JP2018092054A - Wavelength conversion element, light source device and projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、波長変換素子、光源装置及びプロジェクターに関する。 The present invention relates to a wavelength conversion element, a light source device, and a projector.
従来、照明装置と、当該照明装置から出射された光を変調して画像情報に応じた画像を形成する光変調装置と、形成された画像をスクリーン等の被投射面上に拡大投射する投射光学装置と、を備えたプロジェクターが知られている。このようなプロジェクターに用いられる照明装置として、固体光源及び蛍光発光素子を有する照明装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, an illumination device, a light modulation device that modulates light emitted from the illumination device to form an image according to image information, and projection optics that enlarges and projects the formed image onto a projection surface such as a screen And a projector including the apparatus. As a lighting device used for such a projector, a lighting device having a solid light source and a fluorescent light emitting element is known (see, for example, Patent Document 1).
この特許文献1に記載の照明装置が有する蛍光発光素子(波長変換素子)は、蛍光体層と、当該蛍光体層を支持する基板と、当該蛍光体層と基板との間に位置する第2の反射部と、当該蛍光体層上に位置する第1の反射部と、を備える。このような蛍光発光素子により、固体光源から出射され、蛍光体層に入射された励起光(青色光)のうち、一部の光が蛍光に変換され、第2の反射部により反射されて蛍光体層(蛍光発光素子)から出射される。一方、蛍光体層に入射される励起光のうち、他の光は、第1の反射部により反射される。また、このような蛍光体層の光入射側の面(表面)の略全領域は、ディンプル加工等により形成された粗面を有している。すなわち、第1の反射部は、粗面を有している。
The fluorescent light emitting element (wavelength conversion element) included in the illumination device described in
更に、第1の反射部は、反射膜により形成されている。すなわち、上記蛍光発光素子では、蛍光体層における光入射側の面が粗面により形成されているので、当該粗面上に均一に反射膜を形成しなければならない。
しかしながら、当該粗面上に均一に反射膜を形成することは技術的に困難である。このため、上記蛍光体層上に反射膜を形成しても、蛍光体層の光入射側表面の略全領域において、当該反射膜の膜特性が均一にならないので、当該反射膜により反射される励起光(青色光)の反射率が、所望の反射率とならない可能性がある。換言すると、上記蛍光発光素子の構成では、励起光(青色光)及び蛍光の割合が調整された光、すなわち、ホワイトバランスが調整された光を上記蛍光体層から出射させることが難しいという課題がある。
Furthermore, the first reflection part is formed of a reflection film. That is, in the fluorescent light-emitting element, the light incident side surface of the phosphor layer is formed by a rough surface, and thus a reflective film must be uniformly formed on the rough surface.
However, it is technically difficult to form a reflective film uniformly on the rough surface. For this reason, even if a reflective film is formed on the phosphor layer, the film characteristics of the reflective film are not uniform over substantially the entire region of the light incident side surface of the phosphor layer, so that it is reflected by the reflective film. There is a possibility that the reflectance of the excitation light (blue light) does not become a desired reflectance. In other words, in the configuration of the fluorescent light emitting element, there is a problem that it is difficult to emit light with adjusted excitation light (blue light) and fluorescence ratio, that is, light with adjusted white balance, from the phosphor layer. is there.
本発明は、上記課題の少なくとも1つを解決することを目的とするものであり、励起光(青色光)及び蛍光の割合(ホワイトバランス)が調整された光を出射できる波長変換素子、光源装置及びプロジェクターを提供することを目的の1つとする。 An object of the present invention is to solve at least one of the above-described problems, and a wavelength conversion element and a light source device capable of emitting light with adjusted excitation light (blue light) and fluorescence ratio (white balance) One of the purposes is to provide a projector.
本発明の第1態様に係る波長変換素子は、第1波長帯の光が入射する入射面を有する波長変換部と、前記波長変換部の前記入射面とは反対方向側に位置する基板と、前記波長変換部と前記基板との間に位置する反射部と、を備え、前記波長変換部は、前記第1波長帯の光により励起され、前記第1波長帯とは異なる第2波長帯の光を生成する波長変換層と、前記第1波長帯の光を第1反射率にて反射させるとともに、前記波長変換層により生成された前記第2波長帯の光を透過させる第1波長選択層と、を有し、前記入射面は、平面部及び非平面部を有し、前記非平面部は、前記第1波長帯の光を第2反射率にて反射させることを特徴とする。 The wavelength conversion element according to the first aspect of the present invention includes a wavelength conversion unit having an incident surface on which light in the first wavelength band is incident, a substrate positioned on the opposite side of the incident surface of the wavelength conversion unit, A reflection unit positioned between the wavelength conversion unit and the substrate, and the wavelength conversion unit is excited by light in the first wavelength band and has a second wavelength band different from the first wavelength band. A wavelength conversion layer that generates light, and a first wavelength selection layer that reflects light in the first wavelength band with a first reflectance and transmits light in the second wavelength band generated by the wavelength conversion layer The incident surface has a flat part and a non-planar part, and the non-planar part reflects light in the first wavelength band with a second reflectance.
なお、上記第1波長帯の光としては、励起光(例えば、青色光)を例示でき、上記第2波長帯の光としては、蛍光を例示できる。また、上記波長変換層としては、セラミック蛍光体を例示でき、上記第1波長選択層としては、励起光(青色光)の一部を反射させ、かつ、蛍光を透過させる誘電体多層膜を例示できる。更に、上記平面部と上記非平面部とは、面粗さに違いがあればよく、上記平面部とは、面粗さRa≦0.1μmの研磨面を例示でき、上記非平面部とは、面粗さRa>0.1μmの凹凸面等を例示できる。
上記第1態様によれば、波長変換部の入射面に平面部及び非平面部が形成され、当該非平面部が第2反射率にて第1波長帯の光を反射させるので、当該波長変換部の製造時において、入射面における非平面部及び平面部の割合を調整することによって、波長変換部(波長変換層)に入射される第1波長帯の光の割合を調整できる。波長変換層に入射された第1波長帯の光の全てまたは一定の割合が第2波長帯の光に波長変換される場合には、入射面における非平面部及び平面部の割合を調整することによって、当該波長変換部から出射される光のうち、第1波長帯の光及び第2波長帯の光の割合を調整できる。また、第1波長選択層が第1波長帯の光を第1反射率にて反射させるので、上記製造時において、当該第1反射率を調整することによって、波長変換部から出射される第1波長帯の光量を増減できる。
従って、第1波長帯や、波長変換層の波長変換効率、平面部及び非平面部の割合、第1波長選択層の第1反射率、並びに、非平面部の第2反射率を調整することによって、波長変換素子から出射される光の励起光(青色光)及び蛍光の割合(例えば、ホワイトバランス)を調整できる。
The light in the first wavelength band can be exemplified by excitation light (for example, blue light), and the light in the second wavelength band can be exemplified by fluorescence. The wavelength conversion layer may be a ceramic phosphor, and the first wavelength selection layer may be a dielectric multilayer that reflects a part of excitation light (blue light) and transmits fluorescence. it can. Furthermore, the planar portion and the non-planar portion only have to have a difference in surface roughness, and the planar portion can be exemplified by a polished surface having a surface roughness Ra ≦ 0.1 μm. An uneven surface having a surface roughness Ra> 0.1 μm can be exemplified.
According to the first aspect, since the planar portion and the non-planar portion are formed on the incident surface of the wavelength conversion portion, and the non-planar portion reflects the light in the first wavelength band with the second reflectance, the wavelength conversion is performed. During the manufacture of the part, the ratio of the light in the first wavelength band incident on the wavelength conversion part (wavelength conversion layer) can be adjusted by adjusting the ratio of the non-planar part and the planar part on the incident surface. When all or a fixed ratio of the light in the first wavelength band incident on the wavelength conversion layer is wavelength-converted to the light in the second wavelength band, the ratio of the non-planar portion and the planar portion on the incident surface is adjusted. Thus, the ratio of the light in the first wavelength band and the light in the second wavelength band in the light emitted from the wavelength conversion unit can be adjusted. In addition, since the first wavelength selection layer reflects light in the first wavelength band with the first reflectance, the first wavelength emitted from the wavelength conversion unit is adjusted by adjusting the first reflectance during the manufacturing. The amount of light in the wavelength band can be increased or decreased.
Therefore, adjusting the first wavelength band, the wavelength conversion efficiency of the wavelength conversion layer, the ratio of the planar portion and the non-planar portion, the first reflectance of the first wavelength selection layer, and the second reflectance of the non-planar portion. Thus, the excitation light (blue light) of the light emitted from the wavelength conversion element and the ratio of fluorescence (for example, white balance) can be adjusted.
上記第1態様では、前記第1波長選択層は、前記平面部に設けられることが好ましい。
例えば、第1波長選択層が非平面部に位置する場合、当該非平面部の凹凸により、当該非平面部に第1波長選択層を位置させることが困難であり、仮に非平面部に第1波長選択層が位置したとしても、平面部全体で、第1反射率が均一にならない恐れがある。よって、当該第1波長選択層が第1反射率にて第1波長帯の光を反射させることができない恐れがある。
これに対し、このような構成によれば、第1波長選択層が平面部に位置しているので、波長変換部に入射される第1波長帯の光の一部を確実に当該第1波長選択層により反射させることができる。
In the first aspect, it is preferable that the first wavelength selection layer is provided on the planar portion.
For example, when the first wavelength selection layer is located in the non-planar part, it is difficult to position the first wavelength selection layer in the non-planar part due to the unevenness of the non-planar part. Even if the wavelength selection layer is located, the first reflectance may not be uniform over the entire plane portion. Therefore, there is a possibility that the first wavelength selection layer cannot reflect light in the first wavelength band with the first reflectance.
On the other hand, according to such a configuration, since the first wavelength selection layer is located in the plane portion, a part of the light in the first wavelength band incident on the wavelength conversion portion can be reliably transmitted to the first wavelength. It can be reflected by the selective layer.
