JP6776631B2 - Light source device and projector - Google Patents
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Description
本発明は、光源装置及びプロジェクターに関する。 The present invention relates to a light source device and a projector.
従来、光源装置と、当該光源装置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する光変調装置と、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投射光学装置と、を備えた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、半導体レーザーと、反射型カラーホイールと、を有する光源装置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)。 Conventionally, a light source device, a light modulation device that modulates the light emitted from the light source device to form an image according to image information, and projection optics that magnifies and projects the formed image onto a projected surface such as a screen. A projector equipped with a device is known. As such a projector, a projector including a light source device having a semiconductor laser and a reflective color wheel is known (see, for example, Patent Document 1).
この特許文献1に記載のプロジェクターでは、反射型カラーホイールは、回転機構としてのモーターにより回転される基材を有し、当該基材において鏡面処理が施された片面は、2度毎に複数のセグメントに分けられている。これらセグメントには、半導体レーザーから入射される励起光によって励起されて赤色光、緑色光及び青色光をそれぞれ発する蛍光体層が、基材の回転方向に沿って順に形成されている。このような基材が回転され、励起光が入射される蛍光体層が順次切り替わることにより、各色光が順次出射される。
In the projector described in
このような反射型カラーホイールにおける蛍光体層は、励起光の入射に応じて発熱する一方で、温度が高くなりすぎると励起光の波長変換効率が低下する。このため、上記反射型カラーホイールでは、基材における裏面に放熱部として機能する複数のフィンが一体的に形成されている。このようなフィンとして、基材の回転中心を中心とする同心円状に形成された複数のフィン、当該回転中心を中心として放射状に形成された複数のフィン、及び、当該回転中心を中心とする渦巻状に形成された複数のフィンが挙げられている。 The phosphor layer in such a reflective color wheel generates heat in response to the incident of the excitation light, but when the temperature becomes too high, the wavelength conversion efficiency of the excitation light decreases. Therefore, in the reflective color wheel, a plurality of fins functioning as heat radiating portions are integrally formed on the back surface of the base material. As such fins, a plurality of fins formed concentrically around the center of rotation of the base material, a plurality of fins formed radially around the center of rotation, and a spiral centered on the center of rotation. A plurality of fins formed in a shape are listed.
ところで、上記特許文献1に記載の反射型カラーホイールのような、複数のフィンを有する光学素子は、生じた熱を如何に放出するか、換言すると、光学素子の冷却効率の高低によって寿命が左右される。
このため、より冷却効率が高い光学素子の冷却構造が要望されてきた。
By the way, an optical element having a plurality of fins, such as the reflective color wheel described in
Therefore, there has been a demand for a cooling structure for an optical element having higher cooling efficiency.
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、光学素子の冷却効率を向上できる光源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。 An object of the present invention is to solve at least a part of the above problems, and one of the objects is to provide a light source device and a projector capable of improving the cooling efficiency of an optical element.
本発明の第1態様に係る光源装置は、光源と、前記光源から出射された光が入射される光学素子と、前記光学素子を回転させる回転装置と、を備え、前記光学素子は、前記回転装置によって回転される基板と、前記基板において前記光源から出射された光が入射される第1面に位置し、前記基板の外縁より内側に、前記基板の回転方向に沿って配置される光学素子層と、前記第1面、及び、前記第1面とは反対側の第2面の少なくともいずれかに位置する放熱部と、を有し、前記放熱部は、前記光学素子の回転中心側から外周側に向かってそれぞれ延出し、前記回転方向に沿って配列された複数のフィンを有し、前記複数のフィンのそれぞれは、前記回転方向とは反対方向側の端縁上の接線と、前記回転中心を中心とする直径方向との交差角が所定の角度範囲内に設定されていることを特徴とする。 The light source device according to the first aspect of the present invention includes a light source, an optical element to which light emitted from the light source is incident, and a rotating device for rotating the optical element, and the optical element is rotated. An optical element located on a substrate rotated by an apparatus and a first surface of the substrate on which light emitted from the light source is incident, and arranged inside the outer edge of the substrate along the rotation direction of the substrate. It has a layer and a heat radiating portion located on at least one of the first surface and the second surface opposite to the first surface, and the radiating portion is from the rotation center side of the optical element. Each of the plurality of fins extends toward the outer peripheral side and is arranged along the rotation direction, and each of the plurality of fins has a tangent line on the edge on the side opposite to the rotation direction and the fins. It is characterized in that the intersection angle with the radial direction centered on the center of rotation is set within a predetermined angle range.
このような光学素子としては、入射される光の波長を変換する波長変換層を光学素子層として有する波長変換素子や、入射される光を拡散させる拡散層を光学素子層として有する拡散素子を例示できる。
上記第1態様によれば、各フィンの上記交差角が上記所定の角度範囲内に設定されていることにより、上記光学素子が回転されると、当該光学素子の回転方向において隣り合う2つのフィン間に冷却気体の渦が形成されやすくなる。この渦が、当該2つのフィンにおいて互いに対向する端面(回転方向側のフィンにおける当該回転方向とは反対方向側の端面、及び、回転方向とは反対方向側のフィンにおける当該回転方向側の端面)に衝突することにより、フィンから冷却気体への熱伝導を促進させることができる。従って、光学素子層にて生じた熱が基板を介して伝導されるフィンの冷却効率、ひいては、光学素子の冷却効率を向上させることができる。そして、これにより、光学素子の長寿命化を図ることができる。
Examples of such an optical element include a wavelength conversion element having a wavelength conversion layer for converting the wavelength of incident light as an optical element layer and a diffusion element having a diffusion layer for diffusing incident light as an optical element layer. it can.
According to the first aspect, when the intersection angle of each fin is set within the predetermined angle range, when the optical element is rotated, two fins adjacent to each other in the rotation direction of the optical element are used. A vortex of cooling gas is likely to be formed between them. This vortex is the end faces of the two fins facing each other (the end face of the fin on the rotation direction side in the direction opposite to the rotation direction, and the end face of the fin on the direction opposite to the rotation direction on the rotation direction side). By colliding with, the heat conduction from the fin to the cooling gas can be promoted. Therefore, it is possible to improve the cooling efficiency of the fins in which the heat generated in the optical element layer is conducted through the substrate, and by extension, the cooling efficiency of the optical element. As a result, the life of the optical element can be extended.
上記第1態様では、前記複数のフィンのそれぞれは、曲率半径が部位によって異なることが好ましい。
このような構成によれば、フィンの一部又は全体の上記交差角を上記角度範囲内に設定しやすくすることができる。従って、当該交差角が上記角度範囲内に設定された部位においては、フィン間に上記渦を発生させやすくすることができ、光学素子の冷却効率の向上及び当該光学素子の長寿命化を確実に図ることができる。
In the first aspect, it is preferable that each of the plurality of fins has a different radius of curvature depending on the portion.
According to such a configuration, it is possible to easily set the crossing angle of a part or the whole of the fin within the angle range. Therefore, in the portion where the crossing angle is set within the angle range, the vortex can be easily generated between the fins, and the cooling efficiency of the optical element can be improved and the life of the optical element can be extended. Can be planned.
上記第1態様では、前記複数のフィンのそれぞれは、前記回転中心側から前記外周側に向かうに従って前記曲率半径が大きくなる円弧状に形成されていることが好ましい。
このような構成によれば、フィンの全体において上記交差角を上記角度範囲内に設定しやすくすることができる。従って、それぞれのフィン間の全体において上記渦を発生させやすくすることができるので、フィン間の一部において上記渦が発生する場合に比べて、光学素子の冷却効率の向上及び当該光学素子の長寿命化をより確実に図ることができる。
In the first aspect, it is preferable that each of the plurality of fins is formed in an arc shape in which the radius of curvature increases from the rotation center side toward the outer peripheral side.
According to such a configuration, it is possible to easily set the crossing angle within the angle range in the entire fin. Therefore, since it is possible to easily generate the vortex in the entire space between the fins, the cooling efficiency of the optical element is improved and the length of the optical element is longer than in the case where the vortex is generated in a part of the fins. The life can be extended more reliably.
上記第1態様では、前記角度範囲は、−45°以上、+60°以下の範囲であることが好ましい。
このような構成によれば、光学素子の回転方向に対してフィンを対向させることができるので、当該光学素子の回転に伴って各フィンに対して回転方向とは反対方向側に、上記渦を一層形成させやすくすることができる。従って、光学素子の冷却効率の向上及び当該光学素子の長寿命化を一層確実に図ることができる。
In the first aspect, the angle range is preferably −45 ° or more and + 60 ° or less.
According to such a configuration, the fins can be opposed to the rotation direction of the optical element, so that the vortex is generated on the side opposite to the rotation direction with respect to each fin as the optical element rotates. It can be made easier to form. Therefore, it is possible to further improve the cooling efficiency of the optical element and extend the life of the optical element more reliably.
