JP2024057704A - 光源装置およびプロジェクター - Google Patents
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Abstract
【課題】所望の出力光が得られ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、発光素子と、導光部材と、溝部に導光部材を支持する支持部材と、溝部の外部で導光部材を保持する保持部材と、を備える。導光部材は、導光部材の長手に沿う第1軸において反対に位置する第1面、第2面と、第1軸に交差する第2軸において互いに反対側に位置する第3面、第4面と、第1軸、第2軸に交差する第3軸において互いに反対側に位置する第5面、第6面と、を有する。導光部材の第1面は、導光部材を導光した光を射出し、発光素子は第3面に対向して設けられ、溝部は、支持面と、第1壁面と、第2壁面と、を有する。導光部材は、第1軸上における両端部の少なくとも一方が溝部の外部に突出している突出部を有し、突出部は、保持部材により保持されている。【選択図】図3
Description
本発明は、光源装置およびプロジェクターに関する。
プロジェクターに用いる光源装置として、発光素子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利用した光源装置が提案されている。
下記の特許文献1には、励起光を射出する励起光源と、励起光を蛍光に変換するロッド状の蛍光体と、蛍光体で発生する熱を放出させる熱伝導部材と、を備える光源装置が開示されている。蛍光体は、熱伝導部材の溝部の内部に配置されている。
この種の光源装置において、発光素子から射出される励起光は、蛍光体の幅を超えて広がり、溝部の壁面と蛍光体との間隙に入射することが考えられる。ところが、特許文献1の光源装置においては、蛍光体が溝部の一方の壁面に近接して配置されているため、壁面に近接した側の蛍光体の側面からは励起光がほとんど入射されない。このため、励起光の利用効率が低くなり、所望の強度を有する蛍光が得られないおそれがあった。
そこで、励起光の光利用効率を高めるため、蛍光体の両側面と溝部の壁面との間に隙間を設けて配置することも考えられる。この場合、溝部内における蛍光体の位置精度が低下することで蛍光体に対する励起光の入射効率が低下し、所望の強度を有する蛍光が得られないおそれがあった。
上記の課題を解決するために、本発明の一つの態様の光源装置は、光を射出する発光素子と、前記発光素子から射出された前記光が入射する導光部材と、溝部を有し、前記溝部の内部に前記導光部材を支持する支持部材と、前記支持部材の前記溝部の外部において前記導光部材を保持する保持部材と、を備え、前記導光部材は、当該導光部材の長手に沿う第1軸において互いに反対側に位置する第1面および第2面と、前記第1軸に交差する第2軸において互いに反対側に位置する第3面および第4面と、前記第1軸および前記第2軸に交差する第3軸において互いに反対側に位置する第5面および第6面と、を有し、前記導光部材の前記第1面は、当該導光部材を導光した光を射出し、前記発光素子は、前記第3面に対向して設けられ、前記溝部は、前記第4面に対向する支持面と、前記第5面に対向し前記第5面と離間している第1壁面と、前記第6面に対向し前記第6面と離間している第2壁面と、を有し、前記導光部材は、前記第1軸上における両端部の少なくとも一方が前記溝部の外部に突出している突出部を有し、前記突出部は、前記保持部材により保持されている。
本発明の一つの態様のプロジェクターは、本発明の一つの態様の光源装置と、前記光源装置から射出される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射する投射光学装置と、を備える。
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態について説明する。
本実施形態のプロジェクターは、光変調装置として液晶パネルを用いたプロジェクターの一例である。
以下の各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。
以下、本発明の第1実施形態について説明する。
本実施形態のプロジェクターは、光変調装置として液晶パネルを用いたプロジェクターの一例である。
以下の各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1は、本実施形態のプロジェクター1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、被投射面であるスクリーンSCR上にカラー画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、赤色光LR、緑色光LG、青色光LBの各色光に対応した3つの光変調装置を備える。
図1に示すように、本実施形態のプロジェクター1は、被投射面であるスクリーンSCR上にカラー画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、赤色光LR、緑色光LG、青色光LBの各色光に対応した3つの光変調装置を備える。
プロジェクター1は、第1照明装置20と、第2照明装置21と、色分離光学系3と、光変調装置4Rと、光変調装置4Gと、光変調装置4Bと、光合成素子5と、投射光学装置6と、を備える。
第1照明装置20は、黄色の蛍光Yを色分離光学系3に向けて射出する。第2照明装置21は、青色光LBを光変調装置4Bに向けて射出する。第1照明装置20および第2照明装置21の詳細な構成については後述する。
以下、図面においては、必要に応じてXYZ直交座標系を用いて説明する。Z軸は、プロジェクター1の上下方向に沿う軸である。X軸は、第1照明装置20の光軸AX1および第2照明装置21の光軸AX2と平行な軸である。Y軸は、X軸およびZ軸に直交する軸である。第1照明装置20の光軸AX1は、第1照明装置20から射出される蛍光Yの中心軸である。第2照明装置21の光軸AX2は、第2照明装置21から射出される青色光LBの中心軸である。X軸に沿う両方向のうちの一方向を+X方向、その反対方向を-X方向と称し、Y軸に沿う両方向のうちの一方向を+Y方向、その反対方向を-Y方向と称し、Z軸に沿う両方向のうちの一方向を+Z方向、その反対方向を-Z方向と称する。また、X軸に沿う二方向を区別しない場合にはX軸方向と称し、Y軸に沿う二方向を区別しない場合にはY軸方向と称し、Z軸に沿う二方向を区別しない場合にはZ軸方向と称する。
色分離光学系3は、第1照明装置20から射出される黄色の蛍光Yを赤色光LRと緑色光LGとに分離する。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、を備える。
ダイクロイックミラー7は、蛍光Y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、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の光路中に配置されている。第2反射ミラー8bは、ダイクロイックミラー7で反射した緑色光LGを光変調装置4G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ている。第1反射ミラー8aは、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から射出される青色光LBは、反射ミラー9によって光変調装置4Bに向けて反射される。
以下、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、光源部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、を備える。光源部81は、少なくとも一つの半導体レーザーで構成されている。光源部81は、レーザー光からなる青色光LBを射出する。なお、光源部81は、半導体レーザーに限らず、青色光を発光するLEDで構成されていてもよい。
第2照明装置21は、光源部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、を備える。光源部81は、少なくとも一つの半導体レーザーで構成されている。光源部81は、レーザー光からなる青色光LBを射出する。なお、光源部81は、半導体レーザーに限らず、青色光を発光するLEDで構成されていてもよい。
集光レンズ82は、凸レンズから構成されている。集光レンズ82は、光源部81から射出される青色光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、集光レンズ82から射出される青色光LBを所定の拡散度で拡散させ、第1照明装置20から射出される蛍光Yと同様の略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が用いられる。
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の光軸AX2方向に沿って延びる角柱状の形状を有する。ロッドレンズ84は、一端に設けられた光入射端面84aと、他端に設けられた光射出端面84bと、を有する。拡散板83は、ロッドレンズ84の光入射端面84aに光学接着剤(図示略)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の内部を全反射しつつ伝播することで照度分布の均一性が高められた状態で光射出端面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高められた青色光LBを反射ミラー9に入射させる。
ロッドレンズ84の光射出端面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、および光変調装置4Bのそれぞれには、例えば透過型の液晶パネルが用いられる。また、液晶パネルの入射側および射出側には、偏光板(図示略)がそれぞれ配置されている。偏光板は、特定の方向の直線偏光のみを通過させる。
光変調装置4Rの入射側には、フィールドレンズ10Rが配置されている。光変調装置4Gの入射側には、フィールドレンズ10Gが配置されている。光変調装置4Bの入射側には、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は、光変調装置4Rに入射する赤色光LRの主光線を平行化する。フィールドレンズ10Gは、光変調装置4Gに入射する緑色光LGの主光線を平行化する。フィールドレンズ10Bは、光変調装置4Bに入射する青色光LBの主光線を平行化する。
光合成素子5は、光変調装置4R、光変調装置4G、および光変調装置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。光合成素子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、複数の投射レンズから構成されている。投射光学装置6は、光合成素子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上にカラー画像が表示される。
続いて、第1照明装置20の構成について説明する。
