JP7052475B2 - 波長変換素子、光源装置およびプロジェクター - Google Patents
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Description
以下、本発明の第1実施形態について、図1~図4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に示すように、プロジェクター1000は、照明装置100と、色分離導光光学系200と、光変調装置400Rと、光変調装置400Gと、光変調装置400Bと、クロスダイクロイックプリズム500と、投射光学装置600と、を備えている。
複数の半導体レーザーは、x方向およびy方向に所定の間隔をおいて2次元のアレイ状に配列されている。
以下、本発明の第2実施形態について、図5を用いて説明する。
第2実施形態のプロジェクターおよび光源装置の構成は第1実施形態と同様であり、波長変換素子の構成が第1実施形態と異なる。そのため、プロジェクターおよび光源装置の全体の説明は省略する。
図5は、第2実施形態の波長変換素子の断面図である。この断面図は図3のIV-IV線の位置での断面に対応する。
図5において、第1実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
以下、本発明の第3実施形態について、図6を用いて説明する。
第3実施形態のプロジェクターおよび光源装置の構成は第1実施形態と同様であり、波長変換素子の構成が第1実施形態と異なる。そのため、プロジェクターおよび光源装置の全体の説明は省略する。
図6は、第3実施形態の波長変換素子の断面図である。この断面図は図3のIV-IV線の位置での断面に対応する。
図6において、第1実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
その他の構成は、第1実施形態と同様である。
第1の蛍光体層49で発生し、基板38に向かって進む第1の蛍光Gのうち、第1の射出面49bに対して臨界角未満の入射角で入射した第1の蛍光Gは第1の射出面49bを透過し、第1の射出面49bに対して臨界角以上の入射角で入射した第1の蛍光Gは第1の射出面49bで反射する。第1の蛍光体層49と基板38との間に第1の空気層58が設けられた本実施形態の構成では、第1の空気層58が設けられていない場合に比べて、第1の蛍光体層49とその射出側に位置する部材(第1の空気層58または基板38)との界面における屈折率差が大きくなり、臨界角が大きくなる。その結果、第1の射出面49bを透過する第1の蛍光Gの量が多くなり、第1の蛍光体層49から射出される第1の蛍光Gの量を増やすことができる。
第2の蛍光体層42の第2の入射面42aに入射した青色光Bおよび第1の蛍光Gのうち、第2の入射面42aに対して臨界角未満の入射角で入射した青色光Bおよび第1の蛍光Gは第2の入射面42aを透過して第2の蛍光体層42に入射し、第2の入射面42aに対して臨界角以上の入射角で入射した青色光Bおよび第1の蛍光Gは第2の入射面42aで反射する。第2の蛍光体層42と基板38との間に第2の空気層59が設けられた本実施形態の構成では、第2の空気層59が設けられていない場合に比べて、第2の蛍光体層42とその入射側に位置する部材(第2の空気層59または基板38)との界面における屈折率差が大きくなり、臨界角が大きくなる。その結果、第2の入射面42aを透過する青色光Bおよび第1の蛍光Gの量が多くなり、第2の蛍光体層42に入射する青色光Bおよび第1の蛍光Gの量を増やすことができる。
例えば第1実施形態の波長変換素子は、黄色の第1の蛍光を射出する第1の蛍光体層と、赤色の第2の蛍光を射出する第2の蛍光体層と、を備えているが、各蛍光体層の発光色の組み合わせはこれに限ることなく、例えば緑色の第1の蛍光を射出する第1の蛍光体層と、赤色の第2の蛍光を射出する第2の蛍光体層と、を備えていてもよい。
Claims (13)
- 第1の波長帯を有する励起光が入射する第1の入射面と、前記第1の入射面とは反対側の第1の射出面と、を有し、前記第1の波長帯とは異なる第2の波長帯を有する第1の蛍光を射出する第1の波長変換層と、
少なくとも前記第1の蛍光が入射する第2の入射面と第2の射出面とを有し、前記第1の波長帯とは異なり、かつ前記第2の波長帯とは異なる第3の波長帯を有する第2の蛍光を前記第2の射出面から射出する第2の波長変換層と、
第1面と、前記第1面とは反対側の第2面と、少なくとも前記第1の蛍光を透過させる光透過部と、を有する基板と、
を備え、
前記第1の波長変換層は、前記第1の射出面が前記基板の第1面に対向して設けられ、
前記第2の波長変換層は、前記第2の入射面が前記基板の第2面に対向して設けられるとともに、前記基板を透過した少なくとも前記第1の蛍光と前記第2の蛍光とを前記第2の射出面から射出することを特徴とする波長変換素子。 - 前記第2の波長変換層の波長変換効率は、前記第1の波長変換層の波長変換効率よりも低い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の波長変換層から射出される前記第2の蛍光の量は、前記第1の波長変換層から射出される前記第1の蛍光の量よりも多い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の波長変換層の前記第1の射出面と前記基板の第1面との間に、第1の空気層が設けられていることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の波長変換素子。
