JP2012181309A - Rotary wheel optical system and projector - Google Patents

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Hiroaki Yanai
宏明 矢内
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To implement a light source where surface deflection of a fluorescent wheel is reduced, and a projector including a light source where surface deflection of a fluorescent wheel is reduced.SOLUTION: A rotary wheel optical system 700 includes a first member 51 in front of a rotary wheel 30 and includes a second member 52 at the rear of the rotary wheel 30, and the first member 51 and the second member 52 overlap with each other in plan view when the rotary wheel 30 is viewed from a direction parallel with a revolving shaft of the rotary wheel 30.

Description

本発明は、回転ホイール光学システム、およびプロジェクターに関する。   The present invention relates to a rotating wheel optical system and a projector.

プロジェクターの分野では、従来から、光源として超高圧水銀ランプ等の放電ランプが主に用いられてきた。これに対して、近年、発光ダイオード(Light Emitting Diode、以下、LEDと略記する)、レーザー等の固体光源からの光を励起光として蛍光体を蛍光発光させ、その光を利用する光源装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   In the field of projectors, conventionally, a discharge lamp such as an ultra-high pressure mercury lamp has been mainly used as a light source. In contrast, in recent years, light emitting diodes (Light Emitting Diodes, hereinafter abbreviated as “LEDs”), light sources that emit light from a fluorescent material using light from a solid light source such as a laser as excitation light, and use the light have been proposed. (For example, refer to Patent Document 1).

特許文献1の光源装置は、LED、レーザー発光器等からなる励起光源と、赤色蛍光体形成領域、緑色蛍光体形成領域および拡散層形成領域の3つの領域を有する回転可能な蛍光ホイールと、を備えている。この光源装置においては、励起光源から青色の波長帯域光を励起光として射出し、その励起光を蛍光ホイールに照射すると同時に蛍光ホイールを回転させると、励起光が赤色蛍光体形成領域に照射されている期間では赤色光が蛍光発光し、励起光が緑色蛍光体形成領域に照射されている期間では緑色光が蛍光発光し、励起光が拡散層形成領域に照射されている期間では励起光である青色光が拡散して射出される。
特許文献1によれば、紫外光よりもエネルギーの低い可視光を励起光として照射するため、励起光が照射される光学部品の経年劣化を抑制し、長期間にわたって性能を維持できる、と記載されている。
The light source device of Patent Document 1 includes an excitation light source composed of an LED, a laser emitter, and the like, and a rotatable fluorescent wheel having three regions of a red phosphor forming region, a green phosphor forming region, and a diffusion layer forming region. I have. In this light source device, when the blue wavelength band light is emitted as excitation light from the excitation light source, and the excitation light is irradiated to the fluorescent wheel, the excitation light is irradiated to the red phosphor forming region at the same time as rotating the fluorescent wheel. During the period when red light fluoresces, green light fluoresces during the period when the excitation light is irradiated on the green phosphor formation region, and it is excitation light during the period when the excitation light is irradiated on the diffusion layer formation region Blue light is diffused and emitted.
According to Patent Document 1, it is described that visible light having lower energy than ultraviolet light is irradiated as excitation light, so that deterioration over time of optical components irradiated with excitation light can be suppressed and performance can be maintained over a long period of time. ing.

特開2009−277516号公報JP 2009-277516 A 特開2004−53692号公報JP 2004-53692 A

特許文献1の光源装置において、蛍光体に照射されるレーザー光がたとえ紫外光よりもエネルギーの低い可視光領域のレーザー光であっても、レーザー光の強度が高ければ、蛍光体での変換損失の一部が熱に変わるため、蛍光体ホイールが発熱する。一方、蛍光ホイールを回転させつつレーザー発光器から蛍光ホイールの所定の位置に光を照射する構成とすることで、蛍光ホイールをある程度冷却することができる。
なぜならば、レーザー光の照射面積に対して蛍光ホイールの面積が十分に大きいことで熱が拡散する効果と、蛍光ホイールが回転することで照射領域が連続的に変化し一箇所当たりに照射される時間が短くなる効果と、蛍光ホイールが回転することでホイール全体が冷却される効果の3つが期待できるからである。
ここで、光源装置の出力を向上させようとすると、レーザー光の照射量をさらに増やす必要があり、その場合、さらなる冷却性能の向上が望まれる。そこで、蛍光ホイールの回転速度を上昇させることが考えられる。ところが、蛍光ホイールの回転速度が上昇すると、蛍光ホイールの面振れが起こりやすくなる。
ここで、「面振れ」とは、回転面が傾く現象のことである。例えば、回転面が光軸方向に対して垂直な状態を初期状態として、回転面が光軸方向に対して垂直な状態から外れることを「面振れ」という。
In the light source device of Patent Document 1, even if the laser light applied to the phosphor is a laser light in the visible light region having lower energy than ultraviolet light, if the intensity of the laser light is high, conversion loss in the phosphor As a part of the heat is changed into heat, the phosphor wheel generates heat. On the other hand, the fluorescent wheel can be cooled to some extent by adopting a configuration in which light is irradiated from a laser emitter to a predetermined position of the fluorescent wheel while rotating the fluorescent wheel.
This is because the area of the fluorescent wheel is sufficiently large with respect to the irradiation area of the laser light, and the effect that heat is diffused, and the irradiation area is continuously changed by the rotation of the fluorescent wheel, and is irradiated per spot. This is because the effect of shortening the time and the effect of cooling the whole wheel by rotating the fluorescent wheel can be expected.
Here, if it is going to improve the output of a light source device, it is necessary to increase the irradiation amount of a laser beam further, In that case, the improvement of the further cooling performance is desired. Therefore, it is conceivable to increase the rotation speed of the fluorescent wheel. However, when the rotation speed of the fluorescent wheel increases, the surface shake of the fluorescent wheel tends to occur.
Here, “surface runout” is a phenomenon in which the rotating surface is tilted. For example, a state in which the rotating surface is perpendicular to the optical axis direction is an initial state, and a state where the rotating surface is out of a state perpendicular to the optical axis direction is referred to as “surface vibration”.

また、特許文献2の装置において、ホイールの近傍に冷却ファンを設置し、冷却ファンの冷却風をホイールに吹き付けることで、ホイールの温度上昇を抑えるといった対策が採られている。しかし、片面を覆うようにダクトを形成すると、光路をふさがないようにするために、形状が複雑化する問題がある。また、風量の増減によって、ホイールが面振れする問題がある。   Further, in the apparatus of Patent Document 2, a measure is taken such that a cooling fan is installed in the vicinity of the wheel, and cooling air from the cooling fan is blown onto the wheel to suppress an increase in the temperature of the wheel. However, when a duct is formed so as to cover one side, there is a problem that the shape becomes complicated in order not to block the optical path. In addition, there is a problem that the wheel may run out due to increase or decrease of the air volume.

このような蛍光ホイールの面振れは、発光位置の光軸方向へのずれと、発光の配光分布の変動を生じさせる。そのため、光路中での光損失が増加し、明るさが低下する。   Such surface wobbling of the fluorescent wheel causes a shift of the light emission position in the optical axis direction and a fluctuation in the light distribution of light emission. As a result, light loss in the optical path increases and brightness decreases.

そこで本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、蛍光ホイールの面振れが低減された回転ホイール光学システム、および蛍光ホイールの面振れが低減された光源装置を備えたプロジェクターを実現することを目的とし、以下の形態または適用例として実現することが可能である。   Accordingly, the present invention has been made to solve at least a part of the above-described problems, and includes a rotating wheel optical system in which the surface shake of the fluorescent wheel is reduced, and a light source device in which the surface shake of the fluorescent wheel is reduced. For the purpose of realizing the projector, it can be realized as the following forms or application examples.

本発明の回転ホイール光学システムは、所定の回転軸の周りに回転可能な回転ホイールと、前記回転ホイールの第1の面側に配置され、第1の冷却媒を前記第1の面上に導くことが可能なように構成された第1の部材と、前記回転ホイールの第2の面側に配置され、第2の冷却媒を前記第2の面上に導くことが可能なように構成された第2の部材と、を備え、前記回転ホイールを前記回転軸と平行な方向から見たとき、前記第1の部材と前記第2の部材とは平面視にて少なくとも部分的に互いに重なることを特徴とする。   The rotating wheel optical system according to the present invention is disposed on a first wheel side of the rotating wheel that is rotatable around a predetermined rotation axis, and guides a first coolant onto the first surface. A first member configured to be capable of being disposed on the second surface side of the rotating wheel, and configured to be capable of guiding a second cooling medium onto the second surface. A second member, and the first member and the second member at least partially overlap each other in plan view when the rotary wheel is viewed from a direction parallel to the rotation axis. It is characterized by.

