JP2018054900A - Wavelength conversion element, light source device and projector - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide: a wavelength conversion element which curbs a variation in thermal resistance between a wavelength conversion layer and a peripheral member (base material) to achieve high wavelength conversion efficiency; a light source device mounted with the wavelength conversion element; and a projector mounted with the light source device.SOLUTION: A wavelength conversion element comprises: a wavelength conversion layer having a polygonal shape in planar view; and a peripheral member which has a plurality of base materials arranged on a periphery of the wavelength conversion layer in a manner that eliminates overlap with an incident direction of excitation light of the wavelength conversion layer. First side faces of respective base materials are brought into contact with second side faces of the wavelength conversion layer around the incident direction of the excitation light. Lengths of sides along the first side faces are longer than the same along the second side faces.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、波長変換素子、光源装置及びプロジェクターに関するものである。   The present invention relates to a wavelength conversion element, a light source device, and a projector.

プロジェクター等に用いられる光源装置として、半導体レーザー等の光源から射出された励起光を蛍光体に照射し、蛍光体から得られる蛍光光を利用する光源装置が提案されている。   As a light source device used for a projector or the like, a light source device that irradiates a fluorescent material with excitation light emitted from a light source such as a semiconductor laser and uses fluorescent light obtained from the fluorescent material has been proposed.

例えば、特許文献1には、レーザー光源と、セラミック蛍光体と、ヒートシンクとを備える光源装置が開示されている。セラミック蛍光体は、発光部と反射部とを備えている。反射部は、発光部を囲むように設けられ、発光部からの光を反射する。反射部は、セラミック蛍光体の外周部に設けられ、光遮光性を有する。具体的に反射部は、セラミック蛍光体のうち蛍光体を含まない部分である。このような反射部の平面視形状は、外周が矩形の辺で、内周が円弧で構成された環状である。   For example, Patent Document 1 discloses a light source device including a laser light source, a ceramic phosphor, and a heat sink. The ceramic phosphor includes a light emitting part and a reflecting part. The reflection part is provided so as to surround the light emitting part, and reflects light from the light emitting part. The reflection portion is provided on the outer peripheral portion of the ceramic phosphor and has a light shielding property. Specifically, the reflection portion is a portion of the ceramic phosphor that does not include the phosphor. The shape of the reflecting portion in plan view is an annular shape in which the outer periphery is a rectangular side and the inner periphery is an arc.

特開2016−058624号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-058624

光変調装置としての液晶パネルは矩形状であるため、発光部の外形は矩形状であることが好適である。発光部の周囲に設けられる基材が矩形状の孔部を有し、基材の孔部に、発光部として矩形状の波長変換素層を設ける場合には、波長変換素層と孔部との寸法公差により、波長変換素層の各側面と各側面に対向する孔部の側面との隙間がばらついてしまう。仮に、波長変換素層の放熱を目的として上記隙間を埋めた場合であっても、波長変換素層と基材との熱抵抗は波長変換素層と孔部との隙間の大きさに依存するため、波長変換素層の温度が不均一となり、波長変換素層の変換効率のばらつきが引き起こされるという問題があった。   Since the liquid crystal panel as the light modulation device has a rectangular shape, the outer shape of the light emitting unit is preferably rectangular. When the base material provided around the light emitting part has a rectangular hole, and a rectangular wavelength converting element layer is provided as a light emitting part in the hole of the base material, the wavelength converting element layer and the hole Due to the dimensional tolerance, the gap between each side surface of the wavelength conversion element layer and the side surface of the hole facing each side surface varies. Even if the gap is filled for the purpose of heat dissipation of the wavelength conversion element layer, the thermal resistance between the wavelength conversion element layer and the substrate depends on the size of the gap between the wavelength conversion element layer and the hole. Therefore, the temperature of the wavelength conversion element layer becomes non-uniform, and there is a problem that the conversion efficiency of the wavelength conversion element layer varies.

本発明の一つの態様は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、波長変換層と基材(外周部材)との熱抵抗のばらつきを抑制することで、波長変換素層の変換効率のばらつきを抑制し、波長変換効率に優れた波長変換素子を提供することを目的の一つとする。本発明の一つの態様は、上記の波長変換素子を備えた光源装置を提供することを目的の一つとする。本発明の一つの態様は、上記の光源装置を備えたプロジェクターを提供することを目的の一つとする。   One aspect of the present invention is made in view of the above-described problems of the prior art, and suppresses variations in thermal resistance between the wavelength conversion layer and the base material (outer peripheral member), so that the wavelength conversion element layer can be obtained. An object of the present invention is to provide a wavelength conversion element that is excellent in wavelength conversion efficiency by suppressing variations in conversion efficiency. One aspect of the present invention is to provide a light source device including the above-described wavelength conversion element. One aspect of the present invention is to provide a projector including the light source device described above.

本発明の一態様における波長変換素子は、平面視多角形状の波長変換層と、前記波長変換層の励起光の入射方向に重なることなく前記波長変換層の周囲に設けられる複数の基材を有する外周部材と、を備え、前記複数の基材のそれぞれの第1の側面が、前記波長変換層の前記入射方向の周りにおける第2の側面に当接するように配置され、前記第1の側面に沿う辺は、前記第2の側面に沿う辺より長くなっている。   The wavelength conversion element according to an aspect of the present invention includes a polygonal wavelength conversion layer in plan view and a plurality of base materials provided around the wavelength conversion layer without overlapping with the incident direction of the excitation light of the wavelength conversion layer. An outer peripheral member, and each of the plurality of base materials is disposed so that a first side surface of the plurality of base materials is in contact with a second side surface around the incident direction of the wavelength conversion layer. The side along the side is longer than the side along the second side surface.

なお、本発明の一態様における波長変換素子において、平面視矩形状の波長変換層と、前記波長変換層の励起光の入射方向に重なることなく前記波長変換層の周囲に設けられ、前記波長変換層と同一層をなす複数の基材を有する外周部材と、を備え、前記複数の基材のそれぞれの少なくとも一辺は、前記入射方向の周りにおける各辺よりも長く、前記複数の基材のそれぞれは、前記一辺に沿う第1の側面が、前記波長変換層の前記光軸周りにおける第2の側面に当接するように配置されていてもよい。   In the wavelength conversion element according to one embodiment of the present invention, the wavelength conversion layer having a rectangular shape in plan view and the wavelength conversion layer provided around the wavelength conversion layer without overlapping the incident direction of the excitation light of the wavelength conversion layer, the wavelength conversion An outer peripheral member having a plurality of base materials forming the same layer as the layer, and at least one side of each of the plurality of base materials is longer than each side around the incident direction, and each of the plurality of base materials The first side surface along the one side may be disposed so as to abut on the second side surface around the optical axis of the wavelength conversion layer.

これによれば、波長変換層の周囲に設けられる外周部材の各基材において、各々の第1の側面がそれぞれ波長変換層の第2の側面に当接された状態で配置されているため、外周部材(基材)に孔部を形成して、当該孔部に波長変換素層を設ける場合と比較して、波長変換素子の寸法公差に関わらず、各基材を波長変換層に対して隙間なく配置させることができる。これにより、隙間の大きさに依存する波長変換層と基材との熱抵抗のばらつきが抑制され、同一の励起光量における波長変換層の温度の不均一が抑制されることで、波長変換層の変換効率のばらつきを抑えることができる。   According to this, in each base material of the outer peripheral member provided around the wavelength conversion layer, each first side surface is disposed in contact with the second side surface of the wavelength conversion layer. Compared with the case where a hole is formed in the outer peripheral member (base material) and the wavelength conversion element layer is provided in the hole, each substrate is attached to the wavelength conversion layer regardless of the dimensional tolerance of the wavelength conversion element. It can be arranged without a gap. As a result, variation in the thermal resistance between the wavelength conversion layer and the substrate depending on the size of the gap is suppressed, and unevenness in the temperature of the wavelength conversion layer at the same excitation light amount is suppressed, thereby reducing the wavelength conversion layer. Variations in conversion efficiency can be suppressed.

本発明の一態様における波長変換素子において、前記複数の基材のそれぞれの前記第1の側面の端部が、対向する前記波長変換層の前記第2の側面の端部に一致している構成としてもよい。   The wavelength conversion element in 1 aspect of this invention WHEREIN: The structure which the edge part of the said 1st side surface of each of these base materials corresponds to the edge part of the said 2nd side surface of the said wavelength conversion layer which opposes It is good.

これによれば、波長変換層に対する複数の基材の位置決めが可能となる。   According to this, positioning of a some base material with respect to a wavelength conversion layer is attained.

本発明の一態様における波長変換素子において、前記複数の基材のそれぞれの前記第1の側面と、前記波長変換層の前記第2の側面との間に、反射層が設けられている構成としてもよい。   The wavelength conversion element in 1 aspect of this invention WHEREIN: As a structure by which the reflection layer is provided between each said 1st side surface of the said several base material, and the said 2nd side surface of the said wavelength conversion layer. Also good.

これによれば、波長変換層において生じた蛍光光を所望の方向へ効率良く射出することができる。   According to this, the fluorescent light generated in the wavelength conversion layer can be efficiently emitted in a desired direction.

本発明の一態様における波長変換素子において、前記反射層は、前記基材の前記第1の側面に形成され、前記波長変換層と前記基材とは、前記第2の側面と前記反射層との間に設けられた透過性接合材により接合される構成としてもよい。   In the wavelength conversion element according to an aspect of the present invention, the reflective layer is formed on the first side surface of the base material, and the wavelength conversion layer and the base material include the second side surface and the reflective layer. It is good also as a structure joined by the permeable joining material provided between these.

この構成において、波長変換層において生じた蛍光光は、波長変換層と基材との接合に用いられた透過性接合材を透過し、反射層において反射されることになる。そのため、基材側に反射層を設ける場合には光透過性を有した接合材を用いる。各基材の一面(第1の側面)に反射層を形成すればよいため、外周部材(基材)に孔部を形成して、当該孔部の内壁に反射層を形成する場合と比較して製造が容易である。   In this configuration, the fluorescent light generated in the wavelength conversion layer is transmitted through the transmissive bonding material used for bonding the wavelength conversion layer and the substrate, and is reflected by the reflection layer. Therefore, when a reflective layer is provided on the substrate side, a light-transmitting bonding material is used. Compared with the case where a reflection layer is formed on one surface (first side surface) of each substrate, a hole is formed in the outer peripheral member (substrate) and a reflection layer is formed on the inner wall of the hole. Easy to manufacture.

本発明の一態様における波長変換素子において、前記反射層は、前記波長変換層の前記第2の側面に形成され、前記波長変換層と前記基材とは、前記反射層と前記第1の側面との間に設けられた接合材により接合される構成としてもよい。   In the wavelength conversion element according to an aspect of the present invention, the reflection layer is formed on the second side surface of the wavelength conversion layer, and the wavelength conversion layer and the substrate include the reflection layer and the first side surface. It is good also as a structure joined by the joining material provided between these.

