CN107748477B - 一种光源装置以及投影显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光源装置以及投影显示装置。在用于投影显示装置的现有的光源中，使用了包覆有荧光体的旋转体，但为了防止荧光体过热而在旋转体上设置板状散热片以进行冷却。在使用板状散热片时，不仅由风切音引起的噪音变大，而且由于不易制造，因此成本容易上升。而本发明的光源装置在旋转体(102)的圆筒状部分(102a)的侧面设置螺旋状的凹凸结构，若发光时旋转体旋转，则通过螺旋状的凹凸结构而产生气流(AIR)，以对荧光体(103)进行冷却，与板状散热片相比，由风切音引起的噪音被抑制在较低的水平。此外，与板状散热片相比易于制造，因此能够以低成本来制造。

Description

一种光源装置以及投影显示装置

技术领域

本发明涉及一种具备包覆有荧光体的旋转体的光源装置以及使用该光源装置的投影显示装置。

背景技术

近年来，开发出一种以高发光效率输出短波长的光的半导体激光器。已进行了用这样的半导体激光器的输出光激发荧光体而将波长转换后的光作为投影显示装置的光源来使用。

虽然可以将荧光体固定在一定的位置来照射激发光，但是如果激发光总是持续照射荧光体的同一点，则会出现局部温度上升、发光效率下降的情况，进而还存在发生材料劣化的可能性。因此，大多使用预先在旋转的圆板的主面上设置荧光体并以使激发光不会固定照射荧光体的同一点的方式来构成的光源。

例如，专利文献1中记载了一种通过将激发光源的输出光照射到旋转的荧光板，从而以不会使热集中于荧光板的一点的方式来构成的光源。

在要求更高亮度的光源的情况下，并不仅仅使荧光板旋转以防止集中蓄热，还尝试了设置主动散热的结构以抑制荧光体的劣化。

例如，专利文献2中记载了一种在设置有荧光体的色轮上设置有散热用的散热片的光源。

专利文献1：日本专利公开2012-78488号公报

专利文献2：日本专利公开2012-13897号公报

在专利文献2所记载的光源中，由于如图7的(a)、(b)、(c)所示具备板状散热片4b、4c，因此在色轮旋转时空气通过离心力被扩散，从而能够获得冷却效果。

然而，如专利文献2的第[0021]段所记载的那样，当使用这样的板状散热片时，存在由风切音引起的噪音变大的问题。无论家用还是商用，对于投影显示装置都很期望静音化，而由风切音引起的噪音的产生已成为问题。

此外，还存在图7的(a)、(b)、(c)的板状散热片结构不易制造的问题。若散热片的形状精度较低，则不仅风切音变大，而且还因重量不平衡导致在旋转时发生振动，而精度良好地设置板状散热片部分却并不简单，制造成本容易上升。

此外，由于散热片的板状部分容易因外力而变形，因此在搬运部件时或组装投影显示装置时等情况下，与散热片接触时有可能会发生意外变形，所以在操作时需要密切注意。

因此，期待一种适于实现冷却效果并能抑制由风切音引起的噪音，并且易于制造和操作的光源。

发明内容

本发明是一种光源装置，用于投影显示装置，其特征在于，具有：旋转体，由金属构成；荧光体，包覆在所述旋转体上；以及激发光源，输出用于激发所述荧光体的激发光，所述旋转体具有沿着其侧面以螺旋状延伸的凹凸结构，所述旋转体的旋转方向是使通过所述以螺旋状延伸的凹凸结构而引发的空气流，向所述荧光体的方向流动的方向。

此外，本发明是一种投影显示装置，其特征在于，具备：上述光源装置；光调制器件；以及投影镜头。

根据本发明，能够提供一种适于实现冷却效果并能抑制由风切音引起的噪音，并且易于制造和操作的光源。同时，能够提供一种具备这样的光源装置的、低噪音且高亮度的投影显示装置。

附图说明

图1的(a)是第一实施方式的旋转体的剖视图，图1的(b)是第一实施方式的旋转体的正视图。

图2是第一实施方式的具备光源装置的投影显示装置的结构图。

图3的(a)是第二实施方式的旋转体的剖视图，图3的(b)是第二实施方式的旋转体的正视图，图3的(c)是第二实施方式的旋转体的外观图。

图4的(a)是第三实施方式的旋转体的剖视图，图4的(b)是第三实施方式的旋转体的正视图。

图5的(a)是第四实施方式的旋转体的剖视图，图5的(b)是第四实施方式的旋转体的正视图。

图6的(a)是第五实施方式的旋转体的剖视图，图6的(b)是第五实施方式的旋转体的正视图。

图7是现有的带有板状散热片的旋转体的外观图。

符号说明

101…电机

102…旋转体

102a…圆筒状部分

102b…圆板状部分

102c…圆环状斜面部分

102d…轴心部分

103…荧光体

200…光源装置

210…中继透镜组

211…激发光源组件

212…激发光源侧聚光透镜组

213…偏振分束器

214…四分之一波长板

215…荧光体侧聚光透镜组

220…光颜色选择色轮

221…电机

240…光通道

250…照明透镜组

260…光调制器件

271…棱镜

272…棱镜

280…投影镜头

290…投影屏幕

301…电机

302…旋转体

302a…圆筒状部分

302b…圆板状部分

302c…轴心部分

303…荧光体

304…凹部

305…凹部

401…电机

402…旋转体

402a…圆筒状部分

402b…圆板状部分

402c…轴心部分

403…荧光体

404…凹部

405…凹部

402d…螺旋状的槽

402e…螺旋状的槽

501…电机

501H…电机轮毂(モータハブ)

