JP2018028647A - 波長変換素子、光源装置、およびプロジェクター - Google Patents

Abstract

【課題】蛍光体の効率的な発光、および温度劣化を抑制した波長変換素子を提供する。
【解決手段】波長変換素子４０は、基材４１と、励起光が入射することにより蛍光を発する蛍光体を含有し、基材４１に設けられた蛍光体層４２と、を備え、蛍光体層４２は、励起光（青色光Ｅ）が入射する第１面４２ｉと基材４１に対面する第２面４２ｅとを有し、第１面４２ｉから第２面４２ｅの間に励起光の吸収係数が異なる複数の領域を有している。
【選択図】図３

Description

本発明は、波長変換素子、光源装置、およびプロジェクターに関する。

従来、光源装置から射出された光を画像情報に応じて変調し、スクリーン等の投写面に画像を投写するプロジェクターが知られている。近年、このプロジェクター用の光源装置に蛍光体を用いた技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の光源装置は、固体光源と、固体光源からの励起光により励起され、固体光源の発光波長よりも長波長の蛍光を発光する蛍光体を含む蛍光体層と、蛍光体層の励起光が入射する側の面とは反対の面側に設けられる放熱基板とを備える。そして、特許文献１に記載の光源装置は、蛍光体層と放熱基板との間に設けられた反射面による反射を用いて蛍光を取り出すように構成されている。

特開２０１１−１２９３５４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、励起光の吸収に伴う蛍光体層の発熱を効率よく放熱することが難しいと考えられる。すなわち、特許文献１に記載の技術では、励起光は、多くが蛍光体層の入射側（蛍光体層の放熱基板とは反対側）に吸収され、励起光が進む程（放熱基板に近づく程）、蛍光体層への吸収量が減るため、蛍光体層の発熱は、放熱基板から離れるほど高くなる。これによって、放熱基板に対する熱抵抗が高く、放熱性が悪いと考えられる。蛍光体層の発熱が顕著になると、蛍光体の温度上昇に伴って発光効率が低下する現象（温度消光）が生じるため高輝度の光を射出することが難しいことや、蛍光体層と放熱基板との接合部等が劣化する恐れがある。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例に係る波長変換素子は、基材と、励起光が入射することにより蛍光を発する蛍光体を含有し、前記基材に設けられた蛍光体層と、を備え、前記蛍光体層は、前記励起光が入射する第１面と前記基材に対面する第２面とを有し、前記第１面から前記第２面の間に前記励起光の吸収係数が異なる複数の領域を有していることを特徴とする。

この構成によれば、波長変換素子は、基材および蛍光体層を備え、蛍光体層は、励起光の吸収係数が異なる複数の領域を有している。これによって、吸収係数が略均一となるように形成された蛍光体層に比べ、各領域で励起光を効率よく吸収させることや、励起光の吸収に伴う蛍光体層の発熱を効率よく基材に伝え、放熱性を向上させた構成が可能となる。よって、蛍光体の分子同士の相互作用が強まることにより発光効率が低下する現象（濃度消光）や、温度消光を抑制できることによる蛍光体の効率的な発光、および温度劣化を抑制した波長変換素子の提供が可能となる。

［適用例２］上記適用例に係る波長変換素子において、前記複数の領域は、第１領域と、前記第１領域の前記基材側に設けられた第２領域と、を有し、前記第２領域における前記励起光の吸収量は、前記第１領域における前記励起光の吸収量より多いことが好ましい。

この構成によれば、蛍光体層は、第１領域より基材に近い位置に設けられた第２領域の吸収量が第１領域の吸収量より多くなるように形成されている。これによって、励起光をより多く吸収することによってより発熱する第２領域の熱を、効率よく基材に伝えることができる。よって、蛍光体層の効率的な放熱が可能なので、温度消光や、温度劣化を抑制した波長変換素子の提供が可能となる。

［適用例３］上記適用例に係る波長変換素子において、前記複数の領域は、第１領域と、前記第１領域の前記基材側に設けられた第２領域と、を有し、前記第２領域における前記励起光の吸収量は、前記第１領域における前記励起光の吸収量と同等であることが好ましい。

ここで同等とは、まったく等しいことに限定されるものではなく、波長変換素子の製造における誤差や、所定の誤差（例えば、±１０％の誤差等）の差を含んだものをいう。
この構成によれば、第２領域の吸収量は、第１領域の吸収量と略等しく形成されている。これによって、第１領域の発熱と第２領域の発熱とを同程度にすることが可能となるので、第１領域および第２領域の熱の基材への伝達も良好となり、蛍光体層の効率的な放熱が可能となる。
また、吸収係数が小さいと発光量が低下し、吸収係数が大き過ぎると濃度消光が生じるため、発光量が良好で濃度消光がより抑制される吸収係数で蛍光体層を形成することが望まれる。この構成によれば、第２領域の吸収量と第１領域の吸収量とが略等しく形成されているので、蛍光体層の効率的な放熱を可能としつつ、第１領域および第２領域の吸収係数を望まれる吸収係数の範囲に近づけることが可能となる。よって、波長変換素子は、より効率的な発光が可能となる。

［適用例４］上記適用例に係る波長変換素子において、前記第２領域の前記吸収係数は、前記第１領域の前記吸収係数より大きいことが好ましい。

この構成によれば、第２領域の吸収係数が第１領域の吸収係数より大きく形成されているので、第１領域および第２領域の吸収係数が同じ構成に比べて第２領域の厚さを薄く形成しても、上述した第２領域の吸収量と第１領域の吸収量との関係を構成することができる。よって、蛍光体層の厚さを薄く形成できることによる蛍光体層のさらなる放熱性の向上が可能となる。

［適用例５］上記適用例に係る波長変換素子において、前記基材は、前記第２面に対面する反射部を有していることが好ましい。

この構成によれば、前述した反射部を備えているので、蛍光体層の基材とは反対側から入射する励起光によって励起された光を励起光側に射出し、前述した効果を奏する波長変換素子の提供が可能となる。

［適用例６］本適用例に係る波長変換素子は、基材と、励起光が入射することにより蛍光を発する蛍光体を含有し、前記基材に設けられた蛍光体層と、を備え、前記基材は、前記励起光が透過する部材であり、前記励起光は、前記基材側から前記蛍光体層に入射し、前記蛍光体層は、前記基材側の面から前記基材とは反対側の面の間に前記励起光の吸収係数が異なる複数の領域を有していることを特徴とする。

