JP2017026663A - 光源装置、照明装置、およびプロジェクター - Google Patents

Abstract

【課題】複数の発光素子の発熱による劣化を抑え、高輝度の光を射出する光源装置を提供する。【解決手段】光源装置は、各々が第１の方向Ｄ１に光を射出する第１の発光素子８１および第２の発光素子８２を含む複数の発光素子８と、第１の方向Ｄ１に対して傾斜した第２の方向Ｄ２に延在しているベース部７１を有する基材７と、を備え、複数の発光素子８は、ベース部７１の一方側に、第２の方向Ｄ２に沿って配置されている。【選択図】図２

Description

本発明は、光源装置、照明装置、およびプロジェクターに関する。

従来、半導体レーザー等の発光素子を用いた光源装置が提案されている。また、プロジェクター等の光源装置として高輝度化の要求に応えるため、複数の半導体レーザーを備えた光源装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の光源装置は、複数の半導体レーザー装置と、保持部材とを備える。
各半導体レーザー装置は、半導体レーザー素子と、半導体レーザー素子が載置された載置体と、載置体を一方側に偏在させた基体と、半導体レーザー素子と電気的に接続され、基体の他方側に偏在して基体から突出する一対の端子を有している。保持部材は、少なくとも一対の列状に配列された孔と、孔が配列され、他面側における少なくとも一対の凹部によって形成される薄膜部と、薄膜部に隣接する厚膜部と、を有している。そして、半導体レーザー装置は、一面側に載置され、かつ厚膜部に載置体がそれぞれ配置され、他面側から孔を通して一対の端子が露出して配置される。

特開２０１５−３８９５８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、半導体レーザー素子の配設密度を高めることが難しい、すなわち光源装置を小型化することが難しいという課題がある。また、仮に何らかの手段により半導体レーザー素子の配設密度を高めることができたとしても、発熱部が高い密度で配設されることとなり、光源装置の温度が上昇し易いという課題がある。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例に係る光源装置は、各々が第１の方向に光を射出する第１の発光素子および第２の発光素子を含む複数の発光素子と、前記第１の方向に対して傾斜した第２の方向に延在しているベース部を有する基材と、を備え、前記複数の発光素子は、前記ベース部の一方側に、前記第２の方向に沿って配置されていることを特徴とする。

この構成によれば、光源装置は、複数の発光素子を備えているので、高輝度の光を射出することができる。
また、複数の発光素子は、上述した基材に配置されているので、複数の発光素子の配置密度を、複数の発光素子から射出された複数の光ビームの、第１の方向に垂直な断面における密度よりも低くすることができる。よって、複数の発光素子が発する熱を、基材を介して効率良く排出することができるので、温度上昇が低減され、長寿命化が図られた光源装置を提供することができる。

［適用例２］上記適用例に係る光源装置において、前記基材は、前記ベース部の前記一方側から突出している第１の凸部と第２の凸部とを含む複数の凸部を有し、前記第１の発光素子は、前記第１の凸部に設けられ、前記第２の発光素子は、前記第２の凸部に設けられていることが好ましい。

この構成によれば、複数の発光素子がベース部の一方側に、第２の方向に沿って配置され、各発光素子が第１の方向に光を射出する構成を容易に実現させることができる。

［適用例３］上記適用例に係る光源装置において、前記第１の発光素子が発する光を平行化する平行化レンズをさらに備えることが好ましい。

この構成によれば、第１の発光素子が発する光を有効に利用することができる。

［適用例４］上記適用例に係る光源装置において、前記基材は、前記ベース部の前記一方側から突出し、前記平行化レンズの前記ベース部側への移動を規制する規制部をさらに有することが好ましい。

この構成によれば、第１の方向に直交する方向のうちの一方向において、平行化レンズを容易に所定の位置に配置できるので、光源装置製造の簡素化が可能となる。

［適用例５］上記適用例に係る光源装置において、前記ベース部の他方側に設けられ、前記ベース部の熱を受熱する受熱部をさらに備えることが好ましい。

この構成によれば、光源装置は、複数の発光素子で発生し、ベース部に伝わった熱を効率良く放熱させることができる。よって、温度上昇をさらに低減し、劣化を抑えた光源装置の提供が可能となる。また、複数の発光素子をより高密度に配置することが可能となる。さらに、より高輝度の光を射出する発光素子を搭載した光源装置の提供が可能となる。

［適用例６］上記適用例に係る光源装置において、前記ベース部は、前記受熱部が配置された放熱面を有し、前記放熱面は、前記第２の方向と平行であることが好ましい。

この構成によれば、第２の方向に沿って配置される複数の発光素子は、各々が放熱面に対して略同じ距離に位置することとなる。これによって、各発光素子から受熱部への熱の伝わり方が略同等になるので、各発光素子の温度上昇を小さいバラツキで低減することが可能となる。

