荧光体器件、照明装置以及投影仪装置的制作方法

专利名称：荧光体器件、照明装置以及投影仪装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及荧光体器件、使用该荧光体器件的照明装置以及投影仪装置。
背景技术：
在光源装置中存在如下这样的光源装置，该光源装置使用了通过照射从光源输出 的激励光从而发出与该激励光的波长不同波长的光的发光体。该光源装置被用作例如照明 装置、图像显示装置等各种光源。
这样的光源装置一般作为光源例如作为半导体光源多是使用发光二极管(LED)、 激光二极管(LD)。荧光体例如将透明的硅酮或者环氧树脂等作为树脂性粘合剂，通过使其 在该树脂性粘合剂中散布存在多个而形成发光层。
该树脂性粘合剂在因来自半导体光源的激励光而劣化、或激励光的强度特别强的 情况下会受损伤。此外，散布存在荧光体的硅酮或者环氧树脂等树脂由于热传导率低，所以 会产生下述现象，即，引起荧光体的温度上升，因该温度上升而在从荧光体发出的发光波长 产生偏移或使发光强度降低的温度消光等现象。因此，作为光源装置的亮度降低了。
作为替代这样的树脂性粘合剂的例如透明的硅酮或者环氧树脂的构件，例如日本 特开2003-258308号公报公开了使用透光性的无机材料例如玻璃，日本特开2006-282447 号公报、日本特开2010-024278号公报分别公开了使用热传导高的陶瓷。
然而，使用利用了上述透光性的陶瓷的粘合剂(透光性陶瓷粘合剂)而形成的荧光 体的发光层，多是利用使用先前的树脂性粘合剂而形成的荧光体的发光层的置换来进行使 用。因此，透光性陶瓷粘合剂并未成为适合作为使发出光从发光体发出的光源装置的构造。发明内容
本发明的目的在于提供一种具有适于用于使发出光从发光体发出的构造并能使 从发光体发出的发出光高效地射出的荧光体器件、照明装置以及投影仪装置。
本申请发明的荧光体器件，其特征在于，所述荧光体器件含有荧光体，是包括斜面 以及相互相对的第一面和第二面的锥体状，所述第一面的面积比所述第二面的面积小，在 所述第一面和所述斜面，具有使具有可见光区域的波长的从所述荧光体发出的所述发出光 反射的反射层，在所述第二面具有使所述发出光透射的防反射层，所述第二面是激励所述 荧光体的激励光的入射口，是从所述荧光体发出的发出光的射出口。
此外，本申请发明的荧光体器件，其特征在于，所述荧光体器件含有荧光体，是包 括斜面以及相互相对的第一面和第二面的锥体状，所述第一面的面积比所述第二面的面积 小，在包含所述第一面以及所述斜面的一部分的面侧具有第一膜，该第一膜使激励所述荧光体的激励光透射，并且使从所述荧光体发出的发出光向所述第二面侧反射，使所述发出 光从所述第二面透射而射出。此外，根据本申请发明，能提供一种具有适于用于使发出光从发光体发出的构造 并能使从发光体发出的发出光高效地射出的荧光体器件、照明装置以及投影仪装置。


本发明通过以下的详细的说明以及附图就会更加充分地被理解了，但这些是专用 于说明的，并不是对本发明的范围进行限定。在此图1是表不本发明的第一实施方式的突光体器件的构成图。图2是表示本发明的第二实施方式的使用荧光体器件的照明装置的构成图。图3是表示本发明的第三实施方式的使用2个荧光体器件的照明装置的构成图。图4是表示本发明的第四实施方式的荧光体器件的构造图。图5是表示本发明的第五实施方式的荧光体器件的构造图。图6是表示本发明的第六实施方式的荧光体器件的构造图。图7是表示本发明的第七实施方式的使用荧光体器件的照明装置的构成图。图8是表示本发明的第八实施方式的使用2个荧光体器件的照明装置的构成图。图9是表示本发明的荧光体器件的现有技术的构成图。图10是表示该现有技术中的激励光谱的长波长侧的波长与发光体的发光光谱的 短波长侧的波长的一部分重合的图。图11是用于说明该现有技术中的所谓发光的自吸收的现象的示意图。图12是表示本发明的第九实施方式的使用多个荧光体器件的照明装置的构成 图。图13是表示该装置中的多个荧光体器件的构成图。图14是表示本发明的第十实施方式的使用多个荧光体器件的照明装置的构成 图。图15是表示该装置中的多个荧光体器件的构成图。图16是表示本发明的第十一实施方式的使用照明装置的投影仪装置的构成图。
具体实施例方式[第一实施方式]下面，参照附图对本发明的第一实施方式进行说明。图1A和图1B表示荧光体器件的构造图，该图1A表示外观图，该图1B表示剖面构 造图。该荧光体器件1例如对A1203等透光性无机材料(以下称为无机粘合剂)2和YAG Ce 等多个荧光体3进行烧结而形成。多个荧光体3在无机粘合剂2中例如以一样间隔散布存 在。这些荧光体3通过例如蓝色(波长455 492nm内的波长值)的激励光E的照射，而发 出绿色(波长492 577nm内的波长值)的发出光。该荧光体器件1对无机粘合剂2和各荧光体3进行烧结而形成为例如四角锥台形 状等的锥体状。另外，荧光体器件1作为锥体状，并不限于四角锥台形状，也可以是六角锥体状、四角锥台形状或者圆锥状。
具体来说,突光体器件I包括用于形成锥体状的4个侧面4-1 4-4、相互平行相对的第一和第二面4-5、4-6。
4个侧面4-1 4-4分别形成用于形成四角锥形状的斜面。这些侧面4_1 4_4 的倾角Θ、例如侧面4-1与第一面4-5所成的角度Θ，如图1B所示那样例如形成为45°。 其他各侧面4-2 4-4与第一面4-5所成的各倾角Θ也例如形成为45°。
第一面4-5和第二面4-6分别设置为与作为锥体状的斜面的各侧面4_1 4_4交叉。其中第一面4-5具有面积SI。第二面4-6具有面积S2。第一面4-5的面积SI形成为小于第二面4-6的面积S2。
