(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光体が含まれる蛍光体層を有する基板と、
前記基板を回転させる回転装置と、
前記基板に冷却気体を流通させる流通装置と、
前記基板及び前記流通装置を収容する筐体と、
前記冷却気体の熱を吸熱する吸熱装置と、
を備え、
前記流通装置により流通される前記冷却気体は、前記基板の回転軸に沿って前記基板を見た場合に、前記基板の周方向における一部において、前記基板の回転方向とは反対方向に流通し、
前記筐体は、前記流通装置により前記冷却気体が前記基板に流通する第１空間と、前記基板から放射状に送出される前記冷却気体が流通する第２空間とを隔てる隔壁を有し、
前記吸熱装置は、前記流通装置の吸気側に配置され、流通する前記冷却気体から受熱する受熱器を有し、
前記受熱器は、前記第１空間内の前記冷却気体が流通する第１流路と、前記第２空間内の前記冷却気体が流通する第２流路と、を有することを特徴とする波長変換装置。
【請求項２】
請求項１に記載の波長変換装置において、
前記流通装置は、シロッコファンであり、
前記シロッコファンは、前記シロッコファンの回転軸が前記基板の回転軸に沿うように、前記筐体内に配置されていることを特徴とする波長変換装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の波長変換装置において、
前記筐体は、前記回転軸に沿って前記基板を見た場合に、前記基板の外側に位置し、前記基板の回転時の周方向に沿う円弧状部を有することを特徴とする波長変換装置。
【請求項４】
請求項３に記載の波長変換装置において、
前記円弧状部は、前記筐体において、前記基板の前記一部に対向する位置に設けられていることを特徴とする波長変換装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載の波長変換装置において、
前記流通装置は、前記冷却気体を吐出する吐出口を有し、
前記吐出口は、前記回転軸に沿って前記基板を見た場合に、前記基板の中心を通りかつ前記円弧状部に交差する仮想線に対して、ずれて配置されていることを特徴とする波長変換装置。
【請求項６】
請求項５に記載の波長変換装置において、
前記筐体内に配置され、前記回転装置を前記筐体に取り付ける取付部材を有し、
前記基板は、前記流通装置から前記冷却気体が流通される面に、前記基板の中心側から外側に向けて延出する複数のフィンを有し、
前記取付部材は、前記回転軸に沿って前記基板を見た場合に、前記基板において前記複数のフィンより前記基板の中心側の位置に配置されることを特徴とする波長変換装置。
【請求項７】
請求項６に記載の波長変換装置において、
前記取付部材は、柱状に形成されていることを特徴とする波長変換装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の波長変換装置において、
前記筐体は、密閉筐体であることを特徴とする波長変換装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載の波長変換装置と、
前記波長変換装置に入射される光を出射する光源部と、
を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の照明装置と、
前記照明装置から出射された光を用いて画像を形成する画像形成装置と、
形成された前記画像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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長変換装置、照明装置及びプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源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等の被投射面上に拡大投射するプロジェクターが知られている。このようなプロジェクターとして、入射される励起光によって励起されて蛍光発光光を発する蛍光発光装置と、複数の冷却ファンと、を備えたプロジェクターが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１に記載のプロジェクターは、光源ユニット、表示素子及び投射光学系を備え、光源ユニットは、青色光源装置、蛍光発光装置及び赤色光源装置を有する。これらのうち、蛍光発光装置は、緑色蛍光体の層が形成された蛍光発光領域と、青色光源装置からの青色出射光を拡散して透過する拡散透過領域と、が円周方向に並設された蛍光ホイールを有する。そして、青色光源装置から出射された青色波長帯域のレーザー光の一部が蛍光発光領域に入射されることにより、緑色波長帯域の光線束（緑色光）が生成され、当該レーザー光の一部が拡散透過領域に入射されることにより、青色波長帯域の拡散透過光（青色光）が生成される。また、赤色光源装置から出射された赤色波長帯域の光（赤色光）は、ダイクロイックミラー等によって青色光及び緑色光の光路を辿り、これら色光が、上記表示素子に順次入射されることにより、画像が形成される。
【０００４】
なお、蛍光発光領域及び拡散透過領域には、青色光源装置から出射される高出力レーザー光が入射されることから、これら領域の温度は上昇する。この他、これら領域が並設された蛍光ホイールを回転させるホイールモーターも発熱源である。このため、上記特許文献１に記載のプロジェクターには、プロジェクターの外気を冷却風として直接吹き付ける冷却ファンが設けられており、当該冷却風により、蛍光ホイール及びホイールモーターを冷却している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−７５８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載のプロジェクターでは、冷却風は蛍光ホイールの回転軸に沿って流通するので、当該蛍光ホイールに吹き付けられた冷却風は拡散してしまう。このため、蛍光ホイールの熱、すなわち、蛍光発光領域にて生じた熱を冷却風に伝導しづらく、当該蛍光発光領域を冷却しづらいという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決することを目的としたものであり、冷却効率を向上できる波長変換装置、照明装置及びプロジェクターを提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１態様に係る波長変換装置は、蛍光体が含まれる蛍光体層を有する基板と、前記基板を回転させる回転装置と、前記基板に冷却気体を流通させる流通装置と、前記基板及び前記流通装置を収容する筐体と、を備え、前記流通装置により流通される前記冷却気体は、前記基板の回転軸に沿って当該基板を見た場合に、前記基板の周方向における一部において、当該一部での前記基板の回転方向とは反対方向に流通することを特徴とする。
【０００９】
上記第１態様によれば、基板の回転軸に沿って見た場合に、流通装置によって流通される冷却気体は、基板の周方向における一部において、当該一部での基板の回転方向とは反対方向に流通する。これによれば、基板の面に沿って冷却気体が流通するので、上記回転軸に沿って冷却気体が基板に吹き付けられる場合に比べて、冷却気体が基板の面と接触する時間を長くすることができる。この他、上記一部において基板の回転に抗する方向に冷却気体が流通するので、当該基板に対する冷却気体の相対的な流速を高めることができる。従って、基板を効率よく冷却できる。
【００１０】
上記第１態様では、前記筐体は、前記回転軸に沿って前記基板を見た場合に、前記基板の外側に位置し、前記基板の回転時の周方向に沿う円弧状部を有することが好ましい。
このような構成によれば、基板に流通される冷却気体を、円弧状部に沿って当該基板の周方向に流通させることができる。このため、当該基板の周方向における上記一部において、冷却気体の流通方向とは反対方向に基板を回転させることにより、基板の回転方向とは反対方向に冷却気体を確実に流通させることができる。従って、基板を確実に効率よく冷却できる。
【００１１】
上記第１態様では、前記流通装置は、前記冷却気体を吐出する吐出口を有し、前記吐出口は、前記回転軸に沿って前記基板を見た場合に、前記基板の中心を通り、かつ、前記円弧状部に交差する仮想線に対してずれて配置されていることが好ましい。
