JP2018132549A

JP2018132549A - 波長変換装置、光源装置及びプロジェクター

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Publication number: JP2018132549A
Application number: JP2017024105A
Authority: JP
Inventors: 将也増田; Masaya Masuda
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2017-02-13
Filing date: 2017-02-13
Publication date: 2018-08-23
Anticipated expiration: 2037-02-13
Also published as: US20180231880A1; JP6938938B2; US10248014B2

Abstract

【課題】高い反射率が得られる、波長変換装置を提供する。また、当該波長変換装置を備えた光源装置を提供する。また、当該光源装置を備えたプロジェクターを提供する。【解決手段】本発明の波長変換装置は、複数の気孔を有するとともに、第１の波長帯の光により励起されることによって第１の波長帯とは異なる第２の波長帯の光を生成する波長変換層と、気孔によって波長変換層の表面に生じる凹部を封孔する透明部材と、波長変換層の表面及び透明部材の表面に形成される反射部材と、反射部材の波長変換層と反対側に設けられる基材と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、波長変換装置、光源装置及びプロジェクターに関するものである。

近年、プロジェクター用の照明装置として照明光として蛍光を利用するものがある。例えば、下記特許文献１には、蛍光を利用した照明装置が開示されている。この照明装置では、蛍光体セラミックスからなる蛍光体の表面に金属膜（反射部材）を設けることで、蛍光体で生成した蛍光を反射することで取り出している。この照明装置では、熱拡散を妨げる要因となる気孔を少なくするようにしている。

特許第５５３０１６５号公報

ところで、蛍光体で生成された蛍光を拡散させるために蛍光体の内部に気孔を形成することも考えられる。しかしながら、蛍光体の内部に気孔を形成した場合、蛍光体表面に気孔による凹部が生じる。蛍光体表面に凹部が生じると、当該蛍光体表面に反射部材を形成した際、凹部により反射部材が均一に形成されないため、反射部材の反射率が低下することによって蛍光体からの蛍光の取り出し効率が低下するおそれがあった。

本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決することを目的としたものであり、高い反射率が得られる、波長変換装置を提供することを目的の１つとする。また、当該波長変換装置を備えた光源装置を提供することを目的の１つとする。また、当該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１つとする。

本発明の第１態様に従えば、複数の気孔を有するとともに、第１の波長帯の光により励起されることによって前記第１の波長帯とは異なる第２の波長帯の光を生成する波長変換層と、前記気孔によって前記波長変換層の表面に生じる凹部を封孔する透明部材と、前記波長変換層の表面及び前記透明部材の表面に形成される反射部材と、前記反射部材の前記波長変換層と反対側に設けられる基材と、を備える波長変換装置が提供される。

第１態様に係る波長変換装置によれば、波長変換層の表面の凹部が透明部材で封孔されて略平坦面となるため、当該表面上に反射部材を均一に形成することができ、波長変換層で生成された光が反射部材によって反射される際の反射率の低下を抑制できるので、波長変換層で生成された光の取り出し効率の低下を抑制できる。

また、波長変換層で発生した熱が反射部材へと効率良く伝達されるので、波長変換層の放熱性が高くなる。よって、例えば、基材に放熱部材を設ける場合、放熱部材を小型化することができる。したがって、波長変換装置自体の小型化を図ることができる。

上記第１態様において、前記基材を回転軸の周りに回転させる回転装置をさらに備えるのが好ましい。
この構成によれば、基材を回転させることで、波長変換層に対する光の入射位置を時間的に変化させることが可能となる。よって、波長変換層の所定領域に光が集中して入射する構成に比べて、入射光によって波長変換層に生じる熱が波長変換層に与える影響が抑えられる。したがって、波長変換層に対する熱による損傷等の影響を低減することができる。

上記第１態様において、前記基材における前記波長変換層と反対側の面に設けられる放熱部材をさらに備えるのが好ましい。
この構成によれば、波長変換層の放熱性が高くなることによって、放熱部材を小型化でき、結果的に波長変換装置自体の小型化を図ることができる。

