JP2022152154A - 波長変換装置、光源装置及びプロジェクター - Google Patents

Abstract

【課題】小型化が可能な波長変換装置、光源装置及びプロジェクターを提供する。
【解決手段】波長変換装置は、回転軸及び中空空間が設けられる中空モーターと、入射する第１波長帯の第１光を第１波長帯とは異なる第２波長帯の第２光に変換する波長変換素子と、波長変換素子と熱的に接続される接続部材と、を備え、接続部材の少なくとも一部は、中空空間内に設けられ、中空モーターは、波長変換素子における第１光の入射位置を波長変換素子に対して相対的に変化させる。
【選択図】図３

Description

本開示は、波長変換装置、光源装置及びプロジェクターに関する。

従来、固体光源と、固体光源から出射された励起光の波長を変換して蛍光を出射する蛍光体ホイールと、蛍光体ホイールを回転させるモーターと、を備える光源装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
特許文献１に記載の蛍光体ホイールは、円盤状の基板と、基板の一方の面上に形成された蛍光体層と、基板及び蛍光体層の間に設けられた反射膜と、複数の放熱フィンを有する放熱構造部と、を備える。蛍光体層は、励起光が入射された際に、励起光の一部を吸収して所定波長域の光を発光する。蛍光体層は、励起光により励起されて発光する際に発熱する。蛍光体層の温度が上昇すると、蛍光体層の蛍光変換効率が低下する。このため、モーターが蛍光体ホイールを回転駆動することによって、蛍光体層における励起光の照射位置を時間とともに変化させて、照射位置の温度上昇を抑制している。なお、蛍光体層の熱は、基板を介して放熱構造部に伝達されて放熱される。

国際公開第２０１６／０５６２８５号

しかしながら、特許文献１に記載の蛍光体ホイールでは、放熱構造体は、モーターの回転軸を中心とする径方向において、モーターの外側に設けられる。このため、蛍光体ホイールが大きくなりやすいという問題がある。さらに、固体光源からは、青色のレーザー光が蛍光体まで出射されるが、エネルギーが高いために、光集塵が生じることにより、蛍光体層や集光レンズに塵が付着する問題もある。これに対して、蛍光体ホイールを筐体で覆って防塵することが行われているが、蛍光体ホイールを密閉すると、筐体内に熱が閉じ込められるという問題があった。
このため、小型に構成可能な波長変換装置の構成が要望されてきた。

本開示の第１態様に係る波長変換装置は、回転軸及び中空空間が設けられる中空モーターと、入射する第１波長帯の第１光を前記第１波長帯とは異なる第２波長帯の第２光に変換する波長変換素子と、前記波長変換素子と熱的に接続される接続部材と、を備え、前記接続部材の少なくとも一部は、前記中空空間内に設けられ、前記中空モーターは、前記波長変換素子における前記第１光の入射位置を前記波長変換素子に対して相対的に変化させる。

本開示の第２態様に係る光源装置は、上記第１態様に係る波長変換装置と、前記波長変換装置に入射する前記第１光を出射する光源と、を備える。

本開示の第３態様に係るプロジェクターは、上記第２態様に係る光源装置と、前記光源装置から出射された光を画像情報に応じて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。

第１実施形態におけるプロジェクターの構成を示す模式図。 第１実施形態における光源装置の構成を示す模式図。 第１実施形態における波長変換装置の構成を示す模式図。 第１実施形態における波長変換装置の構成を示す模式図。 第２実施形態におけるプロジェクターが備える光源装置が有する波長変換装置の構成を示す模式図。 第３実施形態におけるプロジェクターが備える光源装置が有する波長変換装置の構成を示す模式図。 第４実施形態におけるプロジェクターが備える光源装置が有する波長変換装置の構成を示す模式図。

［第１実施形態］
以下、本開示の第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の構成を示す模式図である。
本実施形態に係るプロジェクター１は、後述する光源装置４Ａ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、形成した画像をスクリーン等の被投射面上に拡大投射する。プロジェクター１は、図１に示すように、外装筐体２と、外装筐体２内に配置される画像投射装置３と、を備える。この他、図示を省略するが、プロジェクター１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、プロジェクター１を構成する冷却対象を冷却する冷却装置を備える。

［外装筐体の構成］
外装筐体２は、プロジェクター１の外装を構成する。外装筐体２は、画像投射装置３、制御装置、電源装置及び冷却装置を収容する。外装筐体２は、図示しない天面部及び底面部と、正面部２１、背面部２２、左側面部２３及び右側面部２４とを有し、略直方体形状に形成されている。
正面部２１は、後述する投射光学装置３６の一部を露出させる開口部２１１を有しており、投射光学装置３６によって投射される画像は、開口部２１１を通過する。また、正面部２１は、プロジェクター１内の冷却対象を冷却した冷却気体が外装筐体２の外部に排出される排気口２１２を有する。更に、右側面部２４は、外装筐体２外の気体を冷却気体として内部に導入する導入口２４１を有する。

［画像投射装置の構成］
画像投射装置３は、画像情報に応じた画像を形成して投射する。画像投射装置３は、光源装置４Ａ、均一化装置３１、色分離装置３２、リレー装置３３、画像形成装置３４、光学部品用筐体３５及び投射光学装置３６を備える。
光源装置４Ａは、光を出射する。光源装置４Ａの構成は、後に詳述する。

均一化装置３１は、光源装置４Ａから出射された光を均一化する。均一化装置３１によって均一化された光は、色分離装置３２及びリレー装置３３を経て、画像形成装置３４の後述する光変調装置３４３の変調領域を照明する。均一化装置３１は、２つのレンズアレイ３１１，３１２、偏光変換素子３１３及び重畳レンズ３１４を備える。
色分離装置３２は、均一化装置３１から入射される光を赤、緑及び青の各色光に分離する。色分離装置３２は、２つのダイクロイックミラー３２１，３２２と、ダイクロイックミラー３２１によって分離された青色光を反射させる反射ミラー３２３と、を備える。

リレー装置３３は、青色光の光路及び緑色光の光路より長い赤色光の光路に設けられ、赤色光の損失を抑制する。リレー装置３３は、入射側レンズ３３１、リレーレンズ３３３、反射ミラー３３２，３３４を備える。
なお、本実施形態では、赤色光の光路にリレー装置３３を設けているが、これに限らず、例えば他の色光より光路が長い色光を青色光とし、青色光の光路上にリレー装置３３を設ける構成としてもよい。

画像形成装置３４は、入射される赤、緑及び青の各色光を変調し、変調された各色光を合成して、投射光学装置３６によって投射される画像を形成する。画像形成装置３４は、入射される各色光に応じて設けられる３つのフィールドレンズ３４１、３つの入射側偏光板３４２、３つの光変調装置３４３及び３つの出射側偏光板３４４と、１つの色合成装置３４５と、を備える。
光変調装置３４３は、光源装置４Ａから出射された光を画像情報に応じて変調する。３つの光変調装置３４３は、赤色光を変調する光変調装置３４３Ｒ、緑色光を変調する光変調装置３４３Ｇ、及び、青色光を変調する光変調装置３４３Ｂを含む。本実施形態では、光変調装置３４３は、透過型の液晶パネルによって構成されており、入射側偏光板３４２、光変調装置３４３及び出射側偏光板３４４によって液晶ライトバルブが構成される。
色合成装置３４５は、光変調装置３４３Ｂ，３４３Ｇ，３４３Ｒによって変調された各色光を合成して画像を形成する。本実施形態では、色合成装置３４５は、クロスダイクロイックプリズムによって構成されているが、これに限らず、例えば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。

光学部品用筐体３５は、均一化装置３１、色分離装置３２、リレー装置３３及び画像形成装置３４を内部に収容する。なお、画像投射装置３には、設計上の光軸である照明光軸Ａｘが設定されており、光学部品用筐体３５は、照明光軸Ａｘにおける所定位置に均一化装置３１、色分離装置３２、リレー装置３３及び画像形成装置３４を保持する。光源装置４Ａ及び投射光学装置３６は、照明光軸Ａｘにおける所定位置に配置される。

投射光学装置３６は、画像形成装置３４から入射される画像を被投射面上に拡大投射する。すなわち、投射光学装置３６は、光変調装置３４３Ｂ，３４３Ｇ，３４３Ｒによって変調された光を投射する。投射光学装置３６は、例えば筒状の鏡筒内に複数のレンズが収納された組レンズとして構成される。