この構成において、波長変換層において生じた蛍光光は、第2の側面に設けられた反射層において反射されることになる。波長変換層の反射層と基材との接合に、不透過性の接合材を用いることができ、種々の接合材料を接合材として採用できる。また、接合材として熱伝導率の高い接合材を用いることもできるので、波長変換層で生じた熱を外周部材に効率的に伝導することができ、波長変換層の放熱性が高められる。   In this configuration, the fluorescent light generated in the wavelength conversion layer is reflected by the reflection layer provided on the second side surface. An impermeable bonding material can be used for bonding the reflective layer of the wavelength conversion layer and the base material, and various bonding materials can be used as the bonding material. In addition, since a bonding material having high thermal conductivity can be used as the bonding material, heat generated in the wavelength conversion layer can be efficiently conducted to the outer peripheral member, and heat dissipation of the wavelength conversion layer is improved.

本発明の一態様における波長変換素子において、前記複数の基材は、それぞれ同一の形状を有する構成としてもよい。   In the wavelength conversion element according to one embodiment of the present invention, the plurality of base materials may have the same shape.

これによれば、各基材のコストを削減できるとともに、全ての基材が同一形状であるので波長変換素子の製造が容易になる。   According to this, the cost of each substrate can be reduced, and since all the substrates have the same shape, the manufacture of the wavelength conversion element is facilitated.

本発明の一態様における波長変換素子において、前記波長変換層の光入射端面とは反対側に基板を備えている構成としてもよい。   The wavelength conversion element in 1 aspect of this invention WHEREIN: It is good also as a structure provided with the board | substrate on the opposite side to the light-incidence end surface of the said wavelength conversion layer.

これによれば、反射型の波長変換素子において、基板側にも波長変換層の熱を伝導させることができ、同一の励起光量における波長変換層の温度の不均一が抑制されるとともに、波長変換層の変換効率のばらつきを抑制することができる。   According to this, in the reflection type wavelength conversion element, the heat of the wavelength conversion layer can be conducted also to the substrate side, and the nonuniformity of the temperature of the wavelength conversion layer in the same excitation light amount is suppressed, and the wavelength conversion is performed. Variation in the conversion efficiency of the layers can be suppressed.

本発明の一態様における波長変換素子において、前記波長変換層の励起光の入射側に設けられ、前記入射側に対して傾斜した傾斜部を有する透光性部材を備えている構成としてもよい。   The wavelength conversion element in 1 aspect of this invention WHEREIN: It is good also as a structure provided with the translucent member which is provided in the incident side of the excitation light of the said wavelength conversion layer, and has the inclination part inclined with respect to the said incident side.

これによれば、波長変換層で生成された蛍光光のうち所望の方向に取り出せる成分が多くなる。   According to this, the component which can be taken out in a desired direction among fluorescent lights generated in the wavelength conversion layer increases.

本発明の一態様における光源装置は、励起光を射出する励起光源と、前記励起光が入射される上記波長変換素子とを備える。   A light source device according to an aspect of the present invention includes an excitation light source that emits excitation light and the wavelength conversion element on which the excitation light is incident.

これによれば、本発明の一つの態様の波長変換素子を備えたことにより、波長変換効率に優れた光源装置を提供することができる。   According to this, the light source device excellent in wavelength conversion efficiency can be provided by providing the wavelength conversion element of one aspect of the present invention.

本発明の一態様におけ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して画像光を生成する光変調装置と、前記画像光を投射する投射光学系と、を備える。   A projector according to an aspect of the present invention includes the above light source device, a light modulation device that generates image light by modulating light emitted from the light source device according to image information, and projection optics that projects the image light. A system.

これによれば、波長変換効率に優れた光源装置を備えたプロジェクターとなり、信頼性の高いものとなる。   According to this, it becomes a projector provided with the light source device excellent in wavelength conversion efficiency, and becomes highly reliable.

第1実施形態のプロジェクターを示す概略構成図。1 is a schematic configuration diagram illustrating a projector according to a first embodiment. 第1実施形態の光源装置を示す概略構成図。The schematic block diagram which shows the light source device of 1st Embodiment. 第1実施形態における波長変換素子の概略構成を示す断面図。Sectional drawing which shows schematic structure of the wavelength conversion element in 1st Embodiment. 第1実施形態における波長変換素子の構成を示す斜視図。The perspective view which shows the structure of the wavelength conversion element in 1st Embodiment. 第1実施形態における波長変換素子の構成を説明するための分解図。The exploded view for demonstrating the structure of the wavelength conversion element in 1st Embodiment. 第1実施形態における波長変換素子の構成を説明するための分解図。The exploded view for demonstrating the structure of the wavelength conversion element in 1st Embodiment. 第1実施形態における波長変換素子の構成を説明するための分解図。The exploded view for demonstrating the structure of the wavelength conversion element in 1st Embodiment. 第1実施形態における波長変換素子の変形例の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the modification of the wavelength conversion element in 1st Embodiment. 第2実施形態における光源装置の概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of the light source device in 2nd Embodiment. 第2実施形態における波長変換素子を、図9の照明光軸を含む平面で切断した断面図。Sectional drawing which cut | disconnected the wavelength conversion element in 2nd Embodiment by the plane containing the illumination optical axis of FIG. 波長変換素子の構成を説明するための分解斜視図。The disassembled perspective view for demonstrating the structure of a wavelength conversion element. 励起光の入射側から見た波長変換素子の平面図。The top view of the wavelength conversion element seen from the incident side of excitation light.

以下、本発明の実施形態について、各図を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In addition, in the drawings used in the following description, in order to make the features easy to understand, there are cases where the portions that become the features are enlarged for the sake of convenience, and the dimensional ratios of the respective components are not always the same as the actual ones. Absent.

[第1実施形態]
(プロジェクター)
本実施形態のプロジェクターは、3つの透過型液晶ライトバルブを用いたプロジェクターの一例である。
図1は、本実施形態のプロジェクターを示す概略構成図である。
[First Embodiment]
(projector)
The projector according to the present embodiment is an example of a projector using three transmissive liquid crystal light valves.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a projector according to the present embodiment.

図1に示すように、プロジェクター1は、光源装置2Aと、色分離光学系3と、光変調装置4R,光変調装置4G,光変調装置4Bと、光合成光学系5と、投射光学系6と、を備えている。光源装置2Aは、照明光WLを照射する。色分離光学系3は、光源装置2Aからの照明光WLを赤色光LR、緑色光LG、青色光LBに分離する。光変調装置4R,光変調装置4G,光変調装置4Bはそれぞれ、赤色光LR、緑色光LG、青色光LBを画像情報に応じて変調し、各色の画像光を形成する。光合成光学系5は、各光変調装置4R,4G,4Bからの各色の画像光を合成する。投射光学系6は、光合成光学系5からの合成された画像光をスクリーンSCRに向かって投射する。   As shown in FIG. 1, the projector 1 includes a light source device 2A, a color separation optical system 3, a light modulation device 4R, a light modulation device 4G, a light modulation device 4B, a light combining optical system 5, and a projection optical system 6. It is equipped with. The light source device 2A emits illumination light WL. The color separation optical system 3 separates the illumination light WL from the light source device 2A into red light LR, green light LG, and blue light LB. Each of the light modulation device 4R, the light modulation device 4G, and the light modulation device 4B modulates the red light LR, the green light LG, and the blue light LB in accordance with image information to form image light of each color. The light combining optical system 5 combines the image light of each color from each light modulation device 4R, 4G, 4B. The projection optical system 6 projects the combined image light from the light combining optical system 5 toward the screen SCR.

光源装置2Aは、半導体レーザーから射出された青色の励起光のうち、波長変換されずに射出される青色の励起光の一部と、蛍光体による励起光の波長変換によって生じる黄色の蛍光光と、が合成された白色の照明光(白色光)WLを射出する。光源装置2Aは、略均一な照度分布を有するように調整された照明光WLを色分離光学系3に向けて射出する。光源装置2Aの具体的な構成については後述する。   The light source device 2A includes a part of the blue excitation light emitted from the semiconductor laser, the blue excitation light emitted without wavelength conversion, and the yellow fluorescent light generated by the wavelength conversion of the excitation light by the phosphor. , And the white illumination light (white light) WL synthesized. The light source device 2 </ b> A emits the illumination light WL adjusted so as to have a substantially uniform illuminance distribution toward the color separation optical system 3. A specific configuration of the light source device 2A will be described later.

色分離光学系3は、第1のダイクロイックミラー7aと、第2のダイクロイックミラー7bと、第1の反射ミラー8aと、第2の反射ミラー8bと、第3の反射ミラー8cと、第1のリレーレンズ9aと、第2のリレーレンズ9bと、を備えている。   The color separation optical system 3 includes a first dichroic mirror 7a, a second dichroic mirror 7b, a first reflection mirror 8a, a second reflection mirror 8b, a third reflection mirror 8c, and a first A relay lens 9a and a second relay lens 9b are provided.

第1のダイクロイックミラー7aは、光源装置2Aから射出された照明光WLを、赤色光LRと、緑色光LGと青色光LBとが混合された光と、に分離する。そのため、第1のダイクロイックミラー7aは、赤色光LRを透過するとともに、緑色光LGおよび青色光LBを反射する特性を有する。第2のダイクロイックミラー7bは、緑色光LGと青色光LBとが混合された光を緑色光LGと青色光LBとに分離する。そのため、第2のダイクロイックミラー7bは、緑色光LGを反射するとともに、青色光LBを透過する特性を有する。   The first dichroic mirror 7a separates the illumination light WL emitted from the light source device 2A into red light LR and light in which green light LG and blue light LB are mixed. Therefore, the first dichroic mirror 7a has characteristics of transmitting the red light LR and reflecting the green light LG and the blue light LB. The second dichroic mirror 7b separates the light in which the green light LG and the blue light LB are mixed into the green light LG and the blue light LB. Therefore, the second dichroic mirror 7b has a characteristic of reflecting the green light LG and transmitting the blue light LB.

第1の反射ミラー8aは、赤色光LRの光路中に配置され、第1のダイクロイックミラー7aを透過した赤色光LRを光変調装置4Rに向けて反射する。第2の反射ミラー8bおよび第3の反射ミラー8cは、青色光LBの光路中に配置され、第2のダイクロイックミラー7bを透過した青色光LBを光変調装置4Bに導く。第2のダイクロイックミラー7bは、緑色光LGを光変調装置4Gに向けて反射する。   The first reflection mirror 8a is disposed in the optical path of the red light LR, and reflects the red light LR that has passed through the first dichroic mirror 7a toward the light modulation device 4R. The second reflection mirror 8b and the third reflection mirror 8c are disposed in the optical path of the blue light LB, and guide the blue light LB transmitted through the second dichroic mirror 7b to the light modulation device 4B. The second dichroic mirror 7b reflects the green light LG toward the light modulation device 4G.