本発明の第２態様に従えば、上記第１態様に係る波長変換装置と、前記波長変換層に向けて前記第１の波長帯の光を射出する光源と、を備える光源装置が提供される。

第２態様に係る光源装置によれば、波長変換層の放熱性を高めることで、波長変換層の温度上昇が低減され、波長変換層の発光効率の低下を低減できる。

本発明の第３態様に従えば、上記第２態様に係る光源装置と、前記光源装置からの光を画像情報に応じて変調することにより画像光を形成する光変調装置と、前記画像光を投写する投写光学系と、を備えるプロジェクターが提供される。

第３態様に係るプロジェクターは上記第２態様に係る光源装置を備えるので、高輝度な画像を形成することができる。

第一実施形態に係るプロジェクターの概略を示す図である。第一実施形態に係る照明装置の概略を示す図である。波長変換装置の要部構成を示す断面図である。波長変換装置の製造プロセスの一部を示す図である。波長変換装置の製造プロセスの一部を示す図である。波長変換装置の製造プロセスの一部を示す図である。波長変換装置の製造プロセスの一部を示す図である。第二実施形態に係る照明装置の概略を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面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。

（第一実施形態）
本実施形態に係るプロジェクターの一例について説明する。本実施形態のプロジェクターは、スクリーンＳＣＲ上にカラー映像を表示する投写型画像表示装置である。プロジェクターは、光変調装置として、赤色光、緑色光、青色光の各色光に対応した３つの液晶光変調装置を備えている。プロジェクターは、照明装置の光源として、半導体レーザーダイオードを備えている。なお、本実施形態では、光変調装置として過型液晶ライトバルブを用いているが、光変調装置として、反射型液晶ライドバルブを用いることもできる。また、光変調装置として、マイクロミラーを用いたデバイス、例えば、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）等を利用したものなど、液晶以外の光変調装置を用いてもよい。さらに、照明装置の光源として、半導体レーザーダイオードに限らずＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いることもできる。

図１は、本実施形態に係るプロジェクター１の構成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、液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ、クロスダイクロイックプリズム５００及び投写光学系６００を備える。

本実施形態において、照明装置１００は白色の照明光ＷＬを色分離導光光学系２００に向けて射出する。

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及びリレーレンズ２６０，２７０を備える。色分離導光光学系２００は、照明装置１００からの照明光ＷＬを赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ及び青色光ＬＢに分離し、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ及び青色光ＬＢをそれぞれが対応する液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂに導光する。
色分離導光光学系２００と、液晶光変調装置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。

ダイクロイックミラー２１０は、赤色光成分を通過させ、緑色光成分及び青色光成分を反射するダイクロイックミラーである。
ダイクロイックミラー２２０は、緑色光成分を反射して、青色光成分を通過させるダイクロイックミラーである。
反射ミラー２３０は、赤色光成分を反射する反射ミラーである。
反射ミラー２４０，２５０は青色光成分を反射する反射ミラーである。

ダイクロイックミラー２１０を通過した赤色光ＬＲは、反射ミラー２３０で反射され、フィールドレンズ３００Ｂを通過して赤色光用の液晶光変調装置４００Ｒの画像形成領域に入射する。
ダイクロイックミラー２１０で反射された緑色光ＬＧは、ダイクロイックミラー２２０でさらに反射され、フィールドレンズ３００Ｇを通過して緑色光用の液晶光変調装置４００Ｇの画像形成領域に入射する。
ダイクロイックミラー２２０を透過した青色光ＬＢは、リレーレンズ２６０、反射ミラー２４０、リレーレンズ２７０、反射ミラー２５０、フィールドレンズ３００Ｂを経て青色光用の液晶光変調装置４００Ｂの画像形成領域に入射する。

液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、入射された色光を画像情報に応じて変調して各色光に対応するカラー画像を形成するものである。なお、図示を省略したが、各フィールドレンズ３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂと各液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとの間には、それぞれ入射側偏光板が配置され、各液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとクロスダイクロイックプリズム５００との間には、それぞれ射出側偏光板が配置される。

クロスダイクロイックプリズム５００は、各液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂから射出された各画像光を合成してカラー画像を形成する光学素子である。

この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から射出されたカラー画像は、投写光学系６００によって拡大投写され、スクリーンＳＣＲ上で画像を形成する。

