JP2014164098A - Light emission device for projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プロジェクター用発光デバイスに関するものである。 The present invention relates to a light emitting device for a projector.
近年、プロジェクターを小型化するため、LED(Light Emitting Diode)と蛍光体とを用いた発光デバイスが提案されている。例えば、特許文献1には、紫外光を発光する光源と、光源からの紫外光を可視光に変換する蛍光体層とを備える発光デバイスを用いたプロジェクターが開示されている。ここでは、異なる蛍光体を用いることにより、赤色、緑色、青色に対応したそれぞれの可視光を発光させている。
In recent years, in order to reduce the size of a projector, a light emitting device using an LED (Light Emitting Diode) and a phosphor has been proposed. For example,
ところで、同一の蛍光体を用い、この蛍光体から発光した光を、フィルターに通すことにより、赤色、緑色、青色に対応したそれぞれの光を発光させることも検討されている。この場合、蛍光体層の上にフィルター層を形成させることが考えられる。 By the way, it has been studied to emit light corresponding to red, green, and blue by using the same phosphor and passing light emitted from the phosphor through a filter. In this case, it is conceivable to form a filter layer on the phosphor layer.
例えば、特許文献2においては、蛍光体層の上にバンドパスフィルター層を設けることが開示されている。バンドパスフィルター層は、一般に角度依存性を有しているものが多い。
For example,
図7は、角度依存性を有するフィルター層を蛍光体層の上に設けた場合の課題を説明するための模式的断面図である。図7に示すように、蛍光体層60には、蛍光体61が分散して含まれている。蛍光体層60の上には、フィルター層62が設けられている。蛍光体層60に入射した励起光4により、蛍光体61が励起して蛍光5を発する。この蛍光5は、フィルター層62に入射する。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view for explaining a problem when a filter layer having an angle dependency is provided on a phosphor layer. As shown in FIG. 7, the
フィルター層62に対し小さい入射角で入射した蛍光5は、フィルター層62でフィルタリングされ、変換光6として出射される。しかしながら、フィルター層62に対し大きい入射角で入射した蛍光5は、フィルター層62でフィルタリングされず、蛍光5のままでフィルター層62を通過し、出射される。これは、フィルター層62が角度依存性を有しており、大きい入射角で入射した光に対しては、フィルタリング機能を発揮できないことにより生じる。このため、蛍光体の利用効率が低下し、プロジェクターとして高い輝度を得ることができないという課題があった。
The
本発明の目的は、蛍光体の利用効率を高め、高い輝度を得ることができるプロジェクター用発光デバイスを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a light emitting device for a projector that can increase the utilization efficiency of a phosphor and obtain high luminance.
本発明のプロジェクター用発光デバイスは、リング状の蛍光部材と、周方向に回転する蛍光部材に所定の位置で第1の光を照射するための光源と、光源からの第1の光により励起して蛍光部材から出射される第2の光をフィルタリングして第3の光を出射するためのフィルター部材と、蛍光部材とフィルター部材の間に設けられ、蛍光部材から出射された第2の光を集光してフィルター部材に入射させるための集光部材とを備えることを特徴としている。 The light emitting device for a projector of the present invention is excited by a ring-shaped fluorescent member, a light source for irradiating the fluorescent member rotating in the circumferential direction with a first light at a predetermined position, and the first light from the light source. A filter member for filtering the second light emitted from the fluorescent member to emit the third light, and the second light emitted from the fluorescent member provided between the fluorescent member and the filter member. And a condensing member for condensing and entering the filter member.
フィルター部材としては、透明基板と、透明基板上に設けられるフィルター層とを有するものが挙げられる。この場合、フィルター層としては、誘電体積層膜から構成されているものが挙げられる。 Examples of the filter member include a member having a transparent substrate and a filter layer provided on the transparent substrate. In this case, examples of the filter layer include those composed of a dielectric laminated film.
フィルター部材の形状としては、リング状の形状が挙げられる。この場合、フィルター部材を蛍光部材と同期して周方向に回転させることができる。 An example of the shape of the filter member is a ring shape. In this case, the filter member can be rotated in the circumferential direction in synchronization with the fluorescent member.
本発明において、フィルター部材は、例えば、バンドパスフィルターである。 In the present invention, the filter member is, for example, a band pass filter.
蛍光部材としては、基板と、基板上に設けられる蛍光体層とを有しているものが挙げられる。この場合、蛍光体層としては、ガラスマトリクスと、ガラスマトリクス中に分散した蛍光体とを有するものが挙げられる。 Examples of the fluorescent member include those having a substrate and a phosphor layer provided on the substrate. In this case, examples of the phosphor layer include those having a glass matrix and a phosphor dispersed in the glass matrix.
