(57)【要約】【課題】発光素子の冷却効率を高めて高輝度な照明を実現する。【解決手段】冷媒を封入した環状ダクト１３上に、受熱板を介して発光体１１ａを載置する。そして、発光体１１ａ自身の発熱によりダクト１３内に生じたバブルＰ１の膨張力を利用して冷媒を循環させる。このとき、ダクト１３内において発光体１１ａに近接する位置に、バブルの膨張方向を一方向に規制する弁部１４Ａを設けることで、冷媒を一方向に環流させることができ、効率的な冷却が可能となる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒の封入された環状ダクトと、
受熱板を挟んで上記ダクトの上に載置された発光体とを備え、
上記発光体が点滅駆動されるとともに、点灯された発光体の発熱により上記ダクト内に生じるバブルの膨張作用によって、上記冷媒がダクト内を環流することを特徴とする、照明装置。
【請求項２】
上記発光体に近接する位置に、上記発光体の発熱によりダクト内に生じるバブルの膨張方向を一方向のみ許容する弁部が設けられ、上記冷媒が上記発光体の発熱によるバブルの膨張作用によってダクト内を一方向に環流することを特徴とする、請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
上記弁部は、上記ダクト内においてダクトの流路を狭める流路抵抗部からなることを特徴とする、請求項２記載の照明装置。
【請求項４】
上記受熱板は可撓部材からなり、
上記弁部は、上記受熱板上に上記発光体に近接して設けられた冷媒保持部と、この冷媒保持部に保持された冷媒を加熱するヒータとからなり、
上記ヒータは上記発光体が点灯される直前に駆動されることを特徴とする、請求項２記載の照明装置。
【請求項５】
上記発光体の点灯時間と上記ヒータの駆動時間とは一部オーバーラップすることを特徴とする、請求項４記載の照明装置。
【請求項６】
上記発光体は上記ダクトの延在方向に配列された複数の発光素子からなり、
これらの発光素子は、上記冷媒の流れ方向に対して上流側となる発光素子から順に点灯されることを特徴とする、請求項２〜５のいずれかの項に記載の照明装置。
【請求項７】
隣接する発光素子の点灯時間は一部オーバーラップすることを特徴とする、請求項６記載の照明装置。
【請求項８】
隣接する発光素子の発光色は互いに異なることを特徴とする、請求項６記載の照明装置。
【請求項９】
冷媒の封入された環状ダクトと、
時間順次に点灯される複数の発光素子とを備え、
各発光素子は受熱板を挟んで上記ダクトの上に点灯順に配列されたことを特徴とする、照明装置。
【請求項１０】
隣接する発光素子の点灯時間は一部オーバーラップすることを特徴とする、請求項９記載の照明装置。
【請求項１１】
隣接する発光素子の発光色は互いに異なることを特徴とする、請求項９記載の照明装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかの項に記載の照明装置と、
上記照明装置から出射された光を変調する光変調装置と、
変調された光を投射する投射手段とを備えたことを特徴とする、投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、照明装置及びこれを備えた投射型表示装置に関し、より詳しくは、照明装置の冷却構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のプロジェクタ（投射型表示装置）では、その光源として、古くはハロゲンランプ、近年は高輝度高効率である高圧水銀ランプ（ＵＨＰ）が多く用いられてきた。放電型のランプであるＵＨＰを用いた光源は高圧の電源回路を要し、大型で重く、プロジェクタの小型軽量化の妨げになっていた。また、ハロゲンランプよりは寿命が長いものの依然短寿命である他、光源の制御（高速の点灯、消灯、変調）が略不可能で、また立ち上げに数分という長い時間を要していた。
【０００３】
そこで最近、新しい光源としてＬＥＤ発光体が注目されている。ＬＥＤは超小型・超軽量、長寿命である。また、駆動電流の制御によって、点灯・消灯、出射光量の調整が自由にできる。この点でプロジェクタの光源としても有望であり、既に小型・携帯用の小画面プロジェクタへの応用開発が始まっている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１１２０３１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、現在のところＬＥＤを光源とするプロジェクタにおいて十分な輝度を得ることは難しい。これは、ＬＥＤは効率の点でまだＵＨＰの１／２〜１／３程度であり、定格いっぱいの電流を注入しても得られる光量が小さいからである。めざましい技術革新によって上記効率は年々着実に向上しつつあり、数年後には現在のＵＨＰ並みのレベルに達する可能性もあるが、少なくとも近い将来、製品化可能なＬＥＤ光源プロジェクタにおいては、状況は変わらないであろう。なお、光量を稼ぐのにＬＥＤをアレイ化する方法があるが、これは発光点が大きくなることによる光学系としての照明光率の低下を招くので、あまり効果は得られない。