502…旋转体

502a…圆筒状部分

502b…圆板状部分

502c…轴心部分

503…荧光体

502d…螺旋状的槽

502e…螺旋状的槽

504…螺钉

602…旋转体

602a…圆筒状部分

603…荧光体

604…转子

605…永磁体

606…定子的层压芯

607…定子的线圈

AIR…气流

PR…具有发出红色光的荧光体的区域

PG…具有发出绿色光的荧光体的区域

PY…具有发出黄色光的荧光体的区域

RB…反射区域

RA…旋转轴

具体实施方式

[第一实施方式]

参考附图，对作为本发明的第一实施方式的用于投影显示装置的光源装置和具备该光源装置的投影显示装置进行说明。首先对光源装置中所包括的旋转体进行说明，之后对包括有光源装置的投影显示装置的整体进行说明。

(光源装置的旋转体)

在图1的(a)、(b)中，101为电机，102为旋转体，103为荧光体。

图1的(a)是将旋转体102沿着旋转轴切断而观察到的剖视图，图1的(b)是旋转体102的正视图。此外，在图1的(a)中，关于电机101的内部，省略了剖面的图示。

旋转体102包括圆筒状部分102a、圆板状部分102b、圆环状斜面部分102c、轴心部分102d。圆筒状部分102a和圆板状部分102b经由圆环状斜面部分102c连结，圆环状斜面部分102c的表面被荧光体103包覆。

如图1的(b)所示，在圆环状斜面部分102c的表面上设置有：具有发出红色光的荧光体的区域PR、具有发出绿色光的荧光体的区域PG、具有发出黄色光的荧光体的区域PY、对激发光进行反射的反射区域RB这四个带状的区域。各区域配置在以旋转轴RA为中心的圆弧上。

随着旋转体102旋转，区域PR、区域PG、区域PY依次被激发光照射，分别发出红色、绿色、黄色的荧光。此外，反射区域RB被激发光(蓝色激光)照射时，蓝色光被旋转体102反射。圆环状斜面部分102c的表面优选预先进行镜面加工，使得能够有效地射出在区域PR、区域PG、区域PY中发出的荧光，或者在反射区域RB中高效率地反射蓝色激光。

旋转体102的轴心部分102d固定于电机101的旋转轴，旋转体102随着电机旋转轴而旋转。旋转体102以高速进行旋转以使投影显示装置能够以高帧频进行彩色图像显示，具体而言，例如为了与每秒120画面的彩色图像显示相对应而以7200rpm进行旋转。

旋转体102由热传导率及反射率高的金属材料形成。例如，适宜采用铝或铝合金。虽然也可以分别制造圆筒状部分102a、圆板状部分102b、圆环状斜面部分102c、轴心部分102d各部分之后再进行接合，但为了降低制造成本，优选对整体的母材进行加工以使各部分成型。

在本实施方式中，在圆筒状部分102a的内表面，具备以螺旋状设置的槽。若将圆筒内表面之中最接近旋转轴的面设为基准，则可以认为设置有槽(凹部)，若将凹部的底看作基准，则也可以认为设置有以螺旋状延伸的棱线(凸部)。或者，还可以认为设置有以螺旋状延伸的凹凸结构。

在本实施方式中，作为螺旋状的凹凸结构，设置有与在普通螺母的内表面设置的螺纹槽相同或类似的螺旋状的槽。该螺旋状的槽的旋转角与在沿着旋转轴RA的方向上前进的距离之比即螺距是固定的，螺旋的螺旋线以至少绕圆筒内表面旋转一圈即360度以上的方式延伸。在使旋转体旋转时，螺旋状的槽引发空气流，通过如前所述采用螺距固定的螺旋，使得被引发的空气流沿着旋转轴方向是均匀的，从而抑制紊流的产生，有利于降低噪音。此外，由于在圆筒状部分102a的内侧产生空气流，因此旋转体自身作为隔音材料来发挥作用，从而能够将噪音抑制得较低。