この構成によれば、基材は、励起光を透過させるので、基材の蛍光体層とは反対側から入射する励起光によって励起された光を蛍光体層の基材とは反対側に射出し、前述した効果を奏する波長変換素子の提供が可能となる。

［適用例７］上記適用例に係る波長変換素子において、前記基材は、前記第２面に対面する反射部を有し、前記複数の領域は、第１領域と、前記第１領域の前記基材側に設けられた第２領域と、を有し、前記第２領域の前記吸収係数は、前記第１領域の前記吸収係数より大きいことが好ましい。

この構成によれば、波長変換素子は、上述した反射部を備えているので、蛍光体層の基材とは反対側、すなわち第１領域側から第２領域に向かって入射する励起光によって励起された光を励起光側に射出することができる。
また、吸収係数が大きいと高い光密度の励起光に対して発光効率が低下するが、第１領域は吸収係数が小さいので、良好な発光効率が可能となる。また、吸収係数が大きい第２領域には、第１領域を通過して光密度が低下した励起光が入射し、第２領域の蛍光体は、反射部に向かう励起光および反射部で反射した励起光によって励起されるので、第２領域においても良好な発光効率が可能となる。さらに、蛍光体層で励起された光は、吸収係数が小さい第１領域から射出されるので、進行が阻害されにくい。よって、高い光密度の励起光に対して、発光効率を高めた波長変換素子の提供が可能となる。

［適用例８］本適用例に係る光源装置は、励起光を射出する発光部と、上記のいずれか一項に記載の波長変換素子と、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、光源装置は、上述した波長変換素子を備えているので、発光部から発せられた励起光を有効に利用して高輝度の光を射出することが可能となる。また、光源装置は、温度劣化が抑制された波長変換素子を備えているので、長寿命化が可能となる。

［適用例９］本適用例に係るプロジェクターは、上記に記載の光源装置と、前記光源装置から射出された光を変調する光変調装置と、前記光変調装置で変調された光を投写する投写光学装置と、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、プロジェクターは前述した光源装置を備えているので、長期に亘って、明るい画像の投写が可能となる。

第１実施形態に係るプロジェクターの光学系を示す模式図。 第１実施形態の波長変換素子の平面図。 第１実施形態の波長変換素子の部分断面図。 第１実施形態の蛍光体層の各領域におけるＣｅ濃度、励起光の吸収係数α、吸収量Ｈ、透過光量Ｉ、および各領域の厚さＴを示すグラフ。 Ｃｅ濃度と吸収係数αとの関係を示すグラフ。 Ｃｅ濃度と内部量子効率との関係を示すグラフ。 シミュレーションに用いたモデルの模式図。 シミュレーションに用いたモデルの模式図。 第２実施形態の波長変換素子の部分断面図。 第２実施形態の蛍光体層の各領域におけるＣｅ濃度、励起光の吸収係数α、吸収量Ｈ、透過光量Ｉ、および各領域の厚さＴを示すグラフ。 シミュレーションに用いたモデルの模式図。 第３実施形態の波長変換素子の部分断面図。 励起光の光密度と蛍光体層の発光量との関係を示すグラフ。 第４実施形態に係るプロジェクターの光学系を示す模式図。 第４実施形態の波長変換素子の部分断面図。 変形例の波長変換素子の部分断面図。 変形例の波長変換素子の部分断面図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態のプロジェクターは、光源から射出された光を画像情報に応じて変調し、スクリーン等の投写面に画像を投写する。なお、以下に示す各図においては、各構成要素を図面上で認識され得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際のものとは適宜異ならせてある。

（第１実施形態）
図１は、本実施形態に係るプロジェクター１の光学系を示す模式図である。
プロジェクター１は、図１に示すように、照明装置１００、色分離導光光学系２００、光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ、クロスダイクロイックプリズム５００、および投写光学装置６００を備える。

照明装置１００は、第１の光源装置１０１、第２の光源装置１０２、ダイクロイックミラー１０３、第１レンズアレイ１２０、第２レンズアレイ１３０、偏光変換素子１４０、および重畳レンズ１５０を備える。
第１の光源装置１０１は、第１の発光部１０、コリメート光学系７０、コリメート集光光学系９０、および波長変換装置３０を備える。

第１の発光部１０は、半導体レーザーを有し、励起光としての青色光Ｅ（発光強度のピーク：約４４５ｎｍ）を射出する。第１の発光部１０は、１つの半導体レーザーからなるものであってもよいし、複数の半導体レーザーからなるものであってもよい。なお、第１の発光部１０は、発光強度のピークが４４５ｎｍ以外の波長（例えば、４６０ｎｍ）の青色光を射出する半導体レーザーを用いることもできる。

コリメート光学系７０は、第１レンズ７２および第２レンズ７４を備え、第１の発光部１０から射出された光を略平行化する。
ダイクロイックミラー１０３は、青色光Ｅを反射し、赤色光および緑色光を含む黄色光Ｙを通過させる機能を有している。ダイクロイックミラー１０３は、第１の発光部１０の光軸に対して４５°の角度を有して配置され、第１の発光部１０から射出され、コリメート光学系７０を通過した青色光Ｅを反射する。

コリメート集光光学系９０は、第１レンズ９２および第２レンズ９４を備える。コリメート集光光学系９０は、ダイクロイックミラー１０３で反射した青色光Ｅを波長変換装置３０の後述する蛍光体層４２に集光させる機能、および蛍光体層４２から射出された光を略平行化する機能を有している。

波長変換装置３０は、波長変換素子４０およびモーター３５を備える。
図２は、波長変換素子４０の平面図である。
波長変換素子４０は、図１、図２に示すように、円板状に形成された基材４１、および基材４１の一方の面側に設けられた蛍光体層４２を有している。
基材４１は、例えば、アルミニウムや銅といった放熱性に優れた金属製の部材から形成され、モーター３５によって回転可能に構成されている。また、基材４１には、コリメート集光光学系９０側に反射部（反射膜４１Ｒ）が設けられている。なお、基材４１は、金属製に限らず、例えば、セラミック等の無機材等を用いることも可能である。