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100と、インテグレーター光学系70と、偏光変換素子102と、重畳光学系103と、を備える。
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100と、インテグレーター光学系70と、偏光変換素子102と、重畳光学系103と、を備える。
光源装置100は、波長変換部材50と、光源部51と、角度変換部材52と、ミラー53と、支持部材54と、保持部材65と、押さえ部材90と、を備える。本実施形態の波長変換部材50は、特許請求の範囲の導光部材に対応する。
波長変換部材50は、X軸に延びる四角柱状の形状を有し、6つの面を有する。波長変換部材50のX軸に延びる辺は、Y軸に延びる辺およびZ軸に延びる辺よりも長い。したがって、X軸は、波長変換部材50の長手に対応する。Y軸に延びる辺の長さとZ軸に延びる辺の長さとは等しい。すなわち、X軸に垂直な面で切断した波長変換部材50の断面形状は、正方形である。なお、X軸に垂直な面で切断した波長変換部材50の断面形状は、長方形であってもよい。
本実施形態のX軸は、特許請求の範囲の第1軸に対応する。本実施形態のY軸は、特許請求の範囲の第2軸に対応する。本実施形態のZ軸は、特許請求の範囲の第3軸に対応する。
本実施形態のX軸は、特許請求の範囲の第1軸に対応する。本実施形態のY軸は、特許請求の範囲の第2軸に対応する。本実施形態のZ軸は、特許請求の範囲の第3軸に対応する。
波長変換部材50は、第1面50aおよび第2面50bと、第3面50cおよび第4面50dと、第5面50eおよび第6面50fと、を有する。第1面50aおよび第2面50bは、波長変換部材50の長手に沿うX軸に交差し、X軸において互いに反対側に位置する。本実施形態において、第1面50aはX軸方向の一方である+X方向に位置し、第2面50bはX軸方向の反対方向である-X方向に位置する。
第3面50cおよび第4面50dは、第1面50aおよび第2面50bと交差し、波長変換部材50の長手に沿うX軸に交差、本実施形態の場合は直交するY軸において互いに反対側に位置する。本実施形態において、第3面50cはY軸方向の一方である-Y方向に位置し、第4面50dはY軸方向の他方である+Y方向に位置する。
第5面50eおよび第6面50fは、第3面50cおよび第4面50dと交差し、X軸およびY軸に交差、本実施形態の場合は直交するZ軸において互いに反対側に位置する。本実施形態において、第5面50eはZ軸方向の一方である+Z方向に位置し、第6面50fはZ軸方向の他方である-Z方向に位置する。
以下の説明で、第3面50c、第4面50d、第5面50e、および第6面50fを区別しない場合に、これらを単に側面50c,50d,50e,50fと称す場合がある。
波長変換部材50は、蛍光体を少なくとも含み、光源部51の発光素子56から射出された第1波長帯を有する励起光Eを、第1波長帯とは異なる第2波長帯を有する蛍光Yに変換する。励起光Eは、第3面50cから波長変換部材50に入射する。蛍光Yは、波長変換部材50の内部を導光した後、第1面50aから射出される。本実施形態の励起光Eは、特許請求の範囲の第1光に対応する。本実施形態の蛍光Yは、特許請求の範囲の第2光に対応する。
波長変換部材50は、励起光Eを蛍光Yに波長変換する多結晶蛍光体からなるセラミック蛍光体を含んでいる。蛍光Yが有する第2波長帯は、例えば490~750nmの黄色の波長帯である。すなわち、蛍光Yは、赤色光成分および緑色光成分を含む黄色の蛍光である。
波長変換部材50は、多結晶蛍光体に代えて、単結晶蛍光体を含んでいてもよい。もしくは、波長変換部材50は、蛍光ガラスから構成されていてもよい。もしくは、波長変換部材50は、ガラスまたは樹脂からなるバインダー中に多数の蛍光体粒子が分散された材料から構成されていてもよい。このような材料からなる波長変換部材50は、励起光Eを蛍光Yに変換する。
具体的には、波長変換部材50の材料は、例えばイットリウム・アルミニウム・ガーネット(YAG)系蛍光体を含んでいる。賦活剤としてのセリウム(Ce)を含有するYAG:Ceを例に挙げると、波長変換部材50の材料として、Y2O3、Al2O3、CeO3等の構成元素を含む原料粉末を混合して固相反応させた材料、共沈法、ゾルゲル法等の湿式法により得られるY-Al-Oアモルファス粒子、噴霧乾燥法、火炎熱分解法、熱プラズマ法等の気相法により得られるYAG粒子等が用いられる。
光源部51は、基板55と、発光素子56と、を備える。発光素子56は、第1波長帯の励起光Eを射出する発光面56aを有する。発光素子56は、例えば発光ダイオード(LED)から構成されている。発光素子56の発光面56aは、波長変換部材50の第3面50cに対向し、第3面50cに向けて励起光Eを射出する。第1波長帯は、例えば400nm~480nmの青色から紫色にかけての波長帯であり、ピーク波長は例えば445nmである。このように、光源部51は、波長変換部材50の長手方向に沿う4つの側面50c,50d,50e,50fのうち、1つの側面50cに対向して設けられている。
基板55は、発光素子56を支持する。本実施形態の場合、基板55の一面55aに、発光素子56が複数設けられている。本実施形態の場合、光源部51は、発光素子56と基板55とから構成されているが、その他、導光板、拡散板、レンズ等の他の光学部材を備えていてもよい。また、本実施形態では、複数の発光素子56が用いられているが、発光素子56の個数は特に限定されない。
支持部材54は、溝部154を有し、溝部154の内部に波長変換部材50を支持するとともに、波長変換部材50で発生する熱を拡散して外部に放出する。そのため、支持部材54は、所定の強度を有し、熱伝導率が高い材料で構成されることが望ましい。支持部材54の材料として、例えばアルミニウム、ステンレス等の金属が用いられ、特に6061系等のアルミニウム合金が用いられることが望ましい。支持部材54の具体的な構成については後述する。
保持部材65は、支持部材54の溝部154の外部において波長変換部材50を保持する。このため、波長変換部材50は、溝部154の壁面に接触することなく、その一部が支持部材54の溝部154の外部に突出した状態とされている。保持部材65は、波長変換部材50における、溝部154の外部に突出する部分を保持する。保持部材65は、押さえ部材90とともに支持部材54に対する波長変換部材50の位置を規制している。なお、保持部材65の具体的な構成については後述する。
ミラー53は、波長変換部材50の第2面50bに設けられている。ミラー53は、波長変換部材50の内部を導光し、第2面50bに到達した蛍光Yを反射させる。ミラー53は、波長変換部材50の第2面50bに形成された金属膜または誘電体多層膜から構成されている。
第1照明装置20において、光源部51から射出された励起光Eが波長変換部材50に入射すると、波長変換部材50の内部に含まれる蛍光体が励起され、任意の発光点から蛍光Yが発せられる。蛍光Yは任意の発光点から全ての方向に向かって進むが、4つの側面50c,50d,50e,50fに向かった蛍光Yは、側面50c,50d,50e,50fの複数の個所で全反射を繰り返しつつ、第1面50aまたは第2面50bに向かって進む。第1面50aは、全反射により伝播されることで波長変換部材50内を導光した蛍光Yを射出する。本実施形態の場合、第1面50aに向かって進む蛍光Yは、第1面50aに設けられた角度変換部材52に入射する。第2面50bに向かって進む蛍光Yは、ミラー53で反射され、第1面50aに向かって進む。
波長変換部材50に入射した励起光Eのうち、蛍光体の励起に使われなかった励起光Eの一部は、光源部51の発光素子56を含む波長変換部材50の周囲の部材、または第2面50bに設けられたミラー53で反射される。そのため、励起光Eの一部は、波長変換部材50の内部に閉じ込められて再利用される。
角度変換部材52は、波長変換部材50の第1面50aの光射出側に設けられている。角度変換部材52は、例えばテーパーロッドから構成されている。角度変換部材52は、波長変換部材50から射出された蛍光Yが入射する光入射面52aと、蛍光Yを射出する光射出面52bと、入射した蛍光Yを光射出面52bに向けて反射させる側面52cと、を有する。
角度変換部材52は、四角錐台状の形状を有し、光軸Jに垂直な断面積が光の進行方向に沿って広がっている。したがって、光射出面52bの面積は、光入射面52aの面積よりも大きい。光射出面52bおよび光入射面52aの中心を通り、X軸に平行な軸を角度変換部材52の光軸Jとする。なお、角度変換部材52の光軸Jは、第1照明装置20の光軸AX1に一致する。
角度変換部材52に入射した蛍光Yは、角度変換部材52の内部を進行する間に、側面52cで全反射する毎に光軸Jに平行な方向に近付くように向きを変える。このようにして、角度変換部材52は、波長変換部材50の第1面50aから射出される蛍光Yの射出角度分布を変換する。具体的には、角度変換部材52は、光射出面52bにおける蛍光Yの最大射出角度を光入射面52aにおける蛍光Yの最大入射角度よりも小さくする。
一般的に、光射出領域の面積と光の立体角(最大射出角)との積で規定される光のエテンデューは保存されるため、角度変換部材52の透過前後においても蛍光Yのエテンデューは保存される。角度変換部材52は、上述したように、光射出面52bの面積を光入射面52aの面積よりも大きくした構成を有する。このため、エテンデュー保存の観点から、角度変換部材52は、光射出面52bにおける蛍光Yの最大射出角度を光入射面52aにおける蛍光Yの最大入射角度よりも小さくできる。
角度変換部材52は、光入射面52aが波長変換部材50の第1面50aに対向するように光学接着剤(図示略)を介して波長変換部材50に固定されている。すなわち、角度変換部材52と波長変換部材50とは光学接着剤を介して接触しており、角度変換部材52と波長変換部材50との間に空隙(空気層)は設けられていない。仮に角度変換部材52と波長変換部材50との間に空隙が設けられていた場合、角度変換部材52の光入射面52aに到達した蛍光Yのうち、臨界角以上の角度で光入射面52aに入射した蛍光Yは、光入射面52aで全反射し、角度変換部材52に入射できない。これに対して、本実施形態のように、角度変換部材52と波長変換部材50との間に空隙が設けられていない場合には、全反射によって角度変換部材52に入射できない蛍光Yの損失成分を減らすことができる。この観点から、角度変換部材52の屈折率と波長変換部材50の屈折率とは、できるだけ一致させることが望ましい。
角度変換部材52として、テーパーロッドに代えて、複合放物面型集光器(Compound Parabolic Concentrator, CPC)が用いられてもよい。角度変換部材52としてCPCを用いた場合であっても、テーパーロッドを用いた場合と同様の効果が得られる。なお、光源装置100は、必ずしも角度変換部材52を備えていなくてもよい。
光源装置100とインテグレーター光学系70との間に、コリメーターレンズ等からなる平行化光学系63が設けられている。平行化光学系63は、角度変換部材52から射出される蛍光Yの角度分布をさらに小さくし、平行度の高い蛍光Yをインテグレーター光学系70に入射させる。なお、平行化光学系63は、角度変換部材52から射出される蛍光Yの平行度が十分に高い場合には設けられていなくてもよい。