在第一面4-5以及各侧面4-1 4-4的所有面上，成膜有反射层5。该反射层5 利用例如银、铝等的金属反射膜、或者利用层叠金属氧化物、氟化物而成的多层光学反射膜而形成。该反射层5对例如波长455nm 577nm的可见区域的波长、即蓝色的波长区域 (455nm 492nm)的光以及绿色的波长区域(492nm 577nm)的光进行反射。由此,第一面 4-5以及各侧面4-1 4-4成为因反射层5的形成而使具有可见光区域的波长的荧光光、即由各荧光体3发出的发出光反射的反射面。以下，将第一面4-5称为平面反射面4-5，将各侧面4-1 4-4称为斜面反射面4-1 4-4。
第二面4-6使来自该荧光体器件I的外部的激励光E入射，并且，将由各荧光体3 发出的发出光射出到该荧光体器件I的外部。该第二面4-6以下称为入射/射出面4-6。 在该入射/射出面4-6上，形成有薄膜的防反射膜6。该防反射膜6例如防止波长400nm 700nm的可见区域以外的波长的光的反射。该防反射膜6例如由金属氧化物、氟化物等构成。在这些金属氧化物、氟化物的代表性的当中有例如Ti02、MgF2、Si02、Al2O3等。该防反射膜6例如也可以形成为波长小于可见光线的波长的间距微小的凹凸形状的防反射构造。 该防反射膜6例如在制造荧光体器件I时的烧结时从模具转印而形成，或通过蚀刻而形成。
若是这样的荧光体器件1，则当例如蓝色(波长455 492nm内的波长值)的激励光E从入射/射出面4-6入射到荧光体器件I内时，该激励光E照射到在无机粘合剂2中散布存在的多个荧光体3。这些荧光体3分别因激励光E的照射而被激励并以任意的波长分布进行发光。例如各突光体3例如发出绿色(波长492 577nm内的波长值)的发出光。 这些荧光体3由于分别向四方以均等的光量进行发光，所以从各荧光体3发出的各发出光分别放射到无机粘合剂2中的所有方向。
其中从各荧光体3向入射/射出面4-6的各发出光，透射该入射/射出面4-6并向荧光体器件I的外部射出。
从各突光体3向平面反射面4-5放射的各发出光,在形成于该平面反射面4-5的反射层5反射而转向入射/射出面4-6，并透射该入射/射出面4-6向荧光体器件I的外部射出。
从各荧光体3向各斜面反射面4-1 4-4放射的各发出光，分别在形成于各斜面反射面4-1 4-4的反射层5反射而转向入射/射出面4-6。
此外，在从各荧光体3放射的各发出光之中，也存在下述这样的发出光在形成于平面反射面4-5的反射层5反射,接着在形成于斜面反射面4-1 4-4的反射层5反射而转向入射/射出面4-6，并透射该入射/射出面4-6向荧光体器件I的外部射出。
这些斜面反射面4-1 4-4由于分别在四角锥的各侧面形成为例如45°的斜面， 所以在这些斜面反射面4-1 4-4反射的各发出光，分别被高效地引导到入射/射出面 4-6，并透射入射/射出面4-6向荧光体器件I的外部射出。
这样根据上述第一实施方式,将散布存在多个突光体3的无机粘合剂2形成为四 角锥台形状，在该四角锥台形状中设有4个斜面反射面4-1 4-4、相互平行的平面反射面 4-5和入射/射出面4-6，在这些斜面反射面4-1 4-4和平面反射面4_5形成反射层5，因 此，从各荧光体3向所有方向发出的发出光，成为直接从入射/射出面4-6向荧光体器件I 的外部射出，或在形成于平面反射面4-5、各斜面反射面4-1 4-4的反射层5分别反射之 后通过入射/射出面4-6向荧光体器件I的外部射出的光，能使从各荧光体3发出的发出 光高效地向荧光体器件I的外部射出。
荧光体器件I作为锥体状并不限于四角锥台形状，即使是六角锥体状、四角锥台 形状或者圆锥状，也能起到与上述第一实施方式同样的效果。
[第二实施方式]
接下来，参照附图对本发明的第二实施方式进行说明。
图2表示使用了荧光体器件I的照明装置100的构成图。另外，对与图1A、图1B 相同的部分标注相同附图标记，并省略其详细的说明。
设有作为激励光源的半导体激光器11。该半导体激光器11例如输出蓝色的波长 区域(455 492nm)内的波长值的激励激光(以下称为激励激光E)，作为激励光E。
在从该半导体激光器11输出的激励激光E的光路上，设有准直透镜12、作为发出 光取出光学系统的分色镜(dichroic mirror) 13、以及作为照射光学系统的聚光光学系统 14。
准直透镜12对从半导体激光器11输出的激励激光E进行准直。
聚光光学系统14将从半导体激光器11输出的激励激光E向荧光体器件12聚光 进行照射。
分色镜13使由准直透镜12准直的激励激光E透射，并且，在荧光体器件I进行发 光并射出到该荧光体器件I的外部，使通过聚光光学系统14入射的发出光H反射并作为照 明光取出。即，分色镜13使蓝色的波长区域(455 492nm)内的波长值的激励激光E透射， 并且，使在荧光体器件I发出的绿色的波长区域(492 577nm)内的波长值的发出光反射。
若是这样的照明装置，则当从半导体激光器11输出蓝色的波长值的激励激光E 时，该激励激光E会利用准直透镜12被准直而入射到分色镜13。该激励激光E透射分色镜 13，并照射到由聚光光学系统14聚光的荧光体器件I。
在该荧光体器件I中，与上述同样地，当激励光E从入射/射出面4-6入射到荧光 体器件I内时，在无机粘合剂2中散布存在的多个荧光体3分别例如发出绿色的波长值的 发出光。这些发出光直接从入射/射出面4-6向荧光体器件I的外部射出，或在形成于平 面反射面4-5、各斜面反射面4-1 4-4的反射层5分别反射,之后通过入射/射出面4-6。
