CN114762200A - 光源装置、前照灯、显示装置以及照明装置 - Google Patents

光源装置、前照灯、显示装置以及照明装置 Download PDF

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Abstract

[问题]提供具有优异的散热性的光源装置、前照灯、显示装置和照明装置。[解决方案]光源装置包括基板、磷光体、发光元件以及波长选择反射构件。磷光体被布置为与基板接触。发光元件发射激发磷光体的激发光。波长选择反射构件部分地反射从发光元件发射的激发光以将激发光引导至磷光体，并且使由于激发光的入射引起的激发而从磷光体发射的荧光、和由磷光体反射的激发光透射。

Description

光源装置、前照灯、显示装置以及照明装置
技术领域
本技术涉及适用于前照灯、显示装置等的光源装置。
背景技术
专利文献1描述了一种光源装置，该光源装置包括棱镜型磷光体，该棱镜型磷光体具有作为反射镜的反射表面，该反射表面用于反射从蓝色激光装置入射的光并且改变光的方向。在这种光源装置中，棱镜型磷光体附接到设置于基部构件上的保持构件。保持构件的一侧面与棱镜型磷光体的反射表面面接触，另一侧面与基部构件面接触。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利申请公开第2013-254889号
发明内容
技术问题
在专利文献1所记载的光源装置中，光入射并且棱镜型磷光体被荧光激发时产生的热，通过作为反射镜的反射表面和保持构件向基部构件辐射。因此，由于反射表面和保持构件的插入，散热性较差。
鉴于上述情况，本技术的目的是提供具有优异的散热性的光源装置、前照灯、显示装置和照明装置。
问题的解决方案
为了实现上述目的，根据本技术的实施方式的光源装置包括基板、磷光体、发光元件以及波长选择反射构件。
磷光体被设置成与基板接触。
发光元件发射用于激发磷光体的激发光。
波长选择反射构件部分地反射从发光元件发射的激发光以将该激发光引导至磷光体，并且使由激发光的入射引起的激发而从磷光体发射的荧光和由磷光体反射的激发光透射。
根据此构造，磷光体产生的热量迅速辐射至基板。
波长选择反射构件可以相对于磷光体位于荧光和被磷光体反射的激发光的光路上。
该基板可以包括凹部，并且该磷光体的至少一部分可以布置在该凹部中。
凹部可形成在基板的第一表面上，并且磷光体可布置在凹部中，使得磷光体的位于波长选择反射构件一侧的表面与第一表面齐平。
波长选择反射构件可固定至基板。
波长选择反射构件可不与磷光体接触。
波长选择反射构件可以包括：第一反射部，部分地透射和部分地反射从发光元件发射的激发光以将该激发光引导到磷光体，并且使由激发光的入射引起的激发而从磷光体发射的荧光和由磷光体反射的激发光透射；以及第二反射部，反射穿过第一反射部的激发光以将该激发光引导到光源装置的外部。
光源装置可包括被布置为彼此相对的两个发光元件，波长选择反射构件介于这两个发光元件之间。
波长选择反射构件可包括：第一反射部，其部分地反射从两个发光元件中的一个发射的第一激发光以将该第一激发光引导至磷光体，并且使由第一激发光的入射引起的激发而从磷光体发射的荧光和由磷光体反射的第一激发光透射；以及第二反射部，其部分地反射从两个发光元件中的另一个发射的第二激发光以将该第二激发光引导到磷光体，并且使由第二激发光的入射引起的激发而从磷光体发射的荧光和被磷光体反射的第二激发光透射。
第一反射部可以部分地反射穿过第二反射部并被引导到第一反射部的第二激发光，并且第二反射部可以部分地反射穿过第一反射部并被引导到第二反射部的第一激发光，以将第一激发光和第二激发光引导到光源装置的外部。
波长选择反射构件可以是包括第一反射部和第二反射部的单个结构体。
基板和磷光体可以在彼此接触的表面上具有凹凸。
光源装置可进一步包括光接收元件，其接收从波长选择反射构件发射并且不发射至光源装置外部的光。
光源装置可进一步包括控制单元，该控制单元基于来自光接收元件的输出控制来自发光元件的激发光的输出。
为了实现上述目的，根据本技术的实施方式的前照灯包括光源装置和光学系统。
光源装置包括：基板；磷光体，布置为与基板接触；发光元件，发射用于激发磷光体的激发光；以及波长选择反射构件，部分地反射从发光元件发射的激发光以将激发光引导至磷光体，并且使由激发光的入射引起的激发而从磷光体发射的荧光和由磷光体反射的激发光透射。
来自光源装置的光入射在光学系统上。
为了实现上述目的，根据本技术的实施方式的显示装置包括光源装置和光调制元件。
光源装置包括：基板；磷光体，布置为与基板接触；发光元件，发射用于激发磷光体的激发光；以及波长选择反射构件，部分地反射从发光元件发射的激发光以将激发光引导至磷光体，并且使由激发光的入射引起的激发而从磷光体发射的荧光和由磷光体反射的激发光透射。
来自光源装置的光入射在光调制元件上。
为了实现上述目的，根据本技术的实施方式的照明装置包括光源装置。
光源装置包括：基板；磷光体，布置为与基板接触；发光元件，发射用于激发磷光体的激发光；以及波长选择反射构件，部分地反射从发光元件发射的激发光以将激发光引导至磷光体，并且使由激发光的入射引起的激发而从磷光体发射的荧光和由磷光体反射的激发光透射。
附图说明
图1是根据本技术的第一实施方式的光源装置的截面图。
图2是根据第二实施方式的光源装置的截面图。
图3是根据第二实施方式的另一光源装置的截面图。
图4是根据第三实施方式的光源装置的局部平面图。
图5的(A)是根据第三实施方式的光源装置的截面图，图5的(B)是该光源装置的部分截面图。
图6是根据第三实施方式的另一光源装置的截面图。
图7是根据第四实施方式的光源装置的截面图。
图8是根据第五实施方式的光源装置的局部平面图。
图9是根据第五实施方式的光源装置的截面图。
图10是根据第六实施方式的光源装置的截面图。
图11是根据第六实施方式的另一光源装置的截面图。
