(57)【要約】  本開示の一実施形態の波長変換素子は、複数の蛍光体粒子を含み、内部に空隙を有する蛍光体層と、蛍光体層を冷却する冷媒と、蛍光体層に接して設けられると共に、冷媒を循環させる冷媒輸送部材と、蛍光体層、冷媒および冷媒輸送部材を封入する筐体とを備える。
2020044999.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の蛍光体粒子を含み、内部に空隙を有する蛍光体層と、
前記蛍光体層を冷却する冷媒と、
前記蛍光体層に接して設けられると共に、前記冷媒を循環させる冷媒輸送部材と、
前記蛍光体層、前記冷媒および前記冷媒輸送部材を封入する筐体と
を備えた波長変換素子。
【請求項２】
前記冷媒は、前記蛍光体層および前記冷媒輸送部材において発生する毛管力によって循環し、
前記蛍光体層における毛管力は、前記冷媒輸送部材における毛管力よりも大きい、請求項１に記載の波長変換素子。
【請求項３】
前記冷媒輸送部材は光反射性を有する、請求項１に記載の波長変換素子。
【請求項４】
前記蛍光体層は、前記筐体の側壁との間に空間を有する、請求項１に記載の波長変換素子。
【請求項５】
前記蛍光体層は、連泡式の多孔質構造を有する、請求項１に記載の波長変換素子。
【請求項６】
前記蛍光体層は、セラミックス蛍光体によって構成されている、請求項１に記載の波長変換素子。
【請求項７】
前記冷媒輸送部材は、連泡式の多孔質構造を有する、請求項１に記載の波長変換素子。
【請求項８】
前記冷媒輸送部材は、セラミックス焼結体、焼結金属またはポーラス金属によって構成されている、請求項１に記載の波長変換素子。
【請求項９】
前記蛍光体層および前記冷媒輸送部材は、それぞれ連泡式の多孔質構造を有し、
前記蛍光体層の平均気孔径は、前記冷媒輸送部材の平均気孔径よりも小さい、請求項１に記載の波長変換素子。
【請求項１０】
前記冷媒輸送部材は、前記蛍光体層との接面に前記冷媒を輸送する流路を有する、請求項１に記載の波長変換素子。
【請求項１１】
前記蛍光体層は、前記冷媒の蒸発による潜熱によって直接冷却される、請求項１に記載の波長変換素子。
【請求項１２】
前記筐体は、少なくとも前記蛍光体層と対向する一の面が光透過性を有する、請求項１に記載の波長変換素子。
【請求項１３】
前記筐体は、前記一の面と対向する他の面に放熱部材を有する、請求項１２に記載の波長変換素子。
【請求項１４】
前記冷媒輸送部材は、前記筐体の前記他の面側に配置されている、請求項１３に記載の波長変換素子。
【請求項１５】
前記筐体は回転可能なホイール部材であり、前記蛍光体層は円環形状を有する、請求項１に記載の波長変換素子。
【請求項１６】
前記蛍光体層は前記筐体の光透過性を有する一の面側に配置され、
前記冷媒輸送部材は、前記筐体の前記一の面と対向する他の面側に配置されている、請求項１２に記載の波長変換素子。
【請求項１７】
前記冷媒輸送部材は開口を有し、
前記開口と当椄する前記筐体の他の面は、撥水性または親水性を有する、請求項１６に記載の波長変換素子。
【請求項１８】
前記蛍光体層および前記冷媒輸送部材を、それらの面を垂直に立てた状態で用いる場合、
前記冷媒輸送部材における毛管力（Ｐ）は下記式（１）を満たす、請求項１に記載の波長変換素子。
（数１）Ｐ≧水頭差Ｒ0（ｍｍＨ2Ｏ）・・・・・（１）
（Ｒ0：蛍光体層内の発光部から筐体の内側側壁までの距離）
【請求項１９】
前記蛍光体層は、前記一の面に面する第１の面および前記第１の面と対向する第２の面を有し、前記第１の面の少なくとも一部は前記一の面と接触または接合している、請求項１２に記載の波長変換素子。
【請求項２０】
前記第１の面の発光領域が前記一の面と接触または接合している、請求項１９に記載の波長変換素子。
【請求項２１】
前記蛍光体層は、前記第１の面の発光領域に凸部を有し、前記凸部が前記一の面と接触または接合している、請求項２０に記載の波長変換素子。
【請求項２２】
前記第１の面の全面が前記一の面と接触または接合している、請求項１９に記載の波長変換素子。
【請求項２３】
前記蛍光体層は、前記一の面に面する第１の面および前記第１の面と対向する第２の面を有し、
前記第１の面の少なくとも一部は前記一の面と接触または接合し、
前記第２の面の少なくとも一部は前記他の面と接触または接合している、請求項１３に記載の波長変換素子。
【請求項２４】
前記冷媒輸送部材は開口を有し、
前記前記第２の面は、前記開口を介して前記他の面と接触または接合している、請求項２３に記載の波長変換素子。
【請求項２５】
前記筐体の側壁は傾斜面となっている、請求項１に記載の波長変換素子。
【請求項２６】
前記筐体は、前記他の面側にさらに光源を収容している、請求項１３に記載の波長変換素子。
【請求項２７】
光源部と、
前記光源部からの励起光により励起されて蛍光を発する波長変換素子とを備え、
前記波長変換素子は、
複数の蛍光体粒子を含み、内部に空隙を有する蛍光体層と、
前記蛍光体層を冷却する冷媒と、
前記蛍光体層に接して設けられると共に、前記冷媒を循環させる冷媒輸送部材と、
前記蛍光体層、前記冷媒および前記冷媒輸送部材を封入する筐体と
を有する光源モジュール。
【請求項２８】
光源モジュールと、
前記光源モジュールから射出される光を変調する光変調素子と、
前記光変調素子からの光を投射する投射光学系とを有し、
前記光源モジュールは、
光源部と、
前記光源部からの励起光により励起されて蛍光を発する波長変換素子とを備え、
前記波長変換素子は、
複数の蛍光体粒子を含み、内部に空隙を有する蛍光体層と、
前記蛍光体層を冷却する冷媒と、
前記蛍光体層に接して設けられると共に、前記冷媒を循環させる冷媒輸送部材と、
前記蛍光体層、前記冷媒および前記冷媒輸送部材を封入する筐体と
を有する投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、蛍光体粒子を用いた波長変換素子および光源モジュールならびにこれを備えた投射型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な蛍光体光源では、蛍光体をホイール上に固定し、そのホイールを回転させることでレーザ照射により発生する熱を放熱する方式が用いられている。更に、例えば特許文献１では、回転基板上に設けられた密封筐体内に蛍光体と共に冷媒を封入することで蛍光体の冷却効率を向上させる蛍光体ホイールが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−２７６８５号公報
【発明の概要】
【０００４】
このように、蛍光体を光源とする波長変換素子では蛍光体の冷却効率、即ち、放熱特性の向上が求められている。
【０００５】
放熱特性を向上させることが可能な波長変換素子および光源モジュールならびに投射型表示装置を提供することが望ましい。
【０００６】
本開示の一実施形態の波長変換素子は、複数の蛍光体粒子を含み、内部に空隙を有する蛍光体層と、蛍光体層を冷却する冷媒と、蛍光体層に接して設けられると共に、冷媒を循環させる冷媒輸送部材と、蛍光体層、冷媒および冷媒輸送部材を封入する筐体とを備えたものである。
【０００７】
本開示の一実施形態の光源モジュールは、光源部と、光源部からの励起光により励起されて蛍光を発する波長変換素子として、上記本開示の一実施形態の波長変換素子を備えたものである。
【０００８】
本開示の一実施形態の投射型表示装置は、波長変換素子を有する光源モジュールと、光源モジュールから射出される光を変調する光変調素子と、光変調素子からの光を投射する投射光学系とを備えるものである。この投射型表示装置に搭載された光源モジュールは、上記本開示の一実施形態の光源モジュールと同一の構成要素を有している。
【０００９】
本開示の一実施形態の波長変換素子および一実施形態の光源モジュールならびに一実施形態の投射型表示装置では、複数の蛍光体粒子を含み、内部に空隙を有する蛍光体層と、蛍光体層を冷却する冷媒と、蛍光体層に接して設けられると共に、冷媒を循環させる冷媒輸送部材とを筐体に封入する。これにより、冷媒が蛍光体層内に効率よく循環する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の第１の実施の形態に係る波長変換素子の構成の一例を表す断面模式図である。
【図２】図１に示した波長変換素子の平面模式図である。
【図３】蛍光体層の製造工程の流れ図である。
【図４】図１に示した波長変換素子を有する光源モジュールの構成の一例を表す概略図である。
【図５】図４に示した光源モジュールを備えたプロジェクタの構成の一例を表す概略図である。
【図６】本開示の第２の実施の形態に係る波長変換素子の構成の一例を表す断面模式図である。
【図７】図６に示した波長変換素子の平面模式図である。
【図８】本開示の第３の実施の形態に係る波長変換素子の構成の一例を表す断面模式図である。
【図９】図８に示した冷媒輸送部材の一例を表す平面模式図である。
【図１０】本開示の変形例１に係る波長変換素子の構成の一例を表す断面模式図である。
【図１１】本開示の変形例２に係る波長変換素子の構成の一例を表す断面模式図である。
【図１２】本開示の変形例３に係る波長変換素子の構成の一例を表す断面模式図である。
【図１３】図１２に示した波長変換素子の平面模式図である。
【図１４】本開示の変形例４に係る波長変換素子の構成の一例を表す断面模式図である。
【図１５】本開示の変形例５に係る波長変換素子の構成の一例を表す断面模式図である。
【図１６】本開示の変形例６に係る波長変換素子の構成の一例を表す断面模式図である。
【図１７】本開示の変形例６に係る波長変換素子の構成の他の例を表す断面模式図である。
【図１８】本開示の変形例７に係る波長変換素子の構成の一例を表す断面模式図である。
【図１９】本開示の第４の実施の形態に係る波長変換素子の構成の一例を表す断面模式図である。
【図２０】図１９に示した波長変換素子の要部の構成の他の例を表す模式図である。
【図２１Ａ】図１９に示した波長変換素子の要部の構成の拡大模式図である。
