JP2016001669A - 光源装置及びプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】発光素子と、発光素子から出射する光により励起されて光を発する蛍光部材と、を備えた光源装置において、所望の出力及び所望の色度を得る。【解決手段】発光素子と、複数のセグメント領域を有するとともに、前記発光素子からの光が各セグメント領域に順次入射するよう制御される基体と、前記セグメント領域の１つ以上に設けられ、前記発光素子からの光に励起されて前記発光素子からの光とは異なる波長の光を発する蛍光体を有する蛍光部材と、前記蛍光部材の１つ以上に対応して設けられると共に、前記蛍光体からの光の少なくとも一部を透過し、前記発光素子からの光のうち前記蛍光部材を透過した光の一部を透過するフィルタと、を備える光源装置である。【選択図】図１

Description

光源装置及びプロジェクタに関する。

発光素子と、発光素子から出射する光により励起されて光を発する蛍光部材と、を備えた光源装置が知られている（特許文献１参照）。

特開２００９−２７７５１６号公報

発光素子と、発光素子から出射する光により励起されて光を発する蛍光部材と、を備えた光源装置において、所望の出力及び所望の色度を得ることを目的とする。

上記の課題は、次の手段により解決される。すなわち、発光素子と、複数のセグメント領域を有するとともに、前記発光素子からの光が各セグメント領域に順次入射するよう制御される基体と、前記セグメント領域の１つ以上に設けられ、前記発光素子からの光に励起されて前記発光素子からの光とは異なる波長の光を発する蛍光体を有する蛍光部材と、前記蛍光部材の１つ以上に対応して設けられると共に、前記蛍光体からの光の少なくとも一部を透過し、前記発光素子からの光のうち前記蛍光部材を透過した光の一部を透過するフィルタと、を備えることを特徴とする光源装置である。

上記の光源装置によれば、所望の出力及び所望の色度を得ることができる。

実施形態１に係る光源装置の模式的斜視図である。 実施形態１に係る光源装置の模式的正面図である。 図１中におけるＡ−Ａ断面図である。 光源装置から全体として出力される光の発光スペクトルを示す図（第１フィルタによるカット及び透過の前）である。 光源装置から全体として出力される光の発光スペクトルを示す図（第１フィルタによるカット及び透過の後）である。 色度座標のシフトを説明する色度図である。 光源装置から全体として出力される光の発光スペクトルを示す図（第２フィルタによるカット及び透過の前）である。 光源装置から全体として出力される光の発光スペクトルを示す図（第２フィルタによるカット及び透過の後）である。 色度座標のシフトを説明する色度図である。

［光源装置１００］
図１は実施形態１に係る光源装置の模式的斜視図であり、図２は実施形態１に係る光源装置の模式的正面図であり、図３は図１中におけるＡ−Ａ断面図である。

図１から図３に示すように、実施形態１に係る光源装置１００は、発光素子１０と、複数のセグメント領域Ｓ１〜Ｓ３を有するとともに、発光素子１０からの光が各セグメント領域Ｓ１〜Ｓ３に順次入射するよう制御される基体２０と、セグメント領域Ｓ１〜Ｓ３の１つ以上に設けられ、発光素子１０からの光Ｌ１に励起されて発光素子１０からの光Ｌ１とは異なる波長の光を発する蛍光体３０ａを有する蛍光部材３０と、蛍光部材３０の１つ以上に対応して設けられると共に、蛍光体３０ａからの光の少なくとも一部を透過し、発光素子１０からの光Ｌ１のうち蛍光部材３０を透過した光の一部を透過するフィルタ４０と、を備える光源装置１００である。実施形態１に係る光源装置１００によれば、所望の出力と所望の色度を得ることができる。以下、詳細に説明する。

（発光素子１０）
発光素子１０としては、例えば、発光ダイオードやレーザダイオードなどを用いることができる。レーザダイオードとしては青色光を出射する半導体レーザ素子（例：窒化物系半導体レーザ素子）を用いることができる。発光素子１０からの青色光は、発光ピークの波長が４３５ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の波長域にあることが好ましく、４４０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の波長域に発光ピークの波長があることがより好ましい。発光素子１０の数は限定されない。

（基体２０）
基体２０は複数のセグメント領域Ｓ１〜Ｓ３を有している。基体２０としては、硼珪酸ガラスや無アルカリガラス、サファイアなどの透光性を有する部材を用いることができるほか、複数のセグメント領域Ｓ１〜Ｓ３の少なくとも１つがこれらの透光性を有する部材で構成された部材を用いることができる。なお、本実施形態では、セグメント領域Ｓ１〜Ｓ３のすべての領域が透光性を有する部材で構成される場合について説明するが、セグメント領域Ｓ１〜Ｓ３の何れか１つが反射性を有する部材で構成されても良い。