上記第1態様では、前記角度範囲は、0°より大きく、+60°以下の範囲であることが好ましい。
ここで、各フィンの上記交差角が0°である場合、すなわち、回転中心を中心として放射状に延出するフィンは、回転方向に対して直交することから空気抵抗(回転抵抗)が大きくなり、光学素子を回転させる回転装置の負荷が大きくなる。
一方、上記交差角が−45°以上、0°未満のフィンは、回転中心側から基板の外周側に向かうに従って上記回転方向側に反る形状となるが、このようなフィンの形状では、上記光学素子が回転されると、冷却気体を外周側から回転中心側に流通させる圧力が生じる。このような場合、回転中心側から外周側に向かって流通する冷却気体がフィン間にて滞留しやすくなり、光学素子の冷却効率が低下する。
これに対し、上記構成によれば、フィン間を流通する冷却気体が回転中心側から外周側に流通しやすくなることから、当該冷却気体の流速及び流量を増加させることができる。従って、フィンから熱が伝導された冷却気体がフィン間に滞留することを抑制できるので、光学素子の冷却効率をより一層向上させることができる。
In the first aspect, the angle range is preferably a range larger than 0 ° and not more than + 60 °.
Here, when the intersection angle of each fin is 0 °, that is, the fins extending radially around the center of rotation have a large air resistance (rotational resistance) because they are orthogonal to the rotation direction. The load on the rotating device that rotates the optical element increases.
On the other hand, fins having an intersection angle of −45 ° or more and less than 0 ° have a shape that warps toward the rotation direction side from the rotation center side toward the outer peripheral side of the substrate. When the optical element is rotated, a pressure is generated to allow the cooling gas to flow from the outer peripheral side to the rotation center side. In such a case, the cooling gas flowing from the rotation center side to the outer peripheral side tends to stay between the fins, and the cooling efficiency of the optical element is lowered.
On the other hand, according to the above configuration, the cooling gas flowing between the fins can easily flow from the rotation center side to the outer peripheral side, so that the flow velocity and the flow rate of the cooling gas can be increased. Therefore, it is possible to suppress the retention of the cooling gas whose heat is conducted from the fins between the fins, so that the cooling efficiency of the optical element can be further improved.
上記第1態様では、前記複数のフィンのうち前記光学素子の回転方向において隣り合う2つのフィンの間の前記回転方向に沿う寸法は、所定の寸法範囲内に設定されていることが好ましい。
ここで、上記寸法、すなわち、フィン間を流通する冷却気体の流路幅が比較的狭い場合、例えば渦の大きさより小さい場合には、光学素子が回転されてもフィン間に渦が発生しにくい。一方、当該流路幅が渦の大きさより著しく広い場合には、フィン間に渦が発生しても、回転方向とは反対方向側に位置するフィン(詳しくは、当該フィンにおいて回転方向側の端面)に渦が衝突しづらく、冷却効率がそれほど高くならない。
これに対し、上記構成によれば、例えば渦の大きさ等に応じて設定された寸法範囲内に、上記2つのフィン間の上記回転方向に沿う寸法が設定されていることにより、発生する渦を回転方向側のフィンと、当該フィンに対して回転方向とは反対方向側のフィンとに衝突させることができる。従って、光学素子の冷却効率をより確実に向上させることができる。
In the first aspect, it is preferable that the dimension of the plurality of fins between two fins adjacent to each other in the rotation direction of the optical element along the rotation direction is set within a predetermined dimensional range.
Here, when the above dimensions, that is, when the flow path width of the cooling gas flowing between the fins is relatively narrow, for example, when the size of the vortex is smaller, the vortex is unlikely to be generated between the fins even if the optical element is rotated. .. On the other hand, when the flow path width is significantly wider than the size of the vortex, even if a vortex is generated between the fins, the fins located on the side opposite to the rotation direction (specifically, the end face on the rotation direction side of the fins). ) Is hard to collide with the vortex, and the cooling efficiency is not so high.
On the other hand, according to the above configuration, for example, a vortex generated by setting a dimension along the rotation direction between the two fins within a dimension range set according to the size of the vortex and the like. Can collide with the fin on the rotation direction side and the fin on the direction opposite to the rotation direction with respect to the fin. Therefore, the cooling efficiency of the optical element can be improved more reliably.
上記第1態様では、前記寸法範囲は、3mm以上、6mm以下の範囲であることが好ましい。
このような構成によれば、光学素子の回転に伴って複数のフィンのそれぞれの間に上記渦を確実に発生させることができるだけでなく、当該渦を、回転方向側のフィンと、当該フィンに対して回転方向側とは反対方向側のフィンとのそれぞれに確実に衝突させることができる。従って、光学素子の冷却効率を確実に向上させることができる。
In the first aspect, the dimensional range is preferably 3 mm or more and 6 mm or less.
According to such a configuration, not only can the vortex be surely generated between each of the plurality of fins as the optical element rotates, but also the vortex is generated on the fin on the rotation direction side and the fin. On the other hand, it can be surely collided with the fins on the side opposite to the rotation direction side. Therefore, the cooling efficiency of the optical element can be reliably improved.
本発明の第2態様に係るプロジェクターは、上記光源装置と、前記光源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。
上記第2態様によれば、上記第1態様に係る光源装置と同様の効果を奏することができる。また、光源装置の冷却効率が向上され、当該光源装置が安定して光を出射できるので、信頼性の高いプロジェクターを構成できる。
The projector according to the second aspect of the present invention includes the light source device, a light modulation device that modulates the light emitted from the light source device, and a projection optical device that projects the light modulated by the light modulation device. It is characterized by being prepared.
According to the second aspect, the same effect as that of the light source device according to the first aspect can be obtained. Further, since the cooling efficiency of the light source device is improved and the light source device can emit light stably, a highly reliable projector can be configured.
[第1実施形態]
以下、本発明の第1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の外観を示す斜視図である。
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等の被投射面上に拡大投射する投射型画像表示装置である。このプロジェクター1は、図1に示すように、外観を構成する外装筐体2と、当該外装筐体2内に収容配置される装置本体3(図2参照)と、を備える。
このようなプロジェクター1は、詳しくは後述するが、光源装置5を構成する波長変換素子61が有する放熱部65が複数のフィン66を有し、当該複数のフィン66の間を流通する冷却気体の流路幅が適正化されている点を、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。
[First Embodiment]
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Outline configuration of projector]
FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of the
The
As will be described in detail later, in such a
Hereinafter, the configuration of the
[外装筐体の構成]
外装筐体2は、それぞれ合成樹脂により形成されたアッパーケース2A、ロアーケース2B、フロントケース2C及びリアケース2Dが組み合わされて、略直方体形状に構成されている。このような外装筐体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。
[Outer housing configuration]
The
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(図1では2つの脚部221のみ図示)が、複数箇所に設けられている。
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、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。
また、正面部23において左側面部25側の位置には、外装筐体2内の熱を帯びた冷却気体が排出される排気口232が形成され、当該排気口232には、複数のルーバー233が設けられている。
一方、正面部23において右側面部26側の位置には、プロジェクター1の動作状態を示す複数のインジケーター234が設けられている。
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、当該導入口261には、フィルター(図示省略)が設けられたカバー部材262が取り付けられている。
The
An opening 231 through which an image projected by the projection
Further, an
On the other hand, a plurality of
An
[装置本体の構成]
図2は、装置本体3の構成を示す模式図である。
装置本体3は、図2に示すように、画像投射装置4を備える。更に、図示を省略するが、装置本体3は、プロジェクター1の動作を制御する制御装置、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、及び、冷却対象を冷却する冷却装置を備える。
[Device body configuration]
FIG. 2 is a schematic view showing the configuration of the apparatus
As shown in FIG. 2, the device
[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、上記被投射面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、光変調装置44、色合成装置45及び投射光学装置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。この照明装置41の構成については、後に詳述する。
[Configuration of image projection device]
The
Of these, the
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。この色分離装置42は、ダイクロイックミラー421,422、反射ミラー423,424,425及びリレーレンズ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、上記照明光WLに含まれる青色光LBを透過させ、緑色光LG及び赤色光LRを反射させる。この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(43B)に導かれる。
ダイクロイックミラー422は、上記ダイクロイックミラー421にて反射された緑色光LG及び赤色光LRのうち、緑色光LGを反射させて平行化レンズ43(43G)に導き、赤色光LRを透過させる。この赤色光LRは、リレーレンズ426、反射ミラー424、リレーレンズ427及び反射ミラー425を介して、平行化レンズ43(43R)に導かれる。
平行化レンズ43(赤、緑及び青の各色光用の平行化レンズを、それぞれ43R,43G,43Bとする)は、入射される光を平行化する。
The
The
Of the green light LG and the red light LR reflected by the
The parallelizing lens 43 (the parallelizing lenses for red, green, and blue light are 43R, 43G, and 43B, respectively) parallelizes the incident light.
