JP2011222170A

JP2011222170A - 光源装置およびプロジェクター

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Publication number: JP2011222170A
Application number: JP2010087583A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Hayashi; 克彦林
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2010-04-06
Filing date: 2010-04-06
Publication date: 2011-11-04

Abstract

【課題】所望の方向に光を出射することができる光源装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る光源装置１００では、第１反射面４４は、発光素子２０から出射された第１の光Ｌ１を、第３反射面５０に向けて反射させるように配置され、第３反射面５０は、第１反射面４４において反射された第１の光Ｌ１を、第４反射面５１に向けて反射させるように配置され、第４反射面５１は、第３反射面５０において反射された第１の光Ｌ１を、第２反射面４５に向けて反射させるように配置され、第２反射面４５は、第４反射面５１において反射された第１の光Ｌ１を、第５反射面５２に向けて反射させるように配置され、第５反射面５２は、第２反射面４５において反射された第１の光Ｌ１を、第２反射面４５に向けて反射させるように配置され、発光部材４０は、凹面鏡１０と離間し、鏡面１２の回転軸上に配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、光源装置およびプロジェクターに関する。

プロジェクターや照明装置などの光源用の光源装置として、発光ダイオードや半導体レーザー等の発光素子を用いた光源装置が期待されている。例えば特許文献１には、発光ダイオードが導光板の側面に配置された構造において、発光ダイオードからの入射光を導光板内の蛍光体粒子に照射し、所定の波長光を出射する技術が開示されている。

しかしながら、特許文献１に記載された技術では、蛍光体粒子からの波長光が発散してしまい、光の利用効率が低下する場合がある。

特開２００９−１６２８９号公報

本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、所望の方向に光を出射することができる光源装置を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、上記光源装置を有するプロジェクターを提供することにある。

本発明に係る光源装置は、
第１の光を出射する発光素子と、
前記第１の光を反射させるための第１および第２反射面と、前記第１および第２反射面に形成され前記第１の光により励起されて第２の光を発する蛍光発光部と、を有する発光部材と、
前記第１の光を反射させるための第３、第４、および第５反射面と、
前記第２の光を反射させるための鏡面を有する凹面鏡と、
を含み、
前記第１反射面は、前記発光素子から出射された前記第１の光を、前記第３反射面に向けて反射させるように配置され、
前記第３反射面は、前記第１反射面において反射された前記第１の光を、前記第４反射面に向けて反射させるように配置され、
前記第４反射面は、前記第３反射面において反射された前記第１の光を、前記第２反射面に向けて反射させるように配置され、
前記第２反射面は、前記第４反射面において反射された前記第１の光を、前記第５反射面に向けて反射させるように配置され、
前記第５反射面は、前記第２反射面において反射された前記第１の光を、前記第２反射面に向けて反射させるように配置され、
前記発光部材は、前記凹面鏡と離間し、前記鏡面の回転軸上に配置されている。

このような光源装置によれば、第２の光は、凹面鏡の鏡面において反射され、外部に向けて（凹面鏡の開口に向けて）出射されることができる。すなわち、鏡面によって、第２の光を所望の方向に出射させることができる。さらに、上記のような光源装置によれば、第１、第２、第３、第４、および第５反射面によって、発光素子から出射された第１の光を、複数回、蛍光発光部に照射することができる。すなわち、第１の光を再利用することができ、その分、第２の光の強度を大きくすることができる。

本発明に係る光源装置は、
第１の光を出射する発光素子と、
前記第１の光を反射させるための第１、第２、および第３反射面と、前記第１、第２、および第３反射面に形成され前記第１の光により励起されて第２の光を発する蛍光発光部と、を有する発光部材と、
前記第１の光を反射させるための第４、第５、第６、第７、および第８反射面と、
前記第２の光を反射させるための鏡面を有する凹面鏡と、
を含み、
前記第１反射面は、前記発光素子から出射された前記第１の光を、前記第４反射面に向けて反射させるように配置され、
前記第４反射面は、前記第１反射面において反射された前記第１の光を、前記第５反射面に向けて反射させるように配置され、
前記第５反射面は、前記第４反射面において反射された前記第１の光を、前記第２反射面に向けて反射させるように配置され、
前記第２反射面は、前記第５反射面において反射された前記第１の光を、前記第６反射面に向けて反射させるように配置され、
前記第６反射面は、前記第２反射面において反射された前記第１の光を、前記第７反射面に向けて反射させるように配置され、
前記第７反射面は、前記第６反射面において反射された前記第１の光を、前記第３反射面に向けて反射させるように配置され、
前記第３反射面は、前記第７反射面において反射された前記第１の光を、前記第８反射面に向けて反射させるように配置され、
前記第８反射面は、前記第３反射面において反射された前記第１の光を、前記第３反射面に向けて反射させるように配置され、
前記発光部材は、前記凹面鏡と離間し、前記鏡面の回転軸上に配置されている。