このような構成によれば、吐出口が上記仮想線に対してずれて配置されていることにより、当該吐出口から吐出される冷却気体を、上記仮想線に対する基板の片側に偏らせて流通させることができる。このため、上記円弧状部に沿って冷却気体が流通しやすくなるので、上記一部において冷却気体の流通方向と基板の回転方向とが反対方向となるように当該基板が回転されることにより、当該冷却気体を一層確実に基板の回転方向とは反対方向に流通させることができる。従って、上記した効果をより確実に奏することができる。
【００１２】
上記第１態様では、前記筐体内に配置され、前記回転装置を前記筐体に取り付ける取付部材を有し、前記基板は、前記流通装置から前記冷却気体が流通される面に、当該基板の中心側から外側に向けて延出する複数のフィンを有し、前記取付部材は、前記回転軸に沿って前記基板を見た場合に、前記基板において前記複数のフィンより前記基板の中心側の位置に配置されることが好ましい。
このような構成によれば、複数のフィンのそれぞれは、基板の中心側から外側に向けて延出していることにより、基板の回転によって冷却気体を放射状に排出させやすくすることができるので、基板を冷却して熱を帯びた冷却気体が基板周囲に停滞することを抑制できる。
また、基板における上記一部では、冷却気体の流通方向と基板の回転方向とが互いに反対方向になるので、冷却気体を各フィンと対向するように衝突させることができる。従って、各フィンを冷却気体により効率よく冷却でき、上記蛍光体を効率よく冷却できる。
更に、取付部材が上記位置に配置されることにより、当該取付部材によって上記複数のフィンが覆われることを抑制できる。これにより、各フィンに流通する冷却気体の流れが、当該取付部材によって妨げられることを抑制でき、上記複数のフィンが位置する基板の面に沿って冷却気体を確実に流通させることができる。
【００１３】
上記第１態様では、前記取付部材は、柱状を有することが好ましい。
なお、柱状形状としては、円柱形状や多角形状が好ましい。多角形状の場合には、角数が多い方が好ましい。
このような構成によれば、冷却気体の一部が取付部材に沿って流通する場合でも、例えば取付部材が冷却気体の流路側に突出する場合に比べて、当該冷却気体の流れが妨げられることを抑制できる。従って、冷却気体を基板に円滑に流通させることができる。
【００１４】
上記第１態様では、前記筐体は、前記流通装置により前記冷却気体が前記基板に流通する第１空間と、前記基板から放射状に送出される前記冷却気体が流通する第２空間とを隔てる隔壁を有することが好ましい。
このような構成によれば、基板に向けて流通する冷却気体と、基板から排出される冷却気体とを分けることができるので、これらの冷却気体が衝突し合うことを抑制できる。従って、それぞれの冷却気体を確実に流通させることができる。この他、基板から排出された冷却気体が、熱を帯びたまま再度基板に流通することを抑制できるので、当該基板、ひいては、蛍光体の冷却効率を向上できる。
【００１５】
上記第１態様では、前記筐体は、密閉筐体であることが好ましい。
ここで、蛍光体層に比較的強い励起光が入射されると、光集塵と呼ばれる現象が生じやすい。このように、塵埃が集まりやすくなると、励起光の利用効率が低下する他、回転装置に不具合が発生する可能性も高くなる。
これに対し、上記構成によれば、筐体内に塵埃が侵入することを抑制できる。従って、励起光の利用効率の低下を抑制できる他、信頼性の高い波長変換装置を構成できる。
【００１６】
上記第１態様では、前記冷却気体の熱を吸熱する吸熱装置を備えることが好ましい。
このような構成によれば、吸熱装置によって冷却気体の熱が吸熱されることにより、基板に流通する冷却気体の温度を下げることができる。従って、当該基板の冷却効率を一層高めることができる。
【００１７】
本発明の第２態様に係る照明装置は、上記波長変換装置と、前記波長変換装置に入射される光を出射する光源部と、を備えることを特徴とする。
上記第２態様によれば、上記第１態様に係る波長変換装置と同様の効果を奏することができる。
【００１８】
本発明の第３態様に係るプロジェクターは、上記照明装置と、前記照明装置から出射された光を用いて画像を形成する画像形成装置と、形成された前記画像を投射する投射光学装置と、を備えることを特徴とする。
上記第３態様によれば、上記第２態様に係る照明装置と同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係るプロジェクターを示す概要斜視図。
【図２】上記実施形態におけるプロジェクターの構成を示す模式図。
【図３】上記実施形態における照明装置の構成を示す模式図。
【図４】上記実施形態における波長変換装置の外観を示す斜視図。
【図５】上記実施形態における波長変換装置を示す断面図。
【図６】図５に示した波長変換装置のＡ−Ａ線における断面図。
【図７】図５に示した波長変換装置のＢ−Ｂ線における断面図。
【図８】上記実施形態における筐体内の冷却気体の流れを示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態について、図面に基づいて説明する。
［プロジェクターの概略構成］
図１は、本実施形態に係るプロジェクター１を示す概要斜視図である。
本実施形態に係るプロジェクター１は、後述する照明装置３１から出射される光を変調して画像情報に応じた画像を形成し、当該画像をスクリーン等の被投射面上に拡大投射する投射型表示装置である。このプロジェクター１は、図１に示すように、外装を構成する外装筐体２を備える。
このプロジェクター１は、詳しくは後述するが、照明装置３１を構成する波長変換装置５を備え、当該波長変換装置５は、波長変換素子５２、流通装置５５及び吸熱装置５６と、これらを内部に収容する密閉型の筐体５１と、を備え、当該筐体５１内の冷却気体を流通装置５５が循環させることにより、波長変換素子５２が有する蛍光体層５２２を冷却することを特徴の１つとしている。
以下、プロジェクター１の構成について説明する。
【００２１】
［外装筐体の構成］
外装筐体２は、略直方体形状に形成されており、当該外装筐体２は、天面部２１、底面部２２、正面部２３、背面部２４、左側面部２５及び右側面部２６を有する。
天面部２１には、一対の把手部２１１が設けられ、底面部２２には、図示を省略するが、プロジェクター１が載置される載置面と接触する脚部が設けられている。また、正面部２３には、後述する投射光学装置３６の一部を露出させる開口部２３１が形成されている。更に、図示を省略するが、右側面部２６には、外部の空気を導入する導入口が形成され、左側面部２５には、外装筐体２内を流通した空気を排出する排気口が形成されている。
【００２２】
図２は、本実施形態に係るプロジェクター１の構成を示す模式図である。
プロジェクター１は、上記外装筐体２の他、図２に示すように、当該外装筐体２内に収容される画像投射装置である光学ユニット３を備える。この他、図示を省略するが、プロジェクター１は、当該プロジェクター１を制御する制御装置、光学部品等の冷却対象を冷却する冷却装置、及び、電子部品に電力を供給する電源装置を備える。
【００２３】
［光学ユニットの構成］
光学ユニット３は、照明装置３１、色分離装置３２、平行化レンズ３３、画像形成装置３４、色合成装置３５及び投射光学装置３６を備える。
これらのうち、照明装置３１は、照明光ＷＬを出射する。なお、照明装置３１の構成については、後に詳述する。
【００２４】
色分離装置３２は、照明装置３１から入射される照明光ＷＬを赤、緑及び青の色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢに分離する。この色分離装置３２は、ダイクロイックミラー３２１，３２２、反射ミラー３２３，３２４，３２５及びリレーレンズ３２６，３２７を備える。
ダイクロイックミラー３２１は、上記照明光ＷＬから青色光ＬＢと他の色光（緑色光ＬＧ及び赤色光ＬＲ）とを分離する。分離された青色光ＬＢは、反射ミラー３２３によって反射されて、平行化レンズ３３（３３Ｂ）に導かれる。また、分離された当該他の色光は、ダイクロイックミラー３２２に入射される。
ダイクロイックミラー３２２は、当該他の色光から緑色光ＬＧと赤色光ＬＲとを分離する。分離された緑色光ＬＧは、平行化レンズ３３（３３Ｇ）に導かれる。また、分離された赤色光ＬＲは、リレーレンズ３２６、反射ミラー３２４、リレーレンズ３２７及び反射ミラー３２５を介して、平行化レンズ３３（３３Ｒ）に導かれる。
なお、平行化レンズ３３（赤、緑及び青の各色光用の平行化レンズを、それぞれ３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂとする）は、入射される光を平行化する。
