(57)【要約】      （修正有）【課題】光の利用効率を向上できる光源装置を提供する。【解決手段】側面３３ｂと、底面３３ｃと、当該底面３３ｃに対向する上面３３ａとを有する蛍光体層３３と、蛍光体層３３の側面３３ｂと対向する反射部材３２と、蛍光体層３３の底面３３ｃ側に設けられた基板３１と、蛍光体層３３と基板３１とを接着する接着剤３４と、を備え、基板３１の蛍光体層３３側の面は、平面視において、少なくとも蛍光体層３３の外側において反射部材３２と重なる凹部３１ｂを備え、接着剤３４のうち蛍光体層３３の外側にはみ出している部分は、凹部３１ｂに収容され、蛍光体層３３で生成された蛍光は、上面３３ａおよび側面３３ｂから射出される。【選択図】図２
2015230322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
側面と、底面と、当該底面に対向する上面とを有する蛍光体層と、
前記蛍光体層の前記側面と対向する反射部材と、
前記蛍光体層の前記底面側に設けられた基板と、
前記蛍光体層と前記基板とを接着する接着剤と、
を備え、
前記基板の前記蛍光体層側の面は、平面視において、少なくとも前記蛍光体層の外側において前記反射部材と重なる凹部を備え、
前記接着剤のうち前記蛍光体層の外側にはみ出している部分は、前記凹部に収容され、
前記蛍光体層で生成された蛍光は、前記上面および前記側面から射出されることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記凹部は、前記蛍光体層の下部まで延在し、平面視において前記蛍光体層を収容する、請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記蛍光体層と前記反射部材との間には空隙が設けられている、請求項１または２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記反射部材と前記接着剤との間には空隙が設けられている、請求項１から３のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項５】
前記底面を高さの基準としたとき、前記反射部材の前記蛍光体層と対向する側面は、少なくとも前記上面よりも高い領域に傾斜面を備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項６】
前記反射部材は、前記基板上に設けられている、請求項１から５のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項７】
前記基板を回転させる回転機構を備える、請求項１から６のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項８】
前記蛍光体層は透明である、請求項１から７のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項９】
前記蛍光体層から射出される光は、前記蛍光体層で生成された蛍光からなる、請求項８に記載の光源装置。
【請求項１０】
照明光を射出する光源装置と、
前記照明光を画像情報に応じて変調して画像光を形成する光変調装置と、
前記画像光を投写する投写光学系と、を備え、
前記光源装置として、請求項１から９のいずれか一項に記載の光源装置を用い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、光源装置、およびプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
蛍光体層を備える光源装置においては、蛍光体層の側面から射出される光を有効利用することが望まれている。
これに対して、例えば、特許文献１に記載されているように、蛍光体を有する透光性部材の側面を光反射性部材で覆い、蛍光が透光性部材の上面のみから射出されるような構成を有する光源装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１９２６２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記の光源装置のように、蛍光体を有する透光性部材の側面を光反射性部材で覆う光源装置は、製造方法が複雑になる場合があった。
【０００５】
一方、側面から射出される光を有効利用できる光源装置の簡易な構成として、基板上に接着剤で蛍光体層を接着し、その周りに反射部材を配置する構成が考えられる。しかし、この構成では、蛍光体層を固定する接着剤が基板上の蛍光体層より外側に濡れ拡がり、蛍光体層の近くに反射部材を配置することが困難であった。これにより、蛍光体層と反射部材との間隔が大きくなり、射出される蛍光の見かけの発光領域が大きくなる場合があった。したがって、例えば、光源装置を用いるプロジェクター等において光の利用効率を十分に向上できない場合があった。
【０００６】
本発明の一つの態様は、上記問題点に鑑みて成されたものであって、光の利用効率を向上できる光源装置、および、そのような光源装置を備えるプロジェクターを提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の光源装置の一つの態様は、側面と、底面と、当該底面に対向する上面とを有する蛍光体層と、前記蛍光体層の前記側面と対向する反射部材と、前記蛍光体層の前記底面側に設けられた基板と、前記蛍光体層と前記基板とを接着する接着剤と、を備え、前記基板の前記蛍光体層側の面は、平面視において、少なくとも前記蛍光体層の外側において前記反射部材と重なる凹部を備え、前記接着剤のうち前記蛍光体層の外側にはみ出している部分は、前記凹部に収容され、前記蛍光体層で生成された蛍光は、前記上面および前記側面から射出されることを特徴とする。
【０００８】
本発明の光源装置の一つの態様によれば、蛍光体層の外側にはみ出した接着剤が凹部に収容されるため、反射部材を蛍光体層に近接した位置に設置することが可能である。これにより、反射部材と蛍光体層との間隔を小さくできるため、射出される蛍光の見かけの発光領域を小さくできる。したがって、本発明の光源装置の一つの態様によれば、光の利用効率を向上できる光源装置が得られる。
【０００９】
前記凹部は、前記蛍光体層の下部まで延在し、平面視において前記蛍光体層を収容する構成としてもよい。
この構成によれば、平面視において蛍光体層を凹部の内部に配置することによって、精度よく位置決めできる。
【００１０】
前記蛍光体層と前記反射部材との間には空隙が設けられている構成としてもよい。
この構成によれば、より光の利用効率を向上できる。
【００１１】
前記反射部材と前記接着剤との間には空隙が設けられている構成としてもよい。
この構成によれば、製造にばらつきが生じた場合であっても、接着剤が凹部から溢れることを抑制できる。
【００１２】
前記底面を高さの基準としたとき、前記反射部材の前記蛍光体層と対向する側面は、少なくとも前記上面よりも高い領域に傾斜面を備える構成としてもよい。
この構成によれば、傾斜面は、蛍光体の上面から大きな射出角度で射出された光の進行方向を変化させることができるので、蛍光体から射出される光の発散角を小さくすることができる。これにより、蛍光体から射出される光の利用効率を高くすることができる。
【００１３】
前記反射部材は、前記基板上に設けられている構成としてもよい。
この構成によれば、製造が簡便である。
【００１４】
前記基板を回転させる回転機構を備える構成としてもよい。
