JP6996040B2

JP6996040B2 - 波長変換装置、照明装置およびプロジェクター

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Publication number: JP6996040B2
Application number: JP2019056101A
Authority: JP
Inventors: 典和門谷; 貴弘宮田
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Priority date: 2019-03-25
Filing date: 2019-03-25
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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。

従来、蛍光体を用いて、プロジェクターの光源から出射された光の波長を変換する波長変換装置が知られていた。このような波長変換装置では、プロジェクターが投射する投射画像を明るくするため、また、投射画像のホワイトバランスを適切に維持するために、蛍光体を冷却して蛍光体の発熱による波長変換効率の低下を抑える必要がある。そこで、リング状の蛍光体を回転体に配置して回動させ、蛍光体における光源からの光の照射位置を順次切り替えている。例えば、特許文献１には、蛍光体を効率的に冷却するために、複数の羽根を備えた蛍光体ホイール装置が開示されている。

特開２０１６－６６０６１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の蛍光体ホイール装置では、蛍光体に対する冷却効率を向上させにくいという課題があった。詳しくは、プロジェクターが投射する投射画像をより明るくして照明効率を向上させるには、蛍光体に照射される光の密度を高めなければならない。照射される光の密度が高くなると、蛍光体の回動や複数の羽根による空気流では蛍光体が十分に冷却されない場合があった。また、リング状の蛍光体や回転体の直径を大きくして蛍光体に対する冷却効率を向上させようとすると、蛍光体ホイール装置が大型化しやすかった。すなわち、従来よりも蛍光体に対する冷却効率を向上させた波長変換装置が求められていた。

本願の波長変換装置は、回転装置と、第１面および第１面とは反対側に配置される第２面を有し、回転装置により回転される基材と、第１面に設けられ、入射する光の波長を変換する波長変換素子と、第２面に設けられ、内部に作動流体が封入された空間を有し、波長変換素子を冷却する第１冷却装置と、を備え、第１冷却装置は、波長変換素子に対応する位置に配置され、空間は、基材の外縁側から回転軸側に延出しており、第１冷却装置は、空間内に、波長変換素子から伝達される熱によって液相の作動流体を蒸発させて、液相の作動流体を気相の作動流体に変化させる蒸発部と、空間内に、気相の作動流体を凝縮させて、気相の作動流体から液相の作動流体に変化させる凝縮部と、を有し、蒸発部は、液相の作動流体を保持する液体保持部を有し、液体保持部は、空間において外縁側に設けられ、かつ、波長変換素子に対応する位置に配置されていることを特徴とする。

上記の波長変換装置において、第１冷却装置は、波長変換素子の形状に沿って設けられていることが好ましい。

上記の波長変換装置において、液体保持部は、空間において回転軸側の端部には設けられていないことが好ましい。

上記の波長変換装置において、回転軸に沿い、第１面から第２面に向かう方向を第１方向としたとき、第１冷却装置は、第１方向に位置する部位において、外縁側から回転軸側に向かうに従って第１方向に沿う空間の長さが大きくなるように傾斜している傾斜面を有することが好ましい。

上記の波長変換装置において、回転軸に沿い、第１面から第２面に向かう方向を第１方向としたとき、第１冷却装置は、第１方向に位置する部位において、基材の回転方向に沿って配置された複数のフィンを有し、複数のフィンには、回転軸側から外縁側に向かって放射状に複数の溝が設けられていることが好ましい。

上記の波長変換装置において、第１冷却装置は複数設けられ、複数の第１冷却装置は、それぞれ回転軸側から外縁側に延出することが好ましい。

上記の波長変換装置において、複数の第１冷却装置は屈曲していることが好ましい。

上記の波長変換装置において、複数の第１冷却装置の回転軸側の端部は、基材から離間する方向に屈曲していることが好ましい。

上記の波長変換装置は、複数の第１冷却装置における蒸発部に対応する位置に接続される第１伝熱部材と、複数の第１冷却装置における回転軸側の部位に接続される第２伝熱部材と、をさらに備えることが好ましい。

上記の波長変換装置は、第２伝熱部材に配置された冷却フィンをさらに備えることが好ましい。

上記の波長変換装置において、第１冷却装置は、冷却フィンを有することが好ましい。

上記の波長変換装置は、第１面に設けられた第２冷却装置をさらに備え、第２冷却装置は、内部に作動流体が封入された空間と、空間内に、波長変換素子から伝達される熱によって液相の作動流体を蒸発させて、液相の作動流体を気相の作動流体に変化させる蒸発部と、空間内に、気相の作動流体を凝縮させて、気相の作動流体から液相の作動流体に変化させる凝縮部と、を有し、第２冷却装置は、第２冷却装置の蒸発部が第１冷却装置の回転軸側の部位に対応するように配置されていることが好ましい。

上記の波長変換装置において、第２冷却装置は、波長変換素子に対して回転軸側に配置されていることが好ましい。

上記の波長変換装置において、第１冷却装置および第２冷却装置のうち少なくとも一方は、冷却フィンを有することが好ましい。

本願の照明装置は、第１波長帯を有する光を出射する光源と、光源から出射された光の波長を第１波長帯とは異なる第２波長帯に変換する、上記の波長変換装置と、を備えることを特徴とする。

本願のプロジェクターは、上記の照明装置と、照明装置から出射された光を変調する光変調装置と、光変調装置によって変調された光を投射する投射光学装置と、を備えることを特徴とする。

上記のプロジェクターは、第１冷却装置に送風する冷却ファンをさらに備えることが好ましい。

第１実施形態に係るプロジェクターの外観を示す斜視図。プロジェクターの内部構成を示す模式図。照明装置の構成を示す模式図。波長変換装置の構成を示す斜視図。波長変換装置の構成を示す斜視図。第１冷却装置の構成を示す断面模式図。第２実施形態に係る第１冷却装置の構成を示す斜視図。第１冷却装置の構成を示す断面模式図。第３実施形態に係る第１冷却装置の構成を示す斜視図。第１冷却装置の構成を示す断面模式図。第４実施形態に係る第１冷却装置の構成を示す斜視図。第５実施形態に係る第１冷却装置の構成を示す斜視図。第６実施形態に係る第１冷却装置の構成を示す斜視図。第７実施形態に係る波長変換装置の構成を示す斜視図。第８実施形態に係る第１冷却装置の構成を示す斜視図。第１冷却装置の構成を示す断面模式図。第１冷却装置の別の構成を示す斜視図。第９実施形態に係る波長変換装置の構成を示す斜視図。波長変換装置の構成を示す斜視図。波長変換装置の構成を示す断面模式図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。以下に説明する実施の形態は、本発明の一例を説明するものである。本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形例も、本発明に含まれる。ここで、以下の各図においては、各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各部材の尺度を実際とは異ならせしめている。

１．第１実施形態
１．１．プロジェクターの概略構成
本実施形態に係るプロジェクター１の構成について、図１、図２、図３を参照して説明する。図１は、第１実施形態に係るプロジェクター１の外観を示す斜視図である。図２は、プロジェクター１の内部構成を示す模式図である。図３は、照明装置４１の構成を示す模式図である。

本実施形態に係るプロジェクター１は、後述する光源装置５から出射された光を変調して画像情報に応じた画像を形成し、形成された画像をスクリーンなどの後述する被投射面ＰＳ上に拡大投射する投射型画像表示装置である。プロジェクター１は、図１に示すように、外観を構成する外装筐体２と、後述する装置本体３と、を備える。

１．１．１．外装筐体の構成
外装筐体２は、アッパーケース２Ａ、ロアーケース２Ｂ、フロントケース２Ｃおよびリアケース２Ｄが組み合わされ、略直方体形状に構成されている。外装筐体２は、天面部２１、底面部２２、正面部２３、背面部２４、左側面部２５および右側面部２６を有する。

底面部２２には、プロジェクター１が載置面に載置される場合に当該載置面に接触する脚部２２１が、複数箇所に設けられている。ここで、図１では、２つの脚部２２１のみ図示している。

正面部２３の中央部分には、後述する投射光学装置４６の端部４６１を露出させて、当該投射光学装置４６により投射される画像が通過する開口部２３１が形成されている。正面部２３において左側面部２５側の位置には、外装筐体２内の冷却気体が排出される排気口２３２が形成されている。右側面部２６には、外部の空気を冷却気体として内部に導入する導入口２６１が形成されている。

１．１．２．装置本体の構成
装置本体３は、図２に示すように、外装筐体２内に収容される。装置本体３は、画像投射装置４を備える他、図示を省略するが、プロジェクター１の動作を制御する制御装置と、プロジェクター１を構成する電子部品に電力を供給する電源装置と、冷却対象を冷却する冷却装置と、を備える。

１．１．３．画像投射装置の構成
画像投射装置４は、上記制御装置から入力される画像信号に応じた画像を形成して、被投射面ＰＳ上に投射する。この画像投射装置４は、照明装置４１、色分離装置４２、平行化レンズ４３、照明装置４１から出射された光を変調する光変調装置４４、色合成装置４５、および光変調装置４４によって変調された光を投射する投射光学装置４６を備える。これらのうち、照明装置４１は、光変調装置４４を均一に照明する照明光ＷＬを出射するものであり、照明光ＷＬを色分離装置４２に向けて出射する。この照明装置４１の構成については後述する。

色分離装置４２は、照明装置４１から入射される照明光ＷＬから青色光ＬＢ、緑色光ＬＧ及び赤色光ＬＲを分離する。色分離装置４２は、ダイクロイックミラー４２１，４２２、反射ミラー４２３，４２４，４２５およびリレーレンズ４２６，４２７と、これらを内部に収容する光学部品用筐体４２８と、を備える。

ダイクロイックミラー４２１は、照明光ＷＬに含まれる青色光ＬＢを透過させ、緑色光ＬＧおよび赤色光ＬＲを反射させる。ダイクロイックミラー４２１を透過した青色光ＬＢは、反射ミラー４２３にて反射され、平行化レンズ４３のうちの青色光用の平行化レンズ４３Ｂに導かれる。

ダイクロイックミラー４２２は、ダイクロイックミラー４２１にて反射された緑色光ＬＧおよび赤色光ＬＲのうち、緑色光ＬＧを反射させて平行化レンズ４３のうちの緑色光用の平行化レンズ４３Ｇに導き、赤色光ＬＲを透過させる。赤色光ＬＲは、リレーレンズ４２６、反射ミラー４２４、リレーレンズ４２７および反射ミラー４２５によって、平行化レンズ４３のうちの赤色光用の平行化レンズ４３Ｒに導かれる。平行化レンズ４３である各色光用平行化レンズ４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂは、入射される光を平行化する。

光変調装置４４は、それぞれ入射される上記色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢを変調して、制御装置から入力される画像信号に応じた色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢに基づく画像を形成する。ここで、光変調装置４４において、赤、緑および青の各色光用の光変調装置を、それぞれ４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂとする。これら光変調装置４４のそれぞれは、例えば、入射される光を変調する液晶パネルと、当該液晶パネルの入射側および出射側のそれぞれに配置される偏光板と、を備えて構成される。なお、光変調装置は、透過型の液晶パネルに限定されず、反射型の液晶パネル、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）などであってもよい。

色合成装置４５は、各光変調装置４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂから入射される、各色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢに基づく画像を合成する。色合成装置４５は、本実施形態では、クロスダイクロイックプリズムにより構成されているが、複数のダイクロイックミラーによって構成することも可能である。

投射光学装置４６は、色合成装置４５にて合成された画像を被投射面ＰＳに拡大投射する。このような投射光学装置４６として、例えば、鏡筒と、当該鏡筒内に配置される複数のレンズとにより構成される組レンズを採用できる。

