JP2016029440A - Wavelength conversion device and manufacturing method thereof, light source device and projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、波長変換装置及びその製造方法、光源装置、プロジェクターに関するものである。 The present invention relates to a wavelength conversion device, a manufacturing method thereof, a light source device, and a projector.
プロジェクター用の光源としてレーザー光源が注目されている。例えば、特許文献1に記載の光源装置は、回転板上に蛍光体を配置して構成された蛍光体層と、蛍光体を励起する励起光源と、を備えている。 Laser light sources are attracting attention as light sources for projectors. For example, the light source device described in Patent Document 1 includes a phosphor layer configured by arranging a phosphor on a rotating plate, and an excitation light source that excites the phosphor.
回転板が回転すると回転板の端部近傍に乱流が発生し、騒音が発生する。従来の光源装置では、乱流による騒音が大きいという問題点を有している。以下、このような騒音のことを風切り音と言う。風切り音は人にとって耳障りになるため、これを抑制する必要がある。 When the rotating plate rotates, turbulent flow is generated near the end of the rotating plate, and noise is generated. The conventional light source device has a problem that noise due to turbulence is large. Hereinafter, such noise is referred to as wind noise. Since wind noise is annoying to humans, it must be suppressed.
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、風切り音が抑制された、波長変換装置、光源装置およびプロジェクターを提供することを目的とする。また、風切り音が抑制された波長変換装置の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and an object thereof is to provide a wavelength conversion device, a light source device, and a projector in which wind noise is suppressed. Moreover, it aims at providing the manufacturing method of the wavelength converter by which the wind noise was suppressed.
本発明の一態様である波長変換装置は、所定の回転軸の周りに回転可能とされ、平坦部を有する第1の面と、前記第1の面と反対側の第2の面と、前記第1の面から前記第2の面に向かうに従って前記回転軸からの距離が大きくなる第1の領域を持つ側面と、を有する回転板と、前記平坦部に設けられた波長変換素子と、を備えたことを特徴とする。 The wavelength conversion device according to one aspect of the present invention is rotatable around a predetermined rotation axis, has a first surface having a flat portion, a second surface opposite to the first surface, A rotating plate having a first region whose distance from the rotation axis increases from the first surface toward the second surface, and a wavelength conversion element provided in the flat portion. It is characterized by having.
本発明の一態様である波長変換装置によれば、回転板が上記第1の領域を持つため、回転板の端部近傍に発生する乱流が低減され、風切り音が低減される。これにより、風切り音が抑制された波長変換装置を実現することができる。 According to the wavelength conversion device which is one aspect of the present invention, since the rotating plate has the first region, turbulence generated near the end of the rotating plate is reduced, and wind noise is reduced. Thereby, the wavelength converter with which the wind noise was suppressed is realizable.
また、本発明の一態様である波長変換装置において、前記側面は、前記第1の領域よりも前記第2の面に近い側に、前記第2の面から前記第1の面に向かうに従って前記回転軸からの距離が大きくなる第2の領域を持つ構成としてもよい。 Further, in the wavelength conversion device that is one embodiment of the present invention, the side surface is closer to the second surface than the first region, and is closer to the first surface from the second surface. It is good also as a structure with the 2nd area | region where the distance from a rotating shaft becomes large.
本発明の一態様である上記波長変換装置によれば、風切り音を更に低減することができる。 According to the wavelength converter that is an aspect of the present invention, wind noise can be further reduced.
また、本発明の一態様である波長変換装置において、前記回転板の全周に亘って、前記第1の領域と前記第2の領域との境界が前記回転板の厚さ方向における略中央に存在している構成としてもよい。 Further, in the wavelength conversion device according to one aspect of the present invention, the boundary between the first region and the second region is substantially at the center in the thickness direction of the rotating plate over the entire circumference of the rotating plate. An existing configuration may be used.
本発明の一態様である波長変換装置によれば、第1の面から側面に流れ込む空気の流速と、第2の面から側面に流れ込む空気の流速とが略等しくなる。そのため、回転時における第1の領域と第2の領域との境界部分における空気抵抗が減り、回転軸方向への回転板のがたつきや面ブレを抑えることができる。これにより、励起光の集光サイズを一定に保つことが可能となり、安定した波長変換効率を維持することができる。 According to the wavelength conversion device which is one aspect of the present invention, the flow velocity of air flowing from the first surface to the side surface is substantially equal to the flow velocity of air flowing from the second surface to the side surface. Therefore, the air resistance at the boundary between the first region and the second region during rotation is reduced, and rattling and surface blurring of the rotating plate in the rotation axis direction can be suppressed. Thereby, it becomes possible to keep the condensing size of excitation light constant, and it is possible to maintain stable wavelength conversion efficiency.
また、本発明の一態様である波長変換装置において、前記側面が、前記回転板の厚さ方向に形成された複数の段差部からなる構成としてもよい。 Moreover, the wavelength converter which is 1 aspect of this invention WHEREIN: The said side surface is good also as a structure which consists of a several level | step-difference part formed in the thickness direction of the said rotating plate.
本発明の一態様である上記波長変換装置によっても、風切り音を抑制する効果が得られる。 The effect of suppressing wind noise is also obtained by the wavelength conversion device which is one embodiment of the present invention.
また、本発明の一態様である波長変換装置において、前記側面が、前記第1の領域からなる第1側面と、前記第2の領域からなる第2側面と、を有してなり、前記回転軸に垂直な仮想面と前記第1側面とのなす角度θ1が、前記仮想面と前記第2側面とのなす角度θ2よりも大きい構成としてもよい。 Further, in the wavelength conversion device which is one embodiment of the present invention, the side surface includes a first side surface formed of the first region and a second side surface formed of the second region, and the rotation An angle θ1 formed between a virtual surface perpendicular to the axis and the first side surface may be larger than an angle θ2 formed between the virtual surface and the second side surface.
本発明の一態様である波長変換装置によれば、第1側面に加わる圧力の変動と第2側面に加わる圧力の変動とを低減することができるため、乱流の発生を抑えることができ、風切り音を抑制することができる。 According to the wavelength conversion device that is one embodiment of the present invention, it is possible to reduce the fluctuation in pressure applied to the first side face and the fluctuation in pressure applied to the second side face, and thus it is possible to suppress the occurrence of turbulence, Wind noise can be suppressed.
本発明の波長変換装置の製造方法は、所定の回転軸の周りに回転可能な板材の一の面に対して、第1の傾斜面を有する第1の金型を用いてプレス加工を施すことにより、平坦部を有する第1の面と、前記第1の面と反対側の第2の面と、前記第1の面から前記第2の面側に向かうに従って前記回転軸からの距離が大きくなる第1の領域を持つ側面と、を有する回転板を形成する工程と、前記平坦部に波長変換素子を形成する工程と、を備えたことを特徴とする特徴とする。 In the method for manufacturing a wavelength conversion device of the present invention, one surface of a plate member rotatable around a predetermined rotation axis is subjected to press working using a first die having a first inclined surface. Accordingly, the first surface having the flat portion, the second surface opposite to the first surface, and the distance from the rotating shaft increases toward the second surface side from the first surface. And a step of forming a rotating plate having a side surface having a first region, and a step of forming a wavelength conversion element on the flat portion.
本発明の一態様である波長変換装置の製造方法によれば、プレス加工を施すことによって側面に第1の領域を持つ回転板を容易に製造することができる。また、プレス加工を利用することにより、回転板の側面の剛性や強度を高めることができる。 According to the method for manufacturing a wavelength conversion device which is one embodiment of the present invention, a rotary plate having a first region on the side surface can be easily manufactured by performing press working. Moreover, the rigidity and intensity | strength of the side surface of a rotating plate can be improved by utilizing press work.
