JP2012093454A - 光源装置及びプロジェクター - Google Patents
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Abstract
【解決手段】励起光LBを射出する光源と、励起光LBによって励起され、励起光LBとは異なる可視光領域の蛍光を発する蛍光体層52と、励起光LBを蛍光体層52に集光する集光手段と、を有し、蛍光体層52における励起光LBの入射面は、入射する励起光LBの光線束の中心軸に対して傾斜した傾斜面53aを有している。
【選択図】図6
Description
この構成によれば、蛍光体層の入射面に傾斜面が形成されていることにより、励起光が照射される位置における励起光の照射面積が拡大されるため、励起光が照射される位置における励起光の光密度が低下する。したがって、このような蛍光体層を有する光源装置では、光照射による加熱や光飽和現象による発光効率の低下を抑制することができる。なお、本発明における「傾斜面」とは、製造時に意図せず形成されてしまう表面プロファイルによる傾斜を除くものである。
この構成によれば、励起光の照射面積をより拡大することができ、励起光が照射される位置における励起光の光密度を一層低下させることができる。また、蛍光体層の表面に複数の凹部を形成すると、隣合う凹部間が「畝」状に連なり凸条部を形成することとなる。凸条部は、単なる凸部(例えば錘状)と異なり、先端に熱が籠もりにくく、加熱による変換効率の低下を生じにくい。そのため、発光効率の低下を抑制した光源装置とすることができる。
この構成によれば、蛍光体層において隣り合う凹部間の凸条部内にも蛍光体粒子が分散する。そのため、凹部の傾斜面で屈折し光密度が低下した励起光が、低下した光密度のまま蛍光体粒子に照射される。したがって、良好に光飽和現象による発光効率の低下を抑制することができる光源装置とすることが可能となる。
この構成によれば、励起光が必ず傾斜面に照射されることとなり、確実に発光効率の低下を抑制することが可能となる。
この構成によれば、凹部間の凸条部で励起光が遮られにくくなり、凹部の底にまで励起光が届きやすくなるため、凸条部の先端に励起光が集中することなく、凹部全体で発光をさせることができる。そのため、効果的に発光効率の低下を抑制することが可能となる。
この構成によれば、励起光の照射点が一点に固定されないため、励起光の照射により蛍光体層において発生する熱を周方向に沿った広い領域において放散させることができ、加熱による発光効率の低下を抑制することができる。
この構成によれば、励起光のスポット位置と凹部とが相対的に固定されていると、励起光を無駄なく凹部内に照射することができるため、励起光の光密度を低下させ、発光効率の低下を抑制することが可能な光源装置とすることができる。例えば、励起光のスポット形状が円形である場合、逆円錐状の凹部とするとよい。
この構成によれば、励起光の光量を大きくすることで、大きな光量の蛍光を取り出すことが可能となる。
この構成によれば、上述の光源装置を有するため、光飽和現象の発生が抑制されることにより光量が安定し、明るさムラが抑制されて高品質な画像表示が可能なプロジェクターを提供することができる。
以下、図1〜図12を参照しながら、本発明の第1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。
本実施形態のプロジェクターPJでは、以上のようにして画像表示を行う。
以下、これらについて詳しく説明する。
まず、本実施形態の発光素子50Aでは、凹部53のピッチ(L1:100μm)は、蛍光体粒子55の平均粒径(10μm)よりも十分大きいものとなっている。両者がこのような関係にあると、図10(a)に示すように、隣り合う凹部53の間に形成される凸条部53bの内部に入り込む蛍光体粒子55xが生じるため、蛍光体粒子55に光が均等に分配され、光密度が低減された状態で蛍光体粒子を照射することができる。
図11は、蛍光体層52表面に形成される凹部53の斜面53aの角度に対する、励起光の光密度(図11(a))や、蛍光の発光効率(図11(b))の関係を示すグラフである。ここでは、蛍光体層52の基材56を形成する樹脂の屈折率を、1.42であることとして算出している。また、「斜面の角度」は、蛍光体層52の表面に凹部がない場合を0度とし、蛍光体層52に形成される斜面53aの仰角を採用している。
図12は、蛍光体層52に入射する励起光LBの入射角度を異ならせた場合の、斜面53aにおける発熱状態を説明する説明図である。
図13は、本発明の第2実施形態に係る光源装置に用いられる発光素子50Bの概略斜視図である。本実施形態の発光素子50Bは、第1実施形態の光源装置が備える発光素子50A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。
図14は、本発明の第3実施形態に係る光源装置に用いられる発光素子50Cの概略断面図である。本実施形態の発光素子50Cは、第1実施形態の光源装置が備える発光素子50A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。
Claims (12)
- 励起光を射出する光源と、
前記励起光によって励起されて蛍光を発する蛍光体層と、
前記励起光を前記蛍光体層に集光する集光手段と、を有し、
前記蛍光体層における前記励起光の入射面は、入射する前記励起光の光線束の中心軸に対して傾斜した傾斜面を有していることを特徴とする光源装置。 - 前記蛍光体層の表面には、前記蛍光体層の深さ方向に開口面積が漸次減少する凹部が形成され、前記凹部の内壁によって前記傾斜面が形成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。
- 前記蛍光体層は基板上に形成されており、前記基板の前記蛍光体層が形成された面には、前記基板の深さ方向に開口面積が漸次減少する凹部が形成され、前記凹部の内壁に沿って前記蛍光体層が形成されることによって、前記蛍光体層の表面に前記傾斜面が形成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。
- 前記蛍光体層の表面には、複数の前記凹部が形成されていることを特徴とする請求項2または3に記載の光源装置。
- 前記複数の凹部は、前記蛍光体層に含まれる蛍光体粒子の平均粒径よりも大きい間隔で2次元方向に周期的に形成されていることを特徴とする請求項4に記載の光源装置。
- 前記複数の凹部は、前記蛍光体層の前記入射面側から見て、互いに隙間無く配置されていることを特徴とする請求項5に記載の光源装置。
- 前記蛍光体層は、回転基板上に、前記回転基板の回転方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項2から6のいずれか1項に記載の光源装置。
- 前記凹部は、平面視形状が、照射される前記励起光のスポット形状と相似形であり、平面視面積が、前記スポットの面積と同等以上であることを特徴とする請求項2または3に記載の光源装置。
- 前記傾斜面の傾斜は、一定の傾きを有していることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の光源装置。
- 前記傾斜面の仰角と、前記集光手段の集光角と、の和が90度未満であることを特徴とする請求項9に記載の光源装置。
- 前記光源は、複数のレーザー光源が配列したレーザー光源アレイであることを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の光源装置。
- 請求項1から11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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