１．１．４．照明装置の構成
照明装置４１は、上記のように、照明光ＷＬを色分離装置４２に向けて出射する。照明装置４１は、図３に示すように、光源装置５および均一化装置７を有する。

１．１．５．光源装置の構成
光源装置５は、均一化装置７に光束である照明光ＷＬを出射する。光源装置５は、光源としての光源部５１、アフォーカル光学素子５２、第１位相差素子５３、ホモジナイザー光学装置５４、光合成装置５５、第２位相差素子５６、第１集光素子５７、光拡散装置５８、第２集光素子５９および波長変換装置６を備える。

これらのうち、光源部５１、アフォーカル光学素子５２、第１位相差素子５３、ホモジナイザー光学装置５４、第２位相差素子５６、第１集光素子５７および光拡散装置５８は、第１照明光軸Ａｘ１上に配置されている。一方、第２集光素子５９および波長変換装置６と、均一化装置７とは、第１照明光軸Ａｘ１に交差する第２照明光軸Ａｘ２上に配置されている。そして、光合成装置５５は、第１照明光軸Ａｘ１と第２照明光軸Ａｘ２との交差部分に配置されている。

１．１．６．光源部の構成
光源部５１は、青色光である励起光を出射する光出射装置である。この光源部５１は、第１光源部５１１、第２光源部５１２および光合成部材５１３を有する。

第１光源部５１１は、ＬＤ（Laser Diode）である固体光源ＳＳがマトリクス状に複数配列された固体光源アレイ５１１１と、各固体光源ＳＳに応じた複数の、図示しない平行化レンズと、を有する。また、第２光源部５１２も同様に、固体光源ＳＳがマトリクス状に複数配列された固体光源アレイ５１２１と、各固体光源ＳＳに応じた複数の、図示しない平行化レンズと、を有する。これら固体光源ＳＳは、例えばピーク波長が４４０ｎｍの励起光を射出する。すなわち、光源部５１は、第１波長帯を有する光を出射する。なお、固体光源は、ピーク波長が４４６ｎｍの励起光や４６０ｎｍの励起光を出射してもよい。また、ピーク波長が異なる励起光をそれぞれ出射する固体光源を、各光源部５１１，５１２に混在させてもよい。固体光源ＳＳから出射された励起光は、平行化レンズであるコリメーターレンズにより平行化されて光合成部材５１３に入射される。

なお、本実施形態では、各固体光源ＳＳから出射される励起光は、ｓ偏光である。しかしながら、これに限らず、ｓ偏光の励起光を出射する固体光源ＳＳとｐ偏光の励起光を出射する固体光源ＳＳとを混在させてもよい。この場合、後述する第１位相差素子５３を省略できる。

光合成部材５１３は、第１光源部５１１から第１照明光軸Ａｘ１に沿って出射された励起光を透過し、第２光源部５１２から第１照明光軸Ａｘ１に交差する方向に沿って出射された励起光を当該第１照明光軸Ａｘ１に沿うように反射させて、これら励起光を合成する。光合成部材５１３は、本実施形態では、第１光源部５１１からの励起光を通過させる複数の通過部と、第２光源部５１２からの励起光を反射させる複数の反射部と、が交互に配列された板状体として構成されている。このような光合成部材５１３を介した励起光は、アフォーカル光学素子５２に入射される。

なお、本実施形態では、光出射装置としての光源部５１を、第１光源部５１１、第２光源部５１２および光合成部材５１３を有する構成とした。しかしながら、これに限らず、光源部５１は、第１光源部５１１のみ有する構成であってもよく、さらに多くの光源部を有する構成であってもよい。

１．１．７．アフォーカル光学素子の構成
アフォーカル光学素子５２は、光源部５１から入射される励起光の光束径を調整する。換言すれば、アフォーカル光学素子５２は、励起光の光束径を縮径する。具体的に、アフォーカル光学素子５２は、光源部５１から平行光として入射される励起光を集光して光束径を縮小させるレンズ５２１と、当該レンズ５２１から入射される励起光を平行化して出射するレンズ５２２と、を有する。

１．１．８．第１位相差素子の構成
第１位相差素子５３は、１／２波長板である。この第１位相差素子５３を通過することによって、アフォーカル光学素子５２から入射されるｓ偏光の励起光は、一部がｐ偏光の励起光に変換されて、ｓ偏光とｐ偏光とが混在した励起光となる。このような励起光は、ホモジナイザー光学装置５４に入射される。

１．１．９．ホモジナイザー光学装置の構成
ホモジナイザー光学装置５４は、光拡散装置５８および波長変換装置６における被照明領域に入射される励起光の照度分布を均一化する。ホモジナイザー光学装置５４を通過した励起光は、光合成装置５５に入射される。このようなホモジナイザー光学装置５４は、第１マルチレンズ５４１および第２マルチレンズ５４２を備える。

第１マルチレンズ５４１は、第１照明光軸Ａｘ１に対する直交面内に、複数の第１レンズ５４１１がマトリクス状に配列された構成を有し、入射される励起光を複数の部分光束に分割する。

第２マルチレンズ５４２は、第１照明光軸Ａｘ１に対する直交面内に、上記複数の第１レンズ５４１１に応じた複数の第２レンズ５４２１がマトリクス状に配列された構成を有する。そして、第２マルチレンズ５４２は、分割された複数の部分光束を、各第２レンズ５４２１および各集光素子５７，５９と協働して、上記被照明領域に重畳させる。これにより、当該被照明領域に入射される励起光の中心軸に直交する面内の照度が均一化される。なお、このようなホモジナイザー光学装置５４は、アフォーカル光学素子５２と第１位相差素子５３との間に配置されていてもよい。

１．１．１０．光合成装置の構成
光合成装置５５は、略直角二等辺三角柱状に形成されたプリズム５５１を有するＰＢＳ（Polarizing Beam Splitter）であり、斜辺に応じた面５５２が、第１照明光軸Ａｘ１および第２照明光軸Ａｘ２のそれぞれに対して略４５°傾斜し、各隣辺に応じた面５５３，５５４のうち、面５５３が、第２照明光軸Ａｘ２に交差し、面５５４が第１照明光軸Ａｘ１に交差する。これら面５５２から面５５４のうち、面５５２には、波長選択性を有する偏光分離層５５５が形成されている。

偏光分離層５５５は、入射される励起光に含まれるｓ偏光とｐ偏光とを分離する特性を有する他、波長変換装置６にて生じる蛍光を、当該蛍光の偏光状態に依らずに通過させる特性を有する。すなわち、偏光分離層５５５は、青色光領域の波長の光についてはｓ偏光とｐ偏光とを分離するが、緑色光領域および赤色光領域の波長の光についてはｓ偏光およびｐ偏光のそれぞれを通過させる、波長選択性の偏光分離特性を有する。

このように光分離装置としても機能する光合成装置５５により、ホモジナイザー光学装置５４から入射された励起光のうち、ｐ偏光は、第１照明光軸Ａｘ１に沿って第２位相差素子５６側に通過し、ｓ偏光は、第２照明光軸Ａｘ２に沿って第２集光素子５９側に反射される。また、詳しくは後述するが、光合成装置５５は、第２位相差素子５６を介して入射される励起光である青色光と、第２集光素子５９を介して入射される蛍光とを合成する。

１．１．１１．第２位相差素子の構成
第２位相差素子５６は、１／４波長板であり、光合成装置５５から入射されるｐ偏光の励起光を円偏光の励起光に変換し、第１集光素子５７から入射される励起光である当該円偏光とは逆廻りの円偏光をｓ偏光に変換する。

１．１．１２．第１集光素子の構成
第１集光素子５７は、第２位相差素子５６を通過した励起光を光拡散装置５８に集光させる光学素子である。すなわち、第１集光素子５７は、入射した励起光を光拡散装置５８に集束させる。この第１集光素子５７は、本実施形態では、３つのピックアップレンズ５７１～５７３により構成されている。しかしながら、第１集光素子５７を構成するレンズの数は３に限らない。

１．１．１３．光拡散装置の構成
光拡散装置５８は、波長変換装置６にて生成および出射される蛍光と同様の拡散角で、入射される励起光を拡散させる。光拡散装置５８は、回転中心を中心とする環状の反射層が形成された円板状の光拡散素子５８１と、当該光拡散素子５８１を回転させる回転部５８２と、を有する。なお、反射層は、入射光をランバート反射させる。

このような光拡散素子５８１にて拡散反射された励起光、つまり拡散光は、第１集光素子５７を介して再び第２位相差素子５６に入射される。この光拡散素子５８１にて反射される時に、当該光拡散素子５８１に入射された円偏光は逆廻りの円偏光となり、第２位相差素子５６を通過する過程にて、光合成装置５５を通過するｐ偏光の励起光に対して偏光方向が９０°回転されたｓ偏光の励起光に変換される。このｓ偏光の励起光は、上記偏光分離層５５５によって反射され、第２照明光軸Ａｘ２に沿って均一化装置７に青色光として入射される。

１．１．１４．第２集光素子の構成
第２集光素子５９には、ホモジナイザー光学装置５４を通過して上記偏光分離層５５５にて反射されたｓ偏光の励起光が入射される。この第２集光素子５９は、上記のように、入射される励起光を波長変換装置６の被照明領域である波長変換素子６１の波長変換層６１２に集光および集束させる他、当該波長変換装置６から出射された蛍光を平行化して、上記偏光分離層５５５に向けて出射する。この第２集光素子５９は、本実施形態では、３つのピックアップレンズ５９１～５９３により構成されているが、上記第１集光素子５７と同様に、当該第２集光素子５９が有するレンズの数は３に限らない。

１．１．１５．波長変換装置の構成
波長変換装置６は、回転装置６３、基材としての支持体６１１、波長変換素子６１および第１冷却装置６４を備える。回転装置６３は、支持体６１１を回転させる。支持体６１１は、上記励起光の入射側である第１面６１１Ａ、および第１面６１１Ａとは反対側に配置される第２面６１１Ｂを有する。波長変換素子６１は、第１面６１１Ａに設けられ、入射する光の波長を変換する。波長変換素子６１は、波長変換層６１２および反射層６１３を有している。波長変換素子６１では、第１面６１１Ａに接して反射層６１３が設けられ、反射層６１３に接して波長変換層６１２が設けられており、反射層６１３および波長変換層６１２は積層されている。すなわち、上記励起光の一部は、波長変換層６１２に入射した後、反射層６１３に到達する。第１冷却装置６４は、第２面６１１Ｂに設けられ、波長変換素子６１を冷却する。第１冷却装置６４は、後述する、内部に作動流体が封入された空間を有する。波長変換装置６の詳細な構成は後述する。

波長変換層６１２は、上記ホモジナイザー光学装置５４および第２集光素子５９によって照明される被照明領域である。波長変換層６１２は、入射された励起光により励起されて非偏光光である蛍光、例えば５００ｎｍから７００ｎｍの波長域にピーク波長を有する蛍光を出射する蛍光体を含む蛍光体層である。すなわち、波長変換層６１２は、第１波長帯を有する励起光を、第１波長帯とは異なる第２波長帯を有する蛍光に変換する。このような波長変換層６１２にて生じる蛍光の一部は、第２集光素子５９側に出射され、他の一部は、反射層６１３側に出射される。

反射層６１３は、波長変換層６１２と支持体６１１との間に配置され、波長変換層６１２から入射される蛍光を第２集光素子５９側に反射させる。

波長変換層６１２に励起光が照射されると、当該波長変換層６１２および反射層６１３によって、上記蛍光が第２集光素子５９側に拡散出射される。この蛍光は、第２集光素子５９を介して上記偏光分離層５５５に入射され、第２照明光軸Ａｘ２に沿って当該偏光分離層５５５を通過して、均一化装置７に入射される。すなわち、当該蛍光は、偏光分離層５５５を通過することにより、当該偏光分離層５５５にて反射された青色光である励起光とともに、照明光ＷＬとして均一化装置７に入射される。