この構成によれば、蛍光体層が高温となることを抑制できる。
【００１５】
前記蛍光体層は透明である構成としてもよい。
この構成によれば、蛍光体層が局所的に高温となることを抑制できる。
【００１６】
前記蛍光体層から射出される光は、前記蛍光体層で生成された蛍光からなる構成としてもよい。
この構成によれば、励起光の利用効率を向上できる。
【００１７】
本発明のプロジェクターの一つの態様は、照明光を射出する光源装置と、前記照明光を画像情報に応じて変調して画像光を形成する光変調装置と、前記画像光を投写する投写光学系と、を備え、前記光源装置として、上記の光源装置を用いることを特徴とする。
【００１８】
本発明のプロジェクターの一つの態様によれば、上記の光源装置を備えるため、光の利用効率を向上できるプロジェクターが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態のプロジェクターを示す概略構成図である。
【図２】第１実施形態の波長変換素子を示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるIIB−IIB断面図である。
【図３】第１実施形態の波長変換素子の他の一例を示す断面図である。
【図４】第１実施形態の波長変換素子の他の一例を示す断面図である。
【図５】第２実施形態の波長変換素子を示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるVB−VB断面図である。
【図６】第２実施形態の波長変換素子の他の一例を示す断面図である。
【図７】第３実施形態の波長変換素子を示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるVIIB−VIIB断面図である。
【図８】第４実施形態のプロジェクターを示す概略構成図である。
【図９】第４実施形態の波長変換素子を示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるIXB−IXB断面図である。
【図１０】比較例の波長変換素子を示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるXB−XB断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るプロジェクターについて説明する。
なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。
【００２１】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態のプロジェクター１０００を示す概略構成図である。図１においては、赤色光をＲ、緑色光をＧ、青色光をＢでそれぞれ示している。
本実施形態のプロジェクター１０００は、図１に示すように、照明装置１０と、第２照明装置５０と、色分離導光光学系６０と、液晶パネル７０Ｒと、液晶パネル７０Ｇと、液晶パネル７０Ｂと、集光レンズ７１Ｒと、集光レンズ７１Ｇと、集光レンズ７１Ｂと、クロスダイクロイックプリズム７２と、投写光学系７３と、を備える。液晶パネル７０Ｒ、液晶パネル７０Ｇおよび液晶パネル７０Ｂは、特許請求の範囲における光変調装置に相当する。
【００２２】
照明装置１０は、励起光源１０ａと、コリメート光学系２０と、ダイクロイックミラー１１と、光源装置８０と、第１レンズアレイ１２と、第２レンズアレイ１３と、偏光変換素子１４と、重畳レンズ１５と、を備える。
【００２３】
励起光源１０ａは、波長変換素子３０に入射される励起光を射出する。励起光源１０ａは、本実施形態では、青色光（波長が約４４５ｎｍ）を射出するレーザー光源を用いている。なお、励起光源１０ａは、１つのレーザー光源で構成されていても、多数のレーザー光源で構成されていてもよい。また、レーザー光源は、青色光として、４４５ｎｍ以外の波長の青色光（例えば、４６０ｎｍ等）を射出するものを用いてもよい。
【００２４】
コリメート光学系２０は、第１レンズ２１と、第２レンズ２２と、を備える。
第１レンズ２１は、励起光源１０ａからの光の拡がりを抑える。
第２レンズ２２は、第１レンズ２１から射出された光を略平行化する。
第１レンズ２１および第２レンズ２２は、本実施形態においては、それぞれ凸レンズからなる。
コリメート光学系２０は、全体として、励起光源１０ａからの光を略平行化する機能を有する。
【００２５】
ダイクロイックミラー１１は、基板上に、所定の波長領域の光を反射して、他の波長領域の光を透過させる波長選択透過膜が形成されている。本実施形態においては、ダイクロイックミラー１１は、青色光成分を反射させ、赤色光成分および緑色光成分を透過する。ダイクロイックミラー１１は、励起光源１０ａが射出した励起光（青色光）を、略９０度曲折して反射する。ダイクロイックミラー１１で反射された励起光は、集光光学系２３に入射される。
【００２６】
光源装置８０は、照明光を射出する。光源装置８０は、本実施形態においては、集光光学系２３と、波長変換素子３０と、を備える。
集光光学系２３は、ダイクロイックミラー１１からの青色光を略集光した状態で波長変換素子３０に入射させる機能と、波長変換素子３０から射出される蛍光を略平行化するコリメーターとしての機能とを有する。集光光学系２３は、第１レンズ２４と、第２レンズ２５と、を備える。第１レンズ２４および第２レンズ２５は、本実施形態においては、凸レンズからなる。
【００２７】
波長変換素子３０は、入射された励起光を蛍光に変換して射出する光学素子である。本実施形態においては、波長変換素子３０は、反射型の波長変換素子であり、励起光が入射された側と同じ側に蛍光を射出する。本実施形態において波長変換素子３０は、青色光である励起光を、赤色光および緑色光を含む蛍光に変換する。波長変換素子３０の構成については、後段において詳述する。
波長変換素子３０から射出された蛍光、すなわち、赤色光および緑色光は、集光光学系２３（コリメーター）を介して、光源装置８０から射出される。光源装置８０から射出された蛍光は、ダイクロイックミラー１１を透過して、第１レンズアレイ１２に入射する。
【００２８】
第１レンズアレイ１２は、入射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小レンズ１２ａを有する。複数の第１小レンズ１２ａは、第１レンズアレイ１２に入射する光の光軸と直交する面内にマトリクス状に配列されている。
【００２９】
第２レンズアレイ１３は、第１レンズアレイ１２の複数の第１小レンズ１２ａに対応する複数の第２小レンズ１３ａを有する。第２レンズアレイ１３は、重畳レンズ１５と共に、第１レンズアレイ１２の各第１小レンズ１２ａの像を液晶パネル７０Ｒ、液晶パネル７０Ｇおよび液晶パネル７０Ｂの画像形成領域近傍に結像させる機能を有する。
第１レンズアレイ１２で分割された光は、第２レンズアレイ１３を介して、偏光変換素子１４に入射する。
【００３０】
偏光変換素子１４は、第１レンズアレイ１２により分割された各部分光束を、所定の方向に偏光した直線偏光光に変換して射出する。
重畳レンズ１５は、偏光変換素子１４からの各部分光束を集光して液晶パネル７０Ｒ、液晶パネル７０Ｇおよび液晶パネル７０Ｂの画像形成領域近傍に重畳する。なお、重畳レンズ１５は、複数のレンズを組み合わせた複合レンズで構成されていてもよい。
【００３１】
第１レンズアレイ１２、第２レンズアレイ１３および重畳レンズ１５は、被照明領域における照度分布を均一にするレンズインテグレーター光学系を構成する。
