JP6690183B2

JP6690183B2 - 波長変換装置、照明装置およびプロジェクター

Info

Publication number: JP6690183B2
Application number: JP2015210052A
Authority: JP
Inventors: 江川　明; 明江川
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2015-10-26
Filing date: 2015-10-26
Publication date: 2020-04-28
Anticipated expiration: 2035-10-26
Also published as: WO2017073035A1; US20190072243A1; CN108351584A; JP2017083581A; CN108351584B; US10914453B2

Description

本発明は、波長変換装置、照明装置およびプロジェクターに関する。

近年、プロジェクター用の照明装置として、回転蛍光板を用いた照明装置が提案されている。回転蛍光板は、蛍光体層が設けられた基板を回転させつつ、基板上の蛍光体層に励起光を照射して蛍光を発生させ、蛍光を含む照明光を生成するものである。下記の特許文献１には、回転蛍光板を備えた光源装置が開示されている。この回転蛍光板では、円形の透明基材上に円環状の蛍光体層が設けられている。

特開２００９−２７７５１６号公報

特許文献１の光源装置において、蛍光体層の固定力が低下すると、回転蛍光板の回転時に蛍光体層が剥離し、透明基材から脱落するおそれがある。

本発明の一つの態様は、上記の課題を解決するためになされたものであり、蛍光体層を含む波長変換素子が基材から脱落しにくい波長変換装置を提供することを目的の一つとする。本発明の一つの態様は、上記の波長変換装置を備え、信頼性の高い照明装置を提供することを目的の一つとする。本発明の一つの態様は、上記の照明装置を備え、信頼性の高いプロジェクターを提供することを目的の一つとする。

上記の目的を達成するために、本発明の一つの態様の波長変換装置は、回転軸の周りに回転可能な基材と、前記基材の一面側において、前記回転軸の周りに設けられた波長変換素子と、前記波長変換素子を前記基材に固定する固定部材と、を備え、前記波長変換素子は、前記基材の前記一面と対向する第１面と、前記第１面とは反対側の第２面と、前記第１面を前記第２面と接続する第１側面部と、を有し、前記固定部材は、前記回転軸と平行な方向から見たときの前記第１側面部のうち少なくとも一部において、前記第１側面部と接している。

本発明の一つの態様の波長変換装置においては、波長変換素子が固定部材によって第１側面部の側方から固定されているので、波長変換素子が基材から脱落しにくい。

本発明の一つの態様の波長変換装置において、前記固定部材の一部は、前記波長変換素子と前記基材との間に設けられていてもよい。
この構成によれば、固定部材の一部が波長変換素子と基材との間に設けられていない場合に比べて、波長変換素子と基材との固定力を高めることができる。

本発明の一つの態様の波長変換装置において、前記固定部材は、前記回転軸と平行な方向から見たとき、複数の位置において前記第１側面部と接していてもよい。
この構成によれば、波長変換素子がより脱落しにくい。

本発明の一つの態様の波長変換装置において、前記固定部材のうち前記第１側面部と接している部分は、前記第２面側まで延びており、前記回転軸と平行な方向から見たとき、前記第２面と重なっていてもよい。
この構成によれば、固定部材のうち第１側面部と接している部分が波長変換素子の第２面の側に回り込んだ形態となる。そのため、固定部材のうち第１側面部と接している部分が波長変換素子の第２面の側に回り込んでいない場合と比べて、波長変換素子がより脱落しにくい。

本発明の一つの態様の波長変換装置において、前記波長変換素子は円環状であり、かつ、前記第１側面部と対向する第２側面部をさらに有し、前記固定部材は、前記回転軸と平行な方向から見たときの前記第２側面部のうち少なくとも一部において、前記第２側面部と接していてもよい。
この構成によれば、波長変換素子が第１側面部の側と第２側面部の側との双方から固定部材で挟まれる形態となるため、固定部材が第２側面部と接していない場合と比べて、波長変換素子がより脱落しにくい。

本発明の一つの態様の照明装置は、本発明の一つの態様の波長変換装置と、前記波長変換素子を励起させる励起光を射出する光源と、を備える。
この構成によれば、照明装置が本発明の一つの態様の波長変換装置を備えるため、信頼性が高い照明装置を実現することができる。

