JP2015230760A - 光源装置、プロジェクター、および光源装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡易な構成で光の利用効率を向上できる光源装置を提供する。【解決手段】本発明の光源装置の一つの態様は、側面と、底面と、当該底面に対向する上面とを有する蛍光体層と、蛍光体層の側面と対向する反射部材と、蛍光体層の底面側に設けられた基板と、光反射性を有するとともに、蛍光体層と基板とを接着する接着剤と、を備え、反射部材と接着剤とは、一体構造で構成されていることを特徴とする。【選択図】図2
Description
本発明は、光源装置、プロジェクター、および光源装置の製造方法に関する。
蛍光体層を備える光源装置においては、蛍光体層の側面から射出される光を有効利用することが望まれている。
これに対して、例えば、特許文献1に記載されているように、蛍光体を有する透光性部材の側面を光反射性部材で覆い、蛍光が透光性部材の上面のみから射出されるような構成を有する光源装置が提案されている。
これに対して、例えば、特許文献1に記載されているように、蛍光体を有する透光性部材の側面を光反射性部材で覆い、蛍光が透光性部材の上面のみから射出されるような構成を有する光源装置が提案されている。
しかし、上記の光源装置のように、蛍光体を有する透光性部材の側面を光反射性部材で覆う光源装置は、製造方法が複雑になる場合があった。
また、上記の光源装置では、蛍光体を有する透光性部材の側面の下部に接着剤が接触する場合があった。この場合においては、透光性部材の側面の下部から射出される蛍光を有効利用できず、光の利用効率を十分に向上できない問題があった。
また、上記の光源装置では、蛍光体を有する透光性部材の側面の下部に接着剤が接触する場合があった。この場合においては、透光性部材の側面の下部から射出される蛍光を有効利用できず、光の利用効率を十分に向上できない問題があった。
本発明の一つの態様は、上記問題点に鑑みて成されたものであって、簡易な構成で光の利用効率を向上できる光源装置、および、そのような光源装置を備えるプロジェクターを提供することを目的の一つとする。また、本発明の一つの態様は、簡易な構成で光の利用効率を向上できる光源装置の製造方法を提供することを目的の一つとする。
本発明の光源装置の一つの態様は、側面と、底面と、当該底面に対向する上面とを有する蛍光体層と、前記蛍光体層の前記側面と対向する反射部材と、前記蛍光体層の前記底面側に設けられた基板と、光反射性を有するとともに、前記蛍光体層と前記基板とを接着する接着剤と、を備え、前記反射部材と前記接着剤とは、一体構造で構成されていることを特徴とする。
本発明の光源装置の一つの態様によれば、反射部材と接着剤とが一体構造で構成されているため、例えば、基板上に塗布した未硬化の接着剤に蛍光体層を押し付けて、未硬化の接着剤の蛍光体層の周りを盛り上げることによって反射部材を形成する製造方法を採用できる。そのため、光源装置の製造が簡便である。
また、本発明の光源装置の一つの態様によれば、反射部材と接着剤とが一体構造で構成されているため、反射部材および接着剤の形成材料が、蛍光体層の側面に接触した場合であっても、側面において蛍光を反射できるため、蛍光を有効利用できないことを抑制できる。
したがって、本発明の光源装置の一つの態様によれば、簡易な構成で光の利用効率を向上できる光源装置が得られる。
前記反射部材の前記蛍光体層とは反対側に、前記反射部材を支持する支持部を備える構成としてもよい。
この構成によれば、反射部材の高さを蛍光体層の高さよりも大きくすることが容易であるため、光の利用効率を向上できる。
この構成によれば、反射部材の高さを蛍光体層の高さよりも大きくすることが容易であるため、光の利用効率を向上できる。
前記反射部材は、前記蛍光体層の前記側面と対向する側面を有し、前記蛍光体層の前記側面と前記反射部材の前記側面との間には空隙が設けられている構成としてもよい。
この構成によれば、より光の利用効率を向上できる。
この構成によれば、より光の利用効率を向上できる。
前記反射部材の前記側面は、前記基板から離れるに従って前記空隙の厚さが大きくなるような傾斜部を有する構成としてもよい。
この構成によれば、より光の利用効率を向上できる。
この構成によれば、より光の利用効率を向上できる。
前記反射部材の前記側面は、前記基板から離れるに従って前記空隙の厚さが大きくなり、かつ、前記蛍光体層と反対側に凹となる凹面である構成としてもよい。
この構成によれば、より光の利用効率を向上できる。
この構成によれば、より光の利用効率を向上できる。
前記基板を回転させる回転機構を備える構成としてもよい。
この構成によれば、蛍光体層が高温となることを抑制できる。
この構成によれば、蛍光体層が高温となることを抑制できる。
前記蛍光体層は透明である構成としてもよい。
この構成によれば、蛍光体層が局所的に高温となることを抑制できる。
この構成によれば、蛍光体層が局所的に高温となることを抑制できる。
前記蛍光体層から射出される光は、前記蛍光体層で生成された蛍光からなる構成としてもよい。
この構成によれば、励起光の利用効率を向上できる。
この構成によれば、励起光の利用効率を向上できる。
本発明のプロジェクターの一つの態様は、照明光を射出する光源装置と、前記照明光を画像情報に応じて変調して画像光を形成する光変調装置と、前記画像光を投写する投写光学系と、を備え、前記光源装置として、上記の光源装置を用いることを特徴とする。
本発明のプロジェクターの一つの態様によれば、上記の光源装置を備えるため、光の利用効率を向上できるプロジェクターが得られる。
本発明の光源装置の製造方法の一つの態様は、側面と、底面と、当該底面に対向する上面とを有する蛍光体層と、前記蛍光体層の前記側面と対向する反射部材と、前記蛍光体層の前記底面側に設けられた基板と、を備える光源装置の製造方法であって、前記基板上に光反射性を有する未硬化の接着材料を塗布する工程と、前記未硬化の接着材料に前記蛍光体層を押し付ける工程と、前記未硬化の接着材料にモールドを押し付けて前記反射部材の形状を転写する工程と、前記未硬化の接着材料を硬化させる工程と、を有することを特徴とする。
本発明の光源装置の製造方法の一つの態様によれば、光の利用効率を向上できる光源装置を簡便に製造できる。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るプロジェクターについて説明する。
なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。
なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。
(第1実施形態)
図1は、本実施形態のプロジェクター1000を示す概略構成図である。図1においては、赤色光をR、緑色光をG、青色光をBでそれぞれ示している。
本実施形態のプロジェクター1000は、図1に示すように、照明装置10と、第2照明装置50と、色分離導光光学系60と、液晶パネル70Rと、液晶パネル70Gと、液晶パネル70Bと、集光レンズ71Rと、集光レンズ71Gと、集光レンズ71Bと、クロスダイクロイックプリズム72と、投写光学系73と、を備える。液晶パネル70R、液晶パネル70Gおよび液晶パネル70Bは、特許請求の範囲における光変調装置に相当する。
図1は、本実施形態のプロジェクター1000を示す概略構成図である。図1においては、赤色光をR、緑色光をG、青色光をBでそれぞれ示している。