なお、レンズインテグレーター光学系の代わりにインテグレーターロッドを備えるロッドインテグレーター光学系を用いることもできる。
【００３２】
重畳レンズ１５から射出された光、すなわち、照明装置１０から射出された光は、色分離導光光学系６０に入射される。
【００３３】
第２照明装置５０は、光源５０ａと、集光光学系５１と、散乱板５４と、偏光変換インテグレーターロッド５５と、集光レンズ５６と、を備える。
光源５０ａは、本実施形態では、青色光（波長が約４４５ｎｍ）を射出するレーザー光源を用いている。なお、光源５０ａは、１つのレーザー光源で構成されていても、多数のレーザー光源で構成されていてもよい。また、レーザー光源は、青色光として、４４５ｎｍ以外の波長の青色光（例えば、４６０ｎｍ等）を射出するものを用いてもよい。
光源５０ａから射出された光は、集光光学系５１に入射される。
【００３４】
集光光学系５１は、第１レンズ５２と、第２レンズ５３と、を備える。集光光学系５１は、全体として、青色光を略集光した状態で散乱板５４に入射させる。第１レンズ５２および第２レンズ５３は、凸レンズからなる。
【００３５】
散乱板５４は、光源５０ａから照射される青色光を所定の散乱度で散乱させ、波長変換素子３０から射出される蛍光に似た配光分布を有する青色光に変換する。散乱板５４としては、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。
【００３６】
偏光変換インテグレーターロッド５５は、光源５０ａから射出された青色光の面内光強度分布を均一にし、かつ、当該青色光を、所定の方向に偏光した直線偏光光に変換して射出する。偏光変換インテグレーターロッドは、詳しい説明は省略するが、インテグレーターロッドと、当該インテグレーターロッドの入射面側に配置され、青色光が入射する小孔を有する反射板と、射出面側に配置される反射型偏光板と、を有する。
なお、偏光変換インテグレーターロッドの代わりに、レンズインテグレーター光学系および偏光変換素子を用いることもできる。
【００３７】
集光レンズ５６は、偏光変換インテグレーターロッド５５からの光を集光して色分離導光光学系６０に入射させる。
【００３８】
色分離導光光学系６０は、ダイクロイックミラー６１と、反射ミラー６２と、反射ミラー６３と、反射ミラー６４と、を備える。色分離導光光学系６０は、照明装置１０から射出された光を赤色光および緑色光に分離してそれぞれの色光を照明対象となる液晶パネル７０Ｒおよび７０Ｇに導光するとともに、第２照明装置５０から射出された青色光を液晶パネル７０Ｂに導光する。
色分離導光光学系６０と、液晶パネル７０Ｒ、７０Ｇおよび７０Ｂとの間には、それぞれ集光レンズ７１Ｒ、集光レンズ７１Ｇおよび７１Ｂが配置されている。
【００３９】
ダイクロイックミラー６１は、基板上に、所定の波長領域の光を反射して、他の波長領域の光を透過させる波長選択透過膜が形成される。本実施形態においては、ダイクロイックミラー６１は、赤色光成分を透過させ、緑色光成分を反射する。反射ミラー６３は、赤色光成分を反射する。反射ミラー６２は、緑色成分を反射する。反射ミラー６４は、青色光成分を反射する。
【００４０】
照明装置１０から入射された光のうちダイクロイックミラー６１を透過した赤色光は、反射ミラー６３で反射され、集光レンズ７１Ｒを透過して赤色光用の液晶パネル７０Ｒの画像形成領域に入射する。照明装置１０から入射された光のうちダイクロイックミラー６１で反射された緑色光は、反射ミラー６２でさらに反射され、集光レンズ７１Ｇを透過して緑色光用の液晶パネル７０Ｇの画像形成領域に入射する。
【００４１】
第２照明装置５０から入射された青色光は、反射ミラー６４で反射され、集光レンズ７１Ｂを透過して青色光用の液晶パネル７０Ｂの画像形成領域に入射する。
【００４２】
液晶パネル７０Ｒ、液晶パネル７０Ｇおよび液晶パネル７０Ｂは、一対の透明なガラス基板に電気光学物質である液晶を密閉封入した透過型のパネルである。液晶パネル７０Ｒ、液晶パネル７０Ｇおよび液晶パネル７０Ｂの光が入射する側と光が射出される側には、それぞれ図示しない入射側偏光板と射出側偏光板とが設けられている。
【００４３】
液晶パネル７０Ｒ、液晶パネル７０Ｇおよび液晶パネル７０Ｂは、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として備え、与えられた画像信号に応じて、入射側偏光板から入射された直線偏光の偏光方向を変調する。
【００４４】
クロスダイクロイックプリズム７２は、各液晶パネルによって色光毎に変調されて射出側偏光板から射出された光学像を合成し、カラーの画像光を形成する光学素子である。クロスダイクロイックプリズム７２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、光学多層膜が形成されている。略Ｘ字状の一方の界面に形成された光学多層膜は、赤色光を反射するものであり、他方の界面に形成された光学多層膜は、青色光を反射するものである。これらの光学多層膜によって赤色光および青色光は曲折され、緑色光の進行方向と揃えられることにより、３つの色光が合成される。
【００４５】
クロスダイクロイックプリズム７２から射出されたカラーの画像光は、投写光学系７３によって拡大投写され、スクリーンＳＣＲ上に投写画像（カラー画像）を形成する。
【００４６】
次に、波長変換素子３０について詳しく説明する。
図２（Ａ）および図２（Ｂ）は、波長変換素子３０を示す図である。図２（Ａ）は、平面図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）におけるIIB−IIB断面図である。
なお、本明細書では、波長変換素子３０の励起光が入射する側を上側、波長変換素子３０の励起光が入射する側と逆側を下側とする。また、後述する蛍光体層の底面を高さの基準とする。
【００４７】
本実施形態の波長変換素子３０は、図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示すように、基板３１と、接着剤３４と、蛍光体層３３と、反射部材３２と、を備える。蛍光体層３３は、側面３３ｂと、底面３３ｃと、底面３３ｃに対向する上面３３ａとを有する。
【００４８】
基板３１は、概平板状の部材である。基板３１の蛍光体層３３側の上面３１Ｍは、凹部３１ｂと、平坦部３１ａと、を備える。凹部３１ｂの平面視形状は、特に限定されず、円形状であっても、矩形状であっても、多角形状であってもよい。本実施形態においては、凹部３１ｂの平面視形状は、図２（Ａ）に示すように、正方形状である。凹部３１ｂは、平面視において、蛍光体層３３の外側において反射部材３２と部分的に重なる。本実施形態においては、凹部３１ｂは、蛍光体層３３の下部まで延在し、平面視において、蛍光体層３３を収容する。凹部３１ｂの内側面は、凹部３１ｂの底面から上方向へ行くに従い、傾斜して四方へ拡がるように形成されている。
【００４９】
凹部３１ｂの大きさ、すなわち、幅および深さは、接着剤３４の厚みや、量、蛍光体層３３の質量等によって適宜決定する。
なお、本明細書において、凹部に収容されているとは、平面視において、凹部と重なる位置に設けられていることを含む。
【００５０】
基板３１の上面３１Ｍ側には、図２（Ｂ）に示すように、蛍光体層３３および反射部材３２が設けられている。言い換えると、基板３１は、蛍光体層３３の底面３３ｃ側に設けられている。
