JP2019194673A - Wavelength conversion element, phosphor wheel, light source device, and projection type image display device - Google Patents

Wavelength conversion element, phosphor wheel, light source device, and projection type image display device Download PDF

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Abstract

【課題】蛍光光への変換効率、熱効率の向上を図った波長変換素子を提供する。
【解決手段】第一の波長変換素子101は、粒径の異なる蛍光体粒子111a、112a、113aからなる第1蛍光体領域111、第2蛍光体領域112、第3蛍光体領域113が積層されてなる3層からなる蛍光体領域で構成されている。中間に配置された第2蛍光体領域を構成する蛍光体粒子112aの粒径は、表面側の第1蛍光体領域111の蛍光体粒子111aおよび裏面側の第3蛍光体領域113の蛍光体粒子113aの粒径よりも小さい。
【選択図】図1
Provided is a wavelength conversion element that is improved in conversion efficiency to fluorescent light and thermal efficiency.
A first wavelength conversion element 101 includes a first phosphor region 111, a second phosphor region 112, and a third phosphor region 113 made of phosphor particles 111a, 112a, and 113a having different particle sizes. The phosphor region is composed of three layers. The particle size of the phosphor particles 112a constituting the second phosphor region arranged in the middle is such that the phosphor particles 111a in the first phosphor region 111 on the front surface side and the phosphor particles in the third phosphor region 113 on the back surface side. It is smaller than the particle size of 113a.
[Selection] Figure 1

Description

本開示は、例えば投写型映像表示装置の光源装置に使用される波長変換素子および蛍光体ホイールに関する。   The present disclosure relates to a wavelength conversion element and a phosphor wheel used, for example, in a light source device of a projection display apparatus.

特許文献1には、基材と、励起光が入射することにより光を発する第1蛍光体を含有する蛍光体領域と、第2蛍光体(熱伝導性材料)を含有し、基材と蛍光体領域とを接着する接着層とを備える波長変換素子が開示されている。   Patent Document 1 includes a base material, a phosphor region that contains a first phosphor that emits light when incident excitation light enters, and a second phosphor (thermally conductive material). A wavelength conversion element including an adhesive layer that adheres to a body region is disclosed.

特開2018−36457号公報JP 2018-36457 A

本開示は、蛍光光への変換効率、熱効率の向上を図った波長変換素子を提供する。   The present disclosure provides a wavelength conversion element that is improved in conversion efficiency to fluorescent light and thermal efficiency.

本開示における波長変換素子は、第1蛍光体領域と、第1蛍光体領域の厚み方向に配置され、第1蛍光体領域に位置する蛍光体粒子の粒径と異なる粒径の蛍光体粒子が位置する第2蛍光体領域と、を備える。   The wavelength conversion element according to the present disclosure includes a first phosphor region and phosphor particles having a particle size different from the particle size of the phosphor particles located in the first phosphor region and disposed in the thickness direction of the first phosphor region. A second phosphor region located.

本開示の波長変換素子は、蛍光光への変換効率、熱効率の向上を図るのに有効である。   The wavelength conversion element of the present disclosure is effective for improving the conversion efficiency to fluorescent light and the thermal efficiency.

実施の形態1の波長変換素子の構成を示す図The figure which shows the structure of the wavelength conversion element of Embodiment 1. 実施の形態1のリング形状の第1の波長変換素子を用いた第1の蛍光体ホイールの構成を示す図The figure which shows the structure of the 1st fluorescent substance wheel using the ring-shaped 1st wavelength conversion element of Embodiment 1. FIG. 実施の形態1のセグメント形状の第1の波長変換素子を用いた第2の蛍光体ホイールの構成を示す図The figure which shows the structure of the 2nd fluorescent substance wheel using the 1st wavelength conversion element of the segment shape of Embodiment 1. FIG. 実施の形態1のリング形状の第1の波長変換素子を用いた第3の蛍光体ホイールの構成を示す図The figure which shows the structure of the 3rd fluorescent substance wheel using the ring-shaped 1st wavelength conversion element of Embodiment 1. FIG. 実施の形態1のリング形状の第2の波長変換素子を用いた蛍光体ホイールの構成を示す図The figure which shows the structure of the phosphor wheel using the ring-shaped 2nd wavelength conversion element of Embodiment 1. FIG. 比較例にかかる波長変換素子の構成を示す図The figure which shows the structure of the wavelength conversion element concerning a comparative example 比較例にかかるリング形状の波長変換素子を用いた第1の蛍光体ホイールの構成を示す図The figure which shows the structure of the 1st fluorescent substance wheel using the ring-shaped wavelength conversion element concerning a comparative example. 実施の形態2の波長変換素子の構成を示す図The figure which shows the structure of the wavelength conversion element of Embodiment 2. 実施の形態2のリング形状の第1と第2の波長変換素子をそれぞれ用いた第1と第2の蛍光体ホイールの構成を示す図The figure which shows the structure of the 1st and 2nd fluorescent substance wheel using the ring-shaped 1st and 2nd wavelength conversion element of Embodiment 2, respectively. 実施の形態2のリング形状の第1と第2の波長変換素子をそれぞれ用いた第3と第4の蛍光体ホイールの構成を示す図The figure which shows the structure of the 3rd and 4th fluorescent substance wheel using the 1st and 2nd wavelength conversion element of the ring shape of Embodiment 2, respectively. 実施の形態1の第1の蛍光体ホイールを用いた第1の光源装置の構成を示す図The figure which shows the structure of the 1st light source device using the 1st fluorescent substance wheel of Embodiment 1. FIG. 実施の形態1の第1の光源装置を用いた投写型映像表示装置の構成を示す図FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of a projection display apparatus using the first light source device of the first embodiment. 実施の形態1の第2の蛍光体ホイールを用いた第2の光源装置の構成を示す図The figure which shows the structure of the 2nd light source device using the 2nd fluorescent substance wheel of Embodiment 1. FIG. 実施の形態1の第2の光源装置を用いた投写型映像表示装置の構成を示す図FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a projection display apparatus using the second light source device of the first embodiment. 実施の形態1の第3の蛍光体ホイールを用いた第3の光源装置の構成を示す図The figure which shows the structure of the 3rd light source device using the 3rd fluorescent substance wheel of Embodiment 1. FIG. 実施の形態1の第3の光源装置を用いた投写型映像表示装置の構成を示す図The figure which shows the structure of the projection type video display apparatus using the 3rd light source device of Embodiment 1. FIG. 実施の形態3の波長変換素子の構成を示す図The figure which shows the structure of the wavelength conversion element of Embodiment 3.

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。   Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. However, more detailed description than necessary may be omitted. For example, detailed descriptions of already well-known matters and repeated descriptions for substantially the same configuration may be omitted. This is to avoid the following description from becoming unnecessarily redundant and to facilitate understanding by those skilled in the art.

なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。   The accompanying drawings and the following description are provided to enable those skilled in the art to fully understand the present disclosure, and are not intended to limit the subject matter described in the claims.

(実施の形態1)
[1−1−1−1.波長変換素子の構成]
以下、実施の形態1における波長変換素子の構成について詳細に説明する。図1は、実施の形態1における波長変換素子のであり、図1の(a)は第1の波長変換素子の断面図を、図1の(b)は第2の波長変換素子の断面図を、図1の(c)は、第1または第2の波長変換素子を用いて形成される蛍光体リングの平面図を示す。
(Embodiment 1)
[1-1-1-1. Configuration of wavelength conversion element]
Hereinafter, the configuration of the wavelength conversion element in the first embodiment will be described in detail. 1A and 1B show the wavelength conversion element according to the first embodiment. FIG. 1A is a cross-sectional view of the first wavelength conversion element, and FIG. 1B is a cross-sectional view of the second wavelength conversion element. FIG. 1C is a plan view of a phosphor ring formed using the first or second wavelength conversion element.

図1の(a)に示す実施の形態1の第一の波長変換素子である波長変換素子101は、蛍光体粒子111aからなる第1蛍光体領域111、蛍光体粒子112aからなる第2蛍光体領域112および蛍光体粒子113aからなる第3蛍光体領域113が積層されてなる3層の蛍光体領域で構成されている。図1の(a)に示されるように、蛍光体領域の厚み方向に粒径の異なる蛍光体粒子が配置されるが、ここでは、中間に配置された第2蛍光体領域112を構成する蛍光体粒子112aの粒径が、表面側(図1の(a)の上側)の第1蛍光体領域111の蛍光体粒子111aおよび裏面側(図1の(a)の下側)の第3蛍光体領域113の蛍光体粒子113aの粒径よりも小さい。   The wavelength conversion element 101 which is the first wavelength conversion element of the first embodiment shown in FIG. 1A includes a first phosphor region 111 made of phosphor particles 111a and a second phosphor made of phosphor particles 112a. The region 112 and the third phosphor region 113 composed of the phosphor particles 113a are composed of three layers of phosphor regions. As shown in FIG. 1A, phosphor particles having different particle diameters are arranged in the thickness direction of the phosphor region. Here, the fluorescence constituting the second phosphor region 112 arranged in the middle is arranged. The particle size of the body particles 112a is such that the phosphor particles 111a of the first phosphor region 111 on the front surface side (upper side of FIG. 1A) and the third fluorescence on the back surface side (lower side of FIG. 1A). It is smaller than the particle size of the phosphor particles 113a in the body region 113.

ここで、第1蛍光体領域111の蛍光体粒子111aと第3蛍光体領域113の蛍光体粒子113aは、異なっても良いし同じでも良い。また、蛍光体粒子の粒径は用途、機能に応じて数μmの範囲から選択され、例えば、大きい粒径の蛍光体粒子111a、113aと小さい粒径の蛍光体粒子112aとの粒径の差は粒径の1/5〜1/10程度である。なお、以下の実施の形態の説明においても、蛍光体粒子の大きい粒径と小さい粒径との関係も同様である。なお、上記粒径については、一例であり、その値には限定されない。   Here, the phosphor particles 111a in the first phosphor region 111 and the phosphor particles 113a in the third phosphor region 113 may be different or the same. The particle size of the phosphor particles is selected from a range of several μm depending on the application and function. For example, the difference in particle size between the phosphor particles 111a and 113a having a large particle size and the phosphor particles 112a having a small particle size. Is about 1/5 to 1/10 of the particle size. In the following description of the embodiment, the relationship between the large particle size and the small particle size of the phosphor particles is the same. In addition, about the said particle size, it is an example and is not limited to the value.

図1の(b)に示す実施の形態1の第2の波長変換素子である波長変換素子102は、蛍光体粒子121aからなる第1蛍光体領域121、蛍光体粒子122aからなる第2蛍光体領域122および蛍光体粒子123aからなる第3蛍光体領域123が、シリコーンなどのバインダ124が介在されて積み重なる3層の蛍光体領域で構成されている。図1の(b)に示されるように、蛍光体領域の厚み方向に粒径の異なる蛍光体粒子が配置されるが、ここでは、中間に配置された第2蛍光体領域122を構成する蛍光体粒子122aの粒径が、表面側(図1の(b)の上側)の第1蛍光体領域121の蛍光体粒子121aおよび裏面側(図1の(b)の下側)の第3蛍光体領域123の蛍光体粒子123aの粒径よりも小さい。   The wavelength conversion element 102, which is the second wavelength conversion element of the first embodiment shown in FIG. 1B, includes a first phosphor region 121 composed of phosphor particles 121a and a second phosphor composed of phosphor particles 122a. The third phosphor region 123 composed of the region 122 and the phosphor particles 123a is composed of three layers of phosphor regions that are stacked with a binder 124 such as silicone interposed therebetween. As shown in FIG. 1B, phosphor particles having different particle diameters are arranged in the thickness direction of the phosphor region. Here, the fluorescence constituting the second phosphor region 122 arranged in the middle is arranged. The particle size of the body particles 122a is such that the phosphor particles 121a of the first phosphor region 121 on the front surface side (upper side of FIG. 1B) and the third fluorescence on the back surface side (lower side of FIG. 1B). It is smaller than the particle size of the phosphor particles 123a in the body region 123.

ここで、第1蛍光体領域121の蛍光体粒子121aと第3蛍光体領域123の蛍光体粒子123aは、異なっても良いし同じでも良い。   Here, the phosphor particles 121a in the first phosphor region 121 and the phosphor particles 123a in the third phosphor region 123 may be different or the same.

図1の(c)に示されるように、波長変換素子101、102はリング形状を有するが、蛍光体リングの形状は、リングの一部が欠落したセグメント形状でも良いし、四角形などの多角形形状でも良い。   As shown in FIG. 1C, the wavelength conversion elements 101 and 102 have a ring shape, but the phosphor ring may have a segment shape in which a part of the ring is missing, or a polygon such as a rectangle. It may be in shape.

[1−1−1−2.波長変換素子を用いた蛍光体ホイールの構成]
まず、図2に、実施の形態1の第1の波長変換素子を用いた第1の蛍光体ホイールの構成を示し、図2の(a)は、第1の蛍光体ホイールの平面図、図2の(b)は第1の蛍光体ホイールの断面図である。
[1-1-1-2. Configuration of phosphor wheel using wavelength conversion element]
First, FIG. 2 shows a configuration of a first phosphor wheel using the first wavelength conversion element of the first embodiment, and FIG. 2A is a plan view of the first phosphor wheel. 2 (b) is a sectional view of the first phosphor wheel.

ここでは、図1の(c)に示すように波長変換素子を蛍光体リングとして構成した場合を説明する。   Here, a case will be described in which the wavelength conversion element is configured as a phosphor ring as shown in FIG.

第1の蛍光体ホイールである蛍光体ホイール1は、表面に反射防止膜103を設けたリング形状の波長変換素子101と、表面に反射層106を設けた基板105とを有し、反射層106とリング形状の波長変換素子101との間には、熱伝導性と反射率を向上する含有粒子141が充填されたシリコーン層104を設けている。   The phosphor wheel 1 as the first phosphor wheel includes a ring-shaped wavelength conversion element 101 having an antireflection film 103 provided on the surface, and a substrate 105 having a reflection layer 106 provided on the surface. And a ring-shaped wavelength conversion element 101 is provided with a silicone layer 104 filled with contained particles 141 that improve thermal conductivity and reflectance.

波長変換素子101は、前述の通り、粒径の異なる蛍光体粒子111a、112a、113aで構成されており、蛍光体領域の厚み方向に蛍光体粒子の粒径が異なる。ここでは、表面の反射防止膜103側の蛍光体粒子111aおよび基板105側の蛍光体粒子113aの粒径は、厚み方向に見て中央部の蛍光体粒子112aに対して大きくなっている。蛍光体ホイール1の基板105にはモータ取付け孔107が設けられている。   As described above, the wavelength conversion element 101 includes phosphor particles 111a, 112a, and 113a having different particle diameters, and the particle diameters of the phosphor particles differ in the thickness direction of the phosphor region. Here, the particle diameters of the phosphor particles 111a on the surface of the antireflection film 103 side and the phosphor particles 113a on the substrate 105 side are larger than the phosphor particles 112a in the center as viewed in the thickness direction. A motor mounting hole 107 is provided in the substrate 105 of the phosphor wheel 1.

次に、実施の形態1の第1の波長変換素子を用いた第2の蛍光体ホイールの構成について説明する。ここでは、図2に示す蛍光体ホイール1とは異なり、図1の(c)に示す蛍光体リングの一部を欠落部として欠落させたセグメント形状を用いて蛍光体ホイールを構成した場合について説明する。   Next, the structure of the 2nd fluorescent substance wheel using the 1st wavelength conversion element of Embodiment 1 is demonstrated. Here, unlike the phosphor wheel 1 shown in FIG. 2, a case where the phosphor wheel is configured using a segment shape in which a part of the phosphor ring shown in FIG. To do.

図3に、実施の形態1の第1の波長変換素子を用いた第2の蛍光体ホイールの構成を示す。図3の(a)は、第2の蛍光体ホイールの平面図、図3の(b)は第2の蛍光体ホイール3の断面図である。   FIG. 3 shows a configuration of a second phosphor wheel using the first wavelength conversion element of the first embodiment. FIG. 3A is a plan view of the second phosphor wheel, and FIG. 3B is a cross-sectional view of the second phosphor wheel 3.

