(57)【要約】【課題】信頼性が高い波長変換素子を提供する。【解決手段】本発明の波長変換素子は、反射面を有する基材と、第１の波長帯の励起光が入射する第１面と、第１面とは反対側の第２面と、第１面または第２面と交差する第３面と、を有し、励起光を第１の波長帯とは異なる第２の波長帯の蛍光に波長変換する波長変換部と、第１面または第３面に対向して設けられ、波長変換部を励起光の入射方向に沿う方向および入射方向に交差する方向に保持する保持部と、保持部を固定する固定部と、を備える。【選択図】図２
2020122832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射面を有する基材と、
第１の波長帯の励起光が入射する第１面と、前記第１面とは反対側の第２面と、前記第１面または前記第２面と交差する第３面と、を有し、前記励起光を前記第１の波長帯とは異なる第２の波長帯の蛍光に波長変換する波長変換部と、
前記第１面または前記第３面に対向して設けられ、前記波長変換部を前記励起光の入射方向に沿う方向および前記入射方向に交差する方向に保持する保持部と、
前記保持部を固定する固定部と、
を備えたことを特徴とする波長変換素子。
【請求項２】
前記保持部は、前記入射方向に沿う方向に、前記波長変換部を前記基材に対して押圧する第１保持部と、前記入射方向に交差する方向に、前記波長変換部の移動を規制する第２保持部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の波長変換素子。
【請求項３】
前記波長変換部は、前記入射方向に沿う方向から見て、円形の開口を有する円環状の形状を有し、
前記保持部は、弾性変形可能な部材を有し、
前記部材は、前記入射方向に沿う方向から見て、一部が前記開口と重なり、他の一部が前記波長変換部の内縁部と重なって配置され、前記開口と重なる部分において前記固定部によって固定され、前記波長変換部の内縁部を押圧する、請求項１または請求項２に記載の波長変換素子。
【請求項４】
前記波長変換部は、前記入射方向に沿う方向から見て、円形の開口を有する円環状の形状を有し、
前記保持部は、弾性変形可能な部材を有し、
前記部材は、前記入射方向に沿う方向から見て、一部が前記基材の前記波長変換部よりも外側の領域と重なり、他の一部が前記波長変換部の外縁部と重なって配置され、前記波長変換部よりも外側の部分において前記固定部によって固定され、前記波長変換部の外縁部を押圧する、請求項１または請求項２に記載の波長変換素子。
【請求項５】
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素子と、
前記波長変換素子に向けて前記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。
【請求項６】
前記波長変換素子は、回転軸の周りに回転可能とされ、
前記波長変換素子を前記回転軸の周りに回転させる回転装置を備えたことを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の照明装置と、
前記照明装置からの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装置と、を備えたことを特徴とするプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長変換素子、照明装置およびプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プロジェクター用の照明装置として、回転蛍光板等の波長変換素子を用いた照明装置が提案されている。回転蛍光板は、蛍光体層を備えた基板が回転した状態で蛍光体層に励起光が照射されることによって蛍光を発生させる。これにより、照明装置から、蛍光を含む照明光が射出される。
【０００３】
下記の特許文献１には、基板と、増反射膜層と、リング状の蛍光体層と、接着層と、を備えた「波長変換素子」が開示されている。この波長変換素子において、増反射膜層は基板の一方の面に設けられ、蛍光体層は接着層を介して増反射膜層に接着されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８−２５７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
波長変換素子の温度は、励起光が照射されることによって上昇する。そのため、特許文献１の波長変換素子のように、蛍光体層が接着層を介して基板に固定されている場合、蛍光体層と基板との線膨張係数の違いによって蛍光体層が破損するおそれがあった。そのため、波長変換素子の信頼性が低下するおそれがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の一つの態様の波長変換素子は、反射面を有する基材と、第１の波長帯の励起光が入射する第１面と、前記第１面とは反対側の第２面と、前記第１面または前記第２面と交差する第３面と、を有し、前記励起光を前記第１の波長帯とは異なる第２の波長帯の蛍光に波長変換する波長変換部と、前記第１面または前記第３面に対向して設けられ、前記波長変換部を前記励起光の入射方向に沿う方向および前記入射方向に交差する方向に保持する保持部と、前記保持部を固定する固定部と、を備える。
【０００７】
本発明の一つの態様の波長変換素子において、前記保持部は、前記入射方向に沿う方向に、前記波長変換部を前記基材に対して押圧する第１保持部と、前記入射方向に交差する方向に、前記波長変換部の移動を規制する第２保持部と、を有していてもよい。
【０００８】
本発明の一つの態様の波長変換素子において、前記波長変換部は、前記入射方向に沿う方向から見て、円形の開口を有する円環状の形状を有し、前記保持部は、弾性変形可能な部材を有し、前記部材は、前記入射方向に沿う方向から見て、一部が前記開口と重なり、他の一部が前記波長変換部の内縁部と重なって配置され、前記開口と重なる部分において前記固定部によって固定され、前記波長変換部の内縁部を押圧する構成であってもよい。
【０００９】
本発明の一つの態様の波長変換素子において、前記波長変換部は、前記入射方向に沿う方向から見て、円形の開口を有する円環状の形状を有し、前記保持部は、弾性変形可能な部材を有し、前記部材は、前記入射方向に沿う方向から見て、一部が前記基材の前記波長変換部よりも外側の領域と重なり、他の一部が前記波長変換部の外縁部と重なって配置され、前記波長変換部よりも外側の部分において前記固定部によって固定され、前記波長変換部の外縁部を押圧する構成であってもよい。
【００１０】
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素子と、前記波長変換素子に向けて前記励起光を射出する光源と、を備える。
【００１１】
本発明の一つの態様の照明装置において、前記波長変換素子は、回転軸の周りに回転可能とされ、前記波長変換素子を前記回転軸の周りに回転させる回転装置を備えていてもよい。
【００１２】
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、前記照明装置からの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装置と、を備えたことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態のプロジェクターの概略構成図である。
【図２】第１実施形態の波長変換装置の斜視図である。
【図３】波長変換装置の正面図である。
【図４】図３、図６および図７のIV−IV線に沿う波長変換装置の断面図である。
【図５】第２実施形態の波長変換装置の斜視図である。
【図６】波長変換装置の正面図である。
【図７】第３実施形態の波長変換装置の正面図である。
【図８】第１〜第３実施形態の第１変形例の波長変換素子の断面図である。
【図９】第１〜第３実施形態の第２変形例の波長変換素子の断面図である。
【図１０】第４実施形態の波長変換装置の斜視図である。
【図１１】波長変換装置の正面図である。
【図１２】図１１のXII−XII線に沿う波長変換装置の断面図である。
【図１３】第５実施形態の波長変換装置の断面図である。
【図１４】第６実施形態の波長変換装置の斜視図である。
【図１５】波長変換装置の正面図である。
【図１６】図１５のXVI−XVI線に沿う波長変換装置の断面図である。
【図１７】第７実施形態の波長変換装置の断面図である。
【図１８】第８実施形態のプロジェクターの概略構成図である。
【図１９】波長変換素子の斜視図である。
【図２０】第９実施形態の波長変換素子の斜視図である。
【図２１】第１０実施形態の波長変換素子の斜視図である。
【図２２】第１０実施形態の第１変形例の波長変換素子の斜視図である。
【図２３】第１０実施形態の第２変形例の波長変換素子の斜視図である。
【図２４】第１１実施形態の波長変換素子の斜視図である。
【図２５】第１１実施形態の第１変形例の波長変換素子の斜視図である。
【図２６】第１１実施形態の第２変形例の波長変換素子の斜視図である。
【図２７】第１変形例の波長変換素子の断面図である。
【図２８】第２変形例の波長変換素子の断面図である。
【図２９】第３変形例の波長変換素子の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［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。
【００１５】
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。
【００１６】
図１は、本実施形態に係るプロジェクター１の光学系を示す概略図である。
図１に示すように、本実施形態のプロジェクター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、光変調装置４００Ｒと、光変調装置４００Ｇと、光変調装置４００Ｂと、光合成素子５００と、投射光学装置６００と、を備えている。
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。
