JP7435582B2 - 光源装置およびプロジェクター - Google Patents
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Description
以下、本発明の第1実施形態について、図1~図5を用いて説明する。
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(被投写面)SCR上にカラー画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、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。
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86と、リレーレンズ87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。
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3は、図2のIII-III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、波長変換部材50を収容する凹部54hを有し、断面が略U字状の形状を有する。支持部材54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、凹部54h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。
ここで、比較例の光源装置について説明する。
図4は、比較例の光源装置200の断面図である。
図4に示すように、比較例の光源装置200は、発光素子56と、波長変換部材50と、支持部材254と、を備える。比較例の光源装置200は、支持部材254の構成のみが本実施形態の光源装置100と異なる。したがって、図4において、発光素子56および波長変換部材50には図3と共通の符号を付し、説明を省略する。
また、発光素子から波長変換部材に入射させる励起光の量を増やすため、波長変換部材の幅よりも大きな幅を有する発光素子が用いられる場合もある。この場合、発光素子の発光面の一部は、波長変換部材の外側の第1壁面と第5面との間の間隙および第2壁面と第6面との間の間隙からはみ出して位置することになる。
本実施形態の光源装置100は、発光面56aを有し、発光面56aから第1波長帯を有する励起光Eを射出する発光素子56と、蛍光体を含み、発光素子56から射出される励起光Eを、第1波長帯とは異なる第2波長帯を有する蛍光Yに変換する波長変換部材50と、波長変換部材50を支持する支持部材54と、を備える。波長変換部材50は、波長変換部材50の長手方向に交差し、互いに反対側に位置する第1面50aおよび第2面50bと、第1面50aおよび第2面50bと交差し、互いに反対側に位置する第3面50cおよび第4面50dと、第3面50cおよび第4面50dと交差し、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。第1面50aから蛍光Yが射出される。発光面56aは、第3面50cに対向して設けられている。支持部材54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から離間する第1壁面54aと、を有する。第1壁面54aは、支持面54sから相対的に遠い側に位置し、支持面54sに対して垂直な方向に延びる第1部分54a1と、支持面54sから相対的に近い側に位置し、支持面54sに対して傾斜して延びる第2部分54a2と、を有する。第2部分54a2は、励起光Eの少なくとも一部を反射する。支持面54sに相対的に近い側の第2部分54a2と第5面50eとの間の距離は、第1部分54a1に相対的に近い側の第2部分54a2と第5面50eとの間の距離よりも小さく、支持面54sから発光面56aを見て、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S1と重なる。
また、本実施形態の場合、発光面56aの-Z側の端部から射出され、波長変換部材50の第3面50cの+Z側の角部を通り、第1壁面54aに向かって進む励起光E1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、傾斜した第1壁面で反射して光源部側に戻る励起光の量を減らすことができる。また、本実施形態の場合、波長変換部材50に対して大きな発光素子56を用いることで励起光Eの量を十分に確保することができる。これにより、光源装置100から取り出す蛍光Yの強度を増やすことができる。
以上のように本実施形態の光源装置100によれば、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。
続いて、本発明の第2実施形態について、図5を用いて説明する。
第2実施形態のプロジェクターおよび光源装置の基本構成は第1実施形態と同様であり、支持部材の構成が第1実施形態と異なる。そのため、プロジェクターおよび光源装置の基本構成の説明は省略する。
図5は、第2実施形態の光源装置110の断面図である。
図5において、第1実施形態で用いた図面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。
本実施形態においても、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110を実現することができる、といった第1実施形態と同様の効果が得られる。
以下、本発明の第3実施形態について、図6を用いて説明する。
第3実施形態のプロジェクターおよび光源装置の基本構成は第1実施形態と同様であり、支持部材の構成が第1実施形態と異なる。そのため、プロジェクターおよび光源装置の基本構成の説明は省略する。
図6は、第3実施形態の光源装置120の断面図である。
図6において、第1実施形態で用いた図面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。
本実施形態においても、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120を実現することができる、といった第1実施形態と同様の効果が得られる。
以下、本発明の第4実施形態について、図7を用いて説明する。
第4実施形態のプロジェクターおよび光源装置の基本構成は第1実施形態と同様であり、支持部材の構成が第1実施形態と異なる。そのため、プロジェクターおよび光源装置の基本構成の説明は省略する。
図7は、第4実施形態の光源装置の断面図である。
図7において、第1実施形態で用いた図面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。
本実施形態においても、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130を実現することができる、といった第1実施形態と同様の効果が得られる。
以下、本発明の第5実施形態について、図8を用いて説明する。
第5実施形態のプロジェクターおよび光源装置の基本構成は第1実施形態と同様であり、支持部材の構成が第1実施形態と異なる。そのため、プロジェクターおよび光源装置の基本構成の説明は省略する。
図8は、第5実施形態の光源装置140の断面図である。
図8において、第1実施形態で用いた図面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。
本実施形態においても、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140を実現することができる、といった第1実施形態と同様の効果が得られる。