第2の蛍光体ホイールである蛍光体ホイール3は、表面に反射防止膜303が設けられ、欠落部を有するセグメント形状の波長変換素子101と、表面に反射層306が設けられ、欠落部に対応する部分に開口部308が設けられた基板305とを有する。セグメント形状の波長変換素子101と開口部308は、蛍光体ホイール3の回転中心Oから径方向で同一距離に配置されている。基板305にはモータ取付け孔307が設けられている。また、反射層306とセグメント形状の波長変換素子101との間には、熱伝導性と反射率を向上する含有粒子341が充填されたシリコーン層304を設けている。   The phosphor wheel 3 as the second phosphor wheel is provided with an antireflection film 303 on the surface, a segment-shaped wavelength conversion element 101 having a missing portion, and a reflective layer 306 on the surface, corresponding to the missing portion. And a substrate 305 provided with an opening 308 in a portion to be provided. The segment-shaped wavelength conversion element 101 and the opening 308 are arranged at the same distance in the radial direction from the rotation center O of the phosphor wheel 3. A motor mounting hole 307 is provided in the substrate 305. Further, a silicone layer 304 filled with contained particles 341 that improve thermal conductivity and reflectance is provided between the reflective layer 306 and the segment-shaped wavelength conversion element 101.

波長変換素子101は、前述の通り、粒径の異なる蛍光体粒子111a、112a、113aで構成されており、蛍光体領域の厚み方向に蛍光体粒子の粒径が異なる。ここでは、表面の反射防止膜303側の蛍光体粒子111aおよび基板305側の蛍光体粒子113aの粒径は、厚み方向に見て中央部の蛍光体粒子112aに対して大きくなっている。言い換えれば、波長変換素子の、中間に配置された蛍光体領域を構成する蛍光体粒子112aの粒径が、他の2つの蛍光体領域を構成する蛍光体粒子111a、113aの粒径よりも小さい。   As described above, the wavelength conversion element 101 includes phosphor particles 111a, 112a, and 113a having different particle diameters, and the particle diameters of the phosphor particles differ in the thickness direction of the phosphor region. Here, the particle diameters of the phosphor particles 111a on the surface of the antireflection film 303 and the phosphor particles 113a on the substrate 305 side are larger than the phosphor particles 112a in the center as viewed in the thickness direction. In other words, the particle size of the phosphor particles 112a constituting the phosphor region arranged in the middle of the wavelength conversion element is smaller than the particle size of the phosphor particles 111a and 113a constituting the other two phosphor regions. .

次に、実施の形態1の第1の波長変換素子を用いた第3の蛍光体ホイールについて説明する。―図4に、実施の形態1の第1の波長変換素子を用いた第3の蛍光体ホイールの構成を示す。図4の(a)は第3の蛍光体ホイールの平面図、図4の(b)は図4の(a)に示す4b―4b線による断面図である。   Next, the 3rd fluorescent substance wheel using the 1st wavelength conversion element of Embodiment 1 is demonstrated. FIG. 4 shows a configuration of a third phosphor wheel using the first wavelength conversion element of the first embodiment. 4A is a plan view of the third phosphor wheel, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line 4b-4b shown in FIG. 4A.

第3の蛍光体ホイールである蛍光体ホイール4は、表面に反射防止膜403が設けられた蛍光体リングの一部の表面に反射膜408が設けられた波長変換素子101と、表面に反射層406が設けられた基板405とを有する。基板405にはモータ取付け孔407が設けられている。反射層406と波長変換素子101との間には、熱伝導性と反射率を向上する含有粒子441が充填されたシリコーン層404を設けている。   The phosphor wheel 4 as the third phosphor wheel includes a wavelength conversion element 101 having a reflection film 408 provided on a part of the surface of a phosphor ring having an antireflection film 403 provided on the surface, and a reflection layer provided on the surface. And a substrate 405 provided with 406. A motor mounting hole 407 is provided in the substrate 405. Between the reflective layer 406 and the wavelength conversion element 101, a silicone layer 404 filled with contained particles 441 that improve thermal conductivity and reflectance is provided.

波長変換素子101は、前述の通り、粒径の異なる蛍光体粒子111a、112a、113aで構成されており、蛍光体領域の厚み方向に蛍光体粒子の粒径が異なる。ここでは、表面の反射防止膜303側の蛍光体粒子111a、および基板305側の蛍光体粒子113aの粒径は、厚み方向に見て中央部の蛍光体粒子112aに対して大きくなっている。言い換えれば、波長変換素子101の、中間に配置された蛍光体領域を構成する蛍光体粒子112aの粒径が、他の2つの蛍光体領域を構成する蛍光体粒子111a、113aの粒径よりも小さい。   As described above, the wavelength conversion element 101 includes phosphor particles 111a, 112a, and 113a having different particle diameters, and the particle diameters of the phosphor particles differ in the thickness direction of the phosphor region. Here, the particle diameters of the phosphor particles 111a on the surface of the antireflection film 303 side and the phosphor particles 113a on the substrate 305 side are larger than the phosphor particles 112a in the center as viewed in the thickness direction. In other words, the particle size of the phosphor particles 112a constituting the phosphor region arranged in the middle of the wavelength conversion element 101 is larger than the particle size of the phosphor particles 111a and 113a constituting the other two phosphor regions. small.

また、図3、図4の蛍光体ホイールでは、一つの波長変換素子101を用いたが、波長変換される蛍光の波長領域の異なる複数の波長変換素子を用いて構成しても良い。その場合の複数の波長変換素子のうち、少なくとも一つに、波長変換素子101を用いれば良い。   3 and FIG. 4, the single wavelength conversion element 101 is used. However, a plurality of wavelength conversion elements having different wavelength regions of fluorescence to be wavelength-converted may be used. In this case, the wavelength conversion element 101 may be used as at least one of the plurality of wavelength conversion elements.

また、図3、図4に示す蛍光体ホイール3、4は、一つの開口部308、一つの反射膜408をそれぞれ有するが、複数の開口部、複数の反射膜を用いて構成されてもよい。   The phosphor wheels 3 and 4 shown in FIGS. 3 and 4 each have one opening 308 and one reflection film 408, but may be configured using a plurality of openings and a plurality of reflection films. .

次に、実施の形態1の第二の波長変換素子を用いた蛍光体ホイールの構成について説明する。図5に、実施の形態1の第二の波長変換素子を用いた蛍光体ホイールの構成を示す。図5の(a)は蛍光体ホイールの平面図、図5の(b)は蛍光体ホイールの断面図である。図5の蛍光体ホイール5は、図1の(a)に示す波長変換素子101の代わりに、図1の(b)に示す波長変換素子102を使用している。   Next, the structure of the phosphor wheel using the second wavelength conversion element of Embodiment 1 will be described. FIG. 5 shows a configuration of a phosphor wheel using the second wavelength conversion element of the first embodiment. FIG. 5A is a plan view of the phosphor wheel, and FIG. 5B is a cross-sectional view of the phosphor wheel. The phosphor wheel 5 in FIG. 5 uses a wavelength conversion element 102 shown in FIG. 1B instead of the wavelength conversion element 101 shown in FIG.

蛍光体ホイール5は、表面に反射防止膜503を設けた波長変換素子102と、表面に反射層506を設けた基板505との間に、熱伝導性と反射率を向上する含有粒子541が充填されたシリコーン層504を設けている。基板505にはモータ取付け孔507が設けられている。   The phosphor wheel 5 is filled with contained particles 541 that improve thermal conductivity and reflectivity between the wavelength conversion element 102 having the antireflection film 503 provided on the surface and the substrate 505 having the reflection layer 506 provided on the surface. A silicone layer 504 is provided. A motor mounting hole 507 is provided in the substrate 505.

波長変換素子102は、前述の通り、粒径の異なる蛍光体粒子121a、122a、123aと、例えばシリコーンであるバインダ124で構成されており、蛍光体領域の厚み方向に蛍光体粒子の粒径が異なる。ここでは、表面の反射防止膜503側の蛍光体粒子121a、および基板505側の蛍光体粒子123aは、厚み方向に見て中央部の蛍光体粒子122aに対して大きくなっている。言い換えれば、波長変換素子102の、中間に配置された第2蛍光体領域122を構成する蛍光体粒子122aの粒径が、他の2つの蛍光体領域を構成する蛍光体粒子121a、123aの粒径よりも小さい。   As described above, the wavelength conversion element 102 includes the phosphor particles 121a, 122a, and 123a having different particle diameters and the binder 124 that is, for example, silicone, and the particle diameter of the phosphor particles is increased in the thickness direction of the phosphor region. Different. Here, the phosphor particles 121a on the antireflection film 503 side of the surface and the phosphor particles 123a on the substrate 505 side are larger than the phosphor particles 122a in the center as viewed in the thickness direction. In other words, the particle size of the phosphor particles 122a constituting the second phosphor region 122 disposed in the middle of the wavelength conversion element 102 is the particle size of the phosphor particles 121a and 123a constituting the other two phosphor regions. Smaller than the diameter.

なお、波長変換素子102を用いた場合も、波長変換素子101を用いた場合と同様に、図3に示す蛍光体ホイール3のようなセグメント形状を採用することもできるし、図4に示す蛍光体ホイール4のように蛍光体リングの一部の表面に反射膜を設けても良い。   In the case where the wavelength conversion element 102 is used, a segment shape like the phosphor wheel 3 shown in FIG. 3 can be adopted as in the case where the wavelength conversion element 101 is used, and the fluorescence shown in FIG. A reflective film may be provided on a part of the surface of the phosphor ring like the body wheel 4.

[1−1−2.効果など]
図6は本開示の比較例にかかる波長変換素子の構成図であり、図6の(a)および図6の(b)は波長変換素子の断面図であり、図6の(c)は波長変換素子の平面図である。
[1-1-2. Effect etc.]
6 is a configuration diagram of a wavelength conversion element according to a comparative example of the present disclosure. FIG. 6A and FIG. 6B are cross-sectional views of the wavelength conversion element, and FIG. It is a top view of a conversion element.

図6の(a)に示すように、大きな粒径の蛍光体粒子211aで構成される蛍光体領域211のみで波長変換素子201を形成した場合には、(1)表面反射が低減する、(2)散乱性が増加する、(3)熱伝導率が増加するという特性を有する。逆に、図6の(b)に示すように、小さな粒径の蛍光体粒子221aで構成される蛍光体領域221のみで波長変換素子202を形成した場合には、(1)表面反射が増加する、(2)散乱性が低減する、(3)熱伝導率が低下するという特性を有する。   As shown in FIG. 6A, when the wavelength conversion element 201 is formed only with the phosphor region 211 composed of phosphor particles 211a having a large particle size, (1) surface reflection is reduced. 2) It has the characteristics that the scattering property increases, and (3) the thermal conductivity increases. Conversely, as shown in FIG. 6B, when the wavelength conversion element 202 is formed only with the phosphor region 221 composed of phosphor particles 221a having a small particle diameter, (1) surface reflection increases. (2) The scattering property is reduced, and (3) the thermal conductivity is lowered.

まず、表面反射に関しては、表面反射が少ない方が、蛍光体に吸収される励起光が増加するため、同じ量子効率の蛍光体であれば、波長変換されて発光される蛍光は増加する。すなわち、粒子径の大きい方が、粒子径の小さい方に対して、変換される効率(蛍光効率)は増加することとなる。   First, regarding surface reflection, excitation light absorbed by the phosphor increases when there is less surface reflection. Therefore, if the phosphor has the same quantum efficiency, the fluorescence emitted after wavelength conversion is increased. That is, the conversion efficiency (fluorescence efficiency) increases when the particle diameter is larger than when the particle diameter is smaller.

次に、散乱性に関しては、励起光は蛍光体粒子の中を導光し、波長変換され蛍光を発光する。このため、同じスポットサイズの光が入射しても、発光するスポットサイズは、粒子径の大きい方が、小さい方に対し大きくなる。発光するスポットサイズが大きくなれば、後段の導光系や、ロッド光学系での取り込み効率が低下する。すなわち、粒子径の大きい方が、粒子径の小さい方に対して、後段の光学系の取り込み効率は低下する。   Next, with respect to the scattering property, the excitation light guides through the phosphor particles, and the wavelength is converted to emit fluorescence. For this reason, even when light of the same spot size is incident, the spot size of light emission is larger when the particle diameter is larger than when it is smaller. If the spot size for light emission increases, the capture efficiency in the light guide system in the subsequent stage or the rod optical system decreases. That is, the larger the particle size, the lower the efficiency of taking in the optical system at the latter stage compared to the smaller particle size.

最後に、隣接する粒子間では、粒子内部よりも大きい界面熱抵抗が存在する。このため、同じ蛍光体厚みの場合には、蛍光体粒子の粒径が大きい方が、小さい方に対し、存在する界面の数が減少することで、熱抵抗値が小さく、換言すると、熱伝導率が増加する。蛍光体は、温度が上がるにつれて蛍光特性が低下するという特性を有しているので、粒子径の大きい方が、粒子径の小さい方に関して、変換効率が増加することになる。   Finally, there is a greater interfacial thermal resistance between adjacent particles than inside the particles. For this reason, in the case of the same phosphor thickness, the larger the particle diameter of the phosphor particles, the smaller the number of existing interfaces, while the smaller the number of interfaces, the smaller the thermal resistance value. The rate increases. Since the phosphor has a characteristic that the fluorescence characteristic decreases as the temperature rises, the conversion efficiency increases as the particle diameter increases with respect to the smaller particle diameter.

以上を整理すると、粒子径が大きい方が、表面反射に基づく吸収効率は増加し、スポットサイズに基づく取り込み効率(結合効率)は低下し、温度によって変化する変換効率は増加する、ということになる。   In summary, the larger the particle size, the higher the absorption efficiency based on surface reflection, the lower the capture efficiency (coupling efficiency) based on spot size, and the higher the conversion efficiency that changes with temperature. .

光源装置、投写型映像装置の効率は、上記の、(1)表面反射に基づく吸収効率、(2)スポットサイズに基づく取り込み効率(結合効率)、(3)温度によって変化する変換効率の3つの積で求めることができる。   The efficiency of the light source device and the projection-type image device has the following three factors: (1) absorption efficiency based on surface reflection, (2) capture efficiency (coupling efficiency) based on spot size, and (3) conversion efficiency that varies depending on temperature. It can be calculated by product.

前述の通り、粒子径が大きい場合には、(2)スポットサイズに基づく取り込み効率(結合効率)が低下し、逆に粒子径が小さい場合には、(1)表面反射に基づく吸収効率(3)温度によって変化する変換効率の2つが低下することになる。   As described above, when the particle size is large, (2) the uptake efficiency (binding efficiency) based on the spot size decreases, and conversely, when the particle size is small, (1) the absorption efficiency based on surface reflection (3 ) Two of the conversion efficiencies that change with temperature are reduced.

このように粒径が大きい蛍光体粒子のみ、或いは粒径が小さい蛍光体粒子のみで蛍光体領域を形成した場合、上記の(1)〜(3)のいずれかが低下した状態で、波長変換素子、及びそれを使用した蛍光体ホイール、光源装置、投写型映像表示装置を構成することとなる。   When the phosphor region is formed by only the phosphor particles having a large particle diameter or the phosphor particles having a small particle diameter as described above, the wavelength conversion is performed with any of the above (1) to (3) being lowered. An element, a phosphor wheel using the element, a light source device, and a projection-type image display device are configured.

図7は比較例にかかる波長変換素子を用いた蛍光体リングを使用した蛍光体ホイール2の構成を示す図であって、図7の(a)は蛍光体ホイール2の平面図、図7の(b)及び(c)はそれぞれ蛍光体ホイール2の断面図を示す。   FIG. 7 is a diagram showing a configuration of the phosphor wheel 2 using the phosphor ring using the wavelength conversion element according to the comparative example. FIG. 7A is a plan view of the phosphor wheel 2, and FIG. (B) And (c) shows sectional drawing of the fluorescent substance wheel 2, respectively.