上記第1態様では、前記波長変換部は、前記波長変換層より前記第1波長帯の光の入射側に設けられ、当該第1波長帯の光を透過させる透光層を有し、前記第1波長選択層は、前記波長変換層と前記透光層との間に位置することが好ましい。
なお、上記透光層としては、ガラスを例示できる。
このような構成によれば、透光層が波長変換層より第1波長帯の光の入射側に設けられるので、透光層が波長変換層を保護することができる。
また、透光層が波長変換部において最も第1波長帯の光の入射側に位置している場合には、当該透光層の入射面に非平面部及び平面部が形成される。これによれば、例えば、波長変換層に平面部及び非平面部が形成される場合に比べて、当該非平面部及び平面部を形成する際に生じる当該波長変換層の破損を抑制できる。
更に、波長変換層がセラミック蛍光体等により形成され、透光層がガラス等により形成されている場合には、波長変換層に比べて透光層が加工しやすいため、当該波長変換層に非平面部及び平面部を形成する場合に比べて、容易に透光層に非平面部及び平面部を形成することができる。
In the first aspect, the wavelength conversion unit is provided on the incident side of the light in the first wavelength band from the wavelength conversion layer, and has a light-transmitting layer that transmits the light in the first wavelength band. The one-wavelength selection layer is preferably located between the wavelength conversion layer and the translucent layer.
An example of the translucent layer is glass.
According to such a configuration, since the light transmissive layer is provided on the light incident side of the first wavelength band from the wavelength conversion layer, the light transmissive layer can protect the wavelength conversion layer.
Further, when the light transmissive layer is located closest to the light incident side of the first wavelength band in the wavelength conversion portion, a non-planar portion and a flat portion are formed on the light incident surface of the light transmissive layer. According to this, for example, damage to the wavelength conversion layer that occurs when the non-planar portion and the planar portion are formed can be suppressed as compared with the case where the planar portion and the non-planar portion are formed in the wavelength conversion layer.
Further, when the wavelength conversion layer is formed of a ceramic phosphor or the like and the light transmission layer is formed of glass or the like, the light transmission layer is easier to process than the wavelength conversion layer, and therefore, the wavelength conversion layer is not formed. Compared with the case of forming the flat portion and the flat portion, the non-planar portion and the flat portion can be easily formed in the light transmitting layer.
上記第1態様では、前記波長変換部は、前記第1波長帯の光を第3反射率にて反射させるとともに、前記波長変換層により生成された前記第2波長帯の光を透過させる第2波長選択層を有し、前記第2波長選択層は、前記平面部に位置することが好ましい。
なお、上記第2波長選択層としては、第1波長帯の光が青色光の場合において、当該青色光の一部を反射させ、かつ、蛍光を透過させる誘電体多層膜の他、上記第1波長帯の光の反射を抑制する反射防止膜(AR(Antireflection)コート)を例示できる。
上記第2波長選択層が上記誘電体多層膜により構成されている場合、当該第2波長選択層(誘電体多層膜)が上記平面部に位置するので、第1波長選択層の第1反射率だけでなく、入射面における非平面部及び平面部の割合、及び、第2波長選択層の第3反射率を、波長変換部の製造時に調整することによって、当該波長変換部から出射される光の第1波長帯の光及び第2波長帯の光の割合を調整できる。すなわち、第2波長選択層が無い場合に比べて、第1波長帯の光及び第2波長帯の光の割合(ホワイトバランス)の調整に用いることができる対象(変数;パラメーター)が増加するので、波長変換部の製造時において、励起光(青色光)及び蛍光の割合(ホワイトバランス)の調整を確実に実行できる。
従って、第1波長帯や、波長変換層の波長変換効率、平面部及び非平面部の割合、並びに、第1波長選択層及び第2波長選択層の各反射率を調整することによって、波長変換素子から出射される光の励起光(青色光)及び蛍光の割合(ホワイトバランス)を調整でき、これにより、当該光を波長変換素子から出射させることができる。
一方、第2波長選択層が反射防止膜により構成されている場合には、第2波長選択層(反射防止膜)が平面部に位置しているので、透光層及び波長変換部(波長変換層)への第1波長帯の光の入射光量を高めることができる。これによれば、平面部に入射される第1波長帯の光を有効に利用できるので、波長変換素子から出射される第1波長帯の光の光量が低減することを抑制できる。従って、第1波長帯の光をより確実に出射させることができる。
In the first aspect, the wavelength conversion unit reflects the light in the first wavelength band with a third reflectance and transmits the light in the second wavelength band generated by the wavelength conversion layer. It has a wavelength selection layer, and it is preferred that the 2nd wavelength selection layer is located in the plane part.
As the second wavelength selection layer, in the case where the light in the first wavelength band is blue light, in addition to the dielectric multilayer film that reflects part of the blue light and transmits fluorescence, the first wavelength band An antireflection film (AR (Antireflection) coat) that suppresses reflection of light in the wavelength band can be exemplified.
When the second wavelength selection layer is composed of the dielectric multilayer film, since the second wavelength selection layer (dielectric multilayer film) is located in the plane portion, the first reflectance of the first wavelength selection layer is In addition, the light emitted from the wavelength conversion unit by adjusting the ratio of the non-planar part and the planar part on the incident surface and the third reflectance of the second wavelength selection layer at the time of manufacturing the wavelength conversion part. The ratio of the light in the first wavelength band and the light in the second wavelength band can be adjusted. That is, since there are more objects (variables; parameters) that can be used to adjust the ratio (white balance) of the light in the first wavelength band and the light in the second wavelength band compared to the case without the second wavelength selection layer. In the manufacture of the wavelength conversion unit, the adjustment of the excitation light (blue light) and the ratio of fluorescence (white balance) can be performed reliably.
Therefore, the wavelength conversion is performed by adjusting the first wavelength band, the wavelength conversion efficiency of the wavelength conversion layer, the ratio of the planar portion and the non-planar portion, and the reflectance of the first wavelength selection layer and the second wavelength selection layer. The excitation light (blue light) and fluorescence ratio (white balance) of the light emitted from the element can be adjusted, whereby the light can be emitted from the wavelength conversion element.
On the other hand, when the second wavelength selection layer is composed of an antireflection film, the second wavelength selection layer (antireflection film) is located in the plane portion. The amount of incident light of the first wavelength band on the layer) can be increased. According to this, since the light of the first wavelength band incident on the plane portion can be effectively used, it is possible to suppress the light amount of the light of the first wavelength band emitted from the wavelength conversion element from being reduced. Therefore, the light in the first wavelength band can be emitted more reliably.
上記第1態様では、前記入射面における前記平面部及び前記非平面部の割合は、前記波長変換素子に入射される前記第1波長帯の光の照射領域の範囲に応じて設定されることが好ましい。
なお、上記波長変換素子に入射される第1波長帯の光の照射領域の範囲とは、当該波長変換素子における第1波長帯の光の照射スポットの範囲であってもよい。
このような構成によれば、波長変換素子に入射される光の照射領域の範囲に応じて平面部及び非平面部の割合が設定されるので、波長変換素子から出射される第1波長帯の光及び第2波長帯の光の割合を略均一にできる。従って、励起光(青色光)及び蛍光の割合(ホワイトバランス)が調整された光を波長変換装置から確実に出射させることができる。
更に、波長変換素子を構成する基板が当該基板を回転させる回転装置に設けられる場合には、当該回転装置により基板が回転されるので、波長変換素子の一点に第1波長帯の光が入射することを抑制し、熱飽和が生じることを抑制でき、かつ、当該基板により波長変換素子の熱を放熱できる。
In the first aspect, a ratio of the planar portion and the non-planar portion on the incident surface may be set according to a range of a light irradiation region of the first wavelength band incident on the wavelength conversion element. preferable.
In addition, the range of the irradiation region of the first wavelength band light incident on the wavelength conversion element may be the range of the irradiation spot of the first wavelength band light in the wavelength conversion element.
According to such a configuration, since the ratio of the planar portion and the non-planar portion is set according to the range of the irradiation region of the light incident on the wavelength conversion element, the first wavelength band emitted from the wavelength conversion element The ratio of light and light in the second wavelength band can be made substantially uniform. Therefore, the light in which the excitation light (blue light) and the ratio of fluorescence (white balance) are adjusted can be reliably emitted from the wavelength converter.
Furthermore, when the substrate constituting the wavelength conversion element is provided in a rotating device that rotates the substrate, the substrate is rotated by the rotating device, so that light in the first wavelength band is incident on one point of the wavelength converting element. This can suppress the occurrence of thermal saturation and can radiate the heat of the wavelength conversion element by the substrate.
本発明の第2態様に係る光源装置は、上記波長変換素子と、前記第1波長帯の光を出射する光源と、を備えることを特徴とする。
上記第2態様によれば、上記第1態様に係る波長変換素子と同様の作用効果を奏することができる。また、光源から出射された光が波長変換素子に入射されると、当該波長変換素子から第1波長帯の光及び第2波長帯の光の割合、すなわち、励起光(青色光)及び蛍光の割合(ホワイトバランス)が調整された光が出射されるので、所望の照度及び彩度の光を出射できる光源装置を提供できる。
A light source device according to a second aspect of the present invention includes the wavelength conversion element and a light source that emits light in the first wavelength band.
According to the said 2nd aspect, there can exist an effect similar to the wavelength conversion element which concerns on the said 1st aspect. Further, when the light emitted from the light source enters the wavelength conversion element, the ratio of the light in the first wavelength band and the light in the second wavelength band from the wavelength conversion element, that is, the excitation light (blue light) and the fluorescence Since the light whose ratio (white balance) is adjusted is emitted, a light source device that can emit light with desired illuminance and saturation can be provided.
本発明の第3態様に係るプロジェクターは、上記光源装置と、前記光源装置から出射された光を変調する光変調装置と、前記光変調装置により変調された光を投射する投射光学装置と、を備えることを特徴とする。
上記第3態様によれば、上記第2態様に係る光源装置と同様の作用効果を奏することができる。また、光源装置から所望の照度及び彩度の光、すなわち、第1波長帯の光及び第2波長帯の光の割合、すなわち、励起光(青色光)及び蛍光の割合(ホワイトバランス)が調整された光が出射されるので、プロジェクターの信頼性を高めることができる。
A projector according to a third aspect of the present invention includes the light source device, a light modulation device that modulates light emitted from the light source device, and a projection optical device that projects light modulated by the light modulation device. It is characterized by providing.
According to the said 3rd aspect, there can exist an effect similar to the light source device which concerns on the said 2nd aspect. In addition, light of desired illuminance and saturation from the light source device, that is, the ratio of the light in the first wavelength band and the light in the second wavelength band, that is, the ratio of excitation light (blue light) and fluorescence (white balance) is adjusted. Therefore, the reliability of the projector can be improved.