【００１７】
第１照明装置１００は、第１光源１０と、コリメート光学系７０と、ダイクロイックミラー８０と、コリメート集光光学系９０と、波長変換装置３０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、を備えている。
【００１８】
第１光源１０は、第１の波長帯の青色の励起光Ｅを射出する半導体レーザーから構成されている。励起光Ｅは、波長範囲が例えば４４０〜４５０ｎｍであり、発光強度のピーク波長が例えば４４５ｎｍである。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。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。なお、第１光源１０は、４４５ｎｍ以外のピーク波長、例えば４６０ｎｍのピーク波長を有する励起光を射出する半導体レーザーが用いられてもよい。第１光源１０は、波長変換素子３２に向けて励起光Ｅを射出する。
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。
【００１９】
コリメート光学系７０は、第１レンズ７２と、第２レンズ７４と、を備えている。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、それぞれ凸レンズで構成されている。
【００２０】
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までの間の光路中に、第１光源１０の光軸２００ａｘと照明光軸１００ａｘとの各々に対して４５°の角度で交差する向きに配置されている。ダイクロイックミラー８０は、青色光成分からなる励起光Ｅを反射させ、赤色光成分および緑色光成分を含む黄色の蛍光Ｙを透過させる。
【００２１】
コリメート集光光学系９０は、ダイクロイックミラー８０を透過した励起光Ｅを集光させて波長変換装置３０の波長変換部４７に入射させる機能と、波長変換装置３０から射出された蛍光Ｙ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、それぞれ凸レンズで構成されている。
【００２２】
第２照明装置１０２は、第２光源７１０と、集光光学系７６０と、拡散板７３２と、コリメート光学系７７０と、を備えている。
【００２３】
第２光源７１０は、第１照明装置１００の第１光源１０と同一の波長帯を有する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。また、第２光源７１０は、第１光源１０の半導体レーザーとは波長帯が異なる半導体レーザーから構成されていてもよい。
【００２４】
集光光学系７６０は、第１レンズ７６２と、第２レンズ７６４と、を備えている。集光光学系７６０は、第２光源７１０から射出された青色光Ｂを拡散板７３２の拡散面もしくは拡散板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、それぞれ凸レンズで構成されている。
【００２５】
拡散板７３２は、第２光源７１０から射出された青色光Ｂを拡散させ、波長変換装置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。拡散板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。
【００２６】
コリメート光学系７７０は、第１レンズ７７２と、第２レンズ７７４と、を備えている。コリメート光学系７７０は、拡散板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、それぞれ凸レンズで構成されている。
【００２７】
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、波長変換装置３０から射出されて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。波長変換装置３０の詳細な構成については、後で説明する。
【００２８】
第１レンズアレイ１２０は、ダイクロイックミラー８０から射出された光を複数の部分光束に分割するための複数の第１レンズ１２２を備えている。複数の第１レンズ１２２は、照明光軸１００ａｘと直交する面内においてマトリクス状に配列されている。
【００２９】
第２レンズアレイ１３０は、第１レンズアレイ１２０の複数の第１レンズ１２２に対応する複数の第２レンズ１３２を有している。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を構成する各第１レンズ１２２の像を光変調装置４００Ｒ、光変調装置４００Ｇ、および光変調装置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レンズ１３２は、照明光軸１００ａｘに直交する面内においてマトリクス状に配列されている。
【００３０】
偏光変換素子１４０は、第１レンズアレイ１２０によって分割された複数の部分光束の各々を、偏光方向が揃った直線偏光光に変換する。
【００３１】
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、光変調装置４００Ｒ、光変調装置４００Ｇ、および光変調装置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、波長変換装置３０から射出された光の被照射面内での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。
【００３２】
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、を備えている。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ＬＲと緑色光ＬＧと青色光ＬＢとに分離し、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢを、対応する光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂに導く。
【００３３】
フィールドレンズ３００Ｒは、色分離導光光学系２００と光変調装置４００Ｒとの間に配置されている。フィールドレンズ３００Ｇは、色分離導光光学系２００と光変調装置４００Ｇとの間に配置されている。フィールドレンズ３００Ｂは、色分離導光光学系２００と光変調装置４００Ｂとの間に配置されている。
【００３４】
ダイクロイックミラー２１０は、赤色光成分を透過させ、緑色光成分および青色光成分を反射させる。ダイクロイックミラー２２０は、緑色光成分を反射させ、青色光成分を透過させる。反射ミラー２３０は、赤色光成分を反射させる。反射ミラー２４０および反射ミラー２５０は、青色光成分を反射させる。
【００３５】
ダイクロイックミラー２１０を透過した赤色光ＬＲは、反射ミラー２３０で反射し、フィールドレンズ３００Ｒを透過して赤色光用の光変調装置４００Ｒの画像形成領域に入射する。ダイクロイックミラー２１０で反射した緑色光ＬＧは、ダイクロイックミラー２２０でさらに反射し、フィールドレンズ３００Ｇを透過して緑色光用の光変調装置４００Ｇの画像形成領域に入射する。ダイクロイックミラー２２０を透過した青色光ＬＢは、リレーレンズ２６０、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を経て青色光用の光変調装置４００Ｂの画像形成領域に入射する。
【００３６】
光変調装置４００Ｒ、光変調装置４００Ｇ、および光変調装置４００Ｂは、入射された色光を画像情報に応じて変調し、画像光を形成する。光変調装置４００Ｒ、光変調装置４００Ｇ、および光変調装置４００Ｂのそれぞれは、液晶ライトバルブから構成されている。図示を省略したが、光変調装置４００Ｒ、光変調装置４００Ｇ、および光変調装置４００Ｂの光入射側に、入射側偏光板がそれぞれ配置されている。光変調装置４００Ｒ、光変調装置４００Ｇ、および光変調装置４００Ｂの光射出側に、射出側偏光板がそれぞれ配置されている。
【００３７】
光合成素子５００は、光変調装置４００Ｒ、光変調装置４００Ｇ、および光変調装置４００Ｂから射出された各画像光を合成してフルカラーの画像光を形成する。光合成素子５００は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視で略正方形状をなすクロスダイクロイックプリズムで構成されている。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。
【００３８】
光合成素子５００から射出された画像光は、投射光学装置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。すなわち、投射光学装置６００は、光変調装置４００Ｒ、光変調装置４００Ｇ、および光変調装置４００Ｂにより変調された光を投射する。投射光学装置６００は、複数の投射レンズ６で構成されている。
【００３９】
以下、波長変換装置３０について説明する。
図２は、波長変換装置３０を示す斜視図である。図３は、波長変換装置３０の正面図である。図４は、図３のIV−IV線に沿う波長変換素子３２の断面図である。
図２、図３に示すように、本実施形態の波長変換装置３０は、波長変換素子３２と、モーター５０（回転装置）と、を備えている。
【００４０】
波長変換素子３２は、回転軸３５の周りに回転可能とされている。モーター５０は、波長変換素子３２を回転軸３５の周りに回転させる。したがって、第１光源１０から射出された励起光Ｅは、回転した状態の波長変換素子３２に入射する。
【００４１】
図４に示すように、本実施形態の波長変換素子３２は、基材４３と、波長変換部４７と、保持部３７と、固定部３８と、を備えている。波長変換素子３２は、励起光Ｅが入射した側と同じ側に向けて蛍光Ｙを射出する。すなわち、波長変換素子３２は、反射型の波長変換素子である。
【００４２】
基材４３は、基材本体４０と、反射層４１と、を有する。基材本体４０は、金属を含む材料で構成されている。一例として、基材本体４０は、アルミニウム、銅等の熱伝導率の高い金属製の円形の板材から構成されている。