［光源装置の構成］
図２は、光源装置４Ａを示す模式図である。
光源装置４Ａは、光変調装置３４３を照明する照明光ＬＴを均一化装置３１に出射する。光源装置４Ａは、図２に示すように、光源用筐体４１と、光源用筐体４１内に収容される光源部４２、アフォーカル光学素子４３、第１位相差素子４４、ホモジナイザー光学素子４５、光分離素子４６、第２位相差素子４７、集光素子４８、拡散反射素子４９、第３位相差素子５０及び波長変換装置６Ａと、を備える。
以下の説明では、互いに直交する三方向を＋Ｘ方向、＋Ｙ方向及び＋Ｚ方向とする。三方向のうち、＋Ｘ方向を、光源装置４Ａが照明光ＬＴを出射する方向とする。また、図示を省略するが、＋Ｘ方向とは反対方向を－Ｘ方向とし、＋Ｙ方向とは反対方向を－Ｙ方向とし、＋Ｚ方向とは反対方向を－Ｚ方向とする。

［光源用筐体の構成］
光源用筐体４１は、塵埃等が内部に侵入しづらい密閉筐体であり、略直方体形状に形成されている。光源用筐体４１は、正面４１１、背面４１２、右側面４１３及び左側面４１４を有する。この他、図示を省略するが、光源用筐体４１は、正面４１１、背面４１２、右側面４１３及び左側面４１４のそれぞれの＋Ｙ方向の端部間を接続する天面、並びに、－Ｙ方向の端部間を接続する底面を有する。
正面４１１は、光源用筐体４１において照明光ＬＴが出射される面であり、光源用筐体４１において＋Ｚ方向に配置される。正面４１１は、照明光ＬＴを出射する出射口４１５を有する。
背面４１２は、正面４１１とは反対側の面であり、正面４１１に対して－Ｚ方向側に配置される。背面４１２には、波長変換装置６Ａが取り付けられる。

光源用筐体４１には、＋Ｘ方向に沿う照明光軸Ａｘ１と、＋Ｚ方向に沿う照明光軸Ａｘ２とが設定されている。すなわち、照明光軸Ａｘ１と照明光軸Ａｘ２とは交差する。
光源部４２、アフォーカル光学素子４３、第１位相差素子４４、ホモジナイザー光学素子４５、光分離素子４６と、第２位相差素子４７、集光素子４８及び拡散反射素子４９は、照明光軸Ａｘ１上に配置されている。
波長変換装置６Ａ、光分離素子４６及び第３位相差素子５０は、照明光軸Ａｘ２上に配置されている。光分離素子４６は、照明光軸Ａｘ１と照明光軸Ａｘ２との交差部分に配置されている。

［光源部の構成］
光源部４２は、光を出射する光源４２１と、コリメーターレンズ４２４と、を備える。
光源４２１は、複数の固体発光素子４２２と、光源支持部材４２３と、を備える。
固体発光素子４２２は、励起光であるｓ偏光の青色光を出射する固体光源である。詳述すると、固体発光素子４２２は、半導体レーザーであり、固体発光素子４２２が出射する青色光は、例えばピーク波長が４４０ｎｍのレーザー光である。なお、ｓ偏光は、光分離素子４６にとってのｓ偏光であり、ｐ偏光は、光分離素子４６にとってのｐ偏光である。
光源支持部材４２３は、照明光軸Ａｘ１に直交する平面にそれぞれアレイ状に配置された複数の固体発光素子４２２を支持する。光源支持部材４２３は、熱伝導性を有する金属製部材であり、照明光軸Ａｘ１と交差する右側面４１３に取り付けられる。このため、複数の固体発光素子４２２の熱は、光源支持部材４２３を介して光源用筐体４１に伝達される。

複数の固体発光素子４２２から出射された青色光は、コリメーターレンズ４２４によって平行光束に変換され、アフォーカル光学素子４３に入射される。
なお、本実施形態では、光源４２１は、偏光方向が同じ直線偏光光である青色光を出射する。しかしながら、これに限らず、光源４２１は、ｓ偏光の青色光と、ｐ偏光の青色光とを出射する構成としてもよい。この場合、第１位相差素子４４を省略可能である。

［アフォーカル光学素子の構成］
アフォーカル光学素子４３は、光源部４２から入射する青色光の光束径を調整する。アフォーカル光学素子４３は、入射する光を集光するレンズ４３１と、レンズ４３１によって集光された光束を平行化するレンズ４３２とにより構成されている。なお、アフォーカル光学素子４３は無くてもよい。

［第１位相差素子の構成］
第１位相差素子４４は、アフォーカル光学素子４３とホモジナイザー光学素子４５との間に設けられている。第１位相差素子４４は、入射された１種類の直線偏光である青色光を、ｓ偏光の青色光Ｌｓ及びｐ偏光の青色光Ｌｐが含まれる光に変換する。第１位相差素子４４は、回動装置によって、照明光軸Ａｘ１に沿う回動軸を中心として回動されてもよい。この場合、第１位相差素子４４の回動角に応じて、第１位相差素子４４から出射される光束における青色光Ｌｓと青色光Ｌｐとの割合を調整できる。

［ホモジナイザー光学素子の構成］
ホモジナイザー光学素子４５は、第１位相差素子４４を介して入射する青色光Ｌｓ，Ｌｐの照度分布を均一化する。ホモジナイザー光学素子４５は、一対のマルチレンズアレイ４５１，４５２により構成されている。
なお、ホモジナイザー光学素子４５に代えて、入射される光を通過させる過程にて拡散させて、出射される光の照度分布を均一化する拡散透過素子を採用してもよい。拡散透過素子は、ホログラムを有する構成、複数の小レンズが光軸直交面に配列された構成、及び、光が通過する面が粗面である構成を例示できる。

［光分離素子の構成］
ホモジナイザー光学素子４５を通過した青色光Ｌｓ，Ｌｐは、光分離素子４６に入射する。
光分離素子４６は、プリズム型の偏光ビームスプリッターであり、入射する光に含まれるｓ偏光成分とｐ偏光成分とを分離する。具体的に、光分離素子４６は、ｓ偏光成分を反射させ、ｐ偏光成分を透過させる。従って、＋Ｘ方向に入射するｓ偏光の青色光Ｌｓは、光分離素子４６にて－Ｚ方向に反射されて、波長変換装置６Ａに入射する。一方、＋Ｘ方向に入射するｐ偏光の青色光Ｌｐは、光分離素子４６を＋Ｘ方向に透過して、第２位相差素子４７に入射する。また、光分離素子４６は、ｓ偏光成分及びｐ偏光成分のいずれの偏光成分であっても、所定波長未満の光を反射させ、所定波長以上の光を透過させる色分離特性を有する。従って、第２位相差素子４７から－Ｘ方向に沿って入射する青色光Ｌｓは、光分離素子４６にて＋Ｚ方向に反射されて、第３位相差素子５０に入射する。一方、波長変換装置６Ａから＋Ｚ方向に入射する蛍光ＹＬは、光分離素子４６を＋Ｚ方向に透過して、第３位相差素子５０に入射する。
なお、光分離素子４６は、光源部４２からホモジナイザー光学素子４５を介して入射される光のうち、一部の光を通過させ、残りの光を反射させるハーフミラーの機能と、拡散反射素子４９から入射される青色光を反射させ、波長変換装置６Ａから入射される蛍光ＹＬを透過させるダイクロイックミラーの機能と、を有するものであってもよい。この場合、第１位相差素子４４を省略できる。

［波長変換装置の構成］
波長変換装置６Ａは、光源４２１から出射される第１波長帯の第１光を第１波長帯とは異なる第２波長帯の第２光に変換する。すなわち、波長変換装置６Ａは、－Ｚ方向に入射する青色光Ｌｓを蛍光ＹＬに変換し、蛍光ＹＬを＋Ｚ方向に出射する。青色光Ｌｓは、第１波長帯の第１光に相当し、蛍光ＹＬは、第１波長帯とは異なる第２波長帯の第２光に相当する。詳述すると、波長変換装置６Ａは、励起光である青色光Ｌｓが入射することによって励起され、入射した青色光Ｌｓの波長よりも長い波長を有する蛍光ＹＬを出射する。蛍光ＹＬは、例えばピーク波長が５００～７００ｎｍの光である。すなわち、蛍光ＹＬは、緑色光及び赤色光を含む。
なお、波長変換装置６Ａの構成については、後に詳述する。

［第２位相差素子及び集光素子の構成］
第２位相差素子４７は、光分離素子４６と集光素子４８との間に配置されている。第２位相差素子４７は、光分離素子４６を通過した青色光Ｌｐを円偏光の青色光Ｌｃに変換する。青色光Ｌｃは、集光素子４８に入射する。
集光素子４８は、第２位相差素子４７から入射する青色光Ｌｃを拡散反射素子４９に集光する。また、集光素子４８は、拡散反射素子４９から入射する青色光Ｌｃを平行化する。なお、集光素子４８を構成するレンズの数は、適宜変更可能である。