また、本発明の一態様である波長変換装置の製造方法において、前記回転板を形成する工程は、前記板材を、前記第1の金型と第2の傾斜面を有する第2の金型との間に配置する工程と、前記板材に対して前記第1の金型と前記第2の金型とによりプレス加工を施すことにより、前記側面の前記第1の領域よりも前記第2の面に近い側に、前記第2の面から前記第1の面に向かうに従って前記回転軸からの距離が大きくなる第2の領域を形成する工程と、を含む製造方法としてもよい。 Moreover, in the manufacturing method of the wavelength converter which is 1 aspect of this invention, the process of forming the said rotating plate WHEREIN: The said board | plate material is a 2nd metal mold | die which has a said 1st metal mold | die and a 2nd inclined surface. And pressing the plate material with the first mold and the second mold, thereby the second surface rather than the first region of the side surface. Forming a second region having a distance from the rotation axis that increases toward the first surface from the second surface toward the first surface.
本発明の一態様である波長変換装置の製造方法によれば、板材の両側からプレス加工を施すことによって、側面に第1の領域及び第2の領域を持つ回転板を容易に製造することができる。また、プレス加工を利用することにより、回転板における側面の剛性や強度を高めることができる。 According to the manufacturing method of the wavelength conversion device which is one mode of the present invention, it is possible to easily manufacture the rotating plate having the first region and the second region on the side surface by performing press working from both sides of the plate material. it can. Moreover, the rigidity and intensity | strength of the side surface in a rotating plate can be improved by utilizing press work.
本発明の一態様である光源装置は、上記した波長変換装置と、前記第1の面から所定の間隔をおいて配置された光学素子と、前記波長変換素子を励起する励起光を射出する光源と、を備えたことを特徴とする。 A light source device according to one embodiment of the present invention includes the above-described wavelength conversion device, an optical element disposed at a predetermined interval from the first surface, and a light source that emits excitation light that excites the wavelength conversion element. And.
回転板が回転すると、光学素子と回転板の第1の面との間の空気だけでなく、光学素子のうち回転板と対向していない領域の近傍の空気も流れる。本発明の一態様である光源装置によれば、回転板の側面が第1の面に対して垂直な場合と比較して、光学素子のうち回転板と対向していない領域の近傍の空気の流速が遅くなる。これにより、風切り音が抑制された光源装置を実現することができる。 When the rotating plate rotates, not only air between the optical element and the first surface of the rotating plate, but also air in the vicinity of the region of the optical element that does not face the rotating plate flows. According to the light source device of one embodiment of the present invention, the air in the vicinity of the region of the optical element that does not face the rotating plate is compared with the case where the side surface of the rotating plate is perpendicular to the first surface. The flow rate becomes slow. Thereby, the light source device in which wind noise is suppressed can be realized.
本発明の一態様であるプロジェクターは、上記の光源装置と、前記光源装置から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置にて変調された光を投射する投射光学系と、を備えることを特徴とする。 A projector according to one embodiment of the present invention projects the light source device described above, a light modulation device that modulates light emitted from the light source device according to image information, and light modulated by the light modulation device. A projection optical system.
本発明の一態様であるプロジェクターは、騒音が低減された光源装置を備えている。そのため、騒音が抑制されたプロジェクターを実現することができる。 A projector according to one embodiment of the present invention includes a light source device with reduced noise. Therefore, a projector with reduced noise can be realized.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。かかる実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等が異なっている。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. This embodiment shows one aspect of the present invention, and does not limit the present invention, and can be arbitrarily changed within the scope of the technical idea of the present invention. Moreover, in the following drawings, in order to make each structure easy to understand, an actual structure and a scale, a number, and the like in each structure are different.
以下の説明においては、図1中に示されたXYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部材について説明する。 In the following description, the XYZ rectangular coordinate system shown in FIG. 1 is set, and each member will be described with reference to this XYZ rectangular coordinate system.
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態に係るプロジェクター1000の光学系を示す模式図である。なお、図1において、符号100axは照明光軸である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an optical system of a projector 1000 according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 100ax denotes an illumination optical axis.
照明光軸は、光学系において、系全体を透過する光束の代表となる仮想的な光線を指し、ここでは、光源装置100から色分離導光光学系200に向けて射出される光の光軸とする。また、照明光軸と平行な方向をY軸とする。 In the optical system, the illumination optical axis refers to a virtual light beam that is representative of a light beam transmitted through the entire system. Here, the optical axis of light emitted from the light source device 100 toward the color separation light guide optical system 200 And A direction parallel to the illumination optical axis is taken as a Y axis.
図1に示すように、プロジェクター1000は、光源装置100と、色分離導光光学系200と、光変調装置400R,光変調装置400Gおよび光変調装置400Bと、クロスダイクロイックプリズム500と、投射光学系600と、を具備して構成されている。 As shown in FIG. 1, the projector 1000 includes a light source device 100, a color separation / light guiding optical system 200, a light modulation device 400R, a light modulation device 400G, a light modulation device 400B, a cross dichroic prism 500, and a projection optical system. 600.
光源装置100は、励起光を照射する光源30と、集光光学系40と、波長変換装置1と、コリメート光学系60と、インテグレーター光学系110と、偏光変換素子120と、重畳レンズ130と、がこの順に配置された構成になっている。 The light source device 100 includes a light source 30 that emits excitation light, a condensing optical system 40, a wavelength conversion device 1, a collimating optical system 60, an integrator optical system 110, a polarization conversion element 120, a superimposing lens 130, Are arranged in this order.
光源30は、後述する波長変換装置1が備える蛍光体層23を励起させる励起光として、青色のレーザー光を射出する。光源30の発光強度のピークは約445nmとされている。
なお、複数の光源30を備える構成としても良いが、光源30を1つだけ用いる構成としても良い。また、後述する蛍光体層23を励起させることができる波長の光であれば、445nm以外のピーク波長を有する色光を射出する励起光源であっても構わない。
The light source 30 emits blue laser light as excitation light that excites a phosphor layer 23 included in the wavelength conversion device 1 described later. The peak of the emission intensity of the light source 30 is about 445 nm.
In addition, although it is good also as a structure provided with the some light source 30, it is good also as a structure which uses only one light source 30. FIG. Moreover, as long as it is the light of the wavelength which can excite the fluorescent substance layer 23 mentioned later, you may be an excitation light source which inject | emits the color light which has peak wavelengths other than 445 nm.
集光光学系40は、複数の第1レンズ42と、1つの第2レンズ44と、を備えている。
各第1レンズ42及び第2レンズ44はともに凸レンズである。第2レンズ44には、第1レンズ42を透過した光が入射する。集光光学系40は、光源30から射出されるレーザー光の光線軸上に配置され、複数の光源30から射出された励起光Lbを集光する。
The condensing optical system 40 includes a plurality of first lenses 42 and one second lens 44.
Each of the first lens 42 and the second lens 44 is a convex lens. The light transmitted through the first lens 42 is incident on the second lens 44. The condensing optical system 40 is disposed on the beam axis of the laser light emitted from the light source 30 and condenses the excitation light Lb emitted from the plurality of light sources 30.
波長変換装置1は、光源30から射出される青色の励起光Lbの一部を透過させ、残りの励起光Lbを蛍光に変換する機能を有する。波長変換装置1は、蛍光体層23を有しており、この蛍光体層23は残りの励起光Lbを吸収して赤色光及び緑色光を含む黄色の蛍光を射出する。蛍光の発光強度のピークは、約550nmである。 The wavelength conversion device 1 has a function of transmitting part of the blue excitation light Lb emitted from the light source 30 and converting the remaining excitation light Lb into fluorescence. The wavelength conversion device 1 has a phosphor layer 23, which absorbs the remaining excitation light Lb and emits yellow fluorescence including red light and green light. The peak of the fluorescence emission intensity is about 550 nm.