从荧光体器件I射出的绿色的波长值的发出光，通过聚光光学系统14入射到分色 镜13，在该分色镜13反射而作为照明光取出。
这样根据上述第二实施方式，具备突光体器件I，使从半导体激光器11输出的蓝 色的波长值的激励激光E通过准直透镜12、分色镜13、聚光光学系统14而照射到荧光体器件I，并通过聚光光学系统14利用分色镜13取出从该荧光体器件I射出的绿色的波长值的 发出光H，因此，能输出从荧光体器件I高效地取出的来自各荧光体3的例如绿色的波长值 的发出光来作为照明光。
[第三实施方式]
接下来，参照附图对本发明的第三实施方式进行说明。
图3表示使用了荧光体器件I的照明装置200的构成图。另外，对与图1A、图1B 以及图2相同的部分标注相同附图标记并省略其详细的说明。
在基板21上,2个突光体器件1、I 一体配置并固定。这些突光体器件1、I将作为 第二面的各入射/射出面4-6配置于相同平面上，而且一体形成。这些荧光体器件1、1配 置于激励激光E的照射范围内。
若是这样的照明装置，则当从半导体激光器11输出蓝色的波长值的激励激光E 时，该激励激光E由准直透镜12进行准直并入射到分色镜13。该激励激光E透射分色镜 13，并照射到由聚光光学系统14聚光的2个荧光体器件1、I。
在这些荧光体器件1、1中，分别与上述同样地，当激励激光E从入射/射出面4-6 入射到各荧光体器件1、I内时，在各荧光体器件1、I的各无机粘合剂2中散布存在的多个 荧光体3分别发出例如绿色的波长值的发出光。这些发出光分别直接从入射/射出面4-6 向荧光体器件1、I的外部射出，或在各平面反射面4-5、各斜面反射面4-1 4-4分别反射 之后通过各入射/射出面4-6高效地射出。
从各荧光体器件1、I射出的绿色的波长值的各发出光，通过聚光光学系统14入射 到分色镜13，在该分色镜13反射而作为照明光取出。
这样根据上述第三实施方式，由于将2个荧光体器件1、I 一体配置，而且配置于激 励激光E的照射范围内，所以能输出从2个荧光体器件1、1高效地取出的来自各荧光体3 的发出光作为照明光，而且通过输出从2个荧光体器件1、1高效地取出的来自各荧光体3 的发出光作为照明光，从而能取出照明光量比从一个荧光体器件I取出的照明光多的照明光。
[第四实施方式]
以下，参照附图对本发明的第四实施方式进行说明。另外，对与图1 3相同的部 分标注相同附图标记，并省略其详细的说明。
图4A、图4B表示荧光体器件10的构造图，该图4A表示外观图，该图4B表示剖面 构造图。
在各侧面4-1 4-4和第一面4-5的所有面上，形成有作为第一膜的二向色膜 (dichroic film) 7。该二向色膜7拥有如下特性使例如具有波长频带(455 492nm)的 波长值的光即蓝色的激励光E透射，并且，使例如具有波长区域(492 577nm)的波长值的 光即在各发光体3发光了的绿色的发出光反射的特性。该二向色膜7例如由金属氧化物或 者氟化物形成。这些金属氧化物或者氟化物的代表性的有例如Ti02、MgF2, SiO2, Al2O3等。 这些侧面4-1 4-4和第一面4-5成为激励光E的入射面。以下,各侧面4-1 4_4以及 第一面4-5称为激励光E的入射侧面4-1 4-4、4-5。
在第二面4-6上，成膜有作为第二膜的激励光反射分色镜8。该激励光反射分色镜 8拥有如下特性例如使具有波长频带(455 492nm)的波长值的光、即蓝色的激励光E反射，而且使具有波长频带(492 577nm)的波长值的光、即在各发光体3发光了的绿色的发出光透射。该激励光反射分色镜8例如由金属氧化物或者氟化物形成。这些金属氧化物或者氟化物的代表性的有例如Ti02、MgF2、SiO2Ul2O3等。该第二面4-6成为在各发光体3发出的绿色的发出光的射出面。以下，第二面4-6称为绿色的发出光的射出面4-6。
若是这样的荧光体器件10，则当例如蓝色(波长455 492nm内的波长值)的激励光E从入射侧面4-1 4-4、4-5入射到荧光体器件I内时，该激励光E照射到在无机粘合剂2中散布存在的多个荧光体3。这些荧光体3分别由激励光E的照射激励并以任意的波长分布进行发光。例如各突光体3发出例如绿色(波长492 577nm内的波长值)的发出光。这些荧光体3分别向四方以均等的光量发光，因此，从各荧光体3发出的各发出光，分别放射到无机粘合剂2中的所有方向。
其中从各突光体3向射出面4-6的各发出光,透射该射出面4-6并向突光体器件 I的外部射出。
从各荧光体3向入射侧面4-5放射的各发出光，在形成于该入射侧面4-5的二向色膜7反射而转向射出面4-6，并透射该射出面4-6向荧光体器件I的外部射出。
此外，在从各荧光体3放射的各发出光之中，也有如下的发出光，S卩，在形成于入射侧面4-5的二向色膜7反射,接着在形成于入射侧面4-1 4-4的二向色膜7反射而转向入射/射出面4-6，并透射该入射/射出面4-6并向荧光体器件I的外部射出的发出光。
从各荧光体3向各入射侧面4-1 4-4放射的各发出光，分别在形成于各入射侧面4-丨 4_4的二向色膜7反射而转向射出面4-6。这些入射侧面4-1 4_4分别在四角锥的各侧面形成为例如45°的斜面，因此，在这些入射侧面4-1 4-4的二向色膜7反射的各发出光，分别被高效地引导到射出面4-6，并透射该射出面4-6向荧光体器件I的外部射出。
由此，由各荧光体3发出的各发出光具有直接向射出面4-6的发出光和在各入射侧面4-1 4-4、4_6的二向色膜7反射而转向射出面4-6的发出光,这些发出光被合成并透射射出面4-6，射出到荧光体器件I的外部。