基板３１は、アルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）等の熱伝導率が高い金属で構成されることが好ましい。蛍光体層３３の熱を放熱しやすいためである。
【００５１】
蛍光体層３３は、接着剤３４によって基板３１に固定されている。接着剤３４の全体は、本実施形態においては、基板３１の凹部３１ｂの内部に収容されている。すなわち、図２（Ａ）に示すように、接着剤３４のうち平面視において蛍光体層３３からはみ出している部分は、凹部３１ｂに収容されている。
【００５２】
本実施形態においては、図２（Ｂ）に示すように、接着剤３４の上面３４ａは、基板３１の平坦部３１ａと段差なく接続されている。すなわち、接着剤３４の上面３４ａと、基板３１の平坦部３１ａとは、面一である。接着剤３４の上面３４ａには蛍光体層３３の底面３３ｃが接着されている。
【００５３】
接着剤３４の材質は、特に限定されず、樹脂であっても、金属であってもよい。接着剤３４としては、例えば、硬化前は樹脂と金属とが混合されているが、硬化させることによって樹脂が揮発するような接着剤を用いてもよい。
【００５４】
蛍光体層３３は、励起光源１０ａから励起光Ｌｅが照射されることにより蛍光Ｌｆを生成する。蛍光体層３３の形状は、特に限定されず、円柱形状であっても、四角柱形状であっても、錐台形状であってもよい。本実施形態においては、蛍光体層３３の形状は、図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示すように、例えば、正四角柱形状である。
【００５５】
蛍光体層３３の側面３３ｂには、撥水処理が施されていることが好ましい。例えば、接着剤３４として樹脂系の接着材料を用いる場合において、蛍光体層３３を、接着剤３４を用いて基板３１上に固定する際に、接着剤３４が蛍光体層３３の側面３３ｂに這い上がることを抑制できるためである。
【００５６】
蛍光体層３３の底面３３ｃは、接着剤３４の上面３４ａと接着されている。本実施形態においては、接着剤３４の上面３４ａが基板３１の平坦部３１ａと段差なく接続されているため、基板３１の平坦部３１ａの高さと、蛍光体層３３の底面３３ｃの高さとは、ほぼ同じである。
蛍光体層３３の底面３３ｃには、図示しない反射膜が設けられている。反射膜は、例えば、銀（Ａｇ）や、アルミニウム（Ａｌ）等の反射率の高い金属で形成される。
【００５７】
本実施形態において蛍光体層３３は、紫外線の領域から青色の領域の光により励起されて発光する光学部材である。蛍光体層３３は、図示は省略するが、例えば、母材と、母材に分散された複数の蛍光体粒子と、を含んで構成される。
【００５８】
蛍光体粒子としては、希土類蛍光体やサイアロイ蛍光体等を用いることができる。詳細には、希土類蛍光体としてＹ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ（ＹＡＧ：Ｃｅ）、サイアロイ蛍光体としてαサイアロイ等を用いることができる。また、蛍光体層３３は、蛍光体粒子と、母材としてのアルミナ等を混合した焼結体、母材としてのガラスや樹脂に、蛍光体粒子を内包したもの等を用いることができる。また、蛍光体粒子のみからなる焼結体等も用いることができる。
蛍光体層３３で生成された蛍光は、上面３３ａおよび側面３３ｂから射出される。
【００５９】
反射部材３２は、蛍光体層３３の側面３３ｂと対向して設けられている。反射部材３２は、基板３１の平坦部３１ａ上に固定されている。反射部材３２の固定方法は、特に限定されず、接着剤によって接着する方法であってもよいし、ネジで固定する方法であってもよいし、他の部材によって反射部材３２を基板３１に押し付けて固定する方法であってもよい。
【００６０】
反射部材３２の平面視形状は、図２（Ａ）に示すように、本実施形態においては、例えば、矩形環状である。反射部材３２の上面３２ａに垂直な断面形状は、図２（Ｂ）に示すように、例えば、台形状である。反射部材３２の内側には、蛍光体層３３が配置されている。反射部材３２は、上面３２ａと底面３２ｃとを接続する側面である傾斜面３２ｂを備えている。傾斜面３２ｂは、反射部材３２の底面３２ｃから上面３２ａに向かうに従って、蛍光体層３３の側面３３ｂから離間するように傾斜している。本実施形態において傾斜面３２ｂは、基板３１の平坦部３１ａに対して約４５度傾いている。
【００６１】
本実施形態において、反射部材３２の上面３２ａの高さＨ１２は、蛍光体層３３の上面３３ａの高さＨ１１よりも大きい。これにより、傾斜面３２ｂの上端部は、蛍光体層３３の上面３３ａよりも高い領域に設けられている。底面３２ｃ側の反射部材３２の端部の内縁３２ｄは、蛍光体層３３に近接して設けられている。
【００６２】
ここで、本明細書において、反射部材が蛍光体層に近接して設けられているとは、反射部材の少なくとも一部が、蛍光体層を接着する接着剤の拡がる領域より内側に設けられていることを含む。すなわち、本明細書において、反射部材が蛍光体層に近接して設けられているとは、反射部材の少なくとも一部の下部に蛍光体層を接着する接着剤が設けられていることを含む。
【００６３】
反射部材３２は、銀（Ａｇ）やアルミニウム（Ａｌ）等の反射率の高い金属や、光学多層膜、気孔を内包したセラミックス等で構成される。反射部材３２は、ガラスまたは樹脂等の母材に、母材の屈折率とは異なる屈折率の粒子（空気も含む）を分散させた部材としてもよい。
【００６４】
蛍光体層３３と反射部材３２との間には空隙４０が設けられている。空隙４０は、図２（Ａ）に示すように、平面視において、蛍光体層３３を囲んで設けられている。本実施形態においては、空隙４０の幅、すなわち、蛍光体層３３の側面３３ｂから反射部材３２の傾斜面３２ｂまでの距離は、図２（Ｂ）に示すように、基板３１の平坦部３１ａから上方に向かうに従って、大きくなる。
【００６５】
波長変換素子３０の蛍光体層３３に上面３３ａから励起光Ｌｅが入射されると、励起光Ｌｅは、蛍光体層３３によって蛍光Ｌｆに変換され、蛍光体層３３の上面３３ａおよび側面３３ｂから射出される。蛍光体層３３から射出される蛍光Ｌｆのうち、側面３３ｂから射出される光は、傾斜面３２ｂで約９０度折り曲げられて反射され、上側に反射される。これにより、蛍光体層３３の上面３３ａおよび側面３３ｂから射出される蛍光Ｌｆは、共に励起光Ｌｅが照射された側と同じ側に射出される。蛍光Ｌｆが射出される見かけの発光領域３８は、平面視において上面３２ａ側の反射部材３２の端部の内縁３２ｅで囲まれた領域となる。
【００６６】
次に、本実施形態の波長変換素子３０の製造方法の一例について説明する。
まず、凹部３１ｂが形成された基板３１を準備し、凹部３１ｂの内部に未硬化の樹脂製の接着剤３４を塗布する。
次に、未硬化の接着剤３４の上面３４ａに蛍光体層３３を配置する。
【００６７】
次に、基板３１の平坦部３１ａ上に反射部材３２を、蛍光体層３３を囲むようにして固定する。
次に、未硬化の接着剤３４を焼成して硬化させる。
以上により、波長変換素子３０が製造される。
【００６８】
本実施形態によれば、接着剤３４が基板３１に形成された凹部３１ｂの内部に収容されるため、波長変換素子３０から射出される蛍光のサイズを小さくできる。以下、詳細に説明する。
図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）は、比較例の波長変換素子７３０を示す図である。図１０（Ａ）は、平面図である。図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）におけるXB−XB断面図である。
【００６９】