インテグレーター光学系70は、第1レンズアレイ61と、第2レンズアレイ101と、を有する。インテグレーター光学系70は、重畳光学系103とともに光源装置100から射出された蛍光Yの強度分布を、被照明領域である光変調装置4R,4Gのそれぞれにおいて均一化する均一照明光学系として機能する。平行化光学系63から射出される蛍光Yは、第1レンズアレイ61に入射する。第1レンズアレイ61は、光源装置100の後段に設けられた第2レンズアレイ101とともに、インテグレーター光学系70を構成する。
第1レンズアレイ61は、複数の第1小レンズ61aを有する。複数の第1小レンズ61aは、第1照明装置20の光軸AX1と直交するYZ平面に平行な面内にマトリクス状に配列されている。複数の第1小レンズ61aは、角度変換部材52から射出される蛍光Yを複数の部分光束に分割する。第1小レンズ61aの各々の形状は、光変調装置4R,4G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、第1レンズアレイ61から射出された部分光束の各々は、光変調装置4R,4Gの画像形成領域にそれぞれ効率良く入射する。
第1レンズアレイ61から射出された蛍光Yは、第2レンズアレイ101に向かって進む。第2レンズアレイ101は第1レンズアレイ61に対向して配置されている。第2レンズアレイ101は、第1レンズアレイ61の複数の第1小レンズ61aに対応する複数の第2小レンズ101aを有する。第2レンズアレイ101は、重畳光学系103とともに、第1レンズアレイ61の複数の第1小レンズ61aの像の各々を光変調装置4R,4Gの画像形成領域の近傍に結像させる。複数の第2小レンズ101aは、第1照明装置20の光軸AX1に直交するYZ平面に平行な面内にマトリクス状に配列されている。
本実施形態において、第1レンズアレイ61の各第1小レンズ61aと第2レンズアレイ101の各第2小レンズ101aとは、互いに同じサイズを有しているが、互いに異なるサイズを有していてもよい。また、本実施形態において、第1レンズアレイ61の第1小レンズ61aと第2レンズアレイ101の第2小レンズ101aとは、互いの光軸が一致する位置に配置されているが、互いに偏心した状態に配置されていてもよい。
偏光変換素子102は、第2レンズアレイ101から射出される蛍光Yの偏光方向を変換する。具体的に、偏光変換素子102は、第1レンズアレイ61で分割され、第2レンズアレイ101から射出された蛍光Yの各部分光束を直線偏光に変換する。
偏光変換素子102は、光源装置100から射出される蛍光Yに含まれる偏光成分のうち、一方の直線偏光成分をそのまま透過させるとともに、他方の直線偏光成分を光軸AX1に垂直な方向に反射する不図示の偏光分離層と、偏光分離層で反射された他方の直線偏光成分を光軸AX1に平行な方向に反射する不図示の反射層と、反射層で反射された他方の直線偏光成分を一方の直線偏光成分に変換する不図示の位相差板と、を有する。
以下、本実施形態の光源装置100の特徴点について説明する。
図3は、Y軸方向から見た光源装置100の平面図である。図4は、図3のIV-IV線に沿う光源装置100の断面図である。図5は、図3のV-V線に沿う光源装置100の断面図である。
図3は、Y軸方向から見た光源装置100の平面図である。図4は、図3のIV-IV線に沿う光源装置100の断面図である。図5は、図3のV-V線に沿う光源装置100の断面図である。
図3に示すように、支持部材54は、溝部154と、第1収容部541と、第2収容部542と、第3収容部543と、第3収容部543と、第4収容部544と、第5収容部545と、第6収容部546とを有し、平面形状が矩形状の板状部材である。
溝部154は、波長変換部材50の長手に沿うX軸方向に延び、波長変換部材50の一部を収容する。本実施形態の場合、波長変換部材50は溝部154の外部に突出している。
図4に示すように、支持部材54の溝部154は、X軸方向に垂直な断面がU字状の形状を有している。溝部154は、支持面54sと、第1壁面54aと、第2壁面54bと、を有する。
支持面54sは、溝部154の底面に対応し、波長変換部材50の第4面50dに対向する。本実施形態の場合、支持面54sは、XZ平面に対して平行に延びている。第1壁面54aは、溝部154の一方の側面に対応し、波長変換部材50の第5面50eに対向し、第5面50eから離間する。第2壁面54bは、溝部154の他方の側面に対応し、波長変換部材50の第6面50fに対向し、第6面50fから離間する。すなわち、第1壁面54aと波長変換部材50の第5面50eとの間に間隙が設けられている。第2壁面54bと波長変換部材50の第6面50fとの間に間隙が設けられている。
第1壁面54aは、第3面50c側に位置している第1部分54a1と、支持面54s側に位置している第2部分54a2とを有する。第1部分54a1は支持面54sに対して垂直な方向、すなわち、XY平面に対して平行に延びている。第2部分54a2は、第1部分54a1側から支持面54s側に向かうにつれて第5面50eに近づくように傾斜する。換言すると、支持面54s側における第2部分54a2と第5面50eとの間の距離は、第1部分54a1側における第2部分54a2と第5面50eとの間の距離よりも小さい。
第2壁面54bは、第3面50c側に位置している第3部分54b3と、支持面54s側に位置している第4部分54b4とを有する。第3部分54b3は支持面54sに対して垂直な方向、すなわち、XY平面に対して平行に延びている。第4部分54b4は、第3部分54b3側から支持面54s側に向かうにつれて第6面50fに近づくように傾斜している。換言すると、支持面54s側における第4部分54b4と第6面50fとの間の距離は、第3部分54b3側における第4部分54b4と第6面50fとの間の距離よりも小さい。
第1壁面54aおよび第2壁面54bのそれぞれは、支持部材54の構成材料であるアルミニウム、ステンレス等の金属の表面から構成されている。より具体的には、第1壁面54aおよび第2壁面54bのそれぞれは、上記の金属表面に鏡面加工が施された加工面から構成されている。そのため、第1壁面54aおよび第2壁面54bのそれぞれは、光反射性を有し、入射した励起光Eを反射する。なお、第1壁面54aおよび第2壁面54bのそれぞれは、アルミニウム、ステンレス等の金属の表面に形成された他の金属膜または誘電体多層膜から構成されていてもよい。
発光素子56の発光面56aのZ軸方向に沿う寸法W1は、波長変換部材50のZ軸方向に沿う幅B2よりも大きい。なお、本実施形態の波長変換部材50のZ軸方向の幅は長手方向の全体に亘って等しい。
これにより、Z軸方向において、発光素子56の発光面56aの両端部は、波長変換部材50の第3面50cの外側にはみ出している。具体的には、発光素子56の発光面56aの両端部は、第5面50eと第1壁面54aとの間隙および第6面50fと第2壁面54bとの間隙と重なる位置まではみ出している。換言すると、支持面54sから発光面56aをY軸方向に沿って見たとき、発光面56aの一部は、第3面50cと重なり、発光面56aの他の一部は、第5面50eと第1壁面54aとの間隙および第6面50fと第2壁面54bとの間隙と重なっている。
これにより、Z軸方向において、発光素子56の発光面56aの両端部は、波長変換部材50の第3面50cの外側にはみ出している。具体的には、発光素子56の発光面56aの両端部は、第5面50eと第1壁面54aとの間隙および第6面50fと第2壁面54bとの間隙と重なる位置まではみ出している。換言すると、支持面54sから発光面56aをY軸方向に沿って見たとき、発光面56aの一部は、第3面50cと重なり、発光面56aの他の一部は、第5面50eと第1壁面54aとの間隙および第6面50fと第2壁面54bとの間隙と重なっている。
支持部材54の支持面54sのZ軸方向に沿う第1幅D2は、波長変換部材50のZ軸方向に沿う幅B2よりも大きい。これにより、Z軸方向において、支持面54sの両端部は、波長変換部材50の第4面50dの外側にはみ出している。換言すると、発光面56aから支持面54sをY軸方向に沿って見たとき、支持面54sの一部は、第4面50dと重なり、支持面54sの他の一部は、第4面50dの外側に露出している。このように、支持面54sは、波長変換部材50の外側に露出した露出部54rを有する。
図3~図5に示すように、押さえ部材90は、溝部154の内部において支持部材54に対する波長変換部材50のZ軸方向の位置を規制する。
押さえ部材90は、弾性変形可能な材料で構成されている。一例として、押さえ部材90は、金属材料からなる板ばねで構成され、例えばSUS304などのステンレス材で構成されている。なお、押さえ部材90は、弾性変形可能な材料であれば、樹脂、ゴム等の材料で構成されていてもよい。ただし、押さえ部材90は、金属材料等の耐光性および耐熱性に優れる材料で構成されていることが望ましい。
押さえ部材90は、弾性変形可能な材料で構成されている。一例として、押さえ部材90は、金属材料からなる板ばねで構成され、例えばSUS304などのステンレス材で構成されている。なお、押さえ部材90は、弾性変形可能な材料であれば、樹脂、ゴム等の材料で構成されていてもよい。ただし、押さえ部材90は、金属材料等の耐光性および耐熱性に優れる材料で構成されていることが望ましい。
図3および図5に示すように、波長変換部材50の第3面50cに垂直なY軸方向に視て、押さえ部材90は、光源部51の発光素子56と重ならない位置に配置され、波長変換部材50を支持部材54の溝部154の支持面54sに押し付ける。押さえ部材90は、例えば、板バネ等のバネ部材で構成される。このようにして、波長変換部材50は、押さえ部材90によって支持部材54に対するZ軸方向の位置、つまり、Z軸方向の移動が規制されている。
本実施形態の場合、押さえ部材90は、発光素子56と重ならない位置であって、波長変換部材50の長手方向の中央部に配置されている。押さえ部材90は、必ずしも波長変換部材50の中央部に配置されていなくてもよい。押さえ部材は、例えば3つの発光素子が間隔をあけて配置されている場合において、各発光素子と重ならない位置であって、2つの発光素子の間の領域と重なる位置に配置される。
波長変換部材50は、溝部154の外部に突出する第1突出部151と第2突出部152を有する。第1突出部151は溝部154から+X方向に突出する部位であり、第2突出部152は溝部154から-X方向に突出する部位である。波長変換部材50において、第1突出部151とは波長変換部材50の+X方向、つまり第1面50a側の端部に相当し、第2突出部152とは波長変換部材50の-X方向、つまり第2面50b側の端部に相当する。本実施形態の波長変換部材50は、X軸方向の第1面50a側に第1突出部151を有し、X軸方向の第2面50b側に第2突出部152を有する。すなわち、本実施形態の波長変換部材50は、X軸上における両端部に、溝部154の外部に突出する第1突出部151および第2突出部152を有している。