【００２５】
画像形成装置３４（赤、緑及び青の各色光用の画像形成装置を、それぞれ３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂとする）は、それぞれ入射される上記色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢを変調して、画像情報に応じた各色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢによる画像光を形成する。これら画像形成装置３４のそれぞれは、例えば、入射される光を変調する光変調装置としての液晶パネルと、当該液晶パネルの入射側及び射出側に配置される一対の偏光板と、を備えて構成される。
【００２６】
色合成装置３５には、各画像形成装置３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂから入射される各色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢの画像光を合成する。このような色合成装置３５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。
投射光学装置３６は、色合成装置３５にて合成された画像光をスクリーンＳＣ１等の被投射面に拡大投射する。このような投射光学装置３６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。
【００２７】
［照明装置の構成］
図３は、照明装置３１の構成を示す模式図である。
照明装置３１は、上記のように、照明光ＷＬを色分離装置３２に向けて出射する。この照明装置３１は、図３に示すように、光源装置４及び均一化装置６を有する。
光源装置４は、光源部４１、アフォーカル光学系４２、ホモジナイザー光学系４３、第１位相差板４４、偏光分離装置４５、第２位相差板４６、第１ピックアップレンズ４７、拡散反射素子４８、第２ピックアップレンズ４９及び波長変換装置５を備える。
【００２８】
光源部４１、アフォーカル光学系４２、ホモジナイザー光学系４３、第１位相差板４４、偏光分離装置４５、第２位相差板４６、第１ピックアップレンズ４７及び拡散反射素子４８は、照明光軸Ａｘ１上に配置されている。なお、偏光分離装置４５は、照明光軸Ａｘ１と、当該照明光軸Ａｘ１に直交する照明光軸Ａｘ２との交差部分に配置される。
光源部４１は、複数のＬＤ（Laser Diode）４１１、及び、各ＬＤ４１１に応じた平行化レンズ４１２を有し、アフォーカル光学系４２に向けて青色光である励起光を出射する。なお、本実施形態では、各ＬＤ４１１は、例えばピーク波長が４４０ｎｍの励起光を射出するが、ピーク波長が４４６ｎｍの励起光を出射するＬＤを採用してもよく、ピーク波長が４４０ｎｍ及び４４６ｎｍの励起光をそれぞれ出射するＬＤを混在させてもよい。これらＬＤ４１１から出射された励起光は、平行化レンズ４１２により平行化されてアフォーカル光学系４２に入射される。なお、本実施形態では、各ＬＤ４１１から出射される励起光は、Ｓ偏光光である。
アフォーカル光学系４２は、光源部４１から入射される励起光の光束径を調整する。このアフォーカル光学系４２は、レンズ４２１，４２２を備える。このアフォーカル光学系４２を通過した励起光は、ホモジナイザー光学系４３に入射される。
【００２９】
ホモジナイザー光学系４３は、後述する各ピックアップレンズ４７，４９と協同して、拡散反射素子４８及び波長変換装置５のそれぞれの被照明領域における励起光の照度分布を均一化する。このホモジナイザー光学系４３は、それぞれ複数の小レンズが光軸直交面内にマトリクス状に配列された一対のマルチレンズアレイ４３１，４３２を備える。このホモジナイザー光学系４３から射出された励起光は、第１位相差板４４に入射される。
第１位相差板４４は、１／２波長板である。この第１位相差板４４は、入射された励起光を透過させる過程にて、Ｓ偏光光の一部をＰ偏光光に変換する。これにより、第１位相差板４４に入射された励起光は、Ｓ偏光光とＰ偏光光とが混在した光となって出射される。このように変換された励起光は、偏光分離装置４５に入射される。
【００３０】
偏光分離装置４５は、プリズム型のＰＢＳ（Polarizing Beam Splitter）であり、それぞれ略三角柱状に形成されたプリズム４５１，４５２が斜辺に応じた界面にて貼り合わされ、これにより略直方体形状に形成されている。この界面は、照明光軸Ａｘ１及び照明光軸Ａｘ２のそれぞれに対して略４５°傾斜している。そして、偏光分離装置４５において第１位相差板４４側（すなわち光源部４１側）に位置するプリズム４５１の界面には、偏光分離層４５３が形成されている。
偏光分離層４５３は、波長選択性の偏光分離特性を有する。具体的に、偏光分離層４５３は、励起光に含まれるＳ偏光光及びＰ偏光光のうち、一方を反射し、他方を透過させて、これら偏光光を分離する特性を有する。また、偏光分離層４５３は、波長変換装置５にて生じる蛍光光を偏光状態にかかわらず透過させる特性を有する。
このような偏光分離装置４５により、第１位相差板４４から入射された励起光のうち、Ｐ偏光光は、照明光軸Ａｘ１に沿って第２位相差板４６側に透過され、Ｓ偏光光は、照明光軸Ａｘ２に沿って第２ピックアップレンズ４９側に反射される。
【００３１】
第２位相差板４６は、１／４波長板であり、入射される光を透過させる過程にて、当該光の偏光方向を回転させる。このため、偏光分離装置４５から入射されたＰ偏光光は、偏光方向が回転された状態で第１ピックアップレンズ４７に入射される。
第１ピックアップレンズ４７は、第２位相差板４６を透過して入射される励起光を拡散反射素子４８に集光させる。なお、本実施形態では、第１ピックアップレンズ４７を構成するレンズの数は３としているが、これに限らず、当該レンズの数は問わない。
【００３２】
拡散反射素子４８は、後述する波長変換装置５にて生成及び反射される蛍光光と同様に、入射される励起光を拡散反射させる。この拡散反射素子４８としては、入射光束をランバート反射させる反射部材を例示できる。
このような拡散反射素子４８にて拡散反射された励起光は、第１ピックアップレンズ４７を介して再び第２位相差板４６に入射される。この励起光の偏光方向は、第２位相差板４６を透過する過程にて更に回転され、当該励起光は、Ｓ偏光光に変換される。そして、当該励起光は、偏光分離装置４５の偏光分離層４５３によって反射され、均一化装置６に入射される。
【００３３】
第２ピックアップレンズ４９及び波長変換装置５は、上記照明光軸Ａｘ２上に配置されている。
第２ピックアップレンズ４９は、第１位相差板４４から偏光分離層４５３を介して励起光のＳ偏光成分が入射される。この第２ピックアップレンズ４９は、当該励起光を、波長変換装置５に集光させる。なお、本実施形態では、第２ピックアップレンズ４９を構成するレンズの数は、上記第１ピックアップレンズ４７と同様に３としているが、これに限らず、当該レンズの数は問わない。
【００３４】
波長変換装置５は、入射される励起光によって蛍光光を生じさせるものである。このような波長変換素子５２により生じた蛍光光は、第２ピックアップレンズ４９を介して偏光分離装置４５の偏光分離層４５３に入射される。この蛍光光は、非偏光光であるが、上記のように偏光分離層４５３は波長選択性の偏光分離特性を有することから、当該蛍光光は偏光分離層４５３を透過して、均一化装置６に入射される。なお、波長変換装置５の構成については、後に詳述する。
【００３５】
このように、光源部４１から出射されて偏光分離装置４５に入射された励起光のうちＰ偏光光は、上記拡散反射素子４８に入射されることによって拡散されるとともに、第２位相差板４６を２回透過する過程でＳ偏光光に変換され、偏光分離装置４５によって均一化装置６側に反射される。
一方、上記励起光のうちＳ偏光光は、波長変換装置５によって蛍光光に波長変換された後、偏光分離装置４５を介して均一化装置６側に出射される。
すなわち、励起光の一部である青色光と蛍光光（緑色光及び赤色光が含まれる光）とは、偏光分離装置４５にて合成され、白色の照明光ＷＬとして均一化装置６に入射される。
【００３６】
［均一化装置の構成］
図３に示す均一化装置６は、被照明領域である各画像形成装置３４（３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂ）に入射される光束の光軸直交面内の照度を均一化する他、偏光方向を揃える機能を有する。この均一化装置６は、第１レンズアレイ６１、第２レンズアレイ６２、偏光変換素子６３及び重畳レンズ６４を備える。