关于螺旋的方向，在远离电机101的方向上前进时，可以是按顺时针方向旋转的方向，也可以是按逆时针方向旋转的方向，但优选为使发光时因旋转而引发的空气流向荧光体侧流动的方向。换言之，可以将旋转体的旋转方向设定为使因螺旋状的凹凸结构而引发的空气流向荧光体侧流动的方向。在本实施方式中，若发光时旋转体旋转，则如在图1的(a)中作为气流AIR而示出的那样，由于使空气朝向设置有荧光体103的圆环状斜面部分102c的内表面流动，因此能够有效地对荧光体进行冷却。

本实施方式的螺旋状的槽可以通过使用例如螺纹切削用的丝锥对旋转体102的圆筒状部分102a的内表面进行切削而容易地设置。

如上所述，本实施方式的光源可以使用设置有螺旋状的槽的旋转体来效率良好地对荧光体进行冷却。通过将在圆筒状部分的内表面设置的螺旋的螺距设为固定，从而能够抑制紊流的产生，并且即使以例如7200rpm高速旋转，也能够将由风切音引起的噪音抑制得较低。此外，本实施方式的旋转体与具备板状散热片的旋转体相比，易于制造和操作，从而能够将成本抑制得较为低廉。

接着，对具备上述旋转体的光源装置以及将该光源装置用作照明光源的投影显示装置进行说明。

(光源装置)

在图2中，由虚线包围的部分是具备上述的旋转体102的光源装置200。

首先，激发光源组件211具备以阵列状配置的多个蓝色激光光源以及与各个蓝色激光光源相对应而配置的多个准直透镜，蓝色激光光源和准直透镜被模组化。在光源组件中使用的蓝色激光光源例如是发出波长440nm的S偏光的半导体激光器。

在激发光源组件211的各模组中，包括蓝色激光光源以2×4进行矩阵排列而成的发光器件阵列。但是，一个模组中包括的矩阵排列的规模并不局限于此例，可以是更大规模的矩阵排列，也可以是纵向和横向为相同数量的矩阵排列。从各激光光源输出的光通过准直透镜的作用而作为大致平行的光线从激发光源组件211射出。

从激发光源组件211射出的S偏光的蓝色激光经过激发光源侧透镜组212，再被偏振分束器213反射，并通过荧光体侧聚光透镜组215被聚光于设置在旋转体102的斜面上的荧光体。如前所述，在旋转体102的斜面上被激发光照射的区域，配置有发出红色光、绿色光、黄色光的荧光体。偏振分束器213是具有选择性的反射镜，反射作为S偏光的蓝色激发光，而透射偏光不一致的荧光以及被旋转体102反射并经由四分之一波长板214而返回的P偏光的蓝色光。荧光体发出的荧光通过荧光体侧聚光透镜组215被聚光，透过偏振分束器213，朝向中继透镜组210射出。

(投影显示装置)

图2的投影显示装置将以上说明的光源装置200作为照明光源来使用，并进一步具备中继透镜组210、光颜色选择色轮220、电机221、光通道240、照明透镜组250、光调制器件260、棱镜271、棱镜272、投影镜头280。也存在进一步具备投影屏幕290的情况。

中继透镜组210是用于为了适合投影镜头280的F值而设定为既定的NA来使光源装置200发出的光聚光到光通道240的入射口的透镜组。中继透镜组并非必须由一片透镜构成。此外，在NA足够的情况下，也可以不设置中继透镜组。

光颜色选择色轮220是由电机221驱动而以旋转轴Ac为中心进行旋转的板状旋转体，设置有红(R)、绿(G)、黄(Y)各种颜色的滤片以及用于使蓝色光透射的扇形缺口(光透射部)。各种颜色的滤色片是为了去除不需要的波长区域的光以提高显示光的色纯度而设置的。但是，关于蓝色光，由于是色纯度高的激光，不需要设置滤片，因而设为缺口部。

具有荧光体的旋转体102与光颜色选择色轮220同步进行旋转，旋转时序被调整为使得当前者的红色荧光体发光时红色滤片位于光路上，当绿色荧光体发光时绿色滤片位于光路上，当黄色荧光体发光时黄色滤片位于光路上，当蓝色的激发光反射时光透射部位于光路上。另外，当荧光体的发光色纯度足够高时，可存在也可以不设置光颜色选择色轮的情况。

照明透镜组250是将经光通道240传播的光整形为适于对光调制器件260进行照明的光束的透镜组，由单个或多个透镜构成。

棱镜271和棱镜272共同构成内部全反射(TIR，Total Internal Reflection)棱镜。TIR棱镜使照明光进行内部全反射而以既定的角度入射到光调制器件260，并使经光调制器件260调制后的反射光朝向投影镜头280透射。

光调制器件260是基于图像信号对入射光进行调制的器件，使用以阵列状设置有微镜器件的数字微镜器件(DMD，Digital Micromirror Device)。但也可以使用诸如反射式液晶器件之类的其他的反射式光调制器件。