蛍光体層４２は、例えば、ＹＡＧ系の蛍光体である（Ｙ，Ｇｄ）₃（Ａｌ，Ｇａ）₅Ｏ₁₂：Ｃｅを含有して形成され、反射膜４１Ｒ上にリング状に積層されている。蛍光体層４２は、コリメート集光光学系９０で集光された青色光Ｅ（励起光）によって励起され、赤色光および緑色光を含む黄色光Ｙ（蛍光）を発する。波長変換素子４０は、励起された黄色光Ｙを反射膜４１Ｒによってコリメート集光光学系９０側に反射する。このように、波長変換素子４０は、反射膜４１Ｒを有する基材４１を備え、いわゆる反射型として構成されている。
また、蛍光体層４２は、後で詳細に説明するが、Ｃｅ濃度が異なる複数の領域を有し、放熱性および発光効率が良好となるように構成されている。

第２の光源装置１０２は、図１に示すように、ダイクロイックミラー１０３のコリメート光学系７０とは反対側に配置される。第２の光源装置１０２は、第２の発光部７１０、集光光学系７６０、散乱板７３２、およびコリメート光学系７７０を備える。

第２の発光部７１０は、第１の発光部１０と同一の半導体レーザーを有して構成され、青色光Ｂを射出する。
集光光学系７６０は、第１レンズ７６２および第２レンズ７６４を備え、第２の発光部７１０から射出された青色光Ｂを散乱板７３２に略集光させる。

散乱板７３２は、波長変換素子４０から射出された黄色光Ｙの配光分布に似た配光分布となるように、入射する青色光Ｂを散乱させる。散乱板７３２としては、例えば、磨りガラス（光学ガラス）を用いることができる。

コリメート光学系７７０は、第１レンズ７７２および第２レンズ７７４を備え、散乱板７３２からの光を略平行化する。
コリメート光学系７７０で平行化された光は、ダイクロイックミラー１０３でコリメート集光光学系９０とは反対側に反射する。

第１の光源装置１０１から射出された黄色光Ｙは、ダイクロイックミラー１０３を透過し、第２の光源装置１０２から射出され、ダイクロイックミラー１０３で反射した青色光Ｂと合成されて白色光Ｗとして第１レンズアレイ１２０に射出される。

第１レンズアレイ１２０、第２レンズアレイ１３０および重畳レンズ１５０は、インテグレーター光学系を構成する。具体的に、第１レンズアレイ１２０は、ダイクロイックミラー１０３からの光を複数の部分光束に分割するための複数の第１小レンズ１２２を有する。複数の第１小レンズ１２２は、照明装置１００の光軸１００ａｘと直交する面内にマトリクス状に配列されている。

第２レンズアレイ１３０は、第１レンズアレイ１２０の複数の第１小レンズ１２２に対応する複数の第２小レンズ１３２を有する。第２レンズアレイ１３０は、重畳レンズ１５０とともに、第１レンズアレイ１２０の各第１小レンズ１２２の像を光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域に結像させる。
偏光変換素子１４０は、第２レンズアレイ１３０から射出されたランダム光を光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂで利用可能な略１種類の偏光光に揃える。

色分離導光光学系２００は、ダイクロイックミラー２１０，２２０、反射ミラー２３０，２４０，２５０およびリレーレンズ２６０，２７０を備える。色分離導光光学系２００は、照明装置１００から射出された白色光Ｗを赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、および青色光Ｂに分離し、赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、および青色光Ｂそれぞれに対応する光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂに導光する。なお、色分離導光光学系２００と、光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとの間には、フィールドレンズ３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂが配置されている。

光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂそれぞれは、詳細な図示は省略するが、液晶パネル、および液晶パネルの光入射側、光射出側にそれぞれ配置された入射側偏光板、射出側偏光板を備えている。そして、光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、入射する色光を画像情報に応じて変調して各色光に対応する画像を形成する。

クロスダイクロイックプリズム５００は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた略Ｘ字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。クロスダイクロイックプリズム５００は、各光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂから射出された各色光の画像光を合成する。

投写光学装置６００は、複数のレンズ（図示省略）を有して構成され、クロスダイクロイックプリズム５００にて合成された画像光をスクリーン等の投写面ＳＣＲにカラー画像として拡大投写する。

〔波長変換素子の構成〕
ここで、波長変換素子４０について詳細に説明する。
図３は、波長変換素子４０の部分断面図であり、蛍光体層４２の構成の一例を示す図である。
波長変換素子４０は、前述したように、基材４１の反射膜４１Ｒ上に蛍光体層４２が設けられている。

蛍光体層４２としては、蛍光体をバルク状や単結晶状にしたもの、あるいは、蛍光体粒子を無機材（低融点ガラス、透光性セラミックス等）や透光性樹脂でバインド状にしたもの等を用いることが可能である。
本実施形態では、Ｃｅ濃度の異なる原料紛体を積層させた状態で成型し、脱脂、焼結することによって、蛍光体層４２を形成している。蛍光体層４２は、図３に示すように、青色光Ｅ（励起光）が入射する第１面４２ｉ、および基材４１（反射膜４１Ｒ）に対面する第２面４２ｅを有している。そして、蛍光体層４２は、第１面４２ｉから第２面４２ｅの間にＣｅ濃度が異なる複数の領域を有している。具体的に、蛍光体層４２は、図３に示すように、最も青色光Ｅ（励起光）の入射側に設けられた第１領域４２１、第１領域４２１の基材４１側に設けられた第２領域４２２、および第１領域４２１と第２領域４２２との間に設けられた第３領域４２３を有している。

図４は、蛍光体層４２の各領域におけるＣｅ濃度、励起光の吸収係数α、吸収量Ｈ、透過光量Ｉ、および各領域の厚さＴを示すグラフである。具体的に、図４は、Ｃｅ濃度、および蛍光体を含有する層の厚さを変えたサンプルで透過光量Ｉを測定した実験結果に基づくシミュレーション結果を示したグラフであり、吸収係数αについては、式（１）により算出したものである。
〔数１〕
Ｉ＝Ｉ₀ｅｘｐ（−αｘ）・・・（１）
ここで、Ｉ₀は励起光の光量、ｘは蛍光体を含有する層の厚さとする。

蛍光体層４２は、各領域におけるＣｅ濃度が基材４１に近い程、高くなるように形成されている。
具体的に、蛍光体層４２は、Ｃｅ濃度が第１領域４２１において約０．０３ｍｏｌ％、第３領域４２３において約０．２ｍｏｌ％、第２領域４２２において約１．０ｍｏｌ％に形成されている。また、蛍光体層４２は、第１領域４２１および第３領域４２３の厚さＴが同等で、第２領域４２２の厚さＴが第１領域４２１の厚さＴの約１．５倍で、総厚が約２１０μｍに形成されている。

