CN108121139A - 波长转换元件、光源装置以及投影仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供波长转换元件、光源装置以及投影仪，能够在波长转换层的光入射面侧良好地设置透光性部件，并且能够抑制界面反射，提高散热性，抑制波长转换效率下降。本发明的波长转换元件具有：波长转换层，其具有供激励光入射的光入射面、与光入射面相对的光射出面、以及将光入射面的端部与光射出面的端部连接起来的连接面；以及冷却单元，其具有：支承部件，该支承部件支承波长转换层并且设置成与连接面接触；以及透光性部件，该透光性部件具有向与激励光的行进方向相反的方向突出的曲面，与波长转换层的光入射面相对设置，经由接合部件与支承部件接合，在波长转换层的光入射面与透光性部件之间设有空气层，空气层的厚度比接合部件的厚度薄。

Description

波长转换元件、光源装置以及投影仪

技术领域

本发明涉及波长转换元件、光源装置以及投影仪。

背景技术

专利文献1中公开了一种光源装置，该光源装置具有：激励光源，其发射激励光；光学***，其会聚激励光；荧光体，其供会聚的激励光入射，由此被激励而发射荧光；以及玻璃基板，其形成有荧光体。在该结构中，在玻璃基板的一个面侧形成荧光体，在该玻璃基板的一个面(激励光入射)侧设置有由散热片构成的冷却机构，能够有效冷却荧光体。在这样的专利文献1的光源装置中，在冷却机构的激励光入射侧(玻璃基板的一面侧)形成有冷却叶片，因此无法在激励光入射侧设置透光性部件。

专利文献1：日本特开2012-169049号公报

在波长转换层的激励光入射侧设置导热率较高的透光性部件或散热性较好的透光性部件(例如，蓝宝石等)的情况下，作为为了将透光性部件与波长转换层的光入射面接合而使用的粘接材料，为了抑制界面反射，要求折射率为1.76(透光性部件的折射率)～1.83(波长转换层的折射率)、透明性和较高的耐热性。但是，不存在满足这种条件的粘接材料。

发明内容

本发明是鉴于上述现有技术的问题而完成的，其目的之一在于提供一种能够在波长转换层的光入射面侧良好地设置透光性部件并且能够抑制界面反射、提高散热性、抑制波长转换效率下降的波长转换元件、光源装置和投影仪。

本发明的一个方式中的波长转换元件成为如下结构：该波长转换元件具有：波长转换层，其具有供激励光入射的光入射面、与所述光入射面相对的光射出面、以及将所述光入射面的端部与所述光射出面的端部连接起来的连接面；以及冷却单元，其具有：支承部件，该支承部件支承所述波长转换层并且设置成与所述连接面接触；以及透光性部件，该透光性部件具有向与所述激励光的行进方向相反的方向突出的曲面，与所述波长转换层的所述光入射面相对设置，经由接合部件与所述支承部件接合，在所述波长转换层的所述光入射面与所述透光性部件之间设有空气层，所述空气层的厚度比所述接合部件的厚度薄。

根据本发明，利用设置于波长转换层与透光性部件之间的空气层，具有透光性，同时抑制界面反射，并且能够提高波长转换层的散热性。此外，空气层无需考虑耐热性。由此，能够抑制波长转换层的波长转换效率下降。

在本发明的一个方式的波长转换元件中，也可以构成为，所述支承部件具有非接合部，该非接合部与所述透光性部件相对并且不与所述透光性部件接合，所述波长转换层被配置于所述非接合部。

根据本发明，波长转换层成为经由支承部件而安装于透光性部件的状态，能够在透光性部件与波长转换层之间形成空气层。

在本发明的一个方式的波长转换元件中，也可以构成为，所述支承部件具有与所述透光性部件接合的接合面，所述波长转换层的所述光入射面比所述接合面更向与所述激励光的行进方向相反的方向突出，由此，在所述接合面与所述光入射面之间形成台阶部。