第1収容部541は、溝部154の+X方向に連通する凹部である。第1収容部541は、支持部材54の外縁540まで貫通している。第1収容部541は、溝部154から突出する波長変換部材50の第1突出部151を収容する。第1収容部541は、波長変換部材50の第1面50aに固定された角度変換部材52を収容する。本実施形態において、角度変換部材52は、第1突出部151の第1面50aに設けられている。第1収容部541に収容された角度変換部材52の光射出面52bは、平面視した状態において、支持部材54の外縁540と面一となっている。
第2収容部542は、溝部154の-X方向に連通する凹部である。第2収容部542は、支持部材54の外縁540まで貫通している。第2収容部542は、溝部154から突出する波長変換部材50の第2突出部152を収容する。第2収容部542は、支持部材54の外縁540に連通しない状態に設けられている。第2収容部542は、溝部154から突出する波長変換部材50の第2突出部152を収容する。本実施形態において、ミラー53は、第2突出部152の第2面50bに設けられている。第2収容部542は、波長変換部材50の第2面50bに設けられたミラー53を収容する。
第3収容部543は、第1収容部541の+Z方向に連通する凹部である。第3収容部543は、第1収容部541に収容された波長変換部材50の第1突出部151を保持する保持部材65を収容する。
第4収容部544は、第1収容部541の-Z方向に連通する凹部である。第4収容部544は、第1収容部541に収容された波長変換部材50の第1突出部151を保持する保持部材65を収容する。
第5収容部545は、第2収容部542の+Z方向に連通する凹部である。第5収容部545は、第2収容部542に収容された波長変換部材50の第2突出部152を保持する保持部材65を収容する。
第6収容部546は、第3収容部543の-Z方向に連通する凹部である。第6収容部546は、第2収容部542に収容される波長変換部材50の第2突出部152を保持する保持部材65を収容する。
保持部材65は、波長変換部材50の第1突出部151および第2突出部152を保持している。
保持部材65は、一対の第1保持片651、652と、一対の第2保持片653、654と、位置調整部655と、を有する。
一方の第1保持片651は、波長変換部材50の第1突出部151の+Z方向の面に対応する第5面50eの一部に対向する第1保持面6511を有する。第1保持片651は、第3収容部543に収容されている。第1突出部151において第1保持片651に対向する面とは第5面50eに相当する。つまり、第1突出部151において第1保持片651に対向する面である第5面50eはX軸に沿っている。本実施形態の場合、第1保持片651に対向する面はX軸に沿う平面である。よって、第1保持面6511が平面である第5面50eに対して良好に接触するので、第1保持片651は第1突出部151の+Z方向の面を簡便かつ安定して保持することができる。
保持部材65は、一対の第1保持片651、652と、一対の第2保持片653、654と、位置調整部655と、を有する。
一方の第1保持片651は、波長変換部材50の第1突出部151の+Z方向の面に対応する第5面50eの一部に対向する第1保持面6511を有する。第1保持片651は、第3収容部543に収容されている。第1突出部151において第1保持片651に対向する面とは第5面50eに相当する。つまり、第1突出部151において第1保持片651に対向する面である第5面50eはX軸に沿っている。本実施形態の場合、第1保持片651に対向する面はX軸に沿う平面である。よって、第1保持面6511が平面である第5面50eに対して良好に接触するので、第1保持片651は第1突出部151の+Z方向の面を簡便かつ安定して保持することができる。
他方の第1保持片652は、波長変換部材50の第2突出部152の+Z方向の面に対応する第5面50eの一部に対向する第1保持面6521を有する。第1保持片652は、第4収容部544に収容されている。第2突出部152において第1保持片652に対向する面とは第5面50eに相当する。つまり、第2突出部152において第1保持片652に対向する面である第5面50eはX軸に沿っている。本実施形態の場合、第1保持片652に対向する第5面50eはX軸に沿う平面である。よって、第1保持面6521が平面である第5面50eに対して良好に接触するので、第1保持片651は第2突出部152の+Z方向の面を簡便かつ安定して保持することができる。
一方の第2保持片653は、波長変換部材50の第1突出部151の-Z方向の面に対応する第6面50fの一部に対向する第2保持面6531を有する。第2保持片653は、第5収容部545に収容されている。第2保持片653は、一対の位置決めピン6530に挿入されることで第5収容部545内の所定位置に配置されている。第2保持片653はねじ6533を介して支持部材54に固定される。
第1突出部151において第2保持片653に対向する面とは第6面50fに相当する。つまり、第1突出部151において第2保持片653に対向する面である第6面50fはX軸に沿っている。本実施形態の場合、第2保持片653に対向する面である第6面50fはX軸に沿う平面である。よって、第2保持面6531が平面である第6面50fに対して良好に接触するので、第2保持片653は第1突出部151の-Z方向の面を簡便かつ安定して保持することができる。
第1突出部151において第2保持片653に対向する面とは第6面50fに相当する。つまり、第1突出部151において第2保持片653に対向する面である第6面50fはX軸に沿っている。本実施形態の場合、第2保持片653に対向する面である第6面50fはX軸に沿う平面である。よって、第2保持面6531が平面である第6面50fに対して良好に接触するので、第2保持片653は第1突出部151の-Z方向の面を簡便かつ安定して保持することができる。
他方の第2保持片654は、波長変換部材50の第2突出部152の-Z方向の面に対応する第6面50fの一部に対向する第2保持面6541を有する。第2保持片654は、第6収容部546に収容されている。第2保持片654は、一対の位置決めピン6540に挿入されることで第6収容部546内の所定位置に配置されている。第2保持片654はねじ6543を介して支持部材54に固定される。
第2突出部152において第2保持片654に対向する面とは第6面50fに相当する。つまり、第2突出部152において第2保持片654に対向する面である第6面50fはX軸に沿っている。本実施形態の場合、第2保持片654に対向する面はX軸に沿う平面である。よって、第2保持面6541が平面である第6面50fに対して良好に接触するので、第2保持片654は第2突出部152の-Z方向の面を簡便かつ安定して保持することができる。
第2突出部152において第2保持片654に対向する面とは第6面50fに相当する。つまり、第2突出部152において第2保持片654に対向する面である第6面50fはX軸に沿っている。本実施形態の場合、第2保持片654に対向する面はX軸に沿う平面である。よって、第2保持面6541が平面である第6面50fに対して良好に接触するので、第2保持片654は第2突出部152の-Z方向の面を簡便かつ安定して保持することができる。
ここで、第1保持片651、652の第1保持面6511、6521と第2保持片653、654の第2保持面6531、6541とのZ軸に沿う間隔L1とする。上述のように溝部154の支持面54sのZ軸に沿う幅を第1幅D2とする。本実施形態の波長変換部材50のZ軸方向の幅は全体に亘って等しいため、第1突出部151および第2突出部152のZ軸に沿う第2幅はB2となる。以下、第1突出部151および第2突出部152のZ軸方向の幅を第2幅B2と称す。
上述の間隔L1は第1幅D2よりも狭く、かつ、第2幅B2と同等に設定することが望ましいが、例えば、製造誤差などによって第2幅B2にバラツキが生じて上記間隔L1と第2幅B2とが一致しない場合も考えられる。これに対して本実施形態の光源装置100では後述の位置調整部655により上記間隔L1を調整可能としている。
位置調整部655は、第1レール6551と、第2レール6552と、複数のねじ6570と、を含み、第1保持片651、652におけるZ軸方向の位置を調整可能である。
第1レール6551は、Z軸方向に延びるレールであり、第3収容部543に収容された第1保持片651をZ軸方向に移動可能に保持する。第1保持片651は第1レール6551に嵌合するレール溝651aを有している。
第2レール6552は、Z軸方向に延びるレールであり、第4収容部544に収容された第1保持片652をZ軸方向に移動可能に保持する。第1保持片652は第2レール6552に嵌合するレール溝652aを有している。
第2レール6552は、Z軸方向に延びるレールであり、第4収容部544に収容された第1保持片652をZ軸方向に移動可能に保持する。第1保持片652は第2レール6552に嵌合するレール溝652aを有している。
複数のねじ6570は、第1保持片651を支持部材54に固定する第1ねじ6571と、第1保持片652を支持部材54に固定する第2ねじ6572とを含む。
第1ねじ6571は、第1保持片651に設けられたZ軸方向に延びる長孔651bを介して支持部材54のねじ穴に締結される。このため、第1ねじ6571を緩めることで第1保持片651は第1レール6551に沿ってZ軸方向に移動可能とされ、第1ねじ6571を締め付けることで第1保持片651はZ軸方向への移動が規制される。
第2ねじ6572は、第1保持片652に設けられたZ軸方向に延びる長孔652bを介して支持部材54のねじ穴に締結される。このため、第2ねじ6572を緩めることで第1保持片652は第2レール6552に沿ってZ軸方向に移動可能とされ、第2ねじ6572を締め付けることで第1保持片652はZ軸方向への移動が規制される。
第1ねじ6571は、第1保持片651に設けられたZ軸方向に延びる長孔651bを介して支持部材54のねじ穴に締結される。このため、第1ねじ6571を緩めることで第1保持片651は第1レール6551に沿ってZ軸方向に移動可能とされ、第1ねじ6571を締め付けることで第1保持片651はZ軸方向への移動が規制される。
第2ねじ6572は、第1保持片652に設けられたZ軸方向に延びる長孔652bを介して支持部材54のねじ穴に締結される。このため、第2ねじ6572を緩めることで第1保持片652は第2レール6552に沿ってZ軸方向に移動可能とされ、第2ねじ6572を締め付けることで第1保持片652はZ軸方向への移動が規制される。
このような構成に基づき、位置調整部655は、第1保持片651、652におけるZ軸方向の位置を調整可能となっている。第1保持片651、652の位置がZ軸方向に変化すると、第1保持片651の第1保持面6511および第1保持片652の第1保持面6521の位置がZ軸方向に変化する。これにより、第1保持片651の第1保持面6511が波長変換部材50の第1突出部151をなす第5面50eに対して良好に接触し、第1保持片652の第1保持面6521が波長変換部材50の第2突出部152をなす第5面50eに対して良好に接触することができる。つまり、第1保持片651、652の第1保持面6511、652aと第2保持片653、654の第2保持面6531、6541との間隔L1が溝部154の支持面54sの第1幅D2よりも狭く、第1突出部151および第2突出部152の第2幅B2と同等に設定できる。
