JP2023141578A - 光源装置およびプロジェクター - Google Patents

Abstract

【課題】蛍光の光利用効率を向上できる、光源装置およびプロジェクターを提供する。【解決手段】本発明の光源装置は、支持面を有する基板と、基板の支持面側に配置され、第１波長帯の第１光を射出する第１光源と、支持面に対向し第１光源から射出された第１光を反射する第１光学層を有する第１光学部材と、第１光源から射出された第１光が入射する光入射面を有し、第１光を第１波長帯とは異なる第２波長帯の第２光に変換し、第２光を光入射面から射出する第１波長変換層と、少なくとも基板および第１光学部材により形成され、光を射出する光射出部と、第１光を反射し第２光を透過する第２光学層を有し、光射出部に配置された第２光学部材と、を備え、第１光学層は、光入射面に対して傾斜するとともに第２光を反射し、第１波長変換層は、第１光学層の基板側の面、および、基板の支持面、のうち一方に配置され、光射出部は、第２光を射出する。【選択図】図５

Description

本発明は、光源装置およびプロジェクターに関する。

従来、光源から射出された励起光を蛍光体に照射した際に蛍光体から発せられる蛍光を用いて照明光を生成する光源装置が提案されている。例えば、下記特許文献１には、励起光を入射させた面から蛍光を射出させる反射型の蛍光体ホイールを用いた光源装置が開示されている。

特開２０１８－０１３７６４号公報

しかしながら、上記光源装置では、蛍光体で発せられた蛍光の取り出し効率が十分でないため、蛍光を効率良く照明光として利用できておらず、蛍光の光利用効率が低下するという課題があった。

上記の課題を解決するために、本発明の１つの態様によれば、支持面を有する基板と、前記基板の前記支持面側に配置され、第１波長帯の第１光を射出する第１光源と、前記支持面に対向し前記第１光源から射出された前記第１光を反射する第１光学層を有する第１光学部材と、前記第１光源から射出された前記第１光が入射する光入射面を有し、前記第１光を前記第１波長帯とは異なる第２波長帯の第２光に変換し、前記第２光を前記光入射面から射出する第１波長変換層と、少なくとも前記基板および前記第１光学部材により形成され、光を射出する光射出部と、前記第１光を反射し前記第２光を透過する第２光学層を有し、前記光射出部に配置された第２光学部材と、を備え、前記第１光学層は、前記光入射面に対して傾斜するとともに前記第２光を反射し、前記第１波長変換層は、前記第１光学層の前記基板側の面、および、前記基板の前記支持面、のうち一方に配置され、前記光射出部は、前記第２光を射出する、光源装置が提供される。

本発明の第２態様によれば、本発明の第１態様の光源装置と、前記光源装置からの光を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射する投射光学装置と、を備えるプロジェクターが提供される。

第１実施形態に係るプロジェクターの概略構成を示す図である。 第１照明装置の概略構成図である。 光源装置の要部構成を示す斜視図である。 光源装置の正面図である。 光源装置の断面図である。 第２実施形態の光源装置の構成を示す図である。 第３実施形態の光源装置の構成を示す図である。 第４実施形態の光源装置の構成を示す図である。 第１変形例の光源装置の構成を示す図である。 第２変形例の光源装置の構成を示す図である。

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。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。

（第１実施形態）
本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。
図１は、本実施形態に係るプロジェクターの概略構成を示す図である。
図１に示すように、本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射型画像表示装置である。プロジェクター１は、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、合成光学系５と、投射光学装置６と、第１照明装置２０と、第２照明装置２１と、を備えている。

色分離光学系３は、第１照明装置２０からの黄色の照明光ＷＬを赤色光ＬＲと緑色光ＬＧに分離する。色分離光学系３は、ダイクロイックミラー７と、第１反射ミラー８ａと、第２反射ミラー８ｂと、を備えている。

ダイクロイックミラー７は、照明光ＷＬを赤色光ＬＲと緑色光ＬＧとに分離する。ダイクロイックミラー７は、照明光ＷＬのうち、赤色光ＬＲを透過するとともに、緑色光ＬＧを反射する。第２反射ミラー８ｂは緑色光ＬＧを光変調装置４Ｂに向けて反射する。第１反射ミラー８ａは、赤色光ＬＲの光路中に配置され、ダイクロイックミラー７を透過した赤色光ＬＲを光変調装置４Ｒに向けて反射する。

一方、第２照明装置２１からの青色光ＬＢは反射ミラー９で光変調装置４Ｂに向けて反射される。

ここで、第２照明装置２１の構成について説明する。
第２照明装置２１は、光源８１と、集光レンズ８２と、拡散板８３と、ロッドレンズ８４と、リレーレンズ８５と、を有する。光源８１は、少なくとも一つの半導体レーザーで構成され、レーザー光からなる青色光ＬＢを射出する。なお、光源８１は、半導体レーザーに限らず、青色光を発光するＬＥＤでもよい。

集光レンズ８２は凸レンズからなり、青色光ＬＢを略集光した状態で拡散板８３に入射させる。拡散板８３は、光源８１からの青色光ＬＢを所定の拡散度で拡散させて、第１照明装置２０から射出される照明光ＷＬに近い均一な配光分布を有する青色光ＬＢを生成する。拡散板８３としては、例えば、光学ガラスからなる磨りガラスを用いることができる。

拡散板８３で拡散された青色光ＬＢはロッドレンズ８４に入射する。ロッドレンズ８４は第２照明装置２１の照明光軸ａｘ２方向に沿って延びる角柱状であり、一端に設けられた入射端面８４ａと、他端に設けられた射出端面８４ｂと、を有する。拡散板８３は、ロッドレンズ８４の入射端面８４ａに図示しない光学接着剤を介して固定されている。拡散板８３の屈折率とロッドレンズ８４の屈折率とはできるだけ一致させることが望ましい。

青色光ＬＢはロッドレンズ８４内を全反射で伝播することで照度分布の均一性が向上した状態で射出端面８４ｂから射出される。ロッドレンズ８４から射出された青色光ＬＢはリレーレンズ８５に入射する。リレーレンズ８５はロッドレンズ８４によって照度分布の均一性が向上した青色光ＬＢを反射ミラー９に入射させる。

ロッドレンズ８４の射出端面８４ｂの形状は光変調装置４Ｂの画像形成領域の形状と略相似形の矩形状である。これにより、ロッドレンズ８４から射出された青色光ＬＢは光変調装置４Ｂの画像形成領域に効率良く入射する。

光変調装置４Ｒは、赤色光ＬＲを画像情報に応じて変調し、赤色光ＬＲに対応した画像光を形成する。光変調装置４Ｇは、緑色光ＬＧを画像情報に応じて変調し、緑色光ＬＧに対応した画像光を形成する。光変調装置４Ｂは、青色光ＬＢを画像情報に応じて変調し、青色光ＬＢに対応した画像光を形成する。

光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、及び光変調装置４Ｂには、例えば透過型の液晶パネルが用いられている。また、液晶パネルの入射側及び射出側には、図示しない偏光板がそれぞれ配置され、特定の方向の直線偏光のみを通過させる構成となっている。

光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、及び光変調装置４Ｂの入射側には、それぞれフィールドレンズ１０Ｒ、フィールドレンズ１０Ｇ、フィールドレンズ１０Ｂが配置されている。フィールドレンズ１０Ｒ、フィールドレンズ１０Ｇ、及びフィールドレンズ１０Ｂは、それぞれの光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、光変調装置４Ｂに入射する赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、青色光ＬＢの主光線を平行化する。

合成光学系５は、光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、及び光変調装置４Ｂから射出された画像光が入射することにより、赤色光ＬＲ，緑色光ＬＧ，青色光ＬＢに対応した画像光を合成し、合成された画像光を投射光学装置６に向けて射出する。合成光学系５には、例えばクロスダイクロイックプリズムが用いられる。

投射光学装置６は、複数のレンズから構成されている。投射光学装置６は、合成光学系５により合成された画像光をスクリーンＳＣＲに向けて拡大投射する。これにより、スクリーンＳＣＲ上に画像が表示される。

図２は、第１照明装置２０の概略構成図である。
図２に示すように、第１照明装置２０は、光源装置２５と、ピックアップ光学系２６と、インテグレーター光学系３５と、偏光変換素子３６と、重畳レンズ３７と、を備えている。

光源装置２５は、黄色の照明光ＷＬをピックアップ光学系２６に向けて射出する。

以下、光源装置２５の構成について詳しく説明する。以下の図面内において、必要に応じてＸＹＺ座標系を用いて光源装置２５の各構成について説明する。Ｘ軸は光源装置２５の光軸ａｘと平行な軸であり、Ｚ軸は光軸ａｘと直交し、光源装置２５を構成する基板２５２の法線と平行な軸であり、Ｙ軸はＸ軸およびＺ軸にそれぞれ直交する軸である。なお、光源装置２５の光軸ａｘは図２に示した照明装置２の照明光軸ａｘ１と一致する。