回転ホイールの第1の面側に第1の部材を配置することにより、第1の部材と回転ホイールの第1の面との間に、第1の冷却媒を流すことが可能な第1の流路が形成される。また、回転ホイールの第2の面側に第2の部材を配置することにより、第2の部材と回転ホイールの第2の面との間に、第2の冷却媒を流すことが可能な第2の流路が形成される。これによれば、第1の流路に第1の冷却媒を流し、第2の流路に第2の冷却媒を流したとき、回転ホイールの両側から力がかかり、面振れを低減することができる。流路にかかる内圧(流路内の壁を押す圧力)は、流路内部にある冷却媒の密度によって決まる。圧力損失を避けるために流路に絞りなど複雑な構造がないとすると、流路内部の冷却媒の密度は、流路の供給口の圧力と、排出口の圧力の差によって決まる。供給口の面積と、排出口の面積と、冷却媒の供給手段の特性と、冷却媒の排出先の特性と、が第1と第2の流路において等しいとすると、第1と第2の流路の内圧は等しい。ここで、供給手段はファンやポンプなどがあり、排出先は外気開放や冷却媒循環の管などがある。第1と第2の流路の内圧が等しいとすると、回転ホイールにかかる力は流路と回転ホイールの重複部分の面積に比例する。よって、第1の部材と第2の部材を平面視にて少なくとも部分的にお互い重なるようにすることで、回転ホイールが第1の部材と第2の部材とによって挟まれている領域に、回転ホイールの両側から同程度の力をかけることができ、高い面振れ低減効果を得ることができる。   By arranging the first member on the first surface side of the rotating wheel, the first coolant capable of flowing the first cooling medium between the first member and the first surface of the rotating wheel is provided. A flow path is formed. Further, by arranging the second member on the second surface side of the rotating wheel, the second coolant can flow between the second member and the second surface of the rotating wheel. Two flow paths are formed. According to this, when the first cooling medium is caused to flow through the first flow path and the second cooling medium is caused to flow through the second flow path, a force is applied from both sides of the rotating wheel to reduce surface runout. Can do. The internal pressure applied to the flow path (pressure that pushes the wall in the flow path) is determined by the density of the cooling medium in the flow path. If there is no complicated structure such as a restriction in the flow path to avoid pressure loss, the density of the coolant inside the flow path is determined by the difference between the pressure at the supply port of the flow path and the pressure at the discharge port. Assuming that the area of the supply port, the area of the discharge port, the characteristics of the cooling medium supply means, and the characteristics of the cooling medium discharge destination are equal in the first and second flow paths, The internal pressure of the flow path is equal. Here, the supply means includes a fan, a pump, and the like, and the discharge destination includes an open air release and a coolant circulation pipe. Assuming that the internal pressures of the first and second flow paths are equal, the force applied to the rotating wheel is proportional to the area of the overlapping portion of the flow path and the rotating wheel. Therefore, by rotating the first member and the second member at least partially overlapping each other in a plan view, the rotating wheel rotates in the region sandwiched between the first member and the second member. The same level of force can be applied from both sides of the wheel, and a high surface runout reduction effect can be obtained.

上記に記載の回転ホイール光学システムにおいて、前記第1の部材と前記第2の部材との中間位置に前記回転ホイールが配置されていることを特徴とする。   In the rotating wheel optical system described above, the rotating wheel is disposed at an intermediate position between the first member and the second member.

第1の部材と第2の部材との中間位置に回転ホイールが配置されることで、第1の部材と回転ホイールとの距離と、第2の部材と回転ホイールとの距離とがほぼ等しくなる。第1の部材と回転ホイールとの隙間および第2の部材と回転ホイールとの隙間は、冷却媒の漏れがあるため、冷却媒の排出口の一部と考えられる。よって、第1の部材と回転ホイールとの距離と、第2の部材と回転ホイールとの距離とが等しいことで、第1と第2の流路の内圧を互いに等しくすることが簡単になる。そして、第1と第2の流路の内圧を互いに等しくすることで、回転ホイールの両側から互いに同じ力をかけることができ、高い面振れ低減効果を得ることができる。さらに、第1と第2の流路の内圧(冷却媒の密度)が互いに同じであるため、例えば第1の部材と回転ホイールとの距離が縮まり、第2の部材と回転ホイールとの距離が広がると、第1の流路における圧力が上昇し、第2の流路における圧力が低下することで、回転ホイールを元の状態へ戻そうとする力が発生する。よって、第1の部材と第2の部材との中間位置に回転ホイールを配置することで、面振れの大きさを低減するだけでなく、振れた面をもとの位置に戻すことができる。   Since the rotating wheel is disposed at an intermediate position between the first member and the second member, the distance between the first member and the rotating wheel is substantially equal to the distance between the second member and the rotating wheel. . The gap between the first member and the rotating wheel and the gap between the second member and the rotating wheel are considered to be part of the cooling medium discharge port because of leakage of the cooling medium. Therefore, since the distance between the first member and the rotating wheel is equal to the distance between the second member and the rotating wheel, it is easy to make the internal pressures of the first and second flow paths equal to each other. By making the internal pressures of the first and second flow paths equal to each other, the same force can be applied from both sides of the rotating wheel, and a high surface vibration reduction effect can be obtained. Furthermore, since the internal pressure (density of the cooling medium) of the first and second flow paths is the same, for example, the distance between the first member and the rotating wheel is reduced, and the distance between the second member and the rotating wheel is reduced. When the pressure spreads, the pressure in the first flow path increases and the pressure in the second flow path decreases, thereby generating a force for returning the rotating wheel to the original state. Therefore, by arranging the rotating wheel at an intermediate position between the first member and the second member, not only can the size of the surface runout be reduced, but the shaked surface can be returned to the original position.

上記に記載の回転ホイール光学システムにおいて、前記回転ホイールが回転しているときに光が照射される所定の光照射領域が、前記第1の部材および前記第2の部材が平面視にて前記回転ホイールと重なる領域とは異なる領域に設けることができる。   In the rotating wheel optical system described above, the predetermined light irradiation region irradiated with light when the rotating wheel is rotating is such that the first member and the second member are rotated in plan view. It can be provided in a region different from the region overlapping the wheel.

光照射領域に第1の部材が重ならないようにすることで、第1の部材の材料として無色透明ではない材料を選択することができる。例えば、低コストで、加工性に優れたプラスッチックや、樹脂等の材料は有色のものが多く、透明なものよりも有色な方が比較的安い。さらに、光路上に存在する材料には透明性だけではなく、屈折率均一性や、表面精度が要求される。同様に、第2の部材の材料としても、無色透明ではない材料を選択することができる。   By preventing the first member from overlapping the light irradiation region, a material that is not colorless and transparent can be selected as the material of the first member. For example, plastics that are low in cost and excellent in workability, and materials such as resins are often colored, and colored ones are relatively cheaper than transparent ones. Furthermore, the material present on the optical path requires not only transparency but also refractive index uniformity and surface accuracy. Similarly, a material that is not colorless and transparent can be selected as the material of the second member.

上記に記載の回転ホイール光学システムにおいて、前記光照射領域の中心を含み、かつ前記回転軸を中心とする円周上において、前記光照射領域の中心を開始点とし、前記第1の部材が平面視にて前記ホイールと重なる領域の中心を終了点としたとき、前記ホイールの回転する角度が180度以下とすることができる。   In the rotating wheel optical system described above, on the circumference including the center of the light irradiation region and centering on the rotation axis, the center of the light irradiation region is a starting point, and the first member is a flat surface. When the center of the region overlapping with the wheel is regarded as the end point, the rotation angle of the wheel can be 180 degrees or less.

光照射領域から回転する角度が180度以下、つまり半周以内にすることで、発熱(光照射)後すぐに冷却を開始することができる。強制冷却は、冷却媒の温度と発熱部位の温度差が大きい程、冷却効果が大きい。よって、発熱後すぐに冷却を開始することで、高い冷却効率を実現することができる。   When the angle of rotation from the light irradiation region is 180 degrees or less, that is, within a half circumference, cooling can be started immediately after heat generation (light irradiation). In the forced cooling, the cooling effect increases as the temperature difference between the cooling medium and the heat generating portion increases. Therefore, high cooling efficiency can be realized by starting cooling immediately after heat generation.

上記に記載の回転ホイール光学システムにおいて、前記第1の部材および前記第2の部材は、前記回転軸を避けるように設けることができる。   In the rotating wheel optical system described above, the first member and the second member can be provided so as to avoid the rotating shaft.

第1の部材を、回転ホイールの回転軸を避けずに、回転ホイールの半径方向に設けた場合、回転軸が障害となるため、第1の流路の距離を長くしにくく、また圧力損失も大きくなる欠点がある。対して、第1の部材を、回転軸を避けるように設けることで、第1の流路を長くしやすく、障害による圧力損失もないので、高い冷却効率を実現することができる。第2の部材についても、同様なことが言える。   When the first member is provided in the radial direction of the rotating wheel without avoiding the rotating shaft of the rotating wheel, the rotating shaft becomes an obstacle, so it is difficult to increase the distance of the first flow path, and pressure loss is also caused. There is a drawback that becomes larger. On the other hand, by providing the first member so as to avoid the rotating shaft, it is easy to lengthen the first flow path and there is no pressure loss due to a failure, so that high cooling efficiency can be realized. The same can be said for the second member.

上記に記載の回転ホイール光学システムにおいて、前記第1の冷却媒と前記第2の冷却媒を供給する冷却媒供給手段をさらに備え、前記第1の部材と前記第1の面との間に形成される第1の流路の内圧と前記第2の部材と前記第2の面との間に形成される第2の流路の内圧とを互いに等しくすることができる。   The rotary wheel optical system described above further includes a cooling medium supply unit that supplies the first cooling medium and the second cooling medium, and is formed between the first member and the first surface. The internal pressure of the first flow path and the internal pressure of the second flow path formed between the second member and the second surface can be made equal to each other.

第1の流路の内圧と第2の流路の内圧とを互いに等しくすることで、回転ホイールが第1の部材と第2の部材とによって挟まれている領域に、回転ホイールの両側から互いに同程度の力をかけることができる。そのため、面振れ低減効果を高めることができる。   By making the internal pressure of the first flow path and the internal pressure of the second flow path equal to each other, the region where the rotary wheel is sandwiched between the first member and the second member can be mutually connected from both sides of the rotary wheel. The same level of force can be applied. Therefore, the surface shake reduction effect can be enhanced.

本発明のプロジェクターにおいて、上記に記載の回転ホイール光学システムと、前記回転ホイール光学システムの前段に配置された光源と、前記回転ホイール光学システムを通過した光を変調する光変調素子と、前記光変調素子により変調された光を被投射面上に投射する投射光学系と、を備えたことを特徴とする。   In the projector according to the aspect of the invention, the rotating wheel optical system described above, a light source disposed in front of the rotating wheel optical system, a light modulation element that modulates light that has passed through the rotating wheel optical system, and the light modulation A projection optical system that projects light modulated by the element onto a projection surface.

本発明の回転ホイール光学システムを用いることで、明るく、長寿命のプロジェクターを実現することができる。   By using the rotating wheel optical system of the present invention, a bright and long-life projector can be realized.