本発明の一つの態様の照明装置において、前記固定部材は、前記第２面と接し、前記第２面において前記励起光のスポットの外側に設けられていてもよい。
この構成によれば、励起光が固定部材に照射されないため、励起光によって固定部材が損傷を受けることが抑制される。

本発明の一つの態様のプロジェクターは、本発明の一つの態様の照明装置と、前記照明装置から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置により変調された光を投射する投射光学系と、を備える。
この構成によれば、プロジェクターが本発明の一つの態様の照明装置を備えるため、信頼性が高いプロジェクターを実現することができる。

本発明の一実施形態のプロジェクターの概略構成図である。第１実施形態の波長変換装置の斜視図である。図２のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。図３の符号Ｐで示す部分の拡大図である。第１変形例の波長変換装置の平面図である。第２実施形態の波長変換装置の断面図である。第３実施形態の波長変換装置の断面図である。第４実施形態の波長変換装置の断面図である。第５実施形態の波長変換装置の断面図である。第６実施形態の波長変換装置の断面図である。第２変形例の波長変換装置の断面図である。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図４を用いて説明する。
なお、以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。

［プロジェクター］
本実施形態に係るプロジェクターの一例について説明する。
本実施形態のプロジェクターは、スクリーン（被投射面）上にカラー映像を表示する投射型画像表示装置である。プロジェクターは、赤色光、緑色光、青色光の各色光に対応した３つの液晶光変調装置を備える。プロジェクターは、照明装置の光源として、高輝度・高出力な光が得られる半導体レーザーを備える。

図１は、本実施形態に係るプロジェクターの光学系を示す概略図である。
図１に示すように、プロジェクター１は、第１照明装置１００と、第２照明装置１０２と、色分離導光光学系２００と、液晶光変調装置４００Ｒと、液晶光変調装置４００Ｇと、液晶光変調装置４００Ｂと、クロスダイクロイックプリズム５００と、投射光学系６００と、を備える。
本実施形態の第１照明装置１００は、特許請求の範囲の照明装置に対応する。

第１照明装置１００は、第１光源１０と、コリメート光学系７０と、ダイクロイックミラー８０と、コリメート集光光学系９０と、回転蛍光板３０と、モーター５０と、第１レンズアレイ１２０と、第２レンズアレイ１３０と、偏光変換素子１４０と、重畳レンズ１５０と、を備える。
本実施形態の回転蛍光板３０は、特許請求の範囲の波長変換装置に対応する。

第１光源１０は、励起光として第１の波長帯の青色のレーザー光（発光強度のピーク：約４４５ｎｍ）Ｅを射出する半導体レーザーから構成されている。第１光源１０は、１つの半導体レーザーで構成されていてもよいし、複数の半導体レーザーで構成されていてもよい。
なお、第１光源１０は、４４５ｎｍ以外の波長、例えば４６０ｎｍの青色レーザー光を射出する半導体レーザーを用いることもできる。
本実施形態の第１光源１０は、特許請求の範囲の光源に対応する。

第１光源１０は、第１光源１０から射出されるレーザー光の光軸２００ａｘが照明光軸１００ａｘと直交するように配置されている。
コリメート光学系７０は、第１レンズ７２と、第２レンズ７４と、を備える。コリメート光学系７０は、第１光源１０から射出された光を略平行化する。第１レンズ７２および第２レンズ７４は、凸レンズで構成されている。

ダイクロイックミラー８０は、コリメート光学系７０からコリメート集光光学系９０に至る光路中に、第１光源１０の光軸２００ａｘと照明光軸１００ａｘとの各々に対して４５°の角度で交わるように配置されている。ダイクロイックミラー８０は、青色光Ｅを反射させ、赤色光および緑色光を含む黄色の蛍光Ｙを透過させる。

コリメート集光光学系９０は、ダイクロイックミラー８０を通過した青色光Ｅを集光させて回転蛍光板３０の波長変換素子４２に入射させる機能と、回転蛍光板３０から射出された蛍光を略平行化する機能とを有する。コリメート集光光学系９０は、第１レンズ９２と、第２レンズ９４と、を備える。第１レンズ９２および第２レンズ９４は、凸レンズで構成されている。