【図２１Ｂ】図２０に示した波長変換素子の要部の構成の拡大模式図である。
【図２２】図１９に示した波長変換素子の構成の他の例を表す断面模式図である。
【図２３】図１９に示した波長変換素子の構成の他の例を表す断面模式図である。
【図２４】本開示の第４の実施の形態に係る波長変換素子の構成の他の例を表す断面模式図である。
【図２５】図２４に示した波長変換素子の構成の他の例を表す断面模式図である。
【図２６】図２４に示した波長変換素子の構成の他の例を表す断面模式図である。
【図２７】本開示の第４の実施の形態に係る波長変換素子の構成の他の例を表す断面模式図である。
【図２８】図２７に示した波長変換素子の構成の他の例を表す断面模式図である。
【図２９】本開示の波長変換素子の励起光量と蛍光出力との関係を表す特性図である。
【図３０】図１等に示した波長変換素子を有する光源モジュールの構成の他の例を表す概略図である。
【図３１】図１等に示した波長変換素子を有する光源モジュールの構成の他の例を表す概略図である。
【図３２】図１等に示した波長変換素子を有する光源モジュールの構成の他の例を表す概略図である。
【図３３】図４等に示した光源モジュールを備えたプロジェクタの構成の一例を表す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本開示における実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明は本開示の一具体例であって、本開示は以下の態様に限定されるものではない。また、本開示は、各図に示す各構成要素の配置や寸法、寸法比等についても、それらに限定されるものではない。なお、説明する順序は、下記の通りである。
１．第１の実施の形態
（積層された蛍光体層および冷媒輸送部材を冷媒と共に筐体に封入した例）
１−１．波長変換素子の構成
１−２．光源モジュールの構成
１−３．プロジェクタの構成
１−４．作用・効果
２．第２の実施の形態
（冷媒輸送部材に積層された蛍光体層の側面と筐体の側面との間に空間を設けた例）
３．第３の実施の形態
（蛍光体層との積層面に流路を有する冷媒輸送部材を用いた例）
４．変形例
４−１．変形例１
（連泡式の多孔質構造を有する冷媒輸送部材を用いた透過型の波長変換素子の例）
４−２．変形例２
（蛍光体層との積層面に流路を有する冷媒輸送部材を用いた透過型の波長変換素子の例）
４−３．変形例３
（回転軸を中心に回転可能な反射型の波長変換素子の例）
４−４．変形例４
（回転軸を中心に回転可能な透過型の波長変換素子の例）
４−５．変形例５
（収容部の背面にさらに光源を配置した例）
４−６．変形例６
（収容部の側壁を傾斜面とした例）
４−７．変形例７
（収容部をさらに冷却部材で覆った例）
５．第４の実施の形態
（蛍光体層とカバーガラスとが接触または接合している例）
５−１．反射型波長変換素子での構成
５−２．透過型波長変換素子での構成
５−３．その他の構成
５−４．作用・効果
６．変形例（光源モジュールおよびプロジェクタの他の例）
【００１２】
＜１．第１の実施の形態＞
図１は、本開示の第１の実施の形態に係る波長変換素子（波長変換素子１Ａ）の断面構成の一例を模式的に表したものである。図２は、図１に示した波長変換素子１Ａの平面構成を模式的に表したものであり、図１は、図２に示したＩ−Ｉ線における断面構成を表している。この波長変換素子１Ａは、例えば、後述する投射型表示装置（プロジェクタ１０００）の光源モジュール（光源モジュール１００）を構成する波長変換素子１（図４，５参照）の一例である。本実施の形態の波長変換素子１Ａは、互いに積層された蛍光体層１１および冷媒輸送部材１２が、冷媒１３と共に筐体２０内に封入された構成を有し、蛍光体層１１が冷媒１３の気化潜熱により直接冷却されるものである。
【００１３】
（１−１．波長変換素子の構成）
本実施の形態の波長変換素子１Ａは、上記のように、蛍光体層１１と冷媒輸送部材１２とが積層され、冷媒１３と共に筐体２０内に封入され、蛍光体層１１が冷媒１３の気化潜熱により直接冷却されるいわゆる二相式冷却構造を有するものである。筐体２０は、例えば、蛍光体層１１、冷媒輸送部材１２および冷媒１３を収容する収容部２１と、光透過性を有すると共に、収容部２１と組み合わせることで収容部２１の内部空間を密封するカバーガラス２２とから構成されている。筐体２０には、さらに収容部２１の背面に放熱部材２３が配設されている。
【００１４】
蛍光体層１１は、複数の蛍光体粒子を含むものである。蛍光体層１１は、例えば連泡式の多孔質層として形成されていることが好ましい。その孔の大きさ（平均気孔径）は、詳細は後述するが、同じく連泡式の多孔質層として形成される冷媒輸送部材１２の平均気孔径よりも小さいことが好ましく、例えば１０μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。蛍光体層１１は、例えば、プレート状に形成されていることが好ましく、例えば、所謂セラミックス蛍光体やバインダ式の多孔質蛍光体によって構成されている。
【００１５】
蛍光体粒子は、後述する光源部１１０から照射される励起光ＥＬを吸収して蛍光ＦＬを発する粒子状の蛍光体である。蛍光体粒子としては、例えば、青色波長域（例えば４００ｎｍ〜４７０ｎｍ）のレーザ光により励起されて黄色の蛍光（赤色波長域から緑色波長域の間の波長域の光）を発する蛍光物質が用いられている。このような蛍光物質として、例えばＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系材料が挙げられる。蛍光体粒子の平均粒径は、例えば、１０μｍ以上１００μｍ以下である。蛍光体層１１は、さらに、量子ドット等の半導体ナノ粒子や有機色素等を含んでいてもよい。
【００１６】
冷媒輸送部材１２は、冷媒１３を蛍光体層１１へ運ぶためのものである。冷媒輸送部材１２は、蛍光体層１１と同様に、連泡式の多孔質層として形成されていることが好ましい。冷媒輸送部材１２の平均気孔径は、蛍光体層１１の平均気孔径よりも大きいことが好ましい。
【００１７】
本実施の形態の波長変換素子１Ａは、励起光ＥＬの照射によって蛍光体層１１で発せられた蛍光ＦＬを、励起光ＥＬの入射方向と、例えば同一方向に反射して取り出す、所謂反射型の波長変換素子である。このため、冷媒輸送部材１２は、さらに光反射性を有することが好ましく、例えば金属材料やセラミックス材料等の無機材料を用いることが好ましい。冷媒輸送部材１２の構成材料としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ），銅（Ｃｕ），モリブデン（Ｍｏ），タングステン（Ｗ），コバルト（Ｃｏ），クロム（Ｃｒ），白金（Ｐｔ），タンタル（Ｔａ），リチウム（Ｌｉ），ジルコニウム（Ｚｒ），ルテニウム（Ｒｕ），ロジウム（Ｒｈ）またはパラジウム（Ｐｄ）等の単体金属、またはこれらを１種以上含む合金が挙げられる。冷媒輸送部材１２は、例えば上記材料からなる、セラミックス焼結体、焼結金属またはポーラス金属によって構成されている。
【００１８】
冷媒１３は、例えば図１に示したように、蛍光体層１１と冷媒輸送部材１２との間を循環して、励起光ＥＬの照射によって加熱された蛍光体粒子を冷却するためのものである。冷媒１３は、例えば潜熱が大きな液体を用いることが好ましい。また、冷媒１３は、蛍光体層１１および冷媒輸送部材１２内部に形成されている空隙を介して循環するため、粘度が低いことが好ましい。具体的な冷媒１３としては、例えば水、アセトン、メタノール、ナフタリンおよびベンゼン等が挙げられる。
【００１９】
筐体２０は、一の面が光透過性を有する材料により構成され、内部に密閉された空間を形成可能なものである。筐体２０は、蛍光体層１１、冷媒輸送部材１２および冷媒１３を収容する収容部２１と、収容部２１と組み合わせることで密閉された空間を形成するカバーガラス２２とから構成されている。このカバーガラス２２によって形成される面が上記一の面に相当する。蛍光体層１１および冷媒輸送部材１２は、蛍光体層１１がカバーガラス２２側に面するように収容部２１に収容されている。筐体２０は、例えば以下の材料を用いて構成されている。収容部２１には、例えばアルミニウム、銅、ステンレス、低炭素鋼およびそれらの合金材料等が用いられている。カバーガラス２２には、ガラス基板の他、例えばソーダガラス、石英、サファイアガラスおよび水晶等が用いられている。また、光源部１１０から出射されるレーザ光の出力が低い場合には、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、シリコーン樹脂、ポリカーボネートおよびアクリル等の樹脂等を用いることができる。
【００２０】
筐体２０の一の面とは反対側の面、即ち、収容部２１の背面には、放熱部材２３が設けられている。放熱部材２３は収容部２１を冷却するものである。これにより、収容部２１の内では、冷媒の蒸気が凝縮して液体へと相変化し、冷媒輸送部材１２によって蛍光体層１１へ輸送される。放熱部材２３としては、例えば図１に示したように複数の放熱フィンを用いることができるがこれに限らない。例えば、放熱部材２３としては、例えばペルチェ素子や水冷素子を用いるようにしてもよい。
【００２１】
本実施の形態の波長変換素子１Ａは、上述したように、内部に密閉空間を形成する筐体２０内において冷媒１３と共に、積層された蛍光体層１１および冷媒輸送部材１２が封入された二相式冷却構造を有するものであり、蛍光体層１１は冷媒１３の気化潜熱によって直接冷却される。冷媒１３を冷媒輸送部材１２から蛍光体層１１へ循環させるためには、蛍光体層１１で発生する毛管力が冷媒輸送部材１２で発生する毛管力よりも大きいことが望ましい。毛管力は、下記式で表される。
【００２２】
（数１）Ｐ＝２Ｔｃｏｓθ／ρｇｒ・・・・・（１）
（Ｐ：毛管力、Ｔ：表面直力、θ：接触角、ρ：液体の密度、ｇ：重力加速度、ｒ：毛細管半径）
【００２３】