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態について、図面に基づいて説明する。
[プロジェクターの概略構成]
図1は、本実施形態に係るプロジェクター1の外観を示す斜視図である。
本実施形態に係るプロジェクター1は、後述する照明装置41から出射された光を変調して画像情報に応じた画像を形成し、形成された画像をスクリーン等の被投射面PS上に拡大投射する投射型画像表示装置である。このプロジェクター1は、図1に示すように、外装を構成する外装筐体2と、当該外装筐体2内に収容配置される装置本体3(図2参照)と、を備える。
このようなプロジェクター1は、詳しくは後述するが、波長変換部62が、励起光を第1反射率にて反射させるとともに、蛍光を透過させる第1波長選択層623を有し、当該波長変換部62の入射面620が非平面部621及び平面部622を有し、当該非平面部621が、励起光を第2反射率にて反射させることを特徴の1つとしている(図6参照)。
以下、プロジェクター1の構成について説明する。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described based on the drawings.
[Schematic configuration of projector]
FIG. 1 is a perspective view showing an external appearance of a
The
The
Hereinafter, the configuration of the
[外装筐体の構成]
外装筐体2は、それぞれ合成樹脂により形成されたアッパーケース2A、ロアーケース2B、フロントケース2C及びリアケース2Dが組み合わされて、略直方体形状に構成されている。このような外装筐体2は、天面部21、底面部22、正面部23、背面部24、左側面部25及び右側面部26を有する。
[Configuration of exterior casing]
The
底面部22には、プロジェクター1が載置面に載置される場合に当該載置面に接触する脚部221(図1では2つの脚部221のみ図示)が、複数箇所に設けられている。
正面部23の中央部分には、後述する投射光学装置46の端部461を露出させ、当該投射光学装置46により投射される画像が通過する開口部231が形成されている。
また、正面部23において左側面部25側の位置には、外装筐体2内の熱を帯びた冷却気体が排出される排気口232が形成されている。
右側面部26には、外部の空気を冷却気体として内部に導入する導入口261が形成されている。
The
An
In addition, an
The right
[装置本体の構成]
図2は、装置本体3の構成を示す模式図である。
装置本体3は、図2に示すように、画像投射装置4を備える。更に、図示を省略するが、装置本体3は、プロジェクター1の動作を制御する制御装置、プロジェクター1を構成する電子部品に電力を供給する電源装置、及び、冷却対象を冷却する冷却装置を備える。
[Device configuration]
FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the apparatus
The apparatus
[画像投射装置の構成]
画像投射装置4は、上記制御装置から入力される画像信号に応じた画像を形成して、上記被投射面PS上に投射する。この画像投射装置4は、照明装置41、色分離装置42、平行化レンズ43、光変調装置44、色合成装置45及び投射光学装置46を備える。
これらのうち、照明装置41は、光変調装置44を均一に照明する照明光WLを出射する。この照明装置41の構成については、後に詳述する。
[Configuration of image projection apparatus]
The
Among these, the
色分離装置42は、照明装置41から入射される照明光WLから青色光LB、緑色光LG及び赤色光LRを分離する。この色分離装置42は、ダイクロイックミラー421,422、反射ミラー423,424,425及びリレーレンズ426,427と、これらを内部に収容する光学部品用筐体428と、を備える。
ダイクロイックミラー421は、上記照明光WLに含まれる青色光LBを透過させ、緑色光LG及び赤色光LRを反射させる。このダイクロイックミラー421を透過した青色光LBは、反射ミラー423にて反射され、平行化レンズ43(43B)に導かれる。
ダイクロイックミラー422は、上記ダイクロイックミラー421にて反射された緑色光LG及び赤色光LRのうち、緑色光LGを反射させて平行化レンズ43(43G)に導き、赤色光LRを透過させる。この赤色光LRは、リレーレンズ426、反射ミラー424、リレーレンズ427及び反射ミラー425を介して、平行化レンズ43(43R)に導かれる。
平行化レンズ43(赤、緑及び青の各色光用の平行化レンズを、それぞれ43R,43G,43Bとする)は、入射される光を平行化する。
The
The
The
The collimating lens 43 (the collimating lenses for red, green, and blue color lights are 43R, 43G, and 43B, respectively) collimates incident light.
光変調装置44(赤、緑及び青の各色光用の光変調装置を、それぞれ44R,44G,44Bとする)は、それぞれ入射される上記色光LR,LG,LBを変調して、制御装置から入力される画像信号に応じた色光LR,LG,LBに基づく画像を形成する。これら光変調装置44のそれぞれは、例えば、入射される光を変調する液晶パネルと、当該液晶パネルの入射側及び出射側のそれぞれに配置される偏光板と、を備えて構成される。
色合成装置45は、各光変調装置44R,44G,44Bから入射される色光LR,LG,LBに基づく画像を合成する。この色合成装置45は、本実施形態では、クロスダイクロイックプリズムにより構成されているが、複数のダイクロイックミラーによって構成することも可能である。
投射光学装置46は、色合成装置45にて合成された画像を上記被投射面PSに拡大投射する。このような投射光学装置46として、例えば、鏡筒と、当該鏡筒内に配置される複数のレンズとにより構成される組レンズを採用できる。
The light modulation device 44 (respectively, light modulation devices for red, green, and
The
The projection
[照明装置の構成]
図3は、照明装置41の構成を示す模式図である。
照明装置41は、本発明の光源装置に相当し、照明光WLを色分離装置42に向けて出射する。この照明装置41は、図3に示すように、光源部411、アフォーカル光学装置412、ホモジナイザー光学装置413、偏光分離装置414、位相差板415、ピックアップ光学装置416、波長変換装置5、インテグレーター光学装置417、偏光変換素子418及び重畳レンズ419を備える。
これらのうち、光源部411、アフォーカル光学装置412及びホモジナイザー光学装置413は、第1照明光軸Ax1上に配置されている。一方、位相差板415、ピックアップ光学装置416、波長変換装置5、インテグレーター光学装置417、偏光変換素子418及び重畳レンズ419は、第1照明光軸Ax1に直交する第2照明光軸Ax2上に配置される。そして、偏光分離装置414は、第1照明光軸Ax1と第2照明光軸Ax2との交差部分に配置される。
[Configuration of lighting device]
FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of the
The
Among these, the
光源部411は、アフォーカル光学装置412に向けて、青色光である励起光ELを出射する。この光源部411は、光源としてのアレイ光源411Aと、当該アレイ光源411Aから出射された励起光ELが入射されるコリメーター光学装置411Bと、を備える。
アレイ光源411Aは、第1照明光軸Ax1に対する直交面内に複数の半導体レーザー4111がアレイ状に配列された構成を有する。これら半導体レーザー4111は、例えば、440〜480nmの波長域にピーク波長を有する励起光EL(青色光)を出射するLD(Laser Diode)である。また、半導体レーザー4111から出射される励起光ELは、コヒーレントな直線偏光であり、偏光分離装置414に向けて第1照明光軸Ax1と平行に出射される。なお、本実施形態では、各半導体レーザー4111が出射する励起光ELの偏光方向は、偏光分離装置414の偏光分離層4143にて反射される偏光成分の偏光方向と一致しており、当該励起光ELはs偏光である。
The
The array
コリメーター光学装置411Bは、アレイ光源411Aから入射される励起光ELを平行光に変換する。このコリメーター光学装置411Bは、例えば各半導体レーザー4111に対応してアレイ状に配置された複数のコリメーターレンズ4112を備えて構成される。このようなコリメーター光学装置411Bを通過して平行光に変換された励起光ELは、アフォーカル光学装置412に入射される。
The collimator
アフォーカル光学装置412は、コリメーター光学装置411Bから入射された励起光ELの光束径を調整する。このアフォーカル光学装置412は、集光レンズ4121及び平行化レンズ4122を備える。このようなアフォーカル光学装置412を通過して光束径が調整された励起光ELは、ホモジナイザー光学装置413に入射される。
The afocal
ホモジナイザー光学装置413は、後述するピックアップ光学装置416と協同して、波長変換装置5の照明領域における励起光ELの照度分布を均一化する。このホモジナイザー光学装置413は、第1照明光軸Ax1に対する直交面にそれぞれ複数の小レンズがマトリクス状に配列されたマルチレンズアレイ4131,4132を備える。このようなホモジナイザー光学装置413から出射された励起光ELは、偏光分離装置414に入射される。
The homogenizer
偏光分離装置414は、p偏光及びs偏光のうち、一方の偏光光を通過させ、他方の偏光光を反射させるものである。この偏光分離装置414は、それぞれ略三角柱形状に形成されたプリズム4141,4142を備え、全体略直方体形状に形成された、いわゆるプリズム型の偏光ビームスプリッター(PBS:Polarizing Beam Splitter)として構成されている。これらプリズム4141,4142の界面は、それぞれ第1照明光軸Ax1及び第2照明光軸Ax2に対して45°の角度で傾斜しており、当該界面には、偏光分離層4143が配置されている。
The
偏光分離層4143は、励起光ELに含まれるs偏光とp偏光とを分離する特性を有する他、後述する波長変換装置5にて生じた蛍光を、当該蛍光の偏光状態に依らずに透過させる特性を有する。すなわち、偏光分離層4143は、青色光領域の波長帯の光についてはs偏光とp偏光とを分離するが、蛍光として、例えば緑色光領域及び赤色光領域の波長帯の光についてはs偏光及びp偏光のそれぞれを透過させる、波長選択性の偏光分離特性を有する。
このような偏光分離装置414は、入射されたs偏光の励起光ELを、第2照明光軸Ax2に沿って位相差板415側に反射させる。また、詳しくは後述するが、偏光分離装置414は、位相差板415側から入射される蛍光とp偏光の励起光とを透過させ、これら蛍光及び励起光(青色光)を合成してインテグレーター光学装置417に入射させる。
なお、偏光分離装置414は、プリズム型に限らず、プレート型でもよい。
The
Such a
The
位相差板415は、1/4波長板である。この位相差板415は、偏光分離装置414から入射されるs偏光の励起光ELsを円偏光の励起光ELcに変換し、当該円偏光の励起光ELcをピックアップ光学装置416に入射させる。
ピックアップ光学装置416は、位相差板415から入射される励起光ELcを波長変換装置5に集光する。このピックアップ光学装置416は、2つのレンズ4161,4162を有する。
なお、本実施形態では、ピックアップ光学装置416は、2つのレンズ4161,4162を備えることとしたが、当該ピックアップ光学装置416を構成するレンズの数は2に限らず、1でも3以上でもよい。
The
