CN110412819B - 波长变换元件、荧光体轮、光源装置以及影像显示装置 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种波长变换元件、荧光体轮、光源装置以及影像显示装置，实现了向荧光的变换效率、热效率的提高。第1波长变换元件(101)由荧光体区域构成，荧光体区域由三层构成，该荧光体区域层叠由粒径不同的荧光体粒子(111a、112a、113a)构成的第1荧光体区域(111)、第2荧光体区域(112)、第3荧光体区域(113)而成。构成配置在中间的第2荧光体区域的荧光体粒子(112a)的粒径小于表面侧的第1荧光体区域(111)的荧光体粒子(111a)以及背面侧的第3荧光体区域(113)的荧光体粒子(113a)的粒径。

Description

波长变换元件、荧光体轮、光源装置以及影像显示装置

技术领域

本公开涉及例如在投影型影像显示装置的光源装置中使用的波长变换元件以及荧光体轮。

背景技术

在专利文献1中公开了一种波长变换元件，该波长变换元件具备：基材；荧光体区域，含有通过激励光入射而发光的第1荧光体；以及粘合层，含有第2荧光体(导热性材料)，粘合基材和荧光体区域。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2018-36457号公报

发明内容

发明要解决的课题

本公开提供一种实现了向荧光的变换效率、热效率的提高的波长变换元件。

用于解决课题的手段

本公开中的波长变换元件具备：第1荧光体区域；以及第2荧光体区域，配置在第1荧光体区域的厚度方向上，粒径与位于第1荧光体区域的荧光体粒子的粒径不同的荧光体粒子位于该第2荧光体区域。

发明效果

本公开的波长变换元件在实现向荧光的变换效率、热效率的提高方面是有效的。

附图说明

图1(a)～图1(c)是表示实施方式1的波长变换元件的结构的图。

图2是表示使用了实施方式1的环状的第1波长变换元件的第1荧光体轮的结构的图。

图3是表示使用了实施方式1的扇形形状的第1波长变换元件的第2荧光体轮的结构的图。

图4是表示使用了实施方式1的环状的第1波长变换元件的第3荧光体轮的结构的图。

图5是表示使用了实施方式1的环状的第2波长变换元件的荧光体轮的结构的图。

图6是表示比较例所涉及的波长变换元件的结构的图。

图7是表示使用了比较例所涉及的环状的波长变换元件的第1荧光体轮的结构的图。

图8是表示实施方式2的波长变换元件的结构的图。

图9是表示分别使用了实施方式2的环状的第1和第2波长变换元件的第1和第2荧光体轮的结构的图。

图10是表示分别使用了实施方式2的环状的第1和第2波长变换元件的第3和第4荧光体轮的结构的图。

图11是表示使用了实施方式1的第1荧光体轮的第1光源装置的结构的图。

图12是表示使用了实施方式1的第1光源装置的投影型影像显示装置的结构的图。

图13是表示使用了实施方式1的第2荧光体轮的第2光源装置的结构的图。

图14是表示使用了实施方式1的第2光源装置的投影型影像显示装置的结构的图。

图15是表示使用了实施方式1的第3荧光体轮的第3光源装置的结构的图。

图16是表示使用了实施方式1的第3光源装置的投影型影像显示装置的结构的图。

图17是表示实施方式3的波长变换元件的结构的图。

符号说明

1、2、3、4、5、7、8：荧光体轮，

9、11、13：光源装置，

10、12、14：投影型影像显示装置，

101、102、201、202、301、302、601、602：波长变换元件，

103、203、303、403、503、703、803：反射防止膜，

104、204、304、404、504、704、804：硅酮层，

105、205、305、405、505、705、805：基板，

106、206、306、406、506、706、806：反射层，

107、207、307、407、507、707、807：马达安装孔，

109、309、409：马达，

111、121、311、321、611、621：第1荧光体区域，

112、122、312，322、612、622：第2荧光体区域，

113、123、313、323：第3荧光体区域，

111a、112a、113a、121a、122a、123a、211a、221a、311a、312a、313a、321a、322a、323a、611a、612a、621a、622a：荧光体粒子，

124、324、624：粘合剂，

141、341、441、541、741、841：含有粒子，

211、221：荧光体区域，

308：开口部，

408：反射膜，

901、921、1101、1301：激光光源，

902、922、1102、1302：准直透镜，

903、907、908、909、923、1103、1107、1108、1109、1121、1122、1124、1126、1128、1303、1308、1309、1310、1031、1032、1033、1231、1232、1233、1431、1432、1433：凸透镜，

904、924、1104、1304：扩散板，

905、925、1105、1305：凹透镜，

906、1106、1306：带分光特性的反射镜，

910、1111、1312：棒状积分器，

1041、1042、1043、1241、1441：DMD，

1034、1234、1434：全反射棱镜，

1035、1037、1235、1435：微小间隙，

1036：彩色棱镜，

1110、1311：带彩色滤光片的轮，

1123、1125、1127：反射镜，

1051、1251、1451：投影透镜，

1307：λ/4波长板。

具体实施方式

以下，适当参照附图，详细地说明实施方式。但是，有时省略必要以上的详细说明。例如，存在省略对已经公知的事项的详细说明、实质上相同的结构的重复说明的情况。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长，使本领域技术人员容易理解。

另外，附图以及以下的说明是为了本领域技术人员充分地理解本公开而提供的，并不意图限定权利要求书所记载的主题。

(实施方式1)

[1-1-1-1.波长变换元件的结构]

以下，详细地说明实施方式1中的波长变换元件的结构。图1(a)～图1(c)是实施方式1中的波长变换元件，图1(a)表示第1波长变换元件的剖视图，图1(b)表示第2波长变换元件的剖视图，图1(c)表示使用第1或者第2波长变换元件而形成的荧光体环的俯视图。

图1(a)所示的作为实施方式1的第1波长变换元件的波长变换元件101由三层荧光体区域构成，该三层荧光体区域层叠由荧光体粒子111a构成的第1荧光体区域111、由荧光体粒子112a构成的第2荧光体区域112以及由荧光体粒子113a构成的第3荧光体区域113而成。如图1(a)所示，在荧光体区域的厚度方向上配置粒径不同的荧光体粒子，在此，构成配置在中间的第2荧光体区域112的荧光体粒子112a的粒径，比表面侧(图1(a)的上侧)的第1荧光体区域111的荧光体粒子111a以及背面侧(图1(a)的下侧)的第3荧光体区域113的荧光体粒子113a的粒径小。

在此，第1荧光体区域111的荧光体粒子111a和第3荧光体区域113的荧光体粒子113a可以不同也可以相同。此外，荧光体粒子的粒径根据用途、功能而从几μm的范围选择，例如，大粒径的荧光体粒子111a、113a和小粒径的荧光体粒子112a的粒径之差为粒径的1/5～1/10左右。另外，在以下的实施方式的说明中，荧光体粒子的大粒径与小粒径的关系也相同。另外，关于上述粒径，是一个例子，并不限定于该值。