图12是根据第七实施方式的光源装置的部分截面图。
图13是根据第八实施方式的光源装置的部分截面图。
图14是根据变形例的光源装置的部分截面图。
图15是根据另一变形例的光源装置的局部平面图。
图16是图15的光源装置的截面图。
图17是使用上述每个光源装置的前照灯的示意性截面图。
图18是使用上述每个光源装置的投影仪的配置图。
图19是使用上述每个光源装置的背光和液晶显示装置的示意性分解透视图。
图20是使用上述每个光源装置的背光和液晶显示装置的示意性分解透视图。
图21是使用上述每个光源装置的照明装置的示意性截面图。
具体实施方式
在下文中，将描述光源装置的实施方式。在各实施方式中，对相同的结构要素标注相同的附图标记，有时省略已经说明的结构要素的说明。此外，在每个图中，激发光由虚线表示，并且荧光由实线表示。
(第一实施方式)
将参考图1描述根据本技术的第一实施方式的光源装置。
如图1所示，光源装置10包括基板1、磷光体2、用作激发光源的作为发光元件的激光二极管4、副底座3、波长选择反射构件5和盖6。
在此，在光源装置10中，给出了通过蓝色激光和黄光产生白光的实例，黄光是从黄色发光磷光体发射的光，但是可以适当地选择激光光源和磷光体的类型以获得任意色调。
进一步地，在该实施方式中，给出了在产生白光时使用蓝色激光和来自黄色发光磷光体的黄光的实例，但是本技术不限于此。
例如，可使用蓝色激光、以及从红色和绿色发光磷光体发射的红光和绿光产生白光。作为又一实例，可使用紫外线激光以及分别从发射红光、绿光和蓝光的磷光体发射的红光、绿光和蓝光来产生白光。
基板1由具有优异导热性的材料制成。例如，陶瓷材料或诸如AlN、SiC或Al2O3的金属构件用于基板1。
基板1具有第一表面1a。磷光体2和副底座3布置在第一表面1a上，并且基板1保持它们。基板1优选地由具有比磷光体2更大的热导率的材料形成，并且因此能够将磷光体2的热有效地辐射至基板1。第一表面1a是平坦的表面。
激光二极管4发射蓝色激光作为激发光。激光二极管4的半导体可以是诸如InAlGaN的氮化物半导体。来自激光二极管4的激发光的振荡波长为例如400nm至530nm。当通过与YAG基磷光体2组合产生白色时，激发光的振荡波长可以是400nm至500nm。
注意，激光二极管在本实施方式中被例示为用作激发光源的发光元件，但是本技术不限于此。例如，可以使用发光二极管(LED)或垂直腔面发射激光器(VCSEL)。例如，当使用LED时，可以设置用于聚焦所发射的光的光学系统等。此外，当使用VCSEL时，VCSEL可被布置为倾斜使得激发光被水平地发射以进入波长选择反射构件5。
在该实施方式中，由于使用端面发射激光二极管，所以不需要如上所述的光学系统。此外，由于不需要倾斜像VCSEL这样的元件，所以可以简化结构。
磷光体2被从激光二极管4发射的激发光7激发并且发光。对于本实施方式的磷光体2，可以使用黄色发光磷光体，其由波长在从激光二极管4发射的蓝色波长范围(例如，400nm至500nm)内的蓝色激光激发并且发射黄光(在红色波长范围与绿色波长范围之间的波长范围内的光)。
例如，钇铝石榴石(YAG)基磷光体(例如，Y3Al5O12)等可用于磷光体2。
对于磷光体2，可以使用陶瓷磷光体、单晶磷光体、烧结磷光体、或者通过烧结包含粉末磷光体和粘合剂的材料(诸如陶瓷材料)而获得的烧结体。
磷光体2被布置成使得其表面的至少一部分与基板1接触并且被固定到基板1。在本实施方式中，磷光体2具有长方体形状，并且磷光体2的一个表面与基板1的第一表面1a接触。
以这种方式，磷光体2被布置为与高热导率的基板1接触，因此，由磷光体2产生的热被有效地辐射至基板1。这抑制了磷光体2的温度升高，抑制了磷光体2的转换效率(即，激发光进入磷光体并转换为不同波长的荧光的比率)的降低，并且抑制了从光源装置10发射的白光的输出的降低。
副底座3用于调节来自激光二极管4的激发光的发射光相对于波长选择反射构件5的位置。通过使用副底座3，调节从基板1看的激光二极管4的高度。
对于副底座3，例如，可以使用SiC单晶、AlN陶瓷、Si单晶等，但是本技术不限于此。通过将具有优异热导率的材料用于副底座3，可以有效地辐射从激光二极管4产生的热，并且因此有利地使用具有优异热导率的材料形成副底座3。
此外，可以在基板1上设置台阶来代替副底座3以调节激光二极管4的位置，从而消除设置副底座3的需要。
例如，使用诸如AuSn的焊料进行粘合，以用于粘合基板1和副底座3，以及用于粘合副底座3和激光二极管4。
副底座3上设置有向激光二极管4注入电流的布线和电极焊盘。使用引线键合在电极焊盘上形成用于通过Au布线等施加电流的施加路径。如果副底座3由导电材料制成，则可以省略一部分布线。
波长选择反射构件5具有作为反射部的反射表面51。
如图1所示，波长选择反射构件5是用于通过反射表面51部分地反射激发光7并且将其引导至磷光体2的光学构件。另外，波长选择反射构件5使由激发光7的入射引起的激发而从磷光体2发射的黄色荧光8、和不激发磷光体2而被磷光体2反射的蓝色激发光7a(反射光)透射。在光源装置10中，黄色荧光8和作为由磷光体2反射的反射光的蓝色激发光7a混合，以向光源装置10的外部发射白光。
未被反射表面51反射且通过反射表面51透射的激发光7b从波长选择反射构件5发射，并且不发射到光源装置10的外部，因此对从光源装置10发射的白光没有贡献。
如图1所示，波长选择反射构件5在图中的磷光体2的上方与磷光体2接触。波长选择反射构件5可经由保持构件(未示出)固定至基板1，或者可固定至磷光体2。
因此，从激光二极管4发射、由波长选择反射构件5的反射表面51反射并然后进入磷光体2的激发光7的光通量的光轴不会抖动。此外，从磷光体2发射的荧光8和由磷光体2反射的激发光7a的光通量的光轴不会抖动，使得从光源装置10发射的白光的色调和输出可以稳定。