【００４３】
反射層４１は、基材本体４０の第１面４０ａの全面に設けられている。反射層４１は、波長変換部４７の第２面４７ｂから射出された蛍光Ｙおよび励起光Ｅを反射する。反射層４１は、例えば銀等の反射率の高い金属から構成されている。反射層４１は、蛍光Ｙおよび励起光Ｅを高い反射率で反射するように設計されている。そのため、平滑な反射層４１を形成するために、基材本体４０の第１面４０ａは高い平滑度を有している。これにより、反射層４１は、蛍光Ｙの大部分を図４の上方向（基材本体４０とは反対側）に向けて反射する。すなわち、基材４３は、蛍光Ｙを反射させる反射面４３ｒを有する。
【００４４】
なお、反射層４１の励起光Ｅの入射側に、図示しない保護膜が設けられていてもよい。保護膜には、例えばＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等の光透過性を有する膜が用いられる。保護膜が設けられた場合、反射層４１が外部の雰囲気から保護されるとともに、基材４３の表面に様々な角度で入射した蛍光Ｙを高い反射率で反射することができる。さらに、反射層４１と基材本体４０の第１面４０ａとの間に、反射層４１を劣化から保護するための図示しない保護層が設けられていてもよい。
【００４５】
図２および図３に示すように、波長変換部４７は、基材４３の回転軸３５の周囲に円形の開口４７ｈを有する円環状の形状を有する。すなわち、波長変換部４７は、基材４３の反射面４３ｒ側において、回転軸３５を囲むように設けられている。波長変換部４７は、所定の厚さを有する波長変換層から構成されている。
【００４６】
図４に示すように、波長変換部４７は、第１の波長帯の励起光Ｅが入射する第１面４７ａと、第１面４７ａとは反対側の第２面４７ｂと、第１面４７ａまたは第２面４７ｂと交差する第３面４７ｃ１，４７ｃ２と、を有する。
【００４７】
波長変換部４７は、励起光Ｅを励起光Ｅの波長帯とは異なる波長帯の蛍光Ｙに波長変換するセラミック蛍光体を含んでいる。すなわち、波長変換部４７は、第１の波長帯の励起光Ｅを第１の波長帯とは異なる第２の波長帯の蛍光Ｙに波長変換する。第２の波長帯は、例えば４９０〜７５０ｎｍであり、蛍光Ｙは、赤色光成分および緑色光成分を含む黄色光である。なお、波長変換部４７は、単結晶蛍光体を含んでいてもよい。
【００４８】
波長変換部４７の第２面４７ｂの表面粗さは、Ｒａ＝１．０程度であることが望ましい。波長変換部４７には、光を散乱させるための多数の気孔が含まれており、一部の気孔が表面に露出する場合がある。その場合、波長変換部４７を作製する際に、第２面４７ｂの研磨作業の有無、もしくは研磨の程度を適宜選択することにより、所望の表面粗さを実現することができる。
【００４９】
波長変換部４７は、例えばイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）系蛍光体を含んでいる。賦活剤としてセリウム（Ｃｅ）を含有するＹＡＧ：Ｃｅを例にとると、波長変換部４７として、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＣｅＯ３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。
【００５０】
波長変換部４７に励起光Ｅが入射した際には、波長変換部４７において熱が発生する。本実施形態では、モーター５０によって波長変換素子３２を回転させることにより、波長変換部４７における励起光Ｅの入射位置を時間的に移動させている。これにより、波長変換部４７の同じ位置に励起光Ｅが常時照射されることで、波長変換部４７の一部のみが局所的に加熱され、波長変換部４７が劣化することが防止される。図３において、励起光Ｅの入射領域を入射領域Ｔとして示す。
【００５１】
図２および図３に示すように、保持部３７は、複数の第１保持部３７１を有する。図４に示すように、保持部３７は、波長変換部４７の第１面４７ａまたは第３面４７ｃ１，４７ｃ２に対向して設けられ、波長変換部４７を励起光Ｅの入射方向に沿う方向Ｃ１および入射方向に交差する方向Ｃ２に保持する。本明細書では、励起光Ｅの入射方向を、基材４３の反射面４３ｒの法線方向と定義する。
【００５２】
複数の第１保持部３７１は、波長変換部４７の周方向に沿って互いに間隔をおいて配置されている。なお、第１保持部３７１の数や配置は特に限定されないが、第１保持部３７１は、互いに略等しい間隔をおいて３個以上設けられることが望ましい。
【００５３】
図４に示すように、第１保持部３７１は、基材本体４０の第１面４０ａに交差する方向、言い換えると、励起光Ｅの入射方向に沿う方向Ｃ１に、波長変換部４７を基材４３に対して押圧する。第１保持部３７１は、例えば弾性変形可能なステンレス鋼からなる帯状の板バネ部材で構成されている。第１保持部３７１は、基材４３の径方向に波長変換部４７を跨ぐように設けられている。
【００５４】
第１保持部３７１の両端は、固定部３８によって基材４３に固定されている。固定部３８は、例えばピン、ボルト等の固定部材で構成されている。第１保持部３７１は、自身が弾性変形して湾曲した状態で基材４３との間に波長変換部４７を挟み込んでいる。これにより、第１保持部３７１は、波長変換部４７を適度な圧力で基材４３に押し付けている。このように、固定部３８は、第１保持部３７１を基材４３に対して固定する。
【００５５】
第１保持部３７１は、波長変換部４７を押圧する、波長変換部４７を挟み込む等の手段により波長変換部４７を物理的に固定する部材で構成されている。したがって、第１保持部３７１は、波長変換部４７を保持する手段として、波長変換部４７と基材４３とを直接接合する接着材や粘着材等を含まない。
【００５６】
本実施形態の場合、波長変換部４７は、第１保持部３７１によって基材４３に押圧されており、基材４３と直接接触している。しかしながら、波長変換部４７および基材４３は、μｍオーダーの微細な凹凸、反り、歪み等を有している。そのため、波長変換部４７と基材４３との間には、μｍオーダーの厚さを有する、図示しない微小な空気層が存在している。
【００５７】
上述したように、波長変換部４７に励起光Ｅが入射した際に、波長変換部４７の励起光Ｅの入射領域Ｔにおいて熱が発生し、その後、熱が周囲に伝搬した際に波長変換素子３２を構成する各部材が熱によって膨張する。このとき、特許文献１の波長変換素子のように、仮に波長変換部４７と基材４３とが接合部を介して接合されていたとすると、各部材の線膨張係数の違いによって各部材に応力が発生し、波長変換部４７が変形する、もしくは蛍光体の一部に脆弱部分が存在する場合には波長変換部４７が破損する、等のおそれがあった。
【００５８】
この問題に対し、本実施形態の波長変換素子３２によれば、波長変換部４７で発生する熱による温度上昇によって各部材が膨張する際、線膨張係数の違いによって波長変換部４７と基材４３とがそれぞれ膨張したとしても、波長変換部４７と基材４３とが直接的に接合されておらず、各々が異なる程度で膨張できる自由度を持っている。これにより、本実施形態の波長変換素子３２では、基材４３の膨張に起因する波長変換部４７の変形や破損が生じにくい、という効果が得られる。
【００５９】
また、本実施形態の波長変換素子３２によれば、波長変換部４７と基材４３とを接合する手段として、シリコーン樹脂等の材料からなる接合部が用いられていないため、光や熱によって接合部が劣化するおそれがない。
【００６０】
また、本実施形態の波長変換素子３２においては、波長変換部４７と基材４３との間に微小な空気層が存在することによって、以下の作用、効果が得られる。
【００６１】
本実施形態の波長変換素子３２において、波長変換部４７の内部で等方的に放射された蛍光Ｙは、気孔等の散乱成分に当たって散乱しながら波長変換部４７の内部を進み、蛍光Ｙの一部は波長変換部４７の第１面４７ａに到達し、蛍光Ｙの他の一部は波長変換部４７の第２面４７ｂに到達する。第１面４７ａに到達した蛍光Ｙは、臨界角以上で第１面４７ａに入射して全反射する成分と、臨界角未満で第１面４７ａに入射してフレネル反射する成分と、を除く成分は、第１面４７ａを通過し、波長変換素子３２から射出される。また、上記の２つの反射成分は、再び散乱しながら波長変換部４７の内部を進んで第１面４７ａもしくは第２面４７ｂに到達する。
【００６２】
一方、第２面４７ｂに到達した蛍光Ｙのうち、第２面４７ｂに臨界角以上の入射角で入射した光は、全反射することで損失が生じることなく、再び散乱しながら波長変換部４７の内部を進む。
【００６３】
また、第２面４７ｂに臨界角未満の入射角で入射した蛍光Ｙのうち、反射されなかった成分は、第２面４７ｂを通過して基材４３の反射層４１で反射する。ところが、反射層４１を構成する銀は、光反射率が高いとは言え、２％程度の光吸収率を有するため、蛍光Ｙが反射層４１に入射する毎に蛍光Ｙの強度は減衰する。波長変換部４７の内部で発光した蛍光Ｙのうち、波長変換素子３２から射出されない成分の大部分が反射層４１での吸収成分に相当する。したがって、蛍光Ｙの発光効率を上げるためには、蛍光Ｙが反射層４１に到達する前に、できるだけ多くの蛍光Ｙを第２面４７ｂで反射させることが重要である。
【００６４】
なお、本明細書において、「発光効率」は、以下の（１）、（２）式で定義される。
発光効率＝（波長変換部からの射出光量／波長変換部への励起光入射量）  ……（１）
波長変換部からの射出光量＝蛍光の射出光量＋未変換の励起光の射出光量  ……（２）
【００６５】
波長変換部４７の内部における蛍光Ｙの放射分布は全方向に向けて略等方的である。したがって、第２面４７ｂでの臨界角が小さい程、第２面４７ｂで反射する蛍光Ｙを多くし、反射層４１に入射する蛍光Ｙを少なくすることができる。ここで、本実施形態の波長変換素子３２によれば、励起光Ｅの入射領域Ｔの下方に接合部の屈折率よりも低い屈折率を有する微小な空気層が存在しているため、例えば波長変換部と基材との間に接合部が設けられた従来の波長変換素子に比べて、第２面４７ｂでの臨界角を小さくすることができる。これにより、本実施形態の波長変換素子３２は、従来の波長変換素子に比べて、反射層４１に入射する蛍光Ｙの量を少なくし、反射層４１での蛍光Ｙの損失を少なくすることができ、発光効率を高めることができる。
