(57)【要約】【課題】蛍光の発光効率を高めると共に、拡がりを抑制して光束密度の高い蛍光を射出する波長変換素子を提供する。【解決手段】波長変換素子は、励起光が入射することにより蛍光を発する蛍光体層と、反射層を有する基材と、蛍光体層の反射層とは反対側に設けられたフィルターと、を備える。フィルターは、励起光Ｅの波長から蛍光Ｙの波長までの波長領域における垂直入射する光の反射率が、第１波長Ｌ１において最も低く、第１波長Ｌ１は、励起光Ｅのピーク波長Ｅｐと蛍光Ｙのピーク波長Ｙｐとの間にある。【選択図】図８
2019040154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光が入射することにより蛍光を発する蛍光体層と、
反射層を有する基材と、
前記蛍光体層の前記反射層とは反対側に設けられたフィルターと、
を備え、
前記フィルターは、前記励起光の波長から前記蛍光の波長までの波長領域における垂直入射する光の反射率が、第１波長において最も低く、
前記第１波長は、前記励起光のピーク波長と前記蛍光のピーク波長との間にあることを特徴とする波長変換素子。
【請求項２】
請求項１に記載の波長変換素子であって、
前記フィルターは、前記波長領域における第１の入射角で入射する光の反射率が、前記励起光のピーク波長において最も低いことを特徴とする波長変換素子。
【請求項３】
励起光が入射することにより蛍光を発する蛍光体層と、
反射層を有する基材と、
前記蛍光体層の前記反射層とは反対側に設けられたフィルターと、
を備え、
前記フィルターは、前記励起光のうち垂直入射する励起光、および前記蛍光のうち垂直入射する蛍光を透過し、前記蛍光のうち第２の入射角で入射する蛍光を、透過する光強度より大きな光強度で反射することを特徴とする波長変換素子。
【請求項４】
請求項３に記載の波長変換素子であって、
前記蛍光は、緑色光および視感度が高い赤色光を含む光であり、
前記フィルターは、垂直入射し、前記赤色光より視感度が低い赤色光の少なくとも一部を反射することを特徴とする波長変換素子。
【請求項５】
励起光が入射することにより蛍光を発する蛍光体層と、
前記蛍光体層の前記励起光が入射する側に設けられた第１フィルターと、
前記蛍光体層の前記第１フィルターとは反対側に設けられた第２フィルターと、
前記第１フィルターおよび前記第２フィルターが設けられた前記蛍光体層が設けられ、前記蛍光を透過する基材と、
を備え、
前記第１フィルターは、前記励起光のうち垂直入射する励起光を透過し、前記励起光のうち第３の入射角で入射する励起光を、透過する光強度より大きな光強度で反射し、前記蛍光のうち垂直入射する蛍光を反射し、
前記第２フィルターは、前記蛍光のうち垂直入射する蛍光を透過し、第４の入射角で入射する前記蛍光を、透過する光強度より大きな光強度で反射し、前記励起光のうち垂直入射する励起光を反射することを特徴とする波長変換素子。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の波長変換素子と、
前記波長変換素子から発せられた蛍光が入射するピックアップ光学系と、
を備えることを特徴とする波長変換光学系。
【請求項７】
励起光を射出する発光部と、
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の波長変換素子と、
を備えることを特徴とする光源装置。
【請求項８】
請求項７に記載の光源装置と、
前記光源装置から射出された光を変調する光変調装置と、
前記光変調装置で変調された光を投写する投写光学装置と、
を備える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、波長変換光学系、光源装置、およびプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プロジェクター等に搭載される光源装置として、光源と、この光源から射出された光によって当該光の波長とは異なる波長の光を発する波長変換素子と、を備えた装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の装置（照明装置）は、ＬＥＤ等の光源、色分離素子、波長変換素子、および輝度向上構造を有している。また、照明装置は、光源と色分離素子との間、および色分離素子と波長変換素子との間にそれぞれ配置されたコリメーターを有している。
色分離素子は、光源から射出された一次光を反射し、波長変換素子から発せられる変換光を透過する。
波長変換素子は、高反射率基板上に設けられ、色分離素子によって反射された一次光を吸収して変換光を発する。
輝度向上構造は、波長変換素子を覆うように配置されている。そして、輝度向上構造は、光源から射出された一次光については大きな入射角度範囲に亘って透過させるが、波長変換素子から発せられた変換光については、限定された入射角度でしか透過させないように形成されている。
波長変換素子から大きな角度で放出された変換光は、輝度向上構造によって反射され、波長変換素子によって再吸収および再放出される。そして、照明装置は、輝度向上構造から狭い角度範囲で変換光が射出されることによって、輝度の向上が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３４７２６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の装置では、大きな入射角度範囲で入射した一次光を効率良く利用できない恐れがある。すなわち、波長変換素子に入射する一次光は、全てが変換光への変換に寄与するものではなく、一部が一次光のまま輝度向上構造に向かうが、輝度向上構造が大きな入射角度範囲に亘って一次光を透過させるので、一部の一次光は、変換光の発生に利用されないまま外部に射出されてしまうと考えられる。
また、特許文献１に記載の装置は、大きな入射角度範囲で一次光を輝度向上構造に導くためには、コリメーターが大型化するという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］本適用例に係る波長変換素子は、励起光が入射することにより蛍光を発する蛍光体層と、反射層を有する基材と、前記蛍光体層の前記反射層とは反対側に設けられたフィルターと、を備え、前記フィルターは、前記励起光の波長から前記蛍光の波長までの波長領域における垂直入射する光の反射率が、第１波長において最も低く、前記第１波長は、前記励起光のピーク波長と前記蛍光のピーク波長との間にあることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、波長変換素子は、入射する励起光によって蛍光体層で発した蛍光を基材によって反射して射出することができる。すなわち、励起光が入射する側から蛍光を発する反射型の波長変換素子を提供することができる。