根据本发明，能够利用透光性部件，使波长转换层的光入射面接近。空气层的厚度越薄，则热的传播性越高，所以，波长转换层的热经由空气层传递到透光性部件，进行散热。

在本发明的一个方式的波长转换元件中，也可以构成为，所述透光性部件包含蓝宝石，并且所述曲面呈半球形状。

根据本发明，通过具有由导热率高的蓝宝石构成的透光性部件，能够使在波长转换层中产生的热在透光性部件中有效地散出。

在本发明的一个方式的波长转换元件中，也可以构成为，所述接合部件设有使所述空气层与外部空间连通的通气口。

根据本发明，即使在由于波长转换层的发热而使空气层发生膨胀的情况下，也能够使空气经由通气口向外部逸出，能够防止透光性部件与支承部件之间的分离等。

本发明的一个方式中的光源装置具有：上述波长转换元件；以及激励光源，其射出所述激励光。

根据本发明，由于具有抑制界面反射同时散热性高的波长转换元件，所以，能够实现波长转换效率高的光源装置。

本发明的一个方式中的投影仪具有：上述光源装置；光调制装置，其根据图像信息调制从所述光源装置射出的光，生成图像光；以及投射光学***，其投射所述图像光。

根据本发明，成为具有波长转换效率优异的光源装置的投影仪，可靠性高。

附图说明

图1是示出实施方式的投影仪的概略结构图。

图2是示出第1实施方式的光源装置的概略结构的图。

图3是在包含图2的照明光轴的平面上对第1实施方式中的波长转换元件进行剖切的剖视图。

图4是从激励光的入射侧观察第1实施方式中的波长转换元件时的俯视图。

图5是沿图4的A-A线的剖视图。

图6是示出第2实施方式的光源装置的结构的图。

图7是在包含图6的照明光轴的平面上对第2实施方式中的波长转换元件进行剖切的剖视图。

标号说明

1：投影仪；2A、2B：光源装置；4B、4G、4R：光调制装置；6：投射光学***；13、73：冷却单元；30、70：波长转换元件；31、71：支承部件；31a：第1面(接合面)；31h、71h：孔(非接合部)；32、72：波长转换层；32a、72a：光入射面；32b、72b：光射出面；32c：连接面；33：透光性部件；33d：凸面(曲面)；36：接合部件；37：空气层；38：台阶部；110：激励光源；B：激励光。

具体实施方式

下面，参照各附图对本发明的实施方式进行详细说明。

另外，为了容易理解特征，在以下的说明所使用的附图中，为了方便，有时放大地示出作为特征的部分，各结构要素的尺寸比例等未必与实际相同。

[第1实施方式]

(投影仪)

本实施方式的投影仪是使用了3个透射型液晶光阀作为光调制装置的投影仪的一例。另外，作为光调制装置，还能够使用反射型液晶光阀。此外，作为光调制装置，可以采用使用了微镜的器件例如使用了DMD(Digital Micromirror Device：数字微镜器件)等的光调制装置等除液晶以外的光调制装置。

图1是示出本实施方式的投影仪的概略结构图。

如图1所示，投影仪1具有光源装置2A、颜色分离光学***3、光调制装置4R、光调制装置4G、光调制装置4B、光合成光学***5和投射光学***6。光源装置2A射出照明光WL。颜色分离光学***3将来自光源装置2A的照明光WL分离为红色光LR、绿色光LG、蓝色光LB。光调制装置4R、光调制装置4G、光调制装置4B分别根据图像信息调制红色光LR、绿色光LG、蓝色光LB，形成各色的图像光。光合成光学***5对来自各光调制装置4R、4G、4B的各色的图像光进行合成。投射光学***6朝向屏幕SCR投射来自光合成光学***5的合成后的图像光。

如图2所示，光源装置2A射出白色的照明光(白色光)WL，该白色的照明光是对从半导体激光器射出的蓝色的激励光B中的、不进行波长转换就射出的蓝色的激励光B的一部分和通过波长转换元件30对激励光的波长转换而产生的黄色的荧光Y进行合成而得到的。光源装置2A朝向颜色分离光学***3射出被调整成具有大致均匀的照度分布的照明光WL。之后对光源装置2A的具体结构进行叙述。

如图1所示，颜色分离光学***3具有第1分色镜7a、第2分色镜7b、第1反射镜8a、第2反射镜8b、第3反射镜8c、第1中继透镜9a和第2中继透镜9b。

第1分色镜7a将从光源装置2A射出的照明光WL分离为红色光LR、以及对绿色光LG和蓝色光LB进行混合后的光。因此，第1分色镜7a具有使红色光LR透过并且反射绿色光LG和蓝色光LB的特性。第2分色镜7b将对绿色光LG和蓝色光LB进行混合后的光分离为绿色光LG和蓝色光LB。因此，第2分色镜7b具有反射绿色光LG并且使蓝色光LB透过的特性。