第1のリレーレンズ9aおよび第2のリレーレンズ9bは、青色光LBの光路中の第2のダイクロイックミラー7bの後段に配置されている。第1のリレーレンズ9aおよび第2のリレーレンズ9bは、青色光LBの光路長が赤色光LRや緑色光LGの光路長よりも長くなることによる青色光LBの光損失を補償する。   The first relay lens 9a and the second relay lens 9b are arranged at the subsequent stage of the second dichroic mirror 7b in the optical path of the blue light LB. The first relay lens 9a and the second relay lens 9b compensate for the optical loss of the blue light LB due to the optical path length of the blue light LB being longer than the optical path lengths of the red light LR and the green light LG.

光変調装置4R、光変調装置4G、および光変調装置4Bの各々は、液晶パネルから構成されている。光変調装置4R、光変調装置4G、および光変調装置4Bの各々は、赤色光LR、緑色光LG、および青色光LBの各々を通過させる間に、赤色光LR、緑色光LG、および青色光LBの各々を画像情報に応じて変調し、各色に対応した画像光を形成する。光変調装置4R、光変調装置4G、および光変調装置4Bの各々の光入射側および光射出側には、偏光板(図示略)がそれぞれ配置されている。   Each of the light modulation device 4R, the light modulation device 4G, and the light modulation device 4B includes a liquid crystal panel. Each of the light modulation device 4R, the light modulation device 4G, and the light modulation device 4B allows the red light LR, the green light LG, and the blue light to pass through each of the red light LR, the green light LG, and the blue light LB. Each LB is modulated in accordance with image information to form image light corresponding to each color. Polarizing plates (not shown) are respectively arranged on the light incident side and the light emission side of the light modulation device 4R, the light modulation device 4G, and the light modulation device 4B.

光変調装置4R、光変調装置4G、および光変調装置4Bの各々の光入射側には、光変調装置4R、光変調装置4G、および光変調装置4Bの各々に入射する赤色光LR、緑色光LG、および青色光LBの各々を平行化するフィールドレンズ10R,フィールドレンズ10G,およびフィールドレンズ10Bが設けられている。   On the light incident side of each of the light modulation device 4R, the light modulation device 4G, and the light modulation device 4B, red light LR and green light incident on each of the light modulation device 4R, the light modulation device 4G, and the light modulation device 4B. A field lens 10R, a field lens 10G, and a field lens 10B that collimate the LG and the blue light LB are provided.

光合成光学系5は、クロスダイクロイックプリズムから構成されている。光合成光学系5は、光変調装置4R、光変調装置4G、および光変調装置4Bの各々からの各色の画像光を合成し、合成された画像光を投射光学系6に向かって射出する。   The light combining optical system 5 is composed of a cross dichroic prism. The light combining optical system 5 combines the image light of each color from each of the light modulation device 4R, the light modulation device 4G, and the light modulation device 4B, and emits the combined image light toward the projection optical system 6.

投射光学系6は、投射レンズ群から構成されている。投射光学系6は、光合成光学系5により合成された画像光をスクリーンSCRに向かって拡大投射する。これにより、スクリーンSCR上には、拡大されたカラー映像(画像)が表示される。   The projection optical system 6 is composed of a projection lens group. The projection optical system 6 enlarges and projects the image light combined by the light combining optical system 5 toward the screen SCR. Thereby, an enlarged color video (image) is displayed on the screen SCR.

(光源装置)
次に、光源装置2Aについて説明する。
図2は、光源装置の概略構成を示す図である。
図3は、波長変換素子の概略構成を示す断面図である。
(Light source device)
Next, the light source device 2A will be described.
FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of the light source device.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the wavelength conversion element.

図2に示すように、光源装置2Aは、第1照明装置100と、第2照明装置102と、を備える。
第1照明装置100は、第1光源10と、コリメート光学系70と、ダイクロイックミラー80と、コリメート集光光学系90と、波長変換素子51と、第1レンズアレイ120と、第2レンズアレイ130と、偏光変換素子140と、重畳レンズ150と、を備える。
As illustrated in FIG. 2, the light source device 2 </ b> A includes a first lighting device 100 and a second lighting device 102.
The first lighting device 100 includes a first light source 10, a collimating optical system 70, a dichroic mirror 80, a collimating condensing optical system 90, a wavelength conversion element 51, a first lens array 120, and a second lens array 130. And a polarization conversion element 140 and a superimposing lens 150.

第1光源10は、励起光として第1の波長帯の青色のレーザー光(発光強度のピーク:約445nm)Bを射出する半導体レーザーから構成されている。第1光源10は、1つの半導体レーザーで構成されていてもよいし、複数の半導体レーザーで構成されていてもよい。
なお、第1光源10は、445nm以外の波長、例えば460nmの青色レーザー光を射出する半導体レーザーを用いることもできる。
The first light source 10 is composed of a semiconductor laser that emits blue laser light (emission intensity peak: about 445 nm) B in the first wavelength band as excitation light. The first light source 10 may be composed of one semiconductor laser or may be composed of a plurality of semiconductor lasers.
The first light source 10 may be a semiconductor laser that emits blue laser light having a wavelength other than 445 nm, for example, 460 nm.

第1光源10は、第1光源10から射出されるレーザー光の光軸200axが照明光軸100axと直交するように配置されている。
コリメート光学系70は、第1レンズ72と、第2レンズ74と、を備える。コリメート光学系70は、第1光源10から射出された光を略平行化する。第1レンズ72および第2レンズ74は、凸レンズで構成されている。
The first light source 10 is arranged so that the optical axis 200ax of the laser light emitted from the first light source 10 is orthogonal to the illumination optical axis 100ax.
The collimating optical system 70 includes a first lens 72 and a second lens 74. The collimating optical system 70 makes the light emitted from the first light source 10 substantially parallel. The 1st lens 72 and the 2nd lens 74 are comprised by the convex lens.

ダイクロイックミラー80は、コリメート光学系70からコリメート集光光学系90に至る光路中に、第1光源10の光軸200axと照明光軸100axとの各々に対して45°の角度で交わるように配置されている。ダイクロイックミラー80は、励起光Bを反射させ、赤色光および緑色光を含む黄色の蛍光光Yを透過させる。   The dichroic mirror 80 is disposed in the optical path from the collimating optical system 70 to the collimating condensing optical system 90 so as to intersect with each of the optical axis 200ax of the first light source 10 and the illumination optical axis 100ax at an angle of 45 °. Has been. The dichroic mirror 80 reflects the excitation light B and transmits yellow fluorescent light Y including red light and green light.

コリメート集光光学系90は、ダイクロイックミラー80を通過した励起光Bを集光して波長変換素子51に入射させる機能と、波長変換素子51から射出された蛍光を略平行化する機能と、を有する。コリメート集光光学系90は、第1レンズ92と、第2レンズ94と、を備えている。第1レンズ92および第2レンズ94は、凸レンズで構成されている。
第2照明装置102は、第2光源710と、集光光学系760と、散乱板732と、コリメート光学系770と、を備えている。
The collimator condensing optical system 90 has a function of condensing the excitation light B that has passed through the dichroic mirror 80 and making it incident on the wavelength conversion element 51 and a function of making the fluorescence emitted from the wavelength conversion element 51 substantially parallel. Have. The collimator condensing optical system 90 includes a first lens 92 and a second lens 94. The 1st lens 92 and the 2nd lens 94 are comprised by the convex lens.
The second illumination device 102 includes a second light source 710, a condensing optical system 760, a scattering plate 732, and a collimating optical system 770.

第2光源710は、第1照明装置100の第1光源10と同一の半導体レーザーから構成されている。第2光源710は、1つの半導体レーザーで構成されていてもよいし、複数の半導体レーザーで構成されていてもよい。
集光光学系760は、第1レンズ762と、第2レンズ764と、を備えている。集光光学系760は、第2光源710から射出された青色の励起光Bを散乱板732上もしくは散乱板732の近傍に集光させる。第1レンズ762および第2レンズ764は、凸レンズで構成されている。
The second light source 710 is composed of the same semiconductor laser as the first light source 10 of the first lighting device 100. The second light source 710 may be composed of one semiconductor laser or may be composed of a plurality of semiconductor lasers.
The condensing optical system 760 includes a first lens 762 and a second lens 764. The condensing optical system 760 condenses the blue excitation light B emitted from the second light source 710 on the scattering plate 732 or in the vicinity of the scattering plate 732. The 1st lens 762 and the 2nd lens 764 are comprised by the convex lens.

散乱板732は、第2光源710からの青色光Bを散乱させ、波長変換素子51から射出された蛍光光Yの配光分布に近い配光分布を有する青色光Bを生成する。散乱板732として、例えば、光学ガラスからなる磨りガラスを用いることができる。   The scattering plate 732 scatters the blue light B from the second light source 710 and generates blue light B having a light distribution close to the light distribution of the fluorescent light Y emitted from the wavelength conversion element 51. As the scattering plate 732, for example, polished glass made of optical glass can be used.

コリメート光学系770は、第1レンズ772と、第2レンズ774と、を備える。コリメート光学系770は、散乱板732から射出された光を略平行化する。第1レンズ772および第2レンズ774は、凸レンズで構成されている。   The collimating optical system 770 includes a first lens 772 and a second lens 774. The collimating optical system 770 substantially parallelizes the light emitted from the scattering plate 732. The first lens 772 and the second lens 774 are composed of convex lenses.

第2照明装置102から射出された青色光Bは、ダイクロイックミラー80により反射され、波長変換素子51から射出されダイクロイックミラー80を透過した蛍光光Yと合成されて白色光WLとなる。白色光WLは、第1レンズアレイ120に入射する。   The blue light B emitted from the second illumination device 102 is reflected by the dichroic mirror 80 and is combined with the fluorescent light Y emitted from the wavelength conversion element 51 and transmitted through the dichroic mirror 80 to become white light WL. The white light WL is incident on the first lens array 120.

第1レンズアレイ120は、白色光WLを複数の部分光束に分割するための複数の第1レンズ122を有する。複数の第1レンズ122は、照明光軸100axと直交する面内においてマトリクス状に配列されている。   The first lens array 120 includes a plurality of first lenses 122 for dividing the white light WL into a plurality of partial light beams. The plurality of first lenses 122 are arranged in a matrix in a plane orthogonal to the illumination optical axis 100ax.

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レンズ122に対応する複数の第2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レンズ122の像を光変調装置4R、光変調装置4G、および光変調装置4Bの画像形成領域の近傍に結像させる。複数の第2レンズ132は、照明光軸100axに直交する面内においてマトリクス状に配列されている。   The second lens array 130 has a plurality of second lenses 132 corresponding to the plurality of first lenses 122 of the first lens array 120. The second lens array 130 forms an image of each first lens 122 of the first lens array 120 together with the superimposing lens 150 in the vicinity of the image forming regions of the light modulation device 4R, the light modulation device 4G, and the light modulation device 4B. Let The plurality of second lenses 132 are arranged in a matrix in a plane orthogonal to the illumination optical axis 100ax.