図３は光源装置２５の要部構成を示す斜視図である。図４は光源装置２５を＋Ｘ側から視た正面図である。図５は光源装置２５のＸＺ平面に沿う面による断面図である。

図３から図５に示されるように、本実施形態の光源装置２５は、光源（第１光源）２５０と、蛍光体層（第１波長変換層）２５１と、基板２５２と、ミラー層２５３と、第１光学部材２５４と、第２光学部材２５７と、第３光学部材２５５と、第４光学部材２５６と、透光性部材２５９と、光射出部２６０と、を備える。
本実施形態の光射出部２６０は、基板２５２、第１光学部材２５４、第３光学部材２５５および第４光学部材２５６の＋Ｙ側における各端面で形成された開口である。光射出部２６０は、蛍光体層２５１で生成した蛍光を射出する。

光源２５０は、発光素子２５０ａと、基材２５０ｂと、反射層２５０ｃと、を有する。発光素子２５０ａは発光ダイオード（ＬＥＤ）で構成され、励起光（第１光）ＥＬを射出する。励起光ＥＬは、４００ｎｍ～４８０ｎｍの青色波長帯（第１波長帯）を有する光であり、例えば、ピーク波長が４５５ｎｍの光ビームである。基材２５０ｂは、発光素子２５０ａを支持し、発光素子２５０ａから放熱する放熱基板としても機能する。反射層２５０ｃは、基材２５０ｂと発光素子２５０ａとの間、具体的に基材２５０ｂの発光素子２５０ａ側の面である表面２５０ｂ１に設けられる。反射層２５０ｃは、例えば、金属層や誘電体層で構成される。

基板２５２は、蛍光体層２５１を支持する支持面２５２１を有する。基板２５２は、例えば、アルミや銅といった放熱性に優れた金属板である。
支持面２５２１は、ＸＹ面と平行な面である。基板２５２の支持面２５２１には、凹部２６１が形成されている。光源２５０は、基板２５２の支持面２５２１側に設けられている。本実施形態において、光源２５０は、支持面２５２１に形成された凹部２６１に配置されている。光源２５０の基材２５０ｂと凹部２６１の表面とは熱的に接続されている。光源２５０は基板２５２と熱的に接続されるため、光源２５０から基板２５２に熱を放出することで発光素子２５０ａを冷却できる。

蛍光体層２５１は、表面（光入射面）２５１１と、側面２５１２と、裏面２５１３と、を有する板状の蛍光体である。表面２５１１は、励起光ＥＬが入射される面である。側面２５１２は、表面２５１１に交差する面である。側面２５１２は、表面２５１１に直交していてもよい。裏面２５１３は、表面２５１１の反対の面である。
本実施形態において、蛍光体層２５１の表面２５１１には、後述のように第１光学部材２５４から射出された励起光ＥＬが入射する。

蛍光体層２５１は、励起光ＥＬによって励起され、例えば、５５０～６４０ｎｍの黄色波長帯（第２波長帯）を有する黄色光である蛍光（第２光）ＹＬを発光する蛍光体粒子を含む。蛍光体粒子としては、例えばＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系蛍光体を用いることができる。なお、蛍光体粒子の形成材料は、１種であってもよく、２種以上の材料を用いて形成されている粒子を混合したものを蛍光体粒子として用いてもよい。蛍光体層２５１としては、例えば、アルミナ等の無機バインダー中に蛍光体粒子を分散させた蛍光体層、バインダーを用いずに蛍光体粒子を焼結した蛍光体層などを用いてもよい。蛍光体層２５１は、複数の散乱体を含んでいる。散乱体としては、気孔や蛍光体と屈折率の異なる透過性粒子が用いられる。本実施形態の場合、散乱体として気孔を用いた。

基板２５２は、蛍光体層２５１と熱的に接続されている。基板２５２は蛍光体層２５１と熱的に接続されるため、蛍光体層２５１の熱を放出させることで蛍光体層２５１を冷却する。

本実施形態の蛍光体層２５１は、一部が切り欠かれた切欠き部２５１Ｋを有する。切欠き部２５１Ｋは蛍光体層２５１を貫通した状態に設けられるため、基板２５２の一部を露出させる。

蛍光体層２５１は、平面視した際、切欠き部２５１Ｋ内に凹部２６１を臨ませるように、基板２５２の支持面２５２１に支持される。上述のように凹部２６１には光源２５０が配置される。このため、光源２５０は切欠き部２５１Ｋに配置される。切欠き部２５１Ｋは平面形状が矩形状である。切欠き部２５１Ｋの大きさは、光源２５０の外形と同等あるいは僅かに大きい。

ミラー層２５３は、基板２５２と蛍光体層２５１との間に設けられる。ミラー層２５３の面積は、蛍光体層２５１の裏面２５１３の面積よりも大きい。ミラー層２５３は、少なくとも基板２５２の支持面２５２１における蛍光体層２５１の周囲に設けられている。蛍光体層２５１はミラー層２５３を介して基板２５２の支持面２５２１に接合されている。ミラー層２５３は、例えば、金属層や誘電体層で構成される。なお、ミラー層２５３は、支持面２５２１の全域に形成されてもよい。また、ミラー層２５３の一部が蛍光体層２５１の裏面２５１３に直接形成されていてもよい。

第１光学部材２５４は、基板２５２の支持面２５２１に対向するように配置されている。すなわち、第１光学部材２５４は、蛍光体層２５１の表面２５１１に対向するように配置されている。第１光学部材２５４は、蛍光体層２５１と接触しないように配置される。

第１光学部材２５４は、蛍光体層２５１の表面２５１１に対して傾けられた状態で配置される。第１光学部材２５４における蛍光体層２５１の表面２５１１に対してなす角度は鋭角に設定される。

第１光学部材２５４は、基材２５４１と、第１光学層２５４２と、を含む。基材２５４１の形成材料としては、例えば、アルミナ、サファイア、ガラス等の透光性部材、あるいは、金属等の透光性を有しない部材のいずれを用いてもよい。第１光学層２５４２は、例えば、誘電体多層膜や金属膜で構成される。第１光学部材２５４は入射する光を反射するミラーとして機能する。第１光学層２５４２は、光源２５０からの励起光ＥＬに加え、後述する蛍光ＹＬ（第２光）を反射する。

本実施形態において、蛍光体層２５１は、光源２５０から射出されて第１光学部材２５４の第１光学層２５４２で反射された励起光ＥＬを蛍光ＹＬに変換し、表面２５１１から射出する。

図４および図５に示すように、透光性部材２５９は、光源２５０の光射出側（＋Ｘ側）に接触して設けられる。本実施形態の場合、透光性部材２５９は光源２５０の発光素子２５０ａに接触している。透光性部材２５９は、蛍光体層２５１に形成された切欠き部２５１Ｋと同等の大きさを有し、切欠き部２５１Ｋに嵌め込まれている。透光性部材２５９は光源２５０の発光素子２５０ａの放熱部材としても機能する。

本実施形態において、透光性部材２５９の第１光学部材２５４側の表面２５９ａは、蛍光体層２５１の表面２５１１と面一である。つまり、透光性部材２５９の表面２５９ａと、蛍光体層２５１の表面２５１１とは、基板２５２の支持面２５２１の法線に沿う方向において、同じ面上に配置されている。

透光性部材２５９は、透光性基板２５９１と、第３光学層２５９２と、を含む。透光性基板２５９１は、例えば、アルミナ、サファイア、ガラス等の透光性部材で構成されている。第３光学層２５９２は、透光性基板２５９１の外面、すなわち、光源２５０と反対側に設けられている。第３光学層２５９２は、励起光ＥＬを透過し、蛍光を反射する特性を有する。これにより、透光性部材２５９は、光源２５０から射出された励起光ＥＬを透過させつつ、蛍光体層２５１で生成された蛍光ＹＬを反射する。なお、透光性基板２５９１の内面、すなわち、光源２５０側にはＡＲコート等の反射防止膜が設けられている。これにより、透光性部材２５９は、光源２５０から射出された励起光ＥＬの反射を抑制することで内部に効率良く入射させる。

第３光学部材２５５は、基材２５５１と、第４光学層２５５２と、を含む。基材２５５１の形成材料としては、例えば、アルミナ、サファイア、ガラス等の透光性部材、あるいは、金属等の透光性を有しない部材のいずれを用いてもよい。第４光学層２５５２は、基材２５５１の内面に形成される。第４光学層２５５２は、例えば、誘電体多層膜や金属膜で構成される。

第３光学部材２５５は、基板２５２の支持面２５２１と第１光学部材２５４とに交差するように配置されている。第３光学部材２５５は、第４光学層２５５２が支持面２５２１と第１光学層２５４２とに交差するように配置されている。第３光学部材２５５は、基板２５２の支持面２５２１と第１光学部材２５４とに直交していてもよい。第４光学層２５５２は、支持面２５２１と第１光学層２５４２とに直交していてもよい。第３光学部材２５５は、その厚さ方向をＹ軸方向に一致させるように配置されている。第３光学部材２５５は、蛍光体層２５１の＋Ｙ側の近傍に配置されている。そのため、蛍光体層２５１から＋Ｙ側に向けて射出された蛍光ＹＬの一部は第３光学部材２５５の第４光学層２５５２で反射される。第３光学部材２５５は蛍光ＹＬに加えて励起光ＥＬも反射する。