本発明によれば、蛍光体の利用効率を高め、高い輝度を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to increase the utilization efficiency of phosphors and obtain high luminance.
以下、本発明の好ましい実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は単なる例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照する場合がある。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. However, the following embodiments are merely examples, and the present invention is not limited to the following embodiments. Moreover, in each drawing, the member which has the substantially the same function may be referred with the same code | symbol.
図1は、本発明の一実施形態のプロジェクター用発光デバイス50を示す模式的側面図である。図2は、本発明の一実施形態のプロジェクター用発光デバイス50を示す模式的斜視図である。図2においては、図1に示すプロジェクター用発光デバイス50の主要な構成のみを示している。
FIG. 1 is a schematic side view showing a projector
図1及び図2に示すように、蛍光部材10は、リング状の形状を有している。蛍光部材10は、リング状の基板11と、その上に形成されたリング状の蛍光体層12により構成されている。本実施形態において、蛍光体層12は、ガラスマトリクスと、その中に分散した蛍光体により構成されている。本実施形態では、蛍光体として無機蛍光体が用いられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ガラスマトリクスは、無機蛍光体等の蛍光体の分散媒として用いることができるのであれば特に限定されない。例えば、ホウ珪酸塩系ガラス、リン酸塩系ガラスなどを用いることができる。ガラスマトリクスの軟化点は、250℃〜1000℃であることが好ましく、300℃〜850℃であることがより好ましい。 The glass matrix is not particularly limited as long as it can be used as a dispersion medium for a phosphor such as an inorganic phosphor. For example, borosilicate glass or phosphate glass can be used. The softening point of the glass matrix is preferably 250 ° C to 1000 ° C, and more preferably 300 ° C to 850 ° C.
蛍光体は、励起光の入射により蛍光を出射するものであれば、特に限定されるものではない。蛍光体の具体例としては、例えば、酸化物蛍光体、窒化物蛍光体、酸窒化物蛍光体、塩化物蛍光体、酸塩化物蛍光体、硫化物蛍光体、酸硫化物蛍光体、ハロゲン化物蛍光体、カルコゲン化物蛍光体、アルミン酸塩蛍光体、ハロリン酸塩化物蛍光体、ガーネット系化合物蛍光体から選ばれた1種以上等が挙げられる。 The phosphor is not particularly limited as long as it emits fluorescence upon incidence of excitation light. Specific examples of the phosphor include, for example, an oxide phosphor, a nitride phosphor, an oxynitride phosphor, a chloride phosphor, an acid chloride phosphor, a sulfide phosphor, an oxysulfide phosphor, and a halide. Examples thereof include one or more selected from phosphors, chalcogenide phosphors, aluminate phosphors, halophosphate phosphors, and garnet compound phosphors.
リング状の蛍光部材10の中心部には、モーター41の回転軸42が取り付けられている。したがって、リング状の蛍光部材10は、回転軸42の中心軸Cを回転中心として周方向に回転するように設けられている。
A
また、回転軸42には、リング状のフィルター部材20が取り付けられている。フィルター部材20は、リング状の透明基板21と、その上に形成されたフィルター層22により構成されている。本実施形態において、フィルター層22は、誘電体積層膜から構成されたバンドパスフィルターである。ここで、誘電体積層膜は、いわゆる誘電体多層膜と呼ばれるものであり、高屈折率膜と低屈折率膜との積層体により構成されている。バンドパスフィルターとして用いることができる誘電体積層膜としては、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化ランタン、酸化タンタル、酸化イットリウム、酸化ガドリニウム、酸化タングステン、酸化ハフニウム、酸化アルミニウム、窒化珪素等により構成される高屈折率膜と、酸化ケイ素等により構成される低屈折率膜とを交互に積層した膜が挙げられる。
The ring-
フィルター部材20も回転軸42に取り付けられているので、蛍光部材10と同様に、中心軸Cを回転中心として周方向に回転するように設けられている。したがって、蛍光部材10とフィルター部材20は、同期して周方向に回転する。
Since the
図1及び図2に示すように、蛍光部材10とフィルター部材20の間には、集光部材30が設けられている。本実施形態においては、集光部材30として、凸状レンズが用いられている。集光部材30は、図示しない取付部材により所定の位置に固定して取り付けられている。したがって、集光部材30は、蛍光部材10及びフィルター部材20が回転している際にも、回転せずに所定の位置に固定されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