そして、蛍光体層４２は、図４に示すように、各領域における吸収係数αおよび吸収量Ｈが基材４１に近い程大きくなる。具体的に、蛍光体層４２は、第１領域４２１における吸収係数αが約３ｍｍ^-1、第２領域４２２における吸収係数αが約２７ｍｍ^-1となっている。また、吸収係数αは、Ｃｅ濃度が高い程大きくなり、Ｃｅ濃度と吸収係数αとは正の相関関係がある。なお、前述した数値は、一例を示したものであり、この数値に限定されるものではない。
このように、蛍光体層４２は、吸収係数αが異なる複数の領域（第１領域４２１、第２領域４２２、および第３領域４２３）を有し、第１領域４２１の基材４１側に設けられた第２領域４２２の吸収係数αが第１領域４２１の吸収係数αより大きく形成されている。

図５は、Ｃｅ濃度と吸収係数αとの関係を示すグラフであり、前述した実験結果および式（１）を用いて求めたグラフである。図６は、Ｃｅ濃度と内部量子効率との関係を示すグラフであり、測定器を用いて測定した結果を示したものである。
吸収係数αは、図５に示すように、Ｃｅ濃度が高い程大きくなり、Ｃｅ濃度が１．０ｍｏｌ％以上で増加が鈍化する。また、図６に示すように、Ｃｅ濃度が１．５ｍｏｌ％では、濃度消光により、内部量子効率が著しく低下する。これらの結果から、蛍光体層４２に用いられるＣｅ濃度は、１．０ｍｏｌ％以下が望まれる。

また、蛍光体層４２は、図４に示すように、第２領域４２２における吸収量Ｈが第１領域４２１における吸収量Ｈより多く、また、基材４１に近い領域程、吸収量Ｈが多くなるように形成されている。
本実施形態の構成とは異なり、Ｃｅ濃度が略均一に形成された従来技術の構成においては、蛍光体層へ入射した励起光の多くは、入射側が最も多く吸収され、励起光が進む程（基材側に近づく程）、吸収量が減る。これによって、蛍光体層は、基材から離れる程発熱量が大きく、基材への熱抵抗が大きなものとなる。
一方、本実施形態の構成によれば、蛍光体層４２のうち、基材４１に近い第２領域４２２の吸収量Ｈが多いため、この第２領域４２２の発熱量が大きくなる。すなわち、基材４１に対する熱抵抗が小さく、基材４１を介しての放熱が良好なものとなる。

ここで、前述した第１領域４２１および第２領域４２２を有する構成が放熱性において良好であることを、従来技術の構成と比較してそのシミュレーション結果を述べる。
図７、図８は、このシミュレーションに用いたモデルの模式図である。具体的に、図７は、Ｃｅ濃度（吸収係数α）が異なる２つの領域を有する蛍光体層４２Ａを備える波長変換素子４０Ａの部分断面図であり、本実施形態の波長変換素子４０（図３参照）における第３領域４２３を有さない構成を示す図である。また、波長変換素子４０Ａは、波長変換素子４０における第１領域４２１および第２領域４２２と同様に形成された第１領域４２１Ａおよび第２領域４２２Ａを有している。すなわち、波長変換素子４０Ａは、第１領域４２１ＡのＣｅ濃度が０．０３ｍｏｌ％（吸収係数αは３ｍｍ^-1）、第２領域４２２ＡのＣｅ濃度が１．０ｍｏｌ％（吸収係数αは２７ｍｍ^-1）に設定され、第２領域４２２Ａにおける吸収量Ｈが第１領域４２１Ａにおける吸収量Ｈより多く設定されたモデルである。

図８は、従来技術の構成の波長変換素子９００の部分断面図であり、Ｃｅ濃度が１．０ｍｏｌ％（吸収係数αは２７ｍｍ^-1）に均一に形成された蛍光体層９１０を有するモデルである。
また、シミュレーションに用いたモデルは、基材４１においては、板厚が１ｍｍ、外径が１００ｍｍのアルミニウムが用いられている。蛍光体層４２Ａ，９１０においては、外径が６５ｍｍ、内径が５５ｍｍのリング状に設定されている。そして、蛍光体層４２Ａの厚さおよび蛍光体層９１０の厚さは、それぞれ２００μｍ、蛍光体層４２Ａにおいては、第１領域４２１Ａおよび第２領域４２２Ａの厚さがそれぞれ１００μｍに設定されている。

そして、このモデルに光密度が２０Ｗ／ｍｍ²の励起光Ｋを照射した場合、以下のシミュレーション結果を得た。すなわち、波長変換素子９００においては、蛍光体層９１０の表面温度は、約１７１°Ｃ、波長変換素子４０Ａにおいては、蛍光体層４２Ａの表面温度は、約１１３°Ｃとなった。すなわち、シミュレーションに用いたモデルにおいては、波長変換素子４０Ａの方が波長変換素子９００より約６０°Ｃの放熱性が向上する結果が得られた。すなわち、蛍光体層４２Ａの放熱性が向上する結果が得られた。
本実施形態の波長変換素子４０は、シミュレーションに用いたモデルに対し、第３領域４２３を有する構成であるが、基材４１に近い位置に設けられた第２領域４２２の吸収量Ｈが多い構成に変わりがなく、従来技術の構成に比べて放熱性が向上する。

以上説明したように、本実施形態の構成によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）蛍光体層４２は、第１領域４２１より基材４１に近い位置に設けられた第２領域４２２の吸収量Ｈが第１領域４２１の吸収量Ｈより多くなるように形成されている。これによって、励起光をより多く吸収することによってより発熱する第２領域４２２の熱を、効率よく基材４１に伝えることができる。よって、蛍光体層４２の効率的な放熱が可能なので、温度消光や、温度劣化を抑制した波長変換素子４０の提供が可能となる。したがって、波長変換素子４０は、効率的な発光が可能になると共に、例えば、蛍光体層４２の変色や破損（特に蛍光体が樹脂でバインドされた構成においては樹脂の劣化等）、基材４１に対する剥離、反射膜４１Ｒの反射率低下等が抑制される。

（２）第２領域４２２の吸収係数αが第１領域４２１の吸収係数αより大きく形成されているので、第１領域４２１および第２領域４２２の吸収係数αが同じ構成に比べて第２領域４２２の厚さを薄く形成しても、第２領域４２２の吸収量Ｈが第１領域４２１の吸収量Ｈより多くなるように構成することができる。よって、蛍光体層４２の厚さを薄く形成できることによる蛍光体層４２のさらなる放熱性の向上が可能となる。