第1反射镜8a配置于红色光LR的光路中，将透过第1分色镜7a的红色光LR朝光调制装置4R反射。第2反射镜8b和第3反射镜8c配置于蓝色光LB的光路中，将透过第2分色镜7b的蓝色光LB引导至光调制装置4B。

第1中继透镜9a和第2中继透镜9b配置于蓝色光LB的光路中的第2分色镜7b的后级。第1中继透镜9a和第2中继透镜9b补偿由于蓝色光LB的光路长度长于红色光LR、绿色光LG的光路长度而引起的蓝色光LB的光损耗。

光调制装置4R、光调制装置4G和光调制装置4B分别由液晶面板构成。光调制装置4R、光调制装置4G和光调制装置4B分别在使红色光LR、绿色光LG、和蓝色光LB各自通过的期间，根据图像信息分别调制红色光LR、绿色光LG和蓝色光LB，形成与各色对应的图像光。在光调制装置4R、光调制装置4G和光调制装置4B各自的光入射侧和光射出侧分别配置有偏振片(省略图示)。

在光调制装置4R、光调制装置4G和光调制装置4B各自的光入射侧设置有场透镜10R、场透镜10G和场透镜10B，该场透镜10R、场透镜10G和场透镜10B将分别入射到光调制装置4R、光调制装置4G和光调制装置4B的红色光LR、绿色光LG和蓝色光LB分别平行化。

光合成光学***5由十字分色棱镜构成。光合成光学***5对分别来自光调制装置4R、光调制装置4G和光调制装置4B的各色的图像光进行合成，朝向投射光学***6射出合成后的图像光。

投射光学***6由投射透镜组构成。投射光学***6朝向屏幕SCR放大投射由光合成光学***5合成后的图像光。由此，在屏幕SCR上显示放大后的彩色影像(图像)。

(光源装置)

接着，对第1实施方式中的光源装置2A的结构进行说明。

图2是示出第1实施方式中的光源装置的概略结构的图。

如图2所示，光源装置2A具有激励光源110、无焦光学***11、均化器光学***12、聚光光学***20、波长转换元件30、拾取光学***60、第1透镜阵列120、第2透镜阵列130、偏振转换元件140和重叠透镜150。

激励光源110由多个半导体激光器110A构成，该多个半导体激光器110A射出由激光构成的蓝色的激励光B。激励光B的发光强度的峰值例如为445nm。多个半导体激光器110A在与照明光轴100ax垂直的一个平面内配置成阵列状。另外，作为激励光源110，还能够使用射出445nm以外的波长、例如455nm或460nm的蓝色光的半导体激光器。此外，作为激励光源110，不限于半导体激光二极管，还能够使用LED(Light Emitting Diode)。

无焦光学***11例如具有凸透镜11a和凹透镜11b。无焦光学***11缩小由从激励光源110射出的多个激光构成的光束的直径。另外，可以在无焦光学***11与激励光源110之间配置准直光学***，将入射到无焦光学***11的激励光转换为平行光束。

均化器光学***12例如具有第1多透镜阵列12a和第2多透镜阵列12b。均化器光学***12使激励光的光强度分布在后述的波长转换层上成为均匀的状态、即顶帽(Tophat)分布。均化器光学***12使从第1多透镜阵列12a和第2多透镜阵列12b的多个透镜射出的多个小光束与聚光光学***20一起在波长转换层上相互重叠。由此，使照射到波长转换层上的激励光B的光强度分布成为均匀的状态。

聚光光学***20例如具有第1透镜20a和第2透镜20b。聚光光学***20配置于从均化器光学***12到波长转换元件30的光路中，使激励光B会聚并入射到波长转换元件30的波长转换层。在本实施方式中，第1透镜20a和第2透镜20b分别由凸透镜构成。

拾取光学***60例如具有第1准直透镜62和第2准直透镜64。拾取光学***60是将从波长转换元件30射出的光大致平行化的平行化光学***。第1准直透镜62和第2准直透镜64分别由凸透镜构成。

第1透镜阵列120具有多个第1透镜122，该多个第1透镜122将从拾取光学***60射出的光分割为多个部分光束。多个第1透镜122在与照明光轴100ax垂直的面内排列成矩阵状。

