JP2015034866A - Projector fluorescent wheel and projector light-emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プロジェクター用蛍光ホイール及びプロジェクター用発光デバイスに関するものである。 The present invention relates to a fluorescent wheel for a projector and a light emitting device for a projector.
近年、プロジェクターを小型化するため、LED(Light Emitting Diode)と蛍光体とを用いた発光デバイスが提案されている。例えば、特許文献1には、紫外光を発光する光源と、光源からの紫外光を可視光に変換する蛍光体層とを備える発光デバイスを用いたプロジェクターが開示されている。特許文献1においては、リング状の回転可能な透明基板の上に、リング状の蛍光体層を設けることにより作製した蛍光ホイールが用いられている。
In recent years, in order to reduce the size of a projector, a light emitting device using an LED (Light Emitting Diode) and a phosphor has been proposed. For example,
従来の蛍光ホイールを用いた発光デバイスは、発光強度が不十分であるという問題がある。 A conventional light emitting device using a fluorescent wheel has a problem that light emission intensity is insufficient.
本発明の目的は、発光強度を高めることができるプロジェクター用蛍光ホイール及びそれを用いたプロジェクター用発光デバイスを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a fluorescent wheel for a projector that can increase the emission intensity and a light emitting device for a projector using the same.
本発明のプロジェクター用蛍光ホイールは、リング状の透明基板と、透明基板の上に設けられるリング状の蛍光体層とを備え、透明基板の厚みが、0.6mm以下であることを特徴としている。 A fluorescent wheel for a projector according to the present invention includes a ring-shaped transparent substrate and a ring-shaped phosphor layer provided on the transparent substrate, and the thickness of the transparent substrate is 0.6 mm or less. .
透明基板の厚みは、0.1mm以上であることが好ましい。 The thickness of the transparent substrate is preferably 0.1 mm or more.
透明基板としては、ガラス基板が挙げられる。 A glass substrate is mentioned as a transparent substrate.
蛍光体層としては、例えば、ガラスマトリクスと、ガラスマトリクス中に分散した蛍光体とを有するものが挙げられる。 As a fluorescent substance layer, what has a glass matrix and the fluorescent substance disperse | distributed in the glass matrix is mentioned, for example.
蛍光体層は、周方向に沿って複数の領域に分割されており、複数の領域に、互いに異なる種類の蛍光体が含まれていてもよい。 The phosphor layer is divided into a plurality of regions along the circumferential direction, and different types of phosphors may be included in the plurality of regions.
本発明のプロジェクター用発光デバイスは、上記本発明のプロジェクター用蛍光ホイールと、蛍光ホイールの蛍光体層に励起光を照射する光源とを備えることを特徴としている。 A light-emitting device for a projector according to the present invention includes the above-described fluorescent wheel for a projector according to the present invention and a light source that irradiates excitation light onto a phosphor layer of the fluorescent wheel.
本発明によれば、プロジェクター用発光デバイスの発光強度を高めることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the emitted light intensity of the light-emitting device for projectors can be raised.
以下、本発明の好ましい実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は単なる例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照する場合がある。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. However, the following embodiments are merely examples, and the present invention is not limited to the following embodiments. Moreover, in each drawing, the member which has the substantially the same function may be referred with the same code | symbol.
図1は、本発明の一実施形態のプロジェクター用蛍光ホイールを示す斜視図である。図2は、図1に示すA−A線に沿う断面図である。図1及び図2に示すように、蛍光ホイール10は、リング状の形状を有している。蛍光ホイール10は、リング状の透明基板11と、その上に形成されたリング状の蛍光体層12とから構成されている。本実施形態において、蛍光体層12は、ガラスマトリクスと、その中に分散された蛍光体とから構成されている。本実施形態では、蛍光体として無機蛍光体が用いられている。
FIG. 1 is a perspective view showing a projector fluorescent wheel according to an embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, the
ガラスマトリクスは、無機蛍光体等の蛍光体の分散媒として用いることができるものであれば特に限定されない。例えば、ホウ珪酸塩系ガラス、リン酸塩系ガラスなどを用いることができる。ガラスマトリクスの軟化点は、250℃〜1000℃であることが好ましく、300℃〜850℃であることがより好ましい。 The glass matrix is not particularly limited as long as it can be used as a dispersion medium for a phosphor such as an inorganic phosphor. For example, borosilicate glass or phosphate glass can be used. The softening point of the glass matrix is preferably 250 ° C to 1000 ° C, and more preferably 300 ° C to 850 ° C.
蛍光体は、励起光の入射により蛍光を出射するものであれば、特に限定されるものではない。蛍光体の具体例としては、例えば、酸化物蛍光体、窒化物蛍光体、酸窒化物蛍光体、塩化物蛍光体、酸塩化物蛍光体、硫化物蛍光体、酸硫化物蛍光体、ハロゲン化物蛍光体、カルコゲン化物蛍光体、アルミン酸塩蛍光体、ハロリン酸塩化物蛍光体、ガーネット系化合物蛍光体から選ばれた1種以上等が挙げられる。 The phosphor is not particularly limited as long as it emits fluorescence upon incidence of excitation light. Specific examples of the phosphor include, for example, an oxide phosphor, a nitride phosphor, an oxynitride phosphor, a chloride phosphor, an acid chloride phosphor, a sulfide phosphor, an oxysulfide phosphor, and a halide. Examples thereof include one or more selected from phosphors, chalcogenide phosphors, aluminate phosphors, halophosphate phosphors, and garnet compound phosphors.