（３）波長変換素子４０は、基材４１と蛍光体層４２との間に設けられた反射膜４１Ｒを有しているので、蛍光体層４２の基材４１とは反対側から入射する励起光によって励起された光を励起光側に射出することができる。

（４）第１の光源装置１０１は、波長変換素子４０を備えているので、第１の発光部１０から発せられた励起光を有効に利用して高輝度の光（黄色光Ｙ）を射出することが可能となる。また、第１の光源装置１０１は、温度劣化が抑制された波長変換素子４０を備えているので、長寿命化が可能となる。

（５）プロジェクター１は、第１の光源装置１０１を備えているので、長期に亘って、明るい画像の投写が可能となる。

（第２実施形態）
以下、第２実施形態に係る波長変換素子５０について、図面を参照して説明する。以下の説明では、第１実施形態と同様の構成要素には、同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
本実施形態の波長変換素子５０は、第１実施形態の波長変換素子４０の蛍光体層４２とは異なる蛍光体層５２を有している。
図９は、本実施形態の波長変換素子５０の部分断面図である。図１０は、蛍光体層５２の各領域におけるＣｅ濃度、励起光の吸収係数α、吸収量Ｈ、透過光量Ｉ、および各領域の厚さＴを示すグラフであり、図４に示したグラフと同様に、シミュレーションにより求めたグラフである。

蛍光体層５２は、図９に示すように、蛍光体層４２と同様に、Ｃｅ濃度（吸収係数α）が異なる複数の領域を有している。具体的に、蛍光体層５２は、最も青色光Ｅ（励起光）の入射側に設けられた第１領域５２１、第１領域５２１の基材４１側に設けられた第２領域５２２、および第１領域５２１と第２領域５２２との間に設けられた第３領域５２３を有している。

そして、第１実施形態の蛍光体層４２は、各領域における吸収量Ｈが基材４１に近い程、大きくなるように形成されているが（図４参照）、本実施形態の蛍光体層５２は、図１０に示すように、各領域における励起光の吸収量Ｈが同等、すなわち、略等しくなるように形成されている。そして、蛍光体層５２は、各領域における励起光の吸収量Ｈが第１実施形態の蛍光体層４２における第１領域４２１の吸収量Ｈと第２領域４２２の吸収量Ｈとの略中間となるように形成されている。また、蛍光体層５２は、各領域における厚さＴが略同等で、総厚が約２１０μｍに形成されている。

ここで、吸収量Ｈが同等となるように形成された第１領域５２１および第２領域５２２を有する構成が放熱性において良好であることを、従来技術の構成と比較してそのシミュレーション結果を述べる。
図１１は、このシミュレーションに用いたモデルの模式図である。具体的に、図１１は、吸収量Ｈが同等の第１領域５２１Ａおよび第２領域５２２Ａの２つの領域を有する蛍光体層５２Ａを備える波長変換素子５０Ａの部分断面図であり、本実施形態の波長変換素子５０（図９参照）における第３領域５２３を有さない構成を示す図である。従来技術の構成においては、前述した波長変換素子９００（図８参照）を用いた。なお、蛍光体層５２Ａは、第１領域５２１Ａおよび第２領域５２２Ａの厚さがそれぞれ１００μｍに設定されている。また、基材４１の材質、形状、および蛍光体層５２Ａ，９１０の平面サイズは、第１実施形態のシミュレーションで述べた条件と同様に設定されている。

そして、このモデルに光密度が２０Ｗ／ｍｍ²の励起光Ｋを照射した場合、以下のシミュレーション結果を得た。すなわち、波長変換素子９００における蛍光体層９１０の表面温度は、前述したように、約１７１°Ｃ、波長変換素子５０Ａにおいては、蛍光体層５２Ａの表面温度は、約１１６°Ｃとなった。すなわち、シミュレーションに用いたモデルにおいては、波長変換素子５０Ａの方が波長変換素子９００より約５５°Ｃの放熱性が向上する結果が得られた。
本実施形態の波長変換素子５０は、３つの領域を有する構成であるが、それぞれの領域の吸収量Ｈが同等に形成されているので、基材４１への熱伝達も良好で、従来技術の構成に比べて放熱性が向上する。

また、蛍光体層５２（図９参照）は、第１実施形態の蛍光体層４２（図３参照）と同様に、各領域におけるＣｅ濃度が基材４１に近い程、高くなるように形成されている。そして、蛍光体層５２は、蛍光体層４２における各領域のＣｅ濃度に比べ、第１領域５２１のＣｅ濃度が高く、第２領域５２２のＣｅ濃度が低く形成されている。具体的に、蛍光体層５２は、図１０に示すように、Ｃｅ濃度が第１領域５２１において約０．０７ｍｏｌ％、第３領域５２３において約０．１４ｍｏｌ％、第２領域５２２において約０．５ｍｏｌ％に形成されている。また、吸収係数αにおいても、本実施形態の蛍光体層５２は、第１実施形態の蛍光体層４２に比べ、第１領域５２１が大きく（吸収係数α：約５ｍｍ^-1）、第２領域５２２が小さく（吸収係数α：約２０ｍｍ^-1）形成されている。なお、前述した数値は、一例を示したものであり、この数値に限定されるものではない。

第１領域５２１のＣｅ濃度が蛍光体層４２における第１領域４２１のＣｅ濃度より高く形成されているので、第１領域５２１の発光量は、第１領域４２１の発光量より多くなる。
また、蛍光体層４２における第２領域４２２のＣｅ濃度は、望まれる１．０ｍｏｌ％以下である。よって、濃度消光は、抑制されるが、僅かには発生する恐れがある。これに対し、蛍光体層５２における第２領域５２２のＣｅ濃度は、０．５ｍｏｌ％なので、Ｃｅ濃度が１．０ｍｏｌ％の場合よりさらに濃度消光が抑制される。
このように、本実施形態の波長変換素子５０における蛍光体層５２は、Ｃｅ濃度が第１実施形態の蛍光体層４２より狭い範囲、すなわち発光量においてより効率的で、濃度消光がさらに抑制される範囲で形成されている。

以上説明したように、本実施形態の構成によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）蛍光体層５２は、各領域における励起光の吸収量Ｈが略等しくなるように形成されている。これによって、各領域の発熱を同程度にすることが可能となるので、蛍光体層５２の熱の基材４１への伝達も良好となり、蛍光体層５２の効率的な放熱が可能となる。

