JP2020030357A - 光源装置およびプロジェクター - Google Patents
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Abstract
Description
この場合において、前記第2の光を平行化する平行化素子と前記光学素子とが一体的に形成されるのがより望ましい。
この場合において、前記波長変換素子と前記光学素子との間に設けられ、前記波長変換素子および前記光学素子よりも屈折率の低い第1低屈折率層をさらに備えるのがより望ましい。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
以下の各実施形態では、後述するプロジェクターに用いるのに好適な光源装置の一例について説明する。
なお、以下の全ての図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
図2は、図1のA−A線に沿う光源装置の断面図である。
図1に示すように、第1実施形態の光源装置10は、基板12と、複数のサブマウント13と、複数の発光素子14と、枠体15と、蓋体16と、複数のリード端子17と、複数の波長変換素子29(図2参照)と、複数の波長選択素子20(図2参照)と、を備えている。基板12、枠体15および蓋体16は、各々が別体の部材であり、後述する形態によって互いに接合されている。
蛍光体層50は、励起光Lが入射するとともに蛍光YLを射出する上面50Aと、当該上面50Aの反対の面、すなわち、反射部材51が設けられる底面50Bとを有する。底面50Bは、支持部30の第1側面30bと対向する。第1実施形態において、蛍光体層50の上面50Aには反射防止膜59が設けられている。これにより、励起光Lが蛍光体層50に効率よく入射する。
第1反射層54aは、例えば膜厚30〜40nm程度のNb2O5層で構成され、第2反射層54bは膜厚90〜100nmのSiO2層で構成され、第3反射層54cは膜厚50〜60nmのNb2O5層で構成され、第4反射層54dは膜厚50〜60nmのAl2O3層で構成される。
第1実施形態では、第1保護層55aおよび第2保護層55bはの材料としてそれぞれ酸化錫(SnO2)を用いた。なお、第1保護層55aおよび第2保護層55bはとしての材料は互いに異なっていてもよい。
図4に示すように、波長選択素子20は、透光性基板21(光学素子)とダイクロイック膜22(第1光学膜)とを有する。第1実施形態において、ダイクロイック膜22は例えば透光性基板21における波長変換素子29に対向する側の第2面21aに設けられる。なお、ダイクロイック膜22は、透光性基板21の第2面21aの反対側の面(透光性基板21の発光素子14または光射出面14aに対向する面)に設けられてもよい。
このような構成に基づき、波長選択素子20は励起光Lを透過させるとともに波長変換素子29から射出された蛍光YLを反射可能である。
リード端子17の表面には、例えばニッケル−金からなるめっき層が設けられている。
第1実施形態の光源装置10は、表面12aを有する基板12と、表面12a側に突出して設けられる枠体15と、枠体15に設けられる蓋体16と、基板12と枠体15と蓋体16とによって形成される収納空間Sに収納され、表面12aに載置され、射出する励起光Lにおける主光線Laが表面12aに沿う発光素子14と、基板12に設けられることで収納空間Sに収納され、励起光Lを蛍光YLに変換して射出する波長変換素子29と、発光素子14と波長変換素子29との光路中に設けられ、励起光Lを透過するとともに蛍光YLを反射するダイクロイック膜22と、を備える。
続いて、第1変形例に係る光源装置について説明する。第1変形例の光源装置の基本構成は第1実施形態と同様であり、基板の構成が第1実施形態と異なる。そのため、光源装置全体の説明は省略し、第1実施形態と異なる構成についてのみ説明する。
図5に示すように、第1変形例の光源装置110は、基板112と、複数のサブマウント13と、複数の発光素子14と、蓋体16と、複数のリード端子(図示略)と、複数の波長変換素子29と、複数の波長選択素子120と、を備えている。
続いて、第2変形例に係る光源装置について説明する。第2変形例の光源装置の基本構成は第1実施形態と同様であり、蓋体の構成が第1実施形態と異なる。そのため、光源装置全体の説明は省略し、第1実施形態と異なる構成についてのみ説明する。
図6に示すように、第2変形例の光源装置210は、基板12と、複数のサブマウント13と、複数の発光素子14と、枠体15と、蓋体116と、複数のリード端子(図示略)と、複数の波長変換素子29と、複数の波長選択素子20と、を備えている。
続いて、第2実施形態に係る光源装置について説明する。なお、第1実施形態と共通の構成及び部材については同じ符号を付し、詳細な説明については省略する。
