JP2005078029A - 照明装置及び投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 効率的に発光体を冷却することによって大きな発光量を得る。
【解決手段】 冷却用流体Ｘの封入された閉空間を有する容器２１と、該容器２１に隣接して配されかつ電流を注入されることによって発光・発熱する発光体２５とを備え、上記閉空間の空間形状を変更させる形状変更部２２，２４と、上記閉空間の空間形状の変更に追従する追従部２２とを備える。
【選択図】 図３

Description

本発明は、照明装置及び投射型表示装置に関するものである。

従来のプロジェクタ（投射型表示装置）では、その光源として、古くはハロゲンランプ、近年は高輝度高効率である高圧水銀ランプ（ＵＨＰ）が多く用いられてきた。放電型のランプであるＵＨＰを用いた光源は高圧の電源回路を要し、大型で重く、プロジェクタの小型軽量化の妨げになっていた。また、ハロゲンランプよりは寿命が長いものの依然短寿命である他、光源の制御（高速の点灯、消灯、変調）が略不可能で、また立ち上げに数分という長い時間を要していた。

そこで最近、新しい光源としてＬＥＤ発光体が注目されている。ＬＥＤは超小型・超軽量、長寿命である。また、駆動電流の制御によって、点灯・消灯、出射光量の調整が自由にできる。この点でプロジェクタの光源としても有望であり、既に小型・携帯用の小画面プロジェクタへの応用開発が始まっている（例えば、特許文献１）。

ところが、現在のところＬＥＤを光源とするプロジェクタにおいて十分な輝度を得ることは難しい。これは、ＬＥＤは効率の点でまだＵＨＰの１／２〜１／３程度であり、定格いっぱいの電流を注入しても得られる光量が小さいからである。めざましい技術革新によって上記効率は年々着実に向上しつつあり、数年後には現在のＵＨＰ並みのレベルに達する可能性もあるが、少なくとも近い将来、製品化可能なＬＥＤ光源プロジェクタにおいては、状況は変わらないであろう。なお、光量を稼ぐのにＬＥＤをアレイ化する方法があるが、あまりＬＥＤの数を増やすと発光点が大きくなることによる光学系としての照明光率の低下を招くので、あまり効果は得られない。

そこで、残された方法として考えられるのは、ＬＥＤの発光量を増やすことである。しかしながら、これは上記の通りＬＥＤの定格の制約があり、最大光量は定格と効率で自動的に決まっている。ＬＥＤの定格電流を決めているのは主に発熱量である。

ところで、特開平６−５９２３号公報（特許文献２）には、ＬＥＤを冷却用流体によって冷却することで大きな発光量を得る技術が開示されている。また、特開平８−１１６１３８号公報には、レーザダイオードの例ではあるが、特許文献２と同様に発光体を冷却することによって大きな発光量を得る技術が開示されている。
特開２０００−１１２０３１号公報 特開平６−５９２３号公報 特開平８−１１６１３８号公報

しかしながら、特許文献２，３に開示された技術では、いずれも発光体を囲む容器内に冷却用流体を流入させるためのポンピング手段と、このポンピング手段と容器とを接続する配管が必要となる。このようなポンピング手段と配管を有するため、装置全体のコストが大幅に増加すると共に、装置全体が大型化してしまう。特に上述のようなプロジェクタの場合には、大型のポンピング手段を用いることは、プロジェクタの小型軽量化という流れと逆行するものであり好ましくない。このため、装置を大型化させることなくかつ発光体を冷却できるような技術が求められている。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、効率的に発光体を冷却することによって大きな発光量を得ることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る照明装置は、冷却用流体の封入された閉空間を有する容器と、該容器に隣接して配されかつ電流を注入されることによって発光・発熱する発光体とを備え、上記閉空間の空間形状を変更させる形状変更部と、上記閉空間の空間形状の変更に追従する追従部とを備えることを特徴する。