投影镜头280是用于将经过光调制器件260调制后的光投影为图像的镜头，由单个或多个透镜构成。

投影屏幕290在构成背投式显示装置时使用，此外，虽然往往在正投式的情况下也设置，但是在用户向任意墙面等进行投影时不一定需要具备。

下面对投影显示装置的整体运转进行说明。

从光源装置射出的被抑制了颜色深浅不均(色斑)的照明光经由中继透镜组210、光颜色选择色轮220、光通道240以及照明透镜组250而入射到作为TIR棱镜的棱镜271。在棱镜271的全反射面反射的光以既定角度入射到光调制器件260。

光调制器件260具有以阵列状设置的微镜器件，并与照明光的颜色切换同步地根据图像的各种颜色成分信号来驱动微镜器件，以将图像光以既定角度向棱镜271反射。图像光透过棱镜271和棱镜272，被导向投影镜头280，并投影到投影屏幕290上。

本实施方式的投影显示装置由于能够使用高功率且静音程度高的光源装置来对光调制器件进行照明，因此能够以低噪音来显示高亮度的图像。

[第二实施方式]

对具备与第一实施方式不同结构的旋转体的第二实施方式进行说明。

(光源装置的旋转体)

在图3的(a)、(b)、(c)中，301为电机，302为旋转体，303为荧光体。

图3的(a)是将旋转体302沿着旋转轴切断而观察到的剖视图，图3的(b)是旋转体302的正视图，图3的(c)是旋转体302的外观图。此外，在图3的(a)中，关于电机301的内部，省略了剖面的图示。

旋转体302包括圆筒状部分302a、圆板状部分302b、轴心部分302c。圆筒状部分302a和轴心部分302c经由圆板状部分302b连结。为了使旋转体302轻量化并提高空气冷却效率，夹着圆板状部分302b而设置有凹部304和凹部305。

而且，在圆筒状部分302a的前端侧的外侧面上，设置有带状的荧光体303。虽未图示，但带状的荧光体303包括：具有发出红色光的荧光体的区域PR、具有发出绿色光的荧光体的区域PG、具有发出黄色光的荧光体的区域PY。在外侧面上，还与带状的荧光体303相邻而设置有对激发光进行反射的反射区域RB。

随着旋转体302旋转，区域PR、区域PG、区域PY依次被激发光照射，分别发出红色、绿色、黄色的荧光。此外，反射区域RB被激发光(蓝色激光)照射时，蓝色光被旋转体302反射。圆筒状部分302a的前端侧的外侧面的表面优选预先进行镜面加工，使得能够有效地射出在区域PR、区域PG、区域PY中发出的荧光，或者在反射区域RB中高效率地反射蓝色激光。

旋转体302的轴心部分302c固定于电机301的旋转轴，旋转体302随着电机旋转轴而旋转。旋转体302以高速进行旋转以使投影显示装置能够以高帧频进行彩色图像显示，具体而言，例如为了与每秒120画面的彩色图像显示相对应而以7200rpm进行旋转。

旋转体302由热传导率及反射率高的金属材料形成。例如，适宜采用铝或铝合金。虽然也可以分别制造圆筒状部分302a、圆板状部分302b、轴心部分302c各部分之后再进行接合，但为了降低制造成本，优选对整体的母材进行加工以使各部分成型。

在本实施方式中，在圆筒状部分302a的外表面，具备以螺旋状设置的槽302d。若将圆筒外表面之中最远离旋转轴的面设为基准，则可以认为设置有槽(凹部)，若将凹部的底看作基准，则也可以认为设置有以螺旋状延伸的棱线(凸部)。或者，还可以认为设置有以螺旋状延伸的凹凸结构。

在本实施方式中，如图3的(c)的外观图所示，作为螺旋状的槽302d，使用与在普通螺栓上设置的螺纹槽相同或类似的螺旋状的槽。该螺旋状的槽302d的旋转角与在沿着旋转轴RA的方向上前进的距离之比即螺距是固定的，螺旋的螺旋线以至少绕圆筒外表面旋转一圈(360度)以上的方式延伸。在使旋转体旋转时，螺旋状的槽引发空气流，通过如前所述采用螺距固定的螺旋，使得被引发的空气流沿着旋转轴方向是均匀的，从而抑制紊流的产生，有利于降低噪音。

关于螺旋的方向，在远离电机301的方向上前进时，可以是按顺时针方向旋转的方向，也可以是按逆时针方向旋转的方向，但优选为使发光时因旋转而引发的空气流向荧光体侧流动的方向。即，在本实施方式中，若发光时旋转体旋转，则如在图3的(a)中作为AIR而示出的那样，由于使空气朝向设置有荧光体303的前端侧的外侧面流动，因此能够有效地对荧光体303进行冷却。

本实施方式的螺旋状的槽可以通过使用例如螺纹切削用的丝锥对旋转体302的圆筒状部分302a的外表面进行切削而容易地设置。

如上所述，本实施方式的光源可以使用设置有螺旋状的槽的旋转体来效率良好地对荧光体进行冷却。通过将在圆筒状部分的外表面设置的螺旋的螺距设为固定，从而能够抑制紊流的产生，并且即使以例如7200rpm高速旋转，也能够将由风切音引起的噪音抑制得较低。本实施方式的旋转体与具备板状散热片的现有的旋转体相比，易于制造和操作，从而能够将成本抑制得较为低廉。