第２照明装置１０２は、第２光源７１０と、集光光学系７６０と、散乱板７３２と、コリメート光学系７７０と、を備える。

第２光源７１０は、第１照明装置１００の第１光源１０と同一の半導体レーザーから構成されている。第２光源７１０は、１つの半導体レーザーで構成されていてもよいし、複数の半導体レーザーで構成されていてもよい。
集光光学系７６０は、第１レンズ７６２と、第２レンズ７６４と、を備える。集光光学系７６０は、第２光源７１０から射出された青色光Ｂを散乱板７３２上もしくは散乱板７３２の近傍に集光させる。第１レンズ７６２および第２レンズ７６４は、凸レンズで構成されている。

散乱板７３２は、第２光源７１０からの青色光Ｂを散乱させ、回転蛍光板３０から射出された蛍光Ｙの配光分布に近い配光分布を有する青色光Ｂを生成する。散乱板７３２として、例えば、光学ガラスからなる磨りガラスを用いることができる。

コリメート光学系７７０は、第１レンズ７７２と、第２レンズ７７４と、を備える。コリメート光学系７７０は、散乱板７３２から射出された光を略平行化する。第１レンズ７７２および第２レンズ７７４は、凸レンズで構成されている。

第２照明装置１０２から射出された青色光Ｂは、ダイクロイックミラー８０で反射され、回転蛍光板３０から射出されダイクロイックミラー８０を透過した蛍光Ｙと合成されて白色光Ｗとなる。白色光Ｗは、第１レンズアレイ１２０に入射する。

図２は、回転蛍光板３０を示す斜視図である。図３は、図２のＡ−Ａ’断面図である。図４は、図３の符号Ｐで示す部分の拡大図である。
回転蛍光板３０は、図１、図２および図４に示すように、モーター５０と、基材４０と、反射膜４１と、波長変換素子４２と、を備える。回転蛍光板３０は、青色光Ｅが入射する側と同じ側に向けて蛍光Ｙを射出する。すなわち、回転蛍光板３０は、反射型の回転蛍光板である。

基材４０は、例えばアルミニウム、銅等の放熱性に優れた金属製の基材から構成される。基材４０は、モーター５０により回転軸３５の周りに回転可能とされている。基材４０は、平面形状が円形の板体であり、例えば直径が５０ｍｍ〜６０ｍｍ程度に設定され、厚さが１ｍｍ〜２ｍｍ程度に設定される。

波長変換素子４２は、平面形状が円環状の無機蛍光体材料から構成されている。波長変換素子４２は、基材４０の一面４０ａ側において、回転軸３５の周りに設けられている。図４に示すように、波長変換素子４２は、基材４０の一面４０ａと対向する第１面４２ａ（図４における下面）と、第１面４２ａとは反対側の第２面４２ｂ（図４における上面）と、第１面４２ａを第２面４２ｂと接続する第１側面４２ｃ（図４における右側側面）と、第１側面４２ｃと対向する第２側面４２ｄ（図４における左側側面）と、を有する。第１側面４２ｃは、波長変換素子４２の外周を構成する側面である。第２側面４２ｄは、波長変換素子４２の内周を構成する側面である。第１側面４２ｃは、特許請求の範囲における第１側面部に相当する。第２側面４２ｄは、特許請求の範囲における第２側面部に相当する。

波長変換素子４２の外径は、基材４０の外径よりも小さく設定されている。波長変換素子４２は、第１光源１０から射出される青色光Ｅにより励起され、第２の波長帯の蛍光Ｙを射出する。蛍光Ｙは、赤色光および緑色光を含む黄色光である。

波長変換素子４２は、例えばイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）系蛍光体を含む。ＹＡＧ：Ｃｅを例にとると、波長変換素子４２として、Ｙ_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_３等の構成元素を含む原料粉末を混合して固相反応させた材料、共沈法やソルゲル法等の湿式法により得られるＹ−Ａｌ−Ｏアモルファス粒子、噴霧乾燥法や火炎熱分解法、熱プラズマ法等の気相法により得られるＹＡＧ粒子等を用いることができる。