また、波長変換素子は、前述した波長領域における垂直入射する光の反射率が、励起光のピーク波長と蛍光のピーク波長との間にある第１波長において最も低い分光特性を有している。すなわち、フィルターは、垂直入射する光に対し、第１波長の反射率より、第１波長の両側の励起光のピーク波長および蛍光のピーク波長の反射率が高いという、Ｖ字状の分光特性（反射特性）を有している。分光特性は、フィルターに入射する光の入射角の大きさに伴って変わる。フィルターとして、例えば、誘電体薄膜等を用いることで、フィルターは、入射する光の入射角が大きくなるに従ってＶ字状の分光特性が短波長側にシフトするような特性（シフト特性という）を有する。そして、このシフト特性により、フィルターを以下のように機能させることが可能となる。すなわち、一旦、蛍光体層に入射したが、蛍光の発生に寄与せずに蛍光体層からフィルターに向かう励起光のうち、フィルターへの入射角が大きな励起光を反射し、再び蛍光体層に向かわせて蛍光を発せさせることが可能となる。また、蛍光体層からフィルターに向かう蛍光のうち、フィルターへの入射角が大きな蛍光を反射し、拡がりを抑制して蛍光を射出することが可能となる。よって、入射する励起光を有効に利用することによる発光効率の向上、および発した蛍光の拡がりを抑制して光束密度の高い蛍光を射出する波長変換素子の提供が可能となる。
【０００９】
［適用例２］上記適用例に係る波長変換素子において、前記フィルターは、前記波長領域における第１の入射角で入射する光の反射率が、前記励起光のピーク波長において最も低いことが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、フィルターは、励起光のうちの第１の入射角で入射する成分をより効率良く透過する。これによって、第１の入射角で入射する成分の光強度が高い励起光をより効率良く利用して蛍光を発する波長変換素子の提供が可能となる。
【００１１】
［適用例３］本適用例に係る波長変換素子は、励起光が入射することにより蛍光を発する蛍光体層と、反射層を有する基材と、前記蛍光体層の前記反射層とは反対側に設けられたフィルターと、を備え、前記フィルターは、前記励起光のうち垂直入射する励起光、および前記蛍光のうち垂直入射する蛍光を透過し、前記蛍光のうち第２の入射角で入射する蛍光を、透過する光強度より大きな光強度で反射することを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、波長変換素子は、上述したフィルターを備えているので、フィルターに垂直入射する励起光を確実に蛍光体層に進行させ、また、蛍光体層からフィルターに垂直入射する蛍光を確実に透過して蛍光を射出する反射型の波長変換素子を提供することができる。
また、フィルターは、第２の入射角で入射する蛍光の一部を反射する。これによって、フィルターは、シフト特性によって、第２の入射角より大きな入射角で入射する蛍光の反射率が高くなるので、第２の入射角以上の入射角で入射した蛍光の多くを蛍光体層に向かわせることが可能となる。よって、蛍光体層で発した蛍光の拡がり抑制して光束密度が高い蛍光を射出する波長変換素子の提供が可能となる。
【００１３】
［適用例４］上記適用例に係る波長変換素子において、前記蛍光は、緑色光および視感度が高い赤色光を含む光であり、前記フィルターは、垂直入射し、前記赤色光より視感度が低い赤色光の少なくとも一部を反射することが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、フィルターは、垂直入射する励起光および蛍光を透過し、蛍光の波長帯における長波長の近くの波長の垂直入射する光の少なくとも一部を反射する。これによって、狭い波長帯の中で蛍光の透過と反射とが切り替わるような分光特性を有するフィルターの構成が可能となる。よって、入射する励起光をさらに有効に利用して蛍光を発するとともに、発した蛍光の拡がりを効率良く抑制してさらに光束密度が高い蛍光を射出する波長変換素子の提供が可能となる。
【００１５】
［適用例５］本適用例に係る波長変換素子は、励起光が入射することにより蛍光を発する蛍光体層と、前記蛍光体層の前記励起光が入射する側に設けられた第１フィルターと、前記蛍光体層の前記第１フィルターとは反対側に設けられた第２フィルターと、前記第１フィルターおよび前記第２フィルターが設けられた前記蛍光体層が設けられ、前記蛍光を透過する基材と、を備え、前記第１フィルターは、前記励起光のうち垂直入射する励起光を透過し、前記励起光のうち第３の入射角で入射する励起光を、透過する光強度より大きな光強度で反射し、前記蛍光のうち垂直入射する蛍光を反射し、前記第２フィルターは、前記蛍光のうち垂直入射する蛍光を透過し、第４の入射角で入射する前記蛍光を、透過する光強度より大きな光強度で反射し、前記励起光のうち垂直入射する励起光を反射することを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、波長変換素子は、第１フィルター側から入射した励起光を蛍光体層に進行させて蛍光を発し、この蛍光を第２フィルターで透過させ、励起光が入射した側とは反対側に射出することができる。すなわち、波長変換素子に対する励起光の入射側とは反対側に蛍光を発する透過型の波長変換素子を提供することができる。
また、波長変換素子は、第１フィルターが、蛍光体層で発し、第１フィルターに入射する蛍光を反射するので、光射出側に効率良く蛍光を射出させることができる。そして、波長変換素子は、第２フィルターが蛍光の発生に寄与せずに蛍光体層を通過した励起光を反射するので、蛍光への変換効率を高めることが可能となる。
さらに、第１フィルターは、第３の入射角で入射する励起光を、透過する光強度より大きな光強度で反射する。これによって、蛍光の発生に寄与せずに蛍光体層から第３の入射角で第１フィルターに入射する励起光の一部を再び蛍光体層に向かわせ、この励起光で蛍光を発することができる。また、第２フィルターは、第４の入射角で入射する蛍光を、透過する光強度より大きな光強度で反射するので、蛍光体層から第４の入射角で第２フィルターに向かう蛍光の一部を反射する構成が可能となる。
したがって、入射する励起光を有効に利用して蛍光を発するとともに、発した蛍光の拡がりを抑制して光束密度の高い蛍光を射出する波長変換素子の提供が可能となる。
【００１７】
［適用例６］本適用例に係る波長変換光学系は、上記のいずれか一項に記載の波長変換素子と、前記波長変換素子から発せられた蛍光が入射するピックアップ光学系と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、波長変換光学系は、拡がりが抑制された蛍光を射出する波長変換素子を備えているので、波長変換素子から発せられた蛍光をピックアップ光学系が効率良く取り込むこと、およびピックアップ光学系の小型化が可能となる。
【００１９】