本実施形態のプロジェクター1000は、図1に示すように、照明装置10と、第2照明装置50と、色分離導光光学系60と、液晶パネル70Rと、液晶パネル70Gと、液晶パネル70Bと、集光レンズ71Rと、集光レンズ71Gと、集光レンズ71Bと、クロスダイクロイックプリズム72と、投写光学系73と、を備える。液晶パネル70R、液晶パネル70Gおよび液晶パネル70Bは、特許請求の範囲における光変調装置に相当する。
照明装置10は、励起光源10aと、コリメート光学系20と、ダイクロイックミラー11と、光源装置80と、第1レンズアレイ12と、第2レンズアレイ13と、偏光変換素子14と、重畳レンズ15と、を備える。
励起光源10aは、波長変換素子30に入射される励起光を射出する。励起光源10aは、本実施形態では、青色光(波長が約445nm)を射出するレーザー光源を用いている。なお、励起光源10aは、1つのレーザー光源で構成されていても、多数のレーザー光源で構成されていてもよい。また、レーザー光源は、青色光として、445nm以外の波長の青色光(例えば、460nm等)を射出するものを用いてもよい。
コリメート光学系20は、第1レンズ21と、第2レンズ22と、を備える。
第1レンズ21は、励起光源10aからの光の拡がりを抑える。
第2レンズ22は、第1レンズ21から射出された光を略平行化する。
第1レンズ21および第2レンズ22は、本実施形態においては、それぞれ凸レンズからなる。
コリメート光学系20は、全体として、励起光源10aからの光を略平行化する機能を有する。
第1レンズ21は、励起光源10aからの光の拡がりを抑える。
第2レンズ22は、第1レンズ21から射出された光を略平行化する。
第1レンズ21および第2レンズ22は、本実施形態においては、それぞれ凸レンズからなる。
コリメート光学系20は、全体として、励起光源10aからの光を略平行化する機能を有する。
ダイクロイックミラー11は、基板上に、所定の波長領域の光を反射して、他の波長領域の光を透過させる波長選択透過膜が形成されている。本実施形態においては、ダイクロイックミラー11は、青色光成分を反射させ、赤色光成分および緑色光成分を透過する。ダイクロイックミラー11は、励起光源10aが射出した励起光(青色光)を、略90度曲折して反射する。ダイクロイックミラー11で反射された励起光は、集光光学系23に入射される。
光源装置80は、照明光を射出する。光源装置80は、本実施形態においては、集光光学系23と、波長変換素子30と、を備える。
集光光学系23は、ダイクロイックミラー11からの青色光を略集光した状態で波長変換素子30に入射させる機能と、波長変換素子30から射出される蛍光を略平行化するコリメーターとしての機能とを有する。集光光学系23は、第1レンズ24と、第2レンズ25と、を備える。第1レンズ24および第2レンズ25は、本実施形態においては、凸レンズからなる。
集光光学系23は、ダイクロイックミラー11からの青色光を略集光した状態で波長変換素子30に入射させる機能と、波長変換素子30から射出される蛍光を略平行化するコリメーターとしての機能とを有する。集光光学系23は、第1レンズ24と、第2レンズ25と、を備える。第1レンズ24および第2レンズ25は、本実施形態においては、凸レンズからなる。
波長変換素子30は、入射された励起光を蛍光に変換して射出する光学素子である。本実施形態においては、波長変換素子30は、反射型の波長変換素子であり、励起光が入射された側と同じ側に蛍光を射出する。本実施形態において波長変換素子30は、青色光である励起光を、赤色光および緑色光を含む蛍光に変換する。波長変換素子30の構成については、後段において詳述する。
波長変換素子30から射出された蛍光、すなわち、赤色光および緑色光は、集光光学系23(コリメーター)を介して、光源装置80から射出される。光源装置80から射出された蛍光は、ダイクロイックミラー11を透過して、第1レンズアレイ12に入射する。
波長変換素子30から射出された蛍光、すなわち、赤色光および緑色光は、集光光学系23(コリメーター)を介して、光源装置80から射出される。光源装置80から射出された蛍光は、ダイクロイックミラー11を透過して、第1レンズアレイ12に入射する。
第1レンズアレイ12は、入射された光を複数の部分光束に分割するための複数の第1小レンズ12aを有する。複数の第1小レンズ12aは、第1レンズアレイ12に入射する光の光軸と直交する面内にマトリクス状に配列されている。
第2レンズアレイ13は、第1レンズアレイ12の複数の第1小レンズ12aに対応する複数の第2小レンズ13aを有する。第2レンズアレイ13は、重畳レンズ15と共に、第1レンズアレイ12の各第1小レンズ12aの像を液晶パネル70R、液晶パネル70Gおよび液晶パネル70Bの画像形成領域近傍に結像させる機能を有する。
第1レンズアレイ12で分割された光は、第2レンズアレイ13を介して、偏光変換素子14に入射する。
第1レンズアレイ12で分割された光は、第2レンズアレイ13を介して、偏光変換素子14に入射する。
偏光変換素子14は、第1レンズアレイ12により分割された各部分光束を、所定の方向に偏光した直線偏光光に変換して射出する。
重畳レンズ15は、偏光変換素子14からの各部分光束を集光して液晶パネル70R、液晶パネル70Gおよび液晶パネル70Bの画像形成領域近傍に重畳する。なお、重畳レンズ15は、複数のレンズを組み合わせた複合レンズで構成されていてもよい。
重畳レンズ15は、偏光変換素子14からの各部分光束を集光して液晶パネル70R、液晶パネル70Gおよび液晶パネル70Bの画像形成領域近傍に重畳する。なお、重畳レンズ15は、複数のレンズを組み合わせた複合レンズで構成されていてもよい。
第1レンズアレイ12、第2レンズアレイ13および重畳レンズ15は、被照明領域における照度分布を均一にするレンズインテグレーター光学系を構成する。
なお、レンズインテグレーター光学系の代わりにインテグレーターロッドを備えるロッドインテグレーター光学系を用いることもできる。
なお、レンズインテグレーター光学系の代わりにインテグレーターロッドを備えるロッドインテグレーター光学系を用いることもできる。
重畳レンズ15から射出された光、すなわち、照明装置10から射出された光は、色分離導光光学系60に入射される。
第2照明装置50は、光源50aと、集光光学系51と、散乱板54と、偏光変換インテグレーターロッド55と、集光レンズ56と、を備える。
光源50aは、本実施形態では、青色光(波長が約445nm)を射出するレーザー光源を用いている。なお、光源50aは、1つのレーザー光源で構成されていても、多数のレーザー光源で構成されていてもよい。また、レーザー光源は、青色光として、445nm以外の波長の青色光(例えば、460nm等)を射出するものを用いてもよい。
光源50aから射出された光は、集光光学系51に入射される。
光源50aは、本実施形態では、青色光(波長が約445nm)を射出するレーザー光源を用いている。なお、光源50aは、1つのレーザー光源で構成されていても、多数のレーザー光源で構成されていてもよい。また、レーザー光源は、青色光として、445nm以外の波長の青色光(例えば、460nm等)を射出するものを用いてもよい。
光源50aから射出された光は、集光光学系51に入射される。