波長変換層６１２は、励起光の入射によって発熱し、生じた熱は、反射層６１３を介して支持体６１１に伝達される。この支持体６１１に伝達された熱は、当該支持体６１１において第１面６１１Ａとは反対側の第２面６１１Ｂに接続される第１冷却装置６４によって放熱される。

ここで、プロジェクター１は、第１冷却装置６４に送風する冷却ファン９を備えている。冷却ファン９の送風によって、第１冷却装置６４の冷却効率をさらに高めることができる。冷却ファン９としては、軸流ファンや遠心ファンなどが採用可能である。

波長変換装置６は、光源部５１から出射された第１波長帯を有する光の波長を、第１波長帯とは異なる第２波長帯に変換する。本実施形態では、光源部５１が出射する第１波長帯の光を青色光の励起光であるｓ偏光の励起光とし、波長変換装置６によって波長変換された第２波長帯の光を緑色光および赤色光を含む蛍光としている。

１．１．１６．均一化装置の構成
均一化装置７は、各色光用の光変調装置４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂの被照明領域である画像形成領域（変調領域）に入射される照明光の照度分布を均一化する。この均一化装置７は、それぞれの光軸が第２照明光軸Ａｘ２と一致するように配置される第１レンズアレイ７１、第２レンズアレイ７２、偏光変換素子７３および重畳レンズ７４を備える。

第１レンズアレイ７１は、第２照明光軸Ａｘ２に対する直交面内にマトリクス状に配列された複数の小レンズ７１１を有し、入射される照明光を複数の部分光束に分割する。第２レンズアレイ７２は、第１レンズアレイ７１と同様に、第２照明光軸Ａｘ２に対する直交面内にマトリクス状に配列された複数の小レンズ７２１を有する。これら小レンズ７２１は、対応する小レンズ７１１と１対１の関係にある。これら小レンズ７２１は、各小レンズ７１１により分割された複数の部分光束を、重畳レンズ７４とともに各光変調装置４４の上記画像形成領域に重畳させる。これにより、画像形成領域である変調領域に入射される照明光の照度分布が均一化される。偏光変換素子７３は、第２レンズアレイ７２と重畳レンズ７４との間に配置され、入射される複数の部分光束の偏光方向を揃える機能を有する。

１．２．波長変換装置の詳細な構成
本実施形態に係る波長変換装置６の詳細な構成について、図４、図５、図６を参照して説明する。図４および図５は、波長変換装置６の構成を示す斜視図である。図６は、第１冷却装置６４の構成を示す断面模式図である。ここで、以下の各図においては、相互に直交する座標軸であるＸＹＺ軸を付している。また、ＸＹＺ軸における各々の矢印が指す方向を＋方向とし、それらと反対の方向を－方向とする。なお、図６では、図４および図５に示した分断面ＶＬ１を－Ｙ方向から見た断面を示している。

波長変換装置６では、図４および図５に示すように、略円盤状の支持体６１１の中央に回転装置６３が配置されている。回転装置６３は、例えばモーターであって、回転軸Ｒｘを回転軸として支持体６１１を回転運動させる。ここで、回転軸Ｒｘに対する支持体６１１の回転は、＋Ｘ方向からの平面視にて、時計回りまたは反時計回りのどちらであってもよい。支持体６１１は、回転軸Ｒｘに対して回転対称な形状を有している。支持体６１１の形成材料には、例えば、アルミニウムや銅などの金属、セラミックスなどが採用可能である。

図４に示すように、支持体６１１の第１面６１１Ａには、波長変換素子６１が環状に配置されている。波長変換素子６１は、支持体６１１の回転軸Ｒｘに対して回転対称となるように支持体６１１に配置されている。波長変換素子６１は、－Ｘ方向からの平面視でリング状を成し、該リングの幅は、上述したホモジナイザー光学装置５４および第２集光素子５９によって波長変換素子６１が照明される被照明領域よりも大きく形成されている。したがって、支持体６１１が回転装置６３によって回動されると、上記被照明領域は、リング状の波長変換素子６１上を相対的に円状の軌跡で移動する。

図５に示すように、支持体６１１の第２面６１１Ｂには、第１冷却装置６４が環状に配置されている。第１冷却装置６４は、回転軸Ｒｘに対して回転対称となるように支持体６１１に配置されている。第１冷却装置６４は、＋Ｘ方向からの平面視でリング状を成し、該リングの幅は、波長変換素子６１のリングの幅よりも大きく形成されている。

第１冷却装置６４は、図６に示すように、支持体６１１において波長変換素子６１と対応する位置に配置される。詳しくは、第１冷却装置６４は、支持体６１１を±Ｘ方向に挟んで波長変換素子６１と対向して配置されている。また、第１冷却装置６４は、波長変換素子６１の形状に沿って設けられている。換言すれば、＋Ｘ方向から透視した場合に、第１冷却装置６４は、波長変換素子６１の全体に重なって設けられている。

波長変換素子６１は、波長変換層６１２と反射層６１３を含む。励起光の入射側に、波長変換層６１２が配置され、支持体６１１側に反射層６１３が配置される。波長変換層６１２は、例えば、ＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）系蛍光体である（Ｙ，Ｇｄ）₃（Ａｌ，Ｇａ）₅Ｏ₁₂：Ｃｅを含有する層から成る。反射層６１３は、第２波長帯の光である蛍光を高い効率で反射するように設計されている。

波長変換素子６１は、－Ｘ方向から入射した励起光を蛍光に変換して－Ｘ方向へ出射する。このとき、波長変換素子６１で生じた熱Ｈは、支持体６１１を介して第１冷却装置６４に伝達される。

第１冷却装置６４は、筐体の内部に作動流体が封入された空間６４１を有し、波長変換素子６１を冷却する。空間６４１は、略円盤状の支持体６１１の外縁側から回転軸Ｒｘ側に延出している。空間６４１のＸＺ平面に沿う断面形状は、図６のような断面においては、±Ｚ方向の寸法が相対的に大きい略矩形状である。図示を省略するが、空間６４１は、リング状の第１冷却装置６４の外形に沿って、リング状に連通して設けられている。第１冷却装置６４の筐体の形成材料には、熱伝導性を有する、例えば銅などの金属が採用される。

空間６４１には、減圧状態で作動流体が封入されている。そのため、該作動流体は、空間６４１において大気圧下と比べて低い沸点で蒸発する。作動流体としては水が採用可能である。

第１冷却装置６４は、空間６４１内に、蒸発部６４２および凝縮部６４６を有している。蒸発部６４２は、波長変換素子６１から伝達される熱によって液相の作動流体を蒸発させて、液相の作動流体を気相の作動流体に変化させる。蒸発部６４２は、液相の作動流体を保持する液体保持部６４４を有し、当該液体保持部６４４が配置された領域を含む部位である。凝縮部６４６は、気相の作動流体を凝縮させて、気相の作動流体から液相の作動流体に変化させる。凝縮部６４６は、空間６４１において回転軸Ｒｘ側の領域を含む部位である。

液体保持部６４４は、空間６４１において外縁側に設けられ、かつ、波長変換素子６１と対応する位置に配置されている。換言すれば、液体保持部６４４は、波長変換素子６１と±Ｘ方向に対向して配置されている。液体保持部６４４は、＋Ｘ方向からの平面視にてリング状の外形を有している。

液体保持部６４４には、液相の作動流体が浸透して保持される。そのため、液体保持部６４４には、液相の作動流体が浸透するように、複数の孔を有する多孔質体や繊維の成形体が採用される。多孔質体の形成材料としては、ステンレス鋼、銅などの金属、ガラスやセラミックスなどの無機物が採用可能である。繊維の形成材料としては、ステンレス鋼、銅などの金属、ガラスなどの無機物が採用可能である。成形体としては、該繊維を圧縮成形して不織布としたものや、編み込んでメッシュ状としたものなどが挙げられる。

なお、液体保持部６４４を除き、蒸発部６４２の部位と凝縮部６４６の部位とは、第１冷却装置６４の稼働状態などによってその位置が変化する。また、本実施形態では、液体保持部６４４の配置を、空間６４１内における－Ｘ方向側の壁面のみとしたが、液体保持部６４４の配置はこれに限定されない。

これらの構成により、第１冷却装置６４に伝達された熱Ｈは、支持体６１１を介して空間６４１内に伝達される。蒸発部６４２は、熱Ｈによって、液体保持部６４４に保持された液相の作動流体を蒸発させて、液相の作動流体を気相の作動流体に変化させる。このとき、液相の作動流体の気化熱によって、支持体６１１を介して波長変換素子６１が吸熱されて冷却される。なお、液体保持部６４４以外の蒸発部６４２においても、液相の作動流体の蒸発が起こることもある。

液相から気相に変化した作動流体は、波長変換素子６１からの熱を保持して、主に流れＧとして－Ｚ方向へ移動して凝縮部６４６に到達する。凝縮部６４６は、気相の作動流体を凝縮させて、気相の作動流体から液相の作動流体に変化させる。このとき、気相の作動流体は放熱して凝縮する。気相の作動流体から放出された熱は、凝縮部６４６から第１冷却装置６４の外部に放出される。

気相から液相に変化した作動流体は、主に流れＬとして＋Ｚ方向の蒸発部６４２へ移動する。第１冷却装置６４の稼働時には、回転装置６３が支持体６１１を回動させているため、支持体６１１の外縁側へ、つまり図６においては＋Ｚ方向へ遠心力が生じている。これにより、気相から液相に変化した作動流体には、該遠心力が作用して＋Ｚ方向への移動が促進される。蒸発部６４２に移動した液相の作動流体は、液体保持部６４４に保持される。このように、第１冷却装置６４は、所謂ベーパーチャンバーであって、作動流体の蒸発と凝縮とを連続的かつ繰り返し発現させることにより、熱の輸送による冷却を可能とする。

なお、流れＧ，Ｌは、作動流体の主たる動線を示したものであり、作動流体の流れはこれに限定されない。例えば、液体保持部６４４で発生した気相の作動流体は、空間６４１における、液体保持部６４４と±Ｘ方向に対向する内壁で凝縮してもよい。

ここで、本実施形態において液体保持部６４４は、空間６４１において回転軸Ｒｘ側の端部には設けられていない。また、液体保持部６４４は、空間６４１において＋Ｘ方向側の内壁にも設けられていない。さらに、液体保持部６４４は、空間６４１における－Ｘ方向側の内壁において、回転軸Ｒｘ側の端部から第１冷却装置６４の±Ｚ方向の略中間の部分までの間にも設けられていない。上記の通り、波長変換装置６は、稼働時に回転装置６３により回転するため、支持体６１１において外縁側に遠心力が生じ、この遠心力により、気相から液相に変化した作動流体が外縁側に位置する蒸発部６４２に向かって、すなわち液体保持部６４４に向かって移動する。このとき、液相の作動流体が遠心力を受けて移動する経路において液体保持部が存在しないため、当該経路に液体保持部が存在する場合と比較して、波長変換素子６１に対応する位置にある蒸発部６４２の液体保持部６４４へ液相の作動流体をより速やかに移動させることができる。一方、この経路に液体保持部が設けられている場合、液体保持部に到達した液相の作動流体は、液体保持部内を毛管力によって徐々に液体保持部６４４へ向かって移動することになる。したがって、作動流体の気相から液相、さらに気相への変化のサイクルが効率よく進行することにより、波長変換素子６１に対する第１冷却装置６４の冷却効率を向上させることができる。

