JP2017072674A - Wavelength converter, illumination apparatus and projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、波長変換装置、照明装置およびプロジェクターに関する。 The present invention relates to a wavelength conversion device, an illumination device, and a projector.
近年、プロジェクター用の照明装置として、蛍光体が用いられている。 In recent years, phosphors have been used as illumination devices for projectors.
下記特許文献1の照明装置では、蛍光体を支持する基材の裏面に冷却フィンが設けられている。基材と冷却フィンは、一体に形成されている。 In the illuminating device of the following patent document 1, the cooling fin is provided in the back surface of the base material which supports fluorescent substance. The base material and the cooling fin are integrally formed.
上記従来技術では、蛍光体の光交換効率の低下を防ぐため、蛍光体が支持する基材の裏面に放熱領域となる冷却フィンを設け、蛍光体の温度を下げている。しかしながら、基材に結合された冷却フィンが回転すると、騒音が発生するという課題がある。 In the above prior art, in order to prevent a decrease in the light exchange efficiency of the phosphor, a cooling fin serving as a heat dissipation region is provided on the back surface of the base material supported by the phosphor to lower the temperature of the phosphor. However, there is a problem that noise occurs when the cooling fins coupled to the base material rotate.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、蛍光体の光交換効率の低下と、騒音の発生を抑制できる、波長変換装置、照明装置およびプロジェクターを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a wavelength conversion device, an illumination device, and a projector that can suppress a decrease in light exchange efficiency of a phosphor and generation of noise. .
本発明の第1態様に従えば、回転装置と、前記回転装置により回転する基材と、前記基材に設けられた波長変換素子と、前記基材とは別体で設けられたヒートシンクと、を備え、前記回転装置は、回転軸を中心に回転するハブを有し、前記基材は、前記ハブに嵌合する開口部を有し、前記ヒートシンクは、前記ハブに対して前記回転軸の軸方向に移動自在且つ回転自在に設けられ、前記ヒートシンクを、前記基材に当接させる当接位置と、前記基材から離間させる離間位置との間で移動させるヒートシンク移動装置を有する波長変換装置が提供される。 According to the first aspect of the present invention, a rotating device, a base material rotated by the rotating device, a wavelength conversion element provided on the base material, a heat sink provided separately from the base material, The rotating device has a hub that rotates about a rotating shaft, the base member has an opening that fits into the hub, and the heat sink is disposed on the rotating shaft with respect to the hub. A wavelength converter having a heat sink moving device that is provided so as to be movable and rotatable in an axial direction and moves the heat sink between a contact position for contacting the base material and a spaced position for separating the heat sink from the base material. Is provided.
第1態様に係る波長変換装置によれば、ヒートシンク移動装置によって、基材とは別体で設けられたヒートシンクが、ハブに対して回転軸の軸方向に移動し、基材に対する当接と離間が可能となる。ヒートシンクが基材に当接すると、波長変換素子が受けた熱が基材を介してヒートシンクに伝熱され、波長変換素子の温度を下げ、光交換効率の低下を防ぐことができる。また、ヒートシンクが基材から離間すると、ヒートシンクはハブに対して回転自在に設けられているため、ヒートシンクが基材と共に回転しなくなり、騒音の発生を抑制できる。このため、波長変換素子の放熱が必要なときは基材にヒートシンクを当接させ、波長変換素子の放熱が必要のないときは、基材からヒートシンクを離間させて騒音の発生を抑制することができる。 According to the wavelength conversion device according to the first aspect, the heat sink moved separately from the substrate by the heat sink moving device moves in the axial direction of the rotation shaft with respect to the hub, and comes into contact with and separates from the substrate. Is possible. When the heat sink comes into contact with the base material, the heat received by the wavelength conversion element is transferred to the heat sink through the base material, and the temperature of the wavelength conversion element can be lowered to prevent a decrease in light exchange efficiency. Further, when the heat sink is separated from the base material, the heat sink is provided so as to be rotatable with respect to the hub, so that the heat sink does not rotate with the base material, and the generation of noise can be suppressed. For this reason, when heat dissipation of the wavelength conversion element is required, a heat sink is brought into contact with the base material, and when heat dissipation of the wavelength conversion element is not required, the heat sink is separated from the base material to suppress generation of noise. it can.
また、上記第1態様において、前記ヒートシンク移動装置は、前記回転装置が所定の回転数以上となった場合、前記ヒートシンクを前記離間位置から前記当接位置に移動させる、という構成を採用する。
この構成によれば、回転装置の回転数は波長変換素子の温度に応じて上げるため、回転装置が所定の回転数以上となった場合、ヒートシンクを離間位置から当接位置に移動させることで、波長変換素子の温度を下げ、光交換効率の低下を防ぐことができる。
In the first aspect, the heat sink moving device adopts a configuration in which the heat sink is moved from the separated position to the contact position when the rotating device reaches a predetermined number of rotations or more.
According to this configuration, since the rotation speed of the rotation device increases according to the temperature of the wavelength conversion element, when the rotation device becomes a predetermined rotation speed or more, the heat sink is moved from the separated position to the contact position, The temperature of the wavelength conversion element can be lowered to prevent a decrease in light exchange efficiency.