図2の(b)に示す蛍光体ホイール1と図7の(b)に示す蛍光体ホイール2によって、本開示の効果を説明する。なお、図7に示す蛍光体ホイール2の反射防止膜203、シリコーン層204、基板205、反射層206およびモータ取付け孔207の機能は、図2に示す蛍光体ホイール1と同様であるので、説明を省略する。   The effects of the present disclosure will be described with reference to the phosphor wheel 1 shown in FIG. 2B and the phosphor wheel 2 shown in FIG. The functions of the antireflection film 203, the silicone layer 204, the substrate 205, the reflection layer 206, and the motor mounting hole 207 of the phosphor wheel 2 shown in FIG. 7 are the same as those of the phosphor wheel 1 shown in FIG. Is omitted.

図2の(b)に示す蛍光体ホイール1では、蛍光体ホイール1の表面に設けられた反射防止膜103側から青色レーザーである励起光Lが照射される。この励起光Lは、反射防止膜103を通過し、波長変換素子101に入射する際に、波長変換素子101の表面から蛍光体粒子111a、112a、113aの順に入射し、それぞれの蛍光体粒子を励起し蛍光を発光させる。蛍光体粒子111a、112a、113aで吸収されなかった励起光は、波長変換素子101の基板105側に設けた、シリコーン層104からなる接着層に到達し、接着層の中に設けた反射率の高い含有粒子141もしくは、その下の反射層106で反射し、再び、波長変換素子101側へ光の進行方向が変更される。反射層106で反射して波長変換素子101に入射した励起光は、蛍光体粒子113a、112a、111aの順に入射し蛍光に変換される。   In the phosphor wheel 1 shown in FIG. 2B, excitation light L that is a blue laser is irradiated from the antireflection film 103 side provided on the surface of the phosphor wheel 1. When the excitation light L passes through the antireflection film 103 and enters the wavelength conversion element 101, the excitation light L enters the phosphor particles 111a, 112a, and 113a in this order from the surface of the wavelength conversion element 101. Excites and emits fluorescence. Excitation light that has not been absorbed by the phosphor particles 111a, 112a, and 113a reaches the adhesive layer made of the silicone layer 104 provided on the substrate 105 side of the wavelength conversion element 101, and reflects the reflectance provided in the adhesive layer. The light is reflected by the high contained particles 141 or the reflective layer 106 thereunder, and the traveling direction of light is changed again to the wavelength conversion element 101 side. The excitation light reflected by the reflective layer 106 and incident on the wavelength conversion element 101 enters the phosphor particles 113a, 112a, 111a in this order and is converted into fluorescence.

励起光が波長変換素子に吸収される効率(以下、「吸収効率」と称す)に関しては、蛍光体粒子の充填率と蛍光体粒子の粒径に依存することが分かっている。蛍光体粒子の充填率に関しては、粒径に依らず最大となるように最適化することが可能なため、吸収効率は、蛍光体粒子の粒径に依存する。例えば、図6の(a)、図6の(b)のように粒径の異なる蛍光体粒子で構成された波長変換素子の場合、粒径の大きい蛍光体粒子で構成された図6の(a)の波長変換素子201の方が、粒径の小さい蛍光体粒子で構成された図6の(b)の波長変換素子202の方に対して吸収効率が高くなる。図2の(b)に断面を示す波長変換素子101を用いた蛍光体ホイール1の場合には、励起光の入射側の蛍光体粒子111aを大きくすることにより、高い吸収率を実現することができる。   It has been found that the efficiency with which the excitation light is absorbed by the wavelength conversion element (hereinafter referred to as “absorption efficiency”) depends on the filling rate of the phosphor particles and the particle size of the phosphor particles. Since the filling rate of the phosphor particles can be optimized so as to be maximized regardless of the particle diameter, the absorption efficiency depends on the particle diameter of the phosphor particles. For example, in the case of a wavelength conversion element composed of phosphor particles having different particle diameters as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), FIG. The absorption efficiency of the wavelength conversion element 201 of a) is higher than that of the wavelength conversion element 202 of FIG. 6B configured by phosphor particles having a smaller particle diameter. In the case of the phosphor wheel 1 using the wavelength conversion element 101 whose cross section is shown in FIG. 2B, a high absorption rate can be realized by enlarging the phosphor particles 111a on the incident side of the excitation light. it can.

励起光から蛍光に変換された光は、蛍光体粒子111a、112a、113aから全方位に出射される。基板105側とは反対側に出射された蛍光は、その一部が蛍光体粒子111a、112a、113aに吸収され熱へと変換されるが、それ以外の光は、反射防止膜103を通過し、出射される。   The light converted from excitation light into fluorescence is emitted from the phosphor particles 111a, 112a, and 113a in all directions. A part of the fluorescence emitted to the side opposite to the substrate 105 side is absorbed by the phosphor particles 111a, 112a, 113a and converted into heat, but other light passes through the antireflection film 103. Is emitted.

一方、基板105側に出射された蛍光は、反射率の高い含有粒子141を含んだシリコーン層104の接着層、もしくは、基板105の波長変換素子101側に設けられた反射層106で反射し、その進行方向を変更し、基板105とは反対側へ出射される。基板105とは反対側に出射された蛍光は、その一部は蛍光体粒子111a、112a、113aに吸収され熱に変換されるとともに、残りの光は反射防止膜103を通過し、出射される。   On the other hand, the fluorescence emitted to the substrate 105 side is reflected by the adhesive layer of the silicone layer 104 containing the particles 141 having a high reflectance or the reflection layer 106 provided on the wavelength conversion element 101 side of the substrate 105, The traveling direction is changed, and the light is emitted to the side opposite to the substrate 105. A part of the fluorescence emitted to the side opposite to the substrate 105 is absorbed by the phosphor particles 111a, 112a, 113a and converted into heat, and the remaining light passes through the antireflection film 103 and is emitted. .

この際、蛍光体粒子111a、112a、113aで波長変換された蛍光は、蛍光体粒子111a、112a、113aの粒子外面から蛍光を発光する。その際に、図6の(a)、(b)に示すような粒径の異なる蛍光体粒子の場合には、粒径の大きい蛍光体粒子で構成された図6の(a)の波長変換素子201の方が、粒径の小さい蛍光体粒子で構成された図6の(b)の波長変換素子202に比べ、蛍光の発光スポットが大きくなる。後段の光学系で取り込める効率(以降、「結合効率」と称す)は、蛍光スポットの大小によって変化し、後段の光学系で取り込める最大の蛍光スポットを越えると、蛍光スポットが大きいほど、結合効率は悪くなる。このため、結合効率を最適化するには、蛍光体粒子の粒径を小さくする必要がある。図2の(b)に断面を示す第一の波長変換素子101を用いた蛍光体ホイール1の場合には、スポットサイズに影響の大きい厚み方向の中間部分に粒径の小さい蛍光体粒子112aを配置することにより、高い結合効率を実現することができる。   At this time, the fluorescence converted in wavelength by the phosphor particles 111a, 112a, and 113a emits fluorescence from the outer surface of the phosphor particles 111a, 112a, and 113a. At this time, in the case of the phosphor particles having different particle diameters as shown in FIGS. 6A and 6B, the wavelength conversion of FIG. 6A composed of the phosphor particles having a large particle diameter. The element 201 has a larger fluorescent emission spot than the wavelength conversion element 202 shown in FIG. 6B, which is composed of phosphor particles having a smaller particle diameter. The efficiency that can be captured by the latter optical system (hereinafter referred to as “coupling efficiency”) varies depending on the size of the fluorescent spot. When the maximum fluorescent spot that can be captured by the latter optical system is exceeded, the larger the fluorescent spot, the more efficient the coupling efficiency. Deteriorate. For this reason, in order to optimize the coupling efficiency, it is necessary to reduce the particle size of the phosphor particles. In the case of the phosphor wheel 1 using the first wavelength conversion element 101 whose cross section is shown in FIG. 2B, phosphor particles 112a having a small particle size are provided in the middle portion in the thickness direction, which has a large influence on the spot size. By arranging, high coupling efficiency can be realized.

蛍光体粒子で蛍光に変換されずに発生した熱は、蛍光体粒子を介して周辺に伝搬する。なお、蛍光体には、温度が上昇すれば蛍光に変換される励起光が減少するという温度消光という特性を有しているため、温度が低い方が、変換効率が高くなるという特性を有する。図2の(a)に示すように蛍光体ホイール1の中で最も大きな表面積を有する基板105へ熱を移動させることにより、波長変換素子101の温度低下を図ることができるが、そのためには波長変換素子101の厚み方向への熱伝導性を高くする、換言すれば熱抵抗を小さくする必要がある。ここで、波長変換素子の中で最も熱抵抗値の高いのは、蛍光体粒子同士の界面に発生する界面抵抗であるため、粒子同士の界面を少なくした方が、波長変換素子としての熱抵抗値が下がる。すなわち、比較例で説明すると粒径の大きい蛍光体粒子で構成された図6の(a)の波長変換素子201の方が、粒径の小さい蛍光体粒子で構成された図6の(b)波長変換素子202よりも熱抵抗値が小さくなる。図2の(b)に断面を示す波長変換素子101を用いた蛍光体ホイール1の場合には、熱抵抗値に影響の大きい厚み方向に基板側の蛍光体粒子113aを大きくすることにより、熱抵抗値を小さくし、波長変換素子101の温度を低下させ、温度消光の影響を低減させ、蛍光効率を向上させることができる。   Heat generated without being converted into fluorescence by the phosphor particles propagates to the periphery through the phosphor particles. Note that the phosphor has the characteristic of temperature quenching that the excitation light converted into fluorescence decreases as the temperature rises. Therefore, the lower the temperature, the higher the conversion efficiency. As shown in FIG. 2A, the temperature of the wavelength conversion element 101 can be lowered by transferring heat to the substrate 105 having the largest surface area in the phosphor wheel 1. It is necessary to increase the thermal conductivity of the conversion element 101 in the thickness direction, in other words, to reduce the thermal resistance. Here, among the wavelength conversion elements, the highest thermal resistance value is the interface resistance generated at the interface between the phosphor particles. Therefore, the thermal resistance as the wavelength conversion element is reduced by reducing the interface between the particles. The value goes down. That is, as described in the comparative example, the wavelength conversion element 201 in FIG. 6A configured with phosphor particles having a large particle size is the same as that in FIG. 6B configured with phosphor particles having a small particle size. The thermal resistance value is smaller than that of the wavelength conversion element 202. In the case of the phosphor wheel 1 using the wavelength conversion element 101 whose cross section is shown in FIG. 2B, by increasing the phosphor particles 113a on the substrate side in the thickness direction that greatly affects the thermal resistance value, The resistance value can be reduced, the temperature of the wavelength conversion element 101 can be lowered, the influence of temperature quenching can be reduced, and the fluorescence efficiency can be improved.

以上のように、図2の(b)に断面を示す波長変換素子101を用いた蛍光体ホイール1は、波長変換素子101の厚み方向に表面側の蛍光体粒子111aの粒径を大きく、中間部分の蛍光体粒子112aの粒径を小さく、基板側の蛍光体粒子113aの粒径を大きくすることによって、吸収効率、結合効率、蛍光効率のそれぞれを向上させ、吸収効率×結合効率×蛍光効率で求められる蛍光体ホイールの効率を最大化することができる。   As described above, the phosphor wheel 1 using the wavelength conversion element 101 whose cross section is shown in FIG. 2B has a large particle size of the phosphor particles 111a on the surface side in the thickness direction of the wavelength conversion element 101, and the intermediate By reducing the particle size of the phosphor particles 112a in the portion and increasing the particle size of the phosphor particles 113a on the substrate side, the absorption efficiency, the coupling efficiency, and the fluorescence efficiency are improved, and the absorption efficiency × the coupling efficiency × the fluorescence efficiency Can maximize the efficiency of the phosphor wheel.

図3、図4にそれぞれ示す波長変換素子101を用いた蛍光体ホイール3、4では、図2に示す蛍光体ホイール1と同様に、波長変換素子101の表面から粒径の大きい蛍光体粒子111aで吸収効率を向上させ、中間部分の粒径の小さい蛍光体粒子112aで結合効率を向上させ、基板側の粒径の大きい蛍光体粒子113aで温度上昇を抑制し蛍光効率を向上させている。このため、吸収効率×結合効率×蛍光効率で求められる蛍光体ホイールの効率を最大化することができる。図5に示す波長変換素子102を用いた蛍光体ホイール5においても、波長変換素子101を用いた蛍光体ホイールと同様に、波長変換素子102の表面から粒径の大きい蛍光体粒子121aで吸収効率を向上させ、中間部分の蛍光体粒子122aで結合効率を向上させ、基板側の蛍光体粒子123aで温度上昇を抑制し蛍光効率を向上させている。このため、吸収効率×結合効率×蛍光効率で求められる蛍光体ホイールの効率を最大化することができる。   In the phosphor wheels 3 and 4 using the wavelength conversion element 101 shown in FIG. 3 and FIG. 4, respectively, as in the phosphor wheel 1 shown in FIG. Thus, the absorption efficiency is improved, the phosphor particles 112a having a small particle size in the middle part are used to improve the coupling efficiency, and the phosphor particles 113a having a large particle size on the substrate side are used to suppress the temperature rise and improve the fluorescence efficiency. For this reason, the efficiency of the phosphor wheel calculated | required by absorption efficiency x coupling efficiency x fluorescence efficiency can be maximized. In the phosphor wheel 5 using the wavelength conversion element 102 shown in FIG. 5 as well, as with the phosphor wheel using the wavelength conversion element 101, the absorption efficiency of the phosphor particles 121a having a large particle diameter from the surface of the wavelength conversion element 102 is increased. The phosphor efficiency is improved by the phosphor particles 122a in the middle portion, and the temperature rise is suppressed by the phosphor particles 123a on the substrate side, thereby improving the fluorescence efficiency. For this reason, the efficiency of the phosphor wheel calculated | required by absorption efficiency x coupling efficiency x fluorescence efficiency can be maximized.

以上のように、波長変換素子を本実施の形態の構成とすることにより、波長変換素子の特性を決定する(1)表面反射に基づく吸収効率、(2)スポットサイズに基づく取り込み効率(結合効率)、(3)温度によって変化する変換効率を、それぞれ改善することが可能となり、効率が向上した波長変換素子が得られる。   As described above, the wavelength conversion element having the configuration of the present embodiment determines the characteristics of the wavelength conversion element (1) absorption efficiency based on surface reflection, (2) uptake efficiency based on spot size (coupling efficiency) ), (3) It is possible to improve the conversion efficiency varying with temperature, and a wavelength conversion element with improved efficiency can be obtained.

[1−2.蛍光体ホイールを備える光源装置]
実施の形態1の波長変換素子を用いた蛍光体ホイールを使用した光源装置の構成を説明する。
[1-2. Light source device having phosphor wheel]
A configuration of a light source device using a phosphor wheel using the wavelength conversion element of the first embodiment will be described.

図11にリング形状の波長変換素子を用いた第1の蛍光体ホイールを使用した第1の光源装置を光源装置9として示す。以下において、図2で示す波長変換素子101を用いた蛍光体ホイール1を用いて光源装置9の説明を行う。   FIG. 11 shows a first light source device using a first phosphor wheel using a ring-shaped wavelength conversion element as a light source device 9. Hereinafter, the light source device 9 will be described using the phosphor wheel 1 using the wavelength conversion element 101 shown in FIG.

複数のレーザー光源901から出射した青色の波長域のレーザー光は、レーザー光源901のそれぞれに対応して設けられる複数のコリメータレンズ902でコリメートされる。コリメートされた青色光は、後段の凸レンズ903に入射し、その光束幅を小さくし、続く拡散板904に入射し拡散され光の均一度が改善される。光の均一度が改善された青色光は、後段の凹レンズ905に入射し平行光束化される。   Laser light in a blue wavelength range emitted from a plurality of laser light sources 901 is collimated by a plurality of collimator lenses 902 provided corresponding to each of the laser light sources 901. The collimated blue light is incident on the convex lens 903 in the subsequent stage, the luminous flux width is reduced, the incident light is incident on the subsequent diffusion plate 904 and diffused, and the uniformity of the light is improved. The blue light whose light uniformity is improved is incident on the concave lens 905 at the subsequent stage to be converted into a parallel light beam.