反射膜４１は、波長変換素子４２と基材４０との間に設けられている。反射膜４１は、蛍光Ｙを高い効率で反射するように設計されている。そのため、基材４０の反射膜４１を成膜する一面４０ａは、高い精度の平面粗さを有している。これにより、反射膜４１は、基材４０側に向かう蛍光Ｙの大部分を図１の上方向（基材４０とは反対側）に向けて反射する。

波長変換素子４２にはレーザー光からなる青色光Ｅが入射するため、波長変換素子４２において熱が発生する。本実施形態では、基材４０を回転させることで、波長変換素子４２における青色光Ｅの入射位置を時間的に変化させている。これにより、波長変換素子４２の同じ部分に青色光Ｂが常時照射され、波長変換素子４２が局所的に加熱されて劣化することを防止している。

図４に示すように、波長変換素子４２は、固定部材３７により基材４０に固定されている。本実施形態の場合、固定部材３７として、接着剤が用いられる。反射膜４１が基材４０の一面４０ａに設けられており、励起光および蛍光が反射膜４１に入射するためには、固定部材３７は透明である必要がある。固定部材３７としては、例えばシリコーン樹脂が用いられる。

固定部材３７の一部は、波長変換素子４２と基材４０との間に設けられている。固定部材３７の他の一部は、波長変換素子４２の外周側にリング状にはみ出している。さらに、固定部材３７の他の一部は、波長変換素子４２の内周側にリング状にはみ出している。固定部材３７のうち、波長変換素子４２の外周側にはみ出した部分は、波長変換素子４２の第１面４２ａよりも上方に盛り上がり、波長変換素子４２の第１側面４２ｃと接している。したがって、反射膜４１の上面を基準面として、波長変換素子４２の外周側において固定部材３７の最も高い位置の基準面からの高さＨ１は、波長変換素子４２の第１面４２ａの基準面からの高さＨ２よりも大きい。

同様に、固定部材３７のうち、波長変換素子４２の内周側にはみ出した部分は、波長変換素子４２の第１面４２ａよりも上方に盛り上がり、波長変換素子４２の第２側面４２ｄと接している。したがって、反射膜４１の上面を基準面として、波長変換素子４２の内周側において固定部材３７の最も高い位置の基準面からの高さＨ３は、高さＨ２よりも大きい。

図１に戻って、第１レンズアレイ１２０は、ダイクロイックミラー８０からの光を複数の部分光束に分割するための複数の第１小レンズ１２２を有する。複数の第１小レンズ１２２は、照明光軸１００ａｘと直交する面内にマトリクス状に配列されている。

第２レンズアレイ１３０は、第１レンズアレイ１２０の複数の第１小レンズ１２２に対応する複数の第２小レンズ１３２を有する。第２レンズアレイ１３０は、後段の重畳レンズ１５０とともに、第１レンズアレイ１２０の各第１小レンズ１２２の像を液晶光変調装置４００Ｒ、液晶光変調装置４００Ｇ、および液晶光変調装置４００Ｂのそれぞれの画像形成領域近傍に結像させる。複数の第２小レンズ１３２は、照明光軸１００ａｘに直交する面内にマトリクス状に配列されている。

偏光変換素子１４０は、第１レンズアレイ１２０により分割された各部分光束を、偏光方向が揃った直線偏光光に変換する。

重畳レンズ１５０は、偏光変換素子１４０から射出された各部分光束を集光し、液晶光変調装置４００Ｒ、液晶光変調装置４００Ｇ、および液晶光変調装置４００Ｂのそれぞれの画像形成領域近傍で互いに重畳させる。第１レンズアレイ１２０、第２レンズアレイ１３０、および重畳レンズ１５０は、回転蛍光板３０からの光の面内光強度分布を均一にするインテグレーター光学系を構成する。