透光性を有する部材とは発光素子１０からの光Ｌ１を透過させる性質を有する部材をいう。基体２０には、発光素子１０からの光Ｌ１の９７％以上を透過させる部材を用いることが好ましく、発光素子１０からの光Ｌ１の９８％以上を透過させる部材を用いることがより好ましい。

基体２０の形状は例えば円盤状とすることができる。基体２０の厚みは例えば０．５ｍｍとすることができる。

セグメント領域の数や形状は限定されない。本実施形態では、基体２０が扇形状の３つのセグメント領域（第１セグメント領域Ｓ１、第２セグメント領域Ｓ２、第３セグメント領域Ｓ３）を有する場合について説明するがこれは一例である。基体２０は、複数のセグメント領域Ｓ１〜Ｓ３により等分されていてもよいし、等分されていなくてもよい。各セグメント領域Ｓ１〜Ｓ３は基体２０の様々な箇所において様々な形状や大きさで形成することができる。

各セグメント領域Ｓ１〜Ｓ３の背面（発光素子１０からの光Ｌ１が入射する面）には、例えば、基体２０に入射する発光素子１０からの光Ｌ１が反射しないよう、無反射膜５０（例：ＳｉＯ_２とＮｂ_２Ｏ_５の多層膜）を設けてもよい。また、蛍光部材３０における発光素子１０からの光Ｌ１が入射する側には、例えば、蛍光体３０ａからの光を蛍光部材３０の内部に向けて反射するバンドパスフィルタ６０（例：ＳｉＯ_２とＮｂ_２Ｏ_５の多層膜）を設けてもよい。

基体２０は発光素子１０からの光Ｌ１が各セグメント領域Ｓ１〜Ｓ３に順次入射するよう制御される。基体２０の制御方法は限定されない。一例を挙げると、基体２０は、例えば、図１から図３に示すように発光素子１０からの光Ｌ１が第１セグメント領域Ｓ１→第２セグメント領域Ｓ２→第３セグメント領域Ｓ３→第１セグメント領域Ｓ１→・・・の順で各セグメント領域Ｓ１〜Ｓ３に順次入射するよう回転制御される。

（蛍光部材３０）
蛍光部材３０はセグメント領域Ｓ１〜Ｓ３の１つ以上に設けられる。一例を挙げると、蛍光部材３０は、例えば図１から図３に示すように、３つのセグメント領域（第１セグメント領域Ｓ１、第２セグメント領域Ｓ２、第３セグメント領域Ｓ３）のうち、第１セグメント領域Ｓ１と第２セグメント領域Ｓ２とに設けられる。蛍光部材３０が２つ以上のセグメント領域に設けられる場合は、２つ以上のセグメント領域の各々に個別の蛍光部材３０が設けられてもよいが、２つ以上のセグメント領域にまたがって１つの蛍光部材３０が設けられてもよい。蛍光部材３０が設けられない第３セグメント領域Ｓ３には、例えば、基体２０に入射する発光素子１０からの光Ｌ１が反射しないよう、無反射膜５０（例：ＳｉＯ_２とＮｂ_２Ｏ_５）の多層膜）を設けてもよい。また、蛍光部材３０が設けられない第３セグメント領域Ｓ３には、発光素子１０からの光Ｌ１を拡散させる拡散材が配置されていてもよい。

本実施形態では、複数のセグメント領域Ｓ１〜Ｓ３のうち異なるセグメント領域であるセグメント領域Ｓ１とセグメント領域Ｓ２とに、発光素子１０からの青色光を励起光として緑色光を発する緑色蛍光体３２ａを有する第１蛍光部材３２と、発光素子１０からの青色光を励起光として赤色光を発する赤色蛍光体３４ａを有する第２蛍光部材３４とが、それぞれ配置されるものとするが、これは一例である。なお、「緑色光」とは、発光ピークの波長が５００ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の範囲内にある光をいう。また、「赤色光」とは、発光ピークの波長が５７０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲内にある光をいう。

蛍光部材３０は、例えば、図１から図３に示すように第１セグメント領域Ｓ１と第２セグメント領域Ｓ２の正面側（発光素子１０からの光Ｌ１が出射する面側）に設けることができるほか、セグメント領域Ｓ１〜Ｓ３の背面側（発光素子１０からの光Ｌ１が入射する面側）や基体２０の内部に設けることができる。セグメント領域Ｓ１〜Ｓ３の正面側や背面側に蛍光部材３０を設ける場合、蛍光部材３０の厚みは例えば膜厚５０μｍ程度にすることができる。