第３光学部材２５５は台形板状である。
図３に示したように、第３光学部材２５５は、台形状の上底部をなす第１端面５５ａと、台形状の下底部をなす第２端面５５ｂと、第１端面５５ａおよび第２端面５５ｂを＋Ｘ側で接続する第３端面５５ｃと、第１端面５５ａおよび第２端面５５ｂを－Ｘ側で接続する第４端面５５ｄと、を含む。なお、第１端面５５ａ、第２端面５５ｂ、第３端面５５ｃおよび第４端面５５ｄはいずれも平坦面である。第３端面５５ｃは、基板２５２に対向する面である。第４端面５５ｄは、基材２５５１において第３端面５５ｃと反対側の面である。第１光学部材２５４は、第４端面５５ｄに当接している。第１光学部材２５４は、第４端面５５ｄに載置されている。第１光学層２５４２は、第４端面５５ｄに当接している。基材２５４１は、第１光学層２５４２を介して第４端面５５ｄに載置されている。

ここで、基材２５５１の材料としてガラスを用いる場合、先鋭部分を除去することで欠けを防止する面取り加工が必要となる。本実施形態では、第３光学部材２５５を台形板状とすることで面取り加工を不要とすることで、基材２５５１の加工性を向上させている。

本実施形態の場合、第３光学部材２５５の一部が基板２５２に埋め込まれている。よって、第３光学部材２５５は基板２５２に強固に支持される。
第３光学部材２５５における＋Ｘ側の端部の一部は基板２５２の支持面２５２１に形成された溝２５２４に嵌め込まれている。なお、第３光学部材２５５と溝２５２４との隙間に接着剤を充填してもよい。

具体的に第３光学部材２５５は、第１端面５５ａおよび第３端面５５ｃの全体と第２端面５５ｂの一部とが溝２５２４に嵌め込まれている。第４端面５５ｄのうち最も－Ｘ側に位置し、Ｚ方向に沿う端辺５５ｄ１は、基板２５２の支持面２５２１と面一とされている。これにより、第４端面５５ｄと基板２５２の支持面２５２１とが滑らかに接続されている。また、＋Ｘ側において、第２端面５５ｂは基板２５２の端面と面一となっている。

第４光学部材２５６は、第３光学部材２５５と同様の構成を有する。
すなわち、第４光学部材２５６は、基材２５６１と、第５光学層２５６２と、を含む。第５光学層２５６２は、基材２５６１の内面に形成される。

第４光学部材２５６は、基板２５２の支持面２５２１と第１光学部材２５４とに交差し、第３光学部材２５５と対向するように配置されている。第４光学部材２５６は、第５光学層２５６２が支持面２５２１と第１光学層２５４２とに交差し、第４光学層２５５２に対向するように配置されている。第４光学部材２５６は、基板２５２の支持面２５２１と第１光学部材２５４とに直交していてもよい。第５光学層２５６２は、支持面２５２１と第１光学層２５４２とに直交していてもよい。第４光学部材２５６は、その厚さ方向をＹ軸方向に一致させるように配置されている。第４光学部材２５６は、蛍光体層２５１の－Ｙ側の近傍に配置されている。そのため、蛍光体層２５１から－Ｙ側に向けて射出され、第４光学部材２５６に入射した蛍光ＹＬは第４光学部材２５６の第５光学層２５６２により反射される。第４光学部材２５６は蛍光ＹＬに加えて励起光ＥＬも反射する。

第４光学部材２５６は第３光学部材２５５と同様の台形板状である。
第４光学部材２５６は、台形形状の上底部をなす第１端面５６ａと、台形形状の下底部をなす第２端面５６ｂと、第１端面５６ａおよび第２端面５６ｂを＋Ｘ側で接続する第３端面５６ｃと、第１端面５６ａおよび第２端面５６ｂを－Ｘ側で接続する第４端面５６ｄと、を含む。なお、第１端面５６ａ、第２端面５６ｂ、第３端面５６ｃおよび第４端面５６ｄはいずれも平坦面である。第３端面５６ｃは、基板２５２に対向する面である。第４端面５６ｄは、基材２５６１において第３端面５６ｃと反対側の面である。第１光学部材２５４は、第４端面５６ｄに当接している。第１光学部材２５４は、第４端面５６ｄに載置されている。第１光学層２５４２は、第４端面５６ｄに当接している。基材２５４１は、第１光学層２５４２を介して第４端面５６ｄに載置されている。

本実施形態の場合、第４光学部材２５６の一部が基板２５２に埋め込まれることで、第４光学部材２５６は基板２５２に強固に支持される。
第４光学部材２５６における＋Ｘ側の端部の一部は基板２５２の支持面２５２１に形成された溝２５２４に嵌め込まれている。第４光学部材２５６と溝２５２４との隙間に接着剤を充填してもよい。

具体的に第４光学部材２５６は、第１端面５６ａおよび第３端面５６ｃの全体と第２端面５６ｂの一部とが溝２５２４に嵌め込まれている。第４端面５６ｄのうち最も－Ｘ側に位置し、Ｚ方向に沿う端辺５６ｄ１は、基板２５２の支持面２５２１と面一とされている。これにより、第４端面５６ｄと基板２５２の支持面２５２１とが滑らかに接続されている。また、＋Ｘ側において、第２端面５６ｂは基板２５２の端面と面一となっている。

本実施形態において、第１光学部材２５４は、第３光学部材２５５および第４光学部材２５６に支持される。第１光学部材２５４は、第３光学部材２５５および第４光学部材２５６に接着固定されている。
具体的に、第１光学部材２５４は、第３光学部材２５５の第４端面５５ｄと第４光学部材２５６の第４端面５６ｄとの間に掛け渡されるように設けられている。－Ｘ側において、第１光学部材２５４の内側の端辺５４ａは基板２５２の支持面２５２１に接触している。

このような構成に基づいて、本実施形態の光源装置２５は、基板２５２、第１光学部材２５４、第３光学部材２５５および第４光学部材２５６によって－Ｘ側を閉塞し、＋Ｘ側に光射出部２６０を形成している。よって、光源装置２５は、蛍光ＹＬにおける光射出部２６０と反対側からの光漏れを防止し、光射出部２６０から効率良く光を射出することができる。

本実施形態の光源装置２５において、第２光学部材２５７は光射出部２６０を覆うように配置される。第２光学部材２５７は、透光性基板２５７１と、第２光学層２５７２と、を含む。透光性基板２５７１は、例えば、ガラス薄板で構成されている。第２光学層２５７２は、例えば、５５０～６４０ｎｍの黄色波長帯（第２波長帯）を有する蛍光（第２光）ＹＬを透過するとともに励起光ＥＬを含む青色波長帯の光を反射するダイクロイック層で構成される。
このため、光射出部２６０は、第２光学部材２５７によって蛍光ＹＬを含んだ黄色光を照明光ＷＬとして選択的に取り出すことができる。

本実施形態の光源装置２５において、蛍光体層２５１は、基板２５２、第１光学部材２５４、第２光学部材２５７、第３光学部材２５５および第４光学部材２５６で囲まれた収容空間Ｓに収容される。収容空間Ｓには例えば、空気層ＡＲが設けられている。

光源２５０は励起光ＥＬをランバート発光で放射する。光源２５０からランバート発光により射出された励起光ＥＬは、光源２５０に対向配置された第１光学部材２５４に入射し、第１光学部材２５４の第１光学層２５４２によって基板２５２の支持面２５２１に向けて反射される。第１光学層２５４２で反射された励起光ＥＬは、支持面２５２１上に設けられた蛍光体層２５１に入射する。蛍光体層２５１は、励起光ＥＬを波長変換して生成した蛍光ＹＬを表面２５１１から射出する。蛍光体層２５１から射出された蛍光ＹＬの少なくとも一部は、光射出部２６０を覆う第２光学部材２５７を透過して照明光ＷＬとして射出される。

また、第１光学層２５４２で反射された励起光ＥＬの一部は、光射出部２６０に向かい、光射出部２６０を覆う第２光学部材２５７の第２光学層２５７２で反射される。第２光学層２５７２で反射された励起光ＥＬは、やがて蛍光体層２５１に入射することで蛍光ＹＬの励起に利用される。

また、第１光学層２５４２で反射された励起光ＥＬの一部は、基板２５２の支持面２５２１に入射し、支持面２５２１に形成されたミラー層２５３で反射される。ミラー層２５３で反射された励起光ＥＬの少なくとも一部は第２光学部材２５７の第２光学層２５７２で反射され、やがて蛍光体層２５１に入射し、蛍光ＹＬの励起に利用される。