［拡散反射素子の構成］
拡散反射素子４９は、波長変換装置６Ａから出射される蛍光ＹＬと同様の拡散角で、入射する青色光Ｌｃを反射させて拡散させる。例えば、拡散反射素子４９は、＋Ｘ方向に入射する青色光Ｌｃを－Ｘ方向にランバート反射させる。なお、拡散反射素子４９は、照明光軸Ａｘ１と平行な回転軸を中心として回転されてもよい。
拡散反射素子４９にて拡散反射された青色光Ｌｃは、集光素子４８を通過した後、第２位相差素子４７に入射する。青色光Ｌｃは、拡散反射素子４９にて反射される際に、回転方向が反対方向の円偏光に変換される。このため、集光素子４８を介して第２位相差素子４７に入射する青色光Ｌｃは、第２位相差素子４７によって、ｓ偏光の青色光Ｌｓに変換される。そして、青色光Ｌｓは、光分離素子４６にて反射されて、第３位相差素子５０に入射する。すなわち、光分離素子４６から第３位相差素子５０に入射する光は、青色光Ｌｓ及び蛍光ＹＬが混在した白色光である。

［第３位相差素子の構成］
第３位相差素子５０には、光分離素子４６にて＋Ｚ方向に反射された青色光Ｌｓと、光分離素子４６を＋Ｚ方向に通過した蛍光ＹＬとが入射する。すなわち、第３位相差素子５０には、光分離素子４６にて青色光Ｌｓ及び蛍光ＹＬが合成された白色光が入射する。
第３位相差素子５０は、入射する白色光をｓ偏光及びｐ偏光が混在する光に変換する。このように変換された白色の照明光ＬＴは、上記した均一化装置３１に入射される。

［波長変換装置の構成］
図３は、波長変換装置６Ａの構成を示す模式図である。なお、図３は、光学素子６１において外側部分Ｐ１に入射した場合における青色光Ｌｓの光線の一例を示している。
波長変換装置６Ａは、上記のように、－Ｚ方向に沿って入射する青色光Ｌｓを蛍光ＹＬに変換し、蛍光ＹＬを青色光Ｌｓの入射側に出射する反射型の波長変換素子である。波長変換装置６Ａは、図３に示すように、光学素子６１、波長変換素子６２、接続部材６３、放熱部材６４及び中空モーター６５を備える。

［光学素子の構成］
光学素子６１は、光分離素子４６にて反射された青色光Ｌｓを波長変換素子６２に集光する。また、光学素子６１は、波長変換素子６２から入射する蛍光ＹＬを平行化し、平行化した蛍光ＹＬを光分離素子４６に出射する。図３の例では、光学素子６１は、１つのレンズによって構成されているが、光学素子６１を構成するレンズの数は問わない。光学素子６１が複数のレンズによって構成される場合、中空モーター６５によって複数のレンズの全てが回転されてもよく、複数のレンズのうち、波長変換素子６２に最も近いレンズを含む少なくとも１つのレンズが回転されてもよい。

［波長変換素子の構成］
波長変換素子６２は、第１波長帯の第１光を第１波長帯とは異なる第２波長帯の第２光に変換する。すなわち、波長変換素子６２は、光学素子６１から入射する青色光Ｌｓの波長を変換し、変換した変換光である蛍光ＹＬを出射する。本実施形態では、波長変換素子６２は、青色光Ｌｓの入射側に蛍光ＹＬを出射する反射型の波長変換素子である。

波長変換素子６２は、波長変換層６２１及び反射層６２３を有する。
波長変換層６２１は、青色光Ｌｓの波長よりも長い波長を有する蛍光ＹＬを生成する蛍光体を含む。なお、蛍光ＹＬは、例えばピーク波長が５００～７００ｎｍの光であり、緑色光及び赤色光を含む。蛍光ＹＬは、第１波長帯とは異なる第２波長帯の第２光の一例である。波長変換層６２１における＋Ｚ方向の面は、青色光Ｌｓが入射する入射面６２２である。すなわち、波長変換素子６２は、青色光Ｌｓが入射する入射面６２２を有する。

入射面６２２は、光学素子６１の光軸Ｘ１及び中空モーター６５による光学素子６１の回転軸Ｒｘと交差する。本実施形態では、回転軸Ｒｘは、＋Ｚ方向から見て入射面６２２の中央と交差する。なお、回転軸Ｒｘが入射面６２２の中央と交差するとは、回転軸Ｒｘが入射面６２２の略中央と交差する場合も含む。しかしながら、これに限らず、回転軸Ｒｘとの交差部分は、入射面６２２においてどこでもよい。
一方、入射面６２２において光学素子６１の光軸Ｘ１との交差位置と、入射面６２２において回転軸Ｒｘとの交差位置とは、互いに離間している。すなわち、光軸Ｘ１と回転軸Ｒｘとは、入射面６２２において互いに離間している。また、光学素子６１の光軸Ｘ１に対する直交面において、光軸Ｘ１と回転軸Ｒｘとの距離は、光軸Ｘ１と光分離素子４６から出射された青色光Ｌｓの光軸Ｘ２との距離よりも小さい。しかしながら、これに限らず、光軸Ｘ１、光軸Ｘ２及び回転軸Ｒｘが互いに離間していればよく、光軸Ｘ１と回転軸Ｒｘとの距離と、光軸Ｘ２と回転軸Ｒｘとの距離とのうち、どちらが大きくてもよい。
本実施形態では、波長変換層６２１は、＋Ｚ方向から見て略矩形状に形成されている。しかしながら、これに限らず、波長変換層６２１は、＋Ｚ方向から見て略円形状に形成されていてもよく、リング状に形成されていてもよい。

反射層６２３は、波長変換層６２１に対して青色光Ｌｓの入射側とは反対側に設けられる。すなわち、反射層６２３は、波長変換層６２１に対して－Ｚ方向に設けられている。反射層６２３は、波長変換層６２１から入射する光を＋Ｚ方向に反射する。反射層６２３は、波長変換素子６２において接続部材６３と接続される部分でもある。

波長変換素子６２から＋Ｚ方向に出射された蛍光ＹＬは、光学素子６１に入射する。光学素子６１に入射した蛍光ＹＬは、光学素子６１によって平行化されて、光分離素子４６に出射される。光分離素子４６に入射された蛍光ＹＬは、光分離素子４６を通過して、第３位相差素子５０に入射される。

［接続部材の構成］
接続部材６３は、波長変換素子６２と熱的に接続される。接続部材６３は、波長変換素子６２を支持する支持部６３１と、光源用筐体４１の背面４１２と接続される接続部６３２と、を有する。
支持部６３１は、中空モーター６５の内部に設けられた中空空間ＳＰ内に配置される。すなわち、接続部材６３の一部は、中空空間ＳＰ内に配置される。支持部６３１における＋Ｚ方向の面は、波長変換素子６２を支持する支持面６３１Ａである。具体的に、支持面６３１Ａは、波長変換素子６２の反射層６２３と半田等によって接続される。支持部６３１には、波長変換素子６２の熱が伝達される。このように、接続部材６３は、波長変換素子６２を支持する支持体としても機能する。
接続部６３２は、支持部６３１と一体化されている。接続部６３２における＋Ｚ方向の面６３２Ａは、背面４１２の外面と熱的に接続される。このとき、接続部６３２は、背面４１２に設けられた開口部４１６を光源用筐体４１の外部から覆うように固定される。このため、光源用筐体４１の密閉性が確保される。なお、開口部４１６は、例えば光源用筐体４１の内部に波長変換素子６２を配置するための開口部である。

［放熱部材の構成］
放熱部材６４は、接続部材６３の接続部６３２に対して波長変換素子６２とは反対側の面に設けられる。すなわち、放熱部材６４は、光源用筐体４１の外部に配置されている。放熱部材６４は、接続部材６３から伝達される波長変換素子６２の熱を、光源用筐体４１の外部にて放熱する。放熱部材６４は、複数のフィン６４１を有し、複数のフィン６４１の間には、冷却装置によって流通する冷却気体が流通する。複数のフィン６４１は、波長変換素子６２の熱を冷却気体に伝達することによって、波長変換素子６２の熱を放熱する。このような放熱部材６４が、背面４１２の外面に取り付けられることによって、光源用筐体４１内の密閉性が確保される。

［中空モーターの構成］
中空モーター６５は、波長変換素子６２における第１光である青色光Ｌｓの入射位置を波長変換素子６２に対して相対的に変化させる。具体的に、中空モーター６５は、光学素子６１の光軸Ｘ１と平行な回転軸Ｒｘを中心として光学素子６１を回転させて、光学素子６１から出射されて入射面６２２に入射する青色光Ｌｓの入射位置を変化させる。

中空モーター６５は、ローター部６５１と、ステーター部６５２と、ローター部６５１及びステーター部６５２の間に設けられる図示しない流体軸受と、を有する。
ローター部６５１は、中空モーター６５において回転軸Ｒｘを中心として回転する環状部分であり、回転軸Ｒｘを中心として回転する。すなわち、中空モーター６５は、回転軸Ｒｘを有し、ローター部６５１は、＋Ｚ方向から見て回転軸Ｒｘを中心とする円形状の開口部６５１１を有する。
ローター部６５１には、取付部材ＡＴによって光学素子６１が取り付けられる。具体的に、光学素子６１は、ローター部６５１において＋Ｚ方向の面、すなわち、回転軸Ｒｘに交差する面に設けられる。回転軸Ｒｘを中心としてローター部６５１がステーター部６５２に対して相対的に回転することによって、光学素子６１が回転軸Ｒｘを中心として回転される。