第１レンズアレイ６１は、第１レンズ６１１が光軸直交面内にてマトリクス状に配列された構成を有し、入射される光束（照明光ＷＬ）を複数の部分光束に分割する。
第２レンズアレイ６２は、第１レンズ６１１に対応する第２レンズ６２１が光軸直交面内にてマトリクス状に配列された構成を有する。これら第２レンズ６２１は、各第１レンズ６１１により分割された複数の部分光束を、重畳レンズ６４とともに各画像形成装置３４に重畳させる。
偏光変換素子６３は、第２レンズアレイ６２と重畳レンズ６４との間に配置され、上記複数の部分光束の偏光方向を揃える。この偏光変換素子６３によって偏光方向が揃えられた複数の部分光束により形成される照明光ＷＬは、重畳レンズ６４を介して、上記色分離装置３２に入射される。
【００３７】
［波長変換装置の構成］
図４は、波長変換装置５の外観を示す斜視図であり、図５は、波長変換装置５を示す断面図である。更に、図６は、図５における波長変換装置５のＡ−Ａ線における断面図であり、図７は、図５における波長変換装置５のＢ−Ｂ線における断面図である。
波長変換装置５は、図３〜図７に示すように、筐体５１を備える他、図４〜図７に示すように、当該筐体５１内にそれぞれ配置される波長変換素子５２、回転装置５３、取付部材５４及び流通装置５５と、一部の構成が筐体５１内に配置され、他の構成が筐体５１外に配置される吸熱装置５６と、を備える。
これらのうち、吸熱装置５６は、受熱器５６１（図５及び図７）と、図４に示すように、複数のヒートパイプ５６２、ラジエター５６３及び冷却ファン５６４と、を有する。このような吸熱装置５６の構成については、後に詳述する。
【００３８】
なお、以下の説明では、波長変換装置５に対する上記励起光の進行方向を＋Ｚ方向とし、当該＋Ｚ方向にそれぞれ直交し、かつ、互いに直交する方向を＋Ｘ方向及び＋Ｙ方向とする。これらのうち、＋Ｘ方向を、筐体５１に対してラジエター５６３が位置する方向とし、＋Ｙ方向を、＋Ｚ方向及び＋Ｘ方向のそれぞれに直交し、かつ、＋Ｚ方向側から見て流通装置５５及び受熱器５６１から波長変換素子５２に向かう方向とする。また、説明の便宜上、＋Ｚ方向の反対方向を−Ｚ方向とする。−Ｘ方向及び−Ｙ方向も同様である。
【００３９】
［筐体の外部構成］
筐体５１は、波長変換素子５２、回転装置５３、取付部材５４及び流通装置５５と、吸熱装置５６を構成する受熱器５６１と、を収容する収納空間Ｓが内部に形成された密閉筐体である。この筐体５１は、図４に示すように、−Ｚ方向側から見て＋Ｙ方向側が略半円形状に形成され、−Ｙ方向側が略矩形に形成されている。
このような筐体５１は、−Ｚ方向側に位置する側面部５１Ａ、＋Ｚ方向側に位置する側面部５１Ｂ、＋Ｘ方向側に位置する側面部５１Ｃ、−Ｘ方向側に位置する側面部５１Ｄ、＋Ｙ方向側に位置する側面部５１Ｅ、及び、−Ｙ方向側に位置する側面部５１Ｆを有する。
【００４０】
側面部５１Ａは、筐体５１において光入射側の側面部である。この側面部５１Ａには、上記第２ピックアップレンズ４９を構成する複数のレンズのうち、波長変換素子５２に最も近いレンズが嵌め込まれる開口部５１１が形成されている。
側面部５１Ｃには、後述する吸熱装置５６を構成するヒートパイプ５６２が挿通される複数の孔５１２が形成されている。
側面部５１Ｅは、−Ｚ方向側から見て円弧状に形成された部分である。
【００４１】
［筐体の内部構成］
筐体５１は、図５に示すように、収納空間Ｓを区画して空間Ｓ１〜Ｓ４を形成する第１隔壁５１３、第２隔壁５１４及び第３隔壁５１５を内部に有する。
第１隔壁５１３は、筐体５１の内部において側面部５１Ａから所定の間隔を隔てた位置に、側面部５１Ｃ〜５１Ｆの内面と接続されるようにＸＹ平面に沿って形成されている。この第１隔壁５１３と、側面部５１Ａ，５１Ｃ〜５１Ｆの内面とに囲まれる空間Ｓ３（第２空間）内には、＋Ｙ方向側の位置に波長変換素子５２と回転装置５３における−Ｚ方向側の部位とが配置され、−Ｙ方向側の位置に受熱器５６１における−Ｚ方向側の部位が配置される。
【００４２】
この第１隔壁５１３において波長変換素子５２に応じた位置には、開口部５１３１が形成されている。この開口部５１３１の開口形状は、図６及び図７に示すように、基板５２１の回転範囲と略一致する。すなわち、開口部５１３１は、基板５２１の回転時の外形に応じた略円形状に形成されており、当該開口部５１３１の内径寸法は、波長変換素子５２（基板５２１）の回転時の直径寸法と略一致する。そして、開口部５１３１の中心位置と、波長変換素子５２（基板５２１）の中心位置とは略一致する。
第１隔壁５１３における−Ｙ方向側の部位には、図７に示すように、受熱器５６１の外形形状と略一致する略矩形状の開口部５１３２が形成されている。この開口部５１３２の開口面積は、受熱器５６１の断面積と略一致しており、当該開口部５１３２には、当該受熱器５６１が嵌合される。
【００４３】
第２隔壁５１４は、図５に示すように、第１隔壁５１３に対する＋Ｚ方向側で、かつ、筐体５１の＋Ｙ方向における略中央の位置に、ＸＺ平面に沿って形成されている。すなわち、第２隔壁５１４は、第１隔壁５１３に対して略直交するように当該第１隔壁５１３と接続されている他、側面部５１Ｂ〜５１Ｄの内面に接続されている。この第２隔壁５１４と、第１隔壁５１３と、側面部５１Ｂ〜５１Ｅの内面とに囲まれる空間Ｓ２（第１空間）内には、回転装置５３における＋Ｚ方向側の部位と取付部材５４とが配置される他、図６に示すように、流通装置５５における＋Ｙ方向側の一部が配置される。
なお、側面部５１Ｃ〜５１Ｅの内側には、図６及び図７に示すように、＋Ｚ方向側から見て波長変換素子５２の中心Ｃ（略円形状の基板５２１の中心Ｃ）を中心とする略円形状に形成された円弧状部５１６が、波長変換素子５２の外側に形成されており、当該円弧状部５１６と、上記第２隔壁５１４における＋Ｙ方向側の面と、側面部５１Ｂの内面とによって、上記空間Ｓ２が形成されている。このため、当該空間Ｓ２は、＋Ｚ方向側から見て略円形状の空間となる。
【００４４】
第３隔壁５１５は、図５に示すように、第２隔壁５１４に対して−Ｙ方向側の空間を、＋Ｚ方向側の空間Ｓ１と、−Ｚ方向側の空間Ｓ４とに区画する。この第３隔壁５１５は、第２隔壁５１４に対して−Ｙ方向側の位置で、第１隔壁５１３と側面部５１Ｂの内面との間に、ＸＹ平面に沿って形成されている。すなわち、第３隔壁５１５は、第１隔壁５１３と平行に形成され、第２隔壁５１４と側面部５１Ｃ，５１Ｄ，５１Ｆの内面とに接続されている。この第３隔壁５１５と、第１隔壁５１３及び第２隔壁５１４と、側面部５１Ｃ，５１Ｄ，５１Ｆの内面とにより囲まれる空間Ｓ４には、図５及び図７に示すように、受熱器５６１における＋Ｚ方向側の部位が配置される。また、第３隔壁５１５と、第２隔壁５１４と、側面部５１Ｂ〜５１Ｄ，５１Ｆの内面とにより囲まれる空間Ｓ１内には、図５及び図６に示すように、流通装置５５における−Ｙ方向側の部位が配置される。
【００４５】
なお、図５に示すように、第２隔壁５１４において上記受熱器５６１に応じた位置には、空間Ｓ２，Ｓ４を連通させる開口部５１４１が形成されている。
また、第３隔壁５１５の略中央で受熱器５６１及び流通装置５５の吸気口５５２に応じた位置には、空間Ｓ４と空間Ｓ１とを連通させる開口部５１５１が形成されている。
更に、図５及び図６に示すように、第２隔壁５１４において開口部５１４１より＋Ｚ方向側の位置で、かつ、＋Ｘ方向側の位置には、流通装置５５の吐出部５５３が配置される開口部５１４２が形成されている。
【００４６】
［波長変換素子の構成］
波長変換素子５２は、励起光の入射に応じて上記蛍光光を生成及び出射する。この波長変換素子５２は、図５に示すように、側面部５１Ａの内面との間に所定の隙間が形成されるように上記空間Ｓ３内に配置される。
このような波長変換素子５２は、図３及び図５に示すように、後述する回転装置５３によって回転される基板５２１を有し、当該基板５２１は、蛍光体層（波長変換層）５２２、反射層５２３、接続部５２４及び複数のフィン５２５を有する。
これらのうち、基板５２１は、図６及び図７に示すように、＋Ｚ方向側から見て略円形状に形成されている。この基板５２１は、熱伝導性を有する部材によって形成されており、本実施形態では金属により形成されている。
【００４７】
蛍光体層５２２及び反射層５２３は、図３及び図５に示すように、基板５２１おいて励起光の入射側（−Ｚ方向側）の面５２１Ａにそれぞれ位置する。