また、第１光学層２５４２で反射された励起光ＥＬの一部は透光性部材２５９に入射し、透光性部材２５９の外面に設けられた第３光学層２５９２を透過し、光源２５０側に入射する。第３光学層２５９２を透過した励起光ＥＬの一部は、光源２５０の反射層２５０ｃで反射され、透光性部材２５９を透過して第１光学部材２５４に向かって射出される。そして、第１光学部材２５４の第１光学層２５４２で反射されることで蛍光体層２５１の励起に再利用される。

また、蛍光体層２５１から射出された蛍光ＹＬの一部は、第１光学部材２５４の第１光学部材２５４で反射され、第２光学部材２５７を透過して光射出部２６０から射出される。なお、第１光学部材２５４で反射されて蛍光体層２５１に入射した蛍光ＹＬの一部は蛍光体層２５１を透過してミラー層２５３で反射されることで第２光学部材２５７を透過して光射出部２６０から射出される。

また、蛍光体層２５１から射出された蛍光ＹＬの一部は、ミラー層２５３を経由して第３光学部材２５５または第４光学部材２５６に入射、あるいは、第３光学部材２５５または第４光学部材２５６に直接入射する。そして、第３光学部材２５５または第４光学部材２５６で反射された蛍光ＹＬの少なくとも一部は第２光学部材２５７を透過して光射出部２６０から射出される。

なお、第１光学部材２５４で反射された励起光ＥＬの一部は光射出部２６０と反対方向（－Ｙ側）に伝播するが、反射を繰り返すことでやがて蛍光体層２５１に入射し、蛍光ＹＬの励起に利用される。
また、蛍光体層２５１から射出された蛍光ＹＬの一部は光射出部２６０と反対方向（－Ｙ側）に伝播するが、反射を繰り返すことでやがて光射出部２６０から射出される。

このようにして本実施形態の光源装置２５では、光源２５０から射出した励起光ＥＬを蛍光体層２５１に効率良く入射させるとともに、蛍光体層２５１で生成した蛍光ＹＬを含む照明光ＷＬを、光射出部２６０から射出することができる。

本実施形態の光源装置２５において、蛍光体層２５１では、蛍光ＹＬを射出する光射出部２６０側に比べて、光射出部２６０と反対側である－Ｘ側ほど熱がこもりやすく温度が高くなり易い。これに対して、本実施形態の光源装置２５では、図３および図５に示すように、蛍光体層２５１を支持する基板２５２を光射出部２６０と反対側に長くした形状を採用している。そのため、本実施形態の光源装置２５によれば、蛍光体層２５１において熱がこもりやすい光射出部２６０と反対側を効率良く冷却することができる。よって、蛍光体層２５１を効率良く冷却することができる。

光源装置２５から射出された照明光ＷＬは、ピックアップ光学系２６に入射する。ピックアップ光学系２６は、例えばピックアップレンズ２６ａ，２６ｂから構成されている。ピックアップ光学系２６は、光源装置２５から射出された照明光ＷＬをピックアップして平行化する機能を有する。

照明光ＷＬは、インテグレーター光学系３５に入射する。インテグレーター光学系３５は、例えば第１のレンズアレイ３５ａと第２のレンズアレイ３５ｂとから構成されている。
第１のレンズアレイ３５ａは複数の第１小レンズ３５ａｍを含み、第２のレンズアレイ３５ｂは複数の第２小レンズ３５ｂｍを含む。

第１のレンズアレイ３５ａは照明光ＷＬを複数の小光線束に分離する。第１小レンズ３５ａｍは、小光線束を対応する第２小レンズ３５ｂｍに結像させる。インテグレーター光学系３５は、後述する重畳レンズ３７と協働することで被照明領域である図１に示した光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂの画像形成領域の照度分布を均一化させる。

インテグレーター光学系３５を通過した照明光ＷＬは、偏光変換素子３６に入射する。偏光変換素子３６は、例えば、偏光分離膜と位相差板（１／２波長板）とから構成される。偏光変換素子３６は、照明光ＷＬにおける偏光方向を一方の偏光成分に変換する。

偏光変換素子３６を通過した照明光ＷＬは、重畳レンズ３７に入射する。重畳レンズ３７から射出された照明光ＷＬは色分離光学系３へ入射する。重畳レンズ３７は、照明光ＷＬを構成している上記複数の小光線束を光変調装置４Ｒ，４Ｇの被照明領域、すなわち画像形成領域で互いに重畳させることで均一に照明する。

以上説明した本実施形態に係る光源装置２５によれば、以下の効果を奏する。
本実施形態の光源装置２５は、支持面２５２１を有する基板２５２と、支持面２５２１側に配置され、励起光ＥＬを射出する光源２５０と、支持面２５２１に対向し光源２５０から射出された励起光ＥＬを反射する第１光学層２５４２を有する第１光学部材２５４と、光源２５０から射出された励起光ＥＬが入射する表面２５１１を有し、励起光ＥＬを蛍光ＹＬに変換し、蛍光ＹＬを表面２５１１から射出する蛍光体層２５１と、少なくとも基板２５２および第１光学部材２５４により形成され、照明光ＷＬを射出する光射出部２６０と、励起光ＥＬを反射し蛍光ＹＬを透過する第２光学層２５７２を有し、光射出部２６０に配置された第２光学部材２５７と、を備える。第１光学層２５４２は、表面２５１１に対して傾斜するとともに蛍光ＹＬを反射し、蛍光体層２５１は、基板２５２の支持面２５２１に配置されている。

本実施形態の光源装置２５によれば、光射出部２６０に配置した第２光学部材２５７によって蛍光ＹＬを照明光ＷＬとして効率良く取り出すことができる。また、光射出部２６０に向かって射出された励起光ＥＬを第２光学部材２５７により蛍光体層２５１に再入射させることで蛍光ＹＬの変換効率を高めることができる。
よって、本実施形態の光源装置２５によれば、蛍光ＹＬの光利用効率を高めることで、光射出部２６０から明るい照明光ＷＬを射出することができる。

本実施形態の光源装置２５は、照明光ＷＬを光射出部２６０から射出することでエテンデューを小さくすることができる。本実施形態の光源装置２５では、蛍光体層２５１上における励起光の入射面積を小さくすることなくエテンデューを小さくできるため、蛍光体層２５１において励起光ＥＬの光密度が高くならない。よって、光密度が高くなることによる蛍光変換効率の低下が抑制されるため、照明光ＷＬとして明るい蛍光ＹＬを取り出すことができる。

本実施形態の光源装置２５において、蛍光体層２５１は、一部が切り欠かれた切欠き部２５１Ｋを有し、光源２５０は、蛍光体層２５１の切欠き部２５１Ｋに配置される。

この構成によれば、蛍光体層２５１に干渉することなく支持面２５２１上の所望の位置に光源２５０を配置することができる。このため、基板２５２上における光源２５０のレイアウトの自由度が高まる。

本実施形態の光源装置２５において、光源２５０は、励起光ＥＬを発光する発光素子２５０ａと、発光素子２５０ａを支持する基材２５０ｂと、基材２５０ｂの発光素子２５０ａ側に設けられた反射層２５０ｃと、を有する。

この構成によれば、光源２５０側に戻ってきた励起光ＥＬを反射層２５０ｃにより反射して第１光学部材２５４側に戻すことができる。このため、励起光ＥＬの利用効率を高めることができる。

本実施形態の光源装置２５において、光源２５０の光射出側に接触して設けられた透光性部材２５９をさらに備える。さらに、透光性部材２５９は、光源２５０と反対側に設けられ、励起光ＥＬを透過し、蛍光ＹＬを反射する第３光学層２５９２を有する。

この構成によれば、透光性部材２５９により光源２５０から熱を放出することができる。これにより、光源２５０の熱が基板２５２および透光性部材２５９の両方から放熱できるので、光源２５０の耐熱性をより高めることができる。
また、透光性部材２５９は、第３光学層２５９２によって、蛍光ＹＬの一部を反射して光射出部２６０から射出することができる。よって、蛍光ＹＬの光利用効率をより高めることができる。

本実施形態の光源装置２５において、光源２５０は、基板２５２の支持面２５２１に形成された凹部２６１に配置されており、透光性部材２５９の第１光学部材２５４側の表面２５９ａは、蛍光体層２５１の表面２５１１と面一である。

この構成によれば、光源２５０を凹部２６１に配置することで光源２５０と第１光学部材２５４とを所定距離だけ離間して配置することができる。これにより、光源２５０からランバート発光により射出された励起光ＥＬを第１光学部材２５４の全域に効率良く入射させることができる。
また、透光性部材の表面２５１１と蛍光体層２５１の表面２５１１との間に段差が生じないため、第１光学部材２５４側から入射する光の入射面を平面とすることができる。これにより、第１光学部材２５４側から入射する光の乱反射を抑制し、光射出部２６０から照明光ＷＬを効率良く取り出すことができる。