【００６６】
また、本実施形態の波長変換素子３２は、波長変換部４７と基材４３との間に微小な空気層を有しつつ、波長変換部４７と基材４３とが直接接触しているため、波長変換部４７で発生した熱が基材４３に伝導されやすい。これにより、波長変換部４７の温度上昇に起因する発光効率の低下を抑制することができる。
【００６７】
本実施形態の場合、回転した状態の波長変換素子３２に励起光Ｅが照射されるため、励起光Ｅが複数の第１保持部３７１の箇所を通過している期間では、波長変換部４７から蛍光Ｙが射出されない。そのため、例えば、励起光Ｅが第１保持部３７１の箇所を通過するタイミングで励起光Ｅがオフになるように第１光源１０の点灯タイミングを制御する、あるいは、励起光Ｅが第１保持部３７１の箇所を通過する際に第１保持部３７１で反射される励起光Ｅを、照明光用の青色光として積極的に利用する、といった方法で対処が可能である。
【００６８】
以上説明した第１実施形態に係る第１照明装置１００によれば、以下の効果を奏する。
本実施形態の第１照明装置１００が上記の波長変換素子３２を備えているため、波長変換素子３２の信頼性に優れた第１照明装置１００が実現できる。
【００６９】
また、本実施形態の第１照明装置１００は、モーター５０（回転装置）によって波長変換部４７上での励起光Ｅの入射位置を時間的に移動させることができるため、波長変換部４７の温度上昇を抑制できる。そのため、波長変換部４７の発光効率の低下を抑制できるとともに、蛍光Ｙの損失が少ない第１照明装置１００を提供することができる。
【００７０】
以上説明した第１実施形態に係るプロジェクター１によれば、以下の効果を奏する。
本実施形態のプロジェクター１は、上記の第１照明装置１００を備えているため、高輝度の画像を表示することができる。
【００７１】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図５および図６を用いて説明する。
第２実施形態のプロジェクターおよび照明装置の構成は第１実施形態と同様であり、波長変換素子の構成が第１実施形態と異なる。そのため、プロジェクターおよび照明装置の全体の説明は省略する。
図５は、第２実施形態の波長変換装置の斜視図である。図６は、第２実施形態の波長変換装置の正面図である。
図５および図６において、第１実施形態の図２および図３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。また、図６のIV−IV線に沿う断面構造は、第１実施形態の図４と共通であるため、本実施形態では図示を省略する。
【００７２】
図５および図６に示すように、本実施形態の波長変換素子３１は、基材４３と、波長変換部４７と、保持部３７と、固定部３８と、を備えている。保持部３７は、複数の第１保持部３７１と、複数の第２保持部３７２と、を有する。
【００７３】
保持部３７は、波長変換部４７の第１面４７ａまたは第３面４７ｃ１，４７ｃ２に対向して設けられ、波長変換部４７を励起光Ｅの入射方向に沿う方向Ｃ１および入射方向に交差する方向Ｃ２に保持する。
【００７４】
複数の第２保持部３７２は、複数の第１保持部３７１と同様、波長変換部４７の周方向に沿って互いに間隔をおいて配置されている。なお、第２保持部３７２の数や配置は特に限定されないが、第２保持部３７２は、互いに略等しい間隔をおいて３個以上設けられることが望ましい。
【００７５】
第２保持部３７２は、基材本体４０の第１面４０ａに沿う方向、言い換えると、励起光Ｅの入射方向に交差する方向Ｃ２に、波長変換部４７の移動を規制する。第２保持部３７２は、例えば基材本体４０の第１面４０ａに設けられたピンで構成されている。ピンは、基材本体４０とは別体の部材で構成されていてもよいし、基材本体４０と一体に構成されていてもよい。複数の第２保持部３７２の各々は、波長変換部４７の内周側の側面にあたる第３面４７ｃ１に当接している。このようにして、基材本体４０の第１面４０ａに沿う方向への波長変換部４７の移動は、複数の第２保持部３７２によって規制される。
【００７６】
なお、必ずしも全ての第２保持部３７２が波長変換部４７の第３面４７ｃ１に当接している必要はなく、一部の第２保持部３７２が第３面４７ｃ１に当接し、他の第２保持部３７２が第３面４７ｃ１から離れていてもよい。もしくは、全ての第２保持部３７２が波長変換部４７の第３面４７ｃ１から離れていてもよい。言い換えると、少なくとも一部の第２保持部３７２と波長変換部４７の第３面４７ｃ１との間には隙間があってもよい。これらの場合であっても、波長変換部４７は、基材本体４０の第１面４０ａに沿う方向に自由に移動することはできず、第２保持部３７２によって移動が制限される。すなわち、本明細書における「波長変換部４７の移動を規制する」は、波長変換部４７が全く移動できないようにしてもよいし、波長変換部４７がわずかに移動した際にそれ以上は移動できないようにしてもよいことを含む概念である。
【００７７】
第２保持部３７２は、波長変換部４７に当接する等の手段により波長変換部４７の移動を物理的に規制する部材で構成されている。したがって、第２保持部３７２は、波長変換部４７を保持する手段として、波長変換部４７と基材４３とを直接接合する接着材や粘着材等を含まない。
波長変換装置のその他の構成は、第１実施形態と同様である。
【００７８】
本実施形態においても、波長変換素子５２の信頼性や発光効率を高めることができる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００７９】
さらに本実施形態の場合、基材本体４０の第１面４０ａに沿う方向への波長変換部４７の移動が複数の第２保持部３７２によって規制されるため、励起光Ｅの入射方向に交差する方向Ｃ２に対して、波長変換部４７をより確実に保持することができる。また、波長変換素子３１の組み立て工程において、第１保持部３７１を基材４３に固定する際に、波長変換部４７が第２保持部３７２によって位置決めされるため、第１保持部３７１の固定作業を行いやすくなる。
【００８０】
［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および照明装置の構成は第１実施形態と同様であり、波長変換素子の構成が第１実施形態と異なる。そのため、プロジェクターおよび照明装置の全体の説明は省略する。
図７は、第３実施形態の波長変換装置の正面図である。
図７において、第１実施形態の図３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。また、図７のIV−IV線に沿う断面構造は、第１実施形態の図４と共通であるため、本実施形態では図示を省略する。
【００８１】
図７に示すように、本実施形態の波長変換素子５２は、基材４３と、波長変換部４７と、保持部３７と、固定部３８と、を備えている。保持部３７は、複数の第１保持部３７１と、複数の第２保持部３７２と、を有する。
【００８２】
本実施形態において、第１保持部３７１は、第１実施形態と同様、基材４３の径方向に波長変換部４７を跨ぐように設けられた板バネ部材で構成されている。第２保持部３７２は、第２実施形態と同様、基材４３に設けられたピンで構成されている。ただし、本実施形態の場合、第２実施形態と異なり、複数の第２保持部３７２の各々は、波長変換部４７の外周側の側面にあたる第３面４７ｃ２に当接している。これにより、基材４３の第１面に沿う方向への波長変換部４７の移動は、複数の第２保持部３７２によって規制される。
【００８３】
第２実施形態と同様、必ずしも全ての第２保持部３７２が波長変換部４７の第３面４７ｃ２に当接している必要はなく、一部の第２保持部３７２が第３面４７ｃ２に当接し、他の第２保持部３７２が第３面４７ｃ２から離れていてもよい。もしくは、全ての第２保持部３７２が波長変換部４７の第３面４７ｃ２から離れていてもよい。言い換えると、少なくとも一部の第２保持部３７２と波長変換部４７の第３面４７ｃ２との間には隙間があってもよい。これらの場合であっても、波長変換部４７は、基材４３の第１面に沿う方向に自由に移動することはできず、第２保持部３７２によって移動が制限される。
波長変換装置のその他の構成は、第１実施形態と同様である。
【００８４】
本実施形態においても、波長変換素子５２の信頼性や発光効率を高めることができる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００８５】
以上の第１〜第３実施形態の波長変換素子は、以下の構成を有していてもよい。
【００８６】
（第１変形例）
図８は、第１変形例の波長変換素子の断面図である。
図８において、第１実施形態の図４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。
【００８７】
図８に示すように、第１変形例の波長変換素子２８において、保持部７６は、例えばステンレス鋼からなる板材で構成されている。板材は、弾性変形しないものであってもよい。保持部７６は、略直角に折り曲げられた２つの屈曲部を有する。
【００８８】
保持部７６は、基材４３の反射面４３ｒに対向する第１部７６ａと、波長変換部４７の第１面４７ａに対向する第２部７６ｂと、第１部７６ａと第２部７６ｂとを連結する第３部７６ｃと、を有する。波長変換部４７は、一方の端部において、保持部７６の第２部７６ｂと基材４３との間に挟み込まれた状態となる。
【００８９】
固定部３８は、例えばピン、ボルト等の固定部材で構成されている。固定部３８は、保持部７６を基材４３に対して固定する。
【００９０】
保持部７６の第２部７６ｂは、波長変換部４７の第１面４７ａに当接していてもよいし、第１面４７ａから離間していてもよい。また、保持部７６は、波長変換部４７を押圧していてもよいし、波長変換部４７を押圧していなくてもよい。
【００９１】
（第２変形例）
図９は、第２変形例の波長変換素子の断面図である。
図９において、第１実施形態の図４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。
【００９２】
図９に示すように、第２変形例の波長変換素子２９において、保持部７８は、例えばステンレス鋼からなる板材で構成されている。板材は、弾性変形しないものであってもよい。保持部７８は、略直角に折り曲げられた４つの屈曲部を有する。