具备本实施方式的旋转体的光源装置与第一实施方式的光源装置同样地，可以在参考图2而说明的投影显示装置中使用。由于基本上为相同的结构，因此省略说明，但由于本实施方式的光源装置将荧光体设置在旋转体的侧面，因此在旋转体的旋转轴RA被布局为沿着图2的Y轴的方向这一点上有所不同。本实施方式的投影显示装置由于能够使用高功率且静音程度高的光源装置来对光调制器件进行照明，因此能够以低噪音来显示高亮度的图像。

[第三实施方式]

对具备与第一实施方式、第二实施方式不同结构的旋转体的第三实施方式进行说明。

(光源装置的旋转体)

在图4的(a)、(b)中，401为电机，402为旋转体，403为荧光体。

图4的(a)是将旋转体402沿着旋转轴切断而观察到的剖视图，图4的(b)是旋转体402的正视图。此外，在图4的(a)中，关于电机401的内部，省略了剖面的图示。

旋转体402包括圆筒状部分402a、圆板状部分402b、轴心部分402c。圆筒状部分402a和轴心部分402c经由圆板状部分402b连结。为了使旋转体402轻量化并提高空气冷却效率，夹着圆板状部分402b而设置有凹部404和凹部405。

而且，在圆筒状部分402a的前端侧的端面的圆环部分中，设置有带状的荧光体403。如图4的(b)所示，带状的荧光体403包括：具有发出红色光的荧光体的区域PR、具有发出绿色光的荧光体的区域PG、具有发出黄色光的荧光体的区域PY。在圆环部分中，与带状的荧光体并列地设置有对激发光进行反射的反射区域RB。

随着旋转体402旋转，区域PR、区域PG、区域PY依次被激发光照射，分别发出红色、绿色、黄色的荧光。此外，反射区域RB被激发光(蓝色激光)照射时，蓝色光被旋转体402反射。圆筒状部分402a的前端侧的端面的表面优选预先进行镜面加工，使得能够有效地射出在区域PR、区域PG、区域PY中发出的荧光，或者在反射区域RB中高效率地反射蓝色激光。

旋转体402的轴心部分402c固定于电机401的旋转轴，旋转体402随着电机旋转轴而旋转。旋转体402以高速进行旋转以使投影显示装置能够以高帧频进行彩色图像显示，具体而言，例如为了与每秒120画面的彩色图像显示相对应而以7200rpm进行旋转。

旋转体402由热传导率及反射率高的金属材料形成。例如，适宜采用铝或铝合金。虽然也可以分别制造圆筒状部分402a、圆板状部分402b、轴心部分402c各部分之后再进行接合，但为了降低制造成本，优选对整体的母材进行加工以使各部分成型。

在本实施方式中，在圆筒状部分402a的外表面和内表面双方，具备以螺旋状设置的槽402d和402e。或者，也可以认为设置有以螺旋状延伸的凹凸结构。

在本实施方式中，作为螺旋状的槽402d，使用与在普通螺栓上设置的螺纹槽相同或类似的螺旋状的槽。此外，作为螺旋状的槽402e，使用与在普通螺母上设置的螺纹槽相同或类似的螺旋状的槽。

螺旋状的槽402d、402e的旋转角与在沿着旋转轴RA的方向上前进的距离之比即螺距是固定的，螺旋的螺旋线以至少绕圆筒的内表面或外表面旋转一圈(360度)以上的方式延伸。在使旋转体旋转时，螺旋状的槽引发空气流，通过如前所述采用螺距固定的螺旋，使得被引发的空气流沿着旋转轴方向是均匀的，从而抑制紊流的产生，有利于降低噪音。

关于螺旋的方向，在远离电机401的方向上前进时，可以是按顺时针方向旋转的方向，也可以是按逆时针方向旋转的方向，但优选为使发光时因旋转而引发的空气流向圆筒状部分402a的前端的荧光体侧流动的方向。即，在本实施方式中，若发光时旋转体旋转，则如在图4的(a)中作为AIR而示出的那样，由于使空气朝向设置有荧光体的前端侧流动，因此能够有效地对荧光体进行冷却。

本实施方式的螺旋状的槽可以通过使用例如螺纹切削用的切削工具对旋转体402的圆筒状部分402a的外表面及内表面进行切削而容易地设置。

如上所述，本实施方式的光源可以使用设置有螺旋状的槽的旋转体来效率良好地对荧光体进行冷却。通过将在圆筒状部分的内表面和外表面设置的螺旋的螺距设为固定，从而能够抑制紊流的产生，并且即使以例如7200rpm高速旋转，也能够将由风切音引起的噪音抑制得较低。此外，本实施方式的旋转体与具备板状散热片的旋转体相比，易于制造和操作，从而能够将成本抑制得较为低廉。