图1(b)所示的作为实施方式1的第2波长变换元件的波长变换元件102由三层荧光体区域构成，在该三层荧光体区域中，由荧光体粒子121a构成的第1荧光体区域121、由荧光体粒子122a构成的第2荧光体区域122以及由荧光体粒子123a构成的第3荧光体区域123隔着硅酮等的粘合剂124而层叠。如图1(b)所示，在荧光体区域的厚度方向上配置有粒径不同的荧光体粒子，在此，构成配置在中间的第2荧光体区域122的荧光体粒子122a的粒径，比表面侧(图1(b)的上侧)的第1荧光体区域121的荧光体粒子121a以及背面侧(图1(b)的下侧)的第3荧光体区域123的荧光体粒子123a的粒径小。

在此，第1荧光体区域121的荧光体粒子121a与第3荧光体区域123的荧光体粒子123a可以不同也可以相同。

如图1(c)所示，波长变换元件101、102具有环状，荧光体环的形状也可以是环的一部分缺失的扇形形状，也可以是四边形等多边形形状。

[1-1-1-2.使用了波长变换元件的荧光体轮的结构]

首先，在图2中示出使用了实施方式1的第1波长变换元件的第1荧光体轮的结构，图2的(a)是第1荧光体轮的俯视图，图2的(b)是第1荧光体轮的剖视图。

在此，说明如图1(c)所示将波长变换元件作为荧光体环来构成的情况。

作为第1荧光体轮的荧光体轮1具有在表面设置了反射防止膜103的环状的波长变换元件101和在表面设置了反射层106的基板105，并且在反射层106与环状的波长变换元件101之间设置了填充有提高导热性和反射率的含有粒子141的硅酮层104。

波长变换元件101如上所述，由粒径不同的荧光体粒子111a、112a、113a构成，在荧光体区域的厚度方向上荧光体粒子的粒径不同。在此，表面的反射防止膜103侧的荧光体粒子111a以及基板105侧的荧光体粒子113a的粒径，在厚度方向上观察相对于中央部的荧光体粒子112a变大。在荧光体轮1的基板105设置有马达安装孔107。

接着，说明使用了实施方式1的第1波长变换元件的第2荧光体轮的结构。在此，与图2所示的荧光体轮1不同，对使用图1(c)所示的荧光体环的一部分作为缺失部缺失的扇形形状来构成荧光体轮的情况进行说明。

在图3中示出使用了实施方式1的第1波长变换元件的第2荧光体轮的结构。图3的(a)是第2荧光体轮的俯视图，图3的(b)是第2荧光体轮3的剖视图。

作为第2荧光体轮的荧光体轮3具有：波长变换元件101，在表面设置有反射防止膜303，并且是具有缺失部的扇形形状；以及基板305，在表面设置有反射层306，并且在与缺失部对应的部分设置有开口部308。扇形形状的波长变换元件101和开口部308在径向上以距荧光体轮3的旋转中心O相同的距离来配置。在基板305设置有马达安装孔307。此外，在反射层306与扇形形状的波长变换元件101之间设置了填充有提高导热性和反射率的含有粒子341的硅酮层304。

如上所述，波长变换元件101由粒径不同的荧光体粒子111a、112a、113a构成，荧光体粒子的粒径在荧光体区域的厚度方向上不同。在此，从厚度方向观察，表面的反射防止膜303侧的荧光体粒子111a以及基板305侧的荧光体粒子113a的粒径相对于中央部的荧光体粒子112a变大。换言之，波长变换元件的构成配置在中间的荧光体区域的荧光体粒子112a的粒径比构成其他两个荧光体区域的荧光体粒子111a、113a的粒径小。

接着，对使用了实施方式1的第1波长变换元件的第3荧光体轮进行说明。在图4中示出使用了实施方式1的第1波长变换元件的第3荧光体轮的结构。图4的(a)是第3荧光体轮的俯视图，图4的(b)是图4的(a)所示的4b-4b线处的剖视图。

作为第3荧光体轮的荧光体轮4具有：波长变换元件101，在表面设置有反射防止膜403的荧光体环的一部分的表面设置有反射膜408；和基板405，在表面设置有反射层406。在基板405设置有马达安装孔407。在反射层406与波长变换元件101之间设置了填充有提高导热性和反射率的含有粒子441的硅酮层404。

如上所述，波长变换元件101由粒径不同的荧光体粒子111a、112a、113a构成，荧光体粒子的粒径在荧光体区域的厚度方向上不同。在此，表面的反射防止膜303侧的荧光体粒子111a以及基板305侧的荧光体粒子113a的粒径，在厚度方向观察相对于中央部的荧光体粒子112a变大。换言之，波长变换元件101的构成配置在中间的荧光体区域的荧光体粒子112a的粒径比构成其他两个荧光体区域的荧光体粒子111a、113a的粒径小。

此外，在图3、图4的荧光体轮中，虽然使用了一个波长变换元件101，但也可以使用波长变换的荧光的波长区域不同的多个波长变换元件构成。这种情况下的多个波长变换元件中的至少一个使用波长变换元件101即可。

此外，图3、图4所示的荧光体轮3、4分别具有一个开口部308、一个反射膜408，但也可以使用多个开口部、多个反射膜来构成。

接着，对使用了实施方式1的第2波长变换元件的荧光体轮的结构进行说明。在图5中示出使用了实施方式1的第2波长变换元件的荧光体轮的结构。图5的(a)是荧光体轮的俯视图，图5的(b)是荧光体轮的剖视图。图5的荧光体轮5代替图1(a)所示的波长变换元件101而使用图1(b)所示的波长变换元件102。

荧光体轮5在波长变换元件102与基板505之间设置了填充有提高导热性和反射率的含有粒子541的硅酮层504，波长变换元件102在表面设置了反射防止膜503，基板505在表面设置了反射层506。在基板505设置有马达安装孔507。

如上所述，波长变换元件102由粒径不同的荧光体粒子121a、122a、123a和例如为硅酮的粘合剂124构成，在荧光体区域的厚度方向上荧光体粒子的粒径不同。在此，表面的反射防止膜503侧的荧光体粒子121a以及基板505侧的荧光体粒子123a，在厚度方向上观察相对于中央部的荧光体粒子122a变大。换言之，波长变换元件102的构成配置在中间的第2荧光体区域122的荧光体粒子122a的粒径比构成其他两个荧光体区域的荧光体粒子121a、123a的粒径小。

另外，使用了波长变换元件102的情况与使用了波长变换元件101的情况同样，能够采用图3所示的荧光体轮3那样的扇形形状，也可以如图4所示的荧光体轮4那样在荧光体环的一部分的表面设置反射膜。

[1-1-2.效果等]

图6是本公开的比较例所涉及的波长变换元件的结构图，图6的(a)以及图6的(b)是波长变换元件的剖视图，图6的(c)是波长变换元件的俯视图。

如图6的(a)所示，在仅由大粒径的荧光体粒子211a所构成的荧光体区域211形成波长变换元件201的情况下，具有以下特性：(1)表面反射减少、(2)散射性增加、(3)导热率增加。相反地，如图6的(b)所示，在仅由小粒径的荧光体粒子221a所构成的荧光体区域221形成波长变换元件202的情况下，具有以下特性：(1)表面反射增加、(2)散射性减少、(3)导热率降低。

首先，关于表面反射，由于表面反射少的情况下被荧光体吸收的激励光增加，因此如果是相同的量子效率的荧光体，则被波长变换而发光的荧光增加。即，粒径大的一方相对于粒径小的一方，变换的效率(荧光效率)增加。