また、上記第1態様において、前記回転装置の回転数に基づいて、前記ヒートシンク移動装置を電気的に制御する制御装置を有する、という構成を採用する。
この構成によれば、回転装置の回転数に基づく電気的な制御により、ヒートシンクを移動させることで、波長変換素子の放熱と騒音の発生の抑制を適切なタイミングで切り替えることができる。
In the first aspect, a configuration is adopted in which a control device for electrically controlling the heat sink moving device is provided based on the number of rotations of the rotating device.
According to this configuration, the heat dissipation of the wavelength conversion element and the suppression of noise generation can be switched at an appropriate timing by moving the heat sink by electrical control based on the rotation speed of the rotating device.
また、上記第1態様において、前記回転装置の回転数を電気的に制御する第2の制御装置を有する、という構成を採用する。
この構成によれば、回転装置の回転数を制御することにより、間接的にヒートシンク移動装置を制御することができる。
Moreover, the said 1st aspect WHEREIN: The structure of having a 2nd control apparatus which electrically controls the rotation speed of the said rotation apparatus is employ | adopted.
According to this configuration, the heat sink moving device can be indirectly controlled by controlling the rotation speed of the rotating device.
また、上記第1態様において、前記波長変換素子から射出される光の明るさに基づいて、前記ヒートシンク移動装置を電気的に制御する第3の制御装置を有する、という構成を採用する。
この構成によれば、波長変換素子から射出される光が明るいと、波長変換素子の温度が上がり、また、波長変換素子から射出される光が暗いと、波長変換素子の温度があまり上がらないため、波長変換素子から射出される光の明るさに基づく電気的な制御により、ヒートシンクを移動させることで、波長変換素子の放熱と騒音の発生の抑制を適切なタイミングで切り替えることができる。
In the first aspect, a configuration is adopted in which a third control device that electrically controls the heat sink moving device is provided based on the brightness of light emitted from the wavelength conversion element.
According to this configuration, when the light emitted from the wavelength conversion element is bright, the temperature of the wavelength conversion element rises. When the light emitted from the wavelength conversion element is dark, the temperature of the wavelength conversion element does not rise so much. By moving the heat sink by electrical control based on the brightness of light emitted from the wavelength conversion element, it is possible to switch between heat dissipation of the wavelength conversion element and suppression of noise generation at an appropriate timing.
本発明の第2態様に従えば、第1の波長帯の光を射出する光源と、前記第1の波長帯の前記光を受けて第2の波長帯の光を射出する、上記第1態様に係る波長変換装置と、を備える照明装置が提供される。 According to the second aspect of the present invention, the light source that emits the light in the first wavelength band and the first aspect that receives the light in the first wavelength band and emits the light in the second wavelength band. A wavelength conversion device according to the above is provided.
第2態様に係る照明装置は、上記第1態様に係る波長変換装置を備えるので、蛍光体の光交換効率の低下と、騒音の発生を抑制でき、明るい照明光を生成することができる。 Since the illuminating device according to the second aspect includes the wavelength conversion device according to the first aspect, it is possible to suppress a decrease in light exchange efficiency of the phosphor and generation of noise, and to generate bright illumination light.
本発明の第3態様に従えば、上記第2態様に係る照明装置と、前記照明装置からの照明光を画像情報に応じて変調することにより画像光を形成する光変調装置と、前記画像光を投写する投写光学系と、を備えるプロジェクターが提供される。 According to a third aspect of the present invention, the illumination device according to the second aspect, a light modulation device that forms image light by modulating illumination light from the illumination device according to image information, and the image light And a projection optical system for projecting the projector.
第3態様に係るプロジェクターは、上記第2態様に係る照明装置を備えるので、蛍光体の光交換効率の低下と、騒音の発生を抑制でき、明るく画像品質に優れた表示を行うことができる。 Since the projector according to the third aspect includes the illuminating device according to the second aspect, it is possible to suppress a decrease in light exchange efficiency of the phosphor and generation of noise, and to perform a bright and excellent display quality display.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In addition, in the drawings used in the following description, in order to make the features easy to understand, there are cases where the portions that become the features are enlarged for the sake of convenience, and the dimensional ratios of the respective components are not always the same as the actual ones. Absent.
本実施形態に係るプロジェクターの一例について説明する。本実施形態のプロジェクター1は、スクリーンSCR(被投写面)上にカラー映像を表示する投写型画像表示装置である。 An example of the projector according to the present embodiment will be described. The projector 1 of the present embodiment is a projection type image display device that displays a color image on a screen SCR (surface to be projected).
