JP2021047374A - 波長変換素子、光源装置及びプロジェクター - Google Patents
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Abstract
Description
以下、本発明の第1実施形態について、図1〜図3を用いて説明する。
以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
図1は、本実施形態に係るプロジェクターの概略構成を示す図である。
図1に示すように、本実施形態のプロジェクター1は、スクリーンSCR上にカラー映像を表示する投射型画像表示装置である。プロジェクター1は、照明装置2と、色分離光学系3と、光変調装置4R,光変調装置4G,光変調装置4Bと、合成光学系5と、投射光学装置6と、を備えている。照明装置2の構成については、後で説明する。
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、光源装置2Aと、インテグレーター光学系31と、偏光変換素子32と、重畳レンズ33aと、を備えている。インテグレーター光学系31と重畳レンズ33aとは、重畳光学系33を構成している。
アフォーカル光学系23は、光線BLからなる光線束の太さ(径)を調整する。アフォーカル光学系23は、例えば凸レンズ23aと凹レンズ23bとから構成されている。
なお、波長変換素子40の構成については後に説明する。
第1レンズアレイ31aおよび第2レンズアレイ31bのそれぞれは、複数のレンズがアレイ状に配列された構成を有している。
図3は、波長変換素子40の断面図である。図3以下では、蛍光体層43に入射することで蛍光YLを生成する光線BLsを励起光Eと示す場合もある。
図3に示すように、波長変換素子40は、接合体41と、反射部材42と、を備えている。接合体41は、蛍光体層(第1波長変換部材)43および導光部材(第1導光部材)44を接合して構成される。本実施形態の波長変換素子40は、励起光Eが入射した面から蛍光YLを射出させる反射型の波長変換素子である。
導光部材44は、第1方向D1に平行な第2接合面(第2面)44aと、第2接合面44aと反対を向く表面44bと、上面44cと、下面44dと、前側面44eと、後側面44fと、を含む。
波長変換素子40において、第1集光光学系26により集光された励起光Eは第1外周面41aから接合体41内に入射する。具体的に励起光Eは上面44cから第1方向D1に沿って導光部材44内に入射される。
以下、本発明の第二実施形態について、図4を用いて説明する。
第二実施形態のプロジェクターおよび照明装置の構成は第1実施形態と同様であり、波長変換素子の構成が第一実施形態と異なる。そのため、プロジェクターおよび照明装置の全体の説明は省略する。
図4に示すように、波長変換素子140は、接合体141と、反射部材42と、を備えている。本実施形態の接合体141は、第1蛍光体層(第1波長変換部材)143と、第2蛍光体層(第2波長変換部材)144と、導光部材44と、を接合して構成される。
以下、本発明の第三実施形態について、図5を用いて説明する。
図5は、本実施形態の波長変換素子の断面図である。
図5に示すように、本実施形態の波長変換素子70は、接合体71と、反射部材42と、を備えている。本実施形態の接合体71は、蛍光体層43と、第1導光部材72と、第2導光部材73と、を接合して構成される。
以下、本発明の第四実施形態について、図6を用いて説明する。
図6は、本実施形態の波長変換素子の断面図である。
図6に示すように、本実施形態の波長変換素子80は、接合体41と、反射部材42と、拡散素子82と、を備えている。拡散素子82は、接合体41の外周面のうち、第1外周面41aと反対の第2外周面41bに対向して配置される。拡散素子82は第2外周面41bに接合されている。なお、拡散素子82は第2外周面41bとの間に隙間を設けて配置されてもよい。
以上のように本実施形態の波長変換素子80によれば、第一実施形態の波長変換素子40に比べてより明るい蛍光YLを生成することができる。
以下、本発明の第五実施形態について、図7を用いて説明する。
図7は、本実施形態の波長変換素子の断面図である。
図7に示すように、本実施形態の波長変換素子90は、接合体141と、反射部材42と、拡散素子82と、を備えている。拡散素子82は、接合体141の外周面のうち、第1外周面141aと反対の第2外周面141bに対向して配置される。拡散素子82は第2外周面141bに接合されている。なお、拡散素子82は第2外周面141bとの間に隙間を設けて配置されてもよい。
本実施形態の波長変換素子90では、接合体141の第2外周面141bに拡散素子としての蛍光体層82aを設けるため、導光部材44内を伝搬する励起光Eが蛍光体層82aに入射することでより明るい蛍光YLを生成することができる。また、蛍光体層82aは励起光Eの一部を拡散反射させる拡散素子としても機能する。蛍光体層82aにより励起光Eは種々の方向に拡散反射させることで第1蛍光体層143或いは第2蛍光体層144に入射し、蛍光YLの生成に利用される。
本実施形態の波長変換素子90によれば、第二実施形態の波長変換素子140よりも明るい蛍光YLを生成できる。
例えば、上記実施形態では、第2外周面41b、第3外周面41cおよび第4外周面41dに対向して反射部材42を配置させたが、第1方向D1に平行な第5外周面41eおよび第6外周面41fに反射部材42を配置するようにしてもよい。この構成によれば、接合体41から外部に射出された光を接合体41内に戻すことで光利用効率を向上させることができる。なお、第二実施形態においても、第1方向D1に平行な第5外周面141eおよび第6外周面141fに反射部材42を配置してもよい。
Claims (9)
- 第1光により励起されて前記第1光とは異なる波長帯を有する第2光を射出する第1波長変換部材と、前記第1光および前記第2光を透過させる第1導光部材と、が接合された接合体と、
前記接合体の複数の外周面のうち、第1方向に平行な少なくとも一つの面に対向して配置され、前記第1光および前記第2光の少なくとも一方を反射する反射部材と、を備え、
前記接合体は、前記第1波長変換部材における前記第1方向に平行な第1面と、前記第1導光部材における前記第1方向に平行な第2面と、が互いに接合されて構成されており、
前記第1光は、前記複数の外周面のうち、前記第1方向と交差する第1外周面から前記接合体に入射する
ことを特徴とする波長変換素子。 - 前記接合体は、前記第1導光部材の前記第2面と反対の第3面に接合された第2波長変換部材を有しており、
前記第1導光部材は、前記第1波長変換部材と前記第2波長変換部材とで挟まれている
ことを特徴とする請求項1に記載の波長変換素子。 - 前記第2波長変換部材は、前記第1光により励起されて前記第1光および前記第2光と異なる波長帯を有する第3光を射出する
ことを特徴とする請求項2に記載の波長変換素子。 - 前記接合体は、前記第1波長変換部材の前記第1面と反対の第4面に接合され、前記第1光および前記第2光を透過させる第2導光部材を有しており、
前記第1波長変換部材は、前記第1導光部材と前記第2導光部材とで挟まれている
ことを特徴とする請求項1に記載の波長変換素子。 - 前記第1波長変換部材は、前記第1光により励起されて前記第2光を射出する第1部材と、前記第1光により励起されて前記第1光および前記第2光とは異なる波長帯を有する第3光を射出する第2部材と、を備える
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の波長変換素子。 - 前記接合体の外周面のうち、前記第1外周面と反対の第2外周面に対向して配置され、前記第1光および前記第2光の少なくとも一方を拡散させる拡散素子をさらに備える
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の波長変換素子。 - 前記第1導光部材はサファイアである
ことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の波長変換素子。 - 前記第1光を射出する光源と、
請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の波長変換素子と、を備える
ことを特徴とする光源装置。 - 請求項8に記載の光源装置と、
前記光源装置からの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。
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