本実施形態の光源装置２５において、励起光ＥＬ、蛍光ＹＬを反射する第４光学層２５５２を有し、第４光学層２５５２が支持面２５２１および第１光学層２５４２に交差するように配置される第３光学部材２５５と、励起光ＥＬ、蛍光ＹＬを反射する第５光学層２５６２を有し、第５光学層２５６２が支持面２５２１および第１光学層２５４２に交差するとともに第４光学層２５５２に対向して配置される第４光学部材２５６と、をさらに備える。光射出部２６０は、基板２５２、第１光学部材２５４、第３光学部材２５５および第４光学部材２５６により形成される。

この構成によれば、光射出部２６０以外からの光漏れを抑制することで、光射出部２６０から効率良く照明光ＷＬを射出することができる。

以上説明した本実施形態に係るプロジェクター１によれば、以下の効果を奏する。
本実施形態のプロジェクター１は、光源装置２５と、光源装置２５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、前述の画像光を投射する投射光学装置６と、を備える。
本実施形態のプロジェクター１によれば、明るい照明光ＷＬを生成する光源装置２５を備えるので、高輝度な画像を形成して投射することができる。

（第２実施形態）
続いて、本発明の第２実施形態に係る光源装置の構成を説明する。なお、本実施形態において、第１実施形態と共通の構成あるいは部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。

図６は本実施形態の光源装置の構成を示す図である。
図６に示すように、本実施形態の光源装置１２５は、光源２５０と、蛍光体層２５１と、基板２５２と、ミラー層２５３と、第１光学部材２５４と、第２光学部材２５７と、第３光学部材２５５と、第４光学部材２５６と、光射出部２６０と、を備える。

本実施形態において、光源２５０は基板２５２の支持面２５２１上に配置されている。つまり、基板２５２の支持面２５２１には凹部が形成されていない。光源２５０と支持面２５２１との間にはミラー層２５３が形成されている。蛍光体層２５１は、第１光学層２５４２の内面（基板２５２側の面）２５４２ａに配置されている。本実施形態の場合、蛍光体層２５１は、光源２５０に対向配置されている。

光源２５０から射出された励起光ＥＬは光源２５０に対向配置された蛍光体層２５１に入射する。蛍光体層２５１は、励起光ＥＬを波長変換して生成した蛍光ＹＬから射出する。蛍光体層２５１から射出された蛍光ＹＬの少なくとも一部は、光射出部２６０を覆う第２光学部材２５７の第２光学層２５７２を透過して照明光ＷＬとして射出される。

また、励起光ＥＬの一部は第１光学部材２５４の第１光学層２５４２で反射され、光射出部２６０に向かい、光射出部２６０を覆う第２光学部材２５７の第２光学層２５７２で反射される。第２光学層２５７２で反射された励起光ＥＬは、ミラー層２５３、第３光学部材２５５および第４光学部材２５６の少なくとも一方を経由、あるいは、両方とも経由せず直接、蛍光体層２５１に入射することで蛍光ＹＬの励起に再利用される。

このように本実施形態の光源装置１２５においても、光源２５０から射出した励起光ＥＬを蛍光体層２５１に効率良く入射させるとともに、蛍光体層２５１で生成した蛍光ＹＬを光射出部２６０から含む照明光ＷＬとして射出することができる。よって、本実施形態の光源装置１２５によれば、光射出部２６０から明るい照明光ＷＬを射出することができる。

なお、本実施形態において、光源２５０は基板２５２に形成した凹部２６１に配置されてもよい。

（第３実施形態）
続いて、本発明の第３実施形態に係る光源装置の構成を説明する。なお、本実施形態において、第１実施形態と共通の構成あるいは部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。

図７は本実施形態の光源装置の構成を示す図である。
図７に示すように、本実施形態の光源装置２２５は、第１光源２５０Ａと、第２光源２５０Ｂと、蛍光体層２５１と、基板２５２と、ミラー層２５３と、第１光学部材２５４と、第２光学部材２５７と、第３光学部材２５５と、第４光学部材２５６と、光射出部２６０と、を備える。

本実施形態において、第１光源２５０Ａおよび第２光源２５０Ｂは、第１実施形態の光源２５０と同一の構成をそれぞれ有する。つまり、第１光源２５０Ａおよび第２光源２５０Ｂは、４００ｎｍ～４８０ｎｍの青色波長帯（第１波長帯）の励起光ＥＬを射出する。

第１光源２５０Ａおよび第２光源２５０Ｂは基板２５２の支持面２５２１上に配置されている。第２実施形態と同様、基板２５２の支持面２５２１には凹部が形成されていない。第１光源２５０Ａおよび第２光源２５０Ｂと支持面２５２１との間にはミラー層２５３が形成されている。

第１光源２５０Ａは、蛍光体層２５１に対して光射出部２６０側（＋Ｘ側）に配置され、第２光源２５０Ｂは、蛍光体層２５１に対して光射出部２６０とは反対側（－Ｘ側）に配置されている。第１光源２５０Ａ、蛍光体層２５１および第２光源２５０Ｂは、Ｘ軸方向に並ぶように、基板２５２の支持面２５２１上に配置されている。

本実施形態の光源装置２２５によれば、第１光源２５０Ａおよび第２光源２５０Ｂから射出された励起光ＥＬによって蛍光体層２５１を励起するため、蛍光体層２５１を効率良く励起することができる。本実施形態の場合、第１光源２５０Ａおよび第２光源２５０Ｂの間に蛍光体層２５１を配置するため、第１光源２５０Ａおよび第２光源２５０Ｂから射出した励起光ＥＬをそれぞれバランス良く蛍光体層２５１に入射させ、明るい蛍光ＹＬを生成することができる。

なお、本実施形態において、光源２５０は基板２５２の支持面２５２１に形成された凹部２６１に配置されてもよい。

（第４実施形態）
続いて、本発明の第４実施形態に係る光源装置の構成を説明する。なお、本実施形態において、第１実施形態と共通の構成あるいは部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。

図８は本実施形態の光源装置の構成を示す図である。
図８に示すように、本実施形態の光源装置３２５は、光源２５０と、第１蛍光体層（第１波長変換層）５１と、第２蛍光体層（第２波長変換層）２５８と、基板２５２と、ミラー層２５３と、第１光学部材２５４と、第２光学部材２５７と、第３光学部材２５５と、第４光学部材２５６と、光射出部２６０と、を備える。

本実施形態の第１蛍光体層５１は、互いに離間して配置される第１部位５１Ａと第２部位５１Ｂとで構成される。第１部位５１Ａおよび第２部位５１Ｂは、第１実施形態の蛍光体層２５１と同じ蛍光体材料でそれぞれ構成される。光源２５０は、第１部位５１Ａと第２部位５１Ｂとの間に配置されている。光源２５０は、第１部位５１Ａと第２部位５１Ｂとに挟まれた状態で、支持面２５２１に配置されている。本実施形態においても、基板２５２の支持面２５２１には凹部が形成されていない。

第２蛍光体層２５８は、第１光学層２５４２の内面（基板２５２側の面）２５４２ａに配置されている。本実施形態の場合、第２蛍光体層２５８は、第１蛍光体層５１と同じ蛍光体材料で構成される。第２蛍光体層２５８は、励起光ＥＬを青色波長帯（第１波長帯）とは異なる、例えば、５５０～６４０ｎｍの黄色波長帯を有する黄色光である蛍光ＹＬ１に変換する。つまり、第２蛍光体層２５８は、光源２５０から射出された励起光ＥＬの一部を蛍光ＹＬ１に変換する。
本実施形態において、第２蛍光体層２５８が発光する蛍光ＹＬ１の黄色波長帯（第３波長帯）は、第１蛍光体層５１が発光する蛍光ＹＬの黄色波長帯（第２波長帯）と同じである。

本実施形態において、第２蛍光体層２５８における光の散乱度合いは、第１蛍光体層５１における光の散乱度合いよりも小さい。光の散乱度合いは蛍光体に含まれる散乱体の数で調整可能である。散乱体としては、気孔や蛍光体と屈折率の異なる透過性粒子が用いられる。本実施形態の場合、第２蛍光体層２５８に含まれる散乱体の数は、第１蛍光体層５１に含まれる散乱体の数よりも少ない。例えば、単結晶蛍光体を用いることで散乱体が少ない第２蛍光体層２５８を実現できる。
第２蛍光体層２５８は、第１蛍光体層５１に比べて光の後方散乱が抑えられるため、光源２５０から入射した励起光ＥＬが蛍光体内を散乱されずに進行し易くなる。

また、本実施形態の場合、第２蛍光体層２５８の厚さは第１蛍光体層５１の厚さよりも小さい。第２蛍光体層２５８の厚さとは、第２蛍光体層２５８が設けられた面（第１光学部材２５４の第１光学層２５４２の表面）の法線方向における寸法であり、第１蛍光体層５１の厚さとは、第１蛍光体層５１が設けられた支持面２５２１の法線方向における寸法である。