図1は、本実施形態に係るプロジェクター1の光学系を示す上面図である。
プロジェクター1は、図1に示すように、第1照明装置100(照明装置)、第2照明装置102、色分離導光光学系200、赤色光、緑色光、青色光の各色光に対応した液晶光変調装置400R,400G,400B(光変調装置)、クロスダイクロイックプリズム500及び投写光学系600を備える。
FIG. 1 is a top view showing an optical system of a projector 1 according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the projector 1 includes a first illumination device 100 (illumination device), a
第1照明装置100は、第1光源10(光源)、コリメート光学系70、ダイクロイックミラー80、コリメート集光光学系90、回転蛍光板30(波長変換装置)、第1レンズアレイ120、第2レンズアレイ130、偏光変換素子140及び重畳レンズ150を備える。
The
第1光源10は、励起光としてレーザー光からなる第1の波長帯の青色光(発光強度のピーク:約445nm)Eを射出する半導体レーザー(発光素子)からなる。第1光源10は、1つの半導体レーザーからなるものであってもよいし、多数の半導体レーザーからなるものであってもよい。
なお、第1光源10は、445nm以外の波長(例えば、460nm)の青色光を射出する半導体レーザーを用いることもできる。
The
The
本実施形態において、第1光源10は、光軸が照明光軸100axと直交するように配置されている。
コリメート光学系70は、第1レンズ72と、第2レンズ74とを備え、第1光源10からの光を略平行化する。第1レンズ72及び第2レンズ74は、凸レンズからなる。
In the present embodiment, the
The collimating
ダイクロイックミラー80は、コリメート光学系70からコリメート集光光学系90までの光路中に、第1光源10の光軸及び照明光軸100axのそれぞれに対して45°の角度で交わるように配置されている。ダイクロイックミラー80は、青色光を反射し、赤色光及び緑色光を含む黄色の蛍光を通過させる。
The
コリメート集光光学系90は、ダイクロイックミラー80からの青色光Eを略集光した状態で回転蛍光板30の蛍光体層42に入射させる機能と、回転蛍光板30から射出される蛍光を略平行化する機能とを有する。コリメート集光光学系90は、第1レンズ92及び第2レンズ94を備える。第1レンズ92及び第2レンズ94は、凸レンズからなる。
The collimator condensing
回転蛍光板30は、モーター50(回転装置)と、円板40(基材)と、反射膜41(反射部材)と、蛍光体層(波長変換素子)42と、ヒートシンク51と、を備える。蛍光体層42は、第1光源10からの第1の波長の青色光Eによって励起されて第2の波長帯の蛍光Yを射出する。蛍光体層42の青色光Eが入射する面は、蛍光Yが射出される射出面でもある。蛍光Yは、赤色光及び緑色光を含む黄色の光である。
The rotating
第2照明装置102は、第2光源710、集光光学系760、散乱板732及びコリメート光学系770と、を備える。
The
第2光源710は、第1照明装置100の第1光源10と同一の半導体レーザーから構成される。
集光光学系760は、第1レンズ762及び第2レンズ764を備える。集光光学系760は、第2光源710からの青色光を散乱板732付近に集光する。第1レンズ762及び第2レンズ764は、凸レンズからなる。
The second
The condensing
散乱板732は、第2光源710からの青色光Bを散乱し、回転蛍光板30から射出される蛍光Yの配光分布に似た配光分布を有する青色光Bとする。散乱板732としては、例えば、光学ガラスからなる磨りガラスを用いることができる。
The
コリメート光学系770は、第1レンズ772と、第2レンズ774とを備え、散乱板732からの光を略平行化する。第1レンズ772及び第2レンズ774は、凸レンズからなる。
The collimating
本実施形態において、第2照明装置102からの青色光Bはダイクロイックミラー80で反射され、回転蛍光板30から射出されダイクロイックミラー80を透過した蛍光Yと合成されて白色光Wとなる。当該白色光Wは第1レンズアレイ120に入射する。
In the present embodiment, the blue light B from the
第1レンズアレイ120は、ダイクロイックミラー80からの光を複数の部分光束に分割するための複数の第1小レンズ122を有する。複数の第1小レンズ122は、照明光軸100axと直交する面内にマトリクス状に配列されている。
The
第2レンズアレイ130は、第1レンズアレイ120の複数の第1小レンズ122に対応する複数の第2小レンズ132を有する。第2レンズアレイ130は、重畳レンズ150とともに、第1レンズアレイ120の各第1小レンズ122の像を液晶光変調装置400R,400G,400Bの画像形成領域近傍に結像させる。複数の第2小レンズ132は照明光軸100axに直交する面内にマトリクス状に配列されている。
The
偏光変換素子140は、第1レンズアレイ120により分割された各部分光束を、直線偏光光に変換する。偏光変換素子140は、偏光分離層と、反射層と、位相差板とを有している。偏光分離層は、回転蛍光板30からの光に含まれる偏光成分のうち一方の直線偏光成分をそのまま透過させるとともに他方の直線偏光成分を反射層に向けて反射させる。
反射層は、偏光分離層で反射された他方の直線偏光成分を照明光軸100axに平行な方向に反射する。位相差板は、反射層で反射された他方の直線偏光成分を一方の直線偏光成分に変換する。
The
The reflective layer reflects the other linearly polarized light component reflected by the polarization separation layer in a direction parallel to the illumination optical axis 100ax. The phase difference plate converts the other linearly polarized light component reflected by the reflective layer into one linearly polarized light component.