このような特徴を有する本発明に係る照明装置によれば、形状変更部によって容器の空間形状が変更されることによって、容器内に封入された冷却用流体に対して外力が作用する。この際に、追従部が容器の空間形状の変更に対して追従することによって、冷却用流体は容器内において移動する。そして、形状変更部が元の状態に戻ると、追従部も元の状態に戻ると共に、冷却用流体も元の状態になるように流れる。このような形状変更部の空間形状の変更を繰り返し行われることによって、容器内において冷却用流体の流れが生じる。したがって、容器に隣接される発光体と冷却用流体との熱交換が促進され、効率的に発光体を冷却することができる。このため、発光体の大電流駆動が可能となり、発光体から大きな発光量を得ることができる。

このような本発明に係る照明装置によれば、容器内に冷却用流体を流入させるためのポンピング手段と、このポンピング手段と容器とを接続する配管が必要とならないため、装置全体のコストが増加することと装置が大型化することを防止しつつ発光体から大きな発光量を得ることが可能となる。

また、上記形状変更部として、可撓性を有するダイアフラムと該ダイアフラムを変形させる駆動装置とを備えた構成を採用することができる。このような構成を有する本発明に係る照明装置によれば、駆動装置によってダイアフラムを変形させることによって、容易に容器の空間形状を変更することができる。
この駆動装置としては、ボイスコイルモータ、ピエゾ素子を用いることができ、また、静電力を利用してダイアフラムを変形させるものを採用することができる。

また、駆動装置は、可聴帯域外の周波数で駆動されることが好ましい。このように、駆動装置を可聴帯域外の周波数で駆動することによって、ダイアフラムも可聴帯域外の周波数で往復運動を繰り返すため、本発明に係る照明装置から騒音が発生することを防止することができる。なお、冷却用流体の流れがさほど速くなくても発光体を冷却することができるため、駆動装置は、例えば２０Ｈｚ以下の周波数で駆動することが好ましい。

また、本発明に係る照明装置は、上記冷却用流体の移動方向を規定する流れ方向規定部を備えることが好ましい。このような流れ方向規定部を備えることによって、冷却用流体を容器内において、循環させることが可能となり、冷却用流体全体を用いて発光体の冷却を行うことが可能となる。

また、本発明に係る照明装置は、上記発光体を複数備えるという構成を採用することもできる。このように、容器に隣接して配置される発光体を複数備える場合であっても、本発明に係る照明装置は、容器内に封入された冷却用流体に流れを与えることによって、効率的に複数の発光体を同時に冷却することが可能となる。

また、本発明に係る照明装置は、上記ダイアフラムの一部を上記追従部として構成することもできる。例えば、単一のダイアフラムを容器の底面に配置し、このダイアフラムの中央部を駆動装置によって押圧した場合には、冷却用流体に外力が作用し、この冷却用流体がダイアフラムの周縁近傍を押圧することによって、ダイアフラムの周縁近傍は、変形する。このため、このダイアフラムの周縁近傍を追従部として用いることができる。なお、ダイアフラムの周縁近傍と中央部の間におけるダイアフラムを固定する固定部を配置することによって、よりダイアフラムの周縁近傍を容器の空間形状の変更に追従させることが可能となる。

また、ダイアフラムが閉空間を上層と下層とに分離するように配することによって、ダイアフラムの一方側の面を形状変更部とし、他方側の面を追従部として構成することができる。このような場合には、ダイアフラムの変形によって上層あるいは下層の冷却用流体が押圧されると共に、他方の層の冷却用流体がダイアフラムに引き寄せられるため、より冷却用流体の移動を大きくすることができ、より発光体の冷却効果が高まる。

また、本発明に係る照明装置は、上記容器に放熱部を有することが好ましい。このように、容器に放熱部を有することによって、冷却用流体が回収した発光体の熱量を効率的に外部に放熱することが可能となる。この放熱部としては、形成領域に対して広い表面積を有する放熱フィンを採用することができる。

次に、本発明に係る投射型表示装置は、本発明に係る照明装置を光源として備えることを特徴とする。このため、小型かつ軽量であると共に、大きな発光量を有する投射型表示装置を提供することが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明に係る照明装置及び投射型表示装置の一実施形態について説明する。

（第１実施形態）
図１は、本実施形態に係る投射型表示装置の概略構成図である。この図に示すように、本実施形態に係る投射型表示装置は、３板式の液晶プロジェクタであり、色合成手段としてのクロスダイクロイックプリズム３０の３つの光入射面３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂには、それぞれ光変調装置としての透過型液晶装置２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂが対向して配置され、各液晶装置２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂの背面側（クロスダイクロイックプリズム３０と反対側）にはそれぞれＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の色光を出射可能な光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂが配置されている。