蛍光体層５２２は、入射された励起光により励起されて蛍光光（例えば５００〜７００ｎｍの波長域の光）を出射する蛍光体を含む。この蛍光体層５２２に励起光が入射されると、当該蛍光光の一部は、上記第２ピックアップレンズ４９側に出射され、他の一部は、反射層５２３側に出射される。
反射層５２３は、蛍光体層５２２と基板５２１との間に配置され、当該蛍光体層５２２から入射される蛍光光を第２ピックアップレンズ４９側に反射させる。
【００４８】
接続部５２４及び複数のフィン５２５は、図５〜図７に示すように、上記面５２１Ａとは反対側（＋Ｚ方向側）の面５２１Ｂに位置する。
接続部５２４は、面５２１Ｂの中央に位置し、回転装置５３が接続される部位である。
複数のフィン５２５は、接続部５２４の周囲に形成されている。詳述すると、複数のフィン５２５は、面５２１Ｂにおいて接続部５２４の外側の領域に、中央側の位置から外側に向かってそれぞれ延出するように形成されている。これらフィン５２５は、基板５２１の中心から外側に向かって直線状に形成されているのではなく、当該外側に向かうに従って、回転装置５３による基板５２１の回転方向（Ｄ方向）とは反対側に反るように湾曲する円弧状に形成されている。すなわち、各フィン５２５は、放射状に延出しているのではなく、基板５２１を半周しない程度にＤ方向とは反対方向に渦を巻く渦巻状に形成されている。これらフィン５２５には、基板５２１を介して、上記蛍光体層５２２にて生じた熱が伝導される。そして、当該フィン５２５は、後述する流通装置５５によって流通される冷却気体との間で熱交換が行われ、これにより、当該フィン５２５、ひいては、蛍光体層５２２が冷却される。
【００４９】
［回転装置の構成］
回転装置５３は、図５〜図７に示すように、波長変換素子５２の中心Ｃを通り、かつ、＋Ｚ方向に沿う回転軸ＲＡを中心として回転させるモーター等により構成されている。この回転装置５３は、波長変換素子５２に対して＋Ｚ方向側に位置して上記接続部５２４と接続され、図６及び図７に示すように、当該波長変換素子５２を＋Ｚ方向側から見て反時計回りの方向であるＤ方向に回転させる。この波長変換素子５２の回転により、蛍光体層５２２において上記励起光が入射される位置が変更されることにより、当該蛍光体層５２２にて熱が生じる部位が分散され、当該蛍光体層５２２において局所的に高熱が生じることが抑制される他、冷却気体との熱交換が促進される。
【００５０】
［取付部材の構成］
取付部材５４は、一端が回転装置５３と接続され、他端が筐体５１における＋Ｚ方向側の側面部５１Ｂの内面に固定され、これにより、筐体５１内に回転装置５３を取り付ける。この取付部材５４は、図６及び図７に示すように、後述する流通装置５５によって吐出される冷却気体の流通を妨げないように、＋Ｚ方向に沿う中心軸を有する円柱状に形成されている他、＋Ｚ方向側から見て、上記フィン５２５の内側に位置するように配置される。なお、取付部材５４は、角柱状に形成されていてもよく、この場合には、当該取付部材５４の断面は、冷却気体の流通を妨げない点で言うと、より角部が多い多角形状であることが好ましい。
【００５１】
［流通装置の構成］
流通装置５５は、筐体５１内の冷却気体を循環させて、当該冷却気体を波長変換素子５２（詳しくは上記複数のフィン５２５）に流通させる。この流通装置５５は、本実施形態ではシロッコファンにより構成されている。
流通装置５５は、図５及び図６に示すように、上記空間Ｓ１，Ｓ２に跨って配置される。具体的に、流通装置５５は、第３隔壁５１５と当接される面５５１に位置して冷却気体を吸引する吸気口５５２が、第３隔壁５１５の開口部５１５１に応じた位置となるように、当該第３隔壁５１５に対向配置される。そして、当該流通装置５５において、冷却気体を吐出する吐出口５５４を有する吐出部５５３は、図６に示すように、空間Ｓ２内に位置する。
このような流通装置５５により、後述する受熱器５６１が位置する空間Ｓ４から吸引された冷却気体は、空間Ｓ２内に位置する吐出口５５４から吐出されて当該空間Ｓ２内を流通し、上記開口部５１３１を介して、波長変換素子５２の面５２１Ｂに流通される。
【００５２】
ここで、上記吐出部５５３（吐出口５５４）は、図６に示すように、上記波長変換素子５２の中心Ｃを通り、かつ、＋Ｙ方向に沿って延出して上記円弧状部５１６と交差する仮想線ＶＬに対して＋Ｘ方向にずれて配置されている。このため、＋Ｚ方向側から見て矢印ＡＬに示すように、冷却気体は、波長変換素子５２に対して＋Ｘ方向側に偏って吐出口５５４から送出された後、円弧状部５１６と波長変換素子５２の面５２１Ｂに沿って時計回りに流通する。すなわち、面５２１Ｂに沿って流通する冷却気体の流通方向は、基板５２１の回転方向とは反対方向である。そして、当該冷却気体は、上記複数のフィン５２５に取り込まれ、当該複数のフィン５２５を冷却した後、基板５２１の回転によって空間Ｓ３内に放射状に排出される。
なお、波長変換素子５２を冷却した冷却気体は、流通装置５５の吸引力によって空間Ｓ３を−Ｙ方向側に流通し、吸熱装置５６を構成する受熱器５６１内を流通する。
【００５３】
［吸熱装置の構成］
吸熱装置５６は、上記流通装置５５によって筐体５１内を循環する冷却気体から吸熱し、吸熱した熱を筐体５１外に放出して、筐体５１内の温度を低くするものである。この吸熱装置５６は、図５及び図７に示すように、受熱器５６１（図６及び図７）及び複数のヒートパイプ５６２を備える他、図４に示すように、それぞれ筐体５１外に配置されるラジエター５６３及び冷却ファン５６４と、を有する。
【００５４】
受熱器５６１は、冷却気体の熱を受熱（吸熱）するものであり、上記のように、筐体５１内の空間Ｓ３，Ｓ４に跨るように配置されている。詳述すると、受熱器５６１は、図５に示すように、−Ｚ方向側の部位が上記開口部５１３２に嵌め込まれ、＋Ｚ方向側の端部が上記第３隔壁５１５における−Ｚ方向側の面に接触している。このように、流通装置５５によって吸引される冷却気体の略全ては、受熱器５６１内を流通した冷却気体である。
このような受熱器５６１は、図７に示すように、Ｙ方向（詳しくはＹＺ平面）に沿って延出する板状の複数のフィン５６１１により構成されている。これらフィン５６１１は、所定の隙間を隔てて＋Ｘ方向に沿って並列配置されており、各フィン５６１１間には、冷却気体が流通する流路が形成されている。そして、受熱器５６１は、当該冷却気体から受熱し、当該冷却気体を冷却する。
【００５５】
ここで、受熱器５６１における＋Ｙ方向側の部位は、上記第１隔壁５１３の開口部５１３２の端縁のうち＋Ｙ方向側の端縁と接触している。また、受熱器５６１に対する＋Ｙ方向側に位置し、かつ、第１隔壁５１３と略直交する第２隔壁５１４は、受熱器５６１に応じた位置に開口部５１４１を有する。このため、流通装置５５の吸引力によって、受熱器５６１には、空間Ｓ２内の冷却気体の一部が流入する他、空間Ｓ３から波長変換素子５２を冷却した冷却気体が流入する。そして、これら冷却気体は、流通装置５５によって吸引される。すなわち、受熱器５６１は、空間Ｓ２内の冷却気体の一部が流入して、流通装置５５側に流通する第１流路ＦＰ１と、空間Ｓ３から波長変換素子５２を冷却した冷却気体が流入して、流通装置５５側に流通する第２流路ＦＰ２と、を有する。
なお、第２流路ＦＰ２の流路長は、第１流路ＦＰ１の流路長より長い。このことから、第２流路ＦＰ２を流通する比較的温度が高い冷却気体から十分に受熱可能な流路長を確保できる。
【００５６】
複数のヒートパイプ５６２（５６２１，５６２２）は、受熱器５６１に伝導された熱をラジエター５６３に伝導する熱伝導部材である。これらヒートパイプ５６２は、図５及び図７に示すように、一端が筐体５１内の受熱器５６１と接続され、図４に示すように、他端が筐体５１外のラジエター５６３と接続される。本実施形態では、ヒートパイプ５６２は３本設けられているが、ヒートパイプ５６２の数は適宜変更可能である。
【００５７】
ここで、上記第２流路ＦＰ２を流通する冷却気体の温度は、上記第１流路ＦＰ１を流通する冷却気体の温度より高い。このため、第２流路ＦＰ２に伝導される熱量は、第１流路ＦＰ１に伝導される熱量より高い。このことから、第１流路ＦＰ１より第２流路ＦＰ２に伝導された熱を、筐体５１外により効率よく伝導させる必要がある。
これに対し、本実施形態では、第２流路ＦＰ２に設けられるヒートパイプ５６２（第２流路ＦＰ２にて伝導された熱を筐体５１外に伝導するヒートパイプ５６２）の受熱器５６１に対する接触面積を、第１流路ＦＰ１に設けられるヒートパイプ５６２（第１流路ＦＰ１にて伝導された熱を筐体５１外に伝導するヒートパイプ５６２）の受熱器５６１に対する接触面積より大きくしている。