図1に示すように、第1の光1を照射する光源40が設けられている。光源40は、第1の光1が、フィルター部材20及び集光部材30を通り、蛍光部材10に入射することができる位置に設けられている。したがって、光源40は、フィルター部材20に近い側に設けられている。蛍光部材10の蛍光体層12に入射した第1の光1により、蛍光体層12に含まれる蛍光体が励起され、蛍光体から蛍光として第2の光2が出射される。蛍光体層12と接する基板11の表面には、反射層が形成されており、蛍光体から出射された第2の光2は、この反射層で反射される。また、反射層を設けずに、基板11全体を反射部材から形成していてもよい。
As shown in FIG. 1, a
蛍光体層12から出射された第2の光2は、集光部材30に入射し、集光部材30で集光されて、フィルター部材20に入射する。フィルター部材20に入射した第2の光2は、フィルター層22でフィルタリングされ、第3の光3として出射される。第3の光3は、光源40側に出射されるので、本実施形態のプロジェクター用発光デバイス50は、反射型の発光デバイスである。
The
第1の光1は、フィルター部材20の透明基板21及びフィルター層22を通り、蛍光部材10に入射するので、透明基板21及びフィルター層22は第1の光1を透過させる材料から形成される。また、第2の光2は、透明基板21を通りフィルター層22に入射するので、透明基板21は、第2の光2をも透過させる材料から形成される。したがって、透明基板21における「透明」は、第1の光1及び第2の光2に対し透明であるという意味である。
Since the
本実施形態では、蛍光体層12から出射された第2の光2は、集光部材30により略平行光となり、フィルター部材20に入射する。したがって、フィルター部材20のフィルター層22に入射する第2の光2の入射角を小さくすることができる。すなわち、フィルター層22への入射角を、より垂直に近づけることができる。このため、大きい入射角で入射してフィルター層22でフィルタリングされずに通過してしまう第2の光2の割合を減少させることができる。したがって、本実施形態によれば、蛍光体層12から出射した第2の光2を、フィルター層22で効率良く第3の光3に変えることができ、蛍光体の利用効率を高め、プロジェクターの輝度を高めることができる。
In the present embodiment, the
光源40は、蛍光体層12に含まれる蛍光体を励起して蛍光を発光させることができる光を出射するものであれば、特に限定されない。光源40の具体例としては、LED光源やレーザー光源などが挙げられる。光源40として、青色光(第1の光1)を発光する光源を用いる場合、例えば、蛍光体層12の蛍光体として、青色光(第1の光1)で励起され、黄色光(第2の光2)を発する蛍光体を用いることができる。黄色光は、緑色〜赤色の波長の光を含む。この場合、フィルター層22として、黄色光(第2の光2)に含まれる緑色光成分をフィルタリングして、赤色光(第3の光3)を透過させるマゼンタフィルターを用いることができる。
The
本実施形態において、蛍光部材10は周方向に回転している。このため、光源40から第1の光1を受ける領域は常に移動しており、第1の光1を受けて加熱しても、すぐに冷却される。したがって、蛍光部材10の温度上昇を抑制することができる。また、フィルター部材20も周方向に回転しているため、第2の光2を受けることによる温度上昇を抑制することができる。
In the present embodiment, the
図3は、本発明の他の実施形態のプロジェクター用発光デバイス51を示す模式的側面図である。本実施形態では、光源40を、蛍光部材10に近い側に配置している。光源40から出射した第1の光1は、蛍光部材10の基板11を通り、蛍光体層12に入射する。蛍光体層12に含まれる蛍光体は、第1の光1によって励起され、第2の光2を出射する。蛍光体層12から出射した第2の光2は、集光部材30によって略平行光となり、フィルター部材20のフィルター層22に入射する。フィルター層22に入射した第2の光2は、フィルター層22によってフィルタリングされ、第3の光3としてフィルター層22から出射される。
FIG. 3 is a schematic side view showing a
本実施形態においても、大きい入射角で入射してフィルター層22でフィルタリングされずに通過してしまう第2の光2の割合を減少させることができる。したがって、蛍光体層12から出射した第2の光2を、フィルター層22で効率良く第3の光3に変えることができ、蛍光体の利用効率を高め、プロジェクターの輝度を高めることができる。
Also in this embodiment, the ratio of the
本実施形態では、第1の光1が、基板11を通り蛍光体層12に入射するので、基板11は、第1の光1に対して透明な基板である。本実施形態では、光源40から出射した第1の光1が、第3の光3となって光源40と反対側に出射されている。したがって、本実施形態のプロジェクター用発光デバイス51は、透過型の発光デバイスである。
In the present embodiment, since the
図4は、本発明における集光部材の他の例を示す斜視図である。図4に示す集光部材31は、セルフォック(登録商標)(GRIN)レンズである。集光部材31において、中心部31aは屈折率が高くなっており、周辺部31bに向かうにつれて屈折率が低くなっている。このようなセルフォック(登録商標)(GRIN)レンズを、図1または図3に示す集光部材30に代えて蛍光部材10とフィルター部材20の間に配置し、本発明の集光部材として用いることができる。
FIG. 4 is a perspective view showing another example of the light collecting member in the present invention. The condensing
図5は、本発明における集光部材のさらに他の例を示す斜視図である。図5に示す集光部材32には、円筒形状を有しており、内周面32aが反射面となっている。したがって、集光部材32は、内周面32aでの反射によって集光する集光部材である。このような反射による集光部材32を、図1または図3に示す集光部材30に代えて蛍光部材10とフィルター部材20の間に配置し、本発明の集光部材として用いることができる。
FIG. 5 is a perspective view showing still another example of the light collecting member in the present invention. The condensing
また、図1〜図3では集光部材30として凸状レンズが用いられているが、コリメータを用いることもできる。
Moreover, although the convex lens is used as the condensing