色分離導光光学系２００は、ダイクロイックミラー２１０と、ダイクロイックミラー２２０と、反射ミラー２３０と、反射ミラー２４０と、反射ミラー２５０と、リレーレンズ２６０と、リレーレンズ２７０と、を備える。色分離導光光学系２００は、第１照明装置１００と第２照明装置１０２とから得られた白色光Ｗを赤色光Ｒと緑色光Ｇと青色光Ｂとに分離し、赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、および青色光Ｂを、対応する液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂに導光する。フィールドレンズ３００Ｒ、フィールドレンズ３００Ｇ、およびフィールドレンズ３００Ｂは、色分離導光光学系２００と液晶光変調装置４００Ｒ、液晶光変調装置４００Ｇ、および液晶光変調装置４００Ｂとの間に配置されている。

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

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

液晶光変調装置４００Ｒ、液晶光変調装置４００Ｇ、および液晶光変調装置４００Ｂは、入射された色光を画像情報に応じて変調し、各色光に対応するカラー画像を形成する。図示を省略したが、液晶光変調装置４００Ｒ、液晶光変調装置４００Ｇ、および液晶光変調装置４００Ｂの光入射側に、入射側偏光板が配置されている。液晶光変調装置４００Ｒ、液晶光変調装置４００Ｇ、および液晶光変調装置４００Ｂの光射出側に、射出側偏光板が配置されている。

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

クロスダイクロイックプリズム５００から射出されたカラー画像は、投射光学系６００によって拡大投射され、スクリーンＳＣＲ上で画像を形成する。投射光学系６００は、複数の投射レンズ６で構成されている。

回転蛍光板３０において、波長変換素子４２は基材４０の一面４０ａ側において回転軸３５の周りに設けられているため、基材４０が回転している間、波長変換素子４２に遠心力が働く。波長変換素子４２に励起光が照射されると、波長変換素子４２の発熱に伴い、固定部材３７の温度が上昇し、ある温度以上になると固定部材３７の固定力が低下する場合がある。このように、波長変換素子４２の固定力が低下すると、波長変換素子４２は基材４０から脱落するおそれがある。

これに対し、本実施形態においては、固定部材３７のうち、波長変換素子４２の外周側にはみ出した部分は第１側面４２ｃと接し、固定部材３７のうち、波長変換素子４２の内周側にはみ出した部分は第２側面４２ｄと接しているため、波長変換素子４２が第１側面４２ｃの側と第２側面４２ｄの側との双方から固定部材３７により挟まれる形態となる。これにより、波長変換素子４２が基材４０から脱落しにくい。また、固定部材３７の一部は、波長変換素子４２と基材４０との間に介在しているため、波長変換素子４２と基材４０との固定力を高めることができる。

第１実施形態においては、回転軸３５と平行な方向から見たとき、固定部材３７は、波長変換素子４２の全周にわたって第１側面４２ｃと接している。すなわち、固定部材３７は複数の位置において第１側面４２ｃと接している。しかし、固定部材３７は、必ずしも波長変換素子４２の全周にわたって第１側面４２ｃと接していなくてもよい。

（第１変形例）
図５は、第１変形例の波長変換装置の平面図である。
図５に示すように、固定部材３７は、回転軸３５と平行な方向から見たとき、第１側面４２ｃのうちの一部において、第１側面４２ｃと接していてもよい。第１変形例の回転蛍光板４６において、仮想的に波長変換素子４２の全周（３６０°）を等しい角度（４５°）の８個の領域に分割する。波長変換素子４２の外周側において、固定部材３７が第１側面４２ｃと接する領域と、固定部材３７が第１側面４２ｃと接しない領域と、が交互に設けられている。同様に、波長変換素子４２の内周側において、固定部材３７が第２側面４２ｄと接する領域と、固定部材３７が第２側面４２ｄと接しない領域と、が交互に設けられている。このように、固定部材３７は、回転軸３５と平行な方向から見たとき、複数の位置において第２側面４２ｄと接していてもよいし、少なくとも一部において接していてもよい。固定部材３７が波長変換素子４２の第１側面４２ｃもしくは第２側面４２ｄと複数の位置で接する場合、波長変換素子４２はより脱落しにくい。

本実施形態の第１照明装置１００は上記構成の回転蛍光板３０を備えているため、信頼性が高い照明装置を実現することができる。本実施形態のプロジェクター１は、上記構成の第１照明装置１００を備えているため、信頼性が高いプロジェクターを実現することができる。