光変調装置44(赤、緑及び青の各色光用の光変調装置を、それぞれ44R,44G,44B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、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及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。
色合成装置45は、各光変調装置44R,44G,44Bから入射される色光LR,LG,LBに基づく画像を合成する。この色合成装置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上記被投射面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。
The light modulator 44 (the optical modulators for the red, green, and blue colored lights are 44R, 44G, and 44B, respectively) modulates the incident colored lights LR, LG, and LB, respectively, from the control device. An image based on colored light LR, LG, and LB corresponding to the input image signal is formed. Each of these
The
The projection
[照明装置の構成]
図3は、照明装置41の構成を示す模式図である。
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。この照明装置41は、図3に示すように、光源装置5及び均一化装置7を有する。
[Lighting device configuration]
FIG. 3 is a schematic view showing the configuration of the
As described above, the illuminating
[光源装置の構成]
光源装置5は、均一化装置7に光束を出射する。この光源装置5は、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、拡散装置58、第2集光素子59及び波長変換装置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及び拡散装置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及び波長変換装置6は、第1照明光軸Ax1に直交する第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。
[Configuration of light source device]
The
Of these, the
[光源部の構成]
光源部51は、アフォーカル光学素子52に向けて青色光である励起光を出射する光源である。この光源部51は、第1光源部511、第2光源部512及び光合成部材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に応じた複数の平行化レンズ(図示省略)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に応じた複数の平行化レンズ(図示省略)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が、ピーク波長が446nmの励起光を出射してもよい。また、ピーク波長が440nm及び446nmの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。これら固体光源SSから出射された励起光は、平行化レンズにより平行化されて光合成部材513に入射される。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。
[Structure of light source unit]
The
The first
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第1照明光軸Ax1に沿うように反射させて、各励起光を合成する。この光合成部材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。
The
[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。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。
[Structure of afocal optical element]
The afocal
[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。すなわち、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、第1位相差素子53を通過することによって一部が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り、ホモジナイザー光学装置54に入射される。
[Structure of first phase difference element]
The
[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、第1集光素子57及び第2集光素子59とともに、拡散装置58及び波長変換装置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。この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及び第2マルチレンズ542を備える。
[Structure of homogenizer optical device]
The homogenizer
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及び各集光素子57,59と協同して、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。
The
The
[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及び第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に略直交し、面554が第1照明光軸Ax1に略直交する。そして、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。
[Configuration of photosynthesis device]
The
偏光分離層555は、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、緑色光領域及び赤色光領域の波長の光についてはS偏光及び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。
このような光合成装置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側に通過され、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(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。
The
Of the excitation light incident from the homogenizer
Further, as will be described in detail later, the
[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に変換し、第1集光素子57から入射される励起光(当該円偏光とは反対方向の円偏光)をS偏光に変換する。
[Structure of second phase difference element]
The
[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拡散装置58に集光(集束)させる光学素子であり、本実施形態では、3つのレンズ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。
[Structure of the first light collecting element]
The
[拡散素子]
拡散装置58は、波長変換装置6にて生成及び出射される蛍光光と同様の拡散角で、入射される励起光を拡散反射させる。この拡散装置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拡散反射素子581と、当該拡散反射素子581を回転させる回転装置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。
このような拡散装置58にて拡散反射された励起光は、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。この拡散装置58にて反射される時に、当該拡散装置58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から入射された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。
[Diffusing element]
The
The excitation light diffusely reflected by the
[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(波長変換素子61の蛍光体層63)に集光(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。
[Structure of the second condensing element]
The S-polarized excitation light that has passed through the homogenizer
[波長変換装置の構成]
波長変換装置6は、入射された青色光の励起光を、緑色光及び赤色光を含む蛍光に波長変換する。この波長変換装置6は、回転装置60及び波長変換素子61を備える。
これらのうち、回転装置60は、平板状に形成された波長変換素子61を回転させるモーター等により構成されている。
[Structure of wavelength converter]
The
Of these, the rotating
波長変換素子61は、光学素子に相当する。この波長変換素子61は、基板62と、当該基板62において励起光の入射側の面である光入射面62Aに位置する蛍光体層63及び反射層64と、当該基板62において光入射面62Aとは反対側の面62Bに位置する放熱部65と、を有する。これらのうち、放熱部65の構成については、後に詳述する。
The
基板62は、励起光の入射側から見て略円形状に形成された平板状部材である。この基板62は、金属やセラミックス等により構成できる。
蛍光体層63は、光学素子層に相当する。この蛍光体層63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500〜700nm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層であり、上記ホモジナイザー光学装置54及び第2集光素子59によって照明される被照明領域である。この蛍光体層63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64側に出射される。
反射層64は、蛍光体層63と基板62との間に配置され、当該蛍光体層63から入射される蛍光を第2集光素子59側に反射させる。
The
The
The
このような波長変換素子61に励起光が照射されると、蛍光体層63及び反射層64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。そして、当該蛍光は、第2集光素子59を介して光合成装置55の偏光分離層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、当該傾向は、光合成装置55を通過することにより、当該光合成装置55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。
When such a
[均一化装置の構成]
均一化装置7は、光源装置5から入射される照明光の中心軸に対する直交面(光軸直交面)における照度を均一化し、ひいては、上記光変調装置44(44R,44G,44B)における被照明領域である画像形成領域(変調領域)の照度分布を均一化する。この均一化装置7は、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及び重畳レンズ74を備える。これら構成71〜74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。
[Configuration of homogenizer]
The homogenizing
第1レンズアレイ71は、複数の小レンズ711が第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構成を有し、当該複数の小レンズ711により、入射される照明光WLを複数の部分光束に分割する。
第2レンズアレイ72は、第1レンズアレイ71と同様に、複数の小レンズ721が第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構成を有し、各小レンズ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。
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。
The
Similar to the
The
[波長変換素子の放熱部の構成]
図4は、波長変換素子61を面62B側から見た斜視図である。
波長変換素子61は、上記のように、基板62の面62Bに位置する放熱部65を有する。この放熱部65は、図4に示すように、複数のフィン66を有し、各フィン66は、基板62の回転中心Cから外周に向かう方向に沿ってそれぞれ延出している。
具体的に、フィン66は、当該回転中心Cから基板62の外周側に向かって放射状に延出しており、円形状の基板62の周方向、すなわち、当該基板62の回転方向である+D方向に沿って等間隔に配置されている。
なお、各フィン66の延出方向に対する直交方向の寸法(厚さ寸法)は、フィン66全体で略一定であるが、回転中心C側から外周側に向かうに従って大きくなってもよい。
更に、これらフィン66は、当該フィン66間の+D方向に沿う寸法、すなわち、フィン66間を回転中心C側から外周側に向かって流通する冷却気体の流路の延出方向に対して平面視で直交する方向のフィン66間の流路幅Sが所定の範囲内に収まるように形成されている。
[Structure of heat dissipation part of wavelength conversion element]
FIG. 4 is a perspective view of the
As described above, the
Specifically, the
The dimension (thickness dimension) of each
Further, these
図5は、波長変換素子61が回転された際に各フィン66によって生じる渦VTを示す模式図である。
ここで、波長変換素子61が回転中心Cを中心として+D方向に回転された場合、フィン66に対して+D方向とは反対方向側(−D方向側)が負圧になることから、上記流路幅Sが所定値以上であると、図5に示すように、冷却気体の渦VTが生じる。この場合、冷却気体は、フィン66間において渦VTを生じさせつつ回転中心C側から外周側に流通する。このような渦VTが、+D方向に隣り合う2つのフィン66(渦VTを挟む2つのフィン66)において互いに対向する端面(+D方向側のフィン66における−D方向側の端面66T、及び、−D方向側のフィン66における+D方向側の端面66S)に衝突するように、フィン66の延出方向に沿う軸を中心として旋回することにより、これらフィン66に伝導された熱が冷却気体に伝導されやすくなり、当該フィン66が冷却されやすくなる。すなわち、フィン66、ひいては、波長変換素子61の冷却効率が向上する。
FIG. 5 is a schematic view showing a vortex VT generated by each
Here, when the
[流路幅の設定]
図6は、上記流路幅と熱伝達率比との関係を波長変換素子61の回転速度(単位時間当たりの回転数)毎に示すグラフである。なお、熱伝達率比は、同一の回転速度で最も高い熱伝達率を1とした場合のそれぞれの流路幅での熱伝達率の比率を示す値である。
ここで、実用回転速度である3000rpm、6000rpm及び9000rpmにて波長変換素子61を回転させた場合、フィン66から冷却気体への上記熱伝達率比は、図6に示すように、上記フィン66間の流路幅によって変化する。この熱伝達率の変化は、当該波長変換素子61が、3000rpm(図6における実線)、6000rpm(図6における点線)及び9000rpm(図6において細く間隔が短い点線)のそれぞれの回転速度で同様である。
[Setting the flow path width]
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the flow path width and the heat transfer coefficient ratio for each rotation speed (rotation speed per unit time) of the
Here, when the
具体的に、流路幅が1mm以上10mm以下の範囲では、上記3つの回転速度のうちいずれの回転速度で回転させた場合でも、上記熱伝達率比は、流路幅が1mmから増加するに従って高い値を示した。この熱伝達率比は、流路幅が4mmであるときに最も高くなり、当該流路幅が4mmから増加するに従って低下した。そして、流路幅が6mmを超えると、熱伝達率は略一定の値となった。
すなわち、上記熱伝達率比、ひいては、フィン66から冷却気体への熱伝達率は、上記流路幅が3mm以上、6mm以下である場合に高く、より詳しくは、当該流路幅が4mm以上、5mm以下である場合に、熱伝達率は最も高くなる。
なお、図6に示すグラフを生成する際のシミュレーションでは、基板62からのフィン66の起立寸法(基板62の回転軸に沿う方向の寸法)は、上記渦VTが生じるように3mm以上に設定されており、より詳しくは10mmに設定されている。また、当該シミュレーションでは、基板62の直径は100mmに設定され、フィン66は、回転中心Cを中心とする直径90mmの範囲内に形成されている。
Specifically, in the range where the flow path width is 1 mm or more and 10 mm or less, the heat transfer coefficient ratio increases as the flow path width increases from 1 mm regardless of which of the above three rotation speeds is used for rotation. It showed a high value. This heat transfer coefficient ratio was highest when the flow path width was 4 mm, and decreased as the flow path width increased from 4 mm. When the flow path width exceeded 6 mm, the heat transfer coefficient became a substantially constant value.