接着，关于散射性，激励光在荧光体粒子中进行导光，被波长变换而发出荧光。因此，即使入射相同的光斑尺寸的光，关于发光的光斑尺寸，粒径大的一方相对于小的一方也变大。若发光的光斑尺寸变大，则后级的导光系统、棒状光学系统中的取入效率降低。即，粒径大的一方相对于粒径小的一方，后级的光学系统的取入效率降低。

最后，在相邻的粒子间，存在比粒子内部大的界面热阻。因此，在相同的荧光体厚度的情况下，荧光体粒子的粒径大的一方相对于小的一方存在的界面的数量减少，因此热阻值小，换言之，导热率增加。由于荧光体具有随着温度上升而荧光特性降低这样的特性，因此粒径大的一方相对于粒径小的一方变换效率增加。

如果对以上进行整理，则粒径大的一方基于表面反射的吸收效率增加、基于光斑尺寸的取入效率(耦合效率)降低、根据温度而变化的变换效率增加。

光源装置、投影型影像装置的效率能够通过上述的(1)基于表面反射的吸收效率、(2)基于光斑尺寸的取入效率(耦合效率)、(3)根据温度而变化的变换效率这三者之积来求出。

如上所述，在粒径大的情况下，(2)基于光斑尺寸的取入效率(耦合效率)降低，相反地，在粒径小的情况下，(1)基于表面反射的吸收效率(3)根据温度而变化的变换效率这两者降低。

这样，在仅由粒径大的荧光体粒子或者粒径小的荧光体粒子形成荧光体区域的情况下，会以上述(1)～(3)中的任一个降低了的状态构成波长变换元件以及使用了该波长变换元件的荧光体轮、光源装置、投影型影像显示装置。

图7是表示使用了比较例所涉及的波长变换元件的荧光体环的荧光体轮2的结构的图，图7的(a)是荧光体轮2的俯视图，图7的(b)以及(c)分别表示荧光体轮2的剖视图。

通过图2的(b)所示的荧光体轮1和图7的(b)所示的荧光体轮2说明本公开的效果。另外，图7所示的荧光体轮2的反射防止膜203、硅酮层204、基板205、反射层206以及马达安装孔207的功能与图2所示的荧光体轮1相同，因此省略说明。

在图2的(b)所示的荧光体轮1中，从设置于荧光体轮1的表面的反射防止膜103侧照射作为蓝色激光的激励光L。该激励光L通过反射防止膜103，在入射到波长变换元件101时，从波长变换元件101的表面依次入射到荧光体粒子111a、112a、113a，激励各个荧光体粒子而发出荧光。未被荧光体粒子111a、112a、113a吸收的激励光到达设置于波长变换元件101的基板105侧的由硅酮层104构成的粘合层，由设置在粘合层中的反射率高的含有粒子141或其下方的反射层106反射，再次向波长变换元件101侧变更光的行进方向。被反射层106反射而入射到波长变换元件101的激励光按照荧光体粒子113a、112a、111a的顺序入射并变换为荧光。

已知激励光被波长变换元件吸收的效率(以下称为“吸收效率”)取决于荧光体粒子的填充率和荧光体粒子的粒径。关于荧光体粒子的填充率，能够不依赖于粒径地最优化为最大，因此吸收效率取决于荧光体粒子的粒径。例如，在如图6的(a)、图6的(b)那样由粒径不同的荧光体粒子构成的波长变换元件的情况下，由粒径大的荧光体粒子构成的图6的(a)的波长变换元件201相对于由粒径小的荧光体粒子构成的图6的(b)的波长变换元件202吸收效率变高。在使用了截面如图2的(b)所示的波长变换元件101的荧光体轮1的情况下，通过增大激励光的入射侧的荧光体粒子111a，从而能够实现高的吸收率。

从激励光变换为荧光的光从荧光体粒子111a、112a、113a向全方位射出。射出到与基板105侧相反的一侧的荧光的一部分被荧光体粒子111a、112a、113a吸收而变换为热量，除此以外的光通过反射防止膜103射出。

另一方面，向基板105侧射出的荧光被包含反射率高的含有粒子141的硅酮层104的粘合层或设置在基板105的波长变换元件101侧的反射层106反射，变更其行进方向，向与基板105相反的一侧射出。向与基板105相反的一侧射出的荧光的一部分被荧光体粒子111a、112a、113a吸收而变换为热量，并且剩余的光通过反射防止膜103射出。

此时，由荧光体粒子I11a、112a、113a进行了波长变换后的荧光，从荧光体粒子111a、112a、113a的粒子外表面发出荧光。此时，在图6的(a)、(b)所示的粒径不同的荧光体粒子的情况下，由粒径大的荧光体粒子构成的图6的(a)的波长变换元件201与由粒径小的荧光体粒子构成的图6的(b)的波长变换元件202相比，荧光的发光斑变大。在后级的光学系统中可取入的效率(以下称为“耦合效率”)根据荧光斑的大小而变化，若超过在后级的光学系统中可取入的最大的荧光斑，则荧光斑越大，耦合效率越差。因此，为了使耦合效率最优化，需要减小荧光体粒子的粒径。在使用了截面如图2的(b)所示的第1波长变换元件101的荧光体轮1的情况下，通过在影响光斑尺寸大的厚度方向的中间部分配置粒径小的荧光体粒子112a，能够实现高耦合效率。

未被荧光体粒子变换为荧光而产生的热量经由荧光体粒子传播到周边。另外，在荧光体中，具有若温度上升则变换为荧光的激励光减少这样的温度消光的特性，因此具有温度低的情况下变换效率变高这样的特性。如图2的(a)所示，通过使热量向荧光体轮1中具有最大的表面积的基板105移动，从而能够实现波长变换元件101的温度降低，但为此需要提高向波长变换元件101的厚度方向的导热性，换言之，需要减小热阻。在此，在波长变换元件中热阻值最高的是在荧光体粒子彼此的界面产生的界面热阻，因此在减少了粒子彼此的界面的情况下作为波长变换元件的热阻值降低。即，若以比较例来进行说明，则由粒径大的荧光体粒子构成的图6的(a)的波长变换元件201与由粒径小的荧光体粒子构成的图6的(b)的波长变换元件202相比，热阻值变小。在使用了截面如图2的(b)所示的波长变换元件101的荧光体轮1的情况下，通过在对热阻值的影响大的厚度方向上增大基板侧的荧光体粒子113a，能够减小热阻值，从而能够使波长变换元件101的温度降低，能够使温度消光的影响减少，能够使荧光效率提高。

如上所述，使用了截面如图2的(b)所示的波长变换元件101的荧光体轮1，通过在波长变换元件101的厚度方向上增大表面侧的荧光体粒子111a的粒径、减小中间部分的荧光体粒子112a的粒径、增大基板侧的荧光体粒子113a的粒径，从而能够使吸收效率、耦合效率、荧光效率分别提高，能够使吸收效率×耦合效率×荧光效率所求出的荧光体轮的效率最大化。

在使用了图3、图4分别所示的波长变换元件101的荧光体轮3、4中，与图2所示的荧光体轮1同样，从波长变换元件101的表面起，通过粒径大的荧光体粒子111a提高吸收效率，利用中间部分的粒径小的荧光体粒子112a提高耦合效率，利用基板侧的粒径大的荧光体粒子113a抑制温度上升，从而提高荧光效率。因此，能够使通过吸收效率×耦合效率×荧光效率求出的荧光体轮的效率最大化。在使用了图5所示的波长变换元件102的荧光体轮5中，也与使用了波长变换元件101的荧光体轮同样，从波长变换元件102的表面起，通过粒径大的荧光体粒子121a提高吸收效率，利用中间部分的荧光体粒子122a提高耦合效率，利用基板侧的荧光体粒子123a抑制温度上升，从而提高荧光效率。因此，能够使通过吸收效率×耦合效率×荧光效率求出的荧光体轮的效率最大化。

