照明光轴Ax1与照明光轴Ax2的交叉部分。
[光源部的结构]
光源部42具有射出光的光源421和准直透镜424。
光源421具有多个固体发光元件422和光源支承部件423。
固体发光元件422是射出作为激励光的S偏振光的蓝色光的固体光源。详细而言,固体发光元件422是半导体激光器,固体发光元件422射出的蓝色光例如是峰值波长为440nm的激光。另外,S偏振光是对于光分离元件46而言的S偏振光,P偏振光是对于光分离元件46而言的P偏振光。
光源支承部件423支承在与照明光轴Ax1垂直的平面上分别配置成阵列状的多个固体发光元件422。光源支承部件423是具有导热性的金属制部件,安装于与照明光轴Ax1交叉的右侧面413。因此,多个固体发光元件422的热经由光源支承部件423传递到光源用壳体41。
从多个固体发光元件422射出的蓝色光被准直透镜424转换为平行光束,入射到无焦光学元件43。
另外,在本实施方式中,光源421射出作为偏振方向相同的线偏振光的蓝色光。但是,不限于此,光源421也可以构成为射出S偏振的蓝色光和P偏振的蓝色光。在该情况下,能够省略第1相位差元件44。
[无焦光学元件的结构]
无焦光学元件43对从光源部42入射的蓝色光的光束直径进行调整。无焦光学元件43由对入射的光进行会聚的透镜431和使由透镜431会聚的光束平行化的透镜432构成。另外,也可以没有无焦光学元件43。
[第1相位差元件的结构]
第1相位差元件44设置在无焦光学元件43与均束器光学元件45之间。第1相位差元件44将入射的作为1种线偏振光的蓝色光转换为包含S偏振的蓝色光Ls和P偏振的蓝色光Lp的光。第1相位差元件44也可以通过转动装置以沿着照明光轴Ax1的转动轴为中心进行转动。在该情况下,能够根据第1相位差元件44的转动角来调整从第1相位差元件44射出的光束中的蓝色光Ls与蓝色光Lp的比例。
[均束器光学元件的结构]
均束器光学元件45使经由第1相位差元件44入射的蓝色光Ls、Lp的照度分布均匀化。均束器光学元件45由一对多透镜阵列451、452构成。
另外,也可以采用扩散透过元件来代替均束器光学元件45,该扩散透过元件使入射的光在通过的过程中进行扩散,使射出的光的照度分布均匀化。扩散透过元件能够例示具有全息图的结构、多个小透镜排列在光轴垂直面上的结构以及光通过的面为粗糙面的结构。
[光分离元件的结构]
通过了均束器光学元件45的蓝色光Ls、Lp入射到光分离元件46。
光分离元件46是棱镜型的偏振光束分束器,将入射的光中包含的S偏振成分和P偏振成分分离。具体而言,光分离元件46使S偏振成分反射,使P偏振成分透过。因此,向+X方向入射的S偏振的蓝色光Ls被光分离元件46向-Z方向反射,入射到波长转换装置6A。另一方面,向+X方向入射的P偏振的蓝色光Lp向+X方向透过光分离元件46而入射到第2相位差元件47。另外,光分离元件46具有无论是S偏振成分和P偏振成分中的哪种偏振成分,都使不足规定波长的光反射并且使规定波长以上的光透过的颜色分离特性。因此,从第2相位差元件47沿着-X方向入射的蓝色光Ls被光分离元件46向+Z方向反射,入射到第3相位差元件50。另一方面,从波长转换装置6A向+Z方向入射的荧光YL向+Z方向透过光分离元件46而入射到第3相位差元件50。
另外,光分离元件46也可以具有如下功能:半反射镜的功能,使从光源部42经由均束器光学元件45入射的光中的一部分光通过,使剩余的光反射;以及分色镜的功能,使从扩散反射元件49入射的蓝色光反射,使从波长转换装置6A入射的荧光YL透过。在该情况下,能够省略第1相位差元件44。
[波长转换装置的结构]
波长转换装置6A将从光源421射出的第1波段的第1光转换为与第1波段不同的第2波段的第2光。即,波长转换装置6A将向-Z方向入射的蓝色光Ls转换为荧光YL,并将荧光YL向+Z方向射出。蓝色光Ls相当于第1波段的第1光,荧光YL相当于与第1波段不同的第2波段的第2光。详细而言,波长转换装置6A通过作为激励光的蓝色光Ls的入射而被激励,射出具有比入射的蓝色光Ls的波长长的波长的荧光YL。荧光YL例如是峰值波长为500nm~700nm的光。即,荧光YL包含绿色光和红色光。
另外,关于波长转换装置6A的结构,在后面详细叙述。
[第2相位差元件和聚光元件的结构]
第2相位差元件47配置在光分离元件46与聚光元件48之间。第2相位差元件47将通过了光分离元件46的蓝色光Lp转换为圆偏振的蓝色光Lc。蓝色光Lc入射到聚光元件48。
聚光元件48将从第2相位差元件47入射的蓝色光Lc会聚于扩散反射元件49。另外,聚光元件48使从扩散反射元件49入射的蓝色光Lc平行化。此外,构成聚光元件48的透镜的数量能够适当变更。
[扩散反射元件的结构]
扩散反射元件49以与从波长转换装置6A射出的荧光YL相同的扩散角使入射的蓝色光Lc反射并扩散。例如,扩散反射元件49使向+X方向入射的蓝色光Lc向-X方向进行兰伯特反射。另外,扩散反射元件49也可以以与照明光轴Ax1平行的旋转轴为中心旋转。
被扩散反射元件49扩散反射的蓝色光Lc在通过聚光元件48之后,入射到第2相位差元件47。蓝色光Lc在被扩散反射元件49反射时,被转换为旋转方向为相反方向的圆偏振光。因此,经由聚光元件48入射到第2相位差元件47的蓝色光Lc被第2相位差元件47转换为S偏振的蓝色光Ls。并且,蓝色光Ls被光分离元件46反射而入射到第3相位差元件50。即,从光分离元件46入射到第3相位差元件50的光是蓝色光Ls和荧光YL混合存在的白色光。
[第3相位差元件的结构]
被光分离元件46向+Z方向反射的蓝色光Ls和在+Z方向上通过了光分离元件46的荧光YL入射到第3相位差元件50。即,由光分离元件46合成蓝色光Ls和荧光YL而得的白色光入射到第3相位差元件50。
第3相位差元件50将入射的白色光转换为S偏振光和P偏振光混合存在的光。这样转换后的白色的照明光LT入射到上述的均匀化装置31。