凹レンズ905で平行化された青色光は、光軸に対して略45度傾けて配置された分光特性付きミラー906に入射し、光の進行方向を変えずにそのまま、後段の凸レンズ907へと入射する。分光特性付きミラー906は、レーザー光源901とレーザー光源921から出射する青色光の波長域の光は通過し、蛍光体ホイール1でレーザー光源901からの青色光を励起光として波長変換される蛍光の波長域の光を反射する分光特性を有する。   The blue light collimated by the concave lens 905 is incident on a mirror 906 having a spectral characteristic that is disposed at an inclination of about 45 degrees with respect to the optical axis, and is incident on the subsequent convex lens 907 without changing the traveling direction of the light. To do. The mirror 906 with spectral characteristics passes through the laser light source 901 and the blue light wavelength region emitted from the laser light source 921, and the phosphor wheel 1 converts the wavelength of the fluorescent light that is converted into the blue light from the laser light source 901 as excitation light. It has spectral characteristics that reflect light in the wavelength range.

ここでは、分光特性付きミラー906は、レーザー光源からの青色光と波長変換された蛍光の波長特性に注目した分光特性を有するとしたが、レーザー光源の偏光方向に着目し、レーザー光源からの青色光の偏光方向を同一方向に調整することで、レーザー光源からの青色光の波長域と偏光方向の光を通過し、波長変換された蛍光の波長特性に注目した分光特性を有するようにしても良い。   Here, it is assumed that the mirror 906 with spectral characteristics has spectral characteristics that focus on the wavelength characteristics of the blue light from the laser light source and the wavelength-converted fluorescence, but the blue light from the laser light source focuses on the polarization direction of the laser light source. By adjusting the polarization direction of the light to the same direction, the light having the wavelength range of the blue light from the laser light source and the light in the polarization direction can pass through and have spectral characteristics that pay attention to the wavelength characteristics of the wavelength-converted fluorescence. good.

凸レンズ907に入射した青色光は、後段の凸レンズ908との組み合わせで、後段の蛍光体ホイール1に設けられたリング状の波長変換素子101へと入射する。蛍光体ホイール1には、モータ109が設けられており、その回転軸を中心に、凸レンズ907、908で集光された青色の励起光が、リング状の波長変換素子101へと入射するように配置されている。   The blue light incident on the convex lens 907 is incident on the ring-shaped wavelength conversion element 101 provided on the subsequent phosphor wheel 1 in combination with the subsequent convex lens 908. The phosphor wheel 1 is provided with a motor 109 so that the blue excitation light condensed by the convex lenses 907 and 908 is incident on the ring-shaped wavelength conversion element 101 around the rotation axis. Has been placed.

凸レンズ907、908で、蛍光体ホイール1の波長変換素子101上に集光された青色光は、蛍光に波長変換されるとともに、光の進行方向を180度変えて、再び、凸レンズ908、907にこの順で入射し、平行光化される。ここでの波長変換される蛍光は、後述するレーザー光源921から出射される青色光と組み合わせて、例えば、白色光を構成するように波長領域を最適化されている。   The blue light condensed on the wavelength conversion element 101 of the phosphor wheel 1 by the convex lenses 907 and 908 is wavelength-converted into fluorescence, and the light traveling direction is changed by 180 degrees, and the convex light 908 and 907 again. Incident light is incident in this order to be collimated. The wavelength-converted fluorescence here is combined with blue light emitted from a laser light source 921 to be described later, and the wavelength region is optimized so as to form white light, for example.

凸レンズ907を出射し平行光化された蛍光は、分光特性付きミラー906へと逆方向から入射する。分光特性付きミラー906は、前述の通り、蛍光の波長領域の光を反射する特性を有しているので、光の方向を90度変更する。   The fluorescence emitted from the convex lens 907 and converted into parallel light enters the mirror 906 with spectral characteristics from the opposite direction. As described above, the spectroscopic mirror 906 has a characteristic of reflecting light in the fluorescent wavelength region, and thus changes the direction of the light by 90 degrees.

分光特性付きミラー906で光の進行方向を90度変えた蛍光は、後段の凸レンズ909へと入射する。   Fluorescence whose light traveling direction is changed by 90 degrees with the mirror 906 having spectral characteristics is incident on the convex lens 909 at the subsequent stage.

また、複数のレーザー光源921から出射した青色の波長域のレーザー光は、レーザー光源921のそれぞれに対応して設けられる複数のコリメータレンズ922でコリメートされる。コリメートされた青色光は、後段の凸レンズ923に入射し、その光束幅を小さくし、続く拡散板924に入射し拡散され光の均一度が改善される。光の均一度が改善された青色光は、後段の凹レンズ925に入射し平行光束化される。   Further, the laser light in the blue wavelength region emitted from the plurality of laser light sources 921 is collimated by a plurality of collimator lenses 922 provided corresponding to each of the laser light sources 921. The collimated blue light enters the convex lens 923 at the subsequent stage, reduces the beam width thereof, enters the subsequent diffusion plate 924, is diffused, and the light uniformity is improved. The blue light whose light uniformity is improved is incident on the concave lens 925 at the subsequent stage and is converted into a parallel light beam.

凹レンズ925で平行化された青色光は、レーザー光源921から出射する青色光の波長域の光は通過する特性を有し、光軸に対して略45度傾けて配置された分光特性付きミラー906に入射し、光の進行方向を変えずにそのまま、後段の凸レンズ909へと入射する。   The blue light collimated by the concave lens 925 has a characteristic that the light in the wavelength region of the blue light emitted from the laser light source 921 passes, and the mirror 906 with spectral characteristics disposed at an inclination of about 45 degrees with respect to the optical axis. , And enters the subsequent convex lens 909 without changing the traveling direction of the light.

凸レンズ909に入射した蛍光体ホイール1からの蛍光とレーザー光源921からの青色光は集光し、凸レンズ909の略集光位置に入射端を配置したロッドインテグレータ910に入射する。ロッドインテグレータで光束の均一化された光は、ロッドインテグレータの出射端から出射する。   The fluorescent light from the phosphor wheel 1 and the blue light from the laser light source 921 incident on the convex lens 909 are condensed and incident on a rod integrator 910 having an incident end disposed substantially at the condensing position of the convex lens 909. The light whose beam has been made uniform by the rod integrator is emitted from the exit end of the rod integrator.

図11で示す実施の形態では、分光特性付きミラー906は光軸に略45度の角度で配置を行ったが、その分光特性を最大化するために、分光特性付きミラー906の光軸に対する角度は、略45度とは異なる角度を有しても良く、その場合には、その角度に合わせて、その他の部品を配置しても良い。   In the embodiment shown in FIG. 11, the mirror 906 with spectral characteristics is arranged at an angle of about 45 degrees with respect to the optical axis, but in order to maximize the spectral characteristics, the angle of the mirror 906 with spectral characteristics with respect to the optical axis. May have an angle different from about 45 degrees, and in that case, other components may be arranged in accordance with the angle.

また、図11では、分光特性付きミラー906は、青色光の波長域の光を透過、蛍光の波長域の光を反射する特性を有するものとして説明を行ったが、青色光の波長域の光を反射、蛍光の波長域の光を透過する特性を有するものとして、適宜その他の部品の配置を最適化しても良い。   In FIG. 11, the spectroscopic mirror 906 is described as having a characteristic of transmitting light in the blue wavelength range and reflecting light in the fluorescent wavelength range. The arrangement of other components may be optimized as appropriate, assuming that the light has a characteristic of reflecting and transmitting light in the fluorescent wavelength region.

また、レーザー光源901からのレーザー光は、青色光の波長域の光ではなく、紫外領域の光でも良い。その場合は、分光特性付きミラー906の特性や、その他部品の配置などは、レーザー光源901のレーザー光の波長領域に合わせて最適化すればよい。   Further, the laser light from the laser light source 901 may be light in the ultraviolet region instead of light in the blue wavelength region. In that case, the characteristics of the mirror 906 with spectral characteristics, the arrangement of other components, and the like may be optimized according to the wavelength region of the laser light of the laser light source 901.

次に、図13にセグメント形状の波長変換素子を用いた第2の蛍光体ホイールを使用した第2の光源装置を光源装置11として示す。以下において、図3で示す波長変換素子101を用いた蛍光体ホイール3を用いて光源装置11の説明を行う。   Next, a second light source device using a second phosphor wheel using a segment-shaped wavelength conversion element is shown as a light source device 11 in FIG. Hereinafter, the light source device 11 will be described using the phosphor wheel 3 using the wavelength conversion element 101 shown in FIG.

複数のレーザー光源1101から出射した青色の波長域のレーザー光は、レーザー光源1101のそれぞれに対応して設けられる複数のコリメータレンズ1102でコリメートされる。コリメートされた青色光は、後段の凸レンズ1103に入射し、その光束幅が小さくされ、続く拡散板1104に入射し拡散され光の均一度を改善するに光の均一度を改善された青色光は、後段の凹レンズ1105に入射し平行光束化される。   Laser light in the blue wavelength region emitted from the plurality of laser light sources 1101 is collimated by a plurality of collimator lenses 1102 provided corresponding to each of the laser light sources 1101. The collimated blue light is incident on the convex lens 1103 at the subsequent stage, the luminous flux width is reduced, the incident light is incident on the subsequent diffuser plate 1104 and diffused, and the light uniformity is improved to improve the light uniformity. Then, the light enters the concave lens 1105 at the subsequent stage and is converted into a parallel light beam.

凹レンズ1105で平行化された青色光は、光軸に対して略45度傾けて配置された分光特性付きミラー1106に入射し、光の進行方向が90度変更されて、後段の凸レンズ1107へと入射する。分光特性付きミラー1106は、レーザー光源1101から出射する青色光の波長域の光は反射し、蛍光体ホイール3でレーザー光源1101からの青色光を励起光として波長変換される蛍光の波長域の光を通過する分光特性を有する。   The blue light collimated by the concave lens 1105 is incident on the mirror with spectral characteristics 1106 disposed at an inclination of about 45 degrees with respect to the optical axis, the light traveling direction is changed by 90 degrees, and the convex lens 1107 is moved to the subsequent stage. Incident. The mirror with spectral characteristics 1106 reflects the light in the blue wavelength range emitted from the laser light source 1101, and the phosphor wheel 3 converts the wavelength of the fluorescence wavelength using the blue light from the laser light source 1101 as excitation light. Has spectral characteristics that pass through.

なお、ここでは、分光特性付きミラー1106は、レーザー光源からの青色光と波長変換された蛍光の波長特性に注目した分光特性を有するとしたが、レーザー光源の偏光方向に着目し、レーザー光源からの青色光の偏光方向を同一方向に調整することで、レーザー光源からの青色光の波長域と偏光方向の光を通過し、波長変換された蛍光の波長特性に注目した分光特性を有するようにしても良い。   Here, the mirror with spectral characteristics 1106 has spectral characteristics focusing on the wavelength characteristics of the blue light from the laser light source and the wavelength-converted fluorescence, but focusing on the polarization direction of the laser light source, By adjusting the polarization direction of the blue light in the same direction, the light of the wavelength range of the blue light from the laser light source and the light in the polarization direction pass through, and have spectral characteristics that pay attention to the wavelength characteristics of the wavelength-converted fluorescence. May be.

凸レンズ1107に入射した青色光は、後段の凸レンズ1108との組み合わせで、後段の蛍光体ホイール3に設けられたリングの一部が欠落した波長変換素子101へと入射する。蛍光体ホイール3には、モータ309が設けられており、その回転軸を中心に、凸レンズ1107、1108で集光された青色の励起光が、リング状の波長変換素子101と開口部308が配置された半径領域へと入射するように配置されている。   The blue light incident on the convex lens 1107 enters the wavelength conversion element 101 in which a part of the ring provided on the subsequent phosphor wheel 3 is missing in combination with the subsequent convex lens 1108. The phosphor wheel 3 is provided with a motor 309, and the blue excitation light condensed by the convex lenses 1107 and 1108 is arranged around the rotation axis of the ring-shaped wavelength conversion element 101 and the opening 308. It arrange | positions so that it may inject into the made radius area | region.

凸レンズ1107、1108で、蛍光体ホイール3の波長変換素子101上に集光された青色光は、蛍光に波長変換されるとともに、光の進行方向を180度変えて、再び、凸レンズ1108、1107にこの順で入射し、平行光化される。ここでの波長変換される蛍光は、レーザー光源1101から出射される青色光と組み合わせて、例えば、白色光を構成するように波長領域を最適化されている。   The blue light collected on the wavelength conversion element 101 of the phosphor wheel 3 by the convex lenses 1107 and 1108 is converted into fluorescent light, and the traveling direction of the light is changed by 180 degrees, and the convex light is again applied to the convex lenses 1108 and 1107. Incident light is incident in this order to be collimated. The wavelength-converted fluorescence here is optimized in the wavelength region so as to form, for example, white light in combination with the blue light emitted from the laser light source 1101.

凸レンズ1107を出射し平行光化された蛍光は、分光特性付きミラー1106へと再び入射する。分光特性付きミラー1106は、前述の通り、蛍光の波長領域の光を透過する特性を有しているので、光の方向をそのまま変更せずに通過する。   The fluorescence emitted from the convex lens 1107 and converted into parallel light enters the mirror 1106 with spectral characteristics again. Since the mirror with spectral characteristics 1106 has the characteristic of transmitting light in the fluorescence wavelength region as described above, it passes through without changing the direction of the light.

次に、蛍光体ホイール3の開口部308に集光されたレーザー光源1101からの青色光は、蛍光体ホイール3を通過し、その後段の凸レンズ1121、1122で平行光化される。その後、後段に設けられた、3枚の反射ミラー1123、1125、1127と3枚の凸レンズ1124、1126、1128で構成されるリレーレンズ系によって、分光特性付きミラー1106に、レーザー光源1101からの光が入射する方向とは180度逆の方向から平行光化されて入射するように導光される。なお、ここでは、3枚のミラーと3枚の凸レンズにてリレー光学系を構成したが、同様の性能を有するのであれば、他の構成でも良い。   Next, the blue light from the laser light source 1101 collected at the opening 308 of the phosphor wheel 3 passes through the phosphor wheel 3 and is collimated by the convex lenses 1121 and 1122 at the subsequent stages. Thereafter, the light from the laser light source 1101 is transmitted to the mirror 1106 with spectral characteristics by a relay lens system including three reflecting mirrors 1123, 1125, and 1127 and three convex lenses 1124, 1126, and 1128 provided in the subsequent stage. The light is converted into parallel light from a direction opposite to the direction in which the light is incident and guided so as to be incident. Here, the relay optical system is configured by three mirrors and three convex lenses, but other configurations may be used as long as they have similar performance.

凸レンズ1128から、分光特性付きミラー1106に入射した青色光は、光の進行方向を90度変えて、反射する。   The blue light incident on the spectroscopic mirror 1106 from the convex lens 1128 is reflected by changing the traveling direction of the light by 90 degrees.

上記構成によって、分光特性付きミラー1106で合成された蛍光と青色光が、時分割されて凸レンズ1109に入射することになる。   With the above configuration, the fluorescence and blue light synthesized by the mirror with spectral characteristics 1106 are time-divided and enter the convex lens 1109.

分光特性付きミラー1106から凸レンズ1109に入射した時分割された蛍光と青色光は、後段の凸レンズ1109で集光され後段のカラーフィルター付きホイール1110に入射する。カラーフィルター付きホイール1110は、蛍光体ホイール3と図示されていない同期回路を用いて同期されており、光学系の特性に合わせて、青色光および蛍光の一部もしくは全波長域を透過するような特性を有する複数のフィルターで構成されている。   The time-divided fluorescence and blue light that have entered the convex lens 1109 from the mirror 1106 with spectral characteristics are collected by the rear convex lens 1109 and incident on the rear color filter wheel 1110. The wheel 1110 with a color filter is synchronized with the phosphor wheel 3 using a synchronization circuit (not shown) and transmits blue light and a part or all of the wavelength range of the fluorescence according to the characteristics of the optical system. It is composed of a plurality of filters having characteristics.