冷媒輸送部材１２の相当毛細管半径は、平均気孔径に比例している。蛍光体層１１の毛管力を冷媒輸送部材１２の毛管力よりも大きくするためには、上記式（１）から、冷媒輸送部材１２における平均気孔径が蛍光体層１１の平均気孔径よりも大きいことが望ましい。また、式（１）からわかるように、蛍光体層１１および冷媒輸送部材１２の毛管力は、接触角が小さい方が大きくなる。よって、蛍光体層１１および冷媒輸送部材１２を構成する材料は濡れ性を有することが望ましい。
【００２４】
なお、本実施の形態の波長変換素子１Ａを垂直に立てて使用する場合には、冷媒輸送部材１２の毛管力は、冷媒１３を励起光ＥＬの照射位置（発光部）まで重力に逆らって吸い上げる必要がある。よって、発光部から最外周部（収容部２１の内側側面）までの距離をＲ0とした場合の冷媒輸送部材１２の毛管力Ｐは、Ｐ≧水頭差Ｒ0（ｍｍＨ2Ｏ）となることが望ましい。但し、後述する波長変換素子１Ｆのように回転させて用いる場合には、この限りではない。
【００２５】
蛍光体層１１および冷媒輸送部材１２をそれぞれ焼結体で形成する場合には、焼結体の製造工程における所定のパラメータを制御することで所望の平均気孔径を得ることができる。以下に、焼結蛍光体を例に説明する。図３は焼結蛍光体の製造工程の流れ図である。まず、蛍光体分級によって蛍光体粒子の粒径を制御する（ステップＳ１０１）。続いて、蛍光体粒子とバインダとを混合する（ステップＳ１０２）。次に、プレス圧を制御して一軸プレスを行う（ステップＳ１０３）。続いて、脱脂を行ったのち（ステップＳ１０４）、焼結する（ステップＳ１０５）。以上により、焼結蛍光体からなる蛍光体層１１が形成される。焼結蛍光体の平均気孔径は、ステップＳ１０１の蛍光体分級、ステップＳ１０３の一軸プレスにおけるプレス圧およびステップＳ１０５の焼結温度を制御することで所望の値に調整することができる。
【００２６】
本実施の形態の波長変換素子１Ａの冷却サイクルについて説明する。まず、蛍光体層１１に励起光ＥＬが照射されると蛍光体が発熱する。冷媒１３は、その熱によって気化すると同時に潜熱を奪う。図１に示したように、励起光ＥＬが蛍光体層１１の中央部分に照射される場合、気化した冷媒１３は蒸気となって蛍光体層１１の外周側へ移動する。外周側へ移動した蒸気は、収容部２１の内壁を介して潜熱を放出し、再び液化する。液化した冷媒１３は、冷媒輸送部材１２の毛管力よって、蛍光体層１１に輸送され、蛍光体層１１の毛管力によって、蛍光体層１１の発熱部へと移動する。これを繰り返すことで、励起光ＥＬの照射によって発生した熱が冷媒輸送部材１２に排出される。
【００２７】
（１−２．光源モジュールの構成）
図４は、光源モジュール１００Ａの全体構成を表す概略図である。光源モジュール１００Ａは、上記波長変換素子１Ａ等の波長変換素子１と、光源部１１０と、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１１２と、１／４波長板１１３と、集光光学系１１４とを有する。光源モジュール１００Ａを構成する各部材は、波長変換素子１側から、集光光学系１１４、１／４波長板１１３およびＰＢＳ１１２の順に、波長変換素子１から射出される光（合波光Ｌｗ）の光路上に配置されている。光源部１１０は、合波光Ｌｗの光路と直交する方向で、且つ、ＰＢＳ１１２の１つの光入射面に対向する位置に配置されている。
【００２８】
光源部１１０は、所定の波長の光を射出する固体発光素子を有する。本実施の形態では、固体発光素子として、励起光ＥＬ（例えば、波長４４５ｎｍまたは４５５ｎｍの青色レーザ光）を発振する半導体レーザ素子が用いられており、光源部１１０かたは、直線偏光（Ｓ偏光）の励起光ＥＬが射出される。
【００２９】
なお、半導体レーザ素子で光源部１１０を構成する場合には、１つの半導体レーザ素子で所定の出力の励起光ＥＬを得る構成としてもよいが、複数の半導体レーザ素子からの出射光を合波して所定の出力の励起光ＥＬを得る構成としてもよい。更に、励起光ＥＬの波長は、上記数値に限定されず、青色光と呼ばれる光の波長帯域内の波長であれば任意の波長を用いることができる。
【００３０】
ＰＢＳ１１２は、光源部１１０から入射される励起光ＥＬと、波長変換素子１から入射される合波光Ｌｗとを分離するものである。具体的には、ＰＢＳ１１２は、光源部１１０から入射した励起光ＥＬを１／４波長板１１３に向かって反射するものである。また、ＰＢＳ１１２は、波長変換素子１から集光光学系１１４および１／４波長板１１３を透過して入射した合波光Ｌｗを透過し、透過された合波光Ｌｗは照明光学系２００（後出）に入射される。
【００３１】
１／４波長板１１３は、入射光に対してπ／２の位相差を生じさせる位相差素子であり、入射光が直線偏光の場合には直線偏光を円偏光に変換し、入射光が円偏光の場合には円偏光を直線偏光に変換するものである。本実施の形態では、ＰＢＳ１１２から射出される直線偏光の励起光ＥＬは、１／４波長板１１３によって円偏光の励起光ＥＬに変換される。また、波長変換素子１から射出される合波光Ｌｗに含まれる円偏光の励起光成分は、１／４波長板１１３によって直線偏光に変換される。
【００３２】
集光光学系１１４は、１／４波長板１１３から射出された励起光ＥＬを所定のスポット径に集光し、集光された励起光ＥＬを波長変換素子１に向けて射出するものである。また、集光光学系１１４は、波長変換素子１から射出される合波光Ｌｗを平行光に変換し、その平行光を１／４波長板１１３に向けて射出するものである。なお、集光光学系１１４は、例えば、１枚のコリメートレンズで構成してもよいし、複数のレンズを用いて入射光を平行光に変換する構成としてもよい。
【００３３】
なお、光源部１１０から入射される励起光ＥＬと、波長変換素子１から出射される合波光Ｌｗとを分離する光学部材の構成としては、ＰＢＳ１１２に限定されず、上述した光の分離動作を可能にする構成で張れば、任意の光学部材を用いることができる。
【００３４】
（１−３．プロジェクタの構成）
次に、本開示の投射型表示装置（プロジェクタ１０００）について説明する。図５は、光源光学系を構成する光源モジュール１００の一例として、例えば図４に示した光源モジュール１００Ａを備えたプロジェクタ１０００の全体構成を表した概略図である。なお、以下では、反射型の液晶パネル（ＬＣＤ）により光変調を行う反射型３ＬＣＤ方式のプロジェクタを例示して説明する。なお、波長変換素子１は、反射型液晶パネルの代わりに、透過型液晶パネルやデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ：Digital Micro-mirror Device）等を用いたプロジェクタにも適用され得る。透過型液晶パネルを用いたプロジェクタについては後述する。
【００３５】
プロジェクタ１０００は、図５に示したように、光源モジュール１００と、照明光学系２００と、画像形成部３００と、投影光学系４００（投射光学系）とを順に備えている。
【００３６】
照明光学系２００は、例えば、光源モジュール１００に近い位置からフライアイレンズ２１０（２１０Ａ，２１０Ｂ）と、偏光変換素子２２０と、レンズ２３０と、ダイクロイックミラー２４０Ａ，２４０Ｂと、反射ミラー２５０Ａ，２５０Ｂと、レンズ２６０Ａ，２６０Ｂと、ダイクロイックミラー２７０と、偏光板２８０Ａ〜２８０Ｃとを有している。
【００３７】
フライアイレンズ２１０（２１０Ａ，２１０Ｂ）は、光源モジュール１００からの白色光の照度分布の均質化を図るものである。偏光変換素子２２０は、入射光の偏光軸を所定方向に揃えるように機能するものである。例えば、Ｐ偏光以外の光をＰ偏光に変換する。レンズ２３０は、偏光変換素子２２０からの光をダイクロイックミラー２４０Ａ，２４０Ｂへ向けて集光する。ダイクロイックミラー２４０Ａ，２４０Ｂは、所定の波長域の光を選択的に反射し、それ以外の波長域の光を選択的に透過させるものである。例えば、ダイクロイックミラー２４０Ａは、主に赤色光を反射ミラー２５０Ａの方向へ反射させる。また、ダイクロイックミラー２４０Ｂは、主に青色光を反射ミラー２５０Ｂの方向へ反射させる。したがって、主に緑色光がダイクロイックミラー２４０Ａ，２４０Ｂの双方を透過し、画像形成部３００の反射型偏光板３１０Ｃ（後出）へ向かうこととなる。反射ミラー２５０Ａは、ダイクロイックミラー２４０Ａからの光（主に赤色光）をレンズ２６０Ａに向けて反射し、反射ミラー２５０Ｂは、ダイクロイックミラー２４０Ｂからの光（主に青色光）をレンズ２６０Ｂに向けて反射する。レンズ２６０Ａは、反射ミラー２５０Ａからの光（主に赤色光）を透過し、ダイクロイックミラー２７０へ集光させる。レンズ２６０Ｂは、反射ミラー２５０Ｂからの光（主に青色光）を透過し、ダイクロイックミラー２７０へ集光させる。ダイクロイックミラー２７０は、緑色光を選択的に反射すると共にそれ以外の波長域の光を選択的に透過するものである。ここでは、レンズ２６０Ａからの光のうち赤色光成分を透過する。レンズ２６０Ａからの光に緑色光成分が含まれる場合、その緑色光成分を偏光板２８０Ｃへ向けて反射する。偏光板２８０Ａ〜２８０Ｃは、所定方向の偏光軸を有する偏光子を含んでいる。例えば、偏光変換素子２２０においてＰ偏光に変換されている場合、偏光板２８０Ａ〜２８０ＣはＰ偏光の光を透過し、Ｓ偏光の光を反射する。
【００３８】
画像形成部３００は、反射型偏光板３１０Ａ〜３１０Ｃと、反射型液晶パネル３２０Ａ〜３２０Ｃ（光変調素子）と、ダイクロイックプリズム３３０とを有する。
【００３９】
反射型偏光板３１０Ａ〜３１０Ｃは、それぞれ、偏光板２８０Ａ〜２８０Ｃからの偏光光の偏光軸と同じ偏光軸の光（例えばＰ偏光）を透過し、それ以外の偏光軸の光（Ｓ偏光）を反射するものである。具体的には、反射型偏光板３１０Ａは、偏光板２８０ＡからのＰ偏光の赤色光を反射型液晶パネル３２０Ａの方向へ透過させる。反射型偏光板３１０Ｂは、偏光板２８０ＢからのＰ偏光の青色光を反射型液晶パネル３２０Ｂの方向へ透過させる。反射型偏光板３１０Ｃは、偏光板２８０ＣからのＰ偏光の緑色光を反射型液晶パネル３２０Ｃの方向へ透過させる。また、ダイクロイックミラー２４０Ａ，２４０Ｂの双方を透過して反射型偏光板３１０Ｃに入射したＰ偏光の緑色光は、そのまま反射型偏光板３１０Ｃを透過してダイクロイックプリズム３３０に入射する。更に、反射型偏光板３１０Ａは、反射型液晶パネル３２０ＡからのＳ偏光の赤色光を反射してダイクロイックプリズム３３０に入射させる。反射型偏光板３１０Ｂは、反射型液晶パネル３２０ＢからのＳ偏光の青色光を反射してダイクロイックプリズム３３０に入射させる。反射型偏光板３１０Ｃは、反射型液晶パネル３２０ＣからのＳ偏光の緑色光を反射してダイクロイックプリズム３３０に入射させる。