よって、第1突出部151は、第1保持面6511および第2保持面6531間に挟持され、第2突出部152は第1保持面6521および第2保持面6541間に挟持される。このようにして本実施形態の保持部材65は、波長変換部材50のうちの溝部154の外側に突出する突出部を保持することでZ軸方向の移動を規制した状態で波長変換部材50を溝部154内に保持することができる。
ここで、波長変換部材50を支持部材54の溝部154に設置する方法について具体的に説明する。
はじめに保持部材65を取り外した状態の支持部材54を用意し、溝部154の内部に波長変換部材50を設置する。このとき、波長変換部材50の第1突出部151および第2突出部152が溝部154の外部に突出した状態とされる。なお、波長変換部材50には予め角度変換部材52およびミラー53が固定されてもよいし、溝部154内への設置が完了した後に固定されてもよい。
はじめに保持部材65を取り外した状態の支持部材54を用意し、溝部154の内部に波長変換部材50を設置する。このとき、波長変換部材50の第1突出部151および第2突出部152が溝部154の外部に突出した状態とされる。なお、波長変換部材50には予め角度変換部材52およびミラー53が固定されてもよいし、溝部154内への設置が完了した後に固定されてもよい。
続いて、支持部材54の第5収容部545に第2保持片653を配置し、支持部材54の第6収容部546に第2保持片654を配置し、第2保持片653、654をねじ6533、6543でそれぞれ固定する。第2保持片653、654が配置されたことで、波長変換部材50の第1突出部151および第2突出部152における-Z方向への移動が規制される。これにより、波長変換部材50の第6面50fが溝部154の第2壁面54bから離間した状態とされる。
続いて、支持部材54の第3収容部543に第1保持片651を配置し、支持部材54の第4収容部544に第1保持片652を配置する。具体的に第1保持片651のレール溝651aを第1レール6551に嵌合させた状態とし、長孔651bを挿通する第1ねじ6571を支持部材54のねじ穴に仮固定する。また、第1保持片652のレール溝652aを第2レール6552に嵌合させた状態とし、長孔652bを挿通する第2ねじ6572を支持部材54のねじ穴に仮固定する。
そして、第1保持片651を第1レール6551に沿ってスライドさせることでZ軸方向の位置を調整し、第1保持片651の第1保持面6511を波長変換部材50の第1突出部151をなす第5面50eに接触させる。同様に、第1保持片652を第2レール6552に沿ってスライドさせることでZ軸方向の位置を調整し、第1保持片652の第1保持面6521を波長変換部材50の第2突出部152をなす第5面50eに接触させる。最後に、第1ねじ6571および第2ねじ6572を締め付けて第1保持片651、652をそれぞれ支持部材54に固定する。これにより、波長変換部材50の第5面50eが溝部154の第1壁面54aから離間した状態とされる。最後に押さえ部材90を介して波長変換部材50を支持部材54に押さえる。
このようにして波長変換部材50における支持部材54の溝部154内への設置が完了する。
このようにして波長変換部材50における支持部材54の溝部154内への設置が完了する。
[第1実施形態の効果]
本実施形態の光源装置100は、励起光Eを射出する発光素子56と、発光素子56から射出された励起光Eが入射する波長変換部材50と、溝部154を有し、溝部154の内部に波長変換部材50を支持する支持部材54と、支持部材54の溝部154の外部において波長変換部材50を保持する保持部材65と、を備える。波長変換部材50は、波長変換部材50の長手に沿うX軸において互いに反対側に位置する第1面50aおよび第2面50bと、X軸に交差するY軸において互いに反対側に位置する第3面50cおよび第4面50dと、X軸およびY軸に交差するZ軸において互いに反対側に位置する第5面50eおよび第6面50fと、を有する。波長変換部材50の第1面50aは、波長変換部材50を導光した蛍光Yを射出し、発光素子56は、第3面50cに対向して設けられ、溝部154は、第4面50dに対向する支持面54sと、第5面50eに対向し第5面50eと離間している第1壁面54aと、第6面50fに対向し第6面50fと離間している第2壁面54bと、を有する。波長変換部材50は、X軸方向の第1面50a側および第2面50b側の端部が溝部154の外部に突出する第1突出部151および第2突出部152を有する。第1突出部151および第2突出部152は、保持部材65により保持されている。
本実施形態の光源装置100は、励起光Eを射出する発光素子56と、発光素子56から射出された励起光Eが入射する波長変換部材50と、溝部154を有し、溝部154の内部に波長変換部材50を支持する支持部材54と、支持部材54の溝部154の外部において波長変換部材50を保持する保持部材65と、を備える。波長変換部材50は、波長変換部材50の長手に沿うX軸において互いに反対側に位置する第1面50aおよび第2面50bと、X軸に交差するY軸において互いに反対側に位置する第3面50cおよび第4面50dと、X軸およびY軸に交差するZ軸において互いに反対側に位置する第5面50eおよび第6面50fと、を有する。波長変換部材50の第1面50aは、波長変換部材50を導光した蛍光Yを射出し、発光素子56は、第3面50cに対向して設けられ、溝部154は、第4面50dに対向する支持面54sと、第5面50eに対向し第5面50eと離間している第1壁面54aと、第6面50fに対向し第6面50fと離間している第2壁面54bと、を有する。波長変換部材50は、X軸方向の第1面50a側および第2面50b側の端部が溝部154の外部に突出する第1突出部151および第2突出部152を有する。第1突出部151および第2突出部152は、保持部材65により保持されている。
本実施形態の光源装置100によれば、溝部154の外部において、波長変換部材50の第1突出部151および第2突出部152が保持部材65で保持されることで波長変換部材50のX軸方向の位置が規制される。このため、波長変換部材50を溝部154の内部に精度良く配置することができる。よって、波長変換部材50の第5面50eが溝部154の第1壁面54aから離間し、波長変換部材50の第6面50fが溝部154の第2壁面54bから離間した状態が安定して維持される。
よって、発光素子56から射出される励起光Eは、波長変換部材50の第3面50cだけでなく、第5面50eおよび第6面50fからも入射される。その結果、波長変換部材が溝部の一方の壁面に近接して配置された従来の光源装置に比べて、励起光Eの利用効率を高めることができ、所望の強度を有する蛍光Yを得ることができる。
よって、発光素子56から射出される励起光Eは、波長変換部材50の第3面50cだけでなく、第5面50eおよび第6面50fからも入射される。その結果、波長変換部材が溝部の一方の壁面に近接して配置された従来の光源装置に比べて、励起光Eの利用効率を高めることができ、所望の強度を有する蛍光Yを得ることができる。
波長変換部材50の側面が溝部154の壁面から離間した状態に配置できたとしても、本実施形態の保持部材65がなかったとすると、図6に示すように、波長変換部材50が支持部材54の溝部154の内部において光軸Jに対して斜めにずれることが考えられる。この場合、光源装置200から射出される蛍光Yの進行方向がずれ、光源装置200の後段の光学系に対して想定以上の広角で蛍光Yが入射する、場合によっては光源装置200の後段の光学系に蛍光Yが入射されない、等の不具合が生じる。または、図7に示すように、波長変換部材50の角部が支持部材54の溝部154の第1壁面54aまたは第2壁面54bに乗り上げることが考えられる。この場合、波長変換部材50の第4面50dが支持部材54の支持面54sから離れるため、波長変換部材50の熱が支持部材54に十分に伝達されなくなり、波長変換効率が低下するおそれがある。
これらの問題点に対して、本実施形態の光源装置100によれば、波長変換部材50は、保持部材65によってZ軸方向の位置が規制されることにより、溝部154のZ軸方向の略中央に配置された状態が維持される。したがって、光源装置100から射出される蛍光Yの進行方向が光軸Jに一致するため、光源装置100の後段の光学系に対して所望の入射角および所望の光量を有する蛍光Yを入射させることができる。また、波長変換部材50の角部が溝部154の第1壁面54aまたは第2壁面54bに乗り上げることが抑制される。そのため、波長変換部材50の熱が支持部材54に十分に伝達され、所望の波長変換効率を維持することができる。
本実施形態の光源装置100によれば、図4に示すように、発光素子56の発光面56aから射出された一部の励起光E2は、波長変換部材50の第5面50eと第1部分54a1との間隙を通って進んだ後、支持面54sに対して傾斜した第2部分54a2に入射する。このとき、励起光E2は、第2部分54a2で反射して波長変換部材50の第5面50eに入射する。このように、波長変換部材50の第5面50eと第1壁面54aとの間隙を通る励起光E2が第5面50eに入射しやすくなるため、支持面54sで反射して光源部51の側に戻る励起光Eの量を減らすことができる。また、一部の励起光Eは、支持面54sに対して垂直に延びる第1部分54a1で反射して波長変換部材50の第5面50eに入射する。これにより、励起光Eの利用効率が高く、所望の強度を有する蛍光Yが得やすい光源装置100を実現することができる。
本実施形態のプロジェクター1は、本実施形態の光源装置100を備えているため、光利用効率に優れる。
[第1変形例]
以下、本実施形態の変形例について説明する。
図8は、Y軸方向から見た第1変形例の光源装置110の平面図である。本変形例と上記実施形態との違いは保持部材の構成である。以下の各図面において、上記実施形態の光源装置100と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
以下、本実施形態の変形例について説明する。
図8は、Y軸方向から見た第1変形例の光源装置110の平面図である。本変形例と上記実施形態との違いは保持部材の構成である。以下の各図面において、上記実施形態の光源装置100と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
図8に示すように、第1変形例の光源装置110における保持部材165は、第1保持片1651と、第2保持片1652と、第1ばね部材1653と、第2ばね部材1654と、を有する。
第2保持片1652は、波長変換部材50の第1突出部151の-Z方向の面に対応する第6面50fの一部を保持する。第2保持片1652は不図示のねじを介して支持部材54に固定されている。第1ばね部材1653は、波長変換部材50の第1突出部151の+Z方向の面に対応する第5面50eの一部を保持する。第1ばね部材1653は、例えば、板ばねで構成され、ばねの押圧力によって第1突出部151の第6面50fを第2保持片1652に押し付ける。第1ばね部材1653はZ軸方向に変位可能であるため、上記実施形態の位置調整部を設けなくても第1突出部151の第5面50eに接触することができる。このように第1ばね部材1653の押圧力を利用することで波長変換部材50の第1突出部151を良好に保持することができる。