从激光二极管4发射的激发光7在水平方向上发射。换言之，发射激发光7，使得其光轴平行于磷光体2的激发光7的入射面。此外，波长选择反射构件5被布置为使得其反射表面51相对于磷光体2的入射面和从激光二极管4发射的激发光7的光轴中的每一个形成约45度的角度。此处，术语“约45度”包括误差，并且包括例如44至46度。
波长选择反射构件5的反射表面51部分地反射和部分地透射从激光二极管4发射的激发光7，并且进一步透射来自磷光体2的荧光8并且部分地透射由磷光体2反射的激发光7a(反射光)。
因为反射表面51被配置为以这种方式部分地透射激发光7，所以由磷光体2反射的激发光7a的一部分(反射光)透射通过反射表面51，以贡献发射至光源装置10外部的白光。
波长选择反射构件5被设置成使得其反射表面51位于荧光8和激发光7a(反射光)的光路上，并且在图中被设置在磷光体2的上方。即，波长选择反射构件5的反射表面51相对于磷光体2位于混合了荧光和激发光而形成的白光的出射方向侧。
在此，例如，假设反射从激光二极管发射的激发光以使激发光入射在磷光体上的反射部被布置为靠近激光二极管偏移、而不是在磷光体上方。在这种情况下，反射部与磷光体之间的距离增加，并且从激光二极管发射并入射到磷光体上的激发光的光通量的截面形状容易扩散。因此，需要诸如聚光透镜的光学系统。
另一方面，在本实施方式中，波长选择反射构件5被配置为具有部分地反射激发光7并透射荧光8的反射表面51。由此，能够将波长选择反射构件5布置在对从光源装置10发出的白光有贡献的荧光8和激发光7a(反射光)的光路上的磷光体2的上方。
通过以这种方式将波长选择反射构件5的反射表面51布置在磷光体2的上方，因此能够缩短反射表面51与磷光体2之间的距离，并且入射到磷光体2上的激发光7的光通量的截面形状不会过度扩展。因此，如上所述的光学系统变得没有必要，并且可以使波长选择反射构件本身小型化，从而允许光源装置的小型化。此外，由于可以减少构成光源装置的部件的数量，因此能够降低成本。
盖6与基板1一起形成用于将磷光体2、激光二极管4、副底座3和波长选择反射构件5保持在其中的空间。在由盖6和基板1形成的空间中填充氮。
以这种方式，光源装置10处于气密密封的封装状态。
盖6包括侧壁部61和盖部62。
侧壁部61被定位成垂直于基板1的第一表面1a并且被设置成围绕磷光体2、激光二极管4、副底座3和波长选择反射构件5。
盖部62经由侧壁部61与基板1相对布置。盖部62由半透明玻璃制成。由黄色荧光8和磷光体2反射的蓝色激发光7a(反射光)的混合而形成的白光穿过盖部62并被发射到光源装置10的外部。
(第二实施方式)
将参考图2和图3描述根据本技术的第二实施方式的光源装置。
如图2和图3所示，光源装置20包括基板21、磷光体2、激光二极管4、副底座3、波长选择反射构件5和盖6。
在本实施方式的光源装置20中，凹部21b设置在基板21的第一表面21a中，并且磷光体2的至少一部分布置在凹部21b中。
如图2所示，凹部21b可被设置成使得整个磷光体2嵌入在基板21中。长方体形状的磷光体2以磷光体2的位于波长选择反射构件5一侧的一个表面(图中的上表面)与基板21的第一表面21a齐平的方式布置在凹部21b中。
可替换地，如图3所示，凹部21b可以被设置为使得磷光体2的一部分嵌入基板21中。在这种情况下，磷光体2以其一部分从基板21的第一表面21a突出的方式布置在凹部21b中。
可以通过在基板21中形成凹部21b并且然后将预先形成的磷光体2装配在凹部21b中来形成磷光体2布置在基板21的凹部21b中的配置。可替换地，可以通过在形成有凹部21b的基板的凹部21b中填充磷光体材料后进行烧结，来形成上述配置。
在第一实施方式的配置中，磷光体2的仅一个表面(图中的底表面)与基板1接触，但是在本实施方式中，除此之外，磷光体2的侧表面也与基板21接触。
由此，与第一实施方式相比，基板21与磷光体2之间的接触面积增加，并且进一步改善了散热性。从增加接触面积的观点来看，如图2所示，更优选将磷光体2布置在凹部21b中使得磷光体2的位于波长选择反射构件5一侧的一个表面与基板21的第一表面21a齐平，从而改善散热性。
以这种方式改善了散热性，其进一步抑制了磷光体2的转换效率的降低，并且抑制了从光源装置20发射的白光的输出降低。
在以下的第三至第六实施方式中，将以磷光体布置在形成于基板中的凹部内使得整个磷光体嵌入基板中的配置为例进行描述，但也可以以磷光体布置在凹部内使得磷光体的一部分嵌入基板中的配置为例。此外，如在第一实施方式中，磷光体可以布置在基板的作为平坦表面的第一表面上。
(第三实施方式)
将参照图4和图5描述根据本技术的第三实施方式的光源装置30。
图4是光源装置30的局部平面图，并且是用于描述激光二极管4A和4B与波长选择反射构件35之间的位置关系的视图。
图5的(A)是光源装置30的截面图。
图5的(B)是光源装置30的放大部分截面图并且是用于描述激发光7的光路的视图。在图5的(B)中，为了便于观察附图，仅示出了与从第二激光二极管4B发射的激发光相关的光的光路，但是其同样适用于与从第一激光二极管4A发射的激发光相关的光的光路。
如图4和图5所示，光源装置30包括基板21、磷光体2、第一激光二极管4A、第二激光二极管4B、第一副底座3A、第二副底座3B、波长选择反射构件35以及盖6。
第一激光二极管4A和第二激光二极管4B具有与上述实施方式的激光二极管4相同的配置。
同样，第一副底座3A和第二副底座3B具有与上述实施方式的副底座3相同的结构。
第一激光二极管4A和第一副底座3A经由波长选择反射构件35与第二激光二极管4B和第二副底座3B相对设置。
波长选择反射构件35具有作为第一反射部的第一反射表面351和作为第二反射部的第二反射表面352。第一反射表面351和第二反射表面352呈直角设置。
波长选择反射构件35例如能够通过将具有第一反射表面351的立方体的波长选择反射构件和具有第二反射表面352的立方体的波长选择反射构件的表面相互接触而构造为一体的单个结构。