（照明装置）
図２は、照明装置１００の構成を示す概略図である。
照明装置１００は、前述したように照明光ＷＬを色分離導光光学系２００に向けて射出する。照明装置１００は、図２に示すように、光源装置１００Ａ、インテグレーター光学系１７、偏光変換素子１８及び重畳レンズ１９を備える。光源装置１００Ａは、光源部３１、アフォーカル光学系３２、ホモジナイザー光学系３３、偏光分離装置１４、位相差板１５、ピックアップ光学系１６及び波長変換装置４を備える。また、光源部３１は、アレイ光源３１Ａ及びコリメータ光学系３１Ｂを備える。

光源部３１のアレイ光源３１Ａは、複数の半導体レーザー１１１により構成される。固体光源素子または発光素子としての半導体レーザー１１１は、特許請求の範囲の「光源」に相当する。
具体的に、アレイ光源３１Ａは、当該アレイ光源３１Ａから射出される光束の照明光軸Ａｘ１と直交する一平面内に複数の半導体レーザー１１１がアレイ状に配列されることにより形成される。なお、詳しくは後述するが、波長変換装置４にて反射された光束の照明光軸をＡｘ２としたとき、照明光軸Ａｘ１と照明光軸Ａｘ２とは互いに直交している。照明光軸Ａｘ１上においては、アレイ光源３１Ａと、コリメータ光学系３１Ｂと、アフォーカル光学系３２と、ホモジナイザー光学系３３と、偏光分離装置１４とが、この順に並んで配置されている。
一方、照明光軸Ａｘ２上においては、波長変換装置４と、ピックアップ光学系１６と、位相差板１５と、偏光分離装置１４と、インテグレーター光学系１７と、偏光変換素子１８と、重畳レンズ１９とが、後述する蛍光ＹＬの進行方向にこの順に並んで配置されている。

アレイ光源３１Ａを構成する半導体レーザー１１１は、例えば、４４０〜４８０ｎｍの波長域にピーク波長を有する励起光（青色光ＢＬ）を射出する。また、半導体レーザー１１１から射出される青色光ＢＬは、コヒーレントな直線偏光であり、偏光分離装置１４に向けて照明光軸Ａｘ１と平行に射出される。本実施形態において、青色光ＢＬは特許請求の範囲に記載の「第１の波長帯の光」に相当する。

また、アレイ光源３１Ａは、各半導体レーザー１１１が射出する青色光ＢＬの偏光方向を、偏光分離装置１４の偏光分離層１４３にて反射される偏光成分（例えば、Ｓ偏光成分）の偏光方向と一致させるようにしている。アレイ光源３１Ａから射出された青色光ＢＬは、コリメータ光学系３１Ｂに入射する。

コリメータ光学系３１Ｂは、アレイ光源３１Ａから射出された青色光ＢＬを平行光に変換するものである。コリメータ光学系３１Ｂは、例えば各半導体レーザー１１１に対応してアレイ状に配置された複数のコリメータレンズ２７を備える。このコリメータ光学系３１Ｂを通過することにより平行光に変換された青色光ＢＬは、アフォーカル光学系３２に入射する。

アフォーカル光学系３２は、コリメータ光学系３１Ｂから入射された青色光ＢＬの光束径を調整する。このアフォーカル光学系３２は、レンズ１２１とレンズ１２２を備える。このアフォーカル光学系３２を通過することによりサイズが調整された青色光ＢＬは、ホモジナイザー光学系３３に入射する。

ホモジナイザー光学系３３は、後述するピックアップ光学系１６と協働して、被照明領域における青色光ＢＬによる照度分布を均一化する。このホモジナイザー光学系３３は、一対のマルチレンズアレイ１３１，１３２を備える。このホモジナイザー光学系３３から射出された青色光ＢＬは、偏光分離装置１４に入射する。

偏光分離装置１４は、いわゆるプリズム型の偏光ビームスプリッター（ＰＢＳ）であり、Ｐ偏光及びＳ偏光のうち、一方の偏光光を通過させ、他方の偏光光を反射させる。この偏光分離装置１４は、プリズム１４１，１４２及び偏光分離層１４３を備える。これらプリズム１４１，１４２は、略三角柱形状に形成され、それぞれ照明光軸Ａｘ１に対して４５°の角度をなす傾斜面を有し、かつ、照明光軸Ａｘ２に対して４５°の角度をなしている。