このような光源装置によれば、第２の光は、凹面鏡の鏡面において反射され、外部に向けて（凹面鏡の開口に向けて）出射されることができる。すなわち、鏡面によって、第２の光を所望の方向に出射させることができる。さらに、上記のような光源装置によれば、第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７、および第８反射面によって、発光素子から出射された第１の光を、複数回（例えば６回）、蛍光発光部に照射することができる。すなわち、第１の光を再利用することができ、その分、第２の光の強度を大きくすることができる。

本発明に係る光源装置において、
前記鏡面の形状は、放物面であり、
前記発光部材は、前記鏡面の焦点を含んで配置されていることができる。

このような光源装置によれば、鏡面において反射された第２の光は、平行光として、外部に向けて出射されることができる。

本発明に係る光源装置において、
前記鏡面の形状は、楕円面、または球面の一部をなす形状であり、
前記発光部材は、前記鏡面の焦点を含んで配置されていることができる。

このような光源装置によれば、鏡面において反射された第２の光は、集束光として、外部に向けて出射されることができる。

本発明に係る光源装置において、
前記第１反射面に形成された前記蛍光発光部が発する前記第２の光は、緑色光であり、
前記第２反射面に形成された前記蛍光発光部が発する前記第２の光は、赤色光であることができる。

このような光源装置によれば、緑色光の強度と赤色光の強度との調整を図ることができる。すなわち、赤色光を発する蛍光体は、緑色光を吸収するため、その分、緑色光の強度は低下してしまう場合がある。しかしながら、上記のような光源装置によれば、第１の光により緑色光を発する蛍光体と赤色光を発する蛍光体とを個別に照射することができるので、各蛍光体の量を調整する等により、緑色光の強度と赤色光の強度との調整を図ることができる。

本発明に係る光源装置において、
前記発光素子は、半導体レーザーであることができる。

このような光源装置によれば、半導体レーザーは、他の固体光源と比べて照射領域が小さいため、ピンポイントで蛍光発光部を照射することができる。そのため、半導体レーザーは、他の固体光源と比べて、放射ロスが小さく、効率よく蛍光発光部に光を供給することができる。

本発明に係るプロジェクターは、
本発明に係る光源装置と、
前記光源装置から出射された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置によって形成された画像を投射する投射装置と、
を含む。

このようなプロジェクターによれば、本発明に係る光源装置を有することができるため、光の利用効率を向上させることができ、高輝度化を図ることができる。

本実施形態に係る光源装置を模式的に示す平面図。本実施形態に係る光源装置を模式的に示す断面図。本実施形態の第１変形例に係る光源装置を模式的に示す断面図。本実施形態の第２変形例に係る光源装置を模式的に示す平面図。本実施形態の第３変形例に係る光源装置を模式的に示す平面図。本実施形態の第４変形例に係る光源装置を模式的に示す平面図。本実施形態の第５変形例に係る光源装置を模式的に示す平面図。本実施形態に係るプロジェクターを模式的に示す図。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。

１．光源装置
まず、本実施形態に係る光源装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る光源装置１００を模式的に示す平面図である。図２は、本実施形態に係る光源装置１００を模式的に示す図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。なお、図１では、便宜上、第２の光Ｌ２の図示を省略している。

光源装置１００は、図１および図２に示すように、凹面鏡１０と、発光素子２０と、支持部材３０と、発光部材４０と、第３反射面５０と、第４反射面５１と、第５反射面５２と、を含むことができる。発光部材４０は、蛍光発光部４２と、第１反射面４４と、第２反射面４５と、を有する。

凹面鏡１０は、鏡面１２を有する。鏡面１２は、凹面鏡１０の内側の鏡面である。鏡面１２は、例えば、回転軸Ｒを軸として、２次曲線を回転させて得ることのできる面である。鏡面１２の形状は、例えば、放物面（回転放物面）である。鏡面１２の材質としては、例えば、ガラス、金属が挙げられる。鏡面１２は、蛍光発光部４２が発する第２の光Ｌ２を反射させることができる。鏡面１２は、発光素子２０が出射する第１の光Ｌ１を透過させ、蛍光発光部４２が発する第２の光Ｌ２を反射させるダイクロイックミラーであってもよい。

発光素子２０は、第１の光Ｌ１を出射する。第１の光Ｌ１は、凹面鏡１０の図示しない入射口（孔）などを介し、蛍光発光部４２を照射することができる。鏡面１２がダイクロイックミラーである場合は、第１の光Ｌ１は、鏡面１２を透過して蛍光発光部４２を照射することができる。蛍光発光部４２は、第１の光Ｌ１により励起されて第２の光Ｌ２を発する。すなわち、第１の光Ｌ１は、蛍光発光部４２を励起するための励起光ともいえ、第２の光Ｌ２は、該励起光によって発せられる蛍光光ともいえる。第１の光Ｌ１は、例えば、波長変換効率のよい青色光や近紫外光などの短波長の光である。発光素子２０としては、例えば、半導体レーザーを用いることができる。半導体レーザーは、他の固体光源と比べて照射領域が小さいため、ピンポイントで蛍光発光部４２を照射することができる。そのため、半導体レーザーは、他の固体光源と比べて、放射ロスが小さく、効率よく蛍光発光部４２に光を供給することができる。なお、発光素子２０としては、半導体レーザーに限定されず、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を用いてもよい。