偏光変換素子140は、第2レンズアレイ130から射出された光を直線偏光に変換する。偏光変換素子140は、例えば、偏光分離膜と位相差板と(ともに図示略)を備えている。   The polarization conversion element 140 converts the light emitted from the second lens array 130 into linearly polarized light. The polarization conversion element 140 includes, for example, a polarization separation film and a phase difference plate (both not shown).

重畳レンズ150は、偏光変換素子140から射出された各部分光束を集光して、図1に示した光変調装置4R,光変調装置4G,および光変調装置4Bの画像形成領域の近傍に重畳させる。   The superimposing lens 150 condenses the partial light beams emitted from the polarization conversion element 140 and superimposes them in the vicinity of the image forming regions of the light modulation device 4R, the light modulation device 4G, and the light modulation device 4B shown in FIG. Let

以上により、光源装置2Aは、略均一な照度分布を有するように調整された照明光WLを色分離光学系3に向けて射出する。   As described above, the light source device 2 </ b> A emits the illumination light WL adjusted to have a substantially uniform illuminance distribution toward the color separation optical system 3.

波長変換素子51は、図3に示すように、波長変換層42と、複数の基材40からなる外周部材48と、ベース基板(基板)43と、反射層44と、透過性接合材45と、を備える。波長変換素子51は、青色光からなる励起光Bが入射する側と同じ側に向けて蛍光光Yを射出する。すなわち、波長変換素子51は、反射型の波長変換素子である。   As shown in FIG. 3, the wavelength conversion element 51 includes a wavelength conversion layer 42, an outer peripheral member 48 including a plurality of base materials 40, a base substrate (substrate) 43, a reflective layer 44, and a transmissive bonding material 45. . The wavelength conversion element 51 emits the fluorescent light Y toward the same side as the side on which the excitation light B made of blue light is incident. That is, the wavelength conversion element 51 is a reflective wavelength conversion element.

波長変換層42は、例えば、平面形状が矩形状をなし、無機蛍光体材料を含んで構成されている。波長変換層42は、ベース基板43の一面43aの略中央に配置される。波長変換層42は、外周部材48の下面48eと略同一面上に位置する下面42eと、外周部材48の上面48aと略同一面上に位置する光入射出面42aと、を有する。波長変換層42は、励起光Bを任意の蛍光光に変換する蛍光体粒子(不図示)を含む。波長変換層42は、光入射出面42aから入射した青色の励起光Bを黄色の蛍光光Yに変換して、光入射出面42aから射出する。波長変換層42の厚さは、0.1mm〜2mm程度に設定されている。なお、波長変換層42の平面形状は、多角形状であってもよい。   For example, the wavelength conversion layer 42 has a rectangular planar shape and includes an inorganic phosphor material. The wavelength conversion layer 42 is disposed substantially at the center of the one surface 43 a of the base substrate 43. The wavelength conversion layer 42 includes a lower surface 42e positioned substantially on the same plane as the lower surface 48e of the outer peripheral member 48, and a light incident / exit surface 42a positioned approximately on the same plane as the upper surface 48a of the outer peripheral member 48. The wavelength conversion layer 42 includes phosphor particles (not shown) that convert the excitation light B into arbitrary fluorescent light. The wavelength conversion layer 42 converts the blue excitation light B incident from the light incident / exit surface 42a into yellow fluorescent light Y and emits it from the light incident / exit surface 42a. The thickness of the wavelength conversion layer 42 is set to about 0.1 mm to 2 mm. The planar shape of the wavelength conversion layer 42 may be a polygonal shape.

蛍光体粒子として、例えばYAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)系蛍光体が用いられる。なお、蛍光体粒子の形成材料は、1種であってもよいし、2種以上の材料を用いて形成された粒子が混合されたものが用いられてもよい。波長変換層42には、耐熱性および表面加工性に優れたものを用いることが好ましい。このような波長変換層42として、アルミナ等の無機バインダー中に蛍光体粒子を分散させた蛍光体層、バインダーを用いずに蛍光体粒子を焼結した蛍光体層などが好適に用いられる。   As the phosphor particles, for example, YAG (yttrium, aluminum, garnet) phosphors are used. In addition, the material for forming the phosphor particles may be one kind, or a mixture of particles formed using two or more kinds of materials may be used. For the wavelength conversion layer 42, it is preferable to use a layer excellent in heat resistance and surface processability. As such a wavelength conversion layer 42, a phosphor layer in which phosphor particles are dispersed in an inorganic binder such as alumina, a phosphor layer in which phosphor particles are sintered without using a binder, and the like are preferably used.

複数の基材40の各々は、例えば、平面形状が矩形状の板体であり、ベース基板43の一面43aに配置された波長変換層42の周囲を取り囲むように配置されている。複数の基材40は、ベース基板43の一面43aに配置されることにより、複数の基材40の光入射出面42a側の面としての上面40dが、外周部材48の上面48aを構成する。基材40は、波長変換層42と略等しい厚さを有し、例えば、厚さが0.1mm〜2mm程度に設定されている。基材40の材料としては、熱伝導性が高く放熱性に優れた材料を用いることが好ましく、例えば、アルミニウム、銅等の金属、窒化アルミ、アルミナ、サファイア、ダイヤモンド等のセラミクスが挙げられる。あるいは、ガラス、石英等の材料で構成されていてもよい。   Each of the plurality of base materials 40 is, for example, a plate body having a rectangular planar shape, and is disposed so as to surround the periphery of the wavelength conversion layer 42 disposed on the one surface 43 a of the base substrate 43. The plurality of base materials 40 are arranged on one surface 43 a of the base substrate 43, so that the upper surface 40 d as the surface on the light incident / exit surface 42 a side of the plurality of base materials 40 constitutes the upper surface 48 a of the outer peripheral member 48. The base material 40 has a thickness substantially equal to that of the wavelength conversion layer 42, and for example, the thickness is set to about 0.1 mm to 2 mm. As a material of the base material 40, it is preferable to use a material having high thermal conductivity and excellent heat dissipation, and examples thereof include metals such as aluminum and copper, and ceramics such as aluminum nitride, alumina, sapphire, and diamond. Or you may be comprised with materials, such as glass and quartz.

ベース基板43は、波長変換層42の光入射出面42aとは反対側に設けられている。波長変換層42の下面42eが、ベース基板43の一面43aに当接するように設けられている。ベース基板43は、放熱性に優れた材料からなり、例えばアルミニウム、銅等の放熱性に優れた金属製の基板から構成される。ベース基板43の一面43a上には、波長変換層42と複数の基材40とが同一層をなすように配置されている。ベース基板43の一面43aに外周部材48の下面48eが当接するように設けられている。   The base substrate 43 is provided on the side opposite to the light incident / exit surface 42 a of the wavelength conversion layer 42. The lower surface 42 e of the wavelength conversion layer 42 is provided so as to contact the one surface 43 a of the base substrate 43. The base substrate 43 is made of a material excellent in heat dissipation, and is made of a metal substrate excellent in heat dissipation such as aluminum and copper. On one surface 43 a of the base substrate 43, the wavelength conversion layer 42 and the plurality of base materials 40 are arranged to form the same layer. The lower surface 48e of the outer peripheral member 48 is provided so as to abut one surface 43a of the base substrate 43.

反射層44は、波長変換層42の第2の側面42bと基材40の第1の側面40bとの間に配置される。反射層44は、蛍光光Yを高い反射率で反射するように設計されている。反射層44の具体例としては、例えば、アルミニウム、銀等の反射率の高い金属反射膜が挙げられる。これにより、反射層44は、基材40側に向かう蛍光光Yの多くを図3の上方(ベース基板43とは反対側)に向けて反射する。   The reflective layer 44 is disposed between the second side surface 42 b of the wavelength conversion layer 42 and the first side surface 40 b of the substrate 40. The reflective layer 44 is designed to reflect the fluorescent light Y with a high reflectance. Specific examples of the reflective layer 44 include a metal reflective film having a high reflectance such as aluminum and silver. Thereby, the reflective layer 44 reflects most of the fluorescent light Y toward the base material 40 toward the upper side in FIG. 3 (the side opposite to the base substrate 43).

透過性接合材45は、反射層44の第2の側面42bに対向する面と、波長変換層42の第2の側面42bとの間に配置され、波長変換層42に対して4つの基材40を接合している。透過性接合材45としては、波長変換層42及び反射層44の材質等によって適宜選択する。波長変換層42からの蛍光光は、透過性接合材45を透過して反射層44において反射されることになる。   The transmissive bonding material 45 is disposed between the surface facing the second side surface 42 b of the reflective layer 44 and the second side surface 42 b of the wavelength conversion layer 42, and has four base materials with respect to the wavelength conversion layer 42. 40 is joined. The transmissive bonding material 45 is appropriately selected depending on the material of the wavelength conversion layer 42 and the reflection layer 44. The fluorescent light from the wavelength conversion layer 42 passes through the transmissive bonding material 45 and is reflected by the reflection layer 44.

次に、波長変換素子の構成について詳しく述べる。
図4は、第1実施形態における波長変換素子の構成を示す斜視図である。
図5は、第1実施形態における波長変換素子の構成を説明するための分解図である。
図6は、第1実施形態における波長変換素子の構成を説明するための分解図である。
図7は、第1実施形態における波長変換素子の構成を説明するための分解図である。
Next, the configuration of the wavelength conversion element will be described in detail.
FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of the wavelength conversion element in the first embodiment.
FIG. 5 is an exploded view for explaining the configuration of the wavelength conversion element in the first embodiment.
FIG. 6 is an exploded view for explaining the configuration of the wavelength conversion element in the first embodiment.
FIG. 7 is an exploded view for explaining the configuration of the wavelength conversion element in the first embodiment.

図4に示すように、基材40の数は、波長変換層42の第2の側面42bの数に一致する。本実施形態においては、波長変換層42が平面視矩形状であることから、波長変換層42の周囲に4つの基材40が配置されている。4つの基材40は、波長変換層42の光入射出面42aに入射する励起光Bの入射方向に重なることなく同一平面上に設けられている。   As shown in FIG. 4, the number of base materials 40 matches the number of second side surfaces 42 b of the wavelength conversion layer 42. In the present embodiment, since the wavelength conversion layer 42 has a rectangular shape in plan view, four base materials 40 are disposed around the wavelength conversion layer 42. The four base materials 40 are provided on the same plane without overlapping in the incident direction of the excitation light B incident on the light incident / exit surface 42 a of the wavelength conversion layer 42.