比較例の波長変換素子７３０は、図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）に示すように、基板７３１と、接着剤７３４と、蛍光体層７３３と、反射部材７３２と、を備える。
基板７３１は、凹部が形成されていない点を除いて、本実施形態の基板３１と同様である。
【００７０】
接着剤７３４は、基板７３１の上面７３１ａ上に設けられている。接着剤７３４は、濡れ拡がり、蛍光体層７３３よりも外側にはみ出している。
蛍光体層７３３は、側面７３３ｂと、底面７３３ｃと、底面７３３ｃに対向する上面７３３ａとを有し、接着剤７３４を介して基板７３１上に固定されている。
【００７１】
反射部材７３２は、基板７３１の上面７３１ａにおける接着剤７３４よりも外側に、蛍光体層７３３の側面７３３ｂと対向して配置されている。反射部材７３２は、図１０（Ａ）に示すように、平面視において、矩形環状である。反射部材７３２は、傾斜面７３２ｂを備える。
【００７２】
波長変換素子７３０においては、接着剤７３４が基板７３１の上面７３１ａ上に濡れ拡がるため、反射部材７３２を基板７３１の上面７３１ａ上において、蛍光体層７３３の近くに配置することができない。反射部材７３２の内縁７３２ｄが接着剤７３４の上に乗り上げるように反射部材７３２を配置すれば、反射部材７３２を蛍光体層７３３の近くに配置することは可能である。しかし、この場合、凹凸のある面の上に反射部材７３２を配置しなければならず、反射部材７３２を基板７３１に確実に固定することが困難である。
【００７３】
そのため、反射部材７３２と蛍光体層７３３の側面７３３ｂとの距離が大きくなり、結果として、反射部材７３２における上面７３２ａ側の端部の内縁７３２ｅで囲まれた見かけの発光領域７３８の幅Ｗ３が大きくなる。これにより、波長変換素子７３０から射出される蛍光Ｌｆのサイズが大きくなり、蛍光Ｌｆの一部が後段の光学素子によってけられる場合があった。したがって、プロジェクターにおける光の利用効率を十分に向上できない問題があった。
【００７４】
これに対して、本実施形態によれば、基板３１の上面３１Ｍに凹部３１ｂが設けられ、接着剤３４は、凹部３１ｂの内部に収容されている。これにより、接着剤３４が基板３１の平坦部３１ａに設けられることが抑制され、反射部材３２を蛍光体層３３に近接して配置することが可能である。したがって、反射部材３２と蛍光体層３３との距離を小さくでき、発光領域３８の幅Ｗ１を小さくできる。したがって、本実施形態によれば、波長変換素子３０から射出される蛍光Ｌｆのサイズを小さくできるため、プロジェクター１０００の光の利用効率を向上できる。
【００７５】
また、本実施形態によれば、反射部材３２は、傾斜面３２ｂを備えるため、蛍光体層３３の側面３３ｂから射出された蛍光Ｌｆは上側、すなわち、励起光Ｌｅが入射した側に反射される。そのため、蛍光体層３３から射出されない光を低減でき、光の利用効率を向上できる。
【００７６】
また、本実施形態によれば、凹部３１ｂは、平面視において蛍光体層３３を収容するため、凹部３１ｂの位置に合わせて蛍光体層３３を配置することで、基板３１に対する蛍光体層３３の位置決め精度を向上できる。
また、凹部３１ｂの内部には接着剤３４が収容されているため、上述した製造方法を採用する場合において、未硬化の接着剤３４を基板３１の上面３１Ｍに塗布した際に、未硬化の接着剤３４は、凹部３１ｂの内部に保持される。未硬化の接着剤３４上に配置される蛍光体層３３は、未硬化の接着剤３４から均等に力を受けるように姿勢が調整されるため、すなわち、セルフアライメントされるため、凹部３１ｂに対する蛍光体層３３の位置および姿勢の精度を向上できる。
【００７７】
また、本実施形態によれば、蛍光体層３３と反射部材３２との間に空隙４０が形成されているため、蛍光体層３３と空隙４０との界面において光が屈折する。そのため、側面３３ｂから射出された蛍光Ｌｆが、再度蛍光体層３３の内部に入射されるような場合であっても、屈折により光の進行方向が変化する。その結果、波長変換素子３０から射出されない蛍光Ｌｆを低減でき、光の利用効率を向上できる。
【００７８】
また、本実施形態によれば、基板３１の上面３１Ｍ上に蛍光体層３３と反射部材３２とを配置する構成であるため、製造が簡便である。
【００７９】
また、本実施形態によれば、反射部材３２は平坦部３１ａに固定されているため、反射部材３２を基板３１に確実に固定することができる。
【００８０】
なお、本実施形態においては、以下の構成を採用してもよい。
【００８１】
本実施形態においては、蛍光体層３３の底面３３ｃに反射膜を設ける代わりに、反射特性を有する接着剤を用いてもよい。また、接着剤３４が光透過性を持つ場合、蛍光体層３３の底面３３ｃに反射膜を設ける代わりに、反射特性を有する基板を用いてもよい。
また、本実施形態においては、接着剤３４として金属を用いて、基板３１と蛍光体層３３とを金属接合によって固定してもよい。
【００８２】
また、上記説明においては、反射部材３２は、環状で、蛍光体層３３を囲む構成としたが、これに限られない。本実施形態においては、反射部材３２は、蛍光体層３３の側面３３ｂのうちの少なくとも一部と対向して設けられているならば、形状や配置は特に限定されない。本実施形態においては、例えば、反射部材３２は、角錐台形状で、蛍光体層３３の側面３３ｂと対向する位置に１つ、または複数配置されている構成であってもよい。
また、本実施形態においては、反射部材３２の内縁３２ｄは、蛍光体層３３と接していてもよい。
【００８３】
また、本実施形態においては、図３および図４に示すように、蛍光体層の底面が基板３１の平坦部３１ａより下側であってもよい。
図３は、本実施形態の他の一例である波長変換素子１３０を示す断面図である。
なお、上記実施形態と同様の構成については、適宜同一の符号を付す等により説明を省略する場合がある。
【００８４】
波長変換素子１３０は、図３に示すように、基板３１と、接着剤１３４と、蛍光体層１３３と、反射部材３２と、を備える。蛍光体層１３３は、側面１３３ｂと、底面１３３ｃと、底面１３３ｃに対向する上面１３３ａと、を有する。
【００８５】
接着剤１３４は、上記説明した実施形態の接着剤３４と同様に、上面１３４ａが基板３１の平坦部３１ａと段差なく接続されている。
蛍光体層１３３の下側の端部は、接着剤１３４に埋設されている。すなわち、蛍光体層１３３の底面１３３ｃは、基板３１の平坦部３１ａよりも下側に設けられている。
【００８６】
この構成によれば、凹部３１ｂの内部に塗布する接着剤１３４の量にばらつきが生じた場合であっても、蛍光体層１３３の沈み込み量を調整することで、接着剤１３４の上面１３４ａの位置を調整しやすい。
【００８７】
図４は、本実施形態の他の一例である波長変換素子２３０を示す断面図である。
なお、上記実施形態と同様の構成については、適宜同一の符号を付す等により説明を省略する場合がある。
【００８８】
波長変換素子２３０は、図４に示すように、基板３１と、接着剤２３４と、蛍光体層２３３と、反射部材３２と、を備える。蛍光体層２３３は、側面２３３ｂと、底面２３３ｃと、底面２３３ｃに対向する上面２３３ａと、を有する。
接着剤２３４は、凹部３１ｂの内部に収容されている。接着剤２３４の上面２３４ａは、基板３１の平坦部３１ａよりも下側となるように設けられている。
【００８９】
蛍光体層２３３は、接着剤２３４の上面２３４ａ上に接着されている。蛍光体層２３３の底面２３３ｃは、接着剤２３４の上面２３４ａと同じ高さである。すなわち、蛍光体層２３３の底面２３３ｃは、基板３１の平坦部３１ａよりも下側に位置している。