重畳レンズ150は、偏光変換素子140からの各部分光束を集光して液晶光変調装置400R,400G,400Bの画像形成領域近傍で互いに重畳させる。第1レンズアレイ120、第2レンズアレイ130及び重畳レンズ150は、回転蛍光板30からの光の面内光強度分布を均一にするインテグレーター光学系を構成する。
The superimposing
色分離導光光学系200は、ダイクロイックミラー210,220、反射ミラー230,240,250及びリレーレンズ260,270を備える。色分離導光光学系200は、第1照明装置100および第2照明装置102からの白色光Wを赤色光R、緑色光G及び青色光Bに分離し、赤色光R、緑色光G及び青色光Bをそれぞれが対応する液晶光変調装置400R,400G,400Bに導光する。
色分離導光光学系200と、液晶光変調装置400R,400G,400Bとの間には、フィールドレンズ300R,300G,300Bが配置されている。
The color separation light guide
ダイクロイックミラー210は、赤色光成分を通過させ、緑色光成分及び青色光成分を反射するダイクロイックミラーである。
ダイクロイックミラー220は、緑色光成分を反射して、青色光成分を通過させるダイクロイックミラーである。
反射ミラー230は、赤色光成分を反射する反射ミラーである。
反射ミラー240,250は青色光成分を反射する反射ミラーである。
The
The
The
The reflection mirrors 240 and 250 are reflection mirrors that reflect blue light components.
ダイクロイックミラー210を通過した赤色光は、反射ミラー230で反射され、フィールドレンズ300Rを通過して赤色光用の液晶光変調装置400Rの画像形成領域に入射する。
ダイクロイックミラー210で反射された緑色光は、ダイクロイックミラー220でさらに反射され、フィールドレンズ300Gを通過して緑色光用の液晶光変調装置400Gの画像形成領域に入射する。
ダイクロイックミラー220を通過した青色光は、リレーレンズ260、入射側の反射ミラー240、リレーレンズ270、射出側の反射ミラー250、フィールドレンズ300Bを経て青色光用の液晶光変調装置400Bの画像形成領域に入射する。
The red light that has passed through the
The green light reflected by the
The blue light that has passed through the
液晶光変調装置400R,400G,400B各々は、入射された色光を画像情報に応じて変調して各色光に対応する画像を形成するものである。なお、図示を省略したが、各フィールドレンズ300R,300G,300Bと各液晶光変調装置400R,400G,400Bとの間には、それぞれ入射側偏光板が配置され、各液晶光変調装置400R,400G,400Bとクロスダイクロイックプリズム500との間には、それぞれ射出側偏光板が配置される。
Each of the liquid crystal
クロスダイクロイックプリズム500は、各液晶光変調装置400R,400G,400Bから射出された各画像光を合成してカラー画像を形成する光学素子である。
The cross
このクロスダイクロイックプリズム500は、4つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた略X字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。
The cross
クロスダイクロイックプリズム500から射出されたカラー画像は、投写光学系600によって拡大投写され、スクリーンSCR上で画像を形成する。
The color image emitted from the cross
次に、図2〜図5を参照して、回転蛍光板30の構成について説明する。
図2は、本実施形態に係る回転蛍光板30の円板40の第1の面40a側の構成図である。図3は、本実施形態に係る回転蛍光板30の円板40の第2の面40b側の構成図である。図4は、本実施形態に係るヒートシンク51が離間位置に位置するときの回転蛍光板30の断面図である。図5は、本実施形態に係るヒートシンク51が当接位置に位置するときの回転蛍光板30の断面図である。
Next, the configuration of the
FIG. 2 is a configuration diagram on the
回転蛍光板30は、蛍光体層42を有する円板40をモーター50によって回転させる。モーター50は、例えば、アウターロータ型のモーターである。蛍光体層42は、図2に示すように、円板40の第1の面40aの周方向に沿って設けられている。ヒートシンク51は、図3に示すように、円板40の第1の面40aとは反対の第2の面40bに設けられている。
The
モーター50は、図4に示すように、回転軸50aを中心に回転するハブ55aを有する。ハブ55aは、回転軸50aに軸心が一致する円筒形状を有する。ハブ55aは、ローター55を構成し、本体56(ステータ)に対して回転する。ローター55は、ロータマグネット55bを有し、シャフト55cを介して本体56に支持される。本体56は、シャフト55cを回転自在に支持する軸受スリーブ56aと、ロータマグネット55bに対向するコイル56bと、コイル56bが巻かれるステータコア56cと、を有する。
As shown in FIG. 4, the
円板40は、例えば、アルミや銅といった放熱性に優れた金属製の円板から構成されている。円板40は、開口部43を有する。開口部43は、図2に示すように、円板40の中心に形成され、ハブ55aと略同一の径を有し、ハブ55aが嵌合可能な構成となっている。
The
蛍光体層42は、例えば、YAG系蛍光体である(Y,Gd)3(Al,Ga)5O12:Ceを含有する層からなる。
反射膜41は、蛍光体層42と円板40との間に設けられており、蛍光体層42によって励起された蛍光Y(図1参照)を高い効率で反射するように設計されている。反射膜41は、例えば、銀等であり、少なくとも円板40よりも反射率が高い膜からなる。
反射膜41および蛍光体層42は、リング形状を持つ。
The
The
The
ヒートシンク51は、例えば、アルミ、銅、銀、鉄などといった放熱性に優れた金属材料から構成されている。ヒートシンク51は、図3に示すように、複数のフィン52と、平板53とを含んでいる。複数のフィン52は、平板53と一体で形成されている。平板53は、円環形状を有する。
The
平板53には、図4に示すように、円板40と対向する面に、円板40に密着する密着層53aが設けられている。密着層53aは、平板53よりも摩擦係数が大きい伝熱シートであり、ヒートシンク51が円板40に当接したときに、ヒートシンク51を円板40と一体に回転させる構成となっている。