【００４０】
反射型液晶パネル３２０Ａ〜３２０Ｃは、それぞれ、赤色光、青色光または緑色光の空間変調を行うものである。
【００４１】
ダイクロイックプリズム３３０は、入射される赤色光、青色光および緑色光を合成し、投影光学系４００へ向けて射出するものである。
【００４２】
投影光学系４００は、レンズＬ４１０〜Ｌ４５０と、ミラーＭ４００とを有する。投影光学系４００は、画像形成部３００からの出射光を拡大してスクリーン５００等へ投射する。
【００４３】
（光源モジュールおよびプロジェクタの動作）
続いて、図４および図５を参照して、光源モジュール１００（例えば、光源モジュール１００Ａ）を含めたプロジェクタ１０００の動作について説明する。
【００４４】
まず、光源部１１０からＰＢＳに向けて励起光ＥＬが発振される。励起光ＥＬは、ＰＢＳ１１２によって反射されたのち、１／４波長板１１３および集光光学系１１４をこの順に透過して波長変換素子１に照射される。
【００４５】
波長変換素子１（例えば、波長変換素子１Ａ）では、蛍光体層１１において励起光ＥＬ（青色光）の一部が吸収され、所定の波長帯域の光（蛍光ＦＬ；黄色光）に変換される。蛍光体層１１において発光した蛍光ＦＬは、蛍光体層１１において吸収されない励起光ＥＬの一部と共に拡散されて集光光学系１１４側に反射される。その結果、波長変換素子１内において、蛍光ＦＬおよび一部の励起光ＥＬが合波されて白色光が生成され、この白色光（合波光Ｌｗ）が集光光学系１１４に向かって出射される。
【００４６】
この後、合波光Ｌｗは、集光光学系１１４、１／４波長板１１３およびＰＢＳ１１２を透過して照明光学系２００に入射される。
【００４７】
光源モジュール１００から入射される合波光Ｌｗ（白色光）は、フライアイレンズ２１０（２１０Ａ，２１０Ｂ）と、偏光変換素子２２０と、レンズ２３０とを順次透過したのち、ダイクロイックミラー２４０Ａ，２４０Ｂに到達する。
【００４８】
ダイクロイックミラー２４０Ａにより主に赤色光が反射され、この赤色光は反射ミラー２５０Ａ、レンズ２６０Ａ、ダイクロイックミラー２７０、偏光板２８０Ａおよび反射型偏光板３１０Ａを順次透過し、反射型液晶パネル３２０Ａへ到達する。この赤色光は反射型液晶パネル３２０Ａにおいて空間変調されたのち、反射型偏光板３１０Ａにおいて反射されてダイクロイックプリズム３３０に入射する。なお、ダイクロイックミラー２４０Ａにより反射ミラー２５０Ａへ反射された光に緑色光成分が含まれる場合には、その緑色光成分はダイクロイックミラー２７０により反射されて偏光板２８０Ｃおよび反射型偏光板３１０Ｃを順次透過し、反射型液晶パネル３２０Ｃへ到達する。ダイクロイックミラー２４０Ｂでは主に青色光が反射され、同様の過程を経てダイクロイックプリズム３３０に入射する。ダイクロイックミラー２４０Ａ，２４０Ｂを透過した緑色光もまたダイクロイックプリズム３３０に入射する。
【００４９】
ダイクロイックプリズム３３０に入射した赤色光、青色光および緑色光は、合成されたのち映像光として投影光学系４００へ向けて射出される。投影光学系４００は、画像形成部３００からの映像光を拡大してスクリーン５００等へ投射する。
【００５０】
（１−４．作用・効果）
一般的な投射型表示装置では、映像を投射するために白色光源が用いられている。近年、この白色光源として、小型且つ長寿命で立ち上がりおよび立下りの早いレーザ光源が広く用いられるようになっている。レーザ光源としては主に半導体レーザが用いられているが、半導体レーザは、白色光源に必要なＲＧＢ光源のうち、ＲＧの発光効率が低い。このため、青色レーザと、青色レーザで蛍光体を励起することで得られる黄色の励起光とを合波することにより白色光を得る蛍光体レーザ光源が広く用いられている。但し、蛍光体には温度上昇に伴い発光効率が低下する温度消光という課題がある。これに対して、一般的な蛍光体レーザ光源では、蛍光体を回転可能なホイール上に配置し、ホイールを回転させることでレーザ励起による発熱を拡散させて蛍光体の温度上昇を抑制している。
【００５１】
しかしながら、近年、投射型表示装置に対してさらなる輝度の向上が求められており、半導体レーザの出力の増加傾向が続いている。また、ポータブルプロジェクタ等の携帯型の小型プロジェクタ市場も立ち上がってきており、光源の高輝度化および小型化の両立が求められている。
【００５２】
光源の高輝度化を実現するためには、蛍光体の温度消光を低減するために冷却効率の向上が考えられる。前述したように、回転基板上に設けられた密封筐体内に蛍光体と共に冷媒を封入することで蛍光体の冷却効率を向上させる蛍光体ホイールが開発されている。この蛍光体ホイールでは、蛍光体部分を密閉構造とし、その中に冷却液を封入している。冷却液は励起光による発熱で気化され、その後の凝縮部で液化されて遠心力と蛍光体内で発生する毛管力とにより密閉構造内を循環するようになっている。ところが、この冷却方式はホイール上に設けられた蛍光体を回転させる蛍光体ホイールが前提となっており、小型化には不向きである。また、この蛍光体ホイールでは、凝縮部と蛍光体層との間に流動路（気相流路）が設けられており、反射型の蛍光体ホイールでは光取り出し効率が低下する虞がある。更に、回転式であるため、蛍光体層の発熱部は外周部となるため、冷却部は中心部となり、設計の自由度が制限される。
【００５３】
これに対して、本実施の形態の波長変換素子１Ａでは、複数の蛍光体粒子を含むと共に、それぞれ、内部に空隙を有する蛍光体層１１および冷媒輸送部材１２を積層し、これを冷媒１３と共に、筐体２０に封入するようにした。これにより、冷媒１３を蛍光体層１１内に効率よく循環させることが可能となる。ここで、蛍光体層１１は、冷媒１３の蒸発による潜熱によって直接冷却される。潜熱を利用した熱輸送は、銅の約１０倍の熱輸送能力が有する。よって、蛍光体層１１の冷却効率を向上させることが可能となる。
【００５４】
以上により、本実施の形態の波長変換素子１Ａでは、筐体２０内に、それぞれ、内部に空隙を有すると共に、互いに積層された蛍光体層１１および冷媒輸送部材１２を冷媒１３と共に封入するようにしたので、冷媒１３が蛍光体層１１内を効率よく循環するようになると共に、冷媒１３の蒸発による潜熱によって蛍光体層１１が直接冷却されるようになる。よって、蛍光体層１１の冷却効率が向上し、波長変換素子１Ａにおける放熱特性を向上させることが可能となる。
【００５５】
また、上述したような気相流路を反射部材との間に設けないため、光取り出し効率を向上させることができる。更に、上記蛍光体ホイールでは、反射部材で冷媒の凝縮を行うため、反射部材上で液滴による光の散乱が起こる虞があるが、本実施の形態では、反射部材と凝集部とは異なるため、液滴による光の散乱の発生が解決される。
【００５６】
更にまた、上述したように、冷媒１３は、蛍光体層１１および冷媒輸送部材１２の空隙により発生する毛管力により、蛍光体層１１と冷媒輸送部材１２との間を循環するため、回転ホイール上に蛍光体層１１および冷媒輸送部材１２を形成しなくても冷媒の循環が可能となる。よって、本実施の形態のように、非回転型の波長変換素子を構成することが可能となり、蛍光体レーザ光源の小型化を図ることが可能となる。
【００５７】
更に、本実施の形態の波長変換素子１Ａでは、放熱特性の向上により、励起光ＥＬが照射される蛍光体層１１のヒートスポットのピーク温度を効率よく低減することが可能となる。よって、蛍光体層１１を構成する蛍光体粒子の発光効率を向上させることが可能となる。以上のことから、小型且つ高出力な波長変換素子１Ａおよびこれを備えた光源モジュール１００ならびにプロジェクタ１０００を提供することが可能となる。
【００５８】
次に、第２〜第４の実施の形態および変形例について説明する。以下では、上記第１の実施の形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。
【００５９】
＜２．第２の実施の形態＞
図６は、本開示の第２の実施の形態に係る波長変換素子（波長変換素子１Ｂ）の断面構成の一例を模式的に表したものである。図７は、図６に示した波長変換素子１Ｂの平面構成を模式的に表したものであり、図６は、図７に示したＩＩ−ＩＩ線における断面構成を表している。この波長変換素子１Ｂは、上記第１の実施の形態と同様に、投射型表示装置（プロジェクタ１０００）の光源モジュール（光源モジュール１００）を構成する波長変換素子１の一例である。本実施の形態の波長変換素子１Ｂは、図７に示したように、蛍光体層３１は冷媒輸送部材１２よりも小さな径を有し、蛍光体層３１の側面と筐体２０の側壁との間に空間（空間３２Ｓ）が設けられている点が上記第１の実施の形態とは異なる。
【００６０】
本実施の形態の波長変換素子１Ｂは、上記のように、蛍光体層３１の側面と筐体２０の側壁との間に空間が設けられている。これにより、上述した波長変換素子１Ａの冷却サイクルにおいて、蛍光体層１１において気化した冷媒１３は、蒸気となって空間３２Ｓに排出される。空間３２Ｓに排出された蒸気は、冷媒輸送部材１２において潜熱を放出し、再び液化する。
【００６１】
以上のように、本実施の形態では、筐体２０内に封入された蛍光体層３１と筐体２０の側壁との間に空間３２Ｓを設けることにより、蛍光体層３１において気化した冷媒１３は、蛍光体層３１の側面の流路抵抗が少ない空間３２Ｓに排出されるようになる。即ち、蒸気の流れが高速になるため、冷媒１３による熱輸送効率が向上する。よって、波長変換素子１Ｂにおける放熱効率をさらに向上させることが可能となる。
【００６２】
＜３．第３の実施の形態＞