［適用例７］上記適用例に係る光源装置において、前記基材は、基材本体、および前記基材本体と前記第１の発光素子との間に配置された温度緩衝部材、を有し、前記温度緩衝部材は、前記発光素子の熱膨張係数と前記基材本体の熱膨張係数との間の熱膨張係数を有していることが好ましい。

この構成によれば、熱伝導率が高い、すなわち、放熱性が良好な部材で基材本体を形成しても、発熱によって生じる形状変化による発光素子と基材本体との間の応力を、温度緩衝部材によって緩和することができる。よって、発光素子の基材への安定した配置が可能となる。

［適用例８］本適用例に係る照明装置は、上記に記載の光源装置と、前記光源装置から射出された光によって励起され、可視光を発する蛍光体と、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、照明装置は、上述した光源装置を備えるので、長期に亘って照明対象を高輝度で照明することや、小型化が可能となる。

［適用例９］本適用例に係るプロジェクターは、上記に記載の光源装置と、前記光源装置から射出された光を変調する光変調装置と、前記光変調装置で変調された光を投写する投写光学装置と、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、プロジェクターは、上述した光源装置を備えるので、明るい画像を安定して投写することや、小型化が可能となる。

［適用例１０］本適用例に係るプロジェクターは、上記に記載の照明装置と、前記照明装置から射出された光を変調する光変調装置と、前記光変調装置で変調された光を投写する投写光学装置と、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、プロジェクターは、上述した照明装置を備えるので、明るい画像を安定して投写することや、小型化が可能となる。

第１実施形態に係るプロジェクターの光学系を示す模式図。 第１実施形態の光源装置を模式的に示す側面図。 第２実施形態の光源装置の斜視図。 第２実施形態の光源装置の側面図。 第２実施形態の光源装置を第１の方向に沿う方向から見た平面図。 図４におけるＡ部の拡大図。 第３実施形態の光源装置を模式的に示す側面図。 第４実施形態の光源装置、および光源装置に接続された冷却装置の構成を示す図。 第５実施形態の光源装置を模式的に示す側面図。 変形例の光学装置を示す模式図。

（第１実施形態）
以下、本実施形態に係る光源装置、照明装置、およびプロジェクターについて、図面を参照して説明する。なお、以下に示す各図においては、各構成要素を図面上で認識され得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際のものとは適宜異ならせてある。

〔プロジェクターの主な構成〕
図１は、本実施形態に係るプロジェクター１の光学系を示す模式図である。
プロジェクター１の光学系は、図１に示すように、照明装置１００、色分離光学系２００、光変調装置としての液晶ライトバルブ４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ、色合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズム５００、および投写光学装置６００を備える。なお、図示は省略するが、プロジェクター１は、上述した光学系に加え、プロジェクター１の動作を制御する制御部、照明装置１００や制御部に電力を供給する電源装置、液晶ライトバルブ４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂや電源装置を冷却する冷却装置、およびこれらの装置を内部に収納する外装筐体を備えている。

照明装置１００は、光源装置１０、集光光学系２０、蛍光体４２を有する波長変換素子４０、コリメート光学系６０、レンズアレイ１２０，１３０、偏光変換素子１４０、および重畳レンズ１５０を備えている。
光源装置１０は後で詳細に説明するが、基材７、基材７に配置された複数の発光素子８、および各発光素子８の光射出側に配置された複数の平行化レンズ９を備える。
本実施形態の発光素子８は、半導体レーザーであり、蛍光体４２を励起させる光（例えば、青色光）を射出する。平行化レンズ９は、発光素子８から射出された光を平行化する。
集光光学系２０は、光源装置１０から射出された光を集光する。

波長変換素子４０は、円板４１、円板４１上の円周方向に設けられた蛍光体４２、および円板４１を回転させるモーター４３を備える。
円板４１は、発光素子８から射出された光を透過する部材、例えば、石英ガラス、水晶や、サファイア等により形成されている。
蛍光体４２は、円板４１の集光光学系２０とは反対側に設けられ、集光光学系２０により集光された光の焦点位置と重なるように配置されている。蛍光体４２は、光源装置１０から射出された光（青色光）の一部を透過させるとともに、残部を吸収し可視光（本実施形態では黄色光）を発する。蛍光体４２から射出される光は、青色光と黄色光とが合成された白色光を成している。

コリメート光学系６０は、蛍光体４２から発せられる光の広がりを抑える第１レンズ６２と、第１レンズ６２から入射される光を平行化する第２レンズ６４とを備え、全体として蛍光体４２から射出された光を平行化する。

レンズアレイ１２０は、小レンズがマトリクス状に配列された構成を有しており、コリメート光学系６０から射出された光を複数の部分光に分割する。レンズアレイ１３０は、レンズアレイ１２０と略同様の構成を有しており、重畳レンズ１５０とともに、複数の部分光を液晶ライトバルブ４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの表面に略重畳させる。偏光変換素子１４０は、レンズアレイ１３０から射出された非偏光を液晶ライトバルブ４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂで利用可能な直線偏光に変換する。