発光素子２０は、凹面鏡１０の鏡面１２とは反対側の面（凹面鏡１０の外側の面）１４側に設けられている。これにより、第２の光Ｌ２が、発光素子２０によって遮られることを防止することができる。

支持部材３０は、鏡面１２に設けられている。支持部材３０は、発光部材４０を支持することができる。支持部材３０は、例えば、棒状の形状を有し、その先端に発光部材４０を設置することができる。図２に示す例では、支持部材３０は、鏡面１２の回転軸Ｒ上に設けられている。支持部材３０の材質は、例えば、金属であり、より具体的には、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇなどである。これにより、発光部材４０の放熱性を向上させることができる。

発光部材４０は、凹面鏡１０の鏡面１２側に、凹面鏡１０と離間して設けられている。図２に示す例では、発光部材４０は、支持部材３０によって支持されることにより、凹面鏡１０と離間して設けられている。発光部材４０は、鏡面１２の回転軸Ｒ上に配置されている。図２に示す例では、発光部材４０は、放物面形状である鏡面１２の焦点Ｆを含んで配置されている。これにより、鏡面１２において反射された第２の光Ｌ２は、平行光として、外部に向けて（凹面鏡１０の開口に向けて）出射されることができる。

蛍光発光部４２は、第１の光Ｌ１により励起されて発光する。蛍光発光部４２を励起させて得られる第２の光Ｌ２は、鏡面１２において反射され、照明光として、外部を照明する。蛍光発光部４２は、例えば、第１の光Ｌ１により励起されて発光する蛍光体、および蛍光体を分散させるためのシリコン樹脂などで構成されている。

第２の光Ｌ２の色は、蛍光体を励起させる第１の光Ｌ１の色（波長）と、蛍光体の組成との組み合わせにより決定される。すなわち、第１の光Ｌ１の色（波長）に応じて蛍光体の種類を変えることで第２の光Ｌ２（蛍光光）の色を制御することができる。蛍光体の組成の一例として、以下のものを挙げることができる。

第１の光Ｌ１が青色の場合、第２の光Ｌ２が赤色となる蛍光体の組成の例としては、（Ｃａ，Ｓｒ）_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ、ＣａＳｉＮ_２：Ｅｕを挙げることができる。第１の光Ｌ１が青色の場合、第２の光Ｌ２が緑色となる蛍光体の組成の例としては、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、ＳｒＧａ_２Ｓ_４：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｓｒ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ、ＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ、（Ｓｉ，Ａｌ）_６（Ｏ，Ｎ）_８：Ｅｕを挙げることができる。第１の光Ｌ１が青色の場合、第２の光Ｌ２が黄色となる蛍光体の組成の例としては、Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ（ＹＡＧ系）、ＣａＧａ_２Ｓ_４：Ｅｕ、ＳｒＳｉＯ_４：Ｅｕを挙げることができる。

第１の光Ｌ１が近紫外光の場合、第２の光Ｌ２が赤色となる蛍光体の組成の例としては、Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ、３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ_２・ＧｅＯ_２：Ｍｎを挙げることができる。第１の光Ｌ１が近紫外光の場合、第２の光Ｌ２が青緑色となる蛍光体の組成の例としては、ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ，Ｍｎ、ＬａＡｌ（ＳｉＡｌ）_６Ｎ_９Ｏ：Ｃｅを挙げることができる。第１の光Ｌ１が近紫外光の場合、第２の光Ｌ２が青色となる蛍光体の組成の例としては、（Ｃａ，Ｓｒ）_５（ＰＯ_４）_３Ｃｌ：Ｅｕ、Ｓｒ_２Ｐ_２Ｏ_７：Ｅｕ、ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕを挙げることができる。

また、上述した組成の蛍光体を混合して蛍光発光部４２を形成することにより、複数の色の第２の光Ｌ２を発光させて、所望の色の光を得てもよい。例えば、第１の光Ｌ１が近紫外光の場合、第２の光Ｌ２が赤色となる蛍光体、第２の光Ｌ２が青色となる蛍光体、および第２の光Ｌ２が緑色となる蛍光体を所定の割合で混合して蛍光発光部４２を形成することにより、白色の光を得ることができる。

また、第１反射面４４に形成された蛍光発光部４２と、第２反射面４５に形成された蛍光発光部４２とは、互いに異なる色の第２の光を発してもよい。例えば、最初に第１の光Ｌ１が照射される第１反射面４４に形成された蛍光発光部４２は、緑色光を発し、後に第１の光Ｌ１が照射される第２反射面４５に形成された蛍光発光部４２は、赤色光を発してもよい。これにより、緑色光の強度と赤色光の強度との調整を図ることができる。すなわち、赤色光を発する蛍光体は、緑色光を吸収するため、その分、緑色光の強度は低下してしまう場合がある。しかしながら、本実施形態では、緑色光を発する蛍光体を照射するときの第１の光Ｌ１は、赤色光を発する蛍光体を照射するときの第１の光Ｌ１に比べて、蛍光体による光の吸収がないので、蛍光体の量の調整等により、緑色光の強度と赤色光の強度との調整を図ることができる。