[波长转换装置的结构]
图3是示出波长转换装置6A的结构的示意图。另外,图3示出在光学元件61中入射到外侧部分P1的情况下的蓝色光Ls的光线的一例。
如上所述,波长转换装置6A是将沿着-Z方向入射的蓝色光Ls转换为荧光YL并将荧光YL向蓝色光Ls的入射侧射出的反射型的波长转换元件。如图3所示,波长转换装置6A具有光学元件61、波长转换元件62、连接部件63、散热部件64和中空马达65。
[光学元件的结构]
光学元件61将由光分离元件46反射的蓝色光Ls会聚于波长转换元件62。另外,光学元件61使从波长转换元件62入射的荧光YL平行化,将平行化后的荧光YL射出到光分离元件46。在图3的例子中,光学元件61由1个透镜构成,但构成光学元件61的透镜的数量不限。在光学元件61由多个透镜构成的情况下,可以通过中空马达65使多个透镜全部旋转,也可以使多个透镜中的包含最接近波长转换元件62的透镜在内的至少1个透镜旋转。
[波长转换元件的结构]
波长转换元件62将第1波段的第1光转换为与第1波段不同的第2波段的第2光。即,波长转换元件62对从光学元件61入射的蓝色光Ls的波长进行转换,并射出作为转换后的转换光的荧光YL。在本实施方式中,波长转换元件62是向蓝色光Ls的入射侧射出荧光YL的反射型的波长转换元件。
波长转换元件62具有波长转换层621和反射层623。
波长转换层621包含生成具有比蓝色光Ls的波长长的波长的荧光YL的荧光体。另外,荧光YL例如是峰值波长为500nm~700nm的光,包含绿色光和红色光。荧光YL是与第1波段不同的第2波段的第2光的一例。波长转换层621中的+Z方向的面是供蓝色光Ls入射的入射面622。即,波长转换元件62具有供蓝色光Ls入射的入射面622。
入射面622与光学元件61的光轴X1以及借助中空马达65而旋转的光学元件61的旋转轴Rx交叉。在本实施方式中,从+Z方向观察,旋转轴Rx与入射面622的中央交叉。此外,旋转轴Rx与入射面622的中央交叉也包含旋转轴Rx与入射面622的大致中央交叉的情况。但是,不限于此,与旋转轴Rx的交叉部分在入射面622中可以是任何位置。
另一方面,在入射面622上与光学元件61的光轴X1的交叉位置和在入射面622上与旋转轴Rx的交叉位置相互分离。即,光轴X1与旋转轴Rx在入射面622上相互分离。另外,在与光学元件61的光轴X1垂直的垂直面上,光轴X1与旋转轴Rx的距离比旋转轴Rx与从光分离元件46射出的蓝色光Ls的光轴X2的距离小。但是,不限于此,只要光轴X1、光轴X2以及旋转轴Rx相互分离即可,光轴X1与旋转轴Rx的距离、光轴X2与旋转轴Rx的距离中的哪一个大都可以。
在本实施方式中,从+Z方向观察,波长转换层621形成为大致矩形状。但是,不限于此,从+Z方向观察,波长转换层621可以是形成为大致圆形状,也可以形成为环状。
反射层623相对于波长转换层621设置在与蓝色光Ls的入射侧相反的一侧。即,反射层623相对于波长转换层621设置在-Z方向上。反射层623将从波长转换层621入射的光向+Z方向反射。反射层623也是在波长转换元件62中与连接部件63连接的部分。
从波长转换元件62向+Z方向射出的荧光YL入射到光学元件61。入射到光学元件61的荧光YL被光学元件61平行化,射出到光分离元件46。入射到光分离元件46的荧光YL通过光分离元件46而入射到第3相位差元件50。
[连接部件的结构]
连接部件63与波长转换元件62热连接。连接部件63具有支承波长转换元件62的支承部631和与光源用壳体41的背面412连接的连接部632。
支承部631配置于在中空马达65的内部设置的中空空间SP内。即,连接部件63的一部分配置在中空空间SP内。支承部631中的+Z方向的面是支承波长转换元件62的支承面631A。具体而言,支承面631A通过焊料等与波长转换元件62的反射层623连接。波长转换元件62的热被传递到支承部631。这样,连接部件63也作为支承波长转换元件62的支承体发挥功能。
连接部632与支承部631一体化。连接部632的+Z方向的面632A与背面412的外表面热连接。此时,连接部632以从光源用壳体41的外部覆盖在背面412设置的开口部416的方式被固定。因此,确保了光源用壳体41的密闭性。另外,开口部416例如是用于在光源用壳体41的内部配置波长转换元件62的开口部。
[散热部件的结构]
散热部件64相对于连接部件63的连接部632设置在与波长转换元件62相反的一侧的面上。即,散热部件64配置在光源用壳体41的外部。散热部件64将从连接部件63传递的波长转换元件62的热在光源用壳体41的外部散热。散热部件64具有多个翅片641,在多个翅片641之间流通有通过冷却装置流通的冷却气体。多个翅片641通过将波长转换元件62的热传递到冷却气体,来对波长转换元件62的热进行散热。通过将这样的散热部件64安装于背面412的外表面,从而确保光源用壳体41内的密闭性。
[中空马达的结构]
中空马达65使波长转换元件62中的作为第1光的蓝色光Ls的入射位置相对于波长转换元件62相对地变化。具体而言,中空马达65使光学元件61以与光学元件61的光轴X1平行的旋转轴Rx为中心旋转,使从光学元件61射出并向入射面622入射的蓝色光Ls的入射位置变化。
中空马达65具有转子部651、定子部652以及设置于转子部651与定子部652之间的未图示的流体轴承。
转子部651是在中空马达65中以旋转轴Rx为中心旋转的环状部分,以旋转轴Rx为中心旋转。即,中空马达65具有旋转轴Rx,转子部651具有从+Z方向观察时以旋转轴Rx为中心的圆形状的开口部6511。
在转子部651借助安装部件AT安装有光学元件61。具体而言,光学元件61在转子部651中设置于+Z方向的面、即与旋转轴Rx交叉的面。通过转子部651以旋转轴Rx为中心相对于定子部652相对旋转,光学元件61以旋转轴Rx为中心旋转。