ステーター部６５２は、ローター部６５１を回転させる部分である。ステーター部６５２は、回転軸Ｒｘを中心とする環状に形成されている。すなわち、ステーター部６５２は、＋Ｚ方向から見て回転軸Ｒｘを中心とする円形状の開口部６５２１を有する。開口部６５２１と開口部６５１１とは、連通しており、これにより、なお、中空モーター６５の内部には、中空空間ＳＰが設けられている。すなわち、中空モーター６５は、開口部６５１１及び開口部６５２１によって構成される中空空間ＳＰを有する。
本実施形態では、ステーター部６５２は、背面４１２の内面に固定されている。しかしながら、これに限らず、ステーター部６５２は、他の部品に固定されていてもよい。
また、中空モーター６５は、流体軸受に代えてベアリングでもよい。

［波長変換装置の作用］
ローター部６５１が回転されると、ローター部６５１に取り付けられた光学素子６１が、中空モーター６５の回転軸Ｒｘを中心として回転する。
ここで、中空モーター６５の回転軸Ｒｘと、光学素子６１の光軸Ｘ１とは一致しない。すなわち、光学素子６１は、回転軸Ｒｘに対して偏心して設けられている。また、光分離素子４６から光学素子６１に入射する青色光Ｌｓの光軸Ｘ２は、中空モーター６５によって光学素子６１が回転された場合でも変化しない。
更に、光軸Ｘ１上に位置する光学素子６１の焦点は、波長変換素子６２の入射面６２２には位置しておらず、入射面６２２に対して青色光Ｌｓの入射側、又は、青色光Ｌｓの入射側とは反対側に位置している。本実施形態では、光学素子６１の焦点は、入射面６２２に対して青色光Ｌｓの入射側とは反対側に位置している。

このため、光学素子６１において青色光Ｌｓが入射する入射面６１Ａにおいて、青色光Ｌｓの入射位置が変化するのに伴い、波長変換素子６２の入射面６２２における青色光Ｌｓの入射位置が変化する。
例えば、図３に示すように、光学素子６１において光軸Ｘ１に対する外側部分Ｐ１に青色光Ｌｓが入射した場合には、青色光Ｌｓは、光学素子６１によって屈折されて、光軸Ｘ１側に集光される。ここで、光学素子６１の焦点は、入射面６２２に対して青色光Ｌｓの入射側とは反対側に位置しているので、青色光Ｌｓは、＋Ｚ方向から見て入射面６２２において回転軸Ｒｘを挟んで反対側に入射される。図３の例では、光学素子６１において回転軸Ｒｘに対して＋Ｘ方向の外側部分Ｐ１に入射された青色光Ｌｓは、＋Ｚ方向から見て入射面６２２において回転軸Ｒｘに対して－Ｘ方向の部分に入射される。
なお、上記のように、波長変換素子６２は、＋Ｚ方向から見て入射面６２２の中央と回転軸Ｒｘが交差するように配置されている。

図４は、光学素子６１において外側部分Ｐ１よりも光軸Ｘ１寄りの内側部分Ｐ２に入射した場合における青色光Ｌｓの光線の一例を示している。
一方、中空モーター６５によって光学素子６１が回転されて、光学素子６１において外側部分Ｐ１よりも光学素子６１の光軸Ｘ１に近い内側部分Ｐ２に青色光Ｌｓが入射すると、青色光Ｌｓは、図４に示すように、＋Ｚ方向から見て入射面６２２において回転軸Ｒｘに対して＋Ｘ方向の部分に入射される。
このように、光分離素子４６から入射される青色光Ｌｓを波長変換素子６２に集光する光学素子６１を、光学素子６１の光軸Ｘ１と離間する回転軸Ｒｘを中心として中空モーター６５によって回転させることによって、波長変換素子６２の入射面６２２における青色光Ｌｓの入射位置を変化させることができる。具体的に、入射面６２２における青色光Ｌｓの入射位置を、円形状に移動させることができる。これにより、入射面６２２における一部に青色光Ｌｓが常に入射し続けることを抑制できるので、波長変換素子６２において局所的に温度が高い部位が生じることを抑制できる。従って、波長変換素子６２における青色光Ｌｓから蛍光ＹＬへの変換効率が低下することを抑制できる。

本実施形態では、青色光Ｌｓの入射位置が移動する円形状の面積は、光学素子６１による青色光Ｌｓの焦点の形状の２倍以上、８倍以下となるように、光学素子６１と波長変換素子６２との相対的な位置が決められている。また、回転軸Ｒｘに対する光学素子６１の偏心量は、焦点形状の０．５倍以上、２倍以下とされている。更に、中空モーター６５の回転数は、５００ｒｐｍ以上である。
しかしながら、青色光Ｌｓの入射位置が移動する円形状の面積、回転軸Ｒｘに対する光学素子６１の偏心量、及び、中空モーター６５の回転数は、上記に限定されない。

［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は、以下の効果を奏する。
プロジェクター１は、光源装置４Ａ、光変調装置３４３及び投射光学装置３６を備える。光変調装置３４３は、光源装置４Ａから出射された光を画像情報に応じて変調する。投射光学装置３６は、光変調装置３４３によって変調された光を投射する。
光源装置４Ａは、波長変換装置６Ａと、波長変換装置６Ａに入射する青色光Ｌｓを出射する光源４２１と、を備える。青色光Ｌｓは、第１波長帯の第１光に相当する。
波長変換装置６Ａは、波長変換素子６２、接続部材６３及び中空モーター６５を備える。波長変換素子６２は、入射する青色光Ｌｓを蛍光ＹＬに変換する。蛍光ＹＬは、第１波長帯とは異なる第２波長帯の第２光に相当する。接続部材６３は、波長変換素子６２と熱的に接続される。中空モーター６５には、回転軸Ｒｘ及び中空空間ＳＰが設けられる。接続部材６３の一部は、中空空間ＳＰ内に設けられる。中空モーター６５は、波長変換素子６２における青色光Ｌｓの入射位置を波長変換素子６２に対して相対的に変化させる。

このような構成によれば、波長変換素子６２において青色光Ｌｓが局所的に入射し続けることを抑制できる。従って、波長変換素子６２において局所的に温度が高い部分が生じることを抑制でき、波長変換素子６２における青色光Ｌｓから蛍光ＹＬへの変換効率が低下することを抑制できる。
また、中空モーター６５に設けられた中空空間ＳＰ内に、波長変換素子６２と熱的に接続される接続部材６３の少なくとも一部が設けられる。このため、波長変換素子６２の熱を伝達する経路を中空空間ＳＰ内に設けることができる。従って、中空モーター６５の外部に波長変換素子６２の熱を伝達する経路を設ける場合に比べて、波長変換装置６Ａを小型化できる。
このような波長変換装置６Ａを備える光源装置４Ａは、光を安定して出射でき、プロジェクター１は、光変調装置３４３によって変調された光、すなわち、画像を安定して投射できる。

波長変換装置６Ａは、青色光Ｌｓを波長変換素子６２に集光する光学素子６１を備える。光学素子６１の光軸Ｘ１と、光学素子６１に入射する青色光Ｌｓの光軸Ｘ２と、回転軸Ｒｘとは、回転軸Ｒｘに対する直交面（交差面）において互いに離間する。中空モーター６５は、回転軸Ｒｘを中心として光学素子６１を回転させる。
このような構成によれば、中空モーター６５によって光学素子６１が回転すると、光学素子６１における青色光Ｌｓの入射位置が光学素子６１の径方向において変化する。これによれば、光学素子６１からの青色光Ｌｓの出射方向を変化させることができるので、波長変換素子６２における青色光Ｌｓの入射位置を変化させることができる。従って、上記のように、波長変換素子６２における青色光Ｌｓから蛍光ＹＬへの変換効率が低下することを抑制できる。

波長変換装置６Ａでは、光学素子６１の焦点は、光学素子６１の光軸Ｘ１において波長変換素子６２に対する青色光Ｌｓの入射側とは反対側に位置している。
このような構成によれば、光学素子６１が回転されたときに、波長変換素子６２における入射位置であって、光学素子６１からの出射方向が変化される青色光Ｌｓの入射位置を変化させることができる。従って、波長変換素子６２における青色光Ｌｓから蛍光ＹＬへの変換効率が低下することを抑制できる。

波長変換装置６Ａでは、中空モーター６５は、ローター部６５１と、回転軸Ｒｘを中心としてローター部６５１を回転させるステーター部６５２とを有する。光学素子６１は、ローター部６５１に支持されている。
このような構成によれば、中空モーター６５の回転軸Ｒｘを中心として光学素子６１を回転させることができる。この他、光学素子６１の光軸Ｘ１と回転軸Ｒｘとが離間するように、光学素子６１を配置しやすくすることができる。