上述したように、平面視矩形状をなす基材40は、波長変換層42の平面形状よりも大きさを有しており、基材40の少なくとも一辺(第1の側面40bを構成する長辺40c)が波長変換層42の光入射出面42aに入射する励起光Bの入射方向の周りにおける各辺42c(図5)よりも長い。すなわち、基材40において、波長変換層42の光入射出面42aに入射する励起光Bの入射方向に対する外周方向の一辺(長辺40c)が、波長変換層42の各辺42cよりも長い。基材40において、長辺40cは、上面40dの端部を形成する辺である。本実施形態では、基材40の4辺全てが波長変換層42の各辺42cよりも長さを有している。   As described above, the base material 40 having a rectangular shape in plan view has a size larger than the planar shape of the wavelength conversion layer 42, and at least one side of the base material 40 (the long side constituting the first side surface 40b). 40c) is longer than each side 42c (FIG. 5) around the incident direction of the excitation light B incident on the light incident / exit surface 42a of the wavelength conversion layer 42. That is, in the substrate 40, one side (long side 40 c) in the outer peripheral direction with respect to the incident direction of the excitation light B incident on the light incident / exit surface 42 a of the wavelength conversion layer 42 is longer than each side 42 c of the wavelength conversion layer 42. In the base material 40, the long side 40c is a side that forms an end of the upper surface 40d. In the present embodiment, all four sides of the substrate 40 have a length longer than each side 42 c of the wavelength conversion layer 42.

図4に示すように、波長変換層42には、周囲に配置された4つの基材40の各第1の側面40bが、当該波長変換層42の第2の側面42bのそれぞれに当接した状態で配置されている。具体的には、4つの基材40は、各々の第1の側面40bに設けられた反射層44(図3)を介して、波長変換層42の各第2の側面42bに当接しており、透過性接合材45によって第2の側面42bに接合されている。ここで、波長変換層42(第2の側面42b)と4つの基材40(第1の側面40b)とは、透過性接合材45を介して互いの間に隙間がない状態で接合されていることが好ましい。本実施形態では、伝熱性も兼ね備えた(波長変換層42の放熱の妨げにならない)透過性接合材45により、各基材40の反射層44と波長変換層42とが熱的に接触している。   As shown in FIG. 4, in the wavelength conversion layer 42, the first side surfaces 40 b of the four base materials 40 arranged in the periphery abut each of the second side surfaces 42 b of the wavelength conversion layer 42. Arranged in a state. Specifically, the four base materials 40 are in contact with the second side surfaces 42b of the wavelength conversion layer 42 via the reflective layers 44 (FIG. 3) provided on the first side surfaces 40b. The second side surface 42b is joined by the permeable joining material 45. Here, the wavelength conversion layer 42 (second side surface 42 b) and the four base materials 40 (first side surface 40 b) are bonded together with no gap between each other via the transmissive bonding material 45. Preferably it is. In the present embodiment, the reflective layer 44 of each substrate 40 and the wavelength conversion layer 42 are in thermal contact with each other by the transparent bonding material 45 that also has heat conductivity (does not interfere with heat dissipation of the wavelength conversion layer 42). Yes.

また、基材40同士は、図5に示すように、隣り合う一方の基材40の長辺40cに沿う第1の側面40bが、隣り合う他方の基材40の短辺に沿う対向面40aに当接した状態で互いに接合され、波長変換層42の外周を取り囲む外周部材48を構成している。   In addition, as shown in FIG. 5, the first side surfaces 40 b along the long side 40 c of one adjacent base material 40 are opposed surfaces 40 a along the short side of the other adjacent base material 40. The outer peripheral member 48 that is bonded to each other while being in contact with each other and surrounds the outer periphery of the wavelength conversion layer 42 is formed.

図6に示すように、波長変換層42は、4つの基材40どうしを互いに突き合わせることによって構成される平面視矩形状の位置決め孔47の内側に位置することになる。位置決め孔47の形状は、ベース基板43の法線方向から見たとき、波長変換層42の形状を反映した矩形である。   As shown in FIG. 6, the wavelength conversion layer 42 is positioned inside a positioning hole 47 having a rectangular shape in plan view, which is configured by abutting the four base materials 40 with each other. The shape of the positioning hole 47 is a rectangle reflecting the shape of the wavelength conversion layer 42 when viewed from the normal direction of the base substrate 43.

互いに隣り合う一方の基材40の側面40Aaと、互いに隣り合う他方の基材40の側面40Abとは周方向で略一致しており、同一面をなす。外周部材48の外周面48Aは、周方向で交互に存在する各基材40の側面40Aa及び側面40Abからなる。   The side surface 40Aa of the one adjacent base material 40 and the side surface 40Ab of the other adjacent base material 40 substantially coincide with each other in the circumferential direction and form the same surface. The outer peripheral surface 48A of the outer peripheral member 48 includes side surfaces 40Aa and side surfaces 40Ab of the base materials 40 that are alternately present in the circumferential direction.

なお、互いに隣り合う一方の基材40の側面40Aaは、対向面40aと同一形状であり、互いに隣り合う他方の基材40の側面40Abは、第1の側面40bと同一形状である。側面40Aaと対向面40aとは隣り合う一方の基材40において互いに対向しており、側面40Abと第1の側面40bとは隣り合う他方の基材40において互いに対向している。   Note that the side surface 40Aa of one base 40 adjacent to each other has the same shape as the facing surface 40a, and the side 40Ab of the other base 40 adjacent to each other has the same shape as the first side 40b. The side surface 40Aa and the facing surface 40a face each other in one adjacent base material 40, and the side surface 40Ab and the first side surface 40b face each other in the other adjacent base material 40.

図6に示すように、本実施形態の外周部材48はベース基板43と略等しい外形をなすため、外周面48Aがベース基板43の外周面43Aとも同一面をなすことになる。外周部材48及びベース基板43の平面視の大きさ及び形状は本実施形態の構成に限られず、適宜変更が可能である。   As shown in FIG. 6, the outer peripheral member 48 of the present embodiment has an outer shape substantially equal to that of the base substrate 43, so that the outer peripheral surface 48 </ b> A is flush with the outer peripheral surface 43 </ b> A of the base substrate 43. The size and shape of the outer peripheral member 48 and the base substrate 43 in plan view are not limited to the configuration of the present embodiment, and can be changed as appropriate.

図7に示すように、本実施形態では、4つの基材40の第1の側面40bの各端部qが、波長変換層42の第2の側面42bの各端部sと略一致している。製造時に、基材40側の端部qと波長変換層42側の端部sとの位置合わせを行うことによって、波長変換層42に対する各基材40の位置決めが可能となる。   As shown in FIG. 7, in the present embodiment, each end q of the first side surface 40 b of the four base materials 40 substantially coincides with each end s of the second side surface 42 b of the wavelength conversion layer 42. Yes. At the time of manufacture, positioning of each base material 40 with respect to the wavelength conversion layer 42 becomes possible by aligning the end q on the base material 40 side and the end s on the wavelength conversion layer 42 side.

基材40の端部qは、第1の側面40bと対向面40aとにより形成される角部に形成されている。   The edge part q of the base material 40 is formed in the corner | angular part formed of the 1st side surface 40b and the opposing surface 40a.

外周部材48の波長変換層42に対する組み立ては、以下のように例示できる。
4つの基材40のうち、任意の1つの基材40を選択し、当該基材40の第1の側面40bを波長変換層42の第2の側面42bに当接させる。当接させたことにより形成された角部、すなわち、波長変換層42の端部sに、当該基材40に隣接する基材40の端部qを当接させるとともに、当該隣接する基材40の第1の側面40bを当該第1の側面40bに対向する波長変換層42の第2の側面42bに当接させる。当該隣接する基材40を当接させたことにより形成される角部、すなわち、波長変換層42の端部sに、当該隣接する基材40にさらに隣接する基材40の端部qを当接させる。これらの手順を順次繰り返すことにより外周部材48の波長変換層42に対する組み立てを行う。
The assembly of the outer peripheral member 48 with respect to the wavelength conversion layer 42 can be exemplified as follows.
Of the four substrates 40, any one substrate 40 is selected, and the first side surface 40b of the substrate 40 is brought into contact with the second side surface 42b of the wavelength conversion layer 42. The end portion q of the base material 40 adjacent to the base material 40 is brought into contact with the corner portion formed by the contact, that is, the end portion s of the wavelength conversion layer 42, and the adjacent base material 40. The first side surface 40b is brought into contact with the second side surface 42b of the wavelength conversion layer 42 facing the first side surface 40b. The corner portion formed by bringing the adjacent base material 40 into contact, that is, the end portion s of the wavelength conversion layer 42 is contacted with the end portion q of the base material 40 further adjacent to the adjacent base material 40. Make contact. By sequentially repeating these procedures, the outer peripheral member 48 is assembled to the wavelength conversion layer 42.

従来の波長変換素子においては、一枚板からなる外周部材の中央に形成された孔部内に波長変換層が配置された構成のため、波長変換層と孔部との寸法公差により、波長変換層の各側面において孔部との間の隙間にばらつきが生じてしまっていた。波長変換層と基材との熱抵抗のばらつきにより、波長変換素子の変換効率にばらつきが生じるという問題があった。   In the conventional wavelength conversion element, since the wavelength conversion layer is disposed in the hole formed in the center of the outer peripheral member made of a single plate, the wavelength conversion layer is caused by the dimensional tolerance between the wavelength conversion layer and the hole. In each side face, the gaps between the holes were uneven. There is a problem in that the conversion efficiency of the wavelength conversion element varies due to variations in thermal resistance between the wavelength conversion layer and the substrate.

これに対し、本実施形態では、外周部材48が複数に分割されており、4つの基材40によって構成されている。上述したように、本実施形態の構成では、波長変換層42の周囲に4つの基材40が配置されており、各基材40の第1の側面40bが波長変換層42の各第2の側面42bに当接した構成のため、波長変換層42と基材40との間に余計な隙間が生じていない。外周部材48を分割構成とすることで、波長変換層42の寸法公差に関わらず、各基材40を波長変換層42に隙間なく接合させることができる。そのため、従来の構成より、波長変換層42(各第2の側面42b)と外周部材48(各基材40の第1の側面40b)との間の隙間の寸法誤差を少なくすることができる。   On the other hand, in this embodiment, the outer peripheral member 48 is divided into a plurality of parts and is constituted by four base materials 40. As described above, in the configuration of the present embodiment, the four base materials 40 are arranged around the wavelength conversion layer 42, and the first side surface 40 b of each base material 40 corresponds to each second of the wavelength conversion layer 42. Due to the configuration in contact with the side surface 42 b, no extra gap is generated between the wavelength conversion layer 42 and the substrate 40. By making the outer peripheral member 48 into a divided configuration, each base material 40 can be bonded to the wavelength conversion layer 42 without any gap, regardless of the dimensional tolerance of the wavelength conversion layer 42. Therefore, the dimensional error of the gap between the wavelength conversion layer 42 (each second side surface 42b) and the outer peripheral member 48 (first side surface 40b of each substrate 40) can be reduced as compared with the conventional configuration.