集光光学系51は、第1レンズ52と、第2レンズ53と、を備える。集光光学系51は、全体として、青色光を略集光した状態で散乱板54に入射させる。第1レンズ52および第2レンズ53は、凸レンズからなる。
散乱板54は、光源50aから照射される青色光を所定の散乱度で散乱させ、波長変換素子30から射出される蛍光に似た配光分布を有する青色光に変換する。散乱板54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。
偏光変換インテグレーターロッド55は、光源50aから射出された青色光の面内光強度分布を均一にし、かつ、当該青色光を、所定の方向に偏光した直線偏光光に変換して射出する。偏光変換インテグレーターロッドは、詳しい説明は省略するが、インテグレーターロッドと、当該インテグレーターロッドの入射面側に配置され、青色光が入射する小孔を有する反射板と、射出面側に配置される反射型偏光板と、を有する。
なお、偏光変換インテグレーターロッドの代わりに、レンズインテグレーター光学系および偏光変換素子を用いることもできる。
なお、偏光変換インテグレーターロッドの代わりに、レンズインテグレーター光学系および偏光変換素子を用いることもできる。
集光レンズ56は、偏光変換インテグレーターロッド55からの光を集光して色分離導光光学系60に入射させる。
色分離導光光学系60は、ダイクロイックミラー61と、反射ミラー62と、反射ミラー63と、反射ミラー64と、を備える。色分離導光光学系60は、照明装置10から射出された光を赤色光および緑色光に分離してそれぞれの色光を照明対象となる液晶パネル70Rおよび70Gに導光するとともに、第2照明装置50から射出された青色光を液晶パネル70Bに導光する。
色分離導光光学系60と、液晶パネル70R、70Gおよび70Bとの間には、それぞれ集光レンズ71R、集光レンズ71Gおよび71Bが配置されている。
色分離導光光学系60と、液晶パネル70R、70Gおよび70Bとの間には、それぞれ集光レンズ71R、集光レンズ71Gおよび71Bが配置されている。
ダイクロイックミラー61は、基板上に、所定の波長領域の光を反射して、他の波長領域の光を透過させる波長選択透過膜が形成される。本実施形態においては、ダイクロイックミラー61は、赤色光成分を透過させ、緑色光成分を反射する。反射ミラー63は、赤色光成分を反射する。反射ミラー62は、緑色成分を反射する。反射ミラー64は、青色光成分を反射する。
照明装置10から入射された光のうちダイクロイックミラー61を透過した赤色光は、反射ミラー63で反射され、集光レンズ71Rを透過して赤色光用の液晶パネル70Rの画像形成領域に入射する。照明装置10から入射された光のうちダイクロイックミラー61で反射された緑色光は、反射ミラー62でさらに反射され、集光レンズ71Gを透過して緑色光用の液晶パネル70Gの画像形成領域に入射する。
第2照明装置50から入射された青色光は、反射ミラー64で反射され、集光レンズ71Bを透過して青色光用の液晶パネル70Bの画像形成領域に入射する。
液晶パネル70R、液晶パネル70Gおよび液晶パネル70Bは、一対の透明なガラス基板に電気光学物質である液晶を密閉封入した透過型のパネルである。液晶パネル70R、液晶パネル70Gおよび液晶パネル70Bの光が入射する側と光が射出される側には、それぞれ図示しない入射側偏光板と射出側偏光板とが設けられている。
液晶パネル70R、液晶パネル70Gおよび液晶パネル70Bは、例えば、ポリシリコンTFTをスイッチング素子として備え、与えられた画像信号に応じて、入射側偏光板から入射された直線偏光の偏光方向を変調する。
クロスダイクロイックプリズム72は、各液晶パネルによって色光毎に変調されて射出側偏光板から射出された光学像を合成し、カラーの画像光を形成する光学素子である。クロスダイクロイックプリズム72は、4つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた略X字状の界面には、光学多層膜が形成されている。略X字状の一方の界面に形成された光学多層膜は、赤色光を反射するものであり、他方の界面に形成された光学多層膜は、青色光を反射するものである。これらの光学多層膜によって赤色光および青色光は曲折され、緑色光の進行方向と揃えられることにより、3つの色光が合成される。
クロスダイクロイックプリズム72から射出されたカラーの画像光は、投写光学系73によって拡大投写され、スクリーンSCR上に投写画像(カラー画像)を形成する。
次に、波長変換素子30について詳しく説明する。
図2(A)および図2(B)は、波長変換素子30を示す図である。図2(A)は、平面図である。図2(B)は、図2(A)におけるIIB−IIB断面図である。
なお、本明細書では、波長変換素子30の励起光が入射する側を上側、波長変換素子30の励起光が入射する側と逆側を下側とする。
図2(A)および図2(B)は、波長変換素子30を示す図である。図2(A)は、平面図である。図2(B)は、図2(A)におけるIIB−IIB断面図である。
なお、本明細書では、波長変換素子30の励起光が入射する側を上側、波長変換素子30の励起光が入射する側と逆側を下側とする。
本実施形態の波長変換素子30は、図2(A)および図2(B)に示すように、基板31と、反射性接着部材32と、蛍光体層33と、を備える。蛍光体層33は、側面33bと、底面33cと、底面33cに対向する上面33aとを有する。
基板31は、概平板状の部材である。基板31の上面31a側には、図2(B)に示すように、蛍光体層33および反射性接着部材32が設けられている。言い換えると、基板31は、蛍光体層33の底面33c側に設けられている。
基板31は、アルミニウム(Al)や銅(Cu)等の熱伝導率が高い金属で構成されることが好ましい。蛍光体層33の熱を放熱しやすいためである。
基板31は、アルミニウム(Al)や銅(Cu)等の熱伝導率が高い金属で構成されることが好ましい。蛍光体層33の熱を放熱しやすいためである。
反射性接着部材32は、蛍光体層33を基板31に接着するとともに、蛍光体層33の側面33bから射出された蛍光Lfを反射する。
反射性接着部材32は、反射部34と、接着部35と、を備える。反射部34と接着部35とは、一体構造で構成されている。反射部34は、特許請求の範囲における反射部材に相当する。接着部35は、特許請求の範囲における接着剤に相当する。
反射性接着部材32は、反射部34と、接着部35と、を備える。反射部34と接着部35とは、一体構造で構成されている。反射部34は、特許請求の範囲における反射部材に相当する。接着部35は、特許請求の範囲における接着剤に相当する。
反射部34は、反射性接着部材32のうち蛍光体層33の側面33bと対向して設けられた部分である。反射部34は、光反射性を有する。反射部34は、基板31の上面31a上に接着固定されている。反射部34の平面視形状は、図2(A)に示すように、本実施形態においては、例えば、矩形環状であり、蛍光体層33を囲んで設けられている。反射部34の基板31の上面31aに垂直な断面形状は、図2(B)に示すように、基板31の上面31aから接着部35よりも上側に突出した形状である。
反射部34は、蛍光体層33の側面33bと対向する側面34aを有する。反射部34の側面34aは、蛍光体層33の側面33bと離間して設けられている。すなわち、蛍光体層33の側面33bと反射部34の側面34aとの間には、空隙40が設けられている。本実施形態において反射部34の側面34aは、基板31から離れるに従って空隙40の厚さが大きくなるように構成されている。言い換えると、側面34aは、基板31から離れるに従って空隙40の厚さW12、すなわち、蛍光体層33の側面33bと反射部34の側面34aとの距離が大きくなるような傾斜部を有している。