［適用例７］本適用例に係る光源装置は、励起光を射出する発光部と、上記のいずれか一項に記載の波長変換素子と、を備えることを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、光源装置は、上述した波長変換素子を備えているので、発光部から射出された励起光の効率的な利用、および蛍光の拡がりの抑制によって高輝度の蛍光を射出することが可能となる。
【００２１】
［適用例８］本適用例に係るプロジェクターは、上記に記載の光源装置と、前記光源装置から射出された光を変調する光変調装置と、前記光変調装置で変調された光を投写する投写光学装置と、を備えることを特徴とする。
【００２２】
この構成によれば、プロジェクターは、上述した光源装置を備えているので、より明るい画像の投写や、より明るい環境下で大型の投写面への投写が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態１に係るプロジェクターの光学系を示す模式図。
【図２】実施形態１の波長変換素子の断面を模式的に示す図。
【図３】実施形態１の励起光および蛍光の相対的な光強度の分布を示すグラフ。
【図４】実施形態１のフィルターに対する励起光および蛍光の挙動を説明するための模式図。
【図５】実施形態１のフィルターに入射する励起光の入射角と光強度との関係を示すグラフ。
【図６】実施形態１のフィルターを得るためのシミュレーション結果を示すグラフ。
【図７】実施形態１のフィルターを得るためのシミュレーション結果を示すグラフ。
【図８】実施形態１のフィルターの一例の分光特性を示すグラフ。
【図９】図８との比較図であり、従来の反射防止膜における分光特性の一例を示すグラフ。
【図１０】実施形態１における波長変換素子の特性と、従来技術の反射防止膜を有する波長変換素子の特性とを比較したグラフ。
【図１１】実施形態２の波長変換素子の断面を模式的に示す図。
【図１２】実施形態２のフィルターの分光特性の一例を示すグラフ。
【図１３】実施形態２における波長変換素子の特性と、従来技術における波長変換素子の特性とを比較したグラフ。
【図１４】実施形態３に係るプロジェクターの光学系を示す模式図。
【図１５】実施形態３の波長変換素子の断面を模式的に示す図。
【図１６】実施形態３の第１フィルターが有する分光特性の概要を示すグラフ。
【図１７】実施形態３の第２フィルターが有する分光特性の概要を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態のプロジェクターは、光源から射出された光を画像情報に応じて変調し、スクリーン等の投写面に画像を投写する。なお、以下に示す各図においては、各構成要素を図面上で認識され得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際のものとは適宜異ならせてある。
【００２５】
（実施形態１）
図１は、本実施形態に係るプロジェクター１の光学系を示す模式図である。
プロジェクター１は、図１に示すように、照明装置１００、色分離導光光学系２００、光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ、クロスダイクロイックプリズム５００、および投写光学装置６００を備える。
【００２６】
照明装置１００は、第１の光源装置１０１、第２の光源装置１０２、ダイクロイックミラー１０３、レンズアレイ１２０，１３０、偏光変換素子１４０、および重畳レンズ１５０を備える。
第１の光源装置１０１は、発光部１０、コリメート光学系７０、および波長変換光学系３０を備える。
【００２７】
発光部１０は、１つまたは複数の半導体レーザーを有し、励起光Ｅ（例えば、発光強度のピーク波長が約４５５ｎｍの青色光）を射出する。なお、発光部１０は、発光強度のピーク波長が４５５ｎｍ以外の波長の励起光Ｅを射出する半導体レーザーを用いることもできる。
【００２８】
コリメート光学系７０は、レンズ７１，７２を備え、発光部１０から射出された光を略平行化する。コリメート光学系７０は、１つまたは３つ以上のレンズを備える構成であってもよい。
ダイクロイックミラー１０３は、発光部１０の光軸に対して４５°の角度を有して配置され、励起光Ｅおよび青色光を反射し、赤色光および緑色光を含む黄色光（後述する蛍光Ｙ）を通過させる機能を有している。ダイクロイックミラー１０３は、発光部１０から射出され、コリメート光学系７０で略平行化された励起光Ｅを反射する。
【００２９】
波長変換光学系３０は、コリメート集光光学系９０および波長変換素子４０を備える。
コリメート集光光学系９０は、例えば、レンズ９１，９２を備える。コリメート集光光学系９０は、ダイクロイックミラー１０３で反射した励起光Ｅを波長変換素子４０の後述する蛍光体層４２に集光させる機能、および蛍光体層４２から発せられた蛍光Ｙ（黄色光）を略平行化する機能を有している。コリメート集光光学系９０は、波長変換素子４０から発せられた蛍光Ｙが入射するピックアップ光学系に相当する。なお、コリメート集光光学系９０は、１つまたは３つ以上のレンズを備える構成であってもよい。
【００３０】
波長変換素子４０は、後で詳細に説明するが、基材４１、蛍光体層４２およびフィルター４３（図２参照）を備える。波長変換素子４０は、コリメート集光光学系９０によって集光された励起光Ｅによって蛍光体層４２内の蛍光体が励起され、蛍光Ｙを発する。発せられた蛍光Ｙは、基材４１によってコリメート集光光学系９０に反射される。このように、波長変換素子４０は、励起光Ｅが入射する側から蛍光Ｙを射出する反射型として構成されている。
【００３１】
第２の光源装置１０２は、図１に示すように、ダイクロイックミラー１０３のコリメート光学系７０とは反対側に配置される。第２の光源装置１０２は、発光部７１０、集光光学系７６０、散乱板７３０、およびコリメート光学系７７０を備える。
【００３２】
発光部７１０は、１つまたは複数の半導体レーザーを有して構成され、青色光Ｂを射出する。なお、発光部７１０が備える半導体レーザーは、発光部１０が備える半導体レーザーと同一の種類のものを使用することが可能である。
【００３３】
集光光学系７６０は、レンズ７６１，７６２を備え、発光部７１０から射出された青色光Ｂを散乱板７３０に略集光させる。
【００３４】
散乱板７３０は、波長変換素子４０から射出された蛍光Ｙの配光分布に似た配光分布となるように、入射する青色光Ｂを散乱させる。散乱板７３０としては、例えば、磨りガラス（光学ガラス）を用いることができる。
【００３５】
コリメート光学系７７０は、レンズ７７１，７７２を備え、散乱板７３０からの光を略平行化する。
コリメート光学系７７０で平行化された光は、ダイクロイックミラー１０３でコリメート集光光学系９０とは反対側に反射する。
【００３６】
