JP6459274B2 - Wavelength conversion device and manufacturing method thereof, light source device, projector - Google Patents
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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 modulation device 400G and the light modulation device 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 (8)
前記平坦部に設けられた波長変換素子と、を備え、
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 element provided in the flat part ,
The side surface has a second region closer to the second surface than the first region, the second region having a distance from the rotation axis that increases from the second surface toward the first surface. A wavelength converter characterized by that .
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１から３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,
Wavelength according to the angle θ1 of a virtual face perpendicular to the rotation axis and the first side surface, any one of claims 1-3 is greater than the angle θ2 between the second side and the imaginary 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５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 having a distance from the rotation axis that increases from the surface toward the first surface. 6. The method of manufacturing a wavelength conversion device according to claim 5 .
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 4 ,
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 7 ;
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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