蛍光部材３０は蛍光体３０ａを有しており、蛍光体３０ａは発光素子１０からの光Ｌ１に励起されて発光素子１０からの光Ｌ１とは異なる波長の光を発する。蛍光部材３０としては、例えば、発光素子１０からの青色光を励起光として発光ピークの波長が５００ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の波長域にある緑色光を発する緑色蛍光体３２ａや、発光素子１０からの青色光を励起光として発光ピークの波長が５７０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の波長域にある赤色光を発する赤色蛍光体３４ａなどを含むことができる。

蛍光部材３０としては、蛍光体３０ａとバインダ（例：Ａｌ_２Ｏ_３）との混合物を用いることができる。緑色蛍光体３２ａとしては、例えば、ＹＡＧ系蛍光体、ＬＡＧ系蛍光体、又はこれらを組み合わせたものを用いることができる。ＹＡＧ系蛍光体とは、例えば、Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅなどのような蛍光体である。ＬＡＧ系蛍光体とは、例えば、Ｌｕ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅなどのような蛍光体である。ＹＡＧ系蛍光体とＬＡＧ系蛍光体との組み合わせを用いる場合には、積層タイプのもの、例えば、ＹＡＧ系蛍光体とＬＡＧ系蛍光体とで２層構造を構成するタイプのものを用いることができる。

また、赤色蛍光体３４ａとしては、例えば、ＳＣＡＳＮ系蛍光体、ＣＡＳＮ系蛍光体、ＳｉＡｌＯＮ系蛍光体、ＫＳＦ系蛍光体、またはこれらを組み合わせたものを用いることができる。ＳＣＡＳＮ系蛍光体とは、例えばＳｒＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕなどの蛍光体である。ＣＡＳＮ系蛍光体とは、例えばＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕなどの蛍光体である。ＳｉＡｌＯＮ系蛍光体とは、例えばβ−ＳｉＡｌＯＮ：ＥｕやＣａ−α−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕなどの蛍光体である。ＫＳＦ系蛍光体とは、Ｋ_２ＳｉＦ_６：Ｍｎなどの蛍光体である。

レーザダイオードを発光素子１０として用いる場合、バインダとしては無機材料を用いることが好ましい。無機材料を用いる場合は有機材料（例：樹脂）を用いる場合よりも蛍光部材３０の劣化を抑止することができる。バインダに用いる無機材料としては前述したＡｌ_２Ｏ_３のほかＳｉＯ_２が挙げられる。

（フィルタ４０）
フィルタ４０は、蛍光部材３０の１つ以上に対応して設けられると共に、蛍光体３０ａからの光の少なくとも一部を透過し、発光素子１０からの光Ｌ１のうち蛍光部材３０を透過した光の一部を透過する。これにより、蛍光体３０ａからの光のみならず発光素子１０からの光Ｌ１（すなわち蛍光部材３０を励起するための“励起光”）が光源装置１００から出射され “光源光”と利用されるようになって、低出力から高出力の範囲において所望の出力を得ることができる。また、発光素子１０からの光Ｌ１の一部を蛍光部材３０内に滞留させることなく光源装置１００の外部へ取り出すことになるため、蛍光部材３０内の発熱を抑制して光源装置１００の寿命を伸ばすことができる。さらに、発光素子１０からの光Ｌ１を用いて蛍光体３０ａからの光の色度を補正することが可能となるため、所望の色度を得ることができる。なお、発光素子１０からの光Ｌ１の２、３％程度を透過させるに過ぎない部材（すなわち、発光素子１０からの光Ｌ１の一部がリークするに過ぎない部材）はフィルタ４０から除かれる。

フィルタ４０は、蛍光部材３０における発光素子１０からの光が入射する側とは反対側に配置されることができる。フィルタ４０は、蛍光部材３０から離間していてもよいし、蛍光部材３０に接していてもよい（図１から図３を参照）。蛍光部材３０から離間している場合は、フィルタ４０が蛍光部材３０で生じた熱の影響を受けず、フィルタ４０が劣化しにくい。また、蛍光部材３０とフィルタ４０の間にレンズを配置することが可能となり、レンズによって蛍光部材３０からフィルタ４０に入射する光の角度を調節できるようになるため、フィルタ４０の機能を発揮させやすくなる。他方、蛍光部材３０にフィルタ４０が接している場合は、光源装置１００を小型化することができる。なお、フィルタ４０が蛍光部材３０から離間している場合の一例としては、例えば、フィルタ４０と蛍光部材３０とが別個の基体２０に設けられる場合やフィルタ４０と蛍光部材３０との間に別部材が挟まれている場合などを挙げることができる。フィルタ４０と蛍光部材３０とが別個の基体２０に設けられる場合は、例えば、フィルタ４０が設けられる基体２０と蛍光部材３０が設けられる基体２０とを接着材などで固定することにより両基体２０を同期して制御することができる。