【００９３】
保持部７８は、波長変換部４７の一端側において基材４３の反射面４３ｒに対向する第１部７８ａと、波長変換部４７の第１面４７ａに対向する第２部７８ｂと、波長変換部４７の他端側において基材４３の反射面４３ｒに対向する第３部７８ｃと、第１部７８ａと第２部７８ｂとを連結する第４部７８ｄと、第２部７８ｂと第３部７８ｃとを連結する第５部７８ｅと、を有する。波長変換部４７は、保持部７８と基材４３との間に挟み込まれた状態となる。
【００９４】
固定部３８は、例えばピン、ボルト等の固定部材で構成されている。固定部３８は、保持部７８の第１部７８ａおよび第３部７８ｃに設けられ、保持部７８を基材４３に対して固定する。
【００９５】
保持部７８の第２部７８ｂは、波長変換部４７の第１面４７ａに当接していてもよいし、第１面４７ａから離間していてもよい。また、保持部７８は、波長変換部４７を押圧していてもよいし、波長変換部４７を押圧していなくてもよい。
【００９６】
［第４実施形態］
以下、本発明の第４実施形態について、図１０〜図１２を用いて説明する。
第４実施形態のプロジェクターおよび照明装置の構成は第１実施形態と同様であり、波長変換素子の構成が第１実施形態と異なる。そのため、プロジェクターおよび照明装置の全体の説明は省略する。
図１０は、第４実施形態の波長変換装置の斜視図である。図１１は、波長変換装置の正面図である。図１２は、図１１のXII−XII線に沿う波長変換装置の断面図である。
図１０〜図１２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。
【００９７】
図１０〜図１２に示すように、本実施形態の波長変換素子５３は、基材４３と、波長変換部４７と、保持部５４と、固定部５５と、を備えている。保持部５４は、第１保持部５４１と、複数の第２保持部５４２と、を有する。
【００９８】
第１保持部５４１は、基材本体４０の第１面４０ａに交差する方向、言い換えると、励起光Ｅの入射方向に沿う方向Ｃ１に、波長変換部４７を基材４３に対して押圧する。第１保持部５４１は、例えば弾性変形可能なステンレス鋼からなる板バネ部材で構成されている。板バネ部材は、球殻の一部が平面によって切断された形状を有している。したがって、図１１に示すように、励起光Ｅの入射方向から見た第１保持部５４１の形状は円形である。
【００９９】
図１２に示すように、第１保持部５４１は、第１保持部５４１の縁部が波長変換部４７の第１面４７ａに当接した状態で、波長変換部４７の内縁部を基材４３に対して押圧する。図１１に示すように、励起光Ｅの入射方向から見て、波長変換部４７の内縁側の一部の領域は、第１保持部５４１の縁部と重なっている。そのため、波長変換部４７の第１面４７ａのうち、第１保持部５４１と重なっていない領域に、励起光Ｅの入射領域Ｔが設けられている。すなわち、保持部５４は、弾性変形可能な部材を有し、部材は、励起光Ｅの入射方向に沿う方向から見て、一部が波長変換部４７の開口４７ｈと重なり、他の一部が波長変換部４７の内縁部と重なって配置されている。
【０１００】
なお、本実施形態では、第１保持部５４１が波長変換部４７の内縁側の一部の領域を全周にわたって押圧する構成となっているが、波長変換部４７の内縁側の領域のうちの複数箇所のみを押圧する構成となっていてもよい。例えば第１保持部は、円環状の波長変換部４７を１２０°おきに３個所で押圧する構成となっていてもよい。
【０１０１】
固定部５５は、第１保持部５４１をモーター５０の回転軸３５に固定する。固定部５５は、例えばボルトおよびナットから構成されている。第１保持部５４１の中心には孔５４１ｈが設けられている。ボルトが孔５４１ｈに挿通された状態でナットに締結されることにより、第１保持部５４１は、モーター５０の回転軸３５に固定される。また、ボルトの締結の程度を調整することにより、波長変換部４７に対して第１保持部５４１を押し付ける圧力を調整できるようになっていてもよい。なお、固定部５５は、ピン等の部材により構成されていてもよい。このようにして、第１保持部５４１は、波長変換部４７の開口４７ｈと重なる部分において固定部５５によって回転軸３５に固定されている。
【０１０２】
本実施形態においては、第２実施形態と同様、複数の第２保持部５４２の各々は、ピンにより構成されている。複数の第２保持部５４２の各々は、波長変換部４７の外周側の側面にあたる第３面４７ｃ２に当接している。これにより、基材本体４０の第１面４０ａに沿う方向への波長変換部４７の移動は、複数の第２保持部５４２によって規制される。
【０１０３】
図１２に示すように、本実施形態の場合、第１保持部５４１は、基材４３の中心側から外側に向かって波長変換部４７の第１面４７ａに対して斜めに当接する。そのため、波長変換部４７は、第１保持部５４１によって、第１面４７ａに垂直な方向に押圧されるのと同時に、第１面４７ａに平行な方向に内縁側から外縁側に向けて押圧される。そのため、複数の第２保持部５４２は、本実施形態のように、波長変換部４７の外周側に設けられることが望ましい。なお、第２保持部５４２は、必ずしも設けられていなくてもよい。
【０１０４】
第１実施形態と同様、必ずしも全ての第２保持部５４２が波長変換部４７の第３面４７ｃ２に当接している必要はなく、一部の第２保持部５４２が第３面４７ｃ２に当接し、他の第２保持部５４２が第３面４７ｃ２から離れていてもよい。もしくは、全ての第２保持部５４２が波長変換部４７の第３面４７ｃ２から離れていてもよい。言い換えると、少なくとも一部の第２保持部５４２と波長変換部４７の第３面４７ｃ２との間には隙間があってもよい。これらの場合であっても、波長変換部４７は、基材本体４０の第１面４０ａに沿う方向に自由に移動することはできず、第２保持部５４２によって移動が制限される。
波長変換装置のその他の構成は、第１実施形態と同様である。
【０１０５】
本実施形態においても、波長変換素子５３の信頼性や発光効率を高めることができる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。
【０１０６】
また、本実施形態の波長変換素子５３の場合、第１実施形態と異なり、第１保持部５４１が波長変換部４７を跨いでいないため、波長変換部４７から蛍光Ｙが射出されない期間が存在しない。そのため、励起光Ｅを一時的にオフにする必要がなく、波長変換部４７を有効に利用して蛍光Ｙを常時射出させることができる。
【０１０７】
［第５実施形態］
以下、本発明の第５実施形態について、図１３を用いて説明する。
第５実施形態のプロジェクターおよび照明装置の構成は第１実施形態と同様であり、波長変換素子の構成が第１実施形態と異なる。そのため、プロジェクターおよび照明装置の全体の説明は省略する。
図１３は、第５実施形態の波長変換装置の断面図であって、第４実施形態の図１２と同じ位置の断面図に相当する。
図１３において、第４実施形態の図１２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。
【０１０８】
図１３に示すように、本実施形態の波長変換素子５７は、基材５８と、波長変換部４７と、保持部５９と、固定部５５と、を備えている。保持部５９は、第１保持部５４１と、第２保持部５９２と、を有する。
【０１０９】
本実施形態において、第１保持部５４１は、第４実施形態と同様、球殻の一部が切断された形状を有する板バネ部材で構成されている。固定部５５は、第４実施形態と同様、第１保持部５４１をモーター５０の回転軸３５に固定するボルトおよびナットから構成されている。
【０１１０】
第２保持部５９２は、基材本体５８０の第１面５８０ａに設けられた溝部で構成されている。溝部は、回転軸３５を中心として円環状に設けられている。第２保持部５９２は、底面５９２ｂと、基材５８の内周側に位置する内壁面５９２ｃと、基材５８の外周側に位置する外壁面５９２ｄと、を有する。基材５８の径方向における第２保持部５９２の寸法Ｗ１は、基材５８の径方向における波長変換部４７の寸法Ｗ２よりも大きい。波長変換部４７は、内壁面５９２ｃから離間し、外壁面５９２ｄおよび底面５９２ｂに当接した状態で第２保持部５９２の内部に収容されている。これにより、基材本体５８０の第１面５８０ａに沿う方向への波長変換部４７の移動は、第２保持部５９２によって規制される。
【０１１１】
なお、第２保持部５９２（溝部）の深さは、特に限定されない。第２保持部５９２の深さは、波長変換部４７の厚さと等しくてもよいし、波長変換部４７の厚さよりも小さくてもよいし、波長変換部４７の厚さよりも大きくてもよい。
【０１１２】
基材５８は、基材本体５８０と、反射層５８１と、を有する。反射層５８２は、第２保持部５９２の底面５９２ｂに設けられた銀等の金属膜で構成されている。したがって、基材５８は、反射面５８ｒを有する。なお、反射層５８２は、第２保持部５９２の底面５９２ｂに加えて、内壁面５９２ｃもしくは外壁面５９２ｄに設けられていてもよい。
波長変換装置のその他の構成は、第１実施形態と同様である。
【０１１３】
本実施形態においても、波長変換素子５７の信頼性や発光効率を高めることができる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。
【０１１４】
また、本実施形態においても、第４実施形態と同一の第１保持部５４１が用いられているため、波長変換部４７を有効に利用して蛍光Ｙを常時射出させることができる、といった第４実施形態と同様の効果が得られる。
【０１１５】
［第６実施形態］
以下、本発明の第６実施形態について、図１４〜図１６を用いて説明する。
第６実施形態のプロジェクターおよび照明装置の構成は第１実施形態と同様であり、波長変換素子の構成が第１実施形態と異なる。そのため、プロジェクターおよび照明装置の全体の説明は省略する。
図１４は、第６実施形態の波長変換装置の斜視図である。図１５は、波長変換装置の正面図である。図１６は、図１５のXVI−XVI線に沿う波長変換装置の断面図である。
図１４〜図１６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。
【０１１６】