本発明の一実施形態のプロジェクターの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the projector of one Embodiment of this invention. 本プロジェクターに用いる蛍光体ホイールの例を示す概略図であり、(A)は蛍光体ホイールをその回転軸と平行な方向から見た平面図であり、(B)は蛍光体ホイールの側面図である。It is the schematic which shows the example of the phosphor wheel used for this projector, (A) is the top view which looked at the phosphor wheel from the direction parallel to the rotating shaft, (B) is the side view of a phosphor wheel is there. 本プロジェクターに用いる回転ホイール光学システムの例を示す概略図であり、(A)は回転ホイール光学システムを蛍光体ホイールの回転軸と平行な方向から見た平面図であり、(B)は図3(A)のB−B’断面図である。It is the schematic which shows the example of the rotation wheel optical system used for this projector, (A) is the top view which looked at the rotation wheel optical system from the direction parallel to the rotating shaft of a fluorescent substance wheel, (B) is FIG. It is BB 'sectional drawing of (A). 本プロジェクターに用いる回転ホイール光学システムの例を示す概略図であり、(A)は回転ホイール光学システムを蛍光体ホイールの回転軸と平行な方向から見た平面図であり、(B)は図4(A)のC−C’断面図である。It is the schematic which shows the example of the rotation wheel optical system used for this projector, (A) is the top view which looked at the rotation wheel optical system from the direction parallel to the rotating shaft of a fluorescent substance wheel, (B) is FIG. It is CC 'sectional drawing of (A).

〔第1実施形態〕
以下、図面を参照しながら、本発明の第1実施形態に係る回転ホイール光学システム700、およびプロジェクターPJについて説明する。なお、以下の全ての図面においては、各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法や比率などを適宜異ならせてある。
[First Embodiment]
Hereinafter, a rotating wheel optical system 700 and a projector PJ according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings below, dimensions and ratios are appropriately changed depending on the components in order to make each component easy to see.

図1は、本実施形態の光源装置100およびプロジェクターPJを示す概略構成図である。
プロジェクターPJは、図1に示すように、光源装置100、色分離光学系200、液晶ライトバルブ(光変調素子)400R、液晶ライトバルブ400G、液晶ライトバルブ400B、ダイクロイックプリズム(色合成素子)500、投射光学系600を有している。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a light source device 100 and a projector PJ according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the projector PJ includes a light source device 100, a color separation optical system 200, a liquid crystal light valve (light modulation element) 400R, a liquid crystal light valve 400G, a liquid crystal light valve 400B, a dichroic prism (color combining element) 500, A projection optical system 600 is included.

プロジェクターPJは、概略すると以下のように動作する。光源装置100から射出された光は、色分離光学系200により異なる色の複数の色光に分離される。色分離光学系200により分離された複数の色光は、それぞれ対応する液晶ライトバルブ400R、液晶ライトバルブ400G、液晶ライトバルブ400Bに入射して変調される。液晶ライトバルブ400R、液晶ライトバルブ400G、液晶ライトバルブ400Bにより変調された後の複数の色光は、ダイクロイックプリズム500に入射して合成される。ダイクロイックプリズム500により合成された光は、投射光学系600によりスクリーンSCRの被投射面上に拡大投射され、フルカラーの投射画像が表示される。   The projector PJ generally operates as follows. The light emitted from the light source device 100 is separated into a plurality of color lights of different colors by the color separation optical system 200. The plurality of color lights separated by the color separation optical system 200 are incident on the corresponding liquid crystal light valve 400R, liquid crystal light valve 400G, and liquid crystal light valve 400B and modulated. The plurality of color lights modulated by the liquid crystal light valve 400R, the liquid crystal light valve 400G, and the liquid crystal light valve 400B enter the dichroic prism 500 and are combined. The light synthesized by the dichroic prism 500 is enlarged and projected onto the projection surface of the screen SCR by the projection optical system 600, and a full-color projection image is displayed.

以下、プロジェクターPJの各構成要素について説明する。
光源装置100は、レーザー光源10(励起光用固体光源)、集光レンズ22、回転ホイール光学システム700、コリメート光学系60、レンズアレイ120、レンズアレイ130、偏光変換素子140、重畳レンズ150がこの順に配置された構成になっている。
Hereinafter, each component of the projector PJ will be described.
The light source device 100 includes a laser light source 10 (a solid light source for excitation light), a condensing lens 22, a rotating wheel optical system 700, a collimating optical system 60, a lens array 120, a lens array 130, a polarization conversion element 140, and a superimposing lens 150. They are arranged in order.

そして、回転ホイール光学システム700は、蛍光体ホイール(回転ホイール)30、モーター50、第1の部材51、第2の部材52を備えている。   The rotating wheel optical system 700 includes a phosphor wheel (rotating wheel) 30, a motor 50, a first member 51, and a second member 52.

レーザー光源10は、後述する蛍光体ホイール30に備えられた蛍光体層を励起させる励起光として、発光強度のピークが例えば445nmの青色のレーザー光を射出する青色レーザー光源である。ここでは、レーザー光源10として、単一のレーザー光源を備えているが、複数備えても良い。また、後述する蛍光体層を励起させることができる波長の光であれば、445nm以外のピーク波長を有する色光を射出するレーザー光源であっても構わない。   The laser light source 10 is a blue laser light source that emits blue laser light having an emission intensity peak of, for example, 445 nm as excitation light that excites a phosphor layer provided in the phosphor wheel 30 described later. Here, a single laser light source is provided as the laser light source 10, but a plurality of laser light sources may be provided. Further, it may be a laser light source that emits colored light having a peak wavelength other than 445 nm as long as it is light having a wavelength that can excite a phosphor layer to be described later.

集光レンズ22は、凸レンズで構成されている。レーザー光源10が複数備えられている場合には、集光レンズを各レーザー光源10に対応させて一つずつ配置し、その後段に全てのレーザー光源に共通の凸レンズを一つ配置した構成としても良い。集光レンズ22は、レーザー光源10から射出されるレーザー光の光軸上に配置され、レーザー光源10から射出された励起光を集光する。   The condenser lens 22 is a convex lens. When a plurality of laser light sources 10 are provided, one condensing lens is arranged corresponding to each laser light source 10, and one convex lens common to all the laser light sources is arranged at the subsequent stage. good. The condensing lens 22 is disposed on the optical axis of the laser light emitted from the laser light source 10 and condenses the excitation light emitted from the laser light source 10.

蛍光体ホイール30は、レーザー光源10から射出される励起光(青色レーザー光)の一部を透過させるとともに、残りを蛍光体が吸収して、発光強度のピークが例えば約550nmの黄色の蛍光に変換する機能を有している。したがって、蛍光体ホイール30からは、励起光である青色光の一部と蛍光体から発光する黄色光とが合成された結果として白色光が射出されることになる。   The phosphor wheel 30 transmits a part of the excitation light (blue laser light) emitted from the laser light source 10, and the remaining part is absorbed by the phosphor, so that the peak of the emission intensity becomes yellow fluorescence of, for example, about 550 nm. It has a function to convert. Accordingly, white light is emitted from the phosphor wheel 30 as a result of combining a part of the blue light that is the excitation light and the yellow light emitted from the phosphor.

図2は、本実施形態の蛍光体ホイール30を示す概略図である。図2(A)は、蛍光体ホイール30をその回転軸と平行な方向から見た平面図であり、図2(B)は蛍光体ホイール30の側面図である。
蛍光体ホイール30は、図2に示すように、平面形状が円形の基体40と、基体40上において周方向に沿って設けられた蛍光体層42とを有している。蛍光体ホイール30は、基体40の2つの主面のうち、蛍光体層42が形成されている側の第1の面40aが集光レンズ22に面するように配置され、また、集光レンズ22により集光される励起光の焦点位置が蛍光体層42の位置と一致するように配置されている。例えば、円形の蛍光体ホイール30の直径は50mmであり、平面視で蛍光体ホイール30の中心から約22.5mm離れた位置に励起光が入射するように蛍光体ホイール30が設けられている。そして、蛍光体層42が発する蛍光は、基体40の2つの主面のうち、蛍光体層42が形成されていない側の第2の面40bから射出される。本明細書においては、基体40の第1の面40aを蛍光体ホイール30の第1の面40aと称し、基体40の第2の面40bを蛍光体ホイール30の第2の面40bと称する。
FIG. 2 is a schematic view showing the phosphor wheel 30 of the present embodiment. 2A is a plan view of the phosphor wheel 30 viewed from a direction parallel to the rotation axis thereof, and FIG. 2B is a side view of the phosphor wheel 30. FIG.
As illustrated in FIG. 2, the phosphor wheel 30 includes a base body 40 having a circular planar shape and a phosphor layer 42 provided on the base body 40 along the circumferential direction. The phosphor wheel 30 is arranged such that, of the two main surfaces of the base body 40, the first surface 40 a on the side where the phosphor layer 42 is formed faces the condenser lens 22, and the condenser lens The focal position of the excitation light condensed by 22 is arranged so as to coincide with the position of the phosphor layer 42. For example, the diameter of the circular phosphor wheel 30 is 50 mm, and the phosphor wheel 30 is provided so that the excitation light is incident at a position about 22.5 mm away from the center of the phosphor wheel 30 in plan view. Then, the fluorescence emitted from the phosphor layer 42 is emitted from the second surface 40 b on the side where the phosphor layer 42 is not formed, of the two main surfaces of the base body 40. In the present specification, the first surface 40 a of the base body 40 is referred to as the first surface 40 a of the phosphor wheel 30, and the second surface 40 b of the base body 40 is referred to as the second surface 40 b of the phosphor wheel 30.