这样根据上述第四实施方式，将散布存在多个荧光体3的无机粘合剂2形成为四角锥台形状，在该四角锥台形状中设有4个斜面的入射侧面4-1 4-4和相互平行的入射侧面4-5和射出面4-6，在4个入射侧面4-1 4-4以及入射侧面4_5形成二向色膜7，因此，从各荧光体3向所有方向发出的发出光，成为直接从射出面4-6向荧光体器件I的外部射出，或在形成于各入射侧面4-1 4-4、4-5的所有面的二向色膜7分别反射之后通过射出面4-6向荧光体器件I的外部射出的发出光，能将从各荧光体3发出的发出光高效地射出到荧光体器件I的外部。
荧光体器件10作为锥体状并不限于四角锥台形状，也可以是六角锥体状、四角锥台形状或者圆锥状，能起到与上述第四实施方式同样的效果。
[第五实施方式]
接下来 ，参照附图对本发明的第五实施方式进行说明。
图5表不突光体器件的剖面构造图。另外，对与图4A、图4B相同的部分标注相同附图标记并省略其详细的说明。
该荧光体器件10在入射侧面4-5形成有二向色膜7，而且在4个侧面的各入射侧面4-1 4-4形成有反射膜10-1 10-4。这些反射膜10_1 10_4 —体地成膜于各入射 侧面4-1 4-4。另外，形成于入射侧面4-4的反射膜10-4由于图示的方向的关系而省略。
这些反射膜10-1 10-4拥有使具有波长频带(492 577nm)的波长值的光、即 在各发光体3发光了的绿色的发出光反射的特性。这些反射膜10-1 10-4由例如银、铝 等的金属反射膜、或者层叠金属氧化物、氟化物而成的多层光学反射膜而形成。由此，各侧 面4-1 4-4成为使在各发光体3发光了的绿色的发出光反射的反射面。
若是这样的荧光体器件10，则当例如蓝色(波长455 492nm内的波长值)的激励 光E从入射侧面4-5入射到荧光体器件10内时，该激励光E照射到在无机粘合剂2中散布 存在的多个荧光体3。这些荧光体3与上述同样地，分别被激励光E的照射激励而例如发出 绿色(波长492 577nm内的波长值)的发出光。
其中从各突光体3向射出面4-6的各发出光透射该射出面4-6向突光体器件10 的外部射出，从各突光体3向入射侧面4-5放射的各发出光,在该入射侧面4-5反射而转向 射出面4-6，并透射该射出面4-6向荧光体器件I的外部射出。
从各荧光体3向各侧面4-1 4-4放射的各发出光，分别在各反射膜10-1 10-4 反射而转向射出面4-6。这些反射膜10-1 10-4分别在四角锥的各侧面4-1 4_4上形 成为例如45°的斜面，因此，在这些反射膜10-1 10-4反射的各发出光，分别被高效地引 导到射出面4-6，并透射射出面4-6向荧光体器件I的外部射出。
这样根据上述第五实施方式，不用说即使在入射侧面4-5形成二向色膜7，在4个 侧面的各入射侧面4-1 4-4形成反射膜10-1 10-4,也会起到与上述第一实施方式同样 的效果。
[第六实施方式]
接下来，参照附图对本发明的第六实施方式进行说明。
图6表不突光体器件10的剖面构造图。另外,对与图5相同的部分标注相同附图 标记并省略该详细的说明。
该荧光体器件110在射出面4-6形成有薄膜的防反射膜20。该防反射膜20例如 防止波长400nm 700nm的可见区域以外的波长的光的反射。该防反射膜20例如由层叠 了金属氧化物、氟化物等的多层光学防反射膜构成。这些金属氧化物、氟化物的代表性的例 如有Ti02、MgF2, SiO2, Al2O3等。该防反射膜20可以形成为例如比可见光线的波长小的波 长的间距微小的凹凸形状的防反射构造。该防反射膜20例如在制造荧光体器件I时的烧 结时从模具转印而形成，或通过蚀刻而形成。
若是这样的荧光体器件10，则当例如蓝色(波长455 492nm内的波长值)的激励 光E从入射侧面4-5入射到荧光体器件10内时，该激励光E照射到在无机粘合剂2中散布 存在的多个荧光体3。这些荧光体3与上述同样地，分别由激励光E的照射激励而发出例如 绿色(波长492 577nm内的波长值)的发出光。
其中从各荧光体3向射出面4-6的各发出光，透射在该射出面4-6形成的防反射 膜20而向突光体器件10的外部射出，从各突光体3向入射侧面4-5放射的各发出光,在该 入射侧面4-5反射而转向射出面4-6，并透射在该射出面4-6形成的防反射膜20向荧光体 器件I的外部射出。
从各荧光体3向各侧面4-1 4-4放射的各发出光，分别在各反射膜10-1 10-4反射而转向射出面4-6。这些反射膜10-1 10-4分别在四角锥的各侧面4-1 4_4上形 成为例如45°的斜面，因此，在这些反射膜10-1 10-4反射的各发出光，分别被高效地引 导到射出面4-6，并透射形成于射出面4-6的防反射膜20向荧光体器件10的外部射出。
根据这样上述第六实施方式，在射出面4-6形成有防反射膜20，因此，除了上述第 一实施方式的效果之外，还能防止例如波长400nm 700nm的可见区域以外的波长的光的 反射。
另外，虽然防反射膜20对形成于图6所示的荧光体器件10的射出面4-6的一个 例子进行了说明，但并不限于此，也可以形成于图4所示的荧光体器件10的射出面4-6。
[第七实施方式]
接下来，参照附图对本发明的第七实施方式进行说明。
图7表示使用了荧光体器件10的照明装置200的构成图。另外，对与图1 图6 相同的部分标注相同附图标记并省略其详细的说明。
该照明装置200使用了图4A、图4B所示的荧光体器件10。
设置有作为激励光源的半导体激光器11。