図２に示すように、光源１０（１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ）は、同じ色光を発光する複数の発光素子１１（照明装置）と、この発光素子１１が一方の側に配置される基板１２とを備えている。各発光素子１１は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）からなり、点灯制御回路（不図示）によって点灯されるようになっている。

図３は、図２に示した発光素子１１の概略構成図であり、（ａ）が横断面図、（ｂ）が発光素子１１の一部を上面から表した上面図である。
この図３（ａ）に示すように、発光素子１１は、容器２１と、ダイアフラム２２と、駆動装置２４と、発光チップ２５（発光体）とを備えている。
そして、図示するように、容器２１に形成された凹部と、この凹部を塞ぐように容器２１の側部に固定されるダイアフラム２２とによって閉空間が形成されており、この閉空間内には、冷却用流体Ｘが封入されている。容器２２は、金属等の伝熱性の高い部材によって形成されていることが好ましい。ダイアフラム２２は可撓性を有する板状部材であり、このダイアフラム２２の中央部の下方には、ダイアフラム２２の中央部を押圧するための駆動装置２４が配置されている。この駆動装置２４としては、電圧が印加されることによって変位するボイスコイルモータやピエゾ素子等を用いることができる。発光チップ２５は、点灯制御回路から電流が注入されることによって発光・発熱するチップであり、レンズ２６に収容された状態で容器２１の上面に隣接して配置されている。

また、発光素子１１は、支持部（不図示）によって容器２１に支持された固定部２３と放熱フィン２７（放熱部）を備えている。
この固定部２３は、ダイアフラム２２と隣接した状態で配置されており、図３（ｂ）に示すようにダイアフラム２２の中央部を囲むように複数配置されている。すなわち、この固定部２３が隣接されるダイアフラム２２の部位は、固定部２３によって固定されることによって、変形されない状態となっている。なお、ここでは、固定部２３を不図示の支持部によって容器２１に支持されている構成を採用したが、固定部２３の厚みを厚くすることによって、固定部２３を直接容器２１に固着しても良いし一体でも良い。
また、放熱フィン２７は、当該放熱フィン２７の形成領域よりも広い表面積を有する複数の直立した板状部材として構成されており、図３（ａ）に示すように、容器２１の上面に発光チップ２５を囲むように配置されている。
なお、本実施形態において、本発明に係る形状変更部は、ダイアフラム２２及び駆動装置２４から構成されている。

このように構成された発光素子１１において、駆動装置２４が駆動することによってダイアフラム２２の中央部が押圧されると、図３（ａ）に示すように、ダイアフラム２２の中央部が紙面上方に変位する。これによって、閉空間の空間形状が変更され、ダイアフラム２２の中央部近傍に滞留していた冷却用流体Ｘがダイアフラム２２の周縁に向かって流れる。この際、ダイアフラム２２が可撓性を有しているため、ダイアフラム２２の周縁に向かって流れた冷却用流体Ｘに押圧される。よって固定部２３よりも外側寄りに位置するダイアフラム２２の部位（周縁近傍）は図３（ａ）に示すように、紙面下方に変位する。すなわち、ダイアフラム２２の周縁近傍（追従部）が駆動装置２４の駆動に起因する閉空間の変更に追従して変位する。したがって、冷却用流体Ｘは、容易にダイアフラム２２の周縁に向かって流れることができる。
続いて、駆動装置２４が元の状態に戻ると、押圧されることによって変形されていたダイアフラム２２の中央部が元の状態に戻る。これに伴って、ダイアフラム２２の周縁に向かって流れた冷却用流体Ｘがもとの状態に戻るため、また閉空間内において冷却用流体Ｘの流れが生じる。

このような閉空間の空間形状の変更を繰り返し行うことによって、閉空間内における冷却用流体Ｘに常に流れを持たせることができる。したがって、発光チップ２５と冷却用流体Ｘとの熱交換を促進させることができるため、容易に発光チップ２５を冷却することができる。このため、発光チップ２５を大電流駆動することができ、発光素子１１から大きな発光量を得ることができる。