図2に示すように、基体40の中心には、シャフト44を介してモーター50が接続されている。そのため、蛍光体ホイール30は、シャフト44の中心すなわち蛍光体ホイール30の中心を通る法線を回転軸として回転可能である。モーター50は、蛍光体ホイール30を例えば7500rpmで回転させる。この場合、蛍光体ホイール30上の励起光の照射領域(ビームスポット)は、約18m/秒で移動する。すなわち、モーター50は、蛍光体ホイール30上におけるビームスポットの位置を変位させる位置変位手段として機能する。これにより、励起光が蛍光体ホイール30上の同一の位置を照射し続けないため、照射領域の熱劣化を防止し、回転光学ホイールシステムを長寿命化することができる。また、第1の部材51、第2の部材52の機能については、回転ホイール光学システム700の説明として、後述する。   As shown in FIG. 2, a motor 50 is connected to the center of the base body 40 via a shaft 44. Therefore, the phosphor wheel 30 can rotate with the normal line passing through the center of the shaft 44, that is, the center of the phosphor wheel 30 as the rotation axis. The motor 50 rotates the phosphor wheel 30 at, for example, 7500 rpm. In this case, the irradiation area (beam spot) of the excitation light on the phosphor wheel 30 moves at about 18 m / second. That is, the motor 50 functions as a position displacement unit that displaces the position of the beam spot on the phosphor wheel 30. Thereby, since excitation light does not continue irradiating the same position on the fluorescent substance wheel 30, the thermal deterioration of an irradiation area | region can be prevented and a rotating optical wheel system can be lengthened. The functions of the first member 51 and the second member 52 will be described later as an explanation of the rotating wheel optical system 700.

蛍光体層42は、上述したように、レーザー光源10から射出される励起光(青色レーザー光)の一部を透過させるとともに、残りを吸収して黄色(発光強度のピーク:約550nm)の蛍光を発光する。蛍光体層42から射出される光は、青色の励起光の一部と黄色の蛍光とが混色することで白色光を形成している。
さらに、蛍光体層42は、光透過性を有する基材と、蛍光を発する複数の蛍光体粒子と、光透過性を有する粒子状の物質である複数のフィラー粒子と、を有している。基材の内部には、複数の蛍光体粒子および複数のフィラー粒子が含まれている。基材の形成材料としては、光透過性を有する樹脂材料を用いることができ、例えば高い耐熱性を有するシリコーン樹脂(屈折率:約1.4)を好適に用いることができる。
As described above, the phosphor layer 42 transmits part of the excitation light (blue laser light) emitted from the laser light source 10 and absorbs the remaining part to absorb yellow (emission intensity peak: about 550 nm). Is emitted. The light emitted from the phosphor layer 42 forms white light by mixing a part of blue excitation light and yellow fluorescence.
Further, the phosphor layer 42 includes a light-transmitting base material, a plurality of phosphor particles that emit fluorescence, and a plurality of filler particles that are particulate substances having light transmittance. The base material contains a plurality of phosphor particles and a plurality of filler particles. As the material for forming the base material, a resin material having optical transparency can be used. For example, a silicone resin having a high heat resistance (refractive index: about 1.4) can be suitably used.

蛍光体粒子は、図1に示すレーザー光源10から射出される励起光を吸収し、蛍光を発する粒子状の蛍光物質である。例えば、蛍光体粒子には、波長が約445nmの青色レーザー光によって励起されて蛍光を発する物質が含まれており、レーザー光源10が射出する励起光の一部を、赤色の波長帯域から緑色の波長帯域までを含む光、すなわち黄色光に変換して射出する。
このような蛍光体粒子として、平均粒径が1μmから数十μm程度のものが高い発光効率を示すことが知られている。蛍光体粒子としては、公知のYAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)系蛍光体を用いることができる。例えば、平均粒径が10μmの(Y,Gd)3(Al,Ga)512:Ceで示される組成のYAG系蛍光体(屈折率:約1.8)を用いることができる。なお、蛍光体粒子の構成材料は、1種類であっても良いし、2種類以上の構成材料からなる粒子を混合したものを蛍光体粒子として用いても良い。
The phosphor particles are particulate fluorescent materials that absorb excitation light emitted from the laser light source 10 shown in FIG. 1 and emit fluorescence. For example, the phosphor particles include a substance that emits fluorescence when excited by blue laser light having a wavelength of about 445 nm, and a part of the excitation light emitted by the laser light source 10 is changed from the red wavelength band to the green color. It is converted into light including the wavelength band, that is, converted into yellow light and emitted.
As such phosphor particles, those having an average particle diameter of about 1 μm to several tens of μm are known to exhibit high luminous efficiency. As the phosphor particles, known YAG (yttrium / aluminum / garnet) phosphors can be used. For example, a YAG phosphor (refractive index: about 1.8) having an average particle size of 10 μm and a composition represented by (Y, Gd) 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Ce can be used. In addition, the constituent material of the phosphor particles may be one kind, or a mixture of particles made of two or more kinds of constituent materials may be used as the phosphor particles.

フィラー粒子は、蛍光体層42に入射する励起光および蛍光体粒子から発せられる蛍光を拡散させる機能を有している。フィラー粒子の構成材料としては、光透過性を有する粒子状物質であれば、樹脂材料や無機材料など広範な種類の材料を用いることができる。中でも、高い耐熱性を有する無機材料を好適に用いることができ、例えば平均粒径が10μmのAl23(屈折率:約1.8)を用いることができる。 The filler particles have a function of diffusing excitation light incident on the phosphor layer 42 and fluorescence emitted from the phosphor particles. As a constituent material of the filler particles, a wide variety of materials such as a resin material and an inorganic material can be used as long as they are particulate substances having light transmittance. Among them, an inorganic material having high heat resistance can be suitably used. For example, Al 2 O 3 (refractive index: about 1.8) having an average particle diameter of 10 μm can be used.

コリメート光学系60は、図1に示すように、蛍光体ホイール30からの光の広がりを抑える第1レンズ62と、第1レンズ62から入射される光を略平行化する第2レンズ64とを備え、全体として蛍光体ホイール30から射出された光を平行化するものである。第1レンズ62と第2レンズ64とは凸レンズで構成されている。   As shown in FIG. 1, the collimating optical system 60 includes a first lens 62 that suppresses the spread of light from the phosphor wheel 30 and a second lens 64 that substantially collimates the light incident from the first lens 62. The light emitted from the phosphor wheel 30 as a whole is made parallel. The first lens 62 and the second lens 64 are configured as convex lenses.

レンズアレイ120およびレンズアレイ130は、コリメート光学系60から射出された光の輝度分布を均一化するものである。レンズアレイ120は、複数の第1マイクロレンズ122を含んでおり、レンズアレイ130は複数の第2マイクロレンズ132を含んでいる。第1マイクロレンズ122は、第2マイクロレンズ132と1対1で対応している。
コリメート光学系60から射出された光は、複数の第1マイクロレンズ122に空間的に分かれて入射する。第1マイクロレンズ122は、入射した光を対応する第2マイクロレンズ132に結像させる。これにより、複数の第2マイクロレンズ132の各々に、二次光源像が形成される。なお、第1マイクロレンズ122、第2マイクロレンズ132の外形形状は、液晶ライトバルブ400R、液晶ライトバルブ400G、液晶ライトバルブ400B各々の画像形成領域の外形形状と略相似形となっている。
The lens array 120 and the lens array 130 make the luminance distribution of the light emitted from the collimating optical system 60 uniform. The lens array 120 includes a plurality of first microlenses 122, and the lens array 130 includes a plurality of second microlenses 132. The first microlens 122 has a one-to-one correspondence with the second microlens 132.
The light emitted from the collimating optical system 60 is spatially divided and incident on the plurality of first microlenses 122. The first micro lens 122 forms an image of the incident light on the corresponding second micro lens 132. Thereby, a secondary light source image is formed on each of the plurality of second microlenses 132. Note that the outer shapes of the first microlens 122 and the second microlens 132 are substantially similar to the outer shapes of the image forming regions of the liquid crystal light valve 400R, the liquid crystal light valve 400G, and the liquid crystal light valve 400B.

偏光変換素子140は、レンズアレイ120、およびレンズアレイ130から射出された光Lの偏光状態を揃えるものである。偏光変換素子140は、蛍光体ホイール30からの光Lが入射され、入射された光Lに含まれる偏光方向が互いに異なる2つの光、例えばP偏光とS偏光とを分離する偏光分離素子と、偏光方向が互いに異なる2つの光のうちの一方の光の偏光方向を他方の光の偏光方向に変換する位相差板と、を有している。さらに、偏光分離素子は、レンズアレイ130の各第2マイクロレンズ132からの光Lの入射位置に応じて偏光分離膜(以下、PBS膜と称する)とミラーとを有している。
各入射領域に入射した光Lは、PBS膜によりP偏光(PBS膜に対するP偏光)とS偏光(PBS膜に対するP偏光)とに分離される。P偏光、S偏光のうち一方の偏光(例えばS偏光)は、ミラーで反射した後、位相差板に入射する。位相差板に入射したS偏光は、位相差板により偏光状態が他方の偏光(ここではP偏光)の偏光状態に変換されてP偏光、S偏光のうち一方の偏光(ここではP偏光)になり、射出される。
The polarization conversion element 140 aligns the polarization state of the light L emitted from the lens array 120 and the lens array 130. The polarization conversion element 140 receives the light L from the phosphor wheel 30 and is a polarization separation element that separates two lights having different polarization directions included in the incident light L, for example, P polarization and S polarization, A retardation plate that converts the polarization direction of one of the two lights having different polarization directions into the polarization direction of the other light. Further, the polarization separation element has a polarization separation film (hereinafter referred to as a PBS film) and a mirror according to the incident position of the light L from each second microlens 132 of the lens array 130.
The light L incident on each incident region is separated into P-polarized light (P-polarized light with respect to the PBS film) and S-polarized light (P-polarized light with respect to the PBS film) by the PBS film. One of the P-polarized light and S-polarized light (for example, S-polarized light) is reflected by the mirror and then enters the phase difference plate. The S-polarized light incident on the retardation plate is converted into the polarization state of the other polarized light (here, P-polarized light) by the retardation plate, and converted into one of the P-polarized light and S-polarized light (here, P-polarized light). Become and is injected.

重畳レンズ150は、偏光変換素子140から射出された光を液晶ライトバルブ(被照明領域)400R,400G,400Bにて重畳させるものである。光源装置100から射出された光は、空間的に分割された後、重畳されることにより輝度分布が均一化されて光線軸100ax周りの軸対称性が高められる。   The superimposing lens 150 superimposes the light emitted from the polarization conversion element 140 on the liquid crystal light valves (illuminated areas) 400R, 400G, and 400B. The light emitted from the light source device 100 is spatially divided and then superimposed, whereby the luminance distribution is made uniform and the axial symmetry around the light axis 100ax is enhanced.