在从该半导体激光I输出的激励激光E的光路上，设置有准直透镜12、荧光体器件 10和聚光光学系统13。
准直透镜12对从半导体激光器11输出的激励激光E进行准直并照射到荧光体器 件I的各入射侧面4-1 4-5的所有面。该准直透镜12也可以不是各入射侧面4-1 4_5 的所有面，而例如对入射侧面4-5的整个面和与该入射侧面4-5的外周部连续的各入射侧 面 4_4的一部分面照射激励激光E。
聚光光学系统14对从荧光体器件I发出的发出光进行聚光并作为照明光H进行 取出。
若是这样的照明装置，则当从半导体激光器11输出蓝色的波长值的激励激光E 时，该激励激光E由准直透镜12准直而照射到荧光体器件I的各入射侧面4-1 4-4、4-5 的例如所有面。
在该荧光体器件I中，与上述同样地，激励激光E照射到在无机粘合剂2中散布存 在的多个荧光体3。这些荧光体3分别被激励激光E的照射所激励而发出例如绿色(波长 492 577nm内的波长值)的发出光。其中从各荧光体3向射出面4_6的各发出光，透射该 射出面4-6向荧光体器件I的外部射出。从各荧光体3向入射侧面4-5放射的各发出光， 在形成于该入射侧面4-5的二向色膜7反射而转向射出面4-6，并透射该射出面4-6向荧光 体器件I的外部射出。从各突光体3向各入射侧面4-1 4-4放射的各发出光分别在形成 于各入射侧面4-1 4-4的二向色膜7反射而转向射出面4-6,并透射该射出面4-6向突光 体器件I的外部射出。
从荧光体器件I射出的绿色的波长值的发出光由聚光光学系统33聚光并作为照 明光H进行取出。
这样根据上述第七实施方式，具备突光体器件10,使从半导体激光器11输出的蓝 色的波长值的激励激光E通过准直透镜32照射到荧光体器件10，并使从该荧光体器件I射 出的绿色的波长值的发出光H通过聚光光学系统14进行取出，因此，能输出从荧光体器件 10高效地取出的来自各荧光体3的发出光作为照明光。
另外，虽然在上述第七实施方式中，使用了图4A、图4B所示的荧光体器件10，但并 不限于此，也可以使用图5或者图6所示的荧光体器件10。其中在使用图6所示的荧光体 器件10来构成照明装置30的情况下，在荧光体器件10中，防反射膜20形成于射出面4-6， 因此从各荧光体3发出的发出光和这些荧光体3的未使用激励的激励激光E，透射在射出面 4-6形成的防反射膜20向荧光体器件10的外部射出。从这些荧光体3发出的发出光和这 些荧光体3的未使用激励的激励激光E，由聚光光学系统14聚光，并作为发出光和激励激光 E混合的照明光H被取出。
[第八实施方式]
接下来，参照附图对本发明的第八实施方式进行说明。
图8表示使用了荧光体器件I的照明装置200的构成图。另外，对与图7相同的 部分标注相同附图标记并省略其详细的说明。
2个荧光体器件10、10配置于从半导体激光器31输出的激励激光E的光路上。这 些荧光体器件10、10配置为一体，而且将作为第二面的各入射/射出面4-6配置于相同平 面上。这些荧光体器件10、10配置于激励激光E的照射范围内。
若是这样的照明装置200，则当从半导体激光器11输出蓝色的波长值的激励激光 E时，该激励激光E由准直透镜12准直并照射到在2个荧光体器件1、I的各入射侧面4-1 4-5形成的二向色膜7的例如整个面。
在这些荧光体器件10、10中，与上述同样地，激励激光E照射到在无机粘合剂2中 散布存在的多个荧光体3。这些荧光体3分别由激励激光E的照射所激励并发出例如绿色 (波长492 577nm内的波长值)的发出光。其中从各荧光体3向射出面4_6的各发出光透 射该射出面4-6向荧光体器件10的外部射出。从各荧光体3向入射侧面4-5放射的各发 出光，在形成于该入射侧面4-5的二向色膜7反射而转向射出面4-6，并透射该射出面4-6 向突光体器件10的外部射出。从各突光体3向各入射侧面4-1 4-4放射的各发出光,分 别在形成于各入射侧面4-1 4-4的二向色膜7反射而转向射出面4-6，并透射该射出面 4-6向荧光体器件10的外部射出。
从这些荧光体器件10、10射出的绿色的波长值的发出光，由聚光光学系统33聚光 并作为照明光H取出。
这样根据上述第八实施方式，将2个荧光体器件10、10配置于一体，而且将其配置 于激励激光E的照射范围内，因此，将从2个荧光体器件10、10高效地取出的来自各荧光体 3的发出光作为照明光进行输出，由此，能取出照明光量比从一个荧光体器件10取出的照 明光多的照明光。
然而，在照明装置中存在如下这样的照明装置作为激励光源的半导体激光器31 例如如图9A所示那样设置于包含荧光体3的无机粘合剂40的外部，或如图9B所示那样设 置于无机粘合剂40的内部。另外，在图9A中无机粘合剂40隔着反射膜42设置于基板41 上。此外，在图9B中无机粘合剂40设置于具有形成于基板43的倾斜面的孔部44内。在 形成于基板43的倾斜面，形成有反射膜45。
在这样的照明装置中一般使用的荧光体3如图10所示那样，激励光谱SI的长波 长侧的波长与发光体3的发光光谱S2的短波长侧的波长的一部分重合。即，虽然发光体3 如图11所示那样发出发出光3a，但该发出光3a可能会产生下述所谓发光的自吸收的现象该发出光3a在无机粘合剂40内传播并照射到其他发光体3而对该其他发光体3进行激励， 即对别的活化原子进行激励，使荧光体3的发光强度降低。