色分離光学系２００は、ダイクロイックミラー２１０，２２０、ミラー２３０，２４０，２５０、フィールドレンズ３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂ、リレーレンズ２６０，２７０を備える。
ダイクロイックミラー２１０は、照明装置１００から射出された光Ｌのうち、緑色光（Ｇ光）および青色光（Ｂ光）を反射し、赤色光（Ｒ光）を透過させる。ダイクロイックミラー２２０は、ダイクロイックミラー２１０で反射した光のうちのＧ光を反射し、Ｂ光を透過させる。

ダイクロイックミラー２１０を透過したＲ光は、ミラー２３０で反射してフィールドレンズ３００Ｒにて平行化された後、液晶ライトバルブ４００Ｒに入射する。ダイクロイックミラー２１０で反射したＧ光は、フィールドレンズ３００Ｇにて平行化された後に、液晶ライトバルブ４００Ｇに入射する。ダイクロイックミラー２２０を透過したＢ光は、リレーレンズ２６０を通りミラー２４０で反射した後、リレーレンズ２７０を通りミラー２５０で反射してフィールドレンズ３００Ｂに入射する。フィールドレンズ３００Ｂに入射したＢ光は、平行化された後に、液晶ライトバルブ４００Ｂに入射する。

液晶ライトバルブ４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、例えば透過型液晶ライトバルブであり、図示しないケーブルを介して制御部に接続されている。液晶ライトバルブ４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、供給された画像信号に基づいて、色分離光学系２００から射出された各色光を変調し、各色の画像光を形成する。

クロスダイクロイックプリズム５００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界面には、２つの誘電体多層膜が形成されている。クロスダイクロイックプリズム５００は、液晶ライトバルブ４００Ｒ，４００Ｂそれぞれにて変調されたＲ光およびＢ光を反射し、液晶ライトバルブ４００Ｇにて変調されたＧ光を透過して、３色の画像光を合成する。
投写光学装置６００は、複数のレンズ（図示省略）を有して構成され、クロスダイクロイックプリズム５００にて合成された光を投写面ＳＣＲ上に拡大投写する。

〔光源装置の構成〕
ここで、光源装置１０について詳細に説明する。
図２は、光源装置１０を模式的に示す側面図である。
光源装置１０は、前述したように、基材７、複数の発光素子８、および複数の平行化レンズ９を備えている。図２に示すように、複数の発光素子８各々は、第１の方向Ｄ１に光を射出するように配置される。

基材７は、銅やコバール等の材料で形成されており、ベース部７１、およびベース部７１の一方側から突出する第１の凸部７２１と第２の凸部７２２とを含む複数の凸部７２を有している。
ベース部７１は、第１の方向Ｄ１に対して傾斜した第２の方向Ｄ２に延在しており、一方側に第１面７１Ａを有し、第１面７１Ａとは反対側となる他方側に第２面７１Ｂを有している。ベース部７１は、全体として第２の方向Ｄ２に延在する形状であれば、第１面７１Ａおよび第２面７１Ｂが第２の方向Ｄ２に平行な形状（第２の方向Ｄ２に直交する方向の厚みが均一な形状）はもとより、一端側の厚みと、他端側の厚みとが異なる楔状でもよい。また、第１面７１Ａあるいは第２面７１Ｂに凹凸を有してもよい。

複数の凸部７２は、図２に示すように、ベース部７１の一方側である第１面７１Ａから突出しており、第２の方向Ｄ２に沿って設けられている。各凸部７２は、側面視三角形状に形成され、第１の方向Ｄ１に平行で発光素子８が配置される配置面７２ａを備えている。また、図示は省略するが、各凸部７２は、第１面７１Ａに平行で、第２の方向Ｄ２に直交する第３の方向に延在しており、各配置面７２ａに複数の発光素子８が配置可能である。

複数の発光素子８は、第１の発光素子８１と、第２の発光素子８２とを含んでいる。複数の発光素子８の中では、第１の発光素子８１と、第２の発光素子８２とは、第２の方向Ｄ２に互いに隣り合っている。第１の発光素子８１は、第１の凸部７２１の配置面７２ａに複数設けられ、第２の発光素子８２は、第２の凸部７２２の配置面７２ａに複数設けられている。このように、複数の発光素子８は、ベース部７１の第１面７１Ａ側に、第２の方向および第３の方向に沿ってマトリクス状に配置されている。