如上所述，通过将波长变换元件设为本实施方式的结构，能够分别改善决定波长变换元件的特性的(1)基于表面反射的吸收效率、(2)基于光斑尺寸的取入效率(耦合效率)、(3)根据温度而变化的变换效率，得到效率提高的波长变换元件。

[1-2.具备荧光体轮的光源装置]

对使用了荧光体轮的光源装置的结构进行说明，该荧光体轮使用了实施方式1的波长变换元件。

在图11中将使用了第1荧光体轮的第1光源装置表示为光源装置9，第1荧光体轮使用了环状的波长变换元件。以下，利用使用了图2所示的波长变换元件101的荧光体轮1进行光源装置9的说明。

从多个激光光源901射出的蓝色的波长区域的激光，在分别与激光光源901对应设置的多个准直透镜902中被准直。准直后的蓝色光入射到后级的凸透镜903，减小其光束宽度，接着入射到扩散板904而扩散，光的均匀度得到改善。光的均匀度被改善的蓝色光入射到后级的凹透镜905而被平行光束化。

通过凹透镜905平行化后的蓝色光入射到相对于光轴倾斜大致45度而配置的带分光特性的反射镜906，不改变光的行进方向而直接向后级的凸透镜907入射。带分光特性的反射镜906具有如下分光特性：使从激光光源901和激光光源921射出的蓝色光的波长区域的光通过，使在荧光体轮1中以来自激光光源901的蓝色光作为激励光而被波长变换的荧光的波长区域的光进行反射。

在此，带分光特性的反射镜906具有关注了来自激光光源的蓝色光和波长变换后的荧光的波长特性的分光特性，但也可以通过着眼于激光光源的偏振方向，将来自激光光源的蓝色光的偏振方向调整为相同方向，使来自激光光源的蓝色光的波长区域和偏振方向的光通过，从而具有关注了波长变换后的荧光的波长特性的分光特性。

入射到凸透镜907的蓝色光，通过与后级的凸透镜908的组合，向设置于后级的荧光体轮1的环状的波长变换元件101入射。在荧光体轮1上设置有马达109，以其旋转轴为中心，配置为使得被凸透镜907、908聚光的蓝色的激励光入射到环状的波长变换元件101。

通过凸透镜907、908而聚光于荧光体轮1的波长变换元件101上的蓝色光被波长变换为荧光，并且使光的行进方向改变180度再次依次入射到凸透镜908、907而被平行光化。这里的波长变换后的荧光与从后述的激光光源921射出的蓝色光组合，例如，最优化波长区域，使得构成白色光。

从凸透镜907射出而平行光化后的荧光从反向入射到带分光特性的反射镜906。如上所述，带分光特性的反射镜906具有反射荧光的波长区域的光的特性，因此使光的方向变更90度。

通过带分光特性的反射镜906使光的行进方向改变90度后的光向后级的凸透镜909入射。

此外，从多个激光光源921射出的蓝色的波长区域的激光，在与激光光源921分别对应设置的多个准直透镜922中被准直。准直后的蓝色光入射到后级的凸透镜923，减小其光束宽度，接着入射到扩散板924而扩散，光的均匀度被改善。光的均匀度被改善的蓝色光入射到后级的凹透镜925而被平行光束化。

通过凹透镜925平行化后的蓝色光入射到具有使从激光光源921射出的蓝色光的波长区域的光通过的特性且相对于光轴倾斜大致45度而配置的带分光特性的反射镜906，不改变光的行进方向而直接向后级的凸透镜909入射。

入射到凸透镜909的来自荧光体轮1的荧光和来自激光光源921的蓝色光聚光，并入射到将入射端配置在凸透镜909的大致聚光位置的棒状积分器910。通过棒状积分器而光束被均匀化后的光从棒状积分器的射出端射出。

在图11所示的实施方式中，带分光特性的反射镜906相对于光轴以大致45度的角度进行了配置，但为了使其分光特性最大化，带分光特性的反射镜906相对于光轴的角度可以具有与大致45度不同的角度，在这种情况下，可以与该角度匹配地配置其他部件。

此外，在图11中，关于带分光特性的反射镜906，说明了具有透过蓝色光的波长区域的光、反射荧光的波长区域的光的特性的情况，但也可以作为具有反射蓝色光的波长区域的光、透过荧光的波长区域的光的特性的情况而适当地使其他部件的配置最优化。

此外，来自激光光源901的激光也可以不是蓝色光的波长区域的光而是紫外区域的光。在这种情况下，带分光特性的反射镜906的特性、其他部件的配置等与激光光源901的激光的波长区域相匹配地最优化即可。

下面，在图13中将使用了第2荧光体轮的第2光源装置表示为光源装置11，第2荧光体轮使用了扇形形状的波长变换元件。以下，使用荧光体轮3进行光源装置11的说明，荧光体轮3使用了在图3中所示的波长变换元件101。

从多个激光光源1101射出的蓝色的波长区域的激光，在与激光光源1101分别对应设置的多个准直透镜1102中被准直。准直后的蓝色光入射到后级的凸透镜1103，减小其光束宽度，接着入射到扩散板1104而扩散，改善光的均匀度，改善了光的均匀度的蓝色光入射到后级的凹透镜1105而被平行光束化。

通过凹透镜1105平行化后的蓝色光入射到相对于光轴倾斜大致45度而配置的带分光特性的反射镜1106，光的行进方向变更90度，向后级的凸透镜1107入射。带分光特性的反射镜1106具有如下分光特性：使从激光光源1101射出的蓝色光的波长区域的光反射，使在荧光体轮3中以来自激光光源1101的蓝色光作为激励光而被波长变换的荧光的波长区域的光通过。

另外，在此，带分光特性的反射镜1106具有关注了来自激光光源的蓝色光和波长变换后的荧光的波长特性的分光特性，但也可以通过着眼于激光光源的偏振方向，将来自激光光源的蓝色光的偏振方向调整为相同方向，使来自激光光源的蓝色光的波长区域和偏振方向的光通过，从而具有关注了波长变换后荧光的波长特性的分光特性。

入射到凸透镜1107的蓝色光，通过与后级的凸透镜1108的组合，向设置于后级的荧光体轮3的环的一部分缺失的波长变换元件101入射。在荧光体轮3设置有马达309，以其旋转轴为中心，配置为使得被凸透镜1107、1108聚光的蓝色的激励光向配置有环状的波长变换元件101和开口部308的半径区域入射。

通过凸透镜1107、1108而聚光于荧光体轮3的波长变换元件101上的蓝色光被波长变换为荧光，并且使光的行进方向改变180度再次依次入射到凸透镜1108、1107而被平行光化。这里的波长变换后的荧光与从激光光源1101射出的蓝色光组合，例如，最优化波长区域，使得构成白色光。

从凸透镜1107射出而被平行光化后的荧光再次入射到带分光特性的反射镜1106。如上所述，带分光特性的反射镜1106具有使荧光的波长区域的光透过的特性，因此不变更光的方向而直接通过。