コリメート光学系60は、波長変換装置1とインテグレーター光学系110との間の光Lの光路上に配置されている。光Lは、波長変換装置1を透過した励起光と、波長変換装置1によって生成された蛍光と、を含む。 The collimating optical system 60 is disposed on the optical path of the light L between the wavelength conversion device 1 and the integrator optical system 110. The light L includes excitation light transmitted through the wavelength conversion device 1 and fluorescence generated by the wavelength conversion device 1.
コリメート光学系60は、波長変換装置1からの光の広がりを抑える光学素子としての第1レンズ62と、第1レンズ62から入射される光を略平行化する第2レンズ64とを備えている。第1レンズ62は、ピックアップレンズである。コリメート光学系60は、波長変換装置1から射出された光Lを略平行化してインテグレーター光学系110に入射させる。 The collimating optical system 60 includes a first lens 62 as an optical element that suppresses the spread of light from the wavelength conversion device 1, and a second lens 64 that substantially collimates light incident from the first lens 62. . The first lens 62 is a pickup lens. The collimating optical system 60 makes the light L emitted from the wavelength conversion device 1 substantially parallel and makes it incident on the integrator optical system 110.
インテグレーター光学系110は、第1レンズアレイ111及び第2レンズアレイ112を備えている。第1レンズアレイ111はマトリクス状に配置された複数のレンズを備える。第2レンズアレイ112は、第1レンズアレイ111の複数のレンズに対応した複数のレンズを備える。第1レンズアレイ111は、コリメート光学系60からの光Lを複数の分割光束に分割するとともに、各分割光束を集光する。第2レンズアレイ112は、第1レンズアレイ111からの分割光束を適当な発散角にして射出する。 The integrator optical system 110 includes a first lens array 111 and a second lens array 112. The first lens array 111 includes a plurality of lenses arranged in a matrix. The second lens array 112 includes a plurality of lenses corresponding to the plurality of lenses of the first lens array 111. The first lens array 111 divides the light L from the collimating optical system 60 into a plurality of divided light beams and collects each of the divided light beams. The second lens array 112 emits the split light flux from the first lens array 111 with an appropriate divergence angle.
偏光変換素子120は、PBS、ミラー、位相差板を備えている。偏光変換素子120は、非偏光を一方向の直線偏光に変換する。 The polarization conversion element 120 includes a PBS, a mirror, and a phase difference plate. The polarization conversion element 120 converts non-polarized light into unidirectional linearly polarized light.
重畳レンズ130は、偏光変換素子120から射出された複数の分割光束を、光変調装置400R、 光変調装置400G、 光変調装置400Bの各々の被照明領域において重畳させる。 The superimposing lens 130 superimposes the plurality of split light beams emitted from the polarization conversion element 120 in the illuminated areas of the light modulation device 400R, the light modulation device 400G, and the light modulation device 400B.
色分離導光光学系200は、ダイクロイックミラー210、ダイクロイックミラー220、反射ミラー230、 反射ミラー240、 反射ミラー250及びリレーレンズ260、 リレーレンズ270を備えている。色分離導光光学系200は、光源装置100からの光を赤色光、緑色光及び青色光に分離し、赤色光、緑色光及び青色光のそれぞれの色光を照明対象となる光変調装置400R、 光変調装置400G、 光変調装置400Bに導く。色分離導光光学系200と、光変調装置400R、光変調装置400G、光変調装置400Bとの間には、集光レンズ300R、集光レンズ300G、集光レンズ300Bがそれぞれ配置されている。 The color separation light guide optical system 200 includes a dichroic mirror 210, a dichroic mirror 220, a reflection mirror 230, a reflection mirror 240, a reflection mirror 250, a relay lens 260, and a relay lens 270. The color separation light guide optical system 200 separates light from the light source device 100 into red light, green light, and blue light, and each of the red light, green light, and blue light is a light modulation device 400R to be illuminated. The light is guided to the light modulator 400G and the light modulator 400B. A condensing lens 300R, a condensing lens 300G, and a condensing lens 300B are disposed between the color separation light guide optical system 200 and the light modulation device 400R, the light modulation device 400G, and the light modulation device 400B.
ダイクロイックミラー210は、赤色光成分を透過させ、緑色光成分及び青色光成分を反射する。ダイクロイックミラー220は、ダイクロイックミラー210で反射した光Lのうち、緑色光成分を反射して、青色光成分を透過させる。 The dichroic mirror 210 transmits the red light component and reflects the green light component and the blue light component. The dichroic mirror 220 reflects the green light component of the light L reflected by the dichroic mirror 210 and transmits the blue light component.
反射ミラー230は、ダイクロイックミラー210を透過した赤色光成分を反射する。反射ミラー240および反射ミラー250は、ダイクロイックミラー220を透過した青色光成分を反射する。 The reflection mirror 230 reflects the red light component transmitted through the dichroic mirror 210. The reflection mirror 240 and the reflection mirror 250 reflect the blue light component transmitted through the dichroic mirror 220.
ダイクロイックミラー210を透過した赤色光は、反射ミラー230で反射され、集光レンズ300Rを透過して赤色光用の光変調装置400Rの画像形成領域に入射する。ダイクロイックミラー210で反射された緑色光は、ダイクロイックミラー220でさらに反射され、集光レンズ300Gを透過して緑色光用の光変調装置400Gの画像形成領域に入射する。ダイクロイックミラー220を透過した青色光は、リレーレンズ260、反射ミラー240、リレーレンズ270、反射ミラー250、集光レンズ300Bを経て青色光用の光変調装置400Bの画像形成領域に入射する。 The red light transmitted through the dichroic mirror 210 is reflected by the reflection mirror 230, passes through the condenser lens 300R, and enters the image forming area of the light modulator 400R for red light. The green light reflected by the dichroic mirror 210 is further reflected by the dichroic mirror 220, passes through the condenser lens 300G, and enters the image forming area of the light modulator 400G for green light. The blue light transmitted through the dichroic mirror 220 is incident on the image forming area of the light modulation device 400B for blue light through the relay lens 260, the reflection mirror 240, the relay lens 270, the reflection mirror 250, and the condenser lens 300B.
光変調装置400R、光変調装置400Gおよび光変調装置400Bは、入射された色光を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成する。光変調装置400R、光変調装置400Gおよび光変調装置400Bは、光源装置100の照明対象となる。なお、図示を省略したが、集光レンズ300R、集光レンズ300Gおよび集光レンズ300Bと各光変調装置400R、光変調装置400Gおよび光変調装置400Bとの間には、それぞれ入射側偏光板が配置されている。また、各光変調装置400R、光変調装置400Gおよび光変調装置400Bとクロスダイクロイックプリズム500との間には、それぞれ射出側偏光板が配置されている。 The light modulation device 400R, the light modulation device 400G, and the light modulation device 400B modulate incident color light according to image information to form a color image. The light modulation device 400R, the light modulation device 400G, and the light modulation device 400B are illumination targets of the light source device 100. Although not shown in the figure, there are incident-side polarizing plates between the condensing lens 300R, the condensing lens 300G, and the condensing lens 300B and the respective light modulation devices 400R, 400G, and 400B. Has been placed. In addition, an exit-side polarizing plate is disposed between each light modulation device 400R, light modulation device 400G, light modulation device 400B, and cross dichroic prism 500.
例えば、光変調装置400R、光変調装置400Gおよび光変調装置400Bの各々は、一対の透明基板に液晶を密閉封入した透過型の液晶パネルである。光変調装置400R、光変調装置400Gおよび光変調装置400Bの各々は、ポリシリコンTFTをスイッチング素子として備え、与えられた画像信号に応じて、入射側偏光板(図示略)から入射した直線偏光の偏向方向を変調する。 For example, each of the light modulation device 400R, the light modulation device 400G, and the light modulation device 400B is a transmissive liquid crystal panel in which liquid crystal is hermetically sealed in a pair of transparent substrates. Each of the light modulation device 400R, the light modulation device 400G, and the light modulation device 400B includes a polysilicon TFT as a switching element, and linearly polarized light incident from an incident-side polarizing plate (not shown) according to a given image signal. Modulates the deflection direction.