複数の平行化レンズ９は、複数の発光素子８に個別に対応して設けられ、第１の発光素子８１の光射出側に配置された第１の平行化レンズ９１と、第２の発光素子８２の光射出側に配置された第２の平行化レンズ９２とを含んでいる。このように、複数の平行化レンズ９は、複数の発光素子８と同様に、第２の方向および第３の方向に沿ってマトリクス状に配置されている。そして、一つの平行化レンズ９は、対応している発光素子８から射出された光を平行化する。また、図示は省略するが、複数の平行化レンズ９のうち、第３の方向に互いに隣り合っている複数の平行化レンズ９は、隣り合う平行化レンズ９同士が接合されてレンズアレイとして構成されている。

ここで、第２の方向Ｄ２が第１の方向Ｄ１に対して傾斜しているとは、第１の方向Ｄ１と第２の方向Ｄ２のなす角度（傾斜角θ（図２参照））が０°より大きく、９０°より小さいことを意味する。

図２に示したように、第２の方向Ｄ２における第１の発光素子８１と第２の発光素子８２との間隔を７Ｍとし、第１の方向Ｄ１と垂直な方向における、第１の発光素子８１から射出された光ビームの主光線と第２の発光素子８２から射出された光ビームの主光線との間隔を８Ｍとする。傾斜角θを９０°よりも小さくすることにより、間隔８Ｍを間隔７Ｍよりも小さくすることができる。すなわち、ベース部７１上での複数の発光素子８の配置密度ρ２を、複数の発光素子８から射出された複数の光ビームの、第１の方向Ｄ１に垂直な断面における密度ρ１よりも低くすることができる。これにより、複数の発光素子８が発した熱を、基材７を介して効率良く排出することができる。

傾斜角θが小さい方が密度ρ１と配置密度ρ２の差が大きく、傾斜角θは４５°以下が好ましい。しかし、傾斜角θが小さすぎると、第２の発光素子８２から射出された光が、第１の発光素子８１に対応している第１の平行化レンズ９１と干渉してしまう。そのため、当該干渉が起こらないように傾斜角を設定する必要がある。

以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）光源装置１０は、複数の発光素子８を備えているので、高輝度の光を射出することができる。
また、光源装置１０は、複数の発光素子８から射出された複数の光ビームの密度よりも複数の発光素子８、すなわち発熱部の配置密度の方が低いので、複数の発光素子８が発する熱を、基材７を介して効率良く放熱させることができる。よって、温度上昇が低減され、長寿命化が図られた光源装置１０を提供することができる。

（２）光源装置１０は、温度上昇が低減されるので、複数の発光素子８を配置する密度を高めることができる。よって、光源装置１０の小型化が可能となる。

（３）基材７の一方側には、各々が配置面７２ａを有する複数の凸部７２が設けられているので、複数の発光素子８が第２の方向Ｄ２に沿って配置され、各発光素子８が第１の方向Ｄ１に光を射出する構成を容易に実現させることができる。

（４）光源装置１０は、複数の発光素子８に個別に対応する複数の平行化レンズ９を備えているので、各発光素子８が発する光を有効に利用して集光光学系２０に射出することができる。

（５）照明装置１００は、光源装置１０を備えるので、長期に亘って液晶ライトバルブ４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂを高輝度で照明することや、小型化が可能となる。

（６）プロジェクター１は、光源装置１０を備えるので、明るい画像を安定して投写することや、小型化が可能となる。

（第２実施形態）
以下、第２実施形態に係る光源装置について、図面を参照して説明する。以下の説明では、第１実施形態と同様の構成要素には、同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図３は、本実施形態の光源装置１１０の斜視図である。図４は、本実施形態の光源装置１１０の側面図である。図５は、本実施形態の光源装置１１０を第１の方向Ｄ１に沿う方向から見た平面図である。
本実施形態の光源装置１１０は、図３、図４に示すように、第１実施形態の基材７とは異なる基材１７を備えている。

基材１７は、図３、図４に示すように、基材本体１７Ｘおよび複数の温度緩衝部材１７Ｙを備えている。
基材本体１７Ｘは、第１実施形態のベース部７１と同様なベース部１７１および複数の凸部７２と同様な複数の凸部１７２を備え、第１実施形態の基材７が有していない複数の規制部１７３を有している。

ベース部１７１は、第１の方向Ｄ１に対して傾斜する第２の方向Ｄ２に延在しており、第１面１７１Ａ、および第２面１７１Ｂを有している。
複数の凸部１７２は、第１の凸部１７２１と第２の凸部１７２２とを含んでおり、ベース部１７１の第１面１７１Ａ側に第２の方向Ｄ２に沿って設けられている。各凸部１７２は、図３に示すように、第１面１７１Ａに平行で、第２の方向Ｄ２に直交する第３の方向Ｄ３に延在している。
図６は、図４におけるＡ部の拡大図である。
凸部１７２は、図６に示すように、第１の方向Ｄ１に平行な配置面１７２ａを有している。