また、冷却用流体Ｘによって、回収された発光チップ２５の熱量は、容器２１を介して外部に放熱されることとなるが、容器２１が伝熱性の高い金属等によって形成されると共に、容器２１に放熱フィン２７が配置されているため、冷却用流体Ｘによって回収された熱量は、効率的に外部に放熱される。このため、冷却用流体Ｘの温度上昇を防止することができ、より確実に発光チップ２５の冷却を行うことができる。

なお、駆動装置２４は、可聴帯域外の周波数で駆動されることが好ましい。このように、駆動装置２４を可聴帯域外の周波数で駆動することによって、ダイアフラム２２も可聴帯域外の周波数で往復運動を繰り返すため、発光素子１１から騒音が発生することを防止することができる。

したがって、このような発光素子１１によれば、容器２１内に冷却用流体Ｘを流入させるためのポンピング手段と、このポンピング手段と容器２１とを接続する配管が必要とならないため、発光素子１１のコストが増加することと発光素子１１が大型化することを防止しつつ発光チップ２５から大きな発光量を得ることが可能となる。

図１に戻り、光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂとこれに対応する光変調装置２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂとの間には照明光の照度分布を光変調装置２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂにおいて均一化させるための照度均一化手段１９として、照明装置側から第１のフライアイレンズ１９１、第２のフライアイレンズ１９２が順次設置されている。第１のフライアイレンズ１９１は複数の２次光源像を形成し、第２のフライアイレンズ１９２は被照明領域である光変調装置の設置位置においてそれらを重畳する重畳レンズとしての機能を有する。これにより、発光素子１から出射された光は、その光の密度分布に関係なく液晶装置全面に均一な密度で照射される。

クロスダイクロイックプリズム３０は、４つの直角プリズムが貼り合わされた構造を有し、その貼り合わせ面３０ａ，３０ｂには誘電体多層膜からなる光反射膜（図示略）が十字状に形成されている。具体的には、貼り合わせ面３０ａには、光変調装置２０Ｒで形成された赤色の画像光を反射し、それぞれ光変調装置２０Ｇ，２０Ｂで形成された緑色及び青色の画像光を透過する光反射膜が設けられ、貼り合わせ面３０ｂには、光変調装置２０Ｂで形成された青色の画像光を反射し、それぞれ光変調装置２０Ｒ，２０Ｇで形成された赤色及び緑色の画像光を透過する光反射膜が設けられている。そして、クロスダイクロイックプリズム３０の光出射面に導光された各色の画像光は投射レンズ（投射手段）４０によってスクリーン５０に投射されるようになっている。

したがって、このような本実施形態に係る投射型表示装置によれば、大型化を防止しつつ発光チップ２５から大きな発光量を得られる発光素子１１を光源１０の一部として備えているため、小型かつ軽量であると共に、大きな発光量を有する投射型表示装置とすることができる。

（第２実施形態）
図４は、上記第１実施形態とは異なる構成を有する発光素子１１ａの横断面を示した図である。なお、本第２実施形態においては、上記第１実施形態と異なる部位についてのみ説明する。
この図４に示すように、本第２実施形態に係る発光素子１１ａでは、容器２１内に形成された閉空間が上層と下層とに分離されており、この上層と下層とを分離するための仕切板２１ａの中央部にダイアフラム２２が配置されている。すなわち、本第２実施形態に係る発光素子１１ａにおいては、ダイアフラム２２が閉空間を上層と下層とに分離するように配されている。なお、仕切板２１ａは、不図示の支持部によって容器２１に固定されており、図示するように、その端部が容器２１の側壁部と非接触に支持されている。すなわち、本第２実施形態に係る発光素子１１ａは、閉空間の上層と下層とが閉空間の周縁近傍において繋がっている。そして、駆動装置２４は、その駆動部分がダイアフラム２２の下方に配置されるように、閉空間の内部から容器２４の外部に亘って配置されている。