如图5的(B)所示，波长选择反射构件35是用于通过第二反射表面352部分地反射来自第二激光二极管4B的激发光7并且将其引导至磷光体2的光学构件。此外，虽然图中未示出光路，但是波长选择反射构件35通过第一反射表面351部分地反射来自第一激光二极管4A的激发光7并且将其引导至磷光体2。
此外，透射通过第二反射表面352(第一反射表面351)而不被第二反射表面352(第一反射表面351)反射的激发光7b的一部分被第一反射表面351(第二反射表面352)反射，以贡献从光源装置30发射的白光。
另外，波长选择反射构件35的第一反射表面351和第二反射表面352使通过激发光7的入射引起的激发而从磷光体2发出的黄色荧光8和被磷光体2反射的蓝色激发光7a(反射光)透射。由此，黄色荧光与蓝色激发光混合，并从光源装置30发射白光。
以这种方式，两个激光二极管彼此相对布置，并且具有两个反射表面351和352的波长选择反射构件35被设置，使得已经透射通过一个反射表面并且没有入射到磷光体上的激发光可以被另一个反射表面反射以贡献白光。由此，能够提供提高光利用效率的光源装置。
注意，具有两个反射表面的波长选择反射构件不限于上述波长选择反射构件35的形状。例如，类似设置在图6所示的光源装置31中的波长选择反射构件36，可使用四棱锥形状。
图6是另一实例的光源装置31的截面图。
如图6所示，光源装置31包括基板21、磷光体2、第一激光二极管4A、第二激光二极管4B、第一副底座3A、第二副底座3B、波长选择反射构件36以及盖6。
波长选择反射构件36具有四棱锥形状，即矩形锥形状。波长选择反射构件36以其顶点位于基板1侧的方式布置，并且被布置成使得顶点在图中朝向下并且底面在图中朝向上。
波长选择反射构件36的一对相对侧表面构成作为第一反射部的第一反射表面361和作为第二反射部的第二反射表面362。波长选择反射构件36是具有两个反射表面的单个结构。
波长选择反射构件36使用保持构件(未示出)布置，使得从波长选择反射构件36的顶点到底面的垂直线的延伸与磷光体2的入射面垂直。
如图6所示，波长选择反射构件36是用于通过第二反射表面362部分地反射来自第二激光二极管4B的激发光7并且将其引导至磷光体2的光学构件。此外，虽然图中未示出光路，但是波长选择反射构件36通过第一反射表面361部分地反射来自第一激光二极管4A的激发光7并且将其引导至磷光体2。
此外，波长选择反射构件36的第一反射表面361和第二反射表面362使由激发光7的入射引起的激发而从磷光体2发射的黄色荧光8和由磷光体2反射的蓝色激发光7a(反射光)透射。由此，黄色荧光和蓝色激发光混合，并从光源装置31发射白光。
此外，穿过第二反射表面362(第一反射表面361)而不被第二反射表面362(第一反射表面361)反射的激发光7b的一部分被第一反射表面361(第二反射表面362)反射以贡献从光源装置31发射的白光。
在光源装置31中，黄色荧光8、被磷光体2反射的蓝色激发光7a(反射光)、以及透射通过一个反射表面并被另一个反射表面反射的激发光被混合以发射白光。
以这种方式，两个激光二极管被布置为彼此相对，并且具有两个反射表面361和362的波长选择反射构件36被设置，使得已经透射通过一个反射表面并且没有入射在磷光体上的激发光可以被另一个反射表面反射以贡献白光。由此，能够提供提高了光利用效率的光源装置。
(第四实施方式)
将参考图7描述根据本技术的第四实施方式的光源装置40。
图7是光源装置40的截面图。
如图7所示，光源装置40包括基板21、磷光体2、第一激光二极管4A、第二激光二极管4B、第一副底座3A、第二副底座3B、第一波长选择反射构件45A、第二波长选择反射构件45B以及盖6。
第一波长选择反射构件45A和第二波长选择反射构件45B具有与第一实施方式的波长选择反射构件5相似的结构。
第一波长选择反射构件45A(第二波长选择反射构件45B)具有第一反射表面451A(第二反射表面451B)。
如图7所示，第一波长选择反射构件45A和第二波长选择反射构件45B可以彼此间隔开。第一反射表面451A的延伸表面和第二反射表面451B的延伸表面被设置为形成直角。
同样在该实施方式的配置中，类似于第三实施方式，设置了两个激光二极管，并且设置了两个反射表面451A和451B，使得已经透射通过一个反射表面并且没有入射在磷光体上的激发光可以被另一个反射表面反射以贡献白光。由此，能够提供提高了光利用效率的光源装置。
另外，在本实施方式中，第一波长选择反射构件45A和第二波长选择反射构件45B彼此间隔开。因此，通过改变第一波长选择反射构件45A与第二波长选择反射构件45B之间的距离，可以将从光源装置40发射的白光的光束形状调整为任意形状。
(第五实施方式)
将参考图8和图9描述根据本技术的第五实施方式的光源装置50。
图8是光源装置50的局部平面图，并且是用于描述四个激光二极管4A至4D与波长选择反射构件55之间的位置关系的视图。
图9是光源装置50的截面图，对应于沿图8中的线A-A和B-B截取的截面图。
尽管在图9中示出了激发光7的光路，为了便于查看附图，仅示出了与从第三激光二极管4C(第四激光二极管4D)发射的激发光相关的光的光路。这同样适用于与从第一激光二极管4A(第二激光二极管4B)发射的激发光相关的光的光路。
在第三和第四实施方式中，已经给出了两个激光二极管被布置为彼此相对、波长选择反射构件介于其间的实例，但是可以布置四个激光二极管，如图8所示。
如图8和图9所示，光源装置50包括基板21、磷光体2、第一激光二极管4A、第二激光二极管4B、第三激光二极管4C、第四激光二极管4D、第一副底座3A、第二副底座3B、第三副底座3C、第四副底座3D、波长选择反射构件55和盖6。
每个激光二极管和每个副底座具有类似于上述实施方式的激光二极管和副底座的配置。
如图8所示，当从上侧观察时，四个激光二极管4A至4D被布置成对应于矩形波长选择反射构件55的各个侧面，以包围矩形波长选择反射构件55。