第１の光源装置１０１から射出された蛍光Ｙは、ダイクロイックミラー１０３を透過し、第２の光源装置１０２から射出され、ダイクロイックミラー１０３で反射した青色光Ｂと合成されて白色光Ｗとしてレンズアレイ１２０に射出される。
【００３７】
レンズアレイ１２０，１３０および重畳レンズ１５０は、インテグレーター光学系を構成する。具体的に、レンズアレイ１２０は、ダイクロイックミラー１０３からの白色光Ｗを複数の部分光束に分割するための複数の第１小レンズを有する。複数の第１小レンズは、照明装置１００の光軸１００ａｘと直交する面内にマトリクス状に配列されている。
【００３８】
レンズアレイ１３０は、レンズアレイ１２０の複数の第１小レンズに対応する複数の第２小レンズを有する。レンズアレイ１３０は、重畳レンズ１５０とともに、レンズアレイ１２０の各第１小レンズの像を光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域に結像させる。
偏光変換素子１４０は、レンズアレイ１３０から射出されたランダム偏光を光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂで利用可能な略１種類の偏向光に揃える。
【００３９】
色分離導光光学系２００は、ダイクロイックミラー２１０，２２０、反射ミラー２３０，２４０，２５０およびリレーレンズ２６０，２７０を備える。色分離導光光学系２００は、照明装置１００から射出された白色光Ｗを赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、および青色光Ｂに分離し、赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、および青色光Ｂそれぞれに対応する光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂに導光する。なお、色分離導光光学系２００と、光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとの間には、フィールドレンズ３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂが配置されている。
【００４０】
光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂそれぞれは、詳細な図示は省略するが、透過型の液晶パネル、および液晶パネルの光入射側、光射出側にそれぞれ配置された入射側偏光板、射出側偏光板を備えている。そして、光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、入射する色光を画像情報に応じて変調して各色光に対応する画像を形成する。
【００４１】
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は、各光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂから射出された各色光の画像光を合成する。
【００４２】
投写光学装置６００は、複数のレンズ（図示省略）を有して構成され、クロスダイクロイックプリズム５００にて合成された画像光をスクリーン等の投写面ＳＣＲにカラー画像として拡大投写する。
【００４３】
〔波長変換素子の構成〕
ここで、波長変換素子４０について詳細に説明する。
図２は、波長変換素子４０の断面を模式的に示す図である。
波長変換素子４０は、図２に示すように、基材４１および蛍光体層４２に加え、フィルター４３および接着層４４を備える。
基材４１は、熱伝導性が高い銅やアルミニウム等の金属製の基板４１１、および基板４１１上に設けられた反射層４１２を含み構成されている。反射層４１２は、反射率が高い銀増反射ミラーや、誘電体ミラー等を用いることができる。なお、基板４１１は、金属に限らず、例えば、セラミック等の無機材等を用いることも可能である。
【００４４】
蛍光体層４２は、例えば、ＹＡＧ系の蛍光体である（Ｙ，Ｇｄ）3（Ａｌ，Ｇａ）5Ｏ12：Ｃｅ等のＣｅイオンが発光中心として含有された材料で形成されている。蛍光体層４２は、シリコーン樹脂等の接着層４４を介して反射層４１２上に設けられている。蛍光体層４２は、励起光Ｅによって内部の蛍光体が励起され、赤色光および緑色光を含む蛍光Ｙを発する。
図３は、励起光Ｅおよび蛍光Ｙの相対的な光強度の分布（発光スペクトル）を示すグラフである。図３に示すように、本実施形態の蛍光体層４２は、ピーク波長Ｅｐが約４５５ｎｍの励起光Ｅによって励起され、ピーク波長Ｙｐが約５４０ｎｍの蛍光Ｙを発する。具体的に、蛍光Ｙは、例えば、約５００ｎｍ〜約６９０ｎｍの波長域の光であり、視感度が高い緑色光および視感度が高い赤色光を含む光である。なお、蛍光体層４２としては、Ｃｅイオンに限らずＥｕやＮｄ、Ｙｂ等の希土類イオンが含有された材料を用いてもよい。
【００４５】
フィルター４３（図２参照）は、例えば、ＭｇＦ2等の誘電体薄膜で形成され、蛍光体層４２のコリメート集光光学系９０側、すなわち、蛍光体層４２の基材４１とは反対側に設けられている。
フィルター４３は、コリメート集光光学系９０によって導かれた励起光Ｅを透過すると共に、蛍光体層４２から発せられた蛍光Ｙを透過する。また、フィルター４３は、大きな入射角の励起光Ｅおよび蛍光Ｙの一部を反射するように構成されている。
【００４６】
図４は、フィルター４３に対する励起光Ｅおよび蛍光Ｙの挙動を説明するための模式図であり、図２におけるＡ部の拡大図である。
コリメート集光光学系９０によって導かれた励起光Ｅは、図４に示すように、垂直入射する励起光Ｅを含め、入射角θｉを以てフィルター４３に入射する。
図５は、コリメート集光光学系９０側からフィルター４３に入射する励起光Ｅの入射角θｉと光強度との関係を示すグラフである。
図５に示すように、フィルター４３に入射する励起光Ｅの光強度は、入射角θｉ（図４参照）が０°から大きくなるに従って大きくなり、入射角θｉが約４５°を超えると徐々に飽和する。
【００４７】
図４に戻って、フィルター４３を透過して蛍光体層４２に入射した励起光Ｅの一部は、蛍光体層４２内の散乱や反射層４１２（図２参照）による反射によってフィルター４３に向かう。蛍光体層４２からフィルター４３に向かう励起光Ｅを励起光Ｅｒ、励起光Ｅｒのフィルター４３に対する入射角をθｒとする。また、蛍光体層４２からフィルター４３に向かう蛍光Ｙのフィルター４３に対する入射角をθｙとする。
フィルター４３は、図４に示すように、励起光Ｅｒのうち、入射角θｒが大きな励起光Ｅｒを蛍光体層４２に反射して、蛍光Ｙの発生に寄与する。
【００４８】
また、フィルター４３は、蛍光体層４２から発せられた蛍光Ｙを透過するが、図４に示すように、入射角θｙが大きい蛍光Ｙにおいては、反射率が高くなるように形成されている。これによって、フィルター４３で反射した蛍光Ｙの一部は、蛍光体層４２内の散乱や反射層４１２による反射を繰り返し、フィルター４３への入射角が小さくなってフィルター４３を透過する。すなわち、フィルター４３（波長変換素子４０）から射出される蛍光Ｙは、拡がりが抑制されると共に、光束密度が高められたものとなる。