フィルタ４０の形状や厚みなどは限定されない。フィルタ４０は、例えば、貼付やスパッタなどにより設けることができる。蛍光部材３０が設けられていない第３セグメント領域Ｓ３には、フィルタ４０を設けず、発光素子１０からの光Ｌ１を拡散させる拡散層７０を設けることもできる。

（第１レンズ８０、第２レンズ９０）
光源装置１００は、上記で説明した部材以外の部材、例えば第１レンズ８０や第２レンズ９０などを備えていてもよい。第１レンズ８０には発光素子１０からの光Ｌ１が入射し、第１レンズ８０からの光は基体２０に入射する。また、第２レンズ９０にはフィルタ４０を通過した発光素子１０からの光Ｌ１と蛍光体３０ａからの光との合成光Ｌ２が入射し、第２レンズ９０から出射した光は投影素子２００で反射されて表示素子３００に入射する。第１レンズ８０や第２レンズ９０には球面レンズや非球面レンズなどを用いることができる。これらのレンズを第１レンズ８０や第２レンズ９０として用いれば、レーザダイオードを発光素子１０として用いる場合において、発光素子１０からの光Ｌ１が第１レンズ８０や第２レンズ９０に入射せずに損失となることが抑制される。レーザダイオードは、発光面のサイズが小さく、且つ、発光面から出射した光の拡がりが小さいためである。

以上説明したように、実施形態１に係る光源装置１００によれば、所望の出力と所望の色度を得ることができる。したがって、実施形態１に係る光源装置１００は、プロジェクタや照明装置などに好ましく用いることができる。また、実施形態１に係る光源装置１００は、長寿命であるため、この観点からもプロジェクタや照明装置などに好ましく用いることができる。

以下、フィルタ４０についてさらに詳しく説明する。

フィルタ４０は、蛍光体３０ａからの光と発光素子１０からの青色光とを合成した光（合成光Ｌ２）の色度座標が所定の色域を構成する３つの頂点ＲＧＢのうちのＧ点を示す色度座標に一致するよう、蛍光体３０ａからの光については蛍光体３０ａからの光のうち発光ピークの波長を含む波長域の光を透過すると共にそれ以外の波長域の光をカットし、青色光については所定の強度にある部分を透過させることが好ましい。

所定の強度にある部分を透過させるには、例えば、フィルタ４０として屈折率が大きい材料と小さい材料とが交互に積層された誘電体多層膜を用いる場合、積層数と膜厚を調節することで透過率を調整すればよい。

蛍光体３０ａからの光のうち発光ピークの波長を含む波長域以外の波長域の光のカットは、緑色光に関して、緑色蛍光体３２ａからの光のうち発光ピークの波長を含む波長域より長波側の波長域の光をカットすることにより行うことができるし、緑色蛍光体３２ａからの光のうち発光ピークの波長を含む波長域より短波側の波長域の光をカットすることにより行うこともできる。前者のカット（長波側の波長域の光のカット）によれば緑色光の色度座標が赤色領域から遠ざかるようにシフトし、後者のカット（短波側の波長域の光のカット）によれば緑色光の色度座標が青色領域から遠ざかるようにシフトする。

なお、蛍光体３０ａからの光のうち発光ピークの波長を含む波長域以外の波長域の光のカットは、緑色光に関して、緑色蛍光体３２ａからの光のうち発光ピークの波長を含む波長域より長波側及び短波側の波長域の光を共にカットすることにより行うことも可能である。この場合は、長波側及び短波側のいずれか一方の波長域の光だけをカットする場合よりも、色度座標における色度をシフトできる範囲を広げる（色再現性を広げる）ことが可能となり、所望の色度にシフトさせることが容易になる。なお、緑色蛍光体３２ａからの光のうち発光ピークの波長を含む波長域より長波側及び短波側の波長域を共にカットする場合は、緑色蛍光体３２ａからの光のうち発光ピークの波長を含む波長域より長波側の波長域でカットされる光量が緑色蛍光体３２ａからの光のうち発光ピークの波長を含む波長域より短波側の波長域でカットされる光量より多くなることが好ましい。これにより、緑色光の色度座標は赤色領域から遠ざかるようにシフトする。

蛍光体３０ａからの光のうち発光ピークの波長を含む波長域以外の波長域の光のカットは、赤色光に関して、赤色蛍光体３４ａからの光のうち発光ピークの波長を含む波長域より短波側の波長域の光をカットすることにより行うことができるし、赤色蛍光体３４ａからの光のうち発光ピークの波長を含む波長域より長波側の波長域の光をカットすることにより行うこともできる。前者のカット（短波側の波長域の光のカット）によれば赤色光の色度座標は赤色領域から遠ざかるようにシフトし、後者のカット（長波側の波長域の光のカット）によれば赤色の色度座標は青緑色領域から遠ざかるようにシフトする。