具体的に、第２流路ＦＰ２に設けられるヒートパイプ５６２２の数は、第１流路ＦＰ１に設けられるヒートパイプ５６２１の数より多い。詳述すると、第１流路ＦＰ１には１本のヒートパイプ５６２１が設けられるのに対し、第２流路ＦＰ２には２本のヒートパイプ５６２２が設けられる。これにより、第１流路ＦＰ１及び第２流路ＦＰ２に伝導された熱を、少ないヒートパイプ５６２の数で筐体５１外に効率よく伝導できる。
【００５８】
ラジエター５６３は、図４に示すように、ヒートパイプ５６２を介して伝導される受熱器５６１の熱を筐体５１外にて放熱する。このラジエター５６３は、熱伝導性を有する金属により形成された複数のフィン５６３１を有し、上記ヒートパイプ５６２の他端は、これらフィン５６３１を貫通するように配置される。
冷却ファン５６４は、ラジエター５６３に冷却気体（外装筐体２内に導入された外気）を流通させて当該ラジエター５６３に伝導された熱を放出させるものであり、本実施形態では軸流ファンにより構成されている。この冷却ファン５６４が駆動されると、冷却気体が吸引されることにより、当該冷却気体がラジエター５６３に供給され、当該ラジエター５６３が冷却される。このようなラジエター５６３の冷却に供された冷却気体は、冷却ファン５６４によって吸引されて排出され、図示しないファンにより、外装筐体２に形成された排気口を介して当該外装筐体２外に排出される。なお、冷却ファン５６４は、シロッコファンにより構成されてもよい。
【００５９】
［筐体内における冷却気体の循環流路］
図８は、筐体５１内における冷却気体の循環流路を示す模式図である。
上記のように、筐体５１内の冷却気体は、流通装置５５によって循環される。
具体的に、空間Ｓ１内に位置する流通装置５５から空間Ｓ２内に吐出された冷却気体は、図８における矢印Ｆ１に示すように、空間Ｓ３内に位置する波長変換素子５２における＋Ｚ方向側の面５２１Ｂに、第１隔壁５１３の開口部５１３１を介して流通する。
波長変換素子５２に流通した冷却気体は、当該面５２１Ｂに位置する複数のフィン５２５間に侵入する。この際、各フィン５２５に伝導された蛍光体層５２２の熱が、当該冷却気体に伝導され、当該各フィン５２５、ひいては、蛍光体層５２２が冷却される。
【００６０】
波長変換素子５２を冷却した冷却気体は、矢印Ｆ２に示すように、回転装置５３による波長変換素子５２の回転によって、＋Ｚ方向側から見て上記中心Ｃを中心として放射状に、各フィン５２５の間から空間Ｓ３内に放出される。
波長変換素子５２から空間Ｓ３内に放出された冷却気体は、第１隔壁５１３によって、空間Ｓ２側に流通することが妨げられる一方で、流通装置５５の吸引力によって、当該空間Ｓ３内を−Ｙ方向側に流通し、受熱器５６１内に流入される。この冷却気体は、矢印Ｆ３に沿って上記第２流路ＦＰ２を流通し、空間Ｓ４と空間Ｓ１とを連通させる開口部５１５１を介して、流通装置５５に流入される。
また、当該流通装置５５の吸引力によって、空間Ｓ２内の一部の冷却気体は、矢印Ｆ４に添って、第２隔壁５１４の開口部５１４１を介して空間Ｓ４に位置する受熱器５６１内に流入される。そして、当該一部の冷却気体は、上記第１流路ＦＰ１を流通し、上記開口部５１５１を介して、流通装置５５に流入される。これにより、流通装置５５から吐出されて波長変換素子５２に流通する冷却気体の温度をより下げることができる。
なお、上記のように、受熱器５６１に伝導された熱は、ヒートパイプ５６２を介してラジエター５６３に伝導されて、筐体５１外に放出される。
【００６１】
［実施形態の効果］
以上説明した本実施形態に係るプロジェクター１によれば、以下の効果がある。
図６に示したように、波長変換素子５２（基板５２１）の回転軸ＲＡに沿って＋Ｚ方向側から見た場合に、冷却気体は、基板５２１の周方向における一部（例えば中心Ｃから＋Ｘ方向側に位置する部位５２１Ｃや、＋Ｙ方向側に位置する部位５２１Ｄ）において、当該一部での基板５２１の回転方向とは反対方向に流通する。これによれば、上記回転軸ＲＡに沿って冷却気体が基板５２１に吹き付けられる場合に比べて、冷却気体が基板５２１の面５２１Ｂと接触する時間を長くすることができる。この他、上記一部において基板５２１の回転に抗する方向に冷却気体が流通するので、当該基板５２１に対する冷却気体の相対的な流速を高めることができる。従って、基板５２１、ひいては、蛍光体層５２２の蛍光体を効率よく冷却できる。
【００６２】
筐体５１は、上記回転軸ＲＡに沿って＋Ｚ方向側から基板５２１を見た場合に、当該基板５２１の外側に位置し、当該基板５２１の回転時の周方向に沿う円弧状部５１６を有する。これによれば、基板５２１に流通される冷却気体を、円弧状部５１６に沿って当該周方向に流通させることができる。このため、基板５２１をＤ方向に回転させることにより、当該Ｄ方向とは反対方向に冷却気体を確実に流通させることができる。従って、基板５２１、ひいては、蛍光体を確実に効率よく冷却できる。
【００６３】
流通装置５５の吐出口５５４は、上記回転軸ＲＡに対する直交方向に沿い、かつ、当該回転軸ＲＡを通り円弧状部５１６に交差する仮想線ＶＬに対してずれて配置されている。これによれば、吐出口５５４から吐出される冷却気体を、基板５２１において上記仮想線ＶＬに対する吐出口５５４の配置側に偏らせて流通させやすくすることができる。このため、上記部位５２１Ｃにて、基板５２１の回転方向とは反対方向に冷却気体を確実に流通させることができる他、上記円弧状部５１６に沿って冷却気体を流通させやすくすることができるので、冷却気体を基板５２１の回転方向とは反対方向に一層確実に流通させることができる。従って、上記した効果をより確実に奏することができる。
【００６４】
基板５２１は、流通装置５５によって冷却気体が流通される面５２１Ｂに、当該基板５２１の中心側から外側に向けて延出する複数のフィン５２５を有する。また、筐体５１内には、回転装置５３を側面部５１Ｂの内面に取り付ける取付部材５４が設けられ、当該取付部材５４は、回転軸ＲＡに沿って基板５２１を＋Ｚ方向側から見た場合に、基板５２１において複数のフィン５２５より基板５２１の中心側の位置に配置される。
これによれば、複数のフィン５２５のそれぞれが、基板５２１の中心側から外側に向けて延出していることにより、当該基板５２１の回転によって冷却気体を放射状に排出させやすくすることができる。これにより、基板５２１を冷却して熱を帯びた冷却気体が、当該基板５２１の周囲に停滞することを抑制できる。
また、上記一部（例えば部位５２１Ｃや部位５２１Ｄ）では、冷却気体の流通方向と基板５２１の回転方向とが互いに反対方向になるので、冷却気体を各フィン５２５と対向するように衝突させることができる。従って、冷却気体によって各フィン５２５を効率よく冷却でき、上記蛍光体を効率よく冷却できる。
更に、取付部材５４が各フィン５２５より中心Ｃ側に位置することにより、当該取付部材５４によって当該各フィン５２５が覆われることを抑制できる。これにより、各フィン５２５に流通する冷却気体の流れが、当該取付部材５４によって妨げられることを抑制でき、面５２１Ｂに沿って冷却気体を確実に流通させることができる。
【００６５】
取付部材５４は、円柱状に形成されている。これによれば、冷却気体の一部が取付部材５４に沿って流通する場合でも、例えば取付部材が冷却気体の流路側に突出する場合に比べて、当該冷却気体の流れを妨げることを抑制できる。従って、冷却気体を基板５２１に円滑に流通させることができる。
【００６６】
基板５２１を有する波長変換素子５２と流通装置５５とが収容される筐体５１は、基板５２１への冷却気体の送出側の空間Ｓ２（第１空間）と、当該基板５２１から冷却気体が排出される空間Ｓ３（第２空間）とを隔てる第１隔壁５１３を有する。
これによれば、基板５２１から放射状に排出される冷却気体、すなわち、基板５２１を冷却した冷却気体が、熱を帯びたまま空間Ｓ２側に流通して当該基板５２１に再度流通されることを抑制できる。従って、温度が高い冷却気体が基板５２１に供給されることを抑制できるので、蛍光体層５２２が位置する基板５２１、ひいては、当該蛍光体層５２２の蛍光体を効率よく冷却できる。
また、第１隔壁５１３によって、基板５２１に向けて流通する冷却気体と、基板５２１から排出される冷却気体とを分けることができるので、これらの冷却気体が衝突し合うことを抑制できる。従って、それぞれの冷却気体を確実に流通させることができる。
【００６７】
ここで、蛍光体層５２２に比較的強い励起光が入射されると、光集塵と呼ばれる現象が生じやすい。このように、塵埃が集まりやすくなると、励起光の利用効率が低下する他、回転装置５３による基板５２１の回転に不具合が発生する可能性も高くなる。