（２）第２領域５２２のＣｅ濃度が第１領域５２１のＣｅ濃度より高く形成されているので、第１領域５２１および第２領域５２２のＣｅ濃度が同じ構成に比べて第２領域５２２の厚さを薄く形成しても、第１領域５２１の吸収量Ｈと第２領域５２２の吸収量Ｈとが同等になるように構成することができる。よって、蛍光体層５２の厚さを薄く形成できることによる蛍光体層５２のさらなる放熱性の向上が可能となる。

（３）波長変換素子５０は、蛍光体層５２における各領域のＣｅ濃度が発光量においてより効率的で、濃度消光がさらに抑制される範囲で形成されているので、より効率的な発光が可能となる。

（第３実施形態）
以下、第３実施形態に係る波長変換素子８０について、図面を参照して説明する。
図１２は、本実施形態の波長変換素子８０の部分断面図である。
本実施形態の波長変換素子８０は、図１２に示すように、第１実施形態、第２実施形態に示した蛍光体層４２，５２とは異なる蛍光体層８２を有している。そして、波長変換素子８０は、波長変換素子４０，５０と同様に、基材４１と蛍光体層８２との間に設けられた反射膜４１Ｒを有している。

蛍光体層８２は、Ｃｅ濃度（吸収係数α）が異なる第１領域８２１および第２領域８２２を有している。第１領域８２１は、蛍光体層８２の青色光Ｅ（励起光）が入射する側に設けられ、第２領域８２２は、第１領域８２１の基材４１側に設けられている。そして、蛍光体層８２は、第２領域８２２のＣｅ濃度が第１領域８２１のＣｅ濃度より高く形成されている。すなわち、蛍光体層８２は、第２領域８２２の吸収係数αが第１領域８２１の吸収係数αより大きくなるように形成されている。
具体的に、本実施形態の蛍光体層８２は、第１領域８２１のＣｅ濃度が約０．４ｍｏｌ％、第２領域８２２のＣｅ濃度が０．８ｍｏｌ％に形成されている。なお、この数値は、一例を示したものであり、この数値に限定されるものではないが、前述したように、Ｃｅ濃度が１．０ｍｏｌ％を超えると内部量子効率が低下するため、第２領域のＣｅ濃度は、１．０ｍｏｌ％を超えない値が望まれる。

図１３は、励起光の光密度（励起光密度）と蛍光体層の発光量との関係を実験結果から求めたグラフであり、本実施形態の波長変換素子８０と、従来技術の構成の波長変換素子９００（図８参照）とを比較したグラフである。
波長変換素子９００は、屈折率約１．５の硝子バインダー中に蛍光体粒子が略均一に分散された蛍光体層９１０を有している。また、図１３は、蛍光体層８２については、硝子バインダー中の蛍光体のＣｅ濃度が低い第１領域８２１と、Ｃｅ濃度が高い第２領域８２２と、において両者の厚みが異なるように構成された２種類を例示し、波長変換素子９００の蛍光体層９１０（図８参照）については、Ｃｅ濃度が異なる２種類を例示したグラフである。

具体的に、蛍光体層８２の２種類としては、第１領域８２１および第２領域８２２の厚さが硝子バインダーのそれぞれが乾燥前の状態で約１２０μｍに形成されたもの（図１３では「８２Ａ（低濃度、中厚＋高濃度、中厚）」と示す）と、第１領域８２１の厚さが約６０μｍ、第２領域８２２の厚さが約１８０μｍに形成されたもの（図１３では「８２Ｂ（低濃度、薄膜＋高濃度、厚膜）」と示す）とが例示されている。一方、従来技術の波長変換素子９００の蛍光体層９１０としては、Ｃｅ濃度が約０．４ｍｏｌ％で厚さが約２４０μｍのもの（図１３では「９１０Ａ（低濃度均一）」と示す）と、Ｃｅ濃度が約０．８ｍｏｌ％で厚さが約２４０μｍのもの（図１３では「９１０Ｂ（高濃度均一）」と示す）とが例示されている。すなわち、４種類の蛍光体層（蛍光体層８２Ａ，８２Ｂ，９１０Ａ，９１０Ｂ）は、厚みにつては同等の条件で設定されている。

図１３に示すように、蛍光体層８２Ａ，８２Ｂ，９１０Ａ，９１０Ｂは、励起光密度が増すと、発光量が低下する特性を有している。ところで、プロジェクターは、より明るい画像の投写が望まれており、例えば、励起光密度が高い５０Ｗ／ｍｍ²程度の励起光を発する発光部が用いられている。図１３に示すように、励起光密度が３０Ｗ／ｍｍ²を超えるような場合には、本実施形態の波長変換素子８０（図１３の８２Ａ，８２Ｂ）の発光量は、従来技術の波長変換素子９００（図１３の９１０Ａ，９１０Ｂ）の発光量より大きな特性を有している。すなわち、励起光密度が高い光密度の励起光に対しては、第１領域８２１、第２領域８２２の厚さが前述したように異なっても、第２領域８２２のＣｅ濃度が第１領域８２１のＣｅ濃度より高く形成されていれば、Ｃｅ濃度が略均一に形成された蛍光体層９１０Ａ，９１０Ｂよりも発光量が大きくなる。

本実施形態の波長変換素子８０の発光量が、従来技術の波長変換素子９００の発光量より大きい理由は、以下のように考えることができる。
すなわち、Ｃｅ濃度が高い（吸収係数αが大きい）と高い光密度の励起光に対して発光効率が低下し、Ｃｅ濃度が低い（吸収係数αが小さい）と高い光密度の励起光に対して発光効率が低下しない。したがって、励起光が入射する第１領域８２１は、Ｃｅ濃度が低いので、高い光密度の励起光の一部を吸収して、良好な発光効率が可能となる。また、Ｃｅ濃度が高い第２領域８２２には、第１領域８２１を通過して光密度が低下した励起光が入射するので、第２領域８２２においても良好な発光効率が可能となる。さらに、蛍光体層８２で励起された光は、Ｃｅ濃度が低い第１領域８２１から射出されるので、Ｃｅで吸収が阻害されにくいことが考えられる。これらによって、本実施形態の波長変換素子８０の発光量は、高い光密度の励起光に対して、Ｃｅ濃度が略均一に形成された従来技術の波長変換素子９００の発光量より大きくなると考えられる。

以上説明したように、本実施形態の構成によれば、以下の効果を得ることができる。
蛍光体層８２は、高い光密度の励起光に対して、第１領域８２１および第２領域８２２で効率よく発光するので、発光効率を高めた波長変換素子８０の提供が可能となる。
この波長変換素子８０を備えた光源装置は、高輝度の光を射出することができ、この光源装置を備えたプロジェクターは、明るい画像を投写することができる。