このような構成を有する本第２実施形態に係る発光素子１１ａにおいて駆動装置２４が駆動すると、ダイアフラム２２が紙面上方に変位する。これによって、閉空間の上層の容積が減少し、これに追従して閉空間の下層の容積が増加する。この場合に、閉空間の上層に滞留する冷却用流体Ｘがダイアフラム２２の変形に伴って閉空間の周縁近傍に向かって流れると同時に、閉空間の下層に滞留する冷却用流体Ｘがダイアフラム２２の変形に伴って閉空間の中央部に向かって流れる。ここで、閉空間の上層と下層とが閉空間の周縁近傍において繋がっているために、閉空間の下層において冷却用流体Ｘが閉空間の中央部に向かって流れようとする力が閉空間の上層の冷却用流体Ｘに伝達される。すなわち、閉空間の上層における冷却用流体Ｘは、ダイアフラム２２の変形に伴って押し流されると共に、閉空間の下層に向けて引き寄せられる。しがたって、閉空間の上層の冷却用流体Ｘの動きを大きくできるため、より効率的に発光チップ２５の熱量を回収することができ、発光チップ２５をより大電流駆動することができる。

（第３実施形態）
次に、図５は、上記第１及び第２実施形態と異なる構成を有する発光素子１１ｂの概略構成を示した図であり、（ａ）が横断面図、（ｂ）が発光素子１１ｂの一部を上面から示した上面図である。なお、本第３実施形態においても、上記第１実施形態と異なる部位についてのみ説明する。
この図５（ａ），（ｂ）に示すように、本第３実施形態に係る発光素子１１ｂは、閉空間内に封入された冷却用流体Ｘの流れ方向を規定する流れ方向規定部２８を備えている。この流れ方向規定部２８はダイアフラム２２の中央部を囲むフィルム状の部材であり、冷却用流体Ｘの流れを閉空間の中央部から周縁近傍に向くように規定する第１流れ方向規定部２８ａと、冷却用流体の流れを閉空間の周縁近傍から中央部に向くように規定する第２流れ方向規定部２８ｂとから構成されている。

第１流れ方向規定部２８ａは、図５（ｂ）に示すように、ダイアフラム２２の中央部を半周分（図５（ｂ）における紙面上側）だけ囲むように配されており、その下部が固定部２４の上面に固着され、その上部が閉空間の周縁近傍に向くように姿勢規定されている。なお、図５（ａ）に示すように、この第１流れ方向規定部２８ａの上部は、容器２１と接触はしているが固着されていない。したがって、冷却用流体Ｘが閉空間の中央部から周縁近傍に流れようとする場合には冷却用流体Ｘを通過させるが、逆に冷却用流体Ｘが閉空間の周縁近傍から中央部に流れようとする場合には冷却用流体Ｘを通過させない。

また、第２流れ方向規定部２８ｂは、図５（ｂ）に示すように、ダイアフラム２２の中央部を半周分（図５（ｂ）における紙面下側）だけ囲むように配されており、その下部が固定部２４の上面に固着され、その上部が閉空間の中央部に向くように姿勢規定されている。なお、図５（ａ）に示すように、この第１流れ方向規定部２８ｂの上部は、容器２１と接触はしているが固着されていない。したがって、冷却用流体Ｘが閉空間の周縁近傍から中央部に流れようとする場合には冷却用流体Ｘを通過させるが、逆に冷却用流体Ｘが閉空間の中央部から周縁近傍に流れようとする場合には冷却用流体Ｘを通過させない。

このような構成を有する本第３実施形態に係る発光素子１１ｂにおいて、駆動装置２４が駆動するとダイアフラム２２が図５（ａ）における紙面上方に変位する。この場合に、冷却用流体Ｘは、閉空間の中央部から閉空間の周縁近傍に向かって流れようとするため、第１流れ方向規定部２８ａを通過して閉空間の周縁近傍に流れる。そして、ダイアフラム２２が元の状態に戻る場合には、冷却用流体Ｘは、閉空間の周縁近傍から中央部に向かって流れようとするため、第２流れ方向規定部２８ｂを通過して閉空間の中央部に流れる。そして、駆動装置２４の駆動を繰り返し行うことによって、閉空間の中央部に滞留する冷却用流体Ｘは、第１流れ方向規定部２８ａを介して閉空間の周縁近傍に流れ、その後、流れ方向規定部２８ｂを介して再び閉空間の中央部に戻る。したがって、閉空間内の冷却用流体Ｘの流れを循環流とすることができる。このように冷却用流体Ｘの流れを循環流とすることによって、全ての冷却用流体Ｘを発光チップ２５の冷却に用いることができるため、効率的に発光チップ２５を冷却することが可能となる。