フィルター４３は、蛍光Ｙの光束密度が高い範囲の射出角α（フィルター４３の法線に対する蛍光Ｙが射出される角度、図４参照）がコリメート集光光学系９０の飲み込み角と同じか僅かに小さくなるように形成されている。コリメート集光光学系９０の飲み込み角とは、コリメート集光光学系９０が入射する光を光学的に取り込み可能な入射光の角度（コリメート集光光学系９０の光軸に対する角度）のことをいう。本実施形態のフィルター４３は、射出角αが７０°程度となるように形成されている。
このように、フィルター４３は、励起光Ｅが有効に利用されるように、また、射出角α内の蛍光Ｙの光束密度が高まるように形成されている。
【００４９】
ここで、具体的なフィルター４３を得るために行ったシミュレーション結果について説明する。
シミュレーションは、単層のＭｇＦ2を用いて行い、このＭｇＦ2の膜厚を変動要因として各膜厚における分光特性をシミュレーションすることにより、フィルター４３として用いることができるＭｇＦ2の膜厚の条件を導いた。
【００５０】
図６、図７は、フィルター４３を得るためのシミュレーション結果を示すグラフである。具体的に、図６は、４００ｎｍ〜８００ｎｍの波長領域において、ＭｇＦ2の膜厚を変えた場合の、励起光Ｅの反射率が最も小さくなる励起光Ｅの入射角（低反射入射角θｘという）と、励起光Ｅの反射率（励起光反射率）および蛍光Ｙの取り出し率（蛍光射出率）との関係を示すグラフである。図７は、ＭｇＦ2の厚みと、励起光反射率および蛍光射出率との関係を示すグラフである。
【００５１】
図６に示すように、行ったシミュレーションでは、低反射入射角θｘが約３０°の場合が、励起光反射率が最も低く（約４．２５％）、かつ、蛍光射出率が最も高い（約６０．２２％）ものとなった。この低反射入射角θｘが３０°のＭｇＦ2の厚みは、図７に示すように、約８８ｎｍであり、このＭｇＦ2膜をフィルター４３として用いることができる。
【００５２】
図８は、フィルター４３の一例として厚みが８８ｎｍのＭｇＦ2膜の分光特性を示すグラフである。具体的に、図８は、４００ｎｍ〜８００ｎｍの波長領域において、入射角θｉ（図４参照）が０°、３０°、５０°の光とフィルター４３の反射率との関係を示す図である。なお、図８は、励起光Ｅおよび蛍光Ｙとの関係を明確にするために、励起光Ｅおよび蛍光Ｙの相対的な光強度分布を加えたグラフである。
【００５３】
図８に示すように、フィルター４３は、励起光Ｅの波長から蛍光Ｙの波長までの波長領域（約４４０ｎｍ〜約６９０ｎｍ）における入射角が０°の光（垂直入射する光）の反射率が、第１波長Ｌ１において最も低い分光特性を有している。第１波長Ｌ１は、励起光Ｅのピーク波長Ｅｐと蛍光Ｙのピーク波長Ｙｐとの間にあり、本実施形態では、約４９０ｎｍの波長である。換言すると、フィルター４３は、垂直入射する光に対し、第１波長Ｌ１における反射率より、第１波長Ｌ１の両側のピーク波長Ｅｐ、Ｙｐにおける反射率が高いＶ字状の分光特性を有している。
【００５４】
また、フィルター４３は、励起光Ｅの波長から蛍光Ｙの波長までの波長領域における入射角が３０°の光の反射率が、励起光Ｅのピーク波長Ｅｐにおいて最も低い分光特性を有している。また、フィルター４３のピーク波長Ｅｐにおける反射率は、入射角が０°の光より入射角が３０°の光の方が低い。この励起光Ｅの波長から蛍光Ｙの波長までの波長領域において、ピーク波長Ｅｐの反射率が最も低くなる、フィルター４３への入射角（本実施形態では３０°）は、第１の入射角に相当する。なお、当該入射角３０°が第１の入射角に限定されるものではない。
【００５５】
フィルター４３は、光の入射角が大きくなるに従って、分光特性が短波長側にシフトするような特性（シフト特性）を有している。すなわち、フィルター４３は、入射角が大きな蛍光Ｙ程、その反射率が高い特性を有している。
【００５６】
図９は、図８との比較図で、従来技術の反射防止膜（反射防止膜８１０（図示省略）とする）における分光特性の一例を示すグラフであり、入射角が０°の光と反射防止膜８１０の反射率との関係を示す図である。なお、図示は省略するが、反射防止膜８１０においても、シフト特性を有している。
図８、図９に示すように、フィルター４３は、反射防止膜８１０に比べ、励起光Ｅの反射率が低く（透過率が高く）、蛍光Ｙの波長帯における長波長側の反射率が高い特性を有している。
【００５７】
図１０は、本実施形態における波長変換素子４０の特性と、従来技術の反射防止膜８１０を有する波長変換素子８００（図示省略）の特性とを比較したグラフである。具体的に、図１０は、フィルター４３および反射防止膜８１０を有さない構成の波長変換素子（図示省略）に対する、波長変換素子４０および波長変換素子８００の蛍光Ｙへの変換効率の改善率を示すグラフである。
【００５８】
また、図１０は、以下の４つの要因Ａ〜要因Ｄに分けて比較したものである。要因Ａは、４５°以下の入射角の励起光Ｅの透過による要因。要因Ｂは、４５°を超える入射角の励起光Ｅの反射による要因。要因Ｃは、７０°以下の入射角の蛍光Ｙの透過による要因。要因Ｄは、７０°を超える入射角の蛍光Ｙの反射による要因である。なお、４５°は、前述した励起光Ｅの光強度（図５参照）に応じたものであり、７０°は、前述した本実施形態の射出角α（図４参照）に応じたものである。
【００５９】
図１０に示すように、波長変換素子４０は、波長変換素子８００に比べ、要因Ａおよび要因Ｂにおいて、改善率が高くなっている。これは、４５°以下の入射角の励起光Ｅに対し、フィルター４３の透過率が反射防止膜８１０の透過率より高く、４５°を超える入射角θｒの励起光Ｅｒ（図４参照）に対し、フィルター４３の反射率が反射防止膜８１０の反射率より高く、励起光Ｅが有効に利用されているためと考えられる。
【００６０】
一方、要因Ｃにおいては、波長変換素子８００の改善率より波長変換素子４０の改善率が低くなっている。これは、入射角が大きい蛍光Ｙ程、その反射率が高まる（透過率が低下する）ようにフィルター４３が形成されているためである。また、要因Ｄにおいては、波長変換素子４０の改善率と波長変換素子８００改善率は、同等である。
【００６１】
そして、要因Ａ〜要因Ｄを含めた総合的な改善率は、波長変換素子８００より波長変換素子４０が高く、蛍光射出率でみると、波長変換素子４０は、波長変換素子８００の５９．４６％を上回る６０．２２％を示した。
【００６２】
このように、フィルター４３は、励起光Ｅを有効に利用すると共に、フィルター４３（波長変換素子４０）から射出される蛍光Ｙの拡がりを抑制するように構成されている。
なお、フィルター４３として、単層のＭｇＦ2を用いた例を示したが、上述したような特性を有する薄膜であれば、単層のＭｇＦ2に限定されるものではなく、他の材料の薄膜、あるいは誘電体多層膜等の複数の薄膜が積層された薄膜をフィルター４３として構成することが可能である。