色分離光学系200は、ダイクロイックミラー210、ダイクロイックミラー220、ミラー230、ミラー240、ミラー250、リレーレンズ260、リレーレンズ270を含んでいる。
ダイクロイックミラー210、ダイクロイックミラー220は、例えばガラス表面に誘電体多層膜を積層したものである。ダイクロイックミラー210、ダイクロイックミラー220は、所定の波長帯域の色光を選択的に反射させ、それ以外の波長帯域の色光を透過させる特性を有している。ここでは、ダイクロイックミラー210は、緑色光と青色光とを反射させ、赤色光を透過させる特性を有している。ダイクロイックミラー220は、ダイクロイックミラー210を透過した緑色光と青色光のうち、緑色光を反射させ、青色光を透過させる特性を有している。
The color separation optical system 200 includes a dichroic mirror 210, a dichroic mirror 220, a mirror 230, a mirror 240, a mirror 250, a relay lens 260, and a relay lens 270.
The dichroic mirror 210 and the dichroic mirror 220 are obtained by, for example, laminating a dielectric multilayer film on a glass surface. The dichroic mirror 210 and the dichroic mirror 220 have a characteristic of selectively reflecting color light in a predetermined wavelength band and transmitting color light in other wavelength bands. Here, the dichroic mirror 210 has a characteristic of reflecting green light and blue light and transmitting red light. The dichroic mirror 220 has a characteristic of reflecting green light and transmitting blue light among green light and blue light transmitted through the dichroic mirror 210.

光源装置100から射出された光Lは、ダイクロイックミラー210に入射する。光Lのうちの赤色光Rは、ダイクロイックミラー210を通ってミラー230に入射し、ミラー230で反射してフィールドレンズ300Rに入射する。赤色光Rは、フィールドレンズ300Rにより平行化された後に、赤色光変調用の液晶ライトバルブ400Rに入射する。   The light L emitted from the light source device 100 enters the dichroic mirror 210. The red light R of the light L enters the mirror 230 through the dichroic mirror 210, is reflected by the mirror 230, and enters the field lens 300R. The red light R is collimated by the field lens 300R and then enters the liquid crystal light valve 400R for red light modulation.

光Lのうちの緑色光Gと青色光Bとは、ダイクロイックミラー210で反射して、ダイクロイックミラー220に入射する。緑色光Gは、ダイクロイックミラー220で反射してフィールドレンズ300Gに入射する。緑色光Gは、フィールドレンズ300Gにより平行化された後に、緑色光変調用の液晶ライトバルブ400Gに入射する。   Green light G and blue light B in the light L are reflected by the dichroic mirror 210 and enter the dichroic mirror 220. The green light G is reflected by the dichroic mirror 220 and enters the field lens 300G. The green light G is collimated by the field lens 300G and then enters the liquid crystal light valve 400G for green light modulation.

一方、ダイクロイックミラー220を通った青色光Bは、リレーレンズ260を通りミラー240で反射した後、リレーレンズ270を通りミラー250で反射してフィールドレンズ300Bに入射する。青色光Bは、フィールドレンズ300Bにより平行化された後に、青色光変調用の液晶ライトバルブ400Bに入射する。   On the other hand, the blue light B that has passed through the dichroic mirror 220 passes through the relay lens 260 and is reflected by the mirror 240, then passes through the relay lens 270, is reflected by the mirror 250, and enters the field lens 300B. The blue light B is collimated by the field lens 300B and then enters the liquid crystal light valve 400B for blue light modulation.

液晶ライトバルブ400R、液晶ライトバルブ400G、液晶ライトバルブ400Bは、例えば透過型の液晶ライトバルブ等の光変調装置により構成されている。液晶ライトバルブ400R、液晶ライトバルブ400G、液晶ライトバルブ400Bは、画像情報を含んだ画像信号を供給するパーソナルコンピューター等の信号源(図示略)と電気的に接続されている。
液晶ライトバルブ400R、液晶ライトバルブ400G、液晶ライトバルブ400Bは、供給された画像信号に基づいて、入射光を画素毎に変調して画像を形成する。液晶ライトバルブ400R、液晶ライトバルブ400G、液晶ライトバルブ400Bは、それぞれ赤色画像、緑色画像、青色画像を形成する。液晶ライトバルブ400R、液晶ライトバルブ400G、液晶ライトバルブ400Bにより変調された光(形成された画像)は、ダイクロイックプリズム500に入射する。
The liquid crystal light valve 400R, the liquid crystal light valve 400G, and the liquid crystal light valve 400B are configured by a light modulation device such as a transmissive liquid crystal light valve. The liquid crystal light valve 400R, the liquid crystal light valve 400G, and the liquid crystal light valve 400B are electrically connected to a signal source (not shown) such as a personal computer that supplies an image signal including image information.
The liquid crystal light valve 400R, the liquid crystal light valve 400G, and the liquid crystal light valve 400B modulate the incident light for each pixel based on the supplied image signal to form an image. The liquid crystal light valve 400R, the liquid crystal light valve 400G, and the liquid crystal light valve 400B form a red image, a green image, and a blue image, respectively. The light (formed image) modulated by the liquid crystal light valve 400R, the liquid crystal light valve 400G, and the liquid crystal light valve 400B enters the dichroic prism 500.

ダイクロイックプリズム500は、4つの三角柱プリズムが互いに貼り合わされた構造になっている。三角柱プリズムにおいて貼り合わされる面は、ダイクロイックプリズム500の内面になる。ダイクロイックプリズム500の内面に、赤色光が反射し緑色光が透過するミラー面と、青色光が反射し緑色光が透過するミラー面とが互いに直交して形成されている。
ダイクロイックプリズム500に入射した緑色光は、ミラー面を通ってそのまま射出される。ダイクロイックプリズム500に入射した赤色光、青色光は、ミラー面で選択的に反射あるいは透過して、緑色光の射出方向と同じ方向に射出される。このようにして3つの色光(画像)が重ね合わされて合成され、合成された色光が投射光学系600によってスクリーンSCRに拡大投射される。
The dichroic prism 500 has a structure in which four triangular prisms are bonded to each other. The surface to be bonded in the triangular prism is the inner surface of the dichroic prism 500. On the inner surface of the dichroic prism 500, a mirror surface that reflects red light and transmits green light and a mirror surface that reflects blue light and transmits green light are formed orthogonal to each other.
The green light incident on the dichroic prism 500 is emitted as it is through the mirror surface. The red light and blue light incident on the dichroic prism 500 are selectively reflected or transmitted by the mirror surface and emitted in the same direction as the emission direction of the green light. In this way, the three color lights (images) are superimposed and synthesized, and the synthesized color lights are enlarged and projected onto the screen SCR by the projection optical system 600.

図3は、本実施形態の回転ホイール光学システム700を示す概略図である。図3(A)は、回転ホイール光学システム700を蛍光体ホイール30の回転軸と平行な方向から見た平面図であり、図3(B)は、図3(A)のB−B’断面図である。
図3のように、回転ホイール光学システム700は、蛍光体ホイール30(回転ホイール)、モーター50、第1の部材51、第2の部材52、ファン53を備えている。第1の部材51は蛍光体ホイール30の第1の面40a側に設けられ、第2の部材52は蛍光体ホイール30の第2の面40b側に設けられている。蛍光体ホイール30の光学的な構成と、発光の原理とは、前述のとおりである。また、後述する光照射領域Aの熱劣化防止のために、蛍光体ホイール30が回転軸の周りに回転可能である点も前述のとおりである。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a rotating wheel optical system 700 of the present embodiment. 3A is a plan view of the rotating wheel optical system 700 viewed from a direction parallel to the rotation axis of the phosphor wheel 30, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG. FIG.
As shown in FIG. 3, the rotating wheel optical system 700 includes a phosphor wheel 30 (rotating wheel), a motor 50, a first member 51, a second member 52, and a fan 53. The first member 51 is provided on the first surface 40 a side of the phosphor wheel 30, and the second member 52 is provided on the second surface 40 b side of the phosphor wheel 30. The optical configuration of the phosphor wheel 30 and the principle of light emission are as described above. In addition, as described above, the phosphor wheel 30 can be rotated around the rotation axis in order to prevent thermal deterioration of the light irradiation region A described later.

図3(A)において符号Aで示した領域は、蛍光体ホイール30に励起光が照射される光照射領域である。光照射領域Aの第1の部材51との相対的な位置関係および光照射領域Aの第2の部材52との相対的な位置関係は固定されているが、蛍光体ホイール30は回転軸の周りに回転しているため、実際には、蛍光体ホイール30上での光照射領域Aは回転軸の周りを移動する。   In FIG. 3A, the region indicated by the symbol A is a light irradiation region in which the phosphor wheel 30 is irradiated with excitation light. Although the relative positional relationship between the light irradiation region A and the first member 51 and the relative positional relationship between the light irradiation region A and the second member 52 are fixed, the phosphor wheel 30 has a rotational axis. Actually, the light irradiation area A on the phosphor wheel 30 moves around the rotation axis because it rotates around.

ここでは、第1の部材51、第2の部材52の機能について説明する。図3(B)に示したように、第1の部材51の断面は、筒状ではなく、蛍光体ホイール30の第1の面40aに向かって開口した形状を有している。図3(B)では、矩形の形状を有しているが、例えばU字型の断面形状を有していてもよい。これにより、第1の部材51と蛍光体ホイール30の第1の面40aとの間に、第1の冷却媒が導かれる第1の流路Xが形成される。第2の部材52の断面も、筒状ではなく、蛍光体ホイール30の第2の面40bに向かって開口した形状を有している。これにより、第2の部材52と蛍光体ホイール30の第2の面40bとの間に、第2の冷却媒が導かれる第2の流路Yが形成される。   Here, functions of the first member 51 and the second member 52 will be described. As shown in FIG. 3B, the cross section of the first member 51 is not cylindrical, but has a shape opened toward the first surface 40a of the phosphor wheel 30. 3B has a rectangular shape, it may have, for example, a U-shaped cross-sectional shape. As a result, a first flow path X through which the first cooling medium is guided is formed between the first member 51 and the first surface 40 a of the phosphor wheel 30. The cross section of the second member 52 is not cylindrical, but has a shape that opens toward the second surface 40b of the phosphor wheel 30. As a result, a second flow path Y through which the second cooling medium is guided is formed between the second member 52 and the second surface 40b of the phosphor wheel 30.