蛍光発光部４２は、図１に示すように、第１反射面４４および第２反射面４５に形成されている。第１反射面４４は、板状部材の一方側の面であり、第２反射面４５は、板状部材の他方側の面であってもよい。すなわち、第１反射面４４および第２反射面４５は、板状部材の互いに反対方向を向く面であってもよい。第１反射面４４および第２反射面４５は、発光素子２０から出射された第１の光Ｌ１の光軸に対して、４５度傾いていてもよい。

第３反射面５０、第４反射面５１、および第５反射面５２は、例えば、凹面鏡１０に支持されて配置されている。反射面５０，５１，５２および発光素子２０は、例えば、図１に示すように平面視において、発光部材４０を取り囲むように配置されている。反射面４４，４５，５０，５１，５２は、第１の光Ｌ１を反射させることができる。反射面４４，４５，５０，５１，５２は、例えば、第１の光Ｌ１の光軸が同一平面となるように配置されている。反射面４４，４５，５０，５１，５２の材質としては、例えば、ガラス、金属が挙げられる。反射面４４，４５，５０，５１，５２は、第１の光Ｌ１を反射させ、第２の光Ｌ２を透過させるダイクロイックミラーであってもよい。

図１に示すように、発光素子２０から出射された第１の光Ｌ１は、まず、第１反射面４４に向けて進行する。そして、第１の光Ｌ１の一部は、第１反射面４４に形成された蛍光発光部４２に吸収され、蛍光発光部４２を発光させる。

次に、吸収されなかった第１の光Ｌ１は、第１反射面４４において反射され、第３反射面５０に向かう。次に、第１の光Ｌ１は、第３反射面５０において反射され、第４反射面５１に向かう。次に、第１の光Ｌ１は、第４反射面５１において反射され、第２反射面４５に向かう。そして、第１の光Ｌ１の一部は、第２反射面４５に形成された蛍光発光部４２に吸収され、蛍光発光部４２を発光させる。

次に、吸収されなかった第１の光Ｌ１は、第２反射面４５において反射され、第５反射面５２に向かう。次に、第１の光Ｌ１は、第５反射面５２において反射され、第２反射面４５に向かう。そして、第１の光Ｌ１は、再度、第２反射面４５に形成された蛍光発光部４２に吸収され、蛍光発光部４２を発光させる。このとき、第１の光Ｌ１は、蛍光発光部４２に完全に吸収されてもよいし、一部は吸収されなくてもよい。

次に、吸収されなかった第１の光Ｌ１は、第２反射面４５において反射され、第４反射面５１に向かう。次に、第１の光Ｌ１は、第４反射面５１において反射され、第３反射面５０に向かう。次に、第１の光Ｌ１は、第３反射面５０において反射され、第１反射面４４に向かう。そして、第１の光Ｌ１は、再度、第１反射面４２に形成された蛍光発光部４２に吸収され、蛍光発光部４２を発光させる。このとき、第１の光Ｌ１は、蛍光発光部４２に完全に吸収されてもよいし、一部は吸収されなくてもよい。

次に、吸収されなかった第１の光Ｌ１は、第１反射面４４において反射され、発光素子２０に向い、例えば消滅する。

光源装置１００は、例えば、ディスプレイ、照明装置、後述するプロジェクターなどの光源に適用されることができる。

本実施形態に係る光源装置１００は、例えば、以下の特徴を有する。

光源装置１００によれば、第２の光Ｌ２は、凹面鏡１０の鏡面１２において反射され、外部に向けて（凹面鏡１０の開口に向けて）出射されることができる。すなわち、光源装置１００では、鏡面１２によって、第２の光Ｌ２を所望の方向に出射させることができる。さらに、光源装置１００によれば、上述のとおり、反射面４４，４５，５０，５１，５２によって、発光素子２０から出射された第１の光Ｌ１を、複数回（例えば４回）、蛍光発光部４２に照射することができる。すなわち、第１の光Ｌ１を再利用することができ、その分、第２の光Ｌ２の強度を大きくすることができる。

光源装置１００によれば、蛍光体４０は、放物面形状である鏡面１２の焦点Ｆを含んで配置されていることができる。これにより、鏡面１２において反射された第２の光Ｌ２は、平行光として、外部に向けて出射されることができる。

光源装置１００によれば、第１反射面４４に形成された蛍光発光部４２は、緑色光を発し、第２反射面４４に形成された蛍光発光部４２は、赤色光を発することができる。第１反射面４４に形成された蛍光発光部４２は、第２反射面４５に形成された蛍光発光部４２より、先に第１の光Ｌ１によって照射されることができる。そのため、上述のとおり、緑色光の強度と赤色光の強度との調整を図ることができる。

光源装置１００によれば、発光素子２０として、半導体レーザーを用いることができる。半導体レーザーは、他の固体光源と比べて照射領域が小さいため、ピンポイントで蛍光発光部４２を照射することができる。そのため、半導体レーザーは、他の固体光源と比べて、放射ロスが小さく、効率よく蛍光発光部４２に光を供給することができる。

