JP5664222B2 - 光源装置及びプロジェクター - Google Patents
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上記の課題を解決するため、本発明の光源装置は、所定の回転軸の周りを回転可能に設けられた基板と、前記基板上において、前記回転軸の周りの環状領域に設けられた発光部と、前記基板上において、前記回転軸の周りの前記発光部と平面視で重ならない環状領域に設けられた光拡散部と、前記発光部に入射する励起光、および前記光拡散部に入射する光、を含む光を射出する光源と、を備え、前記発光部から射出される蛍光および前記光拡散部から射出される動的な拡散を受けた光を射出することを特徴とする。
この構成によれば、光拡散部に入射する光は光拡散部により動的な拡散を受けるため、光拡散部に入射する光がコヒーレント光であっても、光源装置からは、蛍光と、スペックルノイズを発生しにくい光と、が射出される。従って、3板式のプロジェクターに容易に適用できる、スペックルが低減されたコンパクトな光源装置を実現できる。
この構成によれば、蛍光体層の材料特性に応じて、個別に励起光の光量制御を行うことにより、第1の蛍光と第2の蛍光とを適切な光量で射出することが可能となる。そのため、多彩な色光を射出することができる光源装置とすることができる。
光拡散部では、発光部とは異なり発熱しない。そのため、放熱が必要な発光部を光拡散部の外周側に設けることで、放熱を促進し、発光部の熱劣化を防止して、装置を長寿命化することができる。
この構成によれば、発光部に入射する励起光のビームスポットが描く軌跡と発光部とを一致させ、かつ、光拡散部に入射する光のビームスポットが描く軌跡と光拡散部とを一致させることができる。よって、発光部や光拡散部を最小限の幅で形成することができ、材料の無駄を抑制することができる。
この構成によれば、同一の光源から射出される光を用いて、発光部に入射する励起光と光拡散部に入射する光とを形成することができる。そのため、光源の装置構成を簡略化することができる。
この構成によれば、分割ミラーの特性を制御することにより、発光部に入射させる光および光拡散部に入射させる光の光量を容易に制御することができる。
この構成によれば、同一の光路から幅広い波長帯域の光を射出することができる。
発光部では、励起光が入射する側では多く蛍光を発するところ、この構成によれば、基板側から発光部に励起光を照射するため、発光部においては、基板に近い側での発熱量が多くなる。そのため、この構成によれば、発光部で生じた熱を、効率的に基板を介して放熱することができ、発光部の温度上昇を防ぎ、発光部の形成材料の温度消光を抑制することができる。
この構成によれば、2つの光拡散層を透過することで、動的な拡散を受けた光の配光性をより変化させることができる。
この構成によれば、発光部で生じた蛍光が、励起光の入射側に戻ることを防ぎ、効果的に射出方向に向かわせることが可能となる。
この構成によれば、基板に透光性が求められないため、基板の材料選択の幅が広がる。そのため、放熱性が高い材料を用いて発光部で生じる熱を放熱し、発光部の形成材料の温度消光を抑制することが可能となる。
この構成によれば、廃熱性の高い基板とすることができる。
この構成によれば、発光部から蛍光と一緒に射出される励起光を再度発光部側に反射し、発光部の励起光として活用することが可能となる。そのため、変換効率(入射する励起光の光量に対する、得られる蛍光の光量の割合)を向上させることができる。
この構成によれば、高出力の励起光を射出することができる。また、光拡散部によってレーザー光を拡散することができるため、スペックルが低減する。
この構成によれば、連続的に白色光を射出することが可能となる。
この構成によれば、上述の光源装置を有するため、スペックルの発生が低減されるとともに、途切れることなく白色光を射出する光源装置を用いて画像形成を行うことができ、高品質な画像表示が可能となる。
以下、図1〜図6を参照しながら、本発明の実施形態に係る光源装置およびプロジェクターについて説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法や比率などは適宜異ならせてある。
まず、図4(a)に示すように、第1光拡散層46Aは、TiO2等の高屈折な透光性を有するフィラー461を、光透過性を有する基材462に分散させた構成を採用することができる。基材462としては、上述の基材452と同様の樹脂材料を用いることができる。このような第1光拡散層46Aは、フィラー461を分散した基材462の前駆体を塗布し、硬化することにより形成することができる。
本実施形態の光源装置100は、以上のようにして機能する。
以下、プロジェクターPJの各構成要素について説明する。
本実施形態のプロジェクターPJは、以上のような構成となっている。