図８は、本開示の第３の実施の形態に係る波長変換素子（波長変換素子１Ｃ）の断面構成の一例を模式的に表したものである。図９は、図８に示した冷媒輸送部材３２の平面構成の一例を模式的に表したものである。なお、図８における冷媒輸送部材３２の断面は、図９に示したＩＩＩ−ＩＩＩ線におけるものとする。この波長変換素子１Ｃは、上記第１の実施の形態と同様に、投射型表示装置（プロジェクタ１０００）の光源モジュール（光源モジュール１００）を構成する波長変換素子１の一例である。本実施の形態の波長変換素子１Ｃは、互いに積層された蛍光体層３１および冷媒輸送部材３２が冷媒１３と共に筐体２０内に封入されたものであり、冷媒輸送部材３２が蛍光体層３１との接面に微細な流路３２Ｘが形成された金属板によって構成されている点が上記第２の実施の形態とは異なる。
【００６３】
冷媒輸送部材３２は、冷媒１３を蛍光体層３１へ運ぶためのものであり、上記のように、蛍光体層３１との接面に微細な流路３２Ｘが形成されている。冷媒輸送部材３２の表面Ｓ１（蛍光体層３１との接面）には、流路３２Ｘとして、例えば図９に示したように、冷媒輸送部材３２の中央から外周に向かって放射状に延伸する溝が微細加工によって形成されている。この流路３２Ｘは、幅および深さ共に、例えば数十μｍレベルで形成されており、これにより、毛管力が発生する。なお、冷媒輸送部材３２の毛管力は、上記第１の実施の形態と同様に、蛍光体層３１の毛管力よりも小さくなるように流路３２Ｘを形成する。また、図９では、冷媒輸送部材３２の中央から外周へ放射状に延伸する流路３２Ｘの例を示したがこれに限らない。例えば、格子状や渦巻き状に形成されていてもよい。
【００６４】
冷媒輸送部材３２を構成する金属板は、濡れ性および親水性が高い材料を用いることが好ましい。また、光反射層として用いることを考慮すると、例えばアルミニウム（Ａｌ）基板を用いることが好ましい。この他、銅（Ｃｕ）基板等、上記冷媒輸送部材１２の構成材料として挙げた無機材料からなる基板を用いることができるが、その際には、表面に高反射膜を形成することが好ましい。
【００６５】
以上のように、本実施の形態では、冷媒輸送部材３２として、蛍光体層３１との接面に所定の大きさの流路３２Ｘを有する金属板を用いることでも、上記第２の実施の形態と同様の効果を得ることが可能となる。
【００６６】
なお、流路３２Ｘは、収容部２１に直接形成するようにしてもよい。その場合には、収容部２１が冷媒輸送部材を兼ねることとなり、冷媒輸送部材３２は省略することができる。これにより、波長変換素子１Ｃの構成部材を削減することができると共に、波長変換素子１Ｃを小型化（薄型化）することが可能となる。
【００６７】
＜４．変形例＞
（４−１．変形例１）
図１０は、本開示の変形例１に係る波長変換素子１Ｄの断面構成を模式的に表したものである。この波長変換素子１Ｄは、上記第１の実施の形態と同様に、投射型表示装置（プロジェクタ１０００）の光源モジュール（光源モジュール１００）を構成する波長変換素子１の一例である。本変形例の波長変換素子１Ｄは、蛍光体層３１で発せられた蛍光ＦＬが蛍光体層３１を透過して、励起光ＥＬの照射面とは反対側の面から取り出される、所謂透過型の波長変換素子である。
【００６８】
本変形例では、冷媒輸送部材１２には、蛍光体層３１への励起光ＥＬの照射位置に対応する領域に開口１２Ｈが設けられている。筐体４０は、リアカバー４１Ａと、側壁４１Ｂとから構成されており、リアカバー４１Ａは光透過性を有する材料により構成されている。側壁４１Ｂは、上記収容部２１で上げた材料を用いて形成してもよいし、カバーガラス４２およびリアカバー４１Ａと同様の材料を用いて形成してもよい。これにより、蛍光体層３１で発生られた蛍光ＦＬは、この開口１２Ｈを通り、リアカバー４１Ａを透過して取り出される。放熱部材４３は、例えば図１０に示したように、蛍光ＦＬの取り出しを妨げない領域に設けられている。
【００６９】
（４−２．変形例２）
図１１は、本開示の変形例２に係る波長変換素子１Ｅの断面構成を模式的に表したものである。この波長変換素子１Ｅは、上記第１の実施の形態と同様に、投射型表示装置（プロジェクタ１０００）の光源モジュール（光源モジュール１００）を構成する波長変換素子１の一例である。本変形例の波長変換素子１Ｅは、上記変形例１と同様に、所謂透過型の波長変換素子であり、冷媒輸送部材として、上記第３の実施の形態と同様に、蛍光体層３１との接面に微細な流路３２Ｘが形成された冷媒輸送部材３２が用いられている点が、上記変形例１とは異なる。
【００７０】
冷媒輸送部材３２には、上記変形例１における冷媒輸送部材１２と同様に、蛍光体層３１への励起光ＥＬの照射位置に対応する領域に開口３２Ｈが設けられている。また、本変形例では、蛍光体層３１で発せられた蛍光ＦＬは蛍光体層３１を透過して、励起光ＥＬの照射面とは反対側の面から取り出されるため、冷媒輸送部材３２は、必ずしも光反射性を有する必要はない。このため、冷媒輸送部材３２は、上記材料の他に、例えばガラス基板等の光透過性を有する材料を用いて形成するようにしてもよい。
【００７１】
以上のように、変形例１，２では、冷媒輸送部材１２，３２の、蛍光体層３１への励起光ＥＬの照射位置に対応する領域に、それぞれ、開口１２Ｈ，３２Ｈを設けると共に、収容部４１のリアカバー４１Ａを、光透過性を有する材料を用いて構成するようにした。これにより、上記第２の実施の形態と同様の効果を有する透過型の波長変換素子１Ｄ，１Ｅを構成することが可能となる。
【００７２】
なお、開口１２Ｈ，３２Ｈと当椄するリアカバー４１Ａ面は、撥水処理または親水処理が施され、撥水性または親水性を有することが好ましい。これにより、蛍光ＦＬが透過する開口１２Ｈ，３２Ｈ内のリアカバー４１Ａへの液滴の付着や曇りが防止され、蛍光ＦＬの透過率の低下を抑制することが可能となる。
【００７３】
（４−３．変形例３）
図１２は、本開示の変形例３に係る波長変換素子（波長変換素子１Ｆ）の断面構成の一例を模式的に表したものである。図１３は、図１２に示した波長変換素子１Ｆの平面構成を模式的に表したものであり、図１２は、図１３に示したＩＶ−ＩＶ線における断面構成を表している。この波長変換素子１Ｆは、上記第１の実施の形態等と同様に、投射型表示装置（プロジェクタ１０００）の光源モジュール（光源モジュール１００）を構成する波長変換素子１の一例である。本変形例の波長変換素子１Ｆは、回転軸（例えば、軸Ｊ５１）を中心に回転可能な、所謂反射型の蛍光体ホイールである。
【００７４】
本変形例では、蛍光体層６１は、例えば図１３に示したように、円形状を有する冷媒輸送部材１２の回転円周方向に連続して形成されている。換言すると、蛍光体層６１は、例えば円環状に形成されている。
【００７５】
本変形例の筐体２０はホイール部材であり、筐体２０には、例えばモータ５２が取り付けられている。モータ５２は、波長変換素子１Ｆを所定の回転数で回転駆動するためのものである。モータ５２は、光源部１１０から射出される励起光ＥＬの照射方向に直交する面内で蛍光体層６１が回転するように波長変換素子１Ｆを駆動する。これにより、波長変換素子１Ｆの励起光ＥＬの照射位置が、励起光の照射方向に直交する面内において回転数に対応した速度で時間的に変化（移動）する。
【００７６】
前述したような、回転基板上に設けられた密封筐体内に蛍光体と共に冷媒を封入することで蛍光体の冷却効率を向上させる蛍光体ホイールでは、例えば図１２の放熱部材２３側に配置されているガラス面に冷媒が付着し、ガラス面の透過率を低下させる虞がある。また、放熱部材２３側に反射部材が設けられている場合には、冷媒の付着により反射率が低下する虞がある。また、この蛍光体ホイールでは、遠心力を考慮して蒸気の冷却は回転中心としているため、蒸気の冷却に有効な面積が小さくなり、十分な冷却効率を得ることが難しい。更に、発光部と反射板との間には蒸気通路用の空間が設けられているため、蛍光体層において発せられた蛍光の取り出し効率が低下する虞がある。
【００７７】
これに対して、本変形例では、気化された冷媒１３は収容部２１の内壁面で液化されるため、カバーガラス２２への液滴の付着が低減され、カバーガラス２２の透過率の低下が改善される。
【００７８】
（４−４．変形例４）
図１４は、本開示の変形例４に係る波長変換素子（波長変換素子１Ｇ）の断面構成の一例を模式的に表したものである。この波長変換素子１Ｇは、上記第１の実施の形態等と同様に、投射型表示装置（プロジェクタ１０００）の光源モジュール（光源モジュール１００）を構成する波長変換素子１の一例である。本変形例の波長変換素子１Ｇは、回転軸（例えば、軸Ｊ５１）を中心に回転可能な、所謂透過型の蛍光体ホイールである。
【００７９】
本変形例では、冷媒輸送部材６２には、上記変形例１における冷媒輸送部材１２と同様に、蛍光体層６１への励起光ＥＬの照射位置に対応する領域に開口６２Ｈが設けられている。また、蛍光体層６１および冷媒輸送部材６２を封入する筐体４０は、上記変形例１と同様の構成を有し、リアカバー４１Ａは光透過性を有する材料によって構成されている。なお、開口６２Ｈと当椄する冷却部、換言すると、開口６２Ｈと接するリアカバー４１Ａ面は、撥水処理または親水処理が施され、撥水性または親水性を有することが好ましい。これにより、開口６２Ｈを透過する蛍光ＦＬの透過率の低下を抑制することが可能となる。
【００８０】
以上のように本技術は、回転型の波長変換素子にも適用することができ、冷却効率および光取り出し効率を向上させることが可能となる。
【００８１】
（４−５．変形例５）
図１５は、本開示の変形例５に係る波長変換素子（波長変換素子１Ｈ）の断面構成の一例を模式的に表したものである。この波長変換素子１Ｈは、上記第１の実施の形態等と同様に、投射型表示装置（プロジェクタ１０００）の光源モジュール（光源モジュール１００）を構成する波長変換素子１の一例である。本変形例の波長変換素子１Ｈは、例えば上記変形例１に示した波長変換素子１Ｄと同様に所謂透過型の波長変換素子であり、筐体４０の背面（具体的には、リアカバー４１Ａの背面）に光源部１１０を収容した収容部４４が配設されたものである。即ち、波長変換素子１Ｈは、光源部１１０と一体化されたものである。