複数の規制部１７３は、図３、図４に示すように、凸部１７２と同様に、第１面１７１Ａから突出し、第２の方向Ｄ２に沿って凸部１７２と交互に形成されている。各規制部１７３は、凸部１７２と同様に、第３の方向Ｄ３に延在しており、第１の方向Ｄ１に沿う端面１７３ａを有している。各端面１７３ａは、各平行化レンズ９のベース部１７１側への移動を規制するように設定されている。

温度緩衝部材１７Ｙは、基材本体１７Ｘと発光素子８との間に配置されている。具体的には、温度緩衝部材１７Ｙは、配置面１７２ａと発光素子８との間に配置されている。温度緩衝部材１７Ｙは、発光素子８の熱膨張係数と凸部１７２の熱膨張係数との間の熱膨張係数を有する。温度緩衝部材１７Ｙとしては、例えば、熱膨張係数が約３．１７×１０^-6／Ｋの発光素子８、銅（熱膨張係数が約１６．６×１０^-6／Ｋ）製の凸部１７２を用いた場合、窒化アルミ（熱膨張係数が約４．６×１０^-6／Ｋ）等を用いることができる。

図３に示すように、一つの凸部１７２の配置面１７２ａには、複数の温度緩衝部材１７Ｙが設けられている。なお、基材１７は、基材本体１７Ｘが少なくともベース部１７１の他方側（第２面１７１Ｂ側）を形成し、温度緩衝部材１７Ｙが配置面１７２ａと複数の発光素子８との間に配置されていれば良い。例えば、一つの配置面１７２ａに設けられている複数の温度緩衝部材１７Ｙは、一体に形成されていてもよい。

各発光素子８は、図６に示すように、温度緩衝部材１７Ｙ上に配置され、複数の発光素子８は、第２の方向Ｄ２および第３の方向に沿ってマトリクス状に配置されている。

複数の平行化レンズ９は、複数の発光素子８に個別に対応して設けられ、図５に示すように、マトリクス状に配置されている。
第３の方向Ｄ３に沿って複数配置され、互いに隣り合う平行化レンズ同士が接合されたレンズアレイは、図６に示すように、端面１７３ａによってベース部１７１側への移動が規制されるように、端面１７３ａ上に配置されている。

以上説明したように、本実施形態の光源装置１１０によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）ベース部１７１には、平行化レンズ９のベース部１７１側への移動を規制する規制部１７３が設けられている。これによって、第１の方向Ｄ１に直交する方向のうちの一方向において、平行化レンズ９を容易に所定の位置に配置できるので、光源装置１１０製造の簡素化が可能となる。

（２）基材１７は、基材本体１７Ｘ、および基材本体１７Ｘと発光素子８との間に配置された温度緩衝部材１７Ｙを有する。温度緩衝部材１７Ｙは、発光素子８の熱膨張係数と凸部１７２の熱膨張係数との間の熱膨張係数を有している。これによって、熱伝導率が高い、すなわち、放熱性が良好な部材で基材本体１７Ｘを形成しても、発熱によって生じる形状変化による発光素子８と凸部１７２との間の応力を緩和することができる。よって、発光素子８の基材１７への安定した配置が可能となる。

（第３実施形態）
以下、第３実施形態に係る光源装置について、図面を参照して説明する。以下の説明では、第１実施形態と同様の構成要素には、同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図７は、本実施形態の光源装置３１０を模式的に示す側面図である。
本実施形態の光源装置３１０は、図７に示すように、第１実施形態の光源装置１０には備えられていない受熱部としてのヒートシンク３を備えている。

ヒートシンク３は、例えば、アルミニウム等の材料で形成され、ベース部７１の凸部７２が設けられた一方側（第１面７１Ａ）とは反対側となる他方側（第２面７１Ｂ）に配置され、ベース部７１の熱を受熱する。ヒートシンク３は、平面視矩形状のベース板３１、および複数のフィン部３２を有し、ベース板３１が放熱面としての第２面７１Ｂに接するように取り付けられている。なお、第２面７１Ｂとベース板３１との間に熱伝導性が良好なグリス等を介在させてもよい。
複数のフィン部３２は、ベース板３１からベース部７１とは反対側に立設している。
ヒートシンク３は、複数の発光素子８からベース部７１に伝わった熱を受熱して放熱する。

また、ベース部７１は、第１面７１Ａおよび第２面７１Ｂが第２の方向Ｄ２に平行となるように形成されることが好ましい。これによって、各発光素子８からヒートシンク３への熱の伝わり方が略同等になるので、各発光素子８は、小さなバラツキで温度上昇が低減される。