第一激光二极管4A和第一副底座3A、以及第三激光二极管4C和第三副底座3C被布置成彼此相对，并且波长选择反射构件55介于其间。
第二激光二极管4B和第二副底座3B、以及第四激光二极管4D和第四副底座3D被布置为彼此相对，并且波长选择反射构件55介于其间。
波长选择反射构件55具有从长方体的一个表面侧去除一个表面为底面的四棱锥而得到的形状。波长选择反射构件55的四个内侧表面分别被配置为反射表面。波长选择反射构件55具有四个反射表面551至554。作为第一反射部的反射表面551(反射表面553)和作为第二反射部的反射表面552(反射表面554)被设置为形成直角。
波长选择反射构件55是具有四个反射表面的单个结构。
如图9所示，波长选择反射构件55是用于通过反射表面552(反射表面554)部分反射从第三激光二极管4C(第四激光二极管4D)发射的激发光7并且将其引导至磷光体2的光学构件。此外，虽然图中未示出光路，但是波长选择反射构件55通过反射表面551(反射表面553)部分地反射从第一激光二极管4A(第二激光二极管4B)发射的激发光7并且将其引导至磷光体2。
另外，波长选择反射构件55的反射表面551至554透射由激发光7的入射引起的激发而从磷光体2发出的黄色荧光8和被磷光体2反射的蓝色激发光7a(反射光)。由此，黄色荧光与蓝色激发光混合，并从光源装置50发射白光。
此外，穿过反射表面552(反射表面554)而不被反射表面552(反射表面554)反射的激发光7b的一部分被面向反射表面552(反射表面554)的反射表面551(反射表面553)反射，以贡献从光源装置50发射的白光。
类似地，透射通过反射表面551(反射表面553)而不被反射表面551(反射表面553)反射的激发光7b的一部分被面向反射表面551(反射表面553)的反射表面552(反射表面554)反射，以贡献从光源装置发射的白光。
以这种方式，布置了四个激光二极管，并且设置了具有四个反射表面551至554的波长选择反射构件55，使得已经透射通过反射表面并且没有入射在磷光体上的激发光可以由其他反射表面反射以贡献白光。由此，能够提供光利用效率提高的光源装置50。
(第六实施方式)
将参考图10和图11描述根据本技术的第六实施方式的光源装置60和65。
图10是光源装置60的截面图。图11是光源装置65的截面图。
在任何光源装置中，磷光体的形状与第三实施方式的磷光体2的形状不同。
如图10所示，光源装置60包括基板63、磷光体64、激光二极管4A和4B、副底座3A和3B、波长选择反射构件35以及盖6。
如图11所示，光源装置65包括基板66、磷光体67、激光二极管4A和4B、副底座3A和3B、波长选择反射构件35以及盖6。
在第三实施方式中，磷光体2具有长方体形状，但是磷光体64可具有如图10所示的球缺形状，或者磷光体67可具有如图11所示的圆锥形状。
如图10所示，基板63的第一表面63a设置有球缺形状的凹部63b，并且球缺形状的磷光体64布置在凹部63b中。凹部63b设置成使得整个磷光体64嵌入在基板63中。磷光体64以使位于波长选择反射构件35侧的一个表面(图中的上表面)与基板63的第一表面63a齐平的方式布置在凹部63b内。
如图11所示，基板66的第一表面66a设置有锥形凹部66b，并且锥形磷光体67布置在凹部66b中。凹部66b设置成使得整个磷光体67嵌入在基板66中。磷光体67以使位于波长选择反射构件35侧的一个表面(图中的上表面)与基板66的第一表面66a齐平的方式布置在凹部66b内。
反射膜641(671)形成在磷光体64(67)的与基板63(66)接触的表面上。如上所述，设置了相对于基板66的第一表面66a倾斜定位的弯曲反射膜641或者倾斜反射膜671，使得透射通过磷光体64(67)而不激发磷光体64(67)的激发光被反射膜641(671)反射。由于反射的激发光再次透射通过磷光体64(67)，所以反射的激发光可以用于从磷光体64(67)发光，并且提高了光利用效率。
此外，在本实施方式中，磷光体具有球缺形状或圆锥形状，但是可以使用长方体形状，在长方体形状中磷光体的厚度被减小并且在磷光体的与基板接触的表面上形成反射膜。
(第七实施方式)
图12是基板和磷光体彼此接触的部分的放大图。
在上述每个实施方式中，如图12的(A)和(B)所示，凹凸可设置在基板71与磷光体72彼此接触的表面上，具体地，设置在磷光体72的底表面与基板71彼此接触的表面上。
例如，在图12的(A)中，凸部的截面形状是矩形形状，并且在图12的(B)中，凹凸的截面形状是波形。凹凸的形状不限于上述那些形状。例如，凸部的截面形状可以是三角形形状或半圆形形状。与设置平坦表面相比，以这种方式设置不平坦的表面使得可以增加基板与磷光体之间的接触面积，并且进一步改善散热。
(第八实施方式)
将参照图13描述根据本技术的第八实施方式的光源装置80。
图13是光源装置80的示意性截面图。
如图13所示，光源装置80包括基板1、磷光体2、激光二极管4、副底座3、波长选择反射构件5、盖6、用作光接收元件的光接收传感器81以及控制器82。
光接收传感器81被设置在由基板1和盖6包围的空间中。
光接收传感器81接收从波长选择反射构件5发射的、并且是对从光源装置80发射的白光没有贡献的漏光的光。由光接收传感器81检测的检测结果被输出到控制器82。
控制器82基于从光接收传感器81输出的检测结果来控制来自激光二极管4的激发光的输出。可以从检测结果掌握磷光体2的状态。例如，如果从检测结果掌握磷光体2的功能的劣化，则控制器82执行控制以增加从激光二极管4发射的激发光的输出，使得从光源装置80发射的白光的输出可以稳定。
(第九实施方式)
将参考图14描述根据本技术的第九实施方式的光源装置。
在上述各实施方式中，给出了使波长选择反射构件5与磷光体2彼此接触地布置的例子。然而，如在图14中所示的光源装置15中，波长选择反射构件5和磷光体2可以以非接触状态布置。经由保持构件(未示出)固定波长选择反射构件5的位置，以将波长选择反射构件5保持在基板1中。