蛍光体の厚みが薄くなると、励起光が蛍光に変換される前に蛍光体から射出し易くなる。
本実施形態では、上述のように第１蛍光体層５１に対して第２蛍光体層２５８の後方散乱および厚さを抑えることで、第２蛍光体層２５８の蛍光変換効率を抑制している。これにより、光源２５０から射出された励起光ＥＬの大部分は、第２蛍光体層２５８において蛍光に変換されることなく、第２蛍光体層２５８を透過して第１光学部材２５４に入射し、第１光学部材２５４の第１光学層２５４２で反射される。第１光学層２５４２で反射された励起光ＥＬの少なくとも一部は第２蛍光体層２５８を透過し、第２蛍光体層２５８から第１蛍光体層５１に向けて射出される。

なお、第１蛍光体層５１に対して、第２蛍光体層２５８の散乱体量または厚さのうち一方のみを調整して蛍光変換量を制御してもよい。

第２蛍光体層２５８において、蛍光ＹＬ１の一部は第２蛍光体層２５８から直接射出され、蛍光ＹＬ１の一部の残りは第１光学部材２５４で反射されることで射出される。

第２蛍光体層２５８は、励起光ＥＬを波長変換した蛍光ＹＬ１に加え、波長変換されなかった大部分の励起光ＥＬを射出する。すなわち、第２蛍光体層２５８は、蛍光ＹＬ１および励起光ＥＬを含む光を射出する。

本実施形態において、第１蛍光体層５１は、第２蛍光体層２５８から射出された励起光ＥＬの一部を蛍光ＹＬに変換する。つまり、第１蛍光体層５１は、光源２５０から射出され、第２蛍光体層２５８を経由することで間接的に入射する励起光ＥＬの一部で励起される。

本実施形態において、光源２５０から射出された励起光ＥＬは第２蛍光体層２５８の全域に入射する。第２蛍光体層２５８は第１蛍光体層５１に対して後方散乱および厚さを抑えることで蛍光変換効率が抑制されるため、励起光ＥＬの大部分は蛍光に変換されることなく第２蛍光体層２５８を透過して第１光学部材２５４の第１光学層２５４２に入射する。第１光学層２５４２は励起光ＥＬを基板２５２の支持面２５２１に向けて反射する。第１光学層２５４２で反射された励起光ＥＬの少なくとも一部は第２蛍光体層２５８を透過し、基板２５２の支持面２５２１に向けて射出される。なお、励起光ＥＬの一部は第２蛍光体層２５８内で後方散乱あるいは表面で反射され、基板２５２の支持面２５２１に向けて射出される。
このようにして第２蛍光体層２５８は励起光ＥＬを基板２５２の支持面２５２１に向けて射出する。

なお、第２蛍光体層２５８に入射した励起光ＥＬの一部は蛍光ＹＬ１に変換される。蛍光ＹＬ１は第１光学層２５４２を経由し、あるいは、第１光学層２５４２を経由することなく、第２蛍光体層２５８から射出される。第２蛍光体層２５８から射出された蛍光ＹＬ１の少なくとも一部は第２光学部材２５７を透過して光射出部２６０から照明光ＷＬとして射出される。
あるいは、蛍光ＹＬ１の一部は基板２５２の支持面２５２１に入射し、支持面２５２１に形成されたミラー層２５３で反射される。ミラー層２５３で反射された蛍光ＹＬの少なくとも一部は第２光学部材２５７を透過して光射出部２６０から照明光ＷＬとして射出される。
また、蛍光ＹＬ１の一部は第１蛍光体層５１に入射し、第１蛍光体層５１内で後方散乱あるいは表面で反射されて第２光学部材２５７を透過して光射出部２６０から照明光ＷＬとして射出される。また、第１蛍光体層５１に入射した蛍光ＹＬ１の一部は第１蛍光体層５１を透過してミラー層２５３で反射されることで第２光学部材２５７を透過して光射出部２６０から照明光ＷＬとして射出される。

第２蛍光体層２５８から射出された励起光ＥＬ１は第１蛍光体層５１の第１部位５１Ａおよび第２部位５１Ｂに入射する。上述のように第１蛍光体層５１は、第２蛍光体層２５８に対して光の散乱度合いおよび厚さを大きくすることで蛍光変換効率を高めている。このため、第２蛍光体層２５８から射出された励起光ＥＬ１のほとんどは、第１蛍光体層５１（第１部位５１Ａおよび第２部位５１Ｂ）において蛍光ＹＬに変換される。第１蛍光体層５１から射出された蛍光ＹＬの一部は第２光学部材２５７を透過して光射出部２６０から照明光ＷＬとして射出される。

また、第１蛍光体層５１から射出された蛍光ＹＬの一部は第２蛍光体層２５８に入射し、第２蛍光体層２５８で後方散乱され、第２光学部材２５７を透過して光射出部２６０から照明光ＷＬとして射出される。
また、第２蛍光体層２５８に入射した蛍光ＹＬの一部は第２蛍光体層２５８を透過して第１光学部材２５４の第１光学層２５４２で反射されることで第２蛍光体層２５８から射出され、第２光学部材２５７を透過して光射出部２６０から照明光ＷＬとして射出される。
また、第１光学部材２５４の第１光学層２５４２で反射された蛍光ＹＬの一部は、基板２５２の支持面２５２１に入射し、支持面２５２１に形成されたミラー層２５３で反射されて第２光学部材２５７を透過して光射出部２６０から照明光ＷＬとして射出される。

また、励起光ＥＬの一部および蛍光ＹＬ，ＹＬ１の一部は、ミラー層２５３を経由して第３光学部材２５５または第４光学部材２５６に入射、あるいは、ミラー層２５３を経由せずに第３光学部材２５５または第４光学部材２５６に直接入射する。励起光ＥＬの一部および蛍光ＹＬ，ＹＬ１の一部は、第３光学部材２５５または第４光学部材２５６で反射されることで、第２光学部材２５７を透過して光射出部２６０から照明光ＷＬとして射出される。

なお、励起光ＥＬの一部および蛍光ＹＬ，ＹＬ１の一部は光射出部２６０と反対方向（－Ｘ側）に伝播するが、反射を繰り返すことでやがて光射出部２６０から射出される。

このようにして本実施形態の光源装置３２５では、第１蛍光体層５１で生成した蛍光ＹＬと、第２蛍光体層２５８で生成した蛍光ＹＬ１と、を含む照明光ＷＬを光射出部２６０から射出することができる。

本実施形態の光源装置３２５によれば、第２蛍光体層２５８で生成した蛍光ＹＬ１と、第１蛍光体層５１で生成した蛍光ＹＬと、を照明光ＷＬとして光射出部２６０から取り出すことができる。よって、本実施形態の光源装置３２５によれば、光射出部２６０から明るい照明光ＷＬを射出することができる。

また、本実施形態の場合、第１実施形態のように切欠き部２５１Ｋ内に光源２５０を配置する必要が無く、光源２５０を挟むように第１部位５１Ａおよび第２部位５１Ｂを配置すればよいため、基板２５２の支持面２５２１上における第１蛍光体層５１と光源２５０との位置合わせが容易となる。

なお、本実施形態において、光源２５０は第１蛍光体層５１に形成された切欠き部に配置されてもよい。さらに、光源２５０は基板２５２の支持面２５２１に形成した凹部２６１に配置されてもよい。

（第１変形例）
第４実施形態において、第２蛍光体層２５８は、第１蛍光体層５１と同じ蛍光材料で構成されていたが、異なる蛍光体材料で構成されていてもよい。

図９は本変形例の光源装置の構成を示す図である。
図９に示すように、本変形例の光源装置３２５Ａは、光源２５０と、第１蛍光体層５１と、第２蛍光体層（第２波長変換層）１２５８と、基板２５２と、ミラー層２５３と、第１光学部材２５４と、第２光学部材２５７と、第３光学部材２５５と、第４光学部材２５６と、光射出部２６０と、を備える。

本変形例の第２蛍光体層１２５８は、励起光ＥＬを青色波長帯とは異なる、例えば、６００～８００ｎｍの赤色波長帯を有する赤色光である蛍光（第３光）ＲＬに変換する。本実施形態において、第２蛍光体層１２５８が発光する蛍光ＲＬの赤色波長帯（第３波長帯）は、第１蛍光体層５１が発光する蛍光ＹＬの黄色波長帯（第２波長帯）および光源２５０が射出する励起光ＥＬの青色波長帯（第１波長帯）よりも大きい。蛍光ＲＬは第２光学部材２５７を透過する。

このような赤色蛍光体として、例えば賦活剤としてＰｒ、Ｅｕ、Ｃｒのいずれかが分散された（Ｙ_１－ｘ，Ｇｄ_ｘ）_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２からなるＹＡＧ系蛍光体（Ｐｒ：ＹＡＧ，Ｅｕ：ＹＡＧ，Ｃｒ：ＹＡＧのいずれか）が用いられる。なお、賦活剤は、Ｐｒ、Ｅｕ、Ｃｒから選ばれる一種が含まれていてもよいし、Ｐｒ、Ｅｕ、Ｃｒから選ばれる複数種が含まれた共賦活の賦活剤であってもよい。
なお、第１蛍光体層５１は、第１、第２実施形態の蛍光体層２５１のように単体の蛍光体で構成されてもよい。