［第２実施形態］
次に、本開示の第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、第１実施形態に係るプロジェクター１と同様の構成を備えるが、光源装置の構成が異なる。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。

図５は、本実施形態に係るプロジェクターが備える光源装置４Ｂの構成の一部を示す模式図である。
本実施形態に係るプロジェクターは、第１実施形態に係る光源装置４Ａに代えて、図５に示す光源装置４Ｂを備える他は、第１実施形態に係るプロジェクター１と同様の構成及び機能を備える。
光源装置４Ｂは、第１実施形態に係る波長変換装置６Ａに代えて、集光素子５１及び波長変換装置６Ｂを備える他は、光源装置４Ａと同様の構成及び機能を備える。

［集光素子の構成］
集光素子５１は、照明光軸Ａｘ２において光分離素子４６と波長変換装置６Ｂとの間に配置される。集光素子５１は、光学素子６１と同様に、光分離素子４６から－Ｚ方向に入射する第１光である青色光Ｌｓを波長変換装置６Ｂの波長変換素子６２に集光する。また、集光素子５１は、波長変換素子６２から＋Ｚ方向に出射された蛍光ＹＬを集光し、更に平行化した蛍光ＹＬを光分離素子４６に向けて＋Ｚ方向に出射する。
集光素子５１は、集光素子５１の光軸Ｘ３が光分離素子４６から入射する青色光Ｌｓの光軸Ｘ２と一致するように配置される。また、集光素子５１は、集光素子５１の光軸Ｘ３が波長変換装置６Ｂの中空モーター６５が有する回転軸Ｒｘと離間するように配置される。すなわち、回転軸Ｒｘに対する直交面（交差面）において集光素子５１の光軸Ｘ３は、回転軸Ｒｘに対して離間している。なお、集光素子５１の焦点は、光軸Ｘ３上で、波長変換素子６２の入射面６２２上に位置している。

［波長変換装置の構成］
波長変換装置６Ｂは、第１実施形態に係る波長変換装置６Ａと同様に、入射する青色光Ｌｓを蛍光ＹＬに変換する。具体的に、波長変換装置６Ｂは、光分離素子４６から入射する青色光Ｌｓを蛍光ＹＬに変換する。
波長変換装置６Ｂは、光学素子６１に代えて基板６６を有し、中空モーター６５が光学素子６１に代えて基板６６を回転させる他は、波長変換装置６Ａと同様の構成及び機能を有する。すなわち、波長変換装置６Ｂは、波長変換素子６２、接続部材６３、放熱部材６４、中空モーター６５及び基板６６を備える。

基板６６は、＋Ｚ方向の面にて波長変換素子６２を支持した状態にて、中空モーター６５のローター部６５１に取り付けられる。換言すると、波長変換装置６Ｂでは、中空モーター６５のローター部６５１は、波長変換素子６２を支持する。
基板６６は、金属等の熱伝導性が良好な材料によって板状に形成されており、ローター部６５１における＋Ｚ方向の面に固定される。このため、ローター部６５１が回転軸Ｒｘを中心として回転されると、基板６６に支持された波長変換素子６２が回転軸Ｒｘを中心として回転される。

基板６６における－Ｚ方向の面には、接続部材６３が接続されている。また、接続部材６３の一部は、中空空間ＳＰに配置されている。接続部材６３の接続部６３２における＋Ｚ方向の面６３２Ａは、背面４１２から－Ｚ方向に離間している。接続部材６３には、中空モーター６５の外部に設けられた放熱部材６４と接続されている。このため、ローター部６５１が回転されると、基板６６によって支持された波長変換素子６２と、基板６６に接続された接続部材６３及び放熱部材６４とが一体的に、回転軸Ｒｘを中心として回転される。
なお、放熱部材６４は、中空モーター６５によって回転されることから、背面４１２と、放熱部材６４において背面４１２に対向する面６３２Ａとの間には、隙間がある。この隙間は、開口部４１６を介して中空空間ＳＰと連通している。このため、光源装置４Ｂでは、光源用筐体４１の密閉性は、ローター部６５１とステーター部６５２との間の流体軸受又はベアリングによって確保される。

本実施形態では、中空モーター６５の回転軸Ｒｘは、青色光Ｌｓの入射側、すなわち、＋Ｚ方向から見て入射面６２２の中央と交差する。なお、回転軸Ｒｘが入射面６２２の中央と交差するとは、回転軸Ｒｘが入射面６２２の略中央と交差する場合を含む。
また、入射面６２２は、集光素子５１の光軸Ｘ３と交差する。

［波長変換装置の作用］
ローター部６５１が回転されると、ローター部６５１に取り付けられた基板６６に支持された波長変換素子６２が、回転軸Ｒｘを中心として回転する。
ここで、回転軸Ｒｘと、集光素子５１に入射する青色光Ｌｓの光軸Ｘ２及び集光素子５１の光軸Ｘ３とは一致しない。換言すると、回転軸Ｒｘは、光軸Ｘ２，Ｘ３に対して偏心している。青色光Ｌｓの光軸Ｘ２と集光素子５１の光軸Ｘ３とは一致する。すなわち、集光素子５１の焦点は、回転軸Ｒｘと一致しない光軸Ｘ２，Ｘ３上で、入射面６２２上に位置している。また、青色光Ｌｓの光軸Ｘ２は、中空モーター６５によって波長変換素子６２が回転された場合でも変化しない。

このため、波長変換素子６２が回転されると、入射面６２２における青色光Ｌｓの入射位置が変化する。具体的に、波長変換素子６２が回転されると、入射面６２２における青色光Ｌｓの入射位置が、回転軸Ｒｘを中心とする周方向に、時間とともに連続して移動する。すなわち、青色光Ｌｓの入射位置の軌跡は、入射面６２２において回転軸Ｒｘとの交差位置を中心とするリング状となる。
このように、中空モーター６５によって回転軸Ｒｘを中心として波長変換素子６２を回転させることによって、入射面６２２における青色光Ｌｓの入射位置を変化させることができる。これにより、入射面６２２における一部に青色光Ｌｓが常に入射し続けることを抑制できるので、波長変換素子６２において局所的に温度が高い部分が生じることを抑制できる。従って、波長変換素子６２における青色光Ｌｓから蛍光ＹＬへの変換効率が低下することを抑制できる。
また、波長変換素子６２が中空空間ＳＰの外部に設けられているので、波長変換素子６２において入射面６２２に交差する側面から出射された蛍光ＹＬが、中空モーター６５に入射することを抑制できる。これにより、中空モーター６５の温度上昇を抑制できる。

［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は、第１実施形態に係るプロジェクター１と同様の効果を奏する他、以下の効果を奏する。
波長変換装置６Ｂでは、波長変換素子６２に入射する青色光Ｌｓの光軸Ｘ２は、回転軸Ｒｘに対する直交面（交差面）において回転軸Ｒｘから離間する。中空モーター６５は、回転軸Ｒｘを中心として波長変換素子６２を回転させる。
このような構成によれば、波長変換素子６２に入射する青色光Ｌｓの光軸Ｘ２が回転軸Ｒｘから離間していることから、中空モーター６５によって波長変換素子６２が回転されると、波長変換素子６２における青色光Ｌｓの入射位置が、回転軸Ｒｘを中心として連続的に変化する。すなわち、波長変換素子６２における青色光Ｌｓの入射位置は、回転軸Ｒｘを中心とする周方向に時間とともに連続して変化する。従って、波長変換素子６２において局所的に温度が高い部分が生じることを抑制でき、波長変換素子６２における青色光Ｌｓから蛍光ＹＬへの変換効率が低下することを抑制できる。

波長変換装置６Ｂは、接続部材６３と熱的に接続される放熱部材６４を備える。放熱部材６４は、中空モーター６５によって波長変換素子６２とともに回転される。放熱部材６４は、中空モーター６５の外部に設けられている。
このような構成によれば、接続部材６３を介して、波長変換素子６２の熱を放熱部材６４に伝達できる。また、放熱部材６４は、中空モーター６５の外部に設けられているので、中空モーター６５の外部にて、波長変換素子６２の熱を放熱できる。更に、放熱部材６４は、中空モーター６５によって波長変換素子６２とともに回転されるので、放熱部材６４による波長変換素子６２の熱の放熱を促進できる。従って、波長変換素子６２を効果的に冷却できる。

波長変換装置６Ｂでは、波長変換素子６２を支持する基板６６を備える。中空モーター６５は、ローター部６５１と、回転軸Ｒｘを中心としてローター部６５１を回転させるステーター部６５２と、を有する。基板６６は、ローター部６５１に支持されている。
このような構成によれば、回転軸Ｒｘを中心として波長変換素子６２を回転させることができる。