なお、蛍光体３０ａからの光のうち発光ピークの波長を含む波長域以外の波長域の光のカットは、赤色光に関して、赤色蛍光体３４ａからの光のうち発光ピークの波長を含む波長域より短波側及び長波側の波長域の光を共にカットすることにより行うことも可能である。この場合は、長波側及び短波側のいずれか一方の波長域の光だけをカットする場合よりも、色度座標における色度がシフトする範囲を広げる（色再現性を広げる）ことが可能となり、所望の色度にシフトさせることが容易になる。なお、赤色蛍光体３４ａからの光のうち発光ピークの波長を含む波長域より長波側及び短波側の波長域を共にカットする場合は、赤色蛍光体３４ａからの光のうち発光ピークの波長を含む波長域より短波側の波長域でカットされる光量が赤色蛍光体３４ａからの光のうち発光ピークの波長を含む波長域より長波側の波長域でカットされる光量より多くなることが好ましい。これにより、赤色光の色度座標は青緑色領域から遠ざかるようにシフトする。

ちなみに、本実施形態では、緑色蛍光体３２ａを有する第１蛍光部材３２が配置される第１セグメント領域Ｓ１と赤色蛍光体３４ａを有する第２蛍光部材３４が配置される第２セグメント領域Ｓ２とに第１フィルタ４２と第２フィルタ４４とがそれぞれ配置されるものとし、第１フィルタ４２は、緑色蛍光体３２ａからの光のうち発光ピークの波長を含む波長域の光を透過し、緑色光の色度座標が赤色領域から遠ざかるよう緑色蛍光体３２ａからの光のうち発光ピークの波長を含む波長域より長波側及び短波側の波長域の光を共にカットし、第２フィルタ４４は、赤色蛍光体３４ａからの光のうち発光ピークの波長を含む波長域の光を透過し、赤色光の色度座標が青色領域から遠ざかるように赤色蛍光体３４ａからの光のうち発光ピークの波長を含む波長域より長波側及び短波側の波長域の光を共にカットするものとする。

具体的には、第１フィルタ４２のカットは、緑色蛍光体３２ａからの光のうち発光ピークの波長を含む波長域より長波側の波長域でカットされる光量が緑色蛍光体３２ａからの光のうち発光ピークの波長を含む波長域より短波側の波長域でカットされる光量より多くなるよう緑色蛍光体３２ａからの光をカットし、第２フィルタ４４のカットは、赤色蛍光体３４ａからの光のうち発光ピークの波長を含む波長域より短波側の波長域でカットされる光量が赤色蛍光体３４ａからの光のうち発光ピークの波長を含む波長域より長波側の波長域でカットされる光量より多くなるよう赤色蛍光体３４ａからの光をカットする。なお、第１フィルタ４２は第１蛍光部材３２に接しており、第２フィルタ４４は第２蛍光部材３４に接しているものとする。

色度座標とは、例えば、ＣＩＥ（国際照明委員会）に準拠したｘｙ色度図上の座標である。色度座標が一致する場合には、色度座標が完全に一致する場合のほか、色度座標がほぼ一致する場合も含まれる。所定の色域がカバーされる場合には、所定の色域が完全にカバーされる場合のほか、ほぼカバーされる場合も含まれる。なお、所定の色域とは例えば所定の規格により定められた色域をいう。

次に、実施例１に係る光源装置について説明する。実施例１に係る光源装置は、実施形態１に係る光源装置の一構成例に関するものである。以下の説明では、実施例１と実施形態１の対応関係を明らかにすべく、実施形態１で用いた同じ符号を用いることにするが、これは、実施形態１の各部材が実施例１の各部材で限定されることを意味するものではない。なお、実施例１はシミュレーションを用いて行ったものである。

実施例１に係る光源装置１００は、発光素子１０と、基体２０と、蛍光体３０ａを有する蛍光部材３０と、拡散層７０と、バンドパスフィルタ６０と、無反射膜５０と、を備えるものとする。

ここで、発光素子１０としては発光ピークの波長が４４５ｎｍの青色光を発する窒化物系半導体レーザ素子を用い、基体２０としてはガラスを用いる。ガラスは、第１セグメント領域Ｓ１、第２セグメント領域Ｓ２、及び第３セグメント領域Ｓ３を有するものとする。