与此相比，在上述第三实施方式中，从在2个荧光体器件1、I的各无机粘合剂2中散布存在的多个荧光体3发出的例如绿色的波长值的发出光，分别直接从各入射/射出面 4-6向各荧光体器件1、I的外部射出，或在各平面反射面4-5、各斜面反射面4-1 4-4分别反射之后通过各入射/射出面4-6高效地射出，因此，不用担心产生激励别的活化原子而使荧光体3的发光强度降低这一所谓发光的自吸收的现象。另外，在上述第一、第二实施方式中也不用担心产生所谓发光的自吸收的现象。
与此相比，在上述第八实施方式中，从在2个荧光体器件10、10的各无机粘合剂2 中散布存在的多个荧光体3发出的例如绿色的波长值的发出光，分别直接从各射出面4-6 向各突光体器件10、10的外部射出，或在形成于2个突光体器件10、10的各入射侧面4-1 4-5的二向色膜7分别反射之后通过各射出面4-6高效地射出，因此，不用担心产生激励别的活化原子而使荧光体3的发光强度降低这一所谓发光的自吸收的现象。另外，在上述第四至第七实施方式也不用担心产生所谓发光的自吸收的现象。
[第九实施方式]
接下来，参照附图对本发明的第九实施方式进行说明。
虽然在上述第三实施方式中，在基板21上配置了 2个荧光体器件1，但并不限于此，也可以将2个以上的多个荧光体器件1、1、…、1，例如如图7的外观图所示那样将4个荧光体器件I配置为格子状(矩阵状)进行固定。这些荧光体器件1、1、…、I如图8所示那样将作为第二面的各入射/射出面4-6配置于相同平面上，而且形成为一体。这些荧光体器件1、1、…、I配置于激励激光E的照射范围内。
另外，多个荧光体器件1、1、…、I并不限于4个，也可以将4个以上配置成格子状 (矩阵状)。此外，多个荧光体器件1、1、…、I并不限于配置成格子状(矩阵状)，也可以按一定间隔配置于纵横方向上，还可以配置为同心圆状，还可以配置于随机的位置。
若是这样的照明装置，则当从半导体激光器11输出蓝色的波长值的激励激光E 时，该激励激光E由准直透镜12准直并入射到分色镜13。该激励激光E透射分色镜13， 并照射到由聚光光学系统14聚光的多个荧光体器件1、1、…、1，例如4个荧光体器件1、1、…、I。
在这些荧光体器件1、1、…、I中，分别与上述同样地，当激励激光E从入射/射出面4-6入射到各突光体器件I内时，在各突光体器件1、1、…、I的各无机粘合剂2中散布存在的多个荧光体3，分别发出例如绿色的波长值的发出光。这些发出光分别直接从入射 /射出面4-6向荧光体器件I的外部射出，或在形成于各平面反射面4-5或各斜面反射面 4-1 4-4的反射膜5分别反射之后通过各入射/射出面4-6而射出。
从各荧光体器件1、1、…、I射出的绿色的波长值的各发出光，通过聚光光学系统 14入射到分色镜13，并在该分色镜13反射作为照明光取出。
根据这样上述第九实施方式，将多个例如4个荧光体器件1、1、…、I配置为一体， 而且将其配置于激励激光E的照射范围内，因此，能将从多个荧光体器件1、1、…、I高效地取出的来自各荧光体3的发出光作为照明光输出，而且通过将从4个荧光体器件1、1、…、I 高效地取出的来自各荧光体3的发出光作为照明光进行输出，从而能取出照明光量比从一个荧光体器件I取出的照明光多的照明光。
[第十实施方式]
接下来，参照附图对本发明的第十实施方式进行说明。
图14表示排列2个以上的多个荧光体器件I而成的荧光体器件50的外观图。该荧光体器件50并不限于如上述第八实施方式那样配置2个荧光体器件10、10，将2个以上的多个突光体器件I，例如如图14的外观图所不那样将4个突光体器件1、1、…、I配置于格子状(矩阵状)。这些荧光体器件10、10、…、10例如如图15的剖视图所示那样将作为第二面的各射出面4-6配置于相同平面上，而且形成为一体。这些荧光体器件10、10、…、10 配置于激励激光E的照射范围内。
另外，多个荧光体器件10、10、…、10并不限于4个，也可以将4个以上配置成格子状(矩阵状)。此外，多个荧光体器件10、10、…、10并不限于配置成格子状(矩阵状)，也可以按每一定间隔配置于纵横方向上，还可以配置成同心圆状，还可以配置于随机位置。
在使用这些荧光体器件10、10、…、10构成照明装置30的情况下，这些荧光体器件 10、10、…、10代替例如图5所不的2个突光体器件10、10而使多个突光体器件10、10、…、 10配置于从半导体激光器11输出的激励激光E的光路上。
若是这样的照明装置200，则当从半导体激光器11输出蓝色的波长值的激励激光 E时，该激励激光E由准直透镜12准直而照射到在4个荧光体器件10、10、…、10的各入射侧面4-1 4-5形成的二向色膜7的例如整个面。
在这些荧光体器件10、10、…、10中，分别与上述同样地，当激励激光E照射到在无机粘合剂2中散布存在的多个突光体3时,这些突光体3分别由激励激光E的照射激励而发出例如绿色(波长492 577nm内的波长值)的发出光。其中从各荧光体3向射出面4_6 的各发出光，透射该射出面4-6向荧光体器件I的外部射出。从各荧光体3向入射侧面4-5 放射的各发出光，在形成于该入射侧面4-5的二向色膜7反射而转向射出面4-6，并透射该射出面4-6向荧光体器件I的外部射出。从各荧光体3向各入射侧面4-1 4-4放射的各发出光，分别在形成于各入射侧面4-1 4-4的二向色膜7反射而转向射出面4-6，并透射该射出面4-6向荧光体器件10的外部射出。
从这些荧光体器件10、10、…、10射出的绿色的波长值的发出光，由聚光光学系统 33聚光而作为照明光H取出。
这样根据上述第十实施方式，由于将多个突光体器件10、10、…、10配置为一体, 而且将其配置于激励激光E的照射范围内，所以将从多个荧光体器件10、10、…、10高效·地取出的来自各荧光体3的发出光作为照明光进行输出，由此能取出照明光量比从一个荧光体器件10取出的照明光多的照明光。