２．光源装置の変形例
２．１．第１変形例に係る光源装置
次に、本実施形態の第１変形例に係る光源装置について、図面を参照しながら説明する。図３は、本実施形態の第１変形例に係る光源装置２００を模式的に示す断面図である。以下、本実施形態の第１変形例に係る光源装置２００において、本実施形態に係る光源装置１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

光源装置１００の例では、図２に示すように、鏡面１２の形状は放物面（回転放物面）であり、第２の光Ｌ２は、鏡面１２において反射されて平行光として、外部に向けて出射された。

これに対し、光源装置２００では、図３に示すように、鏡面１２の形状は、楕円面（回転楕円面）である。これにより、第２の光Ｌ２は、鏡面１２において反射されて集束光として、外部に向けて出射されることができる。なお、鏡面１２の形状は球面であってもよく、第２の光Ｌ２は蛍光発光部４２に戻る形態の集束光を得ることができる。

２．２．第２変形例に係る光源装置
次に、本実施形態の第２変形例に係る光源装置について、図面を参照しながら説明する。図４は、本実施形態の第２変形例に係る光源装置３００を模式的に示す断面図である。以下、本実施形態の第２変形例に係る光源装置３００において、本実施形態に係る光源装置１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。なお、図４では、便宜上、第２の光Ｌ２の図示を省略している。

光源装置３００では、図４に示すように、発光部材４０は、第１反射面４４と、第２反射面４５と、第３反射面４６と、反射面４４，４５，４６に形成された蛍光発光部４２と、を有する。反射面４４，４５，４６は、それぞれ三角柱状部材の面であってもよい。反射面４４，４５，４６は、図４に示すように平面視において、それぞれ正三角形の辺を構成していてもよい。

光源装置３００は、さらに、第４反射面５０と、第５反射面５１と、第６反射面５２と、第７反射面５３と、第８反射面５４と、を有する。反射面５０〜５４は、例えば、凹面鏡１０に支持されて配置されている。反射面５０〜５４および発光素子２０は、例えば、図４に示すように平面視において、発光部材４０を取り囲むように配置されている。反射面４４〜４６，５０〜５４は、第１の光Ｌ１を反射させることができる。反射面４４〜４６，５０〜５４は、例えば、第１の光Ｌ１の光軸が同一平面となるように配置されている。反射面４４〜４６，５０〜５４の材質としては、例えば、ガラス、金属が挙げられる。反射面４４〜４６，５０〜５４は、第１の光Ｌ１を透過させ、第２の光Ｌ２を反射させるダイクロイックミラーであってもよい。

図４に示すように、発光素子２０から出射された第１の光Ｌ１は、まず、第１反射面４４に向けて進行する。そして、第１の光Ｌ１の一部は、第１反射面４４に形成された蛍光発光部４２に吸収され、蛍光発光部４２を発光させる。

次に、吸収されなかった第１の光Ｌ１は、第１反射面４４において反射され、第４反射面５０に向かう。次に、第１の光Ｌ１は、第４反射面５０において反射され、第５反射面５１に向かう。次に、第１の光Ｌ１は、第５反射面５１において反射され、第２反射面４５に向かう。そして、第１の光Ｌ１の一部は、第２反射面４５に形成された蛍光発光部４２に吸収され、蛍光発光部４２を発光させる。

次に、吸収されなかった第１の光Ｌ１は、第２反射面４５において反射され、第６反射面５２に向かう。次に、第１の光Ｌ１は、第６反射面５２において反射され、第７反射面５３に向かう。次に、第１の光Ｌ１は、第７反射面５３において反射され、第３反射面４６に向かう。そして、第１の光Ｌ１の一部は、第３反射面４６に形成された蛍光発光部４２に吸収され、蛍光発光部４２を発光させる。

次に、吸収されなかった第１の光Ｌ１は、第３反射面４６において反射され、第８反射面５４に向かう。次に、第１の光Ｌ１は、第８反射面５４において反射され、第３反射面４６に向かう。そして、第１の光Ｌ１は、再度、第３反射面４６に形成された蛍光発光部４２に吸収され、蛍光発光部４２を発光させる。このとき、第１の光Ｌ１は、蛍光発光部４２に完全に吸収されてもよいし、一部は吸収されなくてもよい。

次に、吸収されなかった第１の光Ｌ１は、第３反射面４６において反射され、第７反射面５３に向かう。次に、第１の光Ｌ１は、第７反射面５３において反射され、第６反射面５２に向かう。次に、第１の光Ｌ１は、第６反射面５２において反射され、第２反射面４５に向かう。そして、第１の光Ｌ１は、再度、第２反射面４５に形成された蛍光発光部４２に吸収され、蛍光発光部４２を発光させる。このとき、第１の光Ｌ１は、蛍光発光部４２に完全に吸収されてもよいし、一部は吸収されなくてもよい。