That is, the heat transfer coefficient ratio, and thus the heat transfer coefficient from the
In the simulation for generating the graph shown in FIG. 6, the upright dimension of the
このように、フィン66から冷却気体への熱伝達率が高いということは、蛍光体層63にて発生し、基板62を介してフィン66に伝導された熱の冷却気体への伝導効率がよいこと、すなわち、波長変換素子61の冷却効率が良いことを示している。このため、上記を換言すると、上記流路幅が3mm以上、6mm以下の範囲内である場合に、波長変換素子61の冷却効率は高く、当該流路幅が4mm以上、5mm以下の範囲内である場合に、当該冷却効率はより高くなることを示す。以下、このような冷却効率の向上を図ることができる流路幅の範囲(3mm以上、6mm以下の範囲)を適正流路幅範囲とする。なお、当該適正流路幅範囲は、本発明の所定の寸法範囲に相当する。
As described above, the high heat transfer coefficient from the
このような冷却効率の高さは、上記のように、波長変換素子61の回転に伴ってフィン66間に渦VTが発生し、当該渦VTが、+D方向側のフィン66における上記端面66Tと、−D方向側のフィン66における上記端面66Sとに効果的に衝突し、各フィン66から熱が冷却気体に伝導されやすくなったことによると考えられる。
一方、流路幅が1mmであると、当該流路幅が狭すぎて上記渦VTが発生しにくいため、熱伝達率が比較的低くなっていると考えられる。
他方、流路幅が6mmを超えると、当該流路幅が広すぎて、フィン66間に発生した渦VTが、−D方向側のフィン66に衝突しにくくなるため、熱伝達率が一定となったと考えられる。
このような流路幅と熱伝達率との関係は、基板62の直径に依存しない。
As described above, such a high cooling efficiency is such that a vortex VT is generated between the
On the other hand, when the flow path width is 1 mm, the flow path width is too narrow and the vortex VT is unlikely to occur, so that it is considered that the heat transfer coefficient is relatively low.
On the other hand, when the flow path width exceeds 6 mm, the flow path width is too wide and the vortex VT generated between the
The relationship between the flow path width and the heat transfer coefficient does not depend on the diameter of the
[上記範囲の流路幅の設定領域]
上記のように、波長変換素子61が回転された際に渦VTが発生することによって、当該波長変換素子61の冷却効率は向上される。このような渦VTが発生するフィン66間の流路幅は、必ずしもフィン66の回転中心C側の端部から外周側の端部までの全体に亘って上記適正流路幅範囲内でなくてもよい。
[Flower width setting area in the above range]
As described above, the vortex VT is generated when the
図7は、波長変換素子61を光入射側から見た斜視図である。
ここで、上記蛍光体層63及び反射層64は、図7に示すように、基板62の光入射面62Aにおいて外縁より内側の領域に、当該回転中心Cを中心とする環状に位置している。このような蛍光体層63にて生じる熱は、当該基板62において蛍光体層63に対する内周側領域62A1に伝導される他、外周側領域62A2にも伝導される。この基板62の回転に伴ってフィン66間を流通する冷却気体の流速は、回転中心C側から外周側に向かうに従って高くなることから、内周側領域62A1に比べて外周側領域62A2の方が冷却されやすく、蛍光体層63にて生じた熱も、内周側領域62A1に比べて外周側領域62A2に伝導されやすい。
FIG. 7 is a perspective view of the
Here, as shown in FIG. 7, the
このため、図示を省略するが、基板62に位置する複数のフィン66において、少なくとも外周側領域62A2に応じた部位の流路幅を、上記適正流路幅範囲内に設定することにより、当該部位にて生じた渦VTを、当該渦VTを挟む各フィン66に好適に衝突させることができる。従って、各フィン66、ひいては、波長変換素子61の冷却効率を向上させることができる。
なお、外周側領域62A2だけでなく、内周側領域62A1に応じた部位の流路幅も、上記適正流路幅範囲内に設定すれば、波長変換素子61の冷却効率を一層向上させることができる。一方、内周側領域62A1に応じた部位の流路幅や、フィン66間の一部の流路幅のみを上記適正流路幅範囲内に設定しても、全体の流路幅が当該適正流路幅範囲外に設定された波長変換素子に比べて冷却効率を向上させることができることは言うまでもない。
Therefore, although not shown, by setting the flow path width of the portion corresponding to at least the outer peripheral side region 62A2 within the appropriate flow path width range in the plurality of
If not only the outer peripheral side region 62A2 but also the flow path width of the portion corresponding to the inner peripheral side region 62A1 is set within the above-mentioned appropriate flow path width range, the cooling efficiency of the
[第1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。
+D方向において隣り合う2つのフィン66間の当該+D方向に沿う寸法(すなわち上記流路幅)は、上記適正流路幅範囲内に設定されている。これによれば、波長変換素子61の回転に伴ってフィン66間に、冷却気体の渦VTを生じやすくすることができ、更に、渦VTを挟む2つのフィン66において互いに対向する端面66S,66Tに、当該渦VTを衝突させやすくすることができる。これにより、フィン66に冷却気体を効果的に衝突させることができ、当該フィン66の熱を冷却気体に伝導させやすくすることができる。従って、蛍光体層63にて生じた熱を効率よく冷却でき、波長変換素子61の冷却効率を向上させることができる。この他、波長変換素子61が安定することにより、光源装置5は、安定して光を出射できるので、プロジェクター1の信頼性を向上させることができる。
[Effect of the first embodiment]
According to the
The dimension (that is, the flow path width) between the two
ここで、上記のように、蛍光体層63にて生じた熱は、当該蛍光体層63から外周側領域62A2に伝導されやすい。これに対し、少なくとも外周側領域62A2に応じたフィン66間の流路幅が上記適正流路幅範囲内に設定されていることにより、当該外周側領域62A2の冷却効率を確実に向上させることができる。従って、波長変換素子61の冷却効率を確実に向上させることができる。
Here, as described above, the heat generated in the
フィン66間の流路幅は、フィン66間の全域において上記適正流路幅範囲内に設定されている。これによれば、外周側領域62A2に応じた部位のみや、内周側領域62A1に応じた部位のみ、流路幅が当該適正流路幅範囲内に設定されている場合に比べて、フィン66から冷却気体への熱伝導をより効率化できる。従って、波長変換素子61の冷却効率を一層確実に向上させることができる。
The flow path width between the
上記適正流路幅範囲は、上記渦VTの大きさに応じて設定されている。これによれば、発生する渦VTが、当該渦VTを挟む2つのフィン66に衝突するように、当該適正流路幅範囲を設定できる。そして、このような適正流路幅範囲に流路幅が含まれるようにフィン66が構成されることにより、波長変換素子61の冷却効率を確実に向上させることができる。
The appropriate flow path width range is set according to the size of the vortex VT. According to this, the appropriate flow path width range can be set so that the generated vortex VT collides with the two
上記適正流路幅範囲は、3mm以上、6mm以下である。これによれば、上記のように、波長変換素子61の回転に伴って各フィン66間に上記渦VTを確実に発生させることができるだけでなく、渦VTを挟む2つのフィン66のそれぞれに当該渦VTを確実に衝突させることができる。従って、波長変換素子61の冷却効率を確実に向上させることができる。
The appropriate flow path width range is 3 mm or more and 6 mm or less. According to this, as described above, not only can the vortex VT be reliably generated between the
波長変換素子61の回転軸に沿うフィン66の寸法(基板62からのフィン66の起立寸法)は、3mm以上である。これによれば、渦VTを基板62の底面である面62Bに衝突させづらくすることができ、当該渦VTを継続して発生させやすくすることができる。従って、波長変換素子61の冷却効率をより一層確実に向上させることができる。
The dimension of the
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、上記プロジェクター1と同様の構成を有するが、波長変換素子が有するフィンの形状が異なる点で、当該プロジェクター1と相違する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, the second embodiment of the present invention will be described.