図１４〜図１６に示すように、本実施形態の波長変換素子６１は、基材４３と、波長変換部４７と、保持部６２と、固定部６３と、を備えている。保持部６２は、複数の第１保持部６２１と、複数の第２保持部３７２と、を有する。
【０１１７】
第１保持部６２１は、基材本体４０の第１面４０ａに交差する方向、言い換えると、励起光Ｅの入射方向に沿う方向Ｃ１に、波長変換部４７を基材４３に対して押圧する。第１保持部６２１は、例えば弾性変形可能なステンレス鋼からなる板バネ部材で構成されている。板バネ部材は、環状に湾曲した円筒体の一部が切断された形状を有している。したがって、図１５に示すように、励起光Ｅの入射方向から見た第１保持部６２１の形状は扇形である。
【０１１８】
図１６に示すように、第１保持部６２１は、第１保持部６２１の縁部が波長変換部４７の第１面４７ａに当接した状態で、波長変換部４７の外縁部を基材４３に対して押圧する。図１５に示すように、励起光Ｅの入射方向から見て、波長変換部４７の外縁側の領域の一部は、第１保持部６２１の縁部と重なっている。そのため、波長変換部４７の第１面４７ａのうち、第１保持部６２１と重なっていない領域に、励起光Ｅの入射領域Ｔが設けられている。すなわち、保持部６２は、弾性変形可能な部材を有し、部材は、励起光Ｅの入射方向に沿う方向から見て、一部が基材４３の波長変換部４７よりも外側の領域と重なり、他の一部が波長変換部４７の外縁部と重なって配置されている。
【０１１９】
複数の第１保持部６２１は、基材４３の周方向に、互いに間隔をおいて配置されている。本実施形態の場合、３個の第１保持部６２１が基材４３の周方向において等間隔で配置されている。ただし、第１保持部６２１の数や互いの間隔は特に限定されない。本実施形態では、このように、複数の第１保持部６２１が波長変換部４７の外縁側の領域のうちの複数箇所を押圧する構成となっているが、例えば円環状の一つの第１保持部が波長変換部４７の外縁側の領域を全周にわたって押圧する構成となっていてもよい。
【０１２０】
固定部６３は、複数の第１保持部６２１の各々を基材４３に固定する。固定部６３は、例えばピン、ボルト等の部材から構成されていてもよいし、接着剤から構成されていてもよい。このようにして、第１保持部６２１は、波長変換部４７よりも外側の部分において固定部６３によって基材４３に固定されている。
【０１２１】
複数の第２保持部３７２の各々は、第１実施形態と同様、ピンにより構成されている。複数の第２保持部３７２の各々は、波長変換部４７の内周側の側面にあたる第３面４７ｃ１に当接している。これにより、基材本体４０の第１面４０ａに沿う方向への波長変換部４７の移動は、複数の第２保持部３７２によって規制される。
【０１２２】
図１６に示すように、本実施形態の場合、第１保持部６２１は、基材４３の外縁部から中心に向かって波長変換部４７の第１面４７ａに対して斜めに当接する。そのため、波長変換部４７は、第１保持部６２１によって、第１面４７ａに垂直な方向に押圧されるのと同時に、第１面４７ａに平行な方向に外縁側から内縁側に向けて押圧される。そのため、複数の第２保持部３７２は、本実施形態のように、波長変換部４７の内縁側に設けられることが望ましい。なお、第２保持部３７２は、必ずしも設けられていなくてもよい。
【０１２３】
第２実施形態と同様、必ずしも全ての第２保持部３７２が波長変換部４７の第３面４７ｃ１に当接している必要はなく、一部の第２保持部３７２が第３面４７ｃ１に当接し、他の第２保持部３７２が第３面４７ｃ１から離れていてもよい。もしくは、全ての第２保持部３７２が波長変換部４７の第３面４７ｃ１から離れていてもよい。
波長変換装置のその他の構成は、第１実施形態と同様である。
【０１２４】
本実施形態においても、波長変換素子６１の信頼性や発光効率を高めることができる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。
【０１２５】
本実施形態の場合、第１実施形態と異なり、第１保持部６２１が波長変換部４７を跨いでいないため、波長変換部４７から蛍光Ｙが射出されない期間が存在しない。そのため、励起光Ｅを一時的にオフにする必要がなく、波長変換部４７を有効に利用して蛍光Ｙを常時射出させることができる。
【０１２６】
［第７実施形態］
以下、本発明の第７実施形態について、図１７を用いて説明する。
第７実施形態のプロジェクターおよび照明装置の構成は第１実施形態と同様であり、波長変換素子の構成が第１実施形態と異なる。そのため、プロジェクターおよび照明装置の全体の説明は省略する。
図１７は、第７実施形態の波長変換装置の断面図であって、第５実施形態の図１３および第６実施形態の図１６に相当する。
図１７において、第５実施形態の図１３および第６実施形態の図１６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。
【０１２７】
図１７に示すように、本実施形態の波長変換素子６５は、基材５８と、波長変換部４７と、保持部６６と、固定部６３と、を備えている。保持部６６は、複数の第１保持部６２１と、第２保持部６６２と、を有する。
【０１２８】
第１保持部６２１は、第６実施形態と同様、円筒体の一部が切断された形状を有する板バネ部材で構成されている。固定部６３は、第５実施形態と同様、各第１保持部６２１を基材５８に固定するボルト、ピン、接着剤等の部材から構成されている。
【０１２９】
第２保持部６６２は、第５実施形態と同様、基材本体５８０の第１面５８０ａに設けられた溝部で構成されている。溝部は、回転軸３５を中心として円環状に設けられている。第２保持部６６２は、底面６６２ｂと、基材５８の内周側に位置する内壁面６６２ｃと、基材５８の外周側に位置する外壁面６６２ｄと、を有する。基材５８の径方向における第２保持部６６２の寸法Ｗ２は、基材５８の径方向における波長変換部４７の寸法Ｗ１よりも大きい。波長変換部４７は、外壁面６６２ｄから離間し、内壁面６６２ｃおよび底面６６２ｂに当接した状態で第２保持部６６２の内部に収容されている。これにより、基材本体５８０の第１面５８０ａに沿う方向への波長変換部４７の移動は、第２保持部６６２によって規制される。
波長変換装置のその他の構成は、第１実施形態と同様である。
【０１３０】
本実施形態においても、波長変換素子６５の信頼性や発光効率を高めることができる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。
【０１３１】
また、本実施形態においても、第６実施形態と同一の第１保持部６２１が用いられているため、波長変換部４７を有効に利用して蛍光Ｙを常時射出させることができる、といった第６実施形態と同様の効果が得られる。
【０１３２】
［第８実施形態］
以下、本発明の第８実施形態について、図１８および図１９を用いて説明する。
第８実施形態のプロジェクターの概略構成は第１実施形態と同様であり、波長変換装置の構成が第１実施形態と異なる。そのため、プロジェクターの全体の説明は省略する。
図１８は、第８実施形態のプロジェクター１１の概略構成図である。図１９は、波長変換素子の斜視図である。
図１８において、図１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。
【０１３３】
図１８に示すように、本実施形態の第１照明装置１０３は、波長変換素子２０を有しており、波長変換素子２０を回転させるためのモーター（回転装置）を有していない。そのため、第１光源１０から射出された励起光Ｅは、静止した状態の波長変換素子２０に入射する。
【０１３４】
図１９に示すように、本実施形態の波長変換素子２０は、基材３３と、波長変換部３４と、複数の保持部４４と、複数の固定部４５と、を備えている。図１８に示すように、波長変換素子２０は、励起光Ｅが入射した側と同じ側に向けて蛍光Ｙを射出する。すなわち、波長変換素子２０は、反射型の波長変換素子である。
【０１３５】
基材３３は、基材本体３３０と、反射層３３１と、を有する。基材３３は、波長変換部３４から射出された蛍光Ｙを反射させる反射面３３ｒを有する。基材本体３３０は、例えばアルミニウム等の金属から構成されている。反射層３３１は、例えば銀等の金属膜から構成されている。
【０１３６】
波長変換部３４は、波長変換層を有する。励起光Ｅの入射方向から見た波長変換部３４の平面形状は、矩形状である。波長変換部３４は、第１の波長帯の励起光Ｅが入射する第１面３４ａと、第１面３４ａとは反対側の第２面３４ｂと、第１面３４ａまたは第２面３４ｂと交差する第３面３４ｃと、を有する。波長変換部３４は、例えばＹＡＧ系蛍光体を含み、黄色の蛍光Ｙを射出する。なお、波長変換部３４の反射面３３ｒと対向する面に、誘電体多層膜が設けられていてもよい。
【０１３７】
複数の保持部４４の各々は、基材３３の第１面に交差する方向、言い換えると、励起光Ｅの入射方向に沿う方向に、波長変換部３４を基材３３に対して押圧する。保持部４４は、例えば弾性変形可能なステンレス鋼からなる帯状の板バネ部材で構成されている。保持部４４は、波長変換部３４の角部において波長変換部３４を斜めに跨ぐように設けられている。本実施形態においては、保持部４４が波長変換部３４の対角線上の２つの角部にそれぞれ設けられているが、保持部４４の数や配置は特に限定されない。
【０１３８】
このように、保持部４４は、波長変換部３４の第１面３４ａまたは第３面３４ｃに対向して設けられ、波長変換部３４を励起光Ｅの入射方向に沿う方向および入射方向に交差する方向に保持する。励起光Ｅの入射方向から見て、波長変換部３４の２つの角部の領域の一部は、保持部４４と重なっている。そのため、波長変換部３４の第１面３４ａのうち、保持部４４と重なっていない領域に、励起光Ｅの入射領域Ｔが設けられている。
【０１３９】
保持部４４の両端は、固定部４５によって基材３３に固定されている。固定部４５は、例えばピン、ボルト等の固定部材で構成されている。このように、固定部４５は、保持部４４を基材３３に対して固定する。保持部４４は、自身が弾性変形して湾曲した状態で基材３３との間に波長変換部３４を挟み込んでいる。これにより、保持部４４は、波長変換部３４を適度な圧力で基材３３に押し付けている。固定部４５は、波長変換部３４の第１面３４ａまたは第３面３４ｃに対向して設けられ、波長変換部３４を励起光Ｅの入射方向に沿う方向および入射方向に交差する方向に保持する。