波长选择反射构件5和磷光体2以非接触状态布置，使得可以抑制由磷光体2产生的热对波长选择反射构件5的影响，并且可以抑制由于热引起的波长选择反射构件5的变形的发生。因此，光通量的光轴不太抖动，并且可以稳定从光源装置10发射的白光的色调和输出。
(第十实施方式)
将参照图15和图16描述根据本技术的第十实施方式的光源装置58。
图15是光源装置58的局部平面图，并且是用于描述激光二极管4A和4B与波长选择反射构件55之间的位置关系的视图。
图16是光源装置58的截面图，对应于沿着图15中的线A-A和B-B截取的截面图。
在第三和第四实施方式中，已经给出了两个激光二极管通过波长选择反射构件布置为彼此相对的示例，但是两个激光二极管可被布置为相对于波长选择反射构件具有90度的位置关系，如图15所示。
如图15和图16所示，光源装置58包括基板21、磷光体2、第一激光二极管4A、第二激光二极管4B、第一副底座3A、第二副底座3B、波长选择反射构件55以及盖6。
第一激光二极管4A和第一副底座3A、以及第二激光二极管4B和第二副底座3B被布置为相对于波长选择反射构件55具有90度的位置关系。
波长选择反射构件55具有与第五实施方式的波长选择反射构件相同的结构，并且具有4个反射表面551至554。反射表面551(反射表面553)和反射表面552(反射表面554)被布置为形成直角。
如图16所示，波长选择反射构件55是用于通过反射表面551(反射表面553)部分反射从第一激光二极管4A(第二激光二极管4B)发射的激发光7并且将其引导至磷光体2的光学构件。
此外，波长选择反射构件55的反射表面551至554透射被磷光体2反射的蓝色激发光7a和由激发光7的入射引起的激发而从磷光体2发射的黄色荧光8。在光源装置58中，黄色荧光8和蓝色激发光7被混合以发射白光。
透射而未被用作第一反射部的反射表面551(553)反射的激发光7b的一部分被用作第二反射部的反射表面552(554)反射，并贡献从光源装置58发射的白光。
在光源装置58中，黄色荧光8、被磷光体2反射的蓝色激发光7a、以及透射通过一个反射表面并被另一个反射表面反射的激发光被混合以发出白光。
因此，设置了两个激光二极管，并且设置了具有四个反射表面551至554的波长选择反射构件55，使得可以使已经透射通过反射表面但没有入射在磷光体上的激发光被另一个反射表面反射以贡献白光。由此，能够提供光利用效率提高的光源装置58。
注意，在本实施方式中，为两个激光二极管设置了四个反射表面，但是可以为一个激光二极管设置两个反射表面，使得可以类似地提供具有良好光利用效率的光源装置。
接下来，将前照灯、显示装置和照明装置描述为应用上述光源装置中的每一个的设备。另外，虽然以下省略说明，但也可以与光源装置的基板接触地设置用于冷却光源装置的冷却机构。通过设置冷却机构，能够抑制光源装置的发热对应用了该光源装置的设备的操作特性的影响。
(前照灯的应用例)
图17是前照灯100的示意性截面图。
车辆用前照灯100包括光源装置10(15,20,30,31,40,50,58,60,65,80)、作为光学系统的具有反射表面101a的反射器101、以及投影透镜102。从光源装置10(15,20,30,31,40,50,58,60,65,80)发射的白光被反射器101的反射表面101a反射，并且经由投影透镜102发射到前照灯100的外部以照亮车辆的前方。
(显示装置的应用例)
图18是作为显示装置的投影仪200的示意性配置图。
用作视频投影显示装置的投影仪200包括光源装置10(15,20,30,31,40,50,58,60,65,80)、分色光学系统210、合成光学系统220、以及投影光学系统230。
分色光学系统210将从光源装置10(15,20,30,31,40,50,58,60,65,80)发射的白光(LW)分离成红色分量光(LR)、蓝色分量光(LB)、以及绿色分量光(LG)。
合成光学系统220调制由分色光学系统210分离的每个颜色分量的光，以变成期望图像的颜色分量，然后合成调制的光，以产生期望视频。
投影光学系统230是诸如投影透镜或反射镜的光学系统。投影光学系统230将由合成光学系统220生成的视频投影在诸如屏幕240的视频显示单元上以显示视频。
分色光学系统210包括二向色镜211和212、反射镜213至215、以及中继透镜216和217。
分色镜211透射从光源装置10(15,20,30,31,40,50,58,60,65,80)发射的白光(LW)的红色分量光(LR)，并且反射蓝色分量光(LB)和绿色分量光(LG)。
反射镜214反射透射通过二向色镜211(LR)的红色分量光以使其入射在合成光学系统220的场透镜223R上。
二向色镜212透射由二向色镜211反射的蓝色分量光(LB)和绿色分量光(LG)中的蓝色分量光(LB)，并且反射绿色分量光(LG)。
由二向色镜212反射的绿色分量光(LG)入射在合成光学系统220的场透镜223G上。
反射镜213反射透射通过二向色镜212和中继透镜216的蓝色分量光(LB)以使其入射在中继透镜217上。
反射镜215反射入射在中继透镜217上并且透射通过中继透镜217的蓝色分量光(LB)，以使其入射在合成光学系统220的场透镜223B上。
合成光学系统220包括交叉二向色棱镜221、红色用的光调制元件222R和场透镜223R、绿色用的光调制元件222G和场透镜223G、以及蓝色用的光调制元件222B和场透镜223B。
例如，透射型液晶面板可以用于每个光调制元件。
入射在红色用场透镜223R上并透射通过场透镜223R的红色分量光(RG)在光调制元件222R中被调制为期望图像的红色分量并且入射在交叉二向色棱镜221上。