次に、吸収されなかった第１の光Ｌ１は、第２反射面４５において反射され、第５反射面５１に向かう。次に、第１の光Ｌ１は、第５反射面５１において反射され、第４反射面５０に向かう。次に、第１の光Ｌ１は、第４反射面５０において反射され、第１反射面４４に向かう。そして、第１の光Ｌ１は、再度、第１反射面４４に形成された蛍光発光部４２に吸収され、蛍光発光部４２を発光させる。このとき、第１の光Ｌ１は、蛍光発光部４２に完全に吸収されてもよいし、一部は吸収されなくてもよい。

光源装置３００によれば、上述のとおり、反射面４４〜４６，５０〜５４によって、発光素子２０から出射された第１の光Ｌ１を、複数回（例えば６回）、蛍光発光部４２に照射することができる。すなわち、第１の光Ｌ１を再利用することができ、第２の光Ｌ２の強度を大きくすることができる。

なお、光源装置３００の例では、反射面４４〜４６は、三角柱状部材の面であったが、反射面を、例えば、四角柱部材ないし五角柱部材の面とし、かつ、他の構成を光源装置３００の構成と同等の構成とすることにより、第１の光を、８回ないし１０回、蛍光発光部に照射することができる。本発明は、このような設計を、必要に応じて行うことができる。

２．３．第３変形例に係る光源装置
次に、本実施形態の第３変形例に係る光源装置について、図面を参照しながら説明する。図５は、本実施形態の第３変形例に係る光源装置４００を模式的に示す断面図である。以下、本実施形態の第３変形例に係る光源装置４００において、本実施形態の第２変形例に係る光源装置３００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。なお、図５では、便宜上、第２の光Ｌ２の図示を省略している。

光源装置３００の例では、図４に示すように、１つの発光素子２０と、８つの反射面４４〜４６，５０〜５４と、を有していた。これに対し、光源装置４００は、図５に示すように、２つの発光素子２０（２０ａ，２０ｂ）と、７つの反射面４４〜４６，５０〜５３と、を有する。光源装置４００は、光源装置３００における第８反射面５４の位置に、発光素子２０ｂを設けているともいえる。

図５に示すように、発光素子２０ａから出射された第１の光Ｌ１は、第１反射面４４、第４反射面５０、第５反射面５１、第２反射面４２、第６反射面５２、第７反射面５３、第３反射面４６の順で反射される。そして、第３反射面４６において反射された第１の光Ｌ１は、発光素子２０ｂに向かい、例えば消滅する。

発光素子２０ｂから出射された第１の光Ｌ１は、第３反射面４６、第７反射面５３、第６反射面５２、第２反射面４５、第５反射面５１、第４反射面５０、第１反射面４４の順で反射される。そして、第１反射面４４において反射された第１の光Ｌ１は、発光素子２０ａに向かい、例えば消滅する。

光源装置４００によれば、光源装置３００の例に比べて、発光素子２０の数を増やすことができる。そのため、光源装置４００では、第２の光Ｌ２の強度を大きくすることができる。なお、１つの発光素子の出力を大きくすると、発光素子の発熱量が大きくなり、効率が低下する場合がある。そのため、出力の大きい発光素子を１つ設けるよりは、比較的出力の小さい発光素子を複数設ける方が、効率がよい場合がある。

２．４．第４変形例に係る光源装置
次に、本実施形態の第４変形例に係る光源装置について、図面を参照しながら説明する。図６は、本実施形態の第４変形例に係る光源装置５００を模式的に示す断面図である。以下、本実施形態の第４変形例に係る光源装置５００において、本実施形態の第２変形例に係る光源装置３００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。なお、図６では、便宜上、発光素子２０ａによって出射された第１の光Ｌ１の光軸を実線で示し、発光素子２０ｂによって出射された第１の光Ｌ１の光軸を破線で示している。また、図６では、便宜上、第２の光Ｌ２の図示を省略している。

光源装置３００の例では、図４に示すように、１つの発光素子２０を有していた。また、光源装置３００の例では、反射面４４〜４６，５０〜５４を有していた。これに対し、光源装置５００は、図６に示すように、２つの発光素子２０（２０ａ，２０ｂ）を有する。さらに、光源装置５００は、第９反射面５５と、第１０反射面５６と、第１１反射面５７と、第１２反射面５８と、第１３反射面５９と、を有する。

反射面５５〜５９は、例えば、凹面鏡１０に支持されて配置されている。反射面５５〜５９は、第１の光Ｌ１を反射させることができる。反射面５５〜５９および発光素子２０ｂは、例えば、図６に示すように平面視において、発光部材４０を取り囲むように配置されている。反射面５５〜５９は、例えば、第１の光Ｌ１の光軸が同一平面となるように配置されている。反射面５５〜５９の材質は、例えば、反射面５０〜５４の材質と同じである。

図６に示すように、発光素子２０ｂから出射された第１の光Ｌ１は、第３反射面４６、第９反射面５５、第１０反射面５６、第２反射面４５、第１１反射面５７、第１２反射面５８、第１反射面４４、第１３反射面５９の順で反射される。

第１３反射面５９において反射された第１の光Ｌ１は、再度、第１反射面４４、第１２反射面５８、第１１反射面５７、第２反射面４５、第１０反射面５６、第９反射面５５、第３反射面４６の順で反射されることができる。そして、第３反射面４６で反射された第１の光Ｌ１は、発光素子２０ｂに向かい、例えば消滅する。