本実施形態においては、例えば、反射部34の側面34aの断面プロファイルは、下部に変曲点を有している。変曲点より下側においては、反射部34の側面34aの基板31の上面31aに対する傾斜角度は、上側に向かうに従って大きくなり、変曲点より上側においては、反射部34の側面34aの基板31の上面31aに対する傾斜角度は、上側に向かうに従って小さくなる。
接着部35は、反射性接着部材32のうち基板31と蛍光体層33とを接着する部分である。接着部35は、光反射性を有する。本実施形態において、接着部35とは、反射性接着部材32のうちの蛍光体層33の下部に位置する部分である。言い換えると、接着部35とは、反射性接着部材32のうちの平面視で蛍光体層33と重なる部分である。接着部35には蛍光体層33の底面33cが接着されている。
反射性接着部材32の材質は、光反射性を有し、かつ蛍光体層33を基板31に接着できるならば、特に限定されない。反射性接着部材32の材質は、例えば、銀(AG)や、アルミニウム(Al)等の反射率の高い金属であってもよいし、これらの金属を含む混合材料であってもよい。また、反射性接着部材32の材質としては、硬化前は樹脂と金属とが混合されているが、硬化させることによって樹脂が揮発するような接着剤を用いてもよい。
蛍光体層33は、励起光源10aから励起光Leが照射されることにより蛍光Lfを生成する。蛍光体層33の形状は、特に限定されず、円柱形状であっても、四角柱形状であっても、錐台形状であってもよい。本実施形態においては、蛍光体層33の形状は、図2(A)および図2(B)に示すように、例えば、正四角柱形状である。
蛍光体層33の底面33cは、接着部35と接着されている。本実施形態において蛍光体層33は、紫外線の領域から青色の領域の光により励起されて発光する光学部材である。蛍光体層33は、図示は省略するが、例えば、母材と、母材に分散された複数の蛍光体粒子と、を含んで構成される。
蛍光体粒子としては、希土類蛍光体やサイアロイ蛍光体等を用いることができる。詳細には、希土類蛍光体としてY3Al5O12:Ce(YAG:Ce)、サイアロイ蛍光体としてαサイアロイ等を用いることができる。また、蛍光体層33は、蛍光体粒子と、母材としてのアルミナ等を混合した焼結体、母材としてのガラスや樹脂に、蛍光体粒子を内包したもの等を用いることができる。また、蛍光体粒子のみからなる焼結体等も用いることができる。
波長変換素子30の蛍光体層33に上面33aから励起光Leが入射されると、励起光Leは、蛍光体層33によって蛍光Lfに変換される。蛍光体層33の底面33cは、光反射性を有する接着部35に接着されているため、蛍光Lfは、蛍光体層33の上面33aおよび側面33bから射出される。蛍光体層33から射出される蛍光Lfのうち、側面33bから射出される光は、反射部34の側面34aで反射される。
反射部34の側面34aで反射される蛍光Lfは、図2(B)に示すように、反射されて上側に跳ね上げられることで励起光Leが入射した側と同じ側に射出される光と、反射されて蛍光体層33の内部に再度入射される光と、を含む。具体的に本実施形態の反射部34の形状においては、断面プロファイルの変曲点の近傍、すなわち、側面34aの下部の近傍において反射された蛍光Lfは、蛍光体層33の内部に再度入射されやすい。
本実施形態の波長変換素子30における蛍光Lfが射出される見かけの発光領域38は、図2(A)および図2(B)に示すように、平面視において、反射部34の頂部34bで囲まれた領域となる。
次に、本実施形態の光源装置80の製造方法の一例について説明する。
本実施形態の光源装置80は、波長変換素子30に対して、集光光学系23を配置することによって製造できるため、以下の説明においては、波長変換素子30の製造方法についてのみ説明する。
本実施形態の光源装置80は、波長変換素子30に対して、集光光学系23を配置することによって製造できるため、以下の説明においては、波長変換素子30の製造方法についてのみ説明する。
図3(A)から図3(C)は、本実施形態の波長変換素子30の製造方法の手順を示す断面図である。
本実施形態の波長変換素子30の製造方法は、塗布工程と、押付工程と、硬化工程と、を有する。
本実施形態の波長変換素子30の製造方法は、塗布工程と、押付工程と、硬化工程と、を有する。
塗布工程は、図3(A)に示すように、基板31の上面31aに、反射性接着部材32の形成材料である未硬化の接着材料41を塗布する工程である。
未硬化の接着材料41は、光反射性を有する。未硬化の接着材料41を塗布する方法は、特に限定されず、例えば、スクリーン印刷法、ダイコート法、インクジェット法、ディスペンサー法、スピンコート法、スリットコート法等を用いることができる。この工程により、基板31の上面31aに未硬化の接着材料41が層状に塗布される。
未硬化の接着材料41は、光反射性を有する。未硬化の接着材料41を塗布する方法は、特に限定されず、例えば、スクリーン印刷法、ダイコート法、インクジェット法、ディスペンサー法、スピンコート法、スリットコート法等を用いることができる。この工程により、基板31の上面31aに未硬化の接着材料41が層状に塗布される。
次に、押付工程は、図3(B)に示すように、蛍光体層33を未硬化の接着材料41に押し付ける工程である。
蛍光体層33の底面33cを、層状に塗布された未硬化の接着材料41の中央に押し付け、蛍光体層33を基板31上に接着する。このとき、蛍光体層33が押し付けられることで蛍光体層33の下部の未硬化の接着材料41が外側に押し出される。
蛍光体層33の底面33cを、層状に塗布された未硬化の接着材料41の中央に押し付け、蛍光体層33を基板31上に接着する。このとき、蛍光体層33が押し付けられることで蛍光体層33の下部の未硬化の接着材料41が外側に押し出される。
これにより、蛍光体層33の下部には未硬化の接着部44が形成される。また、蛍光体層33の周囲に押し出された未硬化の接着材料41は盛り上がり、蛍光体層33の周囲に未硬化の反射部43が形成される。すなわち、この工程により、未硬化の反射性接着部材42が形成される。
次に、硬化工程は、未硬化の接着材料41を硬化させる工程である。
未硬化の接着材料41を硬化させる方法は、特に限定されない。例えば、未硬化の接着材料41として金属ペーストを用いる場合には、焼結することによって未硬化の接着材料41を硬化させる。この場合においては、未硬化の接着材料41が硬化することで、蛍光体層33と基板31とが金属接合によって接合される。なお、蛍光体層33と金属ペーストである未硬化の接着材料41との親和性を高めるために、蛍光体層33の底面33cに金属膜を設けてもよい。
未硬化の接着材料41を硬化させる方法は、特に限定されない。例えば、未硬化の接着材料41として金属ペーストを用いる場合には、焼結することによって未硬化の接着材料41を硬化させる。この場合においては、未硬化の接着材料41が硬化することで、蛍光体層33と基板31とが金属接合によって接合される。なお、蛍光体層33と金属ペーストである未硬化の接着材料41との親和性を高めるために、蛍光体層33の底面33cに金属膜を設けてもよい。