定子部652是使转子部651旋转的部分。定子部652形成为以旋转轴Rx为中心的环状。即,定子部652具有从+Z方向观察时以旋转轴Rx为中心的圆形状的开口部6521。开口部6521与开口部6511连通,由此,在中空马达65的内部设置有中空空间SP。即,中空马达65具有由开口部6511和开口部6521构成的中空空间SP。
在本实施方式中,定子部652固定于背面412的内表面。然而,不限于此,定子部652也可以固定于其他部件。
另外,中空马达65也可以是轴承来代替流体轴承。
[波长转换装置的作用]
当转子部651旋转时,安装于转子部651的光学元件61以中空马达65的旋转轴Rx为中心旋转。
这里,中空马达65的旋转轴Rx与光学元件61的光轴X1不一致。即,光学元件61相对于旋转轴Rx偏心地设置。另外,从光分离元件46向光学元件61入射的蓝色光Ls的光轴X2即使在通过中空马达65使光学元件61旋转的情况下也不变化。
并且,位于光轴X1上的光学元件61的焦点不位于波长转换元件62的入射面622,而相对于入射面622位于蓝色光Ls的入射侧或与蓝色光Ls的入射侧相反的一侧。在本实施方式中,光学元件61的焦点相对于入射面622位于与蓝色光Ls的入射侧相反的一侧。
因此,在光学元件61中供蓝色光Ls入射的入射面61A中,随着蓝色光Ls的入射位置变化,波长转换元件62的入射面622中的蓝色光Ls的入射位置变化。
例如,如图3所示,当蓝色光Ls入射到在光学元件61中相对于光轴X1的外侧部分P1的情况下,蓝色光Ls被光学元件61折射而会聚于光轴X1侧。这里,光学元件61的焦点相对于入射面622位于与蓝色光Ls的入射侧相反的一侧,因此从+Z方向观察,蓝色光Ls在入射面622中向隔着旋转轴Rx而相反的一侧入射。在图3的例子中,从+Z方向观察,在光学元件61中相对于旋转轴Rx入射到+X方向的外侧部分P1的蓝色光Ls在入射面622中相对于旋转轴Rx入射到-X方向的部分。
另外,如上所述,波长转换元件62以从+Z方向观察时入射面622的中央与旋转轴Rx交叉的方式配置。
图4示出在光学元件61中入射到比外侧部分P1靠光轴X1的内侧部分P2的情况下的蓝色光Ls的光线的一例。
另一方面,通过中空马达65使光学元件61旋转,当蓝色光Ls入射到光学元件61中比外侧部分P1接近光学元件61的光轴X1的内侧部分P2时,如图4所示,从+Z方向观察,蓝色光Ls在入射面622中相对于旋转轴Rx入射到+X方向的部分。
这样,将从光分离元件46入射的蓝色光Ls会聚于波长转换元件62的光学元件61以与光学元件61的光轴X1分离的旋转轴Rx为中心借助中空马达65而旋转,由此能够使波长转换元件62的入射面622中的蓝色光Ls的入射位置变化。具体而言,能够使入射面622中的蓝色光Ls的入射位置呈圆形状移动。由此,能够抑制蓝色光Ls始终持续入射到入射面622的一部分,因此能够抑制在波长转换元件62中局部地产生温度高的部位。因此,能够抑制波长转换元件62中的从蓝色光Ls向荧光YL的转换效率降低。
在本实施方式中,以蓝色光Ls的入射位置移动的圆形状的面积成为基于光学元件61的蓝色光Ls的焦点的形状的2倍以上且8倍以下的方式,决定光学元件61与波长转换元件62的相对位置。另外,光学元件61相对于旋转轴Rx的偏心量为焦点形状的0.5倍以上且2倍以下。并且,中空马达65的转速为500rpm以上。
但是,蓝色光Ls的入射位置移动的圆形状的面积、光学元件61相对于旋转轴Rx的偏心量以及中空马达65的转速并不限定于上述内容。
[第1实施方式的效果]
以上说明的本实施方式的投影仪1起到以下的效果。
投影仪1具有光源装置4A、光调制装置343和投射光学装置36。光调制装置343根据图像信息对从光源装置4A射出的光进行调制。投射光学装置36投射由光调制装置343调制后的光。
光源装置4A具有波长转换装置6A和射出向波长转换装置6A入射的蓝色光Ls的光源421。蓝色光Ls相当于第1波段的第1光。
波长转换装置6A具有波长转换元件62、连接部件63和中空马达65。波长转换元件62将入射的蓝色光Ls转换为荧光YL。荧光YL相当于与第1波段不同的第2波段的第2光。连接部件63与波长转换元件62热连接。在中空马达65设置有旋转轴Rx以及中空空间SP。连接部件63的一部分设置在中空空间SP内。中空马达65使波长转换元件62中的蓝色光Ls的入射位置相对于波长转换元件62相对地变化。
根据这样的结构,能够抑制蓝色光Ls在波长转换元件62处局部地持续入射。因此,能够抑制在波长转换元件62中局部地产生温度较高的部分,能够抑制波长转换元件62中的从蓝色光Ls向荧光YL的转换效率降低。
另外,在设置于中空马达65的中空空间SP内设置有与波长转换元件62热连接的连接部件63的至少一部分。因此,能够在中空空间SP内设置传递波长转换元件62的热的路径。因此,与在中空马达65的外部设置传递波长转换元件62的热的路径的情况相比,能够使波长转换装置6A小型化。
具有这样的波长转换装置6A的光源装置4A能够稳定地射出光,投影仪1能够稳定地投射由光调制装置343调制后的光、即图像。
波长转换装置6A具有将蓝色光Ls会聚于波长转换元件62的光学元件61。光学元件61的光轴X1、入射到光学元件61的蓝色光Ls的光轴X2以及旋转轴Rx在与旋转轴Rx垂直的垂直面(交叉面)上相互分离。中空马达65使光学元件61以旋转轴Rx为中心旋转。
根据这样的结构,当通过中空马达65使光学元件61旋转时,光学元件61中的蓝色光Ls的入射位置在光学元件61的径向上变化。由此,能够使来自光学元件61的蓝色光Ls的射出方向变化,因此能够使波长转换元件62中的蓝色光Ls的入射位置变化。因此,如上所述,能够抑制波长转换元件62中的从蓝色光Ls向荧光YL的转换效率降低。
在波长转换装置6A中,光学元件61的焦点在光学元件61的光轴X1上位于与蓝色光Ls相对于波长转换元件62的入射侧相反的一侧。