図7は第2実施形態の光源装置の要部構成を拡大した図である。具体的に図7は第1実施形態の図4に対応する図である。
第2実施形態の光源装置210においても、第1実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、波長変換素子29の放熱性に優れ、小型かつ蛍光YLを効率よく利用できる、という効果が得られる。
また、第2実施形態の光源装置210において、プリズム121は励起光L及び蛍光YLが通過する領域に設けられる。すなわち、励起光L及び蛍光YLの光路上へのプリズム121の配置が許容されて装置内において光学部品を配置する際の自由度が高くなる。よって、装置構成を小型化し易い。
続いて、第3変形例に係る光源装置について説明する。第3変形例の光源装置の基本構成は第2実施形態と同様であり、プリズムの構成が第2実施形態と異なる。そのため、光源装置全体の説明は省略し、第2実施形態と異なる構成についてのみ説明する。
図8に示すように、第3変形例の光源装置310Aは、基板12と、複数のサブマウント13と、複数の発光素子14と、枠体15(図示略)と、蓋体216Aと、複数のリード端子(図示略)と、複数の波長変換素子29と、複数の波長選択素子127と、を備えている。
続いて、第4変形例に係る光源装置について説明する。第4変形例の光源装置の基本構成は第2実施形態と同様であり、プリズムの構成が第2実施形態と異なる。そのため、光源装置全体の説明は省略し、第2実施形態と異なる構成についてのみ説明する。
図9に示すように、第4変形例の光源装置310Bは、基板12と、複数のサブマウント13と、複数の発光素子14と、枠体15(図示略)と、蓋体216Bと、複数のリード端子(図示略)と、複数の波長変換素子29と、複数の波長選択素子127と、を備えている。
続いて、第5変形例に係る光源装置について説明する。第5変形例の光源装置の基本構成は第2実施形態と同様であり、プリズムの構成が第2実施形態と異なる。そのため、光源装置全体の説明は省略し、第2実施形態と異なる構成についてのみ説明する。
図10に示すように、第5変形例の光源装置310Cは、基板12と、複数の発光素子14と、枠体15(図示略)と、蓋体216と、複数のリード端子(図示略)と、複数の波長変換素子29と、複数の波長選択素子120と、を備えている。
また、第5変形例の光源装置310Cにおいて、発光素子保持部31上に配置された発光素子14から射出された励起光Lが基板12の表面12aに沿って進み波長選択素子120にそれぞれ入射する。第5変形例では、表面12aと上面31aとの間に段差を設けることで、発光素子14から射出された励起光Lが基板12の表面12aに遮られることがない。よって、発光素子14から射出した励起光Lを波長変換素子29の蛍光体層50に効率よく入射させることができる。
続いて、第3実施形態に係る光源装置について説明する。なお、第1実施形態と共通の構成及び部材については同じ符号を付し、詳細な説明については省略する。
図11は第3実施形態の光源装置の断面図である。図11は第1実施形態の図2に対応する図である。
図11に示すように、第3実施形態の光源装置410は、基板412と、複数のサブマウント13と、複数の発光素子14と、枠体15と、蓋体416と、複数のリード端子17(図示略)と、複数の波長変換素子29と、複数のダイクロイックプリズム420と、複数のロッド430と、を備えている。基板412、枠体15および蓋体416は、各々が別体の部材であり、接合材32、33を介して互いに接合されている。
図12に示すように、ダイクロイックプリズム420は、発光素子14から射出された励起光Lが入射する第1入射面420aと、波長変換素子29から射出された蛍光YLが入射する第2入射面420bと、を有する。
第3実施形態の光源装置410においても、第1実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、波長変換素子29の放熱性に優れ、小型かつ蛍光YLを効率よく利用できる、という効果が得られる。
続いて、第6変形例に係る光源装置について説明する。第6変形例の光源装置は第3実施形態の変形例である。なお、光源装置全体の説明は省略し、第3実施形態と異なる構成についてのみ説明する。
図13に示すように、第6変形例の光源装置510は、基板512と、複数の発光素子14と、枠体15(図示略)と、蓋体516と、複数のリード端子(図示略)と、複数の波長変換素子529と、複数の第1光学膜502と、を備えている。
続いて、第7変形例に係る光源装置について説明する。第7変形例の光源装置は第3実施形態の変形例である。なお、光源装置全体の説明は省略し、第3実施形態と異なる構成についてのみ説明する。
図14に示すように、第7変形例の光源装置510Aは、基板512と、複数の発光素子14と、枠体15(図示略)と、蓋体516と、複数のリード端子(図示略)と、複数の波長変換素子529と、複数の第1光学膜502と、を備えている。