The projector according to the present embodiment has the same configuration as the
図8及び図9は、本実施形態に係るプロジェクターの光源装置5が有する波長変換素子61Aを光入射側とは反対側から見た斜視図及び平面図である。なお、図8及び図9においては、見易さを考慮して、フィン67の一部にのみ符号を付す。
本実施形態に係るプロジェクターは、波長変換素子61に代えて波長変換素子61Aを有する他は、上記プロジェクター1と同様の構成及び機能を有する。また、波長変換素子61Aは、図8及び図9に示すように、上記複数のフィン66に代えて複数のフィン67を有する他は、上記波長変換素子61と同様の構成及び機能を有する。
8 and 9 are a perspective view and a plan view of the
The projector according to the present embodiment has the same configuration and function as the
複数のフィン67は、本実施形態における放熱部65を構成する。これらフィン67について、基板62の回転中心Cから外周に向かう方向に沿ってそれぞれ延出している点、及び、基板62の外周に沿って等間隔に配置されている点は、フィン66と同様である。
一方、フィン67は、回転中心C側から外周側に向かうに従って−D方向側(波長変換素子61Aの回転方向である+D方向とは反対方向側)に反る湾曲形状(円弧形状)を有する。また、フィン67の延出方向に直交する方向の寸法(厚さ寸法)も、回転中心C側の端部から外周側の端部に向かうに従って大きくなっている。これは、フィン67間の流路幅Sを一定にするための形状である。
The plurality of
On the other hand, the
図10は、波長変換素子61Aにおいて回転速度が6000rpmである場合の上記流路幅と熱伝達率比との関係を示すグラフである。
上記波長変換素子61Aにおいても、フィン67から冷却気体への熱伝達率比は、図10に示すように、上記流路幅が3mm以上、6mm以下の範囲(適正流路幅範囲)で高くなり、当該流路幅が4mm以上、5mm以下の範囲で最も高くなる。これは、図示を省略するが、3000rpm及び9000rpmのそれぞれの回転速度で波長変換素子61Aが回転される場合でも同様の傾向を示す。
従って、上記フィン67のようなフィン形状であっても、フィン67間の流路幅が上記適正流路幅範囲内に設定されることにより、当該フィン67から冷却気体への熱伝導を効率よく行うことができ、波長変換素子61Aの冷却効率を向上させることができる。
なお、本実施形態では、上記を踏まえ、フィン67間の流路幅は、回転中心C側の端部から外周側の端部まで4mmで一定となっている。しかしながら、これに限らず、フィン67間の流路幅は、他の値で一定となっていてもよく、所定の流路幅の範囲(例えば上記適正流路幅範囲)内で変動していてもよい。この場合、フィン67の上記厚さ寸法は、回転中心C側の端部から外周側の端部に向かうに従って大きくなっていなくてもよい。
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the flow path width and the heat transfer coefficient ratio when the rotation speed of the
Also in the
Therefore, even if the fin shape is similar to that of the
In this embodiment, based on the above, the flow path width between the
[第2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によれば、上記プロジェクター1と同様の効果を奏することができる他、以下の効果を奏することができる。
フィン67は、回転中心C側から外周側に向かうに従って−D方向側に反る湾曲形状(円弧形状)を有する。これにより、フィン67が+D方向に対して直交しないことから、フィン66が放射状に延出する波長変換素子61に比べて、波長変換素子61Aの回転抵抗(空気抵抗)を低減できる。従って、回転装置60に加わる負荷が低減できる。
[Effect of the second embodiment]
According to the projector according to the present embodiment described above, the same effect as that of the
The
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、上記プロジェクター1と同様の構成を有するが、波長変換素子が有するフィンが、寸法が異なる2種類のフィンによって構成されている点で、当該プロジェクター1と相違する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
The projector according to the present embodiment has the same configuration as the
図11及び図12は、本実施形態に係るプロジェクターの光源装置5が有する波長変換素子61Bを光入射側とは反対側から見た斜視図及び平面図である。なお、図11及び図12においては、見易さを考慮して、フィン68の一部にのみ符号を付す。
本実施形態に係るプロジェクターは、波長変換素子61に代えて波長変換素子61Bを有する他は、上記プロジェクター1と同様の構成及び機能を有する。また、波長変換素子61Bは、図11及び図12に示すように、複数のフィン66に代えて複数のフィン68を有する他は、上記波長変換素子61と同様の構成を有する。
11 and 12 are a perspective view and a plan view of the
The projector according to the present embodiment has the same configuration and function as the
複数のフィン68は、本実施形態における放熱部65を構成する。これらフィン68は、複数の第1フィン681及び複数の第2フィン682を含む。
各第1フィン681について、基板62の回転中心Cから外周に向かう方向に沿ってそれぞれ延出している点、基板62の外周(換言すると+D方向)に沿って等間隔に配置されている点、及び、回転中心C側から外周側に向かうに従って−D方向側に反る湾曲形状(円弧形状)を有する点は、フィン67と同様である。なお、第1フィン681の延出方向に直交する方向の寸法(厚さ寸法)は、略一定となっている。
これら第1フィン681における回転中心C側の端部は、図12に示すように、当該回転中心Cを中心とする第1仮想円VC1上に位置する。一方、第1フィン681における外周側の端部は、回転中心Cを中心とし、かつ、直径が第1仮想円VC1より大きく基板62の直径より小さい第2仮想円VC2上に位置する。例えば、基板62の直径が上記のように100mmである場合には、第2仮想円VC2の直径は90mmである。
The plurality of
Each of the
As shown in FIG. 12, the end portion of the
各第2フィン682は、複数の第1フィン681間にそれぞれ位置する。これら第2フィン682について、回転中心Cから外周に向かう方向に沿ってそれぞれ延出している点、基板62の外周(換言すると+D方向)に沿って等間隔に配置されている点、及び、回転中心C側から外周側に向かうに従って−D方向側に反る湾曲形状(円弧形状)を有する点は、上記第1フィン681と同様である。
これら第2フィン682における回転中心C側の端部は、当該回転中心Cを中心とし、かつ、直径が第1仮想円VC1より大きく第2仮想円VC2より小さい第3仮想円VC3上に位置する。一方、各第2フィン682における外周側の端部は、上記第2仮想円VC2上に位置する。
また、第2フィン682の延出方向に直交する方向の寸法(厚さ寸法)は、第2フィン682を+D方向において挟む2つの第1フィン681との間の+D方向に沿う寸法(流路幅)を、上記適正流路幅範囲内に設定するために、外周側に向かうに従って大きくなるように設定されている。
Each
The end of the
Further, the dimension (thickness dimension) in the direction orthogonal to the extending direction of the
このような波長変換素子61Bにおいて、第1仮想円VC1から第3仮想円VC3までの領域では、隣り合う2つの第1フィン681間の流路幅は、上記適正流路幅範囲内に設定されている。すなわち、+D方向において隣り合う2つの第1フィン681のうち、+D方向側の第1フィン681における−D方向側の端面と、−D方向側の第1フィン681における+D方向側の端面との間の+D方向に沿う寸法は、上記適正流路幅範囲内に設定されている。
In such a
一方、第3仮想円VC3から第2仮想円VC2までの領域では、+D方向において隣り合う第1フィン681と第2フィン682との間の流路幅は、上記適正流路幅範囲内に設定されている。すなわち、+D方向側の第1フィン681における−D方向側の端面と、−D方向側の第2フィン682における+D方向側の端面との間の+D方向に沿う寸法は、上記適正流路幅範囲内の値に設定されている。同様に、+D方向側の第2フィン682における−D方向側の端面と、−D方向側の第1フィン681における+D方向側の端面との間の+D方向に沿う寸法は、上記適正流路幅範囲内の値に設定されている。
このように、波長変換素子61Bにおいては、フィン68間の流路幅は、上記適正流路幅範囲内に設定されている。
なお、上記外周側領域62A2に対応する第1フィン681及び第2フィン682間の流路幅が上記適正流路幅範囲内に設定されていれば、上記内周側領域62A1に対応する第1フィン681間の流路幅、並びに、第1フィン681及び第2フィン682間の流路幅は、上記適正流路幅範囲外であってもよい。一方、上記渦VTの発生による効果に着目すれば、第1フィン681間の流路幅、或いは、第1フィン681及び第2フィン682間の流路幅が上記適正流路幅範囲内に設定された部位があれば、上記渦VTの発生による効果を奏することができる。
On the other hand, in the region from the third virtual circle VC3 to the second virtual circle VC2, the flow path width between the
As described above, in the
If the flow path width between the
[第3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によれば、上記第1及び第2実施形態にて示したプロジェクターと同様の効果を奏することができる他、以下の効果を奏することができる。
例えば切削によって基板にフィンを形成する際に、切削治具の大きさによっては、フィン間の流路幅を上記適正流路幅範囲内の値に設定しづらい場合がある。換言すると、当該流路幅が上記適正流路幅範囲を超えて大きくなってしまう可能性がある。
これに対し、第1フィン681及び第2フィン682を含むフィン68が基板62に切削によって形成される場合、各第1フィン681の回転中心C側の端部間の寸法を上記適正流路幅範囲内で大きくとることができるので、切削治具を通しやすくすることができる。従って、切削治具によってフィン68を形成しやすくすることができるので、基板62を加工しやすくすることができ、波長変換素子61Bの製造コストの増大を抑制できる。
[Effect of Third Embodiment]
According to the projector according to the present embodiment described above, the same effects as those shown in the first and second embodiments can be obtained, and the following effects can be obtained.
For example, when forming fins on a substrate by cutting, it may be difficult to set the flow path width between fins to a value within the above-mentioned appropriate flow path width range depending on the size of the cutting jig. In other words, the flow path width may become larger than the above-mentioned appropriate flow path width range.