この工程により、未硬化の反射性接着部材42が硬化されて、図3(C)に示すように、反射性接着部材32が形成される。すなわち、未硬化の反射部43および未硬化の接着部44がそれぞれ硬化されて、反射部34および接着部35が形成される。
以上の工程により、本実施形態の波長変換素子30が製造される。
以上の工程により、本実施形態の波長変換素子30が製造される。
本実施形態によれば、蛍光体層33と基板31とを接着する接着部35と、蛍光体層33の側面33bから射出される蛍光Lfを反射する反射部34と、が一体構造で構成されるため、簡易な構成で光の利用効率を向上できる光源装置が得られる。
また、本実施形態によれば、反射部34の側面34aが、基板31から離れるに従って空隙40の厚さW12が大きくなるように構成されているため、反射部34に入射した蛍光Lfが上側に跳ね上げられやすく、光の利用効率を向上できる。
また、本実施形態によれば、蛍光体層33の側面33bと反射部34の側面34aとの間に空隙40が設けられているため、蛍光体層33と空隙40との界面において、屈折率差により光が屈折する。これにより、蛍光体層33の側面33bから射出された蛍光Lfが蛍光体層33に再び入射される場合に、蛍光Lfが屈折されて偏向される。そのため、再び蛍光体層33に入射した蛍光Lfは、蛍光体層33の上面33aから射出されるか、あるいは、再び側面33bから射出した場合であっても反射部34によって上側に反射されやすい。したがって、本実施形態によれば、蛍光体層33の側面33bから射出された蛍光Lfが波長変換素子30から射出されないことを抑制でき、結果として、光の利用効率を向上できる。
また、本実施形態によれば、反射部34と接着部35とが一体構造であるため、反射部34を蛍光体層33に近接した位置に配置できる。これにより、発光領域38の幅W11を小さくでき、波長変換素子30から射出される蛍光Lfの光束径を小さくできる。したがって、本実施形態によれば、後段の光学素子によってけられる光を低減でき、光の利用効率を向上できる。
なお、本実施形態においては、以下の構成を採用することもできる。
上記説明においては、反射部34の平面視形状は、矩形環状としたが、これに限られない。本実施形態においては、反射部34が蛍光体層33の側面33bの少なくとも一部と対向して設けられているならば、反射部34の形状は特に限定されず、例えば、円環状であってもよいし、多角形環状であってもよいし、環状でなくてもよい。本実施形態においては、例えば、反射部34は、接着部35よりも上側に突出し、互いに離間した複数の突起部を有する構成であってもよい。
また、本実施形態においては、蛍光体層33の側面33bと反射部34の側面34aとの間に空隙40が設けられなくてもよい。すなわち、本実施形態においては、反射部34が蛍光体層33の側面33bに接触していてもよい。例えば、図3(B)において示した押付工程において、未硬化の接着材料41を蛍光体層33の側面33bに接触させることで、反射部34が蛍光体層33の側面33bに接触した構成を得ることができる。本実施形態においては、未硬化の接着材料41は光反射性を有しているため、蛍光体層33の側面33bに未硬化の接着材料41が接触した場合であっても、側面33bから射出される蛍光Lfを有効利用できる。
また、本実施形態においては、反射部34の側面34aは、基板31の上面31aと垂直な垂直面であってもよい。
また、本実施形態においては、反射部34の側面34aの一部が垂直面で、他の一部が傾斜面であってもよい。
また、本実施形態においては、反射部34の側面34aの断面プロファイルは、基板31の上面31aに対して傾斜した直線状であってもよい。
また、本実施形態においては、反射部34の側面34aの一部が垂直面で、他の一部が傾斜面であってもよい。
また、本実施形態においては、反射部34の側面34aの断面プロファイルは、基板31の上面31aに対して傾斜した直線状であってもよい。
(第2実施形態)
第2実施形態は、第1実施形態に対して、反射部の形状が異なる。
なお、上記実施形態と同様の構成については、適宜同一の符号を付す等により説明を省略する場合がある。
第2実施形態は、第1実施形態に対して、反射部の形状が異なる。
なお、上記実施形態と同様の構成については、適宜同一の符号を付す等により説明を省略する場合がある。
図4は、本実施形態の波長変換素子130を示す断面図である。
本実施形態の波長変換素子130は、図4に示すように、基板31と、反射性接着部材132と、蛍光体層33と、を備える。
反射性接着部材132は、反射部134と、接着部35と、を備える。反射部134は、特許請求の範囲における反射部材に相当する。
本実施形態の波長変換素子130は、図4に示すように、基板31と、反射性接着部材132と、蛍光体層33と、を備える。
反射性接着部材132は、反射部134と、接着部35と、を備える。反射部134は、特許請求の範囲における反射部材に相当する。
反射部134は、反射性接着部材132のうち蛍光体層33の側面33bと対向して設けられた部分である。反射部134は、基板31の上面31a上に接着固定されている。反射部134の平面視形状は、第1実施形態の反射部34と同様に、例えば、矩形環状である。反射部134の基板31の上面31aに垂直な断面形状は、図4に示すように、基板31の上面31aから接着部35よりも上側に突出した形状である。
反射部134は、蛍光体層33の側面33bと対向する凹面314aを備える。凹面134aと、蛍光体層33の側面33bとの間には、空隙140が設けられている。凹面134aは、基板31から離れるに従って空隙140の厚さW22が大きくなるように構成されている。また、凹面134aは、蛍光体層33側と反対側に凹となる面である。凹面134aの断面プロファイルは、円弧形状であっても、楕円弧形状であってもよい。本実施形態においては、凹面134aの断面プロファイルは、円弧形状である。
基板31の上面31aを高さの基準としたとき、反射部134の頂点134bの高さH22は、蛍光体層33の上面33aの高さH21よりも大きい。
反射性接着部材132の材質は、第1実施形態の反射性接着部材32と同様である。
反射性接着部材132の材質は、第1実施形態の反射性接着部材32と同様である。
蛍光体層33から射出された蛍光Lfは、凹面134aで反射されて跳ね上げられ、励起光Leが入射した側と同じ側に射出される。本実施形態において、見かけの発光領域138は、平面視において、凹面134aの上側の端部、すなわち、反射部134の頂点134bで囲まれた領域である。
次に、本実施形態の光源装置の製造方法について説明する。
本実施形態の光源装置は、第1実施形態と同様に、波長変換素子130に対して、集光光学系23を配置することによって製造できるため、以下の説明においては、波長変換素子130の製造方法についてのみ説明する。
本実施形態の光源装置は、第1実施形態と同様に、波長変換素子130に対して、集光光学系23を配置することによって製造できるため、以下の説明においては、波長変換素子130の製造方法についてのみ説明する。
図5(A)から図5(D)は、本実施形態の波長変換素子の製造方法の手順を示す断面図である。
本実施形態の波長変換素子の製造方法は、塗布工程と、押付工程と、パターニング工程と、硬化工程と、を有する。
本実施形態の波長変換素子の製造方法は、塗布工程と、押付工程と、パターニング工程と、硬化工程と、を有する。
塗布工程は、第1実施形態において説明した塗布工程と同様である。