ここで、ヒートシンク３を備えた光源装置３１０において、発光素子８の発光に伴う温度シミュレーション結果の一例を、ベース部７１が傾斜していない本実施形態の構成とは異なる構成（傾斜角θが９０°、図示省略）の光源装置Ｘと比較して説明する。
シミュレーションで用いた光源装置３１０，Ｘでは、発熱量８．５Ｗの複数の発光素子８が第１の方向Ｄ１から見て５個×５個のマトリクス状に配置されている。また、第１の方向Ｄ１と垂直な断面において、複数の発光素子８から射出された複数の光ビーム各々の主光線は、１００ｍｍ²の矩形の領域に分布している。また、ベース部７１は、第１面７１Ａおよび第２面７１Ｂが第２の方向Ｄ２に平行となるように形成されている。

シミュレーション結果では、環境温度２５度において、光源装置Ｘの温度Ｔｘは、約１５０°Ｃとなった。
一方、本実施形態の光源装置３１０の温度Ｔａは、環境温度２５度において、傾斜角θが約２７°の場合、約１１８°Ｃとなり、傾斜角θが約１８°の場合、約１１４°Ｃとなった。すなわち、光源装置Ｘに対する光源装置３１０の温度低減率ΔＴ（＝（１−（Ｔａ−２５）／（Ｔｘ−２５））×１００）は、傾斜角θが約２７°の場合、約２５％、傾斜角θが約１８°の場合、約３０％となる。なお、プロジェクター１がヒートシンク３に空気を送風する送風ファンを備える構成とすれば、放熱効果はより顕著なものとなるため、さらに光源装置３１０の温度を低減することができる。

以上説明したように、本実施形態の光源装置３１０によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）光源装置３１０は、ベース部７１の複数の発光素子８が配置された側とは反対側にヒートシンク３が配置されているので、複数の発光素子８で発生し、ベース部７１に伝わった熱を効率良く放熱させることができる。よって、温度上昇をさらに低減し、劣化を抑えた光源装置３１０の提供が可能となる。また、複数の発光素子８をより高密度に配置することが可能となる。さらに、より高輝度の光を射出する発光素子８を搭載した光源装置３１０の提供が可能となる。

（２）ベース部７１の第１面７１Ａおよび第２面７１Ｂが第２の方向Ｄ２に平行となるように形成された場合には、第２の方向Ｄ２に沿って配置される複数の発光素子８は、各々が第２面７１Ｂ（放熱面）に対して略同じ距離に位置することとなる。これによって、各発光素子８からヒートシンク３への熱の伝わり方が略同等になるので、各発光素子８の温度上昇を小さいバラツキで低減することが可能となる。よって、さらに劣化を抑えた光源装置３１０の提供が可能となる。

（第４実施形態）
以下、第４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、図面を参照して説明する。以下の説明では、第１実施形態と同様の構成要素には、同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図８は、本実施形態の光源装置４１０、および光源装置４１０に接続された冷却装置５の構成を示す図である。
図８に示すように、本実施形態の光源装置４１０は、第１実施形態の光源装置１０には備えられていない受熱部としての熱交換器４１１を備え、本実施形態のプロジェクターは、この熱交換器４１１に接続される冷却装置５を備えている。

熱交換器４１１は、略直方体状の外形を有し、内部に液体が流通する複数の微細な流路（図示省略）、およびこの流路に連通する流入口、流出口（いずれも図示省略）が設けられている。熱交換器４１１内を流れる液体としては、水やプロピレングリコール等を例示することができる。熱交換器４１１は、図８に示すように、ベース部７１の第２面７１Ｂに配置され、ベース部７１の熱を内部に流れる液体に伝える。

冷却装置５は、図８に示すように、ポンプ５１、タンク５２、放熱部５３、および複数の流通管５４を備える。冷却装置５は熱交換器４１１とで液体が循環する環状の流路を形成する。
ポンプ５１は、２本の流通管５４を介してタンク５２および熱交換器４１１の流入口と接続されており、環状の流路に沿って液体を循環させる。具体的に、ポンプ５１から送られた液体は、熱交換器４１１、放熱部５３、タンク５２、ポンプ５１の順で循環する。

タンク５２は、２本の流通管５４を介してポンプ５１および放熱部５３と接続されている。タンク５２は、液体を貯留し、環状の流路にこの液体を供給する。

放熱部５３は、詳細な説明は省略するが、吸熱部、ペルチェ素子等の熱電変換素子、およびヒートシンク等を備え、２本の流通管５４を介してタンク５２および熱交換器４１１の流出口と接続されている。吸熱部は、熱交換器４１１内の液体に伝導された熱を吸熱し、熱電変換素子を介してヒートシンクに伝導させる。このようにして、発光素子８で発生した熱は放熱部５３から排出される。
このように、光源装置４１０は、熱交換器４１１を備え、液体を用いた冷却装置５によって冷却される。

以上説明したように、本実施形態の光源装置４１０によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）光源装置４１０は、液体が流通する熱交換器４１１を有しているので、さらに効率良く冷却される。これによって、さらに多くの数の発光素子８を搭載し、さらに高輝度の光を射出する光源装置４１０の提供が可能となる。