第1保持片1651は、波長変換部材50の第2突出部152の+Z方向の面に対応する第5面50eの一部を保持する。第1保持片1651は不図示のねじを介して支持部材54に固定されている。第2ばね部材1654は、波長変換部材50の第2突出部152の-Z方向の面に対応する第6面50fの一部を保持する。第2ばね部材1654は、例えば、板ばねで構成され、ばねの押圧力によって第2突出部152の第5面50eを第2保持片1652に押し付ける。第2ばね部材1654はZ軸方向に変位可能であるため、上記実施形態の位置調整部を設けなくても第2突出部152の第6面50fに接触することができる。このように第2ばね部材1654の押圧力を利用することで波長変換部材50の第2突出部152を良好に保持することができる。
本変形例の保持部材165は、波長変換部材50の第1突出部151を第1ばね部材1653と第2保持片653とで保持し、波長変換部材50の第2突出部152を第2ばね部材1654と第1保持片652とで保持することができる。
本変形例の保持部材165によれば、ばね部材の押圧力を利用することで波長変換部材50の第1突出部151および第2突出部152を上記実施形態よりも簡便な構成で保持することができる。
なお、本変形例の保持部材165は、溝部154の長手の中央部の周辺に隙間が生じる構成を有するため、上記実施形態の押さえ部材90を設けることで溝部154の内部において支持部材54に対する波長変換部材50のZ軸方向の位置を規制してもよい。
本変形例の光源装置110においても、励起光の利用効率が高まり、所望の波長変換効率を確保できるため、所望の強度を有する蛍光が得られる、光源装置110の後段の光学系に対して所望の蛍光を入射させることができる、といった上記実施形態と同様の効果が得られる。
なお、本変形例の保持部材165において、第1ばね部材1653および第2ばね部材1654のいずれか一方を省略してもよい。
なお、本変形例の保持部材165において、第1ばね部材1653および第2ばね部材1654のいずれか一方を省略してもよい。
[第2変形例]
図9は、Y軸方向から見た第2変形例の光源装置120の平面図である。本変形例と上記実施形態との違いは保持部材の構成である。以下の各図面において、上記実施形態の光源装置100と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
図9は、Y軸方向から見た第2変形例の光源装置120の平面図である。本変形例と上記実施形態との違いは保持部材の構成である。以下の各図面において、上記実施形態の光源装置100と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
図9に示すように、第2変形例の光源装置120における保持部材265は、一対の第1保持片2651、2652と、ばね部材2653と、を有する。
第1保持片2651は、波長変換部材50の第1突出部151の+Z方向の面に対応する第5面50eの一部を保持する。第1保持片2651は不図示のねじを介して支持部材54に固定されている。
第1保持片2652は、波長変換部材50の第2突出部152の+Z方向の面に対応する第5面50eの一部を保持する。第1保持片2652は不図示のねじを介して支持部材54に固定されている。
ばね部材2653は、波長変換部材50の第1突出部151の-Z方向の面に対応する第6面50fの一部を押圧する。第1ばね部材1653は、例えば、板ばねで構成され、ばねの押圧力によって第1突出部151の第5面50eを第1保持片2651、2652に押し付ける。ばね部材2653はZ軸方向に変位可能であるため、上記実施形態の位置調整部を設けなくても第1突出部151の第6面50fに接触することができる。
第1保持片2651は、波長変換部材50の第1突出部151の+Z方向の面に対応する第5面50eの一部を保持する。第1保持片2651は不図示のねじを介して支持部材54に固定されている。
第1保持片2652は、波長変換部材50の第2突出部152の+Z方向の面に対応する第5面50eの一部を保持する。第1保持片2652は不図示のねじを介して支持部材54に固定されている。
ばね部材2653は、波長変換部材50の第1突出部151の-Z方向の面に対応する第6面50fの一部を押圧する。第1ばね部材1653は、例えば、板ばねで構成され、ばねの押圧力によって第1突出部151の第5面50eを第1保持片2651、2652に押し付ける。ばね部材2653はZ軸方向に変位可能であるため、上記実施形態の位置調整部を設けなくても第1突出部151の第6面50fに接触することができる。
本変形例の保持部材265は、波長変換部材50の第1突出部151をばね部材2653の押圧力と第1保持片2651とで保持し、波長変換部材50の第2突出部152をばね部材2653の押圧力と第1保持片2652とで保持する。
本変形例の保持部材265によれば、ばね部材の押圧力を利用することで波長変換部材50の第1突出部151および第2突出部152を簡便な構成で保持することができる。なお、ばね部材2653の位置を変更し、波長変換部材50の第2突出部152の-Z方向の面に対応する第6面50fの一部を押圧してもよい。
なお、本変形例の保持部材265は、溝部154の長手の中央部の周辺に隙間が生じる構成を有するため、上記実施形態の押さえ部材90を設けることで溝部154の内部において支持部材54に対する波長変換部材50のZ軸方向の位置を規制してもよい。
本変形例の光源装置120においても、励起光の利用効率が高まり、所望の波長変換効率を確保できるため、所望の強度を有する蛍光が得られる、光源装置120の後段の光学系に対して所望の蛍光を入射させることができる、といった上記実施形態と同様の効果が得られる。
[第3変形例]
図10は、Y軸方向から見た第3変形例の光源装置130の平面図である。本変形例と上記第2変形例との違いは保持部材の構成である。以下の各図面において、上記実施形態の光源装置100と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
図10は、Y軸方向から見た第3変形例の光源装置130の平面図である。本変形例と上記第2変形例との違いは保持部材の構成である。以下の各図面において、上記実施形態の光源装置100と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
図10に示すように、第3変形例の光源装置130における保持部材365は、一つの保持片3650と、ばね部材2653と、を有する。本変形例の保持片3650は、第2変形例の第1保持片2651、2652を一体に形成することで構成されている。本変形例の保持片3650は、波長変換部材50の長手に沿って延びる本体部3650aと、本体部3650aの+X方向の端部から-Z方向に突出して設けられ第1突出部151の第5面50eの一部を保持する第1凸部3650bと、本体部3650aの-X方向の端部から-Z方向に突出して設けられ第2突出部152の第5面50eの一部を保持する第2凸部3650cと、を有する。
本変形例の保持部材365は、波長変換部材50の第1突出部151をばね部材2653の押圧力と保持片3650の第1凸部3650bとで保持し、波長変換部材50の第2突出部152をばね部材2653の押圧力と保持片3650の第2凸部3650cとで保持する。
本変形例の保持部材365によれば、ばね部材2653の押圧力と保持片3650とを用いることで波長変換部材50の第1突出部151および第2突出部152を簡便な構成で保持することができる。なお、ばね部材2653の位置を変更し、波長変換部材50の第2突出部152の-Z方向の面に対応する第6面50fの一部を押圧してもよい。
本変形例の保持部材365は、第2変形例の第1保持片2651、2652を一体の部材として取り扱うことができるため、光源装置130の組立作業が容易になる。
本変形例の保持部材365は、第2変形例の第1保持片2651、2652を一体の部材として取り扱うことができるため、光源装置130の組立作業が容易になる。
本変形例の光源装置130においても、励起光の利用効率が高まり、所望の波長変換効率を確保できるため、所望の強度を有する蛍光が得られる、光源装置120の後段の光学系に対して所望の蛍光を入射させることができる、といった上記実施形態と同様の効果が得られる。
[第4変形例]
図11は、Y軸方向から見た第4変形例の光源装置140の平面図である。本変形例と上記実施形態との違いは保持部材の構成である。以下の各図面において、上記実施形態の光源装置100と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
図11は、Y軸方向から見た第4変形例の光源装置140の平面図である。本変形例と上記実施形態との違いは保持部材の構成である。以下の各図面において、上記実施形態の光源装置100と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
図11に示すように、第4変形例の光源装置140における保持部材465は、第1保持片4651と、一対の第2保持片4652、4653と、を有する。
第1保持片4651は、波長変換部材50の第2突出部152の+Z方向の面に対応する第5面50eの一部を保持する。第1保持片4651は、第2突出部152の第5面50eに所定の押圧力を付与した状態となるように、不図示のねじを介して支持部材54に固定される。
第1保持片4651は、波長変換部材50の第2突出部152の+Z方向の面に対応する第5面50eの一部を保持する。第1保持片4651は、第2突出部152の第5面50eに所定の押圧力を付与した状態となるように、不図示のねじを介して支持部材54に固定される。
一方の第2保持片4652は、波長変換部材50の第1突出部151の-Z方向の面に対応する第6面50fの一部を保持する。第2保持片4652は、第1突出部151の第6面50fに所定の押圧力を付与した状態となるように、不図示のねじを介して支持部材54に固定されている。
他方の第2保持片4653は、波長変換部材50の第2突出部152の-Z方向の面に対応する第6面50fの一部を保持する。第2保持片4653は、第2突出部152の第6面50fに所定の押圧力を付与した状態となるように、不図示のねじを介して支持部材54に固定されている。
本変形例において、第1保持片4651による第2突出部152の第5面50eの保持位置と、第2保持片4653による第2突出部152の第6面50fの保持位置と、はX軸方向においてずれている。具体的に第1保持片4651による保持位置は、第2保持片4653による保持位置よりも+X側に位置している。つまり、本変形例の保持部材465は、波長変換部材50の長手方向の3箇所を保持する構成となっている。
なお、本変形例の保持部材465は、溝部154の長手の中央部の周辺に隙間が生じる構成を有するため、上記実施形態の押さえ部材90を設けることで溝部154の内部において支持部材54に対する波長変換部材50のZ軸方向の位置を規制してもよい。
本変形例の保持部材465によれば、波長変換部材50の保持面を長手方向の3箇所にずらすことで、波長変換部材50の第1突出部151および第2突出部152を上記実施形態の構成よりも少ない3つの保持片4651,4652,4653で保持することができる。