なお、このような構成を採用する場合には、第１流れ方向規定部２８ａと第２流れ方向規定部２８ｂとの間及び流れ方向規定部２８とダイアフラム２２との間に隙間が形成され、この隙間において若干の冷却用流体Ｘの出入が生じる。しかしながら、発光チップ２５を冷却するためには、冷却用流体Ｘの流れを完全な循環流とする必要はないので、このような隙間における冷却用流体Ｘの出入は問題とならない。

なお、本第３実施形態に係る第１及び第２流れ方向規定部２８ａ，ｂは、必ずしもフィルム状部材である必要はなく、例えば、図６（ａ），（ｂ）に示すような構成であっても良い。
図６（ａ）に示す第１及び第２流れ方向規定部２８ａ１，２８ｂ１は、途中部位３１ａにおいて管径が広くなる配管３１と、当該配管３１の途中部位３１ａをバネ３３を介して塞ぐ栓部材３２とを有している。このような構成を有する第１及び第２流れ方向規定部２８ａ１，２８ｂ１によれば、紙面右方向から流れてくる冷却用流体Ｘのみを通過させ、逆に紙面左方向から流れてくる冷却用流体Ｘを通過させないため、冷却用流体Ｘの流れが紙面右から左に向くように冷却用流体Ｘの流れを規定することができる。
また、図６（ｂ）に示す第１及び第２流れ方向規定部２８ａ２，２８ｂ２は、いわゆる流体ダイオードであり、中空の円筒形状に形状設定された本体部３４と、当該本体部３４の上面中央部に接続される第１配管３６と、当該第１配管に角度を有して接続される第２配管３５と、本体部３４に接続されかつ本体部３４の接線方向に延在する第３配管３７とを有している。このような構成を有する第１及び第２流れ方向規定部２８ａ２，２８ｂ２によれば、第２配管３５→第１配管３６→第３配管３７の順に冷却用流体Ｘが流れ易くなるため、実質的に冷却用流体Ｘの流れを紙面左から右に向くように規定することができる。

本第３実施形態に係る発光素子１１ｂは、これら図６（ａ），（ｂ）に示したような第１及び第２流れ方向規定部２８ａ１，２８ｂ１，２８ａ２，２８ｂ２を有する構成とすることも可能である。しかしながら、これら図６（ａ），（ｂ）に示したような第１及び第２流れ方向規定部２８ａ１，２８ｂ１，２８ａ２，２８ｂ２は、フィルム状の第１及び第２流れ方向規定部２８ａ，２８ｂも構造が複雑となり、さらに配管３１，第２配管３５にうまく冷却用流体Ｘを流入させるような構造も必要となるため発光素子の製造コストが増加する。したがって、本第３実施形態に係る発光素子１１ｂは、フィルム状の第１及び第２流れ方向規定部２８ａ，２８ｂを有することが好ましい。

（第４実施形態）
次に、図７は、静電力を利用してダイアフラム２２を変位させる発光素子１１ｃの横断面図である。なお、本第４実施形態においても、上記第１実施形態と異なる部位についてのみ説明する。
図７に示すように、本第４実施形態に係る発光素子１１ｃは、上記実施形態で示したボイスコイルモータやピエゾ素子を利用してダイアフラム２２を変位させる駆動装置２４の替わり静電力を利用してダイアフラム２２を変位させる駆動装置４１を備えている。
本第４実施形態に係る発光素子１１ｃにおいては、ダイアフラム２２が閉空間の中央部に配される第１ダイアフラム２２ａと、閉空間の周縁近傍に配される第２ダイアフラム２２ｂとに分離されており、これら第１ダイアフラム２２ａと第２ダイアフラム２２ｂとの間には絶縁部２９ａが配されている。したがって、第１ダイアフラム２２ａと第２ダイアフラム２２ｂとは電気的に絶縁された状態となっている。この絶縁部２９ａは、第１ダイアフラム２２ａを囲むように配されており、図３（ｂ）に示した固定部２３のように複数配されるのではなく、第１ダイアフラム２２ａの全周に亘って形成されている。なお、この絶縁部２９ａも不図示の支持部を介して容器２１に固定されている。