As shown in FIG. 4, the
複数のフィン52は、図3に示す平面視で、ハブ55aの周囲を囲むように配置されている。複数のフィン52は、円板40の径方向外側から内側に向かって渦状となるように湾曲した突状部材から構成されている。この構成によれば、円板40の回転時に、モーター50の回転中心側から外側に空気の流れを形成することができる。
The plurality of
ヒートシンク51は、図4に示すように、ハブ55aに対して回転軸50aの軸方向に移動自在且つ回転自在に設けられている。本実施形態のヒートシンク51は、第1のボール60と、第2のボール61と、を介してハブ55aに支持されている。第1のボール60は、ハブ55aに対してヒートシンク51を回転軸50aの軸方向に移動自在に支持するものである。第2のボール61は、ハブ55aに対してヒートシンク51を周方向に回転自在に支持するものである。
As shown in FIG. 4, the
第1のボール60は、移動板62の内周面に形成された窪み溝62aに回転自在に支持され、ハブ55aの周面に軸方向に形成された不図示のスプライン溝に係合している。移動板62は、環状形状を有し、ハブ55aに対して回転軸50aの軸方向に移動自在であり、且つ、ハブ55aと一体的に回転可能とされている。
The
第2のボール61は、移動板62の外周面に形成された環状溝62bと、ヒートシンク支持板63の内周面に形成された環状溝63aとの間に、周方向に転動自在に複数配置されている。ヒートシンク支持板63は、環状形状を有し、移動板62に対して周方向に回転自在であり、且つ、ヒートシンク51と一体的に移動可能とされている。
A plurality of
回転蛍光板30は、ヒートシンク51を、図5に示すように、円板40に当接させる当接位置と、図4に示すように、円板40から離間させる離間位置との間で移動させるヒートシンク移動装置64を有する。ヒートシンク移動装置64は、モーター50が所定の回転数以上となった場合、ヒートシンク51を離間位置(図4参照)から当接位置(図5参照)に移動させる構成となっている。
The
ヒートシンク移動装置64は、ヒートシンク51を当接位置から離間位置に向けて付勢する付勢部材65と、付勢部材65の付勢に抗してヒートシンク51を円板40に向けて押圧する押圧装置66と、を有する。
付勢部材65は、移動板62と円板40との間に介在している。押圧装置66は、ローター55に設けられている。
The heat
The urging
付勢部材65は、例えばコイルバネであり、ハブ55aの周りに配置されている。付勢部材65の一端は、円板40の第2の面40bに当接し、付勢部材65の他端は、第2の面40bに対向する移動板62の第1の面62cに当接している。また、付勢部材65の一端及び他端がそれぞれ円板40の第2の面40b及び移動板62の第1の面62cに当接する部分は、点、線、面のいずれで当接するように構成してもよい。また、円板40及び移動板62は、付勢部材65に対し、回転自在に設けられている。
押圧装置66は、第3のボール67と、押圧部材68と、を有する。第3のボール67は、ローター55の内部空間55dに半径方向に移動自在に収容されている。内部空間55dは、回転軸50a周りに複数設けられている。
The biasing
The
押圧部材68は、内部空間55dに収容される傾斜部68aと、内部空間55dから突出して移動板62を押圧する押圧部68bと、を有する。傾斜部68aは、第3のボール67が遠心力により半径方向外側に移動する力を、押圧部68bが移動板62を押圧する力に変換するものである。押圧部68bは、傾斜部68aと一体的に設けられ、内部空間55dに連通する連通口55eに軸方向に案内されると共に、移動板62の第1の面62cと反対側の第2の面62dに当接している。
The pressing
上記構成の回転蛍光板30において、蛍光体層42にはレーザー光からなる青色光Eが入射するため、蛍光体層42において熱が発生する。モーター50は、円板40を回転させることで、蛍光体層42における青色光Eの入射位置を順次変化させる。これにより、蛍光体層42の同じ部分に青色光Bが集中的に照射されて劣化するといった不具合の発生を防止できる。
In the
モーター50の回転数が少ない場合(例えば静音モード(エコモード)の場合)、図4に示すように、押圧装置66の押圧よりも付勢部材65の付勢力が大きく、ヒートシンク51が円板40に対して離間している。ヒートシンク51は、第2のボール61によってハブ55aに対して回転自在に設けられており、ヒートシンク51が円板40から離間すると、ヒートシンク51の回転数が徐々に減じて、最終的に回転が停止する。換言すると、円板40と共に回転しなくなる。これにより、騒音の発生を抑制できる。
When the rotation speed of the
図6は、回転蛍光板30が発生する騒音を示すグラフである。図6において、「基板のみ」とは、ヒートシンク51を設けずに円板40のみをある一定の回転数で回転させたときの騒音の大きさを示し、また、「フィン付き」とは、ヒートシンク51を円板40に結合させて同じ回転数で回転させたときの騒音の大きさを示す。
図6に示すように、「フィン付き」の方が「基板のみ」よりも騒音が大きくなることは明らかである。このため、図4に示すように、ヒートシンク51が円板40から離間することにより、ヒートシンク51の回転が停止し、図6の「基板のみ」と略同等の状態になるので、騒音の発生を抑制できる。
FIG. 6 is a graph showing noise generated by the rotating
As shown in FIG. 6, it is clear that “with fins” is louder than “only the substrate”. For this reason, as shown in FIG. 4, when the
一方、モーター50が所定の回転数以上(例えば4000rpm以上)となった場合、図5に示すように、ヒートシンク移動装置64は、ヒートシンク51を離間位置から当接位置に移動させる。すなわち、モーター50の回転数が多くなると、第3のボール67にかかる遠心力が大きくなり、第3のボール67が半径方向外側に移動する。第3のボール67が半径方向外側に移動すると、押圧部材68の傾斜部68aは、第3のボール67が遠心力により半径方向外側に移動する力を、押圧部68bが移動板62を押圧する力に変換する。
On the other hand, when the