具备本实施方式的旋转体的光源装置与第一实施方式的光源装置同样地，可以在参考图2而说明的投影显示装置中使用。由于基本上为相同的结构，因此省略说明，但由于本实施方式的光源装置将荧光体设置在旋转体的圆筒状部分的端面(旋转体前面)，因此在旋转体的旋转轴RA被布局为沿着图2的X轴的方向这一点上有所不同。本实施方式的投影显示装置由于能够使用高功率且静音程度高的光源装置来对光调制器件进行照明，因此能够以低噪音来显示高亮度的图像。

[第四实施方式]

对旋转体固定于电机的方法与第三实施方式不同的第四实施方式进行说明。

在图5的(a)、(b)中，501为电机，502为旋转体，503为荧光体。

图5的(a)是将旋转体502沿着旋转轴切断而观察到的剖视图，图5的(b)是旋转体502的正视图。此外，在图5的(a)中，关于电机501的内部，省略了剖面的图示。

在第三实施方式中，旋转体402的轴心部分402c固定于电机401的旋转轴，而在本实施方式中，电机的旋转轴在前端具备电机轮毂501H，旋转体502固定于该电机轮毂501H。

旋转体502包括圆筒状部分502a、圆板状部分502b、轴心部分502c。圆筒状部分502a和轴心部分502c经由圆板状部分502b连结。

在图5的(a)的剖视图中并未体现，但是如在图5的(b)的正视图中所见，圆板状部分502b通过四根螺钉504固定于电机轮毂501H，旋转体502随着电机的旋转而旋转。旋转体502以高速进行旋转以使投影显示装置能够以高帧频进行彩色图像显示，具体而言，例如为了与每秒120画面的彩色图像显示相对应而以7200rpm进行旋转。

而且，在圆筒状部分502a的前端侧的端面的圆环部分中，设置有带状的荧光体503。如图5的(b)所示，带状的荧光体503包括：具有发出红色光的荧光体的区域PR、具有发出绿色光的荧光体的区域PG、具有发出黄色光的荧光体的区域PY。在圆环部分中，与带状的荧光体并列地设置有对激发光进行反射的反射区域RB。

随着旋转体502旋转，区域PR、区域PG、区域PY依次被激发光照射，分别发出红色、绿色、黄色的荧光。此外，反射区域RB被激发光(蓝色激光)照射时，蓝色光被旋转体502反射。圆筒状部分502a的前端侧的端面的表面优选预先进行镜面加工，使得能够有效地射出在区域PR、区域PG、区域PY中发出的荧光，或者在反射区域RB中高效率地反射蓝色激光。

旋转体502由热传导率及反射率高的金属材料形成。例如，适宜采用铝或铝合金。虽然也可以分别制造圆筒状部分502a、圆板状部分502b、轴心部分502c各部分之后再进行接合，但为了降低制造成本，优选对整体的母材进行加工以使各部分成型。

在本实施方式中，在圆筒状部分502a的外表面和内表面双方，具备以螺旋状设置的槽502d和502e。或者，也可以认为设置有以螺旋状延伸的凹凸结构。

在本实施方式中，作为螺旋状的槽502d，使用与在普通螺栓上设置的螺纹槽相同或类似的螺旋状的槽。此外，作为螺旋状的槽502e，使用与在普通螺母上设置的螺纹槽相同或类似的螺旋状的槽。该螺旋状的槽502d、502e的旋转角与在沿着旋转轴RA的方向上前进的距离之比即螺距是固定的，螺旋的螺旋线以至少绕圆筒的内表面或外表面旋转一圈(360度)以上的方式延伸。在使旋转体旋转时，螺旋状的槽引发空气流，通过如前所述采用螺距固定的螺旋，使得被引发的空气流沿着旋转轴方向是均匀的，从而抑制紊流的产生，有利于降低噪音。

关于螺旋的方向，在远离电机501的方向上前进时，可以是按顺时针方向旋转的方向，也可以是按逆时针方向旋转的方向，但优选为使发光时因旋转而引发的空气流向圆筒状部分502a的前端的荧光体侧流动的方向。即，在本实施方式中，若发光时旋转体旋转，则如在图5的(a)中作为AIR而示出的那样，由于使空气朝向设置有荧光体的前端侧流动，因此能够有效地对荧光体进行冷却。

本实施方式的螺旋状的槽可以通过使用例如螺纹切削用的丝锥对旋转体502的圆筒状部分502a的外表面及内表面进行切削而容易地设置。

如上所述，本实施方式的光源可以使用设置有螺旋状的槽的旋转体来效率良好地对荧光体进行冷却。通过将在圆筒状部分的内表面和外表面设置的螺旋的螺距设为固定，从而能够抑制紊流的产生，并且即使以例如7200rpm高速旋转，也能够将由风切音引起的噪音抑制得较低。此外，本实施方式的旋转体与具备板状散热片的旋转体相比，易于制造和操作，从而能够将成本抑制得较为低廉。