第2透镜阵列130具有与第1透镜阵列120的多个第1透镜122对应的多个第2透镜132。第2透镜阵列130与重叠透镜150一起使第1透镜阵列120的各第1透镜122的像在光调制装置4R、光调制装置4G和光调制装置4B的图像形成区域的附近成像。多个第2透镜132在与照明光轴100ax垂直的面内排列成矩阵状。

偏振转换元件140将从第2透镜阵列130射出的光转换为直线偏振光。偏振转换元件140例如具有偏振分离膜和相位差板(均省略图示)。

重叠透镜150会聚从偏振转换元件140射出的各部分光束，使其在光调制装置4R、光调制装置4G和光调制装置4B的图像形成区域的附近重叠。

(波长转换元件)

接着，对第1实施方式中的波长转换元件的结构进行说明。

图3是在包含图2的照明光轴100ax的平面上对第1实施方式中的波长转换元件30进行剖切的剖视图。图4是从激励光B的入射侧观察第1实施方式中的波长转换元件时的俯视图。图5是沿图4的A-A线的剖视图。

如图3和图4所示，波长转换元件30构成为具有：具有支承部件31和透光性部件33的冷却单元13、反射膜35、波长转换层32、分色膜34A和防反射膜34C。

支承部件31由矩形的板材构成，具有在板厚方向上彼此相对的第1面(接合面)31a和第2面31b。拾取光学***60设置于支承部件31的第2面31b侧。在支承部件31上设有在第1面31a与第2面31b之间贯穿厚度方向的孔(非接合部)31h。在从第1面31a的法线方向观察时，孔31h的形状为矩形。支承部件31可以由玻璃、石英等具有透光性的材料构成，也可以由金属等不具有透光性的材料构成。在金属材料的情况下，优选使用铝、铜等散热性优异的金属。

反射膜35设置于支承部件31与波长转换层32之间。即，反射膜35设置于支承部件31的孔31h的内周面31e。反射膜35使由波长转换层32生成的荧光(黄色光Y)反射。反射膜35优选使用铝、银等光反射率高的金属材料。

波长转换层32设置于支承部件31的孔31h的内部而被支承。在从波长转换层32的光射出面32b的法线方向观察时，波长转换层32的形状为矩形。波长转换层32包含荧光体粒子(省略图示)，该荧光体粒子将蓝色的激励光B转换为黄色的荧光Y并射出。

波长转换层32具有：光入射面32a，其供从激励光源110射出的激励光B入射，并且与激励光B的光轴交叉；光射出面32b，其与光入射面32a相对；以及连接面32c，其将光入射面32a与光射出面32b连接起来。光入射面32a位于比支承部件31的第1面31a更靠透光性部件33侧的位置，光射出面32b位于比支承部件31的第2面31b更靠孔31h内的位置。连接面32c设置成与反射膜35接触，该反射膜35设置于支承部件31的孔31h的内周面。另外，光射出面32b可以形成在与支承部件31的第2面31b相同的平面上。波长转换层32是分别具有光入射面32a和光射出面32b的透射型的波长转换层。

作为荧光体粒子，例如可使用YAG(钇/铝/石榴石)系荧光体。另外，荧光体粒子的形成材料可以是1种，也可以使用对使用2种以上的材料而形成的粒子进行混合后的材料。波长转换层32优选使用耐热性和表面加工性优异的材料。作为这样的波长转换层32，优选使用使荧光体粒子分散在氧化铝等无机粘合剂中而得到的荧光体层、不使用粘合剂而对荧光体粒子进行烧结后的荧光体层等。

分色膜34A设置于波长转换层32的光入射面32a上。分色膜34A具有使从激励光源110射出的蓝色的激励光B透过、使由波长转换层32生成的黄色的荧光Y反射的特性。

透光性部件33与波长转换层32的光入射面32a相对地设置，经由接合部件36而固定于支承部件31的第1面31a侧。本实施方式的透光性部件33由导热性高的蓝宝石形成，由俯视时呈半球形状的平凸透镜构成。透光性部件33具有平坦面33f、凸面(曲面)33d。透光性部件33的平坦面33f隔着分色膜34A与波长转换层32的光入射面32a相对。透光性部件33的凸面33d是向与来自激励光源110的激励光B的行进方向相反的方向突出的曲面。

防反射膜34C设置于透光性部件33的平坦面33f上。防反射膜34C具有抑制激励光B的反射的特性，通过在透光性部件33的平坦面33f上成膜，激励光的透射效率提高。防反射膜34C也可以不设置于平坦面33f的整个面。例如，防反射膜34C至少设置于平坦面33f的与光入射面32a(分色膜34A)相对的部分即可。