【００８２】
本変形例では、上記のように、リアカバー４１Ａの背面に光源部１１０を収容した収容部４４が配設されている。光源部１１０は、所定の波長の光を射出する固体発光素子であり、励起光ＥＬ（例えば、波長４４５ｎｍまたは４５５ｎｍの青色レーザ光）を発振する半導体レーザ素子が用いられている。収容部４４は、上記収容部２１と同様に、例えばアルミニウム、銅、ステンレス、低炭素鋼およびそれらの合金材料等が用いられている。光源部１１０とリアカバー４１Ａとの間（例えば、リアカバー４１Ａの背面）には、図示していないが、励起光ＥＬを所定のスポット径に集光して蛍光体層３１に向けて出射する集光レンズを配置することが好ましい。
【００８３】
以上のように、本変形例では、リアカバー４１Ａの背面に光源部１１０を収容した収容部４４を配設し、光源部１１０と一体化した。これにより、上記第２の実施の形態の効果に加えて、例えば図４に示した光源モジュール１００Ａのように、光源部１１０を独立して配置した場合と比較して、集光光学系１１４を構成するレンズの枚数を削減することが可能となるという効果を奏する。
【００８４】
（４−６．変形例６）
図１６は、本開示の変形例６に係る波長変換素子（波長変換素子１Ｉ）の断面構成の一例を模式的に表したものである。この波長変換素子１Ｉは、上記第１の実施の形態等と同様に、投射型表示装置（プロジェクタ１０００）の光源モジュール（光源モジュール１００）を構成する波長変換素子１の一例である。本変形例の波長変換素子１Ｉは、例えば上記変形例３に示した回転軸（例えば、軸Ｊ５１）を中心に回転可能な、所謂反射型の蛍光体ホイールであり、収容部２１の側壁２１Ｗが傾斜を有する点が、上記変形例３とは異なる。また、蛍光体層６１の外周と、収容部２１の側壁２１Ｗとの間には、空間（空間６２Ｓ）が設けられている。
【００８５】
以上のように、本変形例では、収容部２１の側壁２１Ｗを傾斜させるようにしたので、回転遠心力を利用して筐体２０内に封入された冷媒の移動方向を制御することが可能となる。また、本変形例では、蛍光体層６１の外周と側壁２１Ｗとの間に空間６２Ｓを設けるようにしたので、蛍光体層６１において気化した冷媒（蒸気）の流れが高速になる。よって、冷媒を冷媒輸送部材１２側へ効率よく移動させることが可能となり、冷却効率および光取り出し効率をさらに向上させることが可能となる。
【００８６】
なお、本変形例の構成は、例えば図１７に示した波長変換素子１Ｊのように、所謂透過型の蛍光体ホイールにも適用することができ、反射型の蛍光体ホイール（波長変換素子１Ｉ）と同様に、冷却効率および光取り出し効率をさらに向上させることが可能となる。
【００８７】
（４−７．変形例７）
図１８は、本開示の変形例７に係る波長変換素子（波長変換素子１Ｋ）の断面構成の一例を模式的に表したものである。この波長変換素子１Ｋは、上記第１の実施の形態等と同様に、投射型表示装置（プロジェクタ１０００）の光源モジュール（光源モジュール１００）を構成する波長変換素子１の一例である。本変形例の波長変換素子１Ｋは、筐体２０の外側壁および背面を冷却部材２４で覆った点が、上記第１の実施の形態とは異なる。
【００８８】
本変形例では、上記のように、筐体２０の外側壁および背面が冷却部材２４によって覆われている。冷却部材２４は、例えば、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）またはタングステン（Ｗ）等の金属、もしくは、上記金属含む合金によって構成されている。この他、冷却部材２４は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等のセラミックス、もしくは、上記セラミックス材料を含む金属混合材によって構成されている。
【００８９】
以上のように、本変形例では、筐体２０の外側壁および背面を冷却部材２４で覆うようにしたので、上記第１の実施の形態等のように放熱部材２３を設けた場合と同様に、収容部２１内における冷媒を蒸気から液体へ相変化させることが可能となる。
【００９０】
＜５．第４の実施の形態＞
上記第１〜第３の実施の形態および変形例１〜７では、例えば筐体２０内に、連泡式の多孔質層として形成された蛍光体層１１および冷媒輸送部材１２を封入した波長変換素子１（波長変換素子１Ａ〜１Ｋ）を示したが、蛍光体層１１は、少なくともカバーガラス２２と接触または接合していることが好ましい。以下、各構成別に本実施の形態の波長変換素子１Ｌ〜１Ｎについて説明する。
【００９１】
（５−１．反射型波長変換素子での構成）
図１９は、本開示の第４の実施の形態に係る波長変換素子（波長変換素子１Ｌ）の断面構成の一例を模式的に表したものである。この波長変換素子１Ｌは、上記第１の実施の形態等と同様に、投射型表示装置（プロジェクタ１０００）の光源モジュール（光源モジュール１００）を構成する波長変換素子１の一例である。波長変換素子１Ｌは、上記波長変換素子１Ａ〜１Ｃ等と同様に所謂反射型の波長変換素子である。
【００９２】
波長変換素子１Ｌの蛍光体層３１は、上記第２の実施の形態における波長変換素子１Ｂと同様に、冷媒輸送部材１２よりも小さな径を有し、蛍光体層３１の側面と筐体２０の側壁との間に空間（空間３２Ｓ）が設けられている。また、蛍光体層３１は、対向する一対の面（面３１Ｓ１（第１の面）および面３１Ｓ２（第２の面））を有し、面３１Ｓ１はカバーガラス２２に、面３１Ｓ２は冷媒輸送部材１２に、それぞれ面している。本実施の形態では、面３１Ｓ１は平坦面、または、図２０に示したように面３１Ｓ１の一部に凸部３１Ｘを有し、蛍光体層３１の面３１Ｓ１の全面または、少なくとも一部（凸部３Ｘ）がカバーガラス２２の面２２Ｓと接触または接合している。なお、「接触」とは、後述する蛍光体層３１を構成する複数の蛍光体粒子とカバーガラス２２とが接している状態を意味する。「接合」とは、蛍光体粒子の表面分子とカバーガラスの表面分子の少なくとも一部とが共有結合、イオン結合または金属結合等の分子結合で繋がり一体化している状態、もしくは蛍光体粒子とカバーガラスとがガラス材料や樹脂材料等のバインダ材で結合し一体化している状態を意味する。
【００９３】
図２１Ａは、蛍光体層３１の面３１Ｓ１の全面がカバーガラス２２の面２２Ｓと接している場合の接触部分を拡大して表したものである。図２１Ｂは、蛍光体層３１の面３１Ｓ１の凸部３１Ｘがカバーガラス２２の面２２Ｓと接している場合の接触部分を拡大して表したものである。蛍光体層３１は、複数の蛍光体粒子（蛍光体粒子３１Ａ）を含んでおり、この複数の蛍光体粒子３１Ａがカバーガラス２２の面２２Ｓと接触または接合していることが好ましい。また、図２１Ｂに示したように、蛍光体層３１の面３１Ｓ１に形成された凸部３１Ｘがカバーガラス２２の面２２Ｓと接触または接合する場合には、凸部３１Ｘは蛍光体層３１の発光領域、即ち、励起光ＥＬの照射位置（発光部）と合致していることが好ましい。これにより、カバーガラス２２の面２２Ｓへの液滴に付着が防止され、液滴による光散乱を防ぐことが可能となる。
【００９４】
また、図１９では、蛍光体層３１の面３１Ｓ１とカバーガラス２２の面２２Ｓとが接触または接合し、蛍光体層３１の面３１Ｓ２は冷媒輸送部材１２に面している例を示したがこれに限らない。例えば、図２２に示したように、さらに、蛍光体層３１の面３１Ｓ２と収容部２１の底面（面２１Ｓ；他の面）とが接触または接合していてもよい。更に、本実施の形態の波長変換素子１Ｌは、図２３に示したように、回転軸（例えば、軸Ｊ５１）を中心に回転可能な、所謂反射型の蛍光体ホイールにも適用することができる。
【００９５】
（５−２．透過型波長変換素子での構成）
図２４は、本開示の第４の実施の形態に係る波長変換素子（波長変換素子１Ｍ）の断面構成の一例を模式的に表したものである。この波長変換素子１Ｍは、上記第１の実施の形態等と同様に、投射型表示装置（プロジェクタ１０００）の光源モジュール（光源モジュール１００）を構成する波長変換素子１の一例である。波長変換素子１Ｍは、上記波長変換素子１Ｄ，１Ｅ等と同様に所謂透過型の波長変換素子である。
【００９６】
波長変換素子１Ｍの蛍光体層３１は、上記変形例１における波長変換素子１Ｄと同様に、冷媒輸送部材１２よりも小さな径を有し、蛍光体層３１の側面と筐体４０の側壁との間に空間（空間３２Ｓ）が設けられている。また、冷媒輸送部材１２には、蛍光体層３１への励起光ＥＬの照射位置に対応する領域に開口１２Ｈが設けられている。蛍光体層３１は、面３１Ｓ１とカバーガラス４２の面４２Ｓとが接触または接合していると共に、面３１Ｓ２と収容部４１（具体的には、リアカバー４１Ａ）の底面（面４１Ｓ）とも接触または接合している。換言すると、例えば、蛍光体層３１は、面３１Ｓ１とカバーガラス４２の面４２Ｓとが接触または接合していると共に、蛍光体層３１の面３１Ｓ２は、蛍光体層３１への励起光ＥＬの照射位置に対応する領域に設けられた開口１２Ｈを介してリアカバー４１Ａの面４１Ｓと接触または接合している。
【００９７】
なお、図２４では、リアカバー４１Ａ側から励起光ＥＬが入射し、カバーガラス４２側から蛍光ＦＬが出射される例を示したが、これに限らない。例えば、カバーガラス４２側から励起光ＥＬが入射し、リアカバー４１Ａ側から蛍光ＦＬが出射されるようにしてもよい。
【００９８】
また、本実施の形態の波長変換素子１Ｍは、図２５に示したように、回転軸（例えば、軸Ｊ５１）を中心に回転可能な、所謂透過型の蛍光体ホイールにも適用することができる。更に、本実施の形態の波長変換素子１Ｍは、図２６に示したように、リアカバー４１Ａの背面に光源部１１０を収容した収容部４４が配設した構成としてもよい。
【００９９】
（５−３．その他の構成）
更に、上記第１の実施の形態等では、セラミックス焼結体や、焼結金属またはポーラス金属によって構成された冷媒輸送部材（例えば、冷媒輸送部材１２）を用いた波長変換素子１（例えば、波長変換素子１Ａ）を示したが、冷媒輸送部材は、例えば以下の材料を用いた構成としてもよい。
【０１００】