The pickup
In this embodiment, the pickup
波長変換装置5は、ピックアップ光学装置416から入射される青色光である励起光ELc(第1波長帯の光)の一部を拡散反射させるとともに、他の一部を緑色光及び赤色光を含む蛍光(第2波長帯の光)に変換して出射する。この波長変換装置5は、反射型の波長変換素子6と、当該波長変換素子6を回転させる回転装置7と、を有する。これにより、波長変換素子6が当該回転装置7の動力により回転されるので、当該波長変換素子6の波長変換部62において、励起光ELcが入射される位置を時間的に変化させることにより、一点に入射される場合に生じ得る熱飽和の発生を抑制し、かつ、当該波長変換素子6により生じた熱の基板61から放熱させる。これらのうち、回転装置7は、例えば、モーター等により構成されている。
このような波長変換装置5にて生成される蛍光は、本実施形態では、500〜700nmの波長域にピーク波長を有する光である。なお、波長変換素子6の構成については、後述する。
The
In this embodiment, the fluorescence generated by such a
このような波長変換装置5から出射された励起光ELc及び蛍光を含む照明光WLは、ピックアップ光学装置416を介して、位相差板415に入射される。
これらのうち、励起光ELcは、位相差板415を通過する過程にて、円偏光となり、波長変換装置5にて反射された場合には、位相差板415を再度通過する過程にて、円偏光の励起光ELcは、s偏光に対して偏光方向が90°回転されたp偏光の励起光に変換される。このp偏光の励起光は、上記偏光分離装置414を第2照明光軸Ax2に沿って通過して、インテグレーター光学装置417に青色光として入射される。
一方、波長変換装置5から出射された蛍光は非偏光光であり、偏光分離層4143が上記波長選択性の偏光分離特性を有することから、ピックアップ光学装置416及び位相差板415を通過した後、第2照明光軸Ax2に沿って偏光分離装置414を通過して、インテグレーター光学装置417に緑色光及び赤色光として入射される。
これにより、白色の照明光WLが、偏光分離装置414を介してインテグレーター光学装置417に入射される。
The illumination light WL including the excitation light ELc and the fluorescence emitted from the
Among these, the excitation light ELc becomes circularly polarized light in the process of passing through the
On the other hand, since the fluorescence emitted from the
Accordingly, the white illumination light WL is incident on the integrator
インテグレーター光学装置417は、重畳レンズ419と協同して、光変調装置44における照明光WLの照度分布を均一化する。このインテグレーター光学装置417は、上記ホモジナイザー光学装置413と同様に、第2照明光軸Ax2に対する直交面内にそれぞれ複数の小レンズがマトリクス状に配列されたレンズアレイ4171,4172を備える。このようなインテグレーター光学装置417から出射された照明光WLは、偏光変換素子418に入射する。
偏光変換素子418は、入射される照明光WLの偏光方向を揃える機能を有する。この偏光変換素子418から出射された照明光WLは、重畳レンズ419に入射する。
そして、当該重畳レンズ419を介した照明光WLは、上記色分離装置42のダイクロイックミラー421に入射される。
The integrator
The
The illumination light WL that has passed through the superimposing
[波長変換素子の構成]
図4は、本実施形態に係る波長変換素子6を光入射側から見た図であり、図5は、波長変換素子6の断面図である。
波長変換素子6は、上記のように、ピックアップ光学装置416から入射される励起光ELcの一部を拡散反射させるとともに、他の一部の励起光ELcを波長変換して生成される蛍光を、当該励起光ELcの入射側(すなわちピックアップ光学装置416側)に出射する。このような波長変換素子6は、基板61、波長変換部62、及び反射層63を有する。
[Configuration of wavelength conversion element]
FIG. 4 is a view of the
As described above, the
この波長変換素子6においては、波長変換部62は、ピックアップ光学装置416から入射される励起光ELcの入射側とは反対側に、当該波長変換部62に蒸着された(一体化された)反射層63が形成されている。波長変換部62は、反射層63が接合材(図示省略)によって基板61に接合されることにより、当該基板61に固定されている。すなわち、基板61は、波長変換部62における励起光ELcの入射面620とは反対方向側に位置する。
従って、この波長変換素子6においては、波長変換部62、反射層63、接合材(図示省略)が、ピックアップ光学装置416からの励起光ELcの入射側から順に、基板61上に積層されている。
In the
Therefore, in the
[基板の構成]
基板61は、波長変換部62及び反射層63を支持する支持基板として機能する他、当該波長変換部62から伝達された熱を放熱する放熱基板として機能する。この基板61は、図4に示すように、励起光の入射側から見て略円板状に形成され、金属やセラミックス等により形成される。また、基板61には、上述したように、回転装置7が取り付けられ、当該回転装置7の動力により、回転中心RAを中心として回転される。
なお、本実施形態では、回転装置7により回転される基板61の回転速度は、例えば、4000〜7200rpmに設定されている。
[Substrate structure]
The
In the present embodiment, the rotation speed of the
[波長変換部の構成]
波長変換部62は、波長変換素子6において最もピックアップ光学装置416側、すなわち、当該ピックアップ光学装置416から入射される励起光ELcの最も入射側に入射面620を有する。更に、波長変換部62の光入射側に位置する入射面620は、非平面部621及び平面部622を有する。また、波長変換部62は、波長変換層624を有する。
この波長変換層624は、入射される第1波長帯の光としての励起光ELc(青色光)によって励起され、第2波長帯(緑色光〜赤色光の波長域)の光としての蛍光を出射するものである。このような波長変換層624の蛍光体の含有比率は、照明装置41から出射される照明光WLの波長に基づいて設定される。波長変換層624としては、例えばYAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)系蛍光体が用いられる。
[Configuration of wavelength converter]
The
The
なお、蛍光体粒子の形成材料は、1種であってもよいし、2種以上の材料を用いて形成された粒子が混合されたものが用いられてもよい。波長変換層624には、耐熱性及び表面加工性に優れたものを用いることが好ましい。このような波長変換層624として、アルミナ等の無機バインダー中に蛍光体粒子を分散させた蛍光体層、バインダーを用いずに蛍光体粒子を焼結した蛍光体層(セラミック蛍光体層)などが好適に用いられる。
また、本実施形態では、波長変換部62(波長変換層624)の厚さ寸法は、略100μmに設定されているが、当該厚さ寸法は100μmより小さくてもよい。
In addition, the material for forming the phosphor particles may be one kind, or a mixture of particles formed using two or more kinds of materials may be used. For the
Moreover, in this embodiment, although the thickness dimension of the wavelength conversion part 62 (wavelength conversion layer 624) is set to about 100 micrometers, the said thickness dimension may be smaller than 100 micrometers.
非平面部621は、微細な凹凸を複数有する面である。この非平面部621は、例えば、ブラスト加工等により形成され、入射される励起光ELcのうち、一部の励起光ELcを所定の反射率(第2反射率)にて反射させ、他の励起光ELcを入射させる。また、非平面部621は、当該非平面部621から蛍光を拡散させて出射させる。そして、詳しくは後述するが、このような非平面部621による励起光ELcの反射率(第2反射率)も、製造時に調整される。
なお、本実施形態では、非平面部621は、ブラスト加工等により形成されることとしたが、これに限らず、例えば、エッチング等により形成されてもよい。
The
In the present embodiment, the
平面部622は、研磨されることにより形成された研磨面(例えば、面粗さRa≦0.1μmの研磨面)であり、入射面620において、複数箇所に点在する。具体的に、平面部622は、図4に示すように、励起光ELcの入射側から見て略円形状に形成され、当該入射面620におけるランダムな位置に配置されている。この平面部622には、図5に示すように、第1波長選択層623が位置している。
なお、本実施形態では、平面部622は、研磨面であることとしたが、これに限らず、略平坦な面であれば、研磨されていなくてもよい。
そして、詳しくは後述するが、これら非平面部621及び平面部622の入射面620における割合は、波長変換素子6から出射される青色光及び蛍光の出射比率に応じて設定される。
The
In the present embodiment, the
As will be described in detail later, the ratio of the
第1波長選択層623は、波長変換層624に入射される励起光ELcを所定の反射率(第1反射率)にて反射させるとともに、波長変換部62により生成された蛍光を透過させる機能を有する。この第1波長選択層623は、本実施形態では、誘電体多層膜により形成されている。また、第1波長選択層623の所定の反射率(第1反射率)は、詳しくは後述するが、波長変換素子6から出射される青色光及び蛍光の出射比率に応じて設定される。
The first
反射層63は、本発明の反射部に相当し、波長変換部62の励起光ELcの光入射側とは反対側の面に蒸着され、波長変換部62からの光を、当該波長変換部62に向けて反射させる。具体的に、反射層63は、波長変換層624により波長変換された蛍光を波長変換部62の入射面620、ないし、ピックアップ光学装置416側に向けて反射させる。
また、反射層63の波長変換部62側とは反対側の面には、図示を省略するが、銀(Ag)を含む金属ペーストにより形成される接合材が配置され、当該接合材により反射層63と基板61とが固定される。すなわち、反射層63は、波長変換部62(波長変換層624)と基板61との間に位置する。
なお、本実施形態では、上記接合材は、金属ペーストにより形成されることとしたが、これに限らず、樹脂ペースト等により形成されてもよい。
The
Further, although not shown, a bonding material formed of a metal paste containing silver (Ag) is disposed on the surface of the
In the present embodiment, the bonding material is formed of a metal paste, but is not limited thereto, and may be formed of a resin paste or the like.