クロスダイクロイックプリズム500は、図示は省略するが、射出側偏光板から射出された色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。 Although not shown, the cross dichroic prism 500 is an optical element that forms a color image by synthesizing an optical image modulated for each color light emitted from the emission side polarizing plate.
クロスダイクロイックプリズム(光学素子)500から射出されたカラー画像は、投射光学系600によって拡大投射され、スクリーンSCR上で画像を形成する。
投射光学系600は、複数のレンズから構成されている。
The color image emitted from the cross dichroic prism (optical element) 500 is enlarged and projected by the projection optical system 600 to form an image on the screen SCR.
The projection optical system 600 is composed of a plurality of lenses.
図2は、本発明の第1実施形態に係る波長変換装置1を示す模式図である。
波長変換装置1は、回転蛍光板20とモーター21とを備える。回転蛍光板20は、第2の面22bから励起光が入射し、第1の面22aから蛍光が射出する透過型の回転蛍光板である。回転蛍光板20は、図2に示すように、モーター21により回転駆動される円板状の回転板22の回転方向に沿って、波長変換素子としての蛍光体層23が設けられている。蛍光体層(波長変換素子)23が設けられている領域は、図1に示した励起光Lbが入射する領域Sを含む。以下、励起光Lbが入射する領域Sを、励起光入射領域Sと称する。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the wavelength conversion device 1 according to the first embodiment of the present invention.
The wavelength conversion device 1 includes a rotating fluorescent plate 20 and a motor 21. The rotating fluorescent plate 20 is a transmissive rotating fluorescent plate in which excitation light is incident from the second surface 22b and fluorescence is emitted from the first surface 22a. As shown in FIG. 2, the rotating fluorescent plate 20 is provided with a phosphor layer 23 as a wavelength conversion element along the rotation direction of a disc-shaped rotating plate 22 that is driven to rotate by a motor 21. The region where the phosphor layer (wavelength conversion element) 23 is provided includes the region S where the excitation light Lb shown in FIG. 1 is incident. Hereinafter, the region S where the excitation light Lb is incident is referred to as an excitation light incident region S.
蛍光体層23は、回転軸21Aを中心とする環状領域に設けられている。蛍光体層23は、回転板22の半径方向に一定の幅を有している。蛍光体層23は、具体的に図示してはいないが、バインダーと、その中に分散された複数の蛍光体粒子とを含んで構成されている。回転板22がモーター21の回転軸21Aを中心として回転することにより、励起光入射領域Sは回転板22上を移動する。 The phosphor layer 23 is provided in an annular region centered on the rotation shaft 21A. The phosphor layer 23 has a certain width in the radial direction of the rotating plate 22. Although not specifically illustrated, the phosphor layer 23 includes a binder and a plurality of phosphor particles dispersed therein. As the rotating plate 22 rotates about the rotating shaft 21 </ b> A of the motor 21, the excitation light incident area S moves on the rotating plate 22.
回転板22は、励起光Lbを透過させる材料で構成されている。回転板22の材料としては、例えば、石英ガラス、水晶、サファイア、光学ガラス、透明樹脂等を用いることができる。回転板22と蛍光体層23との間には、誘電体多層膜28が設けられている。誘電体多層膜28はダイクロイックミラーとして機能するものであり、励起光Lbである450nm付近の光は透過し、蛍光体層23から射出される蛍光の波長範囲を含む490nm以上の光は反射するようになっている。蛍光体層23から射出される蛍光の波長範囲は、490nm〜750nmである。 The rotating plate 22 is made of a material that transmits the excitation light Lb. As a material of the rotating plate 22, for example, quartz glass, crystal, sapphire, optical glass, transparent resin, or the like can be used. A dielectric multilayer film 28 is provided between the rotating plate 22 and the phosphor layer 23. The dielectric multilayer film 28 functions as a dichroic mirror so that light around 450 nm, which is the excitation light Lb, is transmitted, and light above 490 nm including the wavelength range of fluorescence emitted from the phosphor layer 23 is reflected. It has become. The wavelength range of fluorescence emitted from the phosphor layer 23 is 490 nm to 750 nm.
なお、回転板22の形状は、円板状に限るものではない。 The shape of the rotating plate 22 is not limited to a disk shape.
蛍光体層23は、回転板22とともに、例えば使用時において7500rpmで回転する。回転蛍光板20の直径は50mmである。回転蛍光板20は、図1に示したように、回転板22に入射する励起光Lbの光軸が、回転板22の回転中心から約22.5mm離れた場所に位置するように構成されている。つまり、回転板22は、励起光Lbの集光位置Fが、約18m/秒で蛍光体層23上を移動するような回転速度で回転する。 The phosphor layer 23 rotates with the rotating plate 22 at, for example, 7500 rpm during use. The diameter of the rotating fluorescent plate 20 is 50 mm. As shown in FIG. 1, the rotating fluorescent plate 20 is configured such that the optical axis of the excitation light Lb incident on the rotating plate 22 is located at a position about 22.5 mm away from the rotation center of the rotating plate 22. . That is, the rotating plate 22 rotates at a rotation speed such that the condensing position F of the excitation light Lb moves on the phosphor layer 23 at about 18 m / sec.
光源30から射出されたレーザー光(青色光)は、励起光Lbとして誘電体多層膜28を透過して蛍光体層23に入射し、蛍光体層23は励起光Lbが入射する側とは反対側に向けて蛍光(赤色光及び緑色光)を射出する。 Laser light (blue light) emitted from the light source 30 passes through the dielectric multilayer film 28 as excitation light Lb and enters the phosphor layer 23, and the phosphor layer 23 is opposite to the side on which the excitation light Lb is incident. Fluorescent light (red light and green light) is emitted toward the side.
例えば、蛍光体粒子には波長が約450nmの励起光Lb(青色光)によって励起されて、緑色光及び赤色光を含む蛍光を発する物質が含まれている。励起光Lbの一部は、蛍光に変換されず、青色光のまま射出される。これにより、光源30からは赤色、緑色、青色を含む白色光が射出されるようになっている。 For example, the phosphor particles include a substance that emits fluorescence including green light and red light when excited by excitation light Lb (blue light) having a wavelength of about 450 nm. A part of the excitation light Lb is not converted into fluorescence but emitted as blue light. As a result, white light including red, green, and blue is emitted from the light source 30.
本実施形態においては、蛍光体粒子として通常知られたYAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)系蛍光体を用いることができる。例えば、平均粒径が10μmの(Y,Gd)3(Al,Ga)5O12:Ceで示される組成のYAG系蛍光体を用いることができる。なお、蛍光体粒子32aの形成材料は、1種であっても良く、2種以上の形成材料を用いて形成されている粒子を混合したものを蛍光体粒子として用いることとしても良い。 In the present embodiment, a YAG (yttrium, aluminum, garnet) phosphor that is generally known as phosphor particles can be used. For example, a YAG phosphor having a composition represented by (Y, Gd) 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Ce having an average particle diameter of 10 μm can be used. Note that the phosphor particles 32a may be formed of a single material, or a mixture of particles formed using two or more materials may be used as the phosphor particles.
また、上記バインダーとしては、光透過性を有する樹脂材料を用いることができ、中でも高い耐熱性を有するシリコーン樹脂を好適に用いることができる。また、無機材料をバインダーとして用いてもよい。 Moreover, as the binder, a resin material having optical transparency can be used, and among them, a silicone resin having high heat resistance can be suitably used. In addition, an inorganic material may be used as a binder.
次に、回転蛍光板20の構成について具体的に述べる。
図3(A)は、回転蛍光板20の概略構成について示す平面図、(B)は(A)のA−A’線に沿う断面図である。図4(A)は、本発明に係る回転蛍光板20の側面図であり、(B)は比較例としての回転蛍光板20を示す側面図である。
Next, the configuration of the rotating fluorescent plate 20 will be specifically described.