具备本实施方式的旋转体的光源装置与第一实施方式的光源装置同样地，可以在参考图2而说明的投影显示装置中使用。由于基本上为相同的结构，因此省略说明，但由于本实施方式的光源装置将荧光体设置在旋转体的圆筒状部分的端面(旋转体前面)，因此在旋转体的旋转轴RA被布局为沿着图2的Y轴的方向这一点上有所不同。本实施方式的投影显示装置由于能够使用高功率且静音程度高的光源装置来对光调制器件进行照明，因此能够以低噪音来显示高亮度的图像。

[第五实施方式]

对电机形式与第一实施方式～第四实施方式不同的第五实施方式进行说明。

作为用于对旋转体进行驱动的电机，可以采用各种形式的电机，而在本实施方式中，为了提高装置内的空间利用率，使用了外转子式直流无刷电机，以便能够缩短从旋转体的前端到电机的后端的长度。

图6的(a)是将旋转体602沿着旋转轴切断而观察到的剖视图，图6的(b)是旋转体602的正视图。

在图6的(a)中，602为旋转体，603为荧光体，604为外转子式直流无刷电机的转子，605为在转子上设置的永磁铁，606为定子的层压芯，607为定子的线圈。旋转体602和转子604以旋转轴同心的方式对齐并固定，并且被一体化。

在旋转体602的前面侧，设置有带状的荧光体603。如图6的(b)所示，带状的荧光体603包括：具有发出红色光的荧光体的区域PR、具有发出绿色光的荧光体的区域PG、具有发出黄色光的荧光体的区域PY。在旋转体602的前面侧，与带状的荧光体并列地设置有对激发光进行反射的反射区域RB，以整体来看构成了圆环。

随着旋转体602旋转，区域PR、区域PG、区域PY依次被激发光照射，分别发出红色、绿色、黄色的荧光。此外，反射区域RB被激发光(蓝色激光)照射时，蓝色光被旋转体602反射。圆环的基底表面优选预先进行镜面加工，使得能够有效地射出在区域PR、区域PG、区域PY中发出的荧光，或者在反射区域RB中高效率地反射蓝色激光。

旋转体602由热传导率及反射率高的金属材料形成。例如，适宜采用铝或铝合金。旋转体602以高速进行旋转以使投影显示装置能够以高帧频进行彩色图像显示，具体而言，例如为了与每秒120画面的彩色图像显示相对应而以7200rpm进行旋转。

在本实施方式中，在圆筒状部分602a的外表面，具备以螺旋状设置的槽。若将圆筒外表面之中最远离旋转轴的面设为基准，则可以认为设置有槽(凹部)，若将凹部的底看作基准，则也可以认为设置有以螺旋状延伸的棱线(凸部)。或者，还可以认为设置有以螺旋状延伸的凹凸结构。

该螺旋状的槽的旋转角与在沿着旋转轴RA的方向上前进的距离之比即螺距是固定的，螺旋的螺旋线以至少绕圆筒外表面旋转一圈(360度)以上的方式延伸。在使旋转体旋转时，螺旋状的槽引发空气流，通过如前所述采用螺距固定的螺旋，使得被引发的空气流沿着旋转轴方向是均匀的，从而抑制紊流的产生，有利于降低噪音。

关于螺旋的方向，在远离电机的方向上前进时，可以是按顺时针方向旋转的方向，也可以是按逆时针方向旋转的方向，但优选为使发光时因旋转而引发的空气流向荧光体侧流动的方向。即，在本实施方式中，若发光时旋转体旋转，则如在图6的(a)中作为AIR而示出的那样，由于使空气朝向设置有荧光体603的前端侧的外侧面流动，因此能够有效地对荧光体603进行冷却。

本实施方式的螺旋状的槽可以通过使用例如螺纹切削用的丝锥对旋转体602的圆筒状部分602a的外表面进行切削而容易地设置。

如上所述，本实施方式的光源可以使用设置有螺旋状的槽的旋转体来效率良好地对荧光体进行冷却。通过将在圆筒状部分的外表面设置的螺旋的螺距设为固定，从而能够抑制紊流的产生，并且即使以例如7200rpm高速旋转，也能够将由风切音引起的噪音抑制得较低。此外，本实施方式的旋转体与具备板状散热片的旋转体相比，易于制造和操作，从而能够将成本抑制得较为低廉。

具备本实施方式的旋转体的光源装置与第一实施方式的光源装置同样地，可以在参考图2而说明的投影显示装置中使用。由于基本上为相同的结构，因此省略说明，但由于本实施方式的光源装置将荧光体设置在旋转体的前面，因此在旋转体的旋转轴RA被布局为沿着图2的X轴的方向这一点上有所不同。本实施方式的投影显示装置由于能够使用高功率且静音程度高的光源装置来对光调制器件进行照明，因此能够以低噪音来显示高亮度的图像。