根据这样的结构,在光学元件61旋转时,能够使从光学元件61射出的射出方向变化的蓝色光Ls在波长转换元件62处的入射位置变化。因此,能够抑制波长转换元件62中的从蓝色光Ls向荧光YL的转换效率降低。
在波长转换装置6A中,中空马达65具有转子部651和以旋转轴Rx为中心使转子部651旋转的定子部652。光学元件61支承于转子部651。
根据这样的结构,能够以中空马达65的旋转轴Rx为中心使光学元件61旋转。此外,能够容易以光学元件61的光轴X1与旋转轴Rx分离的方式配置光学元件61。
[第2实施方式]
接下来,说明本发明的第2实施方式。
本实施方式的投影仪具有与第1实施方式的投影仪1相同的结构,但光源装置的结构不同。此外,在以下的说明中,对与已经说明的部分相同或大致相同的部分标注相同的标号并省略说明。
图5是示出本实施方式的投影仪所具有的光源装置4B的结构的一部分的示意图。
本实施方式的投影仪除了代替第1实施方式的光源装置4A而具有图5所示的光源装置4B以外,具有与第1实施方式的投影仪1相同的结构和功能。
光源装置4B除了代替第1实施方式的波长转换装置6A而具有聚光元件51和波长转换装置6B以外,具有与光源装置4A相同的结构和功能。
[聚光元件的结构]
聚光元件51在照明光轴Ax2上配置于光分离元件46与波长转换装置6B之间。聚光元件51与光学元件61同样地,将从光分离元件46向-Z方向入射的作为第1光的蓝色光Ls会聚于波长转换装置6B的波长转换元件62。另外,聚光元件51对从波长转换元件62向+Z方向射出的荧光YL进行会聚,进而将平行化后的荧光YL朝向光分离元件46向+Z方向射出。
聚光元件51以聚光元件51的光轴X3与从光分离元件46入射的蓝色光Ls的光轴X2大致一致的方式配置。另外,聚光元件51以聚光元件51的光轴X3与波长转换装置6B的中空马达65所具有的旋转轴Rx分离的方式配置。即,在与旋转轴Rx垂直的垂直面(交叉面)上,聚光元件51的光轴X3相对于旋转轴Rx分离。另外,聚光元件51的焦点在光轴X3上位于波长转换元件62的入射面622上。
[波长转换装置的结构]
波长转换装置6B与第1实施方式的波长转换装置6A同样地,将入射的蓝色光Ls转换为荧光YL。具体而言,波长转换装置6B将从光分离元件46入射的蓝色光Ls转换为荧光YL。
波长转换装置6B除了具有基板66来代替光学元件61并且中空马达65使基板66旋转来代替使光学元件61旋转之外,具有与波长转换装置6A相同的结构和功能。即,波长转换装置6B具有波长转换元件62、连接部件63、散热部件64、中空马达65以及基板66。
基板66以利用+Z方向的面支承波长转换元件62的状态安装于中空马达65的转子部651。换言之,在波长转换装置6B中,中空马达65的转子部651支承波长转换元件62。
基板66由金属等导热性良好的材料形成为板状,固定于转子部651的+Z方向的面。因此,当转子部651以旋转轴Rx为中心旋转时,支承于基板66的波长转换元件62以旋转轴Rx为中心旋转。
在基板66的-Z方向的面上连接有连接部件63。另外,连接部件63的一部分配置于中空空间SP。连接部件63的连接部632的+Z方向的面632A从背面412向-Z方向分离。连接部件63与设置于中空马达65的外部的散热部件64连接。因此,当转子部651旋转时,由基板66支承的波长转换元件62、与基板66连接的连接部件63以及散热部件64一体地以旋转轴Rx为中心旋转。
另外,由于连接部件63借助中空马达65而旋转,因此在背面412与连接部件63中的与背面412对置的面632A之间存在间隙。该间隙经由开口部416与中空空间SP连通。因此,在光源装置4B中,光源用壳体41的密闭性通过转子部651与定子部652之间的流体轴承或轴承来确保。
在本实施方式中,中空马达65的旋转轴Rx与蓝色光Ls的入射侧、即从+Z方向观察时与入射面622的中央交叉。此外,旋转轴Rx与入射面622的中央交叉包含旋转轴Rx与入射面622的大致中央交叉的情况。
另外,入射面622与聚光元件51的光轴X3交叉。
[波长转换装置的作用]
当转子部651旋转时,由安装于转子部651的基板66支承的波长转换元件62以旋转轴Rx为中心旋转。
这里,旋转轴Rx与向聚光元件51入射的蓝色光Ls的光轴X2以及聚光元件51的光轴X3不一致。换言之,旋转轴Rx相对于光轴X2、X3偏心。蓝色光Ls的光轴X2与聚光元件51的光轴X3大致一致。即,聚光元件51的焦点在与旋转轴Rx不一致的光轴X2、X3且位于入射面622上。另外,蓝色光Ls的光轴X2即使在通过中空马达65使波长转换元件62旋转的情况下也不变化。
因此,当波长转换元件62旋转时,入射面622中的蓝色光Ls的入射位置发生变化。具体而言,当波长转换元件62旋转时,入射面622中的蓝色光Ls的入射位置在以旋转轴Rx为中心的周向上随着时间连续地移动。即,蓝色光Ls的入射位置的轨迹在入射面622上成为以与旋转轴Rx的交叉位置为中心的环状。
这样,通过利用中空马达65使波长转换元件62以旋转轴Rx为中心旋转,能够使入射面622中的蓝色光Ls的入射位置变化。由此,能够抑制蓝色光Ls始终持续入射到入射面622的一部分,因此能够抑制在波长转换元件62中局部地产生温度高的部分。因此,能够抑制波长转换元件62中的从蓝色光Ls向荧光YL的转换效率降低。
另外,由于波长转换元件62设置于中空空间SP的外部,因此能够抑制从波长转换元件62中的与入射面622交叉的侧面射出的荧光YL入射到中空马达65。由此,能够抑制中空马达65的温度上升。
[第2实施方式的效果]
以上说明的本实施方式的投影仪除了起到与第1实施方式的投影仪1同样的效果以外,还起到以下的效果。
在波长转换装置6B中,入射到波长转换元件62的蓝色光Ls的光轴X2在与旋转轴Rx垂直的垂直面(交叉面)上与旋转轴Rx分离。中空马达65使波长转换元件62以旋转轴Rx为中心旋转。
