JP2017142459A - 波長変換素子、照明装置及びプロジェクター - Google Patents
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Abstract
Description
この構成によれば、円の一周あたりの平均反射率を簡便且つ確実に異ならせることができる。
この構成によれば、円の一周あたりの平均反射率を異ならせる構成を容易に実現することができる。
この構成によれば、高反射領域において励起光を高い反射率で反射させつつ、第1のダイクロイック層により蛍光を外部に良好に射出させることができる。
この構成によれば、低反射領域において励起光を低い反射率で反射させつつ、第2のダイクロイック層により蛍光を外部に良好に射出させることができる。
また、低反射領域及び高反射領域それぞれの反射率を調整することで円の一周あたりの平均反射率を調整することが、容易である。
この構成によれば、照明光の色バランスを一定に保つことができる。
プロジェクター1は、照明装置2と、色分離光学系3と、赤色光用光変調装置4Rと、緑色光用光変調装置4Gと、青色光用光変調装置4Bと、合成光学系5と、投射光学系6と、を概略備えている。
照明装置2は、白色の照明光WLを色分離光学系3に向けて射出する。
図2は照明装置2の概略構成を示す図である。図2に示すように、照明装置2は、アレイ光源21と、コリメーター光学系22と、アフォーカル光学系123と、ホモジナイザ光学系124と、偏光分離素子150Aを含む光学素子125Aと、位相差板26と、ピックアップ光学系27と、インテグレータ光学系31と、偏光変換素子32と、重畳光学系33と、蛍光体ホイール110と、光量モニター用ミラー42と、センサーユニット(検出部)43と、駆動装置50と、制御装置CONTとを備えている。蛍光体ホイール110は特許請求の範囲の「波長変換素子」に相当する。
蛍光体ホイール110は、円板状からなる基板110aと、基板110aに支持された波長変換層20と、基板110aの中心を通る回転軸Oの周りに回転駆動するモーター12と、を有している。本実施形態において、基板110aの形状は円板状であるが、該基板110aの形状は円板状に限るものではない。モーター12は特許請求の範囲の「第1の駆動装置」に相当する。
図3に示すように、センサーユニット43は、第1センサー43aと、第2センサー43bと、ダイクロイックミラー43cとを含む。ダイクロイックミラー43cは、誘電体多層膜から構成され、照明光WLのうち蛍光光YLを透過させ、照明光WLのうち青色光BLpを反射する。
本実施形態において、蛍光体ホイール110の波長変換層20は、回転軸Oを中心とする円に沿って、励起光BLcに対する反射率の分布を有している。励起光BLcに対する反射率の分布は後述のダイクロイック膜13により規定される。
本実施形態において、蛍光体ホイール110はモーター12により回転駆動されるため、励起光BLcのダイクロイック膜13への入射位置は、基板110aの回転軸Oを中心とする円を描く。説明の都合上、図5において、第1入射位置を符号IP1で示し、該第1入射位置IP1が描く円を円C1で示している。
円C1の一周あたりの励起光BLcに対する平均反射率は、円C1の一周あたりにおいて第1ダイクロイック膜13Aが占める割合及び第2ダイクロイック膜13Bが占める割合から求めることができる。
本実施形態において、高反射率領域60Aと低反射率領域60Bとの間の境界が直線であるため、上記平均反射率は円の半径に応じて連続的に変化する。
よって、例えば、複数種類の蛍光体層を加工して貼り合せて蛍光体層を形成する必要が無く、1種類の蛍光体層のみで波長変換層20を形成すれば良いので、該波長変換層20の構成を簡素化することができる。
特に、セラミック蛍光体層を用いる場合、所望の形状に加工して貼り合せることは非常に困難となるが、本実施形態のように蛍光体層11が1種類のみから構成される場合は、製造が非常に容易となる。
図7において、蛍光体ホイール210のダイクロイック膜113は、基板110aの回転軸Oを中心とするリング状の複数の領域Aを含んでいる。各領域Aは、高反射率領域60Aと低反射率領域60Bとで構成される。各領域Aの半径は、それぞれ異なっている。ここで、領域Aの半径は、回転軸Oと領域Aの径方向中心との距離で規定される。
Claims (8)
- 光反射面を有し、回転軸の周りに回転可能な基板と、
前記光反射面に支持された波長変換層と、を備え、
前記波長変換層は、前記回転軸を中心とする円に沿って、前記波長変換層を励起する励起光に対する反射率の分布を有し、
前記波長変換層の、前記円の一周あたりの前記励起光に対する平均反射率は、前記円の半径によって異なっている
波長変換素子。 - 前記波長変換層は、前記円に沿って、高反射率領域と、該高反射率領域よりも前記反射率が小さい低反射率領域と、を有し、
前記円の一周あたりに前記高反射率領域が占める割合と、前記円の一周あたりに前記低反射率領域が占める割合とは、前記円の半径によって異なっている
請求項1に記載の波長変換素子。 - 前記高反射率領域と前記低反射率領域との境界を含む直線は、前記円の中心とは異なる点を通る
請求項2に記載の波長変換素子。 - 前記波長変換層は、前記高反射率領域において前記波長変換層の前記光反射面とは反対側に設けられた第1のダイクロイック層を含み、
前記第1のダイクロイック層は、前記励起光の一部を反射させるとともに、前記波長変換層で生成された蛍光を透過させる
請求項2又は3に記載の波長変換素子。 - 前記波長変換層は、前記低反射率領域において前記波長変換層の前記光反射面とは反対側に設けられた第2のダイクロイック層を含み、
前記第2のダイクロイック層は、前記励起光の一部を反射させるとともに、前記蛍光を透過させる
請求項4に記載の波長変換素子。 - 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の波長変換素子と、
前記基板を前記回転軸の周りに回転させる第1の駆動装置と、
前記基板を前記回転軸と交差する方向に移動させる第2の駆動装置と、
前記波長変換層に入射する前記励起光を射出する発光素子と、を備え、
前記波長変換層によって反射された前記励起光の一部の成分と前記波長変換層で生成された蛍光とからなる照明光が射出される
照明装置。 - 前記照明光の光量を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて、前記第2の駆動装置を制御する制御装置と、をさらに備える
請求項6に記載の照明装置。 - 請求項6又は7に記載の照明装置と、
前記照明装置からの光を画像情報に応じて変調することにより画像光を形成する光変調装置と、
前記画像光を投射する投射光学系と、を備える
プロジェクター。
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