- 前記第2の波長変換層の前記第2の入射面と前記基板の第2面との間に、第2の空気層が設けられていることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の波長変換素子。
- 第1の波長帯を有する励起光が入射する第1の入射面と、前記第1の入射面とは反対側の第1の射出面と、を有し、前記第1の波長帯とは異なる第2の波長帯を有する第1の蛍光を射出する第1の波長変換層と、
少なくとも前記第1の蛍光が入射する第2の入射面を有し、前記第1の波長帯とは異なり、かつ前記第2の波長帯とは異なる第3の波長帯を有する第2の蛍光を射出する第2の波長変換層と、
第1面と、前記第1面とは反対側の第2面と、少なくとも前記第1の蛍光を透過させる光透過部と、を有する基板と、
を備え、
前記第1の波長変換層は、前記第1の射出面が前記基板の第1面に対向して設けられ、
前記第2の波長変換層は、前記第2の入射面が前記基板の第2面に対向して設けられ、
前記第2の波長変換層の波長変換効率は、前記第1の波長変換層の波長変換効率よりも低いことを特徴とする波長変換素子。 - 第1の波長帯を有する励起光が入射する第1の入射面と、前記第1の入射面とは反対側の第1の射出面と、を有し、前記第1の波長帯とは異なる第2の波長帯を有する第1の蛍光を射出する第1の波長変換層と、
少なくとも前記第1の蛍光が入射する第2の入射面を有し、前記第1の波長帯とは異なり、かつ前記第2の波長帯とは異なる第3の波長帯を有する第2の蛍光を射出する第2の波長変換層と、
第1面と、前記第1面とは反対側の第2面と、少なくとも前記第1の蛍光を透過させる光透過部と、を有する基板と、
を備え、
前記第1の波長変換層は、前記第1の射出面が前記基板の第1面に対向して設けられ、
前記第2の波長変換層は、前記第2の入射面が前記基板の第2面に対向して設けられ、
前記第2の波長変換層から射出される前記第2の蛍光の量は、前記第1の波長変換層から射出される前記第1の蛍光の量よりも多いことを特徴とする波長変換素子。 - 第1の波長帯を有する励起光が入射する第1の入射面と、前記第1の入射面とは反対側の第1の射出面と、を有し、前記第1の波長帯とは異なる第2の波長帯を有する第1の蛍光を射出する第1の波長変換層と、
少なくとも前記第1の蛍光が入射する第2の入射面を有し、前記第1の波長帯とは異なり、かつ前記第2の波長帯とは異なる第3の波長帯を有する第2の蛍光を射出する第2の波長変換層と、
第1面と、前記第1面とは反対側の第2面と、少なくとも前記第1の蛍光を透過させる光透過部と、を有する基板と、
を備え、
前記第1の波長変換層は、前記第1の射出面が前記基板の第1面に対向して設けられ、
前記第2の波長変換層は、前記第2の入射面が前記基板の第2面に対向して設けられ、
前記第1の波長変換層の前記第1の射出面と前記基板の第1面との間に、第1の空気層が設けられていることを特徴とする波長変換素子。 - 第1の波長帯を有する励起光が入射する第1の入射面と、前記第1の入射面とは反対側の第1の射出面と、を有し、前記第1の波長帯とは異なる第2の波長帯を有する第1の蛍光を射出する第1の波長変換層と、
少なくとも前記第1の蛍光が入射する第2の入射面を有し、前記第1の波長帯とは異なり、かつ前記第2の波長帯とは異なる第3の波長帯を有する第2の蛍光を射出する第2の波長変換層と、
第1面と、前記第1面とは反対側の第2面と、少なくとも前記第1の蛍光を透過させる光透過部と、を有する基板と、
を備え、
前記第1の波長変換層は、前記第1の射出面が前記基板の第1面に対向して設けられ、
前記第2の波長変換層は、前記第2の入射面が前記基板の第2面に対向して設けられ、
前記第2の波長変換層の前記第2の入射面と前記基板の第2面との間に、第2の空気層が設けられていることを特徴とする波長変換素子。 - 第1の波長帯を有する励起光が入射する第1の入射面と、前記第1の入射面とは反対側の第1の射出面と、を有し、前記第1の波長帯とは異なる第2の波長帯を有する第1の蛍光を射出する第1の波長変換層と、
少なくとも前記第1の蛍光が入射する第2の入射面を有し、前記第1の波長帯とは異なり、かつ前記第2の波長帯とは異なる第3の波長帯を有する第2の蛍光を射出する第2の波長変換層と、
第1面と、前記第1面とは反対側の第2面と、少なくとも前記第1の蛍光を透過させる光透過部と、を有する基板と、
を備え、
前記第1の波長変換層は、前記第1の射出面が前記基板の第1面に対向して設けられ、
前記第2の波長変換層は、前記第2の入射面が前記基板の第2面に対向して設けられ、
前記光透過部に対応する前記基板の前記第1面または前記第2面は、前記励起光、前記第1の蛍光、または前記第2の蛍光を拡散させる拡散面を有することを特徴とする波長変換素子。 - 請求項1から請求項10までのいずれか一項に記載の波長変換素子と、
前記波長変換素子に向けて前記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。 - 請求項11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ことにより画像光を形成する光変調装置と、
前記画像光を投射する投射光学装置と、を備えたことを特徴とするプロジェクター。 - 前記光透過部に対応する前記基板の前記第1面または前記第2面は、前記励起光、前記第1の蛍光、または前記第2の蛍光を拡散させる拡散面を有することを特徴とする請求項12に記載のプロジェクター。
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