另外，虽然在上述第十实施方式中，将图4A、图4B所示的荧光体器件10配置成格子状(矩阵状)，所以并不限于此，也可以将图5或者图6所示的荧光体器件I配置成多个格子状(矩阵状)。
[第^^一实施方式]
接下来，参照附图对本发明的第十一实施方式进行说明。
图16表示使用了上述图2所示的照明装置100或上述图7所示的照明装置200 等的投影仪装置60的构成图。该投影仪装置60应用例如使用了半导体发光元件的DLP(Digital Light Processing(数字光处理),注册商标)方式。该投影仪装置60装载CPU61。 对该CPU61连接有操作部62、主存储器63和程序存储器64。此外，对CPU61经由系统总线 65连接有输入部66、图像转换部67、投影处理部68和声音处理部69。其中对投影处理部 68连接有光源部70和微镜元件71。在从光源部70输出的照明光的光路上配置有反射镜 72，在该反射镜72的反射光路上配置有微镜元件71。在该微镜元件71的反射光路上配置有投影透镜部73。对声音处理部79连接有扬声器部74。
输入部66输入各种标准的模拟图像信号，并将该模拟图像信号作为数字化后的图像数据通过系统总线65送至图像转换部67。
图像转换部67也称为换算器(scaler)，将从输入部66输入的图像数据统一处理为适于投影的规定格式的图像数据并送至投影处理部68。此时，图像转换部67根据需要还将表示OSD (On Screen Display,在屏显示)用的各种动作状态的符号等数据重叠加工成图像数据，并将该加工后的图像数据送至投影处理部68。
投影处理部68根据从图像转换部67送来的图像数据，利用将按照规定格式的帧率例如60 “帧/秒”和色成分的分割数、以及显示灰度数相乘后的高速的时分驱动，来对作为空间的光调制元件的微镜元件71进行驱动。
声音处理部69具有PCM(Pulse-Code Modulation，脉码调制)音源等的音源电路， 对在投影动作时给予的声音数据进行模拟化，对扬声器部54进行驱动以进行扩声放音，或根据需要而使蜂鸣声音等产生。
微镜元件71例如是WXGA (Wide extended Graphic Array,宽屏扩展图形阵列)， 将多个微小反射镜排列成阵列状，例如按横X纵(1250X800像素)排列多个微小反射镜而成，通过将这些微小反射镜的各倾斜角度分别高速进行通断动作而对图像进行显示，从而利用该反射光来形成光学图像。
光源部70将包含红(R)、绿(G)、蓝B的原色光的多色照明光循环地以时分方式依次射出。从该光源部70依次射出的RGB的各光在反射镜72全反射而照射到微镜元件71。 利用在该微镜元件71的反射光而形成光学图像，该形成的光学图像通过作为投影光学系统的投影透镜部73而作为彩色图像投影显示于成为投影对象的屏幕。
该光源部70使用例如上述图2所示的照明装置100或上述图7所示的照明装置 200等而成。该光源部70具有例如将输出红(R)的波长区域(622 777nm)内的波长值的激光的半导体激光器、输出蓝B的波长区域(455 492nm)内的波长值的激光的半导体激光器11和将从该半导体激光器31输出的激光用作激励光并将绿(G)的波长值的发出光作为照明光输出的上述图2所示的照明装置100、上述图7所示的照明装置200，将这些红 (R)、绿(G)、蓝B的照明光以时分方式依次射出。
另外，该光源部70并不限于上述图2所示的照明装置100、上述图7所示的照明装置200，也可以使用其他实施方式的照明装置。
CPU61接受来自操作部62的操作指示，此外，对主存储器63进行数据的读取/写入，而且执行在程序存储器64中存储的程序。此外，CPU61经由系统总线65分别对输入部 66、图像转换部67、投影处理部68和声音处理部69进行控制。S卩，CPU61使用主存储器63 以及 程序存储器64执行本投影仪装置60内的控制动作。
主存储器63例如由SRAM构成，并作为CPU61的工作存储器发挥功能。程序存储器64由能电改写的非易失性存储器构成，存储CPU61执行的动作程序和各种定型数据等。
CPU61根据来自操作部62的按键操作信号而执行各种投影动作。该操作部62包 含设置于本投影仪装置60的主体的按键操作部、和光接收来自本投影仪装置60的专用的 遥控器的红外光的红外线受光部，将基于用户利用主体的按键操作部或者遥控器操作的按 键的按键操作信号直接送至CPU61。
若是这样的构成，贝1J当各种标准的模拟图像信号输入到输入部66时,该输入部66 将模拟图像信号作为数字化后的图像数据通过系统总线65送至图像转换部67。
该图像转换部67将从输入部66输入的图像数据统一处理成适于投影的规定的格 式的图像数据，并且，表示OSD用的各种动作状态的符号等的数据也根据需要重叠加工为 图像数据，将该加工后的图像数据送至投影处理部68。
该投影处理部68根据从图像转换部67送来的图像数据，利用将按照规定的格式 的帧率例如60 “帧/秒”和色成分的分割数、以及显示灰度数相乘后的高速的时分驱动,对 作为空间的光调制元件的微镜元件71进行驱动。
该微镜元件71通过利用投影处理部68的驱动对多个微小反射镜的各倾斜角度分 别高速进行通断动作以显示图像，从而利用其反射光而形成光学图像。