蛍光体ホイール3から、例えば黄色の蛍光が発光されている時間帯に対して、蛍光の波長域をそのまま透過する領域、蛍光の中で赤色の部分の光を反射し緑色の光を透過する領域、蛍光の中で緑色の部分の光を反射し赤色の光を透過する領域などのうち、少なくとも一つの領域を有するカラーフィルター付きホイール1110が同期して回転している。また、蛍光体ホイール3の開口部308を通過してきた青色光には、蛍光の波長域をそのまま透過する領域が対応することで、ロッドインテグレータ1111の入射端近傍に、時系列に光の波長域の異なる色光が集光する。   For example, in a time zone in which yellow fluorescence is emitted from the phosphor wheel 3, a region that transmits the fluorescence wavelength range as it is, a region that reflects red light in the fluorescence and transmits green light The wheel 1110 with a color filter having at least one region among the regions that reflect the green light and transmit the red light in the fluorescence rotates in synchronization. In addition, the blue light that has passed through the opening 308 of the phosphor wheel 3 corresponds to a region that transmits the fluorescence wavelength region as it is, so that the wavelength region of the light in chronological order near the incident end of the rod integrator 1111. Different colored lights are condensed.

ロッドインテグレータ1111に入射した光は、ロッドインテグレータで均一化され、その出射端からは均一化された光が出射される。   The light incident on the rod integrator 1111 is made uniform by the rod integrator, and the uniformed light is emitted from the emission end.

なお、本実施の形態では、カラーフィルター付きホイール1110は、ロッドインテグレータ1111の前に配置されているが、ロッドインテグレータ1111の後に配置されていても良い。   In the present embodiment, the color filter-equipped wheel 1110 is disposed in front of the rod integrator 1111, but may be disposed after the rod integrator 1111.

図15にリング形状の波長変換素子を用いた第3の蛍光体ホイールを使用した第3の光源装置を光源装置13として示す。以下において、図4で示す波長変換素子101を用いた蛍光体ホイール4を用いて光源装置13の説明を行う。   FIG. 15 shows a third light source device using a third phosphor wheel using a ring-shaped wavelength conversion element as the light source device 13. Hereinafter, the light source device 13 will be described using the phosphor wheel 4 using the wavelength conversion element 101 shown in FIG.

複数のレーザー光源1301から出射した青色の波長域のレーザー光は、レーザー光源1301のそれぞれに対応して設けられる複数のコリメータレンズ1302でコリメートされる。コリメートされた青色光は、後段の凸レンズ1303に入射し、その光束幅が小さくされ、続く拡散板1304に入射し拡散され光の均一度が改善される。光の均一度を改善された青色光は、後段の凹レンズ1305に入射し平行光束化される。   Laser light in the blue wavelength range emitted from the plurality of laser light sources 1301 is collimated by a plurality of collimator lenses 1302 provided corresponding to each of the laser light sources 1301. The collimated blue light is incident on the convex lens 1303 at the subsequent stage, the light flux width is reduced, and the light is incident on the subsequent diffusion plate 1304 and diffused to improve the uniformity of the light. The blue light whose light uniformity is improved is incident on the concave lens 1305 at the subsequent stage to be converted into a parallel light beam.

なお、凹レンズ1305を出射した状態で、レーザー光の偏光方向が後段の分光特性付きミラー1306に対してS偏光になるように、凹レンズ1305までの光学系で調整されている。なお、分光特性付きミラー1306は偏光特性および分光特性を有する。   In the state where the concave lens 1305 is emitted, the optical system up to the concave lens 1305 is adjusted so that the polarization direction of the laser light is S-polarized with respect to the mirror 1306 with spectral characteristics at the subsequent stage. Note that the mirror 1306 with spectral characteristics has polarization characteristics and spectral characteristics.

凹レンズ1305で平行化された青色光は、光軸に対して略45度傾けて配置された分光特性付きミラー1306に入射し、光の進行方向が90度変更され、後段のλ/4波長板1307へと入射する。分光特性付きミラー1306は、レーザー光源1301から出射する青色光の波長域でS偏光の光は反射し、後述する蛍光体ホイール4で、レーザー光源1301からの青色光を励起光として波長変換される蛍光の波長域の光を通過する分光特性を有する。λ/4波長板1307は、入射したレーザー光源1301から青色光の偏光方向を回旋し、円偏光に変化させる。   The blue light collimated by the concave lens 1305 is incident on a mirror 1306 having spectral characteristics arranged at an inclination of about 45 degrees with respect to the optical axis, the light traveling direction is changed by 90 degrees, and the latter stage λ / 4 wavelength plate 1307 enters. The mirror with spectral characteristics 1306 reflects the S-polarized light in the wavelength range of the blue light emitted from the laser light source 1301, and is converted in wavelength by the phosphor wheel 4 described later using the blue light from the laser light source 1301 as excitation light. It has spectral characteristics that pass light in the fluorescent wavelength range. The λ / 4 wavelength plate 1307 rotates the polarization direction of the blue light from the incident laser light source 1301 to change it into circularly polarized light.

λ/4波長板1307を出射した光は、凸レンズ1308へと入射し、後段の凸レンズ1309との組み合わせで、蛍光体ホイール4に設けられたリングの一部の表面に反射膜408を設けた波長変換素子101へと入射する。蛍光体ホイール4には、モータ409が設けられており、その回転軸を中心に、凸レンズ1308、1309で集光された青色の励起光が、リング状の波長変換素子101と反射膜408が配置された半径領域へと入射するように配置されている。   The light emitted from the λ / 4 wavelength plate 1307 is incident on the convex lens 1308, and is a wavelength in which a reflective film 408 is provided on the surface of a part of the ring provided on the phosphor wheel 4 in combination with the convex lens 1309 in the subsequent stage. The light enters the conversion element 101. The phosphor wheel 4 is provided with a motor 409, and blue excitation light condensed by the convex lenses 1308 and 1309 is arranged around the rotation axis of the ring-shaped wavelength conversion element 101 and the reflection film 408. It arrange | positions so that it may inject into the made radius area | region.

まず、凸レンズ1308、1309で、蛍光体ホイール4の波長変換素子101上に集光された青色光は、蛍光に波長変換されるとともに、光の進行方向が180度変更されて、再び、凸レンズ1309、1308にこの順で入射し、平行光化される。ここでの波長変換される蛍光は、レーザー光源1301から出射される青色光と組み合わせて、例えば、白色光を構成するように波長領域が最適化されている。   First, the blue light condensed on the wavelength conversion element 101 of the phosphor wheel 4 by the convex lenses 1308 and 1309 is wavelength-converted into fluorescence, and the traveling direction of the light is changed by 180 degrees. 1308 enters in this order and is collimated. Here, the wavelength-converted fluorescence is optimized in wavelength region so as to form, for example, white light in combination with blue light emitted from the laser light source 1301.

凸レンズ1308を出射し平行光化された蛍光は、λ/4波長板1307を通過し、光軸に対して45度の角度に配置された分光特性付きミラー1306へと再び入射する。分光特性付きミラー1306は、前述の通り、蛍光の波長領域の光を透過する特性を有しているので、λ/4波長板1307を通過した蛍光は光の方向をそのまま変更せずに通過する。   The fluorescence emitted from the convex lens 1308 and converted into parallel light passes through the λ / 4 wavelength plate 1307 and is incident again on the mirror 1306 with spectral characteristics arranged at an angle of 45 degrees with respect to the optical axis. As described above, the spectroscopic mirror 1306 has a characteristic of transmitting light in the fluorescence wavelength region, so that the fluorescence that has passed through the λ / 4 wavelength plate 1307 passes through without changing the direction of the light. .

次に、蛍光体ホイール4の反射膜408に集光されたレーザー光源1301からの青色光は、蛍光体ホイール4を反射し、その進行方向を180度変更され、凸レンズ1309、1308に入射し平行化される。   Next, the blue light from the laser light source 1301 collected on the reflection film 408 of the phosphor wheel 4 reflects the phosphor wheel 4, changes its traveling direction by 180 degrees, and enters the convex lenses 1309 and 1308 in parallel. It becomes.

凸レンズ1309、1308で平行光化した青色光はλ/4波長板1307に入射し、その偏光方向を回旋し、P偏光に変換される。   The blue light collimated by the convex lenses 1309 and 1308 enters the λ / 4 wavelength plate 1307, rotates its polarization direction, and is converted to P-polarized light.

λ/4波長板1307を出射したP偏光の青色光が、光軸に対して45度の角度に配置された分光特性付きミラー1306に入射する。分光特性付きミラー1306は、レーザー光源1301から出射された青色光の波長領域のS偏光の光は反射し、青色光の波長領域のP偏光の光と蛍光体ホイール4で波長変換された蛍光の波長領域の光を透過する特性を有している。そのため、λ/4波長板1307を出射したP偏光の青色光は凸レンズ1310に入射する。   The P-polarized blue light emitted from the λ / 4 wavelength plate 1307 is incident on a mirror 1306 with spectral characteristics arranged at an angle of 45 degrees with respect to the optical axis. The spectroscopic mirror 1306 reflects the S-polarized light in the blue light wavelength region emitted from the laser light source 1301, and reflects the P-polarized light in the blue light wavelength region and the fluorescence converted by the phosphor wheel 4. It has the characteristic of transmitting light in the wavelength region. Therefore, the P-polarized blue light emitted from the λ / 4 wavelength plate 1307 enters the convex lens 1310.

凸レンズ1310には、蛍光体ホイール4の回転に応じて、蛍光と青色光が時系列に入射し、集光され、後段のカラーフィルター付きホイール1311に入射する。カラーフィルター付きホイール1311は蛍光体ホイール4と図示されていない同期回路を用いて同期されており、光学系の特性に合わせて、青色光および蛍光の一部もしくは全波長域を透過するような特性を有する複数のフィルターで構成されている。   In accordance with the rotation of the phosphor wheel 4, fluorescence and blue light are incident on the convex lens 1310 in a time series, are condensed, and are incident on the subsequent wheel 1311 with a color filter. The wheel 1311 with a color filter is synchronized with the phosphor wheel 4 using a synchronization circuit (not shown), and has characteristics such as transmitting blue light and a part of the fluorescent light or the entire wavelength region in accordance with the characteristics of the optical system. It is comprised by the some filter which has.

蛍光体ホイール4から、例えば黄色の蛍光が発光されている時間帯に対して、蛍光の波長域をそのまま透過する領域、蛍光の中で赤色の部分の光を反射し緑色の光を透過する領域、蛍光の中で緑色の部分の光を反射し赤色の光を透過する領域などのうち、少なくとも一つの領域を有するカラーフィルター付きホイール1311が同期して回転している。また、蛍光体ホイール4の反射膜408で反射された青色光には、蛍光の波長域をそのまま透過するカラーフィルター付きホイール1311の領域が対応することで、ロッドインテグレータ1312の入射端近傍に、時系列に光の波長域の異なる色光が集光する。ロッドインテグレータ1312に入射した光は、ロッドインテグレータで均一化され、均一化された光が出射端から出射される。   For example, in a time zone in which yellow fluorescence is emitted from the phosphor wheel 4, a region that transmits the fluorescence wavelength region as it is, a region that reflects red light in the fluorescence and transmits green light The wheel 1311 with a color filter having at least one region among the regions that reflect the green light and transmit the red light in the fluorescence rotates synchronously. Also, the blue light reflected by the reflective film 408 of the phosphor wheel 4 corresponds to the region of the wheel 1311 with a color filter that transmits the fluorescent wavelength region as it is, so that the vicinity of the incident end of the rod integrator 1312 Color lights with different wavelength ranges of light are collected in series. The light incident on the rod integrator 1312 is made uniform by the rod integrator, and the uniformed light is emitted from the emission end.

なお、本実施の形態では、カラーフィルター付きホイール1311は、ロッドインテグレータ1312の前に配置されているが、ロッドインテグレータ1312の後に配置されていても良い。   In the present embodiment, the color filter-equipped wheel 1311 is disposed in front of the rod integrator 1312, but may be disposed after the rod integrator 1312.

[1−2−2.効果など]
光源装置9では、蛍光体ホイール1に波長変換素子101を用いている。そのため、レーザー光源901からの青色光の入射する側に設けられた大粒径の蛍光体粒子111aで、蛍光体への吸収効率が最大化し、続いて、蛍光体領域の厚み方向で中間に位置する小粒径の蛍光体粒子112aで結合効率を最大化し、最後に蛍光体領域の厚み方向で最も基板側にある大粒径の蛍光体粒子113aで熱伝導性を向上し温度消光を低減し、蛍光効率を最大化する。そのことにより、吸収効率×結合効率×蛍光効率で表される効率を最大化することが可能となる。
[1-2-2. Effect etc.]
In the light source device 9, the wavelength conversion element 101 is used for the phosphor wheel 1. Therefore, the phosphor particle 111a having a large particle diameter provided on the side where the blue light from the laser light source 901 is incident maximizes the absorption efficiency into the phosphor, and then is positioned in the middle in the thickness direction of the phosphor region The phosphor particle 112a having a small particle size maximizes the coupling efficiency, and finally the phosphor particle 113a having the large particle size closest to the substrate in the thickness direction of the phosphor region improves thermal conductivity and reduces temperature quenching. Maximize fluorescence efficiency. This makes it possible to maximize the efficiency represented by absorption efficiency × binding efficiency × fluorescence efficiency.

光源装置11、13でも、それぞれの蛍光体ホイール3、4に波長変換素子101を用いているため、光源装置9と同じく効率を最大化することができる。   Also in the light source devices 11 and 13, since the wavelength conversion element 101 is used for each phosphor wheel 3 and 4, the efficiency can be maximized as in the light source device 9.

波長変換素子102を用いた第1〜3の蛍光体ホイールを用いて第1〜3の光源装置を構成した場合においても、波長変換素子101を用いた第1〜3の光源装置である上記光源装置9、11、13と同様に、吸収効率×結合効率×蛍光効率で表される効率を最大化することが可能となる。   The light source which is the first to third light source devices using the wavelength conversion element 101 even when the first to third light source devices are configured using the first to third phosphor wheels using the wavelength conversion device 102. Similar to the devices 9, 11, and 13, the efficiency represented by absorption efficiency × binding efficiency × fluorescence efficiency can be maximized.

[1−3−1.光源装置を備える投写型映像表示装置]
リング形状の波長変換素子101を用いた第1の蛍光体ホイールを用いた第1の光源装置を用いた投写型映像表示装置10の構成について説明する。
[1-3-1. Projection-type image display device including light source device]
A configuration of the projection display apparatus 10 using the first light source device using the first phosphor wheel using the ring-shaped wavelength conversion element 101 will be described.

まず、図12に第1の光源装置としての光源装置9を用いた投写型映像表示装置10の構成を示す。   First, FIG. 12 shows a configuration of a projection display apparatus 10 using a light source device 9 as a first light source device.

なお、リング形状の波長変換素子101を用いた蛍光体ホイール1を用いた光源装置9については、前述しているため、その説明は省略する。   Since the light source device 9 using the phosphor wheel 1 using the ring-shaped wavelength conversion element 101 has been described above, the description thereof will be omitted.

ロッドインテグレータ910を出射した光は、凸レンズ1031、1032、1033で構成されるリレーレンズ系で、DMD(デジタル・マイクロミラー・デバイス)1041、1042、1043へと写像する。   The light emitted from the rod integrator 910 is mapped to DMDs (digital micromirror devices) 1041, 1042, and 1043 by a relay lens system including convex lenses 1031, 1032, and 1033.

凸レンズ1031、1032、1033で構成されたリレーレンズ系を出射した光は、微小ギャップ1035を設けた全反射プリズム1034に入射する。リレーレンズ系を出射し、全反射プリズム1034に全反射角以上の角度で入射した光は、微小ギャップ1035で反射し光の進行方向を変えて、微小ギャップ1037を設けた3つのガラスブロックで構成されたカラープリズム1036に入射する。   The light emitted from the relay lens system including the convex lenses 1031, 1032, 1033 is incident on the total reflection prism 1034 provided with the minute gap 1035. Light emitted from the relay lens system and incident on the total reflection prism 1034 at an angle greater than or equal to the total reflection angle is reflected by the minute gap 1035 and changed in the traveling direction of the light, and is composed of three glass blocks provided with the minute gap 1037. Is incident on the color prism 1036.