接着，聚光于荧光体轮3的开口部308的来自激光光源1101的蓝色光通过荧光体轮3，被其后级的凸透镜1121、1122平行光化。然后，通过设置在后级的由三个反射镜1123、1125、1127和三个凸透镜1124、1126、1128构成的中继透镜系统被导光，使得从相对于来自激光光源1101的光入射的方向为180度的相反方向被平行光化并入射到带分光特性的反射镜1106。另外，在此，由三个反射镜和三个凸透镜构成了中继光学系统，但只要具有同样的性能，也可以是其他的结构。

从凸透镜1128入射到带分光特性的反射镜1106的蓝色光，将光的行进方向改变90度而反射。

根据上述结构，由带分光特性的反射镜1106合成的荧光和蓝色光被分时地入射到凸透镜1109。

从带分光特性的反射镜1106入射到凸透镜1109的被分时的荧光和蓝色光被后级的凸透镜1109聚光，入射到后级的带彩色滤光片的轮1110。带彩色滤光片的轮1110使用未图示的同步电路而与荧光体轮3同步，与光学系统的特性相匹配地，由具有透过蓝色光以及荧光的一部分或全部波长区域那样的特性的多个滤光片构成。

对于从荧光体轮3发出例如黄色的荧光的时间段，具有使荧光的波长区域直接透过的区域、在荧光中反射红色的部分的光并使绿色的光透过的区域，在荧光中反射绿色的部分的光并使红色的光透过的区域等中的至少一个区域的带彩色滤光片的轮1110同步地旋转。此外，通过了荧光体轮3的开口部308的蓝色光对应于直接透过荧光的波长区域的区域，从而在棒状积分器1111的入射端附近，光的波长区域不同的色光以时间序列聚光。

入射到棒状积分器1111的光由棒状积分器均匀化，从其射出端射出均匀化的光。

另外，在本实施方式中，带彩色滤光片的轮1110配置在棒状积分器1111之前，但也可以配置在棒状积分器1111之后。

在图15中将使用了第3荧光体轮的第3光源装置表示为光源装置13，第3荧光体轮使用了环状的波长变换元件。以下，使用荧光体轮4进行光源装置13的说明，荧光体轮4使用了图4所示的波长变换元件101。

从多个激光光源1301射出的蓝色的波长区域的激光，在分别与激光光源1301对应地设置的多个准直透镜1302中被准直。准直后的蓝色光入射到后级的凸透镜1303，其光束宽度变小，接着入射到扩散板1304而扩散，光的均匀度得到改善。改善了光的均匀度的蓝色光入射到后级的凹透镜1305而被平行光束化。

另外，通过到凹透镜1305为止的光学系统进行调整，使得在射出凹透镜1305的状态下，激光的偏振方向相对于后级的带分光特性的反射镜1306成为S偏振光。另外，带分光特性的反射镜1306具有偏振特性以及分光特性。

被凹透镜1305平行化后的蕊色光入射到相对于光轴倾斜大致45度而配置的带分光特性的反射镜1306，光的行进方向被变更90度，向后级的λ/4波长板1307入射。带分光特性的反射镜1306具有如下分光特性：在从激光光源1301射出的蓝色光的波长区域使S偏振光反射，使在后述的荧光体轮4中将来自激光光源1301的蓝色光作为激励光而被波长变换的荧光的波长区域的光通过。λ/4波长板1307从入射的激光光源1301向蓝色光的偏振方向回旋，使其变化为圆偏振光。

从λ/4波长板1307射出的光向凸透镜1308入射，通过与后级的凸透镜1309的组合，向设置于荧光体轮4的环的一部分的表面设置有反射膜408的波长变换元件101入射。在荧光体轮4上设置有马达409，以其旋转轴为中心，配置为使被凸透镜1308、1309聚光的蓝色的激励光向配置有环状的波长变换元件101和反射膜408的半径区域入射。

首先，通过凸透镜1308、1309而聚光在荧光体轮4的波长变换元件101上的蓝色光被波长变换为荧光，并且使光的行进方向改变180度再次依次入射到凸透镜1309、1308而被平行光化。这里的波长变换的荧光与从激光光源1301射出的蓝色光组合，例如，最优化波长区域，使得构成白色光。

从凸透镜1308射出而被平行光化后的荧光通过λ/4波长板1307，向相对于光轴配置成45度的角度的带分光特性的反射镜1306再次入射。如上所述，带分光特性的反射镜1306具有使荧光的波长区域的光透过的特性，因此通过λ/4波长板1307的荧光不变更光的方向而直接通过。

接着，聚光于荧光体轮4的反射膜408的来自激光光源1301的蓝色光在荧光体轮4中反射，其行进方向被变更180度，入射到凸透镜1309、1308而被平行化。

由凸透镜1309、1308进行了平行光化的蓝色光入射到λ/4波长板1307，使其偏振方向旋转，变换为P偏振光。

从λ/4波长板1307射出的P偏振光的蓝色光入射到相对于光轴配置成45度的角度的带分光特性的反射镜1306。带分光特性的反射镜1306具有如下特性：使从激光光源1301射出的蓝色光的波长区域的S偏振光反射，使蓝色光的波长区域的P偏振光和由荧光体轮4进行了波长变换后的荧光的波长区域的光透过。因此，从λ/4波长板1307射出的P偏振光的蓝色光入射到凸透镜1310。

根据荧光体轮4的旋转，荧光和蓝色光以时间序列入射到凸透镜1310而聚光，入射到后级的带彩色滤光片的轮1311。带彩色滤光片的轮1311使用未图示的同步电路而与荧光体轮4同步，与光学系统的特性相匹配地，由具有透过蓝色光以及荧光的一部分或全部波长区域那样的特性的多个滤光片构成。

对于从荧光体轮4发出例如黄色的荧光的时间段，具有使荧光的波长区域直接透过的区域、在荧光中反射红色的部分的光并使绿色的光透过的区域、在荧光中反射绿色的部分的光并使红色的光透过的区域等中的至少一个区域的带彩色滤光片的轮1311同步地旋转。此外，通过使直接透过荧光的波长区域的带彩色滤光片的轮1311的区域对应于由荧光体轮4的反射膜408反射的蓝色光，从而在棒状积分器1312的入射端附近，光的波长区域不同的色光以时间序列聚光。入射到棒状积分器1312的光由棒状积分器均匀化，均匀化后的光从射出端射出。

另外，在本实施方式中，带彩色滤光片的轮1311配置在棒状积分器1312之前，但也可以配置在棒状积分器1312之后。

[1-2-2.效果等]

在光源装置9中，荧光体轮1使用波长变换元件101。因此，通过设置于来自激光光源901的蓝色光的入射侧的大粒径的荧光体粒子111a，对荧光体的吸收效率最大化，接着，通过在荧光体区域的厚度方向上位于中间的小粒径的荧光体粒子112a使耦合效率最大化，最后，通过在荧光体区域的厚度方向上位于最靠近基板侧的大粒径的荧光体粒子113a提高导热性，减少温度消光，使荧光效率最大化。由此，能够使由吸收效率×耦合效率×荧光效率表示的效率最大化。