根据这样的结构,入射到波长转换元件62的蓝色光Ls的光轴X2与旋转轴Rx分离,因此,当通过中空马达65使波长转换元件62旋转时,波长转换元件62中的蓝色光Ls的入射位置以旋转轴Rx为中心连续地变化。即,波长转换元件62中的蓝色光Ls的入射位置在以旋转轴Rx为中心的周向上随着时间而连续变化。因此,能够抑制在波长转换元件62中局部地产生温度较高的部分,能够抑制波长转换元件62中的从蓝色光Ls向荧光YL的转换效率降低。
波长转换装置6B具有与连接部件63热连接的散热部件64。散热部件64通过中空马达65与波长转换元件62一起旋转。散热部件64设置于中空马达65的外部。
根据这样的结构,能够经由连接部件63将波长转换元件62的热传递到散热部件64。另外,由于散热部件64设置于中空马达65的外部,因此能够在中空马达65的外部对波长转换元件62的热进行散热。并且,散热部件64通过中空马达65与波长转换元件62一起旋转,因此能够促进散热部件64对波长转换元件62的热的散热。因此,能够有效地冷却波长转换元件62。
在波长转换装置6B中,具有支承波长转换元件62的基板66。中空马达65具有转子部651和使转子部651以旋转轴Rx为中心旋转的定子部652。基板66支承于转子部651。
根据这样的结构,能够使波长转换元件62以旋转轴Rx为中心旋转。
[第3实施方式]
接下来,说明本发明的第3实施方式。
本实施方式的投影仪具有与第2实施方式的投影仪相同的结构,但在构成光源装置的波长转换装置的结构中,本实施方式的投影仪与第2实施方式的投影仪不同。此外,在以下的说明中,对与已经说明的部分相同或大致相同的部分标注相同的标号并省略说明。
图6是示出本实施方式的投影仪所具有的光源装置4C的结构的一部分的示意图。
本实施方式的投影仪除了代替第2实施方式的光源装置4B而具有图6所示的光源装置4C以外,具有与第2实施方式的投影仪相同的结构和功能。
光源装置4C除了代替第2实施方式的波长转换装置6B而具有波长转换装置6C以外,具有与光源装置4B相同的结构和功能。
[波长转换装置的结构]
波长转换装置6C与第1实施方式和第2实施方式的波长转换装置6A、6B同样地,将入射的蓝色光Ls转换为荧光YL。具体而言,波长转换装置6C将从光分离元件46入射的蓝色光Ls转换为荧光YL。
波长转换装置6C除了代替连接部件63和散热部件64而具有连接部件67、热传递部件68和散热部件69以外,具有与波长转换装置6B相同的结构和功能。即,波长转换装置6C具有波长转换元件62、中空马达65、基板66、连接部件67、热传递部件68以及散热部件69。
连接部件67配置于在中空马达65的内部设置的中空空间SP内。连接部件67与连接部件63同样地与基板66的-Z方向的面连接。即,连接部件67与波长转换元件62和基板66一起通过中空马达65以旋转轴Rx为中心旋转。连接部件67与散热部件69热连接。具体而言,连接部件67经由热传递部件68与散热部件69连接。基板66经由反射层623与成为高温的波长转换层621连接,但在波长转换层621由陶瓷形成的情况下,线膨胀系数为1×10-6以下,因此作为基板66,可以使用导热性好、线膨胀系数低的银-钼、铜-钼、金刚石-铜等的烧结体。
连接部件67将经由基板66从波长转换元件62传递的热经由热传递部件68传递到散热部件69。
热传递部件68将从连接部件67传递的热传递至散热部件69。热传递部件68构成为,即使在连接部件67旋转的情况下,也能够向固定于光源用壳体41的散热部件69传递热。在本实施方式中,热传递部件68由导热性润滑脂构成。
散热部件69对从热传递部件68传递的波长转换元件62的热进行散热。散热部件69具有固定部691、热传递部692以及多个翅片693。
固定部691是将散热部件69固定于光源用壳体41的部分。固定部691以固定部691的+Z方向的面与背面412的外表面热连接且在光源用壳体41的外部封闭开口部416的方式被固定。
热传递部692从固定部691的+Z方向的面以大致圆柱状突出。热传递部692经由热传递部件68与连接部件67热连接。即,波长转换元件62的热经由基板66、连接部件67和热传递部件68传递到热传递部692。在本实施方式中,在连接部件67与热传递部692之间,在+Z方向上设置有1μm以上且5μm以下的间隙,在连接部件67与热传递部692之间安装有热传递部件68。热传递部件68例如是硅油这样的导热脂,选择热传导率为0.1W/mK以上且具有粘度、在150℃以下的蒸发量极少的导热脂。
在热传递部692的+Z方向的面692A设置有微小的多个凹部6921。凹部6921为漩涡状,通过连接部件67旋转,形成热传递部件68向轴的内侧移动的方向的漩涡。凹部6921的深度为2μm,能够通过在对连接部件67实施镀覆之后,进行平面切削,然后进行切削加工、蚀刻等而形成。这样,凹部6921保持热传递部件68。由此,能够维持热传递部件68被保持在连接部件67与热传递部692之间的状态。此外,与凹部6921同样的凹部也可以设置于连接部件67中的与面692A对置的面。并且,也可以在连接部件67和热传递部692中的至少一方设置有抑制热传递部件68的泄漏以及飞散的密封部。例如,也可以在热传递部件68的外周部设置O形环。
多个翅片693从固定部691的-Z方向的面突出。多个翅片693配置在光源用壳体41的外部,将传递到热传递部692的波长转换元件62的热在光源用壳体41的外部散热。
[波长转换装置的作用]
在波长转换装置6C中,通过中空马达65使波长转换元件62以旋转轴Rx为中心旋转,由此与第2实施方式的波长转换装置6B同样地,能够使入射面622中的蓝色光Ls的入射位置随时间连续地变化。由此,能够抑制蓝色光Ls始终持续入射到入射面622的一部分,因此能够抑制在波长转换元件62中局部地产生温度高的部分。因此,能够抑制波长转换元件62中的从蓝色光Ls向荧光YL的转换效率降低。