図8,9は、本発明の第2実施形態に係る光源装置の説明図であり、図8は、本実施形態の光源装置102の概略斜視図、図9は、本実施形態の光源装置102が有する発光素子40Cの断面図である。本実施形態の光源装置は、第1実施形態の光源装置と一部共通している。したがって、本実施形態において第1実施形態と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
本実施形態の光源装置102は、以上のようにして機能する。
Claims (15)
- 所定の回転軸の周りを回転可能に設けられた基板と、
前記基板上において、前記回転軸の周りの環状領域に設けられた発光部と、
前記基板上において、前記回転軸の周りの前記発光部と平面視で重ならない環状領域に設けられた光拡散部と、
前記発光部に入射する励起光、および前記光拡散部に入射する光、を含む光を射出する光源と、を備え、
前記発光部から射出される蛍光および前記光拡散部から射出される動的な拡散を受けた光を射出し、
前記光源は、前記光源から射出される光を前記励起光と前記光拡散部に入射する光とに分割する導光光学系を有していることを特徴とする光源装置。 - 前記発光部は、前記回転軸の周りに環状に設けられた第1の蛍光体層と、前記回転軸の周りに環状に設けられた第2の蛍光体層と、を有し、
前記蛍光は、前記第1の蛍光体層から射出される第1の蛍光と、前記第2の蛍光体層から射出され、前記第1の蛍光とは異なる波長の第2の蛍光と、を含み、
前記第1の蛍光体層の内周側に、前記第2の蛍光体層が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。 - 前記発光部は前記光拡散部の外周側に設けられてい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。
- 前記発光部と前記光拡散部とは、前記基板の回転中心を中心として同心円状に設けられていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の光源装置。
- 前記導光光学系は、前記光源から射出される光の一部を透過させるとともに、残部を前記発光部に向けて反射する分割ミラーと、
前記射出される光の一部を前記光拡散部に向けて反射する反射ミラーと、を有することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の光源装置。 - 前記蛍光と前記動的な拡散を受けた光とを合成する合成光学系を有していることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の光源装置。
- 前記基板は、前記励起光および前記光拡散部に入射する光を透過する材料で形成され、
前記発光部は、前記基板に対して前記励起光が入射する側とは反対側の面に設けられていることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の光源装置。 - 前記光拡散部は、前記基板の一方の面に設けられた第1光拡散層と、前記基板の他方の面に設けられた第2光拡散層とを有し、
前記第1光拡散層と前記第2光拡散層とは、平面視で少なくとも一部が重なるように設けられていることを特徴とする請求項7に記載の光源装置。 - 前記発光部の前記励起光が入射する側に、前記発光部と平面的に重なり、前記励起光のピーク波長にあたる光を透過させるとともに、前記蛍光の波長帯にあたる光を反射する波長選択膜が設けられていることを特徴とする請求項7または8に記載の光源装置。
- 前記基板は、前記励起光および前記光拡散部に入射する光を反射する反射面を有し、
前記発光部および前記光拡散部は、前記反射面の前記励起光が入射する側に設けられていることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の光源装置。 - 前記基板は、光反射性を有する金属材料を用いて形成されていることを特徴とする請求項10に記載の光源装置。
- 前記発光部から前記蛍光を射出する側に、前記励起光のピーク波長にあたる光を前記発光部に向けて反射するとともに、前記蛍光の波長帯にあたる光を透過する波長選択ミラーが設けられていることを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の光源装置。
- 前記光源は、半導体レーザーであることを特徴とする請求項1から12のいずれか1項に記載の光源装置。
- 前記動的な拡散を受けた光は、前記蛍光の補色の色光であることを特徴とする請求項1から13のいずれか1項に記載の光源装置。
- 請求項1から14のいずれか1項の光源装置と、前記光源装置から射出される光を変調する光変調素子と、前記光変調素子によって変調された光を投写する投写光学系と、を備えることを特徴とするプロジェクター。
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