以下に、第4実施形態に係るプロジェクターの一例について説明するが、プロジェクターの実施形態はこの例に限定されることはない。
図15に示すように、第4実施形態のプロジェクター1は、スクリーンSCR上にカラー映像を表示する投写型画像表示装置である。プロジェクター1は、照明装置2と、色分離光学系3と、光変調装置4R,光変調装置4G,光変調装置4Bと、合成光学装置5と、投写光学装置6とを備える。
光変調装置4Gは、緑色光LGを画像情報に応じて変調し、緑色の画像光を形成する。光変調装置4Rは、赤色光LRを画像情報に応じて変調し、赤色の画像光を形成する。光変調装置4B,4G,4Rには、例えば透過型の液晶パネルが用いられる。
照明装置2は、第1照明装置101と、第2照明装置102とを含む。
第1照明装置101は、第1光源100(光源)と、ダイクロイックミラー39と、第1レンズアレイ40と、第2レンズアレイ441と、偏光変換素子42と、重畳レンズ43とを備えている。
第4実施形態のプロジェクター1は、第1光源100を含む照明装置2と、照明装置2からの青色光LB、緑色光LG、赤色光LRを画像情報に応じて変調することにより画像光を形成する光変調装置4B,4G,4Rと、前述の画像光を投写する投写光学装置6とを備える。このことによって、第4実施形態のプロジェクター1によれば、波長変換素子の放熱性に優れ、小型かつ蛍光を効率よく利用可能な第1光源100を含む第1照明装置101を備えるので、小型かつ高輝度な画像を形成して投写することができる。
ここで、「透過型」とは、液晶パネル等を含む液晶ライトバルブが光を透過する形態であることを意味する。「反射型」とは、液晶ライトバルブが光を反射する形態であることを意味する。なお、光変調装置は、液晶ライトバルブに限られず、例えばデジタルマイクロミラーデバイスが用いられてもよい。
Claims (9)
- 第1面を有する基板と、
前記第1面側に設けられる枠体と、
前記枠体に設けられる蓋体と、
前記基板と前記枠体と前記蓋体とによって形成される収納空間に収納され、前記基板の第1面側に設けられる発光素子と、
前記基板に設けられ、前記収納空間に収納され、前記発光素子から射出された第1の光を前記第1の光とは異なる波長を有する第2の光に変換する波長変換素子と、
前記発光素子と前記波長変換素子との光路中に設けられ、前記第1の光および前記第2の光の一方を透過させるとともに前記第1の光および前記第2の光の他方を反射させる第1光学膜と、を備え、
前記発光素子は、前記第1の光の主光線が前記第1面に沿うように、前記第1の光を射出することを特徴とする光源装置。 - 前記基板は、前記第1の光の進行方向に進むにしたがって前記第1面から前記蓋体に近づくように傾斜する傾斜面を有し、
前記波長変換素子は、前記傾斜面に設けられる
ことを特徴とする請求項1に記載の光源装置。 - 前記発光素子と前記波長変換素子との光路中に設けられ、第2面を有する光学素子をさらに備え、
前記第1光学膜は、前記光学素子の前記第2面に形成され、前記発光素子から射出された前記第1の光を透過し、前記波長変換素子から射出された前記第2の光を反射する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の光源装置。 - 前記第2の光を平行化する平行化素子と前記光学素子とが一体的に形成されている
ことを特徴とする請求項3に記載の光源装置。 - 前記発光素子と前記波長変換素子との光路中に設けられ、第2面を有する光学素子をさらに備え、
前記第1光学膜は、前記光学素子の前記第2面に形成され、前記発光素子から射出された前記第1の光を反射し、前記波長変換素子から射出された前記第2の光を透過する
ことを特徴とする請求項1に記載の光源装置。 - 前記波長変換素子と前記光学素子との間に設けられ、前記波長変換素子および前記光学素子よりも屈折率の低い第1低屈折率層をさらに備える
ことを特徴とする請求項5に記載の光源装置。 - 前記蓋体における前記波長変換素子とは反対側の面に前記蓋体よりも屈折率の低い第2低屈折率層を介して対向して配置され、前記波長変換素子から射出された前記第2の光の放射角を小さくする第2の光学素子をさらに備える
ことを特徴とする請求項5または6に記載の光源装置。 - 前記光学素子は、前記第1の光および前記第2の光が通過する領域に設けられる
ことを特徴とする請求項3ないし7のいずれか一項に記載の光源装置。 - 請求項1ないし8のいずれか一項に記載の光源装置と、
前記光源装置から射出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り変調された光を投写する投写光学装置と、を備える
ことを特徴とするプロジェクター。
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