【０００６】
そこで、残された方法として考えられるのは、ＬＥＤの発光量を増やすことである。しかしながら、これは上記の通りＬＥＤの定格の制約があり、最大光量は定格と効率で自動的に決まっている。ＬＥＤの定格電流を決めているのは主に発熱量である。従来のＬＥＤではパッケージ内にシリコン・ジェル等の熱伝導性の高い流体を満たす等の工夫がされていたが、十分な放熱効果は得られていなかった。このため、発熱によるチップへのダメージにより、定格電流を大きくできず、最大光出力も小さくなっていた。
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、高輝度な照明が可能な照明装置及びこれを備えた投射型表示装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の照明装置は、冷媒の封入された環状ダクトと、受熱板を挟んで上記ダクトの上に載置された発光体とを備え、上記発光体が点滅駆動されるとともに、点灯された発光体の発熱により上記ダクト内に生じるバブルの膨張作用によって、上記冷媒がダクト内を環流することを特徴とする。
【０００８】
この構成において発光体が点灯されると、発光体自身の発熱により発光体の直下の冷媒が加熱され、ダクト内にバブルが発生する。このバブルは発光体が点灯される間膨張し続けるため、冷媒はこのバブルの膨張によって押し流される。そして、発光体の点滅によりバブルの発生，膨張，消滅が繰り返される結果、冷媒はダクト内を循環され、循環される間に冷媒内の熱が放熱されて再び発光体の冷却に利用される。
【０００９】
このように本構成では発光体を冷媒によって液冷しているため、従来のものに比べて冷却効率を高めることができる。このため、大電流駆動が可能となり、照明の明るさを向上できる。また、本構成では発光体自身の発熱を冷媒の循環駆動力に利用しているため、装置構成を大幅に簡素化できる。
【００１０】
ところで、上記構成では、発光体に近接する位置に、上記発光体の発熱によりダクト内に生じるバブルの膨張方向を一方向のみ許容する弁部を設けることが望ましい。
【００１１】
この構成において発光体が点灯されると、発光体自身の発熱により発光体の直下の冷媒が加熱され、ダクト内にバブルが発生する。このバブルは発光体が点灯される間膨張し続けるが、この発光体に近接配置された弁部により、その膨張方向は一方向に規定される。この結果、冷媒はこのバブルの膨張によって一方向に押し流される。この後、発光体が消灯されるとバブルは消滅するが、上記冷媒の流れ方向は一方向に維持される。そして、この発光体の点滅動作を繰り返すことで冷媒はダクト内を一方向に環流され、環流される間に冷媒内の熱が放熱されて再び発光体の冷却に利用される。したがって、この構成によれば冷媒を一方向に確実に循環させることができるため、冷却効率を一層高めることができる。
【００１２】
なお、上述の弁部は、例えば上記ダクト内においてダクトの流路を狭める流路抵抗部として構成できる。具体的には、複数の仕切りによってダクト内を複数の流路に分割することで流路を狭めることができる。或いは、単にダクト内に障害物を設けるのみでも流路を狭めることができる。この構成では、ダクト内に生じたバブルは、狭められた流路との表面張力の作用によりこの流路抵抗部を通過できず、バブルの膨張方向は流路抵抗部と反対側の方向に規定される。
【００１３】
また、このようにダクト内に障害物（流路抵抗部）を配置して流路を狭める以外にも、ダクトの外部から応力を加えて流路を狭めるようにしてもよい。具体的には、受熱板を可撓部材とし、上記弁部を、受熱板の上に載置された冷媒保持部とこの冷媒保持部に保持された冷媒を加熱するヒータとにより構成する。この際、冷媒保持部は冷媒の流れ方向に対して発光体の上流側となる位置に、この発光体に近接して配置し、ヒータを上記発光体が点灯される直前に駆動するようにする。
【００１４】