此外，由于使用外转子式直流无刷电机，因此能够缩短从旋转体的前端到电机的后端的长度，从而能够提高装置内的空间利用率。此外，在上述实施方式中，将荧光体和具备螺旋状的槽的旋转体接合到外转子，但是根据情况，还可以将荧光体和螺旋状的槽设置在外转子式直流无刷电机的转子自身的外表面。

[其他实施方式]

在以上说明的实施方式中，在旋转体的圆筒状部分的外侧侧面和内侧侧面中的一方或者双方设置了以螺旋状延伸的凹凸结构，但本发明的旋转体并不局限于上述例子，还可以进行各种变形或组合。例如，旋转体的形态与电机的种类(内转子式电机、外转子式电机等)的组合并不局限于上述实施方式的例子。

在旋转体上设置螺旋状的凹凸结构的部分无需是半径沿着旋转轴方向相同的完整的圆筒形状部分，还可以是例如半径沿着旋转轴方向发生变化的中空圆锥形状的外侧面或内侧面。此外，即使不是中空的筒状部分的侧面，也可以设置在实心部分的外侧面。

旋转体的转速不限于实施方式中例示出的7200rpm，在例如以180画面/秒的显示速度进行彩色图像显示的情况下，可以使其以10800rpm旋转。本发明的具备螺旋结构的旋转体具有即使高速旋转风切音也很小的特点，因此可以适用于各种规格的投影显示装置。

此外，在上述实施方式中，使用了与在普通螺栓(外螺纹)或螺母(内螺纹)上采用的螺纹槽相同或类似的螺旋状的凹凸结构，其理由在于，为了防止产生紊流而期望凹凸结构的等螺距化，并且也易于制造。凹部或凸部的剖面形状可以采用例如三角形螺纹、方形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹、圆形螺纹等螺纹中所采用的形状，螺纹牙的头数也可以根据气流的生成效率及噪音而适当选择。本发明的螺旋状的凹凸结构与现有的具备板状散热片的旋转体相比，易于加工和操作，能够将制造成本抑制得较为低廉。

但是，本发明的螺旋状的凹凸结构并非用于将部件彼此相连，而是用于产生冷却用的气流，因此，对于缠绕的方向、头数、螺纹槽的形状、直径以及螺距等要素，可以进行各种变形。例如，在遍及螺旋状的凹凸结构的整个区域中，这些要素无需完全固定，可以进行部分变更。只要能够通过旋转而引发空气流，则无需限定于普通螺纹所采用的凹凸形状。

此外，旋转体的荧光面的基底及反射面优选如已经描述的那样为了提高光利用率而进行镜面加工，但是旋转体的除了荧光面的基底及反射面之外的表面可以设为带有微小凹凸的粗糙氧化膜(自然色)或黑色的粗糙氧化膜，从而能够谋求因表面积的增加而导致的散热效率的进一步提高。

此外，在旋转体上设置的荧光体并不局限于实施方式中例示出的R、B、Y这三种颜色，可以对种类或颜色数量进行变更。

此外，关于设置荧光体的位置，示出了旋转体的侧面、斜面、前面的例子，但不限于此，还可以例如在一个旋转体上将这些位置组合从而在多个部位设置荧光体。

使用了本发明的光源的投影显示装置不限于图2说明的形式，可以进行各种变形。例如，对来自光源的照明光进行调制的光调制器件不限于诸如DMD或反射式液晶器件之类的反射式光调制器件。例如，还可以使用诸如透射式液晶面板之类的透射式光调制器件和颜色分离光学***，来构成三板式投影显示装置。

Claims (8)

1.一种光源装置，用于投影显示装置，其特征在于，具有：

旋转体，由金属构成；

荧光体，包覆在所述旋转体上；以及

激发光源，输出用于激发所述荧光体的激发光，

所述旋转体具有沿着其侧面以螺旋状延伸的凹凸结构，

所述旋转体的旋转方向是使通过所述以螺旋状延伸的凹凸结构而引发的空气流，向所述荧光体的方向流动的方向。

2.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，

所述旋转体具有筒状部分，所述以螺旋状延伸的凹凸结构设置在所述筒状部分的内侧侧面和外侧侧面中的至少一方。

3.根据权利要求1或2所述的光源装置，其特征在于，

以螺旋状延伸的凹凸结构以旋转角与在旋转体的旋转轴方向上前进的距离之比固定的方式设置。

4.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，

以螺旋状延伸的凹凸结构的螺旋旋转360度以上。

5.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，

所述荧光体包覆在所述旋转体的斜面。

6.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，

所述荧光体包覆在所述旋转体的前面。

7.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，

所述荧光体包覆在所述旋转体的侧面。

8.一种投影显示装置，其特征在于，具备：

权利要求1至7中任意一项所述的光源装置；

光调制器件；以及

投影镜头。

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