另外,在波长转换装置6C中,中空马达65的旋转对象是波长转换元件62、基板66以及连接部件67。即,在波长转换装置6C中,中空马达65不使尺寸较大且重量较大的散热部件69旋转。由此,能够减小中空马达65的旋转对象的重量,能够减小中空马达65的旋转负荷。由此,作为中空马达65,能够采用扭矩小的小型的中空马达,能够小型地构成波长转换装置6C。因此,能够实现光源装置4C、进而投影仪的小型化。
[第3实施方式的效果]
以上说明的本实施方式的投影仪除了起到与第2实施方式的投影仪同样的效果以外,还起到以下的效果。
波长转换装置6C具有:散热部件69,其与连接部件67热连接;以及热传递部件68,其设置在连接部件67与散热部件69之间。散热部件69的一部分设置于中空马达65的外部,另一部分配置于中空空间SP内。
根据这样的结构,能够将由波长转换元件62产生的热经由连接部件67和热传递部件68传递到一部分配置于中空马达65的外部的散热部件69。因此,能够在中空马达65的外部对波长转换元件62的热进行散热,因此能够有效地冷却波长转换元件62。
在波长转换装置6C中,热传递部件68是导热性润滑脂。
根据这样的结构,即使在散热部件69被固定的情况下,也能够经由热传递部件68将波长转换元件62的热从与波长转换元件62一起旋转的连接部件67传递到散热部件69。因此,能够将波长转换元件62的热高效地传递到散热部件69。
在波长转换装置6C中,散热部件69具有设置于与连接部件67对置的面692A并保持热传递部件68的凹部6921。
根据这样的结构,能够维持热传递部件68被保持在连接部件67与散热部件69之间的状态。因此,能够维持连接部件67与散热部件69的热连接状态。
[第4实施方式]
接下来,说明本发明的第4实施方式。
本实施方式的投影仪具有与第3实施方式的投影仪相同的结构,但基板66的结构不同。此外,在以下的说明中,对与已经说明的部分相同或大致相同的部分标注相同的标号并省略说明。
图7是示出本实施方式的投影仪所具有的光源装置4D的结构的一部分的示意图。
本实施方式的投影仪除了代替第3实施方式的光源装置4C而具有图7所示的光源装置4D以外,具有与第3实施方式的投影仪相同的结构和功能。
光源装置4D除了代替第2实施方式的波长转换装置6B或第3实施方式的波长转换装置6C而具有波长转换装置6D以外,具有与光源装置4B或光源装置4C相同的结构和功能。
波长转换装置6D与波长转换装置6A、6B、6C同样地,将入射的蓝色光Ls转换为荧光YL。具体而言,波长转换装置6D将从光分离元件46入射的蓝色光Ls转换为荧光YL。波长转换装置6D与波长转换装置6C同样地具有波长转换元件62、中空马达65、基板66、连接部件67、热传递部件68以及散热部件69。
这里,在波长转换装置6C中,支承波长转换元件62的基板66设置于中空马达65的转子部651的+Z方向的面。
与此相对,在波长转换装置6D中,基板66配置在转子部651的开口部6511内。详细而言,在波长转换装置6D中,从+Z方向观察,基板66形成为圆形状,基板66按照沿着以旋转轴Rx为中心的周向的端面与开口部6511的内缘连接的方式配置在开口部6511内。
因此,能够减小波长转换装置6D的+Z方向的尺寸。
以上说明的本实施方式的投影仪起到与第3实施方式的投影仪同样的效果。
另外,与波长转换装置6D同样地,在第1实施方式的波长转换装置6A中,光学元件61也可以配置在开口部6511内。在该情况下,光学元件61也可以经由安装部件AT等固定于开口部6511的内缘。
另外,在第2实施方式的波长转换装置6B中,基板66也可以配置在开口部6511内。在该情况下,基板66中的沿着以旋转轴Rx为中心的周向的端面也可以固定于开口部6511的内缘。
[实施方式的变形]
本发明并不限定于上述各实施方式,能够达成本发明的目的的范围内的变形以及改良等包含于本发明。
在上述第1实施方式中,中空马达65使将入射的第1光会聚于波长转换元件62的光学元件61旋转。在上述第2实施方式~第4实施方式中,中空马达65使波长转换元件62和基板66旋转。但是,不限于此,只要能够使波长转换元件62中的作为第1光的蓝色光Ls的入射位置变化,则中空马达65的旋转对象也可以是光学元件61和波长转换元件62以外的光学部件。
在上述第1实施方式中,光学元件61的焦点在光学元件61的光轴X1上并且位于蓝色光Ls相对于波长转换元件62的入射侧的相反侧。但是,不限于此,光学元件61的焦点可以在光学元件61的光轴X1上并且位于蓝色光Ls相对于波长转换元件62的入射侧,也可以位于波长转换元件62。
在上述第1实施方式和第2实施方式中,波长转换装置6A、6B具有与连接部件63热连接的散热部件64。散热部件64设置于中空马达65的外部。但是,不限于此,散热部件64的一部分也可以设置于在中空马达65的内部设置的中空空间SP内,散热部件64的整体也可以设置于中空空间SP内。另外,波长转换装置6A、6B也可以不具有散热部件。在该情况下,连接部件63也可以具有多个翅片。即,连接部件63和散热部件64也可以一体地构成。
在上述第2实施方式~第4实施方式中,支承于转子部651的基板66支承波长转换元件62,基板66与连接部件63、67热连接。但是,不限于此,基板66和连接部件63、67也可以一体化。
在上述第3实施方式和第4实施方式中,波长转换装置6C、6D具有:散热部件69,其与连接部件67热连接;以及热传递部件68,其设置在连接部件67与散热部件69之间。另外,散热部件69的一部分设置于中空马达65内的中空空间SP内,散热部件69的另一部分设置于中空马达65的外部。但是,不限于此,也可以将散热部件69的整体设置在中空马达65的中空空间SP内,也可以将散热部件69的整体设置在中空空间SP的外部。另外,波长转换装置6C、6D也可以不具有散热部件。在该情况下,连接部件67也可以具有多个翅片。即,连接部件67和散热部件69也可以一体地构成。在该情况下,多个翅片也可以配置于中空马达65的外部。