これにより、隙間の大きさに依存する波長変換層42と基材40との熱抵抗のばらつきが抑制され、同一の励起光量での波長変換層42の温度が安定する。つまり、波長変換層42の周囲を複数の基材40によって隙間なく囲む構成とすることで、波長変換層42において生じた熱を、反射層44または透過性接合材45を介して外周部材48(各基材40)に効率よく伝導させることができる。その結果、波長変換層42の放熱が均等に行われ、波長変換素子51の変換効率のばらつきを低減することができ、信頼性の高いプロジェクターを提供することができる。   Thereby, the dispersion | variation in the thermal resistance of the wavelength conversion layer 42 and the base material 40 depending on the magnitude | size of a clearance gap is suppressed, and the temperature of the wavelength conversion layer 42 with the same excitation light quantity is stabilized. That is, by surrounding the wavelength conversion layer 42 with a plurality of base materials 40 without gaps, the heat generated in the wavelength conversion layer 42 is transferred to the outer peripheral member 48 (via the reflective layer 44 or the transmissive bonding material 45). Each base material 40) can be efficiently conducted. As a result, the heat radiation of the wavelength conversion layer 42 is evenly performed, variation in the conversion efficiency of the wavelength conversion element 51 can be reduced, and a highly reliable projector can be provided.

また、本実施形態においては、基材40の少なくとも1辺(長辺40c)が波長変換層42の各辺42cよりも長さを有しており、基材40は波長変換層42よりも平面形状が大きい。そのため、基材40とベース基板43との接触面積を増やすことができ、その間の熱抵抗を低減することができる。   In the present embodiment, at least one side (long side 40 c) of the base material 40 has a length longer than each side 42 c of the wavelength conversion layer 42, and the base material 40 is flatter than the wavelength conversion layer 42. Large shape. Therefore, the contact area between the base material 40 and the base substrate 43 can be increased, and the thermal resistance therebetween can be reduced.

さらに、本実施形態において、波長変換層42と各基材40との間だけでなく、波長変換素子51とベース基板43との間、複数の基材40同士の間のそれぞれにも隙間がない状態で組み立てられていることが好ましい。これにより、波長変換層42と各基材40との間から漏れ出す光をなくすことができるため、波長変換素子51から効率よく光を取り出すことができる。   Furthermore, in this embodiment, not only between the wavelength conversion layer 42 and each base material 40, but also between the wavelength conversion element 51 and the base substrate 43, and between each of the plurality of base materials 40, there is no gap. It is preferable that it is assembled in a state. Thereby, since light leaking from between the wavelength conversion layer 42 and each base material 40 can be eliminated, light can be efficiently extracted from the wavelength conversion element 51.

また、反射層44を設けない構成とすることも可能であるが、本実施形態のように、波長変換層42と各基材40との間に反射層44を設けることで、反射層44を設けない場合と比べて、波長変換層42で発光した蛍光光を光入射出面42aから効率よく取り出すことができる。   Although it is possible to adopt a configuration in which the reflective layer 44 is not provided, the reflective layer 44 is provided by providing the reflective layer 44 between the wavelength conversion layer 42 and each substrate 40 as in the present embodiment. Compared with the case where it is not provided, the fluorescent light emitted from the wavelength conversion layer 42 can be efficiently extracted from the light incident / exit surface 42a.

また、本実施形態では、基材40の第1の側面40bに反射層44が設けられた構成となっている。基材40の一面(第1の側面40b)のみに反射層44を成膜すればよいため、波長変換層42の周回りの4面(4つの第2の側面42b)に反射層44を成膜するよりも、製造が容易である。また、外周部材(基材)に孔部を形成して、当該孔部の内壁に反射層を形成する場合と比較して製造が容易である。   In the present embodiment, the reflective layer 44 is provided on the first side surface 40 b of the base material 40. Since the reflective layer 44 only needs to be formed on one surface (first side surface 40b) of the substrate 40, the reflective layer 44 is formed on the four surfaces (four second side surfaces 42b) around the wavelength conversion layer 42. Manufacture is easier than filming. Moreover, manufacture is easy compared with the case where a hole part is formed in an outer peripheral member (base material), and a reflection layer is formed in the inner wall of the said hole part.

一方、図8に示すように、波長変換層42の4つの第2の側面42bに反射層44を設ける場合には、不透過性接合材46を介して、各基材40と、反射層44を有した波長変換層42とを接合する。このような構成の場合、波長変換層42からの蛍光光は、反射層44に直接入射して反射されることになる。不透過性接合材46として、種々の接合材料を接合材として採用できる。また、接合材として熱伝導率の高い接合材を用いることもできるので、波長変換層42で生じた熱を外周部材48に効率的に伝導することができ、波長変換層42の放熱性が高められる。
その結果、波長変換層42の温度が低下し、波長変換層42の波長変換効率を高めることができる。
On the other hand, as shown in FIG. 8, when the reflective layer 44 is provided on the four second side surfaces 42 b of the wavelength conversion layer 42, each base material 40 and the reflective layer 44 are interposed via the impermeable bonding material 46. The wavelength conversion layer 42 having In such a configuration, the fluorescent light from the wavelength conversion layer 42 is directly incident on the reflection layer 44 and reflected. As the impermeable bonding material 46, various bonding materials can be used as the bonding material. Further, since a bonding material having high thermal conductivity can be used as the bonding material, the heat generated in the wavelength conversion layer 42 can be efficiently conducted to the outer peripheral member 48, and the heat dissipation of the wavelength conversion layer 42 is improved. It is done.
As a result, the temperature of the wavelength conversion layer 42 decreases, and the wavelength conversion efficiency of the wavelength conversion layer 42 can be increased.

また、波長変換層42及び外周部材48とベース基板43との間にも反射層を設けてもよい。この際、反射層を波長変換素子51側に設けてもよいし、ベース基板43側に設けてもよい。この構成とすることで、波長変換素子51における光取り出し効率がより高められる。   A reflective layer may also be provided between the wavelength conversion layer 42 and the outer peripheral member 48 and the base substrate 43. At this time, the reflective layer may be provided on the wavelength conversion element 51 side or may be provided on the base substrate 43 side. With this configuration, the light extraction efficiency in the wavelength conversion element 51 is further increased.

また、本実施形態では、外周部材48を構成する複数の基材40は同一形状のため、部品コストを削減できる。製造の容易性を鑑みると各基材40の形状は、同一形状であることが好ましいが、必ずしもこれに限らない。基材40の少なくとも一辺(波長変換層42に対向する辺)が波長変換層42の各辺よりも長さを有していれば、他の形状であっても構わない。   Moreover, in this embodiment, since the some base material 40 which comprises the outer peripheral member 48 is the same shape, component cost can be reduced. In view of ease of manufacturing, the shape of each base material 40 is preferably the same shape, but is not necessarily limited thereto. As long as at least one side (side facing the wavelength conversion layer 42) of the substrate 40 has a length longer than each side of the wavelength conversion layer 42, other shapes may be used.

なお、本実施形態においては、平面視矩形状をなす基材40を用いたが、基材40の平面視形状はこれに限らない。例えば、図7に示すように、基材40の端部q側において、第1の側面40bと端部qを介して隣り合う対向面40aとのなす角度θが90°以下の多角形状であればよい。また、外周部材48を構成する複数の基材40同士の形状が等しい構成に限られず、互いの一部が異なる形状であってもよい。   In addition, in this embodiment, the base material 40 which makes a planar view rectangular shape was used, However, The planar view shape of the base material 40 is not restricted to this. For example, as shown in FIG. 7, on the end q side of the base material 40, the angle θ between the first side surface 40 b and the adjacent facing surface 40 a via the end q is 90 ° or less. That's fine. Moreover, the shape of the some base material 40 which comprises the outer peripheral member 48 is not restricted to the same structure, A mutually different shape may be sufficient.

なお、外周部材48の各基材40がアルミニウム等の材料で構成されている場合には、各基材40の表面が光反射性を有するため、反射層44は、必ずしも設けられていなくてもよい。   In addition, when each base material 40 of the outer periphery member 48 is comprised with materials, such as aluminum, since the surface of each base material 40 has light reflectivity, the reflection layer 44 does not necessarily need to be provided. Good.

[実施例1]
反射層44が波長変換層42側に設けられている場合には、波長変換層42の第2の側面42bに設けられた反射層44と基材40との間、隣り合う基材40同士の間、波長変換層42の下面42e及び外周部材48の下面48eに設けられた反射層44とベース基板43との間を、熱伝導性の高いフィラーを混入したシリコーン系接着剤で固着する。
[Example 1]
When the reflective layer 44 is provided on the wavelength conversion layer 42 side, between the reflective layer 44 provided on the second side surface 42b of the wavelength conversion layer 42 and the base material 40, between the adjacent base materials 40. In the meantime, the reflective layer 44 provided on the lower surface 42e of the wavelength conversion layer 42 and the lower surface 48e of the outer peripheral member 48 and the base substrate 43 are fixed with a silicone-based adhesive mixed with a filler having high thermal conductivity.

[実施例2]
反射層44が、各基材40の第1の側面40bやベース基板43の一面43aに設けられている場合には、基材40の第1の側面40bに設けられた反射層44と波長変換層42との間、隣り合う基材40同士の間、ベース基板43の一面43aと波長変換層42の下面42e及び外周部材48の下面48eとの間を、透明なシリコーン系接着剤で固着する。
[Example 2]
When the reflective layer 44 is provided on the first side surface 40b of each base material 40 or one surface 43a of the base substrate 43, the wavelength conversion with the reflective layer 44 provided on the first side surface 40b of the base material 40 is performed. A transparent silicone-based adhesive is fixed between the layer 42, between the adjacent base materials 40, and between the one surface 43 a of the base substrate 43 and the lower surface 42 e of the wavelength conversion layer 42 and the lower surface 48 e of the outer peripheral member 48. .

波長変換素子51を構成する部材どうしの間の隙間をほぼなくす構成することで、波長変換素子51で発生する熱を、外周部材48やベース基板43に少ない温度差で伝導することができる。これにより、波長変換素子51の温度上昇を抑制し、波長変換効率を高めることができる。   By configuring so that the gap between the members constituting the wavelength conversion element 51 is substantially eliminated, heat generated in the wavelength conversion element 51 can be conducted to the outer peripheral member 48 and the base substrate 43 with a small temperature difference. Thereby, the temperature rise of the wavelength conversion element 51 can be suppressed and the wavelength conversion efficiency can be increased.

[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態のプロジェクターについて説明する。
以下に示す本実施形態のプロジェクター50(図1)の基本構成は、上記第1実施形態と略同様であるが、光源装置2Bの波長変換素子52が透過型である点において異なる。よって、以下の説明では、光源装置2B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8と共通の構成要素には同一の符号を付すものとする。
[Second Embodiment]
Next, a projector according to a second embodiment of the invention will be described.
The basic configuration of the projector 50 (FIG. 1) of the present embodiment described below is substantially the same as that of the first embodiment, but differs in that the wavelength conversion element 52 of the light source device 2B is a transmissive type. Therefore, in the following description, the light source device 2B 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.