FIG. 3A is a plan view showing a schematic configuration of the rotating fluorescent plate 20, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. FIG. 4A is a side view of the rotating fluorescent plate 20 according to the present invention, and FIG. 4B is a side view showing the rotating fluorescent plate 20 as a comparative example.
上述したように、回転蛍光板20は、図3(A)に示すような円板状を呈する回転板22を有している。回転板22は、第1の面22aと、第1の面22aとは反対側の第2の面22bと、第1の面22aと第2の面22bとに接する側面22cと、を有している。第1の面22aと第2の面22bとはそれぞれ、平坦部22Aを有する。 As described above, the rotating fluorescent plate 20 has the rotating plate 22 having a disk shape as shown in FIG. The rotating plate 22 includes a first surface 22a, a second surface 22b opposite to the first surface 22a, and a side surface 22c in contact with the first surface 22a and the second surface 22b. ing. Each of the first surface 22a and the second surface 22b has a flat portion 22A.
図3(B)に示すように、本実施形態における回転板22の側面22cは、第1の領域R1を有する第1側面122と、第2の領域R2を有する第2側面123と、から構成されている。第1の領域R1は、第1の面22aから第2の面22b側へ向かうにしたがって回転軸21Aからの距離が大きくなる。第2の領域R2は、第2の面22bから第1の面22aに向かうにしたがって回転軸21Aからの距離が大きくなる。 As shown in FIG. 3B, the side surface 22c of the rotating plate 22 in the present embodiment includes a first side surface 122 having a first region R1 and a second side surface 123 having a second region R2. Has been. In the first region R1, the distance from the rotation shaft 21A increases as going from the first surface 22a toward the second surface 22b. In the second region R2, the distance from the rotation shaft 21A increases as going from the second surface 22b to the first surface 22a.
つまり、回転板22は、その周縁部における厚さが外周側へ行くほど小さくなっている。回転板22の側面22cは、プレス加工を施すことにより形成される。第1側面122の面積は、第2側面123の面積と略等しい。 That is, the thickness of the peripheral portion of the rotating plate 22 becomes smaller toward the outer peripheral side. The side surface 22c of the rotating plate 22 is formed by pressing. The area of the first side surface 122 is substantially equal to the area of the second side surface 123.
図4(A)に示すように、回転板22の板厚tは、凡そ1〜2mmである。回転板22の側面22cには、第1の領域R1と第2の領域R2との境界Qが周方向に延在している。境界Qは、回転板22の厚さ方向の略中央に位置している。具体的に、回転板22の厚さ方向における境界Qの位置は、回転板22の厚さ方向中央から±200μm程度の範囲内に存在していることが望ましい。本実施形態においては、側面視において、境界Qは回転板22の周方向に直線状に延在している。 As shown in FIG. 4A, the thickness t of the rotating plate 22 is approximately 1 to 2 mm. On the side surface 22c of the rotating plate 22, a boundary Q between the first region R1 and the second region R2 extends in the circumferential direction. The boundary Q is located substantially at the center of the rotating plate 22 in the thickness direction. Specifically, it is desirable that the position of the boundary Q in the thickness direction of the rotating plate 22 exists within a range of about ± 200 μm from the thickness direction center of the rotating plate 22. In the present embodiment, the boundary Q extends linearly in the circumferential direction of the rotating plate 22 in a side view.
図4(B)に、境界Qが周方向に沿って歪んでいる様子を示す。このように、周方向に延在する境界Qが歪んでいると、回転させたときに、回転板22のがたつきや面ブレが生じて回転バランスが崩れてしまう。すなわち、回転板22の回転方向に沿って境界Qが歪んでいるために、空気抵抗によって回転板22を回転軸方向へ移動させる力が働いてしまう。 FIG. 4B shows a state where the boundary Q is distorted along the circumferential direction. As described above, if the boundary Q extending in the circumferential direction is distorted, the rotation balance is lost due to shakiness or surface blurring of the rotating plate 22 when rotated. That is, since the boundary Q is distorted along the rotation direction of the rotation plate 22, a force that moves the rotation plate 22 in the rotation axis direction due to air resistance is applied.
図4(B)に示すように、側面視において境界Qが周方向へ波型を描いていると、場所によって異なる方向に空気抵抗を受けてしまう。図中の破線の矢印で示すように、ある部分では空気抵抗によって第1の面22a側へ力が働き、別の部分では空気抵抗によって第2の面22b側へ力が働いてしまう。これが、回転板22が回転軸方向へがたついてしまう原因となり、回転軸Nに対して回転板22が略垂直な姿勢を保つことができなくなってしまう。そのため、境界Qが周方向へ直線状に延在するように回転板22を形成すれば、回転板22のがたつきや面ブレを抑制することが可能となる。 As shown in FIG. 4B, when the boundary Q is corrugated in the circumferential direction in a side view, it receives air resistance in different directions depending on the location. As indicated by the broken arrow in the figure, a force acts on the first surface 22a side due to air resistance in a certain portion, and a force acts on the second surface 22b side due to air resistance in another portion. This causes the rotation plate 22 to rattle in the direction of the rotation axis, and the rotation plate 22 cannot maintain a substantially vertical posture with respect to the rotation axis N. Therefore, if the rotating plate 22 is formed so that the boundary Q extends linearly in the circumferential direction, it is possible to suppress rattling and surface blurring of the rotating plate 22.
図1に示したように、光源装置100は、光源30から射出された励起光Lbの集光位置Fが、回転蛍光板20の蛍光体層23上に存在するように構成されている。そのため、回転時に回転蛍光板20のがたつきや面ブレが発生すると、励起光Lbの集光サイズが変化して、フリッカーと呼ばれる光のちらつきが認識されてしまう。 As shown in FIG. 1, the light source device 100 is configured such that the condensing position F of the excitation light Lb emitted from the light source 30 exists on the phosphor layer 23 of the rotating fluorescent plate 20. For this reason, when the rotating fluorescent plate 20 is wobbled or surface-blurred during rotation, the condensed light size of the excitation light Lb changes, and flickering of light called flicker is recognized.
このようなことから、境界Qが回転板22の周方向に直線状に延在している必要がある。その結果、回転時の空気抵抗が減り、回転蛍光板20のがたつきや面ブレを抑制することが可能となる。 For this reason, the boundary Q needs to extend linearly in the circumferential direction of the rotating plate 22. As a result, the air resistance at the time of rotation is reduced, and it becomes possible to suppress rattling and surface blurring of the rotating fluorescent plate 20.
また、境界Qの位置を上記範囲内、すなわち回転板22の厚さの略中央に位置させることで、回転板22の両面に対してそれぞれ回転軸方向に発生する負圧を同じにすることができる。
これにより、回転蛍光板20の回転時におけるがたつきや面ブレが生じず、回転板22の第1の面22aあるいは第2の面22bが回転軸Nに対して略垂直な姿勢を保った状態で回転する。
In addition, by setting the position of the boundary Q within the above range, that is, approximately at the center of the thickness of the rotating plate 22, the negative pressure generated in the rotation axis direction can be made the same for both surfaces of the rotating plate 22. it can.
As a result, rattling or surface blurring does not occur during rotation of the rotating fluorescent plate 20, and the first surface 22a or the second surface 22b of the rotating plate 22 is maintained in a substantially vertical posture with respect to the rotation axis N. Rotate with.
また、回転蛍光板20のがたつきや面ブレが抑制されることによって、励起光Lbの集光サイズを一定に保つことが可能となり、安定した波長変換効率を維持することができる。その結果、プロジェクター1000の照明効率の低下を抑えることが可能となる。 In addition, by suppressing rattling and surface blurring of the rotating fluorescent plate 20, it is possible to keep the condensing size of the excitation light Lb constant, and it is possible to maintain stable wavelength conversion efficiency. As a result, it is possible to suppress a decrease in illumination efficiency of the projector 1000.