［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図６を用いて説明する。
第２実施形態のプロジェクターの基本構成は第１実施形態と同様であり、回転蛍光板の構成が第１実施形態と異なる。そのため、プロジェクター全体の説明は省略し、回転蛍光板についてのみ説明する。
図６は、第２実施形態の波長変換装置の断面図である。図６は、第１実施形態における図４に対応している。
図６において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。

第１実施形態の回転蛍光板３０では、反射膜４１が基材４０の一面に設けられていた。これに対して、図６に示すように、第２実施形態の回転蛍光板３２では、反射膜４４は、波長変換素子４２の第１面４２ａに設けられている。反射膜４４が第１面４２ａに設けられた波長変換素子４２は、固定部材３８により基材４０に固定されている。この場合、励起光および蛍光が固定部材３８を透過する必要がないため、固定部材３８は透明である必要はない。固定部材３８としては、例えば銀ペースト、半田等が用いられる。銀ペースト、半田等の固定部材３８を用いた場合、樹脂等の固定部材を用いた場合に比べて熱伝導率が高いため、波長変換素子４２の熱を基材４０に逃がしやすくなる。

固定部材３８の一部は、波長変換素子４２と基材４０との間に設けられている。固定部材３８の他の一部は、波長変換素子４２の外周側にリング状にはみ出している。さらに、固定部材３８の他の一部は、波長変換素子４２の内周側にリング状にはみ出している。固定部材３８のうち、波長変換素子４２の外周側にはみ出した部分は、波長変換素子４２の第１側面４２ｃと接している。したがって、基材４０の一面４０ａを基準面として、波長変換素子４２の外周側において固定部材３８の最も高い位置の基準面からの高さＨ１は、波長変換素子４２の第１面４２ａの基準面からの高さＨ２よりも大きい。

同様に、固定部材３８のうち、波長変換素子４２の内周側にはみ出した部分は、波長変換素子４２の第２側面４２ｄと接している。したがって、基材４０の一面４０ａを基準面として、波長変換素子４２の内周側において固定部材３８の最も高い位置の基準面からの高さＨ３は、波長変換素子４２の第１面４２ａの基準面からの高さＨ２よりも高い。

本実施形態においても、波長変換素子が基材から脱落しにくいといった第１実施形態と同様の効果が得られる。

［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について、図７を用いて説明する。
第３実施形態のプロジェクターの基本構成は第１実施形態と同様であり、回転蛍光板の構成が第１実施形態と異なる。そのため、プロジェクター全体の説明は省略し、回転蛍光板についてのみ説明する。
図７は、第３実施形態の波長変換装置の断面図である。図７は、第１実施形態における図４に対応している。
図７において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。

第１実施形態の回転蛍光板３０では、固定部材３７は、波長変換素子４２の第１側面４２ｃと第２側面４２ｄの双方に接していた。これに対して、図７に示すように、第３実施形態の回転蛍光板３４では、固定部材３９は、波長変換素子４２の外周側で第１面４２ａよりも上方に盛り上がり、波長変換素子４２の第１側面４２ｃに接している。固定部材３９は、波長変換素子４２の内側にはみ出しておらず、波長変換素子４２の第２側面４２ｄには接していない。
これ以外の構成は、第１実施形態と同様である。

［第４実施形態］
以下、本発明の第４実施形態について、図８を用いて説明する。
第４実施形態のプロジェクターの基本構成は第１実施形態と同様であり、回転蛍光板の構成が第１実施形態と異なる。そのため、プロジェクター全体の説明は省略し、回転蛍光板についてのみ説明する。
図８は、第４実施形態の波長変換装置の断面図である。図８は、第１実施形態における図４に対応している。
図８において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。