【０１４０】
本実施形態においても、第１〜第７実施形態と同様、波長変換部３４と基材３３とは、接着剤等により直接的には接合されていない。波長変換部３４は、保持部４４によって基材３３に押圧されているため、基材３３と直接接触している。しかしながら、波長変換部３４および基材３３がμｍオーダーの微細な凹凸、反り、歪み等を有しているため、波長変換部３４と基材３３との間には、μｍオーダーの厚さを有する、図示しない微小な空気層が存在している。
プロジェクター１１のその他の構成は、第１実施形態と同様である。
【０１４１】
本実施形態の波長変換素子２０においても、第１〜第７実施形態の波長変換素子と同様の効果が得られる。すなわち、本実施形態の波長変換素子２０は、線膨張係数の違いによって波長変換部３４と基材３３とが異なる程度に膨張したとしても、波長変換部３４と基材３３とが直接的に接合されていないため、波長変換部３４の大きな変形や破損が起こりにくいという効果が得られる。
【０１４２】
また、本実施形態の波長変換素子２０によれば、波長変換部３４と基材３３とを接合する手段として、シリコーン樹脂等の材料からなる接合部が用いられていないため、光や熱によって接合部が劣化するおそれがない。
【０１４３】
また、本実施形態の波長変換素子３２においては、波長変換部３４と基材３３との間に微小な空気層が存在することによって、空気層が存在しない従来の波長変換素子に比べて、波長変換部３４の第２面３４ｂでの臨界角を小さくすることができる。これにより、本実施形態の波長変換素子３２は、従来の波長変換素子に比べて、反射層３３１に入射する蛍光Ｙの量を少なくし、反射層３３１での蛍光Ｙの損失を少なくすることができるため、発光効率を高めることができる。
【０１４４】
［第９実施形態］
以下、本発明の第９実施形態について、図２０を用いて説明する。
第９実施形態のプロジェクターおよび照明装置の構成は第８実施形態と同様であり、波長変換素子の構成が第８実施形態と異なる。そのため、プロジェクターおよび照明装置の全体の説明は省略する。
図２０は、第９実施形態の波長変換素子の斜視図である。
図２０において、第８実施形態の図１９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。
【０１４５】
本実施形態の波長変換素子２１は、基材３３と、波長変換部３４と、複数の保持部４８と、固定部４９と、を備えている。
【０１４６】
保持部４８は、励起光Ｅの入射方向に沿う方向Ｃ１に、波長変換部３４を基材３３に対して押圧する。保持部４８は、例えば弾性変形可能なステンレス鋼からなる板バネ部材で構成されている。板バネ部材は、環状に湾曲した円筒体の一部が切断された形状を有している。保持部４８は、波長変換部３４の４つの辺のそれぞれに沿って設けられている。
【０１４７】
このように、複数の保持部４８は、波長変換部３４の第１面３４ａまたは第３面３４ｃに対向して設けられ、波長変換部３４を励起光Ｅの入射方向に沿う方向Ｃ１および入射方向に交差する方向Ｃ２に保持する。保持部４８は、保持部４８の縁部が波長変換部３４の第１面３４ａに当接した状態で、波長変換部３４を基材３３に対して押圧する。励起光Ｅの入射方向から見て、波長変換部３４の外縁側の領域の一部は、保持部４８の一部と重なっている。そのため、波長変換部３４の第１面３４ａのうち、保持部４８と重なっていない中央寄りの領域に、励起光Ｅの入射領域Ｔが設けられている。
【０１４８】
固定部４９は、複数の保持部４８の各々を基材３３に固定する。固定部４９は、例えばピン、ボルト等の部材から構成されていてもよいし、接着剤から構成されていてもよい。
【０１４９】
本実施形態においても、波長変換素子２１の信頼性や発光効率を高めることができる、といった第８実施形態と同様の効果が得られる。
【０１５０】
［第１０実施形態］
以下、本発明の第１０実施形態について、図２１を用いて説明する。
第１０実施形態のプロジェクターおよび照明装置の構成は第８実施形態と同様であり、波長変換素子の構成が第８実施形態と異なる。そのため、プロジェクターおよび照明装置の全体の説明は省略する。
図２１は、第１０実施形態の波長変換素子の斜視図である。
図２１において、第８実施形態の図１９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。
【０１５１】
本実施形態の波長変換素子２２は、基材３３と、波長変換部３４と、保持部４４と、固定部４５と、を備えている。保持部４４は、第１保持部４４１と、複数の第２保持部４４２と、を有する。
【０１５２】
第１保持部４４１は、基材３３の第１面に交差する方向、言い換えると、励起光Ｅの入射方向に沿う方向Ｃ１に、波長変換部３４を基材３３に対して押圧する。第１保持部４４１は、例えば弾性変形可能なステンレス鋼からなる帯状の板バネ部材で構成されている。第１保持部４４１は、波長変換部３４の一つの角部において波長変換部３４を斜めに跨ぐように設けられている。すなわち、第１保持部４４１は、第８実施形態の保持部４４と同様の部材である。
【０１５３】
複数の第２保持部４４２の各々は、基材３３の第１面に設けられたピンで構成されている。複数の第２保持部４４２の各々は、波長変換部３４を平面視したときの４つの辺のうち、第１保持部４４１が設けられた角部と対角線上で対向する角部に接する２つの辺に対応してそれぞれ設けられている。第２保持部４４２は、波長変換部３４の第３面３４ｃに当接していてもよいし、第３面３４ｃから離間していてもよい。これにより、基材３３の第１面に沿う方向への波長変換部３４の移動は、複数の第２保持部４４２によって規制される。
波長変換素子２２のその他の構成は、第１実施形態と同様である。
【０１５４】
第１０実施形態においても、波長変換素子２２の信頼性や発光効率を高めることができる、といった第８実施形態と同様の効果が得られる。
【０１５５】
第１０実施形態の波長変換素子２２は、以下の構成を有していてもよい。
【０１５６】
（第１変形例）
図２２は、第１０実施形態の第１変形例の波長変換素子の斜視図である。
図２２において、図２１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。
【０１５７】
図２２に示すように、第１変形例の波長変換素子２３において、基材３３を平面視したときの４つの辺のうち、第１保持部４４１が設けられた側の角部と対角線上で対向する角部に接する２つの辺に沿って、他の平坦部分に対して突出した壁部３３３が設けられている。壁部３３３は、波長変換部３４の第３面３４ｃに当接していてもよいし、第３面３４ｃから離間していてもよい。これにより、基材３３の第１面に沿う方向への波長変換部３４の移動は、壁部３３３によって規制される。すなわち、第２保持部は、壁部３３３から構成されていてもよい。
【０１５８】
（第２変形例）
図２３は、第１０実施形態の第２変形例の波長変換素子の斜視図である。
図２３において、図２１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。
【０１５９】
図２３に示すように、第２変形例の波長変換素子２４において、基材３３を平面視したとき、第１保持部４４１が設けられた側の角部と対角線上で対向する角部に接する２つの辺のうち、一方の辺に沿って壁部３３３が設けられ、他方の辺に対応してピン４４２が設けられている。これにより、基材３３の第１面に沿う方向への波長変換部３４の移動は、壁部３３３とピン４４２とによって規制される。すなわち、第２保持部は、壁部３３３およびピン４４２から構成されていてもよい。
【０１６０】
［第１１実施形態］
以下、本発明の第１１実施形態について、図２４を用いて説明する。
第１１実施形態のプロジェクターおよび照明装置の構成は第８実施形態と同様であり、波長変換素子の構成が第８実施形態と異なる。そのため、プロジェクターおよび照明装置の全体の説明は省略する。
図２４は、第１１実施形態の波長変換素子の斜視図である。
図２４において、第８実施形態の図１９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。
【０１６１】
本実施形態の波長変換素子２５は、基材３３と、波長変換部３４と、保持部６７と、固定部６８と、を備えている。保持部６７は、第１保持部４８と、第２保持部４４２と、を有する。
【０１６２】
第１保持部４８は、励起光Ｅの入射方向に沿う方向Ｃ１に、波長変換部３４を基材３３に対して押圧する。第１保持部４８は、例えば弾性変形可能なステンレス鋼からなる板バネ部材で構成されている。板バネ部材は、環状に湾曲した円筒体の一部が切断された形状を有している。第１保持部４８は、波長変換部３４の４つの辺のうち、互いに隣り合う２つの辺のそれぞれに沿って設けられている。
【０１６３】
第２保持部４４２は、基材３３の第１面に設けられたピンで構成されている。第２保持部４４２は、波長変換部３４の４つの辺のうち、第１保持部４８が設けられた２つの辺を除く２つの辺に対応してそれぞれ設けられている。第２保持部４４２は、波長変換部３４の第３面３４ｃに当接していてもよいし、第３面３４ｃから離間していてもよい。これにより、基材３３の第１面に沿う方向への波長変換部３４の移動は、複数の第２保持部４４２によって規制される。
【０１６４】
このように、保持部６７は、波長変換部３４の第１面３４ａまたは第３面３４ｃに対向して設けられ、波長変換部３４を励起光Ｅの入射方向に沿う方向Ｃ１および入射方向に交差する方向Ｃ２に保持する。波長変換部３４の第１面３４ａのうち、保持部６７と重なっていない中央寄りの領域に、励起光Ｅの入射領域Ｔが設けられている。
【０１６５】
固定部６８は、第１保持部４８および第２保持部４４２を基材３３に固定する。第１保持部４８の固定部６８として、例えばピン、ボルト等の部材が用いられてもよいし、第１保持部４８および第２保持部４４２の固定部としては、接着剤が用いられてもよい。
【０１６６】
本実施形態においても、波長変換素子２５の信頼性や発光効率を高めることができる、といった第８実施形態と同様の効果が得られる。
【０１６７】
第１１実施形態の波長変換素子２５は、以下の構成を有していてもよい。
【０１６８】
（第１変形例）