另一方面,光源部70将从例如上述图2所示的照明装置100或上述图7所示的照 明装置200输出的绿(G)的照明光、从半导体激光器11输出的蓝B的波长值的激光、从别 的半导体激光器输出的红(R)的波长值的激光循环地以时分方式作为照明光依次射出。从 该光源部70依次射出的RGB的照明光，在反射镜72全反射而照射到微镜元件71。利用在 该微镜元件71的反射光而形成光学图像，该形成的光学图像通过作为投影光学系统的投 影透镜部73而作为彩色图像投影显示于成为投影对象的屏幕。
与此同时声音处理部69对在投影动作时给予的声音数据进行模拟化，对扬声器 部64进行驱动而进行扩声放音，或根据需要而使蜂鸣声音等产生。
这样根据上述第十一实施方式，由于作为光源部70使用上述图2所示的照明装置 100或上述图7所示的照明装置200来构成投影仪装置60，所以能将从荧光体器件1、10高 效地取出的来自各荧光体3的发出光作为照明光将彩色图像投影显示到屏幕上。
另外，本发明不是直接限定于上述实施方式，在实施阶段中能在不脱离其要旨的 范围对构成要素进行变形而具体化。此外，通过上述实施方式中公开的多个构成要素的适 当组合，能形成各种各样的发明。例如，也可以从实施方式所示的全部构成要素中删除几个 构成要素。进而，也可以适当地组合跨不同实施方式的构成要素。
权利要求
1.一种突光体器件，其中， 所述荧光体器件含有荧光体，是包括斜面以及相互相对的第一面和第二面的锥体状， 所述第一面的面积比所述第二面的面积小， 在所述第一面和所述斜面，具有使具有可见光区域的波长的从所述荧光体发出的所述发出光反射的反射层， 在所述第二面具有使所述发出光透射的防反射层， 所述第二面是激励所述荧光体的激励光的入射口，是从所述荧光体发出的发出光的射出口。
2.根据权利要求1所述的荧光体器件，其中，作为所述锥体状，包含四角锥体状、六角锥体状、四角锥台形状或者圆锥状。
3.根据权利要求1所述的荧光体器件，其中，对含有所述荧光体的无机材料进行烧结而形成为所述锥体状。
4.根据权利要求1所述的荧光体器件，其中，所述防反射层由防反射膜形成，或者，形成为凹凸形状，该凹凸形状具有比可见光区域的波长长度小的长度的间距。
5.一种荧光体器件，其配置有多个根据权利要求1所述的荧光体器件而形成。
6.一种照明装置，其具备 权利要求1所述的荧光体器件； 输出激励光的激励光源； 将从所述激励光源输出的所述激励光照射到所述荧光体器件的照射光学系统；以及 将从所述荧光体器件发出的所述发出光作为照明光取出的发出光取出光学系统。
7.根据权利要求6所述的照明装置，其中，所述发出光取出光学系统具有使所述激励光透射而且使从所述荧光体器件发出的所述发出光反射的分色镜。
8.一种投影仪装置，其具备 权利要求6所述的照明装置；以及 将包含从所述照明装置输出的所述照明光的各色的光投影为彩色图像的投影光学系统。
9.一种突光体器件,其中， 所述荧光体器件含有荧光体，是包括斜面以及相互相对的第一面和第二面的锥体状， 所述第一面的面积比所述第二面的面积小， 在包含所述第一面以及所述斜面的一部分的面侧具有第一膜，该第一膜使激励所述荧光体的激励光透射，并且使从所述荧光体发出的发出光向所述第二面侧反射， 使所述发出光从所述第二面透射而射出。
10.根据权利要求9所述的荧光体器件，其中，在所述第二面形成有第二膜，该第二膜使所述激励光反射，并且使所述发出光透射。
11.根据权利要求9所述的荧光体器件，其中，在所述第一面形成有所述第一膜，在所述斜面形成有使从所述荧光体发出的发出光反射的反射膜。
12.根据权利要求9所述的荧光体器件，其中，所述第一膜包含二向色膜。
13.根据权利要求9所述的荧光体器件，其中，所述第二膜包含二向色膜。
14.根据权利要求9所述的荧光体器件，其中，作为所述锥体状，包含四角锥体状、六角锥体状、四角锥台形状或者圆锥状。
15.根据权利要求9所述的荧光体器件，其中，对含有所述荧光体的透光性无机材料进行烧结而形成为所述锥体状。
16.根据权利要求9所述的荧光体器件，其中，在所述第二面形成有防止所述激励光的波长以及从所述荧光体发出的发出光的波长以外的波长的光的反射的防反射膜。
17.根据权利要求9所述的荧光体器件，其中，所述防反射层由防反射膜形成，或者，形成为凹凸形状，该凹凸形状具有比可见光区域的波长长度小的长度的间距。
18.一种荧光体器件，其配置有多个根据权利要求9所述的荧光体器件而形成。
19.一种照明装置，其具备 权利要求9所述的荧光体器件； 输出激励光的激励光源； 将从所述激励光源输出的所述激励光照射到所述荧光体器件的所述第一面的光学系统；以及 对从所述荧光体器件的所述第二面发出的所述发出光进行聚光并作为照明光取出的聚光光学系统。
20.一种投影仪装置，其具备 权利要求19所述的照明装置；以及 将包含从所述照明装置输出的所述照明光的各色的光投影为彩色图像的投影光学系统。
全文摘要
本发明涉及荧光体器件、照明装置以及投影仪装置。荧光体器件至少含有荧光体并形成为锥体状，而且具有与锥体状的斜面交叉并相互相对的面积分别不同的第一和第二面。在所述第一和第二面中的所述面积小的所述第一面和所述斜面形成反射层，在所述面积大的所述第二面形成防反射层，使所述第二面作为激励光的入射口并且还作为所述荧光体的发出光的射出口。或者，在包含第一和第二面中的面积小的至少第一面以及斜面的一部分的面侧，形成使用于激励荧光体的来自外部的激励光透射并且使从荧光体发出的发出光向第二面侧反射的第一膜，使发出光透射第二面而射出。
文档编号G03B21/00GK103032683SQ20121037116
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月28日 优先权日2011年9月29日
发明者小椋直嗣 申请人:卡西欧计算机株式会社