第１実施形態の回転蛍光板３０では、固定部材３７は、波長変換素子４２の第１側面４２ｃに接していた。これに対して、図８に示すように、第４実施形態の回転蛍光板３６では、固定部材５１は、波長変換素子４２の外周側で第１面４２ａよりも上方に盛り上がり、波長変換素子４２の第１側面４２ｃに接している。さらに、固定部材５１は、波長変換素子４２の第１側面４２ｃから第２面４２ｂの側まで延びた突出部５１ａを有している。回転軸３５と平行な方向から見たとき、突出部５１ａは第２面４２ｂと重なっており、かつ、第２面４２ｂに接している。反射膜４１の上面を基準面として、波長変換素子４２の外周側において固定部材５１の最も高い位置の基準面からの高さＨ７は、波長変換素子４２の第１面４２ａの基準面からの高さＨ２よりも高く、波長変換素子４２の第２面４２ｂの基準面からの高さＨ６よりも高い。
それ以外の構成は、第１実施形態と同様である。

固定部材５１は、波長変換素子４２の第２面４２ｂにおいて励起光ＢのスポットＳの外側に設けられている。したがって、励起光Ｂは、固定部材５１には照射されない。

本実施形態においては、固定部材５１の一部が波長変換素子４２の第１側面４２ｃの側から第２面４２ｂの側まで延びており、回転軸３５と平行な方向から見たとき、第２面４２ｂと重なっている。そのため、固定部材５１の一部が第２面４２ｂと重なっていない場合と比べて、波長変換素子４２がより脱落しにくい。また、励起光Ｂが固定部材５１に照射されないため、励起光Ｂによって固定部材５１が損傷を受けることが抑制される。

［第５実施形態］
以下、本発明の第５実施形態について、図９を用いて説明する。
第５実施形態のプロジェクターの基本構成は第１実施形態と同様であり、回転蛍光板の構成が第１実施形態と異なる。そのため、プロジェクター全体の説明は省略し、回転蛍光板についてのみ説明する。
図９は、第５実施形態の波長変換装置の断面図である。図９は、第１実施形態における図４に対応している。
図９において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。

第１実施形態の回転蛍光板３０では、固定部材３７の一部が、波長変換素子４２と基材４０との間に設けられていた。これに対して、図９に示すように、第５実施形態の回転蛍光板５３においては、波長変換素子４２と基材４０との間に、固定部材３７の代わりに、熱伝導グリス５４が設けられている。熱伝導グリス５４は、例えば変性シリコーン等からなるグリスに熱伝導率の高い銅、銀、アルミニウム等の金属、もしくはアルミナ、酸化マグネシウム、窒化アルミニウム等の金属酸化物の粒子を分散させたものである。波長変換素子４２と基材４０との間に熱伝導グリス５４が介在することにより、接着剤が介在する場合に比べて波長変換素子４２−基材４０間の熱抵抗が下がり、波長変換素子４２の放熱効果を高めることができる。

固定部材５５は、波長変換素子４２の外周側で第１面４２ａよりも上方に盛り上がり、波長変換素子４２の第１側面４２ｃに接している。反射膜４１の上面を基準面として、固定部材５５の最も高い位置の基準面からの高さＨ８は、波長変換素子４２の第１面４２ａの基準面からの高さＨ２よりも高い。本実施形態の場合、固定部材５５の最も高い位置は、波長変換素子４２の第２面４２ｂの高さと一致しているが、この構成に限ることはない。

本実施形態においては、波長変換素子４２が基材から脱落しにくいだけでなく、波長変換素子４２の放熱効果が高められている。

［第６実施形態］
以下、本発明の第６実施形態について、図１０を用いて説明する。
第６実施形態のプロジェクターの基本構成は第１実施形態と同様であり、回転蛍光板の構成が第１実施形態と異なる。そのため、プロジェクター全体の説明は省略し、回転蛍光板についてのみ説明する。
図１０は、第６実施形態の波長変換装置の断面図である。図１０は、第１実施形態における図４に対応している。
図１０において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。

図１０に示すように、第６実施形態の回転蛍光板６１においては、第５実施形態と同様、波長変換素子４２と基材４０との間に、熱伝導グリス５４が設けられている。固定部材６２は、波長変換素子４２の外周側で第１面４２ａよりも上方に盛り上がり、波長変換素子４２の第１側面４２ｃに接している。さらに、固定部材６２は、波長変換素子４２の第１側面４２ｃから第２面４２ｂの側まで延びた突出部６２ａを有している。回転軸３５と平行な方向から見たとき、突出部６２ａは第２面４２ｂと重なっており、かつ、第２面４２ｂに接している。反射膜４１の上面を基準面として、固定部材６２の最も高い位置の基準面からの高さＨ９は、波長変換素子４２の第１面４２ａの基準面からの高さＨ２よりも高く、波長変換素子の第２面４２ｂの基準面からの高さＨ８よりも高い。
それ以外の構成は、第５実施形態と同様である。