本変形例の光源装置140においても、励起光の利用効率が高まり、所望の波長変換効率を確保できるため、所望の強度を有する蛍光が得られる、光源装置140の後段の光学系に対して所望の蛍光を入射させることができる、といった上記実施形態と同様の効果が得られる。
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に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。また、本発明の一つの態様は、上記実施形態および変形例の特徴部分を適宜組み合わせた構成とすることができる。
上記実施形態および変形例では、波長変換部材50の第1突出部151および第2突出部152の側面に当接する保持片がZ軸方向のみに力を付与する場合を例に挙げたが、保持片の構成はこれに限られない。保持片は、Z軸方向のみではなく、波長変換部材50を溝部154の支持面54sに押し付ける-X方向の押圧力も同時に付与する構成を採用してもよい。以下、上述したZ軸方向および-X方向の押圧力を付与可能な保持片の構成について図12A、図12Bおよび図12Cを参照しつつ説明する。なお、図12A、図12Bおよび図12Cでは、波長変換部材50の第2突出部152の第5面50e側を保持する保持片を例に挙げるが、第2突出部152の第6面50f側および第1突出部151を保持する保持片、あるいは上記変形例のばね部材にも適用可能である。
図12Aに示す保持部位565の保持片5650は、波長変換部材50の第2突出部152の角部50Rを保持する保持面5651を有している。なお、角部50Rは、第5面50eおよび第3面50cが交差する部位である。保持片5650の保持面5651は、角部50Rを支持面54sに対して斜め上側から斜め下側、つまり、-Z方向および+Y方向に向かって押圧する。このため、保持面5651は、第2突出部152を-Z方向に保持し、かつ、支持面54sに押し付ける力を発生させる。
このような保持面5651を有する保持片5650によれば、波長変換部材50をより安定した状態で保持することができる。
このような保持面5651を有する保持片5650によれば、波長変換部材50をより安定した状態で保持することができる。
なお、外力等が加わった際、波長変換部材50の角部50Rと保持面5651とが擦れることで、角部50Rに欠けを生じさせる恐れがある。これに対して、図12Bに示すように、保持面5651と角部50Rとの間にクッション材5653を設けることで、角部50Rの欠けを防止することができる。
また、図12Cに示す保持部位665の保持片6650は、第1当接部6651と第2当接部6652と本体部6653とを有している。本体部6653は矩形の断面形状を有し、第1当接部6651および第2当接部6652と一体に形成されている。第1当接部6651は、本体部6653から-Z方向に延び、先端部が波長変換部材50の第2突出部152の第5面50eに当接する。第2当接部6652は、本体部6653から-Z方向に延びた後、-Y側に折り曲げられた先端部が波長変換部材50の第2突出部152の第3面50cに当接する。なお、第1当接部6651および第2当接部6652の先端部はそれぞれ面取り加工されている。
保持片6650は、第1当接部6651によって第2突出部152を-Z方向に保持し、第2当接部6652によって第2突出部152を支持面54sに押し付ける力を発生させる。
このような保持片6650によれば、波長変換部材50をより安定した状態で保持することができる。また、波長変換部材50の角部50Rに接触しないため、角部50Rが欠けることを抑制できる。
保持片6650は、第1当接部6651によって第2突出部152を-Z方向に保持し、第2当接部6652によって第2突出部152を支持面54sに押し付ける力を発生させる。
このような保持片6650によれば、波長変換部材50をより安定した状態で保持することができる。また、波長変換部材50の角部50Rに接触しないため、角部50Rが欠けることを抑制できる。
上記実施形態の光源装置100において、波長変換部材50はX軸方向の第1面50a側および第2面50bそれぞれに突出部を有する場合を例に挙げたが、X軸方向の第1面50a側および第2面50bのいずれか一方のみに突出部が設けられてもよい。この場合、突出部が設けられた側のみに保持部材が配置される。
上記実施形態の光源装置100において、間隔L1を第1幅D2よりも狭く第2幅B2と同等に設定する場合を例に挙げたが、間隔L1を第1幅D2よりも狭く第2幅B2より広く設定してもよい。このように間隔L1を第2幅B2よりも広く設定した場合、保持部材65と波長変換部材50との間に僅かに遊びを設けることができるため、保持部材65と波長変換部材50との接触部分に応力が加わることによる波長変換部材50の変形や破損といった不具合の発生を防止することができる。なお、間隔L1が溝部154の支持面54sの第1幅D2よりも狭ければ、波長変換部材50と溝部154の壁面とが接触することはない。
上記実施形態では、支持部材の溝部の各壁面が、支持面に対して垂直な部分と、支持面に対して傾斜した部分と、を有していたが、溝部の形状は特に限定されず、例えば溝部の壁面の全ての領域が支持面に対して垂直であってもよい。また、溝部の壁面が湾曲していてもよい。
上記実施形態では、波長変換部材50の光射出面である第1面50aに角度変換部材52を別途設ける場合を例に挙げたが、角度変換部材52を設けなくてもよい。この場合において、光軸に垂直な断面積が光の進行方向に沿って広がる四角錐台状の射出部を波長変換部材の光射出側に一体に形状してもよい。
上記実施形態では、波長変換部材を備える光源装置に本発明を適用した例を挙げたが、この構成に代えて、波長変換を伴うことなく、入射光を伝搬させた後、例えば角度分布を制御して射出させる光源装置に対して本発明を適用してもよい。その場合、上記実施形態の波長変換部材は導光部材に代わり、発光素子から射出される光がそのままの波長帯の光として角度変換部材から射出される。
その他、光源装置およびプロジェクターの各構成要素の形状、数、配置、材料等の具体的な記載については、上記実施形態に限らず、適宜変更が可能である。また、上記実施形態では、本発明による光源装置を、液晶パネルを用いたプロジェクターに搭載した例を示したが、これに限られない。本発明による光源装置を、光変調装置としてデジタルマイクロミラーデバイスを用いたプロジェクターに適用してもよい。また、プロジェクターは、複数の光変調装置を有していなくてもよく、1つの光変調装置のみを有していてもよい。
上記実施形態では、本発明の光源装置をプロジェクターに適用した例を示したが、これに限られない。本発明の光源装置は、照明器具や自動車のヘッドライト等にも適用することができる。
以下、本開示のまとめを付記する。
(付記1)
光を射出する発光素子と、
前記発光素子から射出された前記光が入射する導光部材と、
溝部を有し、前記溝部の内部に前記導光部材を支持する支持部材と、
前記支持部材の前記溝部の外部において前記導光部材を保持する保持部材と、
を備え、
前記導光部材は、当該導光部材の長手に沿う第1軸において互いに反対側に位置する第1面および第2面と、前記第1軸に交差する第2軸において互いに反対側に位置する第3面および第4面と、前記第1軸および前記第2軸に交差する第3軸において互いに反対側に位置する第5面および第6面と、を有し、
前記導光部材の前記第1面は、当該導光部材を導光した光を射出し、
前記発光素子は、前記第3面に対向して設けられ、
前記溝部は、前記第4面に対向する支持面と、前記第5面に対向し前記第5面と離間している第1壁面と、前記第6面に対向し前記第6面と離間している第2壁面と、を有し、
前記導光部材は、前記第1軸上における両端部の少なくとも一方が前記溝部の外部に突出している突出部を有し、前記突出部は、前記保持部材により保持されている。
(付記1)
光を射出する発光素子と、
前記発光素子から射出された前記光が入射する導光部材と、
溝部を有し、前記溝部の内部に前記導光部材を支持する支持部材と、
前記支持部材の前記溝部の外部において前記導光部材を保持する保持部材と、
を備え、
前記導光部材は、当該導光部材の長手に沿う第1軸において互いに反対側に位置する第1面および第2面と、前記第1軸に交差する第2軸において互いに反対側に位置する第3面および第4面と、前記第1軸および前記第2軸に交差する第3軸において互いに反対側に位置する第5面および第6面と、を有し、
前記導光部材の前記第1面は、当該導光部材を導光した光を射出し、
前記発光素子は、前記第3面に対向して設けられ、
前記溝部は、前記第4面に対向する支持面と、前記第5面に対向し前記第5面と離間している第1壁面と、前記第6面に対向し前記第6面と離間している第2壁面と、を有し、
前記導光部材は、前記第1軸上における両端部の少なくとも一方が前記溝部の外部に突出している突出部を有し、前記突出部は、前記保持部材により保持されている。
この構成の光源装置によれば、溝部の外部において、導光部材の突出部が保持部材で保持されることで導光部材の第3軸方向の位置が規制される。このため、導光部材を溝部の内部に精度良く配置することができる。よって、導光部材の第5面が溝部の第1壁面から離間し、波長変換部材の第6面が溝部の第2壁面から離間した状態が安定して維持される。
よって、発光素子から射出された光は、導光部材の第3面だけでなく、第5面および第6面からも入射される。その結果、導光部材が溝部の一方の壁面に近接して配置された従来の光源装置に比べて、光の利用効率を高めることができ、所望の強度を有する光を得ることができる。
よって、発光素子から射出された光は、導光部材の第3面だけでなく、第5面および第6面からも入射される。その結果、導光部材が溝部の一方の壁面に近接して配置された従来の光源装置に比べて、光の利用効率を高めることができ、所望の強度を有する光を得ることができる。
(付記2)
前記導光部材は、前記第1面を含む第1突出部を有し、
前記第1突出部の前記第1面には、前記第1面から射出された光の角度分布を変換する角度変換部材が設けられている、付記1に記載の光源装置。
前記導光部材は、前記第1面を含む第1突出部を有し、
前記第1突出部の前記第1面には、前記第1面から射出された光の角度分布を変換する角度変換部材が設けられている、付記1に記載の光源装置。
この構成によれば、角度変換部材が設けられた第1突出部の第1面の近傍が保持部材により保持される。このため、角度変換部材と第1面との固定部分に対する外力等による衝撃を緩和することができる。よって、角度変換部材と第1面との固定部分の強度を高めて耐衝撃に優れた光源装置を提供できる。
(付記3)
前記導光部材は、前記第2面を含む第2突出部を有し、
前記第2突出部の前記第2面には、前記導光部材の内部を導光する光を反射するミラーが設けられている、付記2に記載の光源装置。
前記導光部材は、前記第2面を含む第2突出部を有し、
前記第2突出部の前記第2面には、前記導光部材の内部を導光する光を反射するミラーが設けられている、付記2に記載の光源装置。
この構成によれば、ミラーが設けられた第2突出部の第2面の近傍が保持される。このため、導光部材の長手方向の両端を保持することで、外力等による衝撃によって生じる導光部材の振動を低減することができる。