类似地，入射在绿色用场透镜223G(蓝色用场透镜223B)上并透射通过场透镜223G(223B)的绿色分量光(RG)(蓝色分量光(RB))在光调制元件222G(222B)中被调制为期望图像的绿色分量(蓝色分量)，并且入射在交叉二向色棱镜221上。
交叉二向色棱镜221组合调制的红色分量光、绿色分量光和蓝色分量光，并且将组合光输出到投影光学系统230。
注意，构成投影仪200的分色光学系统210、合成光学系统220和投影光学系统230可以是已知的，并且不限于在此描述的结构。
此外，本技术的光源装置10(15,20,30,40,50,58,60,61,80)可以用于液晶显示装置的背光。
图19是使用边缘光系统的背光的液晶显示装置的示意性分解透视图。
图20是使用直接系统的背光的液晶显示装置的示意性分解透视图。
如图19(图20)所示，作为显示装置的液晶显示装置250(260)包括透射型液晶面板251和背光源252(262)。在液晶显示装置250(260)中，透射型液晶面板251的后侧被从背光源252(262)发射的白光照射。照射光透射通过透射型液晶面板251，从而控制其透射率。结果，在透射型液晶面板251上显示图像。
如图19所示，边缘光系统的背光源252包括漫射片2521、导光板2522、反射片2523以及多个光源装置10(15,20,30,31,40,50,58,60,65,80)。
多个光源装置10(15,20,30,31,40,50,58,60,65,80)沿着具有矩形平面形状的导光板2522的一对相对侧而设置。注意，在本实施方式中，描述了其中多个光源装置沿着两侧布置的背光源的例子，但也可以设置其中光源装置沿着一侧布置的背光源。
如图20所示，直接系统的背光源262包括漫射片2621、漫射板2622、反射片2623和多个光源装置10(15,20,30,31,40,50,58,60,65,80)。多个光源装置例如以矩阵形式布置在反射片2623上。
(照明装置的应用例)
图21是照明装置300的示意性截面图。照明装置300例如照亮室内或室外空间。
如图21所示，照明装置300包括多个光源装置10(15,20,30,31,40,50,58,60,65,80)、半透明盖301和基座302。在基座302上布置有多个光源装置10(15,20,30,31,40,50,58,60,65,80)，并且布置有半透明盖301以覆盖多个光源装置。从光源装置10(15,20,30,31,40,50,58,60,65,80)发射的光经由半透明盖301发射到照明装置300的外部。
本技术的实施方式不限于上述实施方式，并且可以在不脱离本技术的主旨的情况下进行各种修改。
注意，本技术可以采用以下配置。
(1)一种光源装置，包括：
基板；
布置成与基板接触的磷光体；
发光元件，发射用于激发磷光体的激发光；以及
波长选择反射构件，部分地反射从发光元件发射的激发光以将激发光引导至磷光体，并且使由激发光的入射引起的激发而从磷光体发射的荧光和由磷光体反射的激发光透射。
(2)根据(1)所述的光源装置，其中
波长选择反射构件相对于磷光体位于荧光和由磷光体反射的激发光的光路上。
(3)根据(1)或(2)所述的光源装置，其中，
基板包括凹部，磷光体的至少一部分布置在凹部中。
(4)根据(3)所述的光源装置，其中
凹部形成在基板的第一表面中；并且
磷光体以磷光体的位于波长选择反射构件一侧的表面与第一表面齐平的方式布置在凹部中。
(5)根据(1)至(4)中任一项所述的光源装置，其中，
波长选择反射构件被固定至基板。
(6)根据(1)至(5)中任一项所述的光源装置，其中，
波长选择反射构件与磷光体不接触。
(7)根据(1)至(6)中任一项所述的光源装置，其中，
波长选择反射构件包括：
第一反射部，部分地透射和部分地反射从发光元件发射的激发光以将该激发光引导至磷光体，并且透射由激发光的入射引起的激发而从磷光体发射的荧光和由磷光体反射的激发光；和
第二反射部，反射通过第一反射部透射的激发光以将该激发光引导到光源装置的外部。
(8)根据(1)至(6)中任一项所述的光源装置，其中，
光源装置包括彼此相对布置的两个发光元件，波长选择反射构件介于两个发光元件之间，
波长选择反射构件包括：
第一反射部，部分地反射从两个发光元件中的一个发射的第一激发光以将第一激发光引导至磷光体，并且使由第一激发光的入射引起的激发而从磷光体发射的荧光和被磷光体反射的第一激发光透射；和
第二反射部，部分地反射从两个发光元件中的另一个发射的第二激发光以将第二激发光引导至磷光体，并且使由第二激发光的入射引起的激发而从磷光体发射的荧光和被磷光体反射的第二激发光透射；并且
第一反射部部分地反射穿过第二反射部并且被引导至第一反射部的第二激发光，并且第二反射部部分地反射穿过第一反射部并且被引导至第二反射部的第一激发光，以将第一激发光和第二激发光引导至光源装置的外部。
(9)根据(7)或(8)所述的光源装置，其中
波长选择反射构件是包括第一反射部和第二反射部的单个结构体。
(10)根据(1)至(9)中任一项所述的光源装置，其中，
基板和磷光体在彼此接触的表面上具有凹凸。
(11)根据(1)至(10)中任一项所述的光源装置，进一步包括：
光接收元件，接收从波长选择反射构件发射并且不发射至光源装置外部的光。
(12)根据(11)所述的光源装置，进一步包括：
控制单元，基于来自光接收元件的输出控制来自发光元件的激发光的输出。
(13)一种前照灯，包括：
光源装置，包括：
基板；
布置成与基板接触的磷光体；
发光元件，发射用于激发磷光体的激发光；和
波长选择反射构件，部分地反射从发光元件发射的激发光以将激发光引导至磷光体，并且使由激发光的入射引起的激发而从磷光体发射的荧光和由磷光体反射的激发光透射；以及
光学系统，来自光源装置的光入射在光学系统上。
(14)一种显示装置，包括：
光源装置，包括：
基板；
磷光体，布置成与所述基板接触；
发光元件，发射用于激发磷光体的激发光；和