反射部材３２と接着剤２３４との間には、空隙２４１が設けられている。
【００９０】
この構成によれば、反射部材３２と接着剤２３４との間に空隙２４１が設けられているため、上述した製造方法によって凹部３１ｂの内部に未硬化の接着剤２３４を塗布する際に、接着剤２３４の量が多い場合であっても、接着剤２３４が凹部３１ｂから溢れることを抑制できる。
【００９１】
また、この構成によれば、接着剤２３４の量を調整することによって、基板３１の平坦部３１ａと蛍光体層３３との高さの関係を調整しやすい。そのため、蛍光体層３３の側面３３ｂから射出される蛍光Ｌｆが反射部材３２によって反射されるように、蛍光体層３３を配置することが容易である。
【００９２】
（第２実施形態）
第２実施形態は、第１実施形態に対して、反射部材３３２が傾斜面を備えていない点において異なる。
なお、上記実施形態と同様の構成については、適宜同一の符号を付す等により説明を省略する場合がある。
【００９３】
図５（Ａ）および図５（Ｂ）は、本実施形態の波長変換素子３３０を示す図である。図５（Ａ）は、平面図である。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）におけるVB−VB断面図である。
本実施形態の波長変換素子３３０は、図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示すように、基板３１と、接着剤３４と、蛍光体層３３と、反射部材３３２と、を備える。
【００９４】
反射部材３３２は、図５（Ａ）に示すように、平面視において、矩形環状の部材である。反射部材３３２の上面３３２ａに垂直な断面形状は、矩形状である。すなわち、反射部材３３２の側面３３２ｂは、上面３３２ａに対して略垂直であり、蛍光体層３３の側面３３ｂと略平行である。
【００９５】
反射部材３３２は、内側の側面３３２ｂが蛍光体層３３と対向するように基板３１の平坦部３１ａ上に固定されている。反射部材３３２の側面３３２ｂは、蛍光体層３３と近接して設けられている。蛍光体層３３と反射部材３３２との間には、空隙３４０が設けられている。
反射部材３３２の上面３３２ａの高さＨ２２は、蛍光体層３３の上面３３ａの高さＨ１１よりも大きい。
【００９６】
蛍光体層３３で生成された蛍光Ｌｆのうち蛍光体層３３の側面３３ｂから射出された蛍光Ｌｆは、反射部材３３２の側面３３２ｂで反射され、再び蛍光体層３３内に入射する。蛍光体層３３に再び入射された蛍光Ｌｆは、反射・屈折されて方向が変わることにより、上面３３ａから射出される。
本実施形態において、見かけの発光領域３３８は、平面視において反射部材３３２の内側の側面３３２ｂで囲まれた領域である。
【００９７】
本実施形態によれば、反射部材３３２の側面３３２ｂが蛍光体層３３の側面３３ｂと略平行であるため、側面３３２ｂが蛍光体層３３に近接するようにして反射部材３３２を設置することで、発光領域３３８の幅Ｗ２をより小さくできる。これにより、波長変換素子３３０の蛍光Ｌｆのサイズをより小さくできる。したがって、本実施形態によれば、プロジェクターにおける光の利用効率を向上できる。
【００９８】
また、本実施形態によれば、蛍光体層３３の側面３３ｂから射出された蛍光Ｌｆが反射部材３３２の側面３３２ｂで反射されて、蛍光体層３３に再び入射する。そのため、蛍光体層３３の側面３３ｂから射出された蛍光Ｌｆを有効利用できる。
【００９９】
また、本実施形態によれば、蛍光体層３３と反射部材３３２との間には、空隙３４０が設けられているため、蛍光体層３３と空隙３４０との界面において蛍光Ｌｆが屈折される。そのため、反射部材３３２によって反射され再び蛍光体層３３に入射した蛍光Ｌｆの角度が、屈折によって変化する。その結果、再び入射された蛍光Ｌｆが蛍光体層３３の上面３３ａから射出されやすい。したがって、本実施形態によれば、光の利用効率を向上できる。
【０１００】
また、本実施形態によれば、反射部材３３２の上面３３２ａの高さＨ２２が、蛍光体層３３の上面３３ａの高さＨ１１よりも大きいため、蛍光体層３３の側面３３ｂから射出された蛍光Ｌｆは、反射部材３３２の側面３３２ｂで反射されやすい。
【０１０１】
なお、本実施形態においては、以下の構成を採用することもできる。
【０１０２】
本実施形態においては、反射部材３３２の側面３３２ｂが蛍光体層３３の側面３３ｂと接していてもよい。すなわち、空隙３４０が設けられていなくてもよい。
【０１０３】
また、本実施形態においては、図６に示すような構成を採用してもよい。
図６は、本実施形態の他の一例である波長変換素子４３０を示す断面図である。
なお、上記実施形態と同様の構成については、適宜同一の符号を付す等により説明を省略する場合がある。
【０１０４】
波長変換素子４３０は、図６に示すように、基板３１と、接着剤３４と、蛍光体層３３と、反射部材４３２と、を備える。
【０１０５】
反射部材４３２は、上記説明した反射部材３３２に対して、側面が垂直面４３２ｂと傾斜面４３２ｄとで構成されている点において異なる。
垂直面４３２ｂは、反射部材４３２の底面４３２ｃと略垂直で、かつ、蛍光体層３３の側面３３ｂと略平行な面である。垂直面４３２ｂは、底面４３２ｃと傾斜面４３２ｄとを接続している。本実施形態において、垂直面４３２ｂの上端４３２ｅの高さＨ３３は、蛍光体層３３の上面３３ａの高さＨ１１と同じである。
【０１０６】
傾斜面４３２ｄは、垂直面４３２ｂと反射部材４３２の上面４３２ａとを接続している。傾斜面４３２ｄは、垂直面４３２ｂの上端４３２ｅから上方に向かうに従って、蛍光体層３３から離間するように傾いている。
【０１０７】
本実施形態においては、垂直面４３２ｂの上端４３２ｅの高さＨ３３が蛍光体層３３の上面３３ａの高さＨ１１と同じであるため、傾斜面４３２ｄは、蛍光体層３３の上面３３ａよりも上側に設けられている。言い換えると、反射部材４３２の蛍光体層３３と対向する側面は、少なくとも蛍光体層３３の上面３３ａよりも高い領域に傾斜面４３２ｄを備える。
反射部材４３２の上面４３２ａの高さＨ３２は、蛍光体層３３の上面３３ａの高さＨ１１よりも大きい。
【０１０８】
蛍光体層３３の上面３３ａからは、蛍光Ｌｆが大きく発散するように射出されるため、図５（Ｂ）に示す本実施形態の波長変換素子３３０のように、側面３３２ｂが垂直で、反射部材３３２の上面３３２ａの高さＨ２２が蛍光体層３３の上面３３ａの高さＨ１１よりも大きい場合には、蛍光体層３３の上面３３ａから射出された蛍光Ｌｆのうちの一部が、反射部材３３２の側面３３２ｂに当たって反射される場合がある。この場合においては、反射された蛍光Ｌｆの射出角度が大きいため、波長変換素子３３０から射出された後に、後段の光学部材によってけられる虞がある。なお、光の進行方向と基板３１の上面３１Ｍの法線とのなす角を射出角度と定義する。
【０１０９】
これに対して、この構成によれば、反射部材４３２における蛍光体層３３の上面３３ａよりも高い領域に、傾斜面４３２ｄが設けられている。そのため、蛍光体層３３の上面３３ａから大きな射出角度で射出され、傾斜面４３２ｄで反射された蛍光Ｌｆは、射出角度が小さい光に変換される。したがって、この構成によれば、他の光学部材によってけられる光を低減でき、光の利用効率が低下することを抑制できる。
【０１１０】
また、蛍光体層３３に入射する励起光Ｌｅは、集光されて入射するため、蛍光体層３３への入射角度は広い範囲に分布している。そのため、図５（Ｂ）に示すような波長変換素子３３０においては、励起光Ｌｅの一部が反射部材３３２の上面３３２ａの内縁に当たって反射され、蛍光体層３３に入射されない虞がある。