(光源装置)
次に、第2実施形態における光源装置2Bについて説明する。
図9は、第2実施形態における光源装置2Bの概略構成を示す図である。
図9に示すように、第2実施形態におけるプロジェクター50(図1)の光源装置2Bは、励起光源110と、アフォーカル光学系11と、ホモジナイザー光学系12と、第1の集光光学系20と、波長変換素子52と、第2の集光光学系60と、第1レンズアレイ120と、第2レンズアレイ130と、偏光変換素子140と、重畳レンズ150とを備える。
(Light source device)
Next, the light source device 2B in the second embodiment will be described.
FIG. 9 is a diagram illustrating a schematic configuration of a light source device 2B according to the second embodiment.
As shown in FIG. 9, the light source device 2 </ b> B of the projector 50 (FIG. 1) in the second embodiment includes an excitation light source 110, an afocal optical system 11, a homogenizer optical system 12, and a first condensing optical system 20. A wavelength conversion element 52, a second condensing optical system 60, a first lens array 120, a second lens array 130, a polarization conversion element 140, and a superimposing lens 150.

励起光源110は、レーザー光からなる青色の励起光Bを射出する複数の半導体レーザー110Aから構成されている。励起光Bの発光強度のピークは、例えば445nmである。複数の半導体レーザー110Aは、照明光軸100axと直交する一つの平面内においてアレイ状に配置されている。なお、励起光源110としては、445nm以外の波長、例えば455nmや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。   The excitation light source 110 includes a plurality of semiconductor lasers 110A that emit blue excitation light B made of laser light. The peak of the emission intensity of the excitation light B is, for example, 445 nm. The plurality of semiconductor lasers 110A are arranged in an array in one plane orthogonal to the illumination optical axis 100ax. As the excitation light source 110, a semiconductor laser that emits blue light having a wavelength other than 445 nm, for example, 455 nm or 460 nm can also be used.

アフォーカル光学系11は、例えば凸レンズ11aと、凹レンズ11bと、を備えている。アフォーカル光学系11は、励起光源110から射出された複数のレーザー光からなる光束の径を縮小する。なお、アフォーカル光学系11と励起光源110との間にコリメーター光学系を配置し、アフォーカル光学系11に入射する励起光を平行光束に変換するようにしてもよい。   The afocal optical system 11 includes, for example, a convex lens 11a and a concave lens 11b. The afocal optical system 11 reduces the diameter of a light beam composed of a plurality of laser beams emitted from the excitation light source 110. A collimator optical system may be disposed between the afocal optical system 11 and the excitation light source 110 to convert the excitation light incident on the afocal optical system 11 into a parallel light beam.

ホモジナイザー光学系12は、例えば第1マルチレンズアレイ12aと、第2マルチレンズアレイ12bと、を備えている。ホモジナイザー光学系12は、励起光の光強度分布を後述する波長変換層上で均一な状態、いわゆるトップハット分布にする。ホモジナイザー光学系12は、第1マルチレンズアレイ12aの複数のレンズから射出された複数の小光束を、第1の集光光学系20とともに、波長変換層上で互いに重畳させる。これにより、波長変換層上に照射される励起光Bの光強度分布を均一な状態とする。   The homogenizer optical system 12 includes, for example, a first multi-lens array 12a and a second multi-lens array 12b. The homogenizer optical system 12 makes the light intensity distribution of the excitation light in a uniform state on the wavelength conversion layer, which will be described later, a so-called top hat distribution. The homogenizer optical system 12 superimposes a plurality of small light beams emitted from a plurality of lenses of the first multi-lens array 12 a on the wavelength conversion layer together with the first condensing optical system 20. Thereby, the light intensity distribution of the excitation light B irradiated on the wavelength conversion layer is made uniform.

第1の集光光学系20は、例えば第1レンズ20aと、第2レンズ20bと、を備えている。第1の集光光学系20は、ホモジナイザー光学系12から波長変換素子52までの光路中に配置され、励起光Bを集光させて波長変換素子52の波長変換層に入射させる。
本実施形態において、第1レンズ20aおよび第2レンズ20bは、それぞれ凸レンズから構成されている。
The first condensing optical system 20 includes, for example, a first lens 20a and a second lens 20b. The first condensing optical system 20 is disposed in the optical path from the homogenizer optical system 12 to the wavelength conversion element 52, condenses the excitation light B, and enters the wavelength conversion layer of the wavelength conversion element 52.
In the present embodiment, the first lens 20a and the second lens 20b are each composed of a convex lens.

第2の集光光学系60は、例えば第1コリメートレンズ62と、第2コリメートレンズ64と、を備えている。第2の集光光学系60は、波長変換素子52から射出された光を略平行化する。第1コリメートレンズ62および第2コリメートレンズ64は、それぞれ凸レンズから構成されている。   The second condensing optical system 60 includes, for example, a first collimating lens 62 and a second collimating lens 64. The second condensing optical system 60 makes the light emitted from the wavelength conversion element 52 substantially parallel. The first collimating lens 62 and the second collimating lens 64 are each composed of a convex lens.

第1レンズアレイ120は、第2の集光光学系60から射出された光を複数の部分光束に分割するための複数の第1レンズ122を有する。複数の第1レンズ122は、照明光軸100axと直交する面内においてマトリクス状に配列されている。   The first lens array 120 has a plurality of first lenses 122 for dividing the light emitted from the second condensing optical system 60 into a plurality of partial light beams. The plurality of first lenses 122 are arranged in a matrix in a plane orthogonal to the illumination optical axis 100ax.

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レンズ122に対応する複数の第2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レンズ122の像を光変調装置4R、光変調装置4G、および光変調装置4Bの画像形成領域の近傍に結像させる。複数の第2レンズ132は、照明光軸100axに直交する面内においてマトリクス状に配列されている。   The second lens array 130 has a plurality of second lenses 132 corresponding to the plurality of first lenses 122 of the first lens array 120. The second lens array 130 forms an image of each first lens 122 of the first lens array 120 together with the superimposing lens 150 in the vicinity of the image forming regions of the light modulation device 4R, the light modulation device 4G, and the light modulation device 4B. Let The plurality of second lenses 132 are arranged in a matrix in a plane orthogonal to the illumination optical axis 100ax.

偏光変換素子140は、第2レンズアレイ130から射出された光を直線偏光に変換する。偏光変換素子140は、例えば、偏光分離膜と位相差板と(ともに図示略)を備えている。   The polarization conversion element 140 converts the light emitted from the second lens array 130 into linearly polarized light. The polarization conversion element 140 includes, for example, a polarization separation film and a phase difference plate (both not shown).

重畳レンズ150は、偏光変換素子140から射出された各部分光束を集光して、図1に示した光変調装置4R,光変調装置4G,および光変調装置4Bの画像形成領域の近傍に重畳させる。   The superimposing lens 150 condenses the partial light beams emitted from the polarization conversion element 140 and superimposes them in the vicinity of the image forming regions of the light modulation device 4R, the light modulation device 4G, and the light modulation device 4B shown in FIG. Let

(波長変換素子)
次に、第2実施形態の波長変換素子について説明する。
図10は、第2実施形態における波長変換素子52を、図9の照明光軸100axを含む平面で切断した断面図である。図11は、波長変換素子52の構成を説明するための分解斜視図である。図12は、励起光Bの入射側から見た波長変換素子52の平面図である。
(Wavelength conversion element)
Next, the wavelength conversion element of 2nd Embodiment is demonstrated.
FIG. 10 is a cross-sectional view of the wavelength conversion element 52 according to the second embodiment cut along a plane including the illumination optical axis 100ax of FIG. FIG. 11 is an exploded perspective view for explaining the configuration of the wavelength conversion element 52. FIG. 12 is a plan view of the wavelength conversion element 52 viewed from the incident side of the excitation light B. FIG.

図10に示すように、波長変換素子52は、複数の基材40からなる外周部材48と、波長変換層42と、透光性部材33と、ダイクロイック膜34と、反射層44と、反射層36と、を備えている。   As shown in FIG. 10, the wavelength conversion element 52 includes an outer peripheral member 48 composed of a plurality of base materials 40, a wavelength conversion layer 42, a translucent member 33, a dichroic film 34, a reflection layer 44, and a reflection layer. 36.

外周部材48は、図10及び図11に示すように、先の実施形態と同様に4つの基材40で構成され、これら各基材40の第1の側面40bが波長変換層42の各第2の側面42bに当接した状態で当該波長変換層42に接合されている。波長変換層42は、4つの基材40によって構成される位置決め孔47(図12)の内側に位置している。   As shown in FIGS. 10 and 11, the outer peripheral member 48 is composed of four base materials 40 as in the previous embodiment, and the first side surface 40 b of each base material 40 is the first of the wavelength conversion layer 42. 2 is bonded to the wavelength conversion layer 42 in contact with the side surface 42b. The wavelength conversion layer 42 is located inside the positioning hole 47 (FIG. 12) configured by the four base materials 40.

図10に示すように、透光性部材33は、波長変換層42の光入射端面32a側、すなわち外周部材48の下面48e側に設けられている。透光性部材33は、ガラス、石英、サファイア等の透光性を有する材料からなる平凸レンズで構成されている。透光性部材33は、平坦面33fと、凸面(傾斜部)33dと、を有している。透光性部材33の平坦面33fは、波長変換層42の光入射端面32aと対向している。透光性部材33と波長変換層42との間には透光性のある熱伝導部材37が設けられ、透光性部材33と波長変換層42とは互いに熱的に接触している。   As shown in FIG. 10, the translucent member 33 is provided on the light incident end surface 32 a side of the wavelength conversion layer 42, that is, on the lower surface 48 e side of the outer peripheral member 48. The translucent member 33 is composed of a plano-convex lens made of a translucent material such as glass, quartz, and sapphire. The translucent member 33 has a flat surface 33f and a convex surface (inclined portion) 33d. The flat surface 33 f of the translucent member 33 faces the light incident end surface 32 a of the wavelength conversion layer 42. A translucent heat conducting member 37 is provided between the translucent member 33 and the wavelength conversion layer 42, and the translucent member 33 and the wavelength conversion layer 42 are in thermal contact with each other.

透光性部材33は半球状の形状を有し、透光性部材33の凸面(傾斜部)33dは半球面状の形状を有している。凸面33dは、曲面を有している。透光性部材33をその平坦面33fの法線方向からから見たとき、透光性部材33の形状は円形であり、透光性部材33の中央部は波長変換層42と重なっている。透光性部材33は、励起光Bが後述するダイクロイック膜34と光入射端面32aとをこの順に透過して波長変換層42に入射するように配置されている。   The translucent member 33 has a hemispherical shape, and the convex surface (inclined portion) 33d of the translucent member 33 has a hemispherical shape. The convex surface 33d has a curved surface. When the translucent member 33 is viewed from the normal direction of the flat surface 33 f, the translucent member 33 has a circular shape, and the central portion of the translucent member 33 overlaps the wavelength conversion layer 42. The translucent member 33 is arranged so that the excitation light B passes through a dichroic film 34 and a light incident end face 32a, which will be described later, and enters the wavelength conversion layer 42 in this order.