在上述第3实施方式和第4实施方式中,热传递部件68是设置在连接部件67与散热部件69之间的导热性润滑脂。然而,不限于此,热传递部件68也可以是具有导热性的流体。即,只要能够将连接部件67与散热部件69热连接,则热传递部件68的材料也可以由其他材料构成。并且,只要能够维持连接部件67与散热部件69的热连接状态,则也可以没有热传递部件68。
在上述第3实施方式以及第4实施方式中,在散热部件69中的与连接部件67对置的面692A具有保持热传递部件68的多个凹部6921。然而,并不限定于此,凹部6921的数量为1个以上即可。另外,从+Z方向观察到的凹部6921的形状例如也可以是旋涡状。另外,也可以在面692A上没有凹部6921。另外,如上所述,与凹部6921同样的凹部也可以设置于连接部件67中的与面692A对置的面。
在上述第2实施方式~第4实施方式中,从作为第1光的蓝色光Ls的入射侧观察,中空马达65的旋转轴Rx与在波长转换元件62中供蓝色光Ls入射的入射面622的中央交叉。但是,不限于此,旋转轴Rx也可以与入射面622的中央以外的部分交叉。
在上述各实施方式中,波长转换元件62具有波长转换层621和反射层623。但是,不限于此,波长转换元件62也可以不具有反射层623。在该情况下,与波长转换元件62连接的连接部件63或基板66也可以具有反射层。
另外,波长转换装置6A、6B、6C、6D是波长转换元件62向与蓝色光Ls的入射侧相反的一侧射出荧光YL的反射型的波长转换装置。然而,不限于此,本发明的波长转换装置也可以是沿着第1光的入射方向射出第2光的透过型的波长转换装置。
在上述各实施方式中,投影仪具有3个光调制装置343(343R、343G、343B)。但是,不限于此,在具有2个以下或者4个以上的光调制装置的投影仪中也能够应用本发明。
在上述各实施方式中,对图像投射装置3具有图1所示的结构以及布局的情况进行了说明。然而,不限于此,图像投射装置3的结构和布局不限于上述内容。图2所示的光源装置4A以及具有与光源装置4A相同的结构的光源装置4B、4C、4D也相同。
在上述各实施方式中,光调制装置343具有光入射面和光射出面不同的透过型的液晶面板。但是,不限于此,光调制装置343也可以具有光入射面和光射出面相同的反射型的液晶面板。另外,只要是能够对入射光束进行调制而形成与图像信息对应的图像的光调制装置,则也可以是利用了使用微镜的器件、例如DMD(Digital Micromirror Device:数字微镜器件)等的装置等液晶以外的光调制装置。
在上述各实施方式中,列举了将本发明的光源装置4A、4B、4C、4D应用于投影仪的例子。然而,不限于此,本发明的光源装置例如能够应用于照明器具以及汽车等的前照灯等。
在上述各实施方式中,列举了将本发明的波长转换装置6A、6B、6C、6D应用于光源装置的例子。然而,不限于此,本发明的波长转换元件也可以应用于光源装置以外的其他装置。
[本发明的总结]
以下,附记本发明的总结。
本发明的第1方式的波长转换装置具有:中空马达,其设置有旋转轴和中空空间;波长转换元件,其将入射的第1波段的第1光转换为与所述第1波段不同的第2波段的第2光;以及连接部件,其与所述波长转换元件热连接,所述连接部件的至少一部分设置在所述中空空间内,所述中空马达使所述波长转换元件中的所述第1光的入射位置相对于所述波长转换元件相对地变化。
根据这样的结构,通过中空马达使波长转换元件中的第1光的入射位置相对于波长转换元件相对地变化。由此,能够抑制在波长转换元件中第1光局部地持续入射。因此,能够抑制在波长转换元件中局部地产生温度高的部分,能够抑制波长转换元件中的从第1光向第2光的转换效率降低。
另外,由于在设置于中空马达的中空空间内设置有与波长转换元件热连接的连接部件的至少一部分,因此能够在中空空间内设置传递波长转换元件的热的路径。因此,与在中空马达的外部设置传递波长转换元件的热的路径的情况相比,能够使波长转换装置小型化。
在上述第1方式中,也可以是,具有将所述第1光会聚到所述波长转换元件的光学元件,所述光学元件的光轴、向所述光学元件入射的所述第1光的光轴以及所述旋转轴在与所述旋转轴垂直的垂直面上相互分离,所述中空马达使所述光学元件以所述旋转轴为中心旋转。
根据这样的结构,光学元件的光轴、向光学元件入射的第1光的光轴以及借助中空马达而旋转的光学元件的旋转轴分离,由此,当通过中空马达使光学元件旋转时,光学元件中的第1光的入射位置在与入射到光学元件的第1光的光轴交叉的方向上变化。由此,能够使来自光学元件的第1光的射出方向变化,因此能够使波长转换元件中的第1光的入射位置变化。因此,能够抑制波长转换元件中的从第1光向第2光的转换效率降低。
在上述第1方式中,也可以是,所述中空马达具有转子部和使所述转子部以所述旋转轴为中心旋转的定子部,所述光学元件支承于所述转子部。
根据这样的结构,能够使光学元件以中空马达的旋转轴为中心旋转。此外,能够容易以光学元件的光轴与旋转轴分离的方式配置光学元件。
在上述第1方式中,也可以是,向所述波长转换元件入射的所述第1光的光轴在与所述旋转轴交叉的面上与所述旋转轴分离,所述中空马达使所述波长转换元件以所述旋转轴为中心旋转。
根据这样的结构,入射到波长转换元件的第1光的光轴与旋转轴分离,因此,当通过中空马达使波长转换元件旋转时,波长转换元件中的第1光的入射位置在以旋转轴为中心的周向上随着时间而连续地变化。即,波长转换元件中的第1光的入射位置以旋转轴为中心随时间而连续地变化。因此,如上所述,能够抑制在波长转换元件中局部地产生温度高的部分,能够抑制波长转换元件中的从第1光向第2光的转换效率降低。
在上述第1方式中,也可以是,具有与所述连接部件热连接的散热部件,所述散热部件通过所述中空马达而与所述波长转换元件一起旋转,所述散热部件的至少一部分设置于所述中空马达的外部。