これに対して、図６に示した構成によれば、傾斜面４３２ｄが設けられているため、励起光Ｌｅを効率的に蛍光体層３３に照射することができる。
【０１１１】
なお、垂直面４３２ｂの上端４３２ｅの高さＨ３３は、蛍光体層３３の上面３３ａの高さＨ１１より小さくてもよいし、大きくてもよい。しかし、高さＨ３３は高さＨ１１以下であることが好ましい。
【０１１２】
また、本実施形態においては、高さＨ２２を高さＨ１１以下にしてもよい。この構成によれば、蛍光体層３３の上面３３ａから射出される蛍光Ｌｆおよび上面３３ａに入射される励起光Ｌｅが、反射部材３３２によって反射されることがなく、光の利用効率が低下することを抑制できる。蛍光体層３３の側面３３ｂから射出される光を有効利用するためには、高さＨ２２が高さＨ１１と同じであることが好ましい。
【０１１３】
（第３実施形態）
第３実施形態は、第１実施形態に対して、凹部５３１ｂが平面視で矩形環状である点において異なる。
なお、上記実施形態と同様の構成については、適宜同一の符号を付す等により説明を省略する場合がある。
【０１１４】
図７（Ａ）および図７（Ｂ）は、本実施形態の波長変換素子５３０を示す図である。図７（Ａ）は、平面図である。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）におけるVIIB−VIIB断面図である。
本実施形態の波長変換素子５３０は、図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示すように、基板５３１と、接着剤５３４と、蛍光体層５３３と、反射部材３２と、を備える。蛍光体層５３３は、側面５３３ｂと、底面５３３ｃと、底面５３３ｃに対向する上面５３３ａと、を有する。蛍光体層５３３の平面視形状は、例えば、矩形状である。
【０１１５】
基板５３１の上面５３１Ｍは、平坦部５３１ａと、凹部５３１ｂと、を備える。
凹部５３１ｂの平面視形状は、環状であり、矩形環状であっても、円環状であっても、多角形環状であってもよい。本実施形態においては、凹部５３１ｂの平面視形状は、例えば、図７（Ａ）に示すように、蛍光体層５３３の平面視形状に対応させて、矩形環状とした。凹部５３１ｂの、平坦部５３１ａと垂直な断面形状は特に限定されず、矩形状であっても、半円形状であってもよい。本実施形態においては、凹部５３１ｂの断面形状は、図７（Ｂ）に示すように、例えば、半円形状である。
【０１１６】
接着剤５３４は、基板５３１の上面５３１Ｍにおける凹部５３１ｂで囲まれた中央部５３１ｃと、凹部５３１ｂの内部とにまたがって設けられている。接着剤５３４のうち平面視で蛍光体層５３３の外側にはみ出している部分は、凹部５３１ｂに収容されている。
【０１１７】
蛍光体層５３３は、接着剤５３４のうち中央部５３１ｃに設けられた部分に設けられている。蛍光体層５３３は、透明である。すなわち、蛍光体層５３３は、透明蛍光体で構成されている。蛍光体層５３３は、界面を持たない単結晶や、連続した多結晶で構成されている。
【０１１８】
蛍光体層５３３の底面５３３ｃには反射膜５５０が設けられている。反射膜５５０は、例えば、銀（Ａｇ）や、アルミニウム（Ａｌ）等の反射率の高い金属で形成されている。
蛍光体層５３３は、蛍光体層５３３に上面５３３ａから入射した励起光Ｌｅが、反射膜５５０によって反射されて上面５３３ａに再び戻るまでの間に、励起光Ｌｅが全て蛍光Ｌｆに変換されるように設計されている。これにより、本実施形態においては、蛍光体層５３３から射出される光は、蛍光体層５３３で生成された蛍光Ｌｆからなる。
【０１１９】
蛍光体層５３３と反射部材３２との間には、空隙５４０が設けられている。
凹部５３１ｂの内部における反射部材３２と接着剤５３４との間には、空隙５４１が設けられている。
【０１２０】
本実施形態によれば、環状の凹部５３１ｂが設けられているため、基板５３１の上面５３１Ｍの中央部５３１ｃに未硬化の接着剤５３４を塗布した際に、溢れた部分が凹部５３１ｂの内部に収容される。これにより、反射部材３２を蛍光体層５３３に近接した位置に設けることができる。したがって、本実施形態によれば、光の利用効率を向上できる。
【０１２１】
また、本実施形態によれば、凹部５３１ｂには、空隙５４１が設けられているため、接着剤５３４の量が多くなったような場合であっても、接着剤５３４が凹部５３１ｂから溢れることが抑制される。
【０１２２】
また、蛍光体層中に結晶界面や空気孔が存在する場合には、蛍光体層の上面に入射した励起光Ｌｅが結晶界面や空気孔によって多重散乱される。そのため、励起光Ｌｅは蛍光体層中を直進できず、上面近傍において多重散乱されている間に蛍光に変換される。したがって、蛍光体層の上面の近傍において蛍光変換量が相対的に大きくなり、上面近傍において局所的に発熱量が大きくなる。これにより、蛍光体層の上面近傍の温度が過度に上昇し、温度消光が生じる虞があった。また、蛍光体層が、例えば無機セラミック等で構成されている場合には、温度の上昇に伴って熱伝導率が低下するため、蛍光体層の内部に熱がこもりやすく、相乗的に温度が上昇する虞があった。
以上のことから、蛍光体層に照射できる励起光Ｌｅの光量が制限されるという問題があった。
【０１２３】
この問題に対して、本実施形態によれば、蛍光体層５３３が散乱成分である結晶界面や空気孔を持たないため、透明である。そのため、励起光Ｌｅは、蛍光体層５３３中において散乱されにくく、蛍光体層５３３の底面５３３ｃまで到達できる成分が多くなる。これにより、蛍光変換量が蛍光体層５３３の高さ方向（厚さ方向）に分散され、高さ方向における蛍光体層５３３中の温度の分布がブロードになる。したがって、蛍光体層５３３の上面５３３ａが相対的に高温となることが抑制される。また、これにより、蛍光体層５３３中の最高温度も低下する。
【０１２４】
以上により、本実施形態によれば、蛍光体層５３３の温度が上昇しにくいため、蛍光体層５３３に照射する励起光Ｌｅの光量を大きくできる。その結果、蛍光体層５３３から射出される蛍光Ｌｆの量を多くすることができる。
【０１２５】
また、従来の蛍光体層では、上面から入射した励起光Ｌｅが、底面に設けられた反射膜に当たる前に、全て蛍光Ｌｆに変換されるように設計されていた。そのため、蛍光体層の厚み、すなわち、蛍光体層の高さが大きくなるという問題があった。
【０１２６】
この問題に対して、本実施形態によれば、蛍光体層５３３の上面５３３ａから入射した励起光Ｌｅが、底面５３３ｃに設けられた反射膜５５０で反射されて再び上面５３３ａに戻るまでの間に、全て蛍光Ｌｆに変換されるように設計されている。そのため、蛍光体層５３３の厚み、すなわち、高さＨ４１を小さくできる。したがって、本実施形態によれば、蛍光体層５３３の上面５３３ａから基板５３１までの熱経路を短くでき、放熱効率を向上できる。その結果、蛍光体層５３３の温度が上昇することをより抑制できる。
【０１２７】
なお、上記説明した第１実施形態および第２実施形態においても、透明な蛍光体層を用いてもよい。透明な蛍光体層を用いた場合においては、蛍光体層の底面近傍においても多くの蛍光Ｌｆが発生する。さらに、蛍光体層中で生成された蛍光Ｌｆも散乱されずにあらゆる方向に直進し易い。これにより、側面から射出される蛍光Ｌｆの量が増加する。したがって、上記説明した第１実施形態から第３実施形態は、蛍光体層を透明にした場合において、特に有効である。
【０１２８】
（第４実施形態）
第４実施形態は、回転式の波長変換素子を備える。