以上に述べたように、第１実施形態に係る波長変換装置６、照明装置４１およびプロジェクター１によれば、以下の効果を得ることができる。

波長変換素子６１に対する冷却効率を、従来よりも向上させることができる。詳しくは、波長変換素子６１に対して、基材としての支持体６１１を挟んで対応する位置に第１冷却装置６４が設けられる。第１冷却装置６４では、液体保持部６４４が波長変換素子６１に対応する位置に配置される。したがって、波長変換素子６１の熱は、主として液体保持部６４４に伝達される。液体保持部６４４には液相の作動流体が保持されるため、伝達された熱Ｈにより液相の作動流体が蒸発して気相の作動流体となる。この際の作動流体の気化熱によって、波長変換素子６１が吸熱されて冷却される。

第１冷却装置６４では、液体保持部６４４で液相から気相に変化した作動流体が凝縮部６４６に移動する。このとき、波長変換素子６１から伝達された熱Ｈも、気相の作動流体によって蒸発部６４２から凝縮部６４６へ伝達される。凝縮部６４６では、気相の作動流体が熱を放出して凝縮し、気相の作動流体から液相の作動流体に変化する。そして、作動流体の凝縮によって放出された熱は、第１冷却装置６４から放出される。

第１冷却装置６４の空間６４１が外縁側から回転軸Ｒｘ側に延出し、液体保持部６４４は、空間６４１において外縁側に設けられる。そのため、空間６４１の回転軸Ｒｘ側で凝縮した液相の作動流体は、支持体６１１の回転によって生じる遠心力により回転軸Ｒｘ側から外縁側へ移動しやすくなる。すなわち、液相の作動流体は、気相の作動流体に変化した後、遠心力が作用しない場合と比べて、速やかに液体保持部６４４へ還流される。したがって、作動流体の気相から液相、さらに気相への変化のサイクルが効率よく進行することにより、第１冷却装置６４の冷却効率が高まり、波長変換素子６１に対する冷却効率を向上させることができる。したがって、従来よりも波長変換素子６１に対する冷却効率を向上させた波長変換装置６を提供することができる。

第１冷却装置６４の形状が波長変換素子６１の形状に沿うため、波長変換素子６１の熱Ｈが第１冷却装置６４へ伝達されやすくなる。そのため、波長変換素子６１に対する冷却効率をさらに向上させることができる。

第１冷却装置６４の空間６４１の端部にて気相から液相に変化した作動流体が、支持体６１１の回転により生じる遠心力によって液体保持部６４４へ移動しやすくなる。そのため、第１冷却装置６４における作動流体の気相から液相、さらに気相への変化のサイクルを、一層効率よく進行させることができる。

波長変換素子６１に対する冷却効率が向上することから、支持体６１１を従来よりも小型とすることができる。また、波長変換装置６は、冷却フィンの類を装備しないことから風切り音などが発生しにくく、冷却フィンなどを備える場合と比べて稼働時の騒音を低減することができる。さらに、第１冷却装置６４の冷却効率が向上することから、過熱に起因する波長変換装置６における不具合の発生を抑制することができる。

なお、波長変換装置６の第１冷却装置６４は、図示しない冷却フィンを有してもよい。この場合、冷却フィンによって第１冷却装置６４の凝縮部６４６からの放熱が促進されて、第１冷却装置６４の冷却効率をより一層高めることができる。冷却フィンは、第１冷却装置６４と別体で、第１冷却装置６４に取り付けられてもよいし、第１冷却装置６４と一体で構成されていてもよい。

照明装置４１において、光源としての光源部５１から出射された光の波長の変換に伴う発熱に対して、冷却効率が向上して波長変換効率の低下を抑えることができる。また、第１冷却装置６４の冷却効率が向上することから、過熱に起因する照明装置４１における不具合の発生を抑制することができる。

プロジェクター１において、波長変換効率の低下が抑えられて照明効率を安定させることができる。また、プロジェクター１は、第１冷却装置６４に送風する冷却ファン９をさらに備えることから、波長変換素子６１に対する冷却効率がより向上して、プロジェクター１の照明効率をより安定させることができる。さらに、第１冷却装置６４の冷却効率が向上することから、過熱に起因するプロジェクター１における不具合の発生を抑制することができる。

２．第２実施形態
本実施形態では、プロジェクター１の照明装置４１に備わる波長変換装置６０２について、図面を参照して説明する。本実施形態に係る波長変換装置６０２は、第１実施形態の波長変換装置６に対して、第１冷却装置の形態を異ならせたものである。そのため、第１実施形態と同一の構成部位については、同一の符号を使用し、重複する説明は省略する。

２．１．第１冷却装置の構成
本実施形態に係る波長変換装置６０２における第１冷却装置６５の構成について、図７および図８を参照して説明する。図７は、第２実施形態に係る第１冷却装置６５の構成を示す斜視図である。図８は、第１冷却装置６５の構成を示す断面模式図である。なお、図８では、図７に示した分断面ＶＬ２を－Ｙ方向から見た断面を示している。

第１冷却装置６５は、図７に示すように、傾斜面６５９を有している。本実施形態の第１冷却装置６５は、第１実施形態の第１冷却装置６４に対して、第１冷却装置の筐体が傾斜面６５９を有する点が異なっている。

第１冷却装置６５は、図８に示すように、傾斜面６５９を有し、内部に傾斜面６５９の形状に沿った形状の空間６５１を有している。空間６５１には、作動流体が封入されている。第１冷却装置６５は、空間６５１内に、蒸発部６５２および凝縮部６５６を有している。空間６５１の外縁側に配置された蒸発部６５２には、液体保持部６５４が設けられている。凝縮部６５６は、空間６５１の回転軸Ｒｘ側の領域を含む。作動流体としては、第１実施形態と同様な物質が採用可能である。液体保持部６５４には、第１実施形態と同様な構成が採用可能である。

ここで、回転軸Ｒｘに沿い、第１面６１１Ａから第２面６１１Ｂに向かう方向を第１方向とすると、第１方向は＋Ｘ方向となる。傾斜面６５９は、＋Ｘ方向に位置する部位において、外縁側から回転軸Ｒｘ側に向かうに従って＋Ｘ方向に沿う空間６５１の長さが大きくなるように傾斜している。

詳しくは、傾斜面６５９によって、空間６５１は、ＸＺ平面に沿う断面形状が略台形に形成されている。上記略台形の対向する１対の底辺のうち、支持体６１１に接する下底の長さは上底の長さより大きい。そのため、空間６５１は、液体保持部６５４が設けられる外縁側の領域が狭く、凝縮部６５６を含む、回転軸Ｒｘ側の領域が広い。

なお、波長変換装置６０２の第１冷却装置６５は、図示しない冷却フィンを有してもよい。この場合、冷却フィンによって第１冷却装置６５の凝縮部６５６からの放熱が促進されて、第１冷却装置６５の冷却効率をより一層高めることができる。冷却フィンは、第１冷却装置６５と別体で、第１冷却装置６５に取り付けられてもよいし、第１冷却装置６５と一体で構成されていてもよい。

以上に述べたように、第２実施形態に係る波長変換装置６０２によれば、第１実施形態における効果に加えて、以下の効果を得ることができる。

空間６５１において、回転軸Ｒｘ側の領域に対して、外縁側の領域が狭く形成される。そのため、液体保持部６５４を含む蒸発部６５２に対して凝縮部６５６が広くなり、気相の作動流体が凝縮しやすくなる。つまり、気相の作動流体が放熱しやすくなる。また、気相の作動流体から変化した液相の作動流体が、遠心力によって傾斜面６５９を伝わって液体保持部６５４へ移動しやすくなる。これらによって、第１冷却装置６５の冷却効率をさらに高めることができる。

３．第３実施形態
本実施形態では、プロジェクター１の照明装置４１に備わる波長変換装置６０３について、図面を参照して説明する。本実施形態に係る波長変換装置６０３は、第１実施形態の波長変換装置６に対して、第１冷却装置の形態を異ならせたものである。そのため、第１実施形態と同一の構成部位については、同一の符号を使用し、重複する説明は省略する。

３．１．第１冷却装置の構成
本実施形態に係る波長変換装置６０３における第１冷却装置６６の構成について、図９および図１０を参照して説明する。図９は、第３実施形態に係る第１冷却装置６６の構成を示す斜視図である。図１０は、第１冷却装置６６の構成を示す断面模式図である。なお、図１０では、図９に示した分断面ＶＬ３を－Ｙ方向から見た断面を示している。

第１冷却装置６６は、図９に示すように、複数のフィン６６７ａ，６６７ｂ，６６７ｃ，６６７ｄを有している。ここで、以下、複数のフィン６６７ａ，６６７ｂ，６６７ｃ，６６７ｄを単に複数のフィン６６７ともいう。複数のフィン６６７には、複数の溝６６９が設けられている。本実施形態の第１冷却装置６６は、第１実施形態の第１冷却装置６４に対して、複数のフィン６６７を有し、複数のフィン６６７に複数の溝６６９が設けられている点が異なっている。

ここで、回転軸Ｒｘに沿い、第１面６１１Ａから第２面６１１Ｂに向かう方向を第１方向とすると、第１方向は＋Ｘ方向となる。複数のフィン６６７は、第１冷却装置６６における＋Ｘ方向に位置する部位に配置されている。換言すれば、複数のフィン６６７は、＋Ｘ方向側に設けられ、かつ、支持体６１１の回転方向に沿って配置されている。詳しくは、＋Ｘ方向からの平面視にて、支持体６１１の外縁に沿って、略円状にフィン６６７ｄが配置される。フィン６６７ｄの回転軸Ｒｘ側である内側に略円状にフィン６６７ｃが配置され、フィン６６７ｃの内側に略円状にフィン６６７ｂが配置され、フィン６６７ｂの内側に略円状にフィン６６７ａが配置される。すなわち、支持体６１１の外縁から回転軸Ｒｘに向かって、フィン６６７ｄからフィン６６７ａが順番に配置される。

複数のフィン６６７には、複数のフィン６６７のそれぞれを分割するように、複数の溝６６９が設けられている。複数の溝６６９は、第１冷却装置６６における、支持体６１１の回転軸Ｒｘ側から支持体６１１の外縁側に向かって放射状に１２個形成されている。複数の溝６６９は、＋Ｘ方向からの平面視にて、回転軸Ｒｘと支持体６１１の外縁とを結ぶ直線、換言すれば支持体６１１の外縁の法線に対して湾曲している。

複数の溝６６９の湾曲は、＋Ｘ方向からの平面視にて支持体６１１が反時計回りに回動すると、回転装置６３側から支持体６１１の外縁側へ、複数の溝６６９を通って空気が流れて排出されるように設計されている。これにより、熱せられた空気が回転装置６３に向かって流れにくくなり、回転装置６３の過熱を抑えることができる。なお、複数の溝６６９の湾曲は、支持体６１１の回動する方向に応じて設計されればよく、上記に限定されない。また、複数のフィン６６７および複数の溝６６９の個数は上記に限定されない。

第１冷却装置６６は、図１０に示すように、複数のフィン６６７の形状に沿った形状の空間６６１を有している。空間６６１には、作動流体が封入されている。第１冷却装置６６は、空間６６１内に、蒸発部６６２および凝縮部６６６を有している。空間６６１の外縁側に配置された蒸発部６６２には、液体保持部６６４が設けられている。凝縮部６６６は、空間６６１の回転軸Ｒｘ側の領域を含む。作動流体としては、第１実施形態と同様な物質が採用可能である。液体保持部６６４には、第１実施形態と同様な構成が採用可能である。