図6は、波長変換素子6に入射され、出射される光を模式的に示した図である。
図6に示すように、波長変換素子6に入射される励起光ELc(青色光)のうち、励起光BL1は、非平面部621に入射される。この励起光BL1のうち、一部の励起光BL11は、当該非平面部621の凹凸面により第2反射率にて、ピックアップ光学装置416に向けて反射される。
一方、当該励起光BL1のうち、非平面部621により反射されなかった励起光BL12は、波長変換層624内を進行し、蛍光体Phに入射され、予め設定された当該蛍光体Phの波長変換効率で蛍光に変換される。このため、励起光BL12の一部が、蛍光体Phにより蛍光YL1に変換されて、波長変換部62からピックアップ光学装置416に向けて出射される。
なお、励起光BL12の一部は、蛍光に変換されることなく波長変換部62内に吸収されるか、若しくは、異なる蛍光体Phに入射され、所定の波長変換効率で蛍光に変換される。この過程を繰り返すことで、当該波長変換部62の入射面620から出射される励起光は僅かな光量であることから、本実施形態では考慮しない。
FIG. 6 is a diagram schematically showing light incident on and emitted from the
As shown in FIG. 6, among the excitation light ELc (blue light) incident on the
On the other hand, the excitation light BL12 that has not been reflected by the
A part of the excitation light BL12 is absorbed in the
次に、平面部622に入射される励起光BL2のうち、一部の励起光BL21は、当該平面部622に位置する第1波長選択層623により第1反射率にて、ピックアップ光学装置416に向けて反射される。
一方、励起光BL2のうち、第1波長選択層623により反射されなかった励起光BL22は、第1波長選択層623及び波長変換部62内を進行し、蛍光体Phに入射され、予め設定された蛍光体Phの波長変換効率で蛍光に変換される。このため、励起光BL22の一部が、蛍光体Phにより蛍光YL2に変換されて、波長変換部62からピックアップ光学装置416に向けて出射される。
なお、励起光BL22の一部は、蛍光に変換されることなく波長変換部62内に吸収されるか、若しくは、異なる蛍光体Phに入射され、所定の波長変換効率で蛍光に変換される。この過程を繰り返すことで、当該波長変換部62の入射面620から出射される励起光は僅かな光量であることから、本実施形態では考慮しない。
Next, of the excitation light BL2 incident on the
On the other hand, of the excitation light BL2, the excitation light BL22 that has not been reflected by the first
A part of the excitation light BL22 is absorbed in the
上記した蛍光体Phの波長変換効率は、波長変換素子6の製造時に調整可能である。例えば、本実施形態では、蛍光体Phの波長変換効率は、略50%に設定されている。
また、本実施形態では、入射面620における非平面部621の割合は、略70%に設定されており、入射面620におけるピックアップ光学装置416から入射される光の照射領域Ar1(例えば、直径0.4mm〜0.6mmの領域)における非平面部621の割合も同様に、上記入射面620における非平面部621の割合と略同じとなるように設定されている。
更に、本実施形態では、波長変換層624全体の波長変換効率が略50%に設定されている。また、非平面部621の第2反射率は、略7.5%に設定されている。このため、入射される励起光ELcの略7.5%は、当該非平面部621により、表面フレネル反射される。この場合、非平面部621に入射される励起光ELcのうち、略7.5%が反射され、略92.5%が波長変換部62に入射される。
加えて、本実施形態では、第1波長選択層623の第1反射率は、略70%に設定されている。これにより、平面部622に入射される励起光ELcのうち、略70%が第1波長選択層623により反射され、略30%が波長変換部62に入射される。
The wavelength conversion efficiency of the phosphor Ph described above can be adjusted when the
In the present embodiment, the ratio of the
Furthermore, in this embodiment, the wavelength conversion efficiency of the entire
In addition, in the present embodiment, the first reflectance of the first
ここで、波長変換素子6(照明装置41)から出射される光において、励起光の割合は、略37%±8%(すなわち、蛍光の割合は63%±8%)であることが好ましい。このため、本実施形態では、上記入射面620における非平面部621の割合が略70%、平面部622の割合が略30%、上記第1波長選択層623の第1反射率が70%であることとしている。しかしながら、上記構成に限らず、上記波長変換素子6から出射される光における励起光の割合を37%±8%に収めることが可能な範囲内において、上記入射面620における非平面部621の割合、上記入射面620における平面部622の割合、及び、第1波長選択層623の第1反射率を適宜設定できる。
Here, in the light emitted from the wavelength conversion element 6 (illuminating device 41), the ratio of excitation light is preferably approximately 37% ± 8% (that is, the ratio of fluorescence is 63% ± 8%). For this reason, in the present embodiment, the ratio of the
上述したように、波長変換素子6から出射される光のホワイトバランス調整(励起光及び蛍光の割合)は、入射面620における非平面部621及び平面部622の割合、並びに、第1波長選択層623の第1反射率を適宜設定することにより行われる。
なお、本実施形態では、非平面部621の第2反射率(表面フレネル反射における反射率)、及び、波長変換部62の波長変換効率は、ホワイトバランス調整に用いていない。
まず、波長変換部62の入射面620における非平面部621及び平面部622の割合を決定する。具体的に、入射面620における非平面部621の割合が10%(平面部622の割合が90%)である場合、上記第1反射率は、略20%でよいが、当該非平面部621の割合が60%(平面部622の割合が40%)である場合、上記第1反射率は、略40%必要となる。すなわち、入射面620において非平面部621の割合が増大する程、第1波長選択層623の第1反射率を大きくする必要がある。このため、製造者は、第1波長選択層623の第1反射率に応じて、非平面部621及び平面部622の割合を設定する。
なお、本実施形態では、第1波長選択層623の第1反射率に応じて、非平面部621及び平面部622の割合を設定することとしたが、これに限らず、例えば、非平面部621及び平面部622の割合を設定した後に、当該平面部622の割合に応じた第1反射率の第1波長選択層623を製造してもよい。
As described above, the white balance adjustment (ratio of excitation light and fluorescence) of the light emitted from the
In the present embodiment, the second reflectance of the non-planar portion 621 (reflectance in surface Fresnel reflection) and the wavelength conversion efficiency of the
First, the ratio of the
In the present embodiment, the ratio of the
このような構成により、波長変換素子6に入射された励起光ELcは、励起光BL11、励起光BL21、蛍光YL1及び蛍光YL2として、当該波長変換素子6から出射される。この波長変換素子6から出射される励起光(励起光BL11,BL21の和)の割合は、37%±8%となり、蛍光(蛍光YL1,YL2の和)の割合は、63%±8%となる。従って、本実施形態に係る波長変換素子6から出射される光は、上述した適切な範囲内の光であることから、プロジェクター1に利用可能な照明光WL(白色光)が出射されることとなる。
With such a configuration, the excitation light ELc incident on the
[第1実施形態の効果]
以上説明した本実施形態に係るプロジェクター1は、以下の効果を奏する。
波長変換部62の入射面620に平面部622及び非平面部621が形成され、当該非平面部621が第2反射率にて第1波長帯の光(励起光ELcの一部)を反射させるので、当該波長変換部62の製造時において、入射面620における非平面部621及び平面部622の割合を調整することによって、当該波長変換部62から出射される光のうち、第1波長帯の光(励起光ELc)及び第2波長帯の光(蛍光)の割合を調整できる。また、第1波長選択層623が励起光ELcを第1反射率にて反射させるので、上記製造時において、当該第1反射率を調整することによって、波長変換部62から出射される励起光ELcの光量を増減できる。
従って、第1波長帯や、波長変換部62(波長変換層624)に含まれる蛍光体の種別の他、平面部622及び非平面部621の割合、並びに、第1波長選択層623の第1反射率を調整することによって、波長変換素子6から出射される光のホワイトバランス(励起光と蛍光の割合)を調整でき、これにより、当該光を波長変換素子6から出射させることができる。
[Effect of the first embodiment]
The
A
Therefore, in addition to the first wavelength band, the type of the phosphor included in the wavelength conversion unit 62 (wavelength conversion layer 624), the ratio of the
例えば、第1波長選択層623が非平面部621に位置する場合、当該非平面部621の凹凸により、当該非平面部621に第1波長選択層623を位置させることが困難であり、仮に非平面部621に第1波長選択層623が位置したとしても、当該第1波長選択層623が第1反射率にて励起光ELcを反射させることができない。
これに対し、本実施形態によれば、第1波長選択層623が平面部622に位置しているので、波長変換部62に入射される励起光ELcの一部を確実に当該第1波長選択層623により反射させることができる。波長変換素子6の製造時における非平面部621及び平面部622の割合の調整が容易になる。従って、波長変換素子6からホワイトバランス(励起光と蛍光の割合)が調整された光を確実に出射させることができる。
For example, when the first
On the other hand, according to the present embodiment, since the first
波長変換装置5は、波長変換素子6を構成する基板61を回転させる回転装置7を備えているので、当該回転装置7により基板61が回転されるので、波長変換素子6の一点に励起光ELcが入射することを抑制し、当該基板61により波長変換素子6の熱を放熱できる。
Since the
また、光源部411から出射された光が波長変換装置5(波長変換素子6)に入射されると、当該波長変換装置5からホワイトバランス(励起光と蛍光の割合)が調整された光が出射されるので、所望の照度及び所望の励起光と蛍光の割合の光を出射できる照明装置41を提供できる。
Further, when the light emitted from the
更に、照明装置41から所望の照度及び所望の励起光と蛍光の割合の光が出射されるので、投射光学装置46から出射される画像光の輝度及び彩度を向上できる。すなわち、プロジェクター1の信頼性を高めることができる。
Furthermore, since the
[第1実施形態の第1変形例]
図7は、第1実施形態の第1変形例に係る波長変換素子6Aを示す図である。
上記第1実施形態では、波長変換装置5は、波長変換素子6を備えることとしたが、これに限らず、例えば、波長変換素子6に代えて、波長変換素子6Aを備えることとしてもよい。
波長変換素子6Aは、図7に示すように、基板61及び反射層63を備える他、波長変換部62に代えて、波長変換部62Aを備える。
波長変換部62Aは、入射面620A、非平面部621A、平面部622A、第1波長選択層623A及び波長変換層624Aを有する。
この波長変換部62Aの入射面620Aは、非平面部621A及び平面部622Aを有する。非平面部621Aは、例えば、エッチング等により形成された複数の凹部により構成される。この非平面部621Aを構成する上記複数の凹部は、略三角錐状に形成され、10〜100μmピッチにて入射面620Aに形成されている。すなわち、非平面部621A(上記凹部)は、入射面620Aにおいてマトリクス状に配置されている。
また、平面部622Aは、上記各凹部間に位置し、当該平面部622Aには、第1波長選択層623Aが位置する。すなわち、本変形例では、入射面620Aにおける非平面部621Aの割合は、平面部622Aの割合よりも大きい。これにより、ピックアップ光学装置416から励起光ELcが照射された際に、上記照射領域Ar1の範囲内に上記非平面部621A(上記複数の凹部)が60個以上配置できることとなり、蛍光の利用効率の低減を抑制できる。
[First Modification of First Embodiment]
FIG. 7 is a diagram illustrating a
In the first embodiment, the
As shown in FIG. 7, the
The
The
Further, the
[第1変形例の効果]
以上説明した本変形例に係るプロジェクターは、上記第1実施形態に係るプロジェクター1と同様の効果を奏する他、以下の効果を奏する。
ピックアップ光学装置416から励起光ELcが照射された際に、上記照射領域Ar1の範囲内に上記非平面部621A(上記複数の凹部)が60個以上配置できるので、蛍光の利用効率の低減をより抑制できる。
[Effect of the first modification]
The projector according to this modification described above has the following effects in addition to the same effects as the
When excitation light ELc is irradiated from the pickup
[第1実施形態の第2変形例]
図8は、第1実施形態の第2変形例に係る波長変換素子6Bを示す図である。
上記第1実施形態では、波長変換装置5は、波長変換素子6を備えることとしたが、これに限らず、例えば、波長変換素子6に代えて、波長変換素子6Bを備えることとしてもよい。
波長変換素子6Bは、図8に示すように、基板61及び反射層63を備える他、波長変換部62に代えて、波長変換部62Bを備える。
波長変換部62Bは、入射面620B、非平面部621B、平面部622B、第1波長選択層623B及び波長変換層624Bを有する。
この波長変換部62Bの入射面620Bは、非平面部621B及び平面部622Bを有する。非平面部621Bは、例えば、エッチング等により形成された複数の凹部により構成される。この非平面部621Bを構成する上記複数の凹部は、10〜100μmピッチにて入射面620Bに形成されている。すなわち、非平面部621B(上記凹部)は、入射面620Bにおいてマトリクス状に配置されている。
また、平面部622Bは、上記各凹部間に位置し、当該平面部622Bには、第1波長選択層623Bが位置する。すなわち、本変形例では、入射面620Bにおける非平面部621Bの割合は、平面部622Bの割合よりも大きい。これにより、ピックアップ光学装置416から励起光ELcが照射された際に、上記照射領域Ar1の範囲内に上記非平面部621B(上記複数の凹部)が60個以上配置できることとなり、蛍光の利用効率の低減を抑制できる。
[Second Modification of First Embodiment]
FIG. 8 is a diagram illustrating a
In the first embodiment, the
As shown in FIG. 8, the
The
The
In addition, the
[第2変形例の効果]
以上説明した本変形例に係るプロジェクターは、上記第1変形例に係るプロジェクターと同様の効果を奏する他、以下の効果を奏する。
本変形例では、非平面部621Bは、レンズ形状の凹部により構成されているので、上記第1変形例のように非平面部621Aが三角錐状に形成されている場合に比べて、当該非平面部621Bにおける表面フレネル反射効率を向上させることができる。従って、波長変換素子6Bにおいて、平面部622Bに位置する第1波長選択層623Bの第1反射率をより低減できるので、更に安定して励起光を反射させることができる。
[Effect of the second modification]
The projector according to this modification described above has the following effects in addition to the same effects as the projector according to the first modification.