偏光分離層１４３は、上記傾斜面に設けられ、当該偏光分離層１４３に入射した第１の波長帯の青色光ＢＬを、Ｓ偏光成分とＰ偏光成分とに分離する偏光分離機能を有する。この偏光分離層１４３は、青色光ＢＬのＳ偏光成分を反射させ、青色光ＢＬのＰ偏光成分を透過させる。

また、偏光分離層１４３は、当該偏光分離層１４３に入射した光のうち、第１の波長帯（青色光ＢＬの波長帯）とは異なる第２の波長帯（緑色光ＧＬ及び赤色光ＬＲ）の光を、その偏光状態にかかわらず透過させる色分離機能を有する。なお、偏光分離装置１４は、プリズム型のものに限らず、プレート型の偏光分離装置を用いてもよい。

本実施形態において、偏光分離層１４３に入射した青色光ＢＬは、その偏光方向がＳ偏光成分と一致していることから、Ｓ偏光の励起光（以下、青色光ＢＬｓと称す）として、波長変換装置４に向けて反射される。

位相差板１５は、偏光分離層１４３と波長変換装置４との間の光路中に配置された１／４波長板である。この位相差板１５に入射するＳ偏光である青色光ＢＬｓは、円偏光の青色光ＢＬｃに変換された後、ピックアップ光学系１６に入射する。なお、位相差板１５は、１／２波長板でもよい。

ピックアップ光学系１６は、青色光ＢＬｃを波長変換装置４に向けて集光させる。このピックアップ光学系１６は、レンズ１６１，レンズ１６２を備える。具体的に、ピックアップ光学系１６は、入射された複数の光束（青色光ＢＬｃ）を後述する波長変換装置４に向けて集光させるとともに、当該波長変換装置４上で互いに重畳させる。

ピックアップ光学系１６からの青色光ＢＬｃは、波長変換装置４に入射する。波長変換装置４は、青色光ＢＬｃの一部により励起されることによって赤色光及び緑色光を含む蛍光ＹＬを生成する。蛍光ＹＬは、例えば、５００〜７００ｎｍの波長域にピーク波長を有する。なお、波長変換装置４の構成については、後述する。青色光ＢＬｃの一部は後述のように波長変換装置４で反射される。本実施形態において、蛍光ＹＬは特許請求の範囲に記載の「第２の波長帯の光」に相当する。なお、蛍光ＹＬの一部も波長変換装置４で反射される。

そして、波長変換装置４から射出された蛍光ＹＬおよび波長変換装置４で反射された青色光ＢＬｃは、ピックアップ光学系１６、位相差板１５を通過し、偏光分離装置１４に入射する。ここで、青色光ＢＬｃは位相差板１５を再び通過して、Ｐ偏光の青色光ＢＬｐとなる。青色光ＢＬｐは、偏光分離層１４３を透過する。また、蛍光ＹＬは、偏光分離層１４３を透過する。蛍光ＹＬと青色光ＢＬｐ（Ｐ偏光の青色光）とが合成され、白色の照明光ＷＬが生成される。照明光ＷＬは、インテグレーター光学系１７に入射する。

インテグレーター光学系１７は、後述する重畳レンズ１９と協働して、被照明領域における照度分布を均一化する。インテグレーター光学系１７は、一対のレンズアレイ１７１，１７２を備える。これら一対のレンズアレイ１７１，１７２は、複数のレンズがアレイ状に配列されたものからなる。このインテグレーター光学系１７から射出された照明光ＷＬは、偏光変換素子１８に入射する。

偏光変換素子１８は、偏光分離膜と位相差板とから構成され、照明光ＷＬを直線偏光に変換する。偏光変換素子１８から射出された照明光ＷＬは、重畳レンズ１９に入射する。
重畳レンズ１９は、照明光ＷＬを被照明領域において重畳させることにより、被照明領域の照度分布を均一化する。