本実施形態において、第２蛍光体層１２５８における光の散乱度合いは、蛍光体層２５１における光の散乱度合いよりも小さい。本実施形態の場合、第２蛍光体層１２５８に含まれる散乱体の数は、第１蛍光体層５１に含まれる散乱体の数よりも少ない。

また、本実施形態においても、第２蛍光体層１２５８の厚さを第１蛍光体層５１の厚さよりも小さくすることで、第２蛍光体層１２５８における蛍光変換効率を抑えて励起光ＥＬを透過させ易くしている。

本変形例の光源装置３２５Ａによれば、第２蛍光体層１２５８で生成した蛍光ＲＬと、第１蛍光体層５１で生成した蛍光ＹＬと、を照明光ＷＬ１として光射出部２６０から取り出すことができる。

ここで、例えば、６５００Ｋの白色の照明光を生成する場合、黄色蛍光のみでは赤色成分が不足してしまう。これに対して、本変形例の光源装置３２５Ａでは、第２蛍光体層１２５８で生成した赤色光である蛍光ＲＬによって照明光ＷＬ１の赤色成分を補うことができる。よって、本変形例の光源装置３２５Ａによれば、赤色成分を十分に含む色再現性の高い黄色の照明光ＷＬ１を生成することができる。
したがって、本実施形態の光源装置３２５Ａを備えたプロジェクターによれば、高輝度、かつ、赤色の再現性が高い画像を投射することができる。

（第２変形例）
第１変形例において、第１蛍光体層５１として黄色蛍光を生成する蛍光体を用いたが、異なる色の蛍光を生成する蛍光体を用いてもよい。

図１０は本変形例の光源装置の構成を示す図である。
図１０に示すように、本変形例の光源装置３２５Ｂは、光源２５０と、第１蛍光体層５１０と、第２蛍光体層１２５８と、基板２５２と、ミラー層２５３と、第１光学部材２５４と、第２光学部材２５７と、第３光学部材２５５と、第４光学部材２５６と、光射出部２６０と、を備える。

第１蛍光体層５１０は、互いに離間して配置される第１部位５１０Ａと第２部位５１０Ｂとで構成される。本変形例において、第１蛍光体層５１０は、励起光ＥＬを青色波長帯とは異なる、例えば、５００～５７０ｎｍの緑色波長帯を有する緑色光である蛍光（第２光）ＧＬに変換する。第２蛍光体層１２５８は、励起光ＥＬを青色波長帯とは異なる、例えば、６００～８００ｎｍの赤色波長帯を有する赤色光である蛍光（第３光）ＲＬに変換する。本変形例において、第２蛍光体層１２５８が発光する蛍光ＲＬの赤色波長帯（第３波長帯）は、第１蛍光体層５１０が発光する蛍光ＧＬの緑色波長帯（第２波長帯）および光源２５０が射出する励起光ＥＬの青色波長帯（第１波長帯）よりも大きい。蛍光ＧＬは第２光学部材２５７を透過する。

このような第１蛍光体層５１０を構成する緑色蛍光体として、例えばＬｕ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ_３＋系蛍光体、Ｙ_３Ｏ_４：Ｅｕ^２＋系蛍光体、（Ｂａ，Ｓｒ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ^２＋系蛍光体、Ｂａ_３Ｓｉ_６Ｏ_１２Ｎ_２：Ｅｕ_２＋系蛍光体、（Ｓｉ，Ａｌ）_６（Ｏ，Ｎ）_８：Ｅｕ_２＋系蛍光体等の蛍光体材料が用いられる。なお、第１蛍光体層５１０は第４実施形態の第１蛍光体層５１のように２つの部位で構成されていても良いし、第１、第２実施形態の蛍光体層２５１のように単体の蛍光体で構成されてもよい。

本変形例において、第２蛍光体層１２５８における光の散乱度合いは、第１蛍光体層５１０における光の散乱度合いよりも小さい。本実施形態の場合、第２蛍光体層１２５８に含まれる散乱体の数は、第１蛍光体層５１０に含まれる散乱体の数よりも少ない。

また、本実施形態においても、第２蛍光体層１２５８の厚さを第１蛍光体層５１０の厚さよりも小さくすることで、第２蛍光体層１２５８における蛍光変換効率を抑えて励起光ＥＬを透過させ易くしている。

本変形例の光源装置３２５Ｂによれば、第２蛍光体層１２５８で生成した蛍光ＲＬと、第１蛍光体層５１０で生成した蛍光ＧＬと、を黄色の照明光ＷＬ２として光射出部２６０から取り出すことができる。

本変形例の光源装置３２５Ｂでは、第１蛍光体層５１０で生成した緑色光である蛍光ＧＬと、第２蛍光体層１２５８で生成した赤色光である蛍光ＲＬと、を用いるため、赤色および緑色における色再現性の高い黄色の照明光ＷＬ２を生成できる。
したがって、本変形例の光源装置３２５Ｂを備えたプロジェクターによれば、高輝度、かつ、ＲＧ各色の再現性が高い画像を投射することができる。

なお、本発明の一実施形態を例示して説明したが、本発明は上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、上記実施形態では、光射出部２６０が基板２５２、第１光学部材２５４、第３光学部材２５５および第４光学部材２５６により形成される場合を例に挙げたが、少なくとも基板２５２および第１光学部材２５４により光射出部を形成してもよい。

また、上記実施形態において、第１光学部材２５４、第３光学部材２５５および第４光学部材２５６が各々の別部材で構成される場合を例に挙げたが、第１光学部材２５４、第３光学部材２５５および第４光学部材２５６が単一の部材で一体に形成されてもよい。

また、第１実施形態では、蛍光体層２５１の裏面２５１３のＺ方向の幅が収容空間Ｓ内に位置する支持面２５２１のＺ方向の幅よりも狭い場合を例に挙げたが、蛍光体層２５１の裏面２５１３のＺ方向の幅と収容空間Ｓ内に位置する支持面２５２１のＺ方向の幅とが同じでもよい。この場合、蛍光体層２５１の側面２５１２は第３光学部材２５５および第４光学部材２５６に当接した状態となるので、側面２５１２から射出された蛍光ＹＬは第３光学部材２５５および第４光学部材２５６で反射されて第１蛍光体層５１内に戻される。
なお、他の実施形態および変形例においても、蛍光体層のＺ方向の幅が支持面２５２１のＺ方向の幅と同じでもよい。

また、上記実施形態では、３つの光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂを備えるプロジェクター１を例示したが、１つの光変調装置でカラー映像を表示するプロジェクターに適用することも可能である。さらに、光変調装置としては、上述した液晶パネルに限らず、例えばデジタルミラーデバイスなどを用いることもできる。

また、上記実施形態では、本発明による光源装置をプロジェクターに応用する例を示したが、これに限られない。本発明による光源装置を自動車用ヘッドライトなどの照明器具にも適用することができる。

本発明の態様の光源装置は、以下の構成を有していてもよい。
本発明の一態様の光源装置は、支持面を有する基板と、前記基板の前記支持面側に配置され、第１波長帯の第１光を射出する第１光源と、前記支持面に対向し前記第１光源から射出された前記第１光を反射する第１光学層を有する第１光学部材と、前記第１光源から射出された前記第１光が入射する光入射面を有し、前記第１光を前記第１波長帯とは異なる第２波長帯の第２光に変換し、前記第２光を前記光入射面から射出する第１波長変換層と、少なくとも前記基板および前記第１光学部材により形成され、光を射出する光射出部と、前記第１光を反射し前記第２光を透過する第２光学層を有し、前記光射出部に配置された第２光学部材と、を備え、前記第１光学層は、前記光入射面に対して傾斜するとともに前記第２光を反射し、前記第１波長変換層は、前記第１光学層の前記基板側の面、および、前記基板の前記支持面、のうち一方に配置され、前記光射出部は、前記第２光を射出する。

本発明の一つの態様の光源装置において、前記第１波長変換層は、一部が切り欠かれた切欠き部を有し、かつ、前記基板の前記支持面に配置され、前記第１光源は、前記第１波長変換層の前記切欠き部に配置される、構成としてもよい。

本発明の一つの態様の光源装置において、前記基板の前記支持面側に配置され、前記第１波長帯の前記第１光を射出する第２光源をさらに備え、前記第１波長変換層は、前記基板の前記支持面に配置されている、構成としてもよい。

本発明の一つの態様の光源装置において、前記第１光源は、前記第１波長変換層に対して前記光射出部側に配置され、前記第２光源は、前記第１波長変換層に対して前記光射出部とは反対側に配置されている、構成としてもよい。

本発明の一つの態様の光源装置において、前記第１波長変換層は、前記基板の前記支持面に配置され、かつ、互いに離間して配置される第１部位および第２部位を含み、前記第１光源は、前記第１部位と前記第２部位との間に配置される、構成としてもよい。