図3(A)のように、冷却媒供給手段の一例であるファン53から供給された第1の冷却媒は第1の流路Xに沿って第1の面40aの上を流れることで、蛍光体ホイール30を冷却する。また、ファン53から供給された第2の冷却媒は第2の流路Yに沿って第2の面40bの上を流れることで、蛍光体ホイール30を冷却する。なお、本実施形態では、冷却媒として空気を用いた。
蛍光体ホイール30を回転軸と平行な方向から見たとき、第1の部材51と第2の部材52とは平面視にて互いに重なる。さらに、図3(B)に示したように、蛍光体ホイール30が回転していない状態において、蛍光体ホイール30は、第1の部材51と第2の部材52との中間位置に配置されている。
つまり、蛍光体ホイール30が回転していない状態において、蛍光体ホイール30の第1の面40aと第1の部材51との間に形成される第1の流路X(冷却路)の断面積が、蛍光体ホイール30の第2の面40bと第2の部材52との間に形成される第2の流路Y(冷却路)の断面積と等しくなるように、第1の部材51と第2の部材52とが構成されている。また、一つのファン53から供給される冷却媒を第1の冷却媒と第2の冷却媒とに分配することで、第1の流路Xに供給される第1の冷却媒の流量は第2の流路Yに供給される第2の冷却媒の流量と等しく、第1の流路Xに供給される第1の冷却媒の流速は第2の流路Yに供給される第2の冷却媒の流速と等しい。つまり、第1の流路の内圧と第2の流路の内圧とは互いに等しい。第1の部材51と第2の部材52は、光照射領域Aから半周(180度)以内である90度に配置されている。第1の部材51は蛍光体ホイール30の周方向に第1の冷却媒が流れるように配置され、第2の部材52は、蛍光体ホイール30の周方向に第2の冷却媒が流れるように配置されている。つまり、第1の冷却媒が流れる方向および第2の冷却媒が流れる方向は蛍光体ホイール30の回転方向と一致する。
As shown in FIG. 3A, the first cooling medium supplied from the fan 53, which is an example of the cooling medium supply means, flows on the first surface 40a along the first flow path X. The phosphor wheel 30 is cooled. Further, the second cooling medium supplied from the fan 53 flows on the second surface 40b along the second flow path Y, thereby cooling the phosphor wheel 30. In the present embodiment, air is used as the cooling medium.
When the phosphor wheel 30 is viewed from a direction parallel to the rotation axis, the first member 51 and the second member 52 overlap each other in plan view. Further, as shown in FIG. 3B, the phosphor wheel 30 is disposed at an intermediate position between the first member 51 and the second member 52 in a state where the phosphor wheel 30 is not rotating. Yes.
That is, the cross-sectional area of the first flow path X (cooling path) formed between the first surface 40a of the phosphor wheel 30 and the first member 51 when the phosphor wheel 30 is not rotating. Is equal to the cross-sectional area of the second flow path Y (cooling path) formed between the second surface 40b of the phosphor wheel 30 and the second member 52. A second member 52 is configured. In addition, by distributing the coolant supplied from one fan 53 to the first coolant and the second coolant, the flow rate of the first coolant supplied to the first flow path X is the first. The flow rate of the first cooling medium supplied to the first flow path X is equal to the flow rate of the second cooling medium supplied to the second flow path Y, and the second flow rate supplied to the second flow path Y is the second flow rate. It is equal to the flow rate of the cooling medium. That is, the internal pressure of the first flow path is equal to the internal pressure of the second flow path. The first member 51 and the second member 52 are arranged at 90 degrees which is within a half circumference (180 degrees) from the light irradiation region A. The first member 51 is arranged so that the first cooling medium flows in the circumferential direction of the phosphor wheel 30, and the second member 52 is arranged so that the second cooling medium flows in the circumferential direction of the phosphor wheel 30. Has been placed. That is, the direction in which the first cooling medium flows and the direction in which the second cooling medium flows match the rotation direction of the phosphor wheel 30.

本実施形態による蛍光体ホイール30では、蛍光体ホイール30を回転軸と平行な方向から見たとき、第1の部材51と第2の部材52とは平面視にて互いに重なる構成となっている。第1の流路Xの内圧に応じた力が蛍光体ホイール30に第1の部材51側からかかり、第2の流路Yの内圧に応じた力が蛍光体ホイール30に第2の部材52側からかかる。
このように、第1の流路Xに第1の冷却媒を流し、第2の流路Yに第2の冷却媒を流すことによって、蛍光体ホイール30が第1の部材51と第2の部材52とによって挟まれている領域に、蛍光体ホイール30の両側から力をかけることができる。このため、蛍光体ホイール30の面振れを低減することができる。
In the phosphor wheel 30 according to the present embodiment, the first member 51 and the second member 52 overlap each other in plan view when the phosphor wheel 30 is viewed from a direction parallel to the rotation axis. . A force corresponding to the internal pressure of the first flow path X is applied to the phosphor wheel 30 from the first member 51 side, and a force corresponding to the internal pressure of the second flow path Y is applied to the phosphor wheel 30 on the second member 52. Take from the side.
In this way, the first cooling medium is caused to flow through the first flow path X, and the second cooling medium is caused to flow through the second flow path Y, whereby the phosphor wheel 30 and the second member 51 are moved to the second flow path Y. A force can be applied to the region sandwiched between the members 52 from both sides of the phosphor wheel 30. For this reason, the surface shake of the phosphor wheel 30 can be reduced.

また、蛍光体ホイール30に第1の部材51側からかかる力は、蛍光体ホイール30と第1の部材51とが互いに重なる面積に比例し、蛍光体ホイール30に第2の部材52側からかかる力は、蛍光体ホイール30と第2の部材52とが互いに重なる面積に比例する。そこで、第1の流路Xの内圧を第2の流路Yの内圧と等しくすれば、蛍光体ホイール30が第1の部材51と第2の部材52とによって挟まれている領域に、蛍光体ホイール30の両側から互いに同程度の力をかけることができる。そのため、さらなる面振れ低減を実現することができる。   The force applied to the phosphor wheel 30 from the first member 51 side is proportional to the area where the phosphor wheel 30 and the first member 51 overlap each other, and the phosphor wheel 30 is applied to the phosphor wheel 30 from the second member 52 side. The force is proportional to the area where the phosphor wheel 30 and the second member 52 overlap each other. Therefore, if the internal pressure of the first flow path X is made equal to the internal pressure of the second flow path Y, the phosphor wheel 30 is fluorescent in the region sandwiched between the first member 51 and the second member 52. The same level of force can be applied from both sides of the body wheel 30. Therefore, it is possible to realize further reduction in surface vibration.

また、本実施形態による蛍光体ホイール30では、第1の部材51と第2の部材52との中間位置に蛍光体ホイール30を配置しているため、第1の部材51と蛍光体ホイール30の第1の面40aとの距離と、第2の部材52と蛍光体ホイール30の第2の面40bとの距離がほぼ等しい。つまり、蛍光体ホイール30が回転していない状態において、第1の流路Xの断面積が、第2の流路Yの断面積と等しくなるように、第1の部材51と第2の部材52とが構成されている。   Further, in the phosphor wheel 30 according to the present embodiment, the phosphor wheel 30 is disposed at an intermediate position between the first member 51 and the second member 52, so that the first member 51 and the phosphor wheel 30 The distance between the first surface 40a and the distance between the second member 52 and the second surface 40b of the phosphor wheel 30 are substantially equal. That is, the first member 51 and the second member are set so that the cross-sectional area of the first flow path X is equal to the cross-sectional area of the second flow path Y when the phosphor wheel 30 is not rotating. 52.

互いに同面積の断面を持つ第1の流路Xと第2の流路Yそれぞれに、互いに同じ流量(単位時間当たりに流れる冷却媒の量)の第1の冷却媒と第2の冷却媒を供給することで、蛍光体ホイール30の第1の面40aと第2の面40bとに互いに同じ力をかけることができ、面振れ低減を実現することができる。さらに、例えば第1の部材51と回転ホイール30との距離が縮まり、第2の部材52と回転ホイール30との距離が広がると、第1の流路Xにおける流路面積当たりの流量が増加して圧力が上昇し、第2の流路Yにおける流路面積当たりの流量が減少して圧力が低下することで、回転ホイールを元の状態へ戻そうとする力が発生する。
よって、第1の部材51と第2の部材52との中間位置に蛍光体ホイール30を配置することで、面振れの低減だけでなく、面振れが発生したときに振れた面を元の位置に戻す面振れ補正効果も得ることができる。
A first cooling medium and a second cooling medium having the same flow rate (amount of cooling medium flowing per unit time) are respectively supplied to the first flow path X and the second flow path Y having the same cross section. By supplying, it is possible to apply the same force to the first surface 40a and the second surface 40b of the phosphor wheel 30, and it is possible to reduce surface vibration. Furthermore, for example, when the distance between the first member 51 and the rotating wheel 30 is reduced and the distance between the second member 52 and the rotating wheel 30 is increased, the flow rate per channel area in the first channel X increases. As a result, the pressure rises, the flow rate per channel area in the second channel Y decreases, and the pressure decreases, thereby generating a force for returning the rotating wheel to the original state.
Therefore, by arranging the phosphor wheel 30 at an intermediate position between the first member 51 and the second member 52, not only the surface shake is reduced, but also the surface that is shaken when the surface shake occurs is returned to the original position. It is also possible to obtain a surface shake correction effect that returns to

また、本実施形態による蛍光体ホイール30では、蛍光体ホイール30が回転しているときに光が照射される光照射領域Aが、第1の部材51および第2の部材52が平面視にて蛍光体ホイール30と重なる領域とは異なる領域に設けられている。
光照射領域Aに第1の部材51が重ならないようにすることで、第1の部材51の材料として無色透明ではない材料を選択することができる。例えば、低コストで、加工性に優れたプラスッチックや、樹脂等の材料は有色のものが多く、透明なものよりも有色な方が比較的安い。さらに、屈折率均一性や、表面精度を考慮する必要がなく、低コスト化が可能となる。同様に、光照射領域Aに第2の部材52が重ならないようにすることで、第2の部材の材料としても、無色透明ではない材料を選択することができる。
Further, in the phosphor wheel 30 according to the present embodiment, the light irradiation region A to which light is irradiated when the phosphor wheel 30 is rotated is the first member 51 and the second member 52 in plan view. It is provided in a region different from the region overlapping with the phosphor wheel 30.
By preventing the first member 51 from overlapping the light irradiation region A, a material that is not colorless and transparent can be selected as the material of the first member 51. For example, plastics that are low in cost and excellent in workability, and materials such as resins are often colored, and colored ones are relatively cheaper than transparent ones. Furthermore, it is not necessary to consider refractive index uniformity and surface accuracy, and the cost can be reduced. Similarly, by preventing the second member 52 from overlapping the light irradiation region A, a material that is not colorless and transparent can be selected as the material of the second member.