図２７は、本開示の第４の実施の形態に係る波長変換素子（波長変換素子１Ｎ）の断面構成の一例を模式的に表したものである。この波長変換素子１Ｎは、例えば光反射性を有する複数の粒子７２Ａを用いて冷媒輸送部材７２を構成した反射型の波長変換素子である。光反射性を有する粒子７２Ａとしては、例えば、硫酸バリウム（ＢａＳＯ4）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、ガラスコーティングされたアルミニウム等の金属等が挙げられる。本実施の形態の冷媒輸送部材７２は、複数の粒子７２Ａが筐体２０の内壁、具体的には、収容部２１の面２１Ｓおよび側壁２１Ｗならびにカバーガラス２２の面２２Ｓに接して局在しており、筐体２０の中央に空間３２Ｓが設けられている。冷媒１３は、筐体２０の内壁に沿って設けられた冷媒輸送部材７２内部の空隙を介して蛍光体層３１へ循環され、蛍光体層３１において気化した冷媒１３は、筐体２０の中央に形成された空間３２Ｓに排出される。
【０１０１】
なお、本実施の形態の波長変換素子１Ｎは、光透過性を有する粒子を用いて冷媒輸送部材７２を構成することで、透過型の波長変換素子を構成することができる。光透過性を有する粒子としては、例えば、ＳｉＯ2系のガラスや、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）等が挙げられる。光透過性を有する粒子を用いて冷媒輸送部材７２を構成する場合には、カバーガラス４２の面４２Ｓおよびリアカバー４１Ａの面４１Ｓには、蛍光体層３１を構成する蛍光体粒子３２Ａの代わりに、冷媒輸送部材７２を構成する粒子が接していても構わない。
【０１０２】
また、冷媒輸送部材７２は、複数の粒子７２Ａの他に、繊維状構造体７２Ｂを用いて構成してもよい。図２８は、繊維状構造体７２Ｂからなる冷媒輸送部材７２を備えた波長変換素子１Ｎの断面構成を模式的に表したものである。繊維状構造体７２Ｂの材料としては、例えば、ステンレス等の金属、樹脂、ガラスまたはセラミックス等が挙げられる。
【０１０３】
（５−４．作用・効果）
上記第１〜第３の実施の形態および変形例１〜７では、例えば、筐体２０内に、それぞれ、内部に空隙を有すると共に、互いに積層された蛍光体層１１および冷媒輸送部材１２を冷媒１３と共に封入し、冷媒１３を、蛍光体層１１と冷媒輸送部材１２との間を循環させて蛍光体層１１を直接冷媒１３で冷却させる波長変換素子１（例えば、波長変換素子１Ａ）を説明した。しかしながら、上記波長変換素子１では、蛍光体層１１から熱を奪い気化した冷媒１３が、カバーガラス２２に接した際に液化して液滴として付着する場合がある。この液滴は、励起光ＥＬや蛍光ＦＬがカバーガラス２２を通過する際に散乱体として作用し、励起光ＥＬおよび蛍光ＦＬの利用効率を低下させる虞がある。
【０１０４】
これに対して、本実施の形態の波長変換素子１Ｌ〜１Ｎでは、少なくとも、蛍光体層３１の面３１Ｓ１の少なくとも一部と、カバーガラス２２の面２１Ｓ（またはカバーガラス４２の面４２Ｓ）とが接触または接合しているようにした。これにより、励起光ＥＬや蛍光ＦＬの光路上への液滴に付着が防止される。
【０１０５】
図２９は、例えば、波長変換素子１Ｌの励起光量（Ｗ）と蛍光出力（Ｗ）との関係を表した特性図である。比較例として、上記第１の実施の形態における波長変換素子１Ａの励起光量と蛍光出力との関係も示している。図２９からわかるように、蛍光体層３１の面３１Ｓ１とカバーガラス２２の面２２Ｓとを接触または接合させた波長変換素子１Ｌは、蛍光体層３１の面３１Ｓ１とカバーガラス２２の面２２Ｓとが必ずしも接していない波長変換素子１Ａと比較して、一定上の励起光量（Ｗ）による蛍光出力（Ｗ）の低下は確認されなかった。即ち、本実施の形態の波長変換素子１Ｌ〜１Ｎでは、光の利用効率の低下を防ぐことが可能となる。
【０１０６】
また、本実施の形態の波長変換素子１Ｎでは、冷媒輸送部材７２を光反射性あるいは光透過性を有する複数の粒子７２Ａや、繊維状構造体７２Ｂを用いて構成するようにした。更に、冷媒輸送部材７２を筐体２０の内壁に沿って配設するようにした。これにより、上記効果に加えて、角度等の姿勢による性能差を低減できるようになる。
【０１０７】
＜６．変形例＞
（光源モジュールの他の構成例１）
図３０は、上記第１の実施の形態で示した光源モジュール１００Ａの他の例（光源モジュール１００Ｂ）を表した概略図である。光源モジュール１００Ｂは、例えば、図５に示したプロジェクタ１０００の光源モジュール１００として用いられるものである。
【０１０８】
光源モジュール１００Ｂは、波長変換素子１と、光源部１１０と、ダイクロイックミラー１１５と、集光光学系１１４とを有する。上記光源モジュール１００Ｃを構成する各部材は、波長変換素子１側から、集光光学系１１４、１／４波長板１１３およびＰＢＳ１１２の順に、波長変換素子１から射出される光（合波光Ｌｗ）の光路上に配置されている。光源部１１０は、合波光Ｌｗの光路と直交する方向で、且つ、ダイクロイックミラー１１５において励起光ＥＬが波長変換素子１に向かって反射される位置に配置されている。
【０１０９】
（光源モジュールの他の構成例２）
図３０は、上記第１の実施の形態で示した光源モジュール１００Ａの他の例（光源モジュール１００Ｃ）を表した概略図である。光源モジュール１００Ｃは、例えば、図５に示したプロジェクタ１０００の光源モジュール１００として用いられるものである。
【０１１０】
光源モジュール１００Ｃは、波長変換素子１と、光源部１１０と、ダイクロイックミラー１１５と、１／４波長板１１３と、集光光学系１１４とを有する。上記光源モジュール１００Ｃを構成する各部材は、波長変換素子１側から、集光光学系１１４、１／４波長板１１３およびダイクロイックミラー１１５の順に、波長変換素子１から射出される光（合波光Ｌｗ）の光路上に配置されている。波長変換素子１の前面（例えば、カバーガラス２２上）には、さらに、ダイクロイックミラー１１６が配置されており、これにより、励起光ＥＬ（青色光）の一部が反射される。反射された励起光ＥＬ（青色光）は、蛍光ＦＬ（黄色光）と合波されて白色光を生成する。
【０１１１】
（光源モジュールの他の構成例３）
図３２は、上記第１の実施の形態で示した光源モジュール１００Ａの他の例（光源モジュール１００Ｄ）を表した概略図である。光源モジュール１００Ｄは、例えば、図５に示したプロジェクタ１０００の光源モジュール１００として用いられるものである。
【０１１２】
光源モジュール１００Ｄは、上述した波長変換素子１（例えば、波長変換素子１Ａ）と、拡散板６２１と、励起光またはレーザ光を発する光源部６１０と、レンズ６１２〜６１５と、ダイクロイックミラー６１６と、反射ミラー６１７とを有する。拡散板６２１は、軸Ｊ６２１により回転可能に支持されている。光源部６１０は、第１のレーザ群６１０Ａと第２のレーザ群６１０Ｂとを有する。第１のレーザ群６１０Ａは励起光（例えば、波長４４５ｎｍまたは４５５ｎｍ）を発振する半導体レーザ素子６１１Ａが、第２のレーザ群６１０Ｂは青色レーザ光（例えば、波長４６５ｎｍ）を発振する半導体レーザ素子６１１Ｂが複数配列されたものである。ここでは便宜上、第１のレーザ群６１０Ａから発振される励起光をＥＬ１とし、第２のレーザ群６１０Ｂから発振される青色レーザ光（以下、単に青色光とする）をＥＬ２とする。
【０１１３】
光源モジュール１００Ｄでは、波長変換素子１は、第１のレーザ群６１０Ａからレンズ６１２と、ダイクロイックミラー６１６と、レンズ６１３とを順に透過した励起光ＥＬ１が蛍光体層１１に入射されるように配置されている。波長変換素子１からの蛍光ＦＬはダイクロイックミラー６１６で反射されたのち、レンズ６１４を透過して外部、即ち、照明光学系２００へ向かうようになっている。拡散板６２１は、第２のレーザ群６１０Ｂから反射ミラー６１７を経由した青色光ＥＬ２を拡散させるものである。拡散板６２１で拡散された青色光ＥＬ２は、レンズ６１５およびダイクロイックミラー６１６を透過したのち、レンズ６１４を透過して外部、即ち照明光学系２００へ向かうようになっている。
【０１１４】
（プロジェクタの他の構成例）
図３３は、透過型の液晶パネルにより光変調を行う透過型３ＬＣＤ方式の投射型表示装置（プロジェクタ１０００）の構成の一例を表した概略図である。このプロジェクタ１０００は、例えば、光源モジュール１００と、照明光学系７１０および画像生成部７３０を有する画像生成システム７００と、投射光学系８００とを含んで構成されている。
【０１１５】
照明光学系７１０は、例えば、インテグレータ素子７１１と、偏光変換素子７１２と、集光レンズ７１３とを有する。インテグレータ素子７１１は、二次元に配列された複数のマイクロレンズを有する第１のフライアイレンズ７１１Ａおよびその各マイクロレンズに１つずつ対応するように配列された複数のマイクロレンズを有する第２のフライアイレンズ７１１Ｂを含んでいる。
【０１１６】
光源モジュール１００からインテグレータ素子７１１に入射する光（平行光）は、第１のフライアイレンズ７１１Ａのマイクロレンズによって複数の光束に分割され、第２のフライアイレンズ７１１Ｂにおける対応するマイクロレンズにそれぞれ結像される。第２のフライアイレンズ７１１Ｂのマイクロレンズのそれぞれが、二次光源として機能し、輝度が揃った複数の平行光を、偏光変換素子７１２に入射光として照射する。
【０１１７】
インテグレータ素子７１１は、全体として、光源モジュール１００から偏光変換素子７１２に照射される入射光を、均一な輝度分布に整える機能を有する。
【０１１８】
偏光変換素子７１２は、インテグレータ素子７１１等を介して入射する入射光の偏光状態を揃える機能を有する。この偏光変換素子７１２は、例えば、光源モジュール１００の出射側に配置されたレンズ等を介して、青色光Ｌｂ、緑色光Ｌｇおよび赤色光Ｌｒを含む出射光を出射する。
【０１１９】
照明光学系７１０は、さらに、ダイクロイックミラー７１４およびダイクロイックミラー７１５、ミラー７１６、ミラー７１７およびミラー７１８、リレーレンズ７１９およびリレーレンズ７２０、フィールドレンズ７２１Ｒ、フィールドレンズ７２１Ｇおよびフィールドレンズ７２１Ｂ、画像生成部７３０としての液晶パネル７３１Ｒ、７３１Ｇおよび７３１Ｂ、ダイクロイックプリズム７３２を含んでいる。