本発明の一つの態様の光源装置は、発光面を有し、発光面から第1波長帯を有する第1光を射出する発光素子と、蛍光体を含み、発光素子から射出される第1光を、第1波長帯とは異なる第2波長帯を有する第2光に変換する波長変換部材と、波長変換部材を支持する支持部材と、を備え、波長変換部材は、波長変換部材の長手方向に交差し、互いに反対側に位置する第1面および第2面と、第1面および第2面と交差し、互いに反対側に位置する第3面および第4面と、第3面および第4面と交差し、互いに反対側に位置する第5面および第6面と、を有し、第1面から第2光を射出し、発光面は、第3面に対向して設けられ、支持部材は、第4面に対向する支持面と、第5面に対向し、第5面から離間する第1壁面と、を有し、第1壁面は、支持面から相対的に遠い側に位置し、支持面に対して垂直な方向に延びる第1部分と、支持面から相対的に近い側に位置し、支持面に対して傾斜して延びる第2部分と、を有し、第2部分は、第1光の少なくとも一部を反射し、支持面に相対的に近い側の第2部分と第5面との間の距離は、第1部分に相対的に近い側の第2部分と第5面との間の距離よりも小さくい。
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前記第2光を含む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。
Claims (11)
- 発光面を有し、前記発光面から第1波長帯を有する第1光を射出する発光素子と、
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光に変換する波長変換部材と、
前記波長変換部材を支持する支持部材と、
を備え、
前記波長変換部材は、前記波長変換部材の長手方向に交差し、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面および前記第2面と交差し、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面および前記第2面と交差し、かつ前記第3面および前記第4面と交差し、互いに反対側に位置する第5面および第6面と、を有し、前記第1面から前記第2光を射出し、
前記発光面は、前記第3面に対向して設けられ、
前記支持部材は、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面から離間する第1壁面と、を有し、
前記第1壁面は、前記波長変換部材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、前記支持面から前記第1部分に向かうにつれて前記第5面から遠ざかるように傾斜し、
前記第2部分は、前記第1光の少なくとも一部を反射し、
前記支持部材は、前記支持面および前記第1部分を含む基材と、前記第2部分を含む第1反射部材と、を有する、
光源装置。 - 前記第2部分は、曲面を含む、
請求項1に記載の光源装置。 - 前記支持部材は、前記第6面に対向し、前記第6面から離間する第2壁面をさらに有し、
前記第2壁面は、前記波長変換部材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、前記支持面から前記第3部分に向かうにつれて前記第6面から遠ざかるように傾斜し、
前記第4部分は、前記第1光の少なくとも一部を反射する、
請求項1または請求項2に記載の光源装置。 - 前記支持部材は、前記支持面および前記第3部分を含む基材と、前記第4部分を含む第2反射部材と、を有する、
請求項3に記載の光源装置。 - 発光面を有し、前記発光面から第1波長帯を有する第1光を射出する発光素子と、
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光に変換する波長変換部材と、
前記波長変換部材を支持する支持部材と、
を備え、
前記波長変換部材は、前記波長変換部材の長手方向に交差し、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面および前記第2面と交差し、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面および前記第2面と交差し、かつ前記第3面および前記第4面と交差し、互いに反対側に位置する第5面および第6面と、を有し、前記第1面から前記第2光を射出し、
前記発光面は、前記第3面に対向して設けられ、
前記支持部材は、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面から離間する第1壁面と、を有し、
前記第1壁面は、前記波長変換部材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、前記支持面から前記第1部分に向かうにつれて前記第5面から遠ざかるように傾斜し、
前記第2部分は、前記第1光の少なくとも一部を反射し、
前記支持部材は、前記第6面に対向し、前記第6面から離間する第2壁面をさらに有し、
前記第2壁面は、前記波長変換部材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、前記支持面から前記第3部分に向かうにつれて前記第6面から遠ざかるように傾斜し、
前記第4部分は、前記第1光の少なくとも一部を反射し、
前記支持部材は、前記支持面および前記第3部分を含む基材と、前記第4部分を含む第2反射部材と、を有する、
光源装置。 - 前記第4部分は、曲面を含む、
請求項3から請求項5までのいずれか一項に記載の光源装置。 - 発光面を有し、前記発光面から第1波長帯を有する第1光を射出する発光素子と、
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光に変換する波長変換部材と、
前記波長変換部材を支持する支持部材と、
を備え、
前記波長変換部材は、前記波長変換部材の長手方向に交差し、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面および前記第2面と交差し、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面および前記第2面と交差し、かつ前記第3面および前記第4面と交差し、互いに反対側に位置する第5面および第6面と、を有し、前記第1面から前記第2光を射出し、
前記発光面は、前記第3面に対向して設けられ、
前記支持部材は、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面から離間する第1壁面と、を有し、
前記第1壁面は、前記波長変換部材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、前記支持面から前記第1部分に向かうにつれて前記第5面から遠ざかるように傾斜し、
前記第2部分は、前記第1光の少なくとも一部を反射し、
前記支持部材は、前記第6面と接する第2壁面をさらに有する、
光源装置。 - 前記第2部分は、曲面を含む、
請求項7に記載の光源装置。 - 前記支持面から前記発光面を見て、前記発光面の一部は、前記第3面と重なり、前記発光面の他の一部は、前記第5面と前記第1壁面との間隙部分と重なる、
請求項1から請求項8までのいずれか一項に記載の光源装置。 - 前記第1面から射出される前記第2光の角度分布を変換する角度変換部材をさらに備える、
請求項1から請求項9までのいずれか一項に記載の光源装置。 - 請求項1から請求項10まで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前記第2光を含む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、
プロジェクター。
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