根据这样的结构,能够经由连接部件将波长转换元件的热传递到散热部件。另外,散热部件的至少一部分设置于中空马达的外部,因此能够在中空马达的外部对波长转换元件的热进行散热。并且,散热部件通过中空马达而与波长转换元件一起旋转,因此能够促进散热部件对波长转换元件的热的散热。因此,能够有效地冷却波长转换元件。
在上述第1方式中,也可以是,具有:散热部件,其与所述连接部件热连接;以及热传递部件,其设置于所述连接部件与所述散热部件之间,所述散热部件的至少一部分设置于所述中空马达的外部。
根据这样的结构,能够将由波长转换元件产生的热经由连接部件和热传递部件传递到至少一部分设置于中空马达的外部的散热部件。因此,能够在中空马达的外部对波长转换元件的热进行散热,因此能够有效地冷却波长转换元件。
在上述第1方式中,也可以是,所述热传递部件是导热性润滑脂。
根据这样的结构,即使在散热部件被固定的情况下,也能够经由热传递部件将波长转换元件的热从连接部件传递到散热部件。因此,能够将波长转换元件的热高效地传递到散热部件。
在上述第1方式中,也可以是,所述散热部件具有设置于与所述连接部件对置的面并且保持所述热传递部件的凹部。
根据这样的结构,能够维持在连接部件与散热部件之间保持有热传递部件的状态。因此,能够维持连接部件与散热部件的热连接状态。
在上述第1方式中,也可以是,具有支承所述波长转换元件的基板,所述中空马达具有转子部和使所述转子部以所述旋转轴为中心旋转的定子部,所述基板支承于所述转子部。
根据这样的结构,能够使波长转换元件以中空马达的旋转轴为中心旋转。
本发明的第2方式的光源装置具有:上述第1方式的波长转换装置;以及光源,其射出向所述波长转换装置入射的所述第1光。
根据这样的结构,能够起到与上述第1方式的波长转换装置同样的效果,由此,能够构成能够稳定地射出光的光源装置。
本发明的第3方式的投影仪具有:上述第2方式的光源装置;光调制装置,其根据图像信息对从所述光源装置射出的光进行调制;以及投射光学装置,其投射由所述光调制装置调制后的光。
根据这样的结构,能够起到与上述第2方式的光源装置同样的效果,由此,能够构成能够稳定地投射光的投影仪。
Claims (15)
1.一种波长转换装置,其特征在于,该波长转换装置具有:
马达,其具有旋转轴和中空空间;
波长转换元件,其将入射的第1波段的第1光转换为与所述第1波段不同的第2波段的第2光;
连接部件,其与所述波长转换元件热连接;以及
光学元件,其将所述第1光会聚到所述波长转换元件,
所述连接部件的至少一部分配置于所述中空空间,
所述马达使所述波长转换元件中的所述第1光的入射位置相对于所述波长转换元件相对地变化,
所述波长转换元件以及所述连接部件配置在所述旋转轴上,
所述光学元件的光轴与所述旋转轴相互错开。
2.根据权利要求1所述的波长转换装置,其特征在于,
所述马达使所述光学元件以所述旋转轴为中心旋转,
所述光学元件的光轴、向所述光学元件入射的所述第1光的光轴以及所述旋转轴相互错开。
3.根据权利要求2所述的波长转换装置,其特征在于,
所述马达具有转子部和使所述转子部以所述旋转轴为中心旋转的定子部,
所述光学元件支承于所述转子部。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的波长转换装置,其特征在于,
所述波长转换元件配置于所述中空空间。
5.根据权利要求1所述的波长转换装置,其特征在于,
所述马达使所述波长转换元件以所述旋转轴为中心旋转,
向所述波长转换元件入射的所述第1光的光轴与所述旋转轴相互错开。
6.根据权利要求5所述的波长转换装置,其特征在于,
该波长转换装置还具有将所述第1光会聚到所述波长转换元件的光学元件,
所述光学元件的光轴与所述旋转轴相互错开。
7.根据权利要求6所述的波长转换装置,其特征在于,
向所述波长转换元件入射的所述第1光的所述光轴与所述光学元件的所述光轴一致。
8.根据权利要求5至7中的任意一项所述的波长转换装置,其特征在于,
该波长转换装置还具有与所述连接部件热连接的散热部件,
所述连接部件和所述散热部件通过所述马达而与所述波长转换元件一起旋转,
所述散热部件的至少一部分配置于所述马达的外部。
9.根据权利要求5至7中的任意一项所述的波长转换装置,其特征在于,
该波长转换装置还具有:
散热部件,其与所述连接部件热连接;以及
热传递部件,其配置在所述连接部件与所述散热部件之间,
所述散热部件的至少一部分设置于所述马达的外部。
10.根据权利要求9所述的波长转换装置,其特征在于,
所述连接部件通过所述马达而与所述波长转换元件一起旋转,
所述散热部件被固定。
11.根据权利要求9所述的波长转换装置,其特征在于,
所述热传递部件是导热性润滑脂。
12.根据权利要求9所述的波长转换装置,其特征在于,
所述散热部件具有凹部,该凹部设置于所述散热部件的与所述连接部件对置的面并且保持所述热传递部件。
13.根据权利要求5至7中的任意一项所述的波长转换装置,其特征在于,
该波长转换装置还具有支承所述波长转换元件的基板,
所述马达具有转子部和使所述转子部以所述旋转轴为中心旋转的定子部,
所述基板支承于所述转子部。
14.一种光源装置,其特征在于,该光源装置具有:
光源,其射出所述第1光;以及
权利要求1至13中的任意一项所述的波长转换装置,从所述光源射出的所述第1光入射到该波长转换装置。
15.一种投影仪,其特征在于,该投影仪具有:
权利要求14所述的光源装置;
光调制装置,其根据图像信息对从所述光源装置射出的光进行调制;以及
投射光学装置,其投射由所述光调制装置调制后的光。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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