これに対し、上記筐体５１は密閉筐体であるので、塵埃が筐体５１内に侵入することを抑制できる。従って、励起光の利用効率の低下を抑制できる他、信頼性の高い波長変換装置５を構成できる。
【００６８】
波長変換装置５は、筐体５１内に配置され、流通される冷却気体の熱を受熱する受熱器５６１を有する吸熱装置５６を備える。これによれば、基板５２１の冷却に供された冷却気体の熱が受熱器５６１に伝導されるので、流通装置５５によって吸引されて基板５２１に流通する冷却気体を冷却できる。
また、受熱器５６１は、上記第１流路ＦＰ１及び第２流路ＦＰ２を有する。これによれば、第２流路ＦＰ２を流通する過程で受熱器５６１によって十分に熱交換がされなかった冷却気体が、第１流路ＦＰ１を流通することにより、当該冷却気体からより多くの熱量を受熱でき、当該冷却気体を更に冷却できる。
従って、基板５２１に流通する冷却気体の温度を確実に下げることができ、基板５２１、ひいては、蛍光体をより効率よく冷却できる。
【００６９】
上記第１隔壁５１３は、空間Ｓ２側から冷却気体を基板５２１に流通させる開口部５１３１を有し、当該開口部５１３１の寸法は、基板５２１の回転範囲と略一致する。これによれば、当該開口部５１３１を介して、流通装置５５によって流通される冷却気体を基板５２１に確実に流通させることができる。また、開口部５１３１の寸法が、基板５２１の回転範囲と略一致することにより、当該基板５２１の回転時に放射状に排出される冷却気体が、空間Ｓ２側に流通して、再び基板５２１に向かって流通することを抑制できる。従って、比較的温度が低い冷却気体を基板５２１に確実に流通させることができ、上記蛍光体をより効率よく冷却できる。
【００７０】
基板５２１が複数のフィン５２５を有することにより、当該複数のフィン５２５が無い場合に比べて、基板５２１における冷却気体との接触面積を大きくすることができる。従って、基板５２１の熱を冷却気体に効率よく伝導させることができ、基板５２１の冷却効率を一層向上させることができる。
また、複数のフィン５２５のそれぞれは、基板５２１の中心側から外側に向けて延出していることにより、基板５２１の回転によって冷却気体が放射状に排出されやすくなる。従って、基板５２１を冷却して熱を帯びた冷却気体が基板５２１周囲に停滞することを抑制できる。
【００７１】
複数のフィン５２５のそれぞれは、基板５２１の中心側から外側に向かうに従って、当該基板５２１の回転方向とは反対側に反る形状を有する。これによれば、熱を帯びた冷却気体を基板５２１から放射状に排出させやすくすることができる。
また、冷却気体は、基板５２１の回転方向とは反対方向に流通するので、各フィン５２５と冷却気体とは互いに対向するように衝突する。これによれば、各フィン５２５を冷却気体により効率よく冷却できる。従って、基板５２１、ひいては、蛍光体をより効率よく冷却できる。
【００７２】
上記吸熱装置５６は、受熱器５６１に一端が接続され、他端がラジエター５６３に接続され、受熱器５６１に伝導された熱を筐体５１外に位置するラジエター５６３に伝導させる熱伝導部材としてのヒートパイプ５６２を有する。これによれば、当該ヒートパイプ５６２によって、受熱器５６１に伝導された熱を筐体５１外に確実に伝導できるので、筐体５１内の冷却気体の温度を確実に下げることができる。従って、当該冷却気体が流通される基板５２１、ひいては、蛍光体をより効果的に冷却できる。
【００７３】
上記第２流路ＦＰ２に配置されるヒートパイプ５６２の受熱器５６１に対する接触面積を、上記第１流路ＦＰ１に配置されるヒートパイプ５６２の受熱器５６１との接触面積より拡大するために、当該第２流路ＦＰ２に配置される第２熱伝導部材としてのヒートパイプ５６２２の数は、当該第１流路ＦＰ１に配置される第１熱伝導部材としてのヒートパイプ５６２１の数より多い。これによれば、比較的温度が高い冷却気体が流通する第２流路ＦＰ２にて伝導される熱を、比較的温度が低い冷却気体が流通する第１流路ＦＰ１にて伝導される熱よりも効率よく筐体５１外に伝導できるので、少ない本数のヒートパイプ５６２で、受熱器５６１に伝導された熱を筐体５１外に効率よく伝導でき、ひいては、受熱器５６１によって冷却気体を効率よく冷却できる。従って、より温度が低い冷却気体を基板５２１に流通させることができ、上記蛍光体を一層効率よく冷却できる。
【００７４】
［実施形態の変形］
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
波長変換装置５は、第２ピックアップレンズ４９から励起光が入射されることによって蛍光体層５２２にて生成された蛍光光を当該第２ピックアップレンズ４９に反射させる反射層５２３を有する構成とした。すなわち、波長変換装置５は、励起光の入射によって生成された蛍光光を反射させる反射型の波長変換装置であった。これに対し、上記波長変換装置５を、生成された蛍光光が波長変換素子５２に入射される励起光の進行方向に沿って出射される透過型の波長変換素子として構成してもよい。この場合、例えば、反射層５２３に代えて、励起光を透過し、蛍光光を反射させる波長選択性の反射層を、蛍光体層５２２に対する励起光の入射側に配置させ、基板５２１を光透過性の基板とする他、面５２１Ｂにおいて励起光の入射位置に応じた部位に上記フィン５２５を設けずに、更に、＋Ｚ方向側の側面部５１Ｂに、生成された蛍光光が出射される開口部が形成された構成とすることにより、当該透過型の波長変換装置を構成できる。なお、このような波長変換装置では、蛍光光が出射される側面部５１Ｂの開口部を透光性部材によって閉塞することにより、筐体５１の密閉性が保たれる。
【００７５】
波長変換装置５では、波長変換素子５２（基板５２１）を回転させる回転装置５３は、筐体５１内に収容されるとした。これに対し、例えば、回転装置５３を構成するモーターのモーター本体を筐体５１外に配置し、当該モーター本体から延出して基板５２１の接続部５２４に接続されるスピンドルを筐体５１内に配置してもよい。
【００７６】
流通装置５５は、空間Ｓ１，Ｓ２内に配置されるシロッコファンにより構成され、空間Ｓ４に位置する受熱器５６１を流通した冷却気体を吸引し、空間Ｓ２を介して、空間Ｓ３に位置する波長変換素子５２（基板５２１）に冷却気体を流通させるとした。しかしながら、流通装置５５の配置位置は筐体５１内のどこでもよく、例えば空間Ｓ２内でもよい。
また、流通装置５５は、シロッコファンでなくてもよく、波長変換素子５２（基板５２１）に冷却気体を流通させることができれば、軸流ファン等、他の送出手段を有する構成であってもよい。
【００７７】
筐体５１は、当該筐体５１内の収納空間Ｓを、空間Ｓ１〜Ｓ４に区画する隔壁５１３〜５１５を有するとした。しかしながら、第２隔壁５１４及び第３隔壁５１５は無くてもよい。この場合、冷却気体の循環方向において、流通装置５５から波長変換素子５２までの空間が第１空間となり、波長変換素子５２から流通装置５５までの空間が第２空間となる。また、筐体５１が第３隔壁５１５を有し、かつ、第１隔壁５１３に受熱器５６１における＋Ｙ方向側の端縁、更に、＋Ｘ方向側及び−Ｘ方向側の端縁が接する場合には、当該第１隔壁５１３は、側面部５１Ｆの内面に接続されていなくてもよい。更に、波長変換素子５２（基板５２１）に流通する冷却気体と、当該波長変換素子５２から排出される冷却気体とが衝突しなければ、第１隔壁５１３は無くてもよい。
加えて、筐体５１は、密閉筐体であるとしたが、密閉筐体でなくてもよい。
【００７８】
第１隔壁５１３が有する開口部５１３１の開口形状は、基板５２１の回転範囲と略一致するとした。すなわち、開口部５１３１の中心は、＋Ｚ方向側から見て基板５２１の中心Ｃと略一致し、開口部５１３１の内径寸法は、基板５２１の回転時の直径寸法と略一致するとした。しかしながら、開口部５１３１の内径寸法は、基板５２１の回転時の直径寸法より小さくてもよく、開口部５１３１の中心と基板５２１の中心Ｃとは、ずれていてもよい。更に、開口部５１３１の開口面の大きさ（開口部５１３１の端縁によって囲まれる仮想面の面積）は、基板５２１の回転範囲より小さくても大きくてもよい。例えば、開口部５１３１の端縁と基板５２１との間の隙間から、当該基板５２１を冷却した冷却気体が面５２１Ｂ側に再度流通しなければ、開口部５１３１の内径寸法は、基板５２１の回転時の直径寸法より大きくてもよい。
【００７９】