また、本実施形態では、回転蛍光板20の側面22cが、回転軸方向で互いに逆の傾斜をなす第1側面122と第2側面123とを有する。その結果、回転板の回転に伴う空気の乱流が抑えられて、騒音となる空気の風切り音が低減される。これにより、波長変換装置1の静音化を実現することができる。 In the present embodiment, the side surface 22c of the rotating fluorescent plate 20 has a first side surface 122 and a second side surface 123 that are inclined opposite to each other in the rotation axis direction. As a result, the turbulent air flow associated with the rotation of the rotating plate is suppressed, and the wind noise of air that becomes noise is reduced. Thereby, noise reduction of the wavelength converter 1 is realizable.
なお、本実施形態では、回転板22の側面22cは、が回転軸方向で互いの傾斜方向が逆の第1側面122と第2側面123とを有しているが、これに限らない。例えば、図5に示す回転蛍光板20’の側面22c’のように、複数の段差部4を有した形状としてもよい。段差部4は、第1の面22aあるいは第2の面22bの延在方向と交差する面2と、面2と交差する面3と、から構成されている。各段差部4は、第1の面22aから第2の面22b側へ向かうにしたがって回転軸Nからの距離が大きくなっている。このように、回転板22の側面22c’を階段形状としてもよい。 In the present embodiment, the side surface 22c of the rotating plate 22 has the first side surface 122 and the second side surface 123 that are opposite to each other in the direction of the rotation axis but are not limited thereto. For example, a shape having a plurality of stepped portions 4 may be used, such as a side surface 22c 'of the rotating fluorescent plate 20' shown in FIG. The step portion 4 includes a surface 2 that intersects the extending direction of the first surface 22 a or the second surface 22 b and a surface 3 that intersects the surface 2. Each step 4 has a distance from the rotation axis N that increases from the first surface 22a toward the second surface 22b. As described above, the side surface 22c 'of the rotating plate 22 may have a stepped shape.
また、図5に示した例のように、回転板22の側面22cは、第1の領域R1のみを備えてもよい。この構成によっても、回転板の回転に伴う空気の乱流が抑えられて、騒音となる空気の風切り音が低減される。 Further, as in the example illustrated in FIG. 5, the side surface 22 c of the rotating plate 22 may include only the first region R <b> 1. Also with this configuration, the turbulent flow of air accompanying the rotation of the rotating plate is suppressed, and the wind noise of air that becomes noise is reduced.
(発光装置の製造方法)
次に、発光装置の製造方法について回転蛍光板を構成する基材の製造工程を中心に述べる。図6(A)、(B)は、回転蛍光板を構成する基材の製造工程を示す図である。
図6(A),(B)に示すように、回転板22をプレス加工する金型50は、上型となる第1のプレス金型(第1の金型)51と、下型となる第2のプレス金型(第2の金型)52とを含む。
(Method for manufacturing light emitting device)
Next, the manufacturing method of the light emitting device will be described focusing on the manufacturing process of the base material constituting the rotating fluorescent plate. 6 (A) and 6 (B) are diagrams showing a manufacturing process of a base material constituting the rotating fluorescent plate.
As shown in FIGS. 6A and 6B, a mold 50 for pressing the rotary plate 22 is a first press mold (first mold) 51 serving as an upper mold and a lower mold. And a second press die (second die) 52.
先ず、図6(A)に示すように、第1のプレス金型51に対向して配置された第2のプレス金型52上に、円形の板材22’を配置する。
第1のプレス金型51には、平面視円形状を呈する凹部51Aが形成されている。第2のプレス金型52には、平面視円形状を呈する凹部52Aが形成されている。
First, as shown in FIG. 6A, a circular plate material 22 ′ is arranged on a second press mold 52 arranged to face the first press mold 51.
The first press die 51 is formed with a concave portion 51A having a circular shape in plan view. The second press die 52 is formed with a concave portion 52A having a circular shape in plan view.
第1のプレス金型51の凹部51Aの周縁部には、凹部51Aの外周へ向かうにしたがって、回転板22の回転軸Nに相当する軸N’からの距離が大きくなる第1の傾斜面51cが設けられている。 At the peripheral edge of the recess 51A of the first press die 51, the first inclined surface 51c increases in distance from the axis N ′ corresponding to the rotation axis N of the rotating plate 22 toward the outer periphery of the recess 51A. Is provided.
第2のプレス金型52の凹部52Aの周縁部には、凹部52Aの外周へ向かうにしたがって軸N’からの距離が大きくなる第2の傾斜面52cが設けられている。 A second inclined surface 52c whose distance from the axis N 'increases toward the outer periphery of the recess 52A is provided at the peripheral edge of the recess 52A of the second press die 52.
板材22’は、凹部51Aの直径および52Aの直径と同等あるいはそれ以上の直径を有する。 The plate member 22 'has a diameter equal to or greater than the diameter of the recess 51A and the diameter of 52A.
次に、図6(B)に示すように、第1のプレス金型51を第2のプレス金型52に対して押し当てるようにして回転板22’の周縁部を潰すようにして、回転板22’に対して一軸方向に、すなわち板厚方向にプレス加工を施す。すると、第1の面22a側に第1のプレス金型51の第1の傾斜面51cの形状が転写された第1の領域R1を有する第1側面122が形成される。また、第2の面22b側に第2のプレス金型52の傾斜面52cの形状が転写された第2の領域R2を有する第2側面123が形成される。第1側面122と第2側面123とは、側面22cを構成する。このようにして、側面22cを周縁部に有する回転板22をプレス成型により得る。 Next, as shown in FIG. 6 (B), the first press die 51 is pressed against the second press die 52 so that the peripheral edge portion of the rotary plate 22 ′ is crushed and rotated. The plate 22 ′ is pressed in the uniaxial direction, that is, in the plate thickness direction. Then, the first side surface 122 having the first region R1 to which the shape of the first inclined surface 51c of the first press mold 51 is transferred is formed on the first surface 22a side. Further, the second side surface 123 having the second region R2 to which the shape of the inclined surface 52c of the second press mold 52 is transferred is formed on the second surface 22b side. The first side surface 122 and the second side surface 123 constitute the side surface 22c. In this way, the rotating plate 22 having the side surface 22c at the peripheral edge is obtained by press molding.
回転板22の側面22cは、上記金型を用いて板材22’の周縁部をプレスすることによって、容易に製造することができる。また、プレス成型によって回転板22を製造すれば、加工硬化の効果によって回転板22の周縁部の剛性や強度が向上し、側面22cが変形しにくくなるという効果も得られる。 The side surface 22c of the rotating plate 22 can be easily manufactured by pressing the peripheral portion of the plate material 22 'using the mold. Further, if the rotating plate 22 is manufactured by press molding, the effect of improving the rigidity and strength of the peripheral portion of the rotating plate 22 due to the effect of work hardening is obtained, and the side surface 22c is hardly deformed.
[第2実施形態の発光装置]
次に、本発明に係る第2実施形態の発光装置について述べる。
以下に示す本実施形態の発光装置の基本構成は、上記第1実施形態と略同様であるが、回転蛍光板の形状において異なる。よって、以下の説明では、回転蛍光板の形状について詳しく説明し、共通な箇所の説明は省略する。また、説明に用いる各図面において、図1〜図5と共通の構成要素には同一の符号を付すものとする。
[Light Emitting Device of Second Embodiment]
Next, a light emitting device according to a second embodiment of the invention will be described.
The basic configuration of the light emitting device of the present embodiment shown below is substantially the same as that of the first embodiment, but differs in the shape of the rotating fluorescent plate. Therefore, in the following description, the shape of the rotating fluorescent plate will be described in detail, and description of common parts will be omitted. Moreover, in each drawing used for description, the same code | symbol shall be attached | subjected to the same component as FIGS.