この工程により、図5(A)に示すように、基板31の上面31aに未硬化の接着材料41が層状に塗布される。
この工程により、図5(A)に示すように、基板31の上面31aに未硬化の接着材料41が層状に塗布される。
次に、押付工程は、第1実施形態において説明した押付工程と同様である。
この工程により、図5(B)に示すように、未硬化の接着材料41で構成された突出部143と未硬化の接着部144とが形成される。なお、突出部143は、第1実施形態において図3(B)で示した未硬化の反射部43と同様の部分である。
この工程により、図5(B)に示すように、未硬化の接着材料41で構成された突出部143と未硬化の接着部144とが形成される。なお、突出部143は、第1実施形態において図3(B)で示した未硬化の反射部43と同様の部分である。
次に、パターニング工程は、図5(C)に示すように、未硬化の接着材料41にモールド90を押し付ける工程である。
モールド90は、加工面に、反射部パターン91と、凹部92と、が形成された母型である。
反射部パターン91は、図4に示す反射部134の形状を反転させた凹凸の形状である。反射部パターン91の面には、例えば、未硬化の接着材料41の付着防止を目的として剥離剤が塗布されている。
モールド90は、加工面に、反射部パターン91と、凹部92と、が形成された母型である。
反射部パターン91は、図4に示す反射部134の形状を反転させた凹凸の形状である。反射部パターン91の面には、例えば、未硬化の接着材料41の付着防止を目的として剥離剤が塗布されている。
凹部92は、モールド90を未硬化の接着材料41に押し付けた際に、蛍光体層33が内部に収容されるように形成されている。凹部92の形状は、蛍光体層33が収容される限りにおいて、特に限定されず、本実施形態においては、例えば、断面視矩形状である。
未硬化の接着材料41にモールド90を押し付けると、反射部パターン91の形状が未硬化の接着材料41に転写される。すなわち、反射部パターン91によって、突出部143が反射部134の形状に成形される。
この工程により、未硬化の反射部145を有する未硬化の反射性接着部材142が形成される。
この工程により、未硬化の反射部145を有する未硬化の反射性接着部材142が形成される。
次に、硬化工程は、第1実施形態において説明した硬化工程と同様である。
この工程により、未硬化の反射性接着部材142が硬化されて、図5(D)に示すように、反射性接着部材132が形成される。すなわち、未硬化の反射部145および未硬化の接着部144がそれぞれ硬化されて、反射部134および接着部35が形成される。
以上の工程により、本実施形態の波長変換素子130が製造される。
この工程により、未硬化の反射性接着部材142が硬化されて、図5(D)に示すように、反射性接着部材132が形成される。すなわち、未硬化の反射部145および未硬化の接着部144がそれぞれ硬化されて、反射部134および接着部35が形成される。
以上の工程により、本実施形態の波長変換素子130が製造される。
本実施形態によれば、反射部134には凹面134aが設けられているため、蛍光体層33の側面33bから射出された蛍光Lfが、凹面134aにより反射されて上方へと跳ね上げられやすい。そのため、本実施形態によれば、反射部134で反射された蛍光Lfが再び蛍光体層33に入射されることを抑制できる。
また、本実施形態によれば、第1実施形態と同様に、反射部134と接着部35とが一体構造であるため、反射部134を蛍光体層33に近接して設けることができる。これにより、発光領域138の幅W21を小さくでき、光の利用効率を向上できる。
また、本実施形態によれば、反射部134の頂点134bの高さH22が、蛍光体層33の上面33aの高さH21よりも大きいため、蛍光体層33の側面33bから射出された蛍光Lfが反射部134の凹面134aに入射しやすく、より光の利用効率を向上できる。
また、本実施形態の光源装置の製造方法、より詳細には波長変換素子130の製造方法によれば、モールド90を用いて反射部134の形状を成形するため、モールド90に形成された反射部パターン91を調整することで、反射部134の形状および高さH22や、発光領域138の幅W21を任意に設定できる。
(第3実施形態)
第3実施形態は、第1実施形態に対して、基板31上に支持部材236が設けられている点において異なる。
なお、上記実施形態と同様の構成については、適宜同一の符号を付す等により説明を省略する場合がある。
第3実施形態は、第1実施形態に対して、基板31上に支持部材236が設けられている点において異なる。
なお、上記実施形態と同様の構成については、適宜同一の符号を付す等により説明を省略する場合がある。
図6は、本実施形態の波長変換素子230を示す断面図である。
本実施形態の波長変換素子230は、図6に示すように、基板31と、支持部材236と、反射性接着部材232と、蛍光体層233と、を備える。蛍光体層233は、側面233bと、底面233cと、底面233cに対向する上面233aと、を有する。
本実施形態の波長変換素子230は、図6に示すように、基板31と、支持部材236と、反射性接着部材232と、蛍光体層233と、を備える。蛍光体層233は、側面233bと、底面233cと、底面233cに対向する上面233aと、を有する。
支持部材236は、後述する反射性接着部材232の反射部234の蛍光体層233とは反対側に設けられており、反射部234を支持する。支持部材236は、基板31の上面31aに固定されている。支持部材236を固定する方法は、特に限定されず、接着剤を用いる方法であってもよいし、ネジで固定する方法であってもよいし、他の部材によって支持部材236を基板31に押し付けて固定する方法であってもよい。
支持部材236は、蛍光体層233および反射性接着部材232を囲んで設けられている。支持部材236の材質は、特に限定されず、基板31と同様の材質であってもよいし、異なっていてもよい。
反射性接着部材232は、反射部234と、接着部35と、を備える。反射部234は、特許請求の範囲における反射部材に相当する。
反射部234は、支持部材236の内側面に接触し、支持されている。反射部234は、蛍光体層233と対向する側面234aを備える。反射部234の側面234aと蛍光体層233の側面233bとの間には空隙240が設けられている。反射部234の側面234aは、基板31から離れるに従って、空隙240の厚さW32が大きくなるように傾斜している。
反射部234は、支持部材236の内側面に接触し、支持されている。反射部234は、蛍光体層233と対向する側面234aを備える。反射部234の側面234aと蛍光体層233の側面233bとの間には空隙240が設けられている。反射部234の側面234aは、基板31から離れるに従って、空隙240の厚さW32が大きくなるように傾斜している。
支持部材236の内側面の平面視形状は、例えば、矩形環状であっても、円環状であってもよいが、蛍光体層233の平面視形状と相似形であることが好ましい。これによれば、空隙240の厚さW32を蛍光体層233の周囲にわたって略均一にすることができるため、波長変換素子230から射出される蛍光Lfの配光分布を均一にし易い。
基板31の上面31aを高さの基準としたとき、反射部234の上端の高さH32は、蛍光体層233の上面233aの高さH31より大きい。