第１ダイアフラム２２ａと容器２１は導電性を有する金属材料によって形成されており、これら第１ダイアフラム２２ａと容器２１に駆動装置４１の電源が接続されている。
駆動装置４１は、第１ダイアフラム２２ａと容器２１とを電極として、これら第１ダイアフラム２２ａと容器２１とに交流電圧を印加することによって、第１ダイアフラム２２ａと容器２１との間に働く静電力を利用して第１ダイアフラム２２ａを変位させるものである。したがって、本第４実施形態に係る駆動装置４１は、駆動対象である第１ダイアフラム２２ａ自身を自らの構成要素の１つとしている。
そして、このような駆動装置４１の駆動によって第１ダイアフラム２２ａが変位される。したがって、本第４実施形態に係る発光素子１１ｃは、この第１ダイアフラム２２ａの変位によって冷却用流体Ｘに流れを生じさせ、発光チップ２５を効率的に冷却することができる。

（第５実施形態）
次に、図８は、上記第４実施形態において示した静電力を利用してダイアフラム２２を変位させる発光素子１１ｃの変形例である発光素子１１ｄの横断面図である。なお、本第５実施形態においては、上記第４実施形態と異なる部位についてのみ説明する。
図８に示すように、本第５実施形態に係る発光素子１１ｃは、絶縁部２９ｂを介して容器２１に固定された電極４２を有している。そして、駆動装置４１の電源が容器２１ではなく、電極４２と電気的に接続されている。このように、容器２１と絶縁された電極４２を備えることによって、ダイアフラム２２と容器２１とを絶縁する必要がなくなるため、ダイアフラム２２を上記第４実施形態のように第１ダイアフラム２２ａと第２ダイアフラム２２ｂとに分離する必要がなくなる。したがって、図８に示すように、一枚のダイアフラム２２を用いることが可能となる。また、この場合には、第４実施形態における絶縁部２９ａを配する必要がなくなるため、第１実施形態において示した固定部２３を配置すれば良い。なお、容器２１が導電性を有さない材料によって形成されている場合には、絶縁部２９ｂを設ける必要はなく、電極４２を直接容器２１に固着させることができる。
そして、駆動装置４１の駆動によってダイアフラム２２が変位される。したがって、本第５実施形態に係る発光素子１１ｄは、このダイアフラム２２の変位によって冷却用流体Ｘに流れを生じさせ、発光チップ２５を効率的に冷却することができる。

（第６実施形態）
次に、図９は、上記第４実施形態において示した静電力を利用してダイアフラム２２を変位させる発光素子１１ｃの変形例である発光素子１１ｅの横断面図である。なお、本第６実施形態においても上記第４実施形態と異なる部位についてのみ説明する。
図９に示すように、本第６実施形態に係る発光素子１１ｅは、容器２１の下部として絶縁部２９ｃが設けられている。このように、絶縁部２９ｃを容器２１の下部として設けることによって、ダイアフラム２２と容器２１とが絶縁されるため、ダイアフラム２２を上記第４実施形態のように第１ダイアフラム２２ａと第２ダイアフラム２２ｂとに分離する必要がなくなる。したがって、図９に示すように、一枚のダイアフラム２２を用いることが可能となる。また、この場合には、第４実施形態における絶縁部２９ａを配する必要がなくなるため、第１実施形態において示した固定部２３を配置すれば良い。
また、本第６実施形態に係る発光素子１１ｅは、図９に示すように、ダイアフラム２２の中央部の上方に位置する容器２１の部位が突出形成されている。このため、駆動装置４１の電極間、すなわちダイアフラム２２と容器２１との間が狭くなるため、静電力が強く働く。したがって、ダイアフラム２２の中央部を大きく変位させることができるため、より冷却用流体Ｘの移動量を多くすることができ、より効率的に発光チップ２５を冷却することが可能となる。