なお、上記実施形態と同様の構成については、適宜同一の符号を付す等により説明を省略する場合がある。
【０１２９】
図８は、本実施形態のプロジェクター２０００を示す概略構成図である。図９（Ａ）および図９（Ｂ）は、本実施形態の波長変換素子６３０を示す図である。図９（Ａ）は、平面図である。図９（Ｂ）は、図９（Ａ）におけるIXB−IXB断面図である。
【０１３０】
本実施形態のプロジェクター２０００は、図８に示すように、照明装置６１０を備える。照明装置６１０は、光源装置６８０を備える。
光源装置６８０は、本実施形態においては、集光光学系２３と、波長変換素子６３０と、を備える。
【０１３１】
波長変換素子６３０は、図９（Ａ）および図９（Ｂ）に示すように、円板６３１と、接着剤６３４と、外側反射部材６３２と、内側反射部材６３５と、蛍光体層６３３と、回転機構６３６と、を備える。円板６３１は、特許請求の範囲における基板に相当する。外側反射部材６３２および内側反射部材６３５は、特許請求の範囲における反射部材に相当する。
【０１３２】
円板６３１の上面６３１Ｍは、図９（Ｂ）に示すように、平坦部６３１ａと、凹部６３１ｂと、を備える。
凹部６３１ｂは、図９（Ａ）に示すように、平面視において、円環状である。
接着剤６３４は、平面視において円環状であり、図９（Ｂ）に示すように、凹部６３１ｂの内部に収容されている。
【０１３３】
蛍光体層６３３は、側面６３３ｂと、底面６３３ｃと、底面６３３ｃに対向する上面６３３ａと、を有する。蛍光体層６３３の平面視形状は、円環状である。蛍光体層６３３の上面６３３ａに垂直な断面形状は、矩形状である。蛍光体層６３３は、接着剤６３４によって円板６３１に固定されている。蛍光体層６３３の底面６３３ｃには、図示しない反射膜が設けられている。
【０１３４】
外側反射部材６３２は、図９（Ａ）に示すように、平面視において円環状である。外側反射部材６３２は、上面６３１Ｍにおける蛍光体層６３３よりも外側の平坦部６３１ａに、蛍光体層６３３の外側の側面６３３ｂと対向するように設けられている。外側反射部材６３２は、蛍光体層６３３の側面６３３ｂと対向する傾斜面６３２ｂを備える。
傾斜面６３２ｂは、円板６３１の平坦部６３１ａから外側反射部材６３２の上面６３２ａに向かうに従って、蛍光体層６３３から離間するように傾斜している。すなわち、傾斜面６３２ｂは、円板６３１の外側に向かって傾斜している。
【０１３５】
内側反射部材６３５は、平面視において円環状である。内側反射部材６３５は、上面６３１Ｍにおける蛍光体層６３３よりも内側の平坦部６３１ａに、蛍光体層６３３の内側の側面６３３ｂと対向するように設けられている。内側反射部材６３５は、蛍光体層６３３の側面６３３ｂと対向する傾斜面６３５ｂを備える。
傾斜面６３５ｂは、円板６３１の平坦部６３１ａから内側反射部材６３５の上面６３５ａに向かうに従って、蛍光体層６３３から離間するように傾斜している。すなわち、傾斜面６３５ｂは、円板６３１の内側に向かって傾斜している。
【０１３６】
蛍光体層６３３と外側反射部材６３２との間には、空隙６４０が設けられている。蛍光体層６３３と内側反射部材６３５との間には、空隙６４１が設けられている。
回転機構６３６は、出力軸６３６ａを備えている。出力軸６３６ａは、円板６３１の中心に挿通されて固定されている。回転機構６３６は、円板６３１を出力軸６３６ａ回りに回転させる。
【０１３７】
図８に示すように、円板６３１が回転機構６３６によって回転させられている状態において、円板６３１上に設けられた円環状の蛍光体層６３３の一部に励起光が照射され、波長変換素子６３０から蛍光が射出される。波長変換素子６３０における励起光が照射される部分を波長変換部６３７とする。波長変換部６３７の断面形状は、第１実施形態の波長変換素子３０の断面形状と同様である。
【０１３８】
本実施形態によれば、回転機構６３６によって回転させられる円板６３１上に円環状に蛍光体層６３３が設けられているため、円板６３１が回転することで蛍光体層６３３における励起光が照射される位置が移動し、蛍光体層６３３における発熱箇所が分散する。これにより、蛍光体層６３３の温度が大きく上昇することを抑制できる。
【０１３９】
なお、上記説明においては、波長変換部６３７の断面形状を第１実施形態の波長変換素子３０の断面形状と同様としたが、これに限られない。本実施形態においては、波長変換部の断面形状は、第２実施形態または第３実施形態の波長変換素子の断面形状と同様としてもよい。
【０１４０】
なお、上記の第１実施形態から第４実施形態においては、波長変換素子を反射型とする例について説明したが、これに限られず、波長変換素子を透過型としてもよい。その場合においては、第３実施形態の波長変換素子５３０の蛍光体層５３３は、上面５３３ａと底面５３３ｃとの間を励起光Ｌｅが進む間に、全ての励起光Ｌｅが蛍光Ｌｆに変換されるように設計される。
【０１４１】
また、上記の実施形態においては、光変調装置として３つの液晶パネル７０Ｒ、液晶パネル７０Ｇ、および液晶パネル７０Ｂを採用したが、これに限られず、例えば、光変調装置として１つの液晶パネルでカラー画像を表示する液晶パネルを採用してもよい。
【０１４２】
また、上記の実施形態においては、赤色光と緑色光とを生成する蛍光体層を用いていたが、これに限られない。例えば、赤色光と緑色光とのうちいずれかを生成する蛍光体層を用いてもよい。また、白色光を生成する蛍光体層を用いてもよい。
【０１４３】
また、上記の実施形態においては、光変調装置として透過型の光変調装置である液晶パネル７０Ｒ、液晶パネル７０Ｇ、および液晶パネル７０Ｂを採用したが、これに限られず、光変調装置として、例えば、反射型の光変調装置や、マイクロミラー型の光変調装置等、他の方式の光変調装置を採用できる。なお、マイクロミラー型の光変調装置としては、例えば、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）を採用できる。
【０１４４】
また、上記の実施形態においては、本発明の光源装置をプロジェクターに適用した例について説明したが、これに限られない。本発明の光源装置は、照明器具や、自動車の前照灯、光ディスク装置などにも適用できる。
【符号の説明】
【０１４５】
３１，２３１，５３１…基板、３３ａ，１３３ａ，２３３ａ，５３３ａ，６３３ａ…上面、３１ｂ，２３１ｂ，５３１ｂ，６３１ｂ…凹部、３２，３３２，４３２，７３２…反射部材、３２ｂ，４３２ｄ，６３２ｂ，６３５ｂ…傾斜面、３３ｃ，１３３ｃ，２３３ｃ，５３３ｃ，６３３ｃ…底面、３３，１３３，２３３，５３３，６３３…蛍光体層、３３ｂ，１３３ｂ，２３３ｂ，５３３ｂ，６３３ｂ…側面、３４，１３４，２３４，５３４，６３４…接着剤、４０，２４１，３４０，５４０，５４１，６４０，６４１…空隙、７０Ｂ，７０Ｇ，７０Ｒ…液晶パネル（光変調装置）、７３…投写光学系、８０，６８０…光源装置、６３１…円板（基板）、６３２…外側反射部材（反射部材）、６３５…内側反射部材（反射部材）、６３６…回転機構、１０００，２０００…プロジェクター、Ｌｆ…蛍光
【図１】
2015230322.tif 000003
【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】
2015230322.tif 000009
【図８】
2015230322.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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