この構成においてヒータを駆動すると加熱により冷媒保持部にバブルが生じ、これが受熱板を圧迫することでダクトの流路が狭められる。そして、この後の発光体の点灯によりダクト内に生じたバブルは、狭められた流路との表面張力の作用によりこの流路を通過できず、バブルの膨張方向は冷媒保持部と反対側の方向に規定される。このように冷媒保持部のバブルの応力を利用して流路を狭める場合には、上記発光体の点灯時間と上記ヒータの駆動時間とを一部オーバーラップさせることが好ましく、これにより、バブルを確実に一方向に膨張させることができる。
【００１５】
なお、上述の発光体は、必要とされる光源の大きさによって１つ又は複数の発光素子から構成できるが、上記発光体が複数の発光素子からなる場合には、これらを上記ダクトの延在方向に配列し、冷媒の流れ方向に対して上流側となる発光素子から順に点灯することが好ましい。この構成では、先に点灯した発光素子の発熱によりダクト内に生じるバブルが障害となって、次に点灯する発光素子の発熱により生じたバブルの膨張方向が一方向（即ち、先に点灯した発光素子と反対側の方向）に規定される。また、次に発生するバブルは前に生じたバブルを一部吸収する形で膨張するため、ダクト内に生じたバブルは見かけ上、発光素子の配列方向に沿って順次移動する形となり、このバブルの移動により冷媒が一方向に環流される。なお、この構成では、バブルの移動方向を確実に規定するために、隣接する発光素子の点灯時間を一部オーバーラップさせることが好ましい。また、この構成では、個々の発光素子は間欠的に点灯駆動されるため、常時点灯される構成に比べて大きな電流を流すことができる。このため、上記冷却の効果と合わせて、従来よりも照明の輝度を格段に高めることができる。
【００１６】
また、複数の発光素子を順次点灯させる構成では、各発光素子の発光色は互いに同じであってもよいが、隣接する発光素子の発光色を例えばＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）のように互いに異ならせることで、複数の色光を時分割で出力可能な照明装置を構成できる。
【００１７】
また、本発明の照明装置は、冷媒の封入された環状ダクトと、時間順次に点灯される複数の発光素子とを備え、各発光素子は受熱板を挟んで上記ダクトの上に点灯順に載置されたことを特徴とする。
【００１８】
本構成は、発光体が複数の発光素子からなる前述の構成において、バブルの膨張方向を一方向に規制する弁部を省略したものである。この構成では、最初の発光素子の点灯により生じるバブルの膨張方向は規定できないものの、次の発光素子の発熱（即ち、点灯）により生じるバブルの膨張方向は、先に点灯した発光素子の発熱によりダクト内に生じたバブルが障害となるため、一方向（即ち、先に点灯した発光素子と反対側の方向）に規定される。また、次に生じたバブルは、先に生じたバブルを一部吸収する形で膨張するため、ダクト内に生じたバブルは見かけ上、発光素子の配列方向に順次移動する形となり、このバブルの移動により冷媒は一方向に押し流される。そして、この点灯動作を繰り返すことで冷媒はダクト内を一方向に環流され、流路内に設けられた熱交換部で冷却されて再び発光体の冷却に利用される。
したがって、本構成でも冷媒を一方向に確実に循環させることができるため、冷却効率を高めることができる。
【００１９】
なお、この構成では、バブルの移動方向を確実に規定するために、隣接する発光素子の点灯時間を一部オーバーラップさせることが好ましい。
また、複数の発光素子を順次点灯させる構成では、各発光素子の発光色は互いに同じであってもよいが、隣接する発光素子の発光色を例えばＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）のように互いに異ならせることで、複数の色光を時分割で出力可能な照明装置を構成できる。
【００２０】
また、本発明の投射型表示装置は、上述の照明装置と、上記照明装置から出射された光を変調する光変調装置と、変調された光を投射する投射手段とを備えたことを特徴とする。これにより、高輝度な照明が可能な小型の投射型表示装置を提供することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
以下、図１〜図４を参照しながら本発明の第１実施形態に係る投射型表示装置について説明する。図１は本実施形態の投射型表示装置の全体構成を示す概略図、図２は本投射型表示装置に備えられた照明装置の一構成例を示す図、図３はこの照明装置の駆動方法を説明するためのタイミングチャート、図４はこの照明装置の冷却機構を説明するための図である。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
【００２２】