図7(A)は、第2実施形態における回転蛍光板の構成を示す平面図であって、(B)は、(A)のA−A’線に沿う断面図、(C)は、回転蛍光板の要部を拡大した断面図である。 FIG. 7A is a plan view showing the configuration of the rotating fluorescent plate according to the second embodiment, wherein FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. It is sectional drawing to which the principal part of this was expanded.
本実施形態における回転蛍光板24は、図7(A)、(B)に示すように、平面視円形状を呈する回転板25の側面25cが、回転板25の板厚方向で互いの傾斜方向が逆の第1側面251および第2側面252を有している。本実施形態では、第1の領域R1を有する第1側面251の面積の方が、第2の領域R2を有する第2側面252の面積よりも大きい。 As shown in FIGS. 7A and 7B, the rotating fluorescent plate 24 in the present embodiment is such that the side surface 25c of the rotating plate 25 having a circular shape in plan view is inclined in the thickness direction of the rotating plate 25. The first side 251 and the second side 252 are reversed. In the present embodiment, the area of the first side surface 251 having the first region R1 is larger than the area of the second side surface 252 having the second region R2.
ここで、図7(C)に示すように、第1の領域R1と第2の領域R2との境界Qを含み、かつ回転軸Nに垂直な面を仮想面Eとする。仮想面Eに対する第1側面251の傾斜角度θ1が、仮想面Eに対する第2側面252の傾斜角度θ2よりも大きい。
すなわち、回転板25の板厚方向における境界Qの位置は、回転板25の板厚方向中央から第2の面25b側へずれている。ずれの大きさは200μm程度の範囲内である。本実施形態においても、境界Qは回転板25の周方向に沿って直線状に延在していることが望ましい。
Here, as shown in FIG. 7C, a plane that includes the boundary Q between the first region R1 and the second region R2 and is perpendicular to the rotation axis N is defined as a virtual plane E. The inclination angle θ1 of the first side surface 251 with respect to the virtual surface E is larger than the inclination angle θ2 of the second side surface 252 with respect to the virtual surface E.
That is, the position of the boundary Q in the thickness direction of the rotating plate 25 is shifted from the center in the thickness direction of the rotating plate 25 toward the second surface 25b. The magnitude of the deviation is in the range of about 200 μm. Also in this embodiment, it is desirable that the boundary Q extends linearly along the circumferential direction of the rotating plate 25.
図8は、回転蛍光板の回転時における空気の流れを平面的に示す図である。図9(A),(B)は、回転蛍光板の回転時における空気の流れを回転蛍光板の断面方向から見た図であって、(A)は、比較例1における断面視矩形状を呈する回転蛍光板を示し、(B)は、本実施形態における回転蛍光板の断面形状を示す図である。 FIG. 8 is a plan view showing the air flow during rotation of the rotating fluorescent screen. FIGS. 9A and 9B are views of the air flow during rotation of the rotating fluorescent plate as viewed from the cross-sectional direction of the rotating fluorescent plate, and FIG. A fluorescent screen is shown, (B) is a figure which shows the cross-sectional shape of the rotation fluorescent screen in this embodiment.
図8に示すように、回転蛍光板24を回転させると、回転板25の遠心力と慣性とにより、回転板25の中央から外側に向かう空気の流れが第1の面25a及び第2の面25bの両側で発生する。図9(A)に示す比較例1のように、断面視矩形状を呈する基材26、つまり、側面26cが第1の面26aに対して垂直をなす回転蛍光板24の場合は、回転板25の第1レンズ62側で流動する空気が第1レンズ62に衝突して、風切り音が発生してしまう。 As shown in FIG. 8, when the rotating fluorescent plate 24 is rotated, the flow of air from the center of the rotating plate 25 toward the outside is caused by the centrifugal force and inertia of the rotating plate 25 to be the first surface 25a and the second surface 25b. Occurs on both sides. As in Comparative Example 1 shown in FIG. 9A, in the case of the rotating fluorescent plate 24 in which the base material 26 having a rectangular shape in cross section, that is, the side surface 26c is perpendicular to the first surface 26a, the rotating plate 25 The air flowing on the first lens 62 side collides with the first lens 62, and wind noise is generated.
これに対して、本実施形態の回転蛍光板24では、図9(B)に示すように回転板25の第1の面25a側よりも第2の面25b側の方へ多くの空気が流れていき、上記した基材26の場合よりも第1レンズ62に衝突する空気が少なくなる。 On the other hand, in the rotating fluorescent plate 24 of the present embodiment, as shown in FIG. 9B, more air flows toward the second surface 25b side than the first surface 25a side of the rotating plate 25. As a result, less air collides with the first lens 62 than in the case of the base material 26 described above.
また、第1側面251に加わる圧力の変動と第2側面252に加わる圧力の変動とを低減することができるため、乱流の発生を抑えることができる。 Moreover, since the fluctuation | variation of the pressure added to the 1st side 251 and the fluctuation | variation of the pressure added to the 2nd side 252 can be reduced, generation | occurrence | production of a turbulent flow can be suppressed.
従って、回転蛍光板24の回転に伴って生じる風切り音を効果的に低減することができる。その結果、波長変換装置1ひいては光源装置100の静音化を実現することができる。 Accordingly, wind noise generated with the rotation of the rotating fluorescent plate 24 can be effectively reduced. As a result, it is possible to realize the noise reduction of the wavelength conversion device 1 and thus the light source device 100.
以下に本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
図10(A)は、実施例1における回転蛍光板の構成を示す平面図であって、(B)は(A)のA−A’線に沿う断面図である。
図10(A),(B)に示すように、実施例1としての回転蛍光板は基材27を備え、基材27の側面27cが、第1の面27aから第2の面27b側に向かうにしたがって回転軸Nからの距離が大きくなる第1の領域R1のみを有する。
FIG. 10A is a plan view showing the configuration of the rotating fluorescent plate in Example 1, and FIG. 10B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG.
As shown in FIGS. 10A and 10B, the rotating fluorescent plate according to the first embodiment includes a base material 27, and a side surface 27c of the base material 27 is directed from the first surface 27a toward the second surface 27b. Accordingly, only the first region R1 in which the distance from the rotation axis N increases is provided.
ここで、回転蛍光板の回転時に生じる空気の流れをシミュレーションによって解析した結果について述べる。
図11は、基材27の外周近傍における空気の流速[m/s]を示す図である。図12は、基材26の外周近傍における空気の流速[m/s]を示す図である。
Here, the result of analyzing the flow of air generated when the rotating fluorescent plate rotates by simulation will be described.
FIG. 11 is a diagram showing the air flow velocity [m / s] in the vicinity of the outer periphery of the base material 27. FIG. 12 is a diagram showing the flow velocity [m / s] of air in the vicinity of the outer periphery of the substrate 26.
基材が回転すると、第1レンズ62と基材の第1の面との間の空気だけでなく、第1レンズ62のうち基材と対向していない領域の近傍の空気も流れる。以下の説明では、図11,12において破線の枠で示した領域に着目する。 When the substrate rotates, not only the air between the first lens 62 and the first surface of the substrate, but also the air in the vicinity of the region of the first lens 62 that does not face the substrate flows. In the following description, attention is focused on the area indicated by the dashed frame in FIGS.
図11に示すように、基材27の側面27cは第1の領域R1を有するために、第1レンズ62の近傍の空気の流れは、基材27の第2の面27b側の空気の流れよりも遅い。 As shown in FIG. 11, since the side surface 27c of the base material 27 has the first region R1, the air flow in the vicinity of the first lens 62 is the air flow on the second surface 27b side of the base material 27. Slower than.
一方、図12に示すように、基材26の側面26cは第1の面26aに対して垂直であるため、第1レンズ62近傍の空気の流れは、基材26の第2の面26b側の空気の流れよりも速い。 On the other hand, as shown in FIG. 12, since the side surface 26c of the base material 26 is perpendicular to the first surface 26a, the air flow in the vicinity of the first lens 62 is on the second surface 26b side of the base material 26. Faster than the air flow.