（２）冷却装置５は、熱交換器４１１との接続、および各装置（ポンプ５１、タンク５２、放熱部５３）間の接続が複数の流通管５４で行われる構成であり、配置される自由度が高い。従って、光源装置４１０近傍のスペースに限らず、プロジェクター内のスペースを有効に利用した配置が可能である。よって、小型化が可能なプロジェクターの提供が可能となる。

（第５実施形態）
以下、第５実施形態に係る光源装置について、図面を参照して説明する。以下の説明では、第１実施形態と同様の構成要素には、同一符号を付し、その詳細な説明は省略または簡略化する。
第１実施形態の光源装置１０は、発光素子８として半導体レーザーを用いているが、本実施形態の光源装置５１０は、発光素子１８としてＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いている。

図９は、本実施形態の光源装置５１０を模式的に示す側面図である。
光源装置５１０は、図９に示すように、基材３７、第１の方向Ｄ１に光を射出する複数の発光素子１８、および複数の平行化レンズ１９を備えている。

基材３７は、図９に示すように、第１の方向Ｄ１に対して傾斜した第２の方向Ｄ２に延在するベース部３７１、およびベース部３７１の一方側（第１面３７１Ａ側）から突出する第１の凸部３７２１と第２の凸部３７２２とを含む複数の凸部３７２を有している。

複数の凸部３７２は、図９に示すように、第２の方向Ｄ２に沿って設けられており、各々が側面視三角形状に形成されている。各凸部３７２は、第１の方向Ｄ１に直交し、発光素子１８が配置されている配置面３７２ａを有している。また、図示は省略するが、各凸部３７２は、第１面３７１Ａに平行で、第２の方向Ｄ２に直交する第３の方向に延在している。各々の配置面３７２ａに複数の発光素子１８が配置可能である。

複数の発光素子１８は、第１の発光素子１８１と、第２の発光素子１８２とを含んでいる。また、第１の発光素子１８１は、第１の凸部３７２１の配置面３７２ａに複数配置され、第２の発光素子１８２は、第２の凸部３７２２の配置面３７２ａに複数配置されている。このように、複数の発光素子１８は、第２の方向および第３の方向に沿ってマトリクス状に配置されている。
発光素子１８としては、蛍光体を励起させる光（例えば、青色光や紫外光等）を射出するＬＥＤや、照明対象を照明する色光（例えば、赤色光、緑色光、青色光等）を射出するＬＥＤを用いることができる。
複数の平行化レンズ１９は、複数の発光素子１８に個別に対応して設けられている。

以上説明したように、本実施形態の光源装置５１０によれば、第１実施形態の光源装置１０と同様の効果を得ることができる。

（変形例）
なお、前記実施形態は、以下のように変更してもよい。
図１０は、変形例の光源装置６１０を示す模式図である。
光源装置６１０は、図１０に示すように、基材４７、複数の発光素子８、および複数の平行化レンズ９に加えて複数のミラー６１Ｍを備えている。光源装置６１０は、発光素子８から射出された光の方向がミラー６１Ｍによって変えられるように構成されている。
基材４７は、図１０に示すように、ベース部４７１、およびベース部４７１の第１面４７１Ａから突出し、第２の方向Ｄ２に沿って設けられた複数の凸部４７２を有している。
各ミラー６１Ｍは、第１面４７１Ａ上の互いに隣り合う凸部４７２の間に設けられている。本変形例では、ミラー６１Ｍの反射面は第１面４７１Ａと平行であるが、必ずしも平行でなくてもよい。
凸部４７２には、ミラー６１Ｍが配置された側の角部に第２の方向に対して傾斜し、発光素子８が配置される配置面４７２ａが形成されている。
発光素子８は、配置面４７２ａに配置され、ミラー６１Ｍ（第１面４７１Ａ）に向かって第１の方向Ｄ１に光を射出する。すなわち、ベース部４７１は、第１の方向Ｄ１に対して傾斜した第２の方向に延在している。
平行化レンズ９は、発光素子８とミラー６１Ｍとの間に配置される。
この変形例においても、図１０に示すように、複数の発光素子８から射出された複数の光線束の密度よりも複数の発光素子８、すなわち発熱部の配置密度の方が低いので、発光素子８が発した光の方向を変えつつ、温度上昇が低減された光源装置６１０の提供が可能となる。

ベース部７１の第２面７１Ｂ側に配置される受熱部として、ヒートパイプを用いてもよい。ヒートパイプは、内部に作動液を収容し、第１の端部がベース部７１に接続され、第２の端部には例えばヒートシンクが接続される。そして、ヒートパイプは、ベース部７１の熱を第１の端部で受熱して、作動液を還流させることにより第２の端部に熱を移動させる。そして、第２の端部に移動した熱は、ヒートシンクで放熱される。