本実施形態においても、波長変換素子４２が基材から脱落しにくいだけでなく、波長変換素子４２の放熱効果が高められている。

（第２変形例）
第４実施形態および第６実施形態では、固定部材の一部が波長変換素子の第２面と接しているが、これに限らない。
図１１は、第２変形例の波長変換装置の断面図である。図１１は、第６実施形態における図１０に対応している。
図１１に示すように、第２変形例の回転蛍光板６５においては、固定部材６６は、波長変換素子４２の第１側面４２ｃから第２面４２ｂの側まで延びた突出部６６ａを有している。回転軸３５と平行な方向から見たとき、突出部６６ａは第２面４２ｂと重なっているが、第２面４２ｂと接してはいない。

本変形例においても、波長変換素子４２が基材から脱落しにくい。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば上記実施形態では、反射型の回転蛍光板を備えた照明装置の例を挙げたが、透過型の回転蛍光板を備えた照明装置であってもよい。この場合、回転蛍光板の基材および固定部材はともに光透過性を有する必要がある。

その他、波長変換装置、照明装置、およびプロジェクターの各構成要素の形状、数、配置、材料等の具体的な記載については、上記実施形態に限らず、適宜変更が可能である。上記実施形態では、本発明による照明装置を、液晶ライトバルブを用いたプロジェクターに搭載した例を示したが、これに限られない。光変調装置としてデジタルマイクロミラーデバイスを用いたプロジェクターに搭載してもよい。

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

上記実施形態では、波長変換素子として蛍光体層を用いたが、これに限られない。波長変換素子として、例えば量子ロッドを用いてもよい。

１…プロジェクター、１０…第１光源（光源）、３０，３２，３４，３６，５３，６１…回転蛍光板、３７，３８，３９，５１，５５，６２…固定部材、４０…基材、４２…波長変換素子、１００…第１照明装置（照明装置）、４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ…液晶光変調装置（光変調装置）、６００…投射光学系。

Claims

回転軸の周りに回転可能な基材と、
前記基材の一面側において、前記回転軸の周りに設けられた波長変換素子と、
前記波長変換素子を前記基材に固定する固定部材と、を備え、
前記波長変換素子は、前記基材の前記一面と対向する第１面と、前記第１面とは反対側の第２面と、前記第１面を前記第２面と接続する第１側面部と、を有し、
前記波長変換素子の前記第１面に反射膜が設けられ、
前記固定部材は、前記回転軸と平行な方向から見たときの前記第１側面部のうち少なくとも一部において、前記第１側面部と接しており、
前記固定部材の一部は、前記反射膜と前記基材の前記一面との間に設けられていることを特徴とする波長変換装置。
前記波長変換素子は円環状であり、かつ、前記第１側面部と対向する第２側面部をさらに有し、
前記固定部材は、前記回転軸と平行な方向から見たときの前記第２側面部のうち少なくとも一部において、前記第２側面部と接していることを特徴とする請求項１に記載の波長変換装置。
前記固定部材は、前記回転軸と平行な方向から見たとき、複数の位置において前記第１側面部と接していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の波長変換装置。
前記固定部材のうち前記第１側面部と接している部分は、前記第２面側まで延びており、前記回転軸と平行な方向から見たとき、前記第２面と重なっていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の波長変換装置。
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の波長変換装置と、
前記波長変換素子を励起させる励起光を射出する光源と、を備えたことを特徴とする照明装置。
前記固定部材は、前記第２面と接し、前記第２面において前記励起光のスポットの外側に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
請求項５または請求項６に記載の照明装置と、
前記照明装置から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置により変調された光を投射する投射光学系と、を備えたことを特徴とするプロジェクター。