また、本実施形態による蛍光体ホイール30では、光照射領域Aの中心を含み、かつ蛍光体ホイール30の回転軸を中心とする円周上において、光照射領域Aの中心を開始点とし、第1の部材51が平面視にて蛍光体ホイール30と重なる領域の中心を終了点としたとき、蛍光体ホイール30の回転する角度が90度に設定されている。
光照射領域Aから回転する角度が90度以下にすることで、発熱(光照射)後すぐに冷却を開始することができる。強制冷却は、冷却媒の温度と発熱部位の温度差が大きい程、冷却効果が大きい。よって、発熱後すぐに冷却を開始することで、高い冷却効率を実現することができる。逆に、光照射領域Aと第1の部材51および第2の部材52とが離れている方が、第1の部材51の配置および第2の部材52の配置が容易になり、第1の部材51の形状の制約および第2の部材52の形状の制約が小さくなる。本実施形態では、冷却効果の大きさと、配置の容易さを考慮し、光照射領域Aから回転する角度を90度とした。冷却効果のみを考えると、回転する角度を180度以下(半周以内)にすることで、180度よりも大きい場合に比べて発熱部位の温度が高いため、冷却効率を高めることができる。
Further, in the phosphor wheel 30 according to the present embodiment, the center of the light irradiation region A is set as the starting point on the circumference including the center of the light irradiation region A and the rotation axis of the phosphor wheel 30 as the center. When the center of a region where one member 51 overlaps the phosphor wheel 30 in plan view is the end point, the rotation angle of the phosphor wheel 30 is set to 90 degrees.
When the rotation angle from the light irradiation region A is 90 degrees or less, cooling can be started immediately after heat generation (light irradiation). In the forced cooling, the cooling effect increases as the temperature difference between the cooling medium and the heat generating portion increases. Therefore, high cooling efficiency can be realized by starting cooling immediately after heat generation. Conversely, when the light irradiation region A is separated from the first member 51 and the second member 52, the arrangement of the first member 51 and the arrangement of the second member 52 are facilitated. The restriction on the shape of the member 51 and the restriction on the shape of the second member 52 are reduced. In the present embodiment, the angle of rotation from the light irradiation region A is set to 90 degrees in consideration of the size of the cooling effect and the ease of arrangement. Considering only the cooling effect, by setting the rotation angle to 180 degrees or less (within half a circle), the temperature of the heat generating part is higher than when the rotation angle is larger than 180 degrees, so that the cooling efficiency can be increased.

また、本実施形態による蛍光体ホイール30では、蛍光体ホイール30の第1の面40aと第1の部材51との間に形成される第1の流路Xは、蛍光体ホイール30の回転軸と交差しない。より具体的には、第1の部材51は、モーター50のシャフト44を避けるように設けられている。第1の部材51が蛍光体ホイール30の半径方向に設けられた場合、回転軸が障害となるため、第1の流路X(冷却路)を長くしにくく、また圧力損失も大きくなる欠点がある。対して、第1の部材51を、モーター50のシャフト44を避けるように設けることで、第1の流路X(冷却路)を長くしやすく、障害による圧力損失もないので、冷却効率をさらに高めることができる。第2の部材52も第1の部材51と同様な形態で配置することにより、冷却効率をさらに高めることができる。   Further, in the phosphor wheel 30 according to the present embodiment, the first flow path X formed between the first surface 40 a of the phosphor wheel 30 and the first member 51 is the rotation axis of the phosphor wheel 30. Do not cross with. More specifically, the first member 51 is provided so as to avoid the shaft 44 of the motor 50. When the first member 51 is provided in the radial direction of the phosphor wheel 30, the rotation axis becomes an obstacle, so that the first channel X (cooling channel) is difficult to lengthen and the pressure loss increases. is there. On the other hand, by providing the first member 51 so as to avoid the shaft 44 of the motor 50, it is easy to lengthen the first flow path X (cooling path), and there is no pressure loss due to a failure. Can be increased. By arranging the second member 52 in the same form as the first member 51, the cooling efficiency can be further increased.

また、本実施形態による蛍光体ホイール30では、冷却媒が流れる方向は蛍光体ホイール30の回転方向と一致する。冷却媒は、冷却の過程で温度が上昇していく。冷却媒の流れる方向と蛍光体ホイール30の回転方向を一致させることで、冷却媒が最も低温で、発熱部位が最も高温の状態から強制冷却(空冷)を開始することができる。冷却媒の温度と発熱部位の温度差が大きい程、冷却効果が大きいので、冷却効率をさらに高めることができる。   Further, in the phosphor wheel 30 according to the present embodiment, the direction in which the cooling medium flows coincides with the rotation direction of the phosphor wheel 30. The temperature of the cooling medium rises during the cooling process. By matching the direction in which the coolant flows and the direction of rotation of the phosphor wheel 30, forced cooling (air cooling) can be started from a state in which the coolant is at the lowest temperature and the heat generating portion is at the highest temperature. The greater the temperature difference between the temperature of the cooling medium and the heat generating part, the greater the cooling effect, and thus the cooling efficiency can be further increased.

また、本実施形態による蛍光体ホイール30では、冷却媒の流速が速い場合を想定しているが、冷却媒の流速が遅い場合は、蛍光体ホイール30の回転方向と逆方向へ冷却媒を流すことで、蛍光体ホイール30に対する相対的な流速を上げることができる。
これにより、冷却媒の流速が遅いときは、相対的な流速を上げることで、冷却効率を大きく向上させることができる。冷却媒の流速が速い場合は、流速の上昇が冷却効率に与える影響が小さくなるので、本実施形態で説明したように、蛍光体ホイール30の回転方向と冷却媒の方向を一致させた方が好ましい。
Further, in the phosphor wheel 30 according to the present embodiment, it is assumed that the flow rate of the cooling medium is high. However, when the flow rate of the cooling medium is low, the cooling medium is caused to flow in the direction opposite to the rotation direction of the phosphor wheel 30. Thus, the relative flow rate with respect to the phosphor wheel 30 can be increased.
Thereby, when the flow rate of the cooling medium is slow, the cooling efficiency can be greatly improved by increasing the relative flow rate. When the flow rate of the cooling medium is high, the effect of the increase in the flow rate on the cooling efficiency is reduced. Therefore, as described in this embodiment, it is better to match the rotation direction of the phosphor wheel 30 and the direction of the cooling medium. preferable.

〔第2実施形態〕
図4は、第2実施形態の回転ホイール光学システム800を示す概略図である。図4(A)は、回転ホイール光学システム800を蛍光体ホイール30の回転軸と平行な方向から見た平面図であり、図4(B)は図4(A)のC−C’断面図である。
回転ホイール光学システム800は、第1実施形態の回転ホイール光学システム700とは、第1の部材の形状および第2の部材の形状において異なっている。図4のように、第1の部材54と第2の部材55はいずれも、平面視において円弧状に湾曲した部位を有しており、回転軸の周りに設けられている。
[Second Embodiment]
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a rotating wheel optical system 800 according to the second embodiment. 4A is a plan view of the rotating wheel optical system 800 as viewed from a direction parallel to the rotation axis of the phosphor wheel 30, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line CC ′ of FIG. It is.
The rotating wheel optical system 800 is different from the rotating wheel optical system 700 of the first embodiment in the shape of the first member and the shape of the second member. As shown in FIG. 4, each of the first member 54 and the second member 55 has a portion curved in an arc shape in plan view, and is provided around the rotation axis.