在光源装置11、13中，由于在各个荧光体轮3、4中使用波长变换元件101，因此能够与光源装置9同样地使效率最大化。

在利用使用了波长变换元件102的第1～3荧光体轮构成第1～3光源装置的情况下，也与使用了波长变换元件101的第1～3光源装置即上述光源装置9、11、13同样地能够使由吸收效率×耦合效率×荧光效率表示的效率最大化。

[1-3-1.具备光源装置的投影型影像显示装置]

对使用了第1光源装置的投影型影像显示装置10的结构进行说明，第1光源装置使用了第1荧光体轮，第1荧光体轮使用了环状的波长变换元件101。

首先，在图12中表示使用了作为第1光源装置的光源装置9的投影型影像显示装置10的结构。

另外，关于使用了采用环状的波长变换元件101的荧光体轮1的光源装置9，由于已在前文描述，因此省略其说明。

从棒状积分器910射出的光通过由凸透镜1031、1032、1033构成的中继透镜系统而向DMD(数字微镜器件)1041、1042、1043映射。

从由凸透镜1031、1032、1033构成的中继透镜系统射出的光入射到设有微小间隙1035的全反射棱镜1034。从中继透镜系统射出并以全反射角以上的角度入射到全反射棱镜1034的光在微小间隙1035反射，改变光的行进方向，入射到由设置了微小间隙1037的三个玻璃块构成的彩色棱镜1036。

从全反射棱镜1034入射到彩色棱镜1036的第1玻璃块的蓝色光和荧光中的蓝色光，首先被设置在微小间隙1037的前级的具有蓝色反射特性的带分光特性的反射膜反射，改变其行进方向，向全反射棱镜行进，以全反射角以上的角度入射到设置在全反射棱镜1034和彩色棱镜1036之间的微小间隙中，入射到显示蓝色影像的DMD1043。

接着，通过了微小间隙的荧光中的红色光，被设置在彩色棱镜1036的第2和第3玻璃块之间且具有反射红色的波长区域的光、通过绿色光的分光特性的带分光特性的反射膜反射，向第1玻璃块侧改变其行进方向。

改变了光的行进方向的红色光被设置在彩色棱镜1036的第1和第2玻璃块之间的微小间隙1037再次反射，改变该光的行进方向而入射到红色用的DMD1042。

此外，通过了微小间隙的荧光中的绿色光，通过被设置在彩色棱镜的第2和第3玻璃块之间且具有反射红色的波长区域的光、通过绿色光的分光特性的带分光特性的反射膜，直接向第3玻璃块行进，直接入射到绿色用DMD1041。

DMD1041、1042、1043从未图示的影像电路，与各色的影像信号对应地按照每个像素改变反射镜的方向，从而变更光的行进方向。

首先，在绿色用的DMD1041中与影像信号对应地变更了光的行进方向的绿色光入射到彩色棱镜1036的第3玻璃块，通过设置在彩色棱镜1036的第3和第2玻璃块之间的带分光特性的反射膜。

接着，在红色用的DMD1042中与影像信号对应地变更了光的行进方向的红色光向彩色棱镜1036的第2玻璃块入射，以全反射角以上的角度入射到设置在彩色棱镜1036的第2和第1玻璃块之间的微小间隙1037，从而进行反射。然后，红色光向彩色棱镜的第3玻璃块改变光的行进方向，由设置在彩色棱镜1036的第2和第3玻璃块间的带分光特性的反射膜反射，改变该光的行进方向，与绿色的光合成。

由带分光特性的反射膜合成的光向彩色棱镜1036的第1玻璃块侧行进，以全反射角以下的角度入射到设置在彩色棱镜1036的第2和第1玻璃块之间的微小间隙1037，从而透过。

进而，在蓝色用的DMD1043中与影像信号对应地变更了光的行进方向的蓝色光入射到彩色棱镜1036的第1玻璃块，向全反射棱镜1034侧行进，以全反射角以上的角度入射到设置在全反射棱镜1034和彩色棱镜1036之间的间隙，向彩色棱镜1036的第2玻璃块侧行进。然后，蓝色光被在设置于彩色棱镜1036的第1和第2玻璃块之间的微小间隙1037之前的第1玻璃块侧设置的带分光特性的反射镜反射，向全反射棱镜1034侧改变光的行进方向，与来自绿色DMD1041和红色DMD1042的光合成，向全反射棱镜1034入射。

入射到全反射棱镜1034的来自DMD1041、1042、1043的光以全反射角以下的角度入射到全反射棱镜1034的微小间隙1035而透过，向投影透镜1051入射，向未图示的屏幕照射。

接着，在图14中表示使用了作为第2光源装置的光源装置11的投影型影像显示装置12的结构。

另外，关于使用了采用扇形形状的波长变换元件101的荧光体轮2的光源装置11，由于已在前文描述，因此省略说明。

从棒状积分器1111射出的光通过由凸透镜1231、1232、1233构成的中继透镜系统而映射到后述的DMD1241。

通过凸透镜1231、1232、1233并入射到全反射棱镜1234的光以全反射角以上的角度入射到全反射棱镜1234的微小间隙1235，通过反射改变光的行进方向而入射到DMD1241。

DMD1241根据与通过荧光体轮3和带彩色滤光片的轮1110的组合射出的色光同步的来自未图示的影像电路的信号，改变微小反射镜的方向，改变光的行进方向并射出。

在DMD1241中，光的行进方向根据影像信号而变化后的光入射到全反射棱镜1234，通过以全反射角度以下的角度入射到全反射棱镜1234的微小间隙1235，直接透过，入射到投影透镜1251，投影到未图示的屏幕。

最后，在图16中表示使用了作为第3光源装置的光源装置13的投影型影像显示装置14的结构。

另外，关于使用了采用环状的波长变换元件101且在表面设置有反射膜408的荧光体轮3的光源装置13，由于已在前文描述，省略说明。

从棒状积分器1312射出的光通过由凸透镜1431、1432、1433构成的中继透镜系统而向后述的DMD1441映射。

通过凸透镜1431、1432、1433而入射到全反射棱镜1434的光以全反射角以上的角度入射到全反射棱镜1434的微小间隙1435，通过反射改变光的行进方向而入射到DMD1441。

DMD1441根据与通过荧光体轮4和带彩色滤光片的轮1311的组合射出的色光同步的来自未图示的影像电路的信号，改变微小反射镜的方向，改变光的行进方向并射出。

在DMD1441中与影像信号对应地改变光的行进方向的光入射到全反射棱镜1434，以全反射角度以下的角度入射到全反射棱镜1434的微小间隙1435，从而直接透过，入射到投影透镜1451，并投影到未图示的屏幕。

[1-3-2.效果等]

在使用了光源装置9的投影型影像显示装置10中，在荧光体轮1中使用了波长变换元件101。因此，通过设置于来自激光光源901的蓝色光的入射侧的大粒径的荧光体粒子111a使吸收效率最大化，接着通过在荧光体区域的厚度方向上位于中间的小粒径的荧光体粒子112a使耦合效率最大化，最后通过在荧光体区域的厚度方向上位于最靠近基板侧的大粒径的荧光体粒子113a提高导热性，减少温度消光，使荧光效率最大化。由此，能够使由吸收效率×耦合效率×荧光效率表示的效率最大化。

在使用了光源装置11、13的投影型影像显示装置12、14中，由于在各个荧光体轮2、3中使用波长变换元件101，因此能够与投影型影像显示装置10同样地使效率最大化。

(实施方式2)