接合部件36配置于设置在透光性部件33的平坦面33f上的防反射膜34C与支承部件31的第1面31a之间，将透光性部件33与支承部件31接合。作为接合部件36，优选具有较高的导热率，与透光性、不透光性无关。例如，可举出焊锡、导热片等。接合部件36为了确保接合强度，需要一定程度的厚度。因此，在本实施方式中，沿着光轴方向的厚度设定为比几十μm厚，优选比后述的空气层37厚。

在透光性部件33与波长转换层32之间设有空气层37。即，在透光性部件33的平坦面33f(平坦面33f上的防反射膜34C)与波长转换层32的光入射面32a(光入射面32a上的分色膜34A)之间设有空气层37。在本实施方式中，以使空气层37的厚度比接合部件36的厚度薄的方式，使波长转换层32的光入射面32a向与来自激励光源110的激励光的行进方向相反的方向突出。即，在本实施方式中，使波长转换层32的光入射面32a比支承部件31的第1面31a更向透光性部件33侧突出地配置。因此，在支承部件31中的与透光性部件33接合的第1面31a和波长转换层32的光入射面32a之间形成台阶部38。在本实施方式中，从热传递的方面来看，沿着光轴方向的空气层37的厚度优选为20μm以下，更优选为10μm以下。

也可以在透光性部件33的平坦面33f(平坦面33f上的防反射膜34C)或波长转换层32的光入射面32a(光入射面32a上的分色膜34A)上形成有细微的凹凸。即使在平坦面33f或光入射面32a上形成有细微的凹凸，在使透光性部件33和波长转换层32接近的情况下，平坦面33f和光入射面32a局部地抵接，不会发生波长转换层32侧的分色膜34A和透光性部件33侧的防反射膜34C相互紧贴而未形成空气层37的情况，而是在波长转换层32的光入射面32a与透光性部件33的平坦面33f之间、或分色膜34A与防反射膜34C之间形成空气层37。

因此，如图3所示，可以在使分色膜34A和防反射膜34C不接触而完全分离的状态下，在它们之间以固定的厚度设置有空气层37，也可以在使分色膜34A和防反射膜34C、或波长转换层32的光入射面32a和透光性部件33的平坦面33f局部地抵接的状态下形成有厚度不一样的空气层37。

如图4所示，设有空气层37的空间经由设置于接合部件36的2个通气口36t、36t与波长转换元件30的外部空间连通。波长转换层32的光入射面32a由于发热而上升至大约150℃左右。在由于波长转换层32的发热导致空气层37发生膨胀的情况下，空气通过通气口36t、36t流动而散出到波长转换元件30的外部空间，能够防止在支承部件31与透光性部件33之间产生分离。

通气口36t由在透光性部件33与支承部件31之间不存在接合部件36的区域构成。至少具有1个通气口36t即可，通气口36t的数量、位置和大小等不限于图示的结构，根据空气层37的体积等适当设定。

空气层37具有透光性，抑制界面反射，同时无需考虑耐热性。另一方面，透光性部件33经由接合部件36与支承部件31良好地接合，该支承部件31支承波长转换层32。

此外，空气层37的厚度越薄，则热的传播性越高。因此，在本实施方式中，采用空气层37的厚度比接合部件36的厚度薄的结构。即，使波长转换层32的光入射面32a比支承部件31的第1面31a更向透光性部件33侧突出，使波长转换层32尽可能与透光性部件33接近地配置。由此，波长转换层32的热不仅传递到支承部件31侧，还容易经由空气层37传递到透光性部件33。利用具有这些支承部件31和透光性部件33的冷却单元13，波长转换层32的散热性提高，能够抑制波长转换元件30的波长转换效率下降。

特别是在如波长转换元件30那样不使波长转换层32旋转的情况、即、波长转换元件30不是荧光体轮的情况下，波长转换层32的温度上升成为问题。在本实施方式中，由于在波长转换层32的光入射面32a侧配置透光性部件33，并且在透光性部件33与波长转换层32之间设置看空气层37，所以波长转换层32的热不仅传递到支承部件31侧，还容易经由空气层37传递到透光性部件33。利用具有这些支承部件31和透光性部件33的冷却单元13，波长转换层32的散热性提高，能够抑制波长转换元件30的波长转换效率下降。