図１に示すように、本実施形態の投射型表示装置は３板式の液晶プロジェクタであり、色合成手段としてのダイクロイッククロスプリズム３０の３つの光入射面３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂには、それぞれ光変調装置としての透過型液晶装置２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂが対向して配置され、各液晶装置２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂの背面側（クロスダイクロイックプリズム３０と反対側）にはそれぞれＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の色光を出射可能な照明装置１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂが配置されている。
【００２３】
図２に示すように、照明装置１０（１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ）は、同じ色光を発光する複数の発光素子１１ａ，１１ｂ，１１ｃと、これを冷却するための受熱体１２とを備えている。各発光素子１１ａ，１１ｂ，１１ｃは例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）からなり、点灯制御回路（図示略）により、図３に示すように、単位時間（例えば１フレーム期間）内に１１ａ，１１ｂ，１１ｃの順で時間順次に点灯されるようになっている。この際、隣接する発光素子の点灯時間はＴ０だけオーバーラップするように駆動タイミングが制御されている。なお、本実施形態では、同一列に配された３つの発光素子１１ａ〜１１ｃによって本発明の発光体１１が構成される。
【００２４】
受熱体１２には、１つの発光体１１に対応して１つの環状ダクト１３が設けられており、発光体１１は受熱板１２ａを挟んでこのダクト１３の直上に載置されている。このダクト１３には冷媒Ｌが封入されており、発光素子１１ａ〜１１ｃがこの冷媒Ｌによって液冷されるようになっている。
【００２５】
また、発光素子１１ａ，１１ｂ，１１ｃはダクト１３の延在方向に沿って点灯順に配列されており、ダクト１３内には平面視で発光体１１を挟む位置に流路抵抗部１４Ａ，１４Ｂが設けられている。流路抵抗部（弁部）１４Ａ，１４Ｂは、ダクト１３内を複数の流路に分割する仕切りとして構成され、ダクト内に生じたバブルの膨張をこの仕切りによって規制することで、冷媒Ｌを一方向に環流させている。
【００２６】
つまり、図４（ａ）に示すように、まず、流路抵抗部１４Ａの近傍に配置された発光素子１１ａが点灯されると、この点灯による発光素子自身の発熱によって冷媒Ｌが加熱され、この発光素子１１ａの直下である流路抵抗部１４Ａの近傍にバブルＰ１が発生する。このバブルＰ１は発光素子１１ａの点灯期間中膨張し続けるが、仕切りによって狭められた流路との表面張力の作用によりこの流路抵抗部１４Ａを通過できず、図４（ｂ）に示すように、バブルＰ１は流路抵抗部１４Ａと反対側の方向にのみ膨張する。
【００２７】
次に、発光素子１１ｂが点灯されると、この発光素子１１ｂの直下には、図４（ｃ）に示すように、先に生じたバブルＰ１を一部吸収する形でバブルＰ２が形成され、発光素子１１ｂが点灯される間膨張し続ける。この際、発光素子１１ａと発光素子１１ｂの点灯時間が一部オーバーラップしているため、バブルＰ２は、先に形成されたバブルＰ１が障害となって、これと反対側の方向にのみ膨張する。
同様に、発光素子１１ｃが点灯されると、図４（ｄ）に示すように、発光素子１１ｃの直下には、バブルＰ２を一部吸収する形でバブルＰ３が形成され、流路抵抗部１４Ｂの方向にのみ膨張する。
【００２８】
以上の過程により、ダクト１３内に生じたバブルは見かけ上、発光素子１１ａ〜１１ｃの配列方向に沿って順次移動する形となり、このバブルの移動により冷媒Ｌが一方向（即ち、発光素子１１ａから発光素子１１ｃに向かう方向）に押し流される。なお、流路抵抗部１４Ｂまで移動したバブルＰ３は表面張力の作用により流路抵抗部１４Ｂを通過できず、発光素子１１ｃの消灯により消滅するが、冷媒Ｌの流れ方向は一方向に維持される。そして、この発光素子１１ａ〜１１ｃの点滅動作を繰り返すことで、冷媒Ｌはダクト１３内を一方向に環流され、流路内に設けられた熱交換部（図示略）で冷却されて再び発光体１１の冷却に利用される。
【００２９】