基板５２１において、流通装置５５により冷却気体が流通される面５２１Ｂには、当該基板５２１の中心側から外側に向けて延出する複数のフィン５２５が配置されていた。これに対し、基板５２１を冷却した気体を放射状に排出できれば、このようなフィン５２５は無くてもよい。また、フィン５２５の形状は、外側に向かうに従って基板５２１の回転方向（Ｄ方向）とは反対方向に反る形状でなくてもよい。例えば、各フィン５２５は、中心側から外側に向かって直線状に延出していてもよい。
【００８０】
筐体５１内には、流通する冷却気体から受熱する受熱器５６１が空間Ｓ４に配置され、受熱器５６１に伝導された熱は、熱伝導部材としてのヒートパイプ５６２によって、筐体５１外に配置されたラジエター５６３に伝導されるとした。このような受熱器５６１は、他の位置に配置されてもよく、例えば空間Ｓ３内に配置されていてもよい。更に、熱伝導部材として採用されるヒートパイプ５６２の数は適宜変更可能であり、第１流路ＦＰ１及び第２流路ＦＰ２に同数のヒートパイプ５６２を配置してもよく、第１流路ＦＰ１に多くのヒートパイプ５６２を配置してもよい。加えて、ヒートパイプ５６２に代えてペルチェ素子（熱電素子）を採用してもよい。
また、受熱器５６１は、空間Ｓ２内の冷却気体が流通する第１流路ＦＰ１と、波長変換素子５２を冷却して空間Ｓ３から冷却気体が流通する第２流路ＦＰ２とを有するとした。しかしながら、これに限らず、第１流路ＦＰ１は無くてもよい。
【００８１】
波長変換装置５では、第２流路ＦＰ２に配置される第２熱伝導部材としてのヒートパイプ５６２２の受熱器５６１に対する接触面積を、第１流路ＦＰ１に配置される第１熱伝導部材としてのヒートパイプ５６２１の受熱器５６１に対する接触面積より大きくするために、ヒートパイプ５６２２の数を、ヒートパイプ５６２１の数より多くした。これに対し、ヒートパイプ５６２２の径寸法をヒートパイプ５６２１より大きくすることにより、受熱器５６１との接触面積を調整してもよい。
また、熱伝導部材として上記ペルチェ素子が採用される場合には、当該ペルチェ素子の大きさ及び数を調整することにより、第２流路ＦＰ２に配置されるペルチェ素子の受熱器５６１に対する接触面積を、第１流路ＦＰ１に配置されるペルチェ素子の受熱器５６１に対する接触面積より大きくしてもよい。
【００８２】
波長変換装置５は、筐体５１内を循環する冷却気体の温度を下げる吸熱装置５６を備え、当該吸熱装置５６は、受熱器５６１、ヒートパイプ５６２、ラジエター５６３及び冷却ファン５６４を有する構成とした。このような吸熱装置５６の構成は、他の構成でもよく、更に、温度が比較的低い冷却気体を波長変換素子５２に供給し続けることが可能であれば、吸熱装置５６は無くてもよい。
【００８３】
波長変換素子５２を冷却する冷却気体は、基板５２１の回転方向とは反対方向に、当該基板５２１の面５２１Ｂに沿って流通するとした。これに対し、波長変換装置が、基板５２１に流通する冷却気体と、当該基板５２１を冷却した冷却気体とを隔てる第１隔壁５１３を有する場合には、当該基板５２１に流通する冷却気体の流通方向は問わない。
また、波長変換素子５２が、第１隔壁５１３と同様に、基板５２１に冷却気体を導く開口部を有し、かつ、回転装置５３側から流通して基板５２１を冷却した気体が、当該基板５２１の回転に伴って再度回転装置５３側に流通することを抑制する隔壁を備える構成としてもよい。
【００８４】
筐体５１は、上記回転軸ＲＡに沿って＋Ｚ方向側から波長変換素子５２を見た場合に、波長変換素子５２の外側に位置し、かつ、波長変換素子５２の中心Ｃを中心とする円形状の円弧状部５１６を有するとした。この円弧状部５１６は、回転時の波長変換素子５２の周方向に沿う冷却気体の流通を補助する機能を有するが、このような円弧状部５１６は無くてもよい。また、円弧状部５１６は、上記円形状に形成されていなくてもよく、半円形状や１／４円形状等の円弧状に形成されていてもよい。
【００８５】
流通装置５５の吐出口５５４は、上記仮想線ＶＬに対して＋Ｘ方向側にずれて配置されているとした。これに対し、吐出口５５４は、当該仮想線ＶＬに対して−Ｘ方向側にずれていてもよく、この場合、波長変換素子５２の回転方向を上記Ｄ方向とは反対方向とすればよい。また、吐出口５５４を上記仮想線ＶＬ上に配置し、当該吐出口５５４による冷却気体の吐出方向を、波長変換素子５２に向かう方向である＋Ｙ方向に向かうに従って＋Ｘ方向側にずれるように傾けてもよい。なお、波長変換素子５２の回転方向がＤ方向とは反対方向である場合に、吐出口５５４が上記仮想線ＶＬ上に位置する場合には、当該吐出口５５４による冷却気体の吐出方向を、＋Ｙ方向に向かうに従って−Ｘ方向側にずれるように傾けてもよい。
【００８６】
回転装置５３を筐体５１に取り付ける取付部材５４は、円柱状に形成されて、＋Ｚ方向側から見て、基板５２１において複数のフィン５２５が形成された領域の内側に配置されるとした。しかしながら、上記のように、取付部材５４の形状は、角柱状でもよく、他の形状でもよい。また、筐体５１に対する取付部材５４の固定位置は、側面部５１Ｂの内面に限らず、側面部５１Ｃ〜５１Ｅのいずれかの内面でもよく、第２隔壁５１４でもよい。すなわち、＋Ｚ方向側から見た場合の取付部材５４の位置は、基板５２１において複数のフィン５２５が形成された領域の内側に限らず、一部が当該フィン５２５を覆うように配置されてもよい。
【００８７】
プロジェクター１は、光変調装置としての液晶パネルを有する３つの画像形成装置３４（３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂ）を備えるとした。しかしながら、２つ以下、あるいは、４つ以上の画像形成装置を有するプロジェクターにも、本発明を適用可能である。
また、画像形成装置３４は、光変調装置として、光束入射面と光束射出面とが異なる透過型の液晶パネルを用いていたが、光入射面と光射出面とが同一となる反射型の液晶パネルを用いてもよい。この他、入射光束を変調して画像情報に応じた画像を形成可能な光変調装置であれば、マイクロミラーを用いたデバイス、例えば、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）等を利用したものなど、液晶以外の光変調装置を用いてもよい。
【００８８】
光学ユニット３は、図２及び図３に示した光学部品及び配置を有する構成を例示したが、これに限らず、他の構成及び配置を採用してもよい。
例えば、照明装置３１では、第１位相差板４４及び偏光分離装置４５により、光源部４１から出射された励起光の一部を分離し、当該一部の励起光を青色光として蛍光光に合成して照明光ＷＬを生成していた。これに対し、光源部４１から出射された励起光の一部を分離して青色光として用いるのではなく、当該光源部４１に加えて、青色光を出射する別の光源部を採用してもよい。この場合、光源部４１から出射された励起光により生成される蛍光光と、当該他の光源部から出射された青色光とを合成して照明光ＷＬを生成してもよく、当該蛍光光から分離した緑色光ＬＧ及び赤色光ＬＲをそれぞれ画像形成装置３４Ｇ，３４Ｒに入射させ、上記他の光源部から出射された青色光を画像形成装置３４Ｂに入射させてもよい。
【００８９】
上記波長変換装置５及び照明装置３１は、プロジェクター１に適用されていた。これら波長変換装置５及び照明装置３１を、例えば照明器具や自動車の光源装置に適用することも可能である。
【符号の説明】
【００９０】
１…プロジェクター、３１…照明装置、３４（３４Ｂ，３４Ｇ，３４Ｒ）…画像形成装置、３６…投射光学装置、４１…光源部、５…波長変換装置、５１…筐体、５１３…第１隔壁（隔壁）、５１３１…開口部、５１４…第２隔壁、５１４２…開口部、５１５…第３隔壁、５１Ｃ，５１Ｄ，５１Ｅ，５１Ｆ…側面部、５１６…円弧状部、５２…波長変換素子、５２１…基板、５２１Ｂ…面、５２１Ｃ，５２１Ｄ…部位、５２２…蛍光体層、５２４…接続部、５２５…フィン、５３…回転装置、５４…取付部材、５５…流通装置、５５３…吐出部、５５４…吐出口、５６…吸熱装置、ＡＬ…矢印、Ｃ…中心、Ｄ…方向（回転方向）、Ｓ…収納空間、Ｓ１…空間、Ｓ２…空間（第１空間）、Ｓ３…空間（第２空間）、Ｓ４…空間、ＶＬ…仮想線。
【図１】
0006686364.tif 000002
【図２】
0006686364.tif 000003
【図３】
0006686364.tif 000004
【図４】
0006686364.tif 000005
【図５】
0006686364.tif 000006
【図６】
0006686364.tif 000007
【図７】
0006686364.tif 000008
【図８】
0006686364.tif 000009