［第３実施形態］
次に、本開示の第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、第２実施形態に係るプロジェクターと同様の構成を備えるが、光源装置を構成する波長変換装置の構成において、本実施形態に係るプロジェクターと第２実施形態に係るプロジェクターとは相違する。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。

図６は、本実施形態に係るプロジェクターが備える光源装置４Ｃの構成の一部を示す模式図である。
本実施形態に係るプロジェクターは、第２実施形態に係る光源装置４Ｂに代えて、図６に示す光源装置４Ｃを備える他は、第２実施形態に係るプロジェクターと同様の構成及び機能を備える。
光源装置４Ｃは、第２実施形態に係る波長変換装置６Ｂに代えて、波長変換装置６Ｃを備える他は、光源装置４Ｂと同様の構成及び機能を備える。

［波長変換装置の構成］
波長変換装置６Ｃは、第１及び第２実施形態に係る波長変換装置６Ａ，６Ｂと同様に、入射される青色光Ｌｓを蛍光ＹＬに変換する。具体的に、波長変換装置６Ｃは、光分離素子４６から入射される青色光Ｌｓを蛍光ＹＬに変換する。
波長変換装置６Ｃは、接続部材６３及び放熱部材６４に代えて、接続部材６７、熱伝達部材６８及び放熱部材６９を有する他は、波長変換装置６Ｂと同様の構成及び機能を有する。すなわち、波長変換装置６Ｃは、波長変換素子６２、中空モーター６５、基板６６、接続部材６７、熱伝達部材６８及び放熱部材６９を備える。

接続部材６７は、中空モーター６５の内部に設けられた中空空間ＳＰ内に配置される。接続部材６７は、接続部材６３と同様に、基板６６における－Ｚ方向の面と接続される。すなわち、接続部材６７は、波長変換素子６２及び基板６６とともに、中空モーター６５によって回転軸Ｒｘを中心として回転される。接続部材６７は、放熱部材６９と熱的に接続される。具体的に、接続部材６７は、放熱部材６９と熱伝達部材６８を介して接続される。基板６６は高温になる波長変換層６２１と反射層６２３を介して接続しているが、波長変換層６２１がセラミックスによって形成されている場合には、線膨張係数が１×１０^－６以下であるので、基板６６としては、熱伝導性が高く、線膨張係数が低い銀－モリブデン、銅－モリブデン、ダイヤモンド－銅などの焼結体を用いるとよい。
接続部材６７は、基板６６を介して波長変換素子６２から伝達される熱を、熱伝達部材６８を介して放熱部材６９に伝達する。

熱伝達部材６８は、接続部材６７から伝達される熱を放熱部材６９に伝達する。熱伝達部材６８は、接続部材６７が回転される場合でも、光源用筐体４１に固定された放熱部材６９に熱を伝達可能に構成されている。本実施形態では、熱伝達部材６８は、熱伝導性グリスによって構成されている。

放熱部材６９は、熱伝達部材６８から伝達される波長変換素子６２の熱を放熱する。放熱部材６９は、固定部６９１、熱伝達部６９２及び複数のフィン６９３を有する。
固定部６９１は、放熱部材６９を光源用筐体４１に固定する部分である。固定部６９１は、固定部６９１における＋Ｚ方向の面が背面４１２の外面と熱的に接続され、かつ、開口部４１６を光源用筐体４１の外部にて閉塞するように固定される。

熱伝達部６９２は、固定部６９１における＋Ｚ方向の面から略円柱状に突出している。熱伝達部６９２は、熱伝達部材６８を介して接続部材６７と熱的に接続される。すなわち、熱伝達部６９２には、基板６６、接続部材６７及び熱伝達部材６８を介して、波長変換素子６２の熱が伝達される。本実施形態では、接続部材６７と熱伝達部６９２との間には、＋Ｚ方向において１μｍ以上５μｍ以下の隙間が設けられており、接続部材６７と熱伝達部６９２との間に熱伝達部材６８が介装される。熱伝達部材６８は、例えば、シリコーンオイルといった熱伝導グリスであり、熱伝導率が０．１Ｗ／ｍＫ以上で粘度があり、１５０℃以下での蒸発量が極力少ないものを選択する。

熱伝達部６９２における＋Ｚ方向の面６９２Ａには、微小な複数の凹部６９２１が設けられている。凹部６９２１は、渦巻き状となっており、接続部材６７が回転することで、熱伝達部材６８が軸の内側に移動する方向の渦となっている。凹部６９２１の深さは、２μｍであり、接続部材６７にメッキを施した後に、平面切削し、そのあと、切削加工やエッチング等で形成することができる。こうして凹部６９２１は、熱伝達部材６８を保持する。これにより、熱伝達部材６８が、接続部材６７と熱伝達部６９２との間に保持された状態を維持できる。なお、凹部６９２１と同様の凹部が、接続部材６７において面６９２Ａと対向する面に設けられていてもよい。更に、接続部材６７と熱伝達部６９２との少なくとも一方には、熱伝達部材６８の漏洩及び飛散を抑制するシール部が設けられていてもよい。例えば、熱伝達部材６８の外周部にＯリングを設けてもよい。
複数のフィン６９３は、固定部６９１における－Ｚ方向の面から突出している。複数のフィン６９３は、光源用筐体４１の外部に配置されており、熱伝達部６９２に伝達された波長変換素子６２の熱を光源用筐体４１の外部にて放熱する。

［波長変換装置の作用］
波長変換装置６Ｃでは、中空モーター６５によって波長変換素子６２が回転軸Ｒｘを中心として回転されることによって、第２実施形態に係る波長変換装置６Ｂと同様に、入射面６２２における青色光Ｌｓの入射位置を、時間とともに連続的に変化させることができる。これにより、入射面６２２における一部に青色光Ｌｓが常に入射し続けることを抑制できるので、波長変換素子６２において局所的に温度が高い部分が生じることを抑制できる。従って、波長変換素子６２における青色光Ｌｓから蛍光ＹＬへの変換効率が低下することを抑制できる。

また、波長変換装置６Ｃでは、中空モーター６５による回転対象は、波長変換素子６２、基板６６及び接続部材６７である。すなわち、波長変換装置６Ｃでは、中空モーター６５は、寸法が比較的大きく、かつ、重量が大きい放熱部材６９を回転させない。これによれば、中空モーター６５の回転対象の重量を小さくでき、中空モーター６５の回転負荷を小さくできる。これにより、中空モーター６５として、トルクの小さい小型の中空モーターを採用でき、波長変換装置６Ｃを小型に構成できる。従って、光源装置４Ｃ、ひいては、プロジェクターの小型化を図ることができる。

［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は、第２実施形態に係るプロジェクターと同様の効果を奏する他、以下の効果を奏する。
波長変換装置６Ｃは、接続部材６７と熱的に接続される放熱部材６９と、接続部材６７と放熱部材６９との間に設けられる熱伝達部材６８と、を備える。放熱部材６９の一部は、中空モーター６５の外部に設けられ、他の一部は、中空空間ＳＰ内に配置されている。
このような構成によれば、波長変換素子６２にて生じた熱を、中空モーター６５の外部に一部が配置される放熱部材６９に、接続部材６７及び熱伝達部材６８を介して伝達できる。従って、中空モーター６５の外部にて波長変換素子６２の熱を放熱できるので、波長変換素子６２を効果的に冷却できる。

波長変換装置６Ｃでは、熱伝達部材６８は、熱伝導性グリスである。
このような構成によれば、放熱部材６９が固定されている場合でも、熱伝達部材６８を介して、波長変換素子６２とともに回転する接続部材６７から波長変換素子６２の熱を放熱部材６９に伝達できる。従って、波長変換素子６２の熱を放熱部材６９に効率よく伝達できる。

波長変換装置６Ｃでは、放熱部材６９は、接続部材６７と対向する面６９２Ａに設けられ、熱伝達部材６８を保持する凹部６９２１を有する。
このような構成によれば、接続部材６７と放熱部材６９との間に熱伝達部材６８が保持された状態を維持できる。従って、接続部材６７と放熱部材６９との熱的な接続状態を維持できる。

［第４実施形態］
次に、本開示の第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、第３実施形態に係るプロジェクターと同様の構成を備えるが、基板６６の配置が異なる。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。

図７は、本実施形態に係るプロジェクターが備える光源装置４Ｄの構成の一部を示す模式図である。
本実施形態に係るプロジェクターは、第３実施形態に係る光源装置４Ｃに代えて、図７に示す光源装置４Ｄを備える他は、第３実施形態に係るプロジェクターと同様の構成及び機能を備える。
光源装置４Ｄは、第２実施形態に係る波長変換装置６Ｂ又は第３実施形態に係る波長変換装置６Ｃに代えて、波長変換装置６Ｄを備える他は、光源装置４Ｂ又は光源装置４Ｃと同様の構成及び機能を備える。