[2-1-1-1.波长变换元件的结构]

以下，对实施方式2所涉及的波长变换元件的结构进行详细地说明。图8是实施方式2中的波长变换元件的结构图，图8的(a)表示实施方式2的第1波长变换元件的剖视图，图8的(b)表示实施方式2的第2波长变换元件的剖视图，图8的(c)表示波长变换元件的俯视图。

如图8的(a)所示，作为实施方式2的第1波长变换元件的波长变换元件601由双层荧光体区域构成，该荧光体区域层叠由荧光体粒子611a构成的第1荧光体区域611以及由荧光体粒子612a构成的第2荧光体区域612而成。如图8所示，在荧光体区域的厚度方向上配置有粒径不同的荧光体粒子，在此，表面侧(图8的(a)的上侧)的荧光体粒子611a的粒径大于背面侧(图8的(a)的下侧)的荧光体粒子612a的粒径。

如图8的(b)所示，作为实施方式2的第2波长变换元件的波长变换元件602将粒径不同的荧光体粒子621a、622a填充到例如硅酮等的粘合剂624中，作为第1荧光体区域621、第2荧光体区域622而构成。如图8所示，与波长变换元件601相同，在荧光体区域的厚度方向配置粒径不同的荧光体粒子，在此，表面侧(图8的(b)的上侧)的荧光体粒子621a的粒径大于背面侧(图8的(b)的下侧)的荧光体粒子622a的粒径。

图8的(c)是使用波长变换元件601、602制作荧光体环时的俯视图。在此，为了进行以下的说明而设为环状，但也可以是环的一部分缺失的扇形形状，也可以是四边形等多边形形状。

[2-1-1-2.使用了波长变换元件的荧光体轮的结构]

以下，使用图8的(c)所示的由波长变换元件601、602形成的荧光体环，对荧光体轮的结构进行说明。

在图9中表示使用了实施方式2的波长变换元件601、602的第1和第2荧光体轮。图9的(a)是使用了波长变换元件601、602的第1和第2荧光体轮的俯视图，图9的(b)是使用了波长变换元件601的第1荧光体轮的剖视图，图9的(c)是使用了波长变换元件602的第2荧光体轮的剖视图。

在图9所示的使用了波长变换元件601的作为第1荧光体轮的荧光体轮7中，由粒径大的荧光体粒子611a构成的第1荧光体区域611侧配置在激励光L的入射侧。同样，在使用了波长变换元件602的作为第2荧光体轮的荧光体轮7中，由粒径大的荧光体粒子621a构成的第1荧光体区域621侧配置在激励光L的入射侧。

首先，参照图9的(a)、(b)，对使用了波长变换元件601的荧光体轮7进行说明。如图9的(b)所示，荧光体轮7具有使用了在表面设有反射防止膜703的波长变换元件601的荧光体环、和在表面设有反射层706的基板705，在反射层706与荧光体环之间设置了填充有提高导热性和反射率的含有粒子741的硅酮层704。在基板705设置有马达安装孔707。

构成为荧光体环的波长变换元件601由粒径不同的荧光体粒子611a、612a构成，荧光体粒子的粒径在荧光体区域的厚度方向上不同。在此，表面侧的荧光体粒子611a的粒径相对于基板705侧的荧光体粒子612a变大。

接着，参照图9的(a)、(c)，对使用了波长变换元件602的荧光体轮7的结构进行说明。

如图9的(c)所示，荧光体轮7具有使用了在表面设有反射防止膜703的波长变换元件602的荧光体环、和在表面设有反射层706的基板705，在反射层706与荧光体环之间设置了填充有提高导热性和反射率的含有粒子741的硅酮层704。

构成为荧光体环的波长变换元件602由粒径不同的荧光体粒子621a、622a和例如由硅酮构成的粘合剂624构成，荧光体粒子的粒径在荧光体区域的厚度方向上不同。在此，表面侧的荧光体粒子621a的粒径相对于基板705侧的荧光体粒子622a变大。

在图10中表示使用了实施方式2的波长变换元件601、602的第3和第4荧光体轮。图10的(a)是使用了波长变换元件601、602的第3和第4荧光体轮的俯视图，图10的(b)是使用了波长变换元件601的第3荧光体轮的剖视图，图10的(c)是使用了波长变换元件602的第4荧光体轮的剖视图。

在使用了图10所示的波长变换元件601的作为第3荧光体轮的荧光体轮8中，由粒径小的荧光体粒子612a构成的第2荧光体区域612侧配置在激励光L的入射侧。同样，在使用了波长变换元件602的作为第4荧光体轮的荧光体轮8中，由粒径小的荧光体粒子622a构成的第2荧光体区域622配置在激励光L的入射侧。

首先，参照图10的(a)、(b)，对使用了波长变换元件601的荧光体轮8的结构进行说明。如图10的(b)所示，荧光体轮8具有使用了在表面设有反射防止膜803的波长变换元件601的荧光体环、和在表面设有反射层806的基板805，在反射层806与荧光体环之间设置了填充有提高导热性和反射率的含有粒子841的硅酮层804。在基板805设置有马达安装孔807。

构成为荧光体环的波长变换元件601由粒径不同的荧光体粒子611a、612a构成，荧光体粒子的粒径在荧光体区域的厚度方向上不同。在此，表面侧的荧光体粒子612a的粒径相对于基板805侧的荧光体粒子611a变小。

接着，参照图10的(a)、(c)，对使用了波长变换元件602的荧光体轮8的结构进行说明。

如图10的(c)所示，荧光体轮8具有使用了在表面设有反射防止膜803的波长变换元件602的荧光体环、和在表面设有反射层806的基板805，在反射层806和荧光体环之间设置了填充有提高导热性和反射率的含有粒子841的硅酮层804。

构成为荧光体环的波长变换元件602由粒径不同的荧光体粒子621a、622a和例如由硅酮构成的粘合剂624构成，荧光体粒子的粒径在荧光体区域的厚度方向上不同。在此，表面侧的荧光体粒子622a的粒径相对于基板805侧的荧光体粒子621a变小。

[2-1-2.效果等]

如使用了波长变换元件601、602的荧光体轮7那样，若在荧光体区域的厚度方向上配置粒径不同的两种荧光体粒子，在表面侧配置粒径大的荧光体粒子，在基板侧配置粒径小的荧光体粒子，则由此相对于仅由粒径大的荧光体粒子构成的荧光体轮而耦合效率得到改善，相对于仅由粒径小的荧光体粒子构成的荧光体轮而吸收效率得到改善，从而效率得到改善。

此外，如使用了波长变换元件601、602的荧光体轮8那样，若在表面侧配置粒径小的荧光体粒子，在基板侧配置粒径大的荧光体粒子，则由此相对于仅由粒径大的荧光体粒子构成的荧光体轮而耦合效率得到改善，相对于仅由粒径小的荧光体粒子构成的荧光体轮而热传导特性得到改善，从而荧光效率得到改善。

同时，相对于实施方式1的荧光体轮由粒径不同的三种荧光体粒子构成，实施方式2的荧光体轮由粒径不同的两种荧光体粒子构成，因此还具有其制造变得容易这样的优点。

[2-2-1.具备荧光体轮的光源装置的结构]

通过用实施方式2的波长变换元件替换在实施方式1的第1～第3荧光体轮中使用的波长变换元件，能够构成图11、图13、图15所示的第1～第3光源装置。该情况下的光源装置的举动与实施方式1的光源装置相同，因此省略说明。