冷却風供給手段の一例であるファン53から供給された第1の冷却媒は第1の流路Xに沿って第1の面40aの上を流れることで、蛍光体ホイール30を冷却する。また、ファン53から供給された第2の冷却媒は第2の流路Yに沿って第2の面40bの上を流れることで、蛍光体ホイール30を冷却する。なお、本実施形態では、冷却媒として空気を用いた。
蛍光体ホイール30を回転軸と平行な方向から見て、第1の部材54と第2の部材55とは平面視にて互いに重なり、さらに、図4(B)に示したように、蛍光体ホイール30は第1の部材54と第2の部材55の中間位置に配置されている。
また、第1の部材54と第2の部材55はいずれも、蛍光体ホイール30の形状に合わせて円弧状の形状を持ち、モーター50のシャフト44を避けるように設けられている。第1の部材54を円弧状とすることで、蛍光体ホイール30の第1の面40aと第1の部材54とによって形成される第1の流路Xを長くすることができる。また、第2の部材55を円弧状とすることで、蛍光体ホイール30の第2の面40bと第2の部材55とによって形成される第2の流路を長くすることができる。そのため、第1実施形態の回転ホイール光学システム700と比較して、蛍光体ホイール30に力がかかる領域の面積を大きくすることができる。そのため、面振れの低減効果と、面振れ補正効果と、冷却効果をさらに高めることができる。また、第1の流路および第2の流路が鋭角に折れ曲がらないため、圧力損失を低減することができる。
The first cooling medium supplied from the fan 53 which is an example of the cooling air supply means flows on the first surface 40a along the first flow path X, thereby cooling the phosphor wheel 30. Further, the second cooling medium supplied from the fan 53 flows on the second surface 40b along the second flow path Y, thereby cooling the phosphor wheel 30. In the present embodiment, air is used as the cooling medium.
When the phosphor wheel 30 is viewed from a direction parallel to the rotation axis, the first member 54 and the second member 55 overlap with each other in a plan view, and further, as shown in FIG. The wheel 30 is disposed at an intermediate position between the first member 54 and the second member 55.
Further, each of the first member 54 and the second member 55 has an arc shape in accordance with the shape of the phosphor wheel 30 and is provided so as to avoid the shaft 44 of the motor 50. By making the first member 54 arc-shaped, the first flow path X formed by the first surface 40a of the phosphor wheel 30 and the first member 54 can be lengthened. Moreover, the 2nd flow path formed with the 2nd surface 40b of the fluorescent substance wheel 30 and the 2nd member 55 can be lengthened by making the 2nd member 55 into circular arc shape. Therefore, compared with the rotating wheel optical system 700 of the first embodiment, it is possible to increase the area of the region where the force is applied to the phosphor wheel 30. Therefore, it is possible to further enhance the surface shake reduction effect, the surface shake correction effect, and the cooling effect. Moreover, since the 1st flow path and the 2nd flow path do not bend at an acute angle, pressure loss can be reduced.

なお、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。
例えば蛍光体ホイール30として、基体40上に蛍光体層42を形成する例を示したが、基体40中に蛍光体を分散させる構成としても良い。また、蛍光体ホイール(回転ホイール)30の形状は円形に限らず、四角形や多角形などを用いても良い。回転ホイール30として多角形を用いた場合でもレーザー照射領域が回転ホイール30の内側であれば、レーザー照射スポットの軌跡は円となる。したがって、回転ホイール30として多角形を用いた場合でも、レーザー照射スポットの軌跡は円形となる。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, as the phosphor wheel 30, the example in which the phosphor layer 42 is formed on the substrate 40 has been shown, but the phosphor may be dispersed in the substrate 40. Further, the shape of the phosphor wheel (rotating wheel) 30 is not limited to a circle, and a quadrangle or a polygon may be used. Even when a polygon is used as the rotating wheel 30, if the laser irradiation area is inside the rotating wheel 30, the locus of the laser irradiation spot is a circle. Therefore, even when a polygon is used as the rotating wheel 30, the locus of the laser irradiation spot is circular.

また、基体40は複数の部品(例えば扇形の部品)を組み合わせた構成としても良い。また、基体40に複数の蛍光体層42を設けても良い。例えば、一つの基体40上に複数の領域を設定し、領域毎に、蛍光体種類、蛍光体層の厚み、蛍光体層のありなしを選択し、時分割で発光色が変化する回転ホイールを製造することもできる。
基体40が複数の部品(例えば扇形)で構成される場合も、部品毎に蛍光体種類、蛍光体層の厚み、蛍光体層のありなしを選択し、時分割で発光色が変化する回転ホイールを製造することもできる。
The base body 40 may be configured by combining a plurality of parts (for example, fan-shaped parts). A plurality of phosphor layers 42 may be provided on the substrate 40. For example, a plurality of regions are set on one substrate 40, a phosphor type, a phosphor layer thickness, and the presence or absence of a phosphor layer are selected for each region, and a rotating wheel whose emission color changes in a time-sharing manner is selected. It can also be manufactured.
Even when the base 40 is composed of a plurality of parts (for example, a fan shape), the type of phosphor, the thickness of the phosphor layer, and the presence or absence of the phosphor layer are selected for each part, and the rotating wheel whose emission color changes in a time-sharing manner. Can also be manufactured.

また、光源から射出される光の波長域と蛍光体材料との組み合わせについては、適宜変更が可能である。第1の部材の形状、第2の部材の形状、第1の部材の配置、第2の部材の配置、冷却風供給手段、流量、流速についても、適宜変更可能である。   Moreover, about the combination of the wavelength range of the light inject | emitted from a light source, and fluorescent substance material, it can change suitably. The shape of the first member, the shape of the second member, the arrangement of the first member, the arrangement of the second member, the cooling air supply means, the flow rate, and the flow rate can be changed as appropriate.

また、蛍光体ホイール30を密閉容器に収納して、冷却媒として液体を用いても良い。   Further, the phosphor wheel 30 may be housed in a sealed container, and a liquid may be used as a cooling medium.

また、上記の第1実施形態と第2実施形態では、第1の部材と第2の部材とが平面視で互いに完全に重なっている例を示したが、それは必須ではない。   In the first embodiment and the second embodiment described above, the example in which the first member and the second member are completely overlapped with each other in plan view is shown, but this is not essential.

プロジェクターPJの各光学要素の具体的な構成、配置、形状、数等についても、上記実施形態に限ることなく、適宜変更が可能である。例えば、回転ホイールは必ずしも蛍光体ホイール30である必要はなく、白色光源の光を時分割で色分離する色分離素子であってもよい。色分離素子は、たとえばダイクロイックミラーを組み合わせて製造されるカラーホイールである。   The specific configuration, arrangement, shape, number, and the like of each optical element of the projector PJ are not limited to the above embodiment, and can be changed as appropriate. For example, the rotating wheel is not necessarily the phosphor wheel 30 and may be a color separation element that separates light of a white light source in a time division manner. The color separation element is, for example, a color wheel manufactured by combining a dichroic mirror.

10…レーザー光源(励起光用光源)、30…蛍光体ホイール(回転ホイール)、44…シャフト(回転軸)、50…モーター、51…第1の部材、52…第2の部材、54…第1の部材、55…第2の部材、100…光源装置、140…偏光変換素子、400R,400G,400B…液晶ライトバルブ(光変調素子)、600…投射光学系、700,800…回転ホイール光学システム、PJ…プロジェクター。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Laser light source (excitation light source), 30 ... Phosphor wheel (rotating wheel), 44 ... Shaft (rotating shaft), 50 ... Motor, 51 ... First member, 52 ... Second member, 54 ... First 1 member 55 55 second member 100 light source device 140 polarization conversion element 400R, 400G, 400B liquid crystal light valve (light modulation element) 600 projection optical system 700, 800 rotating wheel optics System, PJ ... Projector.

Claims (7)

所定の回転軸の周りに回転可能な回転ホイールと、
前記回転ホイールの第1の面側に配置され、第1の冷却媒を前記第1の面上に導くことが可能なように構成された第1の部材と、
前記回転ホイールの第2の面側に配置され、第2の冷却媒を前記第2の面上に導くことが可能なように構成された第2の部材と、を備え、
前記回転ホイールを前記回転軸と平行な方向から見たとき、前記第1の部材と前記第2の部材とは平面視にて少なくとも部分的に互いに重なることを特徴とする回転ホイール光学システム。
A rotating wheel rotatable around a predetermined rotation axis;
A first member disposed on the first surface side of the rotating wheel and configured to be able to guide the first cooling medium onto the first surface;
A second member disposed on the second surface side of the rotating wheel and configured to be able to guide a second cooling medium onto the second surface;
When the rotary wheel is viewed from a direction parallel to the rotation axis, the first member and the second member at least partially overlap each other in plan view.
前記第1の部材と前記第2の部材との中間位置に前記回転ホイールが配置されていることを特徴とする請求項1に記載の回転ホイール光学システム。   The rotating wheel optical system according to claim 1, wherein the rotating wheel is disposed at an intermediate position between the first member and the second member. 前記回転ホイールが回転しているときに光が照射される所定の光照射領域が、前記第1の部材および前記第2の部材が平面視にて前記回転ホイールと重なる領域とは異なる領域に設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の回転ホイール光学システム。   A predetermined light irradiation region irradiated with light when the rotating wheel is rotating is provided in a region different from a region where the first member and the second member overlap the rotating wheel in plan view. The rotating wheel optical system according to claim 1, wherein the rotating wheel optical system is provided. 前記光照射領域の中心を含み、かつ前記回転軸を中心とする円周上において、
前記光照射領域の中心を開始点とし、
前記第1の部材が平面視にて前記ホイールと重なる領域の中心を終了点としたとき、
前記ホイールの回転する角度が180度以下であることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の回転ホイール光学システム。
On the circumference including the center of the light irradiation region and centering on the rotation axis,
The center of the light irradiation area as a starting point,
When the center of the region where the first member overlaps the wheel in plan view is the end point,
The rotating wheel optical system according to any one of claims 1 to 3, wherein an angle of rotation of the wheel is 180 degrees or less.
前記第1の部材および前記第2の部材は、前記回転軸を避けるように設けられていることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の回転ホイール光学システム。   5. The rotating wheel optical system according to claim 1, wherein the first member and the second member are provided so as to avoid the rotation shaft. 6. 前記第1の冷却媒と前記第2の冷却媒を供給する冷却媒供給手段をさらに備え、
前記第1の部材と前記第1の面との間に形成される第1の流路の内圧と前記第2の部材と前記第2の面との間に形成される第2の流路の内圧とが互いに等しいことを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の回転ホイール光学システム。
A cooling medium supply means for supplying the first cooling medium and the second cooling medium;
An internal pressure of a first flow path formed between the first member and the first surface, and a second flow path formed between the second member and the second surface. 6. The rotating wheel optical system according to claim 1, wherein the internal pressure is equal to each other.
請求項1から6のいずれか一項に記載の回転ホイール光学システムと、
前記回転ホイール光学システムの前段に配置された光源と、
前記回転ホイール光学システムを通過した光を変調する光変調素子と、
前記光変調素子により変調された光を被投射面上に投射する投射光学系と、
を備えたことを特徴とするプロジェクター。
A rotating wheel optical system according to any one of claims 1 to 6;
A light source disposed in front of the rotating wheel optical system;
A light modulation element that modulates light that has passed through the rotating wheel optical system;
A projection optical system that projects the light modulated by the light modulation element onto the projection surface;
A projector characterized by comprising:
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