On the other hand, when the
[第4実施形態]
次に、本発明の第4実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、上記プロジェクター1と同様の構成を有するが、波長変換素子(基板)の直径方向に対するフィンの角度が適正化されている点で、当該プロジェクター1と相違する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
The projector according to the present embodiment has the same configuration as the
図13及び図14は、本実施形態に係るプロジェクターの光源装置5が有する波長変換素子61Cを光入射側とは反対側から見た斜視図及び平面図である。なお、図13及び図14においては、見易さを考慮して、フィン69の一部にのみ符号を付す。
本実施形態に係るプロジェクターは、波長変換素子61に代えて波長変換素子61Cを有する他は、上記プロジェクター1と同様の構成及び機能を有する。また、波長変換素子61Cは、図13及び図14に示すように、複数のフィン66に代えて複数のフィン69を有する他は、上記波長変換素子61と同様の構成を有する。
13 and 14 are a perspective view and a plan view of the
The projector according to the present embodiment has the same configuration and function as the
複数のフィン69は、本実施形態における放熱部65を構成する。これらフィン69について、基板62の回転中心Cから外周に向かう方向に沿ってそれぞれ延出している点、基板62の外周(換言すると+D方向)に沿って等間隔に配置されている点、及び、回転中心C側から外周側に向かうに従って−D方向側に反る湾曲形状(円弧形状)を有する点は、フィン67と同様である。なお、フィン69の延出方向に直交する方向の寸法(厚さ寸法)は、略一定となっている。
The plurality of
図15は、フィン69の−D方向側の端縁上の位置に応じた接線と、回転中心Cを中心とする直径方向との交差角を説明する図である。
これらフィン69は、上記のように湾曲形状を有するが、当該フィン69は、部位によって曲率半径を異ならせることにより、当該フィン69上の全ての位置において、フィン69の接線方向と回転中心Cを中心とする直径方向との交差角が一定となっている。詳述すると、フィン69は、回転中心C側から外周側に向かうに従って曲率半径が大きくなるように形成されている。
具体的に、図15に示すように、1つのフィン69の−D方向側の端縁において、回転中心C側の点P1、略中央の点P2、及び、外周側の点P3のそれぞれにおけるフィン69の接線を、それぞれ接線T1,T2,T3とし、各点P1〜P3を通り、かつ、回転中心Cを中心とする直径方向の直線を、それぞれ直線L1,L2,L3とした場合、接線T1と直線L1との交差角α1、接線T2と直線L2との交差角α2、及び、接線T3と直線L3との交差角α3は、それぞれ略同じ角度となる。すなわち、フィン69は、当該フィン69の−D方向側の端縁のどの位置においても上記交差角が一定となり、当該端縁のどの位置においてもフィン69の接線と回転方向の接線との交差角が一定となるように形成されている。
以下、このような交差角を、フィン69の接線交差角という。
FIG. 15 is a diagram for explaining the intersection angle between the tangent line corresponding to the position on the edge of the
These
Specifically, as shown in FIG. 15, at the edge of one
Hereinafter, such an intersection angle is referred to as a tangential intersection angle of the
図16は、本実施形態に係る波長変換素子61Cの比較例としての波長変換素子61Xを光入射側とは反対側から見た平面図である。なお、図16においては、見易さを考慮して、フィン69Xの一部にのみ符号を付す。
ここで、曲率半径が一定となるように形成されたフィン69Xを有する波長変換素子61Xについて説明する。
波長変換素子61Xは、図16に示すように、複数のフィン69に代えて複数のフィン69Xを有する他は、波長変換素子61Cと同様の構成を有する。
これらフィン69Xは、基板62の回転中心Cから外周に向かう方向に沿ってそれぞれ延出している点、基板62の外周(換言すると+D方向)に沿って等間隔に配置されている点、回転中心C側から外周側に向かうに従って−D方向側に反る湾曲形状(円弧形状)を有する点は、及び、フィン69Xの延出方向に直交する方向の寸法(厚さ寸法)が略一定となっている点は、上記フィン69と同様である。
しかしながら、フィン69は、当該フィンの接線交差角が一定となるように形成されているのに対し、フィン69Xは、一定の曲率(一定の曲率半径)にて円弧状に形成され、接線交差角が一定とはならない点で、フィン69と相違する。
FIG. 16 is a plan view of the
Here, a
As shown in FIG. 16, the
These
However, the
このような波長変換素子61Xが回転された場合、基板62の外周側の部位では、フィン69Xの接線と回転中心Cを中心とする直径方向との交差角が大きくなる。換言すると、フィン69Xの接線と、外周側に向かってフィン69X間を流通する冷却気体の流通方向との交差角が大きくなる。このため、当該外周側の部位では、フィン69X間を外周側に向かって流通する冷却気体に対して当該フィン69Xが壁となり、当該冷却気体を滞留させてしまう。
この場合、フィン69X間を外周側に向かって流通する冷却気体は、フィン69X間の流路における−D方向側の領域を主に流通することになり、基板62外に排出される冷却気体の流速及び流量が低下してしまう。このため、波長変換素子61Xの冷却効率は、それほど高くならない。
When such a
In this case, the cooling gas flowing between the
これに対し、上記波長変換素子61Cにおいては、曲率半径を部位によって異ならせることにより、フィン69間を外周側に向かって流通する冷却気体に対して当該フィン69が壁とならないようにフィン69を位置させることができる。具体的に、フィン69では、回転中心C側から外周側に向かうに従って曲率半径が大きくなるように形成されていることにより、冷却気体に対して壁とならないようにフィン69を位置させている。従って、冷却気体の滞留を抑制できるので、当該冷却気体の流速及び流量の低下を抑制でき、波長変換素子61Cの冷却効率を向上させることができる。
On the other hand, in the
[直径方向に対するフィンの交差角]
図17は、フィン69の接線交差角と熱伝達率との関係を、上記流路幅毎に示すグラフである。また、図18は、当該接線交差角と上記熱伝達率比との関係を、上記流路幅毎に示すグラフである。
ここで、図17及び図18に示すように、回転中心Cを中心として回転される波長変換素子に位置するフィンの上記接線交差角に応じて、当該フィンによる冷却気体への熱伝達率及び熱伝達率比は変化する。
具体的に、−80°以上、+80°以下の範囲の上記接線交差角を有する複数のフィンを、当該フィン間の上記流路幅が2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mmとなるように形成した複数の波長変換素子の熱伝達率及び熱伝達率比は、−45°以上、+60°の範囲で高い値を示した。なお、接線交差角が負の値である場合には、フィンの湾曲方向が、上記とは反対方向側、すなわち、回転中心C側から外周側に向かうに従って+D方向側に反る形状であることを示す。
[Fin intersection angle with respect to diameter]
FIG. 17 is a graph showing the relationship between the tangential intersection angle of the
Here, as shown in FIGS. 17 and 18, the heat transfer coefficient and heat to the cooling gas by the fins are determined according to the tangential intersection angle of the fins located in the wavelength conversion element rotated around the rotation center C. The transmission rate ratio changes.
Specifically, a plurality of fins having the tangential intersection angle in the range of −80 ° or more and + 80 ° or less are arranged so that the flow path width between the fins is 2 mm, 3 mm, 4 mm, 5 mm, 6 mm, and 7 mm. The heat transfer coefficient and the heat transfer coefficient ratio of the formed plurality of wavelength conversion elements showed high values in the range of −45 ° or more and + 60 °. When the tangential crossing angle is a negative value, the bending direction of the fins is the opposite direction to the above, that is, the shape warps toward the + D direction from the rotation center C side toward the outer peripheral side. Is shown.
このように、接線交差角が−45°以上、+60°以下の範囲(以下、適正角度範囲という)内に設定されたフィンを複数設けることによって、上記渦VTが生じやすくなると考えられ、これにより、冷却気体への熱伝達率が高い波長変換素子を形成できる。
一方、上記適正角度範囲外の接線交差角となる場合では、フィンが+D方向に沿う形状となるため、上記渦VTが生じにくくなり、冷却気体への熱伝達率が低下すると考えられる。
In this way, it is considered that the vortex VT is likely to occur by providing a plurality of fins set within a range in which the tangential crossing angle is −45 ° or more and + 60 ° or less (hereinafter referred to as an appropriate angle range). , A wavelength conversion element having a high heat transfer coefficient to a cooling gas can be formed.
On the other hand, when the tangential crossing angle is outside the appropriate angle range, the fins have a shape along the + D direction, so that the vortex VT is less likely to occur and the heat transfer coefficient to the cooling gas is considered to decrease.
なお、接線交差角が−45°以上、0°未満のフィンの外周側の部位は、基板62が回転された際に、冷却気体を回転中心C側に巻き込む。このため、当該部位には、冷却気体を外周側から回転中心C側に流通させる圧力が発生する。このような部位では、外周側に冷却気体を流通させる圧力の方向と、回転中心C側に流通させる圧力の方向とが対向してしまい、外周側に流通して排出される冷却気体の流速及び流量が低下するおそれがある。すなわち、波長変換素子61の冷却効率が低下するおそれがある。
これに対し、フィンの直径方向に対する交差角が0°より大きく、+60°以下の範囲のフィン、すなわち、回転中心C側から外周側に向かうに従って−D方向側に反るフィンであれば、冷却気体が回転中心C側に巻き込まれることがないため、外周側に流通して排出される冷却気体の流速及び流量の低下を抑制できる。
一方、フィンの接線交差角が0°の場合、すなわち、フィンが回転中心Cを中心とする放射状に延出する場合では、各フィンが+D方向に対して直交する。このため、上記のように、波長変換素子の回転抵抗が大きくなり、回転装置60に加わる負荷が大きくなる。
When the
On the other hand, if the intersection angle of the fin with respect to the diameter direction is larger than 0 ° and the fin is in the range of + 60 ° or less, that is, the fin warps toward the −D direction from the rotation center C side toward the outer peripheral side, it is cooled. Since the gas is not caught in the rotation center C side, it is possible to suppress a decrease in the flow velocity and the flow rate of the cooling gas flowing and discharged to the outer peripheral side.