In the present modification, the
[第1実施形態の第3変形例]
図9は、第1実施形態の第3変形例に係る波長変換素子6Cを示す図である。
上記第1実施形態では、波長変換装置5は、波長変換素子6を備えることとしたが、これに限らず、例えば、波長変換素子6に代えて、波長変換素子6Cを備えることとしてもよい。
波長変換素子6Cは、図9に示すように、基板61及び反射層63を備える他、波長変換部62に代えて、波長変換部62Cを備える。
波長変換部62Cは、入射面620C、非平面部621C、平面部622C、第1波長選択層623C及び波長変換層624Cを有する。
この波長変換部62Cの入射面620Cは、非平面部621C及び平面部622Cを有する。非平面部621Cは、複数の凸部により構成される。この非平面部621Cを構成する上記複数の凸部は、入射面620Cから突出する凸レンズ状に形成され、10〜100μmピッチにて入射面620Cに形成されている。すなわち、非平面部621C(上記凸部)は、入射面620Cにおいてマトリクス状に配置されている。
また、平面部622Cは、上記各凸部間に位置し、当該平面部622Cには、第1波長選択層623Cが位置する。すなわち、本変形例では、入射面620Cにおける非平面部621Cの割合は、平面部622Cの割合よりも大きい。これにより、ピックアップ光学装置416から励起光ELcが照射された際に、上記照射領域Ar1内に上記非平面部621C(上記複数の凸部)が60個以上配置できることとなり、蛍光の利用効率の低減を抑制できる。
[Third Modification of First Embodiment]
FIG. 9 is a diagram illustrating a
In the first embodiment, the
As shown in FIG. 9, the
The
The
Further, the
[第3変形例の効果]
以上説明した本変形例に係るプロジェクターは、上記第2変形例に係るプロジェクターと同様の効果を奏する他、以下の効果を奏する。
本変形例では、非平面部621Cは、凸部により構成されているので、波長変換部62Cの光の入射方向に沿う方向の寸法を拡大できるので、波長変換部62Cの耐久性を向上できる。また、非平面部621Cが凸レンズ形状に構成されていることから、当該非平面部621Cにより励起光ELc(励起光BL1)をより拡散反射させやすくすることができるので、上記第2変形例に比べて、当該非平面部621Cにおける反射効率を向上させることができる。従って、波長変換素子6Cにおいて、平面部622Cに位置する第1波長選択層623Cの第1反射率をより低減できるので、極めて安定して励起光を反射させることができる。
[Effect of the third modification]
The projector according to the present modification described above has the following effects in addition to the same effects as the projector according to the second modification.
In the present modification, since the
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
本発明の第2実施形態に係るプロジェクターは、上記第1実施形態に係るプロジェクター1と略同様の構成を備える。ここで、第1実施形態に係るプロジェクター1の照明装置41を構成する波長変換装置5は、波長変換素子6を備えていた。これに対し、本実施形態に係るプロジェクターの波長変換装置は、上記波長変換素子6とは異なる波長変換素子を備える。この点で、本実施形態に係るプロジェクターと上記第1実施形態に係るプロジェクター1とは相違する。
なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を簡略化又は省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
The projector according to the second embodiment of the present invention has substantially the same configuration as the
In the following description, parts that are the same as or substantially the same as those already described are denoted by the same reference numerals, and description thereof is simplified or omitted.
図10は、本実施形態に係るプロジェクターの照明装置41が有する波長変換素子6Dの断面図である。
本実施形態に係る照明装置41は、波長変換素子6に代えて、波長変換素子6Dを有する。この波長変換素子6Dは、図10に示すように、基板61及び反射層63を備える他、波長変換部62に代えて、波長変換部62Dを有する。
この波長変換部62Dは、透光層64、第1波長選択層623D及び波長変換層65を有する。これらのうち、第1波長選択層623Dは、上記第1波長選択層623と同様の構成を有し、波長変換層65の励起光ELcの入射側の面の略全領域を覆うように、当該波長変換層65上に配置される。すなわち、第1波長選択層623Dは、透光層64及び波長変換層65の間に位置する。
また、波長変換層65は、上記波長変換層624と同様の構成を有する。すなわち、波長変換層65は、第1波長帯の光である励起光により励起され、第2波長帯の光である蛍光を生成するセラミック蛍光体等により構成される。
FIG. 10 is a cross-sectional view of the
The
The
The
透光層64は、ガラス等の透光性部材により構成され、上記励起光ELc、波長変換層65から出射される蛍光及び第1波長選択層623Dにより反射される励起光ELcの一部を透過させる。このような透光層64は、第1波長選択層623Dの励起光ELcが入射される側の面の略全領域を覆うように、当該第1波長選択層623D上に配置される。
なお、本実施形態では、透光層64は、励起光ELcの入射方向に直交する方向から見て、厚さ寸法が略30μmに設定されているが、これに限らず、当該厚さ寸法は、50μm以下であればよい。
The
In the present embodiment, the thickness of the
この波長変換素子6Dにおいては、波長変換部62Dは、ピックアップ光学装置416から入射される励起光ELcの入射側とは反対側に、第1波長選択層623Dに蒸着された(一体化された)反射層63が形成されている。これにより、波長変換部62Dは、反射層63が接合材(図示省略)によって基板61に接合されることにより、当該基板61に固定されている。すなわち、基板61は、波長変換部62Dにおける励起光ELcの入射面640とは反対方向側に位置する。
従って、この波長変換素子6Dにおいては、波長変換部62D、反射層63、接合材(図示省略)が、ピックアップ光学装置416からの励起光ELcの入射側から順に、基板61上に積層されている。
In the
Therefore, in the
非平面部641は、上記非平面部621と略同一の構成を有する。すなわち、非平面部641は、微細な凹凸を複数有する面である。この非平面部641は、例えば、ブラスト加工等により形成され、入射される励起光ELcの一部を上記第2反射率にて反射させ、他の励起光ELcを入射させる。また、非平面部641は、当該非平面部641から蛍光を拡散させて出射させる。
The
平面部642は、上記平面部622と略同一の構成を有する。すなわち、平面部642は、研磨されることにより形成された研磨面(例えば、面粗さRa≦0.1μmの研磨面)であり、入射面640において、複数箇所に点在する。また、平面部642には、図10に示すように、第2波長選択層643が位置している。
第2波長選択層643は、励起光ELcの一部を所定の反射率(第3反射率)にて反射させるとともに、波長変換層65により生成された蛍光を透過させる機能を有する。この第2波長選択層643は、上記第1波長選択層623と同様に、誘電体多層膜により形成されている。また、第2波長選択層643の所定の反射率(第3反射率)は、詳しくは後述するが、波長変換素子6Dから出射される励起光及び蛍光の出射比率に応じて設定される。
The
The second
図11は、波長変換素子6Dに入射され、出射される光を模式的に示した図である。
図11に示すように、波長変換素子6Dに入射される励起光ELcのうち、励起光BL1は、非平面部641に入射される。この励起光BL1のうち、一部の励起光BL13は、当該非平面部641の凹凸面により第2反射率にて、ピックアップ光学装置416に向けて反射される。
一方、励起光BL1のうち、非平面部641により反射されなかった励起光BL14は、透光層64を透過して、第1波長選択層623Dに入射される。
FIG. 11 is a diagram schematically showing light incident on and emitted from the
As shown in FIG. 11, among the excitation light ELc incident on the
On the other hand, of the excitation light BL1, the excitation light BL14 that is not reflected by the
この第1波長選択層623Dに入射された励起光BL14のうち、一部の励起光BL15は、波長変換層65上に位置する第1波長選択層623Dにより第1反射率にて、ピックアップ光学装置416に向けて反射される。
一方、励起光BL14のうち、第1波長選択層623Dにより反射されなかった励起光BL16は、第1波長選択層623D及び波長変換層65内を進行し、予め設定された蛍光体Phの波長変換効率に応じて蛍光に変換される。このため、励起光BL16の一部が、蛍光体Phにより蛍光YL11に変換されて、波長変換部62からピックアップ光学装置416に向けて出射される。
なお、励起光BL16の一部は、蛍光に変換されることなく波長変換層65内に吸収されるか、若しくは、異なる蛍光体Phに入射され、所定の波長変換効率で蛍光に変換される。この過程を繰り返すことで、波長変換部62Dにおける透光層64の入射面640から出射される励起光は僅かな光量であることから、本実施形態では考慮しない。
Of the excitation light BL14 incident on the first
On the other hand, among the excitation light BL14, the excitation light BL16 that is not reflected by the first
A part of the excitation light BL16 is absorbed in the
次に、平面部642に入射される励起光BL2のうち、一部の励起光BL23は、当該平面部642に位置する第2波長選択層643により、予め設定された反射率(第3反射率)にて反射され、ピックアップ光学装置416に向けて反射される。
一方、励起光BL2のうち、第2波長選択層643を透過した励起光BL24は、透光層64を透過し、第1波長選択層623Dに入射される。
Next, of the excitation light BL2 incident on the
On the other hand, of the excitation light BL2, the excitation light BL24 that has passed through the second
この第1波長選択層623Dに入射された励起光BL24のうち、一部の励起光BL25は、波長変換層65上に位置する第1波長選択層623Dにより第1反射率にて、ピックアップ光学装置416に向けて反射される。
一方、励起光BL24のうち、第1波長選択層623Dにより反射されなかった励起光BL26は、第1波長選択層623D及び波長変換層65内を進行し、予め設定された蛍光体Phの波長変換効率に応じて蛍光に変換される。このため、励起光BL26の一部が、蛍光体Phにより蛍光YL21に変換されて、波長変換部62Dからピックアップ光学装置416に向けて出射される。
なお、励起光BL26の一部は、蛍光に変換されることなく波長変換層65内に吸収されるか、若しくは、異なる蛍光体Phに入射され、所定の波長変換効率で蛍光に変換される。この過程を繰り返すことで、波長変換部62Dにおける透光層64の入射面640から出射される励起光は僅かな光量であることから、本実施形態では考慮しない。
Among the excitation light BL24 incident on the first
On the other hand, among the excitation light BL24, the excitation light BL26 that is not reflected by the first
A part of the excitation light BL26 is absorbed in the
上記した蛍光体Phの波長変換効率は、第1実施形態と同様に、波長変換素子6Dの製造時に調整可能である。例えば、本実施形態では、蛍光体Phの波長変換効率は、略50%に設定されている。
また、本実施形態では、入射面640における非平面部641の割合は、略70%に設定されている。このため、入射面640におけるピックアップ光学装置416から入射される光の照射領域Ar1(例えば、直径0.4mm〜0.6mmの領域)における非平面部641の割合は、上記入射面640における非平面部641の割合と略同じとなる。