照明装置１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂとこれに対応する光変調装置２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂとの間には照明光の照度分布を光変調装置２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂにおいて均一化させるための照度均一化手段１９として、照明装置側から第１のフライアイレンズ１９１、第２のフライアイレンズ１９２が順次設置されている。第１のフライアイレンズ１９１は複数の２次光源像を形成し、第２のフライアイレンズ１９２は被照明領域である光変調装置の設置位置においてそれらを重畳する重畳レンズとしての機能を有する。これにより、発光素子１から出射された光は、その光の密度分布に関係なく液晶装置全面に均一な密度で照射される。
【００３０】
ダイクロイッククロスプリズム３０は、４つの直角プリズムが貼り合わされた構造を有し、その貼り合わせ面３０ａ，３０ｂには誘電体多層膜からなる光反射膜（図示略）が十字状に形成されている。具体的には、貼り合わせ面３０ａには、光変調装置２０Ｒで形成された赤色の画像光を反射し、それぞれ光変調装置２０Ｇ，２０Ｂで形成された緑色及び青色の画像光を透過する光反射膜が設けられ、貼り合わせ面３０ｂには、光変調装置２０Ｂで形成された青色の画像光を反射し、それぞれ光変調装置２０Ｒ，２０Ｇで形成された赤色及び緑色の画像光を透過する光反射膜が設けられている。そして、ダイクロイッククロスプリズム３０の光出射面３０Ｅに導光された各色の画像光は投射レンズ（投射手段）４０によってスクリーン５０に投射されるようになっている。
【００３１】
したがって、本実施形態によれば、発光体１１を冷媒Ｌによって液冷しているため、従来のものに比べて冷却効率を高めることができ、大電流駆動が可能となる。特に、本構成では個々の発光素子は間欠的に点灯駆動されるため、常時点灯される構成に比べて、一層大きな電流を流すことができる。このため、上記冷却の効果と合わせて、従来よりも照明の輝度を格段に高めることができる。
また、本構成では発光体１１の発熱を冷媒Ｌの循環駆動力に利用しているため、冷媒循環機構を別途設ける必要がなく、装置構成を簡素化できる。特に、隣接する発光素子の点灯時間を一部オーバーラップさせているため、各発光素子１１ａ〜１１ｃの点灯に応じて順次発生するバブルＰ１〜Ｐ３の膨張方向を確実に一方向に規定でき、冷媒Ｌをスムーズに流すことができる。
【００３２】
［第２実施形態］
次に、図５〜図７を参照しながら本発明の第２実施形態に係る投射型表示装置について説明する。図５は、本実施形態の投射型表示装置の全体構成を示す概略図、図６は本投射型表示装置に備えられた照明装置の一構成例を示す図、図７はこの照明装置の駆動方法を説明するためのタイミングチャートである。なお、上記第１実施形態と同様の部位については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００３３】
本実施形態は、隣接する発光素子の発光色を互いに異ならせることで、複数の色光を時分割で出力可能な照明装置を構成したものである。すなわち、本実施形態の投射型表示装置は、図５に示すように、単板式の液晶プロジェクタであり、光変調装置としての透過型液晶装置２０′の背面側にＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３つの色光を出射可能な照明装置１０′が配置されている。
【００３４】
図６に示すように、照明装置１０′は赤色，緑色，青色用の３種類の発光素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂと、これを冷却するための受熱体１２とを備えている。本実施形態では、同一列に配された３つの発光素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂによって本発明の発光体１１が構成される。発光素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂは、点灯制御回路（図示略）により、図７に示すように、単位時間（例えば１フレーム期間）内に１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの順で時間順次に点灯され、光変調装置１０′はこれと同期して赤色用，緑色用，青色用の画像光を順次形成するようになっている。
【００３５】