波長変換装置６Ｄは、波長変換装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃと同様に、入射される青色光Ｌｓを蛍光ＹＬに変換する。具体的に、波長変換装置６Ｄは、光分離素子４６から入射される青色光Ｌｓを蛍光ＹＬに変換する。波長変換装置６Ｄは、波長変換装置６Ｃと同様に、波長変換素子６２、中空モーター６５、基板６６、接続部材６７、熱伝達部材６８及び放熱部材６９を備える。
ここで、波長変換装置６Ｃでは、波長変換素子６２を支持する基板６６は、中空モーター６５のローター部６５１における＋Ｚ方向の面に設けられていた。
これに対し、波長変換装置６Ｄでは、基板６６は、ローター部６５１の開口部６５１１内に配置されている。詳述すると、波長変換装置６Ｄでは、基板６６は、＋Ｚ方向から見て円形状に形成され、基板６６は、回転軸Ｒｘを中心とする周方向に沿う端面が開口部６５１１の内縁に接続されるように、開口部６５１１内に配置されている。
このため、波長変換装置６Ｄにおける＋Ｚ方向の寸法を小さくできる。

以上説明した本実施形態に係るプロジェクターは、第３実施形態に係るプロジェクターと同様の効果を奏する。
なお、波長変換装置６Ｄと同様に、第１実施形態に係る波長変換装置６Ａにおいても、光学素子６１は、開口部６５１１内に配置されていてもよい。この場合、開口部６５１１の内縁に光学素子６１が取付部材ＡＴ等を介して固定されてもよい。
また、第２実施形態に係る波長変換装置６Ｂにおいても、基板６６は、開口部６５１１内に配置されていてもよい。この場合、基板６６において回転軸Ｒｘを中心とする周方向に沿う端面が、開口部６５１１の内縁に固定されてもよい。

［実施形態の変形］
本開示は、上記各実施形態に限定されるものではなく、本開示の目的を達成できる範囲での変形及び改良等は、本開示に含まれるものである。
上記第１実施形態では、中空モーター６５は、入射する第１光を波長変換素子６２に集光する光学素子６１を回転させるとした。上記第２～第４実施形態では、中空モーター６５は、波長変換素子６２及び基板６６を回転させるとした。しかしながら、これに限らず、波長変換素子６２における第１光である青色光Ｌｓの入射位置を変化させることができれば、中空モーター６５の回転対象は、光学素子６１及び波長変換素子６２以外の光学部品であってもよい。

上記第１実施形態では、光学素子６１の焦点は、光学素子６１の光軸Ｘ１上であって、波長変換素子６２に対する青色光Ｌｓの入射側とは反対側に位置するとした。しかしながら、これに限らず、光学素子６１の焦点は、光学素子６１の光軸Ｘ１上であって、波長変換素子６２に対する青色光Ｌｓの入射側に位置していてもよく、波長変換素子６２に位置していてもよい。

上記第１及び第２実施形態では、波長変換装置６Ａ，６Ｂは、接続部材６３と熱的に接続される放熱部材６４を備えるとした。放熱部材６４は、中空モーター６５の外部に設けられるとした。しかしながら、これに限らず、放熱部材６４の一部は、中空モーター６５の内部に設けられた中空空間ＳＰ内に設けられていてもよく、放熱部材６４の全体が、中空空間ＳＰ内に設けられていてもよい。また、波長変換装置６Ａ，６Ｂは、放熱部材を備えていなくてもよい。この場合、接続部材６３が、複数のフィンを備えていてもよい。すなわち、接続部材６３と放熱部材６４とが一体的に構成されていてもよい。

上記第２～第４実施形態では、ローター部６５１に支持される基板６６が、波長変換素子６２を支持し、基板６６と接続部材６３，６７とが熱的に接続されているとした。しかしながら、これに限らず、基板６６と接続部材６３，６７とは一体化されていてもよい。

上記第３及び第４実施形態では、波長変換装置６Ｃ，６Ｄは、接続部材６７と熱的に接続される放熱部材６９と、接続部材６７と放熱部材６９との間に設けられる熱伝達部材６８と、を備えるとした。また、放熱部材６９の一部は、中空モーター６５内の中空空間ＳＰ内に設けられ、放熱部材６９の他の一部は、中空モーター６５の外部に設けられているとした。しかしながら、これに限らず、放熱部材６９の全体が、中空モーター６５の中空空間ＳＰ内に設けられていてもよく、放熱部材６９の全体が、中空空間ＳＰの外部に設けられていてもよい。また、波長変換装置６Ｃ，６Ｄは、放熱部材を備えていなくてもよい。この場合、接続部材６７が、複数のフィンを備えていてもよい。すなわち、接続部材６３と放熱部材６４とが一体的に構成されていてもよい。この場合、複数のフィンは、中空モーター６５の外部に配置されていてもよい。

上記第３及び第４実施形態では、熱伝達部材６８は、接続部材６７と放熱部材６９との間に設けられる熱伝導性グリスであるとした。しかしながら、これに限らず、熱伝達部材６８は、熱伝導性を有する流体であってもよい。すなわち、接続部材６７と放熱部材６９とを熱的に接続できれば、熱伝達部材６８の材料は他の材料によって構成されていてもよい。更に、接続部材６７と放熱部材６９との熱的な接続状態を維持できれば、熱伝達部材６８は無くてもよい。

上記第３及び第４実施形態では、放熱部材６９において接続部材６７に対向する面６９２Ａに、熱伝達部材６８を保持する複数の凹部６９２１を有するとした。しかしながら、これに限らず、凹部６９２１の数は、１以上であればよい。また、＋Ｚ方向から見た凹部６９２１の形状は、例えば渦状であってもよい。また、面６９２Ａに凹部６９２１は無くてもよい。また、上記のように、凹部６９２１と同様の凹部が、接続部材６７において面６９２Ａと対向する面に設けられていてもよい。

上記第２～第４実施形態では、中空モーター６５の回転軸Ｒｘは、第１光である青色光Ｌｓの入射側から見て、波長変換素子６２において青色光Ｌｓが入射する入射面６２２の中央と交差するとした。しかしながら、これに限らず、回転軸Ｒｘは、入射面６２２の中央以外の部分と交差してもよい。

上記各実施形態では、波長変換素子６２は、波長変換層６２１及び反射層６２３を備えるとした。しかしながら、これに限らず、波長変換素子６２は、反射層６２３を備えなくてもよい。この場合、波長変換素子６２と接続される接続部材６３又は基板６６が反射層を備えていてもよい。
また、波長変換装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄは、波長変換素子６２が青色光Ｌｓの入射側とは反対側に蛍光ＹＬを出射する反射型の波長変換装置であるとした。しかしながら、これに限らず、本開示の波長変換装置は、第１光の入射方向に沿って第２光を出射する透過型の波長変換装置であってもよい。

上記各実施形態では、プロジェクターは、３つの光変調装置３４３（３４３Ｒ，３４３Ｇ，３４３Ｂ）を備えるとした。しかしながら、これに限らず、２つ以下、あるいは、４つ以上の光変調装置を備えたプロジェクターにも、本開示を適用可能である。
上記各実施形態では、画像投射装置３は、図１に示した構成及びレイアウトを備えるものとして説明した。しかしながら、これに限らず、画像投射装置３の構成及びレイアウトは、上記に限定されない。図２に示した光源装置４Ａ、及び、光源装置４Ａと同様の構成を備える光源装置４Ｂ，４Ｃ，４Ｄも同様である。

上記各実施形態では、光変調装置３４３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備えるとした。しかしながら、これに限らず、光変調装置３４３は、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備えるものでもよい。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であってもよい。

上記各実施形態では、本開示の光源装置４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ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、本開示の光源装置は、例えば照明器具及び自動車等のヘッドライト等に採用可能である。
上記各実施形態では、本開示の波長変換装置６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄを光源装置に適用した例を挙げた。しかしながら、これに限らず、本開示の波長変換素子は、光源装置以外の他の装置に採用してもよい。

［本開示のまとめ］
以下、本開示のまとめを付記する。
本開示の第１態様に係る波長変換装置は、回転軸及び中空空間が設けられる中空モーターと、入射する第１波長帯の第１光を前記第１波長帯とは異なる第２波長帯の第２光に変換する波長変換素子と、前記波長変換素子と熱的に接続される接続部材と、を備え、前記接続部材の少なくとも一部は、前記中空空間内に設けられ、前記中空モーターは、前記波長変換素子における前記第１光の入射位置を前記波長変換素子に対して相対的に変化させる。

このような構成によれば、中空モーターによって、波長変換素子における第１光の入射位置が波長変換素子に対して相対的に変化する。これによれば、波長変換素子において第１光が局所的に入射し続けることを抑制できる。従って、波長変換素子において局所的に温度が高い部分が生じることを抑制でき、波長変換素子における第１光から第２光への変換効率が低下することを抑制できる。
また、中空モーターに設けられた中空空間内に、波長変換素子と熱的に接続される接続部材の少なくとも一部が設けられるので、波長変換素子の熱を伝達する経路を中空空間内に設けることができる。従って、中空モーターの外部に波長変換素子の熱を伝達する経路を設ける場合に比べて、波長変換装置を小型化できる。