複数のフィン６６７のそれぞれは、＋Ｘ方向側が尖った形状に形成されている。複数のフィン６６７が複数の溝６６９によって分割されるのに対して、空間６６１は、複数の溝６６９によって分割されずに連通している。

なお、波長変換装置６０３の第１冷却装置６６は、図示しない冷却フィンを有してもよい。この場合、冷却フィンによって第１冷却装置６６の凝縮部６６６からの放熱が促進されて、第１冷却装置６６の冷却効率をより一層高めることができる。冷却フィンは、第１冷却装置６６と別体で、第１冷却装置６６に取り付けられてもよいし、第１冷却装置６６と一体で構成されていてもよい。

以上に述べたように、第３実施形態に係る波長変換装置６０３によれば、第１実施形態における効果に加えて、以下の効果を得ることができる。

支持体６１１の回転によって生じた遠心力によって、液相の作動流体が複数のフィン６６７側の空間６６１の内面を伝わって液体保持部６６４へ移動しやすくなる。また、複数の溝６６９によって、複数のフィン６６７が分割されて複数のフィン６６７の表面積が拡大されると共に、支持体６１１の回転によって複数の溝６６９に空気が流れやすくなる。そのため、第１冷却装置６６からの放熱が促進される。これらによって、第１冷却装置６６の冷却効率をさらに高めることができる。

４．第４実施形態
本実施形態では、プロジェクター１の照明装置４１に備わる波長変換装置６０４について、図面を参照して説明する。本実施形態に係る波長変換装置６０４は、第１実施形態の波長変換装置６に対して、第１冷却装置の形態を異ならせたものである。そのため、第１実施形態と同一の構成部位については、同一の符号を使用し、重複する説明は省略する。

４．１．第１冷却装置の構成
本実施形態に係る波長変換装置６０４における、複数の第１冷却装置６７ａの構成について、図１１を参照して説明する。図１１は、第４実施形態に係る第１冷却装置６７ａの構成を示す斜視図である。

第１冷却装置６７ａは、図１１に示すように、回転方向に並んで複数設けられている。複数の第１冷却装置６７ａは、それぞれ支持体６１１の回転軸Ｒｘ側から、支持体６１１の外縁側に延出している。詳しくは、波長変換装置６０４では、支持体６１１の第２面６１１Ｂにおいて、支持体６１１の回転軸Ｒｘ側から支持体６１１の外縁側に向かって放射状に、８個の第１冷却装置６７ａが配置される。各第１冷却装置６７ａは、内部に作動流体が封入された、図示しない空間を有し、波長変換装置６０４を冷却する。第１冷却装置６７ａでは、第１実施形態の第１冷却装置６４に替えて、略棒状のヒートパイプが採用されている。なお、第１冷却装置６７ａの個数は８個に限定されない。

第１冷却装置６７ａは、押圧加工によって±Ｘ方向がつぶされて、ＹＺ平面に沿う面が扁平に成形されている。そのため、押圧加工が施されていない場合と比べて、第１冷却装置６７ａと支持体６１１の第２面６１１Ｂとの接触面積が増大する。これにより、支持体６１１と第１冷却装置６７ａとの間で、熱の授受を促進することができる。なお、第１冷却装置６７ａにおける押圧加工は必須ではなく、支持体６１１と第１冷却装置６７ａとの間で、熱の授受が十分に成される場合は押圧加工を省略してもよい。

第１冷却装置６７ａの形成材料には、熱伝導性を有する、例えば銅などの金属が採用される。第１冷却装置６７ａの空間には、減圧状態で作動流体が封入されている。そのため、作動流体は大気圧下と比べて低い沸点で蒸発する。作動流体としては水が採用可能である。なお、第１冷却装置６７ａには、公知のヒートパイプが採用可能である。

第１冷却装置６７ａは、図示を省略するが、内部の空間に蒸発部および凝縮部を有している。空間の外縁側に蒸発部が配置され、空間の回転軸Ｒｘ側に凝縮部が配置される。蒸発部は液体保持部を有している。液体保持部は、波長変換素子６１と対応する位置に配置されている。すなわち、第１冷却装置６７ａの蒸発部は、第１面６１１Ａの図示しない波長変換素子６１と対応する部位に配置される。そのため、波長変換素子６１の熱が、支持体６１１を介して蒸発部に伝達される。この熱によって、蒸発部の主に液体保持部にて液相の作動流体が蒸発して、液相の作動流体が気相の作動流体に変化する。このとき、液相の作動流体の気化熱によって、支持体６１１を介して波長変換素子６１が吸熱されて冷却される。

液相から気相に変化した作動流体は、主に回転軸Ｒｘ側へ移動して凝縮部に到達する。凝縮部は、気相の作動流体を凝縮させて、気相の作動流体から液相の作動流体に変化させる。このとき、気相の作動流体は放熱して凝縮する。気相の作動流体から放出された熱は、凝縮部から第１冷却装置６７ａの外部に放出される。

気相から液相に変化した作動流体は、主に蒸発部へ移動する。第１冷却装置６７ａの稼働時には、回転装置６３が支持体６１１を回動させているため、支持体６１１の外縁側へ遠心力が生じている。これにより、気相から液相に変化した作動流体には、該遠心力が作用して上記外縁側への移動が促進される。このように、各第１冷却装置６７ａは、作動流体の蒸発と凝縮とを連続的かつ繰り返し発現させることにより、熱の輸送による冷却を可能とする。

なお、本実施形態では、＋Ｘ方向からの平面視にて、略棒状の各第１冷却装置６７ａにおける長さ方向が、支持体６１１の外縁の法線と一致するように配置したが、これに限定されない。略棒状の各第１冷却装置６７ａにおける長さ方向は、上記法線と交差するように配置されてもよい。

なお、波長変換装置６０４の複数の第１冷却装置６７ａは、それぞれ図示しない冷却フィンを有してもよい。この場合、冷却フィンによって複数の第１冷却装置６７ａの各々の各凝縮部からの放熱が促進されて、複数の第１冷却装置６７ａの冷却効率をより一層高めることができる。冷却フィンは、複数の第１冷却装置６７ａの各々と別体で、各第１冷却装置６７ａに取り付けられてもよいし、複数の第１冷却装置６７ａの各々と一体で構成されていてもよい。

以上に述べたように、第４実施形態に係る波長変換装置６０４によれば、第１実施形態における効果に加えて、以下の効果を得ることができる。

波長変換素子６１に対する冷却効率を向上させると共に、第１冷却装置６７ａを小型化することができる。

５．第５実施形態
本実施形態では、プロジェクター１の照明装置４１に備わる波長変換装置６０５について、図面を参照して説明する。本実施形態に係る波長変換装置６０５は、第４実施形態の波長変換装置６０４に対して、第１冷却装置の形態を異ならせたものである。そのため、第４実施形態と同一の構成部位については、同一の符号を使用し、重複する説明は省略する。

５．１．第１冷却装置の構成
本実施形態に係る波長変換装置６０５における、複数の第１冷却装置６７ｂの構成について、図１２を参照して説明する。図１２は、第５実施形態に係る第１冷却装置６７ｂの構成を示す斜視図である。

波長変換装置６０５は、図１２に示すように、複数の第１冷却装置６７ｂを有している。＋Ｘ方向からの平面視にて、複数の第１冷却装置６７ｂの各々は屈曲している。詳しくは、波長変換装置６０５では、支持体６１１の第２面６１１Ｂにおいて、支持体６１１の回転軸Ｒｘ側から支持体６１１の外縁側に向かって放射状に、８個の第１冷却装置６７ｂが配置される。第１冷却装置６７ｂでは、第４実施形態の第１冷却装置６７ａに替えて、屈曲加工が施されたヒートパイプが採用されている。また、各第１冷却装置６７ｂは、上述した押圧加工によって±Ｘ方向が扁平に成形されている。

第１冷却装置６７ｂは、内部に作動流体が封入された、図示しない空間を有し、波長変換装置６０５を冷却する。なお、第１冷却装置６７ｂの個数は８個に限定されない。第１冷却装置６７ｂの形成材料には、熱伝導性を有する、例えば銅などの金属が採用される。第１冷却装置６７ｂの空間には、減圧状態で作動流体が封入されている。そのため、作動流体は、大気圧下と比べて低い沸点で蒸発する。作動流体としては水が採用可能である。なお、第１冷却装置６７ｂには、公知のヒートパイプが採用可能である。

第１冷却装置６７ｂは、図示を省略するが、内部の空間に蒸発部および凝縮部を有している。蒸発部は、液体保持部を有している。空間の外縁側に蒸発部が配置され、空間の回転軸Ｒｘ側に凝縮部が配置される。

上記屈曲加工によって、各第１冷却装置６７ｂはＹＺ平面に沿う面内で屈曲され、＋Ｘ方向から透視した場合に、第１面６１１Ａの波長変換素子６１と、各第１冷却装置６７ｂにおける外縁側の部位とが斜めに交差する。これにより、波長変換素子６１の熱が各第１冷却装置６７ｂの各蒸発部へ伝達されやすくなる。なお、波長変換装置６０５は、＋Ｘ方向からの平面視にて、支持体６１１を時計回りに回動させて用いる。

なお、第１冷却装置６７ｂにおける押圧加工は必須ではなく、支持体６１１と各第１冷却装置６７ｂとの間で、熱の授受が十分に成される場合は押圧加工を省略してもよい。

以上に述べたように、第５実施形態に係る波長変換装置６０５によれば、第４実施形態の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。

波長変換装置６０５を＋Ｘ方向から平面視した場合に、第４実施形態の第１冷却装置６７ａと比較して、波長変換素子６１と複数の第１冷却装置６７ｂとが重なる領域が拡大される。すなわち、波長変換素子６１の熱を第１冷却装置６７ｂに伝達しやすくすることができる。

なお、波長変換装置６０５の複数の第１冷却装置６７ｂは、それぞれ図示しない冷却フィンを有してもよい。この場合、冷却フィンによって複数の第１冷却装置６７ｂの各々の各凝縮部からの放熱が促進されて、複数の第１冷却装置６７ｂの冷却効率をより一層高めることができる。冷却フィンは、複数の第１冷却装置６７ｂの各々と別体で、各第１冷却装置６７ｂに取り付けられてもよいし、複数の第１冷却装置６７ｂの各々と一体で構成されていてもよい。

６．第６実施形態
本実施形態では、プロジェクター１の照明装置４１に備わる波長変換装置６０６について、図面を参照して説明する。本実施形態に係る波長変換装置６０６は、第５実施形態の波長変換装置６０５に対して、第１冷却装置の設置姿勢を異ならせたものである。そのため、第５実施形態と同一の構成部位については、同一の符号を使用し、重複する説明は省略する。

６．１．第１冷却装置の構成
本実施形態に係る波長変換装置６０６における、複数の第１冷却装置６７ｃの構成について、図１３を参照して説明する。図１３は、第６実施形態に係る第１冷却装置６７ｃの構成を示す斜視図である。

波長変換装置６０６は、図１３に示すように、複数の第１冷却装置６７ｃを有している。複数の第１冷却装置６７ｃの回転軸Ｒｘ側の端部は、支持体６１１の第２面６１１Ｂから＋Ｘ方向に離間する方向に屈曲している。詳しくは、第１冷却装置６７ｃでは、第５実施形態の第１冷却装置６７ｂと同一のものが用いられ、扁平な面に対する側面が第２面６１１Ｂと接する姿勢で設置される。したがって、第１冷却装置６７ｃは、第１冷却装置６７ｃの外縁側で上記側面が第２面６１１Ｂと接触されることにより、第１冷却装置６７ｃの回転軸Ｒｘ側では端部が第２面６１１Ｂから離間する。この設置姿勢が第５実施形態とは異なっている。なお、波長変換装置６０６は、＋Ｘ方向からの平面視にて、支持体６１１を反時計回りに回動させて用いる。