本発明の一つの態様の光源装置において、前記第１波長変換層は、前記第１光学層の前記基板側の面に配置されている、構成としてもよい。

本発明の一つの態様の光源装置において、前記第１光学層の前記基板側の面、および、前記基板の前記支持面、のうち他方に配置され、前記第１光を前記第１波長帯とは異なる第３波長帯の第３光に変換する第２波長変換層をさらに備え、前記第１波長変換層は、前記基板の前記支持面に配置され、前記第２波長変換層は、前記第１光学層の前記基板側の面に配置されている、構成としてもよい。

本発明の一つの態様の光源装置において、前記第３波長帯は、前記第２波長帯である、構成としてもよい。

本発明の一つの態様の光源装置において、前記第１光は青色光であり、前記第２光および前記第３光は黄色光であり、前記光射出部は、前記第２光および前記第３光を射出する、構成としてもよい。

本発明の一つの態様の光源装置において、前記第３波長帯は、前記第１波長帯および前記第２波長帯よりも大きい、構成としてもよい。

本発明の一つの態様の光源装置において、前記第１光は青色光であり、前記第２光は黄色光であり、前記第３光は赤色光であり、前記光射出部は、前記第２光および前記第３光を射出する、構成としてもよい。

本発明の一つの態様の光源装置において、前記第１光は青色光であり、前記第２光は緑色光であり、前記第３光は赤色光であり、前記光射出部は、前記第２光および前記第３光を射出する、構成としてもよい。

本発明の一つの態様の光源装置において、前記第１光源は、発光素子と、前記発光素子を支持する基材と、前記基材と前記発光素子との間に設けられた反射層と、を有する、構成としてもよい。

前記第１光源の光射出側に接触して設けられた透光性部材をさらに備える、構成としてもよい。

本発明の一つの態様の光源装置において、前記透光性部材は、前記第１光源と反対側に設けられ前記第１光を透過し前記第２光を反射する第３光学層を有する、構成としてもよい。

本発明の一つの態様の光源装置において、前記基板は、前記支持面に形成された凹部を有し、前記第１光源は、前記基板の前記凹部に配置されており、前記透光性部材の前記第１光学部材側の面は、前記第１波長変換層の前記光入射面と面一である、構成としてもよい。

前記第１光および前記第２光を反射する第４光学層を有し、前記第４光学層が前記支持面および前記第１光学層に交差するように配置される第３光学部材と、前記第１光および前記第２光を反射する第５光学層を有し、前記第５光学層が前記支持面および前記第１光学層に交差し前記第４光学層に対向するように配置される第４光学部材と、をさらに備え、前記光射出部は、前記基板、前記第１光学部材、前記第３光学部材および前記第４光学部材により形成される、構成としてもよい。

本発明の一つの態様のプロジェクターは、以下の構成を有していてもよい。
本発明の一つの態様のプロジェクターは、本発明の上記態様の光源装置と、光源装置からの光を変調する光変調装置と、光変調装置により変調された光を投射する投射光学装置と、を備える。

１…プロジェクター、４Ｂ，４Ｇ，４Ｒ…光変調装置、６…投射光学装置、２５，１２５，２２５，３２５，３２５Ａ，３２５Ｂ…光源装置、５１…第１蛍光体層（第１波長変換層）、５１Ａ…第１部位、５１Ｂ…第２部位、２５０…光源（第１光源）、２５０ａ…発光素子、２５０ｂ…基材、２５０ｃ…反射層、２５０Ａ…第１光源、２５０Ｂ…第２光源、２５１…蛍光体層（第１波長変換層）、２５１Ｋ…切欠き部、２５２…基板、２５４…第１光学部材、２５５…第３光学部材、２５６…第４光学部材、２５７…第２光学部材、２５８，１２５８…第２蛍光体層（第２波長変換層）、２５９…透光性部材、２６０…光射出部、２６１…凹部、２５２１…支持面、２５１１…表面（光入射面）、２５４２…第１光学層、２５５２…第４光学層、２５６２…第５光学層、２５７２…第２光学層、２５９２…第３光学層、ＥＬ…励起光（第１光）、ＧＬ，ＹＬ，ＹＬ１…蛍光（第２光）、ＲＬ…蛍光（第３光）。

Claims (18)

1. 支持面を有する基板と、
   前記基板の前記支持面側に配置され、第１波長帯の第１光を射出する第１光源と、
   前記支持面に対向し前記第１光源から射出された前記第１光を反射する第１光学層を有する第１光学部材と、
   前記第１光源から射出された前記第１光が入射する光入射面を有し、前記第１光を前記第１波長帯とは異なる第２波長帯の第２光に変換し、前記第２光を前記光入射面から射出する第１波長変換層と、
   少なくとも前記基板および前記第１光学部材により形成され、光を射出する光射出部と、
   前記第１光を反射し前記第２光を透過する第２光学層を有し、前記光射出部に配置された第２光学部材と、
   を備え、
   前記第１光学層は、前記光入射面に対して傾斜するとともに前記第２光を反射し、
   前記第１波長変換層は、前記第１光学層の前記基板側の面、および、前記基板の前記支持面、のうち一方に配置され、
   前記光射出部は、前記第２光を射出する、
   ことを特徴とする光源装置。
2. 前記第１波長変換層は、一部が切り欠かれた切欠き部を有し、かつ、前記基板の前記支持面に配置され、
   前記第１光源は、前記第１波長変換層の前記切欠き部に配置される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 前記基板の前記支持面側に配置され、前記第１波長帯の前記第１光を射出する第２光源をさらに備え、
   前記第１波長変換層は、前記基板の前記支持面に配置されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
4. 前記第１光源は、前記第１波長変換層に対して前記光射出部側に配置され、
   前記第２光源は、前記第１波長変換層に対して前記光射出部とは反対側に配置されている、
   ことを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
5. 前記第１波長変換層は、前記基板の前記支持面に配置され、かつ、互いに離間して配置される第１部位および第２部位を含み、
   前記第１光源は、前記第１部位と前記第２部位との間に配置される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
6. 前記第１波長変換層は、前記第１光学層の前記基板側の面に配置されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
7. 前記第１光学層の前記基板側の面、および、前記基板の前記支持面、のうち他方に配置され、前記第１光を前記第１波長帯とは異なる第３波長帯の第３光に変換する第２波長変換層をさらに備え、
   前記第１波長変換層は、前記基板の前記支持面に配置され、
   前記第２波長変換層は、前記第１光学層の前記基板側の面に配置されている、
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の光源装置。
8. 前記第３波長帯は、前記第２波長帯である、
   ことを特徴とする請求項７に記載の光源装置。
9. 前記第１光は青色光であり、前記第２光および前記第３光は黄色光であり、
   前記光射出部は、前記第２光および前記第３光を射出する、
   ことを特徴とする請求項８に記載の光源装置。
10. 前記第３波長帯は、前記第１波長帯および前記第２波長帯よりも大きい、
    ことを特徴とする請求項７に記載の光源装置。
11. 前記第１光は青色光であり、前記第２光は黄色光であり、前記第３光は赤色光であり、
    前記光射出部は、前記第２光および前記第３光を射出する、
    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光は青色光であり、前記第２光は緑色光であり、前記第３光は赤色光であり、
    前記光射出部は、前記第２光および前記第３光を射出する、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の光源装置。
13. 前記第１光源は、発光素子と、前記発光素子を支持する基材と、前記基材と前記発光素子との間に設けられた反射層と、を有する、
    ことを特徴とする請求項１から請求項１２のうちのいずれか一項に記載の光源装置。
14. 前記第１光源の光射出側に接触して設けられた透光性部材をさらに備える、
    ことを特徴とする請求項１から請求項１３のうちのいずれか一項に記載の光源装置。
15. 前記透光性部材は、前記第１光源と反対側に設けられ前記第１光を透過し前記第２光を反射する第３光学層を有する、
    ことを特徴とする請求項１４に記載の光源装置。
16. 前記基板は、前記支持面に形成された凹部を有し、
    前記第１光源は、前記基板の前記凹部に配置されており、
    前記透光性部材の前記第１光学部材側の面は、前記第１波長変換層の前記光入射面と面一である、
    ことを特徴とする請求項１４または請求項１５に記載の光源装置。
17. 前記第１光および前記第２光を反射する第４光学層を有し、前記第４光学層が前記支持面および前記第１光学層に交差するように配置される第３光学部材と、
    前記第１光および前記第２光を反射する第５光学層を有し、前記第５光学層が前記支持面および前記第１光学層に交差し前記第４光学層に対向するように配置される第４光学部材と、をさらに備え、
    前記光射出部は、前記基板、前記第１光学部材、前記第３光学部材および前記第４光学部材により形成される、
    ことを特徴とする請求項１から請求項１６のうちのいずれか一項に記載の光源装置。
18. 請求項１から請求項１７のうちのいずれか一項に記載の光源装置と、
    前記光源装置からの光を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射する投射光学装置と、を備える、
    ことを特徴とするプロジェクター。

Images