（第７実施形態）
次に、図１０は、上記第５実施形態において示した発光素子１１ｃの変形例である発光素子１１ｆの横断面図である。なお、本第７実施形態においては、上記第５実施形態と異なる部位についてのみ説明する。
図１０に示すように、本第７実施形態に係る発光素子１１ｆは、ダイアフラム２２の下面に、ダイアフラム２２の中央部を囲むように絶縁部２９ｄが配されており、この絶縁部２９ｄを介して電極４２がダイアフラム２２の中央部と対向配置されている。この場合には、絶縁部２９ｄによってダイアフラム２２の中央部と周縁近傍との間を固定することができるため、固定部２３を配する必要がなくなる。
そして、このような構成を有する本第７実施形態に係る発光素子１１ｆは、駆動装置４１の駆動によってダイアフラム２２が紙面下方に変位される。この場合には、閉空間の周縁近傍に滞留する冷却用流体Ｘが閉空間の中央部に向かって流れる。したがって、本第７実施形態に係る発光素子１１ｆは、このダイアフラム２２の変位によって冷却用流体Ｘに流れを生じさせ、発光チップ２５を効率的に冷却することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る照明装置及び投射型表示装置の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態において、容器２１と隣接する発光チップ２５を１つとして説明した。しかしながら、本発明に係る照明装置は、これに限定されるものではなく、容器２１に複数の発光チップを隣接して配置しても良い。このように、容器２１上に複数の発光チップ２５を配置することによって、これらの発光チップをまとめて冷却することができるため、より効率的に発光チップを冷却することが可能となる。

本発明の第１実施形態に係る投射型表示装置の概略構成図である。 同、投射型表示装置に用いられる高原１０の概略構成図である。 本発明の第１実施形態に係る発光素子１１の概略構成図である。 本発明の第２実施形態に係る発光素子１１ａの概略構成図である。 本発明の第３実施形態に係る発光素子１１ｂの概略構成図である。 同、発光素子１１ｂに用いられる流れ方向規制部２８ａ，２８ｂの変形例を示した図である。 本発明の第４実施形態に係る発光素子１１ｃの概略構成図である。 本発明の第５実施形態に係る発光素子１１ｄの概略構成図である。 本発明の第６実施形態に係る発光素子１１ｅの概略構成図である。 本発明の第７実施形態に係る発光素子１１ｆの概略構成図である。

符号の説明

１１，１１ａ〜１１ｆ……発光素子（照明装置）、２１……容器、２２……ダイアフラム、２４……駆動装置、２５……発光チップ（発光体）、２７……放熱フィン（放熱部）、Ｘ……冷却用流体

Claims (12)

1. 冷却用流体の封入された閉空間を有する容器と、該容器に隣接して配されかつ電流を注入されることによって発光・発熱する発光体とを備え、
   前記閉空間の空間形状を変更させる形状変更部と、前記閉空間の空間形状の変更に追従する追従部と
   を備えることを特徴とする照明装置。
2. 前記形状変更部は、可撓性を有するダイアフラムと、該ダイアフラムを変形させる駆動装置とを備えることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
3. 前記駆動装置は、ボイスコイルモータであることを特徴とする請求項２記載の照明装置。
4. 前記駆動装置は、ピエゾ素子であることを特徴とする請求項２記載の照明装置。
5. 前記駆動装置は、静電力を利用して前記ダイアフラムを変形させることを特徴とする請求項２記載の照明装置。
6. 前記駆動装置は、可聴帯域外の周波数で駆動されることを特徴とする請求項２〜５いずれかに記載の照明装置。
7. 前記冷却用流体の移動方向を規定する流れ方向規定部を備えることを特徴とする請求項１〜６いずれかに記載の照明装置。
8. 前記発光体を複数備えることを特徴とする請求項１〜７いずれかに記載の照明装置。
9. 前記ダイアフラムの一部が前記追従部として構成されることを特徴とする請求項２〜９いずれかに記載の照明装置。
10. 前記ダイアフラムが前記閉空間を上層と下層とに分離するように配されていることを特徴とする請求項９記載の照明装置。
11. 前記容器は、放熱部を有することを特徴とする請求項１〜１０いずれかに記載の照明装置。
12. 請求項１〜１１いずれかに記載の照明装置を光源として備えることを特徴とする投射型表示装置。
    
    
    

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