透光性部材33の屈折率は、波長変換層42の屈折率と略等しいことが望ましい。透光性部材33の屈折率が波長変換層42の屈折率と略等しい場合、励起光もしくは蛍光光が透光性部材33と波長変換層42との界面を通過する際の反射による損失を最小限に抑えることができる。その結果、より多くの蛍光光を所望の方向に取り出すことができる。   The refractive index of the translucent member 33 is desirably substantially equal to the refractive index of the wavelength conversion layer 42. When the refractive index of the translucent member 33 is substantially equal to the refractive index of the wavelength conversion layer 42, the loss due to reflection when excitation light or fluorescent light passes through the interface between the translucent member 33 and the wavelength conversion layer 42 is minimized. To the limit. As a result, more fluorescent light can be extracted in a desired direction.

ダイクロイック膜34は、透光性部材33の凸面33dに設けられている。凸面33dは、光入射端面32aに対して傾斜した傾斜部を含み、ダイクロイック膜34を支持する支持面である。ダイクロイック膜34は、透光性部材33の支持面である凸面33dに沿うように設けられ、半球面状の形状を有している。   The dichroic film 34 is provided on the convex surface 33 d of the translucent member 33. The convex surface 33 d is a support surface that includes an inclined portion that is inclined with respect to the light incident end surface 32 a and supports the dichroic film 34. The dichroic film 34 is provided along the convex surface 33 d that is a support surface of the translucent member 33, and has a hemispherical shape.

ダイクロイック膜34は、励起光源110から射出された青色の励起光Bを透過し、波長変換層42で生成された黄色の蛍光光Yを反射する特性を有する。波長変換層42で生成された蛍光光Y1は、各基材40と波長変換層42との間に設けられた反射層44によって反射される。   The dichroic film 34 has a characteristic of transmitting the blue excitation light B emitted from the excitation light source 110 and reflecting the yellow fluorescent light Y generated by the wavelength conversion layer 42. The fluorescent light Y <b> 1 generated by the wavelength conversion layer 42 is reflected by a reflection layer 44 provided between each base material 40 and the wavelength conversion layer 42.

反射層36は、外周部材48と透光性部材33との間に設けられている。反射層36は、蛍光光Yのうち、ダイクロイック膜34で反射されて光入射端面32aの外側の領域に向かって進む成分を、ダイクロイック膜34に向けて反射させる。反射層36には、反射層44と同様、アルミニウム、銀等の反射率の高い金属材料が用いられることが望ましい。   The reflective layer 36 is provided between the outer peripheral member 48 and the translucent member 33. The reflection layer 36 reflects the component of the fluorescent light Y reflected by the dichroic film 34 and traveling toward the region outside the light incident end face 32 a toward the dichroic film 34. As with the reflective layer 44, it is desirable to use a metal material with high reflectivity such as aluminum or silver for the reflective layer.

なお、外周部材48の各基材40がアルミニウム等の材料で構成されている場合には、各基材40の表面が光反射性を有するため、反射層44および反射層36は、必ずしも設けられていなくてもよい。   In addition, when each base material 40 of the outer periphery member 48 is comprised with materials, such as aluminum, since the surface of each base material 40 has light reflectivity, the reflective layer 44 and the reflective layer 36 are not necessarily provided. It does not have to be.

以上述べたように、外周部材48が複数の基材40に分割され、これら各基材40が波長変換層42に接合された構成は、本実施形態のような透過型の波長変換素子52にも適用することができる。波長変換層42に対して、4つの基材40が各第2の側面42bにそれぞれ当接した状態で配置されているため、波長変換層42と外周部材48(各基材40)の間に殆ど隙間がない状態とすることができる。これによって、波長変換層42と基材40との熱抵抗のばらつきが抑制され、同一の励起光量での波長変換層42の温度が安定する。これにより、波長変換素子52の変換効率のばらつきを低減することができる。   As described above, the configuration in which the outer peripheral member 48 is divided into the plurality of base materials 40 and each of the base materials 40 is bonded to the wavelength conversion layer 42 is the transmission-type wavelength conversion element 52 as in this embodiment. Can also be applied. Since the four base materials 40 are disposed in contact with the second side surfaces 42b with respect to the wavelength conversion layer 42, the wavelength conversion layer 42 and the outer peripheral member 48 (each base material 40) are disposed between them. It can be in a state where there is almost no gap. Thereby, variation in thermal resistance between the wavelength conversion layer 42 and the substrate 40 is suppressed, and the temperature of the wavelength conversion layer 42 with the same excitation light amount is stabilized. Thereby, the dispersion | variation in the conversion efficiency of the wavelength conversion element 52 can be reduced.

また、透光性部材33と波長変換層42とが熱伝導部材37を介して熱的に接触しているため、波長変換層42で発生した熱を基材40だけでなく、透光性部材33にも伝達させて放熱することができる。   Moreover, since the translucent member 33 and the wavelength conversion layer 42 are in thermal contact with each other via the heat conducting member 37, the heat generated in the wavelength conversion layer 42 is not limited to the base material 40, but the translucent member. 33 can also be transmitted to dissipate heat.

上述したように、波長変換素子52は、ダイクロイック膜34を備えた半球型の透光性部材33を備えているため、波長変換層42で生成された蛍光光を光入射端面32aから上方(透光性部材33とは反対側)へ向けて効率よく取り出すことができる。   As described above, since the wavelength conversion element 52 includes the hemispherical translucent member 33 including the dichroic film 34, the fluorescent light generated by the wavelength conversion layer 42 is upward (translucent) from the light incident end surface 32a. It can be efficiently taken out toward the side opposite to the optical member 33).

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。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。   The preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such 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.

1,50…プロジェクター、2A,2B…光源装置、4B,4G,4R…光変調装置、6…投射光学系、32a…光入射端面、33…透光性部材、33d…凸面(傾斜部)、36,44…反射層、40…基材、40…基材(基材)、40b…第1の側面、42…波長変換層、42a…光入射出端面、42b…第2の側面、42c…辺、43…ベース基板、45…透過性接合材、46…不透過性接合材、48…外周部材、51,52…波長変換素子、110…励起光源、B…励起光、q…基材の第1の側面の端部、s…波長変換素子の第2の側面の端部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,50 ... Projector, 2A, 2B ... Light source device, 4B, 4G, 4R ... Light modulation device, 6 ... Projection optical system, 32a ... Light incident end surface, 33 ... Translucent member, 33d ... Convex surface (inclined part), 36, 44 ... reflective layer, 40 ... base material, 40 ... base material (base material), 40b ... first side surface, 42 ... wavelength conversion layer, 42a ... light incident / exit end surface, 42b ... second side surface, 42c ... Sides, 43 ... base substrate, 45 ... permeable bonding material, 46 ... non-permeable bonding material, 48 ... outer peripheral member, 51, 52 ... wavelength conversion element, 110 ... excitation light source, B ... excitation light, q ... substrate The end of the first side surface, s... The end of the second side surface of the wavelength conversion element

Claims (10)

平面視多角形状の波長変換層と、
前記波長変換層の励起光の入射方向に重なることなく前記波長変換層の周囲に設けられる複数の基材を有する外周部材と、を備え、
前記複数の基材のそれぞれの第1の側面が、前記波長変換層の前記入射方向の周りにおける第2の側面に当接するように配置され、
前記第1の側面に沿う辺は、前記第2の側面に沿う辺より長い、波長変換素子。
A wavelength conversion layer having a polygonal shape in plan view;
An outer peripheral member having a plurality of base materials provided around the wavelength conversion layer without overlapping the incident direction of the excitation light of the wavelength conversion layer,
The first side surfaces of the plurality of base materials are disposed so as to contact the second side surface around the incident direction of the wavelength conversion layer,
The wavelength conversion element, wherein the side along the first side surface is longer than the side along the second side surface.
前記複数の基材のそれぞれの前記第1の側面の端部が、対向する前記波長変換層の前記第2の側面の端部に一致している、請求項1に記載の波長変換素子。   2. The wavelength conversion element according to claim 1, wherein an end portion of the first side surface of each of the plurality of base materials coincides with an end portion of the second side surface of the wavelength conversion layer facing each other. 前記複数の基材のそれぞれの前記第1の側面と、前記波長変換層の前記第2の側面との間に、反射層が設けられている、
請求項1または2に記載の波長変換素子。
A reflective layer is provided between the first side surface of each of the plurality of base materials and the second side surface of the wavelength conversion layer.
The wavelength conversion element according to claim 1.
前記反射層は、前記基材の前記第1の側面に形成され、
前記波長変換層と前記基材とは、前記第2の側面と前記反射層との間に設けられた透過性接合材により接合される、
請求項3に記載の波長変換素子。
The reflective layer is formed on the first side surface of the substrate;
The wavelength conversion layer and the base material are bonded by a transmissive bonding material provided between the second side surface and the reflective layer.
The wavelength conversion element according to claim 3.
前記反射層は、前記波長変換層の前記第2の側面に形成され、
前記波長変換層と前記基材とは、前記反射層と前記第1の側面との間に設けられた接合材により接合される、
請求項3に記載の波長変換素子。
The reflective layer is formed on the second side surface of the wavelength conversion layer,
The wavelength conversion layer and the base material are bonded by a bonding material provided between the reflective layer and the first side surface.
The wavelength conversion element according to claim 3.
前記複数の基材は、それぞれ同一の形状を有する、
請求項1ないし5のいずれか一項に記載の波長変換素子。
The plurality of substrates each have the same shape.
The wavelength conversion element as described in any one of Claim 1 thru | or 5.
前記波長変換層の光入射端面とは反対側に基板を備えている、
請求項1ないし6のいずれか一項に記載の波長変換素子。
A substrate is provided on the side opposite to the light incident end face of the wavelength conversion layer,
The wavelength conversion element as described in any one of Claim 1 thru | or 6.
前記波長変換層の励起光の入射側に設けられ、前記入射側に対して傾斜した傾斜部を有する透光性部材を備えている、
請求項1ないし6のいずれか一項に記載の波長変換素子。
Provided with an excitation light incident side of the wavelength conversion layer, and a translucent member having an inclined portion inclined with respect to the incident side;
The wavelength conversion element as described in any one of Claim 1 thru | or 6.
励起光を射出する励起光源と、
前記励起光が入射される請求項1ないし8のいずれか一項に記載の波長変換素子と、
を備える、光源装置。
An excitation light source that emits excitation light;
The wavelength conversion element according to any one of claims 1 to 8, wherein the excitation light is incident;
A light source device.
請求項9に記載の光源装置と、
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して画像光を生成する光変調装置と、
前記画像光を投射する投射光学系と、を備える、プロジェクター。
The light source device according to claim 9;
A light modulation device for generating image light by modulating light emitted from the light source device according to image information;
A projection optical system that projects the image light.
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