ヒートシンク51は、第1のボール60によってハブ55aに対して軸方向に移動自在に設けられており、押圧部68bが移動板62を押圧する力が、付勢部材65が移動板62を付勢する力よりも大きくなると、ヒートシンク51が軸方向に移動する。ヒートシンク51が軸方向に移動して円板40に当接すると、密着層53aを介してヒートシンク51が円板40に密着する。ヒートシンク51が円板40に密着すると、ヒートシンク51が円板40と共に回転する。
The
このように本実施形態によれば、ヒートシンク移動装置64によって、円板40とは別体で設けられたヒートシンク51が、ハブ55aに対して回転軸50aの軸方向に移動し、円板40に対する当接と離間が可能となる。ヒートシンク51が円板40に当接すると、蛍光体層42が受けた熱が円板40を介してヒートシンク51に伝熱され、蛍光体層42の温度を下げ、光交換効率の低下を防ぐことができる。
As described above, according to the present embodiment, the
また、ヒートシンク51が円板40から離間すると、ヒートシンク51はハブ55aに対して回転自在に設けられているため、ヒートシンク51が円板40と共に回転しなくなり、騒音の発生を抑制できる。このため、蛍光体層42の放熱が必要なときは円板40にヒートシンクを当接させ、蛍光体層42の放熱が必要のないときは、円板40からヒートシンクを離間させて騒音の発生を抑制することができる。
Further, when the
本実施形態では、ヒートシンク移動装置64は、モーター50が所定の回転数以上となった場合、ヒートシンク51を離間位置から当接位置に移動させる。この構成によれば、モーター50の回転数は蛍光体層42の温度に応じて上げるため、モーター50が所定の回転数以上となった場合、ヒートシンク51を離間位置から当接位置に移動させることで、自動的に蛍光体層42の温度を下げ、光交換効率の低下を防ぐことができる。
In the present embodiment, the heat
以上述べたように、本実施形態によれば、回転蛍光板30は、モーター50と、モーター50により回転する円板40と、円板40に設けられた蛍光体層42と、円板40とは別体で設けられたヒートシンク51と、を備える。モーター50は、回転軸50aを中心に回転するハブ55aを有し、円板40は、ハブ55aに嵌合する開口部43を有し、ヒートシンク51は、ハブ55aに対して回転軸50aの軸方向に移動自在且つ回転自在に設けられている。また、回転蛍光板30は、、ヒートシンク51を、円板40に当接させる当接位置と、円板40から離間させる離間位置との間で移動させるヒートシンク移動装置64を有することによって、蛍光体の光交換効率の低下と、騒音の発生を抑制できる。また、回転蛍光板30を備えた第1照明装置100は、明るい照明光(白色光W)を生成できる。また、この第1照明装置100を備えたプロジェクター1は、品質に優れた画像を表示することができる。
As described above, according to the present embodiment, the rotating
なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも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。 In addition, this invention is not necessarily limited to the thing of the said embodiment, A various change can be added in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
図7は、一別実施形態に係る回転蛍光板30Aの断面図である。なお、以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
図7に示す回転蛍光板30Aは、ヒートシンク移動装置64を電気的に制御する制御装置800を有する点で、上記実施形態と異なる。
FIG. 7 is a cross-sectional view of a rotating
The rotating
制御装置800は、演算部、記憶部、通信部及び表示部等を備える情報処理装置である。制御装置800は、モーター50の回転数に基づいて、ヒートシンク移動装置64を電気的に制御する構成となっている。図7に示す押圧装置66は、電動アクチュエーター69から構成されており、制御装置800の制御の下、ヒートシンク51を軸方向に移動させる構成となっている。
The
この構成によれば、モーター50の回転数に基づく電気的な制御により、ヒートシンク51を移動させることができ、蛍光体層42の放熱と騒音の発生の抑制を適切なタイミングで切り替えることができる。例えば、モーター50の回転数が4000rpm以上の場合に、ヒートシンク51を当接位置に移動させ、4000rpm未満の場合に、ヒートシンク51を離間位置に移動させるといった制御が可能となる。
According to this configuration, the
また、図7に示す制御装置800は、コイル56bに供給する三相電流を制御し、モーター50の回転数を電気的に制御する構成となっている(第2の制御装置)。この構成によれば、モーター50の回転数を制御することにより、間接的にヒートシンク移動装置64を制御することができる。例えば、蛍光体層42の発熱量が大きい場合に、モーター50の回転数を4000rpmまで上げ、ヒートシンク51を当接位置に移動させ、蛍光体層42の温度を下げ、光交換効率の低下を防ぐことができる。この構成は、先に説明した実施形態にも好適に適用し得る。
7 is configured to control the three-phase current supplied to the
さらに、図7に示す制御装置800は、蛍光体層42から射出される蛍光Y(光)の明るさに基づいて、ヒートシンク移動装置64を電気的に制御する構成となっている(第3の制御装置)。制御装置800は、照度センサ801を介して蛍光体層42から射出される蛍光Yの明るさを検出する構成となっている。なお、制御装置800は、図1に示す第1光源10の明るさを制御する不図示の上位制御系からの制御指令値に基づいて、蛍光体層42から射出される蛍光Yの明るさを取得する構成であってもよい。
Further, the
蛍光体層42から射出される蛍光Yが明るいと、蛍光体層42の温度が上がり、また、蛍光体層42から射出される蛍光Yが暗いと、蛍光体層42の温度があまり上がらない。このため、蛍光体層42から射出される蛍光Yの明るさに基づく電気的な制御により、ヒートシンク51を移動させることで、蛍光体層42の放熱と騒音の発生の抑制を適切なタイミングで切り替えることができる。例えば、蛍光体層42から射出される蛍光Yが暗く、蛍光体層42の冷却が円板40の回転だけで十分に足りる場合は、モーター50の回転数が4000rpm以上の場合となっても、ヒートシンク51を当接位置に移動させないといった制御が可能となる。