図２５は、第１１実施形態の第１変形例の波長変換素子の斜視図である。
図２５において、図２４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。
【０１６９】
図２５に示すように、第１変形例の波長変換素子２６においては、基材３３の４つの辺のうち、第１保持部４８が設けられた２つの辺を除く２つの辺に沿って、他の平坦部分に対して突出した壁部３３３が設けられている。壁部３３３は、波長変換部３４の第３面３４ｃに当接していてもよいし、第３面３４ｃから離間していてもよい。基材３３の第１面に沿う方向への波長変換部３４の移動は、壁部３３３によって規制される。すなわち、第２保持部は、壁部３３３から構成されている。
【０１７０】
（第２変形例）
図２６は、第１１実施形態の第２変形例の波長変換素子の斜視図である。
図２６において、図２４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。
【０１７１】
図２６に示すように、第２変形例の波長変換素子２７においては、基材３３を平面視したとき、第１保持部４８が設けられた辺を除く２つの辺のうち、一方の辺に沿って壁部３３３が設けられ、他方の辺に対応してピン４４２が設けられている。基材３３の第１面に沿う方向への波長変換部３４の移動は、壁部３３３とピン４４２とによって規制される。すなわち、第２保持部は、壁部３３３およびピン４４２から構成されている。
【０１７２】
以上の各実施形態の波長変換素子は、以下の構成を有していてもよい。
以下に示す波長変換素子は、波長変換部および基材に関する変形例であって、上記の各実施形態の保持部および固定部を使用することができる。そのため、以下の図２７〜図２９においては、保持部および固定部の図示を省略する。
【０１７３】
（第１変形例）
図２７は、第１変形例の波長変換素子１６の断面図である。
図２７において、第１実施形態の図４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。
【０１７４】
第１変形例の波長変換素子１６において、波長変換部４２は、第１面４２ａと、第２面４２ｂと、第３面４２ｃと、を有する。波長変換部４２の第２面４２ｂに、第２凹部４２ｖが設けられている。第２凹部４２ｖは、波長変換部４７の幅方向の略中央に設けられている。励起光Ｅの入射方向から見た第２凹部４２ｖの形状は、円環状である。波長変換部４２の幅方向における第２凹部４２ｖの寸法Ｗ１は、励起光Ｅの入射領域Ｔよりも大きい。
【０１７５】
波長変換部４２に設けられた第２凹部４２ｖと基材４３の反射面４３ｒとによって囲まれた空間Ｓ１には空気が存在し、この空気を含む空気層４６が形成されている。波長変換部４２の第１面４２ａのうち、反射面４３ｒおよび空気層４６に対向する部分の少なくとも一部が励起光Ｅの入射領域Ｔとされている。図示を省略するが、波長変換部４２もしくは基材４３の一部に、空間Ｓ１と外部空間Ｓ２とを連通させる連通孔３９が設けられている。
【０１７６】
（第２変形例）
図２８は、第２変形例の波長変換素子１７の断面図である。
図２８において、第１実施形態の図４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。
【０１７７】
第２変形例の波長変換素子１７において、基材８４は、基材本体８５と、反射層８６と、を有する。基材８４に、第１凹部８４ｖが設けられている。詳細には、基材本体８５の第１面８５ａに第１凹部８４ｖが設けられ、第１凹部８４ｖの底面および側面を含む基材本体８５の全面に反射層８６が設けられている。第１凹部８４ｖは、波長変換部４７の幅方向の略中央に設けられている。第１凹部８４ｖの寸法Ｗ２は、励起光Ｅの入射領域Ｔよりも大きい。
【０１７８】
基材８４に設けられた第１凹部８４ｖと波長変換部４７の第２面４７ｂとによって囲まれた空間Ｓ１には空気が存在し、この空気を含む空気層４６が形成されている。本実施形態では、第１凹部８４ｖの底面および側面を含む基材本体８５の全面に反射層８６が設けられているが、反射層８６は、必ずしも基材本体８５の全面に設けられていなくてもよく、例えば第１凹部８４ｖの底面のみに設けられていてもよい。波長変換部４７の第１面４７ａのうち、反射面８４ｒおよび空気層４６に対向する部分の少なくとも一部が励起光Ｅの入射領域Ｔとされている。図示を省略するが、波長変換部４７もしくは基材８４の一部に、空間Ｓ１と外部空間Ｓ２とを連通させる連通孔３９が設けられている。
【０１７９】
（第３変形例）
図２９は、第３変形例の波長変換素子１８の断面図である。
図２９において、第１実施形態の図４、および図２７，図２８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。
【０１８０】
第３変形例の波長変換素子１８において、基材８４は、基材本体８５と、反射層８６と、を有する。基材８４に、第１凹部８４ｖが設けられている。また、波長変換部４２の第２面４２ｂに、第２凹部４２ｖが設けられている。第１凹部８４ｖと第２凹部４２ｖとは、波長変換部４２の幅方向における略同じ位置に設けられている。波長変換部４２の幅方向における第１凹部８４ｖおよび第２凹部４２ｖの寸法Ｗ３は、略同じであり、励起光Ｅの入射領域Ｔの径よりも大きい。
【０１８１】
基材８４に設けられた第１凹部８４ｖと波長変換部４２に設けられた第２凹部４２ｖとによって囲まれた空間Ｓ１には空気が存在し、この空気を含む空気層４６が形成されている。本実施形態では、第１凹部８４ｖの底面および側面を含む基材本体８５の全面に反射層８６が設けられているが、反射層８６は、必ずしも基材本体８５の全面に設けられていなくてもよく、例えば第１凹部８４ｖの底面のみに設けられていてもよい。図示を省略するが、波長変換部４７もしくは基材８４の一部に、空間Ｓ１と外部空間Ｓ２とを連通させる連通孔３９が設けられている。
【０１８２】
上記の第１〜第３変形例においても、波長変換素子の信頼性や発光効率を高めることができる、といった上記実施形態と同様の効果が得られる。
【０１８３】
特に第１〜第３変形例の場合、波長変換部４２，４７の発光領域に対応する励起光Ｅの入射領域Ｔの下方に空気層３８，４６が設けられているため、空気層が設けられていない従来の波長変換素子に比べて、波長変換部４２，４７の第２面４２ｂ，４７ｂでの臨界角を小さくすることができる。これにより、反射層４１，８６に入射する蛍光Ｙの量を少なくし、反射層４１，８６での蛍光Ｙの損失を少なくすることができるため、発光効率を高めることができる。
【０１８４】
また、第１〜第３変形例の波長変換素子１６，１７，１８では、波長変換部４２，４７と基材４３，８４との間に介在する空気層３８，４６の厚さが数μｍ程度と薄く、熱伝導率が低い空気であっても熱抵抗が大きく上昇することはない。さらに、第１凹部８４ｖもしくは第２凹部４２ｖが設けられた領域以外の領域では、波長変換部４２，４７の第２面４２ｂ，４７ｂと基材４３，８４の反射面４３ｒ，８４ｒとが当接しているため、波長変換部４２，４７の熱は基材４３，８４に十分に伝導される。これらの要因により、第１〜第３変形例の波長変換素子１６，１７，１８では、波長変換部４２，４７の温度上昇が抑制され、高い発光効率を維持することができる。
【０１８５】
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の波長変換素子において、基材の反射面と対向する波長変換部の第２面に誘電体多層膜が設けられていてもよい。その場合、誘電体多層膜は、例えばＳｉＯ２とＴｉＯ２とが交互に複数積層された膜で構成される。すなわち、誘電体多層膜は、屈折率が互いに異なる２種の誘電体膜が交互に複数積層された構成を有する。誘電体多層膜を構成する各誘電体膜の層数や膜厚は、特に限定されない。
【０１８６】
波長変換層の第２面に誘電体多層膜が設けられた場合、波長変換部の第２面に臨界角以下の入射角で入射する蛍光のうち、第２面で反射する蛍光の量を誘電体多層膜によって増加させることができる。これにより、基材の反射面に到達する蛍光の量を減少させ、反射面における光の損失を抑制することができる。その結果、波長変換素子の発光効率を高めることができる。
【０１８７】
また、上記実施形態では、波長変換部または基材の微細な凹凸や反りを利用して波長変換部と基材との間に空気層を設ける構成としたが、他の手段を利用して空気層を設けてもよい。この種の手段として、例えば波長変換部の第２面と基材の反射面との間に、波長変換部と基材との間隔を保持するためのスペーサーを介在させてもよい。もしくは、波長変換部の第２面および基材の反射面の少なくとも一方に凹部を設けてもよい。
【０１８８】
その他、波長変換素子、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。
【０１８９】
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。
【符号の説明】
【０１９０】
１，１１…プロジェクター、１０…第１光源（光源）、１６，１７，１８，２０，２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８，２９，３１，３２，５２，５３，５７，６１，６５…波長変換素子、３３，４３，５８，８４…基材、３３ｒ，４３ｒ，５８ｒ，８４ｒ…反射面、３４，４２，４７…波長変換部、３４ａ，４２ａ，４７ａ…第１面、３４ｂ，４２ｂ，４７ｂ…第２面、３４ｃ，４２ｃ，４７ｃ１，４７ｃ２…第３面、３７，４４，５４，５９，６２，６６，６７，７６，７８…保持部、３８，４５，４９，５５，６３，６８…固定部、４８…第１保持部（保持部）、５０…モーター（回転装置）、１００…第１照明装置（照明装置）、３７１，５４１…第１保持部、３７２，５４２，５９２…第２保持部、４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒ…光変調装置、６００…投射光学装置、Ｅ…励起光、Ｙ…蛍光。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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