【０１２０】
ダイクロイックミラー７１４およびダイクロイックミラー７１５は、所定の波長域の色光を選択的に反射し、それ以外の波長域の光を透過させる性質を有する。例えば、ダイクロイックミラー７１４は、赤色光Ｌｒを選択的に反射する。ダイクロイックミラー７１５は、ダイクロイックミラー７１４を透過した緑色光Ｌｇおよび青色光Ｌｂのうち、緑色光Ｌｇを選択的に反射する。残る青色光Ｌｂが、ダイクロイックミラー７１５を透過する。これにより、光源モジュール１００から出射された光（例えば白色の合波光Ｌｗ）が、異なる色の複数の色光に分離される。
【０１２１】
分離された赤色光Ｌｒは、ミラー７１６により反射され、フィールドレンズ７２１Ｒを通ることによって平行化された後、赤色光の変調用の液晶パネル７３１Ｒに入射する。緑色光Ｌｇは、フィールドレンズ７２１Ｇを通ることによって平行化された後、緑色光の変調用の液晶パネル７３１Ｇに入射する。青色光Ｌｂは、リレーレンズ７１９を通ってミラー７１７により反射され、さらにリレーレンズ７２０を通ってミラー７１８により反射される。ミラー７１８により反射された青色光Ｌｂは、フィールドレンズ７２１Ｂを通ることによって平行化された後、青色光Ｌｂの変調用の液晶パネル７３１Ｂに入射する。
【０１２２】
液晶パネル７３１Ｒ、７３１Ｇおよび７３１Ｂは、画像情報を含んだ画像信号を供給する図示しない信号源（例えば、ＰＣ等）と電気的に接続されている。液晶パネル７３１Ｒ、７３１Ｇおよび７３１Ｂは、供給される各色の画像信号に基づき、入射光を画素毎に変調し、それぞれ赤色画像、緑色画像および青色画像を生成する。変調された各色の光（形成された画像）は、ダイクロイックプリズム７３２に入射して合成される。ダイクロイックプリズム７３２は、３つの方向から入射した各色の光を重ね合わせて合成し、投射光学系８００に向けて出射する。
【０１２３】
投射光学系８００は、例えば、複数のレンズ等を有する。投射光学系８００は、画像生成システム７００からの出射光を拡大してスクリーン５００へ投射するものである。
【０１２４】
以上、第１〜第４の実施の形態および変形例を挙げて本開示を説明したが、本開示は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態において説明した各層の材料および厚み等は一例であってこれに限定されるものではなく、他の材料および厚みとしてもよい。
【０１２５】
また、上記第１〜第４の実施の形態および変形例１〜７は、互いに組み合わせることができる。
【０１２６】
更に、本技術は投射型表示装置ではない装置に本技術に係る波長変換素子１（波長変換素子１Ａ〜１Ｎ）および光源モジュール１００等が用いられてもよい。例えば、本開示の光源モジュール１００は、照明用途として用いてもよく、例えば、自動車のヘッドランプやライトアップ用の光源に適用可能である。
【０１２７】
なお、本技術は以下のような構成を取ることも可能である。以下の構成の本技術によれば、筐体内に、複数の蛍光体粒子を含み、内部に空隙を有する蛍光体層、蛍光体層を冷却する冷媒および蛍光体層に接して設けられると共に、冷媒を循環させる冷媒輸送部材を封入するようにしたので、蛍光体層が冷媒によって効率よく冷却されるようになる。よって、波長変換素子における放熱特性を向上させることが可能となる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれの効果であってもよい。
（１）
複数の蛍光体粒子を含み、内部に空隙を有する蛍光体層と、
前記蛍光体層を冷却する冷媒と、
前記蛍光体層に接して設けられると共に、前記冷媒を循環させる冷媒輸送部材と、
前記蛍光体層、前記冷媒および前記冷媒輸送部材を封入する筐体と
を備えた波長変換素子。
（２）
前記冷媒は、前記蛍光体層および前記冷媒輸送部材において発生する毛管力によって循環し、
前記蛍光体層における毛管力は、前記冷媒輸送部材における毛管力よりも大きい、前記（１）に記載の波長変換素子。
（３）
前記冷媒輸送部材は光反射性を有する、前記（１）または（２）に記載の波長変換素子。
（４）
前記蛍光体層は、前記筐体の側壁との間に空間を有する、前記（１）乃至（３）のうちのいずれかに記載の波長変換素子。
（５）
前記蛍光体層は、連泡式の多孔質構造を有する、前記（１）乃至（４）のうちのいずれかに記載の波長変換素子。
（６）
前記蛍光体層は、セラミックス蛍光体によって構成されている、前記（１）乃至（５）のうちのいずれかに記載の波長変換素子。
（７）
前記冷媒輸送部材は、連泡式の多孔質構造を有する、前記（１）乃至（６）のうちのいずれかに記載の波長変換素子。
（８）
前記冷媒輸送部材は、セラミックス焼結体、焼結金属またはポーラス金属によって構成されている、前記（１）乃至（７）のうちのいずれかに記載の波長変換素子。
（９）
前記蛍光体層および前記冷媒輸送部材は、それぞれ連泡式の多孔質構造を有し、
前記蛍光体層の平均気孔径は、前記冷媒輸送部材の平均気孔径よりも小さい、前記（１）乃至（８）のうちのいずれかに記載の波長変換素子。
（１０）
前記冷媒輸送部材は、前記蛍光体層との接面に前記冷媒を輸送する流路を有する、前記（１）乃至（９）のうちのいずれかに記載の波長変換素子。
（１１）
前記蛍光体層は、前記冷媒の蒸発による潜熱によって直接冷却される、前記（１）乃至（１０）のうちのいずれかに記載の波長変換素子。
（１２）
前記筐体は、少なくとも前記蛍光体層と対向する一の面が光透過性を有する、前記（１）乃至（１１）のうちのいずれかに記載の波長変換素子。
（１３）
前記筐体は、前記一の面と対向する他の面に放熱部材を有する、前記（１２）に記載の波長変換素子。
（１４）
前記冷媒輸送部材は、前記筐体の前記他の面側に配置されている、前記（１３）に記載の波長変換素子。
（１５）
前記筐体は回転可能なホイール部材であり、前記蛍光体層は円環形状を有する、前記（１）乃至（１４）のうちのいずれかに記載の波長変換素子。
（１６）
前記蛍光体層は前記筐体の光透過性を有する一の面側に配置され、
前記冷媒輸送部材は、前記筐体の前記一の面と対向する他の面側に配置されている、前記（１２）乃至（１５）のうちのいずれかに記載の波長変換素子。
（１７）
前記冷媒輸送部材は開口を有し、
前記開口と当椄する前記筐体の他の面は、撥水性または親水性を有する、前記（１６）に記載の波長変換素子。
（１８）
前記蛍光体層および前記冷媒輸送部材を、それらの面を垂直に立てた状態で用いる場合、
前記冷媒輸送部材における毛管力（Ｐ）は下記式（１）を満たす、前記（１）乃至（１７）のうちのいずれかに記載の波長変換素子。
（数１）Ｐ≧水頭差Ｒ0（ｍｍＨ2Ｏ）・・・・・（１）
（Ｒ0：蛍光体層内の発光部から筐体の内側側壁までの距離）
（１９）
前記蛍光体層は、前記一の面に面する第１の面および前記第１の面と対向する第２の面を有し、前記第１の面の少なくとも一部は前記一の面と接触または接合している、前記（１２）乃至（１８）のうちのいずれかに記載の波長変換素子。
（２０）
前記第１の面の発光領域が前記一の面と接触または接合している、前記（１９）に記載の波長変換素子。
（２１）
前記蛍光体層は、前記第１の面の発光領域に凸部を有し、前記凸部が前記一の面と接触または接合している、前記（２０）に記載の波長変換素子。
（２２）
前記第１の面の全面が前記一の面と接触または接合している、前記（１９）に記載の波長変換素子。
（２３）
前記蛍光体層は、前記一の面に面する第１の面および前記第１の面と対向する第２の面を有し、
前記第１の面の少なくとも一部は前記一の面と接触または接合し、
前記第２の面の少なくとも一部は前記他の面と接触または接合している、前記（１３）乃至（２２）のうちのいずれかに記載の波長変換素子。
（２４）
前記冷媒輸送部材は開口を有し、
前記前記第２の面は、前記開口を介して前記他の面と接触または接合している、前記（２３）に記載の波長変換素子。
（２５）
前記筐体の側壁は傾斜面となっている、前記（１）乃至（２４）のうちのいずれかに記載の波長変換素子。
（２６）
前記筐体は、前記他の面側にさらに光源を収容している、前記（１３）乃至（２５）のうちのいずれかに記載の波長変換素子。
（２７）
光源部と、
前記光源部からの励起光により励起されて蛍光を発する波長変換素子とを備え、
前記波長変換素子は、
複数の蛍光体粒子を含み、内部に空隙を有する蛍光体層と、
前記蛍光体層を冷却する冷媒と、
前記蛍光体層に接して設けられると共に、前記冷媒を循環させる冷媒輸送部材と、
前記蛍光体層、前記冷媒および前記冷媒輸送部材を封入する筐体と
を有する光源モジュール。
（２８）
光源モジュールと、
前記光源モジュールから射出される光を変調する光変調素子と、
前記光変調素子からの光を投射する投射光学系とを有し、
前記光源モジュールは、
光源部と、
前記光源部からの励起光により励起されて蛍光を発する波長変換素子とを備え、
前記波長変換素子は、
複数の蛍光体粒子を含み、内部に空隙を有する蛍光体層と、
前記蛍光体層を冷却する冷媒と、
前記蛍光体層に接して設けられると共に、前記冷媒を循環させる冷媒輸送部材と、
前記蛍光体層、前記冷媒および前記冷媒輸送部材を封入する筐体と
を有する投射型表示装置。
【０１２８】
本出願は、日本国特許庁において２０１８年８月２７日に出願された日本特許出願番号２０１８−１５８１２９号および２０１９年２月２７日に出願された日本特許出願番号２０１９−０３４４２１号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願の全ての内容を参照によって本出願に援用する。
【０１２９】
当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【国際調査報告】
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