【００６３】
以上述べたように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）波長変換素子４０は、前述したフィルター４３を備えているので、励起光Ｅを有効に利用して蛍光Ｙの発光効率を高めると共に、射出される蛍光Ｙの拡がりを抑制して光束密度の高い蛍光Ｙを射出することが可能となる。
【００６４】
（２）フィルター４３は、励起光Ｅのうちの第１の入射角（本実施形態では３０°）で入射する成分をより効率良く透過する。これによって、第１の入射角で入射する成分の光強度が高い励起光Ｅをより効率良く利用して蛍光Ｙを発する波長変換素子４０の提供が可能となる。
【００６５】
（３）波長変換素子４０から射出される蛍光Ｙの拡がりが抑制される。これによって、波長変換光学系３０は、波長変換素子４０から発せられた蛍光Ｙをコリメート集光光学系９０が効率良く取り込むこと、およびコリメート集光光学系９０の小型化、ひいては、第１の光源装置１０１の小型化が可能となる。
【００６６】
（４）第１の光源装置１０１は、波長変換素子４０を備えているので、発光部１０から射出された励起光Ｅの効率的な利用、および蛍光Ｙの拡がりの抑制によって高輝度の蛍光Ｙを射出することが可能となる。
【００６７】
（５）第１の光源装置１０１は、発光部１０が半導体レーザーで構成されているので、長期に亘って蛍光Ｙを射出することができる。
【００６８】
（６）プロジェクター１は、波長変換素子４０を有する第１の光源装置１０１を備えているので、より明るい画像の投写や、より明るい環境下で大型の投写面への投写が可能となる。
【００６９】
（実施形態２）
以下、実施形態２に係る波長変換素子５０について説明する。以下の説明では、実施形態１と同様の構成要素には、同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図１１は、波長変換素子５０の断面を模式的に示す図である。
本実施形態の波長変換素子５０は、実施形態１の波長変換素子４０におけるフィルター４３とは異なるフィルター５３を備えている。
【００７０】
フィルター５３は、例えば、高屈折率材料（例えば、Ｎｂ2Ｏ5等）の薄膜と、低屈折率材料（例えば、ＳｉＯ2等）の薄膜とが交互に積層されたＳＷＰフィルター（ショートウェーブパスフィルター）で形成されている。
図１２は、フィルター５３の分光特性の一例を示すグラフであり、高屈折率材料の薄膜と、低屈折率材料の薄膜とが交互に４９層に積層されたフィルター５３のシミュレーション結果を示すものである。具体的に、図１２は、４００ｎｍ〜８００ｎｍの波長領域において、入射角が０°、３０°、５０°、７０°の光とフィルター５３の反射率との関係を示す図である。なお、図１２は、励起光Ｅおよび蛍光Ｙの相対的な光強度分布を加えたグラフである。
【００７１】
図１２に示すように、フィルター５３の分光特性は、実施形態１におけるフィルター４３の分光特性が緩やかなカーブを有しているのに対し、急峻なカーブを有している。また、フィルター５３は、実施形態１のフィルター４３と同様に、シフト特性を有している。
具体的に、フィルター５３は、垂直入射（入射角０°）する励起光Ｅおよび垂直入射する蛍光Ｙを透過する。また、フィルター５３は、垂直入射し、視感度が低い赤色光（約７００ｎｍ以上の光）の少なくとも一部を反射する。このように、フィルター５３は、垂直入射する光に対し、視感度が高い赤色光（約７００ｎｍ未満の光）を透過し、視感度が低い赤色光の一部を反射するという、狭い波長帯の中で透過と反射とが切り替わるような分光特性を有している。
【００７２】
フィルター５３は、入射角が大きくなる光に対して、７００ｎｍより短い波長の光を反射するようになる。そして、フィルター５３は、図１２に示すように、入射角が約７０°の励起光Ｅを、反射する光強度より大きな光強度で透過し、入射角が約７０°の蛍光Ｙを、透過する光強度より大きな光強度で反射する。フィルター５３に対し、透過する光強度より大きな光強度で反射する蛍光Ｙの入射角は、第２の入射角に相当する。すなわち、本実施形態の第２の入射角は、図１２に示すように、７０°を含む５０°を超えた角度となる。
【００７３】
図１３は、本実施形態における波長変換素子５０の特性と、従来技術における波長変換素子８００（図示省略）の特性とを比較したグラフであり、実施形態１で述べたと同様に、４つの要因Ａ〜要因Ｄに分けて比較したものである。
【００７４】
図１３に示すように、波長変換素子５０は、波長変換素子８００に比べ、要因Ａにおいて、改善率が高くなっている。これは、４５°以下の入射角の励起光Ｅに対し、フィルター５３の透過率が反射防止膜８１０の透過率より高く、励起光Ｅが有効に利用されているためと考えれる。要因Ｂにおいては、波長変換素子５０の改善率と波長変換素子８００の改善率は、同等である。
【００７５】
一方、要因Ｃにおいては、波長変換素子８００の改善率より波長変換素子５０の改善率が低くなっているが、これは、入射角が大きくなるに従い蛍光Ｙの反射率が高まる（透過率が低下する）ようにフィルター５３が形成されているためである。
また、要因Ｄにおいては、波長変換素子５０の改善率は、波長変換素子８００の改善率より高く、要因Ｃにおける低下分を大きく上回っている。これは、７０°を超える入射角θｙ（図４参照）の蛍光Ｙに対し、フィルター５３の反射率が反射防止膜８１０の反射率より高いため、射出角α内で効率良く蛍光Ｙが射出されるものと考えられる。
【００７６】
そして、要因Ａ〜要因Ｄを含めた総合的な改善率は、波長変換素子８００より波長変換素子５０が高く、蛍光射出率でみると、波長変換素子５０は、波長変換素子８００の５９．４６％を上回る６１．０４％を示した。
【００７７】
このように、フィルター５３は、特に、入射角が大きな蛍光Ｙを有効に利用して（要因Ｄ）、蛍光射出率が高められている。
なお、フィルター５３として、高屈折率材料の薄膜と、低屈折率材料の薄膜とが交互に４９層に積層された薄膜を用いた例を示したが、上述したような特性を有する薄膜であれば、他の構成で形成された薄膜をフィルター５３として構成することが可能である。
【００７８】
以上述べたように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
フィルター５３は、狭い波長帯の中で透過と反射とが切り替わるような分光特性を有している。これによって、入射する励起光Ｅをさらに有効に利用して蛍光Ｙを発するとともに、発した蛍光Ｙの拡がりを効率良く抑制してさらに光束密度が高い蛍光Ｙを射出する波長変換素子５０の提供が可能となる。
【００７９】
（実施形態３）