前記実施形態の光源装置１０は、青色光を射出する発光素子８を備えているが、青色光に限らず、他の波長帯の光、例えば、紫外光を発する発光素子を備えた光源装置を構成してもよい。
また、前記実施形態の照明装置１００は、黄色光を発する蛍光体４２を備えているが、黄色光に限らず他の可視光を発する蛍光体を備えた照明装置を構成してもよい。

半導体レーザーを発光素子とする第１の光源装置と、ＬＥＤを発光素子とする第２の光源装置とを備える照明装置をプロジェクター用の照明装置として構成してもよい。例えば、第１の光源装置が射出する紫外光により蛍光体を黄色光に発光させる。この黄色光をＲ光とＧ光とに分離して液晶ライトバルブ４００Ｒ，４００Ｇをそれぞれ照明し、光源装置５１０が射出するＢ光で液晶ライトバルブ４００Ｂを照明する形態が可能である。

前記実施形態のプロジェクター１は、光変調装置として透過型の液晶ライトバルブ４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂを用いているが、反射型の液晶ライトバルブを用いたものであってもよい。また、光変調装置としてマイクロミラー型の光変調装置、例えば、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）等を利用したものであってもよい。

前記実施形態の光変調装置は、Ｒ光、Ｇ光、およびＢ光に対応する３つの光変調装置を用いるいわゆる３板方式を採用しているが、これに限らず、単板方式を採用してもよく、あるいは、２つまたは４つ以上の光変調装置を備えるプロジェクターにも適用できる。

上記実施形態では本発明による光源装置を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。

１…プロジェクター、３…ヒートシンク（受熱部）、５…冷却装置、７，１７，３７，４７…基材、８，１８…発光素子、９，１９…平行化レンズ、１０，１１０，３１０，４１０，５１０，６１０…光源装置、１７Ｘ…基材本体、１７Ｙ…温度緩衝部材、７１，１７１，３７１，４７１…ベース部、７１Ａ，１７１Ａ，３７１Ａ，４７１Ａ…第１面、７１Ｂ，１７１Ｂ…第２面、７２，１７２，３７２，４７２…凸部、８１，１８１…第１の発光素子、８２，１８２…第２の発光素子、１００…照明装置、１７３…規制部、４００Ｂ，４００Ｇ，４００Ｒ…液晶ライトバルブ（光変調装置）、４１１…熱交換器（受熱部）、６００…投写光学装置、７２１，１７２１，３７２１…第１の凸部、７２２，１７２２，３７２２…第２の凸部、Ｄ１…第１の方向、Ｄ２…第２の方向、θ…傾斜角。

Claims (10)

1. 各々が第１の方向に光を射出する第１の発光素子および第２の発光素子を含む複数の発光素子と、
   前記第１の方向に対して傾斜した第２の方向に延在しているベース部を有する基材と、
   を備え、
   前記複数の発光素子は、前記ベース部の一方側に、前記第２の方向に沿って配置されていることを特徴とする光源装置。
2. 請求項１に記載の光源装置であって、
   前記基材は、前記ベース部の前記一方側から突出している第１の凸部と第２の凸部とを含む複数の凸部を有し、
   前記第１の発光素子は、前記第１の凸部に設けられ、
   前記第２の発光素子は、前記第２の凸部に設けられていることを特徴とする光源装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の光源装置であって、
   前記第１の発光素子が発する光を平行化する平行化レンズをさらに備えることを特徴とする光源装置。
4. 請求項３に記載の光源装置であって、
   前記基材は、
   前記ベース部の前記一方側から突出し、前記平行化レンズの前記ベース部側への移動を規制する規制部をさらに有することを特徴とする光源装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の光源装置であって、
   前記ベース部の他方側に設けられ、前記ベース部の熱を受熱する受熱部をさらに備えることを特徴とする光源装置。
6. 請求項５に記載の光源装置であって、
   前記ベース部は、前記受熱部が配置された放熱面を有し、
   前記放熱面は、前記第２の方向と平行であることを特徴とする光源装置。
7. 請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の光源装置であって、
   前記基材は、基材本体、および前記基材本体と前記第１の発光素子との間に配置された温度緩衝部材、を有し、
   前記温度緩衝部材は、前記発光素子の熱膨張係数と前記基材本体の熱膨張係数との間の熱膨張係数を有していることを特徴とする光源装置。
8. 請求項１〜請求項７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た光によって励起され、可視光を発する蛍光体と、
   を備えることを特徴とする照明装置。
9. 請求項１〜請求項７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た光を変調する光変調装置と、
   前記光変調装置で変調された光を投写する投写光学装置と、
   を備えることを特徴とするプロジェクター。
10. 請求項８に記載の照明装置と、
    前記照明装置から射出された光を変調する光変調装置と、
    前記光変調装置で変調された光を投写する投写光学装置と、
    を備えることを特徴とするプロジェクター。

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