（第４実施形態）
以下、第４実施形態に係るプロジェクター１１について、図面を参照して説明する。
図１４は、本実施形態に係るプロジェクター１１の光学系を示す模式図である。
本実施形態のプロジェクター１１は、第１実施形態のプロジェクター１が有する照明装置１００とは異なる照明装置１０４を備える。

照明装置１０４は、第１実施形態の照明装置１００が２つの光源装置（第１の光源装置１０１、第２の光源装置１０２）を備える構成に対し、図１４に示すように、１つの光源装置１０５を備える。また、照明装置１０４は、第１実施形態の照明装置１００と同様に第１レンズアレイ１２０、第２レンズアレイ１３０、偏光変換素子１４０および重畳レンズ１５０を備える。

光源装置１０５は、発光部１３、集光光学系７５、波長変換装置６０、およびコリメート光学系９５を備える。
発光部１３は、照明装置１００の第１の発光部１０と同様の半導体レーザーから構成され、青色光Ｂを射出する。
集光光学系７５は、第１レンズ７６および第２レンズ７７を備え、発光部１３から射出された青色光Ｂを波長変換装置６０の蛍光体層６３に集光させる。

波長変換装置６０は、波長変換素子６１および波長変換素子６１を回転させるモーター３５を備える。
波長変換素子６１は、円板状に形成された基材６２、および基材６２の集光光学系７５とは反対側の面に設けられたリング状の蛍光体層６３を有している。
基材６２は、発光部１３から射出された青色光Ｂが透過する部材、例えば、石英ガラス、水晶や、サファイア等により形成されている。

発光部１３から射出された青色光Ｂは、基材６２を透過し、蛍光体層６３に入射する。蛍光体層６３は、基材６２を透過した青色光Ｂの一部を透過させるとともに、残部を吸収し黄色光Ｙを発する。すなわち、発光部１３から射出された青色光Ｂは、励起光としても機能する。そして、蛍光体層６３から射出された光は、青色光Ｂと黄色光Ｙとが合成された白色光Ｗを成している。
このように、波長変換素子６１は、蛍光体層６３が基材６２を透過した励起光で励起される、いわゆる透過型で構成されている。

コリメート光学系９５は、第１レンズ９６および第２レンズ９７を備え、波長変換素子６１から射出された白色光Ｗを略平行化する。
コリメート光学系９５から射出された白色光Ｗは、第１レンズアレイ１２０に入射する。第１レンズアレイ１２０以降の光学系は、第１実施形態の光学系と同様に構成されている。

ここで、波長変換素子６１について詳細に説明する。図１５は、波長変換素子６１の部分断面図である。
蛍光体層６３は、図１５に示すように、基材６２側の面から基材６２とは反対側の面の間に、Ｃｅ濃度（吸収係数α）が異なる３つの領域を有している。具体的に、蛍光体層６３は、基材６２とは反対側から順に第１領域６３１、第３領域６３３および第２領域６３２を有し、各領域におけるＣｅ濃度（吸収係数α）が基材６２に近い程、高くなるように形成されている。すなわち、蛍光体層６３は、第１領域６３１の基材６２側に設けられた第２領域６３２の吸収係数αが第１領域６３１の吸収係数αより大きく形成されている。また、蛍光体層６３は、第２領域６３２の吸収量Ｈが第１領域６３１の吸収量Ｈより大きくなるように形成されている。

以上説明したように、本実施形態の構成によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）波長変換素子６１は、基材６２が励起光を透過させる部材で形成されているので、基材６２の蛍光体層６３とは反対側から入射する励起光によって励起された光を蛍光体層６３の基材６２とは反対側に射出することができる。

（２）蛍光体層６３は、第１領域６３１より基材６２に近い位置に設けられた第２領域６３２の吸収量Ｈが第１領域６３１の吸収量Ｈより多くなるように形成されている。これによって、励起光をより多く吸収することによってより発熱する第２領域６３２の熱を、効率よく基材６２に伝えることができる。よって、蛍光体層６３の効率的な放熱が可能なので、温度消光や、温度劣化を抑制した波長変換素子６１の提供が可能となる。

（３）第２領域６３２の吸収係数αが第１領域６３１の吸収係数αより大きく形成されているので、第１領域６３１および第２領域６３２の吸収係数αが同じ構成に比べて第２領域６３２の厚さを薄く形成しても、第２領域６３２の吸収量Ｈが第１領域６３１の吸収量Ｈより多くなるように構成することができる。よって、蛍光体層６３の厚さを薄く形成できることによる蛍光体層６３のさらなる放熱性の向上が可能となる。

なお、本発明は前述した実施形態に限定されず、前述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。
（変形例１）
前記実施形態では、Ｃｅ濃度（吸収係数α）が異なる複数の領域として、３つの領域、および２つの領域を有する構成を例示したが、前述した第１領域および第２領域を有していれば、４つ以上の領域を有する構成であってもよい。例えば、４つの領域を有する構成としては、第１領域と第２領域との間に第３領域とは異なる第４領域を設ける構成や、第２領域と基材との間に第４領域を設ける構成等を例示することができる。また、この構成において、第４領域の吸収係数αは、第２領域の吸収係数αより大きくても小さくてもよい。
また、第１領域と第２領域とを隣り合うように構成し、第２領域と基材との間に他の領域を設け、３つ以上の領域で蛍光体層を構成してもよい。この構成の場合、他の領域の吸収係数αは、第２領域の吸収係数αより大きくても小さくてもよい。
また、蛍光体層に設けられた複数の領域は、吸収係数αが段階的に異なる構成に限らず、吸収係数αが連続的に変わる構成であってもよい。

（変形例２）
前記実施形態では、Ｃｅ濃度を変えることによって各領域の吸収係数αを異ならせているが、Ｃｅ濃度以外、例えば、蛍光体の濃度を変えることによって各領域の吸収係数αを異ならせる構成であってもよい。

（変形例３）
図１６は、変形例の波長変換素子１０００の部分断面図である。
波長変換素子１０００は、図１６に示すように、励起光Ｋが入射する側の面１０１０Ａに凹部１０１１を有する基材１０１０、凹部１０１１の内面に沿って形成された反射膜１０２０、凹部１０１１を埋めるように反射膜１０２０の内側に設けられた蛍光体層１０３０を有している。