When the fluorescence Y emitted from the
なお、制御装置800は、機能ごとに構成を分けてもよい。例えば、モーター50の回転数に基づいて、ヒートシンク移動装置64を電気的に制御する制御装置と、モーター50の回転数を電気的に制御する第2の制御装置と、蛍光体層42から射出される蛍光Y(光)の明るさに基づいて、ヒートシンク移動装置64を電気的に制御する第3の制御装置と、をハード的に分けても良い。また、それらは適宜組み合わせて適用できる。
In addition, the
また、上記実施形態では、ヒートシンク移動装置64が、モーター50が所定の回転数以上となった場合、ヒートシンク51を離間位置から当接位置に移動させる構成について説明したが、図4及び図5に示す傾斜部68aの傾きを逆にして、モーター50が所定の回転数以上となった場合、ヒートシンク51を当接位置から離間位置に移動させる構成を採用してもよい。すなわち、蛍光体層42から射出される蛍光Yが暗い場合には、円板40の回転数を上げた方が、ヒートシンク51を当接させるよりも冷却効果が高い場合があるためである。
In the above embodiment, the heat
また、上記実施形態では、3つの液晶光変調装置400R,400G,400Bを備えるプロジェクター1を例示したが、1つの液晶光変調装置でカラー映像を表示するプロジェクターに適用することも可能である。また、光変調装置として、デジタルミラーデバイス(DMD)を用いてもよい。
In the above-described embodiment, the projector 1 including the three liquid crystal
1…プロジェクター、10…第1光源(光源)、30,30A…回転蛍光板(波長変換装置)、40…円板(基材)、40a…第1の面、40b…第2の面、41…反射膜、42…蛍光体層(波長変換素子)、43…開口部、50…モーター(回転装置)、50a…回転軸、51…ヒートシンク、52…フィン、53…平板、53a…密着層、55…ローター、55a…ハブ、55b…ロータマグネット、55c…シャフト、55d…内部空間、55e…連通口、56…本体、56a…軸受スリーブ、56b…コイル、56c…ステータコア、60…第1のボール、61…第2のボール、62…移動板、62a…窪み溝、62b…環状溝、62c…第1の面、62d…第2の面、63…ヒートシンク支持板、63a…環状溝、64…ヒートシンク移動装置、65…付勢部材、66…押圧装置、67…第3のボール、68…押圧部材、68a…傾斜部、68b…押圧部、69…電動アクチュエーター、100…第1照明装置(照明装置)、400B,400G,400R,…液晶光変調装置(光変調装置)、600…投写光学系、800…制御装置(制御装置、第2の制御装置、第3の制御装置)、801…照度センサ、E…青色光(第1の波長帯の光)、Y…蛍光(第2の波長帯の光)。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Projector, 10 ... 1st light source (light source), 30, 30A ... Rotary fluorescent plate (wavelength converter), 40 ... Disc (base material), 40a ... 1st surface, 40b ... 2nd surface, 41 ... Reflective film, 42 ... phosphor layer (wavelength conversion element), 43 ... opening, 50 ... motor (rotating device), 50a ... rotating shaft, 51 ... heat sink, 52 ... fin, 53 ... flat plate, 53a ... adhesion layer, 55 ... rotor, 55a ... hub, 55b ... rotor magnet, 55c ... shaft, 55d ... internal space, 55e ... communication port, 56 ... main body, 56a ... bearing sleeve, 56b ... coil, 56c ... stator core, 60 ... first ball, 61 ... second ball, 62 ... moving plate, 62a ... recessed groove, 62b ... annular groove, 62c ... first surface, 62d ... second surface, 63 ... heat sink support plate, 63a ... annular groove, 64 ... heat Moving device, 65 ... biasing member, 66 ... pressing device, 67 ... third ball, 68 ... pressing member, 68a ... inclined portion, 68b ... pressing portion, 69 ... electric actuator, 100 ... first lighting device (illumination) Device), 400B, 400G, 400R,... Liquid crystal light modulation device (light modulation device), 600 ... projection optical system, 800 ... control device (control device, second control device, third control device), 801 ... illuminance Sensor, E ... blue light (light in the first wavelength band), Y ... fluorescence (light in the second wavelength band).
Claims (7)
前記回転装置により回転する基材と、
前記基材に設けられた波長変換素子と、
前記基材とは別体で設けられたヒートシンクと、を備え、
前記回転装置は、回転軸を中心に回転するハブを有し、
前記基材は、前記ハブに嵌合する開口部を有し、
前記ヒートシンクは、前記ハブに対して前記回転軸の軸方向に移動自在且つ回転自在に設けられ、
前記ヒートシンクを、前記基材に当接させる当接位置と、前記基材から離間させる離間位置との間で移動させるヒートシンク移動装置を有する