なお、波長変換装置６０６の複数の第１冷却装置６７ｃは、それぞれ図示しない冷却フィンを有してもよい。この場合、冷却フィンによって複数の第１冷却装置６７ｃの各々の各凝縮部からの放熱が促進されて、複数の第１冷却装置６７ｃの冷却効率をより一層高めることができる。冷却フィンは、複数の第１冷却装置６７ｃの各々と別体で、各第１冷却装置６７ｃに取り付けられてもよいし、複数の第１冷却装置６７ｃの各々と一体で構成されていてもよい。

以上に述べたように、第６実施形態に係る波長変換装置６０６によれば、第５実施形態における効果に加えて、以下の効果を得ることができる。

回転軸Ｒｘ側における各第１冷却装置６７ｃの端部に支持体６１１から熱が伝播しにくくなる。そのため、第１冷却装置６７ｃの内部の空間における上記端部周辺では、気相の作動流体が液相の作動流体への変化が促進される。これにより、各第１冷却装置６７ｃの冷却効率をさらに高めることができる。

７．第７実施形態
本実施形態では、プロジェクター１の照明装置４１に備わる波長変換装置６０７について、図面を参照して説明する。本実施形態に係る波長変換装置６０７は、第５実施形態の波長変換装置６０５に対して、第１伝熱部材６７１および第２伝熱部材６７２を追加した構成である。そのため、第５実施形態と同一の構成部位については、同一の符号を使用し、重複する説明は省略する。

７．１．第１冷却装置の構成
本実施形態に係る波長変換装置６０７の構成について、図１４を参照して説明する。図１４は、第７実施形態に係る波長変換装置６０７の構成を示す斜視図である。

波長変換装置６０７は、図１４に示すように、第１伝熱部材６７１と第２伝熱部材６７２とを備えている。詳しくは、第１伝熱部材６７１および第２伝熱部材６７２は、複数の第１冷却装置６７ｂと第２面６１１Ｂとの間に環状に配置される。第１伝熱部材６７１および第２伝熱部材６７２はリング状であって、支持体６１１の回転軸Ｒｘに対して回転対称となるように配置される。第１伝熱部材６７１および第２伝熱部材６７２の形成材料には、熱伝導性を有する、例えば銅やアルミニウムなどの金属が採用される。第１伝熱部材６７１および第２伝熱部材６７２は、ろう付や接着剤などを用いて、支持体６１１および複数の第１冷却装置６７ｂに取り付けられる。

第１伝熱部材６７１は、各第１冷却装置６７ｂにおける、図示しない蒸発部に対応する位置に接続される。換言すれば、第１伝熱部材６７１は、各第１冷却装置６７ｂの外縁側に接続される。第２伝熱部材６７２は、各第１冷却装置６７ｂにおける回転軸Ｒｘ側の部位に接続される。すなわち、複数の第１冷却装置６７ｂは、支持体６１１の第２面６１１Ｂと直接接続されず、第１伝熱部材６７１および第２伝熱部材６７２を介して接続される。換言すると、複数の第１冷却装置６７ｂは、第１伝熱部材６７１および第２伝熱部材６７２に接続され、かつ、第１冷却装置６７ｂと第２面６１１Ｂとの間に隙間を空けて配置されている。ここで、波長変換装置６０７を組み立てる際に、まず第１伝熱部材６７１および第２伝熱部材６７２に複数の第１冷却装置６７ｂを取り付けてサブユニットとした後、支持体６１１に取り付けると、組み立て性を向上させることができる。

なお、図示を省略するが、波長変換装置６０７は、第２伝熱部材６７２に配置された冷却フィンをさらに備えていてもよい。

また、波長変換装置６０７の複数の第１冷却装置６７ｂは、第５実施形態の波長変換装置６０５と同様に、それぞれ図示しない冷却フィンを有してもよい。この場合、冷却フィンによって複数の第１冷却装置６７ｂの各々の各凝縮部からの放熱が促進されて、複数の第１冷却装置６７ｂの冷却効率をより一層高めることができる。

以上に述べたように、第７実施形態に係る波長変換装置６０７によれば、第５実施形態における効果に加えて、以下の効果を得ることができる。

複数の第１冷却装置６７ｂが有する各々の蒸発部の間で、熱の分布の偏りが低減される。また、複数の第１冷却装置６７ｂが有する各々の凝縮部の間でも、熱の分布の偏りが低減される。そのため、複数の第１冷却装置６７ｂが均等に作動しやすくなり、波長変換素子６１に対する冷却効率をさらに向上させることができる。

第２伝熱部材６７２に冷却フィンが配置されると、冷却フィンによって複数の第１冷却装置６７ｂの各々の各凝縮部からの放熱が促進されて、複数の第１冷却装置６７ｂの冷却効率をさらに高めることができる。

８．第８実施形態
本実施形態では、プロジェクター１の照明装置４１に備わる波長変換装置６０８ａについて、図面を参照して説明する。本実施形態に係る波長変換装置６０８ａは、第１実施形態の第１冷却装置６４に対して、冷却フィン６８０を追加した構成である。そのため、第１実施形態と同一の構成部位については、同一の符号を使用し、重複する説明は省略する。

８．１．第１冷却装置の構成
本実施形態に係る波長変換装置６０８ａにおける第１冷却装置６８の構成について、図１５および図１６を参照して説明する。図１５は、第８実施形態に係る第１冷却装置６８の構成を示す斜視図である。図１６は、第１冷却装置６８の構成を示す断面模式図である。なお、図１６は、図１５に示した分断面ＶＬ４を－Ｙ方向から見た断面を示している。

波長変換装置６０８ａは、図１５および図１６に示すように、第１冷却装置６８を備えている。第１冷却装置６８は、内部に作動流体が封入された空間６８１、および複数の冷却フィン６８０を有している。複数の冷却フィン６８０は、第１冷却装置６８の＋Ｘ方向側に設けられている。

複数の冷却フィン６８０は、図１５に示すように、支持体６１１の回転軸Ｒｘ側から支持体６１１の外縁側に向かって、回転装置６３の外周側において放射状に１２個形成されている。複数の冷却フィン６８０の各々は、＋Ｘ方向からの平面視にて、支持体６１１の外縁の法線と交差するように斜めに配置される。

複数の冷却フィン６８０は、＋Ｘ方向からの平面視にて支持体６１１が反時計回りに回動すると、回転装置６３側から支持体６１１の外縁側へ、複数の冷却フィン６８０によって空気が流れて排出されるように設計されている。これにより、熱せられた空気が回転装置６３へ流れにくくなり、回転装置６３の過熱を抑えることができる。なお、複数の冷却フィン６８０の配置は、支持体６１１の回動する方向に応じて設計されればよく、上記に限定されない。また、複数の冷却フィン６８０の個数は上記に限定されない。

第１冷却装置６８は、図１６に示すように、内部に空間６８１を有している。空間６８１は、ＸＺ平面に沿う断面が略矩形状であって、長手方向が支持体６１１に接して配置される。空間６８１は、リング状に連通した空間であって、第１冷却装置６８は、空間６８１内に、蒸発部６８２および凝縮部６８６を有している。空間６８１の外縁側に配置された蒸発部６８２には、液体保持部６８４が設けられている。凝縮部６８６は、空間６８１の回転軸Ｒｘ側の領域を含む。そのため、複数の冷却フィン６８０によって、回転装置６３側から支持体６１１の外縁側へ空気が排出されると、回転装置６３側が冷却されて凝縮部６８６における放熱が促進される。作動流体としては、第１実施形態と同様な物質が採用可能である。液体保持部６８４には、第１実施形態と同様な構成が採用可能である。

複数の冷却フィン６８０は、断面形状が湾曲し、支持体６１１の回動時に排出する空気の量が多くなるように設計されている。このような複数の冷却フィン６８０の形状は、第１冷却装置６８の本体に対するスカイブ加工によって形成することが可能である。

ここで、第８実施形態における波長変換装置６０８ａの別の構成である波長変換装置６０８ｂについて、図１７を参照して説明する。図１７は、第１冷却装置６８の別の構成を示す斜視図である。

第８実施形態に係る波長変換装置６０８ｂは、上述した波長変換装置６０８ａに対して、第１冷却装置６８にリングを取り付けた点が異なっている。そのため、波長変換装置６０８ａと同一の構成部位については、同一の符号を使用し、重複する説明は省略する。

波長変換装置６０８ｂでは、図１７に示すように、第１冷却装置６８に平板上のリング６８９が取り付けられている。詳しくは、リング６８９は、複数の冷却フィン６８０の＋Ｘ方向側に配置される。＋Ｘ方向からの平面視にて、リング６８９の外縁は、支持体６１１の外縁と略重なっている。リング６８９内側である回転装置６３側では、回転装置６３と複数の冷却フィン６８０の一部とが＋Ｘ方向側に露出している。

これによって、支持体６１１が回動する際に、回転装置６３側から排出される空気の流れが整って、空気の排出が促進される。

以上に述べたように、第８実施形態に係る波長変換装置６０８ａ，６０８ｂによれば、第１実施形態における効果に加えて、以下の効果を得ることができる。

複数の冷却フィン６８０によって第１冷却装置６８の凝縮部６８６からの放熱が促進されて、第１冷却装置６８の冷却効率をさらに高めることができる。

第１冷却装置６８にリング６８９を取り付けることにより、回転装置６３側からの空気の排出が促進されて、第１冷却装置６８の冷却効率を一層高めることができる。

９．第９実施形態
本実施形態では、プロジェクター１の照明装置４１に備わる波長変換装置６０９について、図面を参照して説明する。本実施形態に係る波長変換装置６０９は、第１実施形態の第１冷却装置６４に対して、第２冷却装置６９を追加した構成である。そのため、第１実施形態と同一の構成部位については、同一の符号を使用し、重複する説明は省略する。

９．１．波長変換装置の構成
本実施形態に係る波長変換装置６０９の構成について、図１８、図１９および図２０を参照して説明する。図１８および図１９は、第９実施形態に係る波長変換装置６０９の構成を示す斜視図である。図２０は、波長変換装置６０９の構成を示す断面模式図である。なお、図２０は、図１８および図１９に示した分断面ＶＬ５を－Ｙ方向から見た断面を示している。

波長変換装置６０９は、図１８および図１９に示すように、第１面６１１Ａに設けられた第２冷却装置６９をさらに備えている。第２冷却装置６９は、波長変換素子６１に対して回転軸Ｒｘ側に環状に配置される。第２冷却装置６９は、－Ｘ方向からの平面視でリング状を成している。第２冷却装置６９は、波長変換素子６１および第１冷却装置６４と同様に、回転軸Ｒｘに対して回転対称となるように支持体６１１の第１面６１１Ａに配置される。

第２冷却装置６９は、筐体の内部に作動流体が封入された空間６９１を有し、第１冷却装置６４から熱を受ける。第２冷却装置６９は、図２０に示すように、空間６９１内に、液体保持部６９４を含む蒸発部６９２と凝縮部６９６とを有している。第２冷却装置６９は、蒸発部６９２が第１冷却装置６４の回転軸側の部位に対応するように配置されている。換言すれば、第２冷却装置６９の液体保持部６９４は、第１冷却装置６４の液体保持部６４４が配置された部位と±Ｘ方向において重ならない部位に配置されている。