（波長変換装置）
波長変換装置４は、図２に示すように、基材１０及び蛍光体層１１を備え、回転しないように構成されている。基材１０は、ピックアップ光学系１６側となる第１面１０ａと、第１面１０ａとは反対側となる第２面１０ｂとを有している。波長変換装置４は、第１面１０ａと蛍光体層１１との間に設けられた反射層１２と、第２面１０ｂに設けられた放熱部材２６と、をさらに備える。本実施形態において、蛍光体層１１は特許請求の範囲に記載の「波長変換層」に相当し、反射層１２は特許請求の範囲に記載の「反射部材」に相当する。

本実施形態において、基材１０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。

本実施形態において、蛍光体層１１は、基材１０の第１面１０ａ上に後述する固定部材１３を介して保持される。蛍光体層１１は、入射された光の一部を蛍光ＹＬに変換して射出するとともに、他の一部を蛍光ＹＬに変換せずに射出する。また、反射層１２は、蛍光体層１１から入射した光をピックアップ光学系１６に向けて反射させる。

放熱部材２６は、例えば、ヒートシンクから構成され、複数のフィン２６ａを有した構造からなる。放熱部材２６は、基材１０における蛍光体層１１と反対側の第２面１０ｂに設けられている。なお、放熱部材２６は例えば金属ろうによる接合（金属接合）によって基材１０に固定される。

図３は、波長変換装置４の要部構成を示す断面図である。
図３に示すように、蛍光体層１１は、青色光ＢＬｃが入射されるとともに、蛍光ＹＬが射出される光射出面１１Ａと、当該光射出面１１Ａに対向する面、すなわち、反射層１２が設けられる底面１１Ｂとを備える。

本実施形態において、蛍光体層１１は、蛍光体粒子を焼成することで形成されている。蛍光体層１１を構成する蛍光体粒子として、Ｃｅイオンを含んだＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）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。蛍光体層１１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、無機材料であるガラスバインダーと蛍光体粒子とを焼成することで形成された蛍光体層などが好適に用いられる。
蛍光体層１１は、内部に設けられた複数の気孔２１を有している。これにより、蛍光体層１１は、複数の気孔２１により光散乱特性を有したものとなっている。複数の気孔２１は、例えば、平均粒径が６０μｍ程度の気孔からなる。

複数の気孔２１の一部は、蛍光体層１１の表面（底面１１Ｂ）に形成されるため、蛍光体層１１の底面１１Ｂには気孔２１による凹部２１ａが生じる。本実施形態の波長変換装置４は、凹部２１ａを封孔する透明部材２３を有している。

透明部材２３の材料としては、透光性を有する無機材料、例えば、アルミナ、Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２、ＹＡｌＯ_３、二酸化ジルコニア、Ｌｕ_３Ａｌ_５Ｏ_１２、ＳｉＯ_２（ガラスペースト）や嫌気性の接着剤が用いられる。本実施形態では、透明部材２３の材料として、例えば、ＳｉＯ_２を用いた。

反射層１２は、例えば、蛍光体層１１の底面１１Ｂに蒸着により成膜されることで形成される。反射層１２の形成材料としては、例えば、ＡｌやＡｇ等が用いられる。ここで、仮に底面１１Ｂの平坦度が低い場合、蒸着によって反射層１２を良好に成膜することが難しくなる。底面１１Ｂに対して反射層１２が良好に成膜されないと、蛍光ＹＬを光射出面１１Ａに向けて反射できず、蛍光ＹＬの取り出し効率が低下してしまう。

これに対し、本実施形態の波長変換装置４では、透明部材２３により凹部２１ａを封孔することで底面１１Ｂを略平坦な面としている。ここで、略平坦な面とは、蒸着等によって反射層１２が底面１１Ｂに良好に成膜できる程度の平面度を意味し、反射層１２を成膜可能な程度の凹凸については許容される。

本実施形態において、透明部材２３は凹部２１ａ内に選択的に設けられており、底面１１Ｂの表面には設けられていない。反射層１２は、蛍光体層１１の表面（底面１１Ｂ）及び透明部材２３の表面に形成されている。すなわち、反射層１２は、蛍光体層１１の底面１１Ｂの全域に亘って形成されている。