On the other hand, when the tangential intersection angle of the fins is 0 °, that is, when the fins extend radially around the center of rotation C, each fin is orthogonal to the + D direction. Therefore, as described above, the rotational resistance of the wavelength conversion element increases, and the load applied to the
これらを考慮すると、フィンの接線交差角は、0°より大きく、+60°以下の範囲(以下、最適角度範囲)であることが好ましい。このことから、本実施形態における波長変換素子61Cでは、フィン69の部位によって曲率半径を異ならせ、詳しくは、回転中心C側から外周側に向かうに従って曲率半径を大きくすることによって、フィン69全体の接線交差角を+30°に設定している。
なお、波長変換素子61Cでは、フィン69間の流路幅が上記適正流路幅範囲に含まれるように、当該フィン69は形成されている。このため、上記第1及び第2実施形態にて示した効果を奏することができる波長変換素子61Cを構成できる。しかしながら、これに限らず、フィン69間の流路幅が上記適正流路幅範囲外となる波長変換素子61Cを構成してもよい。
Considering these, the tangential crossing angle of the fins is preferably in the range of + 60 ° or less (hereinafter, the optimum angle range), which is larger than 0 °. From this, in the
In the
[第4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によれば、上記第1及び第2実施形態にて示したプロジェクターと同様の効果を奏することができる他、以下の効果を奏することができる。
各フィン69の接線交差角が、上記適正角度範囲内に設定されていることにより、波長変換素子61Cが回転されると、当該波長変換素子61Cにおいて+D方向に隣り合う2つのフィン69間に上記渦VTを生じさせやすくすることができる。この渦VTが、上記のように、当該渦VTを挟む2つのフィン69において互いに対向する端面に衝突することにより、フィン69から冷却気体への熱伝導を促進させることができる。従って、蛍光体層63にて生じた熱が基板62を介して伝導されるフィン69の冷却効率、ひいては、波長変換素子61Cの冷却効率を向上させることができる。そして、これにより、波長変換素子61Cの長寿命化を図ることができる。
[Effect of Fourth Embodiment]
According to the projector according to the present embodiment described above, the same effects as those shown in the first and second embodiments can be obtained, and the following effects can be obtained.
Since the tangential crossing angle of each
各フィン69は、曲率半径が部位によって異なる。これによれば、フィン69の一部又は全体の上記接線交差角を上記適正角度範囲(特に最適角度範囲)内に設定しやすくすることができる。従って、当該接点交差角が上記適正角度範囲内に設定された部位においては、フィン69間に上記渦VTを発生させやすくすることができ、波長変換素子61Cの冷却効率の向上及び当該波長変換素子61Cの長寿命化を確実に図ることができる。
Each
各フィン69は、回転中心C側から外周側に向かうに従って曲率半径が大きくなる円弧状に形成されている。これによれば、フィン69全体の上記接線交差角を上記適正角度範囲(特に最適角度範囲)内に設定しやすくすることができる。従って、それぞれのフィン69間の全体において上記渦VTを発生させやすくすることができるので、フィン69間の一部において上記渦VTが発生する場合に比べて、波長変換素子61Cの冷却効率の向上及び当該波長変換素子61Cの長寿命化をより確実に図ることができる。
Each
適正角度範囲は、−45°以上、+60°以下の範囲である。これによれば、上記のように、+D方向に対してフィン69を対向させることができるので、当該波長変換素子61Cの回転に伴って各フィン69に対して−D方向側に上記渦VTを一層生じさせやすくすることができる。従って、波長変換素子61Cの冷却効率の向上及び当該波長変換素子61Cの長寿命化を一層確実に図ることができる。
The appropriate angle range is a range of −45 ° or more and + 60 ° or less. According to this, since the
ここで、各フィン69の上記接線交差角が0°である場合、すなわち、回転中心Cを中心として放射状に延出するフィンは、上記のように、+D方向に対して直交することから回転抵抗が大きくなり、回転装置60の負荷が大きくなる。
一方、上記接線交差角が−45°以上、0°未満のフィンは、回転中心C側から基板62の外周側に向かうに従って+D方向側に反る形状となるが、このようなフィンの形状では、上記波長変換素子が回転されると、冷却気体を外周側から回転中心C側に流通させる圧力が生じる。このような場合、回転中心C側から外周側に向かって流通する冷却気体がフィン間にて滞留しやすくなり、波長変換素子の冷却効率が低下する。
これに対し、0°より大きく、+60°以下の最適角度範囲に上記接線交差角が含まれるように各フィン69を形成することにより、フィン69間を流通する冷却気体が回転中心C側から外周側に流通しやすくなることから、当該冷却気体の流速及び流量を増加させることができる。従って、フィン69から熱が伝導された冷却気体がフィン69間に滞留することを抑制できるので、波長変換素子61Cの冷却効率をより一層向上させることができる。
Here, when the tangential intersection angle of each
On the other hand, the fins having a tangential crossing angle of −45 ° or more and less than 0 ° have a shape that warps toward the + D direction side from the rotation center C side toward the outer peripheral side of the
On the other hand, by forming each
[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。
上記各実施形態では、フィン66〜69間の+D方向に沿う寸法、すなわち、フィン66〜69間を流通する冷却気体の流路の延出方向に平面視で直交する方向における幅寸法(流路幅)は、当該フィン66〜69の全域に亘って上記適正流路幅範囲内に設定されているとした。しかしながら、これに限らず、フィン間に形成される流路のうち、一部の流路の幅のみが上記適正流路幅範囲内に設定されていてもよい。例えば、上記のように、外周側領域62A2に応じた部位のみ、流路幅が適正流路幅範囲内に設定されていてもよく、内周側領域62A1に応じた部位のみ、流路幅が適正流路幅範囲内に設定されていてもよい。
[Modification of Embodiment]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, and the like within the range in which the object of the present invention can be achieved are included in the present invention.
In each of the above embodiments, the dimension along the + D direction between the
上記各実施形態では、フィン間の流路幅を設定する際の指標となる適正流路幅範囲は、光学素子としての波長変換素子が回転された際にフィン間に生じる渦の大きさに応じて設定されるとした。しかしながら、これに限らず、他の要因に基づいて流路幅の範囲を設定してもよい。 In each of the above embodiments, the appropriate flow path width range, which is an index when setting the flow path width between fins, depends on the size of the vortex generated between the fins when the wavelength conversion element as an optical element is rotated. Was set. However, the present invention is not limited to this, and the range of the flow path width may be set based on other factors.
上記各実施形態では、上記適正流路幅範囲は、3mm以上、6mm以下の範囲であるとした。しかしながら、本発明はこれに限らない。例えば、波長変換素子の回転速度に応じて、当該範囲とは異なる範囲を適正流路幅範囲としてもよく、当該異なる範囲の適正流路幅範囲に応じてフィン間の流路幅を設定してもよい。
また、基板62からのフィン66〜69の起立寸法も3mm以上としたが、これに限らず、3mm未満としてもよい。
In each of the above embodiments, the appropriate flow path width range is 3 mm or more and 6 mm or less. However, the present invention is not limited to this. For example, a range different from the range may be set as the appropriate flow path width range according to the rotation speed of the wavelength conversion element, and the flow path width between the fins may be set according to the appropriate flow path width range of the different range. May be good.
Further, the upright dimension of the
上記第3実施形態では、フィン68は、基板62の回転方向に沿って配列された複数の第1フィン681と、当該複数の第1フィン681の間に位置し、当該回転方向に沿って配列された複数の第2フィン682と、を含むとした。そして、各第2フィン682は、第1フィン681より小さいとした。しかしながら、これに限らず、更に大きさが異なる第3フィンが設けられていてもよい。
また、第2フィン682は、回転中心C側から外周側に向かうに従って上記厚さ寸法が大きくなるとした。しかしながら、これに限らず、厚さ寸法は一定であってもよく、第1フィン681の厚さ寸法が、回転中心C側から外周側に向かうに従って大きくなってもよい。すなわち、フィン間の流路幅に応じて、これらフィンの厚さ寸法は調整可能である。
In the third embodiment, the
Further, it is assumed that the thickness of the
上記第4実施形態では、上記接線交差角は、フィン69全体で上記適正角度範囲(特に最適角度範囲)内に設定されるとした。しかしながら、これに限らず、一部における上記接線交差角のみが当該適正角度範囲内に設定されるように、フィン69が形成されていてもよい。例えば、上記外周側領域62A2に応じたフィンの部位の接線交差角のみが、適正角度範囲内に設定され、他の部位の接線交差角が適正角度範囲外に設定されていてもよい。逆に、上記内周側領域62A1に応じたフィンの部位の接線交差角のみが、適正角度範囲内に設定され、他の部位の接線交差角が適正角度範囲外に設定されていてもよい。
In the fourth embodiment, the tangential crossing angle is set within the appropriate angle range (particularly the optimum angle range) for the
上記第4実施形態では、フィン69の曲率半径は、回転中心C側から外周側に向かうに従って大きくなるとした。しかしながら、これに限らず、上記のように、接線交差角が適正角度範囲内に設定される部位の位置に応じて、曲率半径が設定されればよい。また、これに伴い、フィン69は、円弧状でなくてもよく、直線部分を含んでいてもよい。
In the fourth embodiment, the radius of curvature of the
上記第4実施形態では、上記適正角度範囲は、−45°以上、+60°以下の範囲であるとした。しかしながら、これに限らず、熱伝達率以外の要因に基づいて設定された他の角度範囲であってもよい。上記最適角度範囲においても同様である。 In the fourth embodiment, the appropriate angle range is defined as a range of −45 ° or more and + 60 ° or less. However, the present invention is not limited to this, and other angular ranges may be set based on factors other than the heat transfer coefficient. The same applies to the optimum angle range.