カラープリズム1036の第1のガラスブロックに全反射プリズム1034から入射した青色光と蛍光光のうち青色光は、まず微小ギャップの1037の前段に設けられた青色反射の特性を有する分光特性付き反射膜で反射し、その進行方向を変え、全反射プリズムへと進行し、全反射プリズム1034とカラープリズム1036との間に設けられた微小ギャップに全反射角以上の角度で入射し、青色の映像を表示するDMD1043に入射する。   Of the blue light and fluorescent light incident on the first glass block of the color prism 1036 from the total reflection prism 1034, the blue light is first provided with a spectral characteristic reflecting film having a blue reflection characteristic provided in the front stage of the small gap 1037. , The direction of travel is changed, the light travels toward the total reflection prism, enters the small gap provided between the total reflection prism 1034 and the color prism 1036 at an angle greater than the total reflection angle, and displays a blue image. It enters the DMD 1043 to be displayed.

続いて、微小ギャップを通過した蛍光光のうち赤色光は、カラープリズム1036の第2と第3のガラスブロックの間に設けられた、赤色の波長領域の光を反射し、緑色の光を通過する分光特性を有する分光特性付き反射膜で反射され、第1のガラスブロック側へとその進行方向を変える。   Subsequently, of the fluorescent light that has passed through the minute gap, the red light reflects the light in the red wavelength region provided between the second and third glass blocks of the color prism 1036 and passes the green light. Is reflected by the reflective film with spectral characteristics having the spectral characteristics to change the traveling direction to the first glass block side.

光の進行方向を変えた赤色光は、カラープリズム1036の第1と第2のガラスブロックの間に設けた微小ギャップ1037で再び反射し、その光の進行方向を変えて赤色用のDMD1042に入射する。   The red light whose direction of travel has been changed is reflected again by the minute gap 1037 provided between the first and second glass blocks of the color prism 1036 and is incident on the red DMD 1042 by changing the direction of travel of the light. To do.

また、微小ギャップを通過した蛍光光のうち緑色光は、カラープリズムの第2と第3のガラスブロックの間に設けられた赤色の波長領域の光を反射し、緑色の光を通過する分光特性を有する分光特性付き反射膜を通過し、第3のガラスブロックへとそのまま進行し、そのまま緑色用DMD1041へ入射する。   Further, among the fluorescent light that has passed through the minute gap, the green light reflects the light in the red wavelength region provided between the second and third glass blocks of the color prism, and spectral characteristics that pass the green light. It passes through the reflective film with spectral characteristics having the above, proceeds to the third glass block as it is, and enters the green DMD 1041 as it is.

DMD1041、1042、1043は、図示しない映像回路から、各色の映像信号に応じて画素ごとにミラーの方向を変えることで、光の進行方向を変更する。   DMDs 1041, 1042, and 1043 change the traveling direction of light by changing the direction of the mirror for each pixel in accordance with the video signal of each color from a video circuit (not shown).

まず、緑色用のDMD1041で映像信号に応じて光の進行方向を変更した緑色光は、カラープリズム1036の第3のガラスブロックに入射し、カラープリズム1036の第3と第2のガラスブロックの間に設けられた分光特性付き反射膜を通過する。   First, green light whose light traveling direction has been changed by the DMD 1041 for green according to the video signal is incident on the third glass block of the color prism 1036 and between the third and second glass blocks of the color prism 1036. It passes through the reflective film with spectral characteristics provided in the.

続いて、赤色用のDMD1042で映像信号に応じて光の進行方向を変更した赤色光は、カラープリズム1036の第2のガラスブロックに入射し、カラープリズム1036の第2と第1のガラスブロックの間に設けられた微小ギャップ1037に全反射角以上の角度で入射することで反射する。その後、赤色光は、カラープリズムの第3のガラスブロックへ光の進行方向を変えて、カラープリズム1036の第2と第3のガラスブロック間に設けられた、分光特性付き反射膜で反射し、その光の進行方向を変え、緑色の光と合成される。   Subsequently, the red light whose light traveling direction has been changed by the DMD 1042 for red according to the video signal is incident on the second glass block of the color prism 1036, and the second and first glass blocks of the color prism 1036. The light is reflected by being incident on a minute gap 1037 provided therebetween at an angle greater than the total reflection angle. Thereafter, the red light is reflected by the reflective film with spectral characteristics provided between the second and third glass blocks of the color prism 1036 by changing the traveling direction of the light to the third glass block of the color prism. The traveling direction of the light is changed and synthesized with green light.

分光特性付き反射膜で合成された光は、カラープリズム1036の第1のガラスブロック側に進行し、カラープリズム1036の第2と第1のガラスブロックの間に設けられた微小ギャップ1037に全反射角以下の角度で入射することで透過する。   The light synthesized by the reflective film with spectral characteristics travels to the first glass block side of the color prism 1036 and is totally reflected by the minute gap 1037 provided between the second and first glass blocks of the color prism 1036. It is transmitted by entering at an angle less than the angle.

さらに、青色用のDMD1043で映像信号に応じて光の進行方向を変更した青色光は、カラープリズム1036の第1のガラスブロックを入射し、全反射プリズム1034側に進行し、全反射プリズム1034とカラープリズム1036との間に設けられたギャップに、全反射角以上の角度で入射することで、カラープリズム1036の第2のガラスブロック側に進行する。その後、青色光は、カラープリズム1036の第1と第2のガラスブロックの間に設けられた微小ギャップ1037の前の第1のガラスブロック側に設けられた分光特性付きミラーで反射し、全反射プリズム1034側に光の進行方向を変え、緑色DMD1041と赤色DMD1042からの光と合成され、全反射プリズム1034へ入射する。   Further, the blue light whose light traveling direction has been changed by the blue DMD 1043 according to the video signal is incident on the first glass block of the color prism 1036 and travels toward the total reflection prism 1034 side. By entering the gap provided between the color prism 1036 at an angle equal to or greater than the total reflection angle, the color prism 1036 advances toward the second glass block. Thereafter, the blue light is reflected by a mirror with spectral characteristics provided on the first glass block side in front of the minute gap 1037 provided between the first and second glass blocks of the color prism 1036, and is totally reflected. The traveling direction of the light is changed to the prism 1034 side, and the light from the green DMD 1041 and the red DMD 1042 is combined and enters the total reflection prism 1034.

全反射プリズム1034に入射したDMD1041、1042、1043からの光は、全反射プリズム1034の微小ギャップ1035に全反射角以下の角度で入射することで透過し、投写レンズ1051へと入射し、図示しないスクリーンへと照射される。   The light from the DMDs 1041, 1042, and 1043 incident on the total reflection prism 1034 is transmitted by entering the minute gap 1035 of the total reflection prism 1034 at an angle equal to or smaller than the total reflection angle, and is incident on the projection lens 1051, which is not illustrated. The screen is irradiated.

次に、図14に第2の光源装置としての光源装置11を用いた投写型映像表示装置12の構成を示す。   Next, FIG. 14 shows a configuration of a projection display apparatus 12 using a light source device 11 as a second light source device.

なお、セグメント形状の波長変換素子101を用いた蛍光体ホイール2を用いた光源装置11については、前述しているため、説明を省略する。   Since the light source device 11 using the phosphor wheel 2 using the segment-shaped wavelength conversion element 101 has been described above, the description thereof will be omitted.

ロッドインテグレータ1111を出射した光は、凸レンズ1231、1232、1233で構成されるリレーレンズ系で、後述するDMD1241へと写像する。   The light emitted from the rod integrator 1111 is mapped to a DMD 1241 described later by a relay lens system including convex lenses 1231, 1232, and 1233.

凸レンズ1231、1232、1233を通過して全反射プリズム1234に入射した光は、全反射プリズム1234の微小ギャップ1235に全反射角以上の角度で入射し、反射することで光の進行方向を変えてDMD1241に入射する。   The light that has passed through the convex lenses 1231, 1232, and 1233 and entered the total reflection prism 1234 enters the minute gap 1235 of the total reflection prism 1234 at an angle that is greater than the total reflection angle, and is reflected to change the traveling direction of the light. The light enters the DMD 1241.

DMD1241は、蛍光体ホイール3とカラーフィルター付きホイール1110の組み合わせで出射される色光に同期した図示しない映像回路からの信号に応じて、微小ミラーの方向を変えて光の進行方向を変えて出射する。   The DMD 1241 emits light by changing the direction of the minute mirror and changing the traveling direction of the light according to a signal from a video circuit (not shown) synchronized with the color light emitted by the combination of the phosphor wheel 3 and the wheel 1110 with a color filter. .

DMD1241で映像信号に応じて光の進行方向が変わった光は、全反射プリズム1234に入射し、全反射プリズム1234の微小ギャップ1235に全反射角度以下の角度で入射することで、そのまま透過して、投写レンズ1251に入射し、図示しないスクリーンに投写される。   The light whose traveling direction has changed in accordance with the video signal in the DMD 1241 is incident on the total reflection prism 1234, and is incident on the minute gap 1235 of the total reflection prism 1234 at an angle equal to or smaller than the total reflection angle. Then, the light enters the projection lens 1251 and is projected on a screen (not shown).

最後に、図16に第3の光源装置としての光源装置13を用いた投写型映像表示装置14の構成を示す。   Finally, FIG. 16 shows a configuration of a projection display apparatus 14 using a light source device 13 as a third light source device.

なお、リング形状の波長変換素子101を用い表面に反射膜408を設けた蛍光体ホイール3を用いた光源装置13については、前述しているため、説明を省略する。   Since the light source device 13 using the phosphor wheel 3 using the ring-shaped wavelength conversion element 101 and having the reflective film 408 provided on the surface thereof has been described above, the description thereof is omitted.

ロッドインテグレータ1312を出射した光は、凸レンズ1431、1432、1433で構成されるリレーレンズ系で、後述するDMD1441へと写像する。   The light emitted from the rod integrator 1312 is mapped to a DMD 1441 described later by a relay lens system including convex lenses 1431, 1432 and 1433.

凸レンズ1431、1432、1433を通過して全反射プリズム1434に入射した光は、全反射プリズム1434の微小ギャップ1435に全反射角以上の角度で入射し、反射することで光の進行方向を変えてDMD1441に入射する。   The light that has passed through the convex lenses 1431, 1432, and 1433 and entered the total reflection prism 1434 enters the microgap 1435 of the total reflection prism 1434 at an angle greater than the total reflection angle, and is reflected to change the traveling direction of the light. Incident on DMD 1441.

DMD1441は、蛍光体ホイール4とカラーフィルター付きホイール1311の組み合わせで出射される色光に同期した図示しない映像回路からの信号に応じて、微小ミラーの方向を変えて光の進行方向を変えて出射する。   The DMD 1441 changes the direction of the minute mirror and changes the traveling direction of the light in accordance with a signal from a video circuit (not shown) synchronized with the color light emitted by the combination of the phosphor wheel 4 and the color filter wheel 1311. .

DMD1441で映像信号に応じて光の進行方向が変わった光は、全反射プリズム1434に入射し、全反射プリズム1434の微小ギャップ1435に全反射角度以下の角度で入射することで、そのまま透過して、投写レンズ1451に入射し、図示しないスクリーンに投写される。   The light whose traveling direction has changed in accordance with the video signal in the DMD 1441 is incident on the total reflection prism 1434 and is transmitted as it is by being incident on the minute gap 1435 of the total reflection prism 1434 at an angle equal to or smaller than the total reflection angle. Then, the light enters the projection lens 1451 and is projected on a screen (not shown).

[1−3−2.効果など]
光源装置9を用いた投写型映像表示装置10では、蛍光体ホイール1に波長変換素子101を用いている。そのため、レーザー光源901からの青色光の入射する側に設けられた大粒径の蛍光体粒子111aで吸収効率が最大化し、続いて、蛍光体領域の厚み方向で中間に位置する小粒径の蛍光体粒子112aで結合効率を最大化し、最後に蛍光体領域の厚み方向で最も基板側にある大粒径の蛍光体粒子113aで熱伝導性を向上し温度消光を低減し、蛍光効率を最大化する。そのことにより、吸収効率×結合効率×蛍光効率で表される効率を最大化することが可能となる。
[1-3-2. Effect etc.]
In the projection display apparatus 10 using the light source device 9, the wavelength conversion element 101 is used for the phosphor wheel 1. Therefore, the absorption efficiency is maximized by the large particle size phosphor particles 111a provided on the side where the blue light from the laser light source 901 is incident, and then the small particle size particle positioned in the middle in the thickness direction of the phosphor region. The phosphor particle 112a maximizes the coupling efficiency, and finally the phosphor particle 113a having a large particle diameter closest to the substrate in the thickness direction of the phosphor region improves thermal conductivity, reduces temperature quenching, and maximizes the fluorescence efficiency. Turn into. This makes it possible to maximize the efficiency represented by absorption efficiency × binding efficiency × fluorescence efficiency.

光源装置11、13を用いた投写型映像表示装置12、14でも、それぞれの蛍光体ホイール2、3に波長変換素子101を用いているため、投写型映像表示装置10と同じく効率を最大化することができる。   Even in the projection display apparatuses 12 and 14 using the light source apparatuses 11 and 13, the wavelength conversion elements 101 are used for the phosphor wheels 2 and 3, respectively, so that the efficiency is maximized as in the projection display apparatus 10. be able to.

(実施の形態2)
[2−1−1−1.波長変換素子の構成]
以下、実施の形態2にかかる波長変換素子の構成について詳細に説明する。図8は、実施の形態2における波長変換素子の構成図であり、図8の(a)は実施の形態2の第1の波長変換素子の断面図、図8の(b)は実施の形態2の第2の波長変換素子の断面図、図8の(c)は波長変換素子の平面図を示す。
(Embodiment 2)
[2-1-1-1. Configuration of wavelength conversion element]
Hereinafter, the configuration of the wavelength conversion element according to the second embodiment will be described in detail. FIG. 8 is a configuration diagram of the wavelength conversion element in the second embodiment. FIG. 8A is a cross-sectional view of the first wavelength conversion element in the second embodiment, and FIG. 8B is the embodiment. Sectional drawing of 2nd 2nd wavelength conversion element of FIG. 8, (c) of FIG. 8 shows the top view of a wavelength conversion element.

図8の(a)に示す通り、実施の形態2の第1の波長変換素子である波長変換素子601は、蛍光体粒子611aからなる第1蛍光体領域611、および蛍光体粒子612aからなる第2蛍光体領域612が積層されてなる2層からなる蛍光体領域で構成されている。図8に示されるように、蛍光体領域の厚み方向に粒径の異なる蛍光体粒子が配置されるが、ここでは、表面側(図8の(a)の上側)の蛍光体粒子611aの粒径が、裏面側(図8の(a)の下側)の蛍光体粒子612aの粒径よりも大きくなっている。   As shown in FIG. 8A, the wavelength conversion element 601 that is the first wavelength conversion element of the second embodiment is a first phosphor region 611 composed of phosphor particles 611a and a first phosphor region 611a composed of phosphor particles 612a. The phosphor region is composed of two layers in which two phosphor regions 612 are laminated. As shown in FIG. 8, phosphor particles having different particle diameters are arranged in the thickness direction of the phosphor region, but here, the particles of phosphor particles 611a on the surface side (upper side of FIG. 8 (a)) The diameter is larger than the particle diameter of the phosphor particles 612a on the back surface side (the lower side in FIG. 8A).

図8の(b)に示す通り、実施の形態2の第2の波長変換素子である波長変換素子602は、粒径の異なる蛍光体粒子621a、622aを、例えばシリコーンなどのバインダ624に充填して、第1蛍光体領域621、第2蛍光体領域622として構成されている。図8に示されるように、波長変換素子601と同じく、蛍光体領域の厚み方向に粒径の異なる蛍光体粒子が配置されるが、ここでは、表面側(図8の(b)の上側)の蛍光体粒子621aの粒径が、裏面側(図8の(b)の下側)の蛍光体粒子622aの粒径よりも大きくなっている。   As shown in FIG. 8B, the wavelength conversion element 602, which is the second wavelength conversion element of the second embodiment, fills phosphor particles 621a and 622a having different particle diameters with a binder 624 such as silicone. Thus, the first phosphor region 621 and the second phosphor region 622 are configured. As shown in FIG. 8, phosphor particles having different particle diameters are arranged in the thickness direction of the phosphor region, similarly to the wavelength conversion element 601, but here the surface side (upper side of FIG. 8B) The particle size of the phosphor particles 621a is larger than the particle size of the phosphor particles 622a on the back surface side (the lower side of FIG. 8B).