次に、基材27を用いた場合と基材26を用いた場合とで、第1レンズ62の近傍の空気の流速を比較する。図11,12の比較からわかるように、第1レンズ62の近傍の空気の流速は、基材27を用いた方が基材26を用いた場合よりも遅い。回転蛍光板の側面から離れるに従って、その差が顕著になる。
また、基材27の側面27cは第1の領域R1を有するために、基材27の端部近傍に発生する乱流が低減される。
このように、基材27の側面27cが第1の領域R1を有することによって、第1レンズ62に衝突する空気の速度を低減することができ、風切り音を抑えることができる。
Next, the flow velocity of air in the vicinity of the first lens 62 is compared between the case where the base material 27 is used and the case where the base material 26 is used. As can be seen from the comparison between FIGS. 11 and 12, the flow velocity of air in the vicinity of the first lens 62 is slower when the base material 27 is used than when the base material 26 is used. The difference becomes more prominent as the distance from the side surface of the rotating fluorescent plate increases.
Moreover, since the side surface 27c of the base material 27 has the first region R1, turbulent flow generated in the vicinity of the end portion of the base material 27 is reduced.
As described above, since the side surface 27c of the base material 27 has the first region R1, the speed of air colliding with the first lens 62 can be reduced, and wind noise can be suppressed.
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。各実施形態の構成を適宜組み合わせてもよい。 As described above, the preferred embodiments according to the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the examples. It is obvious for those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims. It is understood that it belongs to. You may combine the structure of each embodiment suitably.
図13(A)〜(D)に回転板71の側面の例を示す。
図13(A)に示すように、回転板71の第1の面71aと第2の面71bとを接続する側面71cが内側に湾曲していてもよい。
図13(B)に示すように、側面72cが、第1の面71aに接続する湾曲面72Aと、第2の面71bに接続する湾曲面72Bと、を有してもよい。
図13(C)に示すように、側面73cと第2の面71bとの接続部分が丸みを帯びた形状とされてもよい。また、側面73cが外側に湾曲していてもよい。
図13(D)に示すように、側面74cを構成する第1側面74Aと第2側面74Bとの境界部分が丸みを帯びた形状とされていてもよい。これら第1側面74Aおよび第2側面74Bも外側に湾曲していても構わない。
FIGS. 13A to 13D show examples of the side surface of the rotating plate 71.
As shown in FIG. 13A, the side surface 71c connecting the first surface 71a and the second surface 71b of the rotating plate 71 may be curved inward.
As shown in FIG. 13B, the side surface 72c may have a curved surface 72A connected to the first surface 71a and a curved surface 72B connected to the second surface 71b.
As shown in FIG. 13C, the connecting portion between the side surface 73c and the second surface 71b may have a rounded shape. Further, the side surface 73c may be curved outward.
As shown in FIG. 13D, the boundary portion between the first side surface 74A and the second side surface 74B constituting the side surface 74c may have a rounded shape. The first side surface 74A and the second side surface 74B may also be curved outward.
また、上記各実施形態では、本発明による光源装置をプロジェクターに搭載した例を示したが、これに限られない。本発明による光源装置は、照明器具や自動車の前照灯などにも適用することができる。 In each of the above embodiments, an example in which the light source device according to the present invention is mounted on a projector has been shown, but the present invention is not limited to this. The light source device according to the present invention can also be applied to lighting fixtures and automobile headlamps.
1…波長変換装置、2,3…面、4…段差部、E…仮想面、N,21A…回転軸、S…領域、22’…板材、22…回転板、22a…第1の面、22A…平坦部、22b…第2の面、22c,25c,26c,27c…側面、23…蛍光体層(波長変換素子)、30…光源、50…金型、51…第1のプレス金型、51c…第1の傾斜面、52…第2のプレス金型、52c…第2の傾斜面、61…第1レンズ(光学素子)、Lb…励起光、R1…第1の領域、R2…第2の領域、100…光源装置、122…第1側面、123…第2傾斜面、251…第1側面、252…第2側面、400B,400G,400R…光変調装置、500…クロスダイクロイックプリズム(光学素子)、600…投射光学系、1000…プロジェクター DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wavelength converter, 2,3 ... surface, 4 ... level | step difference part, E ... virtual surface, N, 21A ... rotating shaft, S ... area | region, 22 '... board | plate material, 22 ... rotating plate, 22a ... 1st surface, 22A ... flat portion, 22b ... second surface, 22c, 25c, 26c, 27c ... side surface, 23 ... phosphor layer (wavelength conversion element), 30 ... light source, 50 ... die, 51 ... first press die , 51c ... first inclined surface, 52 ... second press mold, 52c ... second inclined surface, 61 ... first lens (optical element), Lb ... excitation light, R1 ... first region, R2 ... Second area, 100 ... light source device, 122 ... first side surface, 123 ... second inclined surface, 251 ... first side surface, 252 ... second side surface, 400B, 400G, 400R ... light modulation device, 500 ... cross dichroic prism (Optical element), 600 ... projection optical system, 1000 ... projector
Claims (9)
前記平坦部に設けられた波長変換素子と、を備えたことを特徴とする波長変換装置。 A first surface that is rotatable about a predetermined rotation axis and has a flat portion, a second surface opposite to the first surface, and the first surface toward the second surface And a side surface having a first region in which the distance from the rotation axis is increased according to:
A wavelength conversion device comprising: a wavelength conversion element provided in the flat portion.
前記回転軸に垂直な仮想面と前記第1側面とのなす角度θ1が、前記仮想面と前記第2側面とのなす角度θ2よりも大きい請求項2から4のいずれか一項に記載の波長変換装置。 The side surface includes a first side surface including the first region and a second side surface including the second region,
5. The wavelength according to claim 2, wherein an angle θ <b> 1 formed between a virtual surface perpendicular to the rotation axis and the first side surface is larger than an angle θ <b> 2 formed between the virtual surface and the second side surface. Conversion device.
前記平坦部に波長変換素子を形成する工程と、を備えたことを特徴とする波長変換装置の製造方法。 A first surface having a flat portion by pressing a surface of a plate member rotatable around a predetermined rotation axis using a first die having a first inclined surface; A second surface opposite to the first surface, and a side surface having a first region in which a distance from the rotation axis increases from the first surface toward the second surface. Forming a rotating plate having,
And a step of forming a wavelength conversion element in the flat portion.
前記板材を、前記第1の金型と第2の傾斜面を有する第2の金型との間に配置する工程と、
前記板材に対して前記第1の金型と前記第2の金型とによりプレス加工を施すことにより、前記側面の前記第1の領域よりも前記第2の面に近い側に、前記第2の面から前記第1の面に向かうに従って前記回転軸からの距離が大きくなる第2の領域を形成する工程と、を含む請求項6に記載の波長変換装置の製造方法。 The step of forming the rotating plate includes:
Disposing the plate material between the first mold and a second mold having a second inclined surface;
By pressing the plate material with the first die and the second die, the second surface is closer to the second surface than the first region of the side surface. Forming a second region whose distance from the rotation axis increases from the surface toward the first surface. 8. The method of manufacturing a wavelength conversion device according to claim 6.
前記第1の面から所定の間隔をおいて配置された光学素子と、
前記波長変換素子を励起する励起光を射出する光源と、を備えたことを特徴とする光源装置。 The wavelength converter according to any one of claims 1 to 5,
An optical element disposed at a predetermined interval from the first surface;
And a light source that emits excitation light for exciting the wavelength conversion element.
前記光源装置から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置にて変調された光を投射する投射光学系と、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 claim 8;
A light modulation device that modulates light emitted from the light source device according to image information;
And a projection optical system that projects the light modulated by the light modulation device.
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