また、蛍光体層１１の底面１１Ｂに形成された反射層１２は固定部材１３を介して基材１０上に保持されている。固定部材１３による接合方法としては、例えば、銀ろう等の金属ろうによる接合（金属接合）を用いるのが好ましい。これにより、反射層１２と基材１０との間における熱伝導性を向上させることができる。

本実施形態において、蛍光体層１１の光射出面１１Ａには不図示の反射防止膜（ＡＲコート膜）が形成されている。なお、光射出面１１Ａは、底面１１Ｂと同様、気孔２１の一部が露出することで凹部が形成されていても良いし、凹部が形成されていなくても良い。

本実施形態の波長変換装置４は、例えば以下に示す製造方法により製造される。図４Ａ〜図４Ｄは波長変換装置４の製造プロセスの一部を示す図である。

まず、蛍光体層１１を構成する蛍光体粒子及び有機物からなる混合物を調整し、当該混合物を所定の温度にて焼成する。

焼成によって、有機物が蒸発し、図４Ａに示すように、複数の気孔２１を含み、蛍光体からなる蛍光体層１１が形成される。なお、気孔２１の大きさ或いは数は、焼成温度や有機物の材質等で調整可能である。

続いて、図４Ｂに示すように、蛍光体層１１の両面を研削し、光射出面１１Ａと底面１１Ｂとを有した蛍光体層１１を形成する。研削により気孔２１の一部が外部に露出し、蛍光体層１１の底面１１Ｂには凹部２１ａが形成される。

続いて、底面１１Ｂにガラスペーストを塗布する。ガラスペーストの余剰分を除去した後、焼成することで、図４Ｃに示すように凹部２１ａを透明部材２３によって封孔する。このようにガラスペーストの余剰分を除去することで透明部材２３を凹部２１ａ内に選択的に設けることができる。このように透明部材２３により凹部２１ａを封孔することで蛍光体層１１の底面１１Ｂを略平坦な面とすることができる。なお、ガラスペーストを焼成させる際の温度は、蛍光体粒子及び有機物からなる混合物を焼成させる際の温度よりも低い。

続いて、図４Ｄに示すように、透明部材２３により平坦化された底面１１Ｂ上に蒸着やスパッタリング等によって反射層１２を形成する。反射層１２は蛍光体層１１の表面（底面１１Ｂ）及び透明部材２３の表面を覆った状態に形成される、なお、底面１１Ｂは上述のように平坦面となっているため、底面１１Ｂ上に反射層１２を均一に成膜することができる。

続いて、反射層１２及び蛍光体層１１の積層体と基材１０とを固定部材１３を介して固定する。最後に、基材１０における蛍光体層１１と反対側の面に放熱部材２６を固定することで波長変換装置４が製造される。

以上説明したように、本実施形態の波長変換装置４によれば、蛍光体層１１の底面１１Ｂの全域に亘って反射層１２が均一に形成されている。そのため、蛍光体層１１で生成された蛍光ＹＬのうち底面１１Ｂに入射した成分は反射層１２によって良好に反射されて光射出面１１Ａから射出される。よって、蛍光ＹＬの取り出し効率を高くすることができる。

また、底面１１Ｂが略平坦面となるため、蛍光体層１１と反射層１２との接触面積を増加させることができる。これにより、蛍光体層１１で発生した熱は反射層１２へと効率良く伝達される。また、蛍光体層１１で発生した熱は、反射層１２を介して基材１０及び放熱部材２６側へと伝達される。よって、蛍光体層１１の放熱性が高くなる。

このように蛍光体層１１の放熱性が高くなることによって、放熱部材２６を小型化できるため、波長変換装置４を小型化できる。

また、本実施形態の波長変換装置４によれば、蛍光体層１１の放熱性を高めることで、蛍光体層１１の温度上昇が低減され、蛍光体層１１の発光効率の低下を低減できる。よって、この波長変換装置４を備えた光源装置１００Ａは、入射される励起光量に対する蛍光ＹＬの損失を低減した光源装置を提供することができる。
また、本実施形態のプロジェクター１によれば、上記光源装置１００Ａを用いた照明装置１００を備えるため、当該プロジェクター１は高輝度な画像を形成できる。