図1及び図2に示す実施形態では、単一色のバンドパスフィルターとして機能するフィルター部材20を例にして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the
図6は、本発明におけるフィルター部材の他の例を示す模式的正面図である。図6に示すフィルター部材のフィルター層22は、2組の第1のフィルター領域22a、第2のフィルター領域22b、及び第3のフィルター領域22cを有している。これらのフィルター領域は、図6に示すように、周方向に分割して設けられている。これらのフィルター領域を、例えば、赤色、緑色、または青色の波長の光を透過させるフィルターに対応させることができる。なお、フィルターを設けない領域があってもよい。
FIG. 6 is a schematic front view showing another example of the filter member in the present invention. The
図6に示すフィルター部材は、3種類のフィルター領域を有しているが、4種類以上のフィルター領域を有するフィルター部材としてもよい。 The filter member shown in FIG. 6 has three types of filter regions, but may be a filter member having four or more types of filter regions.
上記の実施形態においては、フィルター部材20として、バンドパスフィルターを例にして説明しているが、本発明のフィルター部材は、バンドパスフィルターに限定されるものではなく、顔料を含有させたカラーフィルターなどその他のフィルターであってもよい。また、本発明のフィルター部材として、誘電体積層膜によるフィルターを例にして説明しているが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、角度依存性を有するフィルターを用いる場合に、特に有用なものである。
In the above embodiment, a bandpass filter is described as an example of the
1…第1の光
2…第2の光
3…第3の光
4…励起光
5…蛍光
6…変換光
10…蛍光部材
11…基板
12…蛍光体層
20…フィルター部材
21…透明基板
22…フィルター層
30…集光部材
31…集光部材
31a…中心部
31b…周辺部
32…集光部材
32a…内周面
40…光源
41…モーター
42…回転軸
50…プロジェクター用発光デバイス
51…プロジェクター用発光デバイス
60…蛍光体層
61…蛍光体
62…フィルター層
C…中心軸
DESCRIPTION OF
Claims (8)
周方向に回転する前記蛍光部材に所定の位置で第1の光を照射するための光源と、
前記光源からの第1の光により励起して前記蛍光部材から出射される第2の光をフィルタリングして第3の光を出射するためのフィルター部材と、
前記蛍光部材と前記フィルター部材の間に設けられ、前記蛍光部材から出射された前記第2の光を集光して前記フィルター部材に入射させるための集光部材とを備える、プロジェクター用発光デバイス。 A ring-shaped fluorescent member;
A light source for irradiating the fluorescent member rotating in the circumferential direction with a first light at a predetermined position;
A filter member for exciting the first light from the light source and emitting the third light by filtering the second light emitted from the fluorescent member;
A light emitting device for a projector, comprising: a light collecting member provided between the fluorescent member and the filter member for condensing the second light emitted from the fluorescent member and causing the second light to enter the filter member.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013034638A JP2014164098A (en) | 2013-02-25 | 2013-02-25 | Light emission device for projector |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2013034638A JP2014164098A (en) | 2013-02-25 | 2013-02-25 | Light emission device for projector |
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ID=51614749
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Country Status (1)
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JP (1) | JP2014164098A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6326596B1 (en) * | 2017-07-06 | 2018-05-23 | フェニックス電機株式会社 | Light emitting diode lamp |
US10295152B2 (en) | 2017-06-29 | 2019-05-21 | Phoenix Electric Co., Ltd. | LED lamp |
CN114967310A (en) * | 2022-04-18 | 2022-08-30 | 扬州吉新光电有限公司 | Light filtering diffusion device and light source system thereof |
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2013
- 2013-02-25 JP JP2013034638A patent/JP2014164098A/en active Pending
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