空間６９１は、略円盤状の支持体６１１の外縁側から回転軸Ｒｘ側に延出している。空間６９１のＸＺ平面に沿う断面形状は、図２０では±Ｚ方向の寸法が相対的に大きい略矩形状である。図示を省略するが、空間６４１は、リング状の第２冷却装置６９の外形に沿って、リング状に連通して設けられている。第２冷却装置６９には、第１冷却装置６４と同様な形成材料が採用される。

空間６９１には、減圧状態で作動流体が封入されている。そのため、作動流体は、大気圧下と比べて低い沸点で蒸発する。作動流体としては水が採用可能である。

蒸発部６９２は、波長変換素子６１から第１冷却装置６４を介して伝達される熱によって液相の作動流体を蒸発させて、液相の作動流体を気相の作動流体に変化させる。蒸発部６９２は、液相の作動流体を保持する液体保持部６９４を有し、当該液体保持部６９４が配置された領域を含む部位である。凝縮部６９６は、気相の作動流体を凝縮させて、気相の作動流体から液相の作動流体に変化させる。凝縮部６９６は、空間６９１において回転軸Ｒｘ側の領域を含む。

液体保持部６９４は、リング状の外形を有している。液体保持部６９４には、液相の作動流体が浸透して保持される。そのため、液体保持部６９４には、液相の作動流体が浸透するように、複数の孔を有する多孔質体や繊維の成形体が採用される。液体保持部６９４には、第１冷却装置６４の液体保持部６４４と同様な構成が採用可能である。

なお、液体保持部６９４を除き、蒸発部６９２の部位と凝縮部６９６の部位とは、第２冷却装置６９の稼働状態などによってその位置が変化する。また、本実施形態では、液体保持部６９４の配置を、空間６９１内における＋Ｘ方向側の壁面のみとしたが、液体保持部６９４の配置はこれに限定されない。

これらの構成により、波長変換素子６１から第１冷却装置６４に伝達された熱Ｈ１は、第１冷却装置６４の凝縮部６４６で放出された後、熱Ｈ３として支持体６１１を介して第２冷却装置６９に伝達される。また、波長変換素子６１の熱の一部は、熱Ｈ２として支持体６１１を介して直接的に第２冷却装置６９へ伝達される。

第２冷却装置６９に伝達された熱Ｈ２，Ｈ３は、空間６９１内の蒸発部６９２に伝達される。蒸発部６９２は、波長変換素子６１から伝達される熱Ｈ２，Ｈ３によって、液体保持部６９４に保持された液相の作動流体を蒸発させて、液相の作動流体を気相の作動流体に変化させる。このとき、空間６９１内の液相の作動流体の気化熱によって、熱Ｈ２，Ｈ３が吸収される。これによって、第１冷却装置６４の凝縮部６４６における放熱が促進されることに加えて、支持体６１１を介して直接的に波長変換素子６１が冷却される。

液相から気相に変化した作動流体は、波長変換素子６１からの熱Ｈ２，Ｈ３を保持して、主に流れＧ３として－Ｚ方向へ移動して凝縮部６９６に到達する。凝縮部６９６は、気相の作動流体を凝縮させて、気相の作動流体から液相の作動流体に変化させる。このとき、気相の作動流体は放熱して凝縮する。気相の作動流体から放出された熱は、凝縮部６９６から第２冷却装置６９の外部に放出される。

気相から液相に変化した作動流体は、主に流れＬ３として、支持体６１１の外縁側、つまり図２０では＋Ｚ方向の蒸発部６９２へ移動する。第２冷却装置６９の稼働時には、回転装置６３が支持体６１１を回動させているため、支持体６１１の外縁側へ、換言すれば図２０では＋Ｚ方向へ遠心力が生じている。これにより、気相から液相に変化した作動流体には、該遠心力が作用して＋Ｚ方向への移動が促進される。蒸発部６９２に移動した液相の作動流体は、液体保持部６９４に保持される。このように、第２冷却装置６９は、第１冷却装置６４と同様に所謂ベーパーチャンバーであって、作動流体の蒸発と凝縮とを連続的かつ繰り返し発現させることにより、熱の輸送による冷却を可能とする。

ここで、流れＧ３，Ｌ３は、作動流体の主たる動線を示したものであり、作動流体の流れはこれに限定されない。例えば、液体保持部６９４で発生した気相の作動流体は、空間６９１における、液体保持部６９４と±Ｘ方向に対向する内壁で凝縮してもよい。

なお、液体保持部６９４は、第１冷却装置６４の液体保持部６４４と同様に、空間６９１において回転軸Ｒｘ側の端部には設けられていない。また、液体保持部６９４は、空間６９１において－Ｘ方向側の内壁にも設けられていない。さらに、液体保持部６９４は、空間６９１における＋Ｘ方向側の内壁において、回転軸Ｒｘ側の端部から第２冷却装置６９の±Ｚ方向の略中間の部分までの間にも設けられていない。波長変換装置６０９の回転により外縁側に向かう遠心力が生じ、この遠心力により、気相から液相に変化した作動流体が外縁側に位置する蒸発部６９２に向かって、すなわち液体保持部６９４に向かって移動する。このとき、液相の作動流体が遠心力を受けて移動する経路において液体保持部が存在しないため、当該経路に液体保持部が存在する場合と比較して、蒸発部６９２の液体保持部６９４へ液相の作動流体をより速やかに移動させることができる。したがって、第２冷却装置６９において、作動流体の気相から液相、さらに気相への変化のサイクルが効率よく進行することにより、波長変換素子６１に対する第１冷却装置６４の冷却効率をより一層向上させることができる。

また、本実施形態の波長変換装置６０９では、第１冷却装置６４および第２冷却装置６９のうち少なくとも一方は、冷却フィンを有していてもよい。冷却フィンによって、波長変換素子６１に対する冷却効率を一層向上させることができる。該冷却フィンとしては、第８実施形態における複数の冷却フィン６８０が挙げられる。

以上に述べたように、第９実施形態に係る波長変換装置６０９によれば、第１実施形態における効果に加えて、以下の効果を得ることができる。

第２冷却装置６９によって、波長変換素子６１に対する冷却効率をさらに向上させることができる。詳しくは、第１冷却装置６４の凝縮部６４６からの熱Ｈ３が、第２冷却装置６９の蒸発部６９２に伝達されやすくなる。そのため、第１冷却装置６４の凝縮部６４６からの放熱が促進されて、第１冷却装置６４の冷却効率をさらに高めることができる。

波長変換素子６１から第２冷却装置６９へ、第１冷却装置６４を介さずに直接的に熱Ｈ２が伝達される。これにより、波長変換素子６１に対する冷却効率をさらに向上させることができる。

なお、本実施形態における波長変換装置６０９の第２冷却装置６９は、上述の各実施形態における波長変換装置に適用可能である。例えば、第１実施形態の波長変換装置６、第２実施形態の波長変換装置６０２、第３実施形態の波長変換装置６０３、第４実施形態の波長変換装置６０４、および第５実施形態の波長変換装置６０５は、本実施形態の第２冷却装置６９をさらに備えていてもよい。これにより、第１冷却装置の凝縮部からの放熱が促進されて、第１冷却装置の冷却効率をさらに高めることができる。

以下に、実施形態から導き出される内容を記載する。

波長変換装置は、回転装置と、第１面および第１面とは反対側に配置される第２面を有し、回転装置により回転される基材と、第１面に設けられ、入射する光の波長を変換する波長変換素子と、第２面に設けられ、内部に作動流体が封入された空間を有し、波長変換素子を冷却する第１冷却装置と、を備え、第１冷却装置は、波長変換素子に対応する位置に配置され、空間は、基材の外縁側から回転軸側に延出しており、第１冷却装置は、空間内に、波長変換素子から伝達される熱によって液相の作動流体を蒸発させて、液相の作動流体を気相の作動流体に変化させる蒸発部と、空間内に、気相の作動流体を凝縮させて、気相の作動流体から液相の作動流体に変化させる凝縮部と、を有し、蒸発部は、液相の作動流体を保持する液体保持部を有し、液体保持部は、空間において外縁側に設けられ、かつ、波長変換素子に対応する位置に配置されていることを特徴とする。

この構成によれば、波長変換装置を大型化させることなく、蛍光体である波長変換素子に対する冷却効率を、従来よりも向上させることができる。詳しくは、波長変換素子に対して、基材を挟んで対応する位置に第１冷却装置が設けられる。第１冷却装置では、液体保持部が波長変換素子に対応する位置に配置される。したがって、波長変換素子の熱は、主として液体保持部に伝達される。液体保持部には液相の作動流体が保持されるため、伝達された熱により液相の作動流体が蒸発して気相の作動流体となる。この際の液相の作動流体の気化熱によって、波長変換素子が吸熱されて冷却される。

第１冷却装置では、液体保持部で液相から気相に変化した作動流体が凝縮部に移動する。このとき、波長変換素子から伝達された熱も、気相の作動流体によって蒸発部から凝縮部へ伝達される。凝縮部では、気相の作動流体が熱を放出して凝縮し、気相の作動流体から液相の作動流体に変化する。そして、作動流体の凝縮によって放出された熱は、第１冷却装置から放出される。

第１冷却装置の空間が基材の外縁側から回転軸側に延出し、液体保持部は、空間の外縁側に設けられる。そのため、凝縮部のうち空間の回転軸側で凝縮した液相の作動流体は、基材の回転によって生じる遠心力により回転軸側から外縁側へ移動しやすくなる。すなわち、液相の作動流体は、気相の作動流体から変化した後、遠心力が作用しない場合と比べて、速やかに液体保持部へ還流される。したがって、作動流体の気相から液相、さらに気相への変化のサイクルが効率よく進行することにより、第１冷却装置の冷却効率が高まり、波長変換素子の冷却効率を向上させることができる。換言すれば、従来よりも波長変換素子に対する冷却効率を向上させた波長変換装置を提供することができる。

この構成によれば、第１冷却装置の形状が波長変換素子の形状に沿うため、波長変換素子の熱が第１冷却装置へ伝達されやすくなる。そのため、波長変換素子に対する冷却効率をさらに向上させることができる。

この構成によれば、第１冷却装置の空間の端部にて気相から液相に変化した作動流体が、基材の回転により生じる遠心力によって、波長変換素子に対応する位置へ移動しやすくなる。そのため、第１冷却装置における作動流体の気相から液相、さらに気相への変化のサイクルを、一層効率よく進行させることができる。

この構成によれば、空間において、基材の回転軸側に対して基材の外縁側が狭く形成される。そのため、液体保持部を含む蒸発部に対して凝縮部が広くなり、気相の作動流体が凝縮しやすくなる。つまり、気相の作動流体が放熱しやすくなる。また、気相の作動流体から変化した液相の作動流体が、傾斜面を伝わって液体保持部へ移動しやすくなる。これらによって、第１冷却装置の冷却効率をさらに高めることができる。

この構成によれば、基材の回転によって生じた遠心力によって、液相の作動流体がフィンの空間側の内面を伝わって液体保持部へ移動しやすくなる。また、溝によって、フィンが分割されてフィンの表面積が拡大されると共に、基材の回転によって溝に空気が流れやすくなる。そのため、第１冷却装置からの放熱が促進される。これらによって、第１冷却装置の冷却効率をさらに高めることができる。

この構成によれば、波長変換素子に対する冷却効率を向上させると共に、第１冷却装置を小型化することができる。

この構成によれば、波長変換装置を第１方向から平面視した場合に、波長変換素子と複数の第１冷却装置とが重なる領域が拡大される。すなわち、波長変換素子の熱を第１冷却装置に伝達しやすくすることができる。