以下、実施形態３に係るプロジェクター１１について、図面を参照して説明する。以下の説明では、実施形態１と同様の構成要素には、同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図１４は、本実施形態に係るプロジェクター１１の光学系を示す模式図である。
本実施形態のプロジェクター１１は、図１４に示すように、実施形態１のプロジェクター１が有する照明装置１００および色分離導光光学系２００（図１参照）とは異なる、照明装置１０４および色分離導光光学系２０１を備える。
【００８０】
照明装置１０４は、蛍光Ｙを射出する第１の光源装置１０５、および青色光Ｂを射出する第２の光源装置１０６に加え、インテグレーター光学系（レンズアレイ１２０，１３０および重畳レンズ１５０）および偏光変換素子１４０を備える。そして、照明装置１０４は、第１の光源装置１０５から射出された蛍光Ｙがインテグレーター光学系および偏光変換素子１４０を経て色分離導光光学系２０１に射出され、第２の光源装置１０６から射出された青色光Ｂがインテグレーター光学系および偏光変換素子１４０を経ずに色分離導光光学系２０１に射出されるように構成されている。すなわち、色分離導光光学系２０１は、図１４に示すように、実施形態１における色分離導光光学系２００が備える反射ミラー２４０およびリレーレンズ２６０，２７０（図１参照）を備えない構成を有している。
【００８１】
第１の光源装置１０５は、発光部１３、集光光学系７５、および波長変換光学系６０を備える。
発光部１３は、１つまたは複数の半導体レーザーから構成され、励起光Ｅを射出する。
集光光学系７５は、レンズ７６，７７を備え、発光部１３から射出された励起光Ｅを後述する蛍光体層８２に集光させる。なお、集光光学系７５は、１つまたは３つ以上のレンズを備える構成であってもよい。
【００８２】
波長変換光学系６０は、波長変換素子８０およびコリメート光学系９５を備える。
図１５は、波長変換素子８０の断面を模式的に示す図である。
波長変換素子８０は、図１５に示すように、基材８１、蛍光体層８２、第１フィルター８３、第２フィルター８４、および接着層８５を備える。
【００８３】
基材８１は、光を透過する板材、例えば、石英ガラス、水晶や、サファイア等により形成されている。
蛍光体層８２は、実施形態１の蛍光体層４２と同様に形成され、発光部１３から射出された励起光Ｅによって蛍光Ｙを発する。
【００８４】
第１フィルター８３は、蛍光体層８２の励起光Ｅが入射する側に設けられ、励起光Ｅを透過する。第２フィルター８４は、蛍光体層８２の第１フィルター８３とは反対側に設けられ、蛍光Ｙを透過する。後で詳細に説明するが、第１フィルター８３は、大きな入射角の励起光Ｅを反射し、第２フィルター８４は、大きな入射角の蛍光Ｙを反射するように構成されている。
【００８５】
第１フィルター８３および第２フィルター８４が設けられた蛍光体層８２は、第２フィルター８４側が接着層８５によって基材８１に接着されている。接着層８５は、光を透過する樹脂等によって形成されている。このように、本実施形態の波長変換素子８０は、第１フィルター８３が蛍光体層８２の基材８１とは反対側に設けられ、第２フィルター８４が蛍光体層８２と基材８１との間に設けられている。
【００８６】
そして、集光光学系７５に導かれた励起光Ｅは、第１フィルター８３を透過して蛍光体層８２で蛍光Ｙを発生させる。蛍光体層８２で発した蛍光Ｙは、第２フィルター８４、接着層８５および基材８１を透過してコリメート光学系９５に向かう。このように、波長変換素子８０は、励起光Ｅの入射側とは反対側に蛍光Ｙを発する透過型として構成されている。
【００８７】
図１４に戻って、コリメート光学系９５は、レンズ９６，９７を備え、波長変換素子８０から射出された蛍光Ｙを略平行化する。コリメート光学系９５は、波長変換素子８０から発せられた蛍光Ｙが入射するピックアップ光学系に相当する。なお、コリメート光学系９５は、１つまたは３つ以上のレンズを備える構成であってもよい。
【００８８】
コリメート光学系９５にて略平行化された蛍光Ｙは、レンズアレイ１２０，１３０、偏光変換素子１４０、および重畳レンズ１５０を経て色分離導光光学系２０１に入射する。色分離導光光学系２０１に入射した蛍光Ｙは、赤色光Ｒと緑色光Ｇとに分離され、それぞれが光変調装置４００Ｒ，４００Ｇに導かれる。
【００８９】
第２の光源装置１０６は、図１４に示すように、発光部１４、集光光学系７２０、散乱板７２５、偏光変換インテグレーターロッド７４０、および集光レンズ７５０を備える。
【００９０】
発光部１４は、１つまたは複数の半導体レーザーから構成され、青色光Ｂを射出する。
集光光学系７２０は、レンズ７２１，７２２を備え、発光部１４から射出された青色光Ｂを散乱板７２５に導く。なお、集光光学系７２０は、１つまたは３つ以上のレンズを備える構成であってもよい。
【００９１】
散乱板７２５は、波長変換素子８０から射出された蛍光Ｙの配光分布に似た配光分布となるように、入射する青色光Ｂを散乱させる。
偏光変換インテグレーターロッド７４０は、散乱板７２５で散乱された青色光Ｂの面内光強度分布を均一にし、かつ、この青色光Ｂの偏光方向を略１種類の偏向光に変換する。
【００９２】
集光レンズ７５０は、偏光変換インテグレーターロッド７４０からの青色光Ｂを集光する。集光レンズ７５０で集光された青色光Ｂは、色分離導光光学系２０１の反射ミラー２５０で反射し、光変調装置４００Ｂに導かれる。
【００９３】
〔第１フィルターおよび第２フィルター〕
ここで、波長変換素子８０における第１フィルター８３および第２フィルター８４について詳細に説明する。
第１フィルター８３および第２フィルター８４は、特定の波長の光を反射し、他の波長の光を透過するダイクロイックフィルターで構成されている。
図１６は、第１フィルター８３が有する分光特性の概要を示すグラフであり、４００ｎｍ〜８００ｎｍの波長領域における、入射角が０°、４５°の光と第１フィルター８３の反射率との関係を示す図である。なお、図１６は、励起光Ｅおよび蛍光Ｙの相対的な光強度分布を加えたグラフである。
【００９４】
第１フィルター８３は、図１６に示すように、４００ｎｍ〜８００ｎｍの波長領域において、垂直入射する（入射角が０°の）励起光Ｅ、および垂直入射する７００ｎｍを超えた波長の光を透過し、垂直入射する蛍光Ｙを反射する。すなわち、第１フィルター８３は、波長変換素子８０に入射する励起光Ｅを透過すると共に、蛍光体層８２で発し、第１フィルター８３に向かう蛍光Ｙを反射する機能を有している。これによって、蛍光体層８２で発した蛍光Ｙを波長変換素子８０の光射出側に効率良く射出させることができる。
【００９５】
また、第１フィルター８３は、シフト特性を有している。すなわち、第１フィルター８３は、入射角が大きくなる光に応じて、分光特性が短波長側にシフトし、蛍光Ｙの反射に加えて励起光Ｅの反射率が徐々に高まる。そして、第１フィルター８３は、図１６に示すように、入射角が約４５°の励起光Ｅにおいては、透過する光強度より大きな光強度で反射する。第１フィルター８３が透過する光強度より大きな光強度で反射する励起光Ｅの入射角は、第３の入射角に相当する。すなわち、本実施形態の第３の入射角は、約４５°を超えた角度となる。なお、約４５°が第３の入射角に限定されるものではない。