波长选择反射构件，部分地反射从发光元件发射的激发光以将该激发光引导至磷光体，并且使由激发光的入射引起的激发而从磷光体发射的荧光和由磷光体反射的激发光透射；以及
光调制元件，来自光源装置的光入射在光调制元件上。
(15)一种照明装置，包括：
光源装置，包括：
基板；
布置成与基板接触的磷光体；
发光元件，发射用于激发磷光体的激发光；以及
波长选择反射构件，部分地反射从发光元件发射的激发光以将激发光引导至磷光体，并且使由激发光的入射引起的激发而从磷光体发射的荧光和由磷光体反射的激发光透射。
参考标号列表
1、21、63、66、71 基板
2、62、67、72 磷光体
4、4A、4B 激光二极管(发光元件)
5、35、36、55 波长选择反射构件(波长选择反射构件)
7 激发光
8 荧光
10、15、20、30、31、40、50、58、60、65、80 光源装置
21a、63a、66a 第一表面
21b、63b、66b 凹部
45A 第一波长选择反射构件(波长选择反射构件)
45B 第二波长选择反射构件(波长选择反射构件)
100 前照灯
101 反射器(光学系统)
102 投影透镜(光学系统)
200 投影仪(显示装置)
222R、222G、222B 光调制元件
250、260 液晶显示装置(显示装置)
251 液晶面板(光调制元件)
300 照明装置
351、361、451A 第一反射表面(第一反射部)
352、362、451B 第二反射表面(第二反射部)
551、553 反射表面(第一反射部)
552、554 反射表面(第二反射部)。

Claims (15)

1.一种光源装置，包括：
基板；
磷光体，布置成与所述基板接触；
发光元件，发射用于激发所述磷光体的激发光；以及
波长选择反射构件，部分地反射从所述发光元件发射的所述激发光以将所述激发光引导至所述磷光体，并且使由所述磷光体反射的所述激发光和由所述激发光的入射引起的激发而从所述磷光体发射的荧光透射。
2.根据权利要求1所述的光源装置，其中，
所述波长选择反射构件相对于所述磷光体位于所述荧光和由所述磷光体反射的所述激发光的光路上。
3.根据权利要求2所述的光源装置，其中，
所述基板包括凹部，所述磷光体的至少一部分布置在所述凹部中。
4.根据权利要求3所述的光源装置，其中，
所述凹部形成在所述基板的第一表面中；并且
所述磷光体布置在所述凹部中，使得所述磷光体的位于所述波长选择反射构件一侧的表面与所述第一表面齐平。
5.根据权利要求2所述的光源装置，其中，
所述波长选择反射构件被固定至所述基板。
6.根据权利要求2所述的光源装置，其中，
所述波长选择反射构件与所述磷光体不接触。
7.根据权利要求2所述的光源装置，其中，
所述波长选择反射构件包括：
第一反射部，部分地透射和部分地反射从所述发光元件发射的所述激发光以将所述激发光引导至所述磷光体，并且使由所述激发光的入射引起的激发而从所述磷光体发射的荧光和由所述磷光体反射的激发光透射；和
第二反射部，反射穿过所述第一反射部的所述激发光以将所述激发光引导到所述光源装置的外部。
8.根据权利要求2所述的光源装置，其中，
所述光源装置包括彼此相对布置的两个所述发光元件，所述波长选择反射构件介于两个所述发光元件之间；
所述波长选择反射构件包括：
第一反射部，部分地反射从两个所述发光元件中的一个发射的第一激发光以将所述第一激发光引导至所述磷光体，并且使由所述第一激发光的入射引起的激发而从所述磷光体发射的荧光和由所述磷光体反射的所述第一激发光透射；和
第二反射部，部分地反射从两个所述发光元件中的另一个发射的第二激发光以将所述第二激发光引导至所述磷光体，并且使由所述第二激发光的入射引起的激发而从所述磷光体发射的荧光和由所述磷光体反射的所述第二激发光透射；并且
所述第一反射部部分地反射穿过所述第二反射部并被引导至所述第一反射部的所述第二激发光，并且所述第二反射部部分地反射穿过所述第一反射部并被引导至所述第二反射部的所述第一激发光，以将所述第一激发光和所述第二激发光引导至所述光源装置的外部。
9.根据权利要求7或8所述的光源装置，其中，
所述波长选择反射构件是包括所述第一反射部和所述第二反射部的单个结构体。
10.根据权利要求2所述的光源装置，其中，
所述基板和所述磷光体在彼此接触的表面上具有凹凸。
11.根据权利要求1所述的光源装置，还包括：
光接收元件，接收从所述波长选择反射构件发射并且不发射到所述光源装置的外部的光。
12.根据权利要求11所述的光源装置，还包括：
控制单元，基于来自所述光接收元件的输出控制来自所述发光元件的所述激发光的输出。
13.一种前照灯，包括：
光源装置，包括：
基板；
磷光体，布置成与所述基板接触；
发光元件，发射用于激发所述磷光体的激发光；以及
波长选择反射构件，部分地反射从所述发光元件发射的所述激发光以将所述激发光引导至所述磷光体，并且使由所述磷光体反射的所述激发光和由所述激发光的入射引起的激发而从所述磷光体发射的荧光透射；以及
光学系统，来自所述光源装置的光入射在所述光学系统上。
14.一种显示装置，包括：
光源装置，包括：
基板；
磷光体，布置成与所述基板接触；
发光元件，发射用于激发所述磷光体的激发光；以及
波长选择反射构件，部分地反射从所述发光元件发射的所述激发光以将所述激发光引导至所述磷光体，并且使由所述磷光体反射的所述激发光和由所述激发光的入射引起的激发而从所述磷光体发射的荧光透射；以及
光调制元件，来自所述光源装置的光入射在所述光调制元件上。
15.一种照明装置，包括：
光源装置，包括：
基板；
磷光体，布置成与所述基板接触；
发光元件，发射用于激发所述磷光体的激发光；以及
波长选择反射构件，部分地反射从所述发光元件发射的所述激发光以将所述激发光引导至所述磷光体，并且使由所述磷光体反射的所述激发光和由所述激发光的入射引起的激发而从所述磷光体发射的荧光透射。
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