（第二実施形態）
続いて、本発明の第二実施形態に係る照明装置について説明する。本実施形態の照明装置と第一実施形態との違いは、光源装置における波長変換装置として回転ホイール型のものを用いる点である。以下の説明において、第一実施形態と同一の構成及び部材についてはその詳細については省略若しくは簡略化する。

図５は本実施形態の照明装置１０１の構成を示す概略図である。
図５に示すように、照明装置１０１は、光源装置１０１Ａ、インテグレーター光学系１７、偏光変換素子１８及び重畳レンズ１９を備える。光源装置１０１Ａは、光源部３１、アフォーカル光学系３２、ホモジナイザー光学系３３、偏光分離装置１４、位相差板１５、ピックアップ光学系１６及び波長変換装置４０を備える。

（波長変換装置）
本実施形態の波長変換装置４０は、図５に示すように、基材２０と、蛍光体層１１と、蛍光体層１１と基材２０との間に設けられた反射層１２と、基材２０を回転させる回転装置２５と、放熱部材２６とを備えている。

本実施形態において、基材２０は例えば円板状の部材からなり、蛍光体層１１は基材２０の第１面２０ａ上にリング状に設けられる。放熱部材２６は、基材２０における蛍光体層１１と反対側の第２面２０ｂにリング状に設けられている。
回転装置２５は、基材２０を回転軸Ｏ周りに回転させる。回転装置２５としては、例えばモーター等を用いることができる。

本実施形態の波長変換装置４０においても、蛍光体層１１の底面１１Ｂの全域に亘って反射層１２が均一に形成されている（図３参照）ため、蛍光ＹＬの取り出し効率を高くできる。

また、基材２０を回転させることで、蛍光体層１１に対する励起光の入射位置を時間的に変化させることができる。これにより、蛍光体層１１の所定領域に励起光が集中して入射する構成に比べて、励起光の入射によって蛍光体層１１に生じる熱を効率よく放熱できる。したがって、熱による蛍光体層１１の損傷を低減することができる。

本実施形態の波長変換装置４０によれば、蛍光体層１１の放熱性を高めることで、蛍光体層１１の温度上昇が低減され、蛍光体層１１の発光効率の低下を低減できる。よって、この波長変換装置４０を備えた光源装置１０１Ａは、入射される励起光量に対する蛍光ＹＬの損失を低減することができる。また、この光源装置１０１Ａを用いた照明装置１０１を備えたプロジェクターによれば、高輝度な画像を形成することができる。

なお、本発明は上記実施形態の内容に限定されることはなく、発明の主旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

また、上記実施形態では本発明による光源装置をプロジェクターに搭載した例を示したが、これに限られない。本発明による光源装置は、照明器具や自動車のヘッドライト等にも適用することができる。

１…プロジェクター、４，４０…波長変換素子、１０…基材、１１…蛍光体層、１２，１１２…反射層、１２Ａ…天面部、２０…基材、２１…気孔、２３，２４…凹部、２５，２６…粒子、１００Ａ…光源装置、１１１…半導体レーザー、１２３，１２４…凹部、４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ…液晶光変調装置、６００…投写光学系。

Claims

複数の気孔を有するとともに、第１の波長帯の光により励起されることによって前記第１の波長帯とは異なる第２の波長帯の光を生成する波長変換層と、
前記気孔によって前記波長変換層の表面に生じる凹部を封孔する透明部材と、
前記波長変換層の表面及び前記透明部材の表面に形成される反射部材と、
前記反射部材の前記波長変換層と反対側に設けられる基材と、を備える
ことを特徴とする波長変換装置。
前記基材を回転軸の周りに回転させる回転装置をさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載の波長変換装置。
前記基材における前記波長変換層と反対側の面に設けられる放熱部材をさらに備える
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の波長変換装置。
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の波長変換装置と、
前記波長変換層に向けて前記第１の波長帯の光を射出する光源と、を備える
ことを特徴とする光源装置。
請求項４に記載の光源装置と、
前記光源装置からの光を画像情報に応じて変調することにより画像光を形成する光変調装置と、
前記画像光を投写する投写光学系と、を備える
ことを特徴とするプロジェクター。