図8の(c)は、波長変換素子601、602を用いて、蛍光体リングを作成したときの平面図である。ここでは、以下の説明のためにリング形状としたが、リングの一部が欠落したセグメント形状でも良いし、四角形などの多角形形状でも良い。   FIG. 8C is a plan view when a phosphor ring is formed using the wavelength conversion elements 601 and 602. Here, the ring shape is used for the following description, but it may be a segment shape in which a part of the ring is missing, or may be a polygonal shape such as a quadrangle.

[2−1−1−2.波長変換素子を用いた蛍光体ホイールの構成]
以下、図8の(c)に示す波長変換素子601、602で形成した蛍光体リングを用いて、蛍光体ホイールの構成を説明する。
[2-1-1-2. Configuration of phosphor wheel using wavelength conversion element]
Hereinafter, the configuration of the phosphor wheel will be described using the phosphor ring formed by the wavelength conversion elements 601 and 602 shown in FIG.

図9に、実施の形態2の波長変換素子601、602を用いた第1と第2の蛍光体ホイールを示す。図9の(a)は波長変換素子601、602を用いた第1と第2の蛍光体ホイールの平面図、図9の(b)は波長変換素子601を用いた第1の蛍光体ホイールの断面図、図9の(c)は波長変換素子602を用いた第2の蛍光体ホイールの断面図である。   FIG. 9 shows first and second phosphor wheels using the wavelength conversion elements 601 and 602 of the second embodiment. 9A is a plan view of the first and second phosphor wheels using the wavelength conversion elements 601 and 602, and FIG. 9B is a plan view of the first phosphor wheel using the wavelength conversion element 601. FIG. 9C is a cross-sectional view of a second phosphor wheel using the wavelength conversion element 602.

図9に示される波長変換素子601を用いた第1の蛍光体ホイールとしての蛍光体ホイール7は、粒径が大きい方の蛍光体粒子611aからなる第1蛍光体領域611側が、励起光Lの入射側に配置される。同様に、波長変換素子602を用いた第2の蛍光体ホイールとしての蛍光体ホイール7は、粒径が大きい方の蛍光体粒子621aからなる第1蛍光体領域621側が、励起光Lの入射側に配置される。   In the phosphor wheel 7 as the first phosphor wheel using the wavelength conversion element 601 shown in FIG. 9, the first phosphor region 611 side composed of the phosphor particles 611a having the larger particle diameter has the excitation light L side. Arranged on the incident side. Similarly, in the phosphor wheel 7 as the second phosphor wheel using the wavelength conversion element 602, the first phosphor region 621 side composed of phosphor particles 621a having a larger particle diameter is on the incident side of the excitation light L. Placed in.

まず、図9の(a)、(b)を参照し、波長変換素子601を用いた蛍光体ホイール7について説明する。図9の(b)に示すように、蛍光体ホイール7は、表面に反射防止膜703を設けた波長変換素子601を用いた蛍光体リングと、表面に反射層706を設けた基板705とを有し、反射層706と蛍光体リングとの間には、熱伝導性と反射率を向上する含有粒子741が充填されたシリコーン層704を設けている。基板705にはモータ取付け孔707が設けられている。   First, the phosphor wheel 7 using the wavelength conversion element 601 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 9B, the phosphor wheel 7 includes a phosphor ring using the wavelength conversion element 601 provided with an antireflection film 703 on the surface, and a substrate 705 provided with a reflection layer 706 on the surface. A silicone layer 704 filled with contained particles 741 that improve thermal conductivity and reflectance is provided between the reflective layer 706 and the phosphor ring. A motor mounting hole 707 is provided in the substrate 705.

蛍光体リングとして構成された波長変換素子601は、粒径の異なる蛍光体粒子611a、612aで構成されており、蛍光体領域の厚み方向に蛍光体粒子の粒径が異なる。ここでは、表面側の蛍光体粒子611aは、基板705側の蛍光体粒子612aに対して粒径が大きくなっている。   The wavelength conversion element 601 configured as a phosphor ring is composed of phosphor particles 611a and 612a having different particle diameters, and the particle diameters of the phosphor particles are different in the thickness direction of the phosphor region. Here, the phosphor particles 611a on the front side have a larger particle size than the phosphor particles 612a on the substrate 705 side.

次に、図9の(a)、(c)を参照し、波長変換素子602を用いた蛍光体ホイール7の構成について説明する。   Next, the configuration of the phosphor wheel 7 using the wavelength conversion element 602 will be described with reference to FIGS.

図9の(c)に示すように、蛍光体ホイール7は、表面に反射防止膜703を設けた波長変換素子602を用いた蛍光体リングと、表面に反射層706を設けた基板705とを有し、反射層706と蛍光体リングとの間には、熱伝導性と反射率を向上する含有粒子741が充填されたシリコーン層704を設けている。   As shown in FIG. 9C, the phosphor wheel 7 includes a phosphor ring using a wavelength conversion element 602 having an antireflection film 703 provided on the surface, and a substrate 705 having a reflection layer 706 provided on the surface. A silicone layer 704 filled with contained particles 741 that improve thermal conductivity and reflectance is provided between the reflective layer 706 and the phosphor ring.

蛍光体リングとして構成された波長変換素子602は、粒径の異なる蛍光体粒子621a、622aと、例えばシリコーンで構成されるバインダ624で構成されており、蛍光体領域の厚み方向に蛍光体粒子の粒径が異なる。ここでは、表面側の蛍光体粒子621aは、基板705側の蛍光体粒子622aに対して粒径が大きくなっている。   The wavelength conversion element 602 configured as a phosphor ring is composed of phosphor particles 621a and 622a having different particle diameters and a binder 624 made of, for example, silicone, and the phosphor particles are arranged in the thickness direction of the phosphor region. The particle size is different. Here, the phosphor particles 621a on the surface side have a larger particle size than the phosphor particles 622a on the substrate 705 side.

図10に、実施の形態2の波長変換素子601、602を用いた第3と第4の蛍光体ホイールを示す。図10の(a)は波長変換素子601、602を用いた第3と第4の蛍光体ホイールの平面図、図10の(b)は波長変換素子601を用いた第3の蛍光体ホイールの断面図、図10の(c)は波長変換素子602を用いた第4の蛍光体ホイールの断面図である。   FIG. 10 shows third and fourth phosphor wheels using the wavelength conversion elements 601 and 602 of the second embodiment. 10A is a plan view of the third and fourth phosphor wheels using the wavelength conversion elements 601 and 602, and FIG. 10B is a plan view of the third phosphor wheel using the wavelength conversion element 601. FIG. 10C is a cross-sectional view of a fourth phosphor wheel using the wavelength conversion element 602.

図10に示される波長変換素子601を用いた第3の蛍光体ホイールとしての蛍光体ホイール8は、粒径が小さい方の蛍光体粒子612aからなる第2蛍光体領域612側が、励起光Lの入射側に配置される。同様に、波長変換素子602を用いた第4の蛍光体ホイールとしての蛍光体ホイール8は、粒径が小さい方の蛍光体粒子622aからなる第2蛍光体領域622が、励起光Lの入射側に配置される。   The phosphor wheel 8 as the third phosphor wheel using the wavelength conversion element 601 shown in FIG. 10 has the second phosphor region 612 side composed of the phosphor particles 612a having the smaller particle diameters of the excitation light L. Arranged on the incident side. Similarly, in the phosphor wheel 8 as the fourth phosphor wheel using the wavelength conversion element 602, the second phosphor region 622 composed of phosphor particles 622a having a smaller particle diameter is provided on the incident side of the excitation light L. Placed in.

まず、図10の(a)、(b)を参照し、波長変換素子601を用いた蛍光体ホイール8の構成について説明する。図10の(b)に示すように、蛍光体ホイール8は、表面に反射防止膜803を設けた波長変換素子601を用いた蛍光体リングと、表面に反射層806を設けた基板805とを有し、反射層806と蛍光体リングとの間には、熱伝導性と反射率を向上する含有粒子841が充填されたシリコーン層804を設けている。基板805にはモータ取付け孔807が設けられている。   First, the structure of the phosphor wheel 8 using the wavelength conversion element 601 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 10B, the phosphor wheel 8 includes a phosphor ring using a wavelength conversion element 601 having an antireflection film 803 provided on the surface, and a substrate 805 having a reflection layer 806 provided on the surface. And a silicone layer 804 filled with contained particles 841 that improve thermal conductivity and reflectivity is provided between the reflective layer 806 and the phosphor ring. A motor mounting hole 807 is provided in the substrate 805.

蛍光体リングとして構成された波長変換素子601は、粒径の異なる蛍光体粒子611a、612aで構成されており、蛍光体領域の厚み方向に蛍光体粒子の粒径が異なる。ここでは、表面側の蛍光体粒子612aは、基板805側の蛍光体粒子611aに対して粒径が小さくなっている。   The wavelength conversion element 601 configured as a phosphor ring is composed of phosphor particles 611a and 612a having different particle diameters, and the particle diameters of the phosphor particles are different in the thickness direction of the phosphor region. Here, the phosphor particles 612a on the front side have a smaller particle size than the phosphor particles 611a on the substrate 805 side.

次に、図10の(a)、(c)を参照し、波長変換素子602を用いた蛍光体ホイール8の構成について説明する。   Next, the configuration of the phosphor wheel 8 using the wavelength conversion element 602 will be described with reference to FIGS.

図10の(c)に示すように、蛍光体ホイール8は、表面に反射防止膜803を設けた波長変換素子602を用いた蛍光体リングと、表面に反射層806を設けた基板805とを有し、反射層806と蛍光体リングとの間には、熱伝導性と反射率を向上する含有粒子841が充填されたシリコーン層804を設けている。   As shown in FIG. 10C, the phosphor wheel 8 includes a phosphor ring using a wavelength conversion element 602 having an antireflection film 803 provided on the surface, and a substrate 805 having a reflection layer 806 provided on the surface. And a silicone layer 804 filled with contained particles 841 that improve thermal conductivity and reflectivity is provided between the reflective layer 806 and the phosphor ring.

蛍光体リングとして構成された波長変換素子602は、粒径の異なる蛍光体粒子621a、622aと、例えばシリコーンで構成されるバインダ624で構成されており、蛍光体領域の厚み方向に蛍光体粒子の粒径が異なる。ここでは、表面側の蛍光体粒子622aは、基板805側の蛍光体粒子621aに対して粒径が小さくなっている。   The wavelength conversion element 602 configured as a phosphor ring is composed of phosphor particles 621a and 622a having different particle diameters and a binder 624 made of, for example, silicone, and the phosphor particles are arranged in the thickness direction of the phosphor region. The particle size is different. Here, the phosphor particles 622a on the surface side have a smaller particle size than the phosphor particles 621a on the substrate 805 side.

[2−1−2.効果など]
波長変換素子601、602を用いた蛍光体ホイール7のように、粒径の異なる2種の蛍光体粒子を蛍光体領域の厚み方向に、表面側に粒径の大きな蛍光体粒子を基板側に粒径の小さい蛍光体粒子を配置すると、これによって、粒径の大きな蛍光体粒子のみで構成された蛍光体ホイールに対し結合効率が改善し、粒径の小さな蛍光体粒子のみで構成された蛍光体ホイールに対し吸収効率が改善されて、効率が改善される。
[2-1-2. Effect etc.]
Like the phosphor wheel 7 using the wavelength conversion elements 601 and 602, two types of phosphor particles having different particle sizes are arranged in the thickness direction of the phosphor region, and phosphor particles having a large particle size are arranged on the substrate side. By arranging phosphor particles with a small particle size, this improves the coupling efficiency with respect to a phosphor wheel composed only of phosphor particles with a large particle size, and fluorescence composed only with phosphor particles with a small particle size. Absorption efficiency is improved relative to the body wheel, improving efficiency.

また、波長変換素子601、602を用いた蛍光体ホイール8のように、表面側に粒径の小さい蛍光体粒子を基板側に粒径の大きい蛍光体粒子を配置すると、これによって、粒径の大きな蛍光体粒子のみで構成された蛍光体ホイールに対し結合効率が改善し、粒径の小さな蛍光体粒子のみで構成された蛍光体ホイールに対し熱伝導特性が改善されて蛍光効率が改善される。   Further, when phosphor particles having a small particle diameter are arranged on the surface side and phosphor particles having a large particle diameter are arranged on the substrate side as in the phosphor wheel 8 using the wavelength conversion elements 601 and 602, The coupling efficiency is improved for a phosphor wheel composed only of large phosphor particles, and the heat conduction characteristics are improved for the phosphor wheel composed only of phosphor particles having a small particle size to improve the fluorescence efficiency. .

併せて、実施の形態1の蛍光体ホイールが粒径の異なる3種の蛍光体粒子で構成されるのに対し、実施の形態2の蛍光体ホイールは粒径の異なる2種の蛍光体粒子で構成されることで、その製造が容易になるという利点も有している。   In addition, the phosphor wheel of the first embodiment is composed of three types of phosphor particles having different particle sizes, whereas the phosphor wheel of the second embodiment is composed of two types of phosphor particles having different particle sizes. By being configured, there is also an advantage that the manufacture becomes easy.

[2−2−1.蛍光体ホイールを備える光源装置の構成]
実施の形態2の波長変換素子を、実施の形態1の第1〜第3の蛍光体ホイールに用いた波長変換素子と置き換えることで、図11、図13、図15に示した第1〜第3の光源装置を構成することができる。この場合の光源装置の挙動は実施の形態1の光源装置と同一であるため、説明を省略する。
[2-2-1. Configuration of light source device including phosphor wheel]
By replacing the wavelength conversion element of the second embodiment with the wavelength conversion elements used in the first to third phosphor wheels of the first embodiment, the first to first shown in FIGS. 3 light source devices can be configured. Since the behavior of the light source device in this case is the same as that of the light source device of the first embodiment, description thereof is omitted.

[2−2−2.効果など]
実施の形態2の波長変換素子を用いた蛍光体ホイールの効果の項目で説明したとおり、粒径の異なる2種の蛍光体粒子を蛍光体領域の厚み方向に配置することによって、粒径の大きな蛍光体粒子のみで構成された蛍光体ホイールを用いた光源装置に対し、結合効率が改善する。また、粒径の小さな蛍光体粒子のみで構成された蛍光体ホイールを用いた光源装置に対し、大きい蛍光体粒子を表面側に配置したものは吸収効率が改善され、小さい蛍光体粒子を表面側に配置されたものは熱伝導性が改善されて、蛍光効率が改善される。
[2-2-2. Effect etc.]
As described in the item of the effect of the phosphor wheel using the wavelength conversion element of the second embodiment, by arranging two kinds of phosphor particles having different particle diameters in the thickness direction of the phosphor region, the particle diameter is increased. The coupling efficiency is improved with respect to a light source device using a phosphor wheel composed only of phosphor particles. Also, in contrast to a light source device using a phosphor wheel composed only of phosphor particles having a small particle diameter, a large phosphor particle arranged on the surface side has improved absorption efficiency, and a small phosphor particle is arranged on the surface side. In the case of the arrangement, the thermal conductivity is improved and the fluorescence efficiency is improved.

[2−3−1.光源装置を備える投写型映像表示装置の構成]
実施の形態2の波長変換素子を、実施の形態1の第1〜第3の蛍光体ホイールに用いた波長変換素子と置き換えることで、図12、図14、図16の第1〜第3の光源装置を用いた投写型映像表示装置を構成することができる。
[2-3-1. Configuration of projection-type image display device including light source device]
By replacing the wavelength conversion element of the second embodiment with the wavelength conversion elements used in the first to third phosphor wheels of the first embodiment, the first to third of FIGS. 12, 14, and 16 are used. A projection display apparatus using the light source device can be configured.