透明基板11は、光源から照射される励起光を透過させるものであれば特に限定されるものではない。したがって、透明基板11における「透明」は、励起光に対して透明であるという意味である。透明基板11としては、例えば、ガラス基板、結晶化ガラス基板、セラミックス基板、樹脂基板等を用いることができる。
The
本実施形態において、図2に示す透明基板11の厚みtは、0.6mm以下である。透明基板11の厚みtを0.6mm以下にすることにより、蛍光体層12から出射される蛍光の発光強度を高めることができる。透明基板11の厚みtは、より好ましくは、0.4mm以下である。なお、透明基板11の厚みtが薄すぎる場合、蛍光ホイール10の機械的強度が低下して、実用上取り扱いが難しくなるため、透明基板11の厚みtは、0.1mm以上であることが好ましく、0.2mm以上であることがさらに好ましい。
In the present embodiment, the thickness t of the
本発明に従い、透明基板の厚みを0.6mm以下にすることにより、蛍光体層から出射される発光の強度を高めることができる理由について、詳細は明らかでないが、以下のように考えられる。 The reason why the intensity of light emitted from the phosphor layer can be increased by setting the thickness of the transparent substrate to 0.6 mm or less according to the present invention is not clear, but is considered as follows.
図3は、透明基板の厚みが薄い場合の蛍光の反射状態を示す模式的断面図である。図3に示すように、透明基板11の反射面11aから入射した励起光1により、蛍光体層12中の蛍光体13が励起され、蛍光体13から蛍光2が出射される。あるいは、波長変換されなかった励起光1が蛍光体層12から透明基板11に向かって出射される。蛍光体13から出射され、透明基板11に向かう蛍光2または蛍光体層12から透明基板11に向かう励起光1は、図3に示すように、透明基板11の反射面11aで反射され、再び蛍光体層12に入射する。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a fluorescence reflection state when the transparent substrate is thin. As shown in FIG. 3, the
図4は、透明基板の厚みが厚い場合の蛍光の反射状態を示す模式的断面図である。図4に示すように、励起光1により蛍光体層12中の蛍光体13が励起され、蛍光体13から蛍光2が出射される。あるいは、波長変換されなかった励起光1が蛍光体層12から透明基板11に向かって出射される。蛍光体13から出射され、透明基板11に向かう蛍光2または蛍光体層12から透明基板11に向かう励起光1は、透明基板11の反射面11aで反射されるが、図4に示すように、透明基板11の厚みが厚い場合、反射された蛍光2または励起光1は、透明基板11から蛍光体層12の外部に向かって出射される。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a reflection state of fluorescence when the transparent substrate is thick. As shown in FIG. 4, the
したがって、透明基板の厚みが厚くなると、蛍光体層から出射した光が外部に漏れ出る割合が多くなると考えられる。本発明に従い、透明基板の厚みを0.6mm以下とすると、蛍光体層から出射した光が外部に漏れ出る割合を減少させることができると考えられる。したがって、本発明によれば、発光強度を高めることができると考えられる。 Therefore, it is considered that when the thickness of the transparent substrate is increased, the ratio of light emitted from the phosphor layer to the outside increases. If the thickness of the transparent substrate is 0.6 mm or less according to the present invention, it is considered that the ratio of the light emitted from the phosphor layer to the outside can be reduced. Therefore, according to the present invention, it is considered that the emission intensity can be increased.