上記各実施形態では、放熱部65を構成するフィン66〜69は、基板62において第1面としての光入射面62Aとは反対側の第2面としての面62Bに位置するとした。しかしながら、これに限らず、複数のフィンを有する放熱部は、光入射面62Aに位置していてもよく、各面62A,62Bのそれぞれに位置していてもよい。
In each of the above embodiments, the
上記各実施形態では、光学素子としての波長変換素子61,61A〜61Cは、励起光の入射によって生じる蛍光を当該励起光の入射側に出射する反射型の波長変換素子として構成した。しかしながら、これに限らず、面62Bから蛍光を出射す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、基板62を透光性部材とし、反射層64に代えて、励起光を透過し、蛍光を反射させる波長選択性反射層を、蛍光体層63に対して基板62とは反対側に配置することにより、当該透過型の波長変換素子を構成できる。
また、蛍光体層63及び反射層64は、回転中心Cを中心とする環状に配置されるとした。しかしながら、これに限らず、少なくとも蛍光体層63は、回転中心Cを中心とする円形状に形成されてもよい。
In each of the above embodiments, the
Further, the
上記各実施形態では、画像投射装置4は、上記図2に示した構成を有し、照明装置41及び光源装置5は、上記図3に示した構成及び配置を有するとした。しかしながら、これに限らず、画像投射装置、照明装置及び光源装置の構成及び配置は、適宜変更してよい。例えば、光源装置5は、光源部51から出射された励起光のうち、一部を拡散装置58にて拡散反射させ、他の一部を波長変換装置6に入射させて蛍光を生成させた後、これら励起光及び蛍光を合成して出射する構成でなくてもよい。具体的に、光源装置は、青色光及び蛍光を含む光を出射する波長変換装置6を備える構成としてもよい。また、光源装置は、波長変換装置にて生成される蛍光と合成される青色光を出射する光源部を、上記光源部51とは別に有する構成としてもよい。更に、光源装置が出射する光は、白色光でなくてもよい。
In each of the above embodiments, the
上記各実施形態では、プロジェクターは、それぞれ液晶パネルを含む3つの光変調装置44(44R,44G,44B)を備えるとした。しかしながら、これに限らず、2つ以下、或いは、4つ以上の光変調装置を備えたプロジェクターに本発明を適用してもよい。
上記各実施形態では、プロジェクターは、光入射面と光出射面とが異なる透過型の液晶パネルを有する光変調装置44を備えるとした。しかしながら、これに限らず、光入射面と光出射面とが同一となる反射型の液晶パネルを有する光変調装置を採用してもよい。また、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採用してもよい。
In each of the above embodiments, the projector is provided with three optical modulators 44 (44R, 44G, 44B), each including a liquid crystal panel. However, the present invention is not limited to this, and the present invention may be applied to a projector provided with two or less or four or more optical modulation devices.
In each of the above embodiments, the projector includes a
上記各実施形態では、光源装置5をプロジェクターに適用した例を挙げた。しかしながら、これに限らず、光源装置5を照明機器等の電子機器に採用してもよい。
また、光学素子として波長変換素子61,61A,61B,61Cを挙げた。しかしながら、これに限らず、本発明の構成を拡散反射素子581に適用してもよい。
In each of the above embodiments, an example in which the
Further, as the optical element,
1…プロジェクター、44(44B,44G,44R)…光変調装置、46…投射光学装置、5…光源装置、51…光源部(光源)、581…拡散反射素子(光学素子)、60…回転装置、61C…波長変換素子(光学素子)、62…基板、63…蛍光体層(光学素子層)、65…放熱部、69…フィン、+D…方向(回転方向)、−D…方向(回転方向とは反対方向)、S…流路幅(2つのフィン間の回転方向に沿う寸法)。 1 ... Projector, 44 (44B, 44G, 44R) ... Optical modulator, 46 ... Projection optical device, 5 ... Light source device, 51 ... Light source unit (light source), 581 ... Diffuse reflection element (optical element), 60 ... Rotating device , 61C ... wavelength conversion element (optical element), 62 ... substrate, 63 ... phosphor layer (optical element layer), 65 ... heat dissipation part, 69 ... fin, + D ... direction (rotational direction), -D ... direction (rotational direction) (Direction opposite to), S ... Flow path width (dimension along the rotation direction between the two fins).
Claims (8)
前記光源から出射された光が入射される光学素子と、
前記光学素子を回転させる回転装置と、を備え、
前記光学素子は、
前記回転装置によって回転される基板と、
前記基板において前記光源から出射された光が入射される第1面に位置し、前記基板の外縁より内側に、前記基板の回転方向に沿って配置される光学素子層と、
前記第1面とは反対側の第2面に位置する放熱部と、を有し、
前記放熱部は、前記光学素子の回転中心側から外周側に向かってそれぞれ延出し、前記回転方向に沿って配列された複数のフィンを有し、
前記複数のフィンにおける前記回転中心側の端部は、前記光学素子層よりも前記回転中心側に位置し、
前記複数のフィンにおける前記外周側の端部は、前記光学素子層よりも前記外周側に位置し、
前記複数のフィンのそれぞれは、前記回転方向とは反対方向側の端縁上の部位における接線と前記回転中心を中心とする直径方向との交差角が所定の角度範囲内の角度で一定である部位を、前記回転中心の端部から前記外周側の端部までの間に有することを特徴とする光源装置。 Light source and
An optical element to which the light emitted from the light source is incident and
A rotating device for rotating the optical element is provided.
The optical element is
The substrate rotated by the rotating device and
An optical element layer located on the first surface of the substrate on which the light emitted from the light source is incident, and arranged inside the outer edge of the substrate along the rotation direction of the substrate.
It has a heat radiating portion located on the second surface opposite to the first surface.
The heat radiating portion has a plurality of fins extending from the rotation center side of the optical element toward the outer peripheral side and arranged along the rotation direction.
The end portion of the plurality of fins on the rotation center side is located on the rotation center side of the optical element layer.
The outer peripheral end of the plurality of fins is located on the outer peripheral side of the optical element layer.
Each of the plurality of fins, the the rotation direction at a predetermined crossing angle between the diameter direction around the tangential and pre Symbol rotation center at the site of the opposite direction side edge is at an angle within a predetermined angular range A light source device characterized in that a certain portion is provided between an end portion of the rotation center and an end portion on the outer peripheral side .
前記複数のフィンのそれぞれは、曲率半径が部位によって異なることを特徴とする光源装置。 In the light source device according to claim 1,
Each of the plurality of fins is a light source device characterized in that the radius of curvature differs depending on the portion.
前記複数のフィンのそれぞれは、前記回転中心側から前記外周側に向かうに従って前記曲率半径が大きくなる円弧状に形成されていることを特徴とする光源装置。 In the light source device according to claim 2.
A light source device characterized in that each of the plurality of fins is formed in an arc shape in which the radius of curvature increases from the rotation center side toward the outer peripheral side.
前記角度範囲は、−45°以上、+60°以下の範囲であることを特徴とする光源装置。 In the light source device according to any one of claims 1 to 3.
A light source device characterized in that the angle range is a range of −45 ° or more and + 60 ° or less.
前記角度範囲は、0°より大きく、+60°以下の範囲であることを特徴とする光源装置。 In the light source device according to claim 4,
The light source device, wherein the angle range is larger than 0 ° and is + 60 ° or less.
前記複数のフィンのうち前記光学素子の回転方向において隣り合う2つのフィンの間の前記回転方向に沿う寸法は、所定の寸法範囲内に設定されていることを特徴とする光源装置。 In the light source device according to any one of claims 1 to 5.
A light source device characterized in that the dimension along the rotational direction between two fins adjacent to each other in the rotational direction of the optical element among the plurality of fins is set within a predetermined dimensional range.
前記寸法範囲は、3mm以上、6mm以下の範囲であることを特徴とする光源装置。 In the light source device according to claim 6,
A light source device having a dimensional range of 3 mm or more and 6 mm or less.
前記光源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。 The light source device according to any one of claims 1 to 7.
An optical modulation device that modulates the light emitted from the light source device,
A projector including a projection optical device that projects light modulated by the light modulation device.
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