蛍光部材３０は第１蛍光部材（緑色蛍光部材）３２と第２蛍光部材（赤色蛍光部材）３４とを有するものとし、第１蛍光部材（緑色蛍光部材）３２は発光ピークの波長が５２５ｎｍである緑色光を発する緑色蛍光体３２ａを有するものとし、第２蛍光部材（赤色蛍光部材）３４は発光ピークの波長が６１０ｎｍである赤色光を発する赤色蛍光体３４ａを有するものとする。第１蛍光部材３２は第１セグメント領域Ｓ１の正面側に設けられたＬｕ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅとバインダ：Ａｌ_２Ｏ_３からなり、第２蛍光部材３４は第２セグメント領域Ｓ２の正面側に設けられたＳｒＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕとバインダ：Ａｌ_２Ｏ_３からなるものとする。

フィルタ４０は、第１フィルタ（緑色用フィルタ）４２と第２フィルタ（赤色用フィルタ）４４とを有するものとし、第１フィルタ４２は第１蛍光部材３２の正面側に設けられ、第２フィルタ４４は第２蛍光部材３４の正面側に設けられるものとする。第１フィルタ４２及び第２フィルタ４４は、ＳｉＯ_２とＮｂ_２Ｏ_５とが繰り返し積層する多層膜を用いており、約４４５ｎｍの入射光に対して所定の強度にある部分を透過し、蛍光体３０からの光のうち発光ピークを含む所定の波長域の光を透過することができるよう、屈折率が約１．４６のＳｉＯ_２と屈折率が約２．３のＮｂ_２Ｏ_５とを用いて膜厚及び膜数を設計した膜であるものとする。

拡散層７０は第３セグメント領域Ｓ３の正面側に設けられたＳｉＯ_２フィラーとバインダ：Ａｌ_２Ｏ_３とからなり、バンドパスフィルタ６０は第１蛍光部材３２と第２蛍光部材３４とにおける発光素子１０からの光Ｌ１が入射する側に設けられるものとする。

バンドパスフィルタ６０は第３セグメント領域Ｓ３における発光素子１０からの光Ｌ１が入射する側にも設けられるものとする。

無反射膜５０は第１セグメント領域Ｓ１〜第３セグメント領域Ｓ３の背面側に設けられたＳｉＯ_２とＮｂ_２Ｏ_５の多層膜からなるものとする。

（第１フィルタ４２）
図４Ａは、光源装置から全体として出力される光の発光スペクトルを示す図（第１フィルタによるカット及び透過の前）であり、図４Ｂは、光源装置から全体として出力される光の発光スペクトルを示す図（第１フィルタによるカット及び透過の後）である。また、図４Ｃは、色度座標のシフトを説明する色度図である。

図４Ａ、図４Ｂに示すように、第１フィルタ４２は、第１蛍光部材３２からの緑色光については、所定の“波長域”以外にある部分、より具体的には、４６０ｎｍ以上６１０ｎｍ以下の波長域以外にある部分をカットするものとする。他方、第１フィルタ４２は、発光素子１０からの光については、所定の“強度”にある部分、より具体的には、緑色光の発光ピークの波長の強度以下の強度を有する部分を透過させるものとする。これにより、第１蛍光部材３２からの緑色光の色度座標が発光素子１０からの青色光を利用して補正され、光源装置１００から出射する光の色域が所定の色域をカバーするものとなる。すなわち、図４Ｃに示すように、第１蛍光部材３２からの緑色光のみの色度座標がＡ１（ｘｇ、ｙｇ）であるとすると、４６０ｎｍ以上６１０ｎｍ以下の波長域以外にある部分がカットされた緑色光の色度座標はＡ１から−Δｘ_{ｇｆｉｌｔｅｒ}、＋Δｙ_{ｇｆｉｌｔｅｒ}（Δｘ_{ｇｆｉｌｔｅｒ}＞０、Δｙ_{ｇｆｉｌｔｅｒ}＞０）だけシフトしたＡ２（ｘｇ−Δｘ_{ｇｆｉｌｔｅｒ}、ｙｇ＋Δｙ_{ｇｆｉｌｔｅｒ}）になる。しかしながら、この色度座標は発光素子１０からの青色光を利用して補正されるため、光源装置１００から全体として出力される光の色度座標は、Ａ２からさらに−Δｘ_ｂｌｕｅ、−Δｙ_ｂｌｕｅだけシフトしたＡ３（ｘｇ−Δｘ_{ｇｆｉｌｔｅｒ}−Δｘ_ｂｌｕｅ、ｙｇ＋Δｙ_{ｇｆｉｌｔｅｒ}−Δｙ_ｂｌｕｅ）となり、所定の色域を構成する３つの頂点ＲＧＢのうちのＧ点を示す色度座標Ａ４に一致（前述のとおり、ほぼ一致を含む。）するものとなる（Ａ３＝Ａ４あるいはＡ３≒Ａ４）。