受熱体１２には、１つの発光体１１に対応して１つの環状ダクト１３が設けられており、発光体１１は受熱板を挟んでこのダクト１３の直上に載置されている。このダクト１３には冷媒Ｌが封入されており、発光素子１１Ｒ〜１１Ｂが液冷されるようになっている。また、発光素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂはダクト１３の延在方向に沿って点灯順に配列されており、ダクト１３内には平面視で発光体１１を挟む位置に流路抵抗部（弁部）１４Ａ，１４Ｂが設けられている。これら流路抵抗部１４Ａ，１４Ｂの構成及び作用は上記第１実施形態と同様である。
照明装置１０′と光変調装置２０′との間には一対のフライアイレンズ１９１，１９２からなる照度均一化手段１９が設けられ、各発光素子から出射された各色の光がそれぞれ変調装置２０′の全面に均一に照射されるようになっている。そして、光変調装置２０′で形成された各色の画像光は投射レンズ４０を介してスクリーン５０に拡大投影されるようになっている。
したがって、本実施形態でも発光素子自身の発熱を利用してダクト内の冷媒Ｌを一方向に循環し、発光素子を効率良く冷却することができる。
【００３６】
［第３実施形態］
次に、図８〜図１０を参照しながら本発明の第３実施形態に係る投射型表示装置について説明する。図８は本投射型表示装置に備えられた照明装置の１つの発光体の要部構成を示す図、図９はこの照明装置の駆動方法を説明するためのタイミングチャート、図１０はこの照明装置の冷却機構を説明するための図である。なお、上記第１実施形態と同様の部位については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００３７】
本実施形態では、ダクト１３内に設けた仕切りによって流路を狭める代わりに、受熱板１２ａ′を可撓部材とし、この可撓性の受熱板１２ａ′に応力を加えることで流路を狭めるようにしている。すなわち、本実施形態の弁部は、図８に示すように、受熱板１２ａ′の上に載置された冷媒保持部１５ａと、この冷媒保持部１５ａに保持された冷媒Ｌ′を加熱するヒータ１５とからなる。
【００３８】
冷媒保持部１５ａは発光体１１に近接する位置（即ち、冷媒Ｌの流れ方向に対して発光素子１１ａの上流側となる位置）に配置されている。また、ヒータ１５は、図１９に示すように、発光素子１１ａが点灯される直前に駆動されるようになっており、このヒータ加熱によって冷媒保持部１５ａ内に生じたバブルが可撓性の受熱板１２ａ′を加圧することで、発光素子１１ａの点灯直前にダクト１３の流路が狭められるようになっている。
【００３９】
つまり、図１０（ａ）に示すように、まず、ヒータ１５が駆動されると、このヒータ加熱により冷媒保持部１５ａ内にバブルＰ′が生じる。このバブルＰ′は可撓性の受熱板１２ａを加圧し、これによりダクト１３の流路が狭められる。
【００４０】
この後、発光素子１１ａが点灯されると、この点灯による発光素子自身の発熱によって冷媒Ｌが過熱され、この発光体１１ａの直下にバブルＰが発生する。このバブルＰは発光素子１１ａが点灯される間膨張し続けるが、バブルＰ′によって狭められた流路との表面張力の作用により、この弁部を越えて膨張することができず、図１０（ｂ）に示すように、バブルＰは弁部と反対側の方向にのみ膨張する。この結果、冷媒ＬはこのバブルＰの膨張によって一方向（即ち、弁部と反対側の方向）に押し流される。この後、ヒータ１５の加熱を停止すると、冷媒保持部１５ａ内のバブルＰ′は小さくなってダクト１３の流路は元の大きさに戻るが、冷媒Ｌの流れ方向は上記一方向（矢印の方向）に維持されるため、バブルＰは発光素子１１ｂの方に移動する。
【００４１】
次に、発光素子１１ｂが点灯されると、この発光素子１１ｂの直下には、先に生じたバブルＰを一部吸収する形でバブルが形成され、発光体１１ｂが点灯される間膨張し続ける。この際、発光素子１１ａと発光素子１１ｂの点灯時間が一部オーバーラップしているため、発光素子１１ｂの発熱によって生じるバブルは先に形成されたバブルＰが障害となって、これと反対側の方向にのみ膨張する。同様に、発光素子１１ｃが点灯されると、発光素子１１ｃの直下には、上記バブルを一部吸収する形でバブルが形成され、上記一方向にのみ膨張する。
【００４２】
以上により、ダクト１３内に生じたバブルは見かけ上、発光素子１１ａ〜１１ｃの配列方向に沿って順次移動する形となり、このバブルの移動により冷媒Ｌが一方向（即ち、発光素子１１ａから発光素子１１ｃに向かう方向）に押し流される。そして、この発光素子１１ａ〜１１ｃの点滅動作を繰り返すことで、冷媒Ｌはダクト１３内を一方向に環流され、流路内に設けられた熱交換部（図示略）で冷却されて再び発光体１１の冷却に利用される。
そして、これ以外の構成は上記第１実施形態と同様である。