このように、第１フィルター８３が第３の入射角で入射する励起光Ｅの一部を反射するので、蛍光の発生に寄与せずに蛍光体層から第３の入射角で第１フィルターに入射する励起光Ｅの一部を再び蛍光体層に向かわせて蛍光Ｙの発生に寄与させることができる。
【００９６】
図１７は、第２フィルター８４が有する分光特性の概要を示すグラフであり、４００ｎｍ〜８００ｎｍの波長領域における、入射角が０°、７０°の光と第２フィルター８４の反射率との関係を示す図である。なお、図１７は、図１６と同様に、励起光Ｅおよび蛍光Ｙの相対的な光強度分布を加えたグラフである。
【００９７】
第２フィルター８４は、図１７に示すように、垂直入射（入射角０°）する励起光Ｅおよび垂直入射する７００ｎｍを超えた波長の光を反射し、垂直入射する蛍光Ｙを透過する。すなわち、第２フィルター８４は、蛍光体層８２で発した蛍光Ｙを透過すると共に、第２フィルター８４に向かう励起光Ｅを反射する機能を有している。これによって、第１フィルター８３から蛍光体層８２を通過した励起光Ｅを再び蛍光体層８２に向かわせて、蛍光Ｙへの変換効率を高めることが可能となる。
【００９８】
また、第２フィルター８４は、第１フィルター８３と同様に、シフト特性を有し、入射角が大きくなる蛍光Ｙに応じて、この蛍光Ｙを反射する反射率が高くなる。そして、第２フィルター８４は、ある入射角以上の蛍光Ｙに対しては、透過する光強度より大きな光強度で反射する。そして、第２フィルター８４は、図１７に示すように、入射角が約７０°の光に対し、励起光Ｅにおいては一部を透過し、蛍光Ｙにおいては、略反射する。すなわち、図１７には示していないが、第２フィルター８４が入射する蛍光Ｙを、透過する光強度より大きな光強度で反射する入射角（第４の入射角）は、７０°を下回る角度以上の角度となる。
【００９９】
このように、第２フィルター８４が第４の入射角で入射する蛍光Ｙの一部を反射するので、蛍光体層８２内の散乱等による蛍光Ｙの拡がりを抑え、波長変換素子８０からは、第４の入射角以内における光束密度の高い蛍光Ｙが射出される。
【０１００】
なお、第２フィルター８４は、入射角が大きい励起光Ｅの一部を透過する分光特性を有しているが、第１フィルター８３から蛍光体層８２に入射する励起光Ｅが第２フィルター８４に到達する前に蛍光Ｙの発生に略全てが利用されるように、蛍光体層８２の厚みを厚くすることや、Ｃｅの濃度を高めること等によって、実質上、第２フィルター８４が励起光Ｅを反射しない構成が可能である。
【０１０１】
以上述べたように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）波長変換素子８０は、第１フィルター８３が蛍光Ｙを反射するので、光射出側に効率良く蛍光Ｙを射出させることができる。
【０１０２】
（２）波長変換素子８０は、第２フィルター８４が励起光Ｅを反射するので、第１フィルター８３から蛍光体層８２を通過した励起光Ｅを再び蛍光体層８２に向かわせて、蛍光Ｙへの変換効率を高めることが可能となる。
【０１０３】
（３）第１フィルター８３は、第３の入射角で入射する励起光Ｅを、透過する光強度より大きな光強度で反射する。これによって、蛍光Ｙへの変換効率をさらに高めた波長変換素子８０の提供が可能となる。
【０１０４】
（４）第２フィルターは、第４の入射角で入射する蛍光を、透過する光強度より大きな光強度で反射する。これによって、拡がりが抑制された光束密度の高い蛍光Ｙを射出する波長変換素子８０の提供が可能となる。
【０１０５】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。
実施形態１、実施形態２の波長変換素子４０，５０は、静止構造であるが、基材にリング状に設けられた蛍光体層を備えた波長変換素子を構成し、この蛍光体層に前述したフィルター４３，５３の特性を有するフィルターを設け、この波長変換素子がモーター等により回転される回転構造であってもよい。回転構造においては、波長変換素子４０，５０の放熱性が向上する。
同様に、実施形態３の波長変換素子８０は、静止構造であるが、基材にリング状に設けられた蛍光体層を備えた波長変換素子を構成し、この蛍光体層に前述した第１フィルター８３、第２フィルター８４の特性を有する第１フィルター、第２フィルターを設け、この波長変換素子がモーター等により回転される構成であってもよい。
【０１０６】
実施形態３の波長変換素子８０は、蛍光体層８２の基材８１とは反対側から励起光Ｅが入射するように構成されているが、蛍光体層８２の基材８１側から励起光Ｅが入射する波長変換素子を構成してもよい。この構成の場合、基材８１と蛍光体層８２との間に第１フィルター８３が設けられ、蛍光体層８２の基材８１とは反対側に第２フィルター８４が設けられる構成となる。
【０１０７】
前記実施形態のプロジェクター１，１１は、光変調装置として透過型の液晶パネルを用いているが、反射型の液晶パネルを用いたものであってもよい。また、光変調装置としてマイクロミラー型の光変調装置、例えば、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）等を利用したものであってもよい。
【０１０８】
前記実施形態の光変調装置は、赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、および青色光Ｂに対応する３つの光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂを用いるいわゆる３板方式を採用しているが、これに限らず、単板方式を採用してもよく、あるいは、２つまたは４つ以上の光変調装置を備えるプロジェクターにも適用できる。
【符号の説明】
【０１０９】
１，１１…プロジェクター、１０，１３…発光部、３０，６０…波長変換光学系、４０，５０，８０…波長変換素子、４１，８１…基材、４２，８２…蛍光体層、４３，５３…フィルター、８３…第１フィルター、８４…第２フィルター、９０…コリメート集光光学系（ピックアップ光学系）、９５…コリメート光学系（ピックアップ光学系）、１０１，１０５…第１の光源装置（光源装置）、４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒ…光変調装置、６００…投写光学装置、Ｅ…励起光、Ｙ…蛍光、Ｌ１…第１波長、Ｅｐ…励起光のピーク波長、Ｙｐ…蛍光のピーク波長。
【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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