（第２フィルタ４４）
図５Ａは、光源装置から全体として出力される光の発光スペクトルを示す図（第２フィルタによるカット及び透過の前）であり、図５Ｂは、光源装置から全体として出力される光の発光スペクトルを示す図（第２フィルタによるカット及び透過の後）である。また、図５Ｃは、色度座標のシフトを説明する色度図である。

図５Ａ、図５Ｂに示すように、第２フィルタ４４は、第２蛍光部材３４からの赤色光については、所定の“波長域”以外にある部分、より具体的には、５８６ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長域以外にある部分をカットするものとする。他方、第２フィルタ４４は、発光素子１０からの光Ｌ１については、所定の“強度”にある部分、より具体的には、赤色光の発光ピークの波長の強度の６３％以下の強度を有する部分を透過させるものとする。これにより、第２蛍光部材３４からの赤色光の色度座標が発光素子１０からの青色光を利用して補正され、光源装置１００から出射する光の色域が所定の色域をカバーするものとなる。すなわち、図５Ｃに示すように、第２蛍光部材３４からの赤色光のみの色度座標がＢ１（ｘｒ、ｙｒ）であるとすると、５８６ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長域以外にある部分がカットされた光の色度座標はＢ１から＋Δｘ_{ｆｆｉｌｔｅｒ}、−Δｙ_{ｆｆｉｌｔｅｒ}（Δｘ_{ｆｆｉｌｔｅｒ}＞０、Δｙ_{ｆｆｉｌｔｅｒ}＞０）だけシフトしたＢ２（ｘｒ＋Δｘ_{ｆｆｉｌｔｅｒ}、ｙｒ−Δｙ_{ｆｆｉｌｔｅｒ}）になる。しかしながら、この色度座標は発光素子１０からの青色光を利用して補正されるため、光源装置１００から全体として出力される光の色度座標は、Ｂ２からさらに−Δｘ_ｂｌｕｅ、−Δｙ_ｂｌｕｅだけシフトしたＢ３（ｘｒ＋Δｘ_{ｆｆｉｌｔｅｒ}＋Δｘ_ｂｌｕｅ、ｙｒ−Δｙ_{ｆｆｉｌｔｅｒ}＋Δｙ_ｂｌｕｅ）となり、所定の色域を構成する３つの頂点ＲＧＢのうちのＲ点を示す色度座標Ｂ４に一致（前述のとおり、ほぼ一致を含む。）するものとなる（Ｂ３＝Ｂ４あるいはＢ３≒Ｂ４）。なお、本実施例では、色度座標Ｂ４が色度座標Ｂ３に完全に一致するため、図５Ｃ上、Ｂ４のプロットがＢ３のプロットの下に隠れる。図５Ｃ上にＢ４のプロットが見えていないのはこのためである。

以上説明した実施例１に係る光源装置１００を、第１フィルタ４２と第２フィルタ４４が発光素子１０からの光Ｌ１をすべてカットしてしまう点を除いて同じ構成を有する比較例１に係る光源装置と比較すると、実施例１に係る光源装置１００では、比較例１に係る光源装置とは異なり、第１フィルタ４２と第２フィルタ４４とが発光素子１０からの光Ｌ１の一部を透過させるため、光源装置から出射される光の発光スペクトルが広がる。したがって、実施例１に係る光源装置１００では、比較例１に係る光源装置と比べて、第１セグメント領域Ｓ１及び第２セグメント領域Ｓ２から出射される光の出力がそれぞれ１．７％及び０．８％程度大きくなる。

なお、実施例１に係る光源装置１００から出射する光の色域は、ＣＩＥ（国際照明委員会）に準拠したｘｙ色度図上において、Ｒ点（０．６４０、０．３３０）、Ｇ点（０．３００、０．６００）、Ｂ点（０．１５０、０．０６０）で示される領域となる。したがって、実施例１に係る光源装置１００によれば、ＨＤビデオの世界的標準仕様であるＲｅｃ．７０９により定められた色域（上記色度図上において、Ｒ点（０．６３９、０．３３１）、Ｇ点（０．３００、０．５８７）、Ｂ点（０．１６１、０．０１４）で示される領域）をほぼカバーすることができる。

以上、実施形態及び実施例について説明したが、これらの説明は一例に関するものであり、特許請求の範囲に記載された構成は、これらの説明によって何ら限定されるものではない。

１０ 発光素子
２０ 基体
３０ 蛍光部材
３０ａ 蛍光体
３２ 第１蛍光部材
３２ａ 緑色蛍光体
３４ 第２蛍光部材
３４ａ 赤色蛍光体
４０ フィルタ
４２ 第１フィルタ
４４ 第２フィルタ
５０ 無反射膜
６０ バンドパスフィルタ
７０ 拡散層
８０ 第１レンズ
９０ 第２レンズ
１００ 光源装置
２００ 投影素子
３００ 表示素子
Ｓ１〜Ｓ３ セグメント領域
Ｌ１ 発光素子からの光
Ｌ２ 合成光