図5は、本発明の一実施形態のプロジェクター用発光デバイスを示す模式的側面図である。本実施形態のプロジェクター用発光デバイス31は、蛍光ホイール10と、光源20と、蛍光ホイール10を回転させるためのモーター21とを備えている。リング状の蛍光ホイール10は、モーター21の回転軸22に、回転軸22の中心軸Cを回転中心として周方向に回転するように取り付けられている。
FIG. 5 is a schematic side view showing a light emitting device for a projector according to an embodiment of the present invention. The projector
光源20から出射された励起光1は、蛍光ホイール10の透明基板11を通り、蛍光体層12に入射する。蛍光体層12に入射した励起光1は、蛍光体を励起し、蛍光体から蛍光2が出射される。光源20の具体例としては、LED光源やレーザー光源などが挙げられる。
The
励起光として青色光を発光する光源を、光源20として用いる場合、例えば、蛍光体層12の蛍光体として、青色光で励起され、黄色光を発する蛍光体を用いることができる。蛍光体層12から出射された光は、必要に応じて、フィルターによって所望の波長を有する光のみを取り出すことができる。リング状のフィルターを、回転軸22に取り付け、蛍光ホイール10と同期させて回転させ、出射光をフィルタリングしてもよい。
When a light source that emits blue light as excitation light is used as the
本実施形態において、蛍光ホイール10は周方向に回転している。このため、光源20から励起光1を受ける領域は常に移動しており、励起光1を受けて加熱しても、すぐに放熱される。したがって、蛍光ホイール10の温度上昇を抑制することができる。
In the present embodiment, the
上記実施形態の蛍光ホイール10では、蛍光体層12の全面にわたって、同じ種類の蛍光体が含有されている。しかしながら、本発明は、このような態様に限定されるものではない。以下に説明する実施形態のように、蛍光体層12が、周方向に沿って複数の領域に分割され、各領域に互いに異なる種類の蛍光体が含まれていてもよい。
In the
図6は、本発明の他の実施形態のプロジェクター用蛍光ホイールを示す斜視図である。図6に示す蛍光ホイール10は、二組の第1の領域12a、第2の領域12b、及び第3の領域12cを有している。これらの領域は、図6に示すように、周方向に分割して設けられている。これらの領域を、例えば、赤色、緑色、または青色の光を蛍光として発光する領域に対応させ、蛍光ホイール10をカラーホイールとして用いることができる。この場合においても、透明基板11の厚みを0.6mm以下にすることにより、第1の領域12a、第2の領域12b、及び第3の領域12cから出射されるそれぞれの蛍光の発光強度を高めることができる。
FIG. 6 is a perspective view showing a projector fluorescent wheel according to another embodiment of the present invention. The
(透明基板の厚みの影響について)
透明基板としてガラス基板を用い、透明基板の厚みが発光強度に与える影響について検討した。0.23mm、0.30mm、0.35mm、0.55mm、0.72mmの厚みを有する各基板を用いた。励起光として、波長445nmの光を照射し、蛍光体層から出射された波長540nmの蛍光ピークの強度を、蛍光体層の上に配置された直径13mmの積分球を用いて測定した。
(About the effect of the thickness of the transparent substrate)
A glass substrate was used as the transparent substrate, and the influence of the thickness of the transparent substrate on the light emission intensity was examined. Each substrate having a thickness of 0.23 mm, 0.30 mm, 0.35 mm, 0.55 mm, and 0.72 mm was used. The excitation light was irradiated with light having a wavelength of 445 nm, and the intensity of the fluorescence peak having a wavelength of 540 nm emitted from the phosphor layer was measured using an integrating sphere having a diameter of 13 mm arranged on the phosphor layer.
図7は、透明基板の厚みと蛍光ピーク強度との関係を示す図である。図7の縦軸の蛍光ピーク強度は、0.72mmの厚みを有する基板を用いた場合の蛍光ピーク強度を1とした相対値である。図7に示す結果から明らかなように、透明基板の厚みが0.6mm以下になると、蛍光ピーク強度が高くなることがわかる。特に、透明基板の厚みが0.4mm以下になると、蛍光ピーク強度が著しく高くなることがわかる。 FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the thickness of the transparent substrate and the fluorescence peak intensity. The fluorescence peak intensity on the vertical axis in FIG. 7 is a relative value where the fluorescence peak intensity is 1 when a substrate having a thickness of 0.72 mm is used. As is clear from the results shown in FIG. 7, it can be seen that the fluorescence peak intensity increases when the thickness of the transparent substrate is 0.6 mm or less. In particular, it can be seen that when the thickness of the transparent substrate is 0.4 mm or less, the fluorescence peak intensity is remarkably increased.
図8は、透明基板の厚みが0.72mmの場合(a)と透明基板の厚みが0.23mmの場合(b)における発光強度を示す図である。図8からも明らかなように、透明基板の厚みが薄くなることにより、480nm〜700nmの波長領域の発光の強度が高くなっている。 FIG. 8 is a diagram showing the light emission intensity when the transparent substrate has a thickness of 0.72 mm (a) and when the transparent substrate has a thickness of 0.23 mm (b). As is clear from FIG. 8, the intensity of light emission in the wavelength region of 480 nm to 700 nm is increased by reducing the thickness of the transparent substrate.
1…励起光
2…蛍光
10…蛍光ホイール
11…透明基板
11a…反射面
12…蛍光体層
12a〜12c…第1〜第3の領域
13…蛍光体
20…光源
21…モーター
22…回転軸
31…プロジェクター用発光デバイス
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記透明基板の上に設けられるリング状の蛍光体層とを備え、
前記透明基板の厚みが、0.6mm以下である、プロジェクター用蛍光ホイール。 A ring-shaped transparent substrate;
A ring-shaped phosphor layer provided on the transparent substrate,
A fluorescent wheel for a projector, wherein the transparent substrate has a thickness of 0.6 mm or less.
前記蛍光ホイールの前記蛍光体層に励起光を照射する光源とを備える、プロジェクター用発光デバイス。 A fluorescent wheel for a projector according to any one of claims 1 to 5,
A light emitting device for a projector, comprising: a light source that emits excitation light to the phosphor layer of the fluorescent wheel.
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