[2-2-2.效果等]

如在使用了实施方式2的波长变换元件的荧光体轮的效果的项目中说明的那样，通过在荧光体区域的厚度方向上配置粒径不同的两种荧光体粒子，相对于使用了仅由粒径大的荧光体粒子构成的荧光体轮的光源装置，耦合效率得到改善。此外，相对于使用了仅由粒径小的荧光体粒子构成的荧光体轮的光源装置，将大的荧光体粒子配置在表面侧时吸收效率得到改善，将小的荧光体粒子配置在表面侧时导热性得到改善，从而荧光效率得到改善。

[2-3-1.具备光源装置的投影型影像显示装置的结构]

用实施方式2的波长变换元件替换实施方式1的第1～第3荧光体轮中使用的波长变换元件，能够构成图12、图14、图16的使用了第1～第3光源装置的投影型影像显示装置。

[2-3-2.效果等]

如在使用了实施方式2的波长变换元件的荧光体轮的效果的项目中说明的那样，通过在荧光体区域的厚度方向上配置粒径不同的两种荧光体粒子，相对于使用了采用仅由粒径大的荧光体粒子构成的荧光体轮的光源装置的投影型影像显示装置，耦合效率得到改善。此外，相对于使用了采用仅由粒径小的荧光体粒子构成的荧光体轮的光源装置的投影型影像显示装置，吸收效率得到改善，从而效率得到改善。

(实施方式3)

[3-1.波长变换元件的结构]

以下，说明实施方式3中的波长变换元件的结构。图17是表示实施方式3中的波长变换元件的结构的图，图17的(a)表示波长变换元件301的剖视图，图17的(b)表示波长变换元件302的剖视图，图17的(c)表示使用了波长变换元件301、302而形成的荧光体环的俯视图。

图17的(a)所示的波长变换元件301由三层荧光体区域构成，该三层荧光体区域层叠由荧光体粒子311a构成的第1荧光体区域311、由荧光体粒子312a构成的第2荧光体区域312以及由荧光体粒子313a构成的第3荧光体区域313而成。如图17的(a)所示，在荧光体区域的厚度方向上配置粒径不同的荧光体粒子，在此，构成配置在中间的第2荧光体区域312的荧光体粒子312a的粒径，大于表面侧(图17的(a)的上侧)的第1荧光体区域311的荧光体粒子311a以及背面侧(图17的(b)的下侧)的第3荧光体区域313的荧光体粒子313a的粒径。

在此，第1荧光体区域311的荧光体粒子311a和第3荧光体区域313的荧光体粒子313a可以不同也可以相同。

图17的(b)所示的波长变换元件302由三层荧光体区域构成，在该三层荧光体区域中，由荧光体粒子321a构成的第1荧光体区域321、由荧光体粒子322a构成的第2荧光体区域322以及由荧光体粒子323a构成的第3荧光体区域323隔着硅酮等的粘合剂324而层叠。如图17的(b)所示，在荧光体区域的厚度方向上配置粒径不同的荧光体粒子，在此，构成配置在中间的第2荧光体区域322的荧光体粒子322a的粒径，大于表面侧(图17的(b)的上侧)的第1荧光体区域321的荧光体粒子321a以及背面侧(图17的(b)的下侧)的第3荧光体区域323的荧光体粒子323a的粒径。

在此，第1荧光体区域321的荧光体粒子321a与第3荧光体区域323的荧光体粒子323a可以不同也可以相同。

如上所述，在配置于中间的第2荧光体区域的荧光体粒子的粒径大于其他区域的荧光体粒子的粒径这一方面，波长变换元件301、302与配置于中间的第2荧光体区域的荧光体粒子的粒径比其他区域的荧光体粒子的粒径小的实施方式1的波长变换元件101、102不同。

如图17的(c)所示，波长变换元件301、302具有环状，但荧光体环的形状可以是环的一部分缺失的扇形形状，也可以是四边形等多边形形状。

[3-2.使用了波长变换元件的荧光体轮、光源装置以及投影型影像显示装置]

通过用波长变换元件301、302替换实施方式1的波长变换元件101，能够与实施方式1同样地构成使用了波长变换元件301、302的第1～3荧光体轮。

此外，作为在实施方式1中说明的投影型影像显示装置的第1～3光源装置中使用的第1～3荧光体轮，能够利用使用了波长变换元件301、302的第1～3荧光体轮。

[3-3.效果等]

如上所述，实施方式3的波长变换元件301、302将粒径小的荧光体粒子配置在激励光L的入射侧，因此表现出耦合效率相对于实施方式1的波长变换元件得到改善的趋势。因此，适合于使投影型影像显示装置的后级的光学系统小型化的情况等。

产业上的可利用性

本公开能够适用于投影型影像显示装置的光源装置。

Claims (11)

1.一种波长变换元件，具备：

第1荧光体区域；

第2荧光体区域，配置在所述第1荧光体区域的厚度方向上，粒径与位于所述第1荧光体区域的荧光体粒子的粒径不同的荧光体粒子位于该第2荧光体区域；以及

第3荧光体区域，配置在所述第1荧光体区域的厚度方向上，使得所述第2荧光体区域配置在中间，

位于所述第2荧光体区域的荧光体粒子的粒径小于位于所述第1荧光体区域以及所述第3荧光体区域的荧光体粒子的粒径，

入射到所述波长变换元件上的激励光被波长变换为黄色的荧光。

2.一种波长变换元件，具备：

第1荧光体区域；

第2荧光体区域，配置在所述第1荧光体区域的厚度方向上，粒径与位于所述第1荧光体区域的荧光体粒子的粒径不同的荧光体粒子位于该第2荧光体区域；以及

第3荧光体区域，配置在所述第1荧光体区域的厚度方向上，使得所述第2荧光体区域配置在中间，

位于所述第2荧光体区域的荧光体粒子的粒径大于位于所述第1荧光体区域以及所述第3荧光体区域的荧光体粒子的粒径，

入射到所述波长变换元件上的激励光被波长变换为黄色的荧光。

3.根据权利要求1或2所述的波长变换元件，其中，

实质上相同的粒径的荧光体粒子位于所述第1荧光体区域以及所述第3荧光体区域。

4.根据权利要求1或2所述的波长变换元件，其中，

所述第1荧光体区域位于激励光的入射侧。

5.一种荧光体轮，具备：

权利要求1～4中的任一项所述的波长变换元件；

基板，设置所述波长变换元件；以及

马达，旋转驱动所述基板。

6.根据权利要求5所述的荧光体轮，其中，

所述波长变换元件具有环状。

7.根据权利要求5所述的荧光体轮，其中，

所述波长变换元件是具有环状的一部分缺失的缺失部的扇形形状。

8.根据权利要求7所述的荧光体轮，其中，

所述基板具有与所述缺失部对应的开口部，

所述波长变换元件和所述开口部以距所述荧光体轮的旋转中心实质上相同的距离来配置。

9.根据权利要求5所述的荧光体轮，其中，

所述波长变换元件具有环状，

在所述波长变换元件的一部分的表面设置有反射层。

10.一种光源装置，

具备权利要求5～9中的任一项所述的荧光体轮。

11.一种投影型影像显示装置，

具备权利要求10所述的光源装置。

Images