更に、本実施形態では、波長変換層65の波長変換効率が略50%に設定されている。また、非平面部621の第2反射率は、略7.5%に設定されている。このため、入射される励起光ELcの略7.5%は、当該非平面部621により、表面フレネル反射される。
加えて、本実施形態では、第1波長選択層623Dの第1反射率は、略70%に設定され、第2波長選択層643の第3反射率は、1%に設定されている。
The wavelength conversion efficiency of the phosphor Ph described above can be adjusted during the manufacture of the
In the present embodiment, the ratio of the
Furthermore, in this embodiment, the wavelength conversion efficiency of the
In addition, in the present embodiment, the first reflectance of the first
このような構成により、波長変換素子6Dに入射された励起光ELcは、励起光BL13、励起光BL15、励起光BL23、励起光BL25、蛍光YL11及び蛍光YL21として、当該波長変換素子6Dから出射される。この波長変換素子6Dから出射される励起光(励起光BL13,BL15,BL23,BL25の和)の割合は、37%±8%となり、蛍光(蛍光YL11,YL21の和)の割合は、63%±8%となる。従って、本実施形態に係る波長変換素子6Dから出射される光は、上述した適切な範囲内の光であることから、上記プロジェクターに利用可能な照明光WL(白色光)が出射されることとなる。
なお、本実施形態では、上記入射面640における非平面部641の割合が略70%、平面部642の割合が略30%、上記第1波長選択層623Dの第1反射率が70%、非平面部641の第2反射率が略7.5%、第2波長選択層643の第3反射率が略1%であることとしている。しかしながら、上記構成に限らず、上記波長変換素子6Dから出射される光における励起光の割合を37%±8%に収めることが可能な範囲内において、上記入射面640における非平面部641の割合、平面部642の割合、第1波長選択層623Dの第1反射率、及び第2波長選択層643の第3反射率を適宜設定できる。
With such a configuration, the excitation light ELc incident on the
In the present embodiment, the ratio of the
上述したように、波長変換素子6Dから出射される光のホワイトバランス調整は、入射面640における非平面部641、平面部642の割合、第1波長選択層623Dの第1反射率、及び第2波長選択層643の第3反射率を適宜設定することにより行われる。
なお、本実施形態においても、非平面部641の第2反射率(表面フレネル反射における反射率)、及び、波長変換層65の波長変換効率は、ホワイトバランス調整に用いない。
まず、波長変換部62Dの透光層64における入射面640の非平面部641及び平面部642の割合を決定する。具体的に、入射面640における非平面部641の割合が10%(平面部642の割合が90%)である場合、上記第1反射率は、略20%でよいが、当該非平面部641の割合が60%(平面部642の割合が40%)である場合、上記第1反射率は、略40%必要となる。すなわち、入射面640において非平面部641の割合が増大する程、第1波長選択層623Dの第1反射率を大きくする必要がある。このため、製造者は、第1波長選択層623Dの第1反射率、及び、第2波長選択層643の第3反射率に応じて、非平面部641及び平面部642の割合を設定する。
なお、本実施形態では、第1波長選択層623Dの第1反射率及び第2波長選択層643の第3反射率に応じて、非平面部641及び平面部642の割合を設定することとしたが、これに限らず、例えば、非平面部641及び平面部642の割合を設定した後に、当該平面部642の割合に応じて、第1反射率の第1波長選択層623D及び第3反射率の第2波長選択層643を製造してもよい。
As described above, the white balance adjustment of the light emitted from the
Also in this embodiment, the second reflectance of the non-planar portion 641 (reflectance in surface Fresnel reflection) and the wavelength conversion efficiency of the
First, the ratio of the
In the present embodiment, the ratio of the
このように、入射面640における非平面部641、平面部642の割合、第1波長選択層623Dの第1反射率及び第2波長選択層643の第3反射率を、波長変換素子6Dの製造時点において、適宜設定することによって、波長変換素子6D、ひいては、照明装置41からホワイトバランス(励起光と蛍光との割合)が調整された照明光WLを出射させることができる。
As described above, the ratio of the
[第2実施形態の効果]
以上説明した本実施形態に係るプロジェクターは、上記第1実施形態に係るプロジェクターと同様の効果を奏する他、以下の効果を奏する。
波長変換層65より励起光ELcの入射側に位置して、当該励起光ELcを透過させる透光層64を有し、第1波長選択層623Dが、波長変換層65と透光層64との間に位置するので、当該透光層64によって、衝撃等に対する波長変換部62Dの強度を向上させることができる。
また、透光層64が波長変換部62Dにおいて最も励起光ELcの入射側に位置しているので、当該透光層64の入射面640に非平面部641及び平面部642が形成される。これによれば、例えば、波長変換層65に非平面部641及び平面部642が形成される場合に比べて、当該非平面部641及び平面部642を形成する際に生じる当該波長変換層65の破損を抑制できる。
更に、波長変換層65がセラミック蛍光体等により形成され、透光層64がガラス等により形成されているので、波長変換層65に比べて加工しやすいため、当該波長変換層65に非平面部641及び平面部642を形成する場合に比べて、透光層64に非平面部641及び平面部642を容易に形成することができる。
[Effects of Second Embodiment]
The projector according to the present embodiment described above has the following effects in addition to the same effects as the projector according to the first embodiment.
It has a
Further, since the
Furthermore, since the
第2波長選択層643が上記平面部642に位置するので、第1波長選択層623Dの第1反射率だけでなく、入射面640における非平面部641及び平面部642の割合、及び、第2波長選択層643の第3反射率を、波長変換部62Dの製造時に調整することによって、当該波長変換部62Dから出射される光の励起光ELc及び蛍光の割合を調整できる。すなわち、第2波長選択層643が無い場合に比べて、ホワイトバランス(励起光と蛍光との割合)調整に用いることができる対象が増加するので、波長変換部62Dの製造時において、ホワイトバランスの調整を確実に実行できる。
従って、第1波長帯や、波長変換層65に含まれる蛍光体の種別の他、平面部642及び非平面部641の割合、並びに、第1波長選択層623D及び第2波長選択層643の各反射率を調整することによって、波長変換素子6Dから出射される光のホワイトバランスを調整でき、これにより、当該光を波長変換素子6Dから出射させることができる。
Since the second
Therefore, in addition to the first wavelength band and the type of phosphor included in the
[第2実施形態の第1変形例]
図12は、第2実施形態の第1変形例に係る波長変換素子6Eを示す図である。
上記第2実施形態では、波長変換装置5は、波長変換素子6Dを有することとしたが、これに限らず、例えば、波長変換素子6Eを備えることとしてもよい。
波長変換素子6Eは、波長変換部62Eを有し、当該波長変換部62Eは、第2波長選択層643に代えて、反射抑制層644を有する。
[First Modification of Second Embodiment]
FIG. 12 is a diagram illustrating a
In the second embodiment, the
The
この反射抑制層644は、本発明の第2波長選択層に相当し、入射される第1波長帯の光の反射を抑制しつつ、蛍光を透過させる機能を有する。例えば、本変形例では、反射抑制層644は、ARコートにより構成されている。これにより、平面部642に入射される励起光ELcの一部の光(励起光BL2)の略全ては、当該反射抑制層644を透過して透光層64へと入射される。そして、第1波長選択層623Dにより一部の励起光が反射され、他の一部の光が波長変換層65に入射され、当該波長変換層65により蛍光に変換されて、透光層64を透過して入射面640から出射される。
なお、上記第1変形例では、透光層64の入射面640は、第1実施形態における入射面620と同様の構成を有することとしたが、これに限らず、例えば、上記入射面640に代えて、上記第1実施形態の第1〜第3変形例に示す入射面620A〜620Cのいずれかを、有することとしてもよい。
This
In the first modified example, the
[第1変形例の効果]
これによれば、反射抑制層644が平面部642に位置しているので、透光層64及び第1波長選択層623Dへの第1波長帯の光(励起光BL2)の入射光量を高めることができる。これによれば、平面部642に入射される励起光BL2を有効に利用できるので、波長変換素子6Eから出射される励起光BL2の光量が低減することを抑制できる。従って、第1波長帯の光である励起光BL2をより確実に出射させることができる。
[Effect of the first modification]
According to this, since the
[実施形態の変形]
本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
上記各実施形態では、図4に示す程度の半径の平面部622が入射面620に形成されることとしたが、これに限られない。例えば、上記平面部622は、当該平面部622の半径よりも大きな半径の円形状であってもよいし、小さな円形状であってもよい。すなわち、入射面620において平面部622と非平面部621との照射領域Ar1の範囲内における割合が変わらない範囲であればよい。また、平面部622の形状は、励起光ELcの光の入射方向基端側から見て、略矩形状であってもよいし、三角形状であってもよい。なお、入射面640、非平面部641、平面部642においても同様に形成されていてもよい。
[Modification of Embodiment]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
In each of the embodiments described above, the
上記各実施形態では、入射面620,640において、平面部622,642が略円形状に形成されていることとしたが、これに限られない。例えば、入射面620,640において、非平面部621,641が上記平面部622,642と同様に略円形状に形成されていてもよい。すなわち、入射面620,640において、非平面部621,641と平面部622,642との形状が逆であってもよい。この場合であっても、上記各実施形態と同様の効果を奏することができる。
In each of the above embodiments, the
上記各実施形態では、入射面620,640において、照射領域Ar1内における非平面部621,621A〜621C,641と、平面部622,622A〜622C,642の割合が所定の割合に設定されていることとしたが、これに限らない。例えば、入射面において、ピックアップ光学装置416から照射される全領域における非平面部621,621A〜621C,641と、平面部622,622A〜622C,642の割合が所定の割合であればよい。具体的に、非平面部621,621A〜621C,641と、平面部622,622A〜622C,642とが、交互に設けられていてもよい。この場合であっても、例えば、基板61の回転速度を7200rpmに設定すればよい。
In each of the above embodiments, the ratio of the
上記第1実施形態では、第1波長選択層623は、平面部622に位置することとしたが、これに限らない。例えば、第1波長選択層623は、波長変換部62と反射層63との間に位置することとしてもよい。この場合であっても、入射面620における非平面部621及び平面部622の割合を調整することによって、上記第1実施形態と略同様の効果を奏することができる。
In the first embodiment, the first