并且，透光性部件33由导热率高的蓝宝石形成，因此，能够使在波长转换层32中产生的热在透光性部件33中有效地散出。

此外，在本实施方式中，经由通气口36t将空气层37与波长转换元件30的外部空间连通，成为空气流动的结构，该通气口36t设置于将波长转换层32和透光性部件33接合起来的接合部件36。由此，能够通过通气口36t使由于波长转换层32的发热而发生了膨胀的空气(空气层37)向外部流出。由此，能够抑制由于空气层37的膨胀而引起的波长转换元件30的损伤。

如上所述，根据本实施方式的结构，由于具有散热性高的波长转换元件30，所以，可实现波长转换效率高的光源装置2A，能够获得可靠性较高的投影仪1。

[第2实施方式]

接着，对本发明的第2实施方式的光源装置进行说明。

以下所示的本实施方式的光源装置与上述第1实施方式的结构的不同之处在于，具有蓝色分离型的光源装置2B。因此，在以下的说明中，对光源装置2B的结构详细地进行说明，省略相同部位的说明。此外，在说明中使用的各附图中，对与图1～图5相同的结构要素标注相同的标号。

图6是示出第2实施方式中的光源装置的结构的图。

如图6所示，光源装置2B大致具有激励光源110、准直光学***42、相位差板43、偏振分离元件44、第1均化器光学***45、第1聚光光学***46、波长转换元件70、第1拾取透镜48、分色镜49、全反射镜50、第2相位差板51、第2均化器光学***52、第2聚光光学***53、反射型旋转扩散元件54和第2拾取透镜55。

光源装置2B中的激励光源110、准直光学***42、相位差板43、偏振分离元件44、第1均化器光学***45、第1聚光光学***46、波长转换元件70、第1拾取透镜48和分色镜49依次排列配置在光轴100ax上。

相位差板43由具有旋转机构的1/2波长板构成。相位差板43将由准直光学***42会聚的激励光B中的P偏振光和S偏振光转换为任意的比例。另外，相位差板43可以是1/4波长板，只要是能够通过旋转或移动使偏振状态(P偏振光和S偏振光的比例)发生变化，则未特别限定。

偏振分离元件44是所谓板式偏振光束分离器(PBS)，具有与光轴100ax成45°的角度的倾斜面。偏振分离元件44使入射光中的P偏振光成分通过，使S偏振光成分反射。P偏振光成分透过偏振分离元件44，朝第1均化器光学***45前进。S偏振光成分被偏振分离元件44反射，朝全反射镜50前进。

第1均化器光学***45例如具有第1多透镜阵列45a和第2多透镜阵列45b。第1均化器光学***45使激励光的光强度分布在后述的波长转换层上成为均匀的状态、即顶帽分布。第1均化器光学***45使从第1多透镜阵列45a的多个透镜射出的多个小光束与第1聚光光学***46一起在波长转换层上相互重叠。由此，使照射到波长转换层上的激励光B的光强度分布成为均匀的状态。

第1聚光光学***46配置于从第1均化器光学***45到波长转换元件70的光路中，使激励光B会聚并入射到波长转换元件70的波长转换层。在本实施方式中，第1聚光光学***46由凸透镜构成。

第1拾取透镜48例如由凸透镜构成，将从波长转换元件70射出的黄色光Y大致平行化。

分色镜49使从波长转换元件70射出的黄色光Y通过，使从与黄色光Y垂直的方向入射来的蓝色光B朝与黄色光Y相同的光轴方向反射。

全反射镜50配置于蓝色光B的光路中，使在偏振分离元件44中分离后的蓝色光朝第2相位差板51进行全反射。

第2相位差板51是1/4波长板(λ/4板)。第2相位差板51将从偏振分离元件44射出的S偏振光的蓝色光转换为圆偏振光。

第2均化器光学***52例如具有第1多透镜阵列52a和第2多透镜阵列52b。第2均化器光学***52使从第1多透镜阵列52a的多个透镜射出的多个小光束与第2聚光光学***53一起在反射型旋转扩散元件54上相互重叠。由此，使照射到反射型旋转扩散元件54上的蓝色光B的光强度分布成为均匀的状态。

第2聚光光学***53配置于从第2均化器光学***52到反射型旋转扩散元件54的光路中，使转换为圆偏振光的蓝色光B会聚，入射到反射型旋转扩散元件54。在本实施方式中，第2聚光光学***53由凸透镜构成。