光源装置５００によれば、光源装置３００の例に比べて、発光素子２０の数を増やすことができ、さらに、第１の光Ｌ１によって蛍光発光部４２を照射する回数を増やすことができる。そのため、光源装置５００では、第２の光Ｌ２の強度を大きくすることができる。

２．５．第５変形例に係る光源装置
次に、本実施形態の第５変形例に係る光源装置について、図面を参照しながら説明する。図７は、本実施形態の第５変形例に係る光源装置６００を模式的に示す断面図である。以下、本実施形態の第５変形例に係る光源装置６００において、本実施形態の第２変形例に係る光源装置３００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。なお、図７では、便宜上、第２の光Ｌ２の図示を省略している。

光源装置３００の例では、図４に示すように、反射面４４〜４６，５０〜５４を有していた。光源装置６００は、図７に示すように、さらに、第９反射面５５と、第１０反射面５６と、第１１反射面５７と、第１２反射面５８と、第１３反射面５９と、第１４反射面６０と、を有する。

反射面５５〜６０は、例えば、凹面鏡１０に支持されて配置されている。反射面５５〜６０は、第１の光Ｌ１を反射させることができる。反射面５０〜６０および発光素子２０は、例えば、図７に示すように平面視において、発光部材４０を取り囲むように配置されている。反射面５０〜６０は、例えば、第１の光Ｌ１の光軸が同一平面となるように配置されている。反射面５５〜６０の材質は、例えば、反射面５０〜５４の材質と同じである。

光源装置６００では、発光素子２０から出射された第１の光Ｌ１は、第１反射面４４、第４反射面５０、第５反射面５１、第２反射面４５、第６反射面５２、第７反射面５３、第３反射面４６、第８反射面５４、第９反射面５５、第３反射面４６、第１０反射面５６、第１１反射面５７、第２反射面４５、第１２反射面５８、第１３反射面５９、第１反射面４４、第１４反射面６０の順で反射される。

第１４反射面６０において反射された第１の光Ｌ１は、再度、第１反射面４４、第１３反射面５９、第１２反射面５８、第２反射面４５、第１１反射面５７、第１０反射面５６、第３反射面４６、第９反射面５５、第８反射面５４、第３反射面４６、第７反射面５３、第６反射面５２、第２反射面４５、第５反射面５１、第４反射面５０、第１反射面４４の順で反射されることができる。そして、第１反射面４４で反射された第１の光Ｌ１は、発光素子２０に向かい、例えば消滅する。

光源装置５００によれば、光源装置３００の例に比べて、第１の光Ｌ１によって蛍光発光部４２を照射する回数を増やすことができる。そのため、光源装置５００では、第２の光Ｌ２の強度を大きくすることができる。

３．プロジェクター
次に、本実施形態に係るプロジェクターについて、図面を参照しながら説明する。図７は、プロジェクター７００を模式的に示す図である。なお、図７では、便宜上、プロジェクター７００を構成する筐体は省略している。

プロジェクター７００は、図７に示すように、赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ出射する赤色光源１００Ｒ、緑色光源１００Ｇ、青色光源１００Ｂを有する。赤色光源１００Ｒとしては、赤色光を発する（第２の光Ｌ２が赤色となる）蛍光発光部４０を備えた、本発明に係る光源装置（以下の例では、光源装置１００）を用いることができる。緑色光源１００Ｇとしては、緑色光を発する（第２の光Ｌ２が緑色となる）蛍光発光部４０を備えた光源装置１００を用いることができる。青色光源１００Ｂとしては、青色光を出射する発光素子２０を用いてもよいし、発光素子２０から出射された近紫外光（第１の光Ｌ１）によって、青色光を発する（第２の光Ｌ２が青色となる）蛍光発光部４０を備えた光源装置１００を用いてもよい。

プロジェクター７００は、光源１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂから出射された光をそれぞれ画像情報に応じて変調する透過型の液晶ライトバルブ（光変調装置）７０４Ｒ，７０４Ｇ，７０４Ｂと、液晶ライトバルブ７０４Ｒ，７０４Ｇ，７０４Ｂによって形成された像を拡大してスクリーン（表示面）７１０に投射する投射レンズ（投射装置）７０８と、を備えている。また、プロジェクター７００は、液晶ライトバルブ７０４Ｒ，７０４Ｇ，７０４Ｂから出射された光を合成して投写レンズ７０８に導くクロスダイクロイックプリズム（色光合成手段）７０６を備えていることができる。

さらに、プロジェクター７００は、光源１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂから出射された光の照度分布を均一化させるため、各光源１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂよりも光路下流側に、均一化光学系７０２Ｒ，７０２Ｇ，７０２Ｂを設けており、これらによって照度分布が均一化された光によって、液晶ライトバルブ７０４Ｒ，７０４Ｇ，７０４Ｂを照明している。均一化光学系７０２Ｒ，７０２Ｇ、７０２Ｂは、例えば、ホログラム７０２ａおよびフィールドレンズ７０２ｂによって構成される。