本実施形態においては、見かけの発光領域238は、平面視における支持部材236の内側の領域となる。
本実施形態においては、見かけの発光領域238は、平面視における支持部材236の内側の領域となる。
本実施形態において、蛍光体層233は、透明である。すなわち、蛍光体層233は、透明蛍光体で構成されている。蛍光体層233は、例えば、界面を持たない単結晶や、連続した多結晶で構成されている。
蛍光体層233は、蛍光体層233に上面233aから入射した励起光Leが、接着部35において反射されて上面233aに再び戻るまでの間に、励起光Leが全て蛍光Lfに変換されるように設計されている。これにより、本実施形態においては、蛍光体層233から射出される光は、蛍光体層233で生成された蛍光Lfからなる。
本実施形態によれば、支持部材236が設けられているため、第1実施形態と同様の製造方法を採用した場合に、蛍光体層233が押し付けられることによって蛍光体層233の下部から押し出される未硬化の接着材料が支持部材236の内側面に沿って這い上がる。これにより、高さH32を高さH31よりも大きくすることが容易である。これにより、本実施形態によれば、蛍光体層233の側面233bから射出された蛍光Lfが反射部234の側面234aに入射されやすくできるため、光の利用効率を向上できる。
また、本実施形態によれば、平面視における支持部材236の内側の領域が見かけの発光領域238となるため、平面視において支持部材236の内側面で囲まれる領域の大きさを調整することによって、発光領域238の大きさを調整できる。これにより、本実施形態によれば、発光領域238の幅W31を小さくすることが容易である。
また、蛍光体層中に結晶界面や空気孔が存在する場合には、蛍光体層の上面に入射した励起光Leが結晶界面や空気孔によって多重散乱される。そのため、励起光Leは蛍光体層中を直進できず、上面近傍において多重散乱されている間に蛍光に変換される。したがって、蛍光体層の上面の近傍において蛍光変換量が相対的に大きくなり、上面近傍において局所的に発熱量が大きくなる。これにより、蛍光体層の上面近傍の温度が過度に上昇し、温度消光が生じる虞があった。また、蛍光体層が、例えば無機セラミック等で構成されている場合には、温度の上昇に伴って熱伝導率が低下するため、蛍光体層の内部に熱がこもりやすく、相乗的に温度が上昇する虞があった。
以上のことから、蛍光体層に照射できる励起光Leの光量が制限されるという問題があった。
以上のことから、蛍光体層に照射できる励起光Leの光量が制限されるという問題があった。
この問題に対して、本実施形態によれば、蛍光体層233が散乱成分である結晶界面や空気孔を持たないため、透明である。そのため、励起光Leは蛍光体層233中において散乱されにくく、蛍光体層233の底面233cまで到達できる成分が多くなる。これにより、蛍光変換量が蛍光体層233の高さ方向(厚さ方向)に分散され、高さ方向における蛍光体層233中の温度の分布がブロードになる。したがって、蛍光体層233の上面233aが相対的に高温となることが抑制される。また、これにより、蛍光体層233中の最高温度も低下する。
以上により、本実施形態によれば、蛍光体層233の温度が上昇しにくいため、蛍光体層233に照射する励起光Leの光量を大きくできる。その結果、蛍光体層233から射出される蛍光Lfの量を多くすることができる。
また、従来の蛍光体層では、上面から入射した励起光Leが、底面、あるいは底面に設けられた反射膜に当たる前に、全て蛍光Lfに変換されるように設計されていた。そのため、蛍光体層の厚さが大きくなるという問題があった。
この問題に対して、本実施形態によれば、蛍光体層233の上面233aから入射した励起光Leが、蛍光体層233の底面233cに設けられた接着部35で反射されて再び上面233aに戻るまでの間に、全て蛍光Lfに変換されるように設計されている。そのため、蛍光体層233の厚さを小さくできる。したがって、本実施形態によれば、蛍光体層233の上面233aから基板31までの熱経路を短くでき、放熱効率を向上できる。その結果、蛍光体層233の温度が上昇することをより抑制できる。
なお、上記説明した第1実施形態および第2実施形態においても、透明な蛍光体層を用いてもよい。透明な蛍光体層を用いた場合においては、蛍光体層の底面近傍においても多くの蛍光Lfが発生する。さらに、蛍光体層中で生成された蛍光Lfも散乱されずにあらゆる方向に直進し易い。これにより、側面から射出される蛍光Lfの量が増加する。したがって、上記説明した第1実施形態から第3実施形態は、蛍光体層を透明にした場合において、特に有効である。
なお、本実施形態においては、以下の構成を採用してもよい。
本実施形態においては、支持部材236と基板31とが一体部材であってもよい。
また、上記説明においては、支持部材236は、反射性接着部材232および蛍光体層233を囲んで設けられた構成としたが、これに限られない。本実施形態においては、支持部材236は、反射性接着部材232の周囲の一部に設けられていてもよい。すなわち、本実施形態においては、支持部材236は、反射性接着部材232の反射部234の一部を支持する構成であってもよい。
また、上記説明においては、支持部材236は、反射性接着部材232および蛍光体層233を囲んで設けられた構成としたが、これに限られない。本実施形態においては、支持部材236は、反射性接着部材232の周囲の一部に設けられていてもよい。すなわち、本実施形態においては、支持部材236は、反射性接着部材232の反射部234の一部を支持する構成であってもよい。
(第4実施形態)
第4実施形態は、回転式の波長変換素子を備える。
なお、上記実施形態と同様の構成については、適宜同一の符号を付す等により説明を省略する場合がある。
第4実施形態は、回転式の波長変換素子を備える。
なお、上記実施形態と同様の構成については、適宜同一の符号を付す等により説明を省略する場合がある。
図7は、本実施形態のプロジェクター2000を示す概略構成図である。図8(A)および図8(B)は、本実施形態の波長変換素子330を示す図である。図8(A)は、平面図である。図8(B)は、図8(A)におけるVIIIB−VIIIB断面図である。
本実施形態のプロジェクター2000は、図7に示すように、照明装置310を備える。照明装置310は、光源装置380を備える。
光源装置380は、本実施形態においては、集光光学系23と、波長変換素子330と、を備える。
光源装置380は、本実施形態においては、集光光学系23と、波長変換素子330と、を備える。
波長変換素子330は、図8(A)および図8(B)に示すように、円板331と、反射性接着部材332と、蛍光体層333と、回転機構337と、を備える。円板331は、特許請求の範囲における基板に相当する。
反射性接着部材332は、蛍光体層333を円板331に接着するとともに、蛍光体層333の側面333bから射出された蛍光Lfを反射する。反射性接着部材332は、内側反射部334と、外側反射部338と、接着部335と、を備える。本実施形態においては、内側反射部334と外側反射部338と接着部335とは、一体構造で構成されている。内側反射部334および外側反射部338は、特許請求の範囲における反射部材に相当する。接着部335は、特許請求の範囲における接着剤に相当する。