Claims (15)

1. 発光素子と、
   複数のセグメント領域を有するとともに、前記発光素子からの光が各セグメント領域に順次入射するよう制御される基体と、
   前記セグメント領域の１つ以上に設けられ、前記発光素子からの光に励起されて前記発光素子からの光とは異なる波長の光を発する蛍光体を有する蛍光部材と、
   前記蛍光部材の１つ以上に対応して設けられると共に、前記蛍光体からの光の少なくとも一部を透過し、前記発光素子からの光のうち前記蛍光部材を透過した光の一部を透過するフィルタと、
   を備えることを特徴とする光源装置。
2. 前記発光素子は青色光を発することを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 前記蛍光部材は、前記発光素子からの青色光を励起光として緑色光を発する緑色蛍光体を有し、
   前記フィルタは、前記緑色蛍光体からの光のうち発光ピークの波長を含む波長域より長波側の波長域の光をカットすることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
4. 前記フィルタは、さらに、前記緑色蛍光体からの光のうち発光ピークの波長を含む波長域より短波側の波長域の光をカットすることを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
5. 前記フィルタは、前記緑色蛍光体からの光のうち発光ピークの波長を含む波長域より長波側の波長域でカットされる光量が前記緑色蛍光体からの光のうち発光ピークの波長を含む波長域より短波側の波長域でカットされる光量より多くなるよう前記緑色蛍光体からの光をカットすることを特徴とする請求項４に記載の光源装置。
6. 前記蛍光部材は、前記発光素子からの青色光を励起光として赤色光を発する赤色蛍光体を有し、
   前記フィルタは、前記赤色蛍光体からの光のうち発光ピークの波長を含む波長域より短波側の波長域の光をカットすることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
7. 前記フィルタは、さらに、前記赤色蛍光体からの光のうち発光ピークの波長を含む波長域より長波側の波長域の光をカットすることを特徴とする請求項６に記載の光源装置。
8. 前記フィルタは、前記赤色蛍光体からの光のうち発光ピークの波長を含む波長域より短波側の波長域でカットされる光量が前記赤色蛍光体からの光のうち発光ピークの波長を含む波長域より長波側の波長域でカットされる光量より多くなるよう前記赤色蛍光体からの光をカットすることを特徴とする請求項７に記載の光源装置。
9. 前記フィルタは前記蛍光部材に接していることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の光源装置。
10. 前記複数のセグメント領域のうち異なるセグメント領域に、前記発光素子からの青色光を励起光として緑色光を発する緑色蛍光体を有する第１蛍光部材と、前記発光素子からの青色光を励起光として赤色光を発する赤色蛍光体を有する第２蛍光部材とが、それぞれ配置されるとともに、
    前記第１蛍光部材が配置されるセグメント領域と前記第２蛍光部材が配置されるセグメント領域とに第１フィルタと第２フィルタとがそれぞれ配置され、
    前記第１フィルタは、前記緑色蛍光体からの光のうち発光ピークの波長を含む波長域より長波側の波長域の光をカットし、
    前記第２フィルタは、前記赤色蛍光体からの光のうち発光ピークの波長を含む波長域より短波側の波長域の光をカットする、
    ことを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
11. 前記第１フィルタは、さらに、前記緑色蛍光体からの光のうち発光ピークの波長を含む波長域より短波側の波長域の光をカットし、
    前記第２フィルタは、さらに、前記赤色蛍光体からの光のうち発光ピークの波長を含む波長域より長波側の波長域の光をカットする、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の光源装置。
12. 前記第１フィルタは、前記緑色蛍光体からの光のうち発光ピークの波長を含む波長域より長波側の波長域でカットされる光量が前記緑色蛍光体からの光のうち発光ピークの波長を含む波長域より短波側の波長域でカットされる光量より多くなるよう前記緑色蛍光体からの光をカットし、
    前記第２フィルタは、前記赤色蛍光体からの光のうち発光ピークの波長を含む波長域より短波側の波長域でカットされる光量が前記赤色蛍光体からの光のうち発光ピークの波長を含む波長域より長波側の波長域でカットされる光量より多くなるよう前記赤色蛍光体からの光をカットする、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の光源装置。
13. 前記第１フィルタは前記第１蛍光部材に接しており、
    前記第２フィルタは前記第２蛍光部材に接している、
    ことを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の光源装置。
14. 前記発光素子は、半導体レーザ素子であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の光源装置。
15. 請求項１〜１４のいずれか１項に記載の光源装置を用いたプロジェクタ。
    

Images