この構成によれば、第１冷却装置の回転軸側の端部に基材から熱が伝播しにくくなる。そのため、第１冷却装置の空間における上記端部周辺では、気相の作動流体から液相の作動流体への変化が促進される。これにより、第１冷却装置の冷却効率をさらに高めることができる。

この構成によれば、複数の第１冷却装置が有する各々の蒸発部の間で、熱の分布の偏りが低減される。また、複数の第１冷却装置が有する各々の凝縮部の間でも、熱の分布の偏りが低減される。そのため、複数の第１冷却装置が均等に作動しやすくなり、波長変換素子に対する冷却効率をさらに向上させることができる。

この構成によれば、冷却フィンによって複数の第１冷却装置の各凝縮部からの放熱が促進されて、複数の第１冷却装置の冷却効率をさらに高めることができる。

この構成によれば、冷却フィンによって第１冷却装置の凝縮部からの放熱が促進されて、第１冷却装置の冷却効率をさらに高めることができる。

この構成によれば、第２冷却装置によって、波長変換素子に対する冷却効率をさらに向上させることができる。詳しくは、第１冷却装置の凝縮部からの熱が、第２冷却装置の蒸発部に伝達されやすくなる。そのため、第１冷却装置の凝縮部からの放熱が促進されて、第１冷却装置の冷却効率をさらに高めることができる。

この構成によれば、波長変換素子から第２冷却装置へ、第１冷却装置を介さずに直接的にも熱が伝達される。これにより、波長変換素子に対する冷却効率をさらに向上させることができる。

この構成によれば、冷却フィンによって、第１冷却装置および第２冷却装置のうち少なくとも一方の凝縮部からの放熱を促進させることができる。

照明装置は、第１波長帯を有する光を出射する光源と、光源から出射された光の波長を第１波長帯とは異なる第２波長帯に変換する、上記の波長変換装置と、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、照明装置において、光源から出射された光の波長の変換に伴う発熱に対して、冷却効率が向上し波長変換効率の低下を抑えることができる。

プロジェクターは、上記の照明装置と、照明装置から出射された光を変調する光変調装置と、光変調装置によって変調された光を投射する投射光学装置と、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、プロジェクターにおいて、波長変換効率の低下が抑えられて照明効率を安定させることができる。

この構成によれば、波長変換素子に対する冷却効率がさらに向上して、プロジェクターの照明効率をさらに安定させることができる。

１…プロジェクター、６，６０２，６０３，６０４，６０５，６０６，６０７，６０８ａ，６０８ｂ，６０９…波長変換装置、９…冷却ファン、４１…照明装置、４４，４４Ｂ，４４Ｇ，４４Ｒ…光変調装置、４６…投射光学装置、５１…光源としての光源部、６３…回転装置、６４，６５，６６，６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６８…第１冷却装置、６９…第２冷却装置、６１１…基材としての支持体、６１１Ａ…第１面、６１１Ｂ…第２面、６４１，６５１，６６１，６８１，６９１…空間、６４２，６５２，６６２，６８２，６９２…蒸発部、６４４，６５４，６６４，６８４，６９４…液体保持部、６４６，６５６，６６６，６８６，６９６…凝縮部、６５９…傾斜面、６６７…複数のフィン、６６７ａ，６６７ｂ，６６７ｃ，６６７ｄ…フィン、６６９…溝、６７１…第１伝熱部材、６７２…第２伝熱部材、６８０…冷却フィン、Ｒｘ…回転軸。

Claims

回転装置と、
第１面および前記第１面とは反対側に配置される第２面を有し、前記回転装置により回転される基材と、
前記第１面に設けられ、入射する光の波長を変換する波長変換素子と、
前記第２面に設けられ、内部に作動流体が封入された空間を有し、前記波長変換素子を冷却する第１冷却装置と、を備え、
前記第１冷却装置は、前記波長変換素子に対応する位置に配置され、
前記空間は、前記基材の外縁側から回転軸側に延出しており、
前記第１冷却装置は、
前記空間内に、前記波長変換素子から伝達される熱によって液相の前記作動流体を蒸発させて、液相の前記作動流体を気相の前記作動流体に変化させる蒸発部と、
前記空間内に、気相の前記作動流体を凝縮させて、気相の前記作動流体から液相の前記作動流体に変化させる凝縮部と、を有し、
前記蒸発部は、液相の前記作動流体を保持する液体保持部を有し、
前記液体保持部は、前記空間において前記外縁側に設けられ、かつ、前記波長変換素子に対応する位置に配置されてなり、
前記回転軸に沿い、前記第１面から前記第２面に向かう方向を第１方向としたとき、
前記第１冷却装置は、前記第１方向に位置する部位において、前記外縁側から前記回転軸側に向かうに従って前記第１方向に沿う前記空間の長さが大きくなるように傾斜している傾斜面を有することを特徴とする波長変換装置。
回転装置と、
第１面および前記第１面とは反対側に配置される第２面を有し、前記回転装置により回転される基材と、
前記第１面に設けられ、入射する光の波長を変換する波長変換素子と、
前記第２面に設けられ、内部に作動流体が封入された空間を有し、前記波長変換素子を冷却する第１冷却装置と、を備え、
前記第１冷却装置は、前記波長変換素子に対応する位置に配置され、
前記空間は、前記基材の外縁側から回転軸側に延出しており、
前記第１冷却装置は、
前記空間内に、前記波長変換素子から伝達される熱によって液相の前記作動流体を蒸発させて、液相の前記作動流体を気相の前記作動流体に変化させる蒸発部と、
前記空間内に、気相の前記作動流体を凝縮させて、気相の前記作動流体から液相の前記作動流体に変化させる凝縮部と、を有し、
前記蒸発部は、液相の前記作動流体を保持する液体保持部を有し、
前記液体保持部は、前記空間において前記外縁側に設けられ、かつ、前記波長変換素子に対応する位置に配置されてなり、
前記回転軸に沿い、前記第１面から前記第２面に向かう方向を第１方向としたとき、
前記第１冷却装置は、前記第１方向に位置する部位において、前記基材の回転方向に沿って配置された複数のフィンを有し、
前記複数のフィンには、前記回転軸側から前記外縁側に向かって放射状に複数の溝が設けられていることを特徴とする波長変換装置。
回転装置と、
第１面および前記第１面とは反対側に配置される第２面を有し、前記回転装置により回転される基材と、
前記第１面に設けられ、入射する光の波長を変換する波長変換素子と、
前記第２面に設けられ、内部に作動流体が封入された空間を有し、前記波長変換素子を冷却する第１冷却装置と、を備え、
前記第１冷却装置は、前記波長変換素子に対応する位置に配置され、
前記空間は、前記基材の外縁側から回転軸側に延出しており、
前記第１冷却装置は、
前記空間内に、前記波長変換素子から伝達される熱によって液相の前記作動流体を蒸発させて、液相の前記作動流体を気相の前記作動流体に変化させる蒸発部と、
前記空間内に、気相の前記作動流体を凝縮させて、気相の前記作動流体から液相の前記作動流体に変化させる凝縮部と、を有し、
前記蒸発部は、液相の前記作動流体を保持する液体保持部を有し、
前記液体保持部は、前記空間において前記外縁側に設けられ、かつ、前記波長変換素子に対応する位置に配置されてなり、
前記第１冷却装置は複数設けられ、複数の前記第１冷却装置は、それぞれ前記回転軸側から前記外縁側に延出し、
前記複数の第１冷却装置の前記回転軸側の端部は、前記基材から離間する方向に屈曲していることを特徴とする波長変換装置。
回転装置と、
第１面および前記第１面とは反対側に配置される第２面を有し、前記回転装置により回転される基材と、
前記第１面に設けられ、入射する光の波長を変換する波長変換素子と、
前記第２面に設けられ、内部に作動流体が封入された空間を有し、前記波長変換素子を冷却する第１冷却装置と、を備え、
前記第１冷却装置は、前記波長変換素子に対応する位置に配置され、
前記空間は、前記基材の外縁側から回転軸側に延出しており、
前記第１冷却装置は、
前記空間内に、前記波長変換素子から伝達される熱によって液相の前記作動流体を蒸発させて、液相の前記作動流体を気相の前記作動流体に変化させる蒸発部と、
前記空間内に、気相の前記作動流体を凝縮させて、気相の前記作動流体から液相の前記作動流体に変化させる凝縮部と、を有し、
前記蒸発部は、液相の前記作動流体を保持する液体保持部を有し、
前記液体保持部は、前記空間において前記外縁側に設けられ、かつ、前記波長変換素子に対応する位置に配置されてなり、
前記第１冷却装置は複数設けられ、複数の前記第１冷却装置は、それぞれ前記回転軸側から前記外縁側に延出し、
前記複数の第１冷却装置における前記蒸発部に対応する位置に接続される第１伝熱部材と、
前記複数の第１冷却装置における前記回転軸側の部位に接続される第２伝熱部材と、をさらに備えることを特徴とする波長変換装置。
前記第２伝熱部材に配置された冷却フィンをさらに備えることを特徴とする、請求項４に記載の波長変換装置。
回転装置と、
第１面および前記第１面とは反対側に配置される第２面を有し、前記回転装置により回転される基材と、
前記第１面に設けられ、入射する光の波長を変換する波長変換素子と、
前記第２面に設けられ、内部に作動流体が封入された空間を有し、前記波長変換素子を冷却する第１冷却装置と、を備え、
前記第１冷却装置は、前記波長変換素子に対応する位置に配置され、
前記空間は、前記基材の外縁側から回転軸側に延出しており、
前記第１冷却装置は、
前記空間内に、前記波長変換素子から伝達される熱によって液相の前記作動流体を蒸発させて、液相の前記作動流体を気相の前記作動流体に変化させる蒸発部と、
前記空間内に、気相の前記作動流体を凝縮させて、気相の前記作動流体から液相の前記作動流体に変化させる凝縮部と、を有し、
前記蒸発部は、液相の前記作動流体を保持する液体保持部を有し、
前記液体保持部は、前記空間において前記外縁側に設けられ、かつ、前記波長変換素子に対応する位置に配置されてなり、
前記第１面に設けられた第２冷却装置をさらに備え、
前記第２冷却装置は、
内部に作動流体が封入された空間と、
前記空間内に、前記波長変換素子から伝達される熱によって液相の前記作動流体を蒸発させて、液相の前記作動流体を気相の前記作動流体に変化させる蒸発部と、
前記空間内に、気相の前記作動流体を凝縮させて、気相の前記作動流体から液相の前記作動流体に変化させる凝縮部と、を有し、
前記第２冷却装置は、前記第２冷却装置の前記蒸発部が前記第１冷却装置の前記回転軸側の部位に対応するように配置されていることを特徴とする波長変換装置。
前記第２冷却装置は、前記波長変換素子に対して前記回転軸側に配置されていることを特徴とする、請求項６に記載の波長変換装置。
前記第１冷却装置および前記第２冷却装置のうち少なくとも一方は、冷却フィンを有することを特徴とする、請求項６または請求項７に記載の波長変換装置。
前記第１冷却装置は、前記波長変換素子の形状に沿って設けられていることを特徴とする、請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の波長変換装置。
第１波長帯を有する光を出射する光源と、
前記光源から出射された前記光の波長を前記第１波長帯とは異なる第２波長帯に変換する、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の波長変換装置と、を備えることを特徴とする照明装置。
請求項１０に記載の照明装置と、
前記照明装置から出射された光を変調する光変調装置と、
前記光変調装置によって変調された光を投射する投射光学装置と、を備えることを特徴とするプロジェクター。
前記第１冷却装置に送風する冷却ファンをさらに備えることを特徴とする、請求項１１に記載のプロジェクター。