内側反射部334は、蛍光体層333の内側の側面333bと対向して設けられた部分である。内側反射部334は、円板331の上面331a上における蛍光体層333の内側に接着固定されている。内側反射部334の平面視形状は、図8(A)に示すように、本実施形態においては、例えば、円板331と同心の円環状である。
蛍光体層333の内側の側面333bと内側反射部334の側面との間には、空隙340が設けられている。
蛍光体層333の内側の側面333bと内側反射部334の側面との間には、空隙340が設けられている。
外側反射部338は、蛍光体層333の外側の側面333dと対向して設けられた部分である。外側反射部338は、円板331の上面331a上における蛍光体層333の外側に接着固定されている。外側反射部338の平面視形状は、図8(A)に示すように、本実施形態においては、例えば、円板331と同心の円環状である。
蛍光体層333の外側の側面333dと外側反射部338の側面との間には、空隙341が設けられている。
蛍光体層333の外側の側面333dと外側反射部338の側面との間には、空隙341が設けられている。
反射性接着部材332、すなわち、内側反射部334、外側反射部338および接着部335の材質は、第1実施形態の反射性接着部材332と同様である。
接着部335は、円板331と蛍光体層333とを接着する部分である。接着部335は、平面視形状が円環状であることを除いて、第1実施形態の接着部35と同様である。
蛍光体層333は、側面333bと、側面333dと、底面333cと、底面333cに対向する上面333aと、を有する。蛍光体層333の平面視形状は、円板331と同心の円環状である。蛍光体層333の上面333aに垂直な断面形状は、例えば、矩形状である。蛍光体層333は、接着部335によって円板331と接着されている。蛍光体層333は、図8(A)に示すように、平面視において、内側反射部334と外側反射部338との間に設けられている。
回転機構337は、図8(A)および図8(B)に示すように、出力軸337aを備えている。出力軸337aは、円板331の中心に挿通されて固定されている。回転機構337は、円板331を出力軸337a回りに回転させる。
図7に示すように、円板331が回転機構337によって回転させられている状態において、円板331上に設けられた円環状の蛍光体層333の一部に励起光が照射され、波長変換素子330から蛍光が射出される。波長変換素子330における励起光が照射される部分を波長変換部339とする。波長変換部339の断面形状は、図8(B)に示すように、第1実施形態の波長変換素子30の断面形状と同様である。
本実施形態によれば、回転機構337によって回転させられる円板331上に円環状に蛍光体層333が設けられているため、円板331が回転することで蛍光体層333における励起光が照射される位置が移動し、蛍光体層333における発熱箇所が分散する。これにより、蛍光体層333の温度が過度に上昇することを抑制できる。
なお、上記説明においては、波長変換部339の断面形状を第1実施形態の波長変換素子30の断面形状と同様としたが、これに限られない。本実施形態においては、波長変換部の断面形状は、第2実施形態または第3実施形態の波長変換素子の断面形状と同様としてもよい。
また、上記の実施形態においては、光変調装置として3つの液晶パネル70R、液晶パネル70G、および液晶パネル70Bを採用したが、これに限られず、例えば、光変調装置として1つの液晶パネルでカラー画像を表示する液晶パネルを採用してもよい。
また、上記の実施形態においては、赤色光と緑色光とを生成する蛍光体層を用いていたが、これに限られない。例えば、赤色光と緑色光とのうちいずれかを生成する蛍光体層を用いてもよい。また、白色光を生成する蛍光体層を用いてもよい。
また、上記の実施形態においては、光変調装置として透過型の光変調装置である液晶パネル70R、液晶パネル70G、および液晶パネル70Bを採用したが、これに限られず、光変調装置として、例えば、反射型の光変調装置や、マイクロミラー型の光変調装置等、他の方式の光変調装置を採用できる。なお、マイクロミラー型の光変調装置としては、例えば、DMD(Digital Micromirror Device)を採用できる。
また、上記の実施形態においては、本発明の光源装置をプロジェクターに適用した例について説明したが、これに限られない。本発明の光源装置は、照明器具や、自動車の前照灯、光ディスク装置などにも適用できる。
31…基板、33a,233a,333a…上面、33,233,333…蛍光体層、33b,233b,333b,333d…側面(蛍光体層の側面)、33c,233c,333c…底面、34,134,234…反射部、34,134,234…反射部(反射部材)、34a,234a…側面(反射部材の側面)、35,335…接着部(接着剤)、40,140,240,340,341…空隙、41…接着材料、70B,70G,70R…液晶パネル(光変調装置)、73…投写光学系、80,380…光源装置、90…モールド、134a,314a…凹面、331…円板(基板)、334…内側反射部(反射部材)、337…回転機構、338…外側反射部(反射部材)、1000,2000…プロジェクター、Lf…蛍光、W12,W22,W32…厚さ
Claims (10)
- 側面と、底面と、当該底面に対向する上面とを有する蛍光体層と、
前記蛍光体層の前記側面と対向する反射部材と、
前記蛍光体層の前記底面側に設けられた基板と、
光反射性を有するとともに、前記蛍光体層と前記基板とを接着する接着剤と、
を備え、
前記反射部材と前記接着剤とは、一体構造で構成されていることを特徴とする光源装置。 - 前記反射部材の前記蛍光体層とは反対側に、前記反射部材を支持する支持部を備える、請求項1に記載の光源装置。
- 前記反射部材は、前記蛍光体層の前記側面と対向する側面を有し、
前記蛍光体層の前記側面と前記反射部材の前記側面との間には空隙が設けられている、請求項1または2に記載の光源装置。 - 前記反射部材の前記側面は、前記基板から離れるに従って前記空隙の厚さが大きくなるような傾斜部を有する、請求項3に記載の光源装置。
- 前記反射部材の前記側面は、前記基板から離れるに従って前記空隙の厚さが大きくなり、かつ、前記蛍光体層と反対側に凹となる凹面である、請求項3に記載の光源装置。
- 前記基板を回転させる回転機構を備える、請求項1から5のいずれか一項に記載の光源装置。
- 前記蛍光体層は透明である、請求項1から6のいずれか一項に記載の光源装置。
- 前記蛍光体層から射出される光は、前記蛍光体層で生成された蛍光からなる、請求項7に記載の光源装置。
- 照明光を射出する光源装置と、
前記照明光を画像情報に応じて変調して画像光を形成する光変調装置と、
前記画像光を投写する投写光学系と、を備え、
前記光源装置として、請求項1から8のいずれか一項に記載の光源装置を用いることを特徴とするプロジェクター。 - 側面と、底面と、当該底面に対向する上面とを有する蛍光体層と、前記蛍光体層の前記側面と対向する反射部材と、前記蛍光体層の前記底面側に設けられた基板と、を備える光源装置の製造方法であって、
前記基板上に光反射性を有する未硬化の接着材料を塗布する工程と、
前記未硬化の接着材料に前記蛍光体層を押し付ける工程と、
前記未硬化の接着材料にモールドを押し付けて前記反射部材の形状を転写する工程と、
前記未硬化の接着材料を硬化させる工程と、
を有することを特徴とする光源装置の製造方法。
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