波長変換装置。 A rotating device;
A base material rotated by the rotating device;
A wavelength conversion element provided on the substrate;
A heat sink provided separately from the base material,
The rotating device has a hub that rotates around a rotation axis;
The base has an opening that fits into the hub;
The heat sink is provided so as to be movable and rotatable in the axial direction of the rotating shaft with respect to the hub,
A wavelength conversion device, comprising: a heat sink moving device that moves the heat sink between a contact position for contacting the base material and a separation position for separating the heat sink from the base material.
請求項1に記載の波長変換装置。 The wavelength conversion device according to claim 1, wherein the heat sink moving device moves the heat sink from the separated position to the contact position when the rotating device reaches a predetermined number of rotations or more.
請求項1に記載の波長変換装置。 The wavelength conversion device according to claim 1, further comprising a control device that electrically controls the heat sink moving device based on a rotation speed of the rotation device.
請求項2または3に記載の波長変換装置。 The wavelength conversion device according to claim 2, further comprising a second control device that electrically controls a rotation speed of the rotation device.
請求項1〜4のいずれか一項に記載の波長変換装置。 5. The wavelength conversion device according to claim 1, further comprising: a third control device that electrically controls the heat sink moving device based on brightness of light emitted from the wavelength conversion element.
前記第1の波長帯の前記光を受けて第2の波長帯の光を射出する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の波長変換装置と、を備える
照明装置。 A light source that emits light in a first wavelength band;
A wavelength converter according to any one of claims 1 to 5, which receives the light in the first wavelength band and emits light in a second wavelength band.
前記照明装置からの照明光を画像情報に応じて変調することにより画像光を形成する光変調装置と、
前記画像光を投写する投写光学系と、を備える
プロジェクター。 A lighting device according to claim 6;
A light modulation device that forms image light by modulating illumination light from the illumination device according to image information; and
A projection optical system that projects the image light.
Priority Applications (1)
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JP2015198270A JP2017072674A (en) | 2015-10-06 | 2015-10-06 | Wavelength converter, illumination apparatus and projector |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2018062361A1 (en) | 2016-09-29 | 2018-04-05 | 有限会社ハヌマット | Method for determining onset risk of sporadic colon cancer |
-
2015
- 2015-10-06 JP JP2015198270A patent/JP2017072674A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2018062361A1 (en) | 2016-09-29 | 2018-04-05 | 有限会社ハヌマット | Method for determining onset risk of sporadic colon cancer |
EP3842543A1 (en) | 2016-09-29 | 2021-06-30 | Hanumat Co., Ltd. | Method for determining onset risk of sporadic colon cancer |
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