[2−3−2.効果など]
実施の形態2の波長変換素子を用いた蛍光体ホイールの効果の項目で前述したとおり、粒径の異なる2種の蛍光体粒子を蛍光体領域の厚み方向に配置することによって、粒径の大きな蛍光体粒子のみで構成された蛍光体ホイールを用いた光源装置を用いた投写型映像表示装置に対し、結合効率が改善する。また、粒径の小さな蛍光体粒子のみで構成された蛍光体ホイールを用いた光源装置を用いた投写型映像表示装置に対し、吸収効率が改善されて、効率が改善される。
[2-3-2. Effect etc.]
As described above in the item of the effect of the phosphor wheel using the wavelength conversion element of the second embodiment, by arranging two types of phosphor particles having different particle diameters in the thickness direction of the phosphor region, the particle diameter is increased. The coupling efficiency is improved with respect to the projection display apparatus using the light source device using the phosphor wheel composed only of the phosphor particles. Further, the absorption efficiency is improved and the efficiency is improved with respect to the projection display apparatus using the light source device using the phosphor wheel composed only of phosphor particles having a small particle diameter.

(実施の形態3)
[3−1.波長変換素子の構成]
以下、実施の形態3における波長変換素子の構成を説明する。図17は、実施の形態3における波長変換素子の構成を示す図であり、図17の(a)は波長変換素子301の断面図を、図17の(b)は波長変換素子302の断面図を、図17の(c)は、波長変換素子301、302を用いて形成された蛍光体リングの平面図を示している。
(Embodiment 3)
[3-1. Configuration of wavelength conversion element]
Hereinafter, the structure of the wavelength conversion element in Embodiment 3 is demonstrated. 17A and 17B are diagrams showing the configuration of the wavelength conversion element in the third embodiment. FIG. 17A is a cross-sectional view of the wavelength conversion element 301, and FIG. 17B is a cross-sectional view of the wavelength conversion element 302. FIG. 17C shows a plan view of a phosphor ring formed by using the wavelength conversion elements 301 and 302.

図17の(a)に示す波長変換素子301は、蛍光体粒子311aからなる第1蛍光体領域311、蛍光体粒子312aからなる第2蛍光体領域312および蛍光体粒子313aからなる第3蛍光体領域313が積層されてなる3層の蛍光体領域で構成されている。図17の(a)に示されるように、蛍光体領域の厚み方向に粒径の異なる蛍光体粒子が配置されるが、ここでは、中間に配置された第2蛍光体領域312を構成する蛍光体粒子312aの粒径が、表面側(図17の(a)の上側)の第1蛍光体領域311の蛍光体粒子311aおよび裏面側(図17の(b)の下側)の第3蛍光体領域313の蛍光体粒子313aの粒径よりも大きい。   A wavelength conversion element 301 shown in FIG. 17A includes a first phosphor region 311 composed of phosphor particles 311a, a second phosphor region 312 composed of phosphor particles 312a, and a third phosphor composed of phosphor particles 313a. The region 313 is composed of three layers of phosphor regions. As shown in FIG. 17A, phosphor particles having different particle diameters are arranged in the thickness direction of the phosphor region. Here, the fluorescence constituting the second phosphor region 312 arranged in the middle is arranged. The particle size of the body particles 312a is such that the phosphor particles 311a in the first phosphor region 311 on the front surface side (upper side of FIG. 17A) and the third fluorescence on the back surface side (lower side of FIG. 17B). It is larger than the particle size of the phosphor particles 313a in the body region 313.

ここで、第1蛍光体領域311の蛍光体粒子311aと第3蛍光体領域313の蛍光体粒子313aは、異なっても良いし同じでも良い。   Here, the phosphor particles 311a in the first phosphor region 311 and the phosphor particles 313a in the third phosphor region 313 may be different or the same.

図17の(b)に示す波長変換素子302は、蛍光体粒子321aからなる第1蛍光体領域321、蛍光体粒子322aからなる第2蛍光体領域322および蛍光体粒子323aからなる第3蛍光体領域323が、シリコーンなどのバインダ324が介在されて積み重なる3層の蛍光体領域で構成されている。図17の(b)に示されるように、蛍光体領域の厚み方向に粒径の異なる蛍光体粒子が配置されるが、ここでは、中間に配置された第2蛍光体領域322を構成する蛍光体粒子322aの粒径が、表面側(図17の(b)の上側)の第1蛍光体領域321の蛍光体粒子321aおよび裏面側(図17の(b)の下側)の第3蛍光体領域323の蛍光体粒子323aの粒径よりも大きい。   A wavelength conversion element 302 shown in FIG. 17B includes a first phosphor region 321 composed of phosphor particles 321a, a second phosphor region 322 composed of phosphor particles 322a, and a third phosphor composed of phosphor particles 323a. The region 323 is composed of three layers of phosphor regions that are stacked with a binder 324 such as silicone interposed therebetween. As shown in FIG. 17B, phosphor particles having different particle diameters are arranged in the thickness direction of the phosphor region. Here, the fluorescence constituting the second phosphor region 322 arranged in the middle is arranged. The particle size of the body particles 322a is such that the phosphor particles 321a of the first phosphor region 321 on the front surface side (upper side of FIG. 17B) and the third fluorescence on the back surface side (lower side of FIG. 17B). The particle size of the phosphor particles 323a in the body region 323 is larger.

ここで、第1蛍光体領域321の蛍光体粒子321aと第3蛍光体領域323の蛍光体粒子323aは、異なっても良いし同じでも良い。   Here, the phosphor particles 321a in the first phosphor region 321 and the phosphor particles 323a in the third phosphor region 323 may be different or the same.

以上のとおり、波長変換素子301、302は、中間に配置される第2蛍光体領域の蛍光体粒子の粒径が他の領域の蛍光体粒子の粒径より大きい点で、中間に配置される第2蛍光体領域の蛍光体粒子の粒径が他の領域の蛍光体粒子の粒径より小さい実施の形態1の波長変換素子101、102と異なる。   As described above, the wavelength conversion elements 301 and 302 are arranged in the middle in that the particle size of the phosphor particles in the second phosphor region arranged in the middle is larger than the particle size of the phosphor particles in other regions. The particle size of the phosphor particles in the second phosphor region is different from that of the wavelength conversion elements 101 and 102 of the first embodiment, which is smaller than the particle size of the phosphor particles in other regions.

図17の(c)に示されるように、波長変換素子301、302はリング形状を有するが、蛍光体リングの形状は、リングの一部が欠落したセグメント形状でも良いし、四角形などの多角形形状でも良い。   As shown in FIG. 17C, the wavelength conversion elements 301 and 302 have a ring shape, but the phosphor ring may have a segment shape in which a part of the ring is missing, or a polygon such as a rectangle. It may be in shape.

[3−2.波長変換素子を用いた蛍光体ホイール、光源装置および投写型映像表示装置]
波長変換素子301、302を実施の形態1の波長変換素子101と置き換えることにより、実施の形態1と同様に、波長変換素子301、302を用いた第1〜3の蛍光体ホイールを構成することができる。
[3-2. Phosphor wheel using wavelength conversion element, light source device and projection display device]
By replacing the wavelength conversion elements 301 and 302 with the wavelength conversion element 101 of the first embodiment, the first to third phosphor wheels using the wavelength conversion elements 301 and 302 are configured as in the first embodiment. Can do.

また、実施の形態1で説明した投写型映像表示装置の第1〜3の光源装置に用いる第1〜3の蛍光体ホイールとして、波長変換素子301、302を用いた第1〜3の蛍光体ホイールを用いることができる。   The first to third phosphors using wavelength conversion elements 301 and 302 as the first to third phosphor wheels used in the first to third light source devices of the projection display apparatus described in the first embodiment. A wheel can be used.

[3−3.効果など]
上記のように、実施の形態3の波長変換素子301、302は、粒径の小さい蛍光体粒子を励起光のLの入射側に配置しているので、実施の形態1の波長変換素子に対して結合効率が改善する傾向を示す。そのため、投写型映像表示装置の後段の光学系を小型化する場合などに適している。
[3-3. Effect etc.]
As described above, the wavelength conversion elements 301 and 302 according to the third embodiment have phosphor particles with small particle diameters arranged on the L incident side of the excitation light. Tend to improve the coupling efficiency. Therefore, it is suitable when the optical system at the rear stage of the projection display apparatus is downsized.

本開示は、投写型映像表示装置の光源装置に適用可能である。   The present disclosure can be applied to a light source device of a projection display apparatus.

1、2、3、4、5、7、8 蛍光体ホイール
9、11、13 光源装置
10、12、14 投写型映像表示装置
101、102、201、202、301、302、601、602 波長変換素子
103、203、303、403、503、703、803 反射防止膜
104、204、304、404、504、704、804 シリコーン層
105、205、305、405、505、705、805 基板
106、206、306、406、506、706、806 反射層
107、207、307、407、507、707、807 モータ取付け孔
109、309、409 モータ
111、121、311、321、611、621 第1蛍光体領域
112、122、312、322、612、622 第2蛍光体領域
113、123、313、323 第3蛍光体領域
111a、112a、113a、121a、122a、123a、211a、221a、311a、312a、313a、321a、322a、323a、611a、612a、621a、622a 蛍光体粒子
124、324、624 バインダ
141、341、441、541、741、841 含有粒子
211、221 蛍光体領域
308 開口部
408 反射膜
901、921、1101、1301 レーザー光源
902、922、1102、1302 コリメータレンズ
903、907、908、909、923、1103、1107、1108、1109、1121、1122、1124、1126、1128、1303、1308、1309、1310、1031、1032、1033、1231、1232、1233、1431、1432、1433 凸レンズ
904、924、1104、1304 拡散板
905、925、1105、1305 凹レンズ
906、1106、1306 分光特性付きミラー
910、1111、1312 ロッドインテグレータ
1041、1042、1043、1241、1441 DMD
1034、1234、1434 全反射プリズム
1035、1037、1235、1435 微小ギャップ
1036 カラープリズム
1110、1311 カラーフィルター付きホイール
1123、1125、1127 反射ミラー
1051、1251、1451 投写レンズ
1307 λ/4波長板
1, 2, 3, 4, 5, 7, 8 Phosphor wheel 9, 11, 13 Light source device 10, 12, 14 Projection display device 101, 102, 201, 202, 301, 302, 601, 602 Wavelength conversion Element 103, 203, 303, 403, 503, 703, 803 Antireflection film 104, 204, 304, 404, 504, 704, 804 Silicone layer 105, 205, 305, 405, 505, 705, 805 Substrate 106, 206, 306, 406, 506, 706, 806 Reflective layer 107, 207, 307, 407, 507, 707, 807 Motor mounting hole 109, 309, 409 Motor 111, 121, 311, 321, 611, 621 First phosphor region 112 , 122, 312, 322, 612, 622 Second phosphor region 113, 123, 13, 323 Third phosphor region 111a, 112a, 113a, 121a, 122a, 123a, 211a, 221a, 311a, 312a, 313a, 321a, 322a, 323a, 611a, 612a, 621a, 622a Phosphor particles 124, 324, 624 Binder 141, 341, 441, 541, 741, 841 Containing particles 211, 221 Phosphor region 308 Opening 408 Reflecting film 901, 921, 1101, 1301 Laser light source 902, 922, 1102, 1302 Collimator lens 903, 907, 908 909, 923, 1103, 1107, 1108, 1109, 1121, 1122, 1124, 1126, 1128, 1303, 1308, 1309, 1310, 1031, 1032, 1033, 1231, 232, 1233, 1431, 1432, 1433 Convex lenses 904, 924, 1104, 1304 Diffuser plates 905, 925, 1105, 1305 Concave lenses 906, 1106, 1306 Mirrors with spectral characteristics 910, 1111, 1312 Rod integrators 1041, 1042, 1043, 1241 1441 DMD
1034, 1234, 1434 Total reflection prism 1035, 1037, 1235, 1435 Micro gap 1036 Color prism 1110, 1311 Wheel with color filter 1123, 1125, 1127 Reflection mirror 1051, 1251, 1451 Projection lens 1307 λ / 4 wavelength plate

Claims (14)

第1蛍光体領域と、
前記第1蛍光体領域の厚み方向に配置され、前記第1蛍光体領域に位置する蛍光体粒子の粒径と異なる粒径の蛍光体粒子が位置する第2蛍光体領域と、
を備える波長変換素子。
A first phosphor region;
A second phosphor region that is disposed in the thickness direction of the first phosphor region and in which phosphor particles having a particle size different from that of the phosphor particles located in the first phosphor region are located
A wavelength conversion element comprising:
前記第2蛍光体領域が中間に配置されるように、前記第1蛍光体領域の厚み方向に配置される第3蛍光体領域をさらに備え、
前記第2蛍光体領域に位置する蛍光体粒子の粒径が、前記第1蛍光体領域および前記第3蛍光体領域に位置する蛍光体粒子の粒径よりも小さい、
請求項1に記載の波長変換素子。
A third phosphor region disposed in the thickness direction of the first phosphor region so that the second phosphor region is disposed in the middle;
The particle size of the phosphor particles located in the second phosphor region is smaller than the particle size of the phosphor particles located in the first phosphor region and the third phosphor region,
The wavelength conversion element according to claim 1.
前記第2蛍光体領域が中間に配置されるように、前記第1蛍光体領域の厚み方向に配置される第3蛍光体領域をさらに備え、
前記第2蛍光体領域に位置する蛍光体粒子の粒径が、前記第1蛍光体領域および前記第3蛍光体領域に位置する蛍光体粒子の粒径よりも大きい、
請求項1に記載の波長変換素子。
A third phosphor region disposed in the thickness direction of the first phosphor region so that the second phosphor region is disposed in the middle;
The particle size of the phosphor particles located in the second phosphor region is larger than the particle size of the phosphor particles located in the first phosphor region and the third phosphor region,
The wavelength conversion element according to claim 1.
前記第1蛍光体領域および前記第3蛍光体領域は実質的に同じ粒径の蛍光体粒子が位置する、
請求項2または3に記載の波長変換素子。
The first phosphor region and the third phosphor region have phosphor particles having substantially the same particle size,
The wavelength conversion element according to claim 2 or 3.
前記第1蛍光体領域に位置する蛍光体粒子の粒径が、前記第2蛍光体領域に位置する蛍光体粒子の粒径よりも大きい、
請求項1に記載の波長変換素子。
The particle size of the phosphor particles located in the first phosphor region is larger than the particle size of the phosphor particles located in the second phosphor region,
The wavelength conversion element according to claim 1.
前記第1蛍光体領域が、励起光の入射側に位置する、
請求項5に記載の波長変換素子。
The first phosphor region is located on an excitation light incident side;
The wavelength conversion element according to claim 5.
前記第2蛍光体領域が、励起光の入射側に位置する、
請求項5に記載の波長変換素子。
The second phosphor region is located on the incident side of the excitation light;
The wavelength conversion element according to claim 5.
請求項1から7のいずれかに記載の波長変換素子と、
前記波長変換素子が設けられる基板と、
前記基板を回転駆動するモータと、
を備えた蛍光体ホイール。
The wavelength conversion element according to any one of claims 1 to 7,
A substrate on which the wavelength conversion element is provided;
A motor for rotationally driving the substrate;
Phosphor wheel with
前記波長変換素子は、リング形状を有する、
請求項8に記載の蛍光体ホイール。
The wavelength conversion element has a ring shape,
The phosphor wheel according to claim 8.
前記波長変換素子はリング形状の一部が欠落した欠落部を有するセグメント形状である、
請求項8に記載の蛍光体ホイール。
The wavelength conversion element is a segment shape having a missing part in which a part of the ring shape is missing,
The phosphor wheel according to claim 8.
前記基板は前記欠落部に対応する開口部を有し、
前記波長変換素子と前記開口部は前記蛍光体ホイールの回転中心から実質的に同一距離に配置されている、
請求項10に記載の蛍光体ホイール。
The substrate has an opening corresponding to the missing portion;
The wavelength conversion element and the opening are disposed at substantially the same distance from the rotation center of the phosphor wheel,
The phosphor wheel according to claim 10.
前記波長変換素子は、リング形状を有し、
前記波長変換素子の一部の表面に反射層が設けられた、
請求項8に記載の蛍光体ホイール。
The wavelength conversion element has a ring shape,
A reflective layer is provided on a part of the surface of the wavelength conversion element,
The phosphor wheel according to claim 8.
請求項8から12のいずれかに記載の蛍光体ホイールを備えた、光源装置。   A light source device comprising the phosphor wheel according to claim 8. 請求項13に記載の光源装置を備えた、投写型映像表示装置。   A projection display apparatus comprising the light source device according to claim 13.
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