【００４３】
したがって、本実施形態でも発光素子自身の発熱を利用してダクト内の冷媒Ｌを一方向に循環し、発光素子を効率良く冷却することができる。また、本実施形態では、バブルＰの膨張方向を一方向に規定するために能動型の弁部を設けているため、上記第１実施形態のものに比べて装置構成が複雑になるものの、弁部の駆動期間が発光体１１ａの点灯直前の短い期間であるため、流路の一部が常に狭められている上記第１実施形態のものに比べて、冷媒Ｌの流れをスムーズにできる。
【００４４】
［第４実施形態］
次に、図１１を参照しながら本発明の第４実施形態に係る投射型表示装置について説明する。
本実施形態では、ダクト１３内に設けた可撓部材１６Ｂとストッパ１６Ａとにより、冷媒Ｌの流れ方向及び発光素子１１の発熱により生じるバブルの膨張方向を図の矢印の方向にのみ許容している。すなわち、本実施形態では、これら可撓部材１６Ｂ及びストッパ１６Ａによって本発明の弁部が構成されている。
これ以外は上記第１実施形態と同様である。
したがって、本実施形態でも本実施形態でも発光素子自身の発熱を利用してダクト内の冷媒Ｌを一方向に循環し、発光素子を効率良く冷却することができる。
【００４５】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上記第１実施形態では１つの発光体１１を構成する発光素子の数を３つとしているが、この数はこれに限られない。また、図２（ａ）では１つの照明装置１０に発光体１１が４つ設けられているが、この数もこれに限定されるものではない。また、各発光体１１に対してそれぞれ環状ダクト１３を設けているが、図１２に示すように、ダクト１３′は互いに連結されてもよい。この場合、冷媒Ｌを一方向にスムーズに環流させるために、発光体１１ａと発光体１１ｃとが流路に沿って隣接されるようにする。
【００４６】
また、上記実施形態では、発光体近傍に設けられた弁部によってバブルの膨張方向を一方向に規制して冷媒Ｌを一方向に循環させているが、冷媒Ｌは必ずしも一方向に循環される必要はない。つまり、バブルの膨張作用により冷媒Ｌを単に押し流すことで冷媒を循環させてもよい。
或いは、バブルを発生させずに、冷媒内の局所的な温度差によって生じる対流を利用して冷媒を環流させることも可能である。すなわち、ダクト内の上記発光体に近接する位置に、冷媒の流れ方向によって流路抵抗の異なる弁部を設け、上記発光体の発熱による上記冷媒の対流によって、上記冷媒がダクト内を一方向に環流するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る投射型表示装置の概略構成図。
【図２】同、投射型表示装置に備えられる照明装置の構成を示す図。
【図３】同、照明装置の駆動方法を説明するためのタイミングチャート。
【図４】同、照明装置の冷却機構を説明するための図。
【図５】本発明の第２実施形態に係る投射型表示装置の概略構成図。
【図６】同、投射型表示装置に備えられる照明装置の構成を示す図。
【図７】同、照明装置の駆動方法を説明するためのタイミングチャート。
【図８】本発明の第３実施形態に係る投射型表示装置に備えられた照明装置の冷却ダクトを拡大して示す図。
【図９】同、照明装置の駆動方法を説明するためのタイミングチャート。
【図１０】同、照明装置の冷却機構を説明するための図。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る投射型表示装置に備えられた照明装置の冷却ダクトを拡大して示す図。
【図１２】照明装置の他の構成例を示す図。
【符号の説明】
１０，１０′，１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ…照明装置、１１…発光体、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ…発光素子、１２ａ，１２ａ′…受熱板、１３，１３′…環状ダクト、１４Ａ，１４Ｂ…流路抵抗部（弁部）、１５…ヒータ、１５ａ…冷媒保持部、２０′，２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂ…光変調装置、４０…投射レンズ（投射手段）、Ｌ…冷媒、Ｐ，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…バブル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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