(付記4)
前記保持部材は、前記突出部の前記第5面側を保持する第1保持片と、前記突出部の前記第6面側を保持する第2保持片と、を有する、付記1から付記3のうちのいずれか一つに記載の光源装置。
前記保持部材は、前記突出部の前記第5面側を保持する第1保持片と、前記突出部の前記第6面側を保持する第2保持片と、を有する、付記1から付記3のうちのいずれか一つに記載の光源装置。
この構成によれば、突出部の第5面側および第6面側を両側から保持することができる。よって、第3軸に沿う方向において導光部材を良好に保持することができる。
(付記5)
前記第1保持片の第1保持面と前記第2保持片の第2保持面との前記第3軸に沿う間隔は、前記溝部の前記支持面の前記第3軸に沿う第1幅よりも狭く、かつ、前記突出部の前記第3軸に沿う第2幅と同等または広い、付記4に記載の光源装置。
前記第1保持片の第1保持面と前記第2保持片の第2保持面との前記第3軸に沿う間隔は、前記溝部の前記支持面の前記第3軸に沿う第1幅よりも狭く、かつ、前記突出部の前記第3軸に沿う第2幅と同等または広い、付記4に記載の光源装置。
この構成によれば、第1保持片および第2保持片により突出部が保持された波長変換部材は、第5面が溝部の第1壁面から離間し第6面が溝部の第2壁面から離間した状態となる。第1保持面と第2保持面との間隔が第2幅と同等である場合、波長変換部材における第3軸方向の位置を固定することができる。また、第1保持面と第2保持面との間隔が第2幅より広い場合、保持部材と導光部材との間に僅かに遊びを設けることができるため、保持部材と導光部材との接触部分に応力が加わることによる導光部材の変形や破損を防止できる。
(付記6)
前記保持部材は、前記第1保持片および前記第2保持片の少なくとも一方における前記第3軸に沿う方向の位置を調整可能とする位置調整部をさらに有する、付記5に記載の光源装置。
前記保持部材は、前記第1保持片および前記第2保持片の少なくとも一方における前記第3軸に沿う方向の位置を調整可能とする位置調整部をさらに有する、付記5に記載の光源装置。
この構成によれば、第1保持片および第2保持片の少なくとも一方の第3軸方向の位置を調整することができる。これにより、第1保持片の第1保持面と第2保持片の第2保持面との間隔が溝部の第1幅よりも狭く、突出部の第2幅と同等または広く設定する構成を実現できる。
(付記7)
前記第1壁面は、前記第3面側に位置している第1部分と、前記支持面側に位置している第2部分とを有し、前記第1部分は前記支持面に対して垂直な方向に延び、前記第2部分は、前記第1部分側から前記支持面側に向かうにつれて前記第5面に近づくように傾斜し、
前記第2壁面は、前記第3面側に位置している第3部分と、前記支持面側に位置している第4部分とを有し、前記第3部分は前記支持面に対して垂直な方向に延び、前記第4部分は、前記第3部分側から前記支持面側に向かうにつれて前記第6面に近づくように傾斜し、
前記第1部分、前記第2部分、前記第3部分、および前記第4部分は、前記発光素子から射出された前記光の少なくとも一部を反射する、付記1から付記6のうちのいずれか一つに記載の光源装置。
前記第1壁面は、前記第3面側に位置している第1部分と、前記支持面側に位置している第2部分とを有し、前記第1部分は前記支持面に対して垂直な方向に延び、前記第2部分は、前記第1部分側から前記支持面側に向かうにつれて前記第5面に近づくように傾斜し、
前記第2壁面は、前記第3面側に位置している第3部分と、前記支持面側に位置している第4部分とを有し、前記第3部分は前記支持面に対して垂直な方向に延び、前記第4部分は、前記第3部分側から前記支持面側に向かうにつれて前記第6面に近づくように傾斜し、
前記第1部分、前記第2部分、前記第3部分、および前記第4部分は、前記発光素子から射出された前記光の少なくとも一部を反射する、付記1から付記6のうちのいずれか一つに記載の光源装置。
この構成によれば、発光素子から射出された一部の光は、導光部材の第5面と第1部分との間隙を通って進んだ後、支持面に対して傾斜した第2部分に入射する。このとき、光は、第2部分で反射して導光部材の第5面に入射する。このように、導光部材の第5面と第1壁面との間隙を通る光が第5面に入射しやすくなるため、支持面で反射して発光素子側に戻る光の量を減らすことができる。また、一部の光は、支持面に対して垂直に延びる第1部分で反射して導光部材の第5面に入射する。これにより、光の利用効率が高く、所望の強度を有する光が得やすい光源装置を実現できる。
(付記8)
前記突出部において前記保持部材に対向する面は、前記第1軸に沿っている、付記1から付記7のうちのいずれか一つに記載の光源装置。
前記突出部において前記保持部材に対向する面は、前記第1軸に沿っている、付記1から付記7のうちのいずれか一つに記載の光源装置。
この構成によれば、保持部材による突出部の保持面が第1軸に沿う場合、保持面が第1軸に対して傾く場合に比べて、保持部位が突出部に対して良好に接触することができる。よって、保持部材は突出部を安定的に保持することができる。
(付記9)
前記発光素子は、第1波長帯を有する第1光を射出し、
前記導光部材は、蛍光体を含み、前記発光素子から射出される前記第1光を、前記第1波長帯とは異なる第2波長帯を有する第2光に変換し、前記第2光を射出する波長変換部材である、付記1から付記8のうちのいずれか一つに記載の光源装置。
前記発光素子は、第1波長帯を有する第1光を射出し、
前記導光部材は、蛍光体を含み、前記発光素子から射出される前記第1光を、前記第1波長帯とは異なる第2波長帯を有する第2光に変換し、前記第2光を射出する波長変換部材である、付記1から付記8のうちのいずれか一つに記載の光源装置。
この構成によれば、第1光の利用効率が高く、所望の強度を有する第2光を得る光源装置を実現することができる。
(付記10)
付記1から付記9のうちのいずれか一つに記載の光源装置と、
前記光源装置から射出される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射する投射光学装置と、
を備える、プロジェクター。
付記1から付記9のうちのいずれか一つに記載の光源装置と、
前記光源装置から射出される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射する投射光学装置と、
を備える、プロジェクター。
この構成のプロジェクターによれば、上記光源装置を備えるため、光利用効率に優れたプロジェクターを提供できる。
1…プロジェクター、4B,4G,4R…光変調装置、6…投射光学装置、50…波長変換部材(導光部材)、50a…第1面、50b…第2面、50c…第3面、50d…第4面、50e…第5面、50f…第6面、52…角度変換部材、53…ミラー、54…支持部材、54a…第1壁面、54b…第2壁面、54s…支持面、56…発光素子、65,165,265,365,465…保持部材、100,110,120,130,140,200…光源装置、151…第1突出部、152…第2突出部、154…溝部、54a1…第1部分、54a2…第2部分、54b3…第3部分、54b4…第4部分、651,652,1651,2651,2652,4651…第1保持片、653,654,1652,4652,4653…第2保持片、655…位置調整部、6511,6521…第1保持面、6531,6541…第2保持面、B2…第2幅、B2…幅、D2…第1幅、L1…間隔、E,E2…励起光(第1光)、Y…蛍光(第2光)。
Claims (10)
- 光を射出する発光素子と、
前記発光素子から射出された前記光が入射する導光部材と、
溝部を有し、前記溝部の内部に前記導光部材を支持する支持部材と、
前記支持部材の前記溝部の外部において前記導光部材を保持する保持部材と、
を備え、
前記導光部材は、当該導光部材の長手に沿う第1軸において互いに反対側に位置する第1面および第2面と、前記第1軸に交差する第2軸において互いに反対側に位置する第3面および第4面と、前記第1軸および前記第2軸に交差する第3軸において互いに反対側に位置する第5面および第6面と、を有し、
前記導光部材の前記第1面は、当該導光部材を導光した光を射出し、
前記発光素子は、前記第3面に対向して設けられ、
前記溝部は、前記第4面に対向する支持面と、前記第5面に対向し前記第5面と離間している第1壁面と、前記第6面に対向し前記第6面と離間している第2壁面と、を有し、
前記導光部材は、前記第1軸上における両端部の少なくとも一方が前記溝部の外部に突出している突出部を有し、前記突出部は、前記保持部材により保持されている、光源装置。 - 前記導光部材は、前記第1面を含む第1突出部を有し、
前記第1突出部の前記第1面には、前記第1面から射出された光の角度分布を変換する角度変換部材が設けられている、請求項1に記載の光源装置。 - 前記導光部材は、前記第2面を含む第2突出部を有し、
前記第2突出部の前記第2面には、前記導光部材の内部を導光する光を反射するミラーが設けられている、請求項2に記載の光源装置。 - 前記保持部材は、前記突出部の前記第5面側を保持する第1保持片と、前記突出部の前記第6面側を保持する第2保持片と、を有する、請求項1から請求項3のうちのいずれか一項に記載の光源装置。
- 前記第1保持片の第1保持面と前記第2保持片の第2保持面との前記第3軸に沿う間隔は、前記溝部の前記支持面の前記第3軸に沿う第1幅よりも狭く、かつ、前記突出部の前記第3軸に沿う第2幅と同等または広い、請求項4に記載の光源装置。
- 前記保持部材は、前記第1保持片および前記第2保持片の少なくとも一方における前記第3軸に沿う方向の位置を調整可能とする位置調整部をさらに有する、請求項5に記載の光源装置。
- 前記第1壁面は、前記第3面側に位置している第1部分と、前記支持面側に位置している第2部分とを有し、前記第1部分は前記支持面に対して垂直な方向に延び、前記第2部分は、前記第1部分側から前記支持面側に向かうにつれて前記第5面に近づくように傾斜し、
前記第2壁面は、前記第3面側に位置している第3部分と、前記支持面側に位置している第4部分とを有し、前記第3部分は前記支持面に対して垂直な方向に延び、前記第4部分は、前記第3部分側から前記支持面側に向かうにつれて前記第6面に近づくように傾斜し、
前記第1部分、前記第2部分、前記第3部分、および前記第4部分は、前記発光素子から射出された前記光の少なくとも一部を反射する、請求項1から請求項3のうちのいずれか一項に記載の光源装置。 - 前記突出部において前記保持部材に対向する面は、前記第1軸に沿っている、請求項1から請求項3のうちのいずれか一項に記載の光源装置。
- 前記発光素子は、第1波長帯を有する第1光を射出し、
前記導光部材は、蛍光体を含み、前記発光素子から射出される前記第1光を、前記第1波長帯とは異なる第2波長帯を有する第2光に変換し、前記第2光を射出する波長変換部材である、請求項1から請求項3のうちのいずれか一項に記載の光源装置。 - 請求項1から請求項3のうちのいずれか一項に記載の光源装置と、
前記光源装置から射出される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射する投射光学装置と、
を備える、プロジェクター。
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