上記第１態様では、前記第１光を前記波長変換素子に集光する光学素子を備え、前記光学素子の光軸と、前記光学素子に入射する前記第１光の光軸と、前記回転軸とは、前記回転軸に対する直交面において互いに離間し、前記中空モーターは、前記回転軸を中心として前記光学素子を回転させてもよい。
このような構成によれば、光学素子の光軸と、光学素子に入射する第１光の光軸と、中空モーターによる光学素子の回転軸とが離間していることにより、中空モーターによって光学素子が回転すると、光学素子における第１光の入射位置が、光学素子に入射する第１光の光軸に交差する方向において変化する。これによれば、光学素子からの第１光の出射方向を変化させることができるので、波長変換素子における第１光の入射位置を変化させることができる。従って、波長変換素子における第１光から第２光への変換効率が低下することを抑制できる。

上記第１態様では、前記中空モーターは、ローター部と、前記回転軸を中心として前記ローター部を回転させるステーター部と、を有し、前記光学素子は、前記ローター部に支持されていてもよい。
このような構成によれば、中空モーターの回転軸を中心として光学素子を回転させることができる。この他、光学素子の光軸と回転軸とが離間するように、光学素子を配置しやすくすることができる。

上記第１態様では、前記波長変換素子に入射する前記第１光の光軸は、前記回転軸に対する交差面において前記回転軸から離間し、前記中空モーターは、前記回転軸を中心として前記波長変換素子を回転させてもよい。
このような構成によれば、波長変換素子に入射する第１光の光軸が回転軸から離間していることから、中空モーターによって波長変換素子が回転されると、波長変換素子における第１光の入射位置が、回転軸を中心とする周方向に時間とともに連続して変化する。すなわち、波長変換素子における第１光の入射位置は、回転軸を中心として時間的に連続して変化する。従って、上記のように、波長変換素子において局所的に温度が高い部分が生じることを抑制でき、波長変換素子における第１光から第２光への変換効率が低下することを抑制できる。

上記第１態様では、前記接続部材と熱的に接続される放熱部材を備え、前記放熱部材は、前記中空モーターによって前記波長変換素子とともに回転され、前記放熱部材の少なくとも一部は、前記中空モーターの外部に設けられていてもよい。
このような構成によれば、接続部材を介して、波長変換素子の熱を放熱部材に伝達できる。また、放熱部材の少なくとも一部は、中空モーターの外部に設けられているので、中空モーターの外部にて、波長変換素子の熱を放熱できる。更に、放熱部材は、中空モーターによって波長変換素子とともに回転されるので、放熱部材による波長変換素子の熱の放熱を促進できる。従って、波長変換素子を効果的に冷却できる。

上記第１態様では、前記接続部材と熱的に接続される放熱部材と、前記接続部材と前記放熱部材との間に設けられる熱伝達部材と、を備え、前記放熱部材の少なくとも一部は、前記中空モーターの外部に設けられていてもよい。
このような構成によれば、波長変換素子にて生じた熱を、少なくとも一部が中空モーターの外部に設けられた放熱部材に、接続部材及び熱伝達部材を介して伝達できる。従って、中空モーターの外部にて波長変換素子の熱を放熱できるので、波長変換素子を効果的に冷却できる。

上記第１態様では、前記熱伝達部材は、熱伝導性グリスであってもよい。
このような構成によれば、放熱部材が固定されている場合でも、熱伝達部材を介して接続部材から波長変換素子の熱を放熱部材に伝達できる。従って、波長変換素子の熱を放熱部材に効率よく伝達できる。

上記第１態様では、前記放熱部材は、前記接続部材と対向する面に設けられ、前記熱伝達部材を保持する凹部を有していてもよい。
このような構成によれば、接続部材と放熱部材との間に熱伝達部材が保持された状態を維持できる。従って、接続部材と放熱部材との熱的な接続状態を維持できる。

上記第１態様では、前記波長変換素子を支持する基板を備え、前記中空モーターは、ローター部と、前記回転軸を中心として前記ローター部を回転させるステーター部と、を有し、前記基板は、前記ローター部に支持されていてもよい。
このような構成によれば、中空モーターの回転軸を中心として波長変換素子を回転させることができる。

本開示の第２態様に係る光源装置は、上記第１態様に係る波長変換装置と、前記波長変換装置に入射する前記第１光を出射する光源と、を備える。
このような構成によれば、上記第１態様に係る波長変換装置と同様の効果を奏することができ、これにより、光を安定して出射可能な光源装置を構成できる。

本開示の第３態様に係るプロジェクターは、上記第２態様に係る光源装置と、前記光源装置から出射された光を画像情報に応じて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。
このような構成によれば、上記第２態様に係る光源装置と同様の効果を奏することができ、これにより、安定して光を投射可能なプロジェクターを構成できる。

１…プロジェクター、３４３（３４３Ｒ，３４３Ｇ，３４３Ｂ）…光変調装置、３６…投射光学装置、４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ…光源装置、４１…光源用筐体、４１２…背面、４２１…光源、４６…光分離素子、６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ…波長変換装置、６１…光学素子、６１Ａ…入射面、６２…波長変換素子、６２１…波長変換層、６２２…入射面、６２３…反射層、６３…接続部材、６３１…支持部、６３２…接続部、６４…放熱部材、６４１…フィン、６５…中空モーター、６５１…ローター部、６５２…ステーター部、６６…基板、６７…接続部材、６８…熱伝達部材、６９…放熱部材、６９２Ａ…面、６９２１…凹部、ＡＴ…取付部材、Ｌｓ…青色光（第１光）、Ｒｘ…回転軸、ＳＰ…中空空間、Ｘ１，Ｘ３…光軸（光学素子の光軸）、Ｘ２…光軸（第１光の光軸）、ＹＬ…蛍光（第２光）。

Claims (11)

1. 回転軸及び中空空間が設けられる中空モーターと、
   入射する第１波長帯の第１光を前記第１波長帯とは異なる第２波長帯の第２光に変換する波長変換素子と、
   前記波長変換素子と熱的に接続される接続部材と、を備え、
   前記接続部材の少なくとも一部は、前記中空空間内に設けられ、
   前記中空モーターは、前記波長変換素子における前記第１光の入射位置を前記波長変換素子に対して相対的に変化させることを特徴とする波長変換装置。
2. 請求項１に記載の波長変換装置において、
   前記第１光を前記波長変換素子に集光する光学素子を備え、
   前記光学素子の光軸と、前記光学素子に入射する前記第１光の光軸と、前記回転軸とは、前記回転軸に対する直交面において互いに離間し、
   前記中空モーターは、前記回転軸を中心として前記光学素子を回転させることを特徴とする波長変換装置。
3. 請求項２に記載の波長変換装置において、
   前記中空モーターは、
   ローター部と、
   前記回転軸を中心として前記ローター部を回転させるステーター部と、を有し、
   前記光学素子は、前記ローター部に支持されていることを特徴とする波長変換装置。
4. 請求項１に記載の波長変換装置において、
   前記波長変換素子に入射する前記第１光の光軸は、前記回転軸に対する交差面において前記回転軸から離間し、
   前記中空モーターは、前記回転軸を中心として前記波長変換素子を回転させることを特徴とする波長変換装置。
5. 請求項４に記載の波長変換装置において、
   前記接続部材と熱的に接続される放熱部材を備え、
   前記放熱部材は、前記中空モーターによって前記波長変換素子とともに回転され、
   前記放熱部材の少なくとも一部は、前記中空モーターの外部に設けられることを特徴とする波長変換装置。
6. 請求項４に記載の波長変換装置において、
   前記接続部材と熱的に接続される放熱部材と、
   前記接続部材と前記放熱部材との間に設けられる熱伝達部材と、を備え、
   前記放熱部材の少なくとも一部は、前記中空モーターの外部に設けられていることを特徴とする波長変換装置。
7. 請求項６に記載の波長変換装置において、
   前記熱伝達部材は、熱伝導性グリスであることを特徴とする波長変換装置。
8. 請求項７に記載の波長変換装置において、
   前記放熱部材は、前記接続部材と対向する面に設けられ、前記熱伝達部材を保持する凹部を有することを特徴とする波長変換装置。
9. 請求項４から請求項８のいずれか一項に記載の波長変換装置において、
   前記波長変換素子を支持する基板を備え、
   前記中空モーターは、
   ローター部と、
   前記回転軸を中心として前記ローター部を回転させるステーター部と、を有し、
   前記基板は、前記ローター部に支持されていることを特徴とする波長変換装置。
10. 請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の波長変換装置と、
    前記波長変換装置に入射する前記第１光を出射する光源と、を備えることを特徴とする光源装置。
11. 請求項１０に記載の光源装置と、
    前記光源装置から出射された光を画像情報に応じて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。

Images