蛍光体層１０３０は、反射膜１０２０に近い側から反射膜１０２０に遠ざかる方向に沿って吸収係数αが異なる複数の領域を有している。具体的に、蛍光体層１０３０は、反射膜１０２０から最も遠い第１領域１０３１、反射膜１０２０に最も近い第２領域１０３２、および第１領域１０３１と第２領域１０３２との間に設けられた第３領域１０３３を有している。そして、蛍光体層１０３０は、反射膜１０２０に近い領域程、すなわち基材１０１０に近い領域程、吸収係数αが大きくなるように形成されている。また、蛍光体層１０３０は、基材１０１０に近い領域程、吸収量Ｈが多くなるように形成されている。

励起光Ｋは、図１６に示すように、面１０１０Ａ側から蛍光体層１０３０に入射する。励起光Ｋは、蛍光体層１０３０の面１０１０Ａに近い部位においては、各領域に入射し、凹部１０１１の底面に近い部位においては、第１領域１０３１、第３領域１０３３、第２領域１０３２の順で進行する。そして、蛍光体層１０３０からは、凹部１０１１の底面に形成された反射膜１０２０での光の散乱、および凹部１０１１の側面に形成された反射膜１０２０による反射により、黄色光Ｙが射出される。

このように、波長変換素子１０００は、蛍光体層１０３０が基材１０１０の凹部１０１１に設けられ、基材１０１０に近い領域程、吸収量Ｈが多くなるように形成されているので、凹部１０１１の底面部に加え、側面部からも、励起光Ｋの吸収に伴う発熱を効率よく基材１０１０に伝えることができる。よって、波長変換素子１０００は、さらに放熱性が良好となる。

（変形例４）
図１７は、他の変形例の波長変換素子２０００の部分断面図である。
波長変換素子２０００は、図１７に示すように、基材２１００および蛍光体層２３００を備えている。基材２１００は、円板状の第１基材２１１０、および第１基材２１１０の外径より大きな内径を有する第２基材２１２０を有している。そして、第１基材２１１０の外周面には反射膜２１１１が形成され、第２基材２１２０の内周面には反射膜２１２１が形成されている。蛍光体層２３００は、第１基材２１１０に形成された反射膜２１１１と第２基材２１２０に形成された反射膜２１２１との間に設けられている。励起光Ｋ（青色光）は、基材２１００の一方の面側から蛍光体層２３００に入射する。蛍光体層２３００は、励起光の進行方向に沿って、吸収係数αが異なる複数の領域を有している。また、複数の領域は、吸収量Ｈが同等に形成された少なくとも２つの領域を有している。
この構成によって、波長変換素子２０００は、励起光を吸収することに伴って発熱する熱が効率よく基材２１００に伝わるので、効率的な放熱が可能となる。

（変形例５）
前記実施形態の基材４１は、円板状に形成されているが、円板状に限らず、例えば、多角形状であってもよい。また、前記実施形態では基材４１が回転されるように構成されているが、回転しない構成であってもよい。

（変形例６）
前記実施形態のプロジェクターは、光変調装置として透過型の液晶パネルを用いているが、反射型の液晶パネルを用いたものであってもよい。また、光変調装置としてマイクロミラー型の光変調装置、例えば、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）等を利用したものであってもよい。

（変形例７）
前記実施形態の光変調装置は、Ｒ光、Ｇ光、およびＢ光に対応する３つの光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂを用いるいわゆる３板方式を採用しているが、これに限らず、単板方式を採用してもよく、あるいは、２つまたは４つ以上の光変調装置を備えるプロジェクターにも適用できる。

１，１１…プロジェクター、１０，１３…発光部、４０，５０，６１，８０，１０００，２０００…波長変換素子、４１，６２，１０１０，２１００…基材、４１Ｒ…反射膜（反射部）、４２，５２，６３，８２，１０３０，２３００…蛍光体層、１０１，１０５…光源装置、４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ…光変調装置、４２１，５２１，６３１，８２１，１０３１…第１領域、４２２，５２２，６３２，８２２，１０３２…第２領域、６００…投写光学装置。

Claims (9)

1. 基材と、
   励起光が入射することにより蛍光を発する蛍光体を含有し、前記基材に設けられた蛍光体層と、
   を備え、
   前記蛍光体層は、前記励起光が入射する第１面と前記基材に対面する第２面とを有し、前記第１面から前記第２面の間に前記励起光の吸収係数が異なる複数の領域を有していることを特徴とする波長変換素子。
2. 請求項１に記載の波長変換素子であって、
   前記複数の領域は、第１領域と、前記第１領域の前記基材側に設けられた第２領域と、を有し、
   前記第２領域における前記励起光の吸収量は、前記第１領域における前記励起光の吸収量より多いことを特徴とする波長変換素子。
3. 請求項１に記載の波長変換素子であって、
   前記複数の領域は、第１領域と、前記第１領域の前記基材側に設けられた第２領域と、を有し、
   前記第２領域における前記励起光の吸収量は、前記第１領域における前記励起光の吸収量と同等であることを特徴とする波長変換素子。
4. 請求項２または請求項３に記載の波長変換素子であって、
   前記第２領域の前記吸収係数は、前記第１領域の前記吸収係数より大きいことを特徴とする波長変換素子。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の波長変換素子であって、
   前記基材は、前記第２面に対面する反射部を有していることを特徴とする波長変換素子。
6. 基材と、
   励起光が入射することにより蛍光を発する蛍光体を含有し、前記基材に設けられた蛍光体層と、
   を備え、
   前記基材は、前記励起光が透過する部材であり、
   前記励起光は、前記基材側から前記蛍光体層に入射し、
   前記蛍光体層は、前記基材側の面から前記基材とは反対側の面の間に前記励起光の吸収係数が異なる複数の領域を有していることを特徴とする波長変換素子。
7. 請求項１に記載の波長変換素子であって、
   前記基材は、前記第２面に対面する反射部を有し、
   前記複数の領域は、第１領域と、前記第１領域の前記基材側に設けられた第２領域と、を有し、
   前記第２領域の前記吸収係数は、前記第１領域の前記吸収係数より大きいことを特徴とする波長変換素子。
8. 励起光を射出する発光部と、
   請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の波長変換素子と、
   を備えることを特徴とする光源装置。
9. 請求項８に記載の光源装置と、
   前記光源装置から射出された光を変調する光変調装置と、
   前記光変調装置で変調された光を投写する投写光学装置と、
   を備えることを特徴とするプロジェクター。

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