各液晶ライトバルブ７０４Ｒ，７０４Ｇ，７０４Ｂによって変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム７０６に入射する。このプリズムは４つの直角プリズムを貼り合わせて形成され、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に配置されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成され、カラー画像を表す光が形成される。そして、合成された光は投写光学系である投射レンズ７０８によりスクリーン７１０上に投写され、拡大された画像が表示される。

プロジェクター７００によれば、上述のように、第２の光Ｌ２を所望の方向に出射させることができ、第２の光Ｌ２の強度が大きい光源装置１００を有することができる。そのため、プロジェクター７００は、光の利用効率を向上させることができ、高輝度化を図ることができる。

なお、上述の例では、光変調装置として透過型の液晶ライトバルブを用いたが、液晶以外のライトバルブを用いてもよいし、反射型のライトバルブを用いてもよい。このようなライトバルブとしては、例えば、反射型の液晶ライトバルブや、デジタルマイクロミラーデバイス（Digital Micromirror Device）が挙げられる。また、投射光学系の構成は、使用されるライトバルブの種類によって適宜変更される。

なお、上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。

上記のように、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できよう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。

１０凹面鏡、１２凹面鏡の鏡面、１４凹面鏡の面、２０発光素子、
３０支持部材、４０発光部材、４２蛍光発光部、
４４〜４６，５０〜６０反射面、１００〜６００光源装置、
７００プロジェクター、７０２均一化光学系、７０２ａホログラム、
７０２ｂフィールドレンズ、７０４液晶ライトバルブ、
７０６クロスダイクロイックプリズム、７０８投写レンズ、７１０スクリーン

Claims

第１の光を出射する発光素子と、
前記第１の光を反射させるための第１および第２反射面と、前記第１および第２反射面に形成され前記第１の光により励起されて第２の光を発する蛍光発光部と、を有する発光部材と、
前記第１の光を反射させるための第３、第４、および第５反射面と、
前記第２の光を反射させるための鏡面を有する凹面鏡と、
を含み、
前記第１反射面は、前記発光素子から出射された前記第１の光を、前記第３反射面に向けて反射させるように配置され、
前記第３反射面は、前記第１反射面において反射された前記第１の光を、前記第４反射面に向けて反射させるように配置され、
前記第４反射面は、前記第３反射面において反射された前記第１の光を、前記第２反射面に向けて反射させるように配置され、
前記第２反射面は、前記第４反射面において反射された前記第１の光を、前記第５反射面に向けて反射させるように配置され、
前記第５反射面は、前記第２反射面において反射された前記第１の光を、前記第２反射面に向けて反射させるように配置され、
前記発光部材は、前記凹面鏡と離間し、前記鏡面の回転軸上に配置されている、光源装置。
第１の光を出射する発光素子と、
前記第１の光を反射させるための第１、第２、および第３反射面と、前記第１、第２、および第３反射面に形成され前記第１の光により励起されて第２の光を発する蛍光発光部と、を有する発光部材と、
前記第１の光を反射させるための第４、第５、第６、第７、および第８反射面と、
前記第２の光を反射させるための鏡面を有する凹面鏡と、
を含み、
前記第１反射面は、前記発光素子から出射された前記第１の光を、前記第４反射面に向けて反射させるように配置され、
前記第４反射面は、前記第１反射面において反射された前記第１の光を、前記第５反射面に向けて反射させるように配置され、
前記第５反射面は、前記第４反射面において反射された前記第１の光を、前記第２反射面に向けて反射させるように配置され、
前記第２反射面は、前記第５反射面において反射された前記第１の光を、前記第６反射面に向けて反射させるように配置され、
前記第６反射面は、前記第２反射面において反射された前記第１の光を、前記第７反射面に向けて反射させるように配置され、
前記第７反射面は、前記第６反射面において反射された前記第１の光を、前記第３反射面に向けて反射させるように配置され、
前記第３反射面は、前記第７反射面において反射された前記第１の光を、前記第８反射面に向けて反射させるように配置され、
前記第８反射面は、前記第３反射面において反射された前記第１の光を、前記第３反射面に向けて反射させるように配置され、
前記発光部材は、前記凹面鏡と離間し、前記鏡面の回転軸上に配置されている、光源装置。
請求項１または２において、
前記鏡面の形状は、放物面であり、
前記発光部材は、前記鏡面の焦点を含んで配置されている、光源装置。
請求項１または２において、
前記鏡面の形状は、楕円面、または球面の一部をなす形状であり、
前記発光部材は、前記鏡面の焦点を含んで配置されている、光源装置。
請求項１ないし４のいずれか１項において、
前記第１反射面に形成された前記蛍光発光部が発する前記第２の光は、緑色光であり、
前記第２反射面に形成された前記蛍光発光部が発する前記第２の光は、赤色光である、光源装置。
請求項１ないし５のいずれか１項において、
前記発光素子は、半導体レーザーである、光源装置。
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光源装置と、
前記光源装置から出射された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置によって形成された画像を投射する投射装置と、
を含む、プロジェクター。