反射型旋转扩散元件54使从第2聚光光学***53射出的光线朝向第2拾取透镜55扩散反射。其中，作为反射型旋转扩散元件54，优选使用这样的元件：通过兰伯特(Lambert)反射或以与兰伯特反射接近的特性，使入射到反射型旋转扩散元件54的光线扩散反射。

第2拾取透镜55例如由凸透镜构成，将从反射型旋转扩散元件54射出的蓝色光B大致平行化。平行化后的蓝色光B进入分色镜49，在分色镜49中，朝与黄色光Y相同的方向反射，该黄色光Y向与蓝色光B垂直的方向行进。

这样，从反射型旋转扩散元件54射出的光线(蓝色光B)与透过分色镜49的荧光(黄色光Y)进行合成，能够得到白色的照明光WL。白色的照明光WL入射到图1所示的颜色分离光学***3。

(波长转换元件)

接着，对第2实施方式中的波长转换元件的结构进行说明。

图7是在包含图6的照明光轴100ax的平面上对第2实施方式中的波长转换元件进行剖切的剖视图。

如图7所示，波长转换元件70具有：冷却单元73，其具有支承部件71和透光性部件33，该支承部件71具有孔71h(非接合部)；反射膜35；波长转换层72；分色膜34A；分色膜34B和防反射膜34C。波长转换元件70在波长转换层72与透光性部件33之间具有空气层37。

本实施方式的波长转换层72被蓝色的激励光B激励，发射黄色的荧光Y，该蓝色的激励光B从激励光源110发射。波长转换层72的厚度设定为能够将入射的全部激励光B转换为黄色光Y的厚度。

在波长转换层72的光入射面72a设有分色膜34A，该分色膜34A使蓝色光B透过并且使黄色光Y反射。在波长转换层72的光射出面72b设有分色膜34B，该分色膜34B使蓝色光反射并且使黄色光透过。

在本实施方式中，也采用如下结构：将波长转换层72配置成其光入射面72a比支承部件71的第1面71a更向透光性部件33侧突出，空气层37的厚度比将透光性部件33和支承部件71接合起来的接合部件36的厚度薄。

如上所述，在本实施方式的结构中，也能够获得抑制界面反射、同时具有较高的散热性、并且抑制了波长转换效率下降的波长转换元件70，能够以较少的接通电力提供投射面更亮的投影仪1。

以上，参照附图对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明不限定于该例子。只要是本领域技术人员，显然可以在权利要求书记载的技术思想的范畴内想到各种变更例或者修正例，这些变更例或者修正例当然也应理解为属于本发明的技术范围。

Claims (7)

1.一种波长转换元件，其具有：

波长转换层，其具有供激励光入射的光入射面、与所述光入射面相对的光射出面、以及将所述光入射面的端部与所述光射出面的端部连接起来的连接面；以及

冷却单元，其具有：支承部件，该支承部件支承所述波长转换层并且设置成与所述连接面接触；以及透光性部件，该透光性部件具有向与所述激励光的行进方向相反的方向突出的曲面，与所述波长转换层的所述光入射面相对设置，经由接合部件与所述支承部件接合，

在所述波长转换层的所述光入射面与所述透光性部件之间设有空气层，

所述空气层的厚度比所述接合部件的厚度薄。

2.根据权利要求1所述的波长转换元件，其中，

所述支承部件具有非接合部，该非接合部与所述透光性部件相对并且不与所述透光性部件接合，所述波长转换层被配置于所述非接合部。

3.根据权利要求1或2所述的波长转换元件，其中，

所述支承部件具有接合面，该接合面与所述透光性部件接合，

所述波长转换层的所述光入射面比所述接合面更向与所述激励光的行进方向相反的方向突出，由此，在所述接合面与所述光入射面之间形成有台阶部。

4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的波长转换元件，其中，

所述透光性部件包含蓝宝石，并且所述曲面呈半球形状。

5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的波长转换元件，其中，

所述接合部件设有使所述空气层与外部空间连通的通气口。

6.一种光源装置，其具有：

激励光源，其射出所述激励光；以及

供所述激励光入射的权利要求1～5中的任意一项所述的波长转换元件。

7.一种投影仪，其具有：

权利要求6所述的光源装置；

光调制装置，其根据图像信息调制从所述光源装置射出的光，生成图像光；以及

投射光学***，其投射所述图像光。