上記第2実施形態では、第1波長選択層623Dは、透光層64と波長変換層65との間に位置することとしたが、これに限らない。例えば、第1波長選択層623Dは、平面部642上に位置することとしてもよい。これによれば、第1実施形態と略同様の効果を奏することができる。なお、この場合、第2波長選択層643は設けなくてもよい。
また、上記第2実施形態では、平面部622に第2波長選択層643が位置することとしたが、これに限らない。例えば、当該第2波長選択層643は、なくてもよい。
In the said 2nd Embodiment, although 1st
In the second embodiment, the second
上記第2実施形態の第1変形例では、反射抑制層644は、ARコートにより形成されていることとしたが、これに限られない。例えば、反射抑制層644は、AGコート(アンチグレア処理がなされた膜)により形成されていてもよい。この場合であっても、上記第2実施形態の第1変形例と略同様の効果を奏することができる。
In the first modified example of the second embodiment, the
上記各実施形態では、波長変換装置5は、回転装置7を有することとしたが、これに限らない。例えば、波長変換装置5は、波長変換素子6,6A〜6Eと同様に、非平面部621,641、平面部622,642を有する波長変換素子と、当該波長変換素子を冷却する放熱部材を有することとしてもよい。この場合であっても、上記各実施形態と略同様の効果を奏することができる。
In each of the embodiments described above, the
上記各実施形態では、非平面部621,641の第2反射率、並びに、蛍光体Phの波長変換効率については、ホワイトバランス調整に用いないこととした。しかしながら、これに限らず、例えば、上記第2反射率及び上記蛍光体Phの波長変換効率をホワイトバランス調整に用いることとしてもよい。
また、上記各実施形態では、ホワイトバランス調整には、上記第1反射率及び入射面620,640における非平面部621,641及び平面部622,642の割合を用いることとしたが、これに限らず、これらのいずれかのみをホワイトバランス調整に用いることとしてもよい。この場合であっても、波長変換素子6,6A〜6Dから出射される光の励起光及び蛍光の割合を調整することができる。
In each of the above embodiments, the second reflectance of the
In each of the above embodiments, the white balance adjustment uses the first reflectance and the ratio of the
上記各実施形態では、画像投射装置4は、上記図2に示した構成を有し、照明装置41は、上記図3に示した構成及び配置を有するとした。しかしながら、これに限らず、画像投射装置、照明装置及び光源装置の構成及び配置は、適宜変更してよい。例えば、光源部411は、半導体レーザー4111から出射された励起光のうち、一部を拡散装置にて拡散反射させ、他の一部を波長変換素子6,6A〜6Eに入射させて蛍光を生成させた後、これら励起光及び蛍光を合成して出射する構成としてもよい。また、照明装置41は、波長変換素子6,6A〜6Eにて生成される蛍光と合成される励起光を出射する光源部を、上記半導体レーザー4111とは別に有する構成としてもよい。更に、照明装置41が出射する照明光WLは、白色光でなくてもよい。
In each of the above embodiments, the
上記各実施形態では、プロジェクター1は、それぞれ液晶パネルを含む3つの光変調装置44(44R,44G,44B)を備えるとした。しかしながら、これに限らず、2つ以下、或いは、4つ以上の光変調装置を備えたプロジェクターに本発明を適用してもよい。
上記実施形態では、プロジェクターは、光入射面と光出射面とが異なる透過型の液晶パネルを有する光変調装置44を備えるとした。しかしながら、これに限らず、光入射面と光出射面とが同一となる反射型の液晶パネルを有する光変調装置を採用してもよい。また、入射光束を変調して画像情報に応じた画像を形成可能な光変調装置であれば、マイクロミラーを用いたデバイス、例えば、DMD(Digital Micromirror Device)等を利用したものなど、液晶以外の光変調装置を採用してもよい。
In the above embodiments, the
In the above embodiment, the projector includes the
上記各実施形態では、波長変換装置5を照明装置41に適用した例を挙げ、当該波長変換装置5を備えた照明装置41をプロジェクターに適用した例を挙げた。しかしながら、これに限らず、波長変換装置5(波長変換素子6,6A〜6E)を照明装置41以外の装置に適用してもよいし、当該照明装置41を照明機器等の電子機器に採用してもよい。
In each said embodiment, the example which applied the
1…プロジェクター、5…波長変換装置、6,6A,6B,6C,6D,6E…波長変換素子、7…回転装置、41…照明装置(光源装置)、44,44B,44G,44R…光変調装置、46…投射光学装置、61…基板、62,62A,62B,62C,62D、62E…波長変換部、63…反射層(反射部)、64…透光層、65、624,624A,624B,624C…波長変換層、411…光源部(光源)、620,620A,620B,620C,640…入射面、621,621A,621B,621C,641…非平面部、622,622A,622B,622C,642…平面部、623,623A,623B,623C,623D…第1波長選択層、643…第2波長選択層、644…反射抑制層(第2波長選択層)、Ar1…照射領域、BL1,BL11,BL12,BL13,BL14,BL15,BL16,BL2,BL21,BL22,BL23,BL24,BL25,BL26…励起光(第1波長帯の光)、ELc…励起光(第1波長帯の光)、Ph…蛍光体、WL…照明光、YL1,YL11,YL2,YL21…蛍光(第2波長帯の光)。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記波長変換部の前記入射面とは反対方向側に位置する基板と、
前記波長変換部と前記基板との間に位置する反射部と、を備え、
前記波長変換部は、
前記第1波長帯の光により励起され、前記第1波長帯とは異なる第2波長帯の光を生成する波長変換層と、
前記第1波長帯の光を第1反射率にて反射させるとともに、前記波長変換層により生成された前記第2波長帯の光を透過させる第1波長選択層と、を有し、
前記入射面は、平面部及び非平面部を有し、
前記非平面部は、前記第1波長帯の光を第2反射率にて反射させることを特徴とする波長変換素子。 A wavelength converter having an incident surface on which light in the first wavelength band is incident;
A substrate located on a side opposite to the incident surface of the wavelength conversion unit;
A reflection unit located between the wavelength conversion unit and the substrate,
The wavelength converter is
A wavelength conversion layer that is excited by light in the first wavelength band and generates light in a second wavelength band different from the first wavelength band;
A first wavelength selection layer that reflects light in the first wavelength band at a first reflectance and transmits light in the second wavelength band generated by the wavelength conversion layer;
The incident surface has a planar portion and a non-planar portion,
The said non-planar part reflects the light of the said 1st wavelength band with a 2nd reflectance, The wavelength conversion element characterized by the above-mentioned.
前記第1波長選択層は、前記平面部に設けられることを特徴とする波長変換素子。 The wavelength conversion element according to claim 1,
The wavelength conversion element, wherein the first wavelength selection layer is provided on the planar portion.
前記波長変換部は、前記波長変換層より前記第1波長帯の光の入射側に設けられ、当該第1波長帯の光を透過させる透光層を有し、
前記第1波長選択層は、前記波長変換層と前記透光層との間に位置することを特徴とする波長変換素子。 The wavelength conversion element according to claim 1,
The wavelength conversion unit is provided on the incident side of the light of the first wavelength band from the wavelength conversion layer, and has a light-transmitting layer that transmits the light of the first wavelength band,
The wavelength conversion element according to claim 1, wherein the first wavelength selection layer is located between the wavelength conversion layer and the light transmitting layer.
前記波長変換部は、前記第1波長帯の光を第3反射率にて反射させるとともに、前記波長変換層により生成された前記第2波長帯の光を透過させる第2波長選択層を有し、
前記第2波長選択層は、前記平面部に位置することを特徴とする波長変換素子。 In the wavelength conversion element according to claim 3,
The wavelength conversion unit includes a second wavelength selection layer that reflects the light in the first wavelength band with a third reflectance and transmits the light in the second wavelength band generated by the wavelength conversion layer. ,
The wavelength conversion element, wherein the second wavelength selection layer is located on the planar portion.
前記入射面における前記平面部及び前記非平面部の割合は、前記波長変換素子に入射される前記第1波長帯の光の照射領域の範囲に応じて設定されることを特徴とする波長変換素子。 In the wavelength conversion element according to any one of claims 1 to 4,
A ratio of the planar portion and the non-planar portion on the incident surface is set according to a range of an irradiation region of light in the first wavelength band incident on the wavelength conversion device. .
前記第1波長帯の光を出射する光源と、を備えることを特徴とする光源装置。 The wavelength conversion element according to any one of claims 1 to 5,
And a light source that emits light in the first wavelength band.
前記光源装置から出射された光を変調する光変調装置と、
前記光変調装置により変調された光を投射する投射光学装置と、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 6;
A light modulation